JP2503966Y2 - Rolling bearing - Google Patents
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- JP2503966Y2 JP2503966Y2 JP1991017452U JP1745291U JP2503966Y2 JP 2503966 Y2 JP2503966 Y2 JP 2503966Y2 JP 1991017452 U JP1991017452 U JP 1991017452U JP 1745291 U JP1745291 U JP 1745291U JP 2503966 Y2 JP2503966 Y2 JP 2503966Y2
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- 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
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
- F16C19/16—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
- F16C19/163—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls with angular contact
- F16C19/166—Four-point-contact ball bearings
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- 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
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- F16C19/54—Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
- F16C19/541—Systems consisting of juxtaposed rolling bearings including at least one angular contact bearing
- F16C19/542—Systems consisting of juxtaposed rolling bearings including at least one angular contact bearing with two rolling bearings with angular contact
- F16C19/543—Systems consisting of juxtaposed rolling bearings including at least one angular contact bearing with two rolling bearings with angular contact in O-arrangement
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本考案は、特に真空中で使用され
る半導体製造装置等に最適な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 most suitable for semiconductor manufacturing equipment used especially in a vacuum.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、産業用ロボット (例えば半導体製
造用ロボット)の支柱と旋回アームや旋回アーム同士
は、転がり軸受を介して相対回転自在に支持されている
(たとえば特開平1−182624号公報参照)。この
ような転がり軸受は、潤滑油やグリース等の流体潤滑剤
を使用し、また荷重方向が異なるモーメント荷重が作用
してもガタが発生しないようにするために、クロスロー
ラやアンギュラー玉軸受を2個組合わせて用いるように
している。2. Description of the Related Art Conventionally, a supporting column of an industrial robot (for example, a semiconductor manufacturing robot), a revolving arm, and revolving arms are relatively rotatably supported via rolling bearings.
(See, for example, JP-A-1-182624). For such a rolling bearing, a fluid lubricant such as lubricating oil or grease is used, and a cross roller or an angular contact ball bearing is used to prevent backlash even if moment loads with different load directions are applied. I try to use them in combination.
【0003】[0003]
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の転がり軸受は、潤滑油やグリース等の流体潤滑剤を
使用しているため、真空雰囲気では使用できないという
問題がある。また、上述のように、ラジアルおよびアキ
シアルの2方向の荷重に対処するために、軸受を2個組
み合わせねばならないので、装置全体が大型になるとい
う問題がある。However, the above-described conventional rolling bearing has a problem that it cannot be used in a vacuum atmosphere because it uses a fluid lubricant such as lubricating oil or grease. Further, as described above, two bearings must be combined in order to cope with the radial and axial loads, which causes a problem that the entire device becomes large.
【0004】そこで、本考案の目的は、モーメント荷重
をうけても内輪と外輪との間の相対的な変位、いわゆる
ガタの発生が殆どなく、小型で、かつ真空雰囲気でも使
用できる転がり軸受を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a rolling bearing which is small in relative displacement between an inner ring and an outer ring, so-called rattling, and is small in size and can be used in a vacuum atmosphere even when subjected to a moment load. To do.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の転がり軸受は、外周面に軌道部を有する
内輪と、内周面に軌道部を有する外輪と、該内輪と外輪
の軌道部の間に嵌入されるボールとを備えた転がり軸受
において、上記内輪と外輪の少なくとも軌道部には、ポ
リテトラフルオロエチレンを含むコーティング層が形成
され、上記ボールは、内輪の軌道部に形成されたコーテ
ィング層の表面と外輪の軌道部に形成されたコーティン
グ層の表面との間に、予圧が付与された状態で配置され
ていることを特徴としている。また、請求項2の転がり
軸受は、外周面に軌道部を有する内輪と、内周面に軌道
部を有する外輪と、該内輪と外輪の軌道部の間に嵌入さ
れるボールとを備えた転がり軸受において、上記内輪と
外輪の軌道部は、上記ボールに各々2点で接触するよう
にボールの曲率半径よりも大きい各々2つの曲率半径で
形成され、上記内輪と外輪の少なくとも軌道部には、ポ
リテトラフルオロエチレンを含むコーティング層が形成
され、上記ボールは、内輪の軌道部に形成されたコーテ
ィング層の表面と外輪の軌道部に形成されたコーティン
グ層の表面との間に、ラジアル方向およびアキシアル方
向のすきまが負すきまになるように配置されていること
を特徴としている。To achieve the above object, a rolling bearing according to a first aspect of the present invention has an inner ring having a raceway portion on an outer peripheral surface, an outer race having a raceway portion on an inner peripheral surface, and the inner ring and the outer ring. In a rolling bearing having a ball fitted between races, a coating layer containing polytetrafluoroethylene is formed on at least the race of the inner ring and the outer ring, and the ball is formed on the race of the inner ring. It is characterized in that it is arranged in a state where a preload is applied between the surface of the coated layer and the surface of the coating layer formed on the raceway portion of the outer ring. A rolling bearing according to claim 2 is provided with an inner ring having a raceway portion on an outer peripheral surface, an outer ring having a raceway portion on an inner peripheral surface, and a ball fitted between the inner race and the raceway portion of the outer ring. In the bearing, the races of the inner ring and the outer ring are each formed with two radii of curvature that are larger than the radii of curvature of the balls so that the balls come into contact with the ball at two points. A coating layer containing polytetrafluoroethylene is formed, and the ball has a radial direction and an axial direction between the surface of the coating layer formed on the race portion of the inner ring and the surface of the coating layer formed on the race portion of the outer ring. It is characterized in that it is arranged so that the clearance in the direction becomes a negative clearance.
【0006】[0006]
【作用】請求項1の転がり軸受においては、ボールは内
輪と外輪への組み付け時に予圧を付与された形で所定の
位置に設けられる。したがって、モーメント荷重がいか
なる方向に作用しても、内輪と外輪との間にはガタが殆
んど発生しない。また、内輪と外輪の軌道部に形成され
たポリテトラフルオロエチレンを含むコーティング層は
クリープしてもはがれ落ちず、再付着するため、長期に
わたって良好な潤滑作用が行なわれる。そして、この潤
滑作用により、ボールに滑りが生じてもボールが焼き付
くことがない。さらに、ポリテトラフルオロエチレン
は、自己潤滑性を有するから、この軸受は真空中で無潤
滑で使用される。請求項2の転がり軸受においては、内
輪と外輪の軌道部に、ボールを各々2点、計4点で点接触
させるようにし、両軌道部にそれぞれ形成されたコーテ
ィング層の表面の間に、ボールをラジアル方向およびア
キシアル方向のすきまが負すきまになるように配置する
ことにより、軸受にあらゆる方向に対してガタが殆んど
発生しなくなる。また、軸受を2個組み合わせる必要が
ないので、装置の小型化が可能となる。ポリテトラフル
オロエチレンを含むコーティング層による作用は、請求
項1の転がり軸受の場合と同様である。In the rolling bearing according to the first aspect of the present invention, the balls are provided at predetermined positions in a pre-loaded form when assembled to the inner ring and the outer ring. Therefore, no matter what direction the moment load is applied, there is almost no play between the inner ring and the outer ring. Further, the coating layer containing polytetrafluoroethylene formed on the races of the inner ring and the outer ring does not peel off even if it creeps and reattaches, so that a good lubricating action is performed for a long time. Further, due to this lubricating action, even if the balls slip, the balls do not seize. Furthermore, since polytetrafluoroethylene has self-lubricating property, this bearing is used in a vacuum without lubrication. In the rolling bearing according to claim 2, the balls are brought into point contact with the raceway portions of the inner ring and the outer ring at two points, respectively, a total of four points, and the ball is provided between the surfaces of the coating layers formed on both raceway portions. By arranging so that the clearances in the radial direction and the axial direction are negative clearances, there is almost no play in the bearing in all directions. Moreover, since it is not necessary to combine two bearings, the device can be downsized. The action of the coating layer containing polytetrafluoroethylene is similar to that of the rolling bearing of claim 1.
【0007】[0007]
【実施例】以下、本考案を図示の実施例により詳細に説
明する。まず、第1の実施例の転がり軸受について説明
する。図2に示すように、この転がり軸受は、外周面に
軌道部10aを有するステンレス製の内輪10と、内周
面に軌道部11aを有するステンレス製の外輪11と、
該内輪10と外輪11の各軌道部10a,11aの間に
予圧を付与された状態で嵌入されるステンレス製のボー
ル12,…,12と、該ボール12を保持する銅製の保
持器13とを備える。ステンレスは、例えばSUS44
0CやSUS630等であり、ステンレスにすることに
より無潤滑下での腐食を防いでいる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the illustrated embodiments. First, the rolling bearing of the first embodiment will be described. As shown in FIG. 2, this rolling bearing includes an inner ring 10 made of stainless steel having a raceway portion 10a on an outer peripheral surface thereof, and an outer race 11 made of stainless steel having a raceway portion 11a on an inner peripheral surface thereof.
A stainless steel ball 12, ..., 12 fitted in a preloaded state between the races 10a, 11a of the inner ring 10 and the outer ring 11 and a copper cage 13 for holding the ball 12 are provided. Prepare Stainless steel is, for example, SUS44
0C, SUS630, etc., and stainless steel prevents corrosion without lubrication.
【0008】図1に詳細に示すように、上記内輪10と
外輪11の軌道部10a,11aは、アキシアル方向の
切断面から見て、ボール12の曲率半径aよりも大きい
2つの曲率半径b,bで形成されていて、後述するコー
ティング層14を介してボール12に各々2点cとd,
eとfで点接触するようになっている。上記内輪10の
軌道部10aを含む外周面、上記外輪11の軌道部11
aを含む内周面、及び上記保持器13のポケット表面に
は、それぞれコーティング層14が形成されている。な
お、保持器13のコーティング層は具体的に図示してい
ない。As shown in detail in FIG. 1, the raceways 10a, 11a of the inner ring 10 and the outer ring 11 have two curvature radii b, which are larger than the radius of curvature a of the ball 12, when viewed from the cutting plane in the axial direction. b, and two points c and d, respectively, on the ball 12 through a coating layer 14 described later.
Point contact is made between e and f. Outer peripheral surface including the raceway portion 10a of the inner ring 10, the raceway portion 11 of the outer ring 11
A coating layer 14 is formed on each of the inner peripheral surface including a and the pocket surface of the cage 13. The coating layer of the cage 13 is not specifically shown.
【0009】上記コーティング層14は、上記内外輪1
0,11の外周面及び内周面においては3〜5μmの膜
厚を有し、また保持器13においては8μm±3μmの
膜厚を有し、その成分は、ポリテトラフルオロエチレン
(以下、PTFEと言う。)75〜90wt%とポリアミ
ドイミド25〜10wt%からなる。ポリアミドイミド
はPTFE粉末のバインダーとして作用し、また、被コ
ーティング面への接着性を向上させる。上記コーティン
グ層14は以下の方法で形成することができる。 まず、被コーティング部材である内輪10、外輪1
1及び保持器13のそれぞれを脱脂する。 次に、上記被コーティング部材の被コーティング部
分、すなわち内輪10の外周面、外輪11の内周面、及
び保持器13の表面部分以外の部分をマスクで被覆す
る。 次に、上記被コーティング部分にサンドブラストを
施すことによって、表面粗さを、Ra=0.8、Rmax=
3S程度とする。この処理を行う目的は、被コーティン
グ面に対するコーティング層の付着力を高めると共に、
軌道面が高面圧に耐えるようにすることである。 次に、上記サンドブラスト処理で使用したサンドを
除去する。上記工程はコーティング層14の形
成の為の前処理である。 続いて、マスクで覆われていない上記被コーティン
グ面に、ポリテトラフルオロエチレンとポリアミドイミ
ドとを溶剤であるN−メチルピロリドンで溶かした流動
体を複数回スプレーすることによって、上記流動体を被
コーティング面に塗布する。この方法をボンデッドフィ
ルム法と言う。上記流動体の成分比は、ポリアミドイミ
ド粉末5%、PTFE粉末25%、N−メチルピロリド
ン70%である。そして、上記ボール12は、内輪10
と外輪11の軌道部10a,11aの間に、上記コーテ
ィング層14,14を介して、ラジアル方向およびアキ
シアル方向のすきまが負すきま (例えば−20μm)と
なるように予圧された状態で配置される。The coating layer 14 is used for the inner and outer races 1.
The outer peripheral surface and the inner peripheral surface of 0 and 11 have a film thickness of 3 to 5 μm, and the cage 13 has a film thickness of 8 μm ± 3 μm, and the component thereof is polytetrafluoroethylene.
(Hereinafter referred to as PTFE.) 75 to 90 wt% and polyamide imide 25 to 10 wt%. Polyamideimide acts as a binder for the PTFE powder and also improves the adhesion to the surface to be coated. The coating layer 14 can be formed by the following method. First, the inner ring 10 and the outer ring 1 that are the members to be coated
1 and the holder 13 are degreased. Next, a portion other than the coated portion of the coated member, that is, the outer peripheral surface of the inner ring 10, the inner peripheral surface of the outer ring 11, and the surface portion of the cage 13 is covered with a mask. Next, the surface roughness is Ra = 0.8, Rmax =
It is about 3S. The purpose of this treatment is to increase the adhesion of the coating layer to the surface to be coated,
The raceway surface must withstand high surface pressure. Next, the sand used in the sandblasting process is removed. The above process is a pretreatment for forming the coating layer 14. Subsequently, a fluid obtained by dissolving polytetrafluoroethylene and polyamideimide in N-methylpyrrolidone, which is a solvent, is sprayed onto the surface to be coated, which is not covered with a mask, a plurality of times to coat the fluid. Apply to the surface. This method is called a bonded film method. The component ratio of the fluid is 5% polyamideimide powder, 25% PTFE powder, and 70% N-methylpyrrolidone. The ball 12 is the inner ring 10
And the raceway portions 10a, 11a of the outer ring 11 are arranged in such a manner that the clearances in the radial direction and the axial direction are preloaded so as to have a negative clearance (for example, -20 μm) via the coating layers 14, 14 described above. .
【0010】上記のように、内輪10と外輪11の軌道
部10a,11aに、コーティング層14,14を介して
ボール12を、各々2点、計4点で点接触させながら、
ラジアル方向およびアキシアル方向のすきまが負すきま
になるように配置する構成とすることにより、種々の方
向のモーメント荷重が作用してもガタが殆ど発生しな
い。また、ボール12を負すきまにて組みつける結果、
ボール12の転がり荷重が大きくなり、滑りが生じやす
くなるが、PTFEのコーティング層14の潤滑作用に
より、ボール12が焼き付くことがない。なお、ボール
12のすきまを負すきまに設定することにより、図3
(a),(b)に示すようにコーティング層14がクリー
プしても、ボール12と軌道部10a,11aの間の僅
かなコーティング層14だけでも潤滑性が充分に確保で
き、ボール12の焼き付きが防止できる。また、PTF
Eのコーティング層14は軌道部にかたまり状になるこ
とはなく、回転トルクの変動をきたさない。これに対
し、AgやPbなどの軟金属製固体潤滑剤を用いた場合に
は、モーメント荷重が作用したとき、軟金属が移着(転
着)により内外輪10,11の軌道部にかたまり状にな
り、回転トルクの変動が大きくなり、軸受は早期に寿命
に至る。As described above, the balls 12 are respectively brought into point contact with the raceway portions 10a, 11a of the inner ring 10 and the outer ring 11 through the coating layers 14, 14 at two points, that is, four points in total,
By arranging so that the radial and axial clearances are negative, there is almost no play even when moment loads in various directions are applied. Also, as a result of assembling the ball 12 with a negative clearance,
Although the rolling load of the balls 12 increases and slippage easily occurs, the balls 12 do not seize due to the lubricating action of the PTFE coating layer 14. In addition, by setting the clearance of the ball 12 to a negative clearance,
Even if the coating layer 14 creeps as shown in (a) and (b), sufficient lubricity can be secured even with a slight coating layer 14 between the ball 12 and the raceways 10a and 11a, and the seizure of the ball 12 Can be prevented. Also, PTF
The coating layer 14 of E does not form a lump in the raceway portion and does not cause fluctuations in the rotation torque. On the other hand, when a soft metal solid lubricant such as Ag or Pb is used, when a moment load is applied, the soft metal is lumped on the raceways of the inner and outer rings 10 and 11 due to transfer (transfer). As a result, the fluctuation of the rotating torque becomes large, and the bearing reaches the end of its service life early.
【0011】上記実施例において、ボール12を内輪1
0と外輪11の軌道部10a,11aの間に負すきまにす
るためには、外輪11を、ボール12の中心を境にして
軸方向に2分割し、組付け時に、分割した外輪11を両
側からはめ合わせれば良い。また、外輪11や内輪10
を分割せず、焼き嵌めや冷し嵌めにより軸受を組付けて
もよい。また、上記実施例では、内外輪10,11の軌
道部に対してボール12がラジアル方向およびアキシア
ル方向に負すきまを有するようにしたが、内外輪のコー
ティング層14の表面のみに対して、ボールが負すきま
を有するようにしてもよい。また、上記保持器13は、
中央にボール12の保持孔を形成したが、片側にボール
12の保持溝を形成した、いわゆる冠型の保持器であっ
ても良い。さらに、保持器13がなく、ボール12のみ
の総玉タイプであっても良い。さらにまた、上記ボール
12および内外輪10,11はステンレス製である必要
はなく、セラミック製であっても良い。In the above embodiment, the ball 12 is replaced by the inner ring 1
0 and the races 10a, 11a of the outer ring 11 have a negative clearance, the outer ring 11 is axially divided into two with the center of the ball 12 as a boundary, and the divided outer ring 11 is separated on both sides when assembled. It is good to fit them. Also, the outer ring 11 and the inner ring 10
The bearing may be assembled by shrink fitting or cold fitting without dividing. Further, in the above embodiment, the balls 12 have a negative clearance in the radial direction and the axial direction with respect to the raceways of the inner and outer races 10 and 11. However, only the surface of the coating layer 14 of the inner and outer races has the ball. May have a negative clearance. Further, the cage 13 is
Although the holding hole for the ball 12 is formed in the center, a so-called crown type cage having a holding groove for the ball 12 on one side may be used. Further, a full-ball type having only the balls 12 without the cage 13 may be used. Furthermore, the balls 12 and the inner and outer rings 10, 11 do not have to be made of stainless steel, and may be made of ceramics.
【0012】図4は本考案の第2実施例であるアンギュ
ラー玉軸受の断面図である。この実施例では、対称形状
に作られた2つのアンギュラー玉軸受20,20を正面
を当接して組み合わせている。上記各アンギュラー玉軸
受20,20は、図1および図2に示した転がり軸受と
同様に、外周面に軌道部21aを有するステンレス製の
内輪21と、内周面に軌道部22aを有するステンレス
製の外輪22と、該内輪21と外輪22の各軌道部21
a,22aの間に予圧を付与された状態で嵌入されるス
テンレス製のボール23,…,23と、該ボール23を保
持する銅製の保持器24とを備える。上記内輪21の軌
道部21aを含む外周面、上記外輪22の軌道部21a
を含む内周面、上記保持器24のポケット表面、および
ボール23の表面には、それぞれコーティング層14が
形成されている。上記コーティング層14は第1の実施
例と同じ材料、同じ方法でそれぞれの表面に塗布したも
のである。そして、ボール23は、コーティング層14
がそれぞれ形成された後に、予圧を付与した状態で内輪
21と外輪22の軌道部21a,22aの間に配置された
ものである。FIG. 4 is a sectional view of an angular ball bearing according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, two angular ball bearings 20, 20, which are symmetrically formed, are assembled by abutting the front faces. The angular contact ball bearings 20, 20 are made of stainless steel having a raceway portion 21a on the outer peripheral surface and a stainless steel raceway portion 22a on the inner peripheral surface, similarly to the rolling bearings shown in FIGS. 1 and 2. Outer ring 22 of each of the inner race 21 and the outer race 22 of each outer race 22
, 23, which are fitted between a and 22a in a preloaded state, and a copper cage 24 that holds the balls 23. Outer peripheral surface including the track portion 21a of the inner ring 21, the track portion 21a of the outer ring 22
A coating layer 14 is formed on each of the inner peripheral surface including the above, the pocket surface of the cage 24, and the surface of the ball 23. The coating layer 14 is applied to each surface by the same material and the same method as in the first embodiment. Then, the ball 23 has the coating layer 14
Are formed between the races 21a and 22a of the inner ring 21 and the outer ring 22 in a state in which a preload is applied after the formation of the races.
【0013】上記構成のアンギュラー玉軸受20(軸受
A)ならびに比較例としての下記構成のコーティング層
を設けたアンギュラー玉軸受(軸受B,C)について、下
記の同じ条件で性能評価試験を行なった。なお、試験に
用いた装置は、試験軸受2個の評価ができる構造となっ
ており、また、摩擦力の測定は、軸受2個の回転トルク
として検出できる構造になっている。 (A) 比較例のコーティング層構成 (i) 軸受Bの場合 潤滑剤: MoS2 バインダー: 有機系 (ii) 軸受Cの場合 潤滑剤: MoS2 バインダー: 無機系 (B) 試験条件 圧力: 1×10-5 Torr台 温度: 室温 荷重: ラジアル荷重: 0.5Kgf アキシアル荷重: 60Kgf 回転速度: 200rpm 試験時間: Max. 50時間 各試験軸受A,B,Cの試験時間と回転トルクの関係を図
5に示す。図5からもわかるように、本実施例の軸受A
は、試験開始直後から安定した回転トルクで、最大試験
時間である50時間まで、異常は殆んど認められなかっ
た。一方、固体潤滑剤としてMoS2を用いた軸受B,C
は、いずれも試験開始直後は安定した回転トルクを示し
たが、6〜9時間後には回転トルクが急激に上昇し、寿
命に至った。また、試験後に行った表面観察の結果、本
実施例の軸受Aの場合、内輪表面にはわずかな摩耗しか
見られず、ボールは全く摩耗していなかった。一方、比
較例の軸受B,Cとも内輪表面には凝着摩耗が観察さ
れ、軸受Cの場合には凝着摩耗が生じていた。なお、こ
の試験で「寿命」とは、試験軸受2個の回転トルクが20
00gf・cmになった時点をいうものとする。この試験結
果から、PTFEをコーティングした本実施例の軸受
は、PTFE以外の固体潤滑剤MoS2をコーティングし
た軸受に比して寿命が極めて長くなることが実証され
た。このことは、別の見方をすれば、同じ軟らかいもの
でも、MoS2は予圧をかけると使用できないが、PTF
Eは予圧をかけても問題がないことを実証するものであ
る。A performance evaluation test was conducted on the angular ball bearing 20 (bearing A) having the above-described structure and the angular ball bearings (bearings B and C) having a coating layer having the following structure as a comparative example under the following same conditions. The apparatus used for the test has a structure capable of evaluating two test bearings, and the measurement of the frictional force has a structure capable of being detected as a rotational torque of the two bearings. (A) Coating layer structure of comparative example (i) In the case of bearing B Lubricant: MoS 2 binder: organic (ii) In the case of bearing C Lubricant: MoS 2 binder: inorganic (B) Test condition Pressure: 1 × 10 -5 Torr Temperature: Room temperature Load: Radial load: 0.5Kgf Axial load: 60Kgf Rotation speed: 200rpm Test time: Max. 50 hours The relationship between test time and torque of each test bearing A, B, C is shown in Fig. 5. Shown in. As can be seen from FIG. 5, the bearing A of this embodiment
Shows a stable rotation torque immediately after the start of the test, and almost no abnormality was recognized until the maximum test time of 50 hours. On the other hand, bearings B and C using MoS 2 as a solid lubricant
All showed stable rotation torque immediately after the start of the test, but after 6 to 9 hours, the rotation torque sharply increased and reached the end of life. In addition, as a result of surface observation after the test, in the case of the bearing A of this example, only slight wear was observed on the inner ring surface, and the balls were not worn at all. On the other hand, adhesive wear was observed on the inner ring surface of both bearings B and C of the comparative example, and adhesive wear occurred in the case of bearing C. In this test, "life" means that the rotational torque of two test bearings is 20
It means the time when it reaches 00 gf · cm. From this test result, it was demonstrated that the bearing of this example coated with PTFE has an extremely long life as compared with the bearing coated with the solid lubricant MoS 2 other than PTFE. In other words, even if the same soft material is used, MoS 2 cannot be used if a preload is applied.
E proves that there is no problem even if preload is applied.
【0014】なお、上記第2の実施例では、2つのアン
ギュラー玉軸受20は正面組合せとしたが、背面組合せ
にしてもよいことは言うまでもない。また、上記第2の
実施例では、内輪の肩部が軌道部の片側だけに設けられ
た単列非分離型で2点接触式のアンギュラー玉軸受を2
個組み合わせたが、内輪の軌道と外輪の軌道の一方また
は両方が中心軸に垂直な平面で夫々2つに分離している
4点接触式の単列アンギュラー玉軸受であってもよい。
また、肩部が軌道部両側に設けられた深溝玉軸受であっ
てもよい。また、第2実施例では、コーティング層14
は(a)内外輪の軌道部、(b)保持器ならびに(c)ボール表
面のすべてに設けたが、上記(a)の箇所だけでもよい。In the second embodiment, the two angular contact ball bearings 20 are combined in the front direction, but it goes without saying that they may be combined in the rear direction. In addition, in the second embodiment described above, a two-point contact type angular ball bearing with a single row non-separable type in which the shoulder portion of the inner ring is provided on only one side of the raceway portion is used.
Alternatively, a single-row angular contact ball bearing of four-point contact type may be used in which one or both of the inner ring raceway and the outer ring raceway are separated into two in a plane perpendicular to the central axis.
Further, it may be a deep groove ball bearing having shoulder portions provided on both sides of the raceway portion. Further, in the second embodiment, the coating layer 14
Although (a) was provided on all of the races of the inner and outer rings, (b) the cage, and (c) the ball surface, it may be provided only on the above (a).
【0015】[0015]
【考案の効果】以上の説明より明らかなように、本考案
の請求項1の転がり軸受は、内輪の軌道部に形成された
コーティング層の表面と外輪の軌道部に形成されたコー
ティング層の表面との間に、ボールを、予圧が付与され
た状態で配置したものである。したがって、この予圧に
より、種々の方向のモーメント荷重に対してガタの発生
を抑えることができ、半導体製造ロボットの旋回アーム
等に用いた場合には、位置精度が向上する。また、PT
FEのコーティング層はクリープしても剥離しないの
で、その潤滑作用により、ボールが焼き付くこともな
い。また、固体潤滑剤であるので、真空雰囲気でも使用
することができる。As is apparent from the above description, in the rolling bearing according to claim 1 of the present invention, the surface of the coating layer formed on the race portion of the inner ring and the surface of the coating layer formed on the race portion of the outer ring. And the ball is placed between and in the state where a preload is applied. Therefore, with this preload, it is possible to suppress the occurrence of rattling with respect to moment loads in various directions, and when it is used for a turning arm of a semiconductor manufacturing robot, the positional accuracy is improved. Also, PT
Since the FE coating layer does not peel off even when it creeps, the lubricating effect prevents the balls from sticking. Further, since it is a solid lubricant, it can be used in a vacuum atmosphere.
【0016】また、請求項2の転がり軸受は、内輪の軌
道部に形成されたコーティング層の表面と外輪の軌道部
に形成されたコーティング層の表面との間に、ボール
を、各々2点で点接触させながら、ラジアル方向および
アキシアル方向のすきまが負すきまになるように配置し
たものである。したがって、請求項1の転がり軸受の場
合と同様に、種々の方向のモーメント荷重が作用しても
ガタが殆ど発生しないので、半導体製造ロボットの旋回
アーム等に用いた場合には、位置精度が向上する。ま
た、従来のように複数個の軸受を組合わせなくてもガタ
が発生しないので、装置が小型になる。さらに、この負
すきまによる嵌合により、ボールに滑りが生じやすくな
るが、請求項1の転がり軸受の場合と同様、PTFEの
コーティング層の潤滑作用により、ボールが焼き付くこ
ともない。したがって、流体潤滑剤を使用する必要がな
いので、真空雰囲気でも使用することができる。Further, in the rolling bearing of the second aspect, balls are provided at two points between the surface of the coating layer formed on the raceway portion of the inner ring and the surface of the coating layer formed on the raceway portion of the outer ring. It is arranged so that the radial and axial clearances are negative while making point contact. Therefore, as in the case of the rolling bearing according to claim 1, there is almost no rattling even when moment loads in various directions are applied. Therefore, when the rolling bearing is used for a semiconductor manufacturing robot, the positional accuracy is improved. To do. In addition, since the backlash does not occur even if a plurality of bearings are not combined as in the conventional case, the device becomes compact. Further, due to the fitting due to the negative clearance, the balls are likely to slip, but like the rolling bearing of the first aspect, the balls are not seized due to the lubricating action of the PTFE coating layer. Therefore, since it is not necessary to use a fluid lubricant, it can be used even in a vacuum atmosphere.
【図1】 本考案の第1の実施例に係る転がり軸受の要
部拡大図FIG. 1 is an enlarged view of a main part of a rolling bearing according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 転がり軸受の断面図[Figure 2] Cross-sectional view of rolling bearing
【図3】 コーティング層のクリープの説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of creep of the coating layer.
【図4】 本考案の第2の実施例に係るアンギュラー玉
軸受の断面図FIG. 4 is a sectional view of an angular contact ball bearing according to a second embodiment of the present invention.
【図5】 軸受の性能評価試験の結果を示した図FIG. 5 is a diagram showing the results of a bearing performance evaluation test.
10…内輪、10a…軌道部、11…外輪、11a…軌
道部、12…ボール、14…コーティグ層、21…内
輪、21a…軌道部、22…外輪、22a…軌道部、23
…ボール。10 ... Inner ring, 10a ... Raceway part, 11 ... Outer ring, 11a ... Raceway part, 12 ... Ball, 14 ... Coating layer, 21 ... Inner ring, 21a ... Raceway part, 22 ... Outer ring, 22a ... Raceway part, 23
…ball.
Claims (2)
に軌道部を有する外輪と、該内輪と外輪の軌道部の間に
嵌入されるボールとを備えた転がり軸受において、上記
内輪と外輪の少なくとも軌道部には、ポリテトラフルオ
ロエチレンを含むコーティング層が形成され、上記ボー
ルは、内輪の軌道部に形成されたコーティング層の表面
と外輪の軌道部に形成されたコーティング層の表面との
間に、予圧が付与された状態で配置されていることを特
徴とする転がり軸受。1. A rolling bearing comprising an inner ring having a raceway portion on an outer peripheral surface, an outer race having a raceway portion on an inner peripheral surface, and a ball fitted between the raceway portions of the inner ring and the outer ring. A coating layer containing polytetrafluoroethylene is formed on at least the race portion of the outer ring, and the balls have a surface of a coating layer formed on the race portion of the inner ring and a surface of the coating layer formed on the race portion of the outer ring. A rolling bearing characterized in that it is arranged in a state in which a preload is applied between and.
に軌道部を有する外輪と、該内輪と外輪の軌道部の間に
嵌入されるボールとを備えた転がり軸受において、上記
内輪と外輪の軌道部は、上記ボールに各々2点で接触す
るようにボールの曲率半径よりも大きい各々2つの曲率
半径で形成され、上記内輪と外輪の少なくとも軌道部に
は、ポリテトラフルオロエチレンを含むコーティング層
が形成され、上記ボールは、内輪の軌道部に形成された
コーティング層の表面と外輪の軌道部に形成されたコー
ティング層の表面との間に、ラジアル方向およびアキシ
アル方向のすきまが負すきまになるように配置されてい
ることを特徴とする転がり軸受。2. A rolling bearing comprising an inner ring having a raceway portion on an outer peripheral surface, an outer ring having a raceway portion on an inner peripheral surface, and a ball fitted between the raceway portions of the inner ring and the outer ring. The races of the outer ring and the outer ring are each formed with two radii of curvature that are larger than the radius of curvature of the ball so as to contact the ball at two points, respectively. A coating layer containing the same is formed, and the ball has a negative radial and axial clearance between the surface of the coating layer formed on the inner ring raceway portion and the surface of the coating layer formed on the outer ring raceway portion. Rolling bearing characterized by being arranged so as to have a clearance.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP1991017452U JP2503966Y2 (en) | 1990-10-04 | 1991-03-22 | Rolling bearing |
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JP2-105149 | 1990-10-04 | ||
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JPH0497117U JPH0497117U (en) | 1992-08-21 |
JP2503966Y2 true JP2503966Y2 (en) | 1996-07-03 |
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ID=31948304
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JP1991017452U Expired - Lifetime JP2503966Y2 (en) | 1990-10-04 | 1991-03-22 | Rolling bearing |
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JP2002161972A (en) * | 2000-11-24 | 2002-06-07 | Fuji Heavy Ind Ltd | Bearing structure of change gear |
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CN105673701A (en) * | 2016-04-20 | 2016-06-15 | 哈尔滨理工大学 | Novel ball bearing with inner ring and outer ring being arc-and-cone-shaped contour rolling tracks |
JP7221077B2 (en) | 2019-02-20 | 2023-02-13 | 住友重機械工業株式会社 | Flexible mesh gear device and manufacturing method thereof |
-
1991
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Also Published As
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JPH0497117U (en) | 1992-08-21 |
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