JPH084773A - 固体潤滑転がり軸受 - Google Patents

固体潤滑転がり軸受

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JPH084773A
JPH084773A JP6138449A JP13844994A JPH084773A JP H084773 A JPH084773 A JP H084773A JP 6138449 A JP6138449 A JP 6138449A JP 13844994 A JP13844994 A JP 13844994A JP H084773 A JPH084773 A JP H084773A
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JP
Japan
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lubricating
rolling
rolling bodies
bearing
spacers
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JP6138449A
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English (en)
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Hiroshi Yamada
博 山田
Hiromitsu Kondo
博光 近藤
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
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    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
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    • F16C33/3713Loose spacing bodies with other rolling elements serving as spacing bodies, e.g. the spacing bodies are in rolling contact with the load carrying rolling elements
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 長期に亘り耐久性、潤滑性に優れた低価格で
低発塵性の固体潤滑転がり軸受。 【構成】 固体潤滑転がり軸受は、内輪1、外輪2、内
・外輪1、2の間に組込まれた複数の転動体3、間座
4、および、外輪2の両端部内径に装着された一対のシ
ールド板5で構成される。間座4は、自己潤滑性を有す
る材料からなり、円柱状をなす。各間座4は、周方向に
隣接する転動体3の間に、その外周面が転動体に接触可
能な状態で組込まれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐久性、コスト性が重
視される用途に適した固体潤滑軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】大気中で運転する転がり軸受の潤滑剤と
してはグリース等の流体潤滑剤が一般的であるが、真空
中で運転する場合には、蒸気圧の低い流体潤滑剤では真
空雰囲気中に蒸発して使用に耐えないため、蒸気圧の高
い固体潤滑剤が使用される。現在、固体潤滑剤として、
二硫化モリブデン等の層状物質、金、銀、鉛等の軟質金
属、PTFEやポリイミド等の高分子が広く採用されて
おり、通常、これらの固体潤滑剤を内・外輪の軌道面や
転動体の表面に被膜処理している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な固体潤滑剤を被膜処理して用いる場合、使用条件によ
っては、潤滑被膜の早期消耗によって寿命低下をきたす
ことが予想される。その対策として、保持器をPTFE
やポリイミド等の自己潤滑性を有する高分子材で形成す
る手段も考えられるが、形状の複雑な保持器を高分子材
で形成することはコスト高につながる。しかも、保持器
を高分子材で形成する場合、その機械的強度を確保する
ために、特殊寸法としなければならない場合が多い。
【0004】本発明の目的は、長期に亘り耐久性、潤滑
性に優れた低価格の固体潤滑転がり軸受を提供すること
にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の固体潤滑転がり
軸受は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に組込まれ
た複数の転動体と、周方向に隣接した転動体の間に、そ
の外周面が転動体に接触可能な状態で組込まれ、かつ、
自己潤滑性を有する材料からなる略円柱状の複数の間座
とを備えたものである。
【0006】また、本発明の固体潤滑転がり軸受は、内
輪と、外輪と、内輪と外輪との間に組込まれた複数の転
動体と、周方向に隣接した転動体の間に、その外周面が
転動体に接触可能な状態で組込まれ、かつ、自己潤滑性
を有する材料からなる略円柱状の複数の間座と、内輪又
は外輪の両端部に装着された環状のシールド板と備えた
ものである。
【0007】さらに、本発明の固体潤滑転がり軸受は、
上記構成において、間座の外周面を、転動体の表面曲率
に対応した凹曲面としたものである。
【0008】
【作用】軸受回転時、転動体と間座との接触によって、
間座の外周面から自己潤滑性を有する潤滑粉が削り取ら
れ、この潤滑粉が、内・外輪の軌道面や転動体の表面に
転着して潤滑被膜を形成する。
【0009】間座は略円柱状をなし、その外周面が転動
体に接触可能な状態で組込まれる。したがって、転動体
との接触時、間座は転動体の自転方向と反対方向に自転
可能であり、そのため、両者の接触部に発生する滑り摩
擦抵抗が適度な大きさとなり、転動体の円滑な転動が妨
げられたり、あるいは、過大な潤滑粉が発生するといっ
た心配がない。これが、軸受の潤滑性、耐久性をより一
層良好なものにし、さらに、軸受外への発塵量を低減す
るのに寄与する。しかも、略円柱状の間座は、1つの軸
受に複数必要であるが、形状が比較的簡単なものである
ため、これをPTFE等の自己潤滑性を有する材料で製
作しても、製作容易かつ量産可能であるために、低コス
トである。
【0010】また、内輪又は外輪の両端部にシールド板
を装着することで、間座の両端をシールド板の内側面で
案内させることができ、さらに、シールド板により発塵
の軸受外への飛散が抑制される。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1乃至図4面を参
照して説明する。
【0012】図1(a)及び(b)に示される第1の実
施例の固体潤滑転がり軸受は、内輪1、外輪2、内・外
輪1、2の間に組込まれた複数の転動体3、間座4、お
よび、外輪2の両端部内径に装着された一対のシールド
板5で構成される。
【0013】転動体3は、鋼製やセラミック製の玉、あ
るいは、この玉の表面に固体潤滑剤を比較処理したもの
である。間座4は、自己潤滑性を有する材料、例えば
WS2を含有する焼結体(例えば、新日本製鉄製ミラク
ルピロー等)、ポリイミド(例えば、デュポン社製SP
−1等)、PTFE系の高分子材で形成されたものであ
る。尚、耐熱環境下で使用する場合には WS2を含有す
る焼結体、ポリイミドを使用し、常温環境下で使用する
場合はPTFE系の高分子材を使用すると良い。この間
座4は、例えば図3に示すような円柱状に形成される。
このような形状単純な間座4は、上記のような自己潤滑
性を有する材料で製作しても、製作容易、量産可能で低
コストで製作できる。間座4の外径は転動体3の直径よ
り少し小さく、長さは転動体3の直径より少し長い。各
間座4は、周方向に隣接する転動体3の間に、その外周
面が転動体に接触可能な状態で組込まれる。
【0014】シールド板5は環状の金属板で、その外周
縁部を外輪2の端部内径に形成された環状溝6に嵌着固
定される。シールド板5は、間座4の軸受内部からの脱
落防止と、間座4の両端を案内する役割をなすと共に、
軸受内部で生成された潤滑粉が軸受外に排出されるのを
抑制する役割をも兼ね備えている。
【0015】内・外輪1、2間に配置される転動体3と
間座4の数、配列関係は、負荷容量、潤滑性等を考慮
し、使用条件に応じて決める。図1の実施例において
は、転動体3と間座4とを同数とし、かつ、両者を交互
配列してある。ただし、これに限定されるものではな
い。
【0016】軸受が回転すると、転動体3と間座4との
接触によって、間座4の外周面が削り取られて潤滑粉が
生成され、この潤滑粉が内・外輪1、2の軌道面、転動
体3の表面に転着して潤滑被膜を形成する。潤滑被膜に
より、軸受の良好な潤滑がなされる。このように、転動
体3間に介在する間座4が一種の潤滑剤供給源として機
能するので、良好の潤滑性が長期にわたって維持され
る。また、転動体3との接触時、間座4は転動体3の自
転方向と反対方向に自転可能であり、そのため、両者の
接触部に発生する滑り摩擦抵抗が適度な大きさとなり、
転動体3の円滑な転動が妨げられたり、あるいは、過大
な潤滑粉が発生するといった心配がない。これが、軸受
の潤滑性、耐久性をより一層良好なものにし、しかも、
軸受外への発塵量を低減するのに寄与する。さらに、シ
ールド板5により発塵の軸受外への飛散が抑制されるの
で、低発塵性はきわめて良好である。
【0017】図2(a)及び(b)に示される第2の実
施例では、転動体3と間座4を2対1の配列で組込んで
いる。図1に示すものに比べ転動体3の数が多いので、
より高負荷容量が要求される場合に好適である。また、
この実施例では、図4に示すように、間座4の外周面を
凹曲面nにしてある。凹曲面nの曲率は、転動体3の曲
率に対応させて設定される。このような間座4は、凹曲
面nの最凹部面が転動体3と接触することで、軸受内部
におけるその軸方向位置が安定し、転動体3との接触状
態が安定する。
【0018】次に、本発明品と比較品について行なった
耐久性試験と発塵試験の結果を図5および図6に示す。
尚、同図において、軸受A(本発明品)は、図1に示す
構成において、間座4を自己潤滑性を有する高分子材
(NTN精密樹脂製ベアリーFL3800)で形成した
もの、軸受B(比較品)は、保持器を自己潤滑性を有す
る高分子材(NTN精密樹脂製ベアリーFL3800)
で形成したもの(シールド板なし)、軸受C(比較品)
は、転動体の表面および内・外輪の軌道面に結晶性のP
TFE(いわゆるスパッタリング処理被膜組織における
PTFEのように、結晶構造又は分子構造が細分化され
ていないものをいう。)を被膜処理したもの(シールド
板なし)である。
【0019】耐久性試験(図5)は、荷重1kgf(ス
ラスト荷重)、回転数100rpm、真空下で軸受を運
転して行なったものである。図5から明らかなように、
軸受Aは、軸受Bおよび軸受Cと同程度の優れた耐久性
を有する。尚、試験は現在も続行中であるが、いずれの
軸受も約4300h回転させた時点で、耐久性に特に問
題を生じていない。
【0020】発塵試験(図6)は、荷重1kgf(スラ
スト荷重)、回転数50rpm、大気中で軸受を150
時間運転し、発塵量を測定したものである。図6から明
らかなように、軸受Bの発塵量は格段に多いが、軸受A
の発塵量は軸受Cと同程度であり、極めて優れた低発塵
性を示した。尚、軸受Cは本出願人が低発塵性の向上な
どを目的として開発したものである(特開平5−338
13号公報等参照)。この本発明品の格段の低発塵性
は、円柱状間座の外周面と転動体との接触部における滑
り摩擦抵抗の適度の低減化と、シールド板の潤滑粉の飛
散防止効果によるところが大きい。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、軸受回転時、転動体と
間座との接触によって、間座の外周面から自己潤滑性を
有する潤滑粉が削り取られ、この潤滑粉が、内・外輪の
軌道面や転動体の表面に転着して潤滑被膜を形成するの
で、良好な潤滑性が長期にわたって維持される。しか
も、間座は略円柱状をなし、その外周面が転動体に接触
可能な状態で組込まれるため、両者の接触部に発生する
滑り摩擦抵抗が適度な大きさとなり、転動体の円滑な転
動が妨げられたり、あるいは、過大な潤滑粉が発生する
といった心配がない。これが、軸受の潤滑性、耐久性を
より一層良好なものにすると同時に、軸受外への発塵量
を低減するのに寄与する。さらに、略円柱状の間座は形
状が比較的簡単であるため、これをPTFE等の自己潤
滑性を有する材料で製作しても、製作容易かつ量産可能
で、低コストである。しかも、形状簡単な間座は、WS
2 系メタル等の高耐熱性材料で製作することも比較的容
易であるから、高温特性に優れた特殊用途の固体潤滑転
がり軸受の提供が可能となる。さらに、内輪又は外輪の
両端部にシールド板を装着することで、間座の両端をシ
ールド板の内側面で案内させることができ、同時に、シ
ールド板により発塵の軸受外への飛散が抑制されるの
で、軸受の低発塵性がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の第1の実施例を示す一部省略
部分を含む正面図、(b)は図1(a)のA−A線に沿
う拡大断面図。
【図2】(a)は本発明の第2の実施例を示す一部省略
部分を含む正面図、(b)は図2(a)のB−B線に沿
う拡大断面図。
【図3】図1における間座の拡大斜視図。
【図4】図2における間座の拡大斜視図。
【図5】耐久性試験の結果を示す図である。
【図6】発塵試験の結果を示す図である。
【符号の説明】
1 内輪 2 外輪 3 転動体 4 間座 5 シールド板 n 凹曲面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に組
    込まれた複数の転動体と、周方向に隣接した転動体の間
    に、その外周面が転動体に接触可能な状態で組込まれ、
    かつ、自己潤滑性を有する材料からなる略円柱状の複数
    の間座とを備えたことを特徴とする固体潤滑転がり軸
    受。
  2. 【請求項2】 内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に組
    込まれた複数の転動体と、周方向に隣接した転動体の間
    に、その外周面が転動体に接触可能な状態で組込まれ、
    かつ、自己潤滑性を有する材料からなる略円柱状の複数
    の間座と、内輪又は外輪の両端部に装着された環状のシ
    ールド板と備えたことを特徴とする固体潤滑転がり軸
    受。
  3. 【請求項3】 前記間座の外周面が、転動体の表面曲率
    に対応した凹曲面であることを特徴とする請求項1又は
    2記載の固体潤滑転がり軸受。
JP6138449A 1994-06-21 1994-06-21 固体潤滑転がり軸受 Pending JPH084773A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040324