JP5516686B2 - Rolling bearing - Google Patents

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Description

本発明は、酸やアルカリ等の腐食性水溶液中または腐食性水溶液等のミストや飛沫が存在する環境下での寿命が長い転がり軸受に関する。   The present invention relates to a rolling bearing having a long life in an environment where mist or droplets in a corrosive aqueous solution such as an acid or an alkali or a corrosive aqueous solution exist.

一般に、転がり輸受は、外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、内外輪の軌道間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、これら複数個の転動体を、内外輪の軌道間で案内保持する保持器とで構成されている。また、保持器を備えていない、総転動体構造の転がり軸受もある。
このような転がり軸受の潤滑は、通常、潤滑油やグリースを軸受に循環供給したり、軸受内部に封入したりすることにより行なわれている。また、酸やアルカリ等の腐食性水溶液のミストや飛沫が存在する環境下では、軸受内部にこれらのミストや飛沫が浸入することを防止する必要がある。そのため、例えば、実開昭55−34002号公報や実開昭57−56218号公報には、潤滑油やグリースを軸受空間に充填して潤滑を行うとともに、軸受に接触型シールやラビリンスシールを設けて、軸受内部に水等が浸入することを防止する技術が開示されている。
Generally, rolling transceiving includes an inner ring having an inner ring raceway on an outer peripheral surface, an outer ring having an outer ring raceway on an inner peripheral surface, a plurality of rolling elements provided between the inner and outer ring raceways, and a plurality of these rolling elements. Each rolling element is constituted by a cage that guides and holds between the raceways of the inner and outer rings. There is also a rolling bearing having a total rolling element structure that does not include a cage.
Such rolling bearings are usually lubricated by circulatingly supplying lubricating oil or grease to the bearings or enclosing them inside the bearings. Further, in an environment where mists and droplets of corrosive aqueous solutions such as acids and alkalis exist, it is necessary to prevent these mists and droplets from entering the bearing. Therefore, for example, in Japanese Utility Model Laid-Open Nos. 55-34002 and 57-56218, lubrication is performed by filling the bearing space with lubricating oil or grease, and a contact seal or labyrinth seal is provided on the bearing. Thus, a technique for preventing water or the like from entering the bearing is disclosed.

しかしながら、接触型シールは軸受の回転に伴ってシールのリップ部が摩耗するため、リップ部とシール面との間に隙間が生じる恐れがあり、この隙間から水等が浸入することを完全に防止することはできない。同様に、ラビリンスシールも隙間から水等が浸入することを完全に防止することはできない。そのため、接触型シールやラビリンスシールを設けていても、接触型シールの摩耗により生じる隙間やラビリンスシールの隙間から軸受内部に水等が浸入して潤滑油やグリースが軟化が生じ、軸受の回転時に潤滑油やグリースが軸受の外部に飛散して、軸受の外部環境を汚染する恐れがある。   However, contact type seals wear on the lip part of the seal as the bearing rotates, which may cause a gap between the lip part and the seal surface, and completely prevent water from entering through this gap. I can't do it. Similarly, the labyrinth seal cannot completely prevent water or the like from entering through the gap. For this reason, even if a contact-type seal or labyrinth seal is provided, water or the like enters the bearing from the gap caused by wear of the contact-type seal or the labyrinth seal, and the lubricating oil or grease softens. Lubricating oil and grease may splash outside the bearing and contaminate the outside environment of the bearing.

したがって、例えば、クリーンルーム、半導体素子製造装置、液晶パネル製造装置、ハードディスク製造装置等のように清浄な環境を必要とする場合には、転がり軸受の潤滑に潤滑油やグリースを使用することができない。
そこで、転がり軸受の潤滑方法として、潤滑油やグリースを用いない方法が従来より提案されている。例えば、特公平8−26894号公報や特許第2709119号公報には、ステンレス鋼製の内輪および外輪と、フッ素樹脂(フッ素樹脂単独、または直径が2μm以下のチタン酸カリウムウイスカー短繊維を含むテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体)製の保持器と、硬質カーボン製の転動体とで構成された転がり軸受が開示されている。この軸受では、保持器と転動体との摩擦接触により、保持器を構成するフッ素樹脂が、転動体、内輪、外輪に移着して、フッ素樹脂による薄い潤滑膜が形成される。
特公平8−26894号公報 特許第2709119号公報
Therefore, for example, when a clean environment is required such as a clean room, a semiconductor device manufacturing apparatus, a liquid crystal panel manufacturing apparatus, a hard disk manufacturing apparatus, etc., lubricating oil or grease cannot be used to lubricate rolling bearings.
Therefore, as a lubricating method for rolling bearings, a method that does not use lubricating oil or grease has been conventionally proposed. For example, Japanese Patent Publication No. 8-26894 and Japanese Patent No. 2709119 include a stainless steel inner ring and outer ring, and a fluororesin (a fluororesin alone or tetrafluorocarbon containing a potassium titanate whisker short fiber having a diameter of 2 μm or less). A rolling bearing composed of a cage made of (ethylene-ethylene copolymer) and a rolling element made of hard carbon is disclosed. In this bearing, due to the frictional contact between the cage and the rolling element, the fluororesin constituting the cage is transferred to the rolling element, the inner ring, and the outer ring, and a thin lubricating film made of the fluororesin is formed.
Japanese Patent Publication No. 8-26894 Japanese Patent No. 2709119

しかしながら、腐食性水溶液中または腐食性溶液のミストや飛沫が存在する環境下で使用される転がり軸受は、内輪および外輪がステンレス鋼で形成されていても、錆の発生等の腐食を完全に防止することはできない。そして、腐食により、軸受構成部材の摩耗や表面粗さの増加が加速されるため、十分に長い軸受寿命を得ることができない。
すなわち、ステンレス鋼の内輪および外輪と、フッ素樹脂製の保持器と、硬質カーボン製の転動体とで構成された転がり軸受は、潤滑剤による外部環境の汚染が生じないものではあるが、この軸受に接触型シールやラビリンスシールを設けたとしても、使用環境が酸やアルカリ等の腐食性水溶液中または腐食性溶液のミストや飛沫が存在する環境下であると、長期に亘って潤滑性を維持して十分に長い軸受寿命を得ることは難しいという問題がある。
However, rolling bearings used in corrosive aqueous solutions or in environments where there is mist or splashes of corrosive solutions completely prevent corrosion such as rust even if the inner and outer rings are made of stainless steel. I can't do it. And since the wear of a bearing structural member and the increase in surface roughness are accelerated by corrosion, a sufficiently long bearing life cannot be obtained.
That is, a rolling bearing composed of stainless steel inner and outer rings, a fluororesin cage, and a hard carbon rolling element does not cause contamination of the external environment by the lubricant. Even if a contact-type seal or labyrinth seal is provided, the lubrication will be maintained over a long period of time if the environment is used in a corrosive aqueous solution such as acid or alkali, or in the presence of mist or droplets of corrosive solution. Thus, it is difficult to obtain a sufficiently long bearing life.

本発明は、このような従来技術の問題点に着目してなされたものであり、酸やアルカリ等の腐食性水溶液中または腐食性水溶液のミストや飛沫が存在する環境下で使用されても、長期に亘って潤滑性を維持することができるとともに、潤滑剤による外部環境の汚染が生じない転がり軸受を提供することを課題とする。   The present invention has been made paying attention to such problems of the prior art, and even when used in a corrosive aqueous solution such as acid or alkali or in an environment where mist or droplets of the corrosive aqueous solution exist, It is an object of the present invention to provide a rolling bearing that can maintain lubricity for a long period of time and does not cause contamination of the external environment due to the lubricant.

上記課題を解決するために、この発明の一態様の転がり軸受は、耐食性材料からなる内輪、外輪、および転動体と、樹脂組成物からなる保持器とを備えた転がり軸受において、内輪および外輪の少なくとも一方は、溶融成形が可能なフッ素樹脂であるETFE、PVDF、PFA、またはFEPにより形成されるか、溶融成形が可能なフッ素樹脂であるETFE、PVDF、PFA、またはFEPと、炭素繊維、チタン酸カリウムウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、またはアラミド繊維である繊維状充填材とからなり、前記繊維状充填材の含有率が5重量%以上40重量以下である樹脂組成物により形成されており、保持器は、溶融成形が可能なフッ素樹脂を主成分とし、繊維状充填材および/または固体潤滑剤が添加された樹脂組成物により形成されていることを特徴とする転がり軸受を提供する。   In order to solve the above problems, a rolling bearing according to an aspect of the present invention is a rolling bearing including an inner ring, an outer ring, and a rolling element made of a corrosion-resistant material, and a cage made of a resin composition. At least one is formed by ETFE, PVDF, PFA, or FEP, which is a fluororesin that can be melt-molded, or ETFE, PVDF, PFA, or FEP, which is a fluororesin that can be melt-molded, and carbon fiber, titanium It consists of a fibrous filler that is an acid potassium whisker, an aluminum borate whisker, or an aramid fiber, and is formed and held by a resin composition having a content of the fibrous filler of 5% by weight to 40% by weight. The vessel is a resin mainly composed of a fluororesin that can be melt-molded and to which a fibrous filler and / or a solid lubricant is added. To provide a rolling bearing, characterized in being formed by Narubutsu.

前記一態様の転がり軸受によれば、内輪および/または外輪は、溶融成形が可能なフッ素樹脂であるETFE、PVDF、PFA、またはFEPにより形成されるか、溶融成形が可能なフッ素樹脂であるETFE、PVDF、PFA、またはFEPと、炭素繊維、チタン酸カリウムウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、またはアラミド繊維である繊維状充填材とからなり、前記繊維状充填材の含有率が5重量%以上40重量以下である樹脂組成物により形成されており、保持器は、溶融成形が可能なフッ素樹脂を主成分とし、繊維状充填材および/または固体潤滑剤が添加された樹脂組成物により形成されているため、内輪および外輪がステンレス鋼で形成され、保持器が前記樹脂組成物以外の樹脂組成物で形成されている転がり軸受と比較して、酸やアルカリ等の腐食性水溶液中および腐食性水溶液のミストや飛沫が存在する環境下で使用された場合の耐食性が高くなる。   According to the rolling bearing of the above aspect, the inner ring and / or the outer ring is formed of ETFE, PVDF, PFA, or FEP which is a fluororesin that can be melt-molded, or ETFE that is a fluororesin that can be melt-molded. , PVDF, PFA, or FEP and a fibrous filler that is carbon fiber, potassium titanate whisker, aluminum borate whisker, or aramid fiber, and the fibrous filler content is 5 wt% or more and 40 wt% The cage is formed of the following resin composition, and the cage is formed of a resin composition containing, as a main component, a fluororesin that can be melt-molded and added with a fibrous filler and / or a solid lubricant. Therefore, a rolling shaft in which the inner ring and the outer ring are formed of stainless steel and the cage is formed of a resin composition other than the resin composition. Compared, corrosion resistance when corrosive aqueous solution and mist and splash corrosive aqueous acid or alkali or the like is used in an environment that exists as high as.

前記一態様の転がり軸受によれば、また、フッ素樹脂からなる軸受構成部材(内輪および/または外輪と保持器)は自己潤滑性を有するとともに、これらが転動体と摩擦接触する際に、軸受構成部材をなすフッ素樹脂が転動体に移着して、フッ素樹脂による薄い潤滑膜が形成されるため、潤滑油やグリースを軸受内部に供給しなくても、長期に亘って潤滑性を維持することができる。すなわち、この転がり軸受によれば、潤滑油やグリースを軸受内部に供給する必要がないため、潤滑剤によって外部環境を汚染することがない。   According to the rolling bearing of the above aspect, the bearing component (the inner ring and / or the outer ring and the cage) made of fluororesin has self-lubricating properties, and when these are in frictional contact with the rolling element, the bearing configuration Since the fluororesin that forms the member is transferred to the rolling elements and a thin lubricating film is formed of the fluororesin, the lubricity can be maintained over a long period of time without supplying lubricating oil or grease inside the bearing. Can do. That is, according to this rolling bearing, since it is not necessary to supply lubricating oil or grease into the bearing, the external environment is not contaminated by the lubricant.

さらに、溶融成形が可能なフッ素樹脂により形成されている内輪および/または外輪と保持器は、量産性に優れた射出成形等により形成することが可能となるため、前記一態様の転がり軸受は、内輪および外輪がステンレス鋼で形成され、保持器が前記樹脂組成物以外の樹脂組成物で形成されている転がり軸受よりも製造コストを低減することができる。
また、溶融成形が可能なフッ素樹脂により形成されている内輪および外輪の軌道面は、機械加工により仕上げることができる。そして、軌道面を機械加工により仕上げることで、機械加工による仕上げを行わない場合よりも軌道面の真円度を高くできるため、転動体がより長期間に亘って滑らかに回転できるようになる。この場合の真円度は20μm以下であることが好ましく、10μm以下であることがより好ましく、5μm以下であることがさらに好ましい。
この発明の一態様の転がり軸受は、耐食性材料からなる内輪、外輪、および転動体と、樹脂組成物からなる保持器とを備えた転がり軸受において、内輪および外輪の少なくとも一方は、溶融成形が可能なフッ素樹脂であるPVDFと、炭素繊維またはチタン酸カリウムウイスカーである繊維状充填材とからなり、合成樹脂成分はPVDFのみからなり、前記繊維状充填材の含有率が5重量%以上40重量%以下である樹脂組成物により形成され、前記内輪および外輪の軌道面は機械加工により仕上げられ、保持器は、溶融成形が可能なフッ素樹脂を主成分とする樹脂組成物により形成されていることを特徴とする。
Furthermore, since the inner ring and / or outer ring and cage formed of a fluororesin capable of melt molding can be formed by injection molding or the like excellent in mass productivity, the rolling bearing of the one aspect is The manufacturing cost can be reduced as compared with a rolling bearing in which the inner ring and the outer ring are formed of stainless steel and the cage is formed of a resin composition other than the resin composition.
Further, the raceways of the inner ring and the outer ring formed of a fluororesin that can be melt-molded can be finished by machining. Then, by finishing the raceway surface by machining, the roundness of the raceway surface can be made higher than when finishing by machining, so that the rolling elements can rotate smoothly over a longer period. In this case, the roundness is preferably 20 μm or less, more preferably 10 μm or less, and further preferably 5 μm or less.
A rolling bearing according to an aspect of the present invention is a rolling bearing including an inner ring, an outer ring, and a rolling element made of a corrosion-resistant material, and a cage made of a resin composition. At least one of the inner ring and the outer ring can be melt-molded. PVDF, which is a simple fluororesin, and fibrous filler, which is carbon fiber or potassium titanate whisker, the synthetic resin component is composed only of PVDF, and the content of the fibrous filler is 5% by weight to 40% by weight. The inner ring and outer ring raceway surfaces are finished by machining, and the cage is formed of a resin composition mainly composed of a fluororesin that can be melt-molded. Features.

溶融成形が可能なフッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(以下、「PFA」と略称)、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体(以下、「ETFE」と略称)、ポリビニリデンフルオライド(以下、「PVDF」と略称)、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(以下、「FEP」と略称)、ポリクロロトリフルオロエチレン(以下、「PCTFE」と略称)、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体(以下、「ECTFE」と略称)等が挙げられ、これらを単独で、またはこれらの2種類以上を組み合わせて用いることができる。これらのうち、前記一態様の転がり軸受において使用する、PFA、ETFE、PVDF、およびFEPは自己潤滑性および耐食性に優れているため、酸やアルカリ等の腐食性水溶液中または腐食性水溶液のミストや飛沫が存在する環境下で使用される軸受用の材料として特に好ましい。   Examples of the fluororesin that can be melt-molded include tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (hereinafter abbreviated as “PFA”), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (hereinafter abbreviated as “ETFE”), poly Vinylidene fluoride (hereinafter abbreviated as “PVDF”), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (hereinafter abbreviated as “FEP”), polychlorotrifluoroethylene (hereinafter abbreviated as “PCTFE”), chlorotri Fluoroethylene-ethylene copolymer (hereinafter abbreviated as “ECTFE”) and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more thereof. Among these, PFA, ETFE, PVDF, and FEP used in the rolling bearing of the above aspect are excellent in self-lubricating property and corrosion resistance. Therefore, in a corrosive aqueous solution such as acid or alkali, It is particularly preferable as a bearing material used in an environment where splashes are present.

本発明の転がり軸受において、転動体の材質は耐食性材料からなるものであれば特に限定されず、例えばSUS440C、LNS125、ES1、SUS630に代表されるステンレス鋼を用いることができるが、転動体の表面または転動体全体がセラミックスまたはガラスにより形成されていることが好ましい。この場合に使用可能なセラミックスとしては、窒化珪素(Si3 4 )、炭化珪素(SiC)、サイアロン(Sialon)、部分安定化ジルコニア(ZrO2 )、硬質カーボン、およびアルミナ(Al2 3 )等が挙げられる。 In the rolling bearing of the present invention, the material of the rolling element is not particularly limited as long as it is made of a corrosion-resistant material. For example, stainless steel represented by SUS440C, LNS125, ES1, SUS630 can be used. Or it is preferable that the whole rolling element is formed with ceramics or glass. Ceramics that can be used in this case include silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon carbide (SiC), sialon, partially stabilized zirconia (ZrO 2 ), hard carbon, and alumina (Al 2 O 3 ). Etc.

なお、LNS125とES1は日本精工(株)独自の規格の番号である。LNS125は、Cの含有率が0.6重量%〜0.7重量%、Siの含有率が1.00重量%以下、Mnの含有率が1.00重量%以下、Crの含有率が12.0重量%〜13.5重量%のマルテンサイト系ステンレス鋼である。ES1は、Cの含有率が0.44重量%〜0.46重量%、Siの含有率が0.2重量%〜0.4重量%、Mnの含有率が0.2重量%〜0.4重量%、Crの含有率が12.8重量%〜13.2重量%、Nの含有率が0.09重量%〜0.18重量%のマルテンサイト系ステンレス鋼である。   Note that LNS125 and ES1 are NSK's unique standard numbers. LNS125 has a C content of 0.6% to 0.7% by weight, a Si content of 1.00% by weight or less, a Mn content of 1.00% by weight or less, and a Cr content of 12%. 0.0 to 13.5 wt% martensitic stainless steel. ES1 has a C content of 0.44% to 0.46% by weight, a Si content of 0.2% to 0.4% by weight, and a Mn content of 0.2% to 0.4%. It is a martensitic stainless steel having 4 wt%, Cr content of 12.8 wt% to 13.2 wt%, and N content of 0.09 wt% to 0.18 wt%.

転動体の表面または転動体全体がセラミックスにより形成されていると、転動体がステンレス鋼により形成されている場合よりも格段に耐食性が高くなる。そのため、酸やアルカリ等の腐食性水溶液が浸入しても腐食され難い。また、腐食性水溶液の浸入により、前述の移着による転動体への潤滑膜の形成が十分に行われない場合でも、転動体の表面または全体がセラミックスにより形成されていれば、転動体と軌道面との間に凝着が生じ難い。そのため、腐食性水溶液が浸入しても長期に亘って軸受の作動が継続する。   When the surface of the rolling element or the entire rolling element is made of ceramics, the corrosion resistance becomes much higher than when the rolling element is made of stainless steel. For this reason, even if a corrosive aqueous solution such as acid or alkali enters, it is hardly corroded. Even if the lubricating film is not sufficiently formed on the rolling elements by the above-mentioned transfer due to the intrusion of the corrosive aqueous solution, the rolling elements and the tracks can be used as long as the surface or the whole of the rolling elements is formed of ceramics. Adhesion is unlikely to occur with the surface. Therefore, the operation of the bearing continues for a long time even if the corrosive aqueous solution enters.

また、前記一態様の転がり軸受において、保持器は、溶融成形可能なフッ素樹脂に固体潤滑剤および/または繊維状充填材が添加された樹脂組成物により形成されている。
このような樹脂組成物に配合可能な固体潤滑剤としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)粉末、黒鉛、六方晶窒化ホウ素(hBN)、フツ素雲母、メラミンシアヌレート(MCA)、層状の結晶構造を有するアミノ酸化合物(N−ラウロ・L−リジン)、フッ化黒鉛、フッ化ピッチ、二硫化モリブデン(MoS2 )等が挙げられる。このような固体潤滑剤が配合されたフッ素樹脂または耐熱性樹脂を主成分とする樹脂組成物により内輪、外輪、保持器が形成されると、これらの自己潤滑性が高くなるとともに、移着により形成された潤滑膜の摩耗が低減される。
In the rolling bearing according to the aspect, the cage is formed of a resin composition in which a solid lubricant and / or a fibrous filler is added to a melt-moldable fluororesin.
Examples of the solid lubricant that can be blended in such a resin composition include polytetrafluoroethylene (PTFE) powder, graphite, hexagonal boron nitride (hBN), fluorine mica, melamine cyanurate (MCA), and a layered crystal structure. An amino acid compound (N-lauro / L-lysine) having benzene, fluorinated graphite, fluorinated pitch, molybdenum disulfide (MoS 2 ) and the like. When an inner ring, an outer ring, and a cage are formed from a resin composition mainly composed of a fluororesin or a heat-resistant resin blended with such a solid lubricant, these self-lubricating properties are increased and transfer is performed. Wear of the formed lubricating film is reduced.

前記樹脂組成物に配合可能な固体潤滑剤の平均粒径は特に限定されないが、0.1μm以上60μm以下であることが好ましい。平均粒径0.1μm未満の粒径の小さい粒子では、主成分であるフッ素樹脂または耐熱性樹脂と混合した際に粒子間の凝集が起こり、粒子の分散が不均一になる場合がある。―方、60μmを超える粒径の大きい粒子では、成形体表面の平滑性が低下するとともに、強度が低下するため、軸受の寿命が短くなる場合がある。前記樹脂組成物に配合可能な固体潤滑剤の平均粒径のより好ましい範囲は0.1μm以上20μm以下であり、更に好ましい範囲は0.1μm以上10μm以下である。   The average particle size of the solid lubricant that can be blended in the resin composition is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm or more and 60 μm or less. In the case of a small particle having an average particle size of less than 0.1 μm, when mixed with a fluororesin or a heat resistant resin as a main component, aggregation between the particles may occur and the dispersion of the particles may be non-uniform. On the other hand, in the case of particles having a large particle diameter exceeding 60 μm, the smoothness of the surface of the molded body is lowered and the strength is lowered, so that the life of the bearing may be shortened. A more preferable range of the average particle size of the solid lubricant that can be blended in the resin composition is 0.1 μm or more and 20 μm or less, and a more preferable range is 0.1 μm or more and 10 μm or less.

前記樹脂組成物に固体潤滑剤を配合する場合には、樹脂組成物中の含有率を5重量%以上40重量%以下(より好ましくは30重量%以下)とすることが好ましい。5重量%未満では、固体潤滑剤の作用が実質的に得られない。また、40重量%を超えて配合しても、更なる潤滑作用の向上が期待できないばかりでなく、成形体の機械的強度が低下することによって、成形体である内輪、外輪、保持器の摩耗が増加し、軸受の寿命が短くなる場合がある。   When a solid lubricant is blended in the resin composition, the content in the resin composition is preferably 5% by weight or more and 40% by weight or less (more preferably 30% by weight or less). If it is less than 5% by weight, the action of the solid lubricant is not substantially obtained. Moreover, even if it exceeds 40% by weight, not only a further improvement of the lubricating action can not be expected, but also the wear of the inner ring, outer ring, and cage which are the molded body due to the decrease in mechanical strength of the molded body. May increase and the life of the bearing may be shortened.

前記樹脂組成物に配合可能な繊維状充填材としては、ホウ酸アルミニウムウイスカー、チタン酸カリウムウイスカー、カーボンウイスカー、アラミド繊維、芳香族ポリイミド繊維、液晶ポリエステル繊維、グラファイトウイスカー、ガラス繊維、炭素繊維、ボロン繊維、炭化珪素ウイスカー、窒化珪素ウイスカー、アルミナウイスカー、窒化アルミニウムウイスカー、ウォラストナイト等が挙げられる。このような繊維状充填材が配合されたフッ素樹脂または耐熱性樹脂を主成分とする樹脂組成物により内輪、外輪、保持器が形成されると、成形体の機械的強度および耐摩耗性が高くなって、軸受回転時の変形や摩耗を抑制することができる。これにより、軸受は長期に亘って安定的に作動できるようになる。   Examples of the fibrous filler that can be blended in the resin composition include aluminum borate whisker, potassium titanate whisker, carbon whisker, aramid fiber, aromatic polyimide fiber, liquid crystal polyester fiber, graphite whisker, glass fiber, carbon fiber, and boron. Examples thereof include fiber, silicon carbide whisker, silicon nitride whisker, alumina whisker, aluminum nitride whisker, and wollastonite. When an inner ring, an outer ring, and a cage are formed from a resin composition mainly composed of a fluororesin or heat-resistant resin mixed with such a fibrous filler, the mechanical strength and wear resistance of the molded body are high. Thus, deformation and wear during rotation of the bearing can be suppressed. As a result, the bearing can operate stably over a long period of time.

前記樹脂組成物に配合可能な繊維状充填材としては、アスペクト比が3以上200以下であるものが好ましい。アスペクト比が3未満の繊維状充填材では、成形体の補強効果が十分に発揮されず、アスペクト比が200を超えると混合時の均一分散が極めて困難となる。また、この繊維状充填材の繊維径は特に限定されないが、平均繊維径が0.2μm以上30μm以下であるものが好ましく、より好ましくは0.3μm以上20μm以下とし、更に好ましくは0.3μm以上5μm以下とする。   The fibrous filler that can be blended in the resin composition is preferably one having an aspect ratio of 3 or more and 200 or less. When the fibrous filler has an aspect ratio of less than 3, the reinforcing effect of the molded body is not sufficiently exhibited. When the aspect ratio exceeds 200, uniform dispersion during mixing becomes extremely difficult. Further, the fiber diameter of the fibrous filler is not particularly limited, but the average fiber diameter is preferably 0.2 μm or more and 30 μm or less, more preferably 0.3 μm or more and 20 μm or less, and still more preferably 0.3 μm or more. 5 μm or less.

前記樹脂組成物に繊維状充填材を配合する場合には、樹脂組成物中の含有率を5重量%以上40重量%以下とすることが好ましい。5重量%未満では成形体の機械的強度向上の効果がほとんど認められない。40重量%を超えて配合しても更なる機械的強度の向上が期待できないばかりでなく、樹脂組成物を溶融成形する際の流動性が著しく低下する。繊維状充填材の樹脂組成物中の含有率のより好ましい範囲は10重量%以上30重量%以下である。   When a fibrous filler is blended in the resin composition, the content in the resin composition is preferably 5% by weight or more and 40% by weight or less. If it is less than 5% by weight, the effect of improving the mechanical strength of the molded product is hardly recognized. Even if it exceeds 40% by weight, not only a further improvement in mechanical strength can be expected, but also the fluidity when melt-molding the resin composition is remarkably lowered. A more preferable range of the content of the fibrous filler in the resin composition is 10% by weight or more and 30% by weight or less.

また、溶融成形の際の流動性および成形体の機械的強度の点から、前記樹脂組成物における固体潤滑剤と繊維状充填材との合計含有率は10重量%以上50重量%以下であることが好ましい。前記樹脂組成物における固体潤滑剤および繊維状充填材の各々の含有率が40重量%以下であっても、両者の合計含有率が50重量%を超えると、樹脂組成物を溶融成形する際の流動性および成形体の機械的強度が著しく低下する場合がある。   In addition, the total content of the solid lubricant and the fibrous filler in the resin composition is 10% by weight or more and 50% by weight or less from the viewpoint of fluidity during melt molding and mechanical strength of the molded body. Is preferred. Even when the content of each of the solid lubricant and the fibrous filler in the resin composition is 40% by weight or less, if the total content of both exceeds 50% by weight, the resin composition is melt-molded. In some cases, the fluidity and the mechanical strength of the molded body are significantly reduced.

前記樹脂組成物に繊維状充填材を配合する場合には、母材である樹脂との密着性を上げたり母材中に均一に分散させたりする目的で、シラン系やチタネート系のカップリング剤により表面処理がなされているものであってもよいし、その他の目的に応じた表面処理がなされているものでもよい。
本発明の転がり軸受において、内輪、外輪、または転動体を形成する樹脂組成物は液晶ポリマーを含有するものであることが好ましい。すなわち、別の態様に係る発明は、前記一態様の転がり軸受において、保持器を構成する樹脂組成物が液晶ポリマーを含有することを特徴とする。
In the case where a fibrous filler is blended in the resin composition, a silane or titanate coupling agent is used for the purpose of increasing adhesion with the resin as a base material or dispersing it uniformly in the base material. May be subjected to surface treatment, or may be subjected to surface treatment according to other purposes.
In the rolling bearing of the present invention, the resin composition forming the inner ring, the outer ring, or the rolling element preferably contains a liquid crystal polymer. That is, the invention according to another aspect is characterized in that, in the rolling bearing of the above aspect, the resin composition constituting the cage contains a liquid crystal polymer.

溶融成形が可能なフッ素樹脂または耐熱性樹脂に液晶ポリマーを添加することにより、成形加工する際の材料の流動性が向上し、金型内での冷却による樹脂の固化速度が速くなるためバリが生じ難くなるとともに、比較的低い射出圧で射出成形することができる。すなわち、比較的流動性に劣るPEEK等の成形加工性が改善される。
また、溶融成形が可能なフッ素樹脂または耐熱性樹脂に液晶ポリマーを添加することにより、樹脂組成物の混練時や成形加工時に、溶融成形可能なフッ素樹脂または耐熱性樹脂と液晶ポリマーとがフィブリル化して自己補強効果を発揮するため、この樹脂組成物で形成された内輪、外輪、または保持器は、十分な機械的強度および耐摩耗性が得られる。
By adding a liquid crystal polymer to a fluoro-resin or heat-resistant resin that can be melt-molded, the fluidity of the material during molding is improved, and the solidification rate of the resin is increased by cooling in the mold, so that burrs are eliminated. It becomes difficult to occur and injection molding can be performed at a relatively low injection pressure. That is, moldability such as PEEK having relatively poor fluidity is improved.
Also, by adding a liquid crystal polymer to a melt-formable fluororesin or heat-resistant resin, the melt-moldable fluororesin or heat-resistant resin and the liquid crystal polymer are fibrillated at the time of kneading or molding the resin composition. In order to exert a self-reinforcing effect, the inner ring, the outer ring, or the cage formed of this resin composition can obtain sufficient mechanical strength and wear resistance.

本発明で使用可能な液晶ポリマーとしては、半芳香族液晶ポリエステルおよび全芳香族液晶ポリエステルが挙げられる。半芳香族液晶ポリエステルは下記の化1で示される基本構造を有する。この基本構造は2つの繰り返し単位からなる。また、この基本構造に第三成分(2,6−ナフタレンジカルボン酸成分)が共重合された半芳香族液晶ポリエステルを使用することもできる。   Examples of the liquid crystal polymer that can be used in the present invention include semi-aromatic liquid crystal polyester and wholly aromatic liquid crystal polyester. The semi-aromatic liquid crystal polyester has a basic structure represented by the following chemical formula 1. This basic structure consists of two repeating units. A semi-aromatic liquid crystal polyester in which a third component (2,6-naphthalenedicarboxylic acid component) is copolymerized in this basic structure can also be used.

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市販されている半芳香族液晶ポリエステルとしては、ユニチカ製の「RODRAN」LC−5000およびLC−5050GM、出光石油化学製の「出光LCP」LCP200JおよびLCP210J、三菱化学製の「NOVACCURATE」E310、川崎製鉄製「K―LCP」等を例示することができる。
Figure 0005516686
Commercially available semi-aromatic liquid crystalline polyesters include “RODRAN” LC-5000 and LC-5050GM manufactured by Unitika, “Idemitsu LCP” LCP200J and LCP210J manufactured by Idemitsu Petrochemical, “NOVACCURATE” E310 manufactured by Mitsubishi Chemical, and Kawasaki Steel Examples thereof include “K-LCP” manufactured by the Company.

全芳香族液晶ポリエステルは、下記の化2、化3、化4、および化5で示される基本構造を有する。これらの基本構造は、2つまたは3つの繰り返し単位からなる。   The wholly aromatic liquid crystal polyester has a basic structure represented by the following chemical formula 2, chemical formula 3, chemical formula 4, and chemical formula 5. These basic structures consist of two or three repeating units.

Figure 0005516686
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化2で示される全芳香族液晶ポリエステルとしては、Amoco社製の「XYDAR」SRT300およびSRT500、住友化学工業製の「スミカスーパーLCP」E2000およびE6000、東ソー・サンスティール社製の「HAG」および「HBG」等を例示することができる。化3で示される全芳香族液晶ポリエステルとしては、Hoechst Celanese社製「VECTRA」A950、上野製薬製「UENO LCP」1000および2000等を例示することができる。   Examples of the wholly aromatic liquid crystalline polyester represented by Chemical Formula 2 include “XYDAR” SRT300 and SRT500 manufactured by Amoco, “Sumika Super LCP” E2000 and E6000 manufactured by Sumitomo Chemical, “HAG” and “ HBG "etc. can be illustrated. Examples of the wholly aromatic liquid crystal polyester represented by Chemical Formula 3 include “VECTRA” A950 manufactured by Hoechst Celanese, “UENO LCP” 1000 and 2000 manufactured by Ueno Pharmaceutical, and the like.

化4で示される全芳香族液晶ポリエステルとしては、Du Pont社製「HX−2O00およびHX−3000、Granmont社製「GRANLAR」等を例示することができる。化5で示される全芳香族液晶ポリエステルとしては、BASF社製「ULTRAX」KR400O、ICI社製「VICTREX SRP」1500Gおよび2300G、Bayer社製「POLYSTAL」等を例示することができる。   Examples of the wholly aromatic liquid crystal polyester represented by Chemical Formula 4 include “HX-2O00 and HX-3000” manufactured by Du Pont, “GRANLAR” manufactured by Granmont, and the like. Examples of the wholly aromatic liquid crystal polyester represented by Chemical Formula 5 include “ULTRAX” KR400O manufactured by BASF, “VICTREX SRP” 1500G and 2300G manufactured by ICI, “POLYSTAL” manufactured by Bayer, and the like.

この樹脂組成物における液晶ポリマーの含有率は特に限定されないが、5重量%以上50重量%以下であることが好ましい。5重量%未満では、液晶ポリマー含有に伴って得られる前述の作用(成形時の材料の流動性、成形加工性、強度特性)が実質的に得られない。50重量%を超えて配合すると、更なる流動性、成形加工性、強度特性の向上が期待できないばかりでなく、他の添加成分の量が相対的に減少するため、他の添加成分による作用が十分に得られなくなる。   Although the content rate of the liquid crystal polymer in this resin composition is not specifically limited, It is preferable that they are 5 weight% or more and 50 weight% or less. If the content is less than 5% by weight, the above-described functions (fluidity of the material at the time of molding, molding processability, strength characteristics) obtained with the inclusion of the liquid crystal polymer cannot be substantially obtained. When the blending amount exceeds 50% by weight, not only the improvement in fluidity, molding processability and strength properties can be expected, but also the amount of other additive components is relatively reduced, so that the effect of other additive components is exerted. Not enough.

また、この樹脂組成物が、液晶ポリマーと固体潤滑剤および/または繊維状充填材を含有する場合は、溶融成形の際の流動性および成形体の機械的強度の点から、この樹脂組成物における液晶ポリマーと固体潤滑剤および/または繊維状充填材との合計含有率は10重量%以上60重量%以下であることが好ましい。この樹脂組成物における、液晶ポリマーの含有率と固体潤滑剤および/または繊維状充填材の含有率がそれぞれ40重量%以下であっても、両者の合計含有率が60重量%を超えると、樹脂組成物を溶融成形する際の流動性および成形体の機械的強度が著しく低下する場合がある。
なお、本発明の転がり軸受において、内輪、外輪、および転動体を形成する樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲内で、例えば酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、光保護剤、難燃剤、帯電防止剤、流動性改良剤、非晶質粘着性付与剤、結晶化促進剤、増核剤、顔料、染料等の各種添加剤を配合してもよい。
In the case where the resin composition contains a liquid crystal polymer and a solid lubricant and / or a fibrous filler, in the resin composition from the viewpoint of fluidity during melt molding and mechanical strength of the molded body. The total content of the liquid crystal polymer and the solid lubricant and / or fibrous filler is preferably 10% by weight or more and 60% by weight or less. In this resin composition, even if the content of the liquid crystal polymer and the content of the solid lubricant and / or the fibrous filler are 40% by weight or less, if the total content of both exceeds 60% by weight, the resin In some cases, the fluidity and the mechanical strength of the molded body when the composition is melt-molded are significantly reduced.
In the rolling bearing of the present invention, the resin composition forming the inner ring, the outer ring, and the rolling element includes, for example, an antioxidant, a heat stabilizer, an ultraviolet absorber, and a light within a range that does not impair the purpose of the present invention. Various additives such as a protective agent, a flame retardant, an antistatic agent, a fluidity improver, an amorphous tackifier, a crystallization accelerator, a nucleator, a pigment, and a dye may be added.

前記樹脂組成物に固体潤滑剤や繊維状充填材を配合する場合の混合方法は特に限定されず、主成分のフッ素樹脂を溶融し、この中に固体潤滑剤や繊維状充填材や添加剤を、一つずつ添加しながら混合してもよい。また、予めこれらの材料を全て、ヘンシェルミキサー、タンブラー、リボンミキサー、ボールミル等の混合機に入れて予備混合した後、溶融混合機に供給して溶融混練するようにしてもよい。溶融混合機としては、単軸または二軸押出機、混練ロール、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、ブランダープラストグラフ等の公知の溶融混練装置が使用できる。溶融混練の際の温度は、主成分樹脂の溶融が十分になされ、且つ分解が生じない範囲の温度であればよい。   A mixing method in the case where a solid lubricant or a fibrous filler is blended with the resin composition is not particularly limited, and the main component fluororesin is melted, and a solid lubricant, a fibrous filler, or an additive is contained therein. , And may be mixed while adding one by one. Alternatively, all of these materials may be preliminarily mixed in a mixer such as a Henschel mixer, a tumbler, a ribbon mixer, or a ball mill, and then supplied to the melt mixer for melt kneading. As the melt mixer, known melt kneaders such as a single-screw or twin-screw extruder, a kneading roll, a pressure kneader, a Banbury mixer, and a brander plastograph can be used. The temperature at the time of melt kneading may be a temperature within a range where the main component resin is sufficiently melted and does not decompose.

本発明の転がり軸受によれば、従来の耐食性転がり軸受と比較して、酸やアルカリ等の腐食性水溶液中および腐食性水溶液のミストや飛沫が存在する環境下で使用された場合の耐食性が高くなる。また、潤滑油やグリースを軸受内部に供給しなくても、長期に亘って潤滑性を維持することができる。これにより、潤滑油やグリースを軸受内部に供給する必要がないため、潤滑剤によって外部環境を汚染することがない。   According to the rolling bearing of the present invention, compared to the conventional corrosion-resistant rolling bearing, the corrosion resistance when used in a corrosive aqueous solution such as acid or alkali and in an environment where mist or droplets of the corrosive aqueous solution exists is high. Become. Further, the lubricity can be maintained for a long time without supplying lubricating oil or grease into the bearing. As a result, there is no need to supply lubricating oil or grease into the bearing, so that the external environment is not contaminated by the lubricant.

また、溶融成形可能なフッ素樹脂または耐熱性樹脂を内輪、外輪、保持器の材料として使用することにより、量産性に優れた射出成形等でこれらを形成することが可能となるため、軸受の製造コストを低減することができる。
さらに、内輪、外輪、または転動体を形成する樹脂組成物に液晶ポリマーを添加することにより、内輪、外輪、または転動体の成形加工性、機械的強度、および耐摩耗性が高くなる。
In addition, the use of melt-moldable fluororesin or heat-resistant resin as the material for the inner ring, outer ring, and cage makes it possible to form these by injection molding with excellent mass productivity. Cost can be reduced.
Furthermore, by adding a liquid crystal polymer to the resin composition forming the inner ring, outer ring, or rolling element, the moldability, mechanical strength, and wear resistance of the inner ring, outer ring, or rolling element are increased.

本発明の一実施形態に相当する転がり軸受を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the rolling bearing corresponded to one Embodiment of this invention. 実施形態での試験結果から得られた、軸受の内輪および外輪を構成する樹脂組成物中のPTFE粉末の含有率と、軸受の寿命との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the content rate of the PTFE powder in the resin composition which comprises the inner ring | wheel of a bearing, and the outer ring | wheel obtained from the test result in embodiment, and the lifetime of a bearing. 実施形態での試験結果から得られた、軸受の内輪および外輪を構成する樹脂組成物中のチタン酸カリウムウイスカーの含有率と、軸受の寿命との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the content rate of the potassium titanate whisker in the resin composition which comprises the inner ring | wheel of a bearing, and the outer ring | wheel obtained from the test result in embodiment, and the lifetime of a bearing. 実施形態での試験結果から得られた、軸受の内輪および外輪を構成する樹脂組成物中の炭素繊維の含有率と、軸受の寿命との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the content rate of the carbon fiber in the resin composition which comprises the inner ring | wheel of a bearing, and the outer ring | wheel obtained from the test result in embodiment, and the lifetime of a bearing. 実施形態での試験結果から得られた、軸受の内輪および外輪を構成する樹脂組成物(チタン酸カリウムウイスカーを一定比率で含有)中のPTFE粉末の含有率と、軸受の寿命との関係を示すグラフである。The relationship between the content rate of the PTFE powder in the resin composition (containing potassium titanate whisker at a constant ratio) obtained from the test results in the embodiment and containing the inner ring and the outer ring of the bearing and the life of the bearing is shown. It is a graph. 実施形態での試験結果から得られた、軸受の内輪および外輪を構成する樹脂組成物(炭素繊維を一定比率で含有)中のPTFE粉末の含有率と、軸受の寿命との関係を示すグラフである。The graph which shows the relationship between the content rate of the PTFE powder in the resin composition (it contains carbon fiber by a fixed ratio) which comprises the inner ring | wheel and outer ring | wheel of a bearing obtained from the test result in embodiment, and the lifetime of a bearing is there. 実施形態での試験結果から得られた、軸受の内輪および外輪を構成する樹脂組成物(PTFE粉末を一定比率で含有)中のチタン酸カリウムウイスカーの含有率と、軸受の寿命との関係を示すグラフである。The relationship between the content rate of the potassium titanate whisker in the resin composition (containing PTFE powder at a certain ratio) constituting the inner ring and the outer ring of the bearing and the life of the bearing obtained from the test results in the embodiment is shown. It is a graph. 実施形態での試験結果から得られた、軸受の内輪および外輪を構成する樹脂組成物中の液晶ポリマーの含有率と、軸受の寿命との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the content rate of the liquid crystal polymer in the resin composition which comprises the inner ring | wheel and outer ring | wheel of a bearing, and the lifetime of a bearing obtained from the test result in embodiment. 実施形態での試験結果から得られた、軸受の内輪および外輪を構成する樹脂組成物(液晶ポリマーを一定比率で含有)中のPTFE粉末の含有率と、軸受の寿命との関係を示すグラフである。The graph which shows the relationship between the content rate of the PTFE powder in the resin composition (it contains liquid crystal polymer in a fixed ratio) which comprises the inner ring | wheel and outer ring | wheel of a bearing obtained from the test result in embodiment, and the lifetime of a bearing is there. 実施形態での試験結果から得られた、軸受の内輪および外輪を構成する樹脂組成物(液晶ポリマーを一定比率で含有)中のチタン酸カリウムウイスカーの含有率と、軸受の寿命との関係を示すグラフである。The relationship between the content rate of the potassium titanate whisker in the resin composition (containing liquid crystal polymer in a certain ratio) constituting the inner ring and the outer ring of the bearing and the life of the bearing obtained from the test results in the embodiment is shown. It is a graph. 実施形態での試験結果から得られた、軸受の内輪および外輪を構成する樹脂組成物(液晶ポリマーとチタン酸カリウムウイスカーを一定比率で含有)中のPTFE粉末の含有率と、軸受の寿命との関係を示すグラフである。The content of PTFE powder in the resin composition (containing liquid crystal polymer and potassium titanate whisker at a constant ratio) obtained from the test results in the embodiment, and the life of the bearing It is a graph which shows a relationship.

以下、本発明の実施形態について、具体的な実施例により詳細に説明する。
[No. 1〜No.86]
試験用の転がり軸受として、 No.1〜 No.41、 No.51〜 No.53、 No.54〜 No.68、および No.73〜 No.86については、呼び番号6000に相当する単列深溝玉軸受(内径10mm、外径26mm、幅8mm)を組み立てた。この軸受は、図1に示すように、外輪1、内輪2、玉(転動体)3、および冠形の保持器4で構成され、シールを設けていない。なお、 No.42〜 No.50および No.69〜 No.72の転がり軸受としては、前記深溝玉軸受と同じ形状の内輪、外輪、および玉を用い、保持器を使用せず、シールを設けていない総玉軸受を組み立てた。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail using specific examples.
[No. 1 to 86]
As rolling bearings for testing, No. 1 to No. 41, No. 51 to No. 53, No. 54 to No. 68, and No. 73 to No. 86 are single rows corresponding to the nominal number 6000. A deep groove ball bearing (inner diameter 10 mm, outer diameter 26 mm, width 8 mm) was assembled. As shown in FIG. 1, this bearing is composed of an outer ring 1, an inner ring 2, a ball (rolling element) 3, and a crown-shaped cage 4, and no seal is provided. In addition, as rolling bearings of No. 42 to No. 50 and No. 69 to No. 72, the inner ring, outer ring, and balls having the same shape as the deep groove ball bearing are used, and a seal is provided without using a cage. Not assembled all ball bearings.

各軸受の内輪、外輪、転動体、保持器の構成材料を下記の表1〜表4に示す。なお、内輪と外輪は各サンプル毎に同一の材料を用いた。樹脂単独または樹脂組成物を材料とする内輪、外輪、保持器は、射出成形により作製した。また、樹脂および添加材としては以下に示すものを使用した。
溶融成形可能なフッ素樹脂;
PFA:ダイキン工業製「ネオフロンPFA AP−201」
ETFE:ダイキン工業製「ネオフロンETFE EP−520」
PVDF:呉羽化学工業製「クレハKFポリマーT−#1000」
または「クレハKFポリマーT−#850」
溶融成形可能な耐熱性樹脂;
PEN:出光マテリアル製「ID300」
PEEK:ビクトレックス製「ビクトレックスPEEK 150G」
PEEK−PBI:ヘキストセラニーズ製「セラゾール TU−60」
繊維状充填材;
ホウ酸アルミニウムウィスカー(表1〜3に「ABW」と略称)
:四国化成工業製「アルボレックスYS1」、
平均繊維径0.5〜1.0μm、長さl0〜30μm
チタン酸カリウムウィスカー(表1〜4に「KTW」と略称)
:大塚化学製「ティスモD−101」、
平均繊維径0.3〜0.6μm、長さl0〜20μm
炭素繊維:呉羽化学工業製「クレカチョップM−102S」、
平均繊維径14.5μm、長さ0.2mm
アラミド繊維:群栄化学工業製「カイノール繊維KF02BT」
平均繊維径14.0μm、長さ0.2mm
固体潤滑剤;
PTFE:ダイキン工業製「ルブロンL−5」、平均粒径0.2μmの粉末
MCA:三菱化学製メラミンシラヌレート、平均粒径2.0μmの粉末
フッ化ピッチ:大阪ガス製フッ化ピッチ、平均粒径1.0μmの粉末
フッ素雲母:トピー工業製「合成マイカPDM−9WA」、
平均粒径8.0μm
The constituent materials of the inner ring, outer ring, rolling element, and cage of each bearing are shown in Tables 1 to 4 below. The same material was used for the inner ring and the outer ring for each sample. The inner ring, outer ring, and cage made of resin alone or resin composition were produced by injection molding. Moreover, what was shown below was used as resin and an additive.
Fluoropolymer that can be melt-molded;
PFA: “Neoflon PFA AP-201” manufactured by Daikin Industries
ETFE: “Neofluon ETFE EP-520” manufactured by Daikin Industries
PVDF: “Kureha KF Polymer T- # 1000” manufactured by Kureha Chemical Industry
Or "Kureha KF Polymer T- # 850"
Heat-resistant resin that can be melt-molded;
PEN: “ID300” made by Idemitsu Material
PEEK: "Victorex PEEK 150G" manufactured by Victorex
PEEK-PBI: Hoechst Celanese “Cerasol TU-60”
Fibrous filler;
Aluminum borate whisker (abbreviated as “ABW” in Tables 1 to 3)
: "Arborex YS1" manufactured by Shikoku Chemicals,
Average fiber diameter 0.5-1.0 μm, length 10-30 μm
Potassium titanate whisker (abbreviated as “KTW” in Tables 1 to 4)
: "Tismo D-101" manufactured by Otsuka Chemical,
Average fiber diameter 0.3-0.6 μm, length 10-20 μm
Carbon fiber: “Kureka Chop M-102S” manufactured by Kureha Chemical Industry,
Average fiber diameter 14.5μm, length 0.2mm
Aramid fiber: “Kinol fiber KF02BT” manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.
Average fiber diameter 14.0μm, length 0.2mm
Solid lubricants;
PTFE: “Lublon L-5” manufactured by Daikin Industries, powder with an average particle size of 0.2 μm MCA: Melamine silanurate manufactured by Mitsubishi Chemical, powder with an average particle size of 2.0 μm Fluorinated pitch: Fluorinated pitch, average particle manufactured by Osaka Gas Powder with a diameter of 1.0 μm Fluorine mica: “Synthetic Mica PDM-9WA” manufactured by Topy Industries,
Average particle size 8.0μm

ここで、フッ素樹脂と繊維状充填材とからなる樹脂組成物を使用する場合は、樹脂組成物中のフッ素樹脂の含有率を80重量%、繊維状充填材の含有率を20重量%とした。フッ素樹脂と固体潤滑剤とからなる樹脂組成物を使用する場合は、樹脂組成物中のフッ素樹脂の含有率を80重量%、固体潤滑剤の含有率を20重量%とした。フッ素樹脂と繊維状充填材と固体潤滑剤とからなる樹脂組成物を使用する場合は、樹脂組成物中のフッ素樹脂の含有率を70重量%、繊維状充填材の含有率を10重量%、固体潤滑剤の含有率を20重量%とした。   Here, when using the resin composition which consists of a fluororesin and a fibrous filler, the content rate of the fluororesin in a resin composition was 80 weight%, and the content rate of the fibrous filler was 20 weight%. . When using the resin composition which consists of a fluororesin and a solid lubricant, the content rate of the fluororesin in a resin composition was 80 weight%, and the content rate of the solid lubricant was 20 weight%. When using a resin composition comprising a fluororesin, a fibrous filler, and a solid lubricant, the content of the fluororesin in the resin composition is 70% by weight, the content of the fibrous filler is 10% by weight, The solid lubricant content was 20% by weight.

樹脂組成物の混合は、繊維状充填材の折損を防ぐために以下のようにして行った。すなわち、先ず、繊維状充填材を除く材料をヘンシェルミキサーで乾式混合し、次に、この混合物を二軸押出機に入れる。繊維状充填材は、定量サイドフィーダーから二軸押出機に入れて前記混合物と混練する。この混練物を押出してペレット状に造粒する。このようにして得られた樹脂組成物のペレットまたは樹脂単独のペレットを射出成形機に供給して、各材料毎に最適な射出条件で射出成形を行った。   The resin composition was mixed as follows in order to prevent breakage of the fibrous filler. That is, first, the material excluding the fibrous filler is dry-mixed with a Henschel mixer, and then the mixture is put into a twin screw extruder. The fibrous filler is put into a twin-screw extruder from a fixed side feeder and kneaded with the mixture. This kneaded product is extruded and granulated into pellets. The resin composition pellets or resin single pellets thus obtained were supplied to an injection molding machine, and injection molding was performed under optimal injection conditions for each material.

また、 No.45〜 No.50および No.70〜 No.72の転がり軸受では、セラミックスで形成した転動体とPTFEで形成した転動体とが交互に配置されている。 No.69の転がり軸受では、セラミックス(SiC)で形成した転動体のみが配置されている。
組み立てた各転がり軸受について、日本精工(株)製の軸受回転試験機を用いて、1規定の硫酸水溶液中で下記の条件により回転試験を行い、振動値を基準とした軸受寿命を評価した。すなわち、軸受に生じるラジアル振動を回転試験中に常時測定し、この振動値が初期値の3倍以上となった時点で試験を中止し、それまでの総回転数を寿命とした。なお、 No.1〜 No.86の全ての転がり軸受に対してグリースによる潤滑は行わなかった。
In the rolling bearings of No. 45 to No. 50 and No. 70 to No. 72, rolling elements formed of ceramics and rolling elements formed of PTFE are alternately arranged. In the rolling bearing No. 69, only rolling elements made of ceramics (SiC) are arranged.
Each assembled rolling bearing was subjected to a rotation test in a 1N sulfuric acid aqueous solution using a bearing rotation tester manufactured by NSK Ltd. under the following conditions to evaluate the bearing life based on the vibration value. That is, the radial vibration generated in the bearing was constantly measured during the rotation test, and the test was stopped when the vibration value became three times or more the initial value, and the total number of rotations up to that time was regarded as the life. Note that all the rolling bearings No. 1 to No. 86 were not lubricated with grease.

<回転試験条件>
雰囲気圧力:大気圧
雰囲気温度:常温
ラジアル荷重:49N
回転速度:300rpm
また、各試験用軸受の寿命を比較するために、従来の総金属製の転がり軸受に相当する No.51の寿命を「1」とした時の相対値を算出した。これらの結果も下記の表1〜表4に併せて示す。
<Rotational test conditions>
Atmospheric pressure: Atmospheric pressure Atmospheric temperature: Normal temperature Radial load: 49N
Rotation speed: 300rpm
Further, in order to compare the life of each test bearing, a relative value was calculated when the life of No. 51 corresponding to a conventional all-metal rolling bearing was “1”. These results are also shown in Tables 1 to 4 below.

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これらの表から分かるように、本発明の実施例に相当する No.1〜 No.50および No.54〜 No.85の軸受は、比較例に相当する No.51〜 No.53、 No.86の軸受と比較して、腐食環境下における寿命が著しく長くなっている。また、転動体がセラミックス製またはガラス製である No.5〜 No.7、 No.12〜 No.50、および No.57〜72の軸受は、転動体が金属製である No.1〜 No.4、 No.8〜 No.11、および No.54〜56の軸受よりも、腐食環境下における寿命が長くなっていることが分かる。   As can be seen from these tables, the bearings of No. 1 to No. 50 and No. 54 to No. 85 corresponding to the examples of the present invention are No. 51 to No. 53, No. 5 corresponding to the comparative examples. Compared to 86 bearings, the service life in a corrosive environment is significantly increased. Further, the bearings of No. 5 to No. 7, No. 12 to No. 50, and No. 57 to 72 whose rolling elements are made of ceramics or glass are No. 1 to No. whose rolling elements are made of metal. It can be seen that the life in a corrosive environment is longer than the bearings of No. 4, No. 8 to No. 11, and No. 54 to 56.

No.73〜 No.85の軸受は、溶融成形可能な耐熱性樹脂(フッ素樹脂を除く)を主成分とし、繊維状充填材および/または固体潤滑剤が添加された樹脂組成物により、内輪、外輪、および保持器が形成されている実施例である。 No.86の軸受は、内輪および外輪が、溶融成形可能な耐熱性樹脂(フッ素樹脂を除く)に相当するPEEKで形成されている比較例である。そして、表4の結果から、 No.73〜 No.85の軸受は No.86の軸受よりも、腐食環境下における寿命が著しく長くなっていることが分かる。    The bearings of No. 73 to No. 85 are composed of a heat-resistant resin (except fluororesin) that can be melt-molded as a main component, and a resin composition to which a fibrous filler and / or a solid lubricant is added. This is an embodiment in which an outer ring and a cage are formed. The bearing of No. 86 is a comparative example in which the inner ring and the outer ring are formed of PEEK corresponding to a heat-resistant resin (excluding fluororesin) that can be melt-molded. From the results in Table 4, it can be seen that the bearings No. 73 to No. 85 have a significantly longer life in a corrosive environment than the bearing No. 86.

さらに、PFA、ETFE、PVDF、PEEK、またはPENを主成分とし、固体潤滑剤としてPTFE粉末を各種比率で配合した樹脂組成物により、内輪および外輪を作製した。これらの内輪および外輪(内輪と同じ材質のもの)と、窒化珪素(Si3 4 )により作製した転動体と、ETFEとチタン酸カリウムウイスカー(KTW)との混合物(ETFE:KTW=80:20)により作製した保持器とを用いて上記と同じ転がり軸受を組み立てた。 Furthermore, an inner ring and an outer ring were made from a resin composition containing PFA, ETFE, PVDF, PEEK, or PEN as a main component and blended with various ratios of PTFE powder as a solid lubricant. A mixture (ETFE: KTW = 80: 20) of these inner rings and outer rings (same material as the inner ring), rolling elements made of silicon nitride (Si 3 N 4 ), ETFE and potassium titanate whiskers (KTW). The same rolling bearing as described above was assembled using the cage produced by the above.

これらの軸受を用いて上述の腐食性水溶液(1規定の硫酸水溶液)中での回転試験を行い、同様の方法で振動値を基準とした軸受寿命を評価した。そして、内輪および外輪を構成する樹脂組成物中の固体潤滑剤の含有率と寿命との関係を調べた。その結果を図2にグラフで示す。「○」は主成分がPFAの場合の、「△」は主成分がETFEの場合の、「□」は主成分がPVDFの場合の、「◇」は主成分がPEEKの場合の、「*」は主成分がPENの場合の結果を示す。図2の寿命は、上記と同様に、 No.51の寿命を「1」とした相対値である。   Using these bearings, a rotation test in the above corrosive aqueous solution (1N sulfuric acid aqueous solution) was performed, and the bearing life was evaluated based on the vibration value by the same method. And the relationship between the content rate of the solid lubricant in the resin composition which comprises an inner ring | wheel and an outer ring | wheel, and lifetime was investigated. The results are shown graphically in FIG. “○” indicates that the main component is PFA, “Δ” indicates that the main component is ETFE, “□” indicates that the main component is PVDF, and “◇” indicates that the main component is PEEK. "Shows the result when the main component is PEN. The life shown in FIG. 2 is a relative value with the life of No. 51 as “1” in the same manner as described above.

この図から分かるように、内輪および外輪を構成する樹脂組成物に、固体潤滑剤としてPTFE粉末を40重量%以下の含有率で配合することにより、腐食性水溶液中での軸受の寿命を長くすることができる。
さらに、PFA、ETFE、PVDF、PEEK、またはPENを主成分とし、繊維状充填材としてチタン酸カリウムウイスカーを各種比率で配合した樹脂組成物により内輪および外輪を作製した。これらの内輪および外輪(内輪と同じ材質のもの)と、窒化珪素(Si3 4 )により作製した転動体と、ETFEとチタン酸カリウムウイスカー(KTW)との混合物(ETFE:KTW=80:20)により作製した保持器とを用いて、上記と同じ転がり軸受を組み立てた。
As can be seen from this figure, the life of the bearing in a corrosive aqueous solution is increased by blending PTFE powder as a solid lubricant with a content of 40% by weight or less in the resin composition constituting the inner ring and the outer ring. be able to.
Furthermore, an inner ring and an outer ring were prepared from a resin composition containing PFA, ETFE, PVDF, PEEK, or PEN as a main component and potassium titanate whisker as a fibrous filler in various ratios. A mixture (ETFE: KTW = 80: 20) of these inner rings and outer rings (same material as the inner ring), rolling elements made of silicon nitride (Si 3 N 4 ), ETFE and potassium titanate whiskers (KTW). The same rolling bearing as described above was assembled using the cage produced by the above.

これらの軸受を用いて上述の腐食性水溶液(1規定の硫酸水溶液)中での回転試験を行い、同様の方法で振動値を基準とした軸受寿命を評価した。そして、内輪および外輪を構成する樹脂組成物中の繊維状充填材の含有率と寿命との関係を調べた。その結果を図3にグラフで示す。「○」は主成分がPFAの場合の、「△」は主成分がETFEの場合の、「□」は主成分がPVDFの場合の、「◇」は主成分がPEEKの場合の、「*」は主成分がPENの場合の結果を示す。図3の寿命は、上記と同様に、 No.51の寿命を「1」とした相対値である。   Using these bearings, a rotation test in the above corrosive aqueous solution (1N sulfuric acid aqueous solution) was performed, and the bearing life was evaluated based on the vibration value by the same method. And the relationship between the content rate of the fibrous filler in the resin composition which comprises an inner ring | wheel and an outer ring | wheel, and lifetime was investigated. The results are shown graphically in FIG. “○” indicates that the main component is PFA, “Δ” indicates that the main component is ETFE, “□” indicates that the main component is PVDF, and “◇” indicates that the main component is PEEK. "Shows the result when the main component is PEN. The life shown in FIG. 3 is a relative value with the life of No. 51 as “1”, as described above.

この図から分かるように、内輪および外輪を構成する樹脂組成物に、繊維状充填材としてチタン酸カリウムウイスカーを40重量%以下の含有率で配合することにより、腐食性水溶液中での軸受の寿命を長くすることができる。
さらに、PFA、ETFE、PVDF、PEEK、またはPENを主成分とし、繊維状充填材として炭素繊維を各種比率で配合した樹脂組成物により、内輪および外輪を作製した。これらの内輪および外輪(内輪と同じ材質のもの)と、窒化珪素(Si3 4 )により作製した転動体と、ETFEとチタン酸カリウムウイスカー(KTW)との混合物(ETFE:KTW=80:20)により作製した保持器とを用いて、上記と同じ転がり軸受を組み立てた。
As can be seen from this figure, the service life of the bearing in a corrosive aqueous solution can be obtained by blending potassium titanate whisker as a fibrous filler in the resin composition constituting the inner ring and the outer ring with a content of 40% by weight or less. Can be lengthened.
Furthermore, an inner ring and an outer ring were produced from a resin composition containing PFA, ETFE, PVDF, PEEK, or PEN as a main component and carbon fiber as a fibrous filler in various ratios. A mixture (ETFE: KTW = 80: 20) of these inner rings and outer rings (same material as the inner ring), rolling elements made of silicon nitride (Si 3 N 4 ), ETFE and potassium titanate whiskers (KTW). The same rolling bearing as described above was assembled using the cage produced by the above.

これらの軸受を用いて上述の腐食性水溶液(1規定の硫酸水溶液)中での回転試験を行い、同様の方法で振動値を基準とした軸受寿命を評価した。そして、内輪および外輪を構成する樹脂組成物中の繊維状充填材の含有率と寿命との関係を調べた。その結果を図4にグラフで示す。「○」は主成分がPFAの場合の、「△」は主成分がETFEの場合の、「□」は主成分がPVDFの場合の、「◇」は主成分がPEEKの場合の、「*」は主成分がPENの場合の結果を示す。図4の寿命は、上記と同様に、 No.51の寿命を「1」とした相対値である。   Using these bearings, a rotation test in the above corrosive aqueous solution (1N sulfuric acid aqueous solution) was performed, and the bearing life was evaluated based on the vibration value by the same method. And the relationship between the content rate of the fibrous filler in the resin composition which comprises an inner ring | wheel and an outer ring | wheel, and lifetime was investigated. The results are shown graphically in FIG. “○” indicates that the main component is PFA, “Δ” indicates that the main component is ETFE, “□” indicates that the main component is PVDF, and “◇” indicates that the main component is PEEK. "Shows the result when the main component is PEN. The life shown in FIG. 4 is a relative value with the life of No. 51 as “1”, as described above.

この図から分かるように、内輪および外輪を構成する樹脂組成物に、繊維状充填材として炭素繊維を40重量%以下の含有率で配合することにより、腐食性水溶液中での軸受の寿命を長くすることができる。
さらに、PFA、ETFE、PVDF、PEEK、またはPENと、チタン酸カリウムウイスカーと、PTFE粉末とからなる樹脂組成物により、内輪および外輪を作製した。この樹脂組成物中のチタン酸カリウムウイスカーの含有率は10重量%で一定にし、PTFE粉末の含有率を各種比率に変化させた。なお、PFA等の含有率はPTFE粉末の含有率に応じて変化する。例えば、PTFE粉末の含有率が10重量%であれば、この樹脂組成物中のPFA等の含有率は80重量%となる。
As can be seen from this figure, the life of the bearing in a corrosive aqueous solution can be extended by blending carbon fiber as a fibrous filler in the resin composition constituting the inner ring and the outer ring at a content of 40% by weight or less. can do.
Furthermore, an inner ring and an outer ring were made of a resin composition comprising PFA, ETFE, PVDF, PEEK, or PEN, potassium titanate whisker, and PTFE powder. The content of potassium titanate whisker in the resin composition was kept constant at 10% by weight, and the content of PTFE powder was changed to various ratios. In addition, the content rate of PFA etc. changes according to the content rate of PTFE powder. For example, if the content of PTFE powder is 10% by weight, the content of PFA and the like in this resin composition is 80% by weight.

これらの内輪および外輪(内輪と同じ材質のもの)と、窒化珪素(Si3 4 )により作製した転動体と、ETFEとチタン酸カリウムウイスカー(KTW)との混合物(ETFE:KTW=80:20)により作製した保持器とを用いて上記と同じ転がり軸受を組み立てた。
これらの軸受を用いて上述の腐食性水溶液(1規定の硫酸水溶液)中での回転試験を行い、同様の方法で振動値を基準とした軸受寿命を評価した。そして、内輪および外輪を構成する樹脂組成物中の固体潤滑剤の含有率と寿命との関係を調べた。その結果を図5にグラフで示す。「○」は主成分がPFAの場合の、「△」は主成分がETFEの場合の、「□」は主成分がPVDFの場合の、「◇」は主成分がPEEKの場合の、「*」は主成分がPENの場合の結果を示す。図5の寿命は、上記と同様に、 No.51の寿命を「1」とした相対値である。
A mixture (ETFE: KTW = 80: 20) of these inner rings and outer rings (same material as the inner ring), rolling elements made of silicon nitride (Si 3 N 4 ), ETFE and potassium titanate whiskers (KTW). The same rolling bearing as described above was assembled using the cage produced by the above.
Using these bearings, a rotation test in the above corrosive aqueous solution (1N sulfuric acid aqueous solution) was performed, and the bearing life was evaluated based on the vibration value by the same method. And the relationship between the content rate of the solid lubricant in the resin composition which comprises an inner ring | wheel and an outer ring | wheel, and lifetime was investigated. The results are shown graphically in FIG. “○” indicates that the main component is PFA, “Δ” indicates that the main component is ETFE, “□” indicates that the main component is PVDF, and “◇” indicates that the main component is PEEK. "Shows the result when the main component is PEN. The life shown in FIG. 5 is a relative value in which the life of No. 51 is “1” in the same manner as described above.

この図から分かるように、内輪および外輪を構成する樹脂組成物として、チタン酸カリウムウイスカーが10重量%の含有率で配合されたものを使用する場合には、この樹脂組成物中にPTFE粉末を40重量%以下(好ましくは10〜30重量%)の含有率で配合することにより、腐食性水溶液中での軸受の寿命を長くすることができる。また、図5と図2〜図4との比較から、固体潤滑剤(PTFE粉末)のみ、繊維状充填材(チタン酸カリウムウイスカーまたは炭素繊維)のみを配合した場合よりも、両方を配合した場合の方が寿命を長くできることが分かる。   As can be seen from this figure, when using a resin composition comprising potassium titanate whiskers with a content of 10% by weight as the resin composition constituting the inner ring and the outer ring, PTFE powder is added to the resin composition. By blending at a content of 40% by weight or less (preferably 10 to 30% by weight), the life of the bearing in the corrosive aqueous solution can be extended. Moreover, when both are mix | blended rather than the case where only a solid lubricant (PTFE powder) and only a fibrous filler (potassium titanate whisker or carbon fiber) are mix | blended from the comparison with FIG. 5 and FIGS. It can be seen that the life can be extended.

さらに、PFA、ETFE、PVDF、PEEK、またはPENと、炭素繊維と、PTFE粉末とからなる樹脂組成物により、内輪および外輪を作製した。この樹脂組成物中の炭素繊維の含有率は10重量%で一定にし、PTFE粉末の含有率を各種比率に変化させた。なお、PFA等の含有率はPTFE粉末の含有率に応じて変化する。例えば、PTFE粉末の含有率が10重量%であれば、この樹脂組成物中のPFA等の含有率は80重量%となる。   Furthermore, an inner ring and an outer ring were made from a resin composition comprising PFA, ETFE, PVDF, PEEK, or PEN, carbon fiber, and PTFE powder. The carbon fiber content in the resin composition was fixed at 10% by weight, and the PTFE powder content was changed to various ratios. In addition, the content rate of PFA etc. changes according to the content rate of PTFE powder. For example, if the content of PTFE powder is 10% by weight, the content of PFA and the like in this resin composition is 80% by weight.

これらの内輪および外輪(内輪と同じ材質のもの)と、窒化珪素(Si3 4 )により作製した転動体と、ETFEとチタン酸カリウムウイスカー(KTW)との混合物(ETFE:KTW=80:20)により作製した保持器とを用いて上記と同じ転がり軸受を組み立てた。
これらの軸受を用いて上述の腐食性水溶液(1規定の硫酸水溶液)中での回転試験を行い、同様の方法で振動値を基準とした軸受寿命を評価した。そして、内輪および外輪を構成する樹脂組成物中の固体潤滑剤の含有率と寿命との関係を調べた。その結果を図6にグラフで示す。「○」は主成分がPFAの場合の、「△」は主成分がETFEの場合の、「□」は主成分がPVDFの場合の、「◇」は主成分がPEEKの場合の、「*」は主成分がPENの場合の結果を示す。図6の寿命は、上記と同様に、 No.51の寿命を「1」とした相対値である。
A mixture (ETFE: KTW = 80: 20) of these inner rings and outer rings (same material as the inner ring), rolling elements made of silicon nitride (Si 3 N 4 ), ETFE and potassium titanate whiskers (KTW). The same rolling bearing as described above was assembled using the cage produced by the above.
Using these bearings, a rotation test in the above corrosive aqueous solution (1N sulfuric acid aqueous solution) was performed, and the bearing life was evaluated based on the vibration value by the same method. And the relationship between the content rate of the solid lubricant in the resin composition which comprises an inner ring | wheel and an outer ring | wheel, and lifetime was investigated. The results are shown graphically in FIG. “○” indicates that the main component is PFA, “Δ” indicates that the main component is ETFE, “□” indicates that the main component is PVDF, and “◇” indicates that the main component is PEEK. "Shows the result when the main component is PEN. The life shown in FIG. 6 is a relative value in which the life of No. 51 is “1” in the same manner as described above.

この図から分かるように、内輪および外輪を構成する樹脂組成物として、炭素繊維が10重量%の含有率で配合されたものを使用する場合には、この樹脂組成物中にPTFE粉末を40重量%以下(好ましくは10〜30重量%)の含有率で配合することにより、腐食性水溶液中での軸受の寿命を長くすることができる。また、図6と図2〜図4との比較から、固体潤滑剤(PTFE粉末)のみあるいは繊維状充填材(チタン酸カリウムウイスカーまたは炭素繊維)のみを配合した場合よりも、両方を配合した場合の方が寿命を長くできることが分かる。   As can be seen from this figure, when a resin composition comprising carbon fiber in a content of 10% by weight is used as the resin composition constituting the inner ring and the outer ring, 40 wt.% Of PTFE powder is contained in this resin composition. By blending at a content of not more than% (preferably 10 to 30% by weight), the life of the bearing in a corrosive aqueous solution can be extended. 6 and FIG. 2 to FIG. 4 show that when both are blended rather than when only the solid lubricant (PTFE powder) or only the fibrous filler (potassium titanate whisker or carbon fiber) is blended. It can be seen that the life can be extended.

さらに、PFA、PVDF、PEEK、またはPENと、チタン酸カリウムウイスカーと、PTFE粉末とからなる樹脂組成物により、内輪および外輪を作製した。この樹脂組成物中のPTFE粉末の含有率は10重量%で一定にし、チタン酸カリウムウイスカーの含有率を各種比率に変化させた。なお、PFA等の含有率はPTFE粉末の含有率に応じて変化する。例えば、チタン酸カリウムウイスカーの含有率が10重量%であれば、この樹脂組成物中のPFA等の含有率は80重量%となる。   Furthermore, an inner ring and an outer ring were made from a resin composition comprising PFA, PVDF, PEEK, or PEN, potassium titanate whisker, and PTFE powder. The content of PTFE powder in this resin composition was fixed at 10% by weight, and the content of potassium titanate whiskers was changed to various ratios. In addition, the content rate of PFA etc. changes according to the content rate of PTFE powder. For example, if the content of potassium titanate whiskers is 10% by weight, the content of PFA and the like in this resin composition is 80% by weight.

これらの内輪および外輪(内輪と同じ材質のもの)と、窒化珪素(Si3 4 )により作製した転動体と、PVDFとチタン酸カリウムウイスカー(KTW)との混合物(PVDF:KTW=80:20)により作製した保持器とを用いて上記と同じ転がり軸受を組み立てた。
これらの軸受を用いて上述の腐食性水溶液(1規定の硫酸水溶液)中での回転試験を行い、同様の方法で振動値を基準とした軸受寿命を評価した。そして、内輪および外輪を構成する樹脂組成物中の固体潤滑剤の含有率と寿命との関係を調べた。その結果を図7にグラフで示す。「○」は主成分がPFAの場合の、「□」は主成分がPVDFの場合の、「◇」は主成分がPEEKの場合の、「*」は主成分がPENの場合の結果を示す。図7の寿命は、上記と同様に、 No.51の寿命を「1」とした相対値である。
A mixture (PVDF: KTW = 80: 20) of these inner and outer rings (same material as the inner ring), rolling elements made of silicon nitride (Si 3 N 4 ), PVDF and potassium titanate whiskers (KTW) The same rolling bearing as described above was assembled using the cage produced by the above.
Using these bearings, a rotation test in the above corrosive aqueous solution (1N sulfuric acid aqueous solution) was performed, and the bearing life was evaluated based on the vibration value by the same method. And the relationship between the content rate of the solid lubricant in the resin composition which comprises an inner ring | wheel and an outer ring | wheel, and lifetime was investigated. The results are shown graphically in FIG. “◯” indicates the result when the main component is PFA, “□” indicates the result when the main component is PVDF, “◇” indicates the result when the main component is PEEK, and “*” indicates the result when the main component is PEN. . The life shown in FIG. 7 is a relative value in which the life of No. 51 is “1” in the same manner as described above.

この図から分かるように、内輪および外輪を構成する樹脂組成物として、PTFE粉末が10重量%配合されたものを使用する場合には、この樹脂組成物中にチタン酸カリウムウイスカーを40重量%以下(好ましくは10〜30重量%)の含有率で配合することにより、腐食性水溶液中での軸受の寿命を長くすることができる。また、図7と図2〜図4との比較から、固体潤滑剤(PTFE粉末)のみあるいは繊維状充填材(チタン酸カリウムウイスカーまたは炭素繊維)のみを配合した場合よりも、両方を配合した場合の方が寿命を長くできることが分かる。   As can be seen from this figure, when a resin composition comprising 10% by weight of PTFE powder is used as the resin composition constituting the inner ring and the outer ring, 40% by weight or less of potassium titanate whisker is contained in this resin composition. By blending at a content of (preferably 10 to 30% by weight), the life of the bearing in the corrosive aqueous solution can be extended. Moreover, when both are mix | blended rather than the case where only solid lubricant (PTFE powder) or a fibrous filler (potassium titanate whisker or carbon fiber) is mix | blended from the comparison with FIG. 7 and FIGS. It can be seen that the life can be extended.

[No. 87〜 No.98]
試験用の転がり軸受として、 No.87〜 No.95については、呼び番号6000に相当する単列深溝玉軸受(内径10mm、外径26mm、幅8mm)を組み立てた。この軸受は、図1に示すように、外輪1、内輪2、玉(転動体)3、および冠形の保持器4で構成され、シールを設けていない。また、 No.96〜98の転がり軸受としては、前記深溝玉軸受と同じ形状の内輪、外輪、および玉を用い、保持器を使用せず、シールを設けていない総玉軸受を組み立てた。
[No. 87 to No. 98]
As rolling bearings for testing, No. 87 to No. 95 were assembled single row deep groove ball bearings (inner diameter 10 mm, outer diameter 26 mm, width 8 mm) corresponding to nominal number 6000. As shown in FIG. 1, this bearing is composed of an outer ring 1, an inner ring 2, a ball (rolling element) 3, and a crown-shaped cage 4, and no seal is provided. Moreover, as the rolling bearings of No. 96 to 98, inner rings, outer rings, and balls having the same shape as the deep groove ball bearing were used, and a full ball bearing without using a cage and having no seal was assembled.

各軸受の内輪、外輪、転動体、保持器の構成材料を下記の表5に示す。なお、内輪と外輪は各サンプル毎に同一の材料を用いた。各サンプルの内輪および外輪と No.87〜 No.95の保持器は、射出成形により作製した。また、樹脂および添加材としては以下に示すものを使用した。
溶融成形可能なフッ素樹脂;
PFA:ダイキン工業製「ネオフロンPFA AP−201」
PVDF:呉羽化学工業製「クレハKFポリマーT−#1000」
または「クレハKFポリマーT−#850」
溶融成形可能な耐熱性樹脂;
TPI:三井東圧化学製「オーラム 400」
PEN:出光マテリアル製「ID300」
PEEK:ビクトレックス製「ビクトレックスPEEK 150G」
PEEK−PBI:ヘキストセラニーズ製「セラゾール TU−60」
PPS:フィリップスペトローリアム社製「ライトンR−6」
液晶ポリマー;
LCP1(全芳香族液晶ポリマー)
:住友化学工業製「スミカスーパーLCP E6000」
LCP2(半芳香族液晶ポリマー)
:三菱化成製「NOVACCURATE E310」
固体潤滑剤;
PTFE:ダイキン工業製「ルブロンL−5」、平均粒径0.2μmの粉末
繊維状充填材;
チタン酸カリウムウィスカー(表5に「KTW」と略称)
:大塚化学製「ティスモD−101」、
平均繊維径0.3〜0.6μm、長さl0〜20μm
炭素繊維:呉羽化学工業製「クレカチョップM−102S」、
平均繊維径14.5μm、長さ0.2mm
The constituent materials of the inner ring, outer ring, rolling element, and cage of each bearing are shown in Table 5 below. The same material was used for the inner ring and the outer ring for each sample. The inner ring and outer ring of each sample and the cages No. 87 to No. 95 were produced by injection molding. Moreover, what was shown below was used as resin and an additive.
Fluoropolymer that can be melt-molded;
PFA: “Neoflon PFA AP-201” manufactured by Daikin Industries
PVDF: “Kureha KF Polymer T- # 1000” manufactured by Kureha Chemical Industry
Or "Kureha KF Polymer T- # 850"
Heat-resistant resin that can be melt-molded;
TPI: Mitsui Toatsu Chemical "Aurum 400"
PEN: “ID300” made by Idemitsu Material
PEEK: "Victorex PEEK 150G" manufactured by Victorex
PEEK-PBI: Hoechst Celanese “Cerasol TU-60”
PPS: "Ryton R-6" manufactured by Philippe Sporium
Liquid crystal polymer;
LCP1 (fully aromatic liquid crystal polymer)
: Sumitomo Chemical "Sumika Super LCP E6000"
LCP2 (semi-aromatic liquid crystal polymer)
: "NOVACCURATE E310" manufactured by Mitsubishi Kasei
Solid lubricants;
PTFE: “Lublon L-5” manufactured by Daikin Industries, Ltd., powder fiber filler having an average particle size of 0.2 μm;
Potassium titanate whisker (abbreviated as “KTW” in Table 5)
: "Tismo D-101" manufactured by Otsuka Chemical,
Average fiber diameter 0.3-0.6 μm, length 10-20 μm
Carbon fiber: “Kureka Chop M-102S” manufactured by Kureha Chemical Industry,
Average fiber diameter 14.5μm, length 0.2mm

ここで、溶融成形可能な耐熱性樹脂またはフッ素樹脂(以下「溶融成形可能な樹脂」と略称)と液晶ポリマーとからなる樹脂組成物を使用する場合は、樹脂組成物中の溶融成形可能な樹脂の含有率を70重量%、液晶ポリマーの含有率を30重量%とした。溶融成形可能な樹脂と液晶ポリマーと繊維状充填材または固体潤滑剤とからなる樹脂組成物を使用する場合は、樹脂組成物中の溶融成形可能な樹脂の含有率を60重量%、液晶ポリマーの含有率を20重量%、繊維状充填材または固体潤滑剤の含有率を20重量%とした。   Here, in the case where a resin composition comprising a heat-resistant resin or fluororesin that can be melt-molded (hereinafter referred to as “melt-moldable resin”) and a liquid crystal polymer is used, the resin that can be melt-molded in the resin composition The content of was 70% by weight, and the content of the liquid crystal polymer was 30% by weight. When a resin composition comprising a melt-moldable resin, a liquid crystal polymer, and a fibrous filler or a solid lubricant is used, the content of the melt-moldable resin in the resin composition is 60% by weight, The content was 20% by weight, and the content of the fibrous filler or solid lubricant was 20% by weight.

溶融成形可能な樹脂と液晶ポリマーと繊維状充填材と固体潤滑剤とからなる樹脂組成物を使用する場合は、樹脂組成物中の溶融成形可能な樹脂の含有率を50重量%、液晶ポリマーの含有率を20重量%、繊維状充填材の含有率を10重量%、固体潤滑剤の含有率を20重量%とした。
樹脂組成物の混合は、繊維状充填材の折損を防ぐために以下のようにして行った。すなわち、先ず、繊維状充填材を除く材料をヘンシェルミキサーで乾式混合し、次に、この混合物を二軸押出機に入れる。繊維状充填材は、定量サイドフィーダーから二軸押出機に入れて前記混合物と混練する。この混練物を押出してペレット状に造粒する。このようにして得られた樹脂組成物のペレットまたは樹脂単独のペレットを射出成形機に供給して、各材料毎に最適な射出条件で射出成形を行った。
When using a resin composition comprising a melt moldable resin, a liquid crystal polymer, a fibrous filler, and a solid lubricant, the content of the melt moldable resin in the resin composition is 50% by weight, The content rate was 20% by weight, the content rate of the fibrous filler was 10% by weight, and the content rate of the solid lubricant was 20% by weight.
The resin composition was mixed as follows in order to prevent breakage of the fibrous filler. That is, first, the material excluding the fibrous filler is dry-mixed with a Henschel mixer, and then the mixture is put into a twin screw extruder. The fibrous filler is put into a twin-screw extruder from a fixed side feeder and kneaded with the mixture. This kneaded product is extruded and granulated into pellets. The resin composition pellets or resin single pellets thus obtained were supplied to an injection molding machine, and injection molding was performed under optimal injection conditions for each material.

また、 No.96の転がり軸受では、セラミックス(Si3 4 )で形成した転動体のみが配置されている。 No.97の転がり軸受では、セラミックス(Si3 4 )で形成された転動体とPTFEで形成された転動体とが交互に配置されている。 No.98の転がり軸受では、ガラスで形成された転動体と硬質カーボンで形成された転動体とが交互に配置されている。 In the No. 96 rolling bearing, only rolling elements made of ceramics (Si 3 N 4 ) are arranged. In the No. 97 rolling bearing, rolling elements formed of ceramics (Si 3 N 4 ) and rolling elements formed of PTFE are alternately arranged. In the rolling bearing No. 98, rolling elements made of glass and rolling elements made of hard carbon are alternately arranged.

組み立てた各転がり軸受について、日本精工(株)製の軸受回転試験機を用いて、1規定の硫酸水溶液中で下記の条件により回転試験を行い、振動値を基準とした軸受寿命を評価した。すなわち、軸受に生じるラジアル振動を回転試験中に常時測定し、この振動値が初期値の3倍以上となった時点で試験を中止し、それまでの総回転数を寿命とした。なお、 No.87〜 No.98の全ての転がり軸受に対してグリースによる潤滑は行わなかった。   Each assembled rolling bearing was subjected to a rotation test in a 1N sulfuric acid aqueous solution using a bearing rotation tester manufactured by NSK Ltd. under the following conditions to evaluate the bearing life based on the vibration value. That is, the radial vibration generated in the bearing was constantly measured during the rotation test, and the test was stopped when the vibration value became three times or more the initial value, and the total number of rotations up to that time was regarded as the life. Note that all the rolling bearings No. 87 to No. 98 were not lubricated with grease.

<回転試験条件>
雰囲気圧力:大気圧
雰囲気温度:常温
ラジアル荷重:49N
回転速度:300rpm
また、各試験用軸受の寿命を比較するために、従来の総金属製の転がり軸受に相当する No.51の寿命を「1」とした時の相対値を算出した。これらの結果も下記の表5に併せて示す。
<Rotational test conditions>
Atmospheric pressure: Atmospheric pressure Atmospheric temperature: Normal temperature Radial load: 49N
Rotation speed: 300rpm
Further, in order to compare the life of each test bearing, a relative value was calculated when the life of No. 51 corresponding to a conventional all-metal rolling bearing was “1”. These results are also shown in Table 5 below.

Figure 0005516686
Figure 0005516686

この表から分かるように、本発明の実施例に相当する No.89〜 No.98の軸受は、比較例に相当する No.51〜 No.53および No.86の軸受と比較して、腐食環境下における寿命が著しく長くなっている。また、液晶ポリマーが添加された樹脂組成物で内輪および外輪が形成された No.87〜 No.98の軸受は、内輪および外輪がPEEKのみで形成されている No.86よりも、腐食環境下における寿命が長くなっていることが分かる。また、 No.87〜 No.98の軸受のうち、転動体がセラミックス製またはガラス製である No.88〜 No.98の軸受は、転動体が金属製である No.87の軸受よりも、腐食環境下における寿命が長くなっていることが分かる。   As can be seen from this table, the bearings of No. 89 to No. 98 corresponding to the examples of the present invention are more corrosive than the bearings of No. 51 to No. 53 and No. 86 corresponding to the comparative examples. The lifetime in the environment is significantly longer. The bearings No. 87 to No. 98 in which the inner ring and the outer ring are formed of the resin composition to which the liquid crystal polymer is added are more corrosive than No. 86 in which the inner ring and the outer ring are formed only of PEEK. It can be seen that the lifetime at Of the bearings No. 87 to No. 98, the rolling elements are made of ceramics or glass, and the bearings of No. 88 to No. 98 are made more than the bearings of No. 87 whose rolling elements are made of metal. It can be seen that the lifetime in a corrosive environment is prolonged.

さらに、PVDF、PEEK、TPI、またはPENに、LCP1を各種比率で配合した樹脂組成物により、内輪および外輪を作製した。これらの内輪および外輪(内輪と同じ材質のもの)と、窒化珪素(Si3 4 )により作製した転動体と、PVDFとチタン酸カリウムウイスカー(KTW)との混合物(PVDF:KTW=80:20)により作製した保持器とを用いて、上記と同じ転がり軸受を組み立てた。 Furthermore, an inner ring and an outer ring were produced from a resin composition in which LCP1 was blended at various ratios with PVDF, PEEK, TPI, or PEN. A mixture (PVDF: KTW = 80: 20) of these inner and outer rings (same material as the inner ring), rolling elements made of silicon nitride (Si 3 N 4 ), PVDF and potassium titanate whiskers (KTW) The same rolling bearing as described above was assembled using the cage produced by the above.

これらの軸受を用いて上述の腐食性水溶液(1規定の硫酸水溶液)中での回転試験を行い、同様の方法で振動値を基準とした軸受寿命を評価した。そして、内輪および外輪を構成する樹脂組成物中のLCP1(液晶ポリマー)の含有率と寿命との関係を調べた。その結果を図8にグラフで示す。「□」は樹脂組成物がPVDFとLCP1からなる場合の、「◇」は樹脂組成物がPEEKとLCP1からなる場合の、「+」は樹脂組成物がTPIとLCP1からなる場合の、「*」は樹脂組成物がPENとLCP1からなる場合の結果を示す。なお、図8の寿命は、上記と同様に、 No.51の寿命を「1」とした相対値である。   Using these bearings, a rotation test in the above corrosive aqueous solution (1N sulfuric acid aqueous solution) was performed, and the bearing life was evaluated based on the vibration value by the same method. And the relationship between the content rate of LCP1 (liquid crystal polymer) in the resin composition which comprises an inner ring | wheel and an outer ring | wheel, and lifetime was investigated. The results are shown graphically in FIG. “□” indicates that the resin composition is composed of PVDF and LCP1, “◇” indicates that the resin composition is composed of PEEK and LCP1, and “+” indicates that the resin composition is composed of TPI and LCP1. "Shows the result when the resin composition is composed of PEN and LCP1. In addition, the lifetime of FIG. 8 is a relative value which made the lifetime of No. 51 "1" similarly to the above.

この図から分かるように、内輪および外輪を構成する樹脂組成物に、LCP1を50重量%以下(好ましくは10〜40重量%)の含有率で配合することにより、腐食性水溶液中での軸受の寿命を長くすることができる。
さらに、PVDF、PEEK、TPI、またはPENと、LCP1と、PTFE粉末とからなる樹脂組成物により、内輪および外輪を作製した。この樹脂組成物中のLCP1の含有率は20重量%で一定にし、PTFE粉末を各種比率に変化させた。なお、PVDF等の含有率はPTFE粉末の含有率に応じて変化する。例えば、PTFE粉末の含有率が10重量%であれば、この樹脂組成物中のPVDF等の含有率は70重量%となる。
As can be seen from this figure, by blending LCP1 at a content of 50% by weight or less (preferably 10 to 40% by weight) with the resin composition constituting the inner ring and the outer ring, the bearing of the bearing in a corrosive aqueous solution can be obtained. The lifetime can be extended.
Furthermore, an inner ring and an outer ring were made of a resin composition composed of PVDF, PEEK, TPI, or PEN, LCP1, and PTFE powder. The content of LCP1 in this resin composition was kept constant at 20% by weight, and the PTFE powder was changed to various ratios. In addition, the content rate of PVDF etc. changes according to the content rate of PTFE powder. For example, if the content of PTFE powder is 10% by weight, the content of PVDF and the like in this resin composition is 70% by weight.

これらの内輪および外輪(内輪と同じ材質のもの)と、窒化珪素(Si3 4 )により作製した転動体と、PVDFとチタン酸カリウムウイスカー(KTW)との混合物(PVDF:KTW=80:20)により作製した保持器とを用いて、上記と同じ転がり軸受を組み立てた。
これらの軸受を用いて、上述の腐食性水溶液(1規定の硫酸水溶液)中での回転試験を行い、同様の方法で振動値を基準とした軸受寿命を評価した。そして、内輪および外輪を構成する樹脂組成物中のPTFE粉末(固体潤滑剤)の含有率と寿命との関係を調べた。その結果を図9にグラフで示す。「□」は主成分がPVDFである場合の、「◇」は主成分がPEEKである場合の、「+」は主成分がTPIである場合の、「*」は主成分がPENである場合の結果を示す。なお、図9の寿命は、上記と同様に、 No.51の寿命を「1」とした相対値である。
A mixture (PVDF: KTW = 80: 20) of these inner and outer rings (same material as the inner ring), rolling elements made of silicon nitride (Si 3 N 4 ), PVDF and potassium titanate whiskers (KTW) The same rolling bearing as described above was assembled using the cage produced by the above.
Using these bearings, a rotation test in the above corrosive aqueous solution (1N sulfuric acid aqueous solution) was performed, and the bearing life was evaluated based on the vibration value by the same method. And the relationship between the content rate of PTFE powder (solid lubricant) in the resin composition which comprises an inner ring | wheel and an outer ring | wheel, and lifetime was investigated. The results are shown graphically in FIG. “□” indicates that the main component is PVDF, “◇” indicates that the main component is PEEK, “+” indicates that the main component is TPI, and “*” indicates that the main component is PEN. The results are shown. 9 is a relative value in which the life of No. 51 is “1” in the same manner as described above.

この図から分かるように、内輪および外輪を構成する樹脂組成物として、LCP1が20重量%の含有率で配合されたものを使用する場合には、この樹脂組成物中にPTFE粉末を40重量%以下(好ましくは10〜30重量%)の含有率で配合することにより、腐食性水溶液中での軸受の寿命を長くすることができる。
さらに、PVDF、PEEK、TPI、またはPENと、LCP1と、チタン酸カリウムウイスカーとからなる樹脂組成物により、内輪および外輪を作製した。この樹脂組成物中のLCP1の含有率は20重量%で一定にし、チタン酸カリウムウイスカーの含有率を各種比率に変化させた。なお、PVDF等の含有率はチタン酸カリウムウイスカーの含有率に応じて変化する。例えば、チタン酸カリウムウイスカーの含有率が10重量%であれば、この樹脂組成物中のPVDF等の含有率は70重量%となる。
As can be seen from this figure, when using a resin composition comprising LCP1 at a content of 20% by weight as the resin composition constituting the inner ring and the outer ring, 40% by weight of PTFE powder is contained in this resin composition. By blending with the following content (preferably 10 to 30% by weight), the life of the bearing in the corrosive aqueous solution can be extended.
Furthermore, an inner ring and an outer ring were made from a resin composition comprising PVDF, PEEK, TPI, or PEN, LCP1, and potassium titanate whisker. The content of LCP1 in this resin composition was kept constant at 20% by weight, and the content of potassium titanate whiskers was changed to various ratios. In addition, content rates, such as PVDF, change according to the content rate of potassium titanate whisker. For example, if the content of potassium titanate whiskers is 10% by weight, the content of PVDF and the like in this resin composition is 70% by weight.

これらの内輪および外輪(内輪と同じ材質のもの)と、窒化珪素(Si3 4 )により作製した転動体と、PVDFとチタン酸カリウムウイスカー(KTW)との混合物(PVDF:KTW=80:20)により作製した保持器とを用いて、上記と同じ転がり軸受を組み立てた。
これらの軸受を用いて、上述の腐食性水溶液(1規定の硫酸水溶液)中での回転試験を行い、同様の方法で振動値を基準とした軸受寿命を評価した。そして、内輪および外輪を構成する樹脂組成物中のチタン酸カリウムウイスカ(繊維状充填材)の含有率と寿命との関係を調べた。その結果を図10にグラフで示す。「□」は主成分がPVDFである場合の、「◇」は主成分がPEEKである場合の、「+」は主成分がTPIである場合の、「*」は主成分がPENである場合の結果を示す。なお、図10の寿命は、上記と同様に、 No.51の寿命を「1」とした相対値である。
A mixture (PVDF: KTW = 80: 20) of these inner and outer rings (same material as the inner ring), rolling elements made of silicon nitride (Si 3 N 4 ), PVDF and potassium titanate whiskers (KTW) The same rolling bearing as described above was assembled using the cage produced by the above.
Using these bearings, a rotation test in the above corrosive aqueous solution (1N sulfuric acid aqueous solution) was performed, and the bearing life was evaluated based on the vibration value by the same method. And the relationship between the content rate of the potassium titanate whisker (fibrous filler) in the resin composition which comprises an inner ring | wheel and an outer ring | wheel and lifetime was investigated. The results are shown graphically in FIG. “□” indicates that the main component is PVDF, “◇” indicates that the main component is PEEK, “+” indicates that the main component is TPI, and “*” indicates that the main component is PEN. The results are shown. 10 is a relative value in which the life of No. 51 is set to “1” in the same manner as described above.

この図から分かるように、内輪および外輪を構成する樹脂組成物として、LCP1が20重量%の含有率で配合されたものを使用する場合には、この樹脂組成物中にチタン酸カリウムウイスカーを40重量%以下(好ましくは5〜30重量%)の含有率で配合することにより、腐食性水溶液中での軸受の寿命を長くすることができる。
さらに、PVDF、PEEK、TPI、またはPENと、LCP1と、チタン酸カリウムウイスカーと、PTFE粉末とからなる樹脂組成物により、内輪および外輪を作製した。この樹脂組成物中のLCP1とチタン酸カリウムウイスカの含有率はそれぞれ15重量%で一定にし、PTFE粉末の含有率を各種比率に変化させた。なお、PVDF等の含有率はPTFE粉末の含有率に応じて変化する。例えば、PTFE粉末の含有率が10重量%であれば、この樹脂組成物中のPVDF等の含有率は60重量%となる。
As can be seen from this figure, when using a resin composition comprising LCP1 at a content of 20% by weight as the resin composition constituting the inner ring and the outer ring, 40 titanic acid whisker whiskers are contained in the resin composition. By blending at a content of not more than wt% (preferably 5 to 30 wt%), the life of the bearing in a corrosive aqueous solution can be extended.
Furthermore, an inner ring and an outer ring were produced from a resin composition comprising PVDF, PEEK, TPI, or PEN, LCP1, potassium titanate whisker, and PTFE powder. The contents of LCP1 and potassium titanate whisker in the resin composition were fixed at 15% by weight, respectively, and the content of PTFE powder was changed to various ratios. In addition, the content rate of PVDF etc. changes according to the content rate of PTFE powder. For example, if the content of PTFE powder is 10% by weight, the content of PVDF and the like in this resin composition is 60% by weight.

これらの内輪および外輪(内輪と同じ材質のもの)と、窒化珪素(Si3 4 )により作製した転動体と、PVDFとチタン酸カリウムウイスカー(KTW)との混合物(PVDF:KTW=80:20)により作製した保持器とを用いて、上記と同じ転がり軸受を組み立てた。
これらの軸受を用いて、上述の腐食性水溶液(1規定の硫酸水溶液)中での回転試験を行い、同様の方法で振動値を基準とした軸受寿命を評価した。そして、内輪および外輪を構成する樹脂組成物中のPTFE粉末(固体潤滑剤)の含有率と寿命との関係を調べた。その結果を図11にグラフで示す。「□」は主成分がPVDFである場合の、「◇」は主成分がPEEKである場合の、「+」は主成分がTPIである場合の、「*」は主成分がPENである場合の結果を示す。なお、図11の寿命は、上記と同様に No.51の寿命を「1」とした相対値である。
A mixture (PVDF: KTW = 80: 20) of these inner and outer rings (same material as the inner ring), rolling elements made of silicon nitride (Si 3 N 4 ), PVDF and potassium titanate whiskers (KTW) The same rolling bearing as described above was assembled using the cage produced by the above.
Using these bearings, a rotation test in the above corrosive aqueous solution (1N sulfuric acid aqueous solution) was performed, and the bearing life was evaluated based on the vibration value by the same method. And the relationship between the content rate of PTFE powder (solid lubricant) in the resin composition which comprises an inner ring | wheel and an outer ring | wheel, and lifetime was investigated. The results are shown graphically in FIG. “□” indicates that the main component is PVDF, “◇” indicates that the main component is PEEK, “+” indicates that the main component is TPI, and “*” indicates that the main component is PEN. The results are shown. In addition, the lifetime of FIG. 11 is a relative value which set the lifetime of No. 51 to "1" similarly to the above.

この図から分かるように、内輪および外輪を構成する樹脂組成物として、LCP1およびチタン酸カリウムウイスカーがそれぞれ15重量%の含有率で配合されたものを使用する場合には、この樹脂組成物中にPTFE粉末を30重量%以下(好ましくは5〜30重量%)の含有率で配合することにより、腐食性水溶液中での軸受の寿命を長くすることができる。   As can be seen from this figure, when a resin composition comprising LCP1 and potassium titanate whisker each having a content of 15% by weight is used as the resin composition constituting the inner ring and the outer ring, By blending the PTFE powder at a content of 30% by weight or less (preferably 5 to 30% by weight), the life of the bearing in the corrosive aqueous solution can be extended.

1 外輪
2 内輪
3 玉(転動体)
4 保持器
1 outer ring 2 inner ring 3 ball (rolling element)
4 Cage

Claims (2)

耐食性材料からなる内輪、外輪、および転動体と、樹脂組成物からなる保持器とを備えた転がり軸受において、
内輪および外輪の少なくとも一方は、溶融成形が可能なフッ素樹脂であるPVDFと、炭素繊維またはチタン酸カリウムウイスカーである繊維状充填材とからなり、合成樹脂成分はPVDFのみからなり、前記繊維状充填材の含有率が5重量%以上40重量%以下である樹脂組成物により形成され、
前記内輪および外輪の軌道面は機械加工により仕上げられ、
保持器は、溶融成形が可能なフッ素樹脂を主成分とする樹脂組成物により形成されていることを特徴とする転がり軸受。
In a rolling bearing provided with an inner ring, an outer ring, and rolling elements made of a corrosion-resistant material, and a cage made of a resin composition,
At least one of the inner and outer rings, and P VDF Ru fluororesin der capable melt molding, composed of a fibrous filler is carbon fibers or potassium titanate whisker, synthetic resin component consists only PVDF, said fibers Formed by a resin composition having a content of a filler of 5% by weight or more and 40% by weight or less ,
The raceways of the inner and outer rings are finished by machining,
A rolling bearing, wherein the cage is made of a resin composition mainly composed of a fluororesin that can be melt-molded.
前記転動体は、SUS440C、LNS125、ES1、SUS630、窒化珪素(Si3 4 )、炭化珪素(SiC)、サイアロン(Sialon)、部分安定化ジルコニア(ZrO2 )、硬質カーボン、およびアルミナ(Al2 3 )のいずれかからなる請求項1記載の転がり軸受。 The rolling elements are SUS440C, LNS125, ES1, SUS630, silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon carbide (SiC), sialon, partially stabilized zirconia (ZrO 2 ), hard carbon, and alumina (Al 2 O 3) according to claim 1 Symbol mounting of the rolling bearing consists of either.
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