JP2001221235A - 固体潤滑組み込みベアリング及び固体潤滑組み込みベアリングに用いる保持器及び固体潤滑組み込みベアリングを備えるロール - Google Patents
固体潤滑組み込みベアリング及び固体潤滑組み込みベアリングに用いる保持器及び固体潤滑組み込みベアリングを備えるロールInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C23/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】グリス及び潤滑油を使用せず、高温や水蒸気雰
囲気中の特殊環境下及び重荷重・低速の特殊条件下で、
円滑性維持及び長寿命を実現することができるベアリン
グを提供する。また、ベアリングを備えるロールなど、
あらゆる部品において、グリスアップ作業を撲滅してメ
ンテナンスフリー化を実現すると共に、外部からの潤滑
油供給システムの簡略化を図るとができるベアリングを
提供する。 【解決手段】ベアリングの外輪と内輪との間に備える複
数の転動体を保持した状態で、転動体の転動面に摺接す
る保持器において、該保持器は、金属中に固体潤滑剤を
分散分布させた自己潤滑性複合材料で形成してある。
囲気中の特殊環境下及び重荷重・低速の特殊条件下で、
円滑性維持及び長寿命を実現することができるベアリン
グを提供する。また、ベアリングを備えるロールなど、
あらゆる部品において、グリスアップ作業を撲滅してメ
ンテナンスフリー化を実現すると共に、外部からの潤滑
油供給システムの簡略化を図るとができるベアリングを
提供する。 【解決手段】ベアリングの外輪と内輪との間に備える複
数の転動体を保持した状態で、転動体の転動面に摺接す
る保持器において、該保持器は、金属中に固体潤滑剤を
分散分布させた自己潤滑性複合材料で形成してある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に高温大気中、
水蒸気雰囲気中等の特殊環境下や重荷重・低速などの特
殊条件下で使用される各種ロール及び、そのロールに用
いるのに好適なベアリング及び、そのベアリングに用い
る保持器に関する。
水蒸気雰囲気中等の特殊環境下や重荷重・低速などの特
殊条件下で使用される各種ロール及び、そのロールに用
いるのに好適なベアリング及び、そのベアリングに用い
る保持器に関する。
【０００２】
【従来の技術】ベアリングの円滑性維持及びベアリング
の長寿命を得るため、転動体の転動面と内輪および外輪
との摩耗を軽減することが必須である。従来グリスアッ
プ作業や、外部オイルタンクを設けた潤滑油自動供給シ
ステムによりベアリング内にグリス又は潤滑油を供給し
て、転動体の転動面と内輪及び外輪との摩耗を軽減して
いる。また、鉄鋼業で使用するガイドロール、キャリア
ロール、キックアウトロール及び圧延ロール等にベアリ
ングを用いる際も、同様の方法が採られている。
の長寿命を得るため、転動体の転動面と内輪および外輪
との摩耗を軽減することが必須である。従来グリスアッ
プ作業や、外部オイルタンクを設けた潤滑油自動供給シ
ステムによりベアリング内にグリス又は潤滑油を供給し
て、転動体の転動面と内輪及び外輪との摩耗を軽減して
いる。また、鉄鋼業で使用するガイドロール、キャリア
ロール、キックアウトロール及び圧延ロール等にベアリ
ングを用いる際も、同様の方法が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、高温や水蒸気
雰囲気中の特殊環境下で使用されるベアリングにおいて
は、ベアリング内に封入されるグリスまたは潤滑油は、
劣化及び気化し易いために潤滑性能が低下してしまう。
また、圧延ロールなどのように重荷重・低速の特殊条件
下で使用されるベアリングにおいては、その特性からベ
アリング内の各摺動面が油切れをおこしやすい欠点があ
る。
雰囲気中の特殊環境下で使用されるベアリングにおいて
は、ベアリング内に封入されるグリスまたは潤滑油は、
劣化及び気化し易いために潤滑性能が低下してしまう。
また、圧延ロールなどのように重荷重・低速の特殊条件
下で使用されるベアリングにおいては、その特性からベ
アリング内の各摺動面が油切れをおこしやすい欠点があ
る。
【０００４】そのため、こうした特殊環境下や特殊条件
下で使用されるベアリングにおいて、その円滑性を維持
し長寿命を得るためには、高熱による潤滑剤の劣化を防
ぐための軸受部冷却システムを設けたり、頻繁に人手に
よってグリスアップを行うか若しくは潤滑油自動供給シ
ステムを設置する必要がある。それにもかかわらずベア
リングそのものの寿命は短い場合が多い。また、作業工
程の観点からみても、特殊環境下・特殊条件下でベアリ
ングが使用される場合は、頻繁にベアリングのメンテナ
ンスが必要であるため、それに伴いロールの稼働を停止
しなければならず、生産効率を低下させる要因ともな
る。一方、コスト面を考慮するとグリスや潤滑油は大量
に必要であり、また、潤滑油供給システムや軸受部冷却
システム等の付加システムの設置も必要であるため、コ
ストの負担も大きく、これらの付加システムを簡素化す
る方向に移行しつつあるのが現状である。さらに、潤滑
油飛散による作業環境の悪化も無視できず、グリスアッ
プのための人員確保も困難である。
下で使用されるベアリングにおいて、その円滑性を維持
し長寿命を得るためには、高熱による潤滑剤の劣化を防
ぐための軸受部冷却システムを設けたり、頻繁に人手に
よってグリスアップを行うか若しくは潤滑油自動供給シ
ステムを設置する必要がある。それにもかかわらずベア
リングそのものの寿命は短い場合が多い。また、作業工
程の観点からみても、特殊環境下・特殊条件下でベアリ
ングが使用される場合は、頻繁にベアリングのメンテナ
ンスが必要であるため、それに伴いロールの稼働を停止
しなければならず、生産効率を低下させる要因ともな
る。一方、コスト面を考慮するとグリスや潤滑油は大量
に必要であり、また、潤滑油供給システムや軸受部冷却
システム等の付加システムの設置も必要であるため、コ
ストの負担も大きく、これらの付加システムを簡素化す
る方向に移行しつつあるのが現状である。さらに、潤滑
油飛散による作業環境の悪化も無視できず、グリスアッ
プのための人員確保も困難である。
【０００５】このような従来技術を背景になされさたの
が本発明であって、その目的は、ベアリング内の摺動面
に潤滑性能の優れた潤滑剤を効率的に供給することがで
きる保持器を提供することにある。また、その他の目的
は、グリスアップ作業が不要でメンテナンスフリー化を
実現することのできるベアリングを提供することにあ
る。特に、高温や水蒸気雰囲気などの特殊環境下や、重
荷重・低速などの特殊条件下で使用された場合でも、円
滑性を維持することができ長寿命を実現することができ
るようなベアリングの提供を目的とする。さらに、本発
明はそのようなベアリングを備え、長期にメンテナンス
が不要な各種ロールを提供することを目的とする。
が本発明であって、その目的は、ベアリング内の摺動面
に潤滑性能の優れた潤滑剤を効率的に供給することがで
きる保持器を提供することにある。また、その他の目的
は、グリスアップ作業が不要でメンテナンスフリー化を
実現することのできるベアリングを提供することにあ
る。特に、高温や水蒸気雰囲気などの特殊環境下や、重
荷重・低速などの特殊条件下で使用された場合でも、円
滑性を維持することができ長寿命を実現することができ
るようなベアリングの提供を目的とする。さらに、本発
明はそのようなベアリングを備え、長期にメンテナンス
が不要な各種ロールを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】保持器の構成：上記の目
的を達成すべく本発明は、ベアリングの外輪と内輪との
間に備えた複数の転動体を保持し、転動体の転動面に摺
接する保持器において、該保持器は、金属中に固体潤滑
剤を分散分布させた自己潤滑性複合材料で形成した保持
器を提供するものである。
的を達成すべく本発明は、ベアリングの外輪と内輪との
間に備えた複数の転動体を保持し、転動体の転動面に摺
接する保持器において、該保持器は、金属中に固体潤滑
剤を分散分布させた自己潤滑性複合材料で形成した保持
器を提供するものである。
【０００７】この発明によれば、転動体の転動面に摺接
する保持器は、金属中に固体潤滑剤を分散分布させた自
己潤滑性複合材料で形成されているため、効率よくベア
リング内の摺動面に潤滑性能の優れた潤滑剤を供給する
ことができる。この自己潤滑性複合材料からなる保持器
は、摺接する転動体の転動面に摩擦が大きい部分がある
と、その部分に固体潤滑剤を供給していくため、固体潤
滑剤不足にはならず、転動体の転動面全体が常に固体潤
滑剤で被膜された状態となるからである。ここで、転動
体の転動面に被膜される固体潤滑剤は安定性に冨み、特
殊環境下や特殊条件下であっても潤滑性能は低下しな
い。そのため、あらゆる条件下・環境下でも転動体の転
動面と内輪及び外輪との摩耗を確実に防止することがで
きる。
する保持器は、金属中に固体潤滑剤を分散分布させた自
己潤滑性複合材料で形成されているため、効率よくベア
リング内の摺動面に潤滑性能の優れた潤滑剤を供給する
ことができる。この自己潤滑性複合材料からなる保持器
は、摺接する転動体の転動面に摩擦が大きい部分がある
と、その部分に固体潤滑剤を供給していくため、固体潤
滑剤不足にはならず、転動体の転動面全体が常に固体潤
滑剤で被膜された状態となるからである。ここで、転動
体の転動面に被膜される固体潤滑剤は安定性に冨み、特
殊環境下や特殊条件下であっても潤滑性能は低下しな
い。そのため、あらゆる条件下・環境下でも転動体の転
動面と内輪及び外輪との摩耗を確実に防止することがで
きる。
【０００８】このような保持器を備えるベアリングは、
外部からグリスや潤滑油の供給無しでもベアリングの回
転を円滑に保つと共に、潤滑剤の供給が途切れないので
ベアリングの寿命を延ばすことができる。言い換えれ
ば、この発明の保持器を備えたベアリングは、煩雑なグ
リスアップ作業が不要なメンテナンスフリーのベアリン
グである。特に、転動体の転動面に被膜される固体潤滑
剤は、高温、水蒸気雰囲気等の特殊環境下や重荷重・低
速の特殊条件下でも潤滑性能が低下しないので、そのよ
うな環境・条件下で稼働するガイドロール、キャリアロ
ール、キックアウトロール及び圧延ロール等に使用され
る際であっても、この発明の保持器を備えるベアリング
は、円滑な回転を維持すると共にベアリングの長寿命を
実現することができる。更には、グリスアップ作業に伴
う生産効率の低下及びグリスの飛散に伴う作業環境悪化
も改善されると共に、潤滑油、軸受部冷却システム及び
潤滑油自動供給システムが不用となり、コスト削減にも
寄与する。
外部からグリスや潤滑油の供給無しでもベアリングの回
転を円滑に保つと共に、潤滑剤の供給が途切れないので
ベアリングの寿命を延ばすことができる。言い換えれ
ば、この発明の保持器を備えたベアリングは、煩雑なグ
リスアップ作業が不要なメンテナンスフリーのベアリン
グである。特に、転動体の転動面に被膜される固体潤滑
剤は、高温、水蒸気雰囲気等の特殊環境下や重荷重・低
速の特殊条件下でも潤滑性能が低下しないので、そのよ
うな環境・条件下で稼働するガイドロール、キャリアロ
ール、キックアウトロール及び圧延ロール等に使用され
る際であっても、この発明の保持器を備えるベアリング
は、円滑な回転を維持すると共にベアリングの長寿命を
実現することができる。更には、グリスアップ作業に伴
う生産効率の低下及びグリスの飛散に伴う作業環境悪化
も改善されると共に、潤滑油、軸受部冷却システム及び
潤滑油自動供給システムが不用となり、コスト削減にも
寄与する。
【０００９】自己潤滑性複合材料の構成：上記のよう
に、保持器は自己潤滑性複合材料で形成されるため、保
持器として必要な強度を備えると共にあらゆる特殊環境
下・特殊条件下で潤滑性能が低下しない固体潤滑剤を転
動体の転動面に供給することが可能となる。この自己潤
滑性複合材料は、固体潤滑剤と固体潤滑剤を分散させる
金属と結合材とを含有するものである。
に、保持器は自己潤滑性複合材料で形成されるため、保
持器として必要な強度を備えると共にあらゆる特殊環境
下・特殊条件下で潤滑性能が低下しない固体潤滑剤を転
動体の転動面に供給することが可能となる。この自己潤
滑性複合材料は、固体潤滑剤と固体潤滑剤を分散させる
金属と結合材とを含有するものである。
【００１０】固体潤滑剤の構成：固体潤滑剤としては、
黒鉛、ＢＮ（Ｂ２Ｏ３、ＣａＯを含有する場合も含
む）、ＷＳ２、ＭｏＳ２の中から１種を単独で又は２種
以上を組み合わせて使用する。
黒鉛、ＢＮ（Ｂ２Ｏ３、ＣａＯを含有する場合も含
む）、ＷＳ２、ＭｏＳ２の中から１種を単独で又は２種
以上を組み合わせて使用する。
【００１１】このように固体潤滑剤を限定したため、特
殊環境下且つ特殊条件下でも潤滑性能が低下しない固体
潤滑剤を、保持器は転動体の転動面に供給することがで
きる。この場合、自己潤滑性複合材料における固体潤滑
剤の含有量は２０〜７０vol％を占めるものとする。
殊環境下且つ特殊条件下でも潤滑性能が低下しない固体
潤滑剤を、保持器は転動体の転動面に供給することがで
きる。この場合、自己潤滑性複合材料における固体潤滑
剤の含有量は２０〜７０vol％を占めるものとする。
【００１２】固体潤滑剤を分散分布させる金属の構成：
固体潤滑剤を分散分布させる金属としては、ニッケル、
鉄、コバルト、銅、錫、銀、鉛、マンガン、クロム、モ
リブデン、タングステン、ニオブ、タンタル、アルミニ
ウム、亜鉛、チタンの中から１種を単独で又は２種以上
を組み合わて使用する。
固体潤滑剤を分散分布させる金属としては、ニッケル、
鉄、コバルト、銅、錫、銀、鉛、マンガン、クロム、モ
リブデン、タングステン、ニオブ、タンタル、アルミニ
ウム、亜鉛、チタンの中から１種を単独で又は２種以上
を組み合わて使用する。
【００１３】自己潤滑性複合材料は、この固体潤滑剤を
分散分布させる金属を含有しているため、保持器として
求められる強度を備えることが可能となる。これは、固
体潤滑剤を分散分布させる金属は、いわゆる骨格材とし
ての役割を果たして保持器の強度を確保することができ
るからである。よって、固体潤滑剤を分散分布させる金
属の量を相対的に多するほど、保持器の耐荷重性能は向
上するが、潤滑性能は低下することになる。具体的に、
固体潤滑剤を分散分布させる金属の含有量は、自己潤滑
性複合材料の３０〜８０vol％とするのが好ましい。３
０vol％以下では骨格材としての役割を果たさず、一
方、８０vol％を越えると固体潤滑剤の量が欠乏してし
まい潤滑性能を発揮しにくくなるからである。
分散分布させる金属を含有しているため、保持器として
求められる強度を備えることが可能となる。これは、固
体潤滑剤を分散分布させる金属は、いわゆる骨格材とし
ての役割を果たして保持器の強度を確保することができ
るからである。よって、固体潤滑剤を分散分布させる金
属の量を相対的に多するほど、保持器の耐荷重性能は向
上するが、潤滑性能は低下することになる。具体的に、
固体潤滑剤を分散分布させる金属の含有量は、自己潤滑
性複合材料の３０〜８０vol％とするのが好ましい。３
０vol％以下では骨格材としての役割を果たさず、一
方、８０vol％を越えると固体潤滑剤の量が欠乏してし
まい潤滑性能を発揮しにくくなるからである。
【００１４】固体潤滑剤を分散分布させる金属は、１種
での使用のみならず２種以上を組み合わせて使用しても
よい。複数の金属を混ぜると固体潤滑剤の含有率を減ら
さずに、保持器の機械的強度を向上することも可能だか
らである。尚、固体潤滑剤を含有した自己潤滑性複合材
料の製造には、粉末冶金が適している。つまり、粉末冶
金技術によれば、複数の金属粉末及び固体潤滑剤の粉末
を、均一に分散分布させることが可能であり、固体潤滑
剤を均一に分散分布させた自己潤滑性複合材料を製造で
きるからである。
での使用のみならず２種以上を組み合わせて使用しても
よい。複数の金属を混ぜると固体潤滑剤の含有率を減ら
さずに、保持器の機械的強度を向上することも可能だか
らである。尚、固体潤滑剤を含有した自己潤滑性複合材
料の製造には、粉末冶金が適している。つまり、粉末冶
金技術によれば、複数の金属粉末及び固体潤滑剤の粉末
を、均一に分散分布させることが可能であり、固体潤滑
剤を均一に分散分布させた自己潤滑性複合材料を製造で
きるからである。
【００１５】また、固体潤滑剤を分散分布させる金属に
は、ＣｒＢ、ＴｉＢ２、ＺｒＢ２、ＮｂＢ２、Ｔａ
Ｂ２、ＭｏＢ、ＷＢ、ＬａＢ６、ＨｆＢ２、ＶＢ２の一
種以上を添加するのが好ましい。
は、ＣｒＢ、ＴｉＢ２、ＺｒＢ２、ＮｂＢ２、Ｔａ
Ｂ２、ＭｏＢ、ＷＢ、ＬａＢ６、ＨｆＢ２、ＶＢ２の一
種以上を添加するのが好ましい。
【００１６】このような金属ホウ化物を添加すると、そ
の種類と添加量に応じて自己潤滑性複合材料の耐食性、
耐酸性、耐摩耗性などを向上させることができ、様々な
特殊環境下や特殊条件下に適して安定使用可能な自己潤
滑性複合材料を実現できるからである。この場合、金属
ホウ化物の添加量は自己潤滑性複合材料の１〜４０vol
％とする。
の種類と添加量に応じて自己潤滑性複合材料の耐食性、
耐酸性、耐摩耗性などを向上させることができ、様々な
特殊環境下や特殊条件下に適して安定使用可能な自己潤
滑性複合材料を実現できるからである。この場合、金属
ホウ化物の添加量は自己潤滑性複合材料の１〜４０vol
％とする。
【００１７】結合材の構成：結合材としては、水ガラス
又はコロイダルシリカ懸濁液であるＡ物質と、雲母、タ
ルク、ケイ酸アルミ、アルミセメントの群から選ばれる
フリットであるＢ物質とを使用する。
又はコロイダルシリカ懸濁液であるＡ物質と、雲母、タ
ルク、ケイ酸アルミ、アルミセメントの群から選ばれる
フリットであるＢ物質とを使用する。
【００１８】この結合材を自己潤滑性複合材料は含有す
るため、保持器から供給される固体潤滑剤の潤滑性能は
さらに安定し、潤滑性能の優れた固体潤滑剤を常に転動
体の転動面に被膜することが可能となる。これは、ケイ
素系液体（Ａ物質）とＡ物質を固化させる固体フリット
（Ｂ物質）とからなる結合材で、固体潤滑剤を造粒する
と、固体潤滑剤の変質が起こりにくくなり、自己潤滑性
複合材料の製造段階や特殊環境下及び特殊条件下であっ
ても、固体潤滑剤の潤滑性能が低下し難くくなるからで
ある。こうした結合材の含有量としては、自己潤滑性複
合材料の５〜８０vol％を占めるようにする。
るため、保持器から供給される固体潤滑剤の潤滑性能は
さらに安定し、潤滑性能の優れた固体潤滑剤を常に転動
体の転動面に被膜することが可能となる。これは、ケイ
素系液体（Ａ物質）とＡ物質を固化させる固体フリット
（Ｂ物質）とからなる結合材で、固体潤滑剤を造粒する
と、固体潤滑剤の変質が起こりにくくなり、自己潤滑性
複合材料の製造段階や特殊環境下及び特殊条件下であっ
ても、固体潤滑剤の潤滑性能が低下し難くくなるからで
ある。こうした結合材の含有量としては、自己潤滑性複
合材料の５〜８０vol％を占めるようにする。
【００１９】以上のような自己潤滑性複合材料で保持器
を形成するが、保持器は機械的強度を向上させるためバ
ックメタル部を備えるこが好ましい。
を形成するが、保持器は機械的強度を向上させるためバ
ックメタル部を備えるこが好ましい。
【００２０】このように、バックメタル部を備える保持
器は、耐荷重性が向上するので保持器の適用範囲は広が
り、様々な形態のベアリングに使用することができる。
例えば、スラスト系のベアリングのように転動体や保持
器に重加重が加わる場合であっても、バックメタル部を
備える保持器を使用することができる。また、バックメ
タル部で十分な耐荷重性を備えた場合、自己潤滑性複合
材料に対する固体潤滑剤の含有量を多くすることも可能
である。尚、バックメタル部には、固体潤滑剤を分散分
布させる金属と同じ材料を用いるのが好ましい。このよ
うにすると、自己潤滑性複合材料からなる部分と、バッ
クメタル部との一体成形が確実だからである。
器は、耐荷重性が向上するので保持器の適用範囲は広が
り、様々な形態のベアリングに使用することができる。
例えば、スラスト系のベアリングのように転動体や保持
器に重加重が加わる場合であっても、バックメタル部を
備える保持器を使用することができる。また、バックメ
タル部で十分な耐荷重性を備えた場合、自己潤滑性複合
材料に対する固体潤滑剤の含有量を多くすることも可能
である。尚、バックメタル部には、固体潤滑剤を分散分
布させる金属と同じ材料を用いるのが好ましい。このよ
うにすると、自己潤滑性複合材料からなる部分と、バッ
クメタル部との一体成形が確実だからである。
【００２１】また、保持器は、転動体の転動面と摺接す
ると共に、内輪若しくは外輪の軌道溝と摺接するように
するのが好ましい。
ると共に、内輪若しくは外輪の軌道溝と摺接するように
するのが好ましい。
【００２２】このようにすると、内輪若しくは外輪の軌
道溝と、転動体の転動面と、の間の摩耗をより確実に防
いでベアリングの円滑な回転を維持することができる。
保持器は、転動体の転動面と、内輪若しくは外輪の軌道
溝と、の両方に直接固体潤滑剤を供給し、固体潤滑剤の
被膜を形成することができるからである。
道溝と、転動体の転動面と、の間の摩耗をより確実に防
いでベアリングの円滑な回転を維持することができる。
保持器は、転動体の転動面と、内輪若しくは外輪の軌道
溝と、の両方に直接固体潤滑剤を供給し、固体潤滑剤の
被膜を形成することができるからである。
【００２３】尚、本発明の保持器は、複数の保持片から
なるものであっても良い。そのような保持器であっても
転動体の転動面と摺接しているので、転動体が回転する
と連続的に転動面に対して固体潤滑剤を供給することが
できるからである。
なるものであっても良い。そのような保持器であっても
転動体の転動面と摺接しているので、転動体が回転する
と連続的に転動面に対して固体潤滑剤を供給することが
できるからである。
【００２４】ベアリングの構成：また、メンテナンスフ
リーのベアリングを提供すべく本発明は、前記保持器
で、内輪と外輪の間に備えた複数の転動体を保持する固
体潤滑組み込みベアリングを提供するものである。
リーのベアリングを提供すべく本発明は、前記保持器
で、内輪と外輪の間に備えた複数の転動体を保持する固
体潤滑組み込みベアリングを提供するものである。
【００２５】この固体潤滑組み込みベアリングによれ
ば、自己潤滑性複合材料からなる保持器で転動体を保持
するため、外部からのグリスや潤滑油の供給なしでも円
滑な回転を維持することができ、メンテナンスフリーと
なる。特に、特殊環境下や特殊条件下でも、グリスアッ
プ作業若しくは自動給油システムや外部冷却システムな
しで円滑な回転を維持することができる。更には、グリ
スアップ作業に伴う生産効率の低下及びグリスの飛散に
伴う作業環境悪化も改善することができる。
ば、自己潤滑性複合材料からなる保持器で転動体を保持
するため、外部からのグリスや潤滑油の供給なしでも円
滑な回転を維持することができ、メンテナンスフリーと
なる。特に、特殊環境下や特殊条件下でも、グリスアッ
プ作業若しくは自動給油システムや外部冷却システムな
しで円滑な回転を維持することができる。更には、グリ
スアップ作業に伴う生産効率の低下及びグリスの飛散に
伴う作業環境悪化も改善することができる。
【００２６】転動体の構成：また、ベアリングに用いる
転動体は、少なくも転動面に固体潤滑層を形成するのが
好ましい。この固体潤滑層としては自己潤滑性複合材料
または固体潤滑剤あるいは結合材で造粒した固体潤滑剤
の粒子によって形成する。このように保持器だけでな
く、あらかじめ転動体の転動面に固体潤滑層を形成して
おけば、ベアリングの使用開始当初より転動体の転動面
の損傷を防止し、ベアリングの潤滑性をより確実に維持
し、長寿命化を図ることができるからである。
転動体は、少なくも転動面に固体潤滑層を形成するのが
好ましい。この固体潤滑層としては自己潤滑性複合材料
または固体潤滑剤あるいは結合材で造粒した固体潤滑剤
の粒子によって形成する。このように保持器だけでな
く、あらかじめ転動体の転動面に固体潤滑層を形成して
おけば、ベアリングの使用開始当初より転動体の転動面
の損傷を防止し、ベアリングの潤滑性をより確実に維持
し、長寿命化を図ることができるからである。
【００２７】尚、転動体は、例えば玉軸受に用いられる
球状の転動体や、コロ軸受に用いられる円柱状、円錐状
または樽状などの様々な形状があるが、本発明によって
転動体の形状を限定するものではない。つまり、転動体
がどのような形状であろうと、保持器がベアリングの回
転方向に隣り合う転動体同士の間に介在していさえすれ
ば、保持器は転動体の転動面に面接触若しくは線接触し
て、そこから固体潤滑剤を供給できるからである。ま
た、固体潤滑組み込みベアリングに用いる転動体の材質
は、窒化ケイ素等のセラミックス、ステンレス、鋼また
は超硬合金等により形成されている。
球状の転動体や、コロ軸受に用いられる円柱状、円錐状
または樽状などの様々な形状があるが、本発明によって
転動体の形状を限定するものではない。つまり、転動体
がどのような形状であろうと、保持器がベアリングの回
転方向に隣り合う転動体同士の間に介在していさえすれ
ば、保持器は転動体の転動面に面接触若しくは線接触し
て、そこから固体潤滑剤を供給できるからである。ま
た、固体潤滑組み込みベアリングに用いる転動体の材質
は、窒化ケイ素等のセラミックス、ステンレス、鋼また
は超硬合金等により形成されている。
【００２８】ロールの構成：さらに、長期にメンテナン
スが不用な各種ロールを実現すべく本発明は、固体潤滑
組み込みベアリングを備え、その固体潤滑組み込みベア
リングにより、回転軸を軸支したロールを提供するもの
である。この発明によれば、ロールは、メンテナンスフ
リーの固体潤滑組み込みベアリングにより軸支されてい
るので、メンテナンス無しで円滑な回転を維持すること
ができるようになり、グリスアップ作業による生産効率
低下を防止する。
スが不用な各種ロールを実現すべく本発明は、固体潤滑
組み込みベアリングを備え、その固体潤滑組み込みベア
リングにより、回転軸を軸支したロールを提供するもの
である。この発明によれば、ロールは、メンテナンスフ
リーの固体潤滑組み込みベアリングにより軸支されてい
るので、メンテナンス無しで円滑な回転を維持すること
ができるようになり、グリスアップ作業による生産効率
低下を防止する。
【００２９】このときロールは、窒化ケイ素を含むセラ
ミックス、鋼、超硬合金、または超硬合金溶射鋼のいず
れか一つの材質からなることが好ましい。このような材
質にすることにより、高温、水蒸気雰囲気等の特殊条件
下や重荷重・低速の特殊環で使用される場合、つまり、
鉄鋼業などに使用される場合であっても、ベアリングを
含めたロール全体として、メンテナンスが長期に不用と
なるからである。これにより、本発明のロールは、特殊
環境・特殊条件下においても、長期にわたりメンテナン
ス無しで円滑な回転を維持し、メンテナンスによる生産
ラインの停止を無くし、生産効率を向上させる。つま
り、ロールの回転停止はベアリングの交換時だけで済む
からである。
ミックス、鋼、超硬合金、または超硬合金溶射鋼のいず
れか一つの材質からなることが好ましい。このような材
質にすることにより、高温、水蒸気雰囲気等の特殊条件
下や重荷重・低速の特殊環で使用される場合、つまり、
鉄鋼業などに使用される場合であっても、ベアリングを
含めたロール全体として、メンテナンスが長期に不用と
なるからである。これにより、本発明のロールは、特殊
環境・特殊条件下においても、長期にわたりメンテナン
ス無しで円滑な回転を維持し、メンテナンスによる生産
ラインの停止を無くし、生産効率を向上させる。つま
り、ロールの回転停止はベアリングの交換時だけで済む
からである。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る固体潤滑組み
込みベアリングの好適な実施形態について、図面を参照
し説明する。
込みベアリングの好適な実施形態について、図面を参照
し説明する。
【００３１】図１および図２は本発明の第１実施形態を
示す図である。図１(a)は固体潤滑組み込みベアリング
の部分断面を含む斜視図、図１(b)は固体潤滑組み込み
ベアリングに用いる保持器の斜視図、図２は図１の固体
潤滑組み込みベアリングを備えたロールの使用断面図で
ある。この実施形態の固体潤滑組み込みベアリングは、
いわゆるラジアル深溝玉軸受であり、転動体として玉１
が用いられている。内輪２および外輪３には軌道溝２
ａ、３ａが形成されていて、玉１が軌道溝２ａ、３ａ上
を転動できるようになっている。このとき、転動体とし
ての玉１は球体であるので、表面全体が転動面１ａとな
る。一方、保持器４はクラウンリテーナー形状をしてお
り、玉１を保持するために玉１の形状にあわせたポケッ
ト部分がある。玉１、内輪２及び外輪３はステンレス製
であり、一方、保持器４は全体が自己潤滑性複合材料で
形成されている。
示す図である。図１(a)は固体潤滑組み込みベアリング
の部分断面を含む斜視図、図１(b)は固体潤滑組み込み
ベアリングに用いる保持器の斜視図、図２は図１の固体
潤滑組み込みベアリングを備えたロールの使用断面図で
ある。この実施形態の固体潤滑組み込みベアリングは、
いわゆるラジアル深溝玉軸受であり、転動体として玉１
が用いられている。内輪２および外輪３には軌道溝２
ａ、３ａが形成されていて、玉１が軌道溝２ａ、３ａ上
を転動できるようになっている。このとき、転動体とし
ての玉１は球体であるので、表面全体が転動面１ａとな
る。一方、保持器４はクラウンリテーナー形状をしてお
り、玉１を保持するために玉１の形状にあわせたポケッ
ト部分がある。玉１、内輪２及び外輪３はステンレス製
であり、一方、保持器４は全体が自己潤滑性複合材料で
形成されている。
【００３２】この固体潤滑組み込みベアリングは、図２
に示すように、内輪２にガイドロール５の回転軸５ａが
挿入された状態で、外輪３は図せぬ台座に固定された状
態で取り付けられて使用される。ガイドロール５が回転
すると、ガイドロール５と共に内輪２が回転し、玉１は
保持器４に保持されたまま転動していく。このとき、保
持器４と玉１の転動面１ａとは摺接した状態であり、こ
の摺接する部分において、保持器４から玉１の転動面１
ａに固体潤滑剤が連続的に供給される。すると、玉１の
転動面１ａに固体潤滑被膜が形成されるとともに、さら
に玉１の転動面１ａから軌道溝２ａ、３ａに固体潤滑剤
が移着して、軌道溝２ａ、３ａにも固体潤滑被膜が形成
される。その結果、玉１の動きが滑らかになるととも
に、玉１と内輪２及び外輪３との摩耗損傷が軽減され
る。
に示すように、内輪２にガイドロール５の回転軸５ａが
挿入された状態で、外輪３は図せぬ台座に固定された状
態で取り付けられて使用される。ガイドロール５が回転
すると、ガイドロール５と共に内輪２が回転し、玉１は
保持器４に保持されたまま転動していく。このとき、保
持器４と玉１の転動面１ａとは摺接した状態であり、こ
の摺接する部分において、保持器４から玉１の転動面１
ａに固体潤滑剤が連続的に供給される。すると、玉１の
転動面１ａに固体潤滑被膜が形成されるとともに、さら
に玉１の転動面１ａから軌道溝２ａ、３ａに固体潤滑剤
が移着して、軌道溝２ａ、３ａにも固体潤滑被膜が形成
される。その結果、玉１の動きが滑らかになるととも
に、玉１と内輪２及び外輪３との摩耗損傷が軽減され
る。
【００３３】この実施形態によれば、玉１の転動面１ａ
と摺接するように配されている保持器４は、自己潤滑性
複合材料から形成されているので、外部から潤滑剤の供
給が無くても玉１の転動面１ａに効率的に固体潤滑剤を
供給することができる。
と摺接するように配されている保持器４は、自己潤滑性
複合材料から形成されているので、外部から潤滑剤の供
給が無くても玉１の転動面１ａに効率的に固体潤滑剤を
供給することができる。
【００３４】また、この保持器４を備える固体潤滑組み
込みベアリングは、外部からグリスや潤滑油を供給せず
に、ベアリングの円滑性を維持することができる。ここ
で、転動体１の転動面１ａに被膜される固体潤滑剤は、
潤滑油等に比べ温度の影響を受けにくく、その潤滑性能
は低下しない。そのため、特に、ベアリングが高温や水
蒸気雰囲気中の特殊環境下で稼働するガイドロール、キ
ャリアロール、キックアウトロール及び圧延ロール等の
回転軸に使用される場合であっても、ベアリングの滑ら
かな回転を長期に維持し、長寿命化を実現することがで
きる。
込みベアリングは、外部からグリスや潤滑油を供給せず
に、ベアリングの円滑性を維持することができる。ここ
で、転動体１の転動面１ａに被膜される固体潤滑剤は、
潤滑油等に比べ温度の影響を受けにくく、その潤滑性能
は低下しない。そのため、特に、ベアリングが高温や水
蒸気雰囲気中の特殊環境下で稼働するガイドロール、キ
ャリアロール、キックアウトロール及び圧延ロール等の
回転軸に使用される場合であっても、ベアリングの滑ら
かな回転を長期に維持し、長寿命化を実現することがで
きる。
【００３５】さらに、このような固体潤滑組み込みベア
リングを備えるロールは、ベアリングを含めたロール全
体として、長期にわたりメンテナンス無しで円滑な回転
を維持し、生産効率の低下を防止する。この場合、鉄鋼
業で使用されるガイドロール、キャリアロール、キック
アウトロール及び圧延ロールの材質は、特殊環境下・特
殊条件下でも長期に使用可能な窒化ケイ素等のセラミッ
クス、鋼、超硬合金、または超硬合金溶射鋼である。
尚、ロールの外径は、図示したものに限らず使用用途に
より変化する。
リングを備えるロールは、ベアリングを含めたロール全
体として、長期にわたりメンテナンス無しで円滑な回転
を維持し、生産効率の低下を防止する。この場合、鉄鋼
業で使用されるガイドロール、キャリアロール、キック
アウトロール及び圧延ロールの材質は、特殊環境下・特
殊条件下でも長期に使用可能な窒化ケイ素等のセラミッ
クス、鋼、超硬合金、または超硬合金溶射鋼である。
尚、ロールの外径は、図示したものに限らず使用用途に
より変化する。
【００３６】以下、その他の実施形態を説明する。尚、
第１実施形態と異なる部分だけに新たな符号を付し、そ
れ以外の部分には第１実施形態と同じ符号を付し、重複
する構成および作用効果の説明は省略する。
第１実施形態と異なる部分だけに新たな符号を付し、そ
れ以外の部分には第１実施形態と同じ符号を付し、重複
する構成および作用効果の説明は省略する。
【００３７】図３はこの発明の第２実施形態を示す図で
ある。この実施形態は、図１に示したクラウンリテーナ
ータイプの保持器４についての他の例である。保持器６
は、自己潤滑性複合材料で形成された本体部６ａとバッ
クメタル部６ｂとを備える構造となっている。このバッ
クメタル部６ｂは、固体潤滑剤を分散分布させる金属か
ら成っているため、保持器６の耐荷重性能及び機械的強
度を向上させることができる。また、図１のクラウンリ
テーナータイプの保持器４のように、玉１を保持するた
めのポケット部分が薄肉となっている場合に、保持器６
にバックメタル部６ｂを備えることにより、薄肉部分の
強度を補うとともに、ひび割れを防止することができ
る。
ある。この実施形態は、図１に示したクラウンリテーナ
ータイプの保持器４についての他の例である。保持器６
は、自己潤滑性複合材料で形成された本体部６ａとバッ
クメタル部６ｂとを備える構造となっている。このバッ
クメタル部６ｂは、固体潤滑剤を分散分布させる金属か
ら成っているため、保持器６の耐荷重性能及び機械的強
度を向上させることができる。また、図１のクラウンリ
テーナータイプの保持器４のように、玉１を保持するた
めのポケット部分が薄肉となっている場合に、保持器６
にバックメタル部６ｂを備えることにより、薄肉部分の
強度を補うとともに、ひび割れを防止することができ
る。
【００３８】図４、図５は本発明の第３実施形態を示す
図である。この実施形態は、セパレータタイプの保持器
７を用いた例である。図のように、保持器７は複数の保
持片７ａからなっていて、各保持片７ａはベアリングの
回転方向に隣り合う玉１同士の間に介在している。その
ため、玉１が回転すると、玉１の転動面１ａと各保持片
７ａは摺接した状態となり、固体潤滑剤が玉１の転動面
１ａに供給される。このような、セパレータータイプの
保持器７の場合、保持器７の形状が単純であるので粉末
冶金による製造が簡単である。
図である。この実施形態は、セパレータタイプの保持器
７を用いた例である。図のように、保持器７は複数の保
持片７ａからなっていて、各保持片７ａはベアリングの
回転方向に隣り合う玉１同士の間に介在している。その
ため、玉１が回転すると、玉１の転動面１ａと各保持片
７ａは摺接した状態となり、固体潤滑剤が玉１の転動面
１ａに供給される。このような、セパレータータイプの
保持器７の場合、保持器７の形状が単純であるので粉末
冶金による製造が簡単である。
【００３９】また、このような単純形状の保持器は、隣
り合う転動体の転動面と摺接すると共に、内外輪の軌道
溝にも摺接するような形状とすることもできる。この場
合、保持器は、転動体の転動面に固体潤滑剤を供給する
と共に、軌道溝にも直接、固体潤滑剤を供給する。その
ため、固体潤滑剤が内外輪の軌道溝にも確実に供給され
るという利点がある。そのような一実施形態を次に説明
する。
り合う転動体の転動面と摺接すると共に、内外輪の軌道
溝にも摺接するような形状とすることもできる。この場
合、保持器は、転動体の転動面に固体潤滑剤を供給する
と共に、軌道溝にも直接、固体潤滑剤を供給する。その
ため、固体潤滑剤が内外輪の軌道溝にも確実に供給され
るという利点がある。そのような一実施形態を次に説明
する。
【００４０】図６、図７は本発明の第４実施形態を示す
図である。この実施形態の固体潤滑組み込みベアリング
は、自動調心コロ軸受であり、転動体には樽型のコロ１
１を用いている。ベアリングの内輪１２には、ベアリン
グの回転方向に二列の軌道溝１２ａがある。軌道溝１２
ａと樽型コロ１１の転動面１１ａとは線接触しており、
軌道溝１２ａ上を樽型コロ１１が転動できるようになっ
ている。この樽型コロ１１は、断面Ｌ字状の円筒形をし
た保持環１４の外側面に備えられた窓部１４ｗによって
保持されて、それぞれが離間している。ここで、樽型コ
ロ１１、内輪１２、外輪１３および保持環１４は、それ
ぞれ耐熱性が高い鋼から形成されている。一方、保持器
１５は自己潤滑性複合材料からなっている。保持器１５
は、いわゆるセパレータータイプであって複数の保持片
１５ａから構成され、各保持片１５ａは、隣り合う樽型
コロ１１と内輪１２と保持環１４との間に生じた空間形
状に嵌入されている。つまり、各保持片１５ａは、隣り
合う樽型コロ１１と摺接すると共に内輪１２の軌道溝１
２ａとも摺接するような形状となっている。このため、
圧延ロール１６の回転により、内輪１２が回転すると、
各保持片１５ａから樽型コロ１１の転動面１１ａに固体
潤滑剤が供給されると同時に、内輪１２の軌道溝１２ａ
に対しても固体潤滑剤が供給される。
図である。この実施形態の固体潤滑組み込みベアリング
は、自動調心コロ軸受であり、転動体には樽型のコロ１
１を用いている。ベアリングの内輪１２には、ベアリン
グの回転方向に二列の軌道溝１２ａがある。軌道溝１２
ａと樽型コロ１１の転動面１１ａとは線接触しており、
軌道溝１２ａ上を樽型コロ１１が転動できるようになっ
ている。この樽型コロ１１は、断面Ｌ字状の円筒形をし
た保持環１４の外側面に備えられた窓部１４ｗによって
保持されて、それぞれが離間している。ここで、樽型コ
ロ１１、内輪１２、外輪１３および保持環１４は、それ
ぞれ耐熱性が高い鋼から形成されている。一方、保持器
１５は自己潤滑性複合材料からなっている。保持器１５
は、いわゆるセパレータータイプであって複数の保持片
１５ａから構成され、各保持片１５ａは、隣り合う樽型
コロ１１と内輪１２と保持環１４との間に生じた空間形
状に嵌入されている。つまり、各保持片１５ａは、隣り
合う樽型コロ１１と摺接すると共に内輪１２の軌道溝１
２ａとも摺接するような形状となっている。このため、
圧延ロール１６の回転により、内輪１２が回転すると、
各保持片１５ａから樽型コロ１１の転動面１１ａに固体
潤滑剤が供給されると同時に、内輪１２の軌道溝１２ａ
に対しても固体潤滑剤が供給される。
【００４１】この実施形態によれば、保持器１５は、樽
型コロ１１の転動面１１ａだけでなく、内輪１２の軌道
溝１２ａに対しても固体潤滑剤を供給するため、樽型コ
ロ１１の転動面１１ａと内輪１２の軌道溝１２ａとの間
の摩耗をより確実に防ぐことができる。
型コロ１１の転動面１１ａだけでなく、内輪１２の軌道
溝１２ａに対しても固体潤滑剤を供給するため、樽型コ
ロ１１の転動面１１ａと内輪１２の軌道溝１２ａとの間
の摩耗をより確実に防ぐことができる。
【００４２】また、この実施形態によれば、保持環１４
と保持器１５を一緒に使用しているため、自己潤滑性複
合材料からなる保持器１５の各保持片１５ａ受ける荷重
は小さくて済む。つまり保持環１４は、保持器１５の骨
格部と言い換えることができる。そのため、保持器１５
に固体潤滑剤をより多く含有させることも可能であり、
より長期に樽型コロ１１の転動面１１ａに固体潤滑剤を
供給し、ベアリングの円滑性をさらに長く維持すること
も可能となる。
と保持器１５を一緒に使用しているため、自己潤滑性複
合材料からなる保持器１５の各保持片１５ａ受ける荷重
は小さくて済む。つまり保持環１４は、保持器１５の骨
格部と言い換えることができる。そのため、保持器１５
に固体潤滑剤をより多く含有させることも可能であり、
より長期に樽型コロ１１の転動面１１ａに固体潤滑剤を
供給し、ベアリングの円滑性をさらに長く維持すること
も可能となる。
【００４３】さらに、この実施形態によれば、本発明に
係る固体潤滑組み込みベアリングは、簡易に造ることが
できる。すなわち、内輪１２又は外輪１３と転動体１１
と保持環１４とを備えた市販のベアリングに対して、本
実施形態の自己潤滑性複合材料からなる保持器１５を嵌
入するのみで、固体潤滑組み込みベアリングを簡易に造
ることができるからである。
係る固体潤滑組み込みベアリングは、簡易に造ることが
できる。すなわち、内輪１２又は外輪１３と転動体１１
と保持環１４とを備えた市販のベアリングに対して、本
実施形態の自己潤滑性複合材料からなる保持器１５を嵌
入するのみで、固体潤滑組み込みベアリングを簡易に造
ることができるからである。
【００４４】尚、これらの実施形態ではラジアル系の玉
軸受およびコロ軸受を用いて説明したが、本発明は、そ
の他のラジアル系ころがり軸受やスラスト系ころがり軸
受にも適用できる。また、転動体、内輪及び外輪の材質
は、使用用途、使用環境および使用条件に応じて、窒化
ケイ素等のセラミックス、ステンレス、超硬合金または
鋼から選択するものである。
軸受およびコロ軸受を用いて説明したが、本発明は、そ
の他のラジアル系ころがり軸受やスラスト系ころがり軸
受にも適用できる。また、転動体、内輪及び外輪の材質
は、使用用途、使用環境および使用条件に応じて、窒化
ケイ素等のセラミックス、ステンレス、超硬合金または
鋼から選択するものである。
【００４５】以下、それぞれの実施形態に示した保持器
の製造方法を説明する。
の製造方法を説明する。
【００４６】保持器の製造方法Ｉ：まず、保持器４の製
造方法について説明する。保持器４の製造に際しては、
まず「固体潤滑剤」としての黒鉛及びＢＮの各粉体と、
「結合材」としての雲母と水ガラスとを、用いて粒径１
〜３００μｍの粒体とした。この粒体と、「固体潤滑剤
を分散分布させる金属」としてのニッケルの粉末と、を
混合し完成粉末とした。このとき固体潤滑剤は、黒鉛５
２ｖｏｌ％、ＢＮ５ｖｏｌ％であり、固体潤滑剤を分散
分布させる金属であるニッケルは４３ｖｏｌ％のものと
した。次に、完成粉末を保持器４の型にプレス成形し、
１０００℃前後の温度領域で真空焼結下後、仕上げ加工
を行って、保持器４を得た。
造方法について説明する。保持器４の製造に際しては、
まず「固体潤滑剤」としての黒鉛及びＢＮの各粉体と、
「結合材」としての雲母と水ガラスとを、用いて粒径１
〜３００μｍの粒体とした。この粒体と、「固体潤滑剤
を分散分布させる金属」としてのニッケルの粉末と、を
混合し完成粉末とした。このとき固体潤滑剤は、黒鉛５
２ｖｏｌ％、ＢＮ５ｖｏｌ％であり、固体潤滑剤を分散
分布させる金属であるニッケルは４３ｖｏｌ％のものと
した。次に、完成粉末を保持器４の型にプレス成形し、
１０００℃前後の温度領域で真空焼結下後、仕上げ加工
を行って、保持器４を得た。
【００４７】尚、結合材の「Ｂ物質」としての雲母、タ
ルク、ケイ酸アルミなどは、「Ａ物質」との反応で硬化
させたとき、それぞれ硬さが異なる。雲母やタルクは、
柔らかく潤滑作用を兼ねるが、結合材としての強度は弱
く、一方ケイ酸アルミは、結合強度は強いが、潤滑作用
はあまり持たない。そのための耐荷重性能と潤滑性能と
を考慮して、Ａ物質とＢ物質との材質および混合比を選
択する必要がある。このような見地から、Ａ物質とＢ物
質との割合は、０．５：１〜３：１であるのが適当であ
る。
ルク、ケイ酸アルミなどは、「Ａ物質」との反応で硬化
させたとき、それぞれ硬さが異なる。雲母やタルクは、
柔らかく潤滑作用を兼ねるが、結合材としての強度は弱
く、一方ケイ酸アルミは、結合強度は強いが、潤滑作用
はあまり持たない。そのための耐荷重性能と潤滑性能と
を考慮して、Ａ物質とＢ物質との材質および混合比を選
択する必要がある。このような見地から、Ａ物質とＢ物
質との割合は、０．５：１〜３：１であるのが適当であ
る。
【００４８】ここで、保持器７、保持器１５の保持片１
５ａについても、プレス金型が異なる以外は製造方法Ｉ
と同じであるので説明を省略する。
５ａについても、プレス金型が異なる以外は製造方法Ｉ
と同じであるので説明を省略する。
【００４９】保持器の製造方法II：次に、保持器６の製
造方法について説明する。まず、バックメタル部６ｂの
材質としてのニッケル粉末を、クラウンリテーナー形状
の金型の底部に充填する。充填されたニッケル粉末をプ
レスして、クラウンリテーナー金型の底部に圧粉体をつ
くる。次に、製造方法Ｉと同様にして得た自己潤滑性複
合材料の粉末を、ニッケルの圧粉体の上に充填し、この
状態でさらにプレスする。これにより、ニッケルの圧粉
体と自己潤滑性複合材料の圧粉体とが一体となり、求め
る保持器６の形状となる。この保持器６の形状をした圧
粉体を、金型からノックアウトした後、１０００℃前後
の温度領域で真空焼結する。この焼結体の仕上げ加工を
行って、保持器６を得る。このとき、バックメタル部６
ｂの金属と、本体部６ａの固体潤滑性複合材料に含まれ
る金属とを同じものとすると、バックメタル部６ｂと本
体部６ａの接合が安定する。これは、バックメタル部６
ｂと本体部６ａとの接面において、金属の相互拡散が起
こりやすいからである。特に、上述のように粉末冶金に
よって保持器を製造する場合、バックメタル部６ｂと固
体潤滑性複合材料からなる本体部６ａとの接合が良くな
る。
造方法について説明する。まず、バックメタル部６ｂの
材質としてのニッケル粉末を、クラウンリテーナー形状
の金型の底部に充填する。充填されたニッケル粉末をプ
レスして、クラウンリテーナー金型の底部に圧粉体をつ
くる。次に、製造方法Ｉと同様にして得た自己潤滑性複
合材料の粉末を、ニッケルの圧粉体の上に充填し、この
状態でさらにプレスする。これにより、ニッケルの圧粉
体と自己潤滑性複合材料の圧粉体とが一体となり、求め
る保持器６の形状となる。この保持器６の形状をした圧
粉体を、金型からノックアウトした後、１０００℃前後
の温度領域で真空焼結する。この焼結体の仕上げ加工を
行って、保持器６を得る。このとき、バックメタル部６
ｂの金属と、本体部６ａの固体潤滑性複合材料に含まれ
る金属とを同じものとすると、バックメタル部６ｂと本
体部６ａの接合が安定する。これは、バックメタル部６
ｂと本体部６ａとの接面において、金属の相互拡散が起
こりやすいからである。特に、上述のように粉末冶金に
よって保持器を製造する場合、バックメタル部６ｂと固
体潤滑性複合材料からなる本体部６ａとの接合が良くな
る。
【００５０】また、保持器６の製造は、図７に示すよう
な方法もある。これは、バックメタル部６ｂとして、ス
テンレスまたは鋼からなるリング１０を用いる方法であ
る。まず自己潤滑性複合材料の粉末を、プレスして圧粉
体８の形状にする。この圧粉体８は図７(a)に示すよう
に、玉１を保持するポケット部の反対側に、突出部９を
備えている。次に図７(b)のように、この突出部９をリ
ング１０の内径に嵌合させる。この嵌合状態で、圧粉体
８とリング１０とを一体で焼結する。このとき、焼結に
よって、自己潤滑性複合材料は膨張するため、自己潤滑
性複合材料からなる圧粉体８自体も膨張する。これによ
り、圧粉体８の突出部９の外径が、リング１０内径と結
合して保持器７を得ることができる。
な方法もある。これは、バックメタル部６ｂとして、ス
テンレスまたは鋼からなるリング１０を用いる方法であ
る。まず自己潤滑性複合材料の粉末を、プレスして圧粉
体８の形状にする。この圧粉体８は図７(a)に示すよう
に、玉１を保持するポケット部の反対側に、突出部９を
備えている。次に図７(b)のように、この突出部９をリ
ング１０の内径に嵌合させる。この嵌合状態で、圧粉体
８とリング１０とを一体で焼結する。このとき、焼結に
よって、自己潤滑性複合材料は膨張するため、自己潤滑
性複合材料からなる圧粉体８自体も膨張する。これによ
り、圧粉体８の突出部９の外径が、リング１０内径と結
合して保持器７を得ることができる。
【００５１】以上、実施形態で得られた固体潤滑組み込
みベアリングを、現実の使用に即して耐久性能を調べ
た。図２で示すように製鉄工場の線材ガイドロール５に
嵌め込みフィールドテストを行ったところ、この固体潤
滑組み込みベアリングは、２ヶ月を越えてメンテナンス
フリーで連続使用が可能であった。これに対して従来の
ベアリングは、グリスアップ無しではガイドロールに回
転不良が起こり、加工材への不具合が生じてしまい、仮
に３〜４日間に一度のグリスアップを行ったとしても、
その寿命は２ヶ月までであった。従って、本発明に係る
固体潤滑組み込みベアリングは、グリスアップ無しで長
期に円滑性を維持できることが分かる。
みベアリングを、現実の使用に即して耐久性能を調べ
た。図２で示すように製鉄工場の線材ガイドロール５に
嵌め込みフィールドテストを行ったところ、この固体潤
滑組み込みベアリングは、２ヶ月を越えてメンテナンス
フリーで連続使用が可能であった。これに対して従来の
ベアリングは、グリスアップ無しではガイドロールに回
転不良が起こり、加工材への不具合が生じてしまい、仮
に３〜４日間に一度のグリスアップを行ったとしても、
その寿命は２ヶ月までであった。従って、本発明に係る
固体潤滑組み込みベアリングは、グリスアップ無しで長
期に円滑性を維持できることが分かる。
【００５２】
【発明の効果】本発明の保持器は、外部からの潤滑剤供
給無しでベアリング内の摺動面に潤滑性能の優れた潤滑
剤を長期に渡り効率的に供給することができる。そのた
め、本発明の保持器は、ベアリングのメンテナンスフリ
ー化を提供することができる。
給無しでベアリング内の摺動面に潤滑性能の優れた潤滑
剤を長期に渡り効率的に供給することができる。そのた
め、本発明の保持器は、ベアリングのメンテナンスフリ
ー化を提供することができる。
【００５３】本発明の固体潤滑組み込みベアリングは、
特に、高温、水蒸気雰囲気等の特殊条件下や重荷重・低
速の特殊環境下で使用される際であっても、外部からの
潤滑剤の供給無しでベアリングの円滑性の維持および長
寿命を実現できる。すなわち、本発明の固体潤滑組み込
みベアリングは、潤滑油供給システムや外部冷却システ
ムなどが不要であるとともに、煩雑なグリスアップ作業
の要らないメンテナンスフリーのベアリングを実現する
ことができる。また、生産ラインの停止回数を飛躍的に
削減することも可能となり、生産効率のアップに大きく
貢献することができる。加えて、油分の飛散がないため
作業環境も改善することができる。
特に、高温、水蒸気雰囲気等の特殊条件下や重荷重・低
速の特殊環境下で使用される際であっても、外部からの
潤滑剤の供給無しでベアリングの円滑性の維持および長
寿命を実現できる。すなわち、本発明の固体潤滑組み込
みベアリングは、潤滑油供給システムや外部冷却システ
ムなどが不要であるとともに、煩雑なグリスアップ作業
の要らないメンテナンスフリーのベアリングを実現する
ことができる。また、生産ラインの停止回数を飛躍的に
削減することも可能となり、生産効率のアップに大きく
貢献することができる。加えて、油分の飛散がないため
作業環境も改善することができる。
【００５４】さらに、本発明の固体潤滑組み込みベアリ
ングは、特殊環境下のみに限られるものではなく、生産
ラインの停止をなくしたい箇所やメンテナンスの困難な
あらゆる部品に使用でき、グリス・潤滑油の無使用、軸
受部冷却や潤滑油供給のためのシステムの簡略化および
ベアリングの長寿命によって、コスト面に大きな貢献を
果たす。
ングは、特殊環境下のみに限られるものではなく、生産
ラインの停止をなくしたい箇所やメンテナンスの困難な
あらゆる部品に使用でき、グリス・潤滑油の無使用、軸
受部冷却や潤滑油供給のためのシステムの簡略化および
ベアリングの長寿命によって、コスト面に大きな貢献を
果たす。
【００５５】加えて、本発明のロールは、高温、水蒸気
雰囲気等の特殊条件下や重荷重・低速の特殊環境下で使
用される場合であっても、長期にわたりメンテナンス無
しでも円滑な回転を維持し、生産効率向上及びコスト削
減をもたらす。
雰囲気等の特殊条件下や重荷重・低速の特殊環境下で使
用される場合であっても、長期にわたりメンテナンス無
しでも円滑な回転を維持し、生産効率向上及びコスト削
減をもたらす。
【図１】分図(a)はこの発明の第１実施形態に係る固体
潤滑組み込みベアリングの部分断面を含む斜視図、分図
(b)は保持器の斜視図。
潤滑組み込みベアリングの部分断面を含む斜視図、分図
(b)は保持器の斜視図。
【図２】図１の固体潤滑組み込みベアリングを備えたロ
ールの使用断面図。
ールの使用断面図。
【図３】分図(a)はこの発明の第２実施形態に係る固体
潤滑組み込みベアリングの部分断面を含む斜視図、分図
(b)は保持器の斜視図。
潤滑組み込みベアリングの部分断面を含む斜視図、分図
(b)は保持器の斜視図。
【図４】分図(a)はこの発明の第３実施形態に係る固体
潤滑組み込みベアリングの部分断面を含む斜視図、分図
(b)は保持器の斜視図。
潤滑組み込みベアリングの部分断面を含む斜視図、分図
(b)は保持器の斜視図。
【図５】図４の固体潤滑組み込みベアリングを備えたロ
ールの使用断面図。
ールの使用断面図。
【図６】分図(a)はこの発明の第４実施形態に係る固体
潤滑組み込みベアリングの部分断面を含む斜視図、分図
(b)は保持器の保持片の拡大図。
潤滑組み込みベアリングの部分断面を含む斜視図、分図
(b)は保持器の保持片の拡大図。
【図７】図６の固体潤滑組み込みベアリングを備えたロ
ールの使用断面図。
ールの使用断面図。
【図８】図３(b)の保持器の製造方法の一例を示す図。
１ 玉（転動体） １ａ 転動面 ２ 内輪 ３ 外輪 ４,６,７ 保持器 ５ ガイドロール（ロール） ６ａ バックメタル部 １１ 樽型コロ（転動体） １１ａ 転動面 １２ 内輪 １２ａ 軌道溝 １３ 外輪 １５ 保持器 １６ 圧延ロール（ロール）
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｍ 125/26 Ｃ１０Ｍ 125/26 125/30 125/30 Ｆ１６Ｃ 13/00 Ｆ１６Ｃ 13/00 Ａ 13/02 13/02 33/32 33/32 33/34 33/34 33/372 33/372 33/38 33/38 33/41 33/41 33/46 33/46 33/56 33/56 33/66 33/66 Ｚ // Ｃ１０Ｎ 10:02 Ｃ１０Ｎ 10:02 10:04 10:04 10:06 10:06 10:08 10:08 10:10 10:10 10:12 10:12 10:16 10:16 40:02 40:02 50:08 50:08 Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA15 AA32 AA42 AA43 AA54 AA62 BA10 BA13 BA20 BA25 BA44 BA50 DA20 EA01 EA02 EA06 EA12 EA13 EA14 EA23 EA24 EA25 EA26 EA44 EA53 EA54 EA55 EA75 EA78 FA32 GA60 3J103 AA02 AA12 AA13 BA48 CA03 CA62 DA05 FA01 FA12 FA15 FA16 FA25 FA26 FA30 GA02 GA15 GA16 GA17 GA36 HA03 HA04 HA32 HA35 HA51 HA54 4H104 AA04A AA08C AA19A AA21C AA22C AA24C AA26A AA26C FA01 FA02 FA03 FA04 FA05 FA06 FA08 LA20 PA01 QA21
Claims (9)
- 【請求項１】 ベアリングの外輪と内輪との間に備える
複数の転動体を保持した状態で、転動体の転動面に摺接
する保持器において、 該保持器は、金属中に固体潤滑剤を分散分布させた自己
潤滑性複合材料で形成してあることを特徴とする保持
器。 - 【請求項２】 自己潤滑性複合材料は、固体潤滑剤を分
散分布させる金属として、ニッケル、鉄、コバルト、
銅、錫、銀、鉛、マンガン、クロム、モリブデン、タン
グステン、ニオブ、タンタル、アルミニウム、亜鉛、チ
タンの１種以上を含有し、 固体潤滑剤として、黒鉛、ＢＮ（Ｂ２Ｏ３、ＣａＯを含
有する場合も含む）、ＷＳ２、ＭｏＳ２の１種以上を含
有し、 結合材として、水ガラス又はコロイダルシリカ懸濁液で
あるＡ物質と、雲母、タルク、ケイ酸アルミ、アルミセ
メントの群から選ばれるフリットであるＢ物質とを含有
するものである請求項１に記載の保持器。 - 【請求項３】 固体潤滑剤を分散分布させる金属に、Ｃ
ｒＢ、ＴｉＢ２、ＺｒＢ２、ＮｂＢ２、ＴａＢ２、Ｍｏ
Ｂ、ＷＢ、ＬａＢ６、ＨｆＢ２、ＶＢ２の一種以上を添
加してある請求項１又は請求項２に記載の保持器。 - 【請求項４】 保持器は、転動体の転動面と摺接すると
共に、内輪若しくは外輪の軌道溝と摺接するようにした
請求項１〜３のいずれか１項に記載の保持器。 - 【請求項５】 保持器は、機械的強度を補強するための
バックメタル部を備える請求項１〜４のいずれか１項に
記載の保持器。 - 【請求項６】 外輪と内輪との間に複数の転動体とその
転動体を保持する保持器とを備えるベアリングにおい
て、 前記保持器は、請求項１〜５いずれか１項に記載の保持
器である固体潤滑組み込みベアリング。 - 【請求項７】 転動体は転動面に固体潤滑剤、固体潤滑
剤と結合材又は自己潤滑性複合材料のいずれかで形成し
た潤滑層を備える請求項６記載の固体潤滑組み込みベア
リング。 - 【請求項８】 ベアリングを備え、該ベアリングにより
回動自在に軸支されたロールにおいて、 前記ベアリングが、請求項６〜７のいずれか１項記載の
固体潤滑組み込みベアリングであることを特徴とするロ
ール。 - 【請求項９】 ロールは、窒化ケイ素のセラミックス、
鋼、超硬合金、または超硬合金溶射鋼のいずれか一つの
材質からなる請求項８記載のロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000035694A JP2001221235A (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | 固体潤滑組み込みベアリング及び固体潤滑組み込みベアリングに用いる保持器及び固体潤滑組み込みベアリングを備えるロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000035694A JP2001221235A (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | 固体潤滑組み込みベアリング及び固体潤滑組み込みベアリングに用いる保持器及び固体潤滑組み込みベアリングを備えるロール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001221235A true JP2001221235A (ja) | 2001-08-17 |
Family
ID=18559860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000035694A Pending JP2001221235A (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | 固体潤滑組み込みベアリング及び固体潤滑組み込みベアリングに用いる保持器及び固体潤滑組み込みベアリングを備えるロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001221235A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD1924C2 (ro) * | 2001-09-11 | 2002-11-30 | Государственный Университет Молд0 | Material solid de lubrifiere |
| JP2007298160A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-15 | Fuji Dies Kk | 高強度冠型保持器およびそれを用いた転がり軸受 |
| WO2012043216A1 (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Ntn株式会社 | 固体潤滑転がり軸受 |
| JP2013064094A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Fuji Dies Kk | 固溶または固溶及び分散強化金属系自己潤滑性複合材料 |
| WO2015041205A1 (ja) * | 2013-09-19 | 2015-03-26 | Ntn株式会社 | 固体潤滑剤および固体潤滑転がり軸受 |
| JP2015063573A (ja) * | 2013-09-24 | 2015-04-09 | Ntn株式会社 | 固体潤滑剤 |
| JP2016536214A (ja) * | 2013-09-13 | 2016-11-24 | フィンカンティエリ ソチエタ ペル アツィオニ | 船の安定板作動用機械部材のベアリング用潤滑システム |
| JP2018111837A (ja) * | 2018-04-20 | 2018-07-19 | Ntn株式会社 | 固体潤滑剤及びその製造方法 |
| CN109958715A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-07-02 | 山东省机械设计研究院 | 一种高速滚动轴承及其制造方法 |
| IT202000012652A1 (it) * | 2020-05-28 | 2021-11-28 | Lyra Bearing S R L | “rollina migliorata” |
| CN114369482A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-19 | 烟台大学 | 一种纳米级超滑粉体减摩添加剂制备和使用方法 |
| CN114704547A (zh) * | 2022-04-07 | 2022-07-05 | 南通鹏亚精密机械科技有限公司 | 一种自动搬运小车用防晃动的保持架装置及实施方法 |
-
2000
- 2000-02-08 JP JP2000035694A patent/JP2001221235A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD1924C2 (ro) * | 2001-09-11 | 2002-11-30 | Государственный Университет Молд0 | Material solid de lubrifiere |
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| JP2018111837A (ja) * | 2018-04-20 | 2018-07-19 | Ntn株式会社 | 固体潤滑剤及びその製造方法 |
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| WO2021240332A1 (en) * | 2020-05-28 | 2021-12-02 | Lyra Bearing S.R.L. | Rolling seamer |
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