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JPH04321816A - 歯車軸支持装置 - Google Patents

歯車軸支持装置

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Publication number
JPH04321816A
JPH04321816A JP3086711A JP8671191A JPH04321816A JP H04321816 A JPH04321816 A JP H04321816A JP 3086711 A JP3086711 A JP 3086711A JP 8671191 A JP8671191 A JP 8671191A JP H04321816 A JPH04321816 A JP H04321816A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bearing
rolling
helicopter
recesses
rolling elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3086711A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Mayumi
真弓　透
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Priority to JP3086711A priority Critical patent/JPH04321816A/ja
Publication of JPH04321816A publication Critical patent/JPH04321816A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F16C33/583—Details of specific parts of races
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ヘリコプターのギア
ボックス用軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１１に示すように、ヘリコプターのギ
アボックス１は、ジェットエンジンと接続する入力軸２
の回転を出力軸３に各種歯車で伝達するようになってお
り、上記入力軸２や出力軸３を支持するために各種軸受
４、例えば円筒ころ軸受、円すいころ軸受、スフェリカ
ルころ軸受、玉軸受等が組込み使用されている。
【０００３】上記各軸受４には潤滑油の供給が必要にな
るが、ヘリコプターのギアボックス１はジェットエンジ
ンとつながっているため、ジェットエンジンの潤滑油と
同じものがギアボックス１でも使用されている。
【０００４】ところで、ジェットエンジンの潤滑油とし
ては、寒冷地での始動の必要性及び高温での潤滑特性か
ら低粘度の合成油が使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ジェットエンジンは高
速回転及び低荷重で運転されるため、ジェットエンジン
内の軸受においては、低粘度の合成油でも軌道輪と転動
体間の油膜形成が行なえ、軸受の耐久性に支障は生じな
い。
【０００６】これに対してギアボックス１内の軸受４は
低速、高荷重で使用される場合が多く、このような条件
の軸受４を低粘度の合成油で潤滑すると、軌道輪と転動
体間の油膜形成が不十分となり、摩耗や剥離、ピーリン
グ損傷等が発生し、軸受寿命が短いという問題がある。
【０００７】そこで、この発明は、潤滑油として低粘度
の合成油が使用されても、軌道輪と転動体間の油膜形成
が有利に行なえ、軸受寿命を増大させることが可能なヘ
リコプターのギアボックス用軸受を提供することを課題
としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、この発明は、ヘリコプターのギアボックスに
使用される軸受において、軸受の転動体表面もしくは内
外軌道輪の転走面の少なくとも一つに、微小な独立した
くぼみを無数にランダムに設け、このくぼみを設けた面
の面粗さを、面粗さのパラメータＳＫ値がマイナスとな
るようにし、前記微小なくぼみの占める表面積比率が１
０〜４０％である構成を採用したものである。
【０００９】
【作用】転動体表面もしくは内外軌道輪の転走面の少な
くとも一つに独立した微小なくぼみを無数にランダムに
形成し、くぼみを設けた面粗さをパラメータＳＫ値がマ
イナスとなり、微小くぼみの占める表面積比率が１０〜
４０％となるようにしたので、微小くぼみが潤滑油の溜
り場所及び接触部への補給用バケットとして作用し、潤
滑油が低粘度の合成油であっても軌道輪と転動体間の油
膜形成率が向上し、摩耗や剥離、ピーリング損傷の発生
がなく、ヘリコプターのギアボックス内に組込み使用さ
れる軸受の長寿命化を図ることができる。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【００１１】図１は図１１で示したヘリコプターのギア
ボックス用軸受として円筒ころ軸受１１を示しており、
内輪１２と外輪１３の間に多数の円筒ころ転動体１４を
組込んだ構造になっている。
【００１２】図２は同じく玉軸受１５を示し、内輪１６
と外輪１７の間に多数の鋼球転動体１８を組込んだ構造
になっている。
【００１３】上記円筒ころ軸受１１及び玉軸受１５にお
いて、転動体１４、１８の表面又は内輪１２、１６、外
輪１３、１７の転走面の少なくとも一つが独立した微小
な凹形状のくぼみを無数にランダムに設けた微小粗面に
形成され、この微小粗面は、表面粗さのパラメータＳＫ
値がマイナス、例えば−１．６以下になっている。
【００１４】上記のような表面の粗面条件を得るための
表面加工処理は、特殊なバレル研磨によって、所望する
仕上面を得ることができる。
【００１５】前記パラメータＳＫ値とは、表面粗さの分
布曲線の歪み度（ＳＫＥＷＮＥＳＳ）を指し、ガウス分
布のような対称形分布はＳＫ値が０となるが、パラメー
タＳＫ値を−１．６以下とした設定値は、表面凹部の形
状、分布が油膜形成に有利な範囲である。
【００１６】なお、微小粗面は、円筒ころ転動体１４の
表面や内輪１２、１６及び外輪１３、１７の転走面の場
合、パラメータＳＫ値が軸方向、円周方向とも−１．６
以下になっている。
【００１７】上記微小粗面における微小なくぼみの占め
る表面積比率は１０〜４０％の範囲であると共に、微小
なくぼみの平均面積は、等価円直径３μｍφ以下を除い
て整理したとき３５〜１５０μｍ２　になっている。
【００１８】図３に標準ころの仕上げ面状況を、また、
図４に転動体表面又は内外輪の転走面に施した微小粗面
加工の仕上げ面状況を比較して示した。図４の如く、こ
の発明の微小粗面は、平面に凹部を形成し、平面から飛
び出す凸部が生じないような特殊表面である。
【００１９】前記微小なくぼみの定量的測定を行なうに
は、転動体表面もしくは転走面を拡大し、その画像から
市販されている画像解析システムにより定量化できる。
【００２０】画像の白い部分は表面平坦部、微小なくぼ
みは黒い部分として解析する。例えば（株）ピアスのＬ
Ａ−５２５画像解析システムを用いて解析すると、先ず
原画の濃淡を強調フィルターで明確化し、その後非常に
微細な黒い部分である等価円直径３μｍφ以下はノイズ
イレーサーで除去する。
【００２１】ノイズイレーサーで除去した後に残された
微小なくぼみの大きさ、分布、微小なくぼみの表面積比
率を求め、転動体表面もしくは内外輪転走面を評価する
ものである。
【００２２】次に、内外輪の表面及び鋼球転動体の表面
を超仕上げ加工した従来の玉軸受と、内外輪の表面は超
仕上げ加工で鋼球転動体の表面はランダムな方向のくぼ
みを設け、微小粗面に形成したこの発明の玉軸受とを用
いて行った寿命試験の結果を説明する。
【００２３】超仕上げ加工の内外輪と鋼球転動体の表面
は０．２μｍＲｍａｘ以下、ランダムな方向の微小粗面
は２μｍＲｍａｘである。
【００２４】また、使用した試験装置は、図５に概略図
で示したようなラジアル荷重試験機２１を用い回転軸２
２に試験軸受Ａを取付け、荷重を与えて試験を行なうも
のである。
【００２５】また、試験条件は以下の通りである。
【００２６】 ラジアル荷重　　　　　　　　５００Ｋｇｆ回転数　　
　　　　　　　　　　３５００ｒｐｍ潤滑剤　　　　　
　　　　　　　タービン油上記の条件で各試験軸受に対
して行なった転動体寿命試験の結果を図６に示す。
【００２７】上記の試験結果から明らかなように、１０
％破損確率は従来の玉軸受が４５時間であるのに対し、
この発明の玉軸受は１２５時間と大幅に長寿命を示した
。
【００２８】一般に油膜パラメータと油膜形成率には図
７に示す関係があり、寿命の観点からも油膜パラメータ
は大きい方が良いと言われているが、寿命試験結果から
も明らかな通り、一概にΛだけでは説明できない。
【００２９】鋼球転動体仕上面の油膜形成状況の確認及
び耐ピーリング性について、２円筒の試験機を用いて、
自由転がり条件下で、上記した本発明の試験軸受鋼球及
び従来の試験軸受鋼球と同一仕上面の円筒試片を用いて
加速ピーリング試験を行なった。油膜形成状況の確認は
、直流通電方式により行なった。
【００３０】 試験条件 最大接触面圧　　　　　　　　２２７Ｋｇｆ／ｍｍ２　
周速　　　　　　　　　　　　　　　　４．２ｍ／ｓｅ
ｃ（２０００ｒｐｍ　）潤滑剤　　　　　　　　　　　
　　　タービン油（試験条件で１０ｃｓｔ） 繰り返し負荷回数　　　　　　４．８×１０５　（４ｈ
ｒ）この試験による油膜の形成率は、図８と図９に示す
通りであり、本発明の試験軸受の仕上面の油膜形成率は
、従来の試験軸受に比較して運転開始時で２０％程度油
膜形成率が向上した。
【００３１】また、繰り返し負荷回数１．２×１０５　
で本発明の仕上面試片はほぼ完全に油膜を形成すること
が確認された。
【００３２】更に、従来の試験軸受の仕上面では、長さ
０．１ｍｍ程度のピーリングの発生、進展が多数認めら
れるのに対し、本発明の仕上面では、損傷は認められな
かった。
【００３３】上記のように、通常の超仕上面の軌道輪と
鋼球転動体の転動に比べ、軌道輪を超仕上、鋼球転動体
に微小なくぼみを設けたこの発明の玉軸受は、図１０（
Ａ）と（Ｂ）に示す如く、無数の微小なくぼみａが潤滑
剤の溜り場所、接触部への補給用バケットとして作用し
、表面粗さの方向が油ｂの流れる方向に直角であれば油
膜厚さを増大させることになる。
【００３４】従って、ヘリコプターのギアボックスのよ
うに、低粘度の合成油が潤滑油として使用される軸受に
おいても、軌道輪と転動体間の油膜形成率が向上し、軸
受の長寿命を図ることができる。
【００３５】なお、微小くぼみの面積比率が３０％以上
、平均面１２０μｍ２　以上は、接触有効長さが減少し
、長寿命の効果は減少する傾向にある。
【００３６】また、図示実施例では軸受として円筒ころ
軸受と玉軸受を例示したが、円すいころ軸受やスフェリ
カルころ軸受等、ヘリコプターのギアボックスに使用さ
れるすべての軸受に適用することができる。
【００３７】
【効果】以上のように、この発明によると、ヘリコプタ
ーのギアボックス内に組込み使用する軸受において、転
動体の表面又は内外輪の転走面の少なくとも一つをラン
ダムな微小粗面に形成し、面粗さのパラメータＳＫ値を
マイナスとすると共に、微小なくぼみの占める表面積比
率を１０〜４０％にしたので、転走面の油膜形成に有利
となり、潤滑油が低粘度の合成油であっても軌道輪と転
動体間の油膜厚さを増すことができ、これによって摩耗
やピーリング損傷の発生を防ぎ、ヘリコプターのギアボ
ックス用軸受の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】円筒ころ軸受の断面図
【図２】玉軸受の断面図
【図３】従来の転動体表面の仕上面状況を示す概略図
【
図４】この発明の転動体表面の仕上面状況を示す概略図
【図５】試験装置の概略図
【図６】寿命試験の結果を示すグラフ
【図７】油膜パラメータと油膜形成率を示す関係図
【図
８】従来の玉軸受における油膜形成率を示すグラフ
【図
９】この発明の玉軸受における油膜形成率を示すグラフ
【図１０】（Ａ）と（Ｂ）は微小粗面と油の流れを示す
概略説明図
【図１１】ヘリコプターのギアボックスを示す概略説明
図
【符号の説明】
１１　　円筒ころ軸受 １２、１６　　内輪 １３、１７　　外輪 １４　　円筒ころ転動体 １５　　玉軸受 １８　　鋼球転動体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　ヘリコプターのギアボックスに使用さ
    れる軸受において、軸受の転動体表面もしくは内外軌道
    輪の転走面の少なくとも一つに、微小な独立したくぼみ
    を無数にランダムに設け、このくぼみを設けた面の面粗
    さを、面粗さのパラメータＳＫ値がマイナスとなるよう
    にし、前記微小なくぼみの占める表面積比率が１０〜４
    ０％であることを特徴とするヘリコプターのギアボック
    ス用軸受。
  2. 【請求項２】　　微小なくぼみの平均面積は等価円直径
    ３μｍφ以下を除いて整理したとき３５〜１５０μｍ２
    　である請求項１に記載のヘリコプターのギアボックス
    用軸受。
JP3086711A 1991-04-18 1991-04-18 歯車軸支持装置 Pending JPH04321816A (ja)

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