JP2001099170A

JP2001099170A - 転がり軸受

Info

Publication number: JP2001099170A
Application number: JP27583199A
Authority: JP
Inventors: Ken Adachi; 謙安達; Hiroshi Komiya; 廣志小宮
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2001-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】過酷な環境においても、錆が発生した難く、し
かも低トルクであって潤滑油が漏れ出すおそれもない転
がり軸受を提供すること。【解決手段】外輪２と内輪３の間を一対の密封部材６に
より封止し、内部の空間７に、樹脂ポリマーおよび防錆
添加剤を含む潤滑剤組成物８を充填する。防錆添加剤と
しては、ナトリウムスルフォネート等の金属スルフォネ
ートを含む第１の添加剤と、ソルビタンモノオレエート
等の、ソルビタンを含む第２の添加剤を併用し、防錆効
果を高める。潤滑剤組成物に占める防錆添加剤の含有率
は２〜６％である。密封部材６が回転輪である内輪３に
接触してシールする接触式であるので、空間７内への水
分の侵入を確実に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は潤滑剤組成物が充填
された転がり軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】例えば、
製紙機械においては、抄紙されたウェブ状の紙の先端の
両隅部を一対のロープで引っ張りながら、製紙工程を順
次に移動させるようにしている。紙自体はローラ間を通
過していき、各ロープは、多数のキャリアホイールに順
次に巻き回されている。各キャリアホイールは転がり軸
受によって回転自在に支持されている。

【０００３】このキャリアホイール用の転がり軸受は、
製紙工程中、紙を乾燥させるドライヤーパートにおい
て、特に過酷な環境に曝される。というのは、ドライヤ
ーパートでは、例えば温度１００〜１２０°Ｃで、湿度
１００％という高温、高湿度であるうえに、転がり軸受
に直接、水がかかることもあるからである。上記の転が
り軸受には、一般的なシール部材が装備されているもの
の、もともと転がり軸受はその構造上、上記のシール部
材をもってしても完全な密封化は困難である。したがっ
て、転がり軸受内に水分が侵入し、錆を発生するおそれ
がある。

【０００４】そこで、転がり軸受内にグリースを充満さ
せて使用することが考えられる。この場合、充満するグ
リースによって軸受内への水分の侵入を抑制できるの
で、防錆の効果は期待できる。しかし、充満したグリー
スのために軸受の回転時のトルクが大きくなる。また、
上述したように完全な密封化が困難であるので、充満し
たグリースの一部が温度膨張等によって外部へ漏れ出る
おそれがある。同様の問題は、車両をコンベヤに載せて
連続的に洗車を行う連続洗車機のコンベヤ用の軸受や、
鉄鋼圧延機用の酸洗いラインロール用の軸受や、耕運機
等の農機の車輪用の軸受や、工場内で屋内外を自動化運
転される搬送用車両の車輪用の軸受においても存在す
る。

【０００５】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、過酷な環境においても錆が発生し難く、しかも低
トルクであって潤滑油が漏れ出すおそれもない転がり軸
受を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達成するための課題解決手段として、請求項１記載の
発明は、互いの間に複数の転動体を介在する内輪と外輪
の間の空間に、樹脂ポリマーを含む潤滑剤組成物を充填
してなる転がり軸受において、上記潤滑剤組成物に、金
属スルフォネートを含む第１の添加剤と、ソルビタンを
含む第２の添加剤が防錆添加剤として配合されているこ
とを特徴とするものである。

【０００７】本発明では、潤滑剤組成物から滲み出す潤
滑剤で潤滑するので、低トルクを達成することができる
と共に、給脂が不要である。また、空間内全体にグリー
スを充満させるタイプのように潤滑油が漏れ出したする
するおそれがない。また、仮に空間内の水分が侵入して
も、防錆添加剤の働きで錆の発生を防止でき、軸受の寿
命を長くすることができる。特に、金属スルフォネート
を含む第１の添加剤と、ソルビタンを含む第２の添加剤
の併用により、高い防錆効果を達成することができる。
防錆添加剤は潤滑性組成物の全量に対して２〜６重量％
で含むことが好ましい。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、内輪と外輪の間の空間が一対の密封部材により封止
されていることを特徴とするものである。本発明では、
空間内への水分の侵入を防止して、錆の発生を確実に防
止することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態の転
がり軸受の断面図である。図１を参照して、本転がり軸
受１は、例えば玉軸受からなり、外輪２と内輪３の間に
保持器４により保持される複数の例えば玉からなる転動
体５を介在している。また、外輪２及び内輪３の対応す
る端部間はそれぞれゴム製の密封部材６により封止さ
れ、内部に形成される空間７内に、環状をなす潤滑剤組
成物８が充填されている。この潤滑剤組成物８は転動体
５および保持器４を被覆し空間７の全域を占めるような
大きさに成形されている。

【００１０】外輪２の内周の両端部にはそれぞれ環状凹
部１０が形成され、内輪３の外周の両端部にはそれぞれ
環状溝１１が形成されている。各密封部材６は、環状を
なすし、外輪２の環状凹部１０に収容保持される環状
の外周シール部１２と、内輪３の環状溝１１の内面お
よび縁部に摺接するダブルリップ構造の内周シール部１
３と、外周シール部１２および内周シール部１３を互
いに連続させる主体部１４とを備えている。

【００１１】潤滑剤組成物８としては、（ａ）超高分子
量ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン、ポリメチルペン
テンなどの熱可塑性樹脂や、ポリエーテル系のポリウレ
タン樹脂などの熱硬化性樹脂を用いるポリマー、（ｂ）
金属石けん型グリースおよび非金属石けん型有機系グリ
ースから選ばれるグリースあるいはポリαオレフィン等
の潤滑油、並びに（ｃ）金属スルフォネートを含む第１
の添加剤とソルビタンを含む第２の添加剤とを含む防錆
添加剤を含むものが使用される。

【００１２】特に、（ａ）のポリマーとしては、イソシ
アネート基の含有量が６〜１０重量％であって、その分
子量は４００〜１０，０００程度のものウレタンプレポ
リマーにアミン系硬化剤を用いて得られるポリウレタン
樹脂が好適に使用される。また、硬化後の潤滑剤組成物
８の硬度は国際ゴム硬さ単位（ＩＲＨＤ、ＪＩＳＫ６
２５３に記載の測定法）で６０〜８５であるものが好適
に使用される。上記のウレタンプレポリマーにおいて、
イソシアネート基の含有率が６重量％未満のポリマーを
使用した潤滑剤組成物は、硬化後の硬度が６０ＩＲＨＤ
に達せず、軸受に充填しても運転中にトルクの増大を起
こし易く、潤滑剤組成物も破損するので、長寿命化の目
的が果たせない。一方、イソシアネート基の含有率が１
０重量％を超えると、潤滑剤組成物からの油分の供給が
少なくなり、寿命が短くなるため軸受潤滑剤としては不
適である。

【００１３】ウレタンプレポリマーとしては、例えば、
ハイプレンＨＬ−９５１、ハイプレンＨＬ−６５０２、
ハイプレンＬ−３１５、ハイプレンＡＸ−５９６Ｃ、ハ
イプレンＰ−７６０（以上、いずれも三井化学製）など
の市販品が挙げられる。超高分子量ポリエチレンとして
は、平均分子量が１００万〜６００万程度、特に２００
万以上であって且つ融点が１００〜１４０°Ｃ程度のも
のが好適に使用される。

【００１４】潤滑剤組成物の成分（ｂ）であるグリース
の例としては、炭素原子数１２〜２４の脂肪族モノカル
ボン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩またはア
ルミニウム塩を増ちょう剤として含むグリース：少なく
とも１個のヒドロキシル基を含む炭素原子数１２〜２４
の脂肪族モノカルボン酸のアルカリ金属塩またはアルカ
リ土類金属塩を増ちょう剤として含むグリース：少なく
とも１種の、炭素原子数１２〜２４の脂肪族モノカルボ
ン酸、少なくとも１個のヒドロキシル基を含む炭素原子
数１２〜２４の脂肪族モノカルボン酸及び、炭素原子数
２〜１１の脂肪族モノカルボン酸のカルシウム塩を増ち
ょう剤とするカルシウムコンプレックス石けんグリー
ス；炭素原子数１２〜２４の脂肪族モノカルボン酸と炭
素原子数７〜２４の芳香族モノカルボン酸のアルミニウ
ム塩を増ちょう剤とするアルミニウムコンプレックス石
けんグリース；少なくとも１種の、炭素原子数１２〜２
４の脂肪族モノカルボン酸、少なくとも１個のヒドロキ
シルを含む炭素原子数１２〜２４の脂肪族モノカルボン
酸と、少なくとも１種の、炭素原子数２〜１２の脂肪族
ジカルボン酸またはジカルボン酸ジエステル、または炭
素原子数７〜２４の芳香族モノカルボン酸またはモノカ
ルボン酸エステルまたはリン酸エステル類またはホウ酸
エステル類のリチウム塩を増ちょう剤とするリチウムコ
ンプレックス石けんグリース；ジウレア化合物（Ｒ¹Ｎ
ＨＣＯＮＨＲ²ＮＨＣＯＮＨＲ¹で示される式中、Ｒ¹
は炭素原子数６〜２４である直鎖状または分岐状の飽和
または不飽和のアルキル基を表し、Ｒ²は炭素原子数６
〜１５の２価の芳香族炭化水素基を表す。）を含むグリ
ースが挙げられる。

【００１５】これらのグリースにおける基油は通常の潤
滑グリースに使用されるものであり、例えば４０°Ｃで
の動粘度が５０〜４６０ｍｍ²／ｓの合成炭化水素油
（例、ポリαオレフィン油）が好ましく使用される。潤
滑油としては、ポリαオレフィン油の他、鉱油、ジエス
テル油、ポリオールエステル油、アルキルジフェニルエ
ーテル油、シリコーン油、パラフィン油、フッ素油等が
挙げられる。

【００１６】上記のアミン系硬化剤としては、そのアミ
ノ基の含有量が１〜１０重量％であるものが好適であ
る。このようなアミン系硬化剤としては、例えば、ＭＣ
−５０６、ＭＣ−５９１、ＭＤＡ−２２０（以上、いず
れも三井化学製）、アデカハードナーＣＡ１２５（旭電
化工業）、エタキュアー１００（アルベマール浅野製）
等の芳香族ポリアミン系硬化剤、ワンダミンＨＭ（４，
４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン）（新日本理
化）、１，２−ジアミノシクロヘキサン（デュポン）等
の脂環式アミン硬化剤、ヘキサメチレンジアミン（デュ
ポン）、エチレンジアミン（関東電化工業）、Ｔｒｉｌ
ｏｎＢＳ（エチレンジアミン四酢酸）（ＢＡＳＦ）、
ジェファーミンＤ−２０００（ポリオキシアルキレンジ
アミン）（三井テキサコケミカル）等の脂肪族アミン系
硬化剤が挙げられる。

【００１７】通常、成分（ａ）のウレタンプレポリマー
を１８．３〜７９．６重量％；成分（ｂ）のグリースを
２０〜８０重量％；およびアミン系硬化剤を０．１〜
６．７重量％、含有するように調製される。上記の
（ｃ）の防錆添加剤の第１の添加剤に含まれる金属スル
フォネートとしては、ナトリウムスルフォネート、カリ
ウムスルフォネート、カルシウムスルフォネート、バリ
ウムスルフォネート、などが好適に使用できる。また、
第１の添加剤は、ジノニルナフタレンスルフォネート、
オクタデシルベンゼンスルフォネートなどの合成スルフ
ォネートを含んでいても良い。また、ソルビタンを含む
第２の添加剤としては、ソルビタンモノオレエート、な
どの多価アルール脂肪酸エステルを例示することができ
る。潤滑剤組成物８の全量に対する防錆添加剤の含有率
としては、２〜６重量％であることが好ましい。という
のは、防錆添加剤の含有率が２重量％未満では充分な防
錆効果が得られず、６重量％を超えると潤滑寿命が低下
するという不具合がある。また、第１の添加剤と第２の
添加剤は略等しい含有率で配合することが防錆効果を高
めるうえで好ましい。

【００１８】潤滑性組成物８には、防錆添加剤の他、必
要に応じ、酸化防止剤、及び耐摩耗性向上のための極圧
添加剤などの添加剤を添加しても良い。酸化防止剤とし
ては、フェノール系酸化防止剤を例示することができ
る。また、極圧添加剤としては、塩素化パラフィン、ト
リクレジルホスフェート、ジアルキルジチオリン酸亜鉛
などの化合物を例示することができる。上記成分
（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を含む潤滑剤組成物におい
て、成分（ａ）および成分（ｃ）の合計量は組成物の全
量に対して好ましくは２０〜８０重量％、さらに好まし
くは４０〜６０重量％である。２０重量％未満になると
潤滑剤組成物が柔らかすぎて、固形潤滑剤にならない。
また、８０重量％を超えると潤滑剤組成物が硬すぎて樹
脂に近い状態になり、潤滑剤の滲み出しが少なく潤滑不
良を起こしやすい。

【００１９】ウレタンプレポリマーとアミン系硬化剤の
重量比は、好ましくは２００：１〜１１：１、さらに好
ましくは５０：１〜２０：１である。ウレタンプレポリ
マーの割合が２００：１よりも低くなると硬化速度（固
形化するまでの時間）が遅くなり実用的でなく、またア
ミン系硬化剤の割合が１１：１を超えると経済性に欠け
る。上記の潤滑剤組成物は上記配合物を上に述べたよう
な量比で混合し、硬化することによって得られる。これ
らの工程は、ウレタンプレポリマーの硬化が転がり軸受
内に充填した後に行われるように、スタティックミキサ
ーまたは反応射出成形装置などを用いて、ウレタンプレ
ポリマーとアミン系硬化剤と防錆添加剤を含むグリース
を転がり軸受内に充填しつつ混合も合わせて行われるよ
うに実施することが好ましい。スタティックミキサーな
どで充填するに際し、上記アミン系硬化剤は（ｂ）グリ
ースに配合されており、通常は潤滑剤組成物が転がり軸
受内で所定配合比の混合状態となるように配合しておく
ことが好ましい。上記の防錆添加剤その他の添加物は
（ａ）又は（ｂ）あるいはその両方に、所定量となるよ
うに配合しておけば良い。

【００２０】そして、上記のようにして転がり軸受内に
充填された潤滑剤組成物は、室温〜１７０°Ｃの温度で
約数分〜２４時間放置することによって硬化される。本
実施の形態によれば、転動体５を覆う潤滑剤組成物８か
ら滲み出す潤滑剤で潤滑するので、低トルクを達成する
ことができ、また給脂が不要であってメンテナンスフリ
ーを実現することができる。また、空間内全体にグリー
スを充填するタイプのように温度膨張等の影響で潤滑油
が漏れ出したりするおそれがない。

【００２１】また、転動体５を覆う潤滑剤組成物８に、
金属スルフォネート系添加剤とソルビタン系添加剤を併
用した防錆添加剤を添加してあるので、仮に空間７内に
水分が侵入したとしても、錆の発生を防止して軸受の寿
命を長くすることができる。特に、密封部材６を回転輪
である内輪３に接触する接触式としてシール性を高めて
あるので、空間７内に水分が侵入することを確実に防止
することができ、錆の発生を確実に防止して軸受の寿命
をより長くすることができる。

【００２２】以下に、本発明の他の実施の形態を示す。
上記（ａ）成分のポリマーとして、超高分子量ポリエチ
レンを用い、（ｂ）成分の潤滑油としてポリαオレフィ
ンを用いた以外は、上述の実施の形態と同じである。超
高分子量ポリエチレンは総量に占める割合が１０〜５０
重量％の範囲内になるように適宜配合される。ポリαオ
レフィンが総量に占める割合は４４〜８８重量％の範囲
内になるように配合される。上記（ｃ）成分の防錆添加
剤の配合割合は同様に２〜６重量％の範囲内で選択され
る。また、上記潤滑性組成物には防錆添加剤の他、必要
に応じ、上述する酸化防止剤、及び耐摩耗性向上のため
の極圧添加剤などの添加剤を添加しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の転がり軸受の断面図で
ある。

【符号の説明】

１転がり軸受２外輪３内輪４保持器５転動体６密封部材７空間８潤滑剤組成物１２本体１２外周シール部１３内周シール部

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いの間に複数の転動体を介在する内輪と
外輪の間の空間に、樹脂ポリマーを含む潤滑剤組成物を
充填してなる転がり軸受において、上記潤滑剤組成物
に、金属スルフォネートを含む第１の添加剤と、ソルビ
タンを含む第２の添加剤が防錆添加剤として配合されて
いることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】内輪と外輪の間の空間が一対の密封部材に
より封止されていることを特徴とする請求項１記載の転
がり軸受。