JPH09229072A - 転がり軸受 - Google Patents

転がり軸受

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JPH09229072A
JPH09229072A JP5821496A JP5821496A JPH09229072A JP H09229072 A JPH09229072 A JP H09229072A JP 5821496 A JP5821496 A JP 5821496A JP 5821496 A JP5821496 A JP 5821496A JP H09229072 A JPH09229072 A JP H09229072A
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JP
Japan
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rolling
μmra
cage
surface roughness
bearing
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Pending
Application number
JP5821496A
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English (en)
Inventor
Shin Niizeki
心 新関
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自己潤滑性保持器からの固体潤滑剤の移着性
を改善することで、真空中、高温中、腐食ガス中、液体
中、あるいは溶融金属中など油やグリース等の通常の潤
滑剤が使用できない環境における転がり寿命の延長を図
ることを目的とする。 【構成】 窒化珪素セラミックス製外輪2および内輪3
と、窒化珪素セラミックス製転動体4とポリテトラフル
オロエチレン製保持器5とからなり、上記外輪2および
内輪3の夫々の軌道面の表面粗さが、0.1μmRa〜
3.2μmRaの範囲内にあることである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、真空中、高温中、腐食
ガス中、液体中、あるいは溶融金属中など油やグリース
等の通常の潤滑剤が使用できない環境で用いられる転が
り軸受の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、油やグリースなどの通常の潤滑剤
が使用できない環境で用いられるこの種の転がり軸受と
して、ポリテトラフルオロエチレンを主体とする自己潤
滑性保持器と、セラミックス製転動体を含む転がり軸受
が知られている(特開平3−255224、実開平4−
82431、実開平6−76720)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの種の
転がり軸受では、その転がり寿命を保持器からの固体潤
滑剤の移着による潤滑に頼らなければならないため、い
かに自己潤滑性保持器から固体潤滑剤を移着させるかが
重要な技術的課題となるが、上記せるような各従来技術
では、この点未だ改良の余地が残されているものであ
る。
【0004】本発明は従来技術の有するこのような問題
点に鑑みなされたものであり、その目的とするところ
は、自己潤滑性保持器からの固体潤滑剤の移着性を改善
することで、真空中、高温中、腐食ガス中、液体中、あ
るいは溶融金属中など油やグリース等の通常の潤滑剤が
使用できない環境における転がり寿命の延長を図ること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明がなした技術的手段は、少なくとも転動体がセ
ラミックスからなり、外輪と内輪の軌道面の表面粗さが
0.1μmRa以上3.2μmRa以下の範囲にあり、
保持器が自己潤滑性材からなるものとしたことである。
なお、本明細書にて「Ra」は、算術平均粗さを表す。
【0006】
【作用】上記技術的手段により、軌道輪(外輪と内輪)
軌道面の表面粗さが0.1μmRa以上3.2μmRa
以下の範囲にあるので、その表面粗さが0.1μmRa
未満の従来の転がり軸受に比べると回転中の振動が大き
くなる。
【0007】その結果、自己潤滑性保持器が転動体によ
り強く接触する機会が増えるので、自己潤滑性保持器か
ら転動体への固体潤滑剤の移着を多くすることができ
る。
【0008】セラミックス製転動体を用いたため、回転
初期はその優れた耐摩耗性のために転動体は表面粗さを
保ちながら軌道輪軌道面をなめらかに摩耗していく。そ
して、軌道輪軌道面がなめらかになった(表面粗さで
0.1μmRa未満)後は、振動が低くなり、転動体に
適量かつ均一に移着した固体潤滑剤によって良好な潤滑
がなされる。
【0009】このように、セラミックス製転動体が摩耗
しにくくなめらかな表面を保つからこそ、自己潤滑性保
持器からの固体潤滑剤の移着が適量かつ均一におこり、
良好な潤滑がなされる。
【0010】したがって、初期振動による移着効果の増
大を軌道輪軌道面の表面粗さで制御し、軌道輪軌道面の
固体潤滑剤が移着する前のなめらかな摩耗をセラミック
ス製転動体を用いることで成し、軌道輪軌道面のなめら
かに摩耗した後の潤滑はセラミックス転動体からの固体
潤滑剤の移着によって行うという兼ね合いによって油や
グリースなどの通常の潤滑剤が使用できない環境におけ
る転がり寿命の延長を図ることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明
する。図中1は本発明転がり軸受の一実施例を示し、該
転がり軸受1は、外輪2、内輪3、転動体4、及び保持
器5とで構成されている玉軸受であり、以下この実施例
に基づいて本発明を説明するが、本発明はころ軸受にも
適用でき、またラジアル軸受およびスラスト軸受のいず
れにも適用でき、本発明の範囲内において適宜選択適用
可能である。
【0012】外輪2および内輪3は、夫々の軌道面2
a,3aの表面粗さが、0.1μmRa以上3.2μm
Ra以下の範囲にあるように構成されている。また、下
記転動体4にセラミックスを用いているため、外輪2、
内輪3の材質はスチールまたはセラミックスのいずれで
もかまわない。表面粗さが0.1μmRa以下では、回
転中の振動が過少になるため、自己潤滑性保持器が転動
体に接触する機会が少なく、自己潤滑性保持器から転動
体への固体潤滑剤の移着が少ない。また表面粗さが3.
2μmRa以上では振動が過大になるために移着が多す
ぎたり移着むらが生じてしまい、かえって潤滑の妨げに
なる。
【0013】転動体4は、耐摩耗性の高いセラミックス
材からなり、セラミックス材料としては窒化珪素以外
に、炭化珪素、アルミナ、ジルコニア等が挙げられる。
【0014】保持器5は、自己潤滑性を有する材質から
なり、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTF
E)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(E
TFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアル
キルビニルエーテル共重合体(PFA)を代表としたフ
ッ素系樹脂、黒鉛、二硫化モリブデンなどから構成され
ているものがあげられる。
【0015】本発明の効果を確認するために、実施例1
〜8および比較例1〜8に示す数種の深みぞ玉軸受を用
いて、図2に示す試験装置で回転試験を行った。その回
転試験結果を表1に示すと共に、軌道輪軌道面の表面粗
さ(μmRa)に対する転がり寿命(h)の関係を図3
に示す。
【0016】「実施例1〜4、比較例1〜3」軌道面の
表面粗さが、0.05μmRa〜9.4μmRaの範囲
の窒化珪素セラミックス(Si3N4)製の軌道輪(外輪、
内輪)、窒化珪素セラミックス(Si3N4)製転動体およ
びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製保持器で
構成。 「実施例5〜8、比較例4〜6」軌道面の表面粗さが、
0.05μmRa〜9.4μmRaの範囲のステンレス
鋼(SUS440C)製の軌道輪(外輪、内輪)、窒化珪素セ
ラミックス(Si3N4)製転動体およびポリテトラフルオ
ロエチレン(PTFE)製保持器で構成。 「比較例7」軌道面の表面粗さが、1.0μmRaの窒
化珪素セラミックス(Si3N4)製の軌道輪(外輪、内
輪)、窒化珪素セラミックス(Si3N4)製転動体および
スチール(SUS304ステンレス鋼)製保持器で構成。 「比較例8」軌道面の表面粗さが1.0μmRaのステ
ンレス鋼(SUS440C)製の軌道輪(外輪、内輪)、ステ
ンレス鋼(SUS440C)製転動体およびポリテトラフルオ
ロエチレン(PTFE)製保持器で構成。
【0017】
【表1】
【0018】表1および図3の結果から以下のことが分
かる。
【0019】従来から使用されていた軌道輪軌道面の表
面粗さが0.1μmRa未満の軸受を示す比較例1の転
がり寿命に対して、実施例1〜4に示す軌道輪軌道面の
表面粗さが0.1μmRa〜3.2μmRaの軸受の場
合は、いずれも転がり寿命の大幅な延長が確認できた
(表1および図3中の→印は、表示時間(h)以上を示
し、すなわち、本試験では190hで打ち切っているが
実際それ以上の転がり寿命(h)を得られたことを示し
ている。)。
【0020】また、軌道輪軌道面の表面粗さが3.2μ
mRaを超える場合(比較例2,3)は、実施例1〜4
の軸受に比べて転がり寿命は低下した。
【0021】さらに実施例5〜8と比較例4〜6の結果
からも、同様に本発明の表面粗さの範囲(0.1μmR
a〜3.2μmRa)にある軸受が、その範囲以外の軸
受よりも長寿命である結果が得られた。
【0022】また、軌道輪、転動体および軌道輪軌道面
の表面粗さを等しくし、保持器材質が実施例2のポリテ
トラフルオロエチレンとは異なるスチール鋼製保持器を
有する比較例7については、保持器からの有効な固体潤
滑剤の移着が得られないので、実施例2と比して極端に
転がり寿命が短かいことがわかる。
【0023】そして、軌道輪材質、軌道輪軌道面の表面
粗さおよび保持器材質は等しいが、転動体の材質が実施
例6の窒化珪素セラミックス(Si3N4)とは異なるステ
ンレス鋼(SUS440C)製である比較例8についても、ス
テンレス鋼製転動体であるため自己潤滑性保持器からの
移着が得られる前に転動体表面が荒れてしまい、実施例
6と比して極端に転がり寿命が短かいことがわかる。
【0024】
【発明の効果】本発明は、少なくとも転動体がセラミッ
クスからなり、軌道輪(外輪と内輪)軌道面の表面粗さ
が0.1μmRa以上3.2μmRa以下の範囲にあ
り、かつ自己潤滑性保持器で構成し、自己潤滑性保持器
からの固体潤滑剤の移着性を改善することで、真空中、
高温中、腐食ガス中、液体中、あるいは溶融金属中など
油やグリース等の通常の潤滑剤が使用できない環境にお
ける転がり寿命の延長が図れた。
【0025】すなわち、上記軌道面の表面粗さにより初
期の振動が大きくなって固体潤滑剤の移着効果が増大
し、そして、セラミックス製転動体により軌道輪軌道面
がなめらかに摩耗された後は、セラミックス製転動体か
らの固体潤滑剤のより多い移着によって行うことができ
るため、油やグリースなどの通常の潤滑剤が使用できな
い環境における転がり寿命の延長を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明転がり軸受の一実施例を一部省略すると
共に断面にて示す。
【図2】本発明転がり軸受の回転性能を確認するための
試験機の概略を示す。
【図3】軌道輪軌道面の表面粗さに対する転がり寿命の
関係を示す。
【符号の説明】
1:転がり軸受 2:外輪 3:内輪 2a,3a:軌道面 4:転動体 5:保持器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外輪、内輪、転動体、保持器からなる転
    がり軸受において、少なくとも転動体がセラミックスか
    らなり、外輪と内輪の軌道面の表面粗さが0.1μmR
    a以上3.2μmRa以下の範囲にあり、保持器が自己
    潤滑性であることを特徴とした転がり軸受。
JP5821496A 1996-02-22 1996-02-22 転がり軸受 Pending JPH09229072A (ja)

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