JP2001165172A - 転がり軸受用樹脂製保持器 - Google Patents
転がり軸受用樹脂製保持器Info
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Abstract
で、アンダーカット部を有していても通常の2つ割りの
金型を用いた射出成形法によって成形をすることがで
き、生産性にも優れた転がり軸受用樹脂製保持器を提供
する。 【解決手段】 熱可塑性スーパーエンジニアリングプラ
スチック、もしくは200℃以上の長期耐熱性を有する
ポリマーアロイを樹脂成分として、冠形保持器の爪12
a,12bの外面の曲率半径R1 をボールの半径R2 の
110〜150%とし、かつ、爪部12a,12bの基
体部10からの突出量H1 を保持器の幅H2 の25〜7
5%とすることで、アンダーカット部が存在しても離型
時における白化や割れ等の損傷の発生をなくする。
Description
製保持器に関し、特に、長期耐熱性を有し、かつ、生産
性に優れた転がり軸受用樹脂製保持器に関する。
150℃程度以上の長期耐熱性を要求されるものについ
ては、その材質として一般にポリフェニレンサルファイ
ド樹脂(以下、PPS樹脂と称する)やポリアミド46
(PA46)が用いられる。また、例えば自動車のオル
タネータ用の軸受等、それ以上の温度域、200℃程度
以上の長期耐熱性が要求されるものについては、ポリイ
ミド樹脂(以下、PI樹脂と称する)、ポリアミドイミ
ド樹脂(以下、PAI樹脂と称する)、あるいはポリエ
ーテルエーテルケトン樹脂(以下、PEEK樹脂と称す
る)等のスーパーエンジニアリングプラスチックが用い
られている。
上の長期耐熱性を要求される樹脂製保持器に用いられて
いる従来の樹脂材料は、高価格であるのみならず、以下
に示すような問題点がある。
ために、生産性に劣るという問題がある。また、PAI
樹脂やPEEK樹脂等のスーパーエンジニアリングプラ
スチックは、ボールを収容するためのポケットのそれぞ
れを、環状の基体部の一端面側に一対の爪を突出させて
その内側に球面の一部をなすように形成した、いわゆる
冠型保持器を容易に成形できないとう問題がある。すな
わち、冠型保持器においては、基体部から突出する各爪
の部分にアンダーカット部が存在するため、2つ割りの
射出成形金型を用いてPEEK樹脂やPAI樹脂を成形
した場合、離型時に白化や割れが生じてしまう。従っ
て、このようなPEEK樹脂をはじめとするスーパーエ
ンジニアリングプラスチック製の保持器は、従来、スラ
イド式の金型を用いて、冠型ではない形状の保持器とし
て用いている。
た樹脂製保持器では、ボールの抱き量が小さく、ボール
の保持力が低いため、軸受の回転時に保持器音が発生し
たり、あるいは保持器が内外輪と接触するという問題が
ある。
もので、200℃以上の高温域での長期使用が可能で、
しかも、アンダーカット部を含む冠型保持器としての生
産性にも優れた転がり軸受用樹製保持器の提供を目的と
している。
め、本発明の転がり軸受用樹脂製保持器は、樹脂成分に
熱可塑性スーパーエンジニアリングプラスチックを含む
冠型保持器であって、各ポケットを形成すべく基体部の
一端面側に突出させた一対の爪の外面の曲率半径が、当
該保持器に保持されるボールの半径の110〜150%
であり、かつ、上記爪の基体部からの突出量が、当該保
持器の幅の25〜75%であることによって特徴づけら
れる(請求項1)。
として、PEEK樹脂およびポリエーテルスルホン樹脂
(以下、PES樹脂と称する)のうちのいずれかを好適
に用いることができる(請求項2)。
エンジニアリングプラスチックのほかに、樹脂成分とし
て、ポリアミドイミド樹脂と熱可塑性エンジニアリング
プラスチックを主成分とするポリマーアロイを用いるこ
ともでき(請求項3)、そのポリマーアロイに用いるの
に適した熱可塑性エンジニアリングプラスチックとして
は、ポリフェニレンサルファイド樹脂を挙げることがで
きる(請求項4)。
発明の転がり軸受用樹脂製保持器においては、保持器と
しての各種性能を維持または向上させ、あるいは成形工
程における成形性を損なわない範囲で、樹脂成分である
PAI樹脂と熱可塑性エンジニアリングプラスチックを
主成分とするポリマーアロイに、または、熱可塑性樹脂
スーパーエンジニアリングプラスチックに、ガラス繊維
をはじめとする各種強化繊維や各種充填材等を含有させ
ることができる。
によって、高温域における長期使用が可能であるもの
の、従来技術においてはアンダーカット部を有する冠型
保持器への成形が不可能であるとされていたPEEK樹
脂をはじめとする熱可塑性スーパーエンジニアリングプ
ラスチックを用いて、冠型保持器の射出成形を実現した
ものである。
る一対の爪の外径面の曲率半径を、当該保持器のポケッ
トに保持されるボールの半径の110〜150%とし、
なおかつ各爪の基体部からの突出量を、当該保持器の幅
(全幅)の25〜75%とすることにより、爪に作用す
る応力集中が緩和され、ポリエーテルエーテルケトンや
ポリエーテルスルホンをはじめとする耐熱性に富んだス
ーパーエンジニアリングプラスチックを樹脂成分として
用いて、通常の2つ割りの金型を用いた射出成形により
成形しても、離型時において白化や損傷が生じないこと
が確認された。
径に対する率が110%未満であると、爪の肉厚が薄く
なって所要の強度を得ることができず、150%を越え
ると離型時やボールのスナップフィット時における応力
集中によって白化や割れが生じる。また、各爪の基体部
からの突出量の保持器の幅に対する率が25%未満であ
ると、ボールの抱き量が小さくなって所要のボールの保
持力が得られず、75%を越えると離型時やボールのス
ナップフィット時における応力集中により白化や割れが
生じる。
られる熱可塑性スーパーエンジニアリングプラスチック
の具体的な材質としては、PEEK樹脂のほか、PES
樹脂を挙げることができる。
熱可塑性スーパーエンジニアリングプラスチックを用い
て上記の構造的特徴を有する冠型保持器を用いることに
より、当然のことながらその材質が本来的に有している
高温域での長期耐熱性を発揮し、また、このような熱可
塑性スーパーエンジニアリングプラスチックを用いた冠
型以外の形状の保持器を用いる場合に比して、ボールの
抱き量の増大によるボールの保持力の向上により、初期
音響値の低減が確認されている。
冠形樹脂製保持器の樹脂成分には、PEEK樹脂やPE
S樹脂のような熱可塑性スーパーエンジニアリングプラ
スチック以外に、請求項3,4に係る発明のようなポリ
マーアロイを用いても200℃以上の高温域での連続使
用が可能であることが、本発明者らの研究によって確認
されている。
アリングプラスチックを主成分とするポリマーアロイ
は、200℃以上の高温域で連続使用が可能であり、か
つ、通常の射出成形により成形可能で、ある程度以上の
柔軟性および靱性を備えており、請求項1に係る発明の
構成との併用により、本発明の目的を十分に達成するこ
とができる。
塑性エンジニアリングプラスチックを主成分とするポリ
マーアロイは、200℃以上の高温下での長期使用に耐
え、しかも射出成形が可能であり、所要の柔軟性と靱性
を有し、冠形保持器のようにアンダーカット部を有して
いても2つ割り金型からの離型時や転動体のスナップフ
ィットによるボールの組み込み時に白化や損傷しにく
く、冠形保持器のポケットを形成する一端面側に突出さ
せた一対の爪の外面の曲率半径および爪の基体部からの
突出量を、請求項1に記載の範囲とすることにより、生
産時における前記した不具合を確実に解消することが可
能となる。
脂製保持器に用いられるポリマーアロイは、PAI樹脂
と熱可塑性エンジニアリングプラスチックとの組成比に
ついては、特に限定されるものではないが、熱可塑性エ
ンジニアリングプラスチックとしてPPS樹脂を用いる
場合、一例として、PAI樹脂とPPS樹脂を略1:1
の割合で含有するポリマーアロイを、要求される耐熱性
と成形性並びに柔軟性を兼ね備えた好適な材料として挙
げることができる。そして、このような組成からなるポ
リマーアロイは低コストであるという利点がある。
ガラス繊維を30重量%、添加剤としてカーボンを10
重量%含有させた材料を用いて、図1に外観斜視図を、
図2(A)にはその要部正面図、同図(B)にはそのポ
ケット11の中心を通る図2(A)の縦断面図を示す冠
型保持器を成形した。
ルを片持ち状に保持すべく、基体部10から互いに対抗
する2本の爪部12a,12bを突出させてポケット壁
体を構成した構造を持ち、ポケット11の内面および外
面は球面とし、そのポケット11の開放端であるポケッ
ト入口部の開口寸法(対抗する各爪部12a,12bの
先端部間の距離)Aが、ポケット最大径(ポケット11
内面の球面の直径)Bよりも10%程度小さいアンダー
カット状となっている。
径3/8インチ(約9.525mm)のボールを組み込
むものとし、ポケット11を構成する一対の爪部12
a,12bの寸法を種々に変化させて射出成形した。す
なわち、図3にポケット11の中心を通る要部断面図を
示すように、ボール2の半径R2 に対する爪部12a,
12bの外面の曲率半径R1 の率(R1 /R2 )、およ
び、保持器の幅寸法H2に対する爪部12a,12bの
基体部10からの突出量H1 の率(H1 /H2 )を種々
に変化させ、通常の2つ割りの金型を用いて射出成形
し、離型時における白化や割れ等の損傷を調査した。そ
の結果の一部を〔表1〕に示す。
出成形工程における離型時に爪部12a,12bに白化
もしくは割れのいずれも生じない場合を○、いずれかが
生じた場合には×で表している。
11の外面の曲率半径R1 のボール2の半径R2 に対す
る率、および、保持器の幅寸法H2 に対する爪部12
a,12bの基体部10からの突出量H1 の率のいずれ
もが本発明の範囲内にある実施例1〜4では離型時にな
んらの問題も生じなかったのに対し、いずれかがその範
囲から逸脱している比較例1〜3では白化もしくは割れ
が生じ、実質的に2つ割りの金型を用いた射出成形が不
可能であった。
11に対し、半径rのボールをスナップフィットによっ
て組み込んだが、その場合にも爪部12a,12bに白
化ないしは割れ等が生じないことが確かめられた。そし
て、実施例1および2の保持器を用いて実際に転がり軸
受を組み立てて回転性能等を調査したところ、当該保持
器と同一の材質で、かつ、冠型保持器以外の形状の保持
器を用いた場合に比して、ボールの抱き量の増大に起因
するボールの保持力の向上により、初期音響値の低減が
認められた。また、試験中に発生する全体的な音の低減
も確認された。
AI樹脂とPPS樹脂を1:1の割合で含有するポリマ
ーアロイに、強化ガラス繊維を40重量%で含有させた
材料(三菱ガス化学株式会社製MS−3,MGC法に基
づく長期耐熱性(20,000時間)270℃、AST
M D638に基づく引張強度159MPa、同D79
0に基づく曲げ強度および曲げ弾性率が、それぞれ、2
3℃で240MPaおよび14GPa,180℃で15
0MPaおよび8GPa,250℃で70MPaおよび
3GPa)を用いて、上記の実施例1,2と同じ寸法の
もとに、図1,図2に示したものと同じ構造の冠形保持
器を射出成形によって成形したところ、上記した実施例
1,2と同様に、離型時における白化や爪部12a,1
2bの損傷等は全く生じず、スナップフィットを利用し
てポケット11内にボールを組み込んだ際にも、爪部1
2a,12bをはじめとする各部位の破損は生じなかっ
た。
℃以上の長期耐熱性を有する保持器で、かつ、アンダー
カット部を有する形状のものであっても通常の射出成形
法を用いて、離型時において白化や損傷を生じることな
く製造することが可能となり、また、スナップフィット
によるボールの組み込み際しても損傷等を生じることが
なく、高温式での長期耐熱性を有し、しかもボールの保
持力の大きな低騒音の保持器が得れる。
を示す外観斜視図である。
で、図2(B)はそのポケット11の中心を通る縦断面
図である。
a,12bの寸法を説明するためのポケット11の近傍
の断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 樹脂成分が熱可塑性スーパーエンジニア
リングプラスチックの冠型保持器であって、各ポケット
を形成すべく基体部の一端面側に突出させた一対の爪の
外面の曲率半径が、当該保持器に保持されるボールの半
径の110〜150%であり、かつ、上記爪の基体部か
らの突出量が、当該保持器の幅の25〜75%であるこ
とを特徴とする転がり軸受用樹脂製保持器。 - 【請求項2】 上記樹脂成分が、ポリエーテルエーテル
ケトンおよびポリエーテルスルホンのうちのいずれかで
あることを特徴とする請求項1に記載の転がり軸受用樹
脂製保持器。 - 【請求項3】 上記樹脂成分が、ポリアミドイミド樹脂
と熱可塑性エンジニアリングプラスチックを主成分とす
るポリマーアロイであることを特徴とする請求項2に記
載の転がり軸受用樹脂製保持器。 - 【請求項4】 上記熱可塑性エンジニアリングプラスチ
ックが、ポリフェニレンサルファイド樹脂であることを
特徴とする請求項3に記載の転がり軸受用樹脂製保持
器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34585799A JP2001165172A (ja) | 1999-12-06 | 1999-12-06 | 転がり軸受用樹脂製保持器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP34585799A JP2001165172A (ja) | 1999-12-06 | 1999-12-06 | 転がり軸受用樹脂製保持器 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007209055A Division JP2007309527A (ja) | 2007-08-10 | 2007-08-10 | 転がり軸受用樹脂製保持器 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34585799A Withdrawn JP2001165172A (ja) | 1999-12-06 | 1999-12-06 | 転がり軸受用樹脂製保持器 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2001165172A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1999
- 1999-12-06 JP JP34585799A patent/JP2001165172A/ja not_active Withdrawn
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