(57)【要約】【課題】高温の潤滑油に対する耐久性が従来に比べて優れ、より長寿命の合成樹脂製保持器を備えたトランスミッション用転がり軸受を提供する。【解決手段】自動車のトランスミッションに使用され、少なくとも内輪、外輪、保持器及び転動体を備える転がり軸受において、前記保持器が、分子構造中に−ＮＨ−結合を有する化合物からなる酸化防止剤を０．０３〜５質量％の割合で含有するポリアミド４６の成形体であることを特徴とするトランスミッション用転がり軸受。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のトランスミッションに使用され、少なくとも内輪、外輪、保持器及び転動体を備える転がり軸受において、
前記保持器が、分子構造中に−ＮＨ−結合を有する化合物からなる酸化防止剤を０．０３〜５質量％の割合で含有するポリアミド４６の成形体であることを特徴とするトランスミッション用転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のトランスミッションに使用される転がり軸受に関し、より詳細には保持器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のトランスミッションに使用される転がり軸受では、軽量化・低コスト化等の市場ニーズを背景に、合成樹脂製保持器を使用した転がり軸受の需要が年々増加してきている。中でも、耐熱性や耐油性、コストのバランスに優れることから、ポリアミド６６やポリアミド４６をガラス繊維等の補強材で強化した合成樹脂製保持器が広く使用されている。また、耐熱性をより高めるために、一般的に、ヨウ化銅（ＣｕＩ）とヨウ化カリウム（ＫＩ）の混合物が熱安定剤（酸化防止剤）として配合されている。
【０００３】
また、樹脂や熱安定化剤の改良も種々提案されており、例えばポリアミド４６にエラストマーを配合し、強化材で補強した合成樹脂製保持器（例えば、特許文献１参照）、ポリアミドに、強化材とともに、銅系熱安定剤と有機系熱安定剤とを併用して配合した合成樹脂製保持器（例えば、特許文献２参照）、合成樹脂にアミン系熱安定剤及びフェノール系熱安定剤の少なくとも一方を配合した合成樹脂製保持器（例えば、特許文献３参照）等が知られている。
【特許文献１】
特許第２６５４８１４号公報
【特許文献２】
特許第２７５９５８３号公報
【特許文献３】
特開２０００−２９７８２０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年ではエンジンの高出力化や高速化、トランスミッションのコンパクト化等によりトランスミッションケース内もより高温になる傾向にあり、トランスミッション用転がり軸受の合成樹脂製保持器もより高温に晒されるようになってきている。それに伴い、トランスミッション用転がり軸受はトランスミッションケース内に封入された潤滑油（ギヤオイルやＡＴＦ）で潤滑されることから、合成樹脂製保持器はより高温の潤滑油と接触し、劣化しやすい状況におかれている。更に、潤滑油には変速ギアの摩耗防止等を目的として極圧添加剤等の各種添加剤が添加されていることが多く、これらの添加剤が合成樹脂製保持器の劣化を促進するおそれもある。
【０００５】
このように、トランスミッション用転がり軸受の使用条件はより過酷になってきており、合成樹脂製保持器にもより高い耐熱性及び耐油性が要求されてきている。そこで、本発明は、高温の潤滑油に対する耐久性が従来に比べて優れ、より長寿命の合成樹脂製保持器を備えたトランスミッション用転がり軸受を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、分子構造中に−ＮＨ−結合を有する化合物からなる酸化防止剤を添加することが有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、上記課題を解決するために、本発明は、自動車のトランスミッションに使用され、少なくとも内輪、外輪、保持器及び転動体を備える転がり軸受において、前記保持器が、分子構造中に−ＮＨ−結合を有する化合物からなる酸化防止剤を０．０３〜５質量％の割合で含有するポリアミド４６の成形体であることを特徴とするトランスミッション用転がり軸受を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【０００９】
本発明において、トランスミッション用転がり軸受の全体構造は制限されるものではなく、例えば図１に示すような深溝玉軸受１０を例示することができる。図示される深溝玉軸受１０は、内輪１１と外輪１２との間に複数の転動体１３である玉を保持器１４で転動自在に保持して概略構成されている。保持器１４は、例えば図２に斜視図を示す冠型保持器１４であり、以下に示す配合物からなる合成樹脂製である。
【００１０】
保持器のベース合成樹脂としてポリアミド４６を用いる。これは、ポリアミド４６の融点が２９５℃程度であり、ポリアミド６６（融点２５５〜２６０℃）に比べて耐熱性に優れることによる。また、成形性の向上等を目的として、ポリアミド４６に少量のエラストマー、ポリオレフィン、ポリフェニレンオキシド、ゴム等を配合したポリマーアロイを用いることもできる。
【００１１】
上記のベース合成樹脂には、強度を増すために、補強材が５〜４５質量％、好ましくは１０〜３０質量％の割合で配合される。補強材の配合量が５質量％未満では、保持器として必要な強度が得られず実用性が無くなる。また、補強材の配合量が４５質量％を超える場合は、溶融時の粘度が高くなりすぎて保持器のような複雑な形状を精度良く成形するのが困難になる。補強材は、特に制限されるものではないが、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、チタン酸カリウムウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィスカ、炭化ケイ素ウィスカ、窒化ケイ素ウィスカ、塩基性硫酸マグネシウムウィスカ、ウォラストナイト、ゾノトライト等の針状（繊維状）フィラーが好適であり、単独もしくは適宜組み合わせて使用することができる。中でも、ガラス繊維は、補強効果や補強効率に優れるため特に好適である。
【００１２】
また、上記のベース合成樹脂には、熱安定性を向上させるために、分子構造中に−ＮＨ−結合を有する化合物からなる酸化防止剤（以下、「一次酸化防止剤」ともいう）が０．０３〜５質量％、好ましくは０．１〜３質量％の割合で配合される。この一次酸化防止剤の配合量が０．０３質量％未満では、熱安定性が殆ど向上しない。また、一次酸化防止剤を５質量％を超えて配合しても、それ以上の効果の向上が得られないだけでなく、相対的に樹脂量及び補強材量が減量するため、強度低下につながり好ましくない。
【００１３】
一次酸化防止剤の具体例としては、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体、６−エトキシ−１，２−ジヒドロ−２，２，４−トリメチルキノリン等のアミン−ケトン系化合物、フェニル−１−ナフチルアミン、フェニル−２−ナフチルアミン、４，４´−ジオクチルジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、ジオクチル化ジフェニルアミン、４，４´−ビス（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、ｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ´−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ´−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ´−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ´−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ´−（３−メタクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロピル）−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−シクロヘキシル−Ｎ´−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ´−ビス（１−メチルヘプチル）−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ´−ビス（１，４−ジメチルヘプチル）−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ´−ビス（１−エチル−３−メチルヘプチル）−ｐ−フェニレンジアミン等の芳香族第二アミン系化合物等を挙げることができる。また、これらは単独使用の他に、適宜組み合わせて使用することもできる。
【００１４】
更に、以下に示すような酸化防止剤（以下、「二次酸化防止剤」ともいう）を併用することもできる。この二次酸化防止剤の具体例としては、ジラウリル・チオジプロピオネート、ジステアリル・チオジプロピオネート、ジミリスチル−３，３´−チオジプロピオネート、ジトリデシル−３，３´−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス−（β−ラウリル−チオプロピオネート）、チオジプロピオン酸ジラウリル等の有機チオ酸系酸化防止剤、２−メルカプトベンツイミダゾール、２−メルカプトメチルベンツイミダゾール等のベンツイミダゾール系酸化防止剤、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト等のホスファイト系酸化防止剤等を単独で、もしくは適宜組み合わせて使用することができる。尚、二次酸化防止剤の配合量は、一次酸化防止剤の種類や目的とする特性等に応じて適宜設定される。
【００１５】
その他、従来より合成樹脂製保持器に配合されている添加剤を適量配合してもよい。例えば、光による劣化を防止する目的で、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、２−（２´−ヒドロキシ−３´−ｔｅｒｔ−ブチル−５´−メチル−フェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール等の紫外線吸収剤を配合することができる。
【００１６】
上記の配合物から保持器を製造する方法には制限が無く、従来の合成樹脂製保持器の製造方法に従うことができる。例えば、ポリアミド４６もしくはそのポリマーアロイに、補強材、一次酸化防止剤、更に必要に応じて二次酸化防止剤や紫外線吸収剤等のその他の添加剤を所定量加えてニーダー等の混練機を用いて十分に混練し、混練物を２軸押出し機等にてペレットにし、次いでこのペレットを射出成形することにより保持器が得られる。
【００１７】
尚、保持器は転がり軸受の種類に応じて適宜変更でき、冠型保持器の他にも、図３または図４に示すようなアンギュラ玉軸受用保持器１４、図５に示すような円錐ころ軸受用保持器１４、図６に示すような円筒ころ軸受用保持器１４、等とすることができる。
【００１８】
【実施例】
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。
【００１９】
（試験保持器の作製）
表１に示す樹脂、補強材、酸化防止剤を表記の配合にて混練し、２軸押出し機を用いてペレットを作製した。そして、このペレットを用い、外径４９ｍｍ、内径４０ｍｍ、ピッチ円径４４．５ｍｍで図２に示す形状の深溝玉軸受用冠型保持器を射出成形し、試験保持器とした。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
（保持器強度の測定）
作製した試験保持器を、１６０℃のギヤオイル（ＧＬ−５級、７５Ｗ−９０）または１５０℃のＡＴＦ（ＤＥＸＲＯＮ−ＩＩＩ認定品）中に５００時間及び１０００時間浸漬し、浸漬前後の強度変化を比較した。即ち、図７に示す円環引張治具に、浸漬前または浸漬後の試験保持器を装着し、島津製作所（株）製引張試験機「オートグラフＡＧ−１０ＫＮＧ」を用いて１０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度にて円環引張強度を測定し、その変化を求めた。結果を表２及び表３に示すが、表２は比較例１の試験保持器の初期強度（浸漬前の強度）を１とした相対値で示し、表３は各試験保持器の初期強度に対する変化率（保持率）で示してある。また、表２の結果を図８（ギヤオイル浸漬）及び図９（ＡＴＦ浸漬）にグラフ化して示し、表３の結果を図１０（ギヤオイル浸漬）及び図１１（ＡＴＦ浸漬）にグラフ化して示す。
【００２２】
【表２】
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【００２３】
【表３】
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【００２４】
これらの結果から、本発明に従い酸化防止剤として分子構造中に−ＮＨ−結合を有する化合物を含有するポリアミド４６で形成した各実施例の試験保持器は、ＣｕＩとＫＩの混合物を酸化防止剤として含有するポリアミド４６またはポリアミド６６で形成した各比較例の試験保持器に比べて、高温の潤滑油に対する耐久性が格段に優れることがかわる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高温の潤滑油に対する耐久性が従来に比べて優れ、より長寿命の合成樹脂製保持器を備えたトランスミッション用転がり軸受が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動車トランスミッション用転がり軸受の一例（深溝玉軸受）を示す断面図である。
【図２】図１に示した自動車トランスミッション用転がり軸受に組み込まれる冠型保持器を示す斜視図である。
【図３】保持器の他の例（アンギュラ玉軸受用保持器）を示す斜視図である。
【図４】保持器の他の例（アンギュラ玉軸受用保持器）を示す斜視図である。
【図５】保持器の他の例（円錐ころ軸受用保持器）を示す斜視図である。
【図６】保持器の他の例（円筒ころ軸受用保持器）を示す斜視図である。
【図７】実施例において、保持器の引張強度試験に用いた円環引張試験治具を示す概略図である。
【図８】実施例で得られた、１６０℃のギヤオイルへの浸漬時間と保持器の引張強度との関係を示すグラフである。
【図９】実施例で得られた、１５０℃のＡＴＦへの浸漬時間と保持器の引張強度との関係を示すグラフである。
【図１０】実施例で得られた、１６０℃のギヤオイルへの浸漬時間と保持器の引張強度保持率の関係を示すグラフである。
【図１１】実施例で得られた、１５０℃のＡＴＦへの浸漬時間と保持器の引張強度保持率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０　深溝玉軸受
１１　内輪
１２　外輪
１３　転動体
１４　保持器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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