JPH0689779B2 - 軸と軸受 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、軸芯を中心として回転あるいは軸方向に移
動して摺動し合う軸とその軸受とに係り、特にこれらの
軸および軸受の軽量化にともなう摺動面に対する潤滑性
能の向上に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、上記のような相互に摺動し合う軸および軸受は、
特に高速かつ長時間連続して摺動し合う軸と軸受との組
合せの場合、例えば軸を鋼材あるいは合金鋼材等を素材
にして形成し、軸受を銅系の焼結合金あるいは樹脂成型
品を用いて、これらの軸受面に固体潤滑剤を分散して塗
布したり、埋込んで優れた潤滑性能が得られるようにし
ていた。

しかし、上記のように鋼材等の比重の大きい鉄系の素材
で軸が形成されていると、例えば産業用ロボット等のよ
うに回転体の慣性モーメントを小さくしたほうが好まし
い部材、あるいは航空機等に使用される回転軸のように
軽量化が必要な部材の場合には不適当であるため、アル
ミニウム系合金によって形成された軸を陽極酸化処理
（以下アルマイト処理という）して耐食性を高めたり、
あるいはニッケル、硬質クロム、鉄等のめっきを外周面
に施すなどの対策が行なわれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来のアルミニウム系合金製軸のアルマイ
ト処理では耐摩耗性に劣るため、高速かつ長時間連続し
て動作する軸としては耐久性がなく、また、外周面をニ
ッケル等のめっきを施す方法では、アルミニウム系のよ
うな基材に対するめっき下地処理を要し、この下地処理
を含めためっき加工のコストが高くなることと、例えば
内燃機関のような高速、高温下での過酷な条件で使用す
る場合、使用中にめっき層が熱膨張等の影響によって剥
離してしまうようなことがある。

また、一般に回転等によって摺動し合う金属面間の摩擦
を抑制するために、これらの金属面間に定期的あるいは
連続して潤滑剤を供給するので、例えば軸の回転作動中
に上記の潤滑剤の分散残渣物による周辺物への汚染が生
じ、特に医療機器等の高度の清浄度が要求される装置で
は難点とされているなどの問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、特定のアルミニウム系合金のような軽量化し
た金属によって軸あるいは軸受を形成し、さらに耐摩耗
性、潤滑性を付与することによって油等の潤滑剤を供給
する必要のない軸および軸受を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る軸と軸受は、超々ジュラルミン系、ジュ
ラルミン系或いはこれ等と同等の高力アルミニウム系合
金を素材として形成され、これらを先ずアルマイト処理
によって表面にアルマイト層を生成させ、次いで該層に
おける微細孔に潤滑性物質を充てんしたものであり、こ
の充てんには電気泳動、熱浴浸漬等によってフッ素樹脂
を充てんしたものである。

ここにフッ素樹脂としては４フッ化エチレン樹脂、フッ
化ビニル樹脂、４フッ化エチレンと６フッ化ポリプロピ
レン共重合樹脂、ポリクロルトルフルオルエチレン樹脂
などがあげられる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例による軸の断面を模式的に
示した図であり、１は2024,2014,2017,7003,7NO1,7075
等のジュラルミン系或いは超々ジュラルミン系合金、60
61,6063,5052,5056等の前記ジュラルミン系、超々ジュ
ラルミン系合金と同等の高力アルミニウム合金を素材と
して形成された軸、２はこの軸の表面に生成されたアル
マイト層、３はこのアルマイト層の生成とともに無数に
生成される微細孔を示す。

上記のようなアルミニウム系合金の外周部にアルマイト
層２を生成させてから、微細孔３内に電気泳動、熱浴浸
漬、真空含浸等によってフッ素系樹脂が滑性物質として
充填される。この微細孔３内のフッ素系樹脂は、軸１の
素材が前記のような特定のアルミニウム系合金であるの
で、この軸は従来の軸材に比して十分に強度的に満足さ
れるものであり、強固な固着力で微細孔３内に充填され
優れた摺動性が得られる。

以上のように加工、処理された軸は、例えば含潤滑剤含
油銅系焼結合金あるいは含油樹脂成型による軸受と嵌合
させることにより、この嵌合部の摩擦係数を従来の鋼
製、硬質クロムめっき加工あるいはアルミニウム系合金
をアルマイト加工した軸と比較すると、本発明による軸
が優れた潤滑性を有し、摩擦係数値の小さい軸と軸受と
の組合せが得られることを下記の表で示す試験結果によ
って実証できた。

第２図はこの試験結果を得るために使用した軸と軸受と
の嵌合を示す断面図であり、１は軸、５は軸受、６はこ
の軸受５をスラスト方向に支持するストップリング、７
は軸受５が圧入されているフランジである。また、軸４
の外径は20.0mm、軸受６の内径は20.1mmとし、これらの
面粗度はともに0.6μｍであり、試験番号１は本発明の
一例による軸と軸受との組合せ、試験番号１は本発明、
２〜４は本発明と比較するための従来の軸と軸受との組
合せ例、軸受材中のNTNルーロンは東洋ベアリング製特
殊充てん剤入りフッ素樹脂成型品、オイレス^＃80はオイ
レス工業製含油アセタル樹脂に固体潤滑剤を分散したも
の、オイレスサーメットは同じく銅系焼結合金に固体潤
滑剤を分散したもの、デフリックコートFH−２は川邑研
究所製の有機バインダ、無機バインダに固体潤滑剤を分
散して塗布、乾燥または焼付けしたものである。

なお、上記実施例では軸についてのみアルマイト処理を
行い、この処理後にフッ素系樹脂を微細孔に充填する例
で説明したが、軸を例えば鉄系の素材によって形成し、
前記の特定のアルミニウム系合金製の軸受に上記の処理
を行って両物を組合せてもよく、また、軸と軸受とを前
記アルミニウム系合金で形成して上記の処理を行い、こ
れらを組合せても使用可能である。

また、上記実施例では軸を前記特定のアルミニウム系合
金で形成した例について述べたが、例えば鉄系あるいは
チタン系のパイプの外周にアルミニウム系合金を被覆し
て強靭化とともに軽量にした軸の外周を実施例と同様の
処理を行なってもよく、さらに、アルマイト処理で生成
した微細孔３にフッ素系樹脂を熱浴含浸で充填する例に
ついて説明したが、フッ素系樹脂を電気泳動もしくは真
空含浸等によって含浸し、上記微細孔３に充填するよう
にしても、上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したように、アルミニウム系合金で
形成した軸あるいは軸受の摺動面をアルマイト処理し、
このアルマイト処理によって生成した微細孔にフッ素系
樹脂を充填するようにしたので、耐摩耗性が高くかつ無
発塵の潤滑摺動面を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による軸の断面を模式的に
示した図、第２図はこの発明の実施結果と、従来の軸と
軸受との組合せによる静摩擦係数を比較するために行っ
た実験用の軸と軸受の断面図である。 図において、１は軸受、２はアルマイト層、３は微細
孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猿渡 光一 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)発明者 斉藤 怜二 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)発明者 伊藤 六郎 静岡県浜松市豊町3226−１ 株式会社ミヤ キ内 (72)発明者 伊藤 健一郎 静岡県浜松市豊町3226−１ 株式会社ミヤ キ内 (72)発明者 小池 義夫 静岡県浜松市豊町3226−１ 株式会社ミヤ キ内 (56)参考文献 特開 昭49−65945（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−3562（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸芯を中心として回転あるいは軸方向に移
   動して摺動し合う、軸とこの軸と嵌合する軸受におい
   て、上記軸と軸受との両方、または軸あるいは軸受のい
   ずれかの一方を超超ジュラルミン系、ジュラルミン系或
   いはこれ等と同等の高力のアルミニウム系合金を素材と
   して形成し、これらを陽極酸化処理によって生成された
   酸化被膜中の微細孔に電気泳動、熱浴浸漬、真空含浸等
   によってフッソ系樹脂が滑性物質として充填されている
   ことを特徴とする軸と軸受