JP4105516B2

JP4105516B2 - 軸受の内面への被膜形成装置

Info

Publication number: JP4105516B2
Application number: JP2002283293A
Authority: JP
Inventors: 健中島; 拓也田中; 偉星仲; 隆之柴山
Original assignee: Daido Metal Co Ltd
Current assignee: Daido Metal Co Ltd
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: JP2004113974A; US20060013952A1; US20040062860A1; US6926923B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒状に構成された軸受の内面に被膜を形成するための軸受の内面への被膜形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば半円筒状をなす半割軸受の内面に、なじみ性や非焼付性の向上を目的に合成樹脂の被膜を形成することが行われている。その被膜としては、合成樹脂から成るベース樹脂に固体潤滑剤を含有させたものが用いられることが多い。このような被膜を形成する方法としては、従来では下記のような複数の方法がある。
【０００３】
１．エアスプレー法
図４に示すように、半割軸受の場合には、２個の半割軸受１０１を円筒状に組み合わせた状態で図示しない治具により保持し、この軸受１０１を治具ごと円周方向に回転させながら、その軸受１０１の斜め上方（約４５度上方）から、エアスプレー法によってノズル１０２により被膜形成用の塗料１０３（ベース樹脂と固体潤滑剤とを混合したもの）を軸受１０１の内面に向けて噴射することにより塗布する。そして、治具を上下反転させて、同様にして反対側からも塗布し、この後ベース樹脂をキュアリングさせる。
【０００４】
２．印刷法
パッドの印刷面に被膜形成用の塗料を塗布し、その印刷面を軸受の内面に押し付けることにより塗料を付着させ、この後キュアリングさせる。
３．浸漬法
被膜形成用の塗料中に軸受を直接浸し、軸受の内面に塗料を付着させ、塗料から出してキュアリングさせる。
４．ロールコート法
被膜形成用の塗料を転写ロール上に滴下し、転写ロールと印刷ロールを回転接触せしめ印刷ロールに塗料を付着させ、印刷ロールとバックアップロールとの間に、半円筒状の軸受（裏金）をその内面が印刷ロールに接触するように噛みこませ、軸受の内面に塗料を塗布し、この後キュアリングさせる（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３０４２６４号公報（第４頁、図２、図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した各方法においては次のような欠点がある。
エアスプレー法の場合、圧縮空気で塗料を霧化する方式であるため、塗料の飛散が多い。このため、塗料の歩留が低く、また、作業環境が悪い。
印刷法の場合、塗料を押し付けて付着させる方法であるため、被膜厚さの寸法精度が悪い。
浸漬法の場合、塗料に混合する固体潤滑剤の濃度の管理が困難である。
ロールコート法の場合、塗料の粘度変化により被膜厚さの寸法が変化しやすく、寸法精度が悪い。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エアスプレー法に比べて塗料の歩留及び作業環境を向上でき、また、浸漬法に比べて塗料の濃度管理が容易にでき、さらに、印刷法やロールコート法に比べて被膜厚さの寸法精度を向上できる軸受の内面への被膜形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１の発明は、円筒状に構成された軸受の内面に被膜を形成するための軸受の内面への被膜形成装置において、被膜形成用の塗料として、ポリアミドイミドからなるベース樹脂と、二硫化モリブデン、グラファイト及び四フッ化エチレンから選ばれた１以上の固体潤滑剤とからなる固形分を有機溶媒で希釈したものを用い、前記軸受をこれの円周方向に回転させる回転手段と、前記軸受の内面に前記被膜形成用の塗料をエアレススプレー法により噴射することによって塗布するノズルからなる塗布手段と、前記塗料を密閉状態で圧力をかけ、循環させて前記ノズルに供給する塗料供給手段とを具備し、前記ノズルは、前記軸受の軸線方向に沿って往復移動が可能で、前記軸受の内側に挿入した状態で、その軸受の内側から塗料を５〜１０Ｐａの圧力で噴射する構成であり、前記回転手段は、前記軸受を保持する治具と、この治具を装着して回転するロータとを備え、前記治具は、内面側に前記軸受を受ける軸受受け面を有する半円筒状をなす第１の治具と、内面側に前記第１の治具の前記軸受受け面と対向する軸受受け面を有すると共に外径が前記第１の治具よりも大きな半円筒状に形成され、前記第１の治具との間で前記軸受を保持した状態で前記ロータに取り付けられる第２の治具とを備えた構成であることを特徴とする。
上記した手段によれば、エアレススプレー法によりノズルから塗料を噴射するようにしているので、エアスプレー法とは違い、圧縮空気を用いないために塗料の飛散が少なく、塗料の歩留が向上すると共に、作業環境も向上する。加えて、エアレススプレー法の場合、エアスプレー法に比べてワークに対して短い距離から塗布できる。また、スプレー法であるから、浸漬法に比べて塗料の濃度管理が容易にできる。さらに、スプレー法で薄膜を積層することができるため、印刷法やロールコート法に比べて被膜厚さの寸法精度を向上できる。
【０００９】
この場合、ノズルは、軸受の内側に挿入した状態で、その軸受の内側から塗料を噴射するようにしている。これによれば、軸受の内側から塗料を噴射して塗布するので、一度で軸受の内面全体に塗料を塗布することが可能となり、軸受の外側から塗料を噴射して塗布する場合に比べて歩留が良く、生産性を向上でき、また、作業環境を向上させることもできる。
【００１０】
ノズルから塗料を噴射する際の圧力は５〜１０ＭＰａとしている。圧力が５ＭＰａ未満であると、塗料を噴射する際の霧化が困難となる。１０ＭＰａより高いと、飛散量が多くなり、作業環境が悪化する。
ノズルに塗料を供給する塗料供給手段は、塗料を密閉状態で循環させる構成としている。これによれば、塗料の濃度を一層安定させることが可能となる。
【００１２】
この場合、ノズルは、軸受の軸線方向に沿って往復移動が可能な構成としている。これによれば、軸受を軸線方向に多数個並べて配置した状態で、ノズルを軸線方向に往復移動させて塗料を噴射することで、１度に多数個の軸受に塗料を塗布することが可能となり、歩留を一層向上でき、生産性を一層向上できるようになる。
【００１３】
さらに、上記した回転手段の治具を用いることにより、軸受をロータに対して容易に取り付けることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
まず、図１には、軸受の内面に被膜を形成するための被膜形成装置１の原理構成が示されている。この図１において、円筒状をなすロータ２は軸周り方向に回転可能に支持されていて、一端部に、当該ロータ２と一体に回転する従動プーリ２ａが取着されている。このロータ２を回転させるためのロータ用モータ３の回転軸には駆動プーリ４が取着されている。これら駆動プーリ４と従動プーリ２ａとの間にベルト５が掛け渡されていて、これらによりベルト伝動機構６を構成している。従って、ロータ用モータ３を回転させることにより、ベルト伝動機構６を介してロータ２が例えば矢印Ａ方向へ回転される構成となっている。
【００１５】
ロータ２の周壁部には、半円弧状の開口部７が形成されている。ロータ２の他端部側（従動プーリ２ａとは反対側）には、エアレススプレー用のノズル（塗布手段）８が配置されていると共に、このノズル８をロータ２の軸線方向に沿って往復移動させるための電動スライド機構９が設けられている。ノズル８は、ロータ２の軸線方向に長く形成されていて、その先端部に噴出口８ａを有している。
【００１６】
上記電動スライド機構９は、ロータ２の軸線方向に沿って延びるボールねじ１０と、このボールねじ１０を回転させる正逆回転可能なステッピングモータから成るスライド用モータ１１と、前記ノズル８の下部に設けられてボールねじ１０に螺合したナット状のスライド部８ｂとから構成されていて、スライド用モータ１１にてボールねじ１０を回転させることにより、ノズル８がロータ２の軸線方向に沿って移動される。ノズル８は、スライド用モータ１１の回転方向を逆方向とすることで、逆方向に移動される。
【００１７】
さて、軸受１２を保持する治具１３は、図２にも示すように、半円筒状をなす第１の治具１４と、この第１の治具１４よりも大きな外径の第２の治具１５とから構成されている。これら第１、第２の治具１４，１５の内面は、半円筒状をなす半割軸受から成る軸受１２を受ける軸受受け面１４ａ，１５ａとされている。第１の治具１４は、第２の治具１５にボルト１６により取り付けられ、第１の治具１４を取り付けて一体的にした第２の治具１５は、図１に示すように、第１の治具１４をロータ２の開口部７に挿入する状態で、ボルト１７によりそのロータ２に取り付けられる構成となっている。従って、２個または４個の半円筒状をなす軸受１２を、治具１３に円筒状となるように保持させ、その治具１３をロータ２に取り付けることにより、軸受１２は、ロータ２と共に円周方向に回転される。ここで、ロータ２と、ロータ用モータ３と、ベルト伝動機構６と、治具１３とにより、軸受１２を円周方向に回転させる回転手段１８を構成している。
【００１８】
一方、図３には、上記ノズル８に被膜形成用の塗料を供給する塗料供給装置２０が示されている。この塗料供給装置２０は本発明の塗料供給手段を構成する。ポンプ２１は、エアーレギュレータ２２によって制御されるエアーを駆動源としていて、塗料供給路２３から供給される塗料（ベース樹脂に固体潤滑剤を混合した液体）を、高圧力（５〜１０ＭＰａ、好ましくは約５ＭＰａ）をかけて供給路２４に向けて吐出する。塗料供給路２３の基端部は、塗料を貯留した図示しないタンクに接続されている。
【００１９】
ここで、被膜形成用の塗料は、次のようなものを使用する。ベース樹脂となる例えばポリアミドイミド（ＰＡＩ）を６０体積％と、固体潤滑剤となる例えば二硫化モリブデン（ＭoＳ_２）を４０体積％とし、これら固形分を、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）とｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）との混合された有機溶剤で、塗料全体に対して固形分が２５質量％となるように、希釈したものとした。なお、固体潤滑剤としては、ＭoＳ_２に代えてグラファイト（Ｇｒ）や四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）を用いても良い。
【００２０】
供給路２４の途中には、塗料を加熱するヒータ２５と、フィルタ２６とが設けられている。供給路２４の先端部は、ノズル８の塗料入口に接続されている。ノズル８の塗料戻し口には、戻し通路２７が接続されていて、この戻し通路２７の先端部がサーキュレーションバルブ２８に接続されている。サーキュレーションバルブ２８は上記塗料供給路２３と接続されている。なお、サーキュレーションバルブ２８の近傍にはドレンバルブ２９が設けられている。
【００２１】
ここで、ポンプ２１により高圧力をかけられた塗料がノズル８へ供給されると、その一部がノズル８の噴出口８ａから噴射され、残った塗料は戻し通路２７を通しポンプ２１を経て再び供給路２４に戻されるというように循環される。従って、この塗料供給装置２０は、塗料を密閉状態で圧力をかけ、循環させてノズル８に供給する構成となっている。
【００２２】
次に軸受１２に被膜を形成する際の手順を説明する。
まず、軸受１２は次のようにして製造したものを使用する。すなわち、裏金となる鋼板上に軸受合金層を接合し、これを所定の軸受形状（半円筒状）に加工する。この後、脱脂処理し、続いて軸受合金層の表面をブラスト加工により粗面化する。さらに、酸洗、湯洗した後、乾燥させる。軸受１２としては、表１に示す寸法のものとした。
【００２３】
【表１】

【００２４】
このようにして製造された軸受１２を２個組み合わせて円筒状となるように治具１３に装着する。このとき、軸受１２は、一組の治具１３に例えば４個装着する。そして、治具１３ごと加熱する。このときの温度は、４０〜１５０℃、好ましくは約８０℃とする。
【００２５】
この後、治具１３を、図１に示すように、ロータ２の開口部７にボルト１７により取り付ける。この状態で、ロータ用モータ３によりロータ２ひいては軸受１２をこれの円周方向である矢印Ａ方向に回転させると共に、ノズル８を電動スライド機構９によりロータ２内に挿入するようにスライドさせる。このとき、ノズル８は、これの先端部が軸受１２の内側に位置するように位置させる。そして、ロータ２ひいては軸受１２を、回転速度が周速０．２ｍ／ｓｅｃ以上、例えば周速０．３ｍ／ｓｅｃで回転させながら、ノズル８の噴出口８ａから塗料３０（図１参照）を軸受１２の内面に向けて噴射して塗布すると共に、ノズル８を軸線方向にスライドさせる。このとき、塗料３０は、軸受１２の内側から当該軸受１２の内面に対して直角方向に噴射され、薄膜を積層するようにして被膜が形成される。実施例１では、形成する被膜の厚さを５μｍとした。被膜厚さは、ロータ２の回転速度、ノズル８からの塗料の噴射量、ノズル８のスライド速度、噴射時間によって制御することができる。
【００２６】
塗布後、治具１３をロータ２から外し、軸受１２を、１５０〜４００℃、好ましくは約３５０℃で、６０分間キュアリングする。これにより、塗料が硬化し、軸受１２の内面に、固体潤滑剤を含んだ合成樹脂の被膜が形成される。
【００２７】
（実施例２）
この実施例２は、基本的には上記した実施例１と同様であるが、次の点が異なっている。すなわち、図示はしないが、被膜形成装置のロータ２、及び軸受１２を保持するための治具１３を軸線方向に大型化し、その治具に、軸受１２を４０個装着する構成とする。そして、ノズル８は、それら軸受１２に塗料３０を塗布できるように、軸線方向に大きく移動させる構成とする。これにより、一度に４０個の軸受１２に対して塗料３０を塗布して被膜を形成する構成とする。
【００２８】
（比較例）
この比較例では、エアスプレー法により塗料を塗布するようにしたものである。具体的には次のようにして行った。
実施例１と同様にして製造した軸受を４個、円筒状にして図示しない治具に装着し、約８０℃に加熱する。このときの軸受は、図１と同じ寸法のものを用いた。そして、治具ごと図示しないロータに装着し、その軸受をロータごと回転させながら、図４に示すように、その軸受の斜め上方から、エアスプレー用のノズル１０２により被膜形成用の塗料１０３（実施例１の塗料３０と同じもの）を軸受の内面に向けて噴射することにより塗布する。そして、治具を上下反転させて、同様にして反対側からも塗布し、この後キュアリングさせる。このとき、軸受の回転速度は周速０．０６ｍ／ｓｅｃで行った。
【００２９】
（実施例１,２と比較例との比較結果）
上記した実施例１，２、並びに比較例によって形成された軸受の被膜（樹脂組成物）の塗布前後の質量変化を測定し、これに基づき塗料の歩留を求めた結果を表２に示す。塗料の歩留は下記の式により算出した。
【００３０】
【数１】

【００３１】
【表２】

【００３２】
表２から、次のようなことが分かる。まず、実施例１と比較例とを比較すると、軸受の装着個数は４個で同じであるが、歩留は、比較例が２５％であるのに対し、実施例１では６０％であり、実施例１の方が優れていることが分かる。
【００３３】
また、実施例１と実施例２とを比較してみると、軸受の装着個数が、実施例１では４個であるのに対し、実施例２では４０個となっており、一度に塗布する個数が大きく異なっている。このため、実施例２の歩留が９０．６％と高く、実施例１と比べてより効率が良いことが分かる。
【００３４】
本発明の実施例１，２によれば、次のような作用効果を得ることができる。
まず、エアレススプレー法によりノズル８から塗料３０を噴射するようにしているので、エアスプレー法とは違い、圧縮空気を用いないために塗料の飛散が少なく、塗料の歩留及び塗着効率が向上すると共に、作業環境も向上する。
また、スプレー法であるから、浸漬法に比べて塗料３０の濃度管理が容易にできる。特に、塗料供給装置２０は、塗料３０を密閉状態で循環させてノズル８に供給する構成となっているので、塗料３０の濃度管理を一層容易にできる。さらに、軸受１２を高速回転させながらスプレー法で塗料３０を塗布するので、薄膜を積層することができ、印刷法やロールコート法に比べて被膜厚さの寸法精度を向上できる。
【００３５】
また、ノズル８は、軸受１２の内側に挿入した状態で、その軸受１２の内側から塗料３０を噴射するようにしているので、一度で軸受１２の内面全体に塗料３０を塗布することが可能となり、軸受１２の外側から塗料を噴射して塗布する場合に比べて歩留が良く、生産性を向上でき、作業環境も向上できる。
【００３６】
特に実施例２においては、軸受１２を軸線方向に多数個並べて配置した状態で、ノズル８を軸線方向に往復移動させて塗料３０を噴射することで、１度に多数個の軸受１２に塗料３０を塗布することが可能となり、歩留を一層向上でき、生産性を一層向上できるようになる。
【００３７】
本発明は、上記した各実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
対象となる軸受は、半円筒状の半割軸受１２に限られず、１個で円筒状をなす軸受（ブシュ）でも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すもので、被膜形成装置の原理を示す概略的斜視図
【図２】軸受を治具に組み付ける状態を示した断面図
【図３】塗料供給装置の構成を示す図
【図４】従来のエアスプレー法の例を示す斜視図
【符号の説明】
図面中、１は被膜形成装置、２はロータ、３はロータ用モータ、６はベルト伝動機構、８はエアレススプレー用のノズル（塗布手段）、９は電動スライド機構、１２は軸受、１３は治具、１４は第１の治具、１４ａは軸受受け面、１５は第２の治具、１５ａは軸受受け面、１８は回転手段、２０は塗料供給装置（塗料供給手段）、３０は塗料を示す。

Claims

円筒状に構成された軸受の内面に被膜を形成するための軸受の内面への被膜形成装置において、
被膜形成用の塗料として、ポリアミドイミドからなるベース樹脂と、二硫化モリブデン、グラファイト及び四フッ化エチレンから選ばれた１以上の固体潤滑剤とからなる固形分を有機溶媒で希釈したものを用い、
前記軸受をこれの円周方向に回転させる回転手段と、
前記軸受の内面に前記被膜形成用の塗料をエアレススプレー法により噴射することによって塗布するノズルからなる塗布手段と、
前記塗料を密閉状態で圧力をかけ、循環させて前記ノズルに供給する塗料供給手段とを具備し、
前記ノズルは、前記軸受の軸線方向に沿って往復移動が可能で、前記軸受の内側に挿入した状態で、その軸受の内側から塗料を５〜１０Ｐａの圧力で噴射する構成であり、
前記回転手段は、前記軸受を保持する治具と、この治具を装着して回転するロータとを備え、
前記治具は、内面側に前記軸受を受ける軸受受け面を有する半円筒状をなす第１の治具と、内面側に前記第１の治具の前記軸受受け面と対向する軸受受け面を有すると共に外径が前記第１の治具よりも大きな半円筒状に形成され、前記第１の治具との間で前記軸受を保持した状態で前記ロータに取り付けられる第２の治具とを備えた構成であることを特徴とする軸受の内面への被膜形成装置。