JPH03117725A - 転がり軸受 - Google Patents

転がり軸受

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JPH03117725A
JPH03117725A JP1253101A JP25310189A JPH03117725A JP H03117725 A JPH03117725 A JP H03117725A JP 1253101 A JP1253101 A JP 1253101A JP 25310189 A JP25310189 A JP 25310189A JP H03117725 A JPH03117725 A JP H03117725A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、転がり軸受、更に詳しくは、相手面が粗面
でも仕上げの良い面でも長寿命を示す転がり軸受に関す
る。
〔従来の技術およびその問題点〕
転がり軸受における転動体や内外輪の寿命は、転動面の
表面粗さが重要な因子であることは良く知られており、
従来、転動面の仕上げをできるだけ滑らかな面にするの
がよいと考えられていたが、軸受の転勤疲労寿命を向上
させるための試行錯誤を繰り返すなかで、転動面の仕上
がりを良くしなくても長寿命に効果のあることを見い出
した。
上記のような転がり軸受は、転動面をＲｍａｘｏ、３〜
０．８ｐ■のランダムなすり傷の粗面に形成した構造で
あり、長寿命の効果を発揮することができるが、仕上げ
面の良い相手に対しては、油膜形成が不十分となり、軸
の摩耗や軸のピーリング損傷が発生する場合があり、相
手軸の仕上げ条件に対して使用できる範囲が狭いという
点で改善の必要性が見い出された。
〔発明の目的〕
そこでこの発明は、転動体もしくは内外輪における転動
面の面粗さの評価を軸方向だけでなく転がり方向にも着
目し、軸方向と円周方向の表面粗さを一定範囲に抑える
ことで油膜形成が有利に行なえ、相手面の面粗さの良否
何れにも対応できる長寿命の転がり軸受を提供すること
が目的である。
〔目的を達成するための手段〕
上記のような目的を達成するため、この発明は、転がり
軸受における転動体表面もしくは内外輪の転動面の少な
くとも一つに、微小な独立したくぼみを無数にランダム
に設け、このくぼみを設けた面の面粗さを、軸方向と円
周方向のそれぞれを求めてパラメータＲＭＳで表示した
とき、軸方向面粗さＲＭ　Ｓ　（Ｌ）と円周方向面粗さ
ＲＭ　Ｓ　（Ｃ）との比ＲＭ　Ｓ　（Ｌ）／ＲＭ　Ｓ　
（Ｃ）が１．０以下となり、合わせて面粗さのパラメー
タＳＫ値が軸方向及び円周方向の何れも−１，６以下と
なるようにし、前記微小なくぼみの占める表面積比率が
１０〜４０％である構成としたものである。
〔作用〕
転動体の表面もしくは内外輪の転動面をランダムな微小
粗面に形成し、この微小粗面の仕上げ面粗さパラメータ
ＲＭＳを軸方向（Ｌ）、円周方向（Ｃ）で求め、その比
ＲＭＳ（Ｌ）／ＲＭＳ（Ｃ）を１．０以下とし、合わせ
てパラメータＳＫ値を軸方向、円周方向とも−１，６以
下とすると共に、微小なくぼみの占める表面積比率を１
０〜４０％に設定したので、転動面の油膜形成率が向上
し、相手面の面粗さのいかんにかかわらず相手面にピー
リング損傷や摩耗の発生がなく、長寿命を得ることがで
きる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
。
第１図に示した転がり軸受１の第１の例は、内輪２と外
輪３の間に多数の円筒ころ転動体４を組込んだ円筒ころ
軸受を示している。
また、第２図に示した転がり軸受１の第２の例は、円筒
ころ転動体４を外輪３に組込んだニードル軸受を例示し
ており、転動体４で相手軸５を支持するようになってい
る。従って第２の例では、相手軸５が第１の例における
内輪２に該当し、この相手軸５の外周面が転動面５ａと
なる。
上記各側の転がり軸受１において、転動体４０表面又は
内輪２、外輪３、相手軸５の転動面の少なくとも一つの
表面がランダムな方向の微小粗面６に形成され、この微
小粗面６は、面粗さを転動体４又は転動面の軸方向と円
周方向のそれぞれを求めてパラメータＲＭＳで表示した
とき、軸方向面粗さＲＭ　Ｓ　（Ｌ）と円周方向面粗さ
ＲＭ　Ｓ　（Ｃ）の比ＲＭＳ（Ｌ）／ＲＭＳ（Ｃ）を１
．０以下、例えば、０．７〜１．０にすると共に、表面
粗さのパラメータＳＫ値が軸方向、円周方向とも−１，
６以下になっている。
上記のような転動面の粗面条件を得るための表面加工処
理は、特殊なバレル研磨によって、所望する仕上面を得
ることができる。
前記パラメータＳＫ値とは、表面粗さの分布曲線の歪み
度（ＳＫＥＷＮＢＳＳ）を指し、ガウス分布のような対
称形分布はＳＫ値が０となるが、パラメータＳＫ値を円
周方向、軸方向とも−１，６以下とした設定値は、表面
凹部の形状、分布が油膜形成に有利な範囲である。
上記転動体表面もしくは内外輪に相当する転動面に設け
る微小なくぼみの占める表面比率は１０〜４０％の範囲
であると共に、微小なくぼみの平均面積は、等価円直径
３−φ以下を除いて整理したとき３５〜１５’Ｏｎ”に
なっている。
第３図に標準ころの仕上げ面状況を、また、第４図に転
動体表面又は内外輪の転動面に施した微小粗面加工の仕
上げ面状況を比較して示した。
前記微小なくぼみの定量的測定を行なうには、転動体表
面もしくは転動面を拡大し、その画像から市販されてい
る画像解析システムにより定量化できる。
画像の白い部分は表面平坦部、微小なくぼみは黒い部分
として解析する。例えば（株）ピアスのＬＡ−５２５ｖ
ｓ像解析システムを用いて解析すると、先ず原画の濃淡
を強調フィルターで明確化し、その後非常に微細な黒い
部分である等価円直径３−φ以下はノイズイレーサーで
除去する。
ノイズイレーサーで除去した後に残された微小なくぼみ
の大きさ、分布、微小なくぼみの表面積比率を求め、転
動体表面もしくは内外輸転動面を評価するものである。
次に、針状ころ軸受のこる転動体の表面に、微小なくぼ
みの面積比率、くぼみの平均面積、平均等価直径等の異
なる状況を与え、ラジアル荷重による耐久寿命試験を行
なった結果について説明する。
寿命試験に用いたニードル軸受は、第５図に示すように
、外径ｐｒｗ　３８ｔｍ、内径ｄｒ−２８ｎ、転動体４
の直径Ｄ＝５鶴、長さＬ−１３龍で、１４本の転動体を
用いた保持器７付の軸受である。
また、使用した試験装置は、第６図に概略図で示したよ
うなラジアル荷重試験機１１を使用し、回転軸１２の両
側に試験軸受を取付け、回転と荷重を与えて試験を行な
うものである。
試験に用いたインナーレース（相手軸）の仕上は研削仕
上のＲｍａｘ　Ｏ，４〜４ｎである。アウターレース（
外輪）は研削仕上Ｒｍａｘ　１．６μｍで何れの場合も
共通である。
また、試験条件は以下の通りである。
軸受ラジアル荷重　　１４６５　ｋｇ　ｆ回転数　　　
　　　　３０５Ｏｒｐｍ 潤滑剤　　　　　　　タービン油 第７図は微小なくぼみの面積比率と耐久寿命の結果を、
また第８図は微小なくぼみの平均面積と耐久寿命の結果
を示している。
第７図と第８図の結果より、耐久寿命は面積比率で１０
％以上、平均面積で３５−２以上のものが、計算寿命に
対する耐久寿命（Ｌ＋ｏ）の比で４以上となり、耐久寿
命に効果がある。
上記の耐久寿命試験は針状ころ軸受の転動体表面に微小
なくぼみを設けて行なったが、転がり軸受における内輪
又は外輪の転動面もしくは転動体の表面と転動面の両者
に微小なくぼみを設けても、前記試験結果を同様の耐久
性の向上効果が認められる。
なお、微小なくぼみの面積比率が３０％以上、平均面積
１２０ｍ”以上は、接触有効長さが減少し、長寿命の効
果は減少する傾向にある。
（効果〕 以上のように、この発明によると、転動体の表面又は内
外輪の転動面の少なくとも一つをランダムな微小粗面に
形成し、この微小なくぼみの占める表面積比率を１０〜
４０％にしたので、転動面の油膜形成に存利となり、相
手面が粗面でも仕上面の良い相手に対しても長寿命を得
ることができ、相手面の摩耗やピーリング損傷がないと
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は転がり軸受の第１の例を示すころ軸受の断面図
、第２図は転がり軸受の第２の例を示す断面図、第３図
と第４図は転動体表面の仕上面状況を示す概略図、第５
図は寿命試験に用いたニードル軸受の断面図、第６図は
試験装置の概略図、第７図と第８図は寿命試験の結果を
示すグラフである。 １・・・・・・ころ軸受、　　　２・・・・・・内輪、
３・・・・・・外輪、 ４・・・・・・転動体、 ５・・・・・・相手軸、 ５ａ・・・・・・転動面、 ６・・・・・・微小粗面。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）転がり軸受における転動体表面もしくは内外輪の
    転動面の少なくとも一つに、微小な独立したくぼみを無
    数にランダムに設け、このくぼみを設けた面の面粗さを
    、軸方向と円周方向のそれぞれを求めてパラメータＲＭ
    Ｓで表示したとき、軸方向面粗さＲＭＳ（Ｌ）と円周方
    向面粗さＲＭＳ（Ｃ）との比ＲＭＳ（Ｌ）／ＲＭＳ（Ｃ
    ）が１．０以下となり、合わせて面粗さのパラメータＳ
    Ｋ値が軸方向及び円周方向の何れも−１．６以下となる
    ようにし、前記微小なくぼみの占める表面積比率が１０
    〜４０％である転がり軸受。
  2. （２）微小なくぼみの平均面積は等価円直径３μｍφ以
    下を除いて整理したとき３５〜１５０μｍ＾２である請
    求項１に記載の転がり軸受。
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