滑动门用滚动轴承的制作方法

本发明涉及滑动门用滚动轴承。

背景技术：

为了支援具有滑动门的机动车的顺畅的滑动门的开闭而在滑动门设置有也称为门滚轮的滑动门用滚动轴承。作为这样的滑动门用滚动轴承，提出了例如在外圈的外周侧设置有使用了聚缩醛系树脂或聚酰胺系树脂等的外皮构件的滑动门用滚动轴承(例如，参照日本特开平11-351249号公报、日本特开2007-315483号公报)。

设有树脂制的外皮构件的滑动门用滚动轴承由于静音性优异的点、或不需要导轨而能够实现成本的降低的点而需求上升。另一方面，上述外皮构件是每当开闭滑动门时与车身进行滚动接触的构件，因此要求高耐久性。而且，滑动门希望减少涂饰时的工序数而实现成本的降低。因此，滑动门的涂饰要求在滑动门设置有滑动门用滚动轴承的状态下使其通过涂饰线来进行。因此，滑动门用滚动轴承要求能够在高温(例如，不足200℃)的涂饰炉中没有问题地通过。

外皮构件使用了聚缩醛系树脂的滑动门用滚动轴承是具有耐久性的结构。然而，聚缩醛系树脂的熔点低至165-175℃左右。因此，外皮构件使用了聚缩醛系树脂的滑动门用滚动轴承在通过涂饰炉时熔融。因此，无法在设置于滑动门的状态下在涂饰炉中通过来进行涂饰。

另一方面，外皮构件使用了聚酰胺系树脂的滑动门用滚动轴承中，聚酰胺系树脂与聚缩醛系树脂相比具有耐热性优异的倾向。因此，即使在设置于滑动门的状态下进行涂饰，能够避免外皮构件熔融的情况也较多。然而，在利用这样的方法进行涂饰的情况下，无法避免在外皮构件产生蠕变变形的情况。并且，在高温气氛下，由滑动门的自重产生的载荷负载于外皮构件。因此，如果上述外皮构件产生蠕变变形，则成为阻碍滑动门的顺畅的开闭的原因。因此，本申请发明人为了避免外皮构件使用了聚酰胺系树脂时的蠕变变形而研究了在构成外皮构件的树脂组合物中混合强化纤维的情况。然而，通过本申请发明人的研究可知，仅仅是混合有强化纤维的话，上述外皮构件的耐磨损性恶化，耐久性下降。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种具备外皮构件的滑动门用滚动轴承，该外皮构件具有能够在不足200℃的处理温度的涂饰炉中通过而进行涂饰的耐热性及耐蠕变性，并且能够确保充分的耐久性(耐磨损性)。

本发明的一个方式的滑动门用滚动轴承的结构上的特征在于，具备：内圈；外圈；多个滚动体，以能够滚动的方式配置于所述内圈与所述外圈之间的环状空间；及外皮构件，以覆盖所述外圈的外周面的方式设置，且由树脂组合物构成，其中，所述树脂组合物含有聚酰胺66和芳族聚酰胺纤维，通过以hfip(六氟异丙醇)为溶剂并以pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)为标准物质的凝胶渗透色谱(gpc)法测定出的所述聚酰胺66的数均分子量为34000～60000，所述芳族聚酰胺纤维的含量为5～25质量％。

附图说明

前述及后述的本发明的特征及优点通过下面的具体实施方式的说明并参照附图而明确，其中，相同的标号表示相同的部件。

图1是表示本发明的一个实施方式的滑动门用滚动轴承的剖视图。

图2是用于说明在性能评价中进行的评价方法的图。

图3是表示性能评价的结果的图表。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施方式。图1是表示本发明的一实施方式的滑动门用滚动轴承的剖视图。本实施方式的滑动门用滚动轴承10具备内圈2、外圈3、滚动体4、保持架5及密封封条6、7。滚动体4以能够滚动的方式配置于内圈2与外圈3之间的环状空间。保持架5保持滚动体4。密封封条6、7将上述环状空间密封。滑动门用滚动轴承10还具备以覆盖外圈3的外周面的方式设置的外皮构件8。在此，外圈3的外周面沿着周向具有槽3a。因此，能够抑制以覆盖外圈3的外周面的方式设置的外皮构件8沿轴向(图中为左右方向)的偏离。滑动门用滚动轴承10将内圈2安装于滑动门的支承轴(未图示)而设置于滑动门。内圈2安装于滑动门的支承轴上的滑动门用滚动轴承10的外皮构件8与对方构件接触。通过外圈3相对于内圈2的旋转而外皮构件8相对于对方构件进行滚动滑动。

在滑动门用滚动轴承10中，外皮构件8由含有聚酰胺66和芳族聚酰胺纤维的树脂组合物构成。上述聚酰胺66是在主链中具有酰胺键(-nhco-)且由环己烷单位和己二酸单位构成的聚合物，可列举例如己二胺与己二酸缩聚而得到的聚合物等。而且，在本发明的实施方式中，聚酰胺66只要是以全单位为100摩尔％而含有95摩尔％以上的聚酰胺66的树脂即可。上述聚酰胺66不仅是聚酰胺66的单独聚合物，而且也可以是聚酰胺66与能够共聚的单量体的共聚合物、或聚酰胺66彼此经由缩合剂而连结的高分子化合物。

在本实施方式的滑动门用滚动轴承10中，构成外皮构件8的树脂组合物含有的聚酰胺66是分子量大的聚酰胺66。通过以hfip为溶剂并以pmma为标准物质的凝胶渗透色谱(gpc)法测定出的上述聚酰胺66的数均分子量(以下，将通过这样的方法测定出的数均分子量也称为数均分子量mn(a))为34000～60000。上述数均分子量mn(a)小于34000的话，与芳族聚酰胺纤维并用时，耐磨损性下降，无法得到充分的耐久性。另一方面，在上述数均分子量mn(a)超过60000时，由于需要成型后的固相聚合处理等，因此难以廉价地获得聚酰胺66。此外，固相聚合处理是在真空状态或者利用非活性气体向树脂组合物施加了压力的状态下，通过曝露于高温状态而促进树脂的聚合，使树脂成为更高分子量化的处理。

这样的分子量大的聚酰胺66可以通过例如下述的方法来筹备。

(1)取得数均分子量mn(a)为34000以上的市售的聚酰胺66。

作为市售品的具体例，可列举例如leona1502s、leona1702(均为旭化成公司制)，或zytele40、zytele50、zytele51hsb、zytele53(均为杜邦公司制)等。

(2)进行将数均分子量mn(a)小于34000的聚酰胺66经由缩合剂连结的反应，合成分子量大的聚酰胺66。作为上述缩合剂，只要是能够将聚酰胺66彼此连结的缩合剂即可。作为具体例，可列举例如具有碳化二亚胺基(-n＝c＝n-)的化合物(以下，也简称为碳化二亚胺)等。上述碳化二亚胺可以是具有1个碳化二亚胺基的结构，也可以是具有多个碳化二亚胺基的结构。而且，上述碳化二亚胺可以是脂肪族系碳化二亚胺、芳香族系碳化二亚胺、碳化二亚胺改性体等任意种类的碳化二亚胺。上述碳化二亚胺可以是数均分子量3000～25000的高分子化合物。

作为上述碳化二亚胺，可以使用市售品。具体而言，可列举例如stabaxolp、stabaxolp100等stabaxol系列(均为朗盛(lanxess)公司制，芳香族聚碳化二亚胺化合物)、carbodilitehmv-15ca等carbodilite系列(日清纺化学公司制，脂肪族聚碳化二亚胺化合物)、tcc系列(帝人公司制，环状碳化二亚胺化合物)等。

含有上述缩合剂的情况下，上述树脂组合物中的上述缩合剂的含量也受到缩合剂的分子量等的影响，但是优选为例如0.5～3.5质量％。上述缩合剂的含量小于0.5质量％的话，存在聚酰胺66的高分子量化未充分进展的情况。另一方面，当上述含量超过3.5质量％时，上述树脂组合物的粘度升高，难以稳定地成型上述外皮构件。

在上述树脂组合物中，上述芳族聚酰胺纤维的含量为5～25质量％。上述芳族聚酰胺纤维的含量小于5质量％的话，无法抑制外皮构件的高温下(例如，200℃)的蠕变变形。因此，无法在保持滑动门用滚动轴承安装于滑动门的状态下进行涂饰。另一方面，当上述芳族聚酰胺纤维的含量超过25质量％时，耐磨损性下降，无法确保充分的耐久性。而且，当上述芳族聚酰胺纤维的含量超过25质量％时，难以均匀地分散在上述树脂组合物中。

在此，当上述芳族聚酰胺纤维的含量增多时，耐磨损性下降的理由推测是因为，外皮构件与对方构件以点接触进行滚动滑动的门滚轮当外皮构件的树脂组合物中的纤维量增多时，树脂组合物的弹性率增加，接触面压增大，而且当芳族聚酰胺纤维自身从外皮构件脱落时，作为对于外皮构件的研磨剂发挥作用。从上述外皮构件更难以磨损的观点出发，上述芳族聚酰胺纤维的含量优选为7～20质量％。

上述芳族聚酰胺纤维可以是对位系的芳族聚酰胺纤维，也可以是间位系的芳族聚酰胺纤维，但是在纤维自身的强度、刚性高且与聚酰胺66并用时耐磨损性更优异的点上，优选对位系的芳族聚酰胺纤维。上述树脂组合物中的上述芳族聚酰胺纤维的平均纤维直径没有特别限定，但是优选为9～15μm。而且，上述芳族聚酰胺纤维的平均纤维长度没有特别限定，但是优选为0.1～1mm。

上述树脂组合物除了聚酰胺66及芳族聚酰胺纤维以外，在不妨碍上述的功能的范围内还可以含有其他的成分，例如，可以含有润滑剂、着色剂等。

上述滑动门用滚动轴承例如可以通过经由下述(1)～(3)的工序来制造。即，(1)首先，利用公知的方法来制作具有内圈、外圈、滚动体及保持架的滚动轴承构件(不具有本发明的滑动门用滚动轴承的外皮构件的滚动轴承)。(2)与上述(1)独立地，调制含有聚酰胺66及芳族聚酰胺纤维等的原料组合物。(3)然后，通过对原料组合物进行注塑成型而在上述滚动轴承构件的外圈的外周面上形成外皮构件。

在上述(2)的工序的原料组合物的调制中，

(a)将数均分子量mn(a)为34000以上的聚酰胺66与芳族聚酰胺纤维混匀，或者，

(b)将数均分子量mn(a)小于34000的聚酰胺66、缩合剂、芳族聚酰胺纤维混匀。

上述的原料成分的混匀只要使用双轴(多轴)挤压机、单轴挤压机等公知的挤压机(混匀机)进行即可。

在通过上述(a)的方法来调制原料组合物的情况下，聚酰胺66的分子量大，因此，如果以将大量的芳族聚酰胺纤维均匀地分散于原料组合物中的方式进行混匀，则存在聚酰胺66在混匀过程中分解而其分子量减小的情况。因此，在通过上述(a)的方法来调制原料组合物时，该原料组合物中的上述芳族聚酰胺纤维的含量的上限优选为15质量％。这是因为，如果超过15质量％，则在混匀时聚酰胺66容易分解。

另一方面，在通过上述(b)的方法来调制原料组合物的情况下，能够避免通过上述(a)的方法调制原料组合物时产生的不良情况(聚酰胺66的分解)，即使在原料组合物所包含的芳族聚酰胺纤维的含量超过15质量％的情况下，也能够使上述芳族聚酰胺纤维均匀地分散在原料组合物中。在通过上述(b)的方法来调整原料组合物的情况下，数均分子量mn(a)小于34000的聚酰胺66、缩合剂、芳族聚酰胺纤维可以同时向挤压机投入。然而，优选先将上述聚酰胺66与芳族聚酰胺纤维混匀，然后投入上述缩合剂进一步进行混匀。这种情况下，在将芳族聚酰胺纤维混匀时，聚酰胺66的分子量不会太大。因此，即使芳族聚酰胺纤维的含量超过15质量％的情况下，也不会产生该聚酰胺66的分解而能够使上述芳族聚酰胺纤维均匀地分散在原料组合物中。并且，在使芳族聚酰胺纤维分散之后，聚酰胺66彼此经由缩合剂进行反应。因此，上述芳族聚酰胺纤维均匀地混合在高分子量的聚酰胺66中。因此，在通过上述(b)的方法来调制原料组合物的情况下，使用具备多个原料投入口(供料器)的混匀机。优选一边将聚酰胺66和芳族聚酰胺纤维从同一原料投入口或不同的原料投入口投入，一边从位于比投入了聚酰胺66和芳族聚酰胺纤维的原料投入口靠下游侧(管嘴侧)处的另一原料投入口投入缩合剂来调制原料组合物。

在上述(3)的工序中，通过注塑成型来形成上述外皮构件。作为上述注塑成型的方法，没有特别限定，只要采用公知的方法即可。然而，上述原料组合物含有分子量比较大的聚酰胺66(特别是在上述(2)的工序中，通过(a)的方法调制了原料组合物时)，上述原料组合物可能流动性变差。因此，在上述注塑成型中，优选将下述(a)～(c)的方法适当组合来采用。

(a)作为浇口方式，使用盘式浇口，或者采用多点针孔浇口，并增大浇口直径(例如，φ0.8mm以上，优选为φ1mm以上)。

(b)使用热流道系统，将原料组合物的高流动性维持至即将到达浇口之前。

(c)升高模具温度(例如，100℃以上，优选为120℃以上)。

通过适当组合采用上述的方法，能够避免如下等不良情况：

·浇口被提前密封，其结果是在成型的外皮构件产生真空孔隙，

·外皮构件的正圆度差。

在上述(3)的工序中，在使用通过上述(b)的方法调制后的原料组合物来形成上述外皮构件的情况下，即使在将上述原料组合物注入到模具内之后，在聚酰胺66彼此的经由缩合剂的反应进展的条件下，也优选进行上述(3)的工序。这种情况下，适合于提高注塑成型时的上述原料组合物的流动性。作为实现上述的条件的方法，可以采用例如使缩合剂与其他的成分(聚酰胺66及芳族聚酰胺纤维)的混匀时间为短时间、在混匀后快速地进行注塑成型的方法。

关于其他的实施方式，如下述所示。本发明的实施方式的滑动门用滚动轴承如第一实施方式中说明那样，外皮构件含有的聚酰胺66的分子量大的情况至关重要。在此，聚酰胺66的分子量可以不是通过第一实施方式记载的方法测定的数均分子量mn(a)而是满足通过与其他的方法测定出的分子量相关的规定的物性值的分子量。

即，关于上述外皮构件含有的聚酰胺66的分子量，作为其他数均分子量也可以是53000～80000。该数均分子量通过以下的方法来测定。利用tfaa(三氟乙酸酐)对聚酰胺66具有的羧基进行电介质化而成为可溶于thf(四氢呋喃)的高分子化合物。将得到的高分子化合物溶解于thf，通过以thf为溶剂并以ps(聚苯乙烯)为标准物质的凝胶渗透色谱(gpc)法测定数均分子量(以下，将通过这样的方法测定出的数均分子量也称为数均分子量mn(b))。即使在这种情况下，上述外皮构件也含有能够起到与本发明的第一实施方式同样的作用效果的高分子量的聚酰胺66。

此外，关于上述外皮构件含有的聚酰胺66，遵照iso307，使聚酰胺66溶解于甲酸、硫酸或甲酚等的溶剂中，以利用微型乌氏管测定而得到的极限粘度[η]计，可以为1.9～3.0dl/g。即使在这种情况下，上述外皮构件也含有能够起到与本发明的第一实施方式同样的作用效果的高分子量的聚酰胺66。

因此，在具备由含有聚酰胺66和5～25质量％的芳族聚酰胺纤维的树脂组合物构成的外皮构件的滑动门用滚动轴承中，聚酰胺66通过满足上述的范围的数均分子量mn(a)、数均分子量mn(b)及极限粘度[η]中的至少1个，能够起到与本发明的第一实施方式同样的作用效果。

关于基于试件的滑动门用滚动轴承的评价，如下述所示。

(试验例1～3及比较试验例1～3)

在表1所示的组成中，使用二轴混匀机tem-26sx(东芝机械公司制)将聚酰胺66、芳族聚酰胺纤维及根据需要而添加的缩合剂混匀，调制了混合物。然后，使用100t电动式注塑成型机(fanuc公司制)，将得到的混合物成型为遵照jisk7218的a法的铃木式摩擦磨损试验片(外径25.6mm、内径20mm、高度15mm的环状的试验片)，将得到的成型体作为评价用试件。

此外，分别在“试验例3和比较试验例3”及“比较试验例1和比较试验例2”中，采用了同种的聚酰胺66作为原料树脂。

(1)滚子式摩擦磨损试验(耐磨损性的评价)

如图2所示，使评价用试件11的端面与中心轴相同的假想平面一致，呈放射状地每90°地将假想平面载置于水平配置的4根金属滚子12的外周面上。一边向评价用试件11施加垂直载荷，一边以评价用试件11的中心轴为中心旋转而使评价用试件11在金属滚子上滑动，测定规定时间经过后的评价用试件11的高度减少量。将高度减少量为0.05mm以下的试件判定为“○”，将超过0.05mm的试件判定为“×”。结果如表2及图3所示。

此外，详细的试验条件如下所述。

·金属滚子：suj2制，φ3.5mm，4根

·润滑剂：润滑脂(nokkluber制，topasnb52)

·滑动速度：1m/s

·试验温度：rt

·试验时间：4h

·旋转条件：将评价用试件以内径的中心线为中心而进行停止的间歇性旋转

根据该摩擦磨损试验，能够得到与滑动门用滚动轴承的耐久寿命存在相关的结果，处于试验片的高度减少量越少则耐久寿命越长的倾向。

(2)聚酰胺66的分子量的测定

通过下述的方法，分别测定了数均分子量mn(a)、数均分子量mn(b)及极限粘度[η]。

(2-1)数均分子量mn(a)

使评价用试件包含的聚酰胺66溶解于hfip中，通过gpc法(使用pmma作为标准物质)，测定了数均分子量mn(a)。

(2-2)数均分子量mn(b)

首先，将评价用试件包含的聚酰胺66具有的羧基利用tfaa(三氟乙酸酐)进行电介质化而形成为可溶于thf(四氢呋喃)的高分子化合物。接下来，使利用上述的方法进行了电介质化的聚酰胺66溶解于thf，通过gpc法(使用ps(聚苯乙烯)作为标准物质)，测定了数均分子量mn(b)。

(2-3)极限粘度[η]

利用遵照iso307的方法测定了极限粘度[η]。具体而言，选择甲酸作为溶剂，根据调整为0.005g/l的评价用试件包含的聚酰胺66的溶液与溶剂的动粘度比来计算相对粘度ηrel，然后根据得到的相对粘度ηrel之比来计算比粘度ηsp，通过将比粘度ηsp除以浓度c来计算还原粘度iv及极限粘度[η]。

根据试验例1、3及比较试验例1的评价结果可知，在含有10质量％的芳族聚酰胺纤维的成型体中，聚酰胺66的分子量越高，则耐磨损性越优异。根据试验例2及比较试验例2、3的评价结果可知，即使在含有20质量％的芳族聚酰胺纤维的成型体中，也是聚酰胺66的分子量越高则耐磨损性越优异。此外，在比较试验例3中，在混匀时聚酰胺66分解，成型体(评价用试件)中包含的聚酰胺66的分子量小于作为原料树脂的聚酰胺66的分子量。

本发明的滑动门用滚动轴承具有在涂饰炉中能够涂饰的耐热性及耐蠕变性，且具有充分的耐久性。