JP3536614B2 - 転がり軸受用潤滑剤の評価方法 - Google Patents
転がり軸受用潤滑剤の評価方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、転がり軸受に用い
る潤滑剤の転がり疲れ寿命への効果の優劣を評価する方
法に関する。
る潤滑剤の転がり疲れ寿命への効果の優劣を評価する方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】転がり疲れ寿命に対する潤滑剤の影響は
複雑であり、詳細には解明されていないのが現状であ
る。例えば、潤滑剤中の添加剤と転がり疲れ寿命との関
係は不明であり、結局、潤滑剤と転がり疲れ寿命との関
係は、実際に破損するまでの長時間寿命試験を行なわな
ければ得ることができない。
複雑であり、詳細には解明されていないのが現状であ
る。例えば、潤滑剤中の添加剤と転がり疲れ寿命との関
係は不明であり、結局、潤滑剤と転がり疲れ寿命との関
係は、実際に破損するまでの長時間寿命試験を行なわな
ければ得ることができない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題点に着目してなされたものであり、転がり軸受を破
損するまでの長時間の寿命試験に供することなく、転が
り軸受用の潤滑剤の転がり寿命への影響を短時間で調
べ、それによって潤滑剤の評価を行なう方法を提供する
ことを目的とする。
問題点に着目してなされたものであり、転がり軸受を破
損するまでの長時間の寿命試験に供することなく、転が
り軸受用の潤滑剤の転がり寿命への影響を短時間で調
べ、それによって潤滑剤の評価を行なう方法を提供する
ことを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、実質的に水素ガスを含有しない雰囲気の
焼入れ炉内で、転がり軸受の構成部材を焼入れ処理する
工程、焼入れ処理後の転がり軸受の構成部材のうち、軌
道輪や転動体となる部材における水素濃度を測定して、
第１の水素濃度を得る工程、前記焼入れ処理後の転がり
軸受けの構成部材を組み合わせてなる転がり軸受を、被
評価物である潤滑剤を用いて回転試験に供する工程、お
よび、回転試験後の転がり軸受の前記部材における水素
濃度を測定して、第２の水素濃度を得る工程を具備し、
前記転がり軸受の前記部材における第２の水素濃度と第
１の水素濃度との差により水素濃度増分を求め、その水
素濃度増分によって、前記潤滑剤の転がり寿命への有害
度を判定する方法を提供する。前記焼き入れ処理工程
は、真空中、窒素ガス中、または空気中で行なわれるこ
とが好ましい。 また、前記水素濃度の測定は、昇温脱離
法により行なわれることが好ましい。
に、本発明は、実質的に水素ガスを含有しない雰囲気の
焼入れ炉内で、転がり軸受の構成部材を焼入れ処理する
工程、焼入れ処理後の転がり軸受の構成部材のうち、軌
道輪や転動体となる部材における水素濃度を測定して、
第１の水素濃度を得る工程、前記焼入れ処理後の転がり
軸受けの構成部材を組み合わせてなる転がり軸受を、被
評価物である潤滑剤を用いて回転試験に供する工程、お
よび、回転試験後の転がり軸受の前記部材における水素
濃度を測定して、第２の水素濃度を得る工程を具備し、
前記転がり軸受の前記部材における第２の水素濃度と第
１の水素濃度との差により水素濃度増分を求め、その水
素濃度増分によって、前記潤滑剤の転がり寿命への有害
度を判定する方法を提供する。前記焼き入れ処理工程
は、真空中、窒素ガス中、または空気中で行なわれるこ
とが好ましい。 また、前記水素濃度の測定は、昇温脱離
法により行なわれることが好ましい。
【０００５】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
転がり軸受用潤滑剤の評価方法において、転がり軸受の
構成部材を焼入れ処理する、実質的に水素ガスを含有し
ない雰囲気とは、例えば、真空中、Ｎ2 ガス中、および
空気中などが挙げられる。また、焼入れ処理の条件は、
８４０℃で３０分間保持した後、直ちに６０℃の油中に
浸漬する等、適宜決定することができる。なお、焼入れ
処理後、１６０〜２００℃で１〜２時間保持する低温焼
き戻しを選択的に実施する。
転がり軸受用潤滑剤の評価方法において、転がり軸受の
構成部材を焼入れ処理する、実質的に水素ガスを含有し
ない雰囲気とは、例えば、真空中、Ｎ2 ガス中、および
空気中などが挙げられる。また、焼入れ処理の条件は、
８４０℃で３０分間保持した後、直ちに６０℃の油中に
浸漬する等、適宜決定することができる。なお、焼入れ
処理後、１６０〜２００℃で１〜２時間保持する低温焼
き戻しを選択的に実施する。
【０００６】焼入れ後の転がり軸受の構成部材は、水素
濃度分析に供される。それらの水素濃度分析を行なって
第１の水素濃度を得る。水素分析には、前記部材から採
取した試験片を一定の昇温速度で徐々に加熱し、放出さ
れる水素を各温度ごとに分析する方法（昇温脱離法、Th
ermal Desorption Spectrometry(TDS)）を用いることが
できる。
濃度分析に供される。それらの水素濃度分析を行なって
第１の水素濃度を得る。水素分析には、前記部材から採
取した試験片を一定の昇温速度で徐々に加熱し、放出さ
れる水素を各温度ごとに分析する方法（昇温脱離法、Th
ermal Desorption Spectrometry(TDS)）を用いることが
できる。
【０００７】水素濃度のキャリブレーションに当たって
は、まず、水素ガス漏出速度が既知の標準ボンベからの
水素ガスを分析部に導入して、水素ガスイオン（Ｈ2
+ ）強度を測定する。得られたイオン強度の１単位が、
何ｇ／ｓｅｃの水素ガス漏出速度に対応するか（換算係
数Ｋ）を計算し、各温度ごとに水素ガスイオン（Ｈ
2 +）強度Ｉを測定する。
は、まず、水素ガス漏出速度が既知の標準ボンベからの
水素ガスを分析部に導入して、水素ガスイオン（Ｈ2
+ ）強度を測定する。得られたイオン強度の１単位が、
何ｇ／ｓｅｃの水素ガス漏出速度に対応するか（換算係
数Ｋ）を計算し、各温度ごとに水素ガスイオン（Ｈ
2 +）強度Ｉを測定する。
【０００８】各温度における水素放出速度および鋼中水
素濃度は、前述の水素ガスイオン（Ｈ2 + ）強度Ｉおよ
び換算係数Ｋを用いて、それぞれ下記数式（１）および
（２）で与えられる。
素濃度は、前述の水素ガスイオン（Ｈ2 + ）強度Ｉおよ
び換算係数Ｋを用いて、それぞれ下記数式（１）および
（２）で与えられる。
【０００９】
Ｋ×Ｉ×１０6 ／Ｗ（ｐｐｍ／ｓｅｃ） （１）
ｔ×ΣＫ×Ｉ×１０6 ／Ｗ（ｐｐｍ） （２）
ここで、Ｗは試料重量（ｇ）であり、ｔは水素ガスイオ
ン（Ｈ2 + ）強度Ｉの測定間隔（ｓｅｃ）である。な
お、測定される水素ガスイオン強度Ｉは、若干のノイズ
強度Ｂを含むので、測定中のＩの最小値をＢとみなし、
（Ｉ−Ｂ）を改めてＩと置き直して、前述の式（１）、
（２）の計算を行なう。
ン（Ｈ2 + ）強度Ｉの測定間隔（ｓｅｃ）である。な
お、測定される水素ガスイオン強度Ｉは、若干のノイズ
強度Ｂを含むので、測定中のＩの最小値をＢとみなし、
（Ｉ−Ｂ）を改めてＩと置き直して、前述の式（１）、
（２）の計算を行なう。
【００１０】こうして水素濃度を測定した後の転がり軸
受は、評価したい潤滑剤を用いて回転試験に供する。回
転試験の条件は、回転速度ｎ＝３９００ｒｐｍ、基本動
定格荷重Ｃに対する荷重Ｐの比（Ｐ／Ｃ）＝０．７等、
適宜決定することができるが、例えば、１３６５０Ｎの
加重を試験軸受６２０６（深溝玉軸受）に負荷しつつ、
３９００ｒｐｍの回転速度で内輪を回転させる。
受は、評価したい潤滑剤を用いて回転試験に供する。回
転試験の条件は、回転速度ｎ＝３９００ｒｐｍ、基本動
定格荷重Ｃに対する荷重Ｐの比（Ｐ／Ｃ）＝０．７等、
適宜決定することができるが、例えば、１３６５０Ｎの
加重を試験軸受６２０６（深溝玉軸受）に負荷しつつ、
３９００ｒｐｍの回転速度で内輪を回転させる。
【００１１】試験時間は、定格疲れ寿命（Ｌ10cal ）の
０．１倍から１０倍の時間等、適宜決定することができ
るが、２４０時間程度以下であることが好ましい。回転
試験後の転がり軸受の前記部材の水素濃度を前述と同様
の手法で測定して、第２の水素濃度を得る。なお、静止
輪については、最大応力負荷位置近傍の水素濃度を測定
する必要がある。
０．１倍から１０倍の時間等、適宜決定することができ
るが、２４０時間程度以下であることが好ましい。回転
試験後の転がり軸受の前記部材の水素濃度を前述と同様
の手法で測定して、第２の水素濃度を得る。なお、静止
輪については、最大応力負荷位置近傍の水素濃度を測定
する必要がある。
【００１２】上述のようにして測定された第２の水素濃
度と第１の水素濃度との差により、前記部材における水
素濃度の増分を求め、得られた水素濃度増分により潤滑
剤の寿命効果を評価する。なお、試験温度や試験時間等
にもよるが、８０℃以下の試験温度で定格疲れ寿命（Ｌ
10cal ）まで回転試験した際に、軸受の前記部材におけ
る水素濃度の増分が０．０２ｐｐｍ以下であれば、その
潤滑剤中の水素原子は安定であり、軸受材料を水素脆化
させないということができる。
度と第１の水素濃度との差により、前記部材における水
素濃度の増分を求め、得られた水素濃度増分により潤滑
剤の寿命効果を評価する。なお、試験温度や試験時間等
にもよるが、８０℃以下の試験温度で定格疲れ寿命（Ｌ
10cal ）まで回転試験した際に、軸受の前記部材におけ
る水素濃度の増分が０．０２ｐｐｍ以下であれば、その
潤滑剤中の水素原子は安定であり、軸受材料を水素脆化
させないということができる。
【００１３】本発明者らは、以下のような知見に基づい
て本発明を成すに至ったものである。転がり軸受は、使
用中に潤滑剤から水素原子を吸収すると、水素脆化して
破損する。ここでの水素源は、潤滑剤中に含まれる多量
の水素原子、または潤滑剤水分中の水素原子である。潤
滑剤の水素原子の安定度、すなわち、軸受の鋼材料中へ
の水素原子の引き渡しずらさは、潤滑剤の組成や温度に
依存するようであるが、不明な点が多く、また測定方法
も得られていないので定量が困難である。なお、水素脆
化による軸受の破損形態は、主に剥離である。
て本発明を成すに至ったものである。転がり軸受は、使
用中に潤滑剤から水素原子を吸収すると、水素脆化して
破損する。ここでの水素源は、潤滑剤中に含まれる多量
の水素原子、または潤滑剤水分中の水素原子である。潤
滑剤の水素原子の安定度、すなわち、軸受の鋼材料中へ
の水素原子の引き渡しずらさは、潤滑剤の組成や温度に
依存するようであるが、不明な点が多く、また測定方法
も得られていないので定量が困難である。なお、水素脆
化による軸受の破損形態は、主に剥離である。
【００１４】一方、転がり軸受の構成部品の焼入れ処理
は、軸受表面の酸化を防止する目的でＲＸガス等の吸熱
型炉気中で行なわれるので、この焼入れ処理中に、炉気
中に含まれる水素ガスとの反応によって軸受中に水素原
子が吸収される。ここで吸収された水素原子は、転がり
軸受の水素脆化には寄与しないものの、昇温脱離法も含
め現在の水素分析法では前述したような潤滑剤に起因す
る水素の濃度と焼入れ時に吸収された水素の濃度とを、
分離、測定することはできない。
は、軸受表面の酸化を防止する目的でＲＸガス等の吸熱
型炉気中で行なわれるので、この焼入れ処理中に、炉気
中に含まれる水素ガスとの反応によって軸受中に水素原
子が吸収される。ここで吸収された水素原子は、転がり
軸受の水素脆化には寄与しないものの、昇温脱離法も含
め現在の水素分析法では前述したような潤滑剤に起因す
る水素の濃度と焼入れ時に吸収された水素の濃度とを、
分離、測定することはできない。
【００１５】したがって、本発明者らは、転がり軸受の
使用中の潤滑剤に起因した水素吸収量を定量するには、
実質的に水素原子を含有しない鋼材より構成される転が
り軸受を使用することが必要であることを見出した。本
発明においては、実質的に水素ガスを含有しない雰囲気
の焼入れ炉、例えば真空の焼入れ炉で、転がり軸受の構
成部材に焼入れ処理を施しているので、この工程での軸
受への水素吸収を極力低減することができた。すなわ
ち、焼入れ工程での水素吸収量は、ほとんど無視できる
程度であるので、水素濃度のノイズを０とみなし得る状
態の軸受が得られる。
使用中の潤滑剤に起因した水素吸収量を定量するには、
実質的に水素原子を含有しない鋼材より構成される転が
り軸受を使用することが必要であることを見出した。本
発明においては、実質的に水素ガスを含有しない雰囲気
の焼入れ炉、例えば真空の焼入れ炉で、転がり軸受の構
成部材に焼入れ処理を施しているので、この工程での軸
受への水素吸収を極力低減することができた。すなわ
ち、焼入れ工程での水素吸収量は、ほとんど無視できる
程度であるので、水素濃度のノイズを０とみなし得る状
態の軸受が得られる。
【００１６】このような軸受を、一定時間、評価したい
潤滑剤を用いて回転試験に供した後の軸受に存在する水
素原子は、実質的に潤滑剤に起因したものであると判断
することができる。したがって、回転試験後の軸受の所
定位置における水素濃度を測定すれば、その潤滑剤中の
水素原子の安定度、すなわち、潤滑剤の軸受材料（鋼）
を水素脆化させない特性の強さを表わす、潤滑剤の転が
り疲れ寿命効果を定量することができる。
潤滑剤を用いて回転試験に供した後の軸受に存在する水
素原子は、実質的に潤滑剤に起因したものであると判断
することができる。したがって、回転試験後の軸受の所
定位置における水素濃度を測定すれば、その潤滑剤中の
水素原子の安定度、すなわち、潤滑剤の軸受材料（鋼）
を水素脆化させない特性の強さを表わす、潤滑剤の転が
り疲れ寿命効果を定量することができる。
【００１７】このように本発明においては、焼入れ処理
の工程で軸受に吸収される水素濃度を著しく低減してい
るので、回転試験中に潤滑剤から吸収される水素の濃度
を高い精度で測定することができた。したがって、軸受
が破損するまでの長時間の寿命試験を行なうことなく、
短時間で潤滑剤の寿命を評価することが可能となった。
の工程で軸受に吸収される水素濃度を著しく低減してい
るので、回転試験中に潤滑剤から吸収される水素の濃度
を高い精度で測定することができた。したがって、軸受
が破損するまでの長時間の寿命試験を行なうことなく、
短時間で潤滑剤の寿命を評価することが可能となった。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例および比較
例を示して、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明
はこれらの例に限定されるものではない。まず、軸受鋼
２種（ＳＵＪ２）で作製された外輪、内輪、および鋼球
を用意して、内外輪は真空中で約８４０℃で０．５時間
保持後、焼入れ処理を施し、一方、鋼球は窒素雰囲気中
で約８２０℃で０．３時間保持後、焼入れ処理を施し
た。さらに、いずれも焼入れ処理後に大気雰囲気中で低
温焼き戻し（１６０℃、２時間）を実施した。
例を示して、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明
はこれらの例に限定されるものではない。まず、軸受鋼
２種（ＳＵＪ２）で作製された外輪、内輪、および鋼球
を用意して、内外輪は真空中で約８４０℃で０．５時間
保持後、焼入れ処理を施し、一方、鋼球は窒素雰囲気中
で約８２０℃で０．３時間保持後、焼入れ処理を施し
た。さらに、いずれも焼入れ処理後に大気雰囲気中で低
温焼き戻し（１６０℃、２時間）を実施した。
【００１９】焼入れ処理後の外輪の任意の位置における
水素濃度を上述したような手法により分析して、得られ
た水素濃度放出曲線を図１のグラフに示す。なお、放出
される水素の分析には、四重極質量分析計（日本真空技
術（株）製ＭＳＱ−１５０Ａ）を用い、試験片の昇温速
度は３℃／ｍｉｎ、水素ガスイオン（Ｈ2 + ）強度Ｉの
測定間隔は２０秒とした。
水素濃度を上述したような手法により分析して、得られ
た水素濃度放出曲線を図１のグラフに示す。なお、放出
される水素の分析には、四重極質量分析計（日本真空技
術（株）製ＭＳＱ−１５０Ａ）を用い、試験片の昇温速
度は３℃／ｍｉｎ、水素ガスイオン（Ｈ2 + ）強度Ｉの
測定間隔は２０秒とした。
【００２０】次いで、上述のようにして焼入れ処理を施
した外輪、内輪および転動体で構成された１７mm、外径
φ４７mm、幅１４mmの接触ゴムシール付き深溝玉軸受
（プラスチック保持器付き）に、被評価物としての潤滑
剤を２．３ｇ封入し、NSK Technical Journal,No.656,
pp.1〜14, 1993に記載の台上に設置されたエンジンのオ
ルタネーターのプーリー側軸受として１００時間の回転
試験を行なった。本回転試験においては、内輪を回転側
軌道輪とし、外輪を非回転側軌道輪とした。
した外輪、内輪および転動体で構成された１７mm、外径
φ４７mm、幅１４mmの接触ゴムシール付き深溝玉軸受
（プラスチック保持器付き）に、被評価物としての潤滑
剤を２．３ｇ封入し、NSK Technical Journal,No.656,
pp.1〜14, 1993に記載の台上に設置されたエンジンのオ
ルタネーターのプーリー側軸受として１００時間の回転
試験を行なった。本回転試験においては、内輪を回転側
軌道輪とし、外輪を非回転側軌道輪とした。
【００２１】また、回転試験において、試験軸受に負荷
される加重は１８９０Ｎ（試験軸受の基本動定格荷重は
１３５００Ｎ）とし、内輪の回転速度は、２０００ｒｐ
ｍから１４０００ｒｐｍの間で繰返し変動させた。２０
００ｒｐｍから１４０００ｒｐｍへの加速に要する時
間、および１４０００ｒｐｍから２０００ｒｐｍへの減
速に要する時間は、いずれも３０秒とした。本試験軸受
の定格疲れ寿命（Ｌ１０ｃａｌ）は、 Ｌ１０ｃａｌ＝（１３５００／１８９０）3 ×１０6 ／（８０００×６０） ＝７５９時間 である。ここで、潤滑剤としては、下記表１に示すよう
なグリースαとβとの２種類を用いた。
される加重は１８９０Ｎ（試験軸受の基本動定格荷重は
１３５００Ｎ）とし、内輪の回転速度は、２０００ｒｐ
ｍから１４０００ｒｐｍの間で繰返し変動させた。２０
００ｒｐｍから１４０００ｒｐｍへの加速に要する時
間、および１４０００ｒｐｍから２０００ｒｐｍへの減
速に要する時間は、いずれも３０秒とした。本試験軸受
の定格疲れ寿命（Ｌ１０ｃａｌ）は、 Ｌ１０ｃａｌ＝（１３５００／１８９０）3 ×１０6 ／（８０００×６０） ＝７５９時間 である。ここで、潤滑剤としては、下記表１に示すよう
なグリースαとβとの２種類を用いた。
【００２２】
【表１】
【００２３】なお、試験軸受は、１００時間の回転試験
では破損しなかったが、破損するまでの長時間の寿命試
験を実施すれば、外輪の最大応力負荷位置近くの軌道面
に破損（剥離）が生じる。したがって、本実施例では、
外輪の水素濃度変化のみについて説明するが、内輪や転
動体には実質的に水素濃度増加はないことを確認した。
では破損しなかったが、破損するまでの長時間の寿命試
験を実施すれば、外輪の最大応力負荷位置近くの軌道面
に破損（剥離）が生じる。したがって、本実施例では、
外輪の水素濃度変化のみについて説明するが、内輪や転
動体には実質的に水素濃度増加はないことを確認した。
【００２４】回転試験後には、外輪の最大応力負荷位置
近傍を切り取り、上述と同様の条件で水素濃度分析を行
なった。図２には、グリースαを用いて回転試験を実施
した後における外輪負荷圏の水素濃度分析時の水素濃度
放出曲線を示し、図３には、グリースβを用いて回転試
験を実施した後における外輪負荷圏の水素濃度分析時の
水素濃度放出曲線を示す。
近傍を切り取り、上述と同様の条件で水素濃度分析を行
なった。図２には、グリースαを用いて回転試験を実施
した後における外輪負荷圏の水素濃度分析時の水素濃度
放出曲線を示し、図３には、グリースβを用いて回転試
験を実施した後における外輪負荷圏の水素濃度分析時の
水素濃度放出曲線を示す。
【００２５】図２および図３に示した回転試験後の外輪
の水素濃度放出曲線について、図１に示した回転試験前
の外輪の水素濃度放出曲線とを比較して説明する。図１
に示すように、焼入れ処理後、回転試験前の軸受の外輪
の水素濃度分析時の水素放出曲線にはピークが存在せ
ず、真空中で焼入れ処理を施したことによって軸受に水
素がほとんど吸収されていないことがわかる。これに対
し、グリースαを使用して１００時間の回転試験を施し
た後には、図２に示すように、外輪負荷圏の水素濃度分
析時の水素放出曲線に明確なピークが存在する。これ
は、回転試験中にグリースαより外輪負荷圏に水素原子
が吸収されたことを示している。
の水素濃度放出曲線について、図１に示した回転試験前
の外輪の水素濃度放出曲線とを比較して説明する。図１
に示すように、焼入れ処理後、回転試験前の軸受の外輪
の水素濃度分析時の水素放出曲線にはピークが存在せ
ず、真空中で焼入れ処理を施したことによって軸受に水
素がほとんど吸収されていないことがわかる。これに対
し、グリースαを使用して１００時間の回転試験を施し
た後には、図２に示すように、外輪負荷圏の水素濃度分
析時の水素放出曲線に明確なピークが存在する。これ
は、回転試験中にグリースαより外輪負荷圏に水素原子
が吸収されたことを示している。
【００２６】一方、図３に示すように、グリースβを使
用し、１００時間の回転試験を実施した後の軸受の外輪
負荷圏の水素濃度分析時の水素放出曲線には、ピークは
存在しない。これは、回転試験中に、グリースβから外
輪負荷圏には水素原子は吸収されなかったことを示して
いる。
用し、１００時間の回転試験を実施した後の軸受の外輪
負荷圏の水素濃度分析時の水素放出曲線には、ピークは
存在しない。これは、回転試験中に、グリースβから外
輪負荷圏には水素原子は吸収されなかったことを示して
いる。
【００２７】また、図１〜３に示した水素放出曲線につ
いて１５０℃から３５０℃までを積分して、水素濃度を
算出したところ、それぞれ０．０１ｐｐｍ、０．０６ｐ
ｐｍ、および０．０１ｐｐｍと得られた。この結果から
も、グリースαを使用した場合には、外輪負荷圏に水素
が吸収されたことがわかる。
いて１５０℃から３５０℃までを積分して、水素濃度を
算出したところ、それぞれ０．０１ｐｐｍ、０．０６ｐ
ｐｍ、および０．０１ｐｐｍと得られた。この結果から
も、グリースαを使用した場合には、外輪負荷圏に水素
が吸収されたことがわかる。
【００２８】次に、グリースαまたはβを封入した前述
の軸受について、前述と同様の回転試験条件で破損する
まで、寿命試験を行なった。ただし、定格疲れ寿命の時
間までに破損しない場合は、試験を打ち切った。試験数
は、各軸受について５個とした。寿命試験結果は、以下
の通りである。
の軸受について、前述と同様の回転試験条件で破損する
まで、寿命試験を行なった。ただし、定格疲れ寿命の時
間までに破損しない場合は、試験を打ち切った。試験数
は、各軸受について５個とした。寿命試験結果は、以下
の通りである。
【００２９】グリースαの軸受：３８９，２５４，２０
８，１８４，１３５時間で全て外輪剥離 グリースβの軸受：全て７５９時間で中断（剥離なし） このように、グリースβは、転がり疲れ寿命延長におい
てグリースαより有効であることが確認されたが、試験
には多くの時間を要した。前述したように、所定の雰囲
気中で焼入れ処理を行なった軸受について、回転試験前
後の水素分析を行なえば、破損するまでの寿命試験を行
なわなくとも、グリースβがαよりも転がり疲れ寿命延
長に対し有効であることがわかる。
８，１８４，１３５時間で全て外輪剥離 グリースβの軸受：全て７５９時間で中断（剥離なし） このように、グリースβは、転がり疲れ寿命延長におい
てグリースαより有効であることが確認されたが、試験
には多くの時間を要した。前述したように、所定の雰囲
気中で焼入れ処理を行なった軸受について、回転試験前
後の水素分析を行なえば、破損するまでの寿命試験を行
なわなくとも、グリースβがαよりも転がり疲れ寿命延
長に対し有効であることがわかる。
【００３０】また、比較のためにＲＸガス雰囲気炉で焼
入れ処理を施した外輪について、前述と同様にして水素
濃度を分析し、得られた結果を図４のグラフに示す。さ
らに、こうして焼入れ処理された外輪を用いる以外は、
前述と同様の内輪および鋼球を用いて軸受を構成し、グ
リースαを用いて前述と同様の回転試験を行なった。回
転試験後の外輪の最大応力負荷圏近傍における水素濃度
を前述と同様にして分析し、水素放出曲線を図５のグラ
フに示す。
入れ処理を施した外輪について、前述と同様にして水素
濃度を分析し、得られた結果を図４のグラフに示す。さ
らに、こうして焼入れ処理された外輪を用いる以外は、
前述と同様の内輪および鋼球を用いて軸受を構成し、グ
リースαを用いて前述と同様の回転試験を行なった。回
転試験後の外輪の最大応力負荷圏近傍における水素濃度
を前述と同様にして分析し、水素放出曲線を図５のグラ
フに示す。
【００３１】図４および５のグラフに示すように、試験
後の軸受だけでなく、前の軸受の外輪の水素放出曲線に
もピークが存在しており、ＲＸガス雰囲気炉での焼入れ
処理において、外輪に水素が吸収されたことが明確に示
されている。また、図４および５に示した水素放出曲線
の１５０℃から３５０℃までを積分して水素濃度を算出
したところ、それぞれ０．５６ｐｐｍ、０．５２ｐｐｍ
と同程度に高い値であった。この結果から、少なくとも
グリースαを使用した場合には、外輪負荷圏に水素が吸
収されたと判定することは困難であることがわかる。
後の軸受だけでなく、前の軸受の外輪の水素放出曲線に
もピークが存在しており、ＲＸガス雰囲気炉での焼入れ
処理において、外輪に水素が吸収されたことが明確に示
されている。また、図４および５に示した水素放出曲線
の１５０℃から３５０℃までを積分して水素濃度を算出
したところ、それぞれ０．５６ｐｐｍ、０．５２ｐｐｍ
と同程度に高い値であった。この結果から、少なくとも
グリースαを使用した場合には、外輪負荷圏に水素が吸
収されたと判定することは困難であることがわかる。
【００３２】因みに、回転試験後に外輪負荷圏の水素濃
度が若干ながらも減少するのは、焼入れ処理時に吸収さ
れた水素原子が、回転試験中に軸受から放出され、この
量が潤滑剤より吸収される水素量より多いことに起因す
る。
度が若干ながらも減少するのは、焼入れ処理時に吸収さ
れた水素原子が、回転試験中に軸受から放出され、この
量が潤滑剤より吸収される水素量より多いことに起因す
る。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
転がり軸受を破損するまでの長時間の寿命試験に供する
ことなく、転がり軸受用の潤滑剤の寿命を短時間で調
べ、それによって潤滑剤の評価を行なう方法が提供され
る。
転がり軸受を破損するまでの長時間の寿命試験に供する
ことなく、転がり軸受用の潤滑剤の寿命を短時間で調
べ、それによって潤滑剤の評価を行なう方法が提供され
る。
【図１】真空中で焼入れ処理を施した外輪の、回転試験
前における水素濃度分析時の水素放出曲線。
前における水素濃度分析時の水素放出曲線。
【図２】真空中で焼入れ処理を施し、グリースαを使用
して１００時間の回転試験を実施した後の外輪負荷圏に
おける水素濃度分析時の水素放出曲線。
して１００時間の回転試験を実施した後の外輪負荷圏に
おける水素濃度分析時の水素放出曲線。
【図３】真空中で焼入れ処理を施し、グリースβを使用
して１００時間の回転試験を実施した後の外輪負荷圏に
おける水素濃度分析時の水素放出曲線。
して１００時間の回転試験を実施した後の外輪負荷圏に
おける水素濃度分析時の水素放出曲線。
【図４】ＲＸガス中で焼入れ処理を施した外輪の回転試
験前における水素濃度分析時の水素放出曲線。
験前における水素濃度分析時の水素放出曲線。
【図５】ＲＸガス中で焼入れ処理を施し、グリースαを
使用して１００時間回転試験を実施した後の外輪負荷圏
における水素濃度分析時の水素放出曲線。
使用して１００時間回転試験を実施した後の外輪負荷圏
における水素濃度分析時の水素放出曲線。
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 昭59−34139（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−18458（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−68731（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−177864（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−329147（ＪＰ，Ａ)
実開 昭61−94744（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01M 13/04
F16N 29/00
Claims (3)
- 【請求項１】 実質的に水素ガスを含有しない雰囲気の
焼入れ炉内で、転がり軸受の構成部材を焼入れ処理する
工程、 焼入れ処理後の転がり軸受の構成部材のうち、軌道輪お
よび転動体となる部材における水素濃度を測定して、第
１の水素濃度を得る工程、 前記焼入れ処理後の転がり軸受けの構成部材を組み合わ
せてなる転がり軸受を、被評価物である潤滑剤を用いて
回転試験に供する工程、および、 回転試験後の転がり軸受の前記部材における水素濃度を
測定して、第２の水素濃度を得る工程を具備し、 前記転がり軸受の前記部材における第２の水素濃度と第
１の水素濃度との差により水素濃度増分を求め、その水
素濃度増分によって、前記潤滑剤の転がり寿命への有害
度を判定する方法。 - 【請求項２】 前記焼き入れ処理工程は、真空中、窒素
ガス中、または空気中で行なわれることを特徴とする請
求項１に記載の潤滑剤の転がり寿命への有害度を判定す
る方法。 - 【請求項３】 前記水素濃度の測定は、昇温脱離法によ
り行なわれることを特徴とする請求項１または２に記載
の潤滑剤の転がり寿命への有害度を判定する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25577897A JP3536614B2 (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | 転がり軸受用潤滑剤の評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25577897A JP3536614B2 (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | 転がり軸受用潤滑剤の評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1194704A JPH1194704A (ja) | 1999-04-09 |
| JP3536614B2 true JP3536614B2 (ja) | 2004-06-14 |
Family
ID=17283507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25577897A Expired - Fee Related JP3536614B2 (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | 転がり軸受用潤滑剤の評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3536614B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001304281A (ja) | 2000-04-20 | 2001-10-31 | Nsk Ltd | 転がり軸受ユニット |
| JP4704102B2 (ja) * | 2005-05-12 | 2011-06-15 | Ｎｔｎ株式会社 | 軸受試験装置および軸受試験方法 |
| CN102818666B (zh) * | 2012-07-27 | 2014-12-17 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种用于动压气体轴承寿命评估的触地摩擦力矩测量方法 |
| JP7300140B2 (ja) * | 2018-07-19 | 2023-06-29 | 國友熱工株式会社 | 水素脆性防止鋼製ワークの製造方法 |
| US11828698B2 (en) | 2018-11-30 | 2023-11-28 | Nsk Ltd. | Ambient-hydrogen-level assessment method and white-structure-damage-likelihood prediction method |
-
1997
- 1997-09-19 JP JP25577897A patent/JP3536614B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1194704A (ja) | 1999-04-09 |
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