(57)【要約】【課題】dm・n値が６０×１０４以上となる高温、高速条件下においても焼き付き等の損傷を生じない転がり軸受を提供する。【解決手段】深溝玉軸受１０は、内周面１１ｂに外輪軌道１１ａを有する外輪１１と、外周面１２ｂに内輪軌道１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道１１ａと内輪軌道１２ａとの間に円周方向に転動自在に設けられた複数個の玉１３と、外輪１１の内周面１１ｂと内輪１２の外周面１２ｂとの間に設けられて玉１３を転動自在に保持するポリアミド９Ｔ樹脂で成形された冠型保持器２０とから構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、
前記外輪と内輪との間に前記転動体を保持し材料がポリアミド９Ｔ樹脂により成形される保持器と、
を備え、dm・n値が６０×１０４以上の高速回転で使用されることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記保持器の材料において、ガラス繊維を１０〜３０質量％含有させたことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記保持器において、ポケット開口部の口径が前記転動体直径の９０〜９４％としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記保持器の反ポケット開口側の肉厚を前記転動体の直径の少なくとも１３％以上としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに１記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、モータ、工作機械などで用いられる転がり軸受に関し、特に高速回転で使用される転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の玉軸受には、外輪の軌道面と内輪の軌道面との間に円周方向に配置された複数個の転動体を転動自在に保持する保持器として、一般的にプレス成形された鉄製のものが使用されている。しかし、軸受の回転速度が速くなった場合、鉄製の保持器では転動体と、該保持器の滑り接触による摩擦が大きくなり、軸受の昇温が大きくなり焼き付きに至るという問題があった。
【０００３】
そこで、保持器の材料を自己潤滑性、低摩擦特性、軽量等の点で鉄製に比較して優れている合成樹脂を射出成形した保持器を用いることが有効と考えられ、一般的には、ポリアミド６６樹脂やポリアミド４６樹脂が用いられ、必要に応じてガラス繊維を含有させ強化したものを用いている。また、より寸法安定性、耐熱性、耐薬品性を向上させる目的でポリアミド９Ｔ樹脂を使用した保持器も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１７５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、合成樹脂はガラス転移温度を境にして、機械的特性が大きく変化し、高温になるとゴム状に近くなる性質を有する。一般的な保持器材質であるポリアミド６６樹脂やポリアミド４６樹脂のガラス転移温度は、それぞれ約７０℃、約８０℃であり、それを超える温度では、遠心力による変形を生じ、保持器と転動体の滑り摩擦による発熱が増大する。さらに、軸受の温度が更に上昇し、保持器と外輪が接触し、焼き付きに至る可能性がある。  そのため、dm・n値(転動体のピッチ円径dmと軌道輪回転数nとの積)が６０×１０4以上となる高速回転で使用した場合、焼き付きによる損傷を防ぐことが出来ないという問題があった。
特許文献１には、ポリアミド９Ｔ樹脂を使用した保持器の提案がなされているが、その耐焼付き性能については示唆されていない。
本発明は、前述した課題を解決するためになされたもので、dm・n値が６０×１０４以上となる高温、高速条件下においても焼付き等の損傷を生じない転がり軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、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、
前記外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、
前記外輪と内輪との間に前記転動体を保持し材料がポリアミド９Ｔ樹脂により成形される保持器と、
を備え、dm・n値が６０×１０４以上の高速回転で使用されることを特徴とする。
本発明によれば、保持器に用いる合成樹脂を、一般的に用いられるポリアミド６６樹脂やポリアミド４６樹脂に比べ、ガラス転移温度が約１２５℃と比較的高いポリアミド９Ｔ樹脂を用いることで、高温、高速回転時の保持器の変形を抑え、転動体と保持器の滑り摩擦による発熱を小さくすることができる。
請求項２記載の発明は、前記保持器の材料において、ガラス繊維を１０〜３０質量％含有させると、保持器の剛性を高め、より高温、高速回転となる条件下でも保持器の変形を小さくし、発熱量を小さくすることができ、好適である。
請求項３記載の発明は、前記保持器において、ポケット開口部の口径が前記転動体直径の９０〜９４％としたので、深溝玉軸受や複列アンギュラ玉軸受等に用いられる冠型保持器の場合、前記ポケット開口部の口径を設定することで、不具合なく軸受への組み付けが可能となる。
請求項４記載の発明は、前記保持器の反ポケット開口側の肉厚を前記転動体の直径の少なくと１３％以上としたこと特徴とする。本発明によれば、冠型保持器は軸方向片側に開口し重量バランスが偏ったものであるため、高速回転時には遠心力によってポケット開口側が外径側へ大きく変形するのを抑え、転動体と保持器の滑り摩擦による発熱量を小さくことができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、保持器の材料にポリアミド９Ｔ樹脂を使用したので、dm・n値が６０×１０４を超えるような高速回転においても焼付きによる不具合を発生させない転がり軸受を提供するものとなった。
また、ポリアミド９Ｔ樹脂にガラス繊維を１０〜３０質量％含有させることで、保持器の剛性を高め、より高温、高速回転となる条件下でも保持器の変形を小さくし、発熱量を小さくすることができる。
さらに、ポリアミド９Ｔ樹脂は、融点が３０４℃と非常に高く、最も多く用いられているポリアミド６６樹脂(融点２６５℃)に比べ、非常に高い耐熱性を有することができる。また、耐油性、耐薬品性においても、ポリアミド６６樹脂やポリアミド４６樹脂よりも優れており、従来よりも厳しい使用条件、例えば高温、油中などでも使用できるという効果をも奏するものとなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る転がり軸受について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る深溝玉軸受１０の縦断面図、図２は図１の保持器の斜視図、図３は図２の保持器の縦断面図、図４は図３のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図を示す。
【０００９】
図１示すように、深溝玉軸受１０は基本的には、内周面１１ｂに外輪軌道１１ａを有する外輪１１と、外周面１２ｂに内輪軌道１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道１１ａと内輪軌道１２ａとの間に円周方向に転動自在に設けられた複数個の玉（転動体）１３と、外輪１１の内周面１１ｂと内輪１２の外周面１２ｂとの間に設けられて玉１３を転動自在に保持するポリアミド９Ｔ樹脂で成形された冠型保持器（保持器）２０とから構成される。
【００１０】
前記深溝玉軸受１０では、図２に示すような冠型保持器２０を使用している。前記冠型保持器２０にはガラス転移温度が高く、剛性に優れたポリアミド９Ｔ樹脂を用いることで、高温、高速回転条件下においても変形を小さく抑えることができる。また、ポリアミド９Ｔ樹脂は自己潤滑性及び低摩擦特性にも優れている。このことから、玉１３と冠型保持器２０との摩擦による発熱量が小さくできるため、焼付きが発生しないので長時間運転することができる。さらに、ポリアミド９Ｔ樹脂にガラス１０〜３０質量％含有したものを用いることで、その効果をより大きくすることができる。
【００１１】
前記冠型保持器２０は、円環状主部２１の円周方向に等間隔に複数箇所から軸方向の一方側へ突出する爪部２２と、周方向で隣り合う爪部２２間に設けられる玉１３を収納するポケット開口部２３とを、備える。ここで、冠型保持器２０は爪部２２と玉1３との干渉により該玉１３を保持している。よって、冠型保持器２０を深溝玉軸受１０に組付ける際には、爪部２２との干渉を回避する必要がある。このため、図４に示すようにポケット開口部２３の口径ＤＷが玉１３の直径の９０％よりも小さいと弾性片２２が割れてしまう不具合が生じる。しかしながら、ポケット開口部２３の口径ＤＷが玉１３の直径の９４％より大きくなると、回転時に冠型保持器２０が離脱しまう可能性があるため、ポケット開口部２３の口径ＤＷは玉１３の直径の９０〜９４％の範囲とすることが望ましい。このように、冠型保持器２０は、ポケット開口部２３の口径を玉１３の直径の９０〜９４％に設定したので、深溝玉軸受１０への組付け性向上と高速回転時の前記冠型保持器２０の抜けを防止することができる。
【００１２】
ここで、冠型保持器２０は、軸方向の一側に開口し重量バランスが偏った構造となっている。そのため、ポケット開口部２３の反開口側の円環状主部２１の肉厚ｔが薄く、剛性が不足する場合には、遠心力の影響により開口側が外形側へ大きく変形する。これにより、玉１３と冠型保持器２０との摩擦による発熱が大きくなる。さらに、冠型保持器２０の変形が大きくなると、図７Ｂに示すように該冠型保持器２０は破線で示す冠型保持器８１のように外輪１１の外輪軌道１１ａが内周面１１ｂに接触し、焼付きや溶解することがある。このような不具合を防止するために円環状主部２１の肉厚ｔを玉１３の直径の少なくとも１３％以上確保することが望ましい。ここで、図７Ａは鉄製の保持器７１を使用した玉軸受７０の要部断面図、図７Ｂはポリアミド６６樹脂またはポリアミド４６樹脂により成形した冠形保持器８１を使用した玉軸受８０の要部断面図を示し、図７Ａ及びＢ中、図１の構成要素と同一構成要素は同一符号を付して詳細な説明を省略し、以下の説明についても同じにする。
このように、ポケット開口部２３の反開口側の肉厚ｔを玉１３の直径の少なくとも１３％以上に確保することで、反ポケット開口側の円環状主部の剛性を高め、遠心力によりポケット開口側が外径側に大きく変形することを防止でき、軸受の発熱を抑えることができる。
【００１３】
一方、潤滑材としてグリースを封入し、両側に非接触型シールを設けて密封した本実施の深溝玉軸受１０（本発明品）と従来品との比較試験を行なった。その結果を図８に示す。従来品はdm・n値が６０〜７０×１０４を超えた辺りから外輪温度が急上昇を始めているが、本発明品はdm・n値が９０×１０４となっても外輪温度の急上昇は見られず、本発明の効果が確認できた。
【００１４】
図５Ａ及びＢは、本発明の第２の実施の形態に係る複列深溝玉軸受３０及び複列アンギュラ玉軸受４０の縦断面図である。図５Ａ及びＢにおいて、参照符号３１及び３２、４１及び４２は保持器を示すもので、これらの保持器３１及び３２、４１及び４２は合成樹脂材料、例えばポリアミド９Ｔを使用して成形されている。
【００１５】
図６Ａ及びＢは、本発明の第３の実施の形態に係る単列アンギュラ玉軸受５０及び６０の縦断面図である。図６Ａ及びＢにおいて、参照符号５１及び６１は保持器を示すもので、これらの保持器５１及び６１は、合成樹脂材料、例えばポリアミド９Ｔを使用して成形されている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る深溝玉軸受の縦断面図である。
【図２】図１の冠型保持器の斜視図である。
【図３】図１の冠型保持器の縦断面である。
【図４】図３のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。
【図５Ａ】本発明の第２の実施の形態に係る複列深溝玉軸受の縦断面図である。
【図５Ｂ】本発明の第２の実施の形態に係る複列アンギュラ玉軸受の縦断面図である。
【図６Ａ】本発明の第３の実施の形態に係る接触角が大きい単列アンギュラ玉軸受の縦断面図である。
【図６Ｂ】本発明の第３の実施の形態に係る接触角が小さい単列アンギュラ玉軸受の縦断面図である。
【図７Ａ】鉄製の保持器を使用した深溝玉軸受の要部断面図である。
【図７Ｂ】ポリアミド６６樹脂またはポリアミド４６樹脂により成形した冠型保持器を深溝玉軸受の要部断面図である。
【図８】本発明品及び従来品(ポリアミド６６樹脂品)との焼付き試験結果を示した説明図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０、７０、８０  深溝玉軸受
１１  外輪
１１a  外輪軌道
１１ｂ  外輪内周面
１２  内輪
１２ａ  内輪軌道
１２ｂ  内輪外周面
１３  玉
２０  冠型保持器
２１  円環状主部
２２  爪部
２３  ポケット
３０  複列深溝玉軸受
３１、４１、５１、６１  保持器
４０  複列アンギュラ玉軸受
５０、６０、  単列アンギュラ玉軸受
【図１】
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【図２】
2006207684.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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