転がり軸受用保持器およびそれを用いた転がり軸受
【課題】ＤＮ値が１５０万以上で、かつ使用温度が２００℃以上となる用途に用いることができる転がり軸受、およびこれに使用される保持器を提供する。
【解決手段】保持器１は、母材の高分子化合物を炭素繊維材で強化してなる炭素繊維複合材料を成形してなり、炭素繊維材はモノフィラメントが１０００本〜５０００本の繊維束または該繊維束を用いた織布であり、高分子化合物が熱硬化後のガラス転移温度が２４０℃以上のポリイミド樹脂である。
【解決手段】保持器１は、母材の高分子化合物を炭素繊維材で強化してなる炭素繊維複合材料を成形してなり、炭素繊維材はモノフィラメントが１０００本〜５０００本の繊維束または該繊維束を用いた織布であり、高分子化合物が熱硬化後のガラス転移温度が２４０℃以上のポリイミド樹脂である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製の転がり軸受用保持器、および、該転がり軸受用保持器を組み込んだ高速でかつ高温用途に用いられる転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機ジェットエンジンは燃費向上のために、部品単位での徹底した軽量化が求められている。例えば、ジェットエンジン主軸のように高温でかつ高速回転する部分の軸受に使用される保持器も金属製保持器から樹脂製保持器への変更が求められている。しかし、ジェットエンジン主軸用転がり軸受のように、ＤＮ値が１５０万以上で、かつ使用温度が２００℃以上となる用途への転がり軸受に樹脂製保持器を適用することは困難であった。
【０００３】
従来、磁気軸受装置のタッチダウン軸受等に用いられ、軸が高速回転する場合でも十分な強度を有する転がり軸受用保持器として、合成樹脂母材中に強度を高めるための長尺のアラミド繊維などの樹脂繊維が軸方向と交差する方向に配列された状態で混入されている保持器が知られている（特許文献１）。この保持器は引張弾性率の高い繊維を円周方向に巻くことで、軸受回転時の円周方向に対する変形を抑えることとしている。
また、航空機ジェットエンジンのように高速で回転する主軸を支持するために使用される高速回転用転がり軸受に用いられる保持器として、引張強度が２ＧＰａ以上で、かつ引張弾性率が５０ＧＰａ以上のパラ系アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール繊維等の有機繊維からなる織物と、熱硬化樹脂とを一体化した有機繊維強化プラスチックからなる保持器が知られている（特許文献２）。
さらに、有機溶媒中にフェニルエチニル末端の付加型のイミドオリゴマーが重量比で２０％以上溶解しているイミドオリゴマー溶液を、リキッドモールディング法によって炭素繊維を平織した織物に含浸し、有機溶媒を揮発させた後に、イミドオリゴマーを付加反応させることによって複合材料を成形する繊維強化ポリイミド複合材料の製造方法が知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平５−８０４２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９７１号公報
【特許文献３】特開２００６−１１７７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、保持器がジェットエンジン主軸のように高温でかつ高速回転する部分の軸受に使用される用途では、アラミド繊維やポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール繊維のような有機繊維を用いると、これら有機繊維を構成する樹脂のガラス転移温度付近から弾性率が大きく低下し、高温条件下で使用される軸受などには使用できない。
また保持器を構成する合成樹脂母材についてもエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂やフェノール樹脂では高温での弾性率が低下したり、耐熱性が不足したりするという問題がある。
さらに、炭素繊維を平織した織物を用いる場合であっても、樹脂が十分に織物内に含浸せず、高温でかつ高速回転する部分の軸受用保持器としての機械的強度や耐熱性が得られないという問題がある。
【０００６】
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、ＤＮ値が１５０万以上で、かつ使用温度が２００℃以上となる用途に用いることができる転がり軸受、およびこれに使用される保持器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の転がり軸受用保持器は、母材の高分子化合物を炭素繊維材で強化してなる炭素繊維複合材料を成形してなり、上記炭素繊維材は、モノフィラメントが１０００本〜５０００本の繊維束または該繊維束を用いた織布であり、上記高分子化合物が熱硬化性樹脂であることを特徴とする。
特に上記熱硬化性樹脂は、熱硬化後のガラス転移温度が２４０℃以上であることを特徴とする。また、芳香族イミド結合を分子内に含むイミド樹脂であることを特徴とする。
【０００８】
また、母材の高分子化合物を炭素繊維材で強化してなる炭素繊維複合材料は、２５℃での曲げ強度が６００ＭＰａ以上であり、かつ２００℃における曲げ強度保持率が上記２５℃での曲げ強度値の５０％以上であることを特徴とする。また、２５℃での弾性率が３５ＧＰａ以上であり、かつ２００℃における弾性率保持率が上記２５℃での弾性率値の５０％以上であることを特徴とする。
【０００９】
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上記本発明の保持器とを備え、ＤＮ値が１５０万以上で、かつ使用温度が２００℃以上となる用途に用いられる転がり軸受であることを特徴とする。
特に、航空機に搭載されるジェットエンジン主軸用軸受であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の転がり軸受用保持器は、熱硬化性樹脂、特にガラス転移温度が２４０℃以上のイミド樹脂をモノフィラメントが１０００本〜５０００本の繊維束または該繊維束を用いた織布で強化した炭素繊維複合材料を成形してなる。そのため、炭素繊維複合材料は、織布への樹脂含浸性が高くなり、繊維同士の密着性が悪くなったり、織布層間での剥離が生じたりするなどの欠陥の少ない複合材料を作ることができるので、ＤＮ値が１５０万以上で、かつ使用温度が２００℃以上となる高速・高温度での使用が可能となる軸受の保持器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の転がり軸受用保持器の一例である保持器の斜視図である。
【図２】本発明の転がり軸受の一例である深溝玉軸受の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の転がり軸受用保持器に使用できる母材となる高分子化合物は、熱硬化性樹脂である。
熱硬化性樹脂としては、硬化反応により３次元網目構造となる樹脂（ａ）および成形後熱処理または化学的処理により不溶不融性となる樹脂（ｂ）を含む。樹脂（ａ）の一例としてはエポキシ樹脂が、樹脂（ｂ）の一例としては芳香族ポリアミック酸から変換される芳香族ポリイミド樹脂がそれぞれ挙げられる。
【００１３】
本発明に好ましい熱硬化性樹脂としては、特に、熱硬化後のガラス転移温度が２４０℃以上である樹脂である。
ここでガラス転移温度は、粘弾性分析装置（ＳＩＩ社製ＤＭＳ６１１０）を用い以下の方法で求めた。それぞれの樹脂の最適熱硬化条件で熱硬化した平板を長さ４０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ１ｍｍの試験片として作成し、３点曲げ形態（標線間距離２０ｍｍ）として分析装置に設置した。空気雰囲気において−５０℃から４００℃まで２℃／分の昇温速度で昇温させ、０．５Ｈｚの周波数で負荷をかけたときの温度に対する損失弾性率（Ｅ”）および貯蔵弾性率（Ｅ’）をそれぞれ求め、損失弾性率を貯蔵弾性率で除した値（ｔａｎδ）が極大値となった時の温度である。
ガラス転移温度が２４０℃未満では、保持器がその使用時に熱変形等を起こしやすくなる。
【００１４】
ガラス転移温度が２４０℃以上の樹脂としては、芳香族イミド結合を分子内に含むイミド樹脂が好ましい。
ここで、芳香族イミド結合を分子内に含むとは、芳香族環を形成する炭素原子のうち隣接する炭素原子を含んでイミド環を形成する場合、および／または芳香族環に直接結合する窒素原子炭素原子を含んでイミド環を形成する場合を含む。また、芳香族イミド結合を分子内に含むとともに分子内または分子末端に不飽和結合を有するポリイミドオリゴマー樹脂も好ましい。
【００１５】
芳香族イミド結合を分子内に含むイミド樹脂として付加型イミド樹脂がある。付加型イミド樹脂の例としては、ビスマレイミド樹脂が挙げられる。
ビスマレイミド樹脂としては市販各種モノマーを組み合わせるなどして使用することができ、例えば大和化成工業社製ＢＭＩ−１０００、ＢＭＩ−２０００、ＢＭＩ−３０００、ＢＭＩ−４０００、ＢＭＩ−５０００、ＢＭＩ−７０００、京セラケミカル社製イミダロイＫＩＲ−３０などが挙げられる。また、ビスマレイミドを含む樹脂として、ビスマレイミドトリアジン樹脂（三菱ガス化学社製ＢＴレジン）などが挙げられる。
【００１６】
芳香族イミド結合を分子内に含むイミド樹脂として芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂がある。なお、芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂には溶解性を損なわない割合の範囲で芳香族ポリアミック酸オリゴマー成分を含むことができる。
芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂としては、芳香族イミド結合を分子内に含むイミド樹脂として分子鎖が屈曲して捩れた立体構造から芳香族面が非平面となる非対称イミド樹脂が挙げられる。非対称イミド樹脂とすることにより、成形性が優れる。特に非対称芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂が好ましい。
非対称芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂としては、ビフェニルテトラカルボン酸無水物を含むイミド樹脂が挙げられる。例えば、２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸無水物などの非対称テトラカルボン酸無水物と芳香族ジアミンと末端基として４−(２−フェニルエチニル）無水フタル酸とを組み合わせることにより、粉末状の非対称芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂が得られ、これを型内に注入後に熱硬化させることで成形体を得ることができる。このような市販品としては宇部興産社製ＰＥＴＩ３３０が挙げられる。
また、非対称芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂は、ジアミン成分として９，９−ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）フルオレン、２−フェニル−４，４’−ジアミノジフェニルエーテル等を用いることにより、非対称芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂を得ることができる。
他の芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂の市販品としてはＩＳＴ社製スカイボンド８０００が挙げられる。
【００１７】
芳香族イミド結合を分子内に含むイミド樹脂として芳香族イミド結合を分子内に含む溶剤可溶性樹脂がある。具体的には、ポリアミドイミド樹脂またはポリアミック酸を分子内に含むポリイミド樹脂が挙げられる。
ポリアミドイミド樹脂は分子内に含むイミド結合とアミド結合とを含み、粉末状でも、またはこの粉末を溶剤に溶解した溶液でも得られる。ポリアミドイミド樹脂の市販品としてはソルベイアドバンスドポリマーズ社製トーロンが挙げられる。また、ポリアミドイミド樹脂は適切なポストキュアを実施することが好ましい。
また、ポリイミド樹脂の溶解性を向上させるために、ポリアミック酸を分子内に含むことができる。
【００１８】
本発明に使用できる熱硬化性樹脂としては、上記に挙げたポリイミド樹脂の耐熱性および成形性などの材料特性を損なわない範囲でポリベンゾイミダゾール樹脂など他の耐熱性材料や、フッ素樹脂など機能性ポリマーとのポリマーアロイとすることができる。
また、熱硬化性樹脂に強化短繊維、各種ウィスカ、ナノフィラーであるカーボンナノファイバー、フラーレンなどナノ粒子を添加することができる。また、自己潤滑性を与えるため、グラファイト、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素などを単独あるいは複数添加することができる。
熱硬化性樹脂としてポリイミド樹脂アロイとする場合、上記イミド樹脂を少なくとも８０質量％以上含むことが好ましい。上記イミド樹脂が８０質量％未満ではイミド樹脂の特性が得られなくなる。
【００１９】
上記熱硬化性樹脂は炭素繊維材で強化される。本発明に使用できる炭素繊維材は、モノフィラメントが１０００本〜５０００本の繊維束または該繊維束を用いた織布である。
炭素繊維材として用いる糸は入手性を考慮するとポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）から製造される炭素繊維が好ましい。また、石油ピッチから作られる炭素繊維を用いてもよい。
使用する炭素繊維束としては繊維径４〜１０μｍのモノフィラメントを１束あたり１０００〜５０００本を集合したものとする。この範囲とすることにより、モノフィラメント間への樹脂の含浸がしやすく、ボイドなどの欠陥が少ない材料とすることができる。好ましくは、繊維としては１Ｋ（約１０００本）、１．５Ｋ（約１５００本）、３Ｋ（約３０００本）を用いることができる。品質または製造技術的には１Ｋまたは１．５Ｋが好ましいが、材料の入手性を考慮すると工業的に入手が容易な３Ｋが好ましい。５０００本をこえる太さの繊維束を用いるとフィラメント間への樹脂の含浸が難しく、ボイドなどの欠陥の原因となる可能性がある。
【００２０】
炭素繊維材は上記繊維束を用いた織布とすることができる。織布としては平織、綾織、朱子織などを採用できる。本発明に好ましい織布は平織である。織布の織り方として、機械的特性面では炭素繊維の本数が全く同じ場合には、平織、綾織、朱子織など、どのようなものでもよいが、織布のほつれにくさを考慮すると平織が好ましいためである。特にＲＴＭ成形を採用する場合には、織布をプリフォームとする時に、綾織や朱子織を用いると型に対する追従性に優れる反面、解れやすいためプリフォームへの固定が困難である。プリプレグを用いたシートワインディング法で成形する場合には織布の織り方に制限はない。
【００２１】
上記炭素繊維材には、強度低下の原因とならない範囲でアラミド、ポリベンゾオキサゾールなどの有機高分子繊維を用いることができる。また、比強度、比弾性率を低下させない範囲でガラス繊維、ＳｉＣなどの無機繊維との交織とすることができる。
【００２２】
熱硬化性樹脂と炭素繊維材との割合は、炭素繊維複合材料全体に対して、炭素繊維材が４５体積％〜６５体積％、好ましくは５０体積％〜６０体積％である。炭素繊維材の割合が４５体積％未満であると、炭素繊維複合材としての曲げ強度または弾性率が低く、本発明の特徴である比強度・比弾性率を生かすことができない。一方、６５体積％をこえると、全体の樹脂配合量が少なく、繊維同士の密着性が悪く、織布層間での剥離が生じることがある。
【００２３】
本発明に使用できる炭素繊維複合材料は、上記組成および配合とすることにより、２５℃での曲げ強度が６００ＭＰａ以上であり、かつ２００℃における曲げ強度保持率が初期値の５０％以上とすることができる。また、弾性率についても、２５℃での弾性率が３５ＧＰａ以上であり、かつ２００℃における弾性率保持率が初期値の５０％以上とすることができる。
【００２４】
上記炭素繊維複合材料を用いた転がり軸受用保持器の一例を図１に示す。図１は玉軸受用保持器の斜視図であり、上記炭素繊維複合材料を用いて素形材を成形した後、切削加工にて得られる。
図１に示すように、保持器１は、円環状の保持器本体２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３が一定間隔で複数設けられている。ポケット３の平面形状は、平円形状であるが、真円でもよい。ここで、平円形状とは、真円形状で必要とされるポケット隙間（ポケット内径とボール直径との差）量と一致させる隙間を間にして、その両側にボールの半径にほぼ近似するポケット面の半径で構成させた平円とする形状をいう。回転軸周方向のポケット隙間量を大きくして、ボールの進み遅れを吸収することにより、保持器にかかる負荷を減らすことができる平円形状であることが好ましい。
【００２５】
上記保持器の製造方法としては、パイプを成形しておいて、カッター等で切断してリングとし、エンドミル等でポケット部分の穴あけ加工するのが好ましい。パイプの成形方法としてはシートワインディング（ＳＷ）法、ハンドレイアップ法、スプレー法、レジントランスファーモールディング（ＲＴＭ）法などの各種成形方法などが適用可能である。ＲＴＭ法の１種類として真空アシスト成形法であるＬ-ＲＴＭやＶａＲＴＭ成形などがあり、これらを用いることができる。
機械加工の方法としては、機械加工、レーザ加工、ウォータカットなどどのような加工手段を用いることができる。
【００２６】
本発明の転がり軸受の一例を図２に基づいて説明する。図２は、上記転がり軸受用保持器を用いた転がり軸受（深溝玉軸受）の断面図である。転がり軸受４は、外周面に転走面５ａを有する内輪５と、内周面に転走面６ａを有する外輪６とが同心に配置される。内輪の転走面５ａと外輪の転走面６ａとの間に複数個の転動体７が介在して配置される。この複数個の転動体７は、保持器１により保持される。
【００２７】
本発明の転がり軸受は、機械的および熱的に優れた上記転がり軸受用保持器を用いるので、ＤＮ値が１５０万以上で、かつ使用温度が２００℃以上となる用途に用いることができる。例えば航空機に搭載されるジェットエンジン主軸用軸受に好適に用いることができる。
また、転がり軸受としては、円筒ころ軸受、玉軸受に好適に用いることができる。
【実施例】
【００２８】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
実施例および比較例に用いる原材料を一括して以下に示す。また、配合割合を表１、表２および表３に示す。
（Ａ）高分子化合物
（１）ＰＩ−１：ビフェニルポリイミド樹脂（宇部興産社製ＰＥＴＩ３３０）
（２）ＰＩ−２：ポリイミド樹脂（ＩＳＴ社製ＳＫＹＢＯＮＤ７００）
（３）ＰＡＩ：ポリアミドイミド樹脂（ソルベイアドバンストポリマーズ社製トーロン４０００Ｔ）
（４）ＢＭＩ：ビスマレイミド樹脂（大和化成工業社製ＢＭＩ−１０００）
（５）エポキシ：エポキシ樹脂（東邦テナックス社製１０１（プリプレグとして））
（６）ＰＰＳ：ＰＰＳ樹脂（東ソー社製１６０Ｎ）
（７）ＰＥＥＫ：ＰＥＥＫ樹脂（ビクトレックス社製ポリエーテルエーテルケトンＰＥＥＫ１５０Ｇ）
（Ｂ）炭素繊維材（織布）
（１）１Ｋ：織布（三菱レイヨン社製ＴＲ１１２０（１Ｋ・平織））
（２）３Ｋ：織布（三菱レイヨン社製ＴＲ３１１０Ｍ（３Ｋ・平織））
（３）５Ｋ：織布（１Ｋの糸を５単位分重ね合わせたものを平織（単位重量約３００ｇ/ｍ2）とした。）
（４）６Ｋ：織布（三菱レイヨン社製ＴＲ６１２０Ｍ（６Ｋ・平織））
（５）アラミド：アラミド織布（帝人社製ＣＴ７０９（平織、単位重量約２００ｇ/ｍ2)）
（６）ＰＢＯ：ＰＢＯ織布（東洋紡社製ザイロン（単位重量約１９０ｇ/ｍ2)）
【００２９】
実施例および比較例に用いる成形方法を以下に示す。
（１）プリプレグＡ：溶液によるプリプレグ作製法
Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの有機溶剤に熱硬化前の樹脂原料を溶解させて２０〜５０質量％程度の固形分を有するワニスとし、織布にローラーで塗布した後に、真空乾燥炉で溶剤を揮発させプリプレグとした。このプリプレグを成形厚さ２±０．３ｍｍとなるように複枚数を重ね、ホットプレス法で熱硬化させた。硬化後、硬化温度より低い温度で５時間以上最適熱硬化状態になるようにポストキュアを行ない、平板をカッター等の機械的加工で試験片を製作し、ＪＩＳＫ７０７４−１９９８に準拠した曲げ試験（室温（２５℃）および２００℃）を行なった。
（２）プリプレグＢ：溶融樹脂によるプリプレグ作製法
ワニスを使用する代わりに、樹脂原料を融点以上に溶融させた状態で織布に溶融樹脂を含浸させた後、室温（２５℃）まで冷却させプリプレグとする以外は上記プリプレグＡと同様の方法で試験片を製作し、同様の方法で評価した。
【００３０】
（３）ＶａＲＴＭ：ＶａＲＴＭによる試験片の作製
織布を１００ｍｍ×１００ｍｍに裁断後、成形厚約２±０．３ｍｍとなるように積層し、サイドに樹脂注入ゲートのある金型にセットした。金型類一式を密封された真空槽内に設置した上で、ロータリーポンプで減圧し、リングヒータで加熱して溶融温度以上で樹脂を注入した。熱硬化後、金型を冷却して平板を取り出し、上記同様にポストキュア後、カッター等の機械的加工で試験片を準備し、ＪＩＳＫ７０７４−１９９８に準拠した曲げ試験（室温（２５℃）および２００℃）を行なった。
【００３１】
（４）評価方法
曲げ強度が６００ＭＰａ以上であり、かつ２００℃での曲げ強度保持率が室温の５０％以上であるものを強度・保持率評価「○」とした。
同様に曲げ弾性率が４０ＧＰａ以上であり、かつ２００℃における曲げ弾性率保持率が室温の５０％以上であるものを弾性率・保持率評価「○」とした。
これら全てが「○」であったものを総合評価「○」とした。
【００３２】
実施例１〜実施例１８および比較例１〜比較例５
各表に示す組成、成形方法で炭素繊維複合材料を成形して試験片を製作し、上記評価方法で評価した。結果を表１、表２および表３に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
【表３】
【００３６】
比較例１は、樹脂注入に実施例１の２．５倍の時間を要した。さらに実施例１と同一樹脂注入時間ではＶａＲＴＭにより製造された試験片にボイドが発生した。
また、上記材料で図１に示す保持器を作製して、耐熱軸受鋼Ｍ５０材からなる深溝玉軸受に組み込み、ＤＮ値が１６０万で、かつ雰囲気温度が２００℃の条件で回転する軸に取り付け、ＢＰ社製ターボオイル２１９７を潤滑油として外部から供給させ、軸受試験を行なった。この条件で２時間運転したが実施例１〜実施例１６の保持器を用いた転がり軸受は異常を認めなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の転がり軸受用保持器は、高速および高温に優れるため、航空機ジェットエンジンやガスタービンのように高速で回転する主軸を支持するために使用される高速回転用転がり軸受に用いる保持器として利用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１ 保持器
２ 保持器本体
３ 転動体保持用ポケット
４ 転がり軸受
５ 内輪
６ 外輪
７ 転動体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製の転がり軸受用保持器、および、該転がり軸受用保持器を組み込んだ高速でかつ高温用途に用いられる転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機ジェットエンジンは燃費向上のために、部品単位での徹底した軽量化が求められている。例えば、ジェットエンジン主軸のように高温でかつ高速回転する部分の軸受に使用される保持器も金属製保持器から樹脂製保持器への変更が求められている。しかし、ジェットエンジン主軸用転がり軸受のように、ＤＮ値が１５０万以上で、かつ使用温度が２００℃以上となる用途への転がり軸受に樹脂製保持器を適用することは困難であった。
【０００３】
従来、磁気軸受装置のタッチダウン軸受等に用いられ、軸が高速回転する場合でも十分な強度を有する転がり軸受用保持器として、合成樹脂母材中に強度を高めるための長尺のアラミド繊維などの樹脂繊維が軸方向と交差する方向に配列された状態で混入されている保持器が知られている（特許文献１）。この保持器は引張弾性率の高い繊維を円周方向に巻くことで、軸受回転時の円周方向に対する変形を抑えることとしている。
また、航空機ジェットエンジンのように高速で回転する主軸を支持するために使用される高速回転用転がり軸受に用いられる保持器として、引張強度が２ＧＰａ以上で、かつ引張弾性率が５０ＧＰａ以上のパラ系アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール繊維等の有機繊維からなる織物と、熱硬化樹脂とを一体化した有機繊維強化プラスチックからなる保持器が知られている（特許文献２）。
さらに、有機溶媒中にフェニルエチニル末端の付加型のイミドオリゴマーが重量比で２０％以上溶解しているイミドオリゴマー溶液を、リキッドモールディング法によって炭素繊維を平織した織物に含浸し、有機溶媒を揮発させた後に、イミドオリゴマーを付加反応させることによって複合材料を成形する繊維強化ポリイミド複合材料の製造方法が知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平５−８０４２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９７１号公報
【特許文献３】特開２００６−１１７７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、保持器がジェットエンジン主軸のように高温でかつ高速回転する部分の軸受に使用される用途では、アラミド繊維やポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール繊維のような有機繊維を用いると、これら有機繊維を構成する樹脂のガラス転移温度付近から弾性率が大きく低下し、高温条件下で使用される軸受などには使用できない。
また保持器を構成する合成樹脂母材についてもエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂やフェノール樹脂では高温での弾性率が低下したり、耐熱性が不足したりするという問題がある。
さらに、炭素繊維を平織した織物を用いる場合であっても、樹脂が十分に織物内に含浸せず、高温でかつ高速回転する部分の軸受用保持器としての機械的強度や耐熱性が得られないという問題がある。
【０００６】
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、ＤＮ値が１５０万以上で、かつ使用温度が２００℃以上となる用途に用いることができる転がり軸受、およびこれに使用される保持器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の転がり軸受用保持器は、母材の高分子化合物を炭素繊維材で強化してなる炭素繊維複合材料を成形してなり、上記炭素繊維材は、モノフィラメントが１０００本〜５０００本の繊維束または該繊維束を用いた織布であり、上記高分子化合物が熱硬化性樹脂であることを特徴とする。
特に上記熱硬化性樹脂は、熱硬化後のガラス転移温度が２４０℃以上であることを特徴とする。また、芳香族イミド結合を分子内に含むイミド樹脂であることを特徴とする。
【０００８】
また、母材の高分子化合物を炭素繊維材で強化してなる炭素繊維複合材料は、２５℃での曲げ強度が６００ＭＰａ以上であり、かつ２００℃における曲げ強度保持率が上記２５℃での曲げ強度値の５０％以上であることを特徴とする。また、２５℃での弾性率が３５ＧＰａ以上であり、かつ２００℃における弾性率保持率が上記２５℃での弾性率値の５０％以上であることを特徴とする。
【０００９】
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上記本発明の保持器とを備え、ＤＮ値が１５０万以上で、かつ使用温度が２００℃以上となる用途に用いられる転がり軸受であることを特徴とする。
特に、航空機に搭載されるジェットエンジン主軸用軸受であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の転がり軸受用保持器は、熱硬化性樹脂、特にガラス転移温度が２４０℃以上のイミド樹脂をモノフィラメントが１０００本〜５０００本の繊維束または該繊維束を用いた織布で強化した炭素繊維複合材料を成形してなる。そのため、炭素繊維複合材料は、織布への樹脂含浸性が高くなり、繊維同士の密着性が悪くなったり、織布層間での剥離が生じたりするなどの欠陥の少ない複合材料を作ることができるので、ＤＮ値が１５０万以上で、かつ使用温度が２００℃以上となる高速・高温度での使用が可能となる軸受の保持器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の転がり軸受用保持器の一例である保持器の斜視図である。
【図２】本発明の転がり軸受の一例である深溝玉軸受の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の転がり軸受用保持器に使用できる母材となる高分子化合物は、熱硬化性樹脂である。
熱硬化性樹脂としては、硬化反応により３次元網目構造となる樹脂（ａ）および成形後熱処理または化学的処理により不溶不融性となる樹脂（ｂ）を含む。樹脂（ａ）の一例としてはエポキシ樹脂が、樹脂（ｂ）の一例としては芳香族ポリアミック酸から変換される芳香族ポリイミド樹脂がそれぞれ挙げられる。
【００１３】
本発明に好ましい熱硬化性樹脂としては、特に、熱硬化後のガラス転移温度が２４０℃以上である樹脂である。
ここでガラス転移温度は、粘弾性分析装置（ＳＩＩ社製ＤＭＳ６１１０）を用い以下の方法で求めた。それぞれの樹脂の最適熱硬化条件で熱硬化した平板を長さ４０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ１ｍｍの試験片として作成し、３点曲げ形態（標線間距離２０ｍｍ）として分析装置に設置した。空気雰囲気において−５０℃から４００℃まで２℃／分の昇温速度で昇温させ、０．５Ｈｚの周波数で負荷をかけたときの温度に対する損失弾性率（Ｅ”）および貯蔵弾性率（Ｅ’）をそれぞれ求め、損失弾性率を貯蔵弾性率で除した値（ｔａｎδ）が極大値となった時の温度である。
ガラス転移温度が２４０℃未満では、保持器がその使用時に熱変形等を起こしやすくなる。
【００１４】
ガラス転移温度が２４０℃以上の樹脂としては、芳香族イミド結合を分子内に含むイミド樹脂が好ましい。
ここで、芳香族イミド結合を分子内に含むとは、芳香族環を形成する炭素原子のうち隣接する炭素原子を含んでイミド環を形成する場合、および／または芳香族環に直接結合する窒素原子炭素原子を含んでイミド環を形成する場合を含む。また、芳香族イミド結合を分子内に含むとともに分子内または分子末端に不飽和結合を有するポリイミドオリゴマー樹脂も好ましい。
【００１５】
芳香族イミド結合を分子内に含むイミド樹脂として付加型イミド樹脂がある。付加型イミド樹脂の例としては、ビスマレイミド樹脂が挙げられる。
ビスマレイミド樹脂としては市販各種モノマーを組み合わせるなどして使用することができ、例えば大和化成工業社製ＢＭＩ−１０００、ＢＭＩ−２０００、ＢＭＩ−３０００、ＢＭＩ−４０００、ＢＭＩ−５０００、ＢＭＩ−７０００、京セラケミカル社製イミダロイＫＩＲ−３０などが挙げられる。また、ビスマレイミドを含む樹脂として、ビスマレイミドトリアジン樹脂（三菱ガス化学社製ＢＴレジン）などが挙げられる。
【００１６】
芳香族イミド結合を分子内に含むイミド樹脂として芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂がある。なお、芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂には溶解性を損なわない割合の範囲で芳香族ポリアミック酸オリゴマー成分を含むことができる。
芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂としては、芳香族イミド結合を分子内に含むイミド樹脂として分子鎖が屈曲して捩れた立体構造から芳香族面が非平面となる非対称イミド樹脂が挙げられる。非対称イミド樹脂とすることにより、成形性が優れる。特に非対称芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂が好ましい。
非対称芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂としては、ビフェニルテトラカルボン酸無水物を含むイミド樹脂が挙げられる。例えば、２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸無水物などの非対称テトラカルボン酸無水物と芳香族ジアミンと末端基として４−(２−フェニルエチニル）無水フタル酸とを組み合わせることにより、粉末状の非対称芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂が得られ、これを型内に注入後に熱硬化させることで成形体を得ることができる。このような市販品としては宇部興産社製ＰＥＴＩ３３０が挙げられる。
また、非対称芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂は、ジアミン成分として９，９−ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）フルオレン、２−フェニル−４，４’−ジアミノジフェニルエーテル等を用いることにより、非対称芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂を得ることができる。
他の芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂の市販品としてはＩＳＴ社製スカイボンド８０００が挙げられる。
【００１７】
芳香族イミド結合を分子内に含むイミド樹脂として芳香族イミド結合を分子内に含む溶剤可溶性樹脂がある。具体的には、ポリアミドイミド樹脂またはポリアミック酸を分子内に含むポリイミド樹脂が挙げられる。
ポリアミドイミド樹脂は分子内に含むイミド結合とアミド結合とを含み、粉末状でも、またはこの粉末を溶剤に溶解した溶液でも得られる。ポリアミドイミド樹脂の市販品としてはソルベイアドバンスドポリマーズ社製トーロンが挙げられる。また、ポリアミドイミド樹脂は適切なポストキュアを実施することが好ましい。
また、ポリイミド樹脂の溶解性を向上させるために、ポリアミック酸を分子内に含むことができる。
【００１８】
本発明に使用できる熱硬化性樹脂としては、上記に挙げたポリイミド樹脂の耐熱性および成形性などの材料特性を損なわない範囲でポリベンゾイミダゾール樹脂など他の耐熱性材料や、フッ素樹脂など機能性ポリマーとのポリマーアロイとすることができる。
また、熱硬化性樹脂に強化短繊維、各種ウィスカ、ナノフィラーであるカーボンナノファイバー、フラーレンなどナノ粒子を添加することができる。また、自己潤滑性を与えるため、グラファイト、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素などを単独あるいは複数添加することができる。
熱硬化性樹脂としてポリイミド樹脂アロイとする場合、上記イミド樹脂を少なくとも８０質量％以上含むことが好ましい。上記イミド樹脂が８０質量％未満ではイミド樹脂の特性が得られなくなる。
【００１９】
上記熱硬化性樹脂は炭素繊維材で強化される。本発明に使用できる炭素繊維材は、モノフィラメントが１０００本〜５０００本の繊維束または該繊維束を用いた織布である。
炭素繊維材として用いる糸は入手性を考慮するとポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）から製造される炭素繊維が好ましい。また、石油ピッチから作られる炭素繊維を用いてもよい。
使用する炭素繊維束としては繊維径４〜１０μｍのモノフィラメントを１束あたり１０００〜５０００本を集合したものとする。この範囲とすることにより、モノフィラメント間への樹脂の含浸がしやすく、ボイドなどの欠陥が少ない材料とすることができる。好ましくは、繊維としては１Ｋ（約１０００本）、１．５Ｋ（約１５００本）、３Ｋ（約３０００本）を用いることができる。品質または製造技術的には１Ｋまたは１．５Ｋが好ましいが、材料の入手性を考慮すると工業的に入手が容易な３Ｋが好ましい。５０００本をこえる太さの繊維束を用いるとフィラメント間への樹脂の含浸が難しく、ボイドなどの欠陥の原因となる可能性がある。
【００２０】
炭素繊維材は上記繊維束を用いた織布とすることができる。織布としては平織、綾織、朱子織などを採用できる。本発明に好ましい織布は平織である。織布の織り方として、機械的特性面では炭素繊維の本数が全く同じ場合には、平織、綾織、朱子織など、どのようなものでもよいが、織布のほつれにくさを考慮すると平織が好ましいためである。特にＲＴＭ成形を採用する場合には、織布をプリフォームとする時に、綾織や朱子織を用いると型に対する追従性に優れる反面、解れやすいためプリフォームへの固定が困難である。プリプレグを用いたシートワインディング法で成形する場合には織布の織り方に制限はない。
【００２１】
上記炭素繊維材には、強度低下の原因とならない範囲でアラミド、ポリベンゾオキサゾールなどの有機高分子繊維を用いることができる。また、比強度、比弾性率を低下させない範囲でガラス繊維、ＳｉＣなどの無機繊維との交織とすることができる。
【００２２】
熱硬化性樹脂と炭素繊維材との割合は、炭素繊維複合材料全体に対して、炭素繊維材が４５体積％〜６５体積％、好ましくは５０体積％〜６０体積％である。炭素繊維材の割合が４５体積％未満であると、炭素繊維複合材としての曲げ強度または弾性率が低く、本発明の特徴である比強度・比弾性率を生かすことができない。一方、６５体積％をこえると、全体の樹脂配合量が少なく、繊維同士の密着性が悪く、織布層間での剥離が生じることがある。
【００２３】
本発明に使用できる炭素繊維複合材料は、上記組成および配合とすることにより、２５℃での曲げ強度が６００ＭＰａ以上であり、かつ２００℃における曲げ強度保持率が初期値の５０％以上とすることができる。また、弾性率についても、２５℃での弾性率が３５ＧＰａ以上であり、かつ２００℃における弾性率保持率が初期値の５０％以上とすることができる。
【００２４】
上記炭素繊維複合材料を用いた転がり軸受用保持器の一例を図１に示す。図１は玉軸受用保持器の斜視図であり、上記炭素繊維複合材料を用いて素形材を成形した後、切削加工にて得られる。
図１に示すように、保持器１は、円環状の保持器本体２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３が一定間隔で複数設けられている。ポケット３の平面形状は、平円形状であるが、真円でもよい。ここで、平円形状とは、真円形状で必要とされるポケット隙間（ポケット内径とボール直径との差）量と一致させる隙間を間にして、その両側にボールの半径にほぼ近似するポケット面の半径で構成させた平円とする形状をいう。回転軸周方向のポケット隙間量を大きくして、ボールの進み遅れを吸収することにより、保持器にかかる負荷を減らすことができる平円形状であることが好ましい。
【００２５】
上記保持器の製造方法としては、パイプを成形しておいて、カッター等で切断してリングとし、エンドミル等でポケット部分の穴あけ加工するのが好ましい。パイプの成形方法としてはシートワインディング（ＳＷ）法、ハンドレイアップ法、スプレー法、レジントランスファーモールディング（ＲＴＭ）法などの各種成形方法などが適用可能である。ＲＴＭ法の１種類として真空アシスト成形法であるＬ-ＲＴＭやＶａＲＴＭ成形などがあり、これらを用いることができる。
機械加工の方法としては、機械加工、レーザ加工、ウォータカットなどどのような加工手段を用いることができる。
【００２６】
本発明の転がり軸受の一例を図２に基づいて説明する。図２は、上記転がり軸受用保持器を用いた転がり軸受（深溝玉軸受）の断面図である。転がり軸受４は、外周面に転走面５ａを有する内輪５と、内周面に転走面６ａを有する外輪６とが同心に配置される。内輪の転走面５ａと外輪の転走面６ａとの間に複数個の転動体７が介在して配置される。この複数個の転動体７は、保持器１により保持される。
【００２７】
本発明の転がり軸受は、機械的および熱的に優れた上記転がり軸受用保持器を用いるので、ＤＮ値が１５０万以上で、かつ使用温度が２００℃以上となる用途に用いることができる。例えば航空機に搭載されるジェットエンジン主軸用軸受に好適に用いることができる。
また、転がり軸受としては、円筒ころ軸受、玉軸受に好適に用いることができる。
【実施例】
【００２８】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
実施例および比較例に用いる原材料を一括して以下に示す。また、配合割合を表１、表２および表３に示す。
（Ａ）高分子化合物
（１）ＰＩ−１：ビフェニルポリイミド樹脂（宇部興産社製ＰＥＴＩ３３０）
（２）ＰＩ−２：ポリイミド樹脂（ＩＳＴ社製ＳＫＹＢＯＮＤ７００）
（３）ＰＡＩ：ポリアミドイミド樹脂（ソルベイアドバンストポリマーズ社製トーロン４０００Ｔ）
（４）ＢＭＩ：ビスマレイミド樹脂（大和化成工業社製ＢＭＩ−１０００）
（５）エポキシ：エポキシ樹脂（東邦テナックス社製１０１（プリプレグとして））
（６）ＰＰＳ：ＰＰＳ樹脂（東ソー社製１６０Ｎ）
（７）ＰＥＥＫ：ＰＥＥＫ樹脂（ビクトレックス社製ポリエーテルエーテルケトンＰＥＥＫ１５０Ｇ）
（Ｂ）炭素繊維材（織布）
（１）１Ｋ：織布（三菱レイヨン社製ＴＲ１１２０（１Ｋ・平織））
（２）３Ｋ：織布（三菱レイヨン社製ＴＲ３１１０Ｍ（３Ｋ・平織））
（３）５Ｋ：織布（１Ｋの糸を５単位分重ね合わせたものを平織（単位重量約３００ｇ/ｍ2）とした。）
（４）６Ｋ：織布（三菱レイヨン社製ＴＲ６１２０Ｍ（６Ｋ・平織））
（５）アラミド：アラミド織布（帝人社製ＣＴ７０９（平織、単位重量約２００ｇ/ｍ2)）
（６）ＰＢＯ：ＰＢＯ織布（東洋紡社製ザイロン（単位重量約１９０ｇ/ｍ2)）
【００２９】
実施例および比較例に用いる成形方法を以下に示す。
（１）プリプレグＡ：溶液によるプリプレグ作製法
Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの有機溶剤に熱硬化前の樹脂原料を溶解させて２０〜５０質量％程度の固形分を有するワニスとし、織布にローラーで塗布した後に、真空乾燥炉で溶剤を揮発させプリプレグとした。このプリプレグを成形厚さ２±０．３ｍｍとなるように複枚数を重ね、ホットプレス法で熱硬化させた。硬化後、硬化温度より低い温度で５時間以上最適熱硬化状態になるようにポストキュアを行ない、平板をカッター等の機械的加工で試験片を製作し、ＪＩＳＫ７０７４−１９９８に準拠した曲げ試験（室温（２５℃）および２００℃）を行なった。
（２）プリプレグＢ：溶融樹脂によるプリプレグ作製法
ワニスを使用する代わりに、樹脂原料を融点以上に溶融させた状態で織布に溶融樹脂を含浸させた後、室温（２５℃）まで冷却させプリプレグとする以外は上記プリプレグＡと同様の方法で試験片を製作し、同様の方法で評価した。
【００３０】
（３）ＶａＲＴＭ：ＶａＲＴＭによる試験片の作製
織布を１００ｍｍ×１００ｍｍに裁断後、成形厚約２±０．３ｍｍとなるように積層し、サイドに樹脂注入ゲートのある金型にセットした。金型類一式を密封された真空槽内に設置した上で、ロータリーポンプで減圧し、リングヒータで加熱して溶融温度以上で樹脂を注入した。熱硬化後、金型を冷却して平板を取り出し、上記同様にポストキュア後、カッター等の機械的加工で試験片を準備し、ＪＩＳＫ７０７４−１９９８に準拠した曲げ試験（室温（２５℃）および２００℃）を行なった。
【００３１】
（４）評価方法
曲げ強度が６００ＭＰａ以上であり、かつ２００℃での曲げ強度保持率が室温の５０％以上であるものを強度・保持率評価「○」とした。
同様に曲げ弾性率が４０ＧＰａ以上であり、かつ２００℃における曲げ弾性率保持率が室温の５０％以上であるものを弾性率・保持率評価「○」とした。
これら全てが「○」であったものを総合評価「○」とした。
【００３２】
実施例１〜実施例１８および比較例１〜比較例５
各表に示す組成、成形方法で炭素繊維複合材料を成形して試験片を製作し、上記評価方法で評価した。結果を表１、表２および表３に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
【表３】
【００３６】
比較例１は、樹脂注入に実施例１の２．５倍の時間を要した。さらに実施例１と同一樹脂注入時間ではＶａＲＴＭにより製造された試験片にボイドが発生した。
また、上記材料で図１に示す保持器を作製して、耐熱軸受鋼Ｍ５０材からなる深溝玉軸受に組み込み、ＤＮ値が１６０万で、かつ雰囲気温度が２００℃の条件で回転する軸に取り付け、ＢＰ社製ターボオイル２１９７を潤滑油として外部から供給させ、軸受試験を行なった。この条件で２時間運転したが実施例１〜実施例１６の保持器を用いた転がり軸受は異常を認めなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の転がり軸受用保持器は、高速および高温に優れるため、航空機ジェットエンジンやガスタービンのように高速で回転する主軸を支持するために使用される高速回転用転がり軸受に用いる保持器として利用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１ 保持器
２ 保持器本体
３ 転動体保持用ポケット
４ 転がり軸受
５ 内輪
６ 外輪
７ 転動体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材の高分子化合物を炭素繊維材で強化してなる炭素繊維複合材料を成形してなる転がり軸受用保持器であって、
前記炭素繊維材は、モノフィラメントが１０００本〜５０００本の繊維束または該繊維束を用いた織布であり、
前記高分子化合物が熱硬化性樹脂であることを特徴とする転がり軸受用保持器。
【請求項２】
前記熱硬化性樹脂の熱硬化後のガラス転移温度が２４０℃以上であることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用保持器。
【請求項３】
前記熱硬化性樹脂は、芳香族イミド結合を分子内に含むイミド樹脂であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の転がり軸受用保持器。
【請求項４】
前記イミド樹脂は、付加型イミド樹脂であることを特徴とする請求項３記載の転がり軸受用保持器。
【請求項５】
前記付加型イミド樹脂がビスマレイミド樹脂であることを特徴とする請求項４記載の転がり軸受用保持器。
【請求項６】
前記イミド樹脂は、芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂であることを特徴とする請求項３記載の転がり軸受用保持器。
【請求項７】
前記芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂は、分子鎖が屈曲して捩れた立体構造から芳香族面が非平面となる非対称イミド樹脂であることを特徴とする請求項６記載の転がり軸受用保持器。
【請求項８】
前記非対称イミド樹脂がビフェニルテトラカルボン酸無水物を酸無水物成分として含むイミド樹脂であることを特徴とする請求項７記載の転がり軸受用保持器。
【請求項９】
前記イミド樹脂は、芳香族イミド結合を分子内に含む溶剤可溶性樹脂であることを特徴とする請求項３記載の転がり軸受用保持器。
【請求項１０】
前記溶剤可溶性樹脂がポリアミドイミド樹脂またはポリアミック酸を分子内に含むポリイミド樹脂であることを特徴とする請求項９記載の転がり軸受用保持器。
【請求項１１】
前記熱硬化性樹脂は、前記イミド樹脂を少なくとも８０質量％以上含む樹脂であることを特徴とする請求項３記載の転がり軸受用保持器。
【請求項１２】
前記モノフィラメントの繊維径が４〜１０μｍであることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用保持器。
【請求項１３】
前記織布が平織の織布であることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用保持器。
【請求項１４】
前記炭素繊維複合材料全体に対して、前記炭素繊維材が４５体積％〜６５体積％含まれていることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用保持器。
【請求項１５】
前記炭素繊維複合材料の２５℃での曲げ強度が６００ＭＰａ以上であり、かつ２００℃における前記曲げ強度保持率が前記２５℃での曲げ強度値の５０％以上であることを特徴とする請求項１４記載の転がり軸受用保持器。
【請求項１６】
前記炭素繊維複合材料の２５℃での弾性率が３５ＧＰａ以上であり、かつ２００℃における前記弾性率保持率が前記２５℃での弾性率値の５０％以上であることを特徴とする請求項１４または請求項１５記載の転がり軸受用保持器。
【請求項１７】
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る転がり軸受であって、
該転がり軸受は、ＤＮ値が１５０万以上で、かつ使用温度が２００℃以上となる用途に用いられる転がり軸受であり、
前記保持器が、請求項１ないし請求項１６のいずれか１項記載の転がり軸受用保持器であることを特徴とする転がり軸受。
【請求項１８】
前記転がり軸受が航空機に搭載されるジェットエンジン主軸用軸受であることを特徴とする請求項１７記載の転がり軸受。
【請求項１９】
前記転がり軸受が円筒ころ軸受であることを特徴とする請求項１７または請求項１８記載の転がり軸受。
【請求項２０】
前記転がり軸受が玉軸受であることを特徴とする請求項１７または請求項１８記載の転がり軸受。
【請求項１】
母材の高分子化合物を炭素繊維材で強化してなる炭素繊維複合材料を成形してなる転がり軸受用保持器であって、
前記炭素繊維材は、モノフィラメントが１０００本〜５０００本の繊維束または該繊維束を用いた織布であり、
前記高分子化合物が熱硬化性樹脂であることを特徴とする転がり軸受用保持器。
【請求項２】
前記熱硬化性樹脂の熱硬化後のガラス転移温度が２４０℃以上であることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用保持器。
【請求項３】
前記熱硬化性樹脂は、芳香族イミド結合を分子内に含むイミド樹脂であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の転がり軸受用保持器。
【請求項４】
前記イミド樹脂は、付加型イミド樹脂であることを特徴とする請求項３記載の転がり軸受用保持器。
【請求項５】
前記付加型イミド樹脂がビスマレイミド樹脂であることを特徴とする請求項４記載の転がり軸受用保持器。
【請求項６】
前記イミド樹脂は、芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂であることを特徴とする請求項３記載の転がり軸受用保持器。
【請求項７】
前記芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂は、分子鎖が屈曲して捩れた立体構造から芳香族面が非平面となる非対称イミド樹脂であることを特徴とする請求項６記載の転がり軸受用保持器。
【請求項８】
前記非対称イミド樹脂がビフェニルテトラカルボン酸無水物を酸無水物成分として含むイミド樹脂であることを特徴とする請求項７記載の転がり軸受用保持器。
【請求項９】
前記イミド樹脂は、芳香族イミド結合を分子内に含む溶剤可溶性樹脂であることを特徴とする請求項３記載の転がり軸受用保持器。
【請求項１０】
前記溶剤可溶性樹脂がポリアミドイミド樹脂またはポリアミック酸を分子内に含むポリイミド樹脂であることを特徴とする請求項９記載の転がり軸受用保持器。
【請求項１１】
前記熱硬化性樹脂は、前記イミド樹脂を少なくとも８０質量％以上含む樹脂であることを特徴とする請求項３記載の転がり軸受用保持器。
【請求項１２】
前記モノフィラメントの繊維径が４〜１０μｍであることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用保持器。
【請求項１３】
前記織布が平織の織布であることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用保持器。
【請求項１４】
前記炭素繊維複合材料全体に対して、前記炭素繊維材が４５体積％〜６５体積％含まれていることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用保持器。
【請求項１５】
前記炭素繊維複合材料の２５℃での曲げ強度が６００ＭＰａ以上であり、かつ２００℃における前記曲げ強度保持率が前記２５℃での曲げ強度値の５０％以上であることを特徴とする請求項１４記載の転がり軸受用保持器。
【請求項１６】
前記炭素繊維複合材料の２５℃での弾性率が３５ＧＰａ以上であり、かつ２００℃における前記弾性率保持率が前記２５℃での弾性率値の５０％以上であることを特徴とする請求項１４または請求項１５記載の転がり軸受用保持器。
【請求項１７】
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る転がり軸受であって、
該転がり軸受は、ＤＮ値が１５０万以上で、かつ使用温度が２００℃以上となる用途に用いられる転がり軸受であり、
前記保持器が、請求項１ないし請求項１６のいずれか１項記載の転がり軸受用保持器であることを特徴とする転がり軸受。
【請求項１８】
前記転がり軸受が航空機に搭載されるジェットエンジン主軸用軸受であることを特徴とする請求項１７記載の転がり軸受。
【請求項１９】
前記転がり軸受が円筒ころ軸受であることを特徴とする請求項１７または請求項１８記載の転がり軸受。
【請求項２０】
前記転がり軸受が玉軸受であることを特徴とする請求項１７または請求項１８記載の転がり軸受。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−７２８３１（Ｐ２０１２−７２８３１Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１７６９７（Ｐ２０１０−２１７６９７）
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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