JPH06264933A

JPH06264933A - 総ローラ形固体潤滑クロスローラ軸受

Info

Publication number: JPH06264933A
Application number: JP8124593A
Authority: JP
Inventors: Koji Takeshita; 浩二竹下; Kenichi Sadakane; 健一貞包; Shuji Yamazumi; 修司山住
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 1993-03-15
Filing date: 1993-03-15
Publication date: 1994-09-20

Abstract

(57)【要約】【目的】真空中・放射線下・高温・低温環境など過酷な
条件で良好な潤滑状態を長期間保持する総ローラ形の固
体潤滑クロスローラ軸受を得る。【構成】内輪(1) と外輪(2) の対向面に２つの転走面か
らなるそれぞれ周方向のＶ形転走溝(3),(4) を設け、こ
のＶ形転走溝の相互間に１個または複数個ごとに傾斜方
向を変えて嵌合配置され、自己潤滑性を有した樹脂製の
ローラ(6a)を備え、かつ、内輪および外輪の転走面に固
体潤滑剤がそれぞれコーティングされた構成にしてい
る。また、外輪側のローラ端面(8) は外輪の転走面の曲
率半径と略同大の球面に形成され、内輪側のローラ端面
(7) のコーナ部(9) はローラ(6a)の直径の少なくとも１
０％の半径で面取りが施されている。さらに、傾斜方向
が同一である複数個のローラの組のうち、異なる傾斜方
向のローラの組と隣接するローラの円筒面中央部付近
に、凹部を設けたローラ(6b)を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空中や放射線下ある
いは高温または低温環境など過酷な条件で使用される固
体潤滑クロスローラ軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、固体潤滑クロスローラ軸受は内輪
と外輪の対向面に２つの転走面からなるそれぞれ周方向
に設けられたＶ形の転走溝相互間に円柱状のローラを配
置して用いられている。ローラの材質としては一般には
金属が用いられ、図７に示すように、各ローラは内輪１
あるいは外輪２のＶ形転走溝３、４を構成する二条の転
走面のうちいずれか一方の転走面に外周面を接触させて
転動している（実開平０２−７４６２５号）。ローラの
外輪側のコーナ部は小さな半径の円弧で面取りが施され
ている。また、ころがり軸受の固体潤滑の方法として
は、内輪、外輪およびローラの全部または一部の摺動面
に二硫化モリブデンＭｏＳ₂、二硫化タングステンＷＳ
₂（特開昭５８−１１３６２９号）や銀Ａｇ（特開昭６
１−５５４１０号）などの薄い潤滑膜を形成する方法が
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のクロ
スローラ軸受では、金属製ローラを用いているので、被
覆が摩耗し基材の金属が露出して焼き付きを生じる。ま
た、ローラ６の軸方向に位置する両ローラ端面７、８は
内輪１あるいは外輪２のＶ形転走溝を構成する他方の転
走面に対面しているので、ローラ６が遠心力等により軸
受の外径方向に移動すると、外輪２の転走面と対面する
ローラ端面８は外輪２の転走面と点接触する。このた
め、ローラ６の円滑な転動が妨げられて摩擦抵抗が増加
し、さらにローラ端面８のコーナ部１０の局部的な摩耗
あるいは外輪転走面の過大な摩耗が発生する。また、ス
ペーサリテーナを用いない総ローラ形のクロスローラ軸
受において、円柱形状のローラを複数個ごとに傾斜方向
を変えて嵌合配置する場合、相対的に回転する外輪２と
内輪１の各転走面の内側部分と外側部分の全周長が異な
るにもかかわらず、ローラは円柱形状であるために、各
組を形成するそれぞれ向きが同じローラ同士はローラ円
筒面上で線接触の状態にはならず、ローラの内輪側端面
７のコーナ部９付近でのみ接触する。この場合も、ロー
ラの円滑な転動が妨げられて摩擦抵抗が増加し、ローラ
内輪側端面コーナ部９の局部的な摩耗を生ずる。さら
に、直交して隣接するローラ同士は円筒面上の一点で直
接点接触し、面圧が大きな上にすべりも起きるので、ロ
ーラ転動面の中央部付近に環状の凹状溝や焼き付を生じ
る。以上のように、従来の円柱形状のローラを用いた場
合、ローラの両ローラ端面および円筒面の局所的摩耗に
よって、ローラの円滑な転動が妨げられて摩擦抵抗が増
加し、軸受の寿命が短くなるという問題があった。そこ
で、本発明は上記問題点を解消するためになされたもの
で、良好な潤滑状態を長期間保持する総ローラ形の固体
潤滑クロスローラ軸受を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
め、本発明は、内輪と外輪の対向面に２つの転走面から
なるそれぞれ周方向のＶ形の転走溝を設け、このＶ形の
転走溝の相互間に１個または複数個ごとに傾斜方向を変
えて嵌合配置され、自己潤滑性を有する樹脂製のローラ
を備え、かつ、内輪および外輪の転走面に固体潤滑剤が
それぞれコーティングされた構成にしている。また、外
輪側のローラ端面は外輪の転走面の曲率半径と略同大の
球面に形成され、内輪側のローラ端面のコーナ部はロー
ラの直径の少なくとも１０％の半径で面取りが施されて
いる。さらに、傾斜方向が同一である複数個のローラの
組のうち、異なる傾斜方向のローラの組と隣接するロー
ラの円筒面中央部付近に、前記ローラの円筒面に対応し
た曲率を有する凹部を設けている。

【０００５】

【作用】上記手段は以下のように作用する。まず、ロー
ラの材質を自己潤滑性を有する樹脂とし、固体潤滑剤で
ある二硫化モリブデン被膜を内輪および外輪の転走面に
コーティングしたので、摩耗は金属製ローラに二硫化モ
リブデン被膜をコーティング場合よりも遙かに抑制され
る。この被膜が摩耗しても基材に自己潤滑性樹脂からな
るローラを用いているので焼き付きを生じることはな
い。また、スペーサーリテーナを用いずに総ローラ形の
クロスローラ軸受としたので、樹脂ローラの使用による
軸受の耐荷重性の低下を補うことができる。また、ロー
ラの外輪の転走面と対面する方のローラ端面を外輪の転
走面の曲率半径と略同大の球面に形成したので、ローラ
端面と外輪の転走面とは線接触の状態となり、ローラの
転動が円滑になり、軸受の摩擦抵抗を低下させることが
できる。さらに、ローラの円筒面の中央部付近に凹部を
設けているので、隣接するローラ同志が線接触の状態と
なり、局部的な摩耗を減少できる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。第１実施例図１は本発明の第１の実施例を示す部分側面展開図、図
２はその側断面図である。図において、１は内輪、２は
二つに分割した外輪、３は内輪１の外周面に設けたＶ形
転走溝、４は外輪２の内周面にＶ形転走溝３と対向して
設けた同形のＶ形転走溝、５はＶ形転走溝３および４の
表面にスパッタにより形成した二硫化モリブデン皮膜、
６ａはローラで、自己潤滑性を有する芳香族ポリアミド
樹脂（オイレス工業（株）製、商品名: オイレスアラミ
ドＭ）からなる。ローラ６ａは軸方向に位置する両ロー
ラ端面のうち、一方のローラ端面８は外輪２の転走面の
曲率半径と略同大の球面に成形されており、かつ、内輪
側のローラ端面７のコーナ部９はローラ６ａの直径の約
１０％の半径の円弧で面取りが施されている。図３はロ
ーラ６ａとＶ形転走溝３、４との接触状態を示す図であ
る。ローラ６ａは外輪２側のローラ端面８が球面状に成
形されたＶ形転走溝４に対面するように１個ごとに傾斜
方向を変えて配置されている。いま、内輪１と外輪２が
相対的に回転すると、ローラ６ａは軸受荷重を負担した
状態で回転しながらＶ形転走溝３、４内を移動する。こ
のとき、二硫化モリブデン被膜５とローラ６ａ自身の潤
滑作用により、ローラ６ａは円滑に転動する。また、ロ
ーラ端面８と外輪２の転走面とは線接触するため、ロー
ラ端面８の局部的摩耗あるいは外輪２のＶ形転走溝４の
表面の二硫化モリブデン被膜５の過大な摩耗を防ぐこと
ができる。また、ローラ６ａは２個ないしは３個程度の
複数個ごとに傾斜方向を変えて挿入配置してもよい。こ
の場合、各組を形成するそれぞれ向きが同じローラ同士
はローラ内輪側端面７のコーナ部９に面取りが施されて
いるので、接触面圧は大きくならず、内輪側のローラ端
面７のコーナ部９の局部的な摩耗は少ない。第２実施例図４は本発明の第２の実施例を示す部分側面展開図であ
る。図において、６ａ’はローラ６ａと形状・材質とも
全く同じもので、傾斜の方向が異なるローラである。１
１および１１’は転動子で、１１’は傾斜の方向が異な
る転動子である。本実施例は各組を形成する２つのロー
ラ６ａの組と、２つのローラ６ａ’からなり、それぞれ
のローラ間に転動子１１および１１’を挿入配置したも
のである。転動子１１、１１’は二硫化モリブデンＭｏ
Ｓ₂ を添加したガラス繊維入りフッ素樹脂（ＮＴＮ・ル
ーロン製、商品名 : ルーロンＥ）からなり、ローラ６
ａと略同じ形状に成形されているが、ローラ６ａより熱
膨張係数の差に応じて外形寸法を小さく成形されてい
る。さらに、ローラ６ａと同様に、ローラ状の転動子１
１の軸方向に位置する両端面のうち、一方の端面は外輪
の転走面の曲率半径と同一あるいはこれより僅かに小さ
な曲率半径を有する球面に成形され、かつ、他方のロー
ラ端面３のコーナ部９はローラ状転動子の直径の１０％
の半径の円弧で面取りが施されている。また、転動子１
１の球面状の端面は外輪２のＶ形転走溝４に対面するよ
うに配置されている。第１実施例と同様、内輪１と外輪
２が相対的に回転すると、転動子１１はローラ６ａ・６
ａが荷重を負担した状態で回転しながらＶ形転走溝３・
４内を移動し、転動子１１に接触する。このため、転動
子１１からフッ素樹脂がローラ６ａ・ａ６に転移して薄
い潤滑被膜を成形する。転動子１１は荷重を負担するこ
となくローラと同様に回転しＶ形転走溝の面にも接触
し、Ｖ形転走溝面にフッ素樹脂を転移させて潤滑被膜を
つくり、良好な潤滑状態を長期にわたって保持させる。
ローラ６ａの回転や高温の環境などによって軸受の温度
が上昇し転動子１１に熱膨張を生じた場合も、ローラ６
ａより大きくならず、Ｖ形転走溝との圧接により接触抵
抗を増大させたり、転動子に軸受負荷が加わって破損す
ることがない。第３実施例図５は本発明の第３の実施例を示す部分側面展開図であ
る。本実施例はローラ６ａとローラ６ｂで構成されてい
る。ローラ６ｂの材質は第１実施例と同じものからな
る。形状は図６に示す側面図のようにローラ６ａの円筒
面中央部付近に凹部を施してある。ローラ６ｂはＶ形転
走溝３・４間に挿入配置され、２個のローラ６ａと１個
のローラ６ｂを一組として各組ごとに傾斜方向を変えて
嵌合配置してある。いま、内輪１と外輪２が相対的に回
転すると、樹脂製ローラ６ａおよび６ｂが軸受荷重を負
担した状態で回転しながらＶ形転走溝３・４内を移動す
る。このとき、二硫化モリブデン被膜５とローラ６ａお
よび６ｂ自身の潤滑作用により、ローラ６ａ、６ｂは円
滑に転動する。また、ローラの傾斜方向が変わる所にお
いても、ローラ６ｂの円筒面中央部付近に設けた凹部が
ローラ６ａの円筒面に対応する曲率を有するために、ロ
ーラ同士は線接触し、ローラ円筒面に局部的な摩耗を生
じることはない。さらに、外輪側のローラ端面８と外輪
２の転走面とは線接触するため、外輪２側のローラ端面
８の局部的摩耗あるいは外輪２のＶ形転走溝４の表面の
二硫化モリブデン被膜５の過大な摩耗を防ぐことができ
る。また、各組を形成するそれぞれ向きが同じローラ同
士は内輪２側のローラ端面７のコーナ部９に面取りが施
されているので、接触面圧は大きくならず、コーナ部９
の局部的な摩耗は少ない。なお、各組を形成するローラ
６ａ・６ｂおよび６ａ’・６ｂ’のそれぞれ向きが同じ
ローラ間に実施例２で用いたものと同じ転動子１１およ
び１１’を挿入配置したものでも効果がある。

【０００７】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
ローラの局部的摩耗の防止、転走面にコーティングした
二硫化モリブデンの摩耗の減少および焼付きの防止を達
成できるので、良好な潤滑状態を長期間保持することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す部分側面展開図で
ある。

【図２】図１における側断面図である。

【図３】図１におけるローラと内外輪のＶ形転走溝面と
の接触状態を示す断面図である。

【図４】本発明の第２の実施例を示す部分側面展開図で
ある。

【図５】本発明の第３の実施例を示す部分側面展開図で
ある。

【図６】図５におけるローラの側面図である。

【図７】従来のローラと内外輪のＶ形転走溝面との接触
状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１内輪２外輪３、４Ｖ形転走溝５二硫化モリブデン被膜６、６ａ、６ａ’、６ｂ、６ｂ’ ローラ７、８ローラ端面９、１０コーナ部１１、１１’ 転動子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内輪と外輪の対向面に２つの転走面から
なるそれぞれ周方向のＶ形の転走溝を設け、このＶ形の
転走溝の相互間に１個または複数個ごとに傾斜方向を変
えて嵌合配置され、自己潤滑性を有した樹脂製のローラ
を備え、かつ、前記内輪および外輪の転走面に固体潤滑
剤がそれぞれコーティングされたことを特徴とする総ロ
ーラ形固体潤滑クロスローラ軸受。
【請求項２】前記ローラの外輪側のローラ端面は前記
外輪の転走面の曲率半径と略同大の球面に形成され、内
輪側のローラ端面のコーナ部は前記ローラの直径の少な
くとも１０％の半径で面取りが施されたことを特徴とす
る請求項１記載の総ローラ形固体潤滑クロスローラ軸
受。
【請求項３】前記傾斜方向が同一である前記複数個の
ローラの組のうち、異なる傾斜方向のローラの組と隣接
するローラの円筒面中央部付近に、前記ローラの円筒面
に対応した曲率を有する凹部を設けたことを特徴とする
請求項１または２記載の総ローラ形固体潤滑クロスロー
ラ軸受。