CN106104033B - 滚动轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及滚动轴承(1)，其具备作为轨道圈的内圈(2)和外圈(3)、夹设于内‑外圈(2、3)间的多个滚动体(4)、保持滚动体(4)的保持器(5)、设于内圈(2)和外圈(3)的轴向两端开口部的密封构件(11)、被封入轴承内空间的润滑脂(12)，在从内圈(2)、外圈(3)、保持器(5)和密封构件(11)选出的至少一种构件中，在该构件的与滚动体(4)接触的接触表面以外且与润滑剂(12)接触的表面，形成有移植纤维而成的植毛部(6)。由此，本发明一边使用现有的轴承形状、润滑剂，一边通过简易的手段，能够谋求包含旋转扭矩的降低在内的润滑特性的提高。

Description

滚动轴承
技术领域
本发明涉及由润滑油或润滑脂润滑的滚动轴承。
背景技术
滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持器构成。为了防止异物自外部侵入或为了防止封入在内部的润滑剂流出，有时在开口端部设置密封构件。轴承内部的润滑由油、润滑脂等润滑剂进行，为了提高轴承的润滑特性而进行了各种研究。
例如，作为通过在保持器上形成润滑被膜而提高润滑特性的技术，提出有专利文献1。在专利文献1中记载有如下的滚动装置，即，为了防止高速、高载荷下的擦伤、烧伤、磨损、剥皮，在外方构件、内方构件、滚动体等表面上通过喷丸硬化处理形成有由固体润滑剂形成的规定的润滑被膜(专利文献1参照)。此外，作为通过变更润滑剂、润滑条件等而提高润滑特性的技术，提出有专利文献2。在专利文献2中，作为耐剥离性、润滑脂防漏性优异，且即使在外圈旋转轴承使用也能够抑制提前烧伤的轴承用润滑脂组成物，记载有以规定配合量包含规定的酯油和双脲化合物的润滑脂组成物(参照专利文献2)。
除此之外，作为通过变更保持器的形状而提高润滑特性的技术，提出有专利文献3。在专利文献3中，作为谋求降低轴承的旋转扭矩的方案，记载有具备如下的保持器的深沟球轴承，即，该保持器由通过冲压钢板形成的两张环状保持板构成，且形成有多边形状的兜部等(参照专利文献3)。
此外，在影印机、打印机中，为了旋转自如地支承送纸辊部、感光鼓、定影辊等旋转构件而多用滚动轴承。周知若这样的轴承带电，则会给附着碳粉的感光部带来不良影响，有损画质。以往，为了防止带电而使用机械性接地，但是从接地机构复杂程度和装置本体的节省空间化的观点出发，优选对滚动轴承赋予带电防止功能。
以往，出于带电防止目的，作为轴承内外圈间能够通电的滚动轴承，提出有专利文献4～6。在专利文献4中记载有，在轴承的钢板制护罩上安装导电性的细线，并使细线与内圈沟接触，由此能够使内外圈间导通的滚动轴承。该轴承无论转速的高低都能够长期通电且防止噪音，在专利文献4中，关于细线的安装方法、密封构件的形状，提出有多个方式。此外，在专利文献5中记载有如下的滚动轴承，即，该滚动轴承是具有接触式密封构件的轴承，通过对该密封构件赋予导电性，能够使内外圈间导通。
此外，在专利文献6中记载有在轴承内部封入导电性润滑脂而成的滚动轴承。在该轴承中，通过将炭黑等导电性物质用作润滑脂的增稠剂，在旋转中能够经由该导电性润滑脂使内外圈间导通。
先行技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5045806号公报
专利文献2:日本专利第3330755号公报
专利文献3:日本特开2007－292195号公报
专利文献4:日本特开2000－266067号公报
专利文献5:日本特开2007－113744号公报
专利文献6:日本特开2007－100006号公报
发明内容
发明要解决的课题
可是，在专利文献1的滚动装置中，为了在构成该装置的构件的滚动接触表面(轨道圈的轨道面、滚动体本身的滚动面)形成润滑被膜，需要以高精度进行该被膜的形成，制造成本也升高。此外，专利文献2通过封入润滑脂的改良来改善润滑特性，但是在使用如润滑脂那样的半固体状润滑剂的情况下，由于润滑剂而引起的搅拌阻力，旋转扭矩增大。在近年来汽车、工业用设备等所使用的滚动轴承中，为了谋求节能化，一边确保足够的润滑寿命一边降低旋转扭矩是重要的课题。
对于该课题，通过使用如专利文献3那样的特殊形状的保持器，能够谋求旋转扭矩的降低。此外，也能够通过使润滑脂种类最适化、减少润滑脂封入量本身来谋求旋转扭矩的降低。可是，由于这些措施也会导致制造成本的增加、轴承寿命的降低，所以期待着不对现有的轴承形状、润滑脂种类、润滑脂封入量等进行较大的变更而谋求润滑特性提高(特别是旋转扭矩降低)的技术开发。
此外，由于专利文献4～6的滚动轴承均是封入润滑脂而使用的轴承，所以在该情况下也如上所述，由于润滑脂的搅拌阻力，旋转扭矩容易变大。在近年来的影印机、打印机中，为了谋求节省空间化(小型化)、节能化，在使用的滚动轴承中，除了赋予上述的带电防止功能之外，还期待着降低旋转扭矩。
在如专利文献4那样在钢板制护罩上设置导电性细线的情况、如专利文献5那样使用导电性的接触式密封构件的情况下，由于外圈与内圈的相对速度差大，所以导通部(接触部)容易磨损，容易引起接触不良。此外，在护罩上安装有导电性的细线的轴承中，在润滑脂从轴承内部泄漏并缠绕于细线的情况下，有时产生油膜，导通变得不完全。此外，在对接触式密封构件赋予了导电性的情况下，为了防止由油膜导致的导通不良，若另外对唇面赋予导电性润滑剂，则有可能旋转扭矩随着多余的润滑剂的搅拌而增大。
此外，在通常方式的轴承中，在仅利用封入的导电性润滑脂确保通电性的情况下，由于润滑脂随着使用时间经过的劣化、伴随着旋转的滚动面上的导电性物质的排除，轴承内外圈间有可能产生导通不良。这是因为在作为导通部位的轴承内外圈与滚动体的接触面上由碳形成的导电性物质被破坏，在接触面上不残留导通性物质等。
本发明是为了对应这样的问题而提出的，其课题在于，提供一种通过简易的手段，能够谋求包含旋转扭矩的降低在内的润滑特性的提高的滚动轴承。此外，其课题在于，提供一种一边谋求旋转扭矩的降低一边也能够确保通电性的滚动轴承。
用于解决课题的手段
本发明的滚动轴承的一技术方案是，滚动轴承包括：作为轨道圈的内圈和外圈；夹设于该内-外圈间的多个滚动体；保持该滚动体的保持器；设于上述内圈和外圈的轴向两端开口部的密封构件；被封入轴承内空间且由润滑脂或润滑油构成的润滑剂，其特征在于，在从上述内圈、上述外圈、上述保持器和上述密封构件选出的至少一种构件中，在该构件的与上述滚动体接触的接触表面以外且与上述润滑剂接触的表面，形成有移植纤维而成的植毛部。另外，形成植毛部的部位(表面)也可以是与滚动体接触的接触表面以外，且形成在那里的植毛纤维的前端与滚动体接触。
本发明的滚动轴承的另一技术方案是，滚动轴承包括：作为轨道圈的内圈和外圈；夹设于该内-外圈间的多个滚动体；保持该滚动体的保持器；被供给到轴承内空间且由润滑脂或润滑油构成的润滑剂，其特征在于，在从上述内圈、上述外圈和上述保持器选出的至少一种构件中，在该构件的与上述滚动体接触的接触表面以外且与上述润滑剂接触的表面，形成有移植纤维而成的植毛部。另外，所谓“被供给到轴承内空间”，是指包括自轴承外部供给润滑油等的情况、预先向轴承内部供给并保持润滑油等的情况。
特征在于，上述植毛部被形成于上述保持器的内径面和/或外径面。
特征在于，在上述保持器的保持上述滚动体的兜部，形成与该滚动体非接触的凹部，且在该凹部的表面形成有上述植毛部。
特征在于，上述纤维是合成树脂纤维，通过静电植毛形成上述植毛部。
特征在于，上述内圈和上述外圈至少将以下的(1)和/或(2)作为导通路径而被电导通，(1)作为上述润滑剂，被供给或被封入的导电性润滑脂，(2)作为上述植毛部，上述纤维使用导电性纤维的导电性植毛部。以下，只要没有特别说明，“导通”就仅表示“电导通”。
特征在于，上述内圈和上述外圈还将上述保持器和/或上述滚动体作为导通路径而被电导通。作为一技术方案，其特征在于，将上述滚动体作为上述导通路径，上述植毛部被形成在上述轨道圈的与轨道面相邻的肩部，该植毛部的纤维前端与上述滚动体接触。作为另一技术方案，其特征在于，将上述保持器作为上述导通路径，上述内圈和上述外圈与上述保持器经由上述植毛部接触。
发明的效果
本发明的滚动轴承包括：作为轨道圈的内圈和外圈；夹设于该内-外圈间的多个滚动体；保持该滚动体的保持器；设于上述内圈和外圈的轴向两端开口部的密封构件；被封入轴承内空间且由润滑脂或润滑油构成的润滑剂，在从内圈、外圈、保持器和密封构件选出的至少一种构件中，在该构件的与滚动体接触的接触表面以外且与上述润滑剂接触的表面，形成有移植纤维而成的植毛部，因此，润滑脂、润滑油被保持在植毛部，作为轴承形状、润滑剂，一边使用现有的轴承形状、润滑剂，一边谋求润滑特性的提高。具体而言，在润滑脂润滑时，能够抑制润滑脂的搅拌和剪切，成为低扭矩且长寿命。此外，能够抑制润滑脂本身在轴承内的移动，也能够降低润滑脂泄漏。在为油润滑时，与润滑脂润滑的情况相比成为低扭矩。此外，根据需要，能够形成为不需要来自外部的油供给的结构，能够使轴承装置紧凑。
因为植毛部被形成在保持器的内径面和/或外径面，所以润滑脂等润滑剂固定于植毛部而不受剪切地与保持器一起旋转，且不产生搅拌阻力。其结果，能够不减少润滑剂封入量本身地大幅降低旋转扭矩。
在保持器的保持滚动体的兜部，形成与该滚动体非接触的凹部，且在该凹部的表面形成有植毛部，所以兜部的形状不变形，不损伤轴承功能，能够获得润滑脂、润滑油的保持效果。
因为植毛部的纤维是合成树脂纤维，且该植毛部通过静电植毛而形成，所以难以产生基于油的溶胀、溶解等，化学性稳定，且能够形成均质且密的植毛部。
内圈和外圈至少将以下的(1)和/或(2)作为导通路径而被电导通，(1)作为上述润滑剂，被供给或被封入的导电性润滑脂，(2)作为上述植毛部，上述纤维使用导电性纤维的导电性植毛部，因此，一边确保通电性一边在植毛部保持润滑剂，成为低扭矩且长寿命。
内圈和外圈还将保持器和/或滚动体作为导通路径而被电导通，因此，例如在采取内圈－植毛部－滚动体－植毛部－外圈、内圈－植毛部－保持器－植毛部－外圈这样的导通路径的情况下，在植毛部与滚动体的接触部位和植毛部与保持器的接触部位，接触的两构件的相对速度差比内圈与外圈的相对速度差小。因此，能够抑制植毛的磨损，能够确保长期通电性。
附图说明
图1是本发明的一实施例的滚动轴承的局部剖视图。
图2是图1中的保持器的立体图。
图3是表示保持器的其它的方式的图。
图4是本发明的其它的实施例的滚动轴承的局部剖视图。
图5是实施例1的保持器的照片。
图6是表示旋转扭矩的经时变化的图。
图7是表示扭矩测量试验后的滚动轴承的状态的照片。
图8是表示旋转扭矩的经时变化的图。
图9是表示旋转扭矩与高温高速寿命的关系的图。
图10是确保导电性的方式的局部概略剖视图。
图11是从侧面观察图10的轴承的图。
图12是确保导电性的方式的局部概略剖视图。
具体实施方式
基于图1和图2说明本发明的滚动轴承的一例。图1是作为本发明的滚动轴承，组装具有植毛部的树脂制冠形保持器而成的深沟球轴承的局部剖视图，图2是该冠形保持器的立体图。如图1所示，滚动轴承1的、在外周面具有滚道面2a的内圈2和在内周面具有滚道面3a的外圈3被同心配置。在内圈的滚道面2a与外圈的滚道面3a之间，夹设地配置多个滚动体4。该多个滚动体4由冠形的保持器5保持。此外，滚动轴承1具备设于内-外圈的轴向两端开口部的环状的密封构件11，由被封入到通过内圈2、外圈3、保持器5和密封构件11构成的轴承内空间的润滑脂12润滑。在该实施方式中，在保持器5的与润滑脂12接触的表面(轴承内空间侧表面)，形成有移植纤维而成的植毛部6。
如图2所示，冠形的保持器5在环状的本体7上表面，沿周向隔着恒定的间距，形成相向的一对保持爪8，并使该相向的各保持爪8向相互接近的方向挠曲，并且在该保持爪8间形成保持作为滚动体的球的兜部9。在形成在相邻的兜部9的缘上的相互相邻的保持爪8的背面相互间，形成成为保持爪8的立起基准面的平坦部10。在该实施方式中，植毛部6被形成在本体7的外径面5a(外圈侧面)和内径面5b(内圈侧面)。保持器5的内径面5b和外径面5a不是与作为滚动体的球接触的接触表面。向保持器植毛的植毛部也可以被形成在与球接触的接触表面以外的整个面上。此外，保持器5的内径面5b和外径面5a不是位于轴承外部的表面，而是由内圈、外圈、保持器和密封构件构成的轴承内空间侧的表面，且是与被封入的润滑脂接触的表面。而且，由于该实施方式的保持器5引导滚动体，所以内径面5b和外径面5a是不与轨道圈(图1的内圈2和外圈3)接触的面。也可以在轨道圈引导的保持器中，在与引导面等轨道圈接触的接触面上设置植毛部。
润滑脂被固定地保持在植毛部，不受剪切地与保持器一起旋转，由此，不产生搅拌阻力，与没有植毛部的情况相比，能够谋求旋转扭矩的降低。此外，润滑脂若受到剪切则软化而容易变得脱油，润滑寿命变短，但是在本发明中被保持在上述植毛部，难以受到剪切，能够谋求润滑寿命的长寿命化。此外，在为油润滑的情况下，若使植毛部吸收润滑油，则能够不自外部供给油地在轴承内部保持足够的量的润滑油，且由于不存在如润滑脂润滑那样成为旋转的阻力的半固体状的物质，所以扭矩变得更低。
植毛部通过移植短纤维而形成。作为植毛方法，能够采用喷射、静电植毛。由于在上述保持器的内-外径面、轨道圈肩等曲面部也能够将大量的纤维在短时间内紧密地相对于各面垂直地植毛，所以优选采用静电植毛。作为静电植毛方法，能够采用公知的方法，例如列举有如下的方法，即，在要进行静电植毛的范围内涂敷粘接剂，使短纤维带电，利用静电力相对于上述粘接剂涂敷面大致垂直地植毛后，进行干燥工序-精加工工序等。
作为植毛用的短纤维，只要能够作为植毛用短纤维使用就没有特别限定，例如列举有(1)聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂、尼龙等聚酰胺树脂、芳香族聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸乙酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯树脂、丙烯酸树脂、氯乙烯、维尼纶等合成树脂纤维、(2)碳纤维、玻璃纤维等无机纤维、(3)人造纤维、醋酸人造丝等再生纤维、棉、丝、麻、羊毛等天然纤维。它们既可以单独使用，也可以2种以上并用。由于难以产生基于油的溶胀、溶解等，化学性稳定，能够大量地生产均质的纤维，且能够廉价获得，因此在上述当中优选使用合成树脂纤维。
作为短纤维的形状，在植毛部的形成部位中，只要是不对轴承功能造成不良影响那样的不与其它构件产生干涉的形状，就没有特别限定。作为具体的形状，例如优选长度0.5～2.0mm、粗细0.5～50分特(decitex)的纤维，作为植毛部的短纤维的密度，优选相对于植毛了的单位面积纤维所占的比例是10～30％。作为短纤维的形状，有直线、弯头(前端部弯曲的形状)，截面形状有圆形、多边形状。弯头形状与直线形状相比，能够更强地保持润滑脂。通过利用多边形状截面的短纤维，能够形成比圆形截面的短纤维大的表面积，能够增大润滑剂的表面张力。优选与各自的特性相匹配地选择短纤维的形状。
作为粘接剂，列举有以聚氨酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、乙酸乙烯树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂等为主成分的粘接剂。例如，列举有聚氨酯树脂溶剂系粘接剂、环氧树脂溶剂系粘接剂、乙酸乙烯树脂溶剂系粘接剂、丙烯酸树脂系乳浊液粘接剂、丙烯酸酯－乙酸乙烯共聚体系乳浊液粘接剂、乙酸乙烯系乳浊液粘接剂、聚氨酯树脂系乳浊液粘接剂、环氧树脂系乳浊液粘接剂、聚酯系乳浊液粘接剂、乙烯－乙酸乙烯共聚体系粘接剂等。它们既可以单独使用，也可以2种以上并用。
关于保持器5中的植毛部的形成部位，不限定于图2所示的方式，也可以是仅形成在内径面、仅形成在外径面的方式、形成在其它的任意的部位。但优选在保持器5的与滚动体不接触的部位不附着用于植毛的粘接剂。作为保持器5与滚动体接触的部位，列举有保持器5的兜部9。例如，若粘接剂附着于兜部9，则兜部9的形状变形，由于滚动体的限制、滚动体与粘接剂的接触，有可能在滚动体上产生缺陷。另一方面，通过仅植毛纤维的前端与滚动体接触来刮擦附着于滚动体表面的润滑剂，能够使附着于滚动体的润滑剂的量减少，因此是好的。作为轴承的旋转阻力产生要因，有润滑剂的搅拌阻力、润滑油膜厚度的影响。通过使有助于润滑的油的量为最小限度，降低轴承的旋转扭矩。
只要是向保持器中的与滚动体接触的部位以外的植毛，由于在保持器上进行植毛，所以不会损伤轴承功能，能够获得润滑脂、润滑油的保持效果。图3表示植毛部的其它的方式的概略图。在图3(a)和(b)中，在保持器5中的保持滚动体4的兜部9，形成与滚动体4非接触的凹部9a、9b，在该凹部的表面(凹部底面)形成有植毛部6。通过对这样的凹部进行植毛，能够不使滚动体的限制变化地仅使植毛纤维与滚动体接触。凹部也可以在保持器径向上连通。此外，凹部的个数、形状没有特别限定，优选凹部的深度比植毛时的粘接剂涂敷厚度大。
图2、图3所示的例子是冠形保持器，在本发明的滚动轴承中，也可以作为在波型保持器、切制保持器等保持器上形成植毛部的方式。此外，关于保持器的材质，能够采用金属材料、树脂材料等任意的材料。与保持器材质、短纤维材质等相匹配地决定上述粘接剂种类等。
图2、图3所示的冠形保持器是树脂制。例如，将聚醚醚酮(PEEK)树脂、聚苯硫醚(PPS)树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、尼龙66树脂、尼龙46树脂等聚酰胺树脂作为树脂母材，使用配合碳纤维、玻璃纤维等强化纤维与其它的添加剂而成的树脂组成物，通过注射成形而制造。
有考虑通过使保持器表面的表面粗糙度变粗来增大保持器本身的保持润滑脂等润滑剂的能力。可是，关于保持器表面的粗糙度，通过注射成形制造的树脂制的保持器，从模具拔出的工序上，大多减小表面粗糙度。若为了增大保持器表面的粗糙度而增大模具表面粗糙度，则保持器变得难以从模具拔出，由于磨损，模具寿命变短。仅通过注射成形获得为了保持润滑脂等润滑剂所需的保持器表面粗糙度在成本、模具寿命上是困难的。此外，由于尼龙等树脂材料是弹性率低的材料，所以像金属材料那样通过后加工使保持器表面粗糙也是困难的。通过喷砂处理等对树脂材料去毛刺，但此时无法进行增大表面粗糙度的加工。相对于此，只要是形成植毛部的方式，就能够一边作为树脂制保持器，一边容易增大表面粗糙度和表面积，能够使保持润滑脂、润滑剂的能力增大。另外，通过冲压加工、切削加工制作的金属制保持器也同样地，通过表面加工等难以获得植毛那样程度的表面积。
植毛部也可以形成在保持器以外的轨道圈、密封构件的表面。在形成在某一构件的情况下，均形成在与滚动体接触的接触表面以外且与润滑剂接触的表面。此外，也可以在一个滚动轴承中，在构成其的多个构件上分别形成植毛部。
基于图4说明本发明的滚动轴承的其它的例子。图4(a)是作为本发明的滚动轴承组装具有植毛部的密封构件而成的深沟球轴承的局部剖视图，图4(b)是具备具有植毛部的轨道圈的深沟球轴承的局部剖视图。在图4(a)所示的例子中，在滚动轴承1中，在密封构件11的内表面形成有植毛部6。详细而言，密封构件11由加强用的金属板11a和构成密封唇的橡胶构件11b构成，在金属板11a的轴承内空间侧表面形成有植毛部6。植毛部6的形成部位不限定于图示的部位，只要是在密封构件11的与润滑脂12接触的表面即可，能够形成在任意的表面。此外，形成植毛部时的密封构件侧的构造没有特别限定，也可以是没有金属板的密封构件或仅由金属板(护罩板)构成的密封构件。
在图4(b)所示的例子中，在内圈2的肩部2b和外圈3的肩部3b的全部或一部分上，分别形成有植毛部6。植毛部6的形成部位不限定于图示的部位，除了轨道圈(内圈2和外圈3)的与滚动体4接触的接触表面即滚道面之外，只要是与润滑脂12接触的表面即可，能够形成在任意的表面。通过在滚道面附近的肩部形成植毛部，油变得容易通过植毛部而被供给到滚道面。此外，也可以组合图4(a)和图4(b)所示的结构。在通常的没有植毛部的滚动轴承的情况下，飞溅到密封面等的润滑脂无助于润滑，但是在轴承内部形成基于植毛部的油通路，即使润滑脂向各处飞溅，也能够有助于轴承的润滑。
本发明的滚动轴承被润滑油或润滑脂润滑。这些润滑剂(润滑油-润滑脂)被供给、封入到轴承内空间，夹于滚道面等进行润滑。作为润滑油，通常只要是用于滚动轴承的润滑油就能够没有特别制限地使用。例如列举有石蜡系矿物油、环烷系矿物油等矿物油、聚异丁烯油、聚－α－烯烃油、烷基苯油、烷基萘油等碳化氢系合成油、或天然油脂、多元醇酯油、磷酸酯油、二酯油、聚乙二醇油、硅油、聚苯醚油、烷基二苯醚油、氟化油等非碳化氢系合成油等。这些润滑油既可以单独使用，也可以2种以上并用。
作为润滑脂，通常只要是用于滚动轴承的润滑脂，就能够没有特别制限地使用。作为润滑脂构成的基油，列举有上述的润滑油。此外，作为构成润滑脂的增稠剂，例如列举有铝皂、锂皂、钠皂、复合锂皂、复合钙皂、复合铝皂等金属皂系增稠剂、双脲化合物、聚脲化合物等脲系化合物、PTFE树脂等氟树脂粉末。这些增稠剂既可以单独使用，也可以2种以上并用。
此外，能够根据需要向润滑剂添加公知的添加剂。作为添加剂，例如列举有炭黑等导电性赋予剂、有机锌化合物、有机钼化合物等极压剂、胺系、酚系、硫磺系化合物等酸化防止剂、硫磺系、磷系化合物等磨损抑制剂、多价醇酯等防锈剂、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯等粘度指数提高剂、二硫化钼、石墨等固体润滑剂、酯、乙醇等油性剂等。
润滑剂的封入量只要是能够确保所希望的润滑特性的范围就没有特别限定，但是优选轴承内空间中的静止空间体积的50％～80％(体积比率)左右。在本发明中，由于通过形成植毛部而谋求润滑脂的搅拌阻力的降低，所以将润滑剂封入量作为上述范围，谋求旋转扭矩的降低。
以上，基于图1～图4说明了本发明的实施方式(深沟球轴承(具有密封构件))，但是本发明的滚动轴承不限定于这些。例如，能够应用于推力角接触球轴承、推力球轴承、圆筒滚子轴承、针状滚子轴承、推力圆筒滚子轴承、推力针状滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力圆锥滚子轴承、自动调心球轴承、自动调心滚子轴承、推力自动调心滚子轴承等任意的滚动轴承。此外，对于这些滚动轴承，无论有无密封构件(护罩板)都能够应用，即使是没有密封构件的开放型也同样能够获得由植毛部带来的润滑油等的保持效果和刮擦附着于滚动体表面的润滑剂，使附着于滚动体的润滑剂的量减少的效果。
以下，关于确保导电性的滚动轴承的方式进行说明。
本发明的该方式的滚动轴承以具有上述的植毛部的结构为前提，由轴承钢等导电性物质形成的内圈和外圈，至少将(B)被作为润滑剂供给的导电性润滑脂和/或(A)作为植毛部纤维使用导电性纤维的导电性植毛部作为导通路径而被电导通。从内圈到外圈的导通路径的详细结构没有特别限定，但是在将(A)作为导通路径，不使用导电性润滑脂的情况下，导电性植毛部与滚动体、保持器的直接的固体接触是必须的。此外，在该情况下，作为成为导通路径的滚动体、保持器，使用由导电性物质形成的构件。
植毛部的形成方法、材质、形状等的详细情况如上所述。此外，在使植毛部为导电性植毛部的情况下，将导电性纤维用作短纤维。作为导电性纤维，例如在上述碳纤维之外，还列举有在上述合成树脂纤维中，将以炭黑为代表的导电性充填材均匀地分散到所述的树脂母材中而成形获得的纤维、以同样的导电材覆盖上述合成树脂纤维的表面的纤维。
在形成植毛部时所使用的粘接剂也如上所述。此外，在使植毛部为导电性植毛部的情况下，粘接剂也优选使用导电性粘接剂。作为导电性粘接剂，列举有在上述的各粘接剂中配合碳、银、镍等导电性填充物而成的粘接剂。
本发明的滚动轴承由润滑油或润滑脂润滑。在将上述(A)作为导通路径的情况下，能够较佳地利用润滑油，即使作为润滑脂也能够利用通常(非导电性)的润滑脂。但是，为了消除植毛部与滚动体、保持器接触的接触部中的由油膜产生的导通不良的可能，作为润滑剂，在任一方式下都优选使用导电性润滑脂。在该情况下，导电性润滑脂被保持在导电性植毛部，利用植毛部和被其保持的导电性润滑脂，即使在上述接触部等也能够进行稳定的导通。
在为导电性润滑脂的情况下，例如代替上述的通常的增稠剂而使用碳系增稠剂。作为碳系增稠剂，列举有炭黑、石墨、富勒烯、碳纳米管、碳纳米纤维、碳纤维等。从容易获得稳定的导电性出发，尤其优选炭黑。作为炭黑，能够使用炉法炭黑、槽法炭黑、乙炔黑、科琴炭黑等。另外，在为导电性润滑脂的情况下，增稠剂也可以使用通常的增稠剂，作为后述的添加剂，也可以使用配合上述碳系等的导电性赋予剂而成的添加剂。
以下，在确保导电性的滚动轴承中，基于图说明形成植毛部的部位。作为实施方式，分为以下两种情况进行说明，(A)将内圈和外圈与导电性植毛部经由保持器或滚动体导通的情况、(B)利用导电性润滑脂将内圈和外圈导通的情况。
(A)与导电性植毛部经由保持器或滚动体导通的情况
基于图10说明该方式中的形成植毛部的部位。图10(a)和图10(b)是滚动轴承的局部概略剖视图。该方式的滚动轴承1具备：作为轨道圈的内圈2和外圈3；夹设于该内-外圈间的多个滚动体4；以及保持该滚动体4的保持器5。此外，滚动轴承1具备设于内-外圈的轴向两端开口部的环状的密封构件(省略图示)，且被封入到由内圈2、外圈3、保持器5和密封构件构成的轴承内空间的润滑脂12润滑。润滑脂12的种类没有被特别限定，但是如上所述，在该方式中也优选导电性润滑脂。在该结构中，在该图所示的构件的规定位置形成有导电性的植毛部6。导电性的植毛部6的材质、形成方法如上所述。在该方式中，由于植毛部与保持器或滚动体固体接触，所以作为植毛部所使用的纤维，优选摩擦-磨损特性优异的纤维。例如，优选使用在聚乙烯树脂中复合有炭黑等导电性充填材的短纤维。
在图10(a)中，植毛部6被形成在轨道圈(内圈2和外圈3)的与轨道面(滚道面)相邻的肩部，植毛部6的纤维前端与滚动体4接触。在该情况下，内圈2和外圈3通过内圈2－植毛部(内圈侧)6－滚动体4－植毛部(外圈侧)6－外圈3的导通路径，能够导通。在图10(b)中，将保持器5作为导通路径，内圈2和外圈3与保持器5经由植毛部6接触。在该情况下，内圈2和外圈3通过内圈2－植毛部(内圈侧)6－保持器5－植毛部(外圈侧)6－外圈3的导通路径，能够导通。植毛部6只要形成在保持器5侧(保持器的内外径面)和轨道圈侧(是轨道圈肩部，与保持器的内外径面相向的部位)的至少一方即可。即，能够是在轨道圈肩部形成植毛部，并使植毛纤维的前端与保持器内外径面接触的方式、在保持器内外径面形成植毛部，并使植毛纤维的前端与轨道圈肩部接触的方式等。
此外，成为通电部的接触构件在图10(a)的情况下，是植毛部6和滚动体4，轴承旋转时这些构件的相对速度差成为内圈2和外圈3的相对速度差的50％左右。在图10(b)的情况下，是植毛部6和保持器5，轴承旋转时这些构件的相对速度差成为内圈2和外圈3的相对速度差的60～70％左右。因此，与在密封构件前端设置通电部而使内外圈间导通的情况相比，能够抑制植毛部(通电部)的磨损，能够长期确保通电性。
图11是从侧面观察图10的滚动轴承的概略图。如图11(a)那样，通过在内圈2和外圈3整周形成导电性的植毛部6，能够稳定地确保导通。可是，由于植毛部6与保持器(省略图示)或滚动体4直接接触，所以在要求低扭矩的环境下优选接触面积更少的如图11(b)～(E)那样的部分的植毛部6。图11(b)在圆周方向上断续地形成有植毛部6。即使在经由滚动体4或保持器导通的任一情况下，也都能够一边减少与植毛部6的接触面积一边始终通电。图11(c)和(d)是经由滚动体4的导通方法。图11(c)在内圈2的整周上，在外圈3的轴承滚动体的一个间距以上的范围内，分别形成有植毛部6。图11(d)在外圈3的整周上，在内圈2的轴承滚动体的一个间距以上的范围内，分别形成有植毛部6。在图11(c)和(d)中，通过在内圈2和外圈3的一方的整周上形成植毛部6，能够将另一方的植毛部形成部位作为轴承滚动体的一个间距左右而始终通电，与植毛部6接触的接触面积大幅减小。图11(e)是经由保持器(省略图示)的导通方法，在内圈2和外圈3这两方形成轴承滚动体的一个间距以上的植毛部6。能够一边大幅减小与植毛部6的接触面积一边始终通电。
(B)利用导电性润滑脂进行导通的情况
基于图12说明形成该方式的植毛部的部位。图12(a)～(c)是滚动轴承的局部概略剖视图。该方式的滚动轴承1具备：作为轨道圈的内圈2和外圈3；夹设于该内-外圈间的多个滚动体4；以及保持该滚动体4的保持器5。此外，滚动轴承1具备设于内-外圈的轴向两端开口部的环状的密封构件(仅图12(c)图示：附图标记11)，并由被封入由内圈2、外圈3、保持器5和密封构件构成的轴承内空间的润滑脂12润滑。在该方式下，为了能够通电，作为润滑脂12使用导电性润滑脂。在该结构中，在该图所示的构件的规定位置形成有植毛部6。植毛部6的材质、形成方法如上所述。
在图12(a)～(c)的任一情况下，植毛部6均保持导电性的润滑脂12。植毛部6通过保持润滑脂12并将该润滑脂12留在那里，发挥确保导通回路的辅助的作用。若与上述(A)的情况(在使植毛部与滚动体或保持器固体接触而确保导通的情况)相比，能够不会产生植毛部的纤维的磨损等劣化地更长期地确保导通。此外，能够避免由固体接触产生的扭矩的增加。
图12(a)在轨道圈肩部的轨道面附近形成有植毛部6，保持于植毛部6的导电性的润滑脂12填满内圈2和外圈3与保持器5之间或者内圈2和外圈3与滚动体4之间，能够实现导通。在该情况下，优选滚动体或保持器的一方由导电性物质构成。图12(b)在保持器5的侧面形成有植毛部6，保持于植毛部6的导电性的润滑脂12沿着保持器外周面连接内圈2和外圈3，能够实现导通。在该情况下，保持器5本身也可以不具有导电性。图12(c)在密封构件11的轴承内空间侧表面(滚动体侧端面)形成有植毛部6，保持于植毛部6的导电性的润滑脂12沿着密封构件11的植毛部形成面连接内圈2和外圈3，能够实现导通。在该情况下，优选使植毛部6为导电性的植毛部。
图1 2(a)～(c)的植毛部的方式即可以各自单独采用，也可以任意组合起来采用。而且，也可以将图10、图11所示的方式任意地组合。
对于本发明的滚动轴承，除了确保通电性之外，还具有以下所示那样的优异的润滑特性。在一般的滚动轴承中，润滑脂通过基于旋转产生的离心力、基于滚动体的旋转的搅拌，从轨道面附近变少，有附着于密封构件而无助于润滑的情况和自轴承泄漏的情况。相对于此，在本发明的滚动轴承中，通过在轨道面附近、保持器上形成植毛部，植毛部的纤维能够将接受搅拌、离心力的润滑脂保持在轨道面附近，防止润滑脂泄漏，并且使润滑剂有效地有助于润滑。此外，通过润滑脂与保持器一起旋转，不会产生搅拌阻力，与没有植毛部的情况相比，能够降低旋转扭矩。而且，从植毛部的润滑脂保持性的高度出发，在降低了润滑脂封入量的情况下，也能够将润滑脂保持在轨道面附近，能够降低旋转扭矩。此外，在密封构件的滚动体侧端面形成植毛部的情况下，也能够防止润滑脂自轴承泄漏。
此外，若润滑脂受到剪切则产生软化，变得容易脱油，润滑寿命变短，但是在本发明中，润滑脂被上述植毛部保持，难以受到剪切，可谋求润滑寿命的长寿命化。此外，在为油润滑的情况下，若使植毛部保持润滑油，则能够不自外部供给油地在轴承内部保持足够的量的润滑油，且不存在像润滑脂润滑那样成为旋转的阻力的半固体状的物质，因此，扭矩变得更低。
以上，基于图10～图12说明确保了导电性的滚动轴承的方式，但是该轴承并不限定于这些。例如，作为轴承形式，能够应用于深沟球轴承、推力角接触球轴承、推力球轴承、圆筒滚子轴承、针状滚子轴承、推力圆筒滚子轴承、推力针状滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力圆锥滚子轴承、自动调心球轴承、自动调心滚子轴承、推力自动调心滚子轴承等任意形式的滚动轴承。此外，对于这些滚动轴承，无论有无密封构件(护罩板)都能够应用。
实施例
实施例1
通过注射成形来制造6206滚动轴承(深沟球轴承)所能够使用的图2的形状的树脂制冠形保持器。树脂材质是尼龙66(配合以体积百分比计的玻璃纤维30％)。通过对该保持器的内外径面(图2所示的部位)涂敷粘接剂，通过静电植毛，形成由聚酰胺树脂纤维形成的植毛部。将获得的植毛保持器的照片表示于图5。将该植毛保持器组装于6206滚动轴承(深沟球轴承)，对轴承内空间以静止空间体积比封入70体积％的润滑脂(锂皂+酯油)，用护罩板进行密封，作为试验轴承。将获得的试验轴承供给下述的扭矩测量试验1，调查了旋转扭矩的经时变化。
＜扭矩测量试验1＞
呈纵型地固定试验轴承，在转速1800rpm、室温(25℃)的环境下，对外圈施加轴向载荷24N，用负载传感器进行限制，作为内圈旋转，算出了在轴承上产生的旋转扭矩。
比较例1～比较例3
通过注射成形来制造6206滚动轴承(深沟球轴承)所能够使用的树脂制冠形保持器。树脂材质是尼龙66(配合以体积百分比计的玻璃纤维30％)。该保持器除了在内外径面上不具有植毛部这一点之外，是与实施例1相同形状的保持器。将该植毛保持器组装于6206滚动轴承(深沟球轴承)，对轴承内空间以静止空间体积比分别封入30体积％(比较例3)、50体积％(比较例2)、70体积％(比较例1)的润滑脂(锂皂+酯油)，用护罩板进行密封，作为试验轴承。将获得的试验轴承与实施例1相同地供给上述扭矩测量试验1，调查了旋转扭矩的经时变化。
将实施例和比较例中的扭矩测量试验1的结果表示于图6，将试验后的实施例1(图7(a)：试验时间约5个小时)和比较例1(图7(b)：试验时间约5个半小时)的轴承的状态表示于图7。另外，在图6中，横轴表示运转时间(时间(h))，纵轴表示旋转扭矩(N·mm)。
如图6所示可知，若润滑脂封入量相等，则植毛保持器的旋转扭矩大幅降低。假如为了不使用植毛保持器而成为相等的扭矩，需要将润滑脂封入量减少到30体积％(比较例3)左右，在该情况下，轴承的润滑脂寿命降低。
如图7所示，在比较例1的情况下，润滑脂由滚动体搅拌并飞溅。另一方面，在实施例1中，润滑脂固定于保持器，与润滑脂封入初期相比几乎没有改变位置。即可知，由于润滑脂固定于植毛部不受剪切地与保持器一起旋转，所以不产生搅拌阻力，旋转扭矩降低。此外，由于实施例1如上所述润滑脂本身的移动被抑制，所以能够降低润滑脂泄漏。而且，由于实施例1中的润滑脂与比较例1的润滑脂相比未受剪切，所以难以脱油，能够期待润滑寿命变长。
实施例2
通过注射成形来制造图2的形状的树脂制冠形保持器。树脂材质是尼龙66(配合以体积百分比计的玻璃纤维30％)。在该保持器的整个面上(兜部以外)涂敷粘接剂，通过静电植毛，形成了由聚酰胺树脂纤维形成的植毛部。将该植毛保持器组装于滚动轴承(轴承尺寸：内径20mm、外径47mm、宽度14mm)，对轴承内空间以静止空间体积比封入95体积％(全空间比35体积％)的脲系润滑脂作为试验轴承。将获得的试验轴承供给下述的扭矩测量试验2和高温耐久试验。
＜扭矩测量试验2＞
呈纵型地固定试验轴承，在转速3600rpm、室温(25℃)环境下，对外圈施加轴向载荷19.6N，用负载传感器进行限制，作为内圈旋转，算出了在轴承上产生的旋转扭矩(N·mm)。
＜高温耐久试验＞
在轴承外圈外径部温度150℃、径向载荷67N、轴向载荷67N的环境下以10000rpm的旋转速度运转，测量了直到成为烧伤(日文：焼き付き)为止的时间(高温高速寿命、h(时间))。
比较例4～6
通过注射成形来制造图2的形状的树脂制冠形保持器。树脂材质是尼龙66(配合以体积百分比计的玻璃纤维30％)。该保持器是除了没有植毛部这一点之外与实施例2相同形状的保持器。将该标准保持器组装于滚动轴承(轴承尺寸：内径20mm、外径47mm、宽度14mm)，对轴承内空间以静止空间体积比分别封入90体积％(全空间比35体积％)(比较例4)、65体积％(全空间比25体积％)(比较例5)、45体积％(全空间比17体积％)(比较例6)的脲系润滑脂，作为试验轴承。将获得的试验轴承与实施例2相同地供给扭矩测量试验2和高温耐久试验。
将实施例2和比较例4的扭矩测量试验的结果表示于图8。在图8中，横轴表示运转时间(时间(h))，纵轴表示旋转扭矩(N·mm)。此外，将旋转扭矩与高温高速寿命的关系表示于图9。在图9中，横轴表示旋转扭矩(N·mm)，纵轴表示高温高速寿命(h(时间))，在实施例和比较例中的括弧内，数值是润滑脂封入量。另外，图9中的旋转扭矩是试验开始后10小时的扭矩。
如图8所示可知，实施例2相对于比较例4，能够以相同的润滑脂封入量以1/10的旋转扭矩运转，对低扭矩化、扭矩峰值减小是有效的。此外，如图9所示，作为通常的保持器的比较例4～6与润滑脂封入量的增加成正比，高温高速寿命能够延长，但是旋转扭矩也增加。相对于此，作为植毛保持器的实施例2即使在润滑脂封入量多的情况下也成为低扭矩，能够实现长寿命化且低扭矩化。
产业上的利用可能性
本发明的滚动轴承作为轴承形状、润滑剂使用现有的构件，并且通过简易的手段，能够谋求包含旋转扭矩的降低在内的润滑特性的提高，能够作为各种用途的滚动轴承广泛利用。
附图标记的说明
1 滚动轴承
2 内圈
3 外圈
4 滚动体
5 保持器
6 植毛部
7 保持器本体
8 保持爪
9 兜部
10 平坦部
11 密封构件
12 润滑脂

Claims (9)

1.一种滚动轴承，包括：作为轨道圈的内圈和外圈；夹设于该内-外圈间的多个滚动体；保持该滚动体的保持器；设于上述内圈和外圈的轴向两端开口部的密封构件；被封入轴承内空间且由润滑脂或润滑油构成的润滑剂，其特征在于，
在从上述内圈、上述外圈、上述保持器和上述密封构件选出的至少一种构件中，在该构件的与上述滚动体接触的接触表面以外且与上述润滑剂接触的表面，形成有移植纤维而成的植毛部，
上述植毛部具有与上述滚动体接触的纤维前端。
2.一种滚动轴承，包括：作为轨道圈的内圈和外圈；夹设于该内-外圈间的多个滚动体；保持该滚动体的保持器；被供给到轴承内空间且由润滑脂或润滑油构成的润滑剂，其特征在于，
在从上述内圈、上述外圈和上述保持器选出的至少一种构件中，在该构件的与上述滚动体接触的接触表面以外且与上述润滑剂接触的表面，形成有移植纤维而成的植毛部，
上述植毛部具有与上述滚动体接触的纤维前端。
3.根据权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，
上述植毛部被形成于上述保持器的内径面和/或外径面。
4.根据权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，
在上述保持器的保持上述滚动体的兜部，形成与该滚动体非接触的凹部，且在该凹部的表面形成有上述植毛部。
5.根据权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，
上述纤维是合成树脂纤维，通过静电植毛形成上述植毛部。
6.根据权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，
上述内圈和上述外圈至少将以下的(1)和/或(2)作为导通路径而被电导通，(1)作为上述润滑剂，被供给或被封入的导电性润滑脂，(2)作为上述植毛部，上述纤维使用导电性纤维的导电性植毛部。
7.根据权利要求6所述的滚动轴承，其特征在于，
上述内圈和上述外圈还将上述保持器和/或上述滚动体作为导通路径而被电导通。
8.根据权利要求7所述的滚动轴承，其特征在于，
将上述滚动体作为上述导通路径，
上述植毛部被形成在上述轨道圈的与轨道面相邻的肩部。
9.根据权利要求7所述的滚动轴承，其特征在于，
将上述保持器作为上述导通路径，
上述内圈和上述外圈与上述保持器经由上述植毛部接触。
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