JPH06264932A - 固体潤滑転がり軸受の製造方法 - Google Patents

固体潤滑転がり軸受の製造方法

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JPH06264932A
JPH06264932A JP5077671A JP7767193A JPH06264932A JP H06264932 A JPH06264932 A JP H06264932A JP 5077671 A JP5077671 A JP 5077671A JP 7767193 A JP7767193 A JP 7767193A JP H06264932 A JPH06264932 A JP H06264932A
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bearing
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solid lubrication
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Shuichi Fujii
秋一 藤井
Koji Takeshita
浩二 竹下
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Yaskawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 内輪11、外輪12の転送面および転動体1
3の表面の両方もしくはどちらかに固体潤滑膜を施し、
固体潤滑剤を含有した複合材料からなる保持器を有する
転がり軸受1を、雰囲気圧力が1×10-6〜1×102
Paのもとで、軸受1に加える基本動定格荷重に対する
動等価荷重の割合の範囲を1.0〜7.5%とし、軸受
1の総回転数の範囲が1.0×105 〜3.5×106
回となるように運転する方法である。 【効果】 実際の装置に組み込んだ際に、回転初期に発
生する多量の発塵を防ぐことができ、真空中およびクリ
ーン環境の汚染を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、真空中およびクリーン
環境中に使用される発塵の少ない固体潤滑転がり軸受の
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、真空用軸受の潤滑には、内輪、外
輪の転送面や転動体の表面にAgをイオンプレーティン
グしたり、MoS2 をスパッタリングしたりして固体潤
滑するもの(例えば、特開昭53−138989号)が
開示されている。また、長寿命化や低発塵化のために、
転動体の保持器にポリテトラフルオロエチレン(PTF
E)、MoS2 、ポリエーテルエーテルケトン(PEE
K)樹脂、アラミド繊維の複合体からなる自己潤滑性を
備えた材料で構成し、保持器から潤滑剤を供給するよう
にしたもの(例えば、特開平4−102718号)が開
示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成の
軸受では、内輪、外輪の転送面および転動体の両方、も
しくはどちらかに固体潤滑膜が施されているが、転送面
や転動体表面は凹面や球面になっており、処理された膜
厚は均一性に欠けるため、一般には必要な厚さより若干
厚い膜処理を行っている。この過剰に付着している固体
潤滑膜が軸受の回転中に剥離するために、多量の発塵が
発生するという問題があった。そこで、本発明は、回転
初期の多量の発塵を少なくした固体潤滑軸受を提供する
ことを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、内輪、外輪の転送面および転動体の表面
の両方もしくはどちらかに固体潤滑膜を施し、固体潤滑
剤を含有した複合材料からなる保持器を有する転がり軸
受の製造方法において、雰囲気圧力が1×10-6〜1×
102 Paのもとで、前記軸受に加える基本動定格荷重
に対する動等価荷重の割合を1.0〜7.5%とし、前
記軸受の総回転数が1.0×105 〜3.5×106
となるようにならし運転するものである。
【0005】
【作用】上記処理条件で軸受をならし運転することによ
り、過剰に付着したMoS2 のスパッタ膜があらかじめ
除去されるので、真空装置などに軸受を使用した場合、
回転初期の多量の発塵を防止することができる。
【0006】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。図1は本発明に用いた処理装置を示す側断面図で
ある。図において、モータ部3は円筒状のフレーム31
と、その内側に固定した固定子32と、固定子32の内
側に空隙を介して設けた回転子33と、フレーム31の
両端に着脱可能に設けたブラケット34、35とから構
成されている。ブラケット34、35には前記軸受1を
装着するハウジング部36、37を設け、軸受1を介し
て回転子33を回転自在に支持している。一方のブラケ
ット34にはバネカバー4を取り付け、バネカバー4と
軸受1との間に押えリング5を介してバネ6を装入し、
常に軸受1に一定の方向のアキシャル荷重を加えるよう
にしてある。他方のブラケット35にはバネカバー4と
取り付け替えができるように取り付け部が互換性を持っ
たカバー7を取り付けてある。図2は本発明に用いた軸
受1の要部側面図である。11は内輪、12は外輪、1
3は転動体、14はPTFE、MoS2 、PEEK樹
脂、アラミド繊維の複合材料よりなる保持器である。内
輪11、外輪12の転送面および転動体13の表面に
は、膜厚0.5μmのMoS2 のスパッタ膜15が施さ
れている。このスパッタ膜15のうち、素材表面に強固
に付着して潤滑作用を果たす膜である実効層16の厚さ
はごく僅かであり、残りの大部分は、軸受1の回転初期
に剥離して発塵となり、この軸受1を使用した真空装置
や処理物を汚染する原因となる。いま、図2に示す軸受
1を、処理装置2を使用して、次の条件により処理を行
った。軸受は型番#608の深みぞ玉軸受を使用し、バ
ネ6により60Nのアキシャル荷重を加えて、雰囲気圧
力1×10-4Pa、温度20℃の環境の中で、回転速度
1200rpmで30時間回転させた。この時の基本動
定格荷重(C)に対する動等価荷重(P)の割合P/C
は、3.9%となる。このP/Cの求め方は、日本工業
規格(JIS)の転がり軸受の動定格荷重および定格寿
命の計算方法(B1518)に基づいて行った。ラジア
ル荷重をFr、アキシャル荷重をFaとすると、動等価
荷重は、P=XFr+YFaで表され、本実施例の軸受
1の場合、ラジアル荷重係数X=0.56,アキシャル
荷重係数Y=1.71、であり、C=2635N,であ
る。ここで、ラジアル荷重が無視できるものとすると、
Fr=0となり,アキシャル荷重が60Nであるから、
Fa=60Nとなる。以上から、 P=XFr+YF=0.56×0+1.71×60N=102.6N したがって、P/C=102.6/2635×100=
3.9%となる。
【0007】ならし運転処理が終了後の軸受1の状態
を、図3に示す。内輪11、外輪12の転送面および転
動体13の表面に付着しているMoS2 のスパッタ膜1
5が剥離すると共に、強固に付着している実行層16の
上に保持器14より供給される潤滑剤によって形成され
た移着膜17が形成されている。次に、ならし運転後の
発塵量を図4に示した発塵量測定装置8により測定し
た。発塵量測定装置8は、処理装置2のバネ6を上方に
配置し、軸受1が下方から覗けるようにして、軸受1の
下方にレーザ式のカウンタ81を設け、上記の環境およ
び負荷条件が同じならし運転処理条件で軸受1を回転さ
せて、軸受1からスパッタ膜が剥離し落下してきた粒径
0.38μm以上の塵(パーティクル)の数を5分間計
数し、相対発塵量とするようにした。図5は発塵量測定
装置8によって上記ならし運転処理中のパーティクルを
計数した経過を示し、最初の12〜15時間までは10
〜1000個/5分の相対発塵量を示しているが、約2
0時間経過した状態では0〜10個/5分の相対発塵量
に減少している。図6は、発塵量測定装置8によって上
記ならし運転処理した後の軸受を、更に発塵量測定装置
8によってパーティクルを計数した経過を示している。
この結果、本発明のならし運転処理を行った軸受は、回
転を開始してから3時間程度で相対発塵量が認められな
くなり、明らかに軸受からの発塵がほとんど発生しない
ことがわかる。なお、アキシャル荷重を15Nとし、他
の処理条件を前記の場合と同じとして、P/C=1.3
%にて、ならし運転処理を行った軸受を発塵量測定装置
8によってパーティクルを計数した結果、10〜30個
/5分のパーティクルの数を計数し、発塵量を少なくす
る効果があることがわかった。しかし、アキシャル荷重
を10Nとして、P/C=0.9%にて同様にならし運
転処理を行った軸受を、発塵量測定装置8によってパー
ティクルを計数した結果、50〜100個/5分のパー
ティクルの数を計数し、発塵量を少なくする効果がない
ことがわかった。また、上記同じならし運転処理で、3
000rpm程度の回転数で20時間運転して、総回転
数が1.0×105 〜3.5×106 回の範囲では発塵
量は少ないが、この範囲以上では、ならし運転処理後、
実際に軸受を使用した場合、軸受寿命が短くなることが
わかった。また、雰囲気圧力は酸化や湿度の影響がない
真空状態が望ましく、固体潤滑転がり軸受が実際に使用
される1×10-6〜1×102 Paの範囲がよい。上記
実施例の処理条件とその結果から、本発明のならし運転
処理条件は、雰囲気圧力は1×10-6〜1×102 Pa
の範囲、軸受に加える荷重は、基本動定格荷重(C)に
対する動等価荷重(P)との割合P/Cが1.0〜7.
5%の範囲、総回転数は1.0×105 〜3.5×10
6 回の範囲であればよいことがわかった。また、発塵量
測定装置8によって上記ならし運転処理を行った後、軸
受を逆転させたところ、10時間まで10〜30個/5
分のパーティクルの数を計数した。15時間まで運転し
たところ、0〜10個/5分のパーティクルの数まで減
少しており、さらに発塵量を減少させる効果があること
がわかった。上記から、軸受が正逆の両方向に回転する
場合は、30時間同じ回転速度で正回転させた後、軸受
にかかる荷重の方向を反転させて、正回転数の50〜7
0%の回転数だけ再ならし運転すれば良いことがわかっ
た。このように、上記処理条件で軸受をならし運転する
ことにより、過剰に付着したMoS2 のスパッタ膜をあ
らかじめ除去されるので、真空装置などに軸受を使用し
た場合、回転初期の多量の発塵を防止することができ
る。したがって、上記ならし運転処理が終了した状態で
軸受を実際の真空装置に組み込んで使用することによ
り、組み込んだ後にはほとんど発塵がなくなりクリーン
環境を維持することができる。
【0008】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、予
め軸受の内輪、外輪の転送面および転動体の表面に過剰
に付着したMoS2 のスパッタ膜を除去するので、実際
の装置に組み込んだ際に、回転初期に発生する多量の発
塵を防ぐことができ、真空中およびクリーン環境の汚染
を防止する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の処理装置を示す側断面図であ
る。
【図2】本発明の処理前の軸受の要部側面図である。
【図3】本発明の処理後の軸受の要部側面図である。
【図4】本発明の実施例の発塵量測定装置を示す側断面
図である。
【図5】本発明のならし運転処理中の発塵量の経過を示
す説明図である。
【図6】本発明のならし運転処理を行った軸受を実際の
装置に取りつけた時の発塵量を示す説明図である。
【符号の説明】
1 軸受 11 内輪 12 外輪 13 転動体 14 保持器 15 スパッタ
膜 16 実効層 17 移着膜 2 処理装置 3 モータ部 32 固定子 33 回転子 34、35ブラケット 4 バネカバー 5 押えリング 6 バネ 8 発塵量測定装置 81 カウンタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内輪、外輪の転送面および転動体の表面
    の両方もしくはどちらかに固体潤滑膜を施し、固体潤滑
    剤を含有した複合材料からなる保持器を有する転がり軸
    受の製造方法において、雰囲気圧力が1×10-6〜1×
    102 Paのもとで、前記軸受に加える基本動定格荷重
    に対する動等価荷重の割合を1.0〜7.5%とし、前
    記軸受の総回転数が1.0×105 〜3.5×106
    の範囲でならし運転することを特徴とする固体潤滑転が
    り軸受の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記ならし運転を行った後、軸受にかか
    る荷重の方向を反転させて、前運転回転数の10〜70
    %だけ再ならし運転する請求項1記載の固体潤滑転がり
    軸受の製造方法。
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