JP4527683B2 - Masking in coating surface treatment on bearing components - Google Patents
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Description
この発明は、鉄道車両等に用いられる軸受構成部材への被膜形成表面処理において、その表面処理が不要な箇所を被覆保護するためのマスキング方法とそのマスキング剤に関する。 The present invention relates to a masking method and a masking agent for coating and protecting a portion where the surface treatment is unnecessary in a coating-forming surface treatment for a bearing component used in a railway vehicle or the like.
例えば、鉄道車両の車軸支持用の軸受装置は、図3に示すように、車輪が取付けられた車軸1の端部(ジャーナル部)2を回転自在に支持固定するものであり、転がり軸受10をジャーナル部2に嵌めてその前後を蓋3、4により密閉した構造である。
For example, as shown in FIG. 3, a bearing device for supporting an axle of a railway vehicle is configured to rotatably support and fix an end (journal portion) 2 of an
その転がり軸受10は、鋼鉄製であって、車軸1の軸方向左右に配置された内輪11と、その両内輪11、11の外側に配置された単一の外輪12と、その両輪11、12の間に保持器13を介して設けた円錐ころ14とからなり、前記外輪12は車体等に固定され、両内輪11、11は間座15を介して前蓋3と後蓋4とで車軸1にその軸方向不動に固定される(特許文献1 段落0022〜同0027、図1参照)。
この軸受装置において、当然なこととして、長期間の使用に耐え得るに十分な耐摩耗性および耐食性が要求される。このため、従来から、その内外輪11、12の表面に耐摩耗・耐食性の被膜を形成することが行われている。
Naturally, this bearing device is required to have sufficient wear resistance and corrosion resistance to withstand long-term use. For this reason, conventionally, a wear-resistant and corrosion-resistant film is formed on the surfaces of the inner and
その被膜形成表面処理として、化学反応、例えば薬液中への浸漬により、被処理表面にリン酸塩被膜を形成する方法、所謂、パーカー処理や、被処理表面にリン酸マンガン被膜を形成する方法などがある。 As the film formation surface treatment, a chemical reaction, for example, a method of forming a phosphate film on the surface to be treated by immersion in a chemical solution, a so-called Parker treatment, a method of forming a manganese phosphate film on the surface to be treated, etc. There is.
これらの被膜形成表面処理において、通常、図4に示すように、例えば、内輪11の全表面にその被膜5を形成する。全表面への被膜形成は、内輪11全体を処理槽に浸ける等だけで良いため、作業性がよい。
In these film forming surface treatments, the
しかし、その処理作業が容易及び安価などの理由から、表面粗さの劣る被膜5、例えば、リン酸マンガン被膜5とすると、その表面粗さが劣ることに起因して、経年により、被膜剥離が生じる。特に、図1および図2に示す内外輪11、12の円錐ころ14の転がり面・すべり面等の摺動面11a、12aのリン酸マンガン被膜5は、その円錐ころ14の摺動により剥離し易く、その被膜剥離が生じると、潤滑材の汚染を招く等の問題が生じる。
However, when the
このため、その被膜5を生じさせないように、その摺動面11a、12aにマスキングをして被膜形成表面処理を行い、その摺動面11a、12aには被膜5を形成しないようにしている。
For this reason, in order not to produce the
そのマスキングは、一般的には、テープを用いたテーピング法、マスキング剤を刷毛やスキージ等で塗布する方法が採用されている。また、セラミック溶射によるマスキング法も提案されている(特許文献2参照)。
そのマスキングにおいて、例えば、この種の軸受装置の内輪11では、図5、図6に示すように、摺動面11aを弾性体パッキン7を介してテープ状マスキング材6で被い、そのマスキング材6の両端縁を締め付けバンド8により水密に固定している。その際、図5に示すように、一方の内輪11のみでマスキングしたり、図6に示すように、両内輪11、11を対にしてマスキングしたりする。
In the masking, for example, in the
図5、図6に示すテーピングによるマスキングは、内輪11、外輪12が複雑な形状であることにより、そのマスキング材(テープ)6の切り貼り等に多くの時間を要するため、コスト面で問題がある。
The masking by taping shown in FIG. 5 and FIG. 6 has a problem in terms of cost because the
また、弾性体パッキン7、マスキング材6、締め付けバンド8の取り付け作業が複雑なために多大な工数を要していた。さらに、マスキング材6と弾性体パッキン7の隙間から、被膜形成表面処理時に処理液が滲入したりする。処理液が滲入すれば、摺動面11aにその処理液が付着して被膜5が形成されることとなり、上記の被膜剥離による潤滑材の汚染を招く等の問題が生じる。
Further, since the mounting work of the
マスキング剤の塗布によるマスキングは、従来のマスキング剤は粘度が高く、塗布時における流動性が悪いため、マスキング剤を刷毛等で塗布する際に、厚さむらが発生し、マスキングの厚さが極端に薄かったり、全く未着であったりする部分が発生する。 Masking by applying a masking agent has a high viscosity and poor fluidity during application. Therefore, when the masking agent is applied with a brush or the like, uneven thickness occurs and the masking thickness is extremely large. There are parts that are very thin or have not arrived at all.
また、そのマスキング剤の流動性が悪いことにより、マスキング剤が内輪11、外輪12の摺動面11a、12aの細部まで行き渡らず、その細部がマスキングされなかったり、マスキング層が薄かったりする場合が多い。
Further, due to the poor flowability of the masking agent, the masking agent may not reach the details of the
そのような薄い・未着部分は、内外輪11、12が処理液に浸漬されると、その処理液が至って被膜形成表面処理が行われることとなり、その被膜5の形成により、上記の被膜剥離による潤滑材の汚染を招く等の問題が生じる。
When the inner and
そのような厚さむら等をなくすには、そのむらを目視により検査して塗り直す、又は、複数回のマスキング剤の塗り工程を繰り返す等が必要であり、コストアップにつながる。 In order to eliminate such uneven thickness, it is necessary to visually inspect the unevenness and repaint, or to repeat the coating process of the masking agent a plurality of times, leading to an increase in cost.
セラミック溶射によるマスキングは、溶射部先端から見て陰になる部分にはそのセラミック溶射材が至らずにマスキングができず、その部分には、被処理材が処理液に浸ることによって被膜形成表面処理が行われることとなって、同様に、上記の被膜剥離による潤滑材の汚染を招く等の問題が生じる。 Masking by ceramic spraying is not possible because the ceramic sprayed material does not reach the part that is shaded when viewed from the tip of the sprayed part, and the part to be treated is immersed in the treatment liquid to treat the surface of the coating. In the same manner, there arises a problem that the lubricant is contaminated by the above-mentioned film peeling.
ところで、被膜形成表面処理後には、そのマスキング層6を除去する必要がある。このため、例えば、テーピングの場合は、手作業にて順次それらを剥離して除去していた。この手作業による剥離は煩雑であり、コスト的にも高いものであって、改善が望まれている。
By the way, after the film formation surface treatment, it is necessary to remove the
また、セラミックは、物理的及び化学的な安定性が高いため、被膜形成表面処理後、そのマスキング層6の剥離が困難である。
Moreover, since the ceramic has high physical and chemical stability, it is difficult to peel off the
この発明は、このような現状に鑑み、安価にして被膜形成表面処理を行うことを第1の課題とし、その被膜形成表面処理後のマスキング層6の除去を簡単にすることを第2の課題とする。
In view of such a current situation, the present invention has a first problem of performing a film formation surface treatment at a low cost, and a second problem of simplifying the removal of the
上記第1、第2の課題を解決するため、この発明は、マスキング剤として油性インキを用いることとしたのである。 In order to solve the first and second problems, the present invention uses oil-based ink as a masking agent.
油性インキは、350CPS程度の低粘度であるため、流動性が高く、刷毛等で塗布した際に、厚さが均一な良好なマスキング層を得ることができる。また、複雑な形状を有する場合、例えば、細部に対しても、低粘度で流動性が高いことから、刷毛等で容易に塗布することができるため、同様に、良好なマスキング層を得ることができる。また、油性インキは、通常、有機溶剤により溶けて、容易に剥離し易い。 Since oil-based ink has a low viscosity of about 350 CPS, it has high fluidity, and when applied with a brush or the like, a good masking layer having a uniform thickness can be obtained. In addition, when it has a complicated shape, for example, it can be easily applied with a brush or the like because it has low viscosity and high fluidity, so that a good masking layer can be obtained similarly. it can. In addition, oil-based inks are usually easily dissolved by being dissolved in an organic solvent.
この発明は、以上のように、マスキング剤として油性インキを用いたので、厚さが均一の良好なマスキングを施すことが可能であって、そのマスキング作業も容易である。また、その油性インキからなるマスキング層は剥離させ易いため、安価にして被膜形成表面処理を行うことができる。 As described above, since the oil-based ink is used as the masking agent in the present invention, it is possible to perform good masking with a uniform thickness, and the masking operation is easy. In addition, since the masking layer made of the oil-based ink is easy to peel off, the film-forming surface treatment can be performed at a low cost.
この発明の実施形態としては、軸受構成部材への被膜形成表面処理におけるマスキング方法において、そのマスキングを油性インキの塗布により行う構成を採用することができる。 As an embodiment of the present invention, it is possible to employ a configuration in which masking is performed by applying an oil-based ink in a masking method in a film-forming surface treatment on a bearing constituent member.
その油性インキには、例えば、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、メチルエチルケトン、4−メチル−2−ペンタノン、イソプロピルアルコール、エタノール、n−プロパノールの一群から選択される1種あるいは数種の成分を有機溶剤として含有するものを採用できる。 Examples of the oil-based ink include one or several kinds selected from the group consisting of toluene, xylene, ethyl acetate, n-propyl acetate, methyl ethyl ketone, 4-methyl-2-pentanone, isopropyl alcohol, ethanol, and n-propanol. What contains a component as an organic solvent is employable.
この油性インキによりマスキングを施した軸受構成部材に被膜形成表面処理を行えば、その処理後、マスキング層を有機溶剤に浸すことにより一括して剥離することが可能である。 If a bearing forming member subjected to masking with this oil-based ink is subjected to a film-forming surface treatment, the masking layer can be peeled off at once by immersing the masking layer in an organic solvent.
この実施例は、図3に示した鉄道車両の車軸支持用の軸受装置の内外輪11、12に被膜形成表面処理を行う場合であり、図1に示す内輪11の摺動面11aを除く全表面、及び図2に示す外輪12の摺動面12aを除く全表面にリン酸マンガン被膜5を形成する。
In this embodiment, the inner and
この際のマスキング剤16は、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、メチルエチルケトン、4−メチル−2−ペンタノン、イソプロピルアルコール、エタノール、n−プロパノールを有機溶剤として含有するマーカーインキであり、例えば、「エスダインプラコートSM−5(積水化学工業(株) 商品名)」を使用する。
The
この油性インキ16を、図1、図2に示すように、内輪11の摺動面11a及び外輪12の摺動面12aに刷毛により塗布してマスキングを行う。このとき、この油性インキ16は、350CPSの低粘度であるため、流動性が高く、その刷毛による塗布は、均一な厚さに行うことができるとともに、細部まで満遍なく行うことができる。このため、摺動面11a、12aはその全面が容易かつ確実にマスキングされる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the oil-based
このマスキング16の終了した内輪11及び外輪12は、従来と同様に、リン酸マンガン槽に浸漬させ、その内外輪11、12の摺動面11a、12aを除く全表面にリン酸マンガン被膜5を形成する。
The
その被膜5を水等で洗浄、乾燥した後、その内外輪11、12を、有機溶剤であるメタクレン蒸気中に暴露させ、マスキング層(油性インキ)16の摺動面11a、12aとの界面を溶かして、そのマスキング層16を摺動面11a、12aから一括して剥離し、内外輪11、12の表面被膜処理を終了する。
After the
この実施例は、リン酸マンガン被膜5の表面処理であったが、リン酸塩被膜を形成する表面処理等の他の各種の表面被覆処理において、この発明を採用し得ることは勿論である。
In this example, the surface treatment of the
油性インキの塗布は、刷毛によるものに限らず、スキージ、浸積等の周知の種々の手段を採用できる。 The application of the oil-based ink is not limited to a brush, and various known means such as squeegee and immersion can be employed.
また、有機溶剤は、油性インキを溶解するものであれば、特に限定されることなく適用できる。暴露に代えて、溶剤中に対象物(内外輪11、12)を直接浸漬することもできる。
The organic solvent is not particularly limited as long as it dissolves oil-based ink. Instead of exposure, the object (inner and
この発明は、鉄道車両の車軸支持用の軸受装置に限らず、他の各種の軸受装置、例えば、自動車の車軸支持用の軸受装置等にも、採用できることは勿論である。 The present invention is not limited to a bearing device for supporting an axle of a railway vehicle, but can be applied to other various bearing devices such as a bearing device for supporting an axle of an automobile.
5 表面処理被膜
6 マスキング層
10 軸受装置
11 軸受内輪
11a 内輪摺動面
12 軸受外輪
12a 外輪摺動面
16 油性インキ(マスキング層)
5
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