ベアリング(ボールベアリング､ローラーベアリング等々)は､回転により発生する金属摺動抵抗を大幅に下げます。そのベアリングに更に潤滑剤としてグリース､或いはオイルが供給されることによって､回転運動に対するベアリングの摩擦抵抗は更に限りなく小さくなります。

そのようなベアリングでも内部の潤滑剤(主にグリース)の経時劣化により時間と共に回転による金属摩擦が発生し始め摩擦抵抗が生じ始めます。その現象は昨今の機器の回転速度の高速化や軸に対するラジアル負荷の増大化､環境温度の高温化､低温化などによってより顕著になってあらわれるようになってきています。ベアリングの騒音や振動､発熱などには注意が払われても内部で発生する摩擦によるベアリングの回転抵抗による回転ロスそのものについては一般的には見過ごされてしまいやすい点です。そこでベアリングに使用されるグリースの内容によってこの回転ロスがどのように異なってくるかを以下の実験によって得られたデーターが実証するところをご覧下さい。

さて､これら実験から特に大きなラジアル負荷が掛かる車両､重機､工場生産設備機器などの車軸､又は回転軸のベアリングなどは使用するグリースの品質性能､潤滑性能の差異によってベアリングの良否に無関係に回転ロスの状況に確実に大きな差をもたらすことが明らかであると言えます。

今回のテストは回転数をパラメーター(定数)､負荷荷重を変数としての状況推移を計測したテストですが､次回は負荷荷重をパラメーター､回転数を変数としたテストを行い同様に計測データーを載せたいと考えています。

テスト器具

• 新品のベアリング（６００４ＬＵ）を３個
• 定格２２０Ｖ、５Ａのモーター起動によるベアリング軸負荷対回転速度テスト機
• ０．５級電流、電圧計並びにモーター起電力調整用スライダック電源
• 精密赤外線デジタルタコメーター（６０〜３００００ｒｐｍ）

実験（１）の結果と考察へ

基準稼動電力２５５ＶＡ、軸荷重ゼロ時の基準ベアリング回転数４０００ｒｐｍにて軸負荷(ラジアル負荷)を０〜３００ｋｇまでの範囲で変化させてその時の減速率(回転ロス)と起電力ロスを計測する。

実験からみる考察
４０００ｒｐｍでは概して低負荷圧領域では両テストグリース間にそれほど大きな差異は見られないが､最大負荷２７０ｋｇの点ではＧＲＰグリースに比べて某社グリースは約１３２％も減速率が高い。以上の結果からＧＲＰグリースの優れた潤滑性能がベアリングの潤滑においても軸負荷圧の増大と共に判然とした差を出す事が実証されている。

実験（２）の結果と考察へ

基準稼動電力１５３ＶＡ、軸荷重ゼロ時の基準ベアリング回転数１０００ｒｐｍにて軸負荷(ラジアル負荷)を０～３５０ｋｇまでの範囲で変化させてその時の減速率(回転ロス)と起電力ロスを計測する。

実験からみる考察
１０００ｒｐｍ、通常の乗用車両が時速１２０ｋｍ程度で走行する時の車輪の回転数が概略この程度のｒｐｍであり、乗用車程度の軸圧(３００ｋｇ前後)でもＧＲＰグリースと某社グリースを用いた場合にはベアリング１個当り約３６％もの潤滑能力の差､即ち回転ロスに差が出ると推測できる。４輪分合計すれば某社グリースの場合には３６×４＝１４４％という大きな差を生ずる事になる。

言うまでも無くこれらの差は現象としてスピードのロスや燃費のロスに直結してくる。但し､これらの数字はベアリングに掛かる負荷圧が３００ｋｇ程度の場合であり乗用車を除く実際の大型貨物用業務車などの軸荷重はこれより遥かに大きいので次の実験で実証されるようにＧＲＰグリースとそうでないものとの差は更に大幅に拡がることになる。

又､車軸数が多いトレーラーなどの車両はそれの倍数だけ潤滑負荷に更に差が出てくる。これらは結果的に大変に大きな潤滑負荷ロスを生み出し大きなエネルギーロスとなる。

実験（３）の結果と考察へ

基準稼動電力２０６ＶＡ、軸荷重ゼロ時の基準ベアリング回転数１０００ｒｐｍにて軸負荷(ラジアル負荷)を３５０～５５０ｋｇまでの範囲で変化させてその時の減速率(回転ロス)と起電力ロスを計測。

実験からみる考察
１０００ｒｐｍにてラジアル負荷４００ｋｇから５５０ｋｇまで変化。
上記実験（２）よりもテスト機の電動機への供給パワー(起電力)を上げて負荷圧を５５０ｋｇまで上げたテスト。
業務用小型車両の軸圧は概略この程度の軸重量であり、この負荷帯域では某社グリースとＧＲＰグリースとでは２１８％もの差が生ずる。これもまた更に大変に大きな差である。

実験（４）の結果と考察へ

それぞれの種類の新グリースをベアリングに充填、軸荷重ゼロ時の基準ベアリング回転数１０００ｒｐｍにて軸負荷(ラジアル負荷)を６００ｋｇ一定とし減速率の経時変化を計測する。併せて消費電力の推移も計測する。

実験からみる考察
１０００ｒｐｍ/６００ｋｇラジアル負荷一定での減速率の経時データーの計測。テスト時間は２０分と短かったが､ＧＲＰグリースは時間の経過と共に潤滑皮膜が定着し成長することがこのテストでも傾向的に実証されている。ＧＲＰの共晶膜は成長性皮膜である。この比較テストには通常のグリースの中では性能が一番優れていると思われる某社グリースを用いた。テスト開始１８分後のデーターを解析してみると､某社グリースの場合は９７３ｒｐｍを得るのに３１０ＶＡの電力を要している。即ち､１ＶＡ当りの ｒｐｍは３．１３ｒｐｍである。一方、ＧＲＰグリースの場合､１０１１ｒｐｍを得るのに２５０ＶＡの電力消費である。即ち､１ＶＡ当りのｒｐｍは４．０４ｒｐｍである。
これはＧＲＰグリースに比較し､某社グリースはベアリング稼動後間もないまだ新しい段階で既にベアリング1個当り２３％もの動力ロスを生じているということである。この差は大きく､上述の如く車両のハブグリースに用いられた場合にはそれは燃費の差、スピードの差、又、ベアリング寿命の差などとなって実際の現象として現れることになる。

実際にＧＲＰグリースを車軸ハブベアリングに使ったところ、走行が軽くなったという例は国内でも多数報告されている。ダンプカーに砂利を満載したような場合､従来の他社のグリースの時は､少し路面の傾斜しているような所での信号待ちのような場合､ブレーキを踏み続けなくとも車は動かなかったが、ＧＲＰグリースに替えたら同様なケースでも必ずブレーキを踏んでいないと車が動き出してしまうとのこと。又、信号待ちからスタートの時の出足が以前とは違って車がものすごく軽くなった､というダンプの運転手の話しに見られる現象などはこれらのテストの結果からも裏付けが実証されていると言える。

新車の４駆車（オートマ、３０００ｃｃ）は安定平地走行でエンジン回転、２０００ｒｐｍで車速は７８～８０ｋｍであった。前輪の2輪のベアリンググリースをＧＲＰグリースに交換した直後から全く同じ条件下で車速は８６ｋｍ～８７ｋｍと、約１０％もの改善が見られるようになっている。