(57)【要約】【課題】軸受構成部材に植毛体を設けた転がり軸受において、優れた低トルク化を含む潤滑特性の向上を図り得る転がり軸受を提供する。【解決手段】転がり軸受１は、軌道輪である内輪２および外輪３と、内輪２および外輪３間に介在する複数の転動体４と、転動体４を保持する保持器５と、転動体４の周囲に封入されるグリース１２とを有し、内輪２、外輪３、および保持器５から選ばれる少なくとも１つの部材において、該部材のグリース１２と接触する表面に、複数の繊維からなる植毛体６が固定されており、該繊維は表面に親油性被膜を有する繊維である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道輪である内輪および外輪と、この内・外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体を保持する保持器と、軸受内空間に供給または封入される潤滑剤とを備えてなる転がり軸受であって、
前記内輪、前記外輪、および前記保持器から選ばれる少なくとも１つの軸受構成部材において、該部材の前記潤滑剤と接触する表面に、複数の繊維からなる植毛体が固定されており、
前記繊維は、表面に親油性被膜を有する繊維であることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記親油性被膜が、シリコーンオイルを含む被膜であることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記植毛体が、前記保持器の内径面および外径面から選ばれる少なくとも一方の面に固定されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記植毛体が、前記保持器の内径面および外径面から選ばれる少なくとも一方の面において、前記軌道輪の非軌道部と対向する領域を除いた部分に固定されていることを特徴とする請求項３記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記植毛体が、前記軌道輪の軌道面に隣接する肩部に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油またはグリースで潤滑される転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受は、一般的に内輪、外輪、転動体、および保持器で構成されている。外部からの異物の侵入を防ぐためや、内部に封入した潤滑剤の流出を防ぐために、開口端部にシール部材が設けられる場合がある。軸受内部の潤滑は、油やグリースなどの潤滑剤により行われており、軸受の潤滑特性向上（長寿命化、低トルク化など）のために種々の工夫がなされている。
【０００３】
例えば、潤滑剤保持性の向上や軸受の回転トルクの低減を図る技術として、特許文献１が提案されている。特許文献１では、転がり軸受内の所定部位に、繊維を植毛してなる部材（植毛体）を設けることで、グリースや潤滑油を潤滑部位に保持し、また、グリースの撹拌やせん断を抑制して、低トルクかつ長寿命を実現している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１９４２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術では、グリース種やグリース封入量を既存品から大きく変更せずに、トルクの低減などを図り得る。しかし、潤滑剤保持部材として利用する植毛の形態、例えばその特性や形成箇所によっては、その効果が十分でない場合があり、更なる改良技術の開発が望まれている。
【０００６】
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、軸受構成部材に植毛体を設けた転がり軸受において、優れた低トルク化を含む潤滑特性の向上を図り得る転がり軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の転がり軸受は、軌道輪である内輪および外輪と、この内・外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体を保持する保持器と、軸受内空間に供給または封入される潤滑剤とを備えてなる転がり軸受であって、上記内輪、上記外輪、および上記保持器から選ばれる少なくとも１つの軸受構成部材において、該部材の上記潤滑剤と接触する表面に、複数の繊維からなる植毛体が固定されており、上記繊維は、表面に親油性被膜を有する繊維であることを特徴とする。
【０００８】
上記親油性被膜が、シリコーンオイルを含む被膜であることを特徴とする。
【０００９】
上記植毛体が、上記保持器の内径面および外径面から選ばれる少なくとも一方の面に固定されていることを特徴とする。特に、上記植毛体は、上記保持器の内径面および外径面から選ばれる少なくとも一方の面において、上記軌道輪の非軌道部と対向する領域を除いた部分に固定されていることを特徴とする。
【００１０】
上記植毛体が、上記軌道輪の軌道面に隣接する肩部に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の転がり軸受は、軌道輪である内輪および外輪と、この内・外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体を保持する保持器と、軸受内空間に供給または封入される潤滑剤とを備え、上記内輪、上記外輪、および上記保持器から選ばれる少なくとも１つの軸受構成部材において、該部材の上記潤滑剤と接触する表面に固定された複数の繊維からなる植毛体を有し、上記繊維は、表面に親油性被膜を有する繊維であるので、グリースや潤滑油を繊維に溜めやすく、攪拌抵抗を抑えられる。この結果、ポリアミド繊維などの通常の植毛体をそのまま用いる場合と比較して、より低トルク化が図れる。
【００１２】
特に、親油性被膜がシリコーンオイルを含む被膜であるので、親油性が高く、通常の樹脂繊維のみによる植毛体と比較して、潤滑剤保持力が高まる。
【００１３】
また、植毛体を保持器の内外径面に設け、かつ、軌道輪の非軌道部と対向する領域には設けないことで、保持器内外径面の植毛体から油を転動体に供給しつつ、トルクの増加も抑えることができる。
【００１４】
また、植毛体を軌道輪の軌道面（転走面）に隣接する肩部に設けることで、植毛体から滲み出したグリースや潤滑油が肩部を通じて軌道面に一部供給されるので、軌道面における潤滑状態に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例に係る転がり軸受の一部断面図である。
【図２】図１における保持器の一部斜視図である。
【図３】本発明の他の実施例に係る転がり軸受の一部断面図である。
【図４】本発明の他の実施例に係る転がり軸受の一部断面図である。
【図５】図４における保持器の一部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の転がり軸受の一例を図１および図２に基づき説明する。図１は、本発明の転がり軸受として、冠形保持器を組み込んだ深溝玉軸受の一部断面図であり、図２はこの冠形保持器の一部斜視図である。図１に示すように、転がり軸受１は、外周面に軌道面２ａを有する内輪２と、内周面に軌道面３ａを有する外輪３とが同心に配置される。内輪２の軌道面２ａと外輪３の軌道面３ａとの間に複数個の転動体４が介在して配置される。この複数個の転動体４が、冠形の保持器５により保持される。また、転がり軸受１は、内・外輪の軸方向両端開口部に設けられた環状のシール部材１１を備え、内輪２と外輪３と保持器５とシール部材１１とで構成される軸受内空間に封入されたグリース１２によって潤滑される。この実施形態では、保持器５の内径面および外径面に植毛体６が接着固定されている。
【００１７】
図２に示すように、冠形の保持器５は、環状の本体７上面に周方向に一定ピッチをおいて対向一対の保持爪８を形成し、その対向する各保持爪８を相互に接近する方向にわん曲させるとともに、その保持爪８間に転動体である玉を保持するポケット９を形成したものである。隣接するポケット９の縁に形成された相互に隣接する保持爪８の背面相互間に、保持爪８の立ち上がり基準面となる平坦部１０が形成される。該図に示すように、植毛体６は、保持器５の外径面５ａと、保持器５の内径面５ｂに接着固定されている。
【００１８】
本発明における植毛体は、繊維（短繊維）を植毛して形成される。固定は接着剤によりなされる。植毛方法としては、静電植毛や静電吹き付け植毛があり、公知の方法を採用できる。静電植毛は、接着剤を塗布した基材（軸受構成部材）を対電極とし、高電圧電極により静電界を作り、その静電吸引力で短繊維を飛翔させ接着剤を塗布した形成部に立毛させる方法である。静電吹き付け植毛は、この静電吸引力に加え、短繊維をエアーで強制的に飛ばしながら接着剤を塗布した形成部に植毛する方法である。なお、いずれの方法においても植毛後に乾燥工程・仕上げ工程などを行なう。
【００１９】
植毛用の短繊維としては、表面に親油性被膜を有する繊維を用いる。親油性被膜としては、元の短繊維よりも高い親油性を発揮できるものであればよい。特に、シリコーンオイルを含むシリコーンオイル系のコーティングによる親油性被膜を形成することが好ましい。また、繊維自体は該コーティングが可能なものであれば任意の材質を採用できる。使用できる植毛用短繊維としては、合成樹脂繊維、カーボン繊維、グラスファイバーなどの無機繊維、レーヨン、アセテートなどの再生繊維や、綿、絹、麻、羊毛などの天然繊維が挙げられる。
【００２０】
合成樹脂繊維の中でも、ポリエステル樹脂の繊維を用いることが好ましい。ポリエステル樹脂は、植毛短繊維として多く利用されるポリアミド樹脂と比較して親油性が高く、潤滑剤保持力が大きい。よって、ポリエステル樹脂の繊維を用いることで、繊維表面の親油性被膜が剥がれ等した場合でも、潤滑剤保持力の低下を抑制できる。また、ポリエステル樹脂は、ポリアミド樹脂と比較して吸水性も低いため、製造工程で水や水系洗浄液の影響をほとんど受けない。
【００２１】
植毛体における上記親油性被膜の形成には、公知方法を採用できる。親油性被膜は、植毛体形成前の繊維材料の段階で、該繊維表面に形成する他、植毛体を軸受構成部材に接着固定した後に全体を覆うようにして形成してもよい。植毛体を接着固定した後に形成することで、繊維の脱落などをより防止できる。
【００２２】
短繊維の形状としては、植毛体の形成箇所において、軸受機能に悪影響を与えるような他部材との干渉がない形状であれば特に限定されない。具体的な形状としては、例えば、長さ０．５〜２．０ｍｍ、太さ０．５〜５０デシテックスのものが好ましく、植毛体の短繊維の密度としては、植毛した面積あたりに繊維の占める割合が１〜３０％が好ましい。短繊維の断面形状は、円形や多角形状がある。多角形状断面の短繊維を利用することで、円形断面の短繊維よりも大きな表面積とすることができ、グリースや潤滑油をより保持しやすくなる。
【００２３】
接着剤としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などを主成分とする接着剤が挙げられる。例えば、ウレタン樹脂溶剤系接着剤、エポキシ樹脂溶剤系接着剤、酢酸ビニル樹脂溶剤系接着剤、アクリル樹脂系エマルジョン接着剤、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン接着剤、酢酸ビニル系エマルジョン接着剤、ウレタン樹脂系エマルジョン接着剤、エポキシ樹脂系エマルジョン接着剤、ポリエステル系エマルジョン接着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体系接着剤などが挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２４】
植毛体は、その保持したグリースから潤滑油（基油）を供給可能なものである。グリースなどの保持態様としては、軸受使用時において軸受内に封入されたグリースが付着することで保持される他、軸受使用前においてグリース全体またはその基油のみを予め保持（付着）や含浸させておくことができる。
【００２５】
図２に示す例は冠形保持器であるが、本発明の転がり軸受では、波形保持器、玉用保持器、ころ用保持器などの保持器に植毛体を形成する形態としてもよい。また、保持器の材質については、金属材料や樹脂材料など、任意の材料を採用できる。図２に示す冠形保持器などは樹脂製である。例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ナイロン６６樹脂、ナイロン４６樹脂などのポリアミド樹脂を樹脂母材とし、炭素繊維、ガラス繊維などの強化繊維と、他の添加剤を配合した樹脂組成物を用いて、射出成形により製造される。
【００２６】
本発明の転がり軸受は、潤滑剤（潤滑油またはグリース）で潤滑される。これらの潤滑剤は内・外輪間の空間内に供給・封入され、転走面などに介在して潤滑がなされる。潤滑油としては、通常、転がり軸受に用いられるものであれば特に制限なく用いることができる。例えば、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油などの鉱油、ポリブテン油、ポリ−α−オレフィン油、アルキルベンゼン油、アルキルナフタレン油などの炭化水素系合成油、または、天然油脂やポリオールエステル油、リン酸エステル油、ジエステル油、ポリグリコール油、シリコーン油、ポリフェニルエーテル油、アルキルジフェニルエーテル油、フッ素油などの非炭化水素系合成油などが挙げられる。これらの潤滑油は、単独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよい。
【００２７】
潤滑剤としてグリースを使用する場合、グリースを構成する基油としては、上記の潤滑油が挙げられる。また、グリースを構成する増ちょう剤としては、例えば、アルミニウム石けん、リチウム石けん、ナトリウム石けん、複合リチウム石けん、複合カルシウム石けん、複合アルミニウム石けんなどの金属石けん系増ちょう剤、ジウレア化合物（脂肪族、脂環式、芳香族ジウレアなど）、ポリウレア化合物などのウレア系化合物、ＰＴＦＥ樹脂などのフッ素樹脂粉末が挙げられる。これらの増ちょう剤は、単独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよい。
【００２８】
潤滑剤には必要に応じて公知の添加剤を添加できる。添加剤としては、例えば、有機亜鉛化合物、有機モリブデン化合物などの極圧剤、アミン系、フェノール系、イオウ系化合物などの酸化防止剤、イオウ系、リン系化合物などの摩耗抑制剤、多価アルコールエステルなどの防錆剤、ポリメタクリレート、ポリスチレンなどの粘度指数向上剤、二硫化モリブデン、グラファイトなどの固体潤滑材、エステル、アルコールなどの油性剤などが挙げられる。
【００２９】
本発明の転がり軸受の他の例を図３に基づき説明する。図３は、深溝玉軸受の一部断面図である。図３に示す例では、転がり軸受１’の内輪２の肩部２ｂおよび外輪３の肩部３ｂに、それぞれ植毛体６が形成されている。植毛体６は、その繊維の先端部のみを転動体４の表面に接触させることが好ましい。また、軌道面近傍の肩部に植毛体を設けることで、植毛体から滲み出したグリースが肩部を通じて軌道面に供給されやすくなる。
【００３０】
本発明の転がり軸受の他の例を図４に基づき説明する。図４は、冠形保持器とシール部材とを組み込んだ深溝玉軸受の一部断面図である。図４に示す例では、転がり軸受１’’は、内輪２の軌道面２ａと外輪３の軌道面３ａとの間に介在して配置された複数個の転動体４が、冠形の保持器５により保持されている。また、転がり軸受１’’は、内・外輪の軸方向両端開口部に設けられた環状のシール部材１１ａ、１１ｂを備えている。冠形の保持器５のポケット開口側がシール部材１１ａであり、ポケット非開口側がシール部材１１ｂである。内輪２と外輪３と保持器５とシール部材１１ａ、１１ｂとで軸受内空間（軸受内部）が構成され、該空間内に保持されたグリース（図示省略）により潤滑がなされる。
【００３１】
この実施形態では、保持器５の内外径面の一部とシール部材１１ａの軸受内空間側表面に、植毛体６が接着固定されている。これらの部位に植毛体６を設けることで、グリースを軸受内部に十分に保持できる。なお、シール部材の植毛体に保持された油は、外輪との接触部から表面張力により外輪肩部などを伝わり軌道面に供給される。また、保持器５の内外径面のポケットのエッジ部に設けた植毛体６において、その繊維の先端部を転動体４の表面に接触させることが好ましい。
【００３２】
図４に示すように、冠形の保持器５では、ポケット開口側のシール部材１１ａとポケット非開口側のシール部材１１ｂとの距離が異なり、ポケット非開口側のシール部材１１ｂとの距離の方が近く、その隙間が小さい。軸受内部に保持されるグリース量を増加させるためには、両シール部材に一律に植毛体を設けることが好ましいと考えられる。しかし、上記のとおり、ポケット非開口側のシール部材と保持器との隙間が小さいことから、このシール部材にも植毛体を設けると、該シール部材の植毛体と保持器とが干渉・接触するなどのおそれがある。よって、この実施形態では、ポケット非開口側のシール部材については、あえて植毛体を設けない構成としている。なお、この実施形態では、植毛体６は、シール部材１１ａの径方向全範囲に設けられているが、径方向一部に設ける形態としてもよい。また、周方向についても同様に、周方向全範囲または一部範囲に設ける態様とできる。
【００３３】
図５に基づいてこの実施形態の保持器５を詳細に説明する。図５（ａ）はこの保持器の一部斜視図であり、図５（ｂ）はこの保持器の展開図である。図５（ａ）に示すように、冠形の保持器５は、図２の保持器とほぼ同じ形状を有する。この実施形態において、保持器５は転動体案内形式であり、その内外径面は軌道輪（内輪と外輪）と接触しない面である。図４および図５に示すように、保持器５は、内輪２の軌道面２ａまたは外輪３の軌道面３ａに近接する領域５ｃと、内輪２の肩部２ｂまたは外輪３の肩部３ｂなどの非軌道部（非軌道面）に近接する領域５ｄとを有する。保持器５の内径面において、内輪の軌道面に近接する領域５ｃに植毛体６が形成され、軌道輪の非軌道部である内輪２の肩部２ｂに対向する領域５ｄには植毛体が形成されていない。また、保持器５の外径面においても同様に、外輪３の軌道面に近接する領域に植毛体６が形成され、外輪３の肩部３ｂに対向する領域には植毛体が形成されていない。
【００３４】
図５に示すように、内外輪肩部に対向する領域５ｄは、本体７のポケット９の非開口側に位置し、軸方向に一定範囲を占めて円周方向に連続した領域であり、ポケット９に一部かかる範囲の領域である。領域５ｄに植毛体を形成すると、この植毛体と内外輪肩部とが摺動する場合がある。この領域５ｄに植毛体を設けないことで、内外輪との接触によるトルクの増加などを防止できる。
【００３５】
以上のように、植毛体は、保持器、軌道輪、シール部材などの表面に設けることができる。また、１つの転がり軸受において、これを構成する複数の部材にそれぞれ植毛体を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の転がり軸受は、軸受構成部材に植毛体を設けた転がり軸受において、優れた低トルク化を含む潤滑特性の向上を図り得るので、種々の用途における転がり軸受として広く利用できる。
【符号の説明】
【００３７】
１  転がり軸受
２  内輪
３  外輪
４  転動体
５  保持器
６  植毛体
７  保持器本体
８  保持爪
９  ポケット
１０  平坦部
１１、１１ａ、１１ｂ  シール部材
１２  グリース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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