(57)【要約】【課題】高温で加熱しなくても潤滑剤の均一分散性を確保でき、しかも軌道輪と転動体との間に形成される空間内に隙間なく固形ポリマー潤滑材を封入することができる液状ポリマー潤滑剤を用いて製造した転がり軸受を提供する。【解決手段】本発明の転がり軸受は、内外輪１，２と、複数の転動体３と、これら内輪２、外輪１および各転動体３との間に封入された固形ポリマー潤滑材４とを備えている。そして、固形ポリマー潤滑材４として、潤滑剤と数平均分子量１，０００〜５０，０００の低分子量の樹脂と溶剤とを含む液状ポリマー潤滑剤を溶剤の揮発により固化させたものを用いるようにした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑剤と、樹脂と、この樹脂を溶解して分散させるための溶剤とを含み、前記樹脂が、数平均分子量１，０００〜５０，０００であることを特徴とする液状ポリマー潤滑剤。
【請求項２】
内輪と、外輪と、前記内輪および外輪の間に転動自在に配置された複数の転動体と、これら内輪、外輪および各転動体との間に形成される空間内に封入された固形ポリマー潤滑材とを備えた転がり軸受であって、
前記固形ポリマー潤滑材が、請求項１に記載された液状ポリマー潤滑剤を、その液状ポリマー潤滑剤中の溶剤の揮発により固化させたものであることを特徴とする転がり軸受。
【請求項３】
請求項２に記載の転がり軸受を製造する方法であって、請求項１に記載された液状ポリマー潤滑剤を、内輪、外輪および各転動体との間に形成される空間内に注入した後、その液状ポリマー潤滑剤中の溶剤の揮発温度以上に加熱してその溶剤を揮発させることにより、前記空間内に封入された固形ポリマー潤滑材を形成することを特徴とする転がり軸受の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、深溝玉軸受、自動調心ころ軸受等の転がり軸受を構成する固形ポリマー潤滑材の製造に用いられる液状ポリマー潤滑剤およびそれを用いて製造される転がり軸受並びにその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
転がり軸受においては、一般に、内輪および外輪（軌道輪）の軌道面と玉またはころ（転動体）表面との潤滑性を向上させるために、潤滑油やグリースが用いられている。ところが、潤滑油やグリースが軸受外部に飛散してしまったり、軸受外部から異物が混入してしまったりして、軌道面と転動体表面の接触状態が悪化し、焼き付きなどが生じてしまうことがある。このため、潤滑油を樹脂中に分散させた固形ポリマー潤滑材を軌道輪と転動体との間に形成される空間内に封入することにより、潤滑性とシール性の双方を兼ね備えた転がり軸受の開発が進められている。
【０００３】
このようななか、例えば超高分子量ポリエチレン（数平均分子量：２０万以上）と潤滑剤とを混合し、超高分子量ポリエチレンの溶融温度以上（１３５℃以上）に加熱した後に冷却固化して固形ポリマー潤滑材を封入する技術が提案されている。具体的には、（１）溶剤中に超高分子量ポリエチレンと潤滑剤を分散させた混合物を空間内に注入した後、超高分子量ポリエチレンの溶融温度以上の温度で加熱し、その後冷却固化して封入する技術（例えば、特許文献１参照）や、（２）射出成形機を用いて同様の成分を溶融状態で隙間に注入した後、冷却固化して封入する技術（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−５０３３０号公報（第２頁）
【特許文献２】
特開２００２−２１２５８１号公報（第２頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記（１）の方法は、潤滑剤を均一に分散させるために、超高分子量ポリエチレンを高い温度で加熱溶融する必要があったため、加熱コストが高くつき、安価な製品提供が難しいという問題があった。また、上記（２）の方法は、軌道輪と転動体との間に形成される空間の隅々まで溶融した樹脂を行き渡らせるのが難しく、転がり軸受内に空隙部が形成されてしまうという問題があった。さらに、上記（１）（２）のいずれの方法も、高い温度で製造する必要があるため、金属製の転がり軸受以外に適用するのは難しいという問題もあった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、高温で加熱しなくても潤滑剤の均一分散性を確保でき、しかも軌道輪と転動体との間に形成される空間内に隙間なく固形ポリマー潤滑材を封入することができる液状ポリマー潤滑剤およびそれを用いて製造した転がり軸受、並びにその製造方法の提供をその目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の液状ポリマー潤滑剤は、潤滑剤と、樹脂と、この樹脂を溶解して分散させるための溶剤とを含み、前記樹脂が、数平均分子量１，０００〜５０，０００であることを特徴としている。
【０００８】
上記の構成によれば、樹脂成分として数平均分子量が１，０００〜５０，０００という低分子量のものを用いたので、この低分子量の樹脂を潤滑剤とともに溶剤中に均一に分散させることができる。しかも、このように均一に分散した液状ポリマー潤滑剤を、軌道輪と転動体との間に形成される空間の隅々まで行き渡らせることができる。よって、潤滑剤が均一に分散した固形ポリマー潤滑材を隙間なく軌道輪と転動体との間に封入することが可能になる。また、固形ポリマー潤滑材は、従来の超高分子量ポリエチレンの溶融温度よりも低い温度で行う溶剤の揮発により形成できるので、加熱コストを抑制でき、そのため安価な転がり軸受を提供することができる。さらに、高温加熱が不要であるので、例えば樹脂製の軌道輪や転動体から構成される転がり軸受にも適用可能になるという利点を有する。ここで、樹脂の数平均分子量を１，０００〜５０，０００の範囲としたのは、５０，０００を超えるような高分子量であると溶剤中に均一に分散させることができないからであり、１，０００未満であると固形ポリマー潤滑材の強度などが不充分になるからである。
【０００９】
本発明の転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪および外輪の間に転動自在に配置された複数の転動体と、これら内輪、外輪および各転動体との間に形成される空間内に封入された固形ポリマー潤滑材とを備えた転がり軸受であって、前記固形ポリマー潤滑材が、上記した液状ポリマー潤滑剤を、その液状ポリマー潤滑剤中の溶剤の揮発により固化させたものであることを特徴としている。
【００１０】
上記の構成によれば、上記した液状ポリマー潤滑剤中の溶剤を揮発により除去して固化させたものを固形ポリマー潤滑材として用いているので、軸受の回転中に軌道面と転動体表面との間に潤滑剤を安定して供給することができる。また、軸受回転中に固形ポリマー潤滑材の摩耗や潤滑剤の滲み出しなどにより潤滑剤が供給されるだけでなく、溶剤の揮発跡が通り道となって軌道面と転動体表面との接触部に潤滑剤を供給することが可能となる。しかも、固形ポリマー潤滑材により、軌道面と転動体表面との接触部に異物が混入するのを防止することができる。よって、良好な潤滑性とシール性とを兼ね備えたものとなり、長寿命な転がり軸受を提供することができる。
【００１１】
本発明の転がり軸受の製造方法は、上記した転がり軸受を製造する方法であって、上記した液状ポリマー潤滑剤を、内輪、外輪および各転動体との間に形成される空間内に注入した後、その液状ポリマー潤滑剤中の溶剤の揮発温度以上に加熱してその溶剤を揮発させることにより、前記空間内に封入された固形ポリマー潤滑材を形成することを特徴としている。上記の構成によれば、良好な潤滑性とシール性とを兼ね備えた転がり軸受を簡単に製造することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の転がり軸受の一実施形態に係る深溝玉軸受を模式的に示す断面図である。この深溝玉軸受は、外輪１と、内輪２と、内外輪間に複数の転動体としての複数（例えば８個）の玉３とを備えている。そして、これら外輪１、内輪２および各玉３によって形成される空間内に固形ポリマー潤滑材４が封入されている。
【００１３】
固形ポリマー潤滑材４は、例えば、樹脂としての低分子量ポリエチレンと、溶剤としてのトルエンと、潤滑剤としてのポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）とを含む液状ポリマー潤滑剤を用いて形成することができる。詳細には、まず、固形分２０重量％の低分子量ポリエチレン溶液（ポリエチレンの数平均分子量：５０００、溶剤：トルエン）と、ＰＡＯ（３０ｃＳｔ（４０℃））とを、重量比１：１で混合して攪拌し、液状ポリマー潤滑剤を調製する。ついで、この液状ポリマー潤滑剤を、外輪１、内輪２および各玉３によって形成される空間内に注入（片側にシールを嵌めて漏れないようにした状態で注入）してその空間を満たした後、液状ポリマー潤滑剤中の溶剤が揮発しやすい温度（６０〜８０℃）に加熱する。これにより、液状ポリマー潤滑剤中のトルエンが揮発により除去されて固化する。なお、この温度以下で加熱処理してもよい。この場合、真空中で加熱すると、溶剤の揮発が促進されるという利点がある。こうして、固形ポリマー潤滑材４を形成することができる。
【００１４】
本形態に係る深溝玉軸受は、低分子量ポリエチレンとトルエンとＰＡＯとを含む液状ポリマー潤滑剤を用いて固形ポリマー潤滑材を形成しているので、外輪１、内輪２、各玉３によって形成される空間の隅々まで固形ポリマー潤滑材を封入することができる。しかも、低分子量ポリエチレンを用いているので、固形ポリマー潤滑材中にＰＡＯが均一に分布したものとなる。このため、軸受の回転中に固形ポリマー潤滑材からＰＡＯを安定して供給することができる。よって、外輪１および内輪２の軌道面と各玉３の表面との接触状態が長期にわたって良好なものとなり、長寿命な深溝玉軸受になる。本発明者は、上記した低分子量ポリエチレン溶液を用いトルエンを揮発により除去して固化させた固形ポリマー潤滑材を封入した深溝玉軸受（実施例品）と、超高分子量ポリエチレン（数平均分子量２０万）を用い加熱溶融した後冷却して固化させた固形ポリマー潤滑材を封入した深溝玉軸受（比較例品）との比較試験を行った結果、実施例品の方が比較例品に比べて長寿命であったことを確認している。
【００１５】
上記では、液状ポリマー潤滑剤を構成する樹脂として低分子量ポリエチレンを用いる場合を説明したが、数平均分子量Ｍｎが１，０００〜５０，０００、好ましくは２，０００〜１０，０００の範囲内であればよく、直鎖状、分枝状の各種の樹脂を用いることができる。具体的には、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリアセタール等を用いることができる。これらは単独であるいは２種以上併せて用いてもよい。
また、溶剤についてもトルエンに限らず、溶解させる樹脂の種類に応じて適宜に選択することができる。ただし、溶剤を揮発させて除去することを考慮すれば、揮発性の高い溶剤が好適である。これらは単独であるいは２種以上併せて用いてもよい。
さらに、潤滑剤についてもＰＡＯに限らず、鉱油、合成潤滑油、グリースなどの公知の潤滑剤を用いてもよい。ただし、溶剤とともに揮発して除去されないよう、揮発性の低いものが好適である。これらは単独であるいは２種以上併せて用いてもよい。
また、液状ポリマー潤滑剤は、固体の潤滑剤であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粉を分散させたものであってもよい。例えば、低分子量ポリエチレンをトルエンなどの溶剤に溶解させた状態の溶液にＰＴＦＥ粉を分散させたものでもよい。このような液状ポリマー潤滑剤を用いると、トルエンなどの溶剤を揮発させることにより低分子量ポリエチレンの析出物にＰＴＦＥが混合した共析物である固体ポリマー潤滑剤が得られる。
また、本発明は深溝玉軸受に限らず、自動調心ころ軸受などの各種の転がり軸受に適用可能である。また、樹脂の溶融温度よりも低い温度で固形ポリマー潤滑材を形成できるので、金属製以外（例えば樹脂製）の転がり軸受にも適用することができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の液状ポリマー潤滑剤によれば、潤滑剤が均一に分散した固形ポリマー潤滑材を作製できるとともに、軌道輪と転動体の間に形成される空間内に空隙部を生ずることなく固形ポリマー潤滑材を封入することができる。また、本発明の転がり軸受によれば、軸受の回転中に軌道面と転動体表面との接触部に安定して潤滑剤を供給できるとともに、その接触部に異物が混入するのを防止できるため、長寿命なものになる。さらに、本発明の転がり軸受の製造方法によれば、良好な潤滑性とシール性とを兼ね備えた転がり軸受を簡単に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の転がり軸受の一実施形態に係る深溝玉軸受を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１    内輪
２    外輪
３    玉（転動体）
４    固形ポリマー潤滑材
【図１】
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