(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐食性材料からなる内輪、外輪、および転動体と、樹脂組成物からなる保持器とを備えた転がり軸受において、
内輪および外輪の少なくとも一方は、溶融成形が可能なフッ素樹脂であるＰＶＤＦと、炭素繊維またはチタン酸カリウムウイスカーである繊維状充填材とからなり、合成樹脂成分はＰＶＤＦのみからなり、前記繊維状充填材の含有率が５重量％以上４０重量％以下である樹脂組成物により形成され、
前記内輪および外輪の軌道面は機械加工により仕上げられ、
保持器は、溶融成形が可能なフッ素樹脂を主成分とする樹脂組成物により形成されていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記転動体は、ＳＵＳ４４０Ｃ、ＬＮＳ１２５、ＥＳ１、ＳＵＳ６３０、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、サイアロン（Ｓｉａｌｏｎ）、部分安定化ジルコニア（ＺｒＯ2 ）、硬質カーボン、およびアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）のいずれかからなる請求項１記載の転がり軸受。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸やアルカリ等の腐食性水溶液中または腐食性水溶液等のミストや飛沫が存在する環境下での寿命が長い転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、転がり輸受は、外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、内外輪の軌道間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、これら複数個の転動体を、内外輪の軌道間で案内保持する保持器とで構成されている。また、保持器を備えていない、総転動体構造の転がり軸受もある。
このような転がり軸受の潤滑は、通常、潤滑油やグリースを軸受に循環供給したり、軸受内部に封入したりすることにより行なわれている。また、酸やアルカリ等の腐食性水溶液のミストや飛沫が存在する環境下では、軸受内部にこれらのミストや飛沫が浸入することを防止する必要がある。そのため、例えば、実開昭５５−３４００２号公報や実開昭５７−５６２１８号公報には、潤滑油やグリースを軸受空間に充填して潤滑を行うとともに、軸受に接触型シールやラビリンスシールを設けて、軸受内部に水等が浸入することを防止する技術が開示されている。
【０００３】
しかしながら、接触型シールは軸受の回転に伴ってシールのリップ部が摩耗するため、リップ部とシール面との間に隙間が生じる恐れがあり、この隙間から水等が浸入することを完全に防止することはできない。同様に、ラビリンスシールも隙間から水等が浸入することを完全に防止することはできない。そのため、接触型シールやラビリンスシールを設けていても、接触型シールの摩耗により生じる隙間やラビリンスシールの隙間から軸受内部に水等が浸入して潤滑油やグリースが軟化が生じ、軸受の回転時に潤滑油やグリースが軸受の外部に飛散して、軸受の外部環境を汚染する恐れがある。
【０００４】
したがって、例えば、クリーンルーム、半導体素子製造装置、液晶パネル製造装置、ハードディスク製造装置等のように清浄な環境を必要とする場合には、転がり軸受の潤滑に潤滑油やグリースを使用することができない。
そこで、転がり軸受の潤滑方法として、潤滑油やグリースを用いない方法が従来より提案されている。例えば、特公平８−２６８９４号公報や特許第２７０９１１９号公報には、ステンレス鋼製の内輪および外輪と、フッ素樹脂（フッ素樹脂単独、または直径が２μｍ以下のチタン酸カリウムウイスカー短繊維を含むテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体）製の保持器と、硬質カーボン製の転動体とで構成された転がり軸受が開示されている。この軸受では、保持器と転動体との摩擦接触により、保持器を構成するフッ素樹脂が、転動体、内輪、外輪に移着して、フッ素樹脂による薄い潤滑膜が形成される。
【特許文献１】特公平８−２６８９４号公報
【特許文献２】特許第２７０９１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、腐食性水溶液中または腐食性溶液のミストや飛沫が存在する環境下で使用される転がり軸受は、内輪および外輪がステンレス鋼で形成されていても、錆の発生等の腐食を完全に防止することはできない。そして、腐食により、軸受構成部材の摩耗や表面粗さの増加が加速されるため、十分に長い軸受寿命を得ることができない。
すなわち、ステンレス鋼の内輪および外輪と、フッ素樹脂製の保持器と、硬質カーボン製の転動体とで構成された転がり軸受は、潤滑剤による外部環境の汚染が生じないものではあるが、この軸受に接触型シールやラビリンスシールを設けたとしても、使用環境が酸やアルカリ等の腐食性水溶液中または腐食性溶液のミストや飛沫が存在する環境下であると、長期に亘って潤滑性を維持して十分に長い軸受寿命を得ることは難しいという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点に着目してなされたものであり、酸やアルカリ等の腐食性水溶液中または腐食性水溶液のミストや飛沫が存在する環境下で使用されても、長期に亘って潤滑性を維持することができるとともに、潤滑剤による外部環境の汚染が生じない転がり軸受を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明の一態様の転がり軸受は、耐食性材料からなる内輪、外輪、および転動体と、樹脂組成物からなる保持器とを備えた転がり軸受において、内輪および外輪の少なくとも一方は、溶融成形が可能なフッ素樹脂であるＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＦＡ、またはＦＥＰにより形成されるか、溶融成形が可能なフッ素樹脂であるＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＦＡ、またはＦＥＰと、炭素繊維、チタン酸カリウムウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、またはアラミド繊維である繊維状充填材とからなり、前記繊維状充填材の含有率が５重量％以上４０重量以下である樹脂組成物により形成されており、保持器は、溶融成形が可能なフッ素樹脂を主成分とし、繊維状充填材および／または固体潤滑剤が添加された樹脂組成物により形成されていることを特徴とする転がり軸受を提供する。
【０００８】
前記一態様の転がり軸受によれば、内輪および／または外輪は、溶融成形が可能なフッ素樹脂であるＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＦＡ、またはＦＥＰにより形成されるか、溶融成形が可能なフッ素樹脂であるＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＦＡ、またはＦＥＰと、炭素繊維、チタン酸カリウムウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、またはアラミド繊維である繊維状充填材とからなり、前記繊維状充填材の含有率が５重量％以上４０重量以下である樹脂組成物により形成されており、保持器は、溶融成形が可能なフッ素樹脂を主成分とし、繊維状充填材および／または固体潤滑剤が添加された樹脂組成物により形成されているため、内輪および外輪がステンレス鋼で形成され、保持器が前記樹脂組成物以外の樹脂組成物で形成されている転がり軸受と比較して、酸やアルカリ等の腐食性水溶液中および腐食性水溶液のミストや飛沫が存在する環境下で使用された場合の耐食性が高くなる。
【０００９】
前記一態様の転がり軸受によれば、また、フッ素樹脂からなる軸受構成部材（内輪および／または外輪と保持器）は自己潤滑性を有するとともに、これらが転動体と摩擦接触する際に、軸受構成部材をなすフッ素樹脂が転動体に移着して、フッ素樹脂による薄い潤滑膜が形成されるため、潤滑油やグリースを軸受内部に供給しなくても、長期に亘って潤滑性を維持することができる。すなわち、この転がり軸受によれば、潤滑油やグリースを軸受内部に供給する必要がないため、潤滑剤によって外部環境を汚染することがない。
【００１０】
さらに、溶融成形が可能なフッ素樹脂により形成されている内輪および／または外輪と保持器は、量産性に優れた射出成形等により形成することが可能となるため、前記一態様の転がり軸受は、内輪および外輪がステンレス鋼で形成され、保持器が前記樹脂組成物以外の樹脂組成物で形成されている転がり軸受よりも製造コストを低減することができる。
また、溶融成形が可能なフッ素樹脂により形成されている内輪および外輪の軌道面は、機械加工により仕上げることができる。そして、軌道面を機械加工により仕上げることで、機械加工による仕上げを行わない場合よりも軌道面の真円度を高くできるため、転動体がより長期間に亘って滑らかに回転できるようになる。この場合の真円度は２０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以下であることがさらに好ましい。
この発明の一態様の転がり軸受は、耐食性材料からなる内輪、外輪、および転動体と、樹脂組成物からなる保持器とを備えた転がり軸受において、内輪および外輪の少なくとも一方は、溶融成形が可能なフッ素樹脂であるＰＶＤＦと、炭素繊維またはチタン酸カリウムウイスカーである繊維状充填材とからなり、合成樹脂成分はＰＶＤＦのみからなり、前記繊維状充填材の含有率が５重量％以上４０重量％以下である樹脂組成物により形成され、前記内輪および外輪の軌道面は機械加工により仕上げられ、保持器は、溶融成形が可能なフッ素樹脂を主成分とする樹脂組成物により形成されていることを特徴とする。
【００１１】
溶融成形が可能なフッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（以下、「ＰＦＡ」と略称）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（以下、「ＥＴＦＥ」と略称）、ポリビニリデンフルオライド（以下、「ＰＶＤＦ」と略称）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（以下、「ＦＥＰ」と略称）、ポリクロロトリフルオロエチレン（以下、「ＰＣＴＦＥ」と略称）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（以下、「ＥＣＴＦＥ」と略称）等が挙げられ、これらを単独で、またはこれらの２種類以上を組み合わせて用いることができる。これらのうち、前記一態様の転がり軸受において使用する、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、およびＦＥＰは自己潤滑性および耐食性に優れているため、酸やアルカリ等の腐食性水溶液中または腐食性水溶液のミストや飛沫が存在する環境下で使用される軸受用の材料として特に好ましい。
【００１２】
本発明の転がり軸受において、転動体の材質は耐食性材料からなるものであれば特に限定されず、例えばＳＵＳ４４０Ｃ、ＬＮＳ１２５、ＥＳ１、ＳＵＳ６３０に代表されるステンレス鋼を用いることができるが、転動体の表面または転動体全体がセラミックスまたはガラスにより形成されていることが好ましい。この場合に使用可能なセラミックスとしては、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、サイアロン（Ｓｉａｌｏｎ）、部分安定化ジルコニア（ＺｒＯ2 ）、硬質カーボン、およびアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）等が挙げられる。
【００１３】
なお、ＬＮＳ１２５とＥＳ１は日本精工（株）独自の規格の番号である。ＬＮＳ１２５は、Ｃの含有率が０．６重量％〜０．７重量％、Ｓｉの含有率が１．００重量％以下、Ｍｎの含有率が１．００重量％以下、Ｃｒの含有率が１２．０重量％〜１３．５重量％のマルテンサイト系ステンレス鋼である。ＥＳ１は、Ｃの含有率が０．４４重量％〜０．４６重量％、Ｓｉの含有率が０．２重量％〜０．４重量％、Ｍｎの含有率が０．２重量％〜０．４重量％、Ｃｒの含有率が１２．８重量％〜１３．２重量％、Ｎの含有率が０．０９重量％〜０．１８重量％のマルテンサイト系ステンレス鋼である。
【００１４】
転動体の表面または転動体全体がセラミックスにより形成されていると、転動体がステンレス鋼により形成されている場合よりも格段に耐食性が高くなる。そのため、酸やアルカリ等の腐食性水溶液が浸入しても腐食され難い。また、腐食性水溶液の浸入により、前述の移着による転動体への潤滑膜の形成が十分に行われない場合でも、転動体の表面または全体がセラミックスにより形成されていれば、転動体と軌道面との間に凝着が生じ難い。そのため、腐食性水溶液が浸入しても長期に亘って軸受の作動が継続する。
【００１５】
また、前記一態様の転がり軸受において、保持器は、溶融成形可能なフッ素樹脂に固体潤滑剤および／または繊維状充填材が添加された樹脂組成物により形成されている。
このような樹脂組成物に配合可能な固体潤滑剤としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粉末、黒鉛、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）、フツ素雲母、メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）、層状の結晶構造を有するアミノ酸化合物（Ｎ−ラウロ・Ｌ−リジン）、フッ化黒鉛、フッ化ピッチ、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）等が挙げられる。このような固体潤滑剤が配合されたフッ素樹脂または耐熱性樹脂を主成分とする樹脂組成物により内輪、外輪、保持器が形成されると、これらの自己潤滑性が高くなるとともに、移着により形成された潤滑膜の摩耗が低減される。
【００１６】
前記樹脂組成物に配合可能な固体潤滑剤の平均粒径は特に限定されないが、０．１μｍ以上６０μｍ以下であることが好ましい。平均粒径０．１μｍ未満の粒径の小さい粒子では、主成分であるフッ素樹脂または耐熱性樹脂と混合した際に粒子間の凝集が起こり、粒子の分散が不均一になる場合がある。―方、６０μｍを超える粒径の大きい粒子では、成形体表面の平滑性が低下するとともに、強度が低下するため、軸受の寿命が短くなる場合がある。前記樹脂組成物に配合可能な固体潤滑剤の平均粒径のより好ましい範囲は０．１μｍ以上２０μｍ以下であり、更に好ましい範囲は０．１μｍ以上１０μｍ以下である。
【００１７】
前記樹脂組成物に固体潤滑剤を配合する場合には、樹脂組成物中の含有率を５重量％以上４０重量％以下（より好ましくは３０重量％以下）とすることが好ましい。５重量％未満では、固体潤滑剤の作用が実質的に得られない。また、４０重量％を超えて配合しても、更なる潤滑作用の向上が期待できないばかりでなく、成形体の機械的強度が低下することによって、成形体である内輪、外輪、保持器の摩耗が増加し、軸受の寿命が短くなる場合がある。
【００１８】
前記樹脂組成物に配合可能な繊維状充填材としては、ホウ酸アルミニウムウイスカー、チタン酸カリウムウイスカー、カーボンウイスカー、アラミド繊維、芳香族ポリイミド繊維、液晶ポリエステル繊維、グラファイトウイスカー、ガラス繊維、炭素繊維、ボロン繊維、炭化珪素ウイスカー、窒化珪素ウイスカー、アルミナウイスカー、窒化アルミニウムウイスカー、ウォラストナイト等が挙げられる。このような繊維状充填材が配合されたフッ素樹脂または耐熱性樹脂を主成分とする樹脂組成物により内輪、外輪、保持器が形成されると、成形体の機械的強度および耐摩耗性が高くなって、軸受回転時の変形や摩耗を抑制することができる。これにより、軸受は長期に亘って安定的に作動できるようになる。
【００１９】
前記樹脂組成物に配合可能な繊維状充填材としては、アスペクト比が３以上２００以下であるものが好ましい。アスペクト比が３未満の繊維状充填材では、成形体の補強効果が十分に発揮されず、アスペクト比が２００を超えると混合時の均一分散が極めて困難となる。また、この繊維状充填材の繊維径は特に限定されないが、平均繊維径が０．２μｍ以上３０μｍ以下であるものが好ましく、より好ましくは０．３μｍ以上２０μｍ以下とし、更に好ましくは０．３μｍ以上５μｍ以下とする。
【００２０】
前記樹脂組成物に繊維状充填材を配合する場合には、樹脂組成物中の含有率を５重量％以上４０重量％以下とすることが好ましい。５重量％未満では成形体の機械的強度向上の効果がほとんど認められない。４０重量％を超えて配合しても更なる機械的強度の向上が期待できないばかりでなく、樹脂組成物を溶融成形する際の流動性が著しく低下する。繊維状充填材の樹脂組成物中の含有率のより好ましい範囲は１０重量％以上３０重量％以下である。
【００２１】
また、溶融成形の際の流動性および成形体の機械的強度の点から、前記樹脂組成物における固体潤滑剤と繊維状充填材との合計含有率は１０重量％以上５０重量％以下であることが好ましい。前記樹脂組成物における固体潤滑剤および繊維状充填材の各々の含有率が４０重量％以下であっても、両者の合計含有率が５０重量％を超えると、樹脂組成物を溶融成形する際の流動性および成形体の機械的強度が著しく低下する場合がある。
【００２２】
前記樹脂組成物に繊維状充填材を配合する場合には、母材である樹脂との密着性を上げたり母材中に均一に分散させたりする目的で、シラン系やチタネート系のカップリング剤により表面処理がなされているものであってもよいし、その他の目的に応じた表面処理がなされているものでもよい。
本発明の転がり軸受において、内輪、外輪、または転動体を形成する樹脂組成物は液晶ポリマーを含有するものであることが好ましい。すなわち、別の態様に係る発明は、前記一態様の転がり軸受において、保持器を構成する樹脂組成物が液晶ポリマーを含有することを特徴とする。
【００２３】
溶融成形が可能なフッ素樹脂または耐熱性樹脂に液晶ポリマーを添加することにより、成形加工する際の材料の流動性が向上し、金型内での冷却による樹脂の固化速度が速くなるためバリが生じ難くなるとともに、比較的低い射出圧で射出成形することができる。すなわち、比較的流動性に劣るＰＥＥＫ等の成形加工性が改善される。
また、溶融成形が可能なフッ素樹脂または耐熱性樹脂に液晶ポリマーを添加することにより、樹脂組成物の混練時や成形加工時に、溶融成形可能なフッ素樹脂または耐熱性樹脂と液晶ポリマーとがフィブリル化して自己補強効果を発揮するため、この樹脂組成物で形成された内輪、外輪、または保持器は、十分な機械的強度および耐摩耗性が得られる。
【００２４】
本発明で使用可能な液晶ポリマーとしては、半芳香族液晶ポリエステルおよび全芳香族液晶ポリエステルが挙げられる。半芳香族液晶ポリエステルは下記の化１で示される基本構造を有する。この基本構造は２つの繰り返し単位からなる。また、この基本構造に第三成分（２，６−ナフタレンジカルボン酸成分）が共重合された半芳香族液晶ポリエステルを使用することもできる。
【００２５】
【化１】
0005516686.tif 000002
市販されている半芳香族液晶ポリエステルとしては、ユニチカ製の「ＲＯＤＲＡＮ」ＬＣ−５０００およびＬＣ−５０５０ＧＭ、出光石油化学製の「出光ＬＣＰ」ＬＣＰ２００ＪおよびＬＣＰ２１０Ｊ、三菱化学製の「ＮＯＶＡＣＣＵＲＡＴＥ」Ｅ３１０、川崎製鉄製「Ｋ―ＬＣＰ」等を例示することができる。
【００２６】
全芳香族液晶ポリエステルは、下記の化２、化３、化４、および化５で示される基本構造を有する。これらの基本構造は、２つまたは３つの繰り返し単位からなる。
【００２７】
【化２】
0005516686.tif 000003
【００２８】
【化３】
0005516686.tif 000004
【００２９】
【化４】
0005516686.tif 000005
【００３０】
【化５】
0005516686.tif 000006
【００３１】
化２で示される全芳香族液晶ポリエステルとしては、Ａｍｏｃｏ社製の「ＸＹＤＡＲ」ＳＲＴ３００およびＳＲＴ５００、住友化学工業製の「スミカスーパーＬＣＰ」Ｅ２０００およびＥ６０００、東ソー・サンスティール社製の「ＨＡＧ」および「ＨＢＧ」等を例示することができる。化３で示される全芳香族液晶ポリエステルとしては、Ｈｏｅｃｈｓｔ  Ｃｅｌａｎｅｓｅ社製「ＶＥＣＴＲＡ」Ａ９５０、上野製薬製「ＵＥＮＯ  ＬＣＰ」１０００および２０００等を例示することができる。
【００３２】
化４で示される全芳香族液晶ポリエステルとしては、Ｄｕ  Ｐｏｎｔ社製「ＨＸ−２Ｏ００およびＨＸ−３０００、Ｇｒａｎｍｏｎｔ社製「ＧＲＡＮＬＡＲ」等を例示することができる。化５で示される全芳香族液晶ポリエステルとしては、ＢＡＳＦ社製「ＵＬＴＲＡＸ」ＫＲ４００Ｏ、ＩＣＩ社製「ＶＩＣＴＲＥＸ  ＳＲＰ」１５００Ｇおよび２３００Ｇ、Ｂａｙｅｒ社製「ＰＯＬＹＳＴＡＬ」等を例示することができる。
【００３３】
この樹脂組成物における液晶ポリマーの含有率は特に限定されないが、５重量％以上５０重量％以下であることが好ましい。５重量％未満では、液晶ポリマー含有に伴って得られる前述の作用（成形時の材料の流動性、成形加工性、強度特性）が実質的に得られない。５０重量％を超えて配合すると、更なる流動性、成形加工性、強度特性の向上が期待できないばかりでなく、他の添加成分の量が相対的に減少するため、他の添加成分による作用が十分に得られなくなる。
【００３４】
また、この樹脂組成物が、液晶ポリマーと固体潤滑剤および／または繊維状充填材を含有する場合は、溶融成形の際の流動性および成形体の機械的強度の点から、この樹脂組成物における液晶ポリマーと固体潤滑剤および／または繊維状充填材との合計含有率は１０重量％以上６０重量％以下であることが好ましい。この樹脂組成物における、液晶ポリマーの含有率と固体潤滑剤および／または繊維状充填材の含有率がそれぞれ４０重量％以下であっても、両者の合計含有率が６０重量％を超えると、樹脂組成物を溶融成形する際の流動性および成形体の機械的強度が著しく低下する場合がある。
なお、本発明の転がり軸受において、内輪、外輪、および転動体を形成する樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲内で、例えば酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、光保護剤、難燃剤、帯電防止剤、流動性改良剤、非晶質粘着性付与剤、結晶化促進剤、増核剤、顔料、染料等の各種添加剤を配合してもよい。
【００３５】
前記樹脂組成物に固体潤滑剤や繊維状充填材を配合する場合の混合方法は特に限定されず、主成分のフッ素樹脂を溶融し、この中に固体潤滑剤や繊維状充填材や添加剤を、一つずつ添加しながら混合してもよい。また、予めこれらの材料を全て、ヘンシェルミキサー、タンブラー、リボンミキサー、ボールミル等の混合機に入れて予備混合した後、溶融混合機に供給して溶融混練するようにしてもよい。溶融混合機としては、単軸または二軸押出機、混練ロール、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、ブランダープラストグラフ等の公知の溶融混練装置が使用できる。溶融混練の際の温度は、主成分樹脂の溶融が十分になされ、且つ分解が生じない範囲の温度であればよい。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の転がり軸受によれば、従来の耐食性転がり軸受と比較して、酸やアルカリ等の腐食性水溶液中および腐食性水溶液のミストや飛沫が存在する環境下で使用された場合の耐食性が高くなる。また、潤滑油やグリースを軸受内部に供給しなくても、長期に亘って潤滑性を維持することができる。これにより、潤滑油やグリースを軸受内部に供給する必要がないため、潤滑剤によって外部環境を汚染することがない。
【００３７】
また、溶融成形可能なフッ素樹脂または耐熱性樹脂を内輪、外輪、保持器の材料として使用することにより、量産性に優れた射出成形等でこれらを形成することが可能となるため、軸受の製造コストを低減することができる。
さらに、内輪、外輪、または転動体を形成する樹脂組成物に液晶ポリマーを添加することにより、内輪、外輪、または転動体の成形加工性、機械的強度、および耐摩耗性が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に相当する転がり軸受を示す概略断面図である。
【図２】実施形態での試験結果から得られた、軸受の内輪および外輪を構成する樹脂組成物中のＰＴＦＥ粉末の含有率と、軸受の寿命との関係を示すグラフである。
【図３】実施形態での試験結果から得られた、軸受の内輪および外輪を構成する樹脂組成物中のチタン酸カリウムウイスカーの含有率と、軸受の寿命との関係を示すグラフである。
【図４】実施形態での試験結果から得られた、軸受の内輪および外輪を構成する樹脂組成物中の炭素繊維の含有率と、軸受の寿命との関係を示すグラフである。
【図５】実施形態での試験結果から得られた、軸受の内輪および外輪を構成する樹脂組成物（チタン酸カリウムウイスカーを一定比率で含有）中のＰＴＦＥ粉末の含有率と、軸受の寿命との関係を示すグラフである。
【図６】実施形態での試験結果から得られた、軸受の内輪および外輪を構成する樹脂組成物（炭素繊維を一定比率で含有）中のＰＴＦＥ粉末の含有率と、軸受の寿命との関係を示すグラフである。
【図７】実施形態での試験結果から得られた、軸受の内輪および外輪を構成する樹脂組成物（ＰＴＦＥ粉末を一定比率で含有）中のチタン酸カリウムウイスカーの含有率と、軸受の寿命との関係を示すグラフである。
【図８】実施形態での試験結果から得られた、軸受の内輪および外輪を構成する樹脂組成物中の液晶ポリマーの含有率と、軸受の寿命との関係を示すグラフである。
【図９】実施形態での試験結果から得られた、軸受の内輪および外輪を構成する樹脂組成物（液晶ポリマーを一定比率で含有）中のＰＴＦＥ粉末の含有率と、軸受の寿命との関係を示すグラフである。
【図１０】実施形態での試験結果から得られた、軸受の内輪および外輪を構成する樹脂組成物（液晶ポリマーを一定比率で含有）中のチタン酸カリウムウイスカーの含有率と、軸受の寿命との関係を示すグラフである。
【図１１】実施形態での試験結果から得られた、軸受の内輪および外輪を構成する樹脂組成物（液晶ポリマーとチタン酸カリウムウイスカーを一定比率で含有）中のＰＴＦＥ粉末の含有率と、軸受の寿命との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態について、具体的な実施例により詳細に説明する。
［No. １〜No.８６］
試験用の転がり軸受として、 No.１〜 No.４１、 No.５１〜 No.５３、 No.５４〜 No.６８、および No.７３〜 No.８６については、呼び番号６０００に相当する単列深溝玉軸受（内径１０ｍｍ、外径２６ｍｍ、幅８ｍｍ）を組み立てた。この軸受は、図１に示すように、外輪１、内輪２、玉（転動体）３、および冠形の保持器４で構成され、シールを設けていない。なお、 No.４２〜 No.５０および No.６９〜 No.７２の転がり軸受としては、前記深溝玉軸受と同じ形状の内輪、外輪、および玉を用い、保持器を使用せず、シールを設けていない総玉軸受を組み立てた。
【００４０】
各軸受の内輪、外輪、転動体、保持器の構成材料を下記の表１〜表４に示す。なお、内輪と外輪は各サンプル毎に同一の材料を用いた。樹脂単独または樹脂組成物を材料とする内輪、外輪、保持器は、射出成形により作製した。また、樹脂および添加材としては以下に示すものを使用した。
溶融成形可能なフッ素樹脂；
ＰＦＡ：ダイキン工業製「ネオフロンＰＦＡ  ＡＰ−２０１」
ＥＴＦＥ：ダイキン工業製「ネオフロンＥＴＦＥ  ＥＰ−５２０」
ＰＶＤＦ：呉羽化学工業製「クレハＫＦポリマーＴ−＃１０００」
または「クレハＫＦポリマーＴ−＃８５０」
溶融成形可能な耐熱性樹脂；
ＰＥＮ：出光マテリアル製「ＩＤ３００」
ＰＥＥＫ：ビクトレックス製「ビクトレックスＰＥＥＫ  １５０Ｇ」
ＰＥＥＫ−ＰＢＩ：ヘキストセラニーズ製「セラゾール  ＴＵ−６０」
繊維状充填材；
ホウ酸アルミニウムウィスカー（表１〜３に「ＡＢＷ」と略称）
：四国化成工業製「アルボレックスＹＳ１」、
平均繊維径０．５〜１．０μｍ、長さｌ０〜３０μｍ
チタン酸カリウムウィスカー（表１〜４に「ＫＴＷ」と略称）
：大塚化学製「ティスモＤ−１０１」、
平均繊維径０．３〜０．６μｍ、長さｌ０〜２０μｍ
炭素繊維：呉羽化学工業製「クレカチョップＭ−１０２Ｓ」、
平均繊維径１４．５μｍ、長さ０．２ｍｍ
アラミド繊維：群栄化学工業製「カイノール繊維ＫＦ０２ＢＴ」
平均繊維径１４．０μｍ、長さ０．２ｍｍ
固体潤滑剤；
ＰＴＦＥ：ダイキン工業製「ルブロンＬ−５」、平均粒径０．２μｍの粉末
ＭＣＡ：三菱化学製メラミンシラヌレート、平均粒径２．０μｍの粉末
フッ化ピッチ：大阪ガス製フッ化ピッチ、平均粒径１．０μｍの粉末
フッ素雲母：トピー工業製「合成マイカＰＤＭ−９ＷＡ」、
平均粒径８．０μｍ
【００４１】
ここで、フッ素樹脂と繊維状充填材とからなる樹脂組成物を使用する場合は、樹脂組成物中のフッ素樹脂の含有率を８０重量％、繊維状充填材の含有率を２０重量％とした。フッ素樹脂と固体潤滑剤とからなる樹脂組成物を使用する場合は、樹脂組成物中のフッ素樹脂の含有率を８０重量％、固体潤滑剤の含有率を２０重量％とした。フッ素樹脂と繊維状充填材と固体潤滑剤とからなる樹脂組成物を使用する場合は、樹脂組成物中のフッ素樹脂の含有率を７０重量％、繊維状充填材の含有率を１０重量％、固体潤滑剤の含有率を２０重量％とした。
【００４２】
樹脂組成物の混合は、繊維状充填材の折損を防ぐために以下のようにして行った。すなわち、先ず、繊維状充填材を除く材料をヘンシェルミキサーで乾式混合し、次に、この混合物を二軸押出機に入れる。繊維状充填材は、定量サイドフィーダーから二軸押出機に入れて前記混合物と混練する。この混練物を押出してペレット状に造粒する。このようにして得られた樹脂組成物のペレットまたは樹脂単独のペレットを射出成形機に供給して、各材料毎に最適な射出条件で射出成形を行った。
【００４３】
また、 No.４５〜 No.５０および No.７０〜 No.７２の転がり軸受では、セラミックスで形成した転動体とＰＴＦＥで形成した転動体とが交互に配置されている。 No.６９の転がり軸受では、セラミックス（ＳｉＣ）で形成した転動体のみが配置されている。
組み立てた各転がり軸受について、日本精工（株）製の軸受回転試験機を用いて、１規定の硫酸水溶液中で下記の条件により回転試験を行い、振動値を基準とした軸受寿命を評価した。すなわち、軸受に生じるラジアル振動を回転試験中に常時測定し、この振動値が初期値の３倍以上となった時点で試験を中止し、それまでの総回転数を寿命とした。なお、 No.１〜 No.８６の全ての転がり軸受に対してグリースによる潤滑は行わなかった。
【００４４】
＜回転試験条件＞
雰囲気圧力：大気圧
雰囲気温度：常温
ラジアル荷重：４９Ｎ
回転速度：３００ｒｐｍ
また、各試験用軸受の寿命を比較するために、従来の総金属製の転がり軸受に相当する No.５１の寿命を「１」とした時の相対値を算出した。これらの結果も下記の表１〜表４に併せて示す。
【００４５】
【表１】
0005516686.tif 000007
【００４６】
【表２】
0005516686.tif 000008
【００４７】
【表３】
0005516686.tif 000009
【００４８】
【表４】
0005516686.tif 000010
【００４９】
これらの表から分かるように、本発明の実施例に相当する No.１〜 No.５０および No.５４〜 No.８５の軸受は、比較例に相当する No.５１〜 No.５３、 No.８６の軸受と比較して、腐食環境下における寿命が著しく長くなっている。また、転動体がセラミックス製またはガラス製である No.５〜 No.７、 No.１２〜 No.５０、および No.５７〜７２の軸受は、転動体が金属製である No.１〜 No.４、 No.８〜 No.１１、および No.５４〜５６の軸受よりも、腐食環境下における寿命が長くなっていることが分かる。
【００５０】
No.７３〜 No.８５の軸受は、溶融成形可能な耐熱性樹脂（フッ素樹脂を除く）を主成分とし、繊維状充填材および／または固体潤滑剤が添加された樹脂組成物により、内輪、外輪、および保持器が形成されている実施例である。 No.８６の軸受は、内輪および外輪が、溶融成形可能な耐熱性樹脂（フッ素樹脂を除く）に相当するＰＥＥＫで形成されている比較例である。そして、表４の結果から、 No.７３〜 No.８５の軸受は No.８６の軸受よりも、腐食環境下における寿命が著しく長くなっていることが分かる。
【００５１】
さらに、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＥＥＫ、またはＰＥＮを主成分とし、固体潤滑剤としてＰＴＦＥ粉末を各種比率で配合した樹脂組成物により、内輪および外輪を作製した。これらの内輪および外輪（内輪と同じ材質のもの）と、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）により作製した転動体と、ＥＴＦＥとチタン酸カリウムウイスカー（ＫＴＷ）との混合物（ＥＴＦＥ：ＫＴＷ＝８０：２０）により作製した保持器とを用いて上記と同じ転がり軸受を組み立てた。
【００５２】
これらの軸受を用いて上述の腐食性水溶液（１規定の硫酸水溶液）中での回転試験を行い、同様の方法で振動値を基準とした軸受寿命を評価した。そして、内輪および外輪を構成する樹脂組成物中の固体潤滑剤の含有率と寿命との関係を調べた。その結果を図２にグラフで示す。「○」は主成分がＰＦＡの場合の、「△」は主成分がＥＴＦＥの場合の、「□」は主成分がＰＶＤＦの場合の、「◇」は主成分がＰＥＥＫの場合の、「＊」は主成分がＰＥＮの場合の結果を示す。図２の寿命は、上記と同様に、 No.５１の寿命を「１」とした相対値である。
【００５３】
この図から分かるように、内輪および外輪を構成する樹脂組成物に、固体潤滑剤としてＰＴＦＥ粉末を４０重量％以下の含有率で配合することにより、腐食性水溶液中での軸受の寿命を長くすることができる。
さらに、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＥＥＫ、またはＰＥＮを主成分とし、繊維状充填材としてチタン酸カリウムウイスカーを各種比率で配合した樹脂組成物により内輪および外輪を作製した。これらの内輪および外輪（内輪と同じ材質のもの）と、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）により作製した転動体と、ＥＴＦＥとチタン酸カリウムウイスカー（ＫＴＷ）との混合物（ＥＴＦＥ：ＫＴＷ＝８０：２０）により作製した保持器とを用いて、上記と同じ転がり軸受を組み立てた。
【００５４】
これらの軸受を用いて上述の腐食性水溶液（１規定の硫酸水溶液）中での回転試験を行い、同様の方法で振動値を基準とした軸受寿命を評価した。そして、内輪および外輪を構成する樹脂組成物中の繊維状充填材の含有率と寿命との関係を調べた。その結果を図３にグラフで示す。「○」は主成分がＰＦＡの場合の、「△」は主成分がＥＴＦＥの場合の、「□」は主成分がＰＶＤＦの場合の、「◇」は主成分がＰＥＥＫの場合の、「＊」は主成分がＰＥＮの場合の結果を示す。図３の寿命は、上記と同様に、 No.５１の寿命を「１」とした相対値である。
【００５５】
この図から分かるように、内輪および外輪を構成する樹脂組成物に、繊維状充填材としてチタン酸カリウムウイスカーを４０重量％以下の含有率で配合することにより、腐食性水溶液中での軸受の寿命を長くすることができる。
さらに、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＥＥＫ、またはＰＥＮを主成分とし、繊維状充填材として炭素繊維を各種比率で配合した樹脂組成物により、内輪および外輪を作製した。これらの内輪および外輪（内輪と同じ材質のもの）と、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）により作製した転動体と、ＥＴＦＥとチタン酸カリウムウイスカー（ＫＴＷ）との混合物（ＥＴＦＥ：ＫＴＷ＝８０：２０）により作製した保持器とを用いて、上記と同じ転がり軸受を組み立てた。
【００５６】
これらの軸受を用いて上述の腐食性水溶液（１規定の硫酸水溶液）中での回転試験を行い、同様の方法で振動値を基準とした軸受寿命を評価した。そして、内輪および外輪を構成する樹脂組成物中の繊維状充填材の含有率と寿命との関係を調べた。その結果を図４にグラフで示す。「○」は主成分がＰＦＡの場合の、「△」は主成分がＥＴＦＥの場合の、「□」は主成分がＰＶＤＦの場合の、「◇」は主成分がＰＥＥＫの場合の、「＊」は主成分がＰＥＮの場合の結果を示す。図４の寿命は、上記と同様に、 No.５１の寿命を「１」とした相対値である。
【００５７】
この図から分かるように、内輪および外輪を構成する樹脂組成物に、繊維状充填材として炭素繊維を４０重量％以下の含有率で配合することにより、腐食性水溶液中での軸受の寿命を長くすることができる。
さらに、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＥＥＫ、またはＰＥＮと、チタン酸カリウムウイスカーと、ＰＴＦＥ粉末とからなる樹脂組成物により、内輪および外輪を作製した。この樹脂組成物中のチタン酸カリウムウイスカーの含有率は１０重量％で一定にし、ＰＴＦＥ粉末の含有率を各種比率に変化させた。なお、ＰＦＡ等の含有率はＰＴＦＥ粉末の含有率に応じて変化する。例えば、ＰＴＦＥ粉末の含有率が１０重量％であれば、この樹脂組成物中のＰＦＡ等の含有率は８０重量％となる。
【００５８】
これらの内輪および外輪（内輪と同じ材質のもの）と、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）により作製した転動体と、ＥＴＦＥとチタン酸カリウムウイスカー（ＫＴＷ）との混合物（ＥＴＦＥ：ＫＴＷ＝８０：２０）により作製した保持器とを用いて上記と同じ転がり軸受を組み立てた。
これらの軸受を用いて上述の腐食性水溶液（１規定の硫酸水溶液）中での回転試験を行い、同様の方法で振動値を基準とした軸受寿命を評価した。そして、内輪および外輪を構成する樹脂組成物中の固体潤滑剤の含有率と寿命との関係を調べた。その結果を図５にグラフで示す。「○」は主成分がＰＦＡの場合の、「△」は主成分がＥＴＦＥの場合の、「□」は主成分がＰＶＤＦの場合の、「◇」は主成分がＰＥＥＫの場合の、「＊」は主成分がＰＥＮの場合の結果を示す。図５の寿命は、上記と同様に、 No.５１の寿命を「１」とした相対値である。
【００５９】
この図から分かるように、内輪および外輪を構成する樹脂組成物として、チタン酸カリウムウイスカーが１０重量％の含有率で配合されたものを使用する場合には、この樹脂組成物中にＰＴＦＥ粉末を４０重量％以下（好ましくは１０〜３０重量％）の含有率で配合することにより、腐食性水溶液中での軸受の寿命を長くすることができる。また、図５と図２〜図４との比較から、固体潤滑剤（ＰＴＦＥ粉末）のみ、繊維状充填材（チタン酸カリウムウイスカーまたは炭素繊維）のみを配合した場合よりも、両方を配合した場合の方が寿命を長くできることが分かる。
【００６０】
さらに、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＥＥＫ、またはＰＥＮと、炭素繊維と、ＰＴＦＥ粉末とからなる樹脂組成物により、内輪および外輪を作製した。この樹脂組成物中の炭素繊維の含有率は１０重量％で一定にし、ＰＴＦＥ粉末の含有率を各種比率に変化させた。なお、ＰＦＡ等の含有率はＰＴＦＥ粉末の含有率に応じて変化する。例えば、ＰＴＦＥ粉末の含有率が１０重量％であれば、この樹脂組成物中のＰＦＡ等の含有率は８０重量％となる。
【００６１】
これらの内輪および外輪（内輪と同じ材質のもの）と、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）により作製した転動体と、ＥＴＦＥとチタン酸カリウムウイスカー（ＫＴＷ）との混合物（ＥＴＦＥ：ＫＴＷ＝８０：２０）により作製した保持器とを用いて上記と同じ転がり軸受を組み立てた。
これらの軸受を用いて上述の腐食性水溶液（１規定の硫酸水溶液）中での回転試験を行い、同様の方法で振動値を基準とした軸受寿命を評価した。そして、内輪および外輪を構成する樹脂組成物中の固体潤滑剤の含有率と寿命との関係を調べた。その結果を図６にグラフで示す。「○」は主成分がＰＦＡの場合の、「△」は主成分がＥＴＦＥの場合の、「□」は主成分がＰＶＤＦの場合の、「◇」は主成分がＰＥＥＫの場合の、「＊」は主成分がＰＥＮの場合の結果を示す。図６の寿命は、上記と同様に、 No.５１の寿命を「１」とした相対値である。
【００６２】
この図から分かるように、内輪および外輪を構成する樹脂組成物として、炭素繊維が１０重量％の含有率で配合されたものを使用する場合には、この樹脂組成物中にＰＴＦＥ粉末を４０重量％以下（好ましくは１０〜３０重量％）の含有率で配合することにより、腐食性水溶液中での軸受の寿命を長くすることができる。また、図６と図２〜図４との比較から、固体潤滑剤（ＰＴＦＥ粉末）のみあるいは繊維状充填材（チタン酸カリウムウイスカーまたは炭素繊維）のみを配合した場合よりも、両方を配合した場合の方が寿命を長くできることが分かる。
【００６３】
さらに、ＰＦＡ、ＰＶＤＦ、ＰＥＥＫ、またはＰＥＮと、チタン酸カリウムウイスカーと、ＰＴＦＥ粉末とからなる樹脂組成物により、内輪および外輪を作製した。この樹脂組成物中のＰＴＦＥ粉末の含有率は１０重量％で一定にし、チタン酸カリウムウイスカーの含有率を各種比率に変化させた。なお、ＰＦＡ等の含有率はＰＴＦＥ粉末の含有率に応じて変化する。例えば、チタン酸カリウムウイスカーの含有率が１０重量％であれば、この樹脂組成物中のＰＦＡ等の含有率は８０重量％となる。
【００６４】
これらの内輪および外輪（内輪と同じ材質のもの）と、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）により作製した転動体と、ＰＶＤＦとチタン酸カリウムウイスカー（ＫＴＷ）との混合物（ＰＶＤＦ：ＫＴＷ＝８０：２０）により作製した保持器とを用いて上記と同じ転がり軸受を組み立てた。
これらの軸受を用いて上述の腐食性水溶液（１規定の硫酸水溶液）中での回転試験を行い、同様の方法で振動値を基準とした軸受寿命を評価した。そして、内輪および外輪を構成する樹脂組成物中の固体潤滑剤の含有率と寿命との関係を調べた。その結果を図７にグラフで示す。「○」は主成分がＰＦＡの場合の、「□」は主成分がＰＶＤＦの場合の、「◇」は主成分がＰＥＥＫの場合の、「＊」は主成分がＰＥＮの場合の結果を示す。図７の寿命は、上記と同様に、 No.５１の寿命を「１」とした相対値である。
【００６５】
この図から分かるように、内輪および外輪を構成する樹脂組成物として、ＰＴＦＥ粉末が１０重量％配合されたものを使用する場合には、この樹脂組成物中にチタン酸カリウムウイスカーを４０重量％以下（好ましくは１０〜３０重量％）の含有率で配合することにより、腐食性水溶液中での軸受の寿命を長くすることができる。また、図７と図２〜図４との比較から、固体潤滑剤（ＰＴＦＥ粉末）のみあるいは繊維状充填材（チタン酸カリウムウイスカーまたは炭素繊維）のみを配合した場合よりも、両方を配合した場合の方が寿命を長くできることが分かる。
【００６６】
［No. ８７〜 No.９８］
試験用の転がり軸受として、 No.８７〜 No.９５については、呼び番号６０００に相当する単列深溝玉軸受（内径１０ｍｍ、外径２６ｍｍ、幅８ｍｍ）を組み立てた。この軸受は、図１に示すように、外輪１、内輪２、玉（転動体）３、および冠形の保持器４で構成され、シールを設けていない。また、 No.９６〜９８の転がり軸受としては、前記深溝玉軸受と同じ形状の内輪、外輪、および玉を用い、保持器を使用せず、シールを設けていない総玉軸受を組み立てた。
【００６７】
各軸受の内輪、外輪、転動体、保持器の構成材料を下記の表５に示す。なお、内輪と外輪は各サンプル毎に同一の材料を用いた。各サンプルの内輪および外輪と No.８７〜 No.９５の保持器は、射出成形により作製した。また、樹脂および添加材としては以下に示すものを使用した。
溶融成形可能なフッ素樹脂；
ＰＦＡ：ダイキン工業製「ネオフロンＰＦＡ  ＡＰ−２０１」
ＰＶＤＦ：呉羽化学工業製「クレハＫＦポリマーＴ−＃１０００」
または「クレハＫＦポリマーＴ−＃８５０」
溶融成形可能な耐熱性樹脂；
ＴＰＩ：三井東圧化学製「オーラム  ４００」
ＰＥＮ：出光マテリアル製「ＩＤ３００」
ＰＥＥＫ：ビクトレックス製「ビクトレックスＰＥＥＫ  １５０Ｇ」
ＰＥＥＫ−ＰＢＩ：ヘキストセラニーズ製「セラゾール  ＴＵ−６０」
ＰＰＳ：フィリップスペトローリアム社製「ライトンＲ−６」
液晶ポリマー；
ＬＣＰ１（全芳香族液晶ポリマー）
：住友化学工業製「スミカスーパーＬＣＰ  Ｅ６０００」
ＬＣＰ２（半芳香族液晶ポリマー）
：三菱化成製「ＮＯＶＡＣＣＵＲＡＴＥ  Ｅ３１０」
固体潤滑剤；
ＰＴＦＥ：ダイキン工業製「ルブロンＬ−５」、平均粒径０．２μｍの粉末
繊維状充填材；
チタン酸カリウムウィスカー（表５に「ＫＴＷ」と略称）
：大塚化学製「ティスモＤ−１０１」、
平均繊維径０．３〜０．６μｍ、長さｌ０〜２０μｍ
炭素繊維：呉羽化学工業製「クレカチョップＭ−１０２Ｓ」、
平均繊維径１４．５μｍ、長さ０．２ｍｍ
【００６８】
ここで、溶融成形可能な耐熱性樹脂またはフッ素樹脂（以下「溶融成形可能な樹脂」と略称）と液晶ポリマーとからなる樹脂組成物を使用する場合は、樹脂組成物中の溶融成形可能な樹脂の含有率を７０重量％、液晶ポリマーの含有率を３０重量％とした。溶融成形可能な樹脂と液晶ポリマーと繊維状充填材または固体潤滑剤とからなる樹脂組成物を使用する場合は、樹脂組成物中の溶融成形可能な樹脂の含有率を６０重量％、液晶ポリマーの含有率を２０重量％、繊維状充填材または固体潤滑剤の含有率を２０重量％とした。
【００６９】
溶融成形可能な樹脂と液晶ポリマーと繊維状充填材と固体潤滑剤とからなる樹脂組成物を使用する場合は、樹脂組成物中の溶融成形可能な樹脂の含有率を５０重量％、液晶ポリマーの含有率を２０重量％、繊維状充填材の含有率を１０重量％、固体潤滑剤の含有率を２０重量％とした。
樹脂組成物の混合は、繊維状充填材の折損を防ぐために以下のようにして行った。すなわち、先ず、繊維状充填材を除く材料をヘンシェルミキサーで乾式混合し、次に、この混合物を二軸押出機に入れる。繊維状充填材は、定量サイドフィーダーから二軸押出機に入れて前記混合物と混練する。この混練物を押出してペレット状に造粒する。このようにして得られた樹脂組成物のペレットまたは樹脂単独のペレットを射出成形機に供給して、各材料毎に最適な射出条件で射出成形を行った。
【００７０】
また、 No.９６の転がり軸受では、セラミックス（Ｓｉ3 Ｎ4 ）で形成した転動体のみが配置されている。 No.９７の転がり軸受では、セラミックス（Ｓｉ3 Ｎ4 ）で形成された転動体とＰＴＦＥで形成された転動体とが交互に配置されている。 No.９８の転がり軸受では、ガラスで形成された転動体と硬質カーボンで形成された転動体とが交互に配置されている。
【００７１】
組み立てた各転がり軸受について、日本精工（株）製の軸受回転試験機を用いて、１規定の硫酸水溶液中で下記の条件により回転試験を行い、振動値を基準とした軸受寿命を評価した。すなわち、軸受に生じるラジアル振動を回転試験中に常時測定し、この振動値が初期値の３倍以上となった時点で試験を中止し、それまでの総回転数を寿命とした。なお、 No.８７〜 No.９８の全ての転がり軸受に対してグリースによる潤滑は行わなかった。
【００７２】
＜回転試験条件＞
雰囲気圧力：大気圧
雰囲気温度：常温
ラジアル荷重：４９Ｎ
回転速度：３００ｒｐｍ
また、各試験用軸受の寿命を比較するために、従来の総金属製の転がり軸受に相当する No.５１の寿命を「１」とした時の相対値を算出した。これらの結果も下記の表５に併せて示す。
【００７３】
【表５】
0005516686.tif 000011
【００７４】
この表から分かるように、本発明の実施例に相当する No.８９〜 No.９８の軸受は、比較例に相当する No.５１〜 No.５３および No.８６の軸受と比較して、腐食環境下における寿命が著しく長くなっている。また、液晶ポリマーが添加された樹脂組成物で内輪および外輪が形成された No.８７〜 No.９８の軸受は、内輪および外輪がＰＥＥＫのみで形成されている No.８６よりも、腐食環境下における寿命が長くなっていることが分かる。また、 No.８７〜 No.９８の軸受のうち、転動体がセラミックス製またはガラス製である No.８８〜 No.９８の軸受は、転動体が金属製である No.８７の軸受よりも、腐食環境下における寿命が長くなっていることが分かる。
【００７５】
さらに、ＰＶＤＦ、ＰＥＥＫ、ＴＰＩ、またはＰＥＮに、ＬＣＰ１を各種比率で配合した樹脂組成物により、内輪および外輪を作製した。これらの内輪および外輪（内輪と同じ材質のもの）と、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）により作製した転動体と、ＰＶＤＦとチタン酸カリウムウイスカー（ＫＴＷ）との混合物（ＰＶＤＦ：ＫＴＷ＝８０：２０）により作製した保持器とを用いて、上記と同じ転がり軸受を組み立てた。
【００７６】
これらの軸受を用いて上述の腐食性水溶液（１規定の硫酸水溶液）中での回転試験を行い、同様の方法で振動値を基準とした軸受寿命を評価した。そして、内輪および外輪を構成する樹脂組成物中のＬＣＰ１（液晶ポリマー）の含有率と寿命との関係を調べた。その結果を図８にグラフで示す。「□」は樹脂組成物がＰＶＤＦとＬＣＰ１からなる場合の、「◇」は樹脂組成物がＰＥＥＫとＬＣＰ１からなる場合の、「＋」は樹脂組成物がＴＰＩとＬＣＰ１からなる場合の、「＊」は樹脂組成物がＰＥＮとＬＣＰ１からなる場合の結果を示す。なお、図８の寿命は、上記と同様に、 No.５１の寿命を「１」とした相対値である。
【００７７】
この図から分かるように、内輪および外輪を構成する樹脂組成物に、ＬＣＰ１を５０重量％以下（好ましくは１０〜４０重量％）の含有率で配合することにより、腐食性水溶液中での軸受の寿命を長くすることができる。
さらに、ＰＶＤＦ、ＰＥＥＫ、ＴＰＩ、またはＰＥＮと、ＬＣＰ１と、ＰＴＦＥ粉末とからなる樹脂組成物により、内輪および外輪を作製した。この樹脂組成物中のＬＣＰ１の含有率は２０重量％で一定にし、ＰＴＦＥ粉末を各種比率に変化させた。なお、ＰＶＤＦ等の含有率はＰＴＦＥ粉末の含有率に応じて変化する。例えば、ＰＴＦＥ粉末の含有率が１０重量％であれば、この樹脂組成物中のＰＶＤＦ等の含有率は７０重量％となる。
【００７８】
これらの内輪および外輪（内輪と同じ材質のもの）と、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）により作製した転動体と、ＰＶＤＦとチタン酸カリウムウイスカー（ＫＴＷ）との混合物（ＰＶＤＦ：ＫＴＷ＝８０：２０）により作製した保持器とを用いて、上記と同じ転がり軸受を組み立てた。
これらの軸受を用いて、上述の腐食性水溶液（１規定の硫酸水溶液）中での回転試験を行い、同様の方法で振動値を基準とした軸受寿命を評価した。そして、内輪および外輪を構成する樹脂組成物中のＰＴＦＥ粉末（固体潤滑剤）の含有率と寿命との関係を調べた。その結果を図９にグラフで示す。「□」は主成分がＰＶＤＦである場合の、「◇」は主成分がＰＥＥＫである場合の、「＋」は主成分がＴＰＩである場合の、「＊」は主成分がＰＥＮである場合の結果を示す。なお、図９の寿命は、上記と同様に、 No.５１の寿命を「１」とした相対値である。  
【００７９】
この図から分かるように、内輪および外輪を構成する樹脂組成物として、ＬＣＰ１が２０重量％の含有率で配合されたものを使用する場合には、この樹脂組成物中にＰＴＦＥ粉末を４０重量％以下（好ましくは１０〜３０重量％）の含有率で配合することにより、腐食性水溶液中での軸受の寿命を長くすることができる。
さらに、ＰＶＤＦ、ＰＥＥＫ、ＴＰＩ、またはＰＥＮと、ＬＣＰ１と、チタン酸カリウムウイスカーとからなる樹脂組成物により、内輪および外輪を作製した。この樹脂組成物中のＬＣＰ１の含有率は２０重量％で一定にし、チタン酸カリウムウイスカーの含有率を各種比率に変化させた。なお、ＰＶＤＦ等の含有率はチタン酸カリウムウイスカーの含有率に応じて変化する。例えば、チタン酸カリウムウイスカーの含有率が１０重量％であれば、この樹脂組成物中のＰＶＤＦ等の含有率は７０重量％となる。
【００８０】
これらの内輪および外輪（内輪と同じ材質のもの）と、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）により作製した転動体と、ＰＶＤＦとチタン酸カリウムウイスカー（ＫＴＷ）との混合物（ＰＶＤＦ：ＫＴＷ＝８０：２０）により作製した保持器とを用いて、上記と同じ転がり軸受を組み立てた。
これらの軸受を用いて、上述の腐食性水溶液（１規定の硫酸水溶液）中での回転試験を行い、同様の方法で振動値を基準とした軸受寿命を評価した。そして、内輪および外輪を構成する樹脂組成物中のチタン酸カリウムウイスカ（繊維状充填材）の含有率と寿命との関係を調べた。その結果を図１０にグラフで示す。「□」は主成分がＰＶＤＦである場合の、「◇」は主成分がＰＥＥＫである場合の、「＋」は主成分がＴＰＩである場合の、「＊」は主成分がＰＥＮである場合の結果を示す。なお、図１０の寿命は、上記と同様に、 No.５１の寿命を「１」とした相対値である。  
【００８１】
この図から分かるように、内輪および外輪を構成する樹脂組成物として、ＬＣＰ１が２０重量％の含有率で配合されたものを使用する場合には、この樹脂組成物中にチタン酸カリウムウイスカーを４０重量％以下（好ましくは５〜３０重量％）の含有率で配合することにより、腐食性水溶液中での軸受の寿命を長くすることができる。
さらに、ＰＶＤＦ、ＰＥＥＫ、ＴＰＩ、またはＰＥＮと、ＬＣＰ１と、チタン酸カリウムウイスカーと、ＰＴＦＥ粉末とからなる樹脂組成物により、内輪および外輪を作製した。この樹脂組成物中のＬＣＰ１とチタン酸カリウムウイスカの含有率はそれぞれ１５重量％で一定にし、ＰＴＦＥ粉末の含有率を各種比率に変化させた。なお、ＰＶＤＦ等の含有率はＰＴＦＥ粉末の含有率に応じて変化する。例えば、ＰＴＦＥ粉末の含有率が１０重量％であれば、この樹脂組成物中のＰＶＤＦ等の含有率は６０重量％となる。
【００８２】
これらの内輪および外輪（内輪と同じ材質のもの）と、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）により作製した転動体と、ＰＶＤＦとチタン酸カリウムウイスカー（ＫＴＷ）との混合物（ＰＶＤＦ：ＫＴＷ＝８０：２０）により作製した保持器とを用いて、上記と同じ転がり軸受を組み立てた。
これらの軸受を用いて、上述の腐食性水溶液（１規定の硫酸水溶液）中での回転試験を行い、同様の方法で振動値を基準とした軸受寿命を評価した。そして、内輪および外輪を構成する樹脂組成物中のＰＴＦＥ粉末（固体潤滑剤）の含有率と寿命との関係を調べた。その結果を図１１にグラフで示す。「□」は主成分がＰＶＤＦである場合の、「◇」は主成分がＰＥＥＫである場合の、「＋」は主成分がＴＰＩである場合の、「＊」は主成分がＰＥＮである場合の結果を示す。なお、図１１の寿命は、上記と同様に No.５１の寿命を「１」とした相対値である。  
【００８３】
この図から分かるように、内輪および外輪を構成する樹脂組成物として、ＬＣＰ１およびチタン酸カリウムウイスカーがそれぞれ１５重量％の含有率で配合されたものを使用する場合には、この樹脂組成物中にＰＴＦＥ粉末を３０重量％以下（好ましくは５〜３０重量％）の含有率で配合することにより、腐食性水溶液中での軸受の寿命を長くすることができる。
【符号の説明】
【００８４】
１  外輪
２  内輪
３  玉（転動体）
４  保持器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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