JP2005337278A - Bearing - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing enough good for practical use even in the case of use in a precision device such as a precision electronic device by giving wear resistance and durability to a bearing such as a ball bearing or a needle bearing and also giving conductivity to the bearing to have a function of preventing charging due to electrostatic electricity. <P>SOLUTION: This bearing includes: a plurality of bearing rolling elements 1; a ring-like retainer ring 10 retaining the bearing rolling elements in non-contact state; and a bearing shaft receiver composed of an outer ring 12 having a guide groove 12a provided along the inner periphery and an inner ring 13 having a guide groove 13a provided along the outer periphery to thereby slidably hold the bearing rolling elements held in the respective hole parts 11 of the ring-like retainer ring. Fullerene is deposited on the inner surface side of the outer ring and the outer surface side of the inner ring using a vacuum deposition method, and photo-polymerized to inpart wear resistance and durability to the deposited fullerene thin film. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、表面処理を施すことにより、優れた耐磨耗性及び耐久性と導電性とを持たせたベアリングに関する。   The present invention relates to a bearing having excellent wear resistance, durability and conductivity by applying a surface treatment.

フラーレンは、炭素原子のみの炭素原子群からなる中空状の分子で、炭素原子の数が60個、70個、76個、82個などのそれぞれ炭素原子群からなるフラーレンは、フラーレンC60、フラーレンC70、フラーレンC76、フラーレンC82などが存在していて、例えば、フラーレンC60は、12個のそれぞれ5員環と、その各々5員環を取り囲む形の12個の6員環とにより組み合わさり、サッカーボールと同じ様な形をしたネットワークの中空状の分子であり、ネットワークの各頂点(60個)に炭素を配置した構造となっている。   Fullerene is a hollow molecule composed of a carbon atom group consisting of only carbon atoms. Fullerenes composed of carbon atom groups such as 60, 70, 76, and 82 carbon atoms are fullerene C60 and fullerene C70. , Fullerene C76, fullerene C82, and the like. For example, fullerene C60 is composed of 12 5-membered rings and 12 6-membered rings surrounding each 5-membered ring. It is a hollow molecule of the network that has the same shape as, and has a structure in which carbon is arranged at each vertex (60 pieces) of the network.

フラーレンは、ダイヤモンド、黒鉛、無定形炭素と並ぶ炭素の同素体であるとともに、ダイヤモンドやグラファイトには無い様々な物理化学的性質を備え、例えば、化学的、熱的に安定で、壊れ難くい分子であり、また、光エネルギーを吸収し易く、電子受容性が高いといった性質を示し、フラーレンの薄膜に紫外光や可視光を照射すると、フラーレン同士が重合して、ポリマーを形成することも知られている。   Fullerene is an allotrope of carbon alongside diamond, graphite, and amorphous carbon, and has various physicochemical properties that diamond and graphite do not have. For example, it is a chemically and thermally stable molecule that is not easily broken. It is also known that it absorbs light energy and has high electron acceptability, and when fullerene thin films are irradiated with ultraviolet light or visible light, fullerenes are polymerized to form a polymer. Yes.

また、フラーレンは、代表的な炭素系のナノ材料として多くの分野で活発に研究されており、その一つにフラーレンを用いた様々な薄膜が作製されており、それらの機能や物性に関心が寄せられている。また、抗酸化剤としての幅広い応用、医薬品や診療薬、化粧品への応用など、幅広い用途分野に、その可能性が報告されている。   In addition, fullerene has been actively studied in many fields as a representative carbon-based nanomaterial, and various thin films using fullerene have been produced as one of them, and we are interested in their functions and physical properties. It is sent. In addition, its potential has been reported in a wide range of applications such as a wide range of applications as antioxidants, pharmaceuticals, medical drugs, and cosmetics.

そのフラーレン薄膜作製法としては、分子線エピタキシー法、真空蒸着法、Langmuire−Brodgett法などが知られている。   As the fullerene thin film production method, a molecular beam epitaxy method, a vacuum deposition method, a Langmuir-Brodgett method, or the like is known.

ところで、ベアリングは、機械の回転部分を効率良く回転させるために用いられる重要な部品であるが、そのベアリングには、内径1mmのミニチュアベアリングから、外径7mを越える超大型のベアリングまで、様々な大きさのベアリングがあり、重大な役割を担っている。そして、その用途として、産業機械、交通、情報通信分野や半導体、液晶製造など多くの分野で用いられており、長寿命、軽量、高速回転など、ベアリングに求められる性能は益々多様化してきている。   By the way, the bearing is an important part that is used to efficiently rotate the rotating part of the machine. There are various bearings ranging from a miniature bearing having an inner diameter of 1 mm to a super-large bearing having an outer diameter exceeding 7 m. There is a bearing of a size and plays a critical role. And its applications are used in many fields such as industrial machinery, transportation, information and communication fields, semiconductors, liquid crystal manufacturing, etc. The performance required for bearings such as long life, light weight, and high speed rotation is becoming more and more diversified. .

上記で述べたようなベアリングのうちの一つであるボールベアリングに関して言えば、従来、ベアリングボール及びそれを支えるベアリング軸受(外輪と内輪からなるボール軸受)は、軸受鋼等の金属で構成されたものが一般的であったが、耐磨耗性及び耐久性を向上させるために、ベアリングボールを、セラミック製にしたり、また、固体潤滑剤で固体潤滑膜を軸受の外輪の内側及び内輪の外側のボール案内溝とベアリングボールの表面に形成して滑動し易くしている。その他には、外輪及び内輪に、浸炭焼入れを施したものもある。
電子材料 2003年1月号 工業調査会発行 特開2002−29852号公報
Speaking of ball bearings, which are one of the bearings described above, conventionally, bearing balls and bearing bearings (ball bearings composed of an outer ring and an inner ring) have been made of metal such as bearing steel. In order to improve wear resistance and durability, the bearing ball is made of ceramic, or a solid lubricant film with a solid lubricant is applied inside the outer ring of the bearing and outside the inner ring. It is formed on the ball guide groove and the surface of the bearing ball to facilitate sliding. In addition, there are carburized and hardened outer rings and inner rings.
Electronic materials published in January 2003 JP 2002-29852 A

従来のボールベアリングでは、使用されるベアリングボールは、軸受鋼等の金属で構成されたものが一般的であったが、一層の耐磨耗性を付与するために、セラミック製のベアリングボールも使用されてきている。   In conventional ball bearings, the bearing balls used are generally made of metal such as bearing steel, but ceramic bearing balls are also used to provide higher wear resistance. Has been.

そのセラミックには、例えば、窒化珪素質セラミック、アルミナ質セラミック、ジルコニア質セラミック等が使用されているが、従来のセラミック製ベアリングボールには、空隙や金属異物、あるいは微小な欠陥などが存在していることが多い。しかしながら、ベアリングの性能には大きな支障はなく、それほど注意が払われていなかった。   For example, silicon nitride ceramics, alumina ceramics, zirconia ceramics, etc. are used as the ceramics. However, conventional ceramic bearing balls have voids, metallic foreign objects, or minute defects. There are many. However, the performance of the bearing was not seriously affected and not much attention was paid.

また、上記のようなセラミック製ベアリングボールは、いずれも絶縁体であり、回転しているうちに摩擦により発生する静電気により帯電し易い性質がある。このため、精密電子機器、例えば、パソコンのハードディスク、プリンターやコピー機のファンモーター、及びステッピングモーター等の主軸を支える軸受部品として使用されるベアリングのセラミックボールは、高速回転で使用したときに、ベアリングボールやボール軸受の内輪や外輪に静電気による埃等が付着すると、異音や振動の原因になることがあり、耐磨耗性の低下に繋がりかねないものである。   Moreover, the ceramic bearing balls as described above are all insulators and have a property of being easily charged by static electricity generated by friction during rotation. Therefore, precision ceramics such as hard disks for personal computers, fan motors for printers and copiers, and ceramic balls for bearings used as bearing parts to support main shafts such as stepping motors, If dust or the like due to static electricity adheres to the inner or outer ring of a ball or ball bearing, it may cause abnormal noise or vibration, which may lead to a decrease in wear resistance.

このようなベアリングの静電気による帯電を防止してベアリングの導電性を向上させるために、材料の絶縁性セラミックに、導電性セラミックを含有させる方法も取られているが、このような方策によってベアリングボールの耐磨耗性及び耐久性などの性能が落ちてしまうことも少なくない。   In order to prevent the bearing from being charged by static electricity and to improve the conductivity of the bearing, a method of incorporating a conductive ceramic into the insulating ceramic of the material has been taken. Performance such as wear resistance and durability often falls.

本発明の課題は、ボールベアリング、ニードルベアリング等のベアリングに、耐磨耗性及び耐久性を付与するとともに、導電性を持たせて静電気による帯電を防止する機能を付与することにより、精密電子機器等の精密機器類に用いても、十分に実用に耐え得るベアリングを提供することにある。   It is an object of the present invention to provide precision electronic equipment by imparting wear resistance and durability to a bearing such as a ball bearing, a needle bearing, etc., and providing a function to prevent electrification due to static electricity. It is an object of the present invention to provide a bearing that can withstand practical use even when used in precision instruments such as the above.

本発明の請求項1に係る発明は、複数個のベアリング転動体と、該ベアリング転動体を各々滑動可能に非接触状態に保持する複数の孔設部を有するリング状保持輪と、該リング状保持輪の各々孔設部に保持した前記ベアリング転動体を滑動可能に挟持する案内溝を内周に沿って設けた外輪と外周に沿って設けた内輪とによるベアリング軸受体とからなるラジアル玉軸受方式のベアリングにおいて、外輪の内面側及び内輪の外面側に、真空成膜法を用いてフラーレンを蒸着し且つ光重合させることにより成膜されたフラーレン薄膜により耐磨耗性及び耐久性が付与されていることを特徴とするベアリングである。   The invention according to claim 1 of the present invention includes a plurality of bearing rolling elements, a ring-shaped retaining ring having a plurality of hole portions for holding the bearing rolling elements in a non-contact state so as to be slidable, and the ring-shaped retaining ring. A radial ball bearing comprising a bearing bearing body comprising an outer ring provided along the inner circumference and an inner ring provided along the outer circumference for slidably holding the bearing rolling elements held in the respective hole portions of the holding ring. In the type of bearing, wear resistance and durability are imparted by the fullerene thin film formed by vapor deposition and photopolymerization of fullerene on the inner surface side of the outer ring and the outer surface side of the inner ring using a vacuum film formation method. It is the bearing characterized by having.

本発明の請求項2に係る発明は、複数個のベアリング転動体と、該ベアリング転動体を各々滑動可能に非接触状態に保持する複数の孔設部を有するリング状保持輪と、該リング状保持輪の各々孔設部に保持した前記ベアリング転動体を滑動可能に挟持する案内溝を内周に沿って設けた外輪と外周に沿って設けた内輪とによるベアリング軸受体とからなるラジアル玉軸受方式のベアリングにおいて、外輪の内面側及び内輪の外面側に、真空成膜法を用いてフラーレンを蒸着し且つ光重合させることにより成膜されたフラーレン薄膜により導電性が付与されていることを特徴とするベアリングである。   The invention according to claim 2 of the present invention includes a plurality of bearing rolling elements, a ring-shaped retaining ring having a plurality of hole portions for holding the bearing rolling elements in a non-contact state so as to be slidable, and the ring-shaped retaining ring. A radial ball bearing comprising a bearing bearing body including an outer ring provided along the inner periphery and a guide ring provided along the outer periphery for slidably holding the bearing rolling elements held in the respective hole portions of the holding ring. In the type bearing, conductivity is imparted to the inner surface of the outer ring and the outer surface of the inner ring by a fullerene thin film formed by vapor deposition and photopolymerization of fullerene using a vacuum film forming method. It is a bearing.

本発明の請求項3に係る発明は、複数個のベアリング転動体と、該ベアリング転動体を各々滑動可能に非接触状態に保持する複数の孔設部を有するリング状保持輪と、該リング状保持輪の各々孔設部に保持した前記ベアリング転動体を滑動可能に挟持する案内溝を内周に沿って設けた外輪と外周に沿って設けた内輪とによるベアリング軸受体とからなるラジアル玉軸受方式のベアリングにおいて、外輪の内面側及び内輪の外面側に、真空成膜法
を用いてフラーレンを蒸着し且つ光重合させることにより成膜されたフラーレン薄膜により耐磨耗性と耐久性と導電性とが付与されていることを特徴とするベアリングである。
According to a third aspect of the present invention, there are provided a plurality of bearing rolling elements, a ring-shaped retaining ring having a plurality of hole portions for holding the bearing rolling elements in a non-contact state so as to be slidable, and the ring-shaped retaining ring. A radial ball bearing comprising a bearing bearing body including an outer ring provided along the inner periphery and a guide ring provided along the outer periphery for slidably holding the bearing rolling elements held in the respective hole portions of the holding ring. In the type of bearing, wear resistance, durability and conductivity are achieved by fullerene thin film formed by vapor deposition and photopolymerization of fullerene on the inner surface side of the outer ring and the outer surface side of the inner ring using a vacuum film formation method. These are bearings characterized by being given.

本発明の請求項4に係る発明は、上記請求項1乃至3のいずれか1項に係るベアリングにおいて、前記ベアリング転動体の表面に真空成膜法を用いてフラーレンを蒸着し且つ光重合させることにより成膜されたフラーレン薄膜により耐磨耗性及び耐久性が付与されていることを特徴とするベアリングである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the bearing according to any one of the first to third aspects, fullerene is vapor-deposited and photopolymerized on the surface of the bearing rolling element using a vacuum film forming method. This is a bearing characterized in that wear resistance and durability are imparted by the fullerene thin film formed by the above method.

本発明の請求項5に係る発明は、上記請求項1乃至3のいずれか1項に係るベアリングにおいて、前記ベアリング転動体の表面に真空成膜法を用いてフラーレンを蒸着し且つ光重合させることにより成膜されたフラーレン薄膜により導電性が付与されていることを特徴とするベアリングである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the bearing according to any one of the first to third aspects, fullerene is vapor-deposited and photopolymerized on the surface of the bearing rolling element using a vacuum film-forming method. Conductivity is imparted by a fullerene thin film formed by the above method.

本発明の請求項6に係る発明は、上記請求項1乃至3のいずれか1項に係るベアリングにおいて、前記ベアリング転動体の表面に真空成膜法を用いてフラーレンを蒸着し且つ光重合させることにより成膜されたフラーレン薄膜により耐磨耗性と耐久性と導電性とが付与されていることを特徴とするベアリングである。   According to a sixth aspect of the present invention, in the bearing according to any one of the first to third aspects, fullerene is vapor-deposited and photopolymerized on the surface of the bearing rolling element using a vacuum film forming method. A fullerene thin film formed by the above method is provided with wear resistance, durability, and conductivity.

本発明の請求項7に係る発明は、上記請求項1乃至6のいずれか1項に係るベアリングが、前記ベアリング転動体に真球ボールを用いたボールベアリング又はコロ状又は針状ニードルを用いたニードルベアリングであることを特徴とするベアリングである。   In the invention according to claim 7 of the present invention, the bearing according to any one of claims 1 to 6 uses a ball bearing or a roller-like or needle-like needle using a true spherical ball as the bearing rolling element. The bearing is a needle bearing.

本発明の請求項8に係る発明は、上記請求項1乃至6のいずれか1項に係るベアリングが、前記ベアリング転動体に真球ボールを用いたボールベアリングであって、前記ベアリング軸受体のベアリング転動体を滑動可能に案内する外輪の内周と内輪の外周に沿って設けた各々案内溝が、真球ボールの曲率半径に対応する断面円弧型に形成されていることを特徴とするベアリングである。   The invention according to claim 8 of the present invention is such that the bearing according to any one of claims 1 to 6 is a ball bearing using a true ball as the bearing rolling element, and the bearing of the bearing bearing body. A bearing characterized in that each of the guide grooves provided along the inner circumference of the outer ring and the outer circumference of the inner ring for slidably guiding the rolling element is formed in a cross-sectional arc shape corresponding to the radius of curvature of the true ball. is there.

本発明の請求項9に係る発明は、上記請求項1乃至6のいずれか1項に係るベアリングが、前記ベアリング転動体に真球ボールを用いたボールベアリングであって、前記ベアリング軸受体のベアリング転動体を滑動可能に案内する外輪の内周と内輪の外周に沿って設けた各々案内溝が、断面V字型に形成されて、ボールベアリングとの接触面が最小であることを特徴とするベアリングである。   According to a ninth aspect of the present invention, the bearing according to any one of the first to sixth aspects is a ball bearing using a true ball as the bearing rolling element, and the bearing of the bearing bearing body. Each of the guide grooves provided along the inner periphery of the outer ring and the outer periphery of the inner ring for slidably guiding the rolling elements is formed in a V-shaped cross section, and has a minimum contact surface with the ball bearing. It is a bearing.

本発明の請求項10に係る発明は、上記請求項1乃至9のいずれか1項に係るベアリングにおいて、前記フラーレン薄膜が、分子線エピタキシー法、真空蒸着法、レーザーアブレーション法等の真空成膜法によりフラーレンC60を蒸着させ、且つ光重合させて薄膜形成されていることを特徴とするベアリングである。   According to a tenth aspect of the present invention, in the bearing according to any one of the first to ninth aspects, the fullerene thin film is formed by a vacuum film formation method such as a molecular beam epitaxy method, a vacuum deposition method, a laser ablation method, or the like. A fullerene C60 is vapor-deposited by the above and photopolymerized to form a thin film.

本発明のベアリングは、フラーレン薄膜を用いたベアリングであり、フラーレン薄膜の成膜法として知られている真空成膜法として、例えば、分子線エピタキシー法、真空蒸着法、レーザーアブレーション法等を用いることにより、真球ボールや真円柱状ニードルなどからなるベアリング転動体の表面、あるいはベアリング転動体を保持する保持輪、あるいはベアリング転動体を滑動可能に挟持する外輪と内輪とからなるベアリング軸受体のそれぞれ外輪の内側表面と内輪の外側表面などベアリング構造体面に、フラーレンの薄膜を蒸着させ、且つ蒸着したフラーレンの薄膜を光重合させることにより、フラーレン薄膜を形成して、ベアリングに耐磨耗性及び耐久性を付与することができ、従来よりも、より高く耐磨耗性及び耐久性を向上させたベアリングを得ることができる。   The bearing of the present invention is a bearing using a fullerene thin film, and, for example, a molecular beam epitaxy method, a vacuum deposition method, a laser ablation method, or the like is used as a vacuum film formation method known as a film formation method for a fullerene thin film. The surface of the bearing rolling element consisting of a spherical ball or a true cylindrical needle, the holding ring for holding the bearing rolling element, or the bearing bearing body consisting of an outer ring and an inner ring for slidably holding the bearing rolling element. A fullerene thin film is vapor-deposited on the bearing structure surface, such as the inner surface of the outer ring and the outer surface of the inner ring, and the fullerene thin film is photopolymerized to form a fullerene thin film. Higher than conventional and improved wear resistance and durability Bearing it is possible to obtain a.

これによって、ベアリングの信頼性及び寿命の長寿命化を図ることができるとともに、また、ベアリングにフラーレン薄膜を形成することにより導電性を持たせることができるため、ベアリングに対する静電気の帯電を防止でき、そのために埃や塵等の付着を回避でき、埃や塵による精密電子機器への悪影響を回避して、ベアリングの性能向上を可能にさせるものである。   This makes it possible to increase the reliability and life of the bearing, and also to provide conductivity by forming a fullerene thin film on the bearing, so that electrostatic charging of the bearing can be prevented, Therefore, it is possible to avoid adhesion of dust, dust, etc., and to avoid the adverse effect of the dust and dust on precision electronic equipment, and to improve the performance of the bearing.

以下に、本発明のベアリングの実施の形態について、図面を参照して以下に詳細に説明すれば、図1(a)は、本発明の実施の形態に係るボールベアリングAの側面図を示し、図1(b)は、その正面断面図、図4は、部分断面斜視図を示すものである。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a bearing of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 (a) shows a side view of a ball bearing A according to an embodiment of the present invention. FIG. 1B is a front sectional view, and FIG. 4 is a partial sectional perspective view.

図1(a)〜(b)、及び図4に示すように、ボールベアリングAは、真円輪の外輪12と、該外輪12の内側に嵌装する真円輪の内輪13とからなるベアリング軸受体と、その外輪12と内輪13の中間の輪状間隙部内に僅かな所定の等間隔を置いて嵌入する複数個の真球ボールからなるベアリング転動体1と、該外輪12と内輪13との間に、複数個の各々ベアリング転動体1を滑動可能に非接触状態で所定間隔を置いて嵌挿して保持する複数の各々孔設部11を有するリング状保持輪10と、前記外輪12の内周と内輪13の外周の間の輪状間隙部を外側から遮蔽する輪状のシールド板20とから構成される。   As shown in FIGS. 1A to 1B and FIG. 4, the ball bearing A is a bearing composed of a round outer ring 12 and a round inner ring 13 fitted inside the outer ring 12. A bearing body, a bearing rolling element 1 composed of a plurality of true spherical balls that are inserted into a ring-shaped gap between the outer ring 12 and the inner ring 13 at a slight predetermined equal interval, and the outer ring 12 and the inner ring 13 A ring-shaped holding ring 10 having a plurality of hole-forming portions 11 for inserting and holding a plurality of bearing rolling elements 1 in a non-contacting manner in a non-contact state therebetween, and an inner ring of the outer ring 12. An annular shield plate 20 that shields an annular gap between the circumference and the outer circumference of the inner ring 13 from the outside.

真円輪の外輪12には、その内周面側の表面に真球ボールからなる前記ベアリング転動体1を案内する真球ボールの曲率半径に対応する曲率半径の断面円弧状の転動体案内溝12aを備えている。   In the outer ring 12 of the perfect circle, a rolling element guide groove having an arcuate cross section having a radius of curvature corresponding to the radius of curvature of the true spherical ball guiding the bearing rolling element 1 made of a true spherical ball on the inner peripheral surface thereof. 12a.

また、真円輪の内輪13には、その外周面側の表面に真球ボールからなる前記ベアリング転動体1を案内する真球ボールの曲率半径に対応する曲率半径の断面円弧状の転動体案内溝13aを備えている。   Further, the inner ring 13 of the perfect circle is a rolling element guide having an arcuate cross section having a radius of curvature corresponding to the radius of curvature of the true spherical ball that guides the bearing rolling element 1 made of a true spherical ball on the outer peripheral surface thereof. A groove 13a is provided.

図2に示すように、前記ボールベアリングAの構造体である前記外輪12と内輪13とからなるベアリング軸受体、複数個の真球ボールからなるベアリング転動体1、複数個の各々ベアリング転動体1を滑動可能に互いに非接触状態で所定間隔を置いて嵌挿して保持するリング状保持輪10のそれぞれ構造体30の表面には、炭素系のナノ材料を用いて成膜したフラーレン薄膜40が施されている。   As shown in FIG. 2, a bearing bearing body composed of the outer ring 12 and the inner ring 13, which is a structure of the ball bearing A, a bearing rolling element 1 composed of a plurality of true spherical balls, and a plurality of bearing rolling elements 1. The fullerene thin film 40 formed using a carbon-based nanomaterial is applied to the surface of each structure 30 of the ring-shaped retaining ring 10 that is slidably inserted and held at predetermined intervals in a non-contact state. Has been.

例えば、少なくとも、前記外輪12の内周面及び内輪13の外周面、ベアリング転動体1の外表面、リング状保持輪10の内表面のうち、いずれか1つの面、又はいずれか2つ以上の面、又は全ての面には、図2に示すように、真空成膜法(例えば、分子線エピタキシー法、真空蒸着法、レーザーアブレーション法等)によりフラーレンC60の薄膜を蒸着して薄膜形成し、そのフラーレンC60の薄膜を光重合することにより成膜されたフラーレン薄膜40が施されている。   For example, at least one of the inner peripheral surface of the outer ring 12 and the outer peripheral surface of the inner ring 13, the outer surface of the bearing rolling element 1, and the inner surface of the ring-shaped retaining ring 10, or any two or more of them. As shown in FIG. 2, a fullerene C60 thin film is deposited on the surface or all surfaces by a vacuum film forming method (for example, molecular beam epitaxy method, vacuum vapor deposition method, laser ablation method, etc.). The fullerene thin film 40 formed by photopolymerizing the fullerene C60 thin film is applied.

上記フラーレン薄膜を成膜するための原材料には、炭素系のナノ材料であるフラーレンが使用される。   As a raw material for forming the fullerene thin film, fullerene, which is a carbon-based nanomaterial, is used.

フラーレンは、炭素原子のみの炭素原子群からなる中空状の分子であり、炭素原子の数が60個、70個、76個、82個などの炭素原子群からなるフラーレンとして、それぞれ、フラーレンC60、フラーレンC70、フラーレンC76、フラーレンC82などが存在している。   Fullerene is a hollow molecule composed of a carbon atom group consisting of only carbon atoms, and fullerene C60, a fullerene composed of carbon atoms such as 60, 70, 76, and 82 carbon atoms, respectively. Fullerene C70, fullerene C76, fullerene C82 and the like are present.

例えば、フラーレンC60は、12個のそれぞれ5員環と、その各々5員環を取り囲む形の12個の6員環とにより組み合わさり、サッカーボールと同じ様な形をしたネットワ
ークの中空状の分子であり、ネットワークの各頂点(60個)に炭素を配置した構造となっている。
For example, fullerene C60 is composed of twelve five-membered rings and twelve six-membered rings that surround each of the five-membered rings. It has a structure in which carbon is arranged at each vertex (60) of the network.

上記フラーレンは、ダイヤモンド、黒鉛、無定形炭素と並ぶ炭素の同素体であるとともに、ダイヤモンドやグラファイトには無い様々な物理化学的性質を備えており、化学的、熱的に安定で、壊れ難くい分子であって、光エネルギーを吸収し易く、電子受容性が高いといった性質を示し、フラーレンの薄膜に紫外光や可視光を照射すると、フラーレン同士が重合してポリマーを形成する。   The above fullerene is an allotrope of carbon alongside diamond, graphite, and amorphous carbon, and has various physicochemical properties not found in diamond and graphite, and is a molecule that is chemically and thermally stable and not easily broken. However, it exhibits properties such as easy absorption of light energy and high electron acceptability. When a fullerene thin film is irradiated with ultraviolet light or visible light, fullerenes are polymerized to form a polymer.

本発明におけるフラーレン薄膜を成膜するためのフラーレン薄膜作製法としては、分子線エピタキシー法、真空蒸着法、Langmuire−Brodgett法などが採用できる。   As a fullerene thin film production method for forming a fullerene thin film in the present invention, a molecular beam epitaxy method, a vacuum vapor deposition method, a Langmuir-Brodgett method, or the like can be employed.

例えば、本発明のフラーレン薄膜の成膜には、炭素系のナノ材料である粉末のフラーレンC60を原材料に使用して蒸着するとともに、光重合処理を行うものであり、材料純度は、少なくとも99.0%以上の材料を使用し、好ましくは99.9%以上がよい。   For example, the film formation of the fullerene thin film of the present invention involves vapor deposition using a powdered fullerene C60, which is a carbon-based nanomaterial, as a raw material, and a photopolymerization treatment, and the material purity is at least 99.99. A material of 0% or more is used, preferably 99.9% or more.

本発明のベアリングの他の実施の形態としては、ボールベアリングAの外輪12内周面側の表面に形成される真球ボールの前記ベアリング転動体1を案内する転動体案内溝12a、13aの断面形状として、図1(b)に示すような真球ボールの曲率半径に対応する断面円弧型以外に、図3の正面断面図に示すような断面V字型に形成されていてもよく、断面V字型に形成することによって、各々真球ボールによるベアリング転動体1と案内溝12a、13aとの接触面積が最小となって、各々ベアリング転動体1と、案内溝12a、13aとの接触回転による磨耗、及びそのベアリング構造体の磨耗を減少させることができる。   As another embodiment of the bearing of the present invention, cross sections of rolling element guide grooves 12a and 13a for guiding the bearing rolling element 1 of a true spherical ball formed on the inner peripheral surface side surface of the outer ring 12 of the ball bearing A. As a shape, in addition to the circular arc shape corresponding to the radius of curvature of the true spherical ball as shown in FIG. 1B, it may be formed in a V-shaped cross section as shown in the front sectional view of FIG. By forming it in a V shape, the contact area between the bearing rolling element 1 and the guide grooves 12a and 13a by each spherical ball is minimized, and the contact rotation between the bearing rolling element 1 and the guide grooves 12a and 13a, respectively. And wear of the bearing structure can be reduced.

このように、外輪12の内面側の表面及び内輪13の外面側の表面に設けたそれぞれV字型のボール案内溝12a、13aは、真球ボールからなるベアリング転動体1を、外輪12、内輪13の円周に沿ってスラスト方向(ベアリングが軸支する回転体の回転軸方向)の位置を、定位置に固定する溝の役目を果たすとともに、ベアリング転動体1が外輪12と内輪13とに接触する面積をできる限り減らすことができる。   As described above, the V-shaped ball guide grooves 12a and 13a provided on the inner surface of the outer ring 12 and the outer surface of the inner ring 13 respectively provide the bearing rolling element 1 made of a spherical ball as the outer ring 12 and the inner ring. 13 serves as a groove for fixing the position in the thrust direction (rotation axis direction of the rotating body supported by the bearing) to a fixed position along the circumference of the bearing 13, and the bearing rolling element 1 is connected to the outer ring 12 and the inner ring 13. The contact area can be reduced as much as possible.

以上より、ベアリングの構成部品同士が互いに実際に接触している面(真実接触面)にフラーレン薄膜40が蒸着されているため、真実接触部分は最小になり、また光重合させたことによりフラーレン薄膜の強度も上がり、耐磨耗性及び耐久性の向上が得られる。   As described above, since the fullerene thin film 40 is deposited on the surface where the bearing components are actually in contact with each other (the true contact surface), the true contact portion is minimized, and the fullerene thin film is obtained by photopolymerization. As a result, the wear resistance and durability can be improved.

本発明のベアリングにおけるフラーレン薄膜による表面処理は、図1(a)〜(b)及び図4に示すようなボールベアリングに限られるものでなく、たとえば、図5の部分断面斜視図に示すように、ベアリング転動体1としてコロ(ロール状)の転動体1を用いたコロベアリング、又は細径コロ(針状)のニードル転動体1を用いたニードルベアリング、又は、図6に示すように、回転軸中心Oの方向(スラスト方向)に隣接する真円の外輪12と内輪13とを備え、両者の隣接対向面にそれぞれ転動体案内溝12a、13aを設けて、該外輪12と内輪13との間にベアリング転動体1及び転動体保持輪10を滑動可能に挟持したスラストベアリングなど、各種ベアリングの表面に行うことにより、耐磨耗性及び耐久性の向上を図ることができる。   The surface treatment with the fullerene thin film in the bearing of the present invention is not limited to the ball bearing as shown in FIGS. 1A to 1B and FIG. 4, for example, as shown in the partial sectional perspective view of FIG. , A roller bearing using a roller (roll-shaped) rolling element 1 as a bearing rolling element 1, a needle bearing using a needle rolling element 1 of a small diameter roller (needle-shaped), or rotating as shown in FIG. A circular outer ring 12 and an inner ring 13 that are adjacent to each other in the direction of the axial center O (thrust direction) are provided, and rolling element guide grooves 12a and 13a are provided on the adjacent opposing surfaces of the outer ring 12 and the inner ring 13, respectively. It is possible to improve wear resistance and durability by performing on the surface of various bearings such as a thrust bearing in which the bearing rolling element 1 and the rolling element holding wheel 10 are slidably held therebetween. Kill.

なお、本発明のベアリングにおける外輪12、内輪13、ベアリング転動体1、該外輪12と内輪13との間に各々ベアリング転動体1を滑動可能に非接触状態で所定間隔を置いて嵌挿して保持するリング状保持輪10、シールド板20などのベアリンク構造体の材料には、金属材料又は/及びプラスチック材料又は/及びセラミック材料などを使用する
ことが可能である。
In the bearing of the present invention, the outer ring 12, the inner ring 13, the bearing rolling element 1, and the bearing rolling element 1 are slidably fitted in a non-contact state between the outer ring 12 and the inner ring 13 and held at predetermined intervals. The material of the bare link structure such as the ring-shaped retaining ring 10 and the shield plate 20 can be a metal material or / and a plastic material or / and a ceramic material.

本発明のベアリングは、耐磨耗性及び耐久性に優れ、且つ導電性を持たせたベアリングであり、多くの分野、特に高精度が要求される精密電子機器、例えば、パソコンのハードディスクやプリンターのファンモーター等の回転体を軸支する軸受として最適である。   The bearing of the present invention is a bearing that has excellent wear resistance and durability and has conductivity, and is used in many fields, particularly in precision electronic devices that require high precision, such as personal computer hard disks and printers. Ideal as a bearing to support a rotating body such as a fan motor.

(a)は本発明のベアリングにおけるボールベアリングの側面図、(b)はその正面断面図。(A) is a side view of the ball bearing in the bearing of this invention, (b) is the front sectional drawing. 本発明のベアリングにおけるベアリング構造体表面にフラーレン薄膜を形成した状態を示す側断面図。The sectional side view which shows the state which formed the fullerene thin film in the bearing structure surface in the bearing of this invention. 本発明のベアリングにおけるボールベアリングの他の実施例を説明する側面図、(b)はその正面断面図。The side view explaining the other Example of the ball bearing in the bearing of this invention, (b) is the front sectional drawing. 本発明のベアリングにおけるボールベアリングの部分断面斜視図。The partial cross section perspective view of the ball bearing in the bearing of this invention. 本発明のベアリングにおけるロールベアリングの部分断面斜視図。The partial cross section perspective view of the roll bearing in the bearing of this invention. 本発明のベアリングにおけるスラストベアリングの部分断面斜視図。The partial cross section perspective view of the thrust bearing in the bearing of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

A…ベアリング O…回転軸中心
1…ベアリング転動体
12…外輪 12a…外輪のボール案内溝 13…内輪 13a…内輪のボール案内溝
20…ベアリングシールド板
30…ベアリング構造体 40…フラーレン薄膜
A ... Bearing O ... Rotating shaft center 1 ... Bearing rolling element
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Outer ring 12a ... Ball guide groove of outer ring 13 ... Inner ring 13a ... Ball guide groove 20 of inner ring ... Bearing shield plate 30 ... Bearing structure 40 ... Fullerene thin film

Claims (10)

複数個のベアリング転動体と、該ベアリング転動体を各々滑動可能に非接触状態に保持する複数の孔設部を有するリング状保持輪と、該リング状保持輪の各々孔設部に保持した前記ベアリング転動体を滑動可能に挟持する案内溝を内周に沿って設けた外輪と外周に沿って設けた内輪とによるベアリング軸受体とからなるラジアル玉軸受方式のベアリングにおいて、外輪の内面側及び内輪の外面側に、真空成膜法を用いてフラーレンを蒸着し且つ光重合させることにより成膜されたフラーレン薄膜により耐磨耗性及び耐久性が付与されていることを特徴とするベアリング。   A plurality of bearing rolling elements, a ring-shaped retaining ring having a plurality of hole-forming portions that hold the bearing rolling elements in a non-contact state so as to be slidable, and the ring-shaped retaining rings held in the hole-forming portions. In a radial ball bearing type bearing comprising a bearing bearing body formed of an outer ring provided along the inner circumference and an inner ring provided along the outer circumference for slidably holding the bearing rolling elements, the inner surface of the outer ring and the inner ring A bearing characterized in that wear resistance and durability are imparted to a fullerene thin film formed by vapor-depositing and photopolymerizing fullerene using a vacuum film forming method on the outer surface side thereof. 複数個のベアリング転動体と、該ベアリング転動体を各々滑動可能に非接触状態に保持する複数の孔設部を有するリング状保持輪と、該リング状保持輪の各々孔設部に保持した前記ベアリング転動体を滑動可能に挟持する案内溝を内周に沿って設けた外輪と外周に沿って設けた内輪とによるベアリング軸受体とからなるラジアル玉軸受方式のベアリングにおいて、外輪の内面側及び内輪の外面側に、真空成膜法を用いてフラーレンを蒸着し且つ光重合させることにより成膜されたフラーレン薄膜により導電性が付与されていることを特徴とするベアリング。   A plurality of bearing rolling elements, a ring-shaped retaining ring having a plurality of hole-forming portions that hold the bearing rolling elements in a non-contact state so as to be slidable, and the ring-shaped retaining rings held in the hole-forming portions. In a radial ball bearing type bearing comprising a bearing bearing body formed of an outer ring provided along the inner circumference and an inner ring provided along the outer circumference for slidably holding the bearing rolling elements, the inner surface of the outer ring and the inner ring The bearing is characterized in that conductivity is imparted to the outer surface side of the fullerene thin film formed by vapor deposition and photopolymerization of fullerene using a vacuum film formation method. 複数個のベアリング転動体と、該ベアリング転動体を各々滑動可能に非接触状態に保持する複数の孔設部を有するリング状保持輪と、該リング状保持輪の各々孔設部に保持した前記ベアリング転動体を滑動可能に挟持する案内溝を内周に沿って設けた外輪と外周に沿って設けた内輪とによるベアリング軸受体とからなるラジアル玉軸受方式のベアリングにおいて、外輪の内面側及び内輪の外面側に、真空成膜法を用いてフラーレンを蒸着し且つ光重合させることにより成膜されたフラーレン薄膜により耐磨耗性と耐久性と導電性とが付与されていることを特徴とするベアリング。   A plurality of bearing rolling elements, a ring-shaped retaining ring having a plurality of hole-forming portions that hold the bearing rolling elements in a non-contact state so as to be slidable, and the ring-shaped retaining rings held in the hole-forming portions. In a radial ball bearing type bearing comprising a bearing bearing body formed of an outer ring provided along the inner circumference and an inner ring provided along the outer circumference for slidably holding the bearing rolling elements, the inner surface of the outer ring and the inner ring The fullerene thin film formed by vapor deposition and photopolymerization of fullerene using a vacuum film formation method is provided with wear resistance, durability, and conductivity on the outer surface side of bearing. 請求項1乃至3のいずれか1項記載のベアリングにおいて、前記ベアリング転動体の表面に真空成膜法を用いてフラーレンを蒸着し且つ光重合させることにより成膜されたフラーレン薄膜により耐磨耗性及び耐久性が付与されていることを特徴とするベアリング。   The bearing according to any one of claims 1 to 3, wherein the fullerene thin film formed by vapor-depositing and photopolymerizing fullerene on the surface of the bearing rolling element using a vacuum film-forming method is used. And a bearing having durability. 請求項1乃至3のいずれか1項記載のベアリングにおいて、前記ベアリング転動体の表面に真空成膜法を用いてフラーレンを蒸着し且つ光重合させることにより成膜されたフラーレン薄膜により導電性が付与されていることを特徴とするベアリング。   The bearing according to any one of claims 1 to 3, wherein conductivity is imparted by a fullerene thin film formed by vapor-depositing and photopolymerizing fullerene on the surface of the bearing rolling element using a vacuum film-forming method. Bearing characterized by being. 請求項1乃至3のいずれか1項記載のベアリングにおいて、前記ベアリング転動体の表面に真空成膜法を用いてフラーレンを蒸着し且つ光重合させることにより成膜されたフラーレン薄膜により耐磨耗性と耐久性と導電性とが付与されていることを特徴とするベアリング。   The bearing according to any one of claims 1 to 3, wherein the fullerene thin film formed by vapor-depositing and photopolymerizing fullerene on the surface of the bearing rolling element using a vacuum film-forming method is used. Bearing with durability and conductivity. 請求項1乃至6のいずれか1項記載のベアリングが、前記ベアリング転動体に真球ボールを用いたボールベアリング又はコロ状又は針状ニードルを用いたニードルベアリングであることを特徴とするベアリング。   The bearing according to any one of claims 1 to 6, wherein the bearing rolling element is a ball bearing using a true ball or a needle bearing using a roller or needle needle. 請求項1乃至6のいずれか1項記載のベアリングが、前記ベアリング転動体に真球ボールを用いたボールベアリングであって、前記ベアリング軸受体のベアリング転動体を滑動可能に案内する外輪の内周と内輪の外周に沿って設けた各々案内溝が、真球ボールの曲率半径に対応する断面円弧型に形成されていることを特徴とするベアリング。   The bearing according to any one of claims 1 to 6, wherein the bearing rolling element is a ball bearing using a spherical ball, and an inner periphery of an outer ring that slidably guides the bearing rolling element of the bearing bearing body. Each of the guide grooves provided along the outer periphery of the inner ring is formed in a circular arc cross section corresponding to the radius of curvature of the true spherical ball. 請求項1乃至6のいずれか1項記載のベアリングが、前記ベアリング転動体に真球ボールを用いたボールベアリングであって、前記ベアリング軸受体のベアリング転動体を滑動
可能に案内する外輪の内周と内輪の外周に沿って設けた各々案内溝が、断面V字型に形成されて、ボールベアリングとの接触面が最小であることを特徴とするベアリング。
The bearing according to any one of claims 1 to 6, wherein the bearing rolling element is a ball bearing using a spherical ball, and an inner periphery of an outer ring that slidably guides the bearing rolling element of the bearing bearing body. Each of the guide grooves provided along the outer periphery of the inner ring is formed in a V-shaped cross section, and the contact surface with the ball bearing is the smallest.
請求項1乃至9のいずれか1項記載のベアリングにおいて、前記フラーレン薄膜が、分子線エピタキシー法、真空蒸着法、レーザーアブレーション法等の真空成膜法によりフラーレンC60を蒸着させ、且つ光重合させて薄膜形成されていることを特徴とするベアリング。   10. The bearing according to claim 1, wherein the fullerene thin film is formed by depositing and photopolymerizing fullerene C60 by a vacuum film formation method such as a molecular beam epitaxy method, a vacuum evaporation method, or a laser ablation method. A bearing characterized by being formed into a thin film.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100034495A1 (en) * 2005-08-01 2010-02-11 Aktiebolaget Skf Bearing and method of producing the same
CN113957397A (en) * 2021-10-22 2022-01-21 埃频(上海)仪器科技有限公司 Pulse laser molecular beam epitaxy device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100034495A1 (en) * 2005-08-01 2010-02-11 Aktiebolaget Skf Bearing and method of producing the same
US8383239B2 (en) * 2005-08-01 2013-02-26 Aktiebolaget Skf Bearing and method of producing the same
CN113957397A (en) * 2021-10-22 2022-01-21 埃频(上海)仪器科技有限公司 Pulse laser molecular beam epitaxy device
CN113957397B (en) * 2021-10-22 2024-05-14 埃频(上海)仪器科技有限公司 Pulse laser molecular beam epitaxy device

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