(57)【要約】【課題】不十分な潤滑環境下においても摩耗が生じにくく長寿命な転動装置を提供する。【解決手段】内輪１と、外輪２と、該両輪１，２の間に転動自在に配設された複数の転動体３と、を備えるスラストニードル軸受において、粒径１μｍ以下且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子を、転動体３の転動面に１ｍｍ２  当たり５０個以上固着した。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内方部材と、外方部材と、前記内方部材と前記外方部材との間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備える転動装置において、粒径１μｍ以下且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子を、前記転動体の転動面に１ｍｍ２  当たり５０個以上固着したことを特徴とする転動装置。
【請求項２】
内方部材と、外方部材と、前記内方部材と前記外方部材との間に転動自在に配設された複数の転動体と、前記転動体を前記内方部材と前記外方部材との間に保持する保持器と、を備える転動装置において、粒径１μｍ以下且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子を、前記保持器の表面に１ｍｍ２  当たり１００個以上固着したことを特徴とする転動装置。
【請求項３】
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置された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備える転動装置において、
前記両軌道面の少なくとも一方と前記転動面とには、軽質な多孔質材料に粒径１μｍ以下の砥粒を付着させてなるメディアを用いたバレル仕上げが施されていることを特徴とする転動装置。
【請求項４】
前記両軌道面の少なくとも一方と前記転動面とに固着した粒径１μｍ超過且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子の数は、それぞれ１ｍｍ２  当たり５００個以下であることを特徴とする請求項３に記載の転動装置。
【請求項５】
前記転動体を前記両軌道面間に保持する保持器を備えており、前記保持器の表面に固着した粒径１μｍ超過且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子の数は、１ｍｍ２  当たり５００個以下であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の転動装置。
【請求項６】
ニードル軸受であることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の転動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業機械等に使用される転がり軸受，直動案内装置，ボールねじ等のような転動装置に係り、特に、不十分な潤滑環境下においても好適に使用可能な転動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
転がり軸受が十分な潤滑環境下で使用される場合は、軌道輪と転動体との間には油膜が介在しているため、両者は表面粗さレベルの小さな突起部分においては接触しているが、他の大部分は非接触状態となっている。しかも、潤滑剤による冷却効果も作用するため、軌道輪及び転動体に生じる摩耗はいわゆる微小な定常摩耗のみとなる。そして、このようなことは保持器と転動体との間においても同様に成立する。
【０００３】
しかしながら、転がり軸受の潤滑が不十分である場合は、油膜の形成が不十分となるので、軌道輪と転動体とが直接接触することが多くなる。また、潤滑剤による冷却効果も小さいので、放熱しにくい転動体の温度が上昇する。その結果、転動体の摩耗が大きくなることが知られている。そして、保持器の場合も同様に、温度が上昇して保持器の摩耗が大きくなり切断に至る場合もあった。このような現象は、直動案内装置，ボールねじ等のような転がり軸受以外の転動装置にも同様に生じることである。
【０００４】
転動体の摩耗を抑制する方法としては、窒化ケイ素等のセラミック材料で転動体を構成する方法や、鋼材製の転動体の表面に硬質膜を形成する方法（特開平１１−３７１５８号公報を参照）が従来から知られている。また、保持器の摩耗を抑制する方法としては、樹脂で保持器を構成する方法や、鋼材製の保持器の表面にセラミック等の硬質膜を形成する方法が従来から知られている。
【０００５】
一方、転がり軸受等の転動装置を製造する際には、転動面，軌道面等の摺動面に砥石による仕上げ加工を施すが、その際に砥石から遊離した砥粒が前記摺動面に固着することがある。潤滑が十分である場合は油膜が十分に形成されているため、固着された砥粒が接触相手面を損傷させることは少ないが、潤滑が不十分である場合は油膜の形成が不十分となるので、固着された砥粒が接触相手面を著しく摩耗させる場合がある。
【０００６】
このような問題を解決する方法として、固着した砥粒を洗浄により除去する方法が特開２００２−５９０９６号公報に開示されている。また、固着した砥粒の粒径が小さければ接触相手面への悪影響は小さいと考えられるので、砥石の砥粒の粒径を小さくすることによって、固着する砥粒の粒径を小さくすることが可能であると考えられる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３７１５８号公報
【特許文献１】
特開２００２−５９０９６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、窒化ケイ素等のセラミック材料は熱伝導性が低いので、セラミック材料で構成された転動体は高温となって摩耗が生じやすいという問題点を有していた。したがって、転がり軸受の潤滑が不十分である場合に、このような方法を用いて転動体の摩耗を抑制することは困難であった。また、樹脂は高温下で機械的性質が低下しやすいので、樹脂で構成された保持器はかえって切断が生じやすくなるおそれがあった。
【０００９】
また、特開平１１−３７１５８号公報に開示の転動体の表面に形成した硬質膜は剥離する場合があるので、このことにより転がり疲労寿命が短寿命となるおそれがあった。そして、保持器の表面に形成した硬質膜についても、同様であった。
一方、固着した砥粒を洗浄により除去する方法については、砥粒を完全に除去することができない場合があるという問題があった。また、砥石の砥粒の粒径を小さくすると、仕上げ加工に要する時間が長くなり、加工硬化層が大きくなって剥離するという問題が生じるおそれがあった。
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、不十分な潤滑環境下においても摩耗が生じにくく長寿命な転動装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
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、内方部材と、外方部材と、前記内方部材と前記外方部材との間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備える転動装置において、粒径１μｍ以下且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子を、前記転動体の転動面に１ｍｍ２  当たり５０個以上固着したことを特徴とする。
【００１１】
転動体の転動面に上記のような硬質の微粒子が存在すると、不十分な潤滑環境下においても転動体の摩耗が生じにくい。転動面に固着された前記粒子の数が少ないと転動体に摩耗が生じやすくなるので、前記粒子の数は１ｍｍ２  当たり５０個以上である必要がある。前記粒子の数が１ｍｍ２  当たり５０個未満であると、５０個以上の場合の３倍以上の大きな摩耗が生じることとなる。
【００１２】
また、前記粒子の粒径が１μｍ超過であると、転動体の摩耗は抑制されるものの、内方部材及び外方部材に摩耗が生じてしまう。なお、この粒子は、その一部が転動体内に入り込むことにより転動面に固着されるが、硬さが低いと粒子が転動体内に入り込みにくくなるので、硬さは８ＧＰａ以上である必要がある。
粒子の材質は硬さが８ＧＰａ以上であれば特に限定されるものではないが、アルミナ（硬さ２０ＧＰａ），炭化ケイ素（硬さ２８ＧＰａ），六方晶窒化ホウ素（硬さ２８ＧＰａ以上），ダイヤモンド（硬さ２８ＧＰａ以上）等が好ましく使用できる。硬質ガラスや鋼は好ましくない。
【００１３】
また、転動体が高温となると摩耗が生じやすくなるので、転動体を鋼材等の金属で構成して、転動体への熱の蓄積を抑制し高温となることを防止すれば、転動体の摩耗をより抑制することができる。
また、本発明に係る請求項２の転動装置は、内方部材と、外方部材と、前記内方部材と前記外方部材との間に転動自在に配設された複数の転動体と、前記転動体を前記内方部材と前記外方部材との間に保持する保持器と、を備える転動装置において、粒径１μｍ以下且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子を、前記保持器の表面に１ｍｍ２  当たり１００個以上固着したことを特徴とする。
【００１４】
保持器の表面に上記のような硬質の微粒子が存在すると、不十分な潤滑環境下においても保持器の摩耗が生じにくい。保持器の表面に固着された前記粒子の数が少ないと保持器に摩耗が生じやすくなるので、前記粒子の数は１ｍｍ２  当たり１００個以上である必要がある。前記粒子の数が１ｍｍ２  当たり１００個未満であると、１００個以上の場合の３倍以上の大きな摩耗が生じることとなる。
【００１５】
また、前記粒子の粒径が１μｍ超過であると、保持器の摩耗は抑制されるものの、内方部材，外方部材，及び転動体に摩耗が生じてしまう。なお、この粒子は、その一部が保持器内に入り込むことにより保持器の表面に固着されるが、硬さが低いと粒子が保持器内に入り込みにくくなるので、硬さは８ＧＰａ以上である必要がある。
【００１６】
粒子の材質については、前述の請求項１の転動装置の場合と同様である。
また、保持器が高温となると摩耗が生じやすくなるので、保持器を鋼材等の金属で構成して、保持器への熱の蓄積を抑制し高温となることを防止すれば、保持器の摩耗，強度低下，変形をより抑制することができる。
さらに、本発明に係る請求項３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置された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記両軌道面の少なくとも一方と前記転動面とには、軽質な多孔質材料に粒径１μｍ以下の砥粒を付着させてなるメディアを用いたバレル仕上げが施されていることを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明に係る請求項４の転動装置は、請求項３に記載の転動装置において、前記両軌道面の少なくとも一方と前記転動面とに固着した粒径１μｍ超過且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子の数は、それぞれ１ｍｍ２  当たり５００個以下であることを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項５の転動装置は、請求項３又は請求項４に記載の転動装置において、前記転動体を前記両軌道面間に保持する保持器を備えており、前記保持器の表面に固着した粒径１μｍ超過且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子の数は、１ｍｍ２  当たり５００個以下であることを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明に係る請求項６の転動装置は、請求項３〜５のいずれかに記載の転動装置において、ニードル軸受であることを特徴とする。
バレル仕上げにおいては、軽質な多孔質材料に砥粒を付着させてなるメディアを用いたので、砥粒の粒径が小さくても、砥粒と被処理材との接触効率が高い。よって、仕上げ加工に要する時間は短時間で十分である。また、メディアが軽質であるため、メディアの衝突により生じる加工硬化層の成長が抑制される。さらに、メディアには砥粒が付着しているので、砥粒が付着していないメディアを用いてバレル仕上げを施した場合と比較して、前記両軌道面の少なくとも一方と前記転動面とに固着した粒子を、より迅速に、より効果的に除去することが可能である。
【００１９】
このようなバレル仕上げを施すことにより、前記両軌道面及び前記転動面に固着した粒径１μｍ超過且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子の数を、それぞれ１ｍｍ２  当たり５００個以下とすれば、不十分な潤滑環境下においても、固着した粒子による接触相手面の摩耗や剥離を長期間にわたって防止することができる。前記粒子の数が１ｍｍ２  当たり５００個超過であると、５００個以下の場合よりも著しく摩耗が生じることとなる。
【００２０】
また、保持器についても同様であり、保持器の表面に固着した粒径１μｍ超過且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子の数を、１ｍｍ２  当たり５００個以下とすれば、不十分な潤滑環境下においても、固着した粒子による接触相手面の摩耗や剥離を長期間にわたって防止することができる。
固着した粒子の粒径が１μｍ以下である場合や、硬さが８ＧＰａ未満である場合は、不十分な潤滑環境下においても接触相手面の摩耗が生じにくい。
【００２１】
固着した粒子の材質は硬さが８ＧＰａ以上であれば特に限定されるものではないが、アルミナ（硬さ２０ＧＰａ），炭化ケイ素（硬さ２８ＧＰａ），六方晶窒化ホウ素（硬さ２８ＧＰａ以上），ダイヤモンド（硬さ２８ＧＰａ以上）等があげられ、硬質ガラスや鋼は含まれない。
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，直動案内装置，直動ベアリング等である。
【００２２】
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、同じく直動案内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、同じく直動案内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。
【００２３】
【発明の実施の形態】
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。
〔第一実施形態〕
図１は、本発明に係る転動装置の一実施形態であるスラストニードル軸受の構造を示す部分縦断面図である。
【００２４】
このスラストニードル軸受は、図示しない軸に固定される内輪１と、図示しないハウジングに固定される外輪２と、これら両輪１，２の軌道面１ａ，２ａ間に転動自在に配設された複数の転動体３と、複数の転動体３を両輪１，２の間に保持する保持器４と、を備えている。軸受の寸法は内径４０ｍｍ，外径６０ｍｍ，幅５ｍｍで、転動体３の寸法は直径３．０ｍｍ，長さ４．５ｍｍである。
【００２５】
転動体３は鋼材（ＳＵＪ２）で構成されているが、寸法精度や表面粗さの要求が厳しいため、砥粒を用いた表面加工処理が施されている。この表面加工処理として、＃２０００メッシュ以下の砥粒（硬さ８ＧＰａ以上のアルミナ）を用いたバレル仕上げからなる１次加工と、＃６０００〜＃８０００メッシュ以下の砥粒（硬さ８ＧＰａ以上のアルミナ）を用いたバレル仕上げからなる仕上げ加工とを行った。
【００２６】
このような表面加工処理を施すことにより、前記砥粒のうち粒径が１μｍ以下のものを転動体３の表面３ａに食い込ませて固着させることができるうえ、粒径が１μｍ超過のものを転動体３の表面３ａに残留しないようにすることができる。転動体３の表面３ａに食い込んで固着した砥粒は、洗浄処理等を施してもほとんど取り除くことはできない。
【００２７】
表面加工処理に使用する砥粒としては、＃８０００メッシュのものが最も好ましい。これよりも細かい砥粒でも摩耗抑制効果はあるが、表面処理加工に時間を要してしまい高コストとなる。ここで、上記の各メッシュサイズの砥粒の粒径分布を表１に示す。表１には、砥粒の粒径分布の下限値，中央値，及び上限値を記載してある。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
転動体３の表面３ａに固着した砥粒の大きさと個数を測定したところ、粒径が１μｍ以下のものの個数は１ｍｍ２  当たり５０個以上であった。また、粒径が１μｍ超過のものは存在しなかった。なお、測定方法は以下の通りである。
超純水で洗浄した容器に転動体を入れ、電子工業材料用イソプロパノールを加え、３８ｋＨｚの超音波をかけて１０分間洗浄した。洗浄した転動体の表面を走査型電子顕微鏡で１０００倍で観察するとともに、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ）を行った。
【００３０】
分析条件は、加速電圧１５ｋＶ、試料電流０．５ｎＡ、対物絞り１００μｍである。また、ＥＤＳは、フィリップス社製のＳ−ＵＴＷ検出器とＤＸ−４アナライザとを組み合わせたものである。分析対象元素の面分析（カラーマッピング）を、５１２×４００画素で２０ｍｓ／画素の取り込みを行った。面分析後、同社の粒子解析プログラムを用いて、対象元素の大きさと数を計測した。測定可能な最小粒径は０．５μｍである。被検面積は０．０１２３ｍｍ２  であり、任意の１０カ所を測定し、得られた結果を単位面積当たりに換算した。
【００３１】
このような本実施形態のスラストニードル軸受は、粒径１μｍ以下且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子が転動体３の表面３ａに１ｍｍ２  当たり５０個以上固着されているので、不十分な潤滑環境下においても摩耗が生じにくく長寿命である。
次に、このようなスラストニードル軸受と同様の軸受において、転動体に種々の条件で表面加工処理を施したものを用意して、回転試験を行った。
【００３２】
この表面加工処理として、前述の場合と同様に１次加工と仕上げ加工とを行い、それぞれの加工においてはコンパウンド（砥粒）とメディアとを用いたバレル仕上げを行った。バレル仕上げは、転動体，メディア，コンパウンド，水，界面活性剤を、１：３：０．１：６：０．１の質量比で混合して行った。そして、５種類のコンパウンドと２種類のメディアとを種々組み合わせて、表面加工処理条件の異なる９種類の試験軸受（後述する表２，３に記載の実施例１〜５及び比較例１〜４の軸受）を製造した。
【００３３】
使用するコンパウンドは硬さ２０ＧＰａのアルミナ製で、メッシュサイズは＃１０００，＃２０００，＃４０００，＃６０００，＃８０００の５種類である。また、メディアは、３／８インチの鋼球メディアと、直径１ｍｍ，長さ５ｍｍの棒状のアルミナメディアとの２種類である。
表２，３に、１次加工と仕上げ加工とにおいて使用したコンパウンド及びメディアの種類、並びに仕上げ加工の加工時間を示す。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
【表３】
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【００３６】
このような条件で表面加工処理を施した後、前述と同様の方法により転動体表面に固着された粒子の大きさと個数を測定したところ、粒径１μｍ以下且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子の個数は表２，３に示すような結果であった。また、粒径１μｍ超過の粒子の存在は確認されなかった。なお、転動体に施した表面加工処理が異なること以外の点、すなわち、軌道輪，転動体，及び保持器の諸元（寸法，材質等）は全て同一である。また、転動体の表面粗さは、表面加工処理が異なっても同一となるようにした。
【００３７】
このようなスラストニードル軸受の回転試験を行い、摩耗量を評価した。試験条件は以下の通りである。
回転速度      ：２０００ｍｉｎ−１（外輪回転）
アキシアル荷重：２０００Ｎ
軸受温度      ：５０℃
潤滑方式      ：白灯油跳ねかけ潤滑
試験時間      ：１００時間
回転試験が終了したらスラストニードル軸受を分解して転動体の質量を測定し、回転試験前の転動体の質量からの減少量を摩耗量とした。その結果を表２，３に併せて示す。また、これらの結果をグラフ化したものを図２に示す。なお、これらに記載の摩耗量の数値は、比較例１の摩耗量を１とした場合の相対値で示してある。
【００３８】
このグラフから、粒径１μｍ以下且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子の個数が多いほど摩耗量が小さくなる傾向があり、５０個／ｍｍ２  以上であれば摩耗量が極めて小さく耐摩耗性が優れていることが分かる。
〔第二実施形態〕
第二実施形態の転動装置の構成は、前述の図１のスラストニードル軸受とほぼ同様であるので、異なる部分のみ図１を参照しながら説明し、同様の部分の説明は省略する。
【００３９】
このスラストニードル軸受の保持器４はＳＵＪ２等の鋼材で構成されているが、その表面のうち内輪１，外輪２，転動体３と接触する部分には、砥粒を用いた表面加工処理が施されている。この表面加工処理として、＃２０００メッシュ以下の砥粒（例えば硬さ８ＧＰａ以上のアルミナ）を用いたバレル仕上げからなる１次加工と、＃６０００〜＃８０００メッシュ以下の砥粒（例えば硬さ８ＧＰａ以上のアルミナ）を用いたバレル仕上げからなる仕上げ加工とを行った。
【００４０】
このような表面加工処理を施すことにより、前記砥粒のうち粒径が１μｍ以下のものを保持器４の表面に食い込ませて固着させることができるうえ、粒径が１μｍ超過のものを保持器４の表面に残留しないようにすることができる。保持器４の表面に食い込んで固着した砥粒は、洗浄処理等を施してもほとんど取り除くことはできない。
【００４１】
表面加工処理に使用する砥粒としては、＃８０００メッシュのものが最も好ましい。これよりも細かい砥粒でも摩耗抑制効果はあるが、表面処理加工に時間を要してしまい高コストとなる。上記の各メッシュサイズの砥粒の粒径分布は、前述の表１の通りである。
保持器４の表面に固着した砥粒の大きさと個数を測定したところ、粒径が１μｍ以下のものの個数は１ｍｍ２  当たり１００個以上であった。また、粒径が１μｍ超過のものは存在しなかった。なお、測定方法は第一実施形態の場合と同様である。
【００４２】
このような本実施形態のスラストニードル軸受は、粒径１μｍ以下且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子が、保持器４の表面のうち内輪１，外輪２，転動体３と接触する部分に１ｍｍ２  当たり１００個以上固着されているので、不十分な潤滑環境下においても摩耗が生じにくく長寿命である。
次に、このようなスラストニードル軸受と同様の軸受において、保持器に種々の条件で表面加工処理を施したものを用意して、回転試験を行った。
【００４３】
この表面加工処理として、前述の場合と同様に１次加工と仕上げ加工とを行い、それぞれの加工においてはコンパウンド（砥粒）とメディアとを用いたバレル仕上げ（流動バレル加工）を行った。バレル仕上げは、保持器，メディア，コンパウンド，水，界面活性剤を、１：３：０．１：６：０．１の質量比で混合して行った。そして、５種類のコンパウンドと２種類のメディアとを種々組み合わせて、表面加工処理条件の異なる９種類の試験軸受（後述する表４，５に記載の実施例１１〜１５及び比較例１１〜１４の軸受）を製造した。
【００４４】
使用するコンパウンドは硬さ２０ＧＰａのアルミナ製で、メッシュサイズは＃１０００，＃２０００，＃４０００，＃６０００，＃８０００の５種類である。また、メディアは、３／８インチの鋼球メディアと、直径１ｍｍ，長さ５ｍｍの棒状のアルミナメディアとの２種類である。
表４，５に、１次加工と仕上げ加工とにおいて使用したコンパウンド及びメディアの種類、並びに仕上げ加工の加工時間を示す。
【００４５】
【表４】
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【００４６】
【表５】
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【００４７】
このような条件で表面加工処理を施した後、第一実施形態の場合と同様の方法により保持器表面に固着された粒子の大きさと個数を測定したところ、粒径１μｍ以下且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子の個数は表４，５に示すような結果であった。また、粒径１μｍ超過の粒子の存在は確認されなかった。なお、保持器に施した表面加工処理が異なること以外の点、すなわち、軌道輪，転動体，及び保持器の諸元（寸法，材質等）は全て同一である。また、保持器の表面粗さは、表面加工処理が異なっても同一となるようにした。
【００４８】
このようなスラストニードル軸受の回転試験を行い、摩耗量を評価した。試験条件は第一実施形態の場合と同様である。
回転試験が終了したらスラストニードル軸受を分解して保持器の質量を測定し、回転試験前の保持器の質量からの減少量を摩耗量とした。その結果を表４，５に併せて示す。また、これらの結果をグラフ化したものを図３に示す。なお、これらに記載の摩耗量の数値は、比較例１１の摩耗量を１とした場合の相対値で示してある。
【００４９】
このグラフから、粒径１μｍ以下且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子の個数が多いほど摩耗量が小さくなる傾向があり、１００個／ｍｍ２  以上であれば摩耗量が極めて小さく耐摩耗性が優れていることが分かる。そして、１００個／ｍｍ２  未満であると摩耗量が非常に大きいことが分かる。
〔第三実施形態〕
第三実施形態の転動装置の構成は、前述の図１のスラストニードル軸受とほぼ同様であるので、異なる部分のみ図１を参照しながら説明し、同様の部分の説明は省略する。
【００５０】
このスラストニードル軸受の内輪１，外輪２，転動体３，及び保持器４はＳＵＪ２等の鋼材で構成されているが、両軌道面１ａ，２ａのうち少なくとも一方と転動体３の表面３ａとには、砥粒を用いた表面加工処理が施されている。
この表面加工処理として、＃４４０メッシュ以下の砥粒を用いたバレル仕上げからなる１次加工と、粒径１μｍ以下で且つ＃８０００〜＃２４０００メッシュ以下の砥粒を軽質な多孔質材料に付着させてなるメディアを用いたバレル仕上げからなる仕上げ加工と、を行った。このような表面加工処理を施すことにより、両軌道面１ａ，２ａや転動体３の表面３ａに固着した粒径が１μｍ超過の粒子の数を少なくすることができる。
【００５１】
軽質な多孔質材料としてはクルミ殻，穀物，木材，樹脂等があげられ、このような軽質な多孔質材料と砥粒とを組み合わせることにより、砥粒が表面に付着したメディアが得られる（図４を参照）。軽質な多孔質材料の大きさは特に限定されるものではなく、転動体等の部材の大きさや形状に応じて適切な大きさのものを使用すればよい。
【００５２】
軌道面１ａ，２ａや転動体３の表面３ａに固着した砥粒の大きさと個数を、第一実施形態の場合と同様の方法で測定したところ、粒径が１μｍ超過のものの個数は１ｍｍ２  当たり５００個以下であった。なお、保持器４の表面のうち内輪１，外輪２，転動体３と接触する部分についても、粒径１μｍ超過且つ硬さ８ＧＰａ以上の固着粒子は、１ｍｍ２  当たり５００個以下であることが好ましい。
【００５３】
このような本実施形態のスラストニードル軸受は、軌道面１ａ，２ａや転動体３の表面３ａに固着した粒径１μｍ超過且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子の数が、それぞれ１ｍｍ２  当たり５００個以下であるので、不十分な潤滑環境下においても摩耗が生じにくく長寿命である。
次に、このようなスラストニードル軸受と同様の軸受において、内輪，外輪，転動体，及び保持器に種々の条件で表面加工処理を施したものを用意して、回転試験を行った。
【００５４】
この表面加工処理として、前述の場合と同様に１次加工と仕上げ加工とを行い、それぞれの加工においてはコンパウンド（砥粒）とメディアとを用いたバレル仕上げ（遠心バレル加工）を行った。１次加工におけるバレル仕上げは、軸受の各構成部材（内輪，外輪，転動体，保持器），メディア，コンパウンド，水，界面活性剤を、１：３：０．１：６：０．１の質量比で混合して行った。また、仕上げ加工におけるバレル仕上げは、軸受の各構成部材（内輪，外輪，転動体，保持器）とメディアとを１：２．０１の質量比で混合して行った。このメディアは、コンパウンド（砥粒）を軽質な多孔質材料に付着させたものであり、コンパウンドと多孔質材料との質量比は０．０１：２である。
【００５５】
そして、複数種のコンパウンドと１種類のメディア（直径１ｍｍ，長さ５ｍｍの棒状のアルミナ）とを組み合わせて、種々の表面加工処理条件の１次加工を行った。また、複数種のコンパウンドと２種類の軽質な多孔質材料（平均直径約５ｍｍのクルミ殻及び直径１ｍｍ，長さ５ｍｍの棒状のアルミナ）とを種々組み合わせて製造したメディアを用いて、種々の表面加工処理条件の仕上げ加工を行った。このようにして、１次加工及び仕上げ加工の表面加工処理条件がそれぞれ異なる１３種類の試験軸受（後述する表６〜８に記載の実施例２１〜２９及び比較例２１〜２４の軸受）を製造した。
【００５６】
使用するコンパウンドは硬さ２０ＧＰａのアルミナ製で、メッシュサイズは＃２２０〜＃２４０００の８種類である。
表６〜８に、１次加工において使用したコンパウンド及びメディアの種類と、仕上げ加工において使用したメディアを構成するコンパウンド及び軽質な多孔質材料の種類と、を示す。
【００５７】
【表６】
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【００５８】
【表７】
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【００５９】
【表８】
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【００６０】
このような条件で表面加工処理を施した後、第一実施形態の場合と同様の方法により転動体表面に固着された粒子の大きさと個数を測定したところ、粒径１μｍ超過且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子の個数は表６〜８に示すような結果であった。なお、軸受の各構成部材に施した表面加工処理が異なること以外の点、すなわち、軌道輪，転動体，及び保持器の諸元（寸法，材質等）は全て同一である。また、表面加工処理の内容が異なっても軸受の各構成部材の表面粗さが同一となるように、表面加工処理時間の長さを適宜調節した。
【００６１】
このようなスラストニードル軸受の回転試験を行い、摩耗量を評価した。試験条件は第一実施形態の場合と同様である。
回転試験が終了したらスラストニードル軸受全体の質量を測定し、回転試験前の質量からの減少量を摩耗量とした。その結果を表６〜８に併せて示す。なお、表６〜８に記載の摩耗量の数値は、比較例２１の摩耗量を１とした場合の相対値で示してある。
【００６２】
これらの結果から分かるように、内外輪の両軌道面のうち少なくとも一方と転動体の転動面とに固着した粒径１μｍ超過且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子の数を、それぞれ１ｍｍ２  当たり５００個以下とした実施例２１〜２９の転がり軸受は、固着した粒子による接触相手面の摩耗や剥離を長期間にわたって防止することができるので、摩耗量が少なかった。これに対して、上記の条件を満たしていない比較例２１〜２３の転がり軸受は、摩耗量が多かった。
【００６３】
また、軽質な多孔質材料に粒径１μｍ以下の砥粒を付着させてなるメディアを用いて表面仕上げを施すと、摩耗を防止する効果がより大きいことが分かる。さらに、保持器についても同様であり、内外輪の両軌道面と転動体の転動面とに加えて、保持器の表面に固着した粒径１μｍ超過且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子の数を１ｍｍ２  当たり５００個以下とすれば、摩耗を防止する効果がより大きくなることが分かる。
【００６４】
なお、前記各実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は前記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スラストニードル軸受を例示して説明したが、本発明の転動装置は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、深溝玉軸受，アンギュラ玉軸受，自動調心玉軸受，円筒ころ軸受，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。
【００６５】
また、本実施形態においては、転動装置として転がり軸受を例示して説明したが、本発明の転動装置は、他の様々な種類の転動装置に対して適用することができる。例えば、直動案内装置，ボールねじ，直動ベアリング等の他の転動装置にも好適に適用可能である。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の転動装置は、転動体の転動面等のような軸受構成部材の表面に固着されている粒子の大きさ及び個数を規定してあるので、不十分な潤滑環境下においても摩耗が生じにくく長寿命である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る転動装置の一実施形態であるスラストニードル軸受の構造を示す部分縦断面図である。
【図２】転動体の表面に固着された粒径１μｍ以下且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子の数と摩耗量との相関を示すグラフである。
【図３】保持器の表面に固着された粒径１μｍ以下且つ硬さ８ＧＰａ以上の粒子の数と摩耗量との相関を示すグラフである。
【図４】砥粒が表面に付着したメディアの拡大図である。
【符号の説明】
１      内輪
２      外輪
３      転動体
３ａ    転動体の表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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