WO2006018945A1 - 転がり軸受 - Google Patents

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WO2006018945A1
WO2006018945A1 PCT/JP2005/013247 JP2005013247W WO2006018945A1 WO 2006018945 A1 WO2006018945 A1 WO 2006018945A1 JP 2005013247 W JP2005013247 W JP 2005013247W WO 2006018945 A1 WO2006018945 A1 WO 2006018945A1
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rolling bearing
grease composition
grease
oils
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Kenichi Iso
Yujiro Toda
Yoichi Imamura
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Nsk Ltd.
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    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
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    • F16C2300/02—General use or purpose, i.e. no use, purpose, special adaptation or modification indicated or a wide variety of uses mentioned

Definitions

  • the present invention relates to a rolling bearing in which a grease composition is enclosed, and in particular, an electrical component for an automobile.
  • the present invention relates to a rolling bearing having excellent low-temperature characteristics that can be used for an alternator that is an engine auxiliary machine, a pulley for compressor, an idler pulley, an electromagnetic clutch for car air conditioner, and the like.
  • a mixed oil obtained by mixing an alkyl diphenyl ether oil and a poly oc-olefin oil in a specific ratio with a base oil is used, and a diurea compound is used as a thickening agent.
  • Grease see Patent Document 1
  • a lubricant such as poly-a-olefin, 1. OmgZcm 2 or more
  • Patent Document 2 kinematic viscosity at 40 ° C Measures have been taken such as applying anti-fouling lubricating oil mainly composed of ester oil, synthetic hydrocarbon oil, ether oil, etc. of 50mm 2 Zs or less to the inside of the bearing (see Patent Document 3).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 5-140576
  • Patent Document 2 JP-A-5-149343
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 11-22740
  • an object of the present invention is to provide a rolling bearing that has good lubrication performance even at a low temperature of about 40 ° C and does not generate abnormal noise.
  • the present invention holds a plurality of rolling elements so as to roll freely between an inner ring and an outer ring, and an apparent viscosity at 30 ° C is 5 to 200 Pa.
  • a rolling bearing characterized by enclosing a grease composition of “s”.
  • the rolling bearing of the present invention has good lubrication performance even at a low temperature of about -40 ° C, and is suitable for electric parts of automobiles, engine auxiliary machines, and the like that generate no abnormal noise.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a ball bearing which is an example of a rolling bearing according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of an apparatus for measuring apparent viscosity.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the apparent viscosity of the test grease and the number of times until abnormal noise is generated, obtained in an example.
  • the rolling bearing there are no restrictions on the type and structure of the rolling bearing. Forces for various rolling bearings used in motor vehicle electrical components, alternator compressor pulleys, idler pulleys, car air conditioner electromagnetic clutches, etc., especially for bearings with an inner diameter of 8 to 60 mm Tend to appear.
  • This ball bearing 1 is configured to roll balls 13 that are a plurality of rolling elements between an inner ring 10 and an outer ring 11 via a cage 12. Further, the bearing space S is filled with a grease composition to be described later and sealed with a seal 14.
  • the apparent viscosity at 30 ° C of the grease composition to be enclosed is 5 to 200 Pa's
  • the base oil, the thickener, the additive, and the blending amount thereof are particularly Although there is no restriction
  • the apparent viscosity is more preferably 5: LOOP a's (-30 ° C). More preferably, it is 5 to 80 Pa ′ s ( ⁇ 30 ° C.).
  • the base oil has a kinematic viscosity of 10 to 400 mm at 40 ° C in order to avoid the occurrence of abnormal noise at low temperature startup due to insufficient low temperature fluidity and seizure caused by the difficulty of forming an oil film at high temperatures. preferably from preferably instrument 20 ⁇ 250mm 2 Zs force S that is 2 / s, 25 ⁇ 150mm 2 Zs force S particularly preferred. A pour point of 30 ° C or less is desirable.
  • Examples of the base oil include mineral oil-based, synthetic oil-based and natural oil-based lubricating oils.
  • mineral-based lubricating oil it is recommended to use a mineral oil that has been refined by appropriately combining mineral oil under reduced pressure distillation, oil removal, solvent extraction, hydrocracking, solvent dewaxing, sulfuric acid washing, clay purification, hydrorefining, etc. it can.
  • Synthetic oil base oils include hydrocarbon oils, aromatic base oils, ester oils, ether oils and the like.
  • hydrocarbon oils examples include normal paraffin, isoparaffin, polybutene, polyisobutylene, 1-decene oligomers, poly-aolefins such as 1-decene and ethylene co-oligomers, and hydrides thereof.
  • aromatic oil examples include alkylbenzenes such as monoalkylbenzene and dialkylbenzene, and alkylnaphthalenes such as monoalkylnaphthalene, dialkylnaphthalene and polyalkylnaphthalene.
  • ester oils include dibutyl sebacate, di-2-ethylhexyl sebacate, dioctyl adipate, diisodecyl adipate, ditridecyl adipate, ditridecyl glutarate, and methyl diacetyl cinolate, or trioctyl trimellitate, trioctyl Decyl trimellitate
  • Aromatic ester oils such as tetraoctyl pyromellitate, polyol ester oils such as trimethylolpropane caprylate, trimethylolpropane verargonate, pentaerythritol 2-ethylhexanoate, pentaerythritol verargonate, and more.
  • a complex ester oil which is an oligoester of a polyhydric alcohol and a mixed fatty acid of a dibasic acid / monobasic acid
  • ether oils include polyglycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene glycol monoether, and polypropylene glycol monoether, or monoalkyl triphenyl ether, alkyl diphenyl ether, dialkyl diphenol ether, and pentaphenyl.
  • ether oils such as ether, tetraphenyl ether, monoalkyl tetraphenyl ether, and dialkyltetraphenyl ether.
  • Other synthetic lubricating base oils include tricresyl phosphate, silicone oil, perfluoroalkyl ether, and the like.
  • natural oil-based lubricating base oils include beef tallow, lard, soybean oil, rapeseed oil, rice bran oil, coconut oil, palm oil, palm kernel oil, and other oils and hydrides thereof.
  • synthetic hydrocarbon oils, ester oils, ether oils and the like are preferred because of their low pour points. These base oils can be used alone or as a mixture, and are adjusted to the above-mentioned preferable kinematic viscosity.
  • the thickening agent is not particularly limited as long as it has the ability to form a gel structure and retain the base oil in the gel structure.
  • metal soaps such as Li and Na, Li, Na, Ba, Ca, etc.
  • Metal soaps such as selected composite metal soaps, Benton, silica gel, urea compounds, urea 'urethane compounds, urethane composites
  • Non-soaps such as products can be appropriately selected and used, but considering the heat resistance of the grease composition, urea compounds, urea 'urethane compounds, urethane compounds or mixtures thereof are preferred.
  • urea compound, urea 'urethane compound, and urethane compound include diurea compounds, triurea compounds, tetraurea compounds, polyurea compounds, urea' urethane compounds, diurethane compounds, and mixtures thereof.
  • diurea compounds, urea 'urethane compounds, diurethane compounds or mixtures thereof are more preferred.
  • Additives can be added.
  • amine-based, phenol-based and other acid-proofing agents chlorine-based, io-based, phosphorus-based, zinc dithiophosphate, organic molybdenum and other extreme pressure agents
  • fatty acids animal and plant oil-based oil agents
  • petroleum sulfonates Detergents such as dino-naphthalene sulfonate and sorbitan esters
  • metal deactivators such as benzotriazole and sodium nitrite
  • viscosity index improvers such as polymethacrylate, polyisobutylene and polystyrene, Or it can add combining suitably.
  • the addition amount is not particularly limited as long as the desired purpose of the present invention can be achieved, but it is usually 10% by mass or less based on the total amount of the grease composition.
  • the method for producing the above grease composition is not limited, but is generally obtained by reacting a thickener in a base oil.
  • the additive may be added in a predetermined amount to the obtained grease composition, but it is necessary to add the additive with an ender, a roll mill or the like and then thoroughly agitate to disperse uniformly. When this treatment is performed, heating is also effective.
  • Test greases were prepared with the formulations shown in Table 1, and the apparent viscosity at -30 ° C for each was measured. The measurement was performed using REOLOGICA INSTRUMENTS "VAR100". As shown schematically in Fig. 2, this measuring device sandwiched the test grease between the lower stage and the upper plate, and the upper plate was moved to the arrow in the figure. It can be rotated in the direction of Then, the gap is lmm, the lower stage is cooled, the test grease is kept at -30 ° C, 1500Pa stress is applied to the upper plate, and the value when the resistance is stabilized 200 to 500 seconds after the start of rotation is Apparent viscosity was calculated. The results are also shown in Table 1.
  • a single-row deep groove ball bearing (inner diameter 17mm, outer diameter 47mm, width 14mm) filled with 1.5g of test grease is assembled in an alternator and left in a low-temperature room at 30 ° C for about 2 hours, and then the inner ring rotates.
  • Speed 6000min Rotated for 40 seconds under conditions of radial load 1320N and axial load 490N. And an abnormal noise occurs If not, the same measurement was performed after 20 minutes, and repeated until abnormal noise was generated. The maximum number of measurements was 30. No abnormal noise was generated even after 10 or more measurements. The results are shown graphically in Table 1 and Figure 3.

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Abstract

　内輪と外輪との間に複数の転動体を転動自在に保持してなる転がり軸受に、－３０°Cにおける見掛け粘度が５～２００Ｐａ・ｓであるグリース組成物を封入する。これにより、－４０°C程度の低温下においても潤滑性能が良好で、異音の発生の無い転がり軸受となる。

Description

明 細 書
転がり軸受
技術分野
[0001] 本発明は、グリース組成物を封入した転がり軸受に関し、特に、自動車の電装部品
、エンジン補機であるオルタネータゃコンプレッサ用プーリ、アイドラプーリ、カーエア コン用電磁クラッチ等に使用でき、優れた低温特性を有する転がり軸受に関する。 背景技術
[0002] 自動車は小型軽量ィ匕を目的とした FF車の普及により、更には居住空間拡大の要 望により、エンジンルームの容積減少を余儀なくされ、オルタネータゃアイドラプーリ 、カーエアコン用電磁クラッチ、水ポンプ等の電装部品'エンジン補機の小型軽量ィ匕 もより一層進められている。カロえて、これらの各部品は、高性能、高出力化も益々求 められている。
[0003] しかし、小型化による出力の低下は避けられず、例えばオルタネータゃカーエアコ ン用電磁クラッチでは、高速ィ匕することにより出力の低下分を補っており、それに伴つ てアイドラプーリも同様に高速ィ匕することになる。更に、静粛化向上の要望によりェン ジンルームの密閉化が進み、エンジンルーム内の高温化が促進されるため、前記の 各部品は 180〜200°Cの高温に耐えることも必要となっている。また、自動車はァラ スカゃシベリアといった極寒地でも使用されるため、前記の各部品に組み込まれる転 力^軸受には、 30〜一 40°Cの低温条件下でも回転不良や起動時の異音発生を 生じな 、ことも必要とされて 、る。
[0004] このような観点から、最近では、熱安定性、耐高速性、耐荷重性及び低温特性に優 れたグリース組成物が開発され、使用されている。例えば、基油として熱安定性に優 れたジフエニルエーテル油を使用し、増ちよう剤として耐熱性に優れたジゥレア化合 物を使用する一方で、高荷重を考慮して油膜厚さを確保するために高粘度の基油を 使用することが主流になってきて 、る。
[0005] しかし、基油粘度が高まると、低温起動時に、転がり軸受の保持器と転動体との間 の流動性が不足して保持器や外輪に振動音が発生することがある。また、グリース組 成物の見掛け粘度も高くなり、転動体と内外輪との間にグリースが流動されず、潤滑 が不良状態となるため、振動音が発生することもある。し力も、これらの振動音は、取 付け部位と共振して耳障りな異常音となって増幅するため、特に寒冷地等において は、その対策が重要となってきている。
[0006] このような異常音の発生を抑えるために、基油にアルキルジフエ-ルエーテル油と ポリ oc—ォレフイン油とを特定割合で混合した混合油を用い、増ちよう剤としてジウレ ァ化合物を用いたグリース組成物を封入したり（特許文献 1参照）、軸受内部の摩擦 面にポリ aーォレフイン等の潤滑油を 1. OmgZcm2以上塗布したり（特許文献 2参照 )、 40°Cにおける動粘度が 50mm2Zs以下であるエステル油、合成炭化水素油、ェ 一テル油等を主成分とした防鲭潤滑油を軸受内部に塗布する (特許文献 3参照）、 等の対策が講じられている。
[0007] 特許文献 1 :特開平 5— 140576号公報
特許文献 2：特開平 5— 149343号公報
特許文献 3：特開平 11― 22740号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] し力しながら、特許文献 1のグリース組成物では、混合油の粘度が高 、場合や、増 ちょう剤の種類や量が不適切であると、グリースの見掛け粘度が大きくなり、異音防止 効果が十分ではなくなる。また、特許文献 2や特許文献 3のように潤滑油を塗布する 方法では、運転初期は有効であるものの、運転を «続していくとグリース糸且成物と潤 滑油とが混合して異音防止効果が低下してくる。
[0009] そこで、本発明は、 40°C程度の低温下においても潤滑性能が良好で、異音の発 生の無 、転がり軸受を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0010] 上記の課題を解決するために、本発明者らが検討した結果、上述のように、従来で は低温下での異音発生を抑制するために、グリース組成物の基油の粘度を規定する ことが主流とされている。しかし、基油の動粘度とグリース組成物の流動性との間に必 ずしも相関が見られないことがあり、低粘度の基油を用いたグリース組成物でも、低 温で異音を発生することを確認した。これは、グリース組成物は基油、増ちよう剤及び 添加剤の 3成分力も形成されているため、グリース組成物のレオロジー特性は、潤滑 油の動粘度だけでなぐ増ちよう剤や添加剤の影響を受けるためである。そして、ダリ ース組成物の流動性は、グリース組成物のレオロジー特性 (見掛け粘度）に依存し、 特定の見掛け粘度のグリース組成物は極低温下でも異音を発生しないことを見出し た。
[0011] 即ち、上記の目的を達成するために、本発明は、内輪と外輪との間に複数の転動 体を転動自在に保持し、かつ、 30°Cにおける見掛け粘度が 5〜200Pa' sであるグ リース組成物を封入したことを特徴とする転がり軸受を提供する。
発明の効果
[0012] 本発明の転がり軸受は、—40°C程度の低温下においても潤滑性能が良好で、異 音の発生が無ぐ自動車の電装部品 ·エンジン補機等に好適となる。
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]本発明の転がり軸受の一例である玉軸受を示す断面図である。
[図 2]見掛け粘度を測定する装置の構成を説明するための模式図である。
[図 3]実施例で得られた、試験グリースの見掛け粘度と異音発生までの回数との関係 を示すグラフである。
符号の説明
[0014] 1 玉軸受
10 内輪
11 外輪
12 保持器
13 玉
14 シール
発明を実施するための最良の形態
[0015] 以下に本発明につ 、て詳細に説明する。
[0016] 本発明において、転がり軸受の種類や構造には制限がなぐ例えば、従来から自 動車の電装部品、エンジン補機であるオルタネータゃコンプレッサ用プーリ、アイドラ プーリ、カーエアコン用電磁クラッチ等に使用されている各種転がり軸受が対象とな る力 特に内径 8〜60mmの軸受において顕著な効果が現われる傾向にある。軸受 の具体例としては、図 1に示す玉軸受 1を例示できる力 この玉軸受 1は、内輪 10と 外輪 11との間に、保持器 12を介して複数の転動体である玉 13を転動自在に保持し てなり、更に、軸受空間 Sに後述されるグリース組成物を充填してシール 14で封止し たものである。
[0017] 封入されるグリース組成物は、グリース組成物として 30°Cにおける見掛け粘度が 5〜200Pa' sであれば、基油及び増ちよう剤、添加剤、更にはこれらの配合量は特に 制限がないが、それぞれの好ましい態様を以下に示す。尚、見掛け粘度は 5〜： LOOP a ' s (— 30°C)がより好ましい。より好ましくは、 5〜80Pa' s (— 30°C)である。
[0018] 基油は、低温流動性不足による低温起動時の異音発生や、高温で油膜が形成さ れ難 、ために起こる焼付きを避けるために、 40°Cにおける動粘度が 10〜400mm2 /sであることが好ましぐ 20〜250mm2Zs力 Sより好ましく、 25〜150mm2Zs力 S特に 好ましい。また、流動点が 30°C以下のものが望ましい。
[0019] 基油の種類としては、鉱油系、合成油系及び天然油系の潤滑油が挙げられる。鉱 油系潤滑油としては、鉱油を減圧蒸留、油剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤 脱ろう、硫酸洗浄、白土精製、水素化精製等を、適宜組み合わせて精製したものを 用いることができる。合成油系潤滑基油としては、炭化水素系油、芳香族基油、エス テル系油、エーテル系油等が挙げられる。炭化水素系油としては、ノルマルパラフィ ン、イソパラフィン、ポリブテン、ポリイソブチレン、 1—デセンオリゴマー、 1—デセンと エチレンコオリゴマー等のポリ aーォレフインまたはこれらの水素化物等が挙げら れる。芳香族系油としては、モノアルキルベンゼン、ジアルキルベンゼン、等のアルキ ルベンゼン、あるいはモノアルキルナフタレン、ジアルキルナフタレン、ポリアルキル ナフタレン等のアルキルナフタレン等が挙げられる。エステル系油としては、ジブチル セバケート、ジー 2—ェチルへキシルセバケート、ジォクチルアジペート、ジイソデシ ルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジトリデシルグルタレート、メチル 'ァセチルシ ノレート等のジエステル油、あるいはトリオクチルトリメリテート、トリデシルトリメリテート 、テトラオクチルピロメリテート等の芳香族エステル油、更にはトリメチロールプロパン カプリレート、トリメチロールプロパンベラルゴネート、ペンタエリスリトール 2—ェチ ルへキサノエート、ペンタエリスリトールベラルゴネート等のポリオールエステル油、更 にはまた、多価アルコールと二塩基酸 ·一塩基酸の混合脂肪酸とのオリゴエステルで あるコンプレックスエステル油等が挙げられる。エーテル系油としては、ポリエチレン グリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコーノレモノエーテル、ポリプロ ピレンダリコールモノエーテル等のポリグリコール、あるいはモノアルキルトリフエ-ル エーテル、アルキルジフエ-ルエーテル、ジアルキルジフエ-ルエーテル、ペンタフ ェニルエーテル、テトラフェニルエーテル、モノアルキルテトラフェニルエーテル、ジァ ルキルテトラフエ-ルエーテル等のフエ-ルエーテル油等が挙げられる。その他の合 成潤滑基油としてはトリクレジルフォスフェート、シリコーン油、パーフルォロアルキル エーテル等が挙げられる。天然油系潤滑基油としては、牛脂、豚脂、大豆油、菜種 油、米ぬか油、ヤシ油、パーム油、パーム核油等の油脂系油またはこれらの水素化 物が挙げられる。中でも、流動点が低いことから、合成炭化水素油、エステル系油、 エーテル系油等が好ましい。これらの基油は、単独または混合物として用いることが でき、上述した好ましい動粘度に調整される。
[0020] 増ちよう剤は、ゲル構造を形成し、基油をゲル構造中に保持する能力があれば、特 に制約はない。例えば、 Liや Na等からなる金属石けんや、 Li, Na, Ba, Ca等力 選 択される複合金属石けん等の金属石けん類、ベントン、シリカゲル、ゥレア化合物、ゥ レア'ウレタン化合物、ウレタンィ匕合物等の非石けん類を適宜選択して使用できるが、 グリース組成物の耐熱性を考慮するとウレァ化合物、ゥレア'ウレタン化合物、ウレタ ン化合物または、これらの混合物が好ましい。このウレァ化合物、ゥレア'ウレタンィ匕 合物、ウレタンィ匕合物としては、具体的にはジゥレア化合物、トリゥレア化合物、テトラ ゥレア化合物、ポリウレァ化合物、ゥレア'ウレタン化合物、ジウレタンィ匕合物またはこ れらの混合物が挙げられ、これらの中でもジゥレア化合物、ゥレア'ウレタン化合物、 ジウレタン化合物またはこれらの混合物がより好ましい。耐熱性、音響性を考慮すると 、ジゥレア化合物を配合することが更に好ましい。
[0021] グリース組成物には、更に優れた性能を付与するために、必要に応じて公知の添 加剤を添加することができる。例えば、アミン系、フエノール系等の酸ィ匕防止剤;塩素 系、ィォゥ系、リン系、ジチォリン酸亜鉛、有機モリブデン等の極圧剤;脂肪酸、動植 物油等の油性剤；石油スルフォネート、ジノ-ルナフタレンスルフォネート、ソルビタン エステル等の鲭止め剤；ベンソトリァゾール、亜硝酸ソーダ等の金属不活性剤；ポリメ タクリレート、ポリイソプチレン、ポリスチレン等の粘度指数向上剤等を、それぞれ単独 で、あるいは適宜組み合わせて添加することができる。添加量も本発明の所望の目 的を達成できれば特に制限はな 、が、通常グリース組成物全量に対し 10質量％以 下である。
[0022] 上記のグリース組成物を製造する方法にも制限はないが、一般的には基油中で増 ちょう剤を反応して得られる。添加剤は、得られたグリース組成物に所定量を配合す ればよいが、エーダーやロールミル等で添加剤を添加した後に十分攪拌し、均一分 散させる必要がある。この処理を行うときは、加熱するのも有効である。
実施例
[0023] 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は これにより何ら制限されるものではない。
[0024] (実施例 1〜6、比較例 1〜2)
表 1に示す配合にて試験グリースを調製し、それぞれの— 30°Cにおける見掛け粘 度を測定した。測定は REOLOGICA INSTRUMENTS社製「VAR100」を用い て行なったが、この測定装置は図 2に模式的に示すように、下部ステージと上部プレ ートとで試験グリースを挟み、上部プレートを図中矢印の方向に回転させて所定の応 力をカ卩える構成となっている。そして、ギャップを lmmとし、下部ステージを冷却して 試験グリースを— 30°Cに維持しつつ上部プレートに 1500Paの応力を印加し、回転 開始から 200〜500秒後に抵抗が安定したときの値力も見掛け粘度を算出した。結 果を表 1に併記する。
[0025] また、試験グリースを 1. 5g封入した単列深溝玉軸受（内径 17mm、外径 47mm、 幅 14mm)をオルタネータに組み込み、 30°Cの低温室内に約 2時間放置した後、 内輪回転速度 6000min— ラジアル荷重 1320N、アキシアル荷重 490Nの条件で 4 0秒間回転させ、回転時に異音が発生する力否かを確認した。そして、異音が発生し ない場合は 20分放置後に同じ測定を行い、異音が発生するまで繰り返した。尚、測 定回数は最多で 30回とし、 10回以上測定しても異音が発生しな 、場合を合格とした 。結果を表 1、並びに図 3にグラフ化して示す。
[表 1]
Figure imgf000010_0001
[0027] 表 1及び図 3から、本発明に従い、—30°Cにおける見掛け粘度が 200Pa' s以下で ある試験グリースを封入することにより、優れた低温特性が得られることがわかる。特 に— 30°Cにおける見掛け粘度が 80Pa' s以下である実施例 1〜4では、 30回測定し ても異音の発生は認められな力つた。
[0028] 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲 を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明ら かである。

Claims

請求の範囲
内輪と外輪との間に複数の転動体を転動自在に保持し、かつ、 30°Cにおける見 掛け粘度が 5〜200Pa' sであるグリース組成物を封入したことを特徴とする転がり軸 受。
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