JPH08121490A - コンプレッサ用転がり軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】十分な量の潤滑剤を長期間にわたって自動的に
供給し、安定した潤滑が維持できるコンプレッサ用転が
り軸受を提供するを提供する。 【構成】外輪１１と内輪１２と転動体１３とを少なくと
も備え、それら外輪１１，内輪１２，転動体１３等の間
に介在する軸受空間内に、潤滑油を１０〜９０重量％含
有する合成樹脂からなる潤滑油含有ポリマ部材１５を充
填した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンプレッサ用転がり軸
受に関し、特に、外部からの給油なしに長期間にわたり
安定した作動を維持できるコンプレッサ用転がり軸受に
関する。

【０００２】

【従来の技術】通常の冷蔵庫用のコンプレッサは密閉型
で、その内部構造は例えば図２に示すようなものがあ
る。このものは、密閉容器１の内部に、二組の転がり軸
受２，２に支持された回転軸３が配設され、この回転軸
３に圧縮機４が連結されている。そして、容器１ないの
電動機５で回転軸３が回転駆動されて圧縮機４が作動
し、冷媒の圧縮が行われるようになっている。潤滑は、
冷媒と混合されて密閉容器１の底部に溜まっている潤滑
油６が回転軸３の回転で軸伝いに上昇し、回転力でミス
ト状になって軸受２に供給されることにより行われてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
コンプレッサ用転がり軸受では、軸受に供給される潤滑
油の量が十分とはいえず、そのためしばしば潤滑不良と
なって軸受軌道面に剥離が発生するという問題点があ
る。この、潤滑不良による軸受の剥離発生の現象は、特
にオイルミストが届きにくい上位に位置した軸受に多く
見られる。

【０００４】そこで本発明は、上記従来の問題点に着目
してなされたもので、十分な量の潤滑油を長期間にわた
って自動的に供給し、安定した潤滑が維持できるコンプ
レッサ用転がり軸受を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、内輪と外輪と転動体とを少なくとも備え、それ
ら内輪，外輪，転動体の間に介在する軸受空間内に、潤
滑油を１０〜９０重量％含有する合成樹脂からなる潤滑
油含有ポリマ部材を充填したことを特徴とするものであ
る。

【０００６】ここで、前記合成樹脂がポリオレフィンで
あり、かつ前記潤滑油が鉱油，アルキルポリフェニルエ
ーテル油，アルキルナフタレン油またはポリα−オレフ
ィン油の少なくとも一種からなるものとすることができ
る。

【０００７】

【作用】本発明による潤滑油含有ポリマ部材は、自身に
多量の潤滑油を含みながら射出成形することが可能なも
のである。これを転がり軸受の軸受空間内に射出成形機
で封入して成形する。その成形の際、合成樹脂がその骨
格中に潤滑油を取り込んだ状態で固化する。それゆえ、
成形品は射出原料の当初の含油量を維持した状態で得ら
れる。この潤滑油含有ポリマ部材に保持されている潤滑
油が、軸受の作動中に経時的に徐々にしみ出して被潤滑
部位である内輪，外輪と転動体間の各接触面に供給さ
れ、長期間にわたって安定な潤滑が維持される。

【０００８】本発明を更に詳細に説明する。本発明の潤
滑油含有ポリマ部材に使用できる合成樹脂としては、高
い吸油性を持つとともに射出成形に適した材料であるこ
とが望ましく、具体的には、ポリエチレン，ポリプロピ
レンをはじめポリブチレン，ポリメチルペンテン等の基
本的に同じ化学構造を有するポリオレフィン系ポリマの
群から選定して単独もしくは混合した射出成形可能な熱
可塑性樹脂が好適である。

【０００９】ポリエチレンとしては、射出成形可能な低
分子量から中分子量程度のもの（分子量１００００〜１
００００００）が好適である。更に強度向上を目的とし
て超高分子量ポリエチレン（１００００００〜６０００
０００）を加えても良い。しかしながら超高分子量ポリ
エチレンの量が多すぎると射出原料が溶融した時点で粘
度が高くなりすぎて射出ができなくなるので、超高分子
量ポリエチレンの添加量としては全体の重量に対して１
０重量％以下がよい。

【００１０】ポリプロピレンは、自己分解のしやすさか
ら超高分子量のものは存在しない。また、本発明のよう
に１０〜９０重量％という多量の潤滑油を含有した状態
では、使用可能な硬さに固化させることができない。そ
こで硬度向上を目的として、超高分子量ポリエチレンを
添加する必要がある。本発明の潤滑油含有ポリマ部材に
使用できる潤滑油としては、鉱油，オクタデシルジフェ
ニルエーテル等のアルキルポリフェニルエーテル油，エ
イコシルナフタレン等のアルキルナフタレン油，ポリα
−オレフィン油などの比較的極性の低い油が好適であ
る。その理由は、射出原料の母材となるポリエチレンや
ポリプロピレンは極性が低いためにポリグリコール油，
ポリオールエステル油，エステル油等の極性の高い潤滑
油とは親和性が低いためである。したがって、射出原料
はこれら極性の高い潤滑油を多量に保持することが困難
であり、実際に使用しても潤滑油のしみ出しが早く、短
時間で潤滑不良が起こる。

【００１１】なお、これらの潤滑油に予め酸化防止剤，
錆止め剤，摩耗防止剤，あわ消し剤，極圧剤等の各種の
添加剤を加えたものを用いてもよい。本発明に係る潤滑
油含有ポリマ部材は、前記合成樹脂と前記潤滑油とを混
合してなる射出原料を、内輪，外輪，転動体の間に介在
する軸受空間内に射出して所望の形状に成形することに
より得られる。

【００１２】その射出原料の各成分配合割合は、射出原
料全重量に対して合成樹脂を１０〜９０重量％の範囲
内、潤滑油を１０〜９０重量％の範囲内であるが、好ま
しくは合成樹脂２０〜４０重量％、潤滑油６０〜８０重
量％である。この射出原料の潤滑油配合割合がそのまま
潤滑油含有ポリマ部材の含油量となる。潤滑油配合割合
が１０重量％未満の場合は絶対的に潤滑油の量が不足
し、コンプレッサ内に装着された軸受の各被潤滑部位に
潤滑油含有ポリマ部材から供給されるべき潤滑油が早期
に枯渇し、軸受の耐久性が損なわれてしまう。反対に、
潤滑油配合割合が９０重量％を越える場合は、固化後の
潤滑油含有ポリマ部材に実用上必要とされる機械的強度
を確保することが困難である。この理由により、本発明
の潤滑油含有ポリマ部材における射出原料全重量に対す
る潤滑油の含有割合を１０〜９０重量％の範囲内とし
た。

【００１３】なお、前記射出原料には、更に、潤滑油含
有ポリマ部材の成形性の向上や、固化後の潤滑油含有ポ
リマ部材の機械的強度の補強の目的で次のような充填材
を添加しても良い。添加できる充填材は、無機物では例
えば、炭酸カルシウム，炭酸マグネシウム，チタン酸カ
リウムウィスカやホウ酸アルミニウムウィスカ等の無機
ウィスカ類，あるいはガラス繊維やアスベストや金属繊
維等の無機繊維類及びこれらを布状に編組したもの等が
使用できる。また、有機物では例えば、カーボンブラッ
ク，黒鉛粉末，カーボン繊維，アラミド繊維やポリエス
テル繊維等の合成繊維類，あるいはポリイミドやポリベ
ンゾイミダゾール等の各種熱硬化性樹脂類が使用でき
る。

【００１４】なおまた、合成樹脂の熱劣化を防止する目
的で、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン
や２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔ−ブチ
ルフェノール）等の老化防止剤を添加しても良い。上記
各種充填剤，添加剤等の添加物の添加量としては、射出
原料全量の２０重量％以下とすることが潤滑性の面で好
ましい。

【００１５】本発明のコンプレッサ用転がり軸受におけ
る、潤滑油含有ポリマ部材の射出原料調製の要領を次に
説明する。先ず、上記の配合割合で潤滑油中に所定の合
成樹脂並びに必要に応じて各種添加物を加えて均一に混
合し、その混合物を合成樹脂の融解温度以上の温度で一
様に溶解させる。その後冷却して、合成樹脂が固化し始
めた時点で粉砕機を用いて均一なペースト状あるいは粉
末状の混合物とすることにより射出原料が得られる。

【００１６】なお、潤滑油と合成樹脂とを混合する際
に、潤滑油の種類によっては、所定量の合成樹脂を一度
に加えると両者が均一には混合しないことがある。その
場合には、合成樹脂を複数回にわたって潤滑油と混合さ
せるとよい。例えば、最初に全配合量の１０〜４０重量
％程度を潤滑油に混合して加熱溶解し、冷却により固化
し始めた時点で残部を添加し、粉砕機を用いて均一なペ
ースト状あるいは粉末状の混合物とすることもできる。
合成樹脂はこうした作業の容易さから、粉末状のものを
用いるのが良い。

【００１７】本発明に係る潤滑油含有ポリマ部材は、上
記のようにして調製した射出原料を転がり軸受内に射出
成形して充填することにより得られる。その際使用する
射出成形機は、計量部がプランジャ式になっている必要
がある。すなわち、インラインスクリュウ式の場合は射
出原料中の潤滑油量が多くなるとシリンダが滑ってしま
い、正しい計量ができなくなるので、そのような現象を
防止するべくプランジャ式射出成形機を用いることが必
要である。

【００１８】その他の成形条件は特に限定する必要はな
く、潤滑油を含有しない場合の合成樹脂の成形条件と同
等でよい。（以下の下線部分は、貴社の先の出願を参考
にして、付記したものです。不都合があれば削除しま
す）。但し、射出原料を充填する際に、転がり軸受内の
複数の転動体同士をなるべく等間隔に保つのが良い。一
般的には保持器がその機能を果たす。その場合、保持器
が金属製であれば問題ないが、プラスチックス製のもの
では溶融してしまわないように潤滑油含有ポリマー部材
の融点より高い融点のプラスチックを用いた保持器とす
る。

【００１９】また、保持器をとり除いた内輪と外輪と転
動体とで占める空間以外の軸受内部空間に充填すること
により、潤滑油含有ポリマー部材に保持器を兼用させる
ことも可能である。このように潤滑油含有ポリマーに保
持器を兼用させた転がり軸受は、一般的な保持器を備え
た転がり軸受の場合のように保持器と転動体とが接触す
ることがないから、長時間使用しても保持器と転動体と
の接触に起因するクラックや剥離が発生しない。そのた
め、転がり軸受の一層の長寿命を期待することができ
る。

【００２０】本発明において対象とする転がり軸受は、
コンプレッサ用転がり軸受として使用可能な全ての種類
のラジアル玉軸受，ラジアルころ軸受であり、外輪と内
輪と転動体との接触態様もラジアルコンタクト，アンギ
ュラコンタクト，自動調心のいずれかを問わない。ま
た、保持器の種類もプレス保持器，もみ抜き保持器，成
形保持器，ピン形保持器等のいずれでも良く、このよう
な保持器を有しないタイプをも包含している。また、シ
ールやシールドを有するものにも有しないものにも全て
適用できる。なお、一般的な保持器は使用せずに潤滑油
含有ポリマーで保持器を兼用させる場合には、射出原料
を軸受内に射出充填するにあたり、適当な治具を使用し
て転動体を円周方向で等間隔に保つようにすると良い。

【００２１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１に示すものは、冷蔵庫用のコンプレッサに
装着して使用する転がり軸受の一実施例である。ラジア
ル玉軸受に適用した場合の実施例で、外輪１１と、内輪
１２と、それらの間に介在する複数個の転動体（玉）１
３と、それらの転動体１３同士を円周等間隔で保持する
保持器１４を備え、その外輪１１と内輪１２とに挟まれ
た空間内には、転動体１３と保持器１４とが占める箇所
以外の空間に、潤滑油含有ポリマ部材１５が充填されて
いる。

【００２２】外輪１１と内輪１２と転動体１３と保持器
１４とは、いずれも例えばステンレス鋼ＳＵＳ４４０Ｃ
製である。この実施例の潤滑油含有ポリマ部材１５は次
のようにして形成したものである。 （１）射出原料の調製：低分子量ポリエチレン〔三菱油
化（株）製、商品名ＰＺ５０Ｕ〕７．０ｇと超高分子量
ポリエチレン〔三井石油化学工業（株）製、商品名ミペ
ロンＸＭ２２０〕１．５ｇとからなる合成樹脂合計８．
５ｇに対しパラフィン系鉱油〔日本石油（株）製、商品
名ＦＢＫ ＲＯ１００〕７０．０ｇを混合して、ニーダ
を用いて温度１５０℃に加熱しながら均一に相溶させた
後、放冷して固化させた。

【００２３】こうして得られた固化物と、前記超高分子
量ポリエチレン７．５ｇ及び低分子量ポリエチレン１
４．５ｇとを粉砕機に移し、粉砕しつつ混合して均一な
半ペースト状の射出原料を得た。なお、射出原料の含油
率は７０重量％であった。ているものである。 （２）軸受内への充填：図１に示すラジアル玉軸受を金
型中に予め装着しておく。その軸受の内部空間にプラン
ジャ式射出成形機を用いて前記の射出原料を射出成形し
た。これによって、外輪１１と内輪１２とに挟まれた空
間内に、転動体１３と保持器１４とが占める箇所を除い
て、潤滑油含有ポリマ部材１５が充填され、これを放冷
固化して図１に示すコンプレッサ用転がり軸受得られ
た。

【００２４】得られた軸受における潤滑油含有ポリマ部
材１５の含油率を確認するべく次の試験を実施した。上
記射出原料をプランジャ式射出成形機を用いて適宜の型
内に射出し、潤滑油含有ポリマ部材１５と同一組成の複
数個の試験片を作成した。この試験片の含油率を測定し
たところ６８．０〜６９．０重量％であり、これによっ
て射出原料における含油率７０重量％がほぼ維持されて
いることが確認された。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のコンプレ
ッサ用転がり軸受は、軸受空間内に潤滑油を１０〜９０
重量％含有する合成樹脂からなる潤滑油含有ポリマ部材
を充填したものであり、特に吸油性能の高いポリオレフ
ィン系ポリマと潤滑油との混合物としたため多量の潤滑
油を成形固化後も樹脂骨格中に保持することができ、こ
の保持されている潤滑油が軸受の運転時に長期間にわた
り経時的に徐々にしみ出して軸受内を安定して潤滑する
結果、従来のコンプレッサ用転がり軸受におけるような
潤滑油量の不足による潤滑不良およびそれに伴う軸受軌
道面の早期剥離現象を防止できるという効果を奏する。
特に、保守の困難な密閉式コンプレッサ用の転がり軸受
として有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコンプレッサ用転がり軸受の一実施例
の要部断面図である。

【図２】密閉式コンプレッサの断面図である。

【符号の説明】

２ コンプレッサ用転がり軸受 １１ 外輪 １２ 内輪 １３ 転動体 １４ 保持器 １５ 潤滑油含有ポリマ部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内輪と外輪と転動体とを少なくとも備
   え、それら内輪，外輪，転動体の間に介在する軸受空間
   内に潤滑油を１０〜９０重量％含有する合成樹脂からな
   る潤滑油含有ポリマ部材を充填したことを特徴とするコ
   ンプレッサ用転がり軸受。