(57)【要約】【課題】潤滑剤の漏出が生じにくいことに加えて、長期間にわたって良好な潤滑状態を維持可能な組合せ軸受及びころ軸受を提供する。【解決手段】  背面組合せ軸受を構成する円すいころ軸受１０，１０は、内輪１と、外輪２と、内輪１と外輪２との間に転動自在に配された複数のころ３と、ころ３を保持する保持器４と、を備えている。そして、内輪１と外輪２との間に形成されころ３が配された空隙部内には、固形状潤滑剤６が配されている。さらに、円すいころ軸受１０，１０の各側面の間に形成された空間には、固形状潤滑剤，グリース，及び潤滑油のうち少なくとも１種の潤滑剤７が配されている。【選択図】  図１
2006071040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のころ軸受を組み合わせてなる組合せ軸受において、各ころ軸受は、内輪と外輪との間に形成されころが配された空隙部内に固形状潤滑剤を備えており、各ころ軸受の間に形成された空間には、固形状潤滑剤，グリース，及び潤滑油のうち少なくとも１種の潤滑剤を備えることを特徴とする組合せ軸受。
【請求項２】
前記空隙部に配された固形状潤滑剤と、各ころ軸受の間に形成された空間に配された潤滑剤とは、基油が同種であることを特徴とする請求項１に記載の組合せ軸受。
【請求項３】
前記空隙部に配された固形状潤滑剤と、各ころ軸受の間に形成された空間に配された潤滑剤とは、基油が同種であり且つ基油の動粘度が同一であることを特徴とする請求項１に記載の組合せ軸受。
【請求項４】
内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数のころと、を備えるころ軸受において、前記ころに両端面間を貫通する貫通孔を設け、該貫通孔に固形状潤滑剤を充填したことを特徴とするころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組合せ軸受及びころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受においては、回転に伴ってグリースや潤滑油が漏出して潤滑不足となる場合がある。そこで、固形状の潤滑剤を使用することにより潤滑剤の漏出を抑える技術が、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平７−１４５８１８号公報
【特許文献２】特開２０００−１８２５９号公報
【特許文献３】特開２００１−２７２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、完成後の軸受内に潤滑剤を供給することは困難であるため、軸受の潤滑に供される潤滑剤の量が限定され、長期間にわたる使用においては潤滑不足となるおそれがある。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、潤滑剤の漏出が生じにくいことに加えて、長期間にわたって良好な潤滑状態を維持可能な組合せ軸受及びころ軸受を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項１の組合せ軸受は、複数のころ軸受を組み合わせてなる組合せ軸受において、各ころ軸受は、内輪と外輪との間に形成されころが配された空隙部内に固形状潤滑剤を備えており、各ころ軸受の間に形成された空間には、固形状潤滑剤，グリース，及び潤滑油のうち少なくとも１種の潤滑剤を備えることを特徴とする。
【０００５】
また、本発明に係る請求項２の組合せ軸受は、請求項１に記載の組合せ軸受において、前記空隙部に配された固形状潤滑剤と、各ころ軸受の間に形成された空間に配された潤滑剤とは、基油が同種であることを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項３の組合せ軸受は、請求項１に記載の組合せ軸受において、前記空隙部に配された固形状潤滑剤と、各ころ軸受の間に形成された空間に配された潤滑剤とは、基油が同種であり且つ基油の動粘度が同一であることを特徴とする。
【０００６】
このような構成であれば、空隙部に配された固形状潤滑剤が枯渇したとしても、各ころ軸受の間に形成された空間に配された潤滑剤が供給されるので、長期間にわたって良好な潤滑状態が維持される。よって、本発明の組合せ軸受は、摩耗，焼付き等の損傷が生じにくく長寿命である。
さらに、本発明に係る請求項４のころ軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数のころと、を備えるころ軸受において、前記ころに両端面間を貫通する貫通孔を設け、該貫通孔に固形状潤滑剤を充填したことを特徴とする。
このような構成であれば、貫通孔内に十分な量の固形状潤滑剤が充填されているので、長期間にわたって良好な潤滑状態が維持される。よって、本発明のころ軸受は、摩耗，焼付き等の損傷が生じにくく長寿命である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の組合せ軸受及びころ軸受は、潤滑剤の漏出が生じにくいことに加えて、長期間にわたって良好な潤滑状態を維持可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る組合せ軸受及びころ軸受の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
〔第一実施形態〕
図１は、本発明に係る組合せ軸受の一実施形態である背面組合せ軸受の構造を示す縦断面図である。
間座４０を挟んで背面配列で組み合わされた一対の円すいころ軸受１０，１０（背面組合せ軸受）が、ハウジング２０と軸３０との間に介装されており、この背面組合せ軸受によって軸３０がハウジング２０に対して回転自在に支持されている。
【０００９】
円すいころ軸受１０，１０は、内輪１と、外輪２と、内輪１と外輪２との間に転動自在に配された複数のころ３と、ころ３を保持する保持器４と、を備えている。そして、内輪１と外輪２との間に形成されころ３が配された空隙部内には、固形状潤滑剤６が配されている。さらに、円すいころ軸受１０，１０の各側面の間に形成された空間には、固形状潤滑剤，グリース，及び潤滑油のうち少なくとも１種の潤滑剤７が配されている。なお、潤滑剤７がグリースや潤滑油の場合は、フェルト，多孔質材等の潤滑剤保持部材に保持させて前記空間に配してもよい。
【００１０】
このような背面組合せ軸受は、空隙部内に配された潤滑剤が固形状であるため、回転時に潤滑剤の漏出が生じにくい。よって、高い清浄性を要求される環境下においても、周辺環境に悪影響を及ぼすことなく使用可能である。また、空隙部に配された固形状潤滑剤６が枯渇したとしても、円すいころ軸受１０，１０の間に形成された空間に配された潤滑剤７が供給されるので（ころ３の回転に伴って潤滑剤７が少しずつ円すいころ軸受１０に取り込まれる）、長期間にわたって良好な潤滑状態が維持される。よって、この背面組合せ軸受は、摩耗，焼付き等の損傷が生じにくく長寿命である。
【００１１】
なお、固形状潤滑剤６としては、基油と樹脂とを混合したもの、樹脂や多孔質体に基油を含浸させたもの、常温で固体状の基油（例えばワックス）を使用することができる。円すいころ軸受１０の空隙部内に配された固形状潤滑剤６の基油の種類は特に限定されるものではなく、鉱油，合成炭化水素油，エーテル油等のような、潤滑剤の基油として一般的に使用されるものであれば、問題なく使用することができる。
ただし、固形状潤滑剤６の基油と、円すいころ軸受１０，１０の間に形成された空間に配された潤滑剤７の基油とは、同種であることが好ましい。すなわち、同種の鉱油や同種の合成炭化水素油を用いることが好ましい。さらに、動粘度も同一であれば、より好ましい。
【００１２】
ここで、基油と樹脂とを混合してなる固形状潤滑剤について詳細に説明する。このような固形状潤滑剤は、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オレフィン系樹脂に、パラフィン系炭化水素油（例えばポリαーオレフィン油），ナフテン系炭化水素油，鉱油，エーテル油（例えばジアルキルジフェニルエーテル油），エステル油（例えばフタル酸エステル）等の基油（単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい）を混合した原料を、ポリオレフィン系樹脂の融点以上に加熱して可塑化し、その後冷却することで固形状にしたものである。固形状潤滑剤には、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含有させてもよい。
【００１３】
固形状潤滑剤におけるポリオレフィン系樹脂と基油との組成比は、ポリオレフィン系樹脂１０〜５０質量％、基油９０〜５０質量％とすることが好ましい。ポリオレフィン系樹脂が１０質量％未満であると、固形状潤滑剤の硬さ，強度が不十分となるおそれがあり、軸受の回転等によって負荷が作用した際に初期の形状を維持することが困難となり、軸受の内部空間から脱着する等の不具合を生じる可能性が高くなる。また、ポリオレフィン系樹脂が５０質量％を超えると（つまり基油が５０質量％未満であると）は、軸受への基油の供給量が少なくなって、軸受の寿命が短くなるおそれがある。
【００１４】
ポリオレフィン系樹脂には通常、種々の平均分子量のものがあり（基本構造は同じ）、その平均分子量によってその物性が異なる場合がある。よって、必要に応じて種々の平均分子量の樹脂を混合して、所望の物性を有する原料樹脂を調整することができる。
例えば、平均分子量７００〜１×１０4 のワックスに分類されるもの（例えば、ポリエチレンワックス）と、平均分子量１×１０4 〜１×１０6 の比較的低分子量のものと、平均分子量１×１０6 〜５×１０6 の超高分子量のものと、がある。
【００１５】
比較的低分子量のものと基油との組合せによって、ある程度の機械的強度，基油供給能力，保油性を有する固形状潤滑剤が得られる。この中の比較的低分子量のものの一部をワックスに分類されるものに置き換えると、ワックスに分類されるものと基油との分子量の差が小さいために、基油との親和性が高くなり、結果として固形状潤滑剤の保油性が向上し、より長期間にわたって基油の供給が可能となる。ただし、その反面、機械的強度は低下する方向となる。なお、ワックスとしては、ポリエチレンワックスのようなポリオレフィン系樹脂の他、融点が１００〜１３０℃以上の範囲にある炭化水素系のワックス（例えばパラフィン系合成ワックス）も使用できる。
【００１６】
それに対して、比較的低分子量のものの一部を超高分子量のものに置き換えると、超高分子量のものと基油との分子量の差が大きいために、基油との親和性が低くなり、結果として保油性が低下する方向となる。その結果、固形状潤滑剤から基油が滲み出す速度が速くなって、すなわち、固形状潤滑剤からすべての基油が滲み出すまでの時間が短くなり、軸受の寿命が短くなる。ただし、機械的強度は向上する。
成形性，機械的強度，保油性，基油供給量のバランスを考慮すると、固形状潤滑剤の組成比は、ワックスに分類されるものが０〜５質量％、比較的低分子量のものが８〜４８質量％、超高分子量のものが２〜１５質量％で、前記３種の合計が１０〜５０質量％（残部は基油）とすることが好適である。
【００１７】
なお、固形状潤滑剤は、機械的強度の一つの目安となる硬さ［ＨＤA ］が６５〜９０の範囲であることが好ましい。硬さ［ＨＤA ］が６５未満の場合は、強度的に十分ではなく軸受の回転によって固形状潤滑剤が破損するおそれがある。それに対して硬さ［ＨＤA ］が９０を超える場合は、接触する転動体に及ぼす力学的影響が大きくなり、それによって軸受のトルクが大きくなったり、軸受の回転による発熱が大きくなって、軸受の温度が高くなるおそれがある。このような問題がより生じにくくするためには、硬さ［ＨＤA ］は７０〜８５の範囲であることがより好ましい。
【００１８】
また、本実施形態においてはころ軸受の例として円すいころ軸受をあげて説明したが、本発明は円すいころ軸受に限らず、他種のころ軸受からなる組合せ軸受に対して適用することができる。例えば、円筒ころ軸受，自動調心ころ軸受，針状ころ軸受である。
さらに、本実施形態においては組合せ軸受の例として背面組合せ軸受をあげて説明したが、本発明は背面組合せ軸受に限らず、正面組合せ軸受（図２を参照）や並列組合せ軸受に対して適用することができる。正面組合せ軸受の場合は、内輪１の回転に伴って、径方向外方に位置する潤滑剤７の基油が円すいころ軸受１０に取り込まれる。また、円すいころ軸受１０，１０の内輪１，１の間に間座４０が介装されているので、ハウジング２０を貫通する貫通孔からなる潤滑剤供給口２１をハウジング２０に設けることができる。潤滑剤７の基油が消費され少量となった場合には、潤滑剤供給口２１から潤滑剤７の基油（又はグリースや潤滑油）を補給することができるので、より長期間にわたって良好な潤滑状態を維持可能である。
【００１９】
〔第二実施形態〕
図３は、本発明に係るころ軸受の一実施形態である円すいころ軸受の構造を示す縦断面図である。
円すいころ軸受は、内輪５１と、外輪５２と、内輪５１及び外輪５２の間に転動自在に配された複数のころ５３と、ころ５３を保持する保持器５４と、を備えている。そして、ころ５３には両端面間を貫通する貫通孔５３ａが形成されており、この貫通孔５３ａには固形状潤滑剤５６が充填されている。
【００２０】
このような円すいころ軸受は、潤滑剤が固形状であるため、回転時に潤滑剤の漏出が生じにくい。よって、高い清浄性を要求される環境下においても、周辺環境に悪影響を及ぼすことなく使用可能である。また、貫通孔５３ａ内に十分な量の固形状潤滑剤５６が充填されていて、外部から潤滑剤が供給されない場合でも、熱，回転の遠心力，ころ５３の弾性変形により固形状潤滑剤５６から基油が滲み出て潤滑に供されるので、長期間にわたって良好な潤滑状態が維持される。よって、この円すいころ軸受は、摩耗，焼付き等の損傷が生じにくく長寿命である。
【００２１】
また、貫通孔５３ａ内に固形状潤滑剤５６を充填した上、内輪５１と外輪５２との間に形成されころ５３が配された空隙部内にさらに固形状潤滑剤を充填すれば、軸受内部に備えられる潤滑剤の量がより十分な量となるため、円すいころ軸受をメンテナンスフリーとすることも可能である。
なお、固形状潤滑剤５６としては、第一実施形態と同様に、基油と樹脂とを混合したもの、樹脂や多孔質体に基油を含浸させたもの、常温で固体状の基油（例えばワックス）を使用することができる。固形状潤滑剤５６の基油の種類は特に限定されるものではなく、鉱油，合成炭化水素油，エーテル油等のような、潤滑剤の基油として一般的に使用されるものであれば、問題なく使用することができる。
【００２２】
また、貫通孔５３ａの形状は、特に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、円柱状，円すい台状，多角柱状（四角柱状，六角柱状）などがあげられる。
さらに、円すいころ軸受に備えられた全てのころが固形状潤滑剤を備えていれば潤滑性は向上するが、必ずしも全てのころが固形状潤滑剤を備えている必要はなく、固形状潤滑剤の量が十分であれば、固形状潤滑剤を備えているころは一部でもよい。例えば、貫通孔が形成されていて固形状潤滑剤が充填されているころと、貫通孔が形成されていない通常のころとを交互に配置してもよい。
【００２３】
さらに、本実施形態においてはころ軸受の例として円すいころ軸受をあげて説明したが、本発明は円すいころ軸受に限らず、他種のころ軸受に対して適用することができる。例えば、円筒ころ軸受，自動調心ころ軸受，針状ころ軸受等である。
ここで、内輪と外輪との間に形成されころが配された空隙部内に固形状潤滑剤が充填され、さらにころの貫通孔に固形状潤滑剤が充填されたころ軸受（実施例）の回転試験を行い、固形状潤滑剤から滲み出る基油の量（以降は「基油の滲み出し量」と記すこともある）と、焼付き寿命とを評価した。そして、ころに貫通孔が形成されておらず、内輪と外輪との間に形成されころが配された空隙部内のみに固形状潤滑剤が充填されたころ軸受（比較例）と比較した。
【００２４】
使用した固形状潤滑剤は、高密度ポリエチレン（比較的低分子量に分類されるもの）と超高分子量ポリエチレン（超高分子量に分類されるもの）とポリエチレンワックス（ワックスに分類されるもの）と鉱油とを混合し溶融させた後、冷却して固形状にしたものである。その組成比は、高密度ポリエチレン：超高分子量ポリエチレン：ポリエチレンワックス：鉱油＝１０質量％：１２．５質量％：２．５質量％：７５質量％である。
【００２５】
まず、基油の滲み出し量の評価について説明する。試験に用いた軸受は、呼び番号２２３１１の自動調心ころ軸受であり、その内径は５５ｍｍ、外径は１２０ｍｍ、幅は４３ｍｍである。また、回転試験の条件は、回転速度が２０ｍｉｎ-1で、ラジアル荷重が９８００Ｎである。
結果を図５のグラフに示す。なお、グラフの縦軸に示す基油の滲み出し量は、固形状潤滑剤に含有された基油の量に対する滲み出した基油の量の割合である。実施例のころ軸受は、比較例のころ軸受よりも多量の固形状潤滑剤を備えているので、長期間にわたって比較例のころ軸受よりも多量の基油が滲み出すことが分かる。
【００２６】
次に、焼付き寿命の評価について説明する。試験に用いた軸受は、呼び番号３０３０６Ｃの円すいころ軸受であり、その内径は３０ｍｍ、外径は７２ｍｍ、幅は２０．７５ｍｍである。また、回転試験の条件は、回転速度が６０００ｍｉｎ-1で、アキシアル荷重が３９２０Ｎである。なお、焼付きの発生はころ軸受の回転トルクの上昇により判断した。
結果を図６のグラフに示す。比較例のころ軸受の場合は、回転１０００秒を超えた頃から回転トルクが急上昇し、焼付きに至った。それに対して、実施例のころ軸受の場合は、貫通孔に充填された固形状潤滑剤から供給される基油の影響により、比較例のころ軸受よりも焼付き寿命が長かった。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の組合せ軸受は、例えば鉄鋼設備，一般機械，産業機械に好適に使用可能である。また、本発明のころ軸受は、潤滑剤の供給が困難な状況下や、軸受から漏出した潤滑剤による周辺環境の汚染が問題となるような高い清浄性を要求される環境下においても、好適に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る組合せ軸受の一実施形態である背面組合せ軸受の構造を示す縦断面図である。
【図２】本発明に係る組合せ軸受の別の実施形態である正面組合せ軸受の構造を示す縦断面図である。
【図３】本発明に係るころ軸受の一実施形態である円すいころ軸受の構造を示す部分縦断面図である。
【図４】貫通孔の形状を説明する図である。
【図５】基油の滲み出し量の評価結果を示すグラフである。
【図６】焼付き寿命の評価結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２９】
１        内輪
２        外輪
３        ころ
６        固形状潤滑剤
７        潤滑剤
１０        円すいころ軸受
５１        内輪
５２        外輪
５３        ころ
５３ａ      貫通孔
５６        固形状潤滑剤
【図１】
2006071040.tif 000003
【図２】
2006071040.tif 000004
【図３】
2006071040.tif 000005
【図４】
2006071040.tif 000006
【図５】
2006071040.tif 000007
【図６】
2006071040.tif 000008