樹脂製保持器及び転がり軸受
【課題】ポケットにおける転動体が摺接する摺接面の潤滑性を向上させた樹脂製保持器を得ることを目的とする。
【解決手段】周方向に複数の転動体である針状ころ２をそれぞれ保持する複数のポケット１０を備えた樹脂製保持器３において、ポケット１０における針状ころ２が摺接する摺接面である周面１０ａと端面１０ｂにポリアミド又はポリカーボネートの樹脂粒子をショットピーニング処理を施してディンプルを付与したものである。
【解決手段】周方向に複数の転動体である針状ころ２をそれぞれ保持する複数のポケット１０を備えた樹脂製保持器３において、ポケット１０における針状ころ２が摺接する摺接面である周面１０ａと端面１０ｂにポリアミド又はポリカーボネートの樹脂粒子をショットピーニング処理を施してディンプルを付与したものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂製保持器及び樹脂製保持器を有する転がり軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の転がり軸受は金属製の保持器を用いているが、最近は自動車用や産業機械での軽量コンパクト化の要求や低コスト化に伴い、針状ころを用いた転がり軸受でもポリアミド等の樹脂保持器の採用が進んでいる。
その樹脂製保持器の採用に伴い自己潤滑性が向上し、潤滑不足による保持器外径面、端面、ポケット内部などの焼き付き等の対策とはなっているが、耐熱性、スキューによる端面摩擦等の懸念は残るものであった。
そこで、転動体が摺接する樹脂製保持器の摺接面の潤滑性を向上させるものとして、従来より多孔質樹脂成形体からなる転がり軸受用保持器であって、多孔質樹脂成形体は、気孔形成材を溶解し、かつ上記樹脂を溶解しない溶媒を用いて上記形成体から上記気孔形成材を抽出して得られる連通孔を有してなり、その連通孔に潤滑油を含浸させ、かつ摺接面から安定的に該潤滑油を供給するようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−１６８６２号公報（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の多孔質樹脂成形体からなる転がり軸受用保持器は、多孔質樹脂成形体が連通孔を有するため、強度の点で充分でないおそれがあった。
そこで、本発明は、このような点に着目してなされたもので、多孔質樹脂成形体を用いず、硬度が充分で、他部材との摺接面の潤滑性を向上させた樹脂製保持器及び転がり軸受を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の樹脂製保持器は、周方向に複数の転動体をそれぞれ保持する複数のポケットを備えた樹脂製保持器において、前記樹脂製保持器の他部材との摺接面に樹脂又は軟質金属の粒子をショットピーニング処理又はインペラー処理を施してディンプルを付与したものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の樹脂製保持器においては、樹脂製保持器の他部材との摺接面に樹脂又は軟質金属の粒子をショットピーニング処理又はインペラー処理を施してディンプルを付与したので、他部材が摺接する摺接面の表面はディンプル（凹凸）により親油性や親水性がアップし、表面への油密着性もアップして潤滑性が向上し、摩擦熱による軸受、保持器の昇温が抑制されて保持器の柱の変形が抑制されると共にスキューの発生が低減化され、許容回転速度もアップするという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は本発明に係る転がり軸受の一例を示す断面図、図２は同転がり軸受の樹脂製保持器を示す斜視図である。
図１において、軌道輪としてのシェル形の外輪１と、転動体としての針状ころ２と樹脂製の保持器３とから転がり軸受としての針状ころ軸受Ａが構成されている。
外輪１は筒状の軌道部４と、その軸方向両側の鍔部５、６とから一体に形成されている。一方の鍔部５は軌道部４に比べて薄肉に形成されると共に、軌道部４に沿うように折曲され、他方の鍔部６は軌道部４から径方向内方に折曲して形成されている。
樹脂製の保持器３は軸方向両側の環状部７、８と、環状部７，８間に円周方向等配位置に配置された柱部９とを備え、柱部９の間が針状ころ２を保持するポケット１０とされている。
【０００７】
本実施の形態１では、樹脂製保持器３を、以下に示す手順で製造した。
まず、表面粗さが０．８μｍの例えばポリアミドにより樹脂成形された表面粗さが０．８μｍの保持器３を用意する。
次に、この樹脂製の保持器３のポケット１０における針状ころ２が摺接する周面１０ａ及び端面１０ｂに、それから１０から６０ｃｍ、より好ましくは２０〜４０ｃｍ離れた距離から、ショット材を用いて、常温下で、０．４〜０．８ＭＰａ、より好ましくは０．５〜０．６ＭＰａの噴射圧力でショットピーニング処理を１分間施し、ディンプルを付与した。
【０００８】
また、保持器３のポケット１０の周面１０ａ及び端面１０ｂに、それから１０から６０ｃｍ、より好ましくは２０〜４０ｃｍ離れた距離から、ショット材を用いて、−６０℃の条件下で、３６００ｒｐｍのインペラー処理を５分間施し、ディンプルを付与することもできる。
このときのショットピーニング処理を行ったときのショット材はポリアミド粒子：ナイロンショット（商品名）であり、またインペラー処理を行ったときのショット材はポリカーボネート粒子：ポリカーボショット（商品名）で、いずれの粒子の粒径は２００〜１０００μｍ、好ましくは２００〜５００μｍ、より好ましくは２００〜４００μｍである。
【０００９】
また、ポリアミド粒子又はポリカーボネート粒子の硬度は、ビッカース硬度で５０＜ＨＶ＜１００（例えば、ＨＶ＝７０程度）又はロックウエル硬度で５０＜ＨＲＣ＜１００（例えば、ＨＲＣ＝７０程度）である。硬度が前記の範囲内であれば、樹脂保持器成形時に発生するバリを効果的に除去する効果も得られる。
このようにして得られた保持器３のポケット１０の周面１０ａ及び端面１０ｂの表面粗さを、公知の非接触型光干渉式形状測定試験機を用いて測定した。その結果、最大高さ（Ｒｍａｘ）で１．０μｍ以上で１０μｍ以下であった。
【００１０】
このように、ポリアミド製の保持器３のポケット１０における針状ころ２が摺接する周面１０ａ及び端面１０ｂに、それから１０から６０ｃｍ、より好ましくは２０〜４０ｃｍ離れた距離から、ショット材としてポリアミド粒子又はポリカーボネート粒子を用いて、ショットピーニング処理又はインペラー処理を施し、ディンプルを付与すると、保持器３のポケット１０の周面１０ａ及び端面１０ｂの表面はディンプル（凹凸）により親水性がアップし、表面への油密着性もアップして潤滑性が向上し、昇温が抑制されて保持器３の柱９の変形が抑制されると共にスキューの発生が低減化され、許容回転速度もアップした。
【００１１】
上記実施の形態１では、保持器３のポケット１０における針状ころ２が摺接する面である周面１０ａ及び端面１０ｂに樹脂の粒子をショットピーニング処理又はインペラー処理を施してディンプルを付与していたが、周面１０ａの中央部分又は両側部分だけに針状ころ２を摺接させる場合にそれらの部分に樹脂の粒子をショットピーニング処理を施してディンプルを付与してもよい。
さらには、保持器３における軌道輪である外輪１が摺接する環状部７、８の周面７ａ、８ａと端面７ｂ、８ｂにも樹脂の粒子をショットピーニング処理又はインペラー処理を施してディンプルを付与してもよい。
保持器３における外輪１が摺接する環状部７、８の端面７ｂ、８ｂにディンプルを付与した場合には、保持器３の環状部７、８の端面７ｂ、８ｂの表面はディンプル（凹凸）により親油性がアップし、表面への油密着性もアップして潤滑性が向上し、外輪１の鍔部６の内周面との摩擦が低減化される。
また、上記実施の形態１では、ショット材としてポリアミド粒子又はポリカーボネート粒子を用いているが、ポリアミド粒子とポリカーボネート粒子とを混在させたり、これらの粒子の粒径を違えて使用してもよい。
また、ショット材としてポリアミド粒子又はポリカーボネート粒子を用いているが、これに限らず軟質金属であるＭｏＳ２（２硫化モリブデン）を用いてもよいことはいうまでもない。
また、上記実施の形態１では、転がり軸受として針状ころ軸受の保持器を一例としているが、通常のころ軸受、玉軸受等軸受一般の保持器に適用できる。また、本件発明における保持器は直動軸受やボールネジ等の他の転動装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る転がり軸受の一例を示す断面図。
【図２】同転がり軸受の樹脂製保持器を示す斜視図。
【符号の説明】
【００１３】
１ 外輪、２ 針状ころ、３ 保持器、４ 軌道部、５、６ 鍔部、７、８ 環状部、９ 柱、１０ ポケット、１０ａ 周面、１０ｂ 端面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂製保持器及び樹脂製保持器を有する転がり軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の転がり軸受は金属製の保持器を用いているが、最近は自動車用や産業機械での軽量コンパクト化の要求や低コスト化に伴い、針状ころを用いた転がり軸受でもポリアミド等の樹脂保持器の採用が進んでいる。
その樹脂製保持器の採用に伴い自己潤滑性が向上し、潤滑不足による保持器外径面、端面、ポケット内部などの焼き付き等の対策とはなっているが、耐熱性、スキューによる端面摩擦等の懸念は残るものであった。
そこで、転動体が摺接する樹脂製保持器の摺接面の潤滑性を向上させるものとして、従来より多孔質樹脂成形体からなる転がり軸受用保持器であって、多孔質樹脂成形体は、気孔形成材を溶解し、かつ上記樹脂を溶解しない溶媒を用いて上記形成体から上記気孔形成材を抽出して得られる連通孔を有してなり、その連通孔に潤滑油を含浸させ、かつ摺接面から安定的に該潤滑油を供給するようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−１６８６２号公報（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の多孔質樹脂成形体からなる転がり軸受用保持器は、多孔質樹脂成形体が連通孔を有するため、強度の点で充分でないおそれがあった。
そこで、本発明は、このような点に着目してなされたもので、多孔質樹脂成形体を用いず、硬度が充分で、他部材との摺接面の潤滑性を向上させた樹脂製保持器及び転がり軸受を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の樹脂製保持器は、周方向に複数の転動体をそれぞれ保持する複数のポケットを備えた樹脂製保持器において、前記樹脂製保持器の他部材との摺接面に樹脂又は軟質金属の粒子をショットピーニング処理又はインペラー処理を施してディンプルを付与したものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の樹脂製保持器においては、樹脂製保持器の他部材との摺接面に樹脂又は軟質金属の粒子をショットピーニング処理又はインペラー処理を施してディンプルを付与したので、他部材が摺接する摺接面の表面はディンプル（凹凸）により親油性や親水性がアップし、表面への油密着性もアップして潤滑性が向上し、摩擦熱による軸受、保持器の昇温が抑制されて保持器の柱の変形が抑制されると共にスキューの発生が低減化され、許容回転速度もアップするという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は本発明に係る転がり軸受の一例を示す断面図、図２は同転がり軸受の樹脂製保持器を示す斜視図である。
図１において、軌道輪としてのシェル形の外輪１と、転動体としての針状ころ２と樹脂製の保持器３とから転がり軸受としての針状ころ軸受Ａが構成されている。
外輪１は筒状の軌道部４と、その軸方向両側の鍔部５、６とから一体に形成されている。一方の鍔部５は軌道部４に比べて薄肉に形成されると共に、軌道部４に沿うように折曲され、他方の鍔部６は軌道部４から径方向内方に折曲して形成されている。
樹脂製の保持器３は軸方向両側の環状部７、８と、環状部７，８間に円周方向等配位置に配置された柱部９とを備え、柱部９の間が針状ころ２を保持するポケット１０とされている。
【０００７】
本実施の形態１では、樹脂製保持器３を、以下に示す手順で製造した。
まず、表面粗さが０．８μｍの例えばポリアミドにより樹脂成形された表面粗さが０．８μｍの保持器３を用意する。
次に、この樹脂製の保持器３のポケット１０における針状ころ２が摺接する周面１０ａ及び端面１０ｂに、それから１０から６０ｃｍ、より好ましくは２０〜４０ｃｍ離れた距離から、ショット材を用いて、常温下で、０．４〜０．８ＭＰａ、より好ましくは０．５〜０．６ＭＰａの噴射圧力でショットピーニング処理を１分間施し、ディンプルを付与した。
【０００８】
また、保持器３のポケット１０の周面１０ａ及び端面１０ｂに、それから１０から６０ｃｍ、より好ましくは２０〜４０ｃｍ離れた距離から、ショット材を用いて、−６０℃の条件下で、３６００ｒｐｍのインペラー処理を５分間施し、ディンプルを付与することもできる。
このときのショットピーニング処理を行ったときのショット材はポリアミド粒子：ナイロンショット（商品名）であり、またインペラー処理を行ったときのショット材はポリカーボネート粒子：ポリカーボショット（商品名）で、いずれの粒子の粒径は２００〜１０００μｍ、好ましくは２００〜５００μｍ、より好ましくは２００〜４００μｍである。
【０００９】
また、ポリアミド粒子又はポリカーボネート粒子の硬度は、ビッカース硬度で５０＜ＨＶ＜１００（例えば、ＨＶ＝７０程度）又はロックウエル硬度で５０＜ＨＲＣ＜１００（例えば、ＨＲＣ＝７０程度）である。硬度が前記の範囲内であれば、樹脂保持器成形時に発生するバリを効果的に除去する効果も得られる。
このようにして得られた保持器３のポケット１０の周面１０ａ及び端面１０ｂの表面粗さを、公知の非接触型光干渉式形状測定試験機を用いて測定した。その結果、最大高さ（Ｒｍａｘ）で１．０μｍ以上で１０μｍ以下であった。
【００１０】
このように、ポリアミド製の保持器３のポケット１０における針状ころ２が摺接する周面１０ａ及び端面１０ｂに、それから１０から６０ｃｍ、より好ましくは２０〜４０ｃｍ離れた距離から、ショット材としてポリアミド粒子又はポリカーボネート粒子を用いて、ショットピーニング処理又はインペラー処理を施し、ディンプルを付与すると、保持器３のポケット１０の周面１０ａ及び端面１０ｂの表面はディンプル（凹凸）により親水性がアップし、表面への油密着性もアップして潤滑性が向上し、昇温が抑制されて保持器３の柱９の変形が抑制されると共にスキューの発生が低減化され、許容回転速度もアップした。
【００１１】
上記実施の形態１では、保持器３のポケット１０における針状ころ２が摺接する面である周面１０ａ及び端面１０ｂに樹脂の粒子をショットピーニング処理又はインペラー処理を施してディンプルを付与していたが、周面１０ａの中央部分又は両側部分だけに針状ころ２を摺接させる場合にそれらの部分に樹脂の粒子をショットピーニング処理を施してディンプルを付与してもよい。
さらには、保持器３における軌道輪である外輪１が摺接する環状部７、８の周面７ａ、８ａと端面７ｂ、８ｂにも樹脂の粒子をショットピーニング処理又はインペラー処理を施してディンプルを付与してもよい。
保持器３における外輪１が摺接する環状部７、８の端面７ｂ、８ｂにディンプルを付与した場合には、保持器３の環状部７、８の端面７ｂ、８ｂの表面はディンプル（凹凸）により親油性がアップし、表面への油密着性もアップして潤滑性が向上し、外輪１の鍔部６の内周面との摩擦が低減化される。
また、上記実施の形態１では、ショット材としてポリアミド粒子又はポリカーボネート粒子を用いているが、ポリアミド粒子とポリカーボネート粒子とを混在させたり、これらの粒子の粒径を違えて使用してもよい。
また、ショット材としてポリアミド粒子又はポリカーボネート粒子を用いているが、これに限らず軟質金属であるＭｏＳ２（２硫化モリブデン）を用いてもよいことはいうまでもない。
また、上記実施の形態１では、転がり軸受として針状ころ軸受の保持器を一例としているが、通常のころ軸受、玉軸受等軸受一般の保持器に適用できる。また、本件発明における保持器は直動軸受やボールネジ等の他の転動装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る転がり軸受の一例を示す断面図。
【図２】同転がり軸受の樹脂製保持器を示す斜視図。
【符号の説明】
【００１３】
１ 外輪、２ 針状ころ、３ 保持器、４ 軌道部、５、６ 鍔部、７、８ 環状部、９ 柱、１０ ポケット、１０ａ 周面、１０ｂ 端面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に複数の転動体をそれぞれ保持する複数のポケットを備えた樹脂製保持器において、
前記樹脂製保持器の他部材との摺接面に樹脂又は軟質金属の粒子をショットピーニング処理又はインペラー処理を施してディンプルを付与したことを特徴とする樹脂製保持器。
【請求項２】
前記樹脂又は軟質金属の粒子の粒径は２００〜１０００μｍであることを特徴とする請求項１記載の樹脂製保持器。
【請求項３】
前記樹脂はポリアミド又はポリカーボネートで、前記軟質金属は２硫化モリブデンであることを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂製保持器。
【請求項４】
前記請求項１〜３に記載の樹脂製保持器と、該樹脂製保持器の複数のポケットに保持される複数の転動体と、これら転動体が転動する軌道輪を備えていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項１】
周方向に複数の転動体をそれぞれ保持する複数のポケットを備えた樹脂製保持器において、
前記樹脂製保持器の他部材との摺接面に樹脂又は軟質金属の粒子をショットピーニング処理又はインペラー処理を施してディンプルを付与したことを特徴とする樹脂製保持器。
【請求項２】
前記樹脂又は軟質金属の粒子の粒径は２００〜１０００μｍであることを特徴とする請求項１記載の樹脂製保持器。
【請求項３】
前記樹脂はポリアミド又はポリカーボネートで、前記軟質金属は２硫化モリブデンであることを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂製保持器。
【請求項４】
前記請求項１〜３に記載の樹脂製保持器と、該樹脂製保持器の複数のポケットに保持される複数の転動体と、これら転動体が転動する軌道輪を備えていることを特徴とする転がり軸受。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−１５６３２２（Ｐ２００９−１５６３２２Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３４０３５（Ｐ２００７−３３４０３５）
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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