JP5037266B2 - 円すいころ軸受用保持器 - Google Patents

円すいころ軸受用保持器 Download PDF

Info

Publication number
JP5037266B2
JP5037266B2 JP2007219833A JP2007219833A JP5037266B2 JP 5037266 B2 JP5037266 B2 JP 5037266B2 JP 2007219833 A JP2007219833 A JP 2007219833A JP 2007219833 A JP2007219833 A JP 2007219833A JP 5037266 B2 JP5037266 B2 JP 5037266B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tapered roller
small
roller bearing
resin
cage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007219833A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2009052657A (ja
Inventor
崇 上野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp filed Critical NTN Corp
Priority to JP2007219833A priority Critical patent/JP5037266B2/ja
Publication of JP2009052657A publication Critical patent/JP2009052657A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5037266B2 publication Critical patent/JP5037266B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/46Cages for rollers or needles
    • F16C33/4605Details of interaction of cage and race, e.g. retention or centring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/38Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
    • F16C19/383Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
    • F16C19/385Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings
    • F16C19/386Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings in O-arrangement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/46Cages for rollers or needles
    • F16C33/4617Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the rollers, e.g. machined window cages
    • F16C33/4623Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the rollers, e.g. machined window cages formed as one-piece cages, i.e. monoblock cages
    • F16C33/4635Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the rollers, e.g. machined window cages formed as one-piece cages, i.e. monoblock cages made from plastic, e.g. injection moulded window cages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/46Cages for rollers or needles
    • F16C33/56Selection of substances
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2208/00Plastics; Synthetic resins, e.g. rubbers
    • F16C2208/20Thermoplastic resins
    • F16C2208/52Polyphenylene sulphide [PPS]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2361/00Apparatus or articles in engineering in general
    • F16C2361/61Toothed gear systems, e.g. support of pinion shafts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Description

本発明は、円すいころ軸受用保持器に関するものである。
自動車におけるエンジンの駆動力は、トランスミッション、プロペラシャフト、ディファレンシャル、ドライブシャフトのいずれか又は全てを含む動力伝達系を介して車輪に伝達される。
円すいころ軸受は、図5に示すように、外周面に円すい状の軌道面105を有し、かつ、この軌道面105の小径側に小鍔107を形成すると共に大径側に大鍔108を形成した内輪102と、内周面に円すい状の軌道面106を有する外輪101と、内輪102の軌道面105と外輪101の軌道面106との間に転動自在に介在した複数の円すいころ103と、複数の円すいころ103を軸受周方向に所定の間隔を隔てて保持する保持器104とを主要な構成要素としている。
保持器104は、図6に示すように、小径リング部109と大径リング部110との間に複数本の柱部111を有し、柱部111の相互間に円すいころ103を保持するポケット112を形成したものである。
ところで、車内空間の拡大化に伴いエンジンルームの縮小化、エンジンの高出力化、燃費向上のためのトランスミッションの多段化などが進む中、そこに使用される円すいころ軸受の使用環境は年々厳しくなってきている。その使用環境の中で軸受の寿命を満足するためには、更なる軸受の長寿命化が必要である。
そこで、円すいころの本数を増やすか、円すいころの全長を長くすることによって、同一寸法で負荷容量を現状よりも上げて、軸受の長寿命化を図ることを提案できる。しかし、保持器に保持された円すいころの脱落を防止するために、図5に示すように、円すいころ小端側の内輪外周には小鍔107が設けられている。このため、円すいころ103の全長を長くすることができない。また、各円すいころ103間には円すいころ103を保持するための保持器の柱部111が存在する。このため、円すいころ103の本数を増やすことができない。すなわち、この小鍔107や柱部111によって、負荷容量を上げるには限度があった。
そのため、円すいころ小端側の内輪外周の小鍔を省略したものがある(特許文献1)。すなわち、図7に示すように、内輪102の外周の大端側にのみ環状の大鍔108を形成し、内輪102の小径側においては鍔部(小鍔)を省略している。そして、保持器104の大端側に、内輪102と係合可能の引っ掛け部120を設けることにより、円すいころ103が保持器104から脱落することを防止している。
この場合、内輪102の鍔部(大鍔)108には、内輪102の大鍔108の外径面大径側に切欠部121を形成し、この切欠部121に前記引っ掛け部120を係合させる。この際、引っ掛け部120と切欠部121との間には軸方向および半径方向に僅かな隙間があり、これより保持器104は軸方向および半径方向に僅かに移動可能である。ここで、引っ掛け部120は、運転中(軸受組立状態)において保持器104が軸中心Lに対し中立状態では内輪102の鍔部108に接触せずこの鍔部108に非接触となる場合と、大鍔108の切欠部121の底面121aと引っ掛け部120の内面(内径面)120aが接触状態となる場合があり、非運転中では内輪102と円すいころ103と保持器104が組立状態を保てるような引っ掛かりがある。
自動車用トランスファー用途に使用される円すいころ軸受には鉄板保持器が主に使用されているが、近年では樹脂保持器が使用される場合がある。樹脂保持器を適用することで以下のメリットが得られる。生産性が良い(射出成形により大量生産が可能)、特殊形状の適用が容易(プレス加工で成形される鉄板保持器と比較し、射出成形による成形される樹脂保持器は、形状に自由度がある)。
また、円すいころ軸受は特に樹脂への攻撃性の高い油が多用されているデファレンシャルにて多く用いられるため、樹脂製の保持器を採用する場合にはスーパーエンプラの中で耐油性が高く、強度及び靭性に優れているPPS(ポニフェニレンサルファイド)が好適である。
円すいころ軸受にPPS製樹脂保持器を適用させた場合、機械的特性を向上させるため強化材としてガラス繊維・炭素繊維等の短繊維(樹脂補強材)を混入させる場合がある(特許文献2及び特許文献3)。
特開2002−54638号公報 特許第2628674号公報 特開2004−76747号公報
小鍔をなくした場合、円すいころ103の全長を長くすることができるが、円すいころ103の全長を長くする分、保持器104に小径リング部の内輪102等からの突出量が大きくなり、他部品との干渉が生じる。特に、このような単列の円すいころ軸受を重ね合わせ状として、複列円すいころ軸受を構成した場合、対向する保持器同士が互いに干渉する。
しかも、保持器104に内輪102の大鍔108に係合可能な引っ掛け部120を備えたものでは、組込作業性を考慮すれば、保持器104は柔軟性を必要とする。しかしながら、保持器104に樹脂補強材を充填した樹脂を使用した場合、強度向上を図ることができても柔軟性に劣ることになる。このため、組込時に保持器が損傷したりすることがある。
特に、強化材としてガラス繊維や炭素繊維等の短繊維(樹脂補強材)を充填した樹脂を使用した場合、樹脂の流動性が問題となる。すなわち、保持器の小径リング部においてはその肉厚が小さく、この小径リング部形成用のキャビテイは狭く樹脂が流れにくくなる。このため、大径側から流れてきた樹脂とこの小径リング部形成用のキャビテイ内で結合してウェルド部(結合部)が発生するおそれがある。ウェルド部は強度的に劣り、この部分を起点とする早期破損が生じるおそれがある。
本発明は、上記課題に鑑みて、円すいころの全長を長くして負荷容量の増加を図ることができ、しかも強度的にも安定するとともに、製造性及び組込性に優れた円すいころ軸受用保持器を提供する。
本発明の複列円すいころ軸受は、小径リング部と、大径リング部と、これらの間に配設される複数の柱部とを備え、柱部間のポケットに円すいころが保持される円すいころ軸受用保持器であって、軸受内輪の大径側端部に設けられた大鍔と係合可能な少なくとも1つの引っ掛け部を大径リング部に形成し、かつ、エンジニアリングプラスチックに、炭素繊維又はガラス繊維にて構成される繊維強化材である樹脂強化材を0重量%より多く10重量%未満で充填させた樹脂製として、組込時において前記引っ掛け部が大鍔を越える柔軟性を具備するとともに、複数のゲートを形成する成形金型にて成形される成形時において流動性を具備し、かつ、前記小径側リング部に前記柱部の数よりも少ないゲート跡が形成され、さらに、軸受組立状態において、小径リング部の小径側端面と、円すいころの小端面の外周縁の最外径部とが、軸受中心軸と直交する平面上にほぼ配置され、内輪小径側端面同士の接触状態において、小径リング部の小径側端面同士は非接触状態となるものである。
本発明の円すいころ軸受用保持器によれば、保持器を樹脂製としたことによる利点を有し、しかも使用する樹脂としても、PPS樹脂等のエンジニアリングプラスチックに樹脂強化材を0重量%より多く10重量%未満で充填させたものであり、強度向上を図ることができる。また、樹脂強化材の充填量が10重量%未満であるため、樹脂の流動性としても、樹脂強化材を充填しないものとあまり変化がない。
樹脂強化材が炭素繊維やガラス繊維等の繊維強化材であってもよい。炭素繊維であっても、ガラス繊維であってもよい。ここで、炭素繊維とは、アクリル繊維またはピッチ(石油、石炭、コールタールなどの副生成物)を原料に高温で炭化して作った繊維である。前者の原料を使った炭素繊維はPAN(Polyacrylonitrile)、後者を使った炭素繊維はPITCHと区分される。広義の意味で炭素の集合体である。グラファイトの結合により高い強度を得ている。グラファイトとは、炭素から成る元素鉱物である。炭素繊維は、耐摩耗性、耐熱性、熱伸縮性、耐酸性、電気伝導性、耐引張力などに優れ、アルミニウムなどの金属に比べても軽量である利点がある。また、ガラス繊維とは、溶融したガラスを細く引き伸ばし急冷固化して作られた繊維状材料である。繊維形式によって長繊維、短繊維に分類され、また組成によってアルカリガラス繊維と含アルカリガラス繊維に大別される。ガラス繊維は、耐食性,耐熱性,耐湿性,電気絶縁性に優れる。このため、樹脂に炭素繊維やガラス繊維を混ぜることで、軽量かつ強度のある素材となる。
保持器は、複数のゲートを形成する成形金型にて成形されるもの、ウェルド部が小径側に生じないもの、小径側リング部にゲート跡が形成されているものが好ましい。ここで、ゲートとは、成形用金型において、溶融した成形材料(溶融樹脂)をキャビテイへ注入するための注入口をいう。ウェルド部とは、溶融樹脂の合流箇所にできる接合線であり、この部位では強度が低下する。
この場合、保持器の大径側に軸受内輪の大鍔と係合可能な引っ掛け部を備えるので、保持器に保持された円すいころの脱落も防止され、軸受内輪の小鍔を無くすことができる。また、軸受内輪の軸方向長さの拡大を抑えつつ、軌道面の長さおよび円すいころの長さを拡大することができるので、軸受の負荷能力を向上させることができる。しかも、小径リング部の小径側端面と、円すいころの小端面の外周縁の最外径部とが、軸受中心軸と直交する平面上にほぼ配置されるので、他の部材や保持器同士との小径リング部の干渉を防止することができる。
エンジニアリングプラスチックに、ポニフェニレンサルファイド(PPS)を用いるのが好ましい。PPSとは、フェニル基(ベンゼン環)とイオウ(S)が交互に繰り返される分子構造を持った高性能エンジニアリング・プラスチックである。結晶性で,連続使用温度は200℃〜220℃,高荷重(1.82MPa)での荷重たわみ温度が260℃以上と耐熱性に優れ,しかも引っ張り強さや曲げ強さが大きい。成形時の収縮率は0.3〜0.5%と小さいので寸法安定性が良い。難燃性や耐薬品性の点でも優れている。PPSは,架橋型,直鎖型,半架橋型の3種に大別できる。架橋型は低分子量ポリマーを架橋して高分子量化したもので,脆く,ガラス繊維で強化したグレードが中心である。直鎖型は重合段階で架橋工程がなしに高分子量化したもので,靭性が高い。半架橋型は,架橋型と直鎖型の特性を併せ持つ特徴を持っている。
自走車両の動力伝達軸を支持する円すいころ軸受に用いるのが好ましい。
本発明の円すいころ軸受用保持器は、保持器を樹脂製としたことによる利点(生産性が良い、特殊形状の適用が容易等)を有し、しかも使用する樹脂としても樹脂強化材が充填されているので、強度向上を図ることができ、機械的特性を向上させることができる。また、樹脂強化材の充填率は、0重量%より多く10重量%未満であるので、柔軟性を具備し、組込時において、係合部(引っ掛け部)が大鍔を乗り越える組込作業を安定して行うことができ、しかも、この組込時に引っ掛け部等を破損させることがない。すなわち、樹脂強化材が充填されなければ、保持器の強度向上を望めず、逆に樹脂強化材の充填率が10重量%以上では、剛性が大となって、柔軟性に劣り、組込み時に引っ掛け部等が破損するおそれがある。
また、樹脂強化材の充填率が10重量%未満であるので、樹脂の流動性としても、樹脂強化材を充填しないものとあまり変化がなく、樹脂は、小径リング部形成用のキャビテイ内においても流れにくくなることなく流れる。このため、小径リング部におけるウェルド部の発生を抑えることができ、ウェルド部が小径側に生じない保持器を提供することができる。これによって、保持器のウェルド部に起因する早期破損を防止できる。
樹脂強化材が炭素繊維であっても、ガラス繊維であってもよく、これらによって、使用する樹脂が軽量かつ強度のある素材となる。このため、強度向上を安定して図ることができる。
複数のゲートを形成する成形金型にて成形されるものでは、成形金型が多点ゲートとなる。このため、樹脂が流れ難い箇所においても樹脂の立ち止まり現象(ヘジテーション)が生じにくく、流動特性の改善を図ることができる。
また、小径側リング部にゲート跡が形成されているものでは、小径側から樹脂が流し込まれる。このため、小径リング部形成用キャビテイへの溶融樹脂の流れ込みが安定して、精度よく小径リング部を成形することができる。
大鍔と係合可能な引っ掛け部を大径リング部に備えた円すいころ軸受用保持器を用いる円すいころ軸受において、その内輪の小鍔を省略することができるので、軸受の軸方向寸法の小型化や軽量化と共に、円すいころ長さの延長による負荷能力の向上を図ることができる。また、保持器の引っ掛け部にて円すいころの脱落も防止できるので、組立性の向上を図ることができる。
保持器を付き合わせ使用する場合の複列円すいころ軸受の対向する保持器同士又は単列の円錐ころ軸受の場合はハウジング等の相手部品との干渉を防止することができる。このため、装着性(他の部材への組み込み性)に優れる。
特に、油や高温,薬品に対して耐性が高いPPS(ポリフェニレンサルファイド)を保持器に採用することで、寿命を大幅に伸ばすことができる。
自動車の動力伝達系に使用する円すいころ軸受に用いた場合、動力伝達系のコンパクト化や軽量化が可能となり、燃費の向上等が期待できる。
以下本発明の実施の形態を図1〜図4に基づいて説明する。
図1は、本発明にかかる保持器を用いた円すいころ軸受の実施形態を示すもので、特に自動車の動力伝達系(例えばディファレンシャル)での使用に適した円すいころ軸受を例示している。この円すいころ軸受は、ドライブシャフトやプロペラシャフト等の軸(図示省略)に固定され、外周に円すい状の軌道面5a、5bを有する内輪(軸受内輪)2a、2bと、図示しないハウジングに固定され、内周に円すい状の軌道面6a、6bを有する外輪(軸受外輪)1と、内輪2a、2b及び外輪1の軌道面間に介在させた複数の円すいころ3a、3bと、複数の円すいころ3a、3bを円周方向で等間隔に保持する保持器4a、4bとを備える。内輪2a、2bの外周の大端側には、環状の鍔部(大鍔)8a、8bが形成されている。この種の円すいころ軸受では、その軸方向両端をシール装置でシールする場合が多いが、図面ではこのシール装置の図示を省略してある。
保持器4a、4bは、図3に示すように、小径リング部9と、大径リング部10と、この間に配設される複数本の柱部11を備え、柱部11の相互間に円すいころ3a、3bを保持するポケット12を形成したものである。各ポケット12にそれぞれ円すいころ3a、3bが回転自在に収容されている。なお、この実施形態では、25個のポケット12が形成されている。
図1に示すように、保持器4a、4bの大端側に内輪2a、2bの大鍔8a、8bと係合可能の係合部(引っ掛け部)15が形成される。この引っ掛け部15は、内輪2a、2bの最大外径部(大鍔8a、8bの外周面)を超えて内径側に延びている。内輪2a、2bの大鍔8a、8bには、大鍔8a、8b外周面よりも内径側に突出した引っ掛け部15を収容するため、環状の係合溝(切欠部)17a、17bが形成されている。引っ掛け部15と切欠部17a、17bとの間には軸方向および半径方向に僅かな隙間があり、これより保持器4a、4bは軸方向および半径方向に僅かな移動が可能である。引っ掛け部15の数は、少なくとも一つあれば足りるが、円周方向の複数箇所に形成してもよい。この実施形態では、周方向に沿って60°ピッチで6個配設されている。
すなわち、引っ掛け部15は、内輪2a、2bと円すいころ3a、3bと保持器4a、4bが組立状態を保てるような引っ掛かりが内輪2a、2bの鍔部8a、8bに対してあり、保持器4a、4bが軸中心Lに対し中立状態では鍔部8a、8bに非接触であり、運転中には鍔部8a、8bに非接触もしくは、鍔部8a、8bに接触する場合は、引っ掛け部内面30と鍔部8a、8bの切欠部17a、17bの底面31が接触状態となる。
小径リング部9の小径側端面9aと、円すいころ3a(3b)の小端面20aの外周縁の最外径部21とが、軸受中心軸Lと直交する同一平面上にほぼ配置される。すなわち、小径リング部9の肉厚tを小としている。これによって、図1に示すように、内輪2a、2b小径側端面を突合せた際に、保持器4a、4bの小径リング部9が接触しないように設定している。
この保持器は樹脂保持器である。この樹脂としてはエンジニアリングプラスチックが好ましい。ここで、エンジニアリングプラスチックとは、合成樹脂のなかで主に耐熱性が優れ、強度が必要とされる分野に使うことができるものであって、エンプラと略される。また、エンジニアリングプラスチックは、汎用エンジニアリングプラスチックとスーパエンジニアリングプラスチックとがあり、この保持器19、20に用いるエンジニアリングプラスチックには両者を含む。以下に代表的なものを掲げる。なお、これらはエンジニアリングプラスチックの例示であって、エンジニアリングプラスチックが以下のものに限定されるものではない。
汎用エンジニアリングプラスチックには、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド6(PA6)、ポリアミド66(PA66)、ポリアセタール(POM)、変性ポリフェニレンエーテル(m−PPE)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、GF強化ポリエチレンテレフタレート(GF−PET)、超高分子量ポリエチレン(UHMW−PE)等がある。また、スーパーエンジニアリングプラスチックには、ポリサルホン(PSF)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリアリレート(PAR)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、液晶ポリマー(LCP)、熱可塑性ポリイミド(TPI)、ポリベンズイミダゾール(PBI)、ポリメチルベンテン(TPX)、ポリ1,4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート(PCT)、ポリアミド46(PA46)、ポリアミド6T(PA6T)、ポリアミド9T(PA9T)、ポリアミド11,12 (
PA11,12)、フッ素樹脂、ポリフタルアミド(PPA)等がある。
この場合、前記スーパーエンプラの中で耐油性が高く、強度及び靭性に優れているPPS(ポニフェニレンサルファイド)が好適である。PPSとは、フェニル基(ベンゼン環)とイオウ(S)が交互に繰り返される分子構造を持った高性能エンジニアリング・プラスチックである。結晶性で,連続使用温度は200℃〜220℃,高荷重(1.82MPa)での荷重たわみ温度が260℃以上と耐熱性に優れ,しかも引っ張り強さや曲げ強さが大きい。成形時の収縮率は0.3〜0.5%と小さいので寸法安定性が良い。難燃性や耐薬品性の点でも優れている。PPSは,架橋型,直鎖型,半架橋型の3種に大別できる。架橋型は低分子量ポリマーを架橋して高分子量化したもので,脆く,ガラス繊維で強化したグレードが中心である。直鎖型は重合段階で架橋工程がなしに高分子量化したもので,靭性が高い。半架橋型は,架橋型と直鎖型の特性を併せ持つ特徴を持っている。
樹脂製保持器を構成する樹脂に樹脂強化材を0重量%より多く10重量%未満で充填している。ここで、樹脂強化材としては、樹脂強化材が炭素繊維(CF)やガラス繊維(GF)等の繊維強化材であってもよい。ここで、炭素繊維とは、アクリル繊維またはピッチ(石油、石炭、コールタールなどの副生成物)を原料に高温で炭化して作った繊維である。前者の原料を使った炭素繊維はPAN(Polyacrylonitrile)、後者を使った炭素繊維はPITCHと区分される。広義の意味で炭素の集合体である。グラファイトの結合により高い強度を得ている。グラファイトとは、炭素から成る元素鉱物である。炭素繊維は、耐摩耗性、耐熱性、熱伸縮性、耐酸性、電気伝導性、耐引張力などに優れ、アルミニウムなどの金属に比べても軽量である利点がある。また、ガラス繊維とは、溶融したガラスを細く引き伸ばし急冷固化して作られた繊維状材料である。繊維形式によって長繊維、短繊維に分類され、また組成によってアルカリガラス繊維と含アルカリガラス繊維に大別される。ガラス繊維は、耐食性,耐熱性,耐湿性,電気絶縁性に優れる。このため、樹脂に炭素繊維やガラス繊維を混ぜることで、軽量かつ強度のある素材となる。
本発明では、内輪(軸受内輪)2a、2bの大鍔8a、8bと係合可能な引っ掛け部15を備えるので、円すいころ3a、3bの脱落も防止される。すなわち、円すいころ軸受を機械に組込むまでの間は、円すいころ3a、3bはその自重によって小端側に脱落しようとし、これに伴って保持器4a、4bにも同方向の押圧力が作用する。これに伴い、引っ掛け部15が内輪2a、2bに設けられた切欠部17a、17bに係合するため、保持器4a、4bのそれ以上の小端側への変位が規制される。この場合、円すいころ3a、3bは、その小端側への変位がポケット12の小端側ポケット面によって規制されているため、円すいころ3a、3bの内輪2a、2bからの脱落を確実に防止することが可能となる。このため、内輪2a、2bの小鍔を無くすことができる。これによって、軸受の軸方向寸法の小型化や軽量化と共に、円すいころ長さの延長による負荷能力の向上を図ることができる。また、内輪2a、2bの軸方向長さの拡大を抑えつつ、軌道面5a、5b、6a、6bの長さおよび円すいころ長さを拡大することができるので、軸受の負荷能力を向上させることができる。
しかも、小径リング部9の小径側端面9aと、円すいころ3a、3bの小端面20aの外周縁の最外径部21とが、軸受中心軸と直交する平面上にほぼ配置されるので、保持器を付き合わせ使用する場合の複列円すいころ軸受の対向する保持器同士又は単列の円すいころ軸受の場合はハウジング等の相手部品との干渉を防止することができる。このため、装着性(他の部材への組み込み性)に優れる。
特に、保持器4a、4bを樹脂製としたことによる利点(生産性が良い、特殊形状の適用が容易等)を有し、しかも使用する樹脂としても樹脂強化材が充填されているので、強度向上を図ることができ、機械的特性を向上させることができる。また、樹脂強化材の充填率は、0重量%より多く10重量%未満であるので、柔軟性を具備し、組込時において、引っ掛け部15が大鍔を乗り越える組込作業を安定して行うことができ、しかも、この組込時に引っ掛け部15等を破損させることがない。すなわち、樹脂強化材が充填されなければ、保持器4a、4bの強度向上を望めず、逆に樹脂強化材の充填率が10重量%以上では、剛性が大となって、柔軟性に劣り、組込み時に引っ掛け部15等が破損するおそれがある。なお、保持器4a、4bの強度向上をより発揮させるためには、樹脂強化材の充填率が5重量%以上であるのが好ましい。
充填率が10重量%未満であるので、流動性において、強化材を充填しないものとあまり変化がなく、樹脂は、小径リング部形成用のキャビテイ内においても流れにくくなることなく流れる。このため、小径リング部9におけるウェルド部の発生を抑えることができ、ウェルド部が小径側に生じない保持器4a、4bを提供することができる。これによって、保持器のウェルド部に起因する早期破損を防止できる。
この円すいころ軸受を自動車の動力伝達系に使用した場合、動力伝達系のコンパクト化や軽量化が可能となり、燃費の向上等が期待できる。
この保持器4a、4bは、射出成形にて成形される。次に、射出成形機を使用した成形品の一般的な成形方法を説明する。まず、プラスチック材料(粒状)は、ローダでホッパーに供給される。ホッパーから加熱筒入口に流れ込んだ原料は、スクリュの回転で加熱筒内に送り込まれる。加熱筒は外周の電気ヒータで温度制御されており、材料はヒータの熱と、回転、せん断の摩擦熱で溶融する。溶融材料を加熱筒内に送り出しながら、スクリュは後退する。加熱筒内のスクリュの先端に一定量の溶融材料(湯)が貯えられると、スクリュは回転を停止する。成形金型を閉じて締め付けた後、スクリュを前進させて、湯を加圧し、金型内に注入する。
金型内で、湯は湯口(スプルー)25、湯道(ランナー)26、注入口(ゲート)27(図3及び図4参照)の順に流れて、成形品空間(キャビテイ)に流入する。この時、キャビテイ内の空気は、ガスベントを通じて、外部に排出され、空気と湯が置換される。金型は、湯の流れを促進し、また冷却、固化するように、相対的に低温に保持されている。固化後、金型は雌型(キャビ側)と雄型(コア側)に分かれて開かれ、一般にコア上に残っている成形品を取り出すことになる。
ところで、本発明に係る保持器4a、4bを成形する場合、前記注入口(ゲート)27は図3や図4に示すように、小径リング部9を形成する空間(キャビテイ)に開口し、かつその数を複数としている。(図例では3個であり、図4では4個である。)
小径リング部9の肉厚寸法が小であるため、成形時においてこの部分の樹脂は流れにくく、大径側から流れてきた樹脂と、この小径リング部9で結合(ウエルド部)することが予想される。特に、樹脂強化材を充填した樹脂を使用した場合、樹脂強化材の充填量が多くなるにしたがって流動性が悪くなる。このウェルド部は強度的に劣るためこの部分を基点とする早期破損の発生が考えられる。
そこで、本発明では、樹脂強化材を0重量%より多く10重量%未満で充填するようにしている。樹脂強化材の充填率が10重量%未満では、充填しない場合と比較してもその流動特性に問題はない。また、樹脂強化材を充填されなければ、強度向上を図ることができない。
流動特性は成形時のゲート(小径リング部成形用空間に材料を流し込む開口部)数にも影響を受けるが、本発明のように多点ゲートとすれば、小径リング部成形用空間の材料(樹脂)の流れ難い箇所においても樹脂の立ち止り現象(ヘジテーション)は無くなり、流動特性が改善される。
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、保持器4a、4bのポケット12の数は、保持される円すいころ3a、3bの数に応じて種々変更できる。また、柱部11の長さや肉厚寸法等も、円すいころ3a、3bを保持することが可能な限り種々変更できる。円すいころ軸受として単列のものであってもよい。充填する強化材としては、CFやGF以外に、強度の高い樹脂繊維であるアラミド繊維等であってもよい。ここで、アラミド繊維とは、その分子骨格が芳香族(ベンゼン環)からなるポリアミド繊維(aromatic polyamide fiber)である。
前記実施形態では、ディファレンシャル等の動力伝達系で使用する場合を例示しているが、本発明に係る保持器を用いた円すいころ軸受は、これ以外の用途、例えば工作機械の主軸等の支持に用いることもでき、この場合も上記と同様の効果が奏される。
保持器の組込み性について調べた。すなわち、PPS樹脂に、強化材としてのガラス繊維を充填したa〜dの5種類のサンプルを作製して、内輪の内径が30mmであり、外輪の外径が62mmであり、軸方向長さが17.25mmの円すいころ軸受に用いた(組み込んだ)場合の破損状況を調べた。次の表1に示すように、サンプルaはガラス繊維の充填量が30重量%であり、サンプルbはガラス繊維の充填量が15重量%であり、サンプルcはガラス繊維の充填量が10重量%であり、サンプルdはガラス繊維の充填量が5重量%である。なお、各サンプルabcdはそれぞれ5個ずつ作製した。
Figure 0005037266
この表1に示すように、サンプルaでは全部が破損した、サンプルbでは5個のうち2個が破損した。サンプルc及びサンプルdでは全部が破損することなく、問題がなかった。
本発明の実施形態を示す保持器を用いた円すいころ軸受の要部断面図である。 前記円すいころ軸受の要部拡大断面図である。 前記保持器の平面図である。 前記保持器の変形例の平面図である。 従来の保持器を用いた円すいころ軸受の断面図である。 従来の保持器の斜視図である。 従来の他の保持器を用いた円すいころ軸受の断面図である。
符号の説明
2a、2b 内輪
3a、3b 内輪
8a、8b 大鍔
9 小径リング部
9a 小径側端面
15 引っ掛け部
20a、20b 小端面
21 最外径部

Claims (4)

  1. 小径リング部と、大径リング部と、これらの間に配設される複数の柱部とを備え、柱部間のポケットに円すいころが保持される円すいころ軸受用保持器であって、
    軸受内輪の大径側端部に設けられた大鍔と係合可能な少なくとも1つの引っ掛け部を大径リング部に形成し、かつ、エンジニアリングプラスチックに、炭素繊維又はガラス繊維にて構成される繊維強化材である樹脂強化材を0重量%より多く10重量%未満で充填させた樹脂製として、組込時において前記引っ掛け部が大鍔を越える柔軟性を具備するとともに、複数のゲートを形成する成形金型にて成形される成形時において流動性を具備し、かつ、前記小径側リング部に前記柱部の数よりも少ないゲート跡が形成され、さらに、軸受組立状態において、小径リング部の小径側端面と、円すいころの小端面の外周縁の最外径部とが、軸受中心軸と直交する平面上にほぼ配置され、内輪小径側端面同士の接触状態において、小径リング部の小径側端面同士は非接触状態となることを特徴とする円すいころ軸受用保持器。
  2. ウェルド部が前記小径側リング部に有さないことを特徴とする請求項1に記載の円すいころ軸受用保持器。
  3. 前記エンジニアリングプラスチックは、ポニフェニレンサルファイドであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の円すいころ軸受用保持器。
  4. 自走車両の動力伝達軸を支持する円すいころ軸受に用いたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の円すいころ軸受用保持器。
JP2007219833A 2007-08-27 2007-08-27 円すいころ軸受用保持器 Expired - Fee Related JP5037266B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007219833A JP5037266B2 (ja) 2007-08-27 2007-08-27 円すいころ軸受用保持器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007219833A JP5037266B2 (ja) 2007-08-27 2007-08-27 円すいころ軸受用保持器

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012052868A Division JP5420697B2 (ja) 2012-03-09 2012-03-09 円すいころ軸受用保持器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009052657A JP2009052657A (ja) 2009-03-12
JP5037266B2 true JP5037266B2 (ja) 2012-09-26

Family

ID=40503905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007219833A Expired - Fee Related JP5037266B2 (ja) 2007-08-27 2007-08-27 円すいころ軸受用保持器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5037266B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107614902A (zh) * 2015-05-22 2018-01-19 Ntn株式会社 液压式无级变速器用的推力轴承

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5668420B2 (ja) * 2009-11-17 2015-02-12 日本精工株式会社 円すいころ軸受及び円すいころ軸受用保持器の製造方法
JP2012102838A (ja) * 2010-11-12 2012-05-31 Nsk Ltd 円すいころ軸受
JP2012077843A (ja) * 2010-10-01 2012-04-19 Nsk Ltd 円すいころ軸受
KR101500817B1 (ko) * 2009-11-17 2015-03-09 닛뽄 세이꼬 가부시기가이샤 원추형 롤러 베어링 및 원추형 롤러 베어링용 보지기의 제조 방법
JP5581984B2 (ja) * 2010-11-12 2014-09-03 日本精工株式会社 円すいころ軸受
JP2014118988A (ja) * 2012-12-13 2014-06-30 Nsk Ltd 円すいころ軸受用保持器の製造方法、円すいころ軸受用保持器、及び円すいころ軸受
JP2015075229A (ja) * 2013-10-11 2015-04-20 日本精工株式会社 ころ軸受用保持器、及びその製造方法、並びにころ軸受

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58155424A (ja) * 1982-03-11 1983-09-16 Sharp Corp 温度制御装置
JP2628674B2 (ja) * 1987-06-04 1997-07-09 日本精工株式会社 軸受用プラスチック保持器
JPH08296652A (ja) * 1995-04-25 1996-11-12 Ntn Corp ころ軸受用樹脂保持器
JP2005098412A (ja) * 2003-09-25 2005-04-14 Koyo Seiko Co Ltd 円すいころ軸受
JP2006070926A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Nakanishi Metal Works Co Ltd 円錐ころ軸受用保持器
JP2005201457A (ja) * 2005-03-28 2005-07-28 Nsk Ltd 円筒ころ軸受
JP2007120577A (ja) * 2005-10-26 2007-05-17 Ntn Corp 円すいころ軸受
JP2007162750A (ja) * 2005-12-09 2007-06-28 Ntn Corp 転がり軸受および風力発電機の主軸支持構造

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107614902A (zh) * 2015-05-22 2018-01-19 Ntn株式会社 液压式无级变速器用的推力轴承

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009052657A (ja) 2009-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5037266B2 (ja) 円すいころ軸受用保持器
WO2011129178A1 (ja) 円すいころ軸受用保持器、保持器製造方法、および円すいころ軸受
US8596877B2 (en) Tapered roller bearing
CN101400910B (zh) 树脂制保持器和轴承
EP2182231B1 (en) Tapered roller bearing
CN107107410B (zh) 滚动轴承用保持器和滚动轴承
JP4003035B2 (ja) 転がり軸受
JP5872942B2 (ja) 軸受保持器用金型
JP5420697B2 (ja) 円すいころ軸受用保持器
JP2009115128A (ja) 転がり軸受用保持器及び転がり軸受
JP6324692B2 (ja) 円すいころ軸受
JP3991644B2 (ja) ボールねじ装置
CN111919042A (zh) 树脂制保持器以及滚动轴承
JP5154986B2 (ja) 円筒ころ軸受用保持器
WO2019189779A1 (ja) 樹脂製保持器及び転がり軸受
JP7240122B2 (ja) 転がり軸受用保持器、および転がり軸受
JP2013036608A (ja) 冠形保持器及び転がり軸受
JP4964696B2 (ja) 複列円すいころ軸受
JP2011106665A (ja) 高速回転用転がり軸受
JP2002130295A (ja) 転がり軸受用プラスチック保持器の製造方法及び該保持器を備えた転がり軸受
JP2004076747A (ja) 転がり軸受用保持器及び転がり軸受
JP5553958B2 (ja) 円すいころ軸受
JP2012211700A (ja) 円すいころ軸受用保持器及び円すいころ軸受
JP2009204063A (ja) 円すいころ軸受用保持器の製造方法及び円すいころ軸受
JP2009024845A (ja) タンデム型アンギュラ玉軸受及びデファレンシャル装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20091104

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100705

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110831

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110901

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111026

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120111

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120309

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120620

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120704

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150713

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5037266

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees