保持器およびこれを備えた転がり軸受
【課題】安価でありながら、適度な耐熱性を有し、劣化の原因となる酸素などのガスや薬品等に対する耐性にも優れた合成樹脂製保持器を提供する。
【解決手段】保持器４を、ガラス繊維で強化された６６ナイロンを用いて射出成形した後、得られた成形体の表面に、特定のエポキシ樹脂硬化被膜を形成することで得る。エポキシ樹脂硬化被膜は、「メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂」と、「メタキシリレンジアミンまたはパラキシリレンジアミンと、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の誘導体、またはメタクリル酸の誘導体と、の反応生成物からなるアミン系硬化剤」とからなる２液型エポキシ樹脂を用いて形成する。
【解決手段】保持器４を、ガラス繊維で強化された６６ナイロンを用いて射出成形した後、得られた成形体の表面に、特定のエポキシ樹脂硬化被膜を形成することで得る。エポキシ樹脂硬化被膜は、「メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂」と、「メタキシリレンジアミンまたはパラキシリレンジアミンと、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の誘導体、またはメタクリル酸の誘導体と、の反応生成物からなるアミン系硬化剤」とからなる２液型エポキシ樹脂を用いて形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、保持器に特徴を有する転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、転がり軸受の合成樹脂製保持器としては、ガラス繊維または炭素繊維で強化されたポリアミド樹脂（６６ナイロン、４６ナイロン）、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂からなるものが使用され、使用温度や使用環境によって使い分けられている。
このうち、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂は、耐熱性および耐薬品性に優れるが高価である。これに対して、ガラス繊維で強化された６６ナイロン製の保持器は、耐熱性、強度、コストのバランスが良いことから、最も多く使用されている。ただし、６６ナイロンは、分子構造に含まれるアミド結合に起因して、薬品や酸素ガス等で劣化し易い。
【０００３】
そのため、耐熱性の点では６６ナイロン製の保持器で問題がない使用環境であっても、耐薬品性などの点で問題がある場合には、高価なポリフェニレンサルファイド樹脂やポリエーテルエーテルケトン樹脂製の保持器を使用する必要があり、コストが高くなる。
なお、下記の特許文献１および２には、エポキシ樹脂とアミン系硬化剤を含む樹脂組成物であって、エポキシ樹脂が有する優れた性能に加え、高いガスバリア性を有する樹脂組成物が記載されている。その用途としては、防食、美粧を目的とする塗料や、高いガスバリア性が要求される食品や医薬品などの包装材料などが挙げられている。
【０００４】
この樹脂組成物は、エポキシ樹脂とアミン系硬化剤を塗料形成成分とし、アミン系硬化剤が下記の（Ａ) と（Ｂ) の反応生成物、または（Ａ) 、（Ｂ) および（Ｃ) の反応生成物であり、エポキシ樹脂が、メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するものであることを特徴とする。
（Ａ) メタキシリレンジアミンまたはパラキシリレンジアミン。（Ｂ) ポリアミンとの反応によりアミド基部位を形成し、且つオリゴマーを形成し得る、少なくとも１つのアシル基を有する多官能性化合物。（Ｃ) 炭素数１〜８の一価カルボン酸および／またはその誘導体。
【０００５】
特許文献２には、さらに、前記樹脂組成物に層状珪酸塩を含有するガスバリア性樹脂組成物が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２５６２０８号公報
【特許文献２】特開２００４−２６８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明の課題は、安価でありながら、適度な耐熱性を有し、劣化の原因となる酸素などのガスや薬品等に対する耐性にも優れた合成樹脂製保持器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、この発明は、転がり軸受の保持器であって、ガラス繊維または炭素繊維で強化されたポリアミド樹脂からなり、表面に、ガスバリア性を有するエポキシ樹脂硬化被膜を有することを特徴とする。
前記エポキシ樹脂被膜は、特許文献１および２に記載された樹脂組成物を硬化させて得ることができる。また、前記エポキシ樹脂被膜は、下記の(1) を満たすエポキシ樹脂を下記の(2) を満たすアミン系硬化剤で硬化させて得られたものであることが好ましい。
(1) メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂。
(2) メタキシリレンジアミンまたはパラキシリレンジアミンと、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の誘導体、またはメタクリル酸の誘導体と、の反応生成物からなるアミン系硬化剤。
【０００９】
前記(2) のアミン系硬化剤は、特許文献１および２の樹脂組成物を構成するアミン系硬化剤であって、前記（Ａ）と（Ｂ）との反応生成物に相当する。
前記（Ａ）と（Ｂ）との反応により生じるアミド基同士が高い凝集力を有し、このアミド基が前記(2) のアミン系硬化剤中に高い割合で存在することにより、前記エポキシ樹脂硬化被膜は、高いガスバリア性を有するとともに、同様の分子構造を有するポリアミド樹脂に対する接着強度が高い。
【００１０】
よって、この保持器は、ガラス繊維または炭素繊維で強化されたポリアミド樹脂からなるため、安価でありながら、適度な耐熱性を有するとともに、前記エポキシ樹脂硬化被膜を有することで、ガスバリア性や耐薬品性が良好となるため、酸素などのガスや薬品等に対する耐性に優れたものである。
保持器を形成するポリアミド樹脂としては、６６ナイロン、４６ナイロン、変性ポリアミド６Ｔ、ポリアミド９Ｔなどが挙げられる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、安価でありながら、適度な耐熱性を有し、劣化の原因となる酸素などのガスや薬品等に対する耐性にも優れた合成樹脂製保持器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の一実施形態に相当する転がり軸受を示す断面図である。
【図２】図１の転がり軸受の保持器を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施形態について説明する。
この実施形態の転がり軸受は、図１に示すように、内輪１、外輪２、玉（転動体）３、保持器４、およびシール５で構成された深溝玉軸受である。保持器４は、図２に示すように、円環の軸方向一端にポケット４１が形成された冠形保持器である。
この保持器４として、呼び番号６２０３の深溝玉軸受用の保持器を、ガラス繊維で強化された６６ナイロンおよび４６ナイロン（ポリアミド樹脂）をそれぞれ用いて射出成形した後、得られた成形体の表面にエポキシ樹脂硬化被膜を形成することで得た。
【００１４】
ガラス繊維で強化された６６ナイロンとしては、ＢＡＳＦ社の「ウルトラミッドＡ３ＨＧ５」（ガラス繊維含有率２５質量％、アミン系酸化防止剤添加グレード）を使用した。ガラス繊維で強化された４６ナイロンとしては、Ｒｏｙａｌ ＤＳＭ社の「スタニール（登録商標）ＴＷ２４１Ｆ６」（ガラス繊維含有率３０質量％、銅系熱安定剤添加グレード）を使用した。
【００１５】
エポキシ樹脂硬化被膜の形成は、三菱ガス化学（株）の２液型エポキシ樹脂「マクシーブ」と溶剤を用いて以下の方法で行った。「マクシーブ」は主剤「Ｍ−１００」と硬化剤「Ｃ−９３」とからなる。主剤「Ｍ−１００」は前記(1) を満たすエポキシ樹脂であり、硬化剤「Ｃ−９３」は前記(2) を満たすアミン系硬化剤である。
溶剤としては、質量比で、メトキシプロパノール：メタノール：酢酸エチル＝２０：２：３となるように混合したものを用意した。
【００１６】
これらを質量比で「Ｍ−１００」：「Ｃ−９３」：溶剤＝５：１６：２５となるように混合したものを、エアスプレー法で保持器の表面に塗布して、風乾（そのまま３０分間放置した）後、８０℃で３０分間熱処理を行うことで被膜を完全に硬化させた。
また、比較例として、同じ方法で作製して被膜を形成しない保持器も用意した。このようにして得られた、エポキシ樹脂硬化被膜を設けた保持器と被膜を何も設けなかった保持器を用いて、高温空気環境下での保持器の性能を調べる試験を行った。
【００１７】
具体的には、各保持器について、試験開始前と終了後に保持器４の円環部（図２の符号「４２」の部分）の引張強度（円環部内に一対の治具を入れて互いに反対側に引っ張り、円環部が破壊するまでに要する力）を測定し、試験開始前の強度を１００とした時の試験終了後の強度の相対値を算出した。試験条件は、ガラス繊維で強化された６６ナイロン製の保持器の場合は、１５０℃で２０００時間とし、ガラス繊維で強化された４６ナイロン製の保持器の場合は、１８０℃で１０００時間とした。
【００１８】
その結果、ガラス繊維で強化された６６ナイロン製の保持器では、エポキシ樹脂硬化被膜を設けた場合の強度（相対値）は９５であり、被膜無しの場合の強度（相対値）は７３であった。ガラス繊維で強化された４６ナイロン製の保持器では、エポキシ樹脂硬化被膜を設けた場合の強度（相対値）は９０であり、被膜無しの場合の強度（相対値）は６８であった。
【００１９】
この結果から明らかなように、特定の２液型エポキシ樹脂を硬化させて形成された被膜を有し、材質がガラス繊維で強化された６６ナイロンである保持器、および前記被膜を有し、材質がガラス繊維で強化された４６ナイロンである保持器は、安価でありながら、適度な耐熱性を有し、高温時の耐空気劣化性にも優れたものであることが分かる。
【符号の説明】
【００２０】
１ 内輪
２ 外輪
３ 玉（転動体）
４ 保持器
４１ ポケット
４２ 円環部
５ シール
【技術分野】
【０００１】
この発明は、保持器に特徴を有する転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、転がり軸受の合成樹脂製保持器としては、ガラス繊維または炭素繊維で強化されたポリアミド樹脂（６６ナイロン、４６ナイロン）、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂からなるものが使用され、使用温度や使用環境によって使い分けられている。
このうち、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂は、耐熱性および耐薬品性に優れるが高価である。これに対して、ガラス繊維で強化された６６ナイロン製の保持器は、耐熱性、強度、コストのバランスが良いことから、最も多く使用されている。ただし、６６ナイロンは、分子構造に含まれるアミド結合に起因して、薬品や酸素ガス等で劣化し易い。
【０００３】
そのため、耐熱性の点では６６ナイロン製の保持器で問題がない使用環境であっても、耐薬品性などの点で問題がある場合には、高価なポリフェニレンサルファイド樹脂やポリエーテルエーテルケトン樹脂製の保持器を使用する必要があり、コストが高くなる。
なお、下記の特許文献１および２には、エポキシ樹脂とアミン系硬化剤を含む樹脂組成物であって、エポキシ樹脂が有する優れた性能に加え、高いガスバリア性を有する樹脂組成物が記載されている。その用途としては、防食、美粧を目的とする塗料や、高いガスバリア性が要求される食品や医薬品などの包装材料などが挙げられている。
【０００４】
この樹脂組成物は、エポキシ樹脂とアミン系硬化剤を塗料形成成分とし、アミン系硬化剤が下記の（Ａ) と（Ｂ) の反応生成物、または（Ａ) 、（Ｂ) および（Ｃ) の反応生成物であり、エポキシ樹脂が、メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するものであることを特徴とする。
（Ａ) メタキシリレンジアミンまたはパラキシリレンジアミン。（Ｂ) ポリアミンとの反応によりアミド基部位を形成し、且つオリゴマーを形成し得る、少なくとも１つのアシル基を有する多官能性化合物。（Ｃ) 炭素数１〜８の一価カルボン酸および／またはその誘導体。
【０００５】
特許文献２には、さらに、前記樹脂組成物に層状珪酸塩を含有するガスバリア性樹脂組成物が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２５６２０８号公報
【特許文献２】特開２００４−２６８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明の課題は、安価でありながら、適度な耐熱性を有し、劣化の原因となる酸素などのガスや薬品等に対する耐性にも優れた合成樹脂製保持器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、この発明は、転がり軸受の保持器であって、ガラス繊維または炭素繊維で強化されたポリアミド樹脂からなり、表面に、ガスバリア性を有するエポキシ樹脂硬化被膜を有することを特徴とする。
前記エポキシ樹脂被膜は、特許文献１および２に記載された樹脂組成物を硬化させて得ることができる。また、前記エポキシ樹脂被膜は、下記の(1) を満たすエポキシ樹脂を下記の(2) を満たすアミン系硬化剤で硬化させて得られたものであることが好ましい。
(1) メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂。
(2) メタキシリレンジアミンまたはパラキシリレンジアミンと、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の誘導体、またはメタクリル酸の誘導体と、の反応生成物からなるアミン系硬化剤。
【０００９】
前記(2) のアミン系硬化剤は、特許文献１および２の樹脂組成物を構成するアミン系硬化剤であって、前記（Ａ）と（Ｂ）との反応生成物に相当する。
前記（Ａ）と（Ｂ）との反応により生じるアミド基同士が高い凝集力を有し、このアミド基が前記(2) のアミン系硬化剤中に高い割合で存在することにより、前記エポキシ樹脂硬化被膜は、高いガスバリア性を有するとともに、同様の分子構造を有するポリアミド樹脂に対する接着強度が高い。
【００１０】
よって、この保持器は、ガラス繊維または炭素繊維で強化されたポリアミド樹脂からなるため、安価でありながら、適度な耐熱性を有するとともに、前記エポキシ樹脂硬化被膜を有することで、ガスバリア性や耐薬品性が良好となるため、酸素などのガスや薬品等に対する耐性に優れたものである。
保持器を形成するポリアミド樹脂としては、６６ナイロン、４６ナイロン、変性ポリアミド６Ｔ、ポリアミド９Ｔなどが挙げられる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、安価でありながら、適度な耐熱性を有し、劣化の原因となる酸素などのガスや薬品等に対する耐性にも優れた合成樹脂製保持器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の一実施形態に相当する転がり軸受を示す断面図である。
【図２】図１の転がり軸受の保持器を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施形態について説明する。
この実施形態の転がり軸受は、図１に示すように、内輪１、外輪２、玉（転動体）３、保持器４、およびシール５で構成された深溝玉軸受である。保持器４は、図２に示すように、円環の軸方向一端にポケット４１が形成された冠形保持器である。
この保持器４として、呼び番号６２０３の深溝玉軸受用の保持器を、ガラス繊維で強化された６６ナイロンおよび４６ナイロン（ポリアミド樹脂）をそれぞれ用いて射出成形した後、得られた成形体の表面にエポキシ樹脂硬化被膜を形成することで得た。
【００１４】
ガラス繊維で強化された６６ナイロンとしては、ＢＡＳＦ社の「ウルトラミッドＡ３ＨＧ５」（ガラス繊維含有率２５質量％、アミン系酸化防止剤添加グレード）を使用した。ガラス繊維で強化された４６ナイロンとしては、Ｒｏｙａｌ ＤＳＭ社の「スタニール（登録商標）ＴＷ２４１Ｆ６」（ガラス繊維含有率３０質量％、銅系熱安定剤添加グレード）を使用した。
【００１５】
エポキシ樹脂硬化被膜の形成は、三菱ガス化学（株）の２液型エポキシ樹脂「マクシーブ」と溶剤を用いて以下の方法で行った。「マクシーブ」は主剤「Ｍ−１００」と硬化剤「Ｃ−９３」とからなる。主剤「Ｍ−１００」は前記(1) を満たすエポキシ樹脂であり、硬化剤「Ｃ−９３」は前記(2) を満たすアミン系硬化剤である。
溶剤としては、質量比で、メトキシプロパノール：メタノール：酢酸エチル＝２０：２：３となるように混合したものを用意した。
【００１６】
これらを質量比で「Ｍ−１００」：「Ｃ−９３」：溶剤＝５：１６：２５となるように混合したものを、エアスプレー法で保持器の表面に塗布して、風乾（そのまま３０分間放置した）後、８０℃で３０分間熱処理を行うことで被膜を完全に硬化させた。
また、比較例として、同じ方法で作製して被膜を形成しない保持器も用意した。このようにして得られた、エポキシ樹脂硬化被膜を設けた保持器と被膜を何も設けなかった保持器を用いて、高温空気環境下での保持器の性能を調べる試験を行った。
【００１７】
具体的には、各保持器について、試験開始前と終了後に保持器４の円環部（図２の符号「４２」の部分）の引張強度（円環部内に一対の治具を入れて互いに反対側に引っ張り、円環部が破壊するまでに要する力）を測定し、試験開始前の強度を１００とした時の試験終了後の強度の相対値を算出した。試験条件は、ガラス繊維で強化された６６ナイロン製の保持器の場合は、１５０℃で２０００時間とし、ガラス繊維で強化された４６ナイロン製の保持器の場合は、１８０℃で１０００時間とした。
【００１８】
その結果、ガラス繊維で強化された６６ナイロン製の保持器では、エポキシ樹脂硬化被膜を設けた場合の強度（相対値）は９５であり、被膜無しの場合の強度（相対値）は７３であった。ガラス繊維で強化された４６ナイロン製の保持器では、エポキシ樹脂硬化被膜を設けた場合の強度（相対値）は９０であり、被膜無しの場合の強度（相対値）は６８であった。
【００１９】
この結果から明らかなように、特定の２液型エポキシ樹脂を硬化させて形成された被膜を有し、材質がガラス繊維で強化された６６ナイロンである保持器、および前記被膜を有し、材質がガラス繊維で強化された４６ナイロンである保持器は、安価でありながら、適度な耐熱性を有し、高温時の耐空気劣化性にも優れたものであることが分かる。
【符号の説明】
【００２０】
１ 内輪
２ 外輪
３ 玉（転動体）
４ 保持器
４１ ポケット
４２ 円環部
５ シール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受の保持器であって、
ガラス繊維または炭素繊維で強化されたポリアミド樹脂からなり、表面に、ガスバリア性を有するエポキシ樹脂硬化被膜を有することを特徴とする保持器。
【請求項２】
前記エポキシ樹脂被膜は、下記の(1) を満たすエポキシ樹脂を下記の(2) を満たすアミン系硬化剤で硬化させて得られたものである請求項１記載の保持器。
(1) メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂。
(2) メタキシリレンジアミンまたはパラキシリレンジアミンと、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の誘導体、またはメタクリル酸の誘導体と、の反応生成物からなるアミン系硬化剤。
【請求項３】
請求項１または２に記載の保持器を有する転がり軸受。
【請求項１】
転がり軸受の保持器であって、
ガラス繊維または炭素繊維で強化されたポリアミド樹脂からなり、表面に、ガスバリア性を有するエポキシ樹脂硬化被膜を有することを特徴とする保持器。
【請求項２】
前記エポキシ樹脂被膜は、下記の(1) を満たすエポキシ樹脂を下記の(2) を満たすアミン系硬化剤で硬化させて得られたものである請求項１記載の保持器。
(1) メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂。
(2) メタキシリレンジアミンまたはパラキシリレンジアミンと、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の誘導体、またはメタクリル酸の誘導体と、の反応生成物からなるアミン系硬化剤。
【請求項３】
請求項１または２に記載の保持器を有する転がり軸受。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−４３２２６（Ｐ２０１１−４３２２６Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９２８７０（Ｐ２００９−１９２８７０）
【出願日】平成２１年８月２４日（２００９．８．２４）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２４日（２００９．８．２４）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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