JP2007127251A - 複列自動調心ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】案内輪付きの自動調心ころ軸受の摩擦面に、常に適当量の潤滑剤が供給され、耐久性に優れた複列自動調心ころ軸受にする。
【解決手段】内輪１の外周の周方向に２列の並行する内輪軌道面１ａ、１ｂを形成し、外輪２の内周には２列のころ列に共用される幅広で球面状の外輪軌道面２ａを形成しており、外輪軌道面２ａおよび内輪軌道面１ａ、１ｂに案内されて回転自在に転動する２列のころ３ａ、３ｂに接し、所定の間隔に保持する保持器４を設け、保持器４と内輪１の間にあって内輪外周に沿う２列のころ列間の肩部１ｃ上の環状間隙に案内輪５を設けた複列自動調心ころ軸受において、保持器４は、潤滑性を有する合成樹脂の成形体で形成した複列自動調心ころ軸受とする。潤滑皮膜は、当初の形成個所から剥離と転着を繰り返しながら案内輪５ところ３の端面にも転着し、それらに形成された潤滑皮膜が案内輪５およびころ３の端面の摩耗を防止する。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数のころ列を備えて回転軸の振れに対して自動調整機能のある複列自動調心ころ軸受に関する。

図２に示すように、従来の一般的な複列自動調心ころ軸受は、内輪１の外側に複列の内輪軌道面１ａ、１ｂを形成し、外輪２の内側に球面の外輪軌道面２ａを形成し、それら内・外輪１、２の間に、たる形のころ３ａ、３ｂ（以下、２列のころを併せて符号３で示す。）が保持器１０と共に組み込まれた構造である。

そして、保持器１０と内輪１の間で内輪外周に沿う２列のころ３の列間における環状間隙には、ころ３の列間隔を保つように案内輪１１を設けている。案内輪１１は、内・外輪１、２や保持器１０とは別体に形成され、独立して回転可能なものである。

このような複列自動調心ころ軸受は、外輪軌道の中心が軸受の中心にあるため、調心性があり、ハウジングの加工誤差や荷重による軸のたわみなどで生じる外輪と内輪の傾きのある場合などに適用できる。

また、このような複列自動調心ころ軸受は、ラジアル荷重、両方向のアキシアル荷重及びこれらの合成荷重を負荷する能力が高いので、振動や衝撃荷重を受ける用途にも適している。

ところで、このような軸受の内部を潤滑するために、潤滑成分を含有する合成樹脂製の案内輪を装着した複列自動調心ころ軸受が知られている（特許文献１）。

特開２００５−２４０２６号公報

しかし、上記した従来の複列自動調心ころ軸受は、樹脂製の案内輪が、内輪の２列の軌道間の肩部と保持器の内周面によって案内されており、回転速度の異なる内輪、保持器およびころの端面の摺接による摩耗が発生するから、案内輪の摩耗量が潤滑剤として必要量以上に多くなることがあった。このように案内輪の摩耗速度が速すぎると、潤滑性はよいが、ころ列同士の正常な間隔が保てなくなり、軸受寿命を縮めることにもなる。

また、潤滑成分の不足による案内輪やころの端面が摩耗する現象も起こる場合があり、特に軸受が大荷重の状態で高速回転する使用条件や、また低速でも長時間回転するという使用条件、またはその他にも潤滑油膜の形成が不充分な条件においておこりやすい。このような状態に至っても軸受寿命が短くなる。

その場合の潤滑不足の理由としては、案内輪付き自動調心ころ軸受の案内輪の回転速度が、保持器の回転とほぼ同じになると、ころの端面と樹脂製の案内輪との摺動速度は低速となり、案内輪の摩耗に伴う潤滑性粉の生成量が少なくて潤滑不足になると考えられる。

そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決して、案内輪付きの自動調心ころ軸受の摩擦面に、常に適当量の潤滑剤が供給されるようにし、これによってこの種の軸受の各部品が摩耗量を低減されつつ効率よく潤滑され、耐久性に優れた複列自動調心ころ軸受にすることである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、内輪の外周の周方向に２列の並行する内輪軌道面を形成すると共に、外輪の内周には２列のころ列に共用される球面状の外輪軌道面を形成し、前記外輪軌道面および内輪軌道面に案内されて回転自在に転動するころに接する保持器を設け、この保持器と内輪の間にあって２列のころ列間に形成される環状の間隙に案内輪を設けた複列自動調心ころ軸受において、前記保持器が、潤滑性を有する合成樹脂の成形体からなることを特徴とする複列自動調心ころ軸受としたのである。

上記した構成によるこの発明の複列自動調心ころ軸受は、回転中に保持器がころに摺接するとき、ころの端面ばかりでなく、ころの外周面および案内輪とも接触するから、保持器の表面は適当な速度で削り取られて潤滑粉がころや案内輪の表面に供給され、転着して潤滑皮膜を形成する。

このような潤滑皮膜は、軸受回転の当初に摺接した部品の皮膜形成面に存在するのみならず、剥離と転着を繰り返すことにより、徐々に案内輪やころの端面にも転着し、潤滑に所要の厚さの皮膜が形成されて案内輪やころの端面などの摺動部の摩耗を低減する。

摺動部に充分な量の潤滑皮膜を形成するためには、保持器が、自己潤滑性を有する合成樹脂の成形体からなるものであるか、または保持器が、潤滑剤を含有する合成樹脂組成物の成形体からなる複列自動調心ころ軸受であることが好ましい。

この発明は、ころ列の間に介在させて、保持器と内輪の間にあって２列のころ列間に形成される環状の間隙に案内輪を設けた複列自動調心ころ軸受において、保持器を潤滑性のある合成樹脂の成形体で形成したので、保持器の表面は適当な速度で削り取られて潤滑粉となると共に、潤滑皮膜はころや案内輪の表面に転着して効率よく必要な潤滑皮膜を形成するため、摩擦面に常に適当な量の潤滑剤が供給されるようになり、各部品の摩耗量は低減され、耐久寿命の長い複列自動調心ころ軸受となる利点がある。

この発明の実施形態を以下に添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、実施形態の複列自動調心ころ軸受は、内輪１の外周の周方向に２列の並行する内輪軌道面１ａ、１ｂを形成し、外輪２の内周には２列のころ列に共用される幅広で球面状の外輪軌道面２ａを形成しており、外輪軌道面２ａおよび内輪軌道面１ａ、１ｂに案内されて回転自在に転動する２列のころ３ａ、３ｂ（以下、２列のころを併せて符号３で示す。）に接し、所定の間隔に保持する保持器４を設けている。

そして、保持器４と内輪１の間にあって内輪外周に沿う２列のころ列間の肩部１ｃ上の環状間隙に案内輪５を設け、保持器４は、潤滑性を有する合成樹脂の成形体で形成した複列自動調心ころ軸受である。

実施形態の複列自動調心ころ軸受の各部品は、特にその材料以外の条件において周知の形態であってよく、案内輪５は、例えば鋳鉄や炭素鋼を採用でき、内・外輪１、２およびころ３は軸受鋼製のものを採用できる。

そして、実施形態の保持器４は、２列のころ３の外周面および端面に接触して、これらのころ３の端面同士が接触しないように間隔を保つ。このような保持器４の材料としては、潤滑性を有する合成樹脂を採用し、たとえばフッ素樹脂のような自己潤滑性を有する合成樹脂の成形体、または固体潤滑剤を含有する合成樹脂組成物の成形体とする。

潤滑性を有する合成樹脂は、四フッ化エチレン樹脂その他のフッ素樹脂、ポリアミド樹脂などが挙げられる。

このような合成樹脂は、他の樹脂と混合して強度を高めて使用されることが多く、そのような合成樹脂のうち、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。また、熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。

潤滑剤としては、主として固体潤滑剤であり、組成物に所要の摺動特性を付与するものであれば、周知の固体潤滑剤を限定することなく採用できる。また、潤滑剤として、液体潤滑剤を使用することもできるが、使用寿命などの点で補助的に使用することが好ましく、含油樹脂の態様で使用することができる。

この発明に用いる固体潤滑剤の具体例としては、ＰＴＦＥ、シリコーン樹脂、グラファイト、二硫化モリブデンなどが挙げられる。このうち、ＰＴＦＥは特に添加効率よく潤滑性を向上させるので好ましく、このものは懸濁重合法によるモールディングパウダー、乳化重合法によるファインパウダーのいずれを採用してもよいが、加圧・加熱処理された後、粉砕してγ線照射されている平均粒径１０μｍ以下の粉末状のＰＴＦＥが好ましい。

このような固体潤滑剤の配合割合は、合成樹脂（５〜４０体積％の繊維強化剤を含む場合がある。）１００体積部に対して、固体潤滑剤５〜４０体積部である。

固体潤滑剤が４０体積部を越えると成形が困難となり、また耐摩耗性を所要のレベルに維持できなくなる。また、５体積部未満では潤滑性の付与効果が乏しく、充分な摺動特性が得られないので好ましくない。

また、発明に用いる潤滑性を有する合成樹脂としては、自己潤滑性を有する高分子材料で形成されている市販品を用いることもできる。潤滑性を有する高分子材の市販品であり、四フッ化エチレン樹脂を主成分とするものとして、ＮＴＮ精密樹脂社製のベアリーＦＬが挙げられ、またポリイミド樹脂を主成分とするものとして同社製のベアリーＰＩが挙げられる。

上記の素材で形成された保持器を採用した前記した構造の複列自動調心ころ軸受は、その使用中に保持器４が、ころ（転動体）３、案内輪５と接触することにより、表面が削り取られて生じた潤滑性の粉体が転動体および案内輪に転着して各部品に潤滑皮膜を形成する。

このようにして形成される潤滑皮膜は、当初の潤滑皮膜の形成個所から剥離と転着を繰り返しながら案内輪５ところ３の端面にも転着し、それらに形成された潤滑皮膜が案内輪５およびころ３の端面の摩耗を防止する。

図１に示した形態の複列自動調心ころ軸受（内径８０ｍｍ、外径１４０ｍｍ、幅３３ｍｍ）を作製し、その際に、内・外輪およびころは軸受鋼製、案内輪５は鋳鉄製であり、保持器はＮＴＮ精密樹脂社製のベアリーＦＬで圧縮成形し（実施例１）たものを組み込み、またはＮＴＮ精密樹脂社製のベアリーＰＩで射出成形したものを組込んだ（実施例２）。

得られた実施例１、２の複列自動調心ころ軸受を８００ｒｐｍで連続２４時間の耐久試験に供した。
その結果、保持器の摩耗量は極めて少なく、ころ端面にも摩耗は認められなかった。

［比較例］
実施例と同様に、図１に示した形態の複列自動調心ころ軸受（内径８０ｍｍ、外径１４０ｍｍ、幅３３ｍｍ）を作製し、その際に、内・外輪、ころおよび保持器は軸受鋼製、案内輪はＮＴＮ精密樹脂社製のベアリーＦＬで圧縮成形したものを組み込みんだ。

得られた比較例の複列自動調心ころ軸受を８００ｒｐｍで連続２４時間の耐久試験に供した。
その結果、ころ端面と案内輪の接触面に摩耗の生じていることが認められた。

実施形態の自動調心ころ軸受の部分断面図 従来例の自動調心ころ軸受の部分断面図

符号の説明

１ 内輪
１ａ、１ｂ 内輪軌道面
１ｃ 肩部
２ 外周
２ａ 外輪軌道面
３、３ａ、３ｂ ころ
４、１０ 保持器
５、１１ 案内輪

Claims (3)

1. 内輪の外周の周方向に２列の並行する内輪軌道面を形成すると共に、外輪の内周には２列のころ列に共用される球面状の外輪軌道面を形成し、前記外輪軌道面および内輪軌道面に案内されて回転自在に転動するころに接する保持器を設け、この保持器と内輪の間で内輪外周に沿う２列のころ列間の環状間隙に案内輪を設けた複列自動調心ころ軸受において、
   前記保持器が、潤滑性を有する合成樹脂の成形体からなることを特徴とする複列自動調心ころ軸受。
2. 保持器が、自己潤滑性を有する合成樹脂の成形体からなる請求項１に記載の複列自動調心ころ軸受。
3. 保持器が、潤滑剤を含有する合成樹脂組成物の成形体からなる請求項１に記載の複列自動調心ころ軸受。

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