JP2013036608A - Snap cage and rolling bearing - Google Patents

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Takeshi Maejima
武始 前島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a snap cage which is hardly deformed and is suitable for use in high-speed rotation and high-temperature conditions, and to provide a rolling bearing which is hardly damaged even when being used in high-speed rotation and high-temperature conditions.SOLUTION: The snap cage 4 includes an annular main part 11 and a plurality of pockets 12 which are disposed in one axial-direction edge surface of the main part 11 and store balls rollably. Each pocket 12 is composed of a concave part 13 disposed in the edge surface of the main part 11 and a pair of prongs 14, 14 which are arranged opposite to each other leaving an interval in the edge of the concave part 13 so as to hold the concave part 13 from both circumferential-direction side. Therein, surfaces facing each other of the pair of prongs 14, 14 and an inner surface of the concave part 13 are continuous with each other to form one spherical concave surface. The snap cage 4 is made of a material having a bending elastic modulus at 120°C of 3,500 MPa or more. Further, the thickness t of pocket bottom part is 13% or more of the diameter of the ball.

Description

本発明は、転がり軸受に組み込まれる冠形保持器に関する。また、本発明は、冠形保持器が組み込まれた転がり軸受に関する。   The present invention relates to a crown type cage incorporated in a rolling bearing. The present invention also relates to a rolling bearing incorporating a crown-shaped cage.

近年、転がり軸受は、高速回転,高温等の過酷な条件下で使用される場合が多くなっている。例えば、ハイブリッド車用の駆動モータやオルタネータの回転支持部分に組み込まれる転がり軸受の場合は、高速回転(回転速度10000min-1以上又はdmN値80万以上) 且つ高温(100℃以上)で使用される場合が多い。なお、dmN値とは、軸受ピッチ円直径dm(単位はmm)と転がり軸受の回転速度N(単位はmin-1) との積である。 In recent years, rolling bearings are often used under severe conditions such as high-speed rotation and high temperature. For example, in the case of a rolling bearing incorporated in a rotation support portion of a drive motor or an alternator for a hybrid vehicle, it is used at a high speed (a rotational speed of 10,000 min −1 or higher or a dmN value of 800,000 or higher) and a high temperature (100 ° C. or higher). There are many cases. The dmN value is a product of the bearing pitch circle diameter dm (unit: mm) and the rotational speed N (unit: min −1 ) of the rolling bearing.

転がり軸受が高速回転条件で使用されると、転がり軸受内の保持器は、内輪の外周面と外輪の内周面との間に存在する潤滑油,グリース等の潤滑剤と共に高速で回転する。高速回転時の保持器には遠心力が加わるので、この遠心力の作用によって保持器が弾性変形又は塑性変形するおそれがあった。保持器に変形(例えば径方向外方への変形)が生じると、転がり軸受の円滑な回転の妨げになるおそれがあるとともに、転がり軸受に損傷が生じるおそれもあった。そして、高温条件下では、変形が促進される傾向がある。   When the rolling bearing is used under high-speed rotation conditions, the cage in the rolling bearing rotates at a high speed together with a lubricant such as lubricating oil and grease existing between the outer peripheral surface of the inner ring and the inner peripheral surface of the outer ring. Since the centrifugal force is applied to the cage during high-speed rotation, the cage may be elastically deformed or plastically deformed by the action of the centrifugal force. When the cage is deformed (for example, radially outward deformation), the rolling bearing may be prevented from smoothly rotating, and the rolling bearing may be damaged. And under a high temperature condition, there exists a tendency for a deformation | transformation to be accelerated | stimulated.

このような保持器の変形を抑制するためには、保持器の剛性を向上させることが有効である。例えば特許文献1には、剛性が高いため、高速回転,高温条件で使用される転がり軸受に適用されても前述のような変形が生じにくい冠形保持器が開示されている。すなわち、冠形保持器は、円環状の主部と、主部の軸方向一端面に設けられ転動体を転動可能に収容する複数のポケットと、を備え、これらポケットは、主部の前記端面に設けられた凹部と、その凹部を周方向両側から挟む一対のつのと、で構成されているが、特許文献1に開示の冠形保持器は、主部の径方向長さを従来の一般的な冠形保持器の場合よりも大きくすることにより、保持器の剛性を向上させている。   In order to suppress such deformation of the cage, it is effective to improve the rigidity of the cage. For example, Patent Document 1 discloses a crown-shaped cage that is not easily deformed as described above even when applied to a rolling bearing used under high-speed rotation and high-temperature conditions because of its high rigidity. That is, the crown-shaped cage includes an annular main portion and a plurality of pockets provided on one end surface in the axial direction of the main portion so as to accommodate the rolling elements in a rollable manner. Although it is comprised by the recessed part provided in the end surface, and a pair of one which pinches | interposes the recessed part from the circumferential direction both sides, the crown-shaped holder | retainer disclosed by patent document 1 has the radial direction length of the main part conventional The rigidity of the cage is improved by making it larger than that of a general crown-shaped cage.

特開2000−291662号公報JP 2000-291626 A 特許第3666536号公報Japanese Patent No. 3666536 特開昭58−102823号公報JP 58-102823 A

しかしながら、特許文献1に開示の冠形保持器は、主部の径方向長さを大きくしたため、主部以外の部分、すなわちつのの部分も大きくなる。よって、従来の一般的な冠形保持器と比較して、主部が大きくなることによる質量増加に加えて、つのの部分が大きくなることによる質量増加も生じるので、保持器全体の質量増加が大きくなり、高速回転には不利になるおそれがあった。
そこで、本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決し、変形が生じにくく高速回転,高温条件下での使用に好適な冠形保持器を提供することを課題とする。また、本発明は、高速回転,高温条件下で使用されても損傷が生じにくい転がり軸受を提供することを併せて課題とする。
However, the crown-shaped cage disclosed in Patent Document 1 has a larger length in the radial direction of the main portion, so that the portion other than the main portion, that is, the one portion also becomes larger. Therefore, compared to the conventional general crown-shaped cage, in addition to the increase in mass due to the increase in the main part, there is also an increase in mass due to the increase in the size of one part. There was a risk that it would become large and disadvantageous for high-speed rotation.
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and to provide a crown-shaped cage that is not easily deformed and is suitable for use under high-speed rotation and high-temperature conditions. Another object of the present invention is to provide a rolling bearing that is less likely to be damaged even when used under high-speed rotation and high-temperature conditions.

前記課題を解決するため、本発明の態様は次のような構成からなる。すなわち、本発明の一態様に係る冠形保持器は、円環状の主部と、前記主部の軸方向一端面に設けられ転動体を転動可能に収容する複数のポケットと、を備え、前記ポケットが、前記主部の前記端面に設けられた凹部と、該凹部を周方向両側から挟む一対のつのと、で構成された冠形保持器であって、120℃での曲げ弾性率が3500MPa以上である材料で構成されているとともに、前記ポケットの底部と前記主部の軸方向他端面との間の軸方向距離が、前記転動体の直径の13%以上であることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an aspect of the present invention has the following configuration. That is, a crown-shaped cage according to an aspect of the present invention includes an annular main portion, and a plurality of pockets that are provided on one end surface in the axial direction of the main portion and accommodate a rolling element in a rollable manner. The pocket is a crown-shaped cage composed of a recess provided on the end face of the main portion and a pair of sandwiching the recess from both sides in the circumferential direction, and has a bending elastic modulus at 120 ° C. The axial distance between the bottom portion of the pocket and the other axial end surface of the main portion is 13% or more of the diameter of the rolling element. .

この冠形保持器においては、前記ポケットの底部と前記主部の軸方向他端面との間の軸方向距離は、前記転動体の直径の17%以上であることが好ましい。また、120℃での曲げ弾性率が4000MPa以上である材料で構成されていることが好ましい。
さらに、前記材料は、ポリアミド46及びガラス繊維を含有する樹脂組成物であり、ガラス繊維の含有量は前記樹脂組成物の25質量%以上40質量%未満であることが好ましい。
In this crown-shaped cage, the axial distance between the bottom of the pocket and the other axial end surface of the main part is preferably 17% or more of the diameter of the rolling element. Moreover, it is preferable to be comprised with the material whose bending elastic modulus in 120 degreeC is 4000 Mpa or more.
Furthermore, the material is a resin composition containing polyamide 46 and glass fiber, and the glass fiber content is preferably 25% by mass or more and less than 40% by mass of the resin composition.

さらに、前記材料は、ポリアミド46及び炭素繊維を含有する樹脂組成物であり、炭素繊維の含有量は前記樹脂組成物の10質量%以上20質量%未満であることが好ましい。このポリアミド46及び炭素繊維を含有する樹脂組成物を材料として用いた場合には、前記樹脂組成物の溶融物を金型内に射出する射出成形法により冠形保持器を製造してもよく、前記主部のうち前記ポケットの底部の近傍部分にはウェルドが存在しないことが好ましい。前記近傍部分は、前記ポケットの球状内面の曲率中心と前記ポケットの底部とを結ぶ第一仮想直線を軸として、前記第一仮想直線と30°の角度をなして前記曲率中心において交わる第二仮想直線を回転させることにより形成される仮想円錐面の内側に位置する部分である。   Further, the material is a resin composition containing polyamide 46 and carbon fiber, and the content of carbon fiber is preferably 10% by mass or more and less than 20% by mass of the resin composition. When the resin composition containing the polyamide 46 and the carbon fiber is used as a material, a crown-shaped cage may be manufactured by an injection molding method in which a melt of the resin composition is injected into a mold. It is preferable that no weld exists in the vicinity of the bottom of the pocket in the main portion. The adjacent portion intersects with the first imaginary line at an angle of 30 ° with the first imaginary line connecting the center of curvature of the spherical inner surface of the pocket and the bottom of the pocket as a second imaginary line. It is a part located inside the virtual conical surface formed by rotating a straight line.

また、本発明の他の態様に係る転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪及び前記外輪の間に前記転動体を保持する保持器と、を備え、前記保持器が上記の冠形保持器であることを特徴とする。
この転がり軸受は、温度100℃以上且つdmN値80万以上の条件で使用することができる。
Further, a rolling bearing according to another aspect of the present invention includes an inner ring, an outer ring, a plurality of rolling elements arranged to be freely rollable between the inner ring and the outer ring, and the inner ring and the outer ring between the inner ring and the outer ring. A retainer for holding a rolling element, wherein the retainer is the above-described crown-shaped retainer.
This rolling bearing can be used under the conditions of a temperature of 100 ° C. or higher and a dmN value of 800,000 or higher.

本発明に係る冠形保持器は、120℃での曲げ弾性率が3500MPa以上である材料で構成されているとともに、ポケットの底部と主部の軸方向他端面との間の軸方向距離が転動体の直径の13%以上であるため、剛性が高く変形が生じにくい。よって、高速回転,高温条件下での使用に好適である。また、本発明に係る転がり軸受は、剛性が高く変形が生じにくい保持器を備えているので、高速回転,高温条件下で使用されても損傷が生じにくい。   The crown-shaped cage according to the present invention is made of a material having a bending elastic modulus at 120 ° C. of 3500 MPa or more, and the axial distance between the bottom of the pocket and the other axial end surface of the main portion is changed. Since it is 13% or more of the diameter of the moving body, the rigidity is high and deformation hardly occurs. Therefore, it is suitable for use under high speed rotation and high temperature conditions. In addition, the rolling bearing according to the present invention includes a cage that is highly rigid and is not easily deformed. Therefore, even if it is used under high-speed rotation and high-temperature conditions, damage is unlikely to occur.

本発明に係る転がり軸受の一実施形態である深溝玉軸受の構造を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the deep groove ball bearing which is one Embodiment of the rolling bearing which concerns on this invention. 図1の深溝玉軸受に組み込まれた冠形保持器の斜視図である。It is a perspective view of the crown-shaped cage incorporated in the deep groove ball bearing of FIG. ポケットの底部の近傍部分を示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show the vicinity part of the bottom part of a pocket. ゲート位置とウェルド位置の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a gate position and a weld position. ゲート位置とウェルド位置の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a gate position and a weld position. 変形量を説明する冠形保持器の部分側面図である。It is a partial side view of a crown shaped cage explaining the amount of deformation. 冠形保持器を構成する樹脂組成物の曲げ弾性率と冠形保持器の変形量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the bending elastic modulus of the resin composition which comprises a crown-shaped cage, and the deformation amount of a crown-shaped cage. ポケット底部厚さと冠形保持器の変形量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between pocket bottom part thickness and the deformation of a crown-shaped cage. 樹脂組成物中のガラス繊維の含有量と樹脂組成物の曲げ弾性率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between content of the glass fiber in a resin composition, and the bending elastic modulus of a resin composition. 樹脂組成物中の炭素繊維の含有量と樹脂組成物の曲げ弾性率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between content of the carbon fiber in a resin composition, and the bending elastic modulus of a resin composition. 樹脂組成物中の炭素繊維の含有量とウェルド強度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between content of the carbon fiber in a resin composition, and weld strength. 強度比とウェルド位置のズレ量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between an intensity | strength ratio and the deviation | shift amount of a weld position.

本発明に係る冠形保持器及び転がり軸受の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明に係る転がり軸受の一実施形態である深溝玉軸受の構造を示す縦断面図である。また、図2は、図1の深溝玉軸受に組み込まれた冠形保持器の斜視図である。
図1の深溝玉軸受は、内輪1と、外輪2と、内輪1の軌道面1aと外輪2の軌道面2aとの間に転動自在に配された複数の玉3と、内輪1及び外輪2の間に複数の玉3を保持する冠形保持器4と、内輪1及び外輪2の間に介在されたシール5,5と、を備えている。なお、シール5,5は備えていなくてもよい。また、内輪1と外輪2とシール5,5とで囲まれた軸受内部空間に、潤滑油,グリース等の潤滑剤を配して、内輪1及び外輪2の軌道面1a,2aと玉3の転動面とを潤滑してもよい。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of a crown-shaped cage and a rolling bearing according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the structure of a deep groove ball bearing which is an embodiment of a rolling bearing according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view of a crown-shaped cage incorporated in the deep groove ball bearing of FIG.
The deep groove ball bearing shown in FIG. 1 includes an inner ring 1, an outer ring 2, a plurality of balls 3 that are rotatably arranged between a raceway surface 1a of the inner ring 1 and a raceway surface 2a of the outer ring 2, an inner ring 1 and an outer ring. 2, a crown-shaped cage 4 that holds a plurality of balls 3, and seals 5 and 5 interposed between the inner ring 1 and the outer ring 2. The seals 5 and 5 may not be provided. Further, a lubricant such as lubricating oil or grease is disposed in the bearing inner space surrounded by the inner ring 1, the outer ring 2, and the seals 5, 5, so that the raceway surfaces 1 a, 2 a of the inner ring 1 and the outer ring 2 and the balls 3 The rolling surface may be lubricated.

次に、冠形保持器4について、図2を参照しながら説明する。冠形保持器4は、円環状の主部11と、この主部11の軸方向一端面に設けられ玉3を転動可能に収容する複数のポケット12と、を備えている。各ポケット12は、主部11の前記端面に設けられた凹部13と、凹部13の縁に互いに間隔をあけ対向して配置され凹部13を周方向両側から挟む一対のつの14,14と、で構成されている。そして、この一対のつの14,14の互いに対向する面と凹部13の内面とは、連続して1つの球状凹面を形成している。   Next, the crown-shaped cage 4 will be described with reference to FIG. The crown-shaped cage 4 includes an annular main portion 11 and a plurality of pockets 12 that are provided on one end surface in the axial direction of the main portion 11 and accommodate the balls 3 in a rollable manner. Each pocket 12 includes a recess 13 provided on the end surface of the main portion 11, and a pair of 14, 14 that are disposed opposite to each other at an edge of the recess 13 and sandwich the recess 13 from both sides in the circumferential direction. It is configured. And the mutually opposing surface of this pair of 14 and 14 and the inner surface of the recessed part 13 form one spherical recessed surface continuously.

このような冠形保持器4は、つの14,14の間隔を弾性的に押し広げつつ、一対のつの14,14の間に玉3を押し込むことにより、各ポケット12内に玉3を転動自在に保持することができる。
この冠形保持器4は、120℃での曲げ弾性率が3500MPa以上である材料で構成されている。また、ポケット12の底部(すなわち凹部13の底部であり、主部11の軸方向長さが最も小さい部分)と主部11の軸方向他端面との間の軸方向距離t(以下「ポケット底部厚さt」と記すこともある)が、玉3の直径の13%以上となっている(図1,2を参照)。
Such a crown-shaped cage 4 rolls the ball 3 into each pocket 12 by pushing the ball 3 between the pair of 14, 14 while elastically expanding the distance between the two 14, 14. It can be held freely.
The crown-shaped cage 4 is made of a material having a flexural modulus at 120 ° C. of 3500 MPa or more. Further, the axial distance t (hereinafter referred to as “pocket bottom portion”) between the bottom portion of the pocket 12 (that is, the bottom portion of the concave portion 13 and the portion having the smallest axial length of the main portion 11) and the other end surface in the axial direction of the main portion 11. (Thickness t ”) may be 13% or more of the diameter of the ball 3 (see FIGS. 1 and 2).

このように、高弾性の材料で構成されているとともに、ポケット底部厚さtが大きいので、冠形保持器4は剛性が高く変形しにくい。そのため、冠形保持器4が組み込まれた深溝玉軸受が高速回転,高温条件下(例えば、温度100℃以上且つdmN値80万以上)で使用されたとしても、回転の遠心力による変形(例えば径方向外方への変形)が冠形保持器4に生じにくい。
よって、本実施形態の深溝玉軸受は、高速回転,高温条件下(例えば、温度100℃以上且つdmN値80万以上)で使用されても回転性能が良好であるとともに、冠形保持器4の変形に起因する損傷が生じにくい。このような本実施形態の深溝玉軸受は、ハイブリッド車用の駆動モータやオルタネータの回転支持部分に組み込まれる転がり軸受として好適である。
Thus, since it is comprised with the highly elastic material and the pocket bottom part thickness t is large, the crown shape holder | retainer 4 has high rigidity and is hard to deform | transform. Therefore, even if the deep groove ball bearing incorporating the crown cage 4 is used under high-speed rotation and high-temperature conditions (for example, a temperature of 100 ° C. or higher and a dmN value of 800,000 or higher), deformation due to the centrifugal force of rotation (for example, Deformation in the radially outward direction) hardly occurs in the crown-shaped cage 4.
Therefore, the deep groove ball bearing of this embodiment has good rotational performance even when used under high-speed rotation and high-temperature conditions (for example, a temperature of 100 ° C. or higher and a dmN value of 800,000 or higher). Damage caused by deformation is less likely to occur. Such a deep groove ball bearing of this embodiment is suitable as a rolling bearing incorporated in a rotation support portion of a drive motor or alternator for a hybrid vehicle.

なお、ポケット底部厚さtは、玉3の直径の17%以上とすることがより好ましい。そうすれば、冠形保持器4の剛性がより高くなるので、本実施形態の冠形保持器4及び深溝玉軸受を、より厳しい回転条件,温度条件で使用することが可能となる。また、冠形保持器4は、120℃での曲げ弾性率が4000MPa以上である材料で構成することが、より好ましい。そうすれば、冠形保持器4の剛性がより高くなるので、本実施形態の冠形保持器4及び深溝玉軸受を、温度120℃以上且つdmN値100万以上の条件で使用することが可能となる。   The pocket bottom thickness t is more preferably 17% or more of the diameter of the ball 3. Then, since the rigidity of the crown-shaped cage 4 becomes higher, it becomes possible to use the crown-shaped cage 4 and the deep groove ball bearing of this embodiment under more severe rotation conditions and temperature conditions. Moreover, it is more preferable that the crown-shaped cage 4 is made of a material having a bending elastic modulus at 120 ° C. of 4000 MPa or more. Then, since the rigidity of the crown-shaped cage 4 becomes higher, it is possible to use the crown-shaped cage 4 and the deep groove ball bearing of the present embodiment under conditions of a temperature of 120 ° C. or more and a dmN value of 1 million or more. It becomes.

また、ポケット底部厚さt、すなわち主部11の軸方向長さを大きくした方が、主部の径方向長さを大きくするよりも、冠形保持器4の剛性を向上させる作用が大きい。そのため、本実施形態の冠形保持器4は、前述した特許文献1に開示の冠形保持器と比較して、剛性が高い。
さらに、ポケット底部厚さt、すなわち主部11の軸方向長さを大きくしたため、主部11以外の部分、すなわちつの14の部分については大きさに変化はない。よって、従来の一般的な冠形保持器と比較して、主部11が大きくなることによる質量増加は生じるものの、その他の質量増加は生じない。そのため、本実施形態の冠形保持器4は、前述した特許文献1に開示の冠形保持器と比較して、高速回転での使用に好適である。
ここで、冠形保持器4を構成する材料について説明する。冠形保持器4を構成する材料は特に限定されるものではないが、樹脂と繊維状充填材(補強材)を含有する樹脂組成物が好ましい。
Further, increasing the pocket bottom thickness t, that is, the axial length of the main portion 11, has a larger effect of improving the rigidity of the crown-shaped cage 4 than increasing the radial length of the main portion. Therefore, the crown-shaped cage 4 of the present embodiment has higher rigidity than the crown-shaped cage disclosed in Patent Document 1 described above.
Furthermore, since the pocket bottom thickness t, that is, the axial length of the main portion 11 is increased, the size of the portions other than the main portion 11, that is, the 14 portions, is not changed. Therefore, although the mass increase by the main part 11 becoming large occurs compared with the conventional general crown-shaped cage, the other mass increase does not occur. Therefore, the crown-shaped cage 4 of the present embodiment is suitable for use at high speed rotation as compared with the crown-shaped cage disclosed in Patent Document 1 described above.
Here, the material which comprises the crown shape holder | retainer 4 is demonstrated. Although the material which comprises the crown shape holder | retainer 4 is not specifically limited, The resin composition containing resin and a fibrous filler (reinforcement material) is preferable.

樹脂の種類は特に限定されるものではないが、射出成形可能なエンジニアリングプラスチックが好ましい。具体的には、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、フッ素樹脂(例えばポリテトラフルオロエチレン)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリオキシメチレン(POM)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルニトリル(PEN)等があげられる。これらの樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。   The type of the resin is not particularly limited, but an engineering plastic that can be injection-molded is preferable. Specifically, polyamide resin, polyphenylene sulfide (PPS), polyether ether ketone (PEEK), fluororesin (for example, polytetrafluoroethylene), polyether sulfone (PES), polyoxymethylene (POM), polybutylene terephthalate ( PBT), polyethylene terephthalate (PET), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), thermoplastic polyimide, polyethernitrile (PEN) and the like. These resin may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it.

ただし、冠形保持器4及び深溝玉軸受のコストを考慮すると、ポリアミド樹脂が好ましい。ポリアミド樹脂の例としては、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド46、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド612等の脂肪族ポリアミド樹脂や、変性ポリアミド6T、ポリアミド9T等の芳香族ポリアミド樹脂があげられる。そして、これらのポリアミド樹脂の中でも、比較的安価なポリアミド66とポリアミド46がより好ましい。   However, considering the cost of the crown-shaped cage 4 and the deep groove ball bearing, polyamide resin is preferable. Examples of the polyamide resin include aliphatic polyamide resins such as polyamide 11, polyamide 12, polyamide 46, polyamide 6, polyamide 66, polyamide 610, and polyamide 612, and aromatic polyamide resins such as modified polyamide 6T and polyamide 9T. . Of these polyamide resins, relatively inexpensive polyamide 66 and polyamide 46 are more preferable.

また、繊維状充填材の種類は特に限定されるものではないが、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、芳香族ポリイミド繊維、液晶ポリエステル繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、ウォラストナイト、炭化ケイ素ウィスカー、窒化ケイ素ウィスカー、アルミナウィスカー、窒化アルミニウムウィスカー、チタン酸カリウムウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、酸化亜鉛ウィスカー、酸化マグネシウムウィスカー、ムライトウィスカー、炭酸カルシウムウィスカー、グラファイトウィスカー、マグネシウムオキシサルフェートウィスカー等があげられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。   Further, the type of fibrous filler is not particularly limited. For example, glass fiber, carbon fiber, metal fiber, aramid fiber, aromatic polyimide fiber, liquid crystal polyester fiber, silicon carbide fiber, alumina fiber, boron fiber , Wollastonite, silicon carbide whisker, silicon nitride whisker, alumina whisker, aluminum nitride whisker, potassium titanate whisker, aluminum borate whisker, zinc oxide whisker, magnesium oxide whisker, mullite whisker, calcium carbonate whisker, graphite whisker, magnesium oxy Examples include sulfate whiskers. These may be used alone or in combination of two or more.

ただし、これらの繊維状充填材の中でもガラス繊維と炭素繊維は、補強性が良好で好ましい。なお、繊維状充填材の添加量は、冠形保持器の機械的性質(例えば曲げ弾性率、剛性)、成形性、組立性等を考慮して適宜選択すればよいが、通常は10質量%以上50質量%以下である。また、樹脂組成物には、潤滑剤、熱安定剤、酸化防止剤、可塑剤等の各種添加剤をさらに添加してもよい。   However, among these fibrous fillers, glass fibers and carbon fibers are preferable because of their good reinforcing properties. The addition amount of the fibrous filler may be appropriately selected in consideration of the mechanical properties (for example, bending elastic modulus, rigidity), moldability, assemblability, etc. of the crown-shaped cage, but is usually 10% by mass. It is 50 mass% or less. In addition, various additives such as a lubricant, a heat stabilizer, an antioxidant, and a plasticizer may be further added to the resin composition.

以上のように、冠形保持器4を構成する樹脂組成物の種類は特に限定されるものではないが、コスト、機械的性質(例えば曲げ弾性率、剛性)等を考慮すると、ガラス繊維又は炭素繊維で強化されたポリアミド樹脂がより好ましい。例えば、ポリアミド46及びガラス繊維を含有し、ガラス繊維の含有量が25質量%以上40質量%未満である樹脂組成物や、ポリアミド46及び炭素繊維を含有し、炭素繊維の含有量が10質量%以上20質量%未満である樹脂組成物が好ましい。   As described above, the type of the resin composition constituting the crown-shaped cage 4 is not particularly limited. However, in consideration of cost, mechanical properties (for example, flexural modulus, rigidity), etc., glass fiber or carbon A polyamide resin reinforced with fibers is more preferable. For example, the resin composition containing polyamide 46 and glass fiber, and the glass fiber content is 25% by mass or more and less than 40% by mass, the polyamide 46 and carbon fiber are contained, and the carbon fiber content is 10% by mass. A resin composition that is less than 20% by mass is preferred.

ガラス繊維又は炭素繊維の含有量が前記下限値よりも少ないと、十分な補強効果が得られないため、樹脂組成物の曲げ弾性率が低くなり、冠形保持器4の剛性が不十分となるおそれがある。一方、ガラス繊維又は炭素繊維の含有量が前記上限値よりも多いと、樹脂組成物の成形性が不十分となるおそれがある。
このような冠形保持器4を製造する方法は特に限定されるものではなく、慣用の樹脂成形方法を採用可能である。例えば、射出成形法等の溶融成形法や機械加工による成形法や焼結成形法があげられる。
If the glass fiber or carbon fiber content is less than the lower limit, a sufficient reinforcing effect cannot be obtained, so that the flexural modulus of the resin composition is lowered and the rigidity of the crown-shaped cage 4 is insufficient. There is a fear. On the other hand, when there is more content of glass fiber or carbon fiber than the said upper limit, there exists a possibility that the moldability of a resin composition may become inadequate.
The method for manufacturing such a crown-shaped cage 4 is not particularly limited, and a conventional resin molding method can be employed. Examples thereof include a melt molding method such as an injection molding method, a molding method by machining, and a sintering molding method.

射出成形法によって冠形保持器4を製造する場合、金型からの離型時や転がり軸受への組み込み時につの14が破損することを防止するためには、ポケット12の入り口の広さ(すなわち、凹部13を周方向両側から挟む一対のつの14,14の先端間の距離)を玉3の直径の0.91〜0.98倍に設定するとよい。なお、転がり軸受へ冠形保持器を組み込む際には、冠形保持器に水分を含ませたり、常温よりも高い温度に加熱したりした上で組み込むことにより、冠形保持器の破損を抑制することができる。   When the crown-shaped cage 4 is manufactured by the injection molding method, the width of the entrance of the pocket 12 (ie, the width of the entrance of the pocket 12 (ie, in order to prevent the one 14 from being damaged when released from the mold or installed in the rolling bearing)). The distance between the tips of the pair of 14, 14 sandwiching the recess 13 from both sides in the circumferential direction may be set to 0.91 to 0.98 times the diameter of the ball 3. In addition, when incorporating a crown cage into a rolling bearing, the crown cage is prevented from being damaged by incorporating moisture into the crown cage and heating it to a temperature higher than room temperature. can do.

また、射出成形法によって冠形保持器4を製造する場合は、一点ゲート、多点ゲートにかかわらず、冠形保持器4の使用時に大きな応力が作用しない位置に、ウェルド位置を設定することが好ましい。例えば、回転による遠心力が加わった際に、最も応力が作用する位置(一般的にはポケットの底部)には、ウェルド位置を設定しないことが好ましい。
例えば、ポリアミド46及び炭素繊維を含有し、炭素繊維の含有量が10質量%以上20質量%未満である樹脂組成物の溶融物を金型内に射出する射出成形法により冠形保持器4を製造する場合は、繊維状充填材の添加によりウェルド強度の低下が顕著となることから、主部11のうちポケット12の底部の近傍部分にはウェルドが存在しないように成形することが好ましい。
Further, when the crown-shaped cage 4 is manufactured by the injection molding method, the weld position can be set at a position where a large stress does not act when the crown-shaped cage 4 is used regardless of a single point gate or a multipoint gate. preferable. For example, when a centrifugal force due to rotation is applied, it is preferable not to set a weld position at a position where the stress is most applied (generally, at the bottom of the pocket).
For example, the crown-shaped cage 4 is formed by an injection molding method in which a melt of a resin composition containing polyamide 46 and carbon fibers and having a carbon fiber content of 10% by mass or more and less than 20% by mass is injected into a mold. In the case of manufacturing, since the weld strength is remarkably reduced by the addition of the fibrous filler, it is preferable to mold the main portion 11 so that no weld exists in the vicinity of the bottom of the pocket 12.

ここで、ポケット12の底部の近傍部分とは、図3に示すように、ポケット12の球状内面の曲率中心Cとポケット12の底部Bとを結ぶ第一仮想直線Xを軸として、第一仮想直線Xと30°の角度θをなして曲率中心Cにおいて交わる第二仮想直線Yを回転させることにより形成される仮想円錐面の内側に位置する部分(図3においてハッチングを施した部分)である。
この底部の近傍部分にウェルドが存在しなければ、ウェルド位置は特に限定されるものではなく、例えば、隣接するポケット12同士の間の部分(柱部)にウェルド位置を設定してもよい。
Here, as shown in FIG. 3, the vicinity of the bottom of the pocket 12 is a first virtual line with the first virtual straight line X connecting the center of curvature C of the spherical inner surface of the pocket 12 and the bottom B of the pocket 12 as an axis. This is a portion (hatched portion in FIG. 3) located inside a virtual conical surface formed by rotating a second virtual straight line Y that intersects the straight line X at an angle θ of 30 ° and intersects at the center of curvature C. .
If no weld exists in the vicinity of the bottom, the weld position is not particularly limited. For example, the weld position may be set in a portion (column portion) between adjacent pockets 12.

特許文献2に開示の技術では、金型のキャビティでのウェルド位置に対応して樹脂溜めを設けて、注入樹脂材料の先頭部分がキャビティから出て樹脂溜めに流入するようにすることで、ウェルドの発生を防止している。また、特許文献3に開示の技術では、金型のキャビティ内に樹脂材料を注入するためのゲートの位置を、隣接する2つのポケットの間の部分(柱部)の周方向中央部からずらすことにより、ポケットの最も肉厚の薄い部分にウェルドが発生することを防止している。   In the technique disclosed in Patent Document 2, a resin reservoir is provided corresponding to the weld position in the cavity of the mold so that the leading portion of the injected resin material exits from the cavity and flows into the resin reservoir. Is prevented. Further, in the technique disclosed in Patent Document 3, the position of the gate for injecting the resin material into the cavity of the mold is shifted from the circumferential central portion of the portion (column portion) between two adjacent pockets. This prevents the weld from being generated in the thinnest part of the pocket.

しかしながら、特許文献2に開示のように樹脂溜めを設けるだけでは、ウェルドが発生してしまう場合があった。また、特許文献3には、ポケットの最も肉厚の薄い部分からウェルド位置をどの程度ずらすのかは開示されていない。
本実施形態の冠形保持器4のように、主部11のうちポケット12の底部の近傍部分にはウェルドが存在しないように成形してあれば、回転による遠心力が加わった際に最も応力が作用する位置にウェルドが存在しないため、冠形保持器4は高速回転,高温条件下で使用されても損傷が生じにくい。
However, there is a case where weld is generated only by providing a resin reservoir as disclosed in Patent Document 2. Further, Patent Document 3 does not disclose how much the weld position is shifted from the thinnest part of the pocket.
As in the crown-shaped cage 4 of the present embodiment, if the weld is formed so that no weld exists in the vicinity of the bottom of the pocket 12 in the main part 11, the most stress is applied when centrifugal force is applied due to rotation. Since the weld does not exist at the position where the sag acts, the crown-shaped cage 4 is not easily damaged even if it is used under high-speed rotation and high-temperature conditions.

主部11のうちポケット12の底部の近傍部分にウェルドが存在しないように冠形保持器4を成形する方法は、特に限定されるものではない。例えば、金型のキャビティ内に樹脂組成物の溶融物を注入するためのゲートの位置を調整することにより、ウェルドの生成位置を前記近傍部分からずらしてもよい。また、金型のキャビティでのウェルド位置に対応して樹脂溜めを設けて、注入した樹脂組成物の溶融物の先頭部分がキャビティから出て樹脂溜めに流入するようにすることで、ウェルドの発生を防止してもよい。   The method of forming the crown-shaped cage 4 so that no weld is present in the vicinity of the bottom of the pocket 12 in the main portion 11 is not particularly limited. For example, the weld generation position may be shifted from the vicinity by adjusting the position of the gate for injecting the melt of the resin composition into the cavity of the mold. In addition, a resin reservoir is provided corresponding to the weld position in the mold cavity so that the top of the molten resin composition melt flows out of the cavity and flows into the resin reservoir. May be prevented.

図4,5は、金型のキャビティ内に樹脂組成物の溶融物を注入するためのゲートの位置を、隣接する2つのポケットの間の部分の周方向中央部から周方向にずらして、前記周方向中央部よりもポケット寄りの位置とすることにより、ウェルド位置をずらして前記近傍部分にはウェルドが存在しないようにした例を説明する概念図である。
図4は、冠形保持器4の外径側から樹脂組成物の溶融物を注入するように金型にゲートを設けた例であり、(a)の部分斜視図及び(b)の端面図ともに、冠形保持器4にゲート位置とウェルド位置を表示することにより、ゲート位置とウェルド位置の関係を説明している。
4 and 5, the position of the gate for injecting the melt of the resin composition into the cavity of the mold is shifted from the circumferential center of the portion between the two adjacent pockets in the circumferential direction. It is a conceptual diagram illustrating an example in which the weld position is shifted so that no weld exists in the vicinity by setting the position closer to the pocket than the central portion in the circumferential direction.
FIG. 4 is an example in which a gate is provided in a mold so as to inject a melt of the resin composition from the outer diameter side of the crown-shaped cage 4, and (a) a partial perspective view and (b) an end view. In both cases, the relationship between the gate position and the weld position is described by displaying the gate position and the weld position on the crown-shaped cage 4.

また、図5は、冠形保持器4の内径側から樹脂組成物の溶融物を注入するように金型にゲートを設けた例であり、図4と同様に、(a)の部分斜視図及び(b)の端面図ともに、冠形保持器4にゲート位置とウェルド位置を表示することにより、ゲート位置とウェルド位置の関係を説明している。
図4,5いずれの例においても、前述した樹脂溜めを併せて設けてもよい。すなわち、上記のようにしてずらしたウェルド位置に対応する位置に樹脂溜め(図示せず)を有する金型を用意し、注入した樹脂組成物の溶融物の先頭部分がキャビティから出て樹脂溜めに流入するようにすることで、ウェルドの発生を抑制してもよい。樹脂溜めは、冠形保持器の外径側に設けてもよいし内径側に設けてもよい。
FIG. 5 is an example in which a gate is provided in the mold so as to inject a melt of the resin composition from the inner diameter side of the crown-shaped cage 4, and as in FIG. 4, a partial perspective view of (a). In addition, the relationship between the gate position and the weld position is described by displaying the gate position and the weld position on the crown-shaped cage 4 together with the end views of FIGS.
In any of the examples shown in FIGS. 4 and 5, the above-described resin reservoir may be provided together. That is, a mold having a resin reservoir (not shown) at a position corresponding to the weld position shifted as described above is prepared, and the top portion of the injected resin composition melt comes out of the cavity and becomes a resin reservoir. The generation of welds may be suppressed by flowing in. The resin reservoir may be provided on the outer diameter side or the inner diameter side of the crown-shaped cage.

なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、一対のつの14,14の互いに対向する面と凹部13の内面とは、連続して1つの球状凹面を形成していたが、球状凹面に限定されるものではなく、円筒面でもよいし、その他の形状の面でもよい。円筒面の場合は、その中心軸が冠形保持器4の径方向に沿う円筒面でもよいし、その中心軸が冠形保持器4の軸方向に沿う円筒面でもよい。
また、本実施形態においては、転がり軸受として深溝玉軸受を例示して説明したが、本発明の転がり軸受は、他の種類の様々な転がり軸受に対して適用することができる。例えば、アンギュラ玉軸受や自動調心玉軸受である。
In addition, this embodiment shows an example of this invention and this invention is not limited to this embodiment. For example, in the present embodiment, the opposing surfaces of the pair of 14, 14 and the inner surface of the recess 13 continuously form one spherical concave surface, but are not limited to a spherical concave surface. The surface may be a cylindrical surface or other shape. In the case of a cylindrical surface, the central axis may be a cylindrical surface along the radial direction of the crown-shaped cage 4, or the central axis may be a cylindrical surface along the axial direction of the crown-shaped cage 4.
Moreover, in this embodiment, although the deep groove ball bearing was illustrated and demonstrated as a rolling bearing, the rolling bearing of this invention is applicable with respect to various other types of rolling bearings. For example, angular contact ball bearings and self-aligning ball bearings.

〔実施例〕
以下に、実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。まず、下記に示す4種の樹脂組成物を用意した。
(1)ポリアミド66及びガラス繊維からなる樹脂組成物であり、ガラス繊維の含有量は25質量%である。また、この樹脂組成物の120℃における曲げ弾性率は3003MPaである。
(2)ポリアミド46及びガラス繊維からなる樹脂組成物であり、ガラス繊維の含有量は25質量%である。また、この樹脂組成物の120℃における曲げ弾性率は4000MPaである。
〔Example〕
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. First, the following four resin compositions were prepared.
(1) A resin composition composed of polyamide 66 and glass fiber, and the glass fiber content is 25% by mass. Moreover, the bending elastic modulus in 120 degreeC of this resin composition is 3003 MPa.
(2) A resin composition comprising polyamide 46 and glass fiber, and the glass fiber content is 25% by mass. Moreover, the bending elastic modulus in 120 degreeC of this resin composition is 4000 MPa.

(3)ポリアミド46及び炭素繊維からなる樹脂組成物であり、炭素繊維の含有量は15質量%である。また、この樹脂組成物の120℃における曲げ弾性率は5720MPaである。
(4)ポリアミド46及び炭素繊維からなる樹脂組成物であり、炭素繊維の含有量は30質量%である。また、この樹脂組成物の120℃における曲げ弾性率は11175MPaである。
これら4種の樹脂組成物を材料として用いて、図2に示す冠形保持器4と同様の冠形保持器を射出成形法により製造した。なお、ポケット底部厚さは、転動体である玉の直径の10.9%、13.8%、16.7%、19.6%、23.5%、及び28.3%のいずれかとした。
(3) A resin composition comprising polyamide 46 and carbon fiber, and the carbon fiber content is 15% by mass. Moreover, the bending elastic modulus in 120 degreeC of this resin composition is 5720 MPa.
(4) A resin composition comprising polyamide 46 and carbon fiber, and the carbon fiber content is 30% by mass. Moreover, the bending elastic modulus at 120 ° C. of this resin composition is 11175 MPa.
Using these four types of resin compositions as materials, a crown-shaped cage similar to the crown-shaped cage 4 shown in FIG. 2 was produced by an injection molding method. The pocket bottom thickness was 10.9%, 13.8%, 16.7%, 19.6%, 23.5%, or 28.3% of the diameter of the ball as the rolling element. .

これらの冠形保持器を用いて、呼び番号6011の深溝玉軸受を組み立てた。この深溝玉軸受の軸受ピッチ円直径dmは72.5mmであり、玉の直径は10.319mmである。そして、これらの深溝玉軸受を温度120℃、dmN値100万という高速回転且つ高温条件で10時間回転させ、回転中の外輪の急発熱の有無と、回転後の冠形保持器の永久変形量を評価した。なお、冠形保持器の永久変形量とは、図6に示すように、回転前の冠形保持器の外径(半径)と回転後の冠形保持器の外径(半径)との差である。評価結果を表1,2に示す。   Using these crown-shaped cages, deep groove ball bearings having a nominal number of 6011 were assembled. This deep groove ball bearing has a bearing pitch circle diameter dm of 72.5 mm and a ball diameter of 10.319 mm. These deep groove ball bearings are rotated at a high temperature of 120 ° C. and a dmN value of 1 million for 10 hours under a high temperature condition, whether or not the rotating outer ring suddenly generates heat, and the amount of permanent deformation of the crown cage after rotation. Evaluated. As shown in FIG. 6, the amount of permanent deformation of the crown-shaped cage is the difference between the outer diameter (radius) of the crown-shaped cage before rotation and the outer diameter (radius) of the crown-shaped cage after rotation. It is. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

Figure 2013036608
Figure 2013036608

Figure 2013036608
Figure 2013036608

表1,2から分かるように、剛性が不十分である冠形保持器は、永久変形量が大きく、外輪に急発熱が生じた。
次に、樹脂組成物の120℃における曲げ弾性率と冠形保持器の永久変形量との関係を、図7のグラフに示す。このグラフの左側の縦軸は、永久変形量の絶対値(単位はmmである)を示し、右側の縦軸は、永久変形量の玉の直径に対する比率(単位は%である)を示している。
図7のグラフから、ポケット底部厚さにかかわらず、樹脂組成物の120℃における曲げ弾性率が3500MPa以上であると、冠形保持器の永久変形量が小さく抑えられ、4000MPa以上であると、冠形保持器の永久変形量がさらに小さく抑えられることが分かる。
As can be seen from Tables 1 and 2, the crown-shaped cage having insufficient rigidity has a large amount of permanent deformation, and sudden heat generation occurs in the outer ring.
Next, the relationship between the bending elastic modulus at 120 ° C. of the resin composition and the amount of permanent deformation of the crown cage is shown in the graph of FIG. The vertical axis on the left side of this graph shows the absolute value of the permanent deformation amount (unit is mm), and the vertical axis on the right side shows the ratio of the permanent deformation amount to the diameter of the ball (unit is%). Yes.
From the graph of FIG. 7, regardless of the pocket bottom thickness, if the bending elastic modulus at 120 ° C. of the resin composition is 3500 MPa or more, the amount of permanent deformation of the crown-shaped cage is suppressed to be small, and 4000 MPa or more. It can be seen that the amount of permanent deformation of the crown-shaped cage can be further reduced.

次に、ポケット底部厚さの玉の直径に対する比率と冠形保持器の永久変形量との関係を、図8のグラフに示す。図7のグラフと同様に、図8のグラフの左側の縦軸は、永久変形量の絶対値(単位はmmである)を示し、右側の縦軸は、永久変形量の玉の直径に対する比率(単位は%である)を示している。
図8のグラフから、樹脂組成物の120℃における曲げ弾性率が4000MPa以上である場合は、ポケット底部厚さの玉の直径に対する比率が13%以上であると、冠形保持器の永久変形量が小さく抑えられ、17%以上であると、冠形保持器の永久変形量がさらに小さく抑えられることが分かる。さらに、ポケット底部厚さの玉の直径に対する比率が30%超過であると、冠形保持器の永久変形量がほぼゼロに抑えられるので、ポケット底部厚さの玉の直径に対する比率は、30%以下とすることが好ましく、25%以下とすることがより好ましい。これにより、冠形保持器の製造に使用する樹脂組成物の量を抑制することができる。
Next, the relationship between the ratio of the pocket bottom thickness to the ball diameter and the amount of permanent deformation of the crown cage is shown in the graph of FIG. As in the graph of FIG. 7, the left vertical axis of the graph of FIG. 8 indicates the absolute value of the permanent deformation amount (unit is mm), and the right vertical axis is the ratio of the permanent deformation amount to the diameter of the ball. (Unit is%).
From the graph of FIG. 8, when the bending elastic modulus at 120 ° C. of the resin composition is 4000 MPa or more, the permanent deformation amount of the crown-shaped cage when the ratio of the pocket bottom thickness to the ball diameter is 13% or more. It can be seen that the amount of permanent deformation of the crown-shaped cage can be further suppressed to be small when the amount is 17% or more. Furthermore, if the ratio of the pocket bottom thickness to the ball diameter exceeds 30%, the permanent deformation of the crown cage is suppressed to almost zero, so the ratio of the pocket bottom thickness to the ball diameter is 30%. The content is preferably set to 25% or less, and more preferably 25% or less. Thereby, the quantity of the resin composition used for manufacture of a crown-shaped cage can be controlled.

一方、樹脂組成物の120℃における曲げ弾性率が3003MPaである場合は、ポケット底部厚さの玉の直径に対する比率を大きくすることによって、ある程度は冠形保持器の永久変形量を抑えることはできるものの、外輪の急発熱が生じた。
次に、ポリアミド46及びガラス繊維からなる樹脂組成物におけるガラス繊維の含有量と該樹脂組成物の120℃における曲げ弾性率との関係を、図9のグラフに示す。図9のグラフから、120℃における曲げ弾性率を4000MPa以上とするためには、樹脂がポリアミド46である場合には、ガラス繊維の含有量を25質量%以上とする必要があることが分かる。
On the other hand, when the flexural modulus at 120 ° C. of the resin composition is 3003 MPa, the amount of permanent deformation of the crown-shaped cage can be suppressed to some extent by increasing the ratio of the pocket bottom thickness to the ball diameter. However, sudden heat generation of the outer ring occurred.
Next, the relationship between the glass fiber content in the resin composition comprising polyamide 46 and glass fibers and the flexural modulus at 120 ° C. of the resin composition is shown in the graph of FIG. From the graph of FIG. 9, it can be seen that in order to set the flexural modulus at 120 ° C. to 4000 MPa or more, when the resin is polyamide 46, the glass fiber content needs to be 25% by mass or more.

なお、ガラス繊維の含有量を40質量%以上としても、120℃における曲げ弾性率はほとんど向上しないため、ガラス繊維の含有量は40質量%未満とすることが好ましい。ガラス繊維の含有量を40質量%以上とした場合には、剛性の向上が期待できないだけでなく、冠形保持器の成形時や転がり軸受への組み込み時に、冠形保持器がアンダーカット部から破損するおそれがある。   Even when the glass fiber content is 40% by mass or more, the flexural modulus at 120 ° C. is hardly improved, and therefore the glass fiber content is preferably less than 40% by mass. When the glass fiber content is 40% by mass or more, not only the improvement in rigidity cannot be expected, but also when the crown cage is molded or incorporated into a rolling bearing, the crown cage is removed from the undercut portion. There is a risk of damage.

次に、ポリアミド46及び炭素繊維からなる樹脂組成物における炭素繊維の含有量と該樹脂組成物の120℃における曲げ弾性率との関係を、図10のグラフに示す。図10のグラフから、炭素繊維の含有量が多いほど曲げ弾性率が大きく、高速回転時の冠形保持器の変形を抑制可能であり、120℃における曲げ弾性率を4000MPa以上とするためには、樹脂がポリアミド46である場合には、炭素繊維の含有量を10質量%以上とする必要があることが分かる。   Next, the relationship between the carbon fiber content in the resin composition comprising polyamide 46 and carbon fibers and the flexural modulus at 120 ° C. of the resin composition is shown in the graph of FIG. From the graph of FIG. 10, the greater the carbon fiber content, the greater the flexural modulus, the deformation of the crown-shaped cage during high-speed rotation can be suppressed, and the flexural modulus at 120 ° C. is 4000 MPa or more. When the resin is polyamide 46, it is understood that the content of carbon fiber needs to be 10% by mass or more.

次に、ポリアミド46及び炭素繊維からなる樹脂組成物における炭素繊維の含有量と冠形保持器のウェルド強度との関係を、図11のグラフに示す。なお、図11のグラフに示したウェルド強度は、非ウェルド部の強度に対するウェルド部の強度の比率である。図11のグラフから、樹脂組成物における炭素繊維の含有量が20質量%以上であると、ウェルド強度が著しく低下するため、炭素繊維の含有量は20質量%未満とすることが好ましく、15質量%以下とすることがより好ましいことが分かる。また、炭素繊維の含有量が10質量%以上であると、ウェルド強度の低下が見られるため、炭素繊維の含有量にかかわらず、冠形保持器のウェルド強度を向上させることが好ましいことが分かる。   Next, the relationship between the carbon fiber content and the weld strength of the crown cage in the resin composition comprising polyamide 46 and carbon fiber is shown in the graph of FIG. The weld strength shown in the graph of FIG. 11 is the ratio of the strength of the weld portion to the strength of the non-weld portion. From the graph of FIG. 11, when the carbon fiber content in the resin composition is 20% by mass or more, the weld strength is remarkably reduced. Therefore, the carbon fiber content is preferably less than 20% by mass, and 15% by mass. It can be seen that it is more preferable to set the ratio to not more than%. Further, since the weld strength is reduced when the carbon fiber content is 10% by mass or more, it is understood that it is preferable to improve the weld strength of the crown cage regardless of the carbon fiber content. .

次に、ポケットの底部からウェルド位置をずらした冠形保持器を種々用意して、ウェルド位置のズレ量と冠形保持器の強度との関係を調査した。ポリアミド46及び炭素繊維からなり、炭素繊維の含有量が15質量%である樹脂組成物を射出成形して、呼び番号6011の深溝玉軸受用の冠形保持器(内径:68mm、外径:77mm、ポケット数:13個)を製造した。   Next, various types of crown-shaped cages with the weld position shifted from the bottom of the pocket were prepared, and the relationship between the amount of deviation of the weld position and the strength of the crown-shaped cage was investigated. A resin composition made of polyamide 46 and carbon fiber, the carbon fiber content of which is 15% by mass, is injection-molded, and a crown type cage for a deep groove ball bearing having a nominal number 6011 (inner diameter: 68 mm, outer diameter: 77 mm). , The number of pockets: 13).

そして、冠形保持器の主部のうちウェルドが形成されている部分の引張破断強度(円環部強度)を測定し、冠形保持器の主部のうちウェルドが形成されていない部分の引張破断強度(円環部強度)に対する比率を算出した。算出した強度比とウェルド位置のズレ量との関係を、図12のグラフに示す。なお、図12のグラフの横軸に示すウェルド位置のズレ量は、前述した第一仮想直線Xと第二仮想直線Yとのなす角度θである。
図12のグラフから、角度θを30°以上とすれば、十分に優れた強度を有する冠形保持器が得られることが分かる。
Then, the tensile breaking strength (ring portion strength) of the main portion of the crown-shaped cage is measured and the tensile strength of the portion of the crown-shaped cage where the weld is not formed is measured. The ratio to the breaking strength (ring portion strength) was calculated. The relationship between the calculated intensity ratio and the amount of deviation of the weld position is shown in the graph of FIG. The displacement amount of the weld position shown on the horizontal axis of the graph of FIG. 12 is the angle θ formed by the first virtual line X and the second virtual line Y described above.
From the graph of FIG. 12, it can be seen that if the angle θ is 30 ° or more, a crown-shaped cage having a sufficiently excellent strength can be obtained.

1 内輪
2 外輪
3 玉
4 冠形保持器
11 主部
12 ポケット
13 凹部
14 つの
t ポケット底部厚さ
B ポケットの底部
C ポケットの球状内面の曲率中心
X 第一仮想直線
Y 第二仮想直線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inner ring 2 Outer ring 3 Ball 4 Crowned cage 11 Main part 12 Pocket 13 Recessed 14 t Pocket bottom thickness B Pocket bottom C Center of curvature of spherical inner surface of pocket X First virtual straight line Y Second virtual straight line

Claims (8)

円環状の主部と、前記主部の軸方向一端面に設けられ転動体を転動可能に収容する複数のポケットと、を備え、前記ポケットが、前記主部の前記端面に設けられた凹部と、該凹部を周方向両側から挟む一対のつのと、で構成された冠形保持器であって、120℃での曲げ弾性率が3500MPa以上である材料で構成されているとともに、前記ポケットの底部と前記主部の軸方向他端面との間の軸方向距離が、前記転動体の直径の13%以上であることを特徴とする冠形保持器。   A ring-shaped main portion, and a plurality of pockets provided on one end surface in the axial direction of the main portion so as to accommodate a rolling element in a rollable manner, wherein the pocket is provided in the end surface of the main portion. And a pair of ones sandwiching the concave portion from both sides in the circumferential direction, which is made of a material having a bending elastic modulus at 120 ° C. of 3500 MPa or more, A crown-shaped cage, wherein an axial distance between a bottom portion and the other axial end surface of the main portion is 13% or more of a diameter of the rolling element. 前記ポケットの底部と前記主部の軸方向他端面との間の軸方向距離が、前記転動体の直径の17%以上であることを特徴とする請求項1に記載の冠形保持器。   The crown-shaped cage according to claim 1, wherein an axial distance between a bottom portion of the pocket and the other axial end surface of the main portion is 17% or more of a diameter of the rolling element. 120℃での曲げ弾性率が4000MPa以上である材料で構成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の冠形保持器。   The crown-shaped cage according to claim 1 or 2, wherein the crown-shaped cage is made of a material having a flexural modulus at 120 ° C of 4000 MPa or more. 前記材料は、ポリアミド46及びガラス繊維を含有する樹脂組成物であり、ガラス繊維の含有量は前記樹脂組成物の25質量%以上40質量%未満であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の冠形保持器。   The material is a resin composition containing polyamide 46 and glass fiber, and the glass fiber content is 25% by mass or more and less than 40% by mass of the resin composition. The crown-shaped cage according to any one of the above. 前記材料は、ポリアミド46及び炭素繊維を含有する樹脂組成物であり、炭素繊維の含有量は前記樹脂組成物の10質量%以上20質量%未満であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の冠形保持器。   The material is a resin composition containing polyamide 46 and carbon fiber, and the content of carbon fiber is 10% by mass or more and less than 20% by mass of the resin composition. The crown-shaped cage according to any one of the above. 前記樹脂組成物の溶融物を金型内に射出する射出成形法により製造されたものであり、前記主部のうち前記ポケットの底部の近傍部分にはウェルドが存在せず、前記近傍部分は、前記ポケットの球状内面の曲率中心と前記ポケットの底部とを結ぶ第一仮想直線を軸として、前記第一仮想直線と30°の角度をなして前記曲率中心において交わる第二仮想直線を回転させることにより形成される仮想円錐面の内側に位置する部分であることを特徴とする請求項5に記載の冠形保持器。   It is manufactured by an injection molding method in which a melt of the resin composition is injected into a mold, and there is no weld in the vicinity of the bottom of the pocket of the main part, the vicinity is Rotating a second imaginary line that intersects the first imaginary line at an angle of 30 ° with the first imaginary line connecting the center of curvature of the spherical inner surface of the pocket and the bottom of the pocket as an axis. The crown-shaped cage according to claim 5, wherein the crown-shaped cage is a portion located inside an imaginary conical surface formed by. 内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪及び前記外輪の間に前記転動体を保持する保持器と、を備え、前記保持器が請求項1〜6のいずれか一項に記載の冠形保持器であることを特徴とする転がり軸受。   An inner ring, an outer ring, a plurality of rolling elements that are rotatably arranged between the inner ring and the outer ring, and a cage that holds the rolling element between the inner ring and the outer ring, and A rolling bearing, wherein the cage is the crown-shaped cage according to any one of claims 1 to 6. 温度100℃以上且つdmN値80万以上の条件で使用されることを特徴とする請求項7に記載の転がり軸受。   The rolling bearing according to claim 7, wherein the rolling bearing is used under conditions of a temperature of 100 ° C. or more and a dmN value of 800,000 or more.
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