JPH09170625A - 転がり軸受 - Google Patents
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- JPH09170625A JPH09170625A JP34864595A JP34864595A JPH09170625A JP H09170625 A JPH09170625 A JP H09170625A JP 34864595 A JP34864595 A JP 34864595A JP 34864595 A JP34864595 A JP 34864595A JP H09170625 A JPH09170625 A JP H09170625A
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- ceramic
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Abstract
(57)【要約】
【解決課題】 ガスタービンのシャフト支承用転がり軸
受のように、高温で高速回転に使用される軸受につい
て、転動体を保持するための保持器の転動体及び軌道輪
に対する耐焼き付き性を改善する。 【手段】 転動体をセラミック材料で形成し、保持器の
少なくとも転動体及び／又は軌道輪と接触する部位をセ
ラミック粒分散アルミニウム系材料で形成する。アルミ
ニウム系材料は、該セラミック粒の含有量を体積比で１
〜５０％の範囲に、その平均粒径５００μｍ以下に調製
する。
受のように、高温で高速回転に使用される軸受につい
て、転動体を保持するための保持器の転動体及び軌道輪
に対する耐焼き付き性を改善する。 【手段】 転動体をセラミック材料で形成し、保持器の
少なくとも転動体及び／又は軌道輪と接触する部位をセ
ラミック粒分散アルミニウム系材料で形成する。アルミ
ニウム系材料は、該セラミック粒の含有量を体積比で１
〜５０％の範囲に、その平均粒径５００μｍ以下に調製
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン等の
シャフトのように高温・高速で回転する軸体に使用され
る転がり軸受に関する。
シャフトのように高温・高速で回転する軸体に使用され
る転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来技術と解決課題】転がり軸受は、図１（Ｂ）に玉
軸受の例を図示するが、軸受の内輪２と外輪３との軌道
面２１、３１間に介装されたボール４や円筒ころ等多数
の転動体を、内輪２と外輪３との間に配置された保持器
１周体に一定間隔に設けた保持孔１２に収容して保持さ
れて成るものである。従来から、高速回転条件で使用さ
れる転がり軸受では、内輪と外輪の軌道輪や転動体は鋼
またはセラミック材料で形成し、保持器には高力黄銅な
どの銅合金や繊維強化フェノール系ないしポリイミド系
樹脂等があり、また、銀メッキした鋼板なども使用され
ていた。
軸受の例を図示するが、軸受の内輪２と外輪３との軌道
面２１、３１間に介装されたボール４や円筒ころ等多数
の転動体を、内輪２と外輪３との間に配置された保持器
１周体に一定間隔に設けた保持孔１２に収容して保持さ
れて成るものである。従来から、高速回転条件で使用さ
れる転がり軸受では、内輪と外輪の軌道輪や転動体は鋼
またはセラミック材料で形成し、保持器には高力黄銅な
どの銅合金や繊維強化フェノール系ないしポリイミド系
樹脂等があり、また、銀メッキした鋼板なども使用され
ていた。
【０００３】ガスタービン等のシャフト用軸受などの高
温環境で高速回転に使用される転がり軸受は、鋼製の軌
道輪と転動体との摩擦により、またこれらと保持器との
摩擦により摩耗を生じるが、さらに摩擦熱により潤滑剤
の潤滑性能が劣化したり摩耗粉により軌道輪と転動体と
の間に噛み込んだりして、各部材の接触部位の摩耗が一
層加速されて、早期に焼き付く現象が発生していた。こ
のような高温で高速回転の環境条件で使用される軸受に
対しては、軌道輪や特に転動体をセラミック材料で形成
して、その高温強度を高めて耐摩耗性を付与することが
なされており、しかもセラミック材料が鋼に比して密度
が小さいので、軌道輪や転動体の遠心力が小さく転動面
の面圧が小さくなるので、焼き付きの頻度を小さくでき
る利点があった。
温環境で高速回転に使用される転がり軸受は、鋼製の軌
道輪と転動体との摩擦により、またこれらと保持器との
摩擦により摩耗を生じるが、さらに摩擦熱により潤滑剤
の潤滑性能が劣化したり摩耗粉により軌道輪と転動体と
の間に噛み込んだりして、各部材の接触部位の摩耗が一
層加速されて、早期に焼き付く現象が発生していた。こ
のような高温で高速回転の環境条件で使用される軸受に
対しては、軌道輪や特に転動体をセラミック材料で形成
して、その高温強度を高めて耐摩耗性を付与することが
なされており、しかもセラミック材料が鋼に比して密度
が小さいので、軌道輪や転動体の遠心力が小さく転動面
の面圧が小さくなるので、焼き付きの頻度を小さくでき
る利点があった。
【０００４】上記の銅合金や鋼の保持器については、密
度が大きくて質量が大きくなるため、高速運転時に保持
器に働く遠心力が非常に大きく、このために転動体や軌
道輪との間の接触部位で面圧が大きくなって摩耗が大き
くなり、この摩擦熱や摩耗粉の発生に起因して各部材の
焼き付きが完全には抑制できないという問題があった。
他方、上記の繊維強化樹脂で形成した保持器は、質量が
小さいので、接触部位で摩耗は小さく、この点では有利
であるが、耐熱性に欠けるので、高温での使用には限界
があった。
度が大きくて質量が大きくなるため、高速運転時に保持
器に働く遠心力が非常に大きく、このために転動体や軌
道輪との間の接触部位で面圧が大きくなって摩耗が大き
くなり、この摩擦熱や摩耗粉の発生に起因して各部材の
焼き付きが完全には抑制できないという問題があった。
他方、上記の繊維強化樹脂で形成した保持器は、質量が
小さいので、接触部位で摩耗は小さく、この点では有利
であるが、耐熱性に欠けるので、高温での使用には限界
があった。
【０００５】本発明は、軽量でしかも高温高速回転での
使用環境下で各軸受部材の接触部位での耐摩耗性・耐熱
性に優れ、耐焼き付き性を改善した軸受を提供しようと
するものである。
使用環境下で各軸受部材の接触部位での耐摩耗性・耐熱
性に優れ、耐焼き付き性を改善した軸受を提供しようと
するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の転がり軸受は、
転動体をセラミック材料で形成し、保持器の少なくとも
該転動体との接触部位をセラミック粒子を分散したアル
ミニウム合金系材料により形成することにより、高温高
速回転の使用環境下で各軸受部材の接触部位での耐摩耗
性を向上させ、焼き付きを防止するものである。即ち、
転動体は、セラミック材料の高温での優れた強度と硬さ
により転動体の耐摩耗性・耐熱性を高め、同時に軽量化
により面圧を軽減し摩耗を軽減する。また、保持器は、
セラミック粒子を分散したアルミニウム合金系材料によ
り形成されており、セラミック粒子は硬度が高いので、
転動体との接触部位は、その表面でセラミック粒子が転
動体表面と高速接触しても摩耗し難く、保持器の接触部
位での耐摩耗性・耐熱性を高め、しかも、転動体を形成
するセラミック材料との摩擦係数が低いので、摩耗が一
層軽減され、アルミニウム合金系材料全体として耐摩耗
性が高く、保持器の寿命が改善される。
転動体をセラミック材料で形成し、保持器の少なくとも
該転動体との接触部位をセラミック粒子を分散したアル
ミニウム合金系材料により形成することにより、高温高
速回転の使用環境下で各軸受部材の接触部位での耐摩耗
性を向上させ、焼き付きを防止するものである。即ち、
転動体は、セラミック材料の高温での優れた強度と硬さ
により転動体の耐摩耗性・耐熱性を高め、同時に軽量化
により面圧を軽減し摩耗を軽減する。また、保持器は、
セラミック粒子を分散したアルミニウム合金系材料によ
り形成されており、セラミック粒子は硬度が高いので、
転動体との接触部位は、その表面でセラミック粒子が転
動体表面と高速接触しても摩耗し難く、保持器の接触部
位での耐摩耗性・耐熱性を高め、しかも、転動体を形成
するセラミック材料との摩擦係数が低いので、摩耗が一
層軽減され、アルミニウム合金系材料全体として耐摩耗
性が高く、保持器の寿命が改善される。
【０００７】保持器は、該転動体との接触部位と共に軌
道輪との接触部位をもセラミック粒子を分散したアルミ
ニウム合金系材料で形成すれば、保持器の軌道輪との接
触部位で耐熱性・耐摩耗性を高めることができる。さら
に、保持器の大部分ないし全部をセラミック粒子を分散
したアルミニウム合金系材料で形成すれば、保持器の著
しい軽量化に有効で、高速回転中の保持器の遠心力を低
減し、接触部位における面圧を下げ、この点でも摩耗の
低減に役立つ。
道輪との接触部位をもセラミック粒子を分散したアルミ
ニウム合金系材料で形成すれば、保持器の軌道輪との接
触部位で耐熱性・耐摩耗性を高めることができる。さら
に、保持器の大部分ないし全部をセラミック粒子を分散
したアルミニウム合金系材料で形成すれば、保持器の著
しい軽量化に有効で、高速回転中の保持器の遠心力を低
減し、接触部位における面圧を下げ、この点でも摩耗の
低減に役立つ。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の転がり軸受は、高温下で
高速回転体の軸承に使用されるものであるので、軌道
輪、転動体は、いずれも高温での耐熱性、耐摩耗性が要
求される。軌道輪を形成する材料は、鋼としては、ＨＲ
Ｃ６０以上の硬さに調製し、高温強度と高温での耐摩耗
性に優れて、軌道面が高温になっても軟化しにくい鋼が
望ましい。例示すると、ＳＫＨ２等の高速度工具鋼、Ｍ
５０鋼（０．８％Ｃ−４％Ｃｒ−４％Ｍｏ−１％Ｖ
鋼）、ＳＵＳ４２０Ｊ２やＳＵＳ４４０Ｃ等のマルテン
サイト系ステンレス鋼等が挙げられる。
高速回転体の軸承に使用されるものであるので、軌道
輪、転動体は、いずれも高温での耐熱性、耐摩耗性が要
求される。軌道輪を形成する材料は、鋼としては、ＨＲ
Ｃ６０以上の硬さに調製し、高温強度と高温での耐摩耗
性に優れて、軌道面が高温になっても軟化しにくい鋼が
望ましい。例示すると、ＳＫＨ２等の高速度工具鋼、Ｍ
５０鋼（０．８％Ｃ−４％Ｃｒ−４％Ｍｏ−１％Ｖ
鋼）、ＳＵＳ４２０Ｊ２やＳＵＳ４４０Ｃ等のマルテン
サイト系ステンレス鋼等が挙げられる。
【０００９】軌道輪をセラミック材料から形成する場合
には、窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、炭化ケイ素（Ｓｉ
Ｃ）、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、安定化ジルコニアが使
用可能であるが、特に、窒化ケイ素質が好ましく、この
場合には、Ｓｉ3 Ｎ4 にアルミナとイットリア（Ｙ2 Ｏ
3 ）等の希土類酸化物を１０％以下添加した窒化ケイ素
質セラミックが、焼結性・成形性に優れているので使用
される。本発明において、転動体はセラミック材料から
形成されるが、これは、軌道輪のセラミック材料と同様
に、窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、炭化ケイ素（Ｓｉ
Ｃ）、アルミナＡｌ2 Ｏ3 、安定化ジルコニアから選ば
れ、特に、窒化ケイ素質が好ましく、窒化ケイ素にＡｌ
2 Ｏ3 とＹ2 Ｏ3 等の希土類酸化物とを１０％以下添加
した窒化ケイ素質セラミックが、高温加圧焼結時の焼結
性・成形性に優れているので使用される。
には、窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、炭化ケイ素（Ｓｉ
Ｃ）、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、安定化ジルコニアが使
用可能であるが、特に、窒化ケイ素質が好ましく、この
場合には、Ｓｉ3 Ｎ4 にアルミナとイットリア（Ｙ2 Ｏ
3 ）等の希土類酸化物を１０％以下添加した窒化ケイ素
質セラミックが、焼結性・成形性に優れているので使用
される。本発明において、転動体はセラミック材料から
形成されるが、これは、軌道輪のセラミック材料と同様
に、窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、炭化ケイ素（Ｓｉ
Ｃ）、アルミナＡｌ2 Ｏ3 、安定化ジルコニアから選ば
れ、特に、窒化ケイ素質が好ましく、窒化ケイ素にＡｌ
2 Ｏ3 とＹ2 Ｏ3 等の希土類酸化物とを１０％以下添加
した窒化ケイ素質セラミックが、高温加圧焼結時の焼結
性・成形性に優れているので使用される。
【００１０】保持器については、保持器の転動体との接
触部位とは、通常は、例示の図１で図示すると、リング
状の周体に貫通した転動体保持孔１２の内面１２０を指
し、また、軌道輪との接触部位とは、リング状の周体の
内周面１０ないし外周面１１の両側縁部１００、１１０
を指すが、本発明は、少なくともこの保持孔１２周辺部
及び／又は両側縁部１００、１１０をセラミック粒子分
散アルミニウム合金系材料で形成する。
触部位とは、通常は、例示の図１で図示すると、リング
状の周体に貫通した転動体保持孔１２の内面１２０を指
し、また、軌道輪との接触部位とは、リング状の周体の
内周面１０ないし外周面１１の両側縁部１００、１１０
を指すが、本発明は、少なくともこの保持孔１２周辺部
及び／又は両側縁部１００、１１０をセラミック粒子分
散アルミニウム合金系材料で形成する。
【００１１】保持器について、セラミック粒子を分散し
たアルミニウム合金系材料とは、アルミニウム合金とセ
ラミック粒子との緻密な混合体をいう。アルミニウム合
金には、アルミニウムを主成分とする常用の合金、例え
ば、ＪＩＳに規定するＡ２０１４、Ａ５０５２、Ａ６０
６１、Ａ７０７５等の展伸材相当の合金や、ＡＣ４Ｃ、
ＡＣ８Ａ等の鋳物材相当の合金が使用できる。
たアルミニウム合金系材料とは、アルミニウム合金とセ
ラミック粒子との緻密な混合体をいう。アルミニウム合
金には、アルミニウムを主成分とする常用の合金、例え
ば、ＪＩＳに規定するＡ２０１４、Ａ５０５２、Ａ６０
６１、Ａ７０７５等の展伸材相当の合金や、ＡＣ４Ｃ、
ＡＣ８Ａ等の鋳物材相当の合金が使用できる。
【００１２】また、保持器のセラミック粒には、アルミ
ナＡｌ2 Ｏ3 、ジルコニアＺｒＯ2、チタニアＴｉ
Ｏ2 、シリカＳｉＯ2 、マグネシアＭｇＯ、酸化クロム
Ｃｒ2 Ｏ3 などの酸化物、窒化アルミニウムＡｌＮ、窒
化チタンＴｉＮ、窒化ジルコニウムＺｒＮ、窒化ケイ素
Ｓｉ3 Ｎ4 、窒化クロムＣｒＮ、窒化ホウ素ＢＮなどの
窒化物、炭化チタンＴｉＣ、炭化ジルコニウムＺｒＣ、
炭化ケイ素ＳｉＣ、炭化クロムＣｒＣ2 、炭化ホウ素Ｂ
4 Ｃなどの炭化物、ホウ化ジルコニウムＺｒＢ2 、ホウ
化チタンＴｉＢ、ホウ化クロムＣｒ2 Ｂ3 等のホウ化物
や、これら化合物の固溶体ないし混晶物や中間化合物が
使用され、またこれら２種類以上のセラミック粉末の混
合物も含まれる。特に、セラミック粒には、炭化ケイ素
ＳｉＣが、耐摩耗特性が良く、熱伝導率が高いので好ま
しい。
ナＡｌ2 Ｏ3 、ジルコニアＺｒＯ2、チタニアＴｉ
Ｏ2 、シリカＳｉＯ2 、マグネシアＭｇＯ、酸化クロム
Ｃｒ2 Ｏ3 などの酸化物、窒化アルミニウムＡｌＮ、窒
化チタンＴｉＮ、窒化ジルコニウムＺｒＮ、窒化ケイ素
Ｓｉ3 Ｎ4 、窒化クロムＣｒＮ、窒化ホウ素ＢＮなどの
窒化物、炭化チタンＴｉＣ、炭化ジルコニウムＺｒＣ、
炭化ケイ素ＳｉＣ、炭化クロムＣｒＣ2 、炭化ホウ素Ｂ
4 Ｃなどの炭化物、ホウ化ジルコニウムＺｒＢ2 、ホウ
化チタンＴｉＢ、ホウ化クロムＣｒ2 Ｂ3 等のホウ化物
や、これら化合物の固溶体ないし混晶物や中間化合物が
使用され、またこれら２種類以上のセラミック粉末の混
合物も含まれる。特に、セラミック粒には、炭化ケイ素
ＳｉＣが、耐摩耗特性が良く、熱伝導率が高いので好ま
しい。
【００１３】アルミニウム合金系材料中のセラミックの
平均粒径は、５００μｍ以下の範囲が適当であって、５
００μｍより大きいと、切削加工過程や軸受運転中に粒
子に作用する摩擦応力に対して粒子の接合力不足とな
り、保持器の成形過程や軸受運転中で破損原因になるか
らである。
平均粒径は、５００μｍ以下の範囲が適当であって、５
００μｍより大きいと、切削加工過程や軸受運転中に粒
子に作用する摩擦応力に対して粒子の接合力不足とな
り、保持器の成形過程や軸受運転中で破損原因になるか
らである。
【００１４】アルミニウム合金系材料中に分散するセラ
ミックの含有量は、容積比で１〜５０％とするのがよ
い。材料中のセラミック含有量が１％未満では、保持器
材料中のアルミニウム合金の転動体との接触による摩耗
が著しく増加し、また、５０％を越えると、アルミニウ
ム合金系材料が脆弱になってその耐衝撃強度が低下し、
軸受運転中の保持器破損・破断の原因になり得るからで
ある。
ミックの含有量は、容積比で１〜５０％とするのがよ
い。材料中のセラミック含有量が１％未満では、保持器
材料中のアルミニウム合金の転動体との接触による摩耗
が著しく増加し、また、５０％を越えると、アルミニウ
ム合金系材料が脆弱になってその耐衝撃強度が低下し、
軸受運転中の保持器破損・破断の原因になり得るからで
ある。
【００１５】保持器の形成は、通常は、アルミニウム合
金のマトリックス中にセラミックの微細粒子が均一に分
散した形態に調整される。保持器全体をアルミニウム合
金系材料で成形するには、例えば、アルミニウム合金粉
末とセラミック粉末とを混合してなる混合物を圧縮成形
してのちアルミニウム合金の融点以下の温度に加熱して
熱間プレス成形や熱間押出成形をする方法が採用でき
る。また、アルミニウム合金粉末とセラミック粉末との
混合粉を加熱した金型中に射出成形する方法も採用でき
る。成形後には、アルミニウム合金の強化のため必要に
より所要の熱処理を行った後、所要の切削・研削加工に
より保持器の外形と保持孔の仕上げ成形がなされる。
金のマトリックス中にセラミックの微細粒子が均一に分
散した形態に調整される。保持器全体をアルミニウム合
金系材料で成形するには、例えば、アルミニウム合金粉
末とセラミック粉末とを混合してなる混合物を圧縮成形
してのちアルミニウム合金の融点以下の温度に加熱して
熱間プレス成形や熱間押出成形をする方法が採用でき
る。また、アルミニウム合金粉末とセラミック粉末との
混合粉を加熱した金型中に射出成形する方法も採用でき
る。成形後には、アルミニウム合金の強化のため必要に
より所要の熱処理を行った後、所要の切削・研削加工に
より保持器の外形と保持孔の仕上げ成形がなされる。
【００１６】
〔高温摩擦摩耗試験〕平均粒径１００μｍのアルミニウ
ム合金（Ａ６０６１合金）の粉末と、セラミックとして
種々の平均粒径に調製したＳｉＣの粉末とを、種々の配
合比でボールミキサーにより１ｈ混合した後、金型中で
加圧力１ｔｏｎ／ｃｍ2 で圧縮成形して圧粉体を成形し
た。この圧粉体を５７０℃の温度で、２ｔｏｎ／ｃｍ2
の圧力で熱間押出機により押出して、円柱状の押出材を
得た。これを、Ｔ６の熱処理条件で熱処理を行った。こ
れらを試験材として、硬度測定と引張強度測定を行い、
高温摩擦摩耗試験（滑り試験）として、 回転試片（材
質Ｍ５０鋼及び窒化ケイ素質）に、押し付け荷重１００
Ｎで、温度２００℃（給油温度）、潤滑剤エクソンター
ボオイル２３８０油ジェット潤滑（油量０．２ｌ／ｍｉ
ｎ）の条件で、試験材を１０ｍｉｎ押し付けて、摩擦係
数、摩耗痕幅、摩耗深さを測定した。その結果を表１に
まとめてある。
ム合金（Ａ６０６１合金）の粉末と、セラミックとして
種々の平均粒径に調製したＳｉＣの粉末とを、種々の配
合比でボールミキサーにより１ｈ混合した後、金型中で
加圧力１ｔｏｎ／ｃｍ2 で圧縮成形して圧粉体を成形し
た。この圧粉体を５７０℃の温度で、２ｔｏｎ／ｃｍ2
の圧力で熱間押出機により押出して、円柱状の押出材を
得た。これを、Ｔ６の熱処理条件で熱処理を行った。こ
れらを試験材として、硬度測定と引張強度測定を行い、
高温摩擦摩耗試験（滑り試験）として、 回転試片（材
質Ｍ５０鋼及び窒化ケイ素質）に、押し付け荷重１００
Ｎで、温度２００℃（給油温度）、潤滑剤エクソンター
ボオイル２３８０油ジェット潤滑（油量０．２ｌ／ｍｉ
ｎ）の条件で、試験材を１０ｍｉｎ押し付けて、摩擦係
数、摩耗痕幅、摩耗深さを測定した。その結果を表１に
まとめてある。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１において、試験材番号１〜３に示すよ
うに、ＳｉＣの平均粒径５〜２５０μｍで、ＳｉＣの含
有量５〜２５％（容積比）の範囲が、摩擦係数と摩耗痕
幅でみた耐摩耗性がすぐれ、回転試片のＳｉ3 Ｎ4 に対
する摩擦係数が低減しおり、さらに、切削加工の際の加
工性にも優れている。
うに、ＳｉＣの平均粒径５〜２５０μｍで、ＳｉＣの含
有量５〜２５％（容積比）の範囲が、摩擦係数と摩耗痕
幅でみた耐摩耗性がすぐれ、回転試片のＳｉ3 Ｎ4 に対
する摩擦係数が低減しおり、さらに、切削加工の際の加
工性にも優れている。
【００１９】〔円筒ころ軸受の焼き付き試験〕上記の試
験材番号２と同様の処理条件で、外径６１．０ｍｍ、内
径５４．９ｍｍ、幅１５．０ｍｍ、ころ保持孔の数１４
（単列）の円筒ころ軸受用保持器を製作した。この保持
器を円筒ころ軸受（ＪＩＳ型番ＮＺ０８相当、材質Ｍ５
０、外形８０．０ｍｍ、内径４０．０ｍｍ、軸受幅１
８．０ｍｍ）に円筒ころ（直径９ｍｍ、長さ９ｍｍ）と
共に組み込んで、軸受焼き付き試験を行った。円筒ころ
の材質には、Ｍ５０鋼製と、Ｓｉ3 Ｎ4 質製とを選ん
だ。比較例の保持器には、銀メッキをした鋼板（ＳＡＥ
４３４０）製を使用した。
験材番号２と同様の処理条件で、外径６１．０ｍｍ、内
径５４．９ｍｍ、幅１５．０ｍｍ、ころ保持孔の数１４
（単列）の円筒ころ軸受用保持器を製作した。この保持
器を円筒ころ軸受（ＪＩＳ型番ＮＺ０８相当、材質Ｍ５
０、外形８０．０ｍｍ、内径４０．０ｍｍ、軸受幅１
８．０ｍｍ）に円筒ころ（直径９ｍｍ、長さ９ｍｍ）と
共に組み込んで、軸受焼き付き試験を行った。円筒ころ
の材質には、Ｍ５０鋼製と、Ｓｉ3 Ｎ4 質製とを選ん
だ。比較例の保持器には、銀メッキをした鋼板（ＳＡＥ
４３４０）製を使用した。
【００２０】焼き付き試験は、エクソンターボオイル２
３８０油のジェット潤滑下で、油供給量０．５ｌ／ｍｉ
ｎ、給油温度２００℃、回転数５０，０００ｒｐｍ、Ｆ
ｒ３０ｋｇの負荷の条件で高温高速回転中に、潤滑油の
供給を停止して焼き付きが発生するまでの時間を測定し
た。その試験結果を表２に示す。
３８０油のジェット潤滑下で、油供給量０．５ｌ／ｍｉ
ｎ、給油温度２００℃、回転数５０，０００ｒｐｍ、Ｆ
ｒ３０ｋｇの負荷の条件で高温高速回転中に、潤滑油の
供給を停止して焼き付きが発生するまでの時間を測定し
た。その試験結果を表２に示す。
【００２１】
【表２】
【００２２】表２から、保持器のアルミニウム合金系材
料中のセラミック粒をＳｉＣとし、円筒ころの材料を窒
化ケイ素質とした実施例が、優れた耐焼き付き性を発揮
することが判る。
料中のセラミック粒をＳｉＣとし、円筒ころの材料を窒
化ケイ素質とした実施例が、優れた耐焼き付き性を発揮
することが判る。
【００２３】〔玉軸受の焼き付き試験〕玉軸受用の保持
器として、上記の表１の試験材番号２と同様の処理条件
で、図１に示すように、外径５０．８ｍｍ、内径４３．
７ｍｍ、幅１４．０ｍｍ、ボール保持孔の数１５（単
列）の保持器を製作した。この保持器をアンギュラー玉
軸受（ＪＩＳ型番７００７Ｃ相当、内輪・外輪の材質Ｍ
５０、外形６２．０ｍｍ、内径３５．０ｍｍ、軸受幅１
４．０ｍｍ）に、転動体のボール（直径５／１６ｉｎｃ
ｈ）と共に組み込んで、軸受焼き付き試験を行った。ボ
ールの材質には、Ｍ５０鋼製と、Ｓｉ3 Ｎ4 質製とを選
んだ。比較例の保持器には、高力黄銅（ＨＢｓＢ１）製
を使用した。
器として、上記の表１の試験材番号２と同様の処理条件
で、図１に示すように、外径５０．８ｍｍ、内径４３．
７ｍｍ、幅１４．０ｍｍ、ボール保持孔の数１５（単
列）の保持器を製作した。この保持器をアンギュラー玉
軸受（ＪＩＳ型番７００７Ｃ相当、内輪・外輪の材質Ｍ
５０、外形６２．０ｍｍ、内径３５．０ｍｍ、軸受幅１
４．０ｍｍ）に、転動体のボール（直径５／１６ｉｎｃ
ｈ）と共に組み込んで、軸受焼き付き試験を行った。ボ
ールの材質には、Ｍ５０鋼製と、Ｓｉ3 Ｎ4 質製とを選
んだ。比較例の保持器には、高力黄銅（ＨＢｓＢ１）製
を使用した。
【００２４】焼き付き試験は、エクソンターボオイル２
３８０油のジェット潤滑下で、油供給量０．５ｌ／ｍｉ
ｎ、給油温度２００℃、回転数５０，０００ｒｐｍ、Ｆ
ａ３０ｋｇの負荷の条件で駆動中の軸受に潤滑油の供給
を停止して焼き付きが発生するまでの時間を測定した。
その試験結果を表３に示す。
３８０油のジェット潤滑下で、油供給量０．５ｌ／ｍｉ
ｎ、給油温度２００℃、回転数５０，０００ｒｐｍ、Ｆ
ａ３０ｋｇの負荷の条件で駆動中の軸受に潤滑油の供給
を停止して焼き付きが発生するまでの時間を測定した。
その試験結果を表３に示す。
【００２５】
【表３】
【００２６】表３から、保持器のアルミニウム合金系材
料中のセラミック粒をＳｉＣとし、ボールの材質を窒化
ケイ素質とした実施例の軸受が優れた耐焼き付き性を発
揮することが判る。
料中のセラミック粒をＳｉＣとし、ボールの材質を窒化
ケイ素質とした実施例の軸受が優れた耐焼き付き性を発
揮することが判る。
【００２７】
【発明の効果】本発明の転がり軸受は、転動体をセラミ
ックで形成したので、軽量でしかも保持器との摩擦力を
小さくでき、さらに、保持器を少なくとも転動体との接
触部位がセラミック粒子を分散したアルミニウム合金系
材料で形成したので、保持器は高温での耐摩耗性に優
れ、しかも軽量であるから、保持器と転動体ないし軌道
輪との摩擦力が低くなり、摩擦熱を抑制できるので、焼
き付き防止に有効であり、高温・高速条件で使用される
転がり軸受の寿命の長期化に有効となる。
ックで形成したので、軽量でしかも保持器との摩擦力を
小さくでき、さらに、保持器を少なくとも転動体との接
触部位がセラミック粒子を分散したアルミニウム合金系
材料で形成したので、保持器は高温での耐摩耗性に優
れ、しかも軽量であるから、保持器と転動体ないし軌道
輪との摩擦力が低くなり、摩擦熱を抑制できるので、焼
き付き防止に有効であり、高温・高速条件で使用される
転がり軸受の寿命の長期化に有効となる。
【図１】玉軸受用の保持器の斜視図（Ａ）と、保持器を
組み込んだ玉軸受の断面図（Ｂ）。
組み込んだ玉軸受の断面図（Ｂ）。
１ 保持器 １２ 保持孔 ２ 内輪 ２１ 内輪軌道面 ３ 外輪 ３１ 外輪軌道面 ４ 玉
Claims (5)
- 【請求項１】 鋼若しくはセラミック材料で形成した内
輪及び外輪の軌道輪と、セラミック材料で形成した転動
体と、少なくとも該転動体及び／若しくは軌道輪との接
触部位をセラミック粒子を分散したアルミニウム合金系
材料により形成した保持器と、から成る転がり軸受。 - 【請求項２】 上記軌道輪若しくは転動体のセラミック
材料が窒化ケイ素質である請求項１記載の転がり軸受。 - 【請求項３】 上記アルミニウム合金系材料中のセラミ
ック粒の含有量が、体積比で、１〜５０％である請求項
１記載の転がり軸受。 - 【請求項４】 上記アルミニウム合金系材料中のセラミ
ック粒子の平均粒径が５００μｍ以下である請求項１記
載の転がり軸受。 - 【請求項５】 上記アルミニウム合金系材料中のセラミ
ックが炭化ケイ素である請求項１記載の転がり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34864595A JPH09170625A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34864595A JPH09170625A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 転がり軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09170625A true JPH09170625A (ja) | 1997-06-30 |
Family
ID=18398398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34864595A Pending JPH09170625A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 転がり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09170625A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000205276A (ja) * | 1999-01-18 | 2000-07-25 | Koyo Seiko Co Ltd | 転がり軸受 |
| GB2588844A (en) * | 2019-11-11 | 2021-05-12 | Skf Ab | Lightweight bearing cage for turbine engines and method of forming a lightweight bearing cage |
| USRE48843E1 (en) | 2000-10-27 | 2021-12-07 | Nsk Ltd. | Rolling bearing and spindle apparatus for machine tool |
-
1995
- 1995-12-18 JP JP34864595A patent/JPH09170625A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000205276A (ja) * | 1999-01-18 | 2000-07-25 | Koyo Seiko Co Ltd | 転がり軸受 |
| USRE48843E1 (en) | 2000-10-27 | 2021-12-07 | Nsk Ltd. | Rolling bearing and spindle apparatus for machine tool |
| GB2588844A (en) * | 2019-11-11 | 2021-05-12 | Skf Ab | Lightweight bearing cage for turbine engines and method of forming a lightweight bearing cage |
| US11009074B1 (en) | 2019-11-11 | 2021-05-18 | Aktiebolaget Skf | Lightweight bearing cage for turbine engines and method of forming a lightweight bearing cage |
| GB2588844B (en) * | 2019-11-11 | 2023-09-06 | Skf Ab | Lightweight bearing cage for turbine engines and method of forming a lightweight bearing cage |
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