JP2005042849A - 複列ころ軸受用樹脂製保持器及び複列ころ軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】 複列ころ軸受に組み込まれて使用されても、保持器同士の接触による発熱や摩耗が生じにくい樹脂製保持器、及び、複列ころ軸受を提供する。
【解決手段】 樹脂製の保持器４は、円環部４ａと、円環部４ａから突出する複数の柱部４ｂと、を備えている。そして、複列円筒ころ軸受１０に組み込まれた状態で別の保持器と対向する円環部４ａの対向面に、摺動抵抗低減膜５を備えている。
【選択図】 図１
【解決手段】 樹脂製の保持器４は、円環部４ａと、円環部４ａから突出する複数の柱部４ｂと、を備えている。そして、複列円筒ころ軸受１０に組み込まれた状態で別の保持器と対向する円環部４ａの対向面に、摺動抵抗低減膜５を備えている。
【選択図】 図１
Description
本発明は、複列ころ軸受に組み込まれる樹脂製保持器及び複列ころ軸受に関する。
工作機械は、生産性向上の要求からますます高速で主軸が回転されるようになっており、また、加工精度の向上も要求されている。よって、剛性を高くすることが有利である工作機械において主軸の支持に使用される円筒ころ軸受は、高速化がますます進んでいる。
従来は、円筒ころ軸受には銅合金製の保持器が使用されていたが、高速回転になると、比較的軟らかい銅合金製の保持器に摩耗が生じやすいという問題があった。そうすると、該摩耗で発生した摩耗粉によって潤滑剤が劣化して潤滑性が低下するため、円筒ころ軸受に焼き付きや損傷が生じるおそれがあった。
従来は、円筒ころ軸受には銅合金製の保持器が使用されていたが、高速回転になると、比較的軟らかい銅合金製の保持器に摩耗が生じやすいという問題があった。そうすると、該摩耗で発生した摩耗粉によって潤滑剤が劣化して潤滑性が低下するため、円筒ころ軸受に焼き付きや損傷が生じるおそれがあった。
このようなことから、近年においては、耐摩耗性に優れた樹脂製の保持器が用いられる場合が多くなりつつある。ところが、樹脂は銅合金と比べて耐摩耗性は優れているものの、剛性や強度が劣っているので、樹脂製の保持器は剛性や強度が不十分となりやすいという問題があった。
そこで、高速回転でも好適に使用可能なころ軸受用合成樹脂製保持器が提案されている（特許文献１を参照）。この保持器は、円環部と該円環部から突出する複数の柱部とを備えており、少なくとも一部の柱部の先端には、柱部により区画されたポケット内に存在するころが当該ポケットから抜け出ることを防止する抜け止め片が設けてある。
特開平１１−１６６５４４号公報
特開２００２−２２７８４５号公報
そこで、高速回転でも好適に使用可能なころ軸受用合成樹脂製保持器が提案されている（特許文献１を参照）。この保持器は、円環部と該円環部から突出する複数の柱部とを備えており、少なくとも一部の柱部の先端には、柱部により区画されたポケット内に存在するころが当該ポケットから抜け出ることを防止する抜け止め片が設けてある。
しかしながら、特許文献１に記載の保持器を複列ころ軸受に組み込んだ場合は、通常は、隣接する２つの保持器の円環部の対向面が接触しながら回転することとなる（図２の（ａ）を参照）。そして、ｄｍＮ１００万以上の高速回転時においては、回転の遠心力によって、保持器の柱部先端側が径方向外方に拡径するように変形するため、接触している保持器の対向面に大きな摩擦力が加わることとなる（図２の（ｂ）を参照）。そうすると、保持器の接触による発熱や摩耗が促進されるため、潤滑剤の劣化が進んで、複列ころ軸受に焼き付きや損傷が生じるおそれがあった。
しかも、射出成形法により製造している合成樹脂製保持器は、樹脂のひけが原因で保持器の表面に凹凸があるため、前述の接触により発熱や摩耗が生じやすい。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、複列ころ軸受に組み込まれて使用されても、保持器同士の接触による発熱や摩耗が生じにくい樹脂製保持器を提供することを課題とする。また、焼き付きや損傷が生じにくい複列ころ軸受を提供することを併せて課題とする。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、複列ころ軸受に組み込まれて使用されても、保持器同士の接触による発熱や摩耗が生じにくい樹脂製保持器を提供することを課題とする。また、焼き付きや損傷が生じにくい複列ころ軸受を提供することを併せて課題とする。
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る複列ころ軸受用樹脂製保持器は、複列ころ軸受に組み込まれる樹脂製の保持器において、前記複列ころ軸受の円周方向に連続する円環部と、前記円環部から前記複列ころ軸受の軸方向に突出する複数の柱部と、を備えるとともに、前記複列ころ軸受に組み込まれた状態で別の保持器と対向する前記円環部の対向面に、摺動抵抗低減膜を備えることを特徴とする。
このような構成であれば、保持器同士の接触による発熱や摩耗が抑制される。その結果、潤滑剤の劣化が抑制されるので、複列ころ軸受に焼き付きや損傷が生じにくい。
また、本発明に係る複列ころ軸受は、請求項１に記載の複列ころ軸受用樹脂製保持器を備えることを特徴とする。
このような構成であれば、前述のような理由により焼き付きや損傷が生じにくい。
また、本発明に係る複列ころ軸受は、請求項１に記載の複列ころ軸受用樹脂製保持器を備えることを特徴とする。
このような構成であれば、前述のような理由により焼き付きや損傷が生じにくい。
以上のように、本発明の複列ころ軸受用樹脂製保持器は、複列ころ軸受に組み込まれた状態で別の保持器と対向する円環部の対向面に摺動抵抗低減膜を備えているので、保持器同士の接触による発熱や摩耗が生じにくい。また、本発明の複列ころ軸受は、焼き付きや損傷が生じにくい。
本発明に係る複列ころ軸受用樹脂製保持器及び複列ころ軸受の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る複列ころ軸受用樹脂製保持器を組み込んだ複列円筒ころ軸受の構造を示す部分縦断面図である。図１の複列円筒ころ軸受１０は、内輪１と、外輪２と、内輪１と外輪２との間に転動自在に配設された２列の円筒ころ３と、各列の円筒ころ３をそれぞれ保持する樹脂製の保持器４，４と、で構成されており、内輪１と外輪２との間に形成される空隙部内には、図示しない潤滑剤が配されている。
図１は、本発明に係る複列ころ軸受用樹脂製保持器を組み込んだ複列円筒ころ軸受の構造を示す部分縦断面図である。図１の複列円筒ころ軸受１０は、内輪１と、外輪２と、内輪１と外輪２との間に転動自在に配設された２列の円筒ころ３と、各列の円筒ころ３をそれぞれ保持する樹脂製の保持器４，４と、で構成されており、内輪１と外輪２との間に形成される空隙部内には、図示しない潤滑剤が配されている。
この保持器４は、複列円筒ころ軸受１０の円周方向に連続する円環部４ａと、円環部４ａから複列円筒ころ軸受１０の軸方向外方に突出する複数の柱部４ｂ，４ｂ，…と、で構成されており、複数の柱部４ｂは円周方向にわたって互いに等間隔に配されている。そして、各柱部４ｂの間に形成されるポケット４ｃに、円筒ころ３が転動自在に保持されるようになっている。
複列円筒ころ軸受１０には、２列の円筒ころ３を保持するために、２つの保持器４が備えられているが、図１から分かるように、２つの保持器４は円環部４ａが対向するように配されている。そして、対向する円環部４ａの対向面には、摺動抵抗低減膜５が形成されている。
この摺動抵抗低減膜５の種類は、前記対向面同士が接触した際に摺動抵抗を低減できるものであれば特に限定されるものではないが、硬質炭素膜（ダイヤモンドライクカーボン膜）やフッ素樹脂膜が好ましい。なお、ダイヤモンドライクカーボン膜を前記対向面に形成する場合には、まずチタン，ケイ素等からなる中間層を前記対向面に形成し、その上にダイヤモンドライクカーボン膜を形成することが好ましい。
この摺動抵抗低減膜５の種類は、前記対向面同士が接触した際に摺動抵抗を低減できるものであれば特に限定されるものではないが、硬質炭素膜（ダイヤモンドライクカーボン膜）やフッ素樹脂膜が好ましい。なお、ダイヤモンドライクカーボン膜を前記対向面に形成する場合には、まずチタン，ケイ素等からなる中間層を前記対向面に形成し、その上にダイヤモンドライクカーボン膜を形成することが好ましい。
このような複列円筒ころ軸受１０は、回転時においては保持器４の前記対向面同士が接触しているが（図１の（ａ）を参照）、ｄｍＮ１００万以上の高速回転時においては、回転の遠心力によって、保持器４の柱部４ｂの先端側が径方向外方に拡径するように変形することとなる（図１の（ｂ）を参照）。そのため、接触している保持器４の前記対向面には、大きな摩擦力が加わることとなる。しかしながら、前記対向面には摺動抵抗低減膜５が形成されていて、摺動抵抗が低減されるので、保持器４の接触による発熱や摩耗が抑制される。その結果、潤滑剤の劣化が抑制されるので、複列円筒ころ軸受１０には焼き付きや損傷が生じにくい。
〔実施例〕
以下に、さらに具体的な実施例を示して、本発明を説明する。
摺動抵抗低減膜の厚さが異なる９種の軸受（実施例１〜５及び比較例１〜４）を用意して、回転試験を行った。この軸受は、前述の複列円筒ころ軸受１０とほぼ同様の構成を有する呼び番号ＮＮ３０１８の複列円筒ころ軸受であり、その保持器は、炭素繊維で強化されたポリフェニレンサルファイド樹脂（炭素繊維の配合量は２０〜４０質量％である）で構成されている。また、保持器の円環部の対向面には、ダイヤモンドライクカーボン膜が形成されている。さらに、組み込み時すきまは−１０μｍであり、潤滑剤はＶＧ３２相当の潤滑油である（１ｍｌの潤滑油を円筒ころに塗布した）。
このような複列円筒ころ軸受を回転速度２０００ｒｐｍで回転させているところに、軸受内部にベンジンを注入して潤滑油を洗い流し、潤滑不良状態とした。そして、そのまま回転を続行して、軸受又は保持器が損傷するまでの時間を測定した。その結果を表１に示す。
以下に、さらに具体的な実施例を示して、本発明を説明する。
摺動抵抗低減膜の厚さが異なる９種の軸受（実施例１〜５及び比較例１〜４）を用意して、回転試験を行った。この軸受は、前述の複列円筒ころ軸受１０とほぼ同様の構成を有する呼び番号ＮＮ３０１８の複列円筒ころ軸受であり、その保持器は、炭素繊維で強化されたポリフェニレンサルファイド樹脂（炭素繊維の配合量は２０〜４０質量％である）で構成されている。また、保持器の円環部の対向面には、ダイヤモンドライクカーボン膜が形成されている。さらに、組み込み時すきまは−１０μｍであり、潤滑剤はＶＧ３２相当の潤滑油である（１ｍｌの潤滑油を円筒ころに塗布した）。
このような複列円筒ころ軸受を回転速度２０００ｒｐｍで回転させているところに、軸受内部にベンジンを注入して潤滑油を洗い流し、潤滑不良状態とした。そして、そのまま回転を続行して、軸受又は保持器が損傷するまでの時間を測定した。その結果を表１に示す。
ダイヤモンドライクカーボン膜の厚さが０．５〜１０μｍの場合は、軸受や保持器に損傷や摩耗が生じなかったため、９００秒で試験を打ち切った。これに対して、ダイヤモンドライクカーボン膜の厚さが０．１μｍ以下であると、膜厚にバラツキがあるために摺動抵抗を低減させる効果が十分ではなく、比較的短時間で保持器に摩耗又は損傷が生じた。また、ダイヤモンドライクカーボン膜の厚さが１２μｍの場合は、ダイヤモンドライクカーボン膜と対向面との接着性が不十分であるため、ダイヤモンドライクカーボン膜の剥離が起こった。ダイヤモンドライクカーボン膜の厚さが１０μｍの場合も、脱落が起こったが、微小であったために大きな問題は生じなかった。
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては複列ころ軸受の例として複列円筒ころ軸受をあげて説明したが、本発明は、他の種類の様々な複列ころ軸受に対して適用することができる。例えば、複列円すいころ軸受や複列針状ころ軸受等である。
本発明は、例えばモータや工作機械の主軸など、微量の潤滑剤で潤滑されつつ高速回転で使用されるのにもかかわらず低発熱が要求される複列ころ軸受に適用可能である。
１ 内輪
２ 外輪
３ 円筒ころ
４ 保持器
４ａ 円環部
４ｂ 柱部
５ 摺動抵抗低減膜
１０ 複列円筒ころ軸受
２ 外輪
３ 円筒ころ
４ 保持器
４ａ 円環部
４ｂ 柱部
５ 摺動抵抗低減膜
１０ 複列円筒ころ軸受
Claims (2)
- 複列ころ軸受に組み込まれる樹脂製の保持器において、前記複列ころ軸受の円周方向に連続する円環部と、前記円環部から前記複列ころ軸受の軸方向に突出する複数の柱部と、を備えるとともに、前記複列ころ軸受に組み込まれた状態で別の保持器と対向する前記円環部の対向面に、摺動抵抗低減膜を備えることを特徴とする複列ころ軸受用樹脂製保持器。
- 請求項１に記載の複列ころ軸受用樹脂製保持器を備えることを特徴とする複列ころ軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003278910A JP2005042849A (ja) | 2003-07-24 | 2003-07-24 | 複列ころ軸受用樹脂製保持器及び複列ころ軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003278910A JP2005042849A (ja) | 2003-07-24 | 2003-07-24 | 複列ころ軸受用樹脂製保持器及び複列ころ軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005042849A true JP2005042849A (ja) | 2005-02-17 |
Family
ID=34265178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003278910A Pending JP2005042849A (ja) | 2003-07-24 | 2003-07-24 | 複列ころ軸受用樹脂製保持器及び複列ころ軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005042849A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012102764A (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Ntn Corp | 複列ころ軸受および複列ころ軸受の保持器 |
| JP2014202253A (ja) * | 2013-04-03 | 2014-10-27 | 株式会社ジェイテクト | 複列ころ軸受用の櫛型保持器及び複列ころ軸受 |
-
2003
- 2003-07-24 JP JP2003278910A patent/JP2005042849A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012102764A (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Ntn Corp | 複列ころ軸受および複列ころ軸受の保持器 |
| JP2014202253A (ja) * | 2013-04-03 | 2014-10-27 | 株式会社ジェイテクト | 複列ころ軸受用の櫛型保持器及び複列ころ軸受 |
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