JP2019060448A - Roller bearing and lubrication structure for roller bearing - Google Patents

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篤史 徳田
Atsushi Tokuda
篤史 徳田
工 林
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Abstract

To provide a roller bearing which prevents occurrence of burning or fracture even under such a high-speed rotation condition that a dm n value becomes equal to or more than 100×10.SOLUTION: An angular ball bearing 1 is configured by comprising: an inner ring 2 and an outer ring 3; multiple balls 4 which are interposed between the inner and outer rings; and a holder 5 which holds the balls 4. The angular ball bearing 1 is used under high-speed rotation in which a dm n value is equal or more than 100×10, and lubricated by air oil lubrication or oil mist lubrication. The holder 5 is configured by injection-molding a resin composition. The resin composition is a composition containing a polyamide resin consisting of a dicarboxylic acid component and a diamine component as a base resin and blending a fibrous reinforcement material therewith. The dicarboxylic acid component contains terephthalic acid as a main component, and the diamine component contains 1,10-decane diamine as a main component. As the fibrous reinforcement material, a glass fiber is contained in 15 to 50 mass% or a carbon fiber is contained in 10 to 35 mass% with respect to the entire resin composition.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、自動車、モータ、工作機械などに用いられる転がり軸受および転がり軸受の潤滑構造に関する。   The present invention relates to a rolling bearing for use in automobiles, motors, machine tools, etc., and a lubricating structure for rolling bearings.

転がり軸受は、内輪および外輪と、この内・外輪間に介在する複数の転動体と、転動体を転動自在に保持する保持器とを備えてなり、該保持器として、一般的にプレス成形された鉄製のものが使用されている。しかし、転がり軸受の回転速度が速くなった場合、鉄製の保持器では転動体と該保持器の滑り接触による摩擦が大きくなり、該軸受の昇温が大きくなり、その結果、焼き付きに至るおそれがあった。そこで、保持器の材料として、自己潤滑性、低摩擦特性、軽量などの点で鉄製よりも優れる合成樹脂を用いることが有効と考えられる。合成樹脂として、一般的には、ポリアミド6樹脂、ポリアミド66樹脂、ポリアミド46樹脂などが用いられ、必要に応じてこれらにガラス繊維を含有させ強化したものが用いられる(特許文献1参照)。また、寸法安定性、耐熱性、耐薬品性をより向上させる目的で耐熱ポリアミド樹脂を使用した保持器も提案されている(特許文献2、3、4参照)。   A rolling bearing comprises an inner ring and an outer ring, a plurality of rolling elements interposed between the inner and outer rings, and a cage for holding the rolling elements in a rollable manner. Those made of iron are used. However, when the rotational speed of the rolling bearing is increased, the friction between the rolling element and the cage in the iron cage increases due to the sliding contact between the rolling element and the cage, and the temperature rise of the bearing becomes large. there were. Therefore, it is considered effective to use, as the material of the cage, a synthetic resin that is superior to iron in terms of self-lubricity, low friction characteristics, light weight, and the like. As a synthetic resin, generally, polyamide 6 resin, polyamide 66 resin, polyamide 46 resin, etc. are used, and those containing glass fiber and reinforcing them as needed are used (see Patent Document 1). Further, cages using a heat-resistant polyamide resin have also been proposed for the purpose of further improving dimensional stability, heat resistance and chemical resistance (see Patent Documents 2, 3 and 4).

特開2000−227120号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-227120 特開2001−317554号公報JP 2001-317554 A 特開2006−207684号公報JP, 2006-207684, A 特開2016−121735号公報JP, 2016-121735, A

樹脂製の保持器を組み込んだ転がり軸受を高速回転させる場合、高速回転によって発生する遠心力が保持器に作用する結果、保持器が変形するおそれがある。保持器が変形すると保持器とこの保持器に保持されている転動体との摩擦が大きくなり、転がり軸受の発熱を引き起こす原因となる。特に、保持器が転動体案内方式の場合には保持器が転動体を案内していることから、高速回転時における転動体と保持器との摩擦熱により、保持器のポケット部が溶融するおそれがある。そのため、使用回転速度が制限されると考えられる。   When rotating a rolling bearing incorporating a resin cage at high speed, the centrifugal force generated by the high speed rotation acts on the cage, and as a result, the cage may be deformed. When the cage is deformed, the friction between the cage and the rolling elements held by the cage becomes large, which causes the rolling bearing to generate heat. In particular, when the cage is a rolling element guiding system, the cage guides the rolling elements, so the frictional heat between the rolling element and the cage during high speed rotation may cause the pocket portion of the cage to melt. There is. Therefore, it is considered that the use rotational speed is limited.

また、保持器が変形すると外輪との接触も起こり、この接触による摩擦熱によって樹脂が溶融して転がり軸受が回転しなくなる(焼き付く)場合がある。よって、このように高速回転で使用される転がり軸受に組み込まれる樹脂製の保持器は、機械および/または熱的応力により、変形しないことが要求される。   In addition, when the cage is deformed, contact with the outer ring also occurs, and the frictional heat due to the contact may cause the resin to melt and the rolling bearing may not rotate (seize). Therefore, it is required that the resin cage incorporated in the rolling bearing used at high speed rotation in this way is not deformed by mechanical and / or thermal stress.

しかしながら、合成樹脂はガラス転移温度を境にして、機械的特性が大きく変化し、高温では、強度や弾性率が低下する。特許文献1に記載される一般的な保持器材質であるポリアミド66樹脂やポリアミド46樹脂は、そのガラス転移温度がそれぞれ約50℃、約80℃であり、それをこえる温度では、上述のように、遠心力による変形の発生、保持器と転動体との滑り摩擦による発熱の増大、軸受温度の更なる上昇を経て、保持器と外輪が接触し、焼き付きや保持器破損に至る可能性がある。このため、例えば、dm・n値(転動体のピッチ円径dmと軌道輪回転数nとの積)が60×104以上(更には80×104以上)となる高速回転で使用した場合、焼き付きによる損傷や保持器破損を防ぐことが困難であった。また、ポリアミド66樹脂やポリアミド46樹脂は、吸水率が高く、それに伴って保持器寸法が変化するため、吸湿された状態で寸法管理して使用する必要がある。また、吸湿後の強度および弾性率は吸湿前に比較して大きく低下する。 However, the mechanical properties of the synthetic resin largely change at the boundary of the glass transition temperature, and the strength and the elastic modulus decrease at high temperatures. As for the polyamide 66 resin and the polyamide 46 resin which are general cage materials described in Patent Document 1, their glass transition temperatures are about 50 ° C. and about 80 ° C., respectively, and at temperatures above that, as described above The generation of deformation due to centrifugal force, increase in heat generation due to sliding friction between the cage and the rolling elements, and a further rise in bearing temperature may cause contact between the cage and the outer ring, which may lead to seizure or cage failure. . Therefore, for example, in the case of using at high speed rotation where dm · n value (product of pitch circle diameter dm of rolling element and orbital ring rotational speed n) is 60 × 10 4 or more (further, 80 × 10 4 or more) , It was difficult to prevent damage due to burn-in and cage damage. In addition, polyamide 66 resin and polyamide 46 resin have high water absorption, and accordingly the cage dimensions change, so it is necessary to use dimensional control in a moisture absorbed state. In addition, the strength and elastic modulus after moisture absorption are greatly reduced compared to before moisture absorption.

一方、特許文献2、3に記載されるポリアミド9T樹脂は、そのガラス転移温度が125℃であり、上述のポリアミド66樹脂やポリアミド46樹脂のガラス転移温度と比較して高い。しかし、ポリアミド9T樹脂においても、高速回転条件下での温度上昇に対して、何らかの要因で潤滑状態が悪くなった場合、保持器温度がそのガラス転移温度以上となり、変形などの問題が発生するおそれがある。   On the other hand, the polyamide 9T resin described in Patent Documents 2 and 3 has a glass transition temperature of 125 ° C., which is higher than the glass transition temperatures of the above-described polyamide 66 resin and polyamide 46 resin. However, even in the case of polyamide 9T resin, the cage temperature may become higher than the glass transition temperature if the lubrication condition is deteriorated due to any factor with respect to the temperature rise under high-speed rotation conditions, and problems such as deformation may occur. There is.

また、ポリアミド9T樹脂は、芳香族ポリアミドであることから、ポリアミド66樹脂やポリアミド46樹脂のような脂肪族ポリアミドと比較して吸水性は低くなる。しかし、射出成形で製造される樹脂製の保持器には、成形時に樹脂組成物が合流する領域に形成されるウエルド部が必ず存在するところ、ポリアミド9T樹脂は、弾性率が高く、靱性が低くなることから、使用時に該ウエルド部への応力集中が発生し、ウエルド部での割れが発生しやすくなり、保持器としての強度が低下するおそれがある。   In addition, since the polyamide 9T resin is an aromatic polyamide, the water absorbency is low as compared with aliphatic polyamides such as polyamide 66 resin and polyamide 46 resin. However, in a cage made of a resin manufactured by injection molding, a weld portion formed in a region where the resin composition joins at the time of molding is always present, and polyamide 9T resin has a high elastic modulus and a low toughness. As a result, stress concentration on the weld occurs at the time of use, and cracking at the weld tends to occur, which may lower the strength of the cage.

これらの点に関して、特許文献2には、ポリアミド9T樹脂を使用した保持器の提案こそなされているが、その耐焼付き性能については示唆されていない。また、特許文献3では、温度上昇についてdm・n値が60×104以上の条件として90×104程度までの記載はあるが、それ以上の回転速度の性能は示唆されていない。 In these points, Patent Document 2 proposes a cage using a polyamide 9T resin, but has not suggested its seizure resistance performance. Further, in Patent Document 3, although there is a description up to about 90 × 10 4 as a condition that the dm · n value is 60 × 10 4 or more with respect to temperature rise, performance of rotational speed higher than that is not suggested.

また、特許文献4に記載されるテレフタル酸と1,10−デカンジアミンを主成分としたポリアミド樹脂を用いた場合では、アンギュラ玉軸受をdm・n値80×104まで回転させる軸受温度試験が実施されているが、それ以上の回転速度の性能は示唆されていない。 Further, in the case of using a polyamide resin having terephthalic acid and 1,10-decanediamine as main components described in Patent Document 4, a bearing temperature test in which an angular contact ball bearing is rotated to a dm · n value of 80 × 10 4 Although implemented, no further rotational speed performance is suggested.

本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、dm・n値100×104以上となるような高速回転条件下においても焼付きや破損が生じない転がり軸受、および該転がり軸受を用いた潤滑構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made to address such problems, and a rolling bearing that does not cause seizure or breakage even under high-speed rotation conditions where dm · n value is 100 × 10 4 or more, and the rolling An object of the present invention is to provide a lubrication structure using a bearing.

本発明の転がり軸受は、内輪および外輪と、この内・外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体を保持する保持器とを備えてなる転がり軸受であって、上記転がり軸受は、dm・n値100×104以上の高速回転で使用され、かつ、エアオイル潤滑またはオイルミスト潤滑で潤滑される転がり軸受であり、上記保持器は、樹脂組成物を射出成形してなり、上記樹脂組成物は、ジカルボン酸成分とジアミン成分とからなるポリアミド樹脂をベース樹脂とし、これに繊維状補強材を配合してなる組成物であり、上記ジカルボン酸成分がテレフタル酸を主成分とし、上記ジアミン成分が1,10−デカンジアミンを主成分とし、上記繊維状補強材として、上記樹脂組成物全体に対して、ガラス繊維を15〜50質量%、または、炭素繊維を10〜35質量%含むことを特徴とする。 The rolling bearing of the present invention is a rolling bearing comprising an inner ring and an outer ring, a plurality of rolling elements interposed between the inner and outer rings, and a cage for holding the rolling elements, wherein the rolling bearing is dm · n value A rolling bearing used at high speed rotation of 100 × 10 4 or more and lubricated by air oil lubrication or oil mist lubrication, and the above cage is formed by injection molding of a resin composition, and the above resin The composition is a composition comprising a polyamide resin comprising a dicarboxylic acid component and a diamine component as a base resin, and a fibrous reinforcing material added thereto, wherein the dicarboxylic acid component comprises terephthalic acid as a main component, and the diamine The component is mainly composed of 1,10-decanediamine, and as the above-mentioned fibrous reinforcing material, 15 to 50% by mass of glass fibers or 10 of carbon fibers with respect to the whole resin composition. It is characterized by containing -35 mass%.

上記ポリアミド樹脂は、融点が310℃以上であることを特徴とする。また、上記保持器が、内輪案内方式または外輪案内方式の保持器であることを特徴とする。   The polyamide resin is characterized by having a melting point of 310 ° C. or more. Further, the above-mentioned cage is characterized in that it is a cage of inner ring guide system or outer ring guide system.

上記転がり軸受が、スピンドル装置に使用されることを特徴とする。また、上記転がり軸受が、dm・n値300×104まで回転可能な軸受であることを特徴とする。 The rolling bearing is characterized in that it is used in a spindle device. Further, the rolling bearing is characterized in that the bearing is rotatable to a dm · n value of 300 × 10 4 .

本発明の転がり軸受の潤滑構造は、本発明の転がり軸受と、該転がり軸受の上記内輪の軌道面に向かってエアオイルまたはオイルミストの潤滑油を吐出するノズル部材とを備えることを特徴とする。   The lubricating structure of the rolling bearing of the present invention is characterized by comprising the rolling bearing of the present invention and a nozzle member for discharging lubricating oil of air oil or oil mist toward the raceway surface of the inner ring of the rolling bearing.

本発明の転がり軸受は、エアオイル潤滑またはオイルミスト潤滑で潤滑されるので、軸受内部における潤滑油の撹拌抵抗が小さくなり、また、圧縮空気による冷却効果も得られる。そのため、高速回転に伴う軸受内部の温度上昇を抑えることができる。さらに、該軸受の保持器は、ジカルボン酸成分がテレフタル酸を、ジアミン成分が1,10−デカンジアミンを、それぞれ主成分とする所定のポリアミド樹脂に、ガラス繊維を15〜50質量%または炭素繊維を10〜35質量%配合してなる樹脂組成物を射出成形してなるので、剛性(弾性率)が高く、高温高速回転となる条件下でも変形を小さくできる。このため、dm・n値が100×104以上となる高速回転で使用されても、発熱量を小さくでき、焼付きや破損を防止できる。また、ジカルボン酸成分がテレフタル酸をジアミン成分が1,10−デカンジアミンをそれぞれ主成分とするポリアミド樹脂をベース樹脂とするので、非常に結晶化速度が速く、成形時のサイクルタイムを短くすることができ、生産性を向上できる。 Since the rolling bearing of the present invention is lubricated by air oil lubrication or oil mist lubrication, the stirring resistance of the lubricating oil inside the bearing is reduced, and a cooling effect by compressed air is also obtained. Therefore, the temperature rise inside the bearing accompanying high speed rotation can be suppressed. Furthermore, in the cage of the bearing, 15 to 50% by mass of glass fiber or carbon fiber in a predetermined polyamide resin in which the dicarboxylic acid component is terephthalic acid and the diamine component is 1,10-decanediamine respectively The resin composition obtained by blending 10 to 35% by mass of the resin composition is injection-molded, so that the rigidity (elastic modulus) is high, and deformation can be reduced even under high-temperature, high-speed rotation conditions. For this reason, even if it is used by high-speed rotation which dm * n value becomes 100 * 10 4 or more, calorific value can be made small and a seizing and a damage can be prevented. In addition, since the dicarboxylic acid component is based on a polyamide resin having terephthalic acid as the diamine component and 1,10-decanediamine as the main component, the crystallization speed is very fast and the cycle time during molding is shortened. Can improve productivity.

ベース樹脂とする上記ポリアミド樹脂は、融点が310℃以上であるので、保持器材料として最も多く用いられているポリアミド66樹脂(融点267℃)、ポリアミド46樹脂(融点295℃)と比較して、非常に高い耐熱性を備える。また、ポリアミド9T樹脂(融点300℃)と比較しても、同等以上の耐熱性を備える。このため、高温高速回転となる条件下でも変形を小さくできる。   Since the above-mentioned polyamide resin as the base resin has a melting point of 310 ° C. or higher, compared with the polyamide 66 resin (melting point 267 ° C.) and polyamide 46 resin (melting point 295 ° C.) most frequently used as cage materials. Has very high heat resistance. Also, it has heat resistance equal to or higher than that of polyamide 9T resin (melting point 300 ° C.). Therefore, the deformation can be reduced even under the condition of high temperature and high speed rotation.

また、耐油性、耐薬品性において、上記他のポリアミド樹脂よりも優れており、従来よりも厳しい使用条件、例えば高温、油中などでも使用可能となる。さらに、吸水率も、ポリアミド9T樹脂と同等程度であり、ポリアミド66樹脂やポリアミド46樹脂と比較して非常に少なく、吸水による寸法変化、物性低下を極力抑制できる。 In addition, it is superior in oil resistance and chemical resistance to the above other polyamide resins, and can be used under more severe use conditions than conventional ones, such as high temperature and in oil. Further, the water absorption rate is also comparable to that of the polyamide 9T resin, and it is very small compared to the polyamide 66 resin and the polyamide 46 resin, and dimensional change due to water absorption and physical property deterioration can be suppressed as much as possible.

保持器が、内輪案内方式または外輪案内方式の保持器であるので、転動体案内方式の場合に比べ、高速回転時における転動体と保持器との摩擦を小さくでき、それに伴う発熱を抑えることができる。   Since the cage is an inner ring guide system or an outer ring guide system cage, friction between the rolling element and the cage can be reduced during high speed rotation as compared with the rolling element guide system, and heat generation associated therewith can be suppressed. it can.

スピンドル装置は、例えばdm・n値が100×104以上となるような高速回転条件下で使用される。本発明の転がり軸受は、dm・n値が100×104以上でも焼付きや破損することなく使用できるので、スピンドル装置への使用に適している。 The spindle device is used under high-speed rotation conditions such that the dm · n value is 100 × 10 4 or more, for example. The rolling bearing of the present invention is suitable for use in a spindle device because it can be used without seizure or breakage even when the dm · n value is 100 × 10 4 or more.

本発明の転がり軸受の一例の軸方向一部断面図である。It is an axial direction fragmentary sectional view of an example of the rolling bearing of this invention. 本発明の転がり軸受の保持器を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the holder | retainer of the rolling bearing of this invention. 本発明の転がり軸受の潤滑構造の断面図である。It is sectional drawing of the lubricating structure of the rolling bearing of this invention. 本発明の転がり軸受を用いたスピンドル装置を示す図である。It is a figure which shows the spindle apparatus which used the rolling bearing of this invention.

本発明者らは、高速回転条件下でも安定して使用可能な転がり軸受を得るべく鋭意検討したところ、所定の樹脂組成物からなる保持器と所定の軸受潤滑方式とを組み合わせることで、100×104以上の高速回転条件下でも、焼付くことなく転がり軸受を使用できることを見出した。本発明は、このような知見に基づくものである。 The present inventors diligently studied to obtain a rolling bearing that can be used stably even under high-speed rotation conditions, and by combining a cage made of a predetermined resin composition with a predetermined bearing lubrication system, 100 × It has been found that rolling bearings can be used without seizure even under high-speed rotation conditions of 10 4 or more. The present invention is based on such findings.

本発明の転がり軸受に用いられる保持器は、樹脂組成物を射出成形してなる樹脂製の保持器である。樹脂材料とする樹脂組成物は、所定のポリアミド樹脂をベース樹脂とし、これに所定量の繊維状補強材(ガラス繊維または炭素繊維)を配合してなる。   The cage used in the rolling bearing of the present invention is a cage made of resin, which is formed by injection molding of a resin composition. A resin composition used as a resin material is formed by using a predetermined polyamide resin as a base resin, and adding a predetermined amount of fibrous reinforcing material (glass fiber or carbon fiber) thereto.

本発明で用いるポリアミド樹脂は、ジカルボン酸成分とジアミン成分とからなり、各成分を構成するジカルボン酸とジアミンとを重縮合して得られる。上記ポリアミド樹脂を構成するジカルボン酸成分は、テレフタル酸を主成分とする。テレフタル酸を主成分とすることで、ポリアミド樹脂の高温剛性などに優れる。また、上記ポリアミド樹脂を構成するジアミン成分は、1,10−デカンジアミンを主成分とする。1,10−デカンジアミンは 直鎖状の脂肪族ジアミンである。テレフタル酸および1,10−デカンジアミンは、いずれも化学構造の対称性が高いため、これらを主成分とすることで、高い結晶性のポリアミド樹脂が得られる。   The polyamide resin used in the present invention comprises a dicarboxylic acid component and a diamine component, and is obtained by polycondensing dicarboxylic acid and diamine constituting each component. The dicarboxylic acid component which comprises the said polyamide resin has a terephthalic acid as a main component. By using terephthalic acid as a main component, the polyamide resin is excellent in high temperature rigidity and the like. Moreover, the diamine component which comprises the said polyamide resin has 1, 10- decane diamine as a main component. 1,10-decanediamine is a linear aliphatic diamine. Since both terephthalic acid and 1,10-decanediamine have high symmetry in chemical structure, a polyamide resin having high crystallinity can be obtained by using these as the main component.

本発明では、上記ポリアミド樹脂を構成するジアミン成分について、上述のとおり、炭素数が10である直鎖状の1,10−デカンジアミンを主成分として用いている。主成分とするジアミン成分のモノマー単位の炭素数が10であり、偶数であるので、奇数である場合と比較して、より安定な結晶構造をとり、結晶性が向上する(偶奇効果)。また、主成分とするジアミン成分の炭素数が8以下の場合には、上記ポリアミド樹脂の融点が分解温度を上回るおそれがある。ジアミン成分の炭素数が12以上の場合には、上記ポリアミド樹脂の融点が低くなり、高温、高速条件下で使用する場合に保持器が変形する等のおそれがある。なお、炭素数9、11のジアミンでは、ポリアミド樹脂の上記偶奇効果により、結晶性が不足するおそれがある。   In the present invention, as described above, the linear 1, 10-decanediamine having 10 carbon atoms is used as the main component of the diamine component constituting the polyamide resin. Since the carbon number of the monomer unit of the diamine component as the main component is 10 and is an even number, it has a more stable crystal structure and improves the crystallinity (even-odd effect) as compared to the case of an odd number. Moreover, when carbon number of the diamine component made into a main component is eight or less, there exists a possibility that melting | fusing point of the said polyamide resin may exceed a decomposition temperature. When the carbon number of the diamine component is 12 or more, the melting point of the polyamide resin is lowered, and there is a possibility that the cage may be deformed when used under high temperature, high speed conditions. In the case of a diamine having 9 and 11 carbon atoms, the crystallinity may be insufficient due to the above-described even-odd effect of the polyamide resin.

上記ポリアミド樹脂は、ジカルボン酸成分であるテレフタル酸およびジアミン成分である1,10−デカンジアミンの一部を、他の共重合成分で置き換えたものとしてもよい。ただし、他の共重合成分が多くなると、融点および結晶性が低下することから、主成分となるテレフタル酸および1,10−デカンジアミンの総量は、原料モノマーの総モル数(100モル%)に対して、95モル%以上とすることが好ましい。また、実質的にテレフタル酸および1,10−デカンジアミンのみから構成し、他の共重合成分を実質的に含まないことが特に好ましい。   The said polyamide resin is good also as what substituted a part of terephthalic acid which is a dicarboxylic acid component, and 1, 10- decane diamine which is a diamine component by another copolymerization component. However, since the melting point and crystallinity decrease when the amount of other copolymerization components increases, the total amount of terephthalic acid and 1,10-decanediamine as main components is the total number of moles (100 mol%) of the raw material monomers. On the other hand, it is preferable to set it as 95 mol% or more. Further, it is particularly preferable to be composed substantially only of terephthalic acid and 1,10-decanediamine, and to be substantially free of other copolymerization components.

他の共重合成分として用いる、テレフタル酸以外のジカルボン酸成分としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸などの脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸が挙げられる。また、他の共重合成分として用いる、1,10−デカンジアミン以外のジアミン成分としては、1,2−エタンジアミン、1,3−プロパンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,5−ペンタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,7−ヘプタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,11−ウンデカンジアミン、1,12−ドデカンジアミンなどの脂肪族ジアミン、シクロヘキサンジアミンなどの脂環族ジアミン、キシリレンジアミンなどの芳香族ジアミンが挙げられる。また、上記ポリアミド樹脂には、カプロラクタムなどのラクタム類を共重合させてもよい。   Examples of dicarboxylic acid components other than terephthalic acid used as other copolymerization components include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecane Aliphatic dicarboxylic acids such as diacid, alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid, and aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid and naphthalenedicarboxylic acid. Moreover, as diamine components other than 1, 10- decane diamine used as another copolymerization component, 1, 2- ethane diamine, 1, 3- propane diamine, 1, 4- butane diamine, 1, 5- pentane diamine Aliphatic diamines such as 1,6-hexanediamine, 1,7-heptanediamine, 1,8-octanediamine, 1,9-nonanediamine, 1,11-undecanediamine, 1,12-dodecanediamine, cyclohexane diamine, etc. And aromatic diamines such as xylylene diamine. The polyamide resin may be copolymerized with a lactam such as caprolactam.

上記ポリアミド樹脂の重量平均分子量は、好ましくは15000〜50000であり、より好ましくは26000〜50000である。上記ポリアミド樹脂の重量平均分子量が15000未満であると、該樹脂の剛性が低下し、高速回転時に保持器が変形するおそれがある。一方、上記ポリアミド樹脂の重量平均分子量が50000をこえると、結晶化が遅くなり射出成形時の流動性が低下する。また、上記ポリアミド樹脂の相対粘度は、特に限定されないが、保持器の成形を容易にするためには、96質量%硫酸を溶媒とし、濃度1g/dL、25℃で測定される相対粘度を2.0以上とすることが好ましい。   The weight average molecular weight of the polyamide resin is preferably 15,000 to 50,000, and more preferably 26,000 to 50,000. If the weight average molecular weight of the polyamide resin is less than 15,000, the rigidity of the resin is reduced, and the cage may be deformed at high speed rotation. On the other hand, when the weight average molecular weight of the polyamide resin exceeds 50,000, crystallization is delayed and the flowability at the time of injection molding is reduced. The relative viscosity of the polyamide resin is not particularly limited, but in order to facilitate the formation of the cage, 96 mass% sulfuric acid is used as a solvent, and the relative viscosity measured at 25 ° C. is 2 at a concentration of 1 g / dL. It is preferable to set it as .0 or more.

上記ポリアミド樹脂は、その融点が310℃以上であることが好ましい。また、上限は特に限定されないが、成形加工性などを考慮して320〜340℃程度とすることが好ましい。保持器材料として一般に使用される他のポリアミド樹脂(ポリアミド66樹脂(同267℃)、ポリアミド46樹脂(同295℃)、ポリアミド9T樹脂(同300℃))よりも融点が高く、耐熱性に優れるので、高温、高速回転で使用されても、保持器の変形、焼付き、破損などを防止できる。なお、融点は、示差走査熱量計(DSC)を用いて、不活性ガス雰囲気下で、上記ポリアミド樹脂を溶融状態から20℃/分の降温速度で25℃まで降温した後、20℃/分の昇温速度で昇温した場合に現れる吸熱ピークの温度(Tm)として測定できる。   It is preferable that the said polyamide resin is 310 degreeC or more in melting | fusing point. Although the upper limit is not particularly limited, it is preferable to set it to about 320 to 340 ° C. in consideration of molding processability and the like. Melting point is higher than other polyamide resins (polyamide 66 resin (267 ° C), polyamide 46 resin (295 ° C), polyamide 9T resin (300 ° C)) generally used as cage materials, and heat resistance is excellent Therefore, even if used at high temperature and high speed rotation, deformation, seizing, breakage, etc. of the cage can be prevented. The melting point is 20 ° C./min after lowering the temperature of the above polyamide resin from the molten state to 25 ° C. at a temperature drop rate of 20 ° C./min using a differential scanning calorimeter (DSC) under an inert gas atmosphere. It can be measured as the temperature (Tm) of an endothermic peak that appears when the temperature is raised at a temperature rising rate.

上記ポリアミド樹脂は、そのガラス転移温度が130℃以上であることが好ましい。より好ましくは150℃以上である。保持器材料として一般に使用される他のポリアミド樹脂(ポリアミド66樹脂(同49℃)、ポリアミド46樹脂(同78℃)、ポリアミド9T樹脂(同125℃)よりもガラス転移温度が高いので、高温、高速回転で使用されても、保持器の変形を抑制でき、転動体と保持器の滑り摩擦による発熱を小さくできる。なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量計(DSC)を用いて、不活性ガス雰囲気下で、上記ポリアミド樹脂を急冷した後、20℃/分の昇温速度で昇温した場合に現れる階段状の吸熱ピークの中点の温度(Tg)として測定できる(JIS K7121)。   The polyamide resin preferably has a glass transition temperature of 130 ° C. or higher. More preferably, it is 150 ° C. or higher. Because the glass transition temperature is higher than other polyamide resins (polyamide 66 resin (49 ° C), polyamide 46 resin (78 ° C), and polyamide 9T resin (125 ° C) generally used as cage materials, high temperature, Even when used at high-speed rotation, deformation of the cage can be suppressed, and heat generation due to sliding friction between the rolling elements and the cage can be reduced.Note that the glass transition temperature is inactive using a differential scanning calorimeter (DSC) After quenching the polyamide resin in a gas atmosphere, it can be measured as the temperature (Tg) of the middle point of the step-like endothermic peak that appears when the temperature is raised at a temperature rising rate of 20 ° C./min (JIS K7121).

ベース樹脂とする上記ポリアミド樹脂に配合する繊維状補強材としては、ガラス繊維または炭素繊維を用いる。ガラス繊維は、SiO2、B23、Al23、CaO、MgO、Na2O、K2O、Fe23などを主成分とする無機ガラスから紡糸して得られる。一般に、無アルカリガラス(Eガラス)、含アルカリガラス(Cガラス、Aガラス)などを使用できる。上記ポリアミド樹脂への影響を考慮すれば無アルカリガラスが好ましい。無アルカリガラスは、組成物中にアルカリ成分をほとんど含んでいないホウケイ酸ガラスである。アルカリ成分がほとんど入っていないので、ポリアミド樹脂への影響がほとんどなく樹脂組成物の特性が変化しない。ガラス繊維としては、例えば、旭ファイバーグラス社製:03JAFT692、MF03MB120、MF06MB120などが挙げられる。 Glass fiber or carbon fiber is used as a fibrous reinforcing material to be mixed with the above-mentioned polyamide resin as a base resin. The glass fiber is obtained by spinning from an inorganic glass whose main component is SiO 2 , B 2 O 3 , Al 2 O 3 , CaO, MgO, Na 2 O, K 2 O, Fe 2 O 3 or the like. In general, alkali-free glass (E glass), alkali-containing glass (C glass, A glass) and the like can be used. In view of the influence on the polyamide resin, non-alkali glass is preferable. The alkali-free glass is a borosilicate glass which contains almost no alkali component in the composition. Since the alkali component is hardly contained, there is almost no influence on the polyamide resin, and the characteristics of the resin composition do not change. As glass fiber, Asahi Fiber Glass Co., Ltd. make: 03JAFT692, MF03MB120, MF06MB120 etc. are mentioned, for example.

炭素繊維は、ポリアクリロニトリル系(PAN系)、ピッチ系、レーヨン系、リグニン−ポバール系混合物など原料の種類によらないで使用できる。ピッチ系炭素繊維としては、例えば、クレハ社製:クレカ M−101S、同M−107S、同M−101F、同M−201S、同M−207S、同M−2007S、同C−103S、同C−106S、同C−203Sなどが挙げられる。また、PAN系炭素繊維としては、例えば、東邦テナックス社製:ベスファイトHTA−CMF0160−0H、同HTA−CMF0040−0H、同HTA−C6、同HTA−C6−S、または、東レ社製:トレカMLD−30、同MLD−300、同T008、同T010などが挙げられる。   The carbon fiber can be used regardless of the kind of raw material such as polyacrylonitrile (PAN), pitch, rayon, lignin-povar mixture and the like. As pitch-based carbon fibers, for example, Kleha Co., Ltd .: KLECA M-101S, M-107S, M-101F, M-201S, M-207S, M-2007S, C-103S, C -106S, C-203S and the like. In addition, as PAN-based carbon fibers, for example, Toho Tenax Co., Ltd .: Vesphyt HTA-CMF0160-0H, HTA-CMF 0040-0 H, HTA-C6, HTA-C6-S, or Toray Co., Ltd .: Toreka MLD-30, MLD-300, T008, T010 etc. are mentioned.

繊維状補強材としてガラス繊維を用いる場合、その配合量は、樹脂組成物全体に対して15〜50質量%とする。繊維状補強材として炭素繊維を用いる場合、その配合量は、樹脂組成物全体に対して10〜35質量%とする。ガラス繊維または炭素繊維を上記範囲とすることで、保持器の剛性を高め、高温、高速回転となる条件下でも保持器の変形を小さくし、発熱量を小さくできる。さらに、転がり軸受保持器の形状を射出成形時に無理抜きする形状とする場合や、転がり軸受に組み付ける際のウエルド部の十分な強度(引張強度)を確保することを考慮すれば、ガラス繊維を用いる場合は樹脂組成物全体に対して30〜50質量%が好ましく、炭素繊維を用いる場合は樹脂組成物全体に対して20〜35質量%が好ましい。   When using glass fiber as a fibrous reinforcing material, the compounding quantity sets it as 15-50 mass% with respect to the whole resin composition. When using a carbon fiber as a fibrous reinforcement, the compounding quantity sets it as 10-35 mass% with respect to the whole resin composition. By setting the glass fiber or the carbon fiber in the above range, the rigidity of the cage can be increased, deformation of the cage can be reduced even under conditions of high temperature and high speed rotation, and the calorific value can be reduced. Furthermore, glass fiber is used in consideration of securing the sufficient strength (tensile strength) of the weld portion when assembling the rolling bearing cage into a shape that is forcibly removed at the time of injection molding, or when assembling to the rolling bearing. In the case, 30 to 50% by mass is preferable with respect to the entire resin composition, and when carbon fiber is used, 20 to 35% by mass is preferable with respect to the entire resin composition.

本発明に用いる樹脂組成物には、保持器機能や射出成形性を損なわない範囲であれば、必要に応じて、上記繊維状補強材以外の添加剤を配合してもよい。他の添加剤として、例えば、固体潤滑剤、無機充填材、酸化防止剤、帯電防止剤、離型材などを配合できる。   In the resin composition used in the present invention, additives other than the above-mentioned fibrous reinforcing material may be blended, if necessary, as long as the retainer function and the injection moldability are not impaired. As other additives, for example, a solid lubricant, an inorganic filler, an antioxidant, an antistatic agent, a mold release material and the like can be blended.

上記樹脂組成物を構成する各材料を、必要に応じて、ヘンシェルミキサー、ボールミキサー、リボンブレンダーなどにて混合した後、二軸混練押出し機などの溶融押出し機にて溶融混練し、成形用ペレットを得ることができる。なお、充填材の投入は、二軸押出し機などで溶融混練する際にサイドフィードを採用してもよい。この成形用ペレットを用いて射出成形により保持器を成形する。射出成形時は、樹脂温度を上述のポリアミド樹脂の融点以上とし、金型温度を該ポリアミド樹脂のガラス転移温度未満に保持して行なう。   The materials constituting the above resin composition are mixed, if necessary, with a Henschel mixer, a ball mixer, a ribbon blender, etc., and then melt-kneaded with a melt extruder such as a twin-screw kneader extruder to form molding pellets You can get In addition, the side feed may be adopted when the filler is melt-kneaded by a twin-screw extruder or the like. The holder is molded by injection molding using the molding pellets. At the time of injection molding, the resin temperature is made equal to or higher than the melting point of the above-mentioned polyamide resin, and the mold temperature is held below the glass transition temperature of the polyamide resin.

本発明の転がり軸受の保持器は、上述のとおり、所定のポリアミド樹脂に所定量の繊維状補強材(ガラス繊維または炭素繊維)を配合した樹脂組成物からなるので、融点およびガラス転移温度が高く、優れた耐熱性、耐油性、耐薬品性、寸法安定性、靱性を示すとともに高い機械的性質を有する。このため、上記保持器は、高速回転域などの過酷な環境条件(高温雰囲気、油や薬品と接触する条件、高速回転条件、高負荷条件、多湿環境など)で長時間の使用に耐え得る保持器となる。   Since the cage of the rolling bearing of the present invention is composed of a resin composition prepared by blending a predetermined amount of fibrous reinforcing material (glass fiber or carbon fiber) into a predetermined polyamide resin as described above, the melting point and the glass transition temperature are high. It exhibits excellent heat resistance, oil resistance, chemical resistance, dimensional stability, toughness and high mechanical properties. For this reason, the above cage is able to withstand long-term use under severe environmental conditions (high temperature atmosphere, conditions of contact with oil or chemicals, high speed rotation condition, high load condition, humid environment, etc.) such as high speed rotation range Become a container.

また、上記樹脂組成物は、吸水性が小さいため、吸水・吸湿による膨潤、膨張に伴う寸法変化や物性低下を抑制できる。上記保持器は、寸法安定性に優れ、精度の要求される用途の保持器として安価に提供できる。   Moreover, since the said resin composition has small water absorption, it can suppress the dimensional change and physical-property fall accompanying swelling by water absorption and absorption, and expansion. The above-mentioned cage is excellent in dimensional stability, and can be provided inexpensively as a cage for applications requiring accuracy.

本発明で用いるポリアミド樹脂において、ジカルボン酸成分またはジアミン成分として、植物由来の原料を用いてもよい。例えば、ひまし油を出発原料とした1,10−デカンジアミンを使用できる。植物のようなバイオマス由来原料を採用することで、樹脂製保持器の焼却処分に伴う二酸化炭素の実質的な排出量を、バイオマス由来原料を用いない場合よりも低減できる。ここで、バイオマス由来原料を用いた植物性プラスチックであるかどうかは、樹脂を構成している炭素について、放射性同位元素である14Cの濃度を測定することで判別できる。14Cの半減期は5730年であることから、1千万年以上の歳月を経て生成されるとされる化石資源由来の炭素には14Cが全く含まれない。このことから樹脂中に14Cが含まれていれば、少なくともバイオマス由来の原料を用いていると判断できる。 In the polyamide resin used in the present invention, a plant-derived material may be used as the dicarboxylic acid component or the diamine component. For example, 1,10-decanediamine starting from castor oil can be used. By employing a biomass-derived material such as a plant, it is possible to reduce the substantial emission of carbon dioxide associated with the incineration disposal of the resin-made cage than in the case where the biomass-derived material is not used. Here, whether or not it is a vegetable plastic using a biomass-derived material can be determined by measuring the concentration of 14 C, which is a radioactive isotope, for carbon constituting the resin. Since the half life of 14 C is 5730 years, 14 C is not contained in carbon derived from fossil resources that is considered to be generated after 10 million years or more. From this, if 14 C is contained in the resin, it can be determined that at least a biomass-derived material is used.

本発明の転がり軸受および該軸受に用いる保持器を図1および図2に基づいて説明する。図1は、本発明の転がり軸受の一例であるアンギュラ玉軸受の軸方向一部断面図であり、図2は、図1の転がり軸受における保持器(もみ抜き型)の斜視図である。   The rolling bearing of the present invention and a cage used for the bearing will be described based on FIGS. 1 and 2. FIG. FIG. 1 is a partial axial sectional view of an angular ball bearing which is an example of the rolling bearing of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a cage (machined type) in the rolling bearing of FIG.

図1に示すように、アンギュラ玉軸受1は、外周面に軌道面2aを有する内輪2と、内周面に軌道面3aを有する外輪3と、内輪2の軌道面2aと外輪3の軌道面3aとの間を転動する玉4と、玉4を転動自在に保持する保持器5とを備えている。内輪2および外輪3と、玉4とは径方向中心線に対して所定の角度θ(接触角)を有して接触しており、ラジアル荷重と一方向のアキシアル荷重を負荷できる。保持器5は、外輪案内方式であり、該保持器の外周面の一部に外輪3に案内される外輪案内部5aを有している。図1の構成では、外輪案内部5aが外輪3の内周面と接触することで、保持器5が外輪3に案内される。なお、保持器の案内形式は、外輪案内形式に限らず、内輪案内形式でもよい。   As shown in FIG. 1, the angular ball bearing 1 comprises an inner ring 2 having a raceway surface 2a on the outer peripheral surface, an outer ring 3 having a raceway surface 3a on the inner peripheral surface, a raceway surface 2a of the inner ring 2 and a raceway surface of the outer ring 3 A ball 4 rolling between 3a and a cage 5 rotatably holding the ball 4 are provided. The inner ring 2 and the outer ring 3 are in contact with the ball 4 at a predetermined angle θ (contact angle) with respect to the radial center line, and can apply a radial load and an axial load in one direction. The cage 5 is of an outer ring guiding system, and has an outer ring guiding portion 5a guided by the outer ring 3 on a part of the outer peripheral surface of the cage. In the configuration of FIG. 1, the retainer 5 is guided to the outer ring 3 by the outer ring guide portion 5 a coming into contact with the inner peripheral surface of the outer ring 3. The guide type of the cage is not limited to the outer ring guide type, and may be the inner ring guide type.

図2には、保持器の斜視図を示す。図2に示すように、保持器5には、円環状の保持器本体5bに転動体である玉を収納するポケット部6が周方向に一定間隔で複数設けられている。   FIG. 2 shows a perspective view of the holder. As shown in FIG. 2, in the cage 5, a plurality of pocket portions 6 for storing balls, which are rolling elements, are provided in the annular cage main body 5 b at regular intervals in the circumferential direction.

本発明の転がり軸受は、上述のとおり、保持器が上記樹脂組成物からなるので、高速回転でも長時間の使用に耐え得る保持器となっている。ただし、近年の装置の高速化の要求から、例えば100×104以上の高速回転でも焼付くことなく使用可能な転がり軸受とすることが好ましい。より高速の回転条件下では、軸受部材に潤滑油を適正に供給することが重要になると考えられる。 In the rolling bearing of the present invention, as described above, since the cage is made of the above resin composition, it is a cage that can withstand long-time use even at high speed rotation. However, it is preferable to use a rolling bearing that can be used without seizing even at a high speed of 100 × 10 4 or more, for example, because of the recent demand for higher speed of the device. Under higher speed rotation conditions, it is considered important to properly supply the lubricating oil to the bearing members.

この点に関して、本発明の転がり軸受は、オイルミスト潤滑またはエアオイル潤滑によって潤滑される軸受であるため、高速回転に一層適している。上記の潤滑方式では、圧縮空気を用い潤滑油を軸受内部に吐出するため、潤滑油の適正な供給が可能となる。また、グリースを用いたグリース潤滑に比べて、軸受内部の潤滑剤の量を少なくでき、それに伴う軸受内部の潤滑剤の撹拌抵抗を小さくすることができる。さらに、上記の潤滑方式では、圧縮空気を圧送して潤滑油を軸受内部に供給するため、圧縮空気による軸受の冷却効果も得られる。この冷却効果によって、軸受の昇温を抑えることができる。このように、本発明の転がり軸受は、保持器が上記樹脂組成物からなり、さらにオイルミスト潤滑またはエアオイル潤滑によって潤滑されるため、超高速回転条件下でも溶融することなく長時間の運転が可能となる。   In this regard, the rolling bearing of the present invention is a bearing that is lubricated by oil mist lubrication or air oil lubrication, and thus is more suitable for high speed rotation. In the above-described lubrication method, since the lubricating oil is discharged inside the bearing using compressed air, the lubricating oil can be properly supplied. Further, compared to grease lubrication using grease, the amount of lubricant inside the bearing can be reduced, and the agitation resistance of the lubricant inside the bearing can be reduced accordingly. Furthermore, in the above-described lubrication system, since compressed air is pumped to supply lubricating oil to the inside of the bearing, the cooling effect of the bearing by the compressed air can also be obtained. The cooling effect can suppress the temperature rise of the bearing. Thus, in the rolling bearing of the present invention, since the cage is made of the above resin composition and is further lubricated by oil mist lubrication or air oil lubrication, long time operation is possible without melting even under ultra high speed rotation conditions It becomes.

図3には、本発明の転がり軸受とエアオイルを吐出するノズル部材7とを組み合わせた潤滑構造を示す。ノズル部材7は、アンギュラ玉軸受1が設置されているハウジング11の内周面に嵌合して、外輪3に隣接して設けられる。また、ノズル部材7の内径側には内輪2に隣接して内輪間座8が設けられる。ノズル部材7は、外部のエアオイル供給装置(図示せず)から供給されるエアオイルを軸受空間に導く潤滑油流路を内部に有する。潤滑油流路は、先端が軸受空間に向かって開口したノズル孔9と、このノズル孔9に連通する流入孔10とからなる。エアオイル供給装置は、潤滑油と圧縮空気を混合してエアオイルを送り出す装置であり、ハウジング11には、該エアオイル供給装置と流入孔10とを繋ぐ潤滑油供給路12が設けられている。   FIG. 3 shows a lubrication structure in which the rolling bearing of the present invention and the nozzle member 7 for discharging air oil are combined. The nozzle member 7 is fitted to the inner peripheral surface of the housing 11 in which the angular ball bearing 1 is installed, and is provided adjacent to the outer ring 3. Further, an inner ring spacer 8 is provided adjacent to the inner ring 2 on the inner diameter side of the nozzle member 7. The nozzle member 7 internally has a lubricating oil flow path for guiding air oil supplied from an external air oil supply device (not shown) to the bearing space. The lubricating oil flow path includes a nozzle hole 9 whose tip is open toward the bearing space, and an inflow hole 10 communicating with the nozzle hole 9. The air oil supply device is a device for mixing lubricating oil and compressed air and delivering the air oil, and the housing 11 is provided with a lubricating oil supply passage 12 connecting the air oil supply device and the inflow hole 10.

アンギュラ玉軸受1の回転時には、エアオイル供給装置からエアオイルが所定間隔毎に所定量(例えば0.01〜0.03mm3/3〜10min)供給される。エアオイルは、ハウジング11の潤滑油供給路12からノズル部材7の流入孔10に入り、ノズル孔9から内輪2の軌道面2aに向かって噴射される。その結果、内輪2の軌道面2aや外輪3の軌道面3aなどが潤滑される。なお、潤滑方式は、エアオイル潤滑に限らず、オイルミスト潤滑でもよい。オイルミスト潤滑では、霧状にした潤滑油を圧縮空気で混合した潤滑用の混合気体(オイルミスト)を軸受に供給することで潤滑させる。 During rotation of the angular ball bearing 1, air-oil from air-oil supply device is a predetermined amount (e.g. 0.01~0.03mm 3 / 3~10min) supplied at predetermined intervals. The air oil enters the inflow hole 10 of the nozzle member 7 from the lubricating oil supply passage 12 of the housing 11 and is jetted from the nozzle hole 9 toward the raceway surface 2 a of the inner ring 2. As a result, the raceway surface 2a of the inner ring 2 and the raceway surface 3a of the outer ring 3 are lubricated. The lubrication method is not limited to air oil lubrication, and oil mist lubrication may be used. In oil mist lubrication, lubrication is achieved by supplying a mixed gas for lubrication (oil mist), which is a mixture of atomized lubricating oil with compressed air, to a bearing.

図1および図2では、本発明の転がり軸受としてアンギュラ玉軸受を例に説明したが、本発明を適用できる軸受形式はこれに限定されず、他の玉軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受、針状ころ軸受などにも適用できる。   In FIG. 1 and FIG. 2, although the angular ball bearing was demonstrated as an example as a rolling bearing of this invention, the bearing type which can apply this invention is not limited to this, Other ball bearings, a tapered roller bearing, self-aligning roller It can be applied to bearings, needle roller bearings, etc.

上述したように、本発明の転がり軸受は、高速回転に際しても軸受の発熱を抑えることができるため、高速回転用途に特に適している。具体的には、本発明の転がり軸受は、dm・n値100×104以上でも使用可能である。高速回転用途として、例えば、工作機械主軸用スピンドル装置に適用される。 As described above, the rolling bearing of the present invention can suppress the heat generation of the bearing even at high speed rotation, and is particularly suitable for high speed rotation applications. Specifically, the rolling bearing of the present invention can be used even with a dm · n value of 100 × 10 4 or more. As a high-speed rotation application, for example, it is applied to a spindle device for a machine tool spindle.

図4は、アンギュラ玉軸受1を用いた工作機械主軸用スピンドル装置の例である。図4に示すように、スピンドル装置21は、2個のアンギュラ玉軸受1を有しており、各アンギュラ玉軸受1にはエアオイルを吐出するノズル部材7がそれぞれ隣接して設けられている。2個のアンギュラ玉軸受1は、内輪側と外輪側とにそれぞれ介在する内輪間座23と外輪間座24とによって位置決めされ、ハウジング内筒25内で主軸22を回転自在に支持している。ハウジング外筒26とハウジング内筒25の間には、冷却液通路27が設けられており、運転時の装置の過度の温度上昇を防止している。   FIG. 4 shows an example of a spindle device for a machine tool spindle using the angular ball bearing 1. As shown in FIG. 4, the spindle device 21 has two angular contact ball bearings 1, and in each angular contact ball bearing 1, nozzle members 7 for discharging air oil are provided adjacent to each other. The two angular contact ball bearings 1 are positioned by the inner ring spacer 23 and the outer ring spacer 24 respectively disposed on the inner ring side and the outer ring side, and rotatably support the main shaft 22 in the housing inner cylinder 25. A coolant passage 27 is provided between the housing outer cylinder 26 and the housing inner cylinder 25 to prevent an excessive temperature rise of the device during operation.

主軸22のフロント側(図中左側)に工具などが取り付けられ、主軸22のリア側(図中右側)にモータなどの駆動源が回転伝達機構を介して連結される。スピンドル装置21は、例えば、マシニングセンタ、旋盤、フライス盤、研削盤などの各種工作機械に適用できる。   A tool or the like is attached to the front side (left side in the drawing) of the spindle 22 and a drive source such as a motor is connected to the rear side (right side in the drawing) of the spindle 22 via a rotation transmission mechanism. The spindle device 21 can be applied to various machine tools such as, for example, a machining center, a lathe, a milling machine, and a grinding machine.

なお、スピンドル装置21の構成はこれに限らず、装置内においてステータおよびロータからなるモータを主軸に直接組み込んだ構成、いわゆるビルトインモータを内蔵した構成としてもよい。この構成とすることで、より高速回転が可能となる。   The configuration of the spindle device 21 is not limited to this, and a configuration in which a motor consisting of a stator and a rotor is directly incorporated into the main shaft in the device, a configuration incorporating a so-called built-in motor may be adopted. With this configuration, higher speed rotation is possible.

以下に実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be further described with reference to examples but the invention is not limited thereto.

実施例および比較例に用いる原材料を一括して以下に示す。
(1)樹脂材料
ポリアミド樹脂A:テレフタル酸と1,10−デカンジアミンを主原料に使用した樹脂(ユニチカ社製XecoT XN500)
ポリアミド66樹脂:東レ社製アミランCM3001
ポリアミド46樹脂:DSM社製スタニールTW300
ポリアミド9T樹脂:クラレ社製ジェネスタN1000
(2)繊維状補強材
ガラス繊維:旭ファイバーグラス社製03JAFT692(平均繊維径10μm、平均繊維長3mm)
炭素繊維:東邦テナックス社製HTA−C6(平均繊維径7μm、平均繊維長6mm)
Raw materials used in the examples and comparative examples are collectively shown below.
(1) Resin material
Polyamide resin A: A resin using terephthalic acid and 1,10-decanediamine as main raw materials (Unitika XecoT XN500)
Polyamide 66 resin: Toray Industries Amilan CM 3001
Polyamide 46 resin: Stanyl TW300 manufactured by DSM
Polyamide 9T resin: Kuraray Genesta N1000
(2) Fibrous Reinforcement Glass Fiber: JAJA Fiber Glass 03JAFT692 (average fiber diameter 10 μm, average fiber length 3 mm)
Carbon fiber: HNA-C6 (average fiber diameter 7 μm, average fiber length 6 mm) manufactured by Toho Tenax Co., Ltd.

実施例1〜6、比較例1〜3これらの原材料を表1に示す割合で配合した樹脂組成物を用いて、実施例と比較例の保持器を作製し、各種の試験を実施した。樹脂組成物の製造には二軸押出機を用いた。ガラス繊維、炭素繊維は折損を防止するために定量サイドフィーダーを用いて供給し、押し出して造粒した。得られた成形用ペレットを用い、インラインスクリュー式射出成形機にて成形し、所望の保持器形状(外径93mm、内径88mm、幅13mm)とした。なお、保持器の形状は、図2に示すもみ抜き型保持器とした。成形後、80℃、95%相対湿度の雰囲気にて調湿処理を実施し、吸水させたものについて各試験を実施した。得られた保持器の調湿前後の質量から以下に示す算出式により吸水率を測定した。結果を表1に示す。   Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 Using the resin composition in which the raw materials were blended in the proportions shown in Table 1, cages of Examples and Comparative Examples were produced, and various tests were carried out. A twin-screw extruder was used for the production of the resin composition. Glass fiber and carbon fiber were supplied using a metering side feeder to prevent breakage, and extruded and granulated. The obtained pellet for molding was molded by an in-line screw injection molding machine to obtain a desired holder shape (outer diameter 93 mm, inner diameter 88 mm, width 13 mm). The shape of the cage was a machined cage shown in FIG. After molding, the humidity control treatment was carried out in an atmosphere of 80 ° C. and 95% relative humidity, and each test was carried out on those which were allowed to absorb water. From the mass before and after humidity control of the obtained cage, the water absorption was measured by the following formula. The results are shown in Table 1.

[吸水率の算出式]吸水率(質量%)=(調湿後の質量−調湿前の質量)× 100/調湿前の質量 [Calculation formula of water absorption rate] Water absorption rate (mass%) = (mass after humidity adjustment−mass before humidity adjustment) × 100 / mass before humidity adjustment

[軸受温度試験]
作製した保持器をそれぞれアンギュラ玉軸受に組み込んだ。保持器の案内方式は、外輪案内方式とした。アンギュラ玉軸受を定圧予圧で組み立て、ビルトインモータを内蔵したスピンドル装置とした。軸受の潤滑方式はエアオイル潤滑とした。装置内のビルトインモータを駆動させることで主軸を回転させ、dm・n値300×104まで順次回転数を上げていく軸受温度試験を実施した。軸受内部の昇温によって保持器が溶融した時点で試験を停止し、その際のdm・n値を記録した。なお、dm・n値300×104でも溶融しなかった場合を「なし」とした。結果を表1に示す。
[Bearing temperature test]
Each of the produced cages was incorporated into angular contact ball bearings. The guide system of the cage was the outer ring guide system. Angular contact ball bearings are assembled with a constant pressure preload to form a spindle unit with a built-in motor. The lubrication method for bearings was air oil lubrication. Rotating the spindle by driving the built-in motor in the apparatus was carried out bearing temperature tests sequentially increasing the rotation speed to dm · n value 300 × 10 4. The test was stopped when the cage melted due to the temperature rise inside the bearing, and the dm · n value at that time was recorded. In addition, the case where it did not fuse | melt even if dm * n value 300 * 10 4 was made into "none." The results are shown in Table 1.

Figure 2019060448
Figure 2019060448

表1に示すように、比較例1(ポリアミド66)はdm・n値180×104で、比較例2(ポリアミド46)はdm・n値200×104で、比較例3(ポリアミド9T)はdm・n値288×104でそれぞれ保持器が溶融したのに対し、実施例1〜6では、dm・n値300×104まで回転数を上げても保持器は溶融することなく回転することが確認できた。 As shown in Table 1, Comparative Example 1 (polyamide 66) in dm · n value 180 × 10 4, in Comparative Example 2 (polyamide 46) dm · n value 200 × 10 4, Comparative Example 3 (polyamide 9T) In each of the first to sixth embodiments, although the dm · n value 288 × 10 4 melts the cage, in Examples 1 to 6, even if the rotation speed is increased to the dm · n value 300 × 10 4, the cage does not melt. It could be confirmed that

上記の結果より、本発明の転がり軸受は、所定の樹脂組成物からなる保持器を用いるとともに、オイルミスト潤滑またはエアオイル潤滑によって潤滑させることで、高速回転条件下においても焼付くことなく、安定して回転可能であることが判明した。   From the above results, the rolling bearing of the present invention is stabilized without being seized even under high-speed rotation conditions by using a cage made of a predetermined resin composition and lubricating by oil mist lubrication or air oil lubrication. Turned out to be rotatable.

本発明の転がり軸受は、dm・n値100×104以上となるような、高速条件下においても焼付きや破損が生じないので、種々の転がり軸受として広く利用できる。特に、工作機械主軸用スピンドル装置の転がり軸受として好適である。 The rolling bearing of the present invention can be widely used as various rolling bearings because seizing and breakage do not occur even under high speed conditions such that dm · n value is 100 × 10 4 or more. In particular, it is suitable as a rolling bearing of a spindle device for a machine tool spindle.

1 アンギュラ玉軸受
2 内輪
3 外輪
4 玉
5 保持器
6 ポケット部
7 ノズル部材
8 内輪間座
9 ノズル孔
10 流入孔
11 ハウジング
12 潤滑油供給路
21 スピンドル装置
22 主軸
23 内輪間座
24 外輪間座
25 ハウジング内筒
26 ハウジング外筒
27 冷却液通路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 angular contact ball bearing 2 inner ring 3 outer ring 4 ball 5 cage 6 pocket 7 nozzle member 8 inner ring spacer 9 nozzle hole 10 inlet hole 11 housing 12 lubricating oil supply path 21 spindle device 22 main shaft 22 inner ring spacer 24 outer ring spacer 25 Housing inner cylinder 26 Housing outer cylinder 27 Coolant passage

Claims (6)

内輪および外輪と、この内・外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体を保持する保持器とを備えてなる転がり軸受であって、
前記転がり軸受は、dm・n値100×104以上の高速回転で使用され、かつ、エアオイル潤滑またはオイルミスト潤滑で潤滑される転がり軸受であり、
前記保持器は、樹脂組成物を射出成形してなり、前記樹脂組成物は、ジカルボン酸成分とジアミン成分とからなるポリアミド樹脂をベース樹脂とし、これに繊維状補強材を配合してなる組成物であり、前記ジカルボン酸成分がテレフタル酸を主成分とし、前記ジアミン成分が1,10−デカンジアミンを主成分とし、 前記繊維状補強材として、前記樹脂組成物全体に対して、ガラス繊維を15〜50質量%、または、炭素繊維を10〜35質量%含むことを特徴とする転がり軸受。
A rolling bearing comprising an inner ring and an outer ring, a plurality of rolling elements interposed between the inner and outer rings, and a cage for holding the rolling elements,
The rolling bearing is a rolling bearing used at high speed rotation of dm · n value 100 × 10 4 or more, and lubricated by air oil lubrication or oil mist lubrication,
The cage is formed by injection molding a resin composition, and the resin composition comprises a polyamide resin consisting of a dicarboxylic acid component and a diamine component as a base resin, and a fibrous reinforcing material blended therein. The dicarboxylic acid component is mainly composed of terephthalic acid, the diamine component is mainly composed of 1,10-decanediamine, and the glass fiber is added to the entire resin composition as the fibrous reinforcing material. A rolling bearing comprising: 50% by mass or 10% to 35% by mass of carbon fibers.
前記ポリアミド樹脂は、融点が310℃以上であることを特徴とする請求項1記載の転がり軸受。   The rolling bearing according to claim 1, wherein the polyamide resin has a melting point of 310 ° C. or more. 前記保持器が、内輪案内方式または外輪案内方式の保持器であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の転がり軸受。   The rolling bearing according to claim 1 or 2, wherein the cage is an inner ring guide system or an outer ring guide system. 前記転がり軸受が、スピンドル装置に使用される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項記載の転がり軸受。   The rolling bearing according to any one of claims 1 to 3, wherein the rolling bearing is used in a spindle device. 前記転がり軸受が、dm・n値300×104まで回転可能な軸受であ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項記載の転がり軸受。 It said rolling bearing, according to any one of the preceding claims, characterized in that up to dm · n value 300 × 10 4 is rotatable bearing to claim 4 rolling bearing. 請求項1から請求項5までのいずれか1項記載の転がり軸受と、該転がり軸受の前記内輪の軌道面に向かってエアオイルまたはオイルミストの潤滑油を吐出するノズル部材とを備えることを特徴とする転がり軸受の潤滑構造。   A rolling bearing according to any one of claims 1 to 5, and a nozzle member for discharging lubricating oil of air oil or oil mist toward the raceway surface of the inner ring of the rolling bearing. Lubrication structure of rolling bearings.
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