JP2005036959A - 転動装置 - Google Patents
転動装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005036959A JP2005036959A JP2003400397A JP2003400397A JP2005036959A JP 2005036959 A JP2005036959 A JP 2005036959A JP 2003400397 A JP2003400397 A JP 2003400397A JP 2003400397 A JP2003400397 A JP 2003400397A JP 2005036959 A JP2005036959 A JP 2005036959A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rolling
- lubricant
- fluorine
- rolling device
- mass
- 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.)
- Granted
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims abstract description 145
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 80
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims abstract description 56
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 21
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 71
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 71
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 70
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 claims description 63
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 24
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 24
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 229920013636 polyphenyl ether polymer Polymers 0.000 claims description 6
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims description 5
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical class [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 claims 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract description 47
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 11
- 238000011282 treatment Methods 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 63
- 239000010408 film Substances 0.000 description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 description 23
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 12
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 10
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 10
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 10
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 8
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 8
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 150000001940 cyclopentanes Chemical class 0.000 description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 5
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 5
- 239000004812 Fluorinated ethylene propylene Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000010943 off-gassing Methods 0.000 description 4
- 229920009441 perflouroethylene propylene Polymers 0.000 description 4
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N diphenyl ether Chemical compound C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 3
- 239000011553 magnetic fluid Substances 0.000 description 3
- 229910001105 martensitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 3
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 3
- OENUPTUJRRJBRI-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-tris(2-octyldodecyl)cyclopentane Chemical group CCCCCCCCCCC(CCCCCCCC)CC1CCCC1(CC(CCCCCCCC)CCCCCCCCCC)CC(CCCCCCCC)CCCCCCCCCC OENUPTUJRRJBRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N ethene;prop-1-ene Chemical group C=C.CC=C HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000840 ethylene tetrafluoroethylene copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000002356 laser light scattering Methods 0.000 description 2
- 239000010702 perfluoropolyether Substances 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- XDADYXNFPIBPRW-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-tri(nonyl)cyclopentane Chemical compound CCCCCCCCCC1CCCC1(CCCCCCCCC)CCCCCCCCC XDADYXNFPIBPRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HHGFIMROXUFRAQ-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trioctylcyclopentane Chemical compound CCCCCCCCC1CCCC1(CCCCCCCC)CCCCCCCC HHGFIMROXUFRAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAHBEACGJQDUPF-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichloro-1,1,3,3,3-pentafluoropropane Chemical compound FC(F)(F)C(Cl)C(F)(F)Cl XAHBEACGJQDUPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YFMDXYVZWMHAHJ-UHFFFAOYSA-N 1-pentaphen-1-yloxypentaphene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=C(C=C4C(OC=5C6=CC7=C8C=C9C=CC=CC9=CC8=CC=C7C=C6C=CC=5)=CC=CC4=C4)C4=CC=C3C=C21 YFMDXYVZWMHAHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- HMLRFEQMWBPWSX-UHFFFAOYSA-N C(CCCCCCC)C1C(C(C(C1CCCCCCCC)CCCCCCCC)CCCCCCCC)CCCCCCCC Chemical compound C(CCCCCCC)C1C(C(C(C1CCCCCCCC)CCCCCCCC)CCCCCCCC)CCCCCCCC HMLRFEQMWBPWSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XZDBZGVUGFFWSB-UHFFFAOYSA-N C(CCCCCCCC)C1C(C(C(C1CCCCCCCCC)CCCCCCCCC)CCCCCCCCC)CCCCCCCCC Chemical compound C(CCCCCCCC)C1C(C(C(C1CCCCCCCCC)CCCCCCCCC)CCCCCCCCC)CCCCCCCCC XZDBZGVUGFFWSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GTTIOBUSSPQWGZ-UHFFFAOYSA-N C(CCCCCCCCC)C1C(C(C(C1CCCCCCCCCC)CCCCCCCCCC)CCCCCCCCCC)CCCCCCCCCC Chemical compound C(CCCCCCCCC)C1C(C(C(C1CCCCCCCCCC)CCCCCCCCCC)CCCCCCCCCC)CCCCCCCCCC GTTIOBUSSPQWGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VLAFBLVBBGBZKQ-UHFFFAOYSA-N C(CCCCCCCCCCC)C1C(C(C(C1CCCCCCCCCCCC)CCCCCCCCCCCC)CCCCCCCCCCCC)CCCCCCCCCCCC Chemical compound C(CCCCCCCCCCC)C1C(C(C(C1CCCCCCCCCCCC)CCCCCCCCCCCC)CCCCCCCCCCCC)CCCCCCCCCCCC VLAFBLVBBGBZKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003189 Nylon 4,6 Polymers 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002199 base oil Substances 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002221 fluorine Chemical class 0.000 description 1
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 125000001174 sulfone group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/44—Centrifugal pumps
- F16C2360/45—Turbo-molecular pumps
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
【解決手段】外面に軌道面を有する内方部材11と、該内方部材11の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材11の外方に配置された外方部材12と、該両軌道面の間に転動自在に配設された複数の転動体13と、を備える転動装置において、外方部材12の軌道面と内方部材11の軌道面と転動体13の転動面と、のうちの少なくとも1つに、オイルプレーティング処理により、フッ素系潤滑油とフッ素樹脂とを含有する潤滑剤からなる潤滑膜15を形成しておく。これにより、フッ素樹脂の作用により、発塵及びアウトガス抑制効果を向上させることができる。
【選択図】図1
Description
これに対し、上記フッ素系高分子固体潤滑剤で転動部位をコーティングすることも考えられているが、比較的大きなアキシャル荷重がかかる状況においては、固体潤滑剤の剥離や欠落が生じたり、摩耗による発塵が多くなるので、耐久性及び低発塵性の点で不十分な場合がある。
本発明は、上述のような問題点に鑑みてなされたものであり、真空環境下等において好適に使用でき、装置から発生する塵埃やアウトガスが少なく、優れた耐久性を有する転動装置を提供することを目的とする。
ここで、オイルプレーティング処理とは、前記外方部材の軌道面、前記内方部材の軌道面、あるいは、前記転動体の転動面に、薄膜を付着させるための処理をいう。例えば、後述のように、希釈した潤滑剤を前記転動面等に付着させ、熱処理により希釈溶媒を除去することにより、本発明にかかる潤滑膜を形成可能である。
さらに、従来においては潤滑膜を薄く形成することにより発塵及びアウトガスの抑制を行わなければならなかったが、本発明においてはフッ素樹脂の添加により発塵及びアウトガスの抑制効果が得られることから、潤滑膜を若干厚く形成することができ、このため耐久性の向上も図ることができる。すなわち、潤滑膜は、前記潤滑膜を形成すべき面における粗さの山をそれぞれ覆うことができる程度にまで形成させることが望ましい。これよりも潤滑膜が薄くなると、一部の上記山が容易に露出してしまい、接触する相手側の油膜をかきとりやすくなる境界潤滑状態となって局部的な焼き付きが容易に発生するなど、耐久性が不十分となるからである。逆にあまりに潤滑膜が厚くなると、余分な潤滑剤が飛散しやすくなるため、発塵やアウトガスの抑制効果が低下する。このような潤滑膜の厚さの調整は、例えば後述するオイルプレーティング処理において、潤滑膜を形成すべき面に付着させる潤滑剤の希釈溶液の希釈濃度を調節することなどによって、行うことができる。
本発明の請求項2による転動装置は、請求項1において、前記潤滑油は、フッ素系潤滑油であることを特徴とする。
潤滑油としてフッ素系潤滑油を用いれば、揮発性が極めて低いのでアウトガスが少ない。
本発明の請求項3による転動装置は、請求項2において、前記潤滑剤中の前記フッ素樹脂の含有量を5質量%以上40質量%以下としたことを特徴とする。
フッ素樹脂の含有量が5質量%より低い場合には、発塵抑制効果が劣化し、40質量%よりも高い場合には、潤滑油の含有量が低くなるため、潤滑性が劣化する。より望ましくは、10質量%以上30質量%以下である。
このように、フッ素系潤滑油として、上記軌道面等を構成する材料との親和性が高い、分子構造中に官能基を有するフッ素系潤滑油を用いて、軌道面等に強固に付着する潤滑膜を形成させることにより、耐久性や発塵抑制効果を向上することができる。
一方、分子構造中に官能基を有するフッ素系潤滑油は、一般に蒸気圧が高くアウトガスが発生しやすいことから、材料への強固な付着によりもたらされる効果を維持しつつ、使用される環境の条件に応じたアウトガス量となるように、その含有量を調節することが望ましい。
アルキル化シクロペンタン又はポリフェニルエーテルを主成分として含有する潤滑油は、20℃における蒸気圧が1×10-5Pa以下であるので真空中においてもアウトガスの抑制効果がある。加えて、これら炭化水素系の潤滑油はフッ素系潤滑油と比べると潤滑性に優れており、転動装置を長寿命にする。
フッ素樹脂の含有量が5質量%より低い場合には、発塵抑制効果が劣化し、60質量%よりも高い場合には、潤滑油の含有量が低くなるため、潤滑性が劣化し、トルクが増加する。より望ましくは、5質量%以上40質量%以下である。
本発明の請求項7による転動装置は、請求項1〜6のいずれか1項において、前記潤滑膜は、前記潤滑剤0.5質量%以上10質量%以下と希釈溶媒99.5質量%以下90質量%以上とからなる潤滑剤希釈溶液を、該潤滑膜を形成すべき面に付着させて、50℃以上250℃以下で、15分間以上300分間以下加熱し、前記希釈溶媒を除去することにより形成したことを特徴とする。
この場合において、潤滑剤の含有量が0.5質量%より低い場合には、前記軌道面及び転動面に付着する潤滑膜が薄くなり過ぎるため、上述のように耐久性が不十分となる。一方、10質量%より高いと潤滑剤希釈溶液がべとつき、均一な付着や作業性に悪影響を及ぼすと共に、潤滑膜が厚くなり過ぎるため、上述のように発塵やアウトガスの抑制効果についての劣化を招くこととなる。
また、前記希釈溶媒は、潤滑油及びフッ素樹脂双方の溶媒として用いることができるものであり、具体例としては、代替フロン系の希釈溶媒、パーフロオロカーボン(PFC)、フッ素系不活性溶液のノベック(住友スリーエム株式会社製)、バートレル(デュポン株式会社製)、及び、ガルデン(アウジモント株式会社製)などが挙げられる。炭化水素系の潤滑油を用いる場合には、希釈溶媒としてヘキサンなども用いることができる。
このような表面粗さに設定することにより、接触面の面圧を抑制して耐久性を向上させることができる。これとともに、上述のような表面粗さに設定することにより、潤滑膜を少量に抑えるられるため、余分な潤滑油の飛散を防止し、発塵及びアウトガスの抑制効果についても高めることができる。
本発明の請求項9による転動装置は、請求項1〜8のいずれか1項において、真空中あるいはクリーンルームで用いられることを特徴とする。
本発明による転動装置は、発塵量及びアウトガスの量が非常に低量であるので、真空中や精密機械製造工場等のクリーンルーム等での使用に好適である。
(第1実施形態)
図1は、フッ素系潤滑油とフッ素樹脂とを含有する潤滑剤(フッ素系潤滑剤)を用いてオイルプレーティング処理を施した転がり軸受(転動装置)10の、転動体としての玉13の一部分を破断して示した断面図である。転がり軸受10は、外輪(外方部材)12と、内輪(内方部材)11と、玉13と、プレス加工により製造した波形の保持器14と、を備えている。
潤滑膜15を形成するフッ素系潤滑剤は、フッ素樹脂としてPTFEパウダーと、フッ素系潤滑油と、を含有するものであり、いわゆるゲル状になっている。
上記フッ素系潤滑油と上記PTFEパウダーを混合したものを、フッ素系潤滑剤として用いる。しかし、上記例示したフッ素系潤滑油にPTFEパウダーを混合したままでは、いずれも濃度が高いので、後述するように適当な希釈溶媒で希釈したフッ素系潤滑剤希釈溶液を、オイルプレーティング処理に用いることが好ましい。
まず、外輪12、内輪11、玉13、及び、保持器14をそれぞれ組み立てて転がり軸受10を完成状態としてから、脱脂洗浄後この外輪12及び内輪11間で玉13の存在する箇所に、用意したフッ素系潤滑剤希釈溶液をスポイドなどにより必要量だけ注入する。その後、転がり軸受10を数回回転させることにより、フッ素系潤滑剤希釈溶液を外輪12、内輪11、玉13、及び、保持器14の転動部位、摺動部位に付着させる。このフッ素系潤滑剤希釈溶液の供給は、塗布により行ってもよいし、スプレーを用いた噴霧により行ってもよい。あるいは、フッ素系潤滑剤希釈溶液の貯留槽に組み立てた転がり軸受10を浸漬後に引き上げることにより、フッ素系潤滑剤希釈溶液の供給を行ってもよい。
このようにして、フッ素系潤滑剤からなる潤滑膜を形成することができる。
ここで、上述した実施形態に関して、発塵量試験、アウトガス速度試験、及び、トルク耐久試験を行ったので説明する。
発塵量試験、アウトガス速度試験、及び、トルク耐久試験における比較例については、分子構造中に官能基を有するフッ素系潤滑油、具体的には末端にカルボキシル基を有する含フッ素重合体(FONBLIN Z DIAC)のみからフッ素系潤滑剤を構成し、使用した。希釈溶媒、オイルプレーティング処理方法や、転がり軸受の構成などの他の条件は、上述の実施形態と同様である。なお、実施例及び比較例ともにオイルプレーティング処理に用いるフッ素系潤滑剤希釈溶液の希釈濃度は1%とした。
まず、発塵量試験について説明する。図3(a)には、発塵量試験を行う際に用いた軸受回転試験機(日本精工株式会社製)が示されている。
試験軸受50の内輪50aを軸受回転試験機のスピンドル軸(SUS440C製)51に取り付ける。このとき、試験軸受50へのアキシアル荷重は、スプリング55により調整可能となっている。
次に、アウトガス速度試験(スループット法)について説明する。図4(a)には、本試験に用いられたアウトガス速度評価試験装置が示されている。
Qb=C(P2−P1)−Qc ・・・(1)
ここで、式(1)中の各値は、次の通りである。
Qb:試験軸受のアウトガス速度(Pa・m3/s)
Qc:チャンバーのアウトガス速度(Pa・m3/s)
C:オリフィスのコンダクタンス(定数)(m3/s)
P1:分析室チャンバー圧力(Pa)
P2:試料室チャンバー圧力(Pa)
Qc=C(P2’−P1’) ・・・式(2)
ここで、P1’,P2’は、それぞれ試験軸受90を収容しない時に測定される分析室チャンバー圧力及び試料室チャンバー圧力である。
また、アウトガス速度試験結果については、図4(b)に示すように、本実施形態の方が比較例と比べて約1/5と格段に低くなることが分かった。なお、図4に示すアウトガス速度は、比較例のアウトガス速度を1とした場合の相対値で示してある。
このトルク耐久試験(大気中)の結果については、図5に示すように、比較例のものは試験開始から100時間を超えたあたりでトルク値が著しく高くなったが、本実施形態のものは500時間を超えても低いトルク値のまま、ほとんど変化なく継続できた。
例えば、本実施形態では、深溝玉軸受に本発明を適用しているが、その他の軸受形式の転がり軸受にも本発明を適用できる。
また、転がり軸受の他に、図6及び図7に示すリニアガイド装置やリニアベアリングなどの直動型軸受や、図8に示すボールねじ装置などにも本発明を同様に適用できる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態の第1実施形態と異なる点は、本発明における潤滑膜を構成する潤滑油として、第1実施形態のフッ素系潤滑油ではなく、炭化水素系の潤滑油を用いている点である。以下、この炭化水素系の潤滑油及び該潤滑油を含有する潤滑剤のオイルプレーティング処理を中心に説明する。
図9は、炭化水素系潤滑油とフッ素樹脂とを含有する潤滑剤を用いてオイルプレーティング処理を施した転がり軸受(転動装置)70の、転動体としての玉73の一部分を破断して示した断面図である。
第2実施形態の転がり軸受70は、図1に示した転がり軸受10とほぼ同様の構成を有するものであり、潤滑膜75の構成材料、及び、潤滑膜75の付着状態においてのみ異なっている。なお、符号71は内輪、72は外輪、73は玉、74は保持器である。
同図に示されるように、本実施形態では、潤滑膜75を形成すべき面における粗さの山頂線と同等程度の位置まで、潤滑膜75が形成されている。耐久性を向上させるためには第1実施形態のように粗さの山頂線を越える程度に軌道面等を潤滑膜で覆うことが望ましいが、本実施形態のように潤滑膜を上記山頂線と同等程度の位置まで形成させてもよい。この場合には潤滑膜の量が少ないので発塵及びアウトガスがより少ない。なお、同図では、潤滑膜75は軌道面等に連続的に形成されているが、不連続的、例えば島状に形成されていてもよい。
この潤滑膜75を形成する潤滑剤は、フッ素樹脂パウダーと、アルキル化シクロぺンタン又はポリフェニルエーテルを主成分として含有する潤滑油と、を含有するものであり、いわゆるゲル状になっている。
まず、外輪72、内輪71、玉73、及び、保持器74をそれぞれ組み立てて転がり軸受70を完成状態としてから、脱脂洗浄後この外輪72及び内輪71間で玉73の存在する箇所に、用意した潤滑剤の希釈溶液をスポイドなどにより必要量だけ注入する。その後、転がり軸受70を数回回転させることにより、希釈溶液を外輪72、内輪71、玉73、及び、保持器74の転動部位、摺動部位に付着させる。この希釈剤の供給は、塗布により行ってもよいし、スプレーを用いた噴霧により行ってもよい。あるいは、希釈溶液の貯留槽に組み立てた転がり軸受70を浸漬後に引き上げることにより、希釈溶液の供給を行ってもよい。
このようにして、本実施形態の潤滑剤からなる潤滑膜を形成することができる。
ここで、上述した第2実施形態に関して、発塵量試験、及び、トルク耐久試験を行ったので説明する。
発塵量試験、及び、トルク耐久試験における比較例については、分子構造中に官能基を有するフッ素系潤滑油、具体的には末端にカルボキシル基を有する含フッ素重合体(FONBLIN Z DIAC)のみから潤滑剤を構成し、使用した。希釈溶媒の種類、オイルプレーティング処理方法や、転がり軸受の構成などの他の条件は、上述の第2実施形態と同様である。なお、実施例及び比較例ともにオイルプレーティング処理に用いる希釈溶液の希釈濃度は1%とした。
上記試験軸受についての発塵量試験は、上記第1実施形態における発塵量試験に用いた軸受回転試験機(図3(a)参照)と同じ試験機を用い、第1実施形態における発塵量試験と同様の方法で行った。また、試験条件も同様であり、試験軸受50の回転速度が1000rpm、荷重が50Nである。試験結果を図11のグラフに示す。同図に示されるように、本実施形態のものの方が、比較例のものに比べて発塵量(個/m3)が1/10以下ときわめて低いレベルとなった。
試験結果を図12のグラフに示す。同図に示すように、比較例のものは試験開始から100時間を超えたあたりでトルク値が著しく高くなったが、本実施形態のものは500時間を超えても低いトルク値のまま、ほとんど変化なく継続できた。
11,71 内輪
12,72 外輪
13,73 玉
14,74 保持器
15,75 潤滑膜
20 リニアガイド装置
21 案内レール
21a,22a 転動体転動溝
22 スライダ
23 玉
30 リニアベアリング
31 軸
31a 外周面
32 外筒
32a 内径面
33 玉
34 留め金
40 ボールねじ装置
41 軸
41a 軌道溝
42 ナット
42b 軌道溝
43 玉
44 サーキュレータチューブ
50,90 試験軸受
50a 内輪
50b 外輪
51 スピンドル軸
52 ハウジング
54 モータ
55 スプリング
56 磁性流体シールユニット
57,59 プーリ
58 ベルト
60 微小荷重変換器
61 容器
62 隔壁
63 レーザ光散乱式パーティクルカウンタ
64 フィルタ
65 空気導入口
91 分析室
92 試料室
93 オリフィス
94,95 イオンゲージ
96 ターボ分子ポンプ
97 ロータリーポンプ
98 四重極質量分析計
Claims (9)
- 外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配置された外方部材と、前記両軌道面の間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備える転動装置において、
前記外方部材の軌道面と前記内方部材の軌道面と前記転動体の転動面と、のうちの少なくとも1つに、オイルプレーティング処理により、20℃における蒸気圧が1×10-5Pa以下の潤滑油とフッ素樹脂とを含有する潤滑剤からなる潤滑膜を形成したことを特徴とする転動装置。 - 前記潤滑油は、フッ素系潤滑油であることを特徴とする請求項1に記載の転動装置。
- 前記潤滑剤中の前記フッ素樹脂の含有量を5質量%以上40質量%以下としたことを特徴とする請求項2に記載の転動装置。
- 前記フッ素系潤滑油を、分子構造中に官能基を有しないフッ素系潤滑油10質量%以上98質量%以下と、分子構造中に官能基を有するフッ素系潤滑油90質量%以下2質量%以上と、で構成したことを特徴とする請求項2又は3に記載の転動装置。
- 前記潤滑油は、アルキル化シクロペンタン又はポリフェニルエーテルを主成分として含有することを特徴とする請求項1に記載の転動装置。
- 前記潤滑剤中の前記フッ素樹脂の含有量を5質量%以上60質量%以下としたことを特徴とする請求項5に記載の転動装置。
- 前記潤滑膜は、前記潤滑剤0.5質量%以上10質量%以下と希釈溶媒99.5質量%以下90質量%以上とからなる潤滑剤希釈溶液を、該潤滑膜を形成すべき面に付着させて、
50℃以上250℃以下で、15分間以上300分間以下加熱し、前記希釈溶媒を除去することにより形成したことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の転動装置。 - 前記外方部材の軌道面及び前記内方部材の軌道面の中心線平均粗さRaをそれぞれ0.02μm以上0.2μm以下とし、
前記転動体の転動面の中心線平均粗さRaを0.002μm以上0.01μm以下としたことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに1項に記載の転動装置。 - 真空中あるいはクリーンルームで用いられることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の転動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003400397A JP4476606B2 (ja) | 2003-06-24 | 2003-11-28 | 転動装置 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003180007 | 2003-06-24 | ||
JP2003400397A JP4476606B2 (ja) | 2003-06-24 | 2003-11-28 | 転動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005036959A true JP2005036959A (ja) | 2005-02-10 |
JP4476606B2 JP4476606B2 (ja) | 2010-06-09 |
Family
ID=34220203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003400397A Expired - Lifetime JP4476606B2 (ja) | 2003-06-24 | 2003-11-28 | 転動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4476606B2 (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007032715A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Nsk Ltd | 直動装置 |
WO2008069177A1 (ja) * | 2006-12-04 | 2008-06-12 | Jtekt Corporation | 転がり軸受及び総転動体軸受 |
JP2008185144A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-14 | Nsk Ltd | 直動装置及びその使用方法 |
JP2008185046A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-08-14 | Nsk Ltd | 直動装置 |
JP2009222139A (ja) * | 2008-03-17 | 2009-10-01 | Nsk Ltd | 転がり軸受、調心輪付き転がり軸受 |
US8016490B2 (en) | 2005-01-31 | 2011-09-13 | Nsk Ltd. | Thin-wall bearing |
JP2013176225A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Nsk Ltd | モータ |
JP2019027545A (ja) * | 2017-08-01 | 2019-02-21 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受及びその製造方法 |
JP2019190532A (ja) * | 2018-04-23 | 2019-10-31 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受及びその製造方法 |
-
2003
- 2003-11-28 JP JP2003400397A patent/JP4476606B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8016490B2 (en) | 2005-01-31 | 2011-09-13 | Nsk Ltd. | Thin-wall bearing |
JP2007032715A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Nsk Ltd | 直動装置 |
WO2008069177A1 (ja) * | 2006-12-04 | 2008-06-12 | Jtekt Corporation | 転がり軸受及び総転動体軸受 |
JP2008138815A (ja) * | 2006-12-04 | 2008-06-19 | Jtekt Corp | 転がり軸受及び総転動体軸受 |
EP2088342A1 (en) * | 2006-12-04 | 2009-08-12 | JTEKT Corporation | Rolling bearing and total rolling element bearing |
EP2088342A4 (en) * | 2006-12-04 | 2012-04-11 | Jtekt Corp | BEARING BEARING AND TOTAL ROLLING BEARING BEARING |
JP2008185046A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-08-14 | Nsk Ltd | 直動装置 |
JP2008185144A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-14 | Nsk Ltd | 直動装置及びその使用方法 |
JP2009222139A (ja) * | 2008-03-17 | 2009-10-01 | Nsk Ltd | 転がり軸受、調心輪付き転がり軸受 |
JP2013176225A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Nsk Ltd | モータ |
JP2019027545A (ja) * | 2017-08-01 | 2019-02-21 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受及びその製造方法 |
JP2019190532A (ja) * | 2018-04-23 | 2019-10-31 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4476606B2 (ja) | 2010-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100925071B1 (ko) | 박막 베어링 | |
US5939363A (en) | Rolling-contact bearing and method of forming film of lubricant | |
US6808310B2 (en) | Rolling bearing | |
JP4476606B2 (ja) | 転動装置 | |
JP2008039037A (ja) | 波動歯車装置用軸受 | |
EP2088342A1 (en) | Rolling bearing and total rolling element bearing | |
JP2002357225A (ja) | 転がり軸受 | |
KR100515941B1 (ko) | 정보 기기 | |
JP2008185144A (ja) | 直動装置及びその使用方法 | |
JP6855974B2 (ja) | 転がり軸受及びその製造方法 | |
JP4748069B2 (ja) | 直動装置 | |
JP2007032715A (ja) | 直動装置 | |
JP3838273B2 (ja) | 転がり軸受および転がり軸受の潤滑薄膜形成方法 | |
JP2001173667A (ja) | 転動装置 | |
JPH09229074A (ja) | 転がり軸受 | |
JP2008025672A (ja) | 玉軸受 | |
JP2001248708A (ja) | 転動装置 | |
JP2003343579A (ja) | 転動装置 | |
JP2019190532A (ja) | 転がり軸受及びその製造方法 | |
JP3903151B2 (ja) | ボールねじおよびボールねじの潤滑薄膜形成方法 | |
JP2006046531A (ja) | 薄肉転がり軸受 | |
JP2006207765A (ja) | コンプレッサ用転がり軸受 | |
JP3707716B2 (ja) | 情報機器 | |
JPH08240223A (ja) | 直動型軸受および直動型軸受の潤滑薄膜形成方法 | |
JP3857449B2 (ja) | 低発塵転がり摺動部品 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061115 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081210 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090106 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090304 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090331 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090527 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20090603 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20090626 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100310 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4476606 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140319 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |