(57)【要約】【課題】  潤滑油，グリース等の潤滑剤が使用されない無潤滑下や、水，酸，アルカリ等の腐食性を有する液体と接触する環境下においても、長期間にわたって作動することが可能な優れた潤滑性を有し、且つ、潤滑剤の漏出による外部環境の汚染が生じにくい転がり軸受を提供する。【解決手段】  転がり軸受１は、内輪１１の軌道面１１ａと外輪１２の軌道面１２ａとの間に、転動体１３と樹脂組成物製の第二転動体１４とを備えている。第二転動体１４の材料である樹脂組成物の樹脂成分は、溶融成形が可能で且つ耐食性を有する樹脂、及び、フッ素樹脂の少なくとも一方を主成分としている。また、第二転動体１４の直径ＤP と転動体１３の直径ＤN との比ＤP ／ＤN は、０．９８７以上１．０１３以下であり、第二転動体１４の個数ＮP と転動体１３の個数ＮN との比ＮP ／ＮN は、０．３７５以下である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪と前記外輪との間に前記転動体とともに配された樹脂組成物製の第二転動体と、を備え、前記第二転動体の直径ＤP と前記転動体の直径ＤN との比ＤP ／ＤN が０．９８７以上１．０１３以下であることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記第二転動体の個数ＮP と前記転動体の個数ＮN との比ＮP ／ＮN が０．３７５以下であることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記樹脂組成物の樹脂成分は、溶融成形が可能で且つ耐食性を有する樹脂、及び、フッ素樹脂の少なくとも一方を主成分とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記内輪，前記外輪，及び前記転動体が耐食性を有する材料で構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、転がり軸受の潤滑は、潤滑油やグリース等の潤滑剤を循環させたり、転がり軸受の内部に封入することによって行われている。例えば、特許文献１，２には、軸受内部空間に充填された潤滑剤により潤滑され、且つ、接触形シール部材やラビリンスシールによって水等の内部への侵入が防止された転がり軸受が開示されている。
また、上記とは異なる潤滑方法が採用された転がり軸受、すなわち、通常の転動体とともに組み込まれた樹脂組成物からなる転動体により潤滑される転がり軸受が、特許文献３に開示されている。この樹脂組成物からなる転動体は、内部に潤滑油が充填された中空孔を有しており、鋼製の転動体と交互に並んで内・外輪間に配されている。なお、樹脂の種類は、ポリアミド樹脂，フッ素樹脂，フェノール樹脂，ポリオキシメチレン，ポリカーボネート等があげられている。
【０００３】
さらに、軸受荷重を負荷する複数の負荷転動体と、軸受荷重を負荷しない１乃至複数の非負荷転動体とが内・外輪間に介在され、且つ、非負荷転動体が、自己潤滑性を有するフッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン等）で形成された転がり軸受が、特許文献４に開示されている。
【特許文献１】実開昭５５−３４００２号公報
【特許文献２】実開昭５７−５６２１８号公報
【特許文献３】特公昭３７−９１０４号公報
【特許文献４】特開平７−１４５８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１，２の潤滑方法では、シールリップ部が軸受の回転に伴って摩耗するので、シールリップ部とこれに摺動する面との間に隙間が生じて、軸受内部に水等が侵入するおそれがあった。また、ラビリンスシールの場合も、ラビリンスシールの隙間空間から軸受内部に水等が侵入するおそれがあった。その結果、軸受内部の潤滑剤に軟化や劣化が生じて潤滑性が著しく低下するため、金属材料で構成された内輪，外輪，及び転動体が凝着して、異常な摩耗や焼付きが生じ、転がり軸受の寿命が極端に短くなるおそれがあった。
【０００５】
また、前述のように潤滑剤が軟化すると軸受外部への漏出や飛散が著しく増加するため、転がり軸受の外部環境を汚染するおそれがあった。特に、半導体，液晶パネル，ハードディスク等の製造工程においては、ウエハ，ガラス基板，アルミ基板に潤滑剤等のゴミや不純物が付着すると、欠陥，短絡等の不良の原因となるため、潤滑油やグリース等の潤滑剤は使用できないという事情があった。
【０００６】
さらに、特許文献３の潤滑方法では、ポリアミド樹脂，ポリオキシメチレン，ポリカーボネートの耐熱性が不十分で変形が生じやすく、且つ、自己潤滑性も不十分であるため、中空孔に充填されている潤滑油が枯渇すると、著しい摩耗や界面滑りが発生して、転がり軸受が短寿命となるおそれがあった。また、熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂は機械的強度が低く脆いので、転動体に欠けや局部破断が生じやすく、それにより摩耗や噛み込みが生じるに至り、転がり軸受が短寿命となるおそれがあった。さらに、フッ素樹脂は機械的強度が低いので、転動体に著しい摩耗，変形や噛み込みが生じやすく、転がり軸受が短寿命となるおそれがあった。
【０００７】
さらに、特許文献４の潤滑方法では、自己潤滑性を有するフッ素樹脂の転着が好適に生じるような非負荷転動体の直径やフッ素樹脂の弾性率が開示されていないことから、非負荷転動体の直径やフッ素樹脂の弾性率によっては、転着が生じにくくなり、転がり軸受の寿命が短くなる場合があった。また、特許文献４の潤滑方法では、非負荷転動体の数が多すぎると、負荷転動体に負荷される荷重が大きくなりすぎて、負荷転動体と軌道面との間に焼付きが生じて、転がり軸受の寿命が短くなる場合があった。
【０００８】
このような従来の転がり軸受では、潤滑油，グリース等の潤滑剤が使用されない無潤滑下や、水，酸，アルカリ等の腐食性を有する液体と接触する環境下（例えば、前記液体の蒸気や飛沫と接触する環境下や、前記液体中）において、長期間にわたって作動することは困難である。また、転がり軸受から外部に潤滑剤が漏出して、転がり軸受の外部環境を汚染するおそれもあった。
【０００９】
そこで、本発明は上記のような従来の転がり軸受が有する問題点を解決し、潤滑油，グリース等の潤滑剤が使用されない無潤滑下や、水，酸，アルカリ等の腐食性を有する液体と接触する環境下においても、長期間にわたって作動することが可能な優れた潤滑性を有し、且つ、潤滑剤の漏出による外部環境の汚染が生じにく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】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項１の転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪と前記外輪との間に前記転動体とともに配された樹脂組成物製の第二転動体と、を備え、前記第二転動体の直径ＤP と前記転動体の直径ＤN との比ＤP ／ＤN が０．９８７以上１．０１３以下であることを特徴とする。
【００１１】
樹脂組成物製の第二転動体が内・外輪の軌道面と摺動することにより、自己潤滑性に優れる樹脂組成物が第二転動体から軌道面に転着して潤滑が行われるので、転がり軸受は長期間にわたって作動することができる。また、潤滑油，グリース等の潤滑剤を用いなくても差し支えないので、潤滑剤の漏出による外部環境の汚染が生じにくい。
第二転動体の直径ＤP と転動体の直径ＤN との比ＤP ／ＤN （以降は直径比ＤP ／ＤN と記すこともある）が０．９８７未満であると、第二転動体と軌道面との摺動により第二転動体に作用する接触力が不十分となるため、樹脂組成物の軌道面への転着が不十分となり、転がり軸受の寿命が不十分となるおそれがある。一方、直径比ＤP ／ＤN が１．０１３超過であると、第二転動体と軌道面との摺動により第二転動体に作用する接触力が過大となるため、第二転動体に摩耗や破損が生じて、転がり軸受の寿命が不十分となるおそれがある。
【００１２】
また、本発明に係る請求項２の転がり軸受は、請求項１に記載の転がり軸受において、前記第二転動体の個数ＮP と前記転動体の個数ＮN との比ＮP ／ＮN が０．３７５以下であることを特徴とする。
このような構成であれば、第二転動体が適度な荷重を支持することとなるので、前記接触力が適度に生じて、自己潤滑性に優れる樹脂組成物が第二転動体から軌道面に転着して潤滑が行われる。よって、本発明の転がり軸受は、長期間にわたって作動することができる。
【００１３】
第二転動体の個数ＮP と転動体の個数ＮN との比ＮP ／ＮN （以降は個数比ＮP ／ＮN と記すこともある）が０．３７５超過であると、第二転動体が支持する荷重が過大となり、第二転動体と軌道面との摺動により第二転動体に作用する接触力が過大となるため、第二転動体に摩耗や破損が生じて、転がり軸受の寿命が不十分となるおそれがある。
さらに、本発明に係る請求項３の転がり軸受は、請求項１又は請求項２に記載の転がり軸受において、前記樹脂組成物の樹脂成分は、溶融成形が可能で且つ耐食性を有する樹脂、及び、フッ素樹脂の少なくとも一方を主成分とすることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明に係る請求項４の転がり軸受は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の転がり軸受において、前記内輪，前記外輪，及び前記転動体が耐食性を有する材料で構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の転がり軸受は、潤滑油，グリース等の潤滑剤が使用されない無潤滑下や、水，酸，アルカリ等の腐食性を有する液体と接触する環境下においても、長期間にわたって作動することが可能な優れた潤滑性を有し、且つ、潤滑剤の漏出による外部環境の汚染が生じにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る転がり軸受の実施の形態を、図１の部分縦断面図を参照しながら詳細に説明する。
図１の転がり軸受１は深溝玉軸受であり、外周面に軌道面１１ａを有する内輪１１と、軌道面１１ａに対向する軌道面１２ａを内周面に有する外輪１２と、両軌道面１１ａ，１２ａの間に転動自在に配された複数の転動体（玉）１３と、両軌道面１１ａ，１２ａの間に転動体１３とともに配された樹脂組成物製の第二転動体１４と、転動体１３及び第二転動体１４を内輪１１と外輪１２との間に保持する保持器１５と、を備えている。
【００１７】
第二転動体１４の材料である樹脂組成物は自己潤滑性を有しており、その樹脂成分は、溶融成形が可能で且つ耐食性を有する樹脂、及び、フッ素樹脂の少なくとも一方を主成分としている。
さらに、第二転動体１４は転動体１３と同様に球形であり、第二転動体１４の直径ＤP と転動体１３の直径ＤN との比ＤP ／ＤN は、０．９８７以上１．０１３以下とされている。また、第二転動体１４の個数ＮP と転動体１３の個数ＮN との比ＮP ／ＮN は、０．３７５以下とされている。なお、図１においては、説明の便宜上、第二転動体１４を転動体１３よりも小径な玉に図示してあるが、第二転動体１４の直径ＤP と転動体１３の直径ＤN との関係は上記の通りである。
【００１８】
内輪１１，外輪１２，及び転動体１３は、金属材料，セラミックス等の耐食性を有する材料で構成することが好ましい。また、保持器１５は、金属材料や樹脂材料で構成することが好ましい。保持器１５の種類は特に限定されるものではなく、例えば冠形や波形の保持器が使用できる。ただし、保持器１５は備えていなくてもよい。
以下に、本実施形態の転がり軸受１について、詳細に説明する。まず、第二転動体１４の材料である樹脂組成物の樹脂成分について説明する。この樹脂組成物の樹脂成分は、溶融成形が可能で且つ耐食性を有する樹脂、及び、フッ素樹脂の少なくとも一方を主成分としている。
【００１９】
溶融成形が可能で且つ耐食性を有する樹脂としては、ポリエチレン樹脂（ＰＥ），ポリプロピレン樹脂（ＰＰ），ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ），ポリアリーレンスルフィド樹脂（例えばポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）），ポリエーテルニトリル樹脂（ＰＥＮ），ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ），ＰＥＥＫとポリベンゾイミダゾールとのブレンド物（ＰＥＥＫ−ＰＢＩ）等を例示できる。これらは単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうちＰＰＳ及びＰＥＥＫは自己潤滑性及び耐食性に優れているため、酸，アルカリ等と接触するような腐食性環境下で使用される転がり軸受において特に好適である。
【００２０】
また、フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），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），テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ），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），ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ），クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）等を例示できる。これらは単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうちＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＥＴＦＥ，ＰＶＤＦ，ＦＥＰは、自己潤滑性及び耐食性に優れているため、酸，アルカリ等と接触するような腐食性環境下で使用される転がり軸受において特に好適である。
【００２１】
第二転動体１４の材料である樹脂組成物には、潤滑性を向上させるために固体潤滑剤を添加してもよい。そうすれば、固体潤滑剤が樹脂組成物の樹脂成分とともに第二転動体１４から軌道面１１ａ，１２ａに転着し、より潤滑性に優れる薄膜が軌道面１１ａ，１２ａに形成されるとともに、第二転動体１４自身の摩耗も低減されるため、より長期間にわたって転がり軸受１が作動することができる。
【００２２】
固体潤滑剤としては、ＰＴＦＥ粉末，黒鉛，六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ），ボロン化黒鉛，フッ素雲母，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 ），二硫化タングステン（ＷＳ2 ）等があげられる。
樹脂組成物における固体潤滑剤の含有量は、３０質量％以下とすることが好ましい。含有量が３０質量％超過であっても、さらなる潤滑性の向上が期待できないばかりでなく、樹脂組成物自体の機械的強度が低下し、樹脂組成物からなる第二転動体１４の摩耗や変形が生じやすくなって、転がり軸受１の寿命が短くなる場合がある。
【００２３】
また、固体潤滑剤の平均粒径は０．１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。平均粒径が０．１μｍ未満であると、母材である樹脂組成物と混合した際に凝集が生じやすく、固体潤滑剤粒子の分散が不均一になる場合がある。一方、２０μｍ超過であると、成形体である第二転動体１４の表面の平滑性が低下するとともに、強度が低下するために、転がり軸受１の寿命が短くなってしまう場合がある。
【００２４】
なお、本発明の目的を損わない範囲内であれば、樹脂組成物に各種添加剤を配合してもよい。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，非粘着性付与剤，結晶化促進剤，増核剤，顔料，染料等を例示することができる。
次に、内輪１１，外輪１２，及び転動体１３を構成する耐食性材料（金属材料，セラミックス）について説明する。金属材料としては、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ４４０Ｃ，ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ３１６Ｌ，ＳＵＳ６３０等），ベリリウム銅，チタン合金，ガラス，セラミックス，超硬合金，サーメット等があげられる。なお、これらの材料は、単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２５】
セラミックとしては、窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）系, ジルコニア（ＺｒＯ2 ）系, アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）系, 炭化ケイ素（ＳｉＣ）系，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）系，炭化ホウ素（Ｂ4 Ｃ）系, ホウ化チタン（ＴｉＢ2 ）系，窒化ホウ素（ＢＮ）系, 炭化チタン（ＴｉＣ）系, 窒化チタン（ＴｉＮ）系、又はこれらのうち２種以上を複合させたセラミック系複合材料などを例示できる。このようなセラミックには、強度や破壊靱性等を向上させるために、繊維状充填材を配合することができる。繊維状充填材の種類は特に限定されるものではないが、炭化ケイ素ウィスカー，窒化ケイ素ウィスカー, アルミナウィスカー，窒化アルミニウムウィスカー等を例示できる。
【００２６】
また、ガラスとしては、ソーダライムガラス，硼珪酸ガラス，ＢＫ−７，ブラックガラス等を例示できる。
さらに、チタン合金としては、α型，α＋β型，β型のうち、高強度であり転がり軸受として必要なＨｖ４００以上の硬さを有するα＋β型，β型チタン合金が好適である。チタン合金に、低温酸化処理を溶体化処理後に施したり、窒化処理や酸化処理などの表面硬化熱処理を施すことによって、表面硬さを向上させれば、耐摩耗性が向上するためさらに好ましい。
【００２７】
さらに、超硬合金としては、例えば、ＷＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−Ｃｒ3 Ｃ2 −Ｃｏ系，ＷＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−ＮｂＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−ＴａＣ−ＮｂＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−ＮｂＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−ＺｒＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−ＴｉＣ−ＺｒＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−ＴａＣ−ＶＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−Ｃｒ3 Ｃ2 −Ｃｏ系，ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｒ3 Ｃ2 −Ｃｏ系，ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ系等があげられる。また、非磁性であり耐食性が優れているものとしては、例えば、ＷＣ−Ｎｉ系，ＷＣ−Ｃｒ3 Ｃ2 −Ｍｏ2 Ｃ−Ｎｉ系，ＷＣ−Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）−ＴａＣ系，ＷＣ−Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）系，Ｃｒ3 Ｃ2 −Ｎｉ系等があげられる。
【００２８】
さらに、サーメットとしては、例えば、ＴｉＣ−Ｎｉ系，ＴｉＣ−Ｍｏ−Ｎｉ系，ＴｉＣ−Ｃｏ系，ＴｉＣ−Ｍｏ2 Ｃ−Ｎｉ系，ＴｉＣ−Ｍｏ2 Ｃ−ＺｒＣ−Ｎｉ系，ＴｉＣ−Ｍｏ2 Ｃ−Ｃｏ系，Ｍｏ2 Ｃ−Ｎｉ系，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）−Ｍｏ2 Ｃ−Ｎｉ系，ＴｉＣ−ＴｉＮ−Ｍｏ2 Ｃ−Ｎｉ系，ＴｉＣ−ＴｉＮ−Ｍｏ2 Ｃ−Ｃｏ系，ＴｉＣ−ＴｉＮ−Ｍｏ2 Ｃ−ＴａＣ−Ｎｉ系，ＴｉＣ−ＴｉＮ−Ｍｏ2 Ｃ−ＷＣ−ＴａＣ−Ｎｉ系，ＴｉＣ−ＷＣ−Ｎｉ系，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）−ＷＣ−Ｎｉ系，ＴｉＣ−Ｍｏ系，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）−Ｍｏ系，ホウ化物系（ＭｏＢ−Ｎｉ系，Ｂ4 Ｃ／（Ｗ，Ｍｏ）Ｂ2 系等）等があげられる。
【００２９】
ここで、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）−Ｍｏ2 Ｃ−Ｎｉ系，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）−ＷＣ−Ｎｉ系，及びＴｉ（Ｃ，Ｎ）−Ｍｏ系はそれぞれ、ＴｉＣ−Ｍｏ2 Ｃ−Ｎｉ系，ＴｉＣ−ＷＣ−Ｎｉ系，及びＴｉＣ−Ｍｏ系を窒素ガス中で焼結したものである。
次に、保持器１５を構成する樹脂材料について説明する。樹脂材料の種類は特に限定されるものではないが、例えば、ＰＥ，ＰＰ，ＰＯＭ，ポリアリーレンスルフィド樹脂（例えばＰＰＳ），ＰＥＥＫ，ＰＥＥＫ−ＰＢＩ，ＰＥＮ，芳香族ポリイミド樹脂（ＰＩ），熱可塑性ポリイミド樹脂（ＴＰＩ），ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ），ポリアミド樹脂（ＰＡ），芳香族ポリエステル樹脂，及びフッ素樹脂が好ましい。このフッ素樹脂の種類は特に限定されるものではないが、例えば、ＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＥＴＦＥ，ＰＶＤＦ，ＦＥＰ，ＰＣＴＦＥ，ＥＣＴＦＥ等があげられる。これらの樹脂材料は、単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３０】
なお、これらの樹脂材料の中でも、耐熱性に優れたもの（前述の樹脂材料のうちＰＥ，ＰＰ，ＰＯＭを除いたもの）を用いることが好ましい。そうすれば、転動体１３と保持器１５との接触部における摩擦，摩耗特性が優れたものとなり、転動体１３の摩耗が抑制されるとともに、第二転動体１４に加えて保持器１５からも樹脂成分が軌道面１１ａ，１２ａに転着し、より潤滑性が向上するため、より長期間にわたって転がり軸受１が作動することができる。さらに、溶融成形可能な熱可塑性樹脂を用いれば、射出成形法のような溶融成形法により保持器を製造することができるので、保持器の量産性が良好となる。
【００３１】
保持器１５を構成する樹脂材料には、潤滑性を向上させるために固体潤滑剤を添加してもよい。そうすれば、保持器１５の潤滑性が向上するため、保持器１５と転動体１３との接触部に発生する摩擦力が低減される。また、保持器１５を構成する樹脂とともに固体潤滑剤が転動体１３に転着して潤滑を行うため、内輪１１，外輪１２，保持器１５と転動体１３との接触部に生じる摩擦が低減されて、保持器１５，転動体１３の摩耗や、軌道面１１ａ，１２ａに形成された前述の潤滑性に優れる薄膜の摩耗が抑制される。好適な固体潤滑剤の種類は、前述の第二転動体１４の場合と同様である。
【００３２】
保持器１５を構成する樹脂材料における固体潤滑剤の含有量は、４０質量％以下とすることが好ましい。含有量が４０質量％超過であっても、さらなる潤滑性の向上が期待できないばかりでなく、樹脂材料自体の機械的強度が低下し、樹脂材料からなる保持器１５の摩耗や変形が生じやすくなって、転がり軸受１の寿命が短くなる場合がある。
また、固体潤滑剤の平均粒径は０．１μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。平均粒径が０．１μｍ未満であると、母材である樹脂材料と混合した際に凝集が生じやすく、固体潤滑剤粒子の分散が不均一になる場合がある。一方、３０μｍ超過であると、成形体である保持器１５の表面の平滑性が低下するとともに、強度が低下するために、転がり軸受１の寿命が短くなってしまう場合がある。
【００３３】
さらに、保持器１５を構成する樹脂材料には、機械的強度，耐熱性，寸法安定性，耐摩耗性等を向上させるために、繊維状充填材を配合することができる。保持器１５の作動時の変形や摩耗を抑制することができるため、転がり軸受１はより長期間にわたって安定して作動することができる。繊維状充填材の種類は特に限定されるものではないが、ホウ酸アルミニウムウィスカー，チタン酸カリウムウィスカー，カーボンウィスカー，アラミド繊維，芳香族ポリイミド繊維，液晶性ポリエステル繊維，グラファイトウィスカー，ガラス繊維，炭素繊維，ボロン繊維，炭化ケイ素ウィスカー，窒化ケイ素ウィスカー，アルミナウィスカー，窒化アルミニウムウィスカー，ウォラストナイト等を例示できる。
【００３４】
繊維状充填材には、母材である樹脂材料との密着性を向上させる目的や、母材中に均一に分散させる目的で、シラン系，チタネート系のカップリング剤により表面処理を施してもよい。また、その他の目的に応じた表面処理を施してもよい。
この繊維状充填材のアスペクト比は、３以上２００以下であることが好ましい。アスペクト比が３未満の繊維状充填材では、樹脂材料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るものではないが、平均繊維径が０．２μｍ以上３０μｍ以下であるものが好ましく、０．３μｍ以上５μｍ以下であるものがより好ましい。
【００３５】
また、保持器１５を構成する樹脂材料における繊維状充填材の含有量は、４０質量％以下とすることが好ましい。含有量が４０質量％超過であっても、さらなる機械的強度の向上が期待できないばかりでなく、樹脂材料の溶融流動性が著しく低下して、成形性が乏しくなるおそれがある。
さらに、保持器１５を構成する樹脂材料における固体潤滑剤と繊維状充填材の合計の含有量は、５０質量％以下とすることが好ましい。固体潤滑剤と繊維状充填材のそれぞれの含有量が４０質量％以下であっても、両者の合計の含有量が５０質量％を超えると、樹脂材料の溶融流動性及び機械的強度が著しく低下するおそれがある。
【００３６】
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては転がり軸受の例として深溝玉軸受をあげて説明したが、本発明は、他の種類の様々な転がり軸受に対して適用することができる。例えば、アンギュラ玉軸受，自動調心玉軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受，針状ころ軸受，自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受，スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。
【００３７】
〔実施例〕
以下に実施例を示して、本発明を具体的に説明する。
内・外輪の材料，転動体の材料，第二転動体の材料，直径比ＤP ／ＤN ，及び個数比ＮP ／ＮN を表１に示すようにしたことを除いては、図１の転がり軸受１とほぼ同様の構成の１４種の深溝玉軸受を用意した。なお、この転がり軸受は、呼び番号６００１相当の深溝玉軸受（内径：１０ｍｍ，外径：２６ｍｍ，幅：８ｍｍ，転動体の個数ＮN ：８個，転動体の直径ＤN ：４．７６２ｍｍ）である。
【００３８】
また、保持器は、ＥＴＦＥ８０質量％とチタン酸カリウムウィスカー２０質量％とを混合した樹脂組成物を射出成形することにより製造した冠形保持器である。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
内・外輪，転動体，第二転動体の材料は以下の通りである。
・ＰＰ      ：サンアロマー株式会社製のサンアロマーＰＢ３７０Ａ
・ＰＥ      ：日本ポリペンコ株式会社製のポリペンコＵ−ＰＥ
・ＰＴＦＥ  ：デュポン社製のテフロン（登録商標）ＰＴＦＥ
・ＰＶＤＦ  ：日本ポリペンコ株式会社製のポリペンコＰＶＤＦ−ＳＰ
・窒化ケイ素：日本タングステン株式会社製のＮＰＮ−３
・ジルコニア：日本タングステン株式会社製のＮＰＺ−２
・炭化ケイ素：東芝株式会社製のＴＳＣ−１
・超硬合金  ：住友電気工業株式会社製のＷＣ−Ｎｉ−Ｃｒ系Ｍ６１Ｕ
・サーメット：日本タングステン株式会社製のＴｉＣ−ＴａＮ−Ｎｉ−Ｍｏ系ＤＵＸ４０
・チタン合金：Ｔｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ−３Ａｌ合金
なお、チタン合金の場合は、切削加工により内・外輪を形成した後に、溶体化処理と時効処理とを施した。溶体化処理は、８００〜８５０℃に１時間保持した後に水冷するという処理である。また、時効処理は、３５０〜５００℃に２４時間保持した後に空冷するという処理である。
【００４１】
ＳＵＳ３１６の場合は、表面に形成されているクロム酸化被膜（不働態被膜）をフッ化処理（三フッ化窒素（ＮＦ3 ）雰囲気下で３００℃に保持する）によって除去した。そして、浸炭処理（例えば１３３Ｐａ以下の圧力のアセチレンガス雰囲気下で４６０〜５２０℃に保持する）を行った後にソフトブラストを行い、表面にビッカース硬さ８５０の浸炭硬化層を形成した。
【００４２】
このような深溝玉軸受を日本精工株式会社製の軸受回転試験機に装着し、下記の条件で回転試験を行ない耐久性（寿命）を評価した。なお、回転時の振動値が回転初期の５倍に上昇した時点で寿命に達したと判定した。結果を表１にまとめて示す。表１に示した寿命の数値は、比較例１の深溝玉軸受の寿命を１とした場合の相対値で示してある。
試験条件は、次の通りである。
【００４３】
・試験環境：水中
・環境温度：常温
・ラジアル荷重：９８Ｎ
・回転速度：１０００ｒｐｍ
表１から分かるように、実施例１〜１０の深溝玉軸受は、樹脂組成物製の第二転動体を備えているので、第二転動体を備えていない比較例１の深溝玉軸受に比べて、水中という腐食環境下においても長寿命であった。比較例２，３の深溝玉軸受は、直径比ＤP ／ＤN が好適な範囲から外れているため、短寿命であった。また、比較例４の深溝玉軸受は、個数比ＮP ／ＮN が好適な範囲から外れているため、短寿命であった。
【００４４】
次に、直径比ＤP ／ＤN と寿命との相関性について検討した。実施例１の深溝玉軸受において、直径比ＤP ／ＤN を種々変更したものを用意して、前述と同様にして耐久性を評価した。結果を図２のグラフに示す（○印でプロットしたもの）。また、実施例１の深溝玉軸受において、転動体を窒化ケイ素製とし、さらに直径比ＤP ／ＤN を種々変更したものを用意して、前述と同様にして耐久性を評価した。結果を図２のグラフに併せて示す（□印でプロットしたもの）。
【００４５】
図２のグラフから、転動体の材料の種類にかかわらず、直径比ＤP ／ＤN が０．９８７以上１．０１３以下であると、深溝玉軸受が長寿命であることが分かる。
次に、個数比ＮP ／ＮN と寿命との相関性について検討した。実施例１の深溝玉軸受において、個数比ＮP ／ＮN を種々変更したものを用意して、前述と同様にして耐久性を評価した。結果を図３のグラフに示す。
【００４６】
図３のグラフから、個数比ＮP ／ＮN が０．３７５以下であると、深溝玉軸受が長寿命であることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の転がり軸受は、潤滑油，グリース等の潤滑剤が使用されない無潤滑下や、水，酸，アルカリ等の腐食性を有する液体と接触する環境下（例えば、前記液体の蒸気や飛沫と接触する環境下や、前記液体中）でも使用可能である。よって、例えば、半導体，液晶パネル，ハードディスク等の製造工程で用いられる洗浄装置（ウェット洗浄装置、又は、紫外線洗浄装置，オゾン洗浄装置等のドライ洗浄装置）や、食品用機械に好適に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る転がり軸受の一実施形態の構造を示す部分縦断面図である。
【図２】直径比ＤP ／ＤN と転がり軸受の寿命との相関を示すグラフである。
【図３】個数比ＮP ／ＮN と転がり軸受の寿命との相関を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１      転がり軸受
１１      内輪
１２      外輪
１３      転動体
１４      第二転動体
１５      保持器
【図１】
2006046373.tif 000004
【図２】
2006046373.tif 000005
【図３】
2006046373.tif 000006