JP7240122B2 - 転がり軸受用保持器、および転がり軸受 - Google Patents
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Description
同様に、高温下で使用される転がり軸受においても、高温下では、保持器の剛性が低下し、遠心力等の外力によって保持器が変形するおそれがある。昨今の自動車の低燃費化に向けた軽量化、コンパクト化に伴い、軸受に対する高温特性への要求も高まっている。
樹脂組成物A:PA4T単位を主成分とするポリアミドAをベース樹脂とした樹脂組成物(DSM社製ForTii Ace MX51、Tg160℃、Tm335℃、ガラス繊維30%添加グレード)
樹脂組成物B:PA4T単位を主成分とするポリアミドAをベース樹脂とした樹脂組成物(DSM社製ForTii K11、Tg125℃、Tm325℃、ガラス繊維30%添加グレード)
PA66:東レ社製アミランCM3001
PA46:DSM社製スタニールTW300
PPS樹脂:DIC製FZ2100
PA9T:クラレ社製ジェネスタN1000
ガラス繊維(GF):旭ファイバーグラス社製03JAFT692(平均繊維径10μm、平均繊維長3mm)
上記原材料を表1に示す割合で配合した樹脂組成物を用いて、実施例と比較例の各試験片を作製し、各種の試験を実施した。組成物の製造には二軸押出機を用いた。ガラス繊維は折損を防止するために定量サイドフィーダーを用いて供給し、押し出して造粒した。得られた成形用ペレットを用い、インラインスクリュー式射出成形機にて成形し、ダンベル試験片(ISO527)、アンギュラ玉軸受用保持器(外径93mm、内径88mm、幅13mm)とした。なお、保持器の形状は図2に示すもみ抜き型保持器とした。
室温と150℃での保持器の引張り強さを確認するため、実施例および比較例のダンベル試験片を用いて保持器引張試験を実施した。保持器引張試験は、島津製作所社製の引張試験機(オートグラフAG50KNX)を用いて10mm/minの引張速度で行なった。結果を表1に示す。
アンギュラ玉軸受を使用してdm・n値80×104まで順次回転数を上げていく軸受試験を実施した。実施例および比較例の保持器を組み込み、潤滑剤としてのグリースを封入し、両側に非接触型シールを設けて密封したアンギュラ玉軸受を用いて軸受温度試験を行なった。試験では外輪温度を測定し、その上昇温度が、精度や耐久性を鑑み、30℃までを基準とし、30℃未満を合格、30℃以上温度が上昇したものを不合格とした。結果を表1に示す。
上記原材料を表2に示す割合で配合した樹脂組成物を用いて、実施例と比較例の円すいころ軸受用保持器を作製し、各種の試験を実施した。成形後、80℃、95%相対湿度の雰囲気にて調湿処理を実施し、吸水させたものについて各試験を実施した。得られた保持器の調湿前後の質量から以下に示す算出式により吸水率を測定した。結果を表2に示す。
保持器を150℃のギヤ油中に1000時間浸漬した後の室温下における引張破壊強さを測定した。保持器引張試験には、保持器からポケット部3つ分だけを切断した試験用切片を用いた。図12に示すように、室温下において、試験用切片51の真ん中のポケット部に一対の治具52の突起を挿入した状態で、冶具52の突起を互いに離間する方向に引っ張った際の引張破壊強さを測定した。測定は島津製作所社製の引張試験機(オートグラフAG50KNX)を用いて10mm/minの引張速度で行なった。測定した1000時間浸漬した後の引張破壊強さと、1000時間浸漬する前の引張破壊強さ(初期値:上記保持器引張試験の室温下における引張破壊強さ)とから以下に示す算出式により保持率を測定した。結果を表2に示す。
作製した保持器を円すいころ軸受に組み付け、その際における保持器の破損や白化を観察した。具体的には、保持器のポケット部に複数の円すいころをそれぞれ仮入れし、この状態で内輪を小径側端部側から軸方向に沿って圧入することによって、保持器を内輪に組み付けた。この組み付け時におけるウエルド部での割れやポケット部の白化の有無を評価した。結果を表2に示す。
上記原材料を表3に示す割合で配合した樹脂組成物を用いて、実施例と比較例の円筒ころ軸受用保持器を作製し、各種の試験を実施した。インラインスクリュー式射出成形機にて、スライドコア方式によって図7に示すような形状(外径寸法36mm、内径寸法30mm、幅19mm)の保持器を得た。得られた保持器について80℃、95%相対湿度の雰囲気にて調湿処理を実施し、吸水させたもので各試験を実施した。吸水率は上記式(1)で算出した。結果を表3に示す。
上述したように、スライドコア方式による製造では、離型時に無理抜きが生じる。無理抜き試験では、柱部の外径側端部(無理抜き部)の欠けや、割れ(特にウエルド部)、樹脂の白化を評価した。いずれも発生しなかった場合を「なし」とし、いずれかが発生した場合を「あり」とした。結果を表3に示す。
保持器の破壊強さ(ウエルド部の引張強度)、耐油性、耐熱性を確認するため、作製した保持器を用いて保持器引張試験を実施した。測定は島津製作所社製の引張試験機(オートグラフAG50KNX)を用いて10mm/minの引張速度で行なった。保持器を150℃のギヤ油中に1000時間浸漬する前の引張破壊強さ(初期値)と1000時間浸漬した後の引張破壊強さをそれぞれ測定し、上記式(2)で算出した。結果を表3に示す。
作製した保持器をN形の円筒ころ軸受に組み付け、その際における保持器の破損(欠けや割れ)、白化を観察した。具体的には、保持器のポケット部の外径側から複数の円筒ころを組み込み、この際の外径側端部での欠けや、割れ(特にウエルド部)、樹脂の白化の有無を評価した。いずれも発生しなかった場合を「なし」とし、いずれかが発生した場合を「あり」とした。結果を表3に示す。
上記原材料を表4に示す割合で配合した樹脂組成物を用いて、実施例と比較例のアンギュラ玉軸受用保持器を作製し、各種の試験を実施した。インラインスクリュー式射出成形機にて、所望の保持器形状(外径寸法93mm、内径寸法88mm、幅13mm)とした。図2に示すもみ抜き型保持器とした。成形後、80℃、95%相対湿度の雰囲気にて調湿処理を実施し、吸水させたものについて各試験を実施した。吸水率は上記式(1)で算出した。結果を表4に示す。
作製した保持器をそれぞれアンギュラ玉軸受に組み込んだ。保持器の案内方式は、外輪案内方式とした。アンギュラ玉軸受を定圧予圧で組み立て、ビルトインモータを内蔵したスピンドル装置とした。軸受の潤滑方式はエアオイル潤滑とした。装置内のビルトインモータを駆動させることで主軸を回転させ、順次回転数を上げていく軸受温度試験を実施した。軸受内部の昇温によって保持器が溶融した時点で試験を停止し、その際のdm・n値を記録した。なお、dm・n値300×104でも溶融しなかった場合を「なし」とした。結果を表4に示す。
2 内輪
3 外輪
4 玉
5、5’ 保持器
6 ポケット部
7 ウエルド部
8 保持爪
9 ポケット部
10 平坦部
11 円すいころ軸受(転がり軸受)
12 内輪
13 外輪
14 円すいころ
15 保持器
16 大径リング部
17 小径リング部
18 柱部
19 ポケット部
21 円筒ころ軸受(転がり軸受)
22 内輪
23 外輪
24 円筒ころ
25 保持器
26 リング部
27 柱部
28 ポケット部
29 スライドコア
Claims (12)
- 樹脂組成物を射出成形してなる転がり軸受用保持器であって、
前記樹脂組成物は、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と、1,4-ブタンジアミンを主成分とするジアミン成分とからなるポリアミド樹脂をベース樹脂とし、これにガラス繊維を配合してなる組成物であり、
前記樹脂組成物は、前記ガラス繊維を前記樹脂組成物全体に対して15~40質量%含み、
前記ポリアミド樹脂は、ガラス転移温度が120℃以上であり、融点が300℃以上であり、
前記樹脂組成物からなる成形体の150℃における引張り強さ(ISO527に準拠)が100MPa以上であり、
前記転がり軸受用保持器を150℃の油中に1000時間浸漬した後の室温下における引張破壊強さの保持率(%)[=1000時間浸漬後の引張破壊強さ/1000時間浸漬前の引張破壊強さ×100]が91%以上であることを特徴とする転がり軸受用保持器。 - 前記ポリアミド樹脂は、前記ジアミン成分として1,6-ヘキサンジアミンを含み、
前記ポリアミド樹脂が、テトラメチレンテレフタルアミド単位と、ヘキサメチレンテレフタルアミド単位を構成単位として含む共重合ポリアミド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。 - 前記ポリアミド樹脂は、構成単位として、前記テトラメチレンテレフタルアミド単位および前記ヘキサメチレンテレフタルアミド単位以外の芳香族ポリアミドのモノマー単位、および、脂肪族ポリアミドのモノマー単位の少なくともいずれかをさらに含む共重合ポリアミドであることを特徴とする請求項2記載の転がり軸受用保持器。
- 前記ポリアミド樹脂は、構成単位として、前記芳香族ポリアミドのモノマー単位を含み、
前記芳香族ポリアミドのモノマー単位が、テトラメチレンイソフタルアミド単位、ヘキサメチレンイソフタルアミド単位、オクタメチレンテレフタルアミド単位、ノナメチレンテレフタルアミド単位、デカメチレンテレフタルアミド単位、ウンデカメチレンテレフタルアミド単位、ドデカメチレンテレフタルアミド単位、メタキシリレンアジパミド単位、またはメタキシリレンセバカミド単位であることを特徴とする請求項3記載の転がり軸受用保持器。 - 前記ポリアミド樹脂は、構成単位として、前記脂肪族ポリアミドのモノマー単位を含み、
前記脂肪族ポリアミドのモノマー単位が、カプロアミド単位、オクタンアミド単位、デカンアミド単位、ウンデカンアミド単位、ドデカンアミド単位、テトラメチレンアジパミド単位、テトラメチレンスベラミド単位、テトラメチレンセバカミド単位、テトラメチレンドデカミド単位、ヘキサメチレンアジパミド単位、ヘキサメチレンセバカミド単位、ヘキサメチレンドデカミド単位、またはデカメチレンセバカミド単位であることを特徴とする請求項3または請求項4記載の転がり軸受用保持器。 - 前記ポリアミド樹脂は、構成単位として、テトラメチレンテレフタルアミド単位と、ヘキサメチレンテレフタルアミド単位と、脂肪族ポリアミドのモノマー単位とを含む共重合ポリアミドであり、
前記脂肪族ポリアミドのモノマー単位の総量は、前記ポリアミド樹脂全体におけるモノマー単位の総モル数に対して、5~25モル%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。 - 前記転がり軸受用保持器が、円すいころ軸受に用いられ、大径リング部と、小径リング部と、これらを連結する複数の柱部とを備えてなり、前記円すいころ軸受に組み付ける際に、弾性変形を経て組み込まれることを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項記載の転がり軸受用保持器。
- 前記転がり軸受用保持器が、円筒ころ軸受に用いられ、一対のリング部と、これらを連結する複数の柱部とを備えてなり、
前記転がり軸受用保持器は、前記柱部の外径側端部に、射出成形における離型時の無理抜き部を有することを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項記載の転がり軸受用保持器。 - 150℃以上の高温の油中で使用されることを特徴とする請求項7または請求項8記載の転がり軸受用保持器。
- 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から請求項9までのいずれか1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。 - 前記転がり軸受が、dm・n値が80×104以上の高速回転で使用される軸受であることを特徴とする請求項10記載の転がり軸受。
- 前記転がり軸受が、エアオイル潤滑またはオイルミスト潤滑で潤滑される転がり軸受であることを特徴とする請求項10または請求項11記載の転がり軸受。
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