JPH1089365A - 転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】すべり接触している保持器のポケット面や案内
面のグリースが枯渇しても、自己潤滑により摩耗や焼付
き等を防止して長期間の安定した軸受性能が維持できる
転がり軸受装置を提供する。 【解決手段】外輪１及び内輪２と、外輪１と内輪２との
間に介在するころ３と、ころ３を保持する保持器４とを
有するころ軸受装置において、保持器４の案内面１１に
溝１２を形成して、その溝１２内に潤滑剤含有ポリマ部
材１３を充填した。その潤滑剤含有ポリマ部材１３から
長期間にわたり潤滑剤が徐々にしみ出してきて保持器４
と接触する外輪１の内径面に自動的に供給される。その
自己潤滑機能により、長期間に及ぶ軸受性能を保持でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転がり軸受装置の
改良に関し、特に、グリース潤滑で使用される場合の保
持器のポケット面や案内面等の潤滑性の改良を図るもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、各種機械設備の回転体の支持部
には、種々の形式の転がり軸受装置が使用されている
が、軸受周りの密封構造の簡素化，保守の容易性，ゴミ
などの異物の混入防止等の見地から、軸受箱の端面にオ
イルシールを取り付けて軸受内にグリースを封入し、い
わゆるグリース潤滑で使用する場合が多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、転がり
軸受内に封入されたグリースは、運転初期において大部
分が遠心力で軸受箱の空間部に移動してしまい、軸受内
には少量のグリースが残留するのみとなり、その残留グ
リース及び軸受周りに移動したグリースからの基油のし
み出しにより潤滑が行われるのが実態である。軸受が外
輪回転で使用される場合は、内輪回転より回転半径が大
きくなることにより内輪回転に比べてより大きな遠心力
が作用するため、軸受箱の空間部の内壁へのグリースの
移動が更に大きくなる。その結果、転動体とすべり接触
している保持器のポケット面、及び軌道輪又はつば輪と
すべり接触する保持器の案内面の潤滑が不安定になる場
合があり、グリース欠乏による保持器ポケット面の摩耗
や保持器の案内面の摩耗が発生し、最悪では焼き付けに
より軸受の運転が不能になるおそれも考えられる。

【０００４】そこで本発明は、このような問題を未然に
防止するためになされたものであり、たとえすべり接触
している保持器のポケット面や案内面のグリースが枯渇
しても、自己潤滑により摩耗や焼付き等を防止して長期
間の安定した軸受性能が維持できる転がり軸受装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の請求項１に係る発明は、外輪及び内輪と、
当該外輪と内輪との間に介在する転動体と、その転動体
を保持する保持器とを有する転がり軸受装置において、
前記保持器のポケット面，外周の案内面及び内周の案内
面の少なくともいずれかに潤滑剤含有ポリマ部材を充填
したことを特徴とする。

【０００６】充填した潤滑剤含有ポリマ部材から経時的
に徐々にしみ出す潤滑剤が、保持器のポケット面，外周
の案内面及び内周の案内面に自動的に供給されるから、
グリース枯渇しても保持器のポケット面や案内面の摩耗
や焼付き等を未然に防止できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る転がり軸受
装置の実施形態を、図面を参照して説明する。

【０００８】図１〜図４は、本発明を円筒ころ軸受に適
用した第１の実施形態で、図１は円筒ころ軸受の半断面
図、図２はその保持器の部分側面図、図３は保持器の部
分平面図、図４は図２のIV−IV線断面で示す円筒ころ軸
受の半断面図である。先ず構成を説明すると、図におい
て、１はつば付外輪、２は内輪である。その外輪１と内
輪２との間に、転動体としての単列の円筒ころ３が保持
器４に保持されている。この例の保持器４はもみ抜き保
持器で、保持器本体５の一面が開口したポケット６に円
筒ころ３を収納し、その開口を円環状の保持器側板７で
蓋するとともに相隣るポケット６を区切る保持器の柱８
に通したリベット９で一体に連結している。この保持器
４の場合、その外径面の両端側が保持器の案内面１１と
され、つば付外輪１の案内つば１ａの内径面１ｎに接触
して案内される。また、ポケット６内の円筒ころ３と対
向するポケット面１０がころ３と接触する。

【０００９】そこで、この実施形態では、保持器本体５
の外径面であって外輪１の一方の案内つば１ａに案内さ
れる面５ａ（すなわち保持器の案内面１１）と、保持器
側板７の外径面であって外輪１の他方の案内つば１ａに
案内される面７ａ（すなわち保持器の案内面１１）と
に、それぞれ円周方向に連続する複数本の溝１２を形成
して、各溝１２に円環状の潤滑剤含有ポリマ部材１３が
充填されている。溝１２の断面形状は例えば開口側の幅
を狭くした台形状になっている。必ずしも台形とは限ら
ず、その他の四角形または他の形状でもよいが、このよ
うに断面台形にすると潤滑剤含有ポリマ部材１３の脱落
を防止し易い利点がある。

【００１０】また、保持器４の保持器側板７が円筒ころ
３と接触する接触面７ｂ（すなわち保持器のポケット面
１０）及び／又は保持器本体５が円筒ころ３と接触する
接触面５ｂ（すなわち保持器のポケット面１０）に、複
数個の貫通孔１６を形成して、各貫通孔１６に潤滑剤含
有ポリマ部材１７が充填されている。これらの貫通孔１
６の形状は、潤滑剤含有ポリマ部材１７の脱落を防止す
るために、図４に示すようなテーパ状とされ、これに充
填する潤滑剤含有ポリマ部材１７は円錐台形になってい
る。前記貫通孔１６及び潤滑剤含有ポリマ部材１７の他
の形状としては、例えば図５に示すテーパと円筒との組
み合わせ形状などのような抜け止め形状にするのが望ま
しい。

【００１１】前記潤滑剤含有ポリマ部材１３及び潤滑剤
含有ポリマ部材１７は、後述のようなポリマと潤滑剤と
の混合物、または熱硬化性合成樹脂と潤滑剤との混合物
を、予め所定寸法，形状に成形して固化させたもので、
その弾性変形を利用して各溝１２，貫通孔１６に嵌め込
み充填される。

【００１２】以下に、上記潤滑剤含有ポリマ部材１３，
１７の例を詳しく説明する。本発明のころ軸受に使用す
る潤滑剤含有ポリマ部材は、ポリエチレン，ポリプロピ
レン，ポリブチレン，ポリメチルペンテン等のポリα−
オレフィン系ポリマの群から選定したポリマに、潤滑剤
としてポリα−オレフィン油のようなパラフィン系炭化
水素油、ナフテン系炭化水素油、鉱油、ジアルキルジフ
ェニルエーテル油のようなエーテル油、フタル酸エステ
ル，トリメリット酸エステルのようなエステル油等の何
れかを単独若しくは混合油の形で混ぜて調整した混合物
である。

【００１３】前記ポリマの群は、分子構造は同じでその
平均分子量が異なっており、１×１０³ 〜５×１０⁶ の
範囲におよんでいる。その中で、平均分子量１×１０³
〜１×１０⁵ という比較的低分子量のものと、１×１０
⁶ 〜５×１０⁶ という超高分子量のものとを、単独もし
くは必要に応じて混合して用いる。

【００１４】また、必要に応じて前記ポリマに酸化防止
剤，錆止め剤，摩耗防止剤，あわ消し剤，極圧剤等の各
種添加剤を加えてもよい。前記潤滑剤含有ポリマ部材の
組成比は、全重量に対してポリα−オレフィン系ポリマ
２０〜８０重量％、潤滑剤８０〜２０重量％である。ポ
リα−オレフィン系ポリマが２０重量％未満の場合は、
あるレベル以上の硬さ・強度等が得られない。また、ポ
リα−オレフィン系ポリマが８０重量％を越える場合
（つまり、潤滑剤が２０重量％未満の場合）は、潤滑剤
の供給が少なくなり、摺動部分の摩耗低減効果が少なく
なる。

【００１５】更に、特に耐熱性を要求される場合には、
上述のポリα−オレフィン系ポリマの代わりに、次のよ
うな熱硬化性樹脂をベースにした潤滑剤含有ポリマ部材
が好適である。

【００１６】その熱硬化性樹脂としては、ジアリルフタ
レート系樹脂，フェノール系樹脂及びポリカルボジイミ
ド系樹脂を挙げることができる。より具体的には、ジア
リルフタレート系樹脂は、ジアリルフタレート，ジアリ
ルイソフタレート，ジアリルテレフタレートのモノマー
あるいはプリポリマーのそれぞれ単独重合体（ホモポリ
マー）、これらの中の２つ以上のモノマーあるいはプリ
ポリマーの共重合体及びこれらの単独重合体と共重合体
との混合物である。

【００１７】このジアリルフタレート系樹脂は、そのま
までは加熱硬化させることができないので、通常、過酸
化物を硬化剤（重合開始剤）として用いる必要がある。
過酸化物としては、ベンゾイルパーオキサイド，ｍ−ト
ルオイルパーオキサイド，ｔ−ブチルパーオキサイド，
ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート，ジ−ｔ−ブチルパ
ーオキシイソフタレート，２，５−ジメチル−２，５−
ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン，ジクミルパーオ
キサイドなどを用いることができる。これら硬化剤は、
重合に際して樹脂に対して数重量％程度、通常は１重量
％程度、添加される。

【００１８】本発明で使用できるフェノール系樹脂は、
レゾールタイプの純フェノール樹脂，ノボラックタイプ
の純フェノール樹脂及び種々の変性フェノール樹脂であ
る。変性フェノール樹脂としては、例えばカシュー変性
フェノール樹脂（ノボラックタイプ，レゾールタイ
プ），油変性フェノール樹脂（ノボラックタイプ）など
が使用できる。

【００１９】ノボラックタイプのフェノール樹脂は、そ
のままでは硬化せず、硬化剤としてヘキサミンあるいは
レゾールタイプのフェノール樹脂を添加する必要があ
る。それに対してレゾールタイプのフェノール樹脂は、
無添加で加熱硬化する。

【００２０】また、油変性フェノール樹脂は、硬化時に
潤滑油を保持する能力が弱く、単独では使用できないた
め、他のフェノール樹脂を混合して使用する必要があ
る。本発明で用いることのできるポリカルボジイミド系
樹脂は、無添加で加熱硬化する。

【００２１】上記熱硬化性樹脂と混合して本発明で使用
できる潤滑剤としては、前記熱硬化性樹脂との相溶性を
有することが必要であり、例えばジイソデシルフタレー
ト，ジ−２−エチルヘキシルセバケート，トリ−２−エ
チルヘキシルトリメリテートなどのエステル油、ポリオ
ールエステル油，オクタデシルジフェニルエーテル，テ
トラフェニルエーテル，ペンタフェニエーテルなどのフ
ェニルエーテル油を挙げることができる。

【００２２】また、本発明においては、前記潤滑剤の代
わりに該潤滑剤を基油とするグリースを使用することが
できる。その場合、潤滑剤にリチウム石けん等の公知の
金属石けん類を適量添加して調合される。

【００２３】なお、本発明の潤滑剤含有ポリマ部材の機
械的強度の補強や、成形性向上の目的で、次のような各
種充填材を添加してもよい。例えば、炭酸カルシウムや
タルク，シリカ，クレー，マイカ等の鉱物類、チタン酸
カリウムウィスカー，ホウ酸アルミニウムウィスカー等
の無機ウィスカー類、或いはガラス繊維やアスベスト，
石英ウール，金属繊維等の無機繊維類及びこれらを布状
に編組したもの、また有機化合物では、カーボンブラッ
ク、黒鉛粉末、カーボン繊維，アラミド繊維やポリエス
テル繊維或いはポリイミドやポリベンゾイミダゾール等
の各種熱硬化性樹脂を添加することができる。更に、潤
滑剤含有ポリマ部材の熱伝導性を向上させる目的で、カ
ーボン繊維，金属繊維，黒鉛粉末，金属粉末，酸化亜鉛
粉末等を添加してもよい。

【００２４】更に、前記潤滑剤含有ポリマ部材には、高
吸油高分子であるポリプロピレン，ポリスチレン，ポリ
エチレン，ポリウレタン，ポリメタクリル酸エステル等
のアクリル系樹脂或いはポリノルボルネンなどを用いた
ものであってもよい。

【００２５】潤滑剤含有ポリマ部材１３，１７の製作に
際して、ポリα−オレフィン系ポリマーベースのものの
場合は、所定の金型に当該樹脂と潤滑剤との混合物を充
填して、ポリマの融点以上の温度で加熱溶融した後、冷
却して固化させる。一方、熱硬化性樹脂ベースのものの
場合は、当該樹脂と潤滑剤との混合物を所定の金型に充
填してから、適当な温度に加熱することで固化できる。
こうして、ポリα−オレフィン系ポリマーあるいは熱硬
化性樹脂が、内部に潤滑剤を保持した状態で、外輪１と
接触する保持器４の案内面１１における溝１２に充填し
て装着される。また、円筒ころと接触する保持器４のポ
ケット面１０における貫通孔１６に充填して装着され
る。

【００２６】次に作用を説明する。上記の転がり軸受装
置を使用すると、潤滑剤含有ポリマ部材１３，１７から
潤滑剤が経時的にに徐々にしみ出して、保持器４の案内
面１１とこれが接触する外輪１の案内つば１ａの内径面
１ｎ、及び保持器４のポケット面１０とこれが接触する
円筒ころ３の面とにくまなく供給されて油膜が形成され
る。この場合、保持器の案内面１１と外輪１及び保持器
のポケット１０と円筒ころ３が常時接触していなくて
も、転がり軸受装置の運転に伴う保持器４の温度上昇に
より潤滑剤含有ポリマ部材１３，１７から潤滑剤が徐々
にしみ出してくる。そのため、たとえグリースが枯渇し
ても、軸受の部材と保持器とが接触する面に対する自己
潤滑が可能であり、転がり軸受装置の摩耗や焼付き等を
防止して長期間の安定した軸受性能が維持される。

【００２７】図６に、本発明の転がり軸受装置の第２の
実施形態を示す。このものは、本発明を、内輪２がつば
付きになっている転がり軸受装置に適用した例であり、
保持器４の内径面４ｎが保持器の案内面１１になってい
る点が上記第１の実施形態と異なっている。すなわち、
保持器４は、そのつば付内輪２の案内つば２ａの外径面
２ｇに接触して案内される。

【００２８】そこで、この実施形態では、保持器本体５
の内径面であって内輪２の一方の案内つば２ａに接触す
る保持器の案内面１１と、保持器側板７の内径面であっ
て内輪２の他方の案内つば２ａに接触する保持器の案内
面１１とに、それぞれ円周方向に連続する複数本の溝１
２を形成して潤滑剤含有ポリマ部材１３を充填してい
る。

【００２９】保持器４のポケット面（１０）における潤
滑剤含有ポリマ部材１７の装着態様については上記第１
の実施形態と同じであり、説明は省略する。この第２の
実施形態の作用効果は、上記第１の実施形態と同様であ
る。

【００３０】図７に、本発明の転がり軸受装置の第３の
実施形態を示す。このものは、本発明をアンギュラ玉軸
受に適用した例である。転動体である玉２０の軌道を有
する内輪２の外径面２ｇと接触する保持器４の内径面４
ｎが保持器の案内面１１になっており、そこに円周方向
に連続する複数本の溝１２を形成して潤滑剤含有ポリマ
部材１３を充填している。

【００３１】図８には、本発明の転がり軸受装置の第４
の実施形態を示す。このものは、本発明を深みぞ玉軸受
に適用した例である。外輪１の内径面１ｎと接触する保
持器４の外径面４ｇが保持器の案内面１１になってお
り、そこに円周方向に連続する複数本の溝１２を形成し
て潤滑剤含有ポリマ部材１３を充填している。

【００３２】上記第３，第４の各実施形態における作用
効果は、上記第１の実施形態と略同様である。なお、上
記第１〜第４の各実施形態においては、保持器の案内面
１１に形成した溝１２に充填する潤滑剤含有ポリマ部材
１３を円環状に形成した場合を説明したが、長い紐状に
形成したものを充填しても良い。また、紐状ではなく短
い短冊状のものを円周方向に連続させて充填しても良い
し、その短冊状のものを円周方向に間隔をおいて不連続
に点在させて充填しても良い。潤滑剤含有ポリマ部材を
短冊状に形成すると、環状又は長い紐状の場合よりも成
形金型が小さくて済むうえに、充填する軸受のサイズの
適用範囲がひろがるため汎用化できることから、コスト
低減の点で有利になる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る転が
り軸受装置は、保持器の案内面やポケット面に装着した
潤滑剤含有ポリマ部材から潤滑剤が経時的に徐々にしみ
出し、長期間にわたり保持器と軌道輪との接触面や転動
体との接触面にくまなく供給されて自己潤滑機能を発揮
するため、長期間安定した潤滑効果を保つことが可能と
なり、その結果、たとえ保持器のポケット面や案内面の
グリースが枯渇しても摩耗や焼付き等を防止して長期間
の安定した軸受性能が維持できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の要部を軸方向に切断
した半断面図である。

【図２】図１に示す保持器の部分側面図である。

【図３】図１に示す保持器の部分平面図である。

【図４】図２のIV−IV線断面で示す第１の実施形態の軸
方向の半断面図である。

【図５】第１の実施形態の変形例で、（ａ）は保持器側
板の貫通孔断面図、（ｂ）はその貫通孔に充填する潤滑
剤含有ポリマ部材の斜視図である。

【図６】本発明の第２の実施形態の図１に相当する半断
面図である。

【図７】本発明の第３の実施形態の要部を軸方向に切断
した半断面図である。

【図８】本発明の第４の実施形態の要部を軸方向に切断
した半断面図である。

【符号の説明】

１ 外輪 ２ 内輪 ３ 転動体 ４ 保持器 １０ 保持器のポケット面 １１ 保持器の案内面 １２ 溝 １３ 潤滑剤含有ポリマ部材 １６ 貫通孔 １７ 潤滑剤含有ポリマ部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外輪及び内輪と、当該外輪と内輪との間
   に介在する転動体と、その転動体を保持する保持器とを
   有する転がり軸受装置において、前記保持器のポケット
   面，外周の案内面及び内周の案内面の少なくともいずれ
   かに潤滑剤含有ポリマ部材を充填したことを特徴とする
   転がり軸受装置。