專利名稱：滾動軸承及軸承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滾動軸承和一種軸承裝置。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于辦公室設(shè)備如復(fù)印機(jī)和激光打印機(jī)的滾動軸承和軸承裝置。
背景技術(shù)：
辦公室設(shè)備如復(fù)印機(jī)和激光打印機(jī)的滾動軸承，通常是安裝在樹脂制成的軸承座中來使用的?？紤]到維護(hù)和其它要求，通常用潤滑脂作為這種滾動軸承的潤滑劑。
對于這種滾動軸承使用的潤滑脂類型，使用一種包含硅油或氟油為基礎(chǔ)油的潤滑脂，用于暴露于溫度極高的位置，如復(fù)印機(jī)或激光打印機(jī)中的固定輥。對于其它位置，通常使用包含礦物油或非硅油和氟油的合成油為基礎(chǔ)油的潤滑脂，所述的礦物油便宜并且使用廣泛。
防止裝填于軸承內(nèi)部的潤滑脂從軸承中漏出的技術(shù)已經(jīng)提出(JP-A-2-78069(本文所使用的術(shù)語“JP-A”是指未審查但已公開的日本專利申請))。而且，防止?jié)櫥瑥妮S承中漏出和提高軸承內(nèi)部潤滑脂的潤滑性能的技術(shù)也已經(jīng)提出(JP-A-10-326468)。
在這種滾動軸承中，于軸承環(huán)(內(nèi)環(huán)和外環(huán))的整個表面施用防銹溶液，以在軸承表面形成防銹膜。這種安排，使?jié)L動軸承在安裝到辦公設(shè)備上之前的單獨(dú)貯存期間，或者在運(yùn)輸辦公設(shè)備期間的高溫和潮濕的環(huán)境中，均能夠防銹。
換句話說，在迄今為止的實(shí)踐中都是將防銹溶液施用于滾動軸承的整個表面，以使該滾動軸承防銹，所述的防銹溶液包含用稀釋劑稀釋的防銹劑。
由于制備軸承座的樹脂材料是經(jīng)模塑的殘余應(yīng)力或外應(yīng)力裝載的，工作期間環(huán)境溫度的升高導(dǎo)致防銹溶液附著在外環(huán)的外表面或其它地方而進(jìn)入樹脂，從而可能破壞樹脂的強(qiáng)度。樹脂強(qiáng)度的破壞導(dǎo)致發(fā)生破裂或裂紋(下文中稱作“破裂等”)，同時(shí)導(dǎo)致辦公設(shè)備的誤操作。因此，迄今為止在對防銹劑的種類做出選擇的同時(shí)，還要考慮到它對樹脂材料的影響。
目前，已知導(dǎo)致樹脂強(qiáng)度惡化的防銹劑是具有一種高極性的化合物，如分子結(jié)構(gòu)中含有雜元素氧的烴化合物，如酯鍵和醚鍵(例如，脫水山梨糖醇脂肪酸酯、烷基磷酸及其鹽、聚氧化烯烷基醚磷酸及其鹽)。另一方面，這種防銹劑在使用之前，用包含酯基、醚基、二醇基或醇基的潤滑劑或溶劑以0.5％至10％重量的濃度進(jìn)行稀釋。因此，樹脂強(qiáng)度破壞的原因是所使用的防銹劑的種類，以及所使用的稀釋劑的作用。
所以，目前用作此目的的防銹劑常用有機(jī)磺酸的金屬鹽而不含高極性的化合物或溶劑。防銹劑的濃度用礦物油或者用合成的烴油作為稀釋劑進(jìn)行調(diào)整。
近年來，在信息電子設(shè)備技術(shù)中，已經(jīng)使用一種具有優(yōu)異耐熱性和尺寸穩(wěn)定性并且以較低價(jià)格即可得到的改性聚苯醚(Noryl(R))作為制備軸承座的樹脂材料。但是，這種改性的聚苯醚具有低的抗彎強(qiáng)度，于是由于應(yīng)變即使少量的防銹劑附著于其上而發(fā)生破裂等。因此，對于使用改性聚苯醚制成的軸承座，軸承在安裝到辦公設(shè)備上之前應(yīng)進(jìn)行擦拭，以除去軸承外部剩下的防銹劑。
以前的含有機(jī)磺酸金屬鹽的防銹劑溶液對通用潤滑脂具有親合性，因此很容易附著于整個軸承表面。然而，這種防銹溶液的缺點(diǎn)在于它可以進(jìn)入樹脂材料，破壞樹脂強(qiáng)度，關(guān)于具有低結(jié)晶度的這種樹脂材料還不能令人滿意。
換言之，滾動軸承安裝于其中的軸承座根據(jù)用途是由多種樹脂材料制成的。但是，如果軸承座是由低結(jié)晶度的樹脂材料構(gòu)成的，其缺點(diǎn)在于防銹溶液可進(jìn)入該樹脂材料，破壞樹脂強(qiáng)度，導(dǎo)致軸承座上發(fā)生破裂等。
另一方面，上述的JP-A-2-78069和JP-A-10-326468公開了一種防止?jié)櫥瑥妮S承中漏出的技術(shù)。但是，沒有防止包含稀釋劑的防銹劑溶液進(jìn)入樹脂材料的對策。
此外，前述使用改性聚苯醚作為樹脂材料的方法的缺點(diǎn)在于軸承外部生銹，導(dǎo)致軸承的壽命受到損害，因?yàn)檎缟厦嫠龅哪菢?，附著于軸承外表面上的防銹劑在滾動軸承安裝于軸承座中之前已被除去。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種滾動軸承和一種軸承裝置，每種均能保證具有合乎需要的防銹性，并且不損害各種樹脂材料的強(qiáng)度。
本發(fā)明的上述目的從下面的詳細(xì)描述和實(shí)施例是清楚的。
如上所述，樹脂強(qiáng)度惡化的大概原因在于，通過將防銹劑加到稀釋劑中而制備的防銹溶液進(jìn)入樹脂材料的事實(shí)。
這種情況下，本發(fā)明人對幾乎不能進(jìn)入樹脂材料的防銹溶液進(jìn)行了深入的研究。結(jié)果，所得到的認(rèn)識是，含有抗油防銹劑如氟基防銹劑的防銹溶液對樹脂材料具有低的親合性，因此幾乎不能進(jìn)入樹脂材料，使其能夠防止樹脂強(qiáng)度的惡化。所得到的另一種認(rèn)識是，由于這種抗油防銹劑對水或烴類化合物沒有相容性，因此它又不能破壞包含親水基團(tuán)的樹脂材料的強(qiáng)度。
本發(fā)明已在這種認(rèn)識的基礎(chǔ)上作出。更具體地，所述的問題是通過下列的實(shí)施方案(1)～(18)解決的(1)一種滾動軸承，該軸承包括固定于軸上的內(nèi)環(huán)，固定于軸承座中的外環(huán)，很多放入內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間的滾動體，以及裝填于其內(nèi)部的潤滑劑，而且該軸承被安裝在軸和軸承座之間，其中至少于外環(huán)的外表面和內(nèi)環(huán)的內(nèi)表面形成一種包含抗油材料的防銹膜。
(2)如(1)中所描述的滾動軸承，其中所述的軸和軸承座至少有一個是由樹脂材料形成的。
(3)如(1)中所描述的滾動軸承，其中所述的防銹膜是通過施用一種防銹溶液形成的，該防銹溶液具有0.5％至10％重量的溶解于氟基稀釋劑中的氟基防銹劑。
(4)如(3)中所描述的滾動軸承，其中所述的氟基防銹劑為單一的材料，該材料的分子結(jié)構(gòu)包含氟取代的主鏈和預(yù)定的官能團(tuán)，所述的主鏈衍生于全氟代烷基、全氟代醚或全氟代聚醚，所述的官能團(tuán)包含非C、H或F的雜原子，在其一端或兩端至少一個氟原子被該雜原子所取代，或者為多種不同材料的混合物。
(5)如(4)中所描述的滾動軸承，其中所述的預(yù)定官能團(tuán)選自羧基、異氰酸基、醇羥基和酯基。
(6)如(5)中所描述的滾動軸承，其中所述防銹劑的氟衍生物由下面的式(1)來表示 其中p1和q1每個均表示整數(shù)。
(7)如(5)中所描述的滾動軸承，其中所述防銹劑的氟衍生物由下面的式(3)來表示 其中p3和q3每個均表示整數(shù)。
(8)如(3)中所描述的滾動軸承，其中所述的氟基稀釋劑包括數(shù)量不大于預(yù)定值的低分子量材料。
(9)如(8)中所描述的滾動軸承，其中該稀釋劑具有4至30個碳原子和不大于1700的分子量。
(10)如(8)中所描述的滾動軸承，其中該稀釋劑為潤滑劑、溶劑或氯氟烴(HCFC)，該氯氟烴包括主鏈被氟取代的分子結(jié)構(gòu)，其選自全氟代烷基、全氟代醚和全氟代聚醚。
(11)如(8)中所描述的滾動軸承，其中該稀釋劑由下面的式(2)來表示 其中p2和q2每個均表示整數(shù)。
(12)如(1)中所描述的滾動軸承，其中該軸承包括密封板或屏蔽板，而且對要裝填的潤滑劑的量進(jìn)行調(diào)整，使其占軸承內(nèi)部空間容積的10％至50％。
(13)如(12)中所描述的滾動軸承，其中在潤滑劑裝填到軸承內(nèi)部之后，對該滾動軸承進(jìn)行試轉(zhuǎn)，并在外環(huán)的外表面和內(nèi)環(huán)的內(nèi)表面施用用稀釋劑稀釋過的抗油防銹劑。
(14)如(13)中所描述的滾動軸承，其中所述試轉(zhuǎn)的操作條件包括3秒至5分鐘的時(shí)段和300分鐘-1至10000分鐘-1的滾動軸承旋轉(zhuǎn)速度。
(15)如(2)中所描述的滾動軸承，其中所述的樹脂材料至少包括聚碳酸酯、聚縮醛、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚苯醚和改性的聚苯醚。
(16)一種軸承裝置，該裝置包括固定于軸上的內(nèi)環(huán)，固定于軸承座中的外環(huán)，很多放入內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間的滾動體，以及裝填于其內(nèi)部的潤滑劑，而且該軸承被安裝在軸和軸承座之間，其中至少于外環(huán)的外表面和內(nèi)環(huán)的內(nèi)表面形成一種包含抗油材料的防銹膜。
(17)如(16)中所描述的軸承裝置，其中所述的軸和軸承座至少有一個是由樹脂材料形成的，而該樹脂材料至少包括聚碳酸酯、聚縮醛、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚苯醚和改性的聚苯醚。
(18)如(16)中所描述的軸承裝置，其中該軸承裝置用于辦公設(shè)備和信息設(shè)備中。
本發(fā)明的滾動軸承包括固定于軸上的內(nèi)環(huán)，固定于軸承座中的外環(huán)，很多放入內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間的滾動體和裝填于其內(nèi)部的潤滑劑，并且被安裝在軸和軸承座之間，其特征在于至少在外環(huán)的外表面和內(nèi)環(huán)的內(nèi)表面形成一種包含抗油材料的防銹膜。
根據(jù)前述構(gòu)造，一種由抗油材料制成的防銹膜至少形成于外環(huán)的外表面和內(nèi)環(huán)的內(nèi)表面，使它能夠保證所需的防銹性，即使用低結(jié)晶度的樹脂材料形成軸承座或軸，也不破壞樹脂的強(qiáng)度。
防銹劑通常是以在稀釋劑中的溶液的形式來使用的。該稀釋劑優(yōu)選與防銹劑相容。從這種觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用氟基的化學(xué)品作為防銹劑和稀釋劑。此外，為了保證所需的防銹性和可安裝性，防銹劑優(yōu)選以0.5％至10％重量的量包含于稀釋劑中。
略微詳細(xì)地，優(yōu)選本發(fā)明的滾動軸承的特征在于防銹層是通過施用防銹溶液得到的，所述的防銹溶液具有0.5％至10％重量且溶解于氟基稀釋劑中的氟基防銹劑。
而且，為了防止稀釋劑殘留在軸承表面產(chǎn)生粘性，稀釋劑優(yōu)選是由數(shù)量不大于預(yù)定值的低分子量材料(例如分子量不大于1700的材料)制成的。
換言之，優(yōu)選本發(fā)明的特征又在于氟基稀釋劑是由數(shù)量上不大于預(yù)定值的低分子量材料制成的。
此外，本發(fā)明的防銹劑膜對樹脂材料的親合性低，并且對含有親水基團(tuán)的樹脂材料表現(xiàn)出低的相容性，因此可提供合乎需要的防銹性，同時(shí)又不破壞具有良好結(jié)晶度的樹脂材料如聚碳酸酯(下文中稱為“PC”)和聚縮醛(下文中稱為“POM”)的強(qiáng)度，也不破壞人們認(rèn)為的具有低結(jié)晶度的樹脂材料如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(下文中稱為“ABS”)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(下文中稱為“PBT”)、聚苯乙烯(下文中稱為“PS”)、聚苯醚(下文中稱為“PPO”)和改性PPO的強(qiáng)度。
換言之，優(yōu)選本發(fā)明的特征還在于所述的樹脂材料包括PC、POM、ABS、PS、PPO和改性PPO中的至少一種。
附圖簡述為了使描述更清楚，以實(shí)例的方式參照附圖，其中

圖1是圖解本發(fā)明的滾動軸承的斷面圖；圖2是圖解用于評價(jià)樹脂強(qiáng)度試驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖；圖3是說明氟衍生物A的加入量(重量％)與發(fā)生銹蝕的軸承數(shù)目之間關(guān)系的曲線圖；和圖4說明氟衍生物B的加入量(重量％)與發(fā)生銹蝕的軸承數(shù)目之間關(guān)系的曲線圖，其中參考號4表示內(nèi)環(huán)，參考號5表示外環(huán)，而參考號9a和9b均表示防銹膜。
發(fā)明詳述下面將結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明所牽涉的實(shí)施方案。
圖1是圖解本發(fā)明的滾動軸承的斷面圖。滾動軸承1安裝于軸2與軸承座3之間。
略微詳細(xì)地，滾動軸承1包括固定于軸2上的內(nèi)環(huán)4，固定于軸承座3中的外環(huán)5，很多放入內(nèi)環(huán)4和外環(huán)5之間的滾動體6，保持這些滾動體6互相分離成預(yù)定間隔的保持架7，以及防止作為潤滑劑而裝填于軸承中的潤滑脂漏出的密封板8。
形成于外環(huán)5外表面和內(nèi)環(huán)4內(nèi)表面的分別是由抗油材料形成的防銹膜9a和9b。
略微詳細(xì)地，作為軸承座3的樹脂材料，通常使用PC、POM、ABS、PBT、PS、PPO等。在這些樹脂材料中，ABS、PS、PBT和PPO為結(jié)晶度較低的樹脂，因此受防銹劑的影響。而且，由于防銹劑是用稀釋劑稀釋的，這些樹脂材料還受稀釋劑的影響。換言之，如果要使用的樹脂材料具有低的結(jié)晶度，而防銹劑或稀釋劑對該樹脂材料又有親合性，那么防銹劑或稀釋劑就滲入樹脂材料破壞其強(qiáng)度。
正如上面所述的那樣，近來常用于此目的的改性PPO的缺點(diǎn)在于，由于留在軸承外表面的防銹劑在滾動軸承1安裝于軸承座3中之前已經(jīng)擦掉，因此軸承的外表面很容易發(fā)生銹蝕，降低軸承的壽命。
本發(fā)明人所做的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，由于含有抗油防銹劑如氟基防銹劑的防銹溶液對樹脂材料的親合性低，而且抗油防銹劑與水或烴類化合物沒有相容性，所以可以避免破壞具有親水性基團(tuán)的樹脂材料的強(qiáng)度。
因此，在本實(shí)施方案中，含有抗油防銹劑的防銹溶液被施用于外環(huán)外表面和內(nèi)環(huán)內(nèi)表面，分別于其上面形成抗油防銹膜9a和9b，使得它能夠發(fā)揮所需的防銹作用，同時(shí)又避免破壞樹脂材料的強(qiáng)度。
作為抗油的防銹材料，可以使用分子結(jié)構(gòu)中包含氟取代主鏈和預(yù)定官能團(tuán)的材料，所述氟取代的主鏈衍生于全氟代烷基、全氟代醚或全氟代聚醚，所述預(yù)定的官能團(tuán)包含非C、H或F的雜原子，在其一端或兩端至少一個氟原子被該雜原子所取代。預(yù)定官能團(tuán)的實(shí)例包括羧基(-COOH)、異氰酸基(-NCO)、醇羥基(-OH)和酯基(-COOR，其中R代表烴基如烷基)。為了更有效地發(fā)揮防銹作用，優(yōu)選羧基(-COOH)和異氰酸基(-NCO)。這些防銹材料可以單獨(dú)使用。作為選擇，多種不同的防銹材料也可以適當(dāng)?shù)亟M合起來使用。作為這種防銹材料，可以使用FOMBLINDA系列的SV90AR(產(chǎn)自AUSIMONTK.K.)。
作為稀釋防銹劑的稀釋劑材料，優(yōu)選使用與防銹材料具有良好相容性的材料。例如，可以使用潤滑劑、溶劑或氯氟烴(HCFC)，該氯氟烴包括主鏈被氟取代的分子結(jié)構(gòu)，如全氟代烷基、全氟代醚和全氟代聚醚。而且，隨著稀釋材料的分子量的增加，該稀釋劑更容易保留在軸承表面，留下所謂的“粘性”。因此，最好使用具有3至30個碳原子，且分子量最大為約1600至1700、優(yōu)選不大于1000的低分子量材料。
防銹劑在稀釋劑中的濃度優(yōu)選為0.5％至10％重量，更優(yōu)選為2％至10％重量。
略微詳細(xì)地，當(dāng)防銹劑在稀釋劑中的濃度低于0.5％重量時(shí)，防銹劑的含量太小，以致于不能發(fā)揮所需的防銹作用。相反，如果防銹劑在稀釋劑中濃度超過10％重量，則防銹組分在防銹膜9a和9b中的含量過多。當(dāng)過多的防銹組分大量地附著在軸承座圈上的接觸部分時(shí)，抑制了把潤滑脂提供給座圈的接觸部分，導(dǎo)致潤滑脂潤滑性能的降低，并使把滾動軸承1安裝于軸承座3中成為不可能。
因此，在本實(shí)施方案中，將防銹劑在稀釋劑中的濃度確定為0.5％至10％重量，優(yōu)選為2％至10％重量。
在本實(shí)施方案中，防銹溶液不施用于外環(huán)5的內(nèi)座圈表面和內(nèi)環(huán)4的外座圈表面，但僅施用于外環(huán)5的外表面和內(nèi)環(huán)4的內(nèi)表面。因此，抗油的防銹膜9a和9b分別形成于外環(huán)5的外表面和內(nèi)環(huán)4的內(nèi)表面。
略微詳細(xì)地，正如上面所述的那樣，防銹劑在使用前用稀釋劑進(jìn)行稀釋。但是，當(dāng)抗油的防銹劑大量地附著在軸承的內(nèi)部時(shí)，裝填于軸承中的潤滑劑對軸承表面的附著力降低，導(dǎo)致潤滑劑從軸承中漏出，并且可能導(dǎo)致樹脂強(qiáng)度的破壞，這取決于所使用的潤滑劑的劑型。因此，優(yōu)選盡可能多地抑制抗油防銹劑在其中裝填了潤滑劑的軸承內(nèi)部的附著。從這種觀點(diǎn)出發(fā)，含抗油防銹劑的防銹溶液在本實(shí)施方案中僅施用于外環(huán)5的外表面和內(nèi)環(huán)4的內(nèi)表面。
由于防銹劑不施用于軸承的內(nèi)部，可以認(rèn)為當(dāng)潤滑脂不是均勻地遍布于軸承的內(nèi)表面時(shí)，則沒有涂敷潤滑脂的區(qū)域可能發(fā)生銹蝕。但是，如后面所要提到的那樣，通過使內(nèi)部裝填預(yù)定數(shù)量潤滑脂的滾動軸承1試轉(zhuǎn)，潤滑脂就能夠很容易地遍布軸承的內(nèi)表面。
下文中將詳細(xì)地描述制備滾動軸承1的方法。
將滾動體6放在內(nèi)環(huán)4與外環(huán)5之間，互相之間通過保持架7而保持預(yù)定的間隔。隨后，將預(yù)定數(shù)量的潤滑脂均勻地裝填在軸承的內(nèi)部，即滾動體6之間的空間。要裝填的潤滑脂的數(shù)量如此調(diào)整，以使它占軸承內(nèi)部空間容積的10％至50％。
換言之，通過使?jié)櫥鶆虻馗街谳S承的內(nèi)部，就可在軸承的內(nèi)部發(fā)揮防銹作用。但是，當(dāng)裝填的潤滑脂數(shù)量低于軸承內(nèi)部空間容積的10％時(shí)，即便使軸承試轉(zhuǎn)，潤滑脂也不能附著在軸承內(nèi)部的所有區(qū)域，使其不能發(fā)揮所需要的防銹作用。相反，如果裝填的潤滑脂數(shù)量超過軸承內(nèi)部空間容積的50％，則潤滑脂容易從軸承中漏出。
因此，在本實(shí)施方案中，要裝填的潤滑脂的數(shù)量預(yù)定為軸承內(nèi)部空間容積的10％至50％。
待預(yù)定數(shù)量的潤滑脂如此裝入軸承內(nèi)部之后，將密封板8安裝在軸承上。其后，使?jié)L動軸承1進(jìn)行3秒至5分鐘預(yù)定時(shí)段的試轉(zhuǎn)。
換言之，當(dāng)運(yùn)行時(shí)間低于3秒時(shí)，潤滑脂不能附著在軸承內(nèi)部的所有區(qū)域，使其不能發(fā)揮所需的防銹作用。反之，如果使軸承試轉(zhuǎn)的時(shí)間大于5分鐘，從生產(chǎn)效率的觀點(diǎn)來看是不合乎需要的。因此，試轉(zhuǎn)時(shí)間在本實(shí)施方案中預(yù)定為3秒至5分鐘。
在試轉(zhuǎn)操作期間，滾動軸承1的旋轉(zhuǎn)速度預(yù)定為300分鐘-1至10000分鐘-1。換言之，當(dāng)滾動軸承1的旋轉(zhuǎn)速度低于300分鐘-1時(shí)，使?jié)櫥街谳S承內(nèi)部的所有區(qū)域需要很多的時(shí)間。反之，如果滾動軸承1的旋轉(zhuǎn)速度超過10000分鐘-1，則所產(chǎn)生的離心力會使?jié)櫥瑥妮S承中漏出。因此，試轉(zhuǎn)操作期間的旋轉(zhuǎn)速度在本實(shí)施方案中預(yù)定為300分鐘-1至10000分鐘-1。
潤滑脂是否附著在軸承內(nèi)部的所有區(qū)域，可以在視覺上通過觀察潤滑脂是如何附著在密封板8表面上來辨認(rèn)，所述的密封板8是從已進(jìn)行了試轉(zhuǎn)的軸承上卸下來的。
在軸承如此試轉(zhuǎn)之后，將稀釋劑稀釋的抗油防銹劑，即抗油防銹溶液施用于外環(huán)5的外表面和內(nèi)環(huán)4的內(nèi)表面以分別于其上面形成防銹膜9a和9b。
略微詳細(xì)地，用防銹溶液噴淋滾動軸承1。然后使?jié)L動軸承1旋轉(zhuǎn)，以便使所產(chǎn)生的離心力除去額外的防銹溶液。作為選擇，將防銹溶液噴灑在軸承1上，致使其施用于外環(huán)5的外表面和內(nèi)環(huán)4的內(nèi)表面。按這種方式，形成了防銹膜9a和9b。
于是，根據(jù)本實(shí)施方案，將稀釋劑稀釋過的抗油防銹劑施用于外環(huán)5的外表面和內(nèi)環(huán)4的內(nèi)表面，以分別于其上面形成抗油防銹膜9a和9b。按這種方式，外環(huán)外表面的防銹膜9b不能進(jìn)入樹脂的軸承座3的內(nèi)部，可使軸承座中發(fā)生的破裂能夠避免。而且，通過使其內(nèi)部已裝填了潤滑脂的軸承按預(yù)定的方式試轉(zhuǎn)，致使?jié)櫥皇┯糜谳S承內(nèi)部的所有區(qū)域，又可以防止在軸承內(nèi)部發(fā)生銹蝕。
在其內(nèi)部已裝填了潤滑脂的滾動軸承中，在軸承安裝在要使用的辦公設(shè)備如復(fù)印機(jī)和激光打印機(jī)之前能夠防止銹蝕發(fā)生時(shí)，所述的試轉(zhuǎn)操作可以省略。
盡管已參照軸承座3是由樹脂材料形成的情況對本實(shí)施方案進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明也可以應(yīng)用于軸1是由樹脂材料形成的情況。
在下面的實(shí)施例中將進(jìn)一步地描述本發(fā)明，但不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明受限于這些實(shí)施例。
第一組實(shí)施例本發(fā)明人將下面式(1)代表的氟衍生物作為防銹材料按3％重量的量加到下面式(2)所代表的用作稀釋劑的低分子量全氟代聚醚(分子量為400)中，以制備實(shí)施例1的防銹溶液，于羧基取代的全氟代聚醚(下文中稱之為“氟衍生物A”)中所述的氟衍生物具有一個終端氟原子。 在式(1)中，p1和q1每個均表示整數(shù)。 在式(2)中，p2和q2每個均表示整數(shù)。
本發(fā)明人將式(3)所代表的氟衍生物作為防銹材料按3％重量的量加到稀釋劑中，以制備實(shí)施例2的防銹溶液，于羧基取代的全氟代聚醚(下文中稱之為“氟衍生物B”)中所述的氟衍生物具有一個終端氟原子，所述稀釋劑是由與實(shí)施例1中所使用的低分子量全氟代聚醚相同的聚醚構(gòu)成的。
在式(3)中，p3和q3每個均表示整數(shù)。
此外，本發(fā)明人制備了對比性的防銹溶液前述的低分子量全氟代聚醚(對比例1)，本身為氟基油的氟代聚醚油(對比例2)，本身為合成油的聚α-烯烴油(對比例3)，本身為礦物油的無添加劑的透平油(對比例4)和本身為酯基油的芳香酯油(對比例5)。
表1示出了這些實(shí)施例和對比例的防銹溶液的配方表1
隨后，使用圖2所示的變形夾具10，將由預(yù)定的樹脂材料制成的試驗(yàn)樣品12與一對試驗(yàn)樣品固定件11a和11b搭接，該固定件具有T形截面，安裝在變形夾具10上，并隨著變形夾具10的變形而固定在該變形夾具上。隨后，將前述的抗油防銹劑施用于試驗(yàn)樣品12頂端周圍的預(yù)定區(qū)域，以形成涂膜(防銹膜)13于其上，然后在23℃的溫度和50％～60％的相對濕度下放置48小時(shí)。然后觀察試驗(yàn)樣品12的表面，以評價(jià)樹脂的強(qiáng)度。
略微詳細(xì)地，將實(shí)施例1和2與對比例1至5的防銹溶液在不同樹脂即POM、PC、ABS、PBT、PS和改性的PPO制成的試驗(yàn)樣品12上進(jìn)行試驗(yàn)，通過移動試驗(yàn)樣品固定件11a和11b，改變變形百分?jǐn)?shù)η。然后通過視覺觀察這些試驗(yàn)樣品12，看看是否出現(xiàn)裂紋或破裂。這樣即可評價(jià)樹脂的強(qiáng)度。
表2示出了樹脂強(qiáng)度的評價(jià)結(jié)果。
表2
在表2中，E(優(yōu)秀)表示當(dāng)變形百分?jǐn)?shù)η不小于1.6％時(shí)不能觀察到裂縫，G(良好)表示當(dāng)變形百分?jǐn)?shù)η不小于1.2％至小于1.6％時(shí)可以觀察到裂縫，F(xiàn)(好)表示當(dāng)變形百分?jǐn)?shù)η不小于0.4％至小于1.2％時(shí)可以觀察到裂縫，而P(差)表示當(dāng)變形百分?jǐn)?shù)η小于0.4％時(shí)可以觀察到裂縫。
變形百分?jǐn)?shù)由下面公式(4)來定義η＝{(l0-l)/l}×100(4)其中l(wèi)0表示未變形試驗(yàn)樣品的總水平長度，而l表示變形試驗(yàn)樣品的總水平長度。
在實(shí)施例1與對比例1和2中，甚至當(dāng)變形百分?jǐn)?shù)η大于1.6％時(shí)，也沒有試驗(yàn)樣品發(fā)生破裂等。在實(shí)施例2中，當(dāng)變形百分?jǐn)?shù)不小于1.2％時(shí)，未出現(xiàn)裂紋或其它缺陷。這證明，將實(shí)施例1和2與對比例1和2的防銹溶液施用于樹脂材料時(shí)，能夠防止樹脂強(qiáng)度的惡化。這大概應(yīng)該歸因于實(shí)施例1和2與對比例1和2中所使用的氟基防銹溶液對樹脂材料具有低親合性，因而幾乎不能滲入樹脂材料的事實(shí)。
另一方面，在對比例3中，即使變形百分?jǐn)?shù)η大于1.6％，POM和PC上也不出現(xiàn)裂紋或其它缺陷。當(dāng)變形百分?jǐn)?shù)η小于1.2％時(shí)，在PBT上也不出現(xiàn)裂紋或其它缺陷。因此，在對比例3中，可以避免結(jié)晶度較高的樹脂材料如POM、PC和PBT的強(qiáng)度惡化。但是，當(dāng)變形百分?jǐn)?shù)η不大于1.0％時(shí)，裂紋或其它缺陷卻發(fā)生在低結(jié)晶度的ABS和PS上。而且，當(dāng)變形百分?jǐn)?shù)η小于0.4％時(shí)，裂紋或其它缺陷發(fā)生在改性的PPO上。
在對比例4中，即使變形百分?jǐn)?shù)η大于1.6％，在POM和PV上也不出現(xiàn)裂紋或其它缺陷。但是由于與對比例3相同的原因，當(dāng)變形百分?jǐn)?shù)η小于0.4％時(shí)，在ABS、PBT和PS上觀察到了裂紋或其它缺陷的發(fā)生。
在對比例5中，當(dāng)變形百分?jǐn)?shù)η大于1.6％，僅在POM上不產(chǎn)生裂紋或其它缺陷。但是，POM之外的其它樹脂材料的強(qiáng)度的惡化是顯著的。
這大概歸因于如下事實(shí)，即POM和PC具有較好的結(jié)晶度，因而幾乎不能因變形就產(chǎn)生裂縫或其它缺陷，而ABS、PBT、PS和改性的PPO則具有低的結(jié)晶度和差的彎曲強(qiáng)度，因而產(chǎn)生裂縫或其它缺陷。
本發(fā)明人使用尺寸為Φ19×Φ8×6的滾動軸承，來評價(jià)對不同樹脂材料均具有良好性能的實(shí)施例1和2與對比例1和2的防銹溶液和包含合成油的對比例3的防銹溶液的防銹性，所述的軸承具有鋼板制成的非接觸型的密封板和通過壓制波紋形鋼板得到的保持架。
略微詳細(xì)地，用石油聯(lián)苯胺使前述滾動軸承徹底脫脂，然后干燥。將商業(yè)上可得到的含鋰皂增稠劑的礦物油型潤滑脂，均勻地裝填滾動體之間的空隙中，致使其占軸承內(nèi)部空間容積的25％。隨后，將每種實(shí)施例1和2與對比例1至3的防銹溶液，均勻地噴灑在外環(huán)的外表面和內(nèi)環(huán)的內(nèi)表面上，以制備試驗(yàn)樣品，然后將該試驗(yàn)樣品在30℃的溫度和95％的相對濕度下放置50小時(shí)、100小時(shí)和150小時(shí)。然后觀察銹蝕的發(fā)生。
對于實(shí)施例1和2與對比例1至3中的每一個，共制備5個試驗(yàn)樣品。觀察所謂少量銹蝕和大量銹蝕的發(fā)生。確定發(fā)生銹蝕的軸承的數(shù)目以評價(jià)防銹性。
表3給出了防銹性的評價(jià)結(jié)果。
表3
從表3可以看出，50小時(shí)過去后，對比例1至3的一些樣品就已觀察到了銹蝕的發(fā)生，因?yàn)檫@些試驗(yàn)樣品是用揮發(fā)性的氟基油或合成油涂敷的，因而其上面沒有形成抗油的防銹膜。而且，150小時(shí)過去之后，觀察到這些試驗(yàn)樣品發(fā)生銹蝕的可能性高達(dá)不低于80％。相反，即使150小時(shí)過去了，實(shí)施例1和2的試驗(yàn)樣品沒有一個觀察到銹蝕的發(fā)生，因?yàn)樗鼈兙哂锌褂筒牧现瞥傻姆冷P膜，證明實(shí)施例1和2的防銹溶液具有優(yōu)異的防銹性。
第二組實(shí)施例本發(fā)明人測量了加到低分子量全氟代聚醚稀釋劑中的氟衍生物A或氟衍生物B抗油防銹劑的量與發(fā)生銹蝕之間的關(guān)系。
略微詳細(xì)地，將氟衍生物A分別以0.5％、1％、2％、3％、5％和10％重量的量加到低分子量的全氟代聚醚中，以制備含六氟衍生物A的防銹溶液。類似地，將氟衍生物B分別以0.5％、1％、2％、3％、5％和10％重量的量加到低分子量的全氟代聚醚中，以制備含六氟衍生物B的防銹溶液。
隨后，按與第一組實(shí)施例中相同的方式，將前述滾動軸承用石油聯(lián)苯胺徹底脫脂，然后干燥。然后將商業(yè)上可得到的含鋰皂增稠劑的礦物油型潤滑脂，均勻地裝填滾動體之間的空隙中，致使其占軸承內(nèi)部空間容積的25％。
隨后，將每種前述的各種防銹溶液和不含氟衍生物A和B的低分子量全氟代聚醚，均勻地噴灑在外環(huán)的外表面和內(nèi)環(huán)的內(nèi)表面上，以制備試驗(yàn)樣品，然后將該試驗(yàn)樣品在30℃的溫度和95％的相對濕度下放置100小時(shí)和200小時(shí)。然后觀察銹蝕的發(fā)生。對于每種不同的防銹溶液制備5個試驗(yàn)樣品。觀察所謂少量銹蝕和大量銹蝕的發(fā)生。確定發(fā)生銹蝕的軸承的數(shù)目以評價(jià)防銹性。
圖3解釋了氟衍生物A的加入量(重量％)與發(fā)生銹蝕的軸承數(shù)目之間的關(guān)系。圖4解釋了氟衍生物B的加入量(重量％)與發(fā)生銹蝕的軸承數(shù)目之間的關(guān)系。在這兩個圖表中，橫坐標(biāo)表示氟衍生物A或B的加入量，縱坐標(biāo)表示發(fā)生銹蝕的軸承的數(shù)目。符號▲和●分別表示100小時(shí)和200小時(shí)之后發(fā)生銹蝕的軸承的數(shù)目。
從圖3和圖4可以看出，當(dāng)防銹溶液不含氟衍生物A或B時(shí)，所有的五個試驗(yàn)樣品在200小時(shí)之后均發(fā)生銹蝕。相反，包含0.5％或1.0％重量的氟衍生物A或B的防銹溶液，在100小時(shí)之后不導(dǎo)致這些試驗(yàn)樣品上出現(xiàn)銹蝕。即使200小時(shí)之后，發(fā)生銹蝕的試驗(yàn)樣品的數(shù)目也小至2。進(jìn)一步明確的是，包含不小于2％重量的氟衍生物A或B的防銹溶液即使200小時(shí)之后也不導(dǎo)致銹蝕的發(fā)生。
另一方面，當(dāng)氟衍生物A或B的含量大于10％重量時(shí)，所得到的防銹膜太厚，以至于不能使軸承光滑地安裝在軸承座上。因此，確定氟衍生物A或B的含量優(yōu)選為0.5％至10％重量，更優(yōu)選為2％至10％重量。
第三組實(shí)施例本發(fā)明人使用尺寸為Φ19×Φ8×6的滾動軸承，來評價(jià)進(jìn)行試轉(zhuǎn)操作對防銹性的影響，所述的軸承具有鋼板制成的非接觸型的密封板和通過壓制波紋形鋼板得到的保持架。
略微詳細(xì)地，按與第一組和第二組實(shí)施例中相同的方式，將前述滾動軸承用石油聯(lián)苯胺徹底脫脂，然后干燥。然后將商業(yè)上可得到的含鋰皂增稠劑的礦物油型潤滑脂，均勻地裝填滾動體之間的空隙中，致使其占軸承內(nèi)部空間容積的25％。
其后，將鋼板制成的非接觸型的密封板安裝在預(yù)定的位置。然后使軸承的內(nèi)環(huán)以300分鐘-1的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)3秒，使該軸承進(jìn)行試轉(zhuǎn)。
隨后，將實(shí)施例1的防銹溶液均勻地噴灑在外環(huán)的外表面和內(nèi)環(huán)的內(nèi)表面上，以制備抗油防銹膜形成于其上的試驗(yàn)樣品。然后，將如此獲得的試驗(yàn)樣品在大氣中放置1周，在所述的大氣中，溫度按預(yù)定的周期由5℃至60℃變化，并以30℃的相對濕度80％為標(biāo)準(zhǔn)濕度。然后觀察試驗(yàn)樣品的外環(huán)的內(nèi)外表面和內(nèi)環(huán)的內(nèi)外表面上發(fā)生的銹蝕(實(shí)施例11)。
本發(fā)明人按與上述方式相同的方式，將與實(shí)施例11中所使用的相同的潤滑脂裝填于與實(shí)施例11中所使用的相同的滾動軸承內(nèi)部中。然后將鋼板制成的非接觸型密封板安裝在預(yù)定的位置。立即將實(shí)施例1的防銹溶液均勻地噴灑在外環(huán)的外表面和內(nèi)環(huán)的內(nèi)表面上，同時(shí)防止該滾動軸承旋轉(zhuǎn)。這樣，就制備了形成于其上的抗油防銹膜試驗(yàn)樣品。然后，將如此得到的試驗(yàn)樣品在環(huán)境中放置1周，在所述的環(huán)境中，溫度按預(yù)定的周期由5℃至60℃變化，并以30℃的相對濕度80％為標(biāo)準(zhǔn)濕度。然后觀察試驗(yàn)樣品的外環(huán)的內(nèi)外表面和內(nèi)環(huán)的內(nèi)外表面上發(fā)生的銹蝕(對比例11)。
對實(shí)施例11和對比例11每個均制備5個樣品。觀測所謂少量銹蝕和大量銹蝕的發(fā)生。確定發(fā)生銹蝕的軸承數(shù)目，以評價(jià)防銹性。
表4給出了防銹性的評價(jià)結(jié)果。
表4
從表4可以看出，對比例11表明其上施用了防銹劑的內(nèi)環(huán)內(nèi)表面和外環(huán)外表面上沒有發(fā)生銹蝕，但表明5個試驗(yàn)樣品中有4個或5個在內(nèi)環(huán)的外表面和外環(huán)的內(nèi)表面上發(fā)生了銹蝕。這大概歸因于如下的事實(shí)，即由于對比例11的滾動軸承在裝填潤滑脂之后甚至在裝填潤滑脂時(shí)沒有進(jìn)行試轉(zhuǎn)，因此在內(nèi)環(huán)的外表面和外環(huán)的內(nèi)表面上出現(xiàn)防銹作用的不均勻性，從而導(dǎo)致溫度變化嚴(yán)重時(shí)局部銹蝕的出現(xiàn)。
反之，在實(shí)施例11中，使?jié)L動軸承在裝填潤滑脂之后進(jìn)行試轉(zhuǎn)。照這樣，潤滑脂更均勻地遍布內(nèi)環(huán)外表面和外環(huán)內(nèi)表面的所有區(qū)域。因此，不僅在內(nèi)環(huán)內(nèi)表面和外環(huán)外表面上觀察不到銹蝕，而且內(nèi)環(huán)的外表面和外環(huán)的內(nèi)表面上也觀察不到銹蝕，證明能夠發(fā)揮較好的防銹作用。
正如上面所詳細(xì)描述的那樣，本發(fā)明的滾動軸承包括固定于軸上的內(nèi)環(huán)，固定于軸承座中的外環(huán)，很多放入內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間的滾動體，以及裝填于其內(nèi)部的潤滑劑，而且該軸承被安裝在軸和軸承座之間，該軸承的特征在于，至少于外環(huán)的外表面和內(nèi)環(huán)的內(nèi)表面上形成包含抗油材料的防銹膜。如此安排下，防銹膜不能進(jìn)入樹脂材料中。因此，即便軸承座或軸是由低結(jié)晶度的樹脂材料形成的，也能保證所需的防銹性，同時(shí)又不導(dǎo)致樹脂強(qiáng)度的惡化。
此外，由于前述防銹膜是通過施用含有0.5％至10％重量溶解于氟基稀釋劑中的氟基防銹劑的防銹溶液得到的，所以，防銹劑與稀釋劑之間的相容性是優(yōu)異的，使其能夠有效地防止銹蝕的發(fā)生。
通過用數(shù)量上不大于預(yù)定值的低分子量材料作為氟基稀釋劑，該稀釋劑能夠防止保留在軸承的表面，產(chǎn)生所謂的粘性。
如上所述，依據(jù)本發(fā)明，即使其上安裝了滾動軸承的軸承座或軸完全是由PC、POM、ABS、PS、PPO和改性PPO等樹脂材料形成的，根據(jù)本發(fā)明的目的，也可以在不造成樹脂強(qiáng)度惡化的條件下有效地抑制滾動軸承上銹蝕的發(fā)生。
盡管已參照其特定的實(shí)施方案對本發(fā)明進(jìn)行了詳述，但是在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明做出各種變化和改進(jìn)，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，將是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種滾動軸承，該軸承包括固定于軸上的內(nèi)環(huán)，固定于軸承座中的外環(huán)，很多放入內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間的滾動體，以及裝填于其內(nèi)部的潤滑劑，而且該軸承被安裝在軸和軸承座之間，其中至少于外環(huán)的外表面和內(nèi)環(huán)的內(nèi)表面形成一種包含抗油材料的防銹膜。
2.權(quán)利要求1的滾動軸承，其中所述的軸和軸承座至少有一個是由樹脂材料形成的。
3.權(quán)利要求1的滾動軸承，其中所述的防銹膜是通過施用一種防銹溶液形成的，該防銹溶液具有0.5％至10％重量的溶解于氟基稀釋劑中的氟基防銹劑。
4.權(quán)利要求3的滾動軸承，其中所述的氟基防銹劑為單一的材料，該材料的分子結(jié)構(gòu)包含氟取代的主鏈和預(yù)定的官能團(tuán)，所述的主鏈衍生于全氟代烷基、全氟代醚或全氟代聚醚，所述的官能團(tuán)包含非C、H或F的雜原子，在其一端或兩端至少一個氟原子被該雜原子所取代，或者為多種不同材料的混合物。
5.權(quán)利要求4的滾動軸承，其中所述的預(yù)定官能團(tuán)選自羧基、異氰酸基、醇羥基和酯基。
6.權(quán)利要求5的滾動軸承，其中所述防銹劑的氟衍生物由下面的式(1)來表示 其中p1和q1每個均表示整數(shù)。
7.權(quán)利要求5的滾動軸承，其中所述防銹劑的氟衍生物由下面的式(3)來表示 其中p3和q3每個均表示整數(shù)。
8.權(quán)利要求3的滾動軸承，其中所述的氟基稀釋劑包括數(shù)量不大于預(yù)定值的低分子量材料。
9.權(quán)利要求8的滾動軸承，其中該稀釋劑具有4至30個碳原子和不大于1700的分子量。
10.權(quán)利要求8的滾動軸承，其中該稀釋劑為潤滑劑、溶劑或氯氟烴(HCFC)，該氯氟烴包括主鏈被氟取代的分子結(jié)構(gòu)，其選自全氟代烷基、全氟代醚和全氟代聚醚。
11.權(quán)利要求8的滾動軸承，其中該稀釋劑由下面的式(2)來表示 其中p2和q2每個均表示整數(shù)。
12.權(quán)利要求1的滾動軸承，其中該軸承包括密封板或屏蔽板，而且對要裝填的潤滑劑的量進(jìn)行調(diào)整，使其占軸承內(nèi)部空間體積的10％至50％。
13.權(quán)利要求12的滾動軸承，其中在潤滑劑裝填到軸承內(nèi)部之后，對該滾動軸承進(jìn)行試轉(zhuǎn)，并在外環(huán)的外表面和內(nèi)環(huán)的內(nèi)表面施用用稀釋劑稀釋過的抗油防銹劑。
14.權(quán)利要求13的滾動軸承，其中所述試轉(zhuǎn)的操作條件包括3秒至5分鐘的時(shí)段和300分鐘-1至10000分鐘-1的滾動軸承旋轉(zhuǎn)速度。
15.權(quán)利要求2的滾動軸承，其中所述的樹脂材料至少包括聚碳酸酯、聚縮醛、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚苯醚和改性的聚苯醚。
16.一種軸承裝置，該裝置包括固定于軸上的內(nèi)環(huán)，固定于軸承座中的外環(huán)，很多放入內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間的滾動體，以及裝填于其內(nèi)部的潤滑劑，而且該軸承被安裝在軸和軸承座之間，其中至少于外環(huán)的外表面和內(nèi)環(huán)的內(nèi)表面形成一種包含抗油材料的防銹膜。
17.權(quán)利要求16的軸承裝置，其中所述的軸和軸承座至少有一個是由樹脂材料形成的，而該樹脂材料至少包括聚碳酸酯、聚縮醛、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚苯醚和改性的聚苯醚。
18.權(quán)利要求16的軸承裝置，其中該軸承裝置用于辦公設(shè)備和信息設(shè)備中。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種滾動軸承,該軸承包括固定于軸上的內(nèi)環(huán),固定于軸承座中的外環(huán),很多放入內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間的滾動體,以及裝填于其內(nèi)部的潤滑劑,而且該軸承被安裝在軸和軸承座之間,其中至少于外環(huán)的外表面和內(nèi)環(huán)的內(nèi)表面形成一種包含抗油材料的防銹膜,本發(fā)明還描述了一種軸承裝置。
文檔編號F16C33/62GK1356482SQ0113038
公開日2002年7月3日 申請日期2001年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月21日
發(fā)明者橫內(nèi)敦, 傳寶功哲, 正田亨, 中道治, 松本靖之 申請人:日本精工株式會社