专利名称：含油套筒、无油链条及含油套筒的制造方法
技术领域：
本发明涉及由含浸了润滑油的金属烧结体构成的含油套筒、用于传动机构及搬运 机构等的无油链条及含油套筒的制造方法，所述无油链条如下构成无需追加给油就能够 以含浸在含油套筒的润滑油渗出的状态滑动连接含油套筒与链销。
背景技术：
以往使用套筒链条、滚子链条等链条作为传动机构及搬运机构。套筒链条是交替 连接两端部通过2个套筒(轴承套筒)连接的一对内链板和通过插通到二对内链板的相邻 套筒的2个链销连接的一对外链板而构成的。在滚子链条的情况下，还具有嵌在套筒外的 滚子。已知一种无油链条，使用由含浸了润滑油的烧结部件构成的含油套筒作为上述构 成的链条的套筒，无需追加给油就能够以含浸在含油套筒中的润滑油渗出的状态滑动连接 含油套筒与链销。专利文献1中公开了使具有直链结构或支链结构的全氟聚醚油含浸在套筒中的 无油链条的发明。专利文献1 特开2004-286115号公报
发明内容
如专利文献1所公开的，通常已知使全氟聚醚油(全氟聚醚PFPE)含浸在套筒中 来试图提高高温区域的润滑性能。在专利文献1中，在PFPE中配合聚四氟乙烯(PTFE)来 进一步提高润滑性能。使上述润滑油含浸在由金属烧结体构成的套筒中时进行下列一系列处理，即抽真 空，并将套筒浸渍在润滑油中，然后，导入外部气体，使套筒中浸透润滑油。使用含油套筒作为链条的轴承时，不同于用作马达等高速旋转轴承的情形，通常 情况下，含油套筒和链销(或者轴)的滑动为低速、高面压，而且由于进行摇动，含浸在含油 套筒中的润滑油的最佳动力粘度必须大于马达等旋转运动用的轴承用润滑油。专利文献1的无油链条存在以下问题，即在高温环境下由于PFPE的动力粘度变 小，PFPE容易从含油套筒的气孔流出，进而容易从滑动部流出，造成油膜中断，无法长期保 持滑动连接面的润滑性，链条的耐磨损延伸寿命变短。本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种含油套筒，所述含油套筒 是使40°C时的动力粘度为350mm2/s以上的润滑油含浸在套筒中而构成，由此能够在使用该 含油套筒作为无油链条等轴承时，即使在高温环境下，润滑油的动力粘度也足够大，所以滑 动部不发生油膜中断，具有良好的耐磨损寿命。本发明的目的还在于提高一种无油链条，所述无油链条通过使用上述含油套筒， 即使在环境温度为150°C 250°C等高温环境下使用，由于润滑油的动力粘度足够大，滑动 部也不发生油膜中断，并能够长期良好地保持滑动连接面的润滑性，具有良好的耐磨损延伸寿命。并且，本发明还提供一种含油套筒的制造方法，所述方法含有使具有对应于含油套筒的使用温度的动力粘度的润滑油含浸在套筒中的工序，由此得到一种含油套筒，在无 油链条等轴承中使用该含油轴承时，由于在高温环境下，润滑油的动力粘度足够大，滑动部 不发生油膜中断，能够长期具有良好的耐磨损寿命。本发明人等为解决上述课题，进行了深入研究，其结果为使40°C时的动力粘度 为规定数值范围的润滑油含浸在套筒中，构成含油套筒，使用该含油套筒作为轴承时，在高 温环境下，滑动部不发生油膜中断，具有良好的耐磨损寿命。需要说明的是，以下所示的动 力粘度的数值范围是基于得到良好的耐磨损寿命时的含油套筒中所含润滑油的动力粘度 的标准幅度(针对标准的中间值的幅度)的下限值而确定的。S卩，第1发明的含油套筒是由含浸了以全氟聚醚为主要成分的润滑油的金属烧结 体构成的含油套筒，其特征在于，上述润滑油在40°C时的动力粘度为350mm2/S以上。第2发明的含油套筒的特征在于，第1发明中的上述动力粘度为720mm2/s以上。第3发明的含油套筒的特征在于，第1发明的上述动力粘度为1020mm2/s以上。第4发明中的无油链条，通过交替连接由2个含油套筒连接的一对内链板和由插 通到相邻内链板的相邻含油套筒的2个链销连接的一对外链板而形成，其特征在于，其含 油套筒是第1至第3发明中任一含油套筒。第5发明的含油套筒的制造方法，含有将以全氟聚醚为主要成分的润滑油含浸 在由金属烧结体构成的套筒中的工序，其特征在于，上述工序为将40°C时的动力粘度为 350mm2/s以上的润滑油含浸在上述套筒中的工序。第6发明的含油套筒的制造方法，含有将以全氟聚醚为主要成分的润滑油含浸在 由金属烧结体构成的套筒中的工序，其特征在于，将40°C时的动力粘度为720mm2/S以上的 润滑油含浸在上述套筒中。第7发明的含油套筒的制造方法，含有将以全氟聚醚为主要成分的润滑油含浸在 由金属烧结体构成的套筒中的工序，其特征在于，将40°C时的动力粘度为1020mm2/S以上的 润滑油含浸在上述套筒中。对于本发明的含油套筒，使用该含油套筒作为无油链条等的轴承时，即使在高温 环境下，由于润滑油的动力粘度足够大，从而抑制润滑油从含油套筒的气孔中过度流出，进 而抑制从滑动部过度流出。所以，能够长期向含油套筒的内周面供给具有适当动力粘度的 润滑油，而且滑动部不发生油膜中断，良好地保持滑动连接面的润滑性，而使轴承具有良好 的耐磨损寿命。即使在环境温度150°C 250°C等高温环境下使用本发明的无油链条，由于润滑 油的动力粘度足够大，从而抑制润滑油从含油套筒的气孔中过度流出，进而抑制从滑动部 过度流出，滑动部不发生油膜中断，良好地保持滑动连接面的润滑性。所以，具有良好的耐 磨损延伸寿命。本发明的含油套筒的制造方法由于含有将具有对应于含油套筒的使用温度的动 力粘度的润滑油含浸在套筒中的工序，所以，使用该含油套筒构成无油链条等机械要素时， 由于在高温环境下，润滑油的动力粘度足够大，从而抑制润滑油从含油套筒的气孔中过度 流出，进而抑制从滑动部过度流出，滑动部不发生油膜中断，能够长期良好地保持滑动连接面的润滑性，机械要素具有良好的耐磨损寿命。而且，由于动力粘度不过高，所以，润滑油自 身的温度不因摩擦热而上升。
如果利用本发明的含油套筒，由于是将40°C时的动力粘度为350mm2/S以上的润滑 油含浸在套筒中而构成的，所以，使用该含油套筒作为无油链条等轴承时，即使在高温环境 下，润滑油的动力粘度也足够大，所以，滑动部不发生油膜中断，具有良好的耐磨损寿命。如果利用本发明的无油链条，由于使用本发明的含油套筒，所以，即使在环境温度 150°C 250°C等高温环境下使用时，润滑油的动力粘度也足够大，所以，滑动部不发生油膜 中断，无油链条能够长期良好地保持滑动连接面的润滑性，具有良好的耐磨损延伸寿命。如果利用本发明的含油套筒的制造方法，由于含有使具有对应于含油套筒的使用 温度的动力粘度的润滑油含浸在套筒中的工序，所以，在无油链条等轴承中使用该含油轴 承时，即使在高温环境下，润滑油的动力粘度也足够大，因此，滑动部不发生油膜中断，长期 具有良好的耐磨损寿命。
图1为表示本发明的实施方式1中的无油链条的局部透视图。图2为表示本发明的实施方式2中的无油链条的局部透视图。图3为表示本发明的实施方式3中的无油链条的局部透视图。图4为表示环境温度150°C时运动时间比和磨损延伸量的关系的曲线图。图5为表示环境温度200°C时运动时间和磨损延伸量的关系的曲线图。图6为表示环境温度250°C时运动时间和磨损延伸量的关系的曲线图。附图标记说明1、11、12 无油链条2内链板2a 孔3含油套筒4外链板4a 孔5 链销6 滚子7密封部件
具体实施例方式以下基于表示其实施方式的附图具体说明本发明。实施方式1.图1是表示本发明的实施方式1中的无油链条1的局部透视图。无油链条1的内链板2及外链板4，在长圆形的平板状部件的中央部位的两侧边缘 形成朝向内侧的圆弧状凹陷，并在长圆的两端附近分别开设孔2a、2a及孔4a、4a，形成大致 8的形状，内链板2的平板宽度及开设的孔的直径大于外链板4。圆筒状含油套筒3、3的一 端分别嵌入到内链板2的2个孔2a、2a中，并将含油套筒3、3的另一端嵌入到另一块内链板2的孔2a、2a中，由此连接内链板2、2。具有大于该含油套筒3、3的外径的内径的筒状滚 子6、6被旋转自如地嵌在含油套筒3、3外。在一侧外链板4的2个孔4a、4a中，分别嵌入有圆柱状链销5、5的一端。链销5、5的直径小于含油套筒3、3的内径，长度长于内链板2、2之间的距离。将链销5、5插通到相邻的内链板2、2的相邻的含油套筒3、3中，以该状态将链销 5、5的另一端嵌入另一侧外链板4的孔4a、4a中，由此连接外链板4、4和二对内链板2、2。 如上所述地交替连接外链板4、4和内链板2、2构成无油链条1。含油套筒3由铁系烧结金属构成，具有多个气孔。含浸在含油套筒3中的润滑油以PFPE为主要成分。PFPE由碳、氧以及氟构成，完 全不含有氢和氯，所以，在高温下的耐热性及耐氧化性极其优良，并且具有蒸汽压低、即使 高真空下也几乎不蒸发的性质。PFPE的结构式的举例示于下面的化学式1 化学式5。化学式1
<formula>formula see original document page 6</formula>化学式2
<formula>formula see original document page 6</formula>化学式3
<formula>formula see original document page 6</formula>化学式4CF3 0- (CF2 CF2 0-) n- (CF2 0)m CF3化学式5F- (CF2 CF2 CF2 0)n_CF2 CF3化学式4 化学式5的PFPE具有直链结构，化学式1 化学式3的PFPE具有支 链基团。具有直链结构的PFPE通常在高温下的分子键合力强，热稳定性优良，但价格昂贵。 具有支链基团的PFPE通常动力粘度高，能够抑制该PFPE从含油套筒3的气孔中过度流出， 并抑制PFPE从滑动部过度流出，从而抑制油膜中断，所以优选使用具有支链基团的PFPE， 或者混合使用该PFPE和直链结构的PFPE。具有支链基团的PFPE相对于PFPE的总质量的 比例优选为50 100质量％。上述润滑油除了 PFPE以外，还可以配合例如PTFE等增稠剂等。润滑油优选40°C时的动力粘度为350mm2/S以上。在环境温度150°C以上且低于200°C使用无油链条1时，更优选40°C时的动力粘度为720mm2/S以上。在环境温度200°C 以上使用无油链条1时，更优选40°C时的动力粘度为1020mm2/S以上。上述动力粘度为350mm2/S以上时，即使在环境温度150°C 250°C下使用无油链 条1，润滑油的动力粘度也足够大，所以，能够抑制润滑油从含油套筒3的气孔过度流出，并 抑制从滑动部过度流出，从而不发生油膜中断，能够长期良好地保持滑动连接面的润滑性， 进而无油链条1具有良好的耐磨损延伸寿命。以下对含油套筒3的制造方法进行说明。制造使润滑油含浸在由铁系烧结金属构成的套筒中的含油套筒3时，进行抽真 空，将套筒浸渍在以PFPE为主要成分的润滑油中后，导入外部气体，进行使润滑油浸透到 套筒中的一系列处理。另外，也可以在上述润滑油中浸渍套筒后，进行抽真空，导入外部气 体，然后使套筒浸透润滑油。处理温度大约为100 150°C。在环境温度150°C以上且低于200°C时使用无油链条1的情况下，优选使40°C时的 动力粘度为350mm2/S以上的润滑油含浸在套筒中，更优选使上述动力粘度为720mm2/S以上 的润滑油含浸在套筒中。在环境温度200°C以上时使用无油链条1的情况下，优选使40°C时的动力粘度为 720mm2/s以上的润滑油含浸在套筒中，更优选使上述动力粘度为1020mm2/S以上的润滑油
含浸在套筒中。在本实施方式中的无油链条1中，由于使对应于无油链条1的使用温度具有合适 粘度的润滑油含浸在套筒中，所以能够长期抑制滑动部的油膜中断，良好地保持滑动连接 面的润滑性，进而能够在不追加给油的情况下抑制含油套筒3及链销5的磨损。所以，提高 了无油链条1的耐磨损延伸寿命。而且，由于动力粘度不过高，也不发生润滑油自身的温度 因摩擦热而上升的问题。实施方式2.图2为本发明的实施方式2中的无油链条11的局部透视图。附图中与图1相同 的部分标记有相同的符号，从而省略详细说明。本实施方式中的无油链条11在外链板4、4的内侧抵接具有与该外链板4、4大致 相同形状的密封部件7、7，在这一点上与实施方式1中的无油链条1不同。密封部件7、7是 使用PTFE形成的毡(felt)状部件，并渗入PFPE。本实施方式中，与实施方式1相同地在含油套筒3的气孔中含浸上述润滑油。所 以，能够向含油套筒3的内周面供给具有合适的动力粘度的润滑油，从而能够长期良好地 保持含油套筒3和链销5的滑动连接面的润滑性。而且，上述密封部件7、7抑制含油套筒 3和链销5之间的润滑油的流出，也能够从该密封部件7、7供给PFPE，所以进一步提高润滑 性，并进一步提高耐磨损延伸寿命。实施方式3.图3为本发明的实施方式3中的无油链条12的局部透视图。附图中与图1相同 的部分标记相同的符号，从而省略详细说明。本实施方式中的无油链条12不具有滚子6、6，在这一点上与实施方式1中的无油 链条1不同。在本实施方式中与实施方式1相同地在含油套筒3的气孔中含浸上述润滑油。由于向含油套筒3的内周面供给具有合适动力粘度的润滑油，所以能够长期良好地保持含油 套筒3和链销5的滑动连接面的润滑性，提高高温下的耐磨损延伸寿命。实施例以下基于实施例具体说明本发明。[实施例1]实施例1的无油链条具有与上述实施方式1中的无油链条1相同的结构。含浸在该无油链条的含油套筒中的润滑油，使用NOK KLUBER株式会社制的 "BARRIERTA J 400FLUID”(40°C的动力粘度目录公布值390mm2/s、标准幅度351 429mm2/ s)的 PFPE。将套筒浸渍在上述润滑油中，使上述润滑油向套筒的气孔中含浸，使用得到的含 油套筒制作实施例1的无油链条。[实施例2]实施例2的无油链条具有与上述实施方式1中的无油链条1相同的结构。含浸在 含油套筒中的润滑油，使用NOK KLUBER株式会社制的“BARRIERTA J800FLUID”(40°C的动 力粘度目录公布值800mm2/s、标准幅度720 880mm2/s)的PFPE，除此之外，与实施例1相 同地制作无油链条。[实施例3]实施例3的无油链条具有与上述实施方式1中的无油链条1相同的结构。作为含 浸在含油套筒中的润滑油，使用NOK KLUBER株式会社制的“BARRIERTA J”系列的40°C时 动力粘度为1200mm2/S的替代品(标准幅度1020 1380mm2/S) PFPE，除此之外，与实施例1 相同地制作无油链条。[比较例1]比较例1的无油链条具有与上述实施方式1中的无油链条1相同的结构。作为含 浸在含油套筒中的润滑油，使用NOK KLUBER株式会社制的“BARRIERTA J 180 FLUID"(40°C 的动力粘度目录公布值180mm2/s、标准幅度162 198mm2/S)的PFPE，除此之外，与实施例 1相同地制作无油链条。为了评价实施例1 3及比较例1中的无油链条的耐磨损延伸寿命，测定环境温 度150°C、200°C及250°C时的无油链条的磨损延伸量。但是，在环境温度250°C时，比较例1 的无油链条由于超过了使用温度界限，未进行试验。将各无油链条环绕在2个链轮(sprocket)(齿轮数16T、旋转速度500r/min) 上，在环境温度为150°C时，以传动力6. 33kW进行运转试验，在200°C时，以传动力4. 75kff 进行运转试验，在环境温度为250°C时，以传动力3. 17kW进行运转试验。其结果如图4 图6的曲线图所示。图4是表示环境温度为150°C时运动时间比与磨损延伸量的关系的曲 线图，图5是表示环境温度为200°C时运动时间比与磨损延伸量的关系的曲线图，图6为表 示环境温度为250°C时运动时间和磨损延伸量的关系的曲线图。在任一曲线图中，都以实施 例1的磨损延伸量变成0. 5%时的运动时间作为1。由图4的曲线图可知，在环境温度150°C的试验中，实施例1 3的无油链条具有 基本相同的耐磨损延伸寿命，比较例1的无油链条的耐磨损延伸寿命比其它无油链条降低 约 20%。
另外，由图5的曲线图可知，在环境温度200°C的试验中，实施例2的无油链条与实 施例1的无油链条比较，耐磨损延伸寿命提高约20%，实施例3的无油链条与实施例1的无 油链条比较，耐磨损延伸寿命提高约50%，比较例1的无油链条与实施例1的无油链条比 较，耐磨损延伸寿命降低约30 %。并且，由图6的曲线图可知，在环境温度250°C的试验中，实施例2的无油链条与实 施例1的无油链条比较，耐磨损延伸寿命提高约20%，实施例3的无油链条与实施例1的无 油链条比较，耐磨损延伸寿命提高约65%。
由以上可以确认，使具有对应于无油链条的使用温度的动力粘度的润滑油含浸在 套筒中，并使用该含油套筒构成无油链条时，可提高无油链条的耐磨损延伸寿命。上述实施方式2及3中的无油链条也能够确认使具有对应于无油链条的使用温度 的动力粘度的润滑油含浸在套筒中，并利用该含油套筒构成无油链条，由此可提高无油链 条的耐磨损延伸寿命。产业上的可利用性本发明的含油套筒可适用于传动机构及搬运机构等中使用的套筒链条、滚子链条 等类型的无油链条等机械要素。
权利要求
一种含油套筒，由含浸了以全氟聚醚为主要成分的润滑油的金属烧结体构成，其特征在于，所述润滑油在40℃时的动力粘度为350mm2/s以上。
2.如权利要求1所述的含油套筒，所述动力粘度为720mm2/S以上。
3.如权利要求1所述的含油套筒，所述动力粘度为1020mm2/S以上。
4.一种无油链条，交替连接通过2个含油套筒连接的一对内链板和由2个插通到相邻 内链板的相邻含油套筒中的链销连接的一对外链板而构成其特征在于，所述含油套筒是权 利要求1 3中任一项所述的含油套筒。
5.一种含油套筒的制造方法，含有使以全氟聚醚为主要成分的润滑油含浸在由金属烧 结体构成的套筒中的工序，其特征在于，所述工序是使40°C时动力粘度为350mm2/S以上的 润滑油含浸在所述套筒中的工序。
6.一种含油套筒的制造方法，含有使以全氟聚醚为主要成分的润滑油含浸在由金属烧 结体构成的套筒中的工序，其特征在于，所述工序是使40°C时动力粘度为720mm2/S以上的 润滑油含浸在所述套筒中的工序。
7.一种含油套筒的制造方法，含有使以全氟聚醚为主要成分的润滑油含浸在由金属烧 结体构成的套筒中的工序，其特征在于，所述工序是使40°C时动力粘度为1020mm2/S以上的润滑油含浸在所述套 筒中的工序。
全文摘要
本发明提供一种内周面不发生油膜中断，并具有良好的耐磨损寿命的含油套筒、具有该含油套筒的无油链条及上述含油套筒的制造方法。无油链条1是交替连接由含油套筒3、3连接的一对内链板2、2和由插通到相邻内链板2、2的相邻含油套筒3、3中的链销5、5连接的一对外链板4、4而构成。含油套筒3是在由金属烧结体构成的套筒中含浸40℃时的动力粘度为350mm2/s以上的全氟聚醚而构成。使具有对应于无油链条1的使用温度的动力粘度的全氟聚醚含浸在套筒中。
文档编号F16C33/10GK101809318SQ20088010890
公开日2010年8月18日 申请日期2008年10月23日 优先权日2007年11月1日
发明者中川几太郎, 安藤崇尚, 米田真秀, 近藤刚司, 高嶋利彦 申请人:株式会社椿本链条