JP2006283910A - 食品加工機械用転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】食品に異物が混入せず、かつ、製造コストが安価な食品加工機械用転がり軸受を提供することである。
【解決手段】食品加工機械の混練用回転軸１２を支持し、軸受空間に固形潤滑剤Ａが充填された玉軸受１の外輪２と内輪３をステンレス鋼ＳＵＳ４４０Ｃで形成し、ボール４をセラミックで形成して、外輪２と内輪３の各軌道面２ａ、３ａを防錆処理としての燐酸マンガン塩皮膜処理で形成された防錆皮膜７で覆うことにより、食品に異物が混入せず、かつ、製造コストが安価な食品加工機械用転がり軸受を提供できるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、食品加工機械の回転軸を支持する食品加工機械用転がり軸受に関する。

食品の混練、撹拌、粉砕等に使用される各種食品加工機械の回転軸を支持する食品加工機械用転がり軸受には、軸受空間に充填する潤滑剤として、食品に含まれる食塩水等が軸受空間へ浸入しても流出せず、かつ、万が一食品に混入しても無害であるように、流動パラフィン、ポリαオレフィン油、植物油および動物油から選ばれる１種以上の油脂と、超高分子量ポリオレフィン粉末または高密度ポリエチレン粉末との混合物を、この超高分子量ポリオレフィン粉末または高密度ポリエチレン粉末のゲル化点以上の温度に加熱して成形した固形潤滑剤を用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献１に記載されたものでは、食塩水等が軸受空間へ浸入しても軸受部品に錆が発生しないように、軸受部品をステンレス鋼製としている。

また、食品加工機械用転がり軸受は、殺菌や消毒のための１００℃以上の高温水や過酢酸による洗浄を受けたり、食品に含まれる天然酵母等に曝されたりするので、軸受部品をＳＵＳ４４０Ｃ等のステンレス鋼で形成しても、錆の発生を十分に防止できない問題がある。この問題に対しては、内外輪や転動体等の軸受部品の表面に、電気ニッケルめっき被覆層または無電解ニッケルめっき被覆層を有し、その上に無孔質クロムめっき被覆層または黒色クロムめっき被覆層を具備した耐食性軸受が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０−３６８７５号公報 特開平７−３０１２４１号公報

特許文献１に記載された食品加工機械用転がり軸受は、軸受空間の潤滑剤が流出する恐れはないが、軸受部品をステンレス鋼で形成しても、洗浄用の高温水、過酢酸や食品に含まれる天然酵母等によって錆が発生し、特に内外輪の軌道面や転動体の表面に発生した錆は、転動体の転走に伴って剥離しやすく、食品に異物として混入する恐れがある。この恐れをなくすためには、特許文献２に記載された耐食性軸受のように、軸受部品の表面にニッケルめっき被覆層とクロムめっき被覆層を形成することが考えられるが、ニッケルめっきやクロムめっきは非常に高価であるので、軸受の製造コストが高くなる問題がある。

そこで、本発明の課題は、食品に異物が混入せず、かつ、製造コストが安価な食品加工機械用転がり軸受を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は、食品加工機械の回転軸を支持し、内輪と外輪の間に複数の転動体が保持器で保持された軸受空間に、流動パラフィン、ポリαオレフィン油、植物油および動物油から選ばれる１種以上の油脂と、超高分子量ポリオレフィン粉末または高密度ポリエチレン粉末との混合物を、この超高分子量ポリオレフィン粉末または高密度ポリエチレン粉末のゲル化点以上の温度に加熱して成形した固形潤滑剤を充填した食品加工機械用転がり軸受において、前記内輪と外輪をステンレス鋼で形成し、これらの内外輪の少なくとも軌道面に防錆処理を施した構成を採用した。

すなわち、内輪と外輪をステンレス鋼で形成し、これらの内外輪の少なくとも軌道面に防錆処理を施すことにより、内外輪の軌道面での錆の発生を安価な手段で防止し、食品に異物が混入せず、かつ、製造コストが安価な食品加工機械用転がり軸受を提供できるようにした。

前記固形潤滑剤は、流動パラフィン、ポリαオレフィン油、植物油および動物油から選ばれる１種以上の油脂を５〜９９質量％と、超高分子量ポリオレフィン粉末または高密度ポリエチレン粉末９５〜１質量％との混合物を、この超高分子量ポリオレフィン粉末または高密度ポリエチレン粉末のゲル化点以上の温度に加熱して成形したものであり、前記油脂は、液体の油としてもよいし、この液体の油を基油として適当な増ちょう剤等を配合したグリースとしてもよい。

前記固形潤滑剤に用いる油脂は、流動パラフィン、ポリαオレフィン油、植物油および動物油から選ばれるものであって、これらは人体に無害な物質としてＵＳＤＡ Ｈ−１規格（直接食品に接触させてもヒトに対して全く無害であるという評価基準）やＦＤＡ規格に合格したものであり、超高分子量ポリオレフィン粉末と高密度ポリエチレン粉末は、ＦＤＡ規格によって食品に接触しても安全なことが確認された物質であり、いずれも食品に混入した場合でも安全なものであるので、食品機械用固形潤滑剤の材料として選択することができる。

また、前記固形潤滑剤は、固形状であるので、軸受空間に浸入した水と一緒に流出することがなく、油脂の適当な滲み出しにより潤滑特性を長期間維持するとともに、この滲み出した油脂が軸受空間内の軸受部品の表面に防錆効果のある油膜を形成するので、安定した長期の軸受寿命を確保することができる。

前記複数の転動体をステンレス鋼で形成し、これらの表面に防錆処理を施すことにより、転動体の表面での錆の発生を防止し、より確実に食品への異物の混入を防止することができる。

前記複数の転動体をセラミックで形成することによっても、転動体の表面での錆の発生を防止し、より確実に食品への異物の混入を防止することができる。

前記防錆処理を、燐酸塩皮膜処理またはジオメット処理とすることにより、その処理皮膜が摩耗して食品に混入しても、完全に無害なものとすることができる。なお、燐酸塩皮膜処理としては燐酸マンガン塩皮膜処理等がある。また、ジオメット処理は、ケイ酸塩を含むめっき浴に亜鉛フレークとアルミニウムフレークを添加する複合めっきであり、完全クロムフリーで無害なものである。

本発明の食品加工機械用転がり軸受は、内輪と外輪をステンレス鋼で形成し、これらの内外輪の少なくとも軌道面に防錆処理を施すことにより、内外輪の軌道面での錆の発生を安価な手段で防止したので、食品に異物が混入せず、かつ、製造コストが安価なものとすることができる。

前記複数の転動体をステンレス鋼で形成し、これらの表面に防錆処理を施すことにより、転動体の表面での錆の発生を防止し、より確実に食品への異物の混入を防止することができる。

前記複数の転動体をセラミックで形成することによっても、転動体の表面での錆の発生を防止し、より確実に食品への異物の混入を防止することができる。

前記防錆処理を、燐酸塩皮膜処理またはジオメット処理とすることにより、その処理皮膜が摩耗して食品に混入しても、完全に無害なものとすることができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１および図２は、第１の実施形態を示す。図１に示すように、この食品加工機械用転がり軸受は、食品を混練する食品加工機械のケーシング１１に横架された混練用回転軸１２を支持する玉軸受１であり、この食品加工機械は、投入口１３からケーシング１１に投入される食品原料を、モータ（図示省略）で回転駆動される回転軸１２に設けたスクリュー羽根１２ａで混練しながら右方へ移送し、混練した食品を排出口１４から排出する。玉軸受１は、ケーシング１１の左右両端に設けられた軸受箱１５に収納され、回転軸１２の両端部を支持するようになっている。

前記玉軸受１は、図２（ａ）に示すように、外輪２が軸受箱１５に止め輪１６で固定され、内輪３が回転駆動される回転軸１２に取り付けられており、これらの間で複数のボール４が保持器５で保持された軸受空間には、流動パラフィン、ポリαオレフィン油、植物油および動物油から選ばれる１種以上の油脂と、超高分子量ポリオレフィン粉末または高密度ポリエチレン粉末との混合物を、これらの超高分子量ポリオレフィン粉末または高密度ポリエチレン粉末のゲル化点以上の温度に加熱して成形した固形潤滑剤Ａが充填されている。なお、軸受空間の両側は、シールリップ６ａを有する接触シール６で密封されている。

前記固形潤滑剤Ａに用いる超高分子量ポリオレフィン粉末は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブデンもしくはこれらの共重合体からなる粉末、またはこれらの単独の粉末を所要の割合で配合した混合粉末であり、粘度法によって測定される平均分子量が１５００００以上のものである。また、高密度ポリエチレン粉末は、チーグラー系触媒を使用してエチレンを低圧重合法で重合させたものであり、その平均分子量は５００００〜１５００００（未満）のものである。このような平均分子量の範囲にある超高分子量ポリオレフィンや高密度ポリエチレンは、剛性および保油性においてそれぞれ低密度ポリエチレンよりも優れており、加熱してもほとんど流動することがない。

前記固形潤滑剤Ａにおける超高分子量ポリオレフィン粉末または高密度ポリエチレン粉末の配合割合は９５〜１質量％であり、この範囲の配合量によって固形潤滑剤Ａの離油度、粘り強さおよび硬さを調整することができ、これらの配合量を多くするほど固形潤滑剤Ａの硬さは硬くなる。

前記固形潤滑剤Ａの油脂に用いる流動パラフィンは、周知のように、比較的軽質の潤滑油留分を硫酸洗浄によって高度に精製した炭化水素油で、主としてアルキルナフテン類からなり、「食品添加物公定書」や「日本薬局方」に薬用流動パラフィンとして記載されており、欧米各国の食添流動パラフィンや局方流動パラフィンにも相当する。また、ポリαオレフィン油は、前述したＵＳＤＡ Ｈ−１規格により、直接食品に接触させてもヒトに対して全く無害であるという評価基準をクリアしたものであり、芳香族炭化水素や硫化化合物等の不純物を含まない合成炭化水素油である。なお、前記植物油と動物油は、人体に無害の周知の天然油であり、例えば、植物油としては椿油、オリーブ油、落花生油、ひまし油、菜種油等を使用することができ、動物油としてはさなぎ油、牛脂、ラード、鰯油、鰊油等を使用することができる。

前記固形潤滑剤Ａの油脂を、液体の油を基油としたグリースとする場合は、この基油に増ちょう剤として、アルミニウム複合石鹸、カルシウムハイドロステアート、ポリウレア、クレー等を配合したものとすることができ、ＦＤＡ規格やＵＳＤＡ規格に合格した市販のグリースを使用することもできる。

前記油脂としての液体の油やグリースを前記超高分子量ポリオレフィンまたは高密度ポリエチレンに分散保持させるためには、これらを混合した後、超高分子量ポリオレフィンまたは高密度ポリエチレンがゲル化を起こす温度以上に加熱し、その後、冷却して固化させる。このようにすると、油性面すなわち油が滲み出る面のある固形潤滑剤Ａの成形体となる。なお、油脂としてグリースを用いる場合は、加熱温度をグリースの滴点以下の温度とするのが好ましい。

前記外輪２と内輪３はいずれもステンレス鋼ＳＵＳ４４０Ｃで形成され、ボール４はセラミックで形成されており、図２（ｂ）に示すように、ボール４が転走する外輪２と内輪３の各軌道面２ａ、３ａは、防錆処理としての燐酸マンガン塩皮膜処理で形成された防錆皮膜７で覆われている。なお、防錆皮膜７は外輪２と内輪３の全表面に形成してもよい。

図３（ａ）、（ｂ）は、第２の実施形態を示す。この食品加工機械用転がり軸受は、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、ボール４もステンレス鋼ＳＵＳ４４０Ｃで形成され、図３（ｂ）に示すように、その表面が、外輪２と内輪３の各軌道面２ａ、３ａと同様に、燐酸マンガン塩皮膜処理で形成された防錆皮膜７で覆われている点が異なる。

上述した実施形態では、食品の混練用の食品加工機械の回転軸を玉軸受で支持するものとしたが、本発明に係る食品加工機械用転がり軸受は、玉軸受に限定されることはなく、適用される食品加工機械も食品の混練用のものに限定されることはない。

また、上述した第１の実施形態では内輪と外輪を、第２の実施形態ではさらに転動体をステンレス鋼ＳＵＳ４４０Ｃで形成し、内外輪の軌道面や転動体の表面に燐酸マンガン塩皮膜処理で防錆皮膜を形成したが、これらの防錆皮膜はジオメット処理で形成することもでき、内外輪や転動体はＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ４１０等の他のステンレス鋼で形成してもよい。

第１の実施形態の食品加工機械用転がり軸受を採用した食品加工機械を示す縦断面図 ａは図１の玉軸受を示す縦断面図、ｂはａの内外輪の軌道面を拡大して示す断面図 ａは第２の実施形態の食品加工機械用転がり軸受を示す縦断面図、ｂはａのボールの表面を拡大して示す断面図

符号の説明

Ａ 固形潤滑剤
１ 玉軸受
２ 外輪
３ 内輪
２ａ、３ａ 軌道面
４ ボール
５ 保持器
６ 接触シール
６ａ シールリップ
７ 防錆皮膜
１１ ケーシング
１２ 回転軸
１２ａ スクリュー羽根
１３ 投入口
１４ 排出口
１５ 軸受箱
１６ 止め輪

Claims (4)

1. 食品加工機械の回転軸を支持し、内輪と外輪の間に複数の転動体が保持器で保持された軸受空間に、流動パラフィン、ポリαオレフィン油、植物油および動物油から選ばれる１種以上の油脂と、超高分子量ポリオレフィン粉末または高密度ポリエチレン粉末との混合物を、この超高分子量ポリオレフィン粉末または高密度ポリエチレン粉末のゲル化点以上の温度に加熱して成形した固形潤滑剤を充填した食品加工機械用転がり軸受において、前記内輪と外輪をステンレス鋼で形成し、これらの内外輪の少なくとも軌道面に防錆処理を施したことを特徴とする食品加工機械用転がり軸受。
2. 前記複数の転動体をステンレス鋼で形成し、これらの表面に防錆処理を施した請求項１に記載の食品加工機械用転がり軸受。
3. 前記複数の転動体をセラミックで形成した請求項１に記載の食品加工機械用転がり軸受。
4. 前記防錆処理を、燐酸塩皮膜処理またはジオメット処理とした請求項１乃至３のいずれかに記載の食品加工機械用転がり軸受。

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