JPH0979267A

JPH0979267A - 転がり軸受

Info

Publication number: JPH0979267A
Application number: JP25946095A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Sugimori; 庸一郎杉森; Takahiko Uchiyama; 貴彦内山; Toshimi Takagi; 敏己高城; Michiharu Naka; 道治中
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1995-09-13
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 1997-03-25
Anticipated expiration: 2015-09-13
Also published as: JP3541860B2

Abstract

(57)【要約】【課題】長期に亘る安定した潤滑作用が得られるとと
もに、回転初期や低速回転時における潤滑性やトルク特
性に優れた転がり軸受を提供する。【解決手段】ポリアミド系樹脂組成物を所望の保持器
形状に成形してなる成形体に、アミド基との親和性を有
し、且つ炭素数６以上で、沸点１００℃以上の物質から
なる油性剤または摩耗防止剤の少なくとも一種を、前記
成形体全量に対して０．１〜１０重量％の範囲で含浸さ
せてなる保持器を組み込み、且つオイルプレーティング
を施したことを特徴とする転がり軸受。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばハードデ
ィスクドライブ（ＨＤＤ）、ビデオテープレコーダ（Ｖ
ＴＲ）、デジタルオーディオテープレコーダ（ＤＡ
Ｔ）、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）等の回転支持
部分に組み込んで使用される転がり軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】転がり軸受は、図１に示されるように、
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、内輪軌道１と外
輪軌道３との間に複数個の転動体５を転動自在に設ける
ことで構成されている。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の外周縁を係止し、両シール
板６によって転動体５の設置部分に存在するグリースや
発生したダスト（発塵）が外部に漏れたり、或いは外部
に浮遊する塵芥が転動体５の設置部分に侵入したりする
のを防止している。

【０００３】また、複数個の転動体５は、図２に示すよ
うな保持器７に、転動自在に保持されている。この保持
器７は、合成樹脂を射出することにより一体に形成され
ている。即ち、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保持部９とを備え
ている。各保持部９は、互いに間隔をあけて配置された
１対の弾性片１０から成る。各保持部９を構成する１対
の弾性片１０の互いに対抗する面は、互いに同心の球状
又は円筒状の凹面をなしている。各転動体５は、各弾性
片１０の間隔を弾性的に押し広げつつ、上記１対の弾性
片１０の間に押し込むことにより、各保持部９に転動自
在に保持される。

【０００４】一般に保持器７に使用されている材料は、
金属、又はポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリ
ブチレンテレフタレート樹脂等の射出成形可能な合成樹
脂が単体、若しくはガラス繊維、カーボン繊維、有機繊
維等で強化した合成樹脂組成物が使用されている。ま
た、特に高温耐性を考慮する場合には、耐熱性に優れる
ポリアミド樹脂や繊維補強ポリアミド樹脂が好適に使用
される。また、保持器７は転動体５を保持する機能しか
有しておらず、転がり軸受の潤滑には、潤滑油、又はグ
リース等の半固体状潤滑剤が使用されている。特にグリ
ース等の半固体状潤滑剤を使用した場合、該潤滑剤に起
因する攪拌抵抗の為、軸受により支持された軸等を回転
させる為に要するトルクが大きく、しかも回転に伴って
のトルク変動も大きくなりやすい。そこで、従来より保
持器７自体に潤滑機能を付与した転がり軸受も提案され
ている。例えば、特開昭６１−６４２９号公報には、圧
縮成形により多孔質に成形されたポリアミドイミド樹脂
にフッ素化油を含浸させた軸受保持器が開示されてい
る。また、特開平１−９３６２３号公報には、油を含有
するバインダと母材から成る含油プラスチックを成形し
た保持器を、潤滑油中に含浸させた保持器が開示されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭６１−６４２９号公報に記載された軸受保持器の場
合、保持器が多孔質であるために潤滑油の漏出が早く、
早期に潤滑作用が消失してしまう。一方、特開平１−９
３６２３号公報に記載された保持器の場合には、保持器
を形成する樹脂が予め１０重量％程度含油した含油樹脂
組成物であるために、転がり軸受用保持器のようにウエ
ルドラインが生じ易い成形品においては、射出成形時に
樹脂と潤滑油とが分離し、ウエルドライン付近の機械的
特性を著しく低下させてしまう。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、長期に亘る安定した潤滑作用が得られるととも
に、回転初期や低速回転時における潤滑性やトルク特性
に優れた転がり軸受を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の転がり軸受は、ポリアミド系樹脂組成物
を所望の保持器形状に成形してなる成形体に、アミド基
との親和性を有し、且つ炭素数６以上で、沸点１００℃
以上の物質からなる油性剤または摩耗防止剤の少なくと
も一種を、前記成形体全量に対して０．１〜１０重量％
の範囲で含浸させてなる保持器を組み込み、且つオイル
プレーティングを施したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】上述の様に、油性剤または摩耗防止剤が含浸さ
れた保持器を組み込み、かつオイルプレーティングを施
した転がり軸受は、オイルプレーティングによる潤滑作
用に加えて油性剤や摩耗防止剤の作用が付加される結
果、これらの相乗効果により回転に要するトルクおよび
トルク変動が小さく、しかも音響特性を格段に向上させ
る。更に、保持器に含浸される油性剤や摩耗防止剤は、
保持器を形成するポリアミド系樹脂との親和性を有し、
しかも炭素数や沸点を規定したことで、保持器内に保持
され易く、染み出し速度が遅く、また蒸発等による損失
が少ないため、その作用が長期間に亘って安定して発現
する。また、油性剤や摩耗防止剤の保持器への含有量を
規定したことで、潤滑不良や保持器の変形、機械的強度
の低下を防止する。これらの結果、良好な潤滑特性が長
期間に亘って維持され、軸受の耐久性を向上させる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る転がり軸受を
詳細に説明する。本発明の転がり軸受に組み込まれる保
持器は、耐熱性並びにオイルプレーティングに使用され
る潤滑油に対する耐油性に優れたポリアミド系樹脂を所
望の保持器形状に成形して得られる。このポリアミド系
樹脂の組成は特に限定されず、本発明ではポリアミドの
ホモポリマーの他、ポリアミドと該ポリアミドと相溶性
のある樹脂成分、例えばポリオレフィンとの混合樹脂組
成物、ポリアミドイミド等を好適に使用できる。中で
も、生産性やコスト面から、ＰＡ（ポリアミド）６６、
ＰＡ４６、ＰＡ６等を好適に挙げることができる。ま
た、ポリアミド系樹脂には、機械的強度の増強のため
に、潤滑性能を低下させない程度に繊維状充填材を添加
することができる。例えば、ガラス繊維、炭素繊維、ア
ラミド繊維、チタン酸カリウム繊維、アルミナ繊維、窒
化ケイ素繊維、ステンレス繊維等を挙げることができる
が、より好適にはガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維
等を例示できる。

【００１０】本発明に使用される油性剤または摩耗防止
剤は、油性向上作用または摩耗防止作用を備え、且つ上
記ポリアミド系樹脂のアミド基との親和性があり、炭素
数６以上で、沸点１００℃以上の物質であれば特に限定
されない。炭素数が６未満、もしくは沸点１００℃未満
である場合には、その油性向上作用または摩耗防止作用
自体が充分でなかったり、特に沸点が１００℃未満のも
のは蒸発等により保持器から漏出して早期に枯渇し易い
ため、軸受寿命の点で好ましくない。上記の要件を満足
する油性剤としては、例えば、ヘキシルアルコール、オ
クチルアルコール、ノニルアルコール、ラウリルアルコ
ール、オレイルアルコール、リノレインアルコールなど
の高級アルコール類、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタ
ン酸、ノナン酸、ドデカン酸、オレイン酸、リノール
酸、リノレン酸、４−イソカプロン酸、２−メチルドデ
カン酸、２−ブチルテトラデカン酸、１１−メチルオク
タデカン酸、３−メチルノナデカン酸、１０−ウンデシ
レン酸、リンデル酸などのカルボン酸類、ヘキシルアミ
ン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルア
ミン、オクタデシルアミン、イコシルアミン、ジプロピ
ルアミン、ジブチルアミン、ジヘプチルアミン、ジオク
チルアミン、ジノニルアミン、トリプロピルアミン、ト
リブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルア
ミンなどのアミン類を挙げることができる。また、摩耗
防止剤としては、例えば、ジエチルフタレート、ジブチ
ルセバケート、トリエチルホスフェート、トリクレジル
ホスフェート、トリオクチルホスフェートなどのエステ
ル類を挙げることができる。

【００１１】保持器への油性剤、摩耗防止剤の含浸は、
油性剤、摩耗防止剤からなる液中に保持器を浸漬するこ
とで実施され、その際液温や含浸時間により含浸量を制
御することができる。油性剤、摩耗防止剤の保持器への
含浸量は、保持器全量に対して０．１〜１０．０重量％
の範囲である。ここで、油性剤、摩耗防止剤の含浸量
は、絶対乾燥時（真空乾燥器中で乾燥させた保持器）と
浸漬後（保持器を浸漬して溶剤で洗浄した後）の保持器
の重量を測定し、次式により算出される。即ち、含浸量（重量％）＝｛（浸漬後の重量−絶対乾燥時の重
量）／絶対乾燥時の重量｝×１００である。前記含有量において、０．１重量％未満の場合
には、油性剤や摩耗防止剤の量が絶対的に不足してお
り、その作用が早期に消失して音響寿命に至るのが早
い。一方、油性剤、摩耗防止剤を１０．０重量％を越え
て含浸させても、増量による軸受の潤滑性の向上を図れ
ないにもかかわらず、保持器の寸法精度の低下、および
機械的特性の低下、更には回転トルクの増大を招くため
好ましくない。しかも、油性剤や摩耗防止剤の含浸に要
する時間が長くなるため、生産効率が低下して保持器の
価格高騰の原因となる。

【００１２】本発明に係る転がり軸受では、上記油性剤
と摩耗防止剤との何れか一方を保持器に含浸させてもよ
いが、両者を併用することもできる。その場合、両者の
合計で、保持器全量に対して０．１〜１０重量％となる
ように含浸させる。

【００１３】本発明に係る転がり軸受は、上記の油性
剤、摩耗防止剤を含浸させた保持器を組み込み、更に内
・外輪や転動体、保持器に潤滑油からなる油膜を塗工
（オイルプレーティング）して構成される。このオイル
プレーティングは何ら制限されるものではなく、例え
ば、鉱油や炭化水素系潤滑油、脂肪酸エステル系潤滑
油、リン酸エステル系潤滑油、ヒンダードエステル系潤
滑油、フッ素系潤滑油、シリコーン系潤滑油等を適当な
溶剤に溶解させた液中に軸受を浸漬して溶剤を蒸発させ
たり、前記液を軸受に直接噴霧する等して実施される。
また、潤滑油の付着量も特に制限されず、軸受に潤滑性
を付与できる量であればよい。

【００１４】

【実施例】以下の実施例および比較例により、本発明を
より明確にすることができる。保持器としてＰＡ６６を
射出成形して、図２に示されるような冠型保持器（内径
５ｍｍ、外径１３ｍｍ、幅４ｍｍのミニアチュア玉軸受
用）を作製し、表１に示される油性剤または摩耗防止剤
を含浸させた。含浸処理に際して、含浸温度を６５〜１
６０℃、また含浸時間を１〜８時間の範囲で適宜設定し
て保持器を浸漬することで。表１に示される含浸量とな
るように調整した。

【００１５】

【表１】

【００１６】そして、前記各保持器を内径５ｍｍ、外径
１３ｍｍ、幅が４ｍｍのミニアチュア玉軸受に組み込
み、更に前記ミニアチュア玉軸受をエステル系合成潤滑
油を３．０重量％の濃度で溶かし込んだ揮発性溶媒に浸
漬し、引き上げ後揮発性溶媒を蒸発させることでオイル
プレーティングを施して試験軸受とした。前記エステル
系合成潤滑油の付着量は、１．５ｍｍ³であった。尚、
比較のために、油性剤、摩耗防止剤以外の物質を適用し
た試験軸受、もしくは油性剤または摩耗防止剤の何れも
含有しない試験軸受を比較例９〜１１に示した。

【００１７】このようにして得られた各試験軸受を、ト
ルク試験並びに音響試験に供した。（トルク試験）トルク測定装置に試験軸受をセットし、
予圧を２ｋｇｆ付与した状態で内輪を３６００ｒ．ｐ．
ｍ．で回転させ、その時の初期トルク値をストレインゲ
ージを用いて測定した。（音響試験）予圧を２ｋｇｆ付与した状態で内輪を３６
００ｒ．ｐ．ｍ．で回転させ、回転初期におけるＭｉｄ
Ｂａｎｄ（周波数１０００Ｈｚ前後）およびＨｉＢ
ａｎｄ（周波数１０００Ｈｚ以上）のアンデロン値を計
測するとともに、周囲温度６５℃に維持して回転を継続
し、ＭｉｄＢａｎｄのアンデロン値が２．５アンデロ
ンを越えるまでの時間（音響寿命）を測定した。

【００１８】上記トルク試験並びに音響試験の試験結果
を表１に示す。表１の記載から明らかな通り、実施例１
〜１５に示される本発明の玉軸受は、比較例に示される
玉軸受に比べて、トルク特性および音響特性ともに優れ
ていることが判る。比較例において、油性剤、摩耗防止
剤の含浸量が本発明の範囲外である０．１重量％未満の
場合、絶対量の不足からそれらの作用が早期に消失し
て、音響寿命に至るのが早いことが確認された。また、
本発明で規定された油性剤や摩耗防止剤であっても、そ
の含浸量が本発明の範囲外である１０．０重量％を越え
る場合にはトルクが大きく、しかも保持器の形状変化を
もたらし、保持器としての機械的特性が著しく低下し
て、同様に早期に音響寿命に至ることが確認された。比
較例１０ではグリース潤滑であるために初期回転トルク
が大きく、また比較例１１では潤滑作用が得られず、ト
ルク特性および音響特性とも劣悪で、回転とほぼ同時に
音響寿命に至った。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る転が
り軸受によれば、オイルプレーティングによる潤滑作用
に加えて油性剤や摩耗防止剤の作用が付加される結果、
これらの相乗効果により回転に要するトルクおよびトル
ク変動が小さく、しかも音響特性を格段に向上させる。
更に、保持器に含浸される油性剤や摩耗防止剤は、保持
器を形成するポリアミド系樹脂との親和性を有し、しか
も炭素数や沸点を規定したことで、保持器内に保持され
易く、染み出し速度が遅く、また蒸発等による損失が少
ないため、その作用が長期間に亘って安定して発現す
る。また、油性剤や摩耗防止剤の保持器への含有量を規
定したことで、潤滑不良や保持器の変形、機械的強度の
低下を防止する。これらの結果、良好な潤滑特性が長期
間に亘って維持され、軸受の耐久性を向上させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】転がり軸受を示す要部断面図。

【図２】図１に示される転がり軸受の保持器を示す斜視
図。

【符号の説明】

１内輪軌道２内輪３外輪軌道４外輪５転動体６シール板７保持器８主部９保持器１０弾性片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中道治神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリアミド系樹脂組成物を所望の保持器
形状に成形してなる成形体に、アミド基との親和性を有
し、且つ炭素数６以上で、沸点１００℃以上の物質から
なる油性剤または摩耗防止剤の少なくとも一種を、前記
成形体全量に対して０．１〜１０重量％の範囲で含浸さ
せてなる保持器を組み込み、且つオイルプレーティング
を施したことを特徴とする転がり軸受。