(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−１−ブテン、ポリ−４−メチル−１−ペンテン、及びそれらの共重合体から選ばれる少なくとも１種のポリオレフィン樹脂を射出成形により所望の保持器形状に成形してなる成形体を、潤滑油中に浸漬して得られ、かつ、前記成形体１００重量部に対して前記潤滑油を３〜１０重量部含有することを特徴とする転がり軸受用保持器。
【請求項２】
前記潤滑油は、鉱油、ポリα−オレフィン油、アルキルポリフェニルエーテル油、アルキルナフタレン油、ジエステル油、エステル油、ポリアルキレングリコール油から選択され、かつ４０℃における動粘度が１０〜１５０ｍｍ2／ｓであることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用保持器。
【請求項３】
前記ポリオレフィン樹脂は、超高分子量ポリエチレンを成形材料全量に対して１０重量％以下の割合で含有することを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用保持器。
【請求項４】
前記成形体は、ウィスカー状または繊維状の充填材を含有することを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用保持器。
【請求項５】
前記充填材が、ガラス繊維であることを特徴とする請求項４記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、転がり軸受用保持器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
転がり軸受は、図１に示されるように、外周面に内輪軌道１を有する内輪２と、内周面に外輪軌道３を有する外輪４とを同心に配置し、内輪軌道１と外輪軌道３との間に複数個の転動体５を転動自在に設ける事で構成されている。
外輪４の両端部内周面には、それぞれ円輪状のシール板６の外周縁を係止し、両シール板６によって転動体５の設置部分に存在するグリースや発生したダスト（発塵）が外部に漏洩したり、或は外部に浮遊する塵芥が転動体５の設置部分に侵入したりするのを防止している。
【０００３】
また、複数個の転動体５は、図２に示す様な保持器７に、転動自在に保持されている。この保持器７は、合成樹脂を射出成形する事により、一体に形成されている。即ち、この保持器７は、円環状の主部８と、この主部８の片面に設けられた複数組の保持部９とを備えている。各保持部９は、互いに間隔をあけて配置された１対の弾性片１０から成る。各保持部９を構成する１対の弾性片１０の互いに対向する面は、互いに同心の球状又は円筒状の凹面をなしている。各転動体５は、各弾性片１０の間隔を弾性的に押し広げつつ、上記１対の弾性片１０の間に押し込む事により、各保持部９に転動自在に保持される。
【０００４】
一般に保持器７に使用されている材料は、金属、又はポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等の射出成形可能な合成樹脂が単体、若しくはガラス繊維、カーボン繊維、有機繊維等で強化した合成樹脂組成物が使用されている。
また、保持器７は転動体５を保持する機能しか有しておらず、転がり軸受の潤滑には、潤滑油、又はグリース等の半固体状潤滑剤が使用されている。特にグリース等の半固体状潤滑剤を使用した場合、該潤滑剤に起因する攪拌抵抗の為、軸受により支持された軸等を回転させる為に要するトルクが大きく、しかも回転に伴ってのトルク変動も大きくなりやすい。
【０００５】
そこで、従来より保持器７自体に潤滑機能を付与した転がり軸受も提案されている。例えば、特開昭６１−６４２９号公報には、圧縮成形により多孔質に成形されたポリアミドイミド樹脂にフッ素化油を含浸させた軸受保持器が開示されている。また、特開平１−９３６２３号公報には、油を含有するバインダと母材とからなる含油プラスチックを成形した保持器を、潤滑油中に含浸させた保持器が開示されている。
【０００６】
また、保持器自体に潤滑機能を付与した転がり軸受に関して、本出願人も先に提案しており、例えば特開平６−２４９２４４号公報には、ポリアミド樹脂１００重量部に対して、０．１〜１．０重量％の潤滑油を含浸させた軸受用保持器が開示されている。
更に、同様に潤滑機能が付与された転がり軸受用保持器として、特開平６−２００９４７号公報には、超高分子量ポリエチレンと潤滑剤とからなる混合物を加圧・加熱成形してなる軸受用保持器が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開昭６１−６４２９号公報に記載された軸受保持器の場合、保持器が多孔質であり、しかも保持器の母材であるポリアミドイミド樹脂と潤滑油である完全フッ素化油との親和性が低いために、潤滑油の漏出が早く、早期に潤滑作用が消失してしまう。
また、特開平１−９３６２３号公報に記載された保持器の場合には、保持器を形成する樹脂が予め１０重量％程度含油した含油樹脂組成物であるために、転がり軸受用保持器のようにウエルドラインが生じ易い成形品においては、射出成形時に樹脂と潤滑油とが分離し、ウエルドライン付近の機械的特性を著しく低下させてしまう。
【０００８】
また、本出願人による特開平６−２４９２４４号公報に記載された軸受用保持器においても、潤滑油の含浸量が０．１〜１．０重量％と低いために、保持器単独では十分な潤滑性が得られないことがあり、特に耐久性が要求されるような場合には、軸受に潤滑油をオイルプレーティングしたり、あるいはグリースを付加するなどの処理が必要となる。
更に、特開平６−２００９４７号公報に記載された軸受用保持器では、成形材料が多量の潤滑剤を含有しているために、成形体とした時にその強度に問題があり、たとえ強化材等を使用したとしても保持器としての使用に耐え得る機械的強度を得にくい。また、強化材等の多量の使用は、潤滑剤の含有量を低下させることとなるため、それらの使用量にはおのずと限界があり、機械的強度の改善が図れない。しかも、潤滑剤をその組織中に全体に亘り保持しているために、潤滑剤の滲み出しによる寸法収縮が大きく、保持器としての転動体保持機能を果たさなくなる。
【０００９】
そこで本発明の目的は、転がり軸受用保持器材料として、潤滑油と親和性の高いポリオレフィン樹脂を使用し、射出成形後の保持器への該潤滑油の含浸を容易且つ多量とすることにより、軸受への潤滑油の供給を良好に安定して行い、しかも良好な機械的特性を有する安価な転がり軸受用保持器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の転がり軸受用保持器は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−１−ブテン、ポリ−４−メチル−１−ペンテン、及びそれらの共重合体から選ばれる少なくとも１種のポリオレフィン樹脂を射出成形により所望の保持器形状に成形してなる成形体を、潤滑油中に浸漬して得られ、かつ、前記成形体１００重量部に対して前記潤滑油を３〜１０重量部含有することを特徴とする。
また、上記転がり軸受用保持器において、更に、
（１）前記潤滑油は、鉱油、ポリα−オレフィン油、アルキルポリフェニルエーテル油、アルキルナフタレン油、ジエステル油、エステル油、ポリアルキレングリコール油から選択され、かつ４０℃における動粘度が１０〜１５０ｍｍ2／ｓであること、
（２）前記ポリオレフィン樹脂は、超高分子量ポリエチレンを成形材料全量に対して１０重量％以下の割合で含有すること、
（３）前記成形体は、ウィスカー状または繊維状の充填材、特にガラス繊維を含有すること、
が好ましい。
【００１１】
【作  用】
ポリオレフィン樹脂を軸受用保持器の形状に成形した成形体を潤滑油中で浸漬処理することによって、保持器には一定量の潤滑油が含浸される。しかも、保持器となるポリオレフィン樹脂が潤滑油との親和性が高く、かつ吸油力に優れるために、保持器中の潤滑油の含有量が多くなるとともに、潤滑油の保持力も大きくなり、もって潤滑油が長期間安定して転動体の転動部分に供給される。そのため、この保持器を組込んだ転がり軸受は回転に要するトルクが低減すると共に、このトルクの変動が小さくなる。
また、ポリオレフィン樹脂は吸油力に優れるために、潤滑油の含浸処理に要する時間が短くて済むために、浸漬処理時の加熱による潤滑油の劣化を抑制することができる。
更に、保持器の機械的強度に関しても、保持器形状に成形した後に潤滑油中に浸漬するために、成形時における樹脂と潤滑油との分離に起因するウエルドライン付近での機械的強度の低下を招くことがない。
【００１２】
本発明に使用されるポリオレフィン樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−１−ブテン、ポリ−４−メチル−１−ペンテン、及びそれらの共重合体を単独、又は２種以上を組合わせたものである。ポリエチレンに関しては、低分子量ポリエチレン、中分子量ポリエチレン及び超高分子量ポリエチレンの何れもが使用可能である。
また、これらポリオレフィン樹脂からなる成形原料には、機械的強度の増強のために、潤滑性能を低下させない程度にウィスカー状あるいは繊維状の充填材を添加することができる。具体的には、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、チタン酸カリウムウィスカー、アルミナ繊維、窒化ケイ素繊維、ステンレス繊維等を挙げることができるが、より好適にはガラス繊維、炭素繊維、デュポン社製のケブラー、ノーメックス、帝人（株）製のテクノーラ、コーネックスで代表される高耐熱性のアラミド繊維等を例示できる。
但し、これら充填材の配合量は、１５０重量部を越えると溶融混練が難しくなり、均一な組成物を得ることができなくなる。
【００１３】
ポリオレフィン樹脂並びに必要に応じて配合される充填材は、直接溶融混練機を用いて混練してもよいし、また予めこれらの材料をヘンシェルミキサー、タンブラー、リボンミキサー等の混合機で予備混合した後に溶融混練機へ供給する事もできる。溶融混練機としては単軸又は、二軸押出機、混合ロール、加圧ニーダー、ブラベンダープラストグラフ等の公知の溶融混練装置が使用できる。溶融混練する際の温度は、充填材を除く各成分の溶融が十分進行し、且つ分解しない温度を適宜選定すればよい。
【００１４】
本発明に係る転がり軸受用保持器は、前記ポリオレフィン樹脂、あるいは必要に応じて更に前記充填材を混合してなる成形原料を、所望の保持器形状に成形した後、該成形体を潤滑油中に浸漬することにより完成される。
成形方法は通常の射出成形法であり、例えばインラインスクリュー式射出成形機を用いて行うことができる。尚、成形母材に超高分子量ポリエチレンを含む場合には、溶融時の流動性を考慮すると、その含有量は成形原料全量に対して１０重量％以下であることが望ましい。１０重量％を越えると、流動性が悪くなり、所望の形状に成形することができなくなる。
【００１５】
本発明に使用される潤滑油は特に限定されないが、鉱油、ポリα−オレフィン油、ポリブテン、オクタデシルジフェニルエーテル等のアルキルポリフェニルエーテル油、エイコシルナフタレン等のアルキルナフタレン油、ジ−２−エチルヘキシルセパケート・ジイソデシルフタレート等のジエステル油、トリ−２−エチルヘキシルホスフェート等の燐酸エステル油等のエステル油、ポリアルキレングリコール油等を例示できる。とりわけ、鉱油、ポリα−オレフィン油、アルキルポリフェニルエーテル油が好ましい。
また、極性の高いエステル油やポリアルキレングリコール油等を使用することもできるが、その場合には、ポリオレフィン樹脂との親和性のために、極性の低い油と混合して使用することが好ましい。
【００１６】
これら潤滑油は、前記ポリオレフィン樹脂、更に必要に応じて充填材を添加した成形原料を成形してなる保持器１００重量部に対して３〜１０重量部の範囲となるように含浸される。ここで、潤滑油含浸量が３重量部未満の場合は、絶対的に潤滑油の量が不足し、保持器から転動体の転動部分に供給される潤滑油が早期に枯渇し、他の潤滑剤（グリースやプレーティングされた潤滑油）を併用しない場合には軸受の耐久性を損なう。一方、潤滑油の含浸量が１０重量部を越える場合には、保持器の機械的強度の低下を来すとともに、潤滑油を含浸させるのに要する時間が長くなるため、生産効率が低下し保持器の価格高騰の原因となる。
【００１７】
該潤滑油の粘度は特に限定されないが、４０℃での動粘度が１０〜１５０ｍｍ2 ／ｓが好ましく、より好ましくは１０〜１３０ｍｍ2 ／ｓである。この理由として４０℃での動粘度が１０ｍｍ2 ／ｓ未満の低粘度の潤滑油は、保持器内部への浸透速度が速く、保持器の含油量も大きくなるものの、保持器に含浸させた潤滑油の保持性が悪く（早期に保持器から染み出し）、早期に潤滑油が枯渇してしまう。反対に４０℃での動粘度が１５０ｍｍ2 ／ｓを超えるような高粘度の潤滑油を使用した場合には、この潤滑油が保持器を構成するポリオレフィン樹脂中に含浸しずらくなるだけでなく、本発明の保持器を組込んだ転がり軸受の回転トルクも大きくなる。
【００１８】
前記潤滑油の保持器中の含浸量は、使用されるポリオレフィン樹脂の融点以下の温度で、含浸させる潤滑油を加温することにより、また浸漬時間を長くすることによって多くなる。但し、潤滑油の液温が高過ぎると保持器が熱変形をきたすため、潤滑油の液温をポリオレフィン樹脂の融点より概ね２０℃以上低く設定して、浸漬処理することが好ましい。
【００１９】
尚、本発明の保持器は、ポリオレフィン樹脂を必須の構成成分とし、必要に応じて充填材分を配合して形成されるが、本発明の目的を損なわない範囲で、更に適量の各種充填材（剤）や各種安定剤を配合してもよい。例えば、有機充填材、無機充填材、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光保護剤、耐熱安定剤、難燃剤、帯電防止剤、過酸化物分解剤、流動性改良剤、非粘着性付与剤、離型剤、増核剤、固体潤滑剤、顔料、染料等を含んでいてもよい。
また、本発明の保持器に含浸される潤滑油は、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて酸化防止剤、防錆剤、極圧剤、油性剤、粘度指数向上剤、摩耗防止剤等を含んでいてもよい。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の効果を説明するために実施例および比較例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２１】
○実施例１
ポリオレフィン樹脂として、超高分子量ポリエチレン〔三井石油化学（株）製ミペロンＸＭ２２０〕１０重量％と低分子量ポリエチレン〔三菱油化（株）製ＰＺ５０Ｕ〕６０重量％との混合物を使用し、これに充填材としてアミノ系シランカップリング剤で処理したカット長３ｍｍ、フィラメント径１３μｍのガラスチョップドストランド〔日東紡績（株）製ＣＳ３ＰＥ−４７１〕３０重量％を添加し、ヘンシェルミキサーで予備混合した後、押出機によりペレット化した。
そして、ペレットを図２に示される冠型保持器の形状に射出成形し、成形体を液温１００℃のパラフィン系鉱油〔日本石油（株）製ＦＢＫＲＯ１００〕中に浸漬した。この浸漬処理は、ガラス容器中で窒素ガスをバブリングさせながら、潤滑油を攪拌して行った。
このようにして含浸処理された成形体（保持器）を、図１に示される内径５ｍｍ、外形１３ｍｍ、幅４ｍｍのミニアチュア玉軸受に組み込み、回転試験に供した。回転試験は、内輪回転数５０００ｒｐｍ、スラスト荷重３ｋｇｆ、雰囲気温度８０℃の条件下で行い、軸受焼き付き時間を測定した。
また、保持器の含油量も同時に測定し、浸漬処理直後と上記条件下で５００時間回転後の含油量を測定した。含油量は、浸漬処理前の保持器（樹脂と充填材との合計）の重量を１００とし、回転前と５００時間回転後の保持器重量を計測することで求めた。
焼き付け時間及び含油量の測定結果を、第１表に示す。
【００２２】
【表１】
0003757988.tif 000002
【００２３】
○実施例２
ポリオレフィン樹脂として、超高分子量ポリエチレン〔三井石油化学（株）製ミペロンＸＭ２２０〕１０重量％とポリプロピレン〔三井石油化学（株）製ハイポールＢ−２００Ｐ〕６０重量％との混合物を使用し、潤滑油として液温１１０℃のポリα−オレフィン油〔モービル石油化学（株）製ＳＨＦ６１〕とした以外は実施例１と同様にして保持器を作製し、更に実施例１と同様の回転試験に供した。
焼き付け時間及び含油量の測定結果を、第１表に示す。
【００２４】
○実施例３
ポリオレフィン樹脂として、ペレット状のポリメチルペンテン（ガラス繊維３０％含有グレード、ＦＲ−ＴＰＸ  Ｔ１３０）〔三井石油化学（株）製〕を使用して実施例１と同様の冠型保持器に射出成形した後、液温１５０℃のジアルキルジフェニルエーテル型合成油〔松村石油研究所（株）製モレスコハイルーブＬＢＸ−１００〕中に浸漬した。
このようにして含浸処理された成形体（保持器）を、実施例１と同様の回転試験に供した。
焼き付け時間及び含油量の測定結果を、第１表に示す。
【００２５】
○比較例１
樹脂としてポリアミド（ナイロン６６、ガラス繊維３０％含有）〔宇部興産（株）製〕を使用して押出機によりペレット化し、実施例１と同様の冠型保持器に射出成形した後、液温１５０℃のポリα−オレフィン油〔モービル石油化学（株）製ＳＨＦ６１〕中に浸漬した。
このようにして含浸処理された成形体（保持器）を、実施例１と同様の回転試験に供した。
焼き付け時間及び含油量の測定結果を、第１表に示す。
【００２６】
第１表に示される試験結果から、実施例（本発明）の転がり軸受用保持器は、回転前と５００時間回転後の含油量に変化が少なく、潤滑油の保持力に優れることが判る。また、前記保持器を組み込んだ転がり軸受は焼き付き時間が長く、耐久性が格段に向上されたことが判る。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ポリオレフィン樹脂を軸受用保持器の形状に成形した成形体を潤滑油中で浸漬処理することによって、保持器には一定量の潤滑油が含浸される。しかも、保持器となるポリオレフィン樹脂が潤滑油との親和性が高く、かつ吸油力に優れるために、保持器中の潤滑油の含有量が多くなるとともに、潤滑油の保持力も大きくなり、もって潤滑油が長期間安定して転動体の転動部分に供給される。そのため、この保持器を組込んだ転がり軸受は回転に要するトルクが低減すると共に、このトルクの変動が小さくなる。
また、ポリオレフィン樹脂は吸油力に優れるために、潤滑油の含浸処理に要する時間が短くて済むために、浸漬処理時の加熱による潤滑油の劣化を抑制することができる。
更に、保持器の機械的強度に関しても、保持器形状に成形した後に潤滑油中に浸漬するために、成形時における樹脂と潤滑油との分離に起因するウエルドライン付近での機械的強度の低下を招くことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】転がり軸受を示す要部断面図である。
【図２】図１に示される転がり軸受の保持器を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    内輪軌道
２    内輪
３    外輪軌道
４    外輪
５    転動体
６    シール板
７    保持器
８    主部
９    保持部
１０    弾性片
【図１】
0003757988.tif 000003
【図２】
0003757988.tif 000004