JP6747177B2

JP6747177B2 - 玉軸受

Info

Publication number: JP6747177B2
Application number: JP2016166189A
Authority: JP
Inventors: 宣行稲見; 乃一北川; 貴光戸室; 渡邊　聡; 聡渡邊
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2016-08-26
Filing date: 2016-08-26
Publication date: 2020-08-26
Anticipated expiration: 2036-08-26
Also published as: JP2018031465A

Description

本発明は、スケートボードやローラスケート等の車輪の転がり摩擦を低減できる玉軸受に関する。

従来から、スケートボードやローラスケート等の車輪の回転部分には、外輪および内輪と、該内輪と外輪の対向面間に配される転動体と、外輪と内輪との間で転動体を案内する保持器とで構成された小径の玉軸受が一般的に多く使用されている。特に、競技用のスケートボード等の車輪は、競技者のパフォーマンス向上のため軸受トルクが低いことが要求される。
この軸受トルクを低減するために様々なグリースや潤滑油が提案されており、低トルク化には油潤滑が優れている。例えば特許文献１では、防錆性や低トルク化を目的として、スルホン酸塩を含有し、動粘度が１０から１００ｍｍ²／ｓのエーテル油を２０重量％以上含有したグリースと、軸受内部に付着している油の量は２〜３ｍｇとの規定量が記載されている。

しかし、油潤滑の場合、軸受内部の油量によって軸受トルクが大きく変動して、乗り心地が変化するため、競技者のパフォーマンスを低下させるといった問題があった。
特開平７−１７９８７９公報

本発明の目的は、軸受トルクを低く抑え、スケートボード等の滑走時の滑らかな乗り心地を保つことができる玉軸受を提供することにある。

上記の問題点を解決するために第一の発明の玉軸受は、外輪と、前記外輪の内方に配設した内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配設され転動する玉と、前記玉を保持する保持器と、を備えるともに軸受内部に潤滑油が塗布された玉軸受において、前記潤滑油は基油として白灯油単体または前記白灯油と防錆油からなる混合油であり、前記白灯油単体または前記白灯油と防錆油の混合油の平均付着膜厚が０．１μｍ以上、１．４μｍ以下で塗布されていることを特徴とする。
第二の発明の玉軸受は、第一の発明における前記潤滑油は、動粘度が１４ｍｍ ^２／ｓ以下の防錆油を添加してなることを特徴とする。
第三の発明の玉軸受は、第二の発明において、前記防錆油の配合割合が３体積％以下であることを特徴とする。

本発明によれば、軸受トルクを低く抑え、スケートボード等の滑走時の滑らかな乗り心地を保つことができる玉軸受を提供することができる。

本発明玉軸受の一実施形態を部分的に示す概略断面図である。本発明の実施例と比較例とにおける回転時間と付着膜厚の関係を表す図である。

以下、本発明の実施形態の玉軸受の構成について説明する。
図１に示すように、本実施形態の玉軸受１は、外輪２と、外輪２の内方に配設した内輪３と、外輪２と内輪３との間に配設され転動する転動体（玉）４と、転動体（玉）４を保持する保持器５とを備えている。
また、潤滑油を軸受内部に密封するために密封装置（図示せず）が用いられる。

内外輪２と内輪３及び転動体４は、特に図示形態に限定されるものではなく本発明の範囲内で設計変更可能であって、また、これらの材質は、軸受鋼と同等の物性を持つ材質であれば特に制限されるものではない。

保持器５は、特に図示形態に限定されるものではなく本発明の範囲内で設計変更可能であって、本実施形態では冠形保持器が採用されている。また保持器５の材質は、特に制限されるものではないが、摩擦トルクの低減効果の高い、高強度の樹脂保持器が好ましい。

密封装置は、特に限定されるものではないが、トルクを低減するためにシールド板か非接触ゴムシールが好ましい。より好ましくは、意匠性向上のために塗料等を必要とせず、防塵性も向上できる非接触ゴムシールが好ましい。また、シールド板や接触ゴムシールの材質も特に制限されるものではないが、トルクを低減可能な材質とするのが好ましい。

潤滑油は、軸受内部の各部品表面に塗布される。この場合、潤滑油の組成は特に制限されるものではないが、軸受内部の潤滑油の平均付着膜厚が０．１μｍ以上、１．４μｍ以下で塗布されているのが好ましい。より好ましくは、０．１μｍ以上、０．４μｍ以下が好ましい。潤滑油の平均付着膜厚は、外輪内周面、内輪外周面、内外輪の軌道面、保持器表面と玉の転動面における膜厚の平均値である。
なお、０．１μｍ未満では十分な油膜が形成されないため、軸受が早期損傷を起こす可能性が高まり、また、１．４μｍ以上では、十分な摩擦トルク低減効果が得ることができない。

潤滑油は、基油単体、または基油と添加油から構成され、基油単体、または基油に所定の添加油を混合してなる混合油である。本実施形態では、精製度が高く不純物（特に硫黄分）が少ないという白灯油が基油として使用され、添加油としては、軸受内部の錆の発生を防止し得る防錆油が使用される。

またはそれに添加する油のうち、最も動粘度が高い油の動粘度が１４ｍｍ²／ｓ以下であることがより好ましい。動粘度が高い油を添加することで、平均付着膜厚が同等以下でも軸受内部での粘性抵抗が大きくなり、摩擦トルク低減効果が得られにくくなるからである。

また、より好ましくは、基油を動粘度が２．０ｍｍ²／ｓ以下とし、動粘度が１４ｍｍ²／ｓ以下の防錆油を添加することが好ましい。防錆油を添加することで輸送時や保管時に軸受内部に発生する錆を低減できるからである。

また、動粘度が２．０ｍｍ²／ｓ以下の基油に添加する防錆油の配合割合が３体積％以下であることがより好ましい。３体積％より多いと十分な摩擦トルク低減効果が得られにくくなるからである。

ここで、本発明玉軸受の実施例を比較例と対比して説明する（表１及び図２参照。）。
実施例及び比較例で用いた玉軸受は、深溝玉軸受(外径２２ｍｍ、内径８ｍｍ、幅７ｍｍ)で、内輪を無負荷の状態で固定するとともに、その軸受の外輪を１００ｇの分銅が高さ２００ｍｍから自由落下するエネルギーを用いて回転させ、軸受外輪が停止するまでの時間（軸受回転時間）を測定したものである。

潤滑油の塗布方法は、シールド装着前の軸受内部の表面に調製した混合油を塗布し、その平均の膜厚を平均付着膜厚とした。すなわち、外輪内周面、内輪外周面、内外輪の軌道面と玉の転動面における油膜厚さの平均値である。

（実施例１）
実施条件は、４０°Ｃにおける動粘度が２．０ｍｍ²／ｓ以下の基油である白灯油のみを平均付着膜厚０．３μｍで塗布した深溝玉軸受で、軸受内部の油付着量の値を０．８ｍｇに調整した。
（実施例２）
実施条件は、４０°Ｃにおける動粘度が２．０ｍｍ²／ｓ以下の基油である白灯油を９９体積％、４０°Ｃにおける動粘度が１４ｍｍ²／ｓの防錆油を１体積％の割合で配合した混合油を平均付着膜厚０．１μｍ〜０．４μｍで表面に塗布した深溝玉軸受で、軸受内部の油付着量の値を０．３ｍｇ〜１．２ｍｇに調整した。
（実施例３）
実施条件は、４０°Ｃにおける動粘度が２．０ｍｍ²／ｓ以下の基油である白灯油を９７体積％、４０°Ｃにおける動粘度が１４ｍｍ²／ｓの防錆油を３体積％の割合で配合した混合油を平均付着膜厚１．０μｍ〜１．４μｍで塗布した深溝玉軸受で、軸受内部の油付着量の値を２．９ｍｇ〜４．１ｍｇに調整した。
（比較例１）
実施条件は、４０°Ｃにおける動粘度が２．０ｍｍ²／s以下の基油である白灯油を９０体積％、４０°Ｃにおける動粘度が１４ｍｍ²／sの防錆油を１０体積％の割合で配合した混合油を平均付着膜厚３．６μｍ〜４．８μｍで塗布した深溝玉軸受で、軸受内部の油付着量の値を１０．８ｍｇ〜１４．２ｍｇに調整した。
（比較例２）
実施条件は、４０°Ｃにおける動粘度が２．０ｍｍ²／ｓ以下の基油である白灯油を９０体積％、４０°Ｃにおける動粘度が４６０ｍｍ²／ｓの潤滑油であるＲＯ４６０（ＪＸ日鉱日石エネルギー製ＦＢＫオイル）を１０体積％の割合で配合した混合油を平均付着膜厚２．７μｍ〜３．１μｍで塗布した深溝玉軸受で、軸受内部の油付着量の値を８．０ｍｇ〜９．１ｍｇに調整した。

［評価（図２参照）］
図２中、◆は実施例の基油のみ、●は実施例２の防錆油（１体積％希釈）、▲は実施例３の防錆油（３体積％希釈）、■は比較例１の防錆油（１０体積％希釈）、□は比較例２の潤滑油（１０体積％希釈）であること表している。
実施例１〜３は、混合油の平均付着膜厚を０．１μｍ以上、１．４μｍ以下とすることで、軸受回転時間が長くなり、摩擦トルクの低減効果を確認できた。
実施例１〜３、比較例１は、塗布する基油単体、またそれに添加する油等の内、最も動粘度が高い油の動粘度が１４ｍｍ²／ｓ以下とすることで動粘度が４６０ｍｍ²／ｓを添加した比較例２に比べ、平均付着膜厚が厚くても軸受回転時間が長くなり、摩擦トルクの低減効果を確認できた。

実施例２、３は、防錆油の配合割合を３体積％以下にすることで、比較例１の防錆油の配合割合１０体積％条件と比較し、油の平均付着膜厚を薄くできるため、摩擦トルクが低減し軸受回転時間を長くできた。また、防錆油を添加することで輸送時や保管時に軸受内部に発生する錆を低減できる。

１玉軸受
２外輪
３内輪
４玉
５保持器

Claims

外輪と、前記外輪の内方に配設した内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配設され転動する玉と、前記玉を保持する保持器と、を備えるともに軸受内部に潤滑油が塗布された玉軸受において、
前記潤滑油は基油として白灯油単体または前記白灯油と防錆油からなる混合油であり、前記白灯油単体または前記白灯油と防錆油の混合油の平均付着膜厚が０．１μｍ以上、１．４μｍ以下で塗布されていることを特徴とする玉軸受。
前記潤滑油は、動粘度が１４ｍｍ ^２／ｓ以下の防錆油を添加してなることを特徴とする請求項１に記載の玉軸受。
前記防錆油の配合割合が３体積％以下であることを特徴とする請求項２に記載の玉軸受。