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JPH0665892B2 - ベアリング - Google Patents
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JPH0665892B2 - ベアリング - Google Patents

ベアリング

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JPH0665892B2
JPH0665892B2 JP5310087A JP5310087A JPH0665892B2 JP H0665892 B2 JPH0665892 B2 JP H0665892B2 JP 5310087 A JP5310087 A JP 5310087A JP 5310087 A JP5310087 A JP 5310087A JP H0665892 B2 JPH0665892 B2 JP H0665892B2
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JP
Japan
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bearing
aromatic polyamide
polymer
fiber
rolling elements
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JP5310087A
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修 中山
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Teijin Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、新規なベアリング(ころがり軸受)に関する
ものである。
〈従来技術〉 近年、ベアリングは広い範囲で使用されている。たとえ
ば、車輌、電動機、各種機械はもちろん、ジェットエン
ジン用軸受から歯科ハンドピース用超小型軸受に至るま
で、その使用領域ははなはだ広範囲である。
したがって、これらのベアリングに使用する材料も、従
来使用されてきた高炭素クロム軸受鋼のみでなく、一般
構造用鋼,ばた焼鋼,ステンレス鋼,高速度鋼などその
用途に応じて多種多様の金属が用いられるようになって
きた。
〈発明が解決しようとする問題点〉 これらの金属からなるベアリングは、その精度,耐久性
が良く,また、安価なことから広範囲な分野で使用され
てきたが、その反面、使用時の音が大きい、潤滑油が必
要なため真空中で使用できない、空気中でも高温下で長
時間使用すると潤滑油の機能が低下して焼付きを起し易
い、等の諸問題があった。
これらの問題を解決するためには、一般にベアリングの
材料を高分子材料に変更すれば良いと考えられるが、自
己潤滑性をもつ代表的な高分子材料であるフッ素樹脂や
ナイロン樹脂は、ベアリングを作る際の工作精度が不足
し、また耐熱性、耐久性、寸法安定性等も劣るため、到
底実用的なベアリングとなし得るものではなかった。
そこで、本発明の目的は、従来のベアリングにおける上
述の問題を解消し、使用時の音が小さく、かつ潤滑油を
必要とせずに長期間安定に使用できる、工作精度の良い
ベアリングを提供することにある。
〈問題を解決するための手段〉 本発明に係るベアリングは、外輪と内輪との間に複数個
の転動体を介在せしめたベアリングにおいて、少なくと
も上記転動体が、繊維長4mm以下の芳香族ポリアミド短
繊維、芳香族ポリアミドからなるパルプ状粒子及び芳香
族ポリアミド繊維布帛のうち少なくとも一種を合計30
重量%以下含有する芳香族ポリアミド樹脂であることを
特徴とするベアリングであることを特徴とするものであ
る。
すなわち、第1図〜第3図は、それぞれ本発明のベアリ
ングの例を示す断面図であるが、本発明のベアリング
は、外輪1と内輪2との間に、複数個のボール(玉)3
又はローラ(ころ)4等の転動体を介在せしめ、軸受け
機能を果たすようにしたものにおいて、少くとも上記ボ
ール3又はローラ4等の転動体を芳香族ポリアミド樹脂
で構成したものである。
なお、このベアリングでは、後述の如き芳香族ポリアミ
ド樹脂の特性により潤滑油を必要としないので潤滑油の
漏れを防ぐ目的ではシールを必要としないが、塵埃その
他の異物の侵入を防ぐ目的で第1図の如く両端にシール
5を設けてもよい。また、必要に応じボール3又はロー
ラ4の保持器6を設けてもよい。
本発明では、外輪1及び内輪2は、上記各種の鋼の如き
金属で構成してもよいが、いずれか一方又は両方を芳香
族ポリアミド樹脂又はその他の精度が良く耐熱性、耐久
性のある合成樹脂で構成してもよい。
本発明において、ベアリング中の転動体を構成する芳香
族ポリアミド樹脂としては、ポリマー繰返し単位の55モ
ル%以上がメタフェニレンイソフタルアミド単位である
ホモポリアミド又はコポリアミドが好ましい。
かかるホモポリアミド又はコポリアミドは、酸成分とし
てイソフタル酸ハライド、ジアミン成分としてメタフェ
ニレンジアミンを用い、更に必要に応じて少量の第3成
分、例えば、テレフタル酸ハライド,メチルテレフタル
酸ハライド,ナフタレン−2,6−ジカルボン酸ハライ
ド,パラフェニレンジアミン,3,4′−又は4,4′−ジア
ミノジフェニルエーテル,メタキシリレンジアミン等あ
るいはメタ又パラ安息香酸ハライド等を用いて、これら
を縮合させることによって製造することができる。
ポリ(メタフェニレンイソフタルアミド)のホモポリア
ミド又はメタフェニレンイソフタルアミド単位を85モル
%以上含むコポリアミドは、ボール,ローラ等にしたと
きの強度,耐熱性,硬度,可撓性,自己潤滑性,加工性
等においてすぐれているが,耐衝撃性において若干劣る
面がある。このため、耐衝撃性の要求される場合には、
ポリマー繰返し単位の20〜60モル%(好ましくは30〜45
モル%)がメタフェニレンテレフタルアミド単位であ
り、80〜40モル%(好ましくは70〜55モル%)がメタフ
ェニレンイソフタルアミド単位であるコポリアミドとす
るのが特に好ましい。
かかる芳香族ホモポリアミド又はコポリアミドは、ポリ
マー0.5gをN−メチル−2−ピロリドン100mに溶解
した30℃の溶液で測定した固有粘度(ηinh)が0.5〜4.
0のものが好ましく、特に固有粘度0.7〜2.5のものが成
形性にすぐれかつ成形品(ボール,ローラ等)の物性が
良好であるため好適である。
これらの芳香族ポリアミドには、安定剤,艶消剤,着色
剤,充填剤等の添加剤を含んでもよい。
特別に耐衝撃性の要求される分野に使用するベアリング
は、ボール,ローラ等の転動体あるいは全体を前記芳香
族ポリアミドに補強用繊維状物をポリマーに対し3〜30
重量%混合した混合物にて構成するのが適当である。
補強用繊維状物としては、芳香族ポリアミド繊維のショ
ートカットファイバー,芳香族ポリアミドのパルプ状粒
子又は芳香族ポリアミドからなる布帛が適当である。
芳香族ポリアミド繊維としては、「コーネックス 」,
「NOMEX 」等の商標名で知られるポリ(メタフェニレ
ンイソフタルアミド)繊維、「Kevlar 」「Twaron
等の商標名で知られるポリ(パラフェニレンテレフタル
アミド)繊維、あるいは特公昭54-43612号公報に記載の
如き共重合成分として3,4−ジアミノジフェニルエーテ
ルを用いたパラ系芳香族コポリアミドの繊維(商標名
「テクノーラ 」)が適当である。これらの繊維を直接
混合する場合は、いずれも、繊維長(カット長)4mm以
下のショートカットファイバーとして用いられる。該芳
香族ポリアミド繊維の繊維長が4mmを超えると、混合物
中における繊維の分散性が急激に悪化し、成形性が悪く
なる。
一方、芳香族ポリアミドのパルプ状粒子としては、前記
繊維と同様の重合体からなるパルプ状粒子が適当であ
り、重合体溶液を剪断力の加えられた凝固浴中に導入し
て沈澱させる方法(例えば特公昭35-11851号)、芳香族
ポリアミドの重合工程でポリマーをパルプ状に析出させ
る方法(例えば特公昭59-14569号,特公昭60-56801
号)、前記繊維を叩解してパルプ状粒子とする方法(例
えば特公昭59-603号)のいずれの方法によるものでもよ
い。
また、補強用布帛は、前記ショートカットファイバーを
作る際に用いた芳香族ポリアミド繊維から製織または製
編されたものが用いられる。
前記芳香族ポリアミド樹脂に対する補強用繊維状物(例
えばショートカットファイバー,パルプ状粒子等)の混
合割合は、前記ポリマーの重量を基準にして3〜30重量
%の範囲内が適当であり、特に5〜25重量%が好まし
い。補強用繊維状物の量が3重量%未満では繊維状物を
混合する効果が乏しく、一方30重量%を超えると、成形
時にポリマー中に繊維状物を均一分散させ難く、成形性
が悪化するばかりでなく、成形品が脆くなるという問題
を生じ易い。
芳香族ポリアミド樹脂の製造及び転動体への成形加工
は、従来公知の方法を採用することができるが、特に欧
州特許出願公開第0198167号(1986年10月22日)に記載
の如き、界面重合法により得られた特定の粒子構造を有
する凝集芳香族ポリアミド粒子を用いて圧縮成形した
後、切削加工してボール,ローラ等の転動体を形成する
のが好適である。しかしながら、他の方法、例えば特公
昭56-2092号公報,特開昭60-203418号公報等に開示され
た方法を採用してもよい。
〈発明の効果〉 本発明のベアリングは、上記の如く少くともボール又は
ローラ等の転動体が芳香族ポリアミド樹脂で構成されて
いるため、使用時の音がきわめて低く、しかも該芳香族
ポリアミド樹脂は表面硬度,機械的特性,耐熱性,寸法
安定性等にすぐれ、工作精度(ボールの場合は真球度)
がよく、しかも自己潤滑性を有するため、本発明のベア
リングは潤滑油なしで真空中や高温中でも長時間安定に
使用できるという利点を有する。また、他の剛性樹脂類
に比べて、工作精度が格段にすくれているため、超小型
から大型の軸受けに至る広い範囲の用途に使用すること
ができる。
特に、音の発生が嫌われる音響機器,医療機器の軸受
部、真空中又はこれに近い状態で使用される航空機,人
工衛星の部品等の軸受として好適である。
〈実施例〉 以下実施例により、本発明を詳細に説明するが、本発明
はこれにより何ら限定されるものではない。
実施例1 (a)重合体の製造 特公昭47-10863号公報記載の界面重合法に準じて、無機
塩を含まないポリ(メタフェニレンイソフタルアミド)
系重合体を製造した。
すなわち、メタフェニレンジアミン173gを金属ナトリ
ウムで脱水したテトラヒドロフラン1に溶解し、これ
を0℃に冷却した。一方、イソフタル酸クロライド325
gを金属ナトリウムで脱水したテトラヒドロフラン1
に溶解し0℃に冷却した。次に、前記テトラヒドロフラ
ン溶液を0℃に保ちながら攪拌し、これに前記イソフタ
ル酸クロライド溶液を細流として徐々に加えて初期縮合
物の分散液を得た(第1次反応)。
続いて、前記初期縮合物の分散液を炭酸ソーダ200gを
水2に溶解した溶液中に高速攪拌下に速かに加えて、
固有粘度1.8の白色重合体粒子を得た(第2次反応)。
この重合体粒子の表面積は4.0m3/gであり、見掛けのか
さ密度は0.35g/ccであった。
(b)成形 上記重合体粒子を用いて 加熱温度 320℃ 加圧圧力 330kg/cm2 加圧時間 40分 の条件で圧縮成形を行った。得られた成形品の物性は ロックウェル硬度(Mスケール) 125度 引張強度 11.5kg/mm2 引張伸度 4.2% モジュラス 346kg/mm2 アイゾット衝撃値 2.8kg・cm/cm であった。
(c)加工 上記成形品を切削加工しさらに研磨して直径が5mmのボ
ールを作り、これを転動体とするベアリングを製作し
た。このベアリングを使用した結果、ほとんど音がしな
いことが確認された。
またこれを真空中で使用したが、ほとんどガスの発生が
なく、焼付きもなかった。また必要な耐久性もあること
が確認された。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は、それぞれ本発明のベアリングの一例
を示す断面図であり、1は外輪,2は内輪,3はボー
ル,4はローラ,5はシール,6は保持器を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外輪と内輪との間に複数個の転動体を介在
    せしめたベアリングにおいて、少なくとも上記転動体が
    繊維長4mm以下の芳香族ポリアミド短繊維、芳香族ポリ
    アミドからなるパルプ状粒子及び芳香族ポリアミド繊維
    布帛のうち少なくとも一種を合計30重量%以下含有す
    る芳香族ポリアミド樹脂で構成されていることを特徴と
    するベアリング。
JP5310087A 1987-03-10 1987-03-10 ベアリング Expired - Lifetime JPH0665892B2 (ja)

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