JP2001027251A - 軸受とその製造方法 - Google Patents
軸受とその製造方法Info
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- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
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- Glass Compositions (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱膨張に伴う回転精度の悪化、面荒れに伴う
振動騒音の発生、小型化に伴う衝撃発生に有効に対処す
る。 【解決手段】 転がり軸受１の構成要素である内輪２お
よび外輪３のそれぞれを、高ケイ素ガラス、ソーダ石灰
ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、ア
ルカリケイ酸ガラス等のケイ酸塩ガラスで形成し、その
製造過程で熱処理を行ってガラスを多結晶化させ、内輪
２および外輪３の熱膨張係数を小さくして熱膨張による
微小寸法変化を抑えると共に、それらのボール転動面２
ａ，３ａの硬さおよび機械的強度を高めて、回転振動お
よび回転振動に起因する回転音を低減し、かつ小型化し
ても衝撃が発生しないようにする。
振動騒音の発生、小型化に伴う衝撃発生に有効に対処す
る。 【解決手段】 転がり軸受１の構成要素である内輪２お
よび外輪３のそれぞれを、高ケイ素ガラス、ソーダ石灰
ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、ア
ルカリケイ酸ガラス等のケイ酸塩ガラスで形成し、その
製造過程で熱処理を行ってガラスを多結晶化させ、内輪
２および外輪３の熱膨張係数を小さくして熱膨張による
微小寸法変化を抑えると共に、それらのボール転動面２
ａ，３ａの硬さおよび機械的強度を高めて、回転振動お
よび回転振動に起因する回転音を低減し、かつ小型化し
ても衝撃が発生しないようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、転がり軸受および
すべり軸受を含む軸受に係り、特に高回転精度、低振動
騒音、低衝撃等が要求される機器に向けて好適な軸受と
その製造方法に関する。
すべり軸受を含む軸受に係り、特に高回転精度、低振動
騒音、低衝撃等が要求される機器に向けて好適な軸受と
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、例えばコンピュータにおける磁気
式あるいは光学式記憶装置に使用されるスピンドルモー
タ等においては、軸受構成要素の熱膨張による微小寸法
変化に起因する回転精度の悪化（ガタの発生）が無視で
きない状況になってきている。また、機器によっては、
軸受部で発生する回転振動並びにこの振動からくる回転
音が大きな問題となっていた。さらには、機器が小型化
すると、使用される軸受も小さくなるため、軸受構成要
素が受ける衝撃の度合が大きくなり、転動体や転動体転
動面が損傷を受け易くなるという問題もあった。
式あるいは光学式記憶装置に使用されるスピンドルモー
タ等においては、軸受構成要素の熱膨張による微小寸法
変化に起因する回転精度の悪化（ガタの発生）が無視で
きない状況になってきている。また、機器によっては、
軸受部で発生する回転振動並びにこの振動からくる回転
音が大きな問題となっていた。さらには、機器が小型化
すると、使用される軸受も小さくなるため、軸受構成要
素が受ける衝撃の度合が大きくなり、転動体や転動体転
動面が損傷を受け易くなるという問題もあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来汎用の
軸受は、軸受鋼やステンレス鋼などの鉄系材料を素材と
する金属製のものがほとんどであるため、その熱膨張係
数は比較的高い値となり、それらの成分組成を多少変更
しても熱膨張係数の低下効果はごくわずかで、上記した
微小寸法変化に起因する回転精度の悪化に対して、有効
な対策を見出せない現状にあった。また、上記した回転
振動の発生は、転がり軸受における転動体転動面または
すべり軸受における軸承面の摩耗や異物かみ込みなどに
よる面荒れが原因となっているので、転動体転動面また
は軸承面の硬さを高くすることによって、その低減が可
能になるが、上記した金属製軸受では高硬度化にも限界
があって、回転振動並びにこの回転振動からくる回転音
を解消することは困難な状況にあった。また、前記した
転動体転動面および軸承面は研磨によって仕上げられる
が、この研磨時の熱による表面異常層（表面軟化層）も
前記面荒れに影響し、前記回転振動の解消をより一層困
難にしていた。さらに、上記した機器の小型化からくる
衝撃の増大に伴う転動体や転動体転動面の損傷は座屈強
度に関係するが、前記した金属製軸受では座屈強度の向
上にも限界があり、その解決も困難な状況にあった。
軸受は、軸受鋼やステンレス鋼などの鉄系材料を素材と
する金属製のものがほとんどであるため、その熱膨張係
数は比較的高い値となり、それらの成分組成を多少変更
しても熱膨張係数の低下効果はごくわずかで、上記した
微小寸法変化に起因する回転精度の悪化に対して、有効
な対策を見出せない現状にあった。また、上記した回転
振動の発生は、転がり軸受における転動体転動面または
すべり軸受における軸承面の摩耗や異物かみ込みなどに
よる面荒れが原因となっているので、転動体転動面また
は軸承面の硬さを高くすることによって、その低減が可
能になるが、上記した金属製軸受では高硬度化にも限界
があって、回転振動並びにこの回転振動からくる回転音
を解消することは困難な状況にあった。また、前記した
転動体転動面および軸承面は研磨によって仕上げられる
が、この研磨時の熱による表面異常層（表面軟化層）も
前記面荒れに影響し、前記回転振動の解消をより一層困
難にしていた。さらに、上記した機器の小型化からくる
衝撃の増大に伴う転動体や転動体転動面の損傷は座屈強
度に関係するが、前記した金属製軸受では座屈強度の向
上にも限界があり、その解決も困難な状況にあった。
【０００４】本発明は、上記した材料特性に関わる種々
の問題点を解決することを課題としてなされたもので、
その目的とするところは、熱膨張に伴う回転精度の悪化
に有効に対処できることはもちろん、面荒れに伴う振動
騒音の発生や小型化に伴う衝撃にも有効に対処できる軸
受を提供し、併せてこのような軸受を得るための製造方
法を提供することにある。
の問題点を解決することを課題としてなされたもので、
その目的とするところは、熱膨張に伴う回転精度の悪化
に有効に対処できることはもちろん、面荒れに伴う振動
騒音の発生や小型化に伴う衝撃にも有効に対処できる軸
受を提供し、併せてこのような軸受を得るための製造方
法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る軸受は、転
がり軸受とすべり軸受とを問わないもので、転がり軸受
として構成する場合は、その内輪および外輪の全体また
は少なくとも転動体転動面を含む表層部を多結晶化した
ガラスにより形成し、一方、すべり軸受として構成する
場合は、軸を支承する軸受本体の全体または少なくとも
軸承面を含む表層部と前記軸の全体または少なくとも軸
受本体に支承される部分の表層部とを多結晶化したガラ
スにより形成する。ここで、転がり軸受として構成する
場合は、内輪および外輪以外にも転動体（ボール、こ
ろ）の全体または表層部を多結晶化したガラスにより形
成するようにしてもよい。また、滑り軸受としては、液
体循環軸受や空気循環軸受などもあるが、本発明は、こ
れら流体軸受をも包含することができる。
がり軸受とすべり軸受とを問わないもので、転がり軸受
として構成する場合は、その内輪および外輪の全体また
は少なくとも転動体転動面を含む表層部を多結晶化した
ガラスにより形成し、一方、すべり軸受として構成する
場合は、軸を支承する軸受本体の全体または少なくとも
軸承面を含む表層部と前記軸の全体または少なくとも軸
受本体に支承される部分の表層部とを多結晶化したガラ
スにより形成する。ここで、転がり軸受として構成する
場合は、内輪および外輪以外にも転動体（ボール、こ
ろ）の全体または表層部を多結晶化したガラスにより形
成するようにしてもよい。また、滑り軸受としては、液
体循環軸受や空気循環軸受などもあるが、本発明は、こ
れら流体軸受をも包含することができる。
【０００６】本発明に係る軸受において、上記ガラス
は、結晶化可能であれば特にその種類を問うものではな
く、例えばケイ酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、リン酸塩
ガラス等を用いることができる。ただし、これらガラス
の中では、機械的強度、耐熱性に優れているところから
ケイ酸塩ガラスを用いるのが望ましい。この場合、ケイ
酸塩ガラスとしては、高ケイ酸ガラス（石英ガラス）、
ソーダ石灰ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸
ガラス、アルカリケイ酸ガラスのうちの一種を選択する
ことができる。このようなケイ酸塩ガラスは、成形後、
熱処理することにより多結晶化し、熱膨張係数が小さく
なるばかりか、硬さが高くなり、その上、機械的強度や
耐熱性あるいは耐食性も向上するようになる。
は、結晶化可能であれば特にその種類を問うものではな
く、例えばケイ酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、リン酸塩
ガラス等を用いることができる。ただし、これらガラス
の中では、機械的強度、耐熱性に優れているところから
ケイ酸塩ガラスを用いるのが望ましい。この場合、ケイ
酸塩ガラスとしては、高ケイ酸ガラス（石英ガラス）、
ソーダ石灰ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸
ガラス、アルカリケイ酸ガラスのうちの一種を選択する
ことができる。このようなケイ酸塩ガラスは、成形後、
熱処理することにより多結晶化し、熱膨張係数が小さく
なるばかりか、硬さが高くなり、その上、機械的強度や
耐熱性あるいは耐食性も向上するようになる。
【０００７】上記した軸受を製造するには、内輪、外
輪、転動体、軸受本体等の軸受構成要素の全体をガラス
で形成する場合は、溶融ガラスを用いて成形した後、ガ
ラス結晶化のための熱処理を行うようにすればよく、一
方、前記軸受構成要素の表層部のみをガラスで形成する
場合は、各構成要素に相当する基体を金属で形成した
後、前記基体表面にガラス層を積層形成し、しかる後、
ガラス結晶化のための熱処理を行うようにすればよい。
輪、転動体、軸受本体等の軸受構成要素の全体をガラス
で形成する場合は、溶融ガラスを用いて成形した後、ガ
ラス結晶化のための熱処理を行うようにすればよく、一
方、前記軸受構成要素の表層部のみをガラスで形成する
場合は、各構成要素に相当する基体を金属で形成した
後、前記基体表面にガラス層を積層形成し、しかる後、
ガラス結晶化のための熱処理を行うようにすればよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基いて説明する。図１および図２は、本発明の第
１の実施の形態としての転がり軸受を示したものであ
る。この転がり軸受１の基本構造は、従来汎用のものと
同じであり、内輪２と外輪３との間に保持器４で保持し
て複数のボール（転動体）５を配置している。本実施の
形態においては、この転がり軸受１の構成要素のうち、
内輪２および外輪３の全体を多結晶化したケイ酸塩ガラ
ス、例えば高ケイ酸ガラス（石英ガラス）、ソーダ石灰
ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、ア
ルカリケイ酸ガラスのうちの一種で形成している。
図面に基いて説明する。図１および図２は、本発明の第
１の実施の形態としての転がり軸受を示したものであ
る。この転がり軸受１の基本構造は、従来汎用のものと
同じであり、内輪２と外輪３との間に保持器４で保持し
て複数のボール（転動体）５を配置している。本実施の
形態においては、この転がり軸受１の構成要素のうち、
内輪２および外輪３の全体を多結晶化したケイ酸塩ガラ
ス、例えば高ケイ酸ガラス（石英ガラス）、ソーダ石灰
ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、ア
ルカリケイ酸ガラスのうちの一種で形成している。
【０００９】上記内輪２および外輪３を製造するには、
図３に示すように、先ず、所定の成分組成となるように
調合したガラス原料を電気溶融炉で所定の温度（1450〜
1650℃）で溶融し（）、続いて、この溶融したガラス
原料を金型に注入して内輪２および外輪３とほぼ同形状
の成形体を得る（）。次に、得られた成形体のボール
転動面（転動体転動面）および保持器案内溝の加工（研
削、研磨）を行うと共に、必要により内・外径および端
面の加工を行い（）、その後、ガラスの多結晶化のた
め、ガラス種類に応じた所定の温度（1000〜1600℃）で
熱処理を行う（）。そして、仕上処理として、ボール
転動面に、例えばフッ酸系溶剤を使用した化学研磨を施
して該ボール転動面を鏡面に仕上げ、場合によっては、
ボール転動面以外の部分に対してイオン交換による表面
変性処理を施し、これにて内輪２および外輪３は完成す
る。
図３に示すように、先ず、所定の成分組成となるように
調合したガラス原料を電気溶融炉で所定の温度（1450〜
1650℃）で溶融し（）、続いて、この溶融したガラス
原料を金型に注入して内輪２および外輪３とほぼ同形状
の成形体を得る（）。次に、得られた成形体のボール
転動面（転動体転動面）および保持器案内溝の加工（研
削、研磨）を行うと共に、必要により内・外径および端
面の加工を行い（）、その後、ガラスの多結晶化のた
め、ガラス種類に応じた所定の温度（1000〜1600℃）で
熱処理を行う（）。そして、仕上処理として、ボール
転動面に、例えばフッ酸系溶剤を使用した化学研磨を施
して該ボール転動面を鏡面に仕上げ、場合によっては、
ボール転動面以外の部分に対してイオン交換による表面
変性処理を施し、これにて内輪２および外輪３は完成す
る。
【００１０】上記内輪２および外輪３の製造に用いたケ
イ酸塩ガラスは、後の熱処理（工程）による多結晶化
によって熱膨張係数が小さくなるので、このような材料
特性を有する内輪２および外輪３を構成要素とする転が
り軸受１は、実用に際して、熱膨張による微小寸法変化
が著しく低減する。この結果、微小寸法変化に起因する
回転精度の悪化が未然に防止され、高回転精度を要求さ
れる機器、例えばコンピュータにおける磁気式あるいは
光学式記憶装置に使用されるスピンドルモータに用いて
好適となる。
イ酸塩ガラスは、後の熱処理（工程）による多結晶化
によって熱膨張係数が小さくなるので、このような材料
特性を有する内輪２および外輪３を構成要素とする転が
り軸受１は、実用に際して、熱膨張による微小寸法変化
が著しく低減する。この結果、微小寸法変化に起因する
回転精度の悪化が未然に防止され、高回転精度を要求さ
れる機器、例えばコンピュータにおける磁気式あるいは
光学式記憶装置に使用されるスピンドルモータに用いて
好適となる。
【００１１】因みに、多結晶化した石英ガラスおよびア
ルミノケイ酸ガラスと汎用の鉄系材料（軸受鋼、ステン
レス鋼）との熱膨張係数は、下記のとおりとなってい
る。 石英ガラス ：0.0000006 （ 100〜300 ℃） アルミノケイ酸ガラス：0.0000043 （ 100〜300 ℃） 鉄系材料 ：0.00001 〜0.0000135 （100 〜400 ℃） すなわち、石英ガラスの熱膨張係数は鉄系材料のそれに
比べて著しく小さくなっており、また、アルミノケイ酸
ガラスでも、鉄系材料の半分以下の熱膨張係数となって
いる。
ルミノケイ酸ガラスと汎用の鉄系材料（軸受鋼、ステン
レス鋼）との熱膨張係数は、下記のとおりとなってい
る。 石英ガラス ：0.0000006 （ 100〜300 ℃） アルミノケイ酸ガラス：0.0000043 （ 100〜300 ℃） 鉄系材料 ：0.00001 〜0.0000135 （100 〜400 ℃） すなわち、石英ガラスの熱膨張係数は鉄系材料のそれに
比べて著しく小さくなっており、また、アルミノケイ酸
ガラスでも、鉄系材料の半分以下の熱膨張係数となって
いる。
【００１２】また、本転がり軸受１によれば、多結晶化
した珪酸塩ガラスによってボール転動面２ａ，３ａ（図
１）の硬さが高くなり、その上、機械的強度も向上する
ので、摩耗やゴミのかみ込みなどによる面荒れが抑制さ
れ、回転振動並びにこの回転振動からくる回転音の解消
も可能になる。しかも、前記ボール転動面２ａ，３ａ
は、研磨加工を行っても（図３の工程、）、鉄系材
料で製造した内・外輪のように表面が研磨熱で変質して
表面軟化層が生じることもないので、前記した面荒れは
より一層抑制される。因みに、上記した各種ケイ酸塩ガ
ラスの熱処理後の硬さと汎用の軸受鋼の熱処理後の硬さ
とを比較すると、ビッカース硬さ（Hv）で該ガラスがＨ
ｖ 570〜790となっているのに対し、軸受鋼はＨｖ 510
〜610 となっており、本発明によれば、高い硬さを有す
るボール転動面２ａ，３ａを提供できることになる。
した珪酸塩ガラスによってボール転動面２ａ，３ａ（図
１）の硬さが高くなり、その上、機械的強度も向上する
ので、摩耗やゴミのかみ込みなどによる面荒れが抑制さ
れ、回転振動並びにこの回転振動からくる回転音の解消
も可能になる。しかも、前記ボール転動面２ａ，３ａ
は、研磨加工を行っても（図３の工程、）、鉄系材
料で製造した内・外輪のように表面が研磨熱で変質して
表面軟化層が生じることもないので、前記した面荒れは
より一層抑制される。因みに、上記した各種ケイ酸塩ガ
ラスの熱処理後の硬さと汎用の軸受鋼の熱処理後の硬さ
とを比較すると、ビッカース硬さ（Hv）で該ガラスがＨ
ｖ 570〜790となっているのに対し、軸受鋼はＨｖ 510
〜610 となっており、本発明によれば、高い硬さを有す
るボール転動面２ａ，３ａを提供できることになる。
【００１３】さらに、本転がり軸受１によれば、内輪２
および外輪３の耐熱性、耐食性も向上するので、ボール
５および保持器４を耐熱性または耐食性に優れた材料で
形成することで、高温環境あるいは腐食環境下で安定し
て使用することができ、その適用範囲はより一層拡大す
るようになる。
および外輪３の耐熱性、耐食性も向上するので、ボール
５および保持器４を耐熱性または耐食性に優れた材料で
形成することで、高温環境あるいは腐食環境下で安定し
て使用することができ、その適用範囲はより一層拡大す
るようになる。
【００１４】なお、ボール５は、内・外輪２、３に比較
して直径が大幅に小さくなっているので、前記熱膨張に
よる微小寸法変化にはほとんど影響を与えず、したがっ
て、これを汎用の軸受鋼、ステンレス鋼等の鉄系材料、
あるいは種々の酸化物、窒化物、炭化物からなるニュー
セラミックスで形成しても、特に問題はない。もちろ
ん、このボール５は内・外輪２、３と同様にケイ酸塩ガ
ラスで形成してもよく、この場合は微小寸法変化に伴う
回転精度の悪化がより確実に防止される。また、保持器
４については、従来汎用の金属材料により製造したもの
をそのまま用いてもよいが、耐食性を重視する場合は、
樹脂または耐食性焼結合金で製造したものを用いるのが
望ましい。
して直径が大幅に小さくなっているので、前記熱膨張に
よる微小寸法変化にはほとんど影響を与えず、したがっ
て、これを汎用の軸受鋼、ステンレス鋼等の鉄系材料、
あるいは種々の酸化物、窒化物、炭化物からなるニュー
セラミックスで形成しても、特に問題はない。もちろ
ん、このボール５は内・外輪２、３と同様にケイ酸塩ガ
ラスで形成してもよく、この場合は微小寸法変化に伴う
回転精度の悪化がより確実に防止される。また、保持器
４については、従来汎用の金属材料により製造したもの
をそのまま用いてもよいが、耐食性を重視する場合は、
樹脂または耐食性焼結合金で製造したものを用いるのが
望ましい。
【００１５】図４は、本発明の第２の実施の形態として
の転がり軸受を示したものである。なお、本転がり軸受
１１の基本構造は、前出図２に示したものと同じである
ので、ここでは、要部のみを示し全体の説明を省略す
る。本第２の実施の形態の特徴とするところは、内輪１
２および外輪１３のそれぞれを、軸受鋼、ステンレス鋼
等の鉄系材料からなる基体１４，１５とこの基体１４，
１５の全表面に積層形成されたガラス層１６，１７とか
ら構成した点にある。ここで、前記ガラス層１６，１７
は、前記第１の実施の形態において内輪２と外輪３との
製造に用いた多結晶化したケイ酸塩ガラスからなってい
るが、ここで選択するケイ酸塩ガラスとしては、基体に
対する密着の理由からアルカリケイ酸ガラスを用いるの
が望ましい。
の転がり軸受を示したものである。なお、本転がり軸受
１１の基本構造は、前出図２に示したものと同じである
ので、ここでは、要部のみを示し全体の説明を省略す
る。本第２の実施の形態の特徴とするところは、内輪１
２および外輪１３のそれぞれを、軸受鋼、ステンレス鋼
等の鉄系材料からなる基体１４，１５とこの基体１４，
１５の全表面に積層形成されたガラス層１６，１７とか
ら構成した点にある。ここで、前記ガラス層１６，１７
は、前記第１の実施の形態において内輪２と外輪３との
製造に用いた多結晶化したケイ酸塩ガラスからなってい
るが、ここで選択するケイ酸塩ガラスとしては、基体に
対する密着の理由からアルカリケイ酸ガラスを用いるの
が望ましい。
【００１６】上記内輪１２および外輪１３を製造するに
は、図５に示すように、先ず、鉄系材料を用いて基体１
４，１５を製造し（）、次に、この基体１４，１５の
表面に、金属とガラスとの接着強度を高めるための酸化
処理を施す（）。一方、所定の成分組成となるように
ガラス粉を配合してなるガラス泥漿を用意し、スプレー
法または浸漬法を利用して基体１４，１５の表面に前記
ガラス泥漿を所定厚さに着け（）、乾燥後、加熱炉に
装入してガラス種類に応じた所定の温度（1500℃以上）
で焼成処理を行う（）。その後は、第１の実施の形態
と同様に、ボール転動面および保持器案内溝の加工を行
うと共に、必要により内・外径および端面の加工を行い
（）、続いて、ガラスの多結晶化のための熱処理をガ
ラス種類に応じた所定の温度（1000〜1600℃）で行い
（）、さらに、ボール転動面に、例えばフッ酸系溶剤
を使用した化学研磨を施して該ボール転動面を鏡面に仕
上げ、場合によっては、ボール転動面以外の部分に対し
てイオン交換による表面変性処理を施す仕上処理を行い
（）、これにて内輪１２および外輪１３は完成する。
は、図５に示すように、先ず、鉄系材料を用いて基体１
４，１５を製造し（）、次に、この基体１４，１５の
表面に、金属とガラスとの接着強度を高めるための酸化
処理を施す（）。一方、所定の成分組成となるように
ガラス粉を配合してなるガラス泥漿を用意し、スプレー
法または浸漬法を利用して基体１４，１５の表面に前記
ガラス泥漿を所定厚さに着け（）、乾燥後、加熱炉に
装入してガラス種類に応じた所定の温度（1500℃以上）
で焼成処理を行う（）。その後は、第１の実施の形態
と同様に、ボール転動面および保持器案内溝の加工を行
うと共に、必要により内・外径および端面の加工を行い
（）、続いて、ガラスの多結晶化のための熱処理をガ
ラス種類に応じた所定の温度（1000〜1600℃）で行い
（）、さらに、ボール転動面に、例えばフッ酸系溶剤
を使用した化学研磨を施して該ボール転動面を鏡面に仕
上げ、場合によっては、ボール転動面以外の部分に対し
てイオン交換による表面変性処理を施す仕上処理を行い
（）、これにて内輪１２および外輪１３は完成する。
【００１７】本第２の実施の形態によれば、内輪１２お
よび外輪１３は、その表層部のみが多結晶化したガラス
層１６，１７で形成されているので、上記第１の実施の
形態のものに比べて、熱膨張による微小寸法変化が若干
大きくなるが、内・外輪の全体を鉄系材料で形成した従
来汎用のものに比べれば、熱膨張による微小寸法変化は
十分に小さく、回転精度は十分に保証される。また、内
輪１２および外輪１３のボール転動面１２ａ，１３ａ
は、多結晶化したガラス層１６，１７の存在により高い
硬さを有しているので、第１の実施の形態と同様に面荒
れが抑制され、回転振動並びにこの回転振動からくる回
転音の解消が可能になり、その上、耐熱性あるいは耐食
性も十分となる。
よび外輪１３は、その表層部のみが多結晶化したガラス
層１６，１７で形成されているので、上記第１の実施の
形態のものに比べて、熱膨張による微小寸法変化が若干
大きくなるが、内・外輪の全体を鉄系材料で形成した従
来汎用のものに比べれば、熱膨張による微小寸法変化は
十分に小さく、回転精度は十分に保証される。また、内
輪１２および外輪１３のボール転動面１２ａ，１３ａ
は、多結晶化したガラス層１６，１７の存在により高い
硬さを有しているので、第１の実施の形態と同様に面荒
れが抑制され、回転振動並びにこの回転振動からくる回
転音の解消が可能になり、その上、耐熱性あるいは耐食
性も十分となる。
【００１８】ここで、ボール１８は、汎用の軸受鋼、ス
テンレス鋼等の鉄系材料、あるいは種々の酸化物、窒化
物、炭化物からなるニューセラミックスで形成してもよ
いが、前記内・外輪１２、１３と同様に基体表面にガラ
ス層を積層形成した構造としてもよい。また、保持器
（図示略）については、従来汎用の金属材料により製造
したものをそのまま用いてもよいが、耐食性を重視する
場合は、樹脂または焼結合金で製造したものを用いるの
が望ましい。
テンレス鋼等の鉄系材料、あるいは種々の酸化物、窒化
物、炭化物からなるニューセラミックスで形成してもよ
いが、前記内・外輪１２、１３と同様に基体表面にガラ
ス層を積層形成した構造としてもよい。また、保持器
（図示略）については、従来汎用の金属材料により製造
したものをそのまま用いてもよいが、耐食性を重視する
場合は、樹脂または焼結合金で製造したものを用いるの
が望ましい。
【００１９】なお、上記第２の実施の形態においては、
内輪１２および外輪１３を構成する基体１４，１５の全
表面にガラス層１６，１７を積層形成するようにした
が、このガラス層１６，１７は、図６に示すように基体
１４，１５の内径および外径側のみに形成してもよく、
この場合も、上記第２の実施の形態と同様の作用効果を
奏する。さらに、上記第１および第２の実施の形態にお
いては、転動体としてボール５，１８を用いる、いわゆ
る玉軸受として構成したが、本転がり軸受は、ころを用
いる、いわゆるころ軸受として構成してもよいことはも
ちろんである。
内輪１２および外輪１３を構成する基体１４，１５の全
表面にガラス層１６，１７を積層形成するようにした
が、このガラス層１６，１７は、図６に示すように基体
１４，１５の内径および外径側のみに形成してもよく、
この場合も、上記第２の実施の形態と同様の作用効果を
奏する。さらに、上記第１および第２の実施の形態にお
いては、転動体としてボール５，１８を用いる、いわゆ
る玉軸受として構成したが、本転がり軸受は、ころを用
いる、いわゆるころ軸受として構成してもよいことはも
ちろんである。
【００２０】図７は、本発明の第３の実施の形態として
のすべり軸受を示したものである。本すべり軸受２１
は、スリーブ状の軸受本体２２とこの軸受本体２２に支
承された軸（ジャーナル）２３とからなっており、ここ
では、その軸受本体２２がハウジング２４に嵌合保持さ
れている。軸受本体２２は、軸受鋼、ステンレス鋼等の
鉄系材料からなる基体２５とこの基体２５の内周面に積
層形成したガラス層２６とからなっており、一方、軸２
３は、種々の金属材料からなる軸本体２７とこの軸本体
２７の外周面に積層形成したガラス層２８とからなって
いる。ここで、前記各ガラス層２６，２８は、前記第１
の実施の形態において内輪２と外輪３との製造に用いた
多結晶化したケイ酸塩ガラスからなっている。なお、軸
２３のガラス層２８は、ここでは軸本体２７の、軸受本
体２２に対する嵌合部分に限定的に形成されている。
のすべり軸受を示したものである。本すべり軸受２１
は、スリーブ状の軸受本体２２とこの軸受本体２２に支
承された軸（ジャーナル）２３とからなっており、ここ
では、その軸受本体２２がハウジング２４に嵌合保持さ
れている。軸受本体２２は、軸受鋼、ステンレス鋼等の
鉄系材料からなる基体２５とこの基体２５の内周面に積
層形成したガラス層２６とからなっており、一方、軸２
３は、種々の金属材料からなる軸本体２７とこの軸本体
２７の外周面に積層形成したガラス層２８とからなって
いる。ここで、前記各ガラス層２６，２８は、前記第１
の実施の形態において内輪２と外輪３との製造に用いた
多結晶化したケイ酸塩ガラスからなっている。なお、軸
２３のガラス層２８は、ここでは軸本体２７の、軸受本
体２２に対する嵌合部分に限定的に形成されている。
【００２１】本第３の実施の形態において、すべり軸受
２１の構成要素である軸受本体２２と軸２３との製造工
程は、前記第２の実施の形態における内・外輪１２、１
３の製造工程（図５）と実質的に同じであり、このよう
にして得られたすべり軸受２１は軸受本体２２の軸承面
２２ａを含む表層部と軸２３の表層部とが、多結晶化し
たガラス層２６，２８で形成されているので、上記第２
の実施の形態と同様に熱膨張による微小寸法変化はごく
わずかとなる。また、前記した軸受本体２２の軸承面２
２ａおよび軸２３の外周面は、多結晶化したガラス層２
６，２８の存在により高い硬さを有しているので、第１
および第２の実施の形態と同様に面荒れが抑制され、回
転振動並びにこの回転振動からくる回転音の解消が可能
になり、その上、耐熱性あるいは耐食性も十分となる。
なお、この第３の実施の形態における軸受本体２２は、
その全体をガラスで形成してもよいものである。
２１の構成要素である軸受本体２２と軸２３との製造工
程は、前記第２の実施の形態における内・外輪１２、１
３の製造工程（図５）と実質的に同じであり、このよう
にして得られたすべり軸受２１は軸受本体２２の軸承面
２２ａを含む表層部と軸２３の表層部とが、多結晶化し
たガラス層２６，２８で形成されているので、上記第２
の実施の形態と同様に熱膨張による微小寸法変化はごく
わずかとなる。また、前記した軸受本体２２の軸承面２
２ａおよび軸２３の外周面は、多結晶化したガラス層２
６，２８の存在により高い硬さを有しているので、第１
および第２の実施の形態と同様に面荒れが抑制され、回
転振動並びにこの回転振動からくる回転音の解消が可能
になり、その上、耐熱性あるいは耐食性も十分となる。
なお、この第３の実施の形態における軸受本体２２は、
その全体をガラスで形成してもよいものである。
【００２２】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係る軸
受によれば、軸受構成要素の全体または少なくとも転動
体転動面または軸承面に多結晶化したガラスを配してい
るので、熱膨張による微小寸法変化に起因する回転精度
の悪化が抑制され、高回転精度が要求される機器に向け
て好適となる。また、硬質なガラスの存在により、摩耗
や異物かみ込みによる面荒れが抑制されると共に、強度
も向上し、振動騒音の低減はもとより、小型化に伴う衝
撃に有効に対処でき、耐久信頼性の向上に大きく寄与す
るものとなる。しかも、ガラスの存在により耐熱性、耐
食性も向上するので、高温環境あるいは腐食環境下での
安定使用が可能になり、さらには着色も容易となって外
観品質が向上し、その適用範囲はより一層拡大する。
受によれば、軸受構成要素の全体または少なくとも転動
体転動面または軸承面に多結晶化したガラスを配してい
るので、熱膨張による微小寸法変化に起因する回転精度
の悪化が抑制され、高回転精度が要求される機器に向け
て好適となる。また、硬質なガラスの存在により、摩耗
や異物かみ込みによる面荒れが抑制されると共に、強度
も向上し、振動騒音の低減はもとより、小型化に伴う衝
撃に有効に対処でき、耐久信頼性の向上に大きく寄与す
るものとなる。しかも、ガラスの存在により耐熱性、耐
食性も向上するので、高温環境あるいは腐食環境下での
安定使用が可能になり、さらには着色も容易となって外
観品質が向上し、その適用範囲はより一層拡大する。
【図１】本発明の第１の実施の形態としての転がり軸受
の要部構造を示す断面図である。
の要部構造を示す断面図である。
【図２】転がり軸受の全体的構造を示す断面図である。
【図３】本第１の実施の形態の製造工程を示すブロック
図である。
図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態としての転がり軸受
の要部構造を示す断面図である。
の要部構造を示す断面図である。
【図５】本第２の実施の形態の製造工程を示すブロック
図である。
図である。
【図６】本第２の実施の形態としての転がり軸受の変形
構造を示す断面図である。
構造を示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態としてのすべり軸受
の構造を示す断面図である。
の構造を示す断面図である。
１，１１ 転がり軸受 ２，１２ 内輪 ３，１３ 外輪 ２ａ，３ａ ボール転動面（転動体転動面） ４ 保持器 ５，１８ ボール １４，１５ 基体 １６，１７ ガラス層 ２１ すべり軸受 ２２ 軸受本体 ２３ 軸（ジャーナル） ２５，２７ 基体 ２６，２８ ガラス層
Claims (9)
- 【請求項１】 内輪および外輪の全体または少なくとも
転動体転動面を含む表層部を多結晶化したガラスにより
形成したことを特徴とする転がり軸受。 - 【請求項２】 転動体の全体または表層部を多結晶化し
たガラスにより形成したことを特徴とする請求項１に記
載の転がり軸受。 - 【請求項３】 ガラスが、ケイ酸塩ガラスであることを
特徴とする請求項１または２に記載の転がり軸受。 - 【請求項４】 ケイ酸塩ガラスとして、高ケイ酸ガラ
ス、ソーダ石灰ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケ
イ酸ガラス、アルカリケイ酸ガラスのうちの一種を選択
したことを特徴とする請求項３に記載の転がり軸受。 - 【請求項５】 軸を支承する軸受本体の全体または少な
くとも軸承面を含む表層部と前記軸の全体または少なく
とも軸受本体に支承される部分の表層部とを多結晶化し
たガラスにより形成したことを特徴とするすべり軸受。 - 【請求項６】 ガラスが、ケイ酸塩ガラスであることを
特徴とする請求項５に記載のすべり軸受。 - 【請求項７】 ケイ酸塩ガラスとして、高ケイ酸ガラ
ス、ソーダ石灰ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケ
イ酸ガラス、アルカリケイ酸ガラスのうちの一種を選択
したことを特徴とする請求項６に記載のすべり軸受。 - 【請求項８】 軸受構成要素の全てまたは一部を溶融ガ
ラスを用いて成形した後、ガラス結晶化のための熱処理
を行うことを特徴とする軸受の製造方法。 - 【請求項９】 軸受構成要素の全てまたは一部に相当す
る基体を金属で形成した後、前記基体表面にガラス層を
積層形成し、しかる後、ガラス結晶化のための熱処理を
行うことを特徴とする軸受の製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11200325A JP2001027251A (ja) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | 軸受とその製造方法 |
| US09/419,978 US6345915B1 (en) | 1999-07-14 | 1999-10-18 | Bearing and method for manufacturing the same |
| EP04021995A EP1486691A3 (en) | 1999-07-14 | 1999-12-04 | A bearing and method for manufacturing the same |
| EP99124284A EP1069329B1 (en) | 1999-07-14 | 1999-12-04 | A method for manufacturing a bearing |
| DE69928512T DE69928512T2 (de) | 1999-07-14 | 1999-12-04 | Verfahren zur Herstellung eines Lagers |
| US09/928,374 US6464400B2 (en) | 1999-07-14 | 2001-08-14 | Polycrystalline glass bearing |
| US10/068,958 US6527447B2 (en) | 1999-07-14 | 2002-02-11 | Sliding of polycrystallized glass |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11200325A JP2001027251A (ja) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | 軸受とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001027251A true JP2001027251A (ja) | 2001-01-30 |
Family
ID=16422430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11200325A Pending JP2001027251A (ja) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | 軸受とその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US6345915B1 (ja) |
| EP (2) | EP1486691A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001027251A (ja) |
| DE (1) | DE69928512T2 (ja) |
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| JP2013072491A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Panasonic Corp | 転がり軸受およびそれを備えた電動機 |
| WO2017217321A1 (ja) * | 2016-06-14 | 2017-12-21 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス転動体 |
| WO2018110224A1 (ja) * | 2016-12-16 | 2018-06-21 | 日本電気硝子株式会社 | 球状ガラス及びガラス転動体の製造方法 |
| WO2019009069A1 (ja) * | 2017-07-04 | 2019-01-10 | Ａｇｃ株式会社 | ガラスボール |
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|---|---|---|---|---|
| DE10124534A1 (de) * | 2001-05-19 | 2002-12-05 | Kurt Koch | Gleitlager und Wälzlager mit Gleitkörpern und Komponenten aus Glas |
| GB0308957D0 (en) * | 2003-04-17 | 2003-05-28 | Lillishall Plastics And Engine | Tolerance ring assembly |
| JP2005024094A (ja) * | 2003-06-10 | 2005-01-27 | Ntn Corp | すべり軸受 |
| US7128061B2 (en) * | 2003-10-31 | 2006-10-31 | Vortech Engineering, Inc. | Supercharger |
| US7296965B2 (en) * | 2004-08-23 | 2007-11-20 | United Technologies Corporation | Cryogenic bearings |
| US8944690B2 (en) * | 2009-08-28 | 2015-02-03 | Saint-Gobain Performance Plastics Pampus Gmbh | Corrosion resistant bushing |
| US20110076096A1 (en) | 2009-09-25 | 2011-03-31 | Saint-Gobain Performance Plastics Rencol Limited | System, method and apparatus for tolerance ring control of slip interface sliding forces |
| DE102010022643A1 (de) * | 2010-06-04 | 2011-12-08 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Anpassung des Lagerspiels bei einem Keramik-Hybrid-Lager |
| JP2015087896A (ja) * | 2013-10-30 | 2015-05-07 | グローリー株式会社 | 紙葉類磁気検出装置 |
| US20160010635A1 (en) * | 2014-07-09 | 2016-01-14 | Perkinelmer Health Sciences, Inc. | Peristaltic pump and related methods |
| US11005334B2 (en) | 2017-12-15 | 2021-05-11 | Saint-Gobain Performance Plastics Rencol Limited | Annular member, method, and assembly for component displacement control |
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| US2534929A (en) * | 1946-04-22 | 1950-12-19 | Westinghouse Electric Corp | Bearing |
| GB1296830A (ja) * | 1969-02-21 | 1972-11-22 | ||
| US3643494A (en) * | 1969-09-15 | 1972-02-22 | Us Navy | A nondestructive measuring system |
| GB1415300A (en) * | 1971-11-16 | 1975-11-26 | Platt Saco Lowell Ltd | Open-end spinning machines |
| DE2308100C3 (de) * | 1973-02-19 | 1975-10-02 | Jenaer Glaswerk Schott & Gen., 6500 Mainz | Hochtemperaturbeständiger, verschleißfester Gleitwerkstoff niedriger Wärmedehnung |
| US4118237A (en) | 1977-08-04 | 1978-10-03 | Corning Glass Works | Glass-ceramics displaying inherent lubricity |
| US4754494A (en) * | 1985-07-18 | 1988-06-28 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Beryllium based, wear-resistant material for bearings and the like |
| DE3839693A1 (de) | 1988-11-24 | 1990-05-31 | Normag Labor Und Verfahrenstec | Ruehrverschluss |
| DE8814665U1 (de) | 1988-11-24 | 1989-02-23 | Normag-Labor- Und Verfahrenstechnik Gmbh, 6238 Hofheim | Lagerung |
| US5217931A (en) * | 1990-01-30 | 1993-06-08 | Mazda Motor Corporation | Ceramic sliding member and method of manufacturing the same |
| US5306565A (en) * | 1990-09-18 | 1994-04-26 | Norton Company | High temperature ceramic composite |
| DE4235838A1 (de) | 1991-10-25 | 1993-04-29 | Ngk Insulators Ltd | Waelzlager |
| US5593234A (en) * | 1995-05-16 | 1997-01-14 | Ntn Corporation | Bearing assembly with polycrystalline superlattice coating |
-
1999
- 1999-07-14 JP JP11200325A patent/JP2001027251A/ja active Pending
- 1999-10-18 US US09/419,978 patent/US6345915B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-04 DE DE69928512T patent/DE69928512T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-04 EP EP04021995A patent/EP1486691A3/en not_active Withdrawn
- 1999-12-04 EP EP99124284A patent/EP1069329B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-08-14 US US09/928,374 patent/US6464400B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-02-11 US US10/068,958 patent/US6527447B2/en not_active Expired - Lifetime
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| DE69928512D1 (de) | 2005-12-29 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081119 |