WO2011093376A1 - 転がり軸受用部材および転がり軸受 - Google Patents

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rolling bearing
resin
cage
rolling
seal
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芳英 姫野
大平　晃也
江上　正樹
ベネ シルバン
フィリップ　ブロンデル
真也 松野
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Ntn株式会社
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    • F16C33/416—Massive or moulded comb cages, e.g. snap ball cages formed as one-piece cages, i.e. monoblock comb cages made from plastic, e.g. injection moulded comb cages

Definitions

  • the present invention relates to a rolling bearing member such as a resin cage and a seal constituting the rolling bearing, and a rolling bearing using the rolling bearing member.
  • the cage When rotating a rolling bearing incorporating a resin cage, the cage is deformed as a result of the centrifugal force generated by the high speed rotation acting on the cage.
  • the friction between the cage and the balls held by the cage increases, and the torque of the rolling bearing increases.
  • the increased friction causes the bearing to generate heat.
  • contact with the outer ring of the bearing also occurs, and the frictional heat due to this contact may melt the resin and the rolling bearing may not rotate.
  • the resin cage incorporated in the rolling bearing used at high speed rotation is required not to be deformed by mechanical and / or thermal stress.
  • a fibrous reinforcing material such as glass fiber is blended in the resin composition, and the amount is increased.
  • glass fiber is used for polyamide 66 (hereinafter referred to as PA66) resin or polyamide 6 (hereinafter referred to as PA6) resin.
  • PA66 polyamide 66
  • PA6 polyamide 6
  • the deformation of the resin cage and the resin seal includes deformation due to swelling and expansion due to moisture absorption by the resin itself, in addition to deformation due to mechanical stress or thermal stress due to rotation of the rolling bearing.
  • Rolling bearings are used in a wide range of applications such as home appliances, automobiles, and various industrial equipment. Depending on the application, rolling bearings may be exposed to rainwater or used in environments where rainwater enters the bearing or in high humidity environments. There are many things. It is necessary to select a material that is not easily affected by humidity as a material for a resin-made rolling bearing member that is used in an environment that is affected by humidity.
  • JP 2000-227120 A JP-A-6-31436 JP 2003-269618 A JP 2001-355638 A JP 2009-204121 A
  • the PA66 resin or PA6 resin used in Patent Documents 1 to 3 has a high water absorption rate and the dimensions change accordingly. For this reason, in general, the cage and the seal are used while the dimensions are controlled while absorbing moisture. However, since the strength and elastic modulus after moisture absorption are greatly reduced compared to before moisture absorption, the dimensions of the cage and the seal are designed based on the strength after moisture absorption. In addition, when PA66 resin or PA6 resin is used for the seal, there is a problem that a gap between the seal and the inner / outer rings is changed due to a dimensional change accompanying moisture absorption, resulting in a deterioration in sealing performance.
  • polylactic acid and PTT resin are polyester resins, and hydrolysis may be accelerated depending on the use environment such as high temperature and high humidity environment or underwater environment.
  • PA11 resin which is a polyamide-based resin, has a low elastic modulus compared to other general resin materials used for bearings, and has a large amount of dimensional deformation due to centrifugal force when the bearings are used. For these reasons, when these conventional vegetable resin materials are used as bearing cages, it is necessary to limit the usable range.
  • the rolling bearing is used by enclosing a lubricating composition such as grease.
  • the grease is obtained by blending an additive such as an extreme pressure agent, a rust inhibitor, an antioxidant, and a corrosion inhibitor, if necessary, with a base grease composed of a base oil and a thickener.
  • a cage, a seal, and the like are in contact with a lubricating composition such as grease in the bearing and can be affected.
  • An object of the present invention is to provide a resin-made rolling bearing member having excellent heat resistance, grease deterioration resistance, and heat resistance, and a rolling bearing using the rolling bearing member.
  • the rolling bearing member of the present invention is formed of a synthetic resin molded body, and the synthetic resin is obtained by polymerizing a monomer containing 11-aminoundecanoic acid or a derivative thereof, benzenedicarboxylic acid or a derivative thereof, and a diamine. It is a polyphthalamide resin obtained (hereinafter referred to as PPA resin).
  • the synthetic resin is a synthetic resin composition in which at least a fibrous reinforcing material is blended with the PPA resin.
  • the fibrous reinforcing material is glass fiber and / or carbon fiber, and the blending ratio of the fibrous reinforcing material is 10% by weight or more and 60% by weight or less with respect to the entire synthetic resin composition. It is characterized by.
  • the PPA resin used in the rolling bearing member of the present invention is characterized by containing carbon 14 which is a radioisotope. Further, the rolling bearing member of the present invention is an injection-molded body of the above synthetic resin. In addition, the rolling bearing member of the present invention is a member used in an environment in contact with grease containing a sulfur compound or a phosphorus compound as an additive.
  • the rolling bearing of the present invention includes an inner ring and an outer ring, a plurality of rolling elements interposed between the inner and outer rings, and a cage that holds the rolling element, and the inner ring, the outer ring, the rolling element, and the At least one member selected from the cage is a rolling bearing member made of the synthetic resin molding of the present invention.
  • the rolling bearing member is a cage, and the cage is a crown type cage.
  • the rolling bearing according to the present invention is characterized in that grease containing a sulfur compound or a phosphorus compound as an additive is enclosed.
  • the rolling bearing includes a seal that covers the opening of the gap between the inner and outer rings, and the seal is a rolling bearing member made of the synthetic resin molded body of the present invention.
  • the rolling bearing member of the present invention comprises a PPA resin obtained by polymerizing a monomer containing 11-aminoundecanoic acid or a derivative thereof, benzenedicarboxylic acid or a derivative thereof, and a diamine, or the PPA resin.
  • a PPA resin obtained by polymerizing a monomer containing 11-aminoundecanoic acid or a derivative thereof, benzenedicarboxylic acid or a derivative thereof, and a diamine, or the PPA resin.
  • the water absorption is lower than that of PA66 resin or PA6 resin, the accompanying dimensional change is small, and the deterioration of mechanical properties is small.
  • it is excellent in heat resistance by blending benzenedicarboxylic acid or its derivative.
  • the cage and seal material can be suitably used.
  • the member for rolling bearings of the present invention can be suitably used as a cage or seal for a rolling bearing.
  • the mechanical strength is higher than that of PA66 resin and PA6 resin after moisture absorption, it is possible to reduce the thickness.
  • the elastic modulus is higher than that of PA66 resin or PA6 resin after moisture absorption. For this reason, the amount of deformation due to centrifugal force during high-speed rotation is small. Therefore, when used as a cage, it can be used without contact with the outer ring even in high-speed rotation in an environment of high humidity.
  • the matrix resin component contains a monomer component synthesized from plants, it is possible to reduce carbon dioxide emissions during combustion as compared to petroleum-derived synthetic resins such as PA6 and PA66.
  • the rolling bearing of the present invention is a bearing using a cage or a seal that is the above-mentioned rolling bearing member, it has excellent sealing properties and can be used at high speed even under high humidity conditions.
  • the rolling bearing member of the present invention constitutes a rolling bearing. Specifically, an inner ring, an outer ring, a rolling element, a cage, a seal, and the like are listed as rolling bearing members.
  • a molded product of a PPA resin having a specific molecular structure or a molded product of a synthetic resin composition in which at least a fibrous reinforcing material is blended with the PPA resin is used as a rolling bearing member.
  • the PPA resin used in the present invention is obtained by polymerizing a monomer containing (1) 11-aminoundecanoic acid or a derivative thereof, (2) benzenedicarboxylic acid or a derivative thereof, and (3) a diamine.
  • a material having a resin base material equivalent to the present polymer Rilsan (registered trademark) HT manufactured by Arkema Co., Ltd. may be mentioned.
  • 11-aminoundecanoic acid is a plant-derived component produced by a chemical reaction of castor oil extracted from “casta” seeds.
  • (2) Benzene dicarboxylic acid is an aromatic dibasic acid known as ortho phthalic acid, meta isomer isophthalic acid, para terephthalic acid para.
  • terephthalic acid in order to improve heat resistance.
  • the acid a free acid, an alkyl ester such as dimethyl terephthalate, or an acid halide such as acid chloride can be used as a monomer.
  • a water additive of benzenedicarboxylic acid can also be used.
  • diamines diamines in which two amino groups are bonded to an aliphatic or alicyclic hydrocarbon group can be preferably used.
  • decamethylenediamine, undecamethylenediamine and the like can be mentioned.
  • it can be modified with an aliphatic hydrocarbon dibasic acid, an alicyclic hydrocarbon dibasic acid, or the like.
  • Table 1 shows the physical properties of the PPA resin and PA66 resin of the present invention.
  • This PPA resin has a melting point of 240 to 260 ° C., and can be molded under the same conditions as PA 66 resin having a melting point of 260 ° C. Further, this PPA resin has a water absorption rate of 1/10 or less compared to that of a molded product of PA66 resin composition in a molded product of a synthetic resin composition in which a fibrous reinforcing material is blended with the resin (see Table 2 described later).
  • the molded product of the PA66 resin composition has a characteristic that the tensile strength and the tensile elastic modulus are significantly reduced after moisture absorption compared to the fact that the tensile strength and the tensile elastic modulus are greatly reduced after moisture absorption. It has the characteristic that the subsequent dimensional change is small.
  • the rolling bearing member of the present invention is a bearing using a lubricating composition such as grease highly blended with an extreme pressure additive (a sulfur compound or a phosphorus compound described later) that easily attacks an amide bond. It can be suitably used as a material for the cage and seal.
  • an extreme pressure additive a sulfur compound or a phosphorus compound described later
  • Examples of rolling bearings that use grease containing a large amount of such additives include axle bearings for railway vehicles, wind power generation bearings, and industrial motor bearings.
  • the fibrous reinforcing material used in the present invention can be used without any particular limitation as long as it is well dispersed in the PPA resin and imparts strength according to the purpose of use.
  • fibrous reinforcing materials having a reinforcing effect include glass fibers, PAN-based and pitch-based carbon fibers, metal fibers such as aluminum fibers and brass fibers, mineral fibers, whiskers, and organic fibers such as aromatic polyamide fibers. Can be mentioned. These can be used alone or in combination.
  • a fibrous reinforcing material having a tensile modulus of 50 MPa or more and among these, glass fiber or carbon fiber is particularly preferable.
  • the blending amount of the fibrous reinforcing material is preferably 10 to 60% by weight based on the entire synthetic resin composition. If the fiber content is less than 10% by weight, the elastic modulus is low, and the amount of deformation may increase during high-speed rotation. In addition, when the composition of the fiber is more than 60% by weight, when a crown type cage is molded, it cannot cope with forcible removal at the time of molding, and the cage pocket surface and the claw part may crack and whiten. is there.
  • the blending amount of the fibrous reinforcing material is more preferably 15 to 50% by weight, still more preferably 20 to 50% by weight, based on the entire synthetic resin composition.
  • the synthetic resin composition may contain a solid lubricant, an inorganic filler, an antioxidant, a pigment, a thermoplastic elastomer, or a rubber component, if necessary. it can.
  • the rolling bearing member of the present invention is a molded product of the PPA resin or synthetic resin composition excellent in mechanical, thermal, and chemical properties, deformation due to high-speed rotation of the rolling bearing, or after moisture absorption. Deformation associated with swelling and expansion can be suppressed. For this reason, it is not necessary to perform molding in consideration of changes in physical properties after moisture absorption, which must be carried out in the case of PA66 resin or PA6 resin. For example, in order to cover dimensional deformation and strength reduction under use environments where moisture absorption or external stress is applied, it is not necessary to add dimensional tolerance or strength addition to the design in advance, and thinning is possible.
  • the PPA resin can be produced as a vegetable plastic using 11-aminoundecanoic acid starting from castor oil.
  • it can discriminate
  • the present invention uses a PPA resin containing a biomass-derived raw material, so that the amount of carbon dioxide emission associated with incineration of rolling bearing members such as resin cages and resin seals can be reduced. It can be reduced as compared with the case of the member.
  • the rolling bearing member of the present invention is obtained by molding the PPA resin or a synthetic resin composition thereof.
  • the molding method injection molding, extrusion molding, insert molding, blow molding or the like can be used. These molding methods can be employed in consideration of the type of rolling bearing member such as a cage or seal, the type and blending amount of the fibrous reinforcing material blended in the synthetic resin composition, and the like. Moreover, it is good also as a target shape by machining after shaping
  • injection molding is preferred from the viewpoint of manufacturing cost. In particular, in the case where the rolling bearing member is a crown-shaped cage having a complicated shape or a seal integrally formed with metal or the like, injection molding is preferable.
  • the rolling bearing member of the present invention is composed of the PPA resin alone or the PPA resin mixed with a fibrous reinforcing material according to the type, size, and application of the rolling bearing. It can be used as a molded body of a resin composition. For example, in the case of a crown type cage, a molded body of a synthetic resin composition is preferable.
  • FIG. 1 is a partially enlarged perspective view of a crown-shaped resin cage that is an example of a rolling bearing member of the present invention.
  • the cage 1 forms a pair of opposed holding claws 3 on the upper surface of an annular cage body 2 at a constant pitch in the circumferential direction, and brings the opposed holding claws 3 close to each other.
  • a rolling element holding pocket 4 for holding a ball as a rolling element between the holding claws 3 is formed while bending in the direction.
  • a flat portion 5 serving as a rising reference surface for the holding claws 3 is formed between the back surfaces of the holding claws 3 adjacent to each other in the adjacent pockets 4.
  • the holding claw 3 has a bent tip portion 3a.
  • the cage 1 is a molded body of the above synthetic resin composition, it can maintain a higher elastic modulus than the molded body of PA66 resin or PA6 resin even after moisture absorption, and the amount of deformation due to centrifugal force during high-speed rotation Is also small. For this reason, even if it rotates at high speed, it can be used without contacting the outer ring.
  • the bent tip 3a of the holding claw 3 is forcibly removed when it is taken out from the mold, but by using the synthetic resin composition, it is forcibly removed. Occurrence of cracks and whitening can be suppressed.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a resin seal which is another example of the rolling bearing member of the present invention.
  • the seal 6 includes an outer peripheral edge 6 a that is locked in a seal locking groove formed on the inner diameter surface of the bearing outer ring, a metal plate (core metal) 6 b that reinforces the seal, and a bearing. It has seal lips 6c and 6c 'which are in sliding contact with circumferential seal grooves provided on both sides of the inner ring raceway.
  • the portion other than the metal plate 6b of the seal 6 is a molded body of the synthetic resin composition, the water absorption is lower than that of the PA66 resin or PA6 resin, and the accompanying dimensional change is small. For this reason, even when used in an environment with high humidity, it is possible to prevent a decrease in the sealing performance of the seal.
  • sticker can be made into the molded object of the said PPA resin or its synthetic resin composition, without using the metal plate 6b.
  • FIG. 3 is a sectional view of a rolling bearing (grease-filled deep groove ball bearing).
  • a rolling bearing grey-filled deep groove ball bearing
  • an inner ring 8 having a rolling surface 8a on the outer peripheral surface and an outer ring 9 having a rolling surface 9a on the inner peripheral surface are arranged concentrically.
  • a plurality of rolling elements 10 are disposed between the inner ring rolling surface 8a and the outer ring rolling surface 9a.
  • the plurality of rolling elements 10 are held by a crown-shaped cage 11.
  • a seal 12 that covers the opening of the gap between the inner and outer rings is fixed to the outer ring 9.
  • Lubricating grease 13 is sealed around the rolling element 10.
  • At least one member selected from the inner ring 8, the outer ring 9, the rolling element 10, the cage 11, and the seal 12 is the rolling bearing member of the present invention, that is, the PPA resin or the synthetic resin composition thereof. It is a molded article.
  • the cage 11 and the seal 12 as a molded body of the above synthetic resin composition, as described above, even in an environment with high humidity, it has excellent sealing properties and can be used at high speed rotation.
  • the bearing can reduce carbon dioxide emissions.
  • the base oil of the lubricating grease 13 is not particularly limited, and general oils usually used in the grease field can be used.
  • general oils usually used in the grease field can be used.
  • mineral oil, animal and vegetable oils, ester synthetic oils, synthetic hydrocarbon oils, phosphate ester oils, silicone oils, fluorine oils, and mixed oils thereof can be used.
  • the thickening agent of the lubricating grease 13 is not particularly limited, and a common one that is usually used in the field of grease can be used.
  • soap-type thickeners such as metal soaps and composite metal soaps, and non-soap-type thickeners such as benton, silica gel, urea compounds, urea / urethane compounds, and fluororesins can be used.
  • metal soaps include sodium soap, calcium soap, aluminum soap, lithium soap, and examples of urea compounds and urea / urethane compounds include diurea compounds, triurea compounds, tetraurea compounds, other polyurea compounds, and diurethane compounds.
  • Lubricating grease 13 may contain known additives as necessary.
  • additives include extreme pressure additives composed of sulfur compounds and phosphorus compounds, rust inhibitors such as sorbitan esters, antioxidants such as amine compounds and phenol compounds, sodium nitrite, and sebacic acid.
  • corrosion inhibitors such as sodium, solid lubricants such as graphite, molybdenum disulfide, and polytetrafluoroethylene resin, oiliness agents such as fatty acid amides, fatty acids, amines, and fats, and viscosity index improvements such as polymethacrylate and polystyrene. It is done. In addition, these can be added individually or in combination of 2 or more types.
  • sulfur compounds include sulfide compounds such as dibenzyl disulfide, sulfurized olefins, and sulfurized fats and oils.
  • phosphorus compounds include phosphate esters such as trioctyl phosphate and tricresyl phosphate, and phosphites.
  • sulfur-phosphorus compounds include zinc dithiophosphate and molybdenum dithiophosphate.
  • the cage 11 and the seal 12 are made of the above-mentioned PPA resin or a synthetic resin composition, thereby providing excellent grease deterioration resistance.
  • the lubricating grease 13 is provided with an extreme pressure additive composed of the above sulfur-based compound or phosphorus-based compound. Even if it is a case where it contains, deterioration, such as a mechanical strength fall and a resin crack, can be suppressed.
  • the lubrication system of the rolling bearing of the present invention may employ any method other than the above-described grease lubrication, such as oil lubrication, air-oil lubrication, solid lubrication.
  • oil lubrication oil lubrication
  • air-oil lubrication solid lubrication
  • solid lubrication solid lubrication.
  • the rolling bearing of the present invention may be any type such as a ball bearing, a tapered roller bearing, a self-aligning roller bearing, or a needle roller bearing.
  • Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 are examples when applied to a resin cage.
  • a JIS No. 1 dumbbell was injection-molded with materials having the composition shown in Table 2, and after conditioning for 3 hours at 80 ° C. and 95% relative humidity, a resin-molded specimen was obtained.
  • the water absorption rate was measured from the weight before and after humidity control of the obtained resin molded body test piece by the following calculation formula, and then subjected to a tensile test (JIS K 7113) to measure the tensile strength, tensile strain, and tensile modulus. .
  • JIS K 7113 tensile test
  • the following hydrolysis resistance test was done using the dumbbell test piece before humidity control.
  • ⁇ Hydrolysis resistance test> The dumbbell test piece before humidity control was left in a high-temperature and high-humidity tank adjusted to 80 ° C. and 95% RH, the test piece was taken out after 1500 hours and dried, and the tensile strength was measured by a tensile test (JIS K 7113). It was measured by. Compare the tensile strength before and after humidity control, and record a “ ⁇ ” mark for those with a strength retention of 70% or higher after humidity conditioning drying and a “X” mark for those with less than 70% strength retention.
  • the material having the composition shown in Table 2 was subjected to the cage forming test shown below to obtain a cage test piece. After evaluating its formability, it was incorporated into a ball bearing (nominal number 608) to obtain a bearing high-speed test piece. The obtained high-speed bearing test piece was subjected to a bearing high-speed rotation test shown below, and the number of revolutions until the test piece contacted the outer ring and melted was measured. These results are also shown in Table 2.
  • ⁇ Cage forming test> Using a material having the composition shown in Table 2, a cage test piece of a crown type cage for a ball bearing (nominal number 608, outer diameter 22 mm, inner diameter 8 mm, width 7 mm) was obtained by injection molding. The pocket part after molding was observed visually or with an optical microscope. Those with no cracks or whitening were evaluated as being excellent in moldability, and “ ⁇ ” marks were recorded. Those with cracks or whitening confirmed as being inferior in moldability, and “X” marks were recorded.
  • Examples 1 to 5 have a low water absorption rate and have sufficient strength and elastic modulus as compared with Comparative Example 1 which is a current material even after humidity control. That is, the thickness of the resin cage can be reduced compared to the current design, and the weight of the bearing can be reduced and the associated torque can be reduced. Moreover, since the elastic modulus is high and the deformation of the cage due to centrifugal force under high-speed rotation is small, it can be used without contact with the outer ring until higher-speed rotation (120,000 rpm or more).
  • Examples 6 to 10 and Comparative Example 6 are examples when applied to a resin seal.
  • Bearing seals were prepared using the resin compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 shown in Table 2. As shown in FIG. 2, this seal is a seal having a metal plate (core metal) that reinforces the seal. About these, the following sealing performance was evaluated.
  • a humidity-controlled seal test piece conditioned for 3 hours at 80 ° C. and 95% relative humidity and a dry seal test piece dried for 3 hours at 150 ° C. were obtained. The obtained humidity control and dry seal test pieces were subjected to a bearing sealability test shown below, and the respective grease leakage rates were calculated. The results are shown in Table 3.
  • Grease leakage rate (% by weight) (Bearing weight before sealability test ⁇ Bearing weight after sealability test) ⁇ 100 / grease filling weight
  • Example 6 there was no difference in the sealability of the bearing between the humidity control seal and the dry seal, and the results were good. This is considered to be because the seals of Examples 6 to 10 have a low water absorption rate and there is almost no dimensional change between the humidity control seal and the dry seal.
  • Comparative Example 6 showed the same sealing performance as that of each example in the humidity control seal, but in the dry seal, the gap between the seal and the inner and outer rings became larger, so the sealing performance was inferior to each example. Met.
  • a method for producing a PPA resin (corresponding to a resin base material of Rilsan HT manufactured by Arkema Co., Ltd.) forming the rolling bearing member of the present invention will be described.
  • a 100 L reactor 12.2 kg of terephthalic acid, 12.65 kg of decanediamine, 10.15 kg of 11-aminoundecanoic acid, 10 L of water, 175 g of chain limiter (stearic acid) and 1.4 g of degassed Introduce foaming agent (Siliconol 1000).
  • the mixture is heated to 150 ° C. and maintained at 5 bar for 2 hours.
  • the pressure is then reduced to 270 ° C. and 20 bar and the mixture is heated to 270 ° C.
  • PPA resin (polymer) is obtained by reducing the pressure to atmospheric pressure over 2 hours and purging with nitrogen for 45 minutes.
  • This PPA resin has an intrinsic viscosity in metacresol of 1.27 dl / g, and a melt flow index of 3.0 g / 10 min under a load of 275 ° C. and 2.16 kg.
  • DSC Different Scanning Calorimeter, ISO 11357 standard, 20 ° C./min
  • tan ⁇ in DMA dynamic viscoelasticity measuring apparatus, dry is about 100 ° C.
  • the rolling bearing member of the present invention has a small change in dimensions and mechanical properties accompanying moisture absorption compared to the case of using a general-purpose PA66 resin, and has sufficient mechanical properties even after moisture absorption. It can be suitably used as a cage or seal for a rolling bearing used at high speed rotation in an environment of humidity.

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Abstract

　吸湿に伴なう寸法や機械的特性の変化が小さく、吸湿後でも十分な機械的特性を有し、また、耐加水分解性、耐グリース劣化性、耐熱性に優れた樹脂製の転がり軸受用部材、および該転がり軸受用部材を用いた転がり軸受を提供する。転がり軸受７は、内輪８および外輪９と、この内・外輪間に介在する複数の転動体１０と、この転動体１０を保持する冠型の保持器１１と、内・外輪間の隙間の開口を覆うシール１２とを備えてなり、保持器１１およびシール１２は、１１－アミノウンデカン酸またはその誘導体、ベンゼンジカルボン酸またはその誘導体、およびジアミン類を含む単量体を重合させて得られるポリフタルアミド樹脂に繊維状補強材が配合されている樹脂の成形体である。

Description

転がり軸受用部材および転がり軸受
　本発明は、転がり軸受を構成する樹脂製の保持器、シールなどの転がり軸受用部材、および、該転がり軸受用部材を用いた転がり軸受に関する。
　樹脂製の保持器を組み込んだ転がり軸受を高速回転させる場合、高速回転によって発生する遠心力が保持器に作用する結果、保持器が変形する。保持器が変形すると保持器とこの保持器に保持されている玉との摩擦が大きくなり、転がり軸受のトルクが大きくなる。また、上記摩擦が大きくなることで、軸受の発熱を引き起こす原因となる。さらに、保持器が変形すると軸受外輪との接触も起こり、この接触による摩擦熱によって樹脂が溶融して転がり軸受が回転しなくなる場合がある。このように高速回転で使用される転がり軸受に組み込まれる樹脂製の保持器は、機械的および／または熱的応力により、変形しないことが要求される。
　高速回転する転がり軸受に用いられる樹脂製保持器の変形を抑えるためには、保持器を成形するときに用いられる樹脂組成物の弾性率などの機械的強度を大きくする必要がある。そのため、通常はガラス繊維など繊維状補強材を樹脂組成物に配合し、その配合量を増やすことで対応している。例えば、転がり軸受に用いられる樹脂製保持器の材料としては、強度および耐熱性を確保する観点から、ポリアミド６６（以下、ＰＡ６６と記す）樹脂またはポリアミド６（以下、ＰＡ６と記す）樹脂にガラス繊維を配合した材料が知られている（特許文献１参照）。また、同様にＰＡ６６樹脂やＰＡ６樹脂が使用されたプラスチックシールも知られている（特許文献２および特許文献３参照）。
　一般的には、ＰＡ６やＰＡ６６のような合成樹脂は、石油からモノマー合成、重合反応などを経由して合成されるため、サーマルリサイクルなどの燃焼廃却時には二酸化炭素を排出することになる。そこで、ライフサイクルアセスメント（ＬＣＡ）の観点から原料製造、射出成形および製品廃却まで総合的な二酸化炭素排出量の低減が求められている。そこで、植物由来原料からなる樹脂材料が提案されており、ポリ乳酸、ポリトリメチレンテレフタレート（以下、ＰＴＴと記す）樹脂、ポリアミド１１（以下、ＰＡ１１と記す）樹脂などの植物性樹脂を転がり軸受に適用した事例が報告されている（特許文献４および特許文献５参照）。
　一方、樹脂製保持器や樹脂製シールの変形は、転がり軸受の回転による機械的応力または熱的応力による変形の他に、樹脂自体が吸湿することに伴う膨潤、膨張による変形がある。転がり軸受は、家電、自動車、各種の産業機器など広範な用途において使用され、用途によっては、雨水に晒されたり、軸受内に雨水が侵入する環境や、高湿度となる環境で使用されたりすることも多い。このような湿度の影響を受ける環境下で用いられる樹脂製の転がり軸受用部材は、その材料として湿度の影響を受けにくい材料を選定する必要がある。
特開２０００－２２７１２０号公報 特開平６－３１３４３６号公報 特開２００３－２６９６１８号公報 特開２００１－３５５６３８号公報 特開２００９－２０４１２１号公報
　しかしながら、特許文献１～特許文献３で用いられるＰＡ６６樹脂またはＰＡ６樹脂は、吸水率が高く、それに伴って寸法が変化する。このため、一般的には保持器やシールは吸湿させた状態で寸法管理して使用している。しかし、吸湿後の強度および弾性率は吸湿前に比較して大きく低下するため、吸湿後の強度を元に保持器やシールの寸法設計を行なっている。また、シールにＰＡ６６樹脂やＰＡ６樹脂を用いる場合には吸湿に伴う寸法変化によってシールと内・外輪との隙間が変化し、シール性が低下することが避けられないという問題がある。
　また、植物性樹脂の中でポリ乳酸やＰＴＴ樹脂などはポリエステル系樹脂であり、高温高湿環境や水中環境下などの使用環境次第では加水分解が加速する場合がある。また、ポリアミド系樹脂であるＰＡ１１樹脂は軸受に使用する他の一般的な樹脂材料と比較して低弾性率であり、軸受使用時の遠心力による寸法変形量が大きい。以上の理由から、これら従来の植物性樹脂材料を軸受保持器として使用する場合は、使用可能範囲に制限を設ける必要があった。
　また、転がり軸受には、グリース等の潤滑組成物が封入されて使用される。グリースは、基油と増ちょう剤とからなるベースグリースに、必要に応じて、極圧剤、防錆剤、酸化防止剤、腐食防止剤などの添加剤が配合されて得られる。保持器やシールなどは、軸受内において、これらグリース等の潤滑組成物と接触するものであり影響を受け得る。特許文献１～特許文献３で用いられるＰＡ６６樹脂やＰＡ６樹脂で保持器やシールを形成する場合、グリース中の基油、増ちょう剤、添加剤の種類や、温度等の使用環境によっては、機械的強度の低下や、樹脂割れ等の劣化を起こすおそれがある。特に、添加剤による影響が大きく、硫黄系化合物やリン系化合物からなる極圧添加剤を配合する場合では、劣化を起こしやすい。
　本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、吸湿に伴なう寸法や機械的特性の変化が小さく、吸湿後でも十分な機械的特性を有し、また、耐加水分解性、耐グリース劣化性、耐熱性に優れた樹脂製の転がり軸受用部材、および該転がり軸受用部材を用いた転がり軸受の提供を目的とする。
　本発明の転がり軸受用部材は、合成樹脂の成形体からなり、上記合成樹脂は、１１－アミノウンデカン酸またはその誘導体、ベンゼンジカルボン酸またはその誘導体、およびジアミン類を含む単量体を重合させて得られるポリフタルアミド樹脂（以下、ＰＰＡ樹脂という）であることを特徴とする。
　また、上記合成樹脂は、上記ＰＰＡ樹脂に、少なくとも繊維状補強材が配合された合成樹脂組成物であることを特徴とする。また、上記繊維状補強材が、ガラス繊維および／または炭素繊維であり、また、この繊維状補強材の配合割合が、合成樹脂組成物全体に対して１０重量％以上６０重量％以下であることを特徴とする。
　本発明の転がり軸受用部材に使用される上記ＰＰＡ樹脂が、放射性同位元素である炭素１４を含むことを特徴とする。また、本発明の転がり軸受用部材は、上記合成樹脂の射出成形体であることを特徴とする。また、本発明の転がり軸受部材が、硫黄系化合物またはリン系化合物を添加剤として含有するグリースと接触する環境下で使用される部材であることを特徴とする。
　本発明の転がり軸受は、内輪および外輪と、この内・外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体を保持する保持器とを備え、上記内輪、上記外輪、上記転動体、および上記保持器から選ばれる少なくとも１つの部材が、本発明の上記合成樹脂の成形体からなる転がり軸受用部材であることを特徴とする。特に上記転がり軸受用部材が保持器であり、この保持器が、冠型保持器であることを特徴とする。また、本発明の転がり軸受は、硫黄系化合物またはリン系化合物を添加剤として含有するグリースが封入されてなることを特徴とする。
　また、上記転がり軸受は、上記内・外輪間の隙間の開口を覆うシールを備え、該シールが本発明の上記合成樹脂の成形体からなる転がり軸受用部材であることを特徴とする。
　本発明の転がり軸受用部材は、１１－アミノウンデカン酸またはその誘導体、ベンゼンジカルボン酸またはその誘導体、およびジアミン類を含む単量体を重合させて得られるＰＰＡ樹脂からなるので、または、このＰＰＡ樹脂に、少なくとも繊維状補強材が配合されてなる合成樹脂組成物の成形体からなるので、ＰＡ６６樹脂やＰＡ６樹脂に比べて吸水率が低く、それに伴う寸法変化が小さく、機械的特性の低下も小さい。また、ベンゼンジカルボン酸またはその誘導体の配合により、耐熱性に優れている。さらに、ＰＡ６６樹脂やＰＡ４６樹脂と比べて、耐グリース劣化性に優れ、硫黄系化合物やリン系化合物からなる極圧添加剤を高配合したグリースを用いた軸受においても、その保持器、シールの材料として好適に利用できる。このため、本発明の転がり軸受用部材は、転がり軸受の保持器やシールとして好適に利用できる。
　また、吸湿後のＰＡ６６樹脂やＰＡ６樹脂よりも機械的強度が高いため、薄肉化が可能である。また、吸湿後のＰＡ６６樹脂やＰＡ６樹脂よりも弾性率が高い。このため、高速回転時の遠心力による変形量が小さい。よって、保持器として使用した場合では、高湿度となる環境下において、高速回転でも外輪と接触することなく使用可能である。
　また、母材樹脂成分が植物より合成されるモノマー成分を含むため、ＰＡ６やＰＡ６６のような石油由来の合成樹脂に比べて燃焼時の二酸化炭素排出量を低減させることが可能である。
　本発明の転がり軸受は、上記転がり軸受用部材である保持器やシールを用いた軸受であるので、高湿度となる環境下でも、シール性に優れ、高速回転で使用できる。
冠型の樹脂製保持器の部分拡大斜視図である。 樹脂製シールの断面図である。 転がり軸受（グリース封入深溝玉軸受）の断面図である。
　本発明の転がり軸受用部材は、転がり軸受を構成するものである。具体的には、内輪、外輪、転動体、保持器、およびシールなどが転がり軸受用部材として挙げられる。本発明は、特定の分子構造を有するＰＰＡ樹脂の成形体、または、このＰＰＡ樹脂に少なくとも繊維状補強材が配合された合成樹脂組成物の成形体を転がり軸受用部材としている。
　本発明に用いるＰＰＡ樹脂は、（１）１１－アミノウンデカン酸またはその誘導体、（２）ベンゼンジカルボン酸またはその誘導体、および（３）ジアミン類を含む単量体を重合させて得られる。本重合体と同等の樹脂母材を持つ材料としては、アルケマ社製；リルサン（登録商標）ＨＴが挙げられる。
　（１）１１－アミノウンデカン酸は、「ひま」の種子から抽出されるひまし油を化学反応させて製造される植物由来の成分である。
　（２）ベンゼンジカルボン酸は、オルト体がフタル酸、メタ体がイソフタル酸、パラ体がテレフタル酸として知られている芳香族二塩基酸である。本発明では、耐熱性を向上させるためにテレフタル酸を使用することが好ましい。上記酸類は、遊離の酸、ジメチルテレフタレートなどのアルキルエステル類、あるいは酸塩化物などの酸ハロゲン化物を単量体として用いることができる。さらに、ベンゼンジカルボン酸の水添加物も使用できる。
　（３）ジアミン類としては、脂肪族または脂環族炭化水素基に２つのアミノ基が結合しているジアミン類を好ましく使用できる。例えば、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミンなどが挙げられる。
　また、上記に加えて、脂肪族の炭化水素二塩基酸、脂環族の炭化水素二塩基酸等で変性することができる。
　本発明のＰＰＡ樹脂とＰＡ６６樹脂との物性を表１に示す。このＰＰＡ樹脂の融点は２４０～２６０℃であり、融点が２６０℃であるＰＡ６６樹脂と同等の条件にて成形が可能である。また、このＰＰＡ樹脂は、該樹脂に繊維状補強材を配合した合成樹脂組成物の成形体において、ＰＡ６６樹脂組成物の成形体に比べて吸水率が１０分の１以下（後述する表２参照）であり、ＰＡ６６樹脂組成物の成形体が吸湿後に引張強度や引張弾性率が大きく低下することに比べて、吸湿後に引張強度や引張弾性率の低下が極めて少ないという特性を有し、かつ吸湿後の寸法変化も小さいという特性を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　本発明のＰＰＡ樹脂はＰＡ６６樹脂やＰＡ４６樹脂と比べて、アミド結合を構成する分子鎖が長く、樹脂に占めるアミド結合の量が少ないため、耐薬品性、耐グリース劣化性に優れる。このため、本発明の転がり軸受用部材は、アミド結合を攻撃しやすい極圧添加剤（後述する硫黄系化合物やリン系化合物）を高配合したグリース等の潤滑組成物を用いた軸受においても、その保持器、シールの材料として好適に使用することができる。このような添加剤を多く含むグリースを用いる用途の転がり軸受としては、例えば、鉄道車両の車軸用軸受、風力発電用軸受、産業モータ用軸受などが挙げられる。
　本発明に用いる繊維状補強材としては、上記のＰＰＡ樹脂に対してよく分散し、使用目的に応じた強度を付与するものであれば、特にその種類を限定することなく使用できる。補強効果のある繊維状補強材として、例えば、ガラス繊維、ＰＡＮ系やピッチ系の炭素繊維、アルミニウム繊維や黄銅繊維などの金属繊維、鉱物繊維、ウィスカ類、芳香族ポリアミド繊維などの有機繊維などが挙げられる。これらは単独でも混合しても使用できる。
　補強効果を考慮すると、使用する繊維状補強材としては引張弾性率５０ＭＰａ以上のものを用いることが好ましく、上記の中では、ガラス繊維または炭素繊維が特に好ましい。繊維状補強材の配合量は、合成樹脂組成物全体に対して１０～６０重量％であることが好ましい。繊維配合量が１０重量％未満であると弾性率が低く、高速回転時に変形量が大きくなるおそれがある。また、繊維配合量が６０重量％より多い組成では、冠型保持器を成形する場合に、成形時の無理抜きに対応できず、保持器ポケット面や爪部にクラックが入り、白化することがある。繊維状補強材の配合量は、より好ましくは、合成樹脂組成物全体に対して１５～５０重量％であり、さらに好ましくは、２０～５０重量％である。
　また、上記合成樹脂組成物には、繊維状補強材の他に、必要に応じて、固体潤滑剤、無機充填材、酸化防止剤、顔料、熱可塑性エラストマー、またはゴム成分などを配合することができる。
　本発明の転がり軸受用部材は、機械的、熱的、化学的性質に優れた上記ＰＰＡ樹脂またはその合成樹脂組成物の成形体であるので、転がり軸受の高速回転に伴う変形や、吸湿後の膨潤、膨張に伴う変形を抑制できる。このため、ＰＡ６６樹脂やＰＡ６樹脂の場合に実施せざるを得ない吸湿後の物性変化を考慮した成形をする必要がない。例えば、吸湿や外部応力の加わる使用環境下での寸法の変形や強度の低下をカバーするために、寸法公差や強度の上乗せを予め設計に織り込む必要がなく、薄肉化が可能である。
　また、上記のＰＰＡ樹脂は、ひまし油を出発原料とする１１－アミノウンデカン酸を使用した植物性プラスチックとして製造することができる。なお、バイオマス由来原料を用いた植物性プラスチックであるかどうかは、樹脂を構成している炭素について、放射性同位元素である炭素１４（１４Ｃ）の濃度を測定することで判別できる。１４Ｃの半減期は５７３０年であることから、１千万年以上の歳月を経て生成されるとされる化石資源由来の炭素には １４Ｃが全く含まれない。このことから樹脂中に １４Ｃが含まれていれば、少なくともバイオマス由来の原料を用いていると判断できる。
　本発明は、バイオマス由来原料を含むＰＰＡ樹脂を用いることで、樹脂製保持器や樹脂製シールなどの転がり軸受用部材の焼却処分に伴う二酸化炭素の排出量を、バイオマス由来原料を用いない現行の該部材の場合よりも低減させることができる。
　本発明の転がり軸受用部材は、上記ＰＰＡ樹脂またはその合成樹脂組成物を成形して得られる。成形方法としては、射出成形、押し出し成形、インサート成形、ブロー成形等を用いることができる。これらの成形方法は、保持器やシールなどの転がり軸受用部材の種類、または合成樹脂組成物に配合される繊維状補強材の種類および配合量等を考慮して採用することができる。また、成形後に機械加工により目的の形状としてもよい。本発明では、製造コストの観点から射出成形が好ましい。特に転がり軸受用部材が複雑な形状の冠型保持器、または金属などと一体成形するシールの場合には、射出成形が好ましい。
　本発明の転がり軸受用部材は、転がり軸受の種類、大きさ、用途に応じて、また、適用する部材に応じて、上記ＰＰＡ樹脂単体、または、上記ＰＰＡ樹脂に繊維状補強材を配合した合成樹脂組成物の成形体として使用できる。例えば、冠型保持器の場合、合成樹脂組成物の成形体が好ましい。
　本発明の転がり軸受用部材の例として、上記合成樹脂組成物を射出成形して得られた保持器を図１に、シールを図２に、それぞれ示す。図１は本発明の転がり軸受用部材の一例である冠型の樹脂製保持器の部分拡大斜視図である。図１に示すように、保持器１は、環状の保持器本体２上面に周方向に一定ピッチをおいて対向一対の保持爪３を形成し、その対向する各保持爪３を相互に接近する方向にわん曲させるとともに、その保持爪３間に転動体としてのボールを保持する転動体保持用ポケット４を形成したものである。また、隣接するポケット４における相互に隣接する保持爪３の背面相互間に、保持爪３の立ち上がり基準面となる平坦部５が形成される。保持爪３は、わん曲している先端部３ａを有する。
　該保持器１は、上記合成樹脂組成物の成形体であるので、吸湿後においてもＰＡ６６樹脂やＰＡ６樹脂の成形体よりも高い弾性率を保つことができ、高速回転時の遠心力による変形量も小さい。このため、高速回転でも外輪と接触することなく使用可能である。また、この保持器１を射出成形する際、保持爪３のわん曲している先端部３ａは、金型から取り出すときに無理抜きされるが、上記合成樹脂組成物を用いることで、無理抜き時の亀裂や白化の発生を抑制できる。
　図２は本発明の転がり軸受用部材の他の例である樹脂製シールの断面図である。図２に示すように、シール６は、軸受外輪の内径面に形成されているシール係止溝に係止される外周縁部６ａと、シールを補強する金属板（芯金）６ｂと、軸受内輪軌道の両側に設けられた周方向のシール溝に摺接するシールリップ６ｃ、６ｃ’とを有している。
　該シール６は、金属板６ｂ以外の部分が、上記合成樹脂組成物の成形体であるので、ＰＡ６６樹脂やＰＡ６樹脂に比べて吸水率が低く、それに伴う寸法変化が小さい。このため、高湿度となる環境下で使用する場合でも、シールの封止性の低下を防止できる。なお、金属板６ｂを用いないで、シール全体を上記ＰＰＡ樹脂またはその合成樹脂組成物の成形体とすることができる。
　本発明の転がり軸受の一例を図３に基づいて説明する。図３は転がり軸受（グリース封入深溝玉軸受）の断面図である。転がり軸受７は、外周面に転走面８ａを有する内輪８と、内周面に転走面９ａを有する外輪９とが同心に配置される。内輪の転走面８ａと外輪の転走面９ａとの間に複数個の転動体１０が介在して配置される。この複数個の転動体１０は、冠型の保持器１１により保持される。また、内・外輪間の隙間の開口を覆うシール１２が外輪９に固定されている。転動体１０の周囲に潤滑グリース１３が封入される。
　転がり軸受７において、内輪８、外輪９、転動体１０、保持器１１、およびシール１２から選ばれた少なくとも一つの部材が、本発明の転がり軸受用部材、すなわち上記ＰＰＡ樹脂またはその合成樹脂組成物の成形体である。例えば、保持器１１およびシール１２を上記合成樹脂組成物の成形体とすることで、上述のように、高湿度となる環境下でも、シール性に優れ、高速回転で使用でき、さらに処分時の二酸化炭素の排出量も低減できる軸受となる。
　潤滑グリース１３の基油は、特に限定されず、通常グリースの分野で使用される一般的なものを使用できる。例えば、鉱油、動植物油、エステル系合成油、合成炭化水素油、リン酸エステル油、シリコーン油、フッ素油およびこれらの混合油などを使用できる。潤滑グリース１３の増ちょう剤は、特に限定されず、通常グリースの分野で使用される一般的なものを使用できる。例えば、金属石けん、複合金属石けんなどの石けん系増ちょう剤、ベントン、シリカゲル、ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、フッ素樹脂などの非石けん系増ちょう剤を使用できる。金属石けんとしては、ナトリウム石けん、カルシウム石けん、アルミニウム石けん、リチウム石けんなどが、ウレア化合物およびウレア・ウレタン化合物としては、ジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、他のポリウレア化合物、ジウレタン化合物などが挙げられる。
　潤滑グリース１３には、必要に応じて公知の添加剤を含有させてもよい。このような添加剤として、例えば、硫黄系化合物やリン系化合物からなる極圧添加剤、ソルビタンエステルなどの防錆剤、アミン系化合物、フェノール系化合物などの酸化防止剤、亜硝酸ナトリウム、セバシン酸ナトリウムなどの腐食防止剤、グラファイト、二硫化モリブデン、ポリテトラフルオロエチレン樹脂などの固体潤滑剤、脂肪酸アミド、脂肪酸、アミン、油脂類などの油性剤、ポリメタクリレート、ポリスチレンなどの粘度指数向上などが挙げられる。なお、これらは、単独または２種類以上組合せて添加できる。
　硫黄系化合物としては、ジベンジルジサルファイドなどのサルファイド化合物、硫化オレフィン、硫化油脂などが挙げられる。リン系化合物としては、トリオクチルフォスフェート、トリクレジルフォスフェートなどのリン酸エステル、亜リン酸エステルなどが挙げられる。また、硫黄－リン系化合物として、ジチオリン酸亜鉛、ジチオリン酸モリブデンなどが挙げられる。
　保持器１１やシール１２を上述のＰＰＡ樹脂またはその合成樹脂組成物の成形体とすることで耐グリース劣化性に優れ、潤滑グリース１３に上記硫黄系化合物やリン系化合物からなる極圧添加剤を含む場合であっても、機械的強度の低下や、樹脂割れ等の劣化を抑制できる。
　本発明の転がり軸受の潤滑方式は、上記したグリース潤滑以外に、油潤滑、エアオイル潤滑、固体潤滑等、どのような方法を採用してもよい。またグリース潤滑や油を使った潤滑の場合、それらには、従来から用いられている鉱油等の化石資源由来材だけでなく、生分解性を付与したものやバイオマス由来材を適用したものを用いることができる。また、本発明の転がり軸受は、玉軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受、針状ころ軸受など、いずれの形式であってもよい。
実施例１～実施例５および比較例１～比較例５
　実施例１～実施例５は、樹脂製保持器に適用した場合の例である。表２示す組成の材料でＪＩＳ１号ダンベルを射出成形し、８０℃、９５％相対湿度にて３時間調湿後、樹脂成形体試験片を得た。得られた樹脂成形体試験片の調湿前後の重量から以下に示す算出式により吸水率を測定した後、引張試験（ＪＩＳ Ｋ ７１１３）に供し、引張強度、引張歪み、引張弾性率を測定した。また、調湿前の上記ダンベル試験片を用い、下記の耐加水分解性試験を行なった。これらの結果を表２に併記する。
＜吸水率の算出式＞
　樹脂成形体試験片の調湿前後の重量から以下に示す算出式により吸水率を算出した。
　
　吸水率（重量％）＝（調湿後の重量－調湿前の重量）×１００／調湿前の重量
　
＜耐加水分解性試験＞
　調湿前のダンベル試験片を８０℃、９５％ＲＨに調整した高温高湿槽内に静置し、１５００時間後に試験片を取り出し、乾燥させた後の引張強度を引張試験（ＪＩＳ Ｋ ７１１３）により測定した。調湿前後の引張強度を比較し、調湿乾燥後の強度保持率が７０％以上のものに「○」印を、７０％未満のものに「×」印を記録する。
　また、表２に示す組成の材料で以下に示す保持器成形試験に供し、保持器試験片を得た。その成形性を評価した後、玉軸受（呼び番号６０８）に組み込み、軸受高速試験片を得た。得られた軸受高速試験片を以下に示す軸受高速回転試験に供し、試験片が外輪と接触して融解するまでの回転数を測定した。これらの結果を表２に併記する。
＜保持器成形試験＞
　表２に示す組成の材料を用い、射出成形により玉軸受（呼び番号６０８、外径２２ｍｍ、内径８ｍｍ、幅７ｍｍ）用冠型保持器の保持器試験片を得た。成形後のポケット部を目視または光学顕微鏡による観察した。クラックや白化が確認されなかったものを成形性に優れると評価して「○」印を、クラックや白化が確認されたものを成形性に劣ると評価して「×」印を記録する。
＜軸受高速回転試験＞
　得られた軸受高速試験片にグリース（協同油脂社製マルテンプＳＲＬ）を空間体積比で１５体積％封入し、室温（２５℃）にて徐々に回転数を上昇させて高速運転した。保持器が外輪と接触して融解するまでの回転数を記録した。１２００００ｒｐｍ以上で運転可能であったものを高速回転性に優れると評価して「○」印を、それ未満であったものを高速回転性に劣ると評価して「×」印を記録する。
＜総合評価＞
　上述の耐加水分解性試験、保持器成形試験、軸受高速回転試験においていずれも「○」印であったものを総合的に優れると評価して「○」印を、それ以外のものを劣ると評価して「×」印を表記した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実施例１～実施例５は吸水率が低く、調湿後も現行材である比較例１に対して十分な強度と弾性率を有している。すなわち、現行の設計に対して樹脂製保持器の薄肉化が可能となり、軸受の軽量化やそれに伴う低トルク化が可能である。また、弾性率が高く、高速回転下での遠心力による保持器の変形が小さいことから、より高速回転（１２００００ｒｐｍ以上）まで外輪と接触することなく使用可能である。
実施例６～実施例１０および比較例６
　実施例６～実施例１０および比較例６は、樹脂製シールに適用した場合の例である。表２に示す実施例１～実施例５および比較例１の樹脂組成物を用いて軸受シールを作製した。このシールは図２に示すように、シールを補強する金属板（芯金）を有しているシールである。これらについて、以下のシール性の評価を行なった。８０℃、９５％相対湿度にて３時間調湿した調湿シール試験片と、１５０℃にて３時間乾燥した乾燥シール試験片とを得た。得られた調湿、乾燥シール試験片を以下に示す軸受シール性試験に供し、それぞれのグリース漏れ率を算出した。結果を表３に示す。
＜軸受シール性試験＞
　鉄板保持器を用いた玉軸受（呼び番号６０８）にグリース（協同油脂社製マルテンプＳＲＬ）を空間体積比で３５体積％封入し、調湿、乾燥したシール試験片を組み込み、軸受試験片を得た。アキシアル荷重２９．７Ｎとラジアル荷重２９．７Ｎとを負荷し、２００００ｒｐｍで、２時間、軸受試験片を運転した。運転前後の軸受重量およびグリース封入重量からグリース漏れ率(重量％)を以下に示す算出式から算出した。なお、各３点実施しその平均値を採用した。
　
　グリース洩れ率（重量％）＝（シール性試験前の軸受重量－シール性試験後の軸受重量）×１００／グリース封入重量
　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　実施例６～実施例１０では、調湿シールおよび乾燥シールで軸受のシール性には差がなく、良好な結果であった。これは、実施例６～実施例１０のシールは吸水率が低く、調湿シールおよび乾燥シールでほとんど寸法変化がないためであると考えられる。一方、比較例６は、調湿シールでは各実施例と同様のシール性を示したが、乾燥シールでは、シールと内外輪の隙間が大きくなったため、シール性が各実施例に比べて劣る結果であった。
＜耐グリース劣化試験＞
　実験用リチウム石鹸グリース（グリース全体に対して増ちょう剤量１６．０重量％とし、基油として鉱油（無添加タービン油 ＩＳＯ ＶＧ３２）を用い、グリース全体に対して硫黄系添加剤として硫化オレフィン（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ社製 Ａｎｇｌａｍｏｌ ３３）を３．０重量％配合したもの）を試作し、このグリース中にＰＰＡ樹脂組成物およびＰＡ６６樹脂組成物の１号ダンベル試験片を浸漬した。これを１４０℃の高温槽内で１５００時間静置して樹脂ダンベルを劣化させ、劣化後の引張強度を引張試験（ＪＩＳ Ｋ ７１１３）により測定した。試験前後の引張強度から、劣化後の引張強度保持率（％）を求めた。結果を表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４を見て分かるように、本発明の転がり軸受用部材は、耐グリース劣化性にも優れることが分かった。
　本発明の転がり軸受用部材を形成するＰＰＡ樹脂（アルケマ社製リルサンＨＴの樹脂母材相当）の製造方法の一例について説明する。１００Ｌ容積の反応器に、１２．２ｋｇのテレフタル酸、１２．６５ｋｇのデカンジアミン、１０．１５ｋｇの１１－アミノウンデカン酸、１０Ｌの水、 １７５ｇの連鎖制限剤（ステアリン酸）および１．４ｇの脱泡剤（シリコノール1000）を導入する。この混合物を１５０℃に加熱し、５ｂａｒ下で２時間維持する。次に、２７０℃、２０ｂａｒになるように圧力を下げて混合物を２７０℃に加熱する。圧力を２時間かけて大気圧に下げ、４５分間窒素をパージすることでＰＰＡ樹脂（ポリマー）が得られる。このＰＰＡ樹脂は、メタクレゾール中の固有粘度が１．２７ｄｌ／ｇであり、２７５℃、２．１６ｋｇの荷重下でのメルトフローインデックスは３．０ｇ／１０分である。また、ＤＳＣ（示差走査熱量計、ＩＳＯ１１３５７規格、２０℃／分）は２回の加熱で２４３℃と２５９℃で２つの溶融ピークを示す。また、ＤＭＡ（動的粘弾性測定装置、乾燥）でのｔａｎδは約１００℃である。
　本発明の転がり軸受用部材は、汎用的なＰＡ６６樹脂を用いる場合と比較して、吸湿に伴なう寸法や機械的特性の変化が小さく、吸湿後でも十分な機械的特性を有するので、高湿度となる環境下などで高速回転で使用される転がり軸受の保持器やシールとして好適に利用できる。
　　１　　保持器
　　２　　保持器本体
　　３　　保持爪
　　４　　ポケット
　　５　　平坦部
　　６　　シール
　　７　　転がり軸受
　　８　　内輪
　　９　　外輪
　１０　　転動体
　１１　　保持器
　１２　　シール
　１３　　潤滑グリース

Claims (13)

  1. 　合成樹脂の成形体からなる転がり軸受用部材であって、
    　前記合成樹脂は、１１－アミノウンデカン酸またはその誘導体、ベンゼンジカルボン酸またはその誘導体、およびジアミン類を含む単量体を重合させて得られるポリフタルアミド樹脂であることを特徴とする転がり軸受用部材。
  2. 　前記合成樹脂は、前記ポリフタルアミド樹脂に、少なくとも繊維状補強材が配合された合成樹脂組成物であることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用部材。
  3. 　前記繊維状補強材が、ガラス繊維および炭素繊維から選ばれた少なくとも１つの繊維であることを特徴とする請求項２記載の転がり軸受用部材。
  4. 　前記繊維状補強材の配合割合が、前記合成樹脂組成物全体に対して１０重量％以上６０重量％以下であることを特徴とする請求項２記載の転がり軸受用部材。
  5. 　前記ポリフタルアミド樹脂が、放射性同位元素である炭素１４を含むことを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用部材。
  6. 　前記転がり軸受用部材が、前記合成樹脂の射出成形体であることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用部材。
  7. 　前記転がり軸受部材が、硫黄系化合物またはリン系化合物を添加剤として含有するグリースと接触する環境下で使用される部材であることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用部材。
  8. 　内輪および外輪と、この内・外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体を保持する保持器とを備えてなる転がり軸受であって、
    　前記内輪、前記外輪、前記転動体、および前記保持器から選ばれた少なくとも１つの部材が、請求項１記載の転がり軸受用部材であることを特徴とする転がり軸受。
  9. 　前記転がり軸受用部材が、保持器であることを特徴とする請求項８記載の転がり軸受。
  10. 　前記保持器が、冠型保持器であることを特徴とする請求項９記載の転がり軸受。
  11. 　前記転がり軸受は、硫黄系化合物またはリン系化合物を添加剤として含有するグリースが封入されてなることを特徴とする請求項８記載の転がり軸受。
  12. 　内輪および外輪と、この内・外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体を保持する保持器と、前記内・外輪間の隙間の開口を覆うシールとを備えてなる転がり軸受であって、
    　前記シールが、請求項１記載の転がり軸受用部材であることを特徴とする転がり軸受。
  13. 　前記転がり軸受は、硫黄系化合物またはリン系化合物を添加剤として含有するグリースが封入されてなることを特徴とする請求項１２記載の転がり軸受。
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