(57)【要約】【課題】鉄製保持器に代わり、軽量化を図かりつつ、機械的強度や寸法安定性、摺動性、耐疲労性等にも優れる保持器を備える自動車駆動用円錐ころ軸受を提供する。【解決手段】少なくとも内輪、外輪、保持器及びころを備える自動車駆動用円錐ころ軸受において、前記保持器が、異形断面を有するガラス繊維を１０〜４０質量％の割合で含有する合成樹脂組成物からなることを特徴とする自動車駆動用円錐ころ軸受。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも内輪、外輪、保持器及びころを備える自動車駆動用円錐ころ軸受において、
前記保持器が、異形断面を有するガラス繊維を１０〜４０質量％の割合で含有する合成樹脂組成物からなることを特徴とする自動車駆動用円錐ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートマチックトランスミッション等の自動車駆動系に使用される円錐ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
オートマチックトランスミッション、具体的にはディファレンシャル、カウンタードライブギア等には円錐ころ軸受が使用されている。これらの円錐ころ軸受では、ＡＴＦ（オートマチックフルード）等の薬剤に晒され、高温になると同時に、高い信頼性が求められることから、これまでは鉄製のプレス保持器が使用されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００３】
しかし、近年では軽量化や低トルク化の要求が高く、構造等の見直しを行っても、鉄製保持器では対応しきれなくなっている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３３５９５０１号公報
【特許文献２】特開２００１−１２４６１号公報
【特許文献３】特開２００５−７６６７４号公報
【特許文献４】特開２００５−７６６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、これまでの鉄製保持器に代わり、軽量化を図かりつつ、機械的強度や寸法安定性、摺動性、耐疲労性等にも優れる保持器を備える自動車駆動用円錐ころ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】
上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも内輪、外輪、保持器及びころを備える自動車駆動用円錐ころ軸受において、前記保持器が、異形断面を有するガラス繊維を１０〜４０質量％の割合で含有する合成樹脂組成物からなることを特徴とする自動車駆動用円錐ころ軸受を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の自動車駆動用円錐ころ軸受では、保持器を樹脂製としたため鉄製保持器に比べて大幅に軽量化できる。更に、保持器は、補強材として異形断面を有するガラス繊維を含有することから機械的強度や耐疲労性等に優れるとともに、ガラス繊維の異方性が低下して成形時のヒケの発生も無く、寸法精度も高いものとなるため、本発明の自動車用円錐こと軸受は耐久性にも優れ、信頼性の高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【０００９】
本発明において、自動車駆動用用円錐ころ軸受は、その構造には制限がなく、例えば図１に示す円錐ころ軸受を例示することができる。図示される円錐ころ軸受は、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、複数個の円錐ころ５と、この円錐ころ５を等配で分割して配置するための保持器６とを備える。また、図２に保持器６の斜視図を示す。
【００１０】
本発明では、上記保持器６として、異形断面を有するガラス繊維を合成樹脂に配合した合成樹脂組成物を成形したものを用いる。合成樹脂には制限はないが、耐熱性や耐疲労性等を考慮すると、ポリフェニレンサルファイド、芳香族ポリアミド、ポリアミド４６、ポリアミド６６等が好ましい。中でも、ポリフェニレンサルファイドは、１５０〜１８０℃の高温での使用が可能で、ＡＴＦ等の耐薬品性にも優れるため最も好ましい。但し、ポリフェニレンサルファイドは脆く、衝撃等を受けて損傷するおそれがあるため、グリシジルメタクリレート等の反応性官能基を有するエチレン系共重合体からなるタフ化剤を５〜２０質量％の割合で配合することが好ましい。
【００１１】
また、芳香族ポリアミドは高融点、高強度であり、１３０〜１５０℃の高温での使用が可能であり、耐薬品性にも優れることから、ポリフェニレンサルファイドに次いで好ましい。但し、ポリフェニレンサルファイドと同様に脆いため、同様にタフ化剤を配合することが好ましい。
【００１２】
ポリアミド４６も１２０〜１４０℃の耐熱性を有し、樹脂自体の衝撃強度・耐疲労性が高く、合成樹脂製保持器の破損に対して信頼性が向上するため好ましい。
【００１３】
ポリアミド６６は、耐熱性は１００〜１２０℃であるが、衝撃強度、耐疲労性等のバランスがよく、材料コストも低いため、低温環境で使用する場合には最も好適である。
【００１４】
これら合成樹脂の分子量は、生産性を考慮して、異形断面を有するガラス繊維を含有した状態で射出成形が可能となる分子量とすることが好ましい。具体的には数平均分子量で１３０００〜３００００が好ましく、更に衝撃強度等の機械的強度を考慮すると数平均分子量で１８０００〜２６０００がより好ましい。数平均分子量が１３０００未満では、分子量が低すぎて機械的強度が低く、実用性が低い。これに対して数平均分子量が３００００を越える場合は、異形断面を有するガラス繊維を規定量含有した状態での溶融粘度が高すぎ、精度よく射出成形で製造することが困難になる。
【００１５】
異形断面を有するガラス繊維は、ぞの断面形状が円形ではないガラス繊維である。断面形状として例えばまゆ形、楕円、長円等が挙げられる。好ましくは、異形比（長径部と短径部との比率）が１．５〜５であるガラス繊維であり、２〜４であるガラス繊維がより好ましい。異形比が１．５未満では機械的強度の向上等の効果が少なく、異形比が５を越えると扁平すぎて安定して製造するのが難しくなる。また、短径部は５〜１２μｍであることが好ましい。短径部が５μｍ未満では細すぎて製造時に破断、破損するため、低コストで安定した品質を保つのが難しく、実用性が低い。一方、短径部が１２μｍを越える場合は、異形比を考慮すると繊維が太すぎ、樹脂中での分散性に劣るようになり、樹脂部に強度ムラが発生するおそれがある。
【００１６】
異形断面を有するガラス繊維の含有量は、樹脂組成物全量の１０〜４０質量％であり、好ましくは２５〜３０質量％である。含有率が１０質量％未満では補強効果が少なく、４０質量％を越える場合は、射出成形に適した流動性が得られなくなるとともに、靭性が低下して成形時の金型からの無理抜き時やころ挿入時に破損するおそれがあり、好ましくない。
【００１７】
本発明で用いる異形断面を有するガラス繊維は、従来の円形断面のガラス繊維に比べて折れ難く、樹脂と混練し、射出成形した時に円形断面のガラス繊維に比べて長い状態で樹脂中に分散する。そのため、同一含有量で比較すると、円形断面のガラス繊維に比べて、機械的強度を高める効果に優れる。また、異形断面を有するガラス繊維は、成形時に保持器表面と平行に面をなすように配向するため、面で荷重を受けることができ、耐荷重性に優れるようになる。更に、径方向にも若干の補強効果が現われ、機械的強度がより高まるとともに、寸法変化の差異が小さくなるためヒケが発生し難くなる。
【００１８】
また、異形断面を有するガラス繊維は、上記した樹脂との接着性を考慮して、片末端にエポキシ基やアミノ基等を有するシランカプッリング剤、あるいはエポキシ系、ウレタン系、アクリル系等のサイジング剤で表面処理したものを用いることが好ましい。シランカップシング剤やサイジング剤は、樹脂の種類に応じて選択され、例えば、エポキシ基やアミノ基等を有するシランカップリング剤は、エポキシ基やアミノ基が樹脂のアミド結合に作用して補強効果を向上させる。
【００１９】
尚、異形断面を有するガラス繊維は、得られる樹脂製保持器において、３００〜９００μｍの繊維長を有することが好ましく、３５０〜６００μｍの繊維長であることがより好ましい。繊維長が３００μｍ未満では、補強効果及び寸法安定効果が少なく、好ましくない。一方、樹脂との混練、射出成形を行う過程で９００μｍを越えるような長い繊維状態を維持するのは困難であり、繊維長の上限は製造工程に由来して設定した値である。このような繊維長とするには、混練条件や成形条件を調整すればよい。
【００２０】
また、異形断面を有するガラス繊維の一部を、炭素繊維等の他の繊維状補強材、あるいはチタン酸カリウムウィスカー等のウィスカー状補強材で代替してもよい。
【００２１】
更に、樹脂組成物には着色剤等を添加してもよく、耐熱性が十分ではない樹脂を用いる場合には、成形時及び使用時の熱による劣化を防止するためにヨウ化物系熱安定化剤やアミン系酸化防止剤を、それぞれ単独あるいは併用して添加することが好ましい。また、耐衝撃性を改善するために、エチレンプロピレン非共役ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等のゴム状物質を配合してもよい。
【００２２】
尚、上記の樹脂、異形断面を有するガラス繊維及びその他の配合物を用いて樹脂製保持器を製造する方法としては、生産性から、射出成形が好ましい。
【実施例】
【００２３】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００２４】
（実施例１〜３、比較例１）
表１に示す如く、合成樹脂及びガラス繊維を用いて樹脂組成物を調製した。尚、樹脂に用いたＰＡ６６は宇部興産（株）製「UBEナイロン2020U（銅系熱安定剤含有）」であり、ＰＡ４６はDJEP社製「Stanyl TW341（銅系熱安定剤含有）」であり、Ｌ−ＰＰＳはポリプラスチック（株）製「フォートロン0220A9」である。また、タフ化剤は住友化学（株）製「ボンドファーストＥ（エチレン−グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）共重合体、ＧＭＡ含有量１２％）」である。一方、ガラス繊維については、何れもアミノ系シランカップリング剤処理品であり、実施例では長円断面ガラス繊維（日東紡績（株）製「CSG3PA-820」、異形比４、短径７μｍ、ウレタン系サイジング剤処理）、比較例１では平均直径約１３μmの円形断面ガラス繊維を用いた。
【００２５】
そして、樹脂組成物から引張試験用及びそり量測定（ＩＳＯ  Ｄ−１規格）用の各試験片を作製し、引張強度及びそり量を測定した。また、樹脂組成物を射出成形して、ＡＴやＭＴ等で使用される自動車駆動用円錐ころ軸受とほぼ同サイズのＨＲ３０３０５Ｃ（ｄ２５、Ｄ６２、Ｔ１８．２５、Ｂ１７、Ｃ１４）の保持器を作製し、外観観察を行った。それぞれの結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１に示すように、異形断面を有するガラス繊維を配合することで、円形断面を有するガラス繊維を配合した場合と比べても機械的強度が向上する。また、そり量も少なく、幅狭の小径の保持器であっても表面にヒケの発生がなく、高精度で成形でき、しかも射出成形が可能であり生産性にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】円錐ころ軸受の半断面図である。
【図２】円錐ころ軸受用保持器の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  内輪軌道
２  内輪
３  外輪軌道
４  外輪
５  円錐ころ
６  保持器
【図１】
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【図２】
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