JP4282887B2 - 転がり軸受用保持器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は転がり軸受用保持器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の転がり軸受用保持器は、金属、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂などからなり、特に合成樹脂を採用する場合には、射出成形可能な合成樹脂の単体か、または合成樹脂の成形材料にガラス繊維、カーボン繊維、有機繊維などを添加し強化された合成樹脂組成物が使用されてきた。このような保持器を備えた転がり軸受の潤滑には、潤滑油、またはグリースなどの半固体潤滑剤が用いられていた。
【０００３】
しかし、グリースなどの半固体潤滑剤を使用すると、この潤滑剤のちょう度によって潤滑（撹拌）抵抗があり、この軸受で支持した回転軸の回転時に所要のトルクを負荷し、回転時にトルク変動も発生する。特に従来のグリース潤滑による保持器を備えた転がり軸受は、軸（転がり軸受の内輪または外輪）の回転速度が 10000rpm 程度の高速になると、グリースの撹拌抵抗によって、軸受で支持された軸を回転させる所要のトルクが大きくなり、トルク変動も起こり易くなる。しかも、グリースの存在により、軸受の周囲に比較的多量の塵が浮遊する状態になりやすい。このようなトルクの増加および変動、発塵、軸受の回転に伴う騒音の発生は、ＨＤＤ、ＶＴＲ、ＤＡＴ、ＬＢＰなどの事務機、オーディオ機器、パソコン周辺機器などに組み込まれる内径が 6mm 以下の小径の軸受において、特に実用上の軸受性能を低下させるという問題がある。
【０００４】
このような問題を改善するために、従来から保持器の材料に潤滑機能をもたせた転がり軸受が提案されている。例えば、特開昭６１−６４２９号公報には、圧縮成形により多孔質に成形されたポリアミドイミド樹脂にフッ素化油を含浸させた軸受が開示されている。また、特開平１−９３６２３号公報では、油を含有するバインダと母材からなる含油プラスチックで成形した保持器に、さらに潤滑油を含浸させたものが開示されている。また、特開平８−２１４５０号公報では、ポリオレフィン樹脂と潤滑油を混合し、その樹脂組成物を保持器形状に成形したものが開示されている。また、特開２０００−９７２４１号公報では、合成樹脂に無機多孔質の粒状体を混合し、その樹脂組成物を保持器形状に成形したものが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開昭６１−６４２９号公報に記載された多孔質ポリアミドイミド樹脂にフッ素化油を含浸した軸受保持器は、多孔質の保持器が緻密体からなる保持器に比べて機械的強度が劣っている。そのため、使用条件によっては保持器としての強度不足となる場合があった。また、連通孔を形成するためには、粉末状の樹脂を圧縮成形した後に焼結し、さらに切削加工するため、生産工程数が増加するという問題があった。
【０００６】
また、特開平１−９３６２３号公報に記載された保持器の場合には、含油量を多くするために高温（ 120℃〜130℃）で長時間（ 7 日間程度）潤滑油中に浸漬する必要があるので、潤滑油や保持器を形成する樹脂が劣化するおそれや大きな寸法変化がみられ、製品の安定性に劣り、さらに潤滑油のしみだしが比較的早くから起り、長期間にわたって安定な潤滑を維持することが困難であるという問題がある。
【０００７】
また、特開平８−２１４５０号公報に記載された保持器の場合には、吸油性の高いポリオレフィン樹脂を使用することにより、潤滑油がポリオレフィン樹脂に保持されるため、実際にしみだす油はほとんどない。また、潤滑油が均一に樹脂内に分散しているとしても、表面近傍の潤滑油はしみだすが、内部から長期間にわたって安定した速度でしみださせることは技術的に困難である。
さらに、潤滑油を配合した場合、配合量が多くなると製造面で問題が生じる。例えば、射出成形時にスクリューがすべる、計量が不安定となってサイクルタイムが長くなる、寸法精度がでにくい、金型表面に潤滑剤が付着して成形面の仕上がりが悪くなるなどの不具合が生じやすいという問題がある。
【０００８】
また、特開２０００−９７２４１号公報に記載された保持器の場合には、潤滑油が樹脂中に保持されておらず、給油が停止したとき毛細管現象により摺動界面に供給されるのみであるので、内部から長期間にわたって安定した速度でしみださせることはできないという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、転がり軸受用保持器に軸受への潤滑油の供給を良好に安定して行なわせることにより軸受の回転トルクを低く安定させ、発塵や騒音発生を防止し、しかも良好な機械的特性を有して耐久性に優れた転がり軸受用保持器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、転がり軸受である内径 6 mm 以下のミニチュア玉軸受において転動体であるボールを保持する合成樹脂組成物の射出成形体からなる転がり軸受用保持器であって、該保持器は、環状の保持器本体に形成された複数の対向一対の保持爪を有し、その対向する各保持爪を相互に接近する方向にわん曲させるとともに、その保持爪間に上記ボールを保持する冠型保持器であり、上記合成樹脂組成物が合成樹脂であるポリアミド樹脂またはポリアセタール樹脂に潤滑剤が含浸された平均粒子径が 1〜20μm の多孔質シリカおよび潤滑剤を少なくとも配合してなり、上記多孔質シリカは一次粒子が集合して真球状シリカ粒子を形成した連続孔を有する球状多孔質シリカであり、該配合割合は、合成樹脂 30〜95 重量％、潤滑剤 1〜40 重量％、多孔質シリカ 5〜30 重量％からなることを特徴とする。
【００１２】
また、上記合成樹脂組成物は、上記合成樹脂組成物は、さらに繊維状の油導通体を添加混合した合成樹脂組成物の成形体からなることを特徴とする。
【００１３】
多孔質シリカおよび潤滑剤を配合することにより、本発明の転がり軸受用保持器は、潤滑剤の大部分が保油体である多孔質シリカに保持されるので、多孔質シリカが内部まで均一に分散した状態で存在する。この多孔質シリカに保持された潤滑剤は、保持器表面の転動体との接触部において長期間安定した速度でしみだし良好な潤滑特性を示す。
また潤滑油の導通体として繊維状の充填剤と併用すれば、内部に存在する粒子状多孔質シリカに含有された潤滑油が導通材である繊維の表面（合成樹脂と繊維の界面）を通り、保持器の表面に長期間安定した速度でしみだすことにより、良好な潤滑特性を示すことができる。
このような樹脂組成物の成形体からなる保持器を組み込んだ転がり軸受は、回転に要するトルクが小さく、かつトルクの変動も少ない。また、長時間にわたって良好な潤滑が行なわれるため、優れた耐久性を示す転がり軸受になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
転がり軸受用保持器の一構造例を図１に示す。図１は樹脂組成物を一体成形した冠型の保持器の部分拡大斜視図である。転がり軸受用保持器１は、環状の保持器本体２上面に周方向に一定ピッチをおいて対向一対の保持器爪３を形成し、その対向する各保持器爪３を相互に接近する方向にわん曲させるとともに、その保持爪３間に転動体としてのボールを保持する転動体保持用ポケット４を形成したものである。また、隣接するポケット４における相互に隣接する保持爪３の背面相互間に、保持爪３の立ち上がり基準面となる平坦部５が形成される。転がり軸受用保持器１は、以下説明する合成樹脂組成物を成形することにより得られる。
【００１５】
本願の発明に使用できる合成樹脂は、耐熱性および耐油性を備えたものが好ましい。例えばポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂などを好適に例示できる。特にポリアミド樹脂は優れた耐熱性や耐油性に加え、価格が安価で工業的に利用しやすい材料であることからも好適である。ポリアミド樹脂としては、ポリヘキサメチレンアジパミド（６、６−ナイロン）、ポリヘキサメチレンアゼラミド（６、９−ナイロン）、ポリヘキサメチレンセバサミド（６、１０−ナイロン）、ポリヘキサメチレンデカミド（６、１２−ナイロン）、ポリテトラメチレンアジパミド（４、６−ナイロン）、ポリカプロラクタム（６−ナイロン）、ポリラウリンラクタム（１２−ナイロン）、ポリ−１１−アミノウンデカン（１１−ナイロン）などの脂肪族系ポリアミド樹脂、ポリメタフェニレンイソフタラミド、ポリパラフェニレンテレフタラミド、ポリメタキシレンアジパミド（ナイロンＭＸＤ−６）などの芳香族ポリアミド樹脂が挙げられ、これらは単独でまた混合物として使用できる。
【００１６】
本発明に使用できる潤滑剤は、常温で液体の潤滑油、常温で固体のワックス、あるいは潤滑油に増ちょう剤を含んだグリース状物質等、潤滑効果を有する物質であれば使用できる。
潤滑油としては、スピンドル油、冷凍機油、タービン油、マシン油、ダイナモ油等の鉱油、ポリブデン、ポリαオレフィン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、脂環式化合物等の炭化水素系合成油、または、天然油脂やポリオールエステル油、リン酸エステル、ジエステル油、ポリグリコール油、シリコーン油、ポリフェニルエーテル油、アルキルジフェニルエーテル油、フッ素化油等の非炭化水素系合成油等、一般に使用されている潤滑油であれば特に限定することなく使用できる。
【００１７】
潤滑油は、本発明の転がり軸受用保持器が使用される条件、目標性能に合わせて選択できる。また、樹脂の混練、成形温度に合わせた耐熱性を有する潤滑油を選ぶこともできる。特に低摩擦が求められる場合には、エステル油、シリコーン油などを用いることで好ましい結果が得られる。エステル油、シリコーン油は上記真球状多孔質シリカ表面に残存するシラノール基と親和性があるため特に好ましい。シリコーン油としては、官能基を有さないシリコーン油、官能基を有するシリコーン油のいずれも使用できる。
【００１８】
ワックスとしては、炭素数が 24 以上のパラフィン系ワックス、炭素数が 26 以上のオレフィン系ワックス、炭素数が 28 以上のアルキルベンゼン、あるいは結晶性のマイクロクリスタリンワックス等の炭化水素系ワックス、またはミリスチン酸、パルチミン酸、ステアリン酸、アラキン酸、モンタン酸、炭素数が 18 以上の不飽和脂肪酸（例えばオクタデセン酸、パリナリン酸等）等の高級脂肪酸誘導体ワックスが挙げられる。高級脂肪酸誘導体ワックスとしては、１）ベヘン酸エチル、トリコ酸エチルなどの炭素数が 22 以上の高級脂肪酸メチルおよびエチルエステル、炭素数が略 16 以上の高級脂肪酸と炭素数が 15 以上の高級１価アルコールとのエステル、ステアリン酸オクタデシルエステル、炭素数が 14 以上の高級脂肪酸トリグリセライド等の高級脂肪酸エステル類、２）パルチミン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド等の高級脂肪酸アミド類、３）ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム等の高級脂肪酸とアルカリ金属およびアルカリ土類金属との塩類等が挙げられる。
【００１９】
グリース状物質は、基油となる上述の潤滑油に増ちょう剤が添加されている。増ちょう剤を例示すれば、１）石けん系として、カルシウム系石けん、ナトリウム系石けん、リチウム系石けん、バリウム系石けん、アルミニウム系石けん、亜鉛系石けん等、２）コンプレックス石けん系としてカルシウム系コンプレックス石けん、ナトリウム系コンプレックス石けん、リチウム系コンプレックス石けん、バリウム系コンプレックス石けん、アルミニウム系コンプレックス石けん、亜鉛系コンプレックス石けん等、３）非石けん系として、ナトリウムテレフタメート、ジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、ポリウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ジウレタン化合物、シリカエアロゲル、モンモリロナイト、ベントン、ポリテトラフルオロエチレン、フルオリネートエチレンプロピレンコポリマー、窒化ホウ素等がある。
【００２０】
上記潤滑剤の中でも、事務機、オーディオ機器、パソコン周辺機器などに組み込まれて、回転速度が 10000rpm 程度の高速回転で使用される小径軸受の転がり軸受用保持器に使用する場合、トルクの増加や変動、軸受の回転に伴う騒音の発生を抑えることができるため、潤滑油が特に好ましい。
【００２１】
潤滑剤、特に潤滑油の配合量は、合成樹脂組成物全体に対して、 1〜40 重量％、好ましくは 5〜35 重量％の範囲である。潤滑油の添加量が 1 重量％未満の場合、絶対的に潤滑油の量が不足し、保持器から転動体に供給される油の量が不足し、軸受の耐久性を損なう。また、 40 重量％をこえる場合には、機械的物性の低下を招くことになって好ましくない。増ちょう剤を含有したグリース状物質を使用する場合であっても、上記潤滑剤の配合量は同様である。
【００２２】
本発明に使用できる多孔質シリカとは、連続孔を有し、潤滑剤を含浸・保持できる多孔質シリカであれば使用できる。好ましい多孔質シリカは非晶質の二酸化ケイ素を主成分とする粉末である。例えば、一次粒子径が 15nm 以上の微粒子の集合体である沈降性シリカ、あるいはアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を含有したケイ酸アルカリ水溶液を有機溶媒中で乳化し、炭酸ガスでゲル化させることにより得られる粒子径が 3〜8nm の一次微粒子の集合体である真球状多孔質シリカ（特開２０００−１４３２２８等）等が挙げられる。
本発明においては、粒子径が 3〜8nm の一次微粒子が集合して真球状シリカ粒子を形成した多孔質シリカが、連続孔を有しており、摺動界面のせん断力で破壊する性質があるため、特に好ましい。真球状シリカ粒子としては、平均粒子径が 0.5〜100μm である。このような真球状シリカ粒子は、その内部に潤滑剤を保持することが可能であり、かつ摺動界面において内部に含浸した潤滑剤を少量ずつ供給することが可能である。平均粒子径が 0.5μm 未満では、ハンドリング性が悪い。また、潤滑剤の含浸量が十分でない。平均粒子径が 100μm をこえると、溶融樹脂中での分散性が悪い。また、溶融樹脂の混練時にかかるせん断力により、集合体が破壊し、球状を保持できない可能性がある。取り扱い易さや摺動特性の付与を考慮した場合、平均粒子径は 1〜20μm が特に好ましい。このような真球状多孔質シリカとしては、旭硝子社製：サンスフェア、鈴木油脂工業社製：ゴットボール等が例示できる。また非球状多孔質シリカとして（株）東海化学工業所製：マイクロイド等が例示できる。
【００２３】
粒子径が 3〜8nm の一次微粒子が集合した真球状シリカ粒子は、吸油量が 150〜500ml/100g、好ましくは 300〜400ml/100gの特性を有する。吸油量が 150ml/100g 以下では、潤滑油の保持効果が充分でなく本用途に適さない。吸油量が500ml/100gをこえると粒子状多孔質シリカの空孔部が多くなり、強度が低下し混練時に受けるせん断力により、容易に破壊するおそれがあるため好ましくない。ここで、吸油量はＪＩＳ Ｋ５１０１に準じて測定した値である。また、上記真球状シリカ粒子の内部と外表面はシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）で覆われていることが、潤滑剤を内部に保持しやすくなるため好ましい。さらに、多孔質シリカは、母材に適した有機系、無機系などの表面処理を行なうことができる。
【００２４】
なお、本発明においては、平均粒子径、吸油量等が上記真球状シリカ粒子の範囲内であれば、非球状多孔質シリカであっても使用できる。なお、転動体への攻撃性や混練性の観点から、球状、真球状の粒子が好ましい。ここで、球状とは長径に対する短径の比が 0.8〜1.0の球をいい、真球状とは球状よりもより真球に近い球をいう。
【００２５】
多孔質シリカの配合量は、合成樹脂組成物全体に対して 1〜40 重量％、好ましくは 5〜35 重量％の範囲である。多孔質シリカの配合量が 1 重量％未満の場合、潤滑油の保油効果が十分でなく、潤滑油添加量が多い場合は特に成形時のスクリューのすべりが生じ、好ましくない。また、40 重量％をこえる場合には、成形体の強度が低下し、かつ成形性が損なわれるため、好ましくない。
【００２６】
本発明に使用できる繊維状の油導通体は、ガラス繊維、ピッチ系炭素繊維、ＰＡＮ系炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、炭化珪素繊維、窒化硼素繊維、窒化珪素繊維、金属繊維、ポリエステル製中空繊維（東洋紡社製：ループロ、帝人社製：エアロカプセルドライ）などがある。特にガラス繊維は、工業材として使用する場合、安価で入手しやすいことから油導通材として好適である。
【００２７】
上記繊維状の油導通材は、繊維径φ3〜25μm で、かつ繊維長 100〜6000μm の油導通材を採用することが好ましい。なぜなら、上記繊維径がφ3μm 未満の細い繊維を採用すると繊維が混練・成形中に折れやすく、転がり軸受用保持器中に存在する繊維の長さがかなり短くなるため、油導通体としての役目を果たさないからである。また、繊維径がφ25μm をこえる太い繊維を採用すると、繊維の比表面積が所定の繊維系の場合より小さくなるため、油導通体の効果をなさない。このような傾向からより好ましい繊維径はφ5〜20μm である。
繊維長が所定範囲未満の場合、導通体の効果をなさないため好ましくなく、所定範囲をこえる長い繊維を採用すると成形性が悪化するので好ましくない。このような傾向からより好ましい繊維長は 100〜5000μm である。
【００２８】
油導通材の配合量は、合成樹脂組成物全体に対して、 0〜40 重量％、好ましくは 0〜35 重量％の範囲である。 40 重量％よりも配合量が多い場合には、成形性が損なわれるため好ましくない。さらに好ましい配合割合は、 0〜30 重量％である。
【００２９】
さらに摩擦・摩耗特性を改善して各種機械物性を向上させるために適当な充填材を添加することができる。例えば、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、クレー、マイカ等の鉱物類、酸化チタンウィスカ、チタン酸カリウムウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィスカ、硫酸カルシウムウィスカなどの無機ウィスカ類、カーボンブラック、黒鉛、ポリエステル繊維、ポリイミド樹脂やポリベンゾイミダゾール樹脂等の各種熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００３０】
また、摺動性を向上させる目的で、アミノ酸化合物やポリオキシベンゾイルポリエステル樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、液晶樹脂、アラミド樹脂のパルプ、ポリテトラフルオロエチレンや窒化硼素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン等を配合できる。
【００３１】
また、転がり軸受用保持器の熱伝導性を向上させる目的で、カーボン繊維、金属繊維、黒鉛粉末、酸化亜鉛等を配合してもよい。および上記充填材を複数組み合わせて使用することももちろん可能である。なお、この発明の効果を阻害しない配合量で一般合成樹脂に広く適用しえる添加剤を併用してもよい。例えば離型剤、難燃剤、帯電防止剤、耐候性改良剤、酸化防止剤、着色剤、導電性付与剤等の工業用潤滑剤を適宜添加してもよく、これらを添加する方法も特に限定されるものではない。
【００３２】
合成樹脂組成物の混練方法は、従来からよく知られた方法を利用できる。例えばヘンシェルミキサー、ボールミル、タンブラーミキサー等の混合機によって混合した後、溶融混合性のよい射出成形機もしくは溶融押出し機（例えば２軸押出し機）に供給するか、またはあらかじめ熱ローラ、ニーダ、バンバリーミキサー、溶融押出し機などを利用して溶融混合してもよく、あるいは真空成形、吹き込み成形、発泡成形、多層成形、加熱圧縮成型等を行なってもよい。
なお、樹脂と多孔質シリカと潤滑剤との混練に際しては、混練順序は特に限定しないが、好ましくは多孔質シリカと潤滑剤とをあらかじめ混練し、多孔質シリカに油を含有させた後でベース樹脂、あるいは油導通材と混練するのがよい。
また、多孔質シリカは吸湿や吸水しやすいので、混練前に乾燥することが好ましい。乾燥手段としては特に制限なく、電気炉での乾燥、真空乾燥などを採用できる。
【００３３】
多孔質シリカと潤滑剤とをあらかじめ混合する場合、潤滑剤の粘度が高いと球状多孔質シリカの内部に油が浸透し難い。その際は、油が溶解する適当な溶媒で希釈し、その希釈液を多孔質シリカに浸透させ、除々に乾燥させて溶媒を揮発させることで多孔質シリカの内部に潤滑剤を含浸させる方法もある。
あるいは多孔質シリカを潤滑剤中に浸し、真空引きを行なって強制的に多孔質シリカの内部に潤滑剤を浸透させる方法、常温で固体の潤滑剤の場合、適当な温度に加熱し、潤滑剤を溶融させて含浸させる方法、常温で液体の潤滑剤でも、粘度が高い場合、適当な温度に加熱し、潤滑剤の粘度を低下させて含浸させる方法等が有効な手法である。
【００３４】
また、鉄板や銅合金で形成された保持器に部分的に付着させて軸受の転動体や転走面に潤滑油を供給するための固形潤滑剤として上記樹脂組成物を用いて転がり軸受用保持器を形成することも可能である。
さらに、樹脂組成物の潤滑性を損なわない限り、中間製品または最終製品の形態において、別途、例えばアニール処理などの化学的または物理的な処理によって物性を改善してもよい。アニール処理を潤滑油中で行ない樹脂吸湿を抑制することも可能である。
【００３５】
また、上記樹脂組成物を成形して得られる保持器を組み込んだ転がり軸受は、潤滑油またはグリースを適当な揮発性有機溶媒で適当な濃度に希釈した液に浸漬し、軸受表面に一様な被膜を形成させるオイルプレーティングを行なってもよい。オイルプレーティング用潤滑油は、樹脂組成物に含有できる上述の潤滑油と同一でもよいし、異なっていてもよい。具体的には、２−エチルヘキシルセバケートのようなエステル油、ペンタエリスリトールやトリメチロールプロパンをエステル化したポリオールエステル油、鉱油、ポリα−オレフィン油、アルキルジフェニルエーテル油などが適当である。また、オイルプレーティング用潤滑油に防錆剤や酸化防止剤、油性向上剤などを適当量添加してもよい。防錆剤としては、バリウムスルホネートやカルシウムスルホネート、酸化防止剤としては、２、６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、油性向上剤としては、オレイン酸やリン酸トリクレジルなどが挙げられる。
また、本発明の転がり軸受用保持器をグリース封入軸受に組み込んで使用すると、より長寿命のグリース封入軸受が得られる。
【００３６】
【実施例】
実施例１〜実施例６、比較例１〜比較例４
耐熱・耐油性樹脂としてポリアミド樹脂（東レ社製：アミランＣＭ１００１（６−ナイロン））を用い、潤滑油としてエステル油（日本油脂社製、ユニスターＨ４８１Ｒ）、真球状シリカ粒子（旭硝子社製：サンスフェアＨ５２、平均粒子径 5μm 、吸油量 300ml/100g）、繊維状の油導通材（旭ファイバーグラス社製：ガラス繊維ＣＳ０３ＭＡ４９７、繊維径；13μm 、繊維長；3mm ）を使用して表１に示す割合で配合した。真球状シリカ粒子に潤滑油をしみこませた後、潤滑油を含んだ混合物とポリアミド樹脂とをヘンシェルミキサーに投入して混合した。その後、 235℃にて２軸押し出し機（プラスチック工学研究所製：ＢＴ３０）を用いて溶融混練を行ない、ペレットを作製した。このペレットを用いて 240℃にて射出成形を行ない、所定の形状の転がり軸受用保持器（６８４型番相当：寸法φ6.87mm×φ5.30mm×1.90mm）を得た。
また、比較材の試験の一つとしてグリース充填品（協同油脂社製：グリース、マルテンプＳＲＬの 2mgを封入）も準備した。
これらの保持器を内径 4mm、外形 9mm、幅 4mmのミニチュア玉軸受（内、外輪、転動体が軸受鋼）からなる試験軸受に組み込み、軸受の性能として、回転速度変動率（ジッター）、トルク、作動音、耐久時間を以下に示す方法で測定し、その結果を表１に示した。
さらに、表１の配合比で直径φ100mm、厚み 2mmの試験片を 240℃の金型温度で加熱圧縮成形し、その成形体を用いて、潤滑油のしみだし量（重量減少率）を測定し、表１に併記した。
【００３７】
実施例７
ポリアミド樹脂をポリアセタール樹脂（ポリプラスチックス社製：ジュラコンＭ９０）に、ペレット作製時の２軸押し出し温度を 190℃に、射出成形温度を 195℃に代える以外は、実施例６と同様にして転がり軸受用保持器を得た。実施例１と同様の評価を行ない、結果を表１に示した。
【００３８】
（１）回転速度変動率（ジッター）の測定
ＦＧジッター測定器により、回転速度の測定を行なった。測定条件は、回転速度 15000rpm の条件下で 10 分間エージング後、 30 秒間のジッター測定を 5 回行ない、その平均値（回転速度変動率、％）を求めた。
（２）トルクの測定
回転数 15000rpm 、アキシャル荷重 1kgf の条件下でトルク（gf-cm ）を測定した。
（３）作動音
回転速度 10000rpm 、アキシャル荷重 0.5kgf の条件下で 100 時間回転後の音響値（dBA）を測定した。
（４）耐久試験
室温、アキシャル荷重 1kgf 、回転数 10000rpm の条件下で、軸受の振動加速度が初期の 3 倍以内で回転する時間を調べた。その場合、 3000 時間を目標とし、軸受の振動値が所定の条件をこえたときに試験を中止した。
（５）潤滑油のしみだし量（成形体の重量減少率）
成形後の成形体重量を測定し、潤滑油がしみだしやすいように成形体をパラフィン紙で挟み、 500g のおもりを乗せた状態で 80℃の恒温槽内で 6 時間保持し、成形体の重量を測定した。初期重量から 6 時間後の重量を減じて減少重量を求め、減少重量を初期重量で割る（徐算する）ことで重量減少率（％）を求めた。重量減少率（％）＝（減少重量／初期重量）×100 である。減少重量分は潤滑油のしみだし分と考えられるので、重量減少率が大きい程、潤滑油のしみだしは多いといえる。
（６）成形性
射出成形時の成形性を比較した。問題なく成形できれば○、スクリューのすべり、金型への油の付着、計量に時間がかかる等の問題が生じた場合△、成形できなければ×とした。
【００３９】
【表１】

【００４０】
表１の結果からも明らかなように、ポリアミド樹脂と多孔質シリカおよび潤滑潤滑油を所定量配合した実施例１、実施例２、さらに繊維状の油導通体を配合した実施例３〜実施例６、ポリアセタール樹脂を用いた実施例７の組成からなる保持器を組み込んだ転がり軸受は、回転速度変動率が 0.010〜0.013％と低い値で安定しており、かつトルクも 0.4〜0.6g・cmと小さい値を示した。また、音響値も 30〜32dBA と小さい値を示した。
さらに、 3000 時間以上運転可能なことから耐久性も良好であり、多孔質シリカあるいはガラス繊維を通じて保持器の表面に潤滑油が安定的に供給されていることがわかる。また、各実施例は、いずれも重量減少率が 1.1〜1.6％であることから油のしみだし量も充分に多いといえる。さらに、成形性もすべて○であり潤滑油量が多くなっても成形しやすいことがわかる。
【００４１】
一方、比較例１は多孔質シリカを含んでいないため、樹脂成形体内部に存在する潤滑油が転動体との接触部までしみだすことがない。その結果、回転速度変動率やトルク、音響値のレベルが実施例の多孔質シリカを含んだものに比べて大きな値を示した。また、保持器内部からの潤滑油のしみだしがないため、表層部の潤滑油が減少していくと振動が少しずつ大きくなり、耐久性も不良であった。また、重量減少率も 0.1％と少なく油のしみだし量は不足だった。さらに、潤滑量が多いため成形性は△であった。
【００４２】
比較例２は、潤滑油を含まず、グリースを摺動部に封入して潤滑したため、グリースが運転により飛散し、ボールの転送面に付着することで回転速度変動率が大きく、グリース撹拌に対する抵抗が大きく、その結果トルクが各実施例よりも 10 倍程度大きくなった。
比較例３では、多孔質シリカを含まないで、潤滑油の添加量を 20 重量％と多くしたため、射出成形時にスクリューのすべりが生じ、ペレットの成形機への供給が安定してできず、保持器形状に成形することができなかった。
比較例４では、多孔質シリカの添加量を 60 重量％と多くしたため、成形体がもろくなり、保持器形状に成形することができなかった。
【００４３】
以上、各実施例の保持器を組み込んだ転がり軸受は、潤滑油の供給能力に優れている転がり軸受用保持器を備えているため、グリースを用いてなくても長期間良好な潤滑下で使用され、焼き付きを起こし難くなる。
また、グリースを封入していないため、グリースの撹拌に因るトルク上昇が抑制される。
なお、従来のグリース封入軸受では、運転条件が厳しい（高速・高温・高荷重等）場合、グリースからの潤滑油の供給が充分でなく、潤滑不良により焼き付きが発生する場合があるが、多孔質シリカに潤滑油をしみこませた樹脂組成物からなる保持器を組み込んだ転がり軸受は内部から潤滑油が供給されるため、潤滑不良が発生しにくいという利点もある。また、長寿命化の目的でこの発明の転がり軸受用保持器とグリースを併用することももちろん可能である。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の転がり軸受用保持器は、合成樹脂に多孔質シリカおよび潤滑剤を少なくとも配合した合成樹脂組成物の成形体からなるので、多孔質シリカに潤滑剤を保持することができる。その結果、潤滑剤が保持器表面にしみだし、これにより転がり軸受の回転トルクが低く変動も少なく長時間安定し、発塵や騒音発生は防止され、しかも良好な機械的特性を有して耐久性に優れる転がり軸受が得られる。
【００４５】
特に多孔質シリカは、潤滑剤が含浸された多孔質シリカであるので、また、連続孔を有する球状多孔質シリカであるので、多孔質シリカに保持されている潤滑剤が保持器表面にしみだしやすくなる。
また、球状多孔質シリカの平均粒子径が 0.5〜100μm であるので、良好な機械的特性を有するとともに、上記転がり軸受の回転トルクが低く変動も少なく長時間安定し、発塵や騒音発生は防止され、しかも良好な機械的特性を有して耐久性に優れる転がり軸受が得られる。
【００４６】
転がり軸受用保持器を構成する合成樹脂組成物が合成樹脂 30〜95 重量％、潤滑剤 1〜40 重量％、多孔質シリカ 1〜40 重量％からなるので、また、さらに繊維状の油導通体を添加混合した合成樹脂組成物の成形体からなるので、潤滑剤の配合量を多くすることが可能となる。その結果、上記効果とともに、従来成形が困難であった含油材料の成形性が向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】転がり軸受用保持器の一構造例を示す図である。
【符号の説明】
１ 転がり軸受用保持器
２ 保持器本体
３ 保持器爪
４ ポケット
５ 平坦部

Claims (2)

1. 転がり軸受である内径 6 mm 以下のミニチュア玉軸受において転動体であるボールを保持する合成樹脂組成物の射出成形体からなる転がり軸受用保持器であって、
   前記転がり軸受用保持器は、環状の保持器本体に形成された複数の対向一対の保持爪を有し、その対向する各保持爪を相互に接近する方向にわん曲させるとともに、その保持爪間に前記ボールを保持する冠型保持器であり、
   前記合成樹脂組成物は、合成樹脂であるポリアミド樹脂またはポリアセタール樹脂に、潤滑剤が含浸された平均粒子径が 1〜20μm の多孔質シリカおよび潤滑剤を少なくとも配合してなり、前記多孔質シリカは一次粒子が集合して真球状シリカ粒子を形成した連続孔を有する球状多孔質シリカであり、該配合割合は、合成樹脂 30〜95 重量％、潤滑剤 1〜40 重量％、多孔質シリカ 5〜30 重量％からなることを特徴とする転がり軸受用保持器。
2. 前記合成樹脂組成物は、さらに繊維状の油導通体を添加した合成樹脂組成物の成形体からなることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用保持器。

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