JP2019002562A - Resin thrust rolling bearing - Google Patents

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福澤 覚
Satoru Fukuzawa
覚 福澤
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Abstract

To provide a resin thrust rolling bearing which inhibits wear of a raceway surface in use under a high surface pressure environment and has a product life longer than a conventional resin thrust rolling bearing.SOLUTION: A thrust ball bearing 1 includes: a bearing ring 11 having a raceway surface 11a; a bearing ring 12 having a raceway surface 12a; multiple balls 13 which are disposed between the raceway surface 11a and the raceway surface 12a so as to roll; and a retainer 14 which retains the balls 13 at regular intervals in a circumferential direction. The bearing ring 11 and the bearing ring 12 are molded bodies formed by resin compositions. A tensile elastic modulus of the molded body is 3800 MPa or higher, and a bending elastic modulus is 3400 MPa or higher.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、水中や薬品中、高湿度環境などの腐食性雰囲気下で使用される樹脂製スラスト転がり軸受に関する。    The present invention relates to a resin thrust rolling bearing used in a corrosive atmosphere such as in water, in chemicals, or in a high humidity environment.

一般に、ボール(玉)やローラ(ころ)等の転動体を有するスラスト転がり軸受は、一対の軌道輪の軌道面間に転動体が回転自在に保持されたものであり、これら軌道輪が軸受鋼やステンレス鋼で形成された金属製軸受が多い。このような金属製スラスト転がり軸受を、水中や薬品中、高湿度環境などのいわゆる腐食性雰囲気下で使用すると、たとえばステンレス鋼製軸受といえども軌道面や転動体の表面に腐食が起こる場合がある。   In general, a thrust rolling bearing having rolling elements such as balls (balls) and rollers (rollers) is such that the rolling elements are rotatably held between the raceway surfaces of a pair of bearing rings. There are many metal bearings made of stainless steel. When such a metal thrust rolling bearing is used in a so-called corrosive atmosphere such as in water, in chemicals, or in a high humidity environment, even a stainless steel bearing, for example, may cause corrosion on the raceway surface or rolling element surface. is there.

金属製スラスト転がり軸受の腐食は、軌道面や転動体の表面に比較的多いが、これら腐食を防止するためには、軸受に樹脂製の密閉用カバーを装着するなどの対策をとり、軸受に腐食性雰囲気を侵入させないことが一般的である。しかし、軸受を完全に密閉できるカバーを作製することは容易でないため、腐食の進行を確実に抑えることは困難であった。   Corrosion of metal thrust rolling bearings is relatively high on the raceway surface and rolling element surface. To prevent such corrosion, take measures such as mounting a resin sealing cover on the bearing. It is common not to allow a corrosive atmosphere to enter. However, since it is not easy to produce a cover that can completely seal the bearing, it is difficult to reliably suppress the progress of corrosion.

このような腐食の問題の対処として、一対の軌道輪を合成樹脂で形成した樹脂製スラスト転がり軸受が公知である(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。   As a countermeasure against such a corrosion problem, a resin thrust rolling bearing in which a pair of race rings is formed of a synthetic resin is known (for example, see Patent Document 1 and Patent Document 2).

特許文献1に記載の樹脂製スラスト転がり軸受は、一対の軌道輪として、細糸もしくは太糸で編み上げた綿布を補強材としたフェノール樹脂、または、ガラス繊維を補強材としたエポキシ樹脂もしくはポリイミド樹脂のいずれかで形成された成形品を使用している。   The resin-made thrust rolling bearing described in Patent Document 1 includes a pair of races, a phenol resin using a cotton cloth knitted with fine or thick yarn as a reinforcing material, or an epoxy resin or polyimide resin using a glass fiber as a reinforcing material. A molded product formed of any of the above is used.

また、特許文献2には、一対の軌道輪の材料として、フェノール樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)、ポリプロピレン(PP)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)樹脂、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリオキシメチレン(POM)樹脂、モノマーキャストナイロン、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリスチレン(PS)樹脂、ポリエーテルサルホン(PESF)樹脂、ポリイミド(PI)樹脂、ポリアミド(PA)樹脂、ポリアミドイミド(PAI)樹脂、ポリエチレン(PE)樹脂、ポリウレタン(PU)樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などが開示されている。   In Patent Document 2, as a material for a pair of races, phenol resin, polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE), polypropylene (PP) resin, polyether ether ketone (PEEK) resin are used. , Polyphenylene sulfide (PPS) resin, polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) resin, polyvinylidene fluoride (PVDF) resin, polyethylene terephthalate (PET) resin, polyoxymethylene (POM) resin, monomer cast nylon, polybutylene terephthalate (PBT) ) Resin, polystyrene (PS) resin, polyethersulfone (PESF) resin, polyimide (PI) resin, polyamide (PA) resin, polyamideimide (PAI) resin, polyethylene (PE) resin, Urethane (PU) resins, silicone resins, epoxy resins, methacrylic resins, polycarbonate resin is disclosed.

特開平10−181302号公報JP-A-10-181302 特開2016−161114号公報JP 2006-161114 A

しかしながら、従来の樹脂製スラスト転がり軸受は、耐腐食性には優れているが、スラスト軸受としての使用における許容範囲が小さく、その使用が制限されていた。例えば、高面圧な環境下(例えば面圧20kPaを超える環境下)では、軌道面が摩耗してしまうおそれがある。   However, the conventional plastic thrust rolling bearing is excellent in corrosion resistance, but its allowable range in use as a thrust bearing is small and its use is limited. For example, in a high surface pressure environment (for example, an environment exceeding a surface pressure of 20 kPa), the raceway surface may be worn.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、高面圧な環境下での使用においても軌道面の摩耗を抑制し、従来の樹脂製スラスト転がり軸受よりも長い製品寿命を有する樹脂製スラスト転がり軸受の提供を目的とする。より具体的には、面圧20kPaを超える使用条件においても軌道面の摩耗が生じず、従来品と比較して2倍以上の製品寿命を有する樹脂製スラスト転がり軸受の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and suppresses the wear of the raceway surface even when used in a high surface pressure environment, and has a longer product life than a conventional resin thrust rolling bearing. The purpose is to provide rolling bearings. More specifically, an object of the present invention is to provide a resin-made thrust rolling bearing that has no wear on the raceway surface even under use conditions exceeding a surface pressure of 20 kPa and has a product life that is twice or more that of a conventional product.

本発明の樹脂製スラスト転がり軸受は、第1の軌道面を有する第1の軌道輪と、第2の軌道面を有する第2の軌道輪と、上記第1の軌道面および上記第2の軌道面との間に転動自在に配置された複数の転動体と、上記転動体を円周方向にわたって等間隔に保持する保持器とを備え、上記第1の軌道輪および上記第2の軌道輪は樹脂組成物の成形体であり、上記成形体の引張弾性率が3800MPa以上であり、かつ、曲げ弾性率が3400MPa以上であることを特徴とする。   The resin thrust rolling bearing according to the present invention includes a first race ring having a first raceway surface, a second race ring having a second raceway surface, the first raceway surface and the second raceway. A plurality of rolling elements arranged so as to be freely rollable between surfaces, and a cage for holding the rolling elements at equal intervals in the circumferential direction, the first raceway ring and the second raceway ring. Is a molded product of the resin composition, characterized in that the molded product has a tensile elastic modulus of 3800 MPa or more and a bending elastic modulus of 3400 MPa or more.

上記保持器が樹脂組成物の成形体であることを特徴とする。また、上記転動体がセラミックスからなることを特徴とする。   The cage is a molded body of a resin composition. The rolling element is made of ceramics.

上記第1の軌道輪および上記第2の軌道輪を形成する樹脂組成物は、繊維状補強材を含まないことを特徴とする。また、上記第1の軌道輪および上記第2の軌道輪を形成する樹脂組成物は、芳香族ポリエーテルケトン(PEK)系樹脂をベース樹脂とすることを特徴とする。   The resin composition that forms the first raceway ring and the second raceway ring does not include a fibrous reinforcing material. Further, the resin composition forming the first raceway ring and the second raceway ring is characterized by using an aromatic polyetherketone (PEK) resin as a base resin.

上記保持器を形成する樹脂組成物は、フッ素樹脂をベース樹脂とすることを特徴とする。   The resin composition forming the cage is characterized by using a fluororesin as a base resin.

上記成形体の引張弾性率が3800MPa〜4200MPaであり、かつ、曲げ弾性率が3400MPa〜4000MPaであることを特徴とする。また、上記第1の軌道輪を形成する樹脂組成物と上記第2の軌道輪を形成する樹脂組成物とが、同一組成の樹脂組成物であることを特徴とする。   The molded article has a tensile elastic modulus of 3800 MPa to 4200 MPa and a bending elastic modulus of 3400 MPa to 4000 MPa. Further, the resin composition forming the first raceway and the resin composition forming the second raceway are resin compositions having the same composition.

本発明の樹脂製スラスト転がり軸受は、第1の軌道輪および第2の軌道輪が樹脂組成物の成形体であり、該成形体の引張弾性率が3800MPa以上であり、かつ、曲げ弾性率が3400MPa以上であるので、軌道輪としての剛性に優れ、高面圧(例えば面圧40kPa)の環境下で使用しても、軌道面の摩耗が発生しない。これにより、従来の樹脂製スラスト転がり軸受よりも長い製品寿命が得られる。   In the resin thrust rolling bearing of the present invention, the first bearing ring and the second bearing ring are molded articles of a resin composition, the molded article has a tensile elastic modulus of 3800 MPa or more, and a bending elastic modulus. Since it is 3400 MPa or more, it has excellent rigidity as a race, and even when used in an environment with a high surface pressure (for example, a surface pressure of 40 kPa), wear of the raceway surface does not occur. Thereby, the product life longer than the conventional resin thrust rolling bearing is obtained.

保持器は樹脂組成物の成形体であるので、耐腐食性に優れる。また、金属製の保持器に比べ、軌道面と接触しても衝撃が小さいため、軌道面の摩耗を防ぐのに好適である。   Since the cage is a molded body of the resin composition, it has excellent corrosion resistance. Further, since the impact is small even when contacting with the raceway surface compared to a metal cage, it is suitable for preventing wear of the raceway surface.

転動体がセラミックスからなるので、耐腐食性に優れる。また、金属製の転動体に比べ、軌道面にかかる負担が小さいため、軌道面の摩耗を防ぐのに好適である。   Since the rolling element is made of ceramics, it has excellent corrosion resistance. Further, since the burden on the raceway surface is smaller than that of a metal rolling element, it is suitable for preventing wear of the raceway surface.

第1の軌道輪および第2の軌道輪を形成する樹脂組成物に繊維状補強材を含まないことで、該繊維状補強材が軌道面から脱落して軌道面形状が粗くなることや脱落した繊維によって軌道面が摩耗することを防止でき、軌道面の耐摩耗性を向上させることができる。   By not including a fibrous reinforcing material in the resin composition that forms the first and second race rings, the fibrous reinforcing material has fallen off the raceway surface and the raceway surface shape has become rough or has fallen off. It is possible to prevent the raceway surface from being worn by the fibers, and to improve the wear resistance of the raceway surface.

第1の軌道輪および第2の軌道輪を形成する樹脂組成物は、芳香族PEK系樹脂がベース樹脂であるので、耐熱性に優れ、高温雰囲気下でも使用可能である。また、摩擦摩耗特性にも優れるため、軌道面の耐摩耗性を向上させることができる。   Since the aromatic PEK-based resin is a base resin, the resin composition forming the first and second race rings is excellent in heat resistance and can be used in a high-temperature atmosphere. Further, since the friction and wear characteristics are excellent, the wear resistance of the raceway surface can be improved.

さらに、保持器を形成する樹脂組成物は、フッ素樹脂がベース樹脂であるので、潤滑性に優れ、軌道面と接触しても軌道面を傷つけることがない。   Furthermore, since the fluororesin is a base resin, the resin composition forming the cage is excellent in lubricity and does not damage the raceway surface even when it comes into contact with the raceway surface.

第1の軌道輪および第2の軌道輪の成形体の引張弾性率が3800MPa〜4200MPaであり、かつ、曲げ弾性率が3400MPa〜4000MPaであるので、軌道輪としての剛性に優れ、高面圧(例えば面圧40kPa)の環境下で使用しても、軌道面の摩耗が発生せず、従来の樹脂製スラスト転がり軸受よりも長い製品寿命が得られる。   Since the tensile elastic modulus of the molded body of the first and second bearing rings is 3800 MPa to 4200 MPa and the bending elastic modulus is 3400 MPa to 4000 MPa, the rigidity as the bearing ring is excellent, and high surface pressure ( For example, even when used in an environment with a surface pressure of 40 kPa), the wear of the raceway surface does not occur and a product life longer than that of a conventional plastic thrust rolling bearing can be obtained.

第1の軌道輪を形成する樹脂組成物と第2の軌道輪を形成する樹脂組成物とが、同一組成の樹脂組成物であるので、部品の共有化が可能となる。   Since the resin composition that forms the first raceway and the resin composition that forms the second raceway are the same composition, parts can be shared.

本実施形態に係るスラスト玉軸受の軸方向断面図である。It is an axial sectional view of a thrust ball bearing according to the present embodiment. 耐久試験の結果を示す写真である。It is a photograph which shows the result of an endurance test.

本発明の樹脂製スラスト転がり軸受を図1に基づいて説明する。図1は、本発明の軸受の一例であるスラスト玉軸受の軸方向断面図である。図1に示すように、スラスト玉軸受1は、互いに軸方向に対向する一対の軌道輪11、12と、転動体である玉13と、この玉13を周方向に一定間隔で保持する保持器14とを備えている。軌道輪11が第1の軌道輪であり、軌道輪12が第2の軌道輪である。玉13は、この一対の軌道輪11、12の断面円弧形状の各軌道面11a、12aの間に複数介在している。スラスト玉軸受1において、一対の軌道輪11、12と玉13は接触しており、アキシアル荷重が支持可能となっている。なお、転動体は玉に限定されず、ころ(円筒ころ、針状ころ等)であってもよい。   The resin thrust rolling bearing of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an axial sectional view of a thrust ball bearing which is an example of the bearing of the present invention. As shown in FIG. 1, a thrust ball bearing 1 includes a pair of raceways 11 and 12 that are axially opposed to each other, balls 13 that are rolling elements, and cages that hold the balls 13 at regular intervals in the circumferential direction. 14. The bearing ring 11 is a first bearing ring, and the bearing ring 12 is a second bearing ring. A plurality of balls 13 are interposed between the raceway surfaces 11a and 12a having a circular arc cross section of the pair of raceways 11 and 12. In the thrust ball bearing 1, the pair of race rings 11, 12 and the ball 13 are in contact with each other, and an axial load can be supported. The rolling elements are not limited to balls, but may be rollers (cylindrical rollers, needle rollers, etc.).

本実施形態の軌道輪11、12は、後述する合成樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物の成形体である。軌道輪11、12を樹脂製とすることで、水中や薬品中、高湿度環境などの腐食雰囲気下での使用においても、軌道面が腐食することを防ぐことができる。   The race rings 11 and 12 of the present embodiment are molded bodies of a resin composition having a synthetic resin, which will be described later, as a base resin. By making the race rings 11 and 12 made of resin, the raceway surface can be prevented from corroding even when used in corrosive atmospheres such as in water, in chemicals, and in a high humidity environment.

さらに、軌道輪11、12は、それぞれ、引張弾性率が3800MPa以上で、かつ、曲げ弾性率が3400MPa以上である。つまり、軌道輪11、12は、いずれも剛性が極めて高いものとなっている。引張弾性率および曲げ弾性率の少なくともいずれかが上記数値未満であれば、高面圧な環境下(例えば面圧20kPaを超える環境下)において軌道面の摩耗が生じるおそれがある。なお、本発明における「引張弾性率」は、ASTM D638に準拠して測定される温度25℃での引張弾性率であり、「曲げ弾性率」は、ASTM D790に準拠して測定される温度25℃での曲げ弾性率である。   Furthermore, each of the race rings 11 and 12 has a tensile elastic modulus of 3800 MPa or more and a bending elastic modulus of 3400 MPa or more. That is, both the race rings 11 and 12 have extremely high rigidity. If at least one of the tensile modulus and the flexural modulus is less than the above value, the raceway surface may be worn under a high surface pressure environment (for example, an environment exceeding the surface pressure of 20 kPa). The “tensile modulus” in the present invention is a tensile modulus at a temperature of 25 ° C. measured in accordance with ASTM D638, and the “flexural modulus” is a temperature of 25 measured in accordance with ASTM D790. The flexural modulus at ℃.

軌道輪11、12を形成する樹脂組成物は、それぞれの成形体の引張弾性率が3800MPa以上で、かつ、曲げ弾性率が3400MPa以上となる樹脂組成物であれば、特に限定されず、スーパーエンジニアリングプラスチックなどを採用できる。上記数値範囲を満たすものであれば、第1の軌道輪の樹脂組成物と第2の軌道輪の樹脂組成物とが同一組成の樹脂組成物であっても、異なる組成の樹脂組成物であってもよい。第1の軌道輪と第2の軌道輪の形状が同じ場合、部品の共有化ができることから互いに同一組成の樹脂組成物を用いることが好ましい。また、この樹脂組成物は、合成樹脂をベース樹脂とし、エラストマーや無機充填材などを適宜配合して引張弾性率や曲げ弾性率を強化したグレードであってもよい。ただし、後述のとおり、繊維状補強材は含まないことが好ましい。   The resin composition forming the races 11 and 12 is not particularly limited as long as it is a resin composition having a tensile elastic modulus of 3800 MPa or more and a bending elastic modulus of 3400 MPa or more. Plastic can be used. As long as the above numerical range is satisfied, even if the resin composition of the first track ring and the resin composition of the second track ring are the same resin composition, the resin composition of the different composition. May be. When the shapes of the first and second race rings are the same, it is preferable to use resin compositions having the same composition because the parts can be shared. The resin composition may be a grade in which a synthetic resin is used as a base resin and an elastomer, an inorganic filler, or the like is appropriately blended to enhance the tensile elastic modulus or bending elastic modulus. However, as described later, it is preferable not to include a fibrous reinforcing material.

ベース樹脂とする合成樹脂としては、例えば、芳香族PEK系樹脂を用いることができる。芳香族PEK樹脂は、連続使用温度が250℃であり、耐熱性に優れるとともに、耐クリープ性や摩擦摩耗特性にも優れる。芳香族PEK系樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、ポリエーテルケトン(PEK)樹脂、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン(PEKEKK)樹脂などがあり、これらの中でもPEEK樹脂が好ましい。   As the synthetic resin used as the base resin, for example, an aromatic PEK resin can be used. The aromatic PEK resin has a continuous use temperature of 250 ° C. and is excellent in heat resistance, and is also excellent in creep resistance and frictional wear characteristics. Examples of the aromatic PEK-based resin include polyether ether ketone (PEEK) resin, polyether ketone (PEK) resin, polyether ketone ether ketone ketone (PEKEKK) resin, and among these, PEEK resin is preferable.

この樹脂組成物は、上述のとおり、成形体の引張弾性率および曲げ弾性率がそれぞれ上記数値範囲を満たすものであればよく、各種充填材を配合してもよい。例えば、PTFE樹脂や黒鉛などの固体潤滑剤を配合できる。PTFE樹脂または黒鉛を配合する場合における該固体潤滑剤の配合量は、樹脂組成物全体に対して1〜10質量%とすることが好ましい。より好ましくは2〜5質量%である。該固体潤滑剤の配合量をこの範囲とすることで、軌道面11a、12aにおける潤滑性を向上させつつ、高剛性を維持することができる。   As long as the resin composition has a tensile elastic modulus and a bending elastic modulus satisfying the above numerical ranges as described above, various fillers may be blended. For example, a solid lubricant such as PTFE resin or graphite can be blended. In the case of blending PTFE resin or graphite, the blending amount of the solid lubricant is preferably 1 to 10% by mass with respect to the entire resin composition. More preferably, it is 2-5 mass%. By setting the blending amount of the solid lubricant within this range, it is possible to maintain high rigidity while improving the lubricity on the raceway surfaces 11a and 12a.

また、この樹脂組成物には炭素繊維およびガラス繊維などの繊維状補強材は含まないことが好ましい。仮に、樹脂組成物が繊維状補強材を含む場合には、軌道面11a、12aに繊維状補強材が表出して脱落することが考えられる。この場合、軌道面形状が粗くなるばかりか脱落した繊維状補強材によって軌道面が摩耗するおそれがある。このような事象を防止するため、繊維状補強材を含まないことが好ましい。   Moreover, it is preferable that this resin composition does not contain fibrous reinforcing materials such as carbon fibers and glass fibers. If the resin composition includes a fibrous reinforcing material, it is considered that the fibrous reinforcing material appears on the raceway surfaces 11a and 12a and falls off. In this case, the raceway surface may become rough, and the raceway surface may be worn by the dropped fibrous reinforcing material. In order to prevent such an event, it is preferable not to include a fibrous reinforcing material.

これらを考慮して、軌道輪を形成する樹脂組成物としては、例えば、十分な引張弾性率と曲げ弾性率を有する芳香族PEK系樹脂をベース樹脂とし、これにPTFE樹脂や黒鉛などの固体潤滑剤を含み、かつ、繊維状補強材は含まないものが特に好ましい。さらに、該樹脂組成物の成形体の引張弾性率が3800MPa〜4200MPaであり、かつ、曲げ弾性率が3400MPa〜4000MPaであることが好ましい。   Considering these, as a resin composition for forming the race, for example, an aromatic PEK-based resin having a sufficient tensile elastic modulus and bending elastic modulus is used as a base resin, and solid lubrication such as PTFE resin or graphite is used for this. Particularly preferred are those containing an agent and not containing a fibrous reinforcing material. Furthermore, it is preferable that the molded product of the resin composition has a tensile modulus of 3800 MPa to 4200 MPa and a flexural modulus of 3400 MPa to 4000 MPa.

軌道輪11、12は、以上のような樹脂組成物を用いて射出成形することで得られる。また、必要に応じて、機械加工による仕上げ加工を施してもよい。軌道輪11、12の内径Φは、例えば60〜80mmであり、その場合の外径Φは、例えば80〜100mmである。   The races 11 and 12 are obtained by injection molding using the resin composition as described above. Moreover, you may give the finishing process by machining as needed. The inner diameter Φ of the races 11 and 12 is, for example, 60 to 80 mm, and the outer diameter Φ in that case is, for example, 80 to 100 mm.

転動体13の材質は、特に限定されないが、腐食性雰囲気下におけるスラスト玉軸受1の使用を考慮した場合、耐腐食性の点からセラミックスが好ましい。セラミックスとしては、例えば、窒化ケイ素、アルミナなどを用いることができる。このうち、合成樹脂製の軌道輪11、12に対する摩耗の点から、アルミナが好ましい。   The material of the rolling element 13 is not particularly limited, but ceramics are preferable from the viewpoint of corrosion resistance when considering the use of the thrust ball bearing 1 in a corrosive atmosphere. As ceramics, for example, silicon nitride, alumina or the like can be used. Of these, alumina is preferable from the viewpoint of wear on the synthetic resin raceways 11 and 12.

保持器14の材質は特に限定されないが、腐食性雰囲気下におけるスラスト玉軸受1の使用を考慮した場合、耐腐食性の点から樹脂製であることが好ましい。例えば、保持器14は、フッ素樹脂、芳香族PEK系樹脂、PAI樹脂、PPS樹脂などをベース樹脂とする樹脂組成物を成形して得られる。このうち、低摩擦性の点から、フッ素樹脂が好ましい。   The material of the cage 14 is not particularly limited. However, considering the use of the thrust ball bearing 1 in a corrosive atmosphere, the cage 14 is preferably made of resin from the viewpoint of corrosion resistance. For example, the cage 14 can be obtained by molding a resin composition using a fluororesin, an aromatic PEK resin, a PAI resin, a PPS resin, or the like as a base resin. Among these, a fluororesin is preferable from the viewpoint of low friction.

フッ素樹脂としては、PTFE樹脂、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体等が挙げられる。これらの樹脂は単独でも混合物としても使用できる。また、これらの中で、耐熱性および耐摩擦性に優れるPTFE樹脂が好ましい。   Examples of the fluororesin include PTFE resin, tetrafluoroethylene-perfluoro (alkyl vinyl ether) copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, and ethylene / tetrafluoroethylene copolymer. These resins can be used alone or as a mixture. Of these, a PTFE resin excellent in heat resistance and friction resistance is preferable.

また、保持器14を形成する樹脂組成物に各種充填材を配合してもよい。例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、各種鉱物性繊維(ウィスカ)を配合して強度を高めてもよい。さらに、無機充填材などを配合してもよい。   Various fillers may be blended in the resin composition forming the cage 14. For example, glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, and various mineral fibers (whiskers) may be blended to increase the strength. Furthermore, you may mix | blend an inorganic filler etc.

本実施形態のスラスト玉軸受1は、軌道輪11、12が樹脂製であり耐腐食性に優れているため、水中や薬品中、高湿度環境などの腐食性雰囲気下でも長期間使用可能である。さらに、軌道輪11、12が高剛性であるため、高面圧な環境下でも長期間にわたって使用可能である。特に、従来の樹脂製スラスト軸受の使用が困難であった面圧20kPa以上の条件での使用に適している。例えば、面圧30kPa以上の条件に適しており、面圧40kPa以上の条件により適している。そのため、スラスト玉軸受1は、上記のような使用条件が想定される各種装置に広く適用することができる。   The thrust ball bearing 1 according to the present embodiment can be used for a long time even in a corrosive atmosphere such as in water, in a chemical, or in a high humidity environment because the races 11 and 12 are made of resin and have excellent corrosion resistance. . Furthermore, since the races 11 and 12 are highly rigid, they can be used over a long period of time even in a high surface pressure environment. In particular, it is suitable for use under the condition of a surface pressure of 20 kPa or more, which makes it difficult to use a conventional resin thrust bearing. For example, it is suitable for conditions with a surface pressure of 30 kPa or more, and more suitable for conditions with a surface pressure of 40 kPa or more. Therefore, the thrust ball bearing 1 can be widely applied to various devices in which the use conditions as described above are assumed.

実施例1
(1)スラスト玉軸受
以下に示す各構成部材を用いて、スラスト玉軸受を作製した。スラスト玉軸受の総厚は9.6mmであった。なお、各実施例と比較例の軌道輪の組成と物性の一覧は表2に示すとおりである。各実施例と比較例において、一対の軌道輪はそれぞれ同じ組成の樹脂組成物を用いている。また、実施例および比較例でベース樹脂として用いるPEEK樹脂について、実施例1〜3のPEEK樹脂には同一グレードのPEEK樹脂を用い、比較例1のPEEK樹脂には、実施例1〜3のPEEK樹脂とは異なるグレードのPEEK樹脂を用いた。
Example 1
(1) Thrust ball bearing A thrust ball bearing was manufactured using each of the constituent members shown below. The total thickness of the thrust ball bearing was 9.6 mm. Table 2 shows a list of the compositions and physical properties of the races of each example and comparative example. In each of the examples and comparative examples, the pair of races uses the same resin composition. Moreover, about the PEEK resin used as a base resin in Examples and Comparative Examples, the PEEK resin of the same grade is used for the PEEK resins of Examples 1 to 3, and the PEEK resin of Examples 1 to 3 is used for the PEEK resin of Comparative Example 1. A PEEK resin of a different grade from the resin was used.

(i)軌道輪(第1の軌道輪および第2の軌道輪)
ベース樹脂としてPEEK樹脂を用い、これにPTFE樹脂3質量%を配合した樹脂組成物(表2の「PEEK1」)を射出成形し、外径Φ100mm、内径Φ60mm、厚さ4.5mmの成形体を得た。得られた成形体を機械加工して、外径Φ90mm、内径Φ70mm、厚さ3.2mm、溝深さ1.2mmの軌道輪を作製した。第1の軌道輪および第2の軌道輪用に、これを2つ作製した。
(I) Raceway (first raceway and second raceway)
PEEK resin is used as the base resin, and a resin composition ("PEEK1" in Table 2) containing 3% by mass of PTFE resin is injection molded to obtain a molded body having an outer diameter of Φ100 mm, an inner diameter of Φ60 mm, and a thickness of 4.5 mm. Obtained. The obtained molded body was machined to produce a race ring having an outer diameter of 90 mm, an inner diameter of 70 mm, a thickness of 3.2 mm, and a groove depth of 1.2 mm. Two were produced for the first and second races.

(ii)保持器
ベース樹脂としてPTFE樹脂を用い、これにアラミド繊維10質量%を配合した樹脂組成物を成形し、機械加工により保持器を作製した。
(Ii) Cage A PTFE resin was used as a base resin, a resin composition containing 10% by mass of aramid fibers was molded into the cage, and a cage was produced by machining.

(iii)転動体
アルミナセラミックスからなる1/4インチの玉(ボール)を29個用いた。
(Iii) Rolling elements 29 ¼ inch balls made of alumina ceramics were used.

(2)評価
(i)引張弾性率
軌道輪の作製に用いた樹脂組成物を射出成形して得られた試験用小片を用いて、ASTM D638に準じた引張試験を実施し、引張弾性率を測定した。
(2) Evaluation (i) Tensile elastic modulus Using a test piece obtained by injection molding the resin composition used for the production of the race, a tensile test according to ASTM D638 was conducted to determine the tensile elastic modulus. It was measured.

(ii)曲げ弾性率
軌道輪の作製に用いた樹脂組成物を射出成形して得られた試験用小片を用いて、ASTM D790に準じた曲げ試験を実施し、曲げ弾性率を測定した。
(Ii) Flexural modulus Using a test piece obtained by injection molding the resin composition used for the production of the race, a flexural test according to ASTM D790 was carried out to measure the flexural modulus.

(iii)耐久試験
作製したスラスト玉軸受を用いて、下記の表1に示す運転条件にて耐久試験を行った。試験開始後は、1週間毎に試験を中断して軌道面を確認し、その都度継続使用(試験続行)の可否を判断した。
(Iii) Durability test A durability test was performed using the produced thrust ball bearing under the operating conditions shown in Table 1 below. After the start of the test, the test was interrupted every week to check the raceway surface, and it was determined whether or not continuous use (continuation of the test) was possible each time.

実施例2
軌道輪の作製において、PEEK樹脂のみからなる樹脂組成物(表2の「PEEK2」)を用いた以外は、実施例1と同様にしてスラスト玉軸受を作製し、各評価を実施した。
Example 2
A thrust ball bearing was produced in the same manner as in Example 1 except that a resin composition consisting of only PEEK resin ("PEEK2" in Table 2) was used in the production of the raceway rings, and each evaluation was performed.

実施例3
軌道輪の作製において、ベース樹脂としてPEEK樹脂を用い、これに黒鉛粉末3質量%を配合した樹脂組成物(表2の「PEEK3」)を用いた以外は、実施例1と同様にしてスラスト玉軸受を作製し、各評価を実施した。
Example 3
Thrust balls in the same manner as in Example 1 except that a PEEK resin was used as a base resin and a resin composition (“PEEK3” in Table 2) containing 3% by mass of graphite powder was used in the production of the bearing ring. A bearing was prepared and evaluated.

比較例1
軌道輪の作製において、PEEK樹脂のみからなる樹脂組成物(表2の「PEEK4」)を用いた以外は、実施例1と同様にしてスラスト玉軸受を作製し、各評価を実施した。
Comparative Example 1
Thrust ball bearings were produced in the same manner as in Example 1 except that a resin composition consisting only of PEEK resin ("PEEK4" in Table 2) was used in the production of the bearing rings, and each evaluation was performed.

表2に評価結果を示す。また、図2に実施例1、実施例2、および比較例1における耐久試験後の軌道面の状態を示す。   Table 2 shows the evaluation results. Moreover, the state of the track surface after the endurance test in Example 1, Example 2, and Comparative Example 1 is shown in FIG.

表2に示すように、実施例1〜実施例3の軌道輪はいずれも、引張弾性率が3800MPa以上で、かつ、曲げ弾性率が3400MPa以上であったのに対して、比較例1の軌道輪は、曲げ弾性率が4000MPaを超えるものの、引張弾性率が3800MPa未満であった。耐久試験では、図2に示すように、実施例1および実施例2は、1680時間(10週間)の運転後も軌道面に顕著な変化は認められなかった。そのため、更なる継続使用が可能であると考えられる。一方、比較例1は、504時間(3週間)の運転後において、軌道面の摩耗が認められた。そのため、継続使用は困難であると判断し、その時点で耐久試験を中断した。   As shown in Table 2, each of the race rings of Examples 1 to 3 had a tensile modulus of 3800 MPa or more and a flexural modulus of 3400 MPa or more, whereas the raceway of Comparative Example 1 The ring had a tensile modulus of less than 3800 MPa, although the flexural modulus exceeded 4000 MPa. In the durability test, as shown in FIG. 2, in Example 1 and Example 2, no significant change was observed in the raceway surface even after operation for 1680 hours (10 weeks). Therefore, it is considered that further continuous use is possible. On the other hand, in Comparative Example 1, wear of the raceway surface was observed after 504 hours (3 weeks) of operation. Therefore, it was judged that continuous use was difficult, and the durability test was interrupted at that time.

以上のように各実施例のスラスト玉軸受は、軌道輪が、引張弾性率3800MPa以上、かつ、曲げ弾性率3400MPa以上の合成樹脂製であるため、アキシアル荷重が40kPa以上といった、従来のスラスト玉軸受が使用可能な荷重の2倍以上の高荷重条件でも使用可能であることが認められた。なお、1680時間運転後の軌道面の状態が最も良かったのは実施例2のスラスト玉軸受であった。   As described above, the thrust ball bearing of each example is a conventional thrust ball bearing in which the axial load is 40 kPa or more because the race is made of a synthetic resin having a tensile elastic modulus of 3800 MPa or more and a bending elastic modulus of 3400 MPa or more. However, it was confirmed that it can be used even under a high load condition that is twice or more the load that can be used. In addition, the thrust ball bearing of Example 2 was the best in the condition of the raceway surface after 1680 hours of operation.

本発明の樹脂製スラスト転がり軸受は、耐腐食性に優れるとともに、高面圧な環境下での使用においても軌道面の摩耗を抑制し、従来の樹脂製スラスト転がり軸受よりも長い製品寿命を有するので、耐腐食性雰囲気を有す種々の装置のスラスト軸受として広く適用できる。   The resin thrust rolling bearing of the present invention is excellent in corrosion resistance and suppresses the wear of the raceway surface even when used in a high surface pressure environment, and has a longer product life than conventional resin thrust rolling bearings. Therefore, it can be widely applied as a thrust bearing of various devices having a corrosion-resistant atmosphere.

1 スラスト玉軸受
11 軌道輪
12 軌道輪
13 玉
14 保持器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thrust ball bearing 11 Race ring 12 Race ring 13 Ball 14 Cage

Claims (8)

第1の軌道面を有する第1の軌道輪と、第2の軌道面を有する第2の軌道輪と、前記第1の軌道面および前記第2の軌道面との間に転動自在に配置された複数の転動体と、前記転動体を円周方向にわたって等間隔に保持する保持器とを備えるスラスト軸受であって、
前記第1の軌道輪および前記第2の軌道輪は樹脂組成物の成形体であり、
前記成形体の引張弾性率が3800MPa以上であり、かつ、曲げ弾性率が3400MPa以上であることを特徴とする樹脂製スラスト転がり軸受。
A first raceway having a first raceway surface, a second raceway having a second raceway surface, and a rollable arrangement between the first raceway surface and the second raceway surface. A thrust bearing comprising a plurality of the rolling elements and a cage that holds the rolling elements at equal intervals over the circumferential direction,
The first raceway ring and the second raceway ring are molded bodies of a resin composition,
A resin thrust rolling bearing, wherein the molded article has a tensile elastic modulus of 3800 MPa or more and a bending elastic modulus of 3400 MPa or more.
前記保持器が樹脂組成物の成形体である請求項1記載の樹脂製スラスト転がり軸受。   The resin-made thrust rolling bearing according to claim 1, wherein the cage is a molded body of a resin composition. 前記転動体がセラミックスからなることを特徴とする請求項1または請求項2記載の樹脂製スラスト転がり軸受。   3. The resin-made thrust rolling bearing according to claim 1, wherein the rolling element is made of ceramics. 前記第1の軌道輪および前記第2の軌道輪を形成する樹脂組成物は、繊維状補強材を含まないことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項記載の樹脂製スラスト転がり軸受。   4. The resin product according to claim 1, wherein the resin composition forming the first raceway ring and the second raceway ring does not include a fibrous reinforcing material. 5. Thrust rolling bearing. 前記第1の軌道輪および前記第2の軌道輪を形成する樹脂組成物は、芳香族ポリエーテルケトン系樹脂をベース樹脂とすることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項記載の樹脂製スラスト転がり軸受。   The resin composition that forms the first raceway ring and the second raceway ring includes an aromatic polyetherketone resin as a base resin. The resin-made thrust rolling bearing described in the item. 前記保持器を形成する樹脂組成物は、フッ素樹脂をベース樹脂とすることを特徴とする請求項2記載の樹脂製スラスト転がり軸受。   The resin thrust rolling bearing according to claim 2, wherein the resin composition forming the cage includes a fluororesin as a base resin. 前記成形体の引張弾性率が3800MPa〜4200MPaであり、かつ、曲げ弾性率が3400MPa〜4000MPaであることを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項記載の樹脂製スラスト転がり軸受。   7. The resin thrust rolling bearing according to claim 1, wherein the molded article has a tensile elastic modulus of 3800 MPa to 4200 MPa and a bending elastic modulus of 3400 MPa to 4000 MPa. . 前記第1の軌道輪を形成する樹脂組成物と前記第2の軌道輪を形成する樹脂組成物とが、同一組成の樹脂組成物であることを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれか1項記載の樹脂製スラスト転がり軸受。   The resin composition forming the first raceway ring and the resin composition forming the second raceway ring are resin compositions having the same composition. A resin thrust rolling bearing according to any one of the preceding claims.
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JPH1047355A (en) * 1996-08-02 1998-02-17 Ntn Corp Rolling bearing made of resin
JP2015529730A (en) * 2012-09-04 2015-10-08 ソルベイ スペシャルティ ポリマーズ ユーエスエー, エルエルシー High melt flow PEAK composition

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