JP2015063573A

JP2015063573A - Solid lubricant

Info

Publication number: JP2015063573A
Application number: JP2013196465A
Authority: JP
Inventors: 隆宏後藤; Takahiro Goto; 容敬伊藤; Yasutaka Ito; 里路　文規; Fuminori Satoji; 文規里路
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2015-04-09
Anticipated expiration: 2033-09-24
Also published as: JP6329352B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid lubricant having high material strength and hardness, and having excellent impact resistance and wear resistance properties.SOLUTION: Powder comprising carbon material powder 12 being amorphous and having self-sinterability, graphite powder 13, and binder 14 is molded and sintered to form a solid lubricant 11.

Description

本発明は、転がり軸受等で使用される固体潤滑剤に関する。 The present invention relates to a solid lubricant used in a rolling bearing or the like.

固体潤滑剤を使用した固体潤滑転がり軸受は、潤滑剤としてグリースや潤滑油を使用することができない高温雰囲気や真空雰囲気等での使用、例えばフィルム延伸機のテンタークリップ用軸受としての使用に適合する。 Solid-lubricated rolling bearings using solid lubricants are suitable for use in high-temperature or vacuum environments where grease or lubricating oil cannot be used as lubricants, for example, as a bearing for tenter clips in film stretching machines. .

ここでいうフィルム延伸機は、一般包装材、液晶パネル、あるいは二次電池等に用いられる延伸フィルムを製造するもので、フィルムの強度を向上させるために、図７に示すように、フィルム１００を連続的に長手方向（矢印Ｘ方向）に搬送し、破線で示す領域内でフィルム１００を加熱しながら幅方向に引き延ばす（さらに長手方向に引き延ばす場合もある）機械装置である。テンタークリップは、このフィルム延伸機において、フィルムの両端をクリップし、無限軌道のガイドレールに安定されて図中の矢印Ｃで示すように循環走行しながらフィルムを所定方向に引き延ばす機械部品である。テンタークリップ用軸受は、このテンタークリップのレール走行をガイドする部分に用いられており、高温環境下（２５０℃以上、最大で４００℃程度）で使用されることから、固体潤滑転がり軸受を使用する必要がある。 The film stretching machine here is used to produce a stretched film used for general packaging materials, liquid crystal panels, or secondary batteries, etc. In order to improve the strength of the film, as shown in FIG. It is a mechanical device that continuously conveys the film 100 in the longitudinal direction (arrow X direction) and stretches the film 100 in the width direction while heating the film 100 in the region indicated by the broken line (may be further stretched in the longitudinal direction). The tenter clip is a mechanical part that clips both ends of the film and stretches the film in a predetermined direction while being circulated and running as indicated by an arrow C in the drawing in this film stretching machine. The tenter clip bearing is used in a portion that guides the rail travel of the tenter clip, and is used in a high temperature environment (250 ° C. or higher, about 400 ° C. at the maximum). Therefore, a solid lubricated rolling bearing is used. There is a need.

このような固体潤滑転がり軸受で使用される固体潤滑剤として、特許文献１には、グラファイトとバインダーの焼結体であって、グラファイトの配合率を８０〜９８ｖｏｌ％、曲げ強度を４〜１５ＭＰａ、比摩耗量を１．５〜２．５×１０^-5ｍｍ³／（Ｎ・ｍ）とした固体潤滑剤が開示されている。 As a solid lubricant used in such a solid lubrication rolling bearing, Patent Document 1 discloses a sintered body of graphite and a binder, in which the blending ratio of graphite is 80 to 98 vol%, the bending strength is 4 to 15 MPa, A solid lubricant having a specific wear amount of 1.5 to 2.5 × 10 ⁻⁵ mm ³ / (N · m) is disclosed.

特開２０１３−７９７１５号公報JP 2013-79715 A

しかしながら特許文献１に記載された固体潤滑剤は、グラファイトを主原料とし、またバインダーと黒鉛粒子が焼成後も結合されていないために材料強度と硬度が低い。従って、耐衝撃性や耐摩耗性が不足し、転がり軸受が短寿命となる問題がある。 However, the solid lubricant described in Patent Document 1 uses graphite as a main raw material and has low material strength and hardness because the binder and graphite particles are not bonded after firing. Therefore, there is a problem in that the impact resistance and wear resistance are insufficient and the rolling bearing has a short life.

そこで本発明は、高い材料強度と硬度を有し、耐衝撃性や耐摩耗性に優れた特性を有する固体潤滑剤を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a solid lubricant having high material strength and hardness and excellent characteristics in impact resistance and wear resistance.

本発明にかかる固体潤滑剤は、非晶質でかつ自己焼結性を有する炭素材粉と、黒鉛粉と、バインダーとを含む粉末を成形し、焼成したことを特徴とするものである。 The solid lubricant according to the present invention is characterized in that a powder containing amorphous carbon material powder having self-sintering properties, graphite powder, and a binder is formed and fired.

本願発明で使用する炭素材粉は、非晶質という点で結晶質である黒鉛とは異なり、自己焼結性を有するという点で、自己焼結性を有しない炭素繊維等と異なる材料である。このような非晶質でかつ自己焼結性を有する炭素材粉に該当するものとして、ピッチ粉やコークス粉を挙げることができる。このような炭素材粉は焼成により粉末自体が硬質化されることに加え、焼成後は、その自己焼結性から、隣接する炭素材粒子同士が互いに結合した骨格構造を形成する。この骨格構造に保持されるため、黒鉛粒子も脱落しにくくなる。そのため、材料強度を増すことができ、耐衝撃性や耐摩耗性を向上させることが可能となる。この固体潤滑剤を転がり軸受に使用することで、転がり軸受の長寿命化を図ることができる。 The carbon material powder used in the present invention is a material different from carbon fiber or the like that does not have self-sintering property in that it has self-sintering property, unlike graphite, which is crystalline in that it is amorphous. . Examples of such amorphous and self-sintering carbon material powder include pitch powder and coke powder. Such carbon material powder forms a skeleton structure in which adjacent carbon material particles are bonded to each other due to its self-sintering property in addition to the powder itself being hardened by firing. Since it is held in this skeletal structure, the graphite particles are also difficult to fall off. Therefore, the material strength can be increased, and impact resistance and wear resistance can be improved. By using this solid lubricant for a rolling bearing, the life of the rolling bearing can be extended.

以上の効果を奏するため、炭素材粉の配合割合を、重量比で黒鉛粉の配合割合よりも多くするのが好ましい。この場合の圧粉体として、炭素材粉を５０〜６０ｗｔ％、黒鉛粉を２５〜４０ｗｔ％配合したものを使用することができる。 In order to achieve the above effects, it is preferable that the blending ratio of the carbon material powder is larger than the blending ratio of the graphite powder in weight ratio. As the green compact in this case, it is possible to use a mixture of 50-60 wt% carbon material powder and 25-40 wt% graphite powder.

炭素材粉および黒鉛粉は何れも細粉であり、そのままでは見かけ密度が低いために流動性が低く、成形型に粉末をスムーズに充填することができない。これを防止するため、炭素材粉および黒鉛粉をバインダーで造粒し、この造粒粉を用いて圧粉体を成形するのが好ましい。 Both the carbon material powder and the graphite powder are fine powders, and as they are, the apparent density is low, so the fluidity is low, and the powder cannot be filled smoothly into the mold. In order to prevent this, it is preferable to granulate carbon material powder and graphite powder with a binder and to form a green compact using this granulated powder.

高温環境下では、水分の減少等により黒鉛の潤滑性が低下して固体潤滑剤の耐摩耗性が低下することになるが、この固体潤滑剤に、Ｗ，Ｍｏ，ＭｏＳ₂のうち、少なくとも何れか一つを添加することで、耐摩耗性の低下を補うことができる。 Under a high temperature environment, the lubricity of graphite is lowered due to a decrease in moisture and the like, and the wear resistance of the solid lubricant is lowered. At least one of W, Mo, and MoS ₂ is added to this solid lubricant By adding one of these, it is possible to compensate for a decrease in wear resistance.

また、固体潤滑剤にカーボンファイバーもしくはカーボンナノチューブ添加することで、耐摩耗性をさらに高めることができる。 In addition, wear resistance can be further improved by adding carbon fibers or carbon nanotubes to the solid lubricant.

この固体潤滑剤は、曲げ強度を４０〜１００ＭＰａ、ショア硬さ（ＨＳＣ）を５０〜１００にするのが好ましい。また、固体潤滑剤の比摩耗量は１．０〜２．５×１０^-7ｍｍ³／（Ｎ・ｍ）とするのが好ましい。さらに、その密度は１．０〜３．０ｇ／ｃｍ³とするのが好ましい。 This solid lubricant preferably has a bending strength of 40 to 100 MPa and a Shore hardness (HSC) of 50 to 100. The specific wear amount of the solid lubricant is preferably 1.0 to 2.5 × 10 ⁻⁷ mm ³ / (N · m). Furthermore, the density is preferably 1.0 to 3.0 g / cm ³ .

本発明によれば、高い材料強度と硬度を有し、耐衝撃性や耐摩耗性に優れた特性を有する固体潤滑剤を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a solid lubricant having high material strength and hardness, and excellent characteristics in impact resistance and wear resistance.

本発明にかかる固体潤滑剤のミクロ組織を示す図である。It is a figure which shows the microstructure of the solid lubricant concerning this invention. 上記固体潤滑剤の製造工程で使用する造粒粉の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the granulated powder used at the manufacturing process of the said solid lubricant. 従来の固体潤滑剤のミクロ組織を示す図である。It is a figure which shows the microstructure of the conventional solid lubricant. テンタークリップの概略構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of a tenter clip. 固体潤滑転がり軸受の正面図である。It is a front view of a solid lubrication rolling bearing. 固体潤滑転がり軸受の断面図である。It is sectional drawing of a solid lubrication rolling bearing. フィルム延伸機の概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of a film extending machine.

以下、本発明の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１に、本発明にかかる固体潤滑剤のミクロ組織を拡大して表す。
同図に示すように、この固体潤滑剤１１は、炭素材粒子１２と、黒鉛粒子１３とこれらの粒子１２，１３間に介在するバインダー成分１４と、気孔１５とを有する多孔質体である。炭素材粒子１２は、隣接する炭素材粒子１２同士が互いに結合した骨格構造を形成している。バインダー成分１４および黒鉛粒子１３は、炭素材粒子１２の骨格構造内に保持されている。 FIG. 1 shows an enlarged microstructure of the solid lubricant according to the present invention.
As shown in the figure, the solid lubricant 11 is a porous body having carbon material particles 12, graphite particles 13, a binder component 14 interposed between these particles 12 and 13, and pores 15. The carbon material particles 12 form a skeleton structure in which the adjacent carbon material particles 12 are bonded to each other. The binder component 14 and the graphite particles 13 are held in the skeleton structure of the carbon material particles 12.

この固体潤滑剤１１は、炭素材粉、黒鉛粉、およびバインダーを含む粉末を成形型に充填し、所定形状に成形してから型から取り出し、焼成することで製造される。 This solid lubricant 11 is manufactured by filling a molding die with carbon material powder, graphite powder, and a powder containing a binder, forming the powder into a predetermined shape, taking it out from the die, and firing it.

本発明では、炭素材粉として、非晶質であり、かつ自己焼結性を有する（それ自身で結合することができる）炭素材の粉末が使用される。この炭素材粉は、非晶質であるから結晶質の黒鉛粉とは異なり、また自己焼結性を有するために、自己焼結性を有しない炭素繊維等とも異なる。この条件にあてはまる炭素材粉の一例として、コークス粉あるいはピッチ粉を挙げることができる。ピッチ粉としては、石油系および石炭系の何れも使用可能である。 In the present invention, a carbon material powder that is amorphous and has self-sinterability (can be bonded by itself) is used as the carbon material powder. Since this carbon material powder is amorphous, it is different from crystalline graphite powder, and since it has self-sintering properties, it is also different from carbon fibers that do not have self-sintering properties. As an example of the carbon material powder that satisfies this condition, coke powder or pitch powder can be exemplified. As the pitch powder, both petroleum-based and coal-based can be used.

また、黒鉛粉としては天然黒鉛粉および人造黒鉛粉の何れもが使用可能である。天然黒鉛粉は鱗片状をなし、潤滑性に優れる。一方、人造黒鉛粉は成形性に優れる。従って、必要とされる要求特性に応じて天然黒鉛粉と人造黒鉛粉を選択使用する。ちなみに黒鉛粉は焼成前後を問わず結晶質である。バインダーとしては例えばフェノール樹脂を使用することができる。 As the graphite powder, either natural graphite powder or artificial graphite powder can be used. Natural graphite powder is scaly and has excellent lubricity. On the other hand, artificial graphite powder is excellent in formability. Therefore, natural graphite powder and artificial graphite powder are selectively used according to the required characteristics required. Incidentally, graphite powder is crystalline regardless of before and after firing. For example, a phenol resin can be used as the binder.

以上に述べた炭素材粉および黒鉛粉はバインダーを加えて造粒される。これにより、図２に示すように、炭素材粉１２’および黒鉛粉１３’をバインダー１４’で保持した造粒粉Ｐが製造される。炭素材粉１２’および黒鉛粉１３’はサイズの小さい細粉であり、そのままでは流動性が悪く、成形型にスムーズに充填できないために造粒が行わる。造粒粉Ｐを粉砕し、次いで篩掛けすることで、粒度６００μｍ以下（平均粒径１００μｍ〜３００μｍ）の造粒粉Ｐが選別される。 The carbon material powder and graphite powder described above are granulated by adding a binder. Thereby, as shown in FIG. 2, the granulated powder P which hold | maintained the carbon material powder | flour 12 'and the graphite powder 13' with the binder 14 'is manufactured. The carbon material powder 12 ′ and the graphite powder 13 ′ are small powders having a small size, so that the fluidity is poor as it is, and granulation is performed because the mold cannot be filled smoothly. By pulverizing the granulated powder P and then sieving, the granulated powder P having a particle size of 600 μm or less (average particle size of 100 μm to 300 μm) is selected.

こうして得た造粒粉を成形型に供給し、加圧して圧粉体を成形する。この時、圧粉体中の炭素材粉１２’、黒鉛粉１３’、およびバインダー１４’の割合（重量比）は、炭素材粉１２’が最も多く、バインダー１４’が最も少ない。具体的には、炭素材粉１２’を５０〜６０ｗｔ％、黒鉛粉１３’を２５〜４０ｗｔ％含有し、残りをバインダー１４’および不可避的不純物とする。 The granulated powder thus obtained is supplied to a mold and pressed to form a green compact. At this time, the ratio (weight ratio) of the carbon material powder 12 ′, the graphite powder 13 ′, and the binder 14 ′ in the green compact is the largest for the carbon material powder 12 ′ and the smallest for the binder 14 ′. Specifically, the carbon material powder 12 ′ is contained in an amount of 50 to 60 wt%, the graphite powder 13 ′ is contained in an amount of 25 to 40 wt%, and the remainder is used as a binder 14 ′ and inevitable impurities.

その後、この圧粉体を焼成することで、図１に示す固体潤滑剤を製造することができる。焼成は、雰囲気ガスとして窒素ガス等の不活性ガスを使用し、焼成時の炉内温度を９００℃〜１０００℃に設定して行われる。焼成により、炭素材粉１２’は非晶質の無定形炭素である炭素材粒子１２となり、黒鉛粉１３’は結晶質の黒鉛粒子１３となる。また、バインダー１４’は、非晶質の無定形炭素であるバインダー成分１４となる。焼成後の固体潤滑剤１１の密度は１．０〜３．０ｇ／ｃｍ³とするのが好ましい。密度が下限値を下回ると欠けを生じやすくなり、逆に密度が上限値を上回ると成形時の寸法のばらつき（特に圧縮方向の寸法のばらつき）が大きくなるためである。 Then, the solid lubricant shown in FIG. 1 can be manufactured by firing the green compact. Firing is performed by using an inert gas such as nitrogen gas as the atmospheric gas, and setting the furnace temperature during firing to 900 ° C. to 1000 ° C. By firing, the carbon material powder 12 ′ becomes carbon material particles 12 that are amorphous amorphous carbon, and the graphite powder 13 ′ becomes crystalline graphite particles 13. Further, the binder 14 ′ becomes the binder component 14 which is amorphous amorphous carbon. The density of the solid lubricant 11 after firing is preferably 1.0 to 3.0 g / cm ³ . This is because chipping tends to occur when the density is lower than the lower limit value, and conversely, when the density is higher than the upper limit value, dimensional variation during molding (particularly, dimensional variation in the compression direction) increases.

図３は、黒鉛を主成分とした特許文献１記載の固体潤滑剤のミクロ組織を示すものである。同図に示すように、従来の固体潤滑剤では、黒鉛粒子１３は個々に独立して存在しており、黒鉛粒子１３相互間が結合されていない。また、バインダー成分も黒鉛粒子１３を保持しているにすぎず、黒鉛粒子１３とバインダー成分１４は結合されていない。そのため、材料強度が低くなり、また黒鉛粒子の脱落も生じやすくなる。なお、図３中の符号１６はタングステン等の添加物を示す。 FIG. 3 shows the microstructure of the solid lubricant described in Patent Document 1 containing graphite as a main component. As shown in the figure, in the conventional solid lubricant, the graphite particles 13 exist independently, and the graphite particles 13 are not coupled to each other. Further, the binder component only holds the graphite particles 13, and the graphite particles 13 and the binder component 14 are not bonded. For this reason, the material strength is lowered, and the graphite particles are liable to fall off. In addition, the code | symbol 16 in FIG. 3 shows additives, such as tungsten.

これに対し、本発明の固体潤滑剤１１は、炭素材粒子１２が母材として機能し、炭素材粒子１２同士が結合した骨格構造を形成している。また、バインダー成分１４も非晶質で自己焼結性を有するため、炭素材粒子１２とバインダー成分１４も結合した状態にある。さらに焼成後の炭素材粒子１２が硬いこともあり、焼成後の固体潤滑剤１１は高硬度となる。そのため、固体潤滑剤１１は高い材料強度と硬度を有するようになる。また、黒鉛粒子１３の脱落も生じにくくなる。従って、高い潤滑性を保持しつつ、耐衝撃性および耐摩耗性に優れた固体潤滑剤を得ることができる。 In contrast, the solid lubricant 11 of the present invention forms a skeleton structure in which the carbon material particles 12 function as a base material and the carbon material particles 12 are bonded to each other. Further, since the binder component 14 is also amorphous and has self-sintering properties, the carbon material particles 12 and the binder component 14 are also in a bonded state. Furthermore, the carbon material particles 12 after firing may be hard, and the solid lubricant 11 after firing has a high hardness. Therefore, the solid lubricant 11 has high material strength and hardness. Moreover, the graphite particles 13 are less likely to fall off. Therefore, it is possible to obtain a solid lubricant excellent in impact resistance and wear resistance while maintaining high lubricity.

ちなみに本発明の固体潤滑剤１１は、ショア硬さ（ＨＳＣ）５０〜１００程度に達し、特許文献１に挙げられた既存固体潤滑剤（ショア硬さＨＳＣ：１０〜１５程度）よりもはるかに硬い。この硬さゆえに、本発明の固体潤滑剤１１は機械加工で後加工を行うこともできる。また、本発明の固体潤滑剤１１は曲げ強度４０〜１００ＭＰａであり、既存固体潤滑剤の曲げ強度よりも数倍〜数十倍大きくなる。さらに、比摩耗量も１．０〜２．５×１０^-7ｍｍ³／（Ｎ・ｍ）であり、既存固体潤滑剤と比べて１００分の１の比摩耗量となる。従って、転がり軸受の内部に配置する固定潤滑剤として使用することで、軸受を長寿命化することができる。 Incidentally, the solid lubricant 11 of the present invention reaches a Shore hardness (HSC) of about 50 to 100 and is much harder than the existing solid lubricant listed in Patent Document 1 (Shore hardness HSC: about 10 to 15). . Because of this hardness, the solid lubricant 11 of the present invention can be post-processed by machining. Moreover, the solid lubricant 11 of the present invention has a bending strength of 40 to 100 MPa, which is several times to several tens of times greater than the bending strength of existing solid lubricants. Furthermore, the specific wear amount is 1.0 to 2.5 × 10 ⁻⁷ mm ³ / (N · m), which is 1/100 of the specific wear amount as compared with the existing solid lubricant. Therefore, the life of the bearing can be extended by using it as a fixed lubricant disposed inside the rolling bearing.

炭素材粒子１２の骨格構造を、ＦｅやＣｕ等の金属粒子同士を結合した骨格構造と置き換えたものを想定することもできるが、かかる構成では、酸化により脆くなりやすい。また、高温環境下で材料が軟化するため、材料強度および硬度の双方が低下し、固体潤滑剤としての使用が困難となる。これに対し、本発明のように炭素材粒子１２の骨格構造を採用することで、酸化や高温環境下の材料の軟化が生じにくくなり、これらの不具合を回避することができる。 Although it is possible to assume a structure in which the skeleton structure of the carbon material particles 12 is replaced with a skeleton structure in which metal particles such as Fe and Cu are bonded to each other, such a configuration tends to be brittle due to oxidation. Further, since the material is softened under a high temperature environment, both the material strength and the hardness are lowered, and the use as a solid lubricant becomes difficult. On the other hand, by adopting the skeleton structure of the carbon material particles 12 as in the present invention, it becomes difficult to cause oxidation and softening of the material in a high temperature environment, and these problems can be avoided.

以上の固体潤滑剤１１には、必要に応じて他の組成物を添加することができる。例えばＷ、Ｍｏ、ＭｏＳ₂のうち、何れか一種または二種以上添加することで、耐摩耗性を向上させることができる。また、高温環境下では黒鉛の潤滑性の低下による耐摩耗性の低下が問題となるが、これらを配合することで耐摩耗性の低下を補うこともできる。一方、配合量が多すぎると材料強度が低下する。そのため、これらの配合量としては、１．０ｖｏｌ％〜８．０ｖｏｌ％が適切である。 Other compositions can be added to the solid lubricant 11 as necessary. For example, by adding any one or more of W, Mo, and MoS ₂ , the wear resistance can be improved. Further, under high temperature environment, a decrease in wear resistance due to a decrease in the lubricity of graphite becomes a problem, but by mixing these, the decrease in wear resistance can be compensated. On the other hand, when there are too many compounding quantities, material strength will fall. Therefore, 1.0 vol% to 8.0 vol% is appropriate as the blending amount.

また、焼成後の耐摩耗性をさらに向上させるため、固体潤滑剤１１にカーボンファイバーやカーボンナノチューブを添加することもできる。その一方でこれらが多すぎると、成形性が悪くなる。従って、これらの配合量としては、１０ｗｔ％以下が適切である。 In addition, carbon fiber or carbon nanotube can be added to the solid lubricant 11 in order to further improve the wear resistance after firing. On the other hand, when there are too many of these, a moldability will worsen. Therefore, 10 wt% or less is appropriate as the blending amount.

以上に述べた固体潤滑剤１１は、例えばフィルム延伸機のテンタークリップ用の転がり軸受に使用することができる。図４は、フィルム延伸機のテンタークリップの概略構造を示すものである。既に述べたように、テンタークリップは、無限軌道のガイドレール１に案内されながら移動するもので、フレーム２と、フィルム１００（図７参照）を挟持するクリップ部３と、フレーム２に回転自在に支持された複数の軸受４とを具備する。このテンタークリップは図示しないチェーン等で駆動されて走行する。その際に、各軸受４の外周面がガイドレール１上で転動することにより、テンタークリップの移動方向がガイドレール１で案内され、クリップ部１２で挟持されたフィルムの延伸が行われる。軸受外輪の外周面に嵌合固定したリング状の別部材をガイドレール１上で転動させる場合もある。 The solid lubricant 11 described above can be used, for example, for a rolling bearing for a tenter clip of a film stretching machine. FIG. 4 shows a schematic structure of a tenter clip of a film stretching machine. As described above, the tenter clip moves while being guided by the guide rail 1 of the endless track, and is rotatable on the frame 2, the clip portion 3 that holds the film 100 (see FIG. 7), and the frame 2. And a plurality of supported bearings 4. The tenter clip travels by being driven by a chain or the like (not shown). At that time, the outer peripheral surface of each bearing 4 rolls on the guide rail 1, whereby the moving direction of the tenter clip is guided by the guide rail 1, and the film held between the clip portions 12 is stretched. A ring-shaped separate member fitted and fixed to the outer peripheral surface of the bearing outer ring may be rolled on the guide rail 1.

図５はテンタークリップ用固体潤滑転がり軸受４の一例を示す正面図（但しシールド板９は取り外されている）であり、図６は同軸受の半径方向に沿った断面図である。両図に示すように、この軸受４は、深溝玉軸受としての形態をなし、内周面に外側軌道面５ａを有する外輪５と、外周面に内側軌道面６ａを有する内輪６と、外側軌道面５ａと内側軌道面６ａとの間に配置された複数（本実施形態では六個）の転動体７、例えばボールと、隣接する転動体７の間に配置された複数（本実施形態では六個）のセパレータ８と、外輪５と内輪６の間の空間を軸方向両側でシールするシール部材９と、シール部材９と転動体７との間に配置された潤滑リング１０を主要な構成要素とする。この実施形態の軸受４では、外輪５の外周面５ｂが図１に示すガイドレール１を転動する転動面となり、内輪６の内周面６ｂがフレーム２に設けられた固定軸２ａに嵌合固定される。 FIG. 5 is a front view showing an example of the solid lubricated rolling bearing 4 for tenter clips (however, the shield plate 9 is removed), and FIG. 6 is a sectional view of the bearing along the radial direction. As shown in both figures, the bearing 4 is in the form of a deep groove ball bearing. The outer ring 5 has an outer raceway surface 5a on the inner peripheral surface, the inner ring 6 has an inner raceway surface 6a on the outer peripheral surface, and the outer raceway. A plurality (six in this embodiment) of rolling elements 7 arranged between the surface 5a and the inner raceway surface 6a, for example, a plurality of (six in this embodiment) arranged between the balls and the adjacent rolling elements 7. The main components are a separator 8, a seal member 9 that seals the space between the outer ring 5 and the inner ring 6 on both sides in the axial direction, and a lubricating ring 10 disposed between the seal member 9 and the rolling element 7. And In the bearing 4 of this embodiment, the outer peripheral surface 5b of the outer ring 5 is a rolling surface that rolls on the guide rail 1 shown in FIG. 1, and the inner peripheral surface 6b of the inner ring 6 is fitted to the fixed shaft 2a provided on the frame 2. Fixed.

シール部材９は、例えばシールド板で形成される。このシールド板９は、その外径端が外輪５の内周面に形成された周溝に圧入固定され、その内径端が内輪６の外周面に近接して非接触シールを形成している。シール部材９として、その内径端を内輪６の外周面に摺接させる接触シールタイプを使用することもできる。 The seal member 9 is formed of a shield plate, for example. The shield plate 9 has an outer diameter end that is press-fitted into a circumferential groove formed on the inner peripheral surface of the outer ring 5, and an inner diameter end that is close to the outer peripheral surface of the inner ring 6 to form a non-contact seal. As the seal member 9, a contact seal type in which the inner diameter end thereof is in sliding contact with the outer peripheral surface of the inner ring 6 can also be used.

外輪５、内輪６、および転動体７は、鋼材料、例えばＳＵＳ４４０Ｃ等のマルテンサイト系ステンレス鋼で形成される。転動体はセラミックスで形成してもよく、その場合、セラミックスとしては例えば窒化ケイ素を使用することができる。転動体７をセラミックスで形成しない場合には、その表面にグラファイト等の固体潤滑材料からなる被膜を形成するのが好ましい。シールド板９は鋼材料で形成し、例えば耐食性に優れるＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼で形成するのが好ましい。 The outer ring 5, the inner ring 6, and the rolling element 7 are made of a steel material, for example, martensitic stainless steel such as SUS440C. The rolling element may be formed of ceramics. In this case, for example, silicon nitride can be used as the ceramics. When the rolling element 7 is not formed of ceramics, it is preferable to form a film made of a solid lubricating material such as graphite on the surface thereof. The shield plate 9 is preferably made of a steel material, for example, austenitic stainless steel such as SUS304, which has excellent corrosion resistance.

以上の軸受構成において、セパレータ８および潤滑リング１０のどちらか一方または双方が既に述べた固体潤滑剤１１（図１）で形成される。なお、潤滑リング１０は特に必要がなければ省略しても構わない。 In the above bearing configuration, one or both of the separator 8 and the lubricating ring 10 are formed of the solid lubricant 11 (FIG. 1) already described. The lubrication ring 10 may be omitted if it is not particularly necessary.

かかる構成の固体潤滑転がり軸受４において、軸受の回転中は、自転・公転する転動体７がセパレータ８および潤滑リング１０と滑り接触し、セパレータ８や潤滑リング１０が削り取られて固体潤滑剤粉が発生する。この固体潤滑剤粉が外側軌道面５ａや内側軌道面６ａ等に転着することで、潤滑油やグリースが存在しない環境下でも軸受４の潤滑が安定して行われる。耐摩耗性に優れる上記固体潤滑剤１１でセパレータ８や潤滑リング１０を形成することで、これらの部材の早期摩耗を防止して、固体潤滑剤１１による潤滑効果を長期間維持することができる。また、軸受の運転中はセパレータ８に転動体７が衝突するようになるが、セパレータ８が摩耗等により薄くなっていても、耐衝撃性に優れた上記固体潤滑剤１１を使用することで、かかる衝突によるセパレータ８の破損を防止することもできる。以上から、テンタークリップ用固体潤滑転がり軸受４の軸受寿命を延長することができる。 In the solid-lubricated rolling bearing 4 having such a configuration, while the bearing is rotating, the rolling elements 7 that rotate and revolve are in sliding contact with the separator 8 and the lubricating ring 10, and the separator 8 and the lubricating ring 10 are scraped off to produce solid lubricant powder. Occur. The solid lubricant powder is transferred to the outer raceway surface 5a, the inner raceway surface 6a, and the like, so that the bearing 4 can be stably lubricated even in an environment where there is no lubricating oil or grease. By forming the separator 8 and the lubricating ring 10 with the solid lubricant 11 having excellent wear resistance, early wear of these members can be prevented, and the lubricating effect of the solid lubricant 11 can be maintained for a long period of time. Further, while the rolling element 7 collides with the separator 8 during the operation of the bearing, even if the separator 8 is thin due to wear or the like, by using the solid lubricant 11 having excellent impact resistance, It is also possible to prevent the separator 8 from being damaged due to such a collision. From the above, the bearing life of the solid lubricated rolling bearing 4 for the tenter clip can be extended.

図５および図６では、転がり軸受として深溝玉軸受に固体潤滑剤１１を適用した場合を例示したが、この固体潤滑剤１１は、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受をはじめとする他の形式の軸受にも適用することができる。内輪回転の転がり軸受だけでなく、外輪回転の転がり軸受にも同様に本発明を適用することができる。 5 and 6 exemplify the case where the solid lubricant 11 is applied to a deep groove ball bearing as a rolling bearing, the solid lubricant 11 may be an angular ball bearing, a cylindrical roller bearing, a tapered roller bearing or the like. This type of bearing can also be applied. The present invention can be similarly applied not only to a rolling bearing for inner ring rotation but also to a rolling bearing for outer ring rotation.

また、本発明にかかる固体潤剤の用途として、フィルム延伸機のテンタークリップ用軸受を例示したが、用途はこれに限定されず、潤滑剤としてグリースや潤滑油を使用することができない、高温雰囲気や真空雰囲気等で使用される軸受に広く適用することが可能である。もちろん、固体潤滑剤１１の用途は軸受には限定されず、同様の雰囲気で使用されるあらゆる機器・機械部品の固体潤滑剤として使用することができる。 In addition, as an application of the solid lubricant according to the present invention, a tenter clip bearing of a film stretching machine is exemplified, but the application is not limited to this, and grease or lubricating oil cannot be used as a lubricant, a high temperature atmosphere It can be widely applied to bearings used in a vacuum atmosphere. Of course, the use of the solid lubricant 11 is not limited to bearings, and can be used as a solid lubricant for all equipment and machine parts used in the same atmosphere.

１ガイドレール
２フレーム
３クリップ部
４固体潤滑転がり軸受
５外輪
５ａ外側軌道面
６内輪
６ａ内側軌道面
７転動体（ボール）
８セパレータ
９シール部材（シールド板）
１０潤滑リング
１１固体潤滑剤
１２炭素材粒子
１２’ 炭素材粉
１３黒鉛粒子
１３’ 黒鉛粉
１４バインダー成分
１４’ バインダー
１５気孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Guide rail 2 Frame 3 Clip part 4 Solid lubricated rolling bearing 5 Outer ring 5a Outer raceway surface 6 Inner ring 6a Inner raceway surface 7 Rolling element (ball)
8 Separator 9 Sealing member (shield plate)
10 Lubricating ring 11 Solid lubricant 12 Carbon material particle 12 'Carbon material powder 13 Graphite particle 13' Graphite powder 14 Binder component 14 'Binder 15 Pore

Claims

A solid lubricant characterized by molding and firing a powder containing amorphous carbon material powder having self-sintering property, graphite powder, and a binder.

The solid lubricant according to claim 1, wherein the blending ratio of the carbon material powder is larger than the blending ratio of the graphite powder by weight ratio.

The solid lubricant according to claim 2, wherein 50-60 wt% of carbon material powder and 25-40 wt% of graphite powder are blended.

The solid lubricant according to claim 1, wherein carbon material powder and graphite powder are granulated with a binder, and the granulated powder is molded and fired.

The solid lubricant according to claim 1, wherein at least one of W, Mo, and MoS ₂ is added.

The solid lubricant according to claim 1 to which carbon fiber or carbon nanotube is added.

The solid lubricant according to claim 1, wherein the bending strength is 40 to 100 MPa and the Shore hardness (HSC) is 50 to 100.

The solid lubricant according to claim 1, wherein the specific wear amount is 1.0 to 2.5 × 10 ⁻⁷ mm ³ / (N · m).

The solid lubricant according to claim 1, wherein the density is 1.0 to 3.0 g / cm ³ .

The solid lubricant according to claim 1, which is used for a rolling bearing.