(57)【要約】【課題】球面間座における潤滑剤保持性の向上を図ることにより、軸受寿命の向上、軸受トルクの低下が図れる軸受の球面間座を提供する。【解決手段】軸受の球面間座１は、軸受のボールを保持するための凹球面部２を備え、ボールと接触しない領域である、軸受のボールを保持するための凹球面部に設けられた凹部の表面、および、球面間座の外周面４から選ばれた少なくとも１つの領域に繊維が植毛された植毛部５を有し、球面間座が合成樹脂からなり、風車または産業機械の旋回軸受などに使用される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受のボールを保持するための凹球面部を備えた球面間座であって、
前記ボールと接触しない領域に繊維を植毛したことを特徴とする軸受の球面間座。
【請求項２】
前記ボールと接触しない領域が、前記凹球面部に設けられた凹部の表面、および、前記球面間座の外周面から選ばれた少なくとも１つの領域であることを特徴とする請求項１記載の軸受の球面間座。
【請求項３】
前記凹部が、前記凹球面部の球面最深部に設けられていることを特徴とする請求項２記載の軸受の球面間座。
【請求項４】
前記球面間座が、合成樹脂からなることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の軸受の球面間座。
【請求項５】
前記球面間座が、風車または産業機械の旋回軸受に使用されることを特徴とする請求項４記載の軸受の球面間座。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軸受の球面間座に関する。特に、風車や産業機械に使用される旋回軸受の球面間座に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置の風車のヨー、ブレード用の旋回部や、油圧ショベル、クレーンなどの建設機械、工作機械の回転テーブル、砲座、パラボラアンテナなどの産業機械の旋回部には旋回軸受が使用されている。例えば、風車では、風の状態に合わせてブレードの角度およびナセルの向きを随時変える必要があるため、ブレードおよびナセルはそれぞれ旋回軸受により旋回自在に支持されている。
【０００３】
旋回軸受の潤滑性向上を図るため、内輪との間に環状の空間部を設けて外輪を同心に配置し、上記空間部に鋼球と交互に列状に介設すると共にその隙間にグリースその他の潤滑剤が内封される旋回軸受の間隔体が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、長期間にわたって作動性能・騒音特性に優れた効果を維持するために、転動するボール列の隣り合うボール同士の間に介装され、軸線方向両端の凹面がボールの球面に接触するようにしたリテーニングピースにおいて、当該凹面に負荷されるボールの押圧力が大きくなるにつれて、ボールとの接触面積が大きくなる形状を有するリテーニングピースが知られている（特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、金型費用などの付帯経費を抑えることができ、ボイドによる強度不足を解決することができる旋回軸受として、内輪および外輪にそれぞれ軌道溝が形成され、これら内外輪の軌道溝間に複数のボールおよびこれらのボールの間に介在する間座が設けられた旋回軸受において、ボールが内外輪の軌道溝の内面に４点接触する形状に各軌道溝の断面形状が形成された４点接触玉軸受とされ、この間座が樹脂材料からなり、この樹脂材料を温度２７０℃における溶融粘度１０００Ｐａ・ｓ以上２０００Ｐａ・ｓ以下とした軸受が知られている（特許文献３参照）。
【０００６】
一方、軸受の回転トルクの低減を含む潤滑特性向上を目的として、転動体との接触表面以外で潤滑剤と接触する表面に、繊維を植毛してなる植毛部が形成されている転がり軸受が開示されている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平５−３０５５１号公報
【特許文献２】特開２００１−１９３８１４号公報
【特許文献３】特開２０１１−２７１８８号公報
【特許文献４】国際公開第２０１５／１４１８２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、転がり軸受に用いられている球面間座の潤滑剤保持性は、特許文献１〜特許文献３では十分でなく、潤滑剤保持性の劣化に伴う軸受寿命の低下、トルクの増大などの問題がある。また、一般的に、グリースの保持性向上などの目的で植毛部を形成する場合では、その形状や位置、使用条件によっては、逆効果になることがあり、十分な効果が得られないおそれがある。
【０００９】
本発明はこれらの問題に対処するためになされたものであり、球面間座における潤滑剤保持性を向上でき、軸受寿命の向上、軸受トルクの低下が図れる軸受の球面間座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】
【００１０】
本発明の軸受の球面間座は、軸受のボールを保持するための凹球面部を備え、上記ボールと接触しない領域に繊維を植毛したことを特徴とする。
【００１１】
軸受の球面間座において、上記ボールと接触しない領域が、軸受のボールを保持するための凹球面部に設けられた凹部の表面、および、上記球面間座の外周面から選ばれた少なくとも１つの領域であることを特徴とする。特に、軸受のボールを保持するための凹球面部に設けられた凹部が上記凹球面部の球面最深部に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の軸受の球面間座が合成樹脂からなることを特徴とする。また、上記球面間座が風車または産業機械の旋回軸受に使用されることを特徴とする。ここで、産業機械とは、旋回部を有し、この旋回部に旋回軸受が使用されている機械をいう。例えば、油圧ショベル、クレーンなどの建設機械、工作機械の回転テーブル、砲座、パラボラアンテナなどが挙げられる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の球面間座は、軸受のボールと接触しない領域に繊維を植毛したので、特に、軸受のボールを保持するための凹球面部の球面最深部に植毛することにより、植毛部にグリースやオイルなどの潤滑剤を保持する能力が向上し、球面間座の凹球面部とボールとの潤滑性が向上する。この結果、本発明の球面間座を用いた軸受の寿命が延長できる。また、球面間座の外周面（胴部）に繊維を植毛したことにより、植毛部にグリースやオイルなどの潤滑剤が保持され、潤滑特性の向上が図れる。
【００１４】
グリース潤滑にあっては、グリースの撹拌およびせん断を抑制でき、低トルクかつ長寿命となる。また、グリース自体の軸受内での移動を抑制でき、グリース漏れも低減できる。油潤滑にあっては、グリース潤滑の場合より低トルクとなる。また、必要に応じて、外部からの油供給が不要の構成とでき、本発明の球面間座を用いた軸受装置をコンパクトにできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の球面間座の一例を示す斜視図および拡大図である。
【図２】図１に示す球面間座の正面図および断面図である。
【図３】射出成形する時の金型の一例を示す図である。
【図４】本発明の球面間座の他の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の球面間座を図１および図２に基づいて説明する。図１（ａ）は球面間座の一例を示す斜視図を、図１（ｂ）はＡ部拡大図を、図２（ａ）は正面図を、図２（ｂ）はＢ−Ｂ断面図をそれぞれ示す。
図１および図２に示すように、球面間座１は、両側のボール接触面２ａ、２ｂが、中心部に至るに従って深く凹む球面となる凹球面部２を有している。球面間座１の両側のボール接触面２ａ、２ｂは、図２（ｂ）点線で示すボール６のボール半径Ｒよりも若干大径の単一の球面形状である。なお、凹球面部２は接触面の一部をボール接触部とする複合曲面形状、円すい面形状または複合円すい面形状、ゴシックアーチ状の断面形状などであってもよい。
【００１７】
球面間座１は、ボール６と接触しない領域に、繊維が植毛された植毛部５が形成されている。植毛部５は、潤滑剤と接触する表面に形成することが好ましい。ボール６と接触しない領域としては、ボール接触面２ａ、２ｂに形成された凹部３が挙げられる。この凹部３はボール６とボール接触面２ａ、２ｂとの潤滑接触を害することなく、球面間座の機械的強度を維持できる範囲または形状で設けることができる。例えば、凹部３の範囲としては、ボール接触面２ａ、２ｂの一部、形状としては円形または角形の円柱または円錐形状の凹部が挙げられる。凹部の深さとしては、植毛部５が形成できる深さであればよい。また、ボール接触面２ａ、２ｂを貫通する形状であってもよい。
【００１８】
図１（ｂ）に示す凹部３は、円柱形状の凹部であり、凹部の円柱内側面３ａおよび円柱底面３ｂを有し、これらの面に植毛されている。円柱内側面３ａと円柱底面３ｂの植毛は、それぞれの面に対して垂直方向に植毛することが好ましい。
【００１９】
凹部３の最も好ましい例は、凹球面部２の球面最深部に設けられている円柱状凹部３である。球面間座１は、合成樹脂を射出成形して製造することが好ましい。図３に示すように、射出成形時の金型のゲート位置を、球面最深部に設けられている円柱状凹部３とすることにより、射出成形時の樹脂の均一な充填が可能となる。
【００２０】
球面間座１および後述する球面間座１’を植毛する前の成形体を射出成形する時の金型の一例を図３に示す。図３に示すように、この金型７は、上型８と、下型９とを有する。これら上型８と下型９とが型締めされた状態でキャビティ１０が形成される。上型８にゲート１１が設けられている。図示を省略した射出成形機からキャビティ１０内に加熱溶融した合成樹脂材料を充填し所定圧力に制御し、冷却する。その後、型開きして、成形品である球面間座を金型７から突き出す。なお、金型７に複数のキャビティ１０が形成され、複数個の球面間座１を同時に成形可能にしてもよい。
【００２１】
図４は球面間座の他の例を示す斜視図である。図４に示すように、球面間座１’はボールと接触しない領域として、球面間座の外周面（胴部表面）４に繊維が植毛されている。植毛部５は、潤滑剤と接触できる表面であれば、外周面全体であってもよく、外周面の一部であってもよい。また、植毛部５は、凹球面部２の球面最深部にある凹部３の表面および外周面の両方に設けることができる。
【００２２】
植毛前の成形体を成形するための合成樹脂材料としては、射出成形が可能な合成樹脂であればよく、例えば、フェノール樹脂やエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、またはポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂あるいはポリフェニレンサルファイド樹脂などの熱可塑性樹脂であってもよい。特に、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂およびポリフェニレンサルファイド樹脂は、耐熱性が高く、摺動特性にも優れるため好適に採用することができる。さらに、ＰＡ６、ＰＡ６６、ＰＡ４６などのポリアミド樹脂が好ましく、温度２７０℃における溶融粘度１０００Ｐａ・ｓ以上２０００Ｐａ・ｓ以下の樹脂材料が好ましい。
【００２３】
植毛部に植毛される繊維としては、短繊維であることが好ましく、短繊維としては、植毛用短繊維として使用可能であれば特に限定されず、例えば、（１）ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ナイロンなどのポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンテフタレートなどのポリエステル樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル、ビニロンなどの合成樹脂繊維、（２）カーボン繊維、グラスファイバーなどの無機繊維、（３）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。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。油による膨潤や溶解などが生じにくく化学的に安定であり、均質な繊維を多量に生産することができ、安価に入手することができるため、上記の中でも合成樹脂繊維を用いることが好ましい。
【００２４】
合成樹脂製繊維の形状としては、ボールとの非接触面に植毛したとき、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短繊維の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、植毛部の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１〜４０％が好ましい。また、短繊維の形状としては、ストレートとベンド(繊維の先端が曲がっている)タイプのものがあり、また、断面形状は円状と多角断面状のものがある。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、潤滑油などの保持性が向上する。
【００２５】
植毛部５は、短繊維をボールとの非接触面に、例えば植毛塗装することで形成できる。植毛塗装方法としては、吹き付けや静電植毛を採用できる。非接触面の表面の任意の箇所に多量の繊維を短時間で密に、垂直に植毛できることから、静電植毛を採用することが好ましい。静電植毛方法としては、公知の方法を採用できる。例えば、静電植毛方法として、（１）球面間座１または１’の静電植毛を施す範囲に接着剤を塗布する工程、（２）帯電させた短繊維を球面間座のボールとの非接触面に吹き付け静電気力により上記接着剤塗布面に略垂直に植毛する工程、（３）短繊維が仮付着した表面を乾燥させて接着剤の硬化反応を十分に行ない、短繊維を非接触面の表面に固着させる工程などを含む方法が挙げられる。
【００２６】
静電植毛に使用できる接着剤としては、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。
【００２７】
本発明の球面間座は、潤滑油またはグリースで潤滑される。これら潤滑剤（潤滑油・グリース）は、ボール接触面２ａ、２ｂに介在して潤滑がなされる。潤滑油としては、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、りん酸エステル油、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、フッ素化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種以上が併用されてもよい。
【００２８】
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、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種以上が併用されてもよい。また、潤滑剤には、必要に応じて公知の添加剤を添加できる。
【００２９】
本発明の球面間座は、潤滑油またはグリースが植毛部に保持されるので、潤滑特性の向上が図れる。その結果、この球面間座を用いた旋回軸受が低トルクかつ長寿命となる。また、外部からの油供給が不要の構成とできるので、本発明の球面間座を用いた軸受装置をコンパクトにできる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の軸受の球面間座は、これを用いた転がり軸受が低トルクかつ長寿命となるので、種々の用途の転がり軸受に広く適用できる。特に、風車用軸受、油圧ショベル、クレーンなどの建設機械用軸受、工作機械の回転テーブル用軸受、砲座用軸受、パラボラアンテナ用軸受などの風車・産業機械用の旋回軸受の球面間座として好適に利用できる。
【符号の説明】
【００３１】
１、１’  球面間座
２  凹球面部
３  凹部
４  外周面
５  植毛部
６  ボール
７  金型
８  上型
９  下型
１０  キャビティ
１１  ゲート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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