JP2002195266A - ころ軸受 - Google Patents

ころ軸受

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JP2002195266A
JP2002195266A JP2000398189A JP2000398189A JP2002195266A JP 2002195266 A JP2002195266 A JP 2002195266A JP 2000398189 A JP2000398189 A JP 2000398189A JP 2000398189 A JP2000398189 A JP 2000398189A JP 2002195266 A JP2002195266 A JP 2002195266A
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JP
Japan
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roller
wear
surface roughness
retainer
roller bearing
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Application number
JP2000398189A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Nozaki
昌之 野崎
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JP2002195266A publication Critical patent/JP2002195266A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F16C2240/54Surface roughness

Landscapes

  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ころの表面粗さを制御することにより、保持
器に形成された銀めっき層の耐摩耗性を向上させ、潤滑
剤が供給されなくなった場合においても耐焼付き性に優
れたころ軸受を提供することである。 【解決手段】 外輪1と、内輪2と、保持器3と、ころ
4とからなり、この保持器3に銀めっきが施されたころ
軸受において、保持器3ところ4とのすべり摩擦に伴う
アブレシブ摩耗に強く影響するすべり面の表面粗さ、即
ちころ4の方の表面粗さが0.075μmRa以下とな
るように、ころ4を形成したのである。それにより、前
記銀めっき層5の摩耗の進行が著しく抑制され、実質的
に耐摩耗性が向上する。そして、潤滑系統のトラブルに
より、軸受に潤滑油が供給されなくなった状況において
も、保持器ところとに焼付きを生じず、操業に支障を来
すことを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、銀めっきが施さ
れた保持器の耐摩耗性及び耐焼付き性を向上させたころ
軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】転動体を部分的に囲み、それらとともに
動く転がり軸受の保持器は、転動体を一定間隔に保持
し、軸受の摩耗を少なくする役目をする。転動体を案内
し保持する保持器のポケットと転動体とは、軸受の回転
数や径に比例するすべり速度の摩擦が生じるため、保持
器の材料としては、焼付きに至らない耐摩耗性のよいこ
とが必要であり、その一方で、なじみ作用と加工の容易
さの点から硬さが低い方が望ましいため、通常、低炭素
鋼や黄銅などの銅合金が用いられている。
【0003】従来から、耐蝕性、潤滑性、耐摩耗性、な
どを向上させるために、前記軸受の保持器に金属めっき
による表面処理が行われており、特に、ころ軸受の保持
器では、潤滑系統のトラブルにより、軸受に潤滑油が供
給されなくなった状況下での耐焼付き性の向上を目的と
して、銀めっきによる表面処理を行うことが知られてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、保持器に銀め
っき層を形成したころ軸受では、この保持器ところとの
硬さが異なることなどにより、保持器のポケットところ
との前述のすべり摩擦に伴うアブレシブ摩耗が生じるた
め、前記ポケット面の銀めっき層が摩耗し、この銀めっ
き層が補助潤滑剤として機能しなくなるという問題が生
じる。
【0005】また、一般に、アブレシブ摩耗において
は、すべり面における表面粗さが摩耗形態への主影響因
子の一つと考えられており、前記銀めっき層の摩耗には
硬度の高いころの、特に保持器とのすべり速度の大きい
外径面の表面粗さが強く影響していると考えられるにも
かかわらず、このころの外径面の表面粗さについては、
何ら適切な管理がなされていなかった。
【0006】そこで、この発明の課題は、ころの表面粗
さを制御することにより、保持器に形成された銀めっき
層の耐摩耗性を向上させ、潤滑剤が供給されなくなった
場合においても耐焼付き性に優れたころ軸受を提供する
ことである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、この発明では以下の構成を採用したのである。
【0008】即ち、二つの軌道輪と、前記軌道輪間に回
転自在に配列された複数のころと、前記ころの保持器と
からなり、前記保持器に銀めっきを施したころ軸受けに
おいて、前記ころをその外径面の表面粗さが所定の規格
値内に納まるように管理したのである。
【0009】このように、ころの端面に比べて、保持器
との相対すべり速度が大きく、すべり接触面積の大きい
ころの外径面の表面粗さを所定の規格値内に納まるよう
に管理することにより、前述の保持器ところとのすべり
摩擦に伴うアブレシブ摩耗による保持器の銀めっき層の
摩耗を抑制することができる。
【0010】前記ころの外径面の表面粗さが0.075
μmRa以下となるようにすることが望ましい。
【0011】このようにすれば、前記アブレシブ摩耗に
よる前記銀めっき層の摩耗の進行を著しく抑制すること
ができ、実質的に銀めっき層の耐摩耗性が向上する。そ
れにより、潤滑系統のトラブルなどで、軸受に潤滑油が
供給されなくなった状況においても、保持器ところとに
焼付きを生じず、即座に操業に支障を来すことを防止で
きる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施形態を添
付の図1から図5に基づいて説明する。
【0013】図1は円筒ころ軸受の一部を示す断面図
で、この軸受は、二つの軌道輪、即ち外輪1と内輪2、
保持器3、ころ4からなり、外輪1、内輪2及びころ4
はいずれも高炭素クロム軸受鋼で形成され、保持器3は
低炭素鋼で形成されている。保持器3の表面及びポケッ
ト3aの内表面には、銀めっき層5が形成されている。
ころ4は、その外周面の表面粗さが、研削加工後のタン
ブラ仕上げによって0.075μmRa以下となるよう
に管理されている。ここで、ころの表面粗さを0.07
5μmRa以下にした根拠について、以下に記す。
【0014】図2は、前記ころの表面粗さが保持器に形
成した銀めっき層の摩耗状態に及ぼす影響を調査するた
めの摩耗試験機の概要を示したもので、ころを模擬して
高炭素クロム軸受鋼から加工された直径40mm、幅4
mmの円盤状の回転試験片6に、摩耗試験機の支持アー
ム7に取り付けられた直方体状の固定試験片8が押し付
けられる。この固定試験片8は、保持器を模擬して低炭
素鋼から加工され、その表面には実機に適用される軸受
の場合と同程度の25〜50μm程度の銀めっき層5a
が形成されている。この押し付け荷重が作用した状態で
前記回転試験片6が、およそ1000rpmの速度で回
転する。この1000rpmは、この保持器に銀めっき
層を施した軸受が適用される実機の減速機と同等範囲の
回転速度である。実機での軸受への油潤滑状態を模擬し
て、固定試験片8の下側には、給油パッド10が配置さ
れ、回転試験片6と固定試験片8とのすべり面が潤滑さ
れる。そして、一定のすべり接触時間の経過後に、図3
に模式的に示した固定試験片8の表面に生じる摩耗痕9
の幅Wを測定することにより、銀めっき層5aの摩耗状
態が評価される。図中の矢印は回転試験片6の回転方向
を示す。
【0015】図4は前記摩耗試験機を用い、前記回転試
験片6の表面粗さを、ころの外径面について、実生産レ
ベルで加工が可能なおよその下限値0.025μm近傍
から従来の加工で認められるおよその上限値0.15μ
m近傍の範囲で変化させ、回転試験片6と固定試験片8
との押し付け荷重を、前記軸受を実機の減速機に組み込
んだ場合に、ころと保持器との間に作用する負荷よりも
大きめの範囲で、図中に示したI〜III の3段階に変化
させ、1回あたりの試験時間(すべり接触時間)を10
分間として固定試験片8の表面に生じる摩耗痕Wを調査
した結果を示したものである。同図において、横軸はこ
ろに相当する回転試験片6の表面粗さを、縦軸は、前記
摩耗痕幅Wを示している。いずれの荷重の場合も、回転
試験片6の表面粗さが大きくなるほど、摩耗痕幅Wは大
きくなり、このことは、ころの表面粗さが、銀めっき層
の摩耗形態に強く影響を及ぼすことを証明している。そ
して、回転試験片6の表面を詳細に観察した結果、回転
試験片6の表面粗さがおよそ0.09μmRaを超える
場合には、図3に示した固定試験片8の摩耗痕9と非摩
耗部との境界に銀めっきの摩耗粉が凝集したと見られる
薄片の付着を伴っており、前記回転試験片6の表面粗さ
がおよそ0.09μmRa及び0.025μmRaの場
合には銀めっきの薄片の付着を伴っていないことが判明
した。このことから、前記表面粗さが一定値以下の場
合、即ち、前記の摩耗試験結果からは、0.09μmR
a以下の場合に銀めっきの薄片の付着は伴わないと判定
される。
【0016】図5は、このような摩耗試験の結果を裏付
けるため、前記軸受が適用される代表的な実機の減速機
に、ころの外径面の表面粗さを変化させ、いずれの場合
もころの端面の表面粗さは従来加工なみとした3組の円
筒ころ軸受をそれぞれ組み込み、約160時間の運転後
に、各円筒ころ軸受からころをサンプル抽出し、ころの
外径面の表面粗さと銀めっき層が形成された保持器のポ
ケット周辺における銀めっきの薄片の付着の有無を調査
した結果を示したものである。同図から、ころの前記表
面粗さがおよそ0.075μmRaを境にして、この粗
さよりも大きい範囲では銀めっき層の薄片の付着が発生
し、この粗さよりも小さい範囲では前記薄片の付着は発
生していないことが判明し、実機では、摩耗試験で確認
された結果よりも、銀めっき層の薄片の付着を発生しな
いころの外径面の表面粗さの境界値は、やや小さいこと
が確認された。これには、実機でのころと保持器とのす
べり摩擦状況が摩耗試験の場合と一致していないこと、
実機でのころと保持器との接触時間が前記回転試験片6
と固定試験片8との接触時間がと異なること、また、回
転速度や負荷状況が実機と摩耗試験とで必ずしも一致し
ていないことなどが影響していると考えられる。
【0017】このように、ころ軸受のころ4をその外径
面の表面粗さが0.075μmRa以下になるように管
理しておけば、保持器3に形成された補助的な潤滑剤の
役割を果たす銀めっき層の摩耗の進行を著しく抑制で
き、潤滑系統のトラブルにより、軸受に潤滑油が供給さ
れなくなった状況においても保持器ところとに焼付きを
生じず、操業に支障を来すことを防止できる。
【0018】なお、ころの端面については、前記のよう
に、およその上限値が0.15μmRa程度の従来の工
程能力で実現できる表面粗さでよい。また、前記ころ軸
受としては、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、球面ころ
軸受、針状ころ軸受のいずれでもよい。さらに、前記保
持器の材料としては、鋼などの鉄合金、または黄銅、り
ん青銅などの銅合金のいずれでもよい。
【0019】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、保持
器に銀めっき層を形成したころ軸受において、保持器と
ころとのすべり摩擦によるすべり面のアブレシブ摩耗を
抑制するために、すべり速度及びすべり接触面積の大き
いころの外径面の表面粗さが所定の規定値内の一定の粗
さ、即ち0.075μmRa以下になるように管理した
ので、前記銀めっき層の摩耗の進行が著しく抑制され、
実質的に銀めっき層の耐摩耗性が向上する。それによ
り、潤滑系統の故障によって軸受に潤滑油が供給されな
くなった状況においても、保持器ところとが焼付きを生
じないころ軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態の円筒ころ軸受の一部を示
す断面図
【図2】摩耗試験機の概要を示す正面図
【図3】摩耗試験において固定試験片に生じる摩耗痕の
模式図
【図4】摩耗試験における回転試験片の表面粗さが固定
試験片の摩耗痕幅に及ぼす影響を示す説明図
【図5】実機に組み込まれた円筒ころ軸受のころの表面
粗さと銀めっき層の薄片の付着状況を示す説明図
【符号の説明】
1 外輪 2 内輪 3 保持器 4 ころ 5、5a 銀めっき層 6 回転試験片 7 支持アーム 8 固定試験片 9 摩耗痕 10 給油パッド

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二つの軌道輪と、前記軌道輪間に回転自
    在に配列された複数のころと、前記ころの保持器とから
    なり、前記保持器に銀めっきを施したころ軸受けにおい
    て、前記ころをその外径面の表面粗さが所定の規格値内
    に納まるように管理したことを特徴とするころ軸受。
  2. 【請求項2】 前記ころの外径面の表面粗さが0.07
    5μmRa以下となるように管理したことを特徴とする
    請求項1に記載のころ軸受。
JP2000398189A 2000-12-27 2000-12-27 ころ軸受 Pending JP2002195266A (ja)

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