(57)【要約】【課題】キーボルトの先端部をキー溝で案内させる方式の軸受ユニットが、キーボルトと軸のキー溝との接触部でスティックスリップが起こり難く、また異音やキーボルトの微動による摩耗などが起こり難いものとすることである。【解決手段】軸受ユニットは、軸受箱１に転がり軸受の外輪２を嵌め合わせて固定状態で内蔵し、転がり軸受の内輪３の軸方向へ延出した部分に貫通し径方向内側に突出させてキーボルト４をナット５で締着し固定した状態で設け、キー溝６付きの軸７を保持可能であり、そして、キーボルト４のキー溝６に対する接触面８を囲み、その際に接触面８とキー溝６の側壁面とを密封する長方形で環状のゴム製パッキング９を設け、この環状ゴム製パッキング９に囲まれた接触面８に潤滑油または潤滑グリースを塗布した状態で保持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受箱に転がり軸受の外輪を固定して内蔵し、前記転がり軸受の内輪の内側に突出させ設けたキーボルトに嵌るキー溝付きの軸を保持可能な軸受ユニットにおいて、
前記キーボルトのキー溝に対する接触面の一部または全体を囲んで前記接触面とキー溝とを密封する環状のゴム製パッキングを設け、この環状ゴム製パッキングに囲まれた前記接触面に潤滑油または潤滑グリースを保持したことを特徴とする軸受ユニット。
【請求項２】
軸受ユニットが、軸方向に沿うキー溝付きの軸を保持可能な軸受ユニットである請求項１に記載の軸受ユニット。
【請求項３】
軸受ユニットが、主としてラジアル荷重を受けるラジアル負荷用軸受ユニットである請求項１または２に記載の軸受ユニット。
【請求項４】
環状ゴム製パッキングが、方形状の環状ゴム製パッキングである請求項１〜３のいずれかに記載の軸受ユニット。
【請求項５】
環状ゴム製パッキングが、アクリルゴムまたはフッ素ゴムからなる環状ゴム製パッキングである請求項１〜４のいずれかに記載の軸受ユニット。
【請求項６】
アクリルゴムが、粉末状カーボンを配合したアクリロニトリルブタジエンゴムである請求項５に記載の軸受ユニット。
【請求項７】
フッ素ゴムが、粉末状カーボンを配合したポリテトラフルオロエチレンからなるフッ素ゴムである請求項５に記載の軸受ユニット。
【請求項８】
潤滑グリースが、増ちょう剤としてウレア系化合物を配合したウレア系グリースである請求項１〜７のいずれかに記載の軸受ユニット。
【請求項９】
潤滑グリースが、増ちょう剤としてフッ素樹脂粉末を配合したフッ素系グリースである請求項１〜７のいずれかに記載の軸受ユニット。
【請求項１０】
フッ素樹脂粉末が、ポリテトラフルオロエチレン粉末である請求項９に記載の軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、キー溝付きの軸を回転自在に保持可能な軸受ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、転がり軸受を軸受箱に組み込んだベアリングユニットを回転軸に対して回り止めするために、いわゆる止ねじ方式のベアリングユニットが知られている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載されたベアリングユニットは、転がり軸受の軸方向への延出部に径方向に貫通するねじ孔を形成し、このねじ孔に止ねじをねじ込み、止ねじの先端に設けたボール部が転がり軸受の内輪に保持された回転軸の外周に押し付けられて回り止めされるものである。
【０００４】
また、転がり軸受Ａの内輪の内側に突出させてキーボルトを設け、キー溝付きの軸を保持可能な軸受ユニットが知られている（非特許文献１）。
【０００５】
すなわち、図５に示すような軸２０に一条のキー溝２１を形成し、キーボルト２２の先端部２３をキー溝２１で案内させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２９３７６４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ＮＴＮ株式会社製品／技術情報カタログPDF  ベアリングユニット(Cat.No.2400/J)、第５５頁、図１２．４(a)、図１２．４(b)、［平成２２年２月５日検索］インターネット＜URL:http://www.ntn.co.jp/japan/products/catalog/pdf/bu/pdf/bu-all.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、キーボルトの先端部をキー溝で案内させる方式の軸受ユニットは、キーボルトとキー溝との間に隙間があるため、使用状態での微振動が起こり、回転数が高い場合には、キーボルトと軸のキー溝との接触部でスティックスリップ音などの異音が発生し、キーボルトの摩耗、甚だしい場合にはキーボルトの折損などを起こす可能性がある。
【０００９】
また、このような問題は、軸受ユニットの使用中の温度変化が大きい場合にも起こる可能性が高まる。
【００１０】
さらにまた、軸方向に沿うキー溝付きの軸を保持可能な軸受ユニットである場合や、軸受ユニットが、主としてラジアル荷重を受けるラジアル負荷用軸受ユニットである場合には、軸方向への振動が増加しやすいので起こりやすい問題である。
【００１１】
そこで、この発明課題は、上記した問題点を解決して、キーボルトの先端部をキー溝で案内させる方式の軸受ユニットが、キーボルトと軸のキー溝との接触部でスティックスリップが起こり難く、また異音やキーボルトの微動による摩耗などが起こり難いものとすることである。
【００１２】
さらに、これらの問題が、軸受ユニットの使用中の温度変化が大きい場合にも起こり難く、ラジアル負荷用軸受ユニットである場合にもキーボルトの摩耗などが起こり難いものとすることである。
【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、軸受箱に転がり軸受の外輪を固定して内蔵し、前記転がり軸受の内輪の内側に突出させ設けたキーボルトに嵌るキー溝付きの軸を保持可能な軸受ユニットにおいて、前記キーボルトのキー溝に対する接触面の一部または全体を囲んで前記接触面とキー溝とを密封する環状のゴム製パッキングを設け、この環状ゴム製パッキングに囲まれた前記接触面に潤滑油または潤滑グリースを保持したことを特徴とする軸受ユニットとしたのである。
【００１４】
上記したように構成されるこの発明の軸受ユニットは、環状ゴム製パッキングに囲まれた接触面に保持される潤滑油または潤滑グリースが、キーボルトのキー溝に対する接触面の一部または全体に油膜を形成する。そして、使用状態で振動が激しく回転数が高い場合にも潤滑油または潤滑グリースが、前記接触面内に止まり、液体潤滑作用を確実に発揮する。
【００１５】
そのため、キーボルトの先端部をキー溝で案内させる方式の軸受ユニットが、キーボルトと軸のキー溝との接触部でスティックスリップが起こり難く、また異音やキーボルトの摩耗などが起こり難いものとなる。
【００１６】
このような作用を発揮する軸受ユニットとしては、軸方向に沿うキー溝付きの軸を保持可能な軸受ユニットが適当であり、また主としてラジアル荷重を受けるラジアル負荷用軸受ユニットである場合にも上記作用が確実に奏されるため有利である。
【００１７】
キーボルトのキー溝に対する接触面が、通常、長方形などの方形状であることから、環状ゴム製パッキングが、方形状の環状ゴム製パッキングであることが、接触面の全面または大部分に潤滑油または潤滑グリースを保持できるようにするために好ましい。
【００１８】
また、環状ゴム製パッキングが、アクリルゴムまたはフッ素ゴムからなる環状ゴム製パッキングであることにより、潤滑油やグリースを構成する基油成分により劣化することがなく、安定なシール性能を維持することができる。
【００１９】
アクリルゴムが、粉末状カーボンを配合したアクリロニトリルブタジエンゴム、または
フッ素ゴムが、粉末状カーボンを配合したポリテトラフルオロエチレンからなるフッ素ゴムである上記の軸受ユニットとすることが、環状ゴム製パッキングの摩耗を防止し、摺動性を高めるので好ましい。
【００２０】
潤滑グリースが、増ちょう剤としてウレア系化合物を配合したウレア系グリースであるもの、または、増ちょう剤としてポリテトラフルオロエチレン粉末などのフッ素樹脂粉末を配合したフッ素系グリースであるものでは、高温での使用にも耐える軸受ユニットになる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明は、キーボルトの先端部をキー溝で案内させる方式の軸受ユニットにおいて、キーボルトとキー溝とを密封する環状のゴム製パッキングを設けて、その内側に潤滑油または潤滑グリースを保持させたので、キーボルトと軸のキー溝との接触部でスティックスリップが起こり難く、また異音やキーボルトの微動による摩耗などが起こり難いものとなる利点がある。また、このような利点は、ラジアル負荷用軸受ユニットである場合にも奏され、キーボルトの摩耗などが起こり難いものとなる。
【００２２】
また、環状ゴム製パッキングが、アクリルゴムまたはフッ素ゴムからなる環状ゴム製パッキングであるものでは、これらの問題が、軸受ユニットの使用中の温度変化が大きい場合にも起こり難い利点がある。
【００２３】
さらにまた、粉末状カーボンを配合したアクリルゴムまたはフッ素ゴムを採用すると、環状ゴム製パッキングの摩耗防止性の高まる利点も奏される。また、グリースの高温耐久性を高めれば、１００℃を超える高温での使用にも耐える軸受ユニットになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】軸受ユニットに係る発明の実施形態を示し、一部切り欠きの正面図
【図２】実施形態に用いるキーボルトの正面図
【図３】実施形態に用いるキーボルトの側面図
【図４】実施形態に用いるキーボルトの部分分解斜視図
【図５】従来例を説明する軸受ユニットの要部断面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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１〜４に示すように、実施形態の軸受ユニットは、軸受箱１に転がり軸受の外輪２を嵌め合わせて固定状態で内蔵し、転がり軸受の内輪３の軸方向へ延出した部分に貫通し径方向内側に突出させてキーボルト４をナット５で締着し固定した状態で設け、キー溝６付きの軸７を保持可能である。そして、この軸受ユニットは、キーボルト４のキー溝６に対する接触面８を囲み、その際に接触面８とキー溝６の側壁面とを密封する長方形で環状のゴム製パッキング９を設け、この環状ゴム製パッキング９に囲まれた接触面８に潤滑油または潤滑グリースを塗布した状態で保持している。
【００２６】
転がり軸受は、保持器１０に保持された複数のボール（転動体）１１を回転自在に保持し、軸受箱１の給油孔１２に通じる給油路１３を有する。
軸７のキー溝６は、外周面に軸方向に形成された断面四角形のキー溝６であり、キーボルト４の先端にレーストラック形状で所定厚みに形成された先端部１４の一対の接触面８が挿入され、それらは油膜を介して滑り案内される。すなわち、キーボルト４の先端部１４の一対の接触面８は、キー溝６の幅より若干短い幅で対向配置されている。
【００２７】
そして、図２〜４に示すように、一対の接触面８は、いずれも周辺部が切り欠かれて中央部に細長台状に残る部分の頂面であり、切り欠かれた部分には長方形で環状のゴム製パッキング９が図４の矢印方向から嵌め込み可能である。
【００２８】
図示した長方形で環状のゴム製パッキング９は、接触面の全体を囲む大きさで断面四角形状の素材で形成した穴あきの長方形板状のものを示したが、断面円形または断面楕円形の素材からなるものなど、周知形状のものを採用することができる。
【００２９】
環状ゴム製パッキング９の素材は、摺動状態に耐えるものを採用し、特に高温でも潤滑油と接触する使用環境下を考慮すれば、良好な摺動性を保ち、耐久性を維持できるので好ましい。具体的なゴム材質としては、二トリルゴム、アクリルゴムまたはフッ素ゴムを用いることが好ましい。
【００３０】
二トリルゴムは、ブタジエンとアクリロニトリルの共重合体であり、安価で優れた耐油性を有する。アクリルゴムは、アクリル酸エチルまたはアクリル酸ブチルと２-クロロエチルビニルエーテル、メチルビニルケトンなどの共重合成分との共重合体であり、優れた耐熱性を有し、ニトリルゴムよりも高温下で優れた耐油性を示す。
【００３１】
またフッ素ゴムは、フッ化ビニリデンゴム(ＦＫＭ)、テトラフルオロエチレン-プロピレンゴム(ＦＥＰＭ)、テトラフルオロエチレン-パープルオロビニルエーテルゴム(ＦＦＫＭ)等が例示でき、優れた耐熱性、耐油性、耐薬品性を有する。
【００３２】
ゴム素材は、ゴム単体の成形体であっても、またはゴムに配合剤を配合したゴム組成物からの成形体であっても使用可能であり、そして、ゴム成形体単独でもよく、またはゴム成形体と金属板、プラスチック板、セラミック板等との複合体であってもよい。
【００３３】
特に、アクリルゴムが、粉末状カーボンを配合したアクリロニトリルブタジエンゴムであることや、フッ素ゴムが、粉末状カーボンを配合したポリテトラフルオロエチレンからなるフッ素ゴムであることは、摺動性、耐磨耗性を向上させるために好ましい。
【００３４】
この発明に用いるカーボン材は、一般的な炭素粉から黒鉛までの粉末状のものであり、特に黒鉛が良く、また、ゴム材に汎用的に用いられるストラクチュアの大きいＨＡＦカーボン、ＳＡＦカーボン、ＭＴカーボン等との使用または併用も好ましい。
このような材質からなる環状ゴム製パッキング９に囲まれた接触面８に潤滑油または潤滑グリースが保持される。
【００３５】
潤滑油は、特に限定することなく周知の潤滑油を１種または２種以上混合して使用することができ、例えば鉱油、合成炭化水素油、エステル油、エーテル油、グリコール系油またはアルキルシクロペンタン系油、ＰＡＯ油などが挙げられる。
【００３６】
鉱油としては、例えば、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油等の通常潤滑油やグリースの分野で使用されているものをいずれも使用することができる。
ＰＡＯ油としては、通常、α-オレフィンまたは異性化されたα-オレフィンのオリゴマーまたはポリマーの混合物であり、α-オレフィンの具体例としては、１-オクテン、１-ノネン、１-デセン、１-ドデセン、１-トリデセン、１-テトラデセン、１-ペンタデセン、１-ヘキサデセン、１-ヘプタデセン、１-オクタデセン、１-ノナデセン、１-エイコセン、１-ドコセン、１-テトラコセン等を挙げることができ、通常はこれらの混合物を使用することができる。
【００３７】
この発明に用いる潤滑グリースは、前記した潤滑油を基油とし、その増ちょう剤として、ベントン、シリカゲル、フッ素化合物、リチウム石けん、リチウムコンプレックス石けん、力ルシウム石けん、カルシウムコンプレックス石けん、アルミニウム石けん、アルミニウムコンプレックス石けん等の石けん類、ジウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア化合物などを用いて作製されたものである。これらの中で、耐熱性やコスト等を考慮するとウレア化合物を増ちょう剤として用いた潤滑グリースが好ましい。
【００３８】
ウレア系化合物は、イソシアネート化合物とアミン化合物とを反応させることにより得られる。反応性のある遊離基を残さないため、イソシアネート化合物のイソシアネート基とアミン化合物のアミノ基とは略当量となるように配合することが好ましい。このうち、ジウレア化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミンとの反応で得られる。
【００３９】
ジイソシアネートとしては、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、オクタデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネー卜等が挙げられる。
【００４０】
モノアミンとしては、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、アニリン、ｐ-トルイジン、シクロヘキシルアミン等が挙げられる。
【００４１】
ポリウレア化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミン、ジアミンとの反応で得られる。ジイソシアネート、モノアミンとしては、ジウレア化合物の生成に用いられるものと同様のものが挙げられ、ジアミンとしては、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサンジアミン、オクタンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。
【００４２】
上記ウレア化合物の中で、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネートと、アニリンやｐ-トルイジンなどの芳香族モノアミンとを反応させて得られる芳香族ジウレア化合物を用いることが好ましい。
【００４３】
ウレア系化合物を増ちょう剤とするベースグリースは、基油中でイソシアネート化合物とアミン化合物とを反応させて作製する。
【００４４】
例えば、ベースグリース１００重量部中に占める増ちょう剤の配合割合は、１〜４０重量部、好ましくは３〜２５重量部配合される。増ちょう剤の含有量が１重量部未満では、増ちょう効果が少なくなり、グリース化が困難となり、４０重量部をこえると得られたベースグリースが硬くなりすぎ、所期の効果が得られ難くなる。
【００４５】
また、潤滑グリースには必要に応じて公知のグリース用添加剤を含有させることができるのは勿論であり、添加剤として、例えば有機亜鉛化合物、アミン系、フェノール系化合物等の酸化防止剤、ベンゾトリアゾールなどの金属不活性剤、ポリメタクリレート、ポリスチレン等の粘度指数向上剤、二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤、金属スルホネート、多価アルコールエステルなどの防錆剤、有機モリブデンなどの摩擦低減剤、エステル、アルコールなどの油性剤、リン系化合物などの摩耗防止剤等が挙げられ、これらを１種または２種以上組み合せて添加してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１  軸受箱
２  外輪
３  内輪
４、２２  キーボルト
５  ナット
６、２１  キー溝
７、２０  軸
８  接触面
９  環状ゴム製パッキング
１０  保持器
１１  ボール
１２  給油孔
１３  給油路
１４  先端部
Ａ  転がり軸受
【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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