JPH0673449U - Grease lubricated rolling bearing for high loads - Google Patents

Grease lubricated rolling bearing for high loads

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JPH0673449U
JPH0673449U JP2173593U JP2173593U JPH0673449U JP H0673449 U JPH0673449 U JP H0673449U JP 2173593 U JP2173593 U JP 2173593U JP 2173593 U JP2173593 U JP 2173593U JP H0673449 U JPH0673449 U JP H0673449U
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JP
Japan
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grease
bearing
hard layer
rolling
tin
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JP2173593U
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Japanese (ja)
Inventor
博 山田
博光 近藤
克也 渡辺
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NTN Corp
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NTN Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空中、高荷重下で十分な耐久性が得られ、
かつ被膜の形成過程における作業性,安全性の良いグリ
ース潤滑軸受とする。 【構成】 軸受構成部品における転がり摩擦または滑り
摩擦を生じる面に、TiNまたはTiCNのコーティン
グ層からなる硬質層7を形成する。例えば、硬質層7
は、内輪2および外輪3の転走面、および転動体4の表
面に施す。また、軸受構成部品の間にグリースを封入
し、硬質層7の表面にグリース潤滑被膜8を形成する。
(57) [Summary] [Purpose] Sufficient durability is obtained under a high load in a vacuum.
In addition, the grease-lubricated bearing has good workability and safety in the coating formation process. [Structure] A hard layer 7 made of a coating layer of TiN or TiCN is formed on a surface of a bearing component where rolling friction or sliding friction occurs. For example, the hard layer 7
Is applied to the rolling surfaces of the inner ring 2 and the outer ring 3 and the surface of the rolling element 4. Further, grease is sealed between the bearing components, and the grease lubricating film 8 is formed on the surface of the hard layer 7.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

この考案は、高荷重、真空中等の過酷な条件下で耐久性を要求されるグリース 潤滑転がり軸受に関する。 The present invention relates to a grease lubricated rolling bearing which is required to have durability under severe conditions such as high load and vacuum.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

真空中で使用される転がり軸受では、一般のグリースの使用ができない。その ため、軸受部品の転がり摩擦または滑り摩擦を生じる表面、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、軸受の潤滑を行っている。しかし、固体潤 滑被膜は、耐久性に乏しいという問題点がある。一方、真空下で使用が可能なグ リースも開発されており、その使用も実用化されている。 General grease cannot be used for rolling bearings used in vacuum. For this reason, the surfaces of bearing parts that cause rolling or sliding friction, such as the rolling surfaces of inner and outer rings and the surfaces of rolling elements, are made of soft metals such as gold, silver, and lead, and layered materials such as molybdenum disulfide. A solid lubricating film is formed to lubricate the bearing. However, the solid lubricating coating has a problem of poor durability. On the other hand, a grease that can be used under vacuum has also been developed, and its use has been put to practical use.

【0003】 グリース潤滑の転がり軸受は、通常の荷重条件下では、固体潤滑被膜の転がり 軸受よりも耐久性が大であるが、高荷重になると境界潤滑状態となり、金属接触 による摩耗粉がグリース中に混入してグリースを劣化させ、十分な耐久性が得ら れない。このように、高荷重下では、グリース潤滑でも、固体潤滑被膜によって も十分な耐久性を得ることが難しい。Under normal load conditions, grease-lubricated rolling bearings have greater durability than rolling bearings with a solid lubricating coating, but at high loads, boundary lubrication occurs and wear powder from metal contact causes When mixed with the grease, it deteriorates the grease and sufficient durability cannot be obtained. As described above, under a high load, it is difficult to obtain sufficient durability with both grease lubrication and the solid lubricating coating.

【0004】 このような問題点を解消したものとして、軸受部品の表面にTiCをコーティ ングした硬質層を形成し、この硬質層の上に固体潤滑被膜を形成することにより 、高荷重下での固体潤滑被膜の耐久性向上を図るという提案がなされている。As a solution to such a problem, a hard layer coated with TiC is formed on the surface of the bearing component, and a solid lubricating coating is formed on the hard layer, so that a high load can be obtained. Proposals have been made to improve the durability of solid lubricating coatings.

【0005】[0005]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

しかし、TiCの硬質層をイオンプレーティング等で形成するときに、その処 理にアセチレンガスまたはメタンガスの使用が必要であり、これらのガスは引火 性が強く、またガス圧の制御が困難であるため、形成条件および作業性の点で問 題がある。 なお、固体潤滑被膜として、軌道輪の転走面にTiN層を形成したものも提案 されており、これによれば不活性ガスの窒素ガスが使用されるために引火性の点 で問題がない。しかし、グリースを使用せずに固体潤滑被膜のみで潤滑を行うも のであるため、やはり高荷重下での十分な耐久性を得ることは難しいと考えられ る。 However, when a hard layer of TiC is formed by ion plating or the like, it is necessary to use acetylene gas or methane gas, and these gases are highly flammable and it is difficult to control the gas pressure. Therefore, there are problems in terms of formation conditions and workability. As a solid lubricating coating, a bearing with a TiN layer formed on the rolling surface of the raceway has also been proposed. According to this, there is no problem in terms of flammability because the inert gas nitrogen gas is used. . However, it is considered that it is difficult to obtain sufficient durability under high load, because lubrication is performed only by the solid lubricating coating without using grease.

【0006】 この考案の目的は、高荷重下で十分な耐久性が得られ、かつ被膜の形成過程に おける作業性,安全性の良い高荷重用グリース潤滑転がり軸受を提供することで ある。An object of the present invention is to provide a grease-lubricated rolling bearing for high load, which has sufficient durability under high load and has good workability and safety in the process of forming a coating.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

この考案の高荷重用グリース潤滑転がり軸受は、軸受構成部品における転がり 摩擦または滑り摩擦を生じる面に、TiNまたはTiCNのコーティング層から なる硬質層を形成し、前記軸受構成部品の間にグリースを介在させたものである 。 The grease-lubricated rolling bearing for high loads of the present invention has a hard layer made of a coating layer of TiN or TiCN formed on the surface of the bearing component where rolling or sliding friction occurs, and the grease is interposed between the bearing components. It was made to.

【0008】[0008]

【作用】[Action]

軸受構成部品の摩擦面に形成されたTiNまたはTiCNの硬質層は、高荷重 下でも容易に変形せず、確実に荷重を支持する。しかも、グリース潤滑であるた め、基油が増稠剤に保持された状態で潤滑作用が長期に渡って維持され、十分な 耐久性が得られる。 高荷重下のグリース潤滑は、金属接触と潤滑剤が混在した境界潤滑状態にある と考えられるが、前記のTiNまたはTiCNの硬質層により、金属接触での局 部的な剥離,摩耗が抑止され、これによりグリースの劣化が防止される。これら のため、真空中、高荷重下等の過酷な条件で使用される場合の耐久性を向上させ ることができる。 The hard layer of TiN or TiCN formed on the friction surface of the bearing component does not easily deform even under a high load and reliably supports the load. Moreover, since it is grease lubricated, the lubricating action is maintained for a long period of time while the base oil is retained by the thickener, and sufficient durability can be obtained. It is considered that grease lubrication under high load is in a boundary lubrication state in which metal contact and lubricant are mixed, but the hard layer of TiN or TiCN suppresses local peeling and wear due to metal contact. This prevents the grease from deteriorating. Because of these, the durability can be improved when used under severe conditions such as vacuum and high load.

【0009】 また、硬質層はTiNまたはTiCNからなり、その形成には不活性な窒素ガ スが用いられるため、取扱いが安全で、しかもガス圧の制御が容易であり、形成 条件および作業性での問題も解決できる。Further, the hard layer is made of TiN or TiCN, and an inert nitrogen gas is used for its formation, so that it is safe to handle, the gas pressure is easily controlled, and the formation conditions and workability are low. The problem of can be solved.

【0010】[0010]

【実施例】【Example】

この考案の一実施例を図面に基づいて説明する。図1は、この考案を深溝玉軸 受に適用したグリース潤滑転がり軸受の断面図である。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転動体4、および転動体4を所定位置 で保持する保持器5といった各軸受部品で構成される。内輪2および外輪3の転 走面、および転動体4の表面には、TiCと同程度の高い剛性を有するTiN( 窒化チタン)またはTiCN(炭窒化チタン)のコーティング層からなる硬質層 7が形成され、各軸受部品間にグリースを封入することにより、それらの部品の 表面にグリース潤滑被膜8が形成されている。硬質層7は、イオンプレーティン グ法で厚さ1〜5μm程度に形成してある。硬質層7の形成は、この他に、物理 蒸着法(P.V.D)のスパッタリング処理法や、化学蒸着法(C.V.D)、 プラズマCVD法等で行える。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a grease-lubricated rolling bearing in which the present invention is applied to a deep groove ball bearing. The bearing 1 is made up of bearing components such as an inner ring 2, an outer ring 3, a plurality of rolling elements 4 interposed between the inner and outer rings 2 and 3, and a cage 5 for holding the rolling elements 4 at predetermined positions. A hard layer 7 made of a coating layer of TiN (titanium nitride) or TiCN (titanium carbonitride), which has the same high rigidity as TiC, is formed on the rolling surfaces of the inner ring 2 and the outer ring 3 and the surface of the rolling element 4. The grease lubrication film 8 is formed on the surfaces of the bearing parts by enclosing grease between the parts. The hard layer 7 is formed by ion plating to have a thickness of about 1 to 5 μm. In addition to this, the hard layer 7 can be formed by a physical vapor deposition (PVD) sputtering method, a chemical vapor deposition (CVD) method, a plasma CVD method, or the like.

【0011】 図2は、TiNからなる硬質層7の有効性を確認するために行った試験結果を 示す。この試験は、宇宙空間用軸受寿命試験機を使用し、高荷重下のグリース潤 滑において、被膜処理無しの無処理軸受と、内外輪および転動体にTiN硬質層 を形成した軸受について耐久性を比較したものである。耐久性は、トルク検出値 がピーク値に達すると運転停止する方法で測定した。試験軸受および試験条件は 以下の通りである。 試験軸受:アンギュラ玉軸受(内径25mm、外径47mm、幅12mm) 潤滑剤:フッ素真空グリース(ブレイコート601(商品名)) 回転数:300rpm 図2には、固体潤滑被膜との比較のため、内外輪の転走面および転動体にPb 処理した軸受の結果も添付した。Pb被膜はイオンプレーティングで形成した。FIG. 2 shows the result of a test conducted to confirm the effectiveness of the hard layer 7 made of TiN. This test was conducted using a bearing life tester for outer space, and the durability of untreated bearings without coating and bearings with a TiN hard layer formed on the inner and outer rings and rolling elements under grease lubrication under high load was tested. It is a comparison. The durability was measured by the method of stopping the operation when the detected torque value reached the peak value. The test bearings and test conditions are as follows. Test bearing: Angular ball bearing (inner diameter 25 mm, outer diameter 47 mm, width 12 mm) Lubricant: Fluorine vacuum grease (Braycoat 601 (trade name)) Rotation speed: 300 rpm In FIG. 2, for comparison with a solid lubricating coating, Results of Pb-treated bearings on the inner and outer races and rolling elements are also attached. The Pb coating was formed by ion plating.

【0012】 図2より明らかなように、TiN処理した軸受が最も高い耐久性を示し、無処 理軸受の2倍以上、Pb処理軸受の6倍以上である。このように、高荷重下にお いて、TiNからなる硬質層7の効果は顕著に現れている。As is clear from FIG. 2, the TiN-treated bearing exhibits the highest durability, which is twice or more that of the untreated bearing and 6 times or more of that of the Pb-treated bearing. As described above, the effect of the hard layer 7 made of TiN is remarkably exhibited under a high load.

【0013】 硬質層7をTiCNとした場合は、実験結果を省略するが、TiNと同程度の 耐久性が得られると想定される。しかも、イオンプレーティング法によるTiN やTiCNの硬質層のコーティングは前述のように不活性の窒素ガスを用いて容 易に行え、作業性が高いので、軸受の生産性も向上する。When the hard layer 7 is made of TiCN, the experimental results are omitted, but it is assumed that the same durability as TiN can be obtained. Moreover, the coating of the hard layer of TiN or TiCN by the ion plating method can be easily performed by using the inert nitrogen gas as described above, and the workability is high, so that the productivity of the bearing is also improved.

【0014】 なお、前記実施例では硬質層7を内外輪2,3と転動体4とに形成したが、転 動体4のみ、あるいは内外輪2,3の転走面のみに形成しても良い。また、この 考案は、玉軸受に限らず、ころ軸受等のあらゆる形式の転がり軸受にも適用でき る。ころ軸受に適用する場合は、滑り摩擦面となるころ端面や軌道輪の鍔面等に も前記の硬質層を施すことが望ましい。Although the hard layer 7 is formed on the inner and outer races 2 and 3 and the rolling element 4 in the above embodiment, it may be formed only on the rolling element 4 or only on the rolling surfaces of the inner and outer races 2 and 3. . Further, the present invention can be applied not only to ball bearings but also to all types of rolling bearings such as roller bearings. When it is applied to a roller bearing, it is desirable to apply the above-mentioned hard layer to the roller end surface that becomes a sliding friction surface, the collar surface of the bearing ring, and the like.

【0015】[0015]

【考案の効果】[Effect of device]

この考案の高荷重用グリース潤滑転がり軸受は、摩擦面にTiNまたはTiC Nのコーティング層からなる硬質層を形成し、グリースを介在させたものである ため、この硬質層とグリースの使用とがあいまって、高荷重下等の過酷な条件で 使用される場合の耐久性を向上させることができる。しかも、硬質層はTiNま たはTiCNからなるため、その形成に使用されるガスは不活性の窒素ガスであ り、そのため取扱いが安全で、ガス圧の制御も容易であり、形成条件および作業 性での問題が解決できて、軸受の生産性も向上する。 Since the high-load grease-lubricated rolling bearing of the present invention has a hard layer made of a coating layer of TiN or TiCN on the friction surface and grease is interposed, this hard layer and the use of grease are mixed. As a result, it is possible to improve durability when used under severe conditions such as under high load. Moreover, since the hard layer is made of TiN or TiCN, the gas used for its formation is an inert nitrogen gas, which makes it safe to handle and easy to control the gas pressure. Can solve the problem of reliability and improve the productivity of bearings.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この考案の一実施例にかかる軸受の部分断面図
である。
FIG. 1 is a partial sectional view of a bearing according to an embodiment of the present invention.

【図2】この考案と従来例との耐久性の比較図である。FIG. 2 is a comparison diagram of durability between this device and a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…内輪、3…外輪、4…転動体、5…保持器、7…硬
質層、8…グリース潤滑被膜
2 ... Inner ring, 3 ... Outer ring, 4 ... Rolling element, 5 ... Cage, 7 ... Hard layer, 8 ... Grease lubricating film

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 軸受構成部品における転がり摩擦または
滑り摩擦を生じる面に、TiNまたはTiCNのコーテ
ィング層からなる硬質層を形成し、前記軸受構成部品の
間にグリースを介在させた高荷重用グリース潤滑転がり
軸受。
1. A high-load grease lubrication in which a hard layer made of a coating layer of TiN or TiCN is formed on a surface of a bearing component that causes rolling friction or sliding friction, and grease is interposed between the bearing components. Rolling bearing.
JP2173593U 1993-03-31 1993-03-31 Grease lubricated rolling bearing for high loads Pending JPH0673449U (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62258224A (en) * 1986-05-02 1987-11-10 Hitachi Medical Corp Bearing

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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