JP4513787B2 - 転がり軸受 - Google Patents
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Description
従って、荷重条件等によりすきまばめ側の軌道輪(例えば、外輪)と支持部材との間で相対的摺動や微少の叩かれ振動が生じ易く、クリープ現象やフレッティング現象による部材の損傷等が生じることがある。これを防止するために、従来より色々の手段が研究されている。
昨今、熱硬化性樹脂被膜や含フッ素重合体被膜などを軌道輪のすきまばめ側の周面に被覆し、ハウジングと軌道輪間のクリープに対処したものなどが見受けられる。(例えば、特許文献1参照)
さらにまた、前記被膜の軌道輪周面との密着性を図るために、前記被膜の下地層としてリン酸塩被膜を施すことなどが行われている。
また、前記被膜の下地層としてのリン酸塩被膜は、被膜の密着性という意味では勝れているが、使用条件がより苛酷となることにより、従来のクリープ現象等に対し、更にボール、ローラなどの転動体により軌道輪に生じる局部弾性変形(山状変形)の周方向移動(脈動)による応力変位挙動(以下、局部脈動変位という)は、被膜の下地層に層内剥離等の不具合を発生させ、軸受としてのトラブルに発展する恐れが生じる。
1)鋼からなる内輪および外輪と、該内輪と外輪間の保持器を介して転動自在に保持された転動体とよりなる転がり軸受において、前記転がり軸受を支持するハウジングまたは軸との嵌め合いがすきまばめである前記内輪または外輪の少なくとも前記嵌め合い周面に、所定金属の酸化物または水酸化物の第1被膜を所定厚さ被覆し、さらに該被膜の表面上に所定の固体潤滑剤の第2被膜を所定厚み被覆させ、前記所定金属の酸化物または水酸化物の第1被膜を、Zr、TiまたはSiの少なくとも1種の金属元素を含む酸化物または水酸化物と、フッ素元素とを含む被膜とし、また、所定の固体潤滑剤の第2被膜を、少なくとも含フッ素重合体系被膜または二硫化モリブデン含有系被膜よりなる被覆としたものである。
3)上述の1)または2)において、前記所定金属の酸化物または水酸化物の第1被膜の被覆量を、前記それぞれの金属元素として20〜200mg/m2 とし、且つ、所定金属の酸化物または水酸化物の被膜中のフッ素元素と金属元素とのモル重量比を0.1〜0.5の範囲としたものであり、
4)上述の1)〜3)において、前記第1被膜の所定厚さを、0.05〜0.1μmとし、また、第2被膜の所定厚さを10〜50μmとしたものである。
特に、転がり軸受の転動体(ボール、ローラ)による前記局部脈動変位に注目し、これによる前記第1、第2被膜への影響を捉え、仕様設定をしたものである。
図1は、本発明の実施の形態1における、転がり軸受の1例を断面にて示す説明図である。
図2は、図1における、すべりはめあいを有する転動輪の一部分の拡大断面説明図である。
図3は、転がり軸受の負荷状態における局部脈動変位の概要を示す説明図である。
図において、1は転がり軸受、2は外輪、3は内輪、4は転動体(ボール)、5は保持器、6は被膜、61は第1被膜、62は第2被膜、Pは負荷分布、Pmaxは最大負荷、εは最大弾性変位である。
外輪2および内輪3はそれぞれハウジングまたは軸と適当な嵌め合いをもって係合されている。通常の転がり軸受1では、例えば、内輪3は駆動軸とJISによるしまりばめの嵌め合いにより係合され、外輪2は、組み立てやメンテナンス上からハウジングに、JISによるすきまばめにより係合されている。
また、従来のクリープ現象(「回転輪側のクリープ」や「連れ回りによるクリープ」)に対し、例えば、図3に示すように、内輪回転駆動の場合に、外輪1とそれを支持するハウジング間に、負荷を受けた転動体4による前述の局部脈動変位が発生する。
この局部脈動変位は、転動体4による局部的な最大負荷Pmaxによって発生し、しかもこれによる外輪2の最大の弾性変位εは、外輪1の連れ回り方向に匍匐移動する。そして、この局部脈動変位は、前記第1被膜61の層内における破損の発生原因となる。
試 験1;
軸受に発生する、いわゆる、局部脈動変位の影響と対策を考察するために、局部脈動変位に代行した折り曲げ試験により塗膜剥離状況を観察した。
1)試験片
試験片は鋼材としてSPCCを使用し、サイズは150×70×0.8mmのものを用いた。
2)表面処理
(1)Zr付着量10mg/m2 +パルリューベF1457(焼付条件170℃180分)
(2)Zr付着量20mg/m2 +パルリューベF1457(焼付条件 同上 )
(3)Zr付着量200mg/m2 +パルリューベF1457(焼付条件 同上 )
(4)Zr付着量300mg/m2 +パルリューベF1457(焼付条件 同上 )
(5)微細リン酸マンガン皮膜+パルリューベF1457(焼付条件 同上 )
付着量は、下記化成処理液による化成処理時間を変えることにより制御した。
また、パルリューベF1457の膜厚は、50μm(一定)とした。
3)化成処理液
成分名 添加方法
Zr ヘキサフルオロジルコン酸(IV)水溶液
Ti ヘキサフルオロチタン酸(IV)水溶液
F フッ化水素酸
pH 水酸化ンナトリウムにて調製(pH=4.0)
ヘキサフルオロジルコン酸(IV)水溶液と、フッ化水素酸試薬とを用いて、ジルコニウム濃度が200ppmであり、全フッ素濃度が300ppmである水溶液を調整した。前記水溶液を40℃に加温し、更に水酸化ナトリウム試薬でpHを4.0に調整したものを化成処理液とした。
4)試験方法
JISK5400に準拠して試験を行った。
心棒は弊社の治具の関係により0.8mmを使用して、折り曲げ試験を行った。
図4a、図4bの結果から表1に示されるように、Zr付着量10mg/m2 、300mg/m2 では部分的に剥離が認められ、Zrの付着量としては20mg/m2 〜200mg/m2 の範囲が好ましいことがわかった。
なお、リン酸マンガン被膜に対しては、剥離に対する大幅な改善が認められた。
前記金属元素ZrおよびTiとフッ素元素との、被膜としてのモル重量比を変化させた場合の密着性評価試験を行った。
1)試験片
SPCC(冷延鋼板:JIS−G−3141)
2)表面処理および測定方法
試験1における化成処理液と同じの成分名、添加方法により表面処理して、金属元素の付着量、(フッ素元素/金属元素)のモル重量比を変化させ密着性を比較した。
なお、被膜金属元素の付着量の測定方法は、蛍光X線分析装置((株)リガク製 System3270)を用いて行った。
また、(フッ素元素/金属元素)のモル重量比の測定方法は、X線光電子分光分析装置(クレートス社製 ESCA850)を用いて表面処理被膜層表面のフッ素元素と金属元素のモル重量比を測定し求めたた。
各試料番号の金属元素の付着量(mg/m2 )および( フッ素元素/金属元素)モル重量比の値は、下記のとおりである。
試料番号 金属元素の付着量(mg/m2 ) ( フッ素元素/金属元素)
Zr Ti モル重量比
1 21 0 0.11
2 85 0 0.15
3 0 68 0.15
4 183 0 0.48
5 350 0 0.26
6 88 0 0.07
7 92 0 0.56
3)密着性評価方法
固体潤滑剤塗装後の試験片表面に鋭利なカッターで1mm間隔の碁盤目を100個切り、該碁盤目を粘着テープで剥離し、碁盤目の未剥離の残存個数を数える。
表2より明らかなように、モル重量比kが約0.1〜0.5の範囲では勝れた密着性を示している。ただ、Zrが多過ぎると密着性は低下している(試料番号5)。
モル重量比kが0.1未満、および0.5を越えたモル重量比の場合は密着性が低下する。従って、密着性に対してはモル重量比kが約0.1〜0.5の範囲が好ましい。
なお、別途試験として行った従来のリン酸塩被膜による上記に準じた試験結果では、上記試験番号5における結果とほぼ同一の結果(試料番号1〜4に対し密着性約70%)が得られている。
従って、本発明の第1被膜では、従来のリン酸塩被膜に比し、良好な密着度を期待し得るものである。
従って、本発明の転がり軸受の第1被膜61としては、Zr、TiまたはSiの少なくとも1種の金属元素を含む酸化物または水酸化物の被膜として限定しているが、ppmの故障率を謳う自動車用等の用途に対しては、前記金属元素としてはZrまたはTiがより好ましい。
第1被膜;前記試験1における化成処理液を使用。
成分名 添加方法
Zr ヘキサフルオロジルコン酸(IV)水溶液
Ti ヘキサフルオロチタン酸(IV)水溶液
F フッ化水素酸
pH 水酸化ナトリウムにて調製(pH=4.0)
表面処理;
ヘキサフルオロジルコン酸(IV)水溶液と、フッ化水素酸試薬とを用いて、ジルコニウム濃度が200ppm、全フッ素濃度が300ppmである水溶液を調整した。前記水溶液を40℃に加温し、更に水酸化ナトリウム試薬でpHを4.0に調整したものを化成処理液とした。
脱脂後に水洗を施した6212型転がり軸受の外輪を、前記表面処理用処理液に180秒間浸漬して表面処理皮膜層を析出させた後に、水洗、イオン交換水洗、更に乾燥を行い、処理液および水分を除去した。前記表面処理皮膜層を析出させた外輪に、第2被膜62としてフッ素系固体潤滑塗料(デフリックコートFH−70(株)川邑研究所製)を膜厚が50μmとなるように塗装した。さらに、塗装後に180℃で60分間焼き付けを行い供試材とした。
耐久試験;局部脈動変位ε約5μmを与える負荷条件下で長期耐久試験を行った。
なお、比較のため、従来のリン酸マンガン被膜を第1被膜61とし、上記と同様のフッ素系固体潤滑塗料を第2被膜62として同一条件にて施した供試品を併行試験した。
ハウジングとのはめあい寸法は同一とした。
図5(a)は、比較供試品の耐久試験終了後の状況を示す図であり、図5(b)は、同ブリスター部の固体潤滑被膜剥離状況を示す図である。
これに比し本実施例の供試品は、試験打ち切り時間として設定した、計算寿命時間の3倍に至る耐久試験終了後においても、ブリスター、スカッフィング等の不具合もなく、安定した被膜状態を維持していることが確認された。
2 外輪
3 内輪
4 転動体(ボール)
5 保持器
6 被膜
61 第1被膜
62 第2被膜
P 負荷分布
Pmax 最大負荷
ε 最大弾性変位
Claims (4)
- 鋼からなる内輪および外輪と、該内輪と外輪間の保持器を介して転動自在に保持された転動体とよりなる転がり軸受において、
前記転がり軸受を支持するハウジングまたは軸との嵌め合いがすきまばめである前記内輪または外輪の少なくとも前記嵌め合い周面に、所定金属の酸化物または水酸化物の第1被膜を所定厚さ被覆し、さらに該被膜の表面上に所定の固体潤滑剤の第2被膜を所定厚み被覆させ、
前記所定金属の酸化物または水酸化物の第1被膜が、Zr、Ti、またはSiの少なくとも1種の金属元素を含む酸化物または水酸化物と、フッ素元素とを含む被膜であり、また、所定の固体潤滑剤の第2被膜が、少なくとも含フッ素重合体被膜または二硫化モリブデン含有被膜よりなる被覆である
ことを特徴とする転がり軸受。 - 前記第1被膜は、軸受負荷により転動体が内輪または外輪の軌道輪に当接し、かつ周方向に公転移動することによって内輪内周面または外輪外周面に生じる周方向に移動する前記軌道輪の弾性変位により、前記第1被膜に発生する引張り応力より大きな膜強度を有することを特徴とする請求項1に記載の転がり軸受。
- 前記所定金属の酸化物または水酸化物の第1被膜の被覆量が、前記それぞれの金属元素として20〜200mg/m2 であり、且つ、所定金属の酸化物または水酸化物の被膜中のフッ素元素と金属元素とのモル重量比は、0.1〜0.5の範囲であることを特徴とする請求項1または2に記載の転がり軸受。
- 前記第1被膜の所定厚さは、0.05〜0.1μmであり、また、第2被膜の所定厚さは10〜50μmであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の転がり軸受。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6376908A (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-07 | Yobea Rulon Kogyo Kk | ころがり軸受 |
JP2001140901A (ja) * | 1999-11-16 | 2001-05-22 | Ntn Corp | 転がり軸受 |
JP2002266870A (ja) * | 2001-03-06 | 2002-09-18 | Nsk Ltd | 転がり軸受とその製造方法及び回転機械装置 |
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JP2004068068A (ja) * | 2002-08-05 | 2004-03-04 | Nippon Parkerizing Co Ltd | 複合材、その製造方法 |
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JPS6376908A (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-07 | Yobea Rulon Kogyo Kk | ころがり軸受 |
JP2001140901A (ja) * | 1999-11-16 | 2001-05-22 | Ntn Corp | 転がり軸受 |
JP2002266870A (ja) * | 2001-03-06 | 2002-09-18 | Nsk Ltd | 転がり軸受とその製造方法及び回転機械装置 |
WO2002103080A1 (fr) * | 2001-06-15 | 2002-12-27 | Nihon Parkerizing Co., Ltd. | Solution traitante pour traitement de surface de metal et procede de traitement de surface |
JP2004068068A (ja) * | 2002-08-05 | 2004-03-04 | Nippon Parkerizing Co Ltd | 複合材、その製造方法 |
JP2005048867A (ja) * | 2003-07-28 | 2005-02-24 | Nsk Ltd | 転がり軸受 |
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