(57)【要約】【課題】耐摩擦性及び耐摩耗性に優れた転動装置を提供する。【解決手段】転がり軸受は、外周面に軌道面１ａを有する内輪１と、軌道面１ａに対向する軌道面２ａを内周面に有する外輪２と、両軌道面１ａ，２ａ間に転動自在に配された複数の玉３と、内輪１と外輪２との間に複数の玉３を保持する保持器４と、で構成されている。そして、両軌道面１ａ，２ａには、潤滑剤を内包するマイクロカプセルが分散しているクロム被膜が被覆されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、
前記内方部材の軌道面，前記外方部材の軌道面，及び前記転動体の転動面のうちの少なくとも一つに、潤滑剤を内包するマイクロカプセルが分散しているクロム被膜を形成したことを特徴とする転動装置。
【請求項２】
前記マイクロカプセルの直径が０．１μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の転動装置。
【請求項３】
前記クロム被膜中の前記マイクロカプセルの含有量が０．１体積％以上５０体積％以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転動装置。
【請求項４】
前記クロム被膜の厚さが０．２μｍ以上８μｍ以下である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動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐摩擦性及び耐摩耗性に優れる転動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高い耐摩耗性及び耐焼付き性を要求されるような金属メッキ被膜や複合金属メッキ被膜は、潤滑剤が供給される環境下で使用された場合は、良好な性能を示していた。
【特許文献１】特開平６−３３０３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、潤滑剤の供給にはポンプ等の特殊な機械，装置，タンクを必要とするため、大きな設備が必要であった。
また、転がり軸受等の転動装置に用いられる金属メッキ被膜は、無潤滑条件下（潤滑剤を使用できない環境下や、摺動部の形状が複雑で潤滑剤の供給が不均一となりやすい環境下）においては、耐摩耗性及び耐焼付き性が十分ではなかった。そのため、十分な自己潤滑性を有する金属メッキ被膜を備えた転動装置は、ほとんど知られていない。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、耐摩擦性及び耐摩耗性に優れた転動装置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】
【０００４】
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の転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記内方部材の軌道面，前記外方部材の軌道面，及び前記転動体の転動面のうちの少なくとも一つに、潤滑剤を内包するマイクロカプセルが分散しているクロム被膜を形成したことを特徴とする。
【０００５】
前記クロム被膜は耐摩擦性及び耐摩耗性を有し、自己潤滑性を有しているので、このような転動装置は耐摩擦性及び耐摩耗性に優れ長寿命である。
また、本発明に係る請求項２の転動装置は、請求項１に記載の転動装置において、前記マイクロカプセルの直径が０．１μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする。
【０００６】
マイクロカプセルの直径が０．１μｍ未満であると、マイクロカプセルに内包される潤滑剤の量が不十分となるため、優れた耐摩擦性及び耐摩耗性が得られにくい。一方、５μｍ超過であると、クロム被膜を形成するために例えばメッキ処理を施した際にマイクロカプセルが偏析するため、マイクロカプセルがクロム被膜内に均一に分散しにくい。このような不都合がより生じにくくするためには、マイクロカプセルの直径は０．１μｍ以上１μｍ以下であることがより好ましい。
【０００７】
さらに、本発明に係る請求項３の転動装置は、請求項１又は請求項２に記載の転動装置において、前記クロム被膜中の前記マイクロカプセルの含有量が０．１体積％以上５０体積％以下であることを特徴とする。
マイクロカプセルの含有量が０．１体積％未満であると、マイクロカプセルに内包される潤滑剤の量が不十分となるため、優れた耐摩擦性及び耐摩耗性が得られにくい。一方、５０体積％超過であると、軌道面や転動面に対するクロム被膜の密着性が不十分となるおそれがある。このような不都合がより生じにくくするためには、マイクロカプセルの含有量は１体積％以上２０体積％以下であることがより好ましい。
【０００８】
さらに、本発明に係る請求項４の転動装置は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の転動装置において、前記クロム被膜の厚さが０．２μｍ以上８μｍ以下であることを特徴とする。
クロム被膜の厚さが０．２μｍ未満であると、耐摩耗性が不十分となるおそれがある。一方、８μｍ超過であると、軌道面や転動面に対するクロム被膜の密着性が不十分となるおそれがあり、また、軌道面や転動体の寸法精度が低下し転動装置の音響性能が不十分となるおそれがある。このような不都合がより生じにくくするためには、クロム被膜の厚さは０．３μｍ以上２μｍ以下であることがより好ましい。
【０００９】
なお、本発明は種々の転動装置に適用することができる。例えば、転がり軸受，ボールねじ，リニアガイド装置，直動ベアリング等である。
また、本発明における前記内方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には内輪、同じくボールねじの場合にはねじ軸、同じくリニアガイド装置の場合には案内レール、同じく直動ベアリングの場合には軸をそれぞれ意味する。また、前記外方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には外輪、同じくボールねじの場合にはナット、同じくリニアガイド装置の場合にはスライダ、同じく直動ベアリングの場合には外筒をそれぞれ意味する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の転動装置は、潤滑剤を内包するマイクロカプセルが分散しているクロム被膜を備えているので、耐摩擦性及び耐摩耗性が優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る転動装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る転動装置の一実施形態である転がり軸受（深溝玉軸受）の構造を示す部分縦断面図である。この転がり軸受は、外周面に軌道面１ａを有する内輪１と、軌道面１ａに対向する軌道面２ａを内周面に有する外輪２と、両軌道面１ａ，２ａ間に転動自在に配された複数の玉３と、内輪１と外輪２との間に複数の玉３を保持する保持器４と、で構成されている。そして、両軌道面１ａ，２ａには、潤滑剤を内包するマイクロカプセルが分散しているクロム被膜（図示せず）が被覆されている。
【００１２】
このマイクロカプセルには、潤滑剤（潤滑油であってもよいし、グリースであってもよい）が内包されていて、通常はこの潤滑剤はマイクロカプセル内に隔離されているが、転がり軸受を回転させると、玉３の転動面３ａと軌道面１ａ，２ａとが摺動して、マイクロカプセルが負荷を受けるため、マイクロカプセルが物理的に破壊されて内包される潤滑剤が放出され、摺動部（軌道面１ａ，２ａや玉３の転動面３ａなど）に供給されることとなる。その結果、転がり軸受に優れた耐摩擦性及び耐摩耗性が付与される。
【００１３】
なお、このクロム被膜の形成方法は特に限定されるものではないが、例えばクロムメッキにより形成することが好ましい。また、クロム被膜は、軌道面１ａ，軌道面２ａ，及び転動面３ａのうちの少なくとも一つに形成されていれば、転がり軸受に優れた耐摩擦性及び耐摩耗性が付与される。また、保持器４の表面のうち、玉３と接触して摺動する摺動面４ａに、前記クロム被膜を形成してもよい。さらに、転がり軸受は、保持器４を備えていない構成としてもよい。
【００１４】
以下に、マイクロカプセルについて詳細に説明する。マイクロカプセルを構成する材料（壁体の材料）は特に限定されるものではないが、熱可塑性樹脂，熱硬化性樹脂等の樹脂を含有する樹脂組成物が好ましい。具体例としては、ポリウレタン系樹脂組成物，ポリエステル系樹脂組成物，ポリアミド系樹脂組成物，ポリウレア系樹脂組成物，フェノール系樹脂組成物，ポリビニルアルコール系樹脂組成物，メラミン系樹脂組成物，ポリエチレン系樹脂組成物，ポリスチレン系樹脂組成物，セルロース，ゼラチン等があげられる。
【００１５】
マイクロカプセルは、壁体の厚さや硬さに依存して破壊するものが好ましいが、温度，圧力，水素イオン濃度，金属イオン濃度，又は特定の化学物質の濃度に感応して破壊するものでもよい。
マイクロカプセルを製造する方法は特に限定されるものではなく、内包する潤滑剤の性質やマイクロカプセルを構成する材料の性質等を考慮して選択される。具体例としては、界面重合法，ｉｎ  ｓｉｔｕ重合法，相分離法，液中乾燥法，オリフィス法，スプレードライ法，気中懸濁被覆法，ハイブリダンザー法等があげられる。
【００１６】
均一な粒径を有するマイクロカプセルを製造するためには、マイクロカプセルの製造条件を適宜調整することが好ましいが、粒度分布を有するマイクロカプセルから、遠心分離法やフィルター法によって均一な粒径を有するマイクロカプセルを分離してもよい。
マイクロカプセルに内包される潤滑剤の基油の種類は特に限定されるものではなく、グリースや潤滑油の基油として一般的に使用される基油であれば、問題なく使用することができる。
【００１７】
基油の具体例としては、鉱油，合成油，及び動植物油等があげられる。鉱油としては、パラフィン系鉱油，ナフテン系鉱油等があげられる。合成油としては、合成炭化水素油，エステル油，エーテル油，シリコーン油，フッ素油等があげられる。
合成炭化水素油としては、ノルマルパラフィン，イソパラフィン，ポリブテン，ポリイソブチレン，１−デセンオリゴマー，１−デセンとエチレンとのコオリゴマー等のポリα−オレフィン又はその水素化物などがあげられる。また、モノアルキルベンゼン，ジアルキルベンゼン，ポリアルキルベンゼン等のアルキルベンゼンや、モノアルキルナフタレン，ジアルキルナフタレン，ポリアルキルナフタレン等のアルキルナフタレンなどもあげられる。
【００１８】
また、エステル油としては、ジブチルセバケート，ジ（２−エチルヘキシル）セバケート，ジオクチルアジペート，ジイソデシルアジペート，ジトリデシルアジペート，ジトリデシルグルタレート，メチルアセチルリシノレート等のジエステル油、トリオクチルトリメリテート，トリデシルトリメリテート，テトラオクチルピロメリテート等の芳香族エステル油、トリメチロールプロパンカプリレート，トリメチロールプロパンペラルゴネート，ペンタエリスリトール−２−エチルヘキサノエート，ペンタエリスリトールペラルゴネート等のポリオールエステル油、一塩基酸及び二塩基酸の混合脂肪酸と多価アルコールとのオリゴエステルであるコンプレックスエステル油などがあげられる。
【００１９】
さらに、エーテル油としては、ポリエチレングリコール，ポリプロピレングリコール，ポリエチレングリコールモノエーテル，ポリプロピレングリコールモノエーテル等のポリグリコールや、モノアルキルトリフェニルエーテル，アルキルジフェニルエーテル，ジアルキルジフェニルエーテル，テトラフェニルエーテル，ペンタフェニルエーテル，モノアルキルテトラフェニルエーテル，ジアルキルテトラフェニルエーテル等のフェニルエーテル油などがあげられる。
【００２０】
これらの基油は単独で用いてもよいし、２種以上を適宜組み合わせて用いてもよい。
潤滑剤には、酸化防止剤，防錆剤，極圧剤，油性向上剤，金属不活性化剤等の添加剤を、単独又は２種以上組み合わせて添加してもよい。
酸化防止剤の具体例としては、フェニル−α−ナフチルアミン，アルキルジフェニルアミン，フェノチアジン等のアミン系酸化防止剤や、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルクレゾール等のフェノール系酸化防止剤の他、イオウ系酸化防止剤，ジチオリン酸亜鉛等があげられる。また、防錆剤の具体例としては、石油スルホン酸，ソルビタンエステル等があげられる。さらに、極圧剤の具体例としては、リン系極圧剤，ジチオリン酸亜鉛，モリブデン化合物等があげられる。さらに、油性向上剤の具体例としては、脂肪酸や動植物油等があげられ、金属不活性化剤の具体例としては、ベンゾトリアゾール等があげられる。
なお、クロム被膜に分散されるマイクロカプセルは１種でもよいが、２種以上のマイクロカプセル（潤滑剤や壁体の材料が異なるマイクロカプセル）を併用してもよい。
【００２１】
〔実施例〕
さらに具体的な実施例を示して、本発明を説明する。以下に、潤滑剤を内包するマイクロカプセルの製造方法を示す。なお、潤滑剤としては、ポリα−オレフィン油（Ｍｏｂｉｌ社製のＳＨＦ６１、４０℃における動粘度は３０ｍｍ2 ／ｓ）を用いた。
まず、トリエタノールアミン３．３ｇとポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウレート１６．４ｇとを混合して２時間撹拌し、水を加えてｐＨ５．０の共重合体水溶液を調整した。この共重合体水溶液２５ｇに上記潤滑剤２５ｇを加え、ホモミキサーを用いて２分間撹拌して乳化し、エマルジョンを調製した。
【００２２】
２５％グルタルアルデヒド水溶液４２０ｇにトリエタノールアミンを加えてｐＨ８．０とした後、７０℃において撹拌しながらメラミン３０ｇを添加した。メラミンが溶解し、水溶液が透明になったら、この水溶液を前述のエマルジョンに強く撹拌しながら加えた。そうすると、前述の共重合体の作用により潤滑剤の周囲においてメチロール化メラミンが重合するため、潤滑剤がその重合物に包まれることとなる。そして、７０℃で約３時間加熱することにより、重合物からなる壁体を硬化させて、潤滑剤を内包するマイクロカプセルを得た。
【００２３】
次に、上記のようなマイクロカプセルが分散したクロム被膜を、前述の深溝玉軸受と同様の構成の転がり軸受の摺動面に、メッキ法により被覆した。以下に、その方法を説明する。
無水クロム酸と硫酸とを混合し、そこに前述のようにして得たマイクロカプセルを分散させて、メッキ液を調整した。このメッキ液に、軸受部品（内輪，外輪，転動体）のメッキ処理を施したい部分を浸漬し、温度５０℃、電流密度１５Ａ／ｄｍ2 という条件で電解処理を行った。すると、メッキ液に浸漬した部分にメッキが施され、マイクロカプセルが分散しているクロム被膜が形成した。なお、メッキ液に界面活性剤を添加すると、マイクロカプセルの分散性を向上させることができる。
【００２４】
上記のようにしてメッキ処理を施した軸受部品を組み立てて、クロム被膜中のマイクロカプセルの直径及び含有量が異なる種々の試験軸受（呼び番号６３０３，内径１７ｍｍ，外径４７ｍｍ，幅１４ｍｍ）を製造した。クロム被膜の厚さは、２．０μｍに統一した。そして、雰囲気温度１００℃、予圧１９６Ｎ、回転速度５０００ｒｐｍという条件で回転させ（内輪回転）、焼付きが生じるまでの時間（焼付き寿命）を評価した。
まず、マイクロカプセルの直径を１．０μｍに統一し、マイクロカプセルの含有量を表１のように種々変更した場合の結果を、図２のグラフに示す。なお、このグラフに示した焼付き寿命の数値は、比較例１の焼付き寿命を１とした場合の相対値で示してある。
【００２５】
【表１】
2006125579.tif 000003
【００２６】
この結果から分かるように、マイクロカプセルの含有量が０．１体積％以上５０体積％以下であると、転がり軸受の焼付き寿命が優れており、１体積％以上２０体積％以下であると、転がり軸受の焼付き寿命が特に優れていた。
次に、マイクロカプセルの含有量を１０体積％に統一し、マイクロカプセルの直径を表２のように種々変更した場合の結果を、図３のグラフに示す。なお、このグラフに示した焼付き寿命の数値は、比較例１の焼付き寿命を１とした場合の相対値で示してある。
【００２７】
【表２】
2006125579.tif 000004
【００２８】
この結果から分かるように、マイクロカプセルの直径が０．１μｍ以上５μｍ以下であると、転がり軸受の焼付き寿命が優れていた。
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動装置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。
さらに、本発明は、転がり軸受に限らず、他の種類の様々な転動装置に対して適用することができる。例えば、ボールねじ，リニアガイド装置，直動ベアリング等である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る転動装置の一実施形態である転がり軸受の構造を示す部分縦断面図である。
【図２】クロム被膜中のマイクロカプセルの含有量と転がり軸受の焼付き寿命との相関を示すグラフである。
【図３】マイクロカプセルの直径と転がり軸受の焼付き寿命との相関を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１        内輪
１ａ      軌道面
２        外輪
２ａ      軌道面
３        玉
３ａ      転動面
【図１】
2006125579.tif 000005
【図２】
2006125579.tif 000006
【図３】
2006125579.tif 000007