JP4284670B2 - 玉軸受及びその潤滑方法 - Google Patents
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- Y10S384/907—Bearing material or solid lubricant
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、玉軸受及びその潤滑方法に関するもので、特に、軸受内部に性質の異なるグリースを各々に配置することで、軸受停止時の耐フレッチング性能と回転時の潤滑性とを併せもつ玉軸受及びその潤滑方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、玉軸受は、図３に示すように、アウターレース１とインナーレース２との間の軸受内部にグリースを塗布することで潤滑されており、玉軸受のトルク伝達性能や耐フレッチング性能は塗布されたグリースの特性に依存されている。例えば、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）スピンドルモータ等の低トルク、低ノイズを要求されている用途では、基油粘度２５〜３５ｃＳｔ、ちょう度２４０〜２７０のチャネリングタイプのグリースが主流として使われている。また、このタイプのグリースは、軸受回転時の転動寿命を維持する性能においても優れている。
【０００３】
しかしながら、このタイプのグリースは、ＨＤＤ用途で最近要望されている玉軸受の停止時に発生するフレッチングから軸受内部の接触面を保護するのには有効でなく、一般に、基油粘度１５〜２０ｃＳｔ、ちょう度２００〜２３０のチャーニングタイプのグリースが軸受の停止時における耐フレッチング性能に優れていることが知られている。これは、粘度の高い基油がボール３と転走面１ａ，２ａとの接触面から排除され易く、且つ該接触面に入り込みにくいことから接触面の保護に有効でないのに対し、粘度の低い基油は、接触面に入り込み易い性質により、接触面に油膜を形成して接触面を保護し、フレッチングを防止することによる。軸受の停止時における耐フレッチング性能は、上記粘度（１５〜２０ｃＳｔ）のオイルを転走面１ａ，２ａに塗布することでも得られるが、性能が維持される寿命が短く、また、軸受の回転時には攪拌されて境界面から飛散してしまい潤滑を維持することができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、軸受停止時の耐フレッチング性能と回転時の潤滑性とを併せもつ玉軸受及びその潤滑方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、レース部に基油粘度１５〜２０ｃＳｔ、ちょう度２００〜２３０のチャーニングタイプのグリースを配置すると共に、リテーナ部に基油粘度２５〜３５ｃＳｔ、ちょう度２４０〜２７０のチャネリングタイプのグリースを前記レース部のグリースに接近させて配置したことを特徴とする。
【０００６】
このように構成することで、レース部に配置された基油粘度１５〜２０ｃＳｔ、ちょう度２００〜２３０のチャーニングタイプのグリースにより軸受内部に形成される潤滑面を保護すると共に、リテーナ部に配置された基油粘度２５〜３５ｃＳｔ、ちょう度２４０〜２７０のチャネリングタイプのグリースにより潤滑面を維持して、潤滑を持続させることができる。また、玉軸受の停止時には、レース部に配置されたチャーニングタイプのグリースがレース部の接触面に速やかに入り込み、潤滑面を保護することができる。さらに、リテーナ部に配置されたチャネリングタイプのグリースから分離した潤滑油を速やかに潤滑面に供給することができる。
【０００７】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、レース部に基油粘度１５〜２０ｃＳｔ、ちょう度２００〜２３０のチャーニングタイプのグリースを配置すると共に、リテーナ部に基油粘度２５〜３５ｃＳｔ、ちょう度２４０〜２７０のチャネリングタイプのグリースを前記レース部のグリースに接近させて配置し、玉軸受の停止時には、前記レース部に配置したチャーニングタイプのグリースにより潤滑面を形成し、前記玉軸受の回転時には、前記リテーナ部に配置したチャネリングタイプのグリースにより潤滑を持続させると共に、前記リテーナ部に配置したチャネリングタイプのグリースを前記潤滑面に徐々に供給して前記潤滑面を維持することを特徴とする。
【０００８】
このように構成することで、玉軸受の回転時には、基油粘度２５〜３５ｃＳｔ、ちょう度２４０〜２７０のチャネリングタイプのグリースにより潤滑面を維持して潤滑を持続させることができ、また、玉軸受の停止時には、基油粘度１５〜２０ｃＳｔ、ちょう度２００〜２３０のチャーニングタイプのグリースにより潤滑面を保護することで、接触面におけるフレッチングを防止することができる。さらに、玉軸受の回転時には、潤滑面を維持するグリースから分離した潤滑油が潤滑面に速やかに供給されるので、軸受の高回転時においても潤滑面を維持して、玉軸受の潤滑を持続させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態の玉軸受及びその潤滑方法を図１ないし図３に基づいて説明する。まず、本実施の形態の玉軸受の概略について説明する。本実施の形態の玉軸受は、図３に示すように、レース部としてのアウターレース１及びインナーレース２と、リング状に形成され複数のボール３を回転自在に保持するリテーナ４とを具備しており、アウターレース１とインナーレース２とにリテーナ４を介在させて、リテーナ４に保持された複数のボール３をアウターレース１の転走面１ａとインナーレース２の転走面２ａとに転走させることにより、アウターレース１とインナーレース２とを相対移動させる構造になっている。また、本実施の形態の玉軸受は、図１に示すように、アウターレース１の転走面１ａに塗布したグリース５（以下、グリースＡ５と呼ぶ）と、リテーナ４に塗布したグリース６（以下，グリースＢ６と呼ぶ）とにより、軸受内部の転走面１ａ，２ａ、リテーナ４及びボール３の表面に、潤滑面としての潤滑油膜７を形成して軸受内部を潤滑する構造になっている。
【００１０】
次に、軸受内部を潤滑するグリースＡ５及びグリースＢ６の詳細について説明する。まず、アウターレース１の転走面１ａに塗布されるグリースＡ５について説明する。グリースＡ５は、表１に示すように、基油粘度が１５〜２０ｃＳｔ（４０℃）、ちょう度が２００〜２３０で剪断されることにより攪拌される、いわゆるチャーニングタイプのグリースを使用する。これにより、グリースＡ５は、玉軸受の停止時には、粘度の小さい基油がボール３と転走面１ａ，２ａとの間に入り込み、接触面に速やかに潤滑油膜７を形成することにより、接触面のフレッチングを防止すると共に、玉軸受の回転時には、チャーニング挙動となることで飛散して、グリースの攪拌抵抗が抑制されることにより回転トルクを減少させる構造になっている。
【００１１】
次に、リテーナ４に塗布されるグリースＢ６について説明する。グリースＢ６は、表１に示すように、グリースＡ５と比較して、基油粘度が２５〜３５ｃＳｔ（４０℃）と大きく、且つちょう度が２４０〜２７０と硬く、剪断されることで層状化しその層の間隙に分離した潤滑油が介入される、いわゆるチャネリングタイプのグリースを使用する。これにより、グリースＢ６は、玉軸受の回転時には、リテーナ４が高速回転されることで遠心力を受け、この遠心力によりチャネリング挙動となり基油粘度が大きい潤滑油を徐々に分離させ、この分離させた潤滑油を徐々に潤滑油膜７に供給することで、軸受内部の潤滑油膜７を維持し、軸受内部の潤滑を持続させる構造になっている。
【００１２】
【表１】
【００１３】
このような構成において、本実施の形態の玉軸受及びその潤滑方法の作用を説明する。まず、玉軸受の回転時には、リテーナ４に塗布されたグリースＢ６は、リテーナ４が高速回転されることで遠心力を受けることでチャネリング挙動となり、粘度の大きい潤滑油を分離させる。そして、グリースＢ６は、分離した潤滑油を潤滑油膜７に徐々に供給することで潤滑面としての潤滑油膜７を維持し、ボール３と転走面１ａ，２ａとの境界面の潤滑を持続させることができる。また、グリースＢ６をグリースＡ５に接近させて配置することで、グリースＢ６から分離した潤滑油を速やかに潤滑油膜７に供給することができ、軸受の高回転時における境界面における油膜切れを防止することができる。また、玉軸受の停止時には、基油粘度が小さいグリースＡ５が転走面１ａ，２ａとボール３との隙間に入り込むことにより、接触面に速やかに潤滑油膜７が形成されるので、外部からの振動により生じる接触面のフレッチングを防止することができる。
【００１４】
以上のように、本実施の形態の玉軸受は、基油粘度が小さく、且つチャーニングタイプのグリースＡ５をアウターレース１の転走面１ａに配置すると共に、基油粘度が大きく、且つチャネリングタイプのグリースＢ６をリテーナ４に配置した。したがって、玉軸受の回転時には、グリースＢ６がチャネリング挙動となり粘度の大きい潤滑油を分離させ、該潤滑油が潤滑面としての潤滑油膜７に徐々に供給されるので、潤滑油膜７を維持して潤滑を持続させることができる。また、グリースＢ６をグリースＡ５に接近させて配置したので、グリースＢ６から分離した潤滑油を潤滑油膜７に速やかに供給して、特に、軸受の高回転時における潤滑油膜７の油膜切れを防止して、境界面の潤滑を持続させることができる。
【００１５】
また、玉軸受の停止時には、グリースＡ５は、粘度の小さい潤滑油をボール３と転走面１ａ，２ａとの間の接触面に速やかに入り込ませることで、潤滑面としての潤滑油膜７を形成し接触面を保護するので、静止時の外部からの振動によるフレッチングを防止することができる。
【００１６】
【発明の効果】
本実施形態によれば、潤滑面を保護するグリースに基油粘度１５〜２０ｃＳｔ、ちょう度２００〜２３０のチャーニングタイプのグリースを使用して、潤滑を維持するグリースに基油粘度２５〜３５ｃＳｔ、ちょう度２４０〜２７０のチャネリングタイプのグリースを使用したので、軸受の回転時には、潤滑を維持するグリースから分離させた潤滑油を潤滑面としての潤滑油膜に徐々に供給して潤滑を持続させることができると共に、軸受の停止時には、潤滑面を保護するグリースにより潤滑面としての潤滑油膜を保護してフレッチングを防止することができ、これにより、低振動及び低ノイズが長期間持続される玉軸受を提供することができる。
また、潤滑面を保護するグリースの基油粘度を潤滑を維持するグリースの基油粘度よりも低くしたので、玉軸受の停止時には、潤滑面を保護するグリースがボールと転走面との間の接触面に速やかに入り込み、潤滑油膜を形成して接触面を保護することができ、外部からの振動により生じるフレッチングを防止することができる。
さらに、潤滑面を保護するグリースと潤滑を維持するグリースとを接近させて配置したので、玉軸受の回転時には、潤滑面としての潤滑油膜に、潤滑を維持するグリースから分離した潤滑油が速やかに供給され、境界面の潤滑油膜を維持することができ、境界面における潤滑を持続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態の玉軸受の説明図で、特に、軸受内部に形成された潤滑油膜を示す図である。
【図２】 本実施の形態の玉軸受の説明図で、特に、軸受内部のグリースの配置を示す図である。
【図３】 玉軸受の全体図である。
【符号の説明】
１ アウターレース（レース部）、２ インナーレース（レース部）、４ リテーナ（リテーナ部）、５ グリースＡ（潤滑面を保護するグリース）、６ グリースＢ（潤滑を維持するグリース）、７ 潤滑油膜（潤滑面）
【発明の属する技術分野】
本発明は、玉軸受及びその潤滑方法に関するもので、特に、軸受内部に性質の異なるグリースを各々に配置することで、軸受停止時の耐フレッチング性能と回転時の潤滑性とを併せもつ玉軸受及びその潤滑方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、玉軸受は、図３に示すように、アウターレース１とインナーレース２との間の軸受内部にグリースを塗布することで潤滑されており、玉軸受のトルク伝達性能や耐フレッチング性能は塗布されたグリースの特性に依存されている。例えば、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）スピンドルモータ等の低トルク、低ノイズを要求されている用途では、基油粘度２５〜３５ｃＳｔ、ちょう度２４０〜２７０のチャネリングタイプのグリースが主流として使われている。また、このタイプのグリースは、軸受回転時の転動寿命を維持する性能においても優れている。
【０００３】
しかしながら、このタイプのグリースは、ＨＤＤ用途で最近要望されている玉軸受の停止時に発生するフレッチングから軸受内部の接触面を保護するのには有効でなく、一般に、基油粘度１５〜２０ｃＳｔ、ちょう度２００〜２３０のチャーニングタイプのグリースが軸受の停止時における耐フレッチング性能に優れていることが知られている。これは、粘度の高い基油がボール３と転走面１ａ，２ａとの接触面から排除され易く、且つ該接触面に入り込みにくいことから接触面の保護に有効でないのに対し、粘度の低い基油は、接触面に入り込み易い性質により、接触面に油膜を形成して接触面を保護し、フレッチングを防止することによる。軸受の停止時における耐フレッチング性能は、上記粘度（１５〜２０ｃＳｔ）のオイルを転走面１ａ，２ａに塗布することでも得られるが、性能が維持される寿命が短く、また、軸受の回転時には攪拌されて境界面から飛散してしまい潤滑を維持することができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、軸受停止時の耐フレッチング性能と回転時の潤滑性とを併せもつ玉軸受及びその潤滑方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、レース部に基油粘度１５〜２０ｃＳｔ、ちょう度２００〜２３０のチャーニングタイプのグリースを配置すると共に、リテーナ部に基油粘度２５〜３５ｃＳｔ、ちょう度２４０〜２７０のチャネリングタイプのグリースを前記レース部のグリースに接近させて配置したことを特徴とする。
【０００６】
このように構成することで、レース部に配置された基油粘度１５〜２０ｃＳｔ、ちょう度２００〜２３０のチャーニングタイプのグリースにより軸受内部に形成される潤滑面を保護すると共に、リテーナ部に配置された基油粘度２５〜３５ｃＳｔ、ちょう度２４０〜２７０のチャネリングタイプのグリースにより潤滑面を維持して、潤滑を持続させることができる。また、玉軸受の停止時には、レース部に配置されたチャーニングタイプのグリースがレース部の接触面に速やかに入り込み、潤滑面を保護することができる。さらに、リテーナ部に配置されたチャネリングタイプのグリースから分離した潤滑油を速やかに潤滑面に供給することができる。
【０００７】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、レース部に基油粘度１５〜２０ｃＳｔ、ちょう度２００〜２３０のチャーニングタイプのグリースを配置すると共に、リテーナ部に基油粘度２５〜３５ｃＳｔ、ちょう度２４０〜２７０のチャネリングタイプのグリースを前記レース部のグリースに接近させて配置し、玉軸受の停止時には、前記レース部に配置したチャーニングタイプのグリースにより潤滑面を形成し、前記玉軸受の回転時には、前記リテーナ部に配置したチャネリングタイプのグリースにより潤滑を持続させると共に、前記リテーナ部に配置したチャネリングタイプのグリースを前記潤滑面に徐々に供給して前記潤滑面を維持することを特徴とする。
【０００８】
このように構成することで、玉軸受の回転時には、基油粘度２５〜３５ｃＳｔ、ちょう度２４０〜２７０のチャネリングタイプのグリースにより潤滑面を維持して潤滑を持続させることができ、また、玉軸受の停止時には、基油粘度１５〜２０ｃＳｔ、ちょう度２００〜２３０のチャーニングタイプのグリースにより潤滑面を保護することで、接触面におけるフレッチングを防止することができる。さらに、玉軸受の回転時には、潤滑面を維持するグリースから分離した潤滑油が潤滑面に速やかに供給されるので、軸受の高回転時においても潤滑面を維持して、玉軸受の潤滑を持続させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態の玉軸受及びその潤滑方法を図１ないし図３に基づいて説明する。まず、本実施の形態の玉軸受の概略について説明する。本実施の形態の玉軸受は、図３に示すように、レース部としてのアウターレース１及びインナーレース２と、リング状に形成され複数のボール３を回転自在に保持するリテーナ４とを具備しており、アウターレース１とインナーレース２とにリテーナ４を介在させて、リテーナ４に保持された複数のボール３をアウターレース１の転走面１ａとインナーレース２の転走面２ａとに転走させることにより、アウターレース１とインナーレース２とを相対移動させる構造になっている。また、本実施の形態の玉軸受は、図１に示すように、アウターレース１の転走面１ａに塗布したグリース５（以下、グリースＡ５と呼ぶ）と、リテーナ４に塗布したグリース６（以下，グリースＢ６と呼ぶ）とにより、軸受内部の転走面１ａ，２ａ、リテーナ４及びボール３の表面に、潤滑面としての潤滑油膜７を形成して軸受内部を潤滑する構造になっている。
【００１０】
次に、軸受内部を潤滑するグリースＡ５及びグリースＢ６の詳細について説明する。まず、アウターレース１の転走面１ａに塗布されるグリースＡ５について説明する。グリースＡ５は、表１に示すように、基油粘度が１５〜２０ｃＳｔ（４０℃）、ちょう度が２００〜２３０で剪断されることにより攪拌される、いわゆるチャーニングタイプのグリースを使用する。これにより、グリースＡ５は、玉軸受の停止時には、粘度の小さい基油がボール３と転走面１ａ，２ａとの間に入り込み、接触面に速やかに潤滑油膜７を形成することにより、接触面のフレッチングを防止すると共に、玉軸受の回転時には、チャーニング挙動となることで飛散して、グリースの攪拌抵抗が抑制されることにより回転トルクを減少させる構造になっている。
【００１１】
次に、リテーナ４に塗布されるグリースＢ６について説明する。グリースＢ６は、表１に示すように、グリースＡ５と比較して、基油粘度が２５〜３５ｃＳｔ（４０℃）と大きく、且つちょう度が２４０〜２７０と硬く、剪断されることで層状化しその層の間隙に分離した潤滑油が介入される、いわゆるチャネリングタイプのグリースを使用する。これにより、グリースＢ６は、玉軸受の回転時には、リテーナ４が高速回転されることで遠心力を受け、この遠心力によりチャネリング挙動となり基油粘度が大きい潤滑油を徐々に分離させ、この分離させた潤滑油を徐々に潤滑油膜７に供給することで、軸受内部の潤滑油膜７を維持し、軸受内部の潤滑を持続させる構造になっている。
【００１２】
【表１】
このような構成において、本実施の形態の玉軸受及びその潤滑方法の作用を説明する。まず、玉軸受の回転時には、リテーナ４に塗布されたグリースＢ６は、リテーナ４が高速回転されることで遠心力を受けることでチャネリング挙動となり、粘度の大きい潤滑油を分離させる。そして、グリースＢ６は、分離した潤滑油を潤滑油膜７に徐々に供給することで潤滑面としての潤滑油膜７を維持し、ボール３と転走面１ａ，２ａとの境界面の潤滑を持続させることができる。また、グリースＢ６をグリースＡ５に接近させて配置することで、グリースＢ６から分離した潤滑油を速やかに潤滑油膜７に供給することができ、軸受の高回転時における境界面における油膜切れを防止することができる。また、玉軸受の停止時には、基油粘度が小さいグリースＡ５が転走面１ａ，２ａとボール３との隙間に入り込むことにより、接触面に速やかに潤滑油膜７が形成されるので、外部からの振動により生じる接触面のフレッチングを防止することができる。
【００１４】
以上のように、本実施の形態の玉軸受は、基油粘度が小さく、且つチャーニングタイプのグリースＡ５をアウターレース１の転走面１ａに配置すると共に、基油粘度が大きく、且つチャネリングタイプのグリースＢ６をリテーナ４に配置した。したがって、玉軸受の回転時には、グリースＢ６がチャネリング挙動となり粘度の大きい潤滑油を分離させ、該潤滑油が潤滑面としての潤滑油膜７に徐々に供給されるので、潤滑油膜７を維持して潤滑を持続させることができる。また、グリースＢ６をグリースＡ５に接近させて配置したので、グリースＢ６から分離した潤滑油を潤滑油膜７に速やかに供給して、特に、軸受の高回転時における潤滑油膜７の油膜切れを防止して、境界面の潤滑を持続させることができる。
【００１５】
また、玉軸受の停止時には、グリースＡ５は、粘度の小さい潤滑油をボール３と転走面１ａ，２ａとの間の接触面に速やかに入り込ませることで、潤滑面としての潤滑油膜７を形成し接触面を保護するので、静止時の外部からの振動によるフレッチングを防止することができる。
【００１６】
【発明の効果】
本実施形態によれば、潤滑面を保護するグリースに基油粘度１５〜２０ｃＳｔ、ちょう度２００〜２３０のチャーニングタイプのグリースを使用して、潤滑を維持するグリースに基油粘度２５〜３５ｃＳｔ、ちょう度２４０〜２７０のチャネリングタイプのグリースを使用したので、軸受の回転時には、潤滑を維持するグリースから分離させた潤滑油を潤滑面としての潤滑油膜に徐々に供給して潤滑を持続させることができると共に、軸受の停止時には、潤滑面を保護するグリースにより潤滑面としての潤滑油膜を保護してフレッチングを防止することができ、これにより、低振動及び低ノイズが長期間持続される玉軸受を提供することができる。
また、潤滑面を保護するグリースの基油粘度を潤滑を維持するグリースの基油粘度よりも低くしたので、玉軸受の停止時には、潤滑面を保護するグリースがボールと転走面との間の接触面に速やかに入り込み、潤滑油膜を形成して接触面を保護することができ、外部からの振動により生じるフレッチングを防止することができる。
さらに、潤滑面を保護するグリースと潤滑を維持するグリースとを接近させて配置したので、玉軸受の回転時には、潤滑面としての潤滑油膜に、潤滑を維持するグリースから分離した潤滑油が速やかに供給され、境界面の潤滑油膜を維持することができ、境界面における潤滑を持続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態の玉軸受の説明図で、特に、軸受内部に形成された潤滑油膜を示す図である。
【図２】 本実施の形態の玉軸受の説明図で、特に、軸受内部のグリースの配置を示す図である。
【図３】 玉軸受の全体図である。
【符号の説明】
１ アウターレース（レース部）、２ インナーレース（レース部）、４ リテーナ（リテーナ部）、５ グリースＡ（潤滑面を保護するグリース）、６ グリースＢ（潤滑を維持するグリース）、７ 潤滑油膜（潤滑面）
Claims (2)
- レース部に基油粘度１５〜２０ｃＳｔ、ちょう度２００〜２３０のチャーニングタイプのグリースを配置すると共に、リテーナ部に基油粘度２５〜３５ｃＳｔ、ちょう度２４０〜２７０のチャネリングタイプのグリースを前記レース部のグリースに接近させて配置したことを特徴とする玉軸受。
- レース部に基油粘度１５〜２０ｃＳｔ、ちょう度２００〜２３０のチャーニングタイプのグリースを配置すると共に、リテーナ部に基油粘度２５〜３５ｃＳｔ、ちょう度２４０〜２７０のチャネリングタイプのグリースを前記レース部のグリースに接近させて配置し、
玉軸受の停止時には、前記レース部に配置したチャーニングタイプのグリースにより潤滑面を形成し、
前記玉軸受の回転時には、前記リテーナ部に配置したチャネリングタイプのグリースにより潤滑を持続させると共に、前記リテーナ部に配置したチャネリングタイプのグリースを前記潤滑面に徐々に供給して前記潤滑面を維持することを特徴とする玉軸受の潤滑方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000081943A JP4284670B2 (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 玉軸受及びその潤滑方法 |
| DE60022309T DE60022309T2 (de) | 2000-03-23 | 2000-12-01 | Kugellager und Schmierungsverfahren |
| EP00126270A EP1136712B1 (en) | 2000-03-23 | 2000-12-01 | Ball bearing and lubricating method thereof. |
| US10/408,265 US6986606B2 (en) | 2000-03-23 | 2003-04-08 | Ball bearing and lubricating method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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