(57)【要約】      （修正有）【課題】より耐久性を高めた建設機械の走行減速機用転がり軸受を提供する。【解決手段】内輪１１と、外輪１２と、内輪１１及び外輪１２の間に配置された転動体である円錐ころ１３と、耐衝撃性向上剤としてのゴム材料を樹脂に配合した樹脂組成物からなる保持器１４とを備える建設機械の走行減速機用転がり軸受１０において、樹脂組成物が、ポリアミドと、ガラス繊維と、ゴム材料とを含有し、ゴム材料がカルボキシル基、エステル基及びグリシジル基から選ばれる少なくとも１つの官能基を分子中に有するゴムである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械用の走行減速機に組み込まれる転がり軸受であって、
内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に配置された転動体と、耐衝撃性向上剤としてのゴム材料を樹脂に配合した樹脂組成物からなる保持器とを備えることを特徴とする、建設機械の走行減速機用転がり軸受。
【請求項２】
前記樹脂組成物が、ポリアミド４６と、ガラス繊維と、ゴム材料とを含有することを特徴とする請求項１記載の建設機械の走行減速機用転がり軸受。
【請求項３】
前記樹脂組成物が、ポリアミド６６と、ガラス繊維と、ゴム材料とを含有することを特徴とする請求項１記載の建設機械の走行減速機用転がり軸受。
【請求項４】
前記ゴム材料がカルボキシル基、エステル基及びグリシジル基から選ばれる少なくとも１つの官能基を分子中に有するゴムであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の建設機械の走行減速機用転がり軸受。
【請求項５】
前記転動体が円錐ころであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の建設機械の走行減速機用転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の走行減速機に組み込まれる転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械に使用される走行減速機として、例えば図１に示す構成が知られている。図示される走行減速機１は、油圧モータ（図示せず）に接続された駆動軸２と、駆動軸２の回転を減速する遊星歯車機構３，４，５と、転がり軸受６によりハウジング７に回転自在に支持された回転ドラム８と、回転ドラム８に固定されたスプロケット９とを備える。また、転がり軸受６としては、機体重量に応じてアンギュラ玉軸受、または、背面組み合わせの円錐ころ軸受が用いられることが多い。
【０００３】
一方、建設機械は一般に未整備の場所で作業を行うため、走行中に障害物に盛り上げ・落下することが日常的に起こっており、その際に大きな落下衝撃（ドロップインパクト）を受ける。従来、転がり軸受６には金属製の保持器が使用されているが、転がり軸受６にも同様に大きな衝撃荷重が断続的に加わるため、耐衝撃性が低い金属製保持器が破損することもある。
【０００４】
また、金属製の保持器は、軸受回転時の摩擦により摩耗粉を生じるので、摩耗粉が潤滑油に混入することによる潤滑寿命の低下や、摩耗粉が転動体の転動面を傷つける等の問題があることから、繊維強化樹脂組成物製の保持器も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２２６３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、建設機械の走行減速機に組み込まれる転がり軸受においても、耐久性の向上要求は強く、保持器の更なる耐衝撃性向上が不可欠である。
【０００７】
そこで、本発明は、これまでよりも耐久性を高めた建設機械の走行減速機用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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は以下に示す建設機械の走行減速機用転がり軸受を提供する。
（１）建設機械用の走行減速機に組み込まれる転がり軸受であって、
内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に配置された転動体と、耐衝撃性向上剤としてのゴム材料を樹脂に配合した樹脂組成物からなる保持器とを備えることを特徴とする、建設機械の走行減速機用転がり軸受。
（２）前記樹脂組成物が、ポリアミド４６と、ガラス繊維と、ゴム材料とを含有することを特徴とする上記（１）記載の建設機械の走行減速機用転がり軸受。
（３）前記樹脂組成物が、ポリアミド６６と、ガラス繊維と、ゴム材料とを含有することを特徴とする上記（１）記載の建設機械の走行減速機用転がり軸受。
（４）前記ゴム材料がカルボキシル基、エステル基及びグリシジル基から選ばれる少なくとも１つの官能基を分子中に有するゴムであることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか１項に記載の建設機械の走行減速機用転がり軸受。
（５）前記転動体が円錐ころであることを特徴とする上記（１）〜（４）の何れか１項に記載の建設機械の走行減速機用転がり軸受。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の建設機械の走行減速機用転がり軸受は、保持器が繊維強化樹脂組成物製であるため、金属製保持器のような摩耗粉による問題がないとともに、保持器が耐衝撃性向上剤としてゴム材料を含むため、従来よりも耐衝撃性が増して軸受耐久性を大きく向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】建設機械用走行減速機の一例を示す概略断面図である。
【図２】円錐ころ軸受を示す概略断面図である。
【図３】円錐ころ用の保持器を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
本発明の建設機械の走行減速機用転がり軸受（以下、単に「転がり軸受」という）は、従来から建設機械の走行減速機に組み込まれているものが対象となり、代表的には円錐ころ軸受やアンギュラころ軸受を挙げることができる。図２は、円錐ころ軸受１０の一例を示す断面図であるが、円錐状の軌道面１１ａを有し、軌道面１１ａの大径側に大鍔部１１ｂ、小径側に小鍔部１１ｃを有する内輪１１と、円錐状の軌道面１２ａを有する外輪１２と、外輪１２の軌道面１２ａと内輪１１の軌道面１１ａとの間に転動自在に配された複数の円錐ころ１３と、これら円錐ころ１３を円周方向に所定間隔で案内保持する保持器１４と、を備えている。尚、図３は保持器１４を示す斜視図である。
【００１３】
本発明では、保持器１４として、樹脂と強化用繊維とを含み、更に耐衝撃性向上剤としてのゴム材料を配合した樹脂組成物の成形品を用いる。
【００１４】
樹脂は、射出成形可能で、耐衝撃性や耐熱性等に優れることから、ポリアミド樹脂が好ましく、中でもポリアミド４６またはポリアミド６６が好ましい。
【００１５】
樹脂組成物には、耐衝撃性を改善するためにゴム材料が配合される。ゴムの種類には特に制限はないが、耐衝撃性の向上効果に優れるエチレンアクリレート共重合ゴム、エチレンプロピレン非共役ジエンゴム、無水マレイン酸変性エチレンプロピレン非共役ジエンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、シリコンゴム、クロロプレンゴム、水素添加ニトリルゴム、カルボキシル変性水素添加ニトリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、更にスチレン系、オレフィン系、ウレタン系、ポリアミド系、ポリ塩化ビニル系等の熱可塑性エラストマー等が挙げられ、それぞれ単独で、あるいは複数種を組み合わせて配合する。中でも、カルボキシル基やエステル基、グリシジル基のような極性を持った官能基を分子中に有するゴムは、ポリアミド樹脂との相互作用が強く、親和性が良いため耐衝撃性を大きく向上させることができることから、アクリルゴム、無水マレイン酸変性エチレンプロピレン非共役ジエンゴム、カルボキシル変性水素添加ニトリルゴムが好ましい。また、これらの極性官能基を持たないゴムであっても、分子鎖に極性官能基を有するように変性したものを用いることが好ましい。
【００１６】
また、ゴム材料は、加硫された粉末ゴムの状態で添加、分散されるため、できるだけ微粉末であることが好ましく、平均粒径で２００ｎｍ以下の超微粉子であることが更に好ましい。
【００１７】
ゴム材料の含有量は、樹脂組成物全量の２〜１５質量％が好ましく、より好ましくは３〜６質量％である。含有量が２質量％未満では、耐衝撃性の改善効果が乏しく、実用性が低い。また、１５質量％を超える場合は、耐衝撃性の改善効果が飽和するばかりでなく、むしろ耐熱性に悪影響を及ぼす可能性があり、好ましくない。
【００１８】
樹脂組成物には、補強のために補強用繊維が配合される。補強用繊維の含有量は補強面から樹脂組成物全量の１０〜４０質量％が好ましく、２０〜３０質量％がより好ましい。
含有量が１０質量％未満では補強効果が十分ではなく、保持器の剛性が上がらない。また、４０質量％を超える場合は、樹脂組成物の流動性が低下し、保持器を寸法精度良く射出成形することが難しくなる。
【００１９】
補強用繊維としては、ガラス繊維が好ましいが、炭素繊維やアラミド繊維、あるいはチタン酸カリウムウィスカー等のウィスカー状の補強材を用いてもよい。また、これらを混合してもよい。また、補強用繊維は、ポリアミド樹脂との接着性を高めるために、シランカップリング剤等で表面されていていることが好ましい。
【００２０】
樹脂組成物には上記の成分の他に、必要に応じて種々の添加剤を配合してもよい。例えば、使用に伴う発熱による劣化を抑えるためにヨウ化物系熱安定剤やアミン系熱安定剤を、それぞれ単独で、あるいは混合して添加することが好ましい。
【実施例】
【００２１】
以下に実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００２２】
〔試験１〕
（実施例１〜９、比較例１）
実施例１〜９として、ポリアミド４６を７０質量％、ガラス繊維を２５質量％、表１に示すゴム材料を５質量％の割合で混合し、ＪＩＳ  Ｋ７１１０で規定されるアイゾット衝撃試験用の試験片を作製した。また、比較例１として、ポリアミド４６を７５質量％、ガラス繊維を２５質量％とした試験片を作製した。そして、各試験片についてＪＩＳ  Ｋ７１１０で規定されるアイゾット衝撃試験を行い、アイゾット衝撃値を測定した。結果を、比較例１の値を１とする相対値にて表１に示す。
【００２３】
【表１】
2012082882.tif 000003
【００２４】
表１に示すように、耐衝撃性向上剤としてゴム材料を配合することにより、耐衝撃性が２〜４割向上することがわかる。特に、アクリルゴム（実施例２）、カルボキシル変性水素添加ニトリルゴム（実施例４）、無水マレイン酸変性エチレンプロピレン非共役ジエンゴム（実施例６）のようにポリアミド樹脂との相互作用の強いゴム材料を配合した場合に耐衝撃性の向上効果が大きい。これらの結果を基に、更に試験を行った。
【００２５】
（実施例１０）
ポリアミド４６を７０質量％、ガラス繊維を２５質量％、水素添加ニトリルゴムを５質量％の割合で混合した樹脂組成物を射出成形して円錐ころ軸受（内径３００ｍｍ、外径３９０ｍｍ、幅４２ｍｍ）用の保持器を作製した。
【００２６】
（実施例１１）
ポリアミド４６を７０質量％、ガラス繊維を２５質量％、カルボキシル変性水素添加ニトリルゴムを５質量％の割合で混合した樹脂組成物を射出成形して円錐ころ軸受（内径３００ｍｍ、外径３９０ｍｍ、幅４２ｍｍ）用の保持器を作製した。
【００２７】
（実施例１２）
ポリアミド４６を７０質量％、ガラス繊維を２５質量％、エチレンプロピレン非共役ジエンゴムを５質量％の割合で混合した樹脂組成物を射出成形して円錐ころ軸受（内径３００ｍｍ、外径３９０ｍｍ、幅４２ｍｍ）用の保持器を作製した。
【００２８】
（実施例１３）
ポリアミド４６を７０質量％、ガラス繊維を２５質量％、無水マレイン酸変性エチレンプロピレン非共役ジエンゴムを５質量％の割合で混合した樹脂組成物を射出成形して円錐ころ軸受（内径３００ｍｍ、外径３９０ｍｍ、幅４２ｍｍ）用の保持器を作製した。
【００２９】
（比較例２）
圧延鋼板をプレスして円錐ころ軸受（内径３００ｍｍ、外径３９０ｍｍ、幅４２ｍｍ）用の保持器を作製した。
【００３０】
（比較例３）
ポリアミド４６を７５質量％、ガラス繊維を２５質量％の割合で混合した樹脂組成物を射出成形して円錐ころ軸受（内径３００ｍｍ、外径３９０ｍｍ、幅４２ｍｍ）用の保持器を作製した。
【００３１】
上記実施例１０〜１３及び比較例２〜３の保持器を円錐ころ軸受に組み込み、落下衝撃試験を行って保持器の耐衝撃性を評価した。落下衝撃試験は、振動加速度２９４０ｍ／ｓ２、落下サイクル１２０ｃｐｍにて行い、保持器が破損した落下回数を求めた。結果を、比較例２の落下回数を１とする相対値にて表２に示す。
【００３２】
【表２】
2012082882.tif 000004
【００３３】
表２に示すように、耐衝撃性向上剤としてゴム材料を配合した樹脂製保持器を用いることにより、耐衝撃性が金属製保持器を用いた場合に比べて１３〜１５倍、ゴム材料を配合しない樹脂製保持器に比べても１．３〜１．５倍向上することがわかる。特に、カルボキシル変性水素添加ニトリルゴム（実施例１１）や無水マレイン酸変性エチレンプロピレン非共役ジエンゴム（実施例１３）のようにポリアミド樹脂との相互作用の強いゴム材料を配合した場合に耐衝撃性の向上効果が大きい。
【００３４】
〔試験２〕
（実施例１４〜２２、比較例４）
実施例１４〜２２として、ポリアミド６６を７０質量％、ガラス繊維を２５質量％、表３に示すゴム材料を５質量％の割合で混合し、ＪＩＳ  Ｋ７１１０で規定されるアイゾット衝撃試験用の試験片を作製した。また、比較例４として、ポリアミド６６を７５質量％、ガラス繊維を２５質量％とした試験片を作製した。そして、各試験片についてＪＩＳ  Ｋ７１１０で規定されるアイゾット衝撃試験を行い、アイゾット衝撃値を測定した。結果を、比較例４の値を１とする相対値にて表３に示す。
【００３５】
【表３】
2012082882.tif 000005
【００３６】
表３に示すように、耐衝撃性向上剤としてゴム材料を配合することにより、耐衝撃性が２〜４割向上することがわかる。特に、アクリルゴム（実施例１５）、カルボキシル変性水素添加ニトリルゴム（実施例１７）、無水マレイン酸変性エチレンプロピレン非共役ジエンゴム（実施例１９）のようにポリアミド樹脂との相互作用の強いゴム材料を配合した場合に耐衝撃性の向上効果が大きい。これらの結果を基に、更に試験を行った。
【００３７】
（実施例２３）
ポリアミド６６を７０質量％、ガラス繊維を２５質量％、カルボキシル変性水素添加ニトリルゴムを５質量％の割合で混合した樹脂組成物を射出成形して円錐ころ軸受（内径１８０ｍｍ、外径２４０ｍｍ、幅２５ｍｍ）用の保持器を作製した。
【００３８】
（実施例２４）
ポリアミド６６を７０質量％、ガラス繊維を２５質量％、無水マレイン酸変性エチレンプロピレン非共役ジエンゴムを５質量％の割合で混合した樹脂組成物を射出成形して円錐ころ軸受（内径１８０ｍｍ、外径２４０ｍｍ、幅２５ｍｍ）用の保持器を作製した。
【００３９】
（比較例５）
圧延鋼板をプレスして円錐ころ軸受（内径１８０ｍｍ、外径２４０ｍｍ、幅２５ｍｍ）用の保持器を作製した。
【００４０】
（比較例６）
ポリアミド６６を７５質量％、ガラス繊維を２５質量％の割合で混合した樹脂組成物を射出成形して円錐ころ軸受（内径１８０ｍｍ、外径２４０ｍｍ、幅２５ｍｍ）用の保持器を作製した。
【００４１】
上記実施例２３〜２４及び比較例５〜６の保持器を円錐ころ軸受に組み込み、落下衝撃試験を行って保持器の耐衝撃性を評価した。落下衝撃試験は、振動加速度２９４０ｍ／ｓ２、落下サイクル１２０ｃｐｍにて行い、保持器が破損した落下回数を求めた。結果を、比較例５の落下回数を１とする相対値にて表４に示す。
【００４２】
【表４】
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【００４３】
表４に示すように、耐衝撃性向上剤としてゴム材料を配合した樹脂製保持器を用いることにより、耐衝撃性が金属製保持器を用いた場合に比べて１３〜１４倍、ゴム材料を配合しない樹脂製保持器に比べても１．３〜１．４倍向上することがわかる。
【符号の説明】
【００４４】
１  走行減速機
２  駆動軸
３，４，５  遊星歯車機構
３ａ，４ａ，５ａ  太陽歯車
３ｂ，４ｂ，５ｂ  内歯歯車
３ｃ，４ｃ，５ｃ、６  転がり軸受
３ｄ，４ｄ，５ｄ  遊星キャリア
３ｅ，４ｅ，５ｅ  遊星歯車
７  ハウジング
８  回転ドラム
９  スプロケット
１０  円錐ころ軸受
１１  内輪
１２  外輪
１３  円錐ころ
１４  保持器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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