JP2010065820A - Bearing for tenter clip guide - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、フィルム延伸機等に適用されるテンタクリップガイド用軸受に関し、軸受のグリース漏れの解決および長寿命化を図る技術に関する。 The present invention relates to a tenter clip guide bearing applied to, for example, a film stretching machine and the like, and relates to a technique for solving grease leakage and extending the life of the bearing.
テンタクリップガイドに使用される軸受には、低トルク性、耐グリース漏洩性および長寿命が要求される。これらの要求を満たすために、シールリップ形式を変更する、グリース封入量を少なくする等の対策が講じられているが、解決には至っていない(特許文献1)。特にグリース封入量を少なくする対策は、低トルク性や耐グリース漏洩性には寄与するが、寿命は短くなってしまう。
通常、シール形状にてグリース漏洩等の対策を講じるのが一般的であるが、シール形式を非接触とすると低トルクとなるが、耐グリース漏洩対策が不十分となる。テンタクリップガイドは、使用する軸受個数が非常に多く、高トルクとなる接触式のシールは使用できない。
Bearings used for tenter clip guides are required to have low torque, grease leakage resistance and long life. In order to satisfy these requirements, measures such as changing the seal lip format and reducing the amount of grease filled have been taken, but no solution has been achieved (Patent Document 1). In particular, measures to reduce the amount of grease charged contribute to low torque and grease leakage resistance, but the life is shortened.
Normally, measures such as grease leakage are generally taken with the seal shape, but if the seal type is non-contact, the torque will be low, but the grease leakage resistance measures will be insufficient. The tenter clip guide uses a very large number of bearings and cannot use a contact type seal with high torque.
シールリップ部分にグリースが存在した状態で軸受温度が上昇すれば、次のような現象が起きる。すなわち軸受内部の空気の膨張によって軸受内部の圧力が上昇し、軸受外部と圧力差が生じ、シールリップ部分を開いてグリースや空気が軸受外部へ漏洩する現象(以下、この現象を「呼吸」と称す)が起きる(特許文献2)。
これを防止するために、シールリップの一部に通気用の切欠きを設けるものがある(特許文献2)。しかし、運転による軸受温度上昇中に、この切欠きから空気だけが漏れれば、前記呼吸によるグリース漏れが減少するが、切欠きにグリースが付着すれば、上記と同様なグリース漏れが起こる(特許文献3)。
通気用の切欠きを設けず、シールリップの内輪シール溝への押し付け圧力(以下、「緊迫力」と称す)を強めることで呼吸対策を行っても、トルクの増大を招くのみで、緊迫力以上の内圧を招く大きな温度上昇時には、グリース漏れを防ぎきれないはずである。
また、軸受温度が低下した場合には、軸受内部の空気の収縮によって軸受内部の圧力が低下することによるシールリップ先端の吸着現象が起こり、更なるトルクの増大を招く要因となる(特許文献4)。したがって、各種シールを用いても、内輪シール溝にグリースが付着すると、グリース漏れを防止するのは困難であった。
If the bearing temperature rises with grease present in the seal lip, the following phenomenon occurs. In other words, the pressure inside the bearing rises due to the expansion of air inside the bearing, creating a pressure difference from the outside of the bearing, and opening the seal lip to leak grease and air to the outside of the bearing (hereinafter this phenomenon is called “breathing” Occurs) (Patent Document 2).
In order to prevent this, there is one in which a notch for ventilation is provided in a part of the seal lip (Patent Document 2). However, if only air leaks from this notch while the bearing temperature rises due to operation, grease leakage due to respiration will decrease, but if grease adheres to the notch, the same grease leak will occur (patented) Reference 3).
Even if a breathing measure is taken by increasing the pressure on the inner ring seal groove of the seal lip (hereinafter referred to as “tightening force”) without providing a notch for ventilation, the tightening force only increases torque. When the temperature rises to cause the above internal pressure, grease leakage should not be prevented.
In addition, when the bearing temperature is lowered, an adsorption phenomenon of the seal lip tip occurs due to the pressure inside the bearing being lowered due to the contraction of the air inside the bearing, which causes a further increase in torque (Patent Document 4). ). Therefore, even if various seals are used, it is difficult to prevent grease leakage if grease adheres to the inner ring seal groove.
そこで、鉄板波形保持器の形状を変更したものが提案されている。これは、ポケット部に設けられた形状により、転動体に付着した余分なグリースを掻き取り、軸受内輪肩部にグリースが付着することを防ぐ構造である(本保持器を「改良保持器」と称す)。
しかし、標準の鉄板波形保持器や前記改良保持器(SPCC)は、案内面の表面が鉄であり、鋼球と摺動した場合に鉄の摩耗粉が発生し、グリースが劣化し、軸受が短寿命となるおそれがある。また、樹脂保持器では、当該用途の使用温度が200℃以上であるため、樹脂保持器の使用は困難である。耐熱性のある、例えばPEEK材等からなる樹脂を保持器に適用する場合、高コストとなる。当該用途は、製品である樹脂フィルムの品質確保のため、軸受の寿命よりも短い運転時間で軸受の交換を行っており、軸受が短寿命となると、装置の稼動率がさらに低下する。
However, the standard iron plate corrugated cage and the improved cage (SPCC) have a guide surface that is iron, and when sliding with a steel ball, iron wear powder is generated, grease is deteriorated, and the bearing is There is a risk of short life. Moreover, in the resin holder, since the use temperature of the said application is 200 degreeC or more, use of a resin holder is difficult. When a heat-resistant resin made of, for example, PEEK material is applied to the cage, the cost becomes high. In this application, in order to ensure the quality of the resin film that is a product, the bearing is replaced in an operation time shorter than the life of the bearing, and when the bearing has a short life, the operating rate of the apparatus further decreases.
鉄板保持器は、鉄の摩耗粉が発生し、軸受寿命が短寿命となるおそれがある。冠形樹脂保持器では、遠心力により変形し、シールや外輪内径部に接触するために高速回転性能に劣る。高強度で且つ高コストのPEEK材等からなる樹脂を使用すれば、高速回転性能は向上するものの、鉄板波形品の高速回転性能には到達できない。また、2つ割れ樹脂保持器では、変形は抑制されるが、保持器の体積が増し軸受内の空間容積が減少するため、グリース封入量を多くすることができない。さらに、冠形および2つ割れ保持器ともシールリップ部にグリースが移動しやすく、グリース漏れが発生しやすい。 The iron plate cage generates iron wear powder, which may shorten the bearing life. The crown-shaped resin cage is deformed by centrifugal force and is inferior in high-speed rotation performance because it contacts the seal and the inner diameter of the outer ring. If a high-strength and high-cost resin made of PEEK material or the like is used, the high-speed rotation performance is improved, but the high-speed rotation performance of the corrugated steel sheet cannot be achieved. Further, in the split resin cage, deformation is suppressed, but the volume of grease is not increased because the volume of the cage increases and the spatial volume in the bearing decreases. Further, in both the crown shape and the split cage, grease easily moves to the seal lip portion, and grease leakage is likely to occur.
この発明の目的は、高速回転性能に優れ、遠心力による変形を抑制し得ると共に、グリース漏れの低減を図り、軸受内の空間容積を増加させてグリース封入量を増加させ、軸受寿命を延ばすことができるテンタクリップガイド用軸受を提供することである。 The object of the present invention is excellent in high-speed rotation performance, can suppress deformation due to centrifugal force, reduce grease leakage, increase the volume of grease in the bearing by increasing the space volume in the bearing, and extend the bearing life. It is to provide a bearing for a tenter clip guide that can be used.
この発明における、第1の発明のテンタクリップガイド用軸受は、内外輪間に複数の玉が保持器に保持して設けられ、外輪回転で用いられるテンタクリップガイド用軸受において、前記保持器は、円周方向の複数箇所に玉を保持するポケットを設けたリング状の保持器であって、前記ポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくし、前記ポケットのうち少なくとも玉の案内面を成す表面部位に、組成物から成る摺動部材が形成されているものであって、前記組成物は、合成樹脂にフラーレンと、二硫化モリブデンおよび二硫化タングステンから選ばれた少なくとも1つの二硫化物とが含まれており、前記組成物全体に対して、前記フラーレンが0.1容量%以上10容量%以下で且つ、前記二硫化物が0.5容量%以上20容量%以下含まれていることを特徴とする。 In this invention, the tenter clip guide bearing of the first invention is provided with a plurality of balls held by a cage between the inner and outer rings, and in the tenter clip guide bearing used for rotating the outer ring, the cage is: A ring-shaped cage provided with pockets for holding balls at a plurality of locations in the circumferential direction, wherein the radius from the cage center of the inner diameter of the circumferential portion with the pocket is set to the circumferential portion between the pockets. A sliding member made of the composition is formed on at least a surface portion of the pocket that forms the guide surface of the ball, the inner diameter of the pocket being larger than the radius from the center of the cage, The synthetic resin contains fullerene and at least one disulfide selected from molybdenum disulfide and tungsten disulfide, and the fullerene is 0.1% relative to the entire composition. And an amount% to 10% by volume or less, the disulfide is characterized in that it contains 20% by volume 0.5% by volume or more.
この構成によると、保持器における、ポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくすることにより、内輪肩部や内輪シール溝にグリースが付着し難くなる。このことは、特に外輪回転時に特徴的に現れる。これにより、シールが接触タイプ、非接触タイプのいずれの場合にも、グリースの漏洩を防止できる。また、シールリップの緊迫力を強くする必要がないため、トルクが増大しない。
さらに、前記ポケットのうち少なくとも玉の案内面を成す表面部位に、組成物から成る摺動部材が形成され、前記組成物は、合成樹脂にフラーレンおよび二硫化物が所定量配合されるので、微粒子形状のフラーレンと二硫化物粉末とが樹脂体または被膜中に均一に配合される。その結果、これらの相乗効果により耐摩耗性、耐剥離性が向上すると同時に摩擦係数が低下する。
According to this configuration, by making the radius from the cage center of the inner diameter of the circumferential portion with the pocket in the cage larger than the radius from the cage center of the inner diameter of the circumferential portion between the pockets, Grease hardly adheres to the inner ring shoulder and inner ring seal groove. This appears particularly when the outer ring rotates. Thereby, leakage of grease can be prevented regardless of whether the seal is a contact type or a non-contact type. Further, since it is not necessary to increase the tightening force of the seal lip, the torque does not increase.
Furthermore, a sliding member made of the composition is formed at least on the surface portion of the pocket that forms the guide surface of the ball, and the composition contains a predetermined amount of fullerene and disulfide in the synthetic resin. Shaped fullerene and disulfide powder are uniformly mixed in the resin body or coating. As a result, due to these synergistic effects, the wear resistance and peel resistance are improved, and at the same time, the friction coefficient is lowered.
したがって、この保持器を鉄板製としてテンタクリップガイド用軸受に使用すると、グリース漏れを抑制しつつも、いわゆる鉄板保持器特有の高い高速回転性能、樹脂保持器よりも大きな軸受内部空間(以下、全空間容積と称す)の確保、ならびに鉄ポケットと鋼球間の直接接触を防止することによるグリース潤滑寿命の延長を達成できる。また、高速回転時に発生する遠心力に起因する変形を未然に防止することができる。なお、全空間容積に比例して、グリース封入量は規定されるのが一般的で、全空間容積の増加はグリース封入量の増加による寿命延長につながる。
テンタクリップのガイドレール等に塗布されるチェーン油が、この軸受内部に侵入すると、グリースのちょう度が上がるが、上記保持器を用いることで、グリース漏れは発生しない。これにより、製品フィルムにグリースが付着することを防止することができる。また、シールを接触形とする必要がなく、低トルク化も図ることができる。
Therefore, when this cage is made of iron plate and used in a tenter clip guide bearing, while suppressing leakage of grease, the high-speed rotation performance unique to the so-called iron plate cage, the bearing internal space larger than the resin cage (hereinafter, all It is possible to achieve a longer grease lubrication life by securing the space volume and preventing direct contact between the iron pocket and the steel ball. In addition, it is possible to prevent deformation due to centrifugal force generated during high-speed rotation. In general, the amount of grease filled is specified in proportion to the total space volume, and an increase in the total space volume leads to a life extension due to an increase in the amount of grease filled.
When chain oil applied to the guide rail of the tenter clip enters the inside of the bearing, the consistency of the grease increases. However, grease leakage does not occur by using the cage. Thereby, it can prevent that grease adheres to a product film. Further, it is not necessary to make the seal a contact type, and the torque can be reduced.
前記ポケットのある円周方向部分の内径面が軸方向から見て凹曲線となる曲面形状であっても良い。保持器の損傷は、その大部分がポケット間の円周方向部分からポケットのある円周方向部分へのR部で生じることが経験的に知られている。この発明のテンタクリップガイド用軸受の保持器は、前記R部等の形状を変更することなく、ポケットのある円周方向部分の内径面が凹曲線となる曲面形状としている。それ故、保持器全体の強度低下を防止し、内輪肩部や内輪シール溝にグリースが付着し難く、トルクを増大させることなくグリースの漏洩を防止することができる。 The inner surface of the circumferential portion having the pocket may have a curved surface shape that is a concave curve when viewed from the axial direction. It is empirically known that most of the cage damage occurs at the R portion from the circumferential portion between the pockets to the circumferential portion with the pockets. The cage of the tenter clip guide bearing according to the present invention has a curved surface shape in which the inner diameter surface of the circumferential portion having the pocket is a concave curve without changing the shape of the R portion or the like. Therefore, it is possible to prevent the strength of the entire cage from being lowered, the grease hardly adheres to the shoulder portion of the inner ring and the inner ring seal groove, and the leakage of the grease can be prevented without increasing the torque.
前記ポケットのある円周方向部分の内径面が軸方向から見て複数の角部を有する多角形状であっても良い。この場合においても、保持器全体の強度低下を防止し、トルクを増大させることなくグリースの漏洩を防止することができる。
ポケットのある各円周方向部分の円周方向中央部が大径となるように、前記各ポケットのある円周方向部分の内周面を傾斜させることで、ポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくしても良い。
この構成とすれば、保持器全体の強度低下を避けつつ、ポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくすることを実現できる。
The inner peripheral surface of the circumferential portion having the pocket may have a polygonal shape having a plurality of corners when viewed from the axial direction. Even in this case, it is possible to prevent a decrease in strength of the entire cage and prevent leakage of grease without increasing torque.
By tilting the inner peripheral surface of the circumferential portion with each pocket so that the circumferential center of each circumferential portion with the pocket has a large diameter, the inner diameter of the circumferential portion with the pocket The radius from the cage center may be larger than the radius from the cage center of the inner diameter of the circumferential portion between the pockets.
With this configuration, while avoiding a decrease in strength of the entire cage, the radius from the cage center of the inner circumferential portion of the pocket is set to the radius from the cage center of the inner radius of the circumferential portion between the pockets. Can be made larger.
前記保持器は、互いに軸方向に重なる2枚の環状部材からなり、各環状部材は、円周方向に所定の間隔で並びそれぞれが前記ポケットの内壁面を構成する複数の半球状のポケット壁部と、隣合うポケット壁部同士を連結する平板状の結合板部とでなり、両環状部材は、前記各結合板部で互いに重なって結合されたものであっても良い。
このように、2枚の環状部材を互いに結合して1個の保持器とする構成とすれば、内径の保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくした形状でありながら、保持器の加工が容易となる。それ故、保持器の製作コストの低減を図ることが可能となる。
The cage is composed of two annular members that are axially overlapped with each other, and each annular member is arranged at a predetermined interval in the circumferential direction, and a plurality of hemispherical pocket wall portions each constituting the inner wall surface of the pocket And a flat plate-like coupling plate portion that connects the adjacent pocket wall portions, and both the annular members may be coupled to each other at the coupling plate portions.
In this way, when the two annular members are coupled to each other to form one cage, the radius from the cage center of the inner diameter is set to be from the cage center of the inner diameter of the circumferential portion between the pockets. Although the shape is larger than the radius, the cage can be easily processed. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost of the cage.
この発明における、第2の発明のテンタクリップガイド用軸受は、第1の発明のテンタクリップガイド用軸受と同じ組成物から成る摺動部材を、保持器のポケットの案内面を成す表面部位に形成し、保持器を次の構成としたものである。すなわち、この保持器は、玉を保持するポケットを円周方向の複数箇所に有し、各ポケットの内面を、玉配列ピッチ円よりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる凹曲面状としたリング状であり、前記各ポケットの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側へ延びる凹み部を設け、前記ポケットのうち少なくとも玉の案内面を成す表面部位に、組成物から成る摺動部材を形成している。 In this invention, the tenter clip guide bearing of the second invention is formed with a sliding member made of the same composition as the tenter clip guide bearing of the first invention at the surface portion forming the guide surface of the cage pocket. The cage is configured as follows. That is, this cage has pockets for holding balls at a plurality of locations in the circumferential direction, and the inner surface of each pocket is closer to the inner diameter side opening edge of the cage than the ball arrangement pitch circle. It is a ring shape with a concave curved surface having a small diameter, and a concave portion extending from the opening edge on the inner diameter side of the cage to the outer diameter side of the cage is provided on the inner surface of each pocket, and at least the guide surface of the ball among the pockets A sliding member made of the composition is formed on the surface portion.
ポケット内面を球面とした従来の一般的な形状の保持器を用いた玉軸受では、転動体である玉が内輪軌道面を転がるとき、内輪軌道面でのグリースの厚さは、ヘルツ接触中心から軸方向に、また玉表面のグリース厚さもヘルツ接触中心から内輪軌道面幅まで対称になる。この玉表面に付着したグリースが、玉の回転によって保持器に入って行くとき、保持器によってグリースが掻き取られる。掻き取られたグリースは保持器に付着するが、このグリース量が増加すると一部は内輪肩部にも付着する。内輪肩部に付着したグリースが増すと、回転している保持器のポケット中央部付近に乗り上げるように付着する。乗り上げたグリースが増すと、内輪肩部のグリースと押し合うようになり、内輪シール溝にまでグリースが付着する。これが一般的な鉄板打ち抜き保持器でのグリースの動きである。さらに、この一般的な形状の保持器では、保持器ポケット中央部に付着したグリースが、シール内面に付着する。これにより、直接潤滑に寄与し難いグリースがシール内面に留まることになる。また、保持器ポケット部とシール内面でグリースのせん断が起こり、軸受のトルクが上昇する。 In a ball bearing using a cage with a conventional general shape with a spherical inner surface of the pocket, when the ball, which is a rolling element, rolls on the inner ring raceway surface, the grease thickness on the inner ring raceway surface is from the Hertz contact center. The grease thickness on the ball surface and the ball surface is also symmetric from the Hertz contact center to the inner raceway surface width. When the grease adhering to the ball surface enters the cage by the rotation of the ball, the grease is scraped off by the cage. The scraped grease adheres to the cage, but part of the grease also adheres to the inner ring shoulder as the amount of grease increases. When the grease adhering to the shoulder portion of the inner ring increases, the grease adheres so as to ride up near the central portion of the pocket of the rotating cage. As the amount of grease that rides on increases, it comes in contact with the grease on the shoulder of the inner ring, and the grease adheres to the inner ring seal groove. This is the movement of grease in a general steel sheet punching cage. Further, in this general-shaped cage, the grease adhered to the central portion of the cage pocket adheres to the inner surface of the seal. As a result, grease that hardly contributes directly to lubrication remains on the inner surface of the seal. In addition, grease shear occurs between the cage pocket and the seal inner surface, and the bearing torque increases.
これに対して、第2の発明では、保持器の各ポケットの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部を設けたため、内輪肩部にグリースが付着しない。すなわち、玉に最もグリースが付着する位置である保持器内径側の開口縁に開口する凹み部を設けたため、玉の表面の掻き取りが減少し、保持器内径面に溜まるグリース量が減少する。そのため、内輪シール溝にグリースが付着し難く、接触式および非接触式のいずれのシールを用いてもグリース漏れを防止できる。これは、特に外輪回転時に特徴的に現れる。したがって、一般的な鉄板打ち抜き保持器のようなシールに付着することによる、軸受トルクの上昇のようなデメリットは発生しない。さらに、シール機能にグリース漏れを防ぐ要素を付加させる必要がないので、耐ダストおよび低トルク等に特化したシール設計が可能となる。その他第1の発明と同様の作用効果を奏する。 In contrast, according to the second aspect of the invention, the inner surface of each pocket of the cage is provided with a recessed portion extending from the opening edge on the cage inner diameter side toward the cage outer diameter side, so that the grease does not adhere to the inner ring shoulder portion. That is, since a recess is provided at the opening edge on the inner diameter side of the cage, which is the position where the grease adheres most to the ball, scraping of the surface of the ball is reduced, and the amount of grease collected on the inner diameter surface of the cage is reduced. Therefore, it is difficult for grease to adhere to the inner ring seal groove, and grease leakage can be prevented by using either a contact type or non-contact type seal. This particularly appears when the outer ring rotates. Therefore, there is no demerit such as an increase in bearing torque due to adhesion to a seal such as a general steel plate punching cage. Further, since it is not necessary to add an element for preventing grease leakage to the sealing function, a seal design specialized in dust resistance, low torque and the like can be realized. Other effects similar to those of the first invention are achieved.
前記ポケットの内面が凹球面状であり、前記凹み部の内面の保持器円周方向に沿う断面形状が、ポケットの内面となる凹球面の曲率半径よりも小さな曲率半径の円弧状とした場合は、上記のグリースの掻き取りがより一層生じにくくなる。
前記凹み部が、前記ポケットの開口縁における保持器円周方向の中心から両側に広がって1箇所に設けられ、ポケットの保持器円周方向の幅の半分よりも大きな幅を有し、前記凹み部の内面形状が、保持器の半径方向の直線を中心とする仮想円筒の表面に略沿う円筒面状の形状であり、この凹み部は、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円の付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円に近づくに従って徐々に浅くかつ幅狭となる形状であっても良い。この場合、1箇所の凹み部により、玉の表面のグリース掻き取り量を減少させ得るため、保持器構造を簡単化することができる。よって、この凹み部を形成するための金型構造を簡単化すると共に、保持器内径面に溜まるグリース量を減少させることが可能となる。各ポケットの内面に凹み部を後加工する場合であっても、複数箇所の凹み部を形成する場合に比べて工数低減を図ることができる。それ故、製造コストの低減を図ることが可能となる。
When the inner surface of the pocket has a concave spherical shape, and the cross-sectional shape of the inner surface of the concave portion along the circumferential direction of the cage is an arc shape having a smaller radius of curvature than the radius of curvature of the concave spherical surface serving as the inner surface of the pocket The above-described grease scraping becomes even less likely to occur.
The recess is provided at one location extending from the center in the cage circumferential direction at the opening edge of the pocket to one side, and has a width larger than half of the width in the cage circumferential direction of the pocket. The inner surface shape of the portion is a cylindrical surface shape that substantially follows the surface of the virtual cylinder centered on the straight line in the radial direction of the cage, and this recess is formed from the opening edge on the cage inner diameter side of the ball arrangement pitch circle. A shape that extends to the vicinity and gradually becomes shallower and narrower as it approaches the ball arrangement pitch circle from the inner diameter edge of the cage may be used. In this case, since the amount of grease scraping on the surface of the ball can be reduced by one recess, the cage structure can be simplified. Therefore, it is possible to simplify the mold structure for forming the recess and to reduce the amount of grease accumulated on the inner diameter surface of the cage. Even when the recesses are post-processed on the inner surface of each pocket, the number of man-hours can be reduced as compared with the case where a plurality of recesses are formed. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost.
前記凹み部が、前記ポケットの開口縁における保持器円周方向の中心の両側に位置して複数箇所に設けられ、各凹み部の内面形状が、保持器の半径方向の直線を中心とする各仮想円筒の表面に略沿う円筒面状の形状であり、この凹み部は、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円の付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円に近づくに従って徐々に浅くかつ幅狭となる形状であっても良い。
このように、保持器円周方向の中心の両側の位置に複数箇所設けられていることで、軸受の回転方向によらず、玉の表面のグリース掻き取り量を減少させることができる。
また、当該形状はプレス加工した場合、ポケット外面側に凸となる。シールの断面形状が内径部で軸受の幅面中心側へ近づくため、シールと保持器外面側との距離が最も狭いのは、保持器の内面に近い部分である。ここで互いの距離が短いと直接接触を生じたり,あるいはグリースの引き摺りトルクが増大したりする。しかし、凸となる位置がポケットの中央ではないため、シール内面側との最短距離は縮小せず、保持器とシールとの隙間は標準保持器と同じとなる。
The recesses are provided at a plurality of locations on both sides of the center in the circumferential direction of the cage at the opening edge of the pocket, and the inner surface shape of each of the recesses is centered on a straight line in the radial direction of the cage. It has a cylindrical surface shape substantially along the surface of the virtual cylinder, and this recess extends from the opening edge on the inner diameter side of the cage to the vicinity of the ball arrangement pitch circle, and approaches the ball arrangement pitch circle from the inner diameter edge of the cage. Accordingly, the shape may gradually become shallower and narrower.
As described above, by providing a plurality of positions on both sides of the center in the circumferential direction of the cage, the amount of grease scraping on the surface of the ball can be reduced regardless of the rotation direction of the bearing.
Moreover, when the said shape is pressed, it becomes convex on the pocket outer surface side. Since the cross-sectional shape of the seal is closer to the center of the width surface of the bearing at the inner diameter portion, the distance between the seal and the outer surface of the cage is the narrowest in the portion closer to the inner surface of the cage. If the mutual distance is short, direct contact occurs or grease drag torque increases. However, since the convex position is not at the center of the pocket, the shortest distance from the inner surface of the seal is not reduced, and the gap between the cage and the seal is the same as that of the standard cage.
前記凹み部が、前記ポケットの開口縁における保持器円周方向の中心の両側に位置して2箇所に設けられて、保持器外径縁付近まで延び、これら2箇所の凹み部の内面形状が、一つの仮想リングの表面に略沿った形状であり、前記仮想リングは、ポケット内に収まるリング外径で、任意周方向位置の断面形状が円形であり、リング中心が保持器中心軸に対して傾きを持つものであっても良い。この場合、2箇所の凹み部の内面形状を、仮想リングの表面に沿った形状から成る砥石等を用いて、容易にかつ精度良く形成することが可能となる。 The recesses are provided at two locations on both sides of the center in the circumferential direction of the cage at the opening edge of the pocket and extend to the vicinity of the outer diameter edge of the cage, and the inner surface shape of these two recesses is The virtual ring has a shape substantially along the surface of one virtual ring, and the virtual ring has a ring outer diameter that fits in a pocket, a circular cross-sectional shape at an arbitrary circumferential position, and the center of the ring is relative to the cage center axis. It may be tilted. In this case, the inner surface shape of the two recessed portions can be easily and accurately formed using a grindstone or the like having a shape along the surface of the virtual ring.
第2の発明において、前記凹み部の内面の保持器円周方向に沿う断面形状が、多角形状であっても良い。
前記保持器は、2個の環状体の保持器半体を軸方向に対面して重ね合わせてなり、これら保持器半体は、それぞれ内面が前記各ポケットの半分を形成する球殻状板部と、隣合うポケット間の部分となる平板部とが円周方向に交互に並ぶ形状であっても良い。前記球殻状板部は、球殻の一部となる部分であり、内外両面が球面状となったカウンタシンク形状の膨らみ部分である。この場合、保持器半体をプレス金型等を用いて成形することで、前記球殻状板部および平板部を一体に設けることができる。その後、2個の保持器半体を重ね合わせて容易に組み立てることができる。
2nd invention WHEREIN: Polygonal shape may be sufficient as the cross-sectional shape along the holder | retainer circumferential direction of the inner surface of the said dent part.
The cage is formed by superimposing two annular cage halves facing each other in the axial direction, and each of these cage halves has a spherical shell plate portion whose inner surface forms half of each pocket. And the flat plate part used as the part between adjacent pockets may be a shape which is located in a line in the circumferential direction. The spherical shell-shaped plate portion is a portion that becomes a part of the spherical shell, and is a bulging portion having a counter sink shape in which both inner and outer surfaces are spherical. In this case, the spherical shell plate portion and the flat plate portion can be integrally provided by forming the cage half using a press die or the like. Thereafter, the two cage halves can be easily stacked and assembled.
この発明における、第3の発明のテンタクリップガイド用軸受は、第1の発明のテンタクリップガイド用軸受と同じ組成物から成る摺動部材を、保持器のポケットの案内面を成す表面部位に形成し、保持器を次の構成としたものである。すなわち、この保持器は、玉を保持するポケットを円周方向の複数箇所に有するリング状であり、2個の環状体の保持器半体を軸方向に対面して重ね合わせてなり、これら保持器半体は、それぞれ内面が前記各ポケットの半分を形成する球殻状板部と、隣合うポケット間の部分となる平板部とが円周方向に交互に並ぶ形状であり、前記球殻状板部における玉配列ピッチ円よりも内径側部分における、少なくとも、軸受内輪の軌道面両側の肩部高さの外径面部に位置する部分の板厚を、前記平板部の板厚よりも薄くし、前記ポケットのうち少なくとも玉の案内面を成す表面部位に、組成物から成る摺動部材を形成している。 In the tenter clip guide bearing according to the third aspect of the present invention, a sliding member made of the same composition as that of the tenter clip guide bearing of the first aspect is formed on the surface portion forming the guide surface of the cage pocket. The cage is configured as follows. In other words, this cage is a ring shape having pockets for holding balls at a plurality of locations in the circumferential direction, and is formed by overlapping two annular half cages facing each other in the axial direction. The half of the vessel has a shape in which a spherical shell plate portion whose inner surface forms half of each pocket and a flat plate portion that is a portion between adjacent pockets are alternately arranged in the circumferential direction, and the spherical shell shape The thickness of the portion located at the outer diameter surface portion of the shoulder height on both sides of the raceway surface of the bearing inner ring in the inner diameter side portion of the ball arrangement pitch circle in the plate portion is made thinner than the plate thickness of the flat plate portion. A sliding member made of the composition is formed on at least a surface portion of the pocket forming the guide surface of the ball.
第3の発明では、保持器を、球殻状板部における玉配列ピッチ円よりも内径側部分における、少なくとも、軸受内輪の軌道面両側の肩部高さの外径面部に位置する部分の板厚を、前記平板部の板厚よりも薄くしたため、内輪肩部にグリースが付着しない。そのため、内輪シール溝にグリースが付着し難く、接触式および非接触式のいずれのシールを用いてもグリース漏れを防止できる。これは、特に外輪回転時に特徴的に現れる。したがって一般的な鉄板打ち抜き保持器のようなシールに付着することによる軸受トルクの上昇のようなデメリットは発生しない。さらに、シール機能にグリース漏れを防ぐ要素を付加させる必要がないので、耐ダストおよび低トルク等に特化したシール設計が可能となる。 In the third invention, the retainer is a plate in a portion located on the outer diameter surface portion of the shoulder portion height on both sides of the raceway surface of the bearing inner ring in the inner diameter side portion of the ball arrangement pitch circle in the spherical shell plate portion. Since the thickness is made thinner than the plate thickness of the flat plate portion, grease does not adhere to the shoulder portion of the inner ring. Therefore, it is difficult for grease to adhere to the inner ring seal groove, and grease leakage can be prevented by using either a contact type or non-contact type seal. This particularly appears when the outer ring rotates. Therefore, there is no demerit such as an increase in bearing torque caused by adhering to a seal such as a general iron punching cage. Further, since it is not necessary to add an element for preventing grease leakage to the sealing function, a seal design specialized in dust resistance, low torque and the like can be realized.
また、保持器半体の平板部や球殻状板部の玉配列ピッチ円よりも外径側部分の板厚となる基準板厚は従来と同等とすることで、保持器の強度低下を生じることなく、グリース漏れだけを防止できる。さらに、玉と接触し得るポケット部の形状は従来と同様であることから、保持器の可動範囲の増加による保持器間の干渉力の増加も生じない。その他第1の発明と同様の作用効果を奏する。
前記ポケットの内面が凹球面状であり、前記凹み部の深さを、ポケット内面の凹球面の中心から前記凹み部の最深位置までの距離が、玉の半径の1.05倍以上となる深さとしても良い。
In addition, the strength of the cage is reduced by making the reference plate thickness that is the plate thickness of the outer diameter side portion of the flat plate portion of the cage half and the ball arrangement pitch circle of the spherical shell plate portion equal to the conventional one. Therefore, only grease leakage can be prevented. Furthermore, since the shape of the pocket part which can contact with the ball is the same as the conventional one, the interference force between the cages does not increase due to the increase of the movable range of the cage. Other effects similar to those of the first invention are achieved.
The inner surface of the pocket has a concave spherical shape, and the depth of the concave portion is determined such that the distance from the center of the concave spherical surface of the pocket inner surface to the deepest position of the concave portion is 1.05 times the radius of the ball or more. It's also good.
この発明における、第1の発明のテンタクリップガイド用軸受は、内外輪間に複数の玉が保持器に保持して設けられ、外輪回転で用いられるテンタクリップガイド用軸受において、前記保持器は、円周方向の複数箇所に玉を保持するポケットを設けたリング状の保持器であって、前記ポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくし、前記ポケットのうち少なくとも玉の案内面を成す表面部位に、組成物から成る摺動部材が形成されているものであって、前記組成物は、合成樹脂にフラーレンと、二硫化モリブデンおよび二硫化タングステンから選ばれた少なくとも1つの二硫化物とが含まれており、前記組成物全体に対して、前記フラーレンが0.1容量%以上10容量%以下で且つ、前記二硫化物が0.5容量%以上20容量%以下含まれているため、高速回転性能に優れ、遠心力による変形を抑制し得ると共に、グリース漏れの低減を図り、軸受内の空間容積を増加させてグリース封入量を増加させ、軸受寿命を延ばすことができる。 In this invention, the tenter clip guide bearing of the first invention is provided with a plurality of balls held by a cage between the inner and outer rings, and in the tenter clip guide bearing used for rotating the outer ring, the cage is: A ring-shaped cage provided with pockets for holding balls at a plurality of locations in the circumferential direction, wherein the radius from the cage center of the inner diameter of the circumferential portion with the pocket is set to the circumferential portion between the pockets. A sliding member made of the composition is formed on at least a surface portion of the pocket that forms the guide surface of the ball, the inner diameter of the pocket being larger than the radius from the center of the cage, The synthetic resin contains fullerene and at least one disulfide selected from molybdenum disulfide and tungsten disulfide, and the fullerene is 0.1% relative to the entire composition. Since the disulfide is contained in an amount of not less than 10% by volume and not more than 10% by volume and not more than 0.5% by volume and not more than 20% by volume, it has excellent high-speed rotation performance, can suppress deformation due to centrifugal force, and can prevent grease leakage. Reduction can be achieved, the space volume in the bearing can be increased, the amount of grease filled can be increased, and the bearing life can be extended.
この発明における、第2の発明のテンタクリップガイド用軸受は、第1の発明のテンタクリップガイド用軸受と同じ組成物から成る摺動部材を、保持器のポケットの案内面を成す表面部位に形成し、この保持器は、玉を保持するポケットを円周方向の複数箇所に有し、各ポケットの内面を、玉配列ピッチ円よりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる凹曲面状としたリング状であり、前記各ポケットの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側へ延びる凹み部を設けたため、高速回転性能に優れ、遠心力による変形を抑制し得ると共に、グリース漏れの低減を図り、軸受内の空間容積を増加させてグリース封入量を増加させ、軸受寿命を延ばすことができる。 In this invention, the tenter clip guide bearing of the second invention is formed with a sliding member made of the same composition as the tenter clip guide bearing of the first invention at the surface portion forming the guide surface of the cage pocket. The retainer has pockets for holding balls at a plurality of positions in the circumferential direction, and the inner surface of each pocket is closer to the inner diameter side opening edge of the cage than the ball arrangement pitch circle. It is a ring shape with a concave curved surface that has a small diameter, and a recess that extends from the opening edge on the inner diameter side of the cage to the outer diameter side of the cage is provided on the inner surface of each pocket. The deformation can be suppressed, the grease leakage can be reduced, the space volume in the bearing can be increased, the amount of grease charged can be increased, and the bearing life can be extended.
この発明における、第3の発明のテンタクリップガイド用軸受は、第1の発明のテンタクリップガイド用軸受と同じ組成物から成る摺動部材を、保持器のポケットの案内面を成す表面部位に形成し、この保持器は、玉を保持するポケットを円周方向の複数箇所に有するリング状であり、2個の環状体の保持器半体を軸方向に対面して重ね合わせてなり、これら保持器半体は、それぞれ内面が前記各ポケットの半分を形成する球殻状板部と、隣合うポケット間の部分となる平板部とが円周方向に交互に並ぶ形状であり、前記球殻状板部における玉配列ピッチ円よりも内径側部分における、少なくとも、軸受内輪の軌道面両側の肩部高さの外径面部に位置する部分の板厚を、前記平板部の板厚よりも薄くしたため、高速回転性能に優れ、遠心力による変形を抑制し得ると共に、グリース漏れの低減を図り、軸受内の空間容積を増加させてグリース封入量を増加させ、軸受寿命を延ばすことができる。 In the tenter clip guide bearing according to the third aspect of the present invention, a sliding member made of the same composition as that of the tenter clip guide bearing of the first aspect is formed on the surface portion forming the guide surface of the cage pocket. The cage has a ring shape having pockets for holding balls at a plurality of locations in the circumferential direction, and is formed by overlapping two half-cage cage halves facing each other in the axial direction. The half of the vessel has a shape in which a spherical shell plate portion whose inner surface forms half of each pocket and a flat plate portion that is a portion between adjacent pockets are alternately arranged in the circumferential direction, and the spherical shell shape The plate thickness of the portion located on the outer diameter surface portion of the shoulder portion on both sides of the raceway surface of the bearing inner ring in the inner diameter side portion of the ball arrangement pitch circle in the plate portion is made thinner than the plate thickness of the flat plate portion. High speed rotation performance, centrifugal force That deformed together can inhibit, aims to reduce the grease leakage, increase the volume of space in the bearing increases Grease quantity, it can be extended bearing life.
この発明の一実施形態を図1ないし図4と共に説明する。この実施形態に係るテンタクリップガイド用軸受は、例えば、フィルム延伸機等に適用されるテンタクリップガイドに用いられる軸受に適用される。図1(a),図1(b)は、主な使用形態と合致するように、軸心を縦姿勢として図示してある。この軸受1は、図(a)に示すように、内輪2と外輪3の軌道面2a,3aの間に、複数の玉4を介在させ、これら玉4を保持する保持器5を設け、両側面に軸受空間を密封する非接触形のシール部材6,6を設けたものである。この場合、軸受はシール付きの深溝玉軸受とされている。玉4は例えば鋼球からなる。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The tenter clip guide bearing according to this embodiment is applied to a bearing used for a tenter clip guide applied to, for example, a film stretching machine. 1 (a) and 1 (b) show the axial center as a vertical posture so as to match the main usage pattern. As shown in FIG. 1A, the
前記各シール部材6は、環状の芯金7とこの芯金7に一体に固着されるゴム状部材8とで構成され、外輪3の内周面に形成されたシール取付溝9に外周部が嵌合状態に固定される。ゴム状部材8は合成ゴムからなり、芯金7は鋼板製とされる。内輪2はシール部材6の内径部に対応する位置に、円周溝からなるシール溝10が形成され、シール部材6の内径側端と内輪2のシール溝10との間にラビリンスシール隙間δが形成される。シール取付溝9およびシール溝10は旋削仕上げとされている。
Each of the
図1(b)に拡大して示すように、シール溝10は、底面10aが円筒面状の平坦面に形成され、シール溝内側壁10bおよびシール溝外側壁10cは、いずれも傾斜面とされている。内輪2のシール溝10よりも軸受外側の肩部外周面2cは、シール溝10の軸受内側の肩部外周面よりも低く、つまり小径に形成されている。シール部材6のゴム状部材8は、芯金7の内周端から内径側へ延びる芯金無しゴム部分8aを有し、この芯金無しゴム部分8aに、外側の側面が環状溝8aaとなる断面形状のくびれ部8abが設けられている。このくびれ部8abを形成する環状溝8aaの外径側の溝側壁面8acは、テーパ状とされている。
As shown in an enlarged view in FIG. 1B, the
芯金無しゴム部分8aの内径部は、内径側および軸受外側へそれぞれ延びるセンターリップ8adおよびダストリップ8aeの2枚のシールリップに形成されている。ダストリップ8aeは、センターリップ8adを基端として軸受外側へ延びている。センターリップ8adは、軸受内側へ延びてシール溝内側壁10bと非接触の状態を保っている。このように、センターリップ8adを軸受内側に延ばすことにより、芯金無しゴム部分8aの重心の軸方向位置を、くびれ部8abの断面の中心、詳しくはくびれ部8abの溝底部分の断面の中心よりも軸受内側に偏らせている。
The inner diameter portion of the
シール部材6の内径端側と内輪2の外径面との間で形成されるラビリンスシール隙間δには、芯金無しゴム部分8aの内径部に形成される両リップ8ad,8aeの形状により、隙間寸法の狭まり部δa〜δcが、内外方向に並んで複数箇所に形成されている。具体的には、ダストリップ8aeと内輪2の外径面との間に第1の狭まり部δaが形成され、センターリップ8adと内輪2のシール溝外側壁10cとの間に第2の狭まり部δbが形成され、センターリップ8adと内輪2のシール溝内側壁10bとの間に第3の狭まり部δcが形成されている。最外部の狭まり部δaは他の狭まり部δb,δcより狭くされている。これにより、ラビリンスシール隙間δには、狭い箇所,広い箇所を1組の広狭変化部として、3つの広狭変化部が形成されている。
The labyrinth seal gap δ formed between the inner diameter end side of the
シール部材6の内側の側面には、径方向に並ぶ2箇所に、それぞれ環状溝からなるグリース溜まり6a,6bが設けられている。これら両グリース溜まり部6a,6bのうち、外径側のグリース溜まり6aの外径寸法は、外輪3の内径寸法よりも小さくされている。
シール部材6の内径側端の断面形状を、シール部材内径端と内輪2の外径面との間で形成されるラビリンスシール隙間δに、隙間寸法の狭まり部δa〜δcが、内外方向に並んで形成される形状としているので、ラビリンスシール隙間δに、狭い箇所,広い箇所を1組の広狭変化部として、複数(この実施形態では3つ)の広狭変化部が形成される。このようにラビリンスシール隙間δが広狭の変化を繰り返し生じているため、ラビリンスシール隙間δからのグリース漏れの防止性が高められる。したがって、グリース漏れによる周辺の汚損が防止される。
On the inner side surface of the
In the labyrinth seal gap δ formed between the inner diameter end of the
また、シール部材6における芯金無しゴム部分8aの重心の軸方向位置を、くびれ部8abの断面の中心よりも軸受内側に偏らせているので、例えば、外輪回転時にシール部材6の内径部先端が軸受外側へ振れることを抑制できる。そのため、振れによりシール部材6内径端とシール溝10との間の隙間δが増減して起きるポンプ効果を低減し、ポンプ効果によるグリース漏れの助長を抑制することができる。
In addition, since the axial position of the center of gravity of the
シール部材6の内側の側面については、それぞれ環状溝からなるグリース溜まり6a,6bを径方向に並べて設け、その外径側のグリース溜まり6aの外径寸法を、外輪3の内径寸法よりも小さくしているので、グリース溜まり6a,6b内のグリースを外輪回転時の遠心力により徐々に軌道面3aに供給できる。そのため、グリース溜まり6a,6bのグリースを軌道面2a,3aの潤滑に寄与させることができる。
On the inner side surface of the
保持器5について説明する。
図2、図3に示すように、この保持器5は、例えば、鉄系金属材料から成る板材いわゆる鉄板をプレスにより打ち抜きおよび成形加工して製作された2枚の環状部材11から成る。この保持器の材料としては、特に鉄系金属材料だけに限定されるものでなく、銅系金属材料、アルミニウム系金属材料等を使用することができる。
The
As shown in FIGS. 2 and 3, the
前記鉄系金属材料としては、肌焼き鋼(SCM)、冷間圧延鋼(SPCC)、熱間圧延鋼(SPHC)、炭素鋼(S25C〜S55C)、ステンレス鋼(SUS304〜SUS316)、軟鋼(SS400)等を使用できる。
前記銅系金属材料としては、銅−亜鉛合金(HBsC1、HBsBE1、BSP1〜3)、銅−アルミニウム−鉄合金(AlBC1)等、前記アルミニウム系金属材料としてはアルミ−シリコン合金(ADC12)等を使用できる。
Examples of the ferrous metal material include case hardening steel (SCM), cold rolled steel (SPCC), hot rolled steel (SPHC), carbon steel (S25C to S55C), stainless steel (SUS304 to SUS316), mild steel (SS400). ) Etc. can be used.
As the copper-based metal material, a copper-zinc alloy (HBsC1, HBsBE1, BSP1-3), a copper-aluminum-iron alloy (AlBC1), etc., and as the aluminum-based metal material, an aluminum-silicon alloy (ADC12) or the like is used. it can.
図2、図3に示すように、各環状部材11は、円周方向に等間隔で並びそれぞれがポケット5aの内壁面を構成する複数の半球状のポケット壁部11aと、隣合うポケット壁部11a同士を連結する平板状の結合板部11bとを交互に形成したものである。鉄板製である環状部材11の結合板部11bには、リベット孔11cが穿設されている。2枚の環状部材11は、それぞれの各結合板部11bを互いに重ね合わせ、前記リベット孔11cにリベット12を挿通し、そのリベット12の両端部を加締めることにより結合されている。このように、2枚の環状部材11を互いに結合して1個の保持器5とする構成とすれば、上記のような内径の保持器中心からの半径が各部で異なる形状でありながら、保持器5の加工が容易である。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, each
この実施形態の保持器5は、図2に示すように、ポケット5aのある円周方向部分の内周面5bが外径側に凹む形状となっているため、全体の強度低下が懸念される。しかし、図7に示すような従来の標準形状の保持器25(Rp=Ri)の損傷は、その大部分がポケット5a間の円周方向部分からポケット5aのある円周方向部分へのR部25aで生じることが経験的に知られている。この実施形態の保持器5は、この部分の形状変更を行なっていないため、全体の強度低下が生じないと言える。
As shown in FIG. 2, the
この玉軸受1における運転中のグリースの状態を調べるために、表1に示す条件で試験を行った。運転停止後のグリースの軸受各部への付着状態は図4に示すようになった。比較のため、図7に示す従来の保持器を組み込んだ軸受についても、同一条件で試験を行った。運転停止後のグリースの軸受各部への付着状態は図8に示すようになった。
In order to investigate the state of grease during operation of the
この試験により、従来の保持器25を組み込んだ軸受の場合、内輪シール溝2bにグリースGが付着するが、本発明の保持器5を組み込んだ軸受では、内輪シール溝10にグリースGが付着しないことが判った。このため、密閉板6を設けた玉軸受1において、呼吸による内輪シール溝10の部分からのグリースGの漏洩を防止できるということが推論される。
According to this test, the grease G adheres to the inner
次に、接触式のシール(エヌティエヌ株式会社製LUシール)を組付けた軸受を用いて、グリース漏れ頻度の確認試験を行った。試験条件は、表1の条件に対して運転時間のみを15分に変更した。目視により30〜100mg程度の量のグリースが軸受外部に飛び出していると確認された場合に、グリース漏れがあるとした。試験結果は表2に示すようになった。 Next, a grease leakage frequency confirmation test was performed using a bearing assembled with a contact seal (LU seal manufactured by NTN Corporation). For the test conditions, only the operation time was changed to 15 minutes with respect to the conditions in Table 1. When it was confirmed by visual inspection that grease of an amount of about 30 to 100 mg had jumped out of the bearing, grease leakage was assumed. The test results are shown in Table 2.
従来の保持器25を組み込んだ軸受では10個中9個のグリース漏れが発生したが、本発明の保持器5を組み込んだ軸受では10個中グリース漏れが発生したものはなかった。これにより、前記推論が正しいことが立証された。
Nine out of 10 grease leaks occurred in the bearing incorporating the
また、この発明のテンタクリップガイド用軸受に組み込まれる保持器5のポケット5aのうち少なくとも玉4の案内面を成す表面部位5aa(図3)に、組成物から成る摺動部材SBが形成されている。
In addition, a sliding member SB made of the composition is formed on at least a surface portion 5aa (FIG. 3) forming the guide surface of the
前記組成物に使用できる合成樹脂としては、耐油性を有し、被膜としたときに被膜強度が強く、耐摩耗性に優れた材料であれは、特に限定されない。そのような例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカルボジイミド樹脂、フラン樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミノビスマレイミド樹脂、芳香族ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、芳香族ポリアミドイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂、フッ素樹脂、芳香族ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂等があげられる。これらの中でも好ましいものとして、芳香族ポリアミドイミド樹脂、芳香族ポリイミド樹脂、エポキン樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等があげられる。これらの合成樹脂は、必要に応じて、繊維状や粒子状の各種充填材を配合することができる。 The synthetic resin that can be used in the composition is not particularly limited as long as it is a material that has oil resistance, has high film strength when formed into a film, and has excellent wear resistance. Examples of such resins include epoxy resins, phenol resins, polycarbodiimide resins, furan resins, bismaleimide triazine resins, unsaturated polyester resins, silicone resins, polyaminobismaleimide resins, aromatic polyimide resins, and other thermosetting resins. Resin, polyacetal resin, polyamide resin, polyphenylene ether resin, polyphenylene sulfide resin, polysulfone resin, polyether sulfone resin, polyetherimide resin, thermoplastic polyimide resin, aromatic polyamideimide resin, polybenzimidazole resin, polyetherketone resin And thermoplastic resins such as polyether nitrile resin, fluororesin, and aromatic polyester resin. Among these, preferred are aromatic polyamideimide resin, aromatic polyimide resin, epochine resin, phenol resin, polyphenylene sulfide resin and the like. These synthetic resins can be blended with various fillers in the form of fibers and particles as necessary.
本発明において、特に好ましい合成樹脂は被膜形成能に優れるポリイミド系樹脂である。ポリイミド系樹脂は分子内にイミド結合を有するポリイミド樹脂、分子内にイミド結合とアミド結合とを有するポリアミドイミド樹脂等が挙げられる。
ポリイミド樹脂の中でも、芳香族ポリイミド樹脂が好ましく、芳香族ポリイミド樹脂は、化1で示す繰返し単位を有する樹脂であり、[化1]で示す繰返し単位を有する樹脂の前駆体であるポリアミック酸も使用できる。R1は芳香族テトラカルボン酸またはその誘導体の残基であり、R2は芳香族ジアミンまたはその誘導体の残基である。そのようなR1またはR2としては、フェニル基、ナフチル基、ジフェニル基、およびこれらがメチレン基、エーテル基、カルボニル基、スルホン基等の連結基で連結されている芳香族基が挙げられる。
Among the polyimide resins, an aromatic polyimide resin is preferable. The aromatic polyimide resin is a resin having a repeating unit represented by
芳香族テトラカルボン酸またはその誘導体の例としては、ピロメリット酸二無水物、2,2´,3,3´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3´,4,4´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3´,4,4´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン酸二無水物等が挙げられ、これらは単独あるいは混合して用いられる。 Examples of aromatic tetracarboxylic acids or derivatives thereof include pyromellitic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetra Carboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) Examples thereof include methanoic dianhydride, and these are used alone or in combination.
芳香族ジアミンまたはその誘導体の例としては、4,4´−ジアミノジフェニルエーテル、3,3´−ジアミノジフェニルスルホン、4,4´−ジアミノジフェニルメタン、メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、4,4'−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニルエーテルなどのジアミン類またはジイソシアネート類が挙げられる。
上記芳香族テトラカルボン酸またはその誘導体と、芳香族ジアミンまたはその誘導体との組み合わせで得られる芳香族ポリイミド樹脂の例としては、表3に示す繰返し単位を有するものが挙げられる。これらはR1およびR2にヘテロ原子を有しない樹脂である。
Examples of aromatic diamines or derivatives thereof include 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4′-diaminodiphenylmethane, metaphenylenediamine, paraphenylenediamine, and 4,4′-bis. Examples include diamines such as (3-aminophenoxy) biphenyl ether or diisocyanates.
Examples of the aromatic polyimide resin obtained by a combination of the aromatic tetracarboxylic acid or derivative thereof and the aromatic diamine or derivative thereof include those having a repeating unit shown in Table 3. These are resins having no heteroatoms in R 1 and R 2 .
表3中の芳香族ポリイミド樹脂において、分子中に占める芳香環の比率が高いポリイミドCおよびDが好ましく、特にポリイミドDが本発明に好適である。芳香族ポリイミド樹脂ワニスの市販品としては、例えば宇部興産社製Uワニスが挙げられる。
本発明に使用できるポリアミドイミド樹脂は高分子主鎖内にアミド結合とイミド結合とを有する樹脂であり、ポリカルボン酸またはその誘導体とジアミンまたはその誘導体との反応により得ることができる。
ポリカルボン酸としてはジカルボン酸、トリカルボン酸、およびテトラカルボン酸が挙げられ、ポリアミドイミド樹脂は、(1)ジカルボン酸およびトリカルボン酸とジアミンとの組み合わせ、(2)ジカルボン酸およびテトラカルボン酸とジアミンとの組み合わせ、(3)トリカルボン酸とジアミンとの組み合わせ、(4)トリカルボン酸およびテトラカルボン酸とジアミンとの組み合わせにより得られる。ポリカルボン酸とジアミンとはそれぞれ誘導体であってもよい。ポリカルボン酸の誘導体としては酸無水物、酸塩化物が挙げられ、ジアミンの誘導体としてはジイソシアネートが挙げられる。ジイソシアネートはイソシアネート基の経日変化を避けるために必要なブロック剤で安定化したものを使用してもよい。ブロック剤としては、アルコール、フェノール、オキシム等が挙げられる。
また、ポリカルボン酸とジアミンとはそれぞれ芳香族および脂肪族化合物を用いることができる。本発明に使用できるポリアミドイミド樹脂は伸び率に優れたものが好ましく、芳香族化合物に脂肪族化合物を併用することが好ましい。
また、エポキシ化合物で変性することができる。
The polyamide-imide resin that can be used in the present invention is a resin having an amide bond and an imide bond in the polymer main chain, and can be obtained by reacting a polycarboxylic acid or a derivative thereof with a diamine or a derivative thereof.
Examples of polycarboxylic acids include dicarboxylic acids, tricarboxylic acids, and tetracarboxylic acids. Polyamideimide resins include (1) combinations of dicarboxylic acids and tricarboxylic acids and diamines, and (2) dicarboxylic acids and tetracarboxylic acids and diamines. (3) a combination of tricarboxylic acid and diamine, and (4) a combination of tricarboxylic acid or tetracarboxylic acid and diamine. Each of the polycarboxylic acid and the diamine may be a derivative. Examples of polycarboxylic acid derivatives include acid anhydrides and acid chlorides, and examples of diamine derivatives include diisocyanates. Diisocyanate may be used that has been stabilized with a blocking agent necessary to prevent the isocyanate group from changing over time. Examples of the blocking agent include alcohol, phenol and oxime.
Moreover, an aromatic and an aliphatic compound can be used for polycarboxylic acid and diamine, respectively. The polyamideimide resin that can be used in the present invention is preferably excellent in elongation, and it is preferable to use an aliphatic compound in combination with an aromatic compound.
Further, it can be modified with an epoxy compound.
トリカルボン酸またはその誘導体の例としては、トリメリット酸無水物、2,2´,3−ビフェニルトリカルボン酸無水物、3,3´,4−ビフェニルトリカルボン酸無水物、3,3´,4−ベンゾフェノントリカルボン酸無水物、1,2,5−ナフタレントリカルボン酸無水物、2,3−ジカルボキシフェニルメチル安息香酸無水物等が挙げられ、これらは単独あるいは混合して用いられる。
量産化されており、工業的利用のしやすさからトリメリット酸無水物が好ましい。
Examples of tricarboxylic acid or derivatives thereof include trimellitic anhydride, 2,2 ′, 3-biphenyltricarboxylic anhydride, 3,3 ′, 4-biphenyltricarboxylic anhydride, 3,3 ′, 4-benzophenone Examples include tricarboxylic acid anhydride, 1,2,5-naphthalene tricarboxylic acid anhydride, 2,3-dicarboxyphenylmethylbenzoic acid anhydride, and these are used alone or in combination.
Trimellitic anhydride is preferred because it is mass-produced and is easy to use industrially.
テトラカルボン酸またはその誘導体の例としては、ピロメリット酸二無水物、3,3',4,4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5,6−ピリジンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、4,4'−スルホニルジフタル酸二無水物、m−タ−フェニル−3,3',4,4'−テトラカルボン酸二無水物、4,4'−オキシジフタル酸二無水物、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビス(2,3−または3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−または3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス[4−(2,3−又は3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビス[4−(2,3−または3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物、1,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ−[2,2,2]−オクト−7−エン−2:3:5:6−テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。 Examples of tetracarboxylic acid or derivatives thereof include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid Dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5,6-pyridinetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 4,4'-sulfonyldiphthalic dianhydride, m-terphenyl-3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic acid Dianhydride, 4,4'-oxydiphthalic dianhydride, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-bis (2,3- or 3,4-dicarboxyphenyl) propane Dianhydride, 2,2-bis (2,3- or , 4-Dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis [4- (2,3- or 3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride, 1,1,1,3,3 , 3-Hexafluoro-2,2-bis [4- (2,3- or 3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride, 1,3-bis (3,4-dicarboxyphenyl)- 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane dianhydride, butanetetracarboxylic dianhydride, bicyclo- [2,2,2] -oct-7-ene-2: 3: 5: 6-tetracarboxylic An acid dianhydride etc. are mentioned.
ジカルボンまたはその誘導体の例としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、スベリン酸、セバシン酸、デカン二酸、ドデカン二酸、ダイマー酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、オキシジ安息香酸、ポリブタジエン系オリゴマーの両末端をカルボキシル基とした脂肪族ジカルボン酸(日本曹達(株)製Nisso−PB,Cシリーズ、宇部興産(株)製 Hycar−RLP,CTシリーズ、Thiokol社製 HC−polymerシリーズ、General Tire社製 Telagenシリーズ、Phillips Petroleum社製 Butaretzシリーズ等)、カーボネートジオール類(ダイセル化学(株)製の商品名PLACCEL、CD−205、205PL、205HL、210、210PL、210HL、220、220PL、220HL)の水酸基当量以上のカルボキシル当量となるジカルボン酸を反応させて得られるエステルジカルボン酸等が挙げられる。 Examples of dicarboxylic acids or derivatives thereof include succinic acid, glutaric acid, adipic acid, azelaic acid, suberic acid, sebacic acid, decanedioic acid, dodecanedioic acid, dimer acid, isophthalic acid, terephthalic acid, phthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid , Oxydibenzoic acid, aliphatic dicarboxylic acid having carboxyl groups at both ends of a polybutadiene oligomer (Nisso-PB, C series manufactured by Nippon Soda Co., Ltd., Hycar-RLP, CT series manufactured by Ube Industries, Ltd., manufactured by Thiokol Co., Ltd. HC-polymer series, General Tire's Telagen series, Phillips Petroleum's Butaretz series, etc.), carbonate diols (trade names PLACEL, CD-205, 205PL, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) 5HL, 210,210PL, 210HL, 220,220PL, hydroxyl equivalent or more carboxyl equivalent become dicarboxylic acid ester dicarboxylic acid obtained by reaction of 220HL) can be mentioned.
ジアミンまたはその誘導体の例として、ジイソシアネートとしては、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、4,4'−ジフェニルエーテルジイソシアネート、4,4'−[2,2−ビス(4−フェノキシフェニル)プロパン]ジイソシアネート、ビフェニル−4,4'−ジイソシアネート、ビフェニル−3,3'−ジイソシアネート、ビフェニル−3,4'−ジイソシアネート、3,3'−ジメチルビフェニル−4,4'−ジイソシアネート、2,2'−ジメチルビフェニル−4,4'−ジイソシアネート、3,3'−ジエチルビフェニル−4,4'−ジイソシアネート、2,2'−ジエチルビフェニル−4,4'−ジイソシアネート、3,3'−ジメトキシビフェニル−4,4'−ジイソシアネート、2,2'−ジメトキシビフェニル−4,4'−ジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、ナフタレン−2,6−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、トランスシクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、水添m−キシリレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、カーボネートジオール類(ダイセル化学(株)製の商品名PLACCEL、CD−205、205PL、205HL、210、210PL、210HL、220、220PL、220HL)の水酸基当量以上のイソシアネート当量となるジイソシアネートを反応させて得られるウレタンジイソシアネート等のジイソシアネート類が挙げられる。 Examples of diamines or derivatives thereof include 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, 4,4'-diphenyl ether diisocyanate, 4,4 '-[2,2-bis (4- Phenoxyphenyl) propane] diisocyanate, biphenyl-4,4′-diisocyanate, biphenyl-3,3′-diisocyanate, biphenyl-3,4′-diisocyanate, 3,3′-dimethylbiphenyl-4,4′-diisocyanate, 2, 2,2'-dimethylbiphenyl-4,4'-diisocyanate, 3,3'-diethylbiphenyl-4,4'-diisocyanate, 2,2'-diethylbiphenyl-4,4'-diisocyanate, 3,3'-dimethoxy Biphenyl-4,4'-diisocyanate 2,2′-dimethoxybiphenyl-4,4′-diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, naphthalene-2,6-diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, transcyclohexane-1,4-diisocyanate, hydrogenated m-xylylene diisocyanate, lysine diisocyanate, carbonate diols (trade names PLACEL, CD-205, 205PL manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) , 205HL, 210, 210PL, 210HL, 220, 220PL, 220HL), obtained by reacting diisocyanate having an isocyanate equivalent of a hydroxyl equivalent or higher Diisocyanate such as diisocyanate.
ジアミン類としては、ジメチルシロキサンの両末端にアミノ基が結合したシロキサンジアミン(シリコーンオイルX−22−161AS(アミン当量450)、X−22−161A(アミン当量840)、X−22−161B(アミン当量1500)、X−22−9409(アミン当量700)、X−22−1660B−3(アミン当量2200)(以上、信越化学工業社製、商品名)、BY16−853(アミン当量650)、BY16−853B(アミン当量2200)、(以上、東レダウコーニングシリコーン社製、商品名))、両末端アミノ化ポリエチレン、両末端アミノ化ポリプロピレン等の両末端アミノ化オリゴマーや両末端アミノ化ポリマー、オキシアルキレン基を有するジアミン(ジェファーミンDシリーズ、ジェファーミンEDシリーズ、ジェファーミンXTJ−511、ジェファーミンXTJ−512、いずれもサンテクノケミカル社商品名)等が挙げられる。 Examples of diamines include siloxane diamines (silicone oil X-22-161AS (amine equivalent 450), X-22-161A (amine equivalent 840), X-22-161B (amine) having amino groups bonded to both ends of dimethylsiloxane. Equivalent 1500), X-22-9409 (amine equivalent 700), X-22-1660B-3 (amine equivalent 2200) (above, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name), BY16-853 (amine equivalent 650), BY16 -853B (amine equivalent 2200) (above, manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., trade name)), both-terminal aminated oligomers such as both-terminal aminated polyethylene and both-terminal aminated polypropylene, both-terminal aminated polymer, oxyalkylene Diamines with groups (Jeffamine D series, Jeffamine ED series, Jeffamine XTJ-511, Jeffamine XTJ-512, both of San Techno Chemical Co., trade name), and the like.
芳香族ポリイミド樹脂と異なり、前駆体を経ることなく樹脂溶液の状態でアミド結合とイミド結合との繰返し単位を有するポリアミドイミド樹脂が本発明において特に好ましい。また、ポリアミドイミド樹脂のジイソシアネート変性、BPDA変性、スルホン変性、ゴム変性樹脂を使用できる。ポリアミドイミド樹脂ワニスの市販品としては、例えば日立化成社製HPC5020、HPC7200等が挙げられる。 Unlike an aromatic polyimide resin, a polyamide-imide resin having a repeating unit of an amide bond and an imide bond in a resin solution state without passing through a precursor is particularly preferred in the present invention. Further, diisocyanate-modified, BPDA-modified, sulfone-modified and rubber-modified resins of polyamideimide resin can be used. Examples of commercially available polyamideimide resin varnishes include HPC5020 and HPC7200 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.
本発明においてポリアミドイミド樹脂は、樹脂被膜の伸び率が 60 %〜120 %のポリアミドイミド樹脂が好ましい。伸び率が 60 %未満であると基材との密着性に劣り剥離しやすくなり、硫黄系添加剤を含有する潤滑油に接触する環境下において金属基材の剥離または溶出が生じやすくなる。伸び率が 120 %を超えると耐熱性が低下したり潤滑油に膨潤しやすくなったりする。樹脂被膜の伸び率が 60 %〜120 %のポリアミドイミド樹脂の市販品としては、例えば日立化成社製、商品名HPC7200−30が挙げられる。 In the present invention, the polyamideimide resin is preferably a polyamideimide resin having an elongation percentage of the resin film of 60% to 120%. If the elongation is less than 60%, the adhesiveness to the base material is poor and peeling easily occurs, and peeling or elution of the metal base material easily occurs in an environment in contact with a lubricating oil containing a sulfur-based additive. If the elongation exceeds 120%, the heat resistance is lowered and the oil tends to swell. As a commercial item of the polyamide-imide resin whose elongation rate of a resin film is 60%-120%, Hitachi Chemical Co., Ltd. make and brand name HPC7200-30 are mentioned, for example.
本発明においてポリアミドイミド樹脂被膜の伸び率は以下の方法で測定される。
ポリアミドイミド樹脂溶液を、アセトン脱脂後窒素ガスブローにより表面清浄化されたガラス基板上に塗布し、80 ℃で 30 分、その後 150 ℃で 10 分予備乾燥を行ない、最後にポリアミドイミド樹脂の分子構造に適した硬化温度で 30 分乾燥する。硬化塗膜をガラス基板より剥離して 80 ± 8 μm 厚さの樹脂フィルムを得て、このフィルムを 10 mm × 60 mm の短冊状の試験片とし、チャック間距離 20 mm 、引張速度 5 mm/分で室温にて引張試験機により伸び率(%)を測定する。
In the present invention, the elongation percentage of the polyamideimide resin film is measured by the following method.
The polyamide-imide resin solution is applied onto a glass substrate that has been degreased with acetone and then cleaned with nitrogen gas blow, pre-dried at 80 ° C for 30 minutes and then at 150 ° C for 10 minutes, and finally the molecular structure of the polyamide-imide resin is obtained. Dry for 30 minutes at a suitable curing temperature. The cured coating film is peeled off from the glass substrate to obtain a resin film with a thickness of 80 ± 8 μm. This film is made into a 10 mm × 60 mm strip test piece, the distance between chucks is 20 mm, the tensile speed is 5 mm / Elongation (%) is measured with a tensile tester at room temperature in minutes.
ポリイミド系樹脂に配合されるフラーレンは、炭素5員環と6員環から構成され、球状に閉じた多様な多面体構造を有する炭素分子である。グラファイト、ダイヤモンドに続く第3の炭素同素体として1985年にH.W.KrotoとR.E.Smalley等によって発見された新規な炭素材料である。代表的な分子構造としては、60個の炭素原子が12個の五員環と20個の六員環からなる球状の切頭正二十面体を構成する、いわゆるサッカーボール状の構造のC60が挙げられ、同様に70個の炭素原子からなるC70、さらに炭素数の多い高次フラーレン、例えばC76、C78、C82、C84、C90、C94、C96などが存在する。これらのうちのC60およびC70が代表的なフラーレンである。また、これらを反応させて多量体が得られる。本発明においては、フラーレンであれば球状、あるいは多量体のいずれも使用できる。 Fullerene blended in the polyimide resin is a carbon molecule composed of a carbon 5-membered ring and a 6-membered ring and having various polyhedral structures closed in a spherical shape. As a third carbon allotrope following graphite and diamond, H. W. Kroto and R.K. E. It is a new carbon material discovered by Smalley et al. As a typical molecular structure, a C 60 having a so-called soccer ball-like structure in which 60 carbon atoms constitute a spherical truncated icosahedron composed of 12 five-membered rings and 20 six-membered rings. Similarly, there are C 70 composed of 70 carbon atoms, and higher fullerenes having a larger number of carbon atoms such as C 76 , C 78 , C 82 , C 84 , C 90 , C 94 , C 96, etc. . Of these, C 60 and C 70 are typical fullerenes. Moreover, a multimer is obtained by making these react. In the present invention, any fullerene can be used, either spherical or multimeric.
フラーレンの製造法には、レーザ蒸発法、抵抗加熱法、アーク放電法、熱分解法などがあり、具体的には、例えば特許第2802324号に開示されており、これらは、減圧下あるいは不活性ガス存在化、炭素蒸気を生成し、冷却、クラスター成長させることによりフラーレン類を得ている。 The fullerene production method includes a laser evaporation method, a resistance heating method, an arc discharge method, a thermal decomposition method, etc., and specifically disclosed in, for example, Japanese Patent No. 2802324, which is under reduced pressure or inactive. Fullerenes are obtained by gas existence, generation of carbon vapor, cooling and cluster growth.
一方、近年、経済的で効率のよい大量製造法として燃焼法が実用化されている。燃焼法の例としては、減圧チャンバー内にバーナーを設置した装置を使用し、系内を真空ポンプにて換気しつつ炭化水素原料と酸素とを混合してバーナーに供給し、火炎を生成する。その後、上記火炎により生成した煤状物質を下流に設けた回収装置により回収する。この製造法において、フラーレンは煤中の溶媒可溶分として得られ、溶媒抽出、昇華等により単離される。得られたフラーレンは通常C60、C70および高次フラーレンの混含物であり、さらに精製してC60、C70等を単離することもできる。
本発明で用いるフラーレンとしては、構造や製造法を特に限定するものではないが、特にC60、C70の炭素数のもの、あるいはこれらの混合物が好ましい。
On the other hand, in recent years, a combustion method has been put to practical use as an economical and efficient mass production method. As an example of the combustion method, an apparatus in which a burner is installed in a decompression chamber is used, and a hydrocarbon raw material and oxygen are mixed and supplied to the burner while ventilating the inside of the system with a vacuum pump to generate a flame. Then, the soot-like substance produced | generated by the said flame is collect | recovered with the collection | recovery apparatus provided downstream. In this production method, fullerene is obtained as a solvent-soluble component in soot and is isolated by solvent extraction, sublimation or the like. The obtained fullerene is usually a mixture of C 60 , C 70 and higher order fullerene, and can be further purified to isolate C 60 , C 70 and the like.
The fullerene used in the present invention is not particularly limited in its structure and production method, but those having a carbon number of C 60 or C 70 or a mixture thereof are particularly preferred.
フラーレンは固体状の配合剤として、あるいはフラーレンを有機溶剤に溶解、分散させて得られる配合剤として用いることができる。いずれの場合においても、フラーレンはC60、C70およぴ高次フラーレン単独でも、混含状態でも用いることが可能であるが、樹脂への分散性等の観点から、これらを混合状態で用いることが好ましい。
さらにより分散性を良好にするため、混合時の平均粒径は100μm 以下、好ましくは50μm 以下、より好ましくは10μm 以下である。
Fullerene can be used as a solid compounding agent or as a compounding agent obtained by dissolving and dispersing fullerene in an organic solvent. In any case, C 60 , C 70 and higher order fullerenes can be used alone or in a mixed state, but these are used in a mixed state from the viewpoint of dispersibility in the resin and the like. It is preferable.
In order to further improve dispersibility, the average particle size at the time of mixing is 100 μm or less, preferably 50 μm or less, more preferably 10 μm or less.
摺動部材SB用の組成物に対するフラーレンの配合割合は、組成物全体に対して、固体状のフラーレンを0.1〜10 容量%、好ましくは0.1〜5 容量%配合する。0.1 容量%未満では十分な耐摩耗性を得ることができず、10 容量%を超えると分散不良となり耐摩耗性が悪化する。 The blending ratio of fullerene to the composition for the sliding member SB is 0.1 to 10% by volume, preferably 0.1 to 5% by volume of solid fullerene based on the whole composition. If the amount is less than 0.1% by volume, sufficient wear resistance cannot be obtained. If the amount exceeds 10% by volume, the dispersion becomes poor and the wear resistance deteriorates.
二硫化モリブデン、二硫化タングステンは粉末状のものを用いることができる。分散性や被膜の表面平滑性から、粒径は 10 μm 以下、好ましくは 5 μm 以下である。摺動部材SB用の組成物に対する二硫化モリブデン、二硫化タングステンの配合割合は、組成物全体に対して、0.5〜20 容量%、好ましくは 0.5 〜 15 容量%配合する。0.1 容量%未満では十分な摩擦摩耗特性を得ることができず、20 容量%を超えると耐摩耗性が悪化する。 Powdered molybdenum disulfide and tungsten disulfide can be used. From the viewpoint of dispersibility and surface smoothness of the coating, the particle size is 10 μm or less, preferably 5 μm or less. The mixing ratio of molybdenum disulfide and tungsten disulfide to the composition for the sliding member SB is 0.5 to 20% by volume, preferably 0.5 to 15% by volume, based on the entire composition. If it is less than 0.1% by volume, sufficient frictional wear characteristics cannot be obtained, and if it exceeds 20% by volume, the wear resistance deteriorates.
本発明の摺動部材SB用の組成物には、耐摩耗性を低下させずに、摩擦係数の安定化や初期馴染み性を向上させることを目的に、ポリテトラフルオロエチレン、黒鉛等の固体潤滑剤をフラーレンおよび二硫化モリブデンないしは二硫化タングステンと併用することができる。
本発明の摺動部材SB用の組成物の好ましい態様としては、ポリイミド系樹脂に、フラーレンと、二硫化モリブデンおよび二硫化タングステンから選ばれた少なくとも1つの二硫化物とが分散配合された樹脂組成物である。
The composition for the sliding member SB of the present invention has a solid lubrication such as polytetrafluoroethylene and graphite for the purpose of stabilizing the friction coefficient and improving the initial conformability without reducing the wear resistance. The agent can be used in combination with fullerene and molybdenum disulfide or tungsten disulfide.
As a preferred embodiment of the composition for the sliding member SB of the present invention, a resin composition in which fullerene and at least one disulfide selected from molybdenum disulfide and tungsten disulfide are dispersed and blended in a polyimide resin. It is a thing.
上記本発明の摺動部材SB用の組成物を、硫黄成分を含む潤滑油または硫黄雰囲気下と接触する環境下において溶出が生じにくい金属被膜を有する転がり軸受に適用する場合について説明する。この転がり軸受について鋭意検討の結果、密着性と耐熱性とに優れたポリイミド系樹脂被膜は硫黄成分を含む潤滑油に浸漬しても膨潤したり、溶解したりすることなく、そのため耐硫化性の低い金属であっても表面にポリイミド系樹脂被膜を形成することにより、潤滑油中への金属溶出が生じにくいことがわかった。このため、ポリイミド系樹脂被膜を、玉の案内面を成す表面部位に形成した保持器を作製し、この保持器を取り付けることにより硫黄成分を含む潤滑油と接触する環境下において溶出が生じにくい被膜を有する転がり軸受を得ることが可能となった。 The case where the composition for the sliding member SB of the present invention is applied to a rolling bearing having a metal coating that hardly dissolves in an environment in contact with a lubricating oil containing a sulfur component or a sulfur atmosphere will be described. As a result of intensive studies on this rolling bearing, the polyimide resin coating excellent in adhesion and heat resistance does not swell or dissolve even when immersed in a lubricating oil containing a sulfur component. It was found that metal elution into the lubricating oil hardly occurs by forming a polyimide resin film on the surface even with a low metal. For this reason, a cage in which a polyimide resin coating is formed on the surface portion forming the guide surface of the ball is manufactured, and by attaching this cage, a coating that does not easily elute in an environment that comes into contact with a lubricating oil containing a sulfur component. It became possible to obtain a rolling bearing having
前記組成物を、保持器のポケットの案内面に被膜させる方法について説明する。
まず、鉄系金属材料で形成された基材となる保持器を十分に洗浄し、表面の汚染を除去する。この洗浄方法としては、有機溶剤による浸漬洗浄、超音波洗浄、蒸気洗浄、酸・アルカリ洗浄等による方法が挙げられる。
被膜の密着性を向上させる目的で、前処理としてショットブラスト(ショットピーニング、WPC等を含む)、化学的エッチング、リン酸塩被膜処理を施すことも可能である。基材の表面粗さはRa=0.3以上の範囲で設定することが可能であり、好ましくはRa=0.5〜1.0である。Ra=0.3未満であると、十分なアンカー効果をえることができず、密着性を向上することができない。一方、基材の表面粗さが大きい場合は仕上がり表面が粗くなるが、研磨などの機械加工により表面粗さを小さく調整すれば保持器として使用可能となる。また、Ra=0.5〜1.0であれば十分な密着性と機械加工を施すことなく小さな表面粗さを得ることが可能である。
A method for coating the composition on the guide surface of the cage pocket will be described.
First, a cage as a base formed of an iron-based metal material is sufficiently washed to remove surface contamination. Examples of the cleaning method include immersion cleaning with an organic solvent, ultrasonic cleaning, steam cleaning, acid / alkali cleaning, and the like.
For the purpose of improving the adhesion of the coating, it is possible to perform shot blasting (including shot peening, WPC, etc.), chemical etching, and phosphate coating treatment as pretreatment. The surface roughness of the substrate can be set in a range of Ra = 0.3 or more, and preferably Ra = 0.5 to 1.0. When Ra is less than 0.3, a sufficient anchor effect cannot be obtained and the adhesion cannot be improved. On the other hand, when the surface roughness of the substrate is large, the finished surface becomes rough. However, if the surface roughness is adjusted to be small by machining such as polishing, it can be used as a cage. Moreover, if Ra = 0.5 to 1.0, it is possible to obtain a small surface roughness without performing sufficient adhesion and machining.
次いで、スプレーコーティング法、ディップ(浸漬)コーティング法、静電塗装法、タンブラーコーティング法、電着塗装法等によって、摺動部材用の組成物の被膜を保持器表面に形成させる。好ましい被膜の厚さは、1〜100μm 、より好ましくは1〜50μm である。また、被膜形成の過程で、余分に付着したワニスはふき取り、遠心分離、エアーブロー等の物理的、化学的方法により除去し、所望の厚さに調整することもできる。
被膜形成後は、加熱処理によって溶媒除去、乾燥、融解、架橋等を行ない、前記案内面等に被膜が形成された保持器を完成させる。膜厚を増す場合には、重ね塗りをしてもよい。また、被膜完成後に機械加工やタンブラー処理等を行なうことも可能である。
Next, a coating film of the composition for the sliding member is formed on the surface of the cage by spray coating, dip coating, electrostatic coating, tumbler coating, electrodeposition coating, or the like. A preferred coating thickness is 1-100 μm, more preferably 1-50 μm. Further, in the process of forming the film, the excessively adhered varnish can be removed by physical and chemical methods such as wiping, centrifuging and air blowing, and adjusted to a desired thickness.
After the coating is formed, solvent removal, drying, melting, cross-linking, and the like are performed by heat treatment to complete the cage having the coating formed on the guide surface and the like. When the film thickness is increased, it may be overcoated. It is also possible to perform machining or tumbling after the coating is completed.
本発明の実施例と比較例に用いた材料を一括して示すと次の通りである。[ ]内は表4および表5に示す略称である。
(1)ポリアミドイミド樹脂ワニス[PAI]
日立化成工業社製HPC−5020、伸び率:70 %
(2)芳香族ポリイミド樹脂ワニス[PI]
宇部興産社製Uワニス−A
(3)混合フラーレン[ミックスフラーレン]
フロンティアカーボン社製混合フラーレン、C60(直径:0.71nm )が約 60 重量%、C70(長軸径:0.796nm、短軸径:0.712nm)が約 25 重量%で残部が高次フラーレンの混合物である。
(4)二硫化モリブデン粉末[MoS2−0.5μm ]
日本モリブデン社製M5、平均粒径 0.5 μm
(5)二硫化タングステン粉末[WS2−1μm]
日本潤滑剤社製WS2A、平均粒径 1 μm
(6)ポリテトラフルオロエチレン粉末[PTFE−0.3μm]
喜多村社製KD-1000ASディスパージョン(溶媒:NMP)、平均粒径 0.3 μm
(7)黒鉛粉末[黒鉛−6μm]
ロンザ社製KS-6、平均粒径 6 μm
The materials used in the examples and comparative examples of the present invention are collectively shown as follows. [] Is an abbreviation shown in Table 4 and Table 5.
(1) Polyamideimide resin varnish [PAI]
Hitachi Chemical Co., Ltd. HPC-5020, Elongation: 70%
(2) Aromatic polyimide resin varnish [PI]
U varnish-A made by Ube Industries
(3) Mixed fullerene [mixed fullerene]
Frontier Carbon's mixed fullerene, C 60 (diameter: 0.71 nm) is about 60 wt%, C 70 (major axis diameter: 0.796 nm, minor axis diameter: 0.712 nm) is about 25 wt% with the balance being higher order fullerene It is a mixture.
(4) Molybdenum disulfide powder [MoS 2 -0.5 μm]
Nippon Molybdenum M5, average particle size 0.5 μm
(5) Tungsten disulfide powder [WS 2 -1 μm]
WS2A manufactured by Nippon Lubricant Co.,
(6) Polytetrafluoroethylene powder [PTFE-0.3 μm]
KD-1000AS dispersion (solvent: NMP) manufactured by Kitamura Co., Ltd., average particle size 0.3 μm
(7) Graphite powder [graphite-6 μm]
Lonza KS-6,
実施例1、実施例3〜7、比較例3〜10
ポリアミドイミド樹脂ワニス(溶剤:N−メチル−2−ピロリドン)の固形分に対し各種充填材を表2および表3に記載の割合でボールミルで十分に均一分散するまで混合して、混合液を摩擦試験用SUJ2リング〔外径 40 mm ×内径 20 mm ×厚さ10 mm (副曲率R 60 )、ショットブラストにより表面粗さRa 0.7 μmに調整:図5の17〕の外径面にスプレー法にてコーティングした。また、潤滑油浸漬試験用としてSPCC角棒( 3 mm × 3 mm × 20 mm )の表面にディッピング法によりコーティングした。コーティング後 100 ℃で 1 時間、さらに 150 ℃で 1 時間乾燥し、250 ℃で 1 時間焼成した。スプレー回数を調整し、被膜厚みが 20 〜 30 μm になるようにした。なお、フラーレンを配合したコーティング液は、トルエンとN−メチル−2−ピロリドンの混合溶媒(混合重量比率 50:50 )にフラーレンを 5 %濃度で溶解させた濃縮液をあらかじめ用意し、これをポリアミドイミド樹脂ワニスに所定濃度となるよう添加し調製した。なお、表4および表5に記載の各成分の配合割合は固形分での割合でありすべて容量%である。
Example 1, Examples 3-7, Comparative Examples 3-10
Various fillers are mixed with the solid content of the polyamideimide resin varnish (solvent: N-methyl-2-pyrrolidone) in the proportions shown in Tables 2 and 3 until they are sufficiently uniformly dispersed by a ball mill, and the mixed solution is rubbed Spray method is applied to the outer diameter surface of the test SUJ2 ring [outer diameter 40 mm ×
得られたリング状試験片を用いて摺動試験を行なった。図5は摺動試験機を示す図である。図5(a)は正面図を、図5(b)は側面図をそれぞれ表す。
回転軸18にリング状試験片17を取り付け、アーム部19のエアスライダー21に鋼鈑20を固定する。リング状試験片17は所定の荷重22を図面上方から印加されながら鋼鈑20に回転接触すると共に潤滑油が含浸されたフェルトパッド24より潤滑油がリング状試験片17の外径面に供給される。リング状試験片17を回転させたときに発生する摩擦力はロードセル23により検出される。また、所定時間経過後、リング状試験片17の外径面に形成されたポリアミドイミド樹脂塗膜の状態は目視により、〇:顕著な摩耗および剥離なし、△:顕著な摩耗はないが剥離あり、×:摩耗大の 3 段階で表記した。
鋼鈑20はSCM415浸炭焼入れ焼戻し処理品(Hv 700 、表面粗さ Ra 0.01μm )を、潤滑油はモービルベロシティオイルNo.3(VG2、エクソンモービル社製)をそれぞれ用いた。荷重は 50 N 、滑り速度は 5.0m/秒、試験時間は 30 分である。摩擦係数は試験終了前 10 分間の平均値として表した。結果を表4および表5に示す。
A sliding test was performed using the obtained ring-shaped test piece. FIG. 5 shows a sliding tester. FIG. 5A shows a front view, and FIG. 5B shows a side view.
The ring-shaped
The
また、得られたSPCC角棒を用いて潤滑油浸漬試験を行なった。被膜を施した角棒 3 本を 150 ℃の潤滑油〔ポリ−α−オレフィン:ルーカントHL−10(三井化学社製)にZnDTP(LUBRIZOL677A、LUBRIZOL社製)を 1 重量%添加したもの〕 2.2 g に 200 時間浸漬した後、潤滑油中に溶出した被膜成分の濃度を測定した。濃度測定は、蛍光X線測定〔蛍光X線測定装置:Rigaku ZSX100e(リガク社製)〕により定量した。結果を表4および表5に示す。 Moreover, the lubricating oil immersion test was done using the obtained SPCC square bar. Three 150 ° C. lubricating oil (poly-α-olefin: Lucant HL-10 (manufactured by Mitsui Chemicals) to which 1% by weight of ZnDTP (LUBRIZOL677A, LUBRIZOL) was added) 2.2 g After 200 hours of immersion, the concentration of the coating components eluted in the lubricating oil was measured. The concentration was quantified by fluorescent X-ray measurement [fluorescent X-ray measurement apparatus: Rigaku ZSX100e (manufactured by Rigaku Corporation)]. The results are shown in Tables 4 and 5.
実施例2
芳香族ポリイミド樹脂ワニス(溶剤:N−メチル−2−ピロリドン)を用いて、表1に示す割合でフラーレンを配合し、コーティング後の焼成温度を 350 ℃とする以外は実施例1と同様の方法で試験片を作製し、実施例1と同様に評価した。結果を表4に示す。
Example 2
The same method as in Example 1 except that aromatic polyimide resin varnish (solvent: N-methyl-2-pyrrolidone) is used and fullerene is blended in the proportions shown in Table 1 and the firing temperature after coating is 350 ° C. A test piece was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 4.
比較例2
実施例1と同様に試験片に、電気めっきにより銅めっき(めっき厚: 25 μm )を施した。得られた試験片を実施例1と同様に評価した。結果を表5に示す。
Comparative Example 2
In the same manner as in Example 1, the test piece was subjected to copper plating (plating thickness: 25 μm) by electroplating. The obtained test piece was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 5.
表5に示す結果から明らかなように、従来から使用されている金属めっきである比較例1および比較例2は潤滑油浸漬試験において潤滑油に金属成分が溶出する。特に、銅めっき時の銅の溶出が多い結果となった。添加剤を含まない樹脂被膜を形成した比較例3は摩擦係数は小さいが、摩擦試験中に剥離を生じた。フラーレンのみを配合した比較例4は摩擦試験中の剥離はないものの、樹脂単体に比べ摩擦係数が増加した。フラーレンに加えポリテトラフルオロエチレンを配合した比較例5は、摩擦係数は低下したが剥離を生じ、黒鉛を配合した比較例6は摩耗が大きかった。比較例7はフラーレンの配合量が少ないため、耐剥離性が改善されない。比較例8および9は、フラーレンまたは二硫化モリブデンの配合量が所定量より多いため、分散が悪く、またバインダである樹脂分が少なく添加剤を保持しきれないため摩耗量が増大した。さらに二硫化モリブデンのみを配合した比較例10は樹脂単体(比較例3)とほとんど同じ特性であった。 As is apparent from the results shown in Table 5, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, which are conventionally used metal platings, metal components are eluted in the lubricating oil in the lubricating oil immersion test. In particular, the result was a large amount of copper elution during copper plating. In Comparative Example 3 in which a resin film containing no additive was formed, the friction coefficient was small, but peeling occurred during the friction test. Although the comparative example 4 which mix | blended only fullerene did not peel in a friction test, the friction coefficient increased compared with the resin single-piece | unit. In Comparative Example 5 in which polytetrafluoroethylene was blended in addition to fullerene, the friction coefficient was lowered, but peeling occurred. In Comparative Example 6 in which graphite was blended, wear was great. Since Comparative Example 7 has a small amount of fullerene, the peel resistance is not improved. In Comparative Examples 8 and 9, since the blending amount of fullerene or molybdenum disulfide was larger than a predetermined amount, the dispersion was poor, and the amount of wear was increased because the resin content as a binder was small and could not hold the additive. Further, Comparative Example 10 containing only molybdenum disulfide had almost the same characteristics as the resin alone (Comparative Example 3).
一方、表4に示す、実施例1〜7は、フラーレンと、二硫化モリブデンまたは二硫化タングステンを所定量配合したポリイミド系樹脂被膜であるので、摩擦係数が低く、摩擦試験中の剥離や顕著な摩耗は見られなかった。また、潤滑油浸漬試験においても被膜成分の潤滑油への溶出は見られなかった。 On the other hand, Examples 1 to 7 shown in Table 4 are polyimide resin films in which a predetermined amount of fullerene and molybdenum disulfide or tungsten disulfide is blended. Therefore, the friction coefficient is low, and peeling during the friction test is remarkable. There was no wear. In the lubricating oil immersion test, no elution of the coating component into the lubricating oil was observed.
樹脂被膜を施すことによる軸受寿命の延命効果を、下記に示す。
運転条件を表6に示す。
Table 6 shows the operating conditions.
上記表6の運転条件にて試験した試験結果を表7に示す。
軸受温度が+15℃(135℃)となった場合、あるいは、モータ負荷(トルク)が2倍となった場合のいずれかで寿命とした。
Table 7 shows the test results tested under the operating conditions in Table 6 above.
The life was determined either when the bearing temperature reached + 15 ° C (135 ° C) or when the motor load (torque) doubled.
上記表7より、被膜無しの鉄板波形保持器を備えた軸受は、被膜有りの鉄板波形保持器に比べ、約30%の短寿命であった。保持器案内面と鋼球との摺動が、「鉄」 対 「鉄」ではなく、「樹脂」 対 「鉄」となると、鉄の摩耗粉が発生せず軸受寿命が長寿命となる。本試験は、PAI膜の試験は行っていないが、耐摺動性、耐剥離性の高いPAI膜であれば問題ない。よって、保持器の摺動面において、鉄同士の接触を防げば良いことがわかる。ポケット部への樹脂被膜には、PAI膜が耐摩耗性、耐剥離性の点で適している。 From Table 7 above, the bearing provided with the iron plate corrugated cage without a coating had a short life of about 30% compared to the iron plate corrugated cage with a coating. If the sliding between the cage guide surface and the steel ball is not “Iron” vs. “Iron” but “Resin” vs. “Iron”, iron wear powder will not be generated and the bearing life will be long. In this test, the PAI film was not tested, but there is no problem as long as the PAI film has high sliding resistance and high peel resistance. Therefore, it is understood that it is only necessary to prevent contact between irons on the sliding surface of the cage. For the resin coating on the pocket, a PAI film is suitable in terms of wear resistance and peel resistance.
以上説明した保持器5によれば、鉄板波形保持器における、ポケット5aのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくすることにより、内輪2の外径部2Dや内輪シール溝10にグリースが付着し難くなる。このことは、特に外輪回転時に特徴的に現れる。これにより、シールが接触タイプ、非接触タイプのいずれの場合にも、グリースの漏洩を防止できる。また、シールリップの緊迫力を強くする必要がないため、トルクが増大しない。
さらに、前記ポケット5aのうち少なくとも玉4の案内面を成す表面部位5aaに、組成物から成る摺動部材SBが形成され、前記組成物は、合成樹脂にフラーレンおよび二硫化物が所定量配合されるので、微粒子形状のフラーレンと二硫化物粉末とが樹脂体または被膜中に均一に配合される。その結果、これらの相乗効果により耐摩耗性、耐剥離性が向上すると同時に摩擦係数が低下する。
According to the
Further, a sliding member SB made of the composition is formed at least on the surface portion 5aa constituting the guide surface of the
したがって、この保持器を鉄板製としてテンタクリップガイド用軸受に使用すると、グリース漏れを抑制しつつも、いわゆる鉄板保持器特有の高い高速回転性能、樹脂保持器よりも大きな全空間容積の確保、ならびに鉄ポケットと鋼球間の直接接触を防止することによるグリース潤滑寿命の延長を達成できる。また、高速回転時に発生する遠心力に起因する変形を未然に防止することができる。なお、全空間容積に比例して、グリース封入量は規定されるのが一般的で、全空間容積の増加はグリース封入量の増加による寿命延長につながる。 Therefore, when this retainer is made of iron plate and used for a tenter clip guide bearing, while suppressing grease leakage, high-speed rotation performance unique to the so-called iron plate retainer, ensuring a larger total space volume than a resin retainer, and An extended grease lubrication life can be achieved by preventing direct contact between the iron pocket and the steel ball. In addition, it is possible to prevent deformation due to centrifugal force generated during high-speed rotation. In general, the amount of grease filled is specified in proportion to the total space volume, and an increase in the total space volume leads to a life extension due to an increase in the amount of grease filled.
この保持器5は、ポケット5aのある円周方向部分の内周面(内径面)5bが軸方向から見て凹曲線となる曲面形状であるため、保持器5全体の強度低下を防止し、内輪2の外径部2Dや内輪シール溝10にグリースが付着し難く、トルクを増大させることなくグリースの漏洩を防止することができる。
This
次に、この発明の他の実施形態について説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
Next, another embodiment of the present invention will be described.
In the following description, the same reference numerals are given to portions corresponding to the matters described in the preceding forms in each embodiment, and overlapping description may be omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in the preceding section. Not only the combination of the parts specifically described in each embodiment, but also the embodiments can be partially combined as long as the combination does not hinder.
図6に示すように、この発明の他の実施形態に係る保持器35は、ポケット5aのある円周方向部分の内周面5bの形状が、軸方向から見て多角形状とされている。具体的には、前記内周面5bは、ポケット5a間の円周方向部分の内周面5cに対し外径側へ傾斜する一対の傾斜面部5baと、両端がこれら一対の傾斜面部5baの外径側端に連なり内径が一定な一定径面部5bbとで成る台形状をしている。この保持器35も、前記実施形態の保持器5と同様、ポケット5aのある円周方向部分の内周面5bが外径側に凹む形状となるよう傾斜したものであり、ポケット5aのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Rpがポケット5a間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Riよりも大きくなっている(Rp>Ri)。
As shown in FIG. 6, in the
このようにポケット5aのある円周方向部分の内周面5bの形状を軸方向から見て多角形状とした保持器35も、前記実施形態の保持器5と同様、全体の強度低下が生じることがなく、かつ図1のように軸受に組み込んだ場合に、軸受1の内輪シール溝10の部分からのグリースの漏洩を防止できる。
なお、ポケット5aのある円周方向部分の内周面5bを複数の角部を有する多角形状とする場合、その角部の数は特に限定しない。また、径方向の直線に対して非対称な形状であってもよい。さらに、ポケット5aのある円周方向部分の内周面5bは、平面と曲面を組み合わせたものであっても良い。ただし、ポケット5aのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径がポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きいという条件を満たす。その他、前述の実施形態と同様に、ポケット5aのうち少なくとも玉4の案内面を成す表面部位に、組成物から成る摺動部材SBが形成され、前記組成物は、合成樹脂にフラーレンおよび二硫化物が所定量配合される。この場合、前述の図1〜図3に示す実施形態と同様の効果を奏する。
As described above, the
In addition, when making the internal
2枚の環状部材11を結合して1個の保持器とする構成に限らず、鋼材から所定の形状に削り出すもみ抜き保持器とし、このもみ抜き保持器のポケット部に、前記組成物から成る摺動部材を形成しても良い。この場合、保持器自体の剛性を高め、遠心力による変形をより確実に抑制することができる。
本実施形態では、組成物を保持器全体に被膜させているが、この形態に限定されるものではない。組成物をポケットの少なくとも案内面に被膜させれば足りる。
組成物をポケットの案内面に被膜させる方法において、2枚の環状部材11を結合する前に各環状部材11単位で、組成物を被膜しても良い。この場合、各環状部材11に組成物を被膜する前に、この環状部材11をいわゆる半製品の状態で洗浄するため、洗浄効果をより高めることができる。それ故、被膜の密着性をより向上させることができる。
また、各環状部材11に組成物を被膜する場合、ポケットの案内面を外方に露出させた状態で、前処理としてショットブラストを容易にかつ確実に行うことができる。この場合、作業性の向上を図り、被膜の密着性の向上をさらに図ることができる。
2つの環状部材11の結合板部11bを結合するリベット12を省略し、結合板部11bの一部から突出する爪等を設けて、2つの環状部材11を結合しても良い。この場合、部品点数の低減を図ることができる。
軸受において、前記鋼球に代えてセラミックス球を適用しても良い。
It is not limited to the configuration in which the two
In the present embodiment, the composition is coated on the entire cage, but is not limited to this form. It is sufficient to coat the composition on at least the guide surface of the pocket.
In the method of coating the composition on the guide surface of the pocket, the composition may be coated in units of each
When the composition is coated on each
The two
In the bearing, ceramic balls may be applied instead of the steel balls.
この発明のさらに他の実施形態に係るテンタクリップガイド用軸受について、図9ないし図13と共に説明する。このテンタクリップガイド用軸受は、前述と同じ組成物から成る摺動部材SBを、保持器45のポケットの案内面を成す表面部位に形成し、保持器を次の構成としたものである。
保持器45は、図9,図10に示すように、各玉4を保持するポケット46を円周方向の複数箇所に有し、各ポケット46の内面を凹球面状としたリング状のものである。この保持器45は、図11に斜視図で示す環状体の保持器半体47の2個を、軸方向に対面して重ね合わせ、リベット孔48に挿通したリベット49で互いに接合して一体に構成される。これら保持器半体47は、内面がポケット46の半分を形成する部分的な球殻状の形状の球殻状板部46Aを複数有し、隣合うポケット46間の部分となる平板部47aと球殻状板部46Aとが円周方向に交互に並んだものとされる。前記球殻状板部46Aは、球殻の一部となる部分であり、換言すれば、内外両面が球面状となったカウンタシンク形状の膨らみ部分である。保持器半体47の軸方向の投影形状は、半径方向幅が全周に渡って一定のリング状である。
A tenter clip guide bearing according to still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this tenter clip guide bearing, the sliding member SB made of the same composition as described above is formed on the surface portion forming the guide surface of the pocket of the
As shown in FIGS. 9 and 10, the
保持器半体47の一部を拡大して図13に斜視図で示す。図12は、図13と対応する部分につき、ポケット内面を単調な球面とした場合の図である。図12において、2点鎖線で示す部分Aは、この保持器半体47における平板部47aが周方向に並ぶ円周帯域を示す。その円周帯域Aの平板部47aでない部分にポケット46の半分である前記球殻状板部46Aが形成される。同図における球殻状板部46Aの一側部が保持器45の内径側部分46Aiとなり、球殻状板部46Aの他側部が保持器45の外径側部分46Aoとなる。
A part of the
この実施形態の保持器45のポケット46(球殻状板部46A)の内面は、図13に示すように、保持器45の上記内径側部分46Aiにおいて、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部50を設け、この凹み部50の内面の保持器円周方向に沿う断面形状(すなわち保持器中心軸に垂直な平面で断面した断面形状)を、ポケット46の内面となる凹球面の曲率半径Raよりも小さな曲率半径Rbの円弧状としている。
この凹み部50は、ポケット46の開口縁における保持器円周方向の中心OW46から両側に広がって1箇所に設けられ、凹み部50の幅W50は、ポケット46の保持器円周方向の幅W46の略全体にわたる幅としている。凹み部50の幅W50は、ポケット46の幅W46の半分よりも大きいことが好ましく、2/3以上、あるいは3/4以上であることがより好ましい。
凹み部50の内面形状は、同図(B)に示すように、保持器45の半径方向の直線Lを中心とする仮想円筒Vの表面に略沿う円筒面状の形状である。上記仮想円筒Vは、凹み部50を加工する砥石の表面であっても良い。この凹み部50は、保持器半径方向につき、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円PCDまで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円PCDに至るに従って、徐々に小さく、つまり徐々に浅くかつ幅が狭くなる形状とされている。凹み部50は、この実施形態では、丁度、玉配列ピッチ円PCDまで延びているが、玉配列ピッチ円PCDよりも保持器外径側まで若干延びていても、また玉配列ピッチ円PCDに若干達しないものであっても良い。なお、玉配列ピッチ円PCDはポケットPCDとも呼ぶ。
As shown in FIG. 13, the inner surface of the pocket 46 (spherical
The recessed
The inner surface shape of the recessed
凹み部50の深さは、ポケット内面の凹球面の中心O46から凹み部50の最深位置までの距離Rcが、玉4の半径の1.05倍以上となる深さ(丁度1.05倍であって良い)であることが好ましい。ポケット46の内面となる凹球面の曲率半径Raは、玉4の半径よりも僅かに大きくし、玉4の半径の1.05未満としている。
The depth of the
図14は、保持器45のポケット46(球殻状板部46A)の内面の他の形状例を示す。この例では、ポケット46(球殻状板部46A)の内面の内径側部分46Aiに設けられる凹み部50Aを、ポケット46の開口縁における保持器円周方向の中心OW46の両側に位置する2箇所としてしている。各凹み部50Aの内面形状は、保持器円周方向に沿う断面形状(すなわち保持器中心軸に垂直な平面で断面した断面形状)が、ポケット46の内面となる凹球面の曲率半径Raよりも小さな曲率半径RAbの円弧状であり、詳しくは同図(B)に示すように、保持器45の半径方向の直線LAを中心とする各仮想円筒VAの表面に略沿う円筒面状の形状である。この凹み部50Aは、保持器半径方向につき、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円PCDの付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円PCDに近づくに従って徐々に小さく、つまり徐々に浅くかつ幅狭となる形状である。
2個の凹み部50Aの位置は、例えば、ポケット46の開口縁における保持器円周方向の中心OW46に対する周方向の配向角度を40°±15°とした対称な2箇所である。この例でも、凹み部50Aの深さは、ポケット内面の凹球面の中心O46から凹み部50Aの最深位置までの距離RAcが、玉4の半径の1.05倍以上となる深さであることが好ましい(丁度1.05倍であって良い)。
なお、この実施形態では凹み部50Aを2箇所としたが、3箇所以上としても良い。
FIG. 14 shows another example of the shape of the inner surface of the pocket 46 (spherical
The positions of the two recessed
In this embodiment, the number of the recessed
図15は、保持器45のポケット46(球殻状板部46A)の内面のさらに他の形状例を示す。この例は、図14の実施形態において、凹み部50C(50A)の断面形状(保持器円周方向に沿う断面形状)を円弧状する代わりに、多角形状としたものである。詳しくは、同図(B)に示すように、保持器45の半径方向の直線LAを中心とする各多角形柱(図示の例では正10角形柱)VCの表面に略沿う多角形状の形状である。この凹み部50Cは、保持器半径方向につき、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円PCDの付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円PCDに近づくに従って徐々に小さく、つまり徐々に浅くかつ幅狭となる形状である。この実施形態におけるその他の構成は、図14の例と同様である。
FIG. 15 shows still another example of the shape of the inner surface of the pocket 46 (spherical
図16は、保持器45のポケット46(球殻状板部46A)の内面のさらに他の形状例を示す。この例は、ポケット46(球殻状板部46A)の内面の内径側部分46Aiに設けられる凹み部50Bが、ポケット46の開口縁における保持器円周方向の中心OW46の両側に位置して2箇所に設けられていることでは図14の実施形態と同様であるが、各凹み部50Bが、保持器外径縁付近まで延びている。これら凹み部50Bの内面の保持器円周方向に沿う断面形状は、ポケット46の内面となる凹球面の曲率半径Raよりも小さな曲率半径RBbの円弧状であり、詳しくは同図(B)に示すように、一つの仮想リングVBの表面に略沿った形状である。この仮想リングVBは、凹み部50Bを加工する砥石の外周面であっても良い。前記仮想リングVBは、ポケット46内に収まるリング外径であって、任意周方向位置の断面形状が円形となるドーナツ状であり、図17のように、リング中心OVBが保持器中心軸Oに対して傾きを持つ。
FIG. 16 shows still another example of the shape of the inner surface of the pocket 46 (spherical
なお、この発明において、凹み部50A〜50Cの保持器円周方向に沿う断面形状は、図14〜図16の各例の形状に限らず、部分楕円状や、矩形溝状、台形溝状や、その他任意の断面形状としても良い。また、凹み部50A〜50Cの上記断面形状は、凹み部中心に対して非対称の形状であっても良い。
ポケット46における内面形状は、球面状に限らず、玉配列ピッチ円PCDよりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる形状であれば良く、例えば玉配列ピッチ円PCDよりも外径側の部分が円筒面状、内径側の部分が円すい面状であっても良い。
In addition, in this invention, the cross-sectional shape along the cage | basket circumferential direction of
The inner surface shape of the
図18は、上記保持器45の製造方法を示す。この製造方法は鉄板打ち抜き保持器の製造方法であって、先ず鋼板をプレスしてリング状の金属帯材51を打ち抜く。次に、図18(A)のように、前記保持器半体47の球殻状板部46Aの内面を成形する凸側プレス金型52と、前記球殻状板部46Aの外面を成形する凹側プレス金型53とでなるプレス金型組54を用意し、これら凸側プレス金型52と凹側プレス金型53の間に前記リング状の金属帯材51を挟み込んで、図18(B)のように保持器半体47をプレス成形する。このプレス成形は、粗押しと仕上げ押しの2段階で行っても良く、また一度で行っても良い。
なお、凸側プレス金型52および凹側プレス金型53は、図ではそれぞれ1個のみ示しているが、これら凸側プレス金型52および凹側プレス金型53は、それぞれ保持器半体47の球殻状板部46Aの個数分だけ円周方向に並べて互いに一体の金型として設けられ、複数の球殻状板部46Aを同時に成形する。
このようにして得られた2つの保持器半体47を図18(C)のように重ね合わせ、図18(D)のように保持器半体47の平板部47aが重なり合う部分をリベット49で接合して保持器45とする。
FIG. 18 shows a method for manufacturing the
Although only one convex side press die 52 and one concave side press die 53 are shown in the drawing, each of the convex side press die 52 and the concave side press die 53 is a
The two
図19には、プレス成形における仕上げ押し工程に用いる上記凸側プレス金型52および凹側プレス金型53として、図14の保持器半体47の成形用のものを示している。凸側プレス金型52の半球状凸面には、ポケット46(球殻状板部46A)における凹み部50Aの内面を成形する凹み部成形用型部52aが部分的に形成されている。また、凹側プレス金型53には、ポケット46(球殻状板部46A)における凹み部50Aの外面を成形する凹み部裏面成形用型部53aが部分的に形成されている。保持器ポケットの外面側に凸部が形成されることになるが、シールと非接触であれば、機能上問題ない。この場合の凸側プレス金型52および凹側プレス金型53も、それぞれ保持器半体47の球殻状板部46Aの個数分だけ、互いに一体の金型として設けられ、複数の球殻状板部46Aを同時に成形する。
In FIG. 19, the convex side press die 52 and the concave side press die 53 used for the finish pressing step in press molding are shown for molding the
図14の保持器半体47を成形する場合、その球殻状板部46Aの内面は単純な半球状凹面の一部に、凹み部50Aを有する形状であるため、仕上げ押し工程で単純な半球状凹面を成形した後で、その半球状凹面の一部にさらに凹み部50Aをプレス成形するものとすると、従来の鉄板打ち抜き保持器の成形の場合に比べて製造工程が一工程増えることになる。
この実施形態では、上記したように、仕上げ押し工程に用いる凸側プレス金型52の半球状凸面に、ポケット46(球殻状板部46A)における凹み部50Aの内面を成形する凹み部成形用型部52aを部分的に形成しているので、仕上げ押し工程で凹み部50Aも同時に成形でき、製造工程を増やすことなく効率的に保持器45を製造できる。
When the
In this embodiment, as described above, for forming a recess portion, the inner surface of the
また、仕上げ押し工程に用いる上記凸側プレス金型52の半球状凸面の形状および面粗さは、保持器ポケット46の内面に転写され、そのポケット内面は軸受に組み込まれた場合に玉4(図9)と接触するため、ポケット内面の面粗さは小さくする必要がある。従来の鉄板打ち抜き保持器ではポケット内面が単純な凹球面であるため、凸側プレス金型の半球状凸面を凹形状の砥石等で研磨することで面粗さを小さくしている。しかし、この実施形態の場合、上記したように凸側プレス金型52の半球状凸面は、単純な半球状凸面の一部にポケット内面の上記凹み部50Aに対応する凹み部成形用型部52aを有する形状であり、従来例の場合のように凹形状の砥石等で研磨して面粗さを小さくすることはできない。
そこで、この実施形態では、仕上げ押し工程に用いる凸側プレス金型52の成形凸球面を、ショットブラスト、または電子ビームによる研磨、または研磨剤の噴射によるラッピングで表面仕上げする。この場合のラッピングは、研磨砥粒に水分を含有させることで弾力性および粘着性を有する研磨材を得て、この研磨材を被加工材である金型の表面に高速で滑走させて発生する摩擦力によって表面仕上げする方法が好ましい。このようなラッピングとして、金型の超鏡面仕上げ装置として販売されているエアロラッピング(株式会社ヤマシタワークス)等が採用できる。このように、ショットブラストや電子ビーム、あるいは研磨剤の噴射によるラッピングで凸側プレス金型52の成形凸球面を表面仕上げすることにより、手作業による研磨などが要らず、ばらつきなく低コストで凸側プレス金型52の成形凸球面の面粗さを小さくできる。
Further, the shape and surface roughness of the hemispherical convex surface of the convex
Thus, in this embodiment, the convex convex spherical surface of the
図20〜図22は、グリース付着状態の確認を行った試験結果を示す。この試験では、この実施形態(図13の実施形態、および図14の実施形態)の保持器45を組み込んだ玉軸受と、一般的な鉄板打ち抜き保持器を組み込んだ玉軸受とを、次の表8の条件で運転して比較した。
図20および図21はこの実施形態(それぞれ図13の実施形態、および図14の実施形態)の保持器45を用いた玉軸受のグリース付着状態を示し、図22は一般的な鉄板打ち抜き保持器を用いた玉軸受のグリース付着状態を示す。
20 to 22 show test results for confirming the grease adhesion state. In this test, a ball bearing incorporating the
FIGS. 20 and 21 show the grease adhesion state of a ball bearing using the
図20〜図22の試験結果から、一般的な鉄板打ち抜き保持器を組み込んだ玉軸受(図22)では、内輪シール溝にグリースが付着するが、この実施形態の保持器45を組み込んだ玉軸受(図20,図21の例)ではグリースの付着がないことが分かる。
From the test results of FIGS. 20 to 22, in the ball bearing (FIG. 22) in which a general iron punching cage is incorporated, grease adheres to the inner ring seal groove, but the ball bearing in which the
また、前記各玉軸受に接触シール(NTN製LUシール)を組み付けて、グリース漏れ頻度の確認試験も行った。この試験では、表8の試験条件に対して運転時間のみを15分に変更して行った。その試験結果を次の表9に示す。この場合のグリース漏れとは、目視で確認できる30〜100mg程度のグリースが軸受外部へ飛び出すことと定義する。 Further, a contact seal (NTN LU seal) was assembled to each of the ball bearings, and a grease leakage frequency confirmation test was also conducted. In this test, the operation time was changed to 15 minutes for the test conditions shown in Table 8. The test results are shown in Table 9 below. The grease leakage in this case is defined as that about 30 to 100 mg of grease that can be visually confirmed jumps out of the bearing.
表9によると、従来の保持器を組み込んだ密閉型玉軸受では10個中の9個にグリース漏れが発生しているが、この実施形態の保持器を組み込んだ密閉型玉軸受では4個中にグリース漏れの発生したものはないことが分かる。 According to Table 9, grease leakage occurred in 9 of 10 sealed ball bearings incorporating the conventional cage, but 4 of the sealed ball bearings incorporating the cage of this embodiment. It can be seen that there are no grease leaks.
これらの試験結果からわかるように、この実施形態の玉軸受用保持器45では、ポケット46の形状を上記したように従来例のものと異なるものとしたことにより、内輪肩部へのグリースの付着を無くすことができる。すなわち、玉に最もグリースが付着する位置である保持器内径側の開口縁に開口する凹み部を設けたため、グリースの掻き取りが生じる際の、玉の表面の掻き取りが減少し、保持器内径面に溜まるグリース量が減少する。そのため、内輪シール溝へグリースが付着することがなく、接触式および非接触式のいずれのシールを用いても、グリース漏れは発生しない。この効果は、特に外輪回転時に特徴的に現れる。したがって、一般的な鉄板打ち抜き保持器のようにシールにグリースが付着することによる不具合は発生しない。さらに、シール機能にグリース漏れを防ぐ要素を付加させる必要がないので、耐ダストおよび低トルク等に特化したシール設計が可能となる。また、この実施形態の玉軸受用保持器はプレス加工が可能なため、低コストで高強度のものを製造でき、一般的な鉄板打ち抜き保持器と比べてシールとの距離も変わらない。
As can be seen from these test results, in the
図23ないし図25は、この発明のさらに他実施形態に係るテンタクリップガイド用軸受およびその保持器である。この保持器45Aは、図9ないし図13と共に前述した玉軸受用保持器45と、特に説明する事項を除いて同様である。
この玉軸受用保持器45Aは、図23,図24に示すように、内輪2の軌道面2aの両側の肩部高さとなる外径面部2Dに、軸方向に重なる範囲を持つ。
この実施形態の玉軸受用保持器45Aは、上記構成において、球殻状板部46Aにおける玉配列ピッチである玉配列ピッチ円PCDよりも内径側部分に薄肉部分46Aaを形成している。この薄肉部分46Aaは、内輪2の軌道面2aの両側の肩部高さとなる外径面部2Dに位置する部分の板厚t1を、平板部47aの板厚t0よりも薄くしたものである。肩部高さとなる外径面部2Dは、内輪2の軌道面2aの肩部の高さで続く外径面部分のことであり、シール溝10が設けられている場合、軌道面2aとシール溝10との間の外径面部分のことである。球殻状板部46Aは、この外径面部分2Dの軸方向範囲Wに位置する部分の板厚t1を薄くする。なお、図23において、球殻状板部46Aを薄肉化しない場合の断面形状を想像線で示している。
23 to 25 show a tenter clip guide bearing and its retainer according to still another embodiment of the present invention. The
As shown in FIGS. 23 and 24, this
In the
板材t1を薄くする形態は、保持器半径方向において、玉配列ピッチ円PCDに相当する箇所から内径側に至る範囲の全体を薄くしても良く、また玉配列ピッチ円PCDと保持器内径縁間の途中の箇所から内径縁至る範囲を薄くなるようにしても良い。これらの場合に、板厚t1は、保持器半径方向の内径側に至るに従って次第に薄くなって内径縁が最小板厚となるようにしても良く、また薄くする範囲の全体を略一定して薄くしても良い。さらに、球殻状板部46Aのポケット内面形状を維持したままで、外面側の形状が変わるように板厚を薄くしても、また球殻状板部46Aの外面形状を維持したままで、ポケット内面側の形状が変わるように板厚を薄くしても良い。
The plate material t1 may be thinned by thinning the entire range from the portion corresponding to the ball arrangement pitch circle PCD to the inner diameter side in the radial direction of the cage, and between the ball arrangement pitch circle PCD and the cage inner edge. The range from the midway point to the inner diameter edge may be made thinner. In these cases, the plate thickness t1 may gradually become thinner toward the inner diameter side in the radial direction of the cage so that the inner diameter edge becomes the minimum plate thickness. You may do it. Furthermore, while maintaining the shape of the inner surface of the pocket of the spherical shell-shaped
また、この実施形態では、図24のように、球殻状板部46Aの内径縁に沿う円弧状の範囲において、両端を残し、ほぼ全体を薄くしているが、内輪2の肩部高さとなる外径面部2Dと保持器45Aの幅の関係によっては、図26のように、板厚を薄くした薄肉部分46Aaが、球殻状板部46Aにおける内径縁の円弧の中央を除く両側となる2箇所に分かれていても良い。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 24, both ends are left thin in the arc-shaped range along the inner diameter edge of the spherical shell-shaped
この保持器45Aは、このようにポケット46を構成する球殻状板部46Aの内径部に薄肉部分46Aaを成形しており、この薄肉部分46Aaは、内輪2の肩部高さの外径面部2Dと軸方向に重なり合う部分であって、玉4の表面に付着したグリースが保持器45Aで掻き取られる部分、またはその掻き取られたグリースが移動してくる部分である。この部分46Aaの板厚t1が薄ければ、ここに堆積し得るグリース量が減少するため、内輪2の外径面部2Dに到達し得る頻度や量が減少し、結果としてグリースの軸受外部への漏れが防止できる。すなわち、保持器45Aの外径側へグリースが移動しやすくなり、内径側に留まり得るグリース量が減少する。
The
しかしながら、保持器の全体の板厚を薄くすることは、保持器の単体の強度が低下するため、ミスアライメント下あるいは外部加振下において保持器に繰り返し応力が作用する場合に保持器の破損が生じやすくなるなど、難しい。
そこで、保持器45Aの内径部において、内輪2の肩部となる外径面部2Dと軸方向に重なり合う範囲Wのみの板厚を薄くしており、これにより、実質上の保持器45Aの強度の低下が無く、かつグリース漏れを防止可能な玉軸受用保持器45Aが成立する。
However, reducing the overall plate thickness of the cage reduces the strength of the cage alone, so that the cage may be damaged when repeated stress is applied to the cage under misalignment or external vibration. It is difficult to occur.
Therefore, in the inner diameter portion of the
なお、上記の板厚t1の低減には、最初に円環に打ち抜いた平板の内径側のみを薄くしておき、プレス成形しても良い。また均一厚の円環平板からプレスで保持器を成形する場合のプレス金型において、図24や図26で示した領域の板厚のみが減少するように、一対の金型間のすきま分布を変更しても良い。 In order to reduce the plate thickness t1, only the inner diameter side of the flat plate initially punched into the ring may be thinned and press molded. Further, in a press mold in which a cage is formed by pressing from an annular flat plate having a uniform thickness, the clearance distribution between a pair of molds is reduced so that only the thickness of the region shown in FIGS. 24 and 26 decreases. It may be changed.
ここで、図27ないし図29は、このテンタクリップガイド用軸受が用いられるフィルム延伸機の一例を示す。図27に概略図で示すように、このフィルム延伸機55は、熱可塑性高分子化合物56を溶融して未延伸状態のフィルム57として押し出す押出し機58と、押し出されたフィルム57を受ける冷却ドラム59と、次の各工程を行う手段を備える。すなわち、冷却ドラム59で冷却されたフィルム57を送る送りローラ60と、この送りローラ60で送られるフィルム57に調湿処理を施す水槽61と、この水槽61で調湿処理されたフィルム57を挟み込んで表面の水滴を除去する水切り装置62とを備える。また、水切り処理後のフィルム57を縦および横方向に2軸延伸する2軸延伸機63と、この2軸延伸機63で形成されたフィルム57を巻き取る回収ローラ64とを備える。
Here, FIG. 27 to FIG. 29 show an example of a film stretching machine in which the tenter clip guide bearing is used. As schematically shown in FIG. 27, the
2軸延伸機63の構成要素として、図28示す横延伸機構65が設けられる。この横延伸機構65にテンタクリップ66が備えられる。横延伸機構65は、送られて来るシート(フィルム)57の左右両側に配置され、両ガイド間の間隔がラインの進行方向に向かって徐々に広くなっているガイドレール58,59と、それぞれローラ鎖状に連結され、ガイドレール58,59上をラインの進行方向に循環する複数個のテンタクリップ66とを備える。
As a component of the biaxial stretching
テンタクリップ66は、フィルム57の端部を掴むグリップ部67と、閉ループで構成されたガイドレール58,59上を転動するガイド用軸受68,69とを有する。これらガイド用軸受68,69は外輪回転で用いられる。このテンタクリップ66は、グリップ部67でフィルム57の両端を掴んだ状態で、ガイドレール58,59に沿って進行方向に進み、フィルム57を横方向に延伸させる役割を担う。ガイドレール58,59には、そのガイド面を水平方向に向けたレール58と、垂直方向に向けたレール59の2種類がある。テンタクリップ66のガイド用軸受68,69は、テンタクリップ66を各ガイドレール58,59に沿って転がり案内する役割を担う。このガイド用軸受68,69のうち、水平方向のガイド面を転動するガイド用軸受68は水平方向(横姿勢)の固定軸70に設置される。垂直方向のガイド面を転動するガイド用軸受69は、垂直方向(縦姿勢)の固定軸71に設置される。この縦姿勢の固定軸71に取付けられたガイド用軸受として、図1,図9,図23等に示した上記各実施形態のテンタクリップガイド用軸受が用いられる。
The
このガイド用軸受36は、上方のガイドレール58やテンタクリップ66から滴下した油が軸受上側のシール部材6(図1)の上に落下することがある。この実施形態にかかるテンタクリップガイド用軸受では、前述の保持器5、(35)、(45)、(45A)の少なくともいずれか1つを用いることで、内輪2のシール溝10にグリースが付着し難く、グリース漏れを防止することができる。前記テンタクリップ66から滴下した油が、この軸受内部に侵入するとグリースのちょう度が上がるが、上記保持器を用いることで、内輪シール溝にグリースが付着し難く、よってグリース漏れは発生しない。
特に、外輪回転時に特徴的に現れるグリース漏れ防止効果を奏する保持器5、(35)、(45)、(45A)の少なくともいずれか1つを用いたテンタクリップガイド用軸受によれば、非接触式のシール部材を適用することが可能となる。それ故、低トルク化を図ると共に、グリース漏れの低減を図ることができる。
In the guide bearing 36, oil dropped from the
In particular, according to the tenter clip guide bearing using at least one of the
1…軸受
2…内輪
2D…外径面部
3…外輪
4…玉
5,35,45…保持器
5a…ポケット
5aa…表面部位
11…環状部材
11a…ポケット壁部
11b…結合板部
46…ポケット
46A…球殻状板部
47a…平板部
50,50A,50B,50C…凹み部
PCD…玉配列ピッチ円
SB…摺動部材
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記保持器は、円周方向の複数箇所に玉を保持するポケットを設けたリング状の保持器であって、前記ポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくし、
前記ポケットのうち少なくとも玉の案内面を成す表面部位に、組成物から成る摺動部材が形成されているものであって、前記組成物は、合成樹脂にフラーレンと、二硫化モリブデンおよび二硫化タングステンから選ばれた少なくとも1つの二硫化物とが含まれており、前記組成物全体に対して、前記フラーレンが0.1容量%以上10容量%以下で且つ、前記二硫化物が0.5容量%以上20容量%以下含まれていることを特徴とするテンタクリップガイド用軸受。 In the tenter clip guide bearing provided with a plurality of balls held between the inner and outer rings in a cage, and used for outer ring rotation,
The cage is a ring-shaped cage provided with pockets for holding balls at a plurality of locations in the circumferential direction, and the radius from the cage center of the inner diameter of the circumferential portion with the pocket is set between the pockets. Larger than the radius from the cage center of the inner diameter of the circumferential part of
A sliding member made of the composition is formed at least on the surface portion of the pocket that forms the guide surface of the ball, and the composition is made of synthetic resin fullerene, molybdenum disulfide, and tungsten disulfide. At least one disulfide selected from the group consisting of 0.1% by volume to 10% by volume of the fullerene and 0.5% by volume of the disulfide with respect to the entire composition. A bearing for a tenter clip guide, wherein the bearing is contained in an amount of 20% to 20% by volume.
前記保持器は、玉を保持するポケットを円周方向の複数箇所に有し、各ポケットの内面を、玉配列ピッチ円よりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる凹曲面状としたリング状であり、前記各ポケットの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側へ延びる凹み部を設け、
前記ポケットのうち少なくとも玉の案内面を成す表面部位に、組成物から成る摺動部材が形成されているものであって、前記組成物は、合成樹脂にフラーレンと、二硫化モリブデンおよび二硫化タングステンから選ばれた少なくとも1つの二硫化物とが含まれており、前記組成物全体に対して、前記フラーレンが0.1容量%以上10容量%以下で且つ、前記二硫化物が0.5容量%以上20容量%以下含まれていることを特徴とするテンタクリップガイド用軸受。 In the tenter clip guide bearing provided with a plurality of balls held between the inner and outer rings in a cage, and used for outer ring rotation,
The cage has pockets for holding balls at a plurality of locations in the circumferential direction, and the inner surface of each pocket has a smaller diameter as the portion on the inner diameter side of the ball arrangement pitch circle approaches the opening diameter on the inner diameter side of the cage. It is a ring shape that is a concave curved surface, and is provided on the inner surface of each pocket with a recess that extends from the opening edge on the cage inner diameter side to the cage outer diameter side,
A sliding member made of the composition is formed at least on the surface portion of the pocket that forms the guide surface of the ball, and the composition is made of synthetic resin fullerene, molybdenum disulfide, and tungsten disulfide. At least one disulfide selected from the group consisting of 0.1% by volume to 10% by volume of the fullerene and 0.5% by volume of the disulfide with respect to the entire composition. A bearing for a tenter clip guide, wherein the bearing is contained in an amount of 20% to 20% by volume.
前記保持器は、玉を保持するポケットを円周方向の複数箇所に有するリング状であり、2個の環状体の保持器半体を軸方向に対面して重ね合わせてなり、これら保持器半体は、それぞれ内面が前記各ポケットの半分を形成する球殻状板部と、隣合うポケット間の部分となる平板部とが円周方向に交互に並ぶ形状であり、前記球殻状板部における玉配列ピッチ円よりも内径側部分における、少なくとも、軸受内輪の軌道面両側の肩部高さの外径面部に位置する部分の板厚を、前記平板部の板厚よりも薄くし、
前記ポケットのうち少なくとも玉の案内面を成す表面部位に、組成物から成る摺動部材が形成され、前記組成物は、合成樹脂にフラーレンと、二硫化モリブデンおよび二硫化タングステンから選ばれた少なくとも1つの二硫化物とが含まれており、前記組成物全体に対して、前記フラーレンが0.1容量%以上10容量%以下で且つ、前記二硫化物が0.5容量%以上20容量%以下含まれていることを特徴とするテンタクリップガイド用軸受。 In the tenter clip guide bearing provided with a plurality of balls held between the inner and outer rings in a cage, and used for outer ring rotation,
The cage has a ring shape having pockets for holding balls at a plurality of locations in the circumferential direction, and two cage halves of an annular body are overlapped facing each other in the axial direction. The body has a shape in which a spherical shell plate portion whose inner surface forms half of each pocket and a flat plate portion that is a portion between adjacent pockets are alternately arranged in the circumferential direction, and the spherical shell plate portion In the inner diameter side portion of the ball arrangement pitch circle in the at least the portion of the bearing inner ring located on the outer diameter surface portion of the shoulder height on both sides of the raceway surface is made thinner than the plate thickness of the flat plate portion,
A sliding member made of a composition is formed on at least a surface portion of the pocket forming the guide surface of the ball, and the composition comprises at least one selected from synthetic resin fullerene, molybdenum disulfide and tungsten disulfide. Two disulfides, and the fullerene is 0.1% by volume or more and 10% by volume or less and the disulfide is 0.5% by volume or more and 20% by volume or less based on the entire composition. Tenter clip guide bearing characterized in that it is included.
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