JP2002106574A - 転がり軸受用保持器 - Google Patents
転がり軸受用保持器Info
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Abstract
変形も起こりにくい転がり軸受用保持器を提供すること
である。 【解決手段】ガラス転移温度が100℃を超え、融点が
270℃を超える樹脂に繊維径が2μm以下のチタン酸
カリウム繊維を20%以上充填した樹脂組成物から構成
される保持器を使用したアンギュラ玉軸受とする。
Description
る転がり軸受に使用される保持器であり、工作機械の主
軸用軸受などとして使用される転がり軸受用保持器に関
するものである。
は、アンギュラ玉軸受と円筒ころ軸受が使用されてい
る。これら軸受の保持器として、綿布補強のフェノール
樹脂を切削加工した保持器や、ガラス繊維で強化した6
6ナイロン樹脂が使用されている。特開2000−97
24には、合成樹脂に無機多孔質体を充填した材料が開
示されている。
切削能力を向上させ、加工時間を短縮する方向にあり、
それに伴い主軸の回転数は高速化する傾向にある。しか
し、高速化に対応するため、軸受に供給する潤滑油量も
微量になり、十分な潤滑が得られないため、転動体と保
持器案内面や、保持器と外輪・内輪面との摺動部が高温
になり、保持器の摩耗が起こったり、また、ガラス繊維
を充填した樹脂からなる保持器は、ガラス繊維により軸
受内輪、外輪、転動体などの案内部の摺動面が損傷され
る問題があった。
の接触部は高速になり、プラスチックの熱伝導率が小さ
いことから、局部発熱が発生し、部分的な樹脂の軟化現
象も見られた。また、高速回転時に、遠心力による保持
器の変形を抑制することも必要である。
は、保持器を射出成形する方法が採られ、更に高速で回
転するスピンドルにおいては、より高精度が必要となる
ことから、保持器を機械加工で製作することもある。し
かし、ガラス繊維を充填した材料は、切削面にガラス繊
維が存在し、軸受の案内面をより損傷しやすいという問
題があった。機械加工のうえでは、工具の損傷も大き
く、生産コストも高価であった。
題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところ
は、高速回転時においても、案内部を損傷し難く、変形
も起こりにくい転がり軸受用保持器を提供することであ
る。
に本発明がなした技術的手段は、ガラス転移温度が10
0℃を超え、融点が270℃を超える樹脂に、繊維径2
μm以下のウィスカーを充填した樹脂組成物にて保持器
を構成することである。
基いて説明する。なお、本実施形態は、本発明転がり軸
受用保持器の一実施形態を示したものにすぎず、なんら
限定解釈されず本発明の範囲内で変更可能である。
なる耐熱樹脂に繊維径2μm以下のウィスカーを所望重
量%充填した樹脂組成物により、例えば円環状外観を有
する図2に示すアンギュラ玉軸用保持器1dや図4に示
す円筒ころ軸受用保持器2dなど従来周知の転がり軸受
用保持器形態に形成される。保持器は、射出成形する方
法、機械加工で製作する方法など特に限定されない。
化し難い耐熱性に優れる樹脂が好ましく、ガラス転移温
度が100℃を超え(好ましくは150℃以上)、融点
が270℃を超える樹脂が好ましい。この樹脂として
は、特に限定解釈されるものではないが、例えば下記化
1に示す構造式を有するポリエーテルエーテルケトン樹
脂や、下記化2あるいは化3に示す構造式を有する熱可
塑性ポリイミド樹脂が好ましい。
して、特に限定されるものではないが、例えばチタン酸
カリウム繊維が好ましい。
が作用するため、ウィスカーの含有率を20%〜50%
にすることが好ましく、ウィスカーを充填することで組
成物の弾性率を向上させ、変形が抑制できる。
Ti2O5、K2Ti4O9、K2Ti6O13、K2
Ti8O17、のいずれを使用しても良い。チタン酸カ
リウム繊維は、繊維径が0.6μm程度であり、硬度が
モース硬度で4レベルであり、転がり軸受に使用される
鋼材は略モース硬度6から7であり、軸受鋼に比べ柔ら
かいため、摺動部での損傷が軽微となる特徴がある。
め、樹脂組成自体の熱伝導率を向上することも重要で、
表面を高熱伝導体で被膜したチタン酸カリウム繊維を使
用すると好ましい。この高熱伝導体として、カーボン、
銀、酸化スズ−アンチモンが例示できる。
す。本実施例は、カウンタボアの外輪1aと内輪1b及
びボール1cと、該ボール1cを等配する保持器1dよ
りなる。図3に円筒ころ軸受2の実施の一例を示す。本
実施例は、外輪2aと内輪2bと、ころ2cと、該ころ
2cを等配する保持器2dよりなる。
1dの一実施例の外観、図4に成形した円筒ころ軸受用
保持器2dの一実施例の外観を示す。
す。
VICTOREX(株)製のPEEK樹脂を、熱可塑性
ポリイミド樹脂として、三井化学工業(株)製「オーラ
ム」を、66ナイロン樹脂として、ビーエーエスエフ
(株)製「ウルトラミッドA」を使用した。
(株)製「ティスモ」を、高熱伝導体(カーボン被膜)
で被膜したチタン酸カリウム繊維として大塚化学(株)
製「デントールBK」を、また、比較例に使用したウィ
スカーは、四国化成工業(株)製「アルボレート」を、
ガラス繊維は、富士ファイバーガラス(株)「FESS
−015−0413」を使用した。
レンドし、2軸押し出し機にて、混練し、材料ペレット
を得た。ここで得られた材料ペレットを用い、射出成型
機で図2に示すアンギュラ玉軸受用保持器1dと、図4
に示す円筒ころ軸受用保持器2dを成形した。
器を製作するため、内径62mm、外径70mm、長さ
15mmの円筒素材を射出成形で製作し、所定の形状に
機械加工した。
ンギュラ玉軸受1(内径60mm)と図3の円筒ころ軸
受2(内径75mm)に組み立て、図5に示すスピンド
ル回転試験機3にて回転試験を行った。回転試験の結果
を下記表2に示す。これらの軸受はいずれも外輪案内軸
受である。
成形により形成された保持器を使用した軸受で、また実
施例7と比較例7は機械加工により製作された保持器を
使用した軸受で、夫々の実施例および比較例において円
筒ころ軸受とアンギュラ玉軸受の双方について行なっ
た。
せ、5000min−1で1時間運転後、以後1時間毎に
1000min−1回転数を上昇した。軸受の外輪温度を
追跡し、室温から約50℃温度上昇した回転数を最高回
転数とした。試験後軸受を観察し、軸受外輪と保持器の
状況を観察した。ここで試験を行ったスピンドルについ
ては、実施例、比較例ともにアンギュラ玉軸受の外輪温
度上昇による停止であった。
酸カリウム繊維を充填した保持器(実施例1乃至4 比
較例5及び比較例6)については、充填量が10重量%
(比較例5)では、強化が不十分で遠心力により保持器
と外輪の接触圧が高くなり、高速回転できなかった。ま
た、充填量が60重量%(比較例6)では、円筒保持器
が射出成形で成形できず、回転試験できなかった。そこ
で、充填量を20重量%にすると、補強効果が発現し、
回転数も飛躍的に向上した(実施例1)。更に、充填量
を増加すると、回転数は向上する(実施例2乃至4)。
使用した軸受(実施例1乃至5)については、軸受外輪
や保持器の損傷は見られなかった。ポリエーテルエーテ
ルケトン樹脂にチタン酸カリウム繊維を配合した量と、
最高回転数の関係を図6に示す。
は、20〜50重量%が好ましく、より好ましくは30
〜40重量%である。
樹脂に、高熱伝導体(銀被膜)で被膜したチタン酸カリ
ウム繊維を30重量%配合した樹脂組成物からなる保持
器を使用した。この実施例6については、最高回転数も
優れるが、保持器面の微少な変形について目視検査をす
ると、通常のチタン酸カリウム繊維を配合した保持器よ
りも良好であった。
熱可塑性ポリイミド樹脂にチタン酸カリウム繊維を30
重量%充填した保持器を使用したもので、これについて
もポリエーテルエーテルケトン樹脂とほぼ同等の性能を
有している。
カリウム繊維を30重量%充填した保持器を使用したも
ので、これについては、高速回転により保持器が遠心力
で軸受外輪に押し付けられ、高速回転ができなかった。
接する部分に溶融した痕跡があり、局部的に66ナイロ
ン樹脂の融点約265℃を超えたと思われる。また、比
較例2、3、4は充填材自身の硬度が軸受鋼よりも大き
く軸受外輪が損傷し、保持器のスムーズな回転が妨げら
れ、高速で回転することができなかった。
作された保持器を使用したアンギュラ玉軸受の回転試験
結果を示す。実施例7は、材料として、ポリエーテルエ
ーテルケトン樹脂にチタン酸カリウム繊維を30重量%
充填(表1の実施例2と同じ材料構成)した材料を使用
した。比較例7は、熱可塑性ポリイミド樹脂にガラス繊
維30重量%充填(表1の比較例4と同じ材料構成)し
た材料を使用した。
を射出成形で得られた保持器を使用した。ガラス繊維を
充填した材料からなる比較例7の保持器については、切
削面のガラス繊維が露出し、外輪、ボールへの攻撃性が
強く、12000回転が限界であった。一方、実施例7
は、ほとんど損傷も見られず射出成形品とほぼ同等の性
能を示した。その理由として、チタン酸カリウム繊維が
微細で、かつ、軸受鋼に比較して柔らかいことがあげら
れる。切削加工性についても、たとえば、ポケット穴を
開ける工具の耐久性も約10倍になり、切削コストも削
減できた。
超え、また、融点が270℃を超える樹脂に繊維径が2
μm以下のウィスカーを充填した樹脂組成物から構成さ
れる保持器を用いることで、案内摺接部の損傷を抑制
し、高速で安定した軸受を提供することができる。
リウム繊維を配合した量と、最高回転数との関係を示す
図。
Claims (1)
- 【請求項1】ガラス転移温度が100℃を超え、融点が
270℃を超える樹脂に、繊維径2μm以下のウィスカ
ーを充填した樹脂組成物からなることを特徴とする転が
り軸受用保持器。
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
CN100398605C (zh) * | 2006-11-02 | 2008-07-02 | 南京工业大学 | 由钛基晶须增强的聚醚醚酮耐磨复合材料及其制备方法 |
US20090129716A1 (en) * | 2006-06-30 | 2009-05-21 | Ntn Corporation | Heat-Resistant, Oil Resistant Rolling Bearing and Rolling Bearing for Use in a Compressor of a Refrigerating Machine |
-
2000
- 2000-09-27 JP JP2000294680A patent/JP2002106574A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090129716A1 (en) * | 2006-06-30 | 2009-05-21 | Ntn Corporation | Heat-Resistant, Oil Resistant Rolling Bearing and Rolling Bearing for Use in a Compressor of a Refrigerating Machine |
CN100398605C (zh) * | 2006-11-02 | 2008-07-02 | 南京工业大学 | 由钛基晶须增强的聚醚醚酮耐磨复合材料及其制备方法 |
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