(57)【要約】  転がり軸受の内輪（１）および外輪（２）の軌道面とボール（３）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を塗布する。保持器（４）を、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体）を主成分とし、繊維状充填材を含有する樹脂組成物を射出成形することで形成する。保持器（４）の案内形式を転動体案内とする。
2013118202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪、外輪、複数の転動体、および円環状の保持器を有し、
前記保持器は、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体）を主成分とし、繊維状充填材を含有する樹脂組成物を射出成形することで形成されたものであり、
前記保持器の案内形式は転動体案内であり、
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】
前記転動体の数が、最大個数の７０％以上９０％以下に相当する数である請求項１記載の転がり軸受。
【請求項３】
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)式を満たす請求項１または２記載の転がり軸受。
（（Ｄ−ｄ）／２）／ｔ≦１．０７‥‥（１）
【請求項４】
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１〜３のいずれか１項に記載の転がり軸受。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載された転がり軸受を備えているフィルム搬送装置。
【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、フィルム搬送装置７３において、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。
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。
また、特許文献３には、転がり軸受の保持器を、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体）を主成分とし繊維状充填材を含有する樹脂組成物の射出成形により形成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
【特許文献３】特開２０１１−１６９４６６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、従来の転がり軸受よりも動摩擦トルクが低減された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、この発明の一態様に係る転がり軸受は、内輪、外輪、複数の転動体、および円環状の保持器を有する転がり軸受であって、前記保持器は、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体）を主成分とし、繊維状充填材を含有する樹脂組成物を射出成形することで形成されたものであり、前記保持器の案内形式は転動体案内であり、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ていることを特徴とする。【００１１】
この態様の転がり軸受によれば、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、前記保持器は、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体）を主成分とし、繊維状充填材を含有する樹脂組成物からなるものであるため、ポリアミドを主成分とする樹脂組成物からなるものと比較して、微量潤滑下での転がり軸受の動摩擦トルクを低減できる。ポリアミドは合成樹脂製保持器の材料として従来より使用されている。【００１２】
すなわち、ＥＴＦＥは撥水性に優れているため、主にＥＴＦＥからなる保持器では、微量潤滑下でポケット内の転動体に被膜状に付着している潤滑剤がポケットに移着せず、転動体に潤滑剤が付着した状態が保持される。これにより、転動体とポケット面が非接触に近い状態が保持されるため、微量潤滑下での転動体と保持器との間の摩擦抵抗が小さくなる。【００１３】
また、前記保持器は、ＥＴＦＥを主成分とする樹脂組成物を射出成形することで形成されたものであるため、同じ樹脂組成物を使用して射出成形以外の方法で形成された保持器と比較して、転がり軸受の動摩擦トルクを低減できる。
すなわち、射出成形では、樹脂が金型の表面に沿って流れて成形されるため、成形品の表層部（スキン層）は樹脂の流れに沿った層状に形成される。また、樹脂組成物に含まれている繊維状充填材の長手方向がスキン層に沿って延び、互いに絡み合わずに平行に配置される。したがって、この態様の転がり軸受において、保持器のポケットと転動体との摺動に伴う摩擦抵抗が小さくなる。【００１４】
これに対して、同じ樹脂組成物の圧縮成形材から切削加工で得られた保持器では、保持器のポケット面に、樹脂の流れの断面および繊維状充填材の断面が露出するため、保持器のポケットと転動体との摺動に伴う摩擦抵抗が大きくなる。また、合成樹脂製の保持器を作製する方法として、切削加工は難しく、射出成形が適している。
また、前記保持器の案内形式が転動体案内であることで、保持器と内輪および外輪とが摺動しない（これらの間の摩擦抵抗が０になる）ため、軌道輪案内の場合と比較して転がり軸受の動摩擦トルクが小さくなる。【００１５】
この態様の転がり軸受が、最大個数の７０％以上９０％以下に相当する数の転動体を有すると、これ以外の数の転動体を有する転がり軸受と比較して動摩擦トルクをさらに小さくすることができる。
転がり軸受が有することのできる転動体の最大個数は、組み合わせる内輪および外輪の寸法により決まっている。また、通常の転がり軸受が有する転動体の個数は最大個数になっている。その理由は、転動体の個数が多いほど、転がり軸受に加わる荷重が分散され易く、軸受の金属疲労による寿命を向上させる点で有利なためである。【００１６】
一方、転動体の個数が少ないほど、転動体の通過による内輪および外輪の弾性変形の回数が少なくなるため、転がり軸受の動摩擦トルクは低下する。しかし、転動体の個数が少な過ぎて、転動体列が円に近似できない程度の多角形になると、転がり軸受の回転性能に影響が出る。転動体の個数が最大個数の７０％以上９０％以下に相当する数であると、動摩擦トルクを小さくしながら転がり軸受の回転性能を良好に保持することができる。【００１７】
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）【００１８】
この薄肉軸受は、前記(1)式を満たさない転がり軸受と比較して、内径が同じ場合に外径が小さい。そのため、軸受箱を小さくできる。また、多数の従動ローラを有するフィルム搬送装置では、隣り合う従動ローラをより近接して配置できる。よって、フィルム搬送装置の従動ローラの回転軸を支持する転がり軸受として、前記(1)式を満たす薄肉軸受を使用することにより、フィルム搬送装置全体の設置面積を小さくできる。【００１９】
また、この薄肉軸受は、前記(1)式を満たさない転がり軸受と比較して、径方向の内部空間が狭いため、配置される転動体の直径が小さく、転動体の最大個数が多い。よって、転動体個数の最大個数からの低減数を多くしても、転がり軸受の回転性能に影響が出にくい。したがって、この態様の転がり軸受が最大個数の７０％以上９０％以下に相当する数の転動体を有する場合には、前記(1)式を満たすことで、転がり軸受の回転性能の低下を抑制できる。【００２０】
この態様の転がり軸受は、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。フィルム搬送装置としては、下記の構成(a)および(b)を有するものが挙げられる。
(a)互いに平行に配置され、フィルムを支持しながら搬送する複数の搬送ローラと、前記搬送ローラの回転軸を支持する転がり軸受と、を有する。
(b)前記搬送ローラは、フィルムに駆動力を与える駆動ローラと、移動するフィルムとの間に生じる摩擦力で回転する従動ローラと、からなる。
また、この態様の転がり軸受を、前記構成(a)および(b)を有するフィルム搬送装置の従動ローラを支持する転がり軸受として備えていると、上記のような利点があるため有用である。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、従来の転がり軸受よりも動摩擦トルクが低減された転がり軸受が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図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】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４】動摩擦トルク値と測定値の回転時間との関係の一例を示すグラフである。
【図５】参考例で動摩擦トルクを調べた試験の結果を示すグラフであって、縦軸は、１５分経過した時点での動摩擦トルク値のノミナル値であり、横軸は同トルク値の振れ幅量である。
【図６】実施例１で動摩擦トルクを調べた試験の結果を示すグラフであって、縦軸は、１５分経過した時点での動摩擦トルク値のノミナル値であり、横軸は同トルク値の振れ幅量である。
【図７】実施例で使用したパーティクル測定用の試験装置を示す概略構成図である。
【図８】実施例１で行ったパーティクル測定の結果を示すグラフである。
【図９】実施例２で動摩擦トルクを調べた試験の結果を示すグラフであって、縦軸は、１５分経過した時点での動摩擦トルク値のノミナル値であり、横軸は同トルク値の振れ幅量である。
【図１０】実施例２で行ったパーティクル測定の結果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】
【００２３】
以下、この発明の実施形態について説明するが、この発明はこの実施形態に限定されない。
図１は、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、１５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。この転がり軸受におけるボール３の最大個数は２１個である。
【００２４】
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。
【００２５】
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（Ｓ）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。このように微量な潤滑剤の塗布は、内輪軌道溝１２と外輪軌道溝２２とボール３を潤滑剤に浸漬して引き上げる方法や、内輪軌道溝１２と外輪軌道溝２２とボール３の表面に潤滑剤を噴霧する方法で行うことができる。また、実際の塗布量は、潤滑剤塗布前後の転がり軸受の質量差を合計表面積Ｓで除算することで算出できる。
【００２６】
保持器４は、ＥＴＦＥを主成分とし、繊維状充填材（カーボン繊維、ウィスカー、またはガラス繊維）を含有する樹脂組成物を用い、射出成形を行うことで形成されている。
保持器４は、図２に示すように、円周方向に等間隔で１５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。保持器４の各ポケット部４１は、ボール３と同心の球面状の転動体保持面４１ａのみからなる。
【００２７】
保持器４の案内形式は転動体案内であり、保持器４の内周面と内輪１の外周面１１は摺動しない。
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によれば、微量潤滑を施し、保持器４を、ＥＴＦＥを主成分として繊維状充填材を含有する樹脂組成物の射出成形品として、転動体案内にするとともに、ボール３の個数を最大個数である２１個より少ない１５個（７１％）とすることにより、動摩擦トルクを低減しながら、回転性能を良好に保持することができる。
【００２８】
なお、この実施形態では、転動体がボールである玉軸受について説明したが、この発明は玉軸受に限定されず、転動体が円柱状や円錐状のころ（ローラ）であるころ軸受にも適用できる。ころ軸受の場合、ころの転動面は周面であるため、合計表面積に算入する転動体の表面積にころの端面は含まない。
【実施例】
【００２９】
［実施例１］
実施例１では、保持器の材質および潤滑剤量の違いによる、転がり軸受の動摩擦トルクおよびパーティクル発生個数の違いを調べた。
＜動摩擦トルク試験＞
図１の転がり軸受として呼び番号６２００の深溝玉軸受を用い、下記の方法で動摩擦トルクを調べる試験を行った。各寸法は、軸受内径ｄ＝１０ｍｍ、軸受外径Ｄ＝３２ｍｍ、軸受幅ｔ＝９ｍｍである。
内輪１および外輪２は、ＳＵＪ２製で通常の方法で作製されたものである。ボール３は、ＳＵＪ２製で通常の方法で作製されたものである。ボール３の数は通常通り（最大個数）の８個である。シールド板５は、ＳＰＣＣからなる鋼板をプレス成形することで得られたものである。【００３０】
保持器４としては、図２と同様の形状であるがポケット数は８個であり、ＥＴＦＥとチタン酸カリウムウィスカーからなる樹脂組成物（質量比でＥＴＦＥ：チタン酸カリウムウィスカー＝９０：１０）の射出成形により得られたもの（保持器Ａ）と、ナイロン６６とカーボン繊維からなる樹脂組成物（質量比でナイロン６６：カーボン繊維＝８５：１５）の射出成形により得られたもの（保持器Ｂ）を用意した。【００３１】
ＥＴＦＥ：旭硝子製「Ｆｌｕｏｎ  ＥＴＦＥ  Ｃ−５５ＡＰ」
チタン酸カリウムウィスカー：大塚化学製「ティスモ」、繊維径０．２μｍ〜０．６μｍ、繊維長１０μｍ〜２０μｍ
ナイロン６６：宇部興産製「ＵＢＥナイロン６６」
カーボン繊維：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
グリースとしては、クリーンルーム対応リチウム系グリース（日本精工製「ＬＧ２」）を用意した。【００３２】
先ず、参考例として、軸受空間の３０容積％に相当する量のグリースを充填して、保持器Ａ，Ｂを用いた各４個の軸受を組み立てた。
図３に示す試験装置に、試験軸受６１として、保持器が同じ転がり軸受を２個ずつ取り付けて試験を行った。４個ある保持器Ａが取り付けられた軸受の２個を取り付けて１回目の試験を行い、残りの２個を取り付けて２回目の試験を行った。同様に、４個ある保持器Ｂが取り付けられた軸受の２個を取り付けて１回目の試験を行い、残りの２個を取り付けて２回目の試験を行った。【００３３】
図３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。【００３４】
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。そして、接線力の測定値に軸受ホルダー６２の半径を乗じて動摩擦トルク値を算出する。【００３５】
動摩擦トルク値と回転時間との関係の一例を図４のグラフに示す。このグラフに示すように、動摩擦トルク値は振れ幅を有する。そのため、動摩擦トルク値のノミナル値（実測データの平均値）を縦軸、振れ幅量を横軸としたグラフで、トルク性能を比較する。このグラフの場合、動摩擦トルク値のノミナル値と振れ幅が小さいほど、プロット位置は左下隅に近くなる。【００３６】
常温、常圧、回転速度１５０ｍｉｎ-1で、回転軸６０を一方向に回転し、１５分経過した時点での動摩擦トルク値（接線力からの換算値）のノミナル値（図４のａ）および振れ幅量（図４のｂ）を調べて、その結果を図５のグラフに示した。荷重条件は、予圧バネ６３による８８．２Ｎ（９ｋｇｆ）の予圧荷重（アキシアル荷重）と、ハウジング自重による荷重（ラジアル荷重）である。【００３７】
図５のグラフに示すように、「○」のプロットで示す保持器Ａ（主材料ＥＴＦＥ）を備えた軸受と、「△」のプロットで示す保持器Ｂ（主材料ナイロン６６）を備えた軸受とで、動摩擦トルク値に大きな差はなかった。これは、潤滑剤が軸受空間に多量に存在することにより、潤滑剤の攪拌抵抗が動摩擦トルクの主要因となり、保持器の材質やポケット内での潤滑状態の違いは殆ど影響しないためと考えられる。【００３８】
次に、保持器Ａ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１．０ｇ、１０．０ｇ、１１．０ｇとなる量のグリースを塗布して、各２個の軸受を組み立てた。また、保持器Ｂ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１．０ｇ、１０．０ｇとなる量のグリースを塗布して、各２個の軸受を組み立てた。【００３９】
これらの軸受を参考例の場合と同様に、図３に示す試験装置に、試験軸受６１として、保持器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。潤滑剤の量以外はすべて参考例の場合と同じ条件で試験を行った。その結果を図６のグラフに示した。
図６のグラフに示すように、潤滑剤の塗布量が同じ場合、保持器Ａ（ＥＴＦＥ保持器：主材料がＥＴＦＥ）を備えた軸受のプロットは、保持器Ｂ（ＰＡ保持器：主材料がナイロン６６）を備えた軸受のプロットより、左下隅に近い位置にある。すなわち、保持器の主材料をＥＴＦＥとすることでナイロン６６とした場合よりも、微量潤滑下での動摩擦トルク値を小さくできることが分かる。【００４０】
また、保持器Ａを備えた軸受における、潤滑剤の塗布量が１０．０ｇ／ｍ2と１１．０ｇ／ｍ2の場合の比較で、塗布量の差が１．０ｇ／ｍ2という僅かな量であるにも関わらず、動摩擦トルクのノミナル値が、塗布量１１．０ｇ／ｍ2の軸受で塗布量１０．０ｇ／ｍ2の軸受よりも著しく大きくなっている。この結果から、潤滑剤塗布量として、内輪軌道溝１２と外輪軌道溝２２とボール３の合計表面積１ｍ2当たり１０．０ｇが、微量潤滑下での動摩擦トルク値を小さくできる上限値と言うことができる。【００４１】
＜パーティクル個数測定＞
保持器Ａ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０．７５ｇ、１．０ｇ、１０．０ｇとなる量のグリース（日本精工製「ＬＧ２」）を塗布して、各１個の軸受を組み立てた。
これらの軸受を図７に示すパーティクル測定装置の試験軸受８１として取り付けて、試験軸受８１の回転により生じるパーティクル数を測定した。
図７の測定装置は、試験軸受８１の内輪に内嵌される回転体８２と、一端が回転体８２にボルトで固定された回転軸８３と、試験軸受８１のハウジング８４と、試験軸受８１の外輪にアキシャル荷重を加えるための環状体８５およびバネ８６を有する。【００４２】
回転軸８３の一端に形成された環状部８３１に、回転体８２の円柱状突起８２１が外嵌されている。回転軸８３の他端側は、カップリング８３ａを介してモータ８３ｂに接続されている。回転軸８３は、水平に配置され、長手方向の２箇所に配置されたサポート軸受８７により、ハウジング８８に対して回転自在に取り付けられている。
試験軸受８１は、アクリル製の筒体９１、前面板９２、および仕切り板９３で形成された密閉空間９内に存在する。密閉空間９の前面板９２に、クリーンエアの導入口９４と導出口９５が形成されている。【００４３】
回転軸８３の環状部８３１と、サポート軸受８７のハウジング８８に固定された環状体８８１との間に、磁気シール８９が配置されている。すなわち、試験軸受８１のハウジング８４とサポート軸受８７のハウジング８８との間が、磁気シール８９でシールされている。これにより、回転軸８３の回転に伴って生じるサポート軸受８７からのパーティクルや、サポート軸受８７の内部や嵌め合い部を通過してくる大気中のパーティクルが、密閉空間９内に入り込まないようになっている。【００４４】
この装置を用い、導入口９４にクリーンエア（パーティクルが含まれていない標準エア）の導入配管を接続し、導出口９５にパーティクルカウンターの空気導入口に向かう配管を接続した状態で、回転軸８３を回転する。その際に、密閉空間９内の気体が導出口９５からパーティクルカウンターに向けて排出され、排出された気体と同体積のクリーンエアが導入口９４から導入されるようにした。【００４５】
この状態で、常温、常圧、アキシャル荷重２９．４Ｎ（３．０ｋｇｆ）、回転速度１７００ｍｉｎ-1の条件で、回転軸８３を一方向に回転し、所定数回転毎に密閉空間９内の１ＣＦ（立方フィート）当たりのパーティクル数（粒径０．１μｍ以下のもの）を連続して５回ずつ測定した。５回の測定結果のうち最も個数が少なかった値を図８のグラフにプロットした。【００４６】
なお、回転開始直後は、通常、回転部分に付着しているパーティクルが飛散することに伴って、カウントされるパーティクル個数が急激に増加し、この飛散が終わると急激に減少する。そのため、回転開始直後は、測定間隔を約１時間に１回、５時間後まで測定している。この回転開始直後の複数個のプロットが、図８の横軸「０」に近い位置に存在する。【００４７】
図８のグラフに示すように、潤滑剤の塗布量が１．０ｇ／ｍ2と１０．０ｇ／ｍ2の軸受から発生したパーティクル個数は、総回転数が１×１０7回から１０×１０7回までの間で大きな変化はなく、３００個／ＣＦ以下であった。０．１μｍ以下のパーティクル個数が３５０個／ＣＦ以下であると、ＦＥＤ−ＳＴＤ−２０９の規格でクラス１０に相当する。よって、潤滑剤の塗布量が１．０ｇ／ｍ2と１０．０ｇ／ｍ2である軸受はクリーン度が高いことが分かる。【００４８】
これに対して、潤滑剤の塗布量が０．７５ｇ／ｍ2の場合は、総回転数が６×１０7回を超えると、発生するパーティクル個数が急増したため、総回転数７×１０7回で測定を終了した。これは、潤滑剤の塗布量が少なすぎて、軸受が潤滑不足による寿命に至ったためと考えられる。
この結果から、潤滑剤塗布量として、内輪軌道溝１２と外輪軌道溝２２とボール３の合計表面積１ｍ2当たり１．０ｇが、微量潤滑下での動摩擦トルク値を小さくしながら７×１０7回転の軸受寿命が得られるための下限値と言うことができる。【００４９】
［実施例２］
実施例２では、転動体の数の違いによる、転がり軸受の動摩擦トルクおよびパーティクル発生個数の違いを調べた。
＜動摩擦トルク試験＞
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、下記の方法で動摩擦トルクを調べる試験を行った。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＝０．９である。すなわち、この転がり軸受は上記(1) 式を満たす。【００５０】
内輪１および外輪２は、ＳＵＪ２製で通常の方法で作製されたものである。ボール３は、ＳＵＪ２製で通常の方法で作製されたものである。ボール３の数は、それぞれ２１個（最大個数）、２０個（最大個数の９５．２％）、１９個（最大個数の９０．５％）、１８個（最大個数の８５．７％）、１７個（最大個数の８１．０％）、１６個（最大個数の７６．２％）、１５個（最大個数の７１．４％）、１４個（最大個数の６６．７％）、１３個（最大個数の６１．９％）、１２個（最大個数の５７．１％）、１１個（最大個数の５２．３％）、１０個（最大個数の４７．６％）の１２種類とした。シールド板５は、ＳＰＣＣからなる鋼板をプレス成形することで得られたものである。【００５１】
保持器４としては、図２に示す形状で、ＥＴＦＥとチタン酸カリウムウィスカーからなる樹脂組成物（質量比でＥＴＦＥ：チタン酸カリウムウィスカー＝９０：１０）の射出成形により得られたもの（ＥＴＦＥ保持器）を用意した。ＥＴＦＥとチタン酸カリウムウィスカーは実施例１と同じものを使用した。【００５２】
ボール３の個数が異なる１２種類の転がり軸受について、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１．０ｇ、１０．０ｇとなる量の潤滑剤（実施例１と同じクリーンルーム対応リチウム系グリース）を塗布して、同じ構成の転がり軸受（２４種類）を２個ずつ組み立てた。保持器４のポケット部４１の数はＺ個であり、ボール３の個数がＺより少ないサンプルでは、保持器４のポケット部４１の一部にボール３を入れない。その際に、複数個のボール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。【００５３】
これらの軸受を参考例の場合と同様に、図３に示す試験装置に、試験軸受６１として、保持器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。
常温、常圧、回転速度７０ｍｉｎ-1で、回転軸６０を一方向に回転し、１５分経過した時点での動摩擦トルク値（接線力からの換算値）のノミナル値（図４のａ）を調べて、その結果を図９のグラフに示した。荷重条件は、予圧バネ６３による８８．２Ｎ（１６ｋｇｆ）の予圧荷重（アキシアル荷重）と、ハウジング自重による４．９Ｎ（５００ｇｆ）の荷重（ラジアル荷重）である。【００５４】
図９のグラフに示すように、転動体装填率（Ｚを１００とした時の比率）が小さくなるにつれて、６０％程度までは動摩擦トルク値が低下しているが、さらに小さくなると上昇に転じている。上昇に転じる理由は、転動体列の多角形化に伴い転がり軸受の回転性能が低下するためと推測される。
そして、潤滑剤の塗布量が１．０ｇ／ｍ2の場合と１０．０ｇ／ｍ2の場合で上昇に転じる転動体装填率に差はあるが、この結果から、潤滑剤の塗布量が１．０〜１０．０ｇ／ｍ2の範囲で転動体装填率を７０％以上９０％以下とすることが、動摩擦トルク値の低下に有効であると言うことができる。【００５５】
＜パーティクル個数測定＞
内輪１、外輪２、ボール３、保持器４、およびシールド板５は、動摩擦トルク試験用と同じものを使用した。
ボール３の数は、それぞれ２１個（最大個数）、１９個（最大個数の９０．５％）、１７個（最大個数の８１．０％）、１５個（最大個数の７１．４％）、１３個（最大個数の６１．９％）、１１個（最大個数の５２．３％）の６種類とした。
ボール３の個数が異なる６種類の転がり軸受について、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１．０ｇとなる量の潤滑剤（実施例１と同じクリーンルーム対応リチウム系グリース）を塗布して、同じ構成の転がり軸受（６種類）を２個ずつ組み立てた。【００５６】
これらの軸受を図７に示すパーティクル測定装置の試験軸受８１として取り付けて、実施例１と同じ方法で、試験軸受８１の回転により生じるパーティクル数を測定した。試験条件は、常温、常圧、回転速度７０ｍｉｎ-1と３００ｍｉｎ-1で、予圧バネ６３による８８．２Ｎ（１６ｋｇｆ）の予圧荷重（アキシアル荷重）と、ハウジング自重による４．９Ｎ（５００ｇｆ）の荷重（ラジアル荷重）である。【００５７】
回転開始から２４時間後に、密閉空間９内の１ＣＦ（立方フィート）当たりのパーティクル数（粒径０．１μｍ以下のもの）を連続して５回ずつ測定した。５回の測定結果のうち最も個数が少なかった値を、回転速度毎に図１０のグラフにプロットした。
図10のグラフに示すように、回転速度が７０ｍｉｎ-1および３００ｍｉｎ-1のいずれの場合も、転動体装填率が７０％よりも小さくなるとパーティクル個数が急増している。これは、転動体列の多角形化に伴い転がり軸受の回転性能が低下したことに起因すると推測される。この結果から、潤滑剤の塗布量が１．０ｇ／ｍ2の場合は、転動体装填率７０％以上が好ましいと言うことができる。
【符号の説明】
【００５８】
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
４２  開口部
５  シールド板
６０  回転軸
６１  試験軸受
６２  軸受ホルダー
６３  予圧バネ
６４  糸
６５  フォースゲージ
７０  フィルム
７１  搬送ローラ
７２  転がり軸受
７３  フィルム搬送装置
８１  試験軸受
８２  回転体
８２１  回転体の円柱状突起
８３  回転軸
８３１  回転軸の環状部
８３ａ  カップリング
８３ｂ  モータ
８４  ハウジング
８５  環状体
８６  バネ
８７  サポート軸受
８８  ハウジング
８８１  環状体
８９  磁気シール
９  密閉空間
９１  筒体
９２  前面板
９３  仕切り板
９４  導入口
９５  導出口
【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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【国際調査報告】
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