JP5600493B2 - 転がり軸受用保持器およびそれを用いた転がり軸受 - Google Patents

Description

本発明は、所定の樹脂組成物を成形してなる樹脂製の転がり軸受用保持器、および、該転がり軸受用保持器を組み込んだ転がり軸受に関する。

樹脂製の保持器を組み込んだ転がり軸受を高速回転させる場合、高速回転によって発生する遠心力が保持器に作用する結果、保持器が変形する。保持器が変形すると保持器とこの保持器に保持されている玉との摩擦が大きくなり、転がり軸受のトルクが大きくなる。また、上記摩擦が大きくなることで、軸受の発熱を引き起こす原因となる。さらに、保持器が変形すると軸受外輪との接触も起こり、この接触による摩擦熱によって樹脂が溶融して、転がり軸受が回転しなくなる場合がある。例えば、ハンドピース用軸受やクリーナモータ用軸受は、高速回転で使用されるものであり、上記のような問題が発生しやすい。

このように高速回転で使用される転がり軸受に組み込まれる樹脂製の保持器は、機械および／または熱的応力により、変形しないことが要求される。高速回転する転がり軸受に用いられる樹脂製保持器の変形を抑えるためには、保持器を成形するときに用いられる樹脂組成物の弾性率などの機械的強度を大きくする必要がある。

例えば、転がり軸受に用いられる樹脂製保持器の材料として、強度および耐熱性を確保する観点から、ポリアミド樹脂などにガラス繊維などの繊維状補強材を配合した材料が提案されている（特許文献１参照）。また、より高い弾性率を有する保持器として通常の円断面を有するガラス繊維に対して異型断面を有するガラス繊維を用いた樹脂製の保持器が提案されている（特許文献２または特許文献３参照）。特許文献２の保持器では、芳香族ポリアミド樹脂に異形断面を有するガラス繊維が１０〜４０質量％含有されることが、特許文献３の保持器では、異形断面を有するガラス繊維が１５〜４５重量％含有されることがそれぞれ記載されている。

特開２０００−２２７１２０号公報 特開２００７−１７０４３０号公報 特開２００７−１７７８４３号公報

しかしながら、高速回転が求められる用途では、特許文献１のような一般的なガラス繊維で強化したポリアミド樹脂等からなる保持器では、弾性率が不足し、高速回転時の遠心力に十分に耐えることができない場合があり、変形量が大きくなることで、高速回転時に外輪と接触するおそれがある。また、上述のハンドピース用軸受やクリーナモータ用軸受のように非常に高速回転（例えば、ｄｍｎ値が１００万以上）が求められる用途では、特許文献２や特許文献３に記載された樹脂組成の保持器であっても、十分に高い弾性率を有するとはいえない。

一方で、これ以上ガラス繊維の配合量を増やすことでは、保持器形状によっては、射出成形時の無理抜き成形ができない、または、無理抜き時に亀裂や白化が生じるおそれがある。また、スナップフィットで組み付けを行なう形状の保持器では、ガラス繊維の配合量が多すぎる場合、組み付け時に係合する爪部において、破損などが生じるおそれがある。

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あり、使用時において高速回転に耐え得る高い弾性率を有しながら、射出成形性などを損なわない樹脂製の転がり軸受用保持器、および、これを用いた転がり軸受を提供することを目的とする。

本発明の転がり軸受用保持器は、合成樹脂と、異形断面を有するガラス繊維と、板状または鱗片状の無機充填材とを含む樹脂組成物を成形してなる樹脂製の転がり軸受用保持器であって、上記ガラス繊維および上記無機充填材の合計配合量が樹脂組成物全体に対して５５〜７５重量％であり、かつ、上記無機充填材の配合量が樹脂組成物全体に対して５〜２５重量％であることを特徴とする。好ましくは、上記ガラス繊維および上記無機充填材の合計配合量が樹脂組成物全体に対して６０〜７０重量％であり、かつ、上記無機充填材の配合量が樹脂組成物全体に対して１０〜２０重量％であることを特徴とする。

上記合成樹脂が、ポリアミド樹脂であることを特徴とする。また、上記ポリアミド樹脂が、少なくとも芳香族ポリアミド樹脂を含むことを特徴とする。

上記樹脂組成物が、２３℃で２４時間水中浸漬後の吸水率が１．０％以下であることを特徴とする。

上記無機充填材の平均粒子径が１〜３０μｍであることを特徴とする。なお、平均粒子径は、ＪＩＳ（日本工業規格）Ｒ１６２９に該当する測定方法によるものである。

上記ガラス繊維の異形断面におけるアスペクト比（該断面における長径：短径）が、１：１．５〜５であることを特徴とする。

上記転がり軸受用保持器が、冠型またはもみ抜き型の保持器であることを特徴とする。

上記転がり軸受用保持器が、上記樹脂組成物を成形してなる２枚の環状体を結合してなり、各環状体は、係合孔および係合爪からなる係合部と、複数の半球状の転動体保持部とを有し、該係合部において、一方の環状体の係合爪が他方の環状体の係合孔に相互に挿入されて結合状態とされていることを特徴とする。

本発明の転がり軸受は、内輪および外輪と、この内・外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体を保持する保持器とを備える転がり軸受であって、上記保持器が、本発明の転がり軸受用保持器であることを特徴とする。

本発明の転がり軸受用保持器は、合成樹脂と、異形断面を有するガラス繊維と、板状または鱗片状の無機充填材とを含む樹脂組成物を成形してなる樹脂製の転がり軸受用保持器であって、上記ガラス繊維および上記無機充填材の合計配合量が樹脂組成物全体に対して５５〜７５重量％であり、かつ、上記無機充填材の配合量が樹脂組成物全体に対して５〜２５重量％であるので、使用時において高速回転に耐え得る高い弾性率を有しながら、射出成形時の無理抜きが可能であり、無理抜きの際における亀裂や白化を防止できる。また、高い弾性率を有するので、高速回転時の遠心力による変形量が小さく、高速回転でも外輪と接触することなく使用可能である。

また、樹脂母材に芳香族ポリアミドを含むことで、高温でも高い弾性率を示すとともに吸水率が脂肪族ポリアミドよりも低いため、吸水による強度と弾性率の低下が小さく、高速回転時の変形量が小さい特徴を有する。特に、この樹脂母材に、所定のガラス繊維および無機充填材を上記配合範囲で配合した樹脂組成物を成形した保持器とすることで、低コストで、成形性、強度、弾性率、寸法安定性に優れ、高い強度・弾性率が要求される用途の保持器として好適に利用できる。

本発明の転がり軸受用保持器は、上記本発明の保持器を組み込んだものであるので、高速回転での使用が可能となる。

本発明の転がり軸受用保持器の一例である冠型保持器の部分拡大斜視図である。 冠型保持器のポケットの一部断面図である。 本発明の転がり軸受用保持器の他の例であるもみ抜き保持器の斜視図である。 本発明の転がり軸受用保持器の他の例であるスナップ型保持器の組み立て斜視図である。 本発明の転がり軸受の一例であるグリース封入深溝玉軸受（冠型保持器を使用）の断面図である。

本発明の転がり軸受用保持器は、所定の樹脂組成物を成形してなる樹脂製の保持器である。高速回転を許容する高い弾性率と成形性を両立すべく、上記所定の樹脂組成物は、合成樹脂（Ａ）と、異形断面を有するガラス繊維（Ｂ）と、板状または鱗片状の無機充填材（Ｃ）とを含むものであり、ガラス繊維（Ｂ）および無機充填材（Ｃ）の合計配合量が樹脂組成物全体に対して５５〜７５重量％であり、かつ、無機充填材（Ｃ）の配合量が樹脂組成物全体に対して５〜２５重量％であることを特徴としている。

ガラス繊維と無機充填材の合計配合量がこれより多い場合には、流動性が著しく低下し、射出成形が困難となる。また、無機充填材の量がこれより少ない場合には保持器の弾性率の向上が十分図れず、高速回転での使用ができないおそれがある。

より好ましい範囲としては、ガラス繊維（Ｂ）および無機充填材（Ｃ）の合計配合量が樹脂組成物全体に対して６０〜７０重量％であり、かつ、無機充填材（Ｃ）の配合量が樹脂組成物全体に対して１０〜２０重量％である。また、ガラス繊維（Ｂ）単独の配合量は、樹脂組成物全体に対して４０〜６０重量％であることが好ましい。後述の実施例に示すように、合成樹脂母材として所定のポリアミド樹脂を用い、ガラス繊維と無機充填材をこの範囲を満たすように配合することで、各種形態の保持器の成形性、強度、弾性率に優れ、高速回転での使用にも適する。

本発明に用いる合成樹脂（Ａ）は、射出成形可能であり、保持器材料として十分な耐熱性、耐油性および機械的強度などを有するものであれば、ポリオレフィン系樹脂、熱硬化性樹脂、エンジニアリングプラスチック、およびスーパーエンジニアリングプラスチックなどを用いることができる。

ポリオレフィン系樹脂としては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンなどのポリエチレン樹脂、変性ポリエチレン樹脂、水架橋ポリオレフィン樹脂、ポリプロピレン樹脂などが挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。また、エンジニアリングプラスチックとしては、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、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂などが挙げられる。また、スーパーエンジニアリングプラスチックとしては、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂などが挙げられる。また、上記樹脂から選ばれた２種以上の材料の混合物、すなわちポリマーアロイ材なども使用できる。

これらの樹脂の中でも、本発明の保持器を高速回転用の転がり軸受に適用可能とするため、耐熱性、機械的強度などに優れるエンジニアリングプラスチックまたはスーパーエンジニアリングプラスチックを用いることが好ましい。さらに、成形性と耐熱性、耐加水分解安定性などの観点から、ポリアミド樹脂を用いることが好ましい。また、ポリアミド樹脂は、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、ポリアミド６−６樹脂、ポリアミド６−９樹脂、ポリアミド６樹脂、ポリアミド４−６樹脂、ポリアミド１１樹脂、ポリアミド１２樹脂、ポリアミド６−１０樹脂、ポリアミド６−１２樹脂、ポリアミド４−１０樹脂などの脂肪族ポリアミド樹脂、ポリアミド９−Ｔ樹脂、ポリアミド６−Ｔ樹脂、ポリメタキシレンアジパミド（ポリアミドＭＸＤ−６）樹脂、ポリアミド６−ＩＴ樹脂、ポリアミド６−６Ｔ樹脂、ポリアミド６−６ＩＴ樹脂、ポリアミド１１−１０Ｔ、およびポリアミド１１−４Ｔなどの高分子主鎖に芳香族環を持つ芳香族（脂肪族芳香族）ポリアミド樹脂が挙げられる。これらのポリアミド樹脂は、単独でも、２種以上の混合物（ポリマーアロイ材）としても使用できる。なお、各ポリアミド樹脂において、数字はアミド結合間の炭素数を表し、Ｔはテレフタル酸残基を、Ｉはイソフタル酸残基をそれぞれ表す。

上記ポリアミド樹脂の中でも、合成樹脂母材の弾性率、成形性、低吸水性および寸法安定性に優れることから、ポリアミド９−Ｔ樹脂、ポリアミド６−Ｔ樹脂、ポリメタキシレンアジパミド（ポリアミドＭＸＤ−６）樹脂をそれぞれ単独か、脂肪族または芳香族ポリアミドとのポリマーアロイ材を用いることが好ましい。芳香族ポリアミド樹脂は、分子主鎖に芳香族環を持ち、脂肪族ポリアミド樹脂に比較して吸水性が非常に低く、高温時の分子運動が制限されるためガラス転移温度が上がり、高温時に機械的特性の低下を抑制できる。なお、ポリメタキシレンアジパミド樹脂は、メタキシレンジアミンとアジピン酸との重縮合反応で得られる。

脂肪族ポリアミド樹脂と芳香族ポリアミド樹脂とのポリマーアロイ材においては、芳香族ポリアミド樹脂が脂肪族ポリアミド樹脂１００重量部に対して３０〜１００重量部含まれることが好ましい。より好ましくは４０〜６０重量部であり、最も好ましくは５０重量部である。芳香族ポリアミド樹脂の配合量が３０重量部未満であると、吸水性の改善が十分に図れない。一方、芳香族ポリアミド樹脂の配合量が１００重量部をこえると、結晶化度が低く、高温時の弾性率が低い可能性がある。

本発明に用いる異形断面を有するガラス繊維（Ｂ）は、断面形状が楕円状などの円形ではないガラス繊維である。異形断面を有するガラス繊維を用いることで、上記の合成樹脂母材における高充填化が図れる。

ガラス繊維の平均長さは、混練および／または成形時にせん断を受けて折れるため、特に限定されるものではないが、１〜２０ｍｍ程度のチョップドストランドのものを用いることが好ましい。また、ガラス繊維の断面において、その長径は１０〜５０μｍで、アスペクト比（該断面における長径：短径）は１：１．５〜５であることが好ましい。アスペクト比は、より好ましくは１：２〜４である。断面における長径が１０μｍ未満の場合は、十分な繊維補強効果が発現しないおそれがある。一方、断面における長径が５０μｍをこえる場合は、流動性が悪く、無理抜きが困難になるなど、射出成形性を阻害するおそれがある。上記の好ましい断面形状を有するガラス繊維としては、日東紡績社製：ＣＳＨ３ＰＡ−８７０（アスペクト比１：２）、日東紡績社製：ＣＳＨ３ＰＡ−８２０（アスペクト比１：４）などが挙げられる。

本発明に用いる無機充填材（Ｃ）は、板状または鱗片状の充填材である。板状または鱗片状の無機充填材を用いることで、成形時の流動性を維持しながら、成形品である保持器において弾性率の向上が図れる。このような無機充填材としては、珪酸カルシウム、クレー、タルク、マイカ、セリサイト、アルミフレーク、黒鉛などが挙げられる。また、これらの無機充填材を、エポキシ系、アミノ系などのシランカップリング剤で処理したものも用いることができる。これらの充填材の中でも、流動性に優れ、かつ弾性率を向上させやすいことから、マイカ（層状ケイ酸塩化合物）、タルクを用いることが好ましい。例えば、板状のマイカとして、レプコ社製：Ｓ−３２５、レプコ社製：Ｗ−２０Ｈなどが挙げられる。

上記無機充填材の平均粒子径は、好ましくは１〜３０μｍであり、より好ましくは１０〜３０μｍであり、最も好ましくは１４〜２７μｍである。平均粒子径が１μｍ未満の場合、弾性率の向上効果が発現しないおそれがある。一方、平均粒子径が３０μｍをこえると、流動性が悪く、無理抜きが困難になるなど、射出成形性を阻害するおそれがある。

本発明における樹脂組成物には、保持器機能や射出成形性を損なわない範囲で、上記ガラス繊維および無機充填材以外の添加剤などを配合できる。例えば、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末など固体潤滑剤、ウィスカ、酸化防止剤、可塑剤、帯電防止剤、導電材、顔料、離型材などの充填剤や添加剤を含んでもよい。

ポリアミド６樹脂またはポリアミド６−６樹脂と、ポリメタキシレンアジパミド樹脂とのポリマーアロイ材を合成樹脂母材とし、本発明で規定する配合範囲で、所定のガラス繊維および無機充填材を配合した樹脂組成物を成形した保持器は、１５０℃程度までは、ポリエーテルエーテルケトン樹脂材（ガラス繊維を３０重量％含む）からなる保持器と同等以上の機械的強度を有する。また、成形性にも優れる。このため、特別な高温条件でなく、高い強度・弾性率が要求される用途の保持器として特に好適に利用できる。

本発明の転がり軸受用保持器は、合成樹脂（Ａ）と、異形断面を有するガラス繊維（Ｂ）と、無機充填材（Ｃ）とを含む樹脂組成物を成形して得られる。樹脂組成物を構成する各材料を、必要に応じて、ヘンシェルミキサー、ボールミキサー、リボンブレンダー、レディゲミキサー、ウルトラヘンシェルミキサーなどにて乾式混合した後、二軸混練押出し機などの溶融押出し機にて溶融混練し、成形用ペレットを得ることができる。なお、充填材の投入は、二軸押出し機などで溶融混練する際にサイドフィードを採用してもよい。成形方法としては、製造効率などに優れる点で射出成形を採用するが、押出し成形、加熱圧縮成形などを採用することもできる。また、成形後に機械加工により目的の形状としてもよい。また、成形品である保持器に対して、物性改善のためにアニール処理などの処理を採用してもよい。

本発明の転がり軸受用保持器の一例として、冠型の転がり軸受用保持器を図１および図２に基づいて説明する。図１は、上記合成樹脂組成物を射出成形して得られた冠型保持器の部分拡大斜視図を、図２は該保持器のポケットの一部断面図をそれぞれ示す。図１および図２に示すように、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爪３を形成し、その対向する各保持爪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。保持爪３は、わん曲している先端部３ａを有する。

図１および図２に示す冠型保持器を射出成形する場合、保持爪３のわん曲している先端部３ａは、金型から取り出すときに無理抜きされる。これは、図２に示すように、ポケット開口部の直径Ｂがポケット４の内径Ａよりも小さいため、ポケット４を成形する内径金型が、ポケット開口部の直径Ｂをポケット部の内径Ａまで弾性的に押し広げて離型されるためである。なお、保持器１は、そのポケット４で転動体であるボールを保持および案内するので、ポケット４の内径Ａおよびポケット開口部の直径Ｂは、ボールを保持・案内できる寸法とする。

本発明では、保持器材料として上述の樹脂組成物を用いるので、使用時の高い弾性率を維持しながら、成形時の上記無理抜きの際における亀裂や白化を防止できる。また、この冠型保持器は、使用時において高い弾性率を有することから、高速回転時の遠心力による変形量も小さく、高速回転でも外輪と接触することなく使用可能である。

本発明の転がり軸受用保持器の他の例として、もみ抜き型の転がり軸受用保持器を図３に基づいて説明する。図３は、上記合成樹脂組成物を用いて素形材を成形した後、切削加工にて得られたもみ抜き保持器の斜視図を示す。図３に示すように、保持器１は、円環状の保持器本体６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７が一定間隔で複数設けられている。ポケット７の平面形状は、平円形状であるが、真円でもよい。ここで、平円形状とは、真円形状で必要とされるポケット隙間（ポケット内径とボール直径との差）量と一致させる隙間を間にして、その両側にボールの半径にほぼ近似するポケット面の半径で構成させた平円とする形状をいう。回転軸周方向のポケット隙間量を大きくして、ボールの進み遅れを吸収することにより、保持器にかかる負荷を減らすことができる平円形状であることが好ましい。

本発明の転がり軸受用保持器の他の例として、スナップ型の転がり軸受用保持器を図４に基づいて説明する。図４は、上記合成樹脂組成物を射出成形して得られたスナップ型保持器の組み立て斜視図を示す。この保持器１は、２つの環状体８が係合することで得られる。環状体８は、複数の半球状の転動体保持部１０と、複数の板状の結合部９とを有し、転動体保持部１０と結合部９は周方向に交互に形成され、各転動体保持部１０に環状体８の一側面で開口するポケット１１が設けられている。ポケット１１の内面はボールの外周に沿う半球面とされている。結合部９には、両側面に貫通する係合孔９ａと、他方の環状体の係合孔９ａに挿入される係合爪９ｂとが形成され、係合孔９ａの内周には係合段部９ｃが設けられている。一方、係合爪９ｂの先端部にはその係合段部９ｃに対して係合可能な鈎部９ｄが形成され、その鈎部９ｄの保持器周方向の端面は傾斜面とされている。係合時には、係合爪９ｂが係合孔９ａ内に侵入し、弾性変形を経て、係合爪９ｂの鈎部９ｄが係合段部９ｃに係合する。

本発明では、保持器材料として上述の樹脂組成物を用いるので、使用時の高い弾性率を維持しながら、この係合の際における弾性変形時の係合爪の破損や白化を防止できる。

本発明の転がり軸受の一例を図５に基づいて説明する。図５は、本発明の転がり軸受用保持器（冠型保持器）を用いた転がり軸受（グリース封入深溝玉軸受）の断面図である。転がり軸受１４は、外周面に転走面１５ａを有する内輪１５と、内周面に転走面１６ａを有する外輪１６とが同心に配置される。内輪の転走面１５ａと外輪の転走面１６ａとの間に複数個の転動体１７が介在して配置される。この複数個の転動体１７は、冠型保持器１８により保持される。また、内・外輪間の隙間の開口を覆うシール１９が外輪１６に固定されている。転動体１７の周囲に潤滑グリース２０が封入される。

冠型保持器１８が、本発明の転がり軸受用保持器であり、高い弾性率を有し、高速回転時の遠心力による変形量が小さいため、軸受が高速回転する際にも外輪と接触することがない。このため、転がり軸受１４は、高速回転での使用が可能となる。

本発明の転がり軸受の潤滑方式は、上記したグリース潤滑以外に、油潤滑、エアオイル潤滑など、どのような方法を採用してもよい。また、本発明の転がり軸受は、玉軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受、針状ころ軸受など、いずれの形式であってもよい。

以下に実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。

実施例および比較例に用いる原材料を一括して以下に示す。また、配合割合を表１および表２に示す。
（Ａ）合成樹脂
ポリアミド６樹脂：東レ社製；アミランＣＭ１０１７
ポリアミド６−６樹脂：東レ社製；アミランＣＭ３００７
ポリアミド９−Ｔ樹脂：クラレ社製；ジェネスタＮ１０００Ａ
ポリメタキシレンアジパミド樹脂：三菱エンジニアリングプラスチック社製；レニー６００２
（Ｂ）ガラス繊維
ガラス繊維１（異形断面）：日東紡績社製；ＣＳＧ３ＰＡ−８２０（断面のアスペクト比１：４）
ガラス繊維２（異形断面）：日東紡績社製；ＣＳＨ３ＰＡ−８７０（断面のアスペクト比１：２）
ガラス繊維３（丸断面）：オーウェンスコーニング社製；０３ＪＡＦＴ７５６（平均径約１０μｍ）
（Ｃ）無機充填材
マイカ１（板状）：レプコ社製；Ｓ−３２５（平均粒子径２７μｍ）
マイカ２（板状）：レプコ社製；Ｗ−２０Ｈ（平均粒子径１４μｍ）
ワラストナイト（針状）：関西マテック社製；ＫＴＰ−Ｎ０１

実施例１〜実施例１２、比較例１〜比較例９、参考例１〜参考例３
表１および表２に示す組成で各材料を２軸混練押し出し機を用いて溶融混練し、ペレタイザーを用いてペレット化した。混練実験で得られたペレットを乾燥後、射出成形機で１号ダンベル（ＪＩＳ Ｋ ７１１３）に成形し、曲げ試験（３点曲げ；ＪＩＳ Ｋ ７１７１）に呈した。曲げ強さ、曲げ弾性率、吸水後の試験片の曲げ弾性率（ＩＳＯ ６２；２３℃で水中に２４時間浸漬）を表１および表２に示す。

また、表１および表２に示す組成の材料について、以下に示す保持器成形試験に供し、保持器試験片を得た。その成形性を評価した後、玉軸受（呼び番号６０８ＺＺ：ＮＴＮ社製深溝玉軸受、外径２２ｍｍ、内径８ｍｍ、幅７ｍｍ、両側鉄板シールド）に組み込み、軸受試験片を得た。得られた軸受試験片を以下に示す冠型保持器の高速回転試験に供し、高速回転性を評価した。これらの結果を表１および表２に併記する。

＜保持器成形試験＞
表１および表２に示す組成の材料を用いて、射出成形により、図１および図２に示す形状の玉軸受（呼び番号６０８、外径２２ｍｍ、内径８ｍｍ、幅７ｍｍ）用冠型保持器の保持器試験片を得た。成形後のポケット部を目視または光学顕微鏡による観察した。ポケット爪部にクラックや白化が確認されなかったものを成形性に優れると評価して「○」印を、クラックや白化が確認されたものを成形性に劣ると評価して「×」印を記録した。

＜冠型保持器の高速回転試験＞
射出成形で得られた軸受保持器を１５０℃、３時間のアニール処理後、８０℃、９５％ＲＨの恒温恒湿槽内で３時間の調湿処理を行い玉軸受（呼び番号６０８）に組み込んだ。軸受にグリース（協同油脂社製マルテンプＳＲＬ）を空間体積比で１０体積％封入し、試験軸受とし、荷重Ｆｒ＝３ｋｇｆ、回転数１４００００ｒ／ｍｉｎ、室温（２５℃）にて高速運転した。この条件で２０分以上運転可能であったものを高速回転性に優れると評価して「○」印を、高速回転で保持器が変形し、外輪などとの接触によって樹脂が融解したものを高速回転性に劣ると評価して「×」印を記録した。また、調湿処理をしない場合も、同様の冠型保持器の高速回転試験を行なった。

＜総合評価＞
上述の保持器成形試験および冠型保持器の高速回転試験（調湿処理なし）のいずれも「○」印であったものを総合的に優れると評価して「○」印を、いずれかが「×」印であるものを劣ると評価して「×」印を記録した。

表１に示すように、各実施例では、高い曲げ強度および高い曲げ弾性率を有し、高速回転でも好適に使用可能な保持器が射出成形により得られた。

＜もみ抜き型保持器の高速回転試験＞
実施例１〜４および比較例１、３、６、７に示す組成の材料を用いて、図３に示す形状の保持器を素形材成形に続く、切削加工にて準備した。これを、外径６．３５ｍｍ、内径３．１７５ｍｍ、幅２．３８ｍｍのミニアチュア玉軸受に組み込み、潤滑油として鉱油（ＶＧ３２）を１０μｌ滴下し、試験軸受とした。次に、試験軸受をエアタービンハンドピースに装着し、給気圧２．４ｋｇ／ｃｍ^３、給気量２６Ｌ／分で回転させ、最大許容回転数が４０００００ｒ／ｍｉｎ以上であったものに「○」印を、それ以下の回転数で保持器が融解・破損したものに「×」印を記録した。結果を表３に示す。

＜スナップ型保持器の組み立て試験＞
実施例１〜４および比較例１、３、４、６、７に示す組成の材料を用いて、図４に示す形状の保持器部品を射出成形にて用意した。この保持器部品２個をスナップフィットにより組み立て、波型樹脂保持器とし、分解・切断後に爪部の破損の有無を確認した。白化や破損のないものに「○」印、白化または破損が生じたものに「×」印を記録した。結果を表３に併記する。

＜高速モータ用軸受試験（スナップ型保持器を使用）＞
上記スナップ型保持器の組み立て試験で得られた波型樹脂保持器をＺシールド深溝玉軸受（呼び番号：６３０８Ｚ、外径９０ｍｍ、内径４０ｍｍ、幅２３ｍｍ）に組み付け、試験軸受とした。１８０００ｒ／ｍｉｎで軸受を回転したときの軸受外輪における温度上昇を測定し、室温からの温度上昇が３０℃以内であったものを変形による他部品との干渉がないものとして「○」印を、温度上昇が３０℃以上であったものを他部品との干渉を起こしたとして「×」印を記録した。結果を表３に併記する。

表３に示すように、各実施例の材料を用いて成形した、もみ抜き型保持器、スナップ型保持器は、いずれも高速回転用途に適用可能であることが分かる。また、各実施例の材料を用いて成形したスナップ型保持器では、スナップフィットによる組み立て時の爪部の白化や破損を防止できることが分かる。

本発明の転がり軸受用保持器は、使用時において高速回転に耐え得る高い弾性率を有しながら、射出成形性などを損なわず、無理抜きを含む射出成形でも成形可能であるので、高速回転用転がり軸受の保持器として好適に利用できる。

１ 保持器
２ 保持器本体
３ 保持爪
４ 転動体保持用ポケット
５ 平坦部
６ 保持器本体
７ 転動体保持用ポケット
８ 環状体
９ 結合部
１０ 転動体保持部
１１ ポケット
１４ 転がり軸受
１５ 内輪
１６ 外輪
１７ 転動体
１８ 冠型保持器
１９ シール
２０ 潤滑グリース

Claims (8)

1. 合成樹脂と、異形断面を有するガラス繊維と、板状または鱗片状の無機充填材とを含む樹脂組成物を射出成形してなる樹脂製の転がり軸受用保持器であって、
   前記合成樹脂が、少なくとも芳香族ポリアミド樹脂を含むポリアミド樹脂であり、
   前記ガラス繊維および前記無機充填材の合計配合量が前記樹脂組成物全体に対して６０〜７０重量％であり、かつ、前記無機充填材の配合量が前記樹脂組成物全体に対して１０〜２０重量％であることを特徴とする転がり軸受用保持器。
2. 前記樹脂組成物が、２３℃で２４時間水中浸漬後の吸水率が１．０％以下であ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
3. 前記無機充填材の平均粒子径が１〜３０μｍであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の転がり軸受用保持器。
4. 前記ガラス繊維の異形断面におけるアスペクト比（該断面における長径：短径）が、１：１．５〜５であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項記載の転がり軸受用保持器。
5. 前記転がり軸受用保持器が、冠型の保持器であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項記載の転がり軸受用保持器。
6. 前記転がり軸受用保持器が、もみ抜き型の保持器であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項記載の転がり軸受用保持器。
7. 前記転がり軸受用保持器が、前記樹脂組成物を成形してなる２枚の環状体を結合してなり、各環状体は、係合孔および係合爪からなる係合部と、複数の半球状の転動体保持部とを有し、該係合部において、一方の環状体の係合爪が他方の環状体の係合孔に相互に挿入されて結合状態とされていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項記載の転がり軸受用保持器。
8. 内輪および外輪と、この内・外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体を保持する保持器とを備える転がり軸受であって、
   前記保持器が、請求項１ないし請求項７のいずれか一項記載の転がり軸受用保持器であることを特徴とする転がり軸受。

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