JPH0979261A - 球面すべり軸受け - Google Patents
球面すべり軸受けInfo
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- JPH0979261A JPH0979261A JP23958595A JP23958595A JPH0979261A JP H0979261 A JPH0979261 A JP H0979261A JP 23958595 A JP23958595 A JP 23958595A JP 23958595 A JP23958595 A JP 23958595A JP H0979261 A JPH0979261 A JP H0979261A
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- self
- shape memory
- composite material
- ring
- memory alloy
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
- F16C35/02—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of sliding-contact bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C23/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
- F16C23/02—Sliding-contact bearings
- F16C23/04—Sliding-contact bearings self-adjusting
- F16C23/043—Sliding-contact bearings self-adjusting with spherical surfaces, e.g. spherical plain bearings
- F16C23/045—Sliding-contact bearings self-adjusting with spherical surfaces, e.g. spherical plain bearings for radial load mainly, e.g. radial spherical plain bearings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Support Of The Bearing (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 形状記憶合金を補強材として適切に使用する
ことによって、自己潤滑性複合材料の低強度、脆性等を
補い、かつ高価な自己潤滑性複合材料の使用量を最小限
に抑え、無給油でも使用可能な球面すべり軸受けを提供
する。 【解決手段】 外輪の内側部分は自己潤滑性複合材料、
外側部分は形状記憶合金製のリング状部材よりなり、内
輪については、ホワイトメタル、合金鋼等としたことを
特徴とする球面すべり軸受け、及び内輪の内側部分に自
己潤滑性複合材料を、外側部分に形状記憶合金を用いた
ことを特徴とする球面すべり軸受け。
ことによって、自己潤滑性複合材料の低強度、脆性等を
補い、かつ高価な自己潤滑性複合材料の使用量を最小限
に抑え、無給油でも使用可能な球面すべり軸受けを提供
する。 【解決手段】 外輪の内側部分は自己潤滑性複合材料、
外側部分は形状記憶合金製のリング状部材よりなり、内
輪については、ホワイトメタル、合金鋼等としたことを
特徴とする球面すべり軸受け、及び内輪の内側部分に自
己潤滑性複合材料を、外側部分に形状記憶合金を用いた
ことを特徴とする球面すべり軸受け。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械設備に広く用
いられる球面すべり軸受けの内、無給油でも使用可能な
軸受けに関する。
いられる球面すべり軸受けの内、無給油でも使用可能な
軸受けに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、軸受け類の潤滑性は、摺動面に
供給される潤滑油によって維持されるのがもっとも普通
である。しかし、高温、真空、食品や印刷関係等の環境
的な条件によっては、潤滑油の使用が不可能、もしくは
望ましくない場合がある。
供給される潤滑油によって維持されるのがもっとも普通
である。しかし、高温、真空、食品や印刷関係等の環境
的な条件によっては、潤滑油の使用が不可能、もしくは
望ましくない場合がある。
【０００３】球面すべり軸受けであって無給油使用の可
能なタイプのもののなかにも、既に実用化されているも
のがある。代表的なものとしては、セラミックス（実開
平４−１２６０１６号公報）や樹脂類（特開平５−１２
６１４３号公報、特開平５−１８４１２号公報）を摺動
面として使用するもの、多孔質含油材料を利用するもの
（特開平２−４６３１５号公報）、油を含ませるなどし
て潤滑性を持たせかつ可撓性を合わせ持つインサート部
材を用いるもの（特開平６−２７１２号公報、特開昭５
３−３８３６９号公報）などがある。
能なタイプのもののなかにも、既に実用化されているも
のがある。代表的なものとしては、セラミックス（実開
平４−１２６０１６号公報）や樹脂類（特開平５−１２
６１４３号公報、特開平５−１８４１２号公報）を摺動
面として使用するもの、多孔質含油材料を利用するもの
（特開平２−４６３１５号公報）、油を含ませるなどし
て潤滑性を持たせかつ可撓性を合わせ持つインサート部
材を用いるもの（特開平６−２７１２号公報、特開昭５
３−３８３６９号公報）などがある。
【０００４】これら既存の無給油式球面すべり軸受け
は、いずれも機構が非常に複雑で製造工程が多く、製作
が難しいという共通の欠点を持っている。また、含油式
のものでは油切れによる潤滑性の消失を常に配慮しなけ
ればならず、また摺動面にセラミックスや樹脂類を用い
るものの場合には、荷重や摺動スピードに対して使用可
能な条件範囲が限定される欠点もあった。
は、いずれも機構が非常に複雑で製造工程が多く、製作
が難しいという共通の欠点を持っている。また、含油式
のものでは油切れによる潤滑性の消失を常に配慮しなけ
ればならず、また摺動面にセラミックスや樹脂類を用い
るものの場合には、荷重や摺動スピードに対して使用可
能な条件範囲が限定される欠点もあった。
【０００５】無給油の潤滑材としては、潤滑剤成分の粉
末と、金属、プラスチックまたはセラミックス成分の粉
末とを混合して焼結した自己潤滑性複合材料が望ましい
性能を有している。しかし、これらの焼結材は強度が低
いものが多いため、単独で使用すると破損し易いという
欠点があった。そのため自己潤滑性複合材料をそのまま
で複雑な応力のかかる球面すべり軸受けに利用しようと
しても、十分な信頼性を持たせることはできなかった。
末と、金属、プラスチックまたはセラミックス成分の粉
末とを混合して焼結した自己潤滑性複合材料が望ましい
性能を有している。しかし、これらの焼結材は強度が低
いものが多いため、単独で使用すると破損し易いという
欠点があった。そのため自己潤滑性複合材料をそのまま
で複雑な応力のかかる球面すべり軸受けに利用しようと
しても、十分な信頼性を持たせることはできなかった。
【０００６】このような問題は、自己潤滑性複合材の非
摺動面に金属もしくは鋼やステンレスなどの合金製の、
裏当て金もしくはスリーブによって補強できれば解決す
ると考えられる。脆い素材である自己潤滑性複合材料を
補強する手段としてまず考えられるのは、自己潤滑性複
合材料の外側に金属材料を焼きばめして固定することで
ある。しかし、焼きばめは使用中に温度が上がると緩む
心配があり、せっかく高温で使用可能な潤滑剤という自
己潤滑性複合材料の特徴を制限する結果となる。
摺動面に金属もしくは鋼やステンレスなどの合金製の、
裏当て金もしくはスリーブによって補強できれば解決す
ると考えられる。脆い素材である自己潤滑性複合材料を
補強する手段としてまず考えられるのは、自己潤滑性複
合材料の外側に金属材料を焼きばめして固定することで
ある。しかし、焼きばめは使用中に温度が上がると緩む
心配があり、せっかく高温で使用可能な潤滑剤という自
己潤滑性複合材料の特徴を制限する結果となる。
【０００７】この困難を打開するために、金属もしくは
合金製のスリーブ（もしくは裏当て金）内に、自己潤滑
性複合材料の原料粉末を加圧成形した素形材をはめ込ん
でから焼結処理したり、あるいは裏当て金もしくはスリ
ーブ自体も金属もしくは合金の粉末を加圧成形した素形
材として製作し、自己潤滑性複合材の原料粉末を加圧成
形した素形材と組み合わせた上で一緒に焼結して、一体
に形成する方法が知られている。特公昭５７−４２１２
１号公報（特開昭５５一０９４４０３号公報）や特開昭
６３−２８２２３３号公報がその例である。これらの方
法はすべり軸受け一般に対して一定の寄与はあるもの
の、金属もしくは合金粉末と潤滑剤粉末とが焼結時に境
界面で反応して、脆化層が形成される危険があり、両成
分の組み合わせに大きな制約を受けるという欠点があっ
た。
合金製のスリーブ（もしくは裏当て金）内に、自己潤滑
性複合材料の原料粉末を加圧成形した素形材をはめ込ん
でから焼結処理したり、あるいは裏当て金もしくはスリ
ーブ自体も金属もしくは合金の粉末を加圧成形した素形
材として製作し、自己潤滑性複合材の原料粉末を加圧成
形した素形材と組み合わせた上で一緒に焼結して、一体
に形成する方法が知られている。特公昭５７−４２１２
１号公報（特開昭５５一０９４４０３号公報）や特開昭
６３−２８２２３３号公報がその例である。これらの方
法はすべり軸受け一般に対して一定の寄与はあるもの
の、金属もしくは合金粉末と潤滑剤粉末とが焼結時に境
界面で反応して、脆化層が形成される危険があり、両成
分の組み合わせに大きな制約を受けるという欠点があっ
た。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】自己潤滑性複合材料
は、高温や真空など、油潤滑の困難な場所での軸受けな
どの摺動材料として有効であるが、強度が低く脆いとい
う欠点があった。そこで、形状記憶合金を補強材として
適切に使用することによって壊れにくくするとともに、
高価な自己潤滑性複合材料の使用量を最小限にとどめた
球面すべり軸受けを提供することが本発明の目的であ
る。
は、高温や真空など、油潤滑の困難な場所での軸受けな
どの摺動材料として有効であるが、強度が低く脆いとい
う欠点があった。そこで、形状記憶合金を補強材として
適切に使用することによって壊れにくくするとともに、
高価な自己潤滑性複合材料の使用量を最小限にとどめた
球面すべり軸受けを提供することが本発明の目的であ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、外輪の内側部
分は、潤滑剤成分の粉末と、金属、プラスチックまたは
セラミックス成分の粉末とを混合して焼結した凹型球面
形状を有する自己潤滑性複合材料、同外輪の外側部分は
形状記憶合金製のリング状部材よりなり、さらに前記外
輪とかみ合う内輪については、ホワイトメタル、銅鉛合
金、アルミニウム合金、ステンレスもしくは合金鋼など
としたことを特徴とする球面すべり軸受け、ならびに、
外輪の内側部分は、潤滑剤成分の粉末と、金属、プラス
チックまたはセラミックス成分の粉末とを混合して焼結
した凹型球面形状を有する自己潤滑性複合材料、同外輪
の外側部分は形状記憶合金製のリング状部材よりなり、
さらに前記外輪とかみ合う内輪については、その内側部
分に、潤滑剤成分の粉末と、金属、プラスチックまたは
セラミックス成分の粉末とを混合して焼結した自己潤滑
性複合材料からなるリング状部材を配するととともに、
同内輪の外側部分には形状記憶合金を素材としてかつ前
記外輪内面の凹型球面部分と摺動可能に組み合う凸型球
面を有するようにして一体に構成したことを特徴とする
球面すべり軸受けである。
分は、潤滑剤成分の粉末と、金属、プラスチックまたは
セラミックス成分の粉末とを混合して焼結した凹型球面
形状を有する自己潤滑性複合材料、同外輪の外側部分は
形状記憶合金製のリング状部材よりなり、さらに前記外
輪とかみ合う内輪については、ホワイトメタル、銅鉛合
金、アルミニウム合金、ステンレスもしくは合金鋼など
としたことを特徴とする球面すべり軸受け、ならびに、
外輪の内側部分は、潤滑剤成分の粉末と、金属、プラス
チックまたはセラミックス成分の粉末とを混合して焼結
した凹型球面形状を有する自己潤滑性複合材料、同外輪
の外側部分は形状記憶合金製のリング状部材よりなり、
さらに前記外輪とかみ合う内輪については、その内側部
分に、潤滑剤成分の粉末と、金属、プラスチックまたは
セラミックス成分の粉末とを混合して焼結した自己潤滑
性複合材料からなるリング状部材を配するととともに、
同内輪の外側部分には形状記憶合金を素材としてかつ前
記外輪内面の凹型球面部分と摺動可能に組み合う凸型球
面を有するようにして一体に構成したことを特徴とする
球面すべり軸受けである。
【００１０】所定温度に加熱された時に記憶形状を回復
するように記憶処理された形状記憶合金で製作されたリ
ング状部材は、自己潤滑性複合部材の外側を包み込むよ
うにして保護・固定するので、壊れにくく取扱いの容易
な球面すべり軸受けが得られる。また、球面すべり軸受
けの外輪と内輪の組み合わせについても、形状記憶合金
製のリング状部材の収縮力を利用することによって容易
に実現される。
するように記憶処理された形状記憶合金で製作されたリ
ング状部材は、自己潤滑性複合部材の外側を包み込むよ
うにして保護・固定するので、壊れにくく取扱いの容易
な球面すべり軸受けが得られる。また、球面すべり軸受
けの外輪と内輪の組み合わせについても、形状記憶合金
製のリング状部材の収縮力を利用することによって容易
に実現される。
【００１１】
【発明の実施の形態】一般に、形状記憶合金はある形状
を記憶させた後に、室温でその形状に変更を加えても、
次に所定の温度に加熱するだけで先の記憶形状を回復す
る能力を有することが知られている。この応用動作とし
て、形状記憶合金を円筒形状に製作して記憶処理した
後、その内径を所定量だけ拡径しておくと、次に所定温
度に加熱された時に円筒の内径を収縮させることが可能
である。本発明者らは形状記憶合金のこのような性質を
応用することによって、従来にない新しい方法による球
面すべり軸受けの製造が可能となることを見いだした。
を記憶させた後に、室温でその形状に変更を加えても、
次に所定の温度に加熱するだけで先の記憶形状を回復す
る能力を有することが知られている。この応用動作とし
て、形状記憶合金を円筒形状に製作して記憶処理した
後、その内径を所定量だけ拡径しておくと、次に所定温
度に加熱された時に円筒の内径を収縮させることが可能
である。本発明者らは形状記憶合金のこのような性質を
応用することによって、従来にない新しい方法による球
面すべり軸受けの製造が可能となることを見いだした。
【００１２】球面すべり軸受けの利用形態としては、軸
を内輪に固定して使用する場合と、軸を固定せずに内輪
との問でも摺動できる状態で使用する場合とがある。本
発明の請求項１記載の発明は前者に、請求項２記載の発
明は後者の場合にそれぞれ対応するものである。前者す
なわち軸を内輪と固定して使用する場合がより基本的で
かつ単純であるから、まずこのケースについて説明す
る。
を内輪に固定して使用する場合と、軸を固定せずに内輪
との問でも摺動できる状態で使用する場合とがある。本
発明の請求項１記載の発明は前者に、請求項２記載の発
明は後者の場合にそれぞれ対応するものである。前者す
なわち軸を内輪と固定して使用する場合がより基本的で
かつ単純であるから、まずこのケースについて説明す
る。
【００１３】内輪は軸と一体となるように固定して使用
されるので、内輪の外面と外輪の内面との問の摺動だけ
が問題となる。このような場合、自己潤滑性複合材料を
内輪側に使うことも不可能ではないが、軸と一体化する
ように固定するためには内輪は強度の高い合金製の方が
安心である。そのため内輪には既存の合金を使用するこ
ととし、内輪と摺動する外輪の内面側に自己潤滑性複合
材料を配するとともに、その外側をリング状の形状記憶
合金製の外筒が補強するようにしたのが第一発明であ
る。図１〜図４にその例を示す。１が潤滑性を有する自
己潤滑性複合材で、これらは２で示された形状記憶合金
製の外筒によって一体となるように締結されて外輪を構
成している。この外輪は厚みの中間部の接合面７で左右
に分割された二つの部材として別々に製作された後、内
輪３を挟み込んで一体に組み立てられている。一体に組
み立てる方法としては、図１および図４のような固定用
ビス４を用いたり、図２および図３で示すようにハウジ
ング８の中に収納するなどによることができる。なお、
図１は形状記憶合金製外筒の内面が平坦であるのに対し
て、図２では自己潤滑性複合材の抜け止め用の段２１を
設けたものである。
されるので、内輪の外面と外輪の内面との問の摺動だけ
が問題となる。このような場合、自己潤滑性複合材料を
内輪側に使うことも不可能ではないが、軸と一体化する
ように固定するためには内輪は強度の高い合金製の方が
安心である。そのため内輪には既存の合金を使用するこ
ととし、内輪と摺動する外輪の内面側に自己潤滑性複合
材料を配するとともに、その外側をリング状の形状記憶
合金製の外筒が補強するようにしたのが第一発明であ
る。図１〜図４にその例を示す。１が潤滑性を有する自
己潤滑性複合材で、これらは２で示された形状記憶合金
製の外筒によって一体となるように締結されて外輪を構
成している。この外輪は厚みの中間部の接合面７で左右
に分割された二つの部材として別々に製作された後、内
輪３を挟み込んで一体に組み立てられている。一体に組
み立てる方法としては、図１および図４のような固定用
ビス４を用いたり、図２および図３で示すようにハウジ
ング８の中に収納するなどによることができる。なお、
図１は形状記憶合金製外筒の内面が平坦であるのに対し
て、図２では自己潤滑性複合材の抜け止め用の段２１を
設けたものである。
【００１４】次に、外輪と内輪との間だけでなく、内輪
と軸との間でも摺動するタイプの球面すべり軸受げにつ
いて説明する。内輪と外輪との間の摺動関係については
前記の場合と同じであるから、条件の異なる内輪部分に
ついてのみ説明を加える。この場合には内輪の内側も摺
動面となるため、この部分にも自己潤滑性複合材を使用
するようにした。すなわち、内輪も外輪と同様に、自己
潤滑性複合材と形状記憶合金との複合体として構成する
ことになる。このような内輪を第一発明の外輪と組み合
わせたものが、本発明の第二発明に相当する。図３と図
４にその例を示す。外輪に関しては先に説明した図１や
図２と同様である。ただし、内輪が、５で示される自己
潤滑性複合材の外側を形状記憶合金製の部材６で締結し
て一体化されている点が第二発明の特徴である。なお、
図３と図４の違いは、前述の図１と図２の違いと同じで
ある。
と軸との間でも摺動するタイプの球面すべり軸受げにつ
いて説明する。内輪と外輪との間の摺動関係については
前記の場合と同じであるから、条件の異なる内輪部分に
ついてのみ説明を加える。この場合には内輪の内側も摺
動面となるため、この部分にも自己潤滑性複合材を使用
するようにした。すなわち、内輪も外輪と同様に、自己
潤滑性複合材と形状記憶合金との複合体として構成する
ことになる。このような内輪を第一発明の外輪と組み合
わせたものが、本発明の第二発明に相当する。図３と図
４にその例を示す。外輪に関しては先に説明した図１や
図２と同様である。ただし、内輪が、５で示される自己
潤滑性複合材の外側を形状記憶合金製の部材６で締結し
て一体化されている点が第二発明の特徴である。なお、
図３と図４の違いは、前述の図１と図２の違いと同じで
ある。
【００１５】本発明で使用できる自己潤滑性複合材料
は、グラファイト、二硫化タングステン、二硫化モリブ
デンなどの潤滑剤成分の粉末と、タングステンやステン
レス並びに鉄合金、銅合金などの金属成分もしくはプラ
スチック成分やセラミックス成分とを混合して一体に焼
結された材料であればその種類は問わない。形状記憶合
金製のリングが自己潤滑性複合材料の外側に配され、そ
の形状記憶合金の収縮によって一体に構成されるもので
あるから、自己潤滑性複合材料はほぼ圧縮応力だけの作
用を受け、しかも形状記憶合金によって包まれる形で固
定されるから、潤滑性の優れたものであれば、脆くて引
張強度の低い材料であっても問題なく利用することがで
きる。
は、グラファイト、二硫化タングステン、二硫化モリブ
デンなどの潤滑剤成分の粉末と、タングステンやステン
レス並びに鉄合金、銅合金などの金属成分もしくはプラ
スチック成分やセラミックス成分とを混合して一体に焼
結された材料であればその種類は問わない。形状記憶合
金製のリングが自己潤滑性複合材料の外側に配され、そ
の形状記憶合金の収縮によって一体に構成されるもので
あるから、自己潤滑性複合材料はほぼ圧縮応力だけの作
用を受け、しかも形状記憶合金によって包まれる形で固
定されるから、潤滑性の優れたものであれば、脆くて引
張強度の低い材料であっても問題なく利用することがで
きる。
【００１６】次に、本発明において使用できる形状記憶
合金について説明する。形状記憶合金には一度だけ形状
回復動作をさせることのできる一方向性合金と、温度の
上げ下げによって二つの記憶形状の間を往復動作できる
二方向性合金とがある。本発明においては、温度をあげ
て自己潤滑性複合材料を固定した後は、温度が下がって
もその状態を維持していてくれる必要があることから、
当然一方向性の形状記憶合金を使用することになる。ま
た、コスト的にも安くかつ加工の容易な合金が望ましい
のはいうまでもない。このような条件を満足する形状記
憶合金として、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系等の鉄を主要成分と
する形状記憶合金は最も適当なものの一つである。これ
らの合金は形状回復過程における形状回復ひずみとして
２％から４％程度を確保することができるから、焼きば
めに比べて部材の加工精度をさほど厳しく管理する必要
がない。
合金について説明する。形状記憶合金には一度だけ形状
回復動作をさせることのできる一方向性合金と、温度の
上げ下げによって二つの記憶形状の間を往復動作できる
二方向性合金とがある。本発明においては、温度をあげ
て自己潤滑性複合材料を固定した後は、温度が下がって
もその状態を維持していてくれる必要があることから、
当然一方向性の形状記憶合金を使用することになる。ま
た、コスト的にも安くかつ加工の容易な合金が望ましい
のはいうまでもない。このような条件を満足する形状記
憶合金として、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系等の鉄を主要成分と
する形状記憶合金は最も適当なものの一つである。これ
らの合金は形状回復過程における形状回復ひずみとして
２％から４％程度を確保することができるから、焼きば
めに比べて部材の加工精度をさほど厳しく管理する必要
がない。
【００１７】また、鉄系形状記憶合金の動作温度（形状
回復動作を起こさせるために必要な加熱温度）はたかだ
か４００℃以下程度であるから、大気中で加熱すると変
質しやすい活性成分を含む自己潤滑性複合材料を一体に
組み合わせて加熱しても、潤滑剤の変質などの悪影響を
生じることが少ない。これらの鉄系形状記憶合金は、一
般の鉄鋼素材に比べると耐食性ははるかに優れているも
のであるが、とくに厳しい腐食環境下での使用には、ニ
ッケル等の金属をメッキして使うことも可能である点
で、本発明に極めて有効である。
回復動作を起こさせるために必要な加熱温度）はたかだ
か４００℃以下程度であるから、大気中で加熱すると変
質しやすい活性成分を含む自己潤滑性複合材料を一体に
組み合わせて加熱しても、潤滑剤の変質などの悪影響を
生じることが少ない。これらの鉄系形状記憶合金は、一
般の鉄鋼素材に比べると耐食性ははるかに優れているも
のであるが、とくに厳しい腐食環境下での使用には、ニ
ッケル等の金属をメッキして使うことも可能である点
で、本発明に極めて有効である。
【００１８】
実施例１ 外径３７．５mm、内径２５．０mm、長さ８．５mmの円筒
形状の自己潤滑性複合材は、固体潤滑成分としての造粒
した二硫化タングステン粉末と、金属成分としてタング
ステン粉末、およびＦｅ−Ｎｉ−Ｂ合金粉末を均一に混
合して真空焼結したものである（図５［Ｃ］の１）。一
方、形状記憶合金は、２８％Ｍｎ−６％Ｓｉー５％Ｃｒ
を主成分とする鉄系合金製の丸棒を円筒状部材に加工し
た後に９５０℃に加熱して形状記憶処理とした（図５
［Ａ］）。この円筒部材の内径をマンドレルを使用して
７．６％だけ拡径（同図［Ｂ］）して、外径５０mm、内
径２５．２mm、長さ１０mmとした。
形状の自己潤滑性複合材は、固体潤滑成分としての造粒
した二硫化タングステン粉末と、金属成分としてタング
ステン粉末、およびＦｅ−Ｎｉ−Ｂ合金粉末を均一に混
合して真空焼結したものである（図５［Ｃ］の１）。一
方、形状記憶合金は、２８％Ｍｎ−６％Ｓｉー５％Ｃｒ
を主成分とする鉄系合金製の丸棒を円筒状部材に加工し
た後に９５０℃に加熱して形状記憶処理とした（図５
［Ａ］）。この円筒部材の内径をマンドレルを使用して
７．６％だけ拡径（同図［Ｂ］）して、外径５０mm、内
径２５．２mm、長さ１０mmとした。
【００１９】拡径後の形状記憶合金部材の中に前記の自
己潤滑性複合材を入れた後、そのままの状態で窒素雰囲
気の炉中で３５０℃に加熱した。形状記憶合金製円筒の
内径が収縮し、自己潤滑性複合材は外周部を形状記憶合
金製の外筒が包んだ形に固定された（図５［Ｄ])。この
形状記憶合金製の円筒は、内部に何も入れない状態で３
５０℃に加熱された場合には、その内径が２．０％、す
なわち０．５０mmほど収縮する能力をもっている。本実
施例の場合、形状記憶合金製円筒の内径と自己潤滑性複
合材の外径との差を０．２mmとしたから、この収縮能力
によって自己潤滑性複合材は十分な力で固定された。
己潤滑性複合材を入れた後、そのままの状態で窒素雰囲
気の炉中で３５０℃に加熱した。形状記憶合金製円筒の
内径が収縮し、自己潤滑性複合材は外周部を形状記憶合
金製の外筒が包んだ形に固定された（図５［Ｄ])。この
形状記憶合金製の円筒は、内部に何も入れない状態で３
５０℃に加熱された場合には、その内径が２．０％、す
なわち０．５０mmほど収縮する能力をもっている。本実
施例の場合、形状記憶合金製円筒の内径と自己潤滑性複
合材の外径との差を０．２mmとしたから、この収縮能力
によって自己潤滑性複合材は十分な力で固定された。
【００２０】このようにして得た形状記憶合金と自己潤
滑性複合材を一体にした部材２個を横に並べ、形状記憶
合金部分をビスで仮固定した上で内面の自己潤滑性複合
材の内側を半径１７mmの凹型球面に加工した。この加工
後の、一方の部材は図５［Ｅ］に示す形状になってい
る。このような形状の二つの部材の間にＳＫＤ６１で作
った内輪を入れ、再びビスにより、７を接合面として一
体に固定することによって球面すべり軸受けとした（図
５［Ｆ］）。
滑性複合材を一体にした部材２個を横に並べ、形状記憶
合金部分をビスで仮固定した上で内面の自己潤滑性複合
材の内側を半径１７mmの凹型球面に加工した。この加工
後の、一方の部材は図５［Ｅ］に示す形状になってい
る。このような形状の二つの部材の間にＳＫＤ６１で作
った内輪を入れ、再びビスにより、７を接合面として一
体に固定することによって球面すべり軸受けとした（図
５［Ｆ］）。
【００２１】実施例２ 外径７６mm、内径４２mm、長さ１８mmの円筒形状の自己
潤滑性複合材は、固体潤滑剤成分であるグラファイト粉
末と二硫化タングステン粉末を、金属マトリクス成分で
あるＣｕ−Ｓｎ合金粉末を混合して成形後、真空焼結処
理したものである。一方、形状記憶合金側は、板厚４mm
の２８％Ｍｎ−６％Ｓｉ−５％Ｃｒを主成分とする鉄系
形状記憶合金板をプレス成形し、ＴＩＧ溶接した後に９
５０℃に加熱して形状記憶処理を行った。この円筒の内
径をまず７．５％拡径し、続いて６００℃に加熱、さら
に２回目として５％の拡径を実施した。
潤滑性複合材は、固体潤滑剤成分であるグラファイト粉
末と二硫化タングステン粉末を、金属マトリクス成分で
あるＣｕ−Ｓｎ合金粉末を混合して成形後、真空焼結処
理したものである。一方、形状記憶合金側は、板厚４mm
の２８％Ｍｎ−６％Ｓｉ−５％Ｃｒを主成分とする鉄系
形状記憶合金板をプレス成形し、ＴＩＧ溶接した後に９
５０℃に加熱して形状記憶処理を行った。この円筒の内
径をまず７．５％拡径し、続いて６００℃に加熱、さら
に２回目として５％の拡径を実施した。
【００２２】このように適当な温度への加熱を挟んで拡
径処理を複数回（本実施例では２回）行う方法は「トレ
ーニング」と呼ばれて、形状記憶合金の形状回復性能を
向上させる手段として公知のものである。この２度目の
拡径後の形状記憶合金円筒は内径が７４．５mmになって
いるが、そのまま内部に何も入れない状態で３００℃に
加熱すると、内径が２．６mm（約３．５％）だけ収縮す
る能力を付与されている。そのような形状記憶合金製外
筒の内部に、前述の自己潤滑性複合材製の円筒を外径を
７４．０mmに予備加工して差し込み、真空中で３００℃
に加熱した。両者は一体に結合され、その外径は８１．
６mm、内径は４０mmとなった。ここで長さは１７mmに、
外径は８０．０mmに仕上げ加工した後、二つ並列に並べ
てハウジング内に収納して仮固定した状態で、内側を半
径６８．０mmの凹型球面に加工した。
径処理を複数回（本実施例では２回）行う方法は「トレ
ーニング」と呼ばれて、形状記憶合金の形状回復性能を
向上させる手段として公知のものである。この２度目の
拡径後の形状記憶合金円筒は内径が７４．５mmになって
いるが、そのまま内部に何も入れない状態で３００℃に
加熱すると、内径が２．６mm（約３．５％）だけ収縮す
る能力を付与されている。そのような形状記憶合金製外
筒の内部に、前述の自己潤滑性複合材製の円筒を外径を
７４．０mmに予備加工して差し込み、真空中で３００℃
に加熱した。両者は一体に結合され、その外径は８１．
６mm、内径は４０mmとなった。ここで長さは１７mmに、
外径は８０．０mmに仕上げ加工した後、二つ並列に並べ
てハウジング内に収納して仮固定した状態で、内側を半
径６８．０mmの凹型球面に加工した。
【００２３】次に、内輪を図６に従って製作した。同図
に５で示すのは、外径５５mm、内径３５mm、長さ３０mm
の円筒形状の自己潤滑性複合材で、その組成等は前述の
外輪とおなじものである。図の６は外輪と同じ鉄系形状
記憶合金の丸棒から切り出した円筒部材で、外径は７０
mm、内径４８mm、長さ３５mmとした。これに対して外輪
の場合と同様に７．５％の第１拡径、６００℃加熱、５
％の第２拡径という工程を経由させると内径は５３mmと
なった。その内径を５５．９mmに仕上げ加工してから、
内部に自己潤滑性複合材５を差し込み、真空中で３００
℃に加熱して一体に締結した（図６［Ｃ］）。この複合
部材の外側を半径３４．０mmの凸型球面に、また内径は
４０．０mmにそれぞれ仕上げ加工した状態が図６［Ｄ］
である。先に製作した二つ割りの外輪の間にこの内輪を
挟み込んでから、外輪の二つの部材をハウジングに納め
て固定することによって、図６［Ｅ］に示す球面すべり
軸受けを得た。
に５で示すのは、外径５５mm、内径３５mm、長さ３０mm
の円筒形状の自己潤滑性複合材で、その組成等は前述の
外輪とおなじものである。図の６は外輪と同じ鉄系形状
記憶合金の丸棒から切り出した円筒部材で、外径は７０
mm、内径４８mm、長さ３５mmとした。これに対して外輪
の場合と同様に７．５％の第１拡径、６００℃加熱、５
％の第２拡径という工程を経由させると内径は５３mmと
なった。その内径を５５．９mmに仕上げ加工してから、
内部に自己潤滑性複合材５を差し込み、真空中で３００
℃に加熱して一体に締結した（図６［Ｃ］）。この複合
部材の外側を半径３４．０mmの凸型球面に、また内径は
４０．０mmにそれぞれ仕上げ加工した状態が図６［Ｄ］
である。先に製作した二つ割りの外輪の間にこの内輪を
挟み込んでから、外輪の二つの部材をハウジングに納め
て固定することによって、図６［Ｅ］に示す球面すべり
軸受けを得た。
【００２４】実施例３ ３２％Ｍｎ−６％Ｓｉを主成分とする鉄系形状記憶合金
製の丸棒を円筒状部材に加工した後に、９５０℃に加熱
して形状記憶処理を行った。この円筒部材の内径をマン
ドレルを使用して７．０％だけ拡径し、外径６５mm、内
径５７．５mm、長さ１４．６mmとした。内径を一方の端
部から５８．６mmまで切削加工したが、長さ０．６mm分
だけは切削せずに内径５７．５mmのまま残した。この部
分は図２および図３の２１で示す抜け止め部分に相当す
るものである。これに無電解法によってニッケルめっき
を行った。これに対して、外径５８．２mm、内径３４．
０mm、長さ１４mmの円筒形状の自己潤滑性複合部材は、
二硫化モリブデン粉末、ＳＵＳ４３０Ｌの粉末、および
Ｆｅ−Ｎｉ−Ｂ合金粉末を均一に混合して真空焼結して
得たものである。
製の丸棒を円筒状部材に加工した後に、９５０℃に加熱
して形状記憶処理を行った。この円筒部材の内径をマン
ドレルを使用して７．０％だけ拡径し、外径６５mm、内
径５７．５mm、長さ１４．６mmとした。内径を一方の端
部から５８．６mmまで切削加工したが、長さ０．６mm分
だけは切削せずに内径５７．５mmのまま残した。この部
分は図２および図３の２１で示す抜け止め部分に相当す
るものである。これに無電解法によってニッケルめっき
を行った。これに対して、外径５８．２mm、内径３４．
０mm、長さ１４mmの円筒形状の自己潤滑性複合部材は、
二硫化モリブデン粉末、ＳＵＳ４３０Ｌの粉末、および
Ｆｅ−Ｎｉ−Ｂ合金粉末を均一に混合して真空焼結して
得たものである。
【００２５】この自己潤滑性複合材製の円筒を前記のめ
っきした形状記憶合金製の外筒の中に挿入し、大気中で
３５０℃に加熱した。形状記憶合金製円筒の内径が収縮
し、自己潤滑性複合材は外周部を形状記憶合金製の外筒
が包んだ形に固定された（図５［Ｄ］の状態）。
っきした形状記憶合金製の外筒の中に挿入し、大気中で
３５０℃に加熱した。形状記憶合金製円筒の内径が収縮
し、自己潤滑性複合材は外周部を形状記憶合金製の外筒
が包んだ形に固定された（図５［Ｄ］の状態）。
【００２６】このようにして得た形状記憶合金と自己潤
滑性複合材を一体にした部材２個を横に並べてハウジン
グで仮固定し、内側を半径２７．２mmの凹型球面に加工
した。いったんハウジングから取り外し、二つの都材の
間にＳＵＳ３０４製の内輪を入れ、再びハウジングの中
に納めて一体に固定して球面すべり軸受けとした（図５
［Ｆ］）。
滑性複合材を一体にした部材２個を横に並べてハウジン
グで仮固定し、内側を半径２７．２mmの凹型球面に加工
した。いったんハウジングから取り外し、二つの都材の
間にＳＵＳ３０４製の内輪を入れ、再びハウジングの中
に納めて一体に固定して球面すべり軸受けとした（図５
［Ｆ］）。
【００２７】本実施例では、外筒の形状記憶合金部分に
二ッケルめっきが施されている上、内輪もステンレス製
であるため、腐食性の強い環境で使用される場合に非常
に効果の大きいものとなった。
二ッケルめっきが施されている上、内輪もステンレス製
であるため、腐食性の強い環境で使用される場合に非常
に効果の大きいものとなった。
【００２８】
【発明の効果】本発明の球面すべり軸受けは、自己潤滑
性複合材を摺動面とし、かつ高強度部材である形状記憶
合金製の外筒よって補強されているため、壊れにくく取
扱いが容易である。補強部材である形状記憶合金製外筒
の取り付けには、その形状記憶合金自身の形状回復動作
を利用するが、この形状回復効果で得られる寸法変化
（具体的には内径収縮）量は焼きばめなどに比べて著し
く大きいので、部材に対する予備加工の精度をさほど高
くする必要がない。また、そのように大きな内径収縮量
を利用して締結されるので、高温度で使用されても緩む
ことがない。
性複合材を摺動面とし、かつ高強度部材である形状記憶
合金製の外筒よって補強されているため、壊れにくく取
扱いが容易である。補強部材である形状記憶合金製外筒
の取り付けには、その形状記憶合金自身の形状回復動作
を利用するが、この形状回復効果で得られる寸法変化
（具体的には内径収縮）量は焼きばめなどに比べて著し
く大きいので、部材に対する予備加工の精度をさほど高
くする必要がない。また、そのように大きな内径収縮量
を利用して締結されるので、高温度で使用されても緩む
ことがない。
【００２９】とくに形状記憶合金部材を、自己潤滑性複
合材料部材の外側から収縮させて補強する形になるた
め、焼結法によって成形されたポーラスな自己潤滑性複
合材に対して圧縮応力を付加することができるから、摺
動材としての使用中に破損する危険を著しく小さくでき
るという特徴もある。
合材料部材の外側から収縮させて補強する形になるた
め、焼結法によって成形されたポーラスな自己潤滑性複
合材に対して圧縮応力を付加することができるから、摺
動材としての使用中に破損する危険を著しく小さくでき
るという特徴もある。
【００３０】また、摺動部材は本来ある表面の薄い層だ
けが必要なのに対し、強度の十分でない自己潤滑性複合
材単体で作ると、強度確保のために必要以上に大きくし
なければならなくなる。本発明の摺動部材は強度の高い
形状記憶合金によって補強されるため、高価な自己潤滑
性複合材料は必要最小限にとどめることができる。その
上さらに非摺動面が形状記憶合金という金属によって覆
われるので、真空使用で問題となる自己潤滑性複合材料
からのガスの放出も著しく軽減される。
けが必要なのに対し、強度の十分でない自己潤滑性複合
材単体で作ると、強度確保のために必要以上に大きくし
なければならなくなる。本発明の摺動部材は強度の高い
形状記憶合金によって補強されるため、高価な自己潤滑
性複合材料は必要最小限にとどめることができる。その
上さらに非摺動面が形状記憶合金という金属によって覆
われるので、真空使用で問題となる自己潤滑性複合材料
からのガスの放出も著しく軽減される。
【図１】本発明に係る球面すべり軸受けの一例を示す正
面図と縦断面図。
面図と縦断面図。
【図２】本発明に係る球面すべり軸受けの他の例を示す
正面図と縦断面図。
正面図と縦断面図。
【図３】同じく本発明に係る球面すべり軸受けの他の例
を示す正面図と縦断面図。
を示す正面図と縦断面図。
【図４】同じく本発明に係る球面すべり軸受けの更に他
の例を示す正面図と縦断面図。
の例を示す正面図と縦断面図。
【図５】本発明による球面すべり軸受けの製作過程の一
例を示す図。
例を示す図。
【図６】本発明による球面すべり軸受けの製作過程の他
の例を示す図。
の例を示す図。
１ 外輪用の自己潤滑性複合材 ２ 外輪用の形状記憶合金製外筒 ３ 合金製内輪 ４ 外輪固定用ビス穴 ５ 内輪用の自己潤滑性複合材 ６ 内輪用の形状記憶合金製部材 ７ 外輪の接合面 ８ 固定用ハウジング ２１ 抜け止め部分
フロントページの続き (72)発明者 浅井 芳明 福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新 日本製鐵株式会社機械・プラント事業部内 (72)発明者 丸山 忠克 東京都千代田区神田小川町２−３−13 Ｍ ＆Ｃビル４Ｆ 淡路産業株式会社東京支社 内 (72)発明者 三尾 堯彦 東京都千代田区神田小川町２−３−13 Ｍ ＆Ｃビル４Ｆ 淡路産業株式会社東京支社 内
Claims (2)
- 【請求項１】 外輪の内側部分は、潤滑剤成分の粉末
と、金属、プラスチックまたはセラミックス成分の粉末
とを混合して焼結した凹型球面形状を有する自己潤滑性
複合材料、同外輪の外側部分は形状記憶合金製のリング
状部材よりなり、さらに前記外輪とかみ合う内輪につい
ては、ホワイトメタル、銅鉛合金、アルミニウム合金、
ステンレスもしくは合金鋼などで形成したことを特徴と
する球面すべり軸受け。 - 【請求項２】 外輪の内側部分は、潤滑剤成分の粉末
と、金属、プラスチックまたはセラミックス成分の粉末
とを混合して焼結した凹型球面形状を有する自己潤滑性
複合材料、同外輪の外側部分は形状記憶合金製のリング
状部材よりなり、さらに前記外輪とかみ合う内輪につい
ては、その内側部分に、潤滑剤成分の粉末と、金属、プ
ラスチックまたはセラミックス成分の粉末とを混合して
焼結した自己潤滑性複合材料からなるリング状部材を配
するとともに、同内輪の外側部分には形状記憶合金を素
材としてかつ前記外輪内面の凹型球面部分と摺動可能に
組み合う凸型球面を有するようにして一体に構成したこ
とを特徴とする球面すべり軸受け。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23958595A JP3696666B2 (ja) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | 球面すべり軸受け |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23958595A JP3696666B2 (ja) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | 球面すべり軸受け |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0979261A true JPH0979261A (ja) | 1997-03-25 |
| JP3696666B2 JP3696666B2 (ja) | 2005-09-21 |
Family
ID=17046982
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23958595A Expired - Fee Related JP3696666B2 (ja) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | 球面すべり軸受け |
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|---|---|
| JP (1) | JP3696666B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005116175A1 (ja) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | 摺動部材および摺動部材の製造方法 |
| DE102007007485A1 (de) * | 2007-02-15 | 2008-08-21 | Schaeffler Kg | Lager mit Befestigungselementen aus Formgedächtnislegierung |
| DE102007010693A1 (de) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Schaeffler Kg | Lageranordnung zur Dämpfung von Stößen und zum Ausgleich von Winkelfehlern |
| JP2009257563A (ja) * | 2008-03-17 | 2009-11-05 | Nobuyuki Tsuboi | 機器の支持ユニットおよびベアリングユニット |
| WO2013007136A1 (zh) * | 2011-07-13 | 2013-01-17 | Zhang Gongjian | 自润滑合金轴承 |
| CN104121294A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-10-29 | 福建龙溪轴承(集团)股份有限公司 | 一种关节轴承球形表面自润滑衬垫固化工艺方法 |
| EP2796737A3 (de) * | 2013-04-23 | 2015-01-07 | MT Aerospace AG | Gleitlageranordnung, ihre Verwendung und damit versehener Tank oder Druckbehälter sowie deren Verwendung |
| CN108223569A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-06-29 | 上海市轴承技术研究所 | 形状记忆合金轴承及其装配方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104202851A (zh) * | 2014-08-25 | 2014-12-10 | 常熟市蕫浜镇华进电器厂 | 使用寿命长的电热管 |
-
1995
- 1995-09-19 JP JP23958595A patent/JP3696666B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2005116175A1 (ja) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | 摺動部材および摺動部材の製造方法 |
| DE102007007485A1 (de) * | 2007-02-15 | 2008-08-21 | Schaeffler Kg | Lager mit Befestigungselementen aus Formgedächtnislegierung |
| DE102007010693A1 (de) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Schaeffler Kg | Lageranordnung zur Dämpfung von Stößen und zum Ausgleich von Winkelfehlern |
| JP2009257563A (ja) * | 2008-03-17 | 2009-11-05 | Nobuyuki Tsuboi | 機器の支持ユニットおよびベアリングユニット |
| WO2013007136A1 (zh) * | 2011-07-13 | 2013-01-17 | Zhang Gongjian | 自润滑合金轴承 |
| EP2796737A3 (de) * | 2013-04-23 | 2015-01-07 | MT Aerospace AG | Gleitlageranordnung, ihre Verwendung und damit versehener Tank oder Druckbehälter sowie deren Verwendung |
| CN104121294A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-10-29 | 福建龙溪轴承(集团)股份有限公司 | 一种关节轴承球形表面自润滑衬垫固化工艺方法 |
| CN104121294B (zh) * | 2014-06-19 | 2016-07-13 | 福建龙溪轴承(集团)股份有限公司 | 一种关节轴承球形表面自润滑衬垫固化工艺方法 |
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