JP2012041433A - Polymer material molded product and mechanical component - Google Patents

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武文 吉川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polymer material molded product in which gases such as oxygen and steam hardly infiltrate, and size change and deterioration hardly occur; and to provide a mechanical component having high reliability and long life despite of at least part of the mechanical component being constituted of a polymer material.SOLUTION: A resin pulley 10 is composed of a roll bearing 11 and a resin portion 12. The resin portion 12 is formed by injection molding of a polymer material, and is attached integrally to the outer peripheral surface of an outer ring 2 of the roll bearing 11. On the surface of the resin portion 12 of the resin pulley 10, a clay membrane having a gas barrier property to suppress the infiltration of gases such as oxygen and steam and additionally having flexibility and heat resistance is coated.

Description

本発明は、高分子材料を成形してなる高分子材料成形品、及び、少なくとも一部分が高分子材料で構成された機械部品に関する。   The present invention relates to a polymer material molded article formed by molding a polymer material, and a machine part at least partially composed of the polymer material.

転がり軸受に組み込まれる樹脂製の保持器は、その使用温度,使用環境等によって、材料である樹脂の種類が決定される。従来、一般的に使用されている樹脂としては、ガラス繊維や炭素繊維で強化されたポリアミド66,ポリアミド46,ポリフェニレンサルファイド,ポリエーテルエーテルケトン等があげられる。これらの樹脂の中では、ガラス繊維で強化されたポリアミド66が、適度な耐熱性,強度特性,コストのバランスから、最も多く使用されている。   The type of resin that is a material of the cage made of resin incorporated in the rolling bearing is determined depending on the operating temperature, operating environment, and the like. Conventionally used resins include polyamide 66, polyamide 46, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone and the like reinforced with glass fiber or carbon fiber. Among these resins, polyamide 66 reinforced with glass fiber is most often used because of a balance of appropriate heat resistance, strength characteristics, and cost.

ただし、ポリアミド66が十分に使用可能な温度環境であっても、ポリアミド66の化学構造中に存在するアミド結合に攻撃性を有する薬剤によって影響を受けるような環境下で転がり軸受が使用される場合には、ポリアミド66よりも耐薬品性に優れるポリフェニレンサルファイド,ポリエーテルエーテルケトン等が保持器の材料として使用されることがあった。しかしながら、ポリフェニレンサルファイドやポリエーテルエーテルケトンは高価であるため、これらの樹脂を保持器の材料として使用することは、転がり軸受全体のコストの上昇につながっていた。   However, even in a temperature environment where the polyamide 66 is sufficiently usable, the rolling bearing is used in an environment in which the amide bond existing in the chemical structure of the polyamide 66 is affected by an aggressive agent. In some cases, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, or the like, which has better chemical resistance than polyamide 66, is used as a material for the cage. However, since polyphenylene sulfide and polyetheretherketone are expensive, the use of these resins as the material for the cage has led to an increase in the cost of the entire rolling bearing.

また、一般的にポリアミド66等のポリアミド系樹脂(特にガラス繊維強化品) は、靱性の向上や吸水寸法変化の抑制を目的として、一定量の水分を意図的に含有させる調湿処理が施されている。しかしながら、このポリアミド系樹脂中に吸収された水分は、転がり軸受の回転による遠心力や温度上昇で、保持器外へ排出されるため、それによって寸法変化が起こり、何らかの不具合が生じるおそれがあった。   In general, polyamide resins such as polyamide 66 (especially glass fiber reinforced products) are subjected to a humidity conditioning treatment that intentionally contains a certain amount of water for the purpose of improving toughness and suppressing changes in water absorption dimensions. ing. However, moisture absorbed in the polyamide resin is discharged out of the cage due to centrifugal force or temperature rise due to the rotation of the rolling bearing, which may cause a dimensional change and cause some trouble. .

このような背景から、樹脂製の保持器の表面に、ガスバリア性を有する被膜を設けて、寸法変化の原因となる水分や劣化の原因となる酸素などの外的因子の侵入を抑制した、高信頼性で長寿命な転がり軸受が提案されている。ガスバリア性を有する被膜としては、例えばダイヤモンドライクカーボン,シリコン粒子の蒸着被膜のような無機材料製の被膜や、例えばエチレンビニル共重合体,ポリ塩化ビニリデンの被膜のような有機材料製の被膜があった。   From such a background, a coating having a gas barrier property is provided on the surface of the resin cage to suppress the entry of external factors such as moisture that causes dimensional changes and oxygen that causes deterioration. Reliable and long-life rolling bearings have been proposed. Examples of the film having a gas barrier property include a film made of an inorganic material such as a diamond-like carbon film and a vapor deposition film of silicon particles, and a film made of an organic material such as a film of ethylene vinyl copolymer or polyvinylidene chloride. It was.

一方、自動車のエンジン補機類を駆動するベルトの案内用プーリとして、転がり軸受の外周に樹脂部を一体成形してなる樹脂製プーリが、従来から採用されている。この樹脂製プーリにおいては、ベルトを案内する樹脂部の外周部の成形精度、ベルトの張力に耐える強度特性、連続負荷使用による高温に対する耐熱性、及び耐塩化カルシウム性(耐薬品性)等が要求される。   On the other hand, as a pulley for guiding a belt for driving automobile engine accessories, a resin pulley formed by integrally molding a resin portion on the outer periphery of a rolling bearing has been conventionally employed. This resin pulley requires molding accuracy of the outer periphery of the resin part that guides the belt, strength characteristics that can withstand the tension of the belt, heat resistance to high temperatures due to continuous load use, and calcium chloride resistance (chemical resistance). Is done.

そこで、上記のような成形精度,強度特性,耐熱性,及び耐塩化カルシウム性を向上させるため、樹脂材料として、ガラス繊維を15〜40質量%程度配合した強化ポリアミド66、強化ポリアミド610、強化ポリアミド612、或いは、ポリフェニレンサルファイドとミネラルの複合材料や、ポリアミド6,ポリアミド66,ポリアミド11,ポリアミド12等のポリアミド樹脂を用いた樹脂製プーリが提案されている(例えば特許文献1,2を参照) 。   Therefore, in order to improve the molding accuracy, strength characteristics, heat resistance, and calcium chloride resistance as described above, a reinforced polyamide 66, a reinforced polyamide 610, and a reinforced polyamide containing about 15 to 40% by mass of glass fiber are used as resin materials. 612, or a resin pulley using a composite material of polyphenylene sulfide and mineral, or a polyamide resin such as polyamide 6, polyamide 66, polyamide 11, or polyamide 12 has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

また、特許文献3には、耐熱性,強度特性,及び耐塩化カルシウム性をバランス良く有する、ポリアミド66,ポリアミド612,及びガラス繊維からなるポリアミド樹脂組成物を用いた樹脂製プーリが提案され、実用化されている。
さらに、特許文献4には、耐熱性,強度特性,及び耐塩化カルシウム性のバランスをより一層向上させた、ポリアミド66,非晶性芳香族ポリアミド,低吸水性ポリアミド,及びガラス繊維からなるポリアミド樹脂組成物を用いた樹脂製プーリが提案され、実用化されている。
Patent Document 3 proposes a resin pulley using a polyamide resin composition composed of polyamide 66, polyamide 612, and glass fiber having a good balance of heat resistance, strength characteristics, and calcium chloride resistance. It has become.
Furthermore, Patent Document 4 discloses a polyamide resin composed of polyamide 66, amorphous aromatic polyamide, low water absorption polyamide, and glass fiber, which further improves the balance of heat resistance, strength characteristics, and calcium chloride resistance. Resin pulleys using the composition have been proposed and put into practical use.

しかしながら、上記のような耐熱性,強度特性,及び耐塩化カルシウム性を併せ持つ樹脂製プーリは、ポリアミド66以外に、高価な低吸水性ポリアミドを使用しているので、樹脂組成物が高コストであった。また、低吸水性ポリアミドを使用しているため耐塩化カルシウム性は向上しているものの、耐熱性及び強度特性は、ポリアミド66のみを使用したものよりも低かった。そのため、長期間にわたる使用によって、樹脂製プーリに何らかの不具合が発生するおそれがあった。   However, since the resin pulley having both heat resistance, strength characteristics, and calcium chloride resistance as described above uses an expensive low water-absorbing polyamide in addition to the polyamide 66, the resin composition is expensive. It was. Moreover, although the calcium chloride resistance has been improved due to the use of a low water-absorbing polyamide, the heat resistance and strength characteristics were lower than those using only the polyamide 66. For this reason, there is a possibility that some trouble may occur in the resin pulley due to long-term use.

このような背景から、樹脂製プーリの樹脂部の表面に、ガスバリア性を有する被膜を設けて、寸法変化の原因となる水分や劣化の原因となる酸素などの外的因子の侵入を抑制した、高信頼性で長寿命な樹脂製プーリが提案されている。ガスバリア性を有する被膜としては、例えばダイヤモンドライクカーボン,シリコン粒子の蒸着被膜のような無機材料製の被膜や、例えばエチレンビニル共重合体,ポリ塩化ビニリデンの被膜のような有機材料製の被膜があった。   From such a background, a coating having a gas barrier property was provided on the surface of the resin part of the resin pulley to suppress the intrusion of external factors such as moisture that causes dimensional changes and oxygen that causes deterioration, A highly reliable and long-life resin pulley has been proposed. Examples of the film having a gas barrier property include a film made of an inorganic material such as a diamond-like carbon film and a vapor deposition film of silicon particles, and a film made of an organic material such as a film of ethylene vinyl copolymer or polyvinylidene chloride. It was.

特許第3506735号公報Japanese Patent No. 3506735 特許第2838037号公報Japanese Patent No. 2838037 特開2000−2317号公報JP 2000-2317 A 特開2007−232106号公報JP 2007-232106 A

しかしながら、上記のような無機材料製の被膜は、非常に優れたガスバリア性を有し且つ高温下でもガスバリア性が低下することはないが、柔軟性が低いために亀裂が生じやすく、そこから水分や酸素等の外的因子が侵入するおそれがあった。また、上記のような有機材料製の被膜は、柔軟性は高いものの耐熱性が低いため、低温下で使用される場合は非常に優れたガスバリア性を発揮するものの、高温下では被膜が徐々に劣化してガスバリア性が低下するおそれがあった。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、酸素,水蒸気等のガスが侵入しにくく寸法変化や劣化が生じにくい高分子材料成形品を提供することを課題とする。また、少なくとも一部分が高分子材料で構成されているにもかかわらず、高信頼性で長寿命な機械部品を提供することを課題とする。
However, the coating made of an inorganic material as described above has a very excellent gas barrier property and does not deteriorate the gas barrier property even at a high temperature. There was a risk of external factors such as oxygen and oxygen entering. In addition, the coating made of an organic material as described above has high flexibility but low heat resistance. Therefore, although it exhibits excellent gas barrier properties when used at low temperatures, the coating gradually increases at high temperatures. There was a possibility that the gas barrier property would deteriorate due to deterioration.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a polymer material molded article that is difficult for gas such as oxygen and water vapor to enter and hardly undergo dimensional change and deterioration. It is another object of the present invention to provide a mechanical component with high reliability and long life despite being at least partially made of a polymer material.

前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項1の高分子材料成形品は、高分子材料を成形してなる高分子材料成形品において、粘土からなり且つガスバリア性を有する粘土膜を表面に被覆したことを特徴とする。
また、本発明に係る請求項2の高分子材料成形品は、高分子材料を成形してなる高分子材料成形品において、粘土と高分子物質とからなり且つガスバリア性を有する粘土膜を表面に被覆したことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is, the polymer material molded article according to claim 1 of the present invention is a polymer material molded article formed by molding a polymer material, wherein the surface is coated with a clay film made of clay and having gas barrier properties. And
The polymer material molded product according to claim 2 of the present invention is a polymer material molded product obtained by molding a polymer material, and a clay film composed of clay and a polymer substance and having a gas barrier property is provided on the surface. It is characterized by being coated.

さらに、本発明に係る請求項3の高分子材料成形品は、請求項2に記載の高分子材料成形品において、前記高分子物質が、デキストリン,澱粉,セルロース系樹脂,ゼラチン,寒天,小麦粉,グルテン,アルキド樹脂,ポリウレタン樹脂,エポキシ樹脂,フッ素樹脂,アクリル樹脂,メタクリル樹脂,フェノール樹脂,ポリアミド樹脂,ポリエステル樹脂,ポリイミド樹脂,ポリビニル樹脂,ポリエチレングリコール,ポリアクリルアマイド,ポリエチレンオキサイド,タンパク質,デオキシリボヌクレイン酸,リボヌクレイン酸,及びポリアミノ酸のうちの少なくとも1種であることを特徴とする。   Furthermore, the polymer material molded product according to claim 3 of the present invention is the polymer material molded product according to claim 2, wherein the polymer substance is dextrin, starch, cellulosic resin, gelatin, agar, wheat flour, Gluten, alkyd resin, polyurethane resin, epoxy resin, fluororesin, acrylic resin, methacrylic resin, phenol resin, polyamide resin, polyester resin, polyimide resin, polyvinyl resin, polyethylene glycol, polyacrylamide, polyethylene oxide, protein, deoxyribonuclein It is at least one of acid, ribonucleic acid, and polyamino acid.

さらに、本発明に係る請求項4の高分子材料成形品は、請求項2又は請求項3に記載の高分子材料成形品において、前記粘土膜中の前記粘土の割合が60質量%以上95質量%未満であることを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項5の高分子材料成形品は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の高分子材料成形品において、前記粘土が、雲母,バーミキュライト,モンモリロナイト,鉄モンモリロナイト,バイデライト,サポナイト,ヘクトライト,スチーブンサイト,及びノントロナイトのうちの少なくとも1種であることを特徴とする。
Furthermore, the polymer material molded article according to claim 4 of the present invention is the polymer material molded article according to claim 2 or claim 3, wherein the proportion of the clay in the clay film is 60 mass% or more and 95 mass%. It is characterized by being less than%.
Furthermore, the polymer material molded article according to claim 5 according to the present invention is the polymer material molded article according to any one of claims 1 to 4, wherein the clay is mica, vermiculite, montmorillonite, iron montmorillonite, It is characterized by being at least one of beidellite, saponite, hectorite, stevensite, and nontronite.

さらに、本発明に係る請求項6の高分子材料成形品は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の高分子材料成形品において、前記粘土膜が、複数の粘土粒子が配向してなる粘土層が積層した構造を有することを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項7の機械部品は、少なくとも一部分が高分子材料で構成された機械部品において、この高分子材料で構成された部分が、請求項1〜6のいずれか一項に記載の高分子材料成形品であることを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項8の機械部品は、請求項7に記載の機械部品において、転がり軸受,直動案内装置,ボールねじ,プーリ,又は電動パワーステアリング装置用ギヤであることを特徴とする。
Furthermore, the polymer material molded product according to claim 6 of the present invention is the polymer material molded product according to any one of claims 1 to 5, wherein the clay film has a plurality of clay particles oriented. It is characterized by having a structure in which clay layers are laminated.
Furthermore, in the mechanical part of claim 7 according to the present invention, at least a part of the mechanical part made of a polymer material is the part made of the polymer material according to any one of claims 1 to 6. It is a polymer material molded article as described.
Furthermore, the mechanical component of claim 8 according to the present invention is the mechanical component of claim 7, which is a rolling bearing, a linear motion guide device, a ball screw, a pulley, or a gear for an electric power steering device. To do.

本発明の高分子材料成形品は、酸素,水蒸気等のガスの侵入を抑制するガスバリア性と柔軟性及び耐熱性とを有する粘土膜を備えているので、寸法変化や劣化が生じにくい。また、本発明の機械部品は、少なくとも一部分が高分子材料で構成されているにもかかわらず、高信頼性で長寿命である。   Since the polymer material molded article of the present invention includes a clay film having gas barrier properties that suppress the invasion of gases such as oxygen and water vapor, flexibility, and heat resistance, dimensional change and deterioration are unlikely to occur. In addition, the mechanical component of the present invention has high reliability and a long life despite being at least partially made of a polymer material.

本発明に係る機械部品の第一実施形態である樹脂製プーリの構造を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the resin pulleys which are 1st embodiment of the machine component which concerns on this invention. 図1の樹脂製プーリのA−A断面図である。It is AA sectional drawing of the resin pulleys of FIG. 本発明に係る機械部品の第二実施形態である円筒ころ軸受の構造を示す部分縦断面図である。It is a fragmentary longitudinal cross-section which shows the structure of the cylindrical roller bearing which is 2nd embodiment of the machine component which concerns on this invention. 図3の円筒ころ軸受に組み込まれる保持器の斜視図である。It is a perspective view of the holder | retainer integrated in the cylindrical roller bearing of FIG. 第二実施形態の変形例であるアンギュラ玉軸受の構造を示す部分縦断面図である。It is a fragmentary longitudinal cross-section which shows the structure of the angular ball bearing which is a modification of 2nd embodiment. 図5のアンギュラ玉軸受に組み込まれる保持器の斜視図である。It is a perspective view of the holder | retainer integrated in the angular ball bearing of FIG. 第二実施形態の別の変形例である深溝玉軸受の構造を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the deep groove ball bearing which is another modification of 2nd embodiment. 図7の深溝玉軸受に組み込まれる冠形保持器の斜視図である。It is a perspective view of the crown-shaped cage incorporated in the deep groove ball bearing of FIG. 自動車の電動パワーステアリング装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electric power steering apparatus of a motor vehicle. 図9の電動パワーステアリング装置のハウジング部分の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a housing portion of the electric power steering device of FIG. 9. 本発明に係る機械部品の第三実施形態である電動パワーステアリング装置用減速ギヤの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the reduction gear for electric power steering apparatuses which is 3rd embodiment of the machine component which concerns on this invention.

本発明に係る高分子材料成形品及び機械部品の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態の高分子材料成形品は、高分子材料を成形してなる高分子材料成形品であって、その表面の少なくとも一部(好ましくは表面全体)に、ガスバリア性を有する粘土膜が被覆されたものである。この粘土膜は、粘土のみで構成されていてもよいし、粘土及び高分子物質で構成されていてもよい。
Embodiments of a polymer material molded article and a machine part according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The polymer material molded article of the present embodiment is a polymer material molded article formed by molding a polymer material, and at least a part of the surface (preferably the entire surface) is covered with a clay film having gas barrier properties. It has been done. This clay film may be composed only of clay, or may be composed of clay and a polymer substance.

粘土膜は、酸素,水蒸気等のガスの侵入を抑制するガスバリア性を有しているので、粘土膜が被覆された高分子材料成形品は、酸素による劣化や、吸水による寸法変化が生じにくい。また、水蒸気透過性も低いので、高分子材料成形品が含む水分量が低下しにくい。よって、水分量の変動による寸法変化も生じにくい。さらに、粘土膜は、融雪剤(塩化カルシウム)等の各種薬品に対する耐性が優れているので、粘土膜が被覆された高分子材料成形品は、薬品に起因する不具合が生じにくい。   Since the clay film has a gas barrier property that suppresses the invasion of gases such as oxygen and water vapor, the polymer material molded article coated with the clay film is less susceptible to deterioration due to oxygen and dimensional changes due to water absorption. In addition, since the water vapor permeability is low, the amount of water contained in the polymer material molded product is unlikely to decrease. Therefore, a dimensional change due to a change in the amount of moisture hardly occurs. Furthermore, since the clay film is excellent in resistance to various chemicals such as a snow melting agent (calcium chloride), the polymer material molded article coated with the clay film is less prone to problems caused by the chemical.

さらに、粘土膜は柔軟性を有しているので、粘土膜に損傷が生じにくくガスバリア性の低下が生じにくい。よって、粘土膜が被覆された高分子材料成形品は、長期間にわたって優れたガスバリア性が維持される。さらに、粘土膜は耐熱性を有しているので、粘土膜が被覆された高分子材料成形品は、高温下で使用されても粘土膜が劣化しにくくガスバリア性の低下が生じにくい。   Furthermore, since the clay film has flexibility, the clay film is hardly damaged and the gas barrier property is not easily lowered. Therefore, the polymer material molded article coated with the clay film maintains an excellent gas barrier property over a long period of time. Furthermore, since the clay film has heat resistance, the polymer material molded article coated with the clay film is not easily deteriorated even when used at a high temperature, and the gas barrier property is not easily lowered.

また、粘土膜が粘土のみで構成されていると、強固な粘土膜が形成されにくい場合があるが、粘土膜中に高分子物質を含有させると、高分子物質がバインダーの役割を果たすため、強固な粘土膜を形成することが容易となる。
ここで、粘土膜について、さらに詳細に説明する。粘土の種類は特に限定されるものではなく、天然粘土でも合成粘土でもよい。ただし、雲母,バーミキュライト,モンモリロナイト,鉄モンモリロナイト,バイデライト,サポナイト,ヘクトライト,スチーブンサイト,及びノントロナイトが好ましく、天然スメクタイト,合成スメクタイトがより好ましい。これらの粘土は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
In addition, if the clay film is composed only of clay, a strong clay film may be difficult to form, but if a polymer substance is included in the clay film, the polymer substance serves as a binder, It becomes easy to form a strong clay film.
Here, the clay film will be described in more detail. The kind of clay is not particularly limited, and may be natural clay or synthetic clay. However, mica, vermiculite, montmorillonite, iron montmorillonite, beidellite, saponite, hectorite, stevensite, and nontronite are preferable, and natural smectite and synthetic smectite are more preferable. These clays may be used alone or in combination of two or more.

また、粘土とともに粘土膜を構成する高分子物質の種類は特に限定されるものではないが、主鎖又は側鎖に極性基を備えるなどして親水性を有する水溶性の高分子物質が好ましい。水溶性の高分子物質と粘土とは互いに親和性を有するため、例えば水中で両者を混合すると、容易に結合して複合化する。その結果、複合化された高分子物質同士が結合して、粘土膜の強度が向上するという効果が得られる。   Further, the type of the polymer substance that forms the clay film together with clay is not particularly limited, but a water-soluble polymer substance having hydrophilicity by providing a polar group in the main chain or side chain is preferable. Since the water-soluble polymer substance and clay have an affinity for each other, for example, when both are mixed in water, they are easily combined and complexed. As a result, the combined polymer substances are bonded to each other, and the effect of improving the strength of the clay film is obtained.

高分子物質の例としては、デキストリン,澱粉,セルロース系樹脂,ゼラチン,寒天,小麦粉,グルテン,アルキド樹脂,ポリウレタン樹脂,エポキシ樹脂,フッ素樹脂,アクリル樹脂,メタクリル樹脂,フェノール樹脂,ポリアミド樹脂,ポリエステル樹脂,ポリイミド樹脂,ポリビニル樹脂,ポリエチレングリコール,ポリアクリルアマイド,ポリエチレンオキサイド,タンパク質,デオキシリボヌクレイン酸,リボヌクレイン酸,及びポリアミノ酸があげられる。これらの高分子物質は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of polymer substances include dextrin, starch, cellulosic resin, gelatin, agar, wheat flour, gluten, alkyd resin, polyurethane resin, epoxy resin, fluorine resin, acrylic resin, methacrylic resin, phenol resin, polyamide resin, polyester resin , Polyimide resin, polyvinyl resin, polyethylene glycol, polyacrylamide, polyethylene oxide, protein, deoxyribonucleic acid, ribonucleic acid, and polyamino acid. These polymer substances may be used alone or in combination of two or more.

前記セルロース系樹脂としては、例えば、ニトロセルロース,酢酸セルロースがあげられる。また、前記ポリビニル樹脂としては、例えば、ポリエチレン,ポリプロピレン,ポリスチレン,ポリ塩化ビニル,ポリ酢酸ビニル,ポリビニルアルコール,ポリアクリロニトリルがあげられる。
粘土と高分子物質で構成される粘土膜においては、粘土膜中の粘土の割合は60質量%以上95質量%未満であることが好ましい。粘土の割合が60質量%未満であると、バインダーである高分子物質の割合が高いため、粘土膜が有機膜に近い性質を有することとなる。そのため、高温条件下ではガスバリア性が低下するという不都合が生じるおそれがある。一方、粘土の割合が95質量%以上であると、バインダーである高分子物質の割合が低いため、粘土膜が無機膜に近い性質を有することとなる。そのため、ピンホールやクラックが発生しやすくなり、強固な粘土膜が形成されにくい場合がある。
Examples of the cellulose resin include nitrocellulose and cellulose acetate. Examples of the polyvinyl resin include polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, and polyacrylonitrile.
In a clay film composed of clay and a polymer material, the proportion of clay in the clay film is preferably 60% by mass or more and less than 95% by mass. When the proportion of the clay is less than 60% by mass, the proportion of the polymer material as the binder is high, so that the clay film has a property close to an organic film. For this reason, there is a risk that the gas barrier property is lowered under high temperature conditions. On the other hand, when the proportion of the clay is 95% by mass or more, the proportion of the polymer material as the binder is low, and thus the clay film has properties close to those of the inorganic film. Therefore, pinholes and cracks are likely to occur, and a strong clay film may be difficult to form.

さらに、粘土膜は、以下のような構造を有することが好ましい。すなわち、粘土膜は、複数の粘土粒子が配向してなる粘土層を備え、該粘土層の複数が積層した構造を有することが好ましい。なお、隣接する粘土層の層間には、複数の陽イオンが配されていることが好ましい。すなわち、粘土層を構成する粘土粒子と、該粘土層に隣接する別の粘土層を構成する粘土粒子との間に、陽イオンが配されていることが好ましい。そして、粘土膜を構成する全粘土粒子のうち、陽イオンを有する粘土粒子の割合が60〜95%であれば、粘土膜のガスバリア性と柔軟性がより優れたものとなる。
さらに、粘土膜の厚さは、特に限定されるものではないが、1μm以上50μm以下であることが好ましい。粘土膜の厚さが1μm未満であると、ガスバリア性が不十分となるおそれがあり、50μm超過であると、高分子材料成形品の形状に悪影響を及ぼすという不都合が生じるおそれがある。
Furthermore, the clay film preferably has the following structure. That is, the clay film preferably includes a clay layer in which a plurality of clay particles are oriented, and a plurality of the clay layers are laminated. A plurality of cations are preferably arranged between adjacent clay layers. That is, it is preferable that a cation is arranged between the clay particles constituting the clay layer and the clay particles constituting another clay layer adjacent to the clay layer. And if the ratio of the clay particle which has a cation is 60 to 95% among all the clay particles which comprise a clay film, the gas barrier property and softness | flexibility of a clay film will become more excellent.
Furthermore, the thickness of the clay film is not particularly limited, but is preferably 1 μm or more and 50 μm or less. If the thickness of the clay film is less than 1 μm, the gas barrier property may be insufficient, and if it exceeds 50 μm, the shape of the polymer material molded product may be adversely affected.

一方、高分子材料成形品を構成する高分子材料の種類は、特に限定されるものではないが、ポリアミド樹脂,ポリフェニレンサルファイド,ポリエーテルエーテルケトンがあげられる。ただし、高分子材料成形品のコストを考慮すると、ポリアミド樹脂が好ましい。ポリアミド樹脂としては、ポリアミド11,ポリアミド12,ポリアミド46,ポリアミド6,ポリアミド66,ポリアミド610,ポリアミド612等の脂肪族ポリアミド樹脂や、変性ポリアミド6T,ポリアミド9T等の芳香族ポリアミド樹脂があげられる。そして、これらのポリアミド樹脂の中でも、比較的安価なポリアミド66,ポリアミド46
がより好ましい。これらの高分子材料は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
On the other hand, the type of polymer material constituting the polymer material molded product is not particularly limited, and examples thereof include polyamide resin, polyphenylene sulfide, and polyether ether ketone. However, considering the cost of the polymer material molded product, a polyamide resin is preferable. Examples of the polyamide resin include aliphatic polyamide resins such as polyamide 11, polyamide 12, polyamide 46, polyamide 6, polyamide 66, polyamide 610, and polyamide 612, and aromatic polyamide resins such as modified polyamide 6T and polyamide 9T. Among these polyamide resins, relatively inexpensive polyamide 66 and polyamide 46 are used.
Is more preferable. These polymer materials may be used alone or in combination of two or more.

また、高分子材料として、樹脂と繊維強化材とからなる樹脂組成物を用いてもよい。そうすれば、高分子材料の耐熱性,強度特性が優れたものとなる。繊維強化材としては、ガラス繊維,炭素繊維等があげられる。ガラス繊維で強化されたポリアミド樹脂(特にポリアミド66)は、耐熱性,強度特性が優れるとともに安価であるため、最も好適である。さらに、高分子材料には、潤滑剤,熱安定剤,酸化防止剤,熱伝導性改良剤,可塑剤等の各種添加剤を配合してもよい。   Moreover, you may use the resin composition which consists of resin and a fiber reinforcement as a polymeric material. Then, the heat resistance and strength characteristics of the polymer material are excellent. Examples of the fiber reinforcing material include glass fiber and carbon fiber. A polyamide resin reinforced with glass fiber (particularly polyamide 66) is most suitable because it has excellent heat resistance and strength properties and is inexpensive. Further, the polymer material may be blended with various additives such as a lubricant, a heat stabilizer, an antioxidant, a thermal conductivity improver, and a plasticizer.

このような高分子材料を成形する方法は特に限定されるものではなく、慣用の樹脂成形方法を問題なく採用可能である。例えば、射出成形法等の溶融成形法や機械加工による成形法や焼結成形法があげられる。
このような粘土膜が被覆された高分子材料成形品は、寸法変化や酸素,薬品による劣化などの不具合が生じにくく、しかも、高温下で使用されても長期間にわたって前記不具合が生じにくいので、転がり軸受等の機械部品を構成する部材として好適である。高分子材料で構成された部材は、金属製部材と比較すると前記不具合が生じやすいため、機械部品の信頼性や寿命を低下させる傾向があるが、本実施形態の高分子材料成形品を備える機械部品は、少なくとも一部分が高分子材料で構成されているにもかかわらず、高信頼性で長寿命である。
A method for molding such a polymer material is not particularly limited, and a conventional resin molding method can be employed without any problem. Examples thereof include a melt molding method such as an injection molding method, a molding method by machining, and a sintering molding method.
A polymer material molded article coated with such a clay film is less prone to problems such as dimensional changes, oxygen and chemical degradation, and it is less likely to cause such problems over a long period of time even when used at high temperatures. It is suitable as a member constituting a machine part such as a rolling bearing. A member made of a polymer material is prone to the above-mentioned problems as compared with a metal member, and thus tends to reduce the reliability and life of machine parts. The component is reliable and has a long life despite being at least partially composed of a polymeric material.

本実施形態の高分子材料成形品を適用可能な機械部品は、特に限定されるものではないが、例えば、転がり軸受,直動案内装置,ボールねじ,プーリ,又は電動パワーステアリング装置用ギヤがあげられる。
ここで、粘土膜を被覆した高分子材料成形品の製造方法について説明する。粘土膜の被覆方法は特に限定されるものではなく、一般的な方法を問題なく採用可能であるが、例えば、(1)粘土(又は、粘土と高分子物質)を分散媒に均一に分散させてペースト状の粘土分散液を調整する分散液調整工程、(2)粘土分散液を高分子材料成形品の表面に薄膜状に被覆する被覆工程、(3)高分子材料成形品の表面に被覆された粘土分散液から分散媒を除去して粘土膜を形成する乾燥工程、を備える方法があげられる。
Mechanical parts to which the polymer material molded product of the present embodiment can be applied are not particularly limited, and examples thereof include a rolling bearing, a linear motion guide device, a ball screw, a pulley, or a gear for an electric power steering device. It is done.
Here, the manufacturing method of the polymeric material molded article which coat | covered the clay film is demonstrated. The method for coating the clay film is not particularly limited, and a general method can be adopted without any problem. For example, (1) clay (or clay and a polymer substance) is uniformly dispersed in a dispersion medium. Dispersion adjustment process for preparing paste-like clay dispersion, (2) Coating process for coating clay dispersion liquid on the surface of polymer material molded product, (3) Coating the surface of polymer material molding product And a drying step of forming a clay film by removing the dispersion medium from the clay dispersion.

次に、上記3つの工程について詳細に説明する。
(1)分散液調整工程について
分散媒としては、水、有機溶媒、又は水と有機溶媒との混合溶媒が好ましい。また、粘土分散液における粘土の濃度は、0.5質量%以上10質量%以下が好ましい。粘土の濃度が0.5質量%未満であると、乾燥に長時間を要する場合があり、10質量%超過であると、粘土が分散媒に分散しにくいため、粘土粒子が配向しにくく均一な粘土膜が得られないおそれがある。このような不都合がより生じにくくするためには、粘土の濃度を1質量%以上3質量%以下とすることがより好ましい。
Next, the above three steps will be described in detail.
(1) About dispersion liquid adjustment process As a dispersion medium, the mixed solvent of water, an organic solvent, or water and an organic solvent is preferable. The clay concentration in the clay dispersion is preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less. If the clay concentration is less than 0.5% by mass, drying may take a long time. If it exceeds 10% by mass, the clay particles are difficult to disperse in the dispersion medium, and the clay particles are difficult to be oriented uniformly. A clay film may not be obtained. In order to make such inconvenience less likely to occur, the clay concentration is more preferably set to 1% by mass or more and 3% by mass or less.

また、粘土とともに高分子物質を用いる場合には、粘土と高分子物質の合計量における高分子物質の割合は40質量%以下とすることが好ましく、5質量%以上20質量%以下とすることがより好ましい。高分子物質の割合が40質量%超過であると、粘土膜中に高分子物質が不均一に分散する場合がある。粘土膜中に高分子物質が偏在すると、粘土膜の均一性が低下するため、高分子物質を使用する効果が低下するおそれがある。ただし、粘土や分散媒の種類、あるいは、被覆工程や乾燥工程の内容によって、最適な高分子物質の割合が決まる。   In the case of using a polymer substance together with clay, the ratio of the polymer substance in the total amount of clay and polymer substance is preferably 40% by mass or less, and preferably 5% by mass or more and 20% by mass or less. More preferred. If the ratio of the polymer substance is more than 40% by mass, the polymer substance may be dispersed unevenly in the clay film. If the polymer substance is unevenly distributed in the clay film, the uniformity of the clay film is lowered, so that the effect of using the polymer substance may be lowered. However, the optimum ratio of the polymer substance is determined depending on the type of clay or dispersion medium, or the contents of the coating process or drying process.

分散媒として使用される有機溶媒の種類は、特に限定されるものではないが、ベンゼン,トルエン等の芳香族炭化水素系溶剤や、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤や、アセトン,メチルエチルケトン等のケトン系溶剤があげられる。さらに、ジメチルホルムアミド等のアミド系溶剤、酢酸エチル等のエステル系溶剤、アルコール系溶剤,ハロゲン化炭化水素系溶剤があげられる。これらの有機溶媒は、1種を単独で分散媒として使用してもよいし、2種以上を混合した混合溶媒を分散媒として使用してもよい。なお、粘土の有機化の状態によって、使用する有機溶媒を適宜選択するとよい。   The type of organic solvent used as the dispersion medium is not particularly limited, but aromatic hydrocarbon solvents such as benzene and toluene, ether solvents such as tetrahydrofuran, and ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone. Can be given. Further examples include amide solvents such as dimethylformamide, ester solvents such as ethyl acetate, alcohol solvents, and halogenated hydrocarbon solvents. These organic solvents may be used alone as a dispersion medium, or a mixed solvent obtained by mixing two or more kinds may be used as a dispersion medium. In addition, it is good to select the organic solvent to be used suitably according to the state of organication of clay.

粘土分散液を調整する方法としては、粘土(又は、粘土と高分子物質)を分散媒に添加して、慣用の手段により分散させた後に、穏和な乾燥条件(例えば50℃に加熱)で分散媒をゆっくりと蒸発させて、粘土の濃度を所定値まで高める方法があげられる。あるいは、粘土(又は、粘土と高分子物質)をその濃度が所定値となるように分散媒に添加して、慣用の手段により分散させる方法があげられる。   As a method for preparing a clay dispersion, clay (or clay and a polymer substance) is added to a dispersion medium, dispersed by a conventional means, and then dispersed under mild drying conditions (for example, heated to 50 ° C.). There is a method in which the medium is slowly evaporated to increase the clay concentration to a predetermined value. Alternatively, there is a method in which clay (or clay and a polymer substance) is added to a dispersion medium so that the concentration thereof becomes a predetermined value and dispersed by a conventional means.

粘土(又は、粘土と高分子物質)を分散させる手段は、特に限定されるものではないが、振盪機,ペイントシェーカー,サンドミル,パールミル,ボールミル,アトライター,ロールミル,高速インペラー分散機,ジェットミル,高速衝撃ミル,超音波分散機等を用いて分散させる方法があげられる。得られた粘土分散液には凝集物や異物が含まれているおそれがあるので、高分子材料成形品の表面に被覆する前に、フィルター,こし網,金網等を用いて濾過したり、遠心分離法,沈殿法等の手段により、分離除去することが好ましい。   The means for dispersing clay (or clay and polymer material) is not particularly limited, but shaker, paint shaker, sand mill, pearl mill, ball mill, attritor, roll mill, high-speed impeller disperser, jet mill, Examples of the dispersion method include a high-speed impact mill and an ultrasonic disperser. The resulting clay dispersion may contain agglomerates and foreign matter, so it can be filtered using a filter, strainer, wire mesh, etc. before being coated on the surface of the polymer material molded article, or centrifuged. It is preferable to separate and remove by means such as a separation method and a precipitation method.

(2)被覆工程について
粘土分散液を高分子材料成形品の表面に被覆する方法は、粘土分散液を均一の厚さの薄膜状に被覆することができるならば、特に限定されるものではないが、スプレーコーティング,エアドクターコーティング,ブレードコーティング,ディップコーティング,電着コーティング等があげられる。また、気泡が含まれないように、ヘラや刷毛等の道具を用いて手作業で塗布してもよい。
(2) Coating process The method for coating the surface of the polymer material molded article with the clay dispersion is not particularly limited as long as the clay dispersion can be coated into a thin film having a uniform thickness. However, spray coating, air doctor coating, blade coating, dip coating, electrodeposition coating and the like can be mentioned. Moreover, you may apply | coat manually using tools, such as a spatula and a brush, so that a bubble may not be included.

このとき、高分子材料成形品の表面には、粘土分散液を被覆する前に、粘土膜の密着性を向上させる処理を施すことが好ましい。この処理としては、コロナ放電処理,プラズマ活性化処理,グロー放電処理,逆スパッタ処理,粗面化処理等の公知の表面活性化処理や、エチレンイミン系,アミン系,エポキシ系,ウレタン系,ポリエステル系等のプライマー剤を用いたプライマー処理があげられる。   At this time, it is preferable that the surface of the polymer material molded article is subjected to a treatment for improving the adhesion of the clay film before coating with the clay dispersion. This treatment includes known surface activation treatments such as corona discharge treatment, plasma activation treatment, glow discharge treatment, reverse sputtering treatment, roughening treatment, ethyleneimine, amine, epoxy, urethane, polyester. Primer treatment using a primer agent such as a system may be mentioned.

(3)乾燥工程について
乾燥方法は、高分子材料成形品の表面に被覆された粘土分散液中の分散媒を除去することができるならば、特に限定されるものではないが、加熱,減圧,気流等の環境下におくことにより乾燥することができる。例えば、強制対流型オーブン中で乾燥する場合は、温度は30℃以上100℃以下が好ましく、50℃以上70℃以下がより好ましい。加熱乾燥に際して乾燥温度が低いと、乾燥時間が長くなるおそれがあり、乾燥温度が高いと、急激な乾燥により粘土分散液中の液体の対流が促進され、粘土膜の均一性が低下するおそれがある。
(3) Drying process The drying method is not particularly limited as long as the dispersion medium in the clay dispersion coated on the surface of the polymer material molded article can be removed. It can be dried by placing it in an environment such as an air current. For example, when drying in a forced convection oven, the temperature is preferably 30 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and more preferably 50 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. If the drying temperature is low during drying by heating, the drying time may be long.If the drying temperature is high, convection of the liquid in the clay dispersion is promoted by rapid drying, and the uniformity of the clay film may be reduced. is there.

また、周囲に配した熱源から熱を供給することにより、開放系においても問題なく乾燥を行うことが可能である。さらに、赤外線等の熱線を照射することにより乾燥することも可能である。なお、粘土膜の厚さは、粘土分散液中の固形分(粘土又は粘土と高分子物質)の濃度や、粘土粒子を沈積させる条件などによって、任意の厚さに制御することができる。   In addition, by supplying heat from a heat source arranged around, it is possible to perform drying without problems even in an open system. Furthermore, it is also possible to dry by irradiating heat rays, such as infrared rays. The thickness of the clay film can be controlled to an arbitrary thickness depending on the concentration of solid content (clay or clay and polymer material) in the clay dispersion, conditions for depositing clay particles, and the like.

以下に、本実施形態の高分子材料成形品を適用した機械部品の実施形態を示す。
〔機械部品の第一実施形態〕
図1は、本発明に係る機械部品の一実施形態である樹脂製プーリの構造を示す正面図であり、図2は、図1の樹脂製プーリのA−A断面図である。
本実施形態の樹脂製プーリ10は、転がり軸受11と樹脂部12とからなる。この転がり軸受11は、内輪1と、外輪2と、前記両輪1,2の間に転動自在に配された複数の転動体3と、前記両輪1,2の間に転動体3を保持する保持器4と、前記両輪1,2の間の開口部を覆うシール装置5,5と、を備えている。なお、保持器4及びシール装置5は、備えていなくてもよい。また、シール装置5は、図2に示すような接触ゴムシールでもよいし、シールドのような非接触シールでもよい。
Hereinafter, an embodiment of a machine part to which the polymer material molded article of the present embodiment is applied will be described.
[First embodiment of machine parts]
FIG. 1 is a front view showing a structure of a resin pulley that is an embodiment of a mechanical component according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the resin pulley of FIG.
The resin pulley 10 according to this embodiment includes a rolling bearing 11 and a resin portion 12. The rolling bearing 11 holds the rolling element 3 between the inner ring 1, the outer ring 2, a plurality of rolling elements 3 that are arranged to freely roll between the two wheels 1 and 2, and the two wheels 1 and 2. A cage 4 and sealing devices 5 and 5 covering the opening between the wheels 1 and 2 are provided. Note that the cage 4 and the seal device 5 may not be provided. Further, the sealing device 5 may be a contact rubber seal as shown in FIG. 2 or a non-contact seal such as a shield.

また、樹脂部12は、高分子材料の射出成形により形成され、転がり軸受11の外輪2の外周面に一体的に取り付けられている(樹脂部12が、本発明の構成要件である高分子材料成形品に相当する)。具体的には、樹脂部12は、転がり軸受11の外輪2が嵌合される内径側円筒部12aと、外径側円筒部12bと、両円筒部12a,12bを連結する円板部12cと、樹脂部12を補強するために放射状に形成された複数のリブ12dと、からなる。そして、外径側円筒部12bの外周面12eが、図示しない駆動用ベルトのベルト案内面をなす。なお、外輪2の外周面には、樹脂部12の脱着を防止する凹溝が形成されている。   The resin portion 12 is formed by injection molding of a polymer material and is integrally attached to the outer peripheral surface of the outer ring 2 of the rolling bearing 11 (the polymer portion 12 is a constituent material of the present invention). Equivalent to a molded product). Specifically, the resin portion 12 includes an inner diameter side cylindrical portion 12a into which the outer ring 2 of the rolling bearing 11 is fitted, an outer diameter side cylindrical portion 12b, and a disc portion 12c that connects both the cylindrical portions 12a and 12b. , And a plurality of ribs 12 d formed radially to reinforce the resin portion 12. The outer peripheral surface 12e of the outer diameter side cylindrical portion 12b forms a belt guide surface of a driving belt (not shown). A concave groove for preventing the resin part 12 from being attached and detached is formed on the outer peripheral surface of the outer ring 2.

樹脂部12を構成する高分子材料の種類は特に限定されるものではないが、樹脂製プーリにおいては、駆動時におけるベルトの振れに起因する振動の発生を抑制して騒音を低減するために、ベルトを案内する外径側円筒部12bの外周面12eの真円度(凹凸量) が良好であることが求められるとともに、ベルトの張力に耐える機械的強度と耐熱性が良好であることが求められる。そのため、樹脂部12を構成する高分子材料としては、ガラス繊維,炭素繊維等の充填材や各種添加剤(潤滑剤,熱安定剤,酸化防止剤,熱伝導性改良剤,可塑剤等)を樹脂に配合した樹脂組成物が好ましい。   The type of the polymer material constituting the resin portion 12 is not particularly limited, but in the resin pulley, in order to reduce the noise by suppressing the occurrence of vibration due to the vibration of the belt during driving, The roundness (unevenness) of the outer peripheral surface 12e of the outer cylindrical portion 12b that guides the belt is required to be good, and the mechanical strength and heat resistance to withstand the belt tension are required to be good. It is done. Therefore, as the polymer material constituting the resin portion 12, fillers such as glass fibers and carbon fibers and various additives (lubricants, thermal stabilizers, antioxidants, thermal conductivity improvers, plasticizers, etc.) are used. A resin composition blended with the resin is preferred.

好ましい樹脂の例としては、ポリアミド樹脂,ポリフェニレンサルファイド,ポリエーテルエーテルケトンがあげられる。ポリアミド樹脂としては、ポリアミド11,ポリアミド12,ポリアミド46,ポリアミド6,ポリアミド66,ポリアミド610,ポリアミド612等の脂肪族ポリアミド樹脂や、変性ポリアミド6T,ポリアミド9T等の芳香族ポリアミド樹脂があげられる。   Examples of preferred resins include polyamide resins, polyphenylene sulfide, and polyether ether ketone. Examples of the polyamide resin include aliphatic polyamide resins such as polyamide 11, polyamide 12, polyamide 46, polyamide 6, polyamide 66, polyamide 610, and polyamide 612, and aromatic polyamide resins such as modified polyamide 6T and polyamide 9T.

そして、樹脂組成物のコスト,耐熱性,及び強度特性のバランスから判断すると、耐熱性と耐疲労性に優れるポリアミド66をベース樹脂としガラス繊維を強化材とする樹脂組成物が最も好適である。ガラス繊維の配合量は、樹脂組成物全体の25質量%以上55質量%以下が好ましい。ガラス繊維の配合量が25質量%未満であると、樹脂組成物の耐熱性や強度特性が不十分となるおそれがある。一方、55質量%超過であると、樹脂組成物の溶融粘度が高くなり、成形性が不十分となるおそれがある。   Judging from the balance of cost, heat resistance, and strength characteristics of the resin composition, the resin composition using polyamide 66, which is excellent in heat resistance and fatigue resistance, as a base resin and glass fiber as a reinforcing material is most preferable. The blending amount of the glass fiber is preferably 25% by mass or more and 55% by mass or less of the entire resin composition. When the blending amount of the glass fiber is less than 25% by mass, the heat resistance and strength characteristics of the resin composition may be insufficient. On the other hand, if it exceeds 55% by mass, the melt viscosity of the resin composition becomes high and the moldability may be insufficient.

また、ポリアミド66の分子量は、射出成形性を考慮すると、数平均分子量で13000以上30000以下が好ましく、耐疲労性及び高成形精度をさらに考慮すると、数平均分子量で18000以上26000以下がより好ましい。ポリアミド66の数平均分子量が13000未満であると、分子量が低すぎるため耐疲労性が低くなり、実用性が低くなる。一方、ポリアミド66の数平均分子量が30000超過であると、耐疲労性は優れているものの、樹脂製プーリに必要な衝撃強度等の機械的強度を達成するためにガラス繊維を25質量%以上55質量%以下含有させると、樹脂組成物の溶融粘度が高くなり、樹脂部12を射出成形法により高精度で製造することが困難となる。   The molecular weight of polyamide 66 is preferably 13,000 to 30000 in terms of number average molecular weight in view of injection moldability, and more preferably 18000 to 26000 in terms of number average molecular weight in consideration of fatigue resistance and high molding accuracy. If the number average molecular weight of the polyamide 66 is less than 13000, the molecular weight is too low, resulting in low fatigue resistance and low practicality. On the other hand, if the number average molecular weight of the polyamide 66 is more than 30000, the fatigue resistance is excellent, but the glass fiber is contained in an amount of 25% by mass or more to achieve mechanical strength such as impact strength required for the resin pulley. When the content is less than or equal to mass%, the melt viscosity of the resin composition becomes high, and it becomes difficult to manufacture the resin portion 12 with high accuracy by an injection molding method.

このような樹脂製プーリ10の樹脂部12の表面には、酸素,水蒸気等のガスの侵入を抑制するガスバリア性に加えて、柔軟性及び耐熱性を有する粘土膜(図示せず)が被覆されている。なお、この粘土膜は、樹脂部12の表面全体に被覆することが最も好ましいが、樹脂部12の表面の一部分に被覆してもよい。
本実施形態の樹脂製プーリ10は、樹脂部12の表面に粘土膜が設けられているので、各種薬品(例えば塩化カルシウム)に対する耐性が優れている。そのため、樹脂部12を構成する樹脂組成物のベース樹脂として、耐薬品性にやや劣るポリアミド66等のポリアミド樹脂を使用したとしても、樹脂部12が薬品に侵されにくい。よって、例えば融雪剤(塩化カルシウム)に起因する不具合が抑制されるので、本実施形態の樹脂製プーリ10は、高信頼性で長寿命である。
The surface of the resin portion 12 of the resin pulley 10 is coated with a clay film (not shown) having flexibility and heat resistance in addition to gas barrier properties that suppress intrusion of gases such as oxygen and water vapor. ing. The clay film is most preferably coated on the entire surface of the resin portion 12, but may be coated on a part of the surface of the resin portion 12.
Since the resin pulley 10 of this embodiment is provided with a clay film on the surface of the resin portion 12, it has excellent resistance to various chemicals (for example, calcium chloride). For this reason, even if a polyamide resin such as polyamide 66, which is slightly inferior in chemical resistance, is used as the base resin of the resin composition constituting the resin portion 12, the resin portion 12 is not easily affected by the chemical. Accordingly, for example, problems caused by the snow melting agent (calcium chloride) are suppressed, so the resin pulley 10 of the present embodiment has a high reliability and a long life.

また、ポリアミド66等のポリアミド樹脂を繊維強化材で補強した樹脂組成物は、成形精度,強度特性,及び耐熱性が優れるとともに比較的安価であるので、樹脂部12を構成する樹脂組成物のベース樹脂としてポリアミド66等のポリアミド樹脂を使用すれば、本実施形態の樹脂製プーリ10は、安価且つ高信頼性で長寿命である。
さらに、粘土膜はガスバリア性を有しているので、樹脂の劣化の原因となる酸素等のガスを遮断することができる。また、粘土膜は水蒸気バリア性も有しているので、水蒸気が透過しにくく、水分(水蒸気) を遮断することができる。よって、樹脂部12の劣化や吸水による寸法変化に起因する樹脂製プーリ10の不具合の発生が抑制されるので、本実施形態の樹脂製プーリ10は高信頼性で長寿命である。
In addition, a resin composition in which a polyamide resin such as polyamide 66 is reinforced with a fiber reinforcing material has excellent molding accuracy, strength characteristics, and heat resistance, and is relatively inexpensive. Therefore, the base of the resin composition constituting the resin portion 12 is used. If a polyamide resin such as polyamide 66 is used as the resin, the resin pulley 10 of the present embodiment is inexpensive, highly reliable, and has a long life.
Furthermore, since the clay film has a gas barrier property, it is possible to block a gas such as oxygen that causes deterioration of the resin. In addition, since the clay film also has a water vapor barrier property, it is difficult for water vapor to pass therethrough and can block water (water vapor). Therefore, since the occurrence of the malfunction of the resin pulley 10 due to the deterioration of the resin portion 12 and the dimensional change due to water absorption is suppressed, the resin pulley 10 of the present embodiment has a high reliability and a long life.

このような樹脂製プーリ10は、例えば、自動車に搭載されるエンジン補機類の駆動用ベルトやその他のベルトのテンショナ用プーリ、又はアイドラプーリとして好適に使用することができる。
なお、この第一実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、転がり軸受の例として深溝玉軸受をあげて説明したが、本発明は、他の種類の様々な転がり軸受に対して適用することができる。例えば、アンギュラ玉軸受,自動調心玉軸受,円筒ころ軸受,円すいころ軸受,針状ころ軸受,自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受,スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。
Such a resin pulley 10 can be suitably used as, for example, a driving belt for engine accessories mounted on an automobile, a tensioner pulley for other belts, or an idler pulley.
This first embodiment shows an example of the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the present embodiment, a deep groove ball bearing has been described as an example of a rolling bearing, but the present invention can be applied to various types of rolling bearings. For example, radial rolling bearings such as angular contact ball bearings, self-aligning ball bearings, cylindrical roller bearings, tapered roller bearings, needle roller bearings, and self-aligning roller bearings, and thrust types such as thrust ball bearings and thrust roller bearings This is a rolling bearing.

また、転がり軸受11の接触ゴムシールに使用されるゴムの種類は特に限定されるものではないが、ニトリルゴム,水素添加ニトリルゴム,アクリルゴム等を原料ゴムとし、それに各種充填材を配合したものを用いることができる。さらに、転がり軸受11内に充填される潤滑剤の種類は特に限定されるものではなく、一般的な潤滑油やグリースを用いることができるが、樹脂製プーリ10の使用温度を考慮して、ポリα−オレフィン油,アルキルジフェニルエーテル油等を基油、ジウレア等を増ちょう剤とし、酸化防止剤,摩耗防止剤等の添加剤が配合されたグリースが好ましい。   Further, the type of rubber used for the contact rubber seal of the rolling bearing 11 is not particularly limited, but nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, acrylic rubber, or the like is used as a raw rubber, and various fillers are blended therein. Can be used. Further, the type of lubricant filled in the rolling bearing 11 is not particularly limited, and general lubricating oil or grease can be used. A grease containing α-olefin oil, alkyldiphenyl ether oil or the like as a base oil, diurea or the like as a thickening agent, and additives such as an antioxidant or an antiwear agent is preferable.

〔第一実施形態の実施例〕
図1の樹脂製プーリとほぼ同様の構成の樹脂製プーリの樹脂部の表面に、粘土膜を形成したものを用意して、その耐塩化カルシウム性を評価した。
樹脂製プーリは、呼び番号6203DDL18の深溝玉軸受をコアとしたインサート成形により、深溝玉軸受の外輪の外周に樹脂部を一体形成してなるものである。この深溝玉軸受は、接触ゴムシールを備えるとともに、外輪の外周面に凹溝を有している。また、樹脂部を構成する高分子材料は、ガラス繊維を30質量%含有するポリアミド66(宇部興産株式会社製のUBEナイロン2020GU6)であり、ヨウ化銅系の熱安定剤を含有している。このポリアミド66の数平均分子量は20000である。
[Example of the first embodiment]
The surface of the resin part of a resin pulley having a configuration substantially similar to that of the resin pulley of FIG. 1 was prepared, and the calcium chloride resistance was evaluated.
The resin pulley is formed by integrally forming a resin portion on the outer periphery of the outer ring of the deep groove ball bearing by insert molding using the deep groove ball bearing of the reference number 6203DDL18 as a core. This deep groove ball bearing has a contact rubber seal and a concave groove on the outer peripheral surface of the outer ring. Moreover, the polymer material which comprises a resin part is the polyamide 66 (UBE nylon 2020GU6 by Ube Industries, Ltd.) which contains 30 mass% of glass fiber, and contains the copper iodide type | system | group heat stabilizer. The number average molecular weight of the polyamide 66 is 20000.

粘土膜を構成する粘土としては、天然モンモリロナイト(クニミネ工業株式会社製のクニピアP)を使用した。粘土1.0gと蒸留水60cm3 とを回転子とともにプラスチック製密封容器に入れ、激しく振とうして均一な粘土分散液を得た。次に、この粘土分散液を強制送風式オーブン中で50℃に加熱してゆっくりと乾燥させ、粘土分散液をペースト状とした。 As the clay constituting the clay film, natural montmorillonite (Kunipia P manufactured by Kunimine Industries Co., Ltd.) was used. 1.0 g of clay and 60 cm 3 of distilled water were put together with a rotor in a plastic sealed container and shaken vigorously to obtain a uniform clay dispersion. Next, this clay dispersion was heated to 50 ° C. in a forced air oven and slowly dried to make the clay dispersion into a paste.

そして、ペースト状の粘土分散液を樹脂製プーリの樹脂部の表面に、刷毛を用いて均一に塗布した。この樹脂製プーリをオーブン内に入れ、100℃の温度条件下で30分間加熱して、ペースト状の粘土分散液中に含まれる蒸留水を除去した。これにより、樹脂製プーリの樹脂部の表面に厚さ40μmの粘土膜が形成された。
上記のようにして製造した実施例の樹脂製プーリと、粘土膜を備えていないことを除いては実施例と全く同様の構成の比較例の樹脂製プーリとについて、耐塩化カルシウム性を評価した。試験方法は以下の通りである。
Then, the paste-like clay dispersion was uniformly applied to the surface of the resin part of the resin pulley using a brush. This resin pulley was put in an oven and heated for 30 minutes at a temperature of 100 ° C. to remove distilled water contained in the paste-like clay dispersion. As a result, a clay film having a thickness of 40 μm was formed on the surface of the resin portion of the resin pulley.
The calcium chloride resistance was evaluated for the resin pulley of the example manufactured as described above and the resin pulley of the comparative example having the same configuration as that of the example except that the clay pulley was not provided. . The test method is as follows.

まず、樹脂製プーリを80℃の熱水中に2時間浸潰して吸水させた後に、濃度50質量%の塩化カルシウム水溶液に5分間浸漬した。次に、1470Nのラジアル荷重を負荷した状態で、樹脂製プーリを恒温槽内に放置して、恒温槽内の温度を以下のように変化させた。すなわち、20℃から110℃まで30分かけて昇温した後に、110℃で2時間保持し、さらに30分かけて20℃まで降温した後、20℃で1時間保持した。   First, the resin pulley was immersed in hot water at 80 ° C. for 2 hours to absorb water, and then immersed in an aqueous calcium chloride solution having a concentration of 50% by mass for 5 minutes. Next, in a state where a radial load of 1470 N was applied, the resin pulley was left in the thermostat and the temperature in the thermostat was changed as follows. That is, the temperature was raised from 20 ° C. to 110 ° C. over 30 minutes, held at 110 ° C. for 2 hours, further lowered to 20 ° C. over 30 minutes, and then held at 20 ° C. for 1 hour.

そして、前記温度変化を1サイクルとして繰り返し、2サイクル毎に樹脂製プーリを前記塩化カルシウム水溶液に5分間浸漬した。樹脂部のクラックの発生の有無を2サイクル毎に確認しながら、10サイクルまで試験を行った。
その結果、実施例の樹脂製プーリは、10サイクルでも樹脂部にクラックが発生しなかったのに対し、比較例の樹脂製プーリは2サイクルでクラックが発生した。この結果から、粘土膜を樹脂部の表面に形成したことにより、樹脂部への水分(塩化カルシウム水溶液)の浸入が遮断されたため、耐塩化カルシウム性が向上したことが分かる。
Then, the temperature change was repeated as one cycle, and the resin pulley was immersed in the calcium chloride aqueous solution for 5 minutes every two cycles. The test was conducted up to 10 cycles while checking the occurrence of cracks in the resin portion every 2 cycles.
As a result, the resin pulley of the example did not crack in the resin part even after 10 cycles, whereas the resin pulley of the comparative example cracked in 2 cycles. From this result, it can be seen that the formation of the clay film on the surface of the resin portion blocked the infiltration of water (calcium chloride aqueous solution) into the resin portion, thereby improving the calcium chloride resistance.

〔機械部品の第二実施形態〕
図3は、本発明に係る機械部品の別の実施形態である円筒ころ軸受の構造を示す部分縦断面図であり、図4は、図3の円筒ころ軸受に組み込まれる保持器の斜視図である。
第二実施形態の円筒ころ軸受20は、軌道面を有する内輪21と、内輪21の軌道面に対向する軌道面を有する外輪22と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体(円筒ころ)23と、内輪21と外輪22との間に転動体23を保持する樹脂製の保持器24と、を備えている。この保持器24は、外輪22の内径面22a(保持器案内面)によって案内される外輪案内方式の保持器である。なお、図示はしていないが、ゴムシールやシールドのようなシール装置を備えていてもよい。また、内輪21と外輪22の間に形成される軸受内部空間には、潤滑油,グリース等の潤滑剤を配してもよい。
[Second Embodiment of Machine Parts]
FIG. 3 is a partial longitudinal sectional view showing a structure of a cylindrical roller bearing which is another embodiment of the mechanical component according to the present invention, and FIG. 4 is a perspective view of a cage incorporated in the cylindrical roller bearing of FIG. is there.
The cylindrical roller bearing 20 of the second embodiment includes an inner ring 21 having a raceway surface, an outer ring 22 having a raceway surface facing the raceway surface of the inner ring 21, and a plurality of rolls disposed between the raceway surfaces. A rolling element (cylindrical roller) 23 and a resin cage 24 that holds the rolling element 23 between the inner ring 21 and the outer ring 22 are provided. The cage 24 is an outer ring guide type cage that is guided by an inner diameter surface 22 a (cage guide surface) of the outer ring 22. Although not shown, a sealing device such as a rubber seal or a shield may be provided. Further, a lubricant such as lubricating oil or grease may be disposed in the bearing inner space formed between the inner ring 21 and the outer ring 22.

保持器24は、高分子材料の射出成形により形成される(保持器24が、本発明の構成要件である高分子材料成形品に相当する)。保持器24を構成する高分子材料の種類は特に限定されるものではないが、保持器においては、寸法精度が良好であることが求められるとともに、機械的強度と耐熱性が良好であることが求められる。そのため、保持器24を構成する高分子材料としては、ガラス繊維,炭素繊維等の充填材や各種添加剤(潤滑剤,熱安定剤,酸化防止剤,熱伝導性改良剤,可塑剤等)を樹脂に配合した樹脂組成物が好ましい。   The cage 24 is formed by injection molding of a polymer material (the cage 24 corresponds to a polymer material molded product that is a constituent of the present invention). The type of the polymer material constituting the cage 24 is not particularly limited, but the cage is required to have good dimensional accuracy and have good mechanical strength and heat resistance. Desired. Therefore, as the polymer material constituting the cage 24, fillers such as glass fibers and carbon fibers and various additives (lubricants, thermal stabilizers, antioxidants, thermal conductivity improvers, plasticizers, etc.) are used. The resin composition mix | blended with resin is preferable.

好ましい樹脂の例としては、ポリアミド樹脂,ポリフェニレンサルファイド,ポリエーテルエーテルケトンがあげられる。ポリアミド樹脂としては、ポリアミド11,ポリアミド12,ポリアミド46,ポリアミド6,ポリアミド66,ポリアミド610,ポリアミド612等の脂肪族ポリアミド樹脂や、変性ポリアミド6T,ポリアミド9T等の芳香族ポリアミド樹脂があげられる。   Examples of preferred resins include polyamide resins, polyphenylene sulfide, and polyether ether ketone. Examples of the polyamide resin include aliphatic polyamide resins such as polyamide 11, polyamide 12, polyamide 46, polyamide 6, polyamide 66, polyamide 610, and polyamide 612, and aromatic polyamide resins such as modified polyamide 6T and polyamide 9T.

このような保持器24の表面には、酸素,水蒸気等のガスの侵入を抑制するガスバリア性に加えて、柔軟性及び耐熱性を有する粘土膜(図示せず)が被覆されている。なお、この粘土膜は、保持器24の表面全体に被覆することが最も好ましいが、保持器24の表面の一部分に被覆してもよい。
本実施形態の円筒ころ軸受20は、保持器24の表面に粘土膜が設けられているので、各種薬品(例えば塩化カルシウム)に対する耐性が優れている。そのため、保持器24を構成する樹脂組成物のベース樹脂として、耐薬品性にやや劣るポリアミド66等のポリアミド樹脂を使用したとしても、保持器24が薬品に侵されにくい。よって、例えば融雪剤(塩化カルシウム)に起因する不具合が抑制されるので、本実施形態の円筒ころ軸受20は、高信頼性で長寿命である。
The surface of the cage 24 is covered with a clay film (not shown) having flexibility and heat resistance in addition to gas barrier properties that suppress intrusion of gases such as oxygen and water vapor. The clay film is most preferably coated on the entire surface of the cage 24, but may be coated on a part of the surface of the cage 24.
Since the cylindrical roller bearing 20 of this embodiment is provided with a clay film on the surface of the cage 24, the cylindrical roller bearing 20 has excellent resistance to various chemicals (for example, calcium chloride). For this reason, even when a polyamide resin such as polyamide 66, which is slightly inferior in chemical resistance, is used as the base resin of the resin composition constituting the cage 24, the cage 24 is hardly affected by the chemical. Therefore, for example, since problems caused by the snow melting agent (calcium chloride) are suppressed, the cylindrical roller bearing 20 of the present embodiment has a high reliability and a long life.

また、ポリアミド66等のポリアミド樹脂を繊維強化材で補強した樹脂組成物は、成形精度,強度特性,及び耐熱性が優れるとともに比較的安価であるので、保持器24を構成する樹脂組成物のベース樹脂としてポリアミド66等のポリアミド樹脂を使用すれば、本実施形態の円筒ころ軸受20は、安価且つ高信頼性で長寿命である。
さらに、粘土膜はガスバリア性を有しているので、樹脂の劣化の原因となる酸素等のガスを遮断することができる。また、粘土膜は水蒸気バリア性も有しているので、水蒸気が透過しにくく、水分(水蒸気) を遮断することができる。よって、保持器24の劣化や吸水による寸法変化に起因する円筒ころ軸受20の不具合の発生が抑制されるので、本実施形態の円筒ころ軸受20は高信頼性で長寿命である。
In addition, since a resin composition obtained by reinforcing a polyamide resin such as polyamide 66 with a fiber reinforcing material has excellent molding accuracy, strength characteristics, and heat resistance and is relatively inexpensive, the base of the resin composition constituting the cage 24. If a polyamide resin such as polyamide 66 is used as the resin, the cylindrical roller bearing 20 of this embodiment is inexpensive, highly reliable, and has a long life.
Furthermore, since the clay film has a gas barrier property, it is possible to block a gas such as oxygen that causes deterioration of the resin. In addition, since the clay film also has a water vapor barrier property, it is difficult for water vapor to pass therethrough and can block water (water vapor). Therefore, since the occurrence of defects in the cylindrical roller bearing 20 due to the deterioration of the cage 24 and the dimensional change due to water absorption is suppressed, the cylindrical roller bearing 20 of the present embodiment has a high reliability and a long life.

なお、この第二実施形態は本発明の一例を示したものであり、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、転がり軸受の例として円筒ころ軸受をあげて説明したが、本発明は、他の種類の様々な転がり軸受に対して適用することができる。例えば、深溝玉軸受,アンギュラ玉軸受,自動調心玉軸受,円すいころ軸受,針状ころ軸受,自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受,スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。   The second embodiment shows an example of the present invention, and the present invention is not limited to the present embodiment. For example, in this embodiment, a cylindrical roller bearing has been described as an example of a rolling bearing, but the present invention can be applied to various types of rolling bearings. For example, radial rolling bearings such as deep groove ball bearings, angular contact ball bearings, self-aligning ball bearings, tapered roller bearings, needle roller bearings, and self-aligning roller bearings, and thrust types such as thrust ball bearings and thrust roller bearings This is a rolling bearing.

図5は、第二実施形態の変形例であるアンギュラ玉軸受の構造を示す部分縦断面図であり、図6は、図5のアンギュラ玉軸受に組み込まれる保持器の斜視図である。また、図7は、第二実施形態の別の変形例である深溝玉軸受の構造を示す縦断面図であり、図8は、図7の深溝玉軸受に組み込まれる冠形保持器の斜視図である。これらのアンギュラ玉軸受及び深溝玉軸受の構成は、第二実施形態の円筒ころ軸受20とほぼ同様であるので、その説明は省略する。なお、図5〜8においては、図3,4と同一又は相当する部分には、図3,4と同一の符号を付してある。   FIG. 5 is a partial longitudinal sectional view showing the structure of an angular ball bearing which is a modification of the second embodiment, and FIG. 6 is a perspective view of a cage incorporated in the angular ball bearing of FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the structure of a deep groove ball bearing which is another modified example of the second embodiment, and FIG. 8 is a perspective view of a crown-shaped cage incorporated in the deep groove ball bearing of FIG. It is. Since the structure of these angular ball bearings and deep groove ball bearings is substantially the same as the cylindrical roller bearing 20 of the second embodiment, description thereof is omitted. 5 to 8, the same or corresponding parts as those in FIGS. 3 and 4 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS.

〔第二実施形態の実施例〕
図8の保持器とほぼ同様の構成の樹脂製の冠形保持器の表面に、粘土膜を形成したものを用意して、その水蒸気バリア性を評価した。
評価に用いる冠形保持器は、呼び番号6203の深溝玉軸受に組み込まれる保持器であり、高分子材料の射出成形により形成されたものである。また、冠形保持器を構成する高分子材料は、ガラス繊維を25質量%含有するポリアミド66(BASF社製のウルトラミッドA3HG5)又はガラス繊維を30質量%含有するポリアミド46(ディーエスエムジャパンエンジニアリングプラスチックス株式会社製のスタニールTW241F6)である。前者の高分子材料はアミン系酸化防止剤を含有しており、後者の高分子材料は銅系の熱安定剤を含有している。
[Example of the second embodiment]
What formed the clay film | membrane on the surface of the resin-made crown-shaped cage | basket of the structure substantially the same as the cage | basket of FIG. 8 was prepared, and the water vapor | steam barrier property was evaluated.
The crown-shaped cage used for the evaluation is a cage incorporated in a deep groove ball bearing having a nominal number 6203, which is formed by injection molding of a polymer material. The polymer material constituting the crown cage is polyamide 66 containing 25% by mass of glass fiber (Ultramid A3HG5 manufactured by BASF) or polyamide 46 containing 30% by mass of glass fiber (DSM Japan Engineering Plastics). Stanyl TW241F6) manufactured by Susu Co., Ltd. The former polymer material contains an amine-based antioxidant and the latter polymer material contains a copper-based heat stabilizer.

粘土膜を構成する粘土としては、合成スメクタイトを使用した。粘土10.0gと蒸留水90.0gとを回転子とともにプラスチック製密封容器に入れ、激しく振とうして均一な粘土分散液を得た。次に、この粘土分散液を強制送風式オーブン中で50℃に加熱してゆっくりと乾燥させ、粘土分散液をペースト状とした。
そして、ペースト状の粘土分散液を冠形保持器の表面に、刷毛を用いて均一に塗布した。この冠形保持器をオーブン内に入れ、100℃の温度条件下で30分間加熱して、ペースト状の粘土分散液中に含まれる蒸留水を除去した。これにより、冠形保持器の表面に厚さ30μmの粘土膜が形成された。
Synthetic smectite was used as the clay constituting the clay film. 10.0 g of clay and 90.0 g of distilled water were put together with a rotor in a plastic sealed container and shaken vigorously to obtain a uniform clay dispersion. Next, this clay dispersion was heated to 50 ° C. in a forced air oven and slowly dried to make the clay dispersion into a paste.
Then, the paste-like clay dispersion was uniformly applied to the surface of the crown-shaped cage using a brush. This crown-shaped cage was placed in an oven and heated for 30 minutes at a temperature of 100 ° C. to remove distilled water contained in the paste-like clay dispersion. As a result, a clay film having a thickness of 30 μm was formed on the surface of the crown-shaped cage.

上記のようにして製造した実施例の冠形保持器と、粘土膜を備えていないことを除いては実施例と全く同様の構成の比較例の冠形保持器とについて、水蒸気バリア性を評価した。試験方法は以下の通りである。
まず、80℃の真空恒温槽内に冠形保持器を1週間保持し、絶乾状態とした。そして、絶乾状態の冠形保持器の質量を測定した。次に、この絶乾状態の冠形保持器を、温度120℃、相対湿度80%の高温高湿槽内に1週間保持し、吸湿させた。そして、吸湿させた冠形保持器の質量を測定し、下記式により吸湿率を算出した。なお、下記式における質量の単位は、いずれもgである。
吸湿率(%)=(吸湿後質量−絶乾質量)/絶乾質量×100
Evaluation of the water vapor barrier properties of the crown-shaped cage of the example manufactured as described above and the comparative example of the crown-shaped cage having the same configuration as the example except that the clay film is not provided. did. The test method is as follows.
First, the crown-shaped cage was held in a vacuum thermostat at 80 ° C. for 1 week to make it completely dry. Then, the mass of the completely dry crown-shaped cage was measured. Next, this absolutely dry crown-shaped cage was held in a high-temperature and high-humidity tank having a temperature of 120 ° C. and a relative humidity of 80% for one week to absorb moisture. And the mass of the crown-shaped cage which absorbed moisture was measured, and the moisture absorption rate was computed by the following formula. The unit of mass in the following formula is g.
Moisture absorption rate (%) = (mass after moisture absorption−absolute dry mass) / absolute dry mass × 100

Figure 2012041433
Figure 2012041433

結果を表1に示す。高分子材料がいずれの場合でも、実施例の方が比較例よりも吸湿率が低く、比較例の約15%程度の吸湿率であった。これらの結果から、粘土膜を冠形保持器の表面に形成したことにより、外部及び内部の水蒸気に対してバリヤ性が優れていることが分かる。すなわち、粘土膜により、外部の水蒸気の吸収が抑制されるとともに、内部に吸収された水分の外部への排出が抑制された。   The results are shown in Table 1. In any case of the polymer material, the moisture absorption rate of the example was lower than that of the comparative example, and the moisture absorption rate was about 15% of the comparative example. From these results, it can be seen that the formation of a clay film on the surface of the crown-shaped cage has excellent barrier properties against external and internal water vapor. That is, the clay film suppressed the absorption of water vapor outside and suppressed the discharge of moisture absorbed inside to the outside.

〔機械部品の第三実施形態〕
図9は、自動車の電動パワーステアリング装置の構成を示す図であり、図10は、図9の電動パワーステアリング装置のハウジング部分の断面図である。また、図11は、本発明に係る機械部品の一実施形態である電動パワーステアリング装置用減速ギヤ(ウォームホイール及びウォーム)の構造を示す斜視図である。
自動車の電動パワーステアリング装置70には、操舵補助出力発生用電動モータの出力をステアリングシャフトに伝達するため、図11のような電動パワーステアリング装置用減速ギヤ(ウォームホイール81及びウォーム82)が組み込まれている。電動パワーステアリング装置70のハウジング71内に備えられているウォームホイール81及びウォーム82は、入力軸72の回転に伴って生じた電動モータ73の回転駆動力を出力軸74に伝達する機能を有している。
[Third embodiment of machine parts]
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an electric power steering apparatus for an automobile, and FIG. 10 is a cross-sectional view of a housing portion of the electric power steering apparatus of FIG. FIG. 11 is a perspective view showing the structure of a reduction gear (worm wheel and worm) for an electric power steering apparatus which is an embodiment of the mechanical component according to the present invention.
The electric power steering device 70 for an automobile incorporates a reduction gear (worm wheel 81 and worm 82) for an electric power steering device as shown in FIG. 11 in order to transmit the output of the electric motor for generating the steering assist output to the steering shaft. ing. The worm wheel 81 and the worm 82 provided in the housing 71 of the electric power steering device 70 have a function of transmitting the rotational driving force of the electric motor 73 generated along with the rotation of the input shaft 72 to the output shaft 74. ing.

このウォームホイール81及びウォーム82は、高分子材料、例えばガラス繊維(含有量は30質量%)で強化されたポリアミド66(宇部興産株式会社製UBEナイロン1015GU6)で構成されている(ウォームホイール81及びウォーム82が、本発明の構成要件である高分子材料成形品に相当する)。そして、ウォームホイール81及びウォーム82の表面には、酸素,水蒸気等のガスの侵入を抑制するガスバリア性に加えて、柔軟性及び耐熱性を有する粘土膜(図示せず)が被覆されている。なお、この粘土膜は、ウォームホイール81及びウォーム82の表面全体に被覆することが最も好ましいが、ウォームホイール81及びウォーム82の表面の一部分に被覆してもよい。   The worm wheel 81 and the worm 82 are made of polyamide 66 (UBE Nylon 1015GU6 manufactured by Ube Industries, Ltd.) reinforced with a polymer material, for example, glass fiber (content is 30% by mass) (worm wheel 81 and The worm 82 corresponds to a polymer material molded product which is a constituent element of the present invention). The surfaces of the worm wheel 81 and the worm 82 are covered with a clay film (not shown) having flexibility and heat resistance in addition to gas barrier properties that suppress intrusion of gases such as oxygen and water vapor. The clay film is most preferably coated on the entire surface of the worm wheel 81 and the worm 82, but may be coated on a part of the surface of the worm wheel 81 and the worm 82.

本実施形態の電動パワーステアリング装置70は、ウォームホイール81及びウォーム82の表面に粘土膜が設けられているので、各種薬品(例えば塩化カルシウム)に対する耐性が優れている。そのため、ウォームホイール81及びウォーム82を構成する樹脂組成物のベース樹脂として、耐薬品性にやや劣るポリアミド66等のポリアミド樹脂を使用したとしても、ウォームホイール81及びウォーム82が薬品に侵されにくい。よって、例えば融雪剤(塩化カルシウム)に起因する不具合が抑制されるので、本実施形態の電動パワーステアリング装置70は、高信頼性で長寿命である。   The electric power steering device 70 of the present embodiment is excellent in resistance to various chemicals (for example, calcium chloride) since the clay film is provided on the surfaces of the worm wheel 81 and the worm 82. For this reason, even if a polyamide resin such as polyamide 66, which is slightly inferior in chemical resistance, is used as the base resin of the resin composition constituting the worm wheel 81 and the worm 82, the worm wheel 81 and the worm 82 are not easily affected by the chemical. Therefore, for example, problems caused by the snow melting agent (calcium chloride) are suppressed, so that the electric power steering device 70 of the present embodiment has a high reliability and a long life.

また、ポリアミド66等のポリアミド樹脂を繊維強化材で補強した樹脂組成物は、成形精度,強度特性,及び耐熱性が優れるとともに比較的安価であるので、ウォームホイール81及びウォーム82を構成する樹脂組成物のベース樹脂としてポリアミド66等のポリアミド樹脂を使用すれば、本実施形態の電動パワーステアリング装置70は、安価且つ高信頼性で長寿命である。   In addition, a resin composition in which a polyamide resin such as polyamide 66 is reinforced with a fiber reinforcing material has excellent molding accuracy, strength characteristics, and heat resistance, and is relatively inexpensive. Therefore, the resin composition constituting the worm wheel 81 and the worm 82. If a polyamide resin such as polyamide 66 is used as the base resin of the product, the electric power steering device 70 of this embodiment is inexpensive, highly reliable, and has a long life.

さらに、粘土膜はガスバリア性を有しているので、樹脂の劣化の原因となる酸素等のガスを遮断することができる。また、粘土膜は水蒸気バリア性も有しているので、水蒸気が透過しにくく、水分(水蒸気) を遮断することができる。よって、ウォームホイール81及びウォーム82の劣化や吸水による寸法変化に起因する電動パワーステアリング装置70の不具合の発生が抑制されるので、本実施形態の電動パワーステアリング装置70は高信頼性で長寿命である。   Furthermore, since the clay film has a gas barrier property, it is possible to block a gas such as oxygen that causes deterioration of the resin. In addition, since the clay film also has a water vapor barrier property, it is difficult for water vapor to pass therethrough and can block water (water vapor). Therefore, since the occurrence of problems in the electric power steering apparatus 70 due to deterioration of the worm wheel 81 and the worm 82 and dimensional changes due to water absorption is suppressed, the electric power steering apparatus 70 of the present embodiment has a high reliability and a long life. is there.

以上説明した第一〜第三実施形態は本発明の一例を示したものであり、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではない。第一〜第三実施形態においては、機械部品の例として樹脂製プーリ,円筒ころ軸受,及び電動パワーステアリング装置用減速ギヤをあげて説明したが、本発明は、他の種々の機械部品に対して適用することができる。例えば、ボールねじ,直動ベアリング等の転動装置である。   The first to third embodiments described above show examples of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiments. In the first to third embodiments, resin pulleys, cylindrical roller bearings, and reduction gears for electric power steering devices have been described as examples of machine parts. However, the present invention is applied to other various machine parts. Can be applied. For example, a rolling device such as a ball screw or a linear motion bearing.

10 樹脂製プーリ
11 転がり軸受
12 樹脂部
20 円筒ころ軸受
24 保持器
70 電動パワーステアリング装置
81 ウォームホイール
82 ウォーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Resin pulley 11 Rolling bearing 12 Resin part 20 Cylindrical roller bearing 24 Cage 70 Electric power steering apparatus 81 Worm wheel 82 Worm

Claims (8)

高分子材料を成形してなる高分子材料成形品において、粘土からなり且つガスバリア性を有する粘土膜を表面に被覆したことを特徴とする高分子材料成形品。   A polymer material molded product obtained by molding a polymer material, wherein the surface is coated with a clay film made of clay and having gas barrier properties. 高分子材料を成形してなる高分子材料成形品において、粘土と高分子物質とからなり且つガスバリア性を有する粘土膜を表面に被覆したことを特徴とする高分子材料成形品。   A polymer material molded product obtained by molding a polymer material, wherein the surface is coated with a clay film made of clay and a polymer substance and having gas barrier properties. 前記高分子物質が、デキストリン,澱粉,セルロース系樹脂,ゼラチン,寒天,小麦粉,グルテン,アルキド樹脂,ポリウレタン樹脂,エポキシ樹脂,フッ素樹脂,アクリル樹脂,メタクリル樹脂,フェノール樹脂,ポリアミド樹脂,ポリエステル樹脂,ポリイミド樹脂,ポリビニル樹脂,ポリエチレングリコール,ポリアクリルアマイド,ポリエチレンオキサイド,タンパク質,デオキシリボヌクレイン酸,リボヌクレイン酸,及びポリアミノ酸のうちの少なくとも1種であることを特徴とする請求項2に記載の高分子材料成形品。   The polymer substance is dextrin, starch, cellulose resin, gelatin, agar, wheat flour, gluten, alkyd resin, polyurethane resin, epoxy resin, fluororesin, acrylic resin, methacrylic resin, phenol resin, polyamide resin, polyester resin, polyimide The polymer material according to claim 2, wherein the polymer material is at least one of a resin, a polyvinyl resin, polyethylene glycol, polyacrylamide, polyethylene oxide, protein, deoxyribonucleic acid, ribonucleic acid, and polyamino acid. Molding. 前記粘土膜中の前記粘土の割合が60質量%以上95質量%未満であることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の高分子材料成形品。   The polymer material molded article according to claim 2 or 3, wherein a ratio of the clay in the clay film is 60% by mass or more and less than 95% by mass. 前記粘土が、雲母,バーミキュライト,モンモリロナイト,鉄モンモリロナイト,バイデライト,サポナイト,ヘクトライト,スチーブンサイト,及びノントロナイトのうちの少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の高分子材料成形品。   5. The clay according to claim 1, wherein the clay is at least one of mica, vermiculite, montmorillonite, iron montmorillonite, beidellite, saponite, hectorite, stevensite, and nontronite. The polymer material molded product described in 1. 前記粘土膜が、複数の粘土粒子が配向してなる粘土層が積層した構造を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の高分子材料成形品。   The polymer material molded article according to any one of claims 1 to 5, wherein the clay film has a structure in which a clay layer in which a plurality of clay particles are oriented is laminated. 少なくとも一部分が高分子材料で構成された機械部品において、この高分子材料で構成された部分が、請求項1〜6のいずれか一項に記載の高分子材料成形品であることを特徴とする機械部品。   The mechanical part at least partly composed of a polymer material, wherein the part composed of the polymer material is the polymer material molded article according to any one of claims 1 to 6. Machine parts. 転がり軸受,直動案内装置,ボールねじ,プーリ,又は電動パワーステアリング装置用ギヤであることを特徴とする請求項7に記載の機械部品。   The mechanical component according to claim 7, wherein the mechanical component is a rolling bearing, a linear motion guide device, a ball screw, a pulley, or a gear for an electric power steering device.
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