JPH11108064A - ころがり軸受用保持器 - Google Patents

ころがり軸受用保持器

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JPH11108064A
JPH11108064A JP28462697A JP28462697A JPH11108064A JP H11108064 A JPH11108064 A JP H11108064A JP 28462697 A JP28462697 A JP 28462697A JP 28462697 A JP28462697 A JP 28462697A JP H11108064 A JPH11108064 A JP H11108064A
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JP
Japan
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bearing
holding
rolling
cage
oil
Prior art date
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Withdrawn
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JP28462697A
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English (en)
Inventor
Atsumasa Nakamura
篤正 中村
Yoshinobu Akamatsu
良信 赤松
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高速,高温下で使用される小型のころがり軸受
であっても、その潤滑寿命を延ばすことのできるころが
り軸受用保持器を提供する。 【解決手段】ころがり軸受に用いられ、転動体3を保持
部7内に転動自在に保持する樹脂製の保持器4の、保持
部7の内表面7aを粗面化して凹凸部を形成し、内表面
7aの表面積を増加せしめて基油の保持力を高める。こ
れにより、軸受を高速回転で使用しても転動体3を保持
する保持部7内に基油を保持することができ、保持した
基油によって軌道面及び転動体3に油膜を形成させるこ
とができ、軸受の寿命を長くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ころがり軸受に用
いられる保持器であって、転動体を転動自在に保持する
保持器に関し、特に、高速回転する軸受に好適に用いら
れ、当該軸受の潤滑寿命を長くすることのできる保持器
に関する。
【0002】
【従来の技術】通常、ころがり軸受は、2個1対の軌道
輪と、軌道輪の軌道面上を転がる複数の転動体と、転動
体を等間隔に保持し、転動体同士の接触を防止して案内
する保持器とからなる。
【0003】図1乃至図3に、ころがり軸受の一例とし
てのラジアル玉軸受を示す。図1はこのラジアル玉軸受
の一部を示す平面図であり、図2はその矢視A−A断面
図であり、図3は保持器を示す斜視図である。
【0004】図1及び図2に示すように、このラジアル
玉軸受は、軌道輪たる外輪1及び内輪2と、この外輪1
と内輪2との間にあって、当該外輪1の軌道面1a及び
内輪2の軌道面2a上を転動する球状の転動体3と、こ
の転動体3を保持する保持器4とからなる。
【0005】図3に示すように、保持器4は、リング状
の基部5を備え、この基部5上に、前記転動体3を転動
自在に保持する1対の保持爪6,6を周方向に複数対備
えた構成を備えるものであり、1対の保持爪6間に形成
される保持部7は前記転動体3の外形と略同形状の凹形
状を備えている。
【0006】また、隣接する保持爪6の背面間にはグリ
ース溜部8が形成され、常態の使用に際して、当該グリ
ース溜部8に潤滑油たるグリースが外部から供給され、
蓄えられる。そして、グリース溜部8に蓄えれられたグ
リースからは基油が滲みだし、これが前記軌道面1a,
2a及び転動体3に供給されて油膜を形成し、この油膜
によって軌道面1a,2aと転動体3との接触部分が潤
滑される。而して、基油の供給が途絶えると、軌道面1
a,2a及び転動体3の表面に形成された油膜は、接触
部分で繰返し負荷を受け、剪断応力や発熱によって潤滑
作用が劣化し、最終的には油膜を形成できなくなって、
軌道面1a,2aと転動体3との直接接触が発生し、軌
道面1a,2a及び転動体が摩耗して軸受が寿命に至
る。
【0007】ところで、近年では、情報機器に用いられ
るHDDやLBPなどに対応した小型のミニアチュア玉
軸受と呼ばれる軸受が採用されており、このミニアチュ
ア玉軸受に向けた研究が進んでいる。このミニアチュア
玉軸受は、その受ける負荷荷重が極めて小さいことか
ら、転動疲労によって寿命に至るというよりはむしろグ
リースの枯渇によって寿命に至ることが多い。このため
従来では、高速回転に用いられる軸受に適応した高寿命
のグリースに向けた開発が進められてきた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、最近では、
情報機器の分野において更に高密度化,高速化が進んで
おり、これに伴ってこれに使用されるミニアチュア玉軸
受も更に小型化され、且つ更に高速回転に耐え、高温下
での使用に耐えうるように改良されてきている。
【0009】そして、このように小型化が進むミニアチ
ュア玉軸受においては、軸受内部の空間が従来に比べて
減少していることから、これに伴って軸受に封入しうる
グリースの量も減少しており、従来のように単にグリー
ス自体の潤滑寿命を長くするだけでは、軸受自体の寿命
を長くすることはできないという問題を生じてきてい
る。また、グリースの使用環境も更に高速,高温下とな
り、その条件が過酷である点も重なって、グリース自体
の性能を改良することによって潤滑寿命を長くすること
が困難となってきている。
【0010】本発明は、以上の実情に鑑みなされたもの
であって、高速,高温下で使用される小型のころがり軸
受であっても、その潤滑寿命を延ばすことのできるころ
がり軸受用保持器の提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段及び効果】上記目的を達成
するための本発明の請求項1に係る発明は、ころがり軸
受に用いられ、転動体を保持部内に転動自在に保持する
樹脂製の保持器であって、前記保持部の内表面を粗面化
したことを特徴とするものである。
【0012】通常、成型された樹脂製の保持器は、その
保持部の内表面が表面粗さで0.1μm(Rmax )以下
の平滑な面となっている。
【0013】上述したように、軸受内に封入されたグリ
ースから基油が滲みだし、この基油が軌道輪の軌道面及
び転動体に供給されて油膜を形成し、この油膜によって
軌道面と転動体との接触部分が潤滑される。そして、滲
みだした基油は保持器の保持部内表面にも供給され、軸
受を低速で使用した場合には、基油はその粘性によって
前記保持部内に保持されその後の潤滑に寄与する。一
方、軸受を高速で使用した場合、これに伴って保持器も
高速で回転するため、保持部内に供給された基油は、当
該内表面が平滑であるが故に、粘性のみによっては保持
され得ず、遠心力によって当該保持部内から除去され、
その後の潤滑に寄与し得なくなる。
【0014】そこで、当該発明においては、保持部内表
面を粗面化して凹凸部を形成し、内表面の表面積を増加
せしめて基油の粘性による保持力を高めるとともに、こ
れに加えて当該凹凸部の毛細管現象などによって当該基
油を保持し得るようにしたものである。したがって、こ
の保持器によれば、軸受を高速回転で使用しても転動体
を保持する保持部内に基油を保持することができ、保持
した基油によって軌道面及び転動体に油膜を形成させる
ことができ、軸受の寿命を長くすることができる。
【0015】この保持器を形成する樹脂には、例えば、
ポリアミド,ポリアセタール,ポリエチレンテレフタレ
ート,ポリブチレンテレフタレート,ポリカーボネー
ト,ポリフェニレンサルファイド,ポリエーテルサルフ
ォン,ポリエーテルイミド,ポリアミドイミド,ポリエ
ーテルエーテルケトンなどの1種又は2種以上を好適に
用いることができ、特に、請求項2に係る発明のように
ポリアミド樹脂を含むものが、樹脂耐熱性や耐油性に優
れていることから好ましい。
【0016】また、請求項3に係る発明のように、前記
保持器の保持部内表面をエッチングにより粗面化するこ
とができる。エッチングによると転動体の転動に支障と
ならないように、前記保持部内表面を均一且つ微細に粗
面化することができるので好ましい。エッチングには、
クレゾールやギ酸を用いた湿式エッチングの他に、プラ
ズマエッチング(請求項4に係る発明)などのドライエ
ッチングが含まれる。プラズマエッチングはエッチング
量の制御が容易であり、しかもエッチング精度が高く、
更に作業が容易であることから好ましい。
【0017】また、請求項5に係る発明のように、前記
保持部の内表面は、該内表面の表面粗さRと転動体の直
径dとの比R/dが7.0×10-5以上2.5×10-4
以下となるように粗面化されていることが好ましい。保
持部の内表面が粗くなりその表面積が多くなるほど、同
部における基油の保持量が多くなって潤滑にとっては良
好となるが、逆に軸受の振動が大きくなって好ましくな
い。また、軸受の寸法が大きくなると必要な基油が多く
なる。本発明者らは内表面の粗さと転動体の直径との比
が一定の範囲内にあると、基油の保持量及び軸受の振動
を好適なものとすることができることを知見した。換言
すると、内表面の表面粗さRと転動体の直径dとの比R
/dを7.0×10-5以上2.5×10-4以下とする
と、保持部における基油の保持量及び軸受の振動を好適
なものとすることができる。尚、前記内表面の表面粗さ
は、JIS B 0601に規定される最大高さ粗さ
(Rmax)で表わされる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。
【0019】まず、補強材としてグラスファイバーを2
5重量%含むポリアミド樹脂を用いて、射出成型により
JIS B 1513に規定される684番のラジアル
ボールベアリング用の保持器を成型した。
【0020】ついで、図4に示すプラズマエッチング装
置10を用いて、図3に示す保持器4における保持部7
の内表面7aをエッチングした。前記プラズマエッチン
グ装置10は、エッチングチャンバ11と、このエッチ
ングチャンバ11内に、上下に平行に設けた電極12,
13とを備えてなるものであり、電極12を介してエッ
チングチャンバ内にO2 ガスが供給され、排気部14か
らエッチングチャンバ11内のガスが排気される。排気
はエッチングチャンバ11内が0.01torr以下と
なるように行われ、30cc/minのO2 ガスをエッ
チングチャンバ11内に供給した。また、電極13には
13.56MHzの高周波電力を印加し、供給電力は8
0Wとした。
【0021】成型した前記保持器3をその保持部7が上
側となるようにして前記電極13上に載置し、処理時間
をそれぞれ2分,3分,4分,5分,10分,15分間
としてエッチングを行い、実施例1乃至6の保持器を得
た。また、エッチングを施さない保持器を比較例1とし
た。得られた保持器の保持部内表面の表面粗さRと転動
体の直径dとの比R/dを下表表1に示す。尚、表面粗
さはJIS B0601に基づいて測定した。
【0022】
【表1】
【0023】得られた実施例1乃至6の保持器及び比較
例1の保持器について、以下のように、潤滑油保持
力、振動、音響劣化の3項目について評価した。
【0024】潤滑油保持試験 実施例1乃至6の保持器及び比較例1の保持器を潤滑油
内に浸漬した後、これを取り出し、所定時間経過後これ
を30分間遠心分離機に掛けて潤滑油を除去し、給油前
の保持器重量と遠心分離後の保持器重量との差を測定し
て保持器に付着した潤滑油量を測定した。その結果を図
5に示す。尚、図5においては、実施例1乃至6の各保
持器における潤滑油付着量から、比較例の保持器におけ
る潤滑油付着量を差し引いた量を潤滑油付着増加量とし
て示している。また、前記遠心分離機の遠心加速度は2
00Gとし、潤滑油は40℃の動粘度が26 mm2/s
のものを用いた。
【0025】同図に示すように、実施例1乃至6の保持
器のいずれについても潤滑油の付着量が顕著に増加して
いた。
【0026】振動試験 上記実施例1乃至6の保持器及び比較例1の保持器を、
軌道輪(内輪及び外輪),転動体とともに組み立て、J
IS B 1513に規定される684番のボールベア
リングを組み上げた。組み上げた各ベアリングについ
て、2kgfのスラスト荷重を掛けた状態で、内輪を2
200rpmで回転させ、内輪の軸方向の振動速度を加
速度センサにより測定した。その結果を図6に示す。
【0027】同図に示すように、実施例6に係るベアリ
ングについては振動が若干大きいものの、その他の実施
例1乃至5に係るベアリングの振動は、比較例1に係る
ベアリングの振動と略同等の16dBであった。
【0028】音響劣化試験 上記振動試験におけると同様にして組み上げた各ベアリ
ングに潤滑油(40℃の動粘度が26 mm2/s)を注
射器で0.1 mm3給油した後、各ベアリングを所定の
試験機に組み込み、回転数を20000rpm、アキシ
アル荷重を0.9kgfとし、100℃の温度下で2時
間回転させる負荷運転を行い、その後ベアリングを回転
数3600rpmで回転させて、発生する音響を精密騒
音計(NA−41、リオン社製)で測定した。測定結果
を図7に示す。
【0029】同図に示すように、実施例2乃至6に係る
ベアリングは音響劣化を示しておらず、その耐久性に優
れていることが判る。また、実施例1に係るベアリング
は、実施例2乃至6に係るベアリングに比べると劣化の
傾向にあるものの、比較例1に係るベアリングに比べる
とその劣化状態は改善されている。
【0030】以上のように、保持器の保持部内表面を粗
面化して凹凸を大きくすると、同部における潤滑油の保
持力が増し、これによってベアリングの寿命を延すこと
ができる。一方、保持部内表面を粗面化して凹凸を大き
くすると、ベアリングの振動が大きくなる傾向にあり、
これらを総合的に考慮すると、内表面の表面粗さRと転
動体の直径dとの比、即ち、R/dを7.0×10-5
2.5×10-4の範囲内にすると、ベアリングの振動及
び寿命の両面においてこれを適正にすることができ、特
に好ましい。
【0031】尚、この実施例ではラジアルボールベアリ
ングについて説明したが、本発明の対象となるころがり
軸受がこれに限られるものでないことは言うまでもない
ことである。
【図面の簡単な説明】
【図1】ラジアル玉軸受の一部を示す平面図である。
【図2】図1におけるその矢視A−A方向の断面図であ
る。
【図3】ラジアル玉軸受に用いられる保持器を示す斜視
図である。
【図4】プラズマエッチング装置を示す概略図である。
【図5】実施例に係る保持器の潤滑油付着増加量を示す
グラフである。
【図6】実施例及び比較例に係るベアリングの振動状態
を示すグラフである。
【図7】実施例及び比較例に係るベアリングの音響劣化
状態を示すグラフである。
【符号の説明】
1 外輪 1a 軌道面 2 内輪 2a 軌道面 3 転動体 4 保持器 5 基部 6 保持爪 7 保持部 7a 内表面 8 グリース溜部 10 プラズマエッチング装置 11 エチングチャンバ 12 電極 13 電極

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ころがり軸受に用いられ、転動体を保持
    部内に転動自在に保持する樹脂製の保持器であって、前
    記保持部の内表面を粗面化したことを特徴とするころが
    り軸受用保持器。
  2. 【請求項2】 前記樹脂がポリアミド樹脂を含んでなる
    請求項1記載のころがり軸受用保持器。
  3. 【請求項3】 前記保持部の内表面がエッチングにより
    粗面化されてなる請求項1又は2記載のころがり軸受用
    保持器。
  4. 【請求項4】 前記エッチングがプラズマエッチングで
    ある請求項3記載のころがり軸受用保持器。
  5. 【請求項5】 前記保持部の内表面が、該内表面の表面
    粗さと転動体の直径との比が7.0×10-5以上2.5
    ×10-4以下となるように粗面化されてなる請求項1又
    は2又は3又は4記載のころがり軸受用保持器。
JP28462697A 1997-09-30 1997-09-30 ころがり軸受用保持器 Withdrawn JPH11108064A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006019142A1 (ja) * 2004-08-18 2006-02-23 Jtekt Corporation 軸受用保持器
WO2008001887A1 (fr) * 2006-06-30 2008-01-03 Ntn Corporation palier à roulement ayant une résistance à la chaleur et à l'huile et palier à roulement pour un compresseur dans une machine réfrigérante

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006019142A1 (ja) * 2004-08-18 2006-02-23 Jtekt Corporation 軸受用保持器
WO2008001887A1 (fr) * 2006-06-30 2008-01-03 Ntn Corporation palier à roulement ayant une résistance à la chaleur et à l'huile et palier à roulement pour un compresseur dans une machine réfrigérante

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Effective date: 20041207