JP2004188607A

JP2004188607A - Rolling bearing for tenter clip, tenter clip, and film stretching machine

Info

Publication number: JP2004188607A
Application number: JP2002355495A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Yamazaki; 雅彦山崎
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2022-12-06
Also published as: JP4277521B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling bearing for a tenter clip having long life even if used under such an environment that lubricant having the affinity with a metal higher than that of fluorine oil penetrates in the rolling bearing for the tenter clip having long life even if used under such an environment that the lubricant penetrates in the bearing, and a film stretching machine. <P>SOLUTION: The ball bearing for the tenter clip is equipped with an inner ring 1 being a fixed ring, an outer ring 2 being a rotary ring, a plurality of balls 3, non-contact type rubber seals 5 and 5 and fluorine grease G containing fluorine oil, a PTFE powder and an additive. This additive is at least one of a laminar mineral powder comprising molybdenum disulfide, synthetic mica or the like, a metal salt such as metal soap, a metal oxide or the like, a carbon compound such as a diamond powder, graphite or the like and an organic compound insoluble in the fluorine oil such as melamine cyanurate, an amino acid compound or the like. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルム幅出し機，フィルム２軸延伸機等に用いられるテンタークリップに好適な転がり軸受に関する。また、テンタークリップ及びフィルム延伸機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テンタークリップ用転がり軸受には、フッ素油とポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）粉末とからなるフッ素グリースが、従来から広く使用されている。このようなグリースとしては、例えば、ＮＯＫクリューバ社製のバリエルタシリーズ等が知られている。
【０００３】
フィルム延伸機においては、フィルムをテンタークリップに装着し高温（例えば約２２０℃）のテンターオーブン内に入れ、テンタークリップをガイドレールに沿って走行させることによりフィルムを延伸している。このようにテンタークリップは高温に曝されるので、テンタークリップ用転がり軸受内に充填されるグリースとしては、フッ素グリースしか使用できなかった。
【０００４】
また、テンタークリップが走行する際には、テンタークリップに備えられたテンタークリップ用転がり軸受がガイドレール上を転動（外輪回転）するが、テンタークリップ用転がり軸受の外輪の外周面とガイドレールとの接触部の潤滑は、エステル油を噴霧することによって行われていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３４４４３７号公報
【特許文献２】
実開昭６２−１８３１３１号公報
【特許文献３】
特開２０００−２８９９７３号公報
【特許文献４】
特公平７−１１３３７４号公報
【特許文献５】
特開平１１−２９４４６１号公報
【特許文献６】
特開２０００−２７３４７８号公報
【特許文献７】
特開２０００−２３０１８４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エステル油はエステル基を有していることからフッ素油と比較すると金属に対する親和性が強いので、エステル油がテンタークリップ用転がり軸受の内部に侵入するとフッ素グリースの金属への付着性が低下して、フッ素グリースが軸受外部に漏出するおそれがあった。そのため、テンタークリップ用転がり軸受の寿命が低下するという問題が生じる場合があった。
【０００７】
特に、テンタークリップ用転がり軸受がガイドレールの下方に配されている場合には、ガイドレールを伝って落下してくるエステル油がテンタークリップ用転がり軸受の内部に侵入しやすい。よって、テンタークリップ用転がり軸受がより短寿命となりやすかった。なお、このフッ素グリースの漏出は、軸受の回転により発生する遠心力によって起こるものではなく、外輪がガイドレールと接触することにより生じる振動によって起こると考えられる。
【０００８】
エステル油の代わりにフッ素油を使用すれば、テンタークリップ用転がり軸受の内部に侵入してフッ素グリースと混合されても、フッ素グリースが軟化する程度で前述のような問題が生じることはほとんどないと思われる。しかし、フッ素油は高価で、且つそのまま廃棄することができないので、使用量は少ない方が望ましい。
【０００９】
また、フッ素グリースは軸受に取り付けられたシール装置と内輪の外周面との間のラビリンス部から漏出するものと思われるので、テンタークリップ用転がり軸受に接触形のシール装置を用いればグリースの漏出を抑制できると思われる。しかし、接触形のシール装置はトルクの問題から使用できない場合が多い。つまり、通常のフィルム延伸機には１台につき数百から数千個のテンタークリップが用いられるので、１個のテンタークリップにつき通常６個備えられるテンタークリップ用転がり軸受は数万個となる場合もある。このように多数のテンタークリップ用転がり軸受に接触形のシール装置を用いると、テンタークリップを走行させる際に生じるトルクが大きくなるおそれがあるからである。
【００１０】
そこで、本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、フッ素油よりも金属に対する親和性が強い潤滑油が内部に侵入するような環境下で使用されても長寿命なテンタークリップ用転がり軸受を提供することを課題とする。また、本発明は、前記潤滑油が軸受内部に侵入するような環境下で使用されても長寿命なテンタークリップ及びフィルム延伸機を提供することを併せて課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上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、本発明に係る請求項１に記載のテンタークリップ用転がり軸受は、固定輪である内輪と、回転輪である外輪と、前記両輪の間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備え、前記両輪の間に形成され前記転動体が配設された空隙部内に、４０℃での動粘度が１０〜６００ｍｍ^２／ｓであるフッ素油を基油として含有するフッ素グリースが充填されているとともに、フィルムを保持しつつフィルム延伸機のガイドレールに沿って走行するテンタークリップに備えられ、金属に対する親和性が前記フッ素油よりも強い潤滑油によって前記外輪の外周面と前記ガイドレールとの接触部が潤滑されつつ前記ガイドレール上を転動する転がり軸受であって、前記フッ素グリースは、前記フッ素油と、増ちょう剤であるポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末と、添加剤と、を含有し、前記添加剤は、二硫化モリブデン，合成マイカ等の層状鉱物粉末、金属石けん，金属酸化物等の金属塩、ダイヤモンド粉末，グラファイト等の炭素化合物、及びメラミンシアヌレート，アミノ酸化合物等のフッ素油に不溶の有機化合物のうちの少なくとも一種であることを特徴とする。
【００１２】
前述のような添加剤がフッ素グリースに添加してあれば、優れた潤滑効果が付与されるとともに、金属に対する親和性が前記フッ素油よりも強い潤滑油が軸受内部に侵入した際に生じるフッ素グリースの軸受内部からの漏出が抑制されるので、軸受が長寿命となる。
すなわち、エステル油等のような前記潤滑油が軸受内部に侵入した際には、金属表面とフッ素グリースとの間に添加剤が介在して、フッ素グリースの金属表面に対する付着力の低下を防ぐとともに、前記潤滑油の金属表面への拡散を抑制すると考えられる。金属表面及び前記潤滑油の間の親和性と金属表面及びフッ素油の間の親和性との差は大きいが、添加剤及び前記潤滑油の間の親和性と添加剤及びフッ素油の間の親和性との差は、それよりも小さいと考えられる。
【００１３】
また、上記のような作用の他に、以下のような添加剤の作用も影響していると考えられる。すなわち、例えば合成マイカ等の場合は前記潤滑油によって膨潤するので、軸受内部に侵入してきた前記潤滑油を取り込むという作用を有している。あるいは、フッ素油を取り込んでいた合成マイカに前記潤滑油が接触すると、フッ素油を放出して前記潤滑油を取り込むという作用も有していると考えられる。
【００１４】
なお、基油であるフッ素油の粘度が低い方が、前記潤滑油が内部に侵入した際に生じるフッ素グリースの漏出は少ない。ただし、テンタークリップ用転がり軸受の使用温度は通常は高温（例えば２２０℃）であるので、４０℃での動粘度は１０ｍｍ^２／ｓ以上とする必要がある。４０℃での動粘度が６００ｍｍ^２／ｓを超えると軸受の回転トルクが大きくなりすぎるので、これらを総合すると、フッ素油の４０℃での動粘度は１０〜６００ｍｍ^２／ｓとする必要がある。フッ素グリースの漏出量と回転トルクとのバランスを考えると、フッ素油の４０℃での動粘度は１００〜５００ｍｍ^２／ｓとすることがより好ましく、１６０〜４６０ｍｍ^２／ｓとすることがさらに好ましい。
【００１５】
また、本発明に係る請求項２に記載のテンタークリップ用転がり軸受は、請求項１に記載のテンタークリップ用転がり軸受において、前記添加剤の平均粒径は０．０１８〜２０μｍであり、含有量は前記フッ素グリース全体の１〜１３質量％であることを特徴とする。
添加剤の平均粒径が０．０１８μｍ未満であると２次凝集を起こしやすいので、前述のような添加剤の効果が得られにくく、前記潤滑油が軸受内部に侵入した際に生じるフッ素グリースの軸受内部からの漏出が多くなる。一方、２０μｍ超過であると異物として作用するため、転がり軸受の寿命を低下させてしまう。このような問題をより生じにくくするためには、添加剤の平均粒径は０．０１８〜１０μｍであることがより好ましく、０．０１８〜３μｍであることがさらに好ましい。
【００１６】
また、添加剤の含有量が１質量％未満であると前述のような添加剤の効果が十分に得られず、前記潤滑油が軸受内部に侵入した際に生じるフッ素グリースの軸受内部からの漏出が多くなる。一方、１３質量％超過であると混和ちょう度が小さくなりフッ素グリースが硬くなるので、軸受の回転性能に悪影響を及ぼすおそれがある。このような問題をより生じにくくするためには、添加剤の含有量は２．５〜１０質量％であることがより好ましい。
【００１７】
さらに、本発明に係る請求項３に記載のテンタークリップ用転がり軸受は、請求項１又は請求項２に記載のテンタークリップ用転がり軸受において、非接触シール又はシールドを備えることを特徴とする。
本発明のテンタークリップ用転がり軸受は、前記潤滑油が内部に侵入してもフッ素グリースの漏出が生じにくいので、接触形のシール装置を用いる必要がなく、非接触シール又はシールドでも十分にフッ素グリースの漏出を抑えることができる。
【００１８】
さらに、本発明に係る請求項４に記載のテンタークリップ用転がり軸受は、請求項１〜３のいずれかに記載のテンタークリップ用転がり軸受において、前記潤滑油がエステル油であることを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項５に記載のテンタークリップは、フィルムを保持する保持部と、フィルム延伸機のガイドレール上を転動する転がり軸受と、を備えるテンタークリップにおいて、前記転がり軸受を請求項１〜４のいずれかに記載のテンタークリップ用転がり軸受としたことを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明に係る請求項６に記載のフィルム延伸機は、フィルムを保持するテンタークリップと、前記テンタークリップの走行を案内するガイドレールと、を備えるフィルム延伸機において、前記テンタークリップを請求項５に記載のテンタークリップとしたことを特徴とする。
前述のようにテンタークリップ用転がり軸受の内部に前記潤滑油が侵入してもフッ素グリースの漏出が生じにくいので、本発明のテンタークリップ及びフィルム延伸機は長寿命である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るテンタークリップ用転がり軸受，テンタークリップ，及びフィルム延伸機の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係るテンタークリップ用転がり軸受の一実施形態を説明する部分縦断面図である。
【００２１】
図１の玉軸受（呼び番号６２０３，内径１７ｍｍ，外径４０ｍｍ，幅１５ｍｍ）は、内輪１と、外輪２と、両輪１，２の間に転動自在に配設された複数の玉３と、両輪１，２の間に複数の玉３を保持する保持器４と、非接触形のゴムシール５，５と、を備えている。
また、内輪１と外輪２とゴムシール５，５とで囲まれた空隙部６には、その容積の３５体積％（２ｇ）のフッ素グリースＧが充填され、ゴムシール５により軸受内部に密封されている。そして、このようなフッ素グリースＧにより、前記両輪１，２の軌道面１ａ，２ａと玉３との接触面が潤滑されている。
【００２２】
このフッ素グリースＧには、４０℃における動粘度が１０〜６００ｍｍ^２／ｓであるフッ素油が基油として使用されており、ＰＴＦＥ粉末が増ちょう剤として使用されている。さらに、このフッ素グリースＧには、以下のような添加剤がフッ素グリース全体の１〜１３質量％添加されている。すなわち、添加剤は、▲１▼二硫化モリブデン，合成マイカ等の層状鉱物粉末、▲２▼金属石けん，金属酸化物等の金属塩、▲３▼ダイヤモンド粉末，グラファイト等の炭素化合物、▲４▼メラミンシアヌレート，アミノ酸化合物等のような前記フッ素油に不溶の有機化合物であり、▲１▼〜▲４▼のうちの少なくとも一種が添加される。そして、これらの添加剤の平均粒径はいずれも０．０１８〜２０μｍである。
【００２３】
なお、通常は、基油の含有量は９０〜５０質量％で、増ちょう剤の含有量は５〜４５質量％である。また、本発明の目的が損なわれない程度の量であれば、上記の添加剤以外の慣用の添加剤をさらに添加してもよい。例えば、防錆剤や金属腐食防止剤（ベンゾトリアゾールなど）等があげられる。
前述のゴムシール５は円環状であり、外輪２の内周面の両端部に外輪２の全周にわたって設けられた断面略Ｖ字形のシール溝２ｂ，２ｂに、その外周縁部を嵌入することにより固定されている。そして、ゴムシール５の内周縁部が内輪１の外周面に近接していて（非接触）、ゴムシール５，５が内輪１の外周面と外輪２の内周面との間の開口部分をほぼ覆っている。このことによって、内輪１と外輪２との間に形成される空隙部６（玉３の設置部分）に存在するフッ素グリースＧや発生したダストが外部に漏洩したり、あるいは、外部に浮遊する塵挨が空隙部６内に侵入したりすることが防止されている。
【００２４】
このような玉軸受は、図２に示すようなテンタークリップに好適に用いられる。このテンタークリップ１０は、フィルム１８を保持する保持部１１と、複数の転がり軸受１２と、保持部１１及び転がり軸受１２が取り付けられたテンタークリップ本体１５と、で構成されており、軸１４によって取り付けられた各転がり軸受１２は内輪１２ａが固定輪、外輪１２ｂが回転輪とされている。
【００２５】
そして、各転がり軸受１２の外輪１２ｂの外周面がフィルム延伸機（図示せず）のガイドレール１９に接触するようにガイドレール１９に装着したテンタークリップ１０は、転がり軸受１２の転動を介してガイドレール１９に沿って走行するようになっている。外輪１２ｂの外周面とガイドレール１９との接触部を潤滑するため、走行時にはエステル油のような潤滑油が前記接触部に噴霧される。
【００２６】
このようなテンタークリップ１０を多数用意して、フィルム１８の左右両側部に保持部１１を用いて取り付けた上、高温（例えば２２０℃）に加熱しながら略ハ字状に配置した２本のガイドレール１９に沿って走行させる。そうすると、フィルム１８の左右両側部のテンタークリップ１０は走行するにしたがって徐々に間隔が広げられ、左右方向に向いた張力がフィルム１８に負荷されるから、フィルム１８が延伸される。なお、前述の加熱温度は、フィルム１８の材質や延伸度合いに応じて設定すればよい。
【００２７】
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。例えば、本実施形態においては転がり軸受の例として深溝玉軸受をあげて説明したが、本発明は、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，自動調心玉軸受，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。
【００２８】
次に、以下に示すような１１種（実施例１〜８及び比較例１〜３）のフッ素グリースを充填した玉軸受を用意して、軸受からのフッ素グリースの漏出量と軸受の寿命とを評価した。玉軸受は前述した呼び番号６２０３の玉軸受と同様の構成であり、軸受の空隙部内に充填されているフッ素グリースの量は、空隙部の容積の３５体積％（２ｇ）である。なお、下記の１１種のフッ素グリースは、いずれも、基油はフッ素油で、増ちょう剤はＰＴＦＥ粉末である。また、混和ちょう度は２６５〜２９５である。
【００２９】
・比較例１：デュポン社製クライトックスＧＰＬ２０５（基油の４０℃における動粘度は１６０ｍｍ^２／ｓである）
・比較例２：デュポン社製クライトックスＧＰＬ２０７（基油の４０℃における動粘度は４６０ｍｍ^２／ｓである）
・比較例３：ＮＯＫクリューバ社製バリエルタＬ５５／２（基油の４０℃における動粘度は３８０ｍｍ^２／ｓである）
・実施例１：比較例３のフッ素グリースに合成マイカ（トピー工業社製合成雲母４Ｃ−ＴＳ、平均粒径３μｍ）を添加したもの。含有量はフッ素グリース全体の２．５質量％である。
【００３０】
・実施例２：比較例３のフッ素グリースに１２−ヒドロキシステアリン酸リチウム（堺化学社製Ｓ−７００Ｈ）を添加したもの。含有量はフッ素グリース全体の５質量％である。
・実施例３：比較例３のフッ素グリースに二硫化モリブデン（住鉱潤滑剤社製モリパウダＰＡ、平均粒径１μｍ）を添加したもの。含有量はフッ素グリース全体の２質量％である。
【００３１】
・実施例４：比較例３のフッ素グリースに酸化チタン（テイカ社製ＪＡ−１、平均粒径０．１８μｍ）を添加したもの。含有量はフッ素グリース全体の３質量％である。
・実施例５：比較例３のフッ素グリースにグラファイト（三菱化学社製導電性ＣＢ＃１０００、平均粒径０．０１８μｍ）を添加したもの。含有量はフッ素グリース全体の３質量％である。
【００３２】
・実施例６：比較例３のフッ素グリースにメラミンシアヌレート（三菱化学社製ＭＣＡ、平均粒径２μｍ）を添加したもの。含有量はフッ素グリース全体の２．５質量％である。
・実施例７：比較例３のフッ素グリースにアミノ酸（味の素社製フェイメックスＬ１２Ｊ、平均粒径３μｍ）を添加したもの。含有量はフッ素グリース全体の３．０質量％である。
【００３３】
・実施例８：比較例１のフッ素グリースに合成マイカ（トピー工業社製合成雲母４Ｃ−ＴＳ、平均粒径３μｍ）を添加したもの。含有量はフッ素グリース全体の３質量％である。
なお、比較例のフッ素グリースに上記の各添加剤を混合する際には、３本ロールミルを用いた。
【００３４】
次に、軸受からのフッ素グリースの漏出量を評価する方法について、図３を参照しながら説明する。上記のような１１種のフッ素グリースを充填した玉軸受２０の内部に、４０℃での動粘度が１２０ｍｍ^２／ｓのポリオールエステル油を０．１ｇ（フッ素グリースの５質量％）注入した。
この玉軸受２０の内輪２２は固定し、外輪２１の外周面にロール２３を接触させ、ロール２３により２０００Ｎのラジアル荷重を負荷しながら回転速度２０００ｍｉｎ^−１で外輪２１を回転させた（試験温度は１８０℃）。なお、外輪２１の外周面とロール２３との接触部に少量の前記ポリオールエステル油を噴霧して、前記接触部の潤滑を行った。その際には、潤滑のためのポリオールエステル油が玉軸受２０の内部に侵入しないようにした。
【００３５】
６０時間回転させた後、玉軸受２０から漏出したフッ素グリースの量を測定した。このとき、フッ素グリースの漏出量は、２．１ｇからの減少量とした。評価結果を表１に示す。なお、表１においては、漏出量が０．３ｇ以下であった場合は◎印で示し、０．３ｇ超過０．４以下であった場合は○印で示した。また、０．４ｇ超過０．５以下であった場合は△印で示し、０．５ｇ超過であった場合は×印で示した。
【００３６】
【表１】

【００３７】
表１から分かるように、比較例１〜３はフッ素グリースの漏出量が多かったのに対し、実施例１〜８はフッ素グリースの漏出量が少なかった。
次に、軸受の寿命を評価する方法について、図４を参照しながら説明する。前述のフッ素グリース漏出量の評価と同様に、１１種のフッ素グリースを充填した玉軸受３０の内部に、前述のポリオールエステル油を０．１ｇ（フッ素グリースの５質量％）注入した。
【００３８】
この玉軸受３０をプーリ３５とシャフト３６との間に介装して、図４の試験装置に装着した。そして、内輪３２は固定し、２０００Ｎのラジアル荷重を負荷しながら回転速度６０００ｍｉｎ^−１で外輪３１を回転させて（試験温度は２２０℃）、玉軸受３０の耐久性（寿命）を評価した。なお、前記ラジアル荷重は、プーリ３５を回転駆動する図示しないベルトの張力により負荷した。
【００３９】
評価結果を表１に併せて示す。なお、表１に記載の寿命は、比較例１の寿命を１とした場合の相対値で示してある。表１から分かるように、実施例１〜８は比較例１〜３と比べて寿命が優れていた。このことから、実施例１〜８は、フッ素油よりも金属に対する親和性が強いポリオールエステル油が内部に侵入するような環境下で使用されても長寿命であることが分かる。
【００４０】
次に、フッ素グリース全体における添加剤の含有量と、軸受からのフッ素グリースの漏出量及びフッ素グリースの混和ちょう度との相関性について説明する。実施例１において合成マイカの含有量を種々変更したものを用意して、各フッ素グリースの混和ちょう度と、各フッ素グリースを充填した玉軸受からのフッ素グリースの漏出量とを前述と同様にして評価した。
【００４１】
その結果を図５のグラフに示す。混和ちょう度を好ましい２６５〜２９５の範囲内とし、且つフッ素グリースの漏出量をより少量とするためには、合成マイカの含有量は１〜１３質量％とすることが好ましく、２．５〜１０質量％とすることがより好ましいことが分かる。
次に、添加剤の平均粒径と、軸受からのフッ素グリースの漏出量及び軸受の寿命との相関性について説明する。実施例５においてグラファイトの平均粒径を種々変更したものを用意して、各フッ素グリースを充填した玉軸受からのフッ素グリースの漏出量と玉軸受の寿命とを前述と同様にして評価した。
【００４２】
その結果を図６のグラフに示す。なお、このグラフに示した軸受の寿命は、前述の比較例１の寿命を１とした場合の相対値で示してある。
フッ素グリースの漏出量をより少量とし、且つ軸受の寿命をより優れたものとするためには、グラファイトの平均粒径は０．０１８〜２０μｍとすることが好ましく、０．０１８〜１０μｍとすることがより好ましく、０．０１８〜３μｍとすることがさらに好ましいことが分かる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明のテンタークリップ用転がり軸受は、軸受内部に充填されたフッ素グリースが、二硫化モリブデン，合成マイカ等の層状鉱物粉末、金属石けん，金属酸化物等の金属塩、ダイヤモンド粉末，グラファイト等の炭素化合物、及びメラミンシアヌレート，アミノ酸化合物等のような前記フッ素油に不溶の有機化合物のうちの少なくとも一種からなる添加剤を含有しているので、金属に対する親和性がフッ素油よりも強い潤滑油が軸受内部に侵入しても、フッ素グリースの軸受内部からの漏出が抑制され長寿命である。
また、本発明のテンタークリップ及びフィルム延伸機は、テンタークリップ用転がり軸受の内部に前記潤滑油が侵入してもフッ素グリースの漏出が生じにくいので長寿命である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るテンタークリップ用転がり軸受の一実施形態を示す部分縦断面図である。
【図２】本発明に係るテンタークリップの一実施形態を示す側面図である。
【図３】軸受からのフッ素グリースの漏出量を評価する方法を説明する図である。
【図４】軸受の寿命を評価する方法を説明する断面図である。
【図５】合成マイカの含有量と、軸受からのフッ素グリースの漏出量及びフッ素グリースの混和ちょう度と、の相関を示すグラフである。
【図６】グラファイトの平均粒径と、軸受からのフッ素グリースの漏出量及び軸受の寿命と、の相関を示すグラフである。
【符号の説明】
１内輪
２外輪
３玉
５ゴムシール
６空隙部
Ｇフッ素グリース
２０玉軸受
２１外輪
２２内輪
３０玉軸受
３１外輪
３２内輪[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rolling bearing suitable for a tenter clip used in a film tentering machine, a film biaxial stretching machine, and the like. The invention also relates to a tenter clip and a film stretching machine.
[0002]
[Prior art]
For rolling bearings for tenter clips, fluorine grease made of fluorine oil and polytetrafluoroethylene resin (PTFE) powder has been widely used in the past. As such a grease, for example, a Varierta series manufactured by NOK Kuruba is known.
[0003]
In the film stretching machine, the film is stretched by attaching the film to a tenter clip, placing the film in a high temperature (for example, about 220 ° C.) tenter oven, and running the tenter clip along a guide rail. As described above, since the tenter clip is exposed to a high temperature, only fluorine grease can be used as grease to be filled in the rolling bearing for the tenter clip.
[0004]
Also, when the tenter clip runs, the tenter clip rolling bearing provided on the tenter clip rolls on the guide rail (rotation of the outer ring). Was lubricated by spraying an ester oil.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-344437 [Patent Document 2]
Japanese Utility Model Publication No. Sho 62-183131 [Patent Document 3]
JP 2000-289973 A [Patent Document 4]
Japanese Patent Publication No. 7-113374 [Patent Document 5]
JP-A-11-294461 [Patent Document 6]
JP 2000-273478 A [Patent Document 7]
JP 2000-230184 A
[Problems to be solved by the invention]
However, since ester oil has an ester group, it has a higher affinity for metal than fluoro oil, so if ester oil enters the inside of rolling bearings for tenter clips, the adhesion of fluorine grease to metal decreases. As a result, the fluorine grease may leak out of the bearing. For this reason, there has been a problem that the life of the rolling bearing for a tenter clip is reduced.
[0007]
In particular, when the rolling bearing for a tenter clip is disposed below the guide rail, the ester oil that falls along the guide rail easily enters the inside of the rolling bearing for a tenter clip. Therefore, the rolling bearing for the tenter clip tends to have a shorter life. It is considered that the leakage of the fluorine grease is not caused by the centrifugal force generated by the rotation of the bearing, but is caused by the vibration generated when the outer ring contacts the guide rail.
[0008]
If fluorine oil is used instead of ester oil, even if it penetrates into the inside of the rolling bearing for tenter clips and mixes with fluorine grease, the above-mentioned problem hardly occurs only to the extent that the fluorine grease is softened. Seem. However, since the fluoro oil is expensive and cannot be discarded as it is, it is desirable that the amount used is small.
[0009]
In addition, fluorine grease is thought to leak from the labyrinth between the seal device attached to the bearing and the outer peripheral surface of the inner ring, so if a contact type seal device is used for the rolling bearing for tenter clips, grease leakage can be prevented. It seems that it can be suppressed. However, the contact type sealing device cannot be used in many cases due to the problem of torque. In other words, since hundreds to thousands of tenter clips are used in a normal film stretching machine, the number of tenter clip rolling bearings normally provided for each tenter clip may be tens of thousands. is there. If a contact-type sealing device is used for a large number of rolling bearings for a tenter clip as described above, the torque generated when the tenter clip runs may increase.
[0010]
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and has a long life tenter clip even when used in an environment where lubricating oil having a higher affinity for metal than fluorine oil enters inside. An object of the present invention is to provide a rolling bearing. Another object of the present invention is to provide a tenter clip and a film stretching machine that have a long life even when used in an environment where the lubricating oil enters the inside of the bearing.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is, the rolling bearing for a tenter clip according to claim 1 according to the present invention includes an inner ring that is a fixed wheel, an outer ring that is a rotating wheel, and a plurality of rolling elements that are arranged to be rotatable between the two wheels. And a fluorine grease containing a fluorine oil having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 10 to 600 mm ² / s as a base oil in a gap formed between the two wheels and provided with the rolling elements. It is provided on a tenter clip which is filled and runs along the guide rail of the film stretching machine while holding the film, and has an affinity for metal with the outer peripheral surface of the outer ring and the guide with lubricating oil stronger than the fluorine oil. A rolling bearing that rolls on the guide rail while the contact portion with the rail is lubricated, wherein the fluorine grease contains the fluorine oil and a polytetrafluorocarbon thickener. A titanium compound powder, and an additive, wherein the additive includes layered mineral powders such as molybdenum disulfide and synthetic mica; metal salts such as metal soap and metal oxide; carbon powders such as diamond powder and graphite; And at least one of organic compounds insoluble in fluorine oil such as melamine cyanurate and amino acid compounds.
[0012]
If the above-mentioned additives are added to the fluorine grease, excellent lubricating effect is provided, and fluorine grease generated when a lubricating oil having a higher affinity for metal than the fluoro oil enters the inside of the bearing. Leakage from the inside of the bearing is suppressed, so that the bearing has a long life.
That is, when the lubricating oil such as ester oil or the like enters the inside of the bearing, an additive is interposed between the metal surface and the fluorine grease to prevent a decrease in the adhesive force of the fluorine grease to the metal surface. It is considered that the lubricating oil suppresses diffusion to the metal surface. The difference between the affinity between the metal surface and the lubricating oil and the affinity between the metal surface and the fluoro oil is large, but the affinity between the additive and the lubricating oil and the affinity between the additive and the fluoro oil. The difference with gender is thought to be smaller.
[0013]
In addition, it is considered that, in addition to the above effects, the following effects of additives are also affecting. That is, for example, in the case of synthetic mica or the like, since it swells with the lubricating oil, it has an effect of taking in the lubricating oil that has entered the inside of the bearing. Alternatively, it is considered that when the lubricating oil comes into contact with the synthetic mica that has taken in the fluorine oil, it also has an effect of releasing the fluorine oil and taking in the lubrication oil.
[0014]
It should be noted that the lower the viscosity of the fluoro oil as the base oil, the smaller the leakage of the fluorine grease generated when the lubricating oil enters the interior. However, the operating temperature of the rolling bearing for a tenter clip is usually a high temperature (for example, 220 ° C.), so that the kinematic viscosity at 40 ° C. needs to be 10 mm ² / s or more. Since kinematic viscosity at 40 ° C. 600 mm greater than ² / s when the rotational torque of the bearing becomes too large, Taken together, kinematic viscosity at 40 ° C. of fluorine oil is required to be 10～600Mm ² / s . Considering the balance of the leakage amount of fluorine grease and the rotational torque, kinematic viscosity at 40 ° C. of fluorine oil is more preferably to 100 to 500 mm ² / s, and even more preferably from 160~460mm ² / s .
[0015]
Further, in the rolling bearing for a tenter clip according to claim 2 according to the present invention, in the rolling bearing for a tenter clip according to claim 1, the average particle diameter of the additive is 0.018 to 20 µm, and the content is as follows. Is 1 to 13% by mass of the whole fluorine grease.
When the average particle size of the additive is less than 0.018 μm, secondary aggregation is likely to occur, so that the effect of the additive as described above is hardly obtained, and the fluorine grease generated when the lubricating oil enters the inside of the bearing. Leakage from inside the bearing increases. On the other hand, if it exceeds 20 μm, it will act as a foreign matter, and will shorten the life of the rolling bearing. In order to make such a problem less likely to occur, the average particle size of the additive is more preferably 0.018 to 10 μm, and further preferably 0.018 to 3 μm.
[0016]
If the content of the additive is less than 1% by mass, the effect of the additive described above cannot be sufficiently obtained, and leakage of the fluorine grease from the inside of the bearing caused when the lubricating oil enters the inside of the bearing. Increase. On the other hand, if it exceeds 13% by mass, the mixing penetration becomes small and the fluorine grease becomes hard, which may adversely affect the rotational performance of the bearing. In order to make such a problem less likely to occur, the content of the additive is more preferably 2.5 to 10% by mass.
[0017]
Further, a tenter clip rolling bearing according to a third aspect of the present invention is the rolling bearing for a tenter clip according to the first or second aspect, further comprising a non-contact seal or shield.
The rolling bearing for a tenter clip of the present invention does not require the use of a contact-type sealing device because the leakage of fluorine grease hardly occurs even if the lubricating oil enters the inside, and the non-contact seal or shield is sufficiently fluorine grease. Leakage can be suppressed.
[0018]
Furthermore, the rolling bearing for a tenter clip according to claim 4 of the present invention is characterized in that, in the rolling bearing for a tenter clip according to any one of claims 1 to 3, the lubricating oil is an ester oil. .
Further, the tenter clip according to claim 5 according to the present invention is a tenter clip including a holding portion for holding a film, and a rolling bearing that rolls on a guide rail of a film stretching machine. Item 5. A rolling bearing for a tenter clip according to any one of Items 1 to 4.
[0019]
Further, the film stretching machine according to claim 6 according to the present invention is a film stretching machine comprising: a tenter clip for holding a film; and a guide rail for guiding the traveling of the tenter clip. 5. The tenter clip according to item 5.
As described above, even if the lubricating oil enters the inside of the rolling bearing for a tenter clip, the leakage of the fluorine grease hardly occurs. Therefore, the tenter clip and the film stretching machine of the present invention have a long life.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of a rolling bearing for a tenter clip, a tenter clip, and a film stretching machine according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view illustrating an embodiment of a rolling bearing for a tenter clip according to the present invention.
[0021]
The ball bearing shown in FIG. 1 (nominal number 6203, inner diameter 17 mm, outer diameter 40 mm, width 15 mm) includes an inner ring 1, an outer ring 2, and a plurality of balls 3, which are rotatably disposed between the two

wheels

1, 2. And a retainer 4 for holding a plurality of balls 3 between the two

wheels

1 and 2, and non-contact

type rubber seals

5 and 5.
The space 6 surrounded by the inner ring 1, the outer ring 2 and the rubber seals 5, 5 is filled with 35% by volume (2 g) of fluorine grease G of the volume, and is sealed inside the bearing by the rubber seal 5. . The contact surface between the raceway surfaces 1a and 2a of the two

wheels

1 and 2 and the ball 3 is lubricated by the fluorine grease G.
[0022]
Fluorine oil having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 10 to 600 mm ² / s is used as a base oil in this fluorine grease G, and PTFE powder is used as a thickener. Further, the following additives are added to the fluorine grease G in an amount of 1 to 13% by mass of the whole fluorine grease. That is, additives include (1) layered mineral powders such as molybdenum disulfide and synthetic mica, (2) metal salts such as metal soaps and metal oxides, (3) carbon compounds such as diamond powder and graphite, and (4) It is an organic compound insoluble in the above-mentioned fluorine oil, such as melamine cyanurate and amino acid compound, and at least one of (1) to (4) is added. The average particle size of these additives is 0.018 to 20 μm.
[0023]
Usually, the content of the base oil is 90 to 50% by mass and the content of the thickener is 5 to 45% by mass. Further, conventional additives other than the above-mentioned additives may be further added as long as the object of the present invention is not impaired. For example, a rust inhibitor, a metal corrosion inhibitor (such as benzotriazole) and the like can be mentioned.
The rubber seal 5 is annular, and its outer peripheral edge is fitted into

seal grooves

2b, 2b having a substantially V-shaped cross section provided at both ends of the inner peripheral surface of the outer ring 2 over the entire circumference of the outer ring 2. Fixed. The inner peripheral edge of the rubber seal 5 is close to (non-contact with) the outer peripheral surface of the inner race 1, and the rubber seals 5, 5 almost cover the opening between the outer peripheral surface of the inner race 1 and the inner peripheral surface of the outer race 2. ing. As a result, the fluorine grease G and the generated dust existing in the gap portion 6 (portion where the ball 3 is formed) formed between the inner ring 1 and the outer ring 2 leak to the outside, or the dust floating outside. The greeting is prevented from entering the gap 6.
[0024]
Such a ball bearing is suitably used for a tenter clip as shown in FIG. The tenter clip 10 includes a holding portion 11 for holding a film 18, a plurality of rolling bearings 12, and a tenter clip body 15 to which the holding portion 11 and the rolling bearing 12 are attached. In each of the rolling bearings 12, the inner ring 12a is a fixed wheel, and the outer ring 12b is a rotating wheel.
[0025]
Then, the tenter clip 10 attached to the guide rail 19 such that the outer peripheral surface of the outer ring 12b of each rolling bearing 12 comes into contact with the guide rail 19 of a film stretching machine (not shown) is formed through the rolling of the rolling bearing 12. It runs along the guide rail 19. In order to lubricate the contact portion between the outer peripheral surface of the outer race 12b and the guide rail 19, lubricating oil such as ester oil is sprayed on the contact portion during traveling.
[0026]
A number of such tenter clips 10 are prepared, mounted on the left and right sides of the film 18 using the holding portions 11, and then arranged in a substantially C-shape while being heated to a high temperature (for example, 220 ° C.). The vehicle runs along the rail 19. Then, the tenter clips 10 on the right and left sides of the film 18 are gradually widened as they travel, and a tension directed in the left-right direction is applied to the film 18, so that the film 18 is stretched. The above-mentioned heating temperature may be set according to the material of the film 18 and the degree of stretching.
[0027]
Note that the present embodiment is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the present embodiment. For example, in the present embodiment, a deep groove ball bearing has been described as an example of the rolling bearing, but the present invention can be applied to various types of rolling bearings. For example, radial rolling bearings such as angular ball bearings, self-aligning ball bearings, cylindrical roller bearings, tapered roller bearings, needle roller bearings, self-aligning roller bearings, and thrust types such as thrust ball bearings and thrust roller bearings. Rolling bearing.
[0028]
Next, ball bearings filled with 11 types of fluorine grease (Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3) as shown below were prepared, and the amount of leakage of the fluorine grease from the bearing and the life of the bearing were determined. evaluated. The ball bearing has the same configuration as that of the above-mentioned ball bearing of No. 6203, and the amount of fluorine grease filled in the gap of the bearing is 35% by volume (2 g) of the volume of the gap. In all of the following 11 types of fluorine greases, the base oil is fluorine oil and the thickener is PTFE powder. In addition, the mixing consistency is 265 to 295.
[0029]
Comparative Example 1: Krytox GPL205 manufactured by DuPont (Kinematic viscosity of base oil at 40 ° C. is 160 mm ² / s)
Comparative Example 2: Krytox GPL207 manufactured by DuPont (Kinematic viscosity of base oil at 40 ° C. is 460 mm ² / s)
Comparative Example 3: Barielta L55 / 2 manufactured by NOK Kruba (Kinematic viscosity of base oil at 40 ° C. is 380 mm ² / s)
-Example 1: The fluorine grease of Comparative Example 3 to which synthetic mica (Synthetic mica 4C-TS manufactured by Topy Industries, average particle size 3 m) was added. The content is 2.5% by mass of the entire fluorine grease.
[0030]
Example 2: The fluorine grease of Comparative Example 3 to which lithium 12-hydroxystearate (S-700H manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.) was added. The content is 5% by mass of the whole fluorine grease.
-Example 3: Molybdenum disulfide (Mori Powder PA manufactured by Sumiko Lubricants Co., average particle size 1 m) added to the fluorine grease of Comparative Example 3. The content is 2% by mass of the whole fluorine grease.
[0031]
Example 4: The fluorine grease of Comparative Example 3 to which titanium oxide (JA-1 manufactured by Teica, average particle size 0.18 μm) was added. The content is 3% by mass of the whole fluorine grease.
Example 5: The fluorine grease of Comparative Example 3 to which graphite (conductive CB # 1000 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, average particle size 0.018 μm) was added. The content is 3% by mass of the whole fluorine grease.
[0032]
Example 6: Fluorine grease of Comparative Example 3 added with melamine cyanurate (MCA manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, average particle size 2 μm). The content is 2.5% by mass of the entire fluorine grease.
-Example 7: The fluorine grease of Comparative Example 3 to which an amino acid (Famex L12J manufactured by Ajinomoto Co., average particle size 3 m) was added. The content is 3.0% by mass of the entire fluorine grease.
[0033]
Example 8: Synthetic mica (synthetic mica 4C-TS manufactured by Topy Industries, average particle size 3 μm) added to the fluorine grease of Comparative Example 1. The content is 3% by mass of the whole fluorine grease.
Note that a three-roll mill was used when mixing each of the above additives with the fluorine grease of the comparative example.
[0034]
Next, a method for evaluating the amount of leakage of fluorine grease from the bearing will be described with reference to FIG. 0.1 g (5% by mass of fluorine grease) of polyol ester oil having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 120 mm ² / s was injected into the ball bearing 20 filled with the 11 kinds of fluorine grease as described above.
The inner ring 22 of the ball bearing 20 was fixed, the roll 23 was brought into contact with the outer peripheral surface of the outer ring 21, and the outer ring 21 was rotated at a rotation speed of 2000 min ⁻¹ while applying a radial load of 2000 N by the roll 23 (the test temperature was 180 ° C). A small amount of the polyol ester oil was sprayed on a contact portion between the outer peripheral surface of the outer ring 21 and the roll 23 to lubricate the contact portion. At that time, the polyol ester oil for lubrication was prevented from entering the inside of the ball bearing 20.
[0035]
After rotating for 60 hours, the amount of fluorine grease leaked from the ball bearing 20 was measured. At this time, the amount of leakage of the fluorine grease was set to a decrease from 2.1 g. Table 1 shows the evaluation results. In Table 1, when the amount of leakage was 0.3 g or less, it was indicated by ◎, and when it exceeded 0.3 g and was 0.4 or less, it was indicated by ○. In addition, when the amount exceeded 0.4 g and was 0.5 or less, it was indicated by a triangle, and when it exceeded 0.5 g, it was indicated by a cross.
[0036]
[Table 1]

[0037]
As can be seen from Table 1, Comparative Examples 1 to 3 had a large amount of fluorine grease leakage, while Examples 1 to 8 had a small amount of fluorine grease leakage.
Next, a method for evaluating the life of the bearing will be described with reference to FIG. Similarly to the above-mentioned evaluation of the amount of leaked fluorine grease, 0.1 g (5% by mass of fluorine grease) of the polyol ester oil was injected into the inside of the ball bearing 30 filled with 11 kinds of fluorine grease.
[0038]
The ball bearing 30 was interposed between the pulley 35 and the shaft 36, and was mounted on the test device shown in FIG. Then, the inner ring 32 was fixed, and the outer ring 31 was rotated at a rotation speed of 6000 min ⁻¹ while applying a radial load of 2000 N (test temperature: 220 ° C.), and the durability (life) of the ball bearing 30 was evaluated. The radial load was applied by the tension of a belt (not shown) that drives the pulley 35 to rotate.
[0039]
The evaluation results are also shown in Table 1. In addition, the life shown in Table 1 is shown as a relative value when the life of Comparative Example 1 is set to 1. As can be seen from Table 1, Examples 1 to 8 had better lifetimes than Comparative Examples 1 to 3. From this, it can be seen that Examples 1 to 8 have a long life even when used in an environment in which a polyol ester oil having a higher affinity for a metal than a fluorine oil penetrates inside.
[0040]
Next, the correlation between the content of the additive in the entire fluorine grease, the leakage amount of the fluorine grease from the bearing, and the penetration of the fluorine grease will be described. In the same manner as described above, the mixed consistency of each of the synthetic mica in Example 1 was prepared, and the penetration consistency of each of the fluorine greases and the leakage amount of the fluorine grease from the ball bearing filled with each of the fluorine greases were prepared in the same manner as described above. evaluated.
[0041]
The results are shown in the graph of FIG. In order to keep the mixing penetration within the preferred range of 265 to 295 and to reduce the leakage of fluorine grease, the content of synthetic mica is preferably 1 to 13% by mass, and 2.5 to 10% by mass. It is understood that it is more preferable to set the amount to mass%.
Next, the correlation between the average particle size of the additive, the leakage amount of fluorine grease from the bearing, and the life of the bearing will be described. In Example 5, graphite particles having various average particle diameters were prepared, and the leakage amount of fluorine grease from the ball bearing filled with each fluorine grease and the life of the ball bearing were evaluated in the same manner as described above.
[0042]
The results are shown in the graph of FIG. The life of the bearing shown in this graph is shown as a relative value when the life of Comparative Example 1 is set to 1.
In order to make the leakage amount of the fluorine grease smaller and to make the life of the bearing more excellent, the average particle size of the graphite is preferably 0.018 to 20 μm, more preferably 0.018 to 10 μm. Is more preferable, and it is further preferable that the thickness be 0.018 to 3 μm.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, in the rolling bearing for a tenter clip of the present invention, the fluorine grease filled in the bearing is composed of layered mineral powders such as molybdenum disulfide and synthetic mica, metal salts such as metal soap and metal oxide, and diamond powder. , Graphite and the like, and at least one kind of organic compounds insoluble in the above-mentioned fluorine oil such as melamine cyanurate and amino acid compound. Even if a strong lubricating oil enters the inside of the bearing, the leakage of fluorine grease from the inside of the bearing is suppressed and the life is long.
Further, the tenter clip and the film stretching machine of the present invention have a long life because the fluorine grease hardly leaks even if the lubricating oil enters the inside of the rolling bearing for the tenter clip.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view showing one embodiment of a rolling bearing for a tenter clip according to the present invention.
FIG. 2 is a side view showing an embodiment of the tenter clip according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a method for evaluating the amount of leakage of fluorine grease from a bearing.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a method for evaluating the life of a bearing.
FIG. 5 is a graph showing a correlation between the content of synthetic mica, the leakage amount of fluorine grease from a bearing, and the penetration consistency of fluorine grease.
FIG. 6 is a graph showing a correlation between an average particle size of graphite, a leakage amount of fluorine grease from a bearing, and a life of the bearing.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inner ring 2 Outer ring 3 Ball 5 Rubber seal 6 Void G Fluorine grease 20 Ball bearing 21 Outer ring 22 Inner ring 30 Ball bearing 31 Outer ring 32 Inner ring

Claims

An inner ring that is a fixed wheel, an outer ring that is a rotating wheel, and a plurality of rolling elements disposed so as to freely roll between the two wheels, wherein the rolling elements formed between the two wheels are provided. The cavities are filled with fluorine grease containing fluorinated oil having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 10 to 600 mm ² / s as a base oil,
A tenter clip that runs along a guide rail of a film stretching machine while holding a film is provided. A rolling bearing that rolls on the guide rail while being lubricated,
The fluorine grease contains the fluorine oil, a polytetrafluoroethylene resin powder as a thickener, and an additive,
The additives include layered mineral powders such as molybdenum disulfide and synthetic mica, metal salts such as metal soaps and metal oxides, carbon powders such as diamond powder and graphite, and fluorine oils such as melamine cyanurate and amino acid compounds. A rolling bearing for a tenter clip, which is at least one of insoluble organic compounds.

2. The rolling bearing for a tenter clip according to claim 1, wherein the additive has an average particle size of 0.018 to 20 μm and a content of 1 to 13% by mass of the whole fluorine grease. 3.

The rolling bearing for a tenter clip according to claim 1 or 2, further comprising a non-contact seal or a shield.

The rolling bearing for a tenter clip according to any one of claims 1 to 3, wherein the lubricating oil is an ester oil.

A tenter clip comprising a holding part for holding a film and a rolling bearing for rolling on a guide rail of a film stretching machine, wherein the rolling bearing is a rolling bearing for a tenter clip according to any one of claims 1 to 4. A tenter clip characterized by the following.

A film stretching machine comprising: a tenter clip for holding a film; and a guide rail for guiding the traveling of the tenter clip, wherein the tenter clip is the tenter clip according to claim 5.