JP3728488B2 - Plain bearing - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、すべり軸受に関する。このすべり軸受としては、例えば熱処理炉などの回転支持部に用いられる。
【0002】
【従来の技術】
従来から、すべり軸受としては、軸方向摺動部や回転摺動部に用いられるが、このすべり軸受として、例えば炭素を主成分として適宜の増ちょう剤を配合した粉末を焼結した成形体からなるものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のすべり軸受では、摺動抵抗や摩耗量において不十分であるとともに、脆いことが指摘され、摺動抵抗ならびに摩耗量を軽減することや強度を高めることが要求されており、ここに改良の余地がある。
【0004】
また、すべり軸受の表面の強度を高める方法としてダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜をCVD、イオンプレーティングなどで軸受表面に形成することが知られているが、この膜はHv8000程度のビッカース硬度を有するものの、形成方法により粗さを1μm以下にできない場合がある。
【0005】
このような事情に鑑み、本発明は、すべり軸受において、摺動特性、耐摩耗性ならびに強度を向上することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明にかかるすべり軸受は、表面にふっ素系樹脂膜が被覆された非晶質カーボンからなる。
【0007】
請求項2の発明にかかるすべり軸受は、表面にふっ素系樹脂膜が被覆された非晶質カーボンを環状に形成し、それを弾性体を介して金属環体の内周または外周に嵌合した構造である。
【0008】
請求項3の発明にかかるすべり軸受は、上記請求項1または2の非晶質カーボンを、炭素を主成分としてシリコンおよびホウ素を配合してなる粉末を加熱加圧焼結することにより成形されてなるものとしている。
【0009】
請求項4の発明にかかるすべり軸受は、上記請求項2の弾性体を、エラストマーとしている。
【0010】
以上、請求項1の発明のように、すべり軸受を非晶質カーボンとして表面にふっ素系樹脂膜を形成した構造とすれば、強度が従来品よりも高くなり、しかも、表面のふっ素系樹脂膜により、摺動動作時の摺動抵抗ならびに摩耗量を軽減できるようになる。
【0011】
また、請求項2の発明のように、ふっ素系樹脂膜付きの非晶質カーボンを環状に形成し、それをエラストマーなどの弾性体を介して金属環体の内周に嵌合させた構造とすれば、衝撃を緩和できるようになるなど耐荷重性が高められるとともに、万一、非晶質カーボンが破損したときでも、その破片が弾性体および金属環体の内周から離脱しにくくなる。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【0013】
図1および図2に本発明の一実施形態を示している。図1は、すべり軸受の斜視図、図2は、図1のすべり軸受を用いた回転支持構造の縦断面図である。
【0014】
図中、1はすべり軸受の全体を示している。このすべり軸受1は、円筒形に成形された非晶質カーボン2を、円筒形の弾性体3を介して金属製スリーブ4の内周に圧入により嵌合させた構造になっている。
【0015】
非晶質カーボン2の表面には、ふっ素系樹脂膜5が形成されている。ふっ素系樹脂膜5については、例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などとされる。
【0016】
弾性体3は、エラストマーあるいは合成ゴムなどとされる。また、金属製スリーブ4は、鋼管などとされる。
【0017】
ところで、上述したようなすべり軸受1は、図2に示すように、ハウジング10の内周に同心状に非接触に挿通される軸体11の回転あるいは軸方向移動を支持するような形態で使用される。その場合、すべり軸受1は、ハウジング10の内周に圧入により嵌合装着され、このすべり軸受1の内周に所要隙間を介して軸体11が挿通される。
【0018】
ところで、上記非晶質カーボン2は、約90wt%の炭素(C)に対してシリコン(Si)やホウ素(B)ならびに増ちょう剤を配合してなる粉末を金型プレスにより外形を整えてから、ホットアイソスタティックプレス(HIP)と呼ばれる等方性加熱加圧焼結を施すことにより、製作される。この焼結時の条件としては、例えば、雰囲気温度を約1000〜1700℃とし、プレス圧力を5〜2×106kg/cm2として、約1〜5時間にわたって行うようにしている。焼結後、適宜研削などにより所定の寸法、粗さ(0.2〜2μm)に仕上げ加工を行う。
【0019】
このようにして製作した非晶質カーボン2を、ふっ素系樹脂溶液中に浸漬し、取り出してから、焼成炉にて所要温度(例えば100〜120℃)で約5時間にわたって焼成する。この焼成により、非晶質カーボン2の表面にふっ素系樹脂膜5が形成されるとともに、非晶質カーボン2の表層部分に所要量のふっ素が拡散されることになる。このふっ素系樹脂膜5の膜厚は、例えば1μm以下に管理される。
【0020】
以上説明したように、この実施形態のすべり軸受1は、例えば図2に示すような使用状況において、ハウジング10を通じてすべり軸受1に対して衝撃が加わったときに、この衝撃がすべり軸受1の金属製スリーブ4および弾性体3により緩和されるので、すべり軸受1の非晶質カーボン2が破損しにくくなる。仮に、万一、非晶質カーボン2が破損したときでも、その破片が金属環体4および弾性体3の内周から離脱しにくくなるので、破損してから交換するまでの間、その状態のまま継続的に使用できるようになる。
【0021】
しかも、非晶質カーボン2そのものの強度が従来品よりも高くなり、しかも、非晶質カーボン2の表面のふっ素系樹脂膜5により、相手部材との摺動動作時の摺動抵抗ならびに摩耗量を軽減できるようになる。
【0022】
したがって、この実施形態でのすべり軸受1は、摺動特性、耐摩耗性ならびに強度が向上するから、長寿命でかつ信頼性の高いものにできるようになる。
【0023】
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。例えば上記実施形態では、すべり軸受1を非晶質カーボン2と弾性体3と金属製スリーブ4とで構成したものを例示したが、非晶質カーボン2単体ですべり軸受1を構成することができる。
【0024】
【発明の効果】
請求項1の発明のすべり軸受は、非晶質カーボンの表面にふっ素系樹脂膜を形成した構造としているから、強度が従来品よりも高くなり、しかも、表面のふっ素系樹脂膜により、摺動動作時の摺動抵抗ならびに摩耗量を軽減できるようになる。したがって、本発明のすべり軸受は、長寿命でかつ信頼性の高いものにできるようになる。
【0025】
また、請求項2の発明のすべり軸受は、非晶質カーボンを環状に形成し、それをエラストマーなどの弾性体を介して金属環体の内周に嵌合させた構造とすれば、衝撃を緩和できるようになるなど耐荷重性を高めることができるとともに、万一、すべり軸受が破損したときでも、その破片が弾性体および金属環体の内周から離脱しにくくなるので、破損してから交換するまでの間、その状態のまま継続的に使用できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかるすべり軸受の斜視図
【図2】図1のすべり軸受を用いた回転支持構造の縦断面図
【符号の説明】
1 すべり軸受
2 非晶質カーボン
3 弾性体
4 金属製スリーブ
5 ふっ素系樹脂膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plain bearing. As this slide bearing, it is used for rotation support parts, such as a heat treatment furnace, for example.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a sliding bearing, it is used for an axial sliding part and a rotational sliding part. As this sliding bearing, for example, from a molded body obtained by sintering a powder containing carbon as a main component and containing an appropriate thickener. There is something to be.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, it has been pointed out that conventional sliding bearings are insufficient in sliding resistance and wear amount and are brittle, and it is required to reduce sliding resistance and wear amount and to increase strength. There is room for improvement.
[0004]
In addition, it is known that a diamond-like carbon (DLC) film is formed on the bearing surface by CVD, ion plating or the like as a method for increasing the strength of the surface of the sliding bearing, but this film has a Vickers hardness of about Hv8000. However, the roughness may not be 1 μm or less depending on the forming method.
[0005]
In view of such circumstances, an object of the present invention is to improve sliding characteristics, wear resistance and strength in a sliding bearing.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The plain bearing according to the invention of
[0007]
In the plain bearing according to the second aspect of the present invention, amorphous carbon whose surface is coated with a fluorine-based resin film is formed in an annular shape, and is fitted to the inner periphery or outer periphery of the metal ring through an elastic body. Structure.
[0008]
A plain bearing according to a third aspect of the invention is formed by heating and pressure sintering the amorphous carbon of the first or second aspect, wherein a powder comprising silicon as a main component and silicon and boron is blended. It is supposed to be.
[0009]
In the plain bearing according to the invention of claim 4, the elastic body of
[0010]
As described above, if the plain bearing is made of amorphous carbon and has a fluorine resin film formed on the surface as in the invention of
[0011]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a structure in which amorphous carbon with a fluorine-based resin film is formed in an annular shape and is fitted to the inner periphery of the metal ring through an elastic body such as an elastomer. In this case, the load resistance is improved such that the impact can be mitigated, and even if the amorphous carbon is broken, it is difficult for the fragments to be detached from the inner periphery of the elastic body and the metal ring.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The details of the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
[0013]
1 and 2 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of a sliding bearing, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a rotary support structure using the sliding bearing of FIG.
[0014]
In the figure, 1 indicates the entire slide bearing. This
[0015]
A fluorine-based
[0016]
The
[0017]
By the way, the slide bearing 1 as described above is used in a form that supports the rotation or axial movement of the
[0018]
By the way, the
[0019]
The
[0020]
As described above, the sliding bearing 1 according to this embodiment, for example, when the impact is applied to the sliding bearing 1 through the
[0021]
In addition, the strength of the
[0022]
Therefore, the sliding
[0023]
In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Various application and deformation | transformation can be considered. For example, in the above-described embodiment, the
[0024]
【The invention's effect】
Since the plain bearing of the invention of
[0025]
Further, the sliding bearing according to the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a sliding bearing according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a rotary support structure using the sliding bearing of FIG.
1 Sliding
Claims (4)
前記非晶質カーボンは、炭素を主成分としてシリコンおよびホウ素を配合してなる粉末を加熱加圧焼結することにより成形されてなるものである、ことを特徴とするすべり軸受。The plain bearing according to claim 1 or 2,
The amorphous bearing is characterized in that the amorphous carbon is formed by heating and pressing and sintering a powder containing carbon as a main component and silicon and boron.
前記弾性体が、エラストマーとされる、ことを特徴とするすべり軸受。The plain bearing according to claim 2,
A sliding bearing, wherein the elastic body is an elastomer.
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