JP2000120698A - 旋回輪軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】セパレータ内に潤滑剤を貯え、これをグリース
の補助潤滑剤あるいは代替え潤滑剤として自動供給する
ことにより、定期的なグリース補給期間を大幅に延長し
た旋回輪軸受を提供する。 【解決手段】内輪と外輪との間に転動体を配置し、隣接
する前記転動体どうしの間に合成樹脂製のセパレータを
有し且つ上記内輪の内周面側に内歯歯車を設けた旋回輪
軸受において、セパレータ４の転動体に近接する部分に
空所１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）を設けるととも
に、その空所１０に潤滑剤含有ポリマ１１を充填して、
この潤滑剤含有ポリマ１１から転動体へ潤滑剤の供給を
可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パワーショベル，
トラッククレーンなど、建設機械，産業機械の旋回部に
使用される旋回輪軸受の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の旋回輪軸受は、図３，図４に示す
ように、内輪１と外輪２との間に複数個の転動体３を配
設すると共に、隣接する転動体３の間に、円筒体の両端
面に球面座４ａを有する中実の合成樹脂製のセパレータ
４を介在させて転動体どうしの接触を防止するように構
成されている。内輪１の内周面側には内歯歯車５が設け
てあり、これを図示しない旋回軸の歯車と噛み合わせて
内輪１を回転させるようにしている。その潤滑は、内輪
１と外輪２との間の、転動体３とセパレータ４とが存在
する空間に充填されているグリースで行われている。

【０００３】また、その軸受空間内に、外輪２の外周面
のグリースニップル６から必要に応じてグリースを補給
できる構造になっているものもある。なお、７は軸受空
間内に充填されたグリースの外部への洩れ、及び外部か
らの異物の侵入を防止するためのシールである。

【０００４】いずれにしても、隣接する転動体３どうし
の間に介在する従来のセパレータ４は、その内部に特に
空間は有していない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の旋回輪軸受には、その構造上、以下のような問題点
があった。

【０００６】（１）軸受外径が、小型でも約４００ｍ
ｍ、大型になると４０００ｍｍ程度とかなり大きいた
め、軸受内のすき間にグリースを充填する手間が非常に
かかる。また、すき間全体に均一に充填するのが難し
い。

【０００７】（２）セパレータは中実で、凹みや窪み，
穴などの内部空間は特には設けられていないので、内輪
と外輪との間の、転動体とセパレータとが占める部分を
除いたすき間の空間は小さい。そのため、当該すき間に
充填されるグリース量が、軸受が大径のわりには少なく
て、定期的にグリースを補給しなければならない。

【０００８】そこで本発明は、セパレータ内に潤滑剤を
貯えこれをグリースの補助潤滑剤あるいは代替え潤滑剤
として自動供給することにより、定期的なグリース補給
期間を大幅に延長した旋回輪軸受を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係る発明は、内輪と外輪との間に転動
体を配置し、隣接する前記転動体どうしの間に合成樹脂
製のセパレータを有し且つ上記内輪の内周面側に内歯歯
車を設けた旋回輪軸受において、前記セパレータの転動
体に近接する部分に空所を設けるとともに、その空所に
潤滑剤含有ポリマを充填して、この潤滑剤含有ポリマか
ら前記転動体へ潤滑剤の供給を可能にしたことを特徴と
する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１１】本発明の旋回輪軸受の全体構成は、図３，
図４に示すものと略同様であるから、その詳細を省く。

【００１２】本発明の旋回輪軸受の特徴は、図１に示す
ように、セパレータ４の内部に、空所１０を設けて、そ
の空所１０に潤滑剤含有ポリマ１１（図に斜線で示され
る）を充填した点にある。

【００１３】それらの空所１０は、転動体３に近接する
部分、すなわち円筒状のセパレータ４の両端面に形成さ
れている球面座４ａの部分に開口して設けられている。
空所１０の大きさ，形状，個数などは特に限定されず任
意であるが、充填された潤滑剤含有ポリマが潤滑剤を供
給することによって収縮しても脱着しないように、入口
が内部より狭くなっている。空所の入り口をその内部よ
り狭くするには、奥から入り口に向けて次第に狭くなる
テーパ状の空所にしてもよいし、あるいは入り口を絞っ
て急に狭くした空所にしてもよい。

【００１４】図１に示すものでは、セパレータ４の両球
面座４ａの軸心を貫通する貫通穴からなる空所１０ａ
と、これと同心の大小二つの円環状の窪みからなる空所
１０ｂ，１０ｃとを設けてあり、各空所は入り口を狭く
絞って形成している。

【００１５】セパレータ４自体は熱可塑性の合成樹脂製
であり、射出成形で精度よく成形される。合成樹脂とし
ては、６−ナイロン，６，６−ナイロン，４，６−ナイ
ロン，１２−ナイロンなどのポリアミド樹脂をはじめ、
ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂などを用い
ることができる。これらの合成樹脂は、機械的強度を向
上させるために、ガラス繊維，カーボンファイバー，チ
タン酸カリウムウィスカー，ホウ酸アルミニウムウィス
カー等の強化材を含有したものでもよい。強化材の含有
量は、５０重量％以下である。それを越える場合は樹脂
溶融時の粘度が上昇し、精度よく成形することが難しく
なる。

【００１６】以下に、空所１０に充填される本発明の潤
滑剤含有ポリマの材料について詳細に説明する。

【００１７】本発明の潤滑剤含有ポリマは、ポリエチレ
ン，ポリプロピレン，ポリブチレン，ポリメチルペンテ
ン等の基本的に同じ化学構造を有するポリオレフィン系
樹脂の群から選定された合成樹脂に、潤滑剤としてポリ
αーオレフィン油のようなパラフィン系炭化水素油，ナ
フテン系炭化水素油，鉱油、ジアルキルジフェニルエー
テル油のようなエーテル油、フタル酸エステルのような
エステル油等の何れかを単独若しくは混合油の形で混ぜ
て調整した原料を、樹脂の融点以上で加熱して可塑化
し、その後冷却することで固形状にしたものであり、潤
滑剤の中に予め酸化防止剤，錆止め剤，摩耗防止剤，あ
わ消し剤，極圧剤等の各種添加剤を加えたものでもよ
い。

【００１８】上記潤滑剤含有ポリマの組成比は、全重量
に対してポリオレフィン系樹脂１０〜５０重量％，潤滑
剤９０〜５０重量％である。ポリオレフィン系樹脂が１
０重量％未満の場合はあるレベル以上の硬さ・強度が得
られず、軸受の回転などによって負荷がかかった時に初
期の形状を維持するのが難しくなり、軸受の内部空間か
ら脱着する等の不具合を生じる可能性が高くなる。一
方、ポリオレフィン系樹脂が５０重量％を越える場合
（つまり潤滑剤が５０重量％未満の場合）は、軸受への
潤滑剤の供給が少なくなり、軸受の寿命が短くなる。

【００１９】上記合成樹脂の群は、基本構造は同じでそ
の平均分子量が異なっており、７００〜５×ｌ０⁶ の範
囲に及んでいる。そのうちの平均分子量７００〜１×１
０⁴というワックス（例えばポリエチレンワックス）に
分類されるものと、平均分子量ｌ×ｌ０⁴ 〜ｌ×ｌ０⁶
という比較的低分子量のものと、平均分子量１×１０ ⁶
〜５×１０⁶ という超高分子量のものとを、単独若しく
は必要に応じて混合して用いる。比較的低分子量のもの
と潤滑剤との組合わせによって、ある程度の機械的強
度，潤滑剤供給能力，保油性を持つ潤滑剤含有ポリマが
得られる。

【００２０】この中の比較的低分子量のものの一部を、
ワックスに分類されるものに置き換えると、ワックスに
分類されるものと潤滑油との分子量の差が小さいために
潤滑油との親和性が高くなり、結果として潤滑剤含有ポ
リマの保油性が向上し、長期間にわたっての潤滑剤の供
給が可能になる。ただしその反面、機械的強度は低下す
る。ワックスとしては、ポリエチレンワックスのような
ポリオレフィン系樹脂の他、融点が１００〜１３０℃以
上の範囲にある炭化水素系のもの（例えばパラフィン系
合成ワックス）であれば使用できる。

【００２１】それに対して、超高分子量のものに置き換
えると、超高分子量のものと潤滑油との分子量の差が大
きいために潤滑油との親和性が低くなり、結果として保
油性が低下し、潤滑剤含有ポリマからの潤滑剤の惨み出
しが速くなる。それによって、潤滑剤含有ポリマから供
給可能な潤滑剤量に達する時間が短くなり、軸受の寿命
が短くなる。ただし、機械的強度は向上する。

【００２２】成形性，機械的強度，保油性，潤滑剤供給
量のバランスを考慮すると、潤滑剤含有ポリマの組成比
は、ワックスに分類されるもの０〜５重量％，比較的低
分子量のもの８〜４８重量％，超高分子量のもの２〜１
５重量％，３つの樹脂分の合計１０〜５０重量％（残り
が潤滑剤９０〜５０重量％）が好適である。

【００２３】機械的強度の一つとして、本発明の潤滑剤
含有ポリマの硬さ［ＨＤ_A ］は、６５以上であることが
好ましく、より好ましくは７０以上である。硬さ［ＨＤ
_A ］が６５未満の場合は、強度的に弱く軸受（転動体）
の回転によって破損する恐れがある。

【００２４】本発明の潤滑剤含有ポリマの機械的強度を
向上させるため、上述のポリオレフィン系樹脂に、以下
のような熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を添加したもの
でもよい。

【００２５】熱可塑性樹脂としては、ポリアミド，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
テルエーテルケトン，ポリアミドイミド，ポリスチレ
ン，ＡＢＳ樹脂等の各樹脂を使用することができる。

【００２６】熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステ
ル樹脂，尿素樹脂，メラニン樹脂，フェノール樹脂，ポ
リイミド樹脂，エポキシ樹脂等の各樹脂を使用すること
ができる。

【００２７】これらの樹脂は、単独で用いてもよくまた
は混合して用いてもよい。

【００２８】更に、ポリオレフィン系樹脂とそれ以外の
樹脂とを、より均一な状態で分散させるために、必要に
応じて適当な相溶化剤を加えてあっても良い。

【００２９】また、機械的強度を向上させるために、充
填材を添加しても良い。例えば、炭酸カルシウム，炭酸
マグネシウム，チタン酸カリウムウィスカーやホウ酸ア
ルミニウムウィスカー等の無機ウィスカー類，或いはガ
ラス繊維や金属繊維等の無機繊維類及びこれらを布状に
編組したもの等を添加してもよく、また有機化合物では
カーボンブラック，黒鉛粉末，カーボン繊維，アラミド
繊維やポリエステル繊維等を添加してもよい。

【００３０】更に、ポリオレフィン系樹脂の熱による劣
化を防止する目的で、Ｎ，Ｎ‘−ジフェニル−Ｐ−フェ
ニルジアミン，２，２‘−メチレンビス（４ーエチル−
６−ｔ−ブチルフェノール）等の老化防止剤、また光に
よる劣化を防止する目的で２−ヒドロキシ−４−ｎ−オ
クトキシベンソフェノン，２−（２‘−ヒドロキシ−３
‘−ｔ−ブチル−５’−メチル−フェニル）−５−クロ
ロベンゾトリアゾ−ル等の紫外線吸収剤を添加してもよ
い。

【００３１】以上の全ての添加剤（ポリオレフィン系樹
脂＋潤滑剤以外）の添加量としては、添加剤全体として
成形原料全量の２０重量％以下であることが、潤滑剤の
供給能力を維持する上で好ましい。

【００３２】本発明で用いることのできる潤滑剤含有ポ
リマの材料としては、上に説明したようなポリオレフィ
ン系樹脂をベースとしたものの他、射出成形可能な熱可
塑性樹脂であれば使用でき、その中で含油量を多くする
ことができるものとして例えば、ポリエステル系エラス
トマー等がある。また、熱可塑性樹脂の他に、ポリウレ
タン，ポリウレアエラストマーなどの熱硬化性樹脂も用
いることができる。ポリウレタンの場合は、潤滑剤とし
てグリースを用いて、反応原料となるイソシアネート基
を含有するウレタンプレポリマーとアミン系硬化剤をそ
れぞれグリースに均一に混合した後、２つの混合物をさ
らに混合し目的の形状の金型に充填して、必要に応じて
加熱して反応させ、グリースを含有させた状態で硬化さ
せる。ポリウレアの場合は、分子鎖にソフトセグメント
を含有する芳香族ポリアミン化合物及び芳香族ジアミン
の混合物からなるアミン成分を、それと相溶性のある潤
滑油或いはその潤滑油を基油とするグリースと均一に混
合した混合物に、更にポリイソシアナート成分を加えて
混合し目的の形状の金型に充填して、必要に応じて加熱
して反応させ、潤滑剤を含有させた状態で硬化させる。

【００３３】セパレータ４に設けた空所１０に潤滑剤含
有ポリマ１１を充填する方法としては、硬化（固化）前
の潤滑剤含有ポリマ１１を空所１０に充填後、セパレー
タ４の外部形状を維持するような金型中で加熱（ベース
樹脂が熱可塑性樹脂の場合は融点以上、熱硬化性樹脂の
場合は硬化温度）し、その後必要に応じて冷却して硬化
（固化）させる加熱成形がある。また，潤滑剤含有ポリ
マ１１のベース樹脂が熱可塑性樹脂の場合は、セパレー
タ４をコアにした射出成形（インサート成形）でも成形
できる。

【００３４】本発明の旋回輪軸受は、上述のように、セ
パレータ４の内部に、転動体３に近接する部分、つまり
セパレータ４の球面座４ａの部分に開口する空所１０を
設け、その空所１０に潤滑剤含有ポリマ１１を充填して
いる。この潤滑剤含有ポリマ１１に含有されている潤滑
剤が転動体３に供給されて、予め軸受内に充填されてい
るグリースの補助潤滑剤あるいは代替え潤滑剤として作
用する。それによって、定期的なグリース補給期間を大
幅に延長することが可能になった。

【００３５】本発明の旋回輪軸受の具体例を示す。

【００３６】実施例１：図３，図４に示したものと同様
の構造を有する旋回輪軸受に、図１に示す構造のセパレ
ータ４を組み付けたものである。

【００３７】セパレータの本体は、６，６−ナイロンを
材料として射出成形で形成した。空所１０を有するこの
セパレータの本体をコアにして、ベース樹脂が熱可塑性
樹脂からなる下記組成の潤滑剤含有ポリマをインサート
成形（射出成形）することにより、空所１０に潤滑剤含
有ポリマ１１を充填してセパレータ４を形成した。

【００３８】得られた潤滑剤含有ポリマ充填セパレータ
４を、隣接する転動体３の間に挿入して本発明の旋回輪
軸受を製造した。

【００３９】潤滑剤含有ポリマ組成： 高密度ポリエチレン（比較的低分子量に分類）：１０
重量％ 超高分子量ポリエチレン（超高分子量に分類）：１
２．５重量％ ポリエチレンワックス（ワックスに分類）：２．５重
量％ 鉱油：７５重量％ 実施例２：セパレータとして図２に示す構造のものを用
いた。このセパレータは、セパレータ本体の軸心を貫通
する貫通穴からなる空所１０ａのみを有する点が図１の
ものと異なる。空所１０ａは図１のものより直径を大き
くしてあり、その空所１０ａに前記同様に潤滑剤含有ポ
リマを充填している。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、旋回輪軸受のセパレータに設けた空所に予
め潤滑剤含有ポリマを充填して転動体への潤滑剤の供給
を可能にしたため、その含有潤滑剤が旋回輪軸受の軸受
すき間に前もって充填されているグリースの補助潤滑剤
（あるいはグリースが劣化や枯渇したときの潤滑剤）と
して作用し、従来必須とされたグリースの定期補給を不
要とする、あるいは補給期間を大幅に延長させることが
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の旋回輪軸受に組み込むセパレータの構
造例を示す断面図である。

【図２】セパレータの他の構造例を示す断面図である。

【図３】旋回輪軸受の要部断面図である。

【図４】従来のセパレータの構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 内輪 ２ 外輪 ３ 転動体 ４ セパレータ ４ａ セパレータの球面座 １０ セパレータ内の空所 １１ 空所に充填した潤滑剤含有ポリマ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内輪と外輪との間に転動体を配置し、隣
   接する前記転動体どうしの間に合成樹脂製のセパレータ
   を有し且つ上記内輪の内周面側に内歯歯車を設けた旋回
   輪軸受において、前記セパレータの転動体に近接する部
   分に空所を設けるとともに、その空所に潤滑剤含有ポリ
   マを充填して、この潤滑剤含有ポリマから前記転動体へ
   潤滑剤の供給を可能にしたことを特徴とする旋回輪軸
   受。