JPH0656518U - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 初期の潤滑性に優れるとともに潤滑性の寿命
が長く、しかも発塵量が少ない転がり軸受を提供する。 【構成】 保持器４の表面にフッ素系樹脂からなる焼成
膜６を焼付け、転動体３の表面に、フッ素系樹脂からな
る移着性にすぐれた初期潤滑膜５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、真空下およびクリーン環境下等の、潤滑油を使用できない条件下に おいて好適に使用される転がり軸受に関するものである。

【０００２】

【従来の技術と考案が解決しようとする課題】

従来、上記のような通常の潤滑油を使用できない条件下で使用される転がり軸 受においては、いわゆる固体潤滑剤が使用される。固体潤滑剤としてはフッ素系 樹脂やカーボン等があり、とくにフッ素系樹脂のエナメルを焼き付けた焼成膜は 長期間に亘って潤滑性を発揮するので、固体潤滑剤として好適に使用される。

【０００３】 上記焼成膜は、通常、保持器の表面に形成され、転がり軸受の回転に伴う転動 体や軌道輪との接触によって徐徐に摩耗して、固体潤滑剤としてのフッ素系樹脂 をこれらの部材に供給し、その表面に転移膜を形成して転がり軸受の潤滑を維持 する働きをする。 ところが上記焼成膜は、初期の潤滑性が悪いという問題がある。つまりフッ素 系樹脂の焼成膜は比較的硬度が高いので、転動体や軌道輪の表面に転移膜を形成 するまでに時間がかかり、その間、軌道輪と転動体は潤滑剤のない金属接触状態 で回転することとなる。このため、フッ素系樹脂の焼成膜を固体潤滑剤として用 いた転がり軸受は、使用初期に焼きつきや潤滑不良状態での摩耗による摩耗粉（ パーティクル）発生等の問題を生じるおそれがある。また上記焼成膜は硬くかつ 脆いので、比較的大きな薄片状の状態で保持器から剥落することがあり、剥落し た焼成膜は、上記摩耗粉とともに塵埃となって、真空装置やクリーンルームの汚 染を引き起こすという問題がある。

【０００４】 本考案は以上の事情に鑑みてなされたものであって、初期の潤滑性に優れると ともに潤滑性の寿命が長く、しかも摩耗粉等の塵埃の発生量（発塵量）が少ない 転がり軸受を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するための、本考案の転がり軸受は、耐蝕性を有する材料で形 成された一対の軌道輪と、同じく耐蝕性を有する材料で形成された、上記両軌道 輪間に配置される複数の転動体と、上記転動体を保持する複数のポケットを有す る保持器とを備えた転がり軸受において、保持器の表面にフッ素系樹脂を焼き付 けた焼成膜が形成されているとともに、転動体の表面および軌道輪の軌道面のう ち少のなくとも一方に、フッ素系樹脂からなる移着性にすぐれた初期潤滑膜が形 成されていることを特徴とする。

【０００６】

【作用】

上記構成からなる本考案の転がり軸受においては、保持器の表面に形成された 焼成膜から、固体潤滑剤としてのフッ素系樹脂が、転動体や軌道輪に長期間に亘 って供給されるので、潤滑性の寿命が長い。また、転動体や軌道輪の表面に、上 記焼成膜から発生したフッ素系樹脂の転移膜が形成されるまでの間は、転動体の 表面および軌道輪の軌道面のうち少のなくとも一方に形成された初期潤滑膜によ り、転がり軸受の初期の潤滑性が確保されるため、使用初期の段階における焼き つきや潤滑不良状態での摩耗による摩耗粉の発生等が防止される。また、上記初 期潤滑膜は柔軟で付着性が大きいので、摩耗粉や、あるいは保持器から剥落した 焼成膜等を捕獲して、これらのものが塵埃として転がり軸受外に出るのを防止す る働きもする。したがって本考案によれば、初期の潤滑性に優れるとともに潤滑 性の寿命が長く、しかも発塵量が少ない転がり軸受がえられる。

【０００７】

【実施例】

以下に本考案を、実施例を示す図１を参照しつつ説明する。 図の実施例の転がり軸受は、内外一対の軌道輪１，２の間に転動体３を介在さ せ、この転動体３を保持器４によって保持したものである。 内外両軌道輪１，２はいずれも、腐食による発塵を防止すべく、ステンレス鋼 （たとえばＳＵＳ４４０Ｃ）やセラミックス等の、耐蝕性を有する金属材料や無 機材料により形成されている。

【０００８】 転動体３は、上記両軌道輪１，２と同様に、腐食による発塵を防止すべく、ス テンレス鋼（たとえばＳＵＳ４４０Ｃ）やセラミックス等の、耐蝕性を有する金 属材料や無機材料により形成されており、その表面に、ポリテトラフルオロエチ レン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂からなる、移着性にすぐれた初期潤滑膜５が 形成されている。

【０００９】 転動体３の表面に上記初期潤滑膜５を形成するには、スパッタリング法による のが最も好適である。スパッタリング法で形成された初期潤滑膜５は、とくに移 着性にすぐれている。 上記初期潤滑膜５は、図ではわかり易いように厚みを強調して描いているが、 実際の厚みは０．０５〜０．３μｍ程度が好ましい。初期潤滑膜５の厚みが０． ０５μｍ未満では十分な初期潤滑性が得られないおそれがある。また初期潤滑膜 ５の厚みが０．３μｍを超えると、この初期潤滑膜５を構成するフッ素系樹脂自 体が、転動体３の表面から摩耗粉として剥離しやすくなり、その結果、摩耗粉の 発生量が多くなるおそれがある。なお初期潤滑膜５の厚みは上記範囲内に限定さ れるものではなく、初期潤滑性をより長く維持するには、初期潤滑膜５の厚みを １．０μｍ程度としてもよい。

【００１０】 保持器４はたとえばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼などにより形成され、その 表面に、フッ素系樹脂を焼き付けた焼成膜６が形成されている。この焼成膜６は 、保持器４の表面にフッ素系樹脂のエナメルを塗布したのち焼き付けることで形 成されるもので、上記エナメルは、フッ素系樹脂の水性ディスパージョン（水性 コロイド懸濁液）を基材とし、これに接着助剤、顔料等を加えることで製造され る。焼成膜６は単層、複層のいずれでもよい。保持器４の表面は、焼成膜６の密 着性を向上させるべく粗面化処理を施すのが好ましい。

【００１１】 その他、フッ素系樹脂と有機バインダーとを含む塗布液をボンデットフィルム 状に塗布して焼付け硬化させる方法によって、上記焼成膜６を形成することもで きる。有機バインダーとしては、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアミド等 が使用される。上記方法で形成された焼成膜６はフッ素系樹脂同士、およびフッ 素系樹脂と転動体３とが有機バインダーによって強固に接着され、かつ、焼付け 固化されているので、簡単に剥離したり摩滅したりしない。このため、焼成膜６ の寿命が長くなるという利点がある。

【００１２】 上記焼成膜６は、初期潤滑膜５と同様に、図ではわかり易いように厚みを強調 して描いているが、実際の厚みは１２〜２０μｍ程度が好ましい。焼成膜６の厚 みが１２μｍ未満では、長期に亘って転がり軸受の潤滑性を維持することができ なくなるおそれがある。また焼成膜６の厚みが２０μｍを超えると、前述したよ うにこの焼成膜６が薄片状に剥離しやすくなり、その結果、摩耗粉の発生量が多 くなるおそれがある。上記焼成膜６は、保持器外表面のうち、転動体３との接触 面となるポケット面に形成されていてもよい。

【００１３】 なお以上で説明した図１の実施例はラジアル玉軸受であったが、本考案の構成 は、上記ラジアル玉軸受以外の、従来公知の種々の転がり軸受に適用することが できる。 また上記図１の実施例では、転動体３の表面に初期潤滑膜５を形成していたが 、内外両軌道輪１，２のいずれか一方または両方の軌道面に初期潤滑膜を形成し てもよく、上記軌道面と転動体３の表面の両方に初期潤滑膜を形成してもよい。

【００１４】 その他、本考案の要旨を変更しない範囲で、種々の設計変更を施すことができ る。 〈具体例〉 具体例１ ＳＵＳ４４０Ｃで形成した内外両軌道輪と、同じくＳＵＳ４４０Ｃで形成し、 その表面に、スパッタリング法によってＰＴＦＥからなる厚み０．３μｍの初期 潤滑膜を形成した転動体と、表面にＰＴＦＥのエナメルを塗布し、焼き付けて厚 み１６μｍの焼成膜を形成したＳＵＳ３０４製の保持器とを、所定の手順で組み 立てて、図１に示す形状のラジアル玉軸受（呼び番号＃６０８）を作製した。

【００１５】 比較例１ 表面に初期潤滑膜を形成していない転動体を使用したこと以外は、具体例１と 同様にして、同サイズのラジアル玉軸受を作製した。 比較例２ 表面に焼成膜を形成していない保持器を使用したこと以外は、具体例１と同様 にして、同サイズのラジアル玉軸受を作製した。

【００１６】 上記各ラジアル玉軸受を、アキシアル荷重２．５kgの負荷をかけた状態で回転 数２００r.p.m で連続回転させて、発生する摩耗粉を観察したところ、比較例１ では、回転開始から３時間後までの初期段階に多量の摩耗粉が発生した。さらに 、回転開始から５０時間後の段階における、粒子径０．３８μｍ以上の摩耗粉の 発塵量は１万５千個であった。また比較例２では、初期段階における発塵量は低 レベルであったが、１時間程度から発塵量が急激に増加し、その後２０時間後の 粒子系０．３８μｍ以上の摩耗粉の発塵量は３６万個であり、回転開始から５０ 時間後の段階でトルク寿命に至った。

【００１７】 これに対し、具体例では、回転開始から試験終了まで低レベルの発塵量であり 、回転開始から５０時間後の段階における、粒子径０．３８μｍ以上の摩耗粉の 発塵量は５千個であった。そして、試験終了後もスムーズに回転させることがで きた。

【００１８】

【考案の効果】

本考案の転がり軸受によれば、転動体の表面にコーティングされたフッ素系樹 脂の初期潤滑膜により初期の潤滑性が確保されるとともに、保持器の表面に形成 された焼成膜から、固体潤滑剤としてのフッ素系樹脂が、転動体や軌道輪に長期 間に亘って供給されるので、潤滑性の寿命が長い。したがって、本考案の転がり 軸受は、初期の潤滑性に優れるとともに潤滑性の寿命が長く、とくに摩耗による 摩耗粉の発生量が少ないという実用上優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の転がり軸受の一実施例である、ラジア
ル玉軸受を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 軌道輪 ２ 軌道輪 ３ 転動体 ４ 保持器 ５ 初期潤滑膜 ６ 焼成膜

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】耐蝕性を有する材料で形成された一対の軌
   道輪と、同じく耐蝕性を有する材料で形成された、上記
   両軌道輪間に配置される複数の転動体と、上記転動体を
   保持する複数のポケットを有する保持器とを備えた転が
   り軸受において、保持器の表面にフッ素系樹脂を焼き付
   けた焼成膜が形成されているとともに、転動体の表面お
   よび軌道輪の軌道面のうち少のなくとも一方に、フッ素
   系樹脂からなる移着性にすぐれた初期潤滑膜が形成され
   ていることを特徴とする転がり軸受。