JPH08184318A

JPH08184318A - 転がり軸受用保持器

Info

Publication number: JPH08184318A
Application number: JP33886194A
Authority: JP
Inventors: Seiji Hori; 政治堀
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1996-07-16

Abstract

(57)【要約】【目的】潤滑油の保持力に優れ、発熱が抑制され、か
つ低コストで生産できる保持器を提供する。【構成】転動体を保持するポケット５の内面を、平行
な細溝８が密に並ぶ凹凸面に形成した射出成形可能な合
成樹脂製の転がり軸受用保持器とする。細溝８は、ポケ
ット５の深さ方向に沿って延びるものとする。深溝玉軸
受の他、円筒ころ軸受や、その他の転がり軸受一般の保
持器に適用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、射出成形可能な合成
樹脂製の転がり軸受用保持器に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】近年、軸
受の保持器は、原価低減のために樹脂の射出成形化が行
われている。樹脂の射出成形では、従来、離型性を良く
するために、金型の表面をできるだけ滑らかにしてい
る。したがって、射出成形された製品の表面も滑らかに
なっている。一方、工作機械の主軸等の軸受では、高速
回転でかつ温度上昇を極力低く抑える必要があって、希
薄潤滑で使用される。しかし、保持器の表面が滑らかで
あると、潤滑油の保持力が悪く、軸受の潤滑寿命の向上
を図ることが難しい。また、転動体と保持器とは面接触
するが、接触面積が大きくて転動体の発熱を抑制するこ
とが難しい。樹脂製の保持器では、高温になりすぎる
と、変形による精度低下が生じ、軸受の円滑な回転に影
響することも考えられる。

【０００３】そのため、高速回転で使用される軸受の保
持器には、特殊材料（例えばフェノール樹脂や金属に表
面処理を施したもの）で、切削加工したものが使われて
いる。しかし、切削加工では生産性が悪いため、高価な
ものになってしまう。また、従来、保持器のポケットの
内面に油溝を形成し、潤滑油の保持性の向上を図ったも
のも提案されている（例えば実開昭５４−２７２５６号
公報）。しかし、前記の油溝はポケット内に数条程度設
けられるものであって、転動体はポケット内面と面接触
するため、接触面積の低減による発熱の低減効果は得ら
れない。

【０００４】この発明は、上記の課題を解消するもので
あり、潤滑油の保持力に優れ、発熱が抑制され、かつ低
コストで生産できる転がり軸受用保持器を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の転がり軸受用
保持器は、転動体を保持するポケットの内面を、平行な
細溝が密に並ぶ凹凸面に形成した射出成形可能な合成樹
脂製のものである。前記細溝はポケットの深さ方向に沿
って延びるものとすることが望ましい。保持器の材料と
なる合成樹脂は、各種の繊維や充填材が混合したもので
あっても良く、射出成形可能な配合であれば良い。

【０００６】

【作用】この構成の保持器によると、ポケットの内面に
密に並んで形成された細溝のため、潤滑油の保持力が高
く、しかも転動体との接触面積が低減する。そのため、
転動体と保持器との摺接による発熱が抑制され、保持器
の変形等による軸受の回転性能の低下を避けることがで
きる。前記細溝をポケットの深さ方向に沿って延びるも
のとした場合は、射出成形した時のポケット部分におけ
る離型が容易となる。

【０００７】

【実施例】この発明の一実施例を図１ないし図４に基づ
いて説明する。図３はこの実施例にかかる保持器１を使
用した転がり軸受を示す。この軸受は、内輪２と外輪３
の間に、保持器１のポケット５内に保持された鋼球製の
転動体４を介在させた深溝玉軸受からなる。保持器１は
射出成形した合成樹脂製のものであり、図１に示すよう
に円筒形の環状に形成されて、周方向複数箇所にポケッ
ト５が形成されている。ポケット５は、転動体４が嵌ま
る大きさの円形の平面形状に形成され、各ポケット５に
は保持器１の側縁に開通するスリット６が設けられてい
る。スリット６は、転動体４をポケット５に入れるとき
に保持器１の弾性変形を容易にするものである。保持器
１は、スリット６を設けずに図５のように構成しても良
い。ポケット５の断面形状は、図４（Ａ）のように円筒
面状に形成してあるが、図４（Ｂ）のように抜け止め突
部７を円筒面部分の保持器内径側の開口縁に形成しても
良い。また、ポケット５の断面形状を、図４（Ｃ）に示
すように転動体４の表面形状に沿った球面状に形成して
も良い。ただし、この場合は、ポケット部金型を径方向
へ無り抜きする必要がある。また、ポケット５の断面形
状は、図４（Ａ），（Ｂ）のように円筒面とした方が、
球形の転動体との接触が点に近くなるため、発熱が生じ
難いことなどで有利となる。

【０００８】ポケット５の内面は、図１（Ｂ）のよう
に、平行な浅い細溝８が密に並ぶ凹凸面に形成してあ
る。細溝８は、ポケット５の深さ方向に平行に延びるも
のとしてあり、したがって保持器１の半径方向に平行と
なっている。これら細溝８は、保持器１を成形する金型
におけるポケット部成形用金型に、細かい突条を設けて
おくことで、射出成形時に成形される。この場合に、ポ
ケット部成形用金型を保持器１の半径方向に抜くことに
より、離型が行える。細溝８は、この実施例ではポケッ
ト５の内面の全体に設けているが、ポケット５の内面に
細溝８による凹凸面部分を設ける区画と設けない区画と
を設けても良い。また、細溝８は、図１（Ｃ）のように
ポケット５の内面の円周方向に延びるねじ溝または環状
溝としてもよい。ねじ溝とする場合は、細目ねじよりも
細かいリードとすることが好ましい。細溝８をこのよう
にねじ溝または円周溝とした場合は、ポケット部金型を
無り抜きすることになるが、ねじ溝の場合はねじ戻し方
向にポケット部金型を回すことによっても脱型できる。

【０００９】細溝８の断面形状は、例えば図２（Ａ）〜
（Ｉ）に示すように、種々の断面形状とできる。すなわ
ち、Ｖ形断面（Ａ）、矩形断面（Ｂ）、台形断面
（Ｃ）、円弧状断面（Ｄ）、立て方向の楕円弧状断面
（Ｅ）、横方向の楕円弧状断面（Ｆ）等とでき、またこ
れらの断面形状の溝開口縁に面取部を有する断面形状
（Ｇ）〜（Ｉ）等とできる。細溝８は、金型の成形面の
突条によって成形されるため、金型の突条を加工し易い
断面形状としても良い。細溝８の溝幅Ｂおよび深さＨ
は、射出成形により成形できる寸法とすることが必要で
あり、また潤滑油保持性や転動体４との接触性の要求か
ら、溝幅Ｂは０．０５〜０．２の範囲が好ましく、０．
１〜０．１５の範囲が最も好ましい。また、深さＨは、
０．０５〜０．２の範囲が好ましく０．０７〜０．１３
の範囲が最も好ましい。細溝８の隣合う溝との間隔は、
溝幅Ｂと同程度とすることが好ましい。

【００１０】この構成の保持器１によると、ポケット５
の内面に密に並んで形成された細溝８のため、潤滑油の
保持力が高く、潤滑寿命が向上する。しかも、多数の細
溝８が形成されることによって、転動体４との接触面積
が低減し、転動体４と保持器１との摺接による発熱が抑
制される。これにより、軸受の温度上昇による軸受使用
機器への影響が低減でき、また保持器１の変形等による
軸受の回転性能の低下を避けることができる。特に、細
溝８を図１（Ｃ）のように円周方向に延びる形状とした
場合は、遠心力による潤滑油の逃げ出しに対して、一層
高い保持力が得られる。

【００１１】図６（Ａ），（Ｂ）は、各々この発明の他
の実施例を示す。同図の保持器１Ｂ，１Ｃは、いずれも
深溝玉軸受に使用される合成樹脂製の射出成形品からな
るものであり、このうち図６（Ａ）に示す保持器１Ｂは
ポケット５の平面形状を多角形としたものである。図６
（Ｂ）に示す保持器１Ｃはポケット５を保持器１の環状
部１ａから突出した突片１ｂで形成される冠形保持器と
してある。これらの保持器１のポケット５の内面も、平
行な細溝（図示せず）が密に並ぶ凹凸面に形成してあ
り、各細溝はポケット５の深さ方向となる保持器半径方
向に延びるものとしてある。図６（Ｂ）の例では、その
一部を同図（Ｃ）に示すように、図１（Ｃ）と同様に細
溝８を円周方向に延びる環状溝またはねじ溝としてもよ
い。

【００１２】図７および図８は、円筒ころ軸受の保持器
に適用した実施例である。この円筒ころ軸受は、鍔無し
の内輪１２と鍔付きの外輪１３との間に、保持器１Ｄに
保持された円筒ころからなる転動体１４を介在させて構
成される。保持器１Ｄは、射出成形した合成樹脂製のも
のであり、図７（Ａ）に示すように円筒形の環状に形成
されて、周方向複数箇所にポケット５が形成されてい
る。ポケット５は、転動体１４が嵌まる大きさの矩形に
形成され、各ポケット５の内面は、図１，図２の実施例
と同様に、平行な細溝８が密に並ぶ凹凸面に形成してあ
る。細溝８は、ポケット５の深さ方向に平行に延びるも
のとしてあり、したがって保持器１の半径方向に平行と
なっている。

【００１３】この発明は、この他、図９（Ａ）〜（Ｃ）
に各々示す円すいころ軸受用の保持器１Ｆや、自動調心
軸受用のくし形の保持器１Ｇや、針状ころ軸受用の籠形
の保持器１Ｈ等にも適用でき、また図１０に示すラジア
ル玉軸受用の保持器１Ｉや、図１１（Ａ），（Ｂ）に各
々示すスラスト玉軸受用の保持器１Ｊ、スラストころ軸
受用の保持器１Ｋ等にも適用することができる。いずれ
も、射出成形した合成樹脂製の保持器である。これらの
各保持器１の場合も、ポケット５の内面が、平行な細溝
が密に並ぶ凹凸面に形成され、またその細溝はポケット
５の深さ方向に沿って延びるものとされる。図９（Ｂ）
の保持器１Ｇや図１１（Ａ），（Ｂ）の保持器１Ｊ，１
Ｋの場合は、密に並ぶ細溝を円周方向に延びるねじ溝ま
たは環状溝としてもよい。

【００１４】次に、前記各実施例の保持器に使用される
材質例を説明する。保持器に使用する樹脂は、射出成形
可能な樹脂であれば良く、また繊維や他の充填材が混合
していても、射出形成可能な配合となっていれば良い。
保持器の材質を例示すると、次の材質が使用できる。す
なわち、フッ素系樹脂としては、ポリテトラフルオロエ
チレン（ＰＴＦＥ）、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（ＰＦＡ）や、
テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦ
Ｅ）等が用いられ、またポリアミド（ナンロン６６、ナ
イロン６）や、布入りフェノール樹脂等も使用できる。
この他に、ポリフェニレンサルファイド樹脂にオルガノ
ポリシロキサンエラストマーと繊維状強化材とを添加し
た組成物や、あるいはポリエーテルニトリル等のポリシ
アノアリールエーテル樹脂を主要成分とし、四フッ化エ
チレン樹脂、黒鉛、ガラスファイバー等の適量の充填材
を添加した材料が使用できる。

【００１５】また、耐熱性繊維を含有するパーフルオロ
アルコキシ樹脂も好ましく、耐熱性繊維５〜４０重量％
と、パーフルオロアルコキシ樹脂３０〜９０重量％と、
モリブデン粉末、モリブデン化合物粉末およびカルシウ
ム化合物粉末から選ばれる一種以上の粉末添加材５〜３
０重量％とを配合した組成物も好ましい。この場合の耐
熱性繊維の具体例としては、ガラス繊維、炭素繊維、グ
ラファイト繊維、ウオラストナイト、チタン酸カリウム
ホイスカー、シリコンカーバイトホイスカー、サファイ
アホイスカーなどの無機繊維およびホイスカー類、鋼
線、銅線、ステンレス線などの金属繊維、タングステン
心線または炭素繊維などにポロン、炭化ケイ素などを蒸
着したいわゆるボロン繊維、炭化ケイ素繊維などの複合
繊維および芳香族ポリイミド繊維などの耐熱性有機繊維
を挙げることが出来る。繊維の形態としては、射出成形
の容易さの面から、長さが１０mm以下好ましくは６mm以
下、その径は２〜１５μｍ位の繊維状の粉末であること
が望ましい。また繊維と樹脂との親和性を増加させる目
的でシランカップリング剤などの処理剤で繊維を処理し
ておくことも望ましい。

【００１６】この組成物におけるモリブデン化合物粉末
は、モリブデンの２〜６価の種々の化合物であって、た
とえば二硫化モリブデン、三酸化モリブデンなどが挙げ
られる。カルシウム化合物粉末としては、フッ化カルシ
ウム、炭酸カルシウム、酸化カルシウムなどが挙げられ
る。上記粉末およびモリブデン粉末の粒径は５０μｍ以
下であることが保持器の機械的耐久性、潤滑性を高める
うえで好ましい。ここで、パーフルオロアルコキシ樹脂
に対する上記耐熱性繊維の添加量は、成分全体の重量を
１００として、パーフルオロアルコキシ樹脂５０〜９５
重量％、耐熱性繊維５〜５０重量％であることが好まし
く、特にパーフルオロアルコキシ樹脂６０〜９０重量
％、耐熱性繊維１０〜４０重量％であることがより望ま
しい。なぜならば、耐熱性繊維の添加量が５重量％未満
のときは組成物の機械的性質、耐摩耗性の向上は殆んど
期待出来ず、また５０重量％を越える多量では成形性の
悪化とともにそれに伴う機械的性質の劣化を招き好まし
くないからである。さらに、前記２成分にモリブデン粉
末、モリブデン化合物粉末およびカルシウム化合物粉末
から選ばれる一種以上の粉末充填材を添加する場合の配
合割合は、耐熱性繊維５〜４０重量％、パーフルオロア
ルコキシ樹脂３０〜９０重量％に対して粉末充填剤５〜
３０重量％である。なぜなら、粉末充填剤の添加量が５
重量％未満の少量では潤滑性向上がみられず、３０重量
％を越える多量では保持器の機械的耐久性に好ましくな
い結果を与えるからである。

【００１７】また、上記以外の各種の充填材を添加する
こともできる。一般にその添加量は全量の１０％以下が
望ましい。このような充填材として、芳香族ポリエーテ
ルケトン系樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテ
ルサルフォン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニ
レンサルファイド樹脂、耐熱性ポリアミド樹脂、フェノ
ール系樹脂、芳香族系ポリエステル樹脂、熱可塑性ポリ
イミド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂等の有機質
耐熱性高分子材料を始めとし、グラファイトまたは亜
鉛、アルミニウム、マグネシウムなどの金属もしくは酸
化物などの熱伝導改良用無機粉末、ガラスビーズ、シリ
カバルーン、挂藻土、石綿、炭酸マグネシウム等の無機
質粉末、グラファイト、カーボン、マイカ、タルク等の
潤滑性向上用無機質粉末、および酸化鉄、硫化カドミウ
ム、セレン化カドミウム、カーボンブラック等の無機質
顔料、シリコーンオイル、エステルオイル、フッ素オイ
ル、ポリフェニレンエーテルオイル、ワックス、ステア
リン酸亜鉛などの内部滑剤的添加剤など数多くのものを
例示することができる。以上述べたパーフルオロアルコ
キシ樹脂、繊維状強化材およびその他添加剤等の混合方
法は、特に限定されるものではなく、ヘンシェルミキサ
ー、ボールミル、タンブラーミキサー等の混合機を用い
て乾式混合した後に、熱ロール、ニーダ、バンバリーミ
キサー、溶融押出機などで溶融混合して成形材料として
たとえばペレット状にし、これを射出成形機などによっ
て転がり軸受用保持器として所定の形状に溶融成形すれ
ばよい。成形条件は特に限定されることなく、パーフル
オロアルコキシ樹脂の通常の成形条件で実施すればよ
い。

【００１８】この組成物の場合の成形方法としては、所
定の割合で各素材をドライブレンドした後、二軸溶融押
出機に供給して３６０℃、スクリュー回転数１５０ｒｐ
ｍで溶融混練しながら径３mmの穴５個のストランドダイ
から押出し、押出されたストランドを連続的に切断して
ペレットを作製し、得られたペレットを射出成形機（バ
レル温度３２０〜３８０℃、金型温度２１０℃、射出圧
力８００kg／cm²）にかけて定められた保持器形状に成
形する方法等が採用できる。

【００１９】

【発明の効果】この発明の転がり軸受用保持器は、転動
体を保持するポケットの内面を、平行な細溝が密に並ぶ
凹凸面に形成したため、潤滑油の保持力が高くなって潤
滑寿命が向上し、しかも転動体との接触面積が低減し、
発熱が抑制される。また、射出成形品であるため、簡単
に安価に製造できる。細溝をポケットの深さ方向に沿っ
て延びるものとした場合は、射出成形時のポケット部分
における離型が容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明の一実施例にかかる保持器の
斜視図、（Ｂ）はその部分拡大斜視図、（Ｃ）は同部分
の変形例の斜視図である。

【図２】細溝の各種の断面形状例を示すポケット内面の
部分断面図である。

【図３】同保持器を使用した軸受の断面図である。

【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、各々同保持器の断面図、お
よびその各変形例の断面図である。

【図５】他の実施例にかかる保持器の斜視図である。

【図６】（Ａ），（Ｂ）は各々さらに他の実施例にかか
る保持器の斜視図および切欠斜視図、（Ｃ）は同図
（Ｂ）の保持器の部分拡大斜視図である。

【図７】（Ａ）はさらに他の実施例にかかる保持器の斜
視図、（Ｂ）はその部分拡大斜視図である。

【図８】同実施例の保持器を用いた軸受の断面図であ
る。

【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は、各々さらに他の実施例にか
かる保持器の斜視図である。

【図１０】（Ａ）はさらに他の実施例にかかる保持器の
断面図、（Ｂ）はその部分斜視図である。

【図１１】（Ａ），（Ｂ）は各々さらに他の実施例にか
かる保持器の斜視図である。

【符号の説明】１…保持器、１Ｂ〜１Ｋ…保持器、２…内輪、３…外
輪、４…転動体、５…ポケット、８…細溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転動体を保持するポケットの内面を、平
行な細溝が密に並ぶ凹凸面に形成した射出成形可能な合
成樹脂製の転がり軸受用保持器。
【請求項２】前記細溝を、ポケットの深さ方向に沿っ
て延びるものとした請求項１記載の転がり軸受用保持
器。