JPH04140510A - 固体潤滑転がり軸受 - Google Patents
固体潤滑転がり軸受Info
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- JPH04140510A JPH04140510A JP26280990A JP26280990A JPH04140510A JP H04140510 A JPH04140510 A JP H04140510A JP 26280990 A JP26280990 A JP 26280990A JP 26280990 A JP26280990 A JP 26280990A JP H04140510 A JPH04140510 A JP H04140510A
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- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims description 14
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Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は固体渭漬転がり軸受に関し、特に、１０−１〜
１Ｏ−ｊＴｏｒｒ程度の低・中真空中での使用に通した
ものに関する。
１Ｏ−ｊＴｏｒｒ程度の低・中真空中での使用に通した
ものに関する。
真空機器用、宇宙機器用などの真空中で使用される軸受
は、潤滑剤として油やグリースを使用することが困難な
ため、転動体などの軸受構成部品の表面に固体潤滑剤の
被膜を形成した転がり軸受が使用されている。
は、潤滑剤として油やグリースを使用することが困難な
ため、転動体などの軸受構成部品の表面に固体潤滑剤の
被膜を形成した転がり軸受が使用されている。
ところで、前述した固体潤滑剤としては、銀、鉛などの
転着性のある軟質金属が用いられているが、主に高真空
中（１０−６Ｔｏｒｒ以下）での使用を前捷としており
、低・中真空中（１０−／〜１０−’Ｔｏｒｒ程度）で
は環境中の酸素の残存度が高いために、被膜の酸化によ
る性能劣化が生じやすい、特に、近年、半導体産業にお
ける製造設備のインライン化により、搬送機構等に使用
される軸受が大気圧から高真空へ移行する槽中で回転す
るケースもあり１．のような環境下での最適な渭湧剤が
ないのが実状である。
転着性のある軟質金属が用いられているが、主に高真空
中（１０−６Ｔｏｒｒ以下）での使用を前捷としており
、低・中真空中（１０−／〜１０−’Ｔｏｒｒ程度）で
は環境中の酸素の残存度が高いために、被膜の酸化によ
る性能劣化が生じやすい、特に、近年、半導体産業にお
ける製造設備のインライン化により、搬送機構等に使用
される軸受が大気圧から高真空へ移行する槽中で回転す
るケースもあり１．のような環境下での最適な渭湧剤が
ないのが実状である。
そこで、本発明の目的は、被膜の酸化による潤滑性能劣
化のない固体渭漬転がり軸受を提供することにある。
化のない固体渭漬転がり軸受を提供することにある。
本１ｉＥＱでは、転がり摩擦または滑り摩擦を生ずる軸
受構成部品の表面に、硬質金属の酸化物からなる被膜を
形成した。尚、硬質金属としては、鉄、ニッケル、クロ
ム等がある。
受構成部品の表面に、硬質金属の酸化物からなる被膜を
形成した。尚、硬質金属としては、鉄、ニッケル、クロ
ム等がある。
本発明に係る硬質金属の酸化物被膜が良好な潤滑作用を
なす機構を、従来の固体潤滑剤例えば銀を使用した場合
と比較しながら説明する（第２図参照）。
なす機構を、従来の固体潤滑剤例えば銀を使用した場合
と比較しながら説明する（第２図参照）。
素地（２１）の表面に形成された銀の被膜（２２）は、
転勤によって発生する摩擦力によって剪断され、片状等
の摩耗粉（２２ａ）となってその一部は相手面（２３）
に転移する（同図ａ ＩＩ）ｅ相手面（２３）に転移
した摩耗粉（２２ａ）の一部は、再び剪断されて相手面
（２３）から剥離し、この剥離した部分に別の摩耗粉（
２２ａ）が転移する（同図ａ−ｍ＞。このやりとりが素
地（２１）と相手面（２３）との間で繰り返されるうち
に、幾重にも重なって転移した摩耗粉（２２ａ）同士が
融着して、相手面（２３）に転着被膜（２２ｂ ）が形
成される（同図す−１および■）、ところが、低・中真
空中においては、残存する酸素によって、摩耗粉（２２
ａ）の転移層の表面が酸化し、酸化銀の境界層（２２Ｃ
）が形成されるため（同図ｂ−ｍ＞、この境界層（２２
ｃ）の上に転移した摩耗粉（２２ａ）は転着することが
できずに、その大部分は粉塵となって外部に排出されて
しまう。したがって、時間の経過に伴なって、潤滑性能
は低下してゆく。
転勤によって発生する摩擦力によって剪断され、片状等
の摩耗粉（２２ａ）となってその一部は相手面（２３）
に転移する（同図ａ ＩＩ）ｅ相手面（２３）に転移
した摩耗粉（２２ａ）の一部は、再び剪断されて相手面
（２３）から剥離し、この剥離した部分に別の摩耗粉（
２２ａ）が転移する（同図ａ−ｍ＞。このやりとりが素
地（２１）と相手面（２３）との間で繰り返されるうち
に、幾重にも重なって転移した摩耗粉（２２ａ）同士が
融着して、相手面（２３）に転着被膜（２２ｂ ）が形
成される（同図す−１および■）、ところが、低・中真
空中においては、残存する酸素によって、摩耗粉（２２
ａ）の転移層の表面が酸化し、酸化銀の境界層（２２Ｃ
）が形成されるため（同図ｂ−ｍ＞、この境界層（２２
ｃ）の上に転移した摩耗粉（２２ａ）は転着することが
できずに、その大部分は粉塵となって外部に排出されて
しまう。したがって、時間の経過に伴なって、潤滑性能
は低下してゆく。
これに対して、硬質金属の酸化物被膜（２５）が剪断さ
れて生成される摩耗粉（２５ａ）は、硬度が高く、しか
も相手面（２３）への転着性が小さいため、接触面圧を
受けながら転勤するうちに微小なころ状になる（同図ｃ
−１１）。そして、ころ状になった摩耗粉（２５ａ ）
は、転がり作用によって接触面間の摩擦係数を低下させ
る。これにより、潤滑剤としての機能が発揮される。尚
、被膜の形成材質を単に硬質金属としただけでは、摩耗
粉が再び合体するためころ状にならない。
れて生成される摩耗粉（２５ａ）は、硬度が高く、しか
も相手面（２３）への転着性が小さいため、接触面圧を
受けながら転勤するうちに微小なころ状になる（同図ｃ
−１１）。そして、ころ状になった摩耗粉（２５ａ ）
は、転がり作用によって接触面間の摩擦係数を低下させ
る。これにより、潤滑剤としての機能が発揮される。尚
、被膜の形成材質を単に硬質金属としただけでは、摩耗
粉が再び合体するためころ状にならない。
一方、酸化物被膜の組織は一般に粗であり、被膜厚さが
減少すると、残存した酸素が被膜組織の粗な部分を通過
して素地と直接接触する。そこで、被膜の形成材質を硬
質金属である鉄の酸化物にすると、素地（軸受構成部品
の一般的形成材料は鉄合金である）と残存酸素とが摩擦
熱下で反応して同種の鉄酸化物が生成され、被膜が継続
的に生成される。これにより、必要な潤滑剤量が常に確
保される。
減少すると、残存した酸素が被膜組織の粗な部分を通過
して素地と直接接触する。そこで、被膜の形成材質を硬
質金属である鉄の酸化物にすると、素地（軸受構成部品
の一般的形成材料は鉄合金である）と残存酸素とが摩擦
熱下で反応して同種の鉄酸化物が生成され、被膜が継続
的に生成される。これにより、必要な潤滑剤量が常に確
保される。
以下、本発明の実施例について説明する。
第１図は、本発明に係る固体清漬転がり軸受を示す。こ
の軸受は、内輪（１）、外輪（２）、および内・外輪（
１）（２）間に介在する転動体（３）を有し、内・外輪
（１）（２）の転走面および転動体（３）の表面に鉄の
酸化物からなる被＄１Ｉ（５）が形成されている。
の軸受は、内輪（１）、外輪（２）、および内・外輪（
１）（２）間に介在する転動体（３）を有し、内・外輪
（１）（２）の転走面および転動体（３）の表面に鉄の
酸化物からなる被＄１Ｉ（５）が形成されている。
被３％ （５）は、例えば、形成部位表面の温度を１Ｏ
−Ｔｏｒｒ程度の真空下で１５０℃程度に保持すること
により、あるいは、高温・水蒸気雰囲気中に保持するこ
とにより形成される＃後者の場合、被膜（５）の耐面圧
性は前者に比べて低くなる。
−Ｔｏｒｒ程度の真空下で１５０℃程度に保持すること
により、あるいは、高温・水蒸気雰囲気中に保持するこ
とにより形成される＃後者の場合、被膜（５）の耐面圧
性は前者に比べて低くなる。
尚、被膜（５）は、内・外輪（１）（２）の転走面にの
み、あるいは、転動体（５）の表面にのみ形成するよう
にしてもよい。
み、あるいは、転動体（５）の表面にのみ形成するよう
にしてもよい。
本発明によれば、硬質金属の酸化物からなる被膜の摩耗
粉が微小なころ状になって潤滑作用をなすため、被膜の
酸化による潤滑性能劣化がなく、低・中真空中において
も、良好な耐久性が得られる。向、この潤滑作用は大気
圧下あるいは高真空中においても同様になされる。
粉が微小なころ状になって潤滑作用をなすため、被膜の
酸化による潤滑性能劣化がなく、低・中真空中において
も、良好な耐久性が得られる。向、この潤滑作用は大気
圧下あるいは高真空中においても同様になされる。
また、被膜の形成材質を鉄の酸化物にすることで、残存
酸素と摩擦熱の作用により、鉄の酸化物が継続して生成
され潤滑剤として作用するため、必要な潤滑剤量が常に
確保され、耐久性が一層向上する。この効果を確認する
ため、耐久性試験をおこなったところ、以下に示すよう
な良゛好な結果が得られた。
酸素と摩擦熱の作用により、鉄の酸化物が継続して生成
され潤滑剤として作用するため、必要な潤滑剤量が常に
確保され、耐久性が一層向上する。この効果を確認する
ため、耐久性試験をおこなったところ、以下に示すよう
な良゛好な結果が得られた。
■測定条件
回転数 ニ
スラスト荷重：
周囲温度：
真空度 ：
（耐久性試験）
５０００ｒｐｍ
ｋｇｆ
室温
１〇−育ｏｒｒ
被膜 ：鉄の酸化物、内・外輪の転走面および転動体
表面に形成 ■測定方法 ２個の試験軸受を試験機にセントし、上記条件下で回転
させ、２個の試験軸受の摩擦トルクの合計が１１００８
ａに達した時を寿命到達時とし、その時点における総回
転数を寿命とする。
表面に形成 ■測定方法 ２個の試験軸受を試験機にセントし、上記条件下で回転
させ、２個の試験軸受の摩擦トルクの合計が１１００８
ａに達した時を寿命到達時とし、その時点における総回
転数を寿命とする。
■試験結果
（ａ）寿命 ５Ｘ１０２回転以上
尚、同条件下における、銀の被膜を形成した固体Ｓ滑転
がり軸受の寿命は２．５ ＸＩＯ’″回転であった。
がり軸受の寿命は２．５ ＸＩＯ’″回転であった。
（ｂ）同条件で真空度のみを１Ｏ−２Ｔｏｒｒにした場
合 寿命 １．８ ＸＩＯ″回転 尚、この条件下における無処理軸受の寿命は５×１０″
′回転であ、た。
合 寿命 １．８ ＸＩＯ″回転 尚、この条件下における無処理軸受の寿命は５×１０″
′回転であ、た。
第１図は本発明に係る固体潤滑転がり軸受の断面図、
第２図ａおよびｂは従来の固体潤滑転がり軸受における
固体潤滑剤の転着状態を示す略図、第２図Ｃは本考案に
係る酸化物被膜の潤滑作用を示す略図である。 １−内輪 ２−外輪
固体潤滑剤の転着状態を示す略図、第２図Ｃは本考案に
係る酸化物被膜の潤滑作用を示す略図である。 １−内輪 ２−外輪
Claims (2)
- （１）転がり軸受の転がり摩擦または滑り摩擦を生ずる
構成部品の表面に、硬質金属の酸化物からなる被膜を形
成したことを特徴とする固体潤滑転がり軸受。 - （２）鉄の酸化物からなる被膜を形成した請求項１の固
体潤滑転がり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26280990A JPH04140510A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 固体潤滑転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26280990A JPH04140510A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 固体潤滑転がり軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04140510A true JPH04140510A (ja) | 1992-05-14 |
Family
ID=17380913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26280990A Pending JPH04140510A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 固体潤滑転がり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04140510A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003019623A (ja) * | 2001-07-04 | 2003-01-21 | Inst Of Physical & Chemical Res | 被加工物の表面機能改善方法及び装置 |
| JP2007332993A (ja) * | 2006-06-12 | 2007-12-27 | Kyushu Institute Of Technology | 固体潤滑軸受 |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP26280990A patent/JPH04140510A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003019623A (ja) * | 2001-07-04 | 2003-01-21 | Inst Of Physical & Chemical Res | 被加工物の表面機能改善方法及び装置 |
| JP2007332993A (ja) * | 2006-06-12 | 2007-12-27 | Kyushu Institute Of Technology | 固体潤滑軸受 |
| JP4644817B2 (ja) * | 2006-06-12 | 2011-03-09 | 国立大学法人九州工業大学 | 固体潤滑軸受 |
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