(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪、外輪、複数の転動体、および保持器を有し、前記保持器は、合成樹脂製で、円環状に形成され、円周方向に複数の転動体を一つずつ保持する複数のポケット部を備えた転がり軸受において、
軸受内径をｄ、軸受外径をＤ、軸受幅をｔとした時、下記の(1) 式を満たし、
（（Ｄ−ｄ）／２）／ｔ≦１．０７‥‥（１）
前記内輪および外輪の軌道面と前記転動体の転動面に、これらの合計表面積１ｍ2 当たり１．０ｇ以上１０ｇ以下となる量の潤滑剤が塗布され、
前記保持器は、軌道輪案内型であり、固体潤滑剤を含有する合成樹脂製であり、
前記ポケット部は、
前記保持器の内周側に設けた、保持器の周面に対する法線を軸とした円周面からなる転動体保持面と、
前記保持器の外周側に設けた、前記転動体保持面に対して４５°以下となる傾斜で広がって保持器の外周面に至る傾斜面と、
を有する転がり軸受。
【請求項２】
前記傾斜は５°以上３０°以下である請求項１記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記転動体はボールであり、
前記転動体保持面と前記傾斜面との境界線が、前記ボールの中心での前記ボールのピッチ円に対する接線より、前記保持器の内周面側に配置されている請求項１記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記転動体はボールであり、
前記転動体保持面と前記傾斜面との境界線が、前記ボールの中心での前記ボールのピッチ円に対する接線より、前記保持器の外周面側に配置されている請求項１記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記保持器は、前記ポケット部の周縁部以外の部分で前記境界線に沿う外周面を有し、前記外周面から前記ポケット部の周縁部が突出した形状を有する請求項４記載の転がり軸受。
【請求項６】
フィルム搬送装置でフィルムとの摩擦力で回転する従動ローラの回転軸を支持する用途で使用される請求項１〜５のいずれか１項に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内輪、外輪、複数の転動体、および保持器を有する転がり軸受に関し、特に、フィルム搬送装置でフィルムとの摩擦力で回転する従動ローラの回転軸を支持する用途に好適な転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルムはＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）や太陽電池等の素材として使用される。これらの用途では、異なる材料からなるフィルムを積層することで、発光や発電の機能を発揮することが可能になる。そのため、薄いフィルムの開発が行われており、数１０μｍ厚のフィルムも実在する。フィルムの厚さや長さに偏りがあると、積層時に不具合が生じて、製品不良の原因となる。
【０００３】
図１１は、フィルム搬送装置の一部を示す斜視図である。この図に示すように、フィルム７０は、互いに平行に配置された多数の搬送ローラ７１に支持されて搬送される。これらの搬送ローラ７１は回転軸を中心に回転し、各回転軸に転がり軸受７２が取り付けられている。
搬送ローラ７１は、フィルム７０に駆動力を与える駆動ローラと、移動するフィルム７０との間に生じる摩擦力で回転する従動ローラと、で構成されている。駆動ローラよりも従動ローラの数の方が多い。従動ローラは、前後のローラとの相対位置を変えてフィルム面の上下方向での角度を変えたりすることで、フィルム７０を円滑に搬送するために配置されている。
【０００４】
従動ローラは、フィルム７０との摩擦力だけで回転し、ローラ表面の周速度がフィルム７０の走行速度と同じになっていることが重要である。そのため、従動ローラは、フィルム７０から付与される、従動ローラの接線方向の極めて小さい力で回転が開始され、安定して回転し続ける必要がある。したがって、従動ローラの回転軸を支持する転がり軸受７２には、動摩擦トルクが低く、耐久性が高いことが求められている。
【０００５】
波形保持器を備えた深溝玉軸受は転がり軸受として広く使用されているが、動摩擦トルクが高いため、この用途の転がり軸受７２としては不向きである。
下記の特許文献１には、合成樹脂製で、円環状に形成され、円周方向に複数の転動体を一つずつ保持する複数のポケット部を備えた、軌道輪案内型の保持器が記載されている。このポケット部の形状を工夫することで、転がり軸受のトルク上昇を抑えることが記載されている。
【０００６】
具体的には、円筒形状の内周面からなるポケット部の径方向内端縁に、楕円形状の内周面（第１内周面）を設けている。この楕円形状の内周面は強度補強部として形成され、高速回転時の保持器の捩れを小さくして、保持器と転動体が不必要に摺動することを防止することでトルク上昇を抑えている。フィルム搬送装置の従動ローラの回転軸は、１分間当たり数十〜数百回転という低速回転であるため、この用途の転がり軸受の保持器として特許文献１の保持器を使用しても、有用な効果は得られない。
【０００７】
一方、転がり軸受は潤滑剤により潤滑されて使用されるが、潤滑剤は軸受の回転に伴って攪拌抵抗を生じるため、潤滑剤の使用量を最小限に抑えること（微量潤滑）で転がり軸受の動摩擦トルクを低くすることができる。このような微量潤滑に関しては、例えば下記の特許文献２に、潤滑被膜の厚さを１〜１０ｇ／ｍ2 とすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−５６９３０号公報
【特許文献２】特開２００９−１８９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明の課題は、微量潤滑を施してトルクを低減しながら、長期に渡って良好な潤滑性能が得られる転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、この発明の転がり軸受は、内輪、外輪、複数の転動体、および保持器を有し、前記保持器は、合成樹脂製で、円環状に形成され、円周方向に複数の転動体を一つずつ保持する複数のポケット部を備えた転がり軸受において、前記内輪および外輪の軌道面と前記転動体の転動面に、これらの合計表面積１ｍ2 当たり１．０ｇ以上１０ｇ以下となる量の潤滑剤が塗布され、前記ポケット部は、前記保持器の内周側に設けた、保持器の周面に対する法線を軸とした円周面からなる転動体保持面と、前記保持器の外周側に設けた、前記転動体保持面に対して４５°以下となる傾斜で広がって保持器の外周面に至る傾斜面と、を有することを特徴とする。
【００１１】
この発明の転がり軸受は、前記内輪および外輪の軌道面と前記転動体の転動面に、これらの合計表面積１ｍ2 当たり１．０ｇ以上１０ｇ以下（好ましくは４．０ｇ以下）となる量の潤滑剤が塗布されている（微量潤滑が施されている）ため、トルクを低く抑えることができる。
また、前記ポケット部が、前記円周面からなる転動体保持面と、前記転動体保持面に対して４５°以下となる傾斜で広がって保持器の外周面に至る傾斜面を有するため、ポケット部内で転動体が自転することにより、転動体が前記転動体保持面と前記傾斜面との境界線に摺動し、この境界線で転動体の表面に塗布されていた潤滑剤が削り取られて、転動体の公転方向前方の前記傾斜面に堆積する。
【００１２】
前記ポケット部内での転動体の自転が続くことで、この潤滑剤の堆積が続き、最終的には堆積された潤滑剤が転動体の表面に接触して、転動体の表面と軌道輪の軌道面を潤滑する。このメカニズムが繰り返されることで、微量潤滑の潤滑剤が有効に循環利用される。よって、この傾斜面をポケット部に有さない保持器を備えた転がり軸受と比較して、長期に渡って良好な潤滑性能が得られる。
【００１３】
前記傾斜が５°未満であると、前記ポケット部が前記転動体保持面のみからなるストレートポケットとさほど変わらない形状となるため、前記傾斜は５°以上とし、３０°以下とすることが好ましい。
前記転動体保持面と前記傾斜面との境界線を、ポケット部に配置された転動体の中心でのピッチ円に対する接線より前記保持器の内周面側に配置することにより、前述の転動体とポケット部の前記境界線との摺動が常に生じるため、前述のメカニズムを確実に生じさせることができる。
【００１４】
前記転動体保持面と前記傾斜面との境界線を、ポケット部に配置された転動体の中心でのピッチ円に対する接線より前記保持器の外周面側に配置すると、転動体はポケット部の前記境界線ではなく転動体保持面と摺動するため、摺動抵抗が低減できるが、前述のメカニズムを得るためには、前記接線と前記境界線との距離を小さくすることが好ましい。前記距離は、例えば、転動体の直径の２０％以内とし、より好ましくは０．５ｍｍ以下とする。
【００１５】
この発明の転がり軸受において、前記保持器が軌道輪案内型である（前記内輪の外周面に接触する内周面または前記外輪の内周面に接触する外周面を有する）場合は、保持器を固体潤滑剤を含有する合成樹脂製とすることが好ましい。
軌道輪案内型の保持器では、保持器の内周面と内輪の外周面との（あるいは保持器の外周面を外輪の内周面との）摺動が生じるが、微量の潤滑剤を内輪および外輪の軌道面と転動体の転動面に塗布して使用する場合、前記傾斜面をポケット部に有する保持器であっても、この摺動面に潤滑剤が長期間存在することは困難であるため、保持器を固体潤滑剤を含有する合成樹脂製とすることで、前記摺動面の摺動抵抗を低減できる。
【００１６】
また、フィルム搬送装置でフィルムとの摩擦力で回転する従動ローラの回転軸を支持する転がり軸受としては、軸受内径をｄ、軸受外径をＤ、軸受幅をｔとした時、下記の(1) 式を満たす薄肉軸受（寸法系列が０８および０９であるラジアル軸受）が使用されることが多い。
（（Ｄ−ｄ）／２）／ｔ≦１．０７‥‥（１）
この薄肉軸受では、径方向の内部空間が狭いため、転動体案内型ではなく軌道輪案内型の保持器を採用することが好ましい。したがって、上記(1) 式を満たす転がり軸受の場合は、この発明の転がり軸受であって、軌道輪案内型で、固体潤滑剤を含有する合成樹脂製保持器を有する構成とすることが好ましい。
【００１７】
この発明の転がり軸受は、フィルム搬送装置でフィルムとの摩擦力で回転する従動ローラの回転軸を支持する用途に好適である。
上記課題は、また、内輪、外輪、複数の転動体、および保持器を有し、前記保持器は、円環状に形成され、円周方向に複数の転動体を一つずつ保持する複数のポケット部を備えた転がり軸受において、前記内輪および外輪の軌道面と前記転動体の転動面に、これらの合計表面積１ｍ2 当たり１．０ｇ以上１０ｇ以下となる量の潤滑剤が塗布され、前記保持器は固体潤滑剤を含有する合成樹脂製であり、軌道輪案内型であり（前記内輪に接触する内周面または前記外輪に接触する外周面を有し）、前記複数の転動体の半分以上がセラミックス（例えば、窒化珪素、ジルコニア、炭化珪素、酸化アルミニウム）製であることを特徴とする転がり軸受によって解決することもできる。
【００１８】
転がり軸受において、転動体は負荷を受けると接触している軌道面との間に接触楕円を形成する。転がり軸受が回転し転動体が公転することに伴って、接触楕円も軌道面上を連続的に移動する。このとき、軌道面上の任意の１点を考えた場合、この点には、転動体の通過に伴って接触楕円の形成による弾性変形とその開放が繰り返し生じる。
この弾性変形に要するエネルギーが軸受にトルクが生じる一因となっている。接触楕円が大きいほど大きく弾性変形するため軸受に生じるトルクも大きくなる。セラミックス製の転動体は、鉄鋼製の転動体と比較して弾性変形しにくいため、接触楕円を小さくしてトルクを低減することができるが、コストが高い。
【００１９】
微量潤滑の場合は、セラミックス製の転動体と鉄鋼製の転動体とで濡れ性が異なることに起因して、単純にセラミックス製転動体の数が多いほどトルク低減効果が高いということにはならず、転がり軸受を構成する複数の転動体の半分以上をセラミックス製とすることで、有用なトルク低減効果が得られる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明の転がり軸受によれば、微量潤滑を施してトルクを低減しながら、長期に渡って良好な潤滑性能が得られる。
よって、この発明の転がり軸受は、フィルム搬送装置でフィルムとの摩擦力で回転する従動ローラの回転軸を支持する転がり軸受として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態の転がり軸受を示す断面図である。
【図２】図１の転がり軸受を構成する保持器を示す正面図である。
【図３】図２の保持器を展開し、その一部を拡大して示す部分展開図である。
【図４】図１の転がり軸受において、保持器のポケット部と転動体との関係の一例を示す断面図である（図２のＡ−Ａ断面に相当）。
【図５】図１の転がり軸受において、保持器のポケット部と転動体との関係の一例を示す断面図である（図２のＡ−Ａ断面に相当）。
【図６】図５の保持器の変形例において、保持器のポケット部と転動体との関係を示す断面図である。
【図７】実施例で使用した接線力測定用の試験装置を示す概略構成図である。
【図８】接線力の測定値の回転時間による変化の一例を示すグラフである。
【図９】第２実施形態の転がり軸受を示す断面図である。
【図１０】第２実施例で得られた、３０分後の接線力の中央値とセラミックス製転動体の個数との関係を示すグラフである。
【図１１】フィルム搬送装置の一部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の実施形態について説明する。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の転がり軸受を示す断面図である。
この実施形態の転がり軸受は、内輪１、外輪２、複数のボール（転動体）３、冠形の保持器４、およびシールド板５とで構成されている。
【００２３】
内輪１の外周面１１の軸方向中央部に内輪軌道溝（内輪の軌道面）１２が形成されている。内輪１の外周面１１の軸方向両端部１３は、シールド板５の中心穴５１に対応させた寸法の小径部に形成されている。外輪２の内周面２１の軸方向中央部に、外輪軌道溝（外輪の軌道面）２２が形成されている。外輪２の内周面２１の軸方向両端部に、シールド板５の取り付け溝２３が形成されている。
【００２４】
内輪１、外輪２、およびボール３は、ＳＵＪ２またはＳＵＳ４４０Ｃからなる素材を用い、通常の方法で作製されたものである。
内輪軌道溝１２と外輪軌道溝２２とボール３の表面（転動面）に、これらの合計表面積１ｍ2 当たり１．０ｇ以上１０ｇ以下となる量の潤滑剤が塗布されている。
保持器４は、図２に示すように、円周方向に等間隔で複数のポケット部４１を備えた円環体である。各ポケット部４１は、円環体の軸方向一端が開口している。この開口部４２の開口寸法Ｂはボール３の直径より小さく形成されている。ボール３は、開口部４２を弾性変形させてポケット部４１に挿入される。これにより、ボール３はポケット部４１から脱落せずに保持される。
【００２５】
保持器４は内輪案内型であり、内輪１の外周面１１と保持器４の内周面４５とが摺動しながら回転する。
各ポケット部４１の内面は、図３および図４に示すように、保持器４の内周側の転動体保持面４１ａと、外周側の傾斜面４１ｂとからなる。転動体保持面４１ａは、通常のストレートポケットの面と同じであり、ポケット部４１の中心を通る、保持器４の周面に対する法線Ｈを軸とした円周面である。傾斜面４１ｂは、法線Ｈと平行な転動体保持面４１ａを示す線Ｌａに対して４５°以下の所定角度θで広がる面である。図４のＬｂは、傾斜面４１ｂの延長線を示す。
【００２６】
この実施形態では、図４に示すように、転動体保持面４１ａと傾斜面４１ｂとの境界線４１ｃを、ボール３の中心でのボール３のピッチ円Ｃに対する接線Ｓより、保持器４の内周面４５側に配置している。これにより、転がり軸受の回転時にボール３がポケット部４１内で自転する際に、ボール３と境界線４１ｃが摺動し、境界線４１ｃでボール３の表面に塗布されていた潤滑剤が削り取られて、ボール３の公転方向前方の傾斜面４１ｂに堆積する。
【００２７】
ボール３の自転が続くことで、この潤滑剤の堆積が続き、最終的には傾斜面４１ｂに堆積された潤滑剤Ｊがボール３に付着し、付着した潤滑剤Ｊがボール３の自転で内輪軌道溝１２および外輪軌道溝２２を潤滑する。このメカニズムが繰り返されることで、微量潤滑の潤滑剤が有効に循環利用される。
ポケット部４１の境界線４１ｃは面取りされている。面取りがないと、ボール３と境界線４１ｃとの摺動抵抗が大きくなる。面取りの曲率半径は０．２ｍｍ以上とする。面取りの曲率半径が大きいほど摺動抵抗は小さくなるが、大きすぎると転動体保持面４１ａの部分が少なくなり、ボール保持性能が低下するため、面取りの曲率半径の上限は転動体直径の７０％に相当する寸法とする。
【００２８】
保持器４は、固体潤滑剤を含有する合成樹脂を用い、射出成形や圧縮成形材からの切削加工を行うことで形成されている。固体潤滑剤としてはＰＴＦＥ、ＭｏＳ2 、グラファイト等が使用でき、ベースの合成樹脂としては、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＰ等が使用できる。また、ＰＴＦＥ（合成樹脂であり、固体潤滑剤でもある）をベース樹脂とし、炭素繊維やガラス繊維で補強した材料を使用することもできる。
【００２９】
シールド板５は、ＳＰＣＣまたはＳＵＳ３０４からなる鋼板をプレス加工することで得られたものである。
この実施形態の転がり軸受では、保持器４のポケット部４１に傾斜面４１ｂを設けたことで、前述のように、微量潤滑の潤滑剤が有効に循環利用される。また、保持器４が固体潤滑剤を含有する合成樹脂製であるため、保持器４から転移した潤滑剤により、内輪１の外周面１１と保持器４の内周面４５との間が積極的に潤滑される。したがって、この実施形態の転がり軸受によれば、微量潤滑を施すことでトルクを低減しながら、長期に渡って良好な潤滑性能が得られる。
【００３０】
なお、この実施形態では、ポケット部４１の傾斜面４１ｂが、開口部４２を除いた転動体保持面４１ａより保持器外周側の全域に形成されているが、一部（ボール３の公転方向に応じて、潤滑剤Ｊの堆積が期待できる範囲のみ）に形成されていてもよい。
また、この実施形態では、転動体保持面４１ａと傾斜面４１ｂとの境界線４１ｃを図４に示すように設定しているが、図５に示すように設定してもよい。
【００３１】
図５の例では、転動体保持面４１ａと傾斜面４１ｂとの境界線４１ｃを、ボール３の中心でのボール３のピッチ円Ｃに対する接線Ｓより、保持器４の外周面側に配置し、接線Ｓと境界線４１ｃとの距離を０．５ｍｍ以下としている。これにより、ボール３は、ポケット部４１の境界線４１ｃではなく転動体保持面４１ａと摺動するため、図４の場合と比較して、摺動抵抗を低減できる。
【００３２】
ポケット部４１の境界線４１ｃは面取りされている。面取りを設けることで、ポケット部４１内での潤滑剤の流れがスムーズになる。面取りの曲率半径は０．２ｍｍ以上とする。面取りの曲率半径が大きすぎると転動体保持面４１ａの部分が少なくなり、境界線４１ｃの位置が接線Ｓより保持器４の内周面側に配置されることになってしまうため、面取りの曲率半径の上限は転動体直径の５０％に相当する寸法とする。
【００３３】
図６の例は、境界線４１ｃの位置は図５の例と同じであるが、保持器４の厚さを、ポケット部４１の周縁部４６で図５の例と同じ厚さとし、これ以外の部分で図５の例より薄くしている。すなわち、保持器４は、ポケット部４１の周縁部４６以外の部分で境界線４１ｃに沿う外周面を有し、この外周面からポケット部４１の周縁部４６が突出した形状となっている。これにより、図６の保持器４は図５の保持器４よりも軽量化されるため、図６の保持器４を用いることで、図５の保持器を用いた場合よりもさらにトルクを低減することができる。
【００３４】
［第２実施形態］
図９は、第２実施形態の転がり軸受を示す断面図である。
この実施形態の転がり軸受は、内輪１、外輪２、２０個のボール（転動体）３、冠形の保持器４、およびシールド板５とで構成されている。
内輪１の外周面１１の軸方向中央部に、内輪軌道溝（内輪の軌道面）１２が形成されている。内輪１の外周面１１の軸方向両端部１３は、シールド板５の中心穴５１に対応させた寸法の小径部に形成されている。外輪２の内周面２１の軸方向中央部に、外輪軌道溝（外輪の軌道面）２２が形成されている。外輪２の内周面２１の軸方向両端部に、シールド板５の取り付け溝２３が形成されている。
【００３５】
内輪１および外輪２は、ＳＵＪ２またはＳＵＳ４４０Ｃからなる素材を用い、通常の方法で作製されたものである。
ボール３は、２０個の半分以上に相当する１０個以上が窒化珪素、ジルコニア、炭化珪素（セラミックス）製であり、それ以外はＳＵＪ２またはＳＵＳ４４０Ｃからなる素材を用い、通常の方法で作製されたものである。
【００３６】
保持器４は、円周方向に等間隔で２０個のポケット部４１を備えた円環体である。各ポケット部４１は、円環体の軸方向一端が開口している。この開口部の開口寸法はボール３の直径より小さく形成されている。ボール３は、開口部を弾性変形させてポケット部４１に挿入される。これにより、ボール３は、ポケット部４１から脱落せずに保持される。保持器４の各ポケット部４１は、転動体保持面４１ａのみからなるストレートポケットである。
【００３７】
保持器４は内輪案内型であり、内輪１の外周面１１と保持器４の内周面とが摺動しながら回転する。
保持器４は、固体潤滑剤を含有する合成樹脂を用い、射出成形や圧縮成形材からの切削加工を行うことで形成されている。固体潤滑剤としてはＰＴＦＥ、ＭｏＳ2 、グラファイト等が使用でき、ベースの合成樹脂としては、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＰ等が使用できる。また、ＰＴＦＥ（合成樹脂であり、固体潤滑剤でもある）をベース樹脂とし、炭素繊維やガラス繊維で補強した材料を使用することもできる。
【００３８】
シールド板５は、ＳＰＣＣまたはＳＵＳ３０４からなる鋼板をプレス加工することで得られたものである。
内輪軌道溝１２と外輪軌道溝２２とボール３の表面（転動面）に、これらの合計表面積１ｍ2 当たり１．０ｇ以上１０ｇ以下となる量の潤滑剤が塗布されている。セラミックス製ボール３は、保持器４の円周方向で均等になるように配置されている。
【００３９】
この実施形態の転がり軸受によれば、微量潤滑を施すとともに、ボール３の総数２０個の半分以上に相当する１０個以上を窒化珪素、ジルコニア、炭化珪素（セラミックス）製とすることでトルクを低減しながら、長期に渡って良好な潤滑性能が得られる。
【実施例】
【００４０】
［実施例１］
図１の転がり軸受として、呼び番号６８１２の深溝玉軸受を用い、下記の方法で試験を行った。各寸法は、軸受内径ｄ＝６０ｍｍ、軸受外径Ｄ＝７８ｍｍ、軸受幅ｔ＝１０ｍｍであり、Ａ＝（（Ｄ−ｄ）／２）＝９ｍｍ、Ａ／ｔ＝０．９０である。すなわち、この転がり軸受は上記(1) 式を満たす。
【００４１】
保持器４のサンプル（No. １−１〜１−７）として、図４に示す形状で、ＰＴＦＥを含有する合成樹脂の射出成形により得られたものを用意した。比較例の保持器（No. １−８〜１−１５）として、同じ材質であるが、ポケット部４１の構成が、図４に示すような傾斜面４１ｂがなく、転動体保持面４１ａのみからなるものを用意した。
No. １−１〜１−１５の各保持器を用い、内輪軌道溝１２と外輪軌道溝２２とボール３の表面に、これらの合計表面積１ｍ2 当たり０．５ｇ（No. １−１と１−８）、１．０ｇ（No. １−２と１−９）、２．０ｇ（No. １−３と１−１０）、３．０ｇ（No. １−４と１−１１）、４．０ｇ（No. １−５と１−１２）、５．０ｇ（No. １−６と１−１３）、１０．０ｇ（No. １−７と１−１４）、１５．０ｇ（No. １−１５）となる量の潤滑剤を塗布した。
【００４２】
図７に示す試験装置に、試験軸受６１として、サンプルNo. が同じ転がり軸受を２個ずつ取り付けて試験を行った。
図７の試験装置は、図示されない回転駆動装置に取り付けられ、水平に配置された回転軸６０と、２個の試験軸受６１の間に配置される軸受ホルダー６２と、予圧バネ６３と、一端が軸受ホルダー６２に固定された糸６４と、糸６４の他端が固定されたフォースゲージ６５とを有する。２個の試験軸受６１の内輪が回転軸６０に取り付けられ、外輪に軸受ホルダー６２が外嵌されている。内輪に予圧バネ６３により予圧荷重（アキシアル荷重）を付加している。糸６４は、２個の試験軸受６１の外輪の中間点から接線方向に延びている。
【００４３】
回転軸６０の回転により、試験軸受６１の内輪が回転すると、摩擦により外輪に連れ回りが生じる。この連れ回りの接線力（接線方向の荷重）をフォースゲージ６５により測定する。測定値は２個の試験軸受６１の値であるため、２で割ることで１個分の値を算出する。
図８は、接線力の測定値の回転時間による変化の一例を示すグラフである。このグラフに示すように、接線力の値は振れ幅を持つため、中央値と振れ幅量の両方で評価する。
【００４４】
先ず、試験軸受６１の動摩擦トルクを調べる試験として、常温、常圧、回転速度７０ｍｉｎ-1で、回転軸６０を一方向に回転し、３０分経過した時点での接線力の中央値および振れ幅量と、１２時間経過した時点での接線力の中央値を調べた。荷重条件は予圧バネ６３による予圧荷重（アキシアル荷重）と、軸受ホルダー６２によるハウジング荷重（ラジアル荷重）である。
【００４５】
次に、試験軸受６１の耐久性試験として、常温、常圧、回転速度４２０ｍｉｎ-1で回転軸６０を回転し、保持器に破損が生じるまでの総回転数を調べた。荷重条件は予圧バネ６３による予圧荷重（アキシアル荷重）と、軸受ホルダー６２によるハウジング荷重（ラジアル荷重）である。
これらの結果を下記の表１に示す。この表で、破損までの総回転数が「５（×１０7 ）以上」は、総回転数が５×１０7 になっても破損が生じなかったため、試験を打ち切ったことを示す。この条件での総回転数５×１０7 は、常温、常圧、回転速度７０ｍｉｎ-1での回転数に換算すると、約１．５年分の回転数に相当する。これを耐久性の合格ラインとした。
【００４６】
【表１】
0005838647.tif 000002
【００４７】
この表から分かるように、No. １−１とNo. １−８は、潤滑剤量（内輪軌道溝１２と外輪軌道溝２２とボール３の表面とに塗布した潤滑剤量の、塗布面の合計表面積１ｍ2 当たりの値）が０．５ｇ／ｍ2 で同じであるため、動摩擦トルクに対応する接線力の値はほぼ同じになっているが、保持器４のポケット部４１に傾斜面４１ｂが形成されているNo. １−１の方が、傾斜面４１ｂが形成されていないNo. １−８よりも破損までの総回転数が多く、耐久性が高い。すなわち、ポケット部４１に傾斜面４１ｂを設けることで耐久性が向上できることが分かる。
【００４８】
No. １−２とNo. １−９は、潤滑剤量が１．０ｇ／ｍ2 で同じであるため、動摩擦トルクに対応する接線力の値はほぼ同じになっているが、保持器４のポケット部４１に傾斜面４１ｂが形成されているNo. １−２は総回転数が５×１０7 となっても破損が生じず、傾斜面４１ｂが形成されていないNo. １−９よりも耐久性が高い。すなわち、ポケット部４１に傾斜面４１ｂを設けることで耐久性が向上でき、潤滑剤量を１．０ｇ／ｍ2 としてトルクを低減しながら、良好な耐久性が得られることが分かる。
【００４９】
よって、No. １−２の転がり軸受は、フィルム搬送装置でフィルムとの摩擦力で回転する従動ローラの回転軸を支持する転がり軸受として、特に好適である。
また、No. １−３とNo. １−１０、No. １−４とNo. １−１１、No. １−５とNo. １−１２、No. １−６とNo. １−１３、No. １−７とNo. １−１４は、潤滑剤量がそれぞれ２．０ｇ／ｍ2 、３．０ｇ／ｍ2 、４．０ｇ／ｍ2 、５．０ｇ／ｍ2 、１０．０ｇ／ｍ2 で同じであるため、動摩擦トルクに対応する接線力の値はほぼ同じになっている。しかし、保持器４のポケット部４１に傾斜面４１ｂが形成されているNo. １−３〜１−７は総回転数が５×１０7 となっても破損が生じず、傾斜面４１ｂが形成されていないNo. １−１０〜１−１４よりも耐久性が高い。すなわち、ポケット部４１に傾斜面４１ｂを設けることで耐久性が向上でき、潤滑剤量を２．０〜１０．０ｇ／ｍ2 としてトルクを低減しながら、良好な耐久性が得られることが分かる。
【００５０】
よって、No. １−３〜１−７の転がり軸受も、フィルム搬送装置でフィルムとの摩擦力で回転する従動ローラの回転軸を支持する転がり軸受として好適である。
No. １−１５は、潤滑剤量が１５．０ｇ／ｍ2 で１０．０ｇ／ｍ2 よりも多い例であり、３０分経過後の接線力の値が他と比べて極端に大きかったため、動摩擦トルクを調べる試験を３０分の回転で打ち切り、耐久性試験を行わなかった。
【００５１】
［実施例２］
図９の転がり軸受として、呼び番号６８１２の深溝玉軸受を用い、下記の方法で試験を行った。各寸法は、軸受内径ｄ＝６０ｍｍ、軸受外径Ｄ＝７８ｍｍ、軸受幅ｔ＝１０ｍｍであり、Ａ＝（（Ｄ−ｄ）／２）＝９ｍｍ、Ａ／ｔ＝０．９０である。すなわち、この転がり軸受は上記(1) 式を満たす。
【００５２】
ボール３としては、窒化珪素（セラミックス）製のものと、ＳＵＪ２からなる素材を用い、通常の方法で作製されたものを用意した。
サンプルNo. ２−１と２−１２では、ＳＵＪ２製のボール３を２０個使用した。No. ２−２〜２−１０では、総数２０個のボール３のうち、セラミックス製のボール３を２〜１８個使用し、それ以外をＳＵＪ２製のボール３とした。サンプルNo. ２−１１と２−１６ではセラミックス製のボール３を２０個使用した。No. ２−１３〜２−１５では、総数２０個のボール３のうち、セラミックス製のボール３を１０、１４、１８個使用し、それ以外をＳＵＪ２製のボール３とした。
【００５３】
保持器４としては、ＰＴＦＥを含有する合成樹脂の射出成形により得られたもの（No. ２−１〜２−１１）と、ＰＴＦＥを含有しない合成樹脂の射出成形により得られたもの（No. ２−１２〜２−１６）を用意した。
サンプル毎に、上述の組み合わせで転がり軸受を組み立てた。サンプルNo. ２−２〜２−１０，２−１３〜２−１５では、セラミックス製のボール３が極力、保持器４の円周方向に均等に配置されるようにした。
【００５４】
全てのサンプルで、内輪軌道溝１２と外輪軌道溝２２とボール３の表面に、これらの合計表面積１ｍ2 当たり０．５ｇとなる量の潤滑剤を塗布した。
第１実施形態と同様に、図７に示す試験装置に、試験軸受６１として、サンプルNo. が同じ転がり軸受を２個ずつ取り付けて、試験軸受６１の動摩擦トルクを調べる試験を行った。
【００５５】
具体的には、常温、常圧、回転速度７０ｍｉｎ-1で、回転軸６０を一方向に回転し、３０分経過した時点での接線力の中央値および振れ幅量と、１２時間経過した時点での接線力の中央値を調べた。荷重条件は予圧バネ６３による予圧荷重（アキシアル荷重）と、軸受ホルダー６２によるハウジング荷重（ラジアル荷重）である。
その結果を下記の表２に示す。また、表２の結果から得られた、３０分後の接線力の中央値とセラミックス製転動体の個数との関係を図１０にグラフで示す。図１０において「○」はＰＴＦＥ含有の合成樹脂製保持器を用いた場合の結果を、「△」はＰＴＦＥを含有しない合成樹脂製保持器を用いた場合の結果を示す。
【００５６】
なお、No. ２−２〜２−４，２−１２〜２−１６では、３０分経過後の接線力の値が他と比べて極端に大きかったため、動摩擦トルクを調べる試験を３０分の回転で打ち切った。
【００５７】
【表２】
0005838647.tif 000003
【００５８】
この結果から、ＰＴＦＥ含有の合成樹脂製保持器を用いた場合には、セラミックス製ボールの数が２０個のうちの半分以上である１０個以上にすることで、セラミックス製ボールの数が０個である場合よりもはっきりと接線力を小さくできることが分かる。また、ＰＴＦＥを含有しない合成樹脂製保持器を用いた場合には、セラミックス製ボールの数が１０個以上であっても、セラミックス製ボールの数が０個である場合との比較で接線力を小さくできる効果が少ないことが分かる。
【００５９】
次に、ＰＴＦＥを含有する合成樹脂の射出成形により得られた保持器４を用い、総数２０個のボール３のうち、セラミックス製ボール３を１０個、ＳＵＪ２製のボール３を１０個、保持器４の円周方向に交互に配置し、内輪軌道溝１２と外輪軌道溝２２とボール３の表面に、これらの合計表面積１ｍ2 当たり０．５ｇ（No. ２−１７）、１．０ｇ（No. ２−１８）、１０．０ｇ（No. ２−１９）となる量の潤滑剤を塗布して、各転がり軸受を組み立てた。
【００６０】
そして、第１実施形態と同様に、図７に示す試験装置に、試験軸受６１として、サンプルNo. が同じ転がり軸受を２個ずつ取り付けて、試験軸受６１の耐久性試験を行った。
具体的には、常温、常圧、回転速度４２０ｍｉｎ-1で回転軸６０を回転し、保持器に破損が生じるまでの総回転数を調べた。荷重条件は予圧バネ６３による予圧荷重（アキシアル荷重）と、軸受ホルダー６２によるハウジング荷重（ラジアル荷重）である。
【００６１】
これらの結果を下記の表３に示す。この表で、破損までの総回転数が「５（×１０7 ）以上」は、総回転数が５×１０7 になっても破損が生じなかったため、試験を打ち切ったことを示す。この条件での総回転数５×１０7 は、常温、常圧、回転速度７０ｍｉｎ-1での回転数に換算すると、約１．５年分の回転数に相当する。これを耐久性の合格ラインとした。
【００６２】
【表３】
0005838647.tif 000004
【００６３】
この表から分かるように、潤滑剤量（内輪軌道溝１２と外輪軌道溝２２とボール３の表面とに塗布した潤滑剤量の、塗布面の合計表面積１ｍ2 当たりの値）が１．０〜１０．０ｇ／ｍ2 の範囲であるNo. ２−１８および２−１９は、総回転数が５×１０7 となっても破損が生じなかったが、潤滑剤量が前記範囲から外れる０．５ｇ／ｍ2 であるNo. ２−１７は、総回転数１×１０7 で破損が生じた。
【００６４】
特に、No. ２−１８の転がり軸受は、潤滑剤量を１．０ｇ／ｍ2 としてトルクを低減しながら、良好な耐久性が得られることが分かる。よって、No. ２−１８の転がり軸受は、フィルム搬送装置でフィルムとの摩擦力で回転する従動ローラの回転軸を支持する転がり軸受として、特に好適である。
【符号の説明】
【００６５】
１  内輪
１１  内輪の外周面
１２  内輪軌道溝
２  外輪
２１  外輪の内周面
２２  外輪軌道溝
２３  シールド板の取り付け溝
３  ボール（転動体）
４  保持器
４１  ポケット部
４１ａ  転動体保持面
４１ｂ  傾斜面
４１ｃ  転動体保持面と傾斜面との境界線
４２  開口部
４５  保持器の内周面
５  シールド板
Ｃ  ボール中心でのボールピッチ円
Ｈ  ポケット部の中心を通る、保持器の周面に対する法線
Ｊ  潤滑剤
Ｌａ  転動体保持面の延長線
Ｌｂ  傾斜面の延長線
Ｓ  ボールピッチ円Ｃに対する接線
θ  転動体保持面と傾斜面との角度
【図１】
0005838647.tif 000005
【図２】
0005838647.tif 000006
【図３】
0005838647.tif 000007
【図４】
0005838647.tif 000008
【図５】
0005838647.tif 000009
【図６】
0005838647.tif 000010
【図７】
0005838647.tif 000011
【図８】
0005838647.tif 000012
【図９】
0005838647.tif 000013
【図１０】
0005838647.tif 000014
【図１１】
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