JPH11303875A - 保持器 - Google Patents
保持器Info
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- JPH11303875A JPH11303875A JP10980098A JP10980098A JPH11303875A JP H11303875 A JPH11303875 A JP H11303875A JP 10980098 A JP10980098 A JP 10980098A JP 10980098 A JP10980098 A JP 10980098A JP H11303875 A JPH11303875 A JP H11303875A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/46—Cages for rollers or needles
- F16C33/56—Selection of substances
- F16C33/565—Coatings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/38—Ball cages
- F16C33/44—Selection of substances
- F16C33/445—Coatings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 コスト低減を図ると共に、表面の剥離を防止
し、更には、磨耗によるポケット隙間の増大を防止する
ことができる保持器を提供する。 【解決手段】 軸受の内輪と外輸との間に介挿される転
動体を転動可能に保持する金属製の保持器であって、表
面を、基地である鉄、りん及び酸素と、マンガン、亜鉛
及びカルシウムの少なくとも一種との結晶性反応膜で形
成する。
し、更には、磨耗によるポケット隙間の増大を防止する
ことができる保持器を提供する。 【解決手段】 軸受の内輪と外輸との間に介挿される転
動体を転動可能に保持する金属製の保持器であって、表
面を、基地である鉄、りん及び酸素と、マンガン、亜鉛
及びカルシウムの少なくとも一種との結晶性反応膜で形
成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電機用軸受、フ
ライホイール軸受、若しくは遠心分離器、高周波モータ
及び航空機エンジンの主軸用軸受、又は過給器用軸受等
の高速回転用軸受に好適な保持器に関する。
ライホイール軸受、若しくは遠心分離器、高周波モータ
及び航空機エンジンの主軸用軸受、又は過給器用軸受等
の高速回転用軸受に好適な保持器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の保持器は、一般に、保持
器材であるＳＡＥ４３４０材に、銅、ニッケルのストラ
イクめっきを施した後、厚さ４０〜５０μｍの銀めっき
を施す二層めっきを行っている。
器材であるＳＡＥ４３４０材に、銅、ニッケルのストラ
イクめっきを施した後、厚さ４０〜５０μｍの銀めっき
を施す二層めっきを行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の保持器においては、めっき工程が複雑で製造コス
トが高くつき、また、めっき層と母材の界面で密着性が
弱いため、該めっき層が剥離するという不都合がある。
従来の保持器においては、めっき工程が複雑で製造コス
トが高くつき、また、めっき層と母材の界面で密着性が
弱いため、該めっき層が剥離するという不都合がある。
【０００４】更に、銀めっきは厚く柔らかいため、軸受
の使用時に転動体との接触によって塑性変形を起こして
ポケット隙間が大きくなり、この結果、スキューが発生
するという不都合がある。
の使用時に転動体との接触によって塑性変形を起こして
ポケット隙間が大きくなり、この結果、スキューが発生
するという不都合がある。
【０００５】本発明はかかる不都合を解消するためにな
されたものであり、コスト低減を図ることができると共
に、表面の剥離を防止することができ、更には、摩耗に
よるポケット隙間の増大を防止することができる保持器
を提供することを目的とする。
されたものであり、コスト低減を図ることができると共
に、表面の剥離を防止することができ、更には、摩耗に
よるポケット隙間の増大を防止することができる保持器
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明に係る保持器は、軸受の内輪と外輸との間
に介挿される転動体を転動可能に保持する金属製の保持
器であって、表面を、基地である鉄、りん及び酸素と、
マンガン、亜鉛及びカルシウムの少なくとも一種との結
晶性反応膜で形成したことを特徴とする。
めに、本発明に係る保持器は、軸受の内輪と外輸との間
に介挿される転動体を転動可能に保持する金属製の保持
器であって、表面を、基地である鉄、りん及び酸素と、
マンガン、亜鉛及びカルシウムの少なくとも一種との結
晶性反応膜で形成したことを特徴とする。
【０００７】ここで、保持器の材質としては、例えばＳ
ＡＥ４３４０又は４３２０を用いることができる。結晶
性反応膜の各元素の重量比としては、鉄は３５重量％以
下が望ましく、マンガンについては１２〜２０重量％、
亜鉛及びカルシウムについては５〜３５重量％が望まし
い。また、膜厚は２〜１０μｍが望ましく、２〜６μｍ
がさらに望ましい。
ＡＥ４３４０又は４３２０を用いることができる。結晶
性反応膜の各元素の重量比としては、鉄は３５重量％以
下が望ましく、マンガンについては１２〜２０重量％、
亜鉛及びカルシウムについては５〜３５重量％が望まし
い。また、膜厚は２〜１０μｍが望ましく、２〜６μｍ
がさらに望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を説明する。ＡＳＴＭ Ｄ２６２５に準拠するファレツ
クス試験機を用い、Ｖブロックに押し付けたピン（供試
体：ＳＡＥ４３４０）を回転させて焼き付け試験を行
い、耐荷重及び耐久時間を評価した。
を説明する。ＡＳＴＭ Ｄ２６２５に準拠するファレツ
クス試験機を用い、Ｖブロックに押し付けたピン（供試
体：ＳＡＥ４３４０）を回転させて焼き付け試験を行
い、耐荷重及び耐久時間を評価した。
【０００９】試験条件を以下に示す。 回転数：１９１ｒｐｍ すべり速度：０．１ｍ／ｓ、 荷重：５０ｋｇｆ／min ステップロード方式（１分毎に
荷重を増加する。） 潤滑：モービル（レーラス１０２６） 評価方法：無負荷の状態より５０ｋｇｆ／min で荷重を
負荷させながらトルクを検出し、１４０ｋｇｆ・ｃｍに
至った時の荷重を焼き付き荷重（耐荷重）とし、焼き付
き荷重に至るまでの時間を耐久時間とした。
荷重を増加する。） 潤滑：モービル（レーラス１０２６） 評価方法：無負荷の状態より５０ｋｇｆ／min で荷重を
負荷させながらトルクを検出し、１４０ｋｇｆ・ｃｍに
至った時の荷重を焼き付き荷重（耐荷重）とし、焼き付
き荷重に至るまでの時間を耐久時間とした。
【００１０】供試体は、比較例１，２と本実施形態例Ａ
の３種類を用意し、比較例１は未処理のピン、比較例２
はピンの表面に銀めっきを４０μｍの厚みで形成したも
の、本実施形態例Ａは日本パーカライジング社製化成処
理液ＰＦ−Ｍ１Ａを使用し、全酸度５０、遊離酸度６、
鉄分０．６％の反応液でピンの表面に基地である鉄、リ
ン、マンガン及び酸素の化合物層（結晶性反応膜層：膜
厚５μｍ、鉄含有量２２重量％、マンガン含有量１５重
量％）を形成したものを用い、それぞれ同じ条件で評価
した。結果を表１に示す。
の３種類を用意し、比較例１は未処理のピン、比較例２
はピンの表面に銀めっきを４０μｍの厚みで形成したも
の、本実施形態例Ａは日本パーカライジング社製化成処
理液ＰＦ−Ｍ１Ａを使用し、全酸度５０、遊離酸度６、
鉄分０．６％の反応液でピンの表面に基地である鉄、リ
ン、マンガン及び酸素の化合物層（結晶性反応膜層：膜
厚５μｍ、鉄含有量２２重量％、マンガン含有量１５重
量％）を形成したものを用い、それぞれ同じ条件で評価
した。結果を表１に示す。
【００１１】ここで全酸度とは、フェノールフタレイン
を用い反応液１０ｍｌの全リン酸分の滴定に要する０．
１Ｎの苛性ソーダの量を表し、遊離酸度とは、反応液１
０ｍｌのリン酸の１次解離量のみをブロムフェノールグ
リーンを用いて滴定に要する０．１Ｎの苛性ソーダ量で
ある。
を用い反応液１０ｍｌの全リン酸分の滴定に要する０．
１Ｎの苛性ソーダの量を表し、遊離酸度とは、反応液１
０ｍｌのリン酸の１次解離量のみをブロムフェノールグ
リーンを用いて滴定に要する０．１Ｎの苛性ソーダ量で
ある。
【００１２】
【表１】
【００１３】表１から明らかなように、本実施形態例Ａ
の供試体は、耐荷重及び耐久時間が共に比較例１，２に
比べて優れているのが判る。次に、ピンの表面に鉄含有
量、マンガン含有量及び膜厚の異なった結晶性反応膜層
を形成した多種の供試体を作成し、各供試体について、
結晶性反応膜層の化学組成と耐久時間との関係、及び膜
厚と表面粗さとの関係を調査した。
の供試体は、耐荷重及び耐久時間が共に比較例１，２に
比べて優れているのが判る。次に、ピンの表面に鉄含有
量、マンガン含有量及び膜厚の異なった結晶性反応膜層
を形成した多種の供試体を作成し、各供試体について、
結晶性反応膜層の化学組成と耐久時間との関係、及び膜
厚と表面粗さとの関係を調査した。
【００１４】化学組成はトプコン社製ＥＤＳ（Energy d
ispersive spectoro scopy）でＺＡＦ補正を行い、加速
電圧１５ｋＶ、定量面積０．０１ｍｍ2 の条件で１００
秒間計量し、重量比で求めた。また、耐久時間について
は、上記ファレックス試験機を用いて同一試験条件で測
定した。
ispersive spectoro scopy）でＺＡＦ補正を行い、加速
電圧１５ｋＶ、定量面積０．０１ｍｍ2 の条件で１００
秒間計量し、重量比で求めた。また、耐久時間について
は、上記ファレックス試験機を用いて同一試験条件で測
定した。
【００１５】図１にマンガン含有率と耐久時間との関
係、図２に鉄含有率と耐久時間との関係、図３に膜厚と
表面粗さとの関係をそれぞれ示す。図１及び図２から明
らかなように、酸素、りん、マンガン、鉄の４成分を定
量した例で示すと、結晶性反応膜層の各元素の重量比と
しては、マンガン含有率が１２〜２０重量％、鉄含有率
が３５重量％以下が望ましいことが判る。マンガンの重
量比が１２重量％未満だと、全面に緻密な結晶が生成さ
れないため下地金属の露出が起こり、逆に２０重量％を
越えると、下地との反応性に劣ってスラツジ（結晶のか
す）が多くなるため耐久時間が短くなる。
係、図２に鉄含有率と耐久時間との関係、図３に膜厚と
表面粗さとの関係をそれぞれ示す。図１及び図２から明
らかなように、酸素、りん、マンガン、鉄の４成分を定
量した例で示すと、結晶性反応膜層の各元素の重量比と
しては、マンガン含有率が１２〜２０重量％、鉄含有率
が３５重量％以下が望ましいことが判る。マンガンの重
量比が１２重量％未満だと、全面に緻密な結晶が生成さ
れないため下地金属の露出が起こり、逆に２０重量％を
越えると、下地との反応性に劣ってスラツジ（結晶のか
す）が多くなるため耐久時間が短くなる。
【００１６】一方、鉄含有率が３５重量％を越えると、
結晶成長が均一でなく潤滑油の吸着性が劣るため、耐久
時間が短く、焼き付き荷重も小さくなる。また、図３か
明らかなように、結晶性反応膜層の膜厚は２〜１０μｍ
が望ましく、２〜６μｍがさらに望ましいことが判る。
膜厚が１０μｍを越えると、化学反応によって保持器表
面の面粗度が悪化し、また、２μｍ未満では、摩耗が生
じやすくなって保持器の機能が損なわれやすい。
結晶成長が均一でなく潤滑油の吸着性が劣るため、耐久
時間が短く、焼き付き荷重も小さくなる。また、図３か
明らかなように、結晶性反応膜層の膜厚は２〜１０μｍ
が望ましく、２〜６μｍがさらに望ましいことが判る。
膜厚が１０μｍを越えると、化学反応によって保持器表
面の面粗度が悪化し、また、２μｍ未満では、摩耗が生
じやすくなって保持器の機能が損なわれやすい。
【００１７】次に、比較例３，４及び本実施形態例Ｂの
保持器がそれぞれ組み込まれた３種類のアンギュラ−コ
ンタクト軸受（内径５０ｍｍ、外径１１０ｍｍ、幅２７
ｍｍ）をそれぞれ単列の正面組合せで２個使い、これを
供試体として各保持器の回転試験を行って転動体接触部
（ポケット部）摩耗深さと案内面摩耗深さを評価した。
保持器がそれぞれ組み込まれた３種類のアンギュラ−コ
ンタクト軸受（内径５０ｍｍ、外径１１０ｍｍ、幅２７
ｍｍ）をそれぞれ単列の正面組合せで２個使い、これを
供試体として各保持器の回転試験を行って転動体接触部
（ポケット部）摩耗深さと案内面摩耗深さを評価した。
【００１８】試験条件を以下に示す。 回転数：１２０００ｒｐｍ 荷重（軸方向）：１２０ｋｇｆ 温度：室温 潤滑：１０ｃｃ／ｈ（給油） 試験時間：７２０時間 保持器形状はいずれも同じで、保持器外径面と外輪内径
面が接触するタイプ（外輪案内保持器）であり、保持器
材質はいずれもＳＡＥ４３４０を６００°Ｃで寸法安定
化のための熱処理（応力除去）を施した後、切削加工
し、比較例３は未処理のもの、比較例４は表面に銀めっ
きを４０μｍの厚みで形成したもの、本実施形態例Ｂは
上述した本実施形態例Ａと同様にして表面に基地である
鉄、リン、マンガン及び酸素の化合物層（結晶性反応膜
層：膜厚５μｍ、鉄含有量２５重量％、マンガン含有量
１７重量％）を形成したものを用いた。
面が接触するタイプ（外輪案内保持器）であり、保持器
材質はいずれもＳＡＥ４３４０を６００°Ｃで寸法安定
化のための熱処理（応力除去）を施した後、切削加工
し、比較例３は未処理のもの、比較例４は表面に銀めっ
きを４０μｍの厚みで形成したもの、本実施形態例Ｂは
上述した本実施形態例Ａと同様にして表面に基地である
鉄、リン、マンガン及び酸素の化合物層（結晶性反応膜
層：膜厚５μｍ、鉄含有量２５重量％、マンガン含有量
１７重量％）を形成したものを用いた。
【００１９】また、評価試験機は、供試体で支持された
軸をカップリングを介してモータで回転させ、油圧にて
軸方向荷重（アキシャル荷重）を負荷させる方式であ
る。潤滑はタービンオイルＶＧ３２（ＳＡＥ１０Ｗ−３
０相当）を用いて、圧縮エア中にオイルを混入し、ミス
トの状態で軸受端面より転走面に供給した。評価結果を
表２に示す。
軸をカップリングを介してモータで回転させ、油圧にて
軸方向荷重（アキシャル荷重）を負荷させる方式であ
る。潤滑はタービンオイルＶＧ３２（ＳＡＥ１０Ｗ−３
０相当）を用いて、圧縮エア中にオイルを混入し、ミス
トの状態で軸受端面より転走面に供給した。評価結果を
表２に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】表２から明らかなように、本実施形態例Ｂ
の供試体は転動体接触部（ポケット部）及び案内面の耐
摩耗性が比較例３，４に比べて優れているのが判る。上
記の説明から明らかなように、この実施の形態では、保
持器表面に、基地である鉄との結晶性反応膜層を化学反
応により形成しているので、強度が強く、しかも、表面
の結晶質の凹凸が多くなって界面面積が増すため、反応
膜層が強固について表面剥離を防止することができる。
の供試体は転動体接触部（ポケット部）及び案内面の耐
摩耗性が比較例３，４に比べて優れているのが判る。上
記の説明から明らかなように、この実施の形態では、保
持器表面に、基地である鉄との結晶性反応膜層を化学反
応により形成しているので、強度が強く、しかも、表面
の結晶質の凹凸が多くなって界面面積が増すため、反応
膜層が強固について表面剥離を防止することができる。
【００２２】また、表面に結晶質の凹凸が多いことか
ら、摺動部での油の吸着性（親油性）が増して耐焼付き
性の向上を図ることができ、更には、銀めっきを４０〜
５０μｍ施した従来の保持器に比べて摩耗を小さくする
ことができるので、転動体接触部（ポケット部）での転
動体のスキューを防止することができると共に案内面の
すべりも緩和することができ、この結果、長寿命な軸受
を得ることができる。
ら、摺動部での油の吸着性（親油性）が増して耐焼付き
性の向上を図ることができ、更には、銀めっきを４０〜
５０μｍ施した従来の保持器に比べて摩耗を小さくする
ことができるので、転動体接触部（ポケット部）での転
動体のスキューを防止することができると共に案内面の
すべりも緩和することができ、この結果、長寿命な軸受
を得ることができる。
【００２３】更に、化学反応性結晶膜層であるため、銀
めっきを４０〜５０μｍ施した従来の保持器に比べて製
造工程（脱脂洗浄→水洗→浸漬処理→洗浄工程）が簡単
になって製造コストの低減を図ることができる。
めっきを４０〜５０μｍ施した従来の保持器に比べて製
造工程（脱脂洗浄→水洗→浸漬処理→洗浄工程）が簡単
になって製造コストの低減を図ることができる。
【００２４】なお、上記実施の形態では、基地である
鉄、りん及び酸素と、マンガンとを反応させた場合を例
に採ったが、マンガンに代えて、亜鉛若しくはカルシウ
ムの一種、又はマンガン及び亜鉛の二種、亜鉛及びカル
シウムの二種、マンガン及びカルシウムの二種、マンガ
ン、亜鉛及びカルシウムの三種を用いても上記同様の作
用効果を得ることができる。
鉄、りん及び酸素と、マンガンとを反応させた場合を例
に採ったが、マンガンに代えて、亜鉛若しくはカルシウ
ムの一種、又はマンガン及び亜鉛の二種、亜鉛及びカル
シウムの二種、マンガン及びカルシウムの二種、マンガ
ン、亜鉛及びカルシウムの三種を用いても上記同様の作
用効果を得ることができる。
【００２５】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、コスト低減を図ることができると共に、表面
の剥離を防止することができ、更には、磨耗によるポケ
ット隙間の増大を防止することができる保持器を提供す
ることができる。
によれば、コスト低減を図ることができると共に、表面
の剥離を防止することができ、更には、磨耗によるポケ
ット隙間の増大を防止することができる保持器を提供す
ることができる。
【図１】マンガン含有率と耐久時間との関係を示すグラ
フ図である。
フ図である。
【図２】鉄含有率と耐久時間との関係を示すグラフ図で
ある。
ある。
【図３】膜厚と表面粗さとの関係を示すグラフ図であ
る。
る。
Claims (1)
- 【請求項１】 軸受の内輪と外輸との間に介挿される転
動体を転動可能に保持する金属製の保持器であって、表
面を、基地である鉄、りん及び酸素と、マンガン、亜鉛
及びカルシウムの少なくとも一種との結晶性反応膜で形
成したことを特徴とする保持器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10980098A JPH11303875A (ja) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | 保持器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10980098A JPH11303875A (ja) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | 保持器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11303875A true JPH11303875A (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=14519546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10980098A Pending JPH11303875A (ja) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | 保持器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11303875A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006018977A1 (ja) | 2004-08-16 | 2006-02-23 | Ntn Corporation | 針状ころ軸受 |
| JP2008291994A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-12-04 | Ntn Corp | 転がり軸受 |
| JP2009280845A (ja) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Nissan Motor Co Ltd | 金属表面の処理方法、及び該処理方法による金属表面を有する摺動部品 |
-
1998
- 1998-04-20 JP JP10980098A patent/JPH11303875A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006018977A1 (ja) | 2004-08-16 | 2006-02-23 | Ntn Corporation | 針状ころ軸受 |
| US8166657B2 (en) | 2004-08-16 | 2012-05-01 | Ntn Corporation | Needle roller bearing |
| JP2008291994A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-12-04 | Ntn Corp | 転がり軸受 |
| EP2146106A1 (en) * | 2007-04-24 | 2010-01-20 | NTN Corporation | Rolling bearing |
| EP2146106A4 (en) * | 2007-04-24 | 2012-04-11 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | BEARING BEARING |
| JP2009280845A (ja) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Nissan Motor Co Ltd | 金属表面の処理方法、及び該処理方法による金属表面を有する摺動部品 |
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