专利名称：固体润滑滚子轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及在真空中、高温、低温或放射线下等无法使用润滑油、润滑脂 等的特殊环境下使用的固体润滑滚子轴承。
背景技术：
过去，在真空中、高温、低温或放射线下等无法使用润滑油、润滑脂等的特殊环境下使用的固体润滑滚子轴承构成为如图3、图4所示。 图3是第1现有技术所示的固体润滑滚子轴承的侧视展开图。 图3中，l是内圈，2是外圈，5是凹状保持架(第2部件)，6和6A是滚 子(第1部件)。如图所示，在内圈1和外圈2的两个轨道部件之间交叉配置有 改变了 90度方向的彼此相邻的滚子6、 6A，对于作为滚子轴承的一种的交叉滚 子轴承，提出了在滚子6、 6A表面上包覆固体润滑膜7，为使在保持架5左右两 侧面相互邻接的滚子6、 6A可在保持架5上旋转地嵌合，使前述两侧面呈凹状 的结构(例如，专利文献l)。图4是表示第2现有技术的固体润滑滚子轴承的侧视展开图。 在该第2现有技术中，提出了在滚子的表面没有固体润滑膜，而作为第2 部件的保持架5A构成为树脂制球状的滚子轴承(例如，专利文献2)。上述现有技术谋求在运转初始由转动体表面的固体润滑膜进行润滑，随着 运转进程来自自润滑性材料即保持架5、 5A的润滑成分向滚子6、 6A转移，并 且通过向内、外圈转移来实现长期润滑。专利文献l:日本特开平10-141363号公报 专利文献2:日本实开平2-74625号公报发明内容然而，在第l现有技术中，由于保持架构成为凹状以便配合滚子的圆筒面， 因此滚子和保持架处于面接触的状态，存在表面压力低，几乎不发生润滑剂转 移的问题。另外，在第2现有技术中，由于在滚子表面没有固体润滑膜，因此无法进 行初始润滑，寿命较短。即便在滚子表面附加固体润滑膜，由于保持架的形状 呈凸状(球状)以便不与滚子的圆筒面配合，因此滚子和保持架的接触为点接 触，虽然润滑剂的转移量较多，但是由于该接触部为点接触，因此存在接触点 的固体润滑膜磨损较快，最终寿命较短的问题。本发明鉴于上述问题而提出，目的是提供一种能够稳定地转移保持架所产 生的润滑剂，而且，可降低滚子表面的固体润滑膜的磨损的固体润滑滚子轴承。 为解-决上述问题，本发明是如下构成的。权利要求1所述的发明为，固体润滑滚子轴承包括具有两个滚动面的轨 道部件；为了承载负荷而放置在前述滚动面之间的包覆有固体润滑膜的作为第1 部件的多个滚子；及介装在前述滚子之间以保持间隔，并由自润滑性材料构成，与滚子接触的面为凹状的作为第2部件的保持架，其特征在于，在前述保持架之间的至少1处介装比前述滚子直径小，并且比前述保持架硬度高的作为第3部件的金属制的滚珠。权利要求2所述的发明的特征为，前述滚珠的个数与前述滚珠为0个时的 滚子个数的比为在13%以上50%以下。权利要求3所述的发明的特征为，前述滚珠的表面包覆有二硫化钼。根据本发明，具有以下效果。(1) 根据权利要求1所述的发明，由于在保持架之间作为第3部件放置的 滚珠与保持架接触，使保持架的润滑剂转移给滚珠，进而转移给内、外圈，因 此可实现固体润滑滚子轴承的长时间运转。而且，由于没有与滚子表面的固体 润滑膜进行点接触的部件，因此不会发生固体润滑膜的磨损较快的现象。(2) 根据权利要求2所述的发明，通过使作为第3部件的滚珠的个数与该 滚珠为0个时的滚子个数的比在13%以上，使保持架产生的润滑剂的转移量充足， 并且通过使其在50%以下来抑制因滚子个数减少而引起的负载能力降低。即，在 13%以上50%以下可得到最高水准的寿命平衡。(3) 根据权利要求3所述的发明，包覆在作为第3部件的滚珠的表面的二 硫化钼可作为优质的润滑剂转移给内、外圈。通过以上效果，能够使固体润滑滚子轴承长寿命化。
图1是表示本发明实施方式的图，(a)是滚子轴承的侧视展开图，(b)是 沿(a)的A-A线的放大剖视图。图2是表示本发明效果的曲线图。图3是表示第1现有技术的固体润滑滚子轴承的侧视展开图。 图4是表示第2现有技术的固体润滑滚子轴承的侧视展开图。符号说明1 内圈2 外圈3 内圈滚动面4 外圈滚动面5、 5A保持架(第2部件)6、 6A滚子(第l部件)7、 7A 固体润滑膜 8 滚珠(第3部件)具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明实施方式的图，(a)是滚子轴承的侧视展开图，(b)是 沿(a)的A-A线的放大剖视图。在图1 (a)、 (b)中，1是内圈，2是分为两半的外圈，3是设置在内圈1 外周面上的90度V形内圈滚动面，4是在前述外圈2内周面上与前述内圈滚动 面3对向设置的同样形状的外圈滚动面，6是配置在前述滚动面3、 4之间的 SUS440C制的作为第1部件的滚子，且方向交互变化，作为滚子6、滚子6A配 置。而且，在前述滚子6、 6A的表面上包覆有固体润滑剂7、 7A即lum的二硫 化钼。5是分别插入配置在前述滚子6和滚子6A之间的作为第2部件的保持架。 另外，8是作为第3部件的滚珠。滚珠的直径比滚子的直径小30um左右。本发明与现有技术，尤其与专利文献1不同的地方是，在前述保持架5之 间的至少1处介装有比前述滚子6、 6A直径小的作为第3部件的比前述保持架5 硬度高的金属制的滚珠8。以下，对其动作进行说明。由于前述滚子6、 6A和保持架5之间为面接触，因此几乎不发生润滑剂的 转移。然而由于是面接触，因此也不发生滚子6、 6A表面的固体润滑膜7、 7A 的异常磨损。润滑剂7、 7A的转移是通过滚珠8和保持架5之间的滑动而发生 的。由于滚珠8和保持架5之间为点接触，因此保持架5的润滑剂成分转移给 滚珠，进而转移给内、外圈。可实现该机构的长时间润滑。通常，将滚子的一部分替换为直径较小的滚珠时，由于可承载负荷的滚子 的数量减少，因此剩余滚子负担的负荷增加而寿命降低。因此作为寿命延长的 方法，通常不会考虑此种轴承结构。但是，由各种实验的结果可知，通过由自润滑性材料构成的保持架和比保 持架硬度高的滚珠的组合，可得到弥补寿命降低且极大的寿命延长效果。这是 由于滚珠相对于保持架以点接触来进行滑动，因此在保持架和滚子的组合的线 接触时几乎没有发生的润滑剂成分的转移大幅增加的结果。在本发明的方式中，虽然提出了正交配置彼此相邻的滚子即所谓的交叉滚 子轴承，但由于本发明的作用为改善了在固体润滑滚子轴承中的保持架所产生 的润滑剂的转移，因此对于交叉滚子轴承以外的向心滚子轴承、推力滚子轴承 及圆锥滚子轴承等也可得到相同的效果。而且，除旋转式以外直动式的轴承也 可得到相同的效果。实施例1以下，对本发明实施方式的实施例进行说明。在本实施例中，滚子6、 6A使用直径4. OOmm，长度3.85ram的滚子，滚珠8 使用直径3. 97mra的SUS440C的轴承用滚珠，保持架5使用以PEEK为主成分的 自润滑性树脂。为了确认在保持架5之间介装作为第3部件的滚珠8所产生的 寿命延长效果，首先，从介装24个滚子6、 6A开始，将其中的n个以『l个逐 渐增加来调査替换为第3部件的滚珠8时的寿命延长效果。在轴承寿命的评价 中，在2个轴承上承载215N的轴向负荷，使用以320r/min旋转的寿命试验机， 对内径30mm,外径55mm，宽度10mm的轴承进行了评价。在试验中监控马达的 转矩输出，当超过正常时的转矩的2倍的时候即为轴承寿命。在图2中，作为 本发明的效果，将改变滚珠8的个数时的固体润滑滚子轴承的寿命，以现有技 术(滚珠为0个时)的寿命为1时的寿命比来表示。滚珠8为1个以上时寿命 比增加3倍以上。其理由是因为在滚子6、 6A和保持架5之间因表面压力较低 而没有发生的润滑剂7、 7A的转移，通过加入滚珠8而在滚珠8和保持架5之 间发生。实施例2滚珠8为3个以上12个以下时的寿命与现有技术相比变为4倍以上。然而 滚珠8为13个以上时寿命开始降低。其理由是因为滚珠8增加的个数为滚子6、 6A减少的个数，即负载能力减小。通过润滑剂7、 7A转移量的增加和负载能力 的减少的平衡，滚珠8为3个以上12个以下时寿命比为4倍以上的长寿命。另外，由于现有技术中的滚子6、 6A的个数为24个，因此与现有技术的滚 子个数的比(滚珠个数/现有例的滚子个数)为，3个滚珠时为3/24=12. 5%， 12 个滚珠时为12/24=50%。 g卩，可以说在滚珠个数/现有技术的滚子个数为13%以 上50%以下时具有与过去相比为4倍以上的长寿命。实施例3接下来，在滚珠的表面也包覆lum的二硫化钼来进行相同的试验。滚珠个 数为8个。在图2中如A号所示，寿命比为10倍以上。这是因为滚珠表面的二 硫化钼作为优质的润滑剂转移给了内、外圈。如此，由于将多个滚子中的一部分替换为滚珠，因此从滚珠和保持架之间 的点接触部将保持架的润滑成分转移给滚珠，从而转移给内、外圈，使寿命变 长。结果，能够提供长寿命的固体润滑滚子轴承。本发明适用于在真空中、高温、低温或放射线下等无法使用润滑油、润滑 脂等的特殊环境下使用的固体润滑滚子轴承，能够利用于提供能够稳定地转移 保持架所产生的润滑剂，而且，能够降低滚子表面的固体润滑膜的磨损的固体
润滑滚子轴承的领域。
权利要求
1.一种固体润滑滚子轴承，包括具有两个滚动面的轨道部件；为了承载负荷而放置在前述滚动面之间的包覆有固体润滑膜的作为第1部件的多个滚子；及介装在前述滚子之间以保持间隔，并由自润滑性材料构成，与滚子接触的面为凹状的作为第2部件的保持架，其特征在于，在前述保持架之间的至少1处介装比前述滚子直径小，并且比前述保持架硬度高的作为第3部件的金属制的滚珠。
2. 如权利要求1所述的固体润滑滚子轴承，其特征在于，前述滚珠的个数 与前述滚珠为0个时的滚子个数的比为在13%以上50%以下。
3. 如权利要求1或2所述的固体润滑滚子轴承，其特征在于，前述滚珠的 表面包覆有二硫化钼。
全文摘要
本发明提供一种能够稳定地转移保持架所产生的润滑剂，而且，能够降低滚子表面的固体润滑膜的磨损的固体润滑滚子轴承。具体为，固体润滑滚子轴承包括具有两个滚动面的轨道部件；为了承载负荷而放置在滚动面之间的包覆有固体润滑膜的作为第1部件的多个滚子；及介装在滚子之间以保持间隔，并由自润滑性材料构成，与滚子接触的面为凹状的作为第2部件的保持架，在保持架之间的至少1处介装比滚子直径小，并且比保持架硬度高的作为第3部件的金属制的滚珠。
文档编号F16C33/37GK101133258SQ200680006558
公开日2008年2月27日 申请日期2006年3月3日 优先权日2005年3月17日
发明者池田满昭, 砂原贤治 申请人:株式会社安川电机