(57)【要約】【課題】クロムフリーの規制に合致しながら、十分な耐食性が得られる表面処理が施された転がり支持装置（リニアガイド等）を提供する。【解決手段】リニアガイドを構成する案内レールおよびスライダの鉄鋼材料からなる表面（表層部１の面）を、四三酸化鉄（Ｆｅ3 Ｏ4 ）皮膜層３を介して、フッ素樹脂を含有する合成樹脂層２で被覆する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向配置される軌道面を備えた第１部材および第２部材と、両部材の軌道面間に転動自在に配設された複数個の転動体と、を少なくとも備え、第１部材および第２部材の少なくともいずれかは、少なくとも軌道面の部分が鉄鋼材料で形成され、転動体が転動することにより第１部材および第２部材の一方が他方に対して相対移動する転がり支持装置において、
前記第１部材および第２部材の鉄鋼材料からなる面が、四三酸化鉄（Ｆｅ3 Ｏ4 ）皮膜層を介して、フッ素樹脂を含有する合成樹脂層で被覆されていることを特徴とする転がり支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、互いに対向配置される軌道面を備えた第１部材および第２部材と、両部材の軌道面間に転動自在に配設された複数個の転動体と、を少なくとも備え、転動体が転動することにより第１部材および第２部材の一方が他方に対して相対移動する転がり支持装置、具体的には、転がり軸受（ボールベアリング、ローラベアリング等）、ボールねじ、リニアガイド、ボールスプライン、リニアボールベアリング等に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受の内外輪は、通常、ＳＵＪ２（高炭素クロム軸受鋼２種）等の鉄鋼材料で形成されており、防錆（耐食性向上）を目的として表面にめっきを施すことが行われている（例えば、下記の特許文献１参照）。この場合に採用されるめっき法としては、一般に、硬質クロムめっき、無電解ニッケルめっき、低温電解クロムめっき等が挙げられる。
このような一般的なめっき法では、めっき層が薄いと、均一なめっき処理がなされなかったり、めっき層にクラックやピットが生じ易くなったりするため、耐食性向上効果が不十分な場合がある。めっき層が厚いと耐食性は高くなるが、厚さが不均一になり易い。転動体は面圧が付与された状態で軌道面を転動するため、厚さが不均一なめっき層は軌道面から剥がれ易くなる。したがって、厚いめっき層を設けた場合でも、耐食性を長期に渡って持続することは困難である。
【０００３】
下記の特許文献２には、リニアガイド（転がり案内ユニット）の案内レール（とラックレール）の表面全体に、黒クロムめっき（低温クロムめっき）処理を施した後に、フッ素樹脂コーティング処理を行うことで、案内レール表面に対する異物の付着を防止することが記載されている。
下記の特許文献３および４には、高速回転に伴う高振動、高荷重下にて使用される軸受で、潤滑剤の分解により発生した水素原子が鋼中に侵入して生じる早期はくりを防止するために、軌道輪の転走面（軌道面）に厚さ０．１〜２．５μｍの酸化皮膜を形成することが記載されている。また、この酸化皮膜を形成する方法として、低温に加熱したカセイソーダ（水酸化ナトリウム）水溶液に軌道輪を浸漬して四三酸化鉄（Ｆｅ3 Ｏ4 ）皮膜を形成させる処理（一般に、「黒染め」と呼ばれている) が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−９６３９４号公報
【特許文献２】特開平６−６６３１９号公報
【特許文献３】特開平２−１９０６１５号公報
【特許文献４】実開平６−４３３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、水質、大気の環境基準が一層厳しくなっており、表面処理でも６価クロムフリー化等の動きがある。ＥＵの家電業界に対するＲｏＨＳ指令では、２００６年７月１日以降６価クロムが使用禁止となっており、日本でも基本的に同様の扱いである。低温クロムめっきは、処理工程でクロム酸（６価クロムの酸化物の水溶液）を使用しているため、クロムフリーの観点から問題がある。四三酸化鉄（Ｆｅ3 Ｏ4 ）皮膜は、クロムフリーの観点からの問題はないが、耐食性が不十分である。
【０００６】
この発明の課題は、互いに対向配置される軌道面を備えた第１部材および第２部材と、両部材の軌道面間に転動自在に配設された複数個の転動体と、を少なくとも備え、転動体が転動することにより第１部材および第２部材の一方が他方に対して相対移動する転がり支持装置として、クロムフリーの規制に合致しながら、十分な耐食性が得られる表面処理が施されたものを提供することである。
【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、この発明は、互いに対向配置される軌道面を備えた第１部材および第２部材と、両部材の軌道面間に転動自在に配設された複数個の転動体と、を少なくとも備え、前記第１部材および第２部材の少なくともいずれかは、少なくとも軌道面の部分が鉄鋼材料で形成され、転動体が転動することにより第１部材および第２部材の一方が他方に対して相対移動する転がり支持装置において、前記第１部材および第２部材の鉄鋼材料からなる面が、四三酸化鉄（Ｆｅ3 Ｏ4 ）皮膜層を介して、フッ素樹脂を含有する合成樹脂層で被覆されていることを特徴とする。
【０００８】
図１は、前記第１部材または第２部材の鉄鋼材料からなる面の表層部を示す断面図である。この図において、符号「１」は鉄鋼材料からなる面の表層部であり、符号「２」はフッ素樹脂を含有する合成樹脂層であり、符号「３」は四三酸化鉄（Ｆｅ3 Ｏ4 ）皮膜層である。
フッ素樹脂を含有する合成樹脂層は厚さ０．５μｍ以上１０μｍ以下で形成することが好ましい。前記合成樹脂層の厚さが０．５μｍ未満であると耐食性が不十分となる。前記合成樹脂層の厚さが１０μｍを超えると、転がり支持装置の作動時の摺動抵抗が大きくなって、良好に作動しなくなる。
【０００９】
使用可能なフッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、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（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、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（ＰＦＡ）等が挙げられる。さらに、上記以外の二フッ化物、三フッ化物、および四フッ化物の重合体も使用可能である。
【００１０】
フッ素樹脂を含有する合成樹脂層は、これらのフッ素樹脂のみからなる層であってもよいし、これらのフッ素樹脂と結合剤（ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂等）との混合物からなる層であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、クロムフリーの規制に合致しながら、十分な耐食性が得られる表面処理が施された転がり支持装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の特徴を説明する図であって、第１部材または第２部材の鉄鋼材料からなる面の表層部を示す断面図である。
【図２】この発明の転がり支持装置の一実施形態に相当するリニアガイドを示す図である。
【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。
図２は、この発明の転がり支持装置の一実施形態に相当するリニアガイドを示す図である。
このリニアガイドは、案内レール（第１部材）４とスライダ（第２部材）５とボール（転動体）６とで構成されている。案内レール４の両側面にボール転動溝（軌道面）４１が形成されている。スライダ５の内側面にも、案内レール４のボール転動溝４１と向かい合う位置に、ボール転動溝（軌道面）５１が形成されている。両ボール転動溝４１，５１により、ボール６の転動通路が形成されている。また、このリニアガイドは、スライダ５にボール戻し路が形成されていないタイプである。
【００１４】
ボール転動溝４１を含む案内レール４の全体をＳ５８Ｃ相当の材料で形成し、高周波加熱によって熱処理を施した。なお、案内レール４の全体は、肌焼き鋼ＳＣＲ４２０等の材料で形成した後に、浸炭または浸炭窒化処理が施されたものであってもよい。ボール転動溝５１を含むスライダ５の全体を、Ｓ５８Ｃ相当の材料で形成し、浸炭または浸炭窒化からなる熱処理を施した。ボール６は高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２で形成し、焼入れおよび焼戻しからなる熱処理を施した。ボール転動溝４１，５１の表面粗さは０．１５μｍとした。
【００１５】
ボール転動溝４１，５１を含む案内レール４とスライダ５の全表面に、以下の方法で、四三酸化鉄（Ｆｅ3 Ｏ4 ）皮膜層３とフッ素樹脂を含有する合成樹脂層２を形成した。
四三酸化鉄（Ｆｅ3 Ｏ4 ）皮膜層３の形成方法としては、先ず、脱脂後に水洗を行った案内レール４とスライダ５を、温度が１３０〜１６０℃に保持された水酸化ナトリウム水溶液に５分間浸漬した。次に、案内レール４とスライダ５を取り出して、水洗した後に乾燥させた。
【００１６】
フッ素樹脂を含有する合成樹脂層２の形成方法としては、先ず、エポキシ樹脂とポリテトラフルオロエチレンとメチルエチルケトンを混合することにより、コーティング材を得た。エポキシ樹脂とポリテトラフルオロエチレンの割合は、質量比でエポキシ樹脂：ポリテトラフルオロエチレン＝８０：２０とし、メチルエチルケトンの添加量によりコーティング材の粘度を調節した。
【００１７】
このコーティング材をエアースプレー法により、四三酸化鉄（Ｆｅ3 Ｏ4 ）皮膜層３が形成された後の案内レール４とスライダ５の全表面に塗布した後、１５０℃で３０分間加熱した。その結果、案内レール４とスライダ５の全表面に、四三酸化鉄（Ｆｅ3 Ｏ4 ）皮膜層３を介して、フッ素樹脂を含有するエポキシ樹脂層（フッ素樹脂を含有する合成樹脂層）２が形成された。
【符号の説明】
【００１８】
１  鉄鋼材料からなる面の表層部
２  フッ素樹脂を含有する合成樹脂層
３  四三酸化鉄（Ｆｅ3 Ｏ4 ）皮膜層
４  案内レール（第１部材）
４１  ボール転動溝（軌道面）
５  スライダ（第２部材）
５１  ボール転動溝（軌道面）
【図１】
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【図２】
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