JP2931052B2 - 転がり軸受 - Google Patents
転がり軸受Info
- Publication number
- JP2931052B2 JP2931052B2 JP2196932A JP19693290A JP2931052B2 JP 2931052 B2 JP2931052 B2 JP 2931052B2 JP 2196932 A JP2196932 A JP 2196932A JP 19693290 A JP19693290 A JP 19693290A JP 2931052 B2 JP2931052 B2 JP 2931052B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ball
- bearing
- carbon
- rolling
- wear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- 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
- F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
- F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Description
この発明は、食品工業、半導体工業等、作業室内の高
い清浄度が要求される分野において使用される無潤滑転
がり軸受に関する。
い清浄度が要求される分野において使用される無潤滑転
がり軸受に関する。
オイル、グリース等の潤滑剤の使用が困難な環境下で
は、軸受の潤滑剤として固体潤滑剤が使用されている。
固体潤滑剤の使用方法としては軸受の構成部品表面に固
体潤滑剤をコーティングする方法が広く採用されている
が、これはコーティング膜が消耗されてなくなると無潤
滑となり軸受の寿命が短くなるという欠点がある。 そこで、本出願人は、以前、転動体自体を固体潤滑剤
であるカーボンで形成し、しかも転動体の硬度を軌道輪
の硬度よりも高くした軸受を開発した（実開昭63−2242
5号公報）。この軸受は、転動体自体が固体潤滑剤で形
成されているので、固体潤滑剤がコーティング膜として
転動体表面に形成された軸受とは異なり、常に転動体に
よって固体潤滑剤が供給され続け、軸受が無潤滑状態に
なることがない。しかも、転動体の硬度を軌道輪の硬度
よりも高くしたことによって転動体の摩耗進行が防止さ
れるように工夫されている。
は、軸受の潤滑剤として固体潤滑剤が使用されている。
固体潤滑剤の使用方法としては軸受の構成部品表面に固
体潤滑剤をコーティングする方法が広く採用されている
が、これはコーティング膜が消耗されてなくなると無潤
滑となり軸受の寿命が短くなるという欠点がある。 そこで、本出願人は、以前、転動体自体を固体潤滑剤
であるカーボンで形成し、しかも転動体の硬度を軌道輪
の硬度よりも高くした軸受を開発した（実開昭63−2242
5号公報）。この軸受は、転動体自体が固体潤滑剤で形
成されているので、固体潤滑剤がコーティング膜として
転動体表面に形成された軸受とは異なり、常に転動体に
よって固体潤滑剤が供給され続け、軸受が無潤滑状態に
なることがない。しかも、転動体の硬度を軌道輪の硬度
よりも高くしたことによって転動体の摩耗進行が防止さ
れるように工夫されている。
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、上記転動体はカーボンの性質上どうし
ても脆く、高荷重下で使用すると摩耗してしまい、その
使用は低荷重条件下に限定されていた。 そこで、本発明の目的は、高荷重条件下においても、
カーボンで形成した転動体の摩耗を最小限に抑えること
ができ、したがって長寿命となる転がり軸受を提供する
ことである。
ても脆く、高荷重下で使用すると摩耗してしまい、その
使用は低荷重条件下に限定されていた。 そこで、本発明の目的は、高荷重条件下においても、
カーボンで形成した転動体の摩耗を最小限に抑えること
ができ、したがって長寿命となる転がり軸受を提供する
ことである。
本発明者らは、荷重条件下でも余り摩耗しないカーボ
ン製の転動体を製作するために、色々な実験を重ねた。
その結果、高荷重条件下での転動体の摩耗を防止するた
めには、単に転動体の硬度を軌道輪のそれよりも大きく
するだけでは不十分で、カーボン密度を1.55g/cm3以上
にする必要があることを発見した。このカーボン密度1.
55g/cm3は臨界的な意味を持っている。ちなみに、従来
のカーボンで形成した転動体のカーボン密度はいずれも
1.54g/cm3以下であった。 そこで、本発明の転がり軸受は、ステンレス鋼で形成
した軌道輪と、カーボンで形成した転動体と、上記転動
体を保持する保持器とを備え、上記転動体を上記軌道輪
より高い硬度を有するようにした転がり軸受において、
上記カーボンの密度を1.55g/cm3以上としたことを特徴
としている。
ン製の転動体を製作するために、色々な実験を重ねた。
その結果、高荷重条件下での転動体の摩耗を防止するた
めには、単に転動体の硬度を軌道輪のそれよりも大きく
するだけでは不十分で、カーボン密度を1.55g/cm3以上
にする必要があることを発見した。このカーボン密度1.
55g/cm3は臨界的な意味を持っている。ちなみに、従来
のカーボンで形成した転動体のカーボン密度はいずれも
1.54g/cm3以下であった。 そこで、本発明の転がり軸受は、ステンレス鋼で形成
した軌道輪と、カーボンで形成した転動体と、上記転動
体を保持する保持器とを備え、上記転動体を上記軌道輪
より高い硬度を有するようにした転がり軸受において、
上記カーボンの密度を1.55g/cm3以上としたことを特徴
としている。
転動体を形成するカーボンにより、転動体と軌道輪間
の潤滑作用が行われる。 また、高荷重条件下でも転動体の摩耗が極めて小さく
なり、軸受けが長寿命となる。
の潤滑作用が行われる。 また、高荷重条件下でも転動体の摩耗が極めて小さく
なり、軸受けが長寿命となる。
以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明す
る。 第１図は本発明の転がり軸受の一例である玉軸受の断
面図で、1,2はそれぞれ軌道輪としての内輪，外輪、３
は上記内輪１のレース1aと上記外輪２のレース2a上を自
転しながら公転する転動体の一例としてのボール、５は
複数の上記ボール３を一定の間隔をあけて保持するため
の冠形保持器、６はシールド板である。 上記内輪１、外輪２はSUS630により、シールド板６は
SUS304により形成している。一方、上記ボール３は自己
潤滑性を有するカーボンにより形成すると共に、上記保
持器５も自己潤滑性を有するフッ素樹脂で形成してい
る。この保持器５のフッ素樹脂は上記ボール３に転移
し、さらに上記内・外輪1,2に転移する。このとき、上
記保持器５は冠形保持器なので、ボール３を過度に拘束
することがなくなり、ボール３の様々な動きに追随する
ための柔軟性が得られるので、常時ボール３を良好に案
内して、保持器５からボール３へ転移膜を最適に供給す
る。このとき、転動摩耗により生じたボール３の摩耗粉
は保持器５からのフッ素樹脂の転移膜により吸着され、
軸受からの発塵を効果的に抑えている。 本実施例のステンレス鋼製の内・外輪1,2のビッカー
ス硬度（Hv）は700、上記カーボン製のボール３のHvは1
700で、いずれも十分な強度を有している上、ボール３
の方が内・外輪1,2より高い硬度を有している。また、
ボール３の摩耗の進行を防止するため、両者の硬度の関
係は、 Hv（ボール）≧1.5Hv（内外輪） となるようにしている。 次に、上記ボール３の製作方法について説明する。第
３図にその製作工程を示す。 まず、ボール３の材料Ｃであるカーボンを、CIP法（C
old Isotactic Pressing:冷間等方圧加圧法）によりプ
レスする。この方法は、第３図（ａ）に示すように、ボ
ール１個分の材料（カーボン）Ｃを詰め込んだゴム型11
を、たとえば水などの圧力媒体12が収容された圧力容器
10内に入れて、上記ゴム型11を等方的につまりあらゆる
方向から均等にプレスすることにより、材料プレスを行
うものである。この工程において、カーボンの密度を1.
55g/cm3以上とする。 この後、プレスされたカーボンをゴム型11より取り出
し、第３図（ｂ）で示すように、1000〜1300℃で１週
間、プログラム焼成する。 その後、第３図（ｃ）に示すように、焼成されたカー
ボンを研摩し、ボール３の製作を完了するのである。 上記構成の本実施例の玉軸受（カーボン密度1.55g/cm
3以上）と、本実施例とはカーボン密度のみが異なる従
来の玉軸受（カーボン密度1.54g/cm3以下）とを用い
て、回転時間に対するボール摩耗量を調べた。第２図は
そのテスト結果を示した図である。テスト条件は、図面
中にも記しているように、回転数が500r.p.m.、荷重がF
r＝40kgf,Fa＝0kgf、温度は室温である。 この図からもわかるように、従来の玉軸受におけるボ
ール摩耗量と本実施例の玉軸受におけるボール摩耗量と
の間には格段の差がある。つまり、カーボン密度1.54g/
cm3は臨界点であり、カーボン密度が1.54g/cm3以下のと
きには、500時間程度の回転時間に対して200μｍ近くボ
ールが摩耗しており、これに対して、カーボン密度が1.
55g/cm3以上の場合には1000時間以上回転してもボール
摩耗量は10μｍ前後に抑えられている。 このテスト結果によって実証されたように、カーボン
密度が1.55g/cm3以上の本実施例の玉軸受は、高荷重条
件下においてもボールの摩耗が極めて小さく、長時間の
使用に耐えることができる。 なお、本実施例は玉軸受に限らず、ころ軸受にも使用
でき、また、ラジアル軸受の他に、スラスト軸受にも使
用できることは勿論である。また、本実施例ではふっ素
樹脂からなる冠形保持器を使用したが、ボール３自体に
自己潤滑性があるので、SUS304等のステンレス鋼で形成
した波形保持器でもよい。また、内外輪1,2はSUS630を
用いたが、SUS440Cでもよく、また、その他の軸受鋼や
ステンレス鋼であってもよい。
る。 第１図は本発明の転がり軸受の一例である玉軸受の断
面図で、1,2はそれぞれ軌道輪としての内輪，外輪、３
は上記内輪１のレース1aと上記外輪２のレース2a上を自
転しながら公転する転動体の一例としてのボール、５は
複数の上記ボール３を一定の間隔をあけて保持するため
の冠形保持器、６はシールド板である。 上記内輪１、外輪２はSUS630により、シールド板６は
SUS304により形成している。一方、上記ボール３は自己
潤滑性を有するカーボンにより形成すると共に、上記保
持器５も自己潤滑性を有するフッ素樹脂で形成してい
る。この保持器５のフッ素樹脂は上記ボール３に転移
し、さらに上記内・外輪1,2に転移する。このとき、上
記保持器５は冠形保持器なので、ボール３を過度に拘束
することがなくなり、ボール３の様々な動きに追随する
ための柔軟性が得られるので、常時ボール３を良好に案
内して、保持器５からボール３へ転移膜を最適に供給す
る。このとき、転動摩耗により生じたボール３の摩耗粉
は保持器５からのフッ素樹脂の転移膜により吸着され、
軸受からの発塵を効果的に抑えている。 本実施例のステンレス鋼製の内・外輪1,2のビッカー
ス硬度（Hv）は700、上記カーボン製のボール３のHvは1
700で、いずれも十分な強度を有している上、ボール３
の方が内・外輪1,2より高い硬度を有している。また、
ボール３の摩耗の進行を防止するため、両者の硬度の関
係は、 Hv（ボール）≧1.5Hv（内外輪） となるようにしている。 次に、上記ボール３の製作方法について説明する。第
３図にその製作工程を示す。 まず、ボール３の材料Ｃであるカーボンを、CIP法（C
old Isotactic Pressing:冷間等方圧加圧法）によりプ
レスする。この方法は、第３図（ａ）に示すように、ボ
ール１個分の材料（カーボン）Ｃを詰め込んだゴム型11
を、たとえば水などの圧力媒体12が収容された圧力容器
10内に入れて、上記ゴム型11を等方的につまりあらゆる
方向から均等にプレスすることにより、材料プレスを行
うものである。この工程において、カーボンの密度を1.
55g/cm3以上とする。 この後、プレスされたカーボンをゴム型11より取り出
し、第３図（ｂ）で示すように、1000〜1300℃で１週
間、プログラム焼成する。 その後、第３図（ｃ）に示すように、焼成されたカー
ボンを研摩し、ボール３の製作を完了するのである。 上記構成の本実施例の玉軸受（カーボン密度1.55g/cm
3以上）と、本実施例とはカーボン密度のみが異なる従
来の玉軸受（カーボン密度1.54g/cm3以下）とを用い
て、回転時間に対するボール摩耗量を調べた。第２図は
そのテスト結果を示した図である。テスト条件は、図面
中にも記しているように、回転数が500r.p.m.、荷重がF
r＝40kgf,Fa＝0kgf、温度は室温である。 この図からもわかるように、従来の玉軸受におけるボ
ール摩耗量と本実施例の玉軸受におけるボール摩耗量と
の間には格段の差がある。つまり、カーボン密度1.54g/
cm3は臨界点であり、カーボン密度が1.54g/cm3以下のと
きには、500時間程度の回転時間に対して200μｍ近くボ
ールが摩耗しており、これに対して、カーボン密度が1.
55g/cm3以上の場合には1000時間以上回転してもボール
摩耗量は10μｍ前後に抑えられている。 このテスト結果によって実証されたように、カーボン
密度が1.55g/cm3以上の本実施例の玉軸受は、高荷重条
件下においてもボールの摩耗が極めて小さく、長時間の
使用に耐えることができる。 なお、本実施例は玉軸受に限らず、ころ軸受にも使用
でき、また、ラジアル軸受の他に、スラスト軸受にも使
用できることは勿論である。また、本実施例ではふっ素
樹脂からなる冠形保持器を使用したが、ボール３自体に
自己潤滑性があるので、SUS304等のステンレス鋼で形成
した波形保持器でもよい。また、内外輪1,2はSUS630を
用いたが、SUS440Cでもよく、また、その他の軸受鋼や
ステンレス鋼であってもよい。
以上より明らかなように、この発明の転がり軸受は、
ステンレス鋼で形成した軌道輪と、カーボンで形成した
転動体と、上記転動体を保持する保持器とを備え、上記
転動体を上記軌道輪より高い硬度を有するようにした転
がり軸受において、上記カーボンの密度を1.55g/cm3以
上としているので、固体潤滑剤の消耗による無潤滑状態
の発生を防止できることに加えて、高荷重条件下の使用
においても、転動体の摩耗が極めて小さくなり、長寿命
となる。
ステンレス鋼で形成した軌道輪と、カーボンで形成した
転動体と、上記転動体を保持する保持器とを備え、上記
転動体を上記軌道輪より高い硬度を有するようにした転
がり軸受において、上記カーボンの密度を1.55g/cm3以
上としているので、固体潤滑剤の消耗による無潤滑状態
の発生を防止できることに加えて、高荷重条件下の使用
においても、転動体の摩耗が極めて小さくなり、長寿命
となる。
第１図はこの発明の一実施例である玉軸受の断面図、第
２図は本発明の転がり軸受と従来の転がり軸受における
回転時間に対するボール摩耗量を示した図、第３図は第
１図のボールの製作方法を示した工程図である。 １……内輪、２……外輪、３……ボール、５……保持
器、６……シールド板。
２図は本発明の転がり軸受と従来の転がり軸受における
回転時間に対するボール摩耗量を示した図、第３図は第
１図のボールの製作方法を示した工程図である。 １……内輪、２……外輪、３……ボール、５……保持
器、６……シールド板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16C 33/32 F16C 33/34
Claims (1)
- 【請求項１】ステンレス鋼で形成した軌道輪と、カーボ
ンで形成した転動体と、上記転動体を保持する保持器と
を備え、上記転動体を上記軌道輪より高い硬度を有する
ようにした転がり軸受において、 上記カーボンの密度を1.55g/cm3以上としたことを特徴
とする転がり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2196932A JP2931052B2 (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | 転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2196932A JP2931052B2 (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | 転がり軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0483915A JPH0483915A (ja) | 1992-03-17 |
| JP2931052B2 true JP2931052B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=16366060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2196932A Expired - Fee Related JP2931052B2 (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | 転がり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2931052B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102900755B (zh) * | 2012-10-15 | 2016-12-21 | 上海斐赛轴承科技有限公司 | 防尘密封效果增强型无油润滑滚动轴承及制作方法 |
| CN107161637A (zh) * | 2017-06-07 | 2017-09-15 | 赵红平 | 一种安装有高密封性能轴承的托辊 |
-
1990
- 1990-07-23 JP JP2196932A patent/JP2931052B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0483915A (ja) | 1992-03-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080521 Year of fee payment: 9 |
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090521 Year of fee payment: 10 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100521 Year of fee payment: 11 |
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