JPH109270A - 転がり摺動部品 - Google Patents
転がり摺動部品Info
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- JPH109270A JPH109270A JP8259076A JP25907696A JPH109270A JP H109270 A JPH109270 A JP H109270A JP 8259076 A JP8259076 A JP 8259076A JP 25907696 A JP25907696 A JP 25907696A JP H109270 A JPH109270 A JP H109270A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】転がり摺動部品の接触面の特に耐荷重性を向上
すること。 【解決手段】相手部材との間で相対的に転がり接触また
はすべり接触が生ずる転がり摺動部品であって、接触面
に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂からなる粒子６を
分散混入した官能基付きの含ふっ素重合体からなる潤滑
膜５が形成されている。潤滑膜５は、低発塵で良好な潤
滑性を発揮し、それに混入している粒子６が荷重に対し
て良好な緩衝作用を発揮する。潤滑膜５そのものと粒子
６とは同じふっ素系なのでなじみもよい。
すること。 【解決手段】相手部材との間で相対的に転がり接触また
はすべり接触が生ずる転がり摺動部品であって、接触面
に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂からなる粒子６を
分散混入した官能基付きの含ふっ素重合体からなる潤滑
膜５が形成されている。潤滑膜５は、低発塵で良好な潤
滑性を発揮し、それに混入している粒子６が荷重に対し
て良好な緩衝作用を発揮する。潤滑膜５そのものと粒子
６とは同じふっ素系なのでなじみもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、相手部材との間で
相対的に転がり接触またはすべり接触が生ずる転がり摺
動部品に関する。この転がり摺動部品としては、例えば
転がり軸受、ボールねじ、直動型軸受などの構成要素が
挙げられる。
相対的に転がり接触またはすべり接触が生ずる転がり摺
動部品に関する。この転がり摺動部品としては、例えば
転がり軸受、ボールねじ、直動型軸受などの構成要素が
挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】従来から、転がり摺動部品の接触面に、
金、銀、鉛、銅などの軟質金属や、カーボン、二硫化モ
リブデンなどの固体潤滑剤を膜状にコーティングするこ
とが行われている。
金、銀、鉛、銅などの軟質金属や、カーボン、二硫化モ
リブデンなどの固体潤滑剤を膜状にコーティングするこ
とが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した膜
は、発塵量が多く、耐荷重性が低いとされている。これ
に対して、発塵量が少なく耐荷重性の高いものとして、
ポリテトラフルオロエチレン樹脂（略称、ＰＴＦＥ）か
らなる膜を用いている。この膜は、固体状態に形成され
る。
は、発塵量が多く、耐荷重性が低いとされている。これ
に対して、発塵量が少なく耐荷重性の高いものとして、
ポリテトラフルオロエチレン樹脂（略称、ＰＴＦＥ）か
らなる膜を用いている。この膜は、固体状態に形成され
る。
【０００４】また、本願出願人は、前述の膜に比べてさ
らに優れた発塵性、潤滑性を発揮する、官能基付きの含
ふっ素重合体からなる潤滑膜を提案している。この潤滑
膜としては、流動性を有する液体の状態や、高分子量化
した固体の状態にすることができる。しかしながら、こ
のような潤滑膜では、固体状態にした場合、前述のＰＴ
ＦＥに比べて軟らかくて、耐荷重性が劣ることが指摘さ
れる。なお、液体状態にした場合、固体状のものに比べ
て耐荷重性に優れているものの、前述のＰＴＦＥに比べ
ると若干劣る。
らに優れた発塵性、潤滑性を発揮する、官能基付きの含
ふっ素重合体からなる潤滑膜を提案している。この潤滑
膜としては、流動性を有する液体の状態や、高分子量化
した固体の状態にすることができる。しかしながら、こ
のような潤滑膜では、固体状態にした場合、前述のＰＴ
ＦＥに比べて軟らかくて、耐荷重性が劣ることが指摘さ
れる。なお、液体状態にした場合、固体状のものに比べ
て耐荷重性に優れているものの、前述のＰＴＦＥに比べ
ると若干劣る。
【０００５】したがって、本発明は、転がり摺動部品の
接触面の特に耐荷重性を向上することを目的としてい
る。
接触面の特に耐荷重性を向上することを目的としてい
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の転がり摺
動部品は、相手部材との間で相対的に転がり接触または
すべり接触が生ずるもので、接触面に、ポリテトラフル
オロエチレン樹脂からなる粒子を分散混入した官能基付
きの含ふっ素重合体からなる潤滑膜が形成されている。
動部品は、相手部材との間で相対的に転がり接触または
すべり接触が生ずるもので、接触面に、ポリテトラフル
オロエチレン樹脂からなる粒子を分散混入した官能基付
きの含ふっ素重合体からなる潤滑膜が形成されている。
【０００７】本発明の第２の転がり摺動部品は、相手部
材との間で相対的に転がり接触またはすべり接触が生ず
るもので、接触面に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂
からなる粒子を分散混入した含ふっ素ポリウレタン高分
子化合物からなる固体状の潤滑膜が形成されている。
材との間で相対的に転がり接触またはすべり接触が生ず
るもので、接触面に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂
からなる粒子を分散混入した含ふっ素ポリウレタン高分
子化合物からなる固体状の潤滑膜が形成されている。
【０００８】なお、前述の固体状の潤滑膜は、分子間が
ウレタン結合した３次元の網状構造を有している。ま
た、固体状の潤滑膜は、流動可能な含ふっ素重合体が分
散添加されている。この流動可能な含ふっ素重合体は官
能基を有していないもの、例えば官能基なしのパーフル
オロポリエーテルなどの含ふっ素重合体とするのが好ま
しい。さらに、前述の粒子は、球状とされる。この場
合、潤滑膜としては、球状の粒子の最大粒子径に近似し
た膜厚に設定するのが好ましい。
ウレタン結合した３次元の網状構造を有している。ま
た、固体状の潤滑膜は、流動可能な含ふっ素重合体が分
散添加されている。この流動可能な含ふっ素重合体は官
能基を有していないもの、例えば官能基なしのパーフル
オロポリエーテルなどの含ふっ素重合体とするのが好ま
しい。さらに、前述の粒子は、球状とされる。この場
合、潤滑膜としては、球状の粒子の最大粒子径に近似し
た膜厚に設定するのが好ましい。
【０００９】上記本発明では、ポリテトラフルオロエチ
レン樹脂からなる粒子が潤滑性だけでなく耐荷重性に優
れたものなので、潤滑膜全体の荷重負担能力が増すこと
になる。
レン樹脂からなる粒子が潤滑性だけでなく耐荷重性に優
れたものなので、潤滑膜全体の荷重負担能力が増すこと
になる。
【００１０】また、潤滑膜を含ふっ素ポリウレタン高分
子化合物からなる固体状とする場合には、分子間が密に
詰まった均質な構造であるので、潤滑作用が長期的に継
続できるようになる。しかも、この固体状の潤滑膜に含
ふっ素重合体を流動可能な状態で分散添加している場合
では、この流動可能な含ふっ素重合体が膜表面から滲み
出て潤滑作用に寄与する。
子化合物からなる固体状とする場合には、分子間が密に
詰まった均質な構造であるので、潤滑作用が長期的に継
続できるようになる。しかも、この固体状の潤滑膜に含
ふっ素重合体を流動可能な状態で分散添加している場合
では、この流動可能な含ふっ素重合体が膜表面から滲み
出て潤滑作用に寄与する。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の詳細を図１および図６に
示す実施例に基づいて説明する。
示す実施例に基づいて説明する。
【００１２】図１および図２は本発明の一実施例にかか
り、図１は、転がり軸受の上半分の縦断面図、図２は、
潤滑膜を模式的に示す断面拡大図である。ここでは、転
がり摺動部品として転がり軸受を例示している。
り、図１は、転がり軸受の上半分の縦断面図、図２は、
潤滑膜を模式的に示す断面拡大図である。ここでは、転
がり摺動部品として転がり軸受を例示している。
【００１３】図中、Ａは深溝型玉軸受と呼ばれる転がり
軸受の全体を示しており、１は内輪、２は外輪、３は球
状の転動体、４は冠形の保持器、５は潤滑膜である。な
お、図示例では、転がり軸受Ａに密封装置を持たない開
放形としている。
軸受の全体を示しており、１は内輪、２は外輪、３は球
状の転動体、４は冠形の保持器、５は潤滑膜である。な
お、図示例では、転がり軸受Ａに密封装置を持たない開
放形としている。
【００１４】内・外輪１，２は、耐食性材料により形成
されている。この耐食性材料としては、例えばＪＩＳ規
格ＳＵＳ４４０Ｃなどのマルテンサイト系ステンレス
鋼、例えばＪＩＳ規格ＳＵＳ６３０などの析出硬化型ス
テンレス鋼に適当な硬化熱処理を施した金属材などが挙
げられる。また、軽荷重用途では、例えばＪＩＳ規格Ｓ
ＵＳ３０４などのオーステナイト系ステンレス鋼でもよ
い。
されている。この耐食性材料としては、例えばＪＩＳ規
格ＳＵＳ４４０Ｃなどのマルテンサイト系ステンレス
鋼、例えばＪＩＳ規格ＳＵＳ６３０などの析出硬化型ス
テンレス鋼に適当な硬化熱処理を施した金属材などが挙
げられる。また、軽荷重用途では、例えばＪＩＳ規格Ｓ
ＵＳ３０４などのオーステナイト系ステンレス鋼でもよ
い。
【００１５】転動体３は、セラミックス材により形成さ
れている。このセラミックス材としては、焼結助剤とし
て、イットリア（Ｙ2Ｏ3）およびアルミナ（Ａｌ
2Ｏ3）、その他、適宜、窒化アルミ（ＡｌＮ）、酸化チ
タン（ＴｉＯ2）、スピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）を用いた
窒化けい素（Ｓｉ3Ｎ4）を主体とするものの他、アルミ
ナ（Ａｌ2Ｏ3）や炭化けい素（ＳｉＣ）、ジルコニア
（ＺｒＯ2）、窒化アルミ（ＡｌＮ）などを用いること
ができる。
れている。このセラミックス材としては、焼結助剤とし
て、イットリア（Ｙ2Ｏ3）およびアルミナ（Ａｌ
2Ｏ3）、その他、適宜、窒化アルミ（ＡｌＮ）、酸化チ
タン（ＴｉＯ2）、スピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）を用いた
窒化けい素（Ｓｉ3Ｎ4）を主体とするものの他、アルミ
ナ（Ａｌ2Ｏ3）や炭化けい素（ＳｉＣ）、ジルコニア
（ＺｒＯ2）、窒化アルミ（ＡｌＮ）などを用いること
ができる。
【００１６】保持器４は、合成樹脂材料やＳＰＣＣ材な
どの低炭素鋼、ＳＵＳ３０４などのステンレス鋼などに
より形成されている。合成樹脂材料としては、耐熱性を
有する熱可塑性樹脂、例えば５〜１０ｗｔ％のポリテト
ラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）および１０〜２０
ｗｔ％のグラファイトが充填された熱可塑性ポリイミド
樹脂（ＴＰＩ）の他、ポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦ
Ｅ）などのふっ素系樹脂やポリエーテルエーテルケトン
（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰ
Ｓ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテ
ルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、
ナイロン４６などのエンジニアリングプラスチックスな
どが挙げられる。これらの樹脂には、適宜、ガラス繊維
などの強化繊維が添加されてもよい。添加しない場合
は、強度が低下するが、ポケット面で露出繊維が摩耗し
て軌道面にかみ込むのを回避することができる。
どの低炭素鋼、ＳＵＳ３０４などのステンレス鋼などに
より形成されている。合成樹脂材料としては、耐熱性を
有する熱可塑性樹脂、例えば５〜１０ｗｔ％のポリテト
ラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）および１０〜２０
ｗｔ％のグラファイトが充填された熱可塑性ポリイミド
樹脂（ＴＰＩ）の他、ポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦ
Ｅ）などのふっ素系樹脂やポリエーテルエーテルケトン
（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰ
Ｓ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテ
ルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、
ナイロン４６などのエンジニアリングプラスチックスな
どが挙げられる。これらの樹脂には、適宜、ガラス繊維
などの強化繊維が添加されてもよい。添加しない場合
は、強度が低下するが、ポケット面で露出繊維が摩耗し
て軌道面にかみ込むのを回避することができる。
【００１７】そして、転がり軸受Ａにおいて、内・外輪
１，２、転動体３および保持器４の全表面には、下記す
る潤滑膜５が形成されている。
１，２、転動体３および保持器４の全表面には、下記す
る潤滑膜５が形成されている。
【００１８】潤滑膜５は、図２に示すように、例えばポ
リテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）からなる粒
子６を分散混入した官能基付きの含ふっ素重合体からな
り、流動性を有する状態になっている。官能基付きの含
ふっ素重合体としては、フルオロポリエーテル重合体ま
たはポリフルオロアルキル重合体が好ましい。フルオロ
ポリエーテル重合体は、−ＣXＦ2X−Ｏ−という一般式
（Ｘは１〜４の整数）で示される単位を主要構造単位と
し、いずれも数平均分子量が１０００〜５００００の重
合体とするものが挙げられる。ポリフルオロアルキル重
合体は、下記化学式１に示すものが挙げられる。また、
前述の官能基は、金属に対して親和性の高いもの（例え
ばエポキシ基、アミノ基、カルボキシル基、水酸基、メ
ルカプト基、スルフォン基またはエステル基など）が好
ましく、例えば下記化学式２，３に示すものが挙げられ
る。このような含ふっ素重合体は、単独で用いるか、ま
たは２種以上を併用して用いてもよい。その場合は、よ
り耐摩耗性の優れた膜が得られるように、組み合わされ
た基が互いに反応して重合体をより高分子量化させるよ
うに配慮するのが望ましい。さらに、粒子６となるＰＴ
ＦＥとしては、球状とするのが望ましく、例えばセント
ラル硝子（株）製の商品名セラルーブＶなどが好適に用
いられる。
リテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）からなる粒
子６を分散混入した官能基付きの含ふっ素重合体からな
り、流動性を有する状態になっている。官能基付きの含
ふっ素重合体としては、フルオロポリエーテル重合体ま
たはポリフルオロアルキル重合体が好ましい。フルオロ
ポリエーテル重合体は、−ＣXＦ2X−Ｏ−という一般式
（Ｘは１〜４の整数）で示される単位を主要構造単位と
し、いずれも数平均分子量が１０００〜５００００の重
合体とするものが挙げられる。ポリフルオロアルキル重
合体は、下記化学式１に示すものが挙げられる。また、
前述の官能基は、金属に対して親和性の高いもの（例え
ばエポキシ基、アミノ基、カルボキシル基、水酸基、メ
ルカプト基、スルフォン基またはエステル基など）が好
ましく、例えば下記化学式２，３に示すものが挙げられ
る。このような含ふっ素重合体は、単独で用いるか、ま
たは２種以上を併用して用いてもよい。その場合は、よ
り耐摩耗性の優れた膜が得られるように、組み合わされ
た基が互いに反応して重合体をより高分子量化させるよ
うに配慮するのが望ましい。さらに、粒子６となるＰＴ
ＦＥとしては、球状とするのが望ましく、例えばセント
ラル硝子（株）製の商品名セラルーブＶなどが好適に用
いられる。
【００１９】
【化１】
【００２０】
【化２】
【００２１】
【化３】
【００２２】前述の官能基付きの含ふっ素重合体とし
て、より詳しくは、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰ
Ｅ）あるいはその誘導体との混合物、具体的に例えばモ
ンテカチーニ社の商品名フォンブリン（FONBLIN）Ｙス
タンダード、フォンブリンエマルジョン（FE20、EM04な
ど）またはフォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DEAL、FO
NBLIN Z DIAC、FONBLIN Z DISOC、FONBLIN Z DOL、FONB
LIN Z DOLTX2000、FONBLIN Z TETRAOLなど）が好適に用
いられる。これら例示したものは、いずれも濃度が濃
く、金属に対する親和性がきわめて悪いので、そのまま
では膜状に付着させることが困難である。そのため、下
記するような方法で形成するのが好ましい。次に、上述
した潤滑膜５の形成方法の一例を説明する。
て、より詳しくは、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰ
Ｅ）あるいはその誘導体との混合物、具体的に例えばモ
ンテカチーニ社の商品名フォンブリン（FONBLIN）Ｙス
タンダード、フォンブリンエマルジョン（FE20、EM04な
ど）またはフォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DEAL、FO
NBLIN Z DIAC、FONBLIN Z DISOC、FONBLIN Z DOL、FONB
LIN Z DOLTX2000、FONBLIN Z TETRAOLなど）が好適に用
いられる。これら例示したものは、いずれも濃度が濃
く、金属に対する親和性がきわめて悪いので、そのまま
では膜状に付着させることが困難である。そのため、下
記するような方法で形成するのが好ましい。次に、上述
した潤滑膜５の形成方法の一例を説明する。
【００２３】（ａ） 潤滑膜５を得るための溶液を用意
し、この溶液中に内・外輪１，２、転動体３および保持
器４をそれぞれ個別に浸漬するか、あるいはそれらを組
み立てて完成状態とした転がり軸受Ａを浸漬して数回回
転させることにより、内・外輪１，２、転動体３および
保持器４の表面全体に液状膜を付着させる（付着処
理）。この溶液の付着はスプレーを用いて行うこともで
きる。ここで用意する溶液は、例えばフォンブリンエマ
ルジョンＦＥ２０（フォンブリン濃度２０ｍａｓｓ％）
を適当な希釈溶媒でフォンブリン濃度を０．２５ｍａｓ
ｓ％にまで希釈したものに対して、粒子径が約１〜２μ
ｍの球状の粒子６を例えば１〜１０ｗｔ％分散混入した
ものである。なお、前述の希釈溶媒は、メタノール溶
液、アルコール溶液や水などの揮発性のものの他、代替
フロンとしてのふっ素系溶剤ＳＶ９０Ｄなどとすること
ができる。
し、この溶液中に内・外輪１，２、転動体３および保持
器４をそれぞれ個別に浸漬するか、あるいはそれらを組
み立てて完成状態とした転がり軸受Ａを浸漬して数回回
転させることにより、内・外輪１，２、転動体３および
保持器４の表面全体に液状膜を付着させる（付着処
理）。この溶液の付着はスプレーを用いて行うこともで
きる。ここで用意する溶液は、例えばフォンブリンエマ
ルジョンＦＥ２０（フォンブリン濃度２０ｍａｓｓ％）
を適当な希釈溶媒でフォンブリン濃度を０．２５ｍａｓ
ｓ％にまで希釈したものに対して、粒子径が約１〜２μ
ｍの球状の粒子６を例えば１〜１０ｗｔ％分散混入した
ものである。なお、前述の希釈溶媒は、メタノール溶
液、アルコール溶液や水などの揮発性のものの他、代替
フロンとしてのふっ素系溶剤ＳＶ９０Ｄなどとすること
ができる。
【００２４】（ｂ） 液状膜を付着した転がり軸受Ａの
全体を４０〜５０度で約３分間加熱し、液状膜に含む溶
媒を除去する（乾燥処理）。
全体を４０〜５０度で約３分間加熱し、液状膜に含む溶
媒を除去する（乾燥処理）。
【００２５】（ｃ） この後、軸受使用環境での雰囲気
温度を考慮して、例えば１００〜２００℃で１５〜３０
分間、加熱する（仕上げ乾燥処理）。これにより、転が
り軸受Ａの動作時に溶媒や油成分などの不要な発塵がな
い流動性を有する潤滑膜５が得られる。
温度を考慮して、例えば１００〜２００℃で１５〜３０
分間、加熱する（仕上げ乾燥処理）。これにより、転が
り軸受Ａの動作時に溶媒や油成分などの不要な発塵がな
い流動性を有する潤滑膜５が得られる。
【００２６】このようにすれば、転がり軸受Ａの構成要
素に潤滑膜５を好適な膜厚で形成することができる。な
お、（ａ）、（ｂ）は必要に応じて数回繰り返すように
してもよく、最終的には、潤滑膜５の膜厚を粒子６の最
大粒子径に近似させて例えば約１〜２μｍに設定する。
このようにして形成した潤滑膜５は、図２に示すよう
に、粒子６の上方が露出していないとともに粒子６の下
方にも潤滑膜５の一部が介在する状態になっており、全
体的には表面がほぼ平坦となっている。なお、粒子６は
潤滑膜５の全面積の２５〜５０％を占める量となるよう
に設定される。下限の２５％未満であれば耐荷重性にそ
れ程効果はなく、上限の５０％を越えると含ふっ素重合
体の有する潤滑特性が低下すると共に、粒子６の剥離が
生じ発塵源となる。
素に潤滑膜５を好適な膜厚で形成することができる。な
お、（ａ）、（ｂ）は必要に応じて数回繰り返すように
してもよく、最終的には、潤滑膜５の膜厚を粒子６の最
大粒子径に近似させて例えば約１〜２μｍに設定する。
このようにして形成した潤滑膜５は、図２に示すよう
に、粒子６の上方が露出していないとともに粒子６の下
方にも潤滑膜５の一部が介在する状態になっており、全
体的には表面がほぼ平坦となっている。なお、粒子６は
潤滑膜５の全面積の２５〜５０％を占める量となるよう
に設定される。下限の２５％未満であれば耐荷重性にそ
れ程効果はなく、上限の５０％を越えると含ふっ素重合
体の有する潤滑特性が低下すると共に、粒子６の剥離が
生じ発塵源となる。
【００２７】以上説明した転がり軸受Ａは、内・外輪
１，２と転動体３との転動、摺動部位、保持器４と内輪
１または外輪２との摺動部位、ならびに転動体３と保持
器４との接触部位が潤滑膜５を介在した接触となり、軸
受構成要素どうしが直接的に接触することが無くなる。
しかも、潤滑膜５そのものが転動、摺動動作に伴う摩耗
や発塵がきわめて少ないから、長期にわたって軸受構成
要素どうしの直接的な接触を回避できるようになり、長
寿命化を達成できるようになる。しかも、潤滑膜５中の
粒子６によって荷重に対する緩衝作用が増すので、耐荷
重性が向上する。ちなみに、耐荷重性については、粒子
６を混入していない潤滑膜５の場合、荷重負担能力の上
限値が約１５０ｋｇｆ／ｍｍ2であるのに対して、粒子
６を混入した潤滑膜５の場合だと、２００ｋｇｆ／ｍｍ
2にと向上する。特に粒子６が球状であると、荷重の分
散が広くなり、大きな緩衝作用を得ることができる。さ
らに、実施例では、軸受構成要素の全表面に潤滑膜５を
形成しているから、耐食性環境での使用において腐食防
止効果が強くなり、別途腐食防止処理を施さなくて済
む。
１，２と転動体３との転動、摺動部位、保持器４と内輪
１または外輪２との摺動部位、ならびに転動体３と保持
器４との接触部位が潤滑膜５を介在した接触となり、軸
受構成要素どうしが直接的に接触することが無くなる。
しかも、潤滑膜５そのものが転動、摺動動作に伴う摩耗
や発塵がきわめて少ないから、長期にわたって軸受構成
要素どうしの直接的な接触を回避できるようになり、長
寿命化を達成できるようになる。しかも、潤滑膜５中の
粒子６によって荷重に対する緩衝作用が増すので、耐荷
重性が向上する。ちなみに、耐荷重性については、粒子
６を混入していない潤滑膜５の場合、荷重負担能力の上
限値が約１５０ｋｇｆ／ｍｍ2であるのに対して、粒子
６を混入した潤滑膜５の場合だと、２００ｋｇｆ／ｍｍ
2にと向上する。特に粒子６が球状であると、荷重の分
散が広くなり、大きな緩衝作用を得ることができる。さ
らに、実施例では、軸受構成要素の全表面に潤滑膜５を
形成しているから、耐食性環境での使用において腐食防
止効果が強くなり、別途腐食防止処理を施さなくて済
む。
【００２８】ところで、本発明は上記実施例のみに限定
されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００２９】（１） 上記実施例では、転がり摺動部品
として深溝型玉軸受などの転がり軸受Ａを引用している
が、転がり軸受の形式は特に限定されない。また、転が
り摺動部品としては、ボールねじや直動型軸受などの転
動・摺動部位、さらに他の種々な機械部品などの転動・
摺動部位に本発明を適用できる。
として深溝型玉軸受などの転がり軸受Ａを引用している
が、転がり軸受の形式は特に限定されない。また、転が
り摺動部品としては、ボールねじや直動型軸受などの転
動・摺動部位、さらに他の種々な機械部品などの転動・
摺動部位に本発明を適用できる。
【００３０】（２） 上記実施例では、潤滑膜５を内・
外輪１，２、転動体３、保持器４のすべてに形成してい
るが、内・外輪１，２だけ、あるいは転動体３だけに形
成することができる。
外輪１，２、転動体３、保持器４のすべてに形成してい
るが、内・外輪１，２だけ、あるいは転動体３だけに形
成することができる。
【００３１】（３） 上記実施例では、潤滑膜５を内・
外輪１，２、転動体３、保持器４の全表面に形成してい
るが、例えば図３に示すように、内輪１の外周面、外輪
２の内周面、転動体３、保持器４の内面（転動体３との
接触部位）に潤滑膜５を形成してもよい。なお、図３で
は、密封装置を内蔵したタイプを示している。つまり、
内・外輪１，２に対しては、その軌道面や保持器案内面
（例えば内輪案内の場合であれば内輪１の肩部外周面、
外輪案内の場合であれば外輪２の肩部内周面）に、ま
た、保持器４に対しては、その内面や案内面（例えば内
輪案内の場合であれば内周面、外輪案内の場合であれば
外周面）に形成してもよい。この場合、転がり軸受Ａを
完成状態としてから用意した溶液を内・外輪１，２間に
スポイドなどにより数滴、注入し、数回回転させること
により付着させるか、あるいは不要箇所をマスキングし
ておいて、軸受として組み立てる前に各単体を上記
（ａ）で用意する溶液中に浸漬することにより付着させ
ることが考えられる。
外輪１，２、転動体３、保持器４の全表面に形成してい
るが、例えば図３に示すように、内輪１の外周面、外輪
２の内周面、転動体３、保持器４の内面（転動体３との
接触部位）に潤滑膜５を形成してもよい。なお、図３で
は、密封装置を内蔵したタイプを示している。つまり、
内・外輪１，２に対しては、その軌道面や保持器案内面
（例えば内輪案内の場合であれば内輪１の肩部外周面、
外輪案内の場合であれば外輪２の肩部内周面）に、ま
た、保持器４に対しては、その内面や案内面（例えば内
輪案内の場合であれば内周面、外輪案内の場合であれば
外周面）に形成してもよい。この場合、転がり軸受Ａを
完成状態としてから用意した溶液を内・外輪１，２間に
スポイドなどにより数滴、注入し、数回回転させること
により付着させるか、あるいは不要箇所をマスキングし
ておいて、軸受として組み立てる前に各単体を上記
（ａ）で用意する溶液中に浸漬することにより付着させ
ることが考えられる。
【００３２】（４） 上記実施例では、流動性を有する
潤滑膜５を例示しているが、下記するような固体状の潤
滑膜５も本発明に含む。図４は、固体状の潤滑膜の構造
を模式的に表した構造図、図５は、固体状の潤滑膜の硬
化前の状態での性状分析結果を示すグラフ、図６は、固
体状の潤滑膜の硬化後の状態での性状分析結果を示すグ
ラフである。
潤滑膜５を例示しているが、下記するような固体状の潤
滑膜５も本発明に含む。図４は、固体状の潤滑膜の構造
を模式的に表した構造図、図５は、固体状の潤滑膜の硬
化前の状態での性状分析結果を示すグラフ、図６は、固
体状の潤滑膜の硬化後の状態での性状分析結果を示すグ
ラフである。
【００３３】前述の固体状の潤滑膜５は、ポリテトラフ
ルオロエチレン樹脂からなる粒子６を分散混入した含ふ
っ素ポリウレタン高分子化合物からなる。粒子６は、上
述したものと同様である。含ふっ素ポリウレタン高分子
化合物は、−ＣXＦ2X−Ｏ−という一般式（Ｘは１〜４
の整数）で示される単位を主要構造単位とし、いずれも
平均分子量が数百万以上で硬化反応により分子間がウレ
タン結合した３次元の網状構造を有している。３次元の
網状構造とは、化学構造上の表現であって、膜の断面が
網状になっているのではなく、分子間が網状のように連
続してつながって密に詰まった均質な構造になっている
ことを意味している。このような化合物としては、下記
化学式４に示すような末端がイソシアネートの官能基付
き含ふっ素重合体を用いて、化学構造を変化させたもの
とすることができる。前述の末端がイソシアネートの官
能基付き含ふっ素重合体としては、パーフルオロポリエ
ーテル（ＰＦＰＥ）の誘導体、具体的に例えばモンテカ
チーニ社の商品名フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DI
SOCなど）が好適に用いられる。
ルオロエチレン樹脂からなる粒子６を分散混入した含ふ
っ素ポリウレタン高分子化合物からなる。粒子６は、上
述したものと同様である。含ふっ素ポリウレタン高分子
化合物は、−ＣXＦ2X−Ｏ−という一般式（Ｘは１〜４
の整数）で示される単位を主要構造単位とし、いずれも
平均分子量が数百万以上で硬化反応により分子間がウレ
タン結合した３次元の網状構造を有している。３次元の
網状構造とは、化学構造上の表現であって、膜の断面が
網状になっているのではなく、分子間が網状のように連
続してつながって密に詰まった均質な構造になっている
ことを意味している。このような化合物としては、下記
化学式４に示すような末端がイソシアネートの官能基付
き含ふっ素重合体を用いて、化学構造を変化させたもの
とすることができる。前述の末端がイソシアネートの官
能基付き含ふっ素重合体としては、パーフルオロポリエ
ーテル（ＰＦＰＥ）の誘導体、具体的に例えばモンテカ
チーニ社の商品名フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DI
SOCなど）が好適に用いられる。
【００３４】
【化４】
【００３５】次に、上述した固体状の潤滑膜５の形成方
法の一例を説明する。
法の一例を説明する。
【００３６】（ａ） 固体状の潤滑膜５を得るための溶
液を用意し、この溶液を用いて転がり軸受Ａの任意の必
要部位に液状膜を付着させる（付着処理）。ここで用意
する溶液は、末端がイソシアネートの官能基付き含ふっ
素重合体〔フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISO
C）〕を希釈溶媒（ふっ素系溶剤ＳＶ９０Ｄ）で含ふっ
素重合体の濃度を１ｍａｓｓ％にまで希釈したものに対
して、約１〜２μｍの直径を有する球状の粒子６を例え
ば２ｗｔ％分散混入したものとする。
液を用意し、この溶液を用いて転がり軸受Ａの任意の必
要部位に液状膜を付着させる（付着処理）。ここで用意
する溶液は、末端がイソシアネートの官能基付き含ふっ
素重合体〔フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISO
C）〕を希釈溶媒（ふっ素系溶剤ＳＶ９０Ｄ）で含ふっ
素重合体の濃度を１ｍａｓｓ％にまで希釈したものに対
して、約１〜２μｍの直径を有する球状の粒子６を例え
ば２ｗｔ％分散混入したものとする。
【００３７】（ｂ） 液状膜を付着した対象のみあるい
は転がり軸受Ａの全体を４０〜５０℃で約１分間加熱
し、液状膜に含む溶媒を除去する（乾燥処理）。この時
点では、液状膜のままであり、流動性を有している。
は転がり軸受Ａの全体を４０〜５０℃で約１分間加熱
し、液状膜に含む溶媒を除去する（乾燥処理）。この時
点では、液状膜のままであり、流動性を有している。
【００３８】（ｃ） この後、例えば１００〜２００℃
で２０時間、加熱する（硬化処理）。これにより、液状
膜の化学構造が変化することにより硬化反応して固体状
の潤滑膜５が得られる。ちなみに、この硬化処理では、
液状膜に存在している官能基付き含ふっ素重合体の個々
について、下記化学式５〜８に示すような４種の硬化反
応でもって末端のイソシアネート（ＮＣＯ）が消失し、
各官能基付き含ふっ素重合体が互いにウレタン結合する
ことにより３次元の網状構造となる。ウレタン結合は、
化学式５，６に示すような硬化反応でもって、図４
（ａ）に模式的に示すように直線的に架橋するととも
に、化学式７，８に示すような硬化反応でもって、図４
（ｂ）に模式的に示すように３次元方向で架橋する。な
お、図４では、下記化学式９に示すように、上記化学式
４を簡略化して模式的に表している。
で２０時間、加熱する（硬化処理）。これにより、液状
膜の化学構造が変化することにより硬化反応して固体状
の潤滑膜５が得られる。ちなみに、この硬化処理では、
液状膜に存在している官能基付き含ふっ素重合体の個々
について、下記化学式５〜８に示すような４種の硬化反
応でもって末端のイソシアネート（ＮＣＯ）が消失し、
各官能基付き含ふっ素重合体が互いにウレタン結合する
ことにより３次元の網状構造となる。ウレタン結合は、
化学式５，６に示すような硬化反応でもって、図４
（ａ）に模式的に示すように直線的に架橋するととも
に、化学式７，８に示すような硬化反応でもって、図４
（ｂ）に模式的に示すように３次元方向で架橋する。な
お、図４では、下記化学式９に示すように、上記化学式
４を簡略化して模式的に表している。
【００３９】
【化５】
【００４０】
【化６】
【００４１】
【化７】
【００４２】
【化８】
【００４３】
【化９】
【００４４】このようにすれば、転がり軸受Ａの必要部
位に固体状の潤滑膜５を好適な膜厚で形成することがで
きる。なお、（ａ）、（ｂ）は必要に応じて数回繰り返
すようにしてもよく、最終的には、用途に応じて、潤滑
膜５の膜厚を例えば１〜２μｍの範囲で適宜に設定する
ことができる。
位に固体状の潤滑膜５を好適な膜厚で形成することがで
きる。なお、（ａ）、（ｂ）は必要に応じて数回繰り返
すようにしてもよく、最終的には、用途に応じて、潤滑
膜５の膜厚を例えば１〜２μｍの範囲で適宜に設定する
ことができる。
【００４５】このようにして得られた固体状の潤滑膜５
は、上記流動性を有する場合と同様に、図２に示すよう
に、粒子６の直径に近似した膜厚となっていて、粒子６
の上方が露出していないとともに粒子６の下方にも潤滑
膜５の一部が介在する状態になっており、全体的には表
面がほぼ平坦となっている。また、この固体状の潤滑膜
５は、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）の固体成
分が３ｗｔ％、液体成分が０．７５ｗｔ％、ポリテトラ
フルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）が２ｗｔ％存在して
いる。
は、上記流動性を有する場合と同様に、図２に示すよう
に、粒子６の直径に近似した膜厚となっていて、粒子６
の上方が露出していないとともに粒子６の下方にも潤滑
膜５の一部が介在する状態になっており、全体的には表
面がほぼ平坦となっている。また、この固体状の潤滑膜
５は、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）の固体成
分が３ｗｔ％、液体成分が０．７５ｗｔ％、ポリテトラ
フルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）が２ｗｔ％存在して
いる。
【００４６】ここで、（ａ）で用意した溶液を濃縮乾燥
しただけの状態（流動性がある状態）と、（ａ）で用意
した溶液をステンレス鋼板などの試料に付着して硬化し
た状態とについて、その性状を分析したので説明する。
しただけの状態（流動性がある状態）と、（ａ）で用意
した溶液をステンレス鋼板などの試料に付着して硬化し
た状態とについて、その性状を分析したので説明する。
【００４７】前者は、ＦＴ−ＩＲ法（フーリエ変換−赤
外分光、液膜法）で分析している。その結果は、図５の
グラフに示すように、ふっ素系のピーク以外にＮＨ（３
３００ｃｍ-1）、Ｎ＝Ｃ＝Ｏ（２２７９ｃｍ-1）、Ｎ
（Ｈ）Ｃ＝Ｏ（１７１２ｃｍ-1，１５４６ｃｍ-1）、ベ
ンゼン（１６００ｃｍ-1）などのピークが見られ、ベン
ゼン環、ウレタン結合、イソシアネートが官能基として
存在していることが確認できる。ここでは、薄膜と厚膜
との場合についてそれぞれ調べているが、膜厚に関係な
く分析が行えた。後者は、ＦＴ−ＩＲ法（フーリエ変換
−赤外分光、高感度反射法）で分析している。その結果
は、図６のグラフに示すように、ベンゼン環やウレタン
結合のピークが見られるが、イソシアネートのピークが
見られない。つまり、これらの結果に基づき、上記化学
式５〜８に示す硬化反応による官能基の化学構造変化が
確認される。
外分光、液膜法）で分析している。その結果は、図５の
グラフに示すように、ふっ素系のピーク以外にＮＨ（３
３００ｃｍ-1）、Ｎ＝Ｃ＝Ｏ（２２７９ｃｍ-1）、Ｎ
（Ｈ）Ｃ＝Ｏ（１７１２ｃｍ-1，１５４６ｃｍ-1）、ベ
ンゼン（１６００ｃｍ-1）などのピークが見られ、ベン
ゼン環、ウレタン結合、イソシアネートが官能基として
存在していることが確認できる。ここでは、薄膜と厚膜
との場合についてそれぞれ調べているが、膜厚に関係な
く分析が行えた。後者は、ＦＴ−ＩＲ法（フーリエ変換
−赤外分光、高感度反射法）で分析している。その結果
は、図６のグラフに示すように、ベンゼン環やウレタン
結合のピークが見られるが、イソシアネートのピークが
見られない。つまり、これらの結果に基づき、上記化学
式５〜８に示す硬化反応による官能基の化学構造変化が
確認される。
【００４８】以上説明した固体状の潤滑膜５は、それ自
体が３次元の網状構造をもって、被覆対象上に緻密に被
覆されるとともに自己潤滑性を有するため、上記実施例
よりもさらに一層長期にわたって優れた回転特性を発揮
できるようになる。この他、耐荷重性についても、上記
実施例と同様となる。また、潤滑膜５そのものと粒子６
とは同じふっ素系なのでなじみもよく、粒子６が剥離し
にくくなる。
体が３次元の網状構造をもって、被覆対象上に緻密に被
覆されるとともに自己潤滑性を有するため、上記実施例
よりもさらに一層長期にわたって優れた回転特性を発揮
できるようになる。この他、耐荷重性についても、上記
実施例と同様となる。また、潤滑膜５そのものと粒子６
とは同じふっ素系なのでなじみもよく、粒子６が剥離し
にくくなる。
【００４９】この実施例において、上記（ｃ）の硬化処
理については、加熱に代えて、紫外線、赤外線、γ線、
電子線などの電磁波（光）のエネルギーを利用すること
ができる。また、（ｂ）の乾燥処理は、省略してもよ
い。
理については、加熱に代えて、紫外線、赤外線、γ線、
電子線などの電磁波（光）のエネルギーを利用すること
ができる。また、（ｂ）の乾燥処理は、省略してもよ
い。
【００５０】この固体状の潤滑膜５の場合、含ふっ素ポ
リウレタン高分子化合物中に、フルオロポリエーテルな
どの含ふっ素重合体を流動可能に分散添加した構造とす
ることもできる。この場合、具体的に、上記形成方法の
（ａ）の付着処理において、用意する溶液を、末端がイ
ソシアネートの官能基付き含ふっ素重合体〔例えば商品
名フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISOCなど）〕
と、含ふっ素化合物として官能基なし含ふっ素重合体
〔例えば商品名フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z-60な
ど）〕とを所定の割合で混合したものとすればよい。こ
の場合では、（ｃ）の硬化処理において、官能基なし含
ふっ素重合体が、官能基付き含ふっ素重合体と結合しな
いので、これが、固体状の潤滑膜５の内部において流動
可能となり、膜表面から滲み出るなどして潤滑作用を発
揮することになる。なお、含ふっ素重合体としては、前
述の官能基なし含ふっ素重合体のみに限定されず、化学
式１０，１１，１２に示すような官能基付き含ふっ素重
合体とすることができる。
リウレタン高分子化合物中に、フルオロポリエーテルな
どの含ふっ素重合体を流動可能に分散添加した構造とす
ることもできる。この場合、具体的に、上記形成方法の
（ａ）の付着処理において、用意する溶液を、末端がイ
ソシアネートの官能基付き含ふっ素重合体〔例えば商品
名フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z DISOCなど）〕
と、含ふっ素化合物として官能基なし含ふっ素重合体
〔例えば商品名フォンブリンＺ誘導体（FONBLIN Z-60な
ど）〕とを所定の割合で混合したものとすればよい。こ
の場合では、（ｃ）の硬化処理において、官能基なし含
ふっ素重合体が、官能基付き含ふっ素重合体と結合しな
いので、これが、固体状の潤滑膜５の内部において流動
可能となり、膜表面から滲み出るなどして潤滑作用を発
揮することになる。なお、含ふっ素重合体としては、前
述の官能基なし含ふっ素重合体のみに限定されず、化学
式１０，１１，１２に示すような官能基付き含ふっ素重
合体とすることができる。
【００５１】
【化１０】
【００５２】
【化１１】
【００５３】
【化１２】
【００５４】
【発明の効果】本発明では、転がり摺動部品の接触面に
発塵性、潤滑性および耐荷重性に優れた潤滑膜を形成し
ているから、高荷重を受ける状況での転動、摺動動作に
伴う摩耗を長期にわたって防止できるなど、長寿命化を
達成できる。
発塵性、潤滑性および耐荷重性に優れた潤滑膜を形成し
ているから、高荷重を受ける状況での転動、摺動動作に
伴う摩耗を長期にわたって防止できるなど、長寿命化を
達成できる。
【００５５】また、潤滑膜を含ふっ素ポリウレタン高分
子化合物からなる固体状とした場合には、分子間が密に
詰まった均質な構造であるので、潤滑作用が長期的に継
続できるようになる。しかも、この固体状の潤滑膜に含
ふっ素重合体を流動可能な状態で分散添加している場合
では、この流動可能な含ふっ素重合体が膜表面から滲み
出て潤滑作用に寄与するので、潤滑性の一層の向上に貢
献できる。
子化合物からなる固体状とした場合には、分子間が密に
詰まった均質な構造であるので、潤滑作用が長期的に継
続できるようになる。しかも、この固体状の潤滑膜に含
ふっ素重合体を流動可能な状態で分散添加している場合
では、この流動可能な含ふっ素重合体が膜表面から滲み
出て潤滑作用に寄与するので、潤滑性の一層の向上に貢
献できる。
【図１】本発明の一実施例にかかる転がり軸受の上半分
の縦断面図
の縦断面図
【図２】潤滑膜を模式的に示す断面拡大図
【図３】本発明の他の実施例にかかる転がり軸受の上半
分の縦断面図
分の縦断面図
【図４】固体状の潤滑膜の構造を模式的に表した構造図
【図５】固体状の潤滑膜の硬化前の状態での性状分析結
果を示すグラフ
果を示すグラフ
【図６】固体状の潤滑膜の硬化後の状態での性状分析結
果を示すグラフ
果を示すグラフ
Ａ 転がり軸受 １ 内輪 ２ 外輪 ３ 転動体 ４ 保持器 ５ 潤滑膜 ６ 粒子
Claims (7)
- 【請求項１】 相手部材との間で相対的に転がり接触ま
たはすべり接触が生ずる転がり摺動部品であって、 接触面に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂からなる粒
子を分散混入した官能基付きの含ふっ素重合体からなる
潤滑膜が形成されている、ことを特徴とする転がり摺動
部品。 - 【請求項２】 相手部材との間で相対的に転がり接触ま
たはすべり接触が生ずる転がり摺動部品であって、 接触面に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂からなる粒
子を分散混入した含ふっ素ポリウレタン高分子化合物か
らなる固体状の潤滑膜が形成されている、ことを特徴と
する転がり摺動部品。 - 【請求項３】 前記固体状の潤滑膜は、分子間がウレタ
ン結合した３次元の網状構造を有している、請求項２に
記載の転がり摺動部品。 - 【請求項４】 前記固体状の潤滑膜は、流動可能な含ふ
っ素重合体が分散添加されている、請求項２または３に
記載の転がり摺動部品。 - 【請求項５】 前記流動可能な含ふっ素重合体が官能基
を有していない、請求項４に記載の転がり摺動部品。 - 【請求項６】 前記粒子は、球状とされる、請求項１ま
たは２に記載の転がり摺動部品。 - 【請求項７】 前記潤滑膜は、前記球状の粒子の最大粒
子径に近似した膜厚に設定される、請求項６に記載の転
がり摺動部品。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25907696A JP3811529B2 (ja) | 1996-04-25 | 1996-09-30 | 転がり摺動部品 |
| US09/125,175 US6121208A (en) | 1996-04-25 | 1997-04-22 | Rolling sliding part |
| EP97917457A EP0896164B1 (en) | 1996-04-25 | 1997-04-22 | Rolling sliding part |
| PCT/JP1997/001374 WO1997040282A1 (en) | 1996-04-25 | 1997-04-22 | Rolling sliding part |
| DE69718902T DE69718902T2 (de) | 1996-04-25 | 1997-04-22 | Wälz-und gleitelement |
| KR10-1998-0706000A KR100473042B1 (ko) | 1996-04-25 | 1997-04-22 | 롤링슬라이드부품 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10498496 | 1996-04-25 | ||
| JP8-104984 | 1996-04-25 | ||
| JP25907696A JP3811529B2 (ja) | 1996-04-25 | 1996-09-30 | 転がり摺動部品 |
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