(57)【要約】【課題】転がり軸受を低騒音且つ低トルクとする転がり軸受用樹脂製保持器を提供する。【解決手段】転がり軸受用樹脂製保持器１の室温，吸湿状態における曲げ弾性係数を、１．４７ＧＰａ以上且つ４．７１ＧＰａ未満とした。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受に使用される樹脂製の保持器において、室温，吸湿状態における曲げ弾性係数を１．４７ＧＰａ以上且つ４．７１ＧＰａ未満としたことを特徴とする転がり軸受用樹脂製保持器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂製の転がり軸受用保持器係り、特に、低振動，低騒音，低トルクであることを要求されるエアコンファンモータ等のモータに用いられる転がり軸受に好適に使用される保持器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家電に搭載されているモータ等に使用される転がり軸受においては、保持器音と呼ばれる騒音の発生が問題となることがある。
このような保持器音の発生を防止する方法としては、例えば、保持器のポケット面（保持器のポケットのうち転動体と転がり接触する部分）と転動体との滑り接触部の摩擦係数を小さくするために低粘度の潤滑剤を使用する方法や、転動体に対する保持器の動きを抑制する方法等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、低粘度の潤滑剤を使用して保持器のポケット面と転動体との滑り接触部の摩擦係数を小さくしたとしても、転動体に対する保持器の動きがあるため、ポケット面と転動体との衝突によって発生する保持器音を十分に抑制することは困難である。
【０００４】
転動体に対する保持器の動き拘束すれば保持器音は抑制できるが、拘束しすぎるとポケット面と転動体との摩擦によって、転がり軸受のトルクが上昇してしまうという問題がある。
そこで、本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決し、転がり軸受を低騒音且つ低トルクとする転がり軸受用樹脂製保持器を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明の転がり軸受用樹脂製保持器は、転がり軸受に使用される樹脂製の保持器において、室温，吸湿状態における曲げ弾性係数を１．４７ＧＰａ以上且つ４．７１ＧＰａ未満としたことを特徴とする。
【０００６】
このような柔軟性の高い保持器であれば、保持器のポケット面と転動体との衝突によって発生する保持器音が小さい。
また、ポケット面と転動体との衝突が生じても大きな保持器音が発生しにくいから、ポケット面と転動体との間に適度な隙間を確保し、転動体に対して保持器が動くようになっていても問題ない。ポケット面と転動体との間に隙間が介在し、転動体が拘束されていないので、ポケット面と転動体との間の潤滑性が良好となって、ポケット面と転動体との滑り接触部の摩擦係数が小さくなる。したがって、転がり軸受のトルクが上昇しにくい。
【０００７】
このように、本発明の転がり軸受用樹脂製保持器によれば、低トルクと低騒音という背反する２つの性能を同時に実現することができる。
転がり軸受用樹脂製保持器の曲げ弾性係数は、１．４７ＧＰａ以上且つ４．７１ＧＰａ未満とする必要がある。曲げ弾性係数が１．４７ＧＰａ未満であると、強度が不十分となり保持器が破損するおそれがある。また、４．７１ＧＰａ以上であると、保持器のポケット面と転動体との衝突によって大きな保持器音が発生するおそれがある。大きな保持器音の発生をより抑制するためには、曲げ弾性係数を２．５８ＧＰａ未満とすることがより好ましい。
【０００８】
なお、本発明における転がり軸受用樹脂製保持器の曲げ弾性係数は、室温且つ吸湿状態における曲げ弾性係数である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る転がり軸受用樹脂製保持器の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の転がり軸受用樹脂製保持器の一実施形態である冠形保持器の構造を示す斜視図である。
【００１０】
この冠形保持器１は、円環状の主部２と、この主部２の軸方向片面に設けられた複数のポケット３とを備えていて、各ポケット３は、互いに間隔をあけ対向して配置された１対の弾性片４，４から形成されている。各ポケット３を構成する１対の弾性片４，４の互いに対向する面は、球状又は円筒状の凹面をなしている。
【００１１】
そして、弾性片４，４の間隔を弾性的に押し広げつつ、１対の弾性片４，４の間に玉を押し込むことにより、冠形保持器１は各ポケット３内に玉を転動自在に保持することができるようになっている。
このような冠形保持器１は、例えばナイロン６６樹脂等の樹脂にガラス繊維等の充填材を配合した樹脂材料から、射出成形等の慣用の成形方法によって一体に形成されていて、その曲げ弾性係数は１．４７ＧＰａ以上且つ４．７１ＧＰａ未満とされている。
【００１２】
前記樹脂としては、ナイロン６６樹脂に限らず、例えば、ナイロン６，ナイロン４６，ナイロン６／１０，ナイロン６／１２，ナイロン６６／６Ｉ，ナイロン６６／６Ｔ，ナイロンＭＸＤ６，ナイロン９Ｔ等のポリアミド樹脂、ＰＴＦＥ，ＥＴＦＥ等のフッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）等のエーテルケトン系樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂（ＰＥＳ）、ポリオキシメチレン樹脂（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、直鎖型ポリフェニレンサルファイド樹脂（Ｌ−ＰＰＳ）、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）、熱可塑性ポリイミド樹脂（ＴＰＩ）、ポリエーテルニトリル樹脂（ＰＥＮ）等を使用することができる。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【００１３】
これらの樹脂には、通常は、強度を付与するための充填材が添加される。例えば、ガラス繊維，炭素繊維，金属繊維，アラミド繊維，芳香族ポリイミド繊維，液晶ポリエステル繊維，炭化ケイ素繊維，アルミナ繊維，ボロン繊維，アスベスト，ウォラストナイト，炭化ケイ素ウィスカー，窒化ケイ素ウィスカー，アルミナウィスカー，窒化アルミニウムウィスカー，チタン酸カリウムウィスカー，ホウ酸アルミニウムウィスカー，酸化亜鉛ウィスカー，酸化マグネシウムウィスカー，ムライトウィスカー，炭酸カルシウムウィスカー，グラファイトウィスカー，マグネシウムオキシサルフェートウィスカー等があげられる。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【００１４】
これらの充填材の中でもガラス繊維と炭素繊維は、補強性が良好で好ましい。なお、充填材の添加量は、保持器の機械的性質，成形性，組立性等を考慮して適宜選択すればよい。通常は、５〜４０質量％である。
また、これらの樹脂材料には、潤滑性を付与するための潤滑剤や、その他の添加剤をさらに添加してもよい。
【００１５】
次に、このような冠形保持器１を、転がり軸受に組み込んだ例について説明する。図２は、冠形保持器１が組み込まれた深溝玉軸受（外径２６ｍｍ，内径１０ｍｍ，幅８ｍｍ）の構成を示す縦断面図である。
図２の深溝玉軸受１０は、内輪１１と、外輪１２と、両輪１１，１２の間に転動自在に配設された複数の玉１３と、複数の玉１３を両輪１１，１２の間に保持する樹脂製の冠形保持器１と、外輪１２に取り付けられて両輪１１，１２の間に介在された非接触形のシール１４，１４と、で構成されている。
【００１６】
このような深溝玉軸受１０は、冠形保持器１のポケット面３ａと玉１３との間に隙間があり、玉１３に対して保持器１が動くようになっていて、そのため、ポケット面３ａと玉１３とが衝突するようになっている。しかしながら、この深溝玉軸受１０には柔軟性を有する冠形保持器１が組み込まれているので、保持器１のポケット面３ａと玉１３とが衝突しても、それによって発生する保持器音が小さい。
【００１７】
また、ポケット面３ａと玉１３との間に適度な隙間が確保されており、玉１３が拘束されていないので、ポケット面３ａと玉１３との間の潤滑性が良好で、ポケット面３ａと玉１３との滑り接触部の摩擦係数が小さい。よって、深溝玉軸受１０のトルクが上昇しにくい。
つまり、この深溝玉軸受１０は、低騒音且つ低トルクで低振動である。
【００１８】
さらに、ポケット面３ａと玉１３との間に適度な隙間が確保されているから、玉１３はポケット面３ａのエッジ部と接触することはない。よって、玉１３に付着したグリースが保持器１によって掻き取られることがないので、保持器１の耐摩耗性が向上する。
さらにまた、本発明は、樹脂製の保持器の曲げ弾性率を所定の値とするだけで、簡易に保持器音を低減することができるものであって、保持器の形状は従来のものから変更する必要はない。したがって、新たな金型を製作する必要がなく既存の金型を利用できるので、コスト面においても有利である。
【００１９】
次に、上記と同様の構成の深溝玉軸受について回転試験を行い、回転に伴って発生する保持器音と軸受トルクを測定した。
深溝玉軸受としては、異なる冠形保持器を組み込んだ２種類の軸受を用意し、それぞれ３個ずつ試験した。
すなわち、ナイロン６６樹脂９０質量％とガラス繊維１０質量％とからなる樹脂材料で構成され、曲げ弾性係数（室温，吸湿状態）が２．５８ＧＰａである冠形保持器を組み込んだものと、ナイロン６６樹脂７５質量％とガラス繊維２５質量％とからなる樹脂材料で構成され、曲げ弾性係数（室温，吸湿状態）が４．７１ＧＰａである冠形保持器を組み込んだものである。なお、これら２種類の冠形保持器は、同一の金型を用いて射出成形法により製造したものである。
【００２０】
回転試験は、６．８６Ｎのアキシアル予圧を付与した状態で、内輪を回転速度４８００ｍｉｎ−１で回転させることにより行った（雰囲気温度：室温）。
保持器音の測定結果を図３のグラフに示す。このグラフの横軸は冠形保持器の曲げ弾性係数を示し、縦軸は回転に伴って発生した保持器音の音圧を示す。
グラフから分かるように、曲げ弾性係数が４．７１ＧＰａの保持器を備えた軸受よりも２．５８ＧＰａの保持器を備えた軸受の方が保持器音が小さかった（音圧が約４４％小さかった）。この結果から、保持器の柔軟性が保持器音の抑制に効果があることがわかる。
【００２１】
軸受トルクの測定結果を図４のグラフに示す。このグラフの横軸は冠形保持器の曲げ弾性係数を示し、縦軸は軸受トルクを示す。図４のグラフから、保持器の曲げ弾性係数によって軸受トルクに大きな差異はないことが分かる。よって、低騒音と低トルクを両立できることが分かる。
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００２２】
例えば、保持器の種類は特に限定されるものではなく、冠形保持器の他、例えば、かご形保持器，つの形保持器，波形保持器等でもよい。
また、保持器の案内形式は特に限定されるものではなく、玉案内でもよいし、軌道輪案内でもよい。
さらに、転がり軸受用樹脂製保持器の製造方法は、射出成形法に限定されるものではなく、樹脂材料の慣用の成形方法を用いることができる。
【００２３】
さらに、転がり軸受用樹脂製保持器が組み込まれる転がり軸受として、深溝玉軸受を例示して説明したが、本発明の転がり軸受用樹脂製保持器は、他の種類の様々な転がり軸受に対して適用することができる。例えば、アンギュラ玉軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受，針状ころ軸受，自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受，スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の転がり軸受用樹脂製保持器は、室温，吸湿状態における曲げ弾性係数が１．４７ＧＰａ以上且つ４．７１ＧＰａ未満であり柔軟性を有しているので、該保持器を組み込んだ転がり軸受を低騒音且つ低トルクとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の転がり軸受用樹脂製保持器の一実施形態である冠形保持器の構造を示す斜視図である。
【図２】図１の冠形保持器を組み込んだ深溝玉軸受の構造を示す縦断面図である。
【図３】保持器の曲げ弾性係数と保持器音との相関を示すグラフである。
【図４】保持器の曲げ弾性係数と軸受トルクとの相関を示すグラフである。
【符号の説明】
１　　冠形保持器
１０　　深溝玉軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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