JP2003269455A - 滑り軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の無給油タイプ滑り軸受に対して、摩
擦、摩耗特性を改善し、給油タイプのものと同等の摩
擦、摩耗特性を得ることを可能とするとともに、上記給
油タイプの問題点を考慮しないで済む滑り軸受を提供す
る。 【解決手段】 軸を支承する円筒部１１を備え、円筒部
１１に複数の貫通穴１３が設けられ、円筒部１１の内径
面又は外径面に貫通穴１３に連通する１本以上の溝１２
が設けられ、貫通穴１３及び溝１２に潤滑油と高分子材
料とを含む固形潤滑剤Ｌが充填されていることを特徴と
する滑り軸受１０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無給油タイプの各
種滑り軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば従来の無給油タイプの滑り軸受と
しては、図６、図７に示される軸受がよく知られてい
る。図６の滑り軸受８０は、黄銅合金製のブッシュの円
筒壁に複数の穴を設け、その穴に固体潤滑剤を充填した
タイプである。図７の滑り軸受９０は、金属板片面に固
体潤滑剤を被覆、又は摺動特性、摩耗特性に優れる表面
処理を行い、その後丸めて円筒状にしたタイプである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記無
給油タイプの滑り軸受は、油やグリース潤滑等の給油タ
イプの滑り軸受と比べると、摩擦、摩耗特性が劣ってい
た。特に、工作機械や射出成形機のような高面圧（高荷
重）用滑り軸受としては耐摩耗性不足で耐久性に問題が
あった。

【０００４】給油タイプの滑り軸受では、潤滑剤の補給
方法として次の二つが普及している。一つは、予め、潤
滑剤の補給が必要な各部位に潤滑剤注入用のニップルを
装備しておいて、定期的に前記ニップルからグリース等
の潤滑剤を充填補給する方法である。他の一つは、潤滑
剤の補給が必要な各部位まで潤滑剤を供給する配管と、
該配管に潤滑剤を圧送する潤滑剤圧送ポンプとを具備す
る給油設備を装備して、常時、自動的に潤滑剤を補給す
る方法である。ところが、前述した潤滑剤の補給方法の
うち、前者の方法は、通常、比較的に短期間で潤滑剤の
補給作業を繰り返さなければならず、メンテナンスのた
めに作業者にかかる負担が大きいという問題がある。ま
た、後者の方法は、給油設備にコストがかかり、機械の
高額化を招くという問題がある。そして、何れの方法に
おいても、注入した潤滑剤が漏れて、周囲環境を汚染す
る等のおそれがある。

【０００５】本発明は、上記の状況に鑑みてなされたも
ので、従来の無給油タイプ滑り軸受に対して、摩擦、摩
耗特性を改善し、給油タイプのものと同等の摩擦、摩耗
特性を得ることを可能とするとともに、上記給油タイプ
の問題点を考慮しないで済む滑り軸受を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記構
成により達成される。 （１） 軸を支承する円筒部を備え、前記円筒部に複数
の貫通穴が設けられ、更に前記円筒部の内径面又は外径
面に前記貫通穴に連通する１本以上の溝が設けられ、前
記貫通穴及び前記溝に潤滑油と高分子材料とを含む固形
潤滑剤が充填されていることを特徴とする滑り軸受。 （２） 前記円筒部の内径面又は外径面に、周方向に延
びる溝が軸方向に間隔をあけて複数設けられている前記
（１）に記載の滑り軸受。 （３） 前記円筒部の内径面又は外径面に、軸方向に延
びる溝が周方向に間隔をあけて複数設けられている前記
（１）又は（２）に記載の滑り軸受。 （４） 前記円筒部の内径面又は外径面に、周方向に延
びる溝と軸方向に延びる溝とが互いに連通するように設
けられている前記（１）に記載の滑り軸受。 （５） 前記円筒部にフランジ部が設けられ、前記フラ
ンジ部に複数の貫通穴及び該貫通穴に連通する溝が設け
られて、それら貫通穴及び溝に潤滑油と高分子材料とを
含む固形潤滑剤が充填されている前記（１）〜（４）の
いずれかに記載の滑り軸受。 （６） 前記円筒部が金属からなり、射出成形によって
前記貫通穴及び前記溝に前記固形潤滑剤が充填されてい
る前記（１）〜（５）のいずれかに記載の滑り軸受。

【０００７】上記滑り軸受の溝及び貫通穴に充填された
固形潤滑剤（潤滑剤含有ポリマ）は、溝及び貫通穴に充
填された状態で固化するポリマ材料からなり、滑り軸受
を軸に組み付けた状態で、一部が軸表面と接触して、そ
の表面から潤滑油が徐々に滲み出て摺動面を長期にわた
り潤滑する。また、潤滑油の滲み出しは極少量ずつであ
るため、液滴となって零れ落ちたりすることが無く、周
囲環境を汚染することも無い。この滑り軸受は、可動部
に簡単に装着できる。また、プラスチックの射出成形に
より容易に溝及び貫通穴に固形潤滑剤を充填できるた
め、量産により安価に製作することが可能である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
に係る滑り軸受の実施形態を詳細に説明する。図１に本
発明に係る滑り軸受の第１実施形態を示す。この滑り軸
受（ブッシュ）１０は、黄銅合金製の円筒部１１の外径
面に、軸方向に等間隔をあけて複数（ここでは３本）の
円周溝１２が設けられている。また円筒部１１には、各
円周溝１２上に複数（例えば１８〜３０個）の貫通穴１
３が周方向に等間隔をあけて設けられている。隣り合う
円周溝１２，１２には、貫通穴１３が周方向にずれて設
けられている。すなわち、ある円周溝１２に設けられた
貫通穴１３は、隣の円周溝１２に設けられた貫通穴１３
と貫通穴１３との間の周方向位置に配されている。

【０００９】前記円周溝１２と貫通穴１３とには、潤滑
油と高分子材料とを含む固形潤滑剤（潤滑剤含有ポリ
マ）Ｌが充填されている。円筒部１１の内径に軸が挿入
されると、貫通穴１３に充填され内径部に露出した固形
潤滑剤Ｌが軸外径面と接触して、固形潤滑剤Ｌの接触表
面から潤滑油が徐々に滲み出て摺動面（軸外径面と滑り
軸受内径面間）を潤滑する。油による潤滑のため従来の
無給油タイプの滑り軸受より良好な摩擦、摩耗特性を有
する。さらに、潤滑油の滲み出しは極少量ずつであり、
円周溝１２に充填された潤滑剤含有ポリマＬからも潤滑
油が供給されるため、摺動面を長期にわたり潤滑できる
とともに、耐久性にも優れる。

【００１０】円筒部１１の外径面の円周溝１２と、複数
の貫通穴１３との両方に潤滑剤含有ポリマＬを充填した
ことにより、潤滑剤の補給が不要である。よって、給油
タイプの滑り軸受の場合の、メンテナンスのために作業
者にかかる負担や給油設備にコストがかかり、機械の高
額化を招くという問題もない。

【００１１】また、潤滑剤含有ポリマＬは、３本の円周
溝１２から、射出成形により容易にそれら円周溝１２及
び貫通穴１３に充填することができるため、量産により
安価に製作することが可能である。

【００１２】本発明で使用する固形潤滑剤（潤滑剤含有
ポリマ）Ｌは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブ
チレン、ポリメチルペンテン等の基本的に同じ化学構造
を有するポリオレフィン系樹脂の群から選定された合成
樹脂に、潤滑剤として、ポリα−オレフィン油のような
パラフィン系炭化水素油、ナフテン系炭化水素油、鉱
油、ジアルキルジフェニルエーテル油のようなエーテル
油、フタル酸エステルのようなエステル油等の何れか単
独若しくは混合油の形で混合して調製した原料を、樹脂
の融点以上で加熱して可塑化し、その後冷却することで
固形状にしたものである。また、必要に応じて、潤滑剤
の中に予め酸化防止剤、錆止め剤、摩耗防止剤、泡消し
剤、極圧剤等の各種添加剤を加えて成形してもよい。上
記潤滑剤含有ポリマの組成比は、全質量に対してポリオ
レフィン系樹脂１０〜５０質量％、潤滑剤９０〜５０質
量％、好ましくはポリオレフィン系樹脂２０〜４０質量
％、潤滑剤８０〜６０質量％である。ポリオレフィン系
樹脂が１０質量％未満の場合は、実用上必要なレベル以
上の硬さ・強度が得られず、摺動によって破損等の不具
合を生じる可能性が高くなる。また、ポリオレフィン系
樹脂が５０質量％を越える場合（つまり、潤滑剤が５０
質量％未満の場合）は、摺動部への潤滑剤の供給が少な
くなり、十分なメンテナンス期間の延長が期待できなく
なる。

【００１３】上記合成樹脂の群は、通常、基本構造は同
じでその平均分子量が異なっており、７００〜５×１０
⁶の範囲に及んでいる。そこで、平均分子量７００〜５
×１０⁴というワックス（例えば、ポリエチレンワック
ス）に分類されるものと、平均分子量１×１０⁴〜１×
１０⁶という比較的低分子量のものと、平均分子量１×
１０⁶〜５×１０⁶という超高分子量のものとを、単独若
しくは混合して用いることにより、様々な特性を付与す
ることができる。例えば、比較的低分子量のものと潤滑
剤との組み合わせによって、ある程度の機械的強度、潤
滑剤供給能力、保油性を持つ潤滑剤含有ポリマが得られ
る。この中の比較的低分子量のものの一部を、ワックス
に分類されるものに置き換えると、ワックスに分類され
るものと潤滑油との分子量の差が小さくなるために潤滑
油との親和性が高くなり、結果として潤滑剤含有ポリマ
の保油性が向上し、長期間にわたっての潤滑剤の供給が
可能になる。但し、その反面、機械的強度は低下する。
ワックスとしては、ポリエチレンワックスのようなポリ
オレフィン系樹脂の他、融点が１００〜１３０℃以上の
範囲にある炭化水素系のもの（例えば、パラフィン系合
成ワックス）であれば、使用できる。それに対して、超
高分子量のものに置き換えると、超高分子量のものと潤
滑油との分子量の差が大きくなるために潤滑油との親和
性が低くなり、結果として保油性が低下し、潤滑剤含有
ポリマからの潤滑剤の滲み出しが速くなる。それによっ
て、潤滑剤含有ポリマからの供給可能な潤滑剤量に達す
る時間が短くなり、長期間に亘っての潤滑剤の供給が難
しくなる。但し、機械的強度は向上する。従って、成形
性や機械的強度、保油性、潤滑剤供給量のバランスを考
慮すると、潤滑剤含有ポリマの組成比は、樹脂成分とし
てワックスに分類されるもの０〜５質量％、比較的低分
子量のもの８〜４８質量％、超高分子量のもの２〜１０
質量％で、かつ合計で１０〜５０質量％とし、潤滑剤を
９０〜５０質量％とすることが好適である。

【００１４】本発明の潤滑剤含有ポリマの機械的強度を
向上させるため、上述のポリオレフィン系樹脂に、以下
のような熱可塑性樹脂を添加したものでもよい。尚、添
加量としては樹脂成分全量の１０〜２０質量％が適当で
ある。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、ＡＢ
Ｓ樹脂等の各樹脂を使用することができる。

【００１５】更に、ポリオレフィン系樹脂とそれ以外の
樹脂とを、より均一な状態で分散させるために、必要に
応じて適当な相溶化剤を加えてあってもよい。また、機
械的強度を向上させるために、充填剤を添加してもよ
い。例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、チタ
ン酸カリウムウィスカーやホウ酸アルミニウムウィスカ
ー等の無機ウィスカー類、或いはガラス繊維や金属繊
維、カーボンブラック、カーボン繊維等の無機繊維類及
びこれらを布状に編組したもの、あるいは黒鉛粉末、ま
た、有機化合物ではアラミド繊維やポリエステル繊維等
を添加してもよい。更に、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、ま
た、光による劣化を防止する目的で、２−ヒドロキシ−
４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、２−（２’−ヒド
ロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−メチル−フェニル）
−５−クロロベンゾトリアゾール等の紫外線吸収剤を添
加してもよい。ポリオレフィン系樹脂及び潤滑剤を除
く、以上の全ての添加剤の添加量としては、添加剤全体
として成形原料全量の２０質量％以下、特に１０質量％
以下であることが、潤滑剤の供給能力を維持する上で好
ましい。

【００１６】本発明で用いることのできるポリマの材料
としては、上記説明したようなポリオレフィン系樹脂を
ベースとしたものの他、射出成形可能な熱可塑性樹脂で
あれば使用でき、その中で含油量を多くすることができ
るものとして、例えば、ポリエステル系エラストマー等
があげられる。

【００１７】図２に本発明に係る滑り軸受の第２実施形
態を示す。この滑り軸受２０の、第１実施形態と異なる
ところは、溝２４が軸方向に設けられている点と、溝本
数が多い（例えば６〜１０本）点である。各溝２４上
に、軸方向に間隔をあけて貫通穴２５が複数（例えば２
〜３個）設けられている。

【００１８】図３に本発明に係る滑り軸受の第３実施形
態を示す。この滑り軸受３０の溝は、第１実施形態の溝
形態と第２実施形態の溝形態を組み合わせたものであ
る。円筒部３１には、外径面に、軸方向に等間隔をあけ
て複数（ここでは３本）の円周溝３２が設けられるとと
もに、周方向に間隔をあけて複数（ここでは６本）の軸
方向溝３４が設けられている。円周溝３２と軸方向溝３
４との交点上には貫通穴３５が設けられている。さら
に、各円周溝３２上の貫通穴３５と貫通穴３５との間に
貫通穴３３が設けられている。全ての貫通穴３３，３５
と溝３２，３４とがつながっているため、１点ゲートに
より潤滑剤含有ポリマＬを充填することができる。もち
ろん、複数ゲートにすることも可能である。潤滑剤含有
ポリマＬの流動性により適宜選定すればよい。

【００１９】図４に本発明に係る滑り軸受の第４実施形
態の断面図を示す。この滑り軸受４０の、第１実施形態
と異なるところは、溝４２が円筒部４１の内径面に設け
られている点である。複数（ここでは３本）の円周溝４
２のそれぞれに、周方向に等間隔をあけて配された貫通
穴４３が連通している。貫通穴４３に充填された潤滑剤
含有ポリマ面に加えて、円周溝４２に充填された潤滑剤
含有ポリマ面も軸外径面と接触するため、摺動面への時
間あたりの潤滑油供給量を増やすことができる。

【００２０】図５に本発明に係る滑り軸受の第５実施形
態を示す。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）におけるＢ矢視図
である。図５（Ａ）に示すように、この滑り軸受５０
は、円筒部５１の軸方向一端にフランジ部５７が設けら
れている。円筒部５１には、第１実施形態と同様な円周
溝５２と貫通穴５３とが設けられ、それら円周溝５２及
び貫通穴５３に潤滑剤含有ポリマＬが充填されている。
フランジ部５７の、反円筒部側の面（フランジ面）に
は、図５（Ｂ）に示すように、周方向に等間隔をあけて
設けられた複数の貫通穴５９と、それら貫通穴５９をつ
なぐリング状の溝５８とが設けられている。貫通穴５９
及び溝５８にも、潤滑剤含有ポリマＬが射出成形などに
より充填されている。この滑り軸受５０によれば、円筒
部５１内径でラジアル荷重を受け、フランジ面でアキシ
アル（スラスト）荷重を受けられる。フランジ面の溝は
図と反対面（円筒部側の面）に設けてもよい。

【００２１】なお、本発明は前述した実施形態に限定さ
れるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、溝形状、貫通穴形状は、他の形状でもよく、射
出成形により溝及び貫通穴に潤滑剤含有ポリマが充填で
きる形状であればよい。溝本数、穴個数も実施形態に限
定されるものではなく、必要潤滑油量等により適宜選択
すればよい。また、軸受（円筒部）材料も特に限定され
るものではなく、金属のほか、高分子（樹脂）等でも良
く、面圧（荷重）や使用温度により適宜選定すればよ
い。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
溝及び貫通穴に充填された潤滑油を含有した高分子材料
（潤滑剤含有ポリマ）が、軸に組み付けた状態で、一部
が軸表面と接触して、その表面から潤滑油が徐々に滲み
出て摺動面を長期にわたり潤滑する。また、潤滑油の滲
み出しは極少量ずつであるため、液滴となって零れ落ち
たりすることが無く、周囲環境を汚染することも無い。
更に、プラスチックの射出成形により、容易に溝及び貫
通穴に潤滑剤含有ポリマを充填することができるため、
量産により安価に製作することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１実施形態の滑り軸受を示す図であ
る。

【図２】本発明第２実施形態の滑り軸受を示す図であ
る。

【図３】本発明第３実施形態の滑り軸受を示す図であ
る。

【図４】本発明第４実施形態の滑り軸受を示す図であ
る。

【図５】本発明第５実施形態の滑り軸受を示す図であ
る。

【図６】従来の無給油滑り軸受を示す図である。

【図７】従来の無給油滑り軸受を示す図である。

【符号の説明】

１０，２０，３０，４０，５０ 滑り軸受 １１，２１，３１，４１，５１ 円筒部 １２，３２，５２ 円周溝（溝） １３，３３，５３ 貫通穴 ２４，３４ 軸方向溝（溝） ２５，３５ 貫通穴 ５７ フランジ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松永 茂樹 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3J011 JA01 KA02 KA04 MA05 MA06 MA22

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸を支承する円筒部を備え、前記円筒部
   に複数の貫通穴が設けられ、更に前記円筒部の内径面又
   は外径面に前記貫通穴に連通する１本以上の溝が設けら
   れ、前記貫通穴及び前記溝に潤滑油と高分子材料とを含
   む固形潤滑剤が充填されていることを特徴とする滑り軸
   受。
2. 【請求項２】 前記円筒部の内径面又は外径面に、周方
   向に延びる溝が軸方向に間隔をあけて複数設けられてい
   る請求項１に記載の滑り軸受。
3. 【請求項３】 前記円筒部の内径面又は外径面に、軸方
   向に延びる溝が周方向に間隔をあけて複数設けられてい
   る請求項１又は２に記載の滑り軸受。
4. 【請求項４】 前記円筒部の内径面又は外径面に、周方
   向に延びる溝と軸方向に延びる溝とが互いに連通するよ
   うに設けられている請求項１に記載の滑り軸受。
5. 【請求項５】 前記円筒部にフランジ部が設けられ、前
   記フランジ部に複数の貫通穴及び該貫通穴に連通する溝
   が設けられて、それら貫通穴及び溝に潤滑油と高分子材
   料とを含む固形潤滑剤が充填されている請求項１〜４の
   いずれかに記載の滑り軸受。
6. 【請求項６】 前記円筒部が金属からなり、射出成形に
   よって前記貫通穴及び前記溝に前記固形潤滑剤が充填さ
   れている請求項１〜５のいずれかに記載の滑り軸受。