JP2002195276A - Rolling bearing - Google Patents

Rolling bearing

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JP2002195276A
JP2002195276A JP2000398340A JP2000398340A JP2002195276A JP 2002195276 A JP2002195276 A JP 2002195276A JP 2000398340 A JP2000398340 A JP 2000398340A JP 2000398340 A JP2000398340 A JP 2000398340A JP 2002195276 A JP2002195276 A JP 2002195276A
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JP
Japan
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bearing
lubricating film
rolling
rolling element
ball bearing
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JP2000398340A
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Japanese (ja)
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Takeshi Saito
剛 齋藤
Mitsuyoshi Ooi
三佳 大井
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing capable of lowering nearing noise in use and also stably lubricating for a long time. SOLUTION: At least one of a raceway ring or a rolling body 14 is formed by steel material in the rolling bearing. A film laminated by a lubricating film 16B made of Ag and a lubricating film 16A made of Pb is formed on at least one of the raceway of the raceway ring or the rolling surface of the rolling body, which are made of steel material. The thickness of the lubricating film 16B made of Ag is 0.1 to 0.2 μm, and the thickness of the lubricating film 16A made of Pb is 0.1 to 0.5 μm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、転がり軸受に関
し、詳しくは、回転陽極X線管、真空蒸着装置等の真
空、高温の環境下で使用される装置、あるいは宇宙空間
において使用される軸受に形成された潤滑膜に特徴を有
する転がり軸受に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rolling bearing, and more particularly, to a device used in a vacuum or high-temperature environment such as a rotary anode X-ray tube or a vacuum deposition device, or a bearing used in space. The present invention relates to a rolling bearing characterized by a formed lubricating film.

【0002】[0002]

【従来の技術】真空、高温の環境下で使用される転がり
軸受においては、潤滑剤やグリース等が使用できないた
め、外輪および内輪等の軌道輪に形成され転動体と摺接
する軌道面、転動体表面、保持器の転動体を収納するポ
ケット面の少なくともいずれかに軟質金属からなる潤滑
膜を被覆することが知られている。こうした潤滑膜の軟
質金属としては、銀(以下Ag)や鉛(以下Pb)が知
られている。例えば、AgとPbとからなる潤滑膜を採
用した回転陽極X線管等の転がり軸受においては、雰囲
気温度が400〜500℃で使用された際に、Agは固
体の状態で、Pbは溶融した状態で潤滑作用を行なうよ
うになる。このような雰囲気温度では、溶融した状態で
潤滑作用を行なうPbはAgに比べ騒音面で優れてい
る。
2. Description of the Related Art Rolling bearings used in a vacuum or high-temperature environment cannot use a lubricant or grease. Therefore, a raceway surface and a rolling element formed on raceways such as an outer ring and an inner ring and slidingly contacting the rolling elements. It is known to coat a lubricating film made of a soft metal on at least one of a surface and a pocket surface for accommodating a rolling element of a cage. Silver (hereinafter Ag) and lead (hereinafter Pb) are known as soft metals for such a lubricating film. For example, in a rolling bearing such as a rotary anode X-ray tube employing a lubricating film composed of Ag and Pb, when used at an ambient temperature of 400 to 500 ° C., Ag is in a solid state and Pb is molten. The lubrication action is performed in the state. At such an ambient temperature, Pb, which performs a lubricating action in a molten state, is superior to Ag in terms of noise.

【0003】しかしながら、軸受を構成する部材を鋼材
とした場合には、溶融したPbの鋼材に対する濡れ性が
悪く、軌道輪の軌道面、転動体表面、保持器のポケット
面等の被覆箇所に溶融したPbが膜状に保持されにく
い。すると、軸受の使用経過にともなって、この被覆箇
所から溶融したPbが剥がれてしまい、転動体と摺接す
る軸受の摺接箇所に潤滑剤が供給されなくなるため、軸
受構成要素間での潤滑作用が低下し、鋼材同士が接触し
た際に凝着し易くなる。
[0003] However, when the member constituting the bearing is made of steel, the wettability of the molten Pb to the steel is poor, and the molten Pb is melted on the coating portions such as the raceway surface of the bearing ring, the rolling element surface, and the pocket surface of the cage. Pb is not easily held in a film form. Then, as the use of the bearing progresses, the molten Pb is peeled off from the coated portion, and the lubricant is not supplied to the sliding contact portion of the bearing in sliding contact with the rolling element, so that the lubricating action between the bearing components is reduced. When the steel materials come into contact with each other, they tend to adhere to each other.

【0004】以上のような問題を解決するために特開平
7−190067号公報には、内外輪および転動体が鋼
材から形成され、転動体の表面には、最下層にすず(S
n)、中間層にAg、最上層にPbの三層からなる潤滑
膜が被覆されている転がり軸受が提案されている。この
ような構成の転がり軸受においては、転がり軸受が高温
の雰囲気中で使用されると、最上層であるPbおよび最
下層であるSnが溶融混合した状態において、中間層で
あるAgが混在されることになる。この溶融混合した状
態では、AgがPb−Sn合金と鋼材との間のバインダ
ー(結合剤)となるため、溶融した潤滑剤が転動体の表
面や内外輪の軌道面に対しての適度な濡れ性を確保す
る。すなわち、転動体自身あるいは転動体から溶融混合
した潤滑剤が内外輪の軌道面へ転移されて、そこで膜状
に保持され易くなるので、転動体と内外輪の軌道面との
接触部位が安定的に潤滑される。
In order to solve the above-mentioned problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-190067 discloses that the inner and outer races and rolling elements are formed of a steel material, and the surface of the rolling elements has tin (S
n) A rolling bearing in which an intermediate layer is coated with a three-layered lubricating film of Ag and an uppermost layer of Pb is proposed. In the rolling bearing having such a configuration, when the rolling bearing is used in a high-temperature atmosphere, Ag as the intermediate layer is mixed in a state where Pb as the uppermost layer and Sn as the lowermost layer are melted and mixed. Will be. In this melt-mixed state, Ag acts as a binder (binder) between the Pb-Sn alloy and the steel material, so that the molten lubricant has an appropriate wetting on the surfaces of the rolling elements and the raceway surfaces of the inner and outer rings. Ensure the nature. In other words, the lubricant melted and mixed from the rolling element itself or the rolling element is transferred to the raceway surfaces of the inner and outer rings, where it is easily held in a film form, so that the contact area between the rolling element and the raceway surface of the inner and outer rings is stable. Lubricated.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た構成の転がり軸受においては、溶融したPbと鋼材と
のバインダーとして作用するAgによって、鋼材に対す
る溶融Pbの濡れ性が向上しているとはいえ、軌道面と
転動体とは境界潤滑状態にあると考えられる。境界潤滑
状態では、軌道面と転動体との母材同士の接触が生じる
ため、母材の摩耗は避け難く、さらに、軸受の長時間の
使用に際して溶融したPb等の潤滑剤が軌道面または転
動体の表面等の被覆部位から排除されてしまう場合があ
り、転がり軸受の寿命という点において問題がある。
However, in the rolling bearing having such a structure, although the wettability of the molten Pb to the steel material is improved by Ag acting as a binder between the molten Pb and the steel material, It is considered that the surface and the rolling element are in a boundary lubrication state. In the boundary lubrication state, contact between the base material of the raceway surface and the rolling element occurs, so that wear of the base material is unavoidable. In some cases, the bearing is removed from a covering portion such as the surface of the moving body, and there is a problem in terms of the life of the rolling bearing.

【0006】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、軸受使用中の騒音を低くするとともに、
長期間にわたって安定的に潤滑が可能な軸受を提供する
ことを目的としている。
The present invention has been made in view of such a situation, and reduces noise during use of a bearing.
It is an object of the present invention to provide a bearing that can be stably lubricated for a long period of time.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、転動体およびその転動体が接触する接触面に軟
質金属の潤滑膜が積層して成膜された転がり軸受におい
て、その軟質金属からなる潤滑膜の厚さを所定の範囲と
することで、真空、高温の環境下で使用される際に、良
好な潤滑を長時間にわたって持続できるとともに、使用
中の騒音を低くできることを見出した。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies, the present inventors have developed a rolling bearing in which a soft metal lubricating film is formed by laminating a rolling element and a contact surface where the rolling element contacts. By setting the thickness of the lubricating film made of soft metal within the specified range, it is possible to maintain good lubrication for a long time and reduce noise during use when used in a vacuum or high-temperature environment. I found it.

【0008】すなわち、本発明の前記目的は、外輪と内
輪とからなる軌道輪の間に、転動体と、該転動体を保持
する保持器とを介挿した転がり軸受において、前記軌道
輪または前記転動体の少なくとも一方が鋼材からなり、
鋼材である軌道輪の軌道面または転動体表面の少なくと
も一方にAgからなる潤滑膜とPbからなる潤滑膜とを
積層して成膜し、前記Agの潤滑膜の膜厚が0.1〜
0.2μmであり、前記Pbの潤滑膜の膜厚が0.1〜
0.5μmであることを特徴とする転がり軸受によって
達成することができる。
That is, an object of the present invention is to provide a rolling bearing in which a rolling element and a retainer for holding the rolling element are interposed between raceways formed of an outer race and an inner race. At least one of the rolling elements is made of steel,
A lubricating film made of Ag and a lubricating film made of Pb are laminated and formed on at least one of the raceway surface or the rolling element surface of a steel raceway, and the thickness of the Ag lubricating film is 0.1 to
0.2 μm, and the thickness of the Pb lubricating film is 0.1 to
It can be achieved by a rolling bearing characterized by being 0.5 μm.

【0009】ここで、保持器としては、転動体を収納す
るポケットを周方向に間隔を隔てて有したものを例示で
きるが、互いに隣接する転動体の間に介挿されるスペー
サでもよい。ここで、鋼材としては、SKH4、SUS
440C、LNS125、ES1(合金成分:0.45
%C−13%Cr−0.14%N)のステンレスを例示
できるがこれらに限定されない。さらに、LNS125
やES1のステンレスの場合は、下記に示す[式]を満
たすような合金成分のものは、巨大な共晶炭化物を生成
しないので好ましい。 [式]C≦−0.05Cr%+1.41 ここで、潤滑膜は、イオンプレーティングによって成膜
されていることが好ましい。また、Agからなる潤滑膜
の膜厚は、Pbからなる潤滑膜の膜厚よりも薄く成膜さ
れていることが好ましい。
Here, the retainer may be one having pockets for accommodating the rolling elements at intervals in the circumferential direction, but may be spacers interposed between the rolling elements adjacent to each other. Here, SKH4, SUS
440C, LNS125, ES1 (alloy component: 0.45
% C-13% Cr-0.14% N) stainless steel, but is not limited thereto. In addition, LNS125
In the case of stainless steel of ES1 or ES1, alloy components satisfying the following [Formula] are preferable because they do not generate a huge eutectic carbide. [Formula] C ≦ −0.05Cr% + 1.41 Here, the lubricating film is preferably formed by ion plating. Further, it is preferable that the thickness of the lubricating film made of Ag is smaller than the thickness of the lubricating film made of Pb.

【0010】このような転がり軸受によれば、Pbの融
点以下の雰囲気温度においては、軟質金属のPbからな
る層が潤滑膜として作用し、Pbの融点より高い雰囲気
温度においては、Pbからなる層が溶融し、軟質金属の
Agからなる層が潤滑膜として作用する。すなわち、広
い温度範囲にわたって軸受の潤滑を良好にできるととも
に、軸受の接触部分の潤滑性を長期間にわたって維持で
きる。また、Pb被膜の膜厚を0.1〜0.5μm、A
g被膜の膜厚を0.1〜0.2μmとしていることか
ら、Agの膜厚をPbの膜厚よりも小さくすることで、
Agの膜厚の増加に伴なう被膜の硬さの向上による、ト
ルクの変動や、音響の上昇を防止できる。すなわち、低
騒音の軸受を提供できる。さらに、Pbの融点以下にお
いてもPb単独では柔らかいため軌道面で排除され易い
が、Agを添加することによって被膜がわずかに硬くな
るため、軌道面で排除されにくくなり、長寿命化が可能
となる。したがって、寿命の点から優れているAgと、
トルクの安定性や音響の点で優れているPbとをPbの
寿命を向上させながら音響をあまり上昇させないように
被膜の膜厚を設定している。
According to such a rolling bearing, the soft metal Pb layer acts as a lubricating film at an ambient temperature lower than the melting point of Pb, and the Pb layer at an ambient temperature higher than the melting point of Pb. Is melted, and the layer of the soft metal Ag acts as a lubricating film. That is, the lubrication of the bearing can be improved over a wide temperature range, and the lubrication of the contact portion of the bearing can be maintained for a long period of time. Further, the thickness of the Pb film is 0.1 to 0.5 μm,
Since the thickness of the g film is set to 0.1 to 0.2 μm, by making the thickness of Ag smaller than the thickness of Pb,
It is possible to prevent a change in torque and an increase in sound due to an increase in the hardness of the film due to an increase in the Ag film thickness. That is, a low-noise bearing can be provided. Furthermore, even when the melting point of Pb is lower than the melting point of Pb, Pb alone is easily removed on the raceway because it is soft. However, by adding Ag, the coating is slightly hardened, so that it is difficult to be removed on the raceway and the life can be extended. . Therefore, Ag, which is excellent in terms of life,
The film thickness of Pb is set so that Pb, which is excellent in terms of torque stability and sound, is not increased so much while improving the life of Pb.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1に、本発明の第1実施形態で
あるアンギュラ型玉軸受(以下玉軸受)10の断面図の
一部を示す。図1に示すように、玉軸受10は、内輪1
1と外輪12との間の保持器13により保持され、玉軸
受10の周方向に沿って等間隔に配置されている複数個
の転動体14を有している。なお、本発明においては、
保持器13を使用していない軸受であってもよい。内輪
11には、当該内輪外周面の軸方向の両端部より間隔を
隔てた中央部分に転動体14を収納する凹形状の溝とな
る軌道面11Aが形成されている。外輪12には、当該
外輪内周面の軸方向の一方の端部より間隔を隔てた中央
部分に転動体14を収納する溝と、この溝から他方の端
部へ向かって傾斜している傾斜面とからなる軌道面12
Aが形成されている。このとき、転動体14と軌道面1
2Aとの接触角度は、玉軸受10の半径方向に対して接
触角度αとなっている。転動体14の表面には、Pbか
らなる潤滑膜と、Agからなる潤滑膜とが形成されてい
る。このとき、玉軸受10は、内径8mm、外径22m
m、幅7mm、接触角度α30°としている。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an angular type ball bearing (hereinafter referred to as a ball bearing) 10 according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the ball bearing 10
It has a plurality of rolling elements 14 held by a retainer 13 between the outer ring 12 and the outer ring 12 and arranged at equal intervals along the circumferential direction of the ball bearing 10. In the present invention,
A bearing that does not use the retainer 13 may be used. The inner race 11 has a raceway surface 11A which is a concave groove for accommodating the rolling element 14 in a central portion of the outer peripheral surface of the inner race which is spaced apart from both ends in the axial direction. The outer ring 12 has a groove for accommodating the rolling element 14 at a central portion of the inner peripheral surface of the outer ring that is spaced apart from one end in the axial direction, and a slope inclined from the groove toward the other end. Track surface 12 consisting of a surface
A is formed. At this time, the rolling element 14 and the raceway surface 1
The contact angle with 2 A is a contact angle α with respect to the radial direction of the ball bearing 10. A lubricating film made of Pb and a lubricating film made of Ag are formed on the surface of the rolling element 14. At this time, the ball bearing 10 has an inner diameter of 8 mm and an outer diameter of 22 m.
m, width 7 mm, and contact angle α30 °.

【0012】図2に、図1に示した玉軸受10に用いら
れる転動体14の断面図を示す。図2に示す転動体14
は、玉15と、玉15の表面15Aに成膜された潤滑膜
16とを有している。潤滑膜16は、上層16Aと下層
16Bとの二層からなり、Pbからなる上層16Aと、
Agからなる下層16Bとから構成されている。ここ
で、上層16Aの厚さは0.3μm、下層16Bの厚さ
は0.1μmとしている。
FIG. 2 is a sectional view of a rolling element 14 used in the ball bearing 10 shown in FIG. Rolling element 14 shown in FIG.
Has a ball 15 and a lubricating film 16 formed on the surface 15A of the ball 15. The lubricating film 16 includes two layers, an upper layer 16A and a lower layer 16B, and an upper layer 16A made of Pb;
And a lower layer 16B made of Ag. Here, the thickness of the upper layer 16A is 0.3 μm, and the thickness of the lower layer 16B is 0.1 μm.

【0013】本実施形態のこのような構成によれば、玉
軸受10がPbの融点以下の雰囲気温度において使用さ
れている際には、転動体14の上層16AのPbが潤滑
膜として作用し、玉軸受10の潤滑を良好なものとす
る。また、玉軸受10がPbの融点より高い雰囲気温度
において使用される際には、上層16AのPbが溶融
し、この溶融金属による潤滑とともに、軟質金属のAg
からなる下層16Bが潤滑膜として作用する。すなわ
ち、Pbの融点327℃以下では、Pbからなる上層1
6Aが潤滑膜として作用し、Pbの融点より高い温度で
は、Agからなる下層16Bが潤滑膜として作用する。
こうすることで、広い温度範囲にわたって玉軸受10の
潤滑を良好にできるとともに、玉軸受10の接触部分の
潤滑性を長期間にわたって維持できる。また、Agの被
膜の膜厚をPbの膜厚よりも小さくすることで、Agの
膜厚の増加に伴なう被膜の硬さの向上による、トルクの
変動や音響の上昇を防止することによって、玉軸受10
の使用時の低騒音を達成できる。また、Pbの融点以下
においてもPb単独では柔らかいため軌道面で排除され
易いが、Agを添加することによって被膜がわずかに硬
くなる。このため、Pbからなる潤滑膜が転動体表面か
ら排除されにくくなり、玉軸受10の長寿命化が可能と
なる。
According to such a configuration of the present embodiment, when the ball bearing 10 is used at an ambient temperature equal to or lower than the melting point of Pb, Pb of the upper layer 16A of the rolling element 14 acts as a lubricating film, The lubrication of the ball bearing 10 is improved. When the ball bearing 10 is used at an ambient temperature higher than the melting point of Pb, Pb of the upper layer 16A is melted, and the lubrication by the molten metal and the soft metal Ag are performed.
The lower layer 16B made of serves as a lubricating film. That is, when the melting point of Pb is 327 ° C. or less, the upper layer 1 made of Pb
6A acts as a lubricating film, and at a temperature higher than the melting point of Pb, the lower layer 16B made of Ag acts as a lubricating film.
By doing so, the lubrication of the ball bearing 10 can be improved over a wide temperature range, and the lubrication of the contact portion of the ball bearing 10 can be maintained for a long period of time. Further, by making the film thickness of the Ag film smaller than the film thickness of Pb, it is possible to prevent the fluctuation of the torque and the rise of the sound due to the improvement of the hardness of the film accompanying the increase in the film thickness of Ag. , Ball bearing 10
Low noise can be achieved when using. In addition, even if the melting point of Pb is lower than the melting point of Pb, Pb alone is soft and easily removed on the raceway surface. However, the addition of Ag makes the coating slightly harder. Therefore, the lubricating film made of Pb is hardly removed from the rolling element surface, and the life of the ball bearing 10 can be extended.

【0014】図3に、本発明の第2実施形態であるアン
ギュラ型玉軸受(以下玉軸受)20(図示せず)に用い
られる転動体24の断面図を示す。図3に示す転動体2
4は、玉15と、玉15の表面15Aに成膜された潤滑
膜26とを有している。潤滑膜26は、上層26Aと下
層26Bとの二層からなり、Agからなる上層26A
と、Pbからなる下層26Bとから構成されている。こ
こでは、上層26Aの厚さは0.1μm、下層26Bの
厚さは0.3μmとなっている。
FIG. 3 is a sectional view of a rolling element 24 used in an angular type ball bearing (hereinafter, ball bearing) 20 (not shown) according to a second embodiment of the present invention. Rolling element 2 shown in FIG.
4 has a ball 15 and a lubricating film 26 formed on the surface 15A of the ball 15. The lubricating film 26 is composed of two layers, an upper layer 26A and a lower layer 26B, and the upper layer 26A made of Ag.
And a lower layer 26B made of Pb. Here, the thickness of the upper layer 26A is 0.1 μm, and the thickness of the lower layer 26B is 0.3 μm.

【0015】本実施形態のこのような構成によれば、玉
軸受20がPbの融点以下の雰囲気温度において使用さ
れている際には、上層26AのAgが潤滑膜として作用
し、玉軸受の潤滑を良好なものとする。また、玉軸受2
0がPbの融点より高い雰囲気温度において使用される
際には、下層26BのPbが溶融状態となり、玉軸受2
0の作動中に上層26AのAgは、玉15の表面15A
から剥離して、転動体24と摺接する玉軸受の摺接部分
に転写される。こうすることで、下層26BのPbが溶
融した溶融金属による潤滑とともに、転動体24と摺接
する玉軸受20の摺接部分に転写された、軟質金属のA
gからなる上層26Aが潤滑膜として作用する。すなわ
ち、Pbの融点327℃以下では、Pbからなる上層が
潤滑膜として作用し、Pbの融点より高い温度では、A
gからなる下層が潤滑膜として作用する。こうすること
で、広い温度範囲にわたって軸受の潤滑を良好にできる
とともに、軸受の接触部分の潤滑性を長期間にわたって
維持できる。
According to such a configuration of the present embodiment, when the ball bearing 20 is used at an ambient temperature equal to or lower than the melting point of Pb, the Ag of the upper layer 26A acts as a lubricating film, and lubrication of the ball bearing is performed. Is good. In addition, ball bearing 2
When 0 is used at an ambient temperature higher than the melting point of Pb, Pb of the lower layer 26B is in a molten state, and the ball bearing 2
During operation of Ag, the Ag of the upper layer 26A
And is transferred to the sliding contact portion of the ball bearing that comes into sliding contact with the rolling element 24. In this way, Pb of the lower layer 26B is lubricated by the molten metal and the soft metal A transferred to the sliding contact portion of the ball bearing 20 slidingly contacting the rolling element 24.
The upper layer 26A made of g functions as a lubricating film. That is, when the melting point of Pb is 327 ° C. or lower, the upper layer made of Pb acts as a lubricating film.
The lower layer made of g functions as a lubricating film. By doing so, the lubrication of the bearing can be improved over a wide temperature range, and the lubrication of the contact portion of the bearing can be maintained for a long period of time.

【0016】また、本実施形態のこのような構成によれ
ば、後述するイオンプレーティングによる転動体表面の
潤滑膜の成膜方法において有利である。すなわち、融点
の低いPbを先に蒸発させて転動体24の下層26Bと
し、Pbよりも融点の高いAgを上層26Aとして下層
のPbの上に被覆することで、潤滑膜の成膜作業を1バ
ッチで処理することができる。すなわち、蒸着材料のP
bとAgを同じルツボに入れて電子ビームで蒸発させる
イオンプレーティングにおいて、融点の低いPbが先に
蒸発するからPbが先に母材となる転動体表面に被覆さ
れ、Pbより融点の高いAgはPbの上層に被覆され
る。コストから考えればPbが下層でAgが上層とする
方が好ましい。なお、本実施形態の玉軸受20におけ
る、図示しない上記以外の構成および作用・効果につい
ては、上述した本発明の第1実施形態の玉軸受10と同
様である。
Further, according to such a configuration of the present embodiment, it is advantageous in a method of forming a lubricating film on the surface of a rolling element by ion plating, which will be described later. In other words, Pb having a lower melting point is first evaporated to form the lower layer 26B of the rolling element 24, and Ag having a higher melting point than Pb is coated on the lower Pb as the upper layer 26A so that the lubricating film forming operation can be performed in one step. Can be processed in batch. That is, P of the deposition material
In ion plating in which b and Ag are put into the same crucible and evaporated by an electron beam, Pb having a low melting point evaporates first, so that Pb is first coated on the rolling element surface serving as a base material, and Ag having a melting point higher than Pb is used. Is coated on the upper layer of Pb. From the viewpoint of cost, it is preferable that Pb be a lower layer and Ag be an upper layer. The configuration, operation, and effects of the ball bearing 20 of the present embodiment other than those not shown above are the same as those of the above-described ball bearing 10 of the first embodiment of the present invention.

【0017】図4に、上述した転動体14,24の表面
上に潤滑膜を成膜する方法である、イオンプレーティン
グを用いた成膜装置50の概略図を示す。図4に示す成
膜装置50は、真空槽51、陽極電源52に接続され、
蒸着原料53の蒸気化と蒸着粒子のイオン化を行なうホ
ロカソードイオン銃および反応ガス供給手段54、メッ
シュのかごに入った転動体のワーク55、ワーク55へ
バイアスを掛ける陰極電源56を示す。
FIG. 4 is a schematic view of a film forming apparatus 50 using ion plating, which is a method for forming a lubricating film on the surfaces of the rolling elements 14 and 24 described above. The film forming apparatus 50 shown in FIG. 4 is connected to a vacuum chamber 51 and an anode power supply 52,
A hollow cathode ion gun and reaction gas supply means 54 for vaporizing the vapor deposition material 53 and ionizing vapor deposition particles, a work 55 of a rolling element in a mesh basket, and a cathode power supply 56 for applying a bias to the work 55 are shown.

【0018】上述した転動体14,24が製造されるに
は、先ず成膜装置50の真空槽51を1×10-4Pa以
下に排気した後、Arガスを導入し、陰極電源56を作
動させる。すると、ワーク55となる転動体の表面にグ
ロー放電が起こり、転動体表面の酸化被膜が除去される
(クリーニング)。次いで、所定時間クリーニングをし
た後、Arガスの供給を止め、再び、高真空を保つ。つ
ぎに、蒸着ボート53Aに蒸着原料53となるPbとA
gとを計量して所定の量を入れ、この蒸着原料53をホ
ロカソードイオン銃54からの電子ビームにより溶解す
る。このとき、陽極電源52を作動させると、プラズマ
が発生する。そしてガス供給手段53により反応ガスと
なるArガスを導入する。つぎに、陰極電源56を作動
させるとワーク55にバイアスがかかり被処理物がコー
ティングされる。コーティング中は、被処理物を入れた
かごを図中A方向に回転させる。こうすることで、上述
した第1実施形態と第2実施形態に記載した転動体1
4,24が形成される。
In order to manufacture the above-mentioned rolling elements 14 and 24, first, after evacuating the vacuum chamber 51 of the film forming apparatus 50 to 1 × 10 −4 Pa or less, Ar gas is introduced, and the cathode power supply 56 is operated. Let it. Then, glow discharge occurs on the surface of the rolling element that becomes the work 55, and the oxide film on the rolling element surface is removed (cleaning). Next, after cleaning for a predetermined time, supply of Ar gas is stopped, and high vacuum is maintained again. Next, Pb and A serving as the deposition raw material 53 are deposited on the deposition boat 53A.
g is weighed and a predetermined amount is charged, and the deposition material 53 is melted by an electron beam from a holocathode ion gun 54. At this time, when the anode power supply 52 is operated, plasma is generated. Then, Ar gas serving as a reaction gas is introduced by the gas supply means 53. Next, when the cathode power supply 56 is operated, a bias is applied to the work 55 to coat the workpiece. During coating, the basket in which the object is placed is rotated in the direction A in the figure. By doing so, the rolling elements 1 described in the above-described first and second embodiments can be used.
4, 24 are formed.

【0019】[0019]

【実施例】表1に、本発明の玉軸受と従来の玉軸受との
比較試験の結果を示す。以下に示す試験条件としては、
試験軸受を外径22mm、内径8mm、幅7mm、接触
角度α=30°の単列アンギュラ玉軸受(図1参照)に
おいて、保持器を用いない形態とした。また、アキシア
ル荷重を30N負荷し、回転速度10000rpm、試
験温度300℃、真空度1×10-4Pa以下とする。下
記に示す試験結果において、それぞれの実施例および比
較例では、内外輪および玉の材質を変更している。ま
た、比較例においては、玉の表面に成膜された被膜の上
層と下層の材質を変更している。実施例1では、内輪・
外輪の材質および玉の材質をSKH4とし、玉の表面に
成膜された被膜の上層をAg(0.1μm)、下層をP
b(0.3μm)としている。実施例2では、実施例1
において内輪・外輪の材質および玉の材質をES1に変
更している。実施例3では、実施例1において玉に成膜
された被膜の上層をPb(0.3μm)、下層をAg
(0.1μm)に変更している。比較例1では、内輪・
外輪の材質および玉の材質をSKH4とし、玉の表面に
成膜された被膜をPb(0.3μm)単層としている。
なお、寿命は、比較例1であるPb単層を玉に被覆した
軸受の寿命を1として示している。
EXAMPLES Table 1 shows the results of a comparison test between the ball bearing of the present invention and a conventional ball bearing. The test conditions shown below include:
The test bearing was a single row angular contact ball bearing (see FIG. 1) having an outer diameter of 22 mm, an inner diameter of 8 mm, a width of 7 mm, and a contact angle α of 30 °, without using a cage. An axial load of 30 N is applied, the rotational speed is set to 10,000 rpm, the test temperature is set to 300 ° C., and the degree of vacuum is set to 1 × 10 −4 Pa or less. In the test results shown below, the materials of the inner and outer rings and balls were changed in each of the examples and comparative examples. In the comparative example, the materials of the upper layer and the lower layer of the film formed on the surface of the ball are changed. In the first embodiment, the inner ring
The material of the outer ring and the material of the ball are SKH4, the upper layer of the film formed on the surface of the ball is Ag (0.1 μm), and the lower layer is P
b (0.3 μm). In the second embodiment, the first embodiment
, The material of the inner and outer rings and the material of the balls are changed to ES1. In Example 3, the upper layer of the film formed on the ball in Example 1 was Pb (0.3 μm), and the lower layer was Ag.
(0.1 μm). In Comparative Example 1, the inner ring
The material of the outer ring and the material of the ball are SKH4, and the film formed on the surface of the ball is a single layer of Pb (0.3 μm).
In addition, the life of the bearing of Comparative Example 1 in which a single layer of Pb is coated on a ball is indicated as 1.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】以上のような試験結果から、比較例1に示
す玉軸受の寿命を1とした場合に、実施例1の玉軸受に
おいては寿命3.5、実施例2においては寿命3.7、
実施例3においては寿命3.1となった。このようなこ
とから、本発明の玉軸受は、従来の玉軸受に比べてその
寿命が約3倍から3.7倍にまで上昇していることが分
かる。したがって、本発明の玉軸受は、従来の玉軸受に
比べ長い寿命となっていることが分かる。
From the above test results, assuming that the life of the ball bearing shown in Comparative Example 1 is 1, the life of the ball bearing of Example 1 is 3.5, the life of the ball bearing of Example 2 is 3.7,
In Example 3, the life was 3.1. From this, it can be seen that the life of the ball bearing of the present invention is increased from about 3 times to 3.7 times as compared with the conventional ball bearing. Therefore, it can be seen that the ball bearing of the present invention has a longer life than the conventional ball bearing.

【0022】なお、本発明は前述した実施形態に限定さ
れるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
本発明において、上述した実施形態においては、アンギ
ュラ型玉軸受の場合を説明したが、他の形式の転がり軸
受、例えば深溝玉軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受ま
たは球面ころ軸受であってもよい。また、本発明におけ
る転がり軸受としては、上述した実施例で使用されてい
る軸受のように保持器を有しないものであってもよい。
また、所定の膜厚を有するAgとPbとからなる潤滑膜
が成膜される箇所は、上述した実施形態に示すように転
動体表面に限定されることなく、転動体と摺接する軌道
輪の軌道面および保持器のポケット面等であってもよ
い。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications and improvements can be made.
In the present invention, in the above-described embodiment, the case of the angular type ball bearing has been described. However, another type of rolling bearing, for example, a deep groove ball bearing, a cylindrical roller bearing, a tapered roller bearing, or a spherical roller bearing may be used. . Further, the rolling bearing in the present invention may not have a cage as in the bearing used in the above-described embodiment.
Further, the location where the lubricating film made of Ag and Pb having a predetermined film thickness is formed is not limited to the rolling element surface as shown in the above-described embodiment, and is not limited to the surface of the rolling element. The raceway surface and the pocket surface of the cage may be used.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の転がり軸
受によれば、転動体に成膜された潤滑膜において、Pb
からなる層の寿命を向上することで軸受使用中の騒音を
低くすることができ、Pbの溶融後は、Agからなる層
が潤滑膜として作用することで、広い範囲の雰囲気温度
において、長期間にわたって安定的に潤滑が可能な転が
り軸受を提供することができる。
As described above, according to the rolling bearing of the present invention, the lubricating film formed on the rolling element includes Pb
The noise during use of the bearing can be reduced by improving the life of the layer composed of, and after the Pb is melted, the layer composed of Ag acts as a lubricating film, so that it can be used for a long time at a wide range of ambient temperatures. A rolling bearing capable of stably lubricating over a long distance can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態である玉軸受10の断面
図の一部を示す。
FIG. 1 shows a part of a sectional view of a ball bearing 10 according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す玉軸受10に使用される転動体14
の断面図を示す。
FIG. 2 shows a rolling element 14 used in the ball bearing 10 shown in FIG.
FIG.

【図3】本発明の第2実施形態である玉軸受20に使用
される転動体24の断面図を示す。
FIG. 3 is a sectional view of a rolling element 24 used in a ball bearing 20 according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の玉軸受10,20に使用される転動体
14,24の表面に形成される潤滑膜16,26を成膜
する成膜装置50の概略図を示す。
FIG. 4 is a schematic view of a film forming apparatus 50 for forming lubricating films 16 and 26 formed on the surfaces of rolling elements 14 and 24 used in the ball bearings 10 and 20 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,20 アンギュラ型玉軸受(転がり軸受) 11 内輪 12 外輪 13 保持器 14,24 転動体 15 玉 16,26 潤滑膜 16A,26A 上層 16B,26B 下層 α 接触角度 10, 20 angular contact type ball bearing (rolling bearing) 11 inner ring 12 outer ring 13 retainer 14, 24 rolling element 15 ball 16, 26 lubricating film 16A, 26A upper layer 16B, 26B lower layer α contact angle

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3J101 AA32 AA42 AA54 AA62 BA20 BA53 BA54 BA70 CA11 DA05 EA03 EA04 EA05 EA06 EA23 EA25 FA01 FA32 GA57 GA60 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3J101 AA32 AA42 AA54 AA62 BA20 BA53 BA54 BA70 CA11 DA05 EA03 EA04 EA05 EA06 EA23 EA25 FA01 FA32 GA57 GA60

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外輪と内輪とからなる軌道輪の間に、転
動体と、該転動体を保持する保持器とを介挿した転がり
軸受において、 前記軌道輪または前記転動体の少なくとも一方が鋼材か
らなり、鋼材である軌道輪の軌道面または転動体表面の
少なくとも一方にAgからなる潤滑膜とPbからなる潤
滑膜とを積層して成膜し、前記Agの潤滑膜の膜厚が
0.1〜0.2μmであり、前記Pbの潤滑膜の膜厚が
0.1〜0.5μmであることを特徴とする転がり軸
受。
1. A rolling bearing in which a rolling element and a retainer for holding the rolling element are interposed between a raceway composed of an outer ring and an inner race, wherein at least one of the raceway ring and the rolling element is made of a steel material. A lubricating film made of Ag and a lubricating film made of Pb are laminated on at least one of the raceway surface of the bearing ring or the rolling element surface, which is a steel material, and the Ag lubricating film has a thickness of 0. A rolling bearing, wherein the thickness of the lubricating film of Pb is 0.1 to 0.5 μm.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10259003A1 (en) * 2002-12-16 2004-06-24 Myonic Gmbh Slide bearing, in particular to be used in dental tool, comprising parts permanently coated with lubricant of suitable kind
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CN110249146A (en) * 2017-02-02 2019-09-17 日本精工株式会社 Rolling bearing
CN114540768A (en) * 2021-12-07 2022-05-27 慈溪市倍尔林实业有限公司 Silver-plated and lead-plated composite coating process for solid lubrication of X-ray machine ball tube bearing

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