JPH09314695A - 軸受のクリープ防止用樹脂 - Google Patents

軸受のクリープ防止用樹脂

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Abstract

(57)【要約】 【課題】安価で優れた性能を発揮するクリープ防止用樹
脂の提供。 【解決手段】ハウジングＢや軸Ｃなど組み込み対象に対
する軸受Ａの嵌合面に設けられるクリープ防止用樹脂６
であって、ポリアミド６６が母材６１とされて、ミネラ
ル粉体６２およびエラストマー粉体６３が分散混入され
ている。これにより、そもそも耐熱性に優れかつ安価で
汎用性の高いポリアミド６６を用いながら、成形時のひ
けや反りを防止した高精度な外形にできるだけでなく、
ポリアミド６６の物性のうち特に吸水率を下げることが
できる。したがって、高温環境での長期連続使用に耐え
て安定したクリープ防止性能を発揮する一方、長期放置
時の吸湿寸法変化を可及的に少なくできるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハウジングに対す
る軸受の嵌合面に設けられて軸受のクリープを防止する
のに用いる樹脂に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム合金製のハウジングと鋼製
の軸受とは、熱膨張係数が異なるため、環境温度が上昇
したとき、熱膨張係数の差が原因でハウジングと軸受と
の嵌合部分のしめしろが低下することになり、軸受がハ
ウジングに対して回る、いわゆるクリープが発生するこ
とになる。
【０００３】このようなクリープについての防止対策
は、従来から種々考えられている。この対策としては、
軸受のハウジングに対する嵌合面に樹脂を周方向に連続
する形態で取り付け、嵌合部分のしめしろが低下して
も、軸受に取り付けた樹脂の摩擦抵抗でもって軸受がハ
ウジングに対して回るのを防止するようにしている。
【０００４】このクリープ防止用の樹脂としては、ポリ
アミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド１１（ＰＡ１
１）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などが用
いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のクリ
ープ防止用樹脂として用いるＰＡ６６、ＰＡ１１、ＰＢ
Ｔは、それぞれ下記表１に示すような物性を有してお
り、下記表２で評価するように、クリープ防止という本
来の目的は十分発揮できるものの、それぞれ一長一短が
ある。つまり、ＰＡ６６の場合、吸湿寸法変化が大きい
ことが指摘される。ＰＡ１１の場合、例えば１５０℃を
越える環境で長期連続使用に耐えられないだけでなく、
高価であって汎用性に劣ることが指摘される。ＰＢＴの
場合、例えば１５０℃を越える環境で長期連続使用に耐
えられないことが指摘される。このように、クリープ防
止用樹脂について、改良の余地がある。
【０００６】
【表１】
【０００７】
【表２】
【０００８】したがって、本発明は、安価で優れた性能
を発揮するクリープ防止用樹脂の提供を目的としてい
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、ハウジングや
軸など組み込み対象に対する軸受の嵌合面に設けられる
クリープ防止用樹脂であって、ポリアミド６６が母材と
されて、ミネラル粉体およびエラストマー粉体が分散混
入されている。
【００１０】なお、前述のミネラル粉体として、炭酸カ
ルシウムあるいはマイカ、エラストマー粉体として、変
性ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレンおよび若干のジエン
成分の三元重合体を無水マレイン酸でグラフトしたも
の）あるいはＥＰＭ（エチレンとプロピレンの共重合
体）をそれぞれ選定するのが好ましい。
【００１１】また、ミネラル粉体を５〜１５〔ｗｔ
％〕、エラストマー粉体を１０〜２０〔ｗｔ％〕にそれ
ぞれ設定するのが好ましい。
【００１２】ミネラル粉体は、５〔ｗｔ％〕未満である
と、効果に乏しく、また、１５〔ｗｔ％〕を越えると、
熱膨張係数が小さくなりすぎクリープ防止の効果をきた
さなくなる。表３にミネラルの添加量の比較を示す。
【００１３】
【表３】
【００１４】エラストマー粉体は、１０〔ｗｔ％〕未満
であると、効果に乏しく、また、２０〔ｗｔ％〕を越え
ると、真円度と引張強度が低下する。表４にエラストマ
ーの添加量の比較を示す。
【００１５】
【表４】
【００１６】さらに、ミネラル粉体を１〜３μｍの粒
子、エラストマー粉体を０．１〜１μｍの粒子にそれぞ
れ設定するのが好ましい。
【００１７】ミネラル粉体が１μｍ未満となると、市販
品での入手が困難となりコスト高となり、３μｍを越え
ると、熱膨張係数が大幅に低下する。
【００１８】エラストマー粉体は、１μｍを越えると、
分散性が悪くなり、強度も低下し、成形精度も低下し、
０．１μｍ未満となると、市販品での入手が困難となり
コスト高となる。
【００１９】上記本発明は、要するに、耐熱性に優れ安
価で汎用性の高いポリアミド６６において劣っている性
能特に寸法安定性を添加物によって改善している。つま
り、添加物の一つであるミネラル粉体は、成形特有のひ
けやそりを防止し、また、添加物の他の一つであるエラ
ストマー粉体は、樹脂の硬化速度を遅くするので、射出
圧力が樹脂全体に均一に伝わりやすくなって金型からの
転写が正確に行われるようになる他、吸水率を下げるの
に役立つ。しかも、これら二つの粉体の混入により、全
体の熱膨張係数が上がるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図１ないし
図４に示す実施例に基づいて説明する。
【００２１】図１ないし図４は本発明の一実施例にかか
り、図１は、クリープ防止用樹脂を有する転がり軸受の
使用状態を示す縦断面図、図２は、クリープ防止用樹脂
の構造を模式的に示す図、図３は、軸受のクリープ力と
環境温度との関係を示すグラフ、図４は、クリープ防止
用樹脂の倉庫内放置日数と外径寸法の変化との関係を示
すグラフである。
【００２２】図１において、Ａは転がり軸受、Ｂはアル
ミニウム合金製のハウジング、Ｃは軸である。
【００２３】転がり軸受Ａは、内輪１、外輪２、転動体
３、および保持器４から構成されており、図示例では、
外輪２の外周面において軸方向に離れた二カ所に、周方
向に連続する溝５を設け、この各溝５内にクリープ防止
用樹脂６が設けられている。内輪１、外輪２、転動体３
は、軸受鋼（ＳＵＪ２）で、また、保持器４は、軟鋼
（ＳＰＣＣ材）でそれぞれ形成される。
【００２４】クリープ防止用樹脂６は、図２に示すよう
に、ポリアミド６６（ＰＡ６６）を母材６１として、ミ
ネラル粉体６２およびエラストマー粉体６３を分散混入
したものからなる。
【００２５】具体的に、前述のミネラル粉体６２は、炭
酸カルシウムやマイカなど、エラストマー粉体６３は、
変性ＥＰＤＭあるいはＥＰＭなどとするのが好ましい。
ＥＰＤＭは、エチレン・プロピレンおよび若干のジエン
成分（第３成分と呼ばれ、ジシクロペンタジエン、エキ
リデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエンなど）の三
元重合体であり、無水マレイン酸でグラフトすることに
より変性されている。ＥＰＭは、エチレンとプロピレン
の共重合体である。
【００２６】ここで、クリープ防止用樹脂６の一例につ
いての物性を調べた。ここで用いたクリープ防止用樹脂
６の組成は、ミネラル粉体６２として、１〜３μｍの粒
子からなるパウダー状の炭酸カルシウム、エラストマー
粉体６３として、０．１〜１μｍの粒子からなるパウダ
ー状の変性ＥＰＤＭをそれぞれ選定するとともに、母材
６１を７５〔ｗｔ％〕、ミネラル粉体６２を１０〔ｗｔ
％〕、エラストマー粉体６３を１５〔ｗｔ％〕の割合に
設定した。
【００２７】物性は、下記表５のとおりであり、先に例
示した表１に比べると明らかなように、本実施例のクリ
ープ防止用樹脂６では、母材６１であるポリアミド６６
において劣っている性能特に吸水率が改善されている。
しかも、熱膨張係数がＰＡ１１と同等のレベルに上がっ
ている。
【００２８】
【表５】
【００２９】ここで、図１に示す転がり軸受Ａの形態
で、クリープ防止用樹脂６を上記物性測定に用いた構成
として、使用状態でのクリープ力および長期放置による
吸湿寸法変化を調べた。その結果は、図３および図４に
示すとおりである。なお、転がり軸受Ａの外輪２の各溝
５に対してクリープ防止用樹脂６を射出成形により形成
している。この射出成形でのクリープ防止用樹脂６の外
径寸法精度は、公差２０μｍとかなり低いレベルになっ
た。
【００３０】図３において、比較例１は、クリープ防止
用樹脂６をＰＡ１１とし、その外径寸法を後加工で仕上
げたものであり、比較例２は、クリープ防止用樹脂６を
設けていない転がり軸受である。また、使用軸受は、呼
び番号６０００（外径φ２６ｍｍ）のＳＵＪ２製軸受で
あり、ハウジングはアルミニウム合金製である。実施例
と比較例の初期寸法は表６のとおりである。
【００３１】
【表６】
【００３２】図４においては、軸受コーティング樹脂の
所定位置にマーキングを施し、その部分の外径を追跡調
査した。使用軸受は、呼び番号６２０２（外径φ３５ｍ
ｍ）である。
【００３３】クリープ力は、図３に示すように、比較例
２より明らかに高いレベルで、比較例１と遜色ないレベ
ルにまで高くなっており、１８０℃まで所要レベル以上
を維持している。また、吸湿寸法変化は、図４に示すよ
うに、梅雨に相当する期間において寸法変化が大きくな
るものの、全期間を通じて比較例１に比べて寸法変化が
小さくなっている。
【００３４】以上のことから、クリープ防止用樹脂６の
評価は、下記表７に示すように、すべての項目において
所要の基準を越えたものになる。
【００３５】
【表７】
【００３６】以上説明した実施例のクリープ防止用樹脂
６では、高温環境での長期連続使用に耐え安定したクリ
ープ防止性能を発揮することが明らかになった。しか
し、この実施例のクリープ防止用樹脂６のみに限定され
るものではなく、ミネラル粉体６２を５〜１５〔ｗｔ
％〕、エラストマー粉体６３を１０〜２０〔ｗｔ％〕の
範囲でそれぞれ設定することができるが、両粉体を合わ
せて２５〔ｗｔ％〕程度にする配合が最も好ましい。但
し、ミネラル粉体６２の大きさは、１〜３μｍ、エラス
トマー粉体６３の大きさは、０．１〜１μｍにそれぞれ
設定するのが適正と考えられる。それは、前述の値以上
に大きく設定した場合には、熱膨張係数が小さくなる傾
向を示すからである。
【００３７】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００３８】（１） クリープ防止用樹脂６は、外輪２
の外周面の軸方向に離れた二カ所あるいはそれ以上に設
けてもよいし、また、外輪２の溝５に設けずに、外輪２
に溝５を設けずに平坦な外周面に設けてもよい。さら
に、外輪２に対して射出成形により接着せずに、接着剤
を用いて貼着してもよい。
【００３９】（２） クリープ防止用樹脂６は、外輪２
ではなく内輪１において軸Ｃとの嵌合面つまり内周面に
設けるようにしてもよい。
【００４０】（３） クリープ防止用樹脂６は、転がり
軸受だけでなくすべり軸受にも利用することができる。
【００４１】
【発明の効果】本発明では、高温環境での長期連続使用
に耐え安定したクリープ防止性能を発揮することができ
て、しかも非使用時の吸湿寸法変化の少ない高性能なク
リープ防止用樹脂を安価で提供することができる。
【００４２】特に、このクリープ防止用樹脂を軸受のハ
ウジングに対する嵌合面に設けた場合では、軸受を使用
対象にクリープ防止する状態に簡単に設置することがで
きるなど、実用面で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のクリープ防止用樹脂を有す
る転がり軸受の使用状態を示す縦断面図
【図２】本実施例のクリープ防止用樹脂の構造を模式的
に示す図
【図３】軸受のクリープ力と環境温度との関係を示すグ
ラフ
【図４】クリープ防止用樹脂の倉庫内放置日数と外径寸
法の変化との関係を示すグラフ
【符号の説明】
Ａ 転がり軸受 Ｂ ハウジング １ 内輪 ２ 外輪 ６ クリープ防止用樹脂

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ハウジングや軸など組み込み対象に対す
    る軸受の嵌合面に設けられるクリープ防止用樹脂であっ
    て、 ポリアミド６６が母材とされて、ミネラル粉体およびエ
    ラストマー粉体が分散混入されている、ことを特徴とす
    る軸受のクリープ防止用樹脂。
  2. 【請求項２】 前記ミネラル粉体は、炭酸カルシウムあ
    るいはマイカ、エラストマー粉体は、変性ＥＰＤＭ（エ
    チレン・プロピレンおよび若干のジエン成分の三元重合
    体を無水マレイン酸でグラフトしたもの）あるいはＥＰ
    Ｍ（エチレンとプロピレンの共重合体）がそれぞれ選定
    される、請求項１に記載の軸受のクリープ防止用樹脂。
  3. 【請求項３】 前記ミネラル粉体が１〜３μｍの粒子、
    エラストマー粉体が０．１〜１μｍの粒子にそれぞれ設
    定される、請求項１または２に記載の軸受のクリープ防
    止用樹脂。
  4. 【請求項４】 前記ミネラル粉体が５〜１５〔ｗｔ
    ％〕、エラストマー粉体が１０〜２０ｗｔ％にそれぞれ
    設定される、請求項１ないし３のいずれかに記載の軸受
    のクリープ防止用樹脂。
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