JP2014101985A - 転がり軸受及び液化ガス用ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】極低温環境下で使用されても回転不具合が生じにくい転がり軸受及び液化ガス用ポンプ装置を提供する。
【解決手段】深溝玉軸受１０は、外周面に軌道面１ａを有する内輪１と、内輪１の軌道面１ａに対向する軌道面２ａを内周面に有する外輪２と、両軌道面１ａ，２ａ間に転動自在に配された複数の転動体３と、両軌道面１ａ，２ａ間に転動体３を保持する保持器４と、を備えている。この深溝玉軸受１０は、液化ガスと接触する環境下、すなわち極低温環境下で好適に使用可能であるが、液化ガスと接触する環境下での使用温度において液化ガスが内輪１と転動体３との間及び外輪２と転動体３との間の少なくとも一方を通過することができるように、使用温度におけるラジアル内部すきまが普通すきまよりも大きく設定されているとともに、常温におけるポケットすきまがラジアル内部すきまの０．０１倍以上０．０５倍以下とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受及びそれを備えた液化ガス用ポンプ装置に関する。

液化ガスを圧送する液化ガス用ポンプ装置は転がり軸受を備えており、液化ガス用ポンプ装置において転がり軸受は、例えば液化ガスを圧送するインペラーが取り付けられた主軸を回転自在に支持している（特許文献１，２を参照）。この液化ガス用ポンプ装置に組み込まれた転がり軸受は、液化ガスと接触するため、極低温環境下で使用されることとなる。

特許第４３０００８８号公報 特開２０１０−１９８４号公報

転がり軸受が極低温環境下で使用される場合には、常温から極低温へ、又は、極低温から常温へ温度変化が生じたときに、転がり軸受に霜が付着するおそれがあるが、転がり軸受がこの霜を噛み込んで、数分という短時間で回転不能となるおそれがあった。
また、一般的な転がり軸受を極低温環境下で使用すると、保持器の収縮により転動体がポケットに強く保持されることとなるため、転がり軸受が正常に回転することができなくなるという問題があった。例えば、樹脂製の冠形保持器の場合であれば、つのの部分の収縮が大きいため、収縮したつのによって転動体がポケット内面に強く押しつけられて、転がり軸受に回転不具合が生じるおそれがあった。

さらに、液化ガス用ポンプ装置では、液化ガス中に異物が混入していることがあるが、転がり軸受がこの異物を噛み込んで、異常摩耗や回転不具合が生じるおそれがあった。一般的には、異物が転がり軸受の内部に侵入することを防ぐために、転がり軸受にシールド板やゴムシールが装着されるが、シールド板やゴムシールを極低温環境下において用いることは困難である。
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、極低温環境下で使用されても回転不具合が生じにくい転がり軸受及び液化ガス用ポンプ装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明の態様は次のような構成からなる。すなわち、本発明の一態様に係る転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪の軌道面と前記外輪の軌道面との間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪と前記外輪との間に前記転動体を保持する保持器と、を備え、液化ガスと接触する環境下で使用される転がり軸受であって、使用温度において前記液化ガスが前記内輪と前記転動体との間及び前記外輪と前記転動体との間の少なくとも一方を通過することができるようにラジアル内部すきまが設定されているとともに、常温におけるポケットすきまがラジアル内部すきまの０．０１倍以上０．０５倍以下とされていることを特徴とする。

この転がり軸受は、軸受形式を深溝玉軸受又は円筒ころ軸受としてもよく、使用温度におけるラジアル内部すきまを普通すきまよりも大きくしてもよい。このとき、前記内輪及び前記外輪の材質と前記転動体の材質とが異なる場合は、使用温度におけるラジアル内部すきまが普通すきまよりも大きくなるように、常温におけるラジアル内部すきまを設定してもよい。

あるいは、この転がり軸受は、軸受形式をアンギュラ玉軸受軸受としてもよく、使用温度における接触角を、常温において回転させた場合に回転不具合が生じない角度よりも大きい値に設定してもよい。このとき、前記内輪及び前記外輪の材質と前記転動体の材質とが異なる場合は、使用温度における接触角が前記角度よりも大きくなるように、常温における接触角を設定してもよい。
また、本発明の他の態様に係る液化ガス用ポンプ装置は、液化ガスを圧送する液化ガス用ポンプ装置であって、上記の転がり軸受で主軸を回転自在に支持したことを特徴とする。

本発明の転がり軸受は、使用温度において液化ガスが内輪と転動体との間及び外輪と転動体との間の少なくとも一方を通過することができるようにラジアル内部すきまが設定されているとともに、常温におけるポケットすきまがラジアル内部すきまの０．０１倍以上０．０５倍以下とされているので、極低温環境下で使用されても回転不具合が生じにくい。
また、本発明の液化ガス用ポンプ装置は、上記の転がり軸受で主軸を支持しているので、回転不具合が生じにくい。

本発明に係る転がり軸受の一実施形態である深溝玉軸受の構造を示す部分縦断面図である。 本発明に係る液化ガス用ポンプ装置の構造を示す断面図である。 本発明に係る転がり軸受の他の実施形態であるアンギュラ玉軸受の構造を示す部分縦断面図である。 常温におけるポケットすきま及びラジアル内部すきまと、液化ガスの温度における深溝玉軸受の回転試験の結果との関係を示すグラフである。

本発明に係る転がり軸受及びそれを備えた液化ガス用ポンプ装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

〔第一実施形態〕
図１は、本発明に係る転がり軸受の第一実施形態である深溝玉軸受の構造を示す部分縦断面図である。
図１の深溝玉軸受１０は、外周面に軌道面１ａを有する内輪１と、内輪１の軌道面１ａに対向する軌道面２ａを内周面に有する外輪２と、両軌道面１ａ，２ａ間に転動自在に配された複数の転動体（玉）３と、両軌道面１ａ，２ａ間に転動体３を保持する保持器４と、を備えている。

この深溝玉軸受１０は、液化ガスと接触する環境下、すなわち極低温環境下（液化ガスの温度）で好適に使用可能であるが、液化ガスと接触する環境下での使用温度において液化ガスが内輪１と転動体３との間及び外輪２と転動体３との間の少なくとも一方を通過することができるようにラジアル内部すきまが設定されているとともに、常温におけるポケットすきまがラジアル内部すきまの０．０１倍以上０．０５倍以下とされている。

液化ガスが内輪１と転動体３との間及び外輪２と転動体３との間の少なくとも一方を通過することができるようにラジアル内部すきまが設定されていれば、ラジアル内部すきまが大きいため、深溝玉軸受１０に霜が付着したとしても、内輪１と転動体３との間や外輪２と転動体３との間に霜が噛み込まれにくい。よって、極低温環境下で使用されても、深溝玉軸受１０に回転不具合が生じにくい。
また、液化ガス中に異物が混入していたとしても、液化ガスの流れにより異物が深溝玉軸受１０の内部から排出されやすい。よって、内輪１と転動体３との間や外輪２と転動体３との間に異物が噛み込まれにくいので、深溝玉軸受１０に異常摩耗や回転不具合が生じにくい。

ラジアル内部すきまの大きさは、液化ガスと接触する環境下での使用温度において液化ガスが内輪１と転動体３との間及び外輪２と転動体３との間の少なくとも一方を通過することができるような大きさであれば特に限定されるものではないが、普通すきま（ＣＮ）よりも大きいことが好ましい。すなわち、使用温度におけるラジアル内部すきまをＣ３，Ｃ４，又はＣ５とすることが好ましい。なお、本発明における普通すきま，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５とは、日本工業規格ＪＩＳ Ｂ１５２０に規定されているものである。

さらに、使用温度（液化ガスの温度）において保持器４が収縮しても深溝玉軸受１０に回転不具合が生じないように、常温におけるポケットすきまがラジアル内部すきまの０．０１倍以上０．０５倍以下とされていれば、深溝玉軸受１０の内部を液化ガスが通過しやすいので、ラジアル内部すきまが大きいことによる上記効果と同様の効果が奏される。また、ポケットすきまが大きいため、保持器４が低温により収縮してポケットすきまが減少したとしても、転動体３がポケット４ａの内面に強く押しつけられることがほとんどない。よって、深溝玉軸受１０に回転不具合が生じにくい。

常温におけるポケットすきま及びラジアル内部すきまと、使用温度（液化ガスの温度）における回転試験の結果との関係を、図４のグラフに示す。グラフにおける○印は、回転不具合が生じずに深溝玉軸受が正常に回転したことを示し、×印は、深溝玉軸受に回転不具合が生じたことを示す。グラフから分かるように、常温におけるポケットすきまがラジアル内部すきまの０．０１倍未満であると（直線Δｐ＝０．０１Δｒよりも下方の領域のプロット）、使用温度における保持器の収縮によってポケットすきまが小さくなりすぎるため、深溝玉軸受が正常に回転できず回転不具合が生じた。一方、０．０５倍超過であると（直線Δｐ＝０．０５Δｒよりも上方の領域のプロット）、使用温度におけるポケットすきまが大きすぎるため、転動体がポケット内でがたついて深溝玉軸受に回転不具合が生じた。

なお、保持器４の種類は特に限定されるものではなく、冠形保持器、つの形保持器等を使用可能であるが、保持器４の収縮による回転不具合がより生じにくくするためには、図１に示すような形状の保持器を用いることがより好ましい。すなわち、円筒状の本体に、該本体の内外周面を貫通する円形貫通孔からなるポケットが、本体の周方向に間隔を空けつつ複数個設けられた保持器４である。この保持器４は、軸方向に二分割された一対の環状部品をリベット等の締結部品で結合した分離型の保持器である。なお、転がり軸受の種類によっては、一つの部材からなる一体型の保持器を用いることもできる。

また、内輪１及び外輪２の材質と転動体３の材質とが異なる場合は、極低温環境下では内輪１、外輪２と転動体３との収縮率に差異が出て、ラジアル内部すきまを大きくすることによる前記効果が十分に奏されないおそれがある。
例えば、内輪及び外輪が同種の鋼材（例えば軸受鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼）で構成され、転動体がセラミックス（例えば窒化ケイ素）で構成された深溝玉軸受の場合は、セラミックスの線膨張係数は鋼材のそれに比べて非常に小さいので、極低温環境下では、転動体が僅かに収縮するのに対して、内輪及び外輪は大きく収縮する。この収縮量の差によって、軸受のラジアル内部すきまが大きく減少するため、ラジアル内部すきまがゼロになったり、異物の噛み込みが生じたりして、回転不具合が生じやすくなる。

よって、材質が異なる場合は、線膨張係数（収縮率）の差を考慮して、使用温度において適切なラジアル内部すきまとなるように（使用温度におけるラジアル内部すきまが普通すきまよりも大きくなるように）、常温におけるラジアル内部すきまを設定するとよい。この場合、常温でのラジアル内部すきまの最大値は、約４００μｍとなる（一例として、深溝玉軸受で運転すきまがＣ５となる場合）。ただし、本発明における常温とは、２０℃前後を意味し、１５℃以上３０℃以下が好ましい。
なお、本実施形態においては、軸受形式が深溝玉軸受である場合を例にして説明したが、軸受形式が円筒ころ軸受である場合も全く同様であり、上記と同様の構成により上記と同様の効果が奏される。

（第一実施形態の実施例）
内輪、外輪、及び転動体が同種の鋼材（例えば軸受鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼）で構成された深溝玉軸受を用いて、液体窒素（−１９６℃）中で回転試験を行った結果、使用温度におけるラジアル内部すきまがＣ３以上であれば、回転不具合は生じなかった。ただし、液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化石油ガス（ＬＰＧ）等の液化ガスに適用される液化ガス用ポンプ装置内で深溝玉軸受が使用される場合には、液化ガス中に異物が混入することが多いため、使用温度におけるラジアル内部すきまをＣ４以上とした方が、回転不具合が生じにくかった。

一方、使用温度におけるラジアル内部すきまをＣ５よりも大きくすると、軸の振れ回りが大きくなって、深溝玉軸受の寿命が短くなる傾向があった。よって、使用温度におけるラジアル内部すきまは、Ｃ４又はＣ５が最も好ましかった。なお、異物の噛み込みを抑制するためには、保持器の案内すきまやポケットすきまも、できるだけ大きくする方が好ましい。

このような第一実施形態の深溝玉軸受１０は、液化ガスと接触する環境下、すなわち、低温（液化ガスの温度）で好適に使用可能である。例えば、液化ガス用ポンプ装置に組み込まれ、液化ガスを圧送するインペラーを備える主軸を回転自在に支持する転がり軸受として好適である。
液化ガス用ポンプ装置としては、図２に示すようなものが一例としてあげられる。すなわち、液化ガス用ポンプ装置は、ハウジング２１と、該ハウジング２１内に挿通された主軸２３と、ハウジング２１と主軸２３との間に介在され軸方向に間隔を空けて配置された例えば２個の深溝玉軸受１０，１０と、を備えている。

深溝玉軸受１０，１０の外輪がハウジング２１の内側に装着され、内輪が主軸２３に嵌合されていて、深溝玉軸受１０，１０により主軸２３がハウジング２１に対して回転自在に支持されている。そして、主軸２３の一端部近傍には、液化ガスを圧送するインペラー２５が備えられており、他端部近傍には、主軸２３を回転駆動するモータ２７（ステータとロータを有する）が備えられている。
前述したように、極低温環境下で使用されても回転不具合が生じにくい深溝玉軸受１０で主軸２３を支持しているので、この液化ガス用ポンプ装置は、主軸２３の回転不具合が生じにくい。

〔第二実施形態〕
図３は、本発明に係る転がり軸受の第二実施形態であるアンギュラ玉軸受の構造を示す部分縦断面図である。なお、図３においては、図１と同一又は相当する部分には、図１と同一の符号を付してある。
図３のアンギュラ玉軸受１０は、外周面に軌道面１ａを有する内輪１と、内輪１の軌道面１ａに対向する軌道面２ａを内周面に有する外輪２と、両軌道面１ａ，２ａ間に転動自在に配された複数の転動体（玉）３と、両軌道面１ａ，２ａ間に転動体３を保持する保持器４と、を備えている。

このアンギュラ玉軸受１０は、液化ガスと接触する環境下、すなわち低温環境下（液化ガスの温度）で好適に使用可能であるが、液化ガスと接触する環境下での使用温度において液化ガスが内輪１と転動体３との間及び外輪２と転動体３との間の少なくとも一方を通過することができるようにラジアル内部すきまが設定されているとともに、常温におけるポケットすきまがラジアル内部すきまの０．０１倍以上０．０５倍以下とされている。

液化ガスが内輪１と転動体３との間及び外輪２と転動体３との間の少なくとも一方を通過することができるようにラジアル内部すきまが設定されていれば、ラジアル内部すきまが大きいため、アンギュラ玉軸受１０に霜が付着したとしても、内輪１と転動体３との間や外輪２と転動体３との間に霜が噛み込まれにくい。よって、極低温環境下で使用されても、アンギュラ玉軸受１０に回転不具合が生じにくい。
また、液化ガス中に異物が混入していたとしても、液化ガスの流れにより異物がアンギュラ玉軸受１０の内部から排出されやすい。よって、内輪１と転動体３との間や外輪２と転動体３との間に異物が噛み込まれにくいので、アンギュラ玉軸受１０に異常摩耗や回転不具合が生じにくい。

ラジアル内部すきまの大きさは、液化ガスと接触する環境下での使用温度において液化ガスが内輪１と転動体３との間及び外輪２と転動体３との間の少なくとも一方を通過することができるような大きさであれば特に限定されるものではないが、アンギュラ玉軸受の場合は、ラジアル内部すきまは接触角で管理されるので、使用温度における接触角を、常温において回転させた場合に回転不具合が生じない角度（すなわち、常温において回転不具合が生じない接触角）よりも大きい値に設定することが好ましく、そうすれば、使用温度において十分な大きさのラジアル内部すきまとすることができる。

すなわち、常温下において、荷重、回転速度等の使用条件に応じて最適な接触角を求め、この常温下における接触角よりも大きい接触角に設定して極低温下において使用すれば、極低温下におけるアンギュラ玉軸受１０のラジアル内部すきまは、液化ガスが内輪１と転動体３との間及び外輪２と転動体３との間の少なくとも一方を通過することができるような大きさとなる。例えば、常温下において最適な接触角が１５°であれば、使用温度における接触角が例えば２５°、３０°、又は４０°となるように設定して極低温下で使用すれば、前述のような優れた効果が奏される。

さらに、常温におけるポケットすきまがラジアル内部すきまの０．０１倍以上０．０５倍以下とされていれば、アンギュラ玉軸受１０の内部を液化ガスが通過しやすいので、ラジアル内部すきまが大きいことによる上記効果と同様の効果が奏される。また、ポケットすきまが大きいため、保持器４が低温により収縮してポケットすきまが減少したとしても、転動体３がポケット４ａの内面に強く押しつけられることがほとんどない。よって、アンギュラ玉軸受１０に回転不具合が生じにくい。

なお、保持器４の種類は特に限定されるものではなく、冠形保持器、つの形保持器等を使用可能であるが、保持器４の収縮による回転不具合がより生じにくくするためには、図３に示すような形状の保持器を用いることがより好ましい。すなわち、円筒状の本体に、該本体の内外周面を貫通する円形貫通孔からなるポケットが、本体の周方向に間隔を空けつつ複数個設けられた保持器４である。
また、内輪１及び外輪２の材質と転動体３の材質とが異なる場合は、極低温環境下では内輪１、外輪２と転動体３との収縮率に差異が出て、接触角を大きくすることによる前記効果が十分に奏されないおそれがある。

例えば、内輪及び外輪が同種の鋼材（例えば軸受鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼）で構成され、転動体がセラミックス（例えば窒化ケイ素）で構成されたアンギュラ玉軸受の場合は、セラミックスの線膨張係数は鋼材のそれに比べて非常に小さいので、極低温環境下では、転動体が僅かに収縮するのに対して、内輪及び外輪は大きく収縮する。この収縮量の差によって、軸受の接触角が小さくなるため、回転不具合が生じやすくなる。
よって、材質が異なる場合は、線膨張係数（収縮率）の差を考慮して、使用温度において適切な接触角となるように（使用温度における接触角が、常温において回転不具合が生じない接触角よりも大きくなるように）、常温における接触角を設定するとよい。

（第二実施形態の実施例）
内輪、外輪、及び転動体が同種の鋼材（例えば軸受鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼）で構成されたアンギュラ玉軸受を用いて、液体窒素（−１９６℃）中で回転試験を行った結果、使用温度における接触角が１５°以上であれば、回転不具合は生じなかった。ただし、液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化石油ガス（ＬＰＧ）等の液化ガスに適用される液化ガス用ポンプ装置内でアンギュラ玉軸受が使用される場合には、液化ガス中に異物が混入することが多いため、使用温度における接触角を２０°以上とした方が、回転不具合が生じにくかった。

一方、使用温度における接触角を４０°よりも大きくすると、ラジアル剛性が低下したり、玉の乗り上げ等によるアンギュラ玉軸受の寿命低下が生じたりする傾向があった。よって、使用温度における接触角は、２０°以上４０°以下が最も好ましかった。なお、異物の噛み込みを抑制するためには、保持器の案内すきまやポケットすきまも、できるだけ大きくする方が好ましい。

このような第二実施形態のアンギュラ玉軸受１０は、液化ガスと接触する環境下、すなわち、低温（液化ガスの温度）で好適に使用可能である。例えば、液化ガス用ポンプ装置に組み込まれ、液化ガスを圧送するインペラーを備える主軸を回転自在に支持する転がり軸受として好適である。この点については第一実施形態の深溝玉軸受１０と同様であるので、説明は省略する。

なお、第一及び第二実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は第一及び第二実施形態に限定されるものではない。
例えば、第一及び第二実施形態においては、液化ガスと接触する環境下で使用される転がり軸受について説明したが、本発明の転がり軸受は、液化ガスと接触する環境と同程度の極低温環境下で好適に使用可能である。

また、第一実施形態の深溝玉軸受１０においても、第二実施形態のアンギュラ玉軸受１０においても、内輪１及び外輪２は、ステンレス鋼、高速度工具鋼、軸受鋼、又は浸炭鋼で構成することができ、いずれもサブゼロ処理が施されていることが好ましい。さらに、転動体３は、ステンレス鋼、高速度工具鋼、軸受鋼、浸炭鋼、又はセラミックで構成することができ、ステンレス鋼、高速度工具鋼、軸受鋼、又は浸炭鋼で構成されている場合には、サブゼロ処理が施されていることが好ましい。

内輪１及び外輪２を構成するステンレス鋼は、日本工業標準調査会の日本工業規格により規定されたマルテンサイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、又は析出硬化系ステンレス鋼であることが好ましく、転動体３を構成するステンレス鋼は、日本工業標準調査会の日本工業規格により規定されたマルテンサイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、又は析出硬化系ステンレス鋼であることが好ましい。

そして、内輪１、外輪２、転動体３のいずれにおいても、マルテンサイト系ステンレス鋼はＳＵＳ４０３、ＳＵＳ４２０、又はＳＵＳ４４０Ｃであることがより好ましく、フェライト系ステンレス鋼はＳＵＳ４３０であることがより好ましく、オーステナイト系ステンレス鋼はＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３１６、又はＳＵＳ３１７であることがより好ましく、析出硬化系ステンレス鋼はＳＵＳ６３０又はＳＵＳ６３１であることがより好ましい。

また、内輪１及び外輪２を構成する高速度工具鋼は、アメリカ鉄鋼協会（American Iron and Steel Institute ）のＡＩＳＩ規格により規定された高速度工具鋼Ｍ５０又は日本工業標準調査会の日本工業規格により規定された高速度工具鋼ＳＫＨ４であることが好ましく、転動体３を構成する高速度工具鋼は、アメリカ鉄鋼協会のＡＩＳＩ規格により規定された高速度工具鋼Ｍ５０又は日本工業標準調査会の日本工業規格により規定された高速度工具鋼ＳＫＨ４であることが好ましい。

さらに、内輪１及び外輪２を構成する軸受鋼は、日本工業標準調査会の日本工業規格により規定された高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２、ＳＵＪ３、ＳＵＪ４、又はＳＵＪ５であることが好ましく、転動体３を構成する軸受鋼は、日本工業標準調査会の日本工業規格により規定された高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２、ＳＵＪ３、ＳＵＪ４、又はＳＵＪ５であることが好ましい。

さらに、内輪１及び外輪２を構成する浸炭鋼は、日本工業標準調査会の日本工業規格により規定されたＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４２０、又はＳＮＣＭ４２０であることが好ましく、転動体３を構成する浸炭鋼は、日本工業標準調査会の日本工業規格により規定されたＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４２０、又はＳＮＣＭ４２０であることが好ましい。
内輪１、外輪２、転動体３がいずれの鋼で構成される場合でも、内輪１及び外輪２を構成する鋼と転動体３を構成する鋼とは、同種の鋼であってもよいし、異種の鋼であってもよい。

サブゼロ処理が施されたステンレス鋼、高速度工具鋼、軸受鋼、及び浸炭鋼は、低温化されても寸法変化が小さいので、このような素材で内輪１及び外輪２が構成されていれば、低温下における転がり軸受の寸法変化が小さく、回転不具合が生じにくい。さらに、転動体３もこのような素材で構成されていれば、低温下における転がり軸受の寸法変化がより小さく、回転不具合がより生じにくい。
サブゼロ処理の処理温度は、低温化による寸法変化がより生じにくくするために、−３０℃以下とすることが好ましい。液化ガスの種類によって転がり軸受の使用環境温度が決まるので（転がり軸受の使用環境温度は、その液化ガスの温度となる）、−３０℃以下の範囲内で、液化ガスの種類に応じてサブゼロ処理の処理温度を設定する。

さらに、転動体３がセラミックで構成されていれば、無潤滑環境下においても耐摩耗性が優れているため、転がり軸受は長寿命である。
さらに、第一実施形態の深溝玉軸受１０においても、第二実施形態のアンギュラ玉軸受１０においても、保持器４は、樹脂と繊維状補強材と固体潤滑剤とを含有する樹脂組成物で構成することができる。

さらに、保持器４が、樹脂と繊維状補強材と固体潤滑剤とを含有する樹脂組成物で構成されているので、転がり軸受は保持器４の固体潤滑剤により潤滑され、無潤滑環境下においても耐摩耗性が優れている。よって、転がり軸受は無潤滑環境下においても長寿命である。また、樹脂組成物に繊維状補強材が配合されているので、保持器４に低温化による寸法変化が生じにくい。そのため、転がり軸受に回転不具合が生じにくい。
転動体３を構成するセラミックの種類は特に限定されるものではないが、窒化ケイ素、ジルコニア、炭化ケイ素、アルミナが好ましい。

また、保持器４を構成する樹脂組成物の樹脂の種類は特に限定されるものではないが、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）が好ましい。フッ素樹脂の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）があげられる。ポリアミド樹脂の例としては、ポリアミド６、ポリアミド６６があげられる。

さらに、樹脂組成物の繊維状補強材の種類は特に限定されるものではないが、ホウ酸アルミニウムウィスカー、チタン酸カリウムウィスカー、カーボンウィスカー、グラファイトウィスカー、炭化ケイ素ウィスカー、窒化ケイ素ウィスカー、アルミナウィスカー、炭素繊維、ガラス繊維があげられる。

さらに、樹脂組成物の固体潤滑剤の種類は特に限定されるものではないが、黒鉛、六方晶窒化ホウ素、フッ素雲母、メラミンシアヌレート、フッ化黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステンがあげられる。
さらに、液化ガスの種類は特に限定されるものではないが、液化石油ガス、液化天然ガス、液化メタンガス、液化プロパンガス、液化ブタンガス、液化アンモニア、液体水素、液体窒素、液体酸素、液体ヘリウムがあげられる。

１ 内輪
１ａ 軌道面
２ 外輪
２ａ 軌道面
３ 転動体
４ 保持器
４ａ ポケット
１０ 深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受
２３ 主軸

Claims (6)

1. 内輪と、外輪と、前記内輪の軌道面と前記外輪の軌道面との間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪と前記外輪との間に前記転動体を保持する保持器と、を備え、液化ガスと接触する環境下で使用される転がり軸受であって、使用温度において前記液化ガスが前記内輪と前記転動体との間及び前記外輪と前記転動体との間の少なくとも一方を通過することができるようにラジアル内部すきまが設定されているとともに、常温におけるポケットすきまがラジアル内部すきまの０．０１倍以上０．０５倍以下とされていることを特徴とする転がり軸受。
2. 軸受形式が深溝玉軸受又は円筒ころ軸受であり、使用温度におけるラジアル内部すきまが普通すきまよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
3. 前記内輪及び前記外輪の材質と前記転動体の材質とが異なる場合は、使用温度におけるラジアル内部すきまが普通すきまよりも大きくなるように、常温におけるラジアル内部すきまが設定されていることを特徴とする請求項２に記載の転がり軸受。
4. 軸受形式がアンギュラ玉軸受であり、使用温度における接触角が、常温において回転させた場合に回転不具合が生じない角度よりも大きい値に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
5. 前記内輪及び前記外輪の材質と前記転動体の材質とが異なる場合は、使用温度における接触角が前記角度よりも大きくなるように、常温における接触角が設定されていることを特徴とする請求項４に記載の転がり軸受。
6. 液化ガスを圧送する液化ガス用ポンプ装置であって、請求項１〜５のいずれか一項に記載の転がり軸受で主軸を回転自在に支持したことを特徴とする液化ガス用ポンプ装置。

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