JP2008095912A - Alternator bearing - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an alternator bearing, which has a long life and high reliability. <P>SOLUTION: The alternator bearing 21 rotatably supports the rotary shaft of the alternator for an automobile with respect to a casing, the alternator comprising the casing, the rotary shaft, a stator, and a rotor. Concretely, the bearing 21 comprises: an inner race 22 serving as an internal member; an outer race 23 serving as an external member; a plurality of rolling elements 24 arranged between the inner race 22 and the outer race 23; and a cage 25 containing polyamide 9T resin having a degree of polymerization of 60 to 120 and a fiber loading material. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、転がり軸受に関し、特に、自動車用オルタネータ(交流発電機)の内部で熱影響を受けやすい回転軸支持用のオルタネータ用軸受に関するものである。   The present invention relates to a rolling bearing, and more particularly to a bearing for an alternator for supporting a rotating shaft that is easily affected by heat inside an automotive alternator (alternator).

従来の自動車用オルタネータは、ケーシングと、軸受によってケーシングに対して回転自在に支持される回転軸と、回転軸に固定されるプーリと、ケーシングに固定されるステータと、ステータと対面する位置で回転軸に固定されるロータとを備える。   A conventional automotive alternator rotates at a position facing a casing, a rotating shaft rotatably supported with respect to the casing by a bearing, a pulley fixed to the rotating shaft, a stator fixed to the casing, and the stator. And a rotor fixed to the shaft.

また、回転軸を回転自在に支持する軸受は、例えば、特開平4−244624号公報(特許文献1)に記載されている。同公報に記載されている軸受は、内輪と、外輪と、内輪および外輪の間に配置される複数の転動体と、隣接する転動体の間隔を保持する保持器と、軸受内部を密封する密封シールとを備える転がり軸受である。   A bearing that rotatably supports the rotating shaft is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-244624 (Patent Document 1). The bearing described in the publication includes an inner ring, an outer ring, a plurality of rolling elements disposed between the inner ring and the outer ring, a cage that holds a space between adjacent rolling elements, and a seal that seals the inside of the bearing. It is a rolling bearing provided with a seal.

保持器としては、ポリアミド(ナイロン66)等のいわゆるエンジニアリングプラスチック単体、さらにガラス繊維や炭素繊維等の短繊維を混入した複合材で形成した樹脂製保持器、または、鉄板打ち抜き(プレス)保持器等が使用される。   As a cage, a so-called engineering plastic simple substance such as polyamide (nylon 66), a resin cage formed of a composite material mixed with short fibers such as glass fiber and carbon fiber, or an iron plate punching (press) cage, etc. Is used.

ポリアミドは、他のエンジニアリングプラスチックと比較して保持器として要求される物理的特性が優れている。例えば、ポリアセタールと比較すると強度および耐熱性に優れている。また、ポリブチレンテレフタレートと比較すると成型時や軸受組立時に必要な柔軟性が高い。   Polyamide is superior in physical properties required as a cage as compared to other engineering plastics. For example, it is superior in strength and heat resistance as compared with polyacetal. Further, compared with polybutylene terephthalate, the flexibility required for molding and bearing assembly is high.

また、近年では、150℃を超える高温環境下で使用される軸受用のプラスチック保持器材料として、ポリエーテルスルホン酸(PES)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等のいわゆるスーパーエンジニアリングプラスチック樹脂が提案されている。しかし、これらの材料は非常に高価である。それに対して、ポリアミドは材料コストと性能のバランスが良好なことから、プラスチック保持器の材料として多用されている。
特開平4−244624号公報
In recent years, polyether sulphonic acid (PES), polyether imide (PEI), polyamide imide (PAI), polyether ether ketone are used as plastic cage materials for bearings used in high temperature environments exceeding 150 ° C. So-called super engineering plastic resins such as (PEEK) have been proposed. However, these materials are very expensive. On the other hand, polyamide is frequently used as a material for plastic cages because it has a good balance between material cost and performance.
JP-A-4-244624

自動車用オルタネータは、高効率化およびコンパクト化が進むと共に、使用電力の増加に伴い電気負荷が増大する。そして、これらに伴う発熱によって軸受温度がさらに高くなるという課題を抱えている。その結果、オルタネータの回転軸を支持する軸受の使用環境も厳しくなってきている。   The alternator for automobiles is highly efficient and compact, and the electric load increases with the increase in power consumption. And it has the subject that bearing temperature becomes still higher by the heat_generation | fever accompanying these. As a result, the usage environment of the bearing that supports the rotating shaft of the alternator has become severe.

また、自動車用オルタネータの高速、高荷重回転に伴って回転軸を支持する転がり軸受の転動体も発熱する。これにより、転がり軸受全体の温度が内外輪の素材である一般的な鋼の焼き戻し温度(約170〜200℃)よりも高くなるような場合がある。   In addition, the rolling elements of the rolling bearing that supports the rotating shaft generate heat as the automobile alternator rotates at a high speed and with a high load. Thereby, the temperature of the whole rolling bearing may become higher than the tempering temperature (about 170-200 degreeC) of the general steel which is the raw material of an inner-outer ring.

この場合、高温での使用に適さないポリアミドや、鉄板(熱処理を施していない)の保持器には、寸法変形や強度劣化などが発生し、軸受の回転機能を損なうなどの不具合が生じる。また、ポリアミドは、極圧添加剤、添加油等の油類と常時あるいは間欠的に接触する条件下では、経時的に材料が劣化してしまい、市場で要求される性能を満たせなくなることがある。   In this case, the polyamide that is not suitable for use at high temperatures and the retainer of the iron plate (not subjected to heat treatment) cause dimensional deformation, strength deterioration, and the like, resulting in problems such as impairing the rotation function of the bearing. Also, polyamides may deteriorate over time under conditions where they are constantly or intermittently contacted with oils such as extreme pressure additives and additive oils, and may fail to meet the performance required in the market. .

さらに、ポリアミドは、その分子構造中にアミド結合を有しているために、水の影響を受け易く、高温多湿時の吸水、乾燥時の脱水による寸法変化及び靱性の変化が大きい。この性質は、保持器の靭性を向上させて軸受組立工程での保持器の破損を防止する観点からは有利である。しかし、高温多湿時と乾燥時の寸法変化が大きいことから、転動体のスムーズな回転を妨げるおそれがある。   Furthermore, since polyamide has an amide bond in its molecular structure, it is easily affected by water, and has a large dimensional change and toughness change due to water absorption during high temperature and high humidity and dehydration during drying. This property is advantageous from the viewpoint of improving the toughness of the cage and preventing breakage of the cage in the bearing assembly process. However, since the dimensional change during high temperature and high humidity and during drying is large, there is a concern that smooth rotation of the rolling elements may be hindered.

そこで、この発明の目的は、自動車用オルタネータの回転軸を支持する軸受として、寸法安定性、柔軟性、耐熱性、耐薬品性等を向上させた保持器を採用することにより、長寿命で信頼性の高いオルタネータ用軸受を提供することである。   Therefore, the object of the present invention is to provide a long life and reliable by adopting a cage with improved dimensional stability, flexibility, heat resistance, chemical resistance, etc. as a bearing that supports the rotating shaft of an alternator for automobiles. It is providing the bearing for alternators with high property.

この発明に係るオルタネータ用軸受は、ケーシングと、ケーシングに収容される回転軸と、ケーシングの内部に固定されるステータと、ステータと対面する位置に配置され、回転軸と一体回転するロータとを備える自動車用オルタネータの回転軸をケーシングに対して回転自在に支持する。具体的には、内方部材と、外方部材と、内方部材および外方部材の間に配置される複数の転動体と、重合度60〜120のポリアミド9T樹脂および繊維状充填材を含有し、隣接する転動体の間隔を保持する保持器とを有する。   An alternator bearing according to the present invention includes a casing, a rotating shaft housed in the casing, a stator fixed inside the casing, and a rotor that is disposed at a position facing the stator and rotates integrally with the rotating shaft. The rotating shaft of the alternator for automobiles is supported rotatably with respect to the casing. Specifically, it contains an inner member, an outer member, a plurality of rolling elements disposed between the inner member and the outer member, a polyamide 9T resin having a polymerization degree of 60 to 120, and a fibrous filler. And a cage that holds the interval between adjacent rolling elements.

ポリアミド9T樹脂は、耐熱性、対油性、耐薬品性、寸法安定性、靱性に優れていると共に、高い機械的性質を有している。また、ガラス繊維等の繊維状充填材を加えることにより、保持器の剛性が向上すると共に、保持器の製造時における寸法精度が安定する。その結果、高温雰囲気、油や薬品と接触する条件、高速回転条件、高負荷条件、多湿環境等の過酷な環境でも長寿命で信頼性の高いオルタネータ用軸受を得ることができる。   Polyamide 9T resin is excellent in heat resistance, oil resistance, chemical resistance, dimensional stability and toughness, and has high mechanical properties. Further, by adding a fibrous filler such as glass fiber, the rigidity of the cage is improved, and the dimensional accuracy during the production of the cage is stabilized. As a result, a long-life and highly reliable alternator bearing can be obtained even in a harsh environment such as a high temperature atmosphere, contact conditions with oil or chemicals, high-speed rotation conditions, high-load conditions, and humid environments.

この発明によれば、ポリアミド9T樹脂と繊維状充填材を含有する材料で保持器を形成することにより、保持器の寸法安定性、柔軟性、耐熱性、耐薬品性等が向上する。その結果、長寿命で信頼性の高いオルタネータ用軸受を得ることができる。   According to this invention, by forming a cage with a material containing polyamide 9T resin and a fibrous filler, the dimensional stability, flexibility, heat resistance, chemical resistance, etc. of the cage are improved. As a result, a long-life and highly reliable alternator bearing can be obtained.

図1および図2を参照して、この発明の一実施形態に係る自動車用オルタネータ11、および自動車用オルタネータに採用されるオルタネータ用軸受としての深溝玉軸受21を説明する。なお、図1は自動車用オルタネータ11の断面図、図2は深溝玉軸受21の断面図である。   With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the alternator 11 for motor vehicles based on one Embodiment of this invention and the deep groove ball bearing 21 as a bearing for alternators employ | adopted as the alternator for motor vehicles are demonstrated. 1 is a cross-sectional view of the alternator 11 for an automobile, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the deep groove ball bearing 21.

まず、図1を参照して、自動車用オルタネータ11は、主な構成要素として、ケーシング12と、回転軸13と、プーリ14と、ステータ15と、ロータ16と、転がり軸受としての深溝玉軸受21とを備える。   First, referring to FIG. 1, an automotive alternator 11 includes, as main components, a casing 12, a rotating shaft 13, a pulley 14, a stator 15, a rotor 16, and a deep groove ball bearing 21 as a rolling bearing. With.

ケーシング12は、フロントブラケット12aと、リアブラケット12bとをボルト結合して構成されている。そして、回転軸13、ステータ15、ロータ16、および深溝玉軸受21等を収容する。   The casing 12 is configured by bolting a front bracket 12a and a rear bracket 12b. And the rotating shaft 13, the stator 15, the rotor 16, and the deep groove ball bearing 21 grade | etc., Are accommodated.

回転軸13は、2個の深溝玉軸受21によってケーシング12に対して回転自在に支持されている。また、ケーシング12の外側でプーリ14に挿通し、ケーシング12の内側でロータ16およびスリップリング17に挿通している。なお、スリップリング17には、ばね19によってブラシ18が圧接されている。   The rotary shaft 13 is rotatably supported with respect to the casing 12 by two deep groove ball bearings 21. Further, it is inserted through the pulley 14 outside the casing 12 and through the rotor 16 and the slip ring 17 inside the casing 12. A brush 18 is pressed against the slip ring 17 by a spring 19.

プーリ14には、無端ベルト(図示省略)が取り付けられて、エンジン(図示省略)の回転に伴って回転軸13を回転させる。また、この実施形態においては、自動車用オルタネータ11を冷却するファンとしても機能する。   An endless belt (not shown) is attached to the pulley 14 and rotates the rotating shaft 13 as the engine (not shown) rotates. Moreover, in this embodiment, it functions also as a fan which cools the alternator 11 for motor vehicles.

ステータ15は、リング形状の部材であってケーシング12に固定されている。一方、ロータ16は、回転軸13に嵌合固定されて回転軸13と一体回転する。このステータ15およびロータ16は互いに対面するように配置されており、両者の間には所定の隙間が設けられている。また、ステータ15およびロータ16は、それぞれコイルが巻きつけられている。   The stator 15 is a ring-shaped member and is fixed to the casing 12. On the other hand, the rotor 16 is fitted and fixed to the rotary shaft 13 and rotates integrally with the rotary shaft 13. The stator 15 and the rotor 16 are arranged so as to face each other, and a predetermined gap is provided between them. The stator 15 and the rotor 16 are each wound with a coil.

次に、図2を参照して、深溝玉軸受21は、内方部材としての内輪22と、外方部材としての外輪23と、内輪22および外輪23の間に配置される転動体としての複数の玉24と、図3に示すような隣接する玉24の間隔を保持する保持器25と、両端部を密封する密封部材としての密封シール26とを備える。また、玉24のスムーズな回転を維持するために、軸受内部にはグリースが充填されている。   Next, referring to FIG. 2, the deep groove ball bearing 21 includes an inner ring 22 as an inner member, an outer ring 23 as an outer member, and a plurality of rolling elements disposed between the inner ring 22 and the outer ring 23. 3, a retainer 25 that holds the interval between adjacent balls 24 as shown in FIG. 3, and a sealing seal 26 as a sealing member that seals both ends. Further, in order to maintain the smooth rotation of the ball 24, the bearing is filled with grease.

内輪22は、例えばSUJ−2等の一般的な軸受鋼によって形成される。一方、外輪23は、例えばSAE5120によって形成される。また、内輪22および外輪23は、所定の機械的性質を得るために、浸炭処理、サブゼロ処理、および焼戻処理等の熱処理が施される。さらに、玉24は、例えば窒化けい素を主体とするセラミックスによって形成される。保持器25は、後述する樹脂材料によって形成される。   The inner ring 22 is formed of general bearing steel such as SUJ-2. On the other hand, the outer ring 23 is formed by SAE5120, for example. In addition, the inner ring 22 and the outer ring 23 are subjected to heat treatment such as carburizing, sub-zero, and tempering in order to obtain predetermined mechanical properties. Further, the balls 24 are formed of ceramics mainly composed of silicon nitride, for example. The cage 25 is formed of a resin material described later.

なお、「サブゼロ処理」とは、残留オーステナイトをマルテンサイトに変態させるために0℃以下の温度に保持する処理をいい、この実施形態においては、−75℃の温度で所定時間保持する。また、「焼戻処理」とは、焼入によって生じた残留応力や内部ひずみを低減し、鋼の靭性等を向上させる処理を指し、この実施形態においては、内輪22の焼戻温度を185℃、外輪23の焼戻温度を270℃程度に設定する。   The “sub-zero treatment” refers to a treatment for maintaining the retained austenite at a temperature of 0 ° C. or lower in order to transform the retained austenite into martensite. In this embodiment, the sub-zero treatment is maintained at a temperature of −75 ° C. for a predetermined time. The “tempering process” refers to a process for reducing residual stress and internal strain caused by quenching and improving the toughness of steel and the like. In this embodiment, the tempering temperature of the inner ring 22 is 185 ° C. The tempering temperature of the outer ring 23 is set to about 270 ° C.

上記構成の自動車用オルタネータ11は、エンジンの動力の一部を電気に変換する。具体的には、エンジンの回転によって回転軸13とロータ16とが一体回転する。このとき、ステータ15とロータ16との間で電磁誘導の原理により電気が発生する。そして、自動車用オルタネータ11で発電された電気はバッテリー(図示省略)に充電され、各電装品の動作に用いられる。   The automotive alternator 11 having the above configuration converts part of the engine power into electricity. Specifically, the rotating shaft 13 and the rotor 16 rotate integrally with the rotation of the engine. At this time, electricity is generated between the stator 15 and the rotor 16 by the principle of electromagnetic induction. The electricity generated by the automobile alternator 11 is charged in a battery (not shown) and used for the operation of each electrical component.

ここで、自動車用オルタネータ11は、発電と同時に熱を発する。特に、ステータコイルの発熱量は大きく、温度が180℃程度まで上昇することもある。そして、この熱はケーシング12を通して深溝玉軸受21にも伝達される。さらには、玉24と内輪22および外輪23の軌道面とが摺動することによって、深溝玉軸受21自身も発熱する。   Here, the alternator 11 for automobiles generates heat simultaneously with power generation. In particular, the calorific value of the stator coil is large, and the temperature may rise to about 180 ° C. This heat is also transmitted to the deep groove ball bearing 21 through the casing 12. Furthermore, the deep groove ball bearing 21 itself generates heat as the balls 24 slide along the raceways of the inner ring 22 and the outer ring 23.

内輪22および外輪23の温度が焼戻温度を超えると、組成が変化して硬度が著しく低下すると共に、鋼の残留オーステナイトがマルテンサイト化するマルテンサイト変態によって寸法の肥大化を伴い軸受すきまの増大をもたらす。特に自動車用オルタネータ11では、それが取り付けられるエンジンの振動や衝撃を直接受けるために、内輪22および外輪23の硬度が低下することに伴って軌道面に圧痕が発生しやすくなる。   When the temperature of the inner ring 22 and the outer ring 23 exceeds the tempering temperature, the composition is changed and the hardness is remarkably reduced, and the bearing clearance is increased with the enlargement of the dimensions due to the martensitic transformation in which the retained austenite of the steel becomes martensite. Bring. In particular, since the alternator 11 for an automobile is directly subjected to the vibration and impact of the engine to which it is attached, the indentation tends to occur on the raceway surface as the hardness of the inner ring 22 and the outer ring 23 decreases.

さらに、固定側となる外輪23では負荷領域が一定であるため、振動や衝撃の影響が大きく軌道面が荒れる。荒れた軌道面により高速、高荷重下ではさらに発熱の要因となり上記の現象が助長される。その結果的、ごく短時間のうちに剥離を生じるなど、早期に軸受寿命に至るおそれがある。   Further, since the load region is constant in the outer ring 23 on the fixed side, the influence of vibration and impact is large and the raceway surface becomes rough. The above-mentioned phenomenon is promoted by a rough raceway surface which causes further heat generation under high speed and high load. As a result, there is a possibility that the bearing life may be reached early, such as peeling in a very short time.

そこで、内輪22および外輪23の焼戻温度を使用時の最高温度よりさらに高く設定することにより、温度上昇による組織変化を防止することができる。また、セラミックス製の玉24と、合成樹脂製の保持器25とを採用することにより、軸受内のグリースの発熱を防止し軸受寿命を延長することができる。   Therefore, by setting the tempering temperatures of the inner ring 22 and the outer ring 23 to be higher than the maximum temperature during use, it is possible to prevent changes in the structure due to temperature rise. Further, by employing the ceramic ball 24 and the synthetic resin cage 25, it is possible to prevent heat generation of the grease in the bearing and extend the bearing life.

次に、保持器25を形成する樹脂材料について詳しく説明する。保持器25は、重合度60〜120のポリアミド9T樹脂と、繊維状充填材としてのガラス繊維を含有する。ポリアミド9T樹脂は、式(1)で表わされるテレフタル酸とノナンジアミンの重合ポリマーで、芳香環と高級脂肪族鎖からなる半芳香族ポリアミドである。具体的な材料としては、「(株)クラレ製「ジェネスター(商品名)」を挙げることができる。   Next, the resin material forming the cage 25 will be described in detail. The cage 25 contains a polyamide 9T resin having a polymerization degree of 60 to 120 and glass fibers as a fibrous filler. The polyamide 9T resin is a polymer of terephthalic acid and nonanediamine represented by the formula (1), and is a semi-aromatic polyamide composed of an aromatic ring and a higher aliphatic chain. Specific examples of such materials include “Genstar (trade name)” manufactured by Kuraray Co., Ltd.

Figure 2008095912
Figure 2008095912

ガラス繊維は、保持器25の形状や使用目的等に応じて、組成物全量に対して0wt%〜50wt%の範囲で添加される。ガラス繊維の含有率が50wt%超だと、樹脂組成物の溶融流動性が著しく低下して成型性が悪くなるばかりでなく、材料の変形能がきわめて小さくなり、保持器成型時の無理抜きが困難になり、また軸受組み込み時に保持器25が破損する恐れがある。また、ガラス繊維の含有率が10wt%未満だと、機械的特性の補強効果が小さく、耐熱性も不足する。   Glass fiber is added in the range of 0 wt% to 50 wt% with respect to the total amount of the composition depending on the shape of the cage 25, the purpose of use, and the like. If the glass fiber content exceeds 50 wt%, not only the melt flowability of the resin composition is significantly lowered and the moldability is deteriorated, but also the deformability of the material becomes extremely small, and the excessive deformation at the time of molding of the cage can be avoided. It becomes difficult and the cage 25 may be damaged when the bearing is assembled. On the other hand, if the glass fiber content is less than 10 wt%, the effect of reinforcing the mechanical properties is small and the heat resistance is insufficient.

ここで、保持器25の形状に着目すると、玉軸受用冠型保持器の場合、繊維状充填材の含有率は0wt%〜30wt%が好ましく、特に10wt%〜25wt%が好ましい。   Here, paying attention to the shape of the cage 25, in the case of a crown type cage for ball bearings, the content of the fibrous filler is preferably 0 wt% to 30 wt%, particularly preferably 10 wt% to 25 wt%.

次に、保持器25の組込み性を向上する観点、すなわち、製造工程での離型時の無理抜き及び玉組み込み時に比較的変形し易くするためには、ガラス繊維が0wt%〜30wt%含有されることが好ましく、更に10wt%〜30wt%含有されることが好ましく、特に10wt%〜25wt%含有されることが好ましい。   Next, in order to improve the assemblability of the cage 25, that is, forcibly removing at the time of mold release in the manufacturing process and relatively easily deforming at the time of ball incorporation, 0 wt% to 30 wt% of glass fiber is contained. It is preferable to contain 10 wt% to 30 wt%, and it is particularly preferable to contain 10 wt% to 25 wt%.

次に、保持器25の耐熱性や剛性を確保する観点、すなわち、動作時に発生する玉24からの比較的大きな力を適切に支持するためには、繊維状充填材が20wt%〜40wt%含有されることが好ましい。   Next, from the viewpoint of ensuring heat resistance and rigidity of the cage 25, that is, in order to appropriately support a relatively large force from the ball 24 generated during operation, the fibrous filler is contained in an amount of 20 wt% to 40 wt%. It is preferred that

さらに、より強い高い変形能と高い剛性を両立させる観点からは、0wt%〜30wt%が好ましく、10wt%〜30wt%が更に好ましく、10wt%〜25wt%が特に好ましい。   Furthermore, from the viewpoint of achieving both higher and higher deformability and higher rigidity, 0 wt% to 30 wt% is preferable, 10 wt% to 30 wt% is more preferable, and 10 wt% to 25 wt% is particularly preferable.

なお、ガラス繊維の形態としては、アスペクト比が5〜200が好適である。アスペクト比が5未満では保持器25の補強効果が十分に発揮されず脆弱となってしまう。一方、アスペクト比が200を超えると混合時の均一分散がきわめて困難となる。また、繊維径は特に限定されないが、平均径が0.5μm〜20μmのものが好ましく、より好ましくは3μm〜15μmのものである。   In addition, as a form of glass fiber, an aspect ratio of 5 to 200 is preferable. If the aspect ratio is less than 5, the reinforcing effect of the cage 25 is not sufficiently exhibited and the cage becomes brittle. On the other hand, when the aspect ratio exceeds 200, uniform dispersion during mixing becomes extremely difficult. The fiber diameter is not particularly limited, but the average diameter is preferably 0.5 μm to 20 μm, more preferably 3 μm to 15 μm.

上記構成の保持器25は、耐熱性、耐薬品性を有するとともに、高い機械的特性を有する。また、この材料は適度な柔軟性を有しており、保持器25に必要なスナップヒット性を有している。更に、この材料は、低吸水性であるので優れた寸法安定性を有する。また、この保持器25は、高温剛性が高く、高温時、高速回転時、高負荷条件等の過酷な使用条件下で長期間の使用に耐えることができる。   The cage 25 configured as described above has heat resistance and chemical resistance and high mechanical characteristics. Further, this material has moderate flexibility and has a snap hit property necessary for the cage 25. Furthermore, this material has excellent dimensional stability due to its low water absorption. The cage 25 has high-temperature rigidity and can withstand long-term use under severe use conditions such as high temperature, high-speed rotation, and high load conditions.

また、ポリアミド9T樹脂の重合度が60〜120の範囲で、保持器としての機械的特性、組み込み性に必要な靱性、耐熱性、寸法安定性等を有していることから、自動車用オルタネータ11に採用される深溝玉軸受21の保持器25として使用することができる。   Further, since the degree of polymerization of the polyamide 9T resin is in the range of 60 to 120, it has mechanical characteristics as a cage, toughness necessary for incorporation, heat resistance, dimensional stability, etc. It can be used as the cage 25 of the deep groove ball bearing 21 employed in the above.

さらに、軸受温度が150℃を超える環境で長期耐熱性が要求される場合には、ポリアミド9T樹脂の重合度が80以上がより好ましく、また、重合度が120を超えると成型性が低下する。したがって、重合度は80〜120がさらに好適である。   Furthermore, when long-term heat resistance is required in an environment where the bearing temperature exceeds 150 ° C., the degree of polymerization of the polyamide 9T resin is more preferably 80 or more, and when the degree of polymerization exceeds 120, the moldability deteriorates. Therefore, the degree of polymerization is more preferably 80 to 120.

ポリアミド9T樹脂は、優れた耐熱性、対油性、耐薬品性、寸法安定性、靱性を示すとともに、高い機械的性質を有している。また、この材料によって保持器25を形成することにより、吸水性、寸法安定性並びに組み込み性を大きく向上させることができ、かつ精度の要求される用途の保持器を安価に提供できるという効果がある。その結果、高温雰囲気、油や薬品と接触する条件、高速回転条件、高負荷条件、および多湿環境等の過酷な環境でも長時間の使用に耐え得る保持器25を得ることができる。   The polyamide 9T resin exhibits excellent heat resistance, oil resistance, chemical resistance, dimensional stability, toughness and high mechanical properties. Further, by forming the cage 25 with this material, it is possible to greatly improve the water absorption, dimensional stability and assemblability, and to provide an inexpensive cage for applications requiring accuracy. . As a result, it is possible to obtain the cage 25 that can withstand long-time use even in a harsh environment such as a high-temperature atmosphere, contact conditions with oil or chemicals, high-speed rotation conditions, high-load conditions, and a humid environment.

次に、この発明の効果を確認するために行った効果確認試験について説明する。試験は、保持器を形成する材料の融点(℃)、一定荷重(1.82MPa)を加えたときに撓みが発生する温度(℃)、および引張強さ(MPa)を測定した。また、保持器の材料としては、ポリアミド9T樹脂に30wt%のガラス繊維を混合した合成樹脂(以下「本発明品」という)と、ポリアミド66樹脂に25wt%のガラス繊維を混合した合成樹脂(以下「従来品」という)とを用いて、比較試験を行った。結果を表1に示す。   Next, an effect confirmation test conducted for confirming the effect of the present invention will be described. In the test, the melting point (° C.) of the material forming the cage, the temperature (° C.) at which bending occurs when a constant load (1.82 MPa) was applied, and the tensile strength (MPa) were measured. In addition, as materials for the cage, a synthetic resin (hereinafter referred to as “the product of the present invention”) in which 30 wt% glass fiber is mixed with polyamide 9T resin, and a synthetic resin (hereinafter referred to as “the present invention product”) in which 25 wt% glass fiber is mixed with polyamide 66 resin. Comparative test was conducted using “conventional product”). The results are shown in Table 1.

Figure 2008095912
Figure 2008095912

表1を参照して、本発明品は、従来品と比較して高温特性に優れていると共に、強度が高いことが確認された。これにより、本発明品によって形成された保持器は、高温雰囲気や高負荷条件下での使用に適していることが確認された。   Referring to Table 1, it was confirmed that the product of the present invention was superior in high temperature characteristics and high in strength as compared with the conventional product. Thereby, it was confirmed that the cage formed of the product of the present invention is suitable for use under a high temperature atmosphere or a high load condition.

なお、保持器25の材料となる樹脂組成物は、任意の方法で混合することができる。例えば、各成分を別々に溶融混合機に供給してもよく、また各成分をヘンシェルミキサー、リボンブレンダー等の混合機であらかじめ混合してから溶融混合機に供給してもよい。溶融混合機としては、短軸又は二軸押し出し機、混合ロール、加圧ニーダー、ブラベンダーブラストグラフ等の任意の装置が使用できる。   In addition, the resin composition used as the material for the cage 25 can be mixed by any method. For example, each component may be separately supplied to the melt mixer, or each component may be mixed in advance with a mixer such as a Henschel mixer or a ribbon blender and then supplied to the melt mixer. As the melt mixer, any apparatus such as a short or twin screw extruder, a mixing roll, a pressure kneader, and a Brabender blast graph can be used.

また、上記の実施形態において、繊維状充填材としてガラス繊維の例を示したが、これに限ることなく、目的に応じて任意の繊維を採用することができる。例えば、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、チタン酸カリウムウィスカー等を用いることができる。   Moreover, in said embodiment, although the example of glass fiber was shown as a fibrous filler, arbitrary fibers can be employ | adopted according to the objective, without restricting to this. For example, carbon fiber, metal fiber, aramid fiber, potassium titanate whisker, or the like can be used.

また、上記の実施形態において、ポリアミド9T樹脂とガラス繊維との親和性を持たせて樹脂とガラス繊維との密着性を向上させること、およびガラス繊維の分散性を向上させることを目的として、ガラス繊維をシラン系カップリング剤やチタネートカップリング剤等のカップリング剤や、その他目的に応じて表面処理を施してもよい。   Further, in the above embodiment, for the purpose of improving the adhesion between the resin and the glass fiber by giving the affinity between the polyamide 9T resin and the glass fiber, and improving the dispersibility of the glass fiber, The fiber may be subjected to a surface treatment according to a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent, or other purposes.

さらに、保持器25の材料として、この発明の目的を損なわない範囲で、熱安定剤、固体潤滑剤、潤滑油、着色剤、帯電防止剤、離型剤、流動性改良剤、結晶化促進剤等を適宜添加してもよい。   Further, as a material of the cage 25, a heat stabilizer, a solid lubricant, a lubricating oil, a colorant, an antistatic agent, a release agent, a fluidity improver, and a crystallization accelerator, as long as the object of the present invention is not impaired. Etc. may be added as appropriate.

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.

この発明は、オルタネータ用軸受に有利に利用される。   The present invention is advantageously used for alternator bearings.

この発明の一実施形態に係る自動車用オルタネータの断面図である。It is sectional drawing of the alternator for motor vehicles based on one Embodiment of this invention. 図1に示す自動車用オルタネータに使用する深溝玉軸受の断面図である。It is sectional drawing of the deep groove ball bearing used for the alternator for motor vehicles shown in FIG. 玉軸受用の冠型保持器の斜視図である。It is a perspective view of the crown type cage for ball bearings.

符号の説明Explanation of symbols

11 自動車用オルタネータ、12 ケーシング、12a フロントブラケット、12b リアブラケット、13 回転軸、14 プーリ、15 ステータ、16 ロータ、15a,16a コイル、17スリップリング、18 ブラシ、19 ばね、21 深溝玉軸受、22 内輪、23 外輪、24 玉、25 保持器、26 密封シール。   11 Automotive Alternator, 12 Casing, 12a Front Bracket, 12b Rear Bracket, 13 Rotating Shaft, 14 Pulley, 15 Stator, 16 Rotor, 15a, 16a Coil, 17 Slip Ring, 18 Brush, 19 Spring, 21 Deep Groove Ball Bearing, 22 Inner ring, 23 Outer ring, 24 balls, 25 Cage, 26 Seal seal.

Claims (1)

ケーシングと、
前記ケーシングに収容される回転軸と、
前記ケーシングの内部に固定されるステータと、
前記ステータと対面する位置に配置され、前記回転軸と一体回転するロータとを備える自動車用オルタネータの前記回転軸を前記ケーシングに対して回転自在に支持するオルタネータ用軸受であって、
内方部材と、
外方部材と、
前記内方部材および前記外方部材の間に配置される複数の転動体と、
重合度60〜120のポリアミド9T樹脂および繊維状充填材を含有し、隣接する前記転動体の間隔を保持する保持器とを有する、オルタネータ用軸受。
A casing,
A rotating shaft housed in the casing;
A stator fixed inside the casing;
An alternator bearing for rotatably supporting the rotating shaft of the automobile alternator, which is disposed at a position facing the stator and includes a rotor that rotates integrally with the rotating shaft, with respect to the casing,
An inner member;
An outer member;
A plurality of rolling elements disposed between the inner member and the outer member;
An alternator bearing comprising: a polyamide 9T resin having a degree of polymerization of 60 to 120; and a fibrous filler, and having a cage that keeps an interval between the adjacent rolling elements.
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