JP2003074565A - Rolling bearing - Google Patents

Rolling bearing

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JP2003074565A
JP2003074565A JP2001269593A JP2001269593A JP2003074565A JP 2003074565 A JP2003074565 A JP 2003074565A JP 2001269593 A JP2001269593 A JP 2001269593A JP 2001269593 A JP2001269593 A JP 2001269593A JP 2003074565 A JP2003074565 A JP 2003074565A
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JP
Japan
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rolling
bearing
life
pcd
roughness
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Application number
JP2001269593A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Fujita
慎治 藤田
Shigeru Okita
滋 沖田
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent early separation of an oil film and prevent generation of hydrogen to elongate the life in a rolling bearing subjected to grease lubrication by using engine auxiliary devices such as alternator, electromagnetic clutch, intermediate pulley, compressor for car air conditioner, and bearing for water pump. SOLUTION: In a rolling bearing in which a plurality of rolling bodies are disposed between a fixed shaft and a rotary ring subjected to grease lubrication, the average roughness R1 of the center line of the raceway face of the fixed ring is regarded as 0.03-0.09 μmRa, and R1 and PCD are set to have a relationship as follows 1.0×10<-3> <=R1 /PCD<=3.0×10<-3> , thereby, slide is depressed and several kV static electricity is easily discharged or conducted to prevent generation of hydrogen and elongate the life.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、グリース潤滑され
る転がり軸受に関し、特に、オルタネータ、電磁クラッ
チ、中間プーリ、カーエアコン用コンプレッサー、水ポ
ンプ用軸受等のエンジン補機に用いられ、固定輪の平均
粗さを適切に設定することにより軸受の寿命を長くする
ことができるようにした転がり軸受に関する。 【0002】 【従来の技術】転がり軸受の寿命に関する指標として、
潤滑の良否に大きく影響する油膜形成の程度を表す油膜
パラメータΛという概念が用いられている(「転がり軸
受工学」転がり軸受工学編集委員会編:養賢堂 昭和5
0年7月10日第1版発行 p178)。 Λ=hmin/(hr +hr 1/2≒hmin/1.15(σ12 +σ 1/2 ・・・(1) ここに、hmin=最小油膜厚さ hr、hr=接触2面(軌道輪と転動体との転がり
接触面)の自乗平均粗さ σ12=軌道輪の中心線平均粗さ(h≒1.12R) σ=鋼球の中心線平均粗さ(h≒1.12R) 【0003】上記(1)式から油膜パラメータΛの値が
大きい程油膜が厚く形成され、寿命が長くなることが理
解されるが、Λ≦3になると、いわゆる境界潤滑状態に
なり、寿命を短縮するとされている。そこで従来におい
ては軌道輪と転動体との転がり接触面をできるだけ滑ら
かな面に加工して、油膜を十分に形成することが長寿命
を図るために必要な条件であると考えられていた。 【0004】グリース潤滑される転がり軸受においても
同様な考え方が適用でき、したがって、軌道面をできる
だけ滑らかな面になるように加工して、油膜パラメータ
Λを大きくし、且つ、軌道面粗さを良くすることによ
り、油膜切れを抑え、高い振動の発生を抑制するように
していた。 【0005】グリース潤滑された軸受において、特許公
報第2508178号においては、外輪・内輪の各軌道
面及び転動体の表面のうち、少なくとも外輪軌道面を、
深さ0.0005mm以上0.0008mm以下の多数
の溝状凹部と、該溝状凹部で仕切られ、且つ、溝状凹部
を取り除いた粗さが0.08μmRa以下の平滑部とで
形成することにより、すべり運動を抑制し、また溝状凹
部にて油溜りの機能も副次的に作用させ平面部での金属
凝着を防ぎ、軸受の焼付きを防止でき、十分な軸受性能
が得られるようにした技術が開示している。 【0006】また、グリース潤滑された軸受において、
特公平5−32602号には、「0.05μmRa<鋼
球の表面粗さ<転走面の表面粗さ」とし、鋼球の粗さを
転走面粗さに近づけることにより、転走面間に潤滑性を
良くする油膜を形成して鋼球の温度上昇を抑え、これに
より、鋼球表面の早期剥離を防止して長寿命化を図る技
術が開示されている。 【0007】また、特開平4−160225号において
は、軸受軌道面に電気絶縁被膜を形成し、その皮膜の触
媒反応により、電気分解による水素原子の生成を抑制
し、組織変化を伴った剥離を抑制し、長寿命化を図る技
術が開示されている。 【0008】一方、グリース潤滑下にて用いられる高速
回転に伴う高温、高振動、高荷重(重力加速度で4G〜
20G位)がベルトを介して同時に作用するオルタネー
タ用軸受においては、Λが小さくなり、油膜形成が困難
となりやすく、例えば日本トライボロジー学会会議予稿
集(東京1995−5)p551において、平均自転す
べり率が約25〜30%と高くなることが紹介されてい
るように、すべりが発生しやすい固定輪の負荷域にある
外輪軌道輪に早期剥離を生じて軸受の寿命を短くすると
いった問題が考えられる。 【0009】この固定輪(軸受外輪)の早期剥離を防止
する対策として、「SAEテクニカルペーパー:SAE
950944(開催日1995年2月27日〜3月2
日)」の第1〜第14項には、オルタネータ用軸受の疲
労メカニズムを解明し、封入グリースをEグリースから
ダンパー効果の高いMグリースに変更することにより、
すべりを抑制し、またMグリースで高振動・高荷重を吸
収して金属接触を防ぎ、軸受の早期剥離を防止する技術
が開示されている。 【0010】 【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の技
術において、特公平5−32602号に示されるように
グリース潤滑された軸受において、「0.05μmRa
<鋼球の表面粗さ<転走面の表面粗さ」とし、鋼球の粗
さを転走面粗さに近づけることにより、鋼球と転走面間
に油膜を形成して潤滑性を向上させ、鋼球の温度上昇を
抑えることにより、表面剥離をなくし、鋼球の長寿命化
を実現することができるものであるが、しかしながら鋼
球粗さが0.05μmRaと大きいため、振動の増加が
予想でき、軸受の音響が問題となってくる。 【0011】また、特許公報第2508178号に示さ
れるように、外輪軌道面が、深さ0.0005mm以上
0.0008mm以下の多数の溝状凹部と、この溝状凹
部で仕切られ、且つ溝状凹部を取除いた粗さが0.08
μmRa以下の平滑部とで形成することにより、すべり
運動を抑制するため、固定輪の寿命延長効果には期待で
きるものの、音響問題に関しては考慮しておらず、ま
た、最適な回転輪表面粗さを示していない。 【0012】一方、一般の鉄製プーリをエンジン補機な
どに用いた場合、高速回転されるクランクシャフトで駆
動されるベルトとプーリとの摩擦により、数kVの静電
気が発生し、一部は大気放電するが、例えば、特開平4
−160225公報に記載されているように、軸受軌道
面に皮膜を形成させて、その皮膜の触媒反応を利用し、
放電によりグリース中の水分が水素イオンに分解された
のを水素分子に反応させることにより、水素イオンが軸
受内への進入を防ぎ、長寿命化を図る技術が開示されて
いる。しかしながら、上記技術では面圧が高い場合や高
振動下で使われる場合においては、表面酸化膜が剥離し
長寿命化が得られない。 【0013】したがって、本発明は、グリース潤滑され
た転がり軸受において、耐転がり疲れ寿命において、さ
らに有効なものとするために、剥離が多発する固定輪の
軌道面中心線平均粗さ、すなわちRを大きくすること
によりすべりを抑制し、またベルトとプーリとの摩擦に
より発生した、数kVの静電気を容易に放電或いは通電
させ、固定輪と回転輪の電位差を低くさせ、早期剥離を
防止することを目的とする。 【0014】 【課題を解決するための手段】発明者らは上記課題を解
決するため、後述するような各種の実験を行った結果、
グリース潤滑される固定軸と回転輪との間に複数の転動
体を配置して用いられる転がり軸受において、固定輪の
軌道面中心線平均粗さRをR=0.03〜0.09
μmRaとし、且つ、前記RとPCD(ピッチ円直
径)が以下の関係であることを特徴とするエンジン補機
用転がり軸受としたものである。 1.0×10−3≦R/PCD≦3.0×10−3 【0015】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。図1は本発明が適用される転がり
軸受を一部模式的に示した断面図であり、この転がり軸
受1は外輪2が外部に固定されたハウジング8に圧入
し、内輪3には回転軸7が圧入し、転動体4が固定輪と
しての外輪2の軌道面10と回転輪としての内輪3の軌
道面11間で転動可能に保持器5で保持されている。外
輪2と内輪3の間には、転動体4及び保持器5の両側に
シール6を配置し、内部のグリース9を封入すると共に
外部からの異物の侵入を防止している。 【0016】発明者らはこのような転がり軸受において
上記課題を解決するため、通常の軸受ならびに、外輪・
内輪の各軌道面及び転動体の表面の粗さを種々変化させ
た軸受を作製し、特開平09−89724号に開示した
回転数を所定時間毎(例えば9秒毎)に9000rpmと
18000rpmとに切り替えるベンチ急加減速機を用い
て試験を行った。また、本試験軸受にはJIS呼び番号
6303を用い、軸受すきまには10〜15μm、荷重
条件はP(負荷荷重)/C(動定格加重)=0.10、
試験温度は80℃一定とし、封入グリースにはEグリー
スを用いた。さらに、この時の軸受の試験寿命は135
0時間であり、したがって、試験打ち切り時間を150
0時間とした。試験は初期振動の5倍上昇した場合は中
断し、剥離の有無を計算した。試験回数は各々n=10
回行った。 【0017】その結果、表1に示すように固定輪すなわ
ち、外輪の軌道面中心線平均粗さを0.03〜0.09
μmにしたものに関して1500時間に達しても剥離の
発生が認められなかった。なお、転動体に関しては、種
々変化させ試験を行ったが、σ=0.002〜0.0
10μmRaとすることが最適であることを確認した。 【表1】【0018】この原因を調査するために、試験中及び試
験後の軸受を調査したところ、長寿命軸受と短寿命軸受
に関して、図2に示すように回転中の内外輪の電気抵抗
をスリップリング等を用いて測定したところ、しきい値
が存在し、その値と長寿命ならびに短寿命傾向と密接に
関係していることを見出した。 【0019】その結果、グリース潤滑下で使用される転
がり軸受において、転動体とその相手部材との転がり接
触面の表面粗さR,RをJISB0601に規定す
る中心線平均粗さで表示したとき、グリース潤滑される
固定輪と回転輪との間に複数の転動体を配置して用いら
れる転がり軸受において、固定輪の軌道面中心線平均粗
さRをR=0.03〜0.09μmRaとし、且
つ、前記RとPCD(ピッチ円直径)が以下の関係の
転がり軸受が、エンジン補機用の転がり軸受として適切
であることがわかった。 1.0×10−3≦R/PCD≦3.0×10−3 【0020】なお、この転がり軸受において、相手部材
となる転動体の表面粗さにおいては、音響問題を防止す
るために、軌道輪と比較して精度良く加工されて、σ
=0.002〜0.010μmRaとすることが最適で
ある。 【0021】次に、実施形態例の軸受と比較例の軸受と
の寿命試験について述べる。試験機としては、特開平0
9−89724号に開示した、回転数を所定時間毎(例
えば9秒毎)に9000rpmと18000rpmとに切り替
える急加減速試験を用いた。また、本実施形態例及び比
較例共に、試験軸受にはJIS呼び番号6303を用い
軸受すきまを10〜15μmとし、荷重条件は、P(負
荷荷重)/C(動定格荷重)=0.10、試験温度を8
0℃一定とし、封入グリースにはEグリースを用いた。 【0022】更に、この時の軸受の計算寿命は1350
時間であり、したがって試験打ち切り時間を1500時
間とした。試験は、初期振動の5倍上昇した場合、試験
を中断し、剥離の有無を確認した。試験は各々n=10
回行った。 【0023】また今回試験に用いた軸受は軸受鋼2種で
あり、外内輪の表面硬さはHRC58〜63、残留オー
ステナイト量は0.05〜15%とし、転動体の表面硬
さはHRC62〜64とした。軌道輪の表面粗さは表1
に示す。鋼球表面粗さは0.005μmRaとした。 【0024】また、油膜パラメータΛの計算において、
最小油膜厚さhminの算出は、「転がり軸受工学」転が
り軸受工学編集委員会編:養賢堂昭和50年7月10日
第1版発行 p178にて示されているChengの式
を用いた。また、軸受の表面粗さは、一般的に中心線平
均粗さを使用しているため、Λ=hmin/1.15(σ
12+σ 1/2の式を用いてΛを計算した。 【0025】表2に、実験結果を示す。実施例1〜10
においては、全て10個中10個、1500hrに達し
ても剥離発生が認められなかった。これは、図2に示す
ように、Λが3以下となる領域においても、剥離が多発
する固定輪表面では、粗さが高いために、回転輪に誘起
される起電力を容易に放電、あるいは金属接触したため
に内外輪において通電し、水素の発生を抑制したため長
寿命化が得られたと考えられる。またすべりが発生した
場合、面粗さを本発明のように設定した場合は、すべり
をコントロールしやすくなるため、すべり率が低下す
る。 【表2】【0026】実施例11,12については、Λが小さく
なったためにより金属接触しやすくなり、1/10個〜
2/10個、1400時間程度にて外輪表面に剥離を生
じてしまった。剥離を生じた外輪軌道面を観察した結
果、研磨目が若干消えており、金属接触の痕跡が確認で
きた。しかしながら、後述する比較例1〜10の剥離寿
命と比較すると2倍〜10倍程度、寿命が長くなってい
る。 【0027】これに対し、比較例1〜3は、通常の玉軸
受軌道面の通常もしくは超仕上げした表面粗さのレベル
であるが、油膜パラメータΛを向上させ、金属接触を抑
制するように考慮してある。しかしながら、エンジン補
機用軸受に代表されるように、高温・高振動が作用する
環境下では、すべりや金属接触を生じやすくなるため、
単に表面粗さのみを良くしただけでは、図4に示すよう
に、ベルトとプーリとの摩擦により発生した、数kVの
静電気を容易に放電させることがほとんど期待できず、
したがって、早期剥離を防止することができない。その
結果、比較例1〜3は、それぞれ228,234,37
8hrと、計算寿命の1/4以下にて剥離が発生する。 【0028】また、比較例4については、固定輪のみ
「条件1」を満足するものであるが、PCDが低いため
に、Λが1より小さくなっているため、金属接触が負荷
圏全域となり、439時間にて外輪に表面起点剥離が発
生した。 【0029】比較例5,6については、固定輪において
表面粗さが0.10μmRa以上であるため、試験10
個中、それぞれ8,10個と初期振動の5倍以上となり
試験が停止した。振動大にて停止した軸受を調査した結
果、表面粗さが極端に悪化していた。 【0030】 【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、グリース潤滑される固定輪と回転輪との間に
複数の転動体を配置して用いられる転がり軸受におい
て、固定輪の軌道面中心線平均粗さRをR=0.0
3〜0.09μmRaとし、且つ、前記Rと、PCD
が以下の関係であることにより、すべりを抑制し、且
つ、ベルトとプーリとの摩擦により発生した、数kVの
静電気を容易に放電あるいは通電させ、従来に比べて大
幅に転がり寿命を延長することができる。1.0×10
−3≦R/PCD≦3.0×10−3 【0031】また、最適な仕様としては、固定輪軌道面
中心線粗さをσ=0.03〜0.08μmRa、回転
輪軌道面中心線粗さを、σ=0.03〜0.04μm
Raとし、かつ、1.0×10−3≦R/PCD≦
3.0×10−3の範囲とすることにより、更なる転が
り寿命を延長することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
Rolling bearings, especially alternators and electromagnetic
Switch, intermediate pulley, compressor for car air conditioner, water port
Used for engine accessories such as pump bearings
Prolonging the life of bearings by setting the roughness appropriately
The present invention relates to a rolling bearing. [0002] 2. Description of the Related Art As an index relating to the life of a rolling bearing,
Oil film indicating the degree of oil film formation that greatly affects lubrication quality
The concept of parameter Λ is used ("rolling axis
Receiving Engineering ”Rolling Bearing Engineering Editorial Board: Yokendo Showa 5
The first edition was issued on July 10, 2000, p. 178).   Λ = hmin / (hr1 2+ Hr2 2)1/2≒ hmin / 1.15 (σ12 2+ Σ c 2 )1/2                                                                 ... (1) Where hmin = minimum oil film thickness hr1, Hr2= 2 contact surfaces (rolling between raceway and rolling element)
Root mean square roughness of the contact surface) σ12= Center line average roughness of raceway (h ≒ 1.12R) σc= Center line average roughness of steel ball (h ≒ 1.12R) From the above equation (1), the value of the oil film parameter Λ is
The larger the oil film, the thicker the oil film is formed and the longer the life is.
It is understood that when Λ ≦ 3, it becomes a so-called boundary lubrication state.
It is said to shorten the life. So traditionally
Smooth the rolling contact surface between the race and the rolling element
Long service life by machining into a kana surface and forming a sufficient oil film
Was considered to be a necessary condition to achieve. [0004] Grease lubricated rolling bearings
A similar idea can be applied, thus creating a track surface
Processing to a smooth surface only
By increasing the 大 き く and improving the track surface roughness
To prevent oil film breakage and high vibration.
Was. [0005] In grease lubricated bearings, patents
In report No. 2508178, each track of outer ring and inner ring
Of the surface and the surface of the rolling element, at least the outer raceway surface,
Many with a depth of 0.0005 mm or more and 0.0008 mm or less
A groove-shaped recess, and a groove-shaped recess partitioned by the groove-shaped recess
With a smooth part with a roughness of 0.08 μm Ra or less
By forming, the sliding motion is suppressed and
The function of the oil sump in the part also acts secondary to the metal in the flat part
Prevents sticking and prevents bearing seizure, sufficient bearing performance
Are disclosed. In a grease lubricated bearing,
In Japanese Patent Publication No. 5-32602, "0.05 µm Ra <steel
"Surface roughness of ball <surface roughness of rolling surface"
The lubrication between the raceways is improved by approaching the raceway roughness.
Forming an oil film to improve the temperature of steel balls
Technology to prevent the early peeling of the steel ball surface and extend the service life
The art is disclosed. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-160225,
Forms an electrical insulation film on the bearing raceway surface and
Suppression of hydrogen atom generation by electrolysis by medium reaction
Technology to prevent exfoliation accompanying structural change and extend the life
The art is disclosed. On the other hand, high speed used under grease lubrication
High temperature due to rotation, high vibration, high load (4G ~
20G) works simultaneously through the belt
In bearings for bearings, Λ becomes small, making it difficult to form an oil film
For example, a draft of the Japanese Tribology Conference
Shu (Tokyo 1995-5) p551, average rotation
It is introduced that the slip rate increases to about 25-30%
As in the fixed wheel load range where slippage is likely to occur.
If the outer ring raceway is prematurely peeled and the life of the bearing is shortened,
Such problems are conceivable. Preventing the fixed ring (bearing outer ring) from being separated at an early stage.
As a countermeasure, "SAE Technical Paper: SAE
950944 (Date February 27-March 2, 1995
1) to 14), the fatigue of the alternator bearings
Elucidating the labor mechanism and changing the enclosed grease from E grease
By changing to M grease with high damper effect,
Suppresses slip and absorbs high vibration and high load with M grease.
Technology to prevent metal contact and prevent premature separation of bearings
Is disclosed. [0010] The conventional technique as described above
In the art, as shown in Japanese Patent Publication No. 5-32602
For grease lubricated bearings, "0.05 μm Ra
<Surface roughness of steel ball <Surface roughness of rolling surface>
The distance between the steel ball and the rolling surface can be
Oil film is formed on the surface to improve lubricity and reduce the temperature rise of steel balls.
Suppress surface delamination to extend steel ball life
Can be realized, but steel
Since the ball roughness is as large as 0.05 μmRa, the vibration increases
Predictable, bearing acoustics become a problem. [0011] Further, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 2508178,
Outer ring raceway surface is at least 0.0005 mm deep
A large number of groove-shaped recesses of 0.0008 mm or less;
0.08
By forming with a smooth part of μmRa or less, slip
Expect the effect of extending the life of fixed wheels to suppress movement
It does not take into account acoustic issues,
In addition, it does not show the optimum rotating wheel surface roughness. On the other hand, a general iron pulley is used as an auxiliary engine.
When used with a crankshaft that rotates at high speed,
Due to the friction between the driven belt and the pulley, several kV
Gas is generated and a part is discharged to the atmosphere.
Bearing track, as described in US Pat.
Form a film on the surface and use the catalytic reaction of the film,
Water in grease was decomposed into hydrogen ions by electric discharge
Reacts with hydrogen molecules to form hydrogen ions
A technology has been disclosed to prevent entry into the reception area and extend the service life.
I have. However, in the above technology, when the surface pressure is high or
When used under vibration, the surface oxide film may peel off.
Long life cannot be obtained. Accordingly, the present invention provides a grease lubricated
The rolling fatigue life of rolling bearings
In order to make it more effective, the fixed ring
Track surface center line average roughness, ie, R1To increase
Reduces slip and reduces friction between belt and pulley.
Easily discharge or energize several kV of static electricity generated
To reduce the potential difference between the fixed and rotating wheels,
The purpose is to prevent it. [0014] Means for Solving the Problems The inventors have solved the above problems.
As a result of conducting various experiments as described below,
Multiple rolling between grease lubricated fixed shaft and rotating wheel
In rolling bearings that are used with the body
Track surface center line average roughness R1To R1= 0.03-0.09
μmRa, and R1And PCD (Pitch circle straight
Engine auxiliary equipment characterized by the following relationship:
It is a rolling bearing for use. 1.0 × 10-3≤R1/PCD≦3.0×10-3 [0015] BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows the rolling to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a bearing, in which the rolling shaft
The receiver 1 is press-fitted into a housing 8 in which the outer ring 2 is fixed to the outside.
Then, the rotating shaft 7 is press-fitted into the inner ring 3, and the rolling element 4 is
Of the raceway surface 10 of the outer race 2 and the race of the inner race 3 as a rotating wheel
It is held by the retainer 5 so as to be able to roll between the road surfaces 11. Outside
Between the wheel 2 and the inner ring 3, on both sides of the rolling element 4 and the retainer 5
The seal 6 is arranged, the internal grease 9 is enclosed, and
Prevents foreign matter from entering from outside. [0016] The inventors have developed such a rolling bearing.
In order to solve the above problems, ordinary bearings and outer rings
Varying the roughness of each raceway surface of the inner ring and the surface of the rolling elements
Manufactured bearings and disclosed in JP-A-09-89724.
The number of revolutions is set to 9000 rpm every predetermined time (for example, every 9 seconds).
Switch to 18000 rpm using a rapid acceleration and reduction gear
The test was performed. Also, this test bearing has a JIS reference number.
6303, 10-15 μm in bearing clearance, load
The condition is P (load load) / C (dynamic rating load) = 0.10,
The test temperature is constant at 80 ° C.
Used. Further, the test life of the bearing at this time is 135.
0 hours, so a test censoring time of 150 hours
0 hours. The test is medium when the initial vibration rises 5 times.
And the presence or absence of peeling was calculated. The number of tests is n = 10 each
I went there. As a result, as shown in Table 1, the fixed wheel
In addition, the average roughness of the raceway surface center line of the outer ring is 0.03-0.09.
Even if it reaches 1500 hours,
No outbreak was observed. For rolling elements,
The test was performed with various changes.c= 0.002-0.0
It was confirmed that 10 μmRa was optimal. [Table 1]In order to investigate the cause, during the test and during the test
After examining the bearings after the test, long-life bearings and short-life bearings were
As shown in FIG. 2, the electric resistance of the inner and outer rings during rotation is shown in FIG.
Was measured using a slip ring, etc.
Exists, and its value is closely related to long life and short life
I found something related. As a result, the rolling bearing used under grease lubrication is used.
In rolling bearings, the rolling contact between the rolling element and its mating member
Surface roughness R of the contact surface1, R2Defined in JISB0601
Grease lubrication when displayed with center line average roughness
It is used by arranging multiple rolling elements between a fixed wheel and a rotating wheel.
The average roughness of the center line
Sa R1To R1= 0.03-0.09 μm Ra, and
One, said R1And PCD (pitch circle diameter) have the following relationship
Rolling bearings are suitable as rolling bearings for engine accessories
It turned out to be. 1.0 × 10-3≤R1/PCD≦3.0×10-3 In this rolling bearing, the mating member
In terms of the surface roughness of the rolling elements,
Therefore, it is processed with higher precision thanc
= 0.002 to 0.010 µm Ra is optimal.
is there. Next, the bearing of the embodiment and the bearing of the comparative example will be described.
The life test will be described. As a testing machine,
No. 9-89724, the number of rotations is changed at predetermined time intervals (for example,
(For example, every 9 seconds) Switch between 9000rpm and 18000rpm
A rapid acceleration / deceleration test was used. In addition, the present embodiment example and the ratio
In both cases, JIS call number 6303 was used for the test bearing.
The bearing clearance is 10 to 15 μm, and the load condition is P (negative
(Load) / C (dynamic load rating) = 0.10, test temperature 8
The temperature was kept constant at 0 ° C., and E grease was used as the sealed grease. Further, the calculated life of the bearing at this time is 1350.
Time, so the test censoring time is 1500 hours
Between. The test is performed when the initial vibration increases by 5 times.
Was interrupted and the presence or absence of peeling was confirmed. Tests are each n = 10
I went there. The bearings used in this test were two types of bearing steel.
The surface hardness of the outer and inner rings is HRC 58-63,
Stenite content is 0.05 to 15%, and the surface hardness of rolling elements
The thickness was HRC62 to 64. Table 1 shows the surface roughness of the bearing ring.
Shown in The steel ball surface roughness was 0.005 μmRa. In the calculation of the oil film parameter Λ,
The calculation of the minimum oil film thickness hmin is based on “Rolling bearing engineering”
Journal of the Bearing Engineering Editorial Committee: Yokendo July 10, 1975
First edition issued Cheng's formula shown in p178
Was used. In addition, the surface roughness of the bearing
Since uniform roughness is used, Λ = hmin / 1.15 (σ
122+ Σc 2)1/2Λ was calculated using the equation. Table 2 shows the experimental results. Examples 1 to 10
In all, 10 out of 10 reached 1500 hr
No peeling was observed. This is shown in FIG.
As described above, peeling frequently occurs even in a region where Δ is 3 or less.
The surface of the fixed wheel that is
Generated electromotive force is easily discharged or comes into contact with metal
Energized in the inner and outer rings to suppress the generation of hydrogen
It is considered that the life was extended. Another slip occurred
If the surface roughness is set as in the present invention,
Control becomes easier, and the slip rate decreases.
You. [Table 2]In Examples 11 and 12, Λ was small.
It becomes easier to come into contact with metal because of
2/10 pieces, peel off on outer ring surface in about 1400 hours
I was terrified. Observation of the outer ring raceway surface where peeling occurred
As a result, the polished eyes have disappeared slightly, and traces of metal contact can be confirmed.
Came. However, the peeling life of Comparative Examples 1 to 10 described later.
Life is longer, about 2 to 10 times compared to life
You. On the other hand, Comparative Examples 1 to 3 have a normal ball axis.
Normal or super-finished surface roughness level of the receiving raceway surface
However, the oil film parameter Λ is improved and metal contact is suppressed.
It is considered to control. However, engine replacement
High temperature and high vibration act as typified by machine bearings
Under the environment, slip and metal contact are likely to occur,
By simply improving the surface roughness, as shown in FIG.
In addition, several kV of friction generated between belt and pulley
You can hardly expect to easily discharge static electricity,
Therefore, early peeling cannot be prevented. That
As a result, Comparative Examples 1 to 3 were 228, 234, and 37, respectively.
At 8 hours, peeling occurs at 1/4 or less of the calculated life. In Comparative Example 4, only the fixed wheel was used.
"Condition 1" is satisfied, but PCD is low.
In addition, since Λ is smaller than 1, metal contact
In the whole area, surface origin peeling occurred on the outer ring in 439 hours
I was born. For Comparative Examples 5 and 6, the fixed wheel
Test 10 because the surface roughness is 0.10 μm Ra or more
Of the individual vibrations, 8,10 each, more than 5 times the initial vibration
The test has stopped. Investigation of bearings stopped due to large vibration
As a result, the surface roughness was extremely deteriorated. [0030] As is clear from the above description, the present invention
According to the grease lubrication between the fixed wheel and the rotating wheel
Rolling bearing smell used by arranging multiple rolling elements
And the center line average roughness R of the raceway surface of the fixed wheel1To R1= 0.0
3 to 0.09 μm Ra;1And PCD
Has the following relationship to suppress slip and
Of several kV generated by friction between belt and pulley
Easily discharges or conducts static electricity.
Rolling in width can extend the life. 1.0 × 10
-3≤R1/PCD≦3.0×10-3 The most suitable specification is a fixed wheel raceway surface.
Centerline roughness σ1= 0.03-0.08 μmRa, rotation
The center line roughness of the raceway2= 0.03-0.04 μm
Ra and 1.0 × 10-3≤R1/ PCD ≦
3.0 × 10-3By further setting the range,
Life can be extended.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明が適用される転がり軸受について、一部
模式的に示す断面図である。 【図2】転がり軸受において、固定輪の粗さと電気抵抗
の関係の実験データを示すグラフである。 【図3】本発明の実施例の固定輪軌道面溝におけるグリ
ース添加剤溜まりの作用図である。 【図4】本発明と比較するために示した従来の固定輪軌
道面溝におけるグリース添加剤溜まりの作用図である。 【符号の説明】 1 転がり軸受 2 外輪 3 内輪 4 転動体 5 保持器 6 シール 7 回転軸 8 ハウジング 9 グリース 10 固定輪軌道面 11 回転輪軌道面
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a part of a rolling bearing to which the present invention is applied. FIG. 2 is a graph showing experimental data of a relationship between roughness of a fixed wheel and electric resistance in a rolling bearing. FIG. 3 is an operation view of a grease additive reservoir in a fixed ring raceway surface groove according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is an operation diagram of a grease additive reservoir in a conventional fixed wheel raceway surface groove shown for comparison with the present invention. [Description of Signs] 1 Rolling bearing 2 Outer ring 3 Inner ring 4 Rolling element 5 Cage 6 Seal 7 Rotating shaft 8 Housing 9 Grease 10 Fixed ring raceway surface 11 Rotating wheel raceway surface

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 グリース潤滑される固定軸と回転輪との
間に複数の転動体を配置して用いられる転がり軸受にお
いて、固定輪の軌道面中心線平均粗さRをR=0.
03〜0.09μmRaとし、且つ、前記RとPCD
が以下の関係であることを特徴とするエンジン補機用転
がり軸受。 1.0×10−3≦R/PCD≦3.0×10−3
Claims: 1. A rolling bearing having a plurality of rolling elements disposed between a fixed shaft to be grease-lubricated and a rotating wheel, the track surface center line average roughness R 1 of the fixed wheel being used. For R 1 = 0.
And 03~0.09MyumRa, and said R 1 and PCD
Has the following relationship: 1.0 × 10 −3 ≦ R 1 /PCD≦3.0×10 −3
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