TW412623B - Guiding device for mechanical members - Google Patents

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A7 B7 曰 利 導 41 Sfi2 ^ 第88116000號專利申請案 中文說明書修正頁(89年8月） 五、發明説明（ 本發明係關於一種上過潤滑脂的機械組件。更詳細而 言’本發明係關於一種上過潤滑脂的機械组件，其以滑動 摩擦、移動或轉動的引導功能來提供連續或往復的運動， 並被設計來有效地符合關於簡化潤滑及減少維護頻率之許 多工業領域的考量。 潤滑脂潤滑的裝置為已知，其中由於合適的封口裝置， 可使兩個機械零件互相摩擦’甚至當其加以非常高的負載 壓力.時’有非常低的摩擦係數：此類實例在文章"摩擦的 理論及工業實施"中提到，其由JJ考貝特（CAUBET)作， 杜納德•泰格尼（Dunod Technip)編輯，丨964年，第丨3章。 1962年1 〇月2曰的法國專利91〇,999、於1963年j月j 7 兀成（其添加證書（Certificate of Additi〇n)法國專… 921,708，敘述用於高負載、自行排列情況下之此一軸承 裝置的具體實施例。 然而，其技術有效性被認知的此一裴置，關於其實際建 構的複雜性具有-個主要的缺點，其導致高的施工費用， 為與大部分工業領域所討論的目前需求不相符。 士因此本發明的-個目的是提供—個用於機械元件的引 t置，其可免除使用封口（sealing)系統。 ^明的另-個目的錢出此—裝置，其在所討論的領 域中有效且便宜。 現本發明之進一步的目的及優點在閱讀下列敘逑時會出 本發明提出-個機械元件的引導裝置，其由易於以滑動 ---------1-------------^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央榡準局貝工消費合作社印製 -4 - A7 B7 第 8 8116。。。號專 4 中文說明書修正頁(89年8月） 五、發明说明（2 ) 摩擦互相作用的兩個零件所组成，該兩個零件之―被稱為 平滑零件，具有一個平滑、功能性、也就是摩擦的表面， 且另一零件被稱為有孔零件，具有至少一個功能性、也就 疋摩擦的表面’其包括突出的孔洞，意欲容納潤滑糊形態 的潤滑脂’且特別疋E P潤滑脂（極度壓力的潤滑脂），包 含一個肥皂形態的組成物 '油脂形態的组成物、及—個極 度壓力的添加劑，其特色為：在該平滑零件之該功能性表 面與.該潤滑脂之間的接觸角度，於所謂之測量溫度的溫度 下測量’其是在2 0及4 0度之間，該測量溫度為低於發生 該肥4形態組成物與該油脂形態組成物間開始分離之溫 度、及/或發生該油脂形態組成物開始蒸發之溫度的丨5 ^ ±5°C ;且其中該有孔零件材質的選擇方式是：在該測量 溫度下測量’該有孔零件之該功能性表面與該潤滑脂間的 接觸角度是在45及75度之間。 術語11 E P潤滑脂"表示一種極度壓力的潤滑脂，為習知 此藝者已熟知。"極度壓力潤滑脂"的表示必須被了解 為·意指能夠忍受高負載而不受損的潤滑脂。此潤滑脂的 實例為：SNR-LUB EP級NLGI 2類、或庫柏.森它普力克 斯（KLtJBER CENTOPLEX) GLP 402 NLGI 2類的錄潤滑脂、 或其它的鋰潤滑脂，以及庫柏.寇斯翠克（kxOber COSTRAC) GL 1501 MG MLGI 2種類的固態潤滑劑。 必須注意：平滑零件及有孔零件兩者各具有—個非功能 性的表面，但此不是必要的" 該兩零件--平滑零件及有孔零件--意於以滑動、移動或 -5- 本纸張尺度通用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------^------1T------.^ (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消费合作社印裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 -—____B7___ 五、發明說明（3 ) 轉動摩擦互相作用，爲連續或往復的運動。 該兩零件各自的形狀可以是平面、圓柱或球形的。 .料其爲習知此藝㈣習用，置利體表面之液態或黏 Τ產物滴的接觸角度觀不是標準化的物件，也尚爲有 ①全‘準化的測量方法，最特別是當該產物是潤滑脂時。 因此測量接觸角度的實驗條件如下所述。 &據本發明之接艏角彦的測詈. 首先’清潔要進行測量的固體表面，並，然後在其上置放 厂直串的潤滑脂珠。下一步，該零件被加熱，直到其與潤 滑脂珠接觸面的溫度値達到高於該潤滑脂之極限使用溫度 的20 士 51維持在此溫度到該潤滑脂足夠變成液體來開始 鋪蓋該表面所需的時間（約9〇秒）。然後停止加熱該零件， 且使其冷卻。這具有凍住滴狀物形狀的效 溫下測量其接觸角度。 f在至 根據本發明成該平滑零件的適當材質是特別選自鋼 材，例如：淬火硬化、退火硬化及原料鋼；原料hf退火硬 化鋼；被硬化並錢以硬鉻覆蓋的鋼材：氮化鋼及破氮化 鋼；鉻及鎳：以及陶磁覆蓋的鋼材。 需要每一次都測量該潤滑脂與形成平滑零件材質之間的 接觸角度’該角度必須在20及40度之間，以測量根據本 發明而s ’此材質是否眞正地適當。 有孔零件的材質可以巨大的材質製成。此通常是選自聚 合物質及共聚物質。然而，不能排除，·其它適當的物體^ 只要其與潤滑脂的接觸角度滿足特定的條件。 -6- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（mo X 297公爱） 裝--------訂---------線- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 412623 A7 __ B7 五、發明說明（4 ) 根據本發明之用來製造有孔料的合適材質，是特別選 自聚亞醯胺；填充的聚亞醯胺，例如：石墨填充的聚亞醯 •胺；環氧樹脂·，填充的環氧樹脂；* :以二硫化细M吟填 充的環氧樹脂；聚乙縮醛樹脂：聚乙烯；經取代或未經取 ，的氟化碳，及特別的PFA(過氟烷氧化物）；聚對苯二甲 酸乙二酯；聚醚磺胺；聚醯胺及聚醚醚酮。 也需要每一次都測量該潤滑脂與形成有孔零件材質之間 的接觸角度，該角度必須在4 5及7 5度之間，以測量根據 本發明而言，此材質是否眞正地適當。 製造有孔零件的材質，也可是覆蓋了一種塗層的基材。 茲塗層經常是做薄膜來覆蓋，通常具有的厚度約5至約5〇 微米。 在此情況下，該基材爲任何材質、大團的形式、或薄滾 片的形式，例如：平碳鋼、合金鋼、不銹鋼、鋁合金 '銅 合金、鈥合金等。 該薄滾片是優越地根據本申請者之法國專利fR_b_ 2,693,520 所產生。 ·* 當製造有孔零件的材質是一個覆有塗層的基材時，優越 地爲預氮化的鋼材，且然後以聚舍物塗覆。 然後製成塗層之材質是選自聚合物質及共聚物質，特別 是選自聚亞藏胺；填充的聚亞醯胺，例如：石墨填充的聚 .亞醯胺；環氧樹脂；填充的環氧樹脂；如：以二硫化鉬 MoS2填充的環氧樹脂；聚乙縮醛樹脂；聚乙烯；經取代或 未經取代的氟化碳，及特別的P F A (過氟烷氧化物）；氟化 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規柊（210 X 297公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

* I i H 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 412623 A7 B7 聚謎磺胺；聚醯 五、發明說明（5 乙烯或氟化丙烯；聚對苯二曱酸乙二酷 胺及聚謎酸_。 當製成有孔零件的材質是—種被塗層塗覆的基材時，其 優越地爲—種事先加上表面硬化處理的鋼材。此表面硬化 處理可以是一種熱化學處理，使得雜元素，如·氮，擴 到鋼材中1熱化學處魏佳地是—種在龄金以酸^ 碳酸鹽熔融浴中的氮化處理，且更優越地包含至少—種硭 物種的份量，如：根據本申請者之法國專利： 2,708,623 〇 在本發明的一個特優具體實施例中，根據前述的法國專 利-B-2,693,520，該有孔零件是以薄捲片的形式製成，根 據前述的法國專利-B-2,708,623是以氮化鋼製程，並塗覆 了一種聚合物^ 在此情況下，也必須檢查：有孔零件之塗層材質與潤滑 脂的接觸角度是在4 5及7 5度之間，以測定根據本發明而 1" ’此塗層是否眞的適當。 根據本發明的—個較佳具體實施例’形成，_支撐塾 (supporting pads)"的孔洞實際上是分散在有孔零件的整個 表面。 然後優越的是：有至少三個孔洞用於支撑加於兩個零件 的負載》 然後也優越的是：在有孔零件之功能性表面發展上，由 孔洞所佔據的面積代表了約2 〇及約40°/。間之該發展的總面 積。 8- 本纸張尺度適用1f1國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） I 1 ---1--III I I * I I ----- I · -------—線丨 C锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印ΐ^ A7 B7 五、發明說明（6 ) 該孔洞可以是或不是多多少少互相相同。 該孔洞可以是或不是多多少少規則地分散在有孔零件的 •整個表面》 若該孔洞不是多多少少互相相同及/或多多少少不規則 地分散在有孔零件的整個表面，在兩個並排孔洞邊緣之間 的最短距離優越的是要大於約2公釐。 每個孔洞的突出表面通常具有約3平方公釐及約4 〇平方 公楚之間的面積，優越的是在約1 0平方公愛及約3 〇平方 公變之間。 根據本發明優越的安排，在有孔零件之功能性表面上突 出的孔润’與該有孔零件之含該功能性表面的一面不互 通。 該孔洞可以是或不是與含有孔零件之非功能性表面的一 面不互通。若該孔洞與含有孔零件之非功能性表面的一面 互通，例如：經由一個管道的系統，則有_個蓋子優越地 蓋住該孔洞》

在本發明的内容中，當該孔洞被稱爲能互通時，必須了 解：此意爲該孔洞爲"藉由以材質移除而在表面上 造的管道（導管）來連接的"。 〜J 例如：該孔洞可以是圓柱形的。 該平滑及有孔零件在形狀上可以是平面、圓柱形或球形 的。 本發明使之可能得到—個軸心/軸承裝置，其中該平滑 零件爲軸心，且該有孔零件爲軸承；_個滑道/ =輪^ -9- 本紙張尺度適財難家標準（CNS)A4規χ 297公釐_)· — — fill — — —---^ -1----------I f锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 412623 第88丨16000號專利申請案 a7 中文說明書修正頁(89年8月） B7 五、發明説明（7 ) 置，其中该平滑零件為滑道，且該有孔零件為滾輪；—個 球/承窩裝置，其中該平滑零件為球，且該有孔零件為承 窩。 除了由兩個磨擦零件組成的引導裝置之外，本發明使之 可说设计出一種二個磨擦零件的排列，而不是兩個。例 如：在有孔零件的情況下，就軸襯的形式而言，該有孔軸 襯的兩個表面（内部孔洞及外部圓柱）是功能性的。 在此形狀時’有孔軸襯變成”浮動的„，然後其轉動的速 度只有軸心轉動的磨擦力’取決於磨擦係數。 此排列的優點在接合形態之擺動系統的情況下是相當的 有限。因為所牵涉的滑動速度相當的低，為〇 2公尺/秒的 級數°另一方面，在連績轉動的引導系統中，其變得較重 要’特別是其中的滑動速度達到約8至1 〇公尺/秒、或甚 至更鬲的鬲速時。根據本發明的軸襯可以優越地以較低的 價格取代更複雜設計的引導元件，如：針式滾筒（needle roller)軸概。 圖式簡要說明： 參考所附的圖示會更清楚地了解所述，其中： -圖1以圖示說明根據法國專利910,999及其添加證明法 國專利921，708附加證明之習知技藝的基本原理； -圖2至5圖示說明根據本發明之接觸角度的測量； -圖6是根據本發明之滑道/滾輪種類引導元件的剖面 圖； -圖7是圖6之滚輪的底面圖； -圖8以圖示顯示圖6中滑道/滚輪種類之引導元件的變 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ297公釐） ---------批衣------,π------0 <請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局員工消费合作社印装 412623 第88116000號專利申請案 中文說明書修正頁(89年8月） 五、發明説明（8 ) 化； 圖9以圖示顯示根據本發明之轴心/轴承形狀的引導元 件； -圖10以圖示顯示圖9中之軸襯； -圖I 1以圖示顯示根據本發明之球-接合種類的裝置； -圖12以圖示顯示滚輪/軌道的一種裝置，其中滾輪有傾 斜； -圖13以圖示顯示以三個墊子來支撐的滾輪；6 -圖1 4以圖示顯示—種軸心/軸承的形狀，其中有三個磨 擦零件 '兩個功能性的表面； -圖1 5以圖示顯示有兩個磨擦零件之連績轉動的轴心/轴 承形狀’其中一個飾面縮套（shrunk-fitted)於軸心程度，有 有孔軸承（環）的功能性表面； -圖1 6以圖示顯示有三個磨擦零件及兩個功能性表面的 排列’其為圖1 5的一種變化，有兩個軸承套管、一個縮 套於輔心上及一個套於外罩的孔洞上。 參考圖號說明： 1 滾輪 2 軌道 3 〇形環封 4 潤滑脂 5 固體的表面 5 1 平滑零件 5 " 有孔零件 6 潤滑脂 7 滾輪8的下表面 8 滚輪 9 孔洞 10 非功能性後表面 11 滑道 12 蓋子 本紙張尺度適財國國家標準格（2丨0.X撕公幻 i n n I d I n n 線 (請先閲讀背而之注意事項再填寫本真) 第申請案 中文說明書修正頁(89年8月、 五、發明説明（8a 13 轴心 15 球 17 墊子 1 9 軸襯套管 E 空間 L 液輪的長 I 滾輪的寬 圖.1顯示一個滾輪 1 1 4軸襯 I 6承窩 1 8套管 2 〇軸承套管 F 阻力合力 Θ 接觸角度 n 孔洞的數 以鋼材製造的情;;兄下 a 意在軌道2 上磨擦，軌道2也以鋼材製造，其承受一個阻力F。在滚 輪1的下面形成環形的溝，0形環封3套於其中的空間，因 此〇形環封3内部剩下的空間E填滿了潤滑脂4。因此被設 计·滾輪1成為”浮動的"，以潤滑脂的真實"髮_子，，來支 撐，因而使之可能得到非常低的磨擦係數，一般是小於 〇.〇1 ’甚至在高負載下及緩慢移動時。 以此觀點’要注意：在圖丨中滾輪I的簡單排列，其中〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 訂 線 經濟部中央橾準局員工消費合作社印裝 本紙張尺度適用中國闺家標準（CNS > /U規格（210/297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*'^ 412623 A7 -----B7 五、發明說明（9 ) 形環封3的省略是不適當的3這是因爲在負載丨壓於2的影 響下，事實上潤滑脂是非常快地從接觸區域擠出；然後} 在2上的磨擦發生在金屬與金屬之間，且不可避免地在非 ¥短的時間内^生抓力。另_方面，此不發生於該處有環 封^時，因爲軸襯不受影響而潤滑脂4不排出。 爲了測量根據本發明之接觸角度$ ,步驟是先正確地清 理要在其上做測量之固體的表面5。接著潤滑脂6約直徑2 公贊的-串珠滴，用針筒以要在其上做測量之該固體的 表面上（圖2 )。 然後該零件置於一個加熱板（未顯示）上，直到其與澗滑 脂滴=觸的表面溫度達㈣士 5。0的値，大㈣滑脂之極限 使二皿度:其在此溫度維持約9 〇秒。然後該零件自加熱板 上和除’並使之冷钟，其具有凍住該滴狀物形狀的效果， 並因此容許其接觸角度在室溫下以配備有量角器之雙眼放 大鏡形，的習用裝置來測量。觀察的方向是以"D0"來表 丁所夺寸的，..口果以圖π顯示於圖3 (在加熱前之潤滑脂滴6 的起勒側面剖面圖）’4及5各顯示在加熱後及之後冷御之 潤滑脂滴的側面剖面圖，分別是在平滑零件5r及有孔零件 5"的情況下。根據本發明’在平滑零件的情況下，必須 具有 θ=20-40。 Γίί’、， + ()且在有孔+件的情況下夕=45- 75。 （6")。 …在圖6中’顯示浪輪8/滑道η的裝置，孔洞9是被做在 浓輪8的下面7上，就是説該面爲功能性的，且立虚滑道 11以滑動磨擦互相作用。 -12- 本纸張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） ---------^-------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) 412623 A7 B7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 五、發明說明（10 圖7顯7F自滾輪下方的圖示，也就是其功能性的表面7。 在滾輪上的孔洞是圓柱形的，且規則地排列。其在含此面 7的一面並不互通。 磨擦表面的發展是在滾輪8的下表面7，其面積等於產物 的L X /，L及€分別爲滾輪的長及寬β 孔洞所佔據的面積等於η π φ2/4(η爲孔洞的數目），且d爲 兩個並列孔洞之面飾邊緣分開的最短距離。 根據本發明的較佳安排，其必須具有： η?τφ2/4=2 0 至 40% (L X f) d >約2公變 約3乎方公釐<η?Γφ2/4 <約4 〇平方公擎。 在圖6及7中所顯示的安排中，孔洞不會突出於滾輪之非 功能性面1 0上。 然而，其可想像地否則就是此不是一端不通的孔。重要 的是：以適當的裝置，如：蓋子12來蓋住該孔洞（圖8)， 來避免填於該孔洞的潤滑脂經由滚輪之非功能性後表面！〇 而逸出。 在圖7中顯示的排列中，該孔洞不在與含面1〇的一面互 通而，可想像其可如此：例如經由適當通道的系統。 在所附的圖中’該孔洞已顯示爲圓柱形的孔洞，其相互 相同且規則地排列。然而，此爲不必需的條件，且其可不 同地被排列，而非悖離本發明之範疇的這些其它排列。 圖9顯示一個根據本發明的引導元件，爲軸心13/軸承或 軸襯1 4的形.％。孔洞是做在軸襯丄*上(圖…。在此情況 武 訂---------線. <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

412623 A7 B7 五、發明說明（11 ) 下，我們必須説出軸襯14的發展表面，其被平行於其轴方 向的軸襯切開而得到，且然後將之展開直到得到一個長方 .形片。關於滾輪/滑道形式裝置以前所發展的所有考慮可 轉換到轴心/轴承系統。 圖11顯示一個根據本發明所產生之球15/承窩16形式的 裝置，孔洞9在承窩中形成，也就是説凹下的滑動零件。 圖12重覆圖1的滾輪及軌道，但形態上其中滾輪的負載 F不產生通過0形環封3中心的合力。在此情況下，滾輪i 傾斜，導致在尖銳邊緣上軸承表面的不想要現象：其產生 過度的壓力--造成在滑動接觸上表面的過早變形。爲了避 免此事，滚輪1可以至少三個，，墊子i 7來支撑，該負載的 合力將滚輪壓在軌道上，然後落於因此定義出之支撑物多 角物的内面（圖1 3 )。 圖1 4顯示根據本發明的一個引導元件，爲軸心/轴承的 形態’其與圖9中的區別是：事實上有三個磨擦零件：相 心1 3、穿了孔洞9的相承（拍襯1 4 )及套管1 8。 根據此排列’在有孔的軸襯14上有兩個功能性的表面， 一個由内孔所組成，且另一個由其外圓柱所组成。 在此形態上，有孔的軸襯是11浮動的"。 圖1 5顯示有兩個磨擦零件的排列，其爲軸心〗3及穿了 孔洞9的抽承（轴襯1 4 ) β以1 〇〇C6種類軸襯鋼製成的軸觀 套管1 9已縮套於其上。軸襯1 4本身是經由其外徑緊套於 套管1 8的孔洞中。 圖1 6是圖1 5的一個變化’有"浮動的"有孔軸承（軸 -14- 1 本紙張又度ίϋ中固固^標準（CNS)A4規格（210 * 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*·^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 412623 A7 B7 五、發明說明（12 ) 襯），其在由100C6種類軸襯鋼所製成的兩個軸承套管19 及2 0上磨擦，分別縮套於軸心，並套在套管的孔洞上。 • 本發明參照下列的實例更詳細的敘述。 實例Η比較例） 此實例説明擺動軸承的測試。 該形態爲抽心/轴承（軲襯）。 軸心的天性：淬火的鑄造硬化16NC6鋼材。 軸承（軸襯）的天性：填充40%石墨之ΡΙ 5508種類的聚亞 醯胺。 軸心的直徑：3 0公釐》 軸襯的寬度：20公釐。 轴襯的發展長度：ττΧ30 = 94,25公變。 移動：以頻率1赫茲（Hz)改變轉動超過9〇。的孤_。 在投影表面所計算的壓力：10百萬巴斯卡（MPa)。 滑動的速度：0.2公尺/秒。 極麼的潤滑脂·經皀’ SNR-LUB EP種類，NLGI級，使 用溫度-30至+110X：。 在裝置時上潤滑脂’然後在操作時不另外供應潤滑脂。 爲了測量軸心/潤滑脂及軸承/潤滑脂的接觸角度$，如 上所述地做5個測量來平均，滴於平行六面物體上的潤滑 脂滴，在130X加熱9 0秒，並然後冷卻。 所得的結果如下： -在軸心（淬火的鑄造硬化16NC6鋼材）的情況下：θ=3〇β : -在軸承（塡充40%石墨之聚亞醯胺）的情況下：0=6〇。。 -15- 本紙張尺糾《中國國家標準<CNS)A4規格(_21Q X 297公爱? -------------^--------訂---------線 (請先吼讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印^{ 412623 A7 ___B7______— 五、發明說明（13) 此實例是以平滑的軸襯獲得，也就是說在本發明的領域 之外β 測試的結果： -平均磨擦係數：〇. 1 1 ; -在磨擦係數快速上升之前的擺動數目：35,000。 實例2 (根據本發明、 重覆實例1，除了軸襯是穿了 40個孔（孔洞），每一個直 徑4公釐，以d (兩個並列孔洞之面飾邊緣分開的最短距 離）=4公釐的規則方式排列。 測試的結果： -平均磨擦係數：0.009 ; -在磨擦係數快速增加之前的擺動數目：>250,000(測試 在其完成之前停止）。 實例3 (比較例） 重覆實例1，除了製成軸襯之材質的情沉為：該聚亞醯 胺以UE 12 P種類的音銅取代，其為一種常用於軸承的合 金》 軸襯為平滑的，也就是說在本發明之外。 該抽椒/潤滑脂_的接觸角度0，在實例1的條件下測量 為：35。。 測試的結果: -平均磨擦係數：0.12 ; -在磨擦係數快速增加之前的擺動數目：250,〇〇〇。 實合j 4 (比較你Π -16- 本紙張尺度適用令國國家標準規格（210 X 297公釐） {請先餌讀背面之注意事項再填寫本頁) 装·-------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 412623 Δ7 Άι _ Β7 五、發明說明（14) 重覆實例2，除了製成有孔軸襯之材質的情沉爲：使用 UE 12 P種類的音Μ取代聚亞醯胺，其爲—種常用於抽承 的合金。 該轴襯/潤滑脂的接觸角度Θ ，在實例i的條件下測量 爲：35 ，也就是説在本發明之有孔零件的範固之外。 測的結果 : •平均磨擦係數：0.09 ; -在磨擦係數.快速增加之前的擺動數目： 實例1至4的評論 1) 當軸襯是平滑時，也就是説在本發明之外，不論其 爲聚亞醯胺或青銅製的，其使用壽命爲相同的級數。磨擦 係數本身爲可相比較，且相對應於一個混合的模式，只要 潤滑劑仍在接觸區域内，此則繼續下去β當可經由軸襯之 邊緣漏出的潤滑脂被完全排除時，磨擦係數快速地增加； 然後該軸襯、與連結於鋼軸之軸襯的聚亞醯胺或青銅被加 熱，並遭到該熱效應破壞。 2) 聚亞醯胺製的（根據本發明）及青銅製的有孔軸襯 (在本發明之外）的使用壽命比那些平滑的軸襯長許多，測 試之末有分解時’觀察到在孔洞中可得的所有潤滑脂已被 消耗掉。這顯示該孔動造成之"潤滑脂保存"的優越觀點。 3) 有孔之青銅軸襯的磨擦係數是小於平滑的音铜軸 襯°此至少—部分是因較規則地供應潤滑脂到接觸區域， 且在此接觸區域中此潤滑脂較均勻的分佈，因此減少軸襯 之青銅與軸心之鋼材間的金屬/金屬接觸危險。 I I Γ I-I I 1'·---------I 1 ----1^ ----I ---- C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -17- 412623 A7 Β7 經濟部智慧財產居員工消費合作社印袈 五、發明說明（15 ) 4)另一万面，在3)的解釋不考慮有孔聚亞酿胺柏椒 (根據本發明)所記綠之非常低磨擦係數。事實上，〇_的 値-般相對應於潤滑的流體力學模式，其爲在相當高負載 擺動的轴承中不預期地發現的—件事，而其中滑動速度不 是非常高。 當其與音銷轴概（80，_次擺動.）比較日寺，有1聚亞酿胺 軸承（大於250,000次的擺動）的使用壽命也另人驚訝。 ^圖示，若軸襯是以聚亞醯胺製成且其豸成有孔爲雙重 事實時，一方面發生了軸承能力效果上的改進，且另一方 面，需要消耗掉所保存潤滑脂的時間長度增加。 k些現象的理論模型尚未實行，且解釋性的假設只能是 先進的參考圖1更方便説明。包含於滾輪丨間之可得空間 潤滑脂4、軌道2及〇形環封3只側面地傳送其承受之 正吊壓力的磨擦力，此磨擦力越小，該潤滑脂越黏[此起 源於潤滑脂遵守流變定律的事實，而不像油脂遵守帕斯卡 (Pascal’s)定律及流體靜力學的定律]。 ，此在封口 3擠壓開始及出現潤滑劑漏出之前’因此可 忍丈相對高的負載，也就是説軸承能力效果上的改進，且 相當大量的運用，也就是説增加潤滑脂的保存。 在本發明的形態中，封σ3不存在。此具有一個優越的 結果，所相關的事實爲：在軌道上之滑輪滑動的發生，不 需要去克服此相同軌道上的封口磨擦，因此促成低磨擦係 數的產生。 也有另一個結果：優越的是不再包含於其中的潤滑脂在 -18- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)iiy規格（21〇 χ 297公《 -------------^---------訂---1------線 I (猜先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4I2G23 經濟部智慧財產局員工消費合作社印w< Α7 Β7 五、發明說明（16) 天性上趨向經由滾輪的邊緣逸出。此可更容易地發生，且 潤滑劑更快地濕潤表面’也就是説潤滑脂與製成該表面之 材質的接觸角度越小。 前述事項可直接由滾輪/滑道裝置套用到轴心/麵承種類 的另一個裝置上，一如上面實例所解釋的：以一個聚亞醢 胺轴襯（與潤滑脂的接觸角度=6(Γ )，比在一個青銅的軸 襯中較佳地包含了該潤滑劑^ 5) 可·想像地：另一個現象發生用來解釋有鋼材軸心及 聚亞睡胺軸觀之擺動抽承、與有鋼材轴心及青銅軸概之擺 動軸承比較之絕佳的優越表現》 雖然如我們在上所見，與聚亞醯胺軸襯接觸區域中的該 潤滑脂被較佳地包含著，然而，在兩個情況下事實仍有該 潤滑劑的消耗。 現在，要做濕澗之兩種金屬表面的存在下，該潤滑劑在 能量上較偏好與潤滑脂具有最小濕潤角度的該項接觸，在 此情況下，鋼材軸心比聚亞醯胺軸襯好。 因此可預先假設：每次鋼材軸心的表面通過聚亞醯胺軸 襯的孔洞時，該表面吸引住在包含於該孔洞中的一些潤滑 脂。因此該軸心的轉動值常地在其表面補充潤滑劑，其依 序地協助穩定該潤滑脂系統’且因此改善軸承能力效果及 該軸承的使用壽命β 在青銅軸襯的情況下（接觸角度與鋼材爲同級數）’此現 象不會發生。 营例5 (比較例） -19- 本纸狀錢用巾賴家鮮（CNS)A4規格（21G Χ观公爱） W 衣--------訂---------線 I (請先閱讀背面之注意事t再填寫本頁) 412623 A7 B7 五、發明說明（17) 重覆實例1，除了製成軸襯之材質的情況外，聚亞酷胺 «_XC 38種類的退火碳鋼取代，其塗覆在功能性表面，爲 一層1 0微米、以MoS2填充之環氧樹脂爲基礎的有機清漆 塗覆。 該軸襯爲平滑的，也就是説在本發明之外。 XC 38鋼材+清漆/潤滑脂的接觸角度Θ，在實例1的條件 下測量爲：70β 。 測試的結果： -平均磨擦係數：0.09 ; -在磨擦係數快速增加之前的擺動數目：45，〇〇〇(在測試 之末有強烈的磨損）。 ’ 實例6(根攄本發明） 重覆實例5，除了軸襯被穿了 4 0個孔（孔洞），每一個直 徑4公愛，以d (兩個並列孔洞之面飾邊緣分開的最短距 離）=4公釐的規則方式排列。‘ 測試的，结果· -平均磨擦係數：0.0075 ; -在磨擦係數快速增加之前的擺動數目：>250,000(測試 在其完成之前停止）。 贲例7 (比較例） 重覆實例5，除了軸襯是以未塗覆之XC 38種類的退火碳 鋼製成。 該軸襯爲平滑的，也就是説在本發明之外。 XC 38鋼材+清漆以閏滑脂的接g角度0，在實例1的條件 -20- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） (猜先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 装--------訂·--------線 I . 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 412623 A7 -------B7__ 五、發明說明（18 ) 下測量爲：25° 。 測試的結果： -平均磨擦係數：不稳定； -在磨擦係數快速増加之前的擺動數目：在停住（seizing) 前爲幾十次。 實例8 (比較例） 重覆貫例6，除了該有孔軸襯是以未塗覆之又〇38種類的 退火碳鋼製成。 該XC 3 8鋼材/潤滑脂的接觸角度0，在實例i的條件下 測量爲：25 ° ，也就是說在本發明之有孔零件的範圍之 外0 測試的結果: -平均磨擦係數：0.15 ; -在磨擦係數快速增加之前的擺動數目：在停住前爲幾 百β 實例5至8的評論 可做與實例1至4相同的評論，除了測試在強烈磨損的種 類上造成更多顯著的分解，甚至是停住了，當所儲存的潤 滑脂被消耗及/或當清漆塗層被磨掉時，結果爲鋼材/鋼材 接觸。 實例9至1 4 重覆實例6，有孔的軸襯是以清漆塗覆的鋼材製成，有 不同的孔數（有一定的直徑），而變化該孔洞所佔的面積。 在磨擦表面之發展上測量此面積，且以該發展之總面積的 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^ - 1 I I I I--訂-----I I I · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印：¾ 412623 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（19 ) 百分比來表示》 該孔洞所佔面積的總面積百分比以"s •，代表。 擺動數目：以"N"代表。

結果產生於表I S% 5 10 20 至 40 50 ---—— Ν 35,〇〇〇 80,000 >250,000 —20,〇〇〇 ό ν ---- 幾百 評論 當由孔洞所佔的面積少於20%之軸承發展的總面積時， 後者的使用壽命快速減少’達到軸承套住一個平滑的轴 襯。 在4 0 Λ以上時，该減少甚至更快，且在測試之末分解該 軸承’觀察到：該軸襯的表面高度的分解，有許多括痕及 清漆的剝落。 實例1 5至1 7 (根據本發明） 重覆實例2，也就是說用有孔的聚亞醯胺軸襯，但改變 其軸心製成之材質的天性。 該潤滑脂/轴心的接觸角度以β代表。 磨擦係數以C F代表。 擺動數目以"Ν'1代表。 結不產生於表11。 -22- 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） ----r-——：-----衷--------訂---------線丨 c請先閲ΐί·背面之注意事項再填鸾本頁) 412623 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 五、發明說明（2〇 ------w 實例 --*---- 15 #丄I 1 < 17 軸心的天性 ------- 硬鉻 淨火的鑄造硬化 一 _ 氣-碳-硫化的42 16NC6鋼材 CD 4鋼材 Θ 35 β 30 ° 25 0 CF — ------- 〇.〇1 0.01 0.01 N Ho^ooo > 2 5 0,0 0 0 __ 100,000 磨擦係數是可比較的，但以擺動數目代表的使用壽命變 化大，而仍维持良好。 實例1 8 (比 重覆實例6 ’但變化該聚合物塗層的天性。 轴觀的鋼材是在其功能性表面有10微米的PTFE(聚四氟 乙烯）塗覆》 1S潤滑脂/軸襯的接觸角度Θ為85 β ，也就是說在本發 明之外。 磨擦係數是0.008級。 擺動數目為90,000。 實例1 9及2 0 這些實例係關於連續轉動下的軸承形態（在套管之孔祠 中轉動的軸心引導）= 參照實例1 5及1 6，實例1 9及2 0分別說明兩個磨擦零件 (一個單一的功能性表面）及三個磨擦零件（二個功能性表 面）的情況 -23 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------M..-------訂·--------I rtt先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 412623 A7 ____B7 五、發明說明（21 ) 實驗的條件如下： •平滑零件的材質：iooce種類的軸承鋼： -有孔零件的材質•氮化之XC 3 8種類的碳鋼，塗覆了 1 2 微米之以過氟烷氧化物犁成的有機清漆； -潤滑脂的天性：與實例1中的相同； -軸心的直徑：3 0公楚； -軸襯的寬度：25公釐； -在投影表面所計算的壓力：5巴（fear)。 測試在不同値的轴心轉動速度進行。 在所有的情況下，移動可連續幾百小時，而不會有任何 操作上的異常，且有非常低的阻轉矩，相對應於〇.〇〇5至 0,0005級的極低係數’爲在非常良好之流體力學制度的一 般磨擦。 在設立兩個磨擦零件及設立三個磨擦零件之間的差別， 出現在轉動速度之變化範圍的兩個極限。 在低於每分鐘2000至3000轉時，有兩個磨擦零件的系統 (實例1 9 )產生較佳的結果再現性（1 Q〇%成功），而相對於 有三個磨擦零件（實例20 : 90%成功）。 在高於每分鐘10,000至20,000轉時，情況則相反。 習知此藝者會了解：雖然本發明已敘述並説明特別具體 實施例的情況，許多可想像的變化同時仍維持在所附^申 請專利範圍中定義的本發明範疇内。 • 24 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2〗0 X 297公釐） <靖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •衣--------訂—--------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 申請案 __$申凊專利範團修正本(89年8 q、 、申請專利範圍 _-種機械元件之引導裝置，其係藉由滑動摩擦而互相作 用之兩個料所組成，該兩個零件中之„者係稱為平滑 零件（11)者，其具有_平滑性、功能性、也就是摩擦之 表面，且另一零件係被稱為有孔零件（8)者，其具有至少 —功能性、也就是摩擦之表面（7)，其包括突出之孔洞 (9)，作用在於容納潤滑糊形態之潤滑脂，其包含一肥皂 形態之組合物、油脂形態之組合物、犮—極度壓力之添 加劑’其特徵在於該平滑零件與該潤滑脂之功能性表面 間之接觸角度0係介於2 0及4 0度之間，其係在所謂之 測量溫度下測量’其低於發生該肥皂形態組合物與該油 脂形態组合物問開始分離的溫度15°C ±5°C，且該有孔零 件材質之選擇方式係：在該測量溫度下測量，該有孔零 件之該功能性表面與該潤滑脂間之接觸角度係介於4 5 及75度之間者。 2. 根據申請專利範圍第1項的裝置，其特徵在於：製成該 平滑零件的材質是選自鋼材、鉻及鎳。 3. 根據申請專利範圍第2項的裝置，其特徵在於：該鋼材 是選自淬火硬化、退火硬化及原料鋼；原料H F退火硬 化鋼；被硬化並然後以硬鉻覆蓋的鋼材；氮化鋼；陶磁 覆蓋的鋼材及碳氮化鋼。 4. 根據申請專利範圍第1項的裝置’其特徵在於：製成該 有孔零件的材質是一種體積（bulk)材質。 5. 根據申請專利範圍第1項的裝置，其特徵在於：製成镇 有孔零件的材質是選自聚合物質及共聚物質。 表紙張尺度逍用中«國家標率（CNS ) A4洗格（210X297公ft ) ^------1T------ii (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局只工消費合作社印聚 A8 412623 ?i D8 、申請專利範園 6.根據申請專利範圍第5項的裝置，其特徵為··製成該有 孔零件的材質是選自聚亞醯胺、填充的聚亞醯胺、環氧 樹脂、填充的環氧樹脂、聚乙縮趁樹脂' 聚乙缔、經取 代或未經取代的氟化碳、聚對笨二甲酸乙二酯、聚醚項 胺、聚醯胺及聚醚醚酮。 7·根據申請專利範圍第1項的裝置，其特徵為：製成該有 孔零件的材質是一種體積基材、薄滾片及以塗層塗覆的 基材。 8 ·根據申請專利範圍第7項的裝置，其特徵為：製成該塗 層的材質是選自聚合物質及共聚物質。 9-根據申請專利範圍第8項的裝置，其特徵為：製成該塗 層的材質是選自聚亞醯胺、填充的聚亞醯胺、環氧樹 脂、填充的環氧樹脂、聚6縮醛樹脂、聚乙婦、經取代 或未經取代的氟化碳、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醚確 胺、聚醯胺及聚醚醚酮。 10. 根據申請專利範圍第6項的裝置’其特徵為：該氣化碳 是PFA(過氟烷氧化物）。 11. 根據申清專利知圍第8項的裝置’其特徵為：製成該有 孔零件的材質是選自預氮化的鋼材a 12. 根據申請專利範園第"項的裝置，其特徵為：該鋼材 事先被加上表面硬化處理，使氮擴散到該鋼材中。 13‘根據申請專利範園第！ 2項的裝置’其特徵為：該硬化 處理是一種在鹼金屬氰酸鹽及碳酸鹽熔融浴中的熱化學 氮化處理。 8888 ABCD 41S623 〃申請專利範圍 14, 根據申請專利範圍第丨3項的裝置，其特徵為：該熔融 浴更進一步包含至少一種硫物種的份量。 15. 根據申請專利範園第i項的裝置，其特徵為：該孔洞實 際上疋分散在遠有孔零件的整個表南。 根據申請專利範圍第1 5項的裝置，其特徵為：至少三 個孔桐用於支撐加於兩個零件的負載。 17. 根據申請專利範圍第i 5項的裝置，其特徵為：在該有 轧零件之功能性表面發展上，由孔洞所佔據的面積代表 了約2 0及約40%間之該發展的總面積。 18. 根據申請專利範園第1項的裝置，其特徵為：該孔洞是 多多少少互相相同的。 19. 根據申請專利範圍第1項的裝置，其特徵為：該孔洞是 多多少少規則地分散在該有孔零件的整個表面》 2〇·根據申請專利範園第1項的裝置，其特徵為：該孔洞不 是多多少少互相相同的。 21·根據申請專利範圍第1項的裝置，其特徵為：該孔洞是 多多少少不規則地分散在該有孔零件的整個表面。 22. 根據申請專利範圍第1項的裝置，其特徵為：在兩個並 排孔洞邊緣之間的最短距離是要大於約2公爱。 23. 報據申請專利範圍第1項的裝置’其特徵為：每個孔洞 的突出表面具有約3平方公釐及約4 0平方公釐之間的面 積。 24. 報據申請專利範圍第2 〇項的裝置’其特徵為：在兩個 並排孔洞邊緣之間的最短距離是要大於約.2公愛，且每 丰(CNS ) ( 2l0^97公釐) ---------¾------ir------^ (請先Mt#背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央榇準局貝工消費合作社印製 A8 Βδ C8 D8 其特徵為：在該有孔 與該有孔零件之含該 其特徵為：在該有孔 與該有孔零件之含非 其特徵為·在該有孔 與該有孔零件之含非 412623 六、申請專利範固 個孔洞的突出表面具有約1 0平方公釐及約3 〇平方公爱 之間的面積。 25. 根據申請專利範圍第1項的裝置 零件之功能性表面上突出的孔洞 功能性表面的一面不互通。 26. 根據申請專利範園第1項的裝置 零件之功能性表面上突出的孔洞 令能性表面的一面不互通。 27. 根據申請專利範園第1項的裝置 零件之功能性表面上突出的孔洞 功能性表面的一面經由一個管道的系統互通。 28. 根據申請專利範圍第2 7装置，其特徵為：蓋子（】2)住該 孔洞。 29. 根據申請專利範圍第1項的裝置，其特徵為：該孔洞是 圓柱形的。 30. 根據申請專利範圍第1項的裝置’其中該裝置為軸心/輛 承型裝置，其特徵為：該軸心是平滑零件，且該細承是 有孔零件。 31_根據申請專利範圍第1項的裝置’其中該裝置為滑道，滾 輪裝置，其特徵為：該滑道是平滑零件，且該滚輪是有 孔零件。 32.根據申請專利範圍第1項的裝置’其中該裝置為球/承窝 裝置，其特徵為：該球道是平滑零件’且該承窝是有孔 零件。 -4 - 表紙張尺度逋用中固圃家梂準（CNS ) Α4祝格（210Χ297公釐） ---------^------、玎------^ (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 趣濟部t央橾準局員工消费合作社印裂 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍33,根據申請專利範圍第3 0項的裝置，其特徵為：該軸承 具有兩個功能性的表面。 I 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局W工消費合作社印製 -5- 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐）