JP2002302972A

JP2002302972A - 軸受部の水素脆性防止方法、軸受部用の潤滑剤および軸受装置

Info

Publication number: JP2002302972A
Application number: JP2001107462A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Hatano; 和好波多野; Kazuo Kase; 和夫加瀬
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2001-04-05
Filing date: 2001-04-05
Publication date: 2002-10-18

Abstract

(57)【要約】【課題】軸受部の摺動面が潤滑剤から発生する水素の
影響で脆性劣化するのを防止し、耐久性、寿命を向上で
きるようにする。【解決手段】旋回用の油圧モータ１０の回転を減速機
４内の遊星歯車減速機構１４，１９によって２段階に減
速し、減速機４の出力軸２４から高トルクの回転力を取
り出す。出力軸２４のピニオン２５が噛合する旋回輪３
２の内輪３４と外輪３５との間には複数の鋼球３６を設
け、各鋼球３６の摺動面側にはグリースによる油膜を形
成する。そして、このグリース中には予め水素を吸着・
吸蔵可能な金属粉末を添加し混合しておく。出力軸２４
の回転により旋回輪３２の外輪３５が回転し、高温条件
下でグリース中の水分から水素が発生した場合に、この
水素を金属粉末で吸着し、水素が外輪３５等の結晶粒界
に浸入するのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧ショベ
ル、油圧クレーン等の旋回式建設機械に好適に用いられ
る軸受部の水素脆性防止方法、軸受部用の潤滑剤および
軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、油圧ショベル、油圧クレーン等
の建設機械は、下部側の走行体と、この走行体上に旋回
可能に搭載された上部側の旋回体とからなり、この旋回
体と走行体との間には、前記旋回体を走行体上で旋回駆
動するための旋回装置が設けられている。

【０００３】そして、このような旋回装置は、下端側が
旋回体に取付けられ上端側に回転源が設けられた旋回用
減速機のハウジングと、このハウジング内に設けられ前
記回転源の回転を減速する減速機構と、前記ハウジング
内から走行体側に向けて突出し前記減速機構により減速
された回転を出力するピニオンを有した出力軸と、前記
出力軸の軸方向に離間して前記ハウジングと出力軸との
間に設けられ前記出力軸を回転可能に支持する上，下の
軸受と、前記旋回体と走行体との間に設けられ前記出力
軸のピニオンに噛合する旋回輪とを備えている（例え
ば、特開平９−２１１４３号公報等）。

【０００４】この種の従来技術による旋回装置は、旋回
用の油圧モータからなる回転源によりピニオンを回転駆
動すると、前記ピニオンが旋回輪の内輪に設けた内歯と
噛合しつつ内輪の周囲を公転することにより、このピニ
オンの公転力を旋回装置のハウジングを介して旋回体側
に伝え、これによって旋回体を走行体に対し低速、高ト
ルクで旋回駆動するものである。

【０００５】このとき、旋回体側に設けられた旋回輪の
外輪は、走行体側に固定して設けられた旋回輪の内輪に
対しボール、ローラ等の転動体を介して相対回転し、こ
れらの転動体と内輪、外輪との摺動面（転動面）は、グ
リース等の潤滑剤を用いて油膜が形成されることにより
潤滑状態に保持されている。

【０００６】また、旋回用減速機のハウジングと出力軸
との間に設けた上，下の軸受についても、外輪と内輪と
の間にボール、ローラ等の転動体を設けると共に、その
摺動面（転動面）には潤滑剤を供給することにより出力
軸の円滑な回転を補償しているものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、建設機械の高速化、高機能化の要求に伴っ
て、例えば旋回装置の旋回輪、ハウジング内の軸受等
が、より過酷な条件下で使用されるようになっており、
これらの軸受部の耐久性、寿命を向上させることが大き
な課題となっている。

【０００８】即ち、このような軸受部の外輪と内輪と
は、ボール、ローラ等の転動体を介して相対回転し、各
転動体と内輪、外輪との間の摺動面には、グリース等の
潤滑剤を供給することにより潤滑状態に保つようにして
いる。

【０００９】しかし、高速、高荷重等の過酷な条件下で
使用される軸受部は、潤滑剤が高温状態となって、潤滑
剤中に含まれた水分が分解し水素が発生することがあ
る。そして、このような水素は、例えば外輪側の摺動面
から内部の結晶粒界中に浸入して拡散し、鋼材等からな
る外輪の結晶粒界では、水素の影響により結晶間の結合
力が低下して所謂脆性劣化を起こす原因となる。

【００１０】このため、従来技術では、軸受部の摺動面
に新生面（例えば、油膜が切れて摩耗、損傷等が生じ易
くなった面）が発生し、軸受寿命が低下するばかりでな
く、機械全体の耐久性、寿命が低下するという問題があ
る。

【００１１】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明の目的は、軸受部の摺動面が潤滑
剤から発生する水素の影響で脆性劣化するのを防止で
き、耐久性、寿命を向上できるようにした軸受部の水素
脆性防止方法、軸受部用の潤滑剤および軸受装置を提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１の発明は、潤滑剤による油膜を形成し
た軸受部の摺動面が前記潤滑剤から発生する水素の影響
によって脆性劣化するのを防ぐため、水素を吸着・吸蔵
する金属粉末を前記潤滑剤に添加してなる軸受部の水素
脆性防止方法を採用している。

【００１３】このような水素脆性防止方法を採用するこ
とにより、例えば軸受部の転動体が内輪、外輪の摺動面
に転動（摺動）を繰返して発熱し、この熱影響で潤滑剤
の温度が上昇して潤滑剤中の水分から水素が分解（発
生）した場合でも、潤滑剤に予め添加した金属粉末は周
囲の水素を吸着・吸蔵することができるので、例えば内
輪、外輪の摺動面から内部の結晶粒界中に水素が浸入し
拡散するのを防止でき、軸受部が水素の影響で脆性劣化
するのを抑えることができる。

【００１４】また、請求項２の発明によると、金属粉末
は、潤滑剤中に１〜１７重量％の比率で添加している。
これにより、金属粉末は旋回装置の軸受部等でも十分な
水素吸蔵作用を発揮することができる。

【００１５】一方、請求項３の発明は、潤滑剤による油
膜を形成した軸受部の摺動面が前記潤滑剤から発生する
水素の影響によって脆性劣化するのを防ぐため、水素を
吸着・吸蔵する金属粉末を前記摺動面に塗布してなる軸
受部の水素脆性防止方法を採用している。

【００１６】これにより、軸受部の摺動面に塗布した金
属粉末は、潤滑剤中の水分から発生した水素を吸着・吸
蔵することができるので、例えば内輪、外輪の摺動面か
ら内部の結晶粒界中に水素が浸入し拡散するのを防止で
き、軸受部が水素の影響で脆性劣化するのを抑えること
ができる。

【００１７】また、請求項４の発明によると、金属粉末
は、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、
パラジウム（Ｐｄ）のうち少なくともいずれか一つの純
金属、チタン−銅（Ｔｉ−Ｃｕ）系、チタン−ニッケル
（Ｔｉ−Ｎｉ）系、ランタン−ニッケル（Ｌａ−Ｎｉ）
系のアモルファス合金または酸化鉛（ＰｂＯ）を用いた
金属酸化物からなる。

【００１８】この場合には、ニッケル（Ｎｉ）、チタン
（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）またはパラジウム（Ｐｄ）のうち
少なくともいずれか一つの純金属を金属粉末として用い
ることにより、潤滑剤中の水分が分解して発生した水素
を効率的に吸着・吸蔵することができる。また、前記金
属粉末として、チタン−銅（Ｔｉ−Ｃｕ）系、チタン−
ニッケル（Ｔｉ−Ｎｉ）系、ランタン−ニッケル（Ｌａ
−Ｎｉ）系のアモルファス合金または酸化鉛（ＰｂＯ）
からなる金属酸化物を用いた場合でも、潤滑剤中の水分
が分解して発生した水素を効率的に吸着・吸蔵すること
ができる。

【００１９】一方、請求項５の発明は、軸受部の摺動面
に油膜を形成するために用いる軸受部用の潤滑剤におい
て、高温条件下で発生する水素の影響により前記摺動面
が脆性劣化するのを防ぐため、水素を吸着・吸蔵する金
属粉末を添加して混合する構成としたことを特徴として
いる。

【００２０】これにより、高温条件下で潤滑剤中の水分
が分解し水素が発生した場合でも、潤滑剤に予め添加し
て混合した金属粉末が水素を吸着したり、吸蔵したりす
るので、例えば軸受部の内輪または外輪の摺動面から内
部の結晶粒界中に水素が浸入し拡散するのを防止でき、
軸受部が水素の影響で脆性劣化するのを抑えることがで
きる。

【００２１】また、請求項６の発明は、転動体を挟んで
互いに相対回転可能となった内輪と外輪とを有し、前記
内輪、外輪と各転動体との摺動面間に潤滑剤を介在させ
てなる軸受装置において、前記潤滑剤には潤滑剤から発
生した水素を吸着・吸蔵する金属粉末を添加する構成と
したことを特徴としている。

【００２２】このように構成したことにより、例えば軸
受装置の転動体が内輪、外輪の摺動面に転動（摺動）を
繰返して発熱し、この熱影響で潤滑剤の温度が上昇して
潤滑剤中の水分から水素が分解して発生した場合でも、
前記潤滑剤に予め添加した金属粉末が水素を吸着した
り、吸蔵したりするので、例えば内，外輪の摺動面から
内部の結晶粒界中に水素が浸入し拡散するのを防止で
き、軸受装置が水素の影響で脆性劣化するのを抑えるこ
とができる。

【００２３】さらに、請求項７の発明によると、転動体
を挟んで互いに相対回転可能となった内輪と外輪とを有
し、前記内輪、外輪と各転動体との摺動面間に潤滑剤を
介在させてなる軸受装置において、前記内輪、外輪と各
転動体との摺動面には、前記潤滑剤から発生した水素を
吸着・吸蔵する金属粉末を塗布する構成としたことを特
徴としている。

【００２４】この場合でも、前記摺動面に予め塗布した
金属粉末が水素を吸着したり、吸蔵したりするので、例
えば内，外輪の摺動面から内部の結晶粒界中に水素が浸
入し拡散するのを防止でき、軸受装置が水素の影響で脆
性劣化するのを抑えることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
軸受部の水素脆性防止方法、軸受部用の潤滑剤および軸
受装置を、建設機械の旋回装置に適用した場合を例に挙
げ、添付図面に従って詳細に説明する。

【００２６】ここで、図１ないし図６は本発明の第１の
実施の形態を示している。図中、１は建設機械の走行体
（図示せず）の一部を構成する丸胴、２は旋回体（図示
せず）の一部を構成する旋回フレームをそれぞれ示して
いる。

【００２７】３は走行体側の丸胴１に対して旋回体側の
旋回フレーム２を旋回駆動するための旋回装置を示し、
この旋回装置３は、後述する旋回用の減速機４と、旋回
用の油圧モータ１０および旋回輪３２等とにより構成さ
れている。

【００２８】４は旋回フレーム２上に設けられた旋回用
の減速機で、この減速機４は、後述のハウジング５、遊
星歯車減速機構１４，１９、出力軸２４、ピニオン２
５、上側軸受２６、下側軸受２８等から大略構成されて
いる。

【００２９】５は減速機４の外殻をなす筒状のハウジン
グで、このハウジング５は、下端側が旋回フレーム２の
上面側に固着された下側ハウジング６と、下側ハウジン
グ６の上端側に固着して設けられた上側ハウジング７等
とにより構成されている。

【００３０】ここで、下側ハウジング６の下端側には、
径方向外向きに突出しボルト８等により旋回フレーム２
に固着された下フランジ部６Ａと、下フランジ部６Ａの
径方向内側に位置して下向きに突出し、内周側に後述の
下側軸受２８が取付けられた環状の軸受取付部６Ｂとが
形成されている。

【００３１】また、下側ハウジング６の内周側には、軸
受取付部６Ｂよりも上側に位置して後述のシールリング
３１が装着されるシール装着部６Ｃと、シール装着部６
Ｃの上側に位置して後述の上側軸受２６が取付られる他
の軸受取付部６Ｄとが設けられている。そして、下側ハ
ウジング６の上端側にはテーパ状に拡径した上フランジ
部６Ｅが形成され、この上フランジ部６Ｅには上側ハウ
ジング７の下端側がボルト９等によって固着されてい
る。

【００３２】ここで、上側ハウジング７の上端側には、
回転源としての旋回用の油圧モータ１０がボルト１１等
により固着され、前記油圧モータ１０の回転軸１０Ａ
は、上側ハウジング７内へと下向きに伸長している。ま
た、上側ハウジング７の内周側には、上下方向（軸方向
に）に離間して２つの内歯１２，１３が全周に亘って形
成されている。

【００３３】１４は油圧モータ１０の下方に位置して上
側ハウジング７内に配設された１段目の遊星歯車減速機
構で、この遊星歯車減速機構１４は、油圧モータ１０の
回転軸１０Ａにスプライン結合された太陽歯車１５と、
太陽歯車１５と上側ハウジング７の内歯１２とに噛合
し、太陽歯車１５の周囲を自転しつつ公転する複数の遊
星歯車１６（１個のみ図示）と、前記各遊星歯車１６を
ピン１７を介して回転可能に支持するキャリア１８とか
ら構成されている。

【００３４】１９は遊星歯車減速機構１４の下方に位置
して上側ハウジング７内に配設された２段目の遊星歯車
減速機構で、この遊星歯車減速機構１９は、遊星歯車減
速機構１４のキャリア１８にスプライン結合された太陽
歯車２０と、太陽歯車２０と上側ハウジング７の内歯１
３とに噛合し、太陽歯車２０の周囲を自転しつつ公転す
る複数の遊星歯車２１（１個のみ図示）と、各遊星歯車
２１をピン２２を介して回転可能に支持するキャリア２
３とから構成されている。

【００３５】そして、キャリア２３は、後述する出力軸
２４の上端側にスプライン結合され、各遊星歯車２１の
公転を出力軸２４に伝達するものである。これにより油
圧モータ１０は、回転軸１０Ａの回転が遊星歯車減速機
構１４，１９によって２段階に減速され、出力軸２４を
大トルクで回転させる。

【００３６】２４はハウジング５内に回転可能に設けら
れた出力軸を示し、この出力軸２４は下側ハウジング６
内で後述の上側軸受２６と下側軸受２８により回転可能
に支持されている。そして、出力軸２４は、油圧モータ
１０の回転を各遊星歯車減速機構１４，１９により減速
して出力するものである。

【００３７】２５は出力軸２４の下端側に一体に設けら
れたピニオンで、このピニオン２５は、下側ハウジング
６の軸受取付部６Ｂよりも下方へと後述のグリースバス
３８内に向けて突出し、後述する旋回輪３２の内歯３７
と噛合している。

【００３８】２６は下側ハウジング６の軸受取付部６Ｄ
と出力軸２４との間に設けられた上側軸受で、この上側
軸受２６は、図２に示す如く下側ハウジング６の軸受取
付部６Ｄ内周側に嵌合された外輪２６Ａと、出力軸２４
の外周側に挿嵌された内輪２６Ｂと、外輪２６Ａと内輪
２６Ｂとの間に設けられた複数の転動体としてのローラ
２６Ｃ（２個のみ図示）等とにより構成されている。

【００３９】そして、上側軸受２６は、後述の下側軸受
２８と共に出力軸２４を回転可能に支持しているもので
ある。また、上側軸受２６は、出力軸２４の外周側に螺
着されたリングナット２７により、内輪２６Ｂ側が出力
軸２４の軸方向に位置決めされている。

【００４０】２８は下側ハウジング６と出力軸２４との
間に設けられた下側軸受で、この下側軸受２８は、図２
に示す如く下側ハウジング６の軸受取付部６Ｂ内周側に
嵌合された外輪２８Ａと、出力軸２４の下部側外周に挿
嵌された内輪２８Ｂと、外輪２８Ａと内輪２８Ｂとの間
に設けられた複数の転動体としてのローラ２８Ｃ（２個
のみ図示）等とにより構成されている。

【００４１】そして、下側軸受２８は、外輪２８Ａと内
輪２８Ｂとの間に位置してローラ２８Ｃの軸方向両側
（上，下両側）等に固形潤滑剤２９が設けられた自己潤
滑性の軸受として構成され、上側軸受２６と共に出力軸
２４を回転可能に支持するものである。

【００４２】ここで、前記固形潤滑剤２９は、例えばポ
リアミド、ポリエチレン、フッ素樹脂等からなる液状の
樹脂材料にグリース等の潤滑剤を含浸させ、これを加
熱、冷却することにより固形油として形成されるもので
ある。なお、この場合でも、グリース等の潤滑剤には後
述の如く金属粉末４１が添加して混合されている。

【００４３】また、このような固形潤滑剤２９は、例え
ば下側軸受２８の組立工程等において、外輪２８Ａと内
輪２８Ｂとの間にローラ２８Ｃの上，下両側または一側
から液状のまま充填され、この状態で固形化されること
によりローラ２８Ｃの上，下両側を覆うように配置され
る。

【００４４】そして、下側軸受２８は、外輪２８Ａと内
輪２８Ｂとの間でローラ２８Ｃが転動するときに、固形
潤滑剤２９が両者の転動面に徐々に滲み出し、これによ
って外輪２８Ａ、内輪２８Ｂとローラ２８Ｃとの間の転
動面を常に潤滑状態に保持するものである。

【００４５】３０は下側軸受２８とピニオン２５との間
に設けられた環状の間座で、この間座３０は、図１、図
２に示す如く下側軸受２８の内輪２８Ｂとピニオン２５
との間に位置して出力軸２４の外周に嵌合され、下側軸
受２８の内輪２８Ｂを出力軸２４の軸方向に位置決めす
るものである。

【００４６】３１は上側軸受２６と下側軸受２８との間
に位置してハウジング５内に設けられたシール部材とし
てのシールリングで、このシールリング３１は、外周側
が下側ハウジング６のシール装着部６Ｃに装着され、内
周側が出力軸２４の外周面に適度な弾性力をもって液密
に摺接している。

【００４７】そして、シールリング３１は、遊星歯車減
速機構１４，１９および上側軸受２６等を潤滑するため
図１に示す如くハウジング５内に収容した後述の潤滑油
３９を、下側ハウジング６のシール装着部６Ｃと出力軸
２４との間で封止すると共に、この潤滑油３９が下側ハ
ウジング６内でシール装着部６Ｃよりも下方へと漏洩す
るのを阻止している。

【００４８】３２は丸胴１と旋回フレーム２との間には
設けられた旋回輪で、この旋回輪３２は、丸胴１の上面
にボルト３３等を用いて固着された内輪３４と、旋回フ
レーム２の下面に他のボルト（図示せず）等を用いて固
着された外輪３５と、内輪３４と外輪３５との間に配設
された複数の転動体としての鋼球３６（１個のみ図示）
とにより構成され、旋回フレーム２を丸胴１に対して旋
回可能に支持するものである。

【００４９】また、旋回輪３２には内輪３４の内周側に
内歯３７が全周に亘って形成され、この内歯３７には前
述した減速機４のピニオン２５が噛合している。そし
て、旋回輪３２は、ピニオン２５の公転力が減速機４の
ハウジング５側に伝えられるときに、外輪３５が旋回フ
レーム２と一緒に内輪３４の周囲を回転し、これにより
旋回体は走行体に対して高トルクで旋回駆動されるもの
である。

【００５０】ここで、旋回輪３２の内輪３４には、図３
に示す如く鋼球３６が転動する凹溝状の摺動面３４Ａが
形成され、外輪３５には同じく凹溝からなる摺動面３５
Ａが形成されている。そして、これらの摺動面３４Ａ，
３５Ａと各鋼球３６との間には、図３および図４に示す
如く後述のグリース４０が供給（給脂）され、このグリ
ース４０中には、後述の金属粉末４１が予め添加して混
合されている。

【００５１】３８は内歯３７の下側に位置して走行体の
丸胴１に設けられたグリースバスを示し、このグリース
バス３８は、旋回輪３２の内側に位置して丸胴１の上端
側内周に固着して設けられている。そして、グリースバ
ス３８内には、内輪３４に設けられた内歯３７とピニオ
ン２５との噛合部を潤滑するため、グリース等の潤滑剤
Ｇが図１、図２中に二点鎖線で示す如く収容されてい
る。

【００５２】３９は減速機４のハウジング５内に収容さ
れた潤滑剤としての潤滑油で、この潤滑油３９は、図１
に示す如く減速機４のハウジング５内で遊星歯車減速機
構１４，１９および上側軸受２６等を潤滑状態に保持す
るものである。また、この潤滑油３９中には、後述する
ように金属粉末４１が添加して混合されている。

【００５３】４０は旋回輪３２の内輪３４、外輪３５と
各鋼球３６との間に介在された潤滑剤としてのグリース
で、このグリース４０は、図３および図４に示すように
内輪３４の摺動面３４Ａ、外輪３５の摺動面３５Ａと各
鋼球３６との間に給脂され、これらの摺動面３４Ａ，３
５Ａ等を潤滑状態に保持するものである。また、このグ
リース４０中には、後述の金属粉末４１が予め添加して
混合されている。

【００５４】４１，４１，…は前記グリース４０等の潤
滑剤中に添加して混合された金属粉末で、これらの金属
粉末４１は、図６に示す如く水素４２を吸着・吸蔵可能
な材料、例えばニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、銅
（Ｃｕ）またはパラジウム（Ｐｄ）のうち少なくともい
ずれか一つの純金属により構成されている。そして、金
属粉末４１は、グリース４０等の潤滑剤中に１〜１７重
量％、好ましくは８〜１２重量％の比率で添加されてい
る。

【００５５】ここで、例えばチタン、ニッケル等を用い
て金属粉末４１を構成した場合に、１ｇ当たりの金属粉
末４１は、３．５１〜３１．５ｍ mol（ミリモル）／ｇ
程度の水素４２を吸蔵する水素吸蔵能力を有している。

【００５６】そして、１ｇ当たりの金属粉末４１に要求
される水素吸蔵能力としては、０．０１ｍ mol（ミリモ
ル）／ｇ以上の水素吸蔵能力があれば、十分であること
が確認されている。これにより、これらの金属粉末４１
は、例えば２０ｐｐｍ／ｇ程度の水素吸蔵能力を有して
おけば十分なものである。

【００５７】また、金属粉末４１は、チタン−銅（Ｔｉ
−Ｃｕ）系、チタン−ニッケル（Ｔｉ−Ｎｉ）系、ラン
タン−ニッケル（Ｌａ−Ｎｉ）系のアモルファス合金ま
たは酸化鉛（ＰｂＯ）を用いた金属酸化物により構成し
てもよい。そして、この場合でも、金属粉末４１は、グ
リース４０等の潤滑剤中に１〜１７重量％、好ましくは
８〜１２重量％の比率で添加することにより、十分な水
素吸蔵能力を発揮できるものである。

【００５８】なお、旋回輪３２の内輪３４と外輪３５と
の間にグリース４０を給脂する場合には、予め金属粉末
４１を添加して混合したグリース４０を、グリースガン
等の給脂具（図示せず）を用いて旋回輪３２の外側から
給脂すればよいものである。

【００５９】本実施の形態による建設機械の旋回装置３
は上述の如き構成を有するもので、次にその作動につい
て説明する。

【００６０】まず、旋回用の油圧モータ１０に外部から
圧油を給排して回転軸１０Ａを回転駆動すると、この回
転は減速機４のハウジング５内で遊星歯車減速機構１
４，１９によって２段階に減速され、減速機４の出力軸
２４には高トルクの回転力が伝達される。

【００６１】そして、前記出力軸２４のピニオン２５
は、旋回輪３２の内輪３４に設けられた内歯３７に噛合
し、前記内歯３７に沿って公転する。この場合、旋回輪
３２は内輪３４が走行体の丸胴１に固着され、外輪３５
が旋回体の旋回フレーム２に固着されているから、ピニ
オン２５の公転が出力軸２４からハウジング５を介して
旋回フレーム２に伝達され、旋回体が走行体上で旋回駆
動される。

【００６２】また、このように減速機４が作動している
間は、図３に示す如く旋回輪３２の各鋼球３６が内輪３
４の摺動面３４Ａと外輪３５の摺動面３５Ａとの間で転
動、摺動を繰返し、これらの摺動面３４Ａ，３５Ａはグ
リース４０により潤滑状態に保持されるため、旋回輪３
２の内輪３４に対して外輪３５が円滑に相対回転するこ
とが補償されている。

【００６３】ところで、旋回輪３２の内輪３４と外輪３
５との間には、図３、図４に示す如く荷重Ｗが付加され
た状態で、鋼球３６が摺動面３４Ａ，３５Ａに対して矢
示Ａ方向に回転するように転動、摺動を繰返すため、こ
れらの摺動面３４Ａ，３５Ａと鋼球３６との間に油膜を
形成したグリース４０は発熱し、この熱影響でグリース
４０中の水分が分解して水素を発生させることがある。

【００６４】そして、このような水素は、図４に例示す
るように外輪３５（内輪３４）側の摺動面３５Ａ（３４
Ａ）から、例えば外輪３５を構成する鋼材の結晶粒界４
３中に浸入して拡散し、外輪３５の結晶粒界４３では、
水素の影響により結晶間の結合力が低下して所謂脆性劣
化を起こす原因となる。

【００６５】特に、このような現象は、例えば結晶粒界
４３側の温度Ｔが、グリース４０側の温度Ｔg よりも高
くなると（Ｔ＞Ｔg ）、グリース４０から発生した水素
が結晶粒界４３側に浸入し易くなり、両振りせん断応力
Τ₄₅（鋼球３６等の回転によって生じる表面応力）の箇
所に水素が集積し、結晶粒界４３中にミクロクラックを
生じさせる。

【００６６】そして、このようなミクロクラックは、前
記摺動面３４Ａ，３５Ａと鋼球３６との間に繰返し負荷
される外力（図３に示す荷重Ｗ）によって徐々に進行し
て大きくなり、前記結晶粒界４３間に剥離を起こして摺
動面３４Ａ，３５Ａには脆性劣化による摩耗、損傷が発
生すると考えられる。

【００６７】そこで、本実施の形態では、グリース４０
等の潤滑剤中に水素を吸着・吸蔵可能な金属粉末４１
を、例えばグリースタンク内のグリース４０中に１〜１
７重量％、好ましくは８〜１２重量％の比率で添加して
混合する方法を採用している。

【００６８】そして、これらの金属粉末４１が混合され
たグリース４０は、前記グリースタンク内からグリース
ガン等を用いて旋回輪３２の内輪３４と外輪３５との間
に給脂する構成としている。

【００６９】これらの金属粉末４１は、例えばニッケ
ル、チタン、銅またはパラジウムのうち少なくともいず
れか一つの純金属により構成してもよく、チタン−銅
系、チタン−ニッケル系、ランタン−ニッケル系のアモ
ルファス合金または酸化鉛を用いた金属酸化物により構
成してもよいものである。

【００７０】これにより、図５に示すようにグリース４
０中に混入された金属粉末４１は、グリース４０から発
生した水素４２を図６に示す如く吸着、または吸蔵する
ので、例えば外輪３５（内輪３４）の摺動面３５Ａ（３
４Ａ）から内部の結晶粒界４３中に水素が浸入し拡散す
るのを防止でき、これらの結晶粒界４３が水素の影響で
脆性劣化するのを抑えることができる。

【００７１】かくして、本実施の形態によれば、例えば
外輪３５の摺動面３５Ａ等が水素の影響で脆性劣化し、
例えば摩耗、損傷等の生じ易い新生面が摺動面３５Ａ等
に発生するのを防止でき、旋回輪３２の軸受寿命を確実
に向上させることができる。この点は、内輪３４の摺動
面３４Ａについても同様である。

【００７２】また、このような金属粉末４１は、旋回輪
３２に給脂されるグリース４０に限るものではなく、減
速機４のハウジング５と出力軸２４との間に設ける下側
軸受２８の固形潤滑剤２９に対しても適用できるもので
ある。

【００７３】即ち、下側軸受２８の固形潤滑剤２９は、
例えばポリアミド、ポリエチレン、フッ素樹脂等からな
る液状の樹脂材料にグリース等の潤滑剤を含浸させ、こ
れを加熱、冷却することにより固形油として形成され
る。そこで、この場合には、前記液状の樹脂材料にグリ
ース等の潤滑剤を含浸させるときに、この潤滑剤中に予
め金属粉末４１を添加して混合するものである。

【００７４】そして、このような固形潤滑剤２９を、例
えば下側軸受２８の組立工程等において、外輪２８Ａと
内輪２８Ｂとの間にローラ２８Ｃの上，下両側または一
側から液状のまま充填し、この状態で固形化することに
よりローラ２８Ｃの上，下両側を覆うように配置できる
ものである。

【００７５】また、減速機４のハウジング５と出力軸２
４との間に設ける上側軸受２６に対しては、例えば図１
に示す如くハウジング５内に収容する潤滑剤としての潤
滑油３９中に、前記金属粉末４１を予め添加して混合す
ることにより、対処することができる。

【００７６】そして、この場合には上側軸受２６の外輪
２６Ａ、内輪２６Ｂとローラ２６Ｃとの間の摺動面が、
潤滑油３９中から分解して発生した水素で脆性劣化する
のを防止できるものである。

【００７７】従って、本実施の形態では、上側軸受２
６、下側軸受２８および旋回輪３２等の摺動面が潤滑剤
から発生する水素の影響で脆性劣化するのを防止でき、
それぞれの耐久性、寿命を確実に向上することができ
る。

【００７８】次に、図７および図８は本発明の第２の実
施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、水素を吸着・
吸蔵する金属粉末を軸受装置の摺動面に塗布する構成と
したことにある。

【００７９】図中、５１は本実施の形態で採用した軸受
装置で、この軸受装置５１は、図８に示す如く、内輪５
２と、外輪５３と、これらの内輪５２と外輪５３との間
に設けられた複数の転動体としてのローラ５４（１個の
み図示）等とによりローラ軸受として構成されている。

【００８０】５５，５５，…は軸受装置５１の摺動面側
に塗布された金属粉末で、これらの金属粉末５５は、第
１の実施の形態で述べた金属粉末４１と同様の構成を有
し、例えば図７に示す如く軸受装置５１の内輪５２に対
して各ローラ５４を取付ける前に、内輪５２の摺動面側
に塗布等の手段を用いて付着されている。

【００８１】また、軸受装置５１の外輪５３に対して
は、図８に示す如く内輪５２の外側に外輪５３を取付け
る前に、外輪５３の摺動面側に金属粉末５５を塗布等の
手段を用いて付着させる。そして、この状態で内輪５２
の外側に外輪５３を組付けることにより軸受装置５１は
組立られるものである。

【００８２】この場合、これらの金属粉末５５は、例え
ばグリース等の潤滑剤中に予め金属粉末５５を添加して
混合させ、この状態で潤滑剤と金属粉末５５との混合体
を内輪５２、外輪５３の摺動面側に塗布するようにして
もよい。また、ローラ５４の外周面に金属粉末５５を塗
布するようにしてもよい。

【００８３】そして、当該軸受装置５１は、前記第１の
実施の形態で述べた上側軸受２６に替えて、図１に例示
した下側ハウジング６の軸受取付部６Ｄと出力軸２４と
の間に設ける構成としてもよい。また、第１の実施の形
態で述べた下側軸受２８に替えて、下側ハウジング６の
軸受取付部６Ｂと出力軸２４との間に設ける構成として
もよい。

【００８４】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果
を得ることができるが、特に本実施の形態では、軸受装
置５１の内輪５２、外輪５３と各ローラ５４との間の摺
動面側に金属粉末５５を塗布することにより、これらの
摺動面が水素により脆性劣化するのを防止することがで
きる。

【００８５】なお、前記第２の実施の形態では、軸受装
置５１の内輪５２、外輪５３と各ローラ５４との間の摺
動面側に金属粉末５５を塗布する場合を例に挙げて説明
したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば図１
に示す旋回輪３２の内輪３４、外輪３５と各鋼球３６と
の摺動面に予め金属粉末５５等を塗布する構成としても
よいものである。

【００８６】また、前記第１の実施の形態では、例えば
旋回輪３２に給脂するグリース４０に対して予め金属粉
末４１を添加して混合する場合を例に挙げて説明した
が、本発明はこれに限るものではなく、例えばフロント
のピン結合部（ブッシュ等の軸受部）等に給脂されるグ
リースに対しても予め金属粉末４１を添加して混合する
構成としてもよいものである。

【００８７】また、このようなピン結合部に用いる軸受
装置にあっても、例えばブッシュの摺動面等に、第２の
実施の形態で述べたように金属粉末５５を予め塗布する
構成としてもよい。

【００８８】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１に記載の発
明によれば、潤滑剤による油膜を形成した軸受部におい
て、水素を吸着・吸蔵する金属粉末を前記潤滑剤に添加
してなる水素脆性防止方法を採用しているため、例えば
軸受部の転動体が内輪、外輪の摺動面に転動（摺動）を
繰返すことにより、潤滑剤が温度上昇して潤滑剤中の水
分から水素が発生したときには、前記金属粉末により水
素を吸着・吸蔵することができ、軸受部が水素の影響で
脆性劣化するのを防止できると共に、軸受部の耐久性、
寿命を確実に向上することができる。

【００８９】また、請求項２に記載の発明は、金属粉末
を潤滑剤中に１〜１７重量％の比率で添加しているの
で、旋回装置の軸受部等でも十分な水素吸蔵効果を発揮
することができる。

【００９０】また、請求項３に記載の発明は、潤滑剤に
よる油膜を形成した軸受部の摺動面に対して、水素を吸
着・吸蔵する金属粉末を塗布してなる水素脆性防止方法
を採用しているため、前記金属粉末により水素を吸着・
吸蔵することができ、軸受部が水素の影響で脆性劣化す
るのを防止できると共に、軸受部の耐久性、寿命を確実
に向上することができる。

【００９１】また、請求項４に記載の発明は、金属粉末
として、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃ
ｕ）、パラジウム（Ｐｄ）のうち少なくともいずれか一
つの純金属、チタン−銅（Ｔｉ−Ｃｕ）系、チタン−ニ
ッケル（Ｔｉ−Ｎｉ）系、ランタン−ニッケル（Ｌａ−
Ｎｉ）系のアモルファス合金または酸化鉛（ＰｂＯ）か
らなる金属酸化物を用いているので、ニッケル、チタ
ン、銅、パラジウムからなる純金属の粉末、前記アモル
ファス合金または金属酸化物の粉末により、潤滑剤中の
水分が分解して発生した水素を、効率的に吸着・吸蔵す
ることができる。

【００９２】一方、請求項５に記載の発明は、軸受部の
摺動面に油膜を形成するために用いる軸受部用の潤滑剤
に、水素を吸着・吸蔵する金属粉末を添加して混合する
構成としているので、高温条件下で潤滑剤中の水分が分
解して水素が発生した場合でも、これらの水素を金属粉
末により吸着・吸蔵することができ、軸受部が水素の影
響で脆性劣化するのを防止できると共に、軸受部の耐久
性、寿命を確実に向上することができる。

【００９３】また、請求項６に記載の発明は、内輪、外
輪と各転動体との摺動面間に潤滑剤を介在させてなる軸
受装置において、前記潤滑剤から発生した水素を吸着・
吸蔵する金属粉末を前記潤滑剤に添加する構成としてい
るので、潤滑剤中に予め添加した金属粉末により水素を
吸着・吸蔵することができ、軸受装置が水素の影響で脆
性劣化するのを防止できると共に、軸受装置全体の耐久
性、寿命を確実に向上することができる。

【００９４】さらに、請求項７に記載の発明によると、
軸受装置の内輪、外輪と各転動体との摺動面には、潤滑
剤から発生した水素を吸着・吸蔵する金属粉末を塗布す
る構成としているので、前記摺動面に予め塗布した金属
粉末により水素を吸着・吸蔵でき、軸受装置が水素の影
響で脆性劣化するのを防止できると共に、軸受装置全体
の耐久性、寿命を確実に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による建設機械の旋
回装置を示す縦断面図である。

【図２】図１中の出力軸、ピニオン、旋回輪およびグリ
ースバス等を示す拡大断面図である。

【図３】図２に示す旋回輪の要部拡大図である。

【図４】旋回輪の鋼球が摺動する摺動面等を模式的に示
す結晶粒界等の組成図である。

【図５】図４中の摺動面側をさらに拡大して示す拡大組
成図である。

【図６】図５中の金属粉末が水素を吸着・吸蔵する状態
を示す説明図である。

【図７】第２の実施の形態による軸受装置の内輪にロー
ラを取付ける前の状態を示す断面図である。

【図８】図７の内輪に対して外輪を取付ける状態を示す
軸受装置の断面図である。

【符号の説明】

１丸胴（走行体）２旋回フレーム（旋回体）３旋回装置４減速機５ハウジング６下側ハウジング１０油圧モータ（回転源）１４，１９遊星歯車減速機構２４出力軸２５ピニオン２６上側軸受（軸受装置）２６Ａ，２８Ａ外輪２６Ｂ，２８Ｂ内輪２６Ｃ，２８Ｃローラ（転動体）２８下側軸受（軸受装置）２９固形潤滑剤３２旋回輪（軸受装置）３４内輪３４Ａ，３５Ａ摺動面３５外輪３６鋼球（転動体）３７内歯３９潤滑油（潤滑剤）４０グリース（潤滑剤）４１，５５金属粉末４２水素４３結晶粒界５１軸受装置５２内輪５３外輪５４ローラ（転動体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ１０Ｎ 10:06 Ｃ１０Ｎ 10:06 10:08 10:08 10:16 10:16 20:06 20:06 Ｚ 30:12 30:12 40:02 40:02 50:10 50:10 Ｆターム(参考） 2D015 DA02 DA04 3J101 AA02 AA12 AA52 AA54 AA62 BA02 BA55 CA15 EA64 FA60 GA51 4H104 AA08C AA13C FA01 FA03 FA04 FA08 LA06 PA01 QA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潤滑剤による油膜を形成した軸受部の摺
動面が前記潤滑剤から発生する水素の影響によって脆性
劣化するのを防ぐため、水素を吸着・吸蔵する金属粉末
を前記潤滑剤に添加してなる軸受部の水素脆性防止方
法。
【請求項２】前記金属粉末は、前記潤滑剤中に１〜１
７重量％の比率で添加してなる請求項１に記載の軸受部
の水素脆性防止方法。
【請求項３】潤滑剤による油膜を形成した軸受部の摺
動面が前記潤滑剤から発生する水素の影響によって脆性
劣化するのを防ぐため、水素を吸着・吸蔵する金属粉末
を前記摺動面に塗布してなる軸受部の水素脆性防止方
法。
【請求項４】前記金属粉末は、ニッケル（Ｎｉ）、チ
タン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）のうち
少なくともいずれか一つの純金属、チタン−銅（Ｔｉ−
Ｃｕ）系、チタン−ニッケル（Ｔｉ−Ｎｉ）系、ランタ
ン−ニッケル（Ｌａ−Ｎｉ）系のアモルファス合金また
は酸化鉛（ＰｂＯ）を用いた金属酸化物からなる請求項
１，２または３に記載の軸受部の水素脆性防止方法。
【請求項５】軸受部の摺動面に油膜を形成するために
用いる軸受部用の潤滑剤において、高温条件下で発生す
る水素の影響により前記摺動面が脆性劣化するのを防ぐ
ため、水素を吸着・吸蔵する金属粉末を添加して混合す
る構成としたことを特徴とする軸受部用の潤滑剤。
【請求項６】転動体を挟んで互いに相対回転可能とな
った内輪と外輪とを有し、前記内輪、外輪と各転動体と
の摺動面間に潤滑剤を介在させてなる軸受装置におい
て、前記潤滑剤には潤滑剤から発生した水素を吸着・吸
蔵する金属粉末を添加する構成としたことを特徴とする
軸受装置。
【請求項７】転動体を挟んで互いに相対回転可能とな
った内輪と外輪とを有し、前記内輪、外輪と各転動体と
の摺動面間に潤滑剤を介在させてなる軸受装置におい
て、前記内輪、外輪と各転動体との摺動面には、前記潤
滑剤から発生した水素を吸着・吸蔵する金属粉末を塗布
する構成としたことを特徴とする軸受装置。