JPH07190073A - 流体潤滑転がり軸受 - Google Patents
流体潤滑転がり軸受Info
- Publication number
- JPH07190073A JPH07190073A JP32948993A JP32948993A JPH07190073A JP H07190073 A JPH07190073 A JP H07190073A JP 32948993 A JP32948993 A JP 32948993A JP 32948993 A JP32948993 A JP 32948993A JP H07190073 A JPH07190073 A JP H07190073A
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- Japan
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- bearing
- rolling bearing
- metal
- grease
- lubricating oil
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 流体潤滑転がり軸受を、高温高速の使用条件
でのグリースまたは潤滑油の劣化を防いで、潤滑剤本来
の油膜形成能力を維持し、軸受寿命の長期化を充分に達
成できるものとする。 【構成】 軸受鋼等の金属製転がり軸受を、リン酸トリ
クレジルなどのリン酸トリエステル溶液中に浸漬して軸
受金属表面にリン酸金属塩被膜を形成し、さらに軸受内
部にグリースまたは潤滑油を充填した流体潤滑転がり軸
受とする。
でのグリースまたは潤滑油の劣化を防いで、潤滑剤本来
の油膜形成能力を維持し、軸受寿命の長期化を充分に達
成できるものとする。 【構成】 軸受鋼等の金属製転がり軸受を、リン酸トリ
クレジルなどのリン酸トリエステル溶液中に浸漬して軸
受金属表面にリン酸金属塩被膜を形成し、さらに軸受内
部にグリースまたは潤滑油を充填した流体潤滑転がり軸
受とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、金属製転がり軸受の
流体潤滑性を改良した流体潤滑転がり軸受に関する。
流体潤滑性を改良した流体潤滑転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、転がり軸受は、軸受鋼その他の
所定の軸受金属製の内・外輪、転動体、保持器、シール
部材などからなる軸受の内部にグリース等を充填し、必
要に応じて密封したものであるが、たとえば、１００〜
１５０℃で１００００ｒｐｍといった使用条件において
安定した回転性能が求められる高温高速耐久性の転がり
軸受においては、調製された所定の潤滑剤を充填してい
る。
所定の軸受金属製の内・外輪、転動体、保持器、シール
部材などからなる軸受の内部にグリース等を充填し、必
要に応じて密封したものであるが、たとえば、１００〜
１５０℃で１００００ｒｐｍといった使用条件において
安定した回転性能が求められる高温高速耐久性の転がり
軸受においては、調製された所定の潤滑剤を充填してい
る。
【０００３】この場合に適当な流体潤滑性を発揮する潤
滑剤としては、石油系潤滑剤、合成潤滑油等の潤滑油、
またはこれらに増稠剤を配合した潤滑グリースがあり、
特に基油としてアルキルジフェニルエーテル油を用い、
増稠剤としてジウレア化合物を用いた潤滑グリースまた
は潤滑油は、特に高温高速耐久性が良いことが知られて
いる。
滑剤としては、石油系潤滑剤、合成潤滑油等の潤滑油、
またはこれらに増稠剤を配合した潤滑グリースがあり、
特に基油としてアルキルジフェニルエーテル油を用い、
増稠剤としてジウレア化合物を用いた潤滑グリースまた
は潤滑油は、特に高温高速耐久性が良いことが知られて
いる。
【０００４】そして、いっそう過酷な高温高速条件に耐
える流体潤滑転がり軸受とするためには、上記したよう
な潤滑剤に、酸化防止剤、極圧剤、摩擦調整剤などの種
々の添加剤を添加する手法が採られてきた。
える流体潤滑転がり軸受とするためには、上記したよう
な潤滑剤に、酸化防止剤、極圧剤、摩擦調整剤などの種
々の添加剤を添加する手法が採られてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
な従来の流体潤滑転がり軸受は、境界潤滑の状態となっ
て摩擦面に部分的にまたは一時的に油膜の存在しない界
面潤滑の状態が発生し易く、その時の発熱により、さら
には金属同士の摺動による摩耗粉の発生によってグリー
スなどの潤滑剤が劣化し、充分に軸受寿命を延ばすこと
ができないという問題点がある。
な従来の流体潤滑転がり軸受は、境界潤滑の状態となっ
て摩擦面に部分的にまたは一時的に油膜の存在しない界
面潤滑の状態が発生し易く、その時の発熱により、さら
には金属同士の摺動による摩耗粉の発生によってグリー
スなどの潤滑剤が劣化し、充分に軸受寿命を延ばすこと
ができないという問題点がある。
【０００６】そこで、この発明は、上記した問題点を解
決し、流体潤滑転がり軸受を、高温高速の使用条件での
グリースまたは潤滑油の劣化を防いで、潤滑剤本来の油
膜形成能力を維持し、軸受寿命の長期化を充分に達成で
きるものとすることを課題としている。
決し、流体潤滑転がり軸受を、高温高速の使用条件での
グリースまたは潤滑油の劣化を防いで、潤滑剤本来の油
膜形成能力を維持し、軸受寿命の長期化を充分に達成で
きるものとすることを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、金属製転がり軸受の摩擦面に
グリースまたは潤滑油を介在させた流体潤滑転がり軸受
において、この軸受の摩擦面にリン酸金属塩被膜を形成
したのである。
め、この発明においては、金属製転がり軸受の摩擦面に
グリースまたは潤滑油を介在させた流体潤滑転がり軸受
において、この軸受の摩擦面にリン酸金属塩被膜を形成
したのである。
【０００８】また、上記した流体潤滑転がり軸受は、金
属製転がり軸受をリン酸トリエステル溶液中に浸漬して
軸受金属表面にリン酸金属塩被膜を形成し、次いで軸受
内部にグリースまたは潤滑油を充填することによって製
造することができる。
属製転がり軸受をリン酸トリエステル溶液中に浸漬して
軸受金属表面にリン酸金属塩被膜を形成し、次いで軸受
内部にグリースまたは潤滑油を充填することによって製
造することができる。
【０００９】以下に、その詳細を述べる。この発明に用
いる金属製転がり軸受は、その材質およびラジアル軸
受、スラスト軸受などの形式を特に限定するものではな
いが、内・外輪および転動体はリン酸被膜処理が可能な
金属製のものであり、保持器やシール部材などは、金属
製のものばかりでなく、プラスチック製のものを採用す
ることもできる。なお、内・外輪および転動体の材質
は、軸受鋼、鉋金、鉛やスズを配合したホワイトメタル
その他の軸受合金であってもよい。
いる金属製転がり軸受は、その材質およびラジアル軸
受、スラスト軸受などの形式を特に限定するものではな
いが、内・外輪および転動体はリン酸被膜処理が可能な
金属製のものであり、保持器やシール部材などは、金属
製のものばかりでなく、プラスチック製のものを採用す
ることもできる。なお、内・外輪および転動体の材質
は、軸受鋼、鉋金、鉛やスズを配合したホワイトメタル
その他の軸受合金であってもよい。
【００１０】この発明に用いる潤滑油またはグリース
は、所要の回転速度と耐熱性を備えた液体または半固体
状の潤滑剤であれば、特に限定するものではなく、潤滑
油としては、鉱油、ポリフェニルエーテル、アルキルジ
フェニルエーテル、ポリオレフィンなどが挙げられ、ま
たこれら潤滑油を基油として、金属石鹸、ポリウレアな
どの増稠剤を配合した周知の潤滑グリースを用いること
ができる。
は、所要の回転速度と耐熱性を備えた液体または半固体
状の潤滑剤であれば、特に限定するものではなく、潤滑
油としては、鉱油、ポリフェニルエーテル、アルキルジ
フェニルエーテル、ポリオレフィンなどが挙げられ、ま
たこれら潤滑油を基油として、金属石鹸、ポリウレアな
どの増稠剤を配合した周知の潤滑グリースを用いること
ができる。
【００１１】前記した金属製軸受表面にリン酸金属塩被
膜を形成するには、転がり軸受をリン酸トリエステル溶
液中に浸漬した後、摩擦面にグリースまたは潤滑油を塗
布または注入等の周知の手法で充填する。前記したリン
酸トリエステルは、式 （ＲＯ）3 Ｐ＝Ｏ （式中、Ｒはアリール基、脂肪族炭化水素基、脂環族炭
化水素基を表わす。）で表わされる有機リン酸化合物で
あり、このものは、可塑剤などとして市販の工業用材料
を用いることができる。これらのリン酸トリエステルの
代表例としては、リン酸トリクレジル（ＣＨ3 Ｃ6 Ｈ4
Ｏ）3 ＰＯが挙げられる。上記したようなリン酸トリエ
ステルは、取扱い性の必要に応じて有機溶剤で希釈して
用いればよい。
膜を形成するには、転がり軸受をリン酸トリエステル溶
液中に浸漬した後、摩擦面にグリースまたは潤滑油を塗
布または注入等の周知の手法で充填する。前記したリン
酸トリエステルは、式 （ＲＯ）3 Ｐ＝Ｏ （式中、Ｒはアリール基、脂肪族炭化水素基、脂環族炭
化水素基を表わす。）で表わされる有機リン酸化合物で
あり、このものは、可塑剤などとして市販の工業用材料
を用いることができる。これらのリン酸トリエステルの
代表例としては、リン酸トリクレジル（ＣＨ3 Ｃ6 Ｈ4
Ｏ）3 ＰＯが挙げられる。上記したようなリン酸トリエ
ステルは、取扱い性の必要に応じて有機溶剤で希釈して
用いればよい。
【００１２】このようなリン酸トリエステルと前記した
軸受合金を反応させて、その表面にリン酸金属塩被膜形
成するには、反応速度を上げるために加温しながら行え
ば良く、たとえば６０℃程度で１〜２時間浸漬すればよ
い。
軸受合金を反応させて、その表面にリン酸金属塩被膜形
成するには、反応速度を上げるために加温しながら行え
ば良く、たとえば６０℃程度で１〜２時間浸漬すればよ
い。
【００１３】
【作用】この発明の流体潤滑転がり軸受は、金属製軸受
の摩擦面に、リン酸金属塩の被膜を形成しているので、
軸受の摩擦面に油膜が途切れるような境界潤滑の場合に
おいても軸受金属同士が接触せず、金属摩耗粉の発生が
防止される。
の摩擦面に、リン酸金属塩の被膜を形成しているので、
軸受の摩擦面に油膜が途切れるような境界潤滑の場合に
おいても軸受金属同士が接触せず、金属摩耗粉の発生が
防止される。
【００１４】また、リン酸金属塩被膜と潤滑グリースに
は好ましい相互分子間力がはたらいていると考えられ、
リン酸金属塩被膜上では潤滑グリースの油膜の形成能力
が向上する。
は好ましい相互分子間力がはたらいていると考えられ、
リン酸金属塩被膜上では潤滑グリースの油膜の形成能力
が向上する。
【００１５】
〔実施例１〕リン酸トリクレジル７．３６ｇを２−プロ
パノールで希釈して２００ｍｌのリン酸トリエステル溶
液を調製し、この溶液に軸受５１１５（ＮＴＮ社製：ス
ラスト玉軸受、軸受鋼製）の両輪を溶液温度６０℃で２
時間浸漬して、表面にリン酸鉄その他のリン酸金属塩被
膜を形成した。
パノールで希釈して２００ｍｌのリン酸トリエステル溶
液を調製し、この溶液に軸受５１１５（ＮＴＮ社製：ス
ラスト玉軸受、軸受鋼製）の両輪を溶液温度６０℃で２
時間浸漬して、表面にリン酸鉄その他のリン酸金属塩被
膜を形成した。
【００１６】次に、この軸受の転走面に市販の鉱油系グ
リース（日本グリース社製：ニグエースＷＲ−Ｓ）を塗
布し、以下の試験方法で軸受使用時の油膜の形成状態を
調べた。
リース（日本グリース社製：ニグエースＷＲ−Ｓ）を塗
布し、以下の試験方法で軸受使用時の油膜の形成状態を
調べた。
【００１７】（ａ）油膜の形成能力試験：実施例１の流
体潤滑転がり軸受にスラスト荷重１６．４ｋｇを負荷
し、１２００ｒｐｍの速度で６０分間回転させた。そし
て、回転輪に取り付けた回転軸と固定輪との間の電気抵
抗（Ω）（以下、軸受内部抵抗という。）を経時的に測
定し、結果を図１に示した。ここで、軸受内部抵抗は、
潤滑グリースの油膜形成能力が高いほど、油膜が厚くな
って増加する。
体潤滑転がり軸受にスラスト荷重１６．４ｋｇを負荷
し、１２００ｒｐｍの速度で６０分間回転させた。そし
て、回転輪に取り付けた回転軸と固定輪との間の電気抵
抗（Ω）（以下、軸受内部抵抗という。）を経時的に測
定し、結果を図１に示した。ここで、軸受内部抵抗は、
潤滑グリースの油膜形成能力が高いほど、油膜が厚くな
って増加する。
【００１８】〔比較例１〕リン酸金属塩被膜を形成して
いない軸受５１１５を用い、その転走面に市販の鉱油系
グリース（日本グリース社製：ニグエースＷＲ−Ｓ）を
塗布したものを比較例１とし、このものに対して実施例
１と全く同様に油膜の形成能力試験を行ない、結果を図
１中に併記した。
いない軸受５１１５を用い、その転走面に市販の鉱油系
グリース（日本グリース社製：ニグエースＷＲ−Ｓ）を
塗布したものを比較例１とし、このものに対して実施例
１と全く同様に油膜の形成能力試験を行ない、結果を図
１中に併記した。
【００１９】図１の結果からも明らかなように、表面に
リン酸鉄その他のリン酸金属塩被膜を形成した実施例１
は、内部の電気抵抗値（Ω）が４５分経過時まで増加
し、その後はほぼ一定値を維持しており、潤滑油膜の形
成能力に優れていることが判る。これに対して、比較例
１は、潤滑油膜の形成能力に劣っていた。
リン酸鉄その他のリン酸金属塩被膜を形成した実施例１
は、内部の電気抵抗値（Ω）が４５分経過時まで増加
し、その後はほぼ一定値を維持しており、潤滑油膜の形
成能力に優れていることが判る。これに対して、比較例
１は、潤滑油膜の形成能力に劣っていた。
【００２０】〔実施例２〕リン酸トリクレジル７．３６
ｇを２−プロパノールで希釈して２００ｍｌのリン酸ト
リエステル溶液を調製し、この溶液に軸受６２０４（Ｎ
ＴＮ社製：ラジアル玉軸受（単列深みぞ玉軸受）、軸受
鋼製）の両輪および転動体を溶液温度６０℃で２時間浸
漬して、表面にリン酸鉄その他のリン酸金属塩被膜を形
成した。
ｇを２−プロパノールで希釈して２００ｍｌのリン酸ト
リエステル溶液を調製し、この溶液に軸受６２０４（Ｎ
ＴＮ社製：ラジアル玉軸受（単列深みぞ玉軸受）、軸受
鋼製）の両輪および転動体を溶液温度６０℃で２時間浸
漬して、表面にリン酸鉄その他のリン酸金属塩被膜を形
成した。
【００２１】次に、この軸受の転走面に市販の鉱油系グ
リース（日本グリース社製：ニグエースＷＲ−Ｓ）を
０．２３〜０．２５ｇ封入して鉄製の非接触シールを軸
受側面に取り付け、以下の試験方法で流体潤滑転がり軸
受の寿命を調べた。
リース（日本グリース社製：ニグエースＷＲ−Ｓ）を
０．２３〜０．２５ｇ封入して鉄製の非接触シールを軸
受側面に取り付け、以下の試験方法で流体潤滑転がり軸
受の寿命を調べた。
【００２２】（ｂ）流体潤滑転がり軸受の寿命測定試
験：実施例２を３個用い、これらの内輪に電動機付きの
回転軸を取り付けてスラスト荷重６．８ｋｇｆを負荷す
ると共に、回転を止めた外輪に対してラジアル荷重６．
８ｋｇｆを負荷し、１５０℃の雰囲気で毎分１００００
回転の速度で回転軸を介して内輪を回転した。そして、
これら軸受の回転トルクが増大し、回転軸を駆動してい
る電動機の入力電流が制限電流を超過した時点（すなわ
ち回転トルクが始動トルクの２倍以上となった時）を流
体潤滑転がり軸受の寿命（時間）とし、それぞれの結果
を図２のグラフに示した。
験：実施例２を３個用い、これらの内輪に電動機付きの
回転軸を取り付けてスラスト荷重６．８ｋｇｆを負荷す
ると共に、回転を止めた外輪に対してラジアル荷重６．
８ｋｇｆを負荷し、１５０℃の雰囲気で毎分１００００
回転の速度で回転軸を介して内輪を回転した。そして、
これら軸受の回転トルクが増大し、回転軸を駆動してい
る電動機の入力電流が制限電流を超過した時点（すなわ
ち回転トルクが始動トルクの２倍以上となった時）を流
体潤滑転がり軸受の寿命（時間）とし、それぞれの結果
を図２のグラフに示した。
【００２３】〔比較例２〕リン酸金属塩被膜を形成して
いない軸受６２０４を３個用い、その転走面に市販の鉱
油系グリース（日本グリース社製：ニグエースＷＲ−
Ｓ）を同量塗布したものを比較例２とし、このものに対
して実施例１と全く同様に流体潤滑転がり軸受の寿命測
定試験を行ない、それぞれの結果を図２中に併記した。
いない軸受６２０４を３個用い、その転走面に市販の鉱
油系グリース（日本グリース社製：ニグエースＷＲ−
Ｓ）を同量塗布したものを比較例２とし、このものに対
して実施例１と全く同様に流体潤滑転がり軸受の寿命測
定試験を行ない、それぞれの結果を図２中に併記した。
【００２４】図２の結果からも明らかなように、軸受の
内・外輪および転動体の表面にリン酸金属塩被膜を形成
した実施例２は、同部品の表面にリン酸金属塩被膜を有
しない比較例２よりも５〜１０倍の軸受の寿命（時間）
を示した。
内・外輪および転動体の表面にリン酸金属塩被膜を形成
した実施例２は、同部品の表面にリン酸金属塩被膜を有
しない比較例２よりも５〜１０倍の軸受の寿命（時間）
を示した。
【００２５】
【効果】この発明は、以上説明したように、金属製転が
り軸受の摩擦面に、リン酸金属塩被膜を形成したので、
金属摩耗粉の発生が防止され、かつ潤滑グリースの油膜
の形成能力が向上することとなって、高温高速の使用条
件でのグリースの劣化が防止でき、グリース本来の油膜
形成能力を維持し、流体潤滑転がり軸受の軸受寿命の長
期化を図ることができる利点がある。
り軸受の摩擦面に、リン酸金属塩被膜を形成したので、
金属摩耗粉の発生が防止され、かつ潤滑グリースの油膜
の形成能力が向上することとなって、高温高速の使用条
件でのグリースの劣化が防止でき、グリース本来の油膜
形成能力を維持し、流体潤滑転がり軸受の軸受寿命の長
期化を図ることができる利点がある。
【００２６】また、そのような流体潤滑転がり軸受を、
比較的簡易な手法で製造することにより、高機能の転が
り軸受を生産効率良く製造できる利点もある。
比較的簡易な手法で製造することにより、高機能の転が
り軸受を生産効率良く製造できる利点もある。
【図１】実施例１と比較例１の油膜の形成能力試験の結
果を表わし、経過時間と電気抵抗値の関係を示す図表
果を表わし、経過時間と電気抵抗値の関係を示す図表
【図２】実施例２と比較例２の寿命時間を示す図表
Claims (2)
- 【請求項１】 金属製転がり軸受の摩擦面にグリースま
たは潤滑油を介在させた流体潤滑転がり軸受において、
この軸受の摩擦面にリン酸金属塩被膜を形成してなる流
体潤滑転がり軸受。 - 【請求項２】 金属製転がり軸受をリン酸トリエステル
溶液中に浸漬して軸受金属表面にリン酸金属塩被膜を形
成し、次いで軸受内部にグリースまたは潤滑油を充填す
ることからなる流体潤滑転がり軸受の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32948993A JPH07190073A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 流体潤滑転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32948993A JPH07190073A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 流体潤滑転がり軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07190073A true JPH07190073A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=18221947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32948993A Pending JPH07190073A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 流体潤滑転がり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07190073A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006242261A (ja) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Ntn Corp | 転がり軸受 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP32948993A patent/JPH07190073A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006242261A (ja) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Ntn Corp | 転がり軸受 |
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