JPH08145062A - 合成樹脂製保持器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】高温のギヤ油中で優れた耐油性を発揮すること
ができるとともに、靱性に優れる合成樹脂製保持器Ｈを
提供する。 【構成】直鎖型ポリフェニレンサルファイドを主成分と
し、これに強化繊維及びオレフィン系ポリマー等のエラ
ストマーを添加した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、転がり軸受、特に円
すいころ軸受に好適に用いられる合成樹脂製保持器に関
する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
耐油性が要求される転がり軸受用の保持器としては、一
般にナイロン６６やナイロン４６等の脂肪族ポリアミド
樹脂を母材とするものが使用されており、例えば、グリ
ースを潤滑剤とする円すいころ軸受用の保持器について
は、ナイロン６６を母材として、これに炭素繊維やガラ
ス繊維等の強化繊維を添加したものが多用されている。

【０００３】ところが、上記脂肪族ポリアミド樹脂は、
グリースに対する耐性（耐油性）は有するものの、極圧
添加剤を含む高温ギヤ油に対する耐性に劣ることから、
自動車のトランスミッションやデファレンシャルの内部
等、高温ギヤ油中に組み込まれる転がり軸受に用いる
と、経時劣化によって強度が著しく低下するという問題
があった。これは、高温条件下では、まずギヤ油が酸化
されてその酸性度が上昇し、この酸性加熱雰囲気下で脂
肪族ポリアミド樹脂が熱酸化されて劣化するためであ
る。したがって、脂肪族ポリアミド樹脂を母材とする保
持器の使用温度は、１２０〜１３０°Ｃが限界であっ
た。

【０００４】一方、上記脂肪族ポリアミド樹脂よりも耐
熱性及び耐油性に優れる架橋型ポリフェニレンサルファ
イド（ＰＰＳ）を保持器の母材として使用する試みがな
されている。この架橋型ＰＰＳは靱性に劣ることから、
そのままでは保持器として使用することができない。そ
こで、上記架橋型ＰＰＳを母材とし、これに強化繊維及
びエラストマーを添加した保持器が提案されている（例
えば特開平３−２９２３６６号公報参照）。この保持器
は、上記エラストマーによって靱性を向上させることが
できるので、特にアンダーカット形状を有する冠型保持
器を成形する上で好適である。即ち、上記架橋型ＰＰＳ
に強化繊維を添加しただけでは、保持器成形時の離型工
程において、アンダーカット部分に割れやクラックが発
生し易いが、上記エラストマーを添加することにより、
保持器に所望の靱性を付与することができるので、アン
ダーカット部分に割れやクラックが発生するのを防止す
ることができる。

【０００５】ところが、円すいころ軸受用の保持器の場
合、玉軸受用保持器に求められる以上に柔軟性が重要で
ある。即ち、図４に示すように、ポケットにころ２を保
持した状態で保持器３を軸受の内輪１に組み込む際に、
ころ２が内輪１の小端側鍔部１１を乗り越える必要があ
るので、保持器３を一時的に拡径させて無理嵌めする必
要がある。しかし、上記架橋型ＰＰＳに強化繊維及びエ
ラストマーを添加した保持器では、その靱性が未だ充分
でないので、上記拡径に伴って割れやクラックが発生す
るおそれがあった。この発明は上記問題点に鑑みてなさ
れたものであり、耐熱性及び耐油性に優れるとともに、
より優れた靱性を発揮することができる合成樹脂製保持
器を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するためのこの発明の合成樹脂製保持器は、潤滑油中で
使用される転がり軸受用の合成樹脂製保持器であって、
直鎖型ポリフェニレンサルファイドを主成分とし、これ
に強化繊維及びエラストマーを添加したことを特徴とす
るものである。上記の構成の合成樹脂製保持器によれ
ば、直鎖型ＰＰＳを主成分としているので、極圧添加剤
を含む高温ギヤ油に対しても優れた耐油性を発揮するこ
とができる。また、上記直鎖型ＰＰＳにエラストマーを
添加しているので、保持器に優れた靱性を付与すること
ができるとともに、強化繊維を添加しているので、保持
器としての必要強度を確保することができる。このた
め、軸受の軌道輪に組み込む際の無理嵌めにも充分耐え
得るものとなる。従って、自動車のトランスミッション
やデファレンシャル等に組み込まれる円すいころ軸受用
の保持器として特に好適となる。

【０００７】上記直鎖型ＰＰＳに分散されるエラストマ
ーとしては、オレフィン系ポリマーがより優れた靱性を
発揮することがきることから好適である。このオレフィ
ン系ポリマーとしては、低密度から高密度の各種ポリエ
チレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレンゴム
（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰ
ＤＭ）等が挙げられる。これらオレフィン系ポリマー
は、それぞれ単独で使用されるほか、２種以上を併用す
ることもできる。

【０００８】上記直鎖型ＰＰＳに添加される強化繊維と
しては、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ィスカー、グラファイトウィス
カー、炭化ケイ素ウィスカー、窒化ケイ素ウィスカー、
アルミナウィスカー等が挙げられる。これらは単独で使
用されるほか、２種以上を併用することもできる。

【０００９】上記保持器として必要な靱性及び強度を確
保するためには、全成分中に占める強化繊維の割合が、
８〜４０重量％であり、エラストマーの割合が、５〜３
０重量％であることが好ましい。全成分中に占める強化
繊維の割合が８重量％未満では、強化繊維の添加効果が
十分に発揮されず、保持器の機械的強度を十分に確保で
きないおそれがある。また強化繊維の割合が４０重量％
を超えると、保持器の柔軟性が低下して、無理嵌めによ
って割れやクラックが発生するおそれがある。一方、全
成分中に占めるエラストマーの割合が５重量％未満で
は、エラストマーの添加効果が十分に発揮されず、保持
器の靱性を十分に確保できないおそれがある。またエラ
ストマー割合が３０重量％を超えた場合には、相対的に
ＰＰＳの割合が減少するので、保持器の物理的特性や機
械的強度等の点で問題が生じるおそれがある。

【００１０】この発明の合成樹脂製保持器は、上記各成
分のほかに、例えば着色剤としての無機充填剤や、銅系
あるいは有機系の安定剤等の種々の添加剤を、従来と同
程度の割合で含有してもよい。また、この発明の合成樹
脂製保持器は、上記の各成分を溶融混練し、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した
後、従来と同様に射出成形機等を用いて成形することに
より製造される。

【００１１】

【実施例】以下に本発明を、実施例、比較例に基づき詳
述する。実施例１ 直鎖型ＰＰＳ８６．７５重量％と、エチレン・プロピレ
ン共重合体３．２５重量％と、強化繊維としてのガラス
繊維の１０．０重量％と、微少量の安定剤とを溶融混練
し、ペレタイザーでペレット化して、成形材料としての
射出成形用ペレットを製造した。そして上記射出成形用
ペレットを用いて、側面１点ゲートの射出成形により、
図４に示すような円すいころ軸受用の保持器（小端側内
径５８ｍｍ、外径６４ｍｍ、大端側内径６９ｍｍ、外径
７２ｍｍ）を製造した。

【００１２】実施例２ 直鎖型ＰＰＳ７３．５重量％と、エチレン・プロピレン
共重合体６．５重量％と、強化繊維としてのガラス繊維
の２０．０重量％と、微少量の安定剤とを溶融混練し、
ペレタイザーでペレット化して、成形材料としての射出
成形用ペレットを製造し、このペレットを使用して、実
施例１と同様な方法により、実施例１と同じ円すいころ
軸受用の保持器を製造した。

【００１３】実施例３ 直鎖型ＰＰＳ６０．２５重量％と、エチレン・プロピレ
ン共重合体９．７５重量％と、強化繊維としてのガラス
繊維の３０．０重量％と、微少量の安定剤とを溶融混練
し、ペレタイザーでペレット化して、成形材料としての
射出成形用ペレットを製造し、このペレットを使用し
て、実施例１と同様な方法により、実施例１と同じ円す
いころ軸受用の保持器を製造した。

【００１４】比較例１ ナイロン６６の６５．６重量％と、ガラス繊維の１６．
０重量％と、エラストマーとしてのＥＰＤＭの１３．４
重量％と、着色剤の５重量％と、微小量の安定剤とを溶
融混練して製造した射出成形用ペレットを使用して、実
施例１と同様な方法により、実施例１と同じ円すいころ
軸受用の保持器を製造した。

【００１５】比較例２ ナイロン６６の５２．６重量％と、ガラス繊維の３２．
０重量％と、エラストマーとしてのＥＰＤＭの１３．４
重量％と、着色剤の２重量％と、微小量の安定剤とを溶
融混練して製造した射出成形用ペレットを使用して、実
施例１と同様な方法により、実施例１と同じ円すいころ
軸受用の保持器を製造した。

【００１６】上記実施例、比較例について、以下の試験
を行った。実施例１，２、比較例１，２の保持器を、図
１及び図２に示すように、所定長さに切断し、一のポケ
ットＰ１の両側の各ポケットＰ２，Ｐ３に、一対のピン
状の治具１，２を対角状に挿入して、両治具１，２を、
図中の矢印Ｘで示すように上下に引張った際の引張強度
（Ｎ）を測定した。次に、実施例１，２、比較例１，２
の保持器を複数個用意し、１５０℃に加熱したギヤ油に
浸漬して、一定時間経過毎に、上記と同様にして耐熱後
の引張強度（Ｎ）を測定した。その測定結果を図３に示
す。

【００１７】また参考例として、スーパーエンジニアリ
ングプラスチックであるポリエーテルサルホン（ＰＥ
Ｓ）単体からなる射出成形用ペレットを使用して、実施
例１と同様な方法により製造した、実施例１と同じ円す
いころ軸受用の保持器（参考例１）、及びＰＥＳの９０
重量％に、ガラス繊維を１０．０重量％添加した射出成
形用ペレットを使用して、実施例１と同様な方法により
製造した、実施例１と同じ円すいころ軸受用の保持器
（参考例２）についても、１５０℃での耐熱後の引張試
験を行った。その結果も、実施例１，２、比較例１，２
の結果と併せて図３に示す。なお同図において−○−○
−は実施例１、−□−□−は実施例２、−△−△−は実
施例３、−●−●−は比較例１、−■−■−比較例２、
−◇−◇−は参考例１、−▽−▽−は参考例２の結果を
それぞれ示している。

【００１８】図３に示す結果より、比較例１，２の保持
器は、５００時間までに引張強度が著しく低下すること
が分かる。従って、比較例１，２の保持器は、高温の油
中で熱酸化されて劣化することが明らかである。これに
対し実施例１〜３の保持器は、１０００時間まで引張強
度が大きく低下することはなく、ＰＥＳ以上に耐油性に
優れることが確認された。

【００１９】本発明の保持器は、図４に示す通常の保持
器３以外に、図５に示すような内輪補助鍔なし円すいこ
ろ軸受５用の保持器６にも適用可能である。この保持器
６には、大端側のリブの円周方向に沿って、複数個のス
ナップ爪６１が形成されており、これを内輪大鍔８１に
フィットさせて、ころ７を内輪８に保持している。

【００２０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の合成樹脂
製保持器は、直鎖型ＰＰＳを主成分とするので、極圧添
加剤を含む高温ギヤ油に対しても優れた耐油性を発揮す
ることができる。また、上記直鎖型ＰＰＳに添加したエ
ラストマーによって、保持器に優れた靱性を付与するこ
とができるとともに、強化繊維の添加によって、保持器
としての必要強度を確保することができる。このため、
軸受の軌道輪に組み込む際の無理嵌めにも充分耐え得る
ものとなる。従って、自動車のトランスミッションやデ
ファレンシャル等に組み込まれる円すいころ軸受用の保
持器として特に好適となる。特に、全成分中に占める強
化繊維の割合が８〜４０重量％であり、エラストマーの
割合が５〜３０重量％である場合には、保持器としてよ
り好適な靱性と強度とを備えるものとなる。また、上記
エラストマーが、オレフィン系ポリマーである場合に
は、保持器としてさらに好適な靱性を備えるものとな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の保持器の引張試験方法を示す正面図
である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】実施例１，２、比較例１，２、参考例１，２の
保持器の、高温ギヤ油への浸漬時間と、引張強度との関
係を示すグラフである。

【図４】この発明の保持器を適用した円すいころ軸受の
断面図である。

【図５】この発明の保持器を適用した他の円すいころ軸
受の断面図である。

【符号の説明】

Ｈ 保持器 Ｐ１ 保持器のポケット Ｐ２ 保持器のポケット Ｐ３ 保持器のポケット １ 引張試験治具 ２ 引張試験治具

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潤滑油中で使用される転がり軸受用の合成
   樹脂製保持器であって、直鎖型ポリフェニレンサルファ
   イドを主成分とし、これに強化繊維及びエラストマーを
   添加したことを特徴とする合成樹脂製保持器。
2. 【請求項２】上記転がり軸受が、円すいころ軸受である
   請求項１記載の合成樹脂製保持器。
3. 【請求項３】全成分中に占める強化繊維の割合が８〜４
   ０重量％であり、エラストマーの割合が５〜３０重量％
   である請求項１記載の合成樹脂製保持器。
4. 【請求項４】上記エラストマーが、オレフィン系ポリマ
   ーである請求項１記載の合成樹脂製保持器。
5. 【請求項５】上記オレフィン系ポリマーが、エチレン−
   プロピレン−ジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、
   ポリプロピレン、及びポリエチレンから選択される請求
   項４記載の合成樹脂製保持器。