JPH11344036A - Rolling bearing - Google Patents

Rolling bearing

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JPH11344036A
JPH11344036A JP14977798A JP14977798A JPH11344036A JP H11344036 A JPH11344036 A JP H11344036A JP 14977798 A JP14977798 A JP 14977798A JP 14977798 A JP14977798 A JP 14977798A JP H11344036 A JPH11344036 A JP H11344036A
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JP
Japan
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cage
polyoxybenzoyl
bearing
retainer
weight
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Pending
Application number
JP14977798A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Konno
大 金野
Takeshi Saito
剛 斉藤
Takahiko Uchiyama
貴彦 内山
Toshimi Takagi
敏己 高城
Shin Niizeki
心 新関
Magozo Hamamoto
孫三 浜本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11344036A publication Critical patent/JPH11344036A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To lengthen durability life when a bearing is used at a high temperature and in vacuum by forming a cage by a material in which polytetrafluoroethylene and polyoxybenzoyl are blended so as to be content of specified polyoxybenzoyl. SOLUTION: A cage 4 is formed by a material in which polytetrafluoroethylene(PTFE) and polyoxybenzoyl are blended by content 10 to 70 wt.% of polyoxybenzoyl. PTFE is high in melt viscosity even beyond a melting point of 327 deg.C, although it is crystalline resin, and is fluorine-contained resin of property which is difficult to deform and is molded by compression and extrusion. As polyoxybenzoyl, there are homopolymer and copolymer, and homopolymer is extremely high in crystalline property and hardly flows at a temperature of 400 deg.C or below, injection molding is difficult to be performed for simple substance and the melting point is estimated to be 450 deg.C or more. When content is less than 10 wt.%, self lubricity becomes insufficient and when content exceeds 70 wt.%, heat resistance becomes insufficient. Therefore, durability life under environments such as at a high temperature of 300 deg.C or more and in vacuum can be lengthened in a bearing.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、300℃以上の高
温且つ真空中の環境下で使用される装置用等として好適
な転がり軸受に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rolling bearing suitable for a device used in a high-temperature environment of 300.degree.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子や磁気記録装置の製造におい
ては、成膜工程が真空中で高温の環境下で行われる。成
膜装置へウエハ等を移動させる搬送装置は、真空中と大
気中との間を移動することを繰り返す。このような搬送
装置や成膜装置内の回転部に用いられる転がり軸受の潤
滑方法としては、フッ素系グリースを使用する方法、ま
たは自己潤滑性保持器を使用してグリースによる潤滑を
行わない方法が採用されている。
2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices and magnetic recording devices, a film forming process is performed in a high-temperature environment in a vacuum. A transfer device that moves a wafer or the like to a film forming apparatus repeatedly moves between a vacuum and the atmosphere. As a method of lubricating the rolling bearing used for the rotating unit in such a transfer device or a film forming device, a method using a fluorine-based grease or a method using a self-lubricating cage and not performing lubrication with grease is used. Has been adopted.

【0003】特に、真空中であって温度が250℃を超
える環境下では、フッ素系グリースを使用すると、グリ
ースのガス化が大量に生じて、製造工程で製品が汚染さ
れるという問題があるため、グリースによる潤滑は行わ
ずに、自己潤滑性保持器を使用することが好ましい。
[0003] In particular, in an environment where the temperature is higher than 250 ° C in a vacuum, if fluorine-based grease is used, there is a problem that gasification of the grease occurs in large quantities and the product is contaminated in the manufacturing process. It is preferable to use a self-lubricating cage without performing lubrication with grease.

【0004】自己潤滑性保持器の従来例としては、ポリ
エーテルエーテルケトン樹脂に、潤滑材としてカーボン
粉末を、強化繊維としてガラス繊維等を配合させた材料
で保持器を形成することが、特開平4−351319号
公報に開示されている。そして、この保持器を有する転
がり軸受は300℃以上の高温において無潤滑で使用で
きると記載されている。
[0004] As a conventional example of a self-lubricating cage, Japanese Patent Laid-Open Publication No. HEI 9 (1999) discloses that a cage is made of a material obtained by mixing a carbon powder as a lubricant and a glass fiber as a reinforcing fiber in a polyetheretherketone resin. It is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-351319. It is described that the rolling bearing having this cage can be used without lubrication at a high temperature of 300 ° C. or higher.

【0005】特開平7−197936号公報には、自己
潤滑能力を有するポリベンゾイミダゾール樹脂に、グラ
ファイトや二硫化モリブデン等の固体潤滑剤と、カーボ
ンファイバやガラスファイバ等の強化繊維とを添加した
材料で保持器を形成することが開示されている。
JP-A-7-197936 discloses a material in which a solid lubricant such as graphite or molybdenum disulfide and a reinforcing fiber such as carbon fiber or glass fiber are added to a polybenzimidazole resin having a self-lubricating ability. It is disclosed to form a retainer with.

【0006】自己潤滑性保持器を形成可能な樹脂組成物
としては、特公平3−59938号公報に、射出成形可
能なフッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレンはこれに
該当しない)100重量部に対して、オキシベンゾイル
ポリエステルと天然鱗片状黒鉛とが重量比(90:1
0)〜(40:60)で混合された混合物を10〜10
00重量部配合した組成物が開示されている。
As a resin composition capable of forming a self-lubricating cage, Japanese Patent Publication No. 3-59938 discloses a resin composition based on 100 parts by weight of a fluororesin (polytetrafluoroethylene is not applicable) which can be injection-molded. , Oxybenzoyl polyester and natural flaky graphite in a weight ratio (90: 1)
0) to (40:60), the mixture of
There is disclosed a composition formulated with 00 parts by weight.

【0007】同様の樹脂組成物として、特公平−617
00号公報には、ポリアリーレンエステルを95〜30
重量%、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を
2.5〜60重量%、オキシベンゾイルポリエステル
(ポリオキシベンゾイル)を2.5〜60重量%含有す
る組成物が開示されている。また、特公平7−1089
51号公報には、所定条件で測定した溶融粘度が所定値
以上である直鎖状ポリフェニレンサルファイド樹脂を3
0〜85重量%、オキシベンゾイルポリエステルを5〜
30重量%、フッ素樹脂を10〜60重量%含有する組
成物が開示されている。
As a similar resin composition, Japanese Patent Publication No.
No. 00 discloses polyarylene esters of 95 to 30.
A composition containing 2.5 to 60% by weight of polytetrafluoroethylene (PTFE) and 2.5 to 60% by weight of oxybenzoyl polyester (polyoxybenzoyl) is disclosed. In addition, 7-1089
No. 51 discloses a linear polyphenylene sulfide resin having a melt viscosity measured under a predetermined condition of not less than a predetermined value.
0 to 85% by weight of oxybenzoyl polyester
A composition containing 30% by weight and 10 to 60% by weight of a fluororesin is disclosed.

【0008】また、均等なラジアル荷重、アキシャル荷
重が負荷される軸受の保持器とその組成については、特
開平2−24554号公報、特開平3−117721号
公報、特開平4−102718号公報、実開平5−23
105号公報にそれぞれ記載されている。
Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 2-24554, Hei 3-117721, Hei 4-102718, and Japanese Laid-Open Patent Publication No. Hei 4-102718 disclose a bearing retainer to which a uniform radial load and axial load are applied. 5-23
No. 105, respectively.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術のうち、特開平4−351319号公報および特
開平7−197936号公報に記載の保持器は、300
℃以上の高温且つ真空中の環境下で使用された場合の自
己潤滑性は十分ではなく、保持器と転動体との接触部
や、保持器の案内面で摩耗が進行し、摩耗粉が発生して
製品が汚染される恐れがあり、軸受寿命も短い。また、
これらの保持器は剛性が高いため、室温で軸受に組み込
むことが難しいという問題もある。
However, among the above prior arts, the retainer described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-351319 and Japanese Patent Application Laid-Open No.
Self-lubricating properties are not sufficient when used in a high-temperature environment of ℃ or more and in a vacuum, and wear progresses on the contact between the cage and the rolling element and on the guide surface of the cage, generating wear powder. The product may be contaminated, and the bearing life is short. Also,
Since these cages have high rigidity, there is also a problem that it is difficult to incorporate them into a bearing at room temperature.

【0010】また、特公平3−59938号公報、特公
平−61700号公報、および特公平7−108951
号公報に記載の樹脂組成物で形成された保持器は、30
0℃以上の高温環境下で使用すると、樹脂の軟化により
転動体を保持することが難しくなるという問題がある。
また、300℃以上の高温且つ真空中の環境下で使用さ
れた場合の自己潤滑性は十分ではなく、保持器の摩耗に
よって発生した摩耗粉により製品が汚染される恐れがあ
る。
[0010] Japanese Patent Publication No. 3-59938, Japanese Patent Publication No. 61700, and Japanese Patent Publication No. 7-108951
The retainer formed of the resin composition described in
When used in a high-temperature environment of 0 ° C. or higher, there is a problem that it becomes difficult to hold the rolling elements due to softening of the resin.
In addition, the self-lubricating property when used in a high-temperature environment of 300 ° C. or more and in a vacuum is not sufficient, and the product may be contaminated by wear powder generated by wear of the retainer.

【0011】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、300℃以上の高温且つ
真空中の環境下で使用された場合の耐久寿命が長い転が
り軸受を提供することを課題とする。
The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and provides a rolling bearing having a long durability when used in a high-temperature environment of 300 ° C. or more and in a vacuum environment. The task is to

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、内輪、外輪、転動体、および保持器を有
する転がり軸受において、保持器は、ポリテトラフルオ
ロエチレン(PTFE)とポリオキシベンゾイルとがポ
リオキシベンゾイルの含有率10〜70重量%で配合さ
れた材料により形成されたものであ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-mentioned problems, the present invention provides a rolling bearing having an inner ring, an outer ring, a rolling element, and a retainer, wherein the retainer is made of polytetrafluoroethylene (PTFE) and polytetrafluoroethylene (PTFE). Provided is a rolling bearing characterized in that oxybenzoyl is formed from a material blended with a polyoxybenzoyl content of 10 to 70% by weight.

【0013】PTFEは、結晶性樹脂でありながら融点
327℃を超えても溶融粘度が高く、変形し難い性質を
有するフッ素樹脂であり、エチレンテトラフルオロエチ
レン共重合体等の射出成形可能なフッ素樹脂とは異な
り、圧縮成形や押出成形により成形される。市販されて
いるPTFEの例としては、ダイキン工業製の「ポリフ
ロンTFE」、三井デュポンフロロケミカル製の「テフ
ロンTFE」、旭フロロポリマー製の「フルオンTF
E」、DuPont製の「TeflonTFE」、Ho
echst製の「Hostaflon」、ICI製の
「Fluon」等がある。
[0013] PTFE is a fluororesin which is a crystalline resin and has a high melt viscosity even at a melting point of more than 327 ° C and is hardly deformed, and is an injection-moldable fluororesin such as ethylene tetrafluoroethylene copolymer. Unlike molding, it is formed by compression molding or extrusion molding. Examples of commercially available PTFE include “Polyflon TFE” manufactured by Daikin Industries, “Teflon TFE” manufactured by DuPont Mitsui Fluorochemicals, and “Fluon TF” manufactured by Asahi Fluoropolymer.
E ", DuPont" Teflon TFE ", Ho
"Hostaflon" manufactured by echst, "Fluon" manufactured by ICI, and the like.

【0014】ポリオキシベンゾイルとしては、構成単位
が下記の(1)式で表されるポリオキシベンゾイルホモ
ポリマーと、構成単位が下記の(2)式で表されるポリ
オキシベンゾイルコポリマーとがある。ポリオキシベン
ゾイルホモポリマーは「エコノールE101」という商
品名で、ポリオキシベンゾイルコポリマーは「エコノー
ルE1000」という商品名で、ともに住友化学工業か
ら販売されている。このうち「エコノールE101」は
極めて結晶性が高く、400℃以下の温度ではほとんど
流動せず、単体では射出成形で成形することは困難であ
る。また、融点は450℃以上と推定されている。
The polyoxybenzoyl includes a polyoxybenzoyl homopolymer having a structural unit represented by the following formula (1) and a polyoxybenzoyl copolymer having a structural unit represented by the following formula (2). The polyoxybenzoyl homopolymer is sold under the trade name "Econol E101", and the polyoxybenzoyl copolymer is sold under the trade name "Econol E1000", both of which are sold by Sumitomo Chemical. Among them, “Econol E101” has extremely high crystallinity, hardly flows at a temperature of 400 ° C. or less, and it is difficult to mold it alone by injection molding. The melting point is estimated to be 450 ° C. or higher.

【0015】[0015]

【化1】 Embedded image

【0016】[0016]

【化2】 Embedded image

【0017】本発明の転がり軸受においては、保持器
が、PTFEとポリオキシベンゾイルとがポリオキシベ
ンゾイルの含有率10〜70重量%で配合された材料に
より形成されているため、300℃以上の高温且つ真空
中の環境下で十分な自己潤滑性と耐熱性が得られる。ポ
リオキシベンゾイルの含有率が10重量%未満である
と、前記環境下で使用された場合の自己潤滑性(特に、
耐摩耗性)が不十分となる。ポリオキシベンゾイルの含
有率が70重量%を超えると、前記環境下で使用された
場合の耐熱性が不十分となる。ポリオキシベンゾイル含
有率の好ましい範囲は20〜50重量%である。
In the rolling bearing of the present invention, since the cage is formed of a material in which PTFE and polyoxybenzoyl are mixed at a polyoxybenzoyl content of 10 to 70% by weight, In addition, sufficient self-lubricating properties and heat resistance can be obtained in a vacuum environment. When the content of polyoxybenzoyl is less than 10% by weight, the self-lubricating property when used in the environment (particularly,
Wear resistance) becomes insufficient. When the content of polyoxybenzoyl exceeds 70% by weight, heat resistance when used in the above environment becomes insufficient. The preferred range of the polyoxybenzoyl content is 20 to 50% by weight.

【0018】保持器の形状に関しては、転動体の保持器
に対する組み込みを容易にしながら転動体の保持器から
の脱落を防止するためには、転動体挿入部の開口寸法
は、転動体の径の75%以上97%未満であることが好
ましい。
Regarding the shape of the retainer, in order to easily incorporate the rolling element into the retainer and to prevent the rolling element from dropping out of the retainer, the opening dimension of the rolling element insertion portion should be equal to the diameter of the rolling element. It is preferably 75% or more and less than 97%.

【0019】転動体径とポケット径との隙間は、転動体
径の2〜17%であることが好ましい。2%未満では保
持器の摩耗が大きくなり、17%を超えるとポケット内
での転動体の遊びが大きいため、この遊びに起因する摩
耗粉が発生し易い。
The gap between the rolling element diameter and the pocket diameter is preferably 2 to 17% of the rolling element diameter. If it is less than 2%, the abrasion of the retainer becomes large, and if it exceeds 17%, the play of the rolling element in the pocket is large, so that abrasion powder due to this play is easily generated.

【0020】保持器案内面が内輪および外輪のどれらの
面でも可能であるが、保持器の回転時の滑り速度の点で
軸受内輪の外周面とすることが好ましい。保持器の内輪
案内隙間の保持器内径に対する比率は16%以下である
ことが好ましい。この比率が16%を超えると、保持器
の偏心量が大きくなって寿命が低下する。
Although the guide surface of the cage can be any surface of the inner ring and the outer ring, the outer circumferential surface of the bearing inner ring is preferable in terms of the sliding speed when the cage rotates. The ratio of the inner ring guide clearance of the retainer to the retainer inner diameter is preferably 16% or less. If this ratio exceeds 16%, the amount of eccentricity of the cage increases, and the life is shortened.

【0021】保持器の柱の厚さは内外輪間のラジアル隙
間以下であれば良いが、保持器材料の線膨張係数は内外
輪材料である金属と比べて大きく、保持器の厚さが前記
隙間の97%を超えると、300℃の高温で回転させた
時に保持器が外輪に拘束されてトルクが大きくなる可能
性が高い。
The thickness of the column of the cage may be smaller than the radial gap between the inner and outer rings, but the linear expansion coefficient of the material of the cage is larger than that of the metal which is the material of the inner and outer rings, and the thickness of the cage is as described above. If the gap exceeds 97%, there is a high possibility that the retainer will be restrained by the outer ring when rotated at a high temperature of 300 ° C., and the torque will increase.

【0022】ポケット部の底の厚さは、保持器の組み込
み時や軸受回転時に破損が生じないようにするために
0.3mm以上とする。また、ポケット部の底の厚さは
保持器のバランスが保てる厚さであればよいため、上限
は特に規定されない。
The thickness of the bottom of the pocket portion is set to 0.3 mm or more in order to prevent breakage when the cage is assembled or the bearing rotates. The upper limit of the thickness of the pocket portion is not particularly limited as long as the thickness of the pocket portion can keep the balance of the retainer.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。 [第1実施形態]図1は、外輪1、内輪2、転動体3、
保持器4、シール5からなる転がり軸受の構造を示す断
面図であり、図2は冠形の保持器の構造を示す断面図で
あり、図3は、図2の保持器のポケット部を示す拡大図
である。 <保持器材料の違いによる性能の違い>内輪、外輪、お
よび転動体の構成と保持器の形状については共通であっ
て、保持器の材質を変えた No.1−1〜1−3の転がり
軸受を組み立てた。
Embodiments of the present invention will be described below. First Embodiment FIG. 1 shows an outer ring 1, an inner ring 2, a rolling element 3,
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a structure of a rolling bearing including a retainer 4 and a seal 5, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a structure of a crown-shaped retainer, and FIG. 3 shows a pocket portion of the retainer of FIG. It is an enlarged view. <Differences in performance due to differences in cage materials> The configurations of the inner ring, outer ring, and rolling elements and the shape of the cage are common, and rolling of No. 1-1 to 1-3 with different cage materials is performed. The bearing was assembled.

【0024】この転がり軸受の内径は8mmであり、外
径は22mmであり、幅は7mmであり、転動体数は6
個であり、転動体直径は3.96mmであり、内輪、外
輪、および転動体の形成材料はSUS440Cである。
The inner diameter of this rolling bearing is 8 mm, the outer diameter is 22 mm, the width is 7 mm, and the number of rolling elements is 6
The rolling element diameter is 3.96 mm, and the material for forming the inner ring, the outer ring, and the rolling elements is SUS440C.

【0025】保持器は冠形である。冠型の保持器は、図
2に示すように、円形のポケット41と転動体挿入部4
2を有する。図2および図3において、符号R1が内
径、符号R2が外径、符号wが幅、符号aがポケット
径、符号bが転動体挿入部42の開口寸法、符号cがポ
ケット部41の底の厚さ、符号dが保持器4の柱の厚さ
(周面部の厚さ)である。
The retainer is crown-shaped. As shown in FIG. 2, the crown-shaped retainer has a circular pocket 41 and a rolling element insertion portion 4.
2 2 and FIG. 3, reference symbol R1 denotes an inner diameter, reference symbol R2 denotes an outer diameter, reference symbol w denotes a width, reference symbol a denotes a pocket diameter, reference symbol b denotes an opening dimension of the rolling element insertion portion 42, and reference symbol c denotes a bottom of the pocket portion 41. The thickness, symbol d, is the thickness of the column of the cage 4 (the thickness of the peripheral surface portion).

【0026】この実施形態の保持器の形状は、内径は1
2.5mm、外径は17mm、ポケット径は4.1mm
であり、転動体挿入部の開口寸法は3.4mmであり、
ポケット部の底の厚さは0.5mmであり、保持器の柱
の厚さは2.25mmであり、幅は4.5mmである。
The shape of the retainer of this embodiment has an inner diameter of 1
2.5mm, outer diameter 17mm, pocket diameter 4.1mm
And the opening dimension of the rolling element insertion portion is 3.4 mm,
The thickness of the bottom of the pocket part is 0.5 mm, the thickness of the pillar of the retainer is 2.25 mm, and the width is 4.5 mm.

【0027】また、この転がり軸受において、図1に符
号σで示す内外輪間のラジアル隙間は2.9mmであ
り、符号eで示す内輪案内隙間は0.3mmである。三
井デュポンフロロケミカル製の圧縮成形用PTFE「テ
フロンTFE7J」60重量%と、住友化学工業製のポ
リオキシベンゾイルホモポリマー「E101」40重量
%とをヘンシェルミキサーに入れて攪拌することによ
り、総量2Kgの均一な樹脂組成物を得た。
In this rolling bearing, the radial gap between the inner and outer rings indicated by the symbol σ in FIG. 1 is 2.9 mm, and the inner ring guide gap indicated by the symbol e is 0.3 mm. 60% by weight of PTFE "Teflon TFE7J" for compression molding manufactured by Du Pont-Mitsui Fluorochemicals and 40% by weight of polyoxybenzoyl homopolymer "E101" manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. were stirred in a Henschel mixer to give a total amount of 2 kg. A uniform resin composition was obtained.

【0028】ダイス鋼製の金型内にこの樹脂組成物を入
れ、1000kgf/cm3 の圧力をかけて、昇温速度
150℃/時間で350℃まで加熱した後、5時間この
温度に保持した。その後、降温速度20℃/時間で室温
まで冷却することにより、直径28.5mm×厚さ10
0mmの円筒状の成形体を得た。この成形体を切削加工
することにより、寸法公差±0.1mmの加工精度で前
述の形状の保持器を作製した。これを No.1−1の保持
器とする。
This resin composition was placed in a die steel mold, heated to 350 ° C. at a rate of 150 ° C./hour by applying a pressure of 1000 kgf / cm 3 , and then kept at this temperature for 5 hours. . Thereafter, by cooling to room temperature at a cooling rate of 20 ° C./hour, a diameter of 28.5 mm × a thickness of 10
A 0 mm cylindrical compact was obtained. By cutting this molded body, a cage having the above-mentioned shape was produced with a processing accuracy of dimensional tolerance ± 0.1 mm. This is designated as cage No. 1-1.

【0029】DuPont製のポリイミド樹脂成形体
「ベスペル」(PMDA(ピロメリット酸)系ポリイミ
ド樹脂とグラファイト(15重量%)とPTFE(10
重量%)とからなる樹脂組成物で形成された、直径20
mmの円筒状の成形体)を切削加工することにより、寸
法公差±0.1mmの加工精度で前述の形状の保持器を
作製した。これを No.1−2の保持器とする。
DuPont polyimide resin molded product "Vespel" (PMDA (pyromellitic acid) -based polyimide resin, graphite (15% by weight) and PTFE (10%)
% By weight).
mm of a cylindrical molded body), a cage having the above-mentioned shape was produced with a processing accuracy of dimensional tolerance ± 0.1 mm. This is designated as No. 1-2 cage.

【0030】ヘキスト製のポリエーテルエーテルケトン
(PEEK)成形体「TF−60F」(PEEK(70
重量%)とPTFE(20重量%)とカーボン繊維(1
0重量%)とからなる樹脂組成物で形成された、直径2
0mmの円筒状の成形体)を切削加工することにより、
寸法公差±0.1mmの加工精度で前述の形状の保持器
を作製した。これを No.1−3の保持器とする。
A Hoechst polyetheretherketone (PEEK) molded product “TF-60F” (PEEK (70
Wt%), PTFE (20 wt%) and carbon fiber (1
0% by weight) and a diameter of 2
0mm cylindrical shaped body) by cutting
A cage having the above-described shape was manufactured with a processing accuracy of dimensional tolerance ± 0.1 mm. This is designated as cage No. 1-3.

【0031】これらの保持器 No.1−1〜 No.1−3と
前述の内輪、外輪、および転動体とを用いて転がり軸受
を組み立て、内輪に軸を嵌め入れ、ヒータを組み込んだ
ハウジングに外輪を嵌め入れた。このように軸および軸
受を一体化させたハウジングを、ヒータの加熱により常
に軸受を300℃に保持した状態で、圧力1×10-4
aの真空チャンバ内に6時間毎に出し入れしながら、回
転数1000rpmで軸を回転させた。これにより、軸
受は、高温且つ高真空(1×10-4Pa)の環境と高温
で大気圧(約101Pa)の環境に交互に6時間ずつ置
かれる。
A rolling bearing is assembled by using the cages No. 1-1 to No. 1-3 and the above-described inner ring, outer ring, and rolling element, and a shaft is fitted into the inner ring, and the housing is assembled with a heater. The outer ring was fitted. The housing in which the shaft and the bearing are integrated as described above is placed under a pressure of 1 × 10 −4 P while the bearing is constantly maintained at 300 ° C. by heating the heater.
The shaft was rotated at a rotation number of 1000 rpm while being taken in and out of the vacuum chamber every 6 hours. Thus, the bearing is alternately placed in a high-temperature and high-vacuum (1 × 10 −4 Pa) environment and a high-temperature and atmospheric pressure (about 101 Pa) environment for 6 hours.

【0032】このようにして、スラスト荷重3kgf
で、グリースによる潤滑は行わずに48時間連続回転試
験を行った。試験前後に保持器の重量と、内輪および外
輪の合計重量を測定し、各重量の試験前後での差を試験
前の重量で割った値を、摩耗による重量減少率として算
出した。その結果を下記の表1に示す。
Thus, the thrust load of 3 kgf
A 48-hour continuous rotation test was performed without lubrication with grease. The weight of the cage and the total weight of the inner ring and the outer ring were measured before and after the test, and the value obtained by dividing the difference between each weight before and after the test by the weight before the test was calculated as the weight loss rate due to wear. The results are shown in Table 1 below.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】表1の結果から、保持器を形成する材料の
組成が本発明の範囲にある No.1−1は、本発明の範囲
にない No.1−2および No.1−3と比較して、高温且
つ真空度の高い環境下での保持器の自己潤滑性が高いた
め、摩耗による重量減少率が小さくなっていることが分
かる。
From the results shown in Table 1, No. 1-1 in which the composition of the material forming the cage is within the scope of the present invention is compared with No. 1-2 and No. 1-3 which are not within the scope of the present invention. As a result, it can be seen that the self-lubricating property of the cage in a high-temperature and high-vacuum environment is high, so that the weight loss rate due to wear is small.

【0035】次に、ポリオキシベンゾイルとPTFEと
の配合比率が異なる多数の材料を用い、 No.1−1と同
様にして保持器を作製し、前述の回転試験を行った。そ
の結果を図4にグラフで示す。このグラフの保持器摩耗
率は、前記と同様にして算出された保持器の重量減少率
を示す。
Next, a cage was prepared in the same manner as in No. 1-1 using a number of materials having different mixing ratios of polyoxybenzoyl and PTFE, and the above-mentioned rotation test was performed. The results are shown in a graph in FIG. The cage wear rate in this graph indicates the weight loss rate of the cage calculated in the same manner as described above.

【0036】このグラフから分かるように、ポリオキシ
ベンゾイルの含有率が本発明の範囲(10重量%〜70
重量%)Aにある材料で形成された保持器は、破損が生
じることなく、摩耗率も低いものであった。ポリオキシ
ベンゾイルの含有率が10重量%未満であると摩耗率が
高く、70重量%を超えるとPTFEによるマトリック
ス強度が極端に低下して保持器に破損が生じた。ポリオ
キシベンゾイル含有率の好ましい範囲Bは40重量%〜
90重量%であり、より好ましい範囲Cは50重量%〜
80重量%である。
As can be seen from this graph, the content of polyoxybenzoyl is within the range of the present invention (10% by weight to 70% by weight).
(% By weight) A cage made of the material in A had no breakage and a low wear rate. When the content of polyoxybenzoyl is less than 10% by weight, the abrasion rate is high, and when it exceeds 70% by weight, the matrix strength due to PTFE is extremely reduced and the cage is broken. The preferred range B of the polyoxybenzoyl content is from 40% by weight to
90% by weight, and a more preferable range C is 50% by weight or less.
80% by weight.

【0037】なお、PTFEとポリオキシベンゾイルと
からなり、ポリオキシベンゾイルを10〜70重量%の
範囲で含有する材料で圧縮成形された成形体は、オキシ
ベンゾイルポリエステルのホモポリマーまたはコポリマ
ーを各種含有率で含むものが市販されているため、この
ような成形体を購入して切削加工を行えば、本発明の保
持器を容易に得ることができる。 <保持器形状の違いによる性能の違い>内輪、外輪、お
よび転動体の構成と保持器の材質を共通にし、保持器の
形状を変えて転がり軸受を組み立てた。
A molded article formed of PTFE and polyoxybenzoyl and compression-molded with a material containing polyoxybenzoyl in the range of 10 to 70% by weight has various contents of homopolymer or copolymer of oxybenzoyl polyester. Since such a molded product is commercially available, the retainer of the present invention can be easily obtained by performing a cutting process. <Differences in performance due to differences in cage shape> Rolling bearings were assembled by changing the shape of the cage and the configuration of the inner ring, the outer ring, and the rolling elements and the material of the cage.

【0038】この転がり軸受の内径は8mmであり、外
径は22mmであり、幅は7mmであり、転動体数は6
個であり、転動体直径は3.96mmであり、内輪、外
輪、および転動体の形成材料はSUS440Cである。
また、外輪の内径は18mmであり、内輪の外径は12
mmであって、これらの寸法差であるラジアル隙間σは
3mmである。 ポケット隙間率 保持器の材料としては、前述の「テフロンTFE7J」
と「E101」とを50重量%ずつ含有する樹脂組成物
を用い、前記と同様にして円筒状の成形体を形成した
後、切削加工を行うことにより所定の形状とした。保持
器は冠形であり、内径は12.5mm、外径は17m
m、転動体挿入部の開口寸法は3.4mm、ポケット部
の底の厚さは0.5mm、保持器の柱の厚さは2.25
mm、幅は4.5mmで一定とした。ポケット径を変化
させて、ポケット隙間率の異なる多数の保持器を形成し
た。ポケット隙間率(%)は、下記の(3)式で表され
る。
The inner diameter of this rolling bearing is 8 mm, the outer diameter is 22 mm, the width is 7 mm, and the number of rolling elements is 6
The rolling element diameter is 3.96 mm, and the material for forming the inner ring, the outer ring, and the rolling elements is SUS440C.
The inner diameter of the outer ring is 18 mm, and the outer diameter of the inner ring is 12 mm.
mm, and the radial gap σ, which is a difference between these dimensions, is 3 mm. Pocket porosity The material of the cage is the above-mentioned “Teflon TFE7J”
After forming a cylindrical molded body in the same manner as described above using a resin composition containing 50% by weight of each of “E101” and “E101”, cutting was performed to obtain a predetermined shape. Cage is crown-shaped, inner diameter is 12.5mm, outer diameter is 17m
m, the opening size of the rolling element insertion part is 3.4 mm, the thickness of the bottom of the pocket part is 0.5 mm, and the thickness of the pillar of the retainer is 2.25.
mm and the width were constant at 4.5 mm. By changing the pocket diameter, a number of cages having different pocket gap ratios were formed. The pocket gap ratio (%) is represented by the following equation (3).

【0039】 ポケット隙間率(%)=((ポケット径−転動体径)/転動体径)×100 ‥‥(3) これらの保持器と前述の内輪、外輪、および転動体とを
用いて転がり軸受を組み立て、一つの軸の長さ方向箇所
に二つの同じ転がり軸受を取り付けて、ヒータを組み込
んだハウジング内に収めた。二つの軸受の間にコイルス
プリングを用いてアキシアル荷重3kgfを負荷した。
なお、ハウジングは真空チャンバ内に固定され、外部の
モータの駆動により軸受が回転できるようにしてある。
Pocket gap ratio (%) = ((pocket diameter−rolling element diameter) / rolling element diameter) × 100 (3) Rolling is performed using these cages and the above-described inner ring, outer ring, and rolling element. The bearings were assembled and two identical rolling bearings were mounted at one longitudinal position of the shaft and housed in a housing incorporating a heater. An axial load of 3 kgf was applied between the two bearings using a coil spring.
The housing is fixed in the vacuum chamber, and the bearing can be rotated by driving an external motor.

【0040】真空チャンバ内の圧力を1×10-4Paと
し、ヒータによりハウジングを300℃に保持して、外
部のモータを駆動させて内部の軸を回転数1000rp
mで回転させた。この回転を6時間行った後、レーザ式
真空パーティクルカウンタを用いて、真空チャンバを開
けることなく、内部の発塵量を測定した。その結果を図
5にグラフで示す。
The pressure in the vacuum chamber is set to 1 × 10 −4 Pa, the housing is maintained at 300 ° C. by a heater, and an external motor is driven to rotate the internal shaft at a rotation speed of 1000 rpm.
m. After performing this rotation for 6 hours, the amount of dust generated inside was measured using a laser type vacuum particle counter without opening the vacuum chamber. The result is shown by a graph in FIG.

【0041】ポケット隙間率が小さいほど、試験開始か
らポケット形状が転動体径になじむまでの間に摩耗粉が
発生し易い。また、ポケット隙間率が大きいほど、ポケ
ット内での転動体の遊びが大きいため、この遊びに起因
する摩耗粉が発生し易い。したがって、ポケット隙間率
は小さすぎても大きすぎても問題があり、発塵カウント
数が250以下である2〜17%の範囲Dが好ましい。
より好ましい範囲Fは発塵カウント数が100以下であ
る3〜8%である。 挿入部隙間率 保持器の材料としては、前述の「テフロンTFE7J」
を80重量%、「E101」を20重量%含有する樹脂
組成物を用い、前記と同様にして円筒状の成形体を形成
した後、切削加工を行うことにより所定の形状とした。
保持器は冠形であり、内径は12.5mm、外径は17
mm、ポケット径は4.1mm、ポケット部の底の厚さ
は0.5mm、保持器の柱の厚さは2.25mm、幅は
4.5mmで一定とした。転動体挿入部の開口寸法を変
化させて挿入部隙間率の異なる多数の保持器を形成し
た。挿入部隙間率(%)は、下記の(4)式で表され
る。
As the pocket gap ratio is smaller, abrasion powder is more likely to be generated from the start of the test until the pocket shape conforms to the rolling element diameter. In addition, as the pocket gap ratio is larger, the play of the rolling elements in the pocket is larger, so that abrasion powder due to this play is more likely to be generated. Therefore, there is a problem if the pocket gap ratio is too small or too large, and the range D of 2 to 17%, in which the number of generated dust is 250 or less, is preferable.
A more preferable range F is 3 to 8% in which the number of generated particles is 100 or less. Insert part gap ratio As the material of the retainer, the above-mentioned “Teflon TFE7J”
Was formed into a predetermined shape by forming a cylindrical molded body in the same manner as described above using a resin composition containing 80% by weight of “E101” and 20% by weight of “E101”.
The cage is crown-shaped, inner diameter is 12.5 mm, outer diameter is 17
mm, the pocket diameter was 4.1 mm, the thickness of the bottom of the pocket portion was 0.5 mm, the thickness of the column of the retainer was 2.25 mm, and the width was 4.5 mm. A number of cages having different insertion part gap ratios were formed by changing the opening size of the rolling element insertion part. The insertion portion gap ratio (%) is represented by the following equation (4).

【0042】 挿入部隙間率(%)=(挿入部の開口寸法/転動体径)×100‥‥(4) これらの保持器と前述の内輪、外輪、および転動体とを
用いて転がり軸受を組み立て、内輪に軸を嵌め入れ、ヒ
ータを組み込んだハウジングに外輪を嵌め入れた。な
お、シールは取り付けなかった。このように軸および軸
受を一体化させたハウジングを、保持器の転動体挿入部
が上になるように横置きにして、ヒータの加熱により軸
受を200℃、300℃、400℃に保持した状態で、
圧力1×10-4Paの真空チャンバ内に入れ、スラスト
荷重2.5kgfをかけた状態で、回転数800rpm
で軸を回転させた。回転開始から保持器が脱落するまで
の時間を耐久時間として測定した。その結果を図6にグ
ラフで示す。
Inserting portion gap ratio (%) = (opening size of inserting portion / rolling member diameter) × 100 ‥‥ (4) A rolling bearing is formed by using these cages and the above-described inner ring, outer ring, and rolling member. Assembling, the shaft was fitted into the inner ring, and the outer ring was fitted into the housing in which the heater was incorporated. Note that no seal was attached. The housing in which the shaft and the bearing are integrated as described above is placed sideways so that the rolling element insertion portion of the retainer faces upward, and the bearing is maintained at 200 ° C., 300 ° C., and 400 ° C. by heating the heater. so,
Put in a vacuum chamber with a pressure of 1 × 10 −4 Pa and apply a thrust load of 2.5 kgf, and rotate at 800 rpm.
To rotate the shaft. The time from the start of rotation until the cage came off was measured as the endurance time. The results are shown in a graph in FIG.

【0043】このグラフから分かるように、挿入部隙間
率が95%以下であると400℃であっても耐久時間が
20時間以上になり、97.5%以上であると耐久時間
が極端に短くなることが確認された。したがって、保持
器の脱落防止の点からは、挿入部隙間率は97%未満で
あることが好ましい。なお、挿入部隙間率が75%未満
であると転動体を挿入することができなかった。また、
挿入部隙間率が85%以上であると転動体の挿入が容易
にできるが、85%未満であると保持器に変形が生じる
恐れがある。したがって、保持器の脱落防止と転動体の
組み込み易さの両方の点から、挿入部隙間率は85%以
上95%以下であることが好ましい。 案内隙間率 「E101」30重量%およびPTFE70重量%から
なる樹脂組成物の圧縮成形体である住友化学工業製の
「スミカS300」を切削加工することにより、所定形
状の保持器を作製した。保持器は冠形であり、外径は1
7mm、ポケット径は4.1mm、転動体挿入部の開口
寸法は3.4mm、ポケット部の底の厚さは0.5m
m、保持器の柱の厚さは2.25mm、幅は4.5mm
で一定とした。内径を12.0〜14.4mmに変化さ
せて、内輪案内隙間の異なる多数の保持器を形成した。
この案内隙間の保持器内径に対する室温での比率(案内
隙間率,%)を算出し、その値が0〜20%の範囲の各
値となる多数のサンプルを作製した。
As can be seen from this graph, the durable time becomes 20 hours or more even at 400 ° C. when the insertion portion gap ratio is 95% or less, and the durable time is extremely short when it is 97.5% or more. It was confirmed that it became. Therefore, from the viewpoint of preventing the retainer from falling off, it is preferable that the insertion portion gap ratio is less than 97%. If the insertion portion gap ratio was less than 75%, the rolling element could not be inserted. Also,
When the insertion portion gap ratio is 85% or more, the rolling element can be easily inserted. However, when the insertion portion gap ratio is less than 85%, the retainer may be deformed. Therefore, it is preferable that the insertion portion gap ratio is 85% or more and 95% or less in terms of both prevention of the retainer from falling off and ease of incorporating the rolling elements. A cage having a predetermined shape was produced by cutting "SUMIKA S300" manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., which is a compression molded product of a resin composition composed of 30% by weight of the guide gap "E101" and 70% by weight of PTFE. Cage is crown-shaped, outer diameter is 1
7 mm, pocket diameter 4.1 mm, rolling element insertion opening size 3.4 mm, pocket bottom thickness 0.5 m
m, the thickness of the cage pillar is 2.25 mm, and the width is 4.5 mm
And was fixed. By changing the inner diameter to 12.0 to 14.4 mm, a number of cages having different inner ring guide clearances were formed.
The ratio of the guide gap to the inner diameter of the retainer at room temperature (guide gap ratio,%) was calculated, and a number of samples having the values ranging from 0 to 20% were prepared.

【0044】これらの保持器と前述の内輪、外輪、およ
び転動体とを用いて転がり軸受を組み立て、一つの軸の
長さ方向箇所に二つの同じ転がり軸受を取り付けて、ヒ
ータを組み込んだハウジング内に収めた。二つの軸受の
間に、コイルスプリングを用いてアキシアル荷重3kg
fを負荷し、ヒータによりハウジングを300℃に保持
して、大気中で軸を回転数3000rpmで回転させ
た。この軸にかかるトルクを回転開始時から測定し、ト
ルク測定値が初期トルクの2倍になるまでの時間を耐久
時間として測定した。耐久時間と案内隙間率との関係を
図7にグラフで示す。
A rolling bearing is assembled using these cages, the inner ring, the outer ring, and the rolling elements described above, and two identical rolling bearings are attached to a longitudinal direction of one shaft, and the inside of a housing in which a heater is incorporated. In. Axial load 3kg using coil spring between two bearings
f was loaded, the housing was kept at 300 ° C. by the heater, and the shaft was rotated at 3000 rpm in the atmosphere. The torque applied to this shaft was measured from the start of rotation, and the time until the measured torque value became twice the initial torque was measured as the endurance time. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the durability time and the guide gap ratio.

【0045】案内隙間が0であっても、保持器の回転
(軸を中心とした公転)によって保持器の内周面と内輪
の外周面とが擦れて隙間が生じるため、トルク寿命には
影響を及ぼさない。しかしながら、前記案内隙間率が
0.5%未満であると、回転軸のはめあいによっては保
持器の回転開始を拘束する可能性が高いため、0.5%
以上であることが好ましい。
Even if the guide gap is zero, the rotation (revolution about the axis) of the cage rubs the inner peripheral surface of the retainer and the outer peripheral surface of the inner ring to form a clearance, thereby affecting the torque life. Has no effect. However, if the guide gap ratio is less than 0.5%, there is a high possibility that the rotation start of the retainer will be restricted depending on the fit of the rotating shaft.
It is preferable that it is above.

【0046】また、保持器内径に対する案内隙間率が大
きくなるほど、保持器がラジアル方向へ移動し易くなっ
て偏心量が大きくなるため、トルク寿命が短くなる。図
7のグラフから分かるように、前記案内隙間率は、耐久
時間が8時間以上となる16%以下であることが好まし
く、耐久時間が15時間以上となる6%以下であること
がより好ましい。 [第2実施形態] <各軸受部材の構成材料の違いによる性能の違い>各軸
受部材の形状については共通であって、材質を下記の表
2に示すように変えた転がり軸受を組み立てた。この転
がり軸受は、図8に示すような、外輪1、内輪2、転動
体3、保持器4、シールド6からなるシールド形深溝玉
軸受であって、内径8mm、外径22mm、幅7mmで
ある。転動体直径は3.96mmであり、転動体数は7
個である。保持器は冠形であり、保持器のポケット隙間
は0.2mm、軸受のラジアル隙間は8〜12μmであ
る。
Further, as the guide gap ratio with respect to the inner diameter of the retainer increases, the retainer is more likely to move in the radial direction and the amount of eccentricity increases, thereby shortening the torque life. As can be seen from the graph of FIG. 7, the guide gap ratio is preferably 16% or less for a durable time of 8 hours or more, and more preferably 6% or less for a durable time of 15 hours or more. Second Embodiment <Differences in Performance Due to Differences in Constituent Materials of Bearing Members> Rolling bearings in which the shapes of the bearing members were common and the materials were changed as shown in Table 2 below were assembled. This rolling bearing is a shielded deep groove ball bearing composed of an outer ring 1, an inner ring 2, a rolling element 3, a retainer 4, and a shield 6, as shown in FIG. 8, having an inner diameter of 8 mm, an outer diameter of 22 mm, and a width of 7 mm. . The rolling element diameter is 3.96 mm and the number of rolling elements is 7
Individual. The cage is crown-shaped, the pocket gap of the cage is 0.2 mm, and the radial gap of the bearing is 8-12 μm.

【0047】組み立てた各転がり軸受について、図9に
示す試験機を用いて真空中でモーメント荷重を負荷した
耐久試験を行った。この試験機は、真空チャンバ内に設
けられた、軸Sへモーメント荷重を付与する重り12、
回転トルクの検出機構、およびハウジング8の加熱部材
9と、真空チャンバの外(室内)に設けられた、ハウジ
ング8の回転機構および磁気シールユニット13とで構
成される。また、真空チャンバの壁7には、ハウジング
8が挿入可能な程度の大きさの穴71が設けてある。
Each of the assembled rolling bearings was subjected to a durability test in which a moment load was applied in a vacuum using a test machine shown in FIG. The tester includes a weight 12, which is provided in a vacuum chamber and applies a moment load to the axis S,
It comprises a rotation torque detection mechanism, a heating member 9 of the housing 8, and a rotation mechanism of the housing 8 and a magnetic seal unit 13 provided outside (inside of) the vacuum chamber. In addition, a hole 71 having a size that allows the housing 8 to be inserted is provided in the wall 7 of the vacuum chamber.

【0048】加熱部材9は、一端に外向きのフランジ部
91を有する筒体の外周面にシースヒータ92が捲かれ
たものであり、そのフランジ部91が真空チャンバの穴
71の周縁部に、断熱板11を介して固定してある。ハ
ウジング8の一端には軸81が一体化され、この軸81
に磁気シールユニット13が外嵌してある。また、この
軸81の室内側の先端にプーリ14が固定されている。
The heating member 9 is formed by winding a sheath heater 92 on the outer peripheral surface of a cylindrical body having an outwardly facing flange portion 91 at one end, and the flange portion 91 is provided on the periphery of the hole 71 of the vacuum chamber. It is fixed via a plate 11. A shaft 81 is integrated with one end of the housing 8.
The magnetic seal unit 13 is fitted on the outside. The pulley 14 is fixed to a tip of the shaft 81 on the indoor side.

【0049】また、回転トルクの検出機構として、真空
チャンバの壁7に設けたブラケット15の先端に固定さ
れた板ばね16と、その先端に取り付けたひずみ計17
を備えている。
As a mechanism for detecting the rotational torque, a leaf spring 16 fixed to the tip of a bracket 15 provided on the wall 7 of the vacuum chamber and a strain gauge 17 attached to the tip are provided.
It has.

【0050】試験開始時には、ハウジング8内に軸受J
を内嵌し、その内輪に軸Sを内嵌した状態で、ハウジン
グ8を真空チャンバの穴71から加熱部材9内に入れた
後、この磁気シールユニット13により穴71を密封す
る。そして、負荷するモーメント荷重に応じた重り12
を軸Sの先端に取り付けた状態で真空チャンバを密閉
し、プーリ14にモータからの回転力を伝達させれば、
軸81の回転に伴って真空チャンバ内のハウジング8が
回転する。これにより、軸Sに所定のモーメント荷重が
負荷された軸受Jの耐久試験が行われる。
At the start of the test, the bearing J
After the housing 8 is inserted into the heating member 9 from the hole 71 of the vacuum chamber with the shaft S inside the inner ring, the hole 71 is sealed by the magnetic seal unit 13. And a weight 12 according to the moment load to be applied.
Is attached to the tip of the shaft S, the vacuum chamber is sealed, and the torque from the motor is transmitted to the pulley 14,
As the shaft 81 rotates, the housing 8 in the vacuum chamber rotates. Thereby, a durability test of the bearing J in which the predetermined moment load is applied to the shaft S is performed.

【0051】加熱部材9によりハウジング8を200℃
に保持し、真空度1×10-4Pa以下、モーメント荷重
20N・cm、回転速度500rpmの条件でハウジン
グ8を回転させて、軸受Jにかかるトルクを回転開始時
から測定し、トルク測定値が初期トルクの5倍になるま
での回転数(revs)を耐久寿命として測定した。そ
の結果を下記の表2に示す。
The housing 8 is heated to 200 ° C. by the heating member 9.
And the housing 8 is rotated under the conditions of a degree of vacuum of 1 × 10 −4 Pa or less, a moment load of 20 N · cm, and a rotation speed of 500 rpm, and the torque applied to the bearing J is measured from the start of rotation. The number of revolutions (revs) until five times the initial torque was measured as the durability life. The results are shown in Table 2 below.

【0052】[0052]

【表2】 [Table 2]

【0053】また、上記と同様にして得られた各軸受内
にフッ素系のグリースを0.1g±0.02g封入し、
同じ試験機による耐久試験を行った。試験条件は、真空
度を1×10-4Pa以下、モーメント荷重を50N・c
m、回転速度を500rpmとした。その結果を下記の
表3に示す。
Also, 0.1 g ± 0.02 g of fluorine-based grease is sealed in each bearing obtained in the same manner as above.
A durability test was performed using the same testing machine. The test conditions were as follows: the degree of vacuum was 1 × 10 −4 Pa or less, and the moment load was 50 N · c.
m, and the rotation speed was 500 rpm. The results are shown in Table 3 below.

【0054】[0054]

【表3】 [Table 3]

【0055】これらの結果から、真空中でモーメント荷
重が負荷される軸受の保持器が、ETFE(エチレンテ
トラフルオロエチレン共重合体)、PEEK(ポリエー
テルエーテルケトン)、PPS(ポリフェニレンサルフ
ァイド)、全芳香族ポリエステル等の耐熱性樹脂と、P
TFE(ポリテトラフルオロエチレン)とを含む樹脂組
成物であって、PTFEを10〜60重量%の範囲で含
む材料で形成されたものであると、他の材料で形成され
たものと比較して耐久寿命が高くなっていることが分か
る。特に、PTFEの含有率が20〜60重量%である
とその効果が高くなっている。
From these results, it can be seen that the bearing retainer to which a moment load is applied in a vacuum is made of ETFE (ethylene tetrafluoroethylene copolymer), PEEK (polyether ether ketone), PPS (polyphenylene sulfide), Heat-resistant resin such as aromatic polyester and P
A resin composition containing TFE (polytetrafluoroethylene), which is formed of a material containing PTFE in the range of 10 to 60% by weight, compared with a resin composition formed of another material. It can be seen that the durability life is longer. In particular, when the content of PTFE is 20 to 60% by weight, the effect is enhanced.

【0056】また、実施例5と比較例1の軸受につい
て、前述の試験機を用いてモーメント荷重を変化させた
耐久試験を行った。得られた結果から、モーメント荷重
比と耐久寿命との関係を図10にグラフで示す。なお、
モーメント荷重比は下記の(5)式で表される。
Further, the bearings of Example 5 and Comparative Example 1 were subjected to a durability test in which the moment load was changed using the above-described testing machine. FIG. 10 is a graph showing the relationship between the moment load ratio and the durability life based on the obtained results. In addition,
The moment load ratio is represented by the following equation (5).

【0057】 モーメント荷重比=モーメント荷重/(転動体直径×動定格荷重)‥‥(5) 図10の結果から分かるように、モーメント荷重比が
0.18以上となると、実施例5と比較例1との耐久寿
命に差があるが、0.10以下では両者に差はない。す
なわち、保持器の形成材料を、比較例1のような従来の
材料から実施例5のような樹脂組成物に変えることによ
って得られる効果は、モーメント荷重比が0.18以上
となる軸受について得られ、モーメント荷重比が大きく
なるほど得られる効果は高くなる。 <保持器形状の違いによる性能の違い> ポケット隙間率 モーメント荷重を負荷する場合、保持器のポケット隙間
は、保持器による転動体の拘束を避けるためには大きい
方が好ましいが、保持器のポケットから転動体へ転移し
た潤滑成分(PTFE)による十分な潤滑を行うために
は小さい方が好ましい。また、ポケット隙間率が小さい
と、回転開始からポケット形状が転動体径になじむまで
の間に摩耗粉が発生し易い。
Moment load ratio = Moment load / (Rolling element diameter × Dynamic rated load) ‥‥ (5) As can be seen from the results in FIG. 10, when the moment load ratio becomes 0.18 or more, Example 5 and Comparative Example Although there is a difference in the durability life from No. 1, there is no difference between them when it is 0.10 or less. That is, the effect obtained by changing the material for forming the cage from the conventional material as in Comparative Example 1 to the resin composition as in Example 5 is obtained for a bearing having a moment load ratio of 0.18 or more. The greater the moment load ratio, the higher the effect obtained. <Differences in performance due to differences in cage shape> Pocket gap ratio When a moment load is applied, the pocket gap of the cage is preferably large in order to avoid restraining the rolling elements by the cage. In order to perform sufficient lubrication with the lubricating component (PTFE) transferred from the rolling elements to the rolling elements, the smaller the size, the better. If the pocket gap ratio is small, abrasion powder is likely to be generated from the start of rotation until the pocket shape conforms to the rolling element diameter.

【0058】前述の実施例5の保持器材料を使用して、
ポケット径の異なる保持器を多数作製し、実施例5の内
輪、外輪、および転動体を用いて、前述のポケット隙間
率が異なる多数の転がり軸受を組み立てた。これらの軸
受について、前述の試験機を用いてモーメント荷重をか
けた耐久試験を行った。得られた結果から、ポケット隙
間率と耐久寿命との関係を図11にグラフで示す。
Using the retainer material of Example 5 above,
A number of cages having different pocket diameters were manufactured, and a number of rolling bearings having different pocket gap ratios were assembled using the inner ring, the outer ring, and the rolling elements of Example 5. For these bearings, a durability test was performed by applying a moment load using the above-described testing machine. FIG. 11 is a graph showing the relationship between the pocket gap ratio and the durability life based on the obtained results.

【0059】この結果から、真空中で且つモーメント荷
重が負荷された状態で使用される転がり軸受の場合に
は、ポケット隙間率が1.0〜5.0%の範囲Gである
ことが好ましく、1.5〜4.0%の範囲Hであること
がより好ましいことが分かる。 挿入部隙間率 冠形保持器を用いた深溝玉軸受の組立は、内輪と外輪と
の間に転動体を入れて等間隔に配置した後、横から保持
器を挿入することにより行われる。この時、保持器の転
動体挿入部(図2の符号42)が弾性変形することによ
り、転動体はポケット(図2の符号41)内に入る。こ
の挿入部の開口寸法(図2の符号b)が大きすぎると保
持器の抜けが生じやすくなり、小さすぎると挿入部が大
きく変形して保持器に破損が生じる恐れがある。
From these results, in the case of a rolling bearing used in a vacuum and under a state in which a moment load is applied, the pocket gap ratio is preferably in a range G of 1.0 to 5.0%, It can be seen that the range H is more preferably in the range of 1.5 to 4.0%. Insertion part gap ratio Assembling of a deep groove ball bearing using a crown type cage is performed by inserting rolling elements between the inner ring and the outer ring, arranging them at equal intervals, and then inserting the cage from the side. At this time, the rolling element insert portion (reference numeral 42 in FIG. 2) of the retainer is elastically deformed, so that the rolling element enters the pocket (reference numeral 41 in FIG. 2). If the opening size of the insertion portion (reference numeral b in FIG. 2) is too large, the retainer is likely to come off. If it is too small, the insertion portion may be greatly deformed and the cage may be damaged.

【0060】したがって、転動体の径に対する転動体挿
入部の開口寸法の割合(前述の挿入部隙間率)を最適な
寸法にする必要があるが、その値は保持器の材質によっ
て異なる。挿入部隙間率は、具体的には、保持器を形成
する材料をなす樹脂組成物の主成分がPPS(ポリフェ
ニレンサルファイド)の場合には90〜96%が、PE
EK(ポリエーテルエーテルケトン)の場合には85〜
98%が、PI(ポリイミド)の場合には90〜98%
が、PA(ポリアミド)の場合には87〜93%が、E
TFE(エチレンテトラフルオロエチレン共重合体)の
場合には88〜94%が、ポリオキシベンゾイルホモポ
リマーの場合には75〜97%が好ましい。
Therefore, it is necessary to optimize the ratio of the opening dimension of the rolling element insertion portion to the diameter of the rolling element (the above-described insertion portion gap ratio), but the value varies depending on the material of the retainer. Specifically, when the main component of the resin composition constituting the material for forming the cage is PPS (polyphenylene sulfide), the insertion portion gap ratio is 90 to 96%,
85 to EK (polyetheretherketone)
98% is 90 to 98% for PI (polyimide)
However, in the case of PA (polyamide), 87 to 93%
In the case of TFE (ethylene tetrafluoroethylene copolymer), 88 to 94% is preferable, and in the case of polyoxybenzoyl homopolymer, 75 to 97% is preferable.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の転がり軸
受は、保持器の有する優れた自己潤滑性と耐熱性によ
り、300℃以上の高温且つ真空中の環境下での耐久寿
命が長くなる。したがって、本発明によれば、半導体素
子や磁気記録装置の製造時に使用される成膜装置等用と
して好適な転がり軸受が得られる。
As described above, the rolling bearing of the present invention has a long service life under a high temperature of 300 ° C. or more and a vacuum environment due to the excellent self-lubricating property and heat resistance of the cage. . Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a rolling bearing suitable for a film forming apparatus used for manufacturing a semiconductor element or a magnetic recording apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】外輪、内輪、転動体、保持器、シールからなる
転がり軸受の構造を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of a rolling bearing including an outer ring, an inner ring, a rolling element, a cage, and a seal.

【図2】冠形の保持器の構造を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a crown-shaped retainer.

【図3】図2の保持器のポケット部を示す拡大図であ
る。
FIG. 3 is an enlarged view showing a pocket portion of the cage of FIG. 2;

【図4】保持器を形成する樹脂組成物(ポリオキシベン
ゾイルとPTFE)の配合比率と、保持器摩耗率との関
係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a compounding ratio of a resin composition (polyoxybenzoyl and PTFE) forming a cage and a wear rate of the cage.

【図5】ポケット隙間率と発塵カウント数との関係を示
すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a pocket gap ratio and a dust generation number.

【図6】挿入部隙間率と耐久時間との関係を示すグラフ
である。
FIG. 6 is a graph showing a relationship between an insertion portion gap ratio and a durability time.

【図7】案内隙間率と耐久時間との関係を示すグラフで
ある。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a guide gap ratio and a durability time.

【図8】第2実施形態で使用した転がり軸受の構造を示
す概略断面図である。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing the structure of a rolling bearing used in the second embodiment.

【図9】第2実施形態で使用した試験機の構造を示す概
略断面図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a tester used in the second embodiment.

【図10】モーメント荷重比と耐久寿命との関係を示す
グラフである。
FIG. 10 is a graph showing a relationship between a moment load ratio and a durability life.

【図11】ポケット隙間率と耐久寿命との関係を示すグ
ラフである。
FIG. 11 is a graph showing a relationship between a pocket gap ratio and a durability life.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 外輪 2 内輪 3 転動体 4 保持器 5 シール 6 シールド 7 真空チャンバの壁 8 ハウジング 9 加熱部材 11 断熱材 12 重り 13 磁気シールユニット 14 プーリ 15 ブラケット 16 板ばね 17 ひずみ計 J 軸受 S 軸 Reference Signs List 1 outer ring 2 inner ring 3 rolling element 4 retainer 5 seal 6 shield 7 vacuum chamber wall 8 housing 9 heating member 11 heat insulating material 12 weight 13 magnetic seal unit 14 pulley 15 bracket 16 leaf spring 17 strain gauge J bearing S shaft

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高城 敏己 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目5番50号 日本精工株式会社内 (72)発明者 新関 心 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目5番50号 日本精工株式会社内 (72)発明者 浜本 孫三 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目5番50号 日本精工株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Toshiki Takagi 1-5-50 Kugenuma Shinmei, Fujisawa-shi, Kanagawa Nippon Seiko Co., Ltd. (72) Inventor Shin Shinseki 1-5-150 Kugenuma Shinmei, Fujisawa-shi, Kanagawa Nippon Seiko Co., Ltd. (72) Inventor Sonzo Hamamoto 1-5-50 Kugenuma Shinmei, Fujisawa City, Kanagawa Prefecture Nippon Seiko Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内輪、外輪、転動体、および保持器を有
する転がり軸受において、保持器は、ポリテトラフルオ
ロエチレン(PTFE)とポリオキシベンゾイルとがポ
リオキシベンゾイルの含有率が10〜70重量%となる
ように配合された材料により形成されたものであること
を特徴とする転がり軸受。
In a rolling bearing having an inner ring, an outer ring, a rolling element, and a cage, the cage has a polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyoxybenzoyl content of 10 to 70% by weight. A rolling bearing characterized by being formed of a material blended so that
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