(57)【要約】      （修正有）【課題】高温や高真空等の環境下で用いる転がり軸受にはグリース潤滑が使用できないため、例えばグラファイトなどの固体潤滑材料からなるスペーサを各転動体間に配置するスペーサ型固体潤滑軸受が提案されていた。しかし、従来のスペーサは非常に脆くて破損しやすく、回転中の衝撃で損傷して軸受に異常振動が発生したり、スペーサが脱落する等の問題が生じていたため、脱落や破損のおそれがない固体潤滑転がり軸受を提供する。【解決手段】内輪２と、外輪１と、転動体３と、選択された材料からなる固体潤滑剤を含有するスペーサと、少なくとも１個の前記スペーサ及び１個の転動体３を単位として収納するポケットを有する保持器５とを備えた固体潤滑転がり軸受とすることにより、脱落や破損のおそれがなく、振動が少なくて滑らかで安全な回転が得られる固体潤滑転がり軸受を提供する。【選択図】図１
2014020510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、転動体と、固体潤滑剤を含有する材料からなるスペーサと、前記転動体とスペーサを収納するポケットを有する保持器とを備えた固体潤滑転がり軸受において、前記保持器は前記スペーサを挟み２個の転動体を単位として収納する保持器であり、保持器のポケットが前記転がり軸受の鉛直方向及び円周方向双方に転動体とスペーサを保持する曲率を有し、少なくとも前記転動体表面には前記スペーサと同様の固体潤滑膜が成膜されていることを特徴とする固体潤滑転がり軸受。
【請求項２】
前記保持器のポケットの円周方向すきまが０．０１ｍｍ~転動体直径の２０．０%である請求の範囲第１項に記載の固体潤滑転がり軸受。
【請求項３】
前記スペーサは円筒状体であって、該円筒状体の直径は、前記転動体の直径の０．５０~０．９５倍とされた請求の範囲第１項ないし第２項の何れかに記載の固体潤滑転がり軸受。
【請求項４】
前記保持器のポケットの転動体との接触面の曲率半径が、転動体半径の１．０１~１．１０倍に選ばれた請求の範囲第１項ないし第３項の何れかに記載の固体潤滑転がり軸受。
【請求項５】
前記スペーサの材料が、二硫化モリブデン、二硫化タングステン又は窒化ホウ素のいずれか、もしくは二硫化モリブデン及び二硫化タングステンを潤滑剤の主成分とし、これら潤滑剤の主成分にＦｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｗ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ｃｒから選択される金属又はこれらの酸化物、窒化物、ホウ化物の少なくとも１つを添加し焼結して得られる自己潤滑性焼結複合材料である請求の範囲第１項ないし第４項の何れかに記載の固体潤滑転がり軸受。
【請求項６】
キルンカーの車輪用支持軸受に用いた請求の範囲第１項ないし第５項の何れかに記載の固体潤滑転がり軸受。
【請求項７】
前記固体潤滑転がり軸受が、シールもしくはシールド板を備えることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第６項の何れかに記載の固体潤滑転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリース潤滑が使用できない高温や真空または真空高温等の環境下に使用する自己潤滑型の固体潤滑転がり軸受の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な軸受潤滑方式であるグリース潤滑が使用できない高温や高真空または真空高温等の環境下で用いる転がり軸受に対しては、従来から固体潤滑方式の軸受潤滑が行われている。この従来の固体潤滑転がり軸受にあっては、当初、王冠型保持器を固体潤滑材料で作成して潤滑剤供給源とすることが考えられた。しかし、固体潤滑材料は非常に脆くて、軸受組立時にき裂を生じたり割れたりすることがあった。そこで、保持器を分離して各転動体間に配置するスペーサ型固体潤滑軸受が考えられた。このスペーサ型固体潤滑軸受におけるスペーサの組立方法としては、種々の方法が提案されており、例えば特開平７−１５１１５２号，特開平９−１４４７６０号等には、軸受の一部に設けた挿入切欠きからスペーサを挿入する方法が開示されている。また、特開平８−４７７３号には、ころ軸受において内外輪間から円筒形状のスペーサを円周方向へ垂直向きに挿入すると共に、内外輪間をシールドにより封鎖する方法が開示されている。
【０００３】
また、実公平７−２１９２７号では、少なくとも２個の転動体を収納しうるポケットとなる凹部が形成され、各ポケットに収容される転動体間にグラファイト製のスペーサが介挿されることを特徴とする転がり軸受保持器が開示されている。また、その他にも関連する特許文献として、特開平８−００４７７３号、実公平０７−０２１９２７号、実開昭６３−０３５８１７号、特開昭５５−０９９３３２号、特開平０１−２６１５１６号、特開平０２−１４６３１４号、実開平０３−００３６９９号、実開平０５−０３２８３１号、実公昭３６−０１９８０６号、特開平０２−０２１０２７号、実開平０４−０８２４３２号、特開平０８−２３２９６１号等があげられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−１５１１５２号公報
【特許文献２】特開平０９−１４４７６０号公報
【特許文献３】特開平８−００４７７３号公報
【特許文献４】実公平０７−０２１９２７号公報
【特許文献５】実開昭６３−０３５８１７号公報
【特許文献６】特開昭５５−０９９３３２号公報
【特許文献７】特開平０１−２６１５１６号公報
【特許文献８】特開平０２−１４６３１４号公報
【特許文献９】実開平０３−００３６９９号公報
【特許文献１０】実開平０５−０３２８３１号公報
【特許文献１１】実公昭３６−０１９８０６号公報
【特許文献１２】特開平０２−０２１０２７号公報
【特許文献１３】実開平０４−０８２４３２号公報
【特許文献１４】特開平０８−２３２９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スペーサ型固体潤滑軸受において、スペーサ組み込みのため、上気公報に開示されているように、軸受の一部にスペーサ挿入用の切欠きを設けたものでは、その加工費が増大するのみでなく、挿入したスペーサが切欠き部に引っ掛かって回転を阻害し、そのために異常振動が発生することがあった。特に、軸受に対して軸方向荷重が生じる場合、転走面が切欠き部に近づくために異常振動が発生しやすく、場合によってはスペーサが脱落するという問題点があった。
【０００６】
また、転動体同士の間に全て固体潤滑スペーサを介挿した場合、一軸受あたりに必要なスペーサの数が多くなり、コスト高となるだけではなく、回転中にスペーサに生じる円周方向の衝撃力が大きくなり、スペーサ損傷の原因となるという問題点があった。
【０００７】
特に、特殊な保持器を用いた場合でも、転動体間に介挿するスペーサとしてグラファイトを主成分とした材料を用いた場合には、スペーサの摩耗が速く、保持器内での円周方向すきまの増加が顕著となるため、十分な寿命延長効果が得られないという問題点があった。また、スペーサに高荷重が負荷されるような用途では、スペーサが破壊される場合があり、信頼性にも問題があった。さらに、グラファイトは真空中で潤滑性能が劣化するため、真空用途で用いる場合、軸受寿命が制限される。
【０００８】
そこで本発明は、スペーサが引っ掛かって回転を阻害することがなく、またスペーサが脱落するおそれもなく、振動が少なくて、滑らかで且つ安全な回転が得られる高信頼性，低コストの固体潤滑転がり軸受を提供することを目的とする。
本発明は、かかる目的を達成することを可能とする固体潤滑転がり軸受に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の固体潤滑転がり軸受は、内輪と、外輪と、転動体と、固体潤滑剤を含有する材料からなるスペーサと、少なくとも１個の前記スペーサ及び１個の転動体を単位として収納するポケットを有する保持器とを備えたことを特徴とする。このように構成したことにより、本発明の固体潤滑転がり軸受はスペーサを組み込むための切欠きを必要としない。そのため、従来の切欠き部分の加工費が抑制できて低コストであり、且つ挿入したスペーサが切欠き部に引っ掛かって回転を阻害することがないから異常振動が発生しない。また、挿入したスペーサは両側から転動体で拘束されるから、振動等により内外輪の軌道溝から外れて脱落するおそれもない。しかも、潤滑機能に関しては、全ての転動体が少なくとも一箇所で固体潤滑剤を含有するスペーサと接触しており、その固体潤滑剤が転動体の接触面に乗り移って付着（移着）するから、当該固体潤滑剤により十分な潤滑性能が得られる。
【００１０】
また、本発明の固体潤滑転がり軸受にあっては、前記保持器を、前記スペーサを挟み２個の転動体を単位として収納する保持器とすることで、転動体の個数に対しスペーサの個数を半減できるからコストが低減できると共に、転動体二個とスペーサ一個で一単位として保持器ポケットに収納するため、転動体とスペーサとを同個数組み合わせた従来のものに比べ軸受回転中にスペーサに生じる円周方向の衝撃力が小さくなり、スペーサ損傷が抑制される。
【００１１】
また、本発明の固体潤滑転がり軸受にあっては、前記保持器は前記スペーサを挟み２個の転動体を単位として収納する保持器であり、保持器のポケットが前記転がり軸受の鉛直方向（転がり軸受の回転軸に垂直な方向）及び円周方向双方に転動体とスペーサを保持する曲率を有し、少なくとも前記転動体表面には前記スペーサと同様の固体潤滑膜が成膜されていることを特徴とする。このような構成にしたことにより、まず潤滑転動体同士の間に全て固体潤滑剤スペーサを介挿する従来の転がり軸受に比べ、スペーサの数が少なく出来、コストを低減できること、更に転がり軸受の回転中、スペーサに生じる円周方向の衝撃力を小さく出来、スペーサの損傷の危険性を軽減できること。また１個のスペーサと２個の転動体を収容するポケット有する構造において、転がり軸受の鉛直方向及び円周方向の双方に転動体とスペーサを曲面で抱えることが出来、転がり軸受の回転中、保持器位置を固定し（転がり軸受の鉛直方向及び円周方向の位置を一定にして）、スペーサと転動体の中心軸をほぼ一定に保って回転できるため、スペーサが摩耗してもトルク変動や振動を長期にわたって抑制できることができる。そして更に、転がり軸受の回転初期には、固体潤滑剤からなるスペーサから、転動体への固体潤滑剤の移着が不十分である場合も、即効的且つ十分な潤滑性能が得られ転がり軸受を長寿命とすることが出来る（請求項１）。
【００１２】
また、本発明の固体潤滑転がり軸受にあっては、前記保持器のポケットの円周方向すきまの大きさを、０．０１ｍｍ〜転動体径の２０％の範囲内にすることにより（請求項２）、軸受の回転トルク、起動トルク及び保持器の振動を効果的に抑制することができる。
【００１３】
また、本発明の固体潤滑転がり軸受にあっては、前記スペーサの直径は、転動体の直径の０．５０〜０．９５倍とすることにより（請求項３）、回転トルクを抑制して偏摩耗を防止するとともに、振動レベルを低く維持できる。
【００１４】
さらに、本発明の固体潤滑転がり軸受にあっては、前記保持器のポケットの転動体との接触面の曲率半径を、転動体半径の１．０１〜１．１０倍に設定することにより（請求項４）、保持器と転動体との間のすきまを適正にして保持器の振動を防止する。
【００１５】
本発明の固体潤滑転がり軸受にあっては、前記スペーサの材料を二硫化モリブデン、二硫化タングステン又は窒化ホウ素のいずれか、もしくは二硫化モリブデン及び二硫化タングステンを潤滑剤の主成分とし、これら潤滑剤成分を鉄、銅、ニッケル、タングステン、スズ、コバルト、クロム（Ｆｅ,Ｃｕ,Ｎｉ,Ｗ,Ｓｎ,Ｃｏ,Ｃｒ）から選択される金属又はこれらの酸化物，窒化物，ホウ化物と焼結して得られる自己潤滑性焼結複合材料とすることにより（請求項５）、過剰な磨耗粉の発生やスペーサの割れを防止することができる。
【００１６】
特に、二硫化モリブデン（ＭＯＳ２）および二硫化タングステン（ＷＳ２）を主成分とする潤滑剤成分を８０％以下、残部を鉄系合金とした自己潤滑柱焼結複合材料は、黒鉛を主成分とするものに比べて強度も強く、磨耗量も適当であり、かつ大気中でも真空中でも使用可能で、本発明の軸受に好適である。ただし、温度３５０℃以上で本発明軸受を使用する場合は、窒化ホウ素を主成分とする潤滑剤とニッケル合金を複合させた自己潤滑性焼結複合材料の方がスペーサ材料として好適である。
本発明の固体潤滑転がり軸受は、例えば高温、低速で使用されるキルンカーの車軸用支掛軸受として好適に使用することができる（請求項６）。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は、本発明の固体潤滑転がり軸受の一部を切り欠いて表した斜視図である。（ｂ）は、本発明の固体潤滑転がり軸受の一例の断面を表した図である。
【図２】は、図１に示す軸受の保持器の正面図である。
【図３】は、図１の保持器の部分拡大図である。
【図４】は、図２のIV矢視で示す保持器片面側の側面図である。
【図５】は、スペーサの斜視図である。
【図６】は、スペーサの装着手順を説明する図である。
【図７】は、スペーサの寸法決定方法を示す流れ図である。
【図８】は、スペーサの寸法算出式を求めるための幾何図である。
【図９】は、スペーサの円周方向のポケットすきま寸法算出式を求めるための幾何図である。
【図１０】は、スペーサの面取り寸法算出のための幾何図である。
【図１１】は、比較例の構造説明図である。
【図１２】は、比較例の構造説明図である。
【図１３】は、比較例の構造説明図である。
【図１４】は、実施例と比較例との振動特性測定結果を示す図である。
【図１５】は、比較実験である実施例２のスペーサ寸法を示す表である。
【図１６】は、実施例２の試験結果（回転時間）を示す図である。
【図１７】は、実施例２の試験結果（振動値）を示す図である。
【図１８】は、比較実験である実施例３のスペーサ寸法を示す表である。
【図１９】は、実施例３の試験結果（円周方向すきまと振動値）を示す図である。
【図２０】は、比較実験である実施例４のスペーサ材質及び寸法を示す表である。
【図２１】は、実施例４の試験結果（回転時間）を示す図である。
【図２２】は、比較実験である実施例５のスペーサ寸法を示す表である。
【図２３】は、実施例５の試験結果（回転時間）を示す図である。
【図２４】は、実機キルンカーの車軸支持部の軸受構造を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１外輪、２内輪、３転動体、４スペーサ、５保持器
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を、図面を参照してより詳細に説明する。
図１〜図５は、本発明の固体潤滑転がり軸受の実施形態である固体潤滑深溝玉軸受を示すもので、図１（ａ）はその一部を切り欠いて表した斜視図、図１（ｂ）は断面図、図２は当該軸受の保持器の正面図、図３はその保持器の部分拡大図、図４は図２のIV矢視で示す保持器の片面側の側面図、図５はスペーサの斜視図である。この玉軸受は、外輪１と内輪２との間に、８個の転動体（この場合は玉）３が円周方向に所定の間隔をおいて配設されている。その玉３は二個が一組とされて、その間に介在する１個のスペーサ４と共に保持器５のポケット５１内に収納されて一単位を構成している。また、図１（ａ）に示す玉軸受は、軸方向両端に金属製のシールド板７０１、７０２を備えている。シールド板７０１、７０２を備えることにより、玉軸受内部で固体潤滑剤の磨耗粉等が発生しても外部への漏洩を効果的に防止することができる。シールド板は片側のみとしてもよい。
【００２０】
スペーサ４は、図５に示すように円筒形で、その両端面４１,４１間の幅（又は高さ）ｈよりも直径ｄｓの方が大きく（ｈ＜ｄｓ）、且つその直径ｄｓは後述するように軸受内外輪１，２の軌道面の形状に合わせて設計してあり、また端面４１の角部を面取りしてある。この面取り４２は、スペーサ４の挿入作業を容易にするものであり、その面取り寸法ｘは後述の数式を用いて算出する。なお、図示の場合は面取利４２がチャンファー角面取りとしているが、Ｒ面取りでも良い。また、端面４１の角部の全周を面取りしてあるが、これに限らず、両端面４１,４１の角部の一部を少なくともスペーサ４の一方の対角線上において面取りしてもよい。しかし、一部のみ面取りしたものは、軸受への挿入時に面取り方向を内外輪面と一致させる必要があるので挿入作業が面倒になるし、角部が残っているとその部分が破損し易いので、できるだけ全周面取りとするのが好ましい。また、スペーサ作成時の工程削減のため、面取りを施さない場合はスペーサの対角線長さを後述する条件に設定することによりスペーサの挿入作業を容易化できる。しかしながら、この場合もスペーサ角部は、微小破壊を防止するため糸面取り程度に処理されることが望ましい。
【００２１】
本スペーサ４は固体潤滑機能を有する材料からなるものであって、具体的には、天然又は人造の黒鉛材料，窒化ホウ素，二硫化モリブデン，二硫化タングステン等の固体潤滑材料を、ガラス繊維，耐熱性樹脂繊維，炭素繊維等の強化フィラーと混合して、有機質もしくは無機質のバインダーで固めて焼成したり、あるいは上記固体潤滑材料と鉄，ニッケル，コバルト等の耐熱性合金とを複合焼結したものが考えられる。
【００２２】
本発明の固体潤滑転がり軸受の構造では、過剰な摩耗粉や塊状の小片が外・内輪１，２，転動体３，保持器５の間にかみ込まれると軸受振動値が増加し、場合によっては回転不能となる。また、回転中の転動体の衝突による衝撃や圧縮によってスペーサが割れた場合には、軸受がロックして急停止するため、軸受の取り付けられた装置にも悪影響を及ぼす場合がある。特に、回転精度を要求される用途の場合、内部すきまは限界まで縮小せざるを得ず、過剰な塊状磨耗粉に対して特に敏感となる。また、高温，高荷重条件に使用される軸受に関しても、スペーサ４への負荷が大きくなるため、スペーサ４が割れる可能性は高くなる。これらの問題の対策としては、スペーサ４の強度を増加することが考えられるが、黒鉛を主成分とする固体潤滑剤は概して脆く摩耗しやすい（圧縮強度１０ＭＰａ程度）ため好適ではない。
【００２３】
これに対して、二硫化モリブデンおよび二硫化タングステンを主成分とする潤滑剤成分を８０％以下、残部を鉄系合金とした自己潤滑性焼結複合材料は、強度も強く（圧縮強度１４０ＭＰａ程度）、摩耗量も適当である。また、大気中でも真空中でも問題なく使用することができるため、本発明軸受に適している。しかしながら、二硫化モリブデンは３５０℃付近から酸化して潤滑特性が劣化するため、これを超える温度で本発明軸受を使用する場合は、窒化ホウ素を主成分とする潤滑剤とニッケル合金を複合させた自己潤滑性焼結複合材料が有効に利用できる。
【００２４】
上記潤滑剤について、潤滑剤成分が８０％を超えると金属マトリックスによる強化が不充分となり、材料強度が劣化、摩耗量が多くなる。このため、潤滑剤成分量は８０％以下、特に４０〜６０％程度が望ましい。
【００２５】
保持器５は、図示の場合、プレス型保持器で、２個の玉と１個のスペーサ４とを１単位として挟んで収納する円弧状のポケット５１を、円周等分に四箇所有する２枚の円環状のプレス成形金属板５１１，５１１を対向させて組み合わせ、四箇所のポケット５１間の連結部５２をリベット６で加締めて一体に締結されている。もっとも、その締結手段はリベット６に限らず、小径軸受の保持器で一般的に用いられる押し返し型の締結にしても良い。円環状の成形金属板５１１，５１１の４箇所の各ポケット５１部分には、それぞれ、ポケット両端に玉３の球面に合わせて曲面を形成してある２箇所の玉収納部５１２，５１２を有すると共に、その中間にスペーサ４の円筒面に合わせて曲面を形成してあるスペーサ収納部５１３が形成されている。
【００２６】
本発明の固体潤滑転がり軸受の保持器にあっては、このように例えば１個のスペーサと２個の転動体を収容するポケットを有する形状とされているが、鉛直方向，円周方向に一定の曲率半径をもつ曲面で転動体とスペーサを保持する構造とすることが望ましい。こうして、転動体とスペーサを曲面で抱えることにより、回転中の保持器位置を固定し、スペーサと転動体の中心軸をほぼ一定に保つことが出来るため、安定した回転を長期にわたって維持できる。
【００２７】
このとき、保持器の曲率は、鉛直方向，円周方向ともに転動体径の１．０１〜１．１０倍とすることが好ましい。曲率を転動体の１．０１倍以下とすると保持器・転動体間からの潤滑剤の排出効率が悪くなり、適正な潤滑状態が維持できない。
また、曲率が大きすぎるとスペーサと転動体の中心軸がずれるばかりでなく、保持器が外・内輪端面に接触することがある。この場合でも、軸受の回転は維持されるが、トルク変動や振動の起因となるため好ましくない。適正な曲率半径を容易に実施するためには、プレス型保持器を用いることが望ましい。また、保持器強度を要求される用途には、窒化処理等の表面処理を施すか、研削加工により得られる保持器を使用する。
【００２８】
また、基本設計仕様において奇数個の転動体を有する軸受を本発明で説明する固体潤滑構造とする場合、保持器ポケットのうち１つを転動体１個とスペーサ１個を収納するものや、又は転動体３個とスペーサ２個を交互に収納する構成とすることが考えられるが、これらの場合、円周方向で保持器形状が不均一となるため、軸受の回転安定性を損なう場合がある。
【００２９】
そこで、軸の耐荷重性能が満たされる場合に限り、転動体数を減少させて奇数個を偶数個とすることにより、全てのポケットを転動体２個とスペーサ１個を格納する形状とした。この場合、転動体を円周上に均一に配置すると、転動体間の距離が大きくなり、スペーサを挿入した場合の円周方向すきまが大きくなるため、転動体間角度を小さくして適正な円周方向すきまに調整する必要がある。
【００３０】
ここで、初期の円周方向すきまは、０．０１ｍｍ〜転動体径の２０％の範囲で決定されることが望ましい。円周方向すきまがマイナスとなる場合には、スペーサが転動体を保持器へ押し付け拘束するため、軸受が回転不能となる。また、初期の円周方向すきまがプラスであっても０．０１ｍｍ未満のときには、スペーサを挟んだ２つの転動体が保持器ポケットと干渉し初期トルクが大きくなる他、スペーサの発生する磨耗粉のかみ込みによって保持器ポケット内で転動体とスペーサが突っ張り、軸受がロックする原因となる。逆にすきまが転動体径の２０％を超えると、転動体とスペーサの衝突による回転振動を助長するほか、スペーサが容易に転倒して軸受の回転を阻害する場合がある。したがって、後述のようにトータルすきまδの大きさをδ＝０．０１ｍｍ〜転動体径の２０％に選択する。
【００３１】
このように構成した本軸受の組立手順は次の通りである。
なお、外輪１と内輪２との間には、８個の玉３が既に組み込まれているものとする。
（１）玉３を、軸受の円周上の一箇所に集める。
（２）玉３を集めることにより生じた内外輪間の空白のスペーサＳに、スペーサ４を１個挿入する。そのとき先ず、図６（ａ）に示すように、スペーサ４の両端面４１が外輪１の案内面である外輪内径面１１と内輪２の案内面である内輪外径面２１とにそれぞれ対面するようにして挿入する。次いで図６（ｂ）に示すように、当該スペーサ４を外輪１の溝面１２及び内輪２の溝面２２に沿わせて回転させて、スペーサ４の両端面４１を軸受の円周方向に向かせる。
（３）一箇所に集めてある玉列の任意の一端側から二個の玉３を反対端の方へ移動させて、その一個の玉３を挿入したスペーサ４の一方の端面４１に当接させる。スペーサ４の他方の端面４１は反対側にある玉３に当接する。かくして、一個のスペーサ４が二個の玉３に当接して挟まれることになる。
（４）上記（２）（３）の工程を、スペーサ４に接触していない玉３がなくなるまで（図示のものでは４回）繰り返す。
（５）二個の玉３とこれに挟まれた一個のスペーサ４とからなる単位グループ（４グループ）を軸受円周方向に等配となるように整列させる。
（６）保持器５の二枚の円環状のプレス成形金属板５１１，５１１（図２参照）を、軸受の両側から内外輪間のすき間に挿入して、各ポケット５１に上記各単位グループを収納させる。
（７）上記二枚の成形金属板５１１，５１１の突き合わせ部分である保持器５の連結部５２を、リベット６で加締めて一体に締結する。
【００３２】
以下に、本発明におけるスペーサ４の寸法の決定方法を、図７の流れ図に基づいて説明する。
【００３３】
当該スペーサ４は、従来の如く内外輪の一部にスペーサ挿入用の切欠きを設けずに挿入でき、しかも挿入後の脱落がないものとするため、その各部の寸法を内外輪の寸法に関連づけて以下のように決定する。
【００３４】
ステップ１：円筒形スペーサ４の直径ｄｓの決定
スペーサ４の直径ｄｓは、基本的には転動体３の直径ｄｗより小さければよい。しかし、極端に小径にすると軌道面から脱落し易くなるから、転動体３の直径ｄｗの９０％程度を基準とする。
すなわち、スペーサの基準直径ｄｓ=０．９０ｄｗ程度とするのが望ましいが、転動体径の０．９５〜０．５倍の範囲で調整できる。スペーサ径が転動体径の０．９５倍を超えると、組立てが困難となるばかりでなく、回転中にスペーサ角部が外・内輪転送面と干渉し微小破壊による塊状磨耗粉を発生しやすくなる。発生した摩耗粉は、回転中に転動体と外・内輪間に噛み込み、トルク変動，振動増加の原因となる。また、逆に０．５倍未満では、転動体が赤道部分でスペーサを挟み込めなくなり、スペーサの偏摩耗や転動体のスペーサ乗り上げ等の問題により、軸受の回転不良の原因となる。
したがって、スペーサ径ｄｓ=（０．９５〜０．５）×ｄｗとした。
【００３５】
ステップ２：円筒形スペーサ４の高さ（又は幅）ｈの決定：
いま、ｄｗ;転動体３の直径
Ｄｇ：外輪案内面１１の直径（外輪内径）
ｄｇ：内輪案内面２１の直径（内輪外径）
ｄｓ：スペーサ４の直径
ｈ：スペーサ高さ（又は幅）
Ｄｒ：外輪溝１２の直径
ｄｒ：内輪溝２２の直径
ｘ：スペーサの対角線上の面取り寸法
とする。
【００３６】
スペーサ４の高さｈは、外輪１と内輪２との間のすき間Ｓを通過することが条件である。図８〔図６（ａ）の状態〕から
Δｈ＋ｈ＝（Ｄｇ/２）-（ｄｇ/２） ……（１）
また、
Δｈ＝（Ｄｇ/２）-（Ｄｇ/２）ｃｏｓ（θ/２） ……（２）
また、
【００３７】
【数１】
2014020510.tif 000003
スペーサ４の高さｈは、外輪内径Dg及び内輪外径ｄｇから、この（４）式で求める。
【００３８】
ステップ3:保持器ポケット内の円周方向すきまの確認
もう一つの拘束条件として、２個の転動体に挟まれて保持器ポケット部へ格納された時の円周方向のすきま量を適当とする必要がある。この保持器ポケット内でのすきま量δは、回転中にスペーサの摩耗によって変化するが、初期状態では図９〔図６（ｂ）の状態〕に示すように
【００３９】
【数２】
2014020510.tif 000004
の和δ=δ１+δ２で得られる。
【００４０】
但し、
δ1：転動体とスペーサ間の円周方向すきま量
δ2：転動体と保持器面の円周方向すきま量
ｄｗ：転動体直径
ｄｐ：軸受のピッチ円直径
θ：転動体間角度
α：保持器ポケットの転動体との接触面の曲率半径／転動体半径
h ：スペーサの高さ
である。
転動体間角度θは、スペーサを挟みこむ両転動体が成す角度であり、全周３６０゜にＺ（偶数）個の転動体が均等に配置される場合には
θ=３６０/Ｚ
で得られる。Ｚが奇数の場合は、１つだけθが異なる。
【００４１】
また、αは保持器ポケット部における円周方向の曲率半径を転動体半径で割った値で、１．０１〜１．１０程度に設定される（詳しくは後述）。従って、δ２は保持器形状によって決まる正の値である。ここでは、スペーサ高さの影響するδ１が負の値とならないようにスペーサ高さを調整する必要がある。δ１＜０の場合、スペーサが転動体を保持器へ押し付けて拘束するため軸受が回転不能となる場合があるためである。
【００４２】
結果的には保持器内の円周方向のトータルすきま量δ＝δ１＋δ２が０でなければよいが、実際はδ１とδ２とを分けて設計する。δ１はスペーサの高さｈに依存し決定されるので、δ１の適正値（＞０となる）はｈを決めることになる。
【００４３】
δ１の値が正にならなけらば、ステップ２に戻り（４）式で新たなｈを決めて、再びステップ３に進み（５）式でδ１を求めその正負を確認するという作業を繰り返す。０＜δ１が確認されたら、次のステップへ進む。
【００４４】
なお、円周方向すきまの調整は、保持器のポケットサイズを調整することでも可能であるが、転動体の円周上配置を不均等にすることになるので、微小な円周方向すきまの調整はスペーサ高さで行なうことが望ましい。
【００４５】
ステップ4：円筒形スペーサ４の面取り４２の寸法ｘの決定：
スペーサの面取りは主としてスペーサ挿入作業の容易化を目的としたものであるから、厳密に上記スペーサ径、長さの条件を満たしていれば、必ずしも必要ではない。しかしながら、スペーサの角部は転動体との接触によって微小破壊を生じやすく、塊状の摩耗粉を発生する場合がある。これら塊状の磨耗粉が大量に軸受内部へかみ込まれると回転不良の原因となるから、角部は糸面取り程度に処理されていることが望ましい。
【００４６】
スペーサ４の面取り寸法ｘは、外輪溝面１２と内輪溝面２２との間のスペース内でスペーサ４が回転できることが条件である。
図１０から、スペーサ４はその対角線Ｌ１の長さ（ｈ２+ｄｓ２）１/２が最も長く、その線上で面取り42を行っているのであるから、回転し得る面取り寸法を片側でｘとすると
２ｘ=（ｈ２+ｄｓ２）１/２-（Ｄｒ-ｄｒ）/２
∴ ｘ＝（ｈ２+ｄｓ２）１/２/２-（Ｄｒ-ｄｒ）/４ …（６）
スペーサ４の面取り寸法ｘは、外輪溝面１２の直径Ｄｒ，内輪溝面２２の直径ｄｒ，スペーサ４の高さｈ及び直径ｄｓから、（６）式で求める。こうして求めた面取り寸法ｘは計算上の下限値であり、これよりもやや大きめに設定すると、スペーサ４の挿入作業が容易となり且つスペーサ４の作成も容易となる。
【００４７】
計算例として、呼び番号６２０４の単列深溝玉軸受に適用する場合、
玉直径ｄｗ：７．９３８ｍｍ
外輪内径Ｄｇ：３８．６．ｍｍ
内輪外径ｄｇ：２８．５ｍｍ
外輪溝径Ｄｒ：４１．４ｍｍ
内輪溝径ｄｒ：２５．６ｍｍ
として、
円筒形スペーサ４の直径ｄｓ=０．９×７．９３８ｍｍ≒７．１ｍｍ
円筒形スペーサ４の高さｈは（４）式を用いて求めると、
【００４８】
【数３】
2014020510.tif 000005
【００４９】
また、面取り寸法ｘ（片側の曲率半径）は（６）式を用いて求めると、
ｘ=（ｈ２+ｄｓ２）１/２/２-（Ｄｒ-ｄｒ）/４
＝（４．７２+７．１２）１/２/２-（４１．４-２５．６）/４
＝０．３（ｍｍ）
となる。
【００５０】
ステップ5：面取りを施さない場合の、回転条件の確認
面取りを施さない場合には、外輪溝面と内輪溝面との間のスペース内におけるスペーサの回転が可能か否か確認する。図１０から明らかなように、スペーサ４の対角線長さＬ１が玉３の直径ｄｗより小さければ（Ｌ＜ｄｗ）、外輪．内輪間の溝スペースで回転できる。
【００５１】
そこで、スペーサ４の回転を容易にするため、スペーサの対角線長さＬ１を転動体径ｄｗの１．１〜０．７倍程度となるように、スペーサ寸法を調整するのが好ましい。すなわち、スペーサの対角線長さＬ１はＬ１=（ｄｓ２+ｈ２）１/２により求められるから、
１．１＞Ｌ１/ｄｗ＞０．７
が成立することを確認する。１．１は経験的に許容できる上限値でありＬ１がｄｗの１．１倍を超えると、スペーサの回転が困難となり組立て不可能となる。また、０．７倍未満では、回転中のスペーサ脱落が容易となり軸受の安定回転を阻害する場合がある。
回転条件の確認結果が上記の範囲外であれば、ステップ１に戻る。
【００５２】
ステップ6：保持器の設計にかかる
予め、保持器３内の円周方向のトータルすきまδ（＝δ１＋δ２）の量（図９参照）を求めることになるが、転動体とスペーサ間の円周方向すきま量δ１については既にステップ３で適正値が求められているから、転動体と保持器面との円周方向すきま量δ２を次式により決める。
【００５３】
δ２＝（α−１）×ｄｗ
ここに、αは
保持器ポケットの円周方向の（転動体との接触面の）曲率半径rp（図４参照）と転動体半径dw/2との比で表された定数である。
α＝ｒｐ/（ｄｗ/２）
α＞１に設定することで、保持器と転動体との接触が１点当たりにならず良好な潤滑状態が得られるが、あまり大きい値にすると不必要に緩くなって保持器と転動体との間ですきまが大となり、その結果保持器の振動の原因になる。そこでα＝１．０１〜１．１０程度に選定する。
【００５４】
よってδ２＝（０．０１〜０．１０）ｄｗとなり、結局トータルすきまδ＝δ１＋δ２の値としては、既に述べたとおり０．０１ｍｍ〜転動体径の２０％に選択する。０．０１ｍｍ未満では軸受トルクが大きくなり、一方転動体径の２０％を超えると保持器の振動が大きくなる。
【００５５】
以上のように構成した本発明の固体潤滑転がり軸受は、スペーサ４を組み込むための切欠き（挿入口）を必要としないから、次のような種々の作用効果が得られる。
（１）切欠き（挿入口）部分の加工費が抑制できる。
（２）軸方向荷重の有無にかかわらず、挿入したスペーサが切欠き部に引っ掛かって回転を阻害することがないから、異常振動の発生が防止できる。
（３）挿入したスペーサはその端面を両側から転動体で挟まれて拘束されているから、振動等により内外輪の軌道溝から外れて脱落するおそれがない。
（４）転動体の個数に対しスペーサの個数を半減できるからコストが低減できると共に、転動体二個とスペーサ一個で一単位として保持器ポケットに収納するため、転動体とスペーサとを同個数組合わせた従来のものに比べ軸受回転中にスペーサに生じる円周方向の衝撃力が小さくなり、スペーサ損傷が抑制される。しかも、潤滑機能に関しては、全ての転動体が少なくとも一箇所で固定潤滑剤を含有するスペーサと接触しており、その固体潤滑剤が転動体の接触面に乗り移って付着（移着）するから、当該固体潤滑剤により十分な潤滑性能が得られる。
【００５６】
なお、本願発明の固体潤滑転がり軸受は、固体潤滑剤を含んだスペーサを転動体間に挟み、固体潤滑剤の転動体への移着により固体潤滑を行う転がり軸受であるが、回転初期には固体潤滑剤の移着が不十分であるから、転動体又は保持器（全面），軸受軌道輪の摺動面（例えば内外輪の外径面）或いは軌道面に、スペーサと同様の固体潤滑膜を成膜することにより、初期潤滑効果を達成できる。
【００５７】
また、実施形態では単列深溝玉軸受について説明したが、本発明はその他の玉軸受に対しても適用できる。さらには、玉軸受に限らず円筒，円すい，球面の各ころ軸受に対しても自在に適用可能である。
【００５８】
また、実施形態ではプレス型保持器を用いた場合を説明したが、これに限らず、その他例えば冠型，もみ抜き型，打ち抜き型等でも使用可能である。
【００５９】
また、実施形態では転動体の個数が偶数個（例えば８個）のものについて、１個のスペーサと２個の転動体を収納するポケットを備えた保持器を説明したが、奇数個の転動体の場合には、保持器ポケットのうちの一つを転動体１個とスペーサ１個を収納するものとするか、又は転動体３個とスペーサ２個を交互に収納するものとする。すなわち、総括すれば、本発明の固体潤滑転がり軸受は、少なくとも１個の転動体と１個のスペーサを収納する保持器を有するものである。
【００６０】
（実施例１）
以下、本発明の効果を確認するべく実施した比較試験について説明する。
試験体軸受は実施例，比較例ともに呼び番号６２０４軸受とし、組込むスペーサの材質は全て二硫化モリブデンおよび二硫化タングステンを主成分とする潤滑剤成分を５５％、残部を鉄系合金とした自己潤滑性焼結複合材料を用いた。
【００６１】
Ａ：実施例
実施例として、本発明の一実施形態である固体潤滑深溝玉軸受（図１〜図５参照）を使用した。
【００６２】
Ｂ：比較例
比較例としては、次の四種類の固体潤滑深溝玉軸受（6204）を製作して使用した。
「比較例Ｂ−１」；
図１１に略示したように、外輪１の内径面１１及び内輪２の外径面２１を一部切り欠いてスペーサ挿入口８を設けたもの。
「比較例Ｂ−２」；
保持器は使用せずに、各転動体間にスペーサを配設したもの。
「比較例Ｂ−３」；
図12に略示したように、保持器には玉２個を拘束するセグメントタイプ保持器９を１個使用して、８個の玉３の間に１個ずつのスペーサ４を計７個配設し、最後のスペーサの代わりにセグメントタイプ保持器９を１個挿入したもの。
「比較例Ｂ−４」；
図１３に部分的に示したように、玉２個を拘束したセグメントタイプ保持器９を４セット、円周等分に配設すると共に各セット間にスペーサ４を挿入したもの。
【００６３】
上記の実施例，比較例の各軸受を試料とし、温度３００℃に強制加熱しつつ回転試験を行い、回転中の定常振動値を加速度型にピックアップを用いて測定し、その振動平均値（平均振動値）と振動の変動幅（振幅）とを求めて性能を比較評価した。本発明の実施例Ａの平均振動値を１として算出した比較例Ｂの各平均振動値及び各平均振動値に対する振動の変動幅の比率（変動比）を図１４に示す。
【００６４】
評価結果は次の通りである。
比較例Ｂ−1;転動体が公転すると、同時に公転するスペーサがスペーサ挿入口８の切欠きと干渉するから、平均振動値，変動比とも試料中で最も大きい。比較例Ｂ−2：回転初期でスペーサが脱落してしまい試験を中断した。これは、保持器がないために、回転中に転動体とスペーサ間でのお互いの拘束がなく、したがってスペーサは容易に回転前の姿勢から脱落し易い方向に変位できるためである。
【００６５】
比較例Ｂ−3：最後のスペーサの代わりに長さを適宜に調整したセグメントタイプ保持器９を挿入して各転動体とスペーサとの間隔を詰めると、スペーサの両端面がそれぞれに転動体に拘束されから、スペーサの自由回転がなくなり脱落は防止されたが、転動体が負荷圏から非負荷圏に移る時（或いは非負荷圏内で）、転動体とスペーサとの衝突により脆いスペーサが欠けて、転動体とレース面間に噛み込み現象が生じ、それが振動特性を低下させた。
【００６６】
比較例Ｂ−4：スペーサの個数を減らしてスペーサの摩耗粉の排出量が抑制されるため、平均振動値は実施例と同様の水準を示したが、セグメントタイプ保持器９により転動体間のみの拘束を行っているので、上記同様に転動体が負荷圏から非負荷圏に移る時に、転動体とスペーサとの衝突により生じる振動の変動幅が実施例より遙に大きくなった。
これらの比較例Ｂに対して、実施例Ａの場合は、スペーサ１個と転動体２個とを単位グループとして保持器ポケットに収納して連結することにより、各単位毎にスペーサを転動体で拘束している。そのため、スペーサと転動体との衝突は各単位グループ内でのみ行われるにすぎず、上記各比較例Ｂに比べて振動特性が優れている。グラフの結果から、実施例では平均振動値は３０％減、振動値変動幅は１／１０程度に改善されたことがわかる。
【００６７】
（実施例２）
本発明の固体潤滑転がり軸受の他の実施例として、図１５の表に示すサイズの固体潤滑スペーサを組み込んだ呼び番号６２０４軸受（軸受材質；内・外輪ＳＵＳ４４０Ｃ，保持器ＳＵＳ３０４、ラジアルすきま；６０〜１００μｍ、スペーサ材質：鉄系合金＋ＭｏＳ２複合材料）を試作し、回転試験を行った。
【００６８】
回転試験はラジアル荷重１９６Ｎ，回転数１００ｒｐｍ，雰囲気温度３００℃で行い、回転中のラジアル振動値と回転トルク値を測定した。試験は、最初に試験した実施例Ｃ−１の定常振動値および定常トルク値の３倍を基準値として行い、試験軸受の振動値かトルク値のいずれかが当該基準値を超えた時点で試験終了とした。
【００６９】
また、３００時間を経過しても基準値を超えないものに関しては、その時点で試験打ちきりとした。回転寿命時間の試験結果を図１６に示す。また、実施例Ｃ−１の定常振動値を１とした場合の各実施例・比較例の定常振動の比較値を図１７に示す。
【００７０】
実施例Ｃ−１〜Ｃ−３はスペーサ径と転動体径の比（ｄｓ／ｄｗ）を０．８９〜０．６９の範囲とした本発明品である。比較例Ｄ−1、Ｄ−２はスペーサ径を本発明の範囲よりもやや大きくしたもので、転動体径との比は０．９８〜０．９６程度である。比較例Ｄ−３は、ｄｓ／ｄｗが０．６と本発明範囲内であるが、転動体間でのスペーサの円周方向すきまδ１が負の値となってしまったものである。
【００７１】
比較例Ｄ−４〜Ｄ−５はスペーサ径を本発明の範囲より小さくしたもので、ｄｓ／ｄｗは０．４８〜０．３１程度である。この２例に関しては、円周方向すきまδ１が負の値にならぬよう、スペーサ高さを調整してある。
【００７２】
実施例Ｃ−１〜Ｃ−３はいずれも、寿命，振動ともに良好で、低い振動レベルを維持しながら、３００時間まで回転した。
比較例Ｄ−１及びＤ−２は、300時間まで回転できて寿命は良かったが、Ｌ１／ｄｗ比が１．１を越えたいるため組立が非常に困難であり、面取部分が欠けて振動が大であった。比較例Ｄ−３は回転初期から回転トルクが大きく、２０時間付近でトルク過大により停止した。トルク過大の原因は、保持器と転動体間への塊状摩耗粉の侵入によるものである。
【００７３】
比較例Ｄ−４及びＤ−５は、いずれも１５０時間付近で振動により停止した。これらのスペーサは、いずれもが角部が偏摩耗しており、摩耗粉の発生量も実施例に比較して非常に多かった。
【００７４】
（実施例３）
本発明の固体潤滑転がり軸受の他の実施例として、図１８の表に示すサイズの固体潤滑スペーサを組み込んだ呼び番号６００２軸受（軸受材質；内・外輪ＳＵＳ４４０Ｃ，保持器ＳＵＳ３０４、転動体径４．７６３ｍｍ、ラジアルすきま；５０〜９０μｍ、スペーサ材質；鉄合金＋ＭｏＳ２複合材料）を試作し、回転試験を行った。呼び番号６００２軸受は基本的に９個の転動体を有するが、転動体数を８個とすることにより、４つのポケットで転動体２個とスペーサ１個を格納する形状とした。
【００７５】
スペーサ寸法を設定後、円周方向すきま量を変化させるように考慮して保持器ポケットサイズを決定した。図１８の表において、実施例Ｅ−１〜Ｅ−４は、円周方向すきまδを、０．０１ｍｍ〜転動体径の２０％とする。好ましくはより定常振動値の安定域である０．０１ｍｍ〜転動体径の１３％とする。比較例Ｆ−１はδ＜０．０１ｍｍ、比較例Ｆ−２はδ＜０．９５３ｍｍとなるよう、保持器ポケットを調整した。
【００７６】
回転試験は軸方向荷重１９．６Ｎ，回転数５００ｒｐｍ，常温雰囲気で行い、軸受回転中の定常振動値を測定した。結果を図１９に示す。
【００７７】
実施例の中で端、実施例Ｅ−１で示される円周方向すきま０．２ｍｍの場合が最も低振動であった。円周方向すきまの増加に伴い振動値は増加していくが、円周方向すきまが０．８ｍｍまでは、良好である。
【００７８】
これに対して、円周方向すきまδが０．０１ｍｍ未満の比較例Ｆ−１はトルク大で摩耗粉が出やすく振動が実施例Ｅ−１の２．５倍と大きい。またδが転動体径の２０％を超えている比較例Ｆ−２は、すきま大のため振動が比較例Ｆ−１より更に大きくなった。
【００７９】
（実施例４）
本発明の固体潤滑転がり軸受において、スペーサ材料が回転特性に与える影響を調査するため、強度の異なるスペーサ材料を組み込んだ軸受を用いて回転試験した。
試験軸受として、図20の表に示す材質，圧縮強度及びサイズの固体潤滑スペーサを組み込んだ呼び番号６２０６軸受（外径６２ｍｍ，内径３０ｍｍ，幅１６ｍｍ、転動体直径９．５２ｍｍ，ラジアル隙間８０μｍ）を用いた。一般に、同軸受は９個の転動体を有する軸受であるが、構造を均一化するため転動体の１つを抜き取り、転動体８個として試験を行った。この時、同軸受の許容定格荷重は１９５００Ｎから１８０００Ｎへ減少している。試験条件は、試験荷重９８０Ｎ（最大面圧２．０ＧＰａ），回転数５０ｒｐｍ，雰囲気温度３００℃，大気中である。
【００８０】
試験は、各サンプルの初期振動値，トルク値の３倍を基準値とし、試験軸受の振動値かトルク値のいずれかが基準値を超えた時点で試験終了とした。また、３００時間を経過しても基準値を超えないものに関しては、その時点で試験打ちきりとした。
【００８１】
結果を図２１に示す。圧縮強度の低い黒鉛の焼結体からなるスペーサを用いた比較例Ｊ−２は、１５０時間程度で振動値が基準値に達し、振動で停止した。試験後の観察では、内部のスペーサ４つのうち２つが割れていた。その他のスペーサも激しく摩耗（微小破壊）していた。繊維強化した黒鉛焼結体からなるスペーサを用いた比較例Ｊ−２は、打ち切り時間まで回転したが、スペーサの摩耗も激しく振動増加が顕著であった。
【００８２】
これに対して、実施例Ｉ−１〜Ｉ−３はいずれも安定した回転状態を示した。最も安定したトルクを示したのは、実施例Ｉ−１の鉄合金＋二硫化モリブデンをスペーサに用いた場合であった。
【００８３】
また、実施例には示さないが、二硫化モリブデンおよび二硫化タングステンを主成分とする潤滑剤成分を５５％、残部を鉄系合金とした自己潤滑性焼結複合材料（圧縮強度１２０〜１３０ＭＰａ）をスペーサとした場合も同様に評価したが、実施例Ｉ−１同様、良好な潤滑特性を示した。
【００８４】
（実施例５）
本発明の固定潤滑転がり軸受が実際に使用される例えばキルンカーの車軸支持や高温炉内搬送システムにおける搬送ロール支持を想定して、比較的高面圧下で、低速での回転試験を行った。
【００８５】
試験軸受は、前記実施例４と同じく図２２の表に示すサイズの固体潤滑スペーサを組み込んだ呼び番号６２０６軸受を用い、前記と同じく試験荷重９８０Ｎ（最大面圧２．０ＧＰａ），回転数５０ｒｐｍ，雰囲気温度３００℃の試験条件で行った。最初に試験した実施例Ｇ−１の定常振動値および、定常トルク値の３倍を基準値とし、試験軸受の振動値かトルク値のいずれかが基準値を超えた時点で試験終了とした。また、３００時間を経過しても基準値を逢えないものに関しては、その時点で試験打ちきりとした。
【００８６】
結果を図２３に示す。実施例Ｇ−1、G−２はいずれも本発明の設計基準の条件を満たしたもの、比較例Ｈ−１は円周方向すきまδ（＝δ１＋δ２）が０となってしまった場合、比較例Ｈ−２は逆にδが転動体径の２０％以上となった場合である。比較例Ｈ−３はスペーサ直径／転動体直径が０．５以下になった場合である。
【００８７】
実施例Ｇ−1,G−２はいずれも３００時間まで安定して回転した。
一方、円周方向すきまが０となってしまった比較例Ｈ−１は、回転初期より回転トルクが大きく、１５時間程度でトルクリミットで停止した。保持器には、転動体と接触したためと思われる摩耗が観察され、保持器と転動体がポケット内部で干渉していたことが分かった。逆にδを１ｍｍ以上とした比較例Ｈ−２は初期振動値が他に比べて大きく、回転中は常に振動値が増加していく傾向が見られた。２００時間程度で振動値が基準値を上回り、振動停止となった。比較例Ｈ−３も回転初期から振動値の増加が激しく、１００時間程度で寿命に至り、内部のスペーサには偏摩耗が観察された。
【００８８】
実機キルンカーの車軸支持部の軸受構造を図２４に示す。車輪一つに対して２個の軸受で支える構造となっている。軸受サイズは６２１３（外径：１２０ｍｍ，内径：６５ｍｍ，幅：２３ｍｍ）で、本発明の設計仕様をすべて満たし、潤滑剤には二硫化モリブデンおよび二硫化タングステンを主成分とする潤滑剤成分を５５％、残部を鉄系合金とした自己潤滑性焼結複合材料を用いている。実機の使用条件はラジアル荷重５００ｋｇｆ，回転数０．０４４ｒｐｍ，雰囲気温度３００℃である。試用された軸受は、通常３ヶ月のメンテナンス期間に対して８ヶ月間ノーメンティナンスで稼動している。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上説明したように、本発明の固体潤滑転がり軸受によれば、固体潤滑剤を含有する材料からなるスペーサを少なくとも１個と転動体１個とを収納する保持器を有するものとしたため、各スペーサと転動体間のすきまを適切に保持でき、その結果、以上振動が発生せず、軸受回転中のスペーサの脱落を防止できると共に、回転中にスペーサに生じる円周方向の衝撃力が小さくなってスペーサ損傷が抑制できるという効果を奏する。
【００９０】
とくに、請求の範囲第２項の固体潤滑転がり軸受は、スペーサを挟み２個の転動体を単位として収納する保持器として、スペーサの個数を転動体の半分にできるからコストが低減できると共に、転動体とスペーサとを同個数組み合わせた従来のものに比べ軸受回転中にスペーサに生じる円周方向の衝撃力が小さくなり、スペーサ損傷が抑制される。
【００９１】
また、本発明の固体潤滑転がり軸受にあっては、保持器のポケットの円周方向すきまの大きさを、０．０１ｍｍ〜転動体径の２０％の範囲内にすることにより（請求の範囲第３項）、軸受トルク及び保持器の振動を一層効果的に抑制することができる。
【００９２】
また、本発明の請求の範囲第４項の固体潤滑転がり軸受は、スペーサの直径を、転動体の直径の０．５０〜０．９５倍と巣ることにより、回転トルクを抑制して偏摩耗を防止するとともに、振動レベルを低く維持できる。
【００９３】
さらに、本発明の請求の範囲第５項の固体潤滑転がり軸受は、保持器のポケットの転動体との接触面の曲率半径を、転動体半径の１．０１〜１．１０倍に設定することにより、保持器と転動体との間のすきまを適正に維持できて保持器の振動防止に極めて有効である。
【００９４】
本発明の請求の範囲第６項の固体潤滑転がり軸受は、スペーサの材料を二硫化モリブデン，二硫化タレグステン又は窒化ホウ素のいずれか、もしくは二硫化モリブデン及び二硫化タングステンを潤滑剤の主成分とし、これら潤滑剤成分を鉄、銅、ニッケル、タングステン、スズ、クロム（Ｆｅ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｗ，Ｓｎ，Ｃｒ）から選択される金属又はこれらの酸化物，窒化物，ホウ化物と焼結して得られる自己潤滑性焼結複合材料とすることにより、過剰な磨耗粉の発生やスペーサの割れを防止することができる。
【００９５】
特に、二硫化モリブデンおよび二硫化タングステンを主成分とする潤滑剤成分を８０％以下、残部を鉄合金とした自己潤滑性焼結複合材料は、黒鉛を主成分とするものに比べて強度も強く、摩耗量も適当であり、かつ大気中でも真空中でも使用可能で、本発明の軸受に好適である。また、温度３５０℃以上で本発明軸受を使用する場合は、窒化ホウ素を主成分とする潤滑剤とニッケル合金を複合させた自己潤滑性焼結複合材料の方がスペーサ材料として好適である。
【００９６】
以上のような種々の特性を備えた本発明の固体潤滑転がり軸受は、高温低速で使用されるキルンカーの車輪用支持軸受として特に好適に利用することができる（請求の範囲第７項）。
【図１】
2014020510.tif 000006
【図２】
2014020510.tif 000007
【図３】
2014020510.tif 000008
【図４】
2014020510.tif 000009
【図５】
2014020510.tif 000010
【図６】
2014020510.tif 000011
【図７】
2014020510.tif 000012
【図８】
2014020510.tif 000013
【図９】
2014020510.tif 000014
【図１０】
2014020510.tif 000015
【図１１】
2014020510.tif 000016
【図１２】
2014020510.tif 000017
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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