JPH09133137A - 玉軸受用保持器と玉軸受 - Google Patents

玉軸受用保持器と玉軸受

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Publication number
JPH09133137A
JPH09133137A JP7286184A JP28618495A JPH09133137A JP H09133137 A JPH09133137 A JP H09133137A JP 7286184 A JP7286184 A JP 7286184A JP 28618495 A JP28618495 A JP 28618495A JP H09133137 A JPH09133137 A JP H09133137A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cage
ball bearing
synthetic resin
lubricating oil
potassium titanate
Prior art date
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Pending
Application number
JP7286184A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeki Maehara
茂樹 前原
Mamoru Aoki
護 青木
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.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP7286184A priority Critical patent/JPH09133137A/ja
Publication of JPH09133137A publication Critical patent/JPH09133137A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • F16C33/38Ball cages
    • F16C33/44Selection 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
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/38Ball cages
    • F16C33/41Ball cages comb-shaped
    • F16C33/412Massive or moulded comb cages, e.g. snap ball cages
    • F16C33/414Massive or moulded comb cages, e.g. snap ball cages formed as one-piece cages, i.e. monoblock comb cages
    • F16C33/416Massive or moulded comb cages, e.g. snap ball cages formed as one-piece cages, i.e. monoblock comb cages made from plastic, e.g. injection moulded comb cages

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転に要するトルク並びにトルク変動を抑
え、しかも発塵量並びに音響の低い玉軸受の耐久性を向
上させる。 【構成】 合成樹脂製の保持器7により玉5、5を転動
自在に保持する。この保持器7を構成する合成樹脂中に
は、チタン酸カリウムウィスカを、補強材として含有さ
せる。細く、短いチタン酸カリウムウィスカは、合成樹
脂の流動性を低下させない為、所望形状でしかも十分な
強度を有する保持器7を得られる。又、チタン酸カリウ
ムウィスカの有する自己潤滑性により、トルク並びにト
ルク変動の低減と耐久性の向上とを図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明に係る玉軸受は、ハード
ディスクドライブ(HDD)、ビデオテープレコーダ
(VTR)、ディジタルオーディオテープレコーダ(D
AT)、レーザビームプリンタ(LBP)等の回転支持
部分に組み込んだ状態で使用する。又、本発明に係る玉
軸受用保持器は、この様な玉軸受に組み込んで使用す
る。
【0002】
【従来の技術】各種回転部分を支持する為に、図1に示
す様な玉軸受が広く使用されている。この玉軸受は、外
周面に内輪軌道1を有する内輪2と、内周面に外輪軌道
3を有する外輪4とを同心に配置し、上記内輪軌道1と
外輪軌道3との間に複数個の玉5、5を転動自在に設け
る事により構成されている。上記外輪4の両端部内周面
には、それぞれ円輪状のシール板6、6の外周縁を係止
し、両シール板6、6によって、上記玉5、5設置部分
に存在するグリースや発生したダスト(発塵)が外部に
漏洩したり、或は外部に浮遊する塵芥がこの設置部分に
進入したりするのを防止している。
【0003】又、上記複数個の玉5、5は、図2〜3に
示す様な保持器7に、転動自在に保持されている。この
保持器7は、合成樹脂を射出成形する事により、一体に
形成されている。例えば、図1〜3に示した保持器7は
冠型と呼ばれるもので、この保持器7は、円環状の主部
8と、この主部8の片面に設けられた複数組のポケット
9、9とを備えている。各ポケット9、9は、互いに間
隔をあけて配置された1対の爪片10、10から成る。
各ポケット9、9を構成する1対の爪片10、10の互
いに対向する面は、互いに同心の球状又は円筒状の凹面
をなしている。上記各玉5、5は、各爪片10、10の
間隔を弾性的に押し広げつつ、上記1対の爪片10、1
0の間に押し込む事により、各ポケット9、9に転動自
在に保持する。
【0004】上述の様な保持器7の強度を確保する為に
従来は、この保持器7を構成する合成樹脂中に繊維を混
入していた。一般的には、66ナイロン等のポリアミド
樹脂中にガラス繊維を10〜25容量%混入したもの
を、上記保持器7の材料として使用していた。ところ
が、現在得られるガラス繊維は直径が9〜14μm程度
と太く、長さも0.2〜0.7mm程度と長い。従って、
比較的大きな保持器7を構成する場合には良いが、小型
(例えば外径が22mm以下の小径)の玉軸受に組み込
む、小径の保持器7を成形するには問題があった。具体
的には、上記主部8の一部で上記各ポケット9、9の底
部に対応する薄肉部分、或は上記各爪片10、10の先
端の薄肉部分に於ける合成樹脂の流動性が低下し、これ
ら各部分の成形性が悪くなる(形状安定性を確保できな
い)。従って、ガラス繊維を混入した合成樹脂により小
径の保持器7を造る際には、この合成樹脂の流動性を確
保すべく、上記ガラス繊維の割合(混入率)を低く抑え
なければならない。一方、ガラス繊維の混入率を低くす
ると、得られる保持器7の強度を確保する事が難しくな
る。具体的には、必要な強度を確保すべく、上記各薄肉
部分の肉厚を大きくしなければならず、保持器7の小型
軽量化を図りにくくなる。
【0005】又、ポリアミド樹脂及びガラス繊維自体に
は、軸受鋼製の玉5、5との間の摺動特性を向上させる
性質が少ない(自己潤滑性が乏しい)為、そのままでは
上記各ポケット9、9の内面と上記各玉5、5の転動面
との間の摩擦係数を低く抑える事ができない。この為従
来は、特開平6−249244号公報に記載されている
様に、40℃での粘度が10〜150mm2/s の潤滑油
を、保持器7の重量に対して0.1〜1.0重量%含浸
させる事により、この保持器7を組み込んだ玉軸受の回
転に要するトルク、そのトルク変動、発塵量、軸受音響
を小さくしている。又、この特開平6−249244号
公報に記載された発明によれば、保持器に含浸した潤滑
油が長期間に亙って染み出すので、長期間に亙って良好
な潤滑が行なわれ、優れた耐久性を得られる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平6−249
244号公報に記載された発明によれば、それ以前から
知られていた保持器を組み込んだ玉軸受に比べて優れた
性能を得られるが、保持器に含浸した潤滑油の大部分が
染み出した後は、トルク変動、発塵量、軸受音響に関す
る性能が悪化する事が避けられない。本発明は、この様
な事情に鑑みて、より長期間に亙って良好なトルク変
動、発塵量、軸受音響に関する性能を良好に維持でき
る、玉軸受用保持器と玉軸受を得るべく発明したもので
ある。
【0007】
【課題を解決する為の手段】本発明の玉軸受用保持器と
玉軸受のうち、請求項1に記載した玉軸受用保持器は、
チタン酸カリウムウィスカを含有した合成樹脂を射出成
形して所望形状としたものである。この所望形状として
は、前述した従来構造の様な冠型保持器の他、もみ抜き
保持器等、合成樹脂の射出成形により製造可能なあらゆ
る保持器の形状を含む。尚、チタン酸カリウムウィスカ
の混入率は、必要とする強度を得るべく設計的に定める
が、例えば合成樹脂としてポリアミド樹脂(例えばナイ
ロン66)を使用し、外径が22mm以下の小径の玉軸受
に組み込む冠型保持器を構成する場合で、5〜40容量
%程度、更に好ましくは10〜30容量%程度に規制す
る。混入率の下限値は、必要とする強度を確保する面か
ら規制し、上限値は成形性確保の面から規制する。
【0008】又、請求項2に記載した玉軸受は、前述し
た従来の玉軸受と同様に、内周面に外輪軌道を有する外
輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、上記外輪軌道
と内輪軌道との間に設けられた複数個の玉と、この複数
個の玉を転動自在に保持する合成樹脂製の保持器とを備
える。特に、本発明の玉軸受に於いては、この保持器
は、チタン酸カリウムウィスカを含有した合成樹脂を射
出成形して所望形状とし、更に粘度がVG15〜150の
潤滑油を、保持器の重量に対して0.1〜1.0重量%
含浸させたものである。尚、上記粘度の値は40℃での
ものである。
【0009】
【作用】本発明の玉軸受用保持器を構成する合成樹脂中
に混入するチタン酸カリウムウィスカは、直径が0.2
〜0.6μm程度と細く、長さが10〜20μm程度と
短い為、比較的多量に混入させた場合でも、上記合成樹
脂の流動性を悪化させる事がない。従って、合成樹脂の
強度を確保する為に十分な量のチタン酸カリウムウィス
カを混入して、しかも必要以上に大きな肉厚を持たない
保持器を、十分な形状精度で造れる。
【0010】又、チタン酸カリウムウィスカは自己潤滑
性がある為、上記玉軸受用保持器中の潤滑油がなくなっ
て、ポケット内面の摩耗が進んでも、一部のチタン酸カ
リウムウィスカがポケットの内面に露出する事で、この
ポケットの内面と玉の転動面との間の摺動特性を向上さ
せる事ができる。従って、玉が転動する事に対する抵抗
を低減して、玉軸受の回転抵抗並びにトルク変動を小さ
く抑える事ができる。更に、ガラス繊維の様に玉の転動
面を攻撃する(傷める)事がない為、発塵量、軸受音響
に関する性能を長期間に亙って良好に維持できる。
【0011】更に、請求項2に記載した玉軸受の発明に
よれば、保持器に含浸した潤滑油が長期間に亙って染み
出すので、長期間に亙って良好な潤滑が行なわれ、優れ
た耐久性を得られる。そして、上記保持器中の潤滑油が
なくなった後に於いても、上記チタン酸カリウムウィス
カの有する自己潤滑性に基づき、トルク変動、発塵量、
軸受音響に関する性能が急激に悪化する事を防止する。
尚、保持器に含浸させる潤滑油の40℃での粘度をVG1
5〜150とし、含浸量を0.1〜1.0重量%とした
のは、次の理由による。
【0012】先ず、40℃での粘度がVG15未満の場
合、保持器に含浸させた潤滑油の保持性が悪く(早期に
保持器から染み出し)、早期に潤滑油が不足する。反対
に、40℃での粘度がVG150を越える様な、高粘度の
潤滑油を使用した場合には、この潤滑油が保持器を構成
する合成樹脂中に含浸しづらくなり、この保持器中に含
浸する潤滑油が不足する。即ち、40℃での粘度がVG1
5〜150の範囲から何れの側に外れた場合にも、保持
器から玉の転動部分に供給される潤滑油が早期に不足
し、玉軸受の耐久性を損なう。そこで、保持器に含浸さ
せる潤滑油の40℃での粘度をVG15〜150とした。
【0013】次に、含浸量が0.1重量%未満の場合に
は、絶対的に潤滑油の量が不足し、保持器から玉の転動
部分に供給される潤滑油が早期に枯渇して、玉軸受の耐
久性を損なう。反対に、1.0重量%を越えて含浸させ
ても、実用上必要な耐久性向上を図れない(過度に含浸
させても初期に多量の潤滑油が滲出するので、枯渇する
までの時間は実質的に長くならない)にも拘らず、保持
器を構成する合成樹脂中に潤滑油を含浸させる為に要す
る時間が徒に長くなる。この様に、含浸時間が長くなる
と、保持器の生産効率を悪化させ、玉軸受の価格高騰の
原因となる。そこで、保持器に含浸させる潤滑油の量
を、保持器の重量に対して0.1〜1.0重量%とし
た。
【0014】
【実施例】次に、本発明の効果を確認する為に、本発明
者が行なった実験に就いて説明する。実験は、内径が5
mm、外径が13mm、幅が4mmのミニアチュア玉軸受を使
用して行なった。本発明に属する保持器7としては、補
強材としてチタン酸カリウムウィスカを10容量%混入
したポリアミド樹脂を射出成形する事により造られた、
図1〜3に示す様な冠型のものを使用した。チタン酸カ
リウムウィスカとしては、大塚化学株式会社から商品名
『ティスモ』で市販されているものを使用した。更に、
本発明に属する玉軸受(以下、本発明品とする。)を構
成する場合、この保持器7を、40℃での粘度がVG46
である、ポリアルファオレフィン系合成油である潤滑油
中に浸漬し、この潤滑油の温度を100℃に保持した状
態で、3時間放置した。この結果、上記保持器7には、
この保持器7の重量に対して0.37重量%の潤滑油が
含浸された。
【0015】又、比較の為に使用した保持器としては、
補強材としてガラス繊維を10容量%混入したポリアミ
ド樹脂を射出成形する事により造られた、図1〜3に示
す様な冠型のものを使用した。そして、この比較用の保
持器に、上述した本発明に属する保持器と同じ処理を施
して、ほぼ同量の潤滑油を含浸させた。
【0016】これら本発明に属する保持器7と比較用の
保持器とを、上述した諸元を有するミニアチュア玉軸受
に組み込んだ。そして、このミニアチュア玉軸受を、オ
イルプレーティング用の潤滑油(合成油)を溶かし込ん
だ揮発性溶媒に浸漬した後引き上げ、この揮発性溶媒を
蒸発させる事により、本発明品及び比較用の玉軸受(以
下、比較品とする。)にオイルプレーティングを施し
た。内輪2の両端面及び内周面、並びに外輪4の両端面
及び外周面に付着した潤滑油及び揮発性溶媒は、引き上
げ直後に拭き取った。溶媒中への潤滑油の混入割合は1
0容量%とした。この作業により、上記本発明品及び比
較品には3.9mm3 の合成油が付着した。
【0017】次に、この様にして得られた2種類のミニ
アチュア玉軸受の耐久性を測定した。耐久試験は、温度
が60℃、軸受予圧が2kgf の条件の下で、内輪2を3
600r.p.m.で20000時間回転させる事により行な
った。この耐久試験の結果、アンデロン値がMideum Ban
d 、High Band の何れか一方でも3を越えた場合に、そ
の玉軸受が寿命に達したものと判定する事にした。この
結果を、図4に示す。図4の(A)はMideum Band のア
ンデロン値の変化を、(B)はHigh Band のアンデロン
値の変化を、それぞれ表わしている。又、図4で+は本
発明品のアンデロン値を、□は比較品のアンデロン値
を、それぞれ表わしている。
【0018】この図4から明らかな通り、ポリアミド樹
脂製の保持器7の補強材として、ガラス繊維に代えてチ
タン酸カリウムウィスカを使用する事により、軸受音響
に関する性能を向上させる事ができる。尚、他の特性、
即ちトルク変動、発塵量に関する性能も、ガラス繊維を
使用した比較用の保持器を用いた比較品と同等若しくは
それ以上の性能を発揮する事は勿論である。又、上述の
実験では、保持器7に潤滑油を含浸させる作業を、この
保持器7を射出成形した後に行なっているが、予め潤滑
油を混入した材料(チタン酸カリウムウィスカを混入し
たポリアミド樹脂等の合成樹脂)を射出成形する事によ
り、保持器7に潤滑油を含浸させる事もできる。又、使
用する合成樹脂としては、上記ポリアミド樹脂の他、ポ
リフェニレンサルファイド(PPS)、ポリアセタール
(POM)等、従来から合成樹脂製保持器を構成する為
に使用されていた他の合成樹脂でも良い。
【0019】
【発明の効果】本発明の玉軸受用保持器と玉軸受は、以
上に述べた通り構成され作用する為、回転に要するトル
クを低減させると共にこのトルクの変動を小さくし、且
つ発塵量並びに音響の低減を図れる玉軸受の耐久性を、
飛躍的に向上させる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の対象となる玉軸受の1例を示す断面
図。
【図2】保持器の1例を示す半部拡大平面図。
【図3】同じく拡大斜視図。
【図4】耐久試験の結果を示す経過時間と音響特性との
関係を示す線図。
【符号の説明】
1 内輪軌道 2 内輪 3 外輪軌道 4 外輪 5 玉 6 シール板 7 保持器 8 主部 9 ポケット 10 爪片

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チタン酸カリウムウィスカを含有した合
    成樹脂を射出成形して所望形状とした玉軸受用保持器。
  2. 【請求項2】 内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周
    面に内輪軌道を有する内輪と、上記外輪軌道と内輪軌道
    との間に設けられた複数個の玉と、この複数個の玉を転
    動自在に保持する合成樹脂製の保持器とを備えた玉軸受
    に於いて、この保持器は、チタン酸カリウムウィスカを
    含有した合成樹脂を射出成形して所望形状とし、更に粘
    度がVG15〜150の潤滑油を、保持器の重量に対して
    0.1〜1.0重量%含浸させたものである事を特徴と
    する玉軸受。
JP7286184A 1995-11-02 1995-11-02 玉軸受用保持器と玉軸受 Pending JPH09133137A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7234872B2 (en) 1997-06-06 2007-06-26 Nsk, Ltd. Rolling Bearing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7234872B2 (en) 1997-06-06 2007-06-26 Nsk, Ltd. Rolling Bearing

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