WO2007105552A1

WO2007105552A1 - 樹脂製保持器および軸受

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Publication number: WO2007105552A1
Application number: PCT/JP2007/054394
Authority: WO
Inventors: Takashi Ito; Shohei Nakamura; Masayuki Nozaki; Masaki Egami; Takuya Ishii; Toyohiko Ota; Akira Okayasu; Rei Mihara
Original assignee: NTN Corp; IHI Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd; Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: NTN Corp; IHI Corp
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2008-09-10
Also published as: JP5102964B2; EP2006560A9; US8113718B2; US20090074339A1; CN101400910A; EP2006560B1; JP2007239935A; EP2006560A2; CN101400910B; EP2006560A4

Abstract

　複雑な構造とすることなく、また特殊処理をすることなく極低温環境下で、あるいは真空中で使用できる。樹脂製保持器は半径方向に貫通した複数のポケット部を有する円環状の本体と、この円環状の本体に設けられて転がり軸受の転動体を保持するポケット部材とを備えてなり、上記本体は固体潤滑材が配合された第１樹脂組成物の成形体であり、上記ポケット部材は少なくとも上記転動体を保持する転動体保持表面がフッ素樹脂を主成分とする第２樹脂組成物で形成されてなり、上記第１樹脂組成物の成形体が、引張強度 30 MPa 以上、かつ耐熱温度 200 °C以上であり、上記第２樹脂組成物がフッ素樹脂組成物であり、内輪および外輪と、この内輪および外輪間に介在する転動体とともに、ロケットエンジンの液体燃料用ターボポンプに使用される転がり軸受を構成する樹脂製保持器。

Description

明細書

樹脂製保持器および軸受

技術分野

[0001] 本発明は、樹脂製保持器に関し、特に液体水素、液体酸素、液体窒素や LNGなどが用いられる極低温環境下で、あるいは真空中で使用される軸受に好適な樹脂製保持器に関する。

背景技術

[0002] 転がり軸受は、玉や円筒ころ等の転動体を、内輪と外輪との間の軌道空間に配列し、これらの転動体を保持器により保持している。この保持器は、内輪または外輪側のいずれかで案内されるものが多い。また、転がり軸受は低温環境下で使用される場合がある。

低温環境下で使用される軸受の代表例として、ロケットエンジンの液体燃料用ターボポンプの回転支持部に使用されているアンギユラ玉軸受がある。図 3に同ターボポンプに使用されているアンギユラ玉軸受 1の構造例を示す。この軸受は内輪 2、外輪 3、複数の転動体 4としての玉 4a、保持器 5の 4種類の部品で構成されている。内輪 2 および外輪 3と、玉 4aとは径方向中心線 Aに対して所定の角度 Θ (接触角）を有して接触しており、ラジアル荷重と一方向のアキシアル荷重を負荷することができる。この軸受は、液体水素あるいは液体酸素中という極低温環境下で、 dn値（=内輪内径 mm X内輪回転数 rpm)が 160万をこえる高速回転という過酷な条件下で使用される場合がある。このため、内輪 2、外輪 3および複数の玉 4aが、強靱性を備えたマルテンサイト系ステンレス鋼で形成され、保持器 5は、潤滑性能を備えたポリテトラフルォロエチレン樹脂（以下、 PTFEと略称する）をガラス繊維で強化した複合材料で形成されてレ、る (非特許文献 1 )。

[0003] また、図 4にポケット部を有する従来の保持器の例を示す。図 4 (a)は保持器の斜視図を、図 4 (b)は図 4 (a)の D— D断面の側面図を、それぞれ示す。保持器 5にポケット部 5aを設けるためには、保持器 5本体を PTFEで作成する方法と、金属で作成する方法とがある。保持器 5本体を PTFEで作成する方法については、ガラス織布を円筒状に積層したものに PTFEを含浸させ焼成した後、機械加工により保持器本体 5およびポケット部 5aを形成し、加工面にあるガラス繊維を溶解させるフッ化水素処理を行なう方法が知られている（特許文献 1)。

保持器 5本体を金属で作成する方法については、機械加工により保持器本体 5およびポケット部 5aを形成し、 PTFE製のポケット部材をインサートする方法が知られている (特許文献 2)。

[0004] しかし、特許文献 1の場合は、保持器材料がガラス織布を円筒状に積層したものに PTFEを含浸させ焼成した複合材であるため、（1)材料自体が非常に高価になる、（ 2)保持器形状に加工したあとに、加工面にあるガラス繊維を溶解させるフッ化水素処理が必要であるため更に高価になる、（3)材料の製造方法が特殊であるため、生産性も低ぐリードタイムも長期間必要になる、等の問題がある。

[0005] 特許文献 2の場合についても、複雑な保持器形状のため本体金属部分の機械加ェが困難であるとレ、う問題がある。

非特許文献 1 :野坂正隆、日本複合材料学会会誌、 20卷、 6号（1994)、 215— 223 特許文献 1 :特公平 2— 20854号公報

特許文献 2 :特開 2003— 232363号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[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、保持器を複雑な構造とすることなぐまた特殊処理をすることなく極低温環境下で、あるいは真空中で使用できる樹脂製保持器およびこの保持器を用いた軸受の提供を目的とする。

課題を解決するための手段

[0007] 本発明の樹脂製保持器は、半径方向に貫通した複数のポケット部を有する円環状の本体と、この円環状の本体に設けられて転がり軸受の転動体を保持するポケット部材とを備えてなる樹脂製保持器であって、上記本体は第 1樹脂に固体潤滑材が配合された第 1樹脂組成物の成形体であり、上記ポケット部材は少なくとも上記転動体を保持する転動体保持表面がフッ素樹脂を主成分とする第 2樹脂組成物で形成されてなることを特 ί数とする。

上記第 1樹脂組成物の成形体が、引張強度 30 MPa以上、かつ耐熱温度 200 °C 以上であることを特徴とする。なお、本発明において引張強度は JIS K7161による方法、耐熱温度は ASTM D648による方法で測定された値をいう。

上記第 1樹脂は、芳香族ポリエーテルエーテルケトンおよびポリフエ二レンスルフィドから選ばれた少なくとも一つの樹脂を含むことを特徴とする。

上記第 1樹脂組成物に配合される固体潤滑材は、 PTFEであることを特徴とする。また、上記固体潤滑材の配合割合は、上記第 1樹脂組成物全体に対して 10重量％〜 60重量％であることを特徴とする。

[0008] 上記フッ素樹脂は、 PTFEであることを特徴とする。また、上記第 2樹脂組成物は、上記フッ素樹脂と共に補強材を含むことを特徴とする。

[0009] 本発明の軸受は、内輪および外輪と、この内輪および外輪間に介在する転動体と、この転動体を保持する保持器とからなる軸受であって、上記保持器に樹脂製保持器を使用したことを特徴とする。

また、上記軸受が、ロケットエンジンの液体燃料用ターボポンプに使用される軸受であることを特徴とする。

発明の効果

[0010] 本発明の樹脂製保持器は、該保持器本体が固体潤滑材が配合された第 1樹脂組成物の成形体であり、転がり軸受の転動体を保持するポケット部材は少なくとも上記転動体を保持する転動体保持表面がフッ素樹脂を主成分とする第 2樹脂組成物で形成されているので、保持器の強度と潤滑特性を両立させることができる。

また、上記第 1樹脂組成物の成形体が、引張強度 30 MPa以上、かつ耐熱温度 20 0 °C以上であり、上記第 2樹脂組成物がフッ素樹脂組成物であるので、転動体との接触を円滑にすることができる。また、極低温環境下において保持器の強度と潤滑特性を両立させることができる。

本発明の樹脂製保持器は、第 1樹脂組成物を成形するだけで保持器本体の製造が可能になるので、切削等の機械加工が不要となり、生産性を向上させることができる。 [0011] 本発明の軸受は、内輪および外輪と、この内輪および外輪間に介在する転動体と

、この転動体を保持する保持器とからなる軸受であって、上記保持器が樹脂製保持器であるので、極低温環境下において用いられる軸受の強度と潤滑特性を両立させること力 sできる。

また、上記軸受は、極低温環境下において強度と潤滑特性を両立させることができるのでロケットエンジンの液体燃料用ターボポンプに使用される軸受に使用することができる。

発明を実施するための最良の形態

[0012] 保持器本体を、固体潤滑材が配合され、かつ一定の機械強度および摩耗特性を有する樹脂組成物で成形し、保持器のポケット部にフッ素樹脂を主成分とする第 2榭脂組成物を装着した保持器を用いた軸受は、極低温環境下での使用に対し優れた機械的強度と潤滑性能とを示すことがわかった。これは、樹脂製保持器本体が優れた機械強度および摩耗特性を発揮するとともに、ポケット部に装着されたフッ素樹脂を主成分とする第 2樹脂組成物からなるポケット部材力転動体摺動面にフッ素樹脂が移着し、さらに転動体に移着したフッ素樹脂が内輪および外輪の軌道面に移着して潤滑作用をもたらすものと考えられる。本発明はこのような知見に基づくものである

[0013] 本発明の樹脂製保持器本体を形成する上記第 1樹脂組成物に使用できる樹脂は、引張強度 30 MPa以上、かつ耐熱温度 200 °C以上の樹脂組成物が得られる樹脂であればよレ、。そのような樹脂として、スーパーエンジニアリングプラスチックが好ましレ、。引張強度 30 MPa以上、かつ耐熱温度 200 °C以上の樹脂組成物が得られるス一パーエンジニアリングプラスチックを用いることにより、転がり軸受に要求される耐摩耗性や耐久性が向上する。樹脂単体の耐熱温度の例としては、ポリエチレン，ポリ塩化ビュル，ポリプロピレン，ポリスチレン等の汎用プラスチックでは 100 °C以下、ポリアセタール，ポリカーボネート，変性ポリフエ二レンエーテル（PPE) ,ポリブチレンテレフタレート（PPB)等の汎用エンジニアリングプラスチックでは 100 °C以上、スーパ一エンジニアリングプラスチックでは 150 °C以上である。

上記スーパーエンジニアリングプラスチックは、具体的には、ポリイミド（以下、 PIと略称する）、ポリエーテルイミドゃポリアミドイミドなどのポリイミド系榭脂、ポリフエニレンスルフイド（以下、 PPSと略称する）などのポリアリーレンスルフイド系樹脂、ポリサノレホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、芳香族ポリエーテルエーテルケトン（以下、 PEEKと略称する）や芳香族ポリエーテルケトンなどの芳香族ポリエーテルケトン系樹脂、脂肪族ポリアミド樹脂、ポリフタルアミドなどの芳香族ポリアミド樹脂などを挙げ'ること力 Sできる。

これらのスーパーエンジニアリングプラスチックは樹脂単独で耐熱温度が 200 °C未満であっても、樹脂組成物として耐熱温度を 200 °C以上とすることにより、使用することができる。耐熱温度 200 °C以上の樹脂組成物を得る方法として、フイラ一等の耐熱温度向上剤を添加する方法や、耐熱温度の高い他のスーパーエンジニアリングブラスチック樹脂との樹脂混合物とする方法等を使用することができる。

[0014] これらのスーパーエンジニアリングプラスチックの中で、 PIなどのポリイミド系樹脂、 PPSなどのポリアリーレンスルフイド系樹脂、 PEEKなどの芳香族ポリエーテルケトン系樹脂または芳香族熱硬化性樹脂が、耐摩耗性および自己潤滑性に優れるため好ましレ、。またこれらの樹脂を用いることにより、転動体表面に樹脂被膜が形成しやすくなる。なお、射出成形が可能な材料であれば、歩留まりが多く生産性が向上するため好ましレ、。特に、好ましいのは PEEKなどの芳香族ポリエーテルケトン系樹脂および PPSなどのポリアリーレンスルフイド系樹脂である。

[0015] 本発明の樹脂製保持器本体に使用できる固体潤滑材は、 PTFE、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラフアイト、硫化アンチモン、窒化硼素などの硼素化合物等を挙げることができる。これらの中で、スーパーエンジニアリングプラスチックとの相溶性がよぐ複雑な保持器形状に対する成形性と、極低温時の摺動部の摩擦係数および摩耗量を低下させる性質とに優れる PTFEを使用することが好ましい。固体潤滑材の配合割合は第 1樹脂組成物全体に対して 10重量％〜 60重量％であることが好ましい。 10重量％未満であると樹脂製保持器本体の摺動特性が低下し、 60重量 %を越えると樹脂製保持器本体の機械的強度が低下する。

[0016] PTFEで作成する従来の保持器本体は、ガラス織布を円筒状に積層したものに PT FEを含浸させ焼成した複合材であるため、機械的強度の向上に限界があり、製品納入までのリードタイムも長期間必要であるという問題があった。これに対し本発明は、スーパーエンジニアリングプラスチックと、固体潤滑材とからなる樹脂組成物を成形するだけで保持器本体の製造が可能になる。

また、金属で作成する従来の保持器本体は、複雑な機械加工が必要であった。これに対し本発明は、スーパーエンジニアリングプラスチックと、固体潤滑材とからなる樹脂組成物を成形するだけで保持器本体の製造が可能になるので、切削等の機械加工が不要となり、生産性を向上させることができる。

[0017] 本発明の樹脂製保持器に設けられるポケット部材は、少なくとも転動体を保持する転動体保持表面がフッ素樹脂を主成分とする第 2樹脂組成物で形成される。

上記ポケット部材に使用できるフッ素樹脂は、樹脂の主成分が固体潤滑成分として、特に真空雰囲気で移着しやすい性質を有している。具体的には、 PTFE、テトラフルォロエチレン—パーフルォロアルキルビュルエーテル共重合体（以下、 PFAと略称する）、エチレンーテトラフルォロエチレン共重合体 (以下、 ETFAと略称する）、テトラフルォロエチレン一へキサフルォロプロピレン共重合体（FEP)、テトラフルォロェチレンフルォロアルキルビエルエーテルフルォロォレフイン共重合体（EPE)、ポリクロロトリフルォロエチレン共重合体（PCTFE)、エチレンクロ口トリフルォロェチレン共重合体（ECTFE)、ポリフッ化ビニリデン（PVDF)、ポリフッ化ビニノレ（PVF)などが挙げられる。これらは、それぞれ単独もしくは混合物であってもよレ、。このうち PTF E、 PFAまたは ETFAが好ましぐ特に PTFEは、摺動相手材に移着して摺動部の摩擦係数および摩耗量を低下させる性質に優れてレ、るので好ましレ、。

[0018] 本発明の樹脂製保持器のポケット部材に使用できる第 2樹脂組成物の主成分であるフッ素樹脂は、内輪、外輪、転動体および保持器よりも軟らかい固体であって、軸受の回転にともない摺動相手材である内輪、外輪および転動体との摺動により、少しずつ摩耗して摩耗粉を生成し、内輪、外輪および転動体との摺動面に潤滑膜を形成するものであればよい。

PTFEは、樹脂単独でもよいが、その機械的強度を補強するために、必要に応じて、繊維状充填材ゃ各種ウイスカ、無機物等の補強材を配合できる。補強材は一種類または二種類以上を複合して使用できる。補強材は、摺動相手材への移着性に優れ、摺動部の摩擦係数を下げ、摩耗量を少なくできるものであればよい。具体的には、繊維状充填材では PAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維、ミルドファイバー、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維、ボロン繊維、炭化珪素繊維、黄銅、アルミニウム、亜鉛等の金属繊維等の無機繊維、ァラミド繊維に代表されるような有機繊維等を示すことができる。

[0019] ウイスカとしては炭化ケィ素ゥイス力、窒化ケィ素ゥイス力、チタン酸カリウムウイスカ、ホウ酸アルミニウムウイスカ、酸化亜鉛ウイスカ、硫酸マグネシウムウイスカ、マグネシゥムゥイス力、ホウ酸マグネシウムウイスカ、二ホウ化チタンウイスカ、炭酸カルシゥムゥイス力、グラフアイトウィス力、ビスマス系ゥイス力、酸化マグネシウムウイスカ、窒化アルミニウムゥイスライトやマグネシウムパイロボレート等のセラミックスウイスカ等が挙げられる。

[0020] 無機物としてはガラスビーズ、ウォラストナイト、マイ力、タノレク、カオリン、二酸化ケィ素、クレイ、アスベスト、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、シリカ、ケイソゥ土、力一ボランダム等が挙げられる。その他にアルミニウムや亜鉛のフレーク、フッ化カルシゥム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、銅粉末等が挙げられる。

また、上記補強材をエポキシ系、アミノ系等のシランカップリング剤で処理したものも好適に用いることができる。

また、本発明の趣旨を害さない範囲において、二硫化モリブデン、二硫化タンダステン等の層状潤滑材ゃ酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、難燃剤、帯電防止剤、結晶核剤、結晶化促進剤等の各種の添加剤を配合することができる。

上記補強材および添加剤等の配合剤の配合量は、第 2樹脂組成物全体に対して 50重量％未満が好ましい。 50重量％以上になると摺動相手材への移着性が劣る。

[0021] 本発明の樹脂製保持器に装着できるポケット部材について説明する。図 2 (a)は、ポケット部材 6の平面図を、図 2 (b)は図 2 (a)の C— C断面の正面図を、それぞれ示す。ポケット部材 6は平円形状の円筒部 6aの外周縁部にフランジ部 6bを有する形状の部材である。

本発明の樹脂製保持器のポケット部に、上記第 2樹脂組成物からなるポケット部材を装着する方法としては、接着による方法および嵌合させる方法がある。これらの方法の中で加工方法が単純で、作業性のよい接着による方法が好ましい。接着剤としては、極低温用接着剤が使用でき、二液型の接着剤が好ましぐエポキシ系の接着剤が好ましい。極低温用接着剤としては、例えば日東電工製 NFニトフィックス SK— 299を使用できる。

[0022] 本発明の樹脂製保持器は、保持器本体のポケット部 5aの内輪側または保持器外輪側のいずれか一方向から、ポケット部材 6を装着する構造とすることができる。軸受の回転による遠心力でポケット部材 6がポケット部 5aに押し付けられ、ポケット部 5aとの固定を安定化できるため、保持器内輪側から装着する構造が好ましい。この構造の一例としては、保持器本体の内輪側よりポケット部材 6をフランジ部 6bを保持器の内輪側に向けた状態で挿入し、接着または嵌合により装着させる。接着の場合は、図 1 (d)に示すように、ポケット部材 6の円筒部 6aおよびフランジ部 6bの外円周面で接着剤による接着層 7を介して保持器本体 5のポケット部 5aに装着される。

[0023] また、本発明の樹脂製保持器は、転動体へのフッ素樹脂の移着特性を使用環境に合わせて調整できるので、種々の軸受の生産性を向上させることができる。

その結果、製造コストの高い特殊な複合体の保持器を使用することなぐ生産性が高ぐリードタイムも短く安価に極低温用の樹脂製保持器が得られる。

[0024] 外輪および内輪は、通常の軸受材料を適用することができる。例えばマルテンサイト系ステンレス鋼を用いることができる。

転動体は、マルテンサイト系ステンレス鋼が使用できる。また、セラミックも使用できる。セラミックを使用する場合、窒化珪素（Si N )、炭化珪素（SiC)、アルミナ (A1〇

)、ジノレコニァ（Zr〇 )、サイアロン等が挙げられる。

[0025] 本発明の軸受は、内輪および外輪と、この内輪および外輪間に介在する転動体と、この転動体を保持する保持器とからなる軸受であって、上記保持器に樹脂製保持器を使用する。

また、上記軸受は、ロケットエンジンの液体燃料用ターボポンプに使用することができる。

[0026] 本発明の軸受は、保持器のポケット部に装着する第 2樹脂組成物の組成を調整することにより転動体との接触面に摺動性を付与する供給量を制御できる。また、潤滑材の供給源を従来の保持器本体からだけでなく保持器に装着されたポケット部材からも供給可能としたため、ポケット部材の材料組成を変えることにより、転動体への潤滑材の移着特性を使用環境に合わせた特性に調整できる。このため、低温環境下での用途の他に、自動車用補機等の高温環境下での用途に適用範囲を拡大できる。実施例

[0027] 本発明の樹脂製保持器について、以下実施例にて説明する。

実施例 1

図 1は、樹脂製保持器を表す組図（一部断面図）である。図 1 (a)は、平面図を、図 1 (b)は図 1 (a)の A— A断面の正面図を、図 1 (c)は図 1 (a)の B— B断面の側面図を、図 1 (d)は図 1 (c)の丸印部分拡大図を、それぞれ示す。図 1 (a)〜図 1 (d)に示すように、この樹脂製保持器 5は、円環状の部材に半径方向に貫通した複数のポケット部 5aを有し、ポケット部 5aに内輪側から転動体を収納するポケット部材 6が装着されている。図 1 (d)に示すように、ポケット部材 6は接着層 7を介してポケット部 5aに接着された構造となっている。ポケット部材 6については、拡大図を図 2に示す。

樹脂製保持器 5本体は、 PEEKと、 PTFEとからなる第 1樹脂組成物の成形体である。

PEEKと、 PTFEとを混合し、混練する手段は、特に限定するものではなぐ粉末原料のみをヘンシェルミキサー、ボールミキサー、リボンブレンダー、レディゲミキサー、ウルトラヘンシェルミキサーなどにて乾式混合し、さらに二軸押出し機などの溶融押出し機にて溶融混練し、成形用ペレット (顆粒)を得ることができる。また、充填材の投入は、二軸押出し機などで溶融混練する際にサイドフィードを採用してもよい。そして、成形方法としては、押出し成形、射出成形、加熱圧縮成形などを採用することができるが、製造効率などの点で射出成形が特に好ましい。また、成形品に対して物性改善のためにァニール処理等の処理を採用してもよレ、。第 1樹脂組成物としては、例えば NTN製ベアリー PK5060 (引張強度 56 MPa、耐熱温度 250 °C)や PK5300 ( 引張強度 82 MPa、耐熱温度 250 °C)を使用することができる。

[0028] PEEKと、 PTFEとからなる樹脂製保持器本体 5に設けられたポケット部 5aに装着されるポケット部材 6は、フッ素樹脂組成物からなる。フッ素樹脂組成物のフッ素樹脂が転動体摺動面に移着し、さらに転動体に移着したフッ素樹脂が内輪および外輪の軌道面に移着して潤滑作用をもたらす。

ポケット部材を形成するフッ素樹脂組成物は、 PTFE単独の場合と、炭酸カルシゥムまたは銅粉を PTFEに配合した場合とで良好な結果が得られる。

フッ素樹脂組成物を混合、混練する手段およびポケット部材を成形する方法は、上記第 1樹脂組成物を用いて保持器本体を成形する方法と同様に実施することができる。

[0029] また、ポケット部材 6をポケット部 5aへ装着する方法は、ポケット部材 6の外円周上に、極低温用接着剤の日東電工製 NF二トフィックス SK— 299を塗布し、保持器本体 5の内輪側から、ポケット部 5aへ装着する方法である。 NFニトフィックス SK— 299 は、ポケット部材 6と保持器本体 5樹脂組成物との間に安定な接着層 7を形成し、極低温下における異種材料であるポケット部材 6と保持器本体 5樹脂組成物との寸法収縮を吸収して、両者を安定に固着する。その結果、ポケット部材と転動体との間で安定な摺動面が形成され、極低温下での機械的強度と潤滑特性の両立を可能にする。極低温下において異種材料を接着する接着剤としては、二液型の接着剤が好ましレ、。本実施例は、 NFニトフィックス SK— 299 (主剤成分エポキシ樹脂、硬化剤成分ポリアミド、混合比 1対 1)を用いた。

[0030] 保持器 5のポケット部 5aに接着されているポケット部材 6は、転動体との摺動により摩耗することにより、摩耗粉が生成し、この摩耗粉が転動体との摺動面に、潤滑膜を形成するため、極低温環境下でも使用に耐える保持器 5となる。

なお、図 1および図 2に示す保持器 5のポケット部 5a穴およびポケット部材 6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、特開昭 58— 18083 9に開示されているように、真円形状で必要とされるポケット隙間（ポケット内径と玉直径との差)量と一致させる隙間を間にして、その両側に玉の半径にほぼ近似するボ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、玉の進み遅れを吸収することにより、保持器に力、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。

[0031] 高速玉軸受で、ラジアル荷重とアキシアル荷重が同時に負荷されると、玉の進み遅れが生じるため、保持器と玉の間で周方向の力が発生する。液体水素あるいは液体酸素中で使用される軸受の場合、玉と軌道面との摩擦係数が高いため、両者間で滑りが生じに《なる。そのため、周方向の力が保持器に直接負荷されるので、強度の弱い保持器の場合破損する場合が生じる。そこで、ポケットの周方向隙間量を大きくして、玉の進み遅れを吸収することにより、保持器に力、かる負荷を減らすことができる本発明においては、製造コストの高い特殊な複合体の保持器を使用することなぐより安価な保持器に代替できることによって、極低温用の転がり軸受の製造コストを著しく低減することができる。

[0032] 本発明の軸受は、液体水素あるいは液体酸素ターボポンプ用軸受に適しており、液体水素あるいは液体酸素の流れがスムーズになり、転動体と内輪および外輪の軌道面との接触点、転動体とポケット部面との摺動点、保持器外径面と外輪内径面との摺動点での発熱が抑えられる。

産業上の利用可能性

[0033] 本発明の軸受は、上記構造を有するので、特に液体水素、液体酸素、液体窒素や LNGなどが用いられる極低温環境下で、あるいは真空中での使用に好適な軸受に適用できる。

また、本発明の軸受は、低温環境下の他に自動車用補機等の高温環境にも好適に使用できる。

図面の簡単な説明

[0034] [図 1]樹脂製保持器の組図である。

[図 2]ポケット部材の平面図および正面図である。

[図 3]従来のアンギユラ玉軸受を表す断面図である。

[図 4]従来の保持器の斜視図および側面図である。

符号の説明

[0035] 1 アンギユラ玉軸受

2 内輪

3 外輪転動体保持器ポケット部材接着層

Claims

請求の範囲

[1] 半径方向に貫通した複数のポケット部を有する円環状の本体と、この円環状の本体に設けられて転がり軸受の転動体を保持するポケット部材とを備えてなる樹脂製保持器であって、

前記本体は第 1樹脂に固体潤滑材が配合された第 1樹脂組成物の成形体であり、前記ポケット部材は少なくとも前記転動体を保持する転動体保持表面がフッ素樹脂を主成分とする第 2樹脂組成物で形成されてなることを特徴とする樹脂製保持器。

[2] 前記第 1樹脂組成物の成形体は、引張強度 30 MPa以上、かつ耐熱温度 200 °C 以上であることを特徴とする請求項 1記載の樹脂製保持器。

[3] 前記第 1樹脂は、芳香族ポリエーテルエーテルケトンおよびポリフエ二レンスルフィドから選ばれた少なくとも一つの樹脂を含むことを特徴とする請求項 2記載の樹脂製保持器。

[4] 前記第 1樹脂組成物に配合される固体潤滑材は、ポリテトラフルォロエチレン樹脂であることを特徴とする請求項 2記載の樹脂製保持器。

[5] 前記固体潤滑材の配合割合は、前記第 1樹脂組成物全体に対して 10重量％〜 6

0重量％であることを特徴とする請求項 2記載の樹脂製保持器。

[6] 前記フッ素樹脂は、ポリテトラフルォロエチレン樹脂であることを特徴とする請求項 1 記載の樹脂製保持器。

[7] 前記第 2樹脂組成物は、前記フッ素樹脂と共に補強材を含むことを特徴とする請求項 6記載の樹脂製保持器。

[8] 内輪および外輪と、この内輪および外輪間に介在する転動体と、この転動体を保持する保持器とからなる軸受であって、前記保持器が請求項 1記載の樹脂製保持器であることを特徴とする軸受。

[9] 前記軸受が、ロケットエンジンの液体燃料用ターボポンプに使用される軸受であることを特徴とする請求項 8記載の軸受。