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WO2014192177A1 - 転がり軸受及びその包装方法 - Google Patents

転がり軸受及びその包装方法 Download PDF

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WO2014192177A1
WO2014192177A1 PCT/JP2013/076967 JP2013076967W WO2014192177A1 WO 2014192177 A1 WO2014192177 A1 WO 2014192177A1 JP 2013076967 W JP2013076967 W JP 2013076967W WO 2014192177 A1 WO2014192177 A1 WO 2014192177A1
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WO
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bearing
rolling bearing
rust preventive
rolling
grease
Prior art date
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Application number
PCT/JP2013/076967
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English (en)
French (fr)
Inventor
恭平 松永
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.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK 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.)
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Publication date
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Priority to EP18205157.3A priority patent/EP3460276A1/en
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Priority to US16/442,851 priority patent/USRE48337E1/en
Priority to CN201380003309.XA priority patent/CN104411989B/zh
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    • Y10T29/49636—Process for making bearing or component thereof
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Definitions

  • the present invention relates to a rolling bearing and a packaging method thereof.
  • micro-lubrication methods such as oil lubrication such as oil air and oil mist lubrication and grease lubrication have been used in machine tool bearings (particularly machine tool spindle bearings) in order to reduce temperature rise due to agitation resistance of lubricating oil. ing.
  • oil lubrication the cost is high due to the use of air, the noise generated by the wind noise of the rolling elements when the air blown from the nozzle toward the inside of the bearing passes through the inside of the bearing, and the outflow of oil after use from the oil drain hole
  • bearings are packaged at the time of storage or transportation, and are generally opened and filled with grease just before use.
  • the bearings are packaged with rust-preventive oil attached to the entire surface of the bearing. The grease does not adhere securely to the grease, and the grease flows out at an early stage during the initial running-in operation or the subsequent operation operation state, and the grease life is shortened.
  • the maximum dmn value when using a bearing is as high as at least 500,000, and low temperature rise characteristics are required. Therefore, in order to suppress agitation resistance due to excessive lubricant, motor bearings, etc.
  • the amount of grease charged is smaller, and the amount of grease charged for machine tool bearings is 10-20% by volume of the bearing internal space, and in some cases 10-15% by volume. ing. Therefore, in the case of a machine tool bearing, if grease is filled after opening as described above, the grease flows out and the amount of residual grease is extremely reduced.
  • the lubricating oil inside the bearing does not change during use. If foreign matter enters the bearing during packaging, the foreign matter remains and hinders rotation.
  • the present applicant applies rust preventive oil to the bearing surface with a film thickness of 40 ⁇ m or less, and packages the entire bearing with a vaporizable rust preventive film, and between the vaporizable rust preventive film and the bearing.
  • rust preventive oil to the bearing surface with a film thickness of 40 ⁇ m or less, and packages the entire bearing with a vaporizable rust preventive film, and between the vaporizable rust preventive film and the bearing.
  • the present invention provides the following rolling bearing and packaging method thereof.
  • a rolling bearing comprising an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements that are movably held by a cage between the inner ring and the outer ring, Chloride ions and sulfate ions are removed from the entire bearing surface, rust preventive oil with an average film thickness of 4.5 to 10 ⁇ m is attached, and the entire bearing is covered with a vaporizable rust preventive film.
  • a rolling bearing characterized in that the space between the rust film and the bearing is maintained in a reduced pressure state.
  • rust preventive oil is deposited with an average film thickness of 4.5 to 10 ⁇ m, and the entire bearing is covered with a vaporizable rust preventive film.
  • a method of packaging a rolling bearing characterized in that the space between the bearing and the bearing is maintained in a reduced pressure state. (5) By removing chloride ions from the entire surface of the rolling bearing, the amount of residual chloride ions per unit surface area adhering to the rolling bearing is set to 0.2 to 10 ng / mm 2.
  • the bearing inner space formed by the inner ring, the outer ring and the rolling element is filled with grease, and the entire bearing is covered with the vaporizable rust preventive film, and the vaporizable rust preventive film.
  • rust preventive oil is attached and sealed with a vaporizable rust preventive film, so that the amount of rust preventive oil attached is reduced. Also good rust prevention performance can be obtained. For this reason, even when grease is filled without being cleaned and degreased after opening, the influence of the rust preventive oil is reduced, and the lubrication performance and life are improved.
  • 6 is a graph showing the results of Test Example 1. It is the schematic which shows the test apparatus used in Test Example 2 and Test Example 4. 6 is a graph showing the results of Test Example 2. 10 is a graph showing the results of Test Example 3. 10 is a graph showing the results of Test Example 4.
  • chloride ions and sulfate ions are removed from the entire surface of the bearing, and then rust preventive oil is applied and sealed with a vaporizable rust preventive film.
  • rust preventive oil is applied and sealed with a vaporizable rust preventive film.
  • Chloride ions and sulfate ions adhere to the bearing surface from various machines, chemicals, and workers during the manufacturing process of the bearing.
  • washing with a water displacement washing solution may be performed.
  • the amount of residual chloride ions on the surface of the rolling bearing is preferably set to 0.2 to 10 ng / mm 2 .
  • Grinding is mainly used in the manufacturing process of rolling bearings. In general, during grinding, processing is performed while applying a large amount of grinding water so that the dimensions of the product do not change due to heat generated during processing.
  • Tap water is used as the grinding water, and the tap water always contains a chlorine component, that is, chloride ions.
  • the amount of chloride ion in tap water is stipulated to be kept at 0.1 mg / L or more according to the Water Supply Law, while the water quality control target value is to keep the upper limit to 1 mg / L or less from the viewpoint of taste and smell. It is shown. Therefore, also in the manufacture of rolling bearings, the grinding water contains 0.1 to 1 mg / L of chloride ions. During grinding, a large amount of grinding water of about several tens of liters is poured on the rolling bearing, and a considerable amount of chloride ions adhere to the rolling bearing.
  • chloride ions are contained in human body fluids (sweat, saliva, etc.), and chloride ions remain in places where the hand touches. Furthermore, chloride ions are also contained in the atmosphere, and chloride ions in the atmosphere are attached to the rolling bearing exposed to the atmosphere. Even when stored in a sealed container so as not to be exposed to the atmosphere, adhesion of a small amount of chloride ions is inevitable.
  • FIG. 1 shows the relationship between the storage state of the bearing (outdoor storage in the air, storage in the air, storage in an indoor airtight container) and the amount of chloride ions remaining on the bearing surface.
  • the measurement of the amount of residual chloride ions was performed by the following procedure (each process uses rubber gloves), and was performed using a chloride ion detector tube 201SA manufactured by Komyo Chemical Co., Ltd. (Measuring method) (1) With respect to the rolling bearing after being stored in the atmosphere or in a sealed container for a predetermined time, a portion other than the measurement location (bearing outer peripheral surface, etc.) is partitioned with a masking tape. (2) Put 100 mL of deionized water into a poly beaker.
  • the amount of chloride ions per unit area is suppressed to 0.2 to 10 ng / mm 2 .
  • the rust-preventing oil is not particularly limited as long as it does not cause stickiness, is excellent in workability, and can easily control the amount of adhesion, but for example, a rust-preventing oil containing no petrolatum may be used. preferable. Moreover, in order to control easily the adhesion amount of rust prevention oil, it is preferable that the viscosity of rust prevention oil shall be 10 cst or more and 60 cst or less.
  • the method of attaching the rust preventive oil is not particularly limited as long as the film thickness can be adjusted, and examples thereof include a centrifugal deoiling method, an air blow method, and a vacuum heating method.
  • a centrifugal deoiling method an air blow method
  • a vacuum heating method it is preferable to use an air blow method in order to deposit the rust preventive oil evenly.
  • the amount of rust preventive oil attached is 4.5 to 10 ⁇ m in average film thickness.
  • the average film thickness is less than 4.5 ⁇ m, it becomes difficult to maintain the rust prevention performance for a long time. Further, since the rust preventive oil reacts with the grease to cause crystal precipitation and lowers the acoustic characteristics, the reaction with the grease is likely to occur when the amount of the rust preventive oil exceeds the average film thickness of 10 ⁇ m.
  • a resin film such as a polyethylene film containing a rust preventive agent such as an organic carboxylic acid amine salt, a phosphoric acid amine salt, a carbonic acid amine salt or a heterocyclic amine salt is used.
  • a rust preventive agent such as an organic carboxylic acid amine salt, a phosphoric acid amine salt, a carbonic acid amine salt or a heterocyclic amine salt.
  • rust inhibitors include dicyclohexylammonium nitrite, dicyclohexylammonium caprylate, cyclohexylamine carbamate, cyclohexylamine laurate, diisopropylammonium nitrite, nitronaphthalene ammonium nitrite, ammonium benzoate, cyclohexylamine benzoate.
  • vaporizable rust preventive film it is preferable to use a film processed into a bag shape as shown in FIGS. 1 to 5 in order to accommodate the rolling bearing and maintain the reduced pressure state.
  • the vaporizable rust-proof film is preferably transparent. By making it transparent, it is possible to confirm the marking or the like in the packaged state. For example, if inspection results such as dimensional differences are printed directly on the bearing with a laser marker or the like, these can be confirmed without contaminating the bearing. In particular, it can be confirmed more easily by printing on the outer ring end surface, the inner ring end surface, or the outer ring outer diameter surface.
  • the space between the vaporizable rust preventive film and the bearing is reduced in pressure and sealed. And in order to hold
  • Such a packaging can reliably prevent rolling bearings from rusting and adhesion of foreign substances in the atmosphere during storage and transportation.
  • the cleaning step and the degreasing step are not required, and even when the grease is filled, the influence of the rust preventive oil is reduced, and the lubricity can be maintained satisfactorily.
  • the above packaging may be in a state where grease is filled in the bearing internal space formed by the inner ring, outer ring and rolling elements, or in a state before filling with grease.
  • Packaging in a state filled with grease eliminates the need for a grease filling step before use.
  • the packaging film since the space between the vaporizable rust preventive film and the bearing is in a reduced pressure state, the packaging film enters a concave shape between the inner and outer rings, and the grease does not flow out even when subjected to vibration during transportation.
  • the type of the rolling bearing is not limited, and can be applied to the packaging of the angular ball bearing 1 as shown in FIG. That is, the angular ball bearing 1 immediately after manufacture is washed with a water displacement cleaning solution to remove chloride ions and sulfate ions, and an antirust oil is deposited with an average film thickness of 4.5 to 10 ⁇ m. It puts in the bag which consists of a film 10, and it vacuums and seals with heat seal etc. Note that reference numeral 11 in the figure denotes a seal portion.
  • wheel side member which assembled the inner ring
  • the sealed state can be maintained until immediately before the bearing is assembled, and adhesion of foreign matter and rusting in the atmosphere can be more effectively suppressed.
  • the inner ring side member and the outer ring 2D are packaged separately as described above, the grease is not filled.
  • the double-row cylindrical roller bearing 3 is packaged, the inner ring 3A, the cylindrical roller 3B, and the cage 3C of the double-row roller bearing 3 are assembled as shown in FIG. 3D may be sealed in a bag made of separate vaporizable rust preventive film 10.
  • the bag which consists of a vaporizable rust preventive film ("Boselon” by Aicero Chemical Co., Ltd.), vacuumed, and then sealed by heat sealing to obtain a test specimen.
  • the average film thickness (t) of the rust preventive oil is ⁇ S
  • the total surface area of the rolling members (outer ring, inner ring, cage, rolling element) of the rolling bearing is S, Calculated.
  • the adhesion amount ( ⁇ S) is obtained by measuring the weight difference (M) before and after the rust preventive oil is adhered and dividing by the specific gravity ( ⁇ ) of the rust preventive oil.
  • each specimen was left in a high-temperature and high-humidity environment of 50 ° C.-90% RH, and the period until rust was generated was compared.
  • the environment of 50 °C -90% RH there is an acceleration effect about 30 times in rusting compared to the case of standing at 20 °C -70% RH, which is the average temperature and humidity in Japan. Appropriate years are also shown.
  • a result is shown in FIG. 7, and it turns out that the rust prevention performance at the time of packaging falls remarkably when the adhesion amount of rust prevention oil is less than an average film thickness of 4.5 micrometers. From this result, it can be seen that excellent rust prevention performance can be maintained for a long period of time by setting the adhesion amount of the rust prevention oil to an average film thickness of 4.5 ⁇ m or more.
  • Test Example 2 Grease retention test
  • the specimen prepared in Test Example 1 was opened, and 1.1 g of grease (MTE manufactured by Nippon Seiko Co., Ltd.) (15% of the bearing internal space volume) was sealed in the bearing inner space formed by the inner ring, outer ring, and balls.
  • a test bearing was prepared. And using the testing machine shown in FIG. 8, after rotating for 24 hours on the conditions shown below, the grease residual ratio was measured.
  • a test bearing for comparison was prepared by washing and degreasing and enclosing grease in the same bearing without rust preventive oil adhesion, and the residual grease rate was measured in the same manner.
  • the remaining grease rate is expressed as a percentage obtained by dividing the difference between the weight of the bearing before rotation (M1) and the weight of the bearing after rotation (M2) by the amount of grease (M3). The value is subtracted from 100, and if the residual grease rate is low, the grease life is shortened.
  • ⁇ Built-in preload 120N
  • -Driving posture Vertical-Driving method: Belt drive-Outer cylinder cooling: None
  • the results are shown in FIG. 9.
  • the average film thickness up to 10 ⁇ m is 97% on average for the residual grease ratio of the comparative test bearing of 99%, which is equivalent to the conventional method of using the sealed grease after cleaning and degreasing the bearing. It can be seen that it has grease retention. On the other hand, when the average film thickness is 15 ⁇ m or more, the grease remaining rate tends to decrease. From this result, it can be understood that the grease retention and the lubrication life equivalent to the conventional one can be maintained by setting the adhesion amount of the rust preventive oil to an average film thickness of 10 ⁇ m or less.
  • Test Example 3 Grease precipitation test
  • a rust preventive oil was applied to an average film thickness of 10 ⁇ m, and then grease (MTE, MTS, NOK Cleaver manufactured by NSK Ltd.)
  • MTE, MTS, NOK Cleaver manufactured by NSK Ltd. A total of 60 test bearings each containing 10 isoflex NBU15) and 10 comparative test bearings that were cleaned and degreased and sealed with grease without adhering rust preventive oil were produced.
  • Each test bearing is placed in a thermostatic chamber, and after several heat cycles of changing the temperature from “0 ° C. ⁇ 30 ° C. ⁇ 60 ° C.” every few hours, a noise count measurement is performed once. 4 times in total.
  • the noise count before and after the heat cycle of the bearing was measured using a noise tester mounted on a known Anderon device (acoustic measuring device).
  • Test Example 4 Bearing temperature rise test
  • the test body in which the adhesion amount of the rust preventive oil was adjusted to an average film thickness of 10 ⁇ m was opened, and 1.1 g of grease (MTE manufactured by Nippon Seiko Co., Ltd.) was filled (15% of the bearing internal space volume).
  • a test bearing was prepared.
  • a comparative test bearing in which grease was sealed without adhering rust preventive oil after washing and degreasing was prepared.
  • Each test bearing was rotated under the following conditions using the test apparatus used in Test Example 2, and the outer ring temperature at that time was measured.
  • ⁇ Built-in preload 120N
  • -Driving posture Vertical-Driving method: Belt drive-Outer cylinder cooling: None
  • chloride ions were newly deposited by the treatment shown in Table 1, and the amount of chloride ions was measured.
  • a rolling bearing is immersed in a bath from a certain amount of ultrapure water at 80 ° C. for 2.5 hours to dissolve chloride ions, and then the solution is collected from the bath and ion chromatography analyzer manufactured by Dionex. Measurement was performed with DX-120 and a separation column IonPacAS12A (4 mm). The measurement method was performed under the same conditions as in FIG. 6 of JIS K0127. Quantification was performed on chloride ions, and the amount per unit area was calculated. The results are also shown in Table 1.
  • rust acceleration test was conducted on rolling bearings that had been subjected to the same treatment.
  • rust preventive oil is applied to rolling bearings with an average film thickness of 4.5 ⁇ m, and sealed with a vaporizable rust preventive film, and left in a high temperature and high humidity environment of 50 ° C. and 90% RH for 30 days. Then, the presence or absence of rust generation on the surface of the rolling bearing was confirmed.
  • Table 1 The results are also shown in Table 1.
  • rust generation can be prevented when the chloride ion amount is 5 to 10 ng / mm 2 .
  • the film thickness of the rust preventive oil specified in the present invention is 4.5 ⁇ m. It can be seen that by making the above (4.5 to 10 ⁇ m), good rust prevention performance can be obtained.
  • the present invention is suitable for storage and transportation of machine tool bearings (particularly machine tool spindle bearings).

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Abstract

　これまでよりも少ない防錆油量でありながらも良好な防錆性能を維持できる転がり軸受を提供するために、製造後の転がり軸受の軸受全面から塩化物イオン及び硫酸イオンを除去した後、防錆油を４．５～１０μｍの平均膜厚で付着させ、全体を気化性防錆フィルムで包囲するとともに、前記気化性防錆フィルムと軸受との間を減圧状態に保持する。

Description

転がり軸受及びその包装方法
　本発明は、転がり軸受及びその包装方法に関する。
　近年、工作機械用軸受(特に、工作機械主軸用軸受)において、潤滑油の撹拌抵抗による温度上昇を低減するため、オイルエア・オイルミスト潤滑などのオイル潤滑やグリース潤滑などの微量潤滑法が使用されている。オイル潤滑の場合は、エア使用によるコスト大、ノズルから軸受内部に向かって噴出するエアが軸受内部を通過する際の転動体の風切音による騒音や排油孔からの使用後の油の流出に対する環境上の配慮、また、オイルミストの浮遊による人体への影響・視界の悪化などに対する作業環境への配慮などの対応が必要である。
　このような省エネや環境負荷低減などの背景を受け、工作機械主軸用軸受においてはエアの使用も無く、外部への潤滑油の流失も無いグリース潤滑方式へのニーズが高まっている。
　一方で、軸受は、保管時や輸送時に包装されており、使用直前に開封してグリースを充填して使用するのが一般的である。しかし、保管時や輸送時における発錆を防ぐために、軸受全面に防錆油を付着した状態で包装するため、開封直後の軸受にそのままグリースを充填すると、防錆油のために潤滑部位の表面にグリースが確実に付着せず、初期の慣らし運転時や、その後の稼動運転状態において、早期にグリースが流出してグリース寿命が低下してしまう。
　特に工作機械の場合、軸受使用時の最大ｄｍｎ値が少なくとも５０万以上と高いうえに、低昇温特性が要求されるので、潤滑剤の過多による攪拌抵抗を抑制するために、モータ用軸受など一般的な用途で使用される軸受に比べてグリース封入量を少なくしており、工作機械用軸受のグリース封入量は軸受内部空間の１０～２０容積％、場合によっては１０～１５容積％になっている。従って、工作機械用軸受の場合、上記のように開封後にグリースを充填すると、グリースが流出して残存グリース量が極端に少なくなってしまう。
　また、グリース潤滑では使用時に軸受内部の潤滑油が入れ替わらないため、包装時に軸受内部に異物が混入すると、異物がそのまま残って回転に支障をきたす。
　そのため、付着している防錆油や軸受内の異物を除去するために、包装開封後に軸受を洗浄・脱脂してからグリースを充填する必要があり、軸受組付時の作業の負担になっている。そこで本出願人は、特許文献１において、軸受表面に防錆油を４０μｍ以下の膜厚で塗布し、軸受全体を気化性防錆フィルムで包装するとともに、気化性防錆フィルムと軸受との間を減圧状態に保持することを提案している。防錆油の付着量を４０μｍ以下にすることにより、包装開封後に洗浄・脱脂工程を経ることなくグリースを充填してもグリースへの影響が抑えられ、更には気化性防錆フィルムによる気密包装により防錆油の付着量を４０μｍ以下に少なくしても十分な防錆性能が得られる。
日本国特開２００６－３２２６０４号公報
　しかしながら、防錆油の付着量を減らしてグリースへの影響を更に低減することへの要望は強く、本発明は、これまでよりも少ない防錆油量でありながらも良好な防錆性能を維持できる転がり軸受を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明は下記に示す転がり軸受及びその包装方法を提供する。
（１）内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪との間に保持器により転動自在に保持された複数の転動体とを備える転がり軸受において、
　軸受全面から塩化物イオン及び硫酸イオンが除去され、平均膜厚４．５～１０μｍの防錆油が付着されているとともに、軸受全体が気化性防錆フィルムで被覆され、かつ、前記気化性防錆フィルムと軸受との間が減圧状態に保持されていることを特徴とする転がり軸受。
（２）前記転がり軸受に付着している単位表面積当りの残留塩化物イオンの量が０．２～１０ｎｇ／ｍｍ２であることを特徴とする上記（１）記載の転がり軸受。
（３）内輪と外輪と転動体とで形成される軸受内部空間にグリースを充填した状態で、軸受全体が気化性防錆フィルムで被覆され、かつ、前記気化性防錆フィルムと軸受との間が減圧状態に保持されていることを特徴とする上記（１）または（２）記載の転がり軸受。
（４）軸受構成部材を組み立てた後の転がり軸受を包装する方法であって、
　軸受全面から塩化物イオン及び硫酸イオンを除去した後、防錆油を４．５～１０μｍの平均膜厚で付着させ、軸受全体を気化性防錆フィルムで被覆するとともに、前記気化性防錆フィルムと軸受との間を減圧状態に保持することを特徴とする転がり軸受の包装方法。
（５）前記転がり軸受全面からの塩化物イオンの除去により、該転がり軸受に付着している単位表面積当りの残留塩化物イオンの量が０．２～１０ｎｇ／ｍｍ２にすることを特徴とする上記（４）記載の転がり軸受の包装方法。
（６）防錆油を付着した後、内輪と外輪と転動体とで形成される軸受内部空間にグリースを充填し、軸受全体を気化性防錆フィルムで被覆するとともに、前記気化性防錆フィルムと軸受との間を減圧状態に保持することを特徴とする上記（４）または（５）記載の転がり軸受の包装方法。
　本発明では、塩化物イオン及び硫酸イオンを除去した後、防錆油を付着させて気化性防錆フィルムで密封して包装しているため、防錆油の付着量をこれまでより少なくしても良好な防錆性能が得られる。そのため、開封後に洗浄・脱脂することなくグリースを封入した場合でも、防錆油による影響がより少なくなり、潤滑性能や寿命が向上する。
軸受の保管状況と、軸受表面の残存塩化物イオン量との関係を示すグラフである。 本発明の転がり軸受の一例としてアンギュラ玉軸受を示す斜視図である。 本発明の転がり軸受の他の例として単列円筒ころ軸受を示す斜視図である。 本発明の転がり軸受の他の例として単列円筒ころ軸受を示す斜視図であり、内輪及び転動体、保持器とを組み付けた内輪側部材と、外輪とを別々に包装した状態を示す斜視図である。 本発明の転がり軸受の他の例として複列円筒ころ軸受を示す斜視図である。 本発明の転がり軸受の他の例として複列円筒ころ軸受を示す斜視図であり、内輪及び転動体、保持器とを組み付けた内輪側部材と、外輪とを別々に包装した状態を示す斜視図である。 試験例１の結果を示すグラフである。 試験例２及び試験例４で用いた試験装置を示す概略図である。 試験例２の結果を示すグラフである。 試験例３の結果を示すグラフである。 試験例４の結果を示すグラフである。
　以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
　本発明の転がり軸受は、組み立て後に、軸受全面から塩化物イオン及び硫酸イオンを除去した後、防錆油を付着させて気化性防錆フィルムで密封したものである。発錆を促進する塩化物イオン及び硫酸イオンを除去することにより、防錆油の付着量を平均膜厚で４．５～１０μｍにまで減じても良好な防錆性能を確保することができ、開封後に洗浄や脱脂をすることなくグリースを封入しても、防錆油によるグリースへの影響がなくなる。
　塩化物イオン及び硫酸イオンは、軸受の製造工程中に各種機械や薬品、作業人から軸受表面に付着する。塩化物イオン及び硫酸イオンを除去するには、例えば水置換型洗浄液で洗浄すればよい。この洗浄により、転がり軸受の表面における残留塩化物イオンの量を０．２～１０ｎｇ／ｍｍ２にすることが好ましい。
　転がり軸受の製造過程において主に研削加工が用いられるが、一般的に研削加工時には、加工に伴う熱により製品の寸法が変化しないように、大量の研削水を掛けながら加工を行う。この研削水には水道水が使用されており、水道水には必ず塩素成分、即ち塩化物イオンが含まれている。
　水道水中の塩化物イオン量は、水道法により０．１ｍｇ／Ｌ以上に保持することが定められており、一方で味や匂いの観点から上限を１ｍｇ／Ｌ以下に抑えるという水質管理目標値も示されている。従って、転がり軸受の製造においても、研削水には０．１～１ｍｇ／Ｌの塩化物イオンが含まれていることになる。研削加工中、転がり軸受には数十Ｌ程度の大量の研削水が掛けられており、相当量の塩化物イオンが転がり軸受に付着している。
　また、人の体液（汗や唾液など）にも多量の塩化物イオンが含まれており、手が触れた場所にも塩化物イオンが残留する。更には、大気中にも塩化物イオンが含まれており、大気に曝されている転がり軸受には大気中の塩化物イオンが付着している。大気に曝されないように密封容器に収容した場合でも、微量の塩化物イオンの付着は免れない。
　尚、図１に、軸受の保管状態（大気中屋外保管、大気中屋内保管、室内気密容器中に保管）と、軸受表面に残存する塩化物イオン量との関係を示す。尚、残存塩化物イオン量の測定は、下記の手順（各工程はゴム手袋使用）で行い、光明理化学工業（株）製塩素イオン検知管２０１ＳＡを使用して行った。
（測定方法）
（１）大気中や密封容器で所定時間保管した後の転がり軸受について、測定箇所（軸受外周面等）以外をマスキングテープで仕切る。
（２）脱イオン水１００ｍＬをポリビーカーに入れる。
（３）ガーゼを適当に畳んでビーカーの脱イオン水で湿らせる。
（４）湿ったガーゼで測定箇所を平行方向にぬぐう。
（５）ガーゼをビーカー内の脱イオン水でよくすすぐ。
（６）（４）、（５）を繰り返す。
（７）採取後、使用したゴム手黒の表面を５０ｍＬの脱イオン水でよく洗い、洗浄に使用した脱イオン水をビーカーに戻して試料液とする。
（８）塩素イオン検知管の両端をチップカッタで切り取り、矢印を上に向けて試料液の中に入れる。
（９）試料液中に塩分があれば、検知管の下端より白色の変色層が現れる。試料液が検知管の上端まで浸透したら検知管を取り出し、変色層の先端の目盛で試料液の塩化物含有量を読み取る。
　図１に示すように、転がり軸受を大気中もしくは密封容器中で保管しても、塩化物が付着しているのがわかる。尚、軸受に付着している単位面積当たりの残留塩化物イオン量をＶ、塩化物イオンの付着量をＴ、塩化物イオン量測定時に使用した軸受の測定箇所表面積をＳとし、下記式から算出した。
　　Ｖ＝Ｔ／Ｓ
　そして、付着した塩化物イオンが転がり軸受の発錆に影響するため、本発明では単位面積当りの塩化物イオン量を０．２～１０ｎｇ／ｍｍ２に抑える。
　防錆油としては、ベトツキが生じ難くて作業性に優れ、且つ、付着量のコントロールがし易い防錆油であれば特に限定されないが、例えば、ペトロラタムを含まない防錆油を使用することが好ましい。また、防錆油の付着量を容易にコントロールするために、防錆油の粘度を１０ｃｓｔ以上６０ｃｓｔ以下とすることが好ましい。
　また、防錆油の付着方法としては、膜厚を調整できれば特に限定はないが、例えば、遠心脱油法やエアーブロー法、真空加熱法が挙げられる。特に、防錆油を均等に付着させるためには、エアーブロー法を用いることが好ましい。
　防錆油の付着量は、平均膜厚で４．５～１０μｍとする。平均膜厚が４．５μｍ未満では、防錆性能を長期間維持するのが困難になる。また、防錆油はグリースと反応して結晶析出を起こして音響特性を低下させるため、防錆油の付着量が平均膜厚１０μｍを超えるとグリースとの反応が起こり易くなる。
　気化性防錆フィルムとしては、ポリエチレンフィルム等の樹脂性フィルムに、有機カルボン酸アミン塩、リン酸アミン塩、炭酸アミン塩、複素環式アミン塩等の防錆剤が含有されたものを使用することができる。防錆剤のより具体的な例としては、ジシクロヘキシルアンモニウムナイトライト、ジシクロヘキシルアンモニウムカプリレート、シクロヘキシルアミンカーバメート、シクロヘキシルアミンンラウレート、ジイソプロピルアンモニウムナイトライト、ニトロナフタリンアンモニウムナイトライト、安息香酸アンモニウム、シクロヘキシルアミン安息香酸塩、ジシクロヘキシルアミンリン酸塩等が挙げられる。また、気化性防錆フィルムは、転がり軸受を収容して減圧状態を保持するために、図１～５にも示すように、袋状に加工したものを用いることが好ましい。
　また、気化性防錆フィルムは透明であることが好ましく、透明にすることで包装状態において刻印等の確認ができる。例えば、寸法差等の検査成績等を軸受に直接レーザーマーカー等で印字しておけば、軸受を汚さずにこれらを確認できる。特に、外輪端面、内輪端面あるいは外輪外径面等に印字しておくと、より容易に確認できる。
　更に、気化性防錆フィルムと軸受との間を減圧して密封状態とする。そして、真空引きした減圧状態を保持するために、ヒートシール等によりシールする。
　このような包装により、保管時や輸送時において転がり軸受の発錆、更には大気中の異物の付着を確実に防止することができる。また、洗浄工程や脱脂工程が不要となり、グリースを充填したときにも防錆油による影響がより少なくなり、潤滑性を良好に維持することができる。
　上記の包装は、内輪、外輪及び転動体で形成される軸受内部空間にグリースを充填した状態でも、グリースを充填する前の状態であってもよい。グリースを充填した状態で包装することにより、使用前のグリース充填工程も不要になる。尚、気化性防錆フィルムと軸受との間が減圧状態であるため、内外輪間に包装フィルムが凹状に入り込み、搬送時に振動を受けた場合でもグリースが流出することはない。
　本発明において転がり軸受の種類には制限はなく、例えば、図２に示すようなアンギュラ玉軸受１の包装に適用することができる。即ち、製造直後のアンギュラ玉軸受１を水置換型洗浄液で洗浄して塩化物イオン及び硫酸イオンを除去し、防錆油を平均膜厚４．５～１０μｍにて付着した後、気化性防錆フィルム１０からなる袋に入れ、真空引きしてヒートシール等により封止する。尚、図中の符号１１はシール部である。
　同様に、図３に示すように、単列円筒ころ軸受２の包装にも適用することができる。
　また、図４に示すように、単列円筒ころ軸受２の内輪２Ａ、円筒ころ２Ｂ及び保持器２Ｃを組み立てた内輪側部材と、外輪２Ｄとを別々の気化性防錆フィルム１０からなる袋に入れてもよい。内輪側部材と外輪２Ｄとを別々に保管することにより、軸受組込み直前まで密封状態を保持でき、大気中の異物の付着や発錆をより効果的に抑制することができる。尚、このように内輪側部材と外輪２Ｄとを別々に包装する場合は、グリースを充填しない状態で行う。
　更には、図５に示すように複列円筒ころ軸受３の包装や、図６に示すように複列ころ軸受３の内輪３Ａ，円筒ころ３Ｂ及び保持器３Ｃを組み立てた内輪側部材と、外輪３Ｄとを別々の気化性防錆フィルム１０からなる袋に入れて密封してもよい。
　以下に試験例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
（試験例１：防錆性試験）
　組み立て直後の呼び番号７００８ＣＴＹＮＤＢＬＰ４のアンギュラ玉軸受（内径：４０ｍｍ、外径：６８ｍｍ、幅：１５ｍｍ）を用意し、水置換型洗浄剤（アクア化学（株）製「アクアソルベント」）で洗浄して表面の塩化物イオン及び硫酸イオンを除去した。次いで、エアーブロー法により、軸受全面に、防錆剤としてペトロラタムを含まない潤滑油（ＪＸ日鉱日石エネルギー（株）製「アンチラストＰ－２８１０」；粘度：１２ｃｓｔ）を、その付着量を変えて付着した。そして、気化性防錆フィルム（アイセロ化学社製「ボーセロン」）からなる袋に入れ、真空引きした後にヒートシールにより密封して試験体とした。尚、防錆油の平均膜厚（ｔ）は、防錆油の付着量をΔＳ、転がり軸受の転動部材（外輪、内輪、保持器、転動体）の全表面積をＳとし、下記式から算出した。また、付着量（ΔＳ）は、防錆油の付着前後の重量差（Ｍ）を測定し、防錆油の比重（ρ）で除して得られる。
　　ｔ＝ΔＳ／Ｓ　(ただし、ΔＳ＝Ｍ／ρ)
　そして、各試験体を５０℃－９０％ＲＨの高温高湿の環境に静置して、錆が発生するまでの期間を比較した。５０℃－９０％ＲＨの環境では、日本の平均気温・湿度である２０℃－７０％ＲＨに静置した場合と比較して、発錆において約３０倍の加速効果があり、同図には相当年数を併記した。結果を図７に示すが、防錆油の付着量が平均膜厚４．５μｍを下回ると、包装時における防錆性能が著しく低下することが分かる。この結果より、防錆油の付着量を平均膜厚４．５μｍ以上にすることで、優れた防錆性能が長期間維持できることが分かる。
（試験例２：グリース保持性試験）
　試験例１で作製した試験体を開封し、内輪、外輪及び玉で形成される軸受内部空間にグリース（日本精工（株）製ＭＴＥ）を１．１ｇ（軸受内部空間容積の１５％）封入して試験軸受を作製した。そして、図８に示す試験機を用いて、下記に示す条件にて２４時間回転させた後、グリース残存率を測定した。また、比較のために、洗浄・脱脂し、防錆油の付着のない同軸受にグリースを封入して比較用試験軸受を作製し、同様にしてグリース残存率を測定した。尚、グリース残存率とは、グリースを封入した状態の回転前の軸受重量（Ｍ１）と回転後の軸受重量（Ｍ２）との差を、グリース封入量（Ｍ３）で除した値を百分率で表し、１００から引いた値であり、グリース残存率が低いとグリース寿命が短くなってしまう。
・組込時予圧：１２０Ｎ
・回転数：１００００ｍｉｎ－１（ｄｍ・ｎ＝５４×１０４）
・運転姿勢：立形
・駆動方式：ベルト駆動
・外筒冷却：なし
　結果を図９に示すが、平均膜厚１０μmまでは、比較用試験軸受のグリース残存率９９％に対し平均９７%あり、軸受を洗浄・脱脂した後にグリース封入を行う従来の使用方法と同等のグリース保持性を有することが分かる。一方で、平均膜厚１５μm以上の場合はグリース残存率が低下傾向にある。この結果より、防錆油の付着量を平均膜厚１０μm以下にすることで、従来と同等のグリース保持性、ひいては潤滑寿命を保つことができることが分かる。
（試験例３：グリース析出試験）
　呼び番号６２０２の深溝玉軸受を水置換型洗浄剤で洗浄した後、防錆油を平均膜厚が１０μｍとなるように付着した後、グリース(日本精工（株）製ＭＴＥ、ＭＴＳ、ＮＯＫクリューバー（株）製イソフレックスＮＢＵ１５)を封入した試験軸受と、洗浄・脱脂し、防錆油を付着することなくグリースを封入した比較用試験軸受とを各１０個ずつ計６０個作製した。
　そして、各試験軸受を恒温槽に入れ、数時間ごとに温度を「０℃⇒３０℃ ⇒６０℃」に変えるヒートサイクルを７回繰り返した後に、ノイズカウント測定を一回実施し、この測定を計４回行った。軸受のヒートサイクル前後におけるノイズカウントは、公知のアンデロン装置（音響測定装置）に搭載されたノイズテスタを用いて測定した。
　結果を図１０に示すが、試験軸受と比較用試験軸受とで、初期のノイズカウント数とヒートサイクル４回後のノイズカウント数に有意差は見られなかった。この結果より、防錆油の付着量を平均膜厚で１０μｍ以下にすることにより、グリースの反応による結晶析出が起こらないことが分かる。
（試験例４：軸受昇温試験）
　試験例１において防錆油の付着量を平均膜厚１０μｍに調整した試験体を開封し、グリース（日本精工（株）製ＭＴＥ）を１．１ｇ（軸受内部空間容積の１５％）封入して試験軸受を作製した。また、比較のために、洗浄・脱脂後に、防錆油を付着することなくグリースを封入した比較用試験軸受を作製した。そして、各試験軸受を試験例２で用いた試験装置を用い、下記条件にて回転させ、そのときの外輪温度を測定した。
・組込時予圧：１２０Ｎ
・回転数：最大１２０００ｍｉｎ－１（ｄｍ・ｎ＝６５×１０４）
・運転姿勢：立形
・駆動方式：ベルト駆動
・外筒冷却：なし
　結果を図１１に示すが、平均膜厚１０μｍの防錆油を付着した試験軸受と、比較用試験軸受とで、昇温特性に有意差は見られなかった。この結果からも、防錆油の付着量を平均膜厚で１０μｍ以下にすることにより、従来と同等の昇温特性を保てることが分かる。
（残留塩化物イオン量の検証）
　通常の研削加工により転がり軸受を作製し、全表面を研磨し、分析器の検出限界以下となるように、付着している塩化物イオンを除去した。
　この前処理の後、表１に示す処理により塩化物イオンを新たに付着し、塩化物イオン量を測定した。測定には、転がり軸受を一定量の超純水から浴槽に８０℃で２．５時間浸漬して塩化物イオンを溶解させた後、浴槽内から液を採取してダイオネクス社製イオンクロマト分析器ＤＸ－１２０及び分離カラムＩｏｎＰａｃＡＳ１２Ａ（４ｍｍ）にて測定した。測定方法は、ＪＩＳ　Ｋ０１２７の解説図６と同様の条件で行った。定量は塩化物イオンについて行い、単位面積当たりの量を算出した。結果を表１に併記する。
　また、同様の処理を施した転がり軸受について、錆加速試験を実施した。この錆加速試験では、転がり軸受に防錆油を平均膜厚で４．５μｍ塗布し、気化性防錆フィルムで密封した状態で５０℃、９０％ＲＨの高温高湿の環境に３０日間静置した後、転がり軸受の表面の錆発生の有無を確認した。結果を表１に併記する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、塩化物イオン量が５～１０ｎｇ／ｍｍ２では錆発生を防止することができる。
　また、研削水に含まれる塩化物イオン量を水道法で定められた最少の０．１ｍｇ／Ｌと仮定した場合、塩化物イオンを除去しない通常の研削加工した転がり軸受には数十～数百ｎｇ／ｍｍ２の塩化物イオンが付着していると想定されるが、塩化物イオンを除去しない場合には、防錆油の膜厚を４．５μｍ未満に薄くすると錆の発生を抑えることができない。
　この試験から、塩化物イオン除去後の転がり軸受に付着している塩化物イオン量を０．２～１０ｎｇ／ｍｍ２にすることにより、本発明で規定する防錆油の膜厚を４．５μｍ以上（４．５～１０μｍ）にすることで、良好な防錆性能が得られることがわかる。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の主旨と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本出願は、２０１３年５月３１日出願の日本特許出願（特願２０１３－１１５８１０）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明は、工作機械用軸受(特に、工作機械主軸用軸受)の保管、輸送に適する。
１　アンギュラ玉軸受
２　単列円筒ころ軸受
２Ａ　内輪
２Ｂ　円筒ころ
２Ｃ　保持器
２Ｄ　外輪
３　複列円筒ころ軸受
３Ａ　内輪
３Ｂ　円筒ころ
３Ｃ　保持器
３Ｄ　外輪
１０　気化性防錆フィルム
１１　シール部

Claims (6)

  1. 　内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪との間に保持器により転動自在に保持された複数の転動体とを備える転がり軸受において、
    　軸受全面から塩化物イオン及び硫酸イオンが除去され、平均膜厚４．５～１０μｍの防錆油が付着されているとともに、軸受全体が気化性防錆フィルムで被覆され、かつ、前記気化性防錆フィルムと軸受との間が減圧状態に保持されていることを特徴とする転がり軸受。
  2. 　前記転がり軸受に付着している単位表面積当りの残留塩化物イオンの量が０．２～１０ｎｇ／ｍｍ２であることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受。
  3. 　内輪と外輪と転動体とで形成される軸受内部空間にグリースを充填した状態で、軸受全体が気化性防錆フィルムで被覆され、かつ、前記気化性防錆フィルムと軸受との間が減圧状態に保持されていることを特徴とする請求項１または２記載の転がり軸受。
  4. 　軸受構成部材を組み立てた後の転がり軸受を包装する方法であって、
    　軸受全面から塩化物イオン及び硫酸イオンを除去した後、防錆油を４．５～１０μｍの平均膜厚で付着させ、軸受全体を気化性防錆フィルムで被覆するとともに、前記気化性防錆フィルムと軸受との間を減圧状態に保持することを特徴とする転がり軸受の包装方法。
  5. 　前記転がり軸受全面からの塩化物イオンの除去により、該転がり軸受に付着している単位表面積当りの残留塩化物イオンの量が０．２～１０ｎｇ／ｍｍ２にすることを特徴とする請求項４記載の転がり軸受の包装方法。
  6. 　防錆油を付着した後、内輪と外輪と転動体とで形成される軸受内部空間にグリースを充填し、軸受全体を気化性防錆フィルムで被覆するとともに、前記気化性防錆フィルムと軸受との間を減圧状態に保持することを特徴とする請求項４または５記載の転がり軸受の包装方法。
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