JPH08210592A - Solid lubricant and sliding machine element - Google Patents

Solid lubricant and sliding machine element

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Publication number
JPH08210592A
JPH08210592A JP1620895A JP1620895A JPH08210592A JP H08210592 A JPH08210592 A JP H08210592A JP 1620895 A JP1620895 A JP 1620895A JP 1620895 A JP1620895 A JP 1620895A JP H08210592 A JPH08210592 A JP H08210592A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solid lubricant
phase
metal
fibers
lubricating
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP1620895A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kunio Sekine
邦夫 関根
Takafumi Hiraoka
尚文 平岡
Masaki Kobayashi
正樹 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Tungaloy Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Tungaloy Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Tungaloy Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP1620895A priority Critical patent/JPH08210592A/en
Publication of JPH08210592A publication Critical patent/JPH08210592A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To provide a solid lubricant and a sliding machine element, capable of securing those of superior lubricating performance, high strength and high tenacity, thereby conducible to the augmentation of applications. CONSTITUTION: A solid lubricant is made up of a compound sintered material containing a lubricating phase 1 sing a lubricator as the main ingredient, a binder phase 2 using a metal or alloy as the main ingredient, and a reinforced phase 3 consisting of at least one type of metals, seramics, glass, a fiber of carbon or wisker.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自己潤滑性を備えた固
体潤滑材および摺動機械要素に関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to self-lubricating solid lubricants and sliding mechanical elements.

【0002】[0002]

【従来の技術】大気中で運動する機械要素の多くは、そ
の摺動部を油によって潤滑することができる。しかし、
高温・真空中で運動する機械要素や、低速・高面圧条件
で運動する機械要素では、摺動部を油で潤滑することが
できない。
2. Description of the Related Art Many mechanical elements that move in the atmosphere can be lubricated with oil at their sliding parts. But,
With mechanical elements that operate in a high temperature / vacuum or mechanical elements that operate under low speed / high surface pressure conditions, the sliding parts cannot be lubricated with oil.

【0003】このような機械要素の代表的なものとし
て、回転陽極X線管に組込まれた転がり玉軸受の保持器
や、宇宙空間で使用される転がり玉軸受の保持器,歯車
などを挙げることができる。
Typical examples of such mechanical elements include cages for rolling ball bearings incorporated in a rotary anode X-ray tube, cages for rolling ball bearings used in outer space, gears, and the like. You can

【0004】このように、油を使って潤滑できない機械
要素について、最近では機械要素そのものを自己潤滑性
を備えた固体潤滑材で形成する試みがなされている。
As described above, regarding mechanical elements that cannot be lubricated with oil, attempts have recently been made to form the mechanical elements themselves with a solid lubricant having a self-lubricating property.

【0005】固体潤滑材としては、二硫化タングステ
ン、二硫化モリブデンなどの固体潤滑剤を含有した金属
系複合材料が知られている。たとえば、特公昭58-17819
号公報に示されているように、WS2 ,MoS2 と、C
u,Fe,Ni,Coと、周期律表4a,5a,6a族
金属とからなる固体潤滑複合材料が知られている。ま
た、特開昭62-196351 号公報に示されているように、W
2 ,MoS2 ,黒鉛などの固体潤滑成分を30〜1000μ
mの塊状とし、これを金属成分からなる網目状構造体で
結合させた同種の固体潤滑複合材料も知られている。
As a solid lubricant, a metal-based composite material containing a solid lubricant such as tungsten disulfide or molybdenum disulfide is known. For example, Japanese Patent Publication Sho 58-17819
As shown in the publication, WS 2 , MoS 2 and C
A solid lubricating composite material composed of u, Fe, Ni and Co and a metal of group 4a, 5a, 6a of the periodic table is known. In addition, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-196351, W
S 2, MoS 2, a solid lubricating component such as graphite 30~1000μ
There is also known a solid lubricating composite material of the same kind in which a lump of m is formed and bonded by a mesh structure composed of a metal component.

【0006】しかしながら、前者の組成を持つ固体潤滑
材にあっては、脆弱な固体潤滑成分が微細に分散してい
るため、強度が低く、破損し易いという問題があった。
また、高荷重条件では異常摩耗を起こすという問題もあ
った。
However, the solid lubricant having the former composition has a problem that the brittle solid lubricant component is finely dispersed, so that it has low strength and is easily broken.
There is also a problem that abnormal wear occurs under high load conditions.

【0007】また、後者の組成を持つ固体潤滑材にあっ
ても、強度改善が十分ではなく、用途が限定されるとい
う問題があった。
Further, even in the case of the solid lubricant having the latter composition, there is a problem that the strength is not sufficiently improved and the use is limited.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の固
体潤滑材にあっては、強度が低いばかりか、靭性に劣る
ため、用途が極めて狭い範囲に限定されるという問題が
あった。
As described above, the conventional solid lubricant has a problem that its use is limited to an extremely narrow range because of its low strength and poor toughness.

【0009】そこで本発明は、優れた潤滑性能と、高強
度,高靭性とが得られ、もって用途の拡大に寄与できる
固体潤滑材および摺動機械要素を提供することを目的と
している。
[0009] Therefore, an object of the present invention is to provide a solid lubricant and a sliding machine element which can obtain excellent lubrication performance, high strength and high toughness and thus contribute to the expansion of applications.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る固体潤滑材は、固体潤滑剤を主成分と
する潤滑相と、金属または合金を主成分とする結合相
と、金属,セラミックス,ガラス,炭素の繊維もしくは
ウィスカの少なくとも一種からなる強化相とを含む複合
焼結材料で形成されている。
In order to achieve the above object, a solid lubricant according to the present invention comprises a lubricating phase containing a solid lubricant as a main component and a bonding phase containing a metal or an alloy as a main component. It is formed of a composite sintered material containing a reinforcing phase made of at least one of metal, ceramics, glass, carbon fibers or whiskers.

【0011】なお、前記潤滑相を形成する好ましい材料
としては、二硫化タングステン(WS2 ),二硫化モリ
ブデン(MoS2 ),黒鉛,フッ化黒鉛、窒化ホウ素な
どを挙げることができる。特に、WS2 は、強化相形成
材料である繊維と結合相構成材料である金属粉末とを混
合、成型、焼結して固体潤滑材を作製する際の反応消失
量が少なく、優れた潤滑特性の実現に寄与するのでより
好ましい。
Preferred materials for forming the lubricating phase include tungsten disulfide (WS 2 ), molybdenum disulfide (MoS 2 ), graphite, fluorinated graphite and boron nitride. In particular, WS 2 has a small amount of reaction loss when a solid lubricant is produced by mixing, molding, and sintering a fiber that is a reinforcing phase forming material and a metal powder that is a binder phase constituent material, and has excellent lubricating characteristics. It is more preferable because it contributes to the realization of

【0012】また、前記結合相を形成する好ましい材料
としては、Cu,Ag,Mo,W,Co,Nb,Al,
Cu−Sn,Cu−Pb−Zn,Fe−Cu−Mn,N
i−Cr,W−Cu,Ta−Cuなどの金属や合金を挙
げることができる。なお、潤滑相と結合相との体積比率
が、10/90 未満では潤滑性に乏しく、逆に90/10 を越え
ると潤滑相成分を保持することが困難となり、摩耗量が
増大する。
Preferred materials for forming the binder phase include Cu, Ag, Mo, W, Co, Nb, Al,
Cu-Sn, Cu-Pb-Zn, Fe-Cu-Mn, N
Examples thereof include metals and alloys such as i-Cr, W-Cu, and Ta-Cu. If the volume ratio of the lubricating phase to the binder phase is less than 10/90, the lubricity is poor, and if it exceeds 90/10, it becomes difficult to retain the lubricating phase component and the amount of wear increases.

【0013】また、前記強化相を形成する好ましい材料
としては、W,Mo,Cr,Ta,Nb,Fe,Ni,
Co,Cuの中から選ばれた少なくとも一種の金属繊維
またはウィスカ、もしくはこれらを主成分とする合金繊
維またはウィスカ、もしくはSiC,Si3 4 ,Al
2 3 などのセラミックス繊維またはウィスカ、もしく
はガラス、炭素などの繊維を挙げることができる。
Preferred materials for forming the strengthening phase include W, Mo, Cr, Ta, Nb, Fe, Ni,
At least one metal fiber or whisker selected from Co and Cu, or alloy fiber or whisker containing these as the main components, or SiC, Si 3 N 4 , and Al
There may be mentioned ceramic fibers such as 2 O 3 or whiskers, or fibers such as glass and carbon.

【0014】これらの中で、W,Mo,Cr,Ta,N
b,Fe,Ni,Co,Cuの中から選ばれた少なくと
も一種の金属繊維もしくはこれらを主成分とする合金繊
維は、焼結後における潤滑相成分および結合相成分との
接合が強固であり、強度および靭性向上に寄与できるの
でより好ましい。特に、直径5 〜200 μm、長さ0.1mm
〜5mm のW繊維は、強化効果が大きく、高温強度も高い
のでさらに好ましい。この強化相の含有量は、5vol% 未
満では強度および耐摩耗性への改善効果が少なく、逆に
70vol%を越えると相対的に潤滑相成分が減少して潤滑性
が低下する。したがって、5 〜70vol%の範囲が好まし
い。
Among these, W, Mo, Cr, Ta, N
At least one kind of metal fiber selected from b, Fe, Ni, Co, and Cu or an alloy fiber containing these as main components has strong bonding with the lubricating phase component and the binder phase component after sintering, It is more preferable because it can contribute to the improvement of strength and toughness. Especially, diameter of 5 to 200 μm and length of 0.1 mm
W fibers of up to 5 mm are more preferable because they have a large reinforcing effect and high strength at high temperature. If the content of this strengthening phase is less than 5 vol%, there is little improvement effect on strength and wear resistance.
If it exceeds 70 vol%, the components of the lubricating phase are relatively reduced and the lubricity is lowered. Therefore, the range of 5 to 70 vol% is preferable.

【0015】なお、強化相としての繊維を含む固体潤滑
材の強度は、繊維の配向係数によって大きく左右される
ので、力の作用方向に一次元配向することが最も好まし
い。
Since the strength of a solid lubricant containing fibers as a reinforcing phase largely depends on the orientation coefficient of the fibers, it is most preferable to orient one-dimensionally in the direction of action of force.

【0016】また、本発明に係る摺動機械要素は、要素
本体が、固体潤滑剤を主成分とする潤滑機能成分と、金
属または合金を主成分とする結合機能成分と、金属,セ
ラミックス,ガラス,炭素の繊維もしくはウィスカの少
なくとも一種からなる強化機能成分とを含む複合焼結材
料で形成されている。
Further, in the sliding machine element according to the present invention, the element body has a lubricating functional component containing a solid lubricant as a main component, a coupling functional component containing a metal or an alloy as a main component, a metal, a ceramic, and a glass. , A composite sintered material containing a reinforcing functional component made of at least one kind of carbon fiber or whisker.

【0017】[0017]

【作用】本発明に係る固体潤滑材および摺動機械要素
は、固体潤滑剤を主成分とする潤滑相と、金属または合
金を主成分とする結合相と、金属,セラミックス,ガラ
ス,炭素の繊維もしくはウィスカの少なくとも一種から
なる強化相とを含む複合焼結材料で形成されている。
The solid lubricant and the sliding machine element according to the present invention are composed of a lubricating phase containing a solid lubricant as a main component, a bonding phase containing a metal or an alloy as a main component, and fibers of metal, ceramics, glass and carbon. Alternatively, it is formed of a composite sintered material containing a reinforcing phase composed of at least one kind of whiskers.

【0018】したがって、力の作用方向を考慮に入れて
繊維もしくはウィスカの配向係数を適切に設定すること
によって、従来の固体潤滑材に比べて強度および靭性を
大幅に向上させることができる。
Therefore, by appropriately setting the orientation coefficient of the fibers or whiskers in consideration of the action direction of force, the strength and toughness can be greatly improved as compared with the conventional solid lubricant.

【0019】すなわち、本発明に係る固体潤滑材は焼結
によって作られる。このとき、混入する固体潤滑剤の拡
散による劣化を考慮に入れると、焼結温度をあまり高く
とることはできない。このため、結合相の強度をあまり
高くはできない。しかし、繊維は焼結温度を充分に高く
とれる。したがって、繊維の引張強さは結合相の引張強
さよりかなり大きい値となる。たとえば、強化相として
のタングステン繊維と結合相としてのタングステンとの
組合せを例にとると、タングステン繊維の引張強さは、
1000℃で焼結して得られたタングステン金属結合相の引
張強さの5倍である。したがって、タングステン金属結
合相と潤滑相とからなる固体潤滑材に、タングステン繊
維を含有させることにより、強度を大幅に向上させるこ
とができる。なお、この組合せの場合、強化相と結合相
とが同種の金属であるため、温度環境の変化があっても
それぞれの線膨張係数が同じであることから内部応力が
発生せず、結合強度を高くすることができる。
That is, the solid lubricant according to the present invention is made by sintering. At this time, if the deterioration due to the diffusion of the mixed solid lubricant is taken into consideration, the sintering temperature cannot be set too high. Therefore, the strength of the binder phase cannot be increased so much. However, the fiber can have a sufficiently high sintering temperature. Therefore, the tensile strength of the fiber is much larger than the tensile strength of the binder phase. For example, taking the combination of tungsten fiber as the reinforcing phase and tungsten as the binder phase as an example, the tensile strength of the tungsten fiber is
It is 5 times the tensile strength of the tungsten metal binder phase obtained by sintering at 1000 ° C. Therefore, the strength can be significantly improved by incorporating the tungsten fiber into the solid lubricant composed of the tungsten metal binding phase and the lubricating phase. In addition, in the case of this combination, since the reinforcing phase and the binding phase are the same kind of metal, internal stress does not occur because the linear expansion coefficients are the same even if the temperature environment changes, and the bonding strength is improved. Can be higher.

【0020】[0020]

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明す
る。
Embodiments will be described below with reference to the drawings.

【0021】図1には本発明の一実施例に係る固体潤滑
材の断面組織図が示されている。
FIG. 1 shows a sectional structure diagram of a solid lubricant according to an embodiment of the present invention.

【0022】この固体潤滑材は、固体潤滑剤としてのW
2 からなる潤滑相1と、W−Cu合金からなる結合相
2と、タングステンの長繊維からなる強化相3とを含む
複合焼結材料で形成されている。
This solid lubricant is W as a solid lubricant.
It is formed of a composite sintered material including a lubricating phase 1 made of S 2 , a binder phase 2 made of a W—Cu alloy, and a reinforcing phase 3 made of long filaments of tungsten.

【0023】この例の場合、WS2 と、W−Cu合金
と、W長繊維とは、重量比で40:37.8:16.2:6 に設定
されている。そして、強化相3を構成しているW長繊維
は、力の作用する方向にほぼ平行状態で延びる関係に配
向されている。
In the case of this example, the weight ratio of WS 2 , W--Cu alloy and W long fiber is set to 40: 37.8: 16.2: 6. The W long fibers constituting the reinforcing phase 3 are oriented so as to extend in a state substantially parallel to the direction in which the force acts.

【0024】図2には本発明の別の実施例に係る固体潤
滑材の断面組織図が示されている。この固体潤滑材は、
固体潤滑剤としてのWS2 からなる潤滑相1と、W−C
u合金からなる結合相2と、タングステンの短繊維から
なる強化相3aとを含む複合焼結材料で形成されてい
る。
FIG. 2 shows a sectional structure diagram of a solid lubricant according to another embodiment of the present invention. This solid lubricant is
Lubricating phase 1 consisting of WS 2 as a solid lubricant, and WC
It is formed of a composite sintered material containing a binder phase 2 made of a u alloy and a reinforcing phase 3a made of a tungsten short fiber.

【0025】この例の場合、WS2 と、W−Cu合金
と、W短繊維とは、重量比で30:44.1:18.9:7 に設定
されている。そして、強化相3aを構成しているW短繊
維は、力の作用する方向と平行する面に二次元配向され
ている。
In the case of this example, the weight ratio of WS 2 , W--Cu alloy, and W short fibers is set to 30: 44.1: 18.9: 7. Then, the W short fibers constituting the reinforcing phase 3a are two-dimensionally oriented in a plane parallel to the direction in which the force acts.

【0026】ここで、強化相3(3a)を構成している
繊維の配向について説明する。
Here, the orientation of the fibers constituting the reinforcing phase 3 (3a) will be described.

【0027】今、含有している繊維が破断することによ
って固体潤滑材が破断するものとすると、固体潤滑材の
引張り強さσcは、 σc=β・σf・Vf+σm′(1−Vl−Vf) …(1) と表わせる。
Now, assuming that the solid lubricant is broken by breaking the contained fiber, the tensile strength σc of the solid lubricant is σc = β · σf · Vf + σm ′ (1-V1-Vf) It can be expressed as (1).

【0028】(1) 式において、 β:配向係数 σf:繊維の引張り強さ σm′:結合相の引張り強さ Vf:繊維の体積含有率 Vl:固体潤滑剤の体積含有率である。In the formula (1), β: orientation coefficient σf: tensile strength of fiber σm ': tensile strength of binder phase Vf: volume content of fiber Vl: volume content of solid lubricant.

【0029】(1) 式から判るように、潤滑効果を低下さ
せずに固体潤滑材の引張り強さσcを向上させるには、
結合相の引張り強さσm′と固体潤滑剤の体積含有率V
lとを一定として、結合相よりも大きな引張り強度を持
つ繊維を多量に含有させ、かつ配向係数βを大きくする
ことが有効である。
As can be seen from the equation (1), in order to improve the tensile strength σc of the solid lubricant without lowering the lubricating effect,
Tensile strength of binder phase σm 'and volume content of solid lubricant V
It is effective to make l constant and to contain a large amount of fibers having a tensile strength higher than that of the binder phase and to increase the orientation coefficient β.

【0030】ここで、配向係数βについて考えてみる。Now, let us consider the orientation coefficient β.

【0031】今、図3に示すような座標系を考え、固体
潤滑材の強度σcをX軸方向の強度とする。
Considering a coordinate system as shown in FIG. 3, the strength σc of the solid lubricant is taken as the strength in the X-axis direction.

【0032】まず、総数n個の繊維が三次元ランダムに
配向している場合、xz平面,xy平面,zy平面につ
いて繊維の傾きをそれぞれθ,η,ξとすると、その配
向個数は図4に示すようになる。ここで、x軸方向の強
度に関して、傾きξは影響を与えない。したがって、そ
の配向係数βは、
First, when a total of n fibers are three-dimensionally randomly oriented, and the inclinations of the fibers in the xz plane, xy plane, and zy plane are θ, η, and ξ, respectively, the number of orientations is shown in FIG. As shown. Here, the slope ξ does not affect the strength in the x-axis direction. Therefore, its orientation coefficient β is

【数1】 [Equation 1]

【0033】となる。It becomes

【0034】繊維がx軸方向に配向している場合、xz
平面,xy平面,zy平面について繊維の傾きをそれぞ
れθ,η,ξについてみてみると、図5のようになる。
なお、図中実線は理想的にx軸方向に配向した場合であ
る。その場合の配向係数βは1となる。破線は繊維がx
軸方向に配向する傾向があるときの分布である。
When the fibers are oriented in the x-axis direction, xz
FIG. 5 shows the inclinations of the fibers in the plane, the xy plane, and the zy plane with respect to θ, η, and ξ.
Note that the solid line in the figure is the case where it is ideally oriented in the x-axis direction. In that case, the orientation coefficient β is 1. The broken line is x
This is the distribution when there is a tendency to be oriented in the axial direction.

【0035】同様にして、xz平面に二次元ランダムに
配向している場合についてみてみると、図6のようにな
る。その場合の配向係数βは、
Similarly, a case where two-dimensional random orientation in the xz plane is observed is as shown in FIG. The orientation coefficient β in that case is

【数2】 [Equation 2]

【0036】となる。It becomes

【0037】xy平面に二次元ランダムに配向している
場合は、図7のようになり、その配向係数βはxz平面
の場合と同様になる。
FIG. 7 shows the case of two-dimensional random orientation in the xy plane, and the orientation coefficient β is the same as in the case of the xz plane.

【0038】zy平面に二次元ランダムに配向している
場合は、図8のようになる。cos (π/2)=0である
から、配向係数βは0になる。
When the two-dimensional random orientation is made in the zy plane, the result is as shown in FIG. Since cos (π / 2) = 0, the orientation coefficient β becomes 0.

【0039】(1) 式から判るように、強度σcは配向係
数βが大きいほど大きくなる。また、その値は上述した
ように力の作用方向に垂直な面に二次元ランダムに配向
した場合は0、三次元ランダムに配向した場合には0.
405、力の作用方向を含む面に二次元ランダムに配向
した場合には0.637、力の作用方向に理想的に配向
した場合には1となる。
As can be seen from the equation (1), the strength σc increases as the orientation coefficient β increases. As described above, the value is 0 in the case of two-dimensional random orientation on a plane perpendicular to the force acting direction, and 0 in the case of three-dimensional random orientation.
405, 0.637 in the case of two-dimensional random orientation in the plane including the force action direction, and 1 in the case of ideal orientation in the force action direction.

【0040】したがって、繊維を含有させることによっ
て材料の強度を増加させる場合には、繊維を三次元ラン
ダムに配向するよりも力の作用する方向を含む面に二次
元ランダムに配向させたり、力の作用方向に一次元配向
させたりすることが有効であることが判る。
Therefore, when the strength of the material is increased by incorporating fibers, the fibers are two-dimensionally orientated in a plane including the direction in which the force acts rather than the three-dimensional random orientation, or the force is It turns out that it is effective to orient one-dimensionally in the direction of action.

【0041】複合焼結材料は、材料の混合、加圧成型、
焼結の手順で製作される。この一連の手順において、加
圧成型は含有する繊維の配向に影響を与える。
The composite sintered material is prepared by mixing the materials, molding under pressure,
It is manufactured by the procedure of sintering. In this series of procedures, pressure molding affects the orientation of the fibers it contains.

【0042】すなわち、加圧成型時における加圧方向を
図9(a) に示すように設定した場合、図9(b) に図9
(a) のABCD断面の観察像を示すように、含有してい
るたとえばW短繊維は加圧方向に垂直な面に2次元ラン
ダムに配向する傾向がある。したがって、この焼結材料
を加工して機械要素を作製するときには、機械要素に加
わる力の方向とW短繊維の配向方向とを一致させるよう
に芯出しする必要がある。 ここで、図2に示した固体
潤滑材の有効性を調べるために行った実験結果について
説明する。
That is, when the pressing direction at the time of pressure molding is set as shown in FIG. 9 (a), FIG.
As shown in the observation image of the ABCD cross section of (a), the contained W short fibers, for example, tend to be two-dimensionally randomly oriented in a plane perpendicular to the pressing direction. Therefore, when processing this sintered material to manufacture a mechanical element, it is necessary to perform centering so that the direction of the force applied to the mechanical element and the orientation direction of the W short fibers coincide with each other. Here, the result of an experiment conducted to investigate the effectiveness of the solid lubricant shown in FIG. 2 will be described.

【0043】この実験で用いた材料を表1に示す。な
お、以下ではW粉末をWpで示し、W短繊維をWfで示
す。これらの材料を表2に示す組成比に混合し、1000℃
でホットプレス焼結を行い、No.1〜8に示す試料を
製作した。加圧方向は図9(a)に示すように1方向から
である。これらの試料について強度と摩擦特性の観点か
ら評価を行った。
The materials used in this experiment are shown in Table 1. In addition, below, W powder is shown by Wp and W short fiber is shown by Wf. These materials were mixed in the composition ratio shown in Table 2 and 1000 ℃
Hot press sintering at No. The samples shown in 1 to 8 were manufactured. The pressing direction is from one direction as shown in FIG. These samples were evaluated in terms of strength and friction characteristics.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】[0045]

【表2】 [Table 2]

【0046】試料の強度は3点曲げ試験により測定し
た。試験では加圧方向に曲げた。その結果を表3に示
す。また、試料の摩擦特性を調べるために表4に示す摺
動条件で摩擦試験を行った。その結果を表5に示す。摩
擦面は図9(a) に示すABCD面に相当する面で、摺動
方向は線AB,DCに平行な方向である。
The strength of the sample was measured by a three-point bending test. In the test, it was bent in the pressing direction. Table 3 shows the results. In addition, a friction test was conducted under the sliding conditions shown in Table 4 in order to investigate the friction characteristics of the sample. The results are shown in Table 5. The friction surface corresponds to the ABCD surface shown in FIG. 9 (a), and the sliding direction is parallel to the lines AB and DC.

【0047】[0047]

【表3】 [Table 3]

【0048】[0048]

【表4】 [Table 4]

【0049】[0049]

【表5】 [Table 5]

【0050】表3および表5の結果を固体潤滑剤である
WS2 の組成比(vol%)でまとめたグラフが図10、図
11である。なお、図10、図11ともにW繊維化率
[Wf/(Wp+Wf)]は0.3 と一定である。
10 and 11 are graphs in which the results of Tables 3 and 5 are summarized by the composition ratio (vol%) of WS 2 as a solid lubricant. 10 and 11, the W fiberization rate [Wf / (Wp + Wf)] is constant at 0.3.

【0051】図11から判るように、固体潤滑剤である
WS2 の量が少なくなると、引張り強さが向上すること
が判る。しかし、図10から判るように、固体潤滑剤で
あるWS2 の量が35vol%と少なくなると、潤滑性が損な
われ、その比摩耗量はWS2が50vol%以上のものに比べ
1桁も大きくなる。したがって、固体潤滑剤であるWS
2 の量は50vol%以上必要であるといえる。
As can be seen from FIG. 11, the tensile strength is improved when the amount of WS 2 which is the solid lubricant is reduced. However, as can be seen from FIG. 10, when the amount of WS 2 which is a solid lubricant is as small as 35 vol%, the lubricity is impaired, and the specific wear amount is an order of magnitude larger than that when WS 2 is 50 vol% or more. Become. Therefore, the solid lubricant WS
It can be said that the amount of 2 is required to be 50 vol% or more.

【0052】図12、図13は、固体潤滑剤であるWS
2 の量を60vol%一定としたときのW繊維化率の比摩耗
量、引張り強さにおよぼす影響をまとめたグラフであ
る。
12 and 13 show WS which is a solid lubricant.
2 is a graph summarizing the effects of the W fiberization rate on the specific wear amount and tensile strength when the amount of 2 is kept constant at 60 vol%.

【0053】図13から判るように、W繊維化率を上げ
ることにより引張り強さが向上する。また、図12から
判るように、W繊維化率を0.2 以上にすることにより、
W繊維を混入しない従来のもの(W繊維化率 0)に比
べ、その比摩耗量が1桁小さくなっている。
As can be seen from FIG. 13, the tensile strength is improved by increasing the W fiberization rate. Further, as can be seen from FIG. 12, by setting the W fiberization rate to 0.2 or more,
The specific wear amount is one digit smaller than that of the conventional one in which W fiber is not mixed (W fiberization rate 0).

【0054】この実験結果を簡単にまとめると、試料N
o.1のようなW繊維を含有しない従来の固体潤滑材に
比較して、固体潤滑剤であるWS2 の量を50vol%とし、
母材金属と同種のW繊維を混入して繊維化率を0.3 以上
にすることにより、引張り強さを2.4 倍、比摩耗量を1
桁小さくすることができる。
A simple summary of the results of this experiment shows that sample N
o. Compared with the conventional solid lubricant containing no W fiber such as 1, the amount of solid lubricant WS 2 is 50 vol%,
By mixing the same kind of W fiber as the base metal and making the fiberization rate 0.3 or more, the tensile strength is 2.4 times and the specific wear amount is 1
It can be made orders of magnitude smaller.

【0055】図14には本発明に係る固体潤滑材で形成
された摺動機械要素、ここには転がり玉軸受の保持器を
組込んでなる回転陽極X線管の概略断面図が示されてい
る。図に示すように、真空容器10内には、電子を放射
する陰極11と、回転軸12に回転子13と一体に固着
された陽極ターゲット14とが対向して配置されてい
る。なお、この図では陽極ターゲット14から放射され
たX線を外部へ導くための放射窓が省略されている。
FIG. 14 shows a schematic sectional view of a sliding machine element formed of a solid lubricant according to the present invention, in which a rotary anode X-ray tube incorporating a cage for a rolling ball bearing is incorporated. There is. As shown in the figure, a cathode 11 that emits electrons and an anode target 14 that is integrally fixed to a rotor 13 on a rotating shaft 12 are arranged opposite to each other in a vacuum container 10. In this figure, a radiation window for guiding the X-rays emitted from the anode target 14 to the outside is omitted.

【0056】回転軸12は、2個の玉軸受15a,15
bによって回転自在に支持されている。玉軸受15a,
15bは、内輪17と、外輪18と、その間に回転自在
に配置された複数個の球19とで構成されている。ま
た、真空容器10の外側には図示しない磁界発生器が設
けてあり、この磁界発生器で発生した回転磁界によって
回転子13が回転することにより、回転軸12と陽極タ
ーゲット14とが一体に回転するようになっている。
The rotary shaft 12 includes two ball bearings 15a, 15
It is rotatably supported by b. Ball bearing 15a,
15b is composed of an inner ring 17, an outer ring 18, and a plurality of balls 19 rotatably arranged between them. A magnetic field generator (not shown) is provided outside the vacuum container 10. The rotating magnetic field generated by the magnetic field generator causes the rotor 13 to rotate, whereby the rotating shaft 12 and the anode target 14 rotate together. It is supposed to do.

【0057】そして、図15に拡大して示すように、玉
軸受15aには球19を保持する保持器20が組込まれ
ており、この保持器20が本発明に係る固体潤滑材で形
成されている。
As shown in an enlarged view in FIG. 15, the ball bearing 15a incorporates a retainer 20 for holding the ball 19, and the retainer 20 is made of the solid lubricant according to the present invention. There is.

【0058】ここで、保持器20の具体的な構成を説明
する前に、保持器20にどのような力が作用するか考え
てみる。
Before explaining the specific structure of the cage 20, let us consider what force acts on the cage 20.

【0059】図16(a) に転がり玉軸受の模式的断面図
を示す。転がり玉軸受は軸方向の力とそれに直交する方
向の力を支えられるように内輪17および外輪18の転
送面が球19と接触角αをもって接している。また、軸
受を取付ける場合、軸または軸受箱の加工精度の悪さお
よび軸受取付け誤差のために軸受の内輪17と外輪18
の間にある傾きθが生じる。このとき、接触角αは図1
6(b) に示すような軸受回転角位相φによって変化する
ことになる。また、接触角αは球19に作用する主荷重
i によっても変化する。そして、主荷重pi もまた軸
受回転角位相φによって変化する。
FIG. 16 (a) shows a schematic sectional view of a rolling ball bearing. In the rolling ball bearing, the transfer surfaces of the inner ring 17 and the outer ring 18 are in contact with the sphere 19 at a contact angle α so as to support the axial force and the force in the direction orthogonal thereto. Further, when mounting the bearing, the inner ring 17 and the outer ring 18 of the bearing may be damaged due to poor machining accuracy of the shaft or the bearing housing and bearing mounting error.
An inclination θ between them occurs. At this time, the contact angle α is as shown in FIG.
It changes depending on the bearing rotation angle phase φ as shown in 6 (b). The contact angle α also changes depending on the main load p i acting on the sphere 19. The main load p i also changes depending on the bearing rotation angle phase φ.

【0060】ここで、球の公転速度Vbは幾何学的に、 Vb=π・dm{1-Da・cos (α)/dm}・ni/120 …(4) となる。Here, the revolution speed Vb of the sphere is geometrically Vb = πdm {1-Dacos (α) / dm} ni / 120 (4)

【0061】なお、(4) 式において、dm:球公転径 Da:球径 ni:内輪回転数(rpm)である。In the equation (4), dm is the sphere revolution diameter Da is the sphere diameter ni is the inner ring rotation speed (rpm).

【0062】したがって、(4) 式は、上述した理由によ
り次のように表せる。
Therefore, the equation (4) can be expressed as follows for the above reason.

【0063】 Vb=π・dm{1-Da・cos (α(φ)/dm}・ni/120 …(5) つまり、球の公転速度Vbは,軸受回転角位相φによっ
て変化することが判る。
Vb = πdm {1-Dacos (α (φ) / dm} ni / 120 (5) That is, it is understood that the revolution speed Vb of the sphere changes depending on the bearing rotation angle phase φ. .

【0064】一般に、保持器20の公転速度Vrは、
(5) 式に示される球の公転速度Vbの1公転中の平均速
度に相当すると考えられる。一方、球の公転速度Vbは
(5) 式で示されるように、軸受回転角位相φによって変
化する。ここで、図17に示すように位相φ=0、πを
通る軸を中心に純モーメントが働く軸受について考えて
みる。保持器20の公転速度Vrと球19の公転速度V
bとの違いから、図17に示す位相φ1〜φ2,φ5〜
φ6では球19が保持器20のボールポケット後面に接
触し、位相φ3〜φ4,φ7〜φ8では保持器20のボ
ールポケット前面に接触することになる。その結果、保
持器20は図18に示すように、位相φ=0、π付近で
圧縮応力を受け、位相φ=π/2、3π/2付近で引張
り応力を受けることになる。つまり、保持器20の一部
分に着目すると、この部分には保持器一公転につき2回
の両振り繰り返し応力が作用することになる。これが保
持器20を破断させる原因と考えられる。
Generally, the revolution speed Vr of the cage 20 is
It is considered that it corresponds to the average speed of the revolution speed Vb of the sphere shown in the equation (5) during one revolution. On the other hand, the revolution speed Vb of the ball is
As shown in equation (5), it changes depending on the bearing rotation angle phase φ. Now, let us consider a bearing in which a pure moment acts around an axis passing through the phases φ = 0 and π as shown in FIG. Revolution speed Vr of cage 20 and revolution speed V of ball 19
From the difference from b, the phases φ1 to φ2 and φ5 shown in FIG.
At φ6, the ball 19 comes into contact with the rear surface of the ball pocket of the cage 20, and at phases φ3 to φ4 and φ7 to φ8, the ball 19 comes into contact with the front surface of the ball pocket of the cage 20. As a result, as shown in FIG. 18, the cage 20 receives compressive stress near the phase φ = 0 and π and tensile stress near the phase φ = π / 2 and 3π / 2. In other words, when focusing on a part of the cage 20, the double-spinning repetitive stress acts twice per revolution of the cage. This is considered to be the cause of breaking the cage 20.

【0065】そこで、本実施例では、固体潤滑剤を主成
分とする潤滑機能成分と、金属または合金を主成分とす
る結合機能成分と、金属,セラミックス,ガラス,炭素
の繊維の少なくとも一種からなる強化機能成分とを含む
複合焼結材料からなる固体潤滑材、つまり繊維添加によ
って強度の高められた固体潤滑材で形成された保持器2
0を組込んでいる。
Therefore, in this embodiment, a lubricating functional component containing a solid lubricant as a main component, a bonding functional component containing a metal or an alloy as a main component, and at least one of metal, ceramics, glass and carbon fibers were used. Cage 2 formed of a solid lubricant made of a composite sintered material containing a strengthening functional component, that is, a solid lubricant whose strength is increased by adding fibers
It incorporates 0.

【0066】本実施例に組込まれている保持器20は、
図19に示すように、保持器の破断する原因と考えられ
る繰り返し応力が作用する円周方向に強化機能成分とし
ての長繊維21が配向され、より強度が高められてい
る。したがって、この保持器20は、潤滑性に優れ、か
つ高い強度特性を発揮する。この例の場合、複数個の玉
軸受のうち、最も高温となる玉軸受15aが、繊維を含
有する固体潤滑材製の保持器20を有しているので、真
空容器10内の真空度を低下させることがなく、かつ、
低摩擦の潤滑状態を維持できる。なお、図19中、22
はボールポケットを示している。
The cage 20 incorporated in this embodiment is
As shown in FIG. 19, the long fibers 21 as the reinforcing functional component are oriented in the circumferential direction in which the repeated stress that is considered to be the cause of the cage breakage acts, and the strength is further increased. Therefore, this cage 20 is excellent in lubricity and exhibits high strength characteristics. In the case of this example, the ball bearing 15a having the highest temperature among the plurality of ball bearings has the cage 20 made of a solid lubricant containing fibers, so that the degree of vacuum in the vacuum container 10 is lowered. And not
A low friction lubrication state can be maintained. In addition, in FIG.
Indicates a ball pocket.

【0067】上述した実施例では、強化機能成分として
長繊維を含有させているが、図20に示すように、強化
機能成分としての短繊維21aを円周方向に配向した保
持器20や、図21に示すように、強化機能成分として
の短繊維を保持器円筒側面23に平行な面24に2次元
ランダムに配向した保持器20bを組込んでもよい。さ
らに、図22に示すように、強化機能成分としての短繊
維を保持器円筒側面23に垂直な面25に2次元ランダ
ムに配向した保持器20cを組込んでもよい。なお、図
20〜図22に示すような繊維の配向は、材料を混合し
た後に図23〜図25中に実線矢印で示す方向の力を加
えながらホットプレス焼結によって円筒状固体潤滑材を
製造することによって得られる。
In the above-mentioned embodiment, the long fibers are contained as the reinforcing functional component, but as shown in FIG. 20, the cage 20 in which the short fibers 21a as the reinforcing functional component are oriented in the circumferential direction, As shown in 21, a cage 20b in which short fibers as a reinforcing functional component are two-dimensionally randomly oriented may be incorporated in a surface 24 parallel to the cage cylindrical side surface 23. Further, as shown in FIG. 22, a cage 20c in which short fibers as a reinforcing functional component are two-dimensionally randomly oriented may be incorporated in a surface 25 perpendicular to the cage cylindrical side surface 23. The orientation of the fibers as shown in FIGS. 20 to 22 is such that after mixing the materials, a cylindrical solid lubricant is manufactured by hot press sintering while applying a force in the direction indicated by the solid arrow in FIGS. 23 to 25. It is obtained by doing.

【0068】図26には本発明に係る固体潤滑材で形成
された摺動機械要素、ここには転がり玉軸受の圧接部材
を組込んでなる回転陽極X線管の概略断面図が示されて
いる。
FIG. 26 is a schematic sectional view of a sliding machine element formed of a solid lubricant according to the present invention, in which a rotary anode X-ray tube incorporating a pressure contact member of a rolling ball bearing is incorporated. There is.

【0069】この回転陽極X線管の主要部は、図14に
示したものと同様に構成されている。したがって、同一
部分を同一符号で示し、重複する部分の詳しい説明は省
略する。
The main part of this rotating anode X-ray tube has the same structure as that shown in FIG. Therefore, the same portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description of overlapping portions will be omitted.

【0070】この例では、図27に拡大して示すよう
に、一方の玉軸受15aに装着された球19にリング状
に形成された圧接部材31が板ばね32の復元力で軸方
向に圧接している。この圧接部材31が本発明に係る固
体潤滑材で形成されている。
In this example, as shown in an enlarged view in FIG. 27, a pressure contact member 31 formed in a ring shape on the ball 19 mounted on one ball bearing 15a is pressed in the axial direction by the restoring force of the leaf spring 32. are doing. The pressure contact member 31 is formed of the solid lubricant according to the present invention.

【0071】ここで、圧接部材31の具体的な構成を説
明する前に、圧接部材31にどのような力が作用するか
考えてみる。
Before explaining the specific structure of the pressure contact member 31, let us consider what kind of force acts on the pressure contact member 31.

【0072】転がり玉軸受に組込まれた圧接部材31で
は、図27および図28に示すように、軸方向の一方の
端面が転がり玉軸受15aの球19と接する接触面とな
り、他方の端面が直接または板を介して板ばね32から
力を受ける受圧面33となる。
In the pressure contact member 31 incorporated in the rolling ball bearing, as shown in FIGS. 27 and 28, one end face in the axial direction serves as a contact face in contact with the ball 19 of the rolling ball bearing 15a, and the other end face directly. Alternatively, the pressure receiving surface 33 receives a force from the leaf spring 32 via the plate.

【0073】したがって、図29に示すように、A方向
視野面では圧接部材31の幅方向中心より右側では圧縮
応力が作用し、左側では引張り応力が作用する。また、
この応力の方向は、圧接部材円周方向である。これが圧
接部材31を破断させる原因と考えられる。
Therefore, as shown in FIG. 29, in the A-direction viewing surface, compressive stress acts on the right side of the widthwise center of the pressure contact member 31, and tensile stress acts on the left side. Also,
The direction of this stress is the circumferential direction of the pressure contact member. This is considered to be the cause of breaking the press contact member 31.

【0074】そこで、本実施例では、固体潤滑剤を主成
分とする潤滑機能成分と、金属または合金を主成分とす
る結合機能成分と、金属,セラミックス,ガラス,炭素
の繊維の少なくとも一種からなる強化機能成分とを含む
複合焼結材料からなる固体潤滑材、つまり繊維添加によ
って強度の高められた固体潤滑材で形成された圧接部材
31を組込んでいる。
Therefore, in this embodiment, a lubricating functional component containing a solid lubricant as a main component, a bonding functional component containing a metal or an alloy as a main component, and at least one of fibers of metal, ceramics, glass and carbon were used. A pressure contact member 31 formed of a solid lubricant made of a composite sintered material containing a strengthening functional component, that is, a solid lubricant whose strength is increased by adding fibers is incorporated.

【0075】本実施例に組込まれている圧接部材31
は、図30に示すように、圧接部材の破断する原因と考
えられる圧縮応力および引張り応力が作用する圧接部材
円周方向に強化機能成分としての長繊維41が配向さ
れ、より強度が高められている。したがって、この圧接
部材31は、潤滑性に優れ、かつ高い強度特性を発揮す
ることになる。この例の場合も、複数個の玉軸受のう
ち、最も高温となる玉軸受15aが、繊維を含有する固
体潤滑材製の圧接部材31を有しているので、真空容器
10内の真空度を低下させることがなく、かつ低摩擦の
潤滑状態を維持できる。
The pressure contact member 31 incorporated in this embodiment.
As shown in FIG. 30, the long fibers 41 as a reinforcing functional component are oriented in the circumferential direction of the pressure contact member on which the compressive stress and the tensile stress, which are considered to be the cause of the pressure contact member rupture, act, and the strength is further increased. There is. Therefore, the pressure contact member 31 has excellent lubricity and exhibits high strength characteristics. Also in the case of this example, since the ball bearing 15a, which has the highest temperature among the plurality of ball bearings, has the pressure contact member 31 made of a solid lubricant containing fibers, the degree of vacuum in the vacuum container 10 is reduced. It is possible to maintain a low friction and low lubrication state.

【0076】上述した実施例では、強化機能成分として
長繊維を含有させているが、図31に示すように、強化
機能成分としての短繊維41aを円周方向に配向した圧
接部材31aや、図32に示すように、強化機能成分と
しての短繊維を圧接部材円筒側面42に平行な面43に
2次元ランダムに配向した保持器31bを組込んでもよ
い。さらに、図33に示すように、強化機能成分として
の短繊維を圧接部材円筒側面42に垂直な面44に2次
元ランダムに配向した圧接部材31cを組込んでもよ
い。
In the above-mentioned embodiment, the long fibers are contained as the reinforcing functional component, but as shown in FIG. 31, the pressure contact member 31a in which the short fibers 41a as the reinforcing functional component are oriented in the circumferential direction, and As shown in 32, a cage 31b in which short fibers as a reinforcing functional component are two-dimensionally randomly oriented may be incorporated in a surface 43 parallel to the pressure contact member cylindrical side surface 42. Further, as shown in FIG. 33, a short pressure fiber serving as a reinforcing functional component may be incorporated in a surface 44 perpendicular to the side surface 42 of the pressure contact member, in which the pressure contact member 31c is randomly oriented in two dimensions.

【0077】なお、図31〜図33に示すような繊維の
配向は、材料を混合した後に、図23〜図25中に実線
矢印で示す方向の力を加えながらホットプレス焼結によ
って円筒状固体潤滑材を製造することによって得られ
る。
The orientation of the fibers as shown in FIGS. 31 to 33 is obtained by mixing the materials and then applying a force in a direction indicated by a solid arrow in FIGS. 23 to 25 by hot press sintering to form a cylindrical solid. Obtained by manufacturing a lubricant.

【0078】図34には本発明に係る固体潤滑材で形成
された摺動機械要素、ここには歯車51が示されてい
る。
FIG. 34 shows a sliding machine element made of the solid lubricant according to the present invention, here, a gear 51.

【0079】ここで、歯車51の具体的な構成を説明す
る前に、歯車51にどのような力が作用するか考えてみ
る。
Before explaining the specific structure of the gear 51, let us consider what kind of force acts on the gear 51.

【0080】図35に示すように、歯車51が軸の回転
力Faを他の歯車に伝達しようとするとき、その歯面に
はその反作用としてFbの力が作用する。したがって、
その歯元には図36に示すような曲げ応力Fcが作用す
る。
As shown in FIG. 35, when the gear 51 tries to transmit the rotational force Fa of the shaft to another gear, a force of Fb acts on its tooth surface as a reaction thereof. Therefore,
A bending stress Fc as shown in FIG. 36 acts on the tooth base.

【0081】本実施例に係る歯車51は、固体潤滑剤を
主成分とする潤滑機能成分と、金属または合金を主成分
とする結合機能成分と、金属,セラミックス,ガラス,
炭素の繊維の少なくとも一種からなる強化機能成分とを
含む複合焼結材料からなる固体潤滑材、つまり繊維添加
によって強度の高められた固体潤滑材で形成されてい
る。
The gear 51 according to this embodiment comprises a lubricating functional component containing a solid lubricant as a main component, a coupling functional component containing a metal or an alloy as a main component, metal, ceramics, glass,
It is formed of a solid lubricant made of a composite sintered material containing a reinforcing functional component made of at least one kind of carbon fiber, that is, a solid lubricant whose strength is increased by adding fibers.

【0082】本実施例に係る歯車51は、図34に示す
ように、歯車51の破断する原因と考えられる曲げ応力
Fcが作用する歯面と垂直な面52に強化機能成分とし
ての繊維を二次元配向させている。このような繊維の配
向は、材料を混合した後に、図25中に実線矢印で示す
方向の力を加えながらホットプレス焼結によって円筒状
固体潤滑材を製造することによって得られる。
As shown in FIG. 34, the gear 51 according to this embodiment has two fibers as a reinforcing functional component on the surface 52 perpendicular to the tooth surface on which the bending stress Fc, which is considered to be the cause of the gear 51 breaking, acts. Dimensionally oriented. Such fiber orientation can be obtained by mixing the materials and then producing a cylindrical solid lubricant by hot press sintering while applying a force in the direction indicated by the solid arrow in FIG.

【0083】したがって、この歯車51は、潤滑性に優
れ、かつ高い強度特性を発揮することになる。
Therefore, the gear 51 is excellent in lubricity and exhibits high strength characteristics.

【0084】[0084]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高温・真空中においても低摩擦の潤滑状態を維持するこ
とができ、しかも破損しにくい固体潤滑材および摺動機
械要素を提供できる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a solid lubricant and a sliding machine element that can maintain a low-friction lubrication state even in high temperature and vacuum, and that are not easily damaged.

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

【図1】本発明の一実施例に係る固体潤滑材の断面組織
FIG. 1 is a sectional structure diagram of a solid lubricant according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の別の実施例に係る固体潤滑材の断面組
織図
FIG. 2 is a sectional structure diagram of a solid lubricant according to another embodiment of the present invention.

【図3】含有繊維の配向を説明すための図FIG. 3 is a diagram for explaining the orientation of contained fibers.

【図4】含有繊維の配向を説明すための図FIG. 4 is a diagram for explaining the orientation of contained fibers.

【図5】含有繊維の配向を説明すための図FIG. 5 is a diagram for explaining the orientation of contained fibers.

【図6】含有繊維の配向を説明すための図FIG. 6 is a diagram for explaining the orientation of contained fibers.

【図7】含有繊維の配向を説明すための図FIG. 7 is a diagram for explaining the orientation of contained fibers.

【図8】含有繊維の配向を説明すための図FIG. 8 is a diagram for explaining the orientation of contained fibers.

【図9】加圧方向と繊維の配向との関係を説明するため
の図
FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the pressing direction and the orientation of fibers.

【図10】本発明に係る固体潤滑材の固体潤滑剤量と比
摩耗量特性との関係を示す図
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a solid lubricant amount and a specific wear amount characteristic of the solid lubricant according to the present invention.

【図11】本発明に係る固体潤滑材の固体潤滑剤量と引
張り強さとの関係を示す図
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the amount of solid lubricant and the tensile strength of the solid lubricant according to the present invention.

【図12】本発明に係る固体潤滑材の繊維化率と比摩耗
量特性との関係を示す図
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the fiberization rate and the specific wear amount characteristic of the solid lubricant according to the present invention.

【図13】本発明に係る固体潤滑材の繊維化率と引張り
強さとの関係を示す図
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the fiberization rate and the tensile strength of the solid lubricant according to the present invention.

【図14】本発明に係る保持器を組込んだ回転陽極X線
管の概略断面図
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a rotary anode X-ray tube incorporating a cage according to the present invention.

【図15】同回転陽極X線管の要部を拡大して示す断面
FIG. 15 is an enlarged sectional view showing a main part of the rotating anode X-ray tube.

【図16】保持器に作用する力を説明するための図FIG. 16 is a diagram for explaining a force that acts on a cage.

【図17】保持器に作用する力を説明するための図FIG. 17 is a view for explaining a force that acts on a cage.

【図18】保持器に作用する力を説明するための図FIG. 18 is a diagram for explaining a force that acts on a cage.

【図19】組込まれた保持器の斜視図FIG. 19 is a perspective view of an assembled cage.

【図20】保持器の変形例を示す斜視図FIG. 20 is a perspective view showing a modified example of the cage.

【図21】保持器の別の変形例を示す斜視図FIG. 21 is a perspective view showing another modified example of the cage.

【図22】保持器のさらに別の変形例を示す斜視図FIG. 22 is a perspective view showing still another modified example of the cage.

【図23】繊維の配向を考慮に入れた保持器の製造方法
を説明するための図
FIG. 23 is a diagram for explaining a cage manufacturing method in which the orientation of fibers is taken into consideration.

【図24】繊維の配向を考慮に入れた保持器の製造方法
を説明するための図
FIG. 24 is a diagram for explaining a cage manufacturing method in which the orientation of fibers is taken into consideration.

【図25】繊維の配向を考慮に入れた保持器の製造方法
を説明するための図
FIG. 25 is a diagram for explaining a cage manufacturing method in which the orientation of fibers is taken into consideration.

【図26】本発明に係る圧接部材を組込んだ回転陽極X
線管の概略断面図
FIG. 26 is a rotary anode X incorporating a pressure contact member according to the present invention.
Schematic cross section of a wire tube

【図27】同回転陽極X線管の要部を拡大して示す断面
FIG. 27 is an enlarged sectional view showing a main part of the rotating anode X-ray tube.

【図28】圧接部材に作用する力を説明するための図FIG. 28 is a view for explaining a force that acts on the pressure contact member.

【図29】圧接部材に作用する力を説明するための図FIG. 29 is a view for explaining a force acting on the pressure contact member.

【図30】組込まれた圧接部材の斜視図FIG. 30 is a perspective view of an assembled pressure contact member.

【図31】圧接部材の変形例を示す斜視図FIG. 31 is a perspective view showing a modified example of the pressure contact member.

【図32】圧接部材の別の変形例を示す斜視図FIG. 32 is a perspective view showing another modification of the pressure contact member.

【図33】圧接部材のさらに別の変形例を示す斜視図FIG. 33 is a perspective view showing still another modified example of the pressure contact member.

【図34】本発明に係る歯車の斜視図FIG. 34 is a perspective view of a gear according to the present invention.

【図35】歯車に働く力を説明するための図FIG. 35 is a diagram for explaining a force acting on a gear.

【図36】歯車に働く力を説明するための図FIG. 36 is a diagram for explaining a force acting on a gear.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…潤滑相 2…結合相 3,3a…強化相 10…真空容器 11…陰極 12…回転軸 14…陽極ターゲット 15a,15b
…玉軸受 17…内輪 18…外輪 19…球 20,20a,20b,20c…保持器 31,31a,31b,31c…圧接部材 32…板ばね 41…長繊維 41a…短繊維 51…歯車
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lubrication phase 2 ... Bonding phase 3, 3a ... Reinforcement phase 10 ... Vacuum container 11 ... Cathode 12 ... Rotating shaft 14 ... Anode target 15a, 15b
... Ball bearing 17 ... Inner ring 18 ... Outer ring 19 ... Ball 20, 20a, 20b, 20c ... Retainer 31, 31a, 31b, 31c ... Pressure contact member 32 ... Leaf spring 41 ... Long fiber 41a ... Short fiber 51 ... Gear

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平岡 尚文 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 小林 正樹 神奈川県川崎市幸区塚越一丁目7番地 東 芝タンガロイ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Naofumi Hiraoka, 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Incorporated, Toshiba Research and Development Center, Inc. No. 7 Higashi Shiba Tungaloy Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】固体潤滑剤を主成分とする潤滑相と、金属
または合金を主成分とする結合相と、金属,セラミック
ス,ガラス,炭素の繊維もしくはウィスカの少なくとも
一種からなる強化相とを含む複合焼結材料で形成されて
いることを特徴とする固体潤滑材。
1. A lubricating phase containing a solid lubricant as a main component, a bonding phase containing a metal or an alloy as a main component, and a reinforcing phase containing at least one of metal, ceramics, glass, carbon fibers and whiskers. A solid lubricant, which is formed of a composite sintered material.
【請求項2】前記潤滑相が、二硫化タングステン,二硫
化モリブデン,黒鉛,フッ化黒鉛,窒化ホウ素の中から
選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項
1に記載の固体潤滑材。
2. The solid lubricant according to claim 1, wherein the lubricating phase is at least one selected from tungsten disulfide, molybdenum disulfide, graphite, graphite fluoride, and boron nitride. .
【請求項3】前記結合相が、Cu,Ag,Mo,W,C
o,Nb,Al,Cu−Sn,Cu−Pb−Zn,Fe
−Cu−Mn,Ni−Cr,W−Cu,Ta−Cuの中
から選ばれた少なくとも一種の金属または合金であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の固体潤滑材。
3. The binder phase is Cu, Ag, Mo, W, C
o, Nb, Al, Cu-Sn, Cu-Pb-Zn, Fe
The solid lubricant according to claim 1, wherein the solid lubricant is at least one metal or alloy selected from -Cu-Mn, Ni-Cr, W-Cu, and Ta-Cu.
【請求項4】前記強化相が、W,Mo,Cr,Ta,N
b,Fe,Ni,Co,Cuの中から選ばれた少なくと
も一種の金属繊維もしくはこれらを主成分とする合金の
中から選ばれた少なくとも一種の合金繊維であることを
特徴とする請求項1に記載の固体潤滑材。
4. The strengthening phase is W, Mo, Cr, Ta, N.
2. At least one metal fiber selected from b, Fe, Ni, Co and Cu, or at least one alloy fiber selected from alloys containing these as main components. The solid lubricant described.
【請求項5】前記潤滑相が二硫化タングステンであり、
前記結合相がCu,Ag,W,Mo,Taの中から選ば
れた少なくとも一種であり、前記強化相が直径5 〜200
μm、長さ0.1 〜5 mmのタングステン繊維であること
を特徴とする請求項1に記載の固体潤滑材。
5. The lubricating phase is tungsten disulfide,
The binder phase is at least one selected from Cu, Ag, W, Mo and Ta, and the strengthening phase has a diameter of 5 to 200.
The solid lubricant according to claim 1, which is a tungsten fiber having a length of 0.1 μm and a length of 0.1 to 5 mm.
【請求項6】要素本体が、固体潤滑剤を主成分とする潤
滑機能成分と、金属または合金を主成分とする結合機能
成分と、金属,セラミックス,ガラス,炭素の繊維もし
くはウィスカの少なくとも一種からなる強化機能成分と
を含む複合焼結材料で形成されていることを特徴とする
摺動機械要素。
6. The element body comprises a lubricating functional component containing a solid lubricant as a main component, a bonding functional component containing a metal or an alloy as a main component, and at least one of metal, ceramics, glass, carbon fibers or whiskers. A sliding machine element, characterized in that it is formed of a composite sintered material containing a strengthening functional component.
【請求項7】前記要素本体は、転がり玉軸受の保持器ま
たは圧接部材、もしくは歯車であることを特徴とする請
求項6に記載の摺動機械要素。
7. The sliding machine element according to claim 6, wherein the element body is a cage or a pressure contact member of a rolling ball bearing, or a gear.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2016114497A3 (en) * 2015-01-16 2017-05-18 선문대학교 산학협력단 Low-friction member imitating shark skin and manufacturing method therefor

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