TW202403200A - 滾動軸承、旋轉機器，以及滾動軸承之製造方法 - Google Patents

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Abstract

提供可以抑制潛變等所致之不良狀況的滾動軸承、旋轉機器、以及滾動軸承的製造方法。 滾動軸承(1)，具備：內輪(10)及外輪(20)，彼此配置於同軸；以及滾動體(30)，配置於內輪(10)和外輪(20)之間。在內輪(10)的內周面(10a)和外輪(20)的外周面(20b)之中至少一方，形成包含磺酸鈣和碳酸鈣的混合物、或從磺酸鈣和碳酸鈣所得之化合物的被覆膜(81、82)。

Description

滾動軸承、旋轉機器，以及滾動軸承之製造方法
本發明是有關於滾動軸承、旋轉機器、以及滾動軸承的製造方法。
滾動軸承，例如具備：配置於同軸上的外輪及內輪、配設於內輪和外輪之間的複數個滾動體、以及可滾動地保持滾動體保持器。此種的滾動軸承組合於風扇馬達等的旋轉機器來使用。使用球作為滾動體的球軸承，適合使用於具有高速旋轉的旋轉體之軸部的旋轉機器。
近年來，在旋轉機器須要高速旋轉的情況變多。當旋轉機器的旋轉成為高速時，滾動軸承的內輪和外輪之中有固定輪旋轉而發生潛變的可能性。另外，也有由於固定輪振動地動作而發生微動的可能性。潛變及微動，有成為因磨耗粉所導致之滾動軸承的損傷、異常發熱、生銹等的不良狀況之原因的情況。 就潛變等所致之不良狀況的對策而言，已提案將尿素潤滑脂塗佈於滾動軸承的摩擦變大的面，使此面的摩擦減少的方法(例如，參照專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2013-60990號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，在塗佈尿素潤滑脂等的潤滑劑的滾動軸承中，就長時間的使用所導致之潤滑劑的枯渇等原因而言，有抑制因潛變等所致之不良狀況成為不充分的情況。
本發明的某一態樣，其目的為提供：可以抑制潛變等所致之不良狀況的滾動軸承、旋轉機器、以及滾動軸承的製造方法。 [解決問題之技術手段]
本發明的某一態樣所涉及的滾動軸承，具備：內輪及外輪，彼此配置於同軸；以及滾動體，配置於前述內輪和前述外輪之間，在前述內輪的內周面和前述外輪的外周面之中至少一方，形成包含磺酸鈣和碳酸鈣的混合物、或從磺酸鈣和碳酸鈣所得之化合物的被覆膜。
依據此構成，被覆膜是硬質膜且摩擦特性優異。因此，在發生潛變或微動時，可以抑制金屬接觸所致之黏著磨耗，且抑制發熱及磨耗粉產生。特別是，在抵接對象以包含鐵的材料(鋼、不銹鋼等)來形成的情況下，若在與抵接對象之間發生摩擦可以在滑動面形成膜，耐磨耗及防銹效果進一步提昇。被覆膜，因防銹效果較高，所以即使在高溫及高濕度環境仍可以抑制生銹。
較佳為前述被覆膜在前述內輪的前述內周面和前述內輪的外周面之中僅形成於前述內周面。
依據此構成，可以使滾動軸承的動作時的扭矩平滑性良好，並且抑制噪音。
較佳為前述被覆膜在前述外輪的前述外周面和前述外輪的內周面之中僅形成於前述外周面。
依據此構成，可以使滾動軸承的動作時的扭矩平滑性良好，並且抑制噪音。
也可以前述被覆膜形成於前述內輪之軸方向的端面和前述外輪之軸方向的端面之中至少一方。
依據此構成，即使端面與其他構件抵接的情況下，仍可顯現磨耗抑制、發熱抑制等的效果。
較佳為前述被覆膜包含鈣皂、鈣複合皂以及鈣鹽之中至少一個。
依據此構成，防銹性能及耐磨耗性能進一步提昇。
較佳為前述被覆膜包含基礎油。
依據此構成，藉由基礎油提高被覆膜的潤滑性。
也可以於前述內輪的全表面及前述外輪的全表面，形成防銹層，前述被覆膜形成於前述防銹層的上方。
依據此構成，即使在未形成被覆膜的區域也能得到防銹效果。
較佳為前述被覆膜包含固體潤滑劑。
依據此構成，可以抑制滾動軸承與軸部等的接觸部位之磨耗。
本發明的某一態樣所涉及的旋轉機器，具備：前述滾動軸承；旋轉體，具有軸部；以及基部，支撐前述旋轉體，前述滾動軸承被裝設於前述基部且可旋轉地支撐前述軸部。
依據此構成，被覆膜是硬質膜且摩擦特性優異。因此，在發生潛變或微動時，可以抑制金屬接觸所致之黏著磨耗，且抑制發熱及磨耗粉產生。特別是，在抵接對象以包含鐵的材料(鋼、不銹鋼等)來形成的情況下，若在與抵接對象之間發生摩擦則可以在滑動面形成膜，耐磨耗及防銹效果進一步提昇。被覆膜因防銹效果較高，所以即使在高溫及高濕度環境仍可以抑制生銹。
本發明的某一態樣所涉及的旋轉機器，具備：旋轉體，具有軸部；基部，支撐前述旋轉體；以及滾動軸承，裝設於前述基部且可旋轉地支撐前述軸部，前述滾動軸承，具有：內輪及外輪，彼此配置於同軸；以及滾動體，配置於前述內輪和前述外輪之間，在前述軸部的外周面之中前述滾動軸承接觸的區域、以及前述基部的內周面之中前述滾動軸承所接觸的區域之至少一方，形成包含磺酸鈣和碳酸鈣的混合物、或從磺酸鈣和碳酸鈣所得之化合物的被覆膜。
依據此構成，在發生潛變或微動時，可以抑制金屬接觸所致之黏著磨耗，且抑制發熱及磨耗粉產生。即使在高溫及高濕度環境仍可以抑制生銹。
本發明的某一態樣所涉及的滾動軸承的製造方法，該滾動軸承是在彼此配置於同軸的內輪及外輪之間配置滾動體，該滾動軸承的製造方法，具有下述步驟，該步驟係藉由在前述內輪的內周面和前述外輪的外周面之中至少一方，塗佈包含磺酸鈣和碳酸鈣的混合物、或從磺酸鈣和碳酸鈣所得的化合物之潤滑脂組成物而形成被覆膜，在此步驟中，藉由在前述內輪的內周面和前述外輪的外周面之中至少一方，使用塗佈構件塗上前述潤滑脂組成物而形成前述被覆膜。
依據此方法，可以提高前述被覆膜對於前述內輪的內周面和前述外輪的外周面之中至少一方的接合強度。 [發明效果]
依據本發明的某一態樣，可提供能夠抑制潛變等所致之不良狀況的滾動軸承及旋轉機器。
以下，將本發明的實施方式依據圖式進行說明。此外，在以下的說明中，具有相同或類似之功能的構成加上相同的符號。而且，那些構成的重複的說明則有省略的情況。
圖1是表示實施方式之風扇馬達的縱剖面圖。 圖1所示的風扇馬達100是旋轉機器的一例。風扇馬達100，具備：旋轉體110、基部120、驅動部130、第1滾動軸承1、以及第2滾動軸承2。旋轉體110具有軸部111。基部120支撐旋轉體110。驅動部130使旋轉體110相對於基部120旋轉。驅動部130、第1滾動軸承1、以及第2滾動軸承2，被裝設於基部120。第1滾動軸承1及第2滾動軸承2可旋轉地支撐軸部111。第1滾動軸承1及第2滾動軸承2是「滾動軸承」的例子。
在以下的說明中，有將滾動軸承簡稱為軸承的情況。在本實施方式中，將旋轉體110的軸部111之中心軸線O的延伸方向稱為軸方向。將正交於中心軸線O且從中心軸線O放射狀延伸的方向稱為徑向。將繞中心軸線O旋轉的方向稱為圓周方向。將平行於軸方向，且指向彼此相反方向的方向之中的其中一方定義為上方(第1方向)。將平行於軸方向，且指向彼此相反方向的方向之中的另一方定義為下方(第2方向)。
基部120具有朝軸方向延伸的筒部121。在筒部121，插入旋轉體110的軸部111。筒部121例如以金屬所構成。筒部121較佳為以包含鐵的金屬(鋼、不銹鋼等)形成。筒部121的構成材料未特別限定。筒部121，也可以由例如不包含鐵的金屬(黃銅等)、樹脂等形成。
旋轉體110配置於基部120的上方。旋轉體110，具備：軸部111、以及風扇112。軸部111例如以金屬所構成。軸部111較佳為以包含鐵的金屬(鋼、不銹鋼等)形成。軸部111的構成材料未特別限定。軸部111，也可以由例如不包含鐵的金屬(黃銅等)、樹脂等形成。 風扇112在筒部121的外側連接於軸部111。風扇112固定於軸部111的上端部。
風扇112，具備：凸緣113、周壁部114、以及複數個葉片115。凸緣113從軸部111的上端部朝徑向的外側突出。凸緣113整體形成軸部111的圓周方向。周壁部114從凸緣113的外周緣整體往下方延伸。周壁部114相對於筒部121在徑向空有間隔，將筒部121整個全周包圍。複數個葉片115，在周壁部114之徑向的外側且於圓周方向空有間隔而排列。
驅動部130是馬達。驅動部130，具備：具有線圈的定子131、以及具有磁石的轉子132。定子131位在軸部111的外側且固定於基部120。轉子132位在定子131的徑向外側且固定於風扇112的周壁部114。
第1軸承1及第2軸承2，介於筒部121的內周面和軸部111的外周面之間。第1軸承1及第2軸承2是球軸承。第1軸承1及第2軸承2彼此配置於同軸。第1軸承1及第2軸承2，空有間隔而排列在軸方向。第1軸承1配置於比第2軸承2更偏旋轉體110的重心。第1軸承1配置於比第2軸承2更上方。
第1軸承1從上方插入於筒部121。第1軸承1的下端部，藉由筒部121的內周面的階差去限制下方的移位。第1軸承1與彈推構件102接觸。彈推構件102是線圈彈簧。彈推構件102被外插於旋轉體110的軸部111，且與中心軸線O配置成同軸。
彈推構件102，在壓縮狀態下介於第1軸承1和風扇112的凸緣113之間。彈推構件102的上端部，從下方接觸於凸緣113。彈推構件102的下端部，從上方接觸於第1軸承1的內輪。藉此，彈推構件102將第1軸承1相對於旋轉體110往下方彈推。
第2軸承2從下方插入於筒部121。第2軸承2的外輪，藉由筒部121的內周面的階差去限制上方的移位。第2軸承2的內輪，從上方與裝設於軸部111的下端部的C形環103接觸。藉此，限制第2軸承2相對於軸部111的往下方的移位。
[第1實施方式] 圖2是第1實施方式之第1滾動軸承的縱剖面圖。 如圖2所示般，第1軸承1，具備：屬於軌道輪的內輪10及外輪20、複數個滾動體30、保持器40、以及一對的密封構件50。內輪10及外輪20，將中心軸線O作為共通軸線。第2軸承2(參照圖1)具有與第1軸承1相同的構成。
內輪10設置為旋轉輪。內輪10被外插於軸部111。外輪20設置為固定輪。外輪20在與內輪10之間設置環狀空間的狀態下，將內輪10從徑向的外側包圍。複數個滾動體30配置於內輪10和外輪20之間，並且藉由保持器40可滾動地保持。保持器40在使複數個滾動體30在圓周方向均等排列的狀態下，將各滾動體30可旋轉地保持。密封構件50從軸方向的外側將內輪10和外輪20之間的環狀空間包覆。
外輪20由不銹鋼及軸承鋼等的金屬材料形成為圓環狀。外輪20未限定於金屬製，也可以藉由其他材料形成。 外輪20，具備：外輪本體21、以及突出部22。外輪本體21的寬度(軸方向的尺寸)，與內輪10的寬度(軸方向的尺寸)相等。突出部22從外輪本體21的內周面朝徑向的內側突出。突出部22整體形成在外輪本體21的圓周方向。突出部22形成於外輪本體21之包含軸方向的中央的部分。突出部22的寬度(軸方向的尺寸)，比外輪本體21的寬度(軸方向的尺寸)更小。突出部22的寬度(軸方向的尺寸)，比滾動體30的外徑更大。
在突出部22的內周面，形成朝徑向的外側凹陷的外輪軌道面23。外輪軌道面23如沿著滾動體30的外表面般，在剖面視角形成為圓弧形狀。外輪軌道面23，在突出部22的內周面的整個全周被形成為朝圓周方向延伸的環狀。外輪軌道面23，在突出部22的內周面之中，被形成於包含軸方向的中央的部分。突出部22的內周面之中除了外輪軌道面23以外的部分的內徑為固定。突出部22具有朝向軸方向的一對端面22a。端面22a由突出部22和外輪本體21的內徑差所形成。端面22a是與徑向及圓周方向雙方平行的面。
外輪本體21，具有從突出部22的各端面22a的外周緣延伸至外輪20之開口邊緣的一對內周面21a。
內輪10由不銹鋼及軸承鋼等的金屬材料形成為圓環狀。內輪10未限定於金屬製，也可以藉由其他材料形成。 在內輪10的外周面，形成朝徑向的內側凹陷的內輪軌道面11。內輪軌道面11如沿著滾動體30的外表面般，在剖面視角形成為圓弧形狀。內輪軌道面11，在內輪10的外周面的整個全周被形成為朝圓周方向延伸的環狀。內輪軌道面11，在內輪10的外周面之中，被形成於包含軸方向的中央的部分。內輪軌道面11，相對於外輪軌道面23而在徑向上面對面。內輪10的外周面之中除了內輪軌道面11以外的部分的外徑為固定。
複數個滾動體30形成為球狀。就滾動體30的構成材料而言，可列舉金屬(不銹鋼、軸承鋼等)、陶瓷(氧化鋯等)等。滾動體30配置於外輪軌道面23和內輪軌道面11之間。滾動體30藉由外輪軌道面23及內輪軌道面11被可滾動地支撐。複數個滾動體30藉由保持器40保持圓周方向的間隔。
保持器40藉由合成樹脂或金屬材料，全體形成為圓環狀。保持器40與中心軸線O配置於同軸。保持器40，具備：環狀部41、以及複數個柱部42。環狀部41形成為圓環狀。環狀部41相對於複數個滾動體30被配置於下方。柱部42從環狀部41往上方突設。複數個柱部42在圓周方向空有間隔而設置。複數個柱部42在圓周方向均等排列。在圓周方向相鄰的一對柱部42，在彼此之間形成球穴。球穴是將保持器40朝徑向貫穿。球穴在保持器40的上端面往上方開口。球穴對應於滾動體30的數量而設置，可將滾動體30各別滾動地保持。藉此，保持器40，使滾動體30在圓周方向空有間隔而均等排列。
密封構件50形成為圓環的板狀。密封構件50與中心軸線O配置成同軸。密封構件50裝設於外輪20。密封構件50在相對於複數個滾動體30之軸方向的兩側各配置一個。密封構件50，具備：台座部51、階差部52、蓋部53、以及卡止部54。台座部51從軸方向的外側重疊於外輪20之突出部22的端面22a。階差部52從台座部51的內周緣往軸方向的外側延伸。蓋部53，從階差部52之軸方向外側的端緣往徑向的內側突出。卡止部54，從台座部51的外周緣往徑向的外側且軸方向的外側延伸。
密封構件50，在俯視下以至少橫跨滾動體30的中心的方式朝徑向延伸。在本實施方式中，蓋部53在俯視下重疊於滾動體30的中心。其中，也可以階差部52從台座部51的內周緣往軸方向的外側且徑向的內側延伸，在俯視下重疊於滾動體30的中心。蓋部53的內周緣，空有間隙而配置內輪10的外周面。卡止部54的外周緣，從軸方向的內側卡止於外輪本體21的內周面21a。藉此，密封構件50固定於外輪20。
第1軸承1具備潤滑脂60。潤滑脂60包含基礎油及增稠劑。增稠劑從耐熱性優異的觀點來看，較佳為尿素化合物。潤滑脂60配置於內輪10和外輪20之間的環狀空間。潤滑脂60的塗佈量、塗佈位置等，未特別限定。潤滑脂60，例如與外輪20的內周面20a整個全周接觸。潤滑脂60也可以與內輪10的外周面10b接觸。潤滑脂60，也可以僅配置於相對於滾動體30的軸方向的單側，或配置於軸方向的兩側。潤滑脂60也可以塗佈於滾動體30。潤滑脂60，也可以將外輪20的內周面、內輪10的外周面、以及滾動體30的表面的全部區域包覆。
在第1軸承1之內輪10的內周面10a，形成被覆膜81。被覆膜81形成於內輪10之內周面10a的至少局部即可，但較理想為被覆膜81形成於內輪10之內周面10a的全區域。被覆膜81未形成於內輪10的外周面10b。換言之，被覆膜81在內周面10a和外周面10b之中僅形成於內周面10a。
在本實施方式中，被覆膜81未形成於內輪10的軸方向之雙方的端面10c。換言之，被覆膜81可以說在內周面10a和外周面10b及端面10c之中僅形成於內周面10a。
在外輪20的外周面20b，形成被覆膜82。被覆膜82形成於外輪20之外周面20b的至少局部即可，但較理想被覆膜82形成於外輪20之外周面20b的全區域。被覆膜82未形成於外輪20的內周面20a。換言之，被覆膜82在內周面20a和外周面20b之中僅形成於外周面20b。
在本實施方式中，被覆膜82未形成於外輪20的軸方向之雙方的端面20c。換言之，被覆膜82可以說在內周面20a和外周面20b及端面20c之中僅形成於外周面20b。
被覆膜81在內周面10a和外周面10b之中僅形成於內周面10a。被覆膜82在內周面20a和外周面20b之中僅形成於外周面20b。藉由被覆膜81、82如此般形成，旋轉體110(參照圖1)旋轉時(換言之，即第1軸承1的動作時)的扭矩平滑性(在旋轉時扭矩為相同的性質)良好。另外，可以抑制旋轉體110旋轉時的噪音。
有關於藉由被覆膜81、82如前述般形成而使得扭矩平滑性及噪音特性變良好的理由，可能有以下推測。被覆膜81、82所包含的鈣化合物，有形成硬質粒子的可能性。因此，被覆膜81、82，有藉由硬質粒子而成為具有較粗凹凸的表面狀態的情況。若粗大的表面凹凸與滾動體30接觸，在旋轉體110(參照圖1)旋轉時，可能發生扭矩平滑性的降低，及噪音增大的情況。
對此，被覆膜81在內周面10a和外周面10b之中僅形成於內周面10a。被覆膜82在內周面20a和外周面20b之中僅形成於外周面20b。因此，即使在被覆膜81、82形成粗大的表面凹凸，此表面凹凸仍不與滾動體30接觸。所以，旋轉體110(參照圖1)旋轉時的扭矩平滑性良好。另外，可以抑制旋轉體110旋轉時的噪音。 雖在內輪10的外周面10b及外輪20的內周面20a沒有被覆膜，但因為在內輪10和外輪20之間填充有潤滑脂60，所以外周面10b及內周面20a的防銹性良好。
被覆膜81、82，包含磺酸鈣和碳酸鈣的混合物、或從磺酸鈣和碳酸鈣所得之化合物。將「磺酸鈣和碳酸鈣的混合物、或從磺酸鈣和碳酸鈣所得之化合物」，簡稱為「磺酸鈣組成物」。磺酸鈣組成物也稱為複合磺酸鈣。
磺酸鈣，以例如下述的一般式(1)表示。
R 1，較佳為烷基、烯基、烷基萘基、二烷基萘基、烷苯基、石油高沸點餾分殘基等。R 1的碳數較佳為6～28。R 1，例如是碳數6～28的烷基、或碳數7～28的烷苯基。
就磺酸鈣而言，例如可列舉：十二烷基苯磺酸、十八烷基苯磺酸、二月桂基十六烷基苯磺酸、二壬基奈磺酸、石蠟代苯磺酸、聚烯烴代苯磺酸、聚異丁烯代苯磺酸等的烷基芳香族磺酸的鈣鹽；芳香族磺酸的鈣鹽；烷基磺酸的鈣鹽；石油磺酸的鈣鹽等。
就磺酸鈣組成物而言，較佳為以下述的一般式(2)表示的化合物。
(R 2是碳數6～28的烷基、或碳數7～28的烷苯基。n是6～50的整數。)
「R 2」，例如可以是直鏈狀或具有分歧之碳數6～28的烷基。「R 2」，例如也可以是直鏈狀的烷基和苯基所結合成之碳數7～28的烷苯基。「R 2」，例如也可以是具有分歧的烷基和苯基所結合成之碳數7～28的烷苯基。其中，較佳為烷苯基，特別是，直鏈狀的烷基和苯基所結合成的烷苯基。烷苯基的碳數，較佳為12～24，特佳為12、14、18或20。在烷苯基中，烷基結合的位置，較佳為苯基的對位。
磺酸鈣組成物，則考慮在磺酸鈣的分子所形成的集合體(微胞)內，配置碳酸鈣的構造的情況。
被覆膜81、82，除了磺酸鈣組成物外，也可以包含鈣皂、鈣複合皂及鈣鹽之中至少一種。鈣皂、鈣複合皂及鈣鹽，也可以使用這些之中的一種，或2種以上合併使用。
鈣皂是羧酸(例如，脂肪酸)的鈣鹽。羧酸的碳數，例如可以是10～36。就羧酸而言，可列舉硬脂酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、油酸、以及蘿酸等的長鏈脂肪酸。就鈣皂的具體例而言，可列舉雙(蘿酸)鈣、雙(硬脂酸)鈣、雙(12-羥基硬脂酸)鈣等。這些可以單獨使用，或2種以上合併使用。
鈣複合皂是羧酸的鈣鹽。「複合」是使用複數個羧酸的意思。就羧酸而言，也可以使用長鏈脂肪酸，或使用短鏈脂肪酸。在鈣複合皂，可以使用例如，碳數12以上(例如，12～24)的長鏈脂肪酸、以及碳數10以下(例如，2～6)的短鏈脂肪酸。就長鏈脂肪酸而言，可列舉例如，硬脂酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、油酸、以及蘿酸等。就短鏈脂肪酸而言，可列舉例如，醋酸、丙酸、以及丁酸等。就鈣複合皂的具體例而言，可以例示硬脂酸鈣和醋酸鈣的複合皂。
鈣鹽是將酸的氫原子置換成鈣離子的化合物。就鈣鹽的具體例而言，可列舉醋酸鈣、硼酸鈣、以及磷酸鈣等。這些可以單獨使用，或2種以上合併使用。
磺酸鈣組成物，藉由包含鈣皂、鈣複合皂以及鈣鹽之中至少一種，可以調整增稠能、滴點、耐磨耗性、極壓性等。因而，可以提高作為磺酸鈣組成物的增稠劑的功能。
磺酸鈣組成物，較佳為與基礎油混合。藉此，於被覆膜81、82包含基礎油。 就基礎油而言，可列舉鑛物油、合成油、以及這些的混合油。基礎油，只要不損及潤滑性，也可以包含脂肪油的其他油脂。
就合成油而言，可列舉碳氫合成油、酯系合成油、苯醚系合成油、乙二醇系合成油、有機矽合成油、氟化合成油等。就合成油而言，也可以使用這些之中的一種，或使用兩種以上的混合油。其中特別是，碳氫合成油較佳。
就碳氫合成油而言，例如可列舉，聚α-烯烴(PAO)、乙烯-α-烯烴共聚物、聚丁稀、烷基苯、烷基萘等。其中特別是，聚α-烯烴較佳。
就形成聚α-烯烴的單體而言，可列舉例如，碳數3～22的α-烯烴，換言之，丙烯、1-丁稀、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一烯、1-十二烯、1-十三烯、1-十四烯、1-十五烯、1-十六烯、1-十七烯、1-十八烯、1-十九烯、1-二十烯、1-二十碳烯、1-二十二烯等。其中特別是，碳數6～18的α-烯烴，例如，較佳為1-癸烯。
就聚α-烯烴而言，可列舉例如，α-烯烴的2～7量體。例如，較佳為α-烯烴的二聚物、三聚物或四聚物。 在碳氫合成油，只要不損及潤滑性，也可以混入酯系合成油、苯醚系合成油等。
就鑛物油而言，可列舉例如，環烷系鑛物油、石蠟系鑛物油、以及這些的混合油等。
基礎油的動黏度及流動點未特別限定。基礎油的40℃之動黏度，例如，可以是15mm 2/s以上、80mm 2/s以下。「40℃之動黏度」，可以依照「JIS K2283：2000」的「5.動黏度試驗方法」所規定的方法測定。基礎油的流動點較佳為-30℃以下，更佳為-40℃以下。
被覆膜81、82之基礎油的比率，可以是40質量%以上、90質量%以下。被覆膜81、82之磺酸鈣組成物的比率，可以是10質量%以上、60質量%以下。
在磺酸鈣組成物，也可以添加：抗氧化劑、腐蝕抑制劑、防銹劑、極壓劑、固體潤滑劑、耐磨耗劑、增黏劑、油性劑、耐磨劑、結構穩定劑、著色劑、洗淨分散劑、色相穩定劑、金屬鈍化劑、黏度指數改進劑、流動點改善劑、表面活性劑等的添加劑。添加劑，可以添加於例如，包含磺酸鈣組成物和基礎油的潤滑脂組成物。藉此，被覆膜81、82中包含添加劑。
就固體潤滑劑而言，可以列舉二硫化鉬、黒鉛、聚四氟乙烯(PTFE)中的一或兩種以上。當使用固體潤滑劑時，即使在內輪10相對於軸部111(參照圖1)一邊承受較大負荷一邊旋轉的情況下，仍可以進一步抑制軸部111與內輪10的接觸部位之磨耗。當使用固體潤滑劑時，即使在外輪20對於筒部121(參照圖1)一邊承受較大負荷一邊旋轉的情況下，仍可以進一步抑制筒部121與外輪20的接觸部位之磨耗。
在第1軸承1及第2軸承2中，被覆膜81、82分別形成於內輪10的內周面10a和外輪20的外周面20b的雙方，但只要是被覆膜形成於內輪10的內周面10a和外輪20的外周面20b的至少一個即可。例如，被覆膜也可以僅形成於內周面10a和外周面20b其中之一。
如圖1所示般，第1軸承1及第2軸承2，介於筒部121的內周面和軸部111的外周面之間。筒部121的內周面和軸部111的外周面，成為被覆膜的抵接對象。
筒部121的內周面和軸部111的外周面的雙方以包含鐵的金屬(鋼、不銹鋼等)形成的情況下，被覆膜，只要是形成於內輪10的內周面10a和外輪20的外周面20b的雙方即可。但是，在筒部121的內周面和軸部111的外周面的其中一方未以包含鐵的金屬形成的情況下，也可以不在與其抵接對象面對面的周面(內周面10a或外周面20b)，形成被覆膜。
依據此構成，可以抑制以包含鐵的金屬以外的材料形成的抵接對象(筒部121的內周面或軸部111的外周面)因被覆膜而發生磨耗的情形。可以抑制抵接對象的磨耗，是因為沒有面對面的被覆膜，所以即使在被覆膜形成表面凹凸，此表面凹凸仍不與抵接對象接觸。另外，在抵接對象以包含鐵的金屬以外的材料形成的情況下，不易發生黏著磨耗。
被覆膜81、82，例如，可以藉由將包含磺酸鈣組成物和基礎油的潤滑脂組成物，塗佈於內輪10的內周面10a及外輪20的外周面20b而形成。在潤滑脂組成物中，磺酸鈣組成物作為增稠劑發揮功能。
在將潤滑脂組成物塗佈於內周面10a及外周面20b時，例如，使用布、紙等柔軟的塗佈構件，將潤滑脂組成物擦在內周面10a及外周面20b較為理想。藉由將潤滑脂組成物擦在內周面10a及外周面20b來塗佈，可以提高對於內周面10a及外周面20b的被覆膜81、82的接合強度。藉由將潤滑脂組成物擦在內周面10a及外周面20b來塗佈，可以確實形成堅硬的被覆膜81、82。
潤滑脂組成物，不只磺酸鈣組成物，也可以包含其他增稠劑成分。就此增稠劑成分而言，可以使用一般所採用的增稠劑。就增稠劑成分而言，可列舉例如，金屬皂、非皂等。就金屬皂而言，可列舉例如，鋰皂、鋰複合皂、鋁皂、以及鋁複合皂中的一種或兩種以上。就非皂而言，可列舉例如，尿素化合物、聚四氟乙烯(PTFE)、有機化膨潤土、以及矽膠中的一種或兩種以上。
增稠劑成分(磺酸鈣組成物以外的增稠劑)和添加劑的合計添加量，例如，可以設為潤滑脂組成物(不包含稀釋油)之中30質量%以下。增稠劑成分和添加劑的合計添加量，可以設為潤滑脂組成物(不包含稀釋油)之中0.1質量%以上。
添加劑的添加量，可以設為潤滑脂組成物(不包含稀釋油)之中0.1質量%以上。添加劑的添加量，可以設為潤滑脂組成物(不包含稀釋油)之中10質量%以下。
磺酸鈣組成物，也可以使另外合成的部分分散於基礎油。磺酸鈣組成物，也可以藉由在基礎油中合成而使其分散於基礎油。
也可以在潤滑脂組成物，添加稀釋油。稀釋油的黏度比基礎油更低。就稀釋油而言，例如，可列舉己烷。當使用稀釋油時，因為可以降低潤滑脂組成物的黏性，所以藉由潤滑脂組成物的塗佈可以容易進行形成被覆膜81、82的作業。稀釋油，也可以鑛物油、合成油、這些混合油等。潤滑脂組成物之磺酸鈣組成物，也可以分散於稀釋油中。
將稀釋油添加於潤滑脂組成物的情況下，雖然在潤滑脂組成物的塗佈後稀釋油會蒸發，但其他成分(基礎油等)仍殘留於塗佈部位而成為被覆膜81、82。黏度較高的基礎油不易蒸發，且耐熱性較高。因此，使用黏度較高的基礎油的情況下，即使內輪10及外輪20相對於軸部111及筒部121旋轉，仍容易取得良好的潤滑特性。為了取得良好的特性，基礎油的40℃之動黏度，可以設為80mm 2/s以上。若考慮潤滑脂組成物的塗佈容易性，基礎油的40℃之動黏度，較佳為40mm 2/s以上、150mm 2/s以下。
對於製造第1軸承1之方法的例子進行說明。 (第1步驟：軸承的組裝) 將具有內輪10、外輪20、滾動體30、保持器40、以及密封構件50的第1軸承1予以組裝(參照圖2)。
(第2步驟：被覆膜的形成) 將潤滑脂組成物塗佈於內輪10的內周面10a及外輪20的外周面20b。此時，例如，使用布、紙等柔軟的塗佈構件，將潤滑脂組成物擦在內周面10a及外周面20b較為理想。塗佈構件，只要是比被塗佈面(內周面10a及外周面20b)更柔軟的構件即可。藉由使潤滑脂組成物的塗膜之稀釋油乾燥，可以形成被覆膜81、82。
藉由將潤滑脂組成物擦在內周面10a及外周面20b來塗佈，可以提高被覆膜81、82對於內周面10a及外周面20b的接合強度。藉由將潤滑脂組成物擦在內周面10a及外周面20b來塗佈，可以確實形成堅硬的被覆膜81、82。 第2軸承2，可以與第1軸承1同樣地製造。
圖1所示的風扇馬達100，可以藉由將預先形成被覆膜81、82的軸承1、2組裝於軸部111及筒部121而進行組裝。
在本實施方式的第1軸承1及第2軸承2中，形成被覆膜81、82。被覆膜81、82因為是硬質膜且摩擦特性優異，所以可以減少摩擦，且抑制因潛變或微動所產生的現象。例如，可以抑制因金屬接觸所致之黏著磨耗，且抑制發熱及磨耗粉產生。特別是，在第1軸承1及第2軸承2的抵接對象(筒部121的內周面、軸部111的外周面、彈推構件102等)以包含鐵的材料(鋼、不銹鋼等)形成的情況下，若在與抵接對象之間發生摩擦則可以在滑動面形成膜，耐磨耗及防銹效果進一步提昇。 因為被覆膜81、82防銹效果較高，所以即使在高溫及高濕度環境，仍可以抑制第1軸承1、第2軸承2、筒部121、軸部111(參照圖1)等之生銹。
被覆膜81、82包含鈣皂、鈣複合皂以及鈣鹽之中至少一個情況下，防銹性能及耐磨耗性能進一步提昇。
被覆膜81、82包含基礎油的情況下，在藉由潤滑脂組成物的塗佈而形成被覆膜81、82時，潤滑脂組成物容易停留在塗佈部，且容易形成被覆膜。被覆膜81、82包含基礎油的情況下，藉由基礎油而提高被覆膜81、82的潤滑性。
在本實施方式的風扇馬達100中，因為被覆膜81、82形成於第1軸承1及第2軸承2，所以可以減少第1軸承1及第2軸承2的摩擦，且抑制因潛變或微動所產生的現象。例如，可以抑制金屬接觸所致之黏著磨耗，且抑制發熱及磨耗粉產生。另外，即使在高溫及高濕度環境仍可以抑制生銹。
[第2實施方式] 圖3是第2實施方式之第1滾動軸承的縱剖面圖。 如圖3所示般，在第1軸承201之內輪10的內周面10a及端面10c，形成被覆膜281。被覆膜281未形成於內輪10的外周面10b。換言之，被覆膜281，在內周面10a和外周面10b及端面10c之中僅形成於內周面10a及端面10c。被覆膜281從內周面10a至端面10c連續形成。
被覆膜281形成於內輪10的端面10c的至少局部即可，但較理想為被覆膜281形成於端面10c的全區域。
在第1軸承201的外輪20的外周面20b及端面20c，形成被覆膜282。被覆膜282未形成於外輪20的內周面20a。換言之，被覆膜282，在內周面20a和外周面20b及端面20c之中僅形成於外周面20b及端面20c。被覆膜282從外周面20b至端面20c連續形成。
被覆膜282形成於外輪20的端面20c的至少局部即可，但較理想為被覆膜282形成於端面20c的全區域。
被覆膜281、282，除了也形成於端面10c、20c以外，是與第1實施方式的被覆膜81、82(參照圖2)相同的構成。 第2軸承具有與第1軸承201相同的構成。
本實施方式的第1軸承201，與第1實施方式的第1軸承1同樣地，可以藉由被覆膜281、282減少摩擦，且抑制因潛變或微動所產生的現象。例如，可以抑制金屬接觸所致之黏著磨耗，且抑制發熱及磨耗粉產生。在抵接對象(筒部121的內周面、軸部111的外周面、彈推構件102等)以包含鐵的材料(鋼、不銹鋼等)形成的情況下，耐磨耗及防銹效果進一步提昇。因為被覆膜281、282防銹效果較高，所以即使在高溫及高濕度環境，仍可以抑制在第1軸承201、第2軸承、筒部121、軸部111(參照圖1)等之生銹。
本實施方式的第1軸承201，因為在內輪10的端面10c及外輪20的端面20c也形成被覆膜281、282，所以即使端面10c、20c與其他構件(例如，筒部121、彈推構件102等)抵接的情況下，仍可顯現磨耗抑制、發熱抑制等的效果。
在圖3所示的第1軸承201中，雖然被覆膜281、282形成於內輪10的端面10c和外輪20的端面20c的雙方，但只須被覆膜形成於內輪10的端面10c和外輪20的端面20c之中至少一方即可。 在第1軸承201中，雖被覆膜281形成於內輪10之雙方的端面10c，但只須被覆膜281形成於2個端面10c之中至少一方即可。雖被覆膜282形成於外輪20之雙方的端面20c，但只須被覆膜282形成於2個端面20c之中至少一方即可。
[第3實施方式] 圖4是第3實施方式之第1滾動軸承的縱剖面圖。 如圖4所示般，在第1軸承301中，於內輪10的全表面(內周面10a、外周面10b及端面10c)，藉由防銹油的塗佈形成防銹層91。於外輪20的全表面(內周面20a、外周面20b及端面20c)，藉由防銹油的塗佈形成防銹層92。防銹油，例如將公知的防銹劑混合於鑛油、合成油等的基礎油所得。
第1軸承301，除了形成防銹層91、92以外，是與第1實施方式的第1軸承1(參照圖2)相同的構成。第2軸承具有與第1軸承301相同的構成。 防銹劑，不包含使潤滑脂組成物所具有的軸承特性(噪音特性、扭矩平滑性等)惡化的成分，例如，堅硬粒子狀的成分較為理想。
被覆膜381形成於防銹層91的上方，該防銹層91形成於內輪10的內周面10a。被覆膜382形成於防銹層92的上方，該防銹層92形成於外輪20的外周面20b。被覆膜381、382是與第1實施方式的被覆膜81、82(參照圖2)相同的構成。
第1軸承301，因為具有防銹層91、92，所以即使在未形成被覆膜381、382的區域(內輪10的外周面10b、外輪20的內周面20a等)，也能得到防銹效果。
[其他實施方式] 圖1所示的風扇馬達100，雖然被覆膜81、82形成於第1軸承1及第2軸承2，但實施方式的風扇馬達(旋轉機器)，也可以被覆膜形成於滾動軸承的抵接對象。例如，也可以被覆膜在形成於滾動軸承和抵接對象的雙方，或在滾動軸承和抵接對象之中被覆膜僅形成於抵接對象。換言之，被覆膜只須形成於滾動軸承和抵接對象之中至少一方即可。
圖5是表示其他實施方式之風扇馬達200的局部之縱剖面的分解圖。 如圖5所示般，在風扇馬達200中，第1軸承1的抵接對象，是軸部111的外周面、筒部121的內周面、以及彈推構件102(參照圖1)的下端部。 被覆膜，可以形成為例如，以下所示的(i)～(iii)中的一種或兩種以上。(i)軸部111的外周面之中，軸承1、2所接觸的區域。(ii)筒部121的內周面之中，軸承1、2所接觸的區域。(iii)彈推構件102(參照圖1)的下端面之中，第1軸承1所接觸的區域。
風扇馬達200，在未形成於被覆膜第1軸承1及第2軸承2的點、以及被覆膜481、482分別被形成於軸部111及筒部121的點，與風扇馬達100(參照圖1)不同。
被覆膜481，在軸部111的外周面111b之中，被形成於第1軸承1及第2軸承2的內輪10所接觸的區域。被覆膜482，在筒部121的內周面121a之中，被形成於第1軸承1及第2軸承2的外輪20所接觸的區域。被覆膜481、482是與被覆膜81、82(參照圖2)相同的構成。
在本實施方式的風扇馬達200中，因為被覆膜481、482形成於軸部111及筒部121，所以可以減少摩擦，抑制因潛變或微動所產生的現象。例如，可以抑制金屬接觸所導致之黏著磨耗，且抑制發熱及磨耗粉產生。另外，即使在高溫及高濕度環境仍可以抑制生銹。
此外，本發明並非限定於參照圖式所說明的上述實施方式，在其技術的範圍內可考慮各種的變形例。 雖然在上述實施方式中，作為旋轉機器例示風扇馬達，但旋轉機器不限定於此。例如，作為旋轉機器，本發明也可以適用於牙科手機、以及硬碟的主軸馬達等。
雖在圖5所示的風扇馬達200中，被覆膜未形成於第1軸承1，但也可以被覆膜(參照圖2)形成於第1軸承1。在圖5所示的風扇馬達200中，被覆膜形成於軸部111的外周面111b和筒部121的內周面121a的雙方，但被覆膜只須形成於外周面111b和內周面121a之中至少一方即可。
1,201,301:第1滾動軸承(滾動軸承) 2:第2滾動軸承(滾動軸承) 10:內輪 10a:內周面 10b:外周面 10c:端面 20:外輪 20a:內周面 20b:外周面 20c:端面 30:滾動體 81,82,281,282,381,382,481,482:被覆膜 91,92:防銹層 100,200:風扇馬達(旋轉機器) 110:旋轉體 111:軸部 120:基部
[圖1]是表示實施方式之風扇馬達的縱剖面圖。 [圖2]是第1實施方式之第1滾動軸承的縱剖面圖。 [圖3]是第2實施方式之第1滾動軸承的縱剖面圖。 [圖4]是第3實施方式之第1滾動軸承的縱剖面圖。 [圖5]是表示其他實施方式之風扇馬達的局部之縱剖面的分解圖。
1:第1滾動軸承(滾動軸承)
10:內輪
10a:內周面
10b:外周面
10c:端面
11:內輪軌道面
20:外輪
20a:內周面
20b:外周面
20c:端面
21:外輪本體
21a:內周面
22:突出部
22a:端面
23:外輪軌道面
30:滾動體
40:保持器
41:環狀部
42:柱部
50:密封構件
51:台座部
52:階差部
53:蓋部
54:卡止部
60:潤滑脂
81,82:被覆膜
O:中心軸線

Claims (11)

  1. 一種滾動軸承，具備： 內輪及外輪，彼此配置於同軸；以及 滾動體，配置於前述內輪和前述外輪之間， 在前述內輪的內周面和前述外輪的外周面之中至少一方，形成包含磺酸鈣和碳酸鈣的混合物、或從磺酸鈣和碳酸鈣所得之化合物的被覆膜。
  2. 如請求項1記載的滾動軸承，其中， 前述被覆膜在前述內輪的前述內周面和前述內輪的外周面之中僅形成於前述內周面。
  3. 如請求項1記載的滾動軸承，其中， 前述被覆膜在前述外輪的前述外周面和前述外輪的內周面之中僅形成於前述外周面。
  4. 如請求項1記載的滾動軸承，其中， 前述被覆膜形成於前述內輪之軸方向的端面和前述外輪之軸方向的端面之中至少一方。
  5. 如請求項1記載的滾動軸承，其中， 前述被覆膜包含鈣皂、鈣複合皂以及鈣鹽之中至少一個。
  6. 如請求項1記載的滾動軸承，其中， 前述被覆膜包含基礎油。
  7. 如請求項1記載的滾動軸承，其中， 於前述內輪的全表面及前述外輪的全表面，形成防銹層， 前述被覆膜形成於前述防銹層的上方。
  8. 如請求項1記載的滾動軸承，其中， 前述被覆膜包含固體潤滑劑。
  9. 一種旋轉機器，具備： 請求項1～8中任一項記載的滾動軸承； 旋轉體，具有軸部；以及 基部，支撐前述旋轉體， 前述滾動軸承被裝設於前述基部且可旋轉地支撐前述軸部。
  10. 一種旋轉機器，具備：旋轉體，具有軸部；基部，支撐前述旋轉體；以及滾動軸承，裝設於前述基部且可旋轉地支撐前述軸部， 前述滾動軸承，具有：內輪及外輪，彼此配置於同軸；以及滾動體，配置於前述內輪和前述外輪之間， 在前述軸部的外周面之中前述滾動軸承接觸的區域、以及前述基部的內周面之中前述滾動軸承所接觸的區域之至少一方，形成包含磺酸鈣和碳酸鈣的混合物、或從磺酸鈣和碳酸鈣所得之化合物的被覆膜。
  11. 一種滾動軸承的製造方法，該滾動軸承是在彼此配置於同軸的內輪及外輪之間配置滾動體， 該滾動軸承的製造方法具有下述步驟，該步驟係藉由在前述內輪的內周面和前述外輪的外周面之中至少一方，塗佈包含磺酸鈣和碳酸鈣的混合物、或從磺酸鈣和碳酸鈣所得的化合物之潤滑脂組成物而形成被覆膜， 在此步驟中，藉由在前述內輪的內周面和前述外輪的外周面之中至少一方，使用塗佈構件塗上前述潤滑脂組成物而形成前述被覆膜。
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