(57)【要約】【課題】腐食環境中であっても耐食性を有し、かつ、クリーン性も具備する転がり軸受を提供する。【解決手段】転がり軸受１０の転動体１６を、ＰＴＦＥその他の自己潤滑性を有する樹脂１６ａで形成させ、かつ、その表面に微細なセラミックス１６ｂを分散して植え込む。【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、内外輪間に介在する複数の転動体と、転動体を等間隔に保持する保持器とを有し、転動体が自己潤滑性を有する樹脂より形成され、かつ、その表面に微細なセラミックスが分散して植え込まれていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記樹脂がフッ素樹脂であることを特徴とする請求項１の転がり軸受。
【請求項３】
前記フッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする請求項２の転がり軸受。
【請求項４】
前記セラミックスが炭化ケイ素であることを特徴とする請求項１、２または３の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は転がり軸受に関するもので、より詳しくは、グリースや油を嫌うクリーンおよび腐食環境に適する軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クリーン環境用として特開平５−２７２５４２号公報に記載された「ウルトラクリーン軸受」（エヌティエヌ株式会社製軸受の商品名）がある。ウルトラクリーン軸受は、転がり軸受を構成する部品のうち少なくとも転がり摩擦または滑り摩擦を生ずる表面に平均分子量が１×１０３　〜３×１０３　のポリテトラフルオロエチレン（以下、「ＰＴＦＥテロマー」と称する。）からなる潤滑被膜を形成（「特殊ＰＴＦＥ処理」と呼ぶ）したものである。
【０００３】
従来転がり軸受の個体潤滑剤として使用されているＰＴＦＥは平均分子量が２×１０５　〜３×１０５　のポリマーであるが、ＰＴＦＥテロマーは上記ポリマーに比べて剪断強度が著しく小さく、また軟らかいという特性をもつ。このため、ＰＴＦＥテロマーの摩耗粉は転着性に優れ、相手面の微小な凹部へも入り込んで潤滑被膜を形成するので、摩耗粉（パーティクル）が飛散しにくく低発塵である。また、剪断抵抗が小さいため摩擦係数が小さく、優れた潤滑性能を発揮する。
【０００４】
したがって、このＰＴＦＥテロマーを用いて転がり軸受の転がり摩擦または滑り摩擦を生ずる部位に固体潤滑被膜を形成させることにより、ＰＴＦＥテロマーの転着性のよさ、摩擦係数の低さから、潤滑性能の良好な潤滑被膜が長期にわたって維持される。さらに、ＰＴＦＥテロマーからなる固体潤滑被膜は真空中のみならず大気中においても優れた耐久性を備えており、半導体製造設備において各種製造装置間やクリーンルームとの間でウエーハを搬送するためのウエーハ駆動系で使用される転がり軸受のように真空中と大気中の両方で使用される場合にきわめて有利である。
【０００５】
深溝玉軸受に適用したウルトラクリーン軸受の構成を例示するならば、図３に示すように、内輪１、外輪２、内・外輪１，２間に介在する複数の転動体３、転動体３を円周方向等間隔に保持する保持器４といった軸受部品で構成される。そして、内・外輪１，２の転走面および転動体３の表面にはそれぞれＰＴＦＥテロマーの潤滑被膜１ａ，２ａ，３ａが形成されている。これらの固体潤滑被膜１ａ，２ａ，３ａは、ＰＴＦＥテロマー（日本アチソン製ＡＲＣ７）を、２５ｃｍ離れた位置から被膜形成面にスプレーして付着させたもので、この場合の平均被膜厚さは０．６μｍであったが、図では被膜厚さをかなり誇張してある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ウルトラクリーン軸受はＰＴＦＥの島状被膜のため、ハロゲン族の塩化水素等雰囲気では被膜の耐食効果は早期に消失し、母材（鉄系材料）の腐食をもたらすことがあった。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、腐食環境中であっても、耐食性を有し、かつ、クリーン性も具備する転がり軸受を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の転がり軸受は、内輪と、外輪と、内外輪間に介在する複数の転動体と、転動体を等間隔に保持する保持器とを有し、転動体が自己潤滑性を有する樹脂より形成され、かつ、その表面に微細なセラミックスが分散して植え込まれていることを特徴とするものである。
【０００９】
転動体に樹脂を用いるため、内・外輪、保持器（転動体案内）に鉄系材料を用いても、転動面等が異材接触になり（金属−金属接触とならず）、錆の発生が抑制される。さらに、自己潤滑樹脂製転動体の表面に微細なセラミックスを分散させて植え込んであるため、これが潤滑剤の過剰な摩耗を抑制し自己供給を適度に促し良好な耐久性も確保される。
【００１０】
転動体を形成する樹脂としては、フッ素樹脂（請求項２）、さらに好ましくはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）（請求項３）を用いることができる。
【００１１】
転動体に用い得る材料としては、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦといったフッ素樹脂の他、ポリエチレン、ポリアセタール、ポリプロピレン、ポリエステル等が挙げられるが、ハロゲン族の塩化水素等雰囲気での耐食効果および潤滑向上につながる転着性に優れるため、特にＰＴＦＥ等のフッ素樹脂が望ましい。また、上記構成の軸受に特殊ＰＴＦＥ処理を施してもよい。
【００１２】
転動体を形成する樹脂の表面に植え込むセラミックスとしては炭化ケイ素（ＳｉＣ）を用いることができる（請求項３）。アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）その他のセラミックスも用いることができるが、炭化ケイ素が転動体（例えばＰＴＦＥ）の自己供給を最も適度に促すという点で有利である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１に、この発明を深溝玉軸受に適用した実施の形態を示す。なお、軸受の形式は図１に例示したような深溝玉軸受に限らず、広く転がり軸受一般に適用することができる。図示するように、転がり軸受１０は、内輪１２、外輪１４、内・外輪１２，１４間に介在する複数の転動体（ここでは玉）１６、転動体１６を等間隔に保持するための保持器１８を主要な構成要素としている。
【００１５】
内輪１２、外輪１４、保持器１８は鋼製である。一方、転動体１６はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で形成されており、表面には微細な炭化ケイ素（ＳｉＣ）が植え込まれている。
【００１６】
また、上記構成の転がり軸受１０に特殊ＰＴＦＥ処理を施してもよい。すなわち、内・外輪１２，１４の転走面および転動体１６の表面にそれぞれＰＴＦＥテロマーの潤滑被膜を形成させる。これらの固体潤滑被膜は、ＰＴＦＥテロマー（日本アチソン製ＡＲＣ７）を約２５ｃｍ離れた位置から被膜形成面にスプレーして付着させることができ、この場合の平均被膜厚さは０．６μｍである。なお、固体潤滑被膜は少なくとも転動体１６の表面に形成すればよい。また、内・外輪１２，１４の外表面全体に固体潤滑被膜を形成させるほか、嵌合面等の、固体潤滑被膜の不必要な部分については、マスキングによって被膜処理を施さない、あるいは、最終製品とする前に除去することも可能である。
【００１７】
上記構成の転がり軸受１０すなわち自己潤滑性を有する特殊ＰＴＦＥ転動体を組み込んだ軸受（実施例）と、サブミクロンの有限被膜を形成した軸受すなわちウルトラクリーン軸受（比較例）とについて、発塵試験を行った。試験条件と試験結果は表１に示すとおりである。試験結果としては、粒子径０．２μｍ以上の塵（相対発塵個数）を測定した。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
両者の発塵（潤滑剤の消耗）に有意の大差は認められず、すなわち、比較例軸受に比べ、実施例軸受は長期にわたる耐久性を確保することが分かる。ここで、表面に植え込まれたＳｉＣは転動によっても離脱せずにその状態を維持するため（図２参照）、ＰＴＦＥは本来の摩耗速度より小さくなり長期にわたる耐久性が得られる。
【００２０】
なお、ＰＴＦＥで形成した転動体（セラミックスを植え込んでないもの）を組み込んだ軸受について上記と同一の条件で発塵試験を実施したところ、発塵個数は７１０個と実施例軸受に比して５倍以上であった。これは、潤滑剤の供給源である転動体の寿命が１／５以下になることを意味しており、この結果からも実施例軸受が耐久性にすぐれることが分かる。
【００２１】
【発明の効果】
この発明によれば、転動体に樹脂を用いるため、内・外輪、保持器（転動体案内）に鉄系材料を用いても、転動面等が異材接触になり、金属−金属接触とならず、錆の発生が抑制される。
【００２２】
また、自己潤滑樹脂製転動体の表面に微細なセラミックスを分散させて植え込んであるため、これが潤滑剤の自己供給を適度に促し良好な耐久性も確保される。
【００２３】
さらに、転動体が絶縁性を有するため絶縁軸受としても利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す転がり軸受の部分断面図である。
【図２】転動体の模式図である。
【図３】従来の技術を示す転がり軸受の断面図である。
【符号の説明】
１０　　転がり軸受
１２　内輪
１４　外輪
１６　転動体
１６ａ　樹脂
１６ｂ　セラミックス
１８　保持器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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