(57)【要約】【課題】腐食性雰囲気下で使用される転がり軸受について、耐食性に優れ、しかも振動や動作音のない高精度の回転の行なえる転がり軸受とすることである。【解決手段】転がり軸受の内輪１と外輪２からなる一対の軌道輪の転走面間に転動体（ボール）３が回転自在に保持され、かつ内輪１と外輪２の両方がポリアセタール樹脂などの合成樹脂で形成された転がり軸受であり、内輪１と外輪２からなる一対の軌道輪は、転走面間隔ｂを転動体３の直径ａ以下に小さく、すなわち転走面間隔ｂが、転動体３の直径ａに対して９７〜１００％程度に設定した転がり軸受とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の軌道輪の転走面間に転動体が回転自在に保持され、かつ前記一対の軌道輪のうち少なくとも一方が合成樹脂で形成された転がり軸受において、
前記一対の軌道輪は、対向する転走面の間隔を転動体の直径以下の間隔に保持し、転動体が合成樹脂の弾性力により転走面に押し付けられた状態で回転するようにしたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
転走面の間隔が、転動体の直径に対して９７〜１００％の間隔である請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
合成樹脂が、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂およびポリエーテルエーテルケトン樹脂からなる群から選ばれる一種以上の合成樹脂である請求項１または２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の転がり軸受からなる医療機器用または食品製造機器用の耐腐食性転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受に関し、より詳しくは水や薬品などに接触する使用条件でも耐腐食性に優れている医療機器用転がり軸受または食品製造機器用転がり軸受などに適用される耐腐食性転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、転がり軸受は、一対の軌道輪の転走面間に転動体が回転自在に保持されたものであり、軌道輪の材質は軸受鋼やステンレス鋼で形成された金属製軸受が多い。このような金属製転がり軸受を、水中や薬品中または高湿度環境などのいわゆる腐食性雰囲気下で使用すると、たとえばステンレス鋼製軸受といえども軌道面や転動体の表面に腐食が起こる場合がある。
【０００３】
金属製転がり軸受の腐食は、軌道面や転動体の表面に比較的多いが、これら腐食を防止するためには、軸受に樹脂製の密閉用カバーを装着するなどの対策をとり、軸受に腐食性雰囲気を侵入させないことが一般的である。しかし、軸受を完全に密閉できるカバーを作製することは容易でないから、確実に腐食の進行を止めることはできなかった。
【０００４】
ところで、耐腐食性に優れた転がり軸受とするために、一対の軌道輪の転走面間に腐食性に優れたセラミックスなどで形成された転動体を回転自在に保持し、かつ前記一対の軌道輪の両方を耐腐食性に優れた合成樹脂で形成したものがある（特許文献１）。
【０００５】
この転がり軸受は、軌道輪が２０００〜６０００ＭＰａという所定の曲げ弾性率のポリアリーレンスルフィド系樹脂からなり、転動体は、セラミックスなどの耐薬品性材料で形成されたものである。
【０００６】
この転がり軸受では、所定の曲げ弾性率で所定の樹脂で軌道輪を形成したことにより、高荷重下の使用条件においても軌道輪が変形することなく、軌道輪の摩耗も抑制される。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−４７３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記したような従来の転がり軸受は、軌道輪を所定弾性率のポリアリーレンスルフィド樹脂で形成し、この転走面を金属面と同じ程度に精密に仕上げることは容易でなく、振動や動作音のない高精度の回転を行なえる樹脂製の転がり軸受にすることは困難であった。
【０００９】
そのため、腐食性雰囲気下で使用される転がり軸受であっても、上記のような高精度の回転が要求される条件では、金属製の転がり軸受を使用せざるをえず、耐久性の点で軌道輪や転動体の表面が腐食しやすい金属製の転がり軸受を頻繁に交換するなどのメンテナンス作業が必要であった。
【００１０】
このように腐食環境下で回転精度を高めるときに生じる問題は、転がり軸受の軽量化を図るために合成樹脂製の軌道輪を採用した転がり軸受にも同様に起こることであり、振動や動作音のない高精度の回転を行なえる樹脂製軌道輪を用いた転がり軸受にすることも困難であった。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決して、腐食性雰囲気下で使用される転がり軸受について、耐食性に優れ、しかも振動や動作音のない高精度の回転を行なえる転がり軸受とすることである。
【００１２】
また、転がり軸受の軽量化を図るため、一対の軌道輪のうち少なくとも一方を合成樹脂製とした転がり軸受についても、軽量化された際に振動や動作音のない高精度の回転を行なえる転がり軸受とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、この発明においては、一対の軌道輪の転走面間に転動体が回転自在に保持され、かつ前記一対の軌道輪のうち少なくとも一方が合成樹脂で形成された転がり軸受において、前記一対の軌道輪は、対向する転走面の間隔を転動体の直径以下の間隔に保持し、転動体が合成樹脂の弾性力により転走面に押し付けられた状態で回転するようにしたことを特徴とする転がり軸受としたのである。
【００１４】
上記したように構成されるこの発明の転がり軸受は、一対の軌道輪のうち少なくとも一方が合成樹脂で形成されると共に、転走面の間隔を転動体の直径より小さく保持するので、転動体が合成樹脂の弾性圧縮変形で生じる弾性応力により転走面に常時押し付けられた状態（いわゆる、予圧を付与された状態ともいう。）で回転し、そのため、軌道輪と転動体の間で振動や動作音を発するような隙間がなくなる。
【００１５】
このように振動や動作音を発するような隙間をなくし、しかも転動体の自由回転を確実に確保するためには、一対の軌道輪の転走面間隔が、転動体の直径に対して９７〜１００％の間隔とし、強度と潤滑性に優れた合成樹脂として、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂およびポリエーテルエーテルケトン樹脂からなる群から選ばれる一種以上の合成樹脂を採用することが好ましい。
【００１６】
このように構成された転がり軸受は、医療機器用または食品製造機器用の耐腐食性転がり軸受として充分に適用できるものになる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明は、転がり軸受の一対の軌道輪が、転走面間隔を転動体の直径より小さい所定の寸法に設定したので、転動体が合成樹脂の弾性圧縮変形で生じる弾性応力により転走面に常時押し付けられた状態で回転するようになり、腐食性雰囲気下で使用される転がり軸受について、耐食性に優れ、しかも振動や動作音のない高精度の回転を行なえる転がり軸受となる利点がある。
【００１８】
また、軽量化を図るために一対の軌道輪のうち少なくとも一方を合成樹脂製とした転がり軸受についても、軽量化され、かつ振動や動作音のない高精度の回転を行なえる転がり軸受となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明の実施形態を以下に、添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、実施形態は、転がり軸受の内輪１と外輪２からなる一対の軌道輪の転走面間に転動体（ボール）３が回転自在に保持され、かつ内輪１と外輪２の両方が後述のポリアセタール樹脂などの合成樹脂で形成された転がり軸受であり、内輪１と外輪２からなる一対の軌道輪は、転走面間隔ｂを転動体３の直径ａ以下に小さく設定した転がり軸受である。
【００２０】
すなわち、一対の軌道輪（内輪１と外輪２）の転走面間隔ｂが、転動体３の直径ａに対して同じか、または小さく（ｂ≦ａ）、好ましくは９７〜１００％、より好ましくは９８〜９９．８％の間隔とし、合成樹脂の弾性変形を利用して一対の軌道輪の間に転動体３を圧入して組み立てた転がり軸受である。転走面間隔ｂが、転動体３の直径ａに対して９７％未満の小さい値では、組み立てるときに転動体３を転走面間に圧入し難くなり、１００％を超えると予圧がかからない状態となり、軸受の振動や動作音を抑制することが困難になる。
【００２１】
転がり軸受の耐腐食性を改良するためには、内輪１と外輪２のうち、回転時に腐食や摩耗を受けやすい少なくとも一方、好ましくは両方を合成樹脂で形成することが好ましく、腐食環境の条件がそれほど厳しくない場合で、特に軽量化が必要でない場合には軌道輪の一方をステンレスやセラミックスで形成することもできる。
【００２２】
通常は、少なくとも外輪２を合成樹脂で形成した転がり軸受とすることにより、軽量であり、かつ転がり動作時の動作音の極小さな転がり軸受となり、しかもグリースの不要なものを作製することができる。なお、採用する合成樹脂は、耐薬品性に優れ、かつ吸湿性の低いものを採用するのは勿論である。
【００２３】
転動体３は、ステンレス鋼、セラミックスまたは合成樹脂で形成することが好ましいが、真球度を高くする高度な技術をもって加工でき、しかも低価格化の要求に応じやすいセラミックス製の転動体を採用することがより好ましい。
【００２４】
図１では保持器のない総ボールタイプの転がり軸受を示したが、保持器を設けた転がり軸受であってもよいのは勿論であり、このような保持器についても合成樹脂で形成することが好ましい。
【００２５】
この発明に用いる合成樹脂は、軌道輪（内輪１、外輪２）、転動体３および保持器の成形材料として採用されるが、いずれの部材も耐薬品性を備え、かつ吸湿性の低い特性のものを採用する。
【００２６】
そのような合成樹脂の具体例を挙げれば、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、芳香族ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリプロピレン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、パーフルオロポリエーテル樹脂（ＰＦＡ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などである。
【００２７】
但し、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＦＥＰは、クリープ特性が高いので、耐クリープ材として無機質充填剤または有機質充填剤を配合した樹脂組成物とした状態のものを用いることが必要である。
【００２８】
潤滑性の高い点で好ましい樹脂としては、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリアミド樹脂（ナイロン）、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥなどの射出成形可能なフッ素樹脂、射出成形可能なポリイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂（ＰＥＫ）、ＰＥＥＫ、ポリアミドイミド樹脂などが挙げられる。
【００２９】
これらの樹脂は、単独で使用してもよく、また２種類以上混合したポリマーアロイであっても良い。また、上記以外の潤滑特性の低い合成樹脂に対して上記の合成樹脂を配合したポリマーアロイとしてもよく、さらに単独樹脂またはポリマーアロイに、ＰＴＦＥ、黒鉛、二硫化モリブデンなどの固体潤滑剤や潤滑油を添加することで潤滑特性を高めることもできる。さらに、これらの合成樹脂には、補強剤としてガラス繊維、炭素繊維、ウィスカなど各種の鉱物性繊維を配合してもよい。
【００３０】
この発明に用いる合成樹脂として、潤滑性や耐熱性および低コスト性の観点から特に適したものは、ＰＯＭ、ポリアミド樹脂（ナイロン樹脂）、ＰＰＳ、ＰＥＥＫである。
ポリアミド樹脂としては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン４６、芳香族ポリアミドが挙げられる。
【００３１】
以上述べた実施形態の転がり軸受は、用途の制限を特に限定しないものを説明したが、医療機器用または食品製造機器用の耐腐食性転がり軸受とすることは、特に好ましい用途である。
【００３２】
医療機器や食品製造機器に使用する場合は、転動体をステンレス鋼やセラミックスで形成し、ＰＯＭなどの白色系で衛生的にも好ましい樹脂を使用することが好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施形態の転がり軸受要部の軸線に直交する平面での断面図
【符号の説明】
【００３４】
１  内輪
２  外輪
３  転動体
【図１】
2006125499.tif 000003