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JPH07190067A - 転がり軸受 - Google Patents

転がり軸受

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JPH07190067A
JPH07190067A JP33060893A JP33060893A JPH07190067A JP H07190067 A JPH07190067 A JP H07190067A JP 33060893 A JP33060893 A JP 33060893A JP 33060893 A JP33060893 A JP 33060893A JP H07190067 A JPH07190067 A JP H07190067A
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JP
Japan
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rolling element
lubricating film
rolling
intermediate layer
coated
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Kenichi Kakumoto
賢一 角本
Hiroaki Takebayashi
博明 竹林
Yoshiki Fujii
義樹 藤井
Tatsumi Hioki
辰視 日置
Hirozumi Azuma
博純 東
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Koyo Seiko Co Ltd
Toyota Central R&D Labs Inc
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Koyo Seiko Co Ltd
Toyota Central R&D Labs Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】潤滑膜が溶融した状態でのぬれ性を改善して、
低騒音かつ長寿命を達成できるようにすること。 【構成】転がり軸受の転動体３の外表面に３つの層５、
６、７からなる潤滑膜４が被覆されている。転動体３の
表面に被覆される最下層はＳｎからなり、その表面に被
覆される中間層６はＡｇからなり、その表面に被覆され
る最上層７はＰｂからなる。これにより、潤滑膜４が溶
融した状態では、ＡｇがＰｂ−Ｓｎ合金と内・外輪１、
２および／もしくは転動体３の鋼材との間のバインダー
となるため、内・外輪１、２の軌道面や転動体３の外表
面に対してぬれやすくなり、転がり要素間の潤滑作用が
安定的に行われるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、真空、高温の環境での
使用に好適な転がり軸受に係り、特に潤滑膜の改良に関
する。
【０００２】
【従来の技術】前述したような潤滑油やグリースなどを
使用できない環境に用いる転がり軸受では、軌道輪の軌
道面、転動体表面あるいは保持器のポケット面の少なく
ともいずれかに軟金属からなる潤滑膜を被覆することが
公知である。
【０００３】この潤滑膜としては銀や鉛が知られている
が、例えばＸ線管用の転がり軸受に用いるような場合で
は、雰囲気温度が４００〜５００℃もの高温となるため
に、銀は固体の状態で、鉛は溶融状態で潤滑作用を行う
ようになる。したがって、鉛は銀に比べて潤滑性および
騒音面で優れていると言え、前述のＸ線管用の転がり軸
受に用いる潤滑膜としては鉛が好適とされる。
【０００４】この鉛は、潤滑膜被覆対象を鋼材とする場
合、鋼材に対する被覆状態での接着強度が比較的弱いの
で、一般的には、鉛と鋼材との間にＳｎまたはＰｔから
なる中間層を設けることにより、鉛の接着強度を強める
ようにする。但し、この中間層としては、Ｐｔが高価か
つ高融点であるという理由からＳｎが用いられる傾向が
強い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
な合金からなる潤滑膜は、溶融した状態において鋼材に
対するぬれ性が悪く、軌道輪の軌道面、転動体表面ある
いは保持器のポケット面に膜状に保持されにくいので、
使用経過に伴って潤滑膜が被覆部位から取れてしまう
と、転動体と内・外輪の軌道面との接触部位や転動体と
保持器のポケット面との接触部位に潤滑剤が介在されに
くくなる。そのため、軸受構成要素間での潤滑作用が低
下して、鋼材どうしの接触となるなど凝着しやすくな
る。したがって、寿命という点において問題がある。
【０００６】本発明は、このような事情に鑑み、潤滑膜
が溶融した状態でのぬれ性を改善して、低騒音かつ長寿
命を達成できるようにすることを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、軌道輪あるい
は転動体の少なくとも一方が鋼材でなり、鋼材でなる軌
道輪の軌道面および／もしくは転動体表面に軟金属から
なる潤滑膜が被覆される転がり軸受において、次のよう
に構成する。
【０００８】本発明の第１の転がり軸受では、前記潤滑
膜が、Ｐｂからなる最上層と、この最上層の直下に設け
られるＡｇ、Ｂｉあるいはそれらの合金からなる中間層
と、この中間層と被覆対象となる鋼材との間に設けられ
るＳｎからなる最下層を備えた構成としている。
【０００９】また、本発明の第２の転がり軸受では、前
記潤滑膜が、Ｐｂからなる最上層と、この最上層の直下
に設けられＳｎからなる第１中間層と、この第１中間層
の直下に設けられるＣｕからなる第２中間層と、第２中
間層と被覆対象となる鋼材との間に設けられかつそれら
に対して接着性の優れる最下層とを備えた構成としてい
る。
【００１０】
【作用】本発明では、基本的に高温状態にて溶融する潤
滑膜を選択しているから、銀などの潤滑膜に比べて潤滑
性、騒音面で優れている。そして、下記するように潤滑
膜が溶融した状態での鋼材に対するぬれ性を良好にさせ
るようにしているから、溶融した潤滑剤が転動体と内・
外輪の軌道面との転動面に安定的に介在されるようにな
り、転がり要素間での潤滑作用が安定的に維持されるよ
うになる。
【００１１】なお、第１の転がり軸受では、最上層であ
るＰｂおよび最下層であるＳｎが溶融した状態におい
て、それに中間層であるＡｇ、Ｂｉあるいはそれらの合
金が混在されることになり、この溶融混合した潤滑剤が
鋼材からなる軌道輪の軌道面および／もしくは転動体表
面に対してぬれやすくなる。
【００１２】一方、第２の転がり軸受では、最上層であ
るＰｂおよび第１中間層であるＳｎが溶融することにな
るが、第２中間層であるＣｕが固形状態のままとなるの
で、この第２中間層に対して前記溶融した潤滑剤がぬれ
やすくなる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の詳細を図１ないし図３に示す
実施例に基づいて説明する。図２は第１実施例で、転動
体の拡大断面図を示している。図１は転がり軸受全体の
上半分の縦断面図であり、図１において、１は内輪、２
は外輪、３は玉からなる転動体、４は潤滑膜である。内
・外輪１、２および転動体３はＪＩＳ規格ＳＫＨ４など
の鋼材からなる。
【００１４】本実施例では、転動体３の外表面に潤滑膜
４を被覆させた例を挙げているが、潤滑膜４は、転動体
３の外表面、あるいは内・外輪１、２の軌道面の少なく
ともいずれかに被覆させればよい。被覆処理はスパッタ
リング、イオンプレーティングなどの公知の方法で行わ
れる。
【００１５】潤滑膜４は、図２に示すように、３つの層
５、６、７からなる。例えば転動体３の表面には、Ｓｎ
からなる最下層５が被覆され、この最下層５の表面に
は、Ａｇ（またはＢｉあるいはＡｇとＢｉの合金）から
なる中間層６が被覆され、さらに中間層６の表面には、
Ｐｂからなる最上層７が被覆されている。
【００１６】このような構成では、最上層７であるＰｂ
および最下層５であるＳｎが溶融混合した状態におい
て、それに中間層６であるＡｇが混在されることにな
る。この溶融混合した状態では、ＡｇがＰｂ−Ｓｎ合金
と鋼材との間のバインダーとなるため、溶融した潤滑剤
が転動体３の外表面自身や内・外輪１、２の軌道面に対
してぬれやすくなる。換言すれば、転動体３自身あるい
は転動体３から溶融混合した潤滑剤が内・外輪１、２の
軌道面へ転移されてそこで膜状に保持されやすくなるの
で、転動体３と内・外輪１、２の軌道面との接触部位が
安定的に潤滑されることになり、その状態が長期間にわ
たって継続されることになる。
【００１７】このように第１実施例では、溶融した潤滑
剤を転動体３の外表面自身や内・外輪１、２の軌道面へ
の転移位置で保持させるようにして、転動体３と内・外
輪１、２の軌道面との転動面に潤滑剤を安定的に介在さ
せるようにしている。
【００１８】図３は第２実施例であり、転動体の拡大断
面図を示している。この実施例での潤滑膜４Ａは、４つ
の層５Ａ、６Ａ、６Ｂ、７Ａからなる。転動体３の表面
には、Ｎｉからなる最下層５Ａが被覆され、この最下層
５Ａの表面にはＣｕからなる第２中間層６Ａが被覆さ
れ、第２中間層６Ａの表面にはＳｎからなる第１中間層
６Ｂが被覆され、第１中間層６Ｂの表面にはＰｂからな
る最上層７Ａが被覆されている。最下層５Ａは、鋼材か
らなる転動体３に対する第２中間層６Ａの接着強度を強
めるためのもので、Ｆｅに対する溶解度がＣｕより大き
くＣｕに対して溶解するものであれば、他の元素で代用
することができる。
【００１９】このような構成では、最上層であるＰｂお
よび第１中間層であるＳｎが溶融することになるが、第
２中間層であるＣｕが固形状態のままとなるので、この
第２中間層に対して前記溶融した潤滑剤がぬれやすくな
る。
【００２０】このように第２実施例では、溶融した潤滑
剤を潤滑膜４の既存被覆位置つまり転動体３に保持させ
るようにして、転動体３と内・外輪１、２の軌道面との
転動面に潤滑剤を安定的に介在させるようにしている。
【００２１】なお、上記実施例では深溝型玉軸受を例に
挙げているが、その他、アンギュラ型玉軸受、３点接触
型玉軸受などの種々な転がり軸受に本発明を適用でき
る。
【００２２】また、上記実施例では鋼としてＪＩＳ規格
ＳＫＨ４を用いたが、ＪＩＳ規格ＳＵＳ４４０Ｃ、ＳＵ
Ｓ６３０、ＳＵＳ３０４あるいはＡＩＳＩ規格Ｍ５０の
他、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２に耐食被膜を施したものでもよ
い。さらに、転動体３と内・外輪１、２のいずれかを窒
化けい素、アルミナ、炭化けい素などのセラミックス材
としてもよい。
【００２３】さらにまた、上記実施例では、保持器なし
の総玉軸受としているが、もみ抜き型、波型あるいは冠
型などの保持器を用いてもよい。これらの保持器として
は、上記ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４材や銅あるいは銅合
金、またはポリアミド樹脂、ポリエーテルエーテルケト
ン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルフォン樹脂（Ｐ
ＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦ
Ｅ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、フ
ェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂
などの合成樹脂材で形成される。なお、これらの保持器
のポケット面に本発明の潤滑膜を被膜しておいてもよ
い。また、軌道輪の端面に密封板を配置することも可能
である。
【００２４】
【発明の効果】本発明では、基本的に高温状態にて溶融
する潤滑膜を選択しているから、銀などの潤滑膜に比べ
て潤滑性、騒音面で優れている。しかも本発明では、潤
滑膜が溶融した状態でのぬれ性を良好にさせるようにし
て軸受構成要素間での潤滑作用を安定的に行わせるよう
にしているから、軸受の長寿命化を達成できるようにな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の転がり軸受の一実施例の全体の上半分
を示す縦断面図。
【図２】第１実施例で転動体の拡大断面図。
【図３】第２実施例で転動体の拡大断面図。
【符号の説明】
１ 内輪 ２ 外輪 ３ 転動体 ４ 潤滑膜 ５ 最下層 ６ 中間層 ７ 最上層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹林 博明 大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋 精工株式会社内 (72)発明者 藤井 義樹 大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋 精工株式会社内 (72)発明者 日置 辰視 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 東 博純 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軌道輪あるいは転動体の少なくとも一方
    が鋼材でなり、鋼材でなる軌道輪の軌道面および／もし
    くは転動体表面に軟金属からなる潤滑膜が被覆される転
    がり軸受であって、 前記潤滑膜が、Ｐｂからなる最上層と、この最上層の直
    下に設けられるＡｇ、Ｂｉあるいはそれらの合金からな
    る中間層と、この中間層と被覆対象となる鋼材との間に
    設けられるＳｎからなる最下層を備えている、ことを特
    徴とする転がり軸受。
  2. 【請求項２】 軌道輪あるいは転動体の少なくとも一方
    が鋼材でなり、鋼材でなる軌道輪の軌道面および／もし
    くは転動体表面に軟金属からなる潤滑膜が被覆される転
    がり軸受であって、 前記潤滑膜が、Ｐｂからなる最上層と、この最上層の直
    下に設けられＳｎからなる第１中間層と、この第１中間
    層の直下に設けられるＣｕからなる第２中間層と、第２
    中間層と被覆対象となる鋼材との間に設けられかつそれ
    らに対して接着性の優れる最下層とを備えている、こと
    を特徴とする転がり軸受。
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