JPH1130232A

JPH1130232A - 自動調心ころ軸受

Info

Publication number: JPH1130232A
Application number: JP9202668A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Yabe; 俊一矢部; Toshimi Takagi; 敏己高城; Masayuki Hosoya; 眞幸細谷; Morio Tanmachi; 守男反町
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1997-07-14
Filing date: 1997-07-14
Publication date: 1999-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】過度の温度上昇が起る可能性を未然に防止す
ることができると共に、高速高荷重の使用条件に対する
信頼性を高めることができる自動調心ころ軸受を提供す
る。【解決手段】自動調心ころ軸受の内輪１には、２列の
軌道１ａが形成されているとともに、各軌道１ａの外端
部位に脱落防止つば１ｂがそれぞれ設けられている。外
輪２には、内輪１の各軌道１ａに対向した軌道２ａが形
成されている。内輪１の各軌道１ａと外輪２の軌道２ａ
との間には２列のころ３が配置され、各列のころ３は一
体型に構成された保持器６により保持されている。内輪
１と外輪２との間に存在する空所、内輪１の各脱落防止
つば１ｂと各列のころ３の外端面との間の間隙および各
列のころ３の内端面と案内輪７との間の間隙には、潤滑
剤含有ポリマ８がそれぞれ充填されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、潤滑剤含有ポリマ
を充填した自動調心ころ軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、潤滑剤含有ポリマを充填した自動
調心ころ軸受のひとつとして、特開平６−５０３３０号
公報に記載のものがある。この自動調心ころ軸受は、図
７に示すように、内輪１と外輪２とを有する。内輪１に
は、２列の軌道１ａが形成されているとともに、各軌道
１ａの外端部位に脱落防止つば１ｂが、各軌道１ａ間の
部位に案内つば１ｃがそれぞれ設けられている。外輪２
には、内輪１の各軌道１ａに対向した軌道２ａが形成さ
れている。内輪１の各軌道１ａと外輪２の軌道２ａとの
間には２列のころ３が配置され、各列のころ３はそれぞ
れ対応する保持器４により保持されている。各保持器４
はころ３の各列毎にそのころ３を保持する分離型保持器
からなる。内輪１と外輪２との間に存在する空所および
内輪１の各脱落防止つば１ｂと各列のころ３の外端面と
の間の間隙には、プラスチックグリース（潤滑剤含有ポ
リマ）５がそれぞれ充填され、内輪１の各脱落防止つば
１ｂと各列のころ３の外端面との間の間隙に充填された
プラスチックグリース５により、各列のころ３はその内
端面が案内つば１ｃの対応する側面にそれぞれ接触する
ように保持されている。

【０００３】このプラスチックグリースの充填方法に
は、外輪２の外周面に嵌合するつばを有しかつその内面
にころ３の外端面を押圧するリブが設けられている２枚
の封入焼成用型板を用い、内輪１と外輪２との間の空間
にプラスチックグリースの未焼成原料を入れた後に各封
入焼成用型板を内輪１と外輪２の各端面にそれぞれ嵌め
込み、各封入焼成用型板のリブにより各列のころ３の外
端面を押圧して各列のころ３の内端面を案内つば１ｃの
対応する側面にそれぞれ接触させた状態でプラスチック
グリースの未焼成原料を焼成する方法が用いられてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した、従
来の自動調心ころ軸受では、各列のころ３の内端面と案
内つば１ｃの各側面とが接触してるので、この間におけ
る潤滑状態が場合によっては十分でないことが起こる可
能性がある。この場合、発生トルクが高くなったり、軸
受回転に伴い温度上昇が大きくなる可能性がある。よっ
て、温度上昇が大きくなった場合は、潤滑剤含有ポリマ
５が軟化して潤滑剤含有ポリマ５の機械的強度が低下す
る可能性がある。また、潤滑剤含有ポリマは、その温度
が高いほど含有している潤滑剤の放出速度が速くなる性
質を有し、放出可能な潤滑剤がより短時間で放出される
可能性がある。

【０００５】また、保持器４にころ３の各列毎に対応す
るように分離された分離型保持器を用いていることに対
し、潤滑剤含有ポリマ５はころ３の各列を包括するよう
に一体に固化されているので、各列のころ３が保持器４
とともに各列毎にそれぞれ異なる動きをするような使用
条件例えば高速高荷重の使用条件下では、各列のころ３
の動きの違いにより潤滑剤含有ポリマ５に剪断力が作用
し、潤滑剤含有ポリマ５が各列の中間付近の位置で無理
な力が掛かる可能性がある。

【０００６】本発明の目的は、過度の温度上昇が起る可
能性を未然に防止することができると共に、高速高荷重
の使用条件に対する信頼性を高めることができる自動調
心ころ軸受を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
２列の軌道が形成され、各軌道の外端に脱落防止つばを
有する内輪と、該内輪の各軌道に対向した軌道が形成さ
れている外輪と、前記内輪の各軌道と前記外輪の軌道と
の間に配置されている２列のころと、各２列のころを保
持する保持器と、該保持器と前記内輪との間に前記各列
のころを案内するように配置されている案内輪とを備え
る自動調心ころ軸受において、前記保持器を一体型に構
成すると共に、前記内輪と外輪間の空間における、少な
くとも前記各列のころの内端面と前記案内輪との間の間
隙および前記各列のころの外端面と前記内輪の脱落防止
つばとの間の間隙に潤滑剤含有ポリマを充填したことを
特徴とする。

【０００８】この潤滑剤含有ポリマは、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテンな
どの基本的に同じ化学構造を有するポリオレフィン系樹
脂の群の中から選定された合成樹脂に、潤滑剤として、
ポリα−オレフィン油のようなパラフィン系炭化水素
油、ナフテン系炭化水素油、鉱油、ジアルキルジフェニ
ルエーテル油のようなエーテル油、フタル酸エステルの
ようなエステル油などのいずれか単独もしくは混合油の
形で混ぜて調整した原料を、合成樹脂の融点以上で加熱
して可塑化し、その後に冷却することにより固形状にし
たものである。また、酸化防止剤、錆止め剤、磨耗防止
剤、あわ消し剤、極圧剤などの各種添加剤を予め加えた
潤滑剤を用いることも可能である。

【０００９】潤滑剤含有ポリマの組成比は、全重量に対
してポリオレフィン系樹脂１０〜５０重量％、潤滑剤９
０〜５０重量％である。潤滑剤含有ポリマ８の組成比に
おいてポリオレフィン系樹脂が１０重量％未満である場
合には、所定レベル以上の硬さ・強度が得られず、潤滑
剤含有ポリマに軸受の回転などによって負荷が掛かった
ときには、潤滑剤含有ポリマの初期の形状を維持するこ
とが難しく、潤滑剤含有ポリマが軸受の内部空間から脱
落するなどの不具合を生じる可能性が高くなる。また、
潤滑剤含有ポリマの組成比においてポリオレフィン系樹
脂が５０重量％を超える場合（すなわち潤滑剤が５０重
量％未満の場合）には、軸受けへの潤滑剤の供給量が少
なくなり、軸受寿命の延長化を期待することができな
い。

【００１０】上記ポリオレフィン系樹脂の群では、基本
構造が同じでその平均分子量が異なっており、その平均
分子量は７００〜５×１０6 の範囲に及んでいる。この
群の中から選定された合成樹脂は、平均分子量が７００
〜１×１０4 の範囲にあるワックスに分類されるもの
（例えばポリエチレンワックス）と、平均分子量が１×
１０4 〜１×１０6 の範囲にある比較的低分子量のもの
と、平均分子量が１×１０6 〜５×１０6 の範囲にある
超高分子量のものとの内のいずれかから選定した単独物
またはそれらの混合物からなる。比較的低分子量のもの
と潤滑剤との組合わせによって、ある程度の機械的強
度、潤滑剤供給能力、保油性を有する潤滑剤含有ポリマ
が得られる。この組合わせにおいて比較的低分子量のも
のの一部をワックスに分類されるものに置き換えると、
ワックスに分類されるものと潤滑剤との分子量の差が小
さいために、潤滑剤との親和性が高くなり、結果として
潤滑剤含有ポリマの保油性が向上し、長期間に亘る潤滑
剤の供給が可能になるが、その反面機械的強度が低下す
る。ここで、使用可能なワックスに分類されるものとし
ては、ポリエチレンワックスのようなポリオレフィン系
樹脂の他、融点が１００〜１３０℃以上の範囲にある炭
化水素系のもの（例えばパラフィン系合成ワックス）が
ある。これに対し、比較的低分子量のものの一部を超高
分子量のものに置き換えると、超高分子量のものと潤滑
剤との分子量の差が大きいために、潤滑剤との親和性が
低くなり、結果として潤滑剤含有ポリマの保油性が低下
し、潤滑剤含有ポリマからの潤滑剤の放出速度が速くな
る。その結果、潤滑剤含有ポリマから供給可能な潤滑剤
量に到達するまでの期間が短くなり、軸受寿命を長くす
ることができない。但し、機械的強度は向上する。

【００１１】なお、ポリメチルペンテンを単独で用いる
と、含有する潤滑剤量を多くしようとする場合に所定の
硬さを得ることが難しく、硬さが向上するように、ポリ
メチルペンテンに高密度ポリエチレン、超高分子量ポリ
エチレンなどのポリエチレンを添加する必要がある。ポ
リメチルペンテンとポリエチレンとの比率としては、ポ
リメチルペンテン：ポリエチレン＝４：６〜９：１（好
ましくは６：４〜８：２）が適当である。４：６の比率
よりポリエチレンの量が多いと、軟化温度が低くなり、
使用最高回転数がポリエチレン単独の場合と差異がほと
んどなくなり、また、９：１の比率よりポリメチルペン
テンの量が多いと、所定レベル以上の硬さ（６５ＨＤA
）を得ることが難しくなる。また、ポリメチルペンテ
ンを融解させる時点で２３０〜２５０℃にする必要があ
り、鉱油、ポリα−オレフィン油などは、前記温度でか
なりの量揮発するので、適当ではなく、耐熱性、ポリメ
チルペンテンとの相溶性を考慮すると、ジアルキルジフ
ェニルエーテルなどのアルキルポリフェニルエーテルが
好ましい。

【００１２】成形性、機械的強度、保油性、潤滑剤供給
量のバランスを考慮すると、潤滑剤含有ポリマの組成比
は、ワックスに分類されるもの０〜５重量％、比較的低
分子量のもの８〜４８重量％、超高分子量のもの２〜１
０重量％、これら３つの樹脂分合計１０〜５０重量％
（残りが潤滑剤９０〜５０重量％）とすることが好まし
い。

【００１３】潤滑剤含有ポリマの機械的強度を表すもの
の一つとして潤滑剤含有ポリマの硬さ［ＨＤA ］があ
り、この硬さ［ＨＤA ］は６５〜９０の範囲にあること
が好ましく、より好ましくは７０〜８５の範囲にあるこ
とである。この硬さ［ＨＤA ］が６５未満の場合は、強
度的に弱く軸受の回転によって破損する恐れがある。こ
れに対し、硬さ［ＨＤA ］が９０を超える場合は、ころ
を拘束する力が大きく、この拘束力により軸受のトルク
が大きくなりまた軸受の回転に伴う発熱量が増して軸受
の温度が高くなる恐れがある。

【００１４】潤滑剤含有ポリマの機械的強度を向上させ
るために、上述のポリオレフィン系樹脂に以下の熱可塑
性樹脂および熱硬化性樹脂を添加したものを用いること
ができる。

【００１５】熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリ
カーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェ
ニレンサルファイド、ポリエーテルスルホンサン、ポリ
エーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリスチ
レン、ＡＢＳ樹脂などの各樹脂を使用することができ
る。熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、
尿素樹脂、メラニン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド
樹脂、エポキシ樹脂などの各樹脂を使用することができ
る。また、これらの樹脂をそれぞれ単独でまたは混合し
て用いてもよい。さらに、ポリオレフィン系樹脂とそれ
以外の樹脂とをより均一な状態で分散させるために、必
要に応じて適当な相溶化剤を加えてもよい。

【００１６】また、機械的強度を向上させるために充填
材を添加してもよく、この充填材としては、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
ィスカーや硼酸アルミニムウィスカーなどの無機ウィス
カー類、またはガラス繊維や金属繊維などの無機繊維類
およびこれらを布状に編組したものがあり、また、有機
化合物では、カーボンブラック、黒鉛粉末、カーボン繊
維、アラミド繊維、ポリエステル繊維などを添加しても
よい。

【００１７】さらに、ポリオレフィン系樹脂の熱による
劣化を防止する目的で、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｐ−フ
ェニルジアミン、２，２′−メチレンビス（４−エチル
−６−ｔ−ブチフェノール）などの老化防止剤を、また
光による劣化を防止する目的で、２−ヒドロキシ−４−
ｎ−オクトキシベンゾフェノン、２−（２′−ヒドロキ
シ−３′−ｔ−ブチル−５′−メチル−フェニル）−５
−クロロベンゾトリアゾールなどの紫外線吸収剤を添加
してもよい。

【００１８】以上の全ての添加剤（ポリオレフィン系樹
脂＋潤滑剤以外）の添加量としては、潤滑剤の供給能力
を維持する上で、成形原料全量の２０重量％以下にする
ことが好ましい。

【００１９】この潤滑剤含有ポリマの充填方法として
は、充填治具を用いる方法と、水平な支持面に回転軸が
平行になるように軸受を支持した状態で潤滑剤含有ポリ
マを充填、焼成して固化させる方法とがある。なお、こ
れらの方法については、後述する実施の形態において詳
細に説明する。

【００２０】請求項１記載の自動調心ころ軸受では、保
持器を一体型に構成したので、各列のころの動きが保持
器により拘束され、高速高荷重の使用条件下において各
列のころが保持器とともに各列毎にそれぞれ異なる動き
をすることはなく、ころの各列間に潤滑剤含有ポリマが
充填されている場合でも、この潤滑剤含有ポリマに剪断
力が作用することはない。よって、潤滑剤含有ポリマが
各列の中間付近の位置で無理な応力が掛る可能性もな
く、高速高荷重の使用条件に十分に耐用することが可能
である。すなわち、高速高荷重の使用条件に対する信頼
性を高めることができる。

【００２１】また、内輪と外輪間の空間における、少な
くとも各列のころの内端面と案内輪との間の間隙および
各列のころの外端面と内輪の脱落防止つばとの間の間隙
に潤滑剤含有ポリマを充填したので、各列のころの内端
面と案内輪との間および各列のころの外端面と内輪の脱
落防止つばとの間における潤滑状態が良く、潤滑剤含有
ポリマを充填していない場合に比して発生トルクが低く
なるとともに、軸受回転に伴う温度上昇が小さい範囲に
抑制される。よって、この過度の温度上昇による潤滑剤
含有ポリマの不具合の発生する可能性を未然に防止する
ことができると共に、潤滑剤含有ポリマからの潤滑剤の
放出速度が小さく抑制することができ、過度の温度が起
る可能性を未然に防止することができる。

【００２２】さらに、本出願人による特開平７−１３９
５５１号公報に記載されている製造方法に従い、軸受中
に潤滑剤含有ポリマを充填すると、ころ表面に形成され
る離型剤の膜によって、ころと潤滑剤含有ポリマとの間
に間隙が生じる。それによって、ころの自転がスムーズ
になり、更なる軸受の低トルク化とそれに伴う温度上昇
の抑制とが可能になる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図を参照しながら説明する。

【００２４】（実施の第１形態）図１は本発明に係る自
動調心ころ軸受の実施の第１形態の主要部構成を示す断
面図、図２は図１の自動調心ころ軸受の平面図である。

【００２５】自動調心ころ軸受は、図１に示すように、
内輪１と外輪２とを有する。内輪１には、２列の軌道１
ａが形成されているとともに、各軌道１ａの外端部位に
脱落防止つば１ｂがそれぞれ設けられている。外輪２に
は、内輪１の各軌道１ａに対向した軌道２ａが形成され
ている。内輪１の各軌道１ａと外輪２の軌道２ａとの間
には２列のころ３が配置され、各列のころ３は一体型に
構成された保持器６により保持されている。すなわち１
つの保持器６で各列のころ３が保持されていることにな
る。保持器６の材質は、高力黄銅、ガラス繊維などの強
化材入りのプラスチック（例えばナイロン６６）などか
らなり、強度などの信頼性を考慮すると、材質を高力黄
銅にすることが好ましい。また、保持器６を、鉄製の分
離型保持器を軸受組立後に電子ビーム溶接によって一体
化して構成するようにしてもよい。保持器６と内輪１と
の間には案内輪７が各列のころ３を案内するように配置
されている。

【００２６】内輪１と外輪２との間に存在する空所、内
輪１の各脱落防止つば１ｂと各列のころ３の外端面との
間の間隙および各列のころ３の内端面と案内輪７との間
の間隙には、潤滑剤含有ポリマ８がそれぞれ充填されて
いる。充填されている潤滑剤含有ポリマ８には、図２に
示すように、その一方の端面から保持器６に向けて伸び
る３つの貫通孔８ａと該端面から案内輪７に向けて伸び
る３つの貫通孔８ｂとが形成され、各貫通孔８ａ，８ｂ
は後述する潤滑剤ポリマ８の充填に用いられる充填治具
により形成された孔である。本実施の形態では、潤滑剤
含有ポリマ８として、高密度ポリエチレン（比較的低分
子量に分類される）２０重量％と、超高分子量ポリエチ
レン（超高分子量に分類される）５重量％と、ポリエチ
レンワックス（ワックスに分類される）５重量％と、鉱
油７０重量％とからなる組成を有するものが用いられ、
その硬さは８３ＨＤA である。

【００２７】次に、潤滑剤含有ポリマを内輪１と外輪２
との間の空間における少なくとも内輪１の各脱落防止つ
ば１ｂと各列のころ３の外端面との間の間隙および各列
のころ３の内端面と案内輪７との間の間隙に充填する方
法について説明する。

【００２８】この潤滑剤含有ポリマの充填方法として
は、１組の充填治具を用いる方法と、水平な支持面に回
転軸が平行になるように軸受を支持した状態で潤滑剤含
有ポリマを充填、焼成して固化させる方法とがあり、本
実施の形態では前者の方法を採用する。なお、後者の方
法については後述する実施の第２形態において詳細に説
明する。

【００２９】ここで、前者の方法について図３を参照し
ながら説明する。図３は図１の自動調心ころ軸受におけ
る潤滑剤含有ポリマの充填方法を説明するための図であ
る。

【００３０】前者の方法では、図３に示すように、上述
した１組の充填治具９，１０を使用する。各充填治具
９，１０は、一方の面すなわち内面が軸受に対向する型
板からなり、該型板の内面には、外輪２の端面を受け入
れるように環状の凹部９ａ，１０ａと、ころ３の外端面
に対向する環状の凸部９ｂ，１０ｂと、内輪１の端面を
受け入れる環状の凹部９ｃ，１０ｃとが形成されてい
る。充填治具９の凸部９ｂには、内面から垂直に突出す
る棒状の複数の突起１１，１２が設けられている。各突
起１１は、対応する保持器６の部位に当接して該保持器
６を一方の列のころ３から他方の列のころ３へ向けて僅
かに移動させるような長さを有すると共に、凸部９ｂの
円周方向に沿って等角度間隔で配列されている。各突起
１２は、対応する案内輪７の部位に当接して該案内輪７
を一方の列のころ３から他方の列のころ３へ向けて僅か
に移動させるような長さを有すると共に、凸部９ｂの円
周方向に沿って等角度間隔で配列されている。各突起１
２が対応する案内輪７の部位に当接して該案内輪７を移
動させることにより、一方の列のころ３の内端面と案内
輪７との間に間隙が生じ、同時に各突起１１が対応する
保持器６の部位に当接して該保持器６を移動させること
により、他方の列のころ３の内端面と案内輪７との間に
間隙が生じるように、各突起１１，１２の長さは決定さ
れている。

【００３１】本実施の形態では、各突起１１の数は３で
あり、各突起１１は１２０度の角度間隔で配列されてい
る。また、同様に、各突起１２の数は３であり、各突起
１２は１２０度の角度間隔で配列されている。

【００３２】一方の充填治具９と他方の充填治具１０と
はそれぞれ軸受の各端面に内輪の内径を基準にして嵌め
合わされている。締結金具１３は各突起１１，１２を固
定、保持するための治具である。

【００３３】１組の充填治具９，１０を用いて潤滑剤含
有ポリマを充填するときには、まず、充填治具９が、そ
の凹部９ａに外輪２の端面を、凹部９ｃに内輪１の端面
を受け入れるように軸受の一方の端面に嵌め込まれる。
充填治具９が嵌め込まれると、凸部９ｂが一方の列のこ
ろ３の外端面との間に間隙を形成しながら対向すると共
に、各突起１２と対応する案内輪７の部位との当接によ
り案内輪７が移動されて一方の列のころ３の内端面と案
内輪７との間に間隙が形成され、同時に各突起１１と対
応する保持器６の部位との当接により保持器６が移動さ
れて他方の列のころ３の内端面と案内輪７との間に間隙
が形成される。充填治具９が嵌め込まれたことにより、
内輪１の各脱落防止つば１ｂと各列のころ３の外端面と
の間の間隙が保持される。

【００３４】この軸受の一方の端面に嵌め込まれた充填
治具９は、水平な支持面１４に置かれる。次いで、内輪
１と外輪２との間の空間に潤滑剤含有ポリマ８の未焼成
原料が入れられ、この潤滑剤含有ポリマ８の未焼成原料
は、一方の列のころ３の内端面と案内輪７との間の間
隙、他方の列のころ３の内端面と案内輪７との間の間隙
および内輪１の各脱落防止つば１ｂと各列のころ３の外
端面との間の間隙を含む内輪１と外輪２との間の空所に
充填され、そして軸受の他方の端面に充填治具１０を嵌
め込んだ後に、潤滑剤含有ポリマ８の未焼成原料を加
熱、冷却することにより潤滑剤含有ポリマ８が充填され
ることになる。この場合、凸部９ｂ，１０ｂところ３の
外端面との間には若干の隙間が形成されるように構成さ
れている。すなわち、潤滑剤含有ポリマ８が各列のころ
３の内端面と案内輪７との間の間隙および内輪１の各脱
落防止つば１ｂと各列のころ３の外端面との間の間隙を
含む内輪１と外輪２との間の空所に充填されることにな
る。

【００３５】潤滑剤含有ポリマ８の充填後に各充填治具
９，１０は取り外されるが、充填治具９を取り外す際に
各突起１１，１２は潤滑剤含有ポリマ８から引き抜かれ
るので、充填治具９が嵌め込まれた軸受の端面には、上
述したように、該端面から保持器６に向けて伸びる３つ
の貫通孔８ａと該端面から案内輪７に向けて伸びる３つ
の貫通孔８ｂとが形成されることになる（図２を参
照）。また、ころ３の外端面に形成された潤滑剤含有ポ
リマの余肉は、必要に応じて適宜除去される。

【００３６】このように、本実施の形態では、保持器６
を一体型に構成したので、各列のころ３の動きが保持器
６により拘束され、高速高荷重の使用条件下において各
列のころ３が保持器６とともに各列毎にそれぞれ異なる
動きをすることはなく、ころ３の各列間に充填されてい
る潤滑剤含有ポリマ８に剪断力が作用することはない。
よって、潤滑剤含有ポリマ８が各列の中間付近の位置で
無理な応力を受ける恐れはなく、高速高荷重の使用条件
に対する信頼性を十分に高めることができる。

【００３７】また、内輪１と外輪２間の空間における、
少なくとも各列のころ３の内端面と案内輪７との間の間
隙および各列のころ３の外端面と内輪１の脱落防止つば
１ｂとの間の間隙に潤滑剤含有ポリマ８を充填したの
で、各列のころ３の内端面と案内輪７との間および各列
のころ３の外端面と内輪１の脱落防止つば１ｂとの間に
おける潤滑状態が良く、潤滑剤含有ポリマ８を充填して
いない場合に比して発生トルクが低くなるとともに、軸
受回転に伴う温度上昇が小さい範囲に抑制される。よっ
て、この過度の温度上昇による潤滑剤含有ポリマ８の不
具合の発生する可能性を未然に防止することができると
共に、潤滑剤含有ポリマ８からの潤滑剤の放出速度が小
さく抑制することができ、過度の温度上昇が起る可能性
を未然に防止することができる。

【００３８】なお、本実施の形態においては、案内つば
に代えて案内輪を用いることにより、充填作業に対する
信頼性を高めることができる。

【００３９】（実施の第２形態）次に、本発明の実施の
第２形態について図４を参照しながら説明する。図４は
本発明に係る自動調心ころ軸受の実施の第２形態に用い
られている潤滑剤含有ポリマの充填方法を説明するため
の図である。

【００４０】本実施の形態は、上述の実施の第１形態に
対し、潤滑剤含有ポリマの充填方法として、水平な支持
面に回転軸が平行になるように軸受を支持した状態で潤
滑剤含有ポリマを充填、焼成して固化させる方法を用い
た点および異なる組成の潤滑剤含有ポリマを用いた点で
異なる。

【００４１】この充填方法では、水平な支持面に回転軸
が平行になるように軸受を支持することにより、ころ３
の内端面が案内輪７に押し付けられていないので、ころ
３の内端面と案内輪７との間の間隙が保持され、この間
隙に潤滑剤含有ポリマが充填されることになる。

【００４２】この方法を実施するための具体的な方法と
しては、図４に示すように、１組の金型２０の内部空間
に回転軸が平行になるように軸受を保持し、外部の射出
成形機から各金型２０の軸受のころ３に対向する部位２
０ａに設けられた複数のピンゲートを介して内輪１と外
輪２との間の空間に可塑化された潤滑剤含有ポリマを射
出して充填し、該潤滑剤含有ポリマを金型２０中で冷却
固化させる射出成形方法がある。この方法に用いられる
射出成形機としては、本出願人による特開平８−３０９
７９３号公報に記載のものがある。

【００４３】また、この射出成形方法により充填された
潤滑剤含有ポリマは、ポリメチルペンテン（比較的低分
子量に分類される）２０重量％と、高密度ポリエチレン
（比較的低分子量に分類される）７重量％と、超高分子
量ポリエチレン（超高分子量に分類される）３重量％
と、ジアルキルジフェニルエーテル７０重量％とからな
る組成を有し、その硬さは８０ＨＤA である。

【００４４】（実施の第３形態）次に、本発明の実施の
第３形態について説明する。

【００４５】本実施の形態は、上述の実施の第１形態に
対し、異なる組成の潤滑剤含有ポリマを用いた点で異な
る。なお、この潤滑剤含有ポリマの充填方法は実施の第
１形態に同じである。具体的には、潤滑剤含有ポリマと
して、高密度ポリエチレン（比較的低分子量に分類され
る）２０重量％と、超高分子量ポリエチレン（超高分子
量に分類される）１０重量％と、鉱油７０重量％とから
なる組成を有するものが用いられ、その硬さは９２ＨＤ
A である。

【００４６】（実施の第４形態）次に、本発明の実施の
第４形態について説明する。

【００４７】本実施の形態は、上述の実施の第１形態に
対し、異なる組成の潤滑剤含有ポリマを用いた点で異な
る。なお、この潤滑剤含有ポリマの充填方法は実施の第
１形態に同じである。具体的には、潤滑剤含有ポリマと
して、高密度ポリエチレン（比較的低分子量に分類され
る）２０重量％と、超高分子量ポリエチレン（超高分子
量に分類される）８重量％と、ポリエチレンワックス
（ワックスに分類される）２重量％と、鉱油７０重量％
とからなる組成を有するものが用いられ、その硬さは８
８ＨＤA である。

【００４８】（実施の第５形態）次に、本発明の実施の
第５形態について説明する。

【００４９】本実施の形態は、上述の実施の第１形態に
対し、異なる組成の潤滑剤含有ポリマを用いた点で異な
る。なお、この潤滑剤含有ポリマの充填方法は実施の第
１形態に同じである。具体的には、潤滑剤含有ポリマと
して、高密度ポリエチレン（比較的低分子量に分類され
る）１０重量％と、超高分子量ポリエチレン（超高分子
量に分類される）２重量％と、ポリエチレンワックス
（ワックスに分類される）８重量％と、鉱油８０重量％
とからなる組成を有するものが用いられ、その硬さは６
３ＨＤA である。

【００５０】次に、上述の各実施の形態（第１形態から
第３形態まで）および比較例１について軸受回転試験を
実施し、内輪近傍温度および軸受トルクの測定結果につ
いて図５および図６を参照しながら説明する。図５は各
実施の形態（第１形態から第３形態まで）および比較例
１における回転数に対する内輪近傍温度の測定結果を表
す図、図６は各実施の形態（第１形態から第３形態ま
で）および比較例１における回転数に対する軸受トルク
の測定結果を表す図である。

【００５１】ここで、軸受回転試験は、内径５５ｍｍ×
外径１２０ｍｍ×幅４３０ｍｍの自動調心ころ軸受（形
番−２２３１１）を用いて実施され、荷重条件としてＦ
ｒ＝２０００ｋｇｆ、Ｆａ＝２５０ｋｇｆが設定されて
いる。また、比較例１は、従来技術に基づいた構成であ
り、実施の第１形態と同じ組成の潤滑剤含有ポリマを用
い、一体型保持器に代えて分離型の保持器を用いてい
る。

【００５２】図５および図６から明らかなように、２５
０〜１０００ｒｐｍの回転数範囲において上述の各実施
の形態は、比較例１に比して内輪近傍温度および軸受ト
ルクが低いレベルにあることを示している。このこと
は、ころの内端面と案内輪との間の間隙に潤滑剤含有ポ
リマが充填されているか否かの違いによるものと考えら
れる。また、比較例１においては、１０００ｒｐｍの回
転数を保持しながら回転を継続させると、さらに内輪近
傍温度が上昇し、軸受トルクの急激な増加が見られた。
その時点で軸受の回転を停止させて軸受を観察すると、
潤滑剤含有ポリマがころ列の中間付近で切断され、軸受
から完全に離脱していることが確認された。この現象は
保持器が一体型に構成された各実施の形態においては見
られない現象であった。

【００５３】潤滑剤含有ポリマの硬さ［ＨＤA ］が９０
を超える実施の第３形態では、６５〜９０の範囲にある
実施の第１形態および第２形態に比して、内輪近傍温度
および軸受トルクが僅かに高いことが分かる。このこと
から、内輪近傍温度および軸受トルクに潤滑剤含有ポリ
マの硬さが影響していることが分かり、ひいては軸受寿
命にも影響することが予想される。

【００５４】また、実施の第１形態と実施の第２形態と
を比較してみると、内輪近傍温度がかなり高い温度まで
上昇している１０００ｒｐｍの回転数において、実施の
第１形態では、温度上昇に伴う潤滑剤含有ポリマの軟化
による軸受トルクの上昇傾向が見られるが、実施の第２
形態では、この傾向は特に見られない。これは、実施の
第２形態の潤滑剤含有ポリマを構成している樹脂分の２
／３を占めているポリメチルペンテンの融点が２３０〜
２４０℃と高いので、ポリエチレンを含有しても７０〜
８０℃程度の温度では軟化現象を抑制していることが予
想される。このことから、ポリメチルペンテンをベース
とした潤滑剤含有ポリマを充填することによって、より
温度上昇が見込まれる回転数（ｄｍｎ）までの使用が可
能であると考えられる。

【００５５】次に、上述の実施の第１形態から実施の第
５形態までの各実施の形態および比較例１〜３に対する
耐久試験を実施し、それぞれの耐久性について説明す
る。

【００５６】ここで、耐久試験は、前記自動調心ころ軸
受（２２３１１）を用いて実施され、この耐久試験で
は、荷重条件としてＦｒ＝２０００ｋｇｆ、Ｆａ＝２５
０ｋｇｆを、回転数として２００，３００，４００，５
００，６００，７００，８００，９００，１０００，１
１００，１２００，１３００ｒｐｍの各回転数を設定
し、軸受を各回転数で２００時間連続して回転させ、異
常なく回転した回転数を最高回転数として測定する。

【００５７】比較例２は、実施の第３形態と同じ組成の
潤滑剤含有ポリマを用い、一体型の保持器に代えて分離
型の保持器を用いている。また、比較例３は、実施の第
２形態と同じ組成の潤滑剤含有ポリマを用い、一体型の
保持器に代えて分離型の保持器を用いている。

【００５８】各実施の形態および比較例１〜３において
は、表１に示すように、実施の第２形態の最高回転数が
１２００ｒｐｍと最も高い。このことは、上述したよう
に、実施の第２形態の潤滑剤含有ポリマを構成している
樹脂分の２／３を占めているポリメチルペンテンの融点
が２３０〜２４０℃と高いので、ポリエチレンを含有し
ても７０〜８０℃程度の温度では軟化現象を抑制してい
るためと考えられ、実施の第２形態がより高速高荷重条
件下での使用に耐え得ることが示している。

【００５９】また、同じような組成の潤滑剤含有ポリマ
を充填した実施の第１形態、第３形態、第４形態、第５
形態の各実施の形態の最高回転数に対し、これらの実施
の形態と同じまたはほぼ同じ組成の潤滑剤含有ポリマを
充填した比較例１および比較例２の最高回転数は低い回
転数を示している。このことは、保持器を一体型に構成
し、ころの内端面と案内輪との間の間隙に潤滑剤含有ポ
リマを充填することによって、高速高荷重条件下での使
用に耐え得る、すなわち高速高荷重の使用条件に対する
信頼性が十分に高い軸受を得られることを示している。

【００６０】

【表１】

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の自
動調心ころ軸受によれば、保持器を一体型に構成したの
で、各列のころの動きが保持器により拘束され、高速高
荷重の使用条件下において各列のころが保持器とともに
各列毎にそれぞれ異なる動きをすることはなく、ころの
各列間に潤滑剤含有ポリマが充填されている場合でも、
この潤滑剤含有ポリマに剪断力が作用することはない。
よって、潤滑剤含有ポリマが各列の中間付近の位置で無
理な応力を受ける恐れはなく、高速高荷重の使用条件に
十分に耐用することが可能である。すなわち、高速高荷
重の使用条件に対する信頼性を高めることができる。

【００６２】また、内輪と外輪間の空間における、少な
くとも各列のころの内端面と案内輪との間の間隙および
各列のころの外端面と内輪の脱落防止つばとの間の間隙
に潤滑剤含有ポリマを充填したので、各列のころの内端
面と案内輪との間および各列のころの外端面と内輪の脱
落防止つばとの間における潤滑状態が良く、潤滑剤含有
ポリマを充填していない場合に比して発生トルクが低く
なるとともに、軸受回転に伴う温度上昇が小さい範囲に
抑制される。よって、この過度の温度上昇による潤滑剤
含有ポリマの不具合の発生する可能性を未然に防止する
ことができると共に、潤滑剤含有ポリマからの潤滑剤の
放出速度が小さく抑制することができ、過度の温度上昇
が起る可能性を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動調心ころ軸受の実施の第１形
態の主要部構成を示す断面図である。

【図２】図１の自動調心ころ軸受の平面図である。

【図３】図１の自動調心ころ軸受における潤滑剤含有ポ
リマの充填方法を説明するための図である。

【図４】本発明に係る自動調心ころ軸受の実施の第２形
態に用いられている潤滑剤含有ポリマの充填方法を説明
するための図である。

【図５】各実施の形態（第１形態から第３形態まで）お
よび比較例１における回転数に対する内輪近傍温度の測
定結果を表す図である。

【図６】各実施の形態（第１形態から第３形態まで）お
よび比較例１における回転数に対する軸受トルクの測定
結果を表す図である。

【図７】従来の自動調心ころ軸受の主要部構成を示す断
面図である。

【符号の説明】

１内輪１ａ，２ａ軌道１ｂ脱落防止つば２外輪３内輪６保持器７案内輪８潤滑剤含有ポリマ９，１０充填治具１１，１２突起２０金型

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年８月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】上記ポリオレフィン系樹脂の群では、基本
構造が同じでその平均分子量が異なっており、その平均
分子量は７００〜５×１０ ⁶ の範囲に及んでいる。この
群の中から選定された合成樹脂は、平均分子量が７００
〜１×１０ ⁴ の範囲にあるワックスに分類されるもの
（例えばポリエチレンワックス）と、平均分子量が１×
１０ ⁴ 〜１×１０ ⁶ の範囲にある比較的低分子量のもの
と、平均分子量が１×１０ ⁶ 〜５×１０ ⁶ の範囲にある
超高分子量のものとの内のいずれかから選定した単独物
またはそれらの混合物からなる。比較的低分子量のもの
と潤滑剤との組合わせによって、ある程度の機械的強
度、潤滑剤供給能力、保油性を有する潤滑剤含有ポリマ
が得られる。この組合わせにおいて比較的低分子量のも
のの一部をワックスに分類されるものに置き換えると、
ワックスに分類されるものと潤滑剤との分子量の差が小
さいために、潤滑剤との親和性が高くなり、結果として
潤滑剤含有ポリマの保油性が向上し、長期間に亘る潤滑
剤の供給が可能になるが、その反面機械的強度が低下す
る。ここで、使用可能なワックスに分類されるものとし
ては、ポリエチレンワックスのようなポリオレフィン系
樹脂の他、融点が１００〜１３０℃以上の範囲にある炭
化水素系のもの（例えばパラフィン系合成ワックス）が
ある。これに対し、比較的低分子量のものの一部を超高
分子量のものに置き換えると、超高分子量のものと潤滑
剤との分子量の差が大きいために、潤滑剤との親和性が
低くなり、結果として潤滑剤含有ポリマの保油性が低下
し、潤滑剤含有ポリマからの潤滑剤の放出速度が速くな
る。その結果、潤滑剤含有ポリマから供給可能な潤滑剤
量に到達するまでの期間が短くなり、軸受寿命を長くす
ることができない。但し、機械的強度は向上する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者反町守男神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２列の軌道が形成され、各軌道の外端に
脱落防止つばを有する内輪と、該内輪の各軌道に対向し
た軌道が形成されている外輪と、前記内輪の各軌道と前
記外輪の軌道との間に配置されている２列のころと、該
各列のころを保持する保持器と、該保持器と前記内輪と
の間に前記各列のころを案内するように配置されている
案内輪とを備える自動調心ころ軸受において、前記保持
器を一体型に構成すると共に、前記内輪と外輪間の空間
における、少なくとも前記各列のころの内端面と前記案
内輪との間の間隙および前記各列のころの外端面と前記
内輪の脱落防止つばとの間の間隙に潤滑剤含有ポリマを
充填したことを特徴とする自動調心ころ軸受。