JP2004278552A - Rolling bearing - Google Patents

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JP2004278552A
JP2004278552A JP2003066936A JP2003066936A JP2004278552A JP 2004278552 A JP2004278552 A JP 2004278552A JP 2003066936 A JP2003066936 A JP 2003066936A JP 2003066936 A JP2003066936 A JP 2003066936A JP 2004278552 A JP2004278552 A JP 2004278552A
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rolling bearing
outer ring
inner ring
resin composition
rolling
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JP2003066936A
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Toyohisa Yamamoto
豊寿 山本
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NSK Ltd
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NSK Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58Raceways; Race rings
    • F16C33/62Selection of substances
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
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    • F16C2240/64Thickness, e.g. thickness of coatings in the nanometer range

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make usable a rolling bearing even under high load and high speed conditions without lubricant and grease while improving the wear-resistant property of the rolling bearing having outer and inner rings made of a synthetic resin. <P>SOLUTION: The outer ring 1 and the inner ring 2 are made of a resin composition including minute carbon fibers with a fiber diameter of 200 nm or less. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂製の内輪または外輪を有する転がり軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、転がり輸受は、外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、内外輪の軌道間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、これら複数個の転動体を、内外輪の軌道間で案内保持する保持器とで構成されている。また、保持器を備えていない、総転動体構造の転がり軸受もある。
【0003】
このような転がり軸受の用途が、クリーンルーム、半導体素子製造装置、液晶パネル製造装置、ハードディスク製造装置等のように清浄な雰囲気が要求される環境下、および各種洗浄装置や食品機械等のように液体中や液体のミストや飛沫が存在する環境下である場合には、潤滑油やグリースを使用した潤滑を行うことができない。そのため、従来より、潤滑油やグリースを用いなくても潤滑性能が確保できる転がり軸受についての提案がなされている。
【0004】
例えば、特許文献1には、内輪または外輪をPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)製とし、玉の少なくとも表面が固体潤滑材からなる転がり軸受が提案されている。この転がり軸受の用途は、内輪と軸との嵌合および外輪とハウジングとの嵌合が緩い状態にされる半導体素子製造装置であり、PEEK製とすることで、緩い嵌合に起因するクリープ等が生じても摩耗粉が発生しないようにすることができると記載されている。
【0005】
特許文献2には、ポリアセタール樹脂製の外輪と、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤で表面処理された転動体とを有する転がり軸受が記載されている。
特許文献3には、内輪および外輪を、軸方向で二分割された形状の成形品を一体に固着した形状にし、各成形品を曲げ弾性率が2000〜6000MPaである合成樹脂(例えばポリアリーレンスルフィド系樹脂)製とすることが記載されている。
【0006】
【特許文献1】
特開平5−202943号公報
【特許文献2】
特開平9−303403号公報
【特許文献3】
特開平10−184702号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には耐摩耗性の点で更なる改善の余地がある。
本発明は、従来技術の未解決な課題を解決するためのものであり、合成樹脂製の内輪または外輪を有する転がり軸受の耐摩耗性を向上させて、潤滑油およびグリースを使用しなくても、高荷重下および高速回転下で使用可能にすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、内輪、外輪、転動体を備えた転がり軸受において、内輪および外輪の少なくとも一方は、繊維径が200nm以下である微細炭素繊維を含有する樹脂組成物からなることを特徴とする転がり軸受を提供する。
【0009】
ここで「繊維径」とは、1本の繊維の直径の(長さ方向における)平均値を意味する。繊維径が200nm以下である微細炭素繊維は、炭素繊維を基板法あるいは流動床法で気相成長させることにより得ることができる。
基板法とは、金属触媒を基板に直接置いて、この基板を電気炉の炉心管内に設置し、高温にした炉内に炭化水素ガスを導入することで炭素繊維を成長させる方法である。流動床法とは、炭化水素ガスと金属触媒を高温下の炉心内部に導入して両者を反応させることで、炭素繊維を成長させる方法である。流動床法の方が反応時間が短いため、より細い直径の繊維が得られる。
【0010】
使用する樹脂組成物の主成分(合成樹脂)としては、ポリフェニレンサルファイド(PPS)に代表されるポリアリーレンスルフィド(PAS)系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルエーテルケトンとポリベンゾイミダゾールとのコポリマー(PEEK−PBI)、ポリエーテルニトリル(PEN)、芳香族ポリイミド(PI)、熱可塑性ポリイミド(TPI)、ポリアミドイミド(PAI)、芳香族ポリエステル(LCP)、フッ素樹脂が挙げられる。
【0011】
フッ素樹脂としては、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)、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体(ETFE)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体(ECTFE)等が挙げられる。
【0012】
また、使用する樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲内で、例えば酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、光保護剤、難燃剤、帯電防止剤、流動性改良剤、非晶質粘着性付与剤、結晶化促進剤、増核剤、顔料、染料等の各種添加剤を配合してもよい。
樹脂組成物は、合成樹脂と微細炭素繊維と各種添加剤を混合することにより調製される。この調製方法としては、主成分である合成樹脂を溶融し、この中に微細炭素繊維と各種添加剤を添加して混合してもよい。また、予めこれらの材料を全て、ヘンシェルミキサー、タンブラー、リボンミキサー、ボールミル等の混合機に入れて予備混合した後、溶融混合機に供給して溶融混練するようにしてもよい。溶融混合機としては、単軸または二軸押出機、混練ロール、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、ブランダープラストグラフ等の公知の溶融混練装置が使用できる。溶融混練の際の温度は、主成分樹脂の溶融が十分になされ、且つ分解が生じない範囲の温度であればよい。
【0013】
本発明の転がり軸受において、転動体の少なくとも表面はセラミックスからなることが好ましい。
本発明の転がり軸受において、内輪、外輪、および転動体は、前記樹脂組成物あるいはこれ以外の耐食性材料からなることが好ましい。前記樹脂組成物以外の耐食性材料としては、SUS440C、SUS304、SUS630等のステンレス鋼、チタン合金、窒化ケイ素、ジルコニア、アルミナ、炭化珪素等のセラミックス、超硬合金(WC−Co系、WC−Ni系)、各種サーメット(TiC−Ni系、TiCN−Ni系、Cr−Ni系)が挙げられる。
本発明の転がり軸受は、フッ素樹脂を主成分とする樹脂組成物からなる保持器を備えていることが好ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、具体的な実施例により詳細に説明する。
試験用の転がり軸受として、呼び番号608の玉軸受(内径8mm、外径22mm、幅:7mm)を組み立てた。この軸受は、図1に示すように、外輪1、内輪2、玉(転動体)3、および冠形の保持器4で構成され、シールを設けていない。
【0015】
各軸受の内輪、外輪、転動体の構成材料を下記の表1に示す。なお、保持器は全サンプルともに、ETFE樹脂(80体積%)にチタン酸カリウムウィスカー(20体積%)を配合した樹脂組成物を用いて、射出成形により作製した。また、樹脂組成物を構成する材料としては以下に示すものを使用した。
【0016】
<主成分樹脂>
PPS:フィリップスペトローリアム(株)製「ライトンR−6」
PVDF:呉羽化学工業(株)製「クレハKFポリマーT−#1000」
TPI:三井東圧化学(株)製「オーラム400」
PEEK:ビクトレックス(株)製「ビクトレックスPEEK150G」
PEEK−PBI:ヘキストセラニーズ(株)製「セラゾールTU−60」
PEN:出光マテリアル(株)製「ID300」
【0017】
<微細炭素繊維>
A:昭和電工(株)製、気相法炭素繊維「VGCF−H」、繊維径100〜200nm、長さ10〜20μm
B:昭和電工(株)製、カーボンナノファイバー「VGNF」、繊維径80〜100nm、長さ5〜20μm
【0018】
<微細炭素繊維以外の添加剤>
炭素繊維:呉羽化学工業(株)製「クレカチョップM−102S」、平均繊維径14.5μm、長さ0.2mm
アラミド繊維:群栄化学工業(株)製「カイノール繊維KF02BT」平均繊維径14.0μm、長さ0.2mm
PTFE粉末:ダイキン工業(株)製「ルブロンL−5」、平均粒径0.2μm
【0019】
黒鉛:中越黒鉛工業所(株)製「CLX」、平均粒径4.5μm
樹脂組成物の混合は、繊維の折損を防ぐために以下のようにして行った。すなわち、先ず、繊維を除く材料をヘンシェルミキサーで乾式混合し、次に、この混合物を二軸押出機に入れる。繊維は、定量サイドフィーダーから二軸押出機に入れて前記混合物と混練する。この混練物を押出してペレット状に造粒する。このようにして得られた樹脂組成物のペレットを射出成形機に供給して、各材料毎に最適な射出条件で射出成形を行った。
【0020】
組み立てた各転がり軸受を図2に示す日本精工(株)製の軸受回転試験機にかけて、発塵性と耐久性を調べた。この試験機は、試験軸受10の内輪を先端部11aに取り付ける軸11と、外輪を内挿するハウジング12を備えている。軸11の先端部11aに、2個の同じ構成の試験軸受10をコイルばね13を介して取り付け、このコイルばね13によりアキシアル荷重を付与している。
【0021】
この試験機は、また、軸11の回転機構として、モータ14、ベルト15、プーリ16、回転導入機17を備えている。軸11とハウジング12およびこれに取り付ける試験軸受10は箱体18内に配置され、回転導入機17はこの箱体18より外に配置されている。この箱体18の下部にホッパ18aが形成され、ここから出た粉塵の数をパーティクルカウンタ19でカウントするように構成されている。また、この試験機はクラス100レベルのクリーンベンチ内に設置されている。
【0022】
この試験機により下記の条件で回転試験を行い、振動値を基準とした軸受寿命を測定した。すなわち、軸受に生じる振動を回転試験中に常時測定し、この振動値が初期値の3倍以上となった時点で試験を中止し、それまでの総回転数を寿命とした。なお、全ての転がり軸受に対してグリースおよび潤滑油による潤滑は行わなかった。
【0023】
<回転試験条件>
雰囲気圧力:大気圧
雰囲気温度:常温
アキシアル荷重:29.4N
回転速度:1000min−1
そして、各試験用軸受の耐久性(回転寿命)を比較するために、内外輪ともにPPS製である転がり軸受 No.13の寿命を「1」とした時の相対値を算出し、これを「耐久性値」として表1に示した。
【0024】
また、試験機により上記条件で24時間回転を行い、その間に軸受から発生した粉塵の数をパーティクルカウンタ19でカウントした。各サンプルの粉塵数について、内外輪ともにPPS製である No.13の転がり軸受での値を「100」とした相対値を算出し、これを「発塵性値」として表1に示した。
【0025】
【表1】

Figure 2004278552
【0026】
表1に示すように、No. 1〜12の転がり軸受は、内輪および外輪、外輪のみ、あるいは内輪のみが、繊維径が200nm以下である微細炭素繊維を含有する樹脂組成物からなるため、本発明の転がり軸受に相当する。表1の結果から、これらの転がり軸受は、本発明の範囲から外れるNo. 13〜17よりも、発塵性および耐久性のいずれも優れていることが分かる。すなわち、No. 1〜12の転がり軸受によれば、潤滑油およびグリースを使用しなくても、高荷重下および高速回転下での使用に耐えられる高い耐摩耗性が得られる。
【0027】
また、No. 1〜12の転がり軸受のうちNo. 1〜10は、内輪と外輪の両方が、繊維径が200nm以下である微細炭素繊維を含有する樹脂組成物からなるため、外輪のみ或いは内輪のみが前記樹脂組成物からなるNo. 11およびNo. 12よりも発塵性に優れていることが分かる。
また、玉が窒化珪素製であるか、内輪および外輪を形成する樹脂組成物にPTFE粉末を含有するNo. 4、8、9、10は、発塵性に特に優れていることが分かる。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の転がり軸受によれば、潤滑油およびグリースを使用しなくても、高荷重下および高速回転下での使用に耐えられる高い耐摩耗性を得ることが可能になる。
したがって、本発明によれば、クリーンルーム、半導体素子製造装置、液晶パネル製造装置、ハードディスク製造装置等のように清浄な雰囲気が要求される環境下、および各種洗浄装置や食品機械等のように液体中や液体のミストや飛沫が存在する環境下で好適に使用される転がり軸受が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に相当する転がり軸受を示す断面図である。
【図2】実施形態で使用した回転試験機を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1 外輪
2 内輪
3 玉(転動体)
4 保持器
10 試験軸受
11a 軸の先端部
11 軸
12 ハウジング
13 コイルばね
14 モータ
15 ベルト
16 プーリ
17 回転導入機
18 箱体
18a ホッパ
19 パーティクルカウンタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rolling bearing having an inner ring or an outer ring made of synthetic resin.
[0002]
[Prior art]
Generally, rolling transceiving includes an inner ring having an inner ring raceway on an outer peripheral surface, an outer ring having an outer ring raceway on an inner peripheral surface, a plurality of rolling elements provided between the inner and outer ring raceways, and a plurality of these rolling elements. Each rolling element is constituted by a cage that guides and holds between the raceways of the inner and outer rings. There is also a rolling bearing having a total rolling element structure that does not include a cage.
[0003]
Such rolling bearings are used in environments where a clean atmosphere is required such as clean rooms, semiconductor element manufacturing apparatuses, liquid crystal panel manufacturing apparatuses, and hard disk manufacturing apparatuses, and liquids such as various cleaning apparatuses and food machines. Lubrication using lubricating oil or grease cannot be performed in an environment where there is medium or liquid mist or splashes. Therefore, conventionally, proposals have been made for rolling bearings that can ensure lubricating performance without using lubricating oil or grease.
[0004]
For example, Patent Document 1 proposes a rolling bearing in which an inner ring or an outer ring is made of PEEK (polyether ether ketone) and at least a surface of a ball is made of a solid lubricant. The application of this rolling bearing is a semiconductor element manufacturing apparatus in which the fitting between the inner ring and the shaft and the fitting between the outer ring and the housing are loosened. By using PEEK, the creep caused by the loose fitting, etc. It is described that it is possible to prevent generation of wear powder even if the occurrence of slag occurs.
[0005]
Patent Document 2 describes a rolling bearing having an outer ring made of polyacetal resin and a rolling element surface-treated with a solid lubricant such as molybdenum disulfide.
In Patent Document 3, an inner ring and an outer ring are formed into a shape in which molded products having a shape divided into two in the axial direction are integrally fixed, and each molded product is a synthetic resin (for example, polyarylene sulfide) having a bending elastic modulus of 2000 to 6000 MPa. System resin).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-5-202943 [Patent Document 2]
JP-A-9-303403 [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-184702
[Problems to be solved by the invention]
However, the above prior art has room for further improvement in terms of wear resistance.
The present invention is for solving the unsolved problems of the prior art, and improves the wear resistance of a rolling bearing having an inner ring or an outer ring made of synthetic resin without using lubricating oil and grease. It is intended to be usable under high load and high speed rotation.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a rolling bearing including an inner ring, an outer ring, and a rolling element, wherein at least one of the inner ring and the outer ring is made of a resin composition containing fine carbon fibers having a fiber diameter of 200 nm or less. A rolling bearing is provided.
[0009]
Here, the “fiber diameter” means an average value (in the length direction) of the diameter of one fiber. Fine carbon fibers having a fiber diameter of 200 nm or less can be obtained by vapor growth of carbon fibers by a substrate method or a fluidized bed method.
The substrate method is a method in which a metal catalyst is placed directly on a substrate, the substrate is placed in a furnace core tube of an electric furnace, and a carbon fiber is grown by introducing hydrocarbon gas into a furnace heated to a high temperature. The fluidized bed method is a method for growing carbon fibers by introducing a hydrocarbon gas and a metal catalyst into a core at a high temperature and reacting both. Since the reaction time is shorter in the fluidized bed method, fibers with a smaller diameter can be obtained.
[0010]
As the main component (synthetic resin) of the resin composition to be used, polyarylene sulfide (PAS) resin represented by polyphenylene sulfide (PPS), polyether ether ketone (PEEK), polyether ether ketone and polybenzimidazole Copolymer (PEEK-PBI), polyether nitrile (PEN), aromatic polyimide (PI), thermoplastic polyimide (TPI), polyamideimide (PAI), aromatic polyester (LCP), and fluororesin.
[0011]
Examples of fluororesins include tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer. (FEP), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer (ECTFE), and the like.
[0012]
Further, the resin composition to be used is, for example, an antioxidant, a heat stabilizer, an ultraviolet absorber, a photoprotective agent, a flame retardant, an antistatic agent, a fluidity improver, and the like within a range not impairing the object of the present invention. Various additives such as an amorphous tackifier, a crystallization accelerator, a nucleator, a pigment, and a dye may be blended.
The resin composition is prepared by mixing a synthetic resin, fine carbon fibers, and various additives. As this preparation method, a synthetic resin as a main component may be melted, and fine carbon fibers and various additives may be added and mixed therein. Alternatively, all of these materials may be preliminarily mixed in a mixer such as a Henschel mixer, a tumbler, a ribbon mixer, or a ball mill, and then supplied to the melt mixer for melt kneading. As the melt mixer, known melt kneaders such as a single-screw or twin-screw extruder, a kneading roll, a pressure kneader, a Banbury mixer, and a brander plastograph can be used. The temperature at the time of melt kneading may be a temperature within a range where the main component resin is sufficiently melted and does not decompose.
[0013]
In the rolling bearing of the present invention, it is preferable that at least the surface of the rolling element is made of ceramics.
In the rolling bearing of the present invention, it is preferable that the inner ring, the outer ring, and the rolling element are made of the resin composition or other corrosion-resistant material. Corrosion resistant materials other than the resin composition include stainless steel such as SUS440C, SUS304, and SUS630, ceramics such as titanium alloy, silicon nitride, zirconia, alumina, and silicon carbide, cemented carbide (WC-Co, WC-Ni). ) And various cermets (TiC—Ni, TiCN—Ni, Cr 3 C 2 —Ni).
The rolling bearing of the present invention preferably includes a cage made of a resin composition containing a fluororesin as a main component.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail using specific examples.
A ball bearing (inner diameter 8 mm, outer diameter 22 mm, width: 7 mm) having a nominal number 608 was assembled as a rolling bearing for testing. As shown in FIG. 1, this bearing is composed of an outer ring 1, an inner ring 2, a ball (rolling element) 3, and a crown-shaped cage 4, and no seal is provided.
[0015]
The constituent materials of the inner ring, outer ring, and rolling element of each bearing are shown in Table 1 below. All the samples were produced by injection molding using a resin composition in which potassium titanate whiskers (20% by volume) were blended with ETFE resin (80% by volume). Moreover, what was shown below was used as a material which comprises a resin composition.
[0016]
<Main component resin>
PPS: "Lyton R-6" manufactured by Philippe Sporium
PVDF: “Kureha KF Polymer T- # 1000” manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.
TPI: “Aurum 400” manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.
PEEK: "Victorex PEEK150G" manufactured by Victorex Co., Ltd.
PEEK-PBI: “Cerazole TU-60” manufactured by Hoechst Celanese
PEN: “ID300” manufactured by Idemitsu Material Co., Ltd.
[0017]
<Fine carbon fiber>
A: Showa Denko K.K., vapor grown carbon fiber “VGCF-H”, fiber diameter 100 to 200 nm, length 10 to 20 μm
B: Showa Denko Co., Ltd., carbon nanofiber “VGNF”, fiber diameter 80-100 nm, length 5-20 μm
[0018]
<Additives other than fine carbon fiber>
Carbon fiber: “Kureka chop M-102S” manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd., average fiber diameter 14.5 μm, length 0.2 mm
Aramid fiber: “Kinol fiber KF02BT” manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd. Average fiber diameter: 14.0 μm, length: 0.2 mm
PTFE powder: “Lublon L-5” manufactured by Daikin Industries, Ltd., average particle size 0.2 μm
[0019]
Graphite: “CLX” manufactured by Chuetsu Graphite Industries Co., Ltd., average particle size 4.5 μm
The resin composition was mixed as follows in order to prevent fiber breakage. That is, first, the material excluding the fiber is dry-mixed with a Henschel mixer, and then this mixture is put into a twin screw extruder. The fiber is put into a twin screw extruder from a fixed side feeder and kneaded with the mixture. This kneaded product is extruded and granulated into pellets. The pellets of the resin composition thus obtained were supplied to an injection molding machine, and injection molding was performed under optimal injection conditions for each material.
[0020]
Each assembled rolling bearing was subjected to a bearing rotation tester manufactured by Nippon Seiko Co., Ltd. shown in FIG. 2 to examine dust generation and durability. This testing machine includes a shaft 11 for attaching an inner ring of a test bearing 10 to a tip end portion 11a, and a housing 12 for inserting an outer ring. Two test bearings 10 having the same configuration are attached to the tip portion 11 a of the shaft 11 via a coil spring 13, and an axial load is applied by the coil spring 13.
[0021]
The test machine also includes a motor 14, a belt 15, a pulley 16, and a rotation introducing machine 17 as a rotation mechanism of the shaft 11. The shaft 11, the housing 12, and the test bearing 10 attached to the shaft 11 are disposed in the box 18, and the rotation introducing machine 17 is disposed outside the box 18. A hopper 18a is formed in the lower portion of the box 18 and is configured so that the particle counter 19 counts the number of dusts coming out of the hopper 18a. This testing machine is installed in a class 100 level clean bench.
[0022]
Using this testing machine, a rotation test was performed under the following conditions, and the bearing life was measured based on the vibration value. That is, the vibration generated in the bearing was constantly measured during the rotation test, and when the vibration value became three times or more of the initial value, the test was stopped, and the total number of rotations up to that time was regarded as the life. All rolling bearings were not lubricated with grease and lubricating oil.
[0023]
<Rotational test conditions>
Atmospheric pressure: Atmospheric pressure Atmospheric temperature: Room temperature Axial load: 29.4N
Rotational speed: 1000 min -1
In order to compare the durability (rotational life) of the bearings for each test, the rolling bearing no. The relative value when the lifetime of 13 was set to “1” was calculated, and this is shown in Table 1 as “durability value”.
[0024]
Further, the test machine was rotated for 24 hours under the above conditions, and the number of dust generated from the bearing during that time was counted by the particle counter 19. Regarding the number of dust in each sample, both inner and outer rings are made of PPS. Relative values were calculated with the value of 13 rolling bearings being “100”, and this is shown in Table 1 as “dust generation value”.
[0025]
[Table 1]
Figure 2004278552
[0026]
As shown in Table 1, no. The rolling bearings 1 to 12 correspond to the rolling bearing of the present invention because the inner ring and outer ring, only the outer ring, or only the inner ring is made of a resin composition containing fine carbon fibers having a fiber diameter of 200 nm or less. From the results shown in Table 1, these rolling bearings are No. out of the scope of the present invention. It can be seen that both dust generation and durability are superior to 13-17. That is, no. According to the rolling bearings 1 to 12, high wear resistance that can withstand use under high load and high speed rotation can be obtained without using lubricating oil and grease.
[0027]
No. No. 1 to 12 of rolling bearings. In Nos. 1 to 10, since both the inner ring and the outer ring are made of a resin composition containing fine carbon fibers having a fiber diameter of 200 nm or less, only the outer ring or only the inner ring is made of the resin composition. 11 and no. It turns out that it is excellent in dusting property than 12.
In addition, the ball is made of silicon nitride or the resin composition that forms the inner ring and the outer ring contains No. PTFE powder. It can be seen that 4, 8, 9, and 10 are particularly excellent in dust generation.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the rolling bearing of the present invention, it is possible to obtain high wear resistance that can withstand use under high load and high speed rotation without using lubricating oil and grease. .
Therefore, according to the present invention, in a clean room, a semiconductor element manufacturing apparatus, a liquid crystal panel manufacturing apparatus, a hard disk manufacturing apparatus, etc., in an environment where a clean atmosphere is required, and in various liquids, such as various cleaning apparatuses and food machines. In addition, a rolling bearing that is suitably used in an environment where mist or droplets of liquid exist is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a rolling bearing corresponding to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a rotation testing machine used in the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 outer ring 2 inner ring 3 ball (rolling element)
4 Cage 10 Test Bearing 11a Shaft Tip 11 Shaft 12 Housing 13 Coil Spring 14 Motor 15 Belt 16 Pulley 17 Rotation Introducing Machine 18 Box 18a Hopper 19 Particle Counter

Claims (4)

内輪、外輪、転動体を備えた転がり軸受において、内輪および外輪の少なくとも一方は、繊維径が200nm以下である微細炭素繊維を含有する樹脂組成物からなることを特徴とする転がり軸受。A rolling bearing comprising an inner ring, an outer ring, and a rolling element, wherein at least one of the inner ring and the outer ring is made of a resin composition containing fine carbon fibers having a fiber diameter of 200 nm or less. 転動体の少なくとも表面はセラミックスからなる請求項1記載の転がり軸受。The rolling bearing according to claim 1, wherein at least a surface of the rolling element is made of ceramics. 内輪、外輪、および転動体は、前記樹脂組成物あるいはこれ以外の耐食性材料からなる請求項1または2記載の転がり軸受。The rolling bearing according to claim 1, wherein the inner ring, the outer ring, and the rolling element are made of the resin composition or other corrosion resistant material. フッ素樹脂を主成分とする樹脂組成物からなる保持器を備えた請求項1乃至3のいずれか1項に記載の転がり軸受。The rolling bearing according to any one of claims 1 to 3, further comprising a cage made of a resin composition containing a fluororesin as a main component.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009527630A (en) * 2006-02-22 2009-07-30 インテグリス・インコーポレーテッド Nanotube polymer composite composition and fabrication method

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