JP2002295483A - 電食防止転がり軸受 - Google Patents
電食防止転がり軸受Info
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Abstract
リープ性,耐熱性に優れ、かつ寸法安定性の良い絶縁被
膜を有する電食防止転がり軸受を提供する。 【解決手段】 電食防止転がり軸受の軌道輪に形成する
絶縁被膜を、ガラス繊維を含有する芳香族ポリアミド樹
脂組成物により形成した。芳香族ポリアミド樹脂は吸水
による寸法変化が小さく、高いガラス転移温度を有して
高温における耐クリープ性が高く、かつ耐熱性に優れ1
00〜140℃での使用条件に対して十分に適用可能で
ある。これに強化材のガラス繊維を混合することにより
耐クリープ性が一層向上する。
Description
タの軸受等に使用される電食防止転がり軸受に関する。
る転がり軸受において、転動体と軌道輪との間に電食現
象が生じることを防止するために、外輪や内輪の、少な
くともハウジングまたは軸が嵌合される面に絶縁性の被
膜を設けて、外部からの電流を遮断することが行われて
いる。
ク材料であって絶縁被膜に適する材料としては、ポリア
ミド66,ポリアミド6,ポリアミド46等の脂肪族ポ
リアミド樹脂や、ポリブチレンテレフタレート,ポリエ
チレンテレフタレート等のポリエステル樹脂や、特開平
3−277818号公報に開示されているポリフェニレ
ンサルファイド樹脂(以下PPS樹脂という)がある。
ラスチック材料は、いずれも、鉄道車両用モータの軸受
等の絶縁被膜として適用する場合に要求される機能の全
てを満足させるものではない。すなわち、このような用
途に適用した場合の絶縁被膜には、寸法安定性と耐
クリープ性と耐熱性とを同時に満たす機能が要求され
ている。
軸に、所定の締め代で嵌合するために必要とされる。 耐クリープ性は、上記締め代を保ったままの状態に長
時間おいても絶縁被膜の厚さを減少させないために必要
とされる。 耐熱性は、鉄道車両用モータ等において、軸受が高速
回転で使用される際には絶縁被膜が約120℃程度まで
昇温することから、そのような高温でも絶縁被膜が変形
したり、絶縁性能が低下することを防止するために必要
とされる。
スチック材料のうち、ポリアミド66,ポリアミド6,
ポリアミド46等の脂肪族ポリアミド樹脂は、吸水によ
る寸法変化が大きいという問題点があった。また、ポリ
ブチレンテレフタレート,ポリエチレンテレフタレート
等のポリエステル樹脂には、耐熱性を満足しないという
問題点があった。
劣るという問題点があった。本発明は、このような従来
技術の問題点に着目してなされたものであり、絶縁被膜
の材料として芳香族ポリアミド樹脂を使用することによ
り、耐クリープ性,耐熱性に優れ、かつ寸法安定性の良
い絶縁被膜を有する電食防止転がり軸受を提供すること
を目的とする。
め、本発明は、電食防止転がり軸受の軌道輪に形成する
絶縁被膜を、ガラス繊維を含有する芳香族ポリアミド樹
脂組成物により形成したことを特徴とする。前記芳香族
ポリアミド樹脂組成物に含有させるガラス繊維は、耐ク
リープ性を向上させる強化材である。
族ポリアミド樹脂50〜90重量%、ガラス繊維10〜
50重量%の芳香族ポリアミド樹脂樹脂組成物を使用す
ることが好ましい。更に望ましくは、芳香族ポリアミド
樹脂組成物の比率が50〜70重量%、ガラス繊維30
〜50重量%である。本発明に使用する芳香族ポリアミ
ド樹脂として、例えば、三井石油化学(株)製の「アー
レン」(商品名)、BASFジャパン(株)製の「ウル
トラミッドT(商品名)、アモコジャパン(株)製の
「アモデル」(商品名)等があるが、好ましくは、特開
昭62−256830号公報に開示されているようなガ
ラス転移温度(Tg)が110℃以上である芳香族ポリ
アミド樹脂が良い。
を越えると溶融樹脂の流動性が低下して成形性が悪化す
るため好ましくない。反対に、ガラス繊維の含有量が1
0重量%未満では耐クリープ性が低下する。なお、この
ような絶縁被膜をなす材料に、必要に応じて相溶化剤,
離型剤,カップリング剤等を添加しても良い。 本発明に使用する芳香族ポリアミド樹脂の寸法安定性
について述べる。芳香族ポリアミド樹脂はポリアミド系
樹脂としての吸水特性を有しているが、ポリアミド6
6,ポリアミド46等の脂肪族ポリアミド樹脂と比較す
ると吸水による寸法変化が小さい。
物で厚さ0.6mmの試験片を用いて上記各樹脂の吸水
による変化を比べたところ、温度23℃,相対湿度65
%の室内に100日間放置後の芳香族ポリアミド樹脂の
吸水重量変化率は、ポリアミド66の約1/2、ポリア
ミド46の約1/3であった。また、吸水による寸法変
化率についても、芳香族ポリアミド樹脂組成物の寸法変
化率は0.02〜0.05%であって、これはポリアミ
ド66の約1/2、ポリアミド46の約1/3であっ
た。その理由は、特開昭62−256830号公報に開
示されるように、芳香族ポリアミド樹脂はポリマーの繰
り返し単位中に占めるアミド結合(−CONH−)の分
子量比が脂肪族ポリアミド樹脂(この場合ポリアミド
6,ポリアミド66,ポリアミド46)の比に較べて小
さいことによる。上記の芳香族ポリアミド樹脂の吸水に
よる寸法変化率の値(0.02〜0.05%)は、本発
明の意図する電食防止転がり軸受に実際に使用する上で
支障のない範囲である。
ド樹脂の耐クリープ性について述べる。一般に、合成樹
脂の耐クリープ性能はガラス転移温度を越えると急激に
悪化する。例えば、PPS樹脂のガラス転移温度は約8
5℃であり、これより高温では耐クリープ性能がさらに
低くなる。これに対して、芳香族ポリアミド樹脂の特徴
として、高いガラス転移温度を有する点を挙げることが
できる。例えば、特開昭62−256830号公報や特
開昭62−209135号公報に開示されるように、一
般式〔I〕 −NH−R−NH−CO−Ph−CO− 一般式〔II〕 −NH−R−NH−CO−Ar−CO− 〔式中、 R :炭素原子数が4ないし25の二価の炭化水素基 Ph:フェニレン基 Ar:1,3−フェニレン基以外の炭素原子数が6ない
し20の二価の炭化水素基〕で表される構成成分の組み
合わせにより、種々のガラス転移温度を有する芳香族ポ
リアミド樹脂の製造が可能であり、例えば後述する実施
例の芳香族ポリアミド樹脂はガラス転移温度約125℃
のものである。
リアミド樹脂,PPS樹脂の射出成形で製造される成形
品の結晶化度(樹脂を結晶部と非晶部とに分けたときの
結晶部の割合)は、およそ10〜40重量%で、非晶部
分の割合の方が大きい。しかして、非晶部の分子は、ガ
ラス転移温度より下の温度では凍結されているが、ガラ
ス転移温度を越える温度においてはブラウン運動により
動くことができる。そのため、ガラス転移温度が高温で
の耐クリープ性能に大きな影響を及ぼす。
ス転移温度を有する芳香族ポリアミド樹脂を絶縁材料に
用いることで、耐クリープ性を向上させることができ
る。 さらに、本発明に使用する芳香族ポリアミド樹脂の耐
熱性については、40000時間での引張強度の半減温
度が約150℃であり、100〜140℃での使用条件
に対して十分に適用可能である。
樹脂を電食防止転がり軸受の軌道輪に形成する絶縁被膜
に使用することにより、寸法安定性,耐クリープ性に優
れ、かつ耐熱性の良い優れた特性を備えた電食防止転が
り軸受を提供することができる。
に説明する。図1に示す転がり軸受(円筒ころ軸受)1
Aの外輪11の外面を被覆する絶縁被膜2の材料とし
て、表1の各実施例および比較例に示す樹脂組成物を用
いたものを被試験体とし、それら各被試験体について以
下の特性評価を実施した。
輪11の外周及び左右両端面にそれぞれ溝11a,11
bを形成し、所定厚さの絶縁被膜2を射出成形により外
輪11の外周(ハウジングが嵌合される面)から両端面
に連続して付着させることで製作した。すなわち、先
ず、予め各材料組成を、ブレンダやヘンシェルミキサ等
により混合して二軸押出機等の押出機に供給し、押出機
から材料ペレットを得た。次に、外輪11の外側に、絶
縁被膜2の厚さ(ここでは約1.0mm)に対応させて
形成した金型を設置し、外輪11と金型との間の空間に
前記ペレットを溶融した材料を射出し、所定の時間冷却
後、外輪11と絶縁被膜2を有する成形品を得た。
ド樹脂としては三井石油化学(株)製の「アーレン」
(商品名)を、PPS樹脂としては呉羽化学工業(株)
製の「フォートロンKPS」(商品名)を、ポリアミド
46としては帝人(株)製の「テイジンナイロン46」
(商品名)を使用し、また、ガラス繊維として繊維径が
10〜15μm,長さが約0.2〜1.0mmのものを
用いた。なお、芳香族ポリアミド樹脂はガラス転移温度
が約125℃のものを使用した。
浸漬し、浸漬前後の寸法変化量を測定して行った。その
変化量が8μm以下であれば合格とした。 耐クリープ性の評価は、上記被試験体を締め代30μ
mでハウジングに圧入したものを、100℃の雰囲気下
で100時間放置し、放置前後の寸法変化量を測定して
行った。その変化量が8μm以下であれば合格とした。
やゲート部等にボイド,割れ等の無いものを合格とし
た。絶縁性能の評価は、上記被試験体を20時間水中に
浸漬し、表面の水を拭き取った後、絶縁被膜2の外周に
金属製の環を装着し、外輪11とその金属環との間の絶
縁抵抗値を測定して行った。その絶縁抵抗値が2000
MΩ以上であれば合格とした。
定性,耐クリープ性,成形性,絶縁性能のいずれについ
ても合格した。これに対して、比較例1のPPS樹脂で
は耐クリープ性が悪く、比較例2のポリアミド46樹脂
は寸法安定性と耐クリープ性に劣る。また、比較例3の
芳香族ポリアミド樹脂単体では寸法安定性と耐クリープ
性に劣り、比較例4のガラス繊維が60重量%入りの芳
香族ポリアミド樹脂は成形性が悪かった。したがって、
芳香族ポリアミド樹脂のガラス繊維添加量は10〜50
重量%が好ましい。
比較例2の被試験体について行った耐熱性評価試験の結
果を示す。この試験結果は、クリープ特性と相関のある
曲げ弾性率の温度依存性を示しており、実施例1と比較
例2の芳香族ポリアミド樹脂はガラス転移温度約125
℃,比較例1のPPS樹脂はガラス転移温度約85℃で
ある。
下が顕著になりクリープが起こり易くなるが、表1から
も明らかな耐クリープ性に優れた実施例1については、
120〜140℃で十分に耐える高温強度,耐クリープ
性が確認できた。図3に、本発明の電食防止転がり軸受
の他の実施例を示す。この実施例は、転がり軸受として
玉軸受1Bを対象とし、その外輪11と内輪12との外
面を、それぞれ上記実施例1〜3で示したガラス繊維を
含有する芳香族ポリアミド樹脂樹脂組成物からなる絶縁
被膜2で被覆したものである。なお、外輪11の外周及
び左右両端面にそれぞれ溝11a,11bを形成すると
共に、内輪12の内周及び左右両端面にもそれぞれ溝1
2a,12bを形成することにより、射出成形された絶
縁被膜2の付着性を高めている。
ては、絶縁被膜を、ガラス繊維を含有する芳香族ポリア
ミド樹脂組成物により形成したため、寸法安定性,耐ク
リープ性,耐熱性,絶縁性に優れた絶縁被膜が得られ
て、例えば鉄道車両用モータの軸受などのような高速回
転で高温にさらされる使用条件下でも安定した性能が保
証できる電食防止転がり軸受を提供できるという効果を
奏する。
図である。
結果を表したグラフである。
面図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 軌道輪に絶縁被膜を有する電食防止転が
り軸受において、前記絶縁被膜を、ガラス繊維を含有す
る芳香族ポリアミド樹脂組成物により形成したことを特
徴とする電食防止転がり軸受。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002083773A JP3736486B2 (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 電食防止転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002083773A JP3736486B2 (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 電食防止転がり軸受 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7944793A Division JPH06294417A (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 電食防止転がり軸受 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002295483A true JP2002295483A (ja) | 2002-10-09 |
JP3736486B2 JP3736486B2 (ja) | 2006-01-18 |
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ID=19193400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002083773A Expired - Fee Related JP3736486B2 (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 電食防止転がり軸受 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3736486B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100385245C (zh) * | 2003-06-26 | 2008-04-30 | Ntn株式会社 | 绝缘轴承的绝缘性能试验机 |
US11873863B2 (en) | 2019-09-30 | 2024-01-16 | Ntn Corporation | Insulating rolling bearing |
-
2002
- 2002-03-25 JP JP2002083773A patent/JP3736486B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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