JPH0854024A - 揺動型転がり軸受 - Google Patents

揺動型転がり軸受

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JPH0854024A
JPH0854024A JP18691594A JP18691594A JPH0854024A JP H0854024 A JPH0854024 A JP H0854024A JP 18691594 A JP18691594 A JP 18691594A JP 18691594 A JP18691594 A JP 18691594A JP H0854024 A JPH0854024 A JP H0854024A
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JP
Japan
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bearing
rolling
rolling element
unloaded
load
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Withdrawn
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JP18691594A
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English (en)
Inventor
Hiromitsu Kondo
博光 近藤
Hiroshi Yamada
博 山田
Michiyoshi Ishimaru
路芳 石丸
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 転がり軸受の揺動運動に対する耐久性を向上
させる。 【構成】 軸受形式を保持器を廃した総玉式とする。軸
受荷重を負荷する複数の負荷転動体(3a)と軸受荷重を
負荷しない複数の非負荷転動体(3b)とを内・外輪
(1)(2)間に配置し、非負荷転動体(3b)の配置ピ
ッチpを転動体(3)の公転角θとほぼ同じか若しくは
それよりも小さくする。また、非負荷転動体(3b)を自
己潤滑性を有するPTFE系材料で形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ハードディスク製造設
備における搬送機構のような真空機器に使用される転が
り軸受に関し、詳しくは搬送機構のポイント部のように
揺動運動を行なう部分に使用される揺動型転がり軸受に
関する。
【0002】
【従来の技術】ハードディスクの量産設備等では、現
在、真空機器をインライン形式で使用するのが主流であ
り、真空機器間でのワークのやりとりをキャリアと呼ば
れる台車により行なっている。この台車は真空、大気雰
囲気中を交互に移動するため、これに組み込まれる軸受
には、真空・大気両雰囲気下での運転に耐え得る特性が
要求される。
【0003】大気中で運転される転がり軸受の潤滑剤と
してはグリース等の流体潤滑剤が一般的であるが、真空
中で運転する場合には、蒸気圧の高い流体潤滑剤では真
空雰囲気中に蒸発して使用に耐えない。そのため、上記
真空・大気雰囲気下では、蒸気圧の低い固体潤滑剤を内
・外輪の軌道面や転動体の表面に被膜処理して使用する
のが望ましい。現在、固体潤滑剤としては、二硫化モリ
ブデン等の層状物質、金、銀、鉛等の軟質金属、PTF
E、ポリイミド等の高分子材料などが使用されている
が、とりわけPTFEは、真空・大気両雰囲気下での耐
久性に優れるため、上記キャリアの車輪用軸受として好
都合である。
【0004】ところが、固体潤滑剤を使用した軸受で
は、潤滑被膜が剥離、転着を繰り返して被膜厚さが変化
し、被膜厚さの減少によって潤滑性能の低下を来す場合
がある。本出願人は、かかる事態を防止するため、図3
に示すように、少なくとも転がり摩擦若しくは滑り摩擦
を生じる部分(例えば内・外輪(11)(12)の軌道面や
負荷転動体の表面等)に結晶性のPTFEからなる潤滑
被膜(10)を形成すると共に、内・外輪(11)(12)間
に、複数の負荷転動体(13a)と自己潤滑性を有するP
TFE系高分子材で形成した1乃至複数の非負荷転動体
(13b)とを介在させた保持器(14)付きの軸受を提案
している(特願平5-297164号)。
【0005】この軸受であれば、潤滑被膜(10)が摩耗
等によって減少しても非負荷転動体(13b)から供給さ
れるPTFE潤滑粉(内・外輪(11)(12)の軌道面と
の接触によって非負荷転動体(13b)の表面から削り取
られて生成される)の転着によって膜厚の減少分が補わ
れるので、潤滑性能を長期にわたって維持することが可
能となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の搬送
機構では、搬送経路の途中にキャリアの進路を変えるた
めのポイント部を設ける場合がある。このポイント部が
真空雰囲気下にある場合は、上述の軸受(特願平5-2971
64号)を用いてポイントを支持することも可能である。
【0007】しかし、ポイント部は所定角度の揺動運動
を行なうため、上記軸受をポイント部に使用する場合に
は、一方向に連続回転する場合と比べてさらに高度の潤
滑性能が必要となる。かかる条件下では、内輪又は外輪
の一方が揺動し、さらに転動体が内・外輪の揺動角に応
じた一定の公転角θで揺動するため、図4に示すよう
に、転動体の回転・停止に伴って、軌道面上の変曲点a
(負荷転動体(13a)の回転方向が変わる部分)の潤滑
被膜(10)が摩耗し易くなるからである(但し、図4
は、潤滑被膜(10)の摩耗後の状態を示している)。
【0008】通常の連続回転型の軸受では、このような
潤滑被膜の摩耗箇所に非負荷転動体からPTFE潤滑粉
が供給され、この潤滑粉が摩耗箇所に転着して潤滑剤を
補充するために問題は生じない。しかし、揺動型の軸受
では、転動体の揺動範囲が周方向の一部に制限されるた
め、このような潤滑粉の補充効果が十分に期待できない
場合がある。即ち、潤滑粉の補充は、非負荷転動体の揺
動域のみでなされるのであるが、揺動角が小さい場合に
は、非負荷転動体の揺動域と負荷転動体の揺動域とが重
なり合わず、このため潤滑粉が負荷転動体の揺動域に十
分に補充されないからである。
【0009】そこで、本発明は、このような揺動運動に
対しても良好な耐久性を発揮することのできる転がり軸
受の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の軸受は、所定角
度で揺動する部分に使用される転がり軸受であって、軸
受形式を総玉式とし、且つ、軸受荷重を負荷する複数の
負荷転動体と軸受荷重を負荷しない複数の非負荷転動体
とを、非負荷転動体の配置ピッチが転動体の公転角とほ
ぼ同じか若しくはそれより小さくなるようにして内・外
輪間に介在させると共に、非負荷転動体を自己潤滑性を
有する樹脂材料で形成している。
【0011】少なくとも転がり摩擦又は滑り摩擦を生ず
る部分に結晶性のPTFEからなる潤滑被膜を形成する
のが望ましい。
【0012】負荷転動体をセラミック材で形成してもよ
い。
【0013】また、非負荷転動体をPTFE系樹脂材や
ポリイミド系樹脂材で形成してもよい。
【0014】
【作用】軸受形式を総玉式としたので、軸受内に組み込
む転動体数を同寸法の保持器付きの軸受と比べて増やす
ことができる。このため、各負荷転動体に負荷される荷
重が減少し、変曲点での潤滑剤の摩耗が抑制される。非
負荷転動体の配置ピッチを転動体の公転角とほぼ同じか
若しくはそれより小さくしているので、軸受の揺動時に
は、負荷転動体の全揺動域を非負荷転動体でトレース
し、非負荷転動体から供給された樹脂潤滑粉を転着させ
ることができる。また、総玉式であることから、転動体
間のピッチ、即ち、非負荷転動体の配置ピッチをより小
さくすることができ、従来品に比べてより小さな揺動角
にも対応可能となる。
【0015】少なくとも転がり摩擦又は滑り摩擦を生ず
る部分に結晶性のPTFEからなる潤滑被膜を形成すれ
ば、真空・大気両雰囲気下で初期から安定した潤滑機能
を得ることができる。
【0016】負荷転動体をセラミック材で形成すると、
万一摩擦面から潤滑剤が消失しても凝着を起こすことは
ない。
【0017】非負荷転動体をPTFE系樹脂材で形成す
れば、その高い自己潤滑性により、良好な潤滑性能を得
ることができる。また、非負荷転動体を自己潤滑性及び
耐熱性に富むPTFE系樹脂材で形成すれば、300 ℃程
度の高温環境下でも安定した潤滑性能を得ることができ
る。
【0018】
【実施例】以下、本発明を深溝玉軸受に適用した実施例
を説明する。
【0019】図1に示す深溝玉軸受は、インライン形式
のハードディスク量産設備内で揺動運動を行なう部分
(ポイント部等)に適したもので、内輪(1)、外輪
(2)、内・外輪(1)(2)間に介在する複数(例え
ば10個程度)の転動体(3)で構成される。この軸受
は、保持器を廃した総玉式である。なお、図面では、転
動体(3)を内・外輪(1)(2)間に挿入するための
入れ溝やシールド板等の密封装置等が省略されている。
【0020】本実施例では、複数の転動体(3)のう
ち、例えば半数が軸受荷重を負荷する負荷転動体(3a)
とされ、残りの転動体が軸受荷重を負荷しない非負荷転
動体(3b)とされている。本実施例では、負荷転動体
(3a)及び非負荷転動体(3b)を内・外輪(1)(2)
間に交互に配置した場合を例示している。
【0021】負荷転動体(3a)は金属製であり、非負荷
転動体(3b)は自己潤滑性を有するPTFE系の高分子
材(ポリイミドベースにPTFEを添加したもの等を含
む)で形成されている。非負荷転動体(3b)をポリイミ
ド樹脂材で形成すれば、その高い耐熱性により、300 ℃
程度の高温環境下でも安定して使用可能となる。負荷転
動体(3a)は、セラミック材で形成してもよく、これに
より、万一摩擦面から潤滑剤が消失しても軌道輪(1)
(2)との間で凝着が生じなくなるという利点が得られ
る。
【0022】内・外輪(1)(2)の軌道面及び負荷転
動体(3a)の表面には、それぞれ結晶性のPTFEから
なる潤滑被膜(5)が形成されている。ここで、「結晶
性のPTFEからなる潤滑被膜」は、いわゆるスッパタ
リング被膜のようにPTFEの結晶構造(分子構造)が
細分化されているものとは異なり、例えばPTFEの処
理液を被処理物にスプレーすることにより、あるいは、
被処理物を処理液中に浸漬することにより、結晶性のP
TFE被膜を形成することができる。
【0023】非負荷転動体(3b)は、負荷転動体(3a)
と同径かそれよりも僅かに大径に形成される。これは、
非負荷転動体(3b)の潤滑剤供給源としての役割をより
一層有効に発揮させ、軸受の耐久性をより一層向上させ
るためである。即ち、非負荷転動体(3b)と内・外輪
(1)(2)との摩擦力を高めて非負荷転動体(3b)か
ら供給されるPTFE潤滑粉の供給量を増加させ、これ
により潤滑被膜(5)の減少分をより効果的に補うため
である。その結果、潤滑被膜(5)の良好な潤滑性能が
長期にわたって維持され、軸受の耐久性が著しく高めら
れる。
【0024】なお、PTFE系高分子材の線膨張係数は
金属材のそれよりも大きいので、非負荷転動体(3b)は
負荷転動体(3a)と同径であっても、軸受運転時(軸受
温度が上昇する)の熱膨張によって内・外輪(1)
(2)と締代をもって接触し、PTFE潤滑粉の供給源
としての役割を果たす。
【0025】本発明では、軸受形式を総玉式としている
ので、保持器付き軸受に比べてより多くの転動体(3)
が組み込むことができる。従って、個々の負荷転動体
(3a)に負荷される荷重も小さくなり、変曲点a(図4
参照)における潤滑被膜(5)の摩耗を抑制することが
可能となる。
【0026】揺動型の軸受では、非負荷転動体(3b)の
配置ピッチpを転動体(3)の公転角θとほぼ同じか若
しくはそれより小さくすれば、負荷転動体(3a)の全揺
動域を非負荷転動体(3b)でトレースすることが可能と
なる。即ち、本実施例のように、負荷転動体(3a)と非
負荷転動体(3b)とを交互に配置した場合には、例えば
公転角θを非負荷転動体(3b)の配置ピッチpに一致さ
せると、図2に示すように、負荷転動体(3a)の軌道面
上での全揺動域(s)(t)をその両側に位置する非負
荷転動体(3b)でトレースすることができる。具体的に
は、揺動域(s)(t)のうち、右側半分の揺動域が負
荷転動体(3a)の右側に位置する非負荷転動体(3b)で
トレースされ、左半分の揺動域が負荷転動体(3a)の左
側に位置する非負荷転動体(3b)でトレースされる。こ
のため、たとえ変曲点aで潤滑被膜(5)が摩耗等して
も、負荷転動体(3a)の揺動域(s)(t)にある非負
荷転動体(3b)からの潤滑粉で膜厚の減少分を補充する
ことができ、従って潤滑性能を長期間維持することが可
能となる。非負荷転動体(3b)の配置ピッチpを公転角
θよりも小さくしても同様の効果が得られる。
【0027】なお、揺動角は、通常は、内輪(1)又は
外輪(2)の回転角から定義されるが、ここで使用する
公転角θとは、内輪(1)又は外輪(2)の何れか一方
を揺動させた場合に、これに連れ回って転動体(3)が
公転する角度をいう。
【0028】また、総玉式であることから、非負荷転動
体(3b)の配置ピッチpは、同寸法の保持器付き軸受の
それよりも小さくすることができる。従って、転動体
(3)の公転角θ、即ち軸受の許容揺動角の最小値を従
来品に比べて小さくすることが可能となる。
【0029】なお、図面では、両転動体(3a)(3b)を
密着させているが、実際の軸受では、転動体(3a)(3
b)間に僅かな隙間が形成されている。従って、許容揺
動角の最小値は配置ピッチpと正確に一致するものでは
なく、多少前後することはあり得る。
【0030】本発明は、上述の深溝玉軸受に限らず、こ
ろ軸受を含む転がり軸受一般に同様に適用することがで
きる。また、負荷転動体(3a)と非負荷転動体(3b)の
配分比率及び配置位置は任意であり、軸受の使用条件に
あわせて変更可能である。例えば、負荷転動体(3a)を
2個あるいはそれ以上並べて配置し、この負荷転動体群
と群との間に非負荷転動体(3b)を介在させるようにし
てもよい。
【0031】
【発明の効果】このように本発明によれば、軸受形式を
総玉式としているので、同寸法の保持器付き軸受に比べ
てより多くの転動体を組み込むことができ、そのため負
荷転動体の回転・停止に伴う潤滑被膜の摩耗を抑制する
ことができる。また、たとえ摩耗しても、非負荷転動体
を転動体の公転角とほぼ同じか若しくはそれよりも小さ
いピッチで配置しているので、軸受の揺動時には、負荷
転動体の全揺動域を非負荷転動体でトレースして樹脂潤
滑粉を転着させることができ、膜厚の減少分を補充する
ことができる。従って、潤滑被膜の良好な潤滑性能が長
期にわたって維持され、軸受の耐久性が著しく高められ
る。また、総玉式であるので、非負荷転動体の配置ピッ
チpを同寸法の保持器付き軸受のそれよりも小さくする
ことができる。従って、許容揺動角の最小値を従来品に
比べてより小さくすることが可能である。
【0032】少なくとも転がり摩擦又は滑り摩擦を生ず
る部分に結晶性のPTFEからなる潤滑被膜を形成して
おけば、真空雰囲気及び大気雰囲気を問わず、初期から
良好な潤滑状態を得ることができる。
【0033】負荷転動体をセラミック材で形成すれば、
万一摩擦面から潤滑剤が消失しても凝着を起こすことは
なく、軸受の信頼性を高めることができる。
【0034】非負荷転動体をポリイミド系樹脂材で形成
すると、耐熱性に富むポリイミド樹脂材の特性によっ
て、300 ℃程度の高温環境下でも安定した潤滑機能を得
ることができ、軸受の適用範囲を拡大することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を深溝玉軸受に適用した場合の断面図で
ある。
【図2】本発明の作用を示す断面図である。
【図3】従来の保持器付き深溝玉軸受の断面図である。
【図4】上記保持器付き深溝玉軸受の要部拡大断面図で
ある。
【符号の説明】
1 内輪 2 外輪 3a 負荷転動体 3b 非負荷転動体 5 潤滑被膜 θ 転動体の公転角 p 配置ピッチ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定角度で揺動する部分に使用される転
    がり軸受であって、軸受形式を総玉式とし、且つ、軸受
    荷重を負荷する複数の負荷転動体と軸受荷重を負荷しな
    い複数の非負荷転動体とを、非負荷転動体の配置ピッチ
    が転動体の公転角とほぼ同じか若しくはそれより小さく
    なるようにして内・外輪間に介在させると共に、非負荷
    転動体を自己潤滑性を有する樹脂材料で形成したことを
    特徴とする揺動型転がり軸受。
  2. 【請求項2】 少なくとも転がり摩擦又は滑り摩擦を生
    ずる部分に結晶性のPTFEからなる潤滑被膜を形成し
    たことを特徴とする請求項1記載の揺動型転がり軸受。
  3. 【請求項3】 負荷転動体をセラミック材で形成したこ
    とを特徴とする請求項1記載の揺動型転がり軸受。
  4. 【請求項4】 非負荷転動体をPTFE系樹脂材で形成
    したことを特徴とする請求項1記載の揺動型転がり軸
    受。
  5. 【請求項5】 非負荷転動体をポリイミド系樹脂材で形
    成したことを特徴とする請求項1記載の揺動型転がり軸
    受。
JP18691594A 1994-08-09 1994-08-09 揺動型転がり軸受 Withdrawn JPH0854024A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5904426A (en) * 1996-09-30 1999-05-18 Koyo Seiko Co., Ltd. Non-retainer type rolling bearing
JP2008115961A (ja) * 2006-11-06 2008-05-22 Nsk Ltd ころ軸受及び玉軸受
EP3276205A1 (en) * 2011-11-04 2018-01-31 NTN Corporation Parallel link mechanism, constant velocity universal joint, and link actuator

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20011106