JP4064024B2

JP4064024B2 - 転がり軸受

Info

Publication number: JP4064024B2
Application number: JP33631299A
Authority: JP
Inventors: 光成麻生
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1999-11-26
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2019-11-26
Also published as: JP2001152171A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、軸受を潤滑する含油樹脂を内臓した転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内輪、外輪および転動体を備えた転がり軸受の内部空隙に、固体状に成形された含油樹脂を内蔵させる技術が、特公昭６３−２３２３９号公報等に開示されている。
【０００３】
この技術は、含油樹脂の樹脂成分として、超高分子量ポリエチレンなどを用いて軸受に所要量の潤滑油を連続的に適当な速度で滲み出させて供給しようとするものであり、転がり軸受に対して外部から潤滑油を供給する必要がなくなり、転がり軸受は、自己潤滑機能のみで長時間安定した動作が可能になる。
【０００４】
上記の転がり軸受は、内輪、外輪および転動体を備えた転がり軸受の内部空隙に含油樹脂の材料である混合物を空隙を満たすように注入し、その後に加熱し、次いで冷却することにより、含油樹脂を硬化させる方法で製造される。
【０００５】
他の製造法としては、含油樹脂の成分として熱可塑性樹脂を採用し、射出成形のように加熱溶融樹脂と潤滑油の混合物を転がり軸受の内部空隙を満たすように圧入し、そのまま封入した状態で冷却することにより、転がり軸受の内部空隙に含油樹脂を充填した状態で固化させる方法もある。
【０００６】
通常、このようにして製造される転がり軸受は、含油樹脂のデュロメータＡ硬さ（ＪＩＳＫ６２５３）が８０〜９０である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の転がり軸受は、使用中に負荷のある状態で含油樹脂に対して外輪または内輪が度々圧接することにより、含油樹脂を介して軸受の負荷が転動体の回転抵抗として伝わり、転動体の回転速度を下げるという問題点がある。
【０００８】
このように転がり軸受の回転トルクが、内蔵された含油樹脂との接触時に損失すると、回転エネルギーを伝達する際の効率性の向上の観点からみて好ましくない。
【０００９】
そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決して、含油樹脂を内蔵した転がり軸受における回転トルクが低く安定し、含油樹脂の潤滑特性が効率よく発揮される転がり軸受とすることを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、内輪、外輪および転動体を備えた転がり軸受の内部空隙に含油樹脂を内蔵した転がり軸受において、前記含油樹脂のデュロメータＡ硬さ（ＪＩＳＫ６２５３）が７９以下である転がり軸受としたのである。前記した含油樹脂のデュロメータＡ硬さ（ＪＩＳＫ６２５３）は、３０〜７９であることが好ましい。また、この発明において、含油樹脂として超高分子量ポリオレフィン、ポリアミドおよびポリアセタールから選ばれる一種以上の熱可塑性樹脂を主成分とする含油樹脂を採用することが好ましい。
【００１１】
上記したように構成された転がり軸受は、含油樹脂の硬さがデュロメータＡ硬さ（ＪＩＳＫ６２５３）７９以下、すなわち従来品より軟質になるような所定値以下（または所定範囲）の硬さに調整されているので、使用中に負荷のある状態で外輪または内輪が度々含油樹脂に対して圧接した場合でも、軸受の負荷が転動体の回転抵抗として含油樹脂を介して伝わり難く、転動体の回転速度を下げる傾向が顕著に少ない。
【００１２】
すなわち、この発明の転がり軸受は、内蔵された含油樹脂と軸受付品との接触時に回転トルクが損失する程度が極めて小さく、そのために回転エネルギーを伝達する効率性が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本願の発明に用いる含油樹脂は、潤滑油または潤滑グリースを樹脂中に分散保持した状態で固化（硬化）したものであり、その成分となる樹脂や潤滑油、潤滑グリースの種類は特に限定しないで採用可能である。また、樹脂として熱可塑性樹脂を使用し、かつ潤滑グリースを使用する場合には、熱可塑性樹脂のゲル化点より高い滴点を有する潤滑グリースを採用することが好ましい。
【００１４】
含油樹脂の樹脂成分の具体例としては、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリスチレンなどの熱可塑性樹脂が挙げられる。このうち、より好ましくは超高分子量ポリオレフィン、ポリアミド、ポリアセタールなどである。また、このような熱可塑性樹脂に対してフェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂を混合し、耐熱性を高めた樹脂組成物を採用してもよい。
【００１５】
また、前記した超高分子量ポリオレフィンは、平均分子量１×１０⁶〜５×１０⁶の超高分子量ポリエチレンその他の超高分子量ポリオレフィンからなるものであり、粒径１〜１００μｍ程度の粉末状のものを採用することが均一混合のために好ましい。また、超高分子量ポリオレフィン１〜９５重量％と、潤滑油または潤滑グリース５〜９９重量％からなる混合物を使用して含油樹脂を転がり軸受の内部空隙に成形することができる。
【００１６】
含油樹脂の潤滑成分のうち、潤滑油の具体例としては、鉱油、合成炭化水素油、ジエステル油、ポリオールエステル油、リン酸エステル油、エーテル油、シリコーン油、フッ素油、フッ化シリコーン油、シクロペンタン油、その他の周知の潤滑油が挙げられる。
【００１７】
また、含油樹脂の潤滑成分のうち、潤滑グリースの具体例を増ちょう剤−基油の材料系で示すと以下の通りである。すなわち、リチウム石けん−鉱油系グリース、リチウム石けん−ジエステル油系グリース、リチウム石けん−ポリオールエステル油系グリース、ナトリウム石けん−鉱油系グリース、アルミニウム石けん−鉱油系グリース、非石けん−鉱油系グリース、非石けん−ジエステル油系グリース、非石けん−ポリオールエステル油系グリース、リチウム石けん−シリコーン油系グリース、ＰＴＦＥ−フッ素油系グリース、リチウム石けん−シクロペンタン油系グリースなどが挙げられる。なお、上記したグリースにおける非石けん系とは、石けん以外の増ちょう剤を用いて基油を増ちょうさせたグリースをいい、そのような増ちょう剤の具体例としては、ベントナイト、シリカ、亜硝酸ホウ素、テレフタラメート、アリルウレア、ポリウレア、フッ素化合物などが挙げられる。
【００１８】
【実施例および比較例】
実施例および比較例の転がり軸受において、内部空隙に充填するための流動性の混合物を構成する樹脂、潤滑油および添加剤を以下に列挙し、混合物の組成を表１にまとめて示した。
(1) 超高分子量ポリオレフィン（三井化学社製：ミペロン）
(2) 低分子量ポリオレフィン含有固形ワックス（三井化成社製：サンワックス）
(3) リチウム石けん−鉱油系グリース（昭和シェル社製）
(4) ウレア−鉱油系グリース（昭和シェル社製）
(5) ポリオールエステル油（チバガイギー社製：レオルーブ）。
【００１９】
〔実施例１〜４〕
深溝玉軸受（ＮＴＮ社製：軸受番号６０８、内径φ８ｍｍ、外径φ２２ｍｍ、幅７ｍｍ）の軸受内部空間に表１の組成の含油樹脂材料（流動性のある混合物）を充填すると共に、軸受の両端面に開口する空隙を金属製の平板で蓋をして混合物を封入し、軸受を１５０℃の恒温槽に３０分入れ、次いで恒温槽から取り出した軸受を室温にまで放冷して混合物を固形状化し、含油樹脂を内蔵した実施例１〜３の転がり軸受を製造した。
【００２０】
また、自動調心ころ軸受（ＮＴＮ社製：軸受番号２２２１６、内径φ８０ｍｍ、外径φ１４０ｍｍ、幅３３ｍｍ）の軸受内部空間に表１の組成の含油樹脂材料（流動性のある混合物）を充填すると共に、軸受の両端面に開口する空隙を金属製の平板で蓋をして混合物を封入し、軸受を１５０℃の恒温槽に６０分入れ、次いで恒温槽から取り出した軸受を室温にまで放冷して混合物を固形状化し、含油樹脂を内蔵した実施例４の自動調心ころ軸受を製造した。
【００２１】
得られた転がり軸受内の含油樹脂の硬さを以下の方法で測定すると共に、深溝玉軸受（ＮＴＮ社製：軸受番号６０８）の回転トルク試験、および自動調心ころ軸受（ＮＴＮ社製：軸受番号２２２１６）の回転トルク試験を以下のように行ない、これらの結果を表１中に併記した。
（ａ）硬さ：ＪＩＳＫ６２５３のタイプＡ圧子を用いたデュロメータＡ硬さを測定した。
（ｂ）深溝玉軸受（軸受番号６０８）の回転トルク試験：試験軸受にスラスト荷重２ｋｇｆを負荷し、室温にて３６００ｒｐｍで回転させた時の回転トルクを測定した。
（ｃ）自動調心ころ軸受（軸受番号２２２１６）の回転トルク試験：試験軸受にラジアル荷重９００ｋｇｆを負荷し、室温にて１２００ｒｐｍで１時間連続して回転させた時の回転トルクを測定した。
【００２２】
【表１】

【００２３】
〔実施例５〕
深溝玉軸受（ＮＴＮ社製：軸受番号６２０４、内径φ２０ｍｍ、外径φ４７ｍｍ、幅１４ｍｍ）の軸受内部空間に表１の組成の含油樹脂材料（流動性のある混合物）を充填すると共に、軸受の両端面に開口する空隙を金属製の平板で蓋をして混合物を封入し、軸受を１５０℃の恒温槽に３０分入れ、次いで恒温槽から取り出した軸受を室温にまで放冷して混合物を固形状化し、含油樹脂を内蔵した実施例５の転がり軸受を製造した。
【００２４】
得られた転がり軸受内の含油樹脂の硬さを下記の方法で測定すると共に、回転トルク試験を以下の条件で行ない、これらの結果を表１中に併記した。
（ｄ）深溝玉軸受（軸受番号６２０４）の回転トルク試験：試験軸受にスラスト荷重４ｋｇｆを負荷し、室温にて６０００ｒｐｍで１時間連続して回転させた時の回転トルクを測定した。
【００２５】
〔比較例１〜４〕
深溝玉軸受（ＮＴＮ社製：軸受番号６０８、内径φ８ｍｍ、外径φ２２ｍｍ、幅７ｍｍ）の軸受内部空間に表１の組成の含油樹脂材料（流動性のある混合物）を充填すると共に、軸受の両端面に開口する空隙を金属製の平板で蓋をして混合物を封入し、軸受を１５０℃の恒温槽に３０分入れ、次いで恒温槽から取り出した軸受を室温にまで放冷して混合物を固形状化し、含油樹脂を内蔵した比較例１、４の転がり軸受を製造した。
【００２６】
また、自動調心ころ軸受（ＮＴＮ社製：軸受番号２２２１６、内径φ８０ｍｍ、外径φ１４０ｍｍ、幅３３ｍｍ）の軸受内部空間に表１の組成の含油樹脂材料（流動性のある混合物）を充填すると共に、軸受の両端面に開口する空隙を金属製の平板で蓋をして混合物を封入し、軸受を１５０℃の恒温槽に６０分入れ、次いで恒温槽から取り出した軸受を室温にまで放冷して混合物を固形状化し、含油樹脂を内蔵した比較例２の自動調心ころ軸受を製造した。
【００２７】
また、深溝玉軸受（ＮＴＮ社製：軸受番号６２０４、内径φ２０ｍｍ、外径φ４７ｍｍ、幅１４ｍｍ）の軸受内部空間に表１の組成の含油樹脂材料（流動性のある混合物）を充填すると共に、軸受の両端面に開口する空隙を金属製の平板で蓋をして混合物を封入し、軸受を１５０℃の恒温槽に３０分入れ、次いで恒温槽から取り出した軸受を室温にまで放冷して混合物を固形状化し、含油樹脂を内蔵した比較例３の転がり軸受を製造した。
【００２８】
得られた比較例１〜４の転がり軸受内の含油樹脂の硬さを前記の方法で測定すると共に、回転トルク試験を以下の条件で行ない、これらの結果を表１中に併記した。
【００２９】
表１の結果からも明らかなように、比較例１〜４のころ軸受は、デュロメータＡ硬さが７９以下のものであり、各主の軸受の回転トルクは大きかった。これに対して実施例１〜４のころ軸受は、それぞれ同型の軸受である比較例の場合に比べて回転トルクが顕著に低いものであった。
【００３０】
【発明の効果】
本願の含油樹脂を内蔵した転がり軸受に係る発明は、以上説明したように、含油樹脂として所定硬さのものを使用したので、含油樹脂を介して軸受の負荷が転動体の回転抵抗として伝わることがなく、含油樹脂を内蔵した転がり軸受における回転トルクが低くて安定し、含油樹脂の潤滑特性が効率よく発揮される自己潤滑性に優れた転がり軸受になるという利点がある。

Claims

内輪、外輪および転動体を備えた転がり軸受の内部空隙に含油樹脂を内蔵した転がり軸受において、
前記含油樹脂が、超高分子量ポリオレフィンを主成分とする樹脂中に、ウレア増ちょう剤で鉱油を増ちょうしたウレア−鉱油系グリースを分散保持した状態で固化したものからなり、この含油樹脂のデュロメータＡ硬さ（ＪＩＳＫ６２５３）が３５〜６９に調整されていることを特徴とする転がり軸受。
ウレア増ちょう剤が、アリルウレアまたはポリウレアである請求項１に記載の転がり軸受。