JP4357154B2

JP4357154B2 - Anti-creep bearing

Info

Publication number: JP4357154B2
Application number: JP2002151145A
Authority: JP
Inventors: 正樹江上
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2022-05-24
Also published as: JP2003343590A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、軸受の外径面に樹脂製の帯状スペーサを付設したクリープ防止軸受及びその設計方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
装置の軽量化のために、軸受を保持する軸箱（ハウジング）も軽量化する必要が生じ、例えばアルミニウム合金製の軸箱に鋼製の転がり軸受を保持する構造が採用されている。
【０００３】
軸受外輪と異なる金属で軸箱を形成すると、高温の環境で使用された場合に、軸受材と軸箱材との間にそれらの熱膨張率の差によって隙間が形成され、軸受は軸箱からの固定支持力を失って軸の回転方向に相対的な「ずれ」を起こし、いわゆる「クリープ」と呼ばれる現象を起こす場合がある。
【０００４】
このような「クリープ」が進行すると、軸箱や外径面に微小振幅の往復摩擦による異常摩耗（いわゆるフレッチング）が起こり、これが頻繁に起これば軸受の固定的な支持が不充分になる。
【０００５】
そして、クリープを防止するために、従来のクリープ防止軸受には、軸受の外輪の外径面に樹脂製の帯状スペーサが取り付けられていた。
【０００６】
特開平７−６０５５６号公報には、軸受の外輪の外径面にナイロン６、ナイロン１１、ナイロン４６、ナイロン６６製の帯状スペーサが付設されたクリープ防止転がり軸受が記載されている。
【０００７】
特開平６−１５９３７５号公報には、軸受の外輪の外径面に帯状スペーサが付設されたクリープ防止転がり軸受として、帯状スペーサの材料にポリエーテルサルフォンを採用すると、吸水率が小さくなり、この樹脂は非晶性であるために結晶化による収縮等の影響も少ない旨の記載がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来のクリープ防止転がり軸受では、軸箱、軸受外輪、スペーサの材質や大きさについて多くの組み合わせがあり、各条件においてクリープを確実に防止できるように樹脂製の帯状スペーサを設けるためには煩雑な実験的手法など必要とする。
【０００９】
例えば、所定の予想使用温度で確実にクリープを防止できる軸受であっても、予想を越えた温度条件でクリープを防止させるためには、スペーサの厚みをどの程度増やせばよいか、軸受外輪または軸箱の材質を軽量化や耐熱性その他の条件に合わせて変更した場合、スペーサの厚みをどの程度変更すればよいかなどについて充分な信頼性があるように設定する必要があるが、試行を重ねることなく設計することは困難であった。
【００１０】
また、高温で使用されるグリースには、基油としてエステル油が配合されている場合があるが、エステル油は合成樹脂の強度を劣化させることがあり、特にクリープ防止軸受の外輪と軸箱の間に設けられる樹脂製の帯状スペーサ用樹脂として好ましい耐熱性や寸法安定性を有しているポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）樹脂組成物を劣化させ、クラックを発生させやすくするという問題点がある。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決して、クリープ防止軸受の外輪と軸箱の間に設けられる樹脂製の帯状スペーサが、１００℃を超えるような高温の使用条件においても確実に所定寸法に膨張して適正な厚みになり、クリープを確実に防止できる軸受にすることである。
【００１２】
また、クリープ防止軸受の外輪と軸箱の間に設けられる樹脂製の帯状スペーサの耐薬品性を高め、特に耐エステル油性に優れ、帯状スペーサのクラック防止性に優れたクリープ防止軸受とすることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、軸受の外径面に周方向に延びる溝を形成し、この溝に嵌まる樹脂製の帯状スペーサを軸径方向に所定厚さに設けたクリープ防止軸受において、前記の帯状スペーサの軸径方向の厚さｄを下記の数２の式を満足する厚さに設けたことを特徴とするクリープ防止軸受としたのである。
【００１４】
【数２】

【００１５】
（式中、ｄはスペーサの軸径方向の厚さ［ｍｍ］、Ｄは軸受外径、ΔＴは室温より高い想定使用温度と基準温度（室温）との差［℃］、αは樹脂層の線膨張係数［１／℃］、βは軸受材の線膨張係数［１／℃］、γは軸箱材の線膨張係数［１／℃］を示す。）
上記したように構成されるこの発明のクリープ防止軸受は、上記数２の式にしたがってスペーサの厚みを、軸受の外径、樹脂種ごとに異なる熱膨張率、軸受材および軸箱材の熱膨張率に対応させた所定の厚みに設けることにより、ΔＴだけ温度上昇したときに増加する溝内の容積より、樹脂の膨張する容積が大きくなり、確実に径の寸法が増大してクリープを防止できるものになる。
【００１６】
また、帯状スペーサを形成する樹脂としては、吸水率（ＡＳＴＭＤ570）が１％以下の低吸水性樹脂を採用することが好ましく、この場合は高温の使用条件においても確実にクリープを防止できる優れたクリープ防止転がり軸受になる。
【００１７】
また、帯状スペーサを形成する樹脂が、結晶性樹脂である上記構成のクリープ防止転がり軸受とすれば、耐薬品性および耐油性に優れた帯状スペーサを備えたクリープ防止転がり軸受になり、軸受から漏れ出たグリースにエステル油が含まれていても、或いは防錆剤として樹脂に対して化学的に攻撃性の高い（ケミカルアタック性の高い）物質を用いても、帯状スペーサが侵されにくく、クラックの発生し難いクリープ防止転がり軸受になる。
【００１８】
さらにまた、帯状スペーサを形成する樹脂が、ガラス転移温度１００℃以上の可及的に高いガラス転移温度の樹脂である上記構成のクリープ防止転がり軸受とすることが好ましい。ガラス転移温度を超えない使用条件では、樹脂は塑性変形ではなく、弾性力で軸箱に摩擦係合できるから確実にクリープを防止する。帯状スペーサを形成する樹脂が、ガラス転移温度１００℃未満では、１００℃以上の高温使用条件においてクリープ防止性を確実に発揮することができない。
【００１９】
上記した課題を解決し、確実にクリープを防止できるクリープ防止軸受を設計するために、軸受の外径面に周方向に延びる溝を形成し、この溝に嵌まる樹脂製の帯状スペーサを軸径方向に所定厚さに設けるクリープ防止軸受の設計方法において、前記の帯状スペーサは、軸径方向の厚さｄを前記の数２の式を満足するように設計することを特徴としたクリープ防止軸受の設計方法を採用することもできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態を以下に添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１に示すように、実施形態のクリープ防止軸受は、軸受鋼製の内輪１、外輪２、転動体３を備えると共に軟鋼や樹脂等で形成された保持器（図示せず。）を具備し、外輪２の外径面を周回する溝（周溝）４を形成し、この溝４に樹脂製のリング型の帯状スペーサ５を軸径方向に所定厚さdとなるよう射出成型によって設けている。
【００２２】
作製されたクリープ防止軸受の軸箱６への取り付けは、アルミニウム合金などの金属製軸箱６内に、軸受を挿入し、その際に軸箱６と外輪２の間に帯状スペーサ５の径方向の弾性力が働くように、軸箱６の壁面に帯状スペーサ５の外周面を圧接させて摩擦係合力によって固定する。
【００２３】
溝４は、軸受の外輪２の外径面に１列以上に機械切削加工するか、または外輪の成型と同時に成形してもよく、その際に帯状スペーサ５の厚さとほぼ同じ深さに形成している。そして、外輪２の外径面から帯状スペーサ５の外径面が僅かに突出するか、または同一平面を形成するように調整する。また、溝４は、周方向に連続するいわゆる周溝に形成してもよく、または不連続状な周溝に形成することもできる。
【００２４】
そして、帯状スペーサ５を溝４内に射出成型するか、または別途形成したものを嵌め入れた際、帯状スペーサ５の径方向の厚さのうち９０％以上を溝４内に収めることが好ましい。なぜなら、帯状スペーサ５を溝４内に収める深さが径方向の厚さの９０％未満では、加熱されたときに帯状スペーサ５の体積増加分が軸受の軸方向に膨張して直径方向の嵌め合い隙間の調整が充分に行われない場合があると予想されるからである。
【００２５】
図１に示すように、帯状スペーサ５は、溝４に嵌め合い可能な形状と大きさで任意の幅に１列に設けてもよく、図２に示すように２列以上の複数列の帯状スペーサ７に設けることもできる。
【００２６】
好ましい溝形としては、内壁面の表面積を大きくなるように、または化学的または物理的な表面処理で底面や側面が粗くなるように、もしくは密着力を高めて円周方向の位置ずれを防止できる形状である。
【００２７】
例えば図３に示す溝４は、底面の片側隅に沿って線状の膨出部４ａを形成し、この部分に帯状スペーサ５（図１）を食い込ませて溝４との係合面積を大きくし、これにより軸の回りに帯状スペーサ５の「ずれ動き（クリープ）」を防止している。
【００２８】
このような形態に設けられる帯状スペーサの材質は、吸水率（ＡＳＴＭＤ570）が１％以下の低吸水性樹脂を採用することが好ましい。
【００２９】
また、樹脂製の帯状スペーサは、ＡＳＴＭＴ５７０（厚さ３ｍｍの試験片を２３℃の水中で２４時間浸漬した際）で１％以下の測定値を示す樹脂で形成することが、使用雰囲気の湿度に対する寸法変動がなく、軸箱への「嵌め合い」が安定するので好ましく、一方、吸水率が１％を超えて大きい樹脂では加熱された際に内部に含まれていた水分が蒸発して収縮し、本来のクリープ性を充分に発揮できなくなる。
【００３０】
吸水率（ＡＳＴＭＤ570）が１％以下の低吸水率の樹脂の具体例としては、１１ナイロン、１２ナイロン、ポリアセタール樹脂、ＰＢＴ樹脂、６Ｔナイロン、９Ｔナイロン、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）が挙げられる。これらのうち、２種以上の樹脂を混合した樹脂組成物を用いて帯状スペーサを形成しても良い。特に、９Ｔナイロン（ナイロン９Ｔとも呼ばれる。）を用いることにより、１５０℃という高温雰囲気中での軸受の連続使用が可能になる。
【００３１】
因みに、９Ｔナイロンは、重合体の繰り返し単位が炭素数９のジアミンであるノナンジアミンとテレフタル酸とで構成された結晶性樹脂であり、結晶化速度早く、ガラス転移温度は１２６℃と高くて１００℃以上の高温（ガラス転移点以下）でも変形し難い樹脂である。９Ｔナイロンの市販品の例としては、クラレ社製のジェネスタが挙げられる。
【００３２】
低吸水性樹脂としては、周知の添加剤を添加してもよく、例えばガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウムウイスカなどの繊維状充填剤、黒鉛、炭酸カルシウムなどの粒子状充填剤を配合してもよく、またさらに線膨張係数を大きくするためにポリエチレンやエラストマーを配合することも好ましいことである。
【００３３】
樹脂製の帯状スペーサの成形方法としては、別途、長尺状に成形したものを溝の長さに合わせて適当に裁断するか、または外輪を金型に嵌め、溶融した樹脂を溝内に射出成形するという方法を採用すれば生産性がよい。帯状スペーサの径方向の所定厚さは、成型金型の寸法を調整し、成形後に機械的に切削加工して寸法を調整することもできる。さらに、寸法安定化のためにアニール処理を行なうことも好ましいことである。
【００３４】
この発明におけるクリープ防止軸受の機構は、いわゆる形式を特に限定したものではなく、転がり軸受である場合の転動体の種類が玉、コロ（針状コロの場合も含む。）、円錐コロなどであるもの、その他に周知形式の軸受機構であってよく、また転動体を有しない滑り軸受であってもよい。
【００３５】
以上のようなクリープ防止軸受とすることにより、自動車電装品に用いる軸受として、エンジンルーム周辺で使用される場合にもエンジン効率の向上に伴う温度上昇に耐える耐熱性に優れた軸受とすることができる。
【００３６】
【実施例および比較例】
実施例および比較例で用いた帯状スペーサの樹脂材料を以下に列挙する。なお、［］は以下の表中に示した略称であり、Ｔｇはガラス転移温度を示す。
▲１▼ ９Ｔナイロン［ＰＡ９Ｔ］（クラレ社製：ジェネスタ、Ｔｇ＝１２６℃）
▲２▼ １１ナイロン［ＰＡ１１］（アトフィナ・ジャパン社製：Rilsan BMN）
▲３▼ ポリアセタール樹脂［ＰＯＭ］（ポリプラスチックス社製：ジュラコンM90-02）
▲４▼ ４６ナイロン［ＰＡ４６］（DSM JSRエンプラ社製：Stany KS300、Ｔｇ＝７８℃）
▲５▼ ６６ナイロン［ＰＡ６６］（東レ社製：CM3001N、Ｔｇ＝６６℃）
〔実施例１〜３、比較例１〜４〕
外径４０ｍｍ、内径１７ｍｍ、幅１２ｍｍの深溝玉軸受（材料の軸受鋼の線膨張係数は１．１８×１０^-5／℃）の外径面に２ｍｍ幅の周溝を２ｍｍ間隔で２本形成した。
【００３７】
次に、この軸受の外輪外周を覆うように金型を嵌め、表１に示す樹脂を溶融すると共に金型内に射出して、リング型の帯状スペーサ（２ｍｍの幅で外径４０．０４ｍｍ）を、同表に示す軸径方向の厚さ（ｍｍ）となるように複合射出成型した。
【００３８】
次いで、このように射出成型された帯状スペーサは、それが軸受の外径面から２０μｍだけ突出するように切削および研磨加工した。なお、寸法は、いずれも２３℃（基準温度）で計測した値を示している。
【００３９】
以上のようにして得られた試験軸受を以下の試験ａ，ｂに供した。この試験では各帯状スペーサの吸水率（ＡＳＴＭＴ570測定値（％））を調べ、線膨張係数と、これから算出される１００℃と１８０℃での軸径方向の厚さ（ｍｍ）を表１中に併記した。
【００４０】
【表１】

【００４１】
（ａ）クリープ試験
図４に示す円筒状の軸箱８（内径４０．４０〜４０．５０ｍｍ）を作製し、大径部から挿入した試験軸受Ａを図示したように平面状の基台９に立てて軸受Ａ上面に１９．６Ｎの荷重（負荷Ｇ）を負荷した。この状態で１００℃または１８０℃に設定した電気炉に２４時間収容し、その後、常温に戻した場合の軸受の位置を調べ、その結果は初期位置から全くずれていない（○印）、ずれた（△印）、最下部まで落下した（×印）の三段階に評価し、これを表２中に括弧内の記号で示した。
【００４２】
（ｂ）乾燥による寸法変化試験
試験軸受を８０℃で８時間乾燥処理し、この乾燥処理の前後の帯状スペーサ（リング状）の外径寸法を計測し、その結果を表２中に示した。
【００４３】
【表２】

【００４４】
表１、２の結果からも明らかなように、吸水率が１％より大きい樹脂を用いた比較例３、４は、寸法変化率が非常に大きく、特に比較例３は乾燥後に帯状スペーサの外径が軸受外輪外径より小さくなり、正確に寸法変化量を測定することができなかった。また、帯状スペーサの厚みを計算値ｄより小さく形成した比較例１，２では何れの温度条件でも軸受にクリープが生じた。
【００４５】
これに対して吸水率が１％未満の樹脂を採用した実施例１〜３は、いずれも寸法変化量が小さく、実用上の使用に耐えるものであり、１００℃の放置試験での軸箱内での軸受の位置ずれがなかった。また、９Ｔナイロンを用いた実施例１の軸受は、高温での１００℃試験ばかりでなく、１８０℃試験でもクリープを防止できた。
【００４６】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように、軸受の外径面に周方向に延びる溝に嵌まる帯状スペーサを軸径方向に所定厚さに設けたクリープ防止軸受としたので、使用により温度上昇したときに膨張により確実に径が増大し、特に１００℃を超えるような高温の使用条件においてもクリープを確実に防止できるクリープ防止軸受になるという利点がある。
【００４７】
また、帯状スペーサを形成する樹脂として、吸水率１％以下の低吸水性樹脂を採用することにより、乾燥による収縮が少なく、高温の使用条件において確実にクリープを防止できるクリープ防止転がり軸受になる。
【００４８】
また、帯状スペーサを形成する樹脂が、結晶性樹脂である上記構成のクリープ防止転がり軸受とすれば、耐薬品性およびエステル油などに対する耐油性に優れた帯状スペーサを備えたクリープ防止転がり軸受になる。
【００４９】
さらにまた、帯状スペーサを形成する樹脂が、ガラス転移温度１００℃以上のものは、ガラス転移温度を超えない使用条件で確実にクリープを防止する転がり軸受になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のクリープ防止軸受の要部を示す径方向断面図
【図２】第２実施形態のクリープ防止軸受の要部を示す径方向断面図
【図３】第２実施形態のクリープ防止軸受の外輪の要部を示す径方向拡大断面図
【図４】クリープ試験方法を説明する軸箱と軸受の径方向断面図
【符号の説明】
１内輪
２外輪
３転動体
４溝
５、７帯状スペーサ
６、８軸箱
９基台
Ａ試験軸受
Ｇ負荷[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an anti-creep bearing having a resin band spacer on the outer diameter surface of the bearing and a design method thereof.
[0002]
[Prior art]
In order to reduce the weight of the apparatus, it is necessary to reduce the weight of a housing (housing) that holds a bearing. For example, a structure in which a steel rolling bearing is held in an aluminum alloy shaft housing is employed.
[0003]
When the axle box is formed of a metal different from the bearing outer ring, a gap is formed between the bearing material and the axle box material due to the difference in thermal expansion coefficient when used in a high temperature environment. There is a case in which a relative “displacement” is caused in the rotational direction of the shaft by losing the fixed supporting force, and a phenomenon called “creep” is caused.
[0004]
When such “creep” progresses, abnormal wear (so-called fretting) due to minute amplitude reciprocating friction occurs on the axle box and the outer diameter surface, and if this occurs frequently, the fixed support of the bearing becomes insufficient.
[0005]
In order to prevent creep, a conventional anti-creep bearing is provided with a resin band spacer on the outer diameter surface of the outer ring of the bearing.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-60556 describes a creep-proof rolling bearing in which a belt-like spacer made of nylon 6, nylon 11, nylon 46, or nylon 66 is attached to the outer diameter surface of the outer ring of the bearing.
[0007]
In JP-A-6-159375, when a polyether sulfone is used as a material for the strip spacer as a creep preventing rolling bearing in which a strip spacer is attached to the outer diameter surface of the outer ring of the bearing, the water absorption rate is reduced. There is a description that since the resin is amorphous, the influence of shrinkage due to crystallization is small.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional anti-creep rolling bearings described above, there are many combinations of materials and sizes of the shaft box, bearing outer ring, and spacer, and a resin band spacer is provided so as to reliably prevent creep under each condition. It requires complicated experimental methods.
[0009]
For example, even if a bearing can reliably prevent creep at a predetermined expected operating temperature, how much the spacer thickness should be increased to prevent creep under unexpected temperature conditions, such as a bearing outer ring or shaft If the material of the box is changed according to the weight reduction, heat resistance and other conditions, it is necessary to set the reliability of the spacer thickness so that it should be changed enough, but repeated trials It was difficult to design without it.
[0010]
In addition, grease used at high temperatures may contain ester oil as a base oil. However, ester oil may deteriorate the strength of the synthetic resin, especially in the outer ring and axle box of an anti-creep bearing. There is a problem that the polyethersulfone (PES) resin composition having heat resistance and dimensional stability preferable as a resin-made strip spacer resin provided therebetween is deteriorated and cracks are easily generated.
[0011]
Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and ensure that the resin strip spacer provided between the outer ring of the anti-creep bearing and the axle box is used even under high temperature use conditions exceeding 100 ° C. In other words, the bearing is expanded to a predetermined size to an appropriate thickness, and the bearing can be surely prevented from creeping.
[0012]
Also, by increasing the chemical resistance of the resin strip spacer provided between the outer ring of the creep prevention bearing and the axle box, it is particularly excellent in ester oil resistance, and it is made into a creep prevention bearing excellent in crack resistance of the strip spacer. is there.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, a groove extending in the circumferential direction is formed on the outer diameter surface of the bearing, and a resin-made strip-like spacer that fits in the groove is provided in a predetermined thickness in the axial diameter direction. In the anti-creep bearing, the anti-creep bearing is characterized in that the thickness d in the axial diameter direction of the belt-like spacer is set to a thickness that satisfies the following equation (2).
[0014]
[Expression 2]

[0015]
(Where d is the thickness of the spacer in the axial direction [mm], D is the outer diameter of the bearing, ΔT is the difference between the assumed operating temperature higher than room temperature and the reference temperature (room temperature) [° C.], and α is the resin layer (Linear expansion coefficient [1 / ° C.], β represents the linear expansion coefficient [1 / ° C.] of the bearing member, and γ represents the linear expansion coefficient [1 / ° C.] of the shaft box member.)
The anti-creep bearing according to the present invention configured as described above has a spacer thickness, a thermal expansion coefficient that varies depending on the outer diameter of the bearing and the resin type, and thermal expansion of the bearing material and the shaft box material in accordance with the formula (2). By providing a predetermined thickness corresponding to the rate, the volume in which the resin expands becomes larger than the volume in the groove that increases when the temperature rises by ΔT, and the diameter can be reliably increased to prevent creep. Become a thing.
[0016]
Further, as the resin for forming the belt-like spacer, it is preferable to use a low water absorption resin having a water absorption rate (ASTM D570) of 1% or less. In this case, it is excellent in that creep can be surely prevented even under high temperature use conditions. Anti-creep rolling bearing.
[0017]
In addition, if the resin forming the strip spacer is a creep preventing rolling bearing having the above-described structure, which is a crystalline resin, it becomes a creep preventing rolling bearing having a strip spacer excellent in chemical resistance and oil resistance, and leaks from the bearing. Even if the grease that comes out contains ester oil or a substance that is chemically aggressive to the resin (high chemical attack) as a rust preventive agent, the strip spacers are not easily affected and cracks It becomes a creep-preventing rolling bearing that is difficult to generate.
[0018]
Furthermore, it is preferable to use a creep-proof rolling bearing having the above-described configuration, in which the resin forming the belt-like spacer is a resin having a glass transition temperature as high as possible of 100 ° C. or higher. Under usage conditions that do not exceed the glass transition temperature, the resin is not plastically deformed, but can be frictionally engaged with the axle box by an elastic force, thereby reliably preventing creep. When the resin forming the band-like spacer is less than 100 ° C., the anti-creep property cannot be surely exhibited under high temperature use conditions of 100 ° C. or higher.
[0019]
In order to solve the above-mentioned problems and to design a creep-proof bearing that can reliably prevent creep, a groove extending in the circumferential direction is formed on the outer diameter surface of the bearing, and a resin belt-like spacer that fits in this groove has a shaft diameter. In the design method of the anti-creep bearing provided in the direction with a predetermined thickness, the strip spacer is designed so that the thickness d in the axial radial direction satisfies the formula (2). The design method can also be adopted.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0021]
As shown in FIG. 1, the creep prevention bearing of the embodiment includes an inner ring 1, an outer ring 2, and a rolling element 3 made of bearing steel, and a cage (not shown) formed of mild steel, resin, or the like. A groove (circumferential groove) 4 that circulates on the outer diameter surface of the outer ring 2 is formed, and a ring-shaped strip spacer 5 made of resin is provided in the groove 4 by injection molding so as to have a predetermined thickness d in the axial direction. Yes.
[0022]
The produced creep-proof bearing is attached to the axle box 6 by inserting the bearing into a metal axle box 6 made of aluminum alloy or the like, and the radial direction of the strip spacer 5 between the axle box 6 and the outer ring 2 at that time. The outer peripheral surface of the belt-like spacer 5 is brought into pressure contact with the wall surface of the axle box 6 so that the elastic force acts, and is fixed by the frictional engagement force.
[0023]
The grooves 4 may be machined into one or more rows on the outer diameter surface of the outer ring 2 of the bearing, or may be formed simultaneously with the molding of the outer ring. At this time, the groove 4 is formed to a depth substantially equal to the thickness of the belt-like spacer 5. is doing. And it adjusts so that the outer-diameter surface of the strip | belt-shaped spacer 5 may protrude slightly from the outer-diameter surface of the outer ring | wheel 2, or forms the same plane. Moreover, the groove | channel 4 may be formed in what is called a circumferential groove continuous in the circumferential direction, or can also be formed in a discontinuous circumferential groove.
[0024]
Then, when the belt-like spacer 5 is injection-molded in the groove 4 or a separately formed one is inserted, 90% or more of the thickness in the radial direction of the belt-like spacer 5 is preferably accommodated in the groove 4. This is because if the depth in which the belt-like spacer 5 is accommodated in the groove 4 is less than 90% of the radial thickness, the volume increase of the belt-like spacer 5 expands in the axial direction of the bearing when heated and fits in the radial direction. This is because it is expected that the adjustment of the gap is not sufficiently performed.
[0025]
As shown in FIG. 1, the belt-like spacers 5 may be provided in a single row with an arbitrary width and a shape and size that can be fitted in the groove 4, and as shown in FIG. It can also be provided on the spacer 7.
[0026]
As a preferable groove shape, it is possible to prevent displacement in the circumferential direction by increasing the surface area of the inner wall surface, or by roughening the bottom surface or side surface by chemical or physical surface treatment, or by increasing the adhesion. Shape.
[0027]
For example, the groove 4 shown in FIG. 3 forms a linear bulging portion 4a along one side corner of the bottom surface, and a belt-like spacer 5 (FIG. 1) is bited into this portion to increase the engagement area with the groove 4. This prevents the “slip movement (creep)” of the belt-like spacer 5 around the axis.
[0028]
As the material of the strip-shaped spacer provided in such a form, it is preferable to employ a low water-absorbing resin having a water absorption rate (ASTM D570) of 1% or less.
[0029]
Further, the resin band spacer is formed of a resin having a measured value of 1% or less by ASTM T570 (when a test piece having a thickness of 3 mm is immersed in water at 23 ° C. for 24 hours). This is preferable because there is no dimensional fluctuation and stable “fit” to the axle box. On the other hand, in the case of a resin having a large water absorption rate exceeding 1%, the moisture contained inside evaporates when heated and shrinks. However, the original creep property cannot be fully exhibited.
[0030]
Specific examples of resins having a low water absorption (ASTM D570) of 1% or less include 11 nylon, 12 nylon, polyacetal resin, PBT resin, 6T nylon, 9T nylon, and ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE). ), Tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA). Of these, the strip spacer may be formed using a resin composition in which two or more kinds of resins are mixed. In particular, by using 9T nylon (also referred to as nylon 9T), the bearing can be used continuously in a high temperature atmosphere of 150 ° C.
[0031]
Incidentally, 9T nylon is a crystalline resin composed of nonanediamine and terephthalic acid whose polymer repeating unit is a diamine having 9 carbon atoms, has a high crystallization rate, and has a high glass transition temperature of 126 ° C. and 100 ° C. It is a resin that does not easily deform even at the above high temperatures (below the glass transition point). An example of a 9T nylon commercial product is Kuraray's Genesta.
[0032]
As the low water-absorbent resin, known additives may be added. For example, fiber fillers such as glass fiber, carbon fiber, and potassium titanate whisker, and particulate fillers such as graphite and calcium carbonate are blended. It is also preferable to blend polyethylene or an elastomer in order to further increase the linear expansion coefficient.
[0033]
As a method for molding a resinous strip-shaped spacer, a long strip is cut appropriately according to the length of the groove, or an outer ring is fitted into a mold, and molten resin is injected into the groove. If the method of forming is adopted, productivity is good. The predetermined thickness in the radial direction of the belt-shaped spacer can be adjusted by adjusting the dimensions of the molding die and mechanically cutting after molding. Furthermore, it is also preferable to perform an annealing process for dimensional stabilization.
[0034]
The mechanism of the anti-creep bearing according to the present invention is not limited to a so-called type, and the type of rolling element in the case of a rolling bearing is a ball, a roller (including a needle roller), a conical roller, or the like. Other than that, a well-known type bearing mechanism may be used, and a sliding bearing having no rolling elements may be used.
[0035]
By using the anti-creep bearing as described above, it is possible to make the bearing excellent in heat resistance that can withstand the temperature rise accompanying the improvement in engine efficiency even when used in the vicinity of the engine room as a bearing used in automobile electrical components. it can.
[0036]
Examples and Comparative Examples
The resin materials for the strip spacers used in the examples and comparative examples are listed below. In addition, [] is the abbreviation shown in the following table | surfaces, and Tg shows a glass transition temperature.
(1) 9T nylon [PA9T] (Kuraray Co., Ltd .: Genesta, Tg = 126 ° C.)
▲ 2 ▼ 11 nylon [PA11] (manufactured by Atofina Japan: Rilsan BMN)
(3) Polyacetal resin [POM] (Polyplastics: Duracon M90-02)
(4) 46 nylon [PA46] (DSM JSR engineering plastics company: Stany KS300, Tg = 78 ° C.)
(5) 66 nylon [PA66] (Toray Industries, Inc .: CM3001N, Tg = 66 ° C.)
[Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 4]
Deep groove ball bearings with an outer diameter of 40 mm, an inner diameter of 17 mm, and a width of 12 mm (two linear grooves having a width of 2 mm are formed at intervals of 2 mm on the outer diameter surface of the material bearing steel has a linear expansion coefficient of 1.18 × 10 ⁻⁵ / ° C.) did.
[0037]
Next, a mold is fitted so as to cover the outer ring outer periphery of the bearing, the resin shown in Table 1 is melted and injected into the mold, and a ring-shaped strip spacer (outer diameter 40.04 mm with a width of 2 mm) Was injection molded so as to have a thickness (mm) in the axial direction shown in the table.
[0038]
Next, the belt-like spacer thus injection-molded was cut and polished so that it protruded by 20 μm from the outer diameter surface of the bearing. In addition, as for the dimension, all have shown the value measured at 23 degreeC (reference temperature).
[0039]
The test bearing obtained as described above was subjected to the following tests a and b. In this test, the water absorption rate (ASTM T570 measured value (%)) of each strip spacer was examined, and the linear expansion coefficient and the thickness (mm) in the axial diameter direction at 100 ° C. and 180 ° C. calculated from this are shown in Table 1. It was written together.
[0040]
[Table 1]

[0041]
(A) Creep test The cylindrical shaft box 8 (inner diameter 40.40 to 40.50 mm) shown in FIG. 4 was produced, and the test bearing A inserted from the large diameter portion was placed on the flat base 9 as shown in the figure. A load of 19.6 N (load G) was applied to the upper surface of the bearing A upright. In this state, the bearing was stored in an electric furnace set at 100 ° C. or 180 ° C. for 24 hours and then returned to normal temperature, and the position of the bearing was checked. Evaluation was made in three stages: (Δ mark) and dropped to the bottom (x mark), and this is shown in Table 2 by the symbols in parentheses.
[0042]
(B) Dimensional change test by drying The test bearing was dried at 80 ° C. for 8 hours, and the outer diameter of the band spacer (ring shape) before and after this drying treatment was measured. The results are shown in Table 2.
[0043]
[Table 2]

[0044]
As is apparent from the results of Tables 1 and 2, Comparative Examples 3 and 4 using a resin having a water absorption rate of more than 1% have a very large dimensional change rate. The diameter became smaller than the outer diameter of the bearing outer ring, and the amount of dimensional change could not be measured accurately. Further, in Comparative Examples 1 and 2 in which the thickness of the strip spacer was formed smaller than the calculated value d, creep occurred in the bearing under any temperature condition.
[0045]
On the other hand, Examples 1 to 3, which employ a resin having a water absorption rate of less than 1%, each have a small dimensional change and withstand practical use. There was no misalignment of the bearing. Further, the bearing of Example 1 using 9T nylon was able to prevent creep not only in the 100 ° C. test at a high temperature but also in the 180 ° C. test.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides the anti-creep bearing in which the belt-shaped spacer fitted in the circumferentially extending groove on the outer diameter surface of the bearing is provided with a predetermined thickness in the axial diameter direction. In addition, the diameter is surely increased by the expansion, and there is an advantage that the anti-creep bearing can be surely prevented even under a high temperature use condition exceeding 100 ° C.
[0047]
Further, by adopting a low water-absorbing resin having a water absorption of 1% or less as the resin for forming the belt-like spacer, there is little shrinkage due to drying, and a creep-preventing rolling bearing that can reliably prevent creep under high temperature use conditions.
[0048]
Further, if the resin forming the strip spacer is a crystalline anti-creep rolling bearing having the above-described configuration, the anti-creep rolling bearing is provided with the strip spacer having excellent chemical resistance and oil resistance against ester oil. .
[0049]
Furthermore, when the resin forming the strip spacer is a glass transition temperature of 100 ° C. or higher, it becomes a rolling bearing that reliably prevents creep under use conditions that do not exceed the glass transition temperature.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a radial cross-sectional view showing a main part of a creep prevention bearing according to a first embodiment. FIG. 2 is a radial cross-sectional view showing a main part of a creep prevention bearing according to a second embodiment. Radial cross-sectional view showing the main part of the outer ring of the anti-creep bearing [Fig. 4] Radial cross-sectional view of the shaft box and bearing explaining the creep test method [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inner ring 2 Outer ring 3 Rolling element 4 Groove 5, 7

Strip spacer

6, 8 Shaft box 9 Base A Test bearing G Load

Claims

Creep prevention provided between the outer ring of the bearing and the axle box by forming a groove extending in the circumferential direction on the outer diameter surface of the bearing and setting a resin band spacer to fit in the groove to a predetermined thickness in the axial diameter direction. In the bearing
The resin forming the strip spacer is made of a crystalline resin having a glass transition temperature of 100 ° C. or more, and the thickness d in the axial direction of the strip spacer is set by the following equation (1). Anti-creep bearing.

(Where d is the thickness of the strip spacer in the axial direction [mm], D is the outer diameter of the bearing, ΔT is the difference between the assumed operating temperature higher than room temperature and the reference temperature (room temperature) [° C.], and α is the resin layer The linear expansion coefficient [1 / ° C.], β represents the linear expansion coefficient [1 / ° C.] of the bearing material, and γ represents the linear expansion coefficient [1 / ° C.] of the shaft box material.

The creep-preventing rolling bearing according to claim 1, wherein the resin forming the belt-like spacer is a low water-absorbing resin having a water absorption rate (ASTM D570) of 1% or less.

The design method of the creep prevention rolling bearing which provides the creep prevention rolling bearing of Claim 1 or 2 in the thickness which satisfies Formula 1 type | formula.