複列転がり軸受
【課題】軸受空間内に潤滑剤含有ポリマが充填されて固化されている自動調心ころ軸受の、高速・高荷重の使用条件下での信頼性を向上させる。
【解決手段】軸受空間内に潤滑剤含有ポリマを充填・固化させる方法として、射出成形法を採用する。潤滑剤含有ポリマは、保持器４の環状部４１と外輪２との間の空間８Ａ、内輪１の脱落防止つば１ｂの内側面１４ところ３の外端面との間の空間８Ｂ，８Ｄ、案内輪７ところ３の内端面との間の空間８Ｃ，８Ｅ、ころ３の内端面と保持器４の環状部４１との間の空間８Ｆに充填・固化される。
【解決手段】軸受空間内に潤滑剤含有ポリマを充填・固化させる方法として、射出成形法を採用する。潤滑剤含有ポリマは、保持器４の環状部４１と外輪２との間の空間８Ａ、内輪１の脱落防止つば１ｂの内側面１４ところ３の外端面との間の空間８Ｂ，８Ｄ、案内輪７ところ３の内端面との間の空間８Ｃ，８Ｅ、ころ３の内端面と保持器４の環状部４１との間の空間８Ｆに充填・固化される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の複列内輪と複列外輪との間に転動体が複列に配置されている複列転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
複列転がり軸受の一種である自動調心ころ軸受は、外輪軌道面が軸受中心を中心とする球状に形成されていることで取付け誤差に対して自動的に調心が行われる。このような自動調心ころ軸受内の空間に潤滑剤含有ポリマを充填して固化することは、例えば下記の特許文献１に記載されている。
この特許文献１に記載されている自動調心ころ軸受を図８に示す。この軸受は、内輪１に２列の軌道１ａを有し、各軌道１ａの外端部に脱落防止つば１ｂが、両軌道１ａの間に案内つば１ｃがそれぞれ形成されている。ころ３は、各列毎に別体の保持器４によって保持され、ころ３の内端面は案内つば１ｃの側面に接触している。そして、この軸受のころ３の外端面より内側に存在する空間と、内輪１の脱落防止つば１ｂところ３の外端面との間に、潤滑剤含有ポリマ（プラスチックグリース）５が充填されて固化されている。
【０００３】
この潤滑剤含有ポリマ５の充填は、図８に２点鎖線で示すような型板１１を２枚用いて行われる。なお、図８において、左側の型板１１は省略してある。この型板１１は、外輪２の外周面に嵌合するつば１２と、ころ３の外端面を押圧するつば１３とを備えている。この型板１１を軸受の一方の端面に取付け、他方の端面側から軸受内の空間に未焼成状態の潤滑剤含有ポリマを入れた後、もう１枚の型板１１を他方の端面に取り付ける。この状態で、軸受全体を潤滑剤含有ポリマの融点以上の温度まで加熱した後冷却することにより、潤滑剤含有ポリマを固化する。
【特許文献１】特開平６−５０３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この軸受において、潤滑剤含有ポリマは全てのころ間に固体状態で存在しているため、全てのころと保持器は潤滑剤含有ポリマにより一体化されている。しかしながら、この保持器は各列毎にころを保持する分離型保持器であるため、ころが保持器とともに各列毎に異なる動きをするような使用条件（例えば高速高荷重）下では、ころの各列毎の異なる動きに伴って、潤滑剤含有ポリマの各ころ列の中間付近の位置に剪断応力が生じる。
【０００５】
このとき、前述の方法で充填・固化されている潤滑剤含有ポリマは、内部組成が均一になり難いため機械的強度が低く、前記位置にボイドが生じて破損する恐れがある。また、潤滑剤含有ポリマが比較的薄く形成される部分、例えば、ころの周面と内輪および外輪との間に存在するエッジ部（図８の５ａ）、両保持器の間（図８の５ｂ）、ころの内端面と保持器との間（図８の５ｃ）等には、破損や亀裂が発生する恐れがある。
【０００６】
また、前述の充填・固化方法では、軸受全体を潤滑剤含有ポリマの融点以上の温度まで加熱する必要があるため、軸受に変形が生じたり、表面硬度が低下したりする恐れがある。
本発明は、このような従来技術の問題点に着目してなされたものであり、一対の複列内輪および複列外輪と、複列配置されている転動体とを備え、軸受の内部空間（例えば、各転動体列間、各転動体列の転動体同士の間、保持器と内輪および外輪との間）に、潤滑剤含有ポリマが充填されて固化されている複列転がり軸受において、充填・固化されている潤滑剤含有ポリマの機械的強度を高くして、高速・高荷重の使用条件下での信頼性を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、一対の複列内輪および複列外輪と、複列配置されている転動体と、転動体を保持する保持器を備え、内部空間に潤滑剤含有ポリマが充填されて固化されている複列転がり軸受の製造方法において、潤滑剤含有ポリマとして、ポリオレフィン系樹脂と潤滑油とからなり、潤滑剤含有ポリマの全重量に対するポリオレフィン系樹脂の含有率は１０〜５０重量％であり、潤滑剤の含有率は９０〜５０重量％であるものを使用し、前記ポリオレフィン系樹脂は、低分子量ポリオレフィンを含まないか５重量％以下の割合で含有し、中分子量ポリオレフィンを８〜４８重量％の割合で含有し、超高分子量ポリオレフィンを２〜１５重量％の割合で含有し、金型として、軸受の幅方向中心で２分割され、内輪と外輪の間に外側から転動体列を支持するつば部を有し、一方の分割体のつば部の転動体間となる部分にゲートを設けたものを用い、この金型を軸受に外嵌させた状態で、射出成形機のスクリューで溶融された材料をゲートから軸受空間内に導入することで、潤滑剤含有ポリマを射出成形法により充填させて固化することを特徴とする複列転がり軸受の製造方法を提供する。
【０００８】
本発明はまた、本発明の方法で製造され、一対の複列内輪および複列外輪と、複列配置されている転動体と、転動体を保持する保持器を備え、内部空間に潤滑剤含有ポリマが充填されて固化されている複列転がり軸受を提供する。
充填する潤滑剤含有ポリマとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂から選択されたポリマに、ポリα−オレフィン油等のα−オレフィンの重合油、ナフテン系油、鉱油、ジアルキルジフェニルエーテル油等のエーテル油、フタル酸エステル等のエステル油から選択された潤滑剤を単独でまたは２種類以上を組み合わせて混合したものが挙げられ、これらはポリマの融点以上の温度に加熱した後に冷却することによって固化する。この潤滑剤含有ポリマは、未焼成の場合は、例えばポリマに潤滑剤が均一に混合したペースト状である。この潤滑剤含有ポリマは、酸化防止剤、錆止め剤、摩耗防止剤、消泡剤、極圧剤等を含んでいてもよい。
【０００９】
潤滑剤含有ポリマ中のポリオレフィン系樹脂の含有率は、全重量に対して１０〜５０重量％とし、潤滑剤の含有率は９０〜５０重量％とする。ポリオレフィン系樹脂の含有率が１０重量％未満であると、固化後に必要な硬さおよび強度的強度が得られない。その結果、軸受の回転等によって負荷がかかった時に潤滑剤含有ポリマが初期形状を保持するのが困難となり、軸受内から脱落する等の不具合が生じる恐れがある。ポリオレフィン系樹脂の含有率が５０重量％を超えると潤滑剤の含有率は５０重量％未満となるため、軸受に対する潤滑剤の供給量が不十分となって軸受寿命が低下する。
【００１０】
ポリオレフィン系樹脂の平均分子量は７×１０2 〜５×１０6 の範囲にあり、潤滑剤含有ポリマを構成するポリマとしてポリオレフィン系樹脂を使用する場合には、ポリオレフィン系樹脂を、平均分子量が７×１０2 〜１×１０4 と低いもの（以下、「低分子量ポリオレフィン」と称する）、平均分子量が１×１０6 〜５×１０6 と高いもの（従来より「超高分子量ポリオレフィン」と称されている）、平均分子量がこれらの間の１×１０4 〜１×１０6 であるもの（以下、「中分子量ポリオレフィン」と称する）の３種類に分類し、これらを適宜組み合わせることによって、潤滑剤含有ポリマとして必要な性能を発揮させる。
【００１１】
潤滑剤含有ポリマを構成するポリマとして、超高分子量ポリオレフィンを多く含有するポリオレフィン系樹脂を使用すると、充填・固化後の潤滑剤含有ポリマの機械的強度は向上するが、潤滑剤との親和性が低いため潤滑剤含有ポリマによる潤滑作用が不十分となる。具体的には、潤滑剤含有ポリマから潤滑剤が滲み出す速度が速くなって潤滑効果が長続きしないため、軸受寿命が短くなる。
【００１２】
低分子量ポリオレフィンを多く含有するポリオレフィン系樹脂を使用すると、反対に、潤滑剤との親和性が高いため潤滑剤含有ポリマによる潤滑作用が高くなるが、充填・固化後の潤滑剤含有ポリマの機械的強度は低下する。中分子量ポリオレフィンはこれらの中間の性質を有するとともに、成形性が良い。
なお、低分子量ポリオレフィンとしてはポリエチレンワックス等が用いられるが、融点が１００〜１３０℃程度であるパラフィンワックスを用いてもよい。
【００１３】
このような機械的強度、潤滑効果、成形性のバランスを考慮すると、潤滑剤含有ポリマを構成するポリオレフィン系樹脂としては、低分子量ポリオレフィンは含まないか５重量％以下の割合で含有し、中分子量ポリオレフィンは８〜４８重量％の割合で含有し、超高分子量ポリオレフィンは２〜１５重量％の割合で含有するものを用いることが好ましい。
潤滑剤含有ポリマの充填・固化後の硬さは、ＨＤA （スケールＡを用いたデュロメータ硬さ）６５〜９０の範囲であることが好ましい。ＨＤA ６５未満では機械的強度が不十分であり、軸受の回転によって破損する恐れがある。ＨＤA ９０を超えると、転動体を拘束する力が大きすぎて、軸受に生じるトルクが大きくなったり、軸受の回転に伴う発熱量が多くなって軸受温度が上昇したりする恐れがある。より好ましい硬さの範囲はＨＤA ７０〜８５である。
【００１４】
潤滑剤含有ポリマの充填・固化後の硬さを高くして機械的強度を向上させるために、潤滑剤含有ポリマを構成するポリマとして、ポリオレフィン系樹脂に以下のような熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を添加したもの使用してもよい。
ポリオレフィン系樹脂に添加する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、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樹脂等が挙げられる。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、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は単独で添加しても良いし、２種類以上を添加しても良い。
【００１５】
ポリオレフィン系樹脂にこのような熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を添加する場合には、添加する樹脂をポリオレフィン系樹脂に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。
また、潤滑剤含有ポリマの充填・固化後の機械的強度を向上させるために、以下に示すような充填剤を添加しても良い。このような充填剤としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、無機ウィスカー類（チタン酸カリウムウィスカーやホウ酸アルミニウムウィスカー）、あるいは無機繊維類（ガラス繊維や金属繊維）およびこれらを布状に編組したもの、カーボンブラック、黒鉛粉末、カーボン繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維等が挙げられる。
【００１６】
潤滑剤含有ポリマに対しては、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−ブチルフェノール）等の老化防止剤を、光による劣化を防止する目的で、潤滑剤含有ポリマに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−ブチルメチルフェニル）−５−クロロベントリアゾール等の紫外線吸収剤などの各種添加剤を添加しても良い。
【００１７】
なお、潤滑剤含有ポリマに含まれるポリオレフィン系樹脂と潤滑剤以外の成分の添加量は、合計で潤滑剤含有ポリマに対して２０重量％以下の割合となるようにすることが好ましい。この添加量が２０重量％を超えると、潤滑剤の滲み出しによる潤滑能力が維持され難くなる。
本発明の方法において、射出成形は以下のようにして行う。金型として、軸受の幅方向中心で２分割され、内輪と外輪の間に外側から転動体列を支持するつば部を有し、つば部の転動体間となる部分にゲートを設けたものを用い、この金型を軸受に外嵌させた状態で、射出成形機のスクリューで溶融された材料をゲートから軸受空間内に導入する。
【００１８】
ゲートは分割された金型の片方のみに設ける。両方に設けると転動体列間にウエルドが生じて転動体列間の潤滑剤含有ポリマの機械的強度が低下するため、片方のみに設けてある方が好ましい。特に、分離型保持器の場合は両方のゲートから充填するのではなく、片方のゲートから充填する必要がある。
また、射出成形機としては、自重式ホッパーが付いた通常のインラインスクリュー式の射出成形機では、ペースト状の未焼成潤滑剤含有ポリマがスクリュー部に噛み込み難いため、特開平８−３０９７９３号公報に記載されているような、ホッパー部を圧送式にした射出成形機を用いることが好ましい。この射出成形機を用いると、ペースト状の潤滑剤含有ポリマをスクリュー部に安定的に送ることができるため、射出成形が容易に行われる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明の複列転がり軸受によれば、軸受空間内に充填・固化された潤滑剤含有ポリマの機械的強度が高いため、高速・高荷重の使用条件下での信頼性が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について説明する。
［成形法の違いによる機械的強度の比較］
以下のようにして、同じ組成の潤滑剤含有ポリマを用い、射出成形と圧縮成形により同じ大きさのダンベル形試験片を成形し、これらの試験片を用いて引っ張り強度と硬さの測定を行った。
【００２１】
潤滑剤含有ポリマ用のポリマとしては、市販の高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリエチレンワックスを用意した。潤滑剤としては市販の鉱油を用意した。
これらを先ず、高密度ポリエチレンが１０重量％、超高分子量ポリエチレンが１２．５重量％、ポリエチレンワックスが２．５重量％、鉱油が７５重量％となるように混合した。次に、この混合物を１５０℃で１時間加熱した後、室温まで冷却して固化させた。これをさらに粉砕機で粉砕することにより、ペースト状の潤滑剤含有ポリマを得た。
【００２２】
射出成形は、ホッパーを圧送式にした型締め力４７トンのインラインスクリュー式成形機を用い、樹脂温度１７５℃、金型温度５０℃、射出圧力３０ＭＰａ、射出時間１秒、冷却時間３０秒の条件で行った。圧縮成形は、試験片用金型内に材料を充填後、圧力５ｋｇ／ｃｍ2 、温度１７０℃、加熱圧縮時間１５分の条件で行った。
引っ張り強度は、万能型強度試験機を用い、引っ張り速度１０ｍｍ／分の条件で行い、破断点までの最大負荷荷重を測定した。この測定値を試験片の最小断面積で除した値を引っ張り強度として算出した（１Ｐａ＝１Ｎ／ｍ2 ）。硬さは、デュロメータスケールＡ硬度計を用いて測定した。これらの結果を下記の表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
この表に示すように、射出成形体（射出成形で成形されたもの）の引っ張り強度は圧縮成形体（圧縮成形で成形されたもの）の７倍程度の値になっている。また、硬さ（ＨＤA ）も射出成形体の方が高い。このように、射出成形体の機械的強度は圧縮成形体より非常に高いことが分かる。
【００２５】
［実施形態１］
先ず、図１および２に示す構造の自動調心ころ軸受を作製した。図１は図２のＢ−Ｂ線断面図に相当する。なお、図１の右側のころは断面であるがハッチングを省略してある。
この軸受は、内輪１に２列の軌道１ａを有し、各軌道１ａの外端部に脱落防止つば１ｂが形成されている。外輪軌道２ａは、軸受中心を中心とする球状に形成されている。全てのころ３は一つの保持器４によって保持されている。この保持器４は、環状の環状部４１と、環状部４１から左右両側に櫛状に延びる保持部４２とで構成されている。左右の保持部４２は環状部４１の異なる位置から交互に延びている。この保持器４により、軸受の軸方向において、一方の列のころ３は他方の列のころ３同士の間に配置される。
【００２６】
また、保持器４の環状部４１の内側であって、内輪１の２つの軌道１ａの間となる位置に、各列のころ３を案内する案内輪７が配置されている。
なお、図２において、ライン７ａは案内輪７の幅方向（軸受の軸方向）中心線を、ライン４ａは保持器の環状部４１の幅方向中心線を、ライン３ａはころ３の外端面の中心点を結ぶ線を示す。
【００２７】
次に、この軸受を脱脂洗浄した後、フッ素系離型剤（ダイキン工業（株）社製「ダイフリーＧＦ６０３０（商品名）」）の溶液中に５秒間浸漬した後、これを取り出して３０分間放置することにより溶剤を乾燥させた。これにより、この軸受の外輪２の内周面側（軌道２ａを含む）と、内輪１の外周面側（軌道１ａ、軌道１ａ間の面１ｄ、脱落防止つば１ｂの内側面１４）と、ころ３の周面および両端面と、保持器４の表面と、案内輪７の表面にフッ素系離型剤の被膜を形成させた。
【００２８】
次に、上述の試験片作製の際に用いた潤滑剤含有ポリマを、この軸受内に射出成形法により充填した。射出成形機は前記と同じものを用い、成形条件は、樹脂温度１７５℃、金型温度５０℃、射出圧力３０ＭＰａ、射出時間２〜３秒、冷却時間６０秒とした。
金型は図３および４に示す構造のものを用いた。図３および４は、この軸受に金型を装着した状態を示す断面図であって、図３は図２のＢ−Ｂ線断面に対応する断面図であり、図４は図２のＡ−Ａ線断面に対応する断面図である。
【００２９】
これらの図に示すように、この金型は、軸受の幅方向中心で左右に２分割される２つの分割体６１，６２で構成され、両分割体６１，６２には、外輪２を嵌め入れる凹部６ａと、内輪１を嵌め入れる凹部６ｂと、内輪１と外輪２との間に外側から嵌まるつば部６ｃが形成されている。つば部６ｃは、ころ３の外端面に沿った面と、内輪１の脱落防止つば１ｂの周面に沿った面と、外輪２の内周面の軌道２ａより外側となる面に沿った面を有する。
【００３０】
したがって、軸受の側面から各分割体６１，６２のつば部６ｃを、内輪１と外輪２との間に、先端面がころ３の外端面に接触するまで嵌め入れることにより、つば部６ｃの各面が軸受の対応する前記各面に当接し、凹部６ａに外輪２の外周面と側面が嵌め入れられ、凹部６ｂに内輪１の内周面と側面が嵌め入れられるようになっている。
また、一方の分割体６１のつば部６ｃにはゲート６ｄが設けてある。このゲート６ｄはピンポイントゲートであり、図２に示すように、保持器４の環状部４１の外周ラインに沿って、ころ列内のころ３の設置間隔に対応させた間隔で、ころ列内のころ３の数と同じ数だけ設けてある。そして、この分割体６１を軸受に取り付ける際には、ゲート６ｄが、この分割体６１を取り付ける側のころ列（ここでは図３および４の左側のころ列）で隣合うころ３の間となる位置に配置されるようにする。
【００３１】
各ゲート６ｄの基端は円板状のランナ６ｅに接続してあり、金型のパーティングライン（Ｐ．Ｌ．）より外側の部分（省略）には、軸受の軸中心点となる位置にスプルが設けてある。したがって、射出成形機から金型のスプルに導入された溶融樹脂はランナ６ｅ内に入って円板状に拡げられた後、全てのゲート６ｄから軸受内に導入される。軸受内の溶融樹脂は、図３および４に矢印で示すように移動する。
【００３２】
すなわち、溶融樹脂は、先ず、図３に示すように、ゲート６ｄの先端から左側の列のころ３Ｌ同士の間に入り、その一部は保持器の左側の保持部４２と外輪２との間を移動して、保持器の環状部４１と外輪２との間の空間８Ａに達する。また、一部は保持器の保持部４２の外端面と金型のつば部６ｃとの間を移動し、その一部は、内輪１の脱落防止つば１ｂの内側面１４ところ３Ｌの外端面との間の空間８Ｂに入り、それ以外は、保持部４２と内輪の軌道１ａとの間を移動して、案内輪７ところ３Ｌの内端面との間の空間８Ｃに入る。
【００３３】
空間８Ａに達した溶融樹脂は、次に、図４に示すように、右側の列のころ３Ｒ同士の間に入り、保持器の右側の保持部４２と外輪２との間を移動する。その一部は、保持部４２の外端面と金型のつば部６ｃとの間を移動して、内輪１の脱落防止つば１ｂの内側面１４ところ３Ｒの外端面との間の空間８Ｄに入る。それ以外は、保持部４２と内輪の軌道１ａとの間を移動して、案内輪７ところ３Ｒの内端面との間の空間８Ｅに入る。なお、空間８Ａに達した溶融樹脂は、ころ３Ｌ，３Ｒの内端面と保持器の環状部４１との間の空間８Ｆにも入る。
【００３４】
このようにして射出成形を行った後に金型を外すことにより、図１の軸受の内部空間、すなわち前記各空間８Ａ〜８Ｆと各列の隣り合うころ３同士の空間に、潤滑剤含有ポリマが充填されて固化された自動調心ころ軸受が得られる。この軸受の図２のＡ−Ａ線断面に対応する断面図を図５に示す。図５の符号５は、射出成形法により充填・固化された潤滑剤含有ポリマを示す。
【００３５】
この自動調心ころ軸受は、潤滑剤含有ポリマ５が射出成形法により充填・固化されているため、圧縮成形法により潤滑剤含有ポリマが充填・固化されている自動調心ころ軸受と比較して機械的強度が高い。
また、この軸受は、保持器４が複列の全てのころ３を保持する一体型保持器であるため、高速・高荷重の使用条件下であってもころが各列毎に異なる動きをすることはない。そのため、分離型保持器の場合と比較して、高速・高荷重の使用条件下での信頼性が高いものとなる。
【００３６】
さらに、この軸受は、ころ３の内端面と案内輪７との間の空間８Ｃ，８Ｅ、およびころ３の外端面と内輪１の脱落防止つば１ｂの内側面１４との間の空間８Ｂ，８Ｄに潤滑剤含有ポリマが充填されているため、ころ３の内端面と案内輪７との間およびころ３の外端面と内輪の脱落防止つば１ｂとの間における潤滑状態が良好となる。これにより、軸受回転時のトルクが小さくなるとともに、これらの位置での温度上昇が抑制されるため、潤滑剤含有ポリマ５の軟化が生じて機械的強度が低下したり、潤滑剤の放出速度が速くなったりすることが防止される。
【００３７】
また、この軸受は、潤滑剤含有ポリマ５を充填する前に軸受に離型剤の被覆が行われているため、潤滑剤含有ポリマ５の固化後に、内輪１、外輪２、およびころ３と潤滑剤含有ポリマ５との間が接着されない。したがって、潤滑剤含有ポリマと内外輪との間に生じる摩擦が少なく、潤滑剤含有ポリマの存在によって軸受の回転に支障が生じることが防止される。
この自動調心ころ軸受（実施例１）と、全く同じ構成の図１の軸受に対して同じ潤滑剤含有ポリマを同じ空間に圧縮成形法により充填・固化させた軸受（比較例１）とを用いて、回転試験を行った。圧縮成形条件は上述の試験片作製の際と同じにした。
【００３８】
回転試験は、自動調心ころ軸受（型番２２３１１：外径１２０×内径５５×幅４３）を用い、ラジアル荷重２８０ｋｇｆを負荷して行い、一定回転数で２４時間連続して回転させた後に、潤滑剤含有ポリマに亀裂等の破損が発生するかどうかを調べた。回転数は６００ｒｐｍから１００ｒｐｍずつ上げていき、破損が発生した回転数を破損回転数として調べた。その結果、破損回転数は実施例１で１８００ｒｐｍ、比較例１で１２００ｒｐｍであった。
この結果から分かるように、実施例１の軸受は比較例１の軸受よりも著しく高い回転速度での使用が可能となる。
【００３９】
［実施形態２］
分離型の保持器を有する自動調心ころ軸受として、図６に示す構造のものを作製した。この保持器４は、ころ３を各列毎に保持するポケット４３ａを有する主部４３と、これと一体に形成された内向きフランジ４４および外向きフランジ４５とで主に構成される。この保持器の詳細な構造に関しては特開平８−２９６６５３号公報に開示されている。また、この軸受の外輪２には油穴２１が設けてある。
【００４０】
この軸受に実施形態１と同様にして同じ組成の潤滑剤含有ポリマを充填・固化させるが、金型としては図７に示すように、内向きフランジ４４を嵌め入れるための凹部６ｆを設けるとともに、油穴２１を塞ぐための栓６３も設けた。これ以外の点は前記実施形態１と同様の構造である金型を用いた。そして、前記実施形態１と同じ条件で射出成形を行った。
【００４１】
その結果、この軸受の内部空間のうち、保持器４の外向きフランジ部４５と外輪２との間の空間８Ｇ、ころ３の内端面と外向きフランジ部４５との間の空間８Ｈ、内向きフランジ４４ところ３の外端面との間の空間８Ｊ、各列内の隣り合うころ３同士の間の空間に潤滑剤含有ポリマが充填・固化された。保持器４と内輪１の外周面との間の空間８Ｋには、潤滑剤含有ポリマが充填されなかった。
【００４２】
この自動調心ころ軸受（実施例２）と、全く同じ構成の図６の軸受に対して同じ潤滑剤含有ポリマを同じ空間に圧縮成形法により充填・固化させた軸受（比較例２）とを用いて、回転試験を行った。圧縮成形条件は上述の試験片作製の際と同じにした。
回転試験は、自動調心ころ軸受（型番２２３１０：外径１１０×内径５０×幅４０）を用い、ラジアル荷重２８０ｋｇｆを負荷して行い、一定回転数で２４時間連続して回転させた後に、潤滑剤含有ポリマに亀裂等の破損が発生するかどうかを調べた。回転数は６００ｒｐｍから１００ｒｐｍずつ上げていき、破損が発生した回転数を破損回転数として調べた。その結果、破損回転数は実施例２で１０００ｒｐｍ、比較例２で６００ｒｐｍであった。
【００４３】
この結果から分かるように、実施例２の軸受は比較例２の軸受よりも著しく高い回転速度での使用が可能となる。
また、この実施形態２の軸受は、保持器４が各列毎にころ３を保持する分離型保持器であるため、実施例１と実施例２の結果の比較から分かるように、実施形態１の軸受と比較して使用可能な回転速度は低くなるが、保持器が分離型保持器であっても潤滑剤含有ポリマを射出成形法により充填・固化することによって、１０００ｒｐｍでの使用が可能となる。
【００４４】
また、本発明のように潤滑剤含有ポリマを射出成形法により充填・固化するとにより、軸受全体を潤滑剤含有ポリマの融点以上の温度まで加熱する必要がないため、軸受に変形が生じたり、表面硬度が低下したりする恐れがない。
なお、前記各実施形態では自動調心ころ軸受について述べてあるが、本発明はこれに限定されず、一対の複列内輪と複列外輪との間に転動体が複列に配置されている複列転がり軸受であればいずれのものにも適用される。これらの例としては、自動調心機能のない複列ころ軸受、複列玉軸受等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施形態１で作製した、潤滑剤含有ポリマを充填する前の自動調心ころ軸受を示す断面図であり、図２のＢ−Ｂ線断面図に相当する。
【図２】実施形態１で作製した、潤滑剤含有ポリマを充填する前の自動調心ころ軸受を示す正面図である。
【図３】実施形態１で使用した金型の構造を説明するための、軸受に金型を装着した状態を示す断面図であって、図２のＢ−Ｂ線断面に対応する断面図である。
【図４】実施形態１で使用した金型の構造を説明するための、軸受に金型を装着した状態を示す断面図であって、図２のＡ−Ａ線断面に対応する断面図である。
【図５】実施形態１で作製した、潤滑剤含有ポリマを充填・固化した後の自動調心ころ軸受を示す断面図であって、図２のＢ−Ｂ線断面に対応する断面図である。
【図６】実施形態２で作製した、潤滑剤含有ポリマを充填する前の自動調心ころ軸受を示す断面図である。
【図７】実施形態２で使用した金型の構造を説明するための、軸受に金型を装着した状態を示す断面図である。
【図８】潤滑剤含有ポリマが充填・固化された自動調心ころ軸受の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 内輪
２ 外輪
３ ころ（転動体）
４ 保持器
５ 潤滑剤含有ポリマ
６ａ 金型のゲート
６ｅ 金型のランナ
７ 案内輪
６１ 金型の分割体
６２ 金型の分割体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の複列内輪と複列外輪との間に転動体が複列に配置されている複列転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
複列転がり軸受の一種である自動調心ころ軸受は、外輪軌道面が軸受中心を中心とする球状に形成されていることで取付け誤差に対して自動的に調心が行われる。このような自動調心ころ軸受内の空間に潤滑剤含有ポリマを充填して固化することは、例えば下記の特許文献１に記載されている。
この特許文献１に記載されている自動調心ころ軸受を図８に示す。この軸受は、内輪１に２列の軌道１ａを有し、各軌道１ａの外端部に脱落防止つば１ｂが、両軌道１ａの間に案内つば１ｃがそれぞれ形成されている。ころ３は、各列毎に別体の保持器４によって保持され、ころ３の内端面は案内つば１ｃの側面に接触している。そして、この軸受のころ３の外端面より内側に存在する空間と、内輪１の脱落防止つば１ｂところ３の外端面との間に、潤滑剤含有ポリマ（プラスチックグリース）５が充填されて固化されている。
【０００３】
この潤滑剤含有ポリマ５の充填は、図８に２点鎖線で示すような型板１１を２枚用いて行われる。なお、図８において、左側の型板１１は省略してある。この型板１１は、外輪２の外周面に嵌合するつば１２と、ころ３の外端面を押圧するつば１３とを備えている。この型板１１を軸受の一方の端面に取付け、他方の端面側から軸受内の空間に未焼成状態の潤滑剤含有ポリマを入れた後、もう１枚の型板１１を他方の端面に取り付ける。この状態で、軸受全体を潤滑剤含有ポリマの融点以上の温度まで加熱した後冷却することにより、潤滑剤含有ポリマを固化する。
【特許文献１】特開平６−５０３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この軸受において、潤滑剤含有ポリマは全てのころ間に固体状態で存在しているため、全てのころと保持器は潤滑剤含有ポリマにより一体化されている。しかしながら、この保持器は各列毎にころを保持する分離型保持器であるため、ころが保持器とともに各列毎に異なる動きをするような使用条件（例えば高速高荷重）下では、ころの各列毎の異なる動きに伴って、潤滑剤含有ポリマの各ころ列の中間付近の位置に剪断応力が生じる。
【０００５】
このとき、前述の方法で充填・固化されている潤滑剤含有ポリマは、内部組成が均一になり難いため機械的強度が低く、前記位置にボイドが生じて破損する恐れがある。また、潤滑剤含有ポリマが比較的薄く形成される部分、例えば、ころの周面と内輪および外輪との間に存在するエッジ部（図８の５ａ）、両保持器の間（図８の５ｂ）、ころの内端面と保持器との間（図８の５ｃ）等には、破損や亀裂が発生する恐れがある。
【０００６】
また、前述の充填・固化方法では、軸受全体を潤滑剤含有ポリマの融点以上の温度まで加熱する必要があるため、軸受に変形が生じたり、表面硬度が低下したりする恐れがある。
本発明は、このような従来技術の問題点に着目してなされたものであり、一対の複列内輪および複列外輪と、複列配置されている転動体とを備え、軸受の内部空間（例えば、各転動体列間、各転動体列の転動体同士の間、保持器と内輪および外輪との間）に、潤滑剤含有ポリマが充填されて固化されている複列転がり軸受において、充填・固化されている潤滑剤含有ポリマの機械的強度を高くして、高速・高荷重の使用条件下での信頼性を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、一対の複列内輪および複列外輪と、複列配置されている転動体と、転動体を保持する保持器を備え、内部空間に潤滑剤含有ポリマが充填されて固化されている複列転がり軸受の製造方法において、潤滑剤含有ポリマとして、ポリオレフィン系樹脂と潤滑油とからなり、潤滑剤含有ポリマの全重量に対するポリオレフィン系樹脂の含有率は１０〜５０重量％であり、潤滑剤の含有率は９０〜５０重量％であるものを使用し、前記ポリオレフィン系樹脂は、低分子量ポリオレフィンを含まないか５重量％以下の割合で含有し、中分子量ポリオレフィンを８〜４８重量％の割合で含有し、超高分子量ポリオレフィンを２〜１５重量％の割合で含有し、金型として、軸受の幅方向中心で２分割され、内輪と外輪の間に外側から転動体列を支持するつば部を有し、一方の分割体のつば部の転動体間となる部分にゲートを設けたものを用い、この金型を軸受に外嵌させた状態で、射出成形機のスクリューで溶融された材料をゲートから軸受空間内に導入することで、潤滑剤含有ポリマを射出成形法により充填させて固化することを特徴とする複列転がり軸受の製造方法を提供する。
【０００８】
本発明はまた、本発明の方法で製造され、一対の複列内輪および複列外輪と、複列配置されている転動体と、転動体を保持する保持器を備え、内部空間に潤滑剤含有ポリマが充填されて固化されている複列転がり軸受を提供する。
充填する潤滑剤含有ポリマとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂から選択されたポリマに、ポリα−オレフィン油等のα−オレフィンの重合油、ナフテン系油、鉱油、ジアルキルジフェニルエーテル油等のエーテル油、フタル酸エステル等のエステル油から選択された潤滑剤を単独でまたは２種類以上を組み合わせて混合したものが挙げられ、これらはポリマの融点以上の温度に加熱した後に冷却することによって固化する。この潤滑剤含有ポリマは、未焼成の場合は、例えばポリマに潤滑剤が均一に混合したペースト状である。この潤滑剤含有ポリマは、酸化防止剤、錆止め剤、摩耗防止剤、消泡剤、極圧剤等を含んでいてもよい。
【０００９】
潤滑剤含有ポリマ中のポリオレフィン系樹脂の含有率は、全重量に対して１０〜５０重量％とし、潤滑剤の含有率は９０〜５０重量％とする。ポリオレフィン系樹脂の含有率が１０重量％未満であると、固化後に必要な硬さおよび強度的強度が得られない。その結果、軸受の回転等によって負荷がかかった時に潤滑剤含有ポリマが初期形状を保持するのが困難となり、軸受内から脱落する等の不具合が生じる恐れがある。ポリオレフィン系樹脂の含有率が５０重量％を超えると潤滑剤の含有率は５０重量％未満となるため、軸受に対する潤滑剤の供給量が不十分となって軸受寿命が低下する。
【００１０】
ポリオレフィン系樹脂の平均分子量は７×１０2 〜５×１０6 の範囲にあり、潤滑剤含有ポリマを構成するポリマとしてポリオレフィン系樹脂を使用する場合には、ポリオレフィン系樹脂を、平均分子量が７×１０2 〜１×１０4 と低いもの（以下、「低分子量ポリオレフィン」と称する）、平均分子量が１×１０6 〜５×１０6 と高いもの（従来より「超高分子量ポリオレフィン」と称されている）、平均分子量がこれらの間の１×１０4 〜１×１０6 であるもの（以下、「中分子量ポリオレフィン」と称する）の３種類に分類し、これらを適宜組み合わせることによって、潤滑剤含有ポリマとして必要な性能を発揮させる。
【００１１】
潤滑剤含有ポリマを構成するポリマとして、超高分子量ポリオレフィンを多く含有するポリオレフィン系樹脂を使用すると、充填・固化後の潤滑剤含有ポリマの機械的強度は向上するが、潤滑剤との親和性が低いため潤滑剤含有ポリマによる潤滑作用が不十分となる。具体的には、潤滑剤含有ポリマから潤滑剤が滲み出す速度が速くなって潤滑効果が長続きしないため、軸受寿命が短くなる。
【００１２】
低分子量ポリオレフィンを多く含有するポリオレフィン系樹脂を使用すると、反対に、潤滑剤との親和性が高いため潤滑剤含有ポリマによる潤滑作用が高くなるが、充填・固化後の潤滑剤含有ポリマの機械的強度は低下する。中分子量ポリオレフィンはこれらの中間の性質を有するとともに、成形性が良い。
なお、低分子量ポリオレフィンとしてはポリエチレンワックス等が用いられるが、融点が１００〜１３０℃程度であるパラフィンワックスを用いてもよい。
【００１３】
このような機械的強度、潤滑効果、成形性のバランスを考慮すると、潤滑剤含有ポリマを構成するポリオレフィン系樹脂としては、低分子量ポリオレフィンは含まないか５重量％以下の割合で含有し、中分子量ポリオレフィンは８〜４８重量％の割合で含有し、超高分子量ポリオレフィンは２〜１５重量％の割合で含有するものを用いることが好ましい。
潤滑剤含有ポリマの充填・固化後の硬さは、ＨＤA （スケールＡを用いたデュロメータ硬さ）６５〜９０の範囲であることが好ましい。ＨＤA ６５未満では機械的強度が不十分であり、軸受の回転によって破損する恐れがある。ＨＤA ９０を超えると、転動体を拘束する力が大きすぎて、軸受に生じるトルクが大きくなったり、軸受の回転に伴う発熱量が多くなって軸受温度が上昇したりする恐れがある。より好ましい硬さの範囲はＨＤA ７０〜８５である。
【００１４】
潤滑剤含有ポリマの充填・固化後の硬さを高くして機械的強度を向上させるために、潤滑剤含有ポリマを構成するポリマとして、ポリオレフィン系樹脂に以下のような熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を添加したもの使用してもよい。
ポリオレフィン系樹脂に添加する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、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樹脂等が挙げられる。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、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は単独で添加しても良いし、２種類以上を添加しても良い。
【００１５】
ポリオレフィン系樹脂にこのような熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を添加する場合には、添加する樹脂をポリオレフィン系樹脂に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。
また、潤滑剤含有ポリマの充填・固化後の機械的強度を向上させるために、以下に示すような充填剤を添加しても良い。このような充填剤としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、無機ウィスカー類（チタン酸カリウムウィスカーやホウ酸アルミニウムウィスカー）、あるいは無機繊維類（ガラス繊維や金属繊維）およびこれらを布状に編組したもの、カーボンブラック、黒鉛粉末、カーボン繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維等が挙げられる。
【００１６】
潤滑剤含有ポリマに対しては、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−ブチルフェノール）等の老化防止剤を、光による劣化を防止する目的で、潤滑剤含有ポリマに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−ブチルメチルフェニル）−５−クロロベントリアゾール等の紫外線吸収剤などの各種添加剤を添加しても良い。
【００１７】
なお、潤滑剤含有ポリマに含まれるポリオレフィン系樹脂と潤滑剤以外の成分の添加量は、合計で潤滑剤含有ポリマに対して２０重量％以下の割合となるようにすることが好ましい。この添加量が２０重量％を超えると、潤滑剤の滲み出しによる潤滑能力が維持され難くなる。
本発明の方法において、射出成形は以下のようにして行う。金型として、軸受の幅方向中心で２分割され、内輪と外輪の間に外側から転動体列を支持するつば部を有し、つば部の転動体間となる部分にゲートを設けたものを用い、この金型を軸受に外嵌させた状態で、射出成形機のスクリューで溶融された材料をゲートから軸受空間内に導入する。
【００１８】
ゲートは分割された金型の片方のみに設ける。両方に設けると転動体列間にウエルドが生じて転動体列間の潤滑剤含有ポリマの機械的強度が低下するため、片方のみに設けてある方が好ましい。特に、分離型保持器の場合は両方のゲートから充填するのではなく、片方のゲートから充填する必要がある。
また、射出成形機としては、自重式ホッパーが付いた通常のインラインスクリュー式の射出成形機では、ペースト状の未焼成潤滑剤含有ポリマがスクリュー部に噛み込み難いため、特開平８−３０９７９３号公報に記載されているような、ホッパー部を圧送式にした射出成形機を用いることが好ましい。この射出成形機を用いると、ペースト状の潤滑剤含有ポリマをスクリュー部に安定的に送ることができるため、射出成形が容易に行われる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明の複列転がり軸受によれば、軸受空間内に充填・固化された潤滑剤含有ポリマの機械的強度が高いため、高速・高荷重の使用条件下での信頼性が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について説明する。
［成形法の違いによる機械的強度の比較］
以下のようにして、同じ組成の潤滑剤含有ポリマを用い、射出成形と圧縮成形により同じ大きさのダンベル形試験片を成形し、これらの試験片を用いて引っ張り強度と硬さの測定を行った。
【００２１】
潤滑剤含有ポリマ用のポリマとしては、市販の高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリエチレンワックスを用意した。潤滑剤としては市販の鉱油を用意した。
これらを先ず、高密度ポリエチレンが１０重量％、超高分子量ポリエチレンが１２．５重量％、ポリエチレンワックスが２．５重量％、鉱油が７５重量％となるように混合した。次に、この混合物を１５０℃で１時間加熱した後、室温まで冷却して固化させた。これをさらに粉砕機で粉砕することにより、ペースト状の潤滑剤含有ポリマを得た。
【００２２】
射出成形は、ホッパーを圧送式にした型締め力４７トンのインラインスクリュー式成形機を用い、樹脂温度１７５℃、金型温度５０℃、射出圧力３０ＭＰａ、射出時間１秒、冷却時間３０秒の条件で行った。圧縮成形は、試験片用金型内に材料を充填後、圧力５ｋｇ／ｃｍ2 、温度１７０℃、加熱圧縮時間１５分の条件で行った。
引っ張り強度は、万能型強度試験機を用い、引っ張り速度１０ｍｍ／分の条件で行い、破断点までの最大負荷荷重を測定した。この測定値を試験片の最小断面積で除した値を引っ張り強度として算出した（１Ｐａ＝１Ｎ／ｍ2 ）。硬さは、デュロメータスケールＡ硬度計を用いて測定した。これらの結果を下記の表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
この表に示すように、射出成形体（射出成形で成形されたもの）の引っ張り強度は圧縮成形体（圧縮成形で成形されたもの）の７倍程度の値になっている。また、硬さ（ＨＤA ）も射出成形体の方が高い。このように、射出成形体の機械的強度は圧縮成形体より非常に高いことが分かる。
【００２５】
［実施形態１］
先ず、図１および２に示す構造の自動調心ころ軸受を作製した。図１は図２のＢ−Ｂ線断面図に相当する。なお、図１の右側のころは断面であるがハッチングを省略してある。
この軸受は、内輪１に２列の軌道１ａを有し、各軌道１ａの外端部に脱落防止つば１ｂが形成されている。外輪軌道２ａは、軸受中心を中心とする球状に形成されている。全てのころ３は一つの保持器４によって保持されている。この保持器４は、環状の環状部４１と、環状部４１から左右両側に櫛状に延びる保持部４２とで構成されている。左右の保持部４２は環状部４１の異なる位置から交互に延びている。この保持器４により、軸受の軸方向において、一方の列のころ３は他方の列のころ３同士の間に配置される。
【００２６】
また、保持器４の環状部４１の内側であって、内輪１の２つの軌道１ａの間となる位置に、各列のころ３を案内する案内輪７が配置されている。
なお、図２において、ライン７ａは案内輪７の幅方向（軸受の軸方向）中心線を、ライン４ａは保持器の環状部４１の幅方向中心線を、ライン３ａはころ３の外端面の中心点を結ぶ線を示す。
【００２７】
次に、この軸受を脱脂洗浄した後、フッ素系離型剤（ダイキン工業（株）社製「ダイフリーＧＦ６０３０（商品名）」）の溶液中に５秒間浸漬した後、これを取り出して３０分間放置することにより溶剤を乾燥させた。これにより、この軸受の外輪２の内周面側（軌道２ａを含む）と、内輪１の外周面側（軌道１ａ、軌道１ａ間の面１ｄ、脱落防止つば１ｂの内側面１４）と、ころ３の周面および両端面と、保持器４の表面と、案内輪７の表面にフッ素系離型剤の被膜を形成させた。
【００２８】
次に、上述の試験片作製の際に用いた潤滑剤含有ポリマを、この軸受内に射出成形法により充填した。射出成形機は前記と同じものを用い、成形条件は、樹脂温度１７５℃、金型温度５０℃、射出圧力３０ＭＰａ、射出時間２〜３秒、冷却時間６０秒とした。
金型は図３および４に示す構造のものを用いた。図３および４は、この軸受に金型を装着した状態を示す断面図であって、図３は図２のＢ−Ｂ線断面に対応する断面図であり、図４は図２のＡ−Ａ線断面に対応する断面図である。
【００２９】
これらの図に示すように、この金型は、軸受の幅方向中心で左右に２分割される２つの分割体６１，６２で構成され、両分割体６１，６２には、外輪２を嵌め入れる凹部６ａと、内輪１を嵌め入れる凹部６ｂと、内輪１と外輪２との間に外側から嵌まるつば部６ｃが形成されている。つば部６ｃは、ころ３の外端面に沿った面と、内輪１の脱落防止つば１ｂの周面に沿った面と、外輪２の内周面の軌道２ａより外側となる面に沿った面を有する。
【００３０】
したがって、軸受の側面から各分割体６１，６２のつば部６ｃを、内輪１と外輪２との間に、先端面がころ３の外端面に接触するまで嵌め入れることにより、つば部６ｃの各面が軸受の対応する前記各面に当接し、凹部６ａに外輪２の外周面と側面が嵌め入れられ、凹部６ｂに内輪１の内周面と側面が嵌め入れられるようになっている。
また、一方の分割体６１のつば部６ｃにはゲート６ｄが設けてある。このゲート６ｄはピンポイントゲートであり、図２に示すように、保持器４の環状部４１の外周ラインに沿って、ころ列内のころ３の設置間隔に対応させた間隔で、ころ列内のころ３の数と同じ数だけ設けてある。そして、この分割体６１を軸受に取り付ける際には、ゲート６ｄが、この分割体６１を取り付ける側のころ列（ここでは図３および４の左側のころ列）で隣合うころ３の間となる位置に配置されるようにする。
【００３１】
各ゲート６ｄの基端は円板状のランナ６ｅに接続してあり、金型のパーティングライン（Ｐ．Ｌ．）より外側の部分（省略）には、軸受の軸中心点となる位置にスプルが設けてある。したがって、射出成形機から金型のスプルに導入された溶融樹脂はランナ６ｅ内に入って円板状に拡げられた後、全てのゲート６ｄから軸受内に導入される。軸受内の溶融樹脂は、図３および４に矢印で示すように移動する。
【００３２】
すなわち、溶融樹脂は、先ず、図３に示すように、ゲート６ｄの先端から左側の列のころ３Ｌ同士の間に入り、その一部は保持器の左側の保持部４２と外輪２との間を移動して、保持器の環状部４１と外輪２との間の空間８Ａに達する。また、一部は保持器の保持部４２の外端面と金型のつば部６ｃとの間を移動し、その一部は、内輪１の脱落防止つば１ｂの内側面１４ところ３Ｌの外端面との間の空間８Ｂに入り、それ以外は、保持部４２と内輪の軌道１ａとの間を移動して、案内輪７ところ３Ｌの内端面との間の空間８Ｃに入る。
【００３３】
空間８Ａに達した溶融樹脂は、次に、図４に示すように、右側の列のころ３Ｒ同士の間に入り、保持器の右側の保持部４２と外輪２との間を移動する。その一部は、保持部４２の外端面と金型のつば部６ｃとの間を移動して、内輪１の脱落防止つば１ｂの内側面１４ところ３Ｒの外端面との間の空間８Ｄに入る。それ以外は、保持部４２と内輪の軌道１ａとの間を移動して、案内輪７ところ３Ｒの内端面との間の空間８Ｅに入る。なお、空間８Ａに達した溶融樹脂は、ころ３Ｌ，３Ｒの内端面と保持器の環状部４１との間の空間８Ｆにも入る。
【００３４】
このようにして射出成形を行った後に金型を外すことにより、図１の軸受の内部空間、すなわち前記各空間８Ａ〜８Ｆと各列の隣り合うころ３同士の空間に、潤滑剤含有ポリマが充填されて固化された自動調心ころ軸受が得られる。この軸受の図２のＡ−Ａ線断面に対応する断面図を図５に示す。図５の符号５は、射出成形法により充填・固化された潤滑剤含有ポリマを示す。
【００３５】
この自動調心ころ軸受は、潤滑剤含有ポリマ５が射出成形法により充填・固化されているため、圧縮成形法により潤滑剤含有ポリマが充填・固化されている自動調心ころ軸受と比較して機械的強度が高い。
また、この軸受は、保持器４が複列の全てのころ３を保持する一体型保持器であるため、高速・高荷重の使用条件下であってもころが各列毎に異なる動きをすることはない。そのため、分離型保持器の場合と比較して、高速・高荷重の使用条件下での信頼性が高いものとなる。
【００３６】
さらに、この軸受は、ころ３の内端面と案内輪７との間の空間８Ｃ，８Ｅ、およびころ３の外端面と内輪１の脱落防止つば１ｂの内側面１４との間の空間８Ｂ，８Ｄに潤滑剤含有ポリマが充填されているため、ころ３の内端面と案内輪７との間およびころ３の外端面と内輪の脱落防止つば１ｂとの間における潤滑状態が良好となる。これにより、軸受回転時のトルクが小さくなるとともに、これらの位置での温度上昇が抑制されるため、潤滑剤含有ポリマ５の軟化が生じて機械的強度が低下したり、潤滑剤の放出速度が速くなったりすることが防止される。
【００３７】
また、この軸受は、潤滑剤含有ポリマ５を充填する前に軸受に離型剤の被覆が行われているため、潤滑剤含有ポリマ５の固化後に、内輪１、外輪２、およびころ３と潤滑剤含有ポリマ５との間が接着されない。したがって、潤滑剤含有ポリマと内外輪との間に生じる摩擦が少なく、潤滑剤含有ポリマの存在によって軸受の回転に支障が生じることが防止される。
この自動調心ころ軸受（実施例１）と、全く同じ構成の図１の軸受に対して同じ潤滑剤含有ポリマを同じ空間に圧縮成形法により充填・固化させた軸受（比較例１）とを用いて、回転試験を行った。圧縮成形条件は上述の試験片作製の際と同じにした。
【００３８】
回転試験は、自動調心ころ軸受（型番２２３１１：外径１２０×内径５５×幅４３）を用い、ラジアル荷重２８０ｋｇｆを負荷して行い、一定回転数で２４時間連続して回転させた後に、潤滑剤含有ポリマに亀裂等の破損が発生するかどうかを調べた。回転数は６００ｒｐｍから１００ｒｐｍずつ上げていき、破損が発生した回転数を破損回転数として調べた。その結果、破損回転数は実施例１で１８００ｒｐｍ、比較例１で１２００ｒｐｍであった。
この結果から分かるように、実施例１の軸受は比較例１の軸受よりも著しく高い回転速度での使用が可能となる。
【００３９】
［実施形態２］
分離型の保持器を有する自動調心ころ軸受として、図６に示す構造のものを作製した。この保持器４は、ころ３を各列毎に保持するポケット４３ａを有する主部４３と、これと一体に形成された内向きフランジ４４および外向きフランジ４５とで主に構成される。この保持器の詳細な構造に関しては特開平８−２９６６５３号公報に開示されている。また、この軸受の外輪２には油穴２１が設けてある。
【００４０】
この軸受に実施形態１と同様にして同じ組成の潤滑剤含有ポリマを充填・固化させるが、金型としては図７に示すように、内向きフランジ４４を嵌め入れるための凹部６ｆを設けるとともに、油穴２１を塞ぐための栓６３も設けた。これ以外の点は前記実施形態１と同様の構造である金型を用いた。そして、前記実施形態１と同じ条件で射出成形を行った。
【００４１】
その結果、この軸受の内部空間のうち、保持器４の外向きフランジ部４５と外輪２との間の空間８Ｇ、ころ３の内端面と外向きフランジ部４５との間の空間８Ｈ、内向きフランジ４４ところ３の外端面との間の空間８Ｊ、各列内の隣り合うころ３同士の間の空間に潤滑剤含有ポリマが充填・固化された。保持器４と内輪１の外周面との間の空間８Ｋには、潤滑剤含有ポリマが充填されなかった。
【００４２】
この自動調心ころ軸受（実施例２）と、全く同じ構成の図６の軸受に対して同じ潤滑剤含有ポリマを同じ空間に圧縮成形法により充填・固化させた軸受（比較例２）とを用いて、回転試験を行った。圧縮成形条件は上述の試験片作製の際と同じにした。
回転試験は、自動調心ころ軸受（型番２２３１０：外径１１０×内径５０×幅４０）を用い、ラジアル荷重２８０ｋｇｆを負荷して行い、一定回転数で２４時間連続して回転させた後に、潤滑剤含有ポリマに亀裂等の破損が発生するかどうかを調べた。回転数は６００ｒｐｍから１００ｒｐｍずつ上げていき、破損が発生した回転数を破損回転数として調べた。その結果、破損回転数は実施例２で１０００ｒｐｍ、比較例２で６００ｒｐｍであった。
【００４３】
この結果から分かるように、実施例２の軸受は比較例２の軸受よりも著しく高い回転速度での使用が可能となる。
また、この実施形態２の軸受は、保持器４が各列毎にころ３を保持する分離型保持器であるため、実施例１と実施例２の結果の比較から分かるように、実施形態１の軸受と比較して使用可能な回転速度は低くなるが、保持器が分離型保持器であっても潤滑剤含有ポリマを射出成形法により充填・固化することによって、１０００ｒｐｍでの使用が可能となる。
【００４４】
また、本発明のように潤滑剤含有ポリマを射出成形法により充填・固化するとにより、軸受全体を潤滑剤含有ポリマの融点以上の温度まで加熱する必要がないため、軸受に変形が生じたり、表面硬度が低下したりする恐れがない。
なお、前記各実施形態では自動調心ころ軸受について述べてあるが、本発明はこれに限定されず、一対の複列内輪と複列外輪との間に転動体が複列に配置されている複列転がり軸受であればいずれのものにも適用される。これらの例としては、自動調心機能のない複列ころ軸受、複列玉軸受等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施形態１で作製した、潤滑剤含有ポリマを充填する前の自動調心ころ軸受を示す断面図であり、図２のＢ−Ｂ線断面図に相当する。
【図２】実施形態１で作製した、潤滑剤含有ポリマを充填する前の自動調心ころ軸受を示す正面図である。
【図３】実施形態１で使用した金型の構造を説明するための、軸受に金型を装着した状態を示す断面図であって、図２のＢ−Ｂ線断面に対応する断面図である。
【図４】実施形態１で使用した金型の構造を説明するための、軸受に金型を装着した状態を示す断面図であって、図２のＡ−Ａ線断面に対応する断面図である。
【図５】実施形態１で作製した、潤滑剤含有ポリマを充填・固化した後の自動調心ころ軸受を示す断面図であって、図２のＢ−Ｂ線断面に対応する断面図である。
【図６】実施形態２で作製した、潤滑剤含有ポリマを充填する前の自動調心ころ軸受を示す断面図である。
【図７】実施形態２で使用した金型の構造を説明するための、軸受に金型を装着した状態を示す断面図である。
【図８】潤滑剤含有ポリマが充填・固化された自動調心ころ軸受の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 内輪
２ 外輪
３ ころ（転動体）
４ 保持器
５ 潤滑剤含有ポリマ
６ａ 金型のゲート
６ｅ 金型のランナ
７ 案内輪
６１ 金型の分割体
６２ 金型の分割体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の複列内輪および複列外輪と、複列配置されている転動体と、転動体を保持する保持器を備え、内部空間に潤滑剤含有ポリマが充填されて固化されている複列転がり軸受の製造方法において、
潤滑剤含有ポリマとして、ポリオレフィン系樹脂と潤滑油とからなり、潤滑剤含有ポリマの全重量に対するポリオレフィン系樹脂の含有率は１０〜５０重量％であり、潤滑剤の含有率は９０〜５０重量％であるものを使用し、前記ポリオレフィン系樹脂は、低分子量ポリオレフィンを含まないか５重量％以下の割合で含有し、中分子量ポリオレフィンを８〜４８重量％の割合で含有し、超高分子量ポリオレフィンを２〜１５重量％の割合で含有し、
金型として、軸受の幅方向中心で２分割され、内輪と外輪の間に外側から転動体列を支持するつば部を有し、一方の分割体のつば部の転動体間となる部分にゲートを設けたものを用い、この金型を軸受に外嵌させた状態で、射出成形機のスクリューで溶融された材料をゲートから軸受空間内に導入することで、潤滑剤含有ポリマを射出成形法により充填させて固化することを特徴とする複列転がり軸受の製造方法。
【請求項２】
請求項１の方法で製造され、一対の複列内輪および複列外輪と、複列配置されている転動体と、転動体を保持する保持器を備え、内部空間に潤滑剤含有ポリマが充填されて固化されている複列転がり軸受。
【請求項３】
前記潤滑剤含有ポリマの充填・固化後の硬さは、ＨＤA （スケールＡを用いたデュロメータ硬さ）６５〜９０の範囲である請求項２記載の複列転がり軸受。
【請求項４】
請求項１の方法で製造され、転動体を保持する保持器を備え、内部空間に潤滑剤含有ポリマが充填されて固化されていることを特徴とする自動調心ころ軸受。
【請求項１】
一対の複列内輪および複列外輪と、複列配置されている転動体と、転動体を保持する保持器を備え、内部空間に潤滑剤含有ポリマが充填されて固化されている複列転がり軸受の製造方法において、
潤滑剤含有ポリマとして、ポリオレフィン系樹脂と潤滑油とからなり、潤滑剤含有ポリマの全重量に対するポリオレフィン系樹脂の含有率は１０〜５０重量％であり、潤滑剤の含有率は９０〜５０重量％であるものを使用し、前記ポリオレフィン系樹脂は、低分子量ポリオレフィンを含まないか５重量％以下の割合で含有し、中分子量ポリオレフィンを８〜４８重量％の割合で含有し、超高分子量ポリオレフィンを２〜１５重量％の割合で含有し、
金型として、軸受の幅方向中心で２分割され、内輪と外輪の間に外側から転動体列を支持するつば部を有し、一方の分割体のつば部の転動体間となる部分にゲートを設けたものを用い、この金型を軸受に外嵌させた状態で、射出成形機のスクリューで溶融された材料をゲートから軸受空間内に導入することで、潤滑剤含有ポリマを射出成形法により充填させて固化することを特徴とする複列転がり軸受の製造方法。
【請求項２】
請求項１の方法で製造され、一対の複列内輪および複列外輪と、複列配置されている転動体と、転動体を保持する保持器を備え、内部空間に潤滑剤含有ポリマが充填されて固化されている複列転がり軸受。
【請求項３】
前記潤滑剤含有ポリマの充填・固化後の硬さは、ＨＤA （スケールＡを用いたデュロメータ硬さ）６５〜９０の範囲である請求項２記載の複列転がり軸受。
【請求項４】
請求項１の方法で製造され、転動体を保持する保持器を備え、内部空間に潤滑剤含有ポリマが充填されて固化されていることを特徴とする自動調心ころ軸受。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２５０３５９（Ｐ２００６−２５０３５９Ａ）
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９５５２４（Ｐ２００６−９５５２４）
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【分割の表示】特願平１０−１６８６８３の分割
【原出願日】平成１０年６月１６日（１９９８．６．１６）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【分割の表示】特願平１０−１６８６８３の分割
【原出願日】平成１０年６月１６日（１９９８．６．１６）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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