WO2003069176A1 - Roulement a rouleau - Google Patents

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solid lubricant
rolling
retainer
rolling element
cage
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PCT/JP2003/001416
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Masaaki Ohtsuki
Shinji Fukuda
Hiroyuki Urano
Hiroshi Ueno
Thomas Grabosch
Antonet Wijnen
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Koyo Seiko Co., Ltd.
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    • F16C33/4641—Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the rollers, e.g. machined window cages comprising two annular parts joined together
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    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/24—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly
    • F16C19/26—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly with a single row of rollers

Definitions

  • the present invention relates to a rolling bearing.
  • the cage itself that holds the rolling elements may be formed of a lubricant.
  • a lubricant for example, graphite which is fragile but has excellent lubricity is used.
  • the rolling element slides with respect to the raceway surfaces of the inner and outer rings, leading to a delay, which may cause a compression force or a tensile force to act on the cage.
  • the cage is formed of a fragile lubricant such as graphite, the life of the cage may be shortened.
  • spacers made of a lubricant such as graphite are used in place of the cage, but in this case, similarly to the above, the life of the cage may be shortened.
  • the rolling bearing of the present invention includes: a pair of races arranged radially inward and outward; a cage arranged in an annular space between the two races; and a plurality of rolling elements held by the cage.
  • a solid lubricant provided in the cage, the cage having a plurality of rolling element storage pockets in the circumferential direction, and a recess between the rolling element storage pockets in the circumferential direction.
  • the rolling element is accommodated in each of the rolling element storage pockets, and the solid lubricant is mounted in the recess so as to slide on the rolling element raceway surface. Since the cage is mounted in the locking recess, the solid lubricant revolves around the axis when the cage rotates around the axis, which slides on the raceway surface and lubricates. I do.
  • a solid lubricant includes a first lubricating portion that slides on a raceway surface of one race and a second lubrication portion that slides on a guide surface of a shoulder of the raceway. Yes are doing. According to this embodiment, when the cage rotates about the axis, the solid lubricant is
  • the solid lubricant is moved in a state in which it is mounted on the retaining recess of the cage, the first lubricating portion of the solid lubricant slides on the raceway surface of the bearing ring to lubricate it, and the second lubricating portion is shouldered by the raceway ring. Sliding against the guide surface of, lubricates it.
  • the solid lubricant is mounted in the recess so as to be able to move slightly in the circumferential direction with respect to the retainer. According to this embodiment, when the cage begins to rotate, the solid lubricant revolves slightly around the axis with a slight delay and lubricates the raceway surface or the guide surface at the shoulder of the raceway. Even if the rolling element is advanced or delayed, the compressive force does not act on the solid lubricant, and the solid lubricant is prevented from bursting.
  • a solid lubricant is mounted in the concave portion so as to be able to slide on the rolling element.
  • the solid lubricant revolves around the axis with a slight delay, and the raceway surface, or the inner surface of the raceway shoulder, and the rolling surface of the rolling element. Lubricate against. Even if the rolling elements advance or delay, no compressive force acts on the solid lubricant, so that the solid lubricant is prevented from being broken.
  • the concave portion is provided with an inclined surface that presses the solid lubricant in a radial direction as the retainer rotates around the axis.
  • the solid lubricant when the radial height is reduced by using the solid lubricant, the solid lubricant is radially pushed by the inclined surface as the cage rotates.
  • the solid lubricant lubricates the raceway surface, the guide surface at the shoulder of the raceway, and the rolling surface of the rolling element.
  • the races arranged radially outside are not limited to members formed simply in a ring shape, but also include members such as a housing.
  • the races arranged radially inside are also included.
  • the present invention is not limited to a member formed in an annular shape, but includes a solid shaft and the like.
  • FIG. 1 is an overall front view of a rolling bearing according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a partially enlarged view.
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line XX of FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along the line YY of FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged perspective view in which a part is similarly broken.
  • FIG. 6 is an enlarged perspective view of the solid lubricant.
  • FIG. 7 is an overall front view of a rolling bearing according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a partially enlarged view.
  • FIG. 9 is an enlarged sectional view taken along the line ZZ of FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the rolling bearing 1 has a configuration of a radial roller bearing (cylindrical roller bearing), and is used in, for example, a machine tool.
  • the rolling bearing 1 includes an outer ring 2 as one raceway arranged radially outside and an inner race 4 as the other raceway arranged radially inside the outer race 2.
  • the outer ring 2 and the inner ring 4 are arranged so that their opposing surfaces face each other via the annular space 3 in the radial direction.
  • the rolling bearing 1 further includes a cage 5 arranged in the annular space 3 and a cylindrical roller 7 housed in a rolling element housing bocket 6 formed in the cage 5 at an equidistant position in the circumferential direction. .
  • the inner ring 4 is non-rotating, the outer ring 2 is rotatable around the axis 8, and the outer ring guide type is such that the outer peripheral surface of the retainer 5 is guided by the inner peripheral surface of the outer ring 2.
  • the outer ring 2 has, on its inner peripheral side, a groove 10 that forms the outer ring raceway surface 9 of the cylindrical roller 7, and axially 8 sides of the groove 10 for holding the cylindrical roller 7 in the axial direction 8. And a flange 11 (shoulder).
  • the inner ring 4 has a built-in inclined surface 1
  • the inner raceway surface 14 of the cylindrical roller 7 is defined between the inclined surfaces 12.
  • the outer ring 2 and the inner ring 4 are formed of bearing steel such as high-speed tool steel (for example, SKH 4 is used), and are coated with titanium, for example, with TiN to withstand high temperatures.
  • the cylindrical roller 7 is formed of ceramics. This ceramic is made of silicon nitride (Si 3 N 4 ), to which an appropriate sintering aid is added.
  • As the sintering body other yttria (Y 2 0 3) Oyo Pi alumina ( ⁇ 1 2 ⁇ 3), aluminum nitride (Alpha 1 New), titanium oxide (T i 0 2), scan Such Pinel (M g A l 2 0 4 ) is used.
  • the retainer 5 has an annular portion 17 integrally formed with a first roller holding surface portion 15 for holding the cylindrical roller 7 on the axial direction 8 side and a holding portion 16 having a pocket 6, and an axial portion 8 on the other side. It comprises a second roller holding surface 18 for holding the cylindrical roller 7, and a plurality of rivets 19 for integrating the annular portion 17 and the second roller holding surface 18.
  • the annular portion 17 and the second roller holding surface 18 are integrated by crimping both ends of the roller holding surfaces 15 and 18 with the rivet 19 penetrating the roller holding surfaces 15 and 18.
  • Such a cage 5 is formed of stainless steel or carbon steel, and for example, steel types SUS304, SUS316, SUS630, and S25C are used.
  • the surface of the retainer 5 may be coated with the above-described coating using TIN.
  • a plurality of solid lubricants 20 are provided for lubricating the outer raceway surface 9, the inner raceway surface 14 and the flange portion 11. I have.
  • the solid lubricant 20 is in a solid state, and is mounted over the locking recess 21 formed on the outer peripheral portion of the holding surface portions 15 and 18.
  • the rotation part 2 1 for locking is a roller holding surface part 15, 1
  • the locking recess 21 has a bottom surface 22 and a pair of inclined surfaces 13 which are inclined so as to expand radially outward from both circumferential sides of the bottom surface 22.
  • the solid lubricant 20 is provided with a first lubricating portion 23 detachably fitted into the groove portion 10 of the outer ring 2, and a swelling portion 2 1 swelling in the axial direction 8 ° side of the first lubricating portion 23. And is integrally formed with the second lubricating portion 24 that loosely fits into the second lubricating portion.
  • the solid lubricant 20 is formed by graphite.
  • the solid lubricant 20 is formed of a layered substance such as tungsten disulfide or molybdenum disulfide, a soft metal material such as gold, silver, or lead, or a polymer resin material such as PTFE or polyimide.
  • the outer peripheral surface 230 of the first lubricating portion 23 is formed to have the same curvature as the outer ring raceway surface 9, and comes into sliding contact with the outer ring raceway surface 9 as the outer ring 2 rotates.
  • the side surface 2 31 of the first lubricating portion 23 comes into sliding contact with both wall surfaces of the groove portion 10 as the outer ring 2 rotates.
  • the outer peripheral surface 240 of the second lubricating portion 24 is formed to have the same curvature as the inner peripheral surface of the flange portion 11, and slides on the inner peripheral surface of the flange portion 11 as the outer ring 2 rotates.
  • Solid lubricant 20 (first lubrication part 23, second lubrication part 24)
  • first lubrication part 23 is substantially equal to the distance from the outer ring raceway surface 9 to the outer peripheral surface of the annular portion 17.
  • the width of the first lubricating portion 23 in the axial direction 8 is substantially equal to the distance between both wall surfaces of the groove 10.
  • the radial height of the second lubricating portion 24 is substantially equal to the distance from the bottom surface 22 of the locking portion 21 to the inner peripheral surface of the flange portion 11 of the outer ring 2.
  • the width of the entire solid lubricant 20 in the axial direction 8 is slightly smaller than the width of the retainer 5.
  • a slight gap 25 is provided between the inclined surface 13 of the locking concave portion 21 and the cylindrical roller 7 and the back surface 200 of the solid lubricant 20 facing the inclined surface 13. ing.
  • Assembling of the rolling bearing 1 having the above configuration follows the following procedure. (1) Rub the graphite onto the outer ring raceway surface 9 of the outer ring 2, the both wall surfaces of the groove 10 and the inner peripheral surface of the flange 11 (the guide surface of the cage 5). (2) Insert a plurality of solid lubricants 20 into the groove 10 and hold them at predetermined circumferential positions. (3) Rub the graphite on the both end surfaces of the cylindrical roller 7 and attach the cylindrical roller 7 between the solid lubricants 20 and hold them. ⁇ Attach the annular part 17 from the axial direction 8-side so that the pocket 6 is aligned with the position of the cylindrical roller 7 and the locking recess 21 is aligned with the solid lubricant 20.
  • each solid lubricant 20 revolves around the axis 8.
  • the outer peripheral surface 230 of the first lubricating portion 23 of each solid lubricant 20 slides or slides on the outer raceway surface 9 to lubricate the outer raceway surface 9.
  • the side surface 23 1 of the first lubricating portion 23 slides on the both wall surfaces of the groove portion 10 to lubricate the wall surface.
  • the outer peripheral surface 240 of the second lubricating portion 24 slides on and lubricates the inner peripheral surface of the flange portion 11 which is the guide surface of the retainer 5.
  • the cylindrical roller 7 hits the peripheral wall of the pocket 6 of the cage 5, and particularly the adjacent cylinder
  • the cage 5 may be subjected to a circumferential compressive force between the roller 7 and the roller 7.
  • the radial height of the solid lubricant 20 gradually increases. Reduce.
  • the inclined surface 13 is formed in the locking recess 21, when the retainer 5 rotates around the axis 8, the solid lubricant 20 is pressed radially outward by the inclined surface 13. Is done.
  • the cage 5 rotates around the shaft center 8 so that the solid lubricant 20 is formed on both wall surfaces of the groove 10.
  • the function of sliding and lubricating the inner peripheral surface of the flange 11 can be maintained.
  • the rolling bearing 1 of the present invention is equivalent to the model number NU206 (inner diameter 30 mm, outer diameter 62 mm, width 16 mm), and has a working temperature of 550 ° C, Radial load: 1.2 ton, number of revolutions: 300 rpm
  • NU206 model number NU206
  • number of revolutions: 300 rpm When applied to a machine tool in an operating environment of more than 8 hours, cylindrical rollers 7 and solid lubricant 20 do not break down even after more than 8 hours. Endured use.
  • the retainer 5 can be retained.
  • the solid lubricant 20 is rotated around the axis 8
  • the solid lubricant 20 is pressed radially outward by the inclined surface 13, so that the solid lubricant 20 is applied to both the wall surfaces of the groove 10 and the flange 11.
  • the function of lubricating the peripheral surface by sliding contact can be maintained for a long time (long time) even under a severe use environment.
  • the rolling bearing of this embodiment is an inner ring guide type. 7 is an overall front view of the rolling bearing, FIG. 8 is a partially enlarged front view, and FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view taken along the line ZZ of FIG.
  • reference numeral 30 indicates a rolling bearing.
  • the rolling bearing 30 includes an outer ring 31, an inner ring 33 disposed inside the outer ring 31 via the outer ring 31 via the annular space 32, and a retainer disposed in the annular space 32. 3 4 and a pocket formed at an equal position in the circumferential direction of the retainer 3 4
  • the outer race 31 has an outer raceway surface 37 of a cylindrical roller 36 formed on the inner peripheral side thereof.
  • Inclined inclined surfaces 39 are formed on both sides of the outer raceway surface 37 in the axial center 38 direction.
  • a groove 42 that forms the inner ring raceway surface 41 of the cylindrical roller 36, and the cylindrical roller 36 is formed on both sides in the axial center 38 direction of the groove 42.
  • a flange 43 for holding in eight directions is formed.
  • the configuration of the retainer 34 is the same as in the above embodiment. That is, the first roller holding surface portion
  • An annular portion 46 integrally formed with a holding portion 45 having a pocket 4 and a pocket 35, a second roller holding surface portion 47, and a plurality of rivets 48 are provided.
  • the position of the rivet 48 is located radially outward as compared with the first embodiment.
  • a plurality of solid lubricants 49 for lubricating the inner ring raceway surface 41, the outer ring raceway surface 37, and the flange 43 are formed. It is provided. These solid lubricants 49 are respectively mounted on a plurality of locking concave portions 50 formed on the inner peripheral portions of both holding surface portions 44 and 47 of the retainer 34.
  • the locking recess 50 is provided between the bockets 35 on the roller holding surfaces 44, 47, in other words, in the cage 34. It is located at a place corresponding to the interval between rollers.
  • the locking recesses 50 of both holding surface portions 44, 47 are inclined so as to expand radially outward from the radially outer bottom surface 51 and from the circumferential surface ⁇ side of the bottom surface 51.
  • Each has an inclined surface 40 and is formed in a substantially trapezoidal shape when viewed from the front.
  • the solid lubricant 49 is provided with a first lubricating portion 52 removably fitted in the groove portion 42 of the inner ring 33, and a bulge on both sides in the axial center 38 direction of the first lubricating portion 52 for locking. 50 and a second lubricating portion 53 that fits loosely.
  • the first lubricating portion 52 is slidably in contact with the inner ring raceway surface 41 along with the rotation of the inner ring 33 to form an inner peripheral surface 52 0 having the same curvature as the inner ring raceway surface 41.
  • First lubrication 5 2, side 5 2 1 sliding contact with both wall surfaces of the inner ring 3 3 rotates in Te Natsu Ban of the groove 4 2 is formed.
  • the solid lubricant 49 (the first lubrication part 52, the second lubrication part 53) is applied to the rolling surface of the cylindrical roller 36 on the downstream side in the rotation direction of the solid lubricant 49.
  • a rear surface 490 that slides is formed.
  • the radial height of the first lubricating portion 52 is formed to be substantially equal to the distance from the inner raceway surface 41 to the inner peripheral surface of the annular portion 46.
  • the width of the first lubricating portion 52 in the axial center 38 direction is substantially equal to the distance between both wall surfaces of the groove portion 42 and is formed to have a width.
  • the radial height of the second lubricating portion 53 is substantially equal to the distance from the bottom surface 51 of the locking portion 50 to the outer peripheral surface of the flange portion 43.
  • a slight gap 54 is provided between the inclined surface 40 of the locking concave portion 50 and the back surface 49 0 of the solid lubricant 49 facing the inclined surface 40.
  • the width of the entire solid lubricant 49 in the axial center 38 direction is set slightly smaller than the width of the retainer 34.
  • the outer ring 31, the inner ring 33, the retainer 34 and the solid lubricant 49 are each formed of the same material as in the first embodiment.
  • the annular portion 46 is mounted from one side in the axial center 38 direction so that 35 is aligned with the position of the cylindrical roller 36 and the locking concave portion 50 is aligned with the solid lubricant 49.
  • the rolling bearing 30 is assembled through the above steps.
  • the rolling bearing 30 having the above configuration, when the inner ring 33 rotates around the shaft center 38, the retainer 34 rotates around the shaft center 38 with the rolling of the cylindrical roller 36. As a result, the solid lubricant 49 revolves around the axis 38. At this time, the inner peripheral surface 520 of the first lubricating portion 52 slides on the inner raceway surface 41 to lubricate the inner raceway surface 41. In addition, the side surface 52 1 of the first lubricating portion 52 slides on both wall surfaces of the groove portion 42 to lubricate it.
  • the inner peripheral surface 5300 of the second lubricating portion 53 slides on the outer peripheral surface of the flange portion 43 as a guide surface of the retainer 34 to lubricate the outer peripheral surface.
  • the solid lubricant The agent 49 starts the revolving operation with a delay of the gap 54 for the rotation of the cage 34.
  • the back surface 490 of the solid lubricant 49 slides on the rolling surface of the cylindrical roller 36 on the downstream side in the rotation direction of the solid lubricant 49 to lubricate it.
  • the outer raceway surface 37 is lubricated.
  • the inclined surface 40 is formed in the locking concave portion 50, when the retainer 34 rotates around the axis 38, the solid lubricant 49 is radially moved by the inclined surface 40. Pressed inward. As a result, even if the radial height of the solid lubricant 49 decreases with use, the retainer 34 rotates around the axis 38 to allow the solid lubricant 49 to form the groove 42. The function of sliding and lubricating the inner wall surfaces of the both wall surfaces and the flange portion 43 can be maintained.
  • the inclined surface 40 is formed in the locking concave portion 50 of the retainer 34, even when the radial height of the solid lubricant 49 is reduced with use, the retainer is not required.
  • the inclined surface 40 presses the solid lubricant 49 radially inward, so that the solid lubricant 49 is applied to both the wall surfaces of the groove 42 and the flange.
  • the function of lubricating the inner peripheral surface by sliding contact can be maintained for a long period of time.
  • the present invention is not limited to cylindrical rollers as rolling elements, but can be applied to rolling bearings using balls.
  • a locking recess is formed at the radially outer portion or the radially inner portion between the pockets of the ball retainer so that the locking recess can be slightly moved in the circumferential direction.
  • the solid lubricant of the present invention is a solid lubricant capable of lubricating at least the outer raceway surface or the inner raceway surface of the outer raceway surface or inner raceway surface, both wall surfaces of the groove, and the guide surface of the retainer in the flange portion. Is also good. Also in this case, the solid lubricant is attached to the concave portion formed on the radially outer portion or the radially inner portion of the cage, and the outer ring is rotated as the cage rotates. It is configured to lubricate the raceway surface or the inner raceway surface. Industrial applicability
  • the present invention can be applied to a rolling bearing used under high temperature and high pressure.

Description

明細書 転がり軸受 技術分野
本発明は、 転がり軸受に関する。
背景技術
高温 ·高圧下で使用される転がり軸受では、 グリース等の潤滑剤では転動体の軌 道面の潤滑性が保持できない。 このため、転動体を保持する保持器そのものを潤滑 剤で形成する場合がある。 このような潤滑剤としては、例えば脆弱ではあるが潤滑 性に優れたグラフアイトが用いられる。 このような転がり軸受では、転動体が内 · 外輪の軌道面に対して滑って進み遅れが発生し、保持器に圧縮力や引張力が働く場 合がある。 このような場合、保持器はグラフアイトなどの脆弱な潤滑剤で形成され ているため、保持器の寿命が短くなるおそれがある。上記保持器の代わりにグラフ アイト等の潤滑剤で形成した間座を用いる場合があるが、この場合も上記と同様に 、 保持器の寿命が短くなるおそれがある。
発明の開示
本発明の転がり軸受は、径方向内外に配置された一対の軌道輪と、前記両軌道輪 間の環状空間に配置される保持器と、 前記保持器に保持される複数個の転動体と、 前記保持器に設けられる固体潤滑剤とを含み、前記保持器は、円周方向複数の転動 体収納用ポケットを有するとともに、円周方向の転動体収納用ポケット間に凹部を 有しており、前記転動体は、それぞれの前記各転動体収納用ポケットに収納されて おり、前記固体潤滑剤は、転動体軌道面に摺接するよう前記凹部に装着されている 上記構成において、 固体潤滑剤は、 保持器の係止用凹部に装着されているので、 保持器が軸心回りに回転するとこれに伴なつて固体潤滑剤が軸心回りに公転し、こ れが軌道面に摺接して潤滑する。
本発明の好ましい実施態様として、固体潤滑剤が、一方の軌道輪の軌道面に摺接 する第 1潤滑部と、前記一方の軌道輪の肩部の案内面に摺接する第 2潤滑部とを有 している。 この実施態様によると、保持器が軸心回りに回転すると、 固体潤滑剤は
、保持器の係止用凹部に装着された状態で移動し、固体潤滑剤の第 1潤滑部が軌道 輪の軌道面に摺接してこれを潤滑し、第 2潤滑部が軌道輪の肩部の案内面に摺接し てこれを潤滑する。
本発明のさらに好ましい実施態様として、固体潤滑剤が、保持器に対して周方向 にわずかに移動し得るよう凹部に装着されている。 この実施態様によると、保持器 が回転を開始すると、 固体潤滑剤はわずかに遅れて軸心回りに公転し、軌道面、 あ るいは軌道輪の肩部の案内面に対して潤滑する。転動体の進み遅れが発生したとし ても、 固体潤滑剤に圧縮力が働力ず、 固体潤滑剤の破壌が防止される。
本発明のさらに好ましい実施態様として、固体潤滑剤が、転動体に摺接し得るよ う凹部に装着されている。 この実施態様によると、保持器が回転を開始すると、 固 体潤滑剤はわずかに遅れて軸心回りに公転し、軌道面、あるいは軌道輪の肩部の案 内面、および転動体の転動面に対して潤滑する。そして転動体の進み遅れが発生し たとしても、 固体潤滑剤に圧縮力が働カゝず、 固体潤滑剤の破壊が防止される。 本発明のさらに好ましい実施態様として、保持器が軸心回りに回転する動作に伴 なって固体潤滑剤を径方向に押す傾斜面が凹部に設けられている。この実施態様に よると、固体潤滑剤の使用に伴なつてその径方向の高さが減じた場合に、保持器の 回転に伴なつて固体潤滑剤が傾斜面によつて径方向に押され、固体潤滑剤が軌道面 、 あるいは軌道輪の肩部の案内面、 および転動体の転動面に対して潤滑する。 なお上記軌道輪のうち径方向外側に配置される軌道輪は単に環状に形成された 部材に限定されず、ハウジング等の部材も含むものであり、径方向内側に配置され る軌道輪も同様に、環状に形成された部材に限定されず、中実の軸体等も含むもの である。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の最良の実施形態に係る転がり軸受の全体正面図である。
図 2は、 同じく一部拡大図である。
図 3は、 同じく図 1の X— X線拡大断面図である。
図 4は、 同じく図 1の Y— Y線拡大断面図である。 図 5は、 同じく一部を破断破断した拡大斜視図である。
図 6は、 同じく固体潤滑剤の拡大斜視図である。
図 7は、 本発明の他の実施形態に係る転がり軸受の全体正面図である。
図 8は、 同じく一部拡大図である。
図 9は、 同じく図 7の Z— Z線拡大断面図である。 発明を実施するための最良の形態
図 1ないし図 6は、 本発明の最良の実施形態に係り、 以下、 本発明の最良の実施 形態に係る転がり軸受を説明する。 これらの図を参照して、符号 1は、転がり軸受 を示す。 この転がり軸受 1は、 ラジアルころ軸受 （円筒ころ軸受） の構成を有して おり、例えば工作機械等に用いられる。転がり軸受 1は、径方向外側に配置される 一方の軌道輪としての外輪 2と、この外輪 2に対して径方向内側に配置される他方 の軌道輪としての内輪 4とを備える。この外輪 2と内輪 4は径方向において環状空 間 3を介して互いの対向面が対向した状態に配置される。 転がり軸受 1はさらに、 環状空間 3に配置される保持器 5と、この保持器 5に円周方向等配位置に形成され た転動体収納用のボケット 6に収納される円筒ころ 7とを有する。転がり軸受 1は
、 内輪 4が非回転であり、外輪 2が軸心 8回りに回転自在であり、保持器 5の外周 面が外輪 2の内周面に案内される外輪案内タイプである。
外輪 2は、 その内周側に、 円筒ころ 7の外輪軌道面 9を形成する溝部 1 0と、 こ の溝部 1 0の軸方向 8両側に、円筒ころ 7を軸方向 8で保持するための鍔部 1 1 ( 肩部） とを備えている。 内輪 4は、 内周面の軸方向 8両側に、組込み用の傾斜面 1
2が形成されている。この傾斜面 1 2間が円筒ころ 7の内輪軌道面 1 4とされてい る。
このような外輪 2および内輪 4は、高速度工具鋼などの軸受鋼（例えば S KH 4 が用いられる） で形成され、高温下でも耐え得るよう、例えば T i Nによってチタ ンコーティングされている。 円筒ころ 7はセラミックスによって形成されている。 このセラミックスは、 窒化ケィ素 （S i 3 N 4) を主体として、 適宜の焼結助体を 添加したものが用いられる。 この焼結助体としては、 イットリア （Y 2 0 3 ) およ ぴアルミナ （Α 1 2 Ν 3) の他、 窒化アルミ （Α 1 Ν)、 酸化チタン （T i 0 2)、 ス ピネル （M g A l 204) などが用いられる。
保持器 5は、軸方向 8—側で円筒ころ 7を保持する第 1ころ保持面部 1 5および ポケット 6を有する保持部 1 6を一体に形成した環状部 1 7と、軸方向 8他側で円 筒ころ 7を保持する第 2ころ保持面部 1 8と、環状部 1 7と第 2ころ保持面部 1 8 とを一体化するための複数個のリベット 1 9とから構成されている。両ころ保持面 部 1 5， 1 8をリベット 1 9が貫通した状態でその両端部をかしめることで、環状 部 1 7と第 2ころ保持面部 1 8とが一体化されている。このような保持器 5はステ ンレス軸受鋼または炭素鋼で形成され、 例えば鋼種 S U S 3 0 4， S U S 3 1 6 , S U S 6 3 0 , S 2 5 Cが用いられる。保持器 5表面には、上述の T i Nによるコ 一ティングを施してもよい。
保持器 5が軸心回りに回転する動作に伴なつて、外輪軌道面 9、内輪軌道面 1 4 およぴ鍔部 1 1を潤滑するための複数個の固体潤滑剤 2 0が設けられている。固体 潤滑剤 2 0は、 固形状のもので、 两保持面部 1 5 , 1 8の外周部に形成された係止 用凹部 2 1に渡して装着されている。係止用回部 2 1は、両ころ保持面部 1 5 , 1
8の円周方向等配位置に形成されている。 これら係止用 αα部 2 1は、保持器 5にお けるポケット 6間、換言すれば保持器 5におけるころ間相当箇所に配置されている 。係止用凹部 2 1は、底面 2 2と、 この底面 2 2の円周方向両側から径方向外側に 向けて広がるように傾斜した一対の傾斜面 1 3とを有する。
固体潤滑剤 2 0は、 外輪 2の溝部 1 0に着脱自在に嵌合する第 1潤滑部 2 3と、 第 1潤滑部 2 3の軸方向 8两側に膨出して係止用凹部 2 1に遊嵌する第 2潤滑部 2 4とから一体的に形成されている。固体潤滑剤 2 0は、グラフアイトによって形 成されている。 あるいは、 固体潤滑剤 2 0は、 二硫化タングステン、 二硫化モリブ デンなどの層状物質、 金、銀、鉛などの軟質金属材、 P T F Eやポリイミドなどの 高分子樹脂材で形成されている。
第 1潤滑部 2 3の外周面 2 3 0は、外輪軌道面 9と同曲率に形成されるとともに 、外輪 2の回転に伴なつて外輪軌道面 9に摺接する。第 1潤滑部 2 3の側面 2 3 1 は、外輪 2の回転に伴なつて溝部 1 0の両壁面に摺接する。第 2潤滑部 2 4の外周 面 2 4 0は、鍔部 1 1の内周面と同曲率に形成されて、外輪 2の回転に伴なつて鍔 部 1 1の内周面に摺接する。 固体潤滑材 2 0 (第 1潤滑部 2 3， 第 2潤滑部 2 4 ) の背面 2 0 0は、外輪 2の回転時にその固体潤滑材 2 0の回転方向下流側の円筒こ ろ 7の転動面に摺接する。第 1潤滑部 2 3の径方向高さは、外輪軌道面 9から環状 部 1 7の外周面までの距離にほぼ等しい。第 1潤滑部 2 3の軸方向 8幅は、溝部 1 0の両壁面間の距離とほぼ等しい。第 2潤滑部 2 4の径方向の高さは、係止用囬部 2 1の底面 2 2から外輪 2における鍔部 1 1の内周面までの距離にほぼ等しい。固 体潤滑剤 2 0全体の軸方向 8の幅は、保持器 5の幅よりわずかに小さい。係止用凹 部 2 1の傾斜面 1 3および円筒ころ 7と、この傾斜面 1 3に対向する固体潤滑材 2 0の背面 2 0 0との間には、 わずかな隙間 2 5が設けられている。
上記構成の転がり軸受 1の組立は次の手順に従う。①外輪 2の外輪軌道面 9、溝 部 1 0の両壁面、 および鍔部 1 1の内周面（保持器 5の案内面） にグラフアイトを 擦付ける。②溝部 1 0に固体潤滑剤 2 0を複数個嵌め込んで、 これらを所定の円周 等配位置に保持する。③円筒ころ 7の両側端面にグラフアイトを擦付け、固体潤滑 剤 2 0間に円筒ころ 7を装着してこれらを保持する。④ポケット 6を円筒ころ 7の 位置に合うように、また係止用凹部 2 1を固体潤滑剤 2 0に位置合わせするように 環状部 1 7を軸方向 8—側から装着する。⑤係止用凹部 2 1を固体潤滑剤 2 0に位 置合わせするように軸方向 8他側から第 2ころ保持面部 1 8を装着する。⑥環状部 1 7およぴ第 2ころ保持面部 1 8にリベット 1 9を複数個揷通して、それらの両端 部をかしめる。⑦内輪 4の内輪軌道面 1 4にグラフアイトを擦付けた後、内輪 4を 組込む。 以上の工程でもって、 転がり軸受 1を組立てる。
転がり軸受 1において、外輪 2が軸心 8回りに回転すると、円筒ころ 7の転動に 伴なつて、保持器 5が軸心 8回りに回転する。 これに伴なつて各固体潤滑剤 2 0が 軸心 8回りに公転する。 このとき、各固体潤滑剤 2 0の第 1潤滑部 2 3の外周面 2 3 0は、外輪軌道面 9に摺接ないし摺動してこれを潤滑する。 また、第 1潤滑部 2 3の側面 2 3 1は、溝部 1 0の両壁面に摺接してこれを潤滑する。第 2潤滑部 2 4 の外周面 2 4 0は、保持器 5の案内面である鍔部 1 1の内周面に摺接してこれを潤 滑する。
このとき、係止用凹部 2 1の傾斜面 1 3とこの傾斜面 1 3に対向する、固体潤滑 剤 2 0の背面 2 0 0との間には、わずかな隙間 2 5があることにより、固体潤滑剤 2 0は保持器 5の回転に対して隙間 2 5の分だけ遅れて公転動作を開始すること になる。 これによつて、 固体潤滑材 2 0の背面 2 0 0は、その固体潤滑剤 2 0の回 転方向下流側の円筒ころ 7の転動面（表面） に摺接してこれを潤滑する。 固体潤滑 剤 2 0の第 1潤滑部 2 3が外輪軌道面 9を潤滑し、固体潤滑材 2 0の背面 2 0 0が 円筒ころ 7の軌道面を潤滑すると、 内輪軌道面 1 4が潤滑される。 '
外輪 2の軸心 8回りの回転に伴ない、複数の円筒ころ 7のうちの一部に進み遅れ が発生した場合、その円筒ころ 7が保持器 5のポケット 6周壁に当たり、特に隣合 う円筒ころ 7との間で保持器 5が周方向の圧縮力を受ける場合がある。
しかし上述のように係止用凹部 2 1の傾斜面 1 3とこの傾斜面 1 3に対向する 固体潤滑剤 2 0の背面 2 0 0との間には、わずかな隙間 2 5を設けていることによ り、 固体潤滑剤 2 0にその圧縮力が働くことがない。 このため、 円筒ころ 7の一部 に進み遅れが発生したとしても、それによつて固体潤滑剤 2 0が破壌してしまうと いった現象を防止することができる。
また、固体潤滑剤 2 0が軸心 8回りに公転して溝部 1 0の両壁面、鍔部 1 1の内 周面を摺接して潤滑すると、次第に固体潤滑剤 2 0の径方向高さが減じる。 しかし 、係止用凹部 2 1には傾斜面 1 3が形成されているため、保持器 5が軸心 8回りに 回転すると、 この傾斜面 1 3によって固体潤滑剤 2 0が径方向外側に押圧される。 これにより、使用に伴なつて固体潤滑剤 2 0の径方向高さが減じた場合でも、保持 器 5が軸心 8回りに回転することにより、固体潤滑剤 2 0が溝部 1 0の両壁面、鍔 部 1 1の内周面を摺接して潤滑するといった働きを保持することができる。
より具体的には、本発明の転がり軸受 1として、型番 NU 2 0 6 (内径 3 0 mm , 外径 6 2 mm, 幅 1 6 mm) に相当するもので、使用温度 5 5 0 ° C , ラジアル 荷重： 1 . 2 t o n , 回転数： 3 0 0 r p mの使用環境下における工作機械に適用 させた場合、 8時間を超えても円筒ころ 7および固体潤滑剤 2 0が破壌することな く、 使用に耐えた。
以上の構成によれば、保持器 5の係止用回部 2 1の傾斜面 1 3と、 この傾斜面 1 3に対向する固体潤滑剤 2 0の背面 2 0 0 (対向面） との間に、隙間 2 5を設けて いる。そして、 円筒ころ 7の進み遅れに伴なう圧縮力は保持器 5によって支持され るので、圧縮力が固体潤滑剤 2 0に働くのを回避できる。従って、 円筒ころ 7の進 み遅れによって固体潤滑剤 2 0が破壊されてしまうのを防止して、必要な面を潤滑 することができる。
さらに、保持器 5の係止用凹部 2 1には傾斜面 1 3が形成されているため、使用 に伴なつて固体潤滑剤 2 0の径方向高さが減じた場合でも、保持器 5が軸心 8回り に回転すると、この傾斜面 1 3によつて固体潤滑剤 2 0が径方向外側に押圧される ので、固体潤滑剤 2 0が溝部 1 0の両壁面、鍔部 1 1の内周面を摺接して潤滑する といった働きを、厳しい使用環境下にあっても長期 （長時間） に亙って維持するこ とができる。
本発明の他の実施形態について図 7ないし図 9を参照して説明する。この実施形 態の転がり軸受は、 内輪案内型である。 図 7は転がり軸受の全体正面図、 図 8は一 部拡大正面図、 図 8は図 7の Z— Z線拡大断面図である。 これらの図において、符 号 3 0は転がり軸受を示す。 この転がり軸受 3 0は、外輪 3 1と、 この外輪 3 1に 環状空間 3 2を介して外輪 3 1の内方に配置される内輪 3 3と、環状空間 3 2に配 置される保持器 3 4と、この保持器 3 4に円周方向等配位置に形成されたポケット
3 5に収納される円筒ころ 3 6とを有している。
図示のように、外輪 3 1は、その内周側に、 円筒ころ 3 6の外輪軌道面 3 7が形 成されている。この外輪軌道面 3 7の軸心 3 8方向両側に組込み用の傾斜面 3 9が 形成されている。
内輪 3 3の外周面には、円筒ころ 3 6の内輪軌道面 4 1を形成する溝部 4 2が形 成され、 この溝部 4 2の軸心 3 8方向両側に、円筒ころ 3 6を軸心 3 8方向で保持 するための鍔部 4 3が形成されている。
保持器 3 4の構成は、上記実施形態と同様である。 すなわち、第 1ころ保持面部
4 4およびポケット 3 5を有する保持部 4 5を一体に形成した環状部 4 6と、第 2 ころ保持面部 4 7と、複数個のリベット 4 8とから構成されている。 なお、 リベッ ト 4 8の位置は、 第 1の実施形態に比べて径方向外側に位置している。
保持器 3 4が軸心 3 8回りに回転する動作に伴なつて、内輪軌道面 4 1、外輪軌 道面 3 7および鍔部 4 3を潤滑するための複数個の固体潤滑剤 4 9が設けられて いる。 これら固体潤滑剤 4 9は、 それぞれ保持器 3 4の両保持面部 4 4， 4 7の内 周部に形成された複数個の係止用凹部 5 0に装着されている。 係止用凹部 5 0は、 両ころ保持面部 4 4， 4 7におけるボケット 3 5間、換言すれば保持器 3 4におけ るころ間相当箇所に配置されている。 両保持面部 4 4 , 4 7の係止用凹部 5 0は、 径方向外側の底面 5 1と、この底面 5 1の円周方向两側から径方向内側に向けて広 がるように傾斜した傾斜面 4 0とをそれぞれ有して、正面視略台形に形成されてい る。
固体潤滑剤 4 9は、内輪 3 3の溝部 4 2に着脱自在に嵌合する第 1潤滑部 5 2と 、第 1潤滑部 5 2の軸心 3 8方向両側に膨出して係止用凹部 5 0に遊嵌する第 2潤 滑部 5 3とから一体的に形成されている。
第 1潤滑部 5 2に、内輪 3 3の回転に伴なつて内輪軌道面 4 1に摺接して内輪軌 道面 4 1と同曲率の内周面 5 2 0が形成されている。第 1潤滑部 5 2に、内輪3 3 の回転に伴なつて溝部 4 2の両壁面に摺接する側面 5 2 1が形成されている。第 2 潤滑部 5 3に、鍔部 4 3の外周面と同曲率に形成されて、内輪 3 3の回転に伴なつ て鍔部 4 3の外周面に摺接する内周面 5 3 0力 それぞれ形成されている。 固体潤 滑剤 4 9 (第 1潤滑部 5 2 , 第 2潤滑部 5 3 ) に、 内輪 3 3の回転時に、 その固体 潤滑剤 4 9の回転方向下流側の円筒ころ 3 6の転動面に摺接する背面 4 9 0が形 成されている。
第 1潤滑部 5 2の径方向高さは、内輪軌道面 4 1から環状部 4 6の内周面までの 距離にほぼ等しい距離に形成されている。第 1潤滑部 5 2の軸心 3 8方向幅は、溝 部 4 2の両壁面間の距離とほぼ等しレ、幅に形成されている。
第 2潤滑部 5 3の径方向の高さは、係止用囬部 5 0の底面 5 1から鍔部 4 3の外 周面までの距離にほぼ等しく形成されている。係止用凹部 5 0の傾斜面 4 0と、 こ の傾斜面 4 0に対向する固体潤滑剤 4 9の背面 4 9 0との間には、わずかな隙間 5 4が設けられている。 なお、 固体潤滑剤 4 9全体の軸心 3 8方向の幅は、保持器 3 4の幅よりわずかに小さく設定されている。 また、外輪 3 1、 内輪 3 3、保持器 3 4および固体潤滑剤 4 9は、それぞれ上記第 1の実施形態と同様の材料でもつて形 成されている。
次に、上記構成の転がり軸受 3 0の組立手順を説明する。①内輪 3 3の内輪軌道 面 4 1、溝部 4 2の両壁面、およぴ鍔部 4 3の外周面（保持器 3 4の案内面） にグ ラファイトを擦付ける。②溝部 4 2に固体潤滑剤 4 9を複数個嵌め込んで、 これら を所定の円周等配位置に保持する。③円筒ころ 3 6の両側端面にグラフアイトを擦 付け、固体潤滑剤 4 9間に円筒ころ 3 6を装着してこれらを保持する。④ポケット
3 5を円筒ころ 3 6の位置に合うように、また係止用凹部 5 0を固体潤滑剤 4 9に 位置合わせするように環状部 4 6を軸心 3 8方向一側から装着する。⑤係止用凹部 5 0を固体潤滑剤 4 9に位置合わせするように軸心 3 8方向他側から第 2ころ保 持面部 4 7を装着する。⑥環状部 4 6およぴ第 2ころ保持面部 4 7にリベット 4 8 を複数個揷通して、それらの両端部をかしめる。⑦外輪 3 1の外輪軌道面 3 7にグ ラファイトを擦付けた後、外輪 3 1を組込む。 以上の工程でもって、転がり軸受 3 0を組立てる。
上記構成の転がり軸受 3 0において、内輪 3 3が軸心 3 8回りに回転すると、 円 筒ころ 3 6の転動に伴なつて、保持器 3 4が軸心 3 8回りに回転する。 これに伴な つて固体潤滑剤 4 9が軸心 3 8回りに公転する。 このとき、第 1潤滑部 5 2の内周 面 5 2 0は、 内輪軌道面 4 1を摺接してこれを潤滑する。 また、第 1潤滑部 5 2の 側面 5 2 1は、 溝部 4 2の両壁面を摺接してこれを潤滑する。
また第 2潤滑部 5 3の内周面 5 3 0は、保持器 3 4の案内面である鍔部 4 3の外 周面に摺接して、 これを潤滑する。 このとき、係止用凹部 5 0の傾斜面 4 0とこの 傾斜面 4 0に対向する固体潤滑剤 4 9の背面 4 9 0との間には、わずかな隙間 5 4 があるので、固体潤滑剤 4 9は、保持器 3 4の回転に対して隙間 5 4ぶんだけ遅れ て公転動作を開始することになる。 これにより、 固体潤滑剤 4 9の背面 4 9 0は、 その固体潤滑剤 4 9の回転方向下流側の円筒ころ 3 6の転動面に摺接してこれを 潤滑する。 なお、 固体潤滑剤 4 9が円筒ころ 3 6の転動面を潤滑すると、外輪軌道 面 3 7が潤滑される。
ところで、内輪 3 3の軸心 3 8回りの回転に伴なレ、、複数の円筒ころ 3 6のうち の一部に進み遅れが発生した場合、その円筒ころ 3 6が保持器 3 4のポケット 3 5 周壁に当たり、特に隣合う円筒ころ 3 6との間で保持器 3 4が周方向の圧縮カを受 ける場合がある。 しかし、上述のように係止用凹部 5 0の傾斜面 4 0とこの傾斜面
4 0に対向する固体潤滑剤 4 9の背面 4 9 0との間には、わずかな隙間 5 4を設け ていることにより、 固体潤滑剤 4 9にその圧縮力が働くことがない。 このため、 円 筒ころ 3 6の一部に進み遅れが発生したとしても、それによつて固体潤滑剤 4 9が 破壌してしまうといった現象を防止することができる。 また、固体潤滑剤 4 9が軸心 3 8回りに公転して溝部 4 2の両壁面、鍔部 4 3の 内周面を摺接して潤滑すると、次第に固体潤滑剤 4 9の径方向高さが減じる。 しか し、係止用凹部 5 0には傾斜面 4 0が形成されているため、保持器 3 4が軸心 3 8 回りに回転すると、この傾斜面 4 0によって固体潤滑剤 4 9が径方向内側に押圧さ れる。 これにより、使用に伴なつて固体潤滑剤 4 9の径方向高さが減じた場合でも 、保持器 3 4が軸心 3 8回りに回転することにより、固体潤滑剤 4 9が溝部 4 2の 両壁面、鍔部 4 3の内周面を摺接して潤滑するといった働きを保持することができ る。
以上の転がり軸受による場合、保持器 3 4の係止用凹部 5 0の傾斜面 4 0と、 こ の傾斜面 4 0に対向する固体潤滑剤 4 9の背面 4 9 0の対向面との間に、隙間 5 4 を設けている。そして、 円筒ころ 3 6の進み遅れに伴なう圧縮力は保持器 3 4によ つて支持されるので、圧縮力が固体潤滑剤 4 9に働くのを回避できる。従って、 円 筒ころ 3 6の進み遅れによって固体潤滑剤 4 9が破壌されてしまうのを防止して、 必要な面を潤滑することができる。
さらに、保持器 3 4の係止用凹部 5 0には傾斜面 4 0が形成されているため、使 用に伴なつて固体潤滑剤 4 9の径方向高さが減じた場合でも、保持器 3 4が軸心 3 8回りに回転すると、この傾斜面 4 0によつて固体潤滑剤 4 9が径方向内側に押圧 されるので、固体潤滑剤 4 9が溝部 4 2の両壁面、鍔部の内周面を摺接して潤滑す るといった働きを、 長期に亙って維持することができる。
なお、本発明は、転動体として円筒ころに限定されるものではなく、玉を用いた 転がり軸受にも適用できる。 この場合、上記と同様、玉の保持器におけるポケット 間の径方向外側部あるいは径方向内側部に係止用凹部を形成して、この係止用凹部 に、 周方向にわずかに移動し得るよう固体潤滑剤を装着し、 玉軌道面を潤滑する。 この場合も、保持器で玉の進み遅れに伴なう圧縮力を支持するので、長期に亙って 固体潤滑剤が破損することなく使用でき、 軌道面を潤滑することができる。
本発明の固体潤滑剤は、外輪軌道面あるいは内輪軌道面、溝部の両壁面、鍔部に おける保持器の案内面のうち少なくとも外輪軌道面あるいは内輪軌道面を潤滑し 得る固体潤滑剤であってもよい。 この場合も、 固 潤滑剤は、保持器の径方向外側 部あるいは径方向内側部に形成した凹部に装着して、保持器の回転に伴なつて外輪 軌道面あるいは内輪軌道面を潤滑するように構成する。 産業上の利用可能性
本 明によれば、 高温'高圧下で使用される転がり軸受に適用することができ る。

Claims

請求の範囲
1 .径方向内外に配置される一対の軌道輪と、
前記両軌道輪間の環状空間に配置される保持器と、
前記保持器に保持される複数個の転動体と、
前記保持器に設けられる固体潤滑剤とを含み、
前記保持器は、 円周方向複数の転動体収納用ポケットを有し、かつ円周方向の転 動体収納用ポケット間に凹部を有しており、
前記各転動体はそれぞれ前記各転動体収納用ポケットに収納されており、 前記固体潤滑剤は、転動体軌道面に摺接するよう前記凹部に装着されている転が り軸受。
2 . 前記固体潤滑剤は、一方の軌道輪の軌道面に摺接する第 1潤滑部と、前記一方 の軌道輪の肩部の案内面に摺接する第 2潤滑部とを有している請求項 1記載の転 がり軸受。
3 . 前記固体潤滑剤は、前記保持器に対して周方向にわずかに移動し得るよう前記 M部に装着されている請求項 1に記載の転がり軸受。
4. 前記固体潤滑剤は、前記転動体に摺接し得るよう前記凹部に装着されている請 求項 3に記載の転がり軸受。
5 . 前記凹部には、前記保持器が軸心回りに回転する動作に伴なつて前記固体潤滑 剤を径方向に押す傾斜面が設けられている請求項 1に記載の転がり軸受。
6 . 前記固体潤滑剤は、グラフアイトによって形成されている請求項 1に記載の転 がり軸受。
7 .互いの径方向対向面間に環状空間を存して径方向内外に配置される一対の軌道 輪と、
前記両軌道輪間の環状空間に配置されかつ円周方向複数の転動体収納用ボケッ トを有する保持器と、
前記保持器の前記各転動体収納用ポケットそれぞれに収納される複数個の転動 体と、
前記保持器に設けられる固体潤滑剤とを含み、 前記両軌道輪のうち一方の軌道輪は他方の軌道輪との対向面に前記転動体の軌 道面を形成する溝部と、前記溝部の軸方向両側に前記転動体を保持するための肩部 とを有し、
前記保持器は、 前記転動体収納用ポケット間に凹部を有しており、 前記凹部は、 底面と、前記底面の円周方向両側から径方向外側に向けて広がるように傾斜した一 対の傾斜面とを有し、
前記固体潤滑剤は、前記一方の軌道輪の溝部に着脱自在に嵌合する第 1潤滑部と 、前記第 1潤滑部の軸方向両側に膨出して前記凹部に遊嵌する第 2潤滑部とを備え るとともに、 前記両潤滑部は、 前記一方の軌道輪の回転方向下流側に背面を有し、 前記固体潤滑剤は、前記凹部の傾斜面に対して前記背面が隙間を隔てて対向した 状態で前記凹部に装着されている転がり軸受。
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