JP4134098B2 - 転がり軸受用保持器及び円筒ころ軸受 - Google Patents

Description

本発明は、転がり軸受用保持器及び円筒ころ軸受に関する。

水ポンプ、クラッチ等の自動車用部品等に使用される転がり軸受においては、転がり軸受を構成する軌道輪及び転動体の動きを正確に維持するための保持器として、金属製のものの他に合成樹脂製のものが使用されている。このような合成樹脂製保持器としては、金属製のものに比べて軽量、低コストであり、しかも機械的特性、耐薬品性、耐油性等の性能の総合的バランスに優れたナイロン６、ナイロン６６等のポリアミドからなるものが多用されている。しかしながら、これらポリアミドからなるものは、耐熱性が不充分であり、連続使用時の耐油性限界は約１２０℃であるので、それ以上の温度条件下では適用できない欠点があり、高温条件下では、依然として金属製保持器が使用されている。

近年、高温条件下でも適用可能な合成樹脂製転がり軸受用保持器として、ナイロン４６、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン等のいわゆるスーパーエンジニアリングプラスチックを使用したものが提案されている。しかし、これらは、耐熱性には優れているものの、柔軟性、耐疲労性等に劣り極めて脆く、保持器としては不適当なものであることから、その機械的特性を向上させるための工夫が種々検討されている。

特許文献１には、直鎖状ポリフェニレンサルファイド樹脂から製造される靱性に優れた耐熱合成樹脂製保持器が開示されている。しかし、このものは、一定の耐熱性は確保されているが、過酷な高温環境下で連続使用した場合の耐油性が不充分である。

ポリエーテルサルホン等の高耐熱樹脂にエラストマー等を充填した材料を使用してポリアミド製の保持器に相当する柔軟性を獲得する試みも検討されている。しかし、これらの材料を使用したものは、一定の靱性、柔軟性を有するものの、ポリアミド製のもののような弾性に乏しく、外力が加わったときに大きな永久歪みが残留する不都合がある。

このように、従来提案されている高耐熱樹脂を使用した転がり軸受用保持器であって、金属製のものに代わりうる高い機械的特性、優れた耐熱性及び耐油性を確保することができるものは、いまだ実用に供されていない。

特開昭６４−７９４１９号公報

上記に鑑み、本発明は、転がり軸受用保持器の材料としてかつて提案されていない合成樹脂を使用することにより、高い機械的特性を維持しつつ、しかも優れた耐熱性、耐油性をも併せ持つ転がり軸受用保持器を提供することを目的とするものである。また、本願発明は、そのような保持器を備えた円筒ころ軸受を提供することを目的とするものである。

本発明の要旨は、１２０℃を超える高温の潤滑油であるＡＴＦ（オートマチックトランスミッションフルード）中高速回転下で使用される転がり軸受に使用され転動体収容用の矩形状ポケットを形成させてなる転がり軸受用保持器において、摺動音を向上させるべく、下記式（１）で表される繰り返し単位を有する樹脂成分としてポリフェニルサルホン樹脂のみからなるところにある。

本発明によれば、高い機械的特性を維持しつつ、しかも優れた耐熱性、耐油性をも併せ持つ転がり軸受用保持器を得ることができ、特に耐衝撃性に優れ、高速回転用軸受等にも広く適用できる転がり軸受用保持器と、円筒ころ軸受とを提供することができる。

本発明においては、転がり軸受用保持器は、ポリフェニルサルホン樹脂のみからなる、又は、ポリフェニルサルホン樹脂と、強化繊維として１０〜３５重量％を含有させたガラス繊維とからなる。上記ポリフェニルサルホン樹脂は、高い耐衝撃性、優れた耐薬品性等を有するものであることが知られており、従来、滅菌用又は消毒用医療器具、化学実験器具、電子機器、航空機用内装部品等の分野において好んで使用されてきたが、転がり軸受用保持器等の機械部品用途は知られていなかったものである。

上記ポリフェニルサルホン樹脂は、下記式（Ｉ）で表される繰り返し単位を有するものである。

上記ポリフェニルサルホン樹脂としては特に限定されず、例えば、ＲＡＤＥＬＲ−５０００（ＡＭＯＣＯ パフォーマンス・プロダクツ社製）、ＲＡＤＥＬＲ−５１００（ＡＭＯＣＯ パフォーマンス・プロダクツ社製）等を好適に使用することができる。

転がり軸受用保持器が上記ポリフェニルサルホン樹脂と強化繊維としてのガラス繊維とからなる場合、上記強化繊維の含有量は、１０〜３５重量％の範囲である。強化繊維の含有量が１０重量％未満であると強化繊維配合の効果が発現せず、また、耐熱性が悪くなり、３５重量％を超えると柔軟性が低下し、ポケットに転動体を挿入する際等に割れやクラックが発生する。より好ましくは、２０〜３０重量％であり、更に好ましくは、２０〜２５重量％である。

本発明の転がり軸受用保持器は、上記ポリフェニルサルホン樹脂を溶融混練するか、又は、上記ポリフェニルサルホン樹脂に強化繊維としてのガラス繊維を配合したものを溶融混練し、ペレット状、粉末状等の形状にした後、射出成形等の公知の方法等を用いて成形することにより製造することができる。

本発明が適用される転がり軸受用保持器は、玉軸受、針状ころ軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受等の各種の転がり軸受に使用するものであってよいが、高速回転時にポケットの変形が生じて転動体の離脱等を招くおそれがない点で、特に転動体収容用の矩形状ポケットを形成させてなる転がり軸受用保持器として好ましく適用することができる。

本発明の転がり軸受用保持器は、トランスミッション、デフピニオン、オルタネータ、スーパーチャージャー等の自動車用部品；電動機；工作機械主軸；減速装置；鉄道車両；鉄鋼機械等に用いる転がり軸受用途に好適に使用することができる。

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

実施例１
母材として、ポリフェニルサルホン樹脂（ＲＡＤＥＬ Ｒ−５１００、ＡＭＯＣＯ パフォーマンス・プロダクツ社製）を金型内に供給して加熱後冷却して、外径８７ｍｍで１３個の窓を有する円筒ころ軸受用もみ抜き保持器を得た。
保持器強度は、図１のように、保持器１の窓に直径１５ｍｍのコロから作製した引張治具２を掛け、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎで反対方向に引っ張り、保持器の引張強度を測定して求めた。アイゾット衝撃強度は、ＡＳＴＭ Ｄ ２５６−８１に準拠して、母材から作成した８分の１インチの切り欠きを有する試験片を用いて測定した。曲げ強度は、ＡＳＴＭ Ｄ ７９０−８１に準拠して、母材から作成した長さ５インチ×幅２分の１インチ×高さ４分の１インチの試験片を用いて測定した。結果を表１に示した。
上に得られた保持器を使用して転がり軸受を製作し、これを１８０℃の潤滑油（ＡＴＦ、オートフルードＤＩＩ、キャッスル社製）中に保持し、４３００ｒｐｍで回転させた。４００時間回転を継続したが、摺動音は何ら発生せず、破損することもなく、良好な回転性を維持した。

実施例２
母材であるポリフェニルサルホン樹脂（ＲＡＤＥＬ Ｒ−５１００、ＡＭＯＣＯ パフォーマンス・プロダクツ社製）１００重量部にガラス繊維（日本電気硝子社製ＮＥＧチョップドストランドＥＣＳ０３Ｔ ７４７ＤＥ）２０重量部を充填したものを使用したこと以外は、実施例１と同様にして円筒ころ軸受用もみ抜き保持器を得、測定した。結果を表１に示した。上に得られた保持器を使用して転がり軸受を製作し、これを１８０℃の潤滑油（ＡＴＦ、オートフルードＤＩＩ、キャッスル社製）中に保持し、４３００ｒｐｍで回転させた。４００時間回転を継続したが、摺動音は何ら発生せず、破損することもなく、良好な回転性を維持した。

比較例１
母材として、ナイロン６６（ＵＬＴＲＡＭＩＤ Ａ４Ｈ、ＢＡＳＦ社製）を使用したこと以外は、実施例１と同様にして円筒ころ軸受用もみ抜き保持器を得、測定した。結果を表１に示した。

比較例２
母材として、ガラス繊維を２５重量％含有するナイロン６６（ＵＬＴＲＡＭＩＤ Ａ３ＨＧ５、ＢＡＳＦ社製）を使用したこと以外は、実施例１と同様にして円筒ころ軸受用もみ抜き保持器を得、測定した。結果を表１に示した。

実施例から、耐油性限界は連続使用時において少なくとも１８０℃に達し、しかも、機械的特性はナイロン６６に匹敵し、更に、耐衝撃性が特に優れていることが判った。

本発明の転がり軸受用保持器の引張強度を測定する装置を示す。 本発明の転がり軸受用保持器を示す。

符号の説明

１ 保持器
２ 引張治具
３ 環体
４ ポケット

Claims (3)

1. １２０℃を超える高温の潤滑油であるＡＴＦ中高速回転下で使用される転がり軸受に使用され転動体収容用の矩形状ポケットを形成させてなる転がり軸受用保持器であって、
   下記の式（１）で表される繰り返し単位を有する樹脂成分としてのポリフェニルサルホン樹脂のみからなる
   ことを特徴とする転がり軸受用保持器。
   

   
2. １２０℃を超える高温の潤滑油であるＡＴＦ中高速回転下で使用される転がり軸受に使用され転動体収容用の矩形状ポケットを形成させてなる転がり軸受用保持器であって、
   下記の式（１）で表される繰り返し単位を有する樹脂成分としてのポリフェニルサルホン樹脂と、強化繊維としてのガラス繊維とからなり、
   前記強化繊維の含有量は、１０〜３５重量％である
   ことを特徴とする転がり軸受用保持器。
   

   
3. 請求項１又は２に記載の転がり軸受用保持器を備える円筒ころ軸受。

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