JPH0567818U

JPH0567818U - 固体潤滑転がり軸受

Info

Publication number: JPH0567818U
Application number: JP706892U
Authority: JP
Inventors: 博山田; 博光近藤
Original assignee: エヌティエヌ株式会社
Priority date: 1992-02-20
Filing date: 1992-02-20
Publication date: 1993-09-10

Abstract

(57)【要約】【目的】高荷重下においても十分な耐久性を備え、し
かも生産性に優れた固体潤滑転がり軸受を提供する【構成】転がり軸受（１）の内輪（２）及び外輪
（３）の転走面と、ボール（４）の表面にＴｉＮ又はＴ
ｉＣＮをコーティングして硬質層（７）を形成し、この
硬質層（７）の上に鉛からなる固体潤滑被膜（８）を形
成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、真空中、高荷重下等の苛酷な条件下で使用される固体潤滑転がり軸受に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

真空中で使用される転がり軸受では、軸受部品の転がり摩擦又は滑り摩擦を生ずる表面、例えば、内・外輪の転走面や転動体の表面等に、金・銀・鉛等の軟質金属や二硫化モリブデン等の層状物質からなる固体潤滑被膜を形成し、軸受の潤滑を行なっている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上述の固体潤滑転がり軸受では、軸受の負荷荷重、特にスラスト負荷荷重が増大した場合に、固体潤滑被膜の下地材が接触圧で変形するため、固体潤滑被膜に局部的な剥離・摩耗が生じ、固体潤滑被膜の耐久性が低下するという問題点があった。

【０００４】このような問題点の解決手段として、軸受部品の表面にＴｉＣをコーティングして硬質層を形成し、この硬質層の上に固体潤滑被膜を形成するという提案がなされている（実開平２−２２１７１４号参照）。この提案によれば、高剛性を有するＴｉＣの硬質層が負荷荷重を支持して下地材の変形を抑止するため、固体潤滑被膜の局部的な剥離・摩耗が防止され、高荷重下での固体潤滑被膜の耐久性向上が図れる。

【０００５】ところで、一般にＴｉ系材料のコーティングは、高い密着性を有する層を低温下で効率的に形成し得るイオンプレーティング法で行なうのが望ましい。しかし、この方法でＴｉＣのコーティング作業を行なうには、引火性が高く、ガス圧の制御が困難なセチレンガス或いはメタンガスを使用しなければならない。このため、上述したＴｉＣの硬質層を形成した軸受は、生産性の点において若干の問題があった。

【０００６】そこで、本考案は、高荷重下においても十分な耐久性を備え、しかも生産性に優れた固体潤滑転がり軸受を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案の固体潤滑転がり軸受は、転がり軸受を構成する軸受構成部品のうち、少なくとも転がり摩擦又は滑り摩擦を生ずる表面に、ＴｉＮ或いはＴｉＣＮをコーティングして硬質層を形成し、この硬質層の上に鉛からなる固体潤滑被膜を形成した。

【０００８】

【作用】

ＴｉＮ、ＴｉＣＮは、ＴｉＣと同程度の高い剛性を有する。従って、転がり軸受を構成する軸受部品のうち、少なくとも転がり摩擦又は滑り摩擦を生ずる表面にＴｉＮ或いはＴｉＣＮをコーティングして形成した硬質層は、高荷重下でも容易に変形せず、確実に荷重を支持する。これにより、硬質層の上に形成された固体潤滑被膜の局部的な剥離・摩耗が抑止され、固体潤滑被膜の耐久性が向上する。また、イオンプレーティング法によるＴｉＮ、ＴｉＣＮのコーティング作業では、取扱いが安全で且つガス圧の制御も容易な不活性窒素ガスが使用されため、硬質層の形成時の作業性も高い。一方、鉛からなる固体潤滑被膜は、金・銀等の他の軟質金属或いは二硫化モリブデン等の層状物質からなる固体潤滑被膜よりも流動性が高い。このため、固体潤滑被膜に局部的な剥離・摩耗が生じた場合にも、剥離・摩耗した部分に鉛の潤滑粉が速やかに転着して被膜を形成するので、潤滑作用が長期にわたって維持される。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図１に基づいて説明する。

【００１０】図１は、本考案を深溝玉軸受に適用した固体潤滑転がり軸受（１）の断面図である。この軸受（１）は、内輪（２）、外輪（３）、内・外輪（２）（３）間に介在する複数のボール（４）、ボール（４）を所定位置で保持する保持器（５）といった軸受部品で構成される。また、内・外輪（２）（３）の転走面、及びボール（４）の表面には、ＴｉＣと同程度の高い剛性を有するＴｉＮ又はＴｉＣＮからなる硬質層（７）が形成され、さらにこの硬質層（７）の上に鉛からなる固体潤滑被膜（８）が形成されている。なお、硬質層（７）は、イオンプレーティング法で厚さ3〜5 m程度に形成される。

【００１１】このような構成により、内・外輪（２）（３）の転走面に形成された固体潤滑被膜（８）とボール（４）の表面に形成された固体潤滑被膜（８）とが相互に接触し、内輪（２）とボール（４）、ボール（４）と外輪（３）間の潤滑作用がなされる。また、ＴｉＮ等からなる硬質層（７）は、高荷重下でも容易に変形することなく荷重を確実に支持する。これにより、硬質層（７）の上に形成された固体潤滑被膜（８）の局部的な剥離・摩耗が抑止され、固体潤滑被膜（８）の耐久性が向上する。さらに、固体潤滑被膜（８）が流動性に富む鉛で形成されていることから、固体潤滑被膜（８）に局部的な剥離・摩耗が生じても鉛の潤滑粉が剥離・摩耗した部分に速やかに転着して潤滑作用が長期にわたって維持され、固体潤滑被膜（８）のより一層の耐久性向上が図れる。一方、イオンプレーティング法による硬質層（７）のコーティング作業では、取扱いが安全でしかもガス圧の制御が容易な不活性窒素ガスを使用するので、ＴｉＣの硬質層を形成する場合に比べて作業性が高い。

【００１２】以下、ＴｉＮ等からなる硬質層（７）の有効性を確認するために行なった試験の結果について説明する。この試験は、ピンオンディスク試験機を用い、鉛の固体潤滑被膜のみからなるものと［Pb膜］、ＴｉＮからなる硬質層（７）の上に鉛の固体潤滑被膜（８）を形成したもの［（TiN+Pb）膜］との間で滑り摩擦に対する耐久性を比較したものである。また、参考のため、銅からなる硬質層の上に鉛の潤滑被膜を形成したもの［（Cu＋Pb）膜］についても同様に試験を行なっている。試料及び試験条件は以下の通りである。

【００１３】ピン： 5/16''ボール（無処理、ＳＵＳ４４ＯＣ製）ディスク： φ50円板（Pb処理、TiN+Pb処理、Cu+Pb処理、材質Ｍ50）滑り速度： 0.2m/sec 被膜寿命：滑り摩擦係数が0.55に達した時点（Pb膜が摩減した時点）

【００１４】

【表１】

【００１５】表１から明らかなように、50、150、500gfの何れの荷重下においても（TiN+Pb ）膜の方が、Pb膜或いは（Cu＋Pb）膜よりも高い耐久性を示している。この効果は、特に高荷重下において顕著に現われており、500gfの荷重下では、（TiN＋Pb ）膜はPb膜に比べて略100倍の耐久性を示している。滑り摩擦試験における固体潤滑被膜の耐久性と実際の転がり軸受の耐久性については、Pb膜と（Pb＋Cu）膜との間で既に対応性が確認されているので、上記試験結果より、（TiN+Pb）膜を備えた固体潤滑転がり軸受（１）は、鉛の固体潤滑被膜のみを備えた従来品より、特に高荷重下で高い耐久性を有すると推測される。

【００１６】なお、上述した硬質層（７）及び固体潤滑被膜（８）は、少なくとも、ボール（４）の表面に形成すればよい。また、本考案は、図示のような玉軸受に限らず、ころ軸受等あらゆる形式の転がり軸受に適用可能である。

【００１７】

【考案の効果】

上述のように、本考案では、高荷重下における固体潤滑被膜の局部的な剥離・摩耗が抑止され、固体潤滑被膜の耐久性の向上が達成される。また、固体潤滑被膜を流動性に富む鉛で形成したことから、剥離・摩耗した固体潤滑被膜が速やかに修復されるので、固体潤滑被膜のより一層の耐久性向上が達成される。このような点から、本考案によれば、真空中、高荷重下等の苛酷な条件下で使用される固体潤滑転がり軸受の耐久性を向上させることができる。

【００１８】また、イオンプレーティング法によるＴｉＮ或いはＴｉＣＮからなる硬質層のコーティング作業性も高いので、固体潤滑転がり軸受の生産性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１固体潤滑転がり軸受２内輪３外輪４ボール７硬質層８固体潤滑被膜

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】転がり軸受を構成する軸受部品のうち、
少なくとも転がり摩擦又は滑り摩擦を生ずる表面に、Ｔ
ｉＮ又はＴｉＣＮをコーティングして硬質層を形成し、
この硬質層の上に鉛からなる固体潤滑被膜を形成したこ
とを特徴とする固体潤滑転がり軸受。