(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪、外輪、複数の円すいころ及び保持器を備える円すいころ軸受であって、前記円すいころが、樹脂に潤滑剤を含有させてなる潤滑剤含有ポリマを充填した保持部材を内蔵し、かつ該円すいころの大径の端面と前記保持部材内の前記潤滑剤含有ポリマとが円すいころの軸心に対して同心状に複数設けられている小孔で連結されていることを特徴とする円すいころ軸受。
【請求項２】
保持部材が、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド６６またはポリアミド６であることを特徴とする請求項１記載の円すいころ軸受。
【請求項３】
潤滑剤含有ポリマにおける潤滑剤含有率が５０〜９０重量％であることを特徴とする請求項１または２記載の円すいころ軸受。
【請求項４】
潤滑剤含有ポリマの樹脂がポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリメチルペンテンを含有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の円すいころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は円すいころ軸受に関し、特に潤滑剤含有ポリマを備える円すいころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種機械装置の回転部位に使用されるころ軸受には、外部から潤滑剤を補給することなく、長期にわたって安定した運転を維持する目的や、潤滑剤の軸受への供給量を補足する目的、潤滑剤の供給が一時的に停止するような恐れのある場合の対処、あるいはグリース潤滑される軸受の潤滑を更に良好にする目的等で、潤滑剤を含有させた樹脂（以下、潤滑剤含有ポリマと称する、）を使用したものがある。
この種のころ軸受としては、例えば、図４に示すように、外輪１もしくは内輪２もしくはころ３に凹所を設けて潤滑剤含有ポリマ５を充填したもの（特許文献１参照）、等がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１４５８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、一般に、潤滑剤含有ポリマの機械的強度は小さいため、軸受が高速回転する場合や、軸受自体に遠心力が作用したり振動荷重が作用する場合のような過酷な使用条件においては、潤滑剤含有ポリマの変形や破損等の危険があり、軸受の使用条件が制約されるという問題があった。
また、特許文献１に開示されているような、潤滑剤含有ポリマを軸受構成部材（ここでは内輪、外輪、ころ）に直接充填したころ軸受では、軸受や軸受構成部材の寸法精度を保持するために、潤滑剤含有ポリマが充填される軸受構成部材の焼き戻し温度を該ポリマの融点以上にする必要があり、使用する潤滑剤含有ポリマの種類によっては通常以上の高温で軸受部材を熱処理することが必要となり、製造費用が増加するという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、潤滑剤含有ポリマを利用した円すいころ軸受において、軸受の取り付け時や使用時に、潤滑剤含有ポリマが変形したり損傷する危険性を少なくするとともに、作成時に軸受構成部材に特別な熱処理を必要とせず、比較的安価であり、また簡便な構造を有し、更に潤滑寿命も改善された円すいころ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】
【０００６】
上記の目的は、本発明に係る、下記のころ軸受により達成される。
（１）内輪、外輪、複数の円すいころ及び保持器を備える円すいころ軸受であって、前記円すいころが、樹脂に潤滑剤を含有させてなる潤滑剤含有ポリマを充填した保持部材を内蔵し、かつ該円すいころの大径の端面と前記保持部材内の前記潤滑剤含有ポリマとが円すいころの軸心に対して同心状に複数設けられている小孔で連結されていることを特徴とする円すいころ軸受。
（２）保持部材が、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド６６またはポリアミド６であることを特徴とする上記（１）記載の円すいころ軸受。
（３）潤滑剤含有ポリマにおける潤滑剤含有率が５０〜９０重量％であることを特徴とする上記（１）または（２）記載の円すいころ軸受。
（４）潤滑剤含有ポリマの樹脂がポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリメチルペンテンを含有することを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか１項に記載の円すいころ軸受。
【０００７】
上記の如く構成される円すいころ軸受は、強度を有する保持部材内に潤滑剤含有ポリマを充填して、その部材を軸受構成部材に装着するため、取り付け時や使用時に加わる外力によって潤滑剤含有ポリマが破壊されることが無く、従来以上の高速回転条件下や振動条件下でも、円すいころ軸受の潤滑に潤滑剤含有ポリマを利用することができる。また、潤滑剤含有ポリマは、予め保持部材に充填されているため、作製に際して軸受部材に特別な熱処理を必要としない。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の円すいころ軸受は、強度を有する保持部材内に潤滑剤含有ポリマを充填して、その部材を軸受構成部材に装着するため、取り付け時や使用時に加わる外力によって潤滑剤含有ポリマが破壊されることが無く、従来以上の高速回転条件下や振動条件下でも、円すいころ軸受の潤滑に潤滑剤含有ポリマを利用することができる。また、潤滑剤含有ポリマは、予め保持部材に充填されているため、作製に際して軸受部材に特別な熱処理を必要としない。更に、潤滑剤含有ポリマには外力が加わらないため、潤滑剤の含有量を高めることができ、潤滑寿命を延長することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本発明に係る円すいころ軸受に関して図面を参照して詳細に説明する。
本発明の円すいころ軸受は、潤滑剤含有ポリマを保持部材に保持させて円すいころに装着したことを特徴とする。
ここで、潤滑剤含有ポリマは何ら制限されるものでなく、従来より転がり軸受に使用されているものが全て使用可能である。
潤滑剤を含有させる樹脂は特に制限されるものではないが、潤滑剤の保持性能が高く、また後述される保持部材への充填操作が容易であることが好ましく、例えばポリエチレンやポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂が好適である。また、これにポリアミドやポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等を混和したものも使用可能である。また、高分子量のものと低分子量のものとを混和して使用することも可能である。
【００１０】
潤滑剤は潤滑油に各種の添加剤を配合したものである。潤滑油は特に制限されるものではないが、鉱油、エーテル油、エステル油、パラフィン系炭化水素油、ナフタレン系炭化水素油等は、上記したポリオレフィン系樹脂との親和性が高く、該樹脂中により多量に含有させることができる。
勿論、その他の潤滑油も可能である。添加剤も特に制限されず、公知の防錆剤や酸化防止剤、摩耗防止剤、消泡剤、極圧剤等を必要に応じて適宜配合することができる。
【００１１】
潤滑剤含有ポリマは、上記樹脂と潤滑剤とを所定の配合割合で混合し、必要に応じて加熱しながら攪拌して両者を一様に溶解して得られる。
潤滑剤含有ポリマの潤滑剤の含有量が多くなるほど、潤滑寿命が長くなり好ましいが、一方において潤滑剤含有ポリマ自体が軟化して形態を保持し難くなる。本発明においては、潤滑剤含有ポリマは保持部材内に充填された状態で使用されるため、外力や負荷を直接受けることがなく、多量の潤滑剤を含有させても何ら支障を来すことがなく、潤滑寿命の向上を実現する。含油率は、好ましくは３０〜９５ｗｔ％、より好ましくは５０〜９０ｗｔ％である。
【００１２】
保持部材は、以下の実施形態に示されるように、その内部に潤滑剤含有ポリマを保持するとともに、軸受の回転に伴って潤滑剤含有ポリマ中の潤滑剤を軸受の潤滑箇所に供給するための放出部を備える。
潤滑剤含有ポリマの保持部材への充填方法は特に制限されるものではないが、例えば、樹脂と潤滑剤とを混合したものを保持部材中に注入し、次いで保持部材ごと潤滑剤含有ポリマを構成する樹脂の融点以上の温度で所定時間保持して固化させ、その後保持部材ごと冷却する方法が採られる。従って、保持部材を形成する材料は、この充填方法を考慮すると、機械的強度とともに、潤滑剤含有ポリマを構成する樹脂の融点もしくは流動温度以上の耐熱温度を有することが要求され、好ましい材料としては金属、セラミックスまたはエンジニアリングプラスチックに代表される耐熱樹脂であり、具体的には金属としてプレス鋼板等を、セラミックスとしてＳｉ3 Ｎ4 （窒化けい素）、ＳｉＣ（炭化けい素）、ＺｒＯ2 （ジルコニア）等を、またエンジニアリングプラスチックとしてＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ポリアミド６６、ポリアミド６などのポリアミド等を好適に使用することができ、ガラス繊維やカーボン繊維等で補強した材料がより好ましい。また、これら保持部材を形成する材料は、装着状態で負荷が加わる場合には金属であることが好ましい。
【００１３】
以下、本発明の円すいころ軸受の実施形態を示し、本発明をより明確にする。
【００１４】
図１に要部断面図で示されるように、円すいころ軸受は外輪１と内輪２との間に、潤滑剤含有ポリマ５を充填した保持部材６を内蔵する円すいころ３を転動自在に設け、保持器４によって保持して構成されている。図２（ａ）は図１に示す円すいころ３の拡大図であるが、円すいころ３には小径の端面３ａの開口から軸心に沿って連続する中空腔部が形成され、また大径の端面３ｂには中空腔部に通じる小孔７が同心状に複数設けられている（同図（ｂ）参照）。保持部材６はポリアミド４６樹脂製で、図３（ｂ）に断面図として示すように、一端が開口した略円筒状であり、その内部に潤滑剤含有ポリマ５が充填される。また、図３（ａ）に示すように、この保持部材６の前記開口とは反対側の端面には複数の小孔１２が形成され、更に中心から周壁の長手方向に延びるスリット１３が形成されている。この小孔１２は、潤滑油が正常に供給されている時にこの油をポリマー部に導き、油を補充するためのものである。また、保持部材６の外径は、ころ３の中空腔部の内径より僅かに大きくなっている。尚、図３（ｃ）は、同図（ｂ）のＡ４−Ｂ４矢視図である。
【００１５】
潤滑剤含有ポリマ５を充填した保持部材６は、潤滑剤含有ポリマ５の露出面を小孔７に向けて円すいころ３の中空腔部に収容される。この時、保持部材６はスリット１３の弾性変形を利用して円すいころ３の中空腔部への挿入並びに固定がなされる。
円すいころ３は、図１に示すように、大径の端面３ａが内輪大つば側に位置するように配される。従って、本実施形態における円すいころ軸受では、円すいころ３が回転した時に潤滑剤含有ポリマ５中の潤滑剤が遠心力で引き出され、小孔７から流出して円すいころ３の端面３ａを伝わって、最も焼付きや摩耗の生じやすい、円すいころ３の端面３ａと内輪大つばとの接触部２ａに潤滑剤が供給される。
【００１６】
尚、本実施形態の円すいころ軸受においては、軸受内の全数の円すいころ３に潤滑剤含有ポリマ５を充填した保持部材６を内蔵させているが、軸受中の１本の円すいころのみに潤滑剤含有ポリマ５を充填した保持部材６を内蔵させて、他は通常の円すいころを使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の円すいころ軸受の要部縦断面図である。
【図２】円すいころの拡大図である。
【図３】保持部材の詳細図である。
【図４】潤滑に固体潤滑剤含有ポリマを利用した従来の円筒ころ軸受の一例（特許文献１に記載）を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１      外輪
２      内輪
３      円すいころ
４      保持器
５      潤滑剤含有ポリマ
６      潤滑剤含有ポリマ保持部材
７      小孔
【図１】
0004158047.tif 000002
【図２】
0004158047.tif 000003
【図３】
0004158047.tif 000004
【図４】
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