JPH01299316A - 転がり軸受用保持器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、転がり軸受用保持器に関するものである。

〔従来の技術〕

転がり軸受は通常グリースを充填したり潤滑油を循環さ
せて滑り摩擦の減少および摩耗または発熱などの防止が
図られているが、このような転がり軸受を高真空中で使
用すると、グリースまたは潤滑油は消散して、潤滑性が
失われるばかりでなく、消散した潤滑剤が周辺の機器具
を汚染して事故を招くことになりかねない、また、この
ような軸受を液体水素等の極低温雰囲気下で使用しよう
とすれば、グリースまたは油等の潤滑剤は凍結して、軸
受の運転は不可能になってしまう、したがって、消散お
よび凍結を起こすような潤滑剤を使用しないために、自
己潤滑性を有する材料、たとえば二硫化モリブデンのよ
うな固体潤滑剤または四フッ化エチレン樹脂（ポリテト
ラフルオロエチレン）等の潤滑性のある重合体などを、
スパッタリング（イオンブレーティング、蒸着など）等
の手段によって、摺動面に被覆する方法が採られて来た
。しかし、スパッタリングのような真空装置を用いる方
法は、装置が複雑で条件設定が困難であり、しかも折角
の重合体もその潤滑特性を喪失することもあって、作業
性も経済性も決して好ましいものであるとは言えない、
また、四フッ化エチレン樹脂の潤滑特性をそのまま利用
する方法として、この重合体粉末をポリアミドイミド、
ポリイミド、フェノール樹脂等を結合剤として被覆する
こともあるが、このような方法では被膜が厚くなって軸
受すきまの設定が困難である。また軸受の保持器材に、
たとえば自己潤滑性を有する四フッ化エチレン系樹脂を
含有したプラスチックまたはポリイミド系樹脂などを用
いた場合、従来の組成物では運転トルクが大きくなって
しまったり、保持器材が摩耗して軸受としての機能を失
ってしまう。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、従来の技術においては、高真空または極低
温といった過酷な雰囲気下の使用に耐える転がり軸受は
容易に得られないという問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するために、この発明はフッ化カル
シウムおよび酸化カルシウムの少なくとも一種類を含有
する四フッ化エチレン樹脂からなる転がり軸受用保持器
とする手段を採用したものである。以下その詳細を求め
る。

まず、この発明における四フッ化エチレン樹脂（以下こ
れをＰＴＦＥと略記する）はテトラフルオロエチレン（
四フッ化エチレン）の単独重合体であっで、アルボフロ
ン（伊国モンテジソン社製）、フルオン（英国アイ・シ
ー・アイ社製）、テフロン（米国デュポン社製）、ポリ
フロン（ダイキン工業社製）等の登録商標名で市販され
ているフッ素樹脂の一種であって、圧縮成形は可能であ
っても射出成形は不可能な樹脂である。

つぎに、この発明におけるフッ化カルシウム（以下Ｃａ
Ｆｚと略記）とは、通常市販されているフッ化カルシウ
ムであり、その平均粒径は５０−以下であることが望ま
しく、特に３０−以下であることが好ましい。

また酸化カルシウム（以下ＣａＯと略記）は通常常温で
空気中の水分と反応して水酸化カルシウムになるため、
ＣａＯ単体の微粉末では市販されていない、したがって
、この発明におけるＣａＯとは塊状のＣａＯを微粉砕し
たものや、粉末状のＣａＯの表面を処理剤などで処理し
、水と反応をおさえたものであり、その平均粒径は５０
μ以下であることが望ましく特に３０−以下であること
が好ましい、ここで、ＣａＦｔまたはＣａＯの平均粒径
が５０μよりも大きいときは、ＰＴＦＥ中でのこれらの
分散が悪くなり、ＰＴＦＥ本来の特性が損われ、また転
がり軸受用保持器としての機能も低下して好ましくない
。

なお、この発明においては、発明の効果を損わない限り
各種の充填剤を添加しても良い、充填剤の種類としては
、たとえば、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミ
ド樹脂、ポリアリーレンスルフィド樹脂、芳香族ポリエ
ーテルケトン樹脂、ポリアリーレンエーテルスルホン樹
脂、フェノール系樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリ
イミド樹脂、シリコーン樹脂、溶融フッ素樹脂等の耐熱
性高分子材料を始めとし、ガラス繊維、炭素繊維、グラ
ファイト繊維、ウオラストナイト、セラミック繊維、チ
タン酸カリウム繊維、鋼線、銅線、ステンレス線などの
耐熱性無機単一繊維、タングステン心線もしくは炭素繊
維などにボロンもしくは炭化珪素等を蒸着した、いわゆ
るボロン繊維もしくは炭化珪素繊維などの耐熱性無機複
合繊維、芳香族アミド繊維などの耐熱性有機繊維、グラ
ファイトまたは亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、銀
、モリブデン、タングステン、ニオブ、ガラスピーズ、
シリカバルーン、珪藻土、石綿、炭酸カルシウムなどの
無機粉末、さらに、二硫化モリブデン、グラファイト、
カーボン、マイカ、タルク、三酸化モリブデン等の潤滑
性向上用無機粉末、酸化鉄、硫化カドミウム、セレン化
カドミウム、カーボンブラック等の着色用無機顔料など
数多くのものを挙げることができる。

以上述べたＣａｒｔおよびＣａＯの両方またはいずれか
一方のＰＴＦＩ！への添加量は、ＰＴＦＥ　１００重量
部に対して５〜９０重量部であることが望ましい、そし
て、これら諸原材料を混合し成形するに際しては、従来
から広く行なわれている充填剤入りＰＴＦＨの通常の成
形条件で成形すればよく、たとえば、タンブラ−ミキサ
ー、ヘンシェルミキサー等の混合機によって乾式混合し
、これを金型にいれて３８０〜６００ｋｇ／ｃ−の圧力
を加えて予備成形した後、金型から取り出された圧縮成
形体を３７０℃で焼結する方法、その低加熱加圧しなが
ら回分式に圧縮成形する方法またはラム押出機による連
続成形方法などのいずれであってもよい。

また、発明の効果を損なわない程度に、軸受の内輪、外
輪、転道体に固体潤滑剤等のスパッタリングやコーティ
ング処理を施しておいても良い。

〔実施例〕

この発明の実施例および比較例に使用した原材料を一括
して示す。

■ＰＴＦＩＩ　　（ヘキスト社製：　ＴＦＭ１７００　
）■ＰＴＦＢ−２（三井デュポンフロロケミカル社製：
テフロン７Ｊ） ■ＣａＦｚ　（和光純薬工業社製：試薬、平均粒径１６
ｆｍ） ■ＣａＯ（同上社製の試薬を微粉砕したもの、平均粒径
２５ｎ） ■ガラス繊維−１（旭ファイバーグラス社製：肝−β） ■ガラス繊維−２（同上社製：ＭＦ−ＫＡＣ）■二硫化
モリブデン（ダウ・コーニング社製：モリコートマイク
ロサイズ） ■硫化カドミウム（三菱金属社製：マルーン８５））実
施例１および２： 上に示した原材料を表に示した配合割合（重量％）で乾
式混合した後、これを金型に入れて５００ｋｇ／ｄの圧
力で予備成形し、その圧縮成形品を３７０℃で焼成した
。この焼成品から、内径１７＋ｗ、外径２１−１長さ１
０閣の円筒状の試験片を作製し、つぎのような物性値を
測定した。得られた結果を表にまとめた。

（璽）摩擦係数ニ スラスト型摩擦試験機による滑り速度１５０”／分、荷
重１　ｋｇ／ｄ、相手材ステンレス鋼５Ｕ５４４０Ｃ，
無潤滑の条件下の摩擦係数を求める。

（２）摩耗係数（１０−’拳ｃ１１／ｋｇ−ｓ）スラス
ト型摩耗試験機による滑り速度１２Ｂ”／分、荷重２．
３ｋｇ／ｃｊ、相手材ステンレス鋼５ＵＳ４４０Ｃ。

無潤滑の条件下の摩耗係数を求める。

また、先の焼成品を内径４０■、外径９０■、幅２３■
、ピッチ円直径６５−１玉径１４．２８Ｂ閣、玉数１１
、初期接触角度２５、ラジアルすきま８９〜１１６Ｉ１
ｍのアンギュラ玉軸受用の保持器に機械加工した。得ら
れた保持器をステンレス鋼５ＵＳ４４０Ｃ製の上記アン
ギュラ玉軸受に組み込み、低温水素ガス中１６０Ｋ、ス
ラスト荷重３００ｋｇ　−ｆ　、最大回転数１６０００
ｒｐｍの条件にて運転し、運転時の最大トルク（ｋｇ−
ｃｍ）、トルクの安定性、保持器の摩耗量（ｓｇ）　、
保持器のポケット部、保持器案内面の摩耗深さ（−）を
調べ、その結果を表に示した。また、運転時間も表に併
記した。

比較例１および２： 表に示すように、ＣａｒｔまたはＣａＯを添加しないと
いう以外は実施例と同様な掻作を行ない、得られた諸物
性の測定結果を表に併記した。

表から、実施例１および２は比較例１．２に比べ摩擦摩
耗特性は優れており、実際に軸受に組み込んだ試験にお
いても実施例１は比較例１および２に比べ、運転時の最
大トルクも小さ（安定しており、保持器の摩耗量も遥か
に少ないことが明らかである。

本　運転トルクが大きく不安定になってきたので運転を
中止した。

〔効果〕

この発明の転がり軸受用保持器を組み込んだ軸受は潤滑
剤を供給しない状態で、運転トルクが低く、また保持器
自身の摩耗量も小さいので、高度の真空下また極低温下
のような過酷な雰囲気下においても安定した運転に耐え
得るものであることが明白である。したがって、この発
明の意義はきわめて大きいということができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）フッ化カルシウムおよび酸化カルシウムの少なく
   ともいずれか一種類を含有する四フッ化エチレン樹脂か
   らなることを特徴とする転がり軸受用保持器。