JP5087480B2 - 航空機用転がり軸受 - Google Patents
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転がり軸受工学編集委員会、「転がり軸受工学」、第3版、養賢堂、1978年1月、P.362
また、上記銅−スズ合金めっき被膜において、銅とスズの重量比率が(銅:スズ)=(97:3)〜(40:60)であることを特徴とする。
また、上記銅合金被膜の下地として、銅ストライクめっき被膜を形成することを特徴とする。
また、上記銅合金被膜は、3 mm×3 mm×20 mm の寸法(表面積 258 mm2 )を有するSCM415製基材片に該銅合金被膜を形成した試験片 3 個を、ジチオリン酸亜鉛(以下、ZnDTPと記す)を 1 重量%含有させたポリ−α−オレフィン油 2.2 g 中に 150℃にて 200 時間浸漬処理したときに、試験片から溶出する銅合金被膜成分量が蛍光X線測定装置による測定にて、上記油中で 500 ppm 以下となる銅合金被膜であることを特徴とする。
また、上記銅合金被膜の膜厚が 5〜60μm であることを特徴とする。
また、上記銅合金被膜が保持器表面の少なくとも軌道輪と接触する部位およびポケット面に形成されたことを特徴とする。
また、上記銅合金被膜が軌道輪の保持器案内面に形成されたことを特徴とする。
図1および図2において銅合金被膜6、16は、保持器表面の少なくとも軌道輪と接触する部位およびポケット面に形成されていればよい。また、該被膜は、軌道輪の保持器案内面5、15にそれぞれ形成することも可能である。
鉄系金属材料としては、肌焼き鋼(SNCM、SCM)、冷間圧延鋼(SPCC)、熱間圧延鋼(SPHC)、炭素鋼(S25C〜S55C)、ステンレス鋼(SUS304〜SUS316)、軟鋼(SS400)、耐熱鋼(M50、M50Nilなど)等を使用できる。
保持器本体としては、軸受鋼、浸炭鋼、または機械構造用炭素鋼を用いることができ、これらの中で耐熱性が高く高荷重に耐える剛性を有する浸炭鋼を調質して用いることが好ましい。浸炭鋼としては例えばSNCM等を挙げることができる。
例えば、銅と合金を形成し硫黄成分と反応しにくい耐硫化性を有する金属としては、Sn、Ni、Cr等が挙げられる。
これらの中で安価で容易に銅合金を形成し、銅合金被膜形成も容易であることから硫化物を形成しない金属としてSnを用いた銅−スズ合金を用いることが好ましい。電気めっき法により銅−スズ合金めっきを施すことで、銅−スズ合金めっき被膜が保持器表面に形成される。
図3を参照して、ターボファンエンジン20は、圧縮部21と、燃焼部22と、タービン部23とを備えている。そして、ターボファンエンジン20は、圧縮部21から、燃焼部22を通り、タービン部23に至るように配置された、低圧主軸24と、低圧主軸24の外周面を取り囲むように配置された高圧主軸27とを備えている。
本発明の転がり軸受は、上記要求される特性を満たすことができる。
3 mm×3 mm×20 mm の寸法(表面積 258 mm2 )を有するSCM415製基材片 3 個と、SPCC製平板〔 30 mm×30 mm×2 mm 〕とにそれぞれ電気めっき法により表1に示す銅とスズの重量比率で 25μm の銅−スズ合金めっき被膜を形成して、SCM415製基材試験片と、SPCC製平板試験片とを得た。得られた試験片の銅−スズ合金めっき被膜の組成をエネルギー分散型X線分析装置にて定量分析した。
SCM415製基材試験片 3 個を以下に示す潤滑油浸漬試験に供し、銅−スズ合金めっき被膜成分が潤滑油中に溶出する量を測定した。また、SPCC製平板試験片を以下に示す摩擦試験に供し、焼付くまでの時間を測定した。これらの結果を表1に併記する。
ZnDTP(LUBRIZOL社製:LUBRIZOL677A)を 1 重量%含有させたポリ−α−オレフィン(三井化学社製:ルーカントHC−10) 2.2 g 中に試験片 3 個を 150℃にて 200 時間浸漬処理したときに、試験片から上記潤滑油中に溶出する被膜成分量を蛍光X線測定装置(リガク社製:Rigaku ZSX100e)を用いて測定する。
図4は摩擦試験機を示す図である。図4(a)は正面図を、図4(b)は側面図をそれぞれ表す。
試験片43をアーム部42のエアスライダー44に取り付け、回転軸41に相手材リング(SUJ2、焼入焼戻処理、HRC63)40を取り付ける。試験片43は所定の荷重45を図面上方から印加されながら相手材リング40と回転接触する。試験片43に相手材リング40を回転させたときに発生する摩擦力はロードセル46により検出される。
荷重 50 N 、滑り速度 0.05 m /秒、無潤滑の条件で摩擦試験を実施した。摩擦係数が 0.4 に達するまでの運転時間を焼付くまでの時間として測定して、ドライラン状態での耐久性を評価した。
実施例1で用いたSCM415製基材片 3 個とSPCC製平板とに電気めっき法により下地として銅ストライクめっき被膜 5μm を形成したこと以外は実施例1と同様に処理および評価を実施した。結果を表1に併記する。
実施例1で用いたSCM415製基材片 3 個とSPCC製平板とに電気めっき法により銅めっき処理を施し 30μm の銅被膜を形成して、SCM415製基材試験片と、SPCC製平板試験片とを得た。これらの試験片について実施例1と同様に評価および測定を実施した。結果を表1に併記する。
実施例1で用いたSCM415製基材片 3 個とSPCC製平板とに電気めっき法により下地として銅ストライクめっき被膜 5μm を形成した後、25μm の銀被膜を形成して、SCM415製基材試験片と、SPCC製平板試験片とを得た。これらの試験片について実施例1と同様に評価および測定を実施した。結果を表1に併記する。
実施例1で用いたSCM415製基材片 3 個とSPCC製平板とに電気めっき法により表1に示す銅とスズの重量比率で 25μm の銅−スズ合金被膜を形成して、SCM415製基材試験片と、SPCC製平板試験片とを得た。これらの試験片について実施例1と同様に評価および測定を実施した。結果を表1に併記する。
実施例1にて用いたSPCC製平板を無処理のまま試験片とした。この試験片を上述の摩擦試験に供し焼付きにいたるまでの時間を測定した。結果を表1に併記する。
1a 鍔
2、12 内輪
3 ころ(転動体)
4、14 保持器
5、15 保持器案内面
6、16 銅合金めっき被膜
13 ボール
20 ターボファンエンジン
24 低圧主軸
27 高圧主軸
39 転がり軸受
40 リング状相手材
41 回転軸
42 アーム部
43 平板試験片
44 エアスライダー
45 荷重
46 ロードセル
Claims (9)
- 内輪軌道面と外輪軌道面との間で軸受荷重を支持する転動体を回転自在に保持する保持器を備え、航空機のエンジンや変速機に用いられる航空機用転がり軸受であって、
前記保持器の表面に、銅合金被膜を形成してなり、
前記銅合金被膜は、3 mm×3 mm×20 mm の寸法(表面積 258 mm 2 )を有するSCM415製基材片に該銅合金被膜を形成した試験片 3 個を、ジチオリン酸亜鉛を 1 重量%含有させたポリ−α−オレフィン油 2.2 g 中に 150℃にて 200 時間浸漬処理したときに、試験片から溶出する銅合金被膜成分量が蛍光X線測定装置による測定にて、前記油中で 500 ppm 以下となる銅合金被膜であることを特徴とする航空機用転がり軸受。 - 前記銅合金被膜が、銅−スズ合金めっき被膜であることを特徴とする請求項1記載の航空機用転がり軸受。
- 前記銅−スズ合金めっき被膜において、銅とスズの重量比率が(銅:スズ)=(97:3)〜(40:60)であることを特徴とする請求項2記載の航空機用転がり軸受。
- 前記銅合金被膜の下地として、銅ストライクめっき被膜を形成することを特徴とする請求項2または請求項3記載の航空機用転がり軸受。
- 前記銅合金被膜の膜厚が 5〜60μm であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の航空機用転がり軸受。
- 前記保持器と接触する軌道輪の表面粗さRaが 0.1μm 以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項記載の航空機用転がり軸受。
- 前記銅合金被膜が保持器表面の少なくとも軌道輪と接触する部位およびポケット面に形成されたことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項記載の航空機用転がり軸受。
- 前記銅合金被膜が軌道輪の保持器案内面に形成されたことを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項記載の航空機用転がり軸受。
- 航空機エンジンの内部において、主軸または前記主軸の回転を受けて回転する回転部材を、該回転部材に隣接する部材に対して回転自在に支持することを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項記載の航空機用転がり軸受。
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