JP4863077B2

JP4863077B2 - 玉軸受用保持器とそれを用いた玉軸受

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Publication number: JP4863077B2
Application number: JP2006546726A
Authority: JP
Inventors: 摂男永井; 和規東田; 武志津田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2012-01-25
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Description

本発明は、玉軸受用保持器と、それを用いた玉軸受に関するものである。

玉軸受に組み込んで使用される玉軸受用保持器としては、樹脂や金属で形成された、冠型保持器、もみ抜き保持器、波型保持器等が挙げられる。前記玉軸受用保持器は、リング状に形成されて、玉軸受の内外の軌道輪間に配設される本体と、前記玉軸受のボールを収容する複数のポケットを構成するために、前記本体に形成される、玉軸受のボールと相似形状で、かつボールの曲率半径よりも若干、曲率半径が大きい凹球面状を有し、前記本体の、リングの内面および外面で、それぞれ開口された複数のポケット面とを備えている。

前記玉軸受用保持器を組み込んだ玉軸受は、特に、その寿命を向上させるために、高粘度の潤滑剤を使用した際や、あるいは、高速回転させた際等に、異音を発生しやすいという問題がある。その原因は、次のように考えられている。すなわち、玉軸受の回転時に、ボールは、前記玉軸受用保持器のポケット面に対して、広い面積で、ごく薄い潤滑剤の膜を介して接触（ボールは自転もするため、厳密には滑り接触）した状態で、玉軸受用保持器を押しながら、一対の軌道輪間を公転する。

ところが、前記ボールの表面とポケット面との間に形成される、ごく薄い潤滑剤の膜においては、潤滑剤の流動が発生しにくく、同じ潤滑剤が滞留しやすいため、滞留した潤滑剤の粘性抵抗が大きくなって、滑り接触に対する抵抗力が増大する結果、玉軸受の回転時に、異音が発生する。また、それと共に、玉軸受が高トルク化したり、高温になって、潤滑剤の寿命が低下したりしやすいという問題も生じる。

そこで、これらの問題が発生するのを防止するため、複数のポケットのうち、少なくとも１つを構成するポケット面の、本体のリングの内面および外面のうち一方への開口に近い領域に、ポケット面からポケット内方に向けて、突起を突設することが提案されている（特許文献１参照）。
特許第３０３５７６６号公報（請求項１、第０００３欄〜第０００５欄、第００１２欄）

ポケット面に前記突起を突設した玉軸受用保持器を、玉軸受と組み合わせると、突起がボールに当接することによって、前記ボールと、ポケット面との間に、突起の高さ分の隙間が形成されるため、玉軸受の回転時に、ボールとポケット面とが、ごく薄い潤滑剤の膜を介して滑り接触する面積を、これまでよりも減少させることができる。そのため、従来のものに比べて、ボールが、ポケット面に対して、ごく薄い潤滑剤の膜を介して滑り接触することによる抵抗力を小さくできるため、玉軸受の回転時に異音が発生するのを防止することができる。また玉軸受の高トルク化や、高温化による潤滑剤の寿命の低下等を防止することもできる。ところが、樹脂製の玉軸受用保持器においては、突起が、特に、高温雰囲気下での使用時に、短期間で摩滅しやすいという問題がある。

図１３は、従来の、玉軸受用保持器４の、突起８の部分の断面を、模式的に示した断面図である。図１３を参照して、樹脂製の玉軸受用保持器４は、通常、樹脂に、ガラス繊維、カーボン繊維等の強化繊維ＦＢを配合した樹脂組成物を用いて、射出成形等によって形成される。しかし、強化繊維ＦＢは、微小な突起８内に入り込むことが難しく、突起８は、図に見るように、樹脂のみによって形成されることが多い。しかも、突起８は、玉軸受の回転時に、常に、その先端のごく狭い範囲でのみ、ごく薄い潤滑剤の膜を介して、ボールと滑り接触している。そのため、特に、高温雰囲気下で、潤滑剤が低粘度化して潤滑切れが発生すると、突起８が、短期間で摩滅しやすい。そして、突起８が摩滅すると、従来同様に、異音が発生したり、玉軸受が高トルク化したり、潤滑剤の寿命が低下したりするおそれがある。

本発明の目的は、特に、高温環境下で使用した際に、突起が短期間で摩滅しにくいため、前記突起による、異音の発生、玉軸受の高トルク化、潤滑剤の寿命の低下等を防止する効果を、長期間に亘って、良好に維持することができる、樹脂製の玉軸受用保持器と、それを用いた玉軸受とを提供することにある。

本発明は、全体が、総量の３重量％以上、４０重量％以下の球状カーボン、および強化繊維を含む樹脂組成物を射出成形してリング状に形成された、玉軸受の内外の軌道輪間に配設される本体と、前記玉軸受のボールを収容する複数のポケットを構成するために、前記本体に形成された、玉軸受のボールと相似形状の凹球面状を有し、かつ、前記本体の、リングの内面および外面でそれぞれ開口された、複数のポケット面とを備え、前記少なくとも１つのポケットを構成するポケット面の、本体のリングの内面および外面のうち一方への開口に近い領域に、ポケット面からポケット内方に突出された突起が形成されていると共に、少なくとも前記突起を形成する樹脂組成物に、前記球状カーボンが含まれているとともに、前記強化繊維は前記突起を形成している樹脂組成物に前記本体の樹脂組成物から入り込み難いことを特徴とする玉軸受用保持器である。前記球状カーボンの平均粒径は、１００μｍ以下であるのが好ましい。

また、本発明は、内外の軌道輪と、両軌道輪間に配設される、前記本発明の玉軸受用保持器と、前記玉軸受用保持器の複数のポケットに保持された状態で、両軌道輪間を転がる複数のボールとを備えることを特徴とする玉軸受である。

本発明の玉軸受用保持器によれば、高温環境下で潤滑切れが発生しても、突起に含有させた球状カーボンによって、突起とボールとの間の潤滑を維持することができる。そのため、特に、高温環境下で使用した際に、突起が短期間で摩滅するのを防止して、前記突起による、異音の発生、玉軸受の高トルク化、潤滑剤の寿命の低下等を防止する効果を、長期間に亘って維持することが可能となる。

しかも本発明によれば、前記球状カーボンが、
・粒径が小さいことと、球状であることから、特に、射出成形によって玉軸受用保持器を形成した際に、突起の表面部に形成されるスキン層の近傍まで効率よく分布できることや、
・無機物であって高温での耐久性に優れるため、高温環境下でも、良好な潤滑性能を維持できること、
といった利点を有するため、特に、高温環境下で使用した際に、突起とボールとの間の潤滑を維持して、突起が短期間で摩滅するのを防止する効果を、さらに向上することができる。

また、球状カーボンの平均粒径が、１００μｍ以下である場合には、樹脂によって、前記微細な球状カーボンの粒子間を良好に繋ぎとめて、玉軸受用保持器の靭性を向上させることができるため、玉軸受用保持器の耐久性を、向上させることができる。

また、本発明の玉軸受は、本発明の玉軸受用保持器を組み込んでいるため、特に、高温環境下で使用した際に、突起による、異音の発生、高トルク化、潤滑剤の寿命の低下等を防止する効果を、長期間に亘って維持することができる。

図１は、本発明の玉軸受用保持器の、実施の形態の一例としての、冠型保持器の外観を示す斜視図である。図２は、図１の冠型保持器の要部である、突起を有するポケットの部分を拡大した斜視図である。図３は、図１の冠型保持器を組み込んだ玉軸受の、周方向と直交する縦方向の断面図である。図４は、図３のうち突起の部分を拡大した断面図である。図５は、本発明の玉軸受用保持器の、実施の形態の他の例としての、冠型保持器の外観を示す斜視図である。図６は、図５の冠型保持器の要部である、突起を有するポケットの部分を拡大した斜視図である。図７は、本発明の玉軸受用保持器の、実施の形態の他の例としての、冠型保持器の外観を示す斜視図である。図８は、図７の冠型保持器の要部である、突起を有するポケットの部分を拡大した斜視図である。図９は、本発明の玉軸受用保持器の、実施の形態の他の例としての、もみ抜き保持器の外観を示す一部切り欠き斜視図である。図１０は、図９のもみ抜き保持器の要部である、突起を有するポケットの部分を拡大した斜視図である。図１１は、前記各図の例の玉軸受用保持器の要部である突起の部分の断面を、模式的に示した断面図である。図１２は、実施例、比較例の冠型保持器を回転試験するために用いた試験装置の断面図である。図１３は、従来の、玉軸受用保持器の、突起の部分の断面を、模式的に示した断面図である。

符号の説明

１玉軸受
２、３軌道輪
４玉軸受用保持器
５ボール
６ポケット面
６１、６２縁部
７ポケット
８突起
ＣＢ球状カーボン

発明の実施の形態

図１は、本発明の玉軸受用保持器の、実施の形態の一例としての、冠型保持器の外観を示す斜視図である。図２は、図１の冠型保持器の要部である、突起を有するポケットの部分を拡大した斜視図である。図３は、図１の冠型保持器を組み込んだ玉軸受の、周方向と直交する縦方向の断面図である。図４は、図３のうち突起の部分を拡大した断面図である。

図３を参照して、この例の冠型保持器４は、玉軸受１の、外側の軌道輪２と内側の軌道輪３との間に配設されて、前記両軌道輪２、３の軌道面２ａ、３ａ間を転動する複数のボール５を保持するためのものである。図１を参照して、前記冠型保持器４は、リング状に形成された本体４０と、ボール５を収容する複数のポケット７を構成するために、前記本体４０の、リングの軸方向の一方側の端面４１から、他方側の端面４２の方向へ凹入させて形成された、前記ボール５と相似形状で、かつボール５の曲率半径よりも若干、曲率半径が大きい凹球面状を有し、前記本体４０の、リングの内面４４および外面４３で、それぞれ開口された複数のポケット面６とを備えている。そして、前記ポケット面６のうち、図の例では３個のポケット面６に、突起８が設けられている。

図２、図３を参照して、突起８は、凹球面状のポケット面６のもとになる球の中心と、本体４０のリングの中心軸とを含む平面と、ポケット面６の、本体４０の外面４３側の縁部６１との交点である、前記縁部６１の、前記本体４０の端面４２に最も近い最奥部に１つずつ、ポケット７の内方に向けて突出させて形成されている。また、突起８は、円錐を、その頂点と底面の中心とを含む平面に沿って半分に切断した形状と近似した形状に形成されていると共に、前記円錐の底面を、本体４０の外面４３と同一面とし、かつ頂点を、本体４０のリングの中心軸の方向に向けた状態で、ポケット面６に形成されている。

図３、図４を参照して、前記突起８を有する冠型保持器４を玉軸受１に組み込むと、前記冠型保持器４が、突起８とボール５との当接によって、通常よりもごく僅かながら、図３中に矢印Ｙ₁で示すように、軸方向の、突起８のある側へ変位されて、ボール５とポケット面６との間に、突起８の突出高さ分の隙間Ｇが形成される。そのため、玉軸受１の回転時に、ボール５とポケット面６とが、ごく薄い潤滑剤の膜を介して滑り接触する面積を、これまでよりも減少させることができ、前記ボール５が、ポケット面６に対して、ごく薄い潤滑剤の膜を介して滑り接触することによる抵抗力を小さくできるため、玉軸受１の回転時に異音が発生するのを防止することができる。それと共に、玉軸受１の高トルク化や、高温化による潤滑剤の寿命の低下等を防止することもできる。

図５は、本発明の玉軸受用保持器の、実施の形態の他の例としての、冠型保持器の外観を示す斜視図である。図６は、図５の冠型保持器の要部である、突起を有するポケットの部分を拡大した斜視図である。図５、図６を参照して、前記冠型保持器４は、突起８が、ポケット面６の、リング状の本体４０の外面４３側の縁部６１のうち、凹球面状のポケット面６のもとになる球の中心と、本体４０のリングの中心軸とを含む平面を挟んで対称位置に、それぞれ１つ、計２つずつが、ポケット７の内方に向けて突出させて形成されている点が、先の図１〜４の例と相違している。その他の形状は、先の例と同一であるので、同一個所に同一符号を付して、説明を省略する。

突起８の形状も、先の例と同様である。すなわち、突起８は、円錐を、その頂点と底面の中心とを通る平面に沿って半分に切断した形状と近似した形状に形成されている。突起８は、前記円錐の底面を、本体４０の外面４３と同一面とし、かつ頂点を、本体４０のリングの内方に向けた状態で、ポケット面６に形成されている。

玉軸受１に組み込んで回転させると、突起を有しない従来の冠型保持器４の場合は、先に説明したように、ボール５が、その公転方向の前側において、ポケット面６に対して、広い面積で、ごく薄い潤滑剤の膜を介して滑り接触した状態で、前記冠型保持器４を押しながら、軌道輪２、３間を公転する。これに対し、図の例では、前記２つの突起８のうち、ポケット面６の、ボール５の公転方向の前側の突起８が、前記ボール５と当接することで、ボール５とポケット面６との間に、突起８の突出高さ分の隙間が形成される。

そのため、玉軸受１の回転時に、ボール５とポケット面６とが、ごく薄い潤滑剤の膜を介して滑り接触する面積を、これまでよりも減少させることができ、前記ボール５が、ポケット面６に対して、ごく薄い潤滑剤の膜を介して滑り接触することによる抵抗力を小さくできるため、玉軸受１の回転時に異音が発生するのを防止することができる。それと共に、玉軸受１の高トルク化や、高温化による潤滑剤の寿命の低下等を防止することもできる。

図７は、本発明の玉軸受用保持器の、実施の形態の他の例としての、冠型保持器の外観を示す斜視図である。図８は、図７の冠型保持器の要部である、突起を有するポケットの部分を拡大した斜視図である。図７、図８を参照して、前記冠型保持器４は、突起８が、凹球面状のポケット面６のもとになる球の中心と、本体４０のリングの中心軸とを含む平面と、ポケット面６の、本体４０の内面４４側の縁部６２との交点である、前記縁部６２の、前記本体４０の端面４２に最も近い最奥部に１つずつ、ポケット７の内方に向けて突出させて形成されている点が、先の図１〜４の例と相違している。その他の形状は、先の例と同一であるので、同一個所に同一符号を付して、説明を省略する。

突起８の形状も、先の例と同様である。すなわち、突起８は、円錐を、その頂点と底面の中心とを通る平面に沿って半分に切断した形状と近似した形状に形成されている。突起８は、前記円錐の底面を、本体４０の内面４４と同一面とし、かつ頂点を、本体４０のリングの外方に向けた状態で、ポケット面６に形成されている。

前記突起８を有する冠型保持器４を玉軸受１に組み込むと、図１〜図４の例と同様に、前記冠型保持器４が、突起８とボール５との当接によって、通常よりもごく僅かながら、軸方向の、突起８のある側へ変位されて、ボール５とポケット面６との間に、突起８の突出高さ分の隙間が形成される。そのため、玉軸受１の回転時に、ボール５とポケット面６とが、ごく薄い潤滑剤の膜を介して滑り接触する面積を、これまでよりも減少させることができ、前記ボール５が、ポケット面６に対して、ごく薄い潤滑剤の膜を介して滑り接触することによる抵抗力を小さくできるため、玉軸受１の回転時に異音が発生するのを防止することができる。それと共に、玉軸受１の高トルク化や、高温化による潤滑剤の寿命の低下等を防止することもできる。

なお、突起８を、本体４０の内面４４側の縁部６２の、凹球面状のポケット面６のもとになる球の中心と、本体４０のリングの中心軸とを含む平面を挟んで対称位置に、それぞれ１つ、計２つずつ形成すると、前記２つの突起８のうち、ポケット面６の、ボール５の公転方向の前側の突起８が、前記ボール５と当接することで、ボール５とポケット面６との間に、突起８の突出高さ分の隙間が形成されるため、図５、図６の例と同様の効果を得ることができる。

図９は、本発明の玉軸受用保持器の、実施の形態の他の例としての、もみ抜き保持器の外観を示す一部切り欠き斜視図である。図１０は、図９のもみ抜き保持器の要部である、突起を有するポケットの部分を拡大した斜視図である。図９、図１０を参照して、前記もみ抜き保持器４は、リング状に形成された本体４０と、ボール５を収容する複数のポケット７を構成するために、前記本体４０を、リングの内面４４と外面４３との間を繋ぐように、貫通させ形成された、前記ボール５と相似形状で、かつボール５の曲率半径よりも若干、曲率半径が大きい凹球面状を有し、前記リングの内面４４および外面４３で、それぞれ開口された複数のポケット面６とを備えている。そして、前記ポケット面６のうち、図の例では３個のポケット面６に、突起８が設けられている。

突起８は、凹球面状のポケット面６のもとになる球の中心と、本体４０のリングの中心軸とを含む平面と、ポケット面６の、本体４０の外面４３側の縁部６１との交点である、前記縁部６１の、前記本体４０の端面４２に最も近い位置に１つずつ、ポケット７の内方に向けて突出させて形成されている。また、突起８は、円錐を、その頂点と底面の中心とを含む平面に沿って半分に切断した形状と近似した形状に形成されていると共に、前記円錐の底面を、本体４０の外面４３と同一面とし、かつ頂点を、本体４０のリングの中心軸の方向に向けた状態で、ポケット面６に形成されている。

前記突起８を有するもみ抜き保持器４を玉軸受１に組み込むと、図１〜図４の例と同様に、前記もみ抜き保持器４が、突起８とボール５との当接によって、通常よりもごく僅かながら、軸方向の、突起８のある側へ変位されて、ボール５とポケット面６との間に、突起８の突出高さ分の隙間が形成される。そのため、玉軸受１の回転時に、ボール５とポケット面６とが、ごく薄い潤滑剤の膜を介して滑り接触する面積を、これまでよりも減少させることができ、前記ボール５が、ポケット面６に対して、ごく薄い潤滑剤の膜を介して滑り接触することによる抵抗力を小さくできるため、玉軸受１の回転時に異音が発生するのを防止することができる。それと共に、玉軸受１の高トルク化や、高温化による潤滑剤の寿命の低下等を防止することもできる。

なお、突起８を、凹球面状のポケット面６のもとになる球の中心と、本体４０のリングの中心軸とを含む平面と、ポケット面６の、本体４０の内面４４側の縁部６２との交点である、前記縁部６２の、前記本体４０の端面４２に最も近い位置に１つずつ、ポケット７の内方に向けて突出させて形成しても、同様の効果を得ることができる。また、突起８を、本体４０の内面４４側の縁部６２の、凹球面状のポケット面６のもとになる球の中心と、本体４０のリングの中心軸とを含む平面を挟んで対称位置に、それぞれ１つ、計２つずつ形成すると、前記２つの突起８のうち、ポケット面６の、ボール５の公転方向の前側の突起８が、前記ボール５と当接することで、ボール５とポケット面６との間に、突起８の突出高さ分の隙間が形成されるため、図５、図６の例と同様の効果を得ることができる。

前記各図の例の玉軸受用保持器４は、いずれも、総量の３重量％以上、４０重量％以下の球状カーボン、および強化繊維を含む樹脂組成物の射出成形によって形成することができる。樹脂組成物に含まれる樹脂としては、射出成形等によって玉軸受用保持器４を形成しうる、従来公知の種々の樹脂が、いずれも使用可能である。樹脂の例としては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルフィド−ポリアミドイミド複合樹脂（ＰＰＳ／ＰＡＩ）、ポリアミド（ナイロン）４・６、ポリアミド（ナイロン）６・６、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリアミド（ナイロン）６、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、芳香族ポリアミド（ＰＰＡ）等の１種または２種以上が挙げられる。

図１１は、前記各図の例の玉軸受用保持器４の要部である突起８の部分の断面を、模式的に示した断面図である。図１１を参照して、本発明においては、前記樹脂を含む樹脂組成物からなる玉軸受用保持器４の、ポケット面６から、ポケット７の内方に突出させた突起８を形成する樹脂組成物に、球状カーボンＣＢが含まれている。これにより、高温環境下で潤滑切れが発生しても、射出成形等によって玉軸受用保持器４を形成した際に、突起８の表面部に形成される微量のスキン層ＳＬが摩耗して、突起８に含有させた球状カーボンＣＢが露出することで、突起８とボール５との間の潤滑を維持することができる。そのため、特に、高温環境下で使用した際に、突起８が短期間で摩滅するのを防止して、前記突起８による、異音の発生、玉軸受用保持器軸受の高トルク化、潤滑剤の寿命の低下等を防止する効果を、長期間に亘って維持することが可能となる。

球状カーボンＣＢは、高温での耐久性に優れ、高温環境下でも良好な潤滑性能を維持することができる。また球状カーボンＣＢは粒径が小さいことと、球状であることから、樹脂と、前記球状カーボンＣＢと、強化繊維ＦＢとを含む樹脂組成物を射出成形した際に、図１１に示すように、前記強化繊維ＦＢは、微小な突起８内に入り込み難いのに対し、前記球状カーボンＣＢは、選択的に、前記突起８を含む玉軸受用保持器４の表面部に形成される、前記スキン層ＳＬの近傍まで、効率よく分布させることが可能である。

そのため、特に、玉軸受用保持器４を高温環境下で使用した際に、前記球状カーボンＣＢを固体潤滑剤として機能させて、突起８とボール５との間の潤滑を維持して、突起８が短期間で摩滅するのを防止する効果を、さらに向上することができる。球状カーボンＣＢとしては、種々の粒径、物性を有するものが供給されている、いわゆるカーボンブラックが、いずれも使用可能である。

球状カーボンの平均粒径は、１００μｍ以下であるのが好ましい。平均粒径が、前記範囲を超える場合には、前記微細な球状カーボンの粒子間を、樹脂によって、良好に繋ぎとめる効果が低下するため、玉軸受用保持器４の靭性が不十分になって、耐久性が低下するおそれがある。なお、玉軸受用保持器４の靭性を向上すると共に、球状カーボンを含有させたことによる、高温環境下で潤滑切れが発生した際に、突起８とボール５との間の潤滑を維持する効果を、より一層、良好に発揮させることを考慮すると、球状カーボンの平均粒径は、前記範囲内でも、特に、１０〜５０μｍであるのが好ましい。

球状カーボンの添加量は、玉軸受用保持器４を形成する樹脂組成物の総量中の３〜４０重量％である必要がある。添加量が、前記範囲未満では、突起８中に分布する球状カーボンの量が少なくなりすぎて、球状カーボンを含有させたことによる、高温環境下で潤滑切れが発生した際に、突起８とボール５との間の潤滑を維持する効果が十分に得られず、突起８が、比較的短期間で摩滅してしまう。また、添加量が、前記範囲を超える場合には、相対的に樹脂の割合が少なくなるため、玉軸受用保持器４の靭性が不十分になって、耐久性が低下する。また、樹脂組成物の、加熱時の流動性が低下するため、玉軸受用保持器４を、射出成形等によって良好に成形できなくなる。なお、突起８とボール５との間の潤滑を維持する効果を良好に発揮させつつ、玉軸受用保持器４の靭性を向上すると共に、その成形のしやすさを向上することを考慮すると、球状カーボンの添加量は、前記範囲内でも、特に、５〜１５重量％であるのが好ましい。

本発明の玉軸受用保持器４を形成するための樹脂組成物には、従来同様に、強化繊維を含有させる。また、さらに充てん材を含有させてもよい。強化繊維や充てん材は、玉軸受用保持器４の全体の靭性を増強して、その耐久性を向上させる働きをする。前記強化繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、繊維状の珪灰石（ウォラストナイト）、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ繊維、金属繊維（銅、鋼、ステンレス鋼等）、芳香族ポリアミド（アラミド）繊維、チタン酸カリウムウイスカー、グラファイトウイスカー、炭化ケイ素ウイスカー、窒化ケイ素ウイスカー、アルミナウイスカー等が挙げられる。

また、充てん材としては、例えば、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂等の耐熱性樹脂の粉末、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、タルク、珪藻土、石綿、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、シリカバルーン等の無機物の粉末等が挙げられる。強化繊維、あるいは強化繊維＋充てん材の添加量は、玉軸受用保持器４を形成する樹脂組成物の総量中の１０重量％以上であるのが好ましい。添加量が、前記範囲未満では、強化繊維を添加したことによる、玉軸受用保持器４の全体の靭性を増強する効果が十分に得られないおそれがある。

また、強化繊維、あるいは強化繊維＋充てん材を含有させる場合は、前記強化繊維、充てん材、および球状カーボンの、合計の添加量が、玉軸受用保持器４を形成する樹脂組成物の総量中の５０重量％以下であるのが好ましい。合計の添加量が前記範囲を超える場合には、相対的に樹脂の割合が少なくなるため、玉軸受用保持器４の靭性が不十分になって、耐久性が低下するおそれがある。また、樹脂組成物の、加熱時の流動性が低下するため、玉軸受用保持器４を、射出成形等によって良好に成形できなくなるおそれもある。

本発明の玉軸受用保持器４は、前記各成分を含み、かつ、ペレット状、粉末状等の、成形材料として使用可能な形状に形成された樹脂組成物を用いて、従来同様に、射出成形によって製造される。製造された本発明の玉軸受用保持器４は、ポケット７の内方に突出させた突起８が、その表面部に形成されるスキン層ＳＬの近傍まで、固体潤滑剤として機能する球状カーボンＣＢを含んでいるため、高温環境下で潤滑切れが発生しても、突起８とボール５との間の潤滑を維持することができる。そのため、特に、高温環境下で使用した際に、突起８が短期間で摩滅するのを防止して、前記突起８による、異音の発生、玉軸受用保持器軸受の高トルク化、潤滑剤の寿命の低下等を防止する効果を、長期間に亘って維持することができる。

また、本発明の玉軸受１は、前記本発明の玉軸受用保持器４を、内外の軌道輪２、３間に配設すると共に、各ポケット７に、両軌道輪２、３間を転動するボール５を保持させて構成される。軌道輪２、３やボール５としては、従来同様に、軸受鋼等の、金属製のものを用いることができる。本発明の玉軸受１によれば、組み込んだ玉軸受用保持器４の効果によって、特に、高温環境下で使用した際に、突起８による、異音の発生、玉軸受用保持器軸受の高トルク化、潤滑剤の寿命の低下等を防止する効果を、長期間に亘って維持することができる。

〈実施例１〉
ポリフェニレンスルフィド−ポリアミドイミド複合樹脂６０重量部と、平均粒径１５μｍの球状カーボン１０重量部と、ガラス繊維３０重量部とを溶融、混練して樹脂組成物を作製し、この樹脂組成物を用いて、射出成形により、図１に示す形状を有する冠型保持器４を製造した。

〈実施例２〉
ポリエーテルエーテルケトン６０重量部と、平均粒径１５μｍの球状カーボン１０重量部と、ガラス繊維３０重量部とを溶融、混練して樹脂組成物を作製し、この樹脂組成物を用いて、射出成形により、図１に示す形状を有する冠型保持器４を製造した。

〈比較例１〉
ポリフェニレンスルフィド−ポリアミドイミド複合樹脂７０重量部と、ガラス繊維３０重量部とを溶融、混練して樹脂組成物を作製し、この樹脂組成物を用いて、射出成形により、図１に示す形状を有する冠型保持器４を製造した。

〈比較例２〉
ポリエーテルエーテルケトン７０重量部と、ガラス繊維３０重量部とを溶融、混練して樹脂組成物を作製し、この樹脂組成物を用いて、射出成形により、図１に示す形状を有する冠型保持器４を製造した。

〈回転試験〉
実施例１、２、比較例１、２で製造した冠型保持器４を、玉軸受１に組み込み、所定量のグリースを充てんした状態で、図１２に示す試験装置に組み込んだ。図の試験装置は、内部にカートリッジヒータ１１を備える固定側ハウジング１２と、前記固定側ハウジング１２に対して、そのフロント側に組み込まれる、試験する玉軸受１と、リヤ側に組み込まれる軸受１３とによって、回転自在に支持される回転軸１４と、前記回転軸１４の、フロント側の一端に固定されるプーリ１５と、前記プーリ１５と図示しないモータの駆動軸との間に掛け渡されるポリＶベルト１６とを備えている。

そして、試験する玉軸受１を、前記試験装置のフロント側に組み込み、ポリＶベルト１６の張力を調整して、プーリ１５に、図中に実線の矢印で示すように荷重を加えた状態で、モータを作動させて、回転軸１４を１８，０００ｒｐｍの回転速度で回転させると共に、図示しない熱電対で測定した、試験する玉軸受１の外輪の温度が２００℃となるように、同じく図示しない温度調整回路によってカートリッジヒータ１１への通電を開始して、外輪温度が２００℃に達した時点から１６０時間、連続回転させた後、玉軸受１から冠型保持器４を取り出して、突起８の状態を観察した。結果を表１に示す。

表より、球状カーボンを含有させなかった比較例１、２の冠型保持器４は、共に、回転試験によって突起８が完全に摩滅してしまっていることが判った。これに対し、実施例１、２の冠型保持器４は、回転試験後も突起８が摩滅せずに残っていた。そして、このことから、球状カーボンを含有させることによって、突起８とボール５との間の潤滑を維持し、突起８が短期間で摩滅するのを防止して、当該突起８による、異音の発生、玉軸受１の高トルク化、潤滑剤の寿命の低下等を防止する効果を、長期間に亘って維持できることが確認された。

Claims

全体が、総量の３重量％以上、４０重量％以下の球状カーボン、および強化繊維を含む樹脂組成物を射出成形してリング状に形成された、玉軸受の内外の軌道輪間に配設される本体と、前記玉軸受のボールを収容する複数のポケットを構成するために、前記本体に形成された、玉軸受のボールと相似形状の凹球面状を有し、かつ、前記本体の、リングの内面および外面でそれぞれ開口された、複数のポケット面とを備え、前記少なくとも１つのポケットを構成するポケット面の、本体のリングの内面および外面のうち一方への開口に近い領域に、ポケット面からポケット内方に突出された突起が形成されていると共に、少なくとも前記突起を形成する樹脂組成物に、前記球状カーボンが含まれているとともに、前記強化繊維は前記突起を形成している樹脂組成物に前記本体の樹脂組成物から入り込み難いことを特徴とする玉軸受用保持器。
前記球状カーボンは、前記突起の表面部に形成されるスキン層の近傍まで分布している請求項１に記載の玉軸受用保持器。
球状カーボンの平均粒径が、１００μｍ以下である請求項１または２に記載の玉軸受用保持器。
内外の軌道輪と、両軌道輪間に配設される、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の玉軸受用保持器と、前記玉軸受用保持器の複数のポケットに保持された状態で、両軌道輪間を転がる複数のボールとを備えることを特徴とする玉軸受。