JPS62261718A - ガラス繊維強化型複合材料製軸受保持器の製造方法 - Google Patents
ガラス繊維強化型複合材料製軸受保持器の製造方法Info
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- JPS62261718A JPS62261718A JP10589986A JP10589986A JPS62261718A JP S62261718 A JPS62261718 A JP S62261718A JP 10589986 A JP10589986 A JP 10589986A JP 10589986 A JP10589986 A JP 10589986A JP S62261718 A JPS62261718 A JP S62261718A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、表面処理を施したガラス繊維強化型複合材
料製軸受保持器、更に詳しくは、ロケットエンジンの液
体水素や液体酸素ターボポンプに一般に使われている、
ガラス織布で強化したポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）製軸受保持器などの改良品として用いる表面処
理を施したガラス繊維強化型複合材料製軸受保持器に関
するものである。
料製軸受保持器、更に詳しくは、ロケットエンジンの液
体水素や液体酸素ターボポンプに一般に使われている、
ガラス織布で強化したポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）製軸受保持器などの改良品として用いる表面処
理を施したガラス繊維強化型複合材料製軸受保持器に関
するものである。
例えば、ロケットエンジン等の宇宙機器用軸受は、極低
温、超高真空等の特殊環境下で使用されることが多く、
したがって軸受潤滑剤としては一般に用いられている油
やグリースを使用することは困難であるため、ころがり
軸受などの軸受保持器としては自己潤滑性材料からなる
固体潤滑剤が非常に多く使われている。
温、超高真空等の特殊環境下で使用されることが多く、
したがって軸受潤滑剤としては一般に用いられている油
やグリースを使用することは困難であるため、ころがり
軸受などの軸受保持器としては自己潤滑性材料からなる
固体潤滑剤が非常に多く使われている。
このように軸受保持器に固体潤滑剤を用いた場合は、軸
受が回転すると、鋼球が軸受保持器のポケット穴に接触
して該鋼球に潤滑剤が転移し、次いで鋼球から内外軸の
軌道面に潤滑剤が転移し、更に摩擦面全面に固体潤滑剤
の薄い被膜が形成されることにより潤滑が行われるよう
になっている。
受が回転すると、鋼球が軸受保持器のポケット穴に接触
して該鋼球に潤滑剤が転移し、次いで鋼球から内外軸の
軌道面に潤滑剤が転移し、更に摩擦面全面に固体潤滑剤
の薄い被膜が形成されることにより潤滑が行われるよう
になっている。
固体潤滑剤で構成した軸受保持器にはいろいろな種類が
あるが、極低温中で使用するものとしては固体潤滑剤と
してＰＴＦＥを使用し、これを強化するためにガラス繊
維を含有させたり、又はＰＴＦＥを金属で補強して構成
したものが多い。
あるが、極低温中で使用するものとしては固体潤滑剤と
してＰＴＦＥを使用し、これを強化するためにガラス繊
維を含有させたり、又はＰＴＦＥを金属で補強して構成
したものが多い。
特に、液体水素、あるいは液体酸素ターボポンプ等の高
ＤＮ値（軸受内径×回転数）で使用する軸受の保持器は
、小型軽量で且つ大なる強度が必要とされ、その素材に
はガラス織布にＰＴＦＥを含浸させ、これをパイプ状に
巻き固めて形成したガラス繊維強化型複合材料が使用さ
れることが多く、諸外国においても極低温用ターボポン
プ軸受保持器には、このタイプのものが最も多く使われ
ている。
ＤＮ値（軸受内径×回転数）で使用する軸受の保持器は
、小型軽量で且つ大なる強度が必要とされ、その素材に
はガラス織布にＰＴＦＥを含浸させ、これをパイプ状に
巻き固めて形成したガラス繊維強化型複合材料が使用さ
れることが多く、諸外国においても極低温用ターボポン
プ軸受保持器には、このタイプのものが最も多く使われ
ている。
ところで、軸受保持器は保持器素材にポケット穴を機械
加工により形成しているが、第１０図及び第１１図に示
すように、ガラス繊維強化型複合材料からなる軸受保持
器用素材１２にポケット穴１３を機械加工により形成し
て軸受保持器１１を構成する際には、機械加工時にガラ
ス繊維をも切断することになり、したがって加工後のポ
ケット穴１３の表面にはＰＴＦＥからなる母材１４と硬
いガラス繊維１５が共存し、また加工条件によっては第
４〜６図にポケット穴の機械加工表面を拡大して示す写
真図面にみられるように、ガラス繊維１５が母材１４よ
り飛び出してしまうことがある。
加工により形成しているが、第１０図及び第１１図に示
すように、ガラス繊維強化型複合材料からなる軸受保持
器用素材１２にポケット穴１３を機械加工により形成し
て軸受保持器１１を構成する際には、機械加工時にガラ
ス繊維をも切断することになり、したがって加工後のポ
ケット穴１３の表面にはＰＴＦＥからなる母材１４と硬
いガラス繊維１５が共存し、また加工条件によっては第
４〜６図にポケット穴の機械加工表面を拡大して示す写
真図面にみられるように、ガラス繊維１５が母材１４よ
り飛び出してしまうことがある。
このようにポケット穴１３の表面にＰＴＦＥ母材１４と
ガラス繊維１５が共存している状態、又はガラス繊維１
５が母材１４より突出している状態のままでで、第１２
図に示すように、軸受１６を組立て使用した場合、軸受
が回転して鋼球１７がポケット穴１３の内面に接触する
と、潤滑剤であるＰＴＦＥ母材１４にはあまり接触でき
ずガラス繊維１５と接触してしまい、したがって母材１
４から潤滑剤の転移があまり行われず、また潤滑剤転移
の際に折損したガラス繊維１５を巻き込んでしまうこと
も発生する。
ガラス繊維１５が共存している状態、又はガラス繊維１
５が母材１４より突出している状態のままでで、第１２
図に示すように、軸受１６を組立て使用した場合、軸受
が回転して鋼球１７がポケット穴１３の内面に接触する
と、潤滑剤であるＰＴＦＥ母材１４にはあまり接触でき
ずガラス繊維１５と接触してしまい、したがって母材１
４から潤滑剤の転移があまり行われず、また潤滑剤転移
の際に折損したガラス繊維１５を巻き込んでしまうこと
も発生する。
この状態で軸受動作を続けると、潤滑不足で軸受は発熱
し、最悪の場合スミアリングを引き起こし、この現象が
軸受の寿命を短縮していた。
し、最悪の場合スミアリングを引き起こし、この現象が
軸受の寿命を短縮していた。
本発明は、従来の軸受保持器の上記問題点を解消するた
めになされたもので、潤滑性を向上させ軸受寿命を飛躍
的に延ばすことができるガラス繊維強化型複合材料製軸
受保持器を提供することを目的とするものである。
めになされたもので、潤滑性を向上させ軸受寿命を飛躍
的に延ばすことができるガラス繊維強化型複合材料製軸
受保持器を提供することを目的とするものである。
上記問題点を解決するため、本発明は自己潤滑性材料と
ガラス繊維とからなるガラス繊維強化型複合材料製保持
器のポケット穴及び案内面等の加工表面部のガラス繊維
を、適当な深さまで溶解除去して、鋼球等と潤滑性材料
との接触を良好にするように構成するものである。
ガラス繊維とからなるガラス繊維強化型複合材料製保持
器のポケット穴及び案内面等の加工表面部のガラス繊維
を、適当な深さまで溶解除去して、鋼球等と潤滑性材料
との接触を良好にするように構成するものである。
ガラス繊維強化型複合材料としてはガラス織布で強化し
たＰＴＦＥ等のテフロン樹脂が挙げられるが、ガラス織
布と組み合わされる材料は、自己潤滑性を有し高温で安
定であり、且つ強化ガラス繊維を溶解除去するのに用い
る、フン化水素酸などの処理剤と反応しないものであれ
ば他の材料も用いることができる。
たＰＴＦＥ等のテフロン樹脂が挙げられるが、ガラス織
布と組み合わされる材料は、自己潤滑性を有し高温で安
定であり、且つ強化ガラス繊維を溶解除去するのに用い
る、フン化水素酸などの処理剤と反応しないものであれ
ば他の材料も用いることができる。
ポケット穴の表面や案内面などの加工表面部のガラス繊
維を溶解せしめる表面処理剤としてはフン化水素酸を使
用する。フン化水素酸は市販のフン化水素酸（４６％）
を使用することができるが、その濃度はガラスを溶解し
得る濃度であればいずれの濃度でもよい。加工表面部の
ガラス繊維を溶解するには、ガラス繊維強化型複合材料
からなる軸受保持器素材を機械加工したのちフン化水素
酸に浸漬する。これにより、該軸受保持器表面は均一に
処理され、全表面部のガラス繊維が一様に溶解・除去さ
れる。ガラス繊維の溶解除去量は処理時間に比例するの
で、加工表面部の深部までガラス繊維を溶解除去する必
要がある場合は処理時間を長くする。なお、機械加工を
施した軸受保持器の全表面ではなく、加工部分のみをフ
ッ化水素酸で処理することも可能である。
維を溶解せしめる表面処理剤としてはフン化水素酸を使
用する。フン化水素酸は市販のフン化水素酸（４６％）
を使用することができるが、その濃度はガラスを溶解し
得る濃度であればいずれの濃度でもよい。加工表面部の
ガラス繊維を溶解するには、ガラス繊維強化型複合材料
からなる軸受保持器素材を機械加工したのちフン化水素
酸に浸漬する。これにより、該軸受保持器表面は均一に
処理され、全表面部のガラス繊維が一様に溶解・除去さ
れる。ガラス繊維の溶解除去量は処理時間に比例するの
で、加工表面部の深部までガラス繊維を溶解除去する必
要がある場合は処理時間を長くする。なお、機械加工を
施した軸受保持器の全表面ではなく、加工部分のみをフ
ッ化水素酸で処理することも可能である。
上記のようにフン化水素酸により表面部のガラス繊維を
溶解除去してなるガラス繊維強化型複合材料製軸受保持
器は、その母材であるＰＴＦＥなどの自己潤滑性材料は
非常に安定で、ガラス溶解処理中にフン化水素酸と反応
しないので、その構造強度は低下しない。
溶解除去してなるガラス繊維強化型複合材料製軸受保持
器は、その母材であるＰＴＦＥなどの自己潤滑性材料は
非常に安定で、ガラス溶解処理中にフン化水素酸と反応
しないので、その構造強度は低下しない。
したがって、かかる構成のガラス繊維強化型複合材料製
軸受保持器を、例えば特殊環境下で使用される宇宙機器
用軸受に適用した場合、軸受保持器の構造強度を低下さ
せずに、ＰＴＦＢなどの自己潤滑性材料のみに軸受の鋼
球を接触させることができ、したがって潤滑剤を容易に
供給することができ、軸受の潤滑性を向上させ、寿命を
大幅に延ばし、ターボポンプなどの宇宙機器の信顛性を
大幅に向上させることができる。
軸受保持器を、例えば特殊環境下で使用される宇宙機器
用軸受に適用した場合、軸受保持器の構造強度を低下さ
せずに、ＰＴＦＢなどの自己潤滑性材料のみに軸受の鋼
球を接触させることができ、したがって潤滑剤を容易に
供給することができ、軸受の潤滑性を向上させ、寿命を
大幅に延ばし、ターボポンプなどの宇宙機器の信顛性を
大幅に向上させることができる。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
する。
第１図は、本発明に係るガラス繊維強化型複合材料製軸
受保持器の一実施例を示す斜視図で、第２図はそのト−
ｎｗＡに沿った断面図である。図において、ｌはガラス
織布に自己潤滑性を有するＰＴＦＥを含浸して形成した
ガラス繊維強化ＰＴＦＥ複合材料からなる軸受保持器で
、該保持器ｌには鋼球保持用のポケット穴２が機械加工
により穿設されおり、そして該ポケット穴２の表面部の
ガラス繊維は溶解・除去されて、該表面には多数の微小
穴部が形成された状態になっている。
受保持器の一実施例を示す斜視図で、第２図はそのト−
ｎｗＡに沿った断面図である。図において、ｌはガラス
織布に自己潤滑性を有するＰＴＦＥを含浸して形成した
ガラス繊維強化ＰＴＦＥ複合材料からなる軸受保持器で
、該保持器ｌには鋼球保持用のポケット穴２が機械加工
により穿設されおり、そして該ポケット穴２の表面部の
ガラス繊維は溶解・除去されて、該表面には多数の微小
穴部が形成された状態になっている。
次に、このように構成される軸受保持器１の製造過程に
ついて説明する。まず、ガラス繊維強化ＰＴＦＥ複合材
料を用いて成型加工により短い円筒体状の軸受保持器素
材を形成する。次に該素材の外周を研削加工して所定の
外径にし、次いで周面に沿って鋼球保持用のポケット穴
を機械加工により多数穿設する。
ついて説明する。まず、ガラス繊維強化ＰＴＦＥ複合材
料を用いて成型加工により短い円筒体状の軸受保持器素
材を形成する。次に該素材の外周を研削加工して所定の
外径にし、次いで周面に沿って鋼球保持用のポケット穴
を機械加工により多数穿設する。
次に、機械加工を施した軸受保持器素材を、市販の４６
％フン化水素酸に５分間漬けることにより、潤滑剤とし
て供給するのに必要な所定のＰＴＦＥ層の深さまでのガ
ラス繊維を溶解除去する。なお、ガラス繊維の溶解量は
フン化水素酸に漬ける時間と温度に比例するので、ガラ
ス繊維を溶解除去する深さは処理時間と温度によって決
定できる。例えば４６％のフン化水素酸を用いた場合は
、１００μｍ溶解除去するのに常温で８〜１０分かかる
。
％フン化水素酸に５分間漬けることにより、潤滑剤とし
て供給するのに必要な所定のＰＴＦＥ層の深さまでのガ
ラス繊維を溶解除去する。なお、ガラス繊維の溶解量は
フン化水素酸に漬ける時間と温度に比例するので、ガラ
ス繊維を溶解除去する深さは処理時間と温度によって決
定できる。例えば４６％のフン化水素酸を用いた場合は
、１００μｍ溶解除去するのに常温で８〜１０分かかる
。
次いで、フッ化水素酸処理した軸受保持器素材の外周を
研摩して所定の寸法とし、しかる後再度フン化水素酸処
理を短時間行い、該保持器素材の外周部表面のガラス繊
維を溶解させる。
研摩して所定の寸法とし、しかる後再度フン化水素酸処
理を短時間行い、該保持器素材の外周部表面のガラス繊
維を溶解させる。
次にこのように必要な深さまでガラス繊維を溶解除去し
た保持器素材を中和処理し、次いで洗浄することにより
、所定の表面処理の施された軸受保持器が得られる。中
和にはＨａｔ ＣＯｓ＋ Ｃａ ＣＯｘ等が使用できる
。
た保持器素材を中和処理し、次いで洗浄することにより
、所定の表面処理の施された軸受保持器が得られる。中
和にはＨａｔ ＣＯｓ＋ Ｃａ ＣＯｘ等が使用できる
。
第３図は、以上の製造工程を示すフローシート図である
。
。
走査型電子顕微鏡により得られた、フン化水素酸処理前
後の軸受保持器ｌのポケット穴２の表面を拡大して示す
写真図面を、それぞれ第４図乃至第６図及び第７図乃至
第９図に示す、第４図及び第７図は７０倍、第５図及び
第８図は３５０倍、第６図及び第９図は７００倍の拡大
写真である。第７図乃至第９図の写真図面から、フン化
水素酸処理により母材より飛び出しているガラス繊維が
完全に除去されていることがわかる。
後の軸受保持器ｌのポケット穴２の表面を拡大して示す
写真図面を、それぞれ第４図乃至第６図及び第７図乃至
第９図に示す、第４図及び第７図は７０倍、第５図及び
第８図は３５０倍、第６図及び第９図は７００倍の拡大
写真である。第７図乃至第９図の写真図面から、フン化
水素酸処理により母材より飛び出しているガラス繊維が
完全に除去されていることがわかる。
このようにして得られた軸受保持器ｌは、案内面及びポ
ケット穴における鋼球との接触部においてＰＴＦＥのみ
の摺動となり、したがって鋼球等への潤滑被膜の転移が
良好に行われ軸受の発熱防止に役立つ。
ケット穴における鋼球との接触部においてＰＴＦＥのみ
の摺動となり、したがって鋼球等への潤滑被膜の転移が
良好に行われ軸受の発熱防止に役立つ。
なお、上記実施例では本発明に係る軸受保持器を構成す
るガラス繊維強化型複合材料の潤滑性母材としてＰＴＦ
Ｅを用いたものを示したが、本発明は上述の実施例のみ
に限定されるものではなく、他の潤滑性材料を母材とし
たガラス繊維強化型複合材料を用いて軸受保持器を構成
することができる。また本発明に係る軸受保持器は、特
殊環境下で用いる宇宙機器用の軸受に適用されるばがり
でなく、一般の機器の軸受にも勿論適用できるものであ
る。
るガラス繊維強化型複合材料の潤滑性母材としてＰＴＦ
Ｅを用いたものを示したが、本発明は上述の実施例のみ
に限定されるものではなく、他の潤滑性材料を母材とし
たガラス繊維強化型複合材料を用いて軸受保持器を構成
することができる。また本発明に係る軸受保持器は、特
殊環境下で用いる宇宙機器用の軸受に適用されるばがり
でなく、一般の機器の軸受にも勿論適用できるものであ
る。
以上実施例に基づいて説明したように、本発明によれば
、ガラス繊維強化型複合材料からなる軸受保持器の加工
表面部のガラス繊維が溶解除去されていて、軸受潤滑材
供給源である保持器ポケット穴の表面においてはガラス
繊維は適当な深さまで露出することがないので、以下の
ような種々の優れた効果が得られる。
、ガラス繊維強化型複合材料からなる軸受保持器の加工
表面部のガラス繊維が溶解除去されていて、軸受潤滑材
供給源である保持器ポケット穴の表面においてはガラス
繊維は適当な深さまで露出することがないので、以下の
ような種々の優れた効果が得られる。
（１） 軸受の潤滑性が向上し、軸受の寿命を飛躍的
に延ばすことができる。
に延ばすことができる。
（ＩＩ） 潤滑性の向上により軸受の発熱を抑えるこ
とができる。
とができる。
（Ｉ［Ｉ） 加工面状態をほぼ均一にすることができ
るため、従来のガラス繊維の露出量及びその露出状態に
よる軸受寿命のばらつきを、抑えることが可能となる。
るため、従来のガラス繊維の露出量及びその露出状態に
よる軸受寿命のばらつきを、抑えることが可能となる。
（ＩＶ） 鋼球及び内外輪転走面の摩耗を減らすこと
ができる。
ができる。
第１図は、本発明に係る表面処理を行ったガラス繊維強
化型複合材料製の軸受保持器の一実施例を示す斜視図、
第２図は、第１図の■−■線に沿った断面図、第３図は
、本発明に係るガラス繊維強化型複合材料製軸受保持器
の製造工程の一例を示すフローシート図、第４図乃至第
６図は、第１図及び第２図で示した軸受保持器の加工表
面のガラス繊維のフン化水素酸処理前の状態を、走査型
電子顕微鏡により得られた拡大写真で示す拡大図、第７
図乃至第９図は、同じく第１図及び第２図で示した軸受
保持器の加工表面のガラス繊維のフン化水素酸処理後の
状態を、走査型電子顕微鏡により得られた拡大写真で示
す拡大図、第１０図は、従来の軸受保持器の一例を示す
斜視図、第１１図は、第１０図のＸＴ−ＸＴ線に沿った
断面図、第１２図は、その軸受保持器を用いた軸受の一
構成例を示す断面図である。 図において、１は軸受保持器、２はポケット穴を示す。 特許出願人 科学技術庁航空宇宙技術研究所長はか１名 第４図 第７図 第５図
化型複合材料製の軸受保持器の一実施例を示す斜視図、
第２図は、第１図の■−■線に沿った断面図、第３図は
、本発明に係るガラス繊維強化型複合材料製軸受保持器
の製造工程の一例を示すフローシート図、第４図乃至第
６図は、第１図及び第２図で示した軸受保持器の加工表
面のガラス繊維のフン化水素酸処理前の状態を、走査型
電子顕微鏡により得られた拡大写真で示す拡大図、第７
図乃至第９図は、同じく第１図及び第２図で示した軸受
保持器の加工表面のガラス繊維のフン化水素酸処理後の
状態を、走査型電子顕微鏡により得られた拡大写真で示
す拡大図、第１０図は、従来の軸受保持器の一例を示す
斜視図、第１１図は、第１０図のＸＴ−ＸＴ線に沿った
断面図、第１２図は、その軸受保持器を用いた軸受の一
構成例を示す断面図である。 図において、１は軸受保持器、２はポケット穴を示す。 特許出願人 科学技術庁航空宇宙技術研究所長はか１名 第４図 第７図 第５図
Claims (1)
- 自己潤滑性材料にガラス繊維を加えて強化したガラス繊
維強化型複合材料からなる軸受保持器において、該軸受
保持器の加工表面部のガラス繊維を溶解除去したことを
特徴とするガラス繊維強化型複合材料製軸受保持器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10589986A JPS62261718A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | ガラス繊維強化型複合材料製軸受保持器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10589986A JPS62261718A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | ガラス繊維強化型複合材料製軸受保持器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62261718A true JPS62261718A (ja) | 1987-11-13 |
| JPH0220854B2 JPH0220854B2 (ja) | 1990-05-10 |
Family
ID=14419732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10589986A Granted JPS62261718A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | ガラス繊維強化型複合材料製軸受保持器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62261718A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103089818A (zh) * | 2013-01-04 | 2013-05-08 | 洛阳轴研科技股份有限公司 | 芳纶增强聚四氟乙烯保持架的加工方法 |
Families Citing this family (4)
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| JP5102964B2 (ja) | 2006-03-10 | 2012-12-19 | Ｎｔｎ株式会社 | 樹脂製保持器および軸受 |
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-
1986
- 1986-05-09 JP JP10589986A patent/JPS62261718A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103089818A (zh) * | 2013-01-04 | 2013-05-08 | 洛阳轴研科技股份有限公司 | 芳纶增强聚四氟乙烯保持架的加工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0220854B2 (ja) | 1990-05-10 |
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