特開 2023-42227 フォロア軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023042227

(43)【公開日】2023-03-27

(54)【発明の名称】フォロア軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/58 20060101AFI20230317BHJP

   F16C 19/26 20060101ALI20230317BHJP

   C08L 87/00 20060101ALI20230317BHJP

【ＦＩ】

F16C33/58

F16C19/26

C08L87/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021149417

(22)【出願日】2021-09-14

(71)【出願人】

【識別番号】000229335

【氏名又は名称】日本トムソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100136098

【弁理士】

【氏名又は名称】北野 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100137246

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 勝也

(74)【代理人】

【識別番号】100158861

【弁理士】

【氏名又は名称】南部 史

(74)【代理人】

【識別番号】100194674

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 覚史

(72)【発明者】

【氏名】中村 智昭

【テーマコード（参考）】

3J701

4J002

【Ｆターム（参考）】

3J701AA13

3J701AA14

3J701AA24

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA52

3J701AA62

3J701AA72

3J701BA54

3J701BA55

3J701BA56

3J701BA64

3J701BA70

3J701EA02

3J701EA31

3J701EA34

3J701EA36

3J701EA37

3J701FA15

3J701FA31

3J701GA60

4J002CB001

4J002CH091

4J002CK021

4J002CL001

4J002CM041

4J002CN011

4J002GM05

(57)【要約】

【課題】長期的な使用に耐えることができるフォロア軸受を提供する。
【解決手段】フォロア軸受１は、円環状の第１軌道面１１を外周面に有する内方部材と、第１軌道面１１に対向する円環状の第２軌道面４１を内周面に有する外輪６０と、第１軌道面１１および第２軌道面４１に沿う円環状の軌道上に第１軌道面１１および第２軌道面４１に接触するように配置される複数の転動体と、を備える。外輪６０は、鋼からなり、円環状の第１部材４０と、強化繊維材を含まず結晶性熱可塑性樹脂からなり、第１部材４０の外周面を覆う円環状の第２部材５０と、を含む。第２部材５０のメルトフローレートは、１ｇ／１０分以上１０ｇ／１０分以下である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円環状の第１軌道面を外周面に有する内方部材と、
前記第１軌道面に対向する円環状の第２軌道面を内周面に有する外輪と、
前記第１軌道面および前記第２軌道面に沿う円環状の軌道上に前記第１軌道面および前記第２軌道面に接触するように配置される複数の転動体と、を備え、
前記外輪は、
鋼からなり、円環状の第１部材と、
強化繊維材を含まず結晶性熱可塑性樹脂からなり、前記第１部材の外周面を覆う円環状の第２部材と、を含み、
前記第２部材のメルトフローレートは、１ｇ／１０分以上１０ｇ／１０分以下である、フォロア軸受。

【請求項2】

前記第２部材を構成する樹脂は、ポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリウレタンからなる群から選択される少なくとも１つの樹脂である、請求項１に記載のフォロア軸受。

【請求項3】

前記第１部材の軸方向の端部は、前記第２部材によって覆われている、請求項１または請求項２に記載のフォロア軸受。

【請求項4】

前記第２部材の軸方向の端面は、平面である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のフォロア軸受。

【請求項5】

前記第２部材を構成する樹脂は、コポリマーのポリアセタールである、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のフォロア軸受。

【請求項6】

前記第２部材のメルトフローレートは、２．５ｇ／１０分以上９ｇ／１０分以下である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のフォロア軸受。

【請求項7】

前記転動体は、ころである、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のフォロア軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、フォロア軸受に関するものである。

【背景技術】

【0002】

外輪が他の部材と接触しつつ回転するフォロア軸受が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に開示のフォロア軸受は、鋼からなる第１部材と樹脂からなる第２部材とを含む外輪を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１８６７８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

フォロア軸受においては、外輪の外径側に配置される第２部材について、例えば長期間での使用や高温環境における保管により、割れが生じるおそれがある。フォロア軸受における外輪の第２部材は他の部材と接触する部分であるため、このような割れをできるだけ生じさせず、耐久性が高く、長期間の使用に耐えうるフォロア軸受が求められる。そこで、長期的な使用に耐えることができるフォロア軸受を提供することを目的の１つとする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示に従ったフォロア軸受は、円環状の第１軌道面を外周面に有する内方部材と、第１軌道面に対向する円環状の第２軌道面を内周面に有する外輪と、第１軌道面および第２軌道面に沿う円環状の軌道上に第１軌道面および第２軌道面に接触するように配置される複数の転動体と、を備える。外輪は、鋼からなり、円環状の第１部材と、強化繊維材を含まず結晶性熱可塑性樹脂からなり、第１部材の外周面を覆う円環状の第２部材と、を含む。第２部材のメルトフローレートは、１ｇ／１０分以上１０ｇ／１０分以下である。

【発明の効果】

【0006】

上記フォロア軸受によれば、長期的な使用に耐えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、フォロア軸受の構造を示す概略斜視図である。

【図2】図２は、フォロア軸受の構造を示す概略断面図である。

【図3】図３は、外輪の第１部材の構造を示す概略斜視図である。

【図4】図４は、図２の領域IＶを拡大して示す概略断面図である。

【図5】図５は、図２の領域Ｖを拡大して示す概略断面図である。

【図6】図６は、第２部材が強化繊維材を含む場合のフォロア軸受および第２部材が強化繊維材を含まない場合のフォロア軸受における負荷と回転回数との関係を示すグラフである。

【図7】図７は、外輪の割れの温度と低温時の寿命想定時間との関係を示すグラフである。

【図8】図８は、第１部材の形状の変形例を示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

［実施形態の概要］
本開示のフォロア軸受は、円環状の第１軌道面を外周面に有する内方部材と、第１軌道面に対向する円環状の第２軌道面を内周面に有する外輪と、第１軌道面および第２軌道面に沿う円環状の軌道上に第１軌道面および第２軌道面に接触するように配置される複数の転動体と、を備える。外輪は、鋼からなり、円環状の第１部材と、強化繊維材を含まず結晶性熱可塑性樹脂からなり、第１部材の外周面を覆う円環状の第２部材と、を含む。第２部材のメルトフローレートは、１ｇ／１０分以上１０ｇ／１０分以下である。

【0009】

本開示のフォロア軸受において、外輪は、強化繊維材を含まない結晶性熱可塑性樹脂からなる第２部材を含んでいる。これにより、外輪と接触する他の部材への攻撃性の抑制や、動作音の抑制が達成される。ここで、本願発明者は、フォロア軸受の長期間の使用や高温環境において保管する場合における第２部材への影響について着目した。そして、本願発明者は、第２部材に発生する割れの原因について鋭意検討し、以下の構成にすれば第２部材の割れが生ずるおそれを大きく低減できることを見出した。すなわち、第２部材については、高い荷重が繰り返し負荷される状況で使用されるため、クリープ破壊抑制の観点から強度アップを図るべく、ガラス繊維や炭素繊維といった強化繊維材のような添加剤を含有させることが考えられる。しかし、本願発明者は、上記第２部材が強化繊維材を含んでいると、フォロア軸受においては上記使用形態により第２部材に内部応力が発生し、強化繊維材と樹脂との間で剥離が始まると考えた。そして、この剥離を起点としてクラックが発生し、このクラックが進行して表層部の剥離に繋がり、結果として割れが生ずると考えた。すなわち、フォロア軸受の外輪に含まれる第２部材においては、強化繊維材を含有させることは不適当であると考えた。一方、第２部材としてクリープ破壊の抑制も考慮しなければならない。すなわち、フォロア軸受に用いられる外輪として、樹脂の部分が強化繊維材を含まないよう構成しながら、外輪のクリープ破壊を抑制して外輪における割れを生じにくくする必要があると考えた。特に、インサート成形により上記構成の外輪を製造する場合、樹脂の良好な成形性が求められる。すなわち、樹脂に対して成形性が良好でなければ、より剥離に基づく割れが顕著となると考えた。

【0010】

そして、本願発明者はさらに鋭意検討し、上記フォロア軸受において、第２部材のメルトフローレートが１ｇ／１０分以上１０ｇ／１０分以下である構成を採用した。このように、結晶性熱可塑性樹脂からなり第２部材において、メルトフローレートを１ｇ／１０分以上とし、メルトフローレートを１０ｇ／１０分以下とすることにより、成形性の向上を図りながら分子量を適度に高く保ち、クリープ破壊を抑制することができる。したがって、このようなフォロア軸受は、長期的な使用に耐えることができる。なお、本開示において、「樹脂」はゴムを含む。すなわち、第２部材はゴムからなっていてもよい。なお、メルトフローレート（ＭＦＲ）については、ＩＳＯ１１３３に規定されるものである。

【0011】

上記フォロア軸受において、第２部材を構成する樹脂は、ポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリウレタンからなる群から選択される少なくとも１つの樹脂であってもよい。ポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリウレタンは、第２部材を構成する樹脂として好適である。

【0012】

上記フォロア軸受において、第１部材の軸方向の端部は、第２部材によって覆われていてもよい。このようにすることにより、第１部材と第２部材とが軸方向に分離するおそれを低減することができる。したがって、より長期間の使用に耐えることができる。

【0013】

上記フォロア軸受において、第２部材の軸方向の端面は、平面であってもよい。このようにすることにより、例えばインサート成形時において、第２部材の軸方向の端面において、凹部や凸部が形成されることに基づくウェルドの生成が抑制される。したがって、クリープ破壊をより抑制することができ、第２部材の軸方向の端面に表れる割れの発生を抑制して、より長期間の使用に耐えることができる。

【0014】

上記フォロア軸受において、第２部材を構成する樹脂は、コポリマーのポリアセタールであってもよい。このような樹脂は、弾性率および疲労強度の観点、さらにはコストの観点から、フォロア軸受に含まれる第２部材を構成する樹脂として好適である。コポリマーのアセタールについては、例えば、ホルムアルデヒドとオキシエチレンとの共重合体が挙げられる。

【0015】

上記フォロア軸受において、第２部材のメルトフローレートは、２．５ｇ／１０分以上９ｇ／１０分以下であってもよい。このようにすることにより、外輪の疲労寿命を長くすることができる。よって、より確実に長寿命を実現することができる。

【0016】

上記フォロア軸受において、上記転動体は、ころであってもよい。このようにすることにより、フォロア軸受の断面高さを抑制しつつ、十分な耐荷重を達成することが容易となる。

【0017】

［実施形態の具体例］
次に、本開示のフォロア軸受の具体的な実施の形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

【0018】

図１は、本開示の一実施の形態におけるフォロア軸受の構造を示す概略斜視図である。図２は、フォロア軸受の構造を示す概略断面図である。図２は、フォロア軸受の回転軸を含む平面で切断した場合の断面図である。図３は、外輪の第１部材の構造を示す概略斜視図である。図４は、図２の領域ＩＶを拡大して示す概略断面図である。図５は、図２の領域Ｖを拡大して示す概略断面図である。

【0019】

図１～図５を参照して、本実施の形態におけるフォロア軸受１は、内方部材としての軸部材３０と、外輪６０と、転動体としての複数のころ７０と、ころ７０を保持する保持器８０と、を備えている。なお、図２において、軸部材３０の中心軸である回転軸３１は、一点鎖線で図示されている。

【0020】

軸部材３０は、棒状（中実円筒状）の本体部１０と、本体部１０の一方の端部に形成され、本体部１０よりも径の大きい鍔部１２と、本体部１０の外周面の一部を周方向に取り囲むように本体部１０に同軸に設置されたリングである側板２０と、を含んでいる。本体部１０は、軸方向において一方の端部である第１端面１３と、第１端面１３とは反対側の他方の端部である第２端面１５とを有している。第１端面１３および第２端面１５は、いずれも円形の平面形状を有している。

【0021】

第１端面１３の、軸部材３０の中心軸である回転軸３１と交差する領域を含む領域には、正六角柱状の形状を有する六角穴１３Ａが形成されている。本体部１０の、第２端面１５側の端部（他方の端部）を含む領域には、らせん状のねじ溝が形成されたねじ部１４が配置されている。このような構造を有することにより、フォロア軸受１の設置に際しては、たとえばフォロア軸受１を保持する保持部材に形成されたねじ穴（図示しない）にねじ部１４をねじ込むとともに、六角穴１３Ａに六角レンチの一部を挿入して締め付ける、またはハウジング穴に軸部材３０を通してねじ部１４にナットを螺合することにより、保持部材に対してフォロア軸受１を固定することができる。

【0022】

本体部１０は、ねじ部１４を含む中実円筒状の軸部１７と、軸方向において軸部１７と鍔部１２が位置する領域との間に配置され、軸部１７よりも径が大きい大径部１６とを含む。大径部１６の径は、鍔部１２の径よりも小さい。大径部１６の外周面には、円筒面状の形状を有する第１軌道面１１が形成されている。すなわち、軸部材３０は、円環状の第１軌道面１１を外周面に有している。本実施の形態において、第１軌道面１１と中心軸が一致する円環状の形状を有し、第１軌道面１１に対して軸方向の一方側に配置され、本体部１０の外周から径方向外側に突出する第１凸部は、鍔部１２である。鍔部１２が位置する領域における本体部１０の外周は、図２、図４および図５において破線で図示されている。

【0023】

円環状の側板２０は、一方の端面である第１端面２３と、他方の端面である第２端面２４と、外周面２１と、内周面２２とを有する。第１端面２３と第２端面２４とは平行である。外周面２１と内周面２２とは、同心の円筒面である。軸方向における大径部１６の軸部１７側の端面（段差部）である段差面１６Ａ（図２および図５参照）に第１端面２３において接触するように、側板２０が配置されている。側板２０は、軸部１７の外径に対応する内径（内周面２２の直径）を有している。側板２０は、軸部１７に圧入されて、軸部１７に対して固定されている。本実施の形態において、第１軌道面１１と中心軸が一致する円環状の形状を有し、第１軌道面１１に対して軸方向の他方側に配置され、本体部１０の外周から径方向外側に突出する第２凸部は、側板２０である。軸部材３０は、機械構造用炭素鋼、機械構造用合金鋼、軸受鋼などの鋼からなる。軸部材３０のうち、本体部１０の少なくとも第１軌道面１１を含む領域は、焼入硬化されていてもよい。また、側板２０の一部または全体が焼入硬化されていてもよい。

【0024】

外輪６０は、第１軌道面１１に対向する円環状の第２軌道面４１を内周面に有している。外輪６０は、第１部材４０と、第２部材５０と、を含む。第１部材４０は、中空円筒状の形状を有し、第２軌道面４１を含む筒状部４２と、筒状部４２から径方向外側に延びる突部４３と、を含む。第１部材４０は、鋼からなっている。第１部材４０を構成する鋼としては、たとえば軟鋼、機械構造用炭素鋼、機械構造用合金鋼などを採用することができる。また、第１部材４０は焼入硬化されていてもよい。第１部材４０は、たとえば軟鋼からなる鋼板を利用して、プレス加工や絞り加工により成形したものであってもよい。

【0025】

筒状部４２は、内周面である第２軌道面４１と、外周面４４Ａと、軸方向の一方の端面である第１端面４５Ａと、軸方向の他方の端部４６と、を有している。第１部材４０は、第２軌道面４１を含む。第１部材４０の第１端面４５Ａと鍔部１２とは向かい合っている。すなわち、鍔部１２と第１部材４０とは軸方向において向かい合っている。

【0026】

突部４３は、筒状部４２の軸方向の他方の端部４６に接続されている。突部４３は、板状である。突部４３は、第１部材４０の周方向の全域にわたって連続する円環状の形状を有する。突部４３は、軸方向の他方の端面である第２端面４５Ｂと、外周面４４Ｂと、第２端面４５Ｂと軸方向の反対側に位置する側面４５Ｃと、を有している。端部４６と突部４３との境界は、図２および図５において破線で図示されている。第２端面４５Ｂと側板２０の第１端面２３とは向かい合っている。すなわち、側板２０と第１部材４０とは軸方向において向かい合っている。

【0027】

突部４３には、径方向内側に凹む切り欠き４７が形成されている（特に図３参照）。切り欠き４７は、周方向に間隔をおいて複数形成されている。切り欠き４７は、板状の突部４３の厚み方向に貫通するように形成されている。

【0028】

第２部材５０は、円環状の形状を有する。第２部材５０は、強化繊維材を含まず結晶性熱可塑性樹脂からなっている。すなわち、第２部材５０は、ガラス繊維および炭素繊維を含んでいない。第２部材５０を構成する樹脂は、たとえばポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリウレタン群から選択される少なくとも１つの樹脂であってもよい。第２部材５０は、第１部材４０と同軸に配置されている。第２部材５０は、第１部材４０の外周面４４Ａ，４４Ｂを全域にわたって覆っている。第２部材５０は、第１部材４０の第１端面４５Ａ、第２端面４５Ｂおよび側面４５Ｃをも覆っている。すなわち、軸方向において突部４３の両側は、第２部材５０によって充填されている。

【0029】

第２部材５０は、内周面５１と、外周面５２と、第１端面５３Ａと、第２端面５３Ｂと、を有している。第１端面５３Ａおよび第２端面５３Ｂは、それぞれ平面である。すなわち、第２部材５０の軸方向の端面である第１端面５３Ａおよび第２端面５３Ｂは共に、平面であって、凹部や凸部が設けられていない形状である。第１軌道面１１と中心軸が一致する円環状の形状を有し、第１凸部である鍔部１２と第１部材４０との間に進入する第１部分５４Ａを、第２部材５０は含んでいる。第１部分５４Ａは、内周面５１の全周にわたって形成されている。また、第１軌道面１１と中心軸が一致する円環状の形状を有し、第２凸部である側板２０と第１部材４０との間に進入する第２部分５４Ｂを、第２部材５０は含んでいる。第２部分５４Ｂは、内周面５１の全周にわたって形成されている。すなわち、第１部材４０の軸方向の端部は、第２部材５０によって覆われている。さらに、図示はしないが、第２部材５０は、上記した切り欠き４７内にも進入する。

【0030】

保持器８０は、円環状の形状を有する。本実施の形態において、保持器８０は鋼からなるが、樹脂製の保持器を採用することもできる。保持器８０は、軸部材３０と外輪６０とに挟まれる空間に、軸部材３０および外輪６０と同心に配置されている。保持器８０には、周方向において等間隔に複数のポケット８１が配置されている。複数のポケット８１の各々には、ころ７０が１つずつ配置されている。このように保持器８０によって保持されることにより、複数のころ７０は、第１軌道面１１および第２軌道面４１に沿う円環状の軌道上に第１軌道面１１および第２軌道面４１に接触するように配置されている。ころ７０は、中実円筒状の形状を有している。ころ７０は、円筒面状の外周面７１と、球面状の一対の端面７２とを有している。ころ７０の端面７２は、平坦状でもよい。ころ７０は、外周面７１において第１軌道面１１および第２軌道面４１に接触している。ころ７０は、たとえば軸受鋼などの鋼からなっている。ころ７０は、焼入硬化されていてもよい。

【0031】

第２部材５０は、軸方向において第１凸部である鍔部１２と向かい合う第１領域５８Ａを含む。第１領域５８Ａは、第１部分５４Ａに含まれる。第１領域５８Ａには、第１軌道面１１と中心軸が一致する円環状の形状を有し、鍔部１２に向けて軸方向に突出する第１シール部５９Ａが形成されている。第１シール部５９Ａは、先端において鍔部１２に接触している。本実施の形態においては、複数、より具体的には２つの（ダブルリップの）第１シール部５９Ａが、互いに径方向に間隔をおいて配置されている。

【0032】

第２部材５０は、軸方向において第２凸部である側板２０と向かい合う第２領域５８Ｂを含む。第２領域５８Ｂは、第２部分５４Ｂに含まれる。第２領域５８Ｂには、第１軌道面１１と中心軸が一致する円環状の形状を有し、側板２０に向けて軸方向に突出する第２シール部５９Ｂが形成されている。第２シール部５９Ｂは、先端において側板２０に接触している。本実施の形態においては、複数、より具体的には２つの（ダブルリップの）第２シール部５９Ｂが、互いに径方向に間隔をおいて配置されている。つまり、本実施の形態において、軸部材３０と外輪６０との間の空間の軸方向両端を閉じるように第１シール部５９Ａおよび第２シール部５９Ｂが配置されている。第１シール部５９Ａおよび第２シール部５９Ｂは、第２部材５０の一部であって、第２部材５０と一体に形成されている。

【0033】

このような構成の外輪６０は、たとえば以下のようにして製造することができる。たとえば、上記構成の第１部材４０を準備し、予め金型のキャビティ内に配置する。次に、キャビティ内に樹脂を射出する。このようにしてインサート成形を行い、第１部材４０と第２部材５０とが一体となった外輪６０が成型される。

【0034】

上記実施の形態のフォロア軸受１は、軸部材３０、外輪６０、保持器８０および複数のころ７０が上記のように配置されることにより、軸部材３０に対して外輪６０が相対的に周方向に回転可能となっている。

【0035】

上記実施の形態のフォロア軸受１においては、外輪６０は、強化繊維材を含まない結晶性熱可塑性樹脂からなり第２部材５０を含んでいる。これにより、外輪と接触する他の部材への攻撃性の抑制や、動作音の抑制が達成される。また、外輪６０の外周面５２と上記他の部材との間への潤滑剤の供給頻度を低減し、または潤滑剤の供給を廃止することができる。これにより、メンテナンスの軽減またはメンテナンスフリーを達成することができる。このような観点からは、第２部材５０を構成する樹脂として、自己潤滑性を有する樹脂、たとえばポリアセタールを採用することが好ましい。潤滑剤の供給を廃止することにより、油の飛散の防止が望まれる用途、たとえば食品の製造、加工を行う装置、医療機械、半導体製造装置などへの適用が容易となる。また、外輪６０が、強化繊維材を含まない結晶性熱可塑性樹脂からなり第２部材５０を含むことにより、上記他の部材との接触部における錆の発生を抑制することができる。その結果、第２部材５０には錆が発生しないことから、第２部材５０に接触する相手部材に錆が発生することを防止することができる。また、錆の飛散による発塵が抑制され、発塵の抑制が望まれる用途、たとえば半導体製造装置、電子部品製造装置などへの適用が容易となる。また、外輪６０が、樹脂からなる第２部材５０を含むことにより、上記他の部材との接触部における耐薬品性の向上を図ることもできる。

【0036】

そして、結晶性熱可塑性樹脂からなり第２部材において、メルトフローレートを１ｇ／１０分以上とし、メルトフローレートを１０ｇ／１０分以下とすることにより、成形性の向上を図りながら分子量を適度に高く保ち、クリープ破壊を抑制することができる。すなわち、メルトフローレートを１ｇ／１０分以上とすることにより、成形性の向上を図ることができる。また、メルトフローレートを１０ｇ／１０分以下とすることにより、分子量を適度に高く保ち、クリープ破壊を抑制することができる。したがって、このようなフォロア軸受は、長期的な使用に耐えることができる。また、第２部材５０のメルトフローレートは、２．５ｇ／１０分以上９ｇ／１０分以下とすることにより、外輪の疲労寿命を長くすることができる。よって、より確実に長寿命を実現することができる。

【0037】

図６は、第２部材が強化繊維材を含む場合のフォロア軸受および第２部材が強化繊維材を含まない場合のフォロア軸受における負荷と回転回数との関係を示すグラフである。図６は、いわゆるＳ－Ｎ線図であり、縦軸は負荷（Ｎ（ニュートン））を示し、横軸は回転回数（万回転）を示す。図６において、白抜きの菱形は、ＣＦ（炭素繊維（カーボンファイバー））を含むＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）の場合を示し、白抜きの三角形は、ＧＦ（ガラス繊維（ガラスファイバー））を含むＰＡ９Ｔ（ポリアミド９Ｔ）の場合を示し、白抜きの丸形は、ＣＦを含むＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）の場合を示し、白抜きの四角形は、ＧＦを含むＰＡ４Ｔ（ポリアミド４Ｔ）の場合を示す。すなわち、白抜きの形状は、強化繊維材を含む第２部材である。一方、ハッチングした四角形は、強化繊維材を含まず、メルトフローレートが２．５ｇ／１０分であるＰＯＭ（ポリアセタール）の場合を示し、ハッチングした丸形は、強化繊維材を含まず、メルトフローレートが２０ｇ／１０分であるＰＯＭの場合を示し、黒塗りの丸形は、強化繊維材を含まず、メルトフローレートが５ｇ／１０分であるＰＥＥＫの場合を示す。

【0038】

図６を参照して、強化繊維材を含む樹脂から構成される第２部材の場合、いずれも５０回転以下であり、低寿命の傾向がある。一方、強化繊維材を含まない樹脂から構成される第２部材の場合、１００万回転以上を実現することができ、長寿命を実現していることが把握できる。

【0039】

図７は、外輪の割れの温度と低温時の寿命想定時間との関係を示すグラフである。図７において、縦軸は温度（℃）を示し、横軸は寿命想定時間（時間）を示している。図７において、直線はメルトフローレートが２０ｇ／１０分の加速試験の結果を経験則に基づいた１０℃における２倍速の想定時間に適用した場合を示し、×印は強化繊維材を含まないＰＯＭであってメルトフローレートが２０ｇ／１０分の場合を示し、〇印は強化繊維材を含まないＰＯＭであってメルトフローレートが２．５ｇ／１０分の場合を示す。×印は、外輪が割れた時間をプロットし、〇印は、外輪が未だ割れていない時間をプロットしている。ここで、９５℃については、加速試験のための温度として用いている。

【0040】

図７を参照して、メルトフローレートが２０ｇ／１０分の場合、９５℃で３００時間で割れが発生した。これについては、１０℃の２倍速に適用すると、５０℃で約７か月相当で破壊に至っている。これに対し、メルトフローレートが２．５ｇ／１０分の場合、９５℃で１９３６時間経過した後であっても割れが発生していない点が把握できる。これについては、１０℃の２倍速に適用すると、５０℃で６０か月以上耐久していることが把握できる。

【0041】

以上より、上記フォロア軸受１によると、長期的な使用に耐えることができる。

【0042】

なお、上記実施の形態のフォロア軸受１において、第１部材４０の軸方向の端部は、第２部材５０によって覆われている。よって、第１部材４０と第２部材５０とが軸方向に分離するおそれを低減することができる。したがって、このようなフォロア軸受１は、より長期間の使用に耐えることができるフォロア軸受となっている。

【0043】

上記実施の形態のフォロア軸受１において、第２部材５０の軸方向の端面は、平面である。よって、第２部材５０の軸方向の端面において、凹部や凸部が形成されることに基づくウェルドの生成が抑制される。したがって、このようなフォロア軸受１は、クリープ破壊をより抑制することができ、第２部材５０の軸方向の端面に表れる割れの発生を抑制して、より長期間の使用に耐えることができるフォロア軸受となっている。

【0044】

上記実施の形態のフォロア軸受１において、第１部材４０は、中空円筒状の形状を有し、第２軌道面４１を含む筒状部４２と、筒状部４２から径方向外側に延びる突部４３と、を含む。軸方向において突部４３の両側は、第２部材５０によって充填されている。よって、第１部材４０と第２部材５０とが軸方向に分離するおそれを低減することができる。したがって、このようなフォロア軸受１は、信頼性の向上を図ることができるフォロア軸受となっている。

【0045】

上記実施の形態のフォロア軸受１において、突部４３は、筒状部４２の軸方向の端部４６に接続されている。よって、このような構成の突部４３を有する第１部材４０は、プレス加工や絞り加工等を利用して、容易に製造することができる。なお、突部４３の形状は上記実施の形態に限定されず、たとえば径方向外側に折り曲げられた後に筒状部４２の外周面４４Ａ側に向けて突部４３を折り返した形状等を適宜選択できる。なお、突部４３は、筒状部４２の軸方向の両端部に形成されていてもよい。

【0046】

上記実施の形態のフォロア軸受１において、突部４３は、第１部材４０の周方向の全域にわたって連続する円環状の形状を有する。このような構成の第１部材４０を含むフォロア軸受１は、第１部材４０と第２部材５０とが軸方向に分離するおそれをより低減することができるフォロア軸受となっている。

【0047】

上記実施の形態のフォロア軸受１において、突部４３には、径方向内側に凹む切り欠き４７が形成されている。よって、第２部材５０を切り欠き４７の内部に進入させることができる。したがって、このようなフォロア軸受１は、第２部材５０に対する第１部材４０の相対的な回転を規制することができるフォロア軸受となっている。

【0048】

上記実施の形態のフォロア軸受１において、切り欠き４７は、周方向に間隔をおいて複数形成されている。よって、このようなフォロア軸受１は、第２部材５０に対する第１部材４０の相対的な回転をより規制することができるフォロア軸受となっている。

【0049】

なお、上記実施の形態のフォロア軸受１において、図８に示すように、突部４３を含まない構成であってもよい。図８は、第１部材の形状の変形例を示す概略断面図である。すなわち、この場合のフォロア軸受１の外輪６０に含まれる第１部材４０は、中空円筒状の形状を有し、第２軌道面４１を含む筒状部４２から構成されている。このような構成のフォロア軸受１は、第１部材４０の形状をよりシンプルにすることができる。

【0050】

上記実施の形態のフォロア軸受１においては、上記第１シール部５９Ａおよび上記第２シール部５９Ｂが軸方向に突出する。よって、上記実施の形態のフォロア軸受１は、ラジアル方向に荷重を受けた場合において、第１シール部５９Ａおよび第２シール部５９Ｂがラジアル方向である径方向に突出する場合と比較して、第１シール部５９Ａおよび第２シール部５９Ｂのそれぞれと内方部材である軸部材３０とがラジアル方向において接触することによる回転トルクの増大を抑制し、回転トルクを安定させることができるフォロア軸受となっている。さらに、軸受内部（軸部材３０と外輪６０との間の空間）からのグリースなどの潤滑剤の漏出や、外部から軸受内部への異物の侵入を抑制することができる。

【0051】

上記実施の形態のフォロア軸受１において、上記第１シール部５９Ａおよび上記第２シール部５９Ｂは、径方向に間隔をおいて複数形成されている。よって、複数の第１シール部５９Ａおよび複数の第２シール部５９Ｂによって、軸受内部への異物の侵入や軸受外部へのグリース等の漏出をより抑制することができる。したがって、このようなフォロア軸受１は、第１シール部５９Ａおよび第２シール部５９Ｂのシールとしての機能を向上させることができるフォロア軸受となっている。

【0052】

上記実施の形態のフォロア軸受１において、軸部材３０は、第１軌道面１１を含む本体部１０と、第１軌道面１１と中心軸が一致する円環状の形状を有し、第１軌道面１１に対して軸方向の一方側に配置され、本体部１０の外周から径方向外側に突出する第１凸部としての鍔部１２を含む。そして、第１軌道面１１と中心軸が一致する円環状の形状を有し、鍔部１２と第１部材４０との間に進入する第１部分５４Ａを、第２部材５０は含む。よって、このようなフォロア軸受１は、鍔部１２と第１部材４０とが軸方向において接触することを回避することができるフォロア軸受となっている。

【0053】

上記実施の形態のフォロア軸受１において、第１軌道面１１と中心軸が一致する円環状の形状を有し、第１軌道面１１に対して軸方向の他方側に配置され、本体部１０の外周から径方向外側に突出する第２凸部としての側板２０を、軸部材３０は含む。第１軌道面１１と中心軸が一致する円環状の形状を有し、側板２０と第１部材４０との間に進入する第２部分５４Ｂを、第２部材５０は含む。よって、このようなフォロア軸受１は、側板２０と第１部材４０とが軸方向において接触することを回避することができるフォロア軸受となっている。

【0054】

なお、上記実施の形態においては、フォロア軸受１は、軸方向に突出する第１シール部５９Ａおよび第２シール部５９Ｂを含むこととしたが、これに限らず、フォロア軸受１において、第２部材５０は、軸部材３０に対向する領域を含んでもよい。第１軌道面１１と中心軸が一致する円環状の形状を有し、軸部材３０に向けて突出するシール部は、軸部材３０に対向する領域に形成されていてもよい。このようにすることにより、軸受内部への異物の侵入や軸受外部へのグリース等の漏出を抑制することができる。また、外輪と内方部材との間に別体のシール部材を配置する場合に比べて、部品点数を低減することができる。たとえば、フォロア軸受１は、径方向に突出する第１シール部および第２シール部を含むこととしてもよい。具体的には、フォロア軸受１は、第２部材５０の内周面５１に、先端において軸部材３０の外周面である鍔部１２の外周面１２Ａおよび側板２０の外周面２１に接触する第１シール部５９Ａおよび第２シール部５９Ｂが形成されていてもよい。これにより、外輪６０と軸部材３０との間に別体のシール部材を配置する場合に比べて、部品点数を低減することができる。また、第１シール部５９Ａおよび第２シール部５９Ｂが第２部材５０と一体であることにより、別体のシール部材を配置する場合のように、グリースの過剰な供給等によってシール部材が外れることを回避することができる。このように、上記実施の形態のフォロア軸受１は、部品点数を低減しつつ、外輪６０と接触する他の部材への攻撃性の抑制や、動作音の抑制を達成することが可能なフォロア軸受となっている。

【0055】

上記フォロア軸受において、第２部材５０を構成する樹脂は、特に限定されるものではなく、用途に応じて適切な耐摩耗性、硬度等を有する樹脂を採用することができる。具体的には、たとえばポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリウレタンからなる群から選択される少なくとも１つの樹脂であってもよい。ポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリウレタンは、第２部材５０を構成する樹脂として好適である。また、第２部材５０を構成する樹脂としてゴム（天然ゴムおよび合成ゴムを含む）が採用されてもよい。

【0056】

上記フォロア軸受において、第２部材を構成する樹脂は、コポリマーのポリアセタールであってもよい。このような樹脂は、弾性率および疲労強度の観点、さらにはコストの観点から、フォロア軸受に含まれる第２部材を構成する樹脂として好適である。コポリマーのアセタールについては、例えば、ホルムアルデヒドとオキシエチレンとの共重合体が挙げられる。コポリマーか否かの判断については、例えば、ＦＴ－ＩＲ（Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ－Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）、ＮＭＲ（Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）、質量分析などの公知の分析をすることにより、コポリマーであるか否かを判断することができる。

【0057】

なお、上記実施の形態においては、フォロア軸受１の転動体としてころ７０が採用される場合について説明したが、転動体として玉が採用されてもよい。また、上記実施の形態においては、転動体が単列に配置される場合について説明したが、複列に配置されてもよい。また、上記実施の形態においては、内方部材として中実の軸部材３０が採用される場合について説明したが、内方部材として、たとえば軌道輪（内輪）が採用されてもよい。さらに第２部材５０は、中空円筒状に形成されるものや、外周面が球面状に形成されるもの等、適宜選択できる。

【0058】

上記実施の形態においては、第１シール部５９Ａおよび第２シール部５９Ｂが、図４および図５に示すように先端に近づくにつれて細くなる形状（フォロア軸受の中心軸を含む断面において三角形状の形状）である場合について説明したが、シール部の形状はこれに限られず、用途等に応じて任意の適切な形状を採用することができる。シール部としては、フォロア軸受の回転軸を含む断面において、表面が円弧状の形状を有する第１シール部および第２シール部が採用されてもよい。また、シール部としては、フォロア軸受の回転軸を含む断面において、第２部材５０の内周面５１から径方向外側に傾斜して突出するリップ状の第１シール部および第２シール部が採用されてもよい。また、上記実施の形態においては、第１シール部５９Ａおよび第２シール部５９Ｂが、それぞれ内方部材である軸部材３０に接触する場合について説明したが、軸部材３０と僅かな間隔をおいて非接触としてもよい。また、第１シール部５９Ａおよび第２シール部５９Ｂは、それぞれ２つ設けられることとしたが、これに限らず、第１シール部５９Ａおよび第２シール部５９Ｂはそれぞれ、１つあるいは３つ以上を採用できる。

【0059】

本開示において、フォロア軸受とは、軸部材が固定された状態で外輪が他の部材と接触しつつ周方向に軸部材に対して相対的に回転する軸受をいう。上記他の部材は、特に限定されるものではなく、たとえばカムであってもよいし、レールであってもよいし、ベルトであってもよい。

【0060】

なお、上記の実施の形態において、第２部材は、白色顔料のような顔料等の固体潤滑剤を含んでもよい。このようにすることにより、外観の向上等を図ることができる。

【0061】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0062】

１ フォロア軸受、１０ 本体部、１１ 第１軌道面、１２ 鍔部、１２Ａ 外周面、１３，４５Ａ 第１端面、１３Ａ 六角穴、１４ ねじ部、１５ 第２端面、１６ 大径部、１６Ａ 段差面、１７ 軸部、２０ 側板、２１ 外周面、２２ 内周面、２３ 第１端面、２４ 第２端面、３０ 軸部材（内方部材）、３１ 回転軸、４０ 第１部材、４１ 第１軌道面、４２ 筒状部、４３ 突部、４４Ａ，４４Ｂ 外周面、４５Ａ 第１端面、４５Ｂ 第２端面、４５Ｃ 側面、４６ 端部、５０ 第２部材、５１ 内周面、５２ 外周面、５３Ａ 第１端面、５３Ｂ 第２端面、５４Ａ 第１部分、５４Ｂ 第２部分、５７ 壁面、５８Ａ 第１領域、５８Ｂ 第２領域、５９Ａ 第１シール部、５９Ｂ 第２シール部、６０ 外輪、７０ ころ、７１ 外周面、７２ 端面、８０ 保持器、８１ ポケット。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【手続補正書】

【提出日】2022-10-07

【手続補正1】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図6】