(57)【要約】【課題】  セパレータの摩耗が進んでも、転動体の内外輪からの脱落を有効に防止することができる転がり軸受を提供する。【解決手段】  内外輪１，２間に複数の転動体３を配列し、転動体３間に角柱形状のセパレータ４を周方向に複数介装した転がり軸受において、前記セパレータ４の外面のうち、転動体３と接触する周方向の面を除く内外輪１，２の対向面、軸方向の側面の少なくとも一面に、セパレータ４の周方向の幅よりも幅の狭い帯金６を一体化し、セパレータ４のある程度以上の摩耗の進行を帯金６によって阻止するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内外輪間に複数の転動体を配列し、転動体間に角柱形状のセパレータを周方向に複数介装した転がり軸受において、前記セパレータの外面のうち、転動体と接触する周方向の面を除く内外輪の対向面の少なくとも一面に、セパレータの周方向の幅よりも幅の狭い帯金を一体化したことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記転動体が玉である請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記帯金が、ステンレス鋼製または黄銅製である請求項１又は２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記セパレータが固体潤滑剤によって成形されている請求項１〜３のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記固体潤滑剤がグラファイトからなる請求項４に記載の転がり軸受。
【請求項６】
前記固体潤滑剤のグラファイト配合率が８０〜９８ｖｏｌ％のものを使用した請求項５に記載の転がり軸受。
【請求項７】
前記固体潤滑剤の曲げ強度が４〜１５ＭＰａ、比摩耗量１．５〜２．５×１０−５ｍｍ３／（Ｎ／ｍ）である請求項４〜６のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項８】
前記帯金の幅が、前記セパレータが摩耗しても前記転動体が内外輪から脱落しない幅に設定されている請求項１〜７のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項９】
前記セパレータ側面の帯金の内面に、凹凸を設けている請求項１〜８のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項１０】
前記セパレータは、周方向長さが内径側ほど短くなるように形成されている請求項１〜９のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項１１】
前記セパレータの外輪と対向する面が、少なくとも一部平坦面又は周方向に多角形の面に形成されている請求項１〜１０のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項１２】
前記セパレータの軸方向側面の少なくとも片面に帯金の移動規制用の溝を設けた請求項１〜１１のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項１３】
前記セパレータの外輪軌道面に対向する面の帯金軸方向長さの中央部を、円周方向に幅を狭くした請求項１〜１２のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項１４】
帯金の円周方向に幅を狭くした部位の形状が、使用する転動体の曲率より大きい曲率の曲面で形成されている請求項１３に記載の転がり軸受。
【請求項１５】
前記転動体と接触するセパレータの周方向の面が平坦面で形成されている請求項１〜１４のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項１６】
前記セパレータとシールド板間に固体潤滑剤によって形成された位置決め用のリングを挿入している請求項１〜１５のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項１７】
前記位置決め用のリングがグラファイト配合率９５〜１００ｖｏｌ％のグラファイトからなる請求項１６に記載の転がり軸受。
【請求項１８】
テンタクリップ用の軸受として使用する請求項１〜１７のいずれかに記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内外輪間に複数の転動体を配列し、転動体間にセパレータを周方向に複数介装した転がり軸受、特に、フィルム延伸機のテンタクリップ用軸受等の高温雰囲気下、あるいは真空雰囲気下で使用するのに適した転がり軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フィルム延伸機のテンタクリップ用軸受は、一般的に１５０〜２５０℃の高温雰囲気下で使用されるため、耐熱性が要求される。
【０００３】
特に、近年需要が高まっているＰＥＥＫやＰＩ等の樹脂では４００℃という超高温雰囲気下で延伸作業が行われている。
【０００４】
このような超高温雰囲気下で使用される転がり軸受では、４００℃という高温で使用可能なグリースがないことから、転動体間に固体潤滑剤によって形成されたセパレータを介装させることにより、超高温下において徐々に潤滑剤を軌道面に供給するようにしている。
【０００５】
このようなセパレータを使用する転がり軸受は、特許文献１あるいは特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３２０５４８号公報
【特許文献２】特開２００５−３１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のような、転動体間にセパレータを周方向に複数介装した転がり軸受においては、セパレータの転動体との当接面が摩耗する。
【０００８】
特に、セパレータが固体潤滑剤によって形成されている場合には、セパレータの摩耗が激しい。
【０００９】
そして、セパレータの摩耗が進み、転動体の周方向に配列された転動体間の隙間を合算した総量が軸受の円周上の１／２以上に大きくなると、転動体が内外輪から脱落する懸念が生じる。
【００１０】
そこで、この発明は、セパレータの摩耗が進んでも、転動体の内外輪からの脱落を有効に防止することができる転がり軸受を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を解決するために、この発明は、内外輪間に複数の転動体を配列し、転動体間に角柱形状のセパレータを周方向に複数介装した転がり軸受において、前記セパレータの外面のうち、転動体と接触する周方向の面を除く内外輪の対向面の少なくとも一面に、セパレータの周方向の幅よりも幅の狭い帯金を一体化したことを特徴とする。
【００１２】
この発明の転がり軸受の代表例は、深溝玉軸受である。
【００１３】
前記帯金は、ステンレス鋼や黄銅、ＳＳ材にめっき処理を施したものを使用するが、滑り性や耐食性を考慮し、ステンレス鋼製や黄銅製がより好ましい。
【００１４】
前記セパレータは、グラファイト等の固体潤滑剤によって成形されている。
【００１５】
前記セパレータをグラファイトによって成形する場合、グラファイト配合率が８０〜９８ｖｏｌ％のものが好ましい。
【００１６】
前記固体潤滑剤の曲げ強度は、４〜１５ＭＰａ、比摩耗量１．５〜２．５×１０−５ｍｍ３／（Ｎ／ｍ）である。
【００１７】
前記帯金の幅は、前記セパレータが摩耗しても、玉が内外輪から脱落しない幅に設定する。
【００１８】
前記セパレータ側面の帯金の内面に、凹凸を設けることにより、セパレータと帯金との滑り止め効果が向上する。
【００１９】
前記セパレータは、周方向長さが内径側ほど短くなるように形成され、外輪と対向する面を、少なくとも一部平坦面又は周方向に多角形の面に形成することにより、帯金の取付けが容易になる。
【００２０】
帯金の周方向の移動を規制するために、前記セパレータの軸方向側面の少なくとも片面に帯金の移動規制用の溝（半径方向の溝）を設ける。
【００２１】
前記セパレータの外輪軌道面に対向する面の帯金軸方向長さの中央部を、周方向に幅を狭くすることにより、軌道面へ供給する潤滑剤量の増量化が図れる。
【００２２】
帯金の円周方向に幅を狭くした部位の形状は、使用する玉の曲率より大きい曲率の曲面で形成することにより、セパレータの摩耗が進んだ場合に、帯金と玉との接触面積を低減することができる。
【００２３】
前記転動体と接触するセパレータの周方向の面は、平坦面に形成することができる。
【００２４】
前記セパレータの位置決め用として、セパレータとシールド板間にリングを挿入する。このリングは固体潤滑剤によって形成されている。
【００２５】
前記位置決め用のリングは、グラファイト配合率９５〜１００ｖｏｌ％のグラファイトを使用することが好ましい。
【００２６】
この発明の転がり軸受は、特に、テンタクリップ用の軸受として好適に使用することができる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によると、セパレータの摩耗が進み、転動体が帯金に接触すると、セパレータの摩耗がそれ以上進まないため、転動体の内外輪からの脱落を防止することができる。また、たとえセパレータが摩滅しても帯金が転動体間に存在するため、転動体間のすきまを合算した総量が軸受の円周上１／２以下にすることができ、軸受の脱落を防止することができる。
【００２８】
そして、帯金を耐食性の良いステンレス鋼製や滑り性の良い黄銅製にすることにより、転動体が帯金に当たっても、滑りがよいため、転動体の損傷が少なく、長寿命の転がり軸受が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明を適用した深溝玉軸受の第１の実施形態を示す側面図であり、シールド板およびリングを取り除いた状態を示している。
【図２】図１のＡ−Ａ線の断面図である。
【図３】図１の実施形態において使用する帯金を一体化したセパレータの斜視図である。
【図４】帯金を一体化する前のセパレータの形状を示す側面図である。
【図５】帯金を一体化したセパレータの他の実施形態の斜視図である。
【図６】帯金を一体化したセパレータの他の実施形態の断面図である。
【図７】帯金を一体化する前のセパレータの他の実施形態を示す側面図である。
【図８】この発明を適用した深溝玉軸受の第２の実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００３１】
図１〜図４は、この発明を適用した深溝玉軸受の第１の実施形態を示している。
この深溝玉軸受は、内輪１と、外輪２と、内輪１と外輪２の間に配列される複数の玉３と、複数の玉３間に周方向に介装される複数のセパレータ４とを備えている。
【００３２】
内輪１の外周面および外輪２の内周面には、軌道面がそれぞれ形成されており、外輪２の内周面両肩部には、径方向外向きに凹む周溝がそれぞれ形成されている。
【００３３】
玉３は、内輪１と外輪２の軌道面間に介装されている。
【００３４】
外輪２の内周面の両肩部に形成した周溝には、内輪１と外輪２の間の空間をシールドするシールド板５が嵌められている。シールド板５の先端は、内輪１の外周面の両肩部に対して微小隙間を介して対向させられている。
【００３５】
セパレータ４は、図４に示すように、ほぼ角柱形で、周方向長さが内径側ほど短くなるように形成され、外輪と対向する面を、少なくとも一部平坦面又は周方向に多角形の面に形成し、帯金６の取付けを容易にしている。図４の符号４ａは、平坦面を示している。
【００３６】
セパレータ４は、固体潤滑剤により形成され、回転動作に伴うセパレータ４と玉３との接触によって潤滑剤をセパレータ４から玉３の表面や内輪１・外輪２の軌道面などの転がり接触部に転移させて、それぞれの潤滑を行わせている。
【００３７】
セパレータ４を形成する固体潤滑剤としては、例えば、グラファイトや二硫化タングステン、二硫化モリブデンなどの層状物質、金、銀、鉛などの軟質金属材、ＰＴＦＥやポリイミドなどの高分子樹脂材やこれらを主成分とする複合材などを使用することができる。
【００３８】
セパレータ４には、外面のうち、玉３と接触する周方向の面を除く内外輪１，２の対向面の少なくとも一面に、セパレータ４の周方向の幅よりも幅の狭い帯金６を一体化しており、図１〜図４に示す実施形態では、玉３と接触する周方向の面と内輪１対向面を除いて、帯金６を一体化している。
【００３９】
前記帯金６の材質としては、耐食性の良いステンレス鋼製や滑り性の良い黄銅がより好ましい。
【００４０】
前記帯金の幅は、前記セパレータ４が摩耗しても、玉３が内外輪１，２から脱落しない幅に設定する。
【００４１】
また、前記セパレータ４の位置決め用として、図８に示すように、セパレータ４とシールド板５間にリング８を挿入してもよい。このリング８は固体潤滑剤によって形成されている。
【００４２】
また、図５に示すように、前記セパレータ４の外輪軌道面に対向する面の帯金６の軸方向長さの中央部を、周方向に幅を狭くすると、軌道面へ供給する潤滑剤量の増量化を図ることができる。
【００４３】
帯金６の円周方向に幅を狭くした部位の形状は、使用する玉３の曲率より大きい曲率の曲面で形成することにより、セパレータ４の摩耗が進んだ場合に、帯金６と玉３との接触面積を低減することができる。
【００４４】
また、図６に示すように、セパレータ４の側面の帯金６の内面に、凹凸７を設けることにより、セパレータ４と帯金６との滑り止めを図ることができる。
【００４５】
また、図７に示すように、帯金６の周方向の移動を規制するために、前記セパレータ４の軸方向側面の少なくとも片面に帯金６の移動規制用の溝９（半径方向の溝）を設けてもよい。
【００４６】
前記セパレータ４と位置決め用のリング８は、それぞれ固体潤滑剤のうちでも特に潤滑性の優れたグラファイトで形成することが好ましい。そのグラファイトの配合率は、セパレータ４で８０〜９８ｖｏｌ％、リング８で９５〜１００ｖｏｌ％とし、セパレータ４の比摩耗量を１．５×１０−５ｍｍ３／（Ｎ／ｍ）とすることにより、十分な潤滑が行われ、曲げ強度を４ＭＰａ以上とすることにより、運転中のセパレータの破損を防止できる。
【００４７】
そして、セパレータ４の比摩耗量の上限を２．５×１０−５ｍｍ３／（Ｎ／ｍ）とすることにより、軸受内部でのセパレータ４の摩耗粉の詰まりが軸受寿命の短縮を引き起こさないようにすることができる。また、セパレータ４は、曲げ強度が高すぎると、運転中に傾いた姿勢になったときに内外輪との間でロックが生じ、軸受を停止させてしまうおそれがあるため、内外輪とのロックが生じないように曲げ強度の上限を１５ＭＰａとする。
【００４８】
また、前記セパレータ４は、グラファイトとバインダーとの焼結体で形成することができる。そのバインダーとしては、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｗ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ｃｒの群から選択される少なくとも１種の金属または前記各金属の酸化物、窒化物、ホウ化物のうちの少なくとも一つを含むものを使用するとよい。また、セパレータ４とリング８の少なくとも一つは、冷間静水圧プレス成型法（ＣＩＰ）、押し出し成型法、圧縮成型法のいずれかで成形することができる。
【００４９】
以上のように、転がり軸受の内部に組み込むセパレータ４とリング８をグラファイトで形成し、そのグラファイト配合率をリング８で９５〜１００ｖｏｌ％、セパレータ４では８０〜９８ｖｏｌ％にすると共に、セパレータ４の曲げ強度を４〜１５ＭＰａ、比摩耗量を１．５〜２．５×１０−５ｍｍ３／（Ｎ／ｍ）とすることにより、軸受内部が十分に潤滑され、運転中にセパレータ４の摩耗粉が詰まったり、セパレータ４の破損やロックが生じたりすることを防止できる。したがって、内外輪の転送面と転動体との間の潤滑状態を長期間にわたって良好に維持でき、軸受寿命の延長を図ることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  内輪
２  外輪
３  玉
４  セパレータ
４ａ  平坦面
５  シールド板
６  帯金
７  凹凸
８  リング
９  溝
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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