(57)【要約】    【課題】  他部材に摺動接触可能な摺動面に形成した凹凸パターンの凹部に充填された固体潤滑剤が脱落することを防止し、前記摺動面の潤滑性、耐摩耗性、耐焼付性を長期間にわたって確保することが可能な機械部品及び転がり軸受用保持器を提供する。    【解決手段】  他部材に摺動接触可能な摺動面１１を有する本体１０と、摺動面１１に形成された凹凸パターンを備え、前記凹凸パターンの凹部に固体潤滑剤１４が充填されてなり、固体潤滑剤１４の硬さは、本体１０の硬さよりも２００ＨＶ以上低い機械部品（転がり軸受１）である。【選択図】    図１
2005325961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他部材に摺動接触可能な摺動面を有する本体と、当該摺動面に形成された凹凸パターンと、を備えた機械部品であって、
前記凹凸パターンの凹部に固体潤滑剤が充填されてなり、当該固体潤滑剤の硬さは、前記本体の硬さよりも２００ＨＶ以上低い機械部品。
【請求項２】
他部材に摺動接触可能な摺動面を有する保持器本体と、当該摺動面に形成された凹凸パターンと、を備えた転がり軸受用保持器であって、
前記凹凸パターンの凹部に固体潤滑剤が充填されてなり、当該固体潤滑剤の硬さは、前記保持器本体の硬さよりも２００ＨＶ以上低い転がり軸受用保持器。
【請求項３】
自動変速装置に配設されたプラネタリギヤの回転軸を支持する請求項２記載の転がり軸受用保持器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、他部材に摺動接触する部材の摺動面に耐摩耗処理及び低摩擦抵抗処理を施した機械部品及び転がり軸受用保持器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、他部材に摺動接触する部材として、種々の機械部品が紹介されているが、例えば、すべり軸受、転がり軸受用保持器や、グルーブ軸受のスラスト受部、あるいは人工関節等の摺動接触部等がある。
【０００３】
例えば、針状ころ軸受は、細径のころを用いており、内輪の外径と外輪の内径との差が小さいため、例えば、プラネタリギヤ装置のプラネタリギヤの回転軸を回転可能に支持するために用いると、このプラネタリギヤ装置を搭載した自動変速機の小型化に貢献することができるため好ましいとされている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、プラネタリギヤの回転軸を軸支するプラネタリギヤ用軸受では、外方部材にあたるプラネタリギヤからの力の伝達が滑らかに行われるように、一般に、はすば歯車が使用される。このため、その力関係から、内方部材にあたる回転軸（プラネタリシャフト）の走行跡がねじれた形となる。この結果、プラネタリギヤとプラネタリシャフトとの間にある針状ころ（ニードルローラ）に対し、不均一な力が作用してエッジロードやスキュー等が発生し、軸受の寿命が低下したり、焼付きが発生する虞がある。
【０００５】
ところで、近年では、燃費の向上等を目的として、自動変速機においても多段化される傾向にある。このため、現在は４速あるいは５速が主流である自動変速機を、例えば、６速あるいは７速に多段化しようとすると、動力を伝達するプラネタリギヤ装置のプラネタリギヤの公転速度が増大するということがある。このような場合、プラネタリギヤを回転可能に支持する針状ころ軸受（プラネタリギヤ用軸受）の保持器にかかる遠心力も増大し、保持器の外径と、外輪の内径とが摺接し、摩耗が発生してしまう虞もある。
【０００６】
そこで、他部材に摺動接触可能な摺動面を有する機械部品では、摺動面の耐摩耗性を向上するために種々の方法が採用されている。例えば、互いに摺動接触する金属部材に、平均粒子径が約１〜２０μｍの二硫化モリブデンを投射して、前記金属部材の表面の改質を図り、当該表面の摩擦係数を有効に低下させる技術が開示されている。この技術では、二硫化モリブデンを、投射速度１００ｍ／ｓ以上で投射することが望ましいとされている。（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、互いに摺動接触する摺動面のうち、少なくとも一方の部材に等価直径が５〜１００μｍであり、深さが０．３〜５．０μｍである大きさの凹状ディンプルが、面積率で５〜６０％で設置してあり、前記凹状ディンプルの周辺の盛り上がり量を、摺動部位の油膜の厚さと比較して小さくすることで、耐摩耗性と摩擦力の軽減が同時に得られる技術が開示されている。（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
そしてまた、他部材に摺動接触する部材の摺動面に凹凸パターンを形成すると共に、当該凹凸パターンの凹凸部に固体潤滑剤または液体潤滑剤の少なくとも１つからなる潤滑剤を満たし、この凹部の面積比率を３０〜７０％、凹部の深さを１０μｍ以下とした耐摩耗性摺動部材も紹介されている。（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００２−３４９６４７号公報
【特許文献２】特開２００２−３３９０８３号公報
【特許文献３】特開２００３−１８４８８３号公報
【特許文献４】特開平８−４７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に記載された従来技術では、二硫化モリブデンよりも硬い部材（例えば、ガラスやセラミックス等）に二硫化モリブデンを投射する場合は、例えば、二硫化モリブデンを、投射速度１００ｍ／ｓで投射しても特に問題ないが、二硫化モリブデンよりも柔らかい部材（例えば、樹脂や軟鋼のような柔らかい金属）に二硫化モリブデンを、投射速度１００ｍ／ｓで投射した場合は、部材自体の変形を引き起こす可能性がある。
【００１０】
また、二硫化モリブデンをショットピーニングのショット材として使用するだけでは、前記部材と二硫化モリブデンとの機械的結合力が小さいため、例えば、プラネタリギヤ用軸受の保持器に二硫化モリブデンを投射した場合、保持器の公転により二硫化モリブデンが容易に脱落してしまう虞がある。
【００１１】
そしてまた、特許文献３に記載された従来技術は、互いに摺動接触する摺動面に単に凹状ディンプルを形成し、この凹状ディンプルを形成したことによって生じた凹状ディンプル周辺の盛り上がりを除去するだけでは、油膜が十分に形成されていない環境潤滑域では、摩耗や焼付きの発生を十分に防止することが困難である。
【００１２】
さらにまた、特許文献４は、部材の摺動面に形成した凹凸パターンの凹凸部に固体潤滑剤または液体潤滑剤の少なくとも１つからなる潤滑剤を充填する技術であるが、当該凹凸部に潤滑剤をただ単に充填しただけでは、遠心力等により潤滑剤が脱落してしまう虞がある。
【００１３】
本発明は、他部材に摺動接触可能な摺動面に形成した凹凸パターンの凹部に充填された固体潤滑剤が脱落することを防止し、前記摺動面の潤滑性、耐摩耗性、耐焼付性を長期間にわたって確保することが可能な機械部品及び転がり軸受用保持器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的を達成するため、本発明は、他部材に摺動接触可能な摺動面を有する本体と、当該摺動面に形成された凹凸パターンと、を備えた機械部品であって、前記凹凸パターンの凹部に固体潤滑剤が充填されてなり、当該固体潤滑剤の硬さは、前記本体の硬さよりも２００ＨＶ以上低い機械部品を提供するものである。
【００１５】
この構成を備えた機械部品は、前記凹部に充填される固体潤滑剤の硬さが、摺動面を有する本体の硬さよりも２００ＨＶ以上低い（すなわち、柔らかい）ため、加工時に固体潤滑剤が前記本体を傷つけることを防止することができると共に、固体潤滑剤が本体から脱落することを防止し、前記摺動面の潤滑性、耐摩耗性、耐焼付性を長期間にわたって確保することができる。また、仮に、多少の固体潤滑剤が凹部から脱落した場合であっても、この脱落した固体潤滑剤が本体を傷つけることを防止することができる。
【００１６】
特に、前記固体潤滑剤を投射することにより、前記凹部に当該固体潤滑剤を充填する場合は、この固体潤滑剤を塑性変形させることができるため、前記本体（凹部）と固体潤滑剤との間に機械的な噛み合いが生じ、固体潤滑剤が脱落することをさらに防止することができる。
【００１７】
本体（凹部）と固体潤滑剤との間に機械的な噛み合いを付与するためには、例えば、凹部に二流化モリブデンを充填した本体に、ショットブラスト加工処理を行う、二流化モリブデン単体をショットピーニングする、二流化モリブデンと鋼球あるいはアルミナ等のセラミックスを同時にショットブラストする等、種々の方法が挙げられる。また、前記固体潤滑剤は焼成等により、凹部に熱的結合させてもよい。
【００１８】
前記固体潤滑剤の硬さが、前記本体の硬さよりも２００ＨＶ未満で低い、すなわち、両者の硬さの差が２００ＨＶ未満であると、加工時に固体潤滑剤が前記本体を傷つける虞がある。また、前記固体潤滑剤を、例えば、ショットブラスト等により投射することにより、前記凹部に充填する場合、本体を傷つけたり、変形させたりする虞もある。
【００１９】
ここで、他部材と摺動接触する機械部品は、摺動接触時に異物が混入すると、寿命が著しく低下することが知られている。そこで、仮に、多少の固体潤滑剤が凹部から脱落した場合であっても、機械部品の寿命を著しく低下させないための条件について、本発明者等が鋭意研究を重ねた結果、固体潤滑剤の硬さが、前記本体の硬さよりも２００ＨＶ以上低い（柔らかい）という条件を見いだした。
【００２０】
また、前記観点から、前記固体潤滑剤の硬さは、前記本体の硬さよりも３００ＨＶ以上低いことがより好ましく、さらに好ましくは、４００ＨＶ以上低いことがよい。
【００２１】
そしてまた、前記凹凸パターンを形成する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、レーザ加工、エッチング、スパッタリング、サンドブラスト、ショットピーニング、バレル加工等、種々の方法が挙げられる。また、必要に応じて、これらの方法で凹凸パターンを形成した後、所望の表面処理を行ってもよい。
【００２２】
また、前記固体潤滑剤は、本体との硬さよりも２００ＨＶ以上低い硬さを有しており、且つ適切な潤滑性を備えていれば、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン、フッ素樹脂、ナイロン、ポリアセタール、ポリオレフィン、ポリエステル、金属石鹸、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）、二硫化タングステン（ＷＳ2）、ボロンナイトライド（ＢＮ）、黒鉛、フッ化カルシウム、フッ化バリウム等を挙げることができる。また、必要に応じて、固体潤滑剤に流動性を付与させるために、パラフィンワックス等と一緒に混練したものを用いてもよい。
【００２３】
そしてまた、前記固体潤滑剤を前記凹部に充填する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、前述したショットブラストの他、スプレーガン等を使用して高圧ガスと共に吹き付ける方法、焼成する方法、スパッタリング、イオンプレーティング、蒸着、湿式メッキ等を挙げることができる。
【００２４】
また、前記本体は、前記固体潤滑剤の硬度よりも２００ＨＶ以上高い硬度を有しており、機械部品としての性能を損なわなければ、特に限定されるものではないが、例えば、鉄、炭素鋼、低合金鋼、高合金鋼、ステンレス鋼等の鉄鋼材料や、銅、アルミニウム、チタン及びチタン合金、その他の非金属、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、アルミナ、ジルコニア等のセラミックス材料等が挙げられる。
【００２５】
また、本発明は、他部材に摺動接触可能な摺動面を有する保持器本体と、当該摺動面に形成された凹凸パターンと、を備えた転がり軸受用保持器であって、前記凹凸パターンの凹部に固体潤滑剤が充填されてなり、当該固体潤滑剤の硬さが、前記保持器本体の硬さよりも２００ＨＶ以上低い転がり軸受用保持器を提供するものである。
【００２６】
この構成を備えた転がり軸受用保持器は、前記凹部に充填される固体潤滑剤の硬さが、摺動面を有する保持器本体の硬さよりも２００ＨＶ以上低い（すなわち、柔らかい）ため、加工時に固体潤滑剤が前記保持器本体を傷つけることを防止することができると共に、固体潤滑剤が保持器本体から脱落することを防止し、前記摺動面の潤滑性、耐摩耗性、耐焼付性を長期間にわたって確保することができる。また、仮に、多少の固体潤滑剤が凹部から脱落した場合であっても、この脱落した固体潤滑剤が保持器本体を傷つけることを防止することができる。
【００２７】
また、本発明にかかる転がり軸受用保持器は、自動変速装置に配設されたプラネタリギヤの回転軸を支持することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明にかかる機械部品は、本体の摺動面に形成された凹部に充填される固体潤滑剤の硬さが、当該本体の硬さよりも２００ＨＶ以上低い（柔らかい）ため、加工時に固体潤滑剤が前記本体を傷つけることを防止することができると共に、固体潤滑剤が本体から脱落することを防止し、前記摺動面の潤滑性、耐摩耗性、耐焼付性を長期間にわたって確保することができる。したがって、寿命を向上することができる。
【００２９】
また、本発明にかかる転がり軸受用保持器は、保持器本体の摺動面に形成された凹部に充填される固体潤滑剤の硬さが、当該保持器本体の硬さよりも２００ＨＶ以上低い（柔らかい）ため、加工時に固体潤滑剤が前記保持器本体を傷つけることを防止することができると共に、固体潤滑剤が保持器本体から脱落することを防止し、前記摺動面の潤滑性、耐摩耗性、耐焼付性を長期間にわたって確保することができる。したがって、寿命を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
次に、本発明の好適な実施の形態にかかる機械部品及び転がり軸受用保持器について図面を参照して説明する。なお、以下に記載される実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施の形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。
【００３１】
（実施の形態１）
実施の形態１では、機械部品として転がり軸受用保持器、さらに具体的には、ラジアル針状ころ軸受用保持器を例にとって説明する。
【００３２】
図１は、実施の形態１にかかるラジアル針状ころ軸受用保持器の摺動面付近の一部を示す斜視図、図２は、実施の形態１にかかるラジアル針状ころ軸受を含む自動変速機の内部を示す概略図、図３は、図２に示す自動変速機に使用されるプラネタリギヤ装置の分解斜視図、図４は、図３に示すプラネタリギヤ装置のプラネタリギヤの動作原理を示す平面図である。
【００３３】
図１に示すように、実施の形態１にかかるラジアル針状ころ軸受用保持器１は、他部材に摺動接触する摺動面１１を有する保持器本体（母材）１０と、摺動面１１に形成された複数の凹部１２及び凸部１３と、凹部１２に充填された固体潤滑剤１４と、を備えて構成されている。この固体潤滑剤１４は、保持器本体１０の硬さよりも２００ＨＶ以上低い（すなわち、柔らかい）硬さを備えている。
【００３４】
なお、凹部１２及び凸部１３の形成方法は、特に限定されるものではないが、実施の形態１では、凹部１２及び凸部１３は、レーザ加工機を使用して形成し、ディンプル状の凹凸パターンを形成するようにした。
【００３５】
また、固体潤滑剤１４は、二硫化モリブデンを用いた。固体潤滑剤１４と凹部１２との結合方法としては、二硫化モリブデンとパラフィンワックス等の熱可塑性樹脂を高温で混練し、半溶融状の液体を作製し、この液体を高圧ガスを用いて、ノズルで凹部１２に吹き付け、その後、前記熱可塑性樹脂を揮散させる目的で加熱し、二硫化モリブデン単体とし、凹部１２に充填した。ここで、二硫化モリブデンとパラフィンワックス等の熱可塑性樹脂を半溶融状の液体とし、高圧ガスで吹き付けた理由は、二硫化モリブデンを凹部１２に均一に充填するためである。その後、さらに凹部１２と固体潤滑剤１４との間に、機械的な噛み合いを付与するために、二硫化モリブデンを充填した保持器本体１０にショットブラスト加工処理を行った。
【００３６】
次に、このラジアル針状ころ軸受用保持器１を備えたラジアル針状ころ軸受によってプラネタリシャフトが回転可能に支持されてなるプラネタリギヤを備えたプラネタリギヤ装置が組み込まれてなる自動変速機について説明する。
【００３７】
図２に示すように、実施の形態１にかかる自動変速機２１は、図示しないエンジンから出力されるトルクが、コンバータ２２を介して伝達されるが、この時、複数組み合わせられて配設されたプラネタリギヤ装置２３を介して複数段に減速され、出力軸２４に連結された図示しないドライブ及びレーンに出力されるようになっている。
【００３８】
プラネタリギヤ装置２３は、特に図３及び図４に示すように、図示しないシャフトが挿通されたサンギヤ３１と、サンギヤ３１と同心に配設されたリングギヤ３２と、サンギヤ３１及びリングギヤ３２に噛み合う複数（実施の形態１では３個）のプラネタリギヤ３３と、サンギヤ３１及びリングギヤ３２と同心に配設され、各々のプラネタリギヤ３３を回転可能に支持するキャリヤ３４と、を備えて構成されている。
【００３９】
各々のプラネタリギヤ３３は、キャリヤ３４に固定されたプラネタリシャフト３５を介してキャリヤ３４に支持されている。また、プラネタリシャフト３５の外周面と、プラネタリギヤ３３の内周面との間には、前述したラジアル針状ころ軸受用保持器１を備えたラジアル針状ころ軸受（図示せず）が配設されており、プラネタリシャフト３５は、このラジアル針状ころ軸受によって回転可能に支持されている。
【００４０】
次に、プラネタリギヤ装置２３の動作について説明する。先ず、１速の場合、図４（ａ）に示すように、サンギヤ３１をドライブ側とし、プラネタリギヤ３３（キャリヤ３４）をドリブン側とし、リングギヤ３２を固定することで、大きな減速比が得られる。
【００４１】
次に、２速の場合、図４（ｂ）に示すように、サンギヤ３１を固定し、プラネタリギヤ３３をドリブン側とし、リングギヤ３２をドライブ側とすることで、中程度の減速比が得られる。
【００４２】
さらに、３速の場合、図４（ｃ）に示すように、サンギヤ３１を固定し、プラネタリギヤ３３をドライブ側とし、リングギヤ３２をドリブン側とすることで、小さな減速比が得られる。
【００４３】
なお、後退の場合は、図４（ｄ）に示すように、サンギヤ３１をドリブン側とし、プラネタリギヤ３３を固定し、リングギヤ３２をドライブ側とすることで、入力に対して出力を逆転させることができる。
【００４４】
次に、実施の形態１にかかるラジアル針状ころ軸受用保持器１について、以下の要領で寿命試験を行った。
【００４５】
先ず、表１に示す材料を使用して６種類の保持器本体１０を作製する。次に、この保持器本体１０の凹部１２に、前述した方法で、固体潤滑剤１４（二硫化モリブデン）を充填し、６種類のラジアル針状ころ軸受用保持器（実施例１〜６）を作製した。なお、固体潤滑剤１４の硬さ（ＨＶ）は、５０ＨＶに統一した。
【００４６】
次に、これらのラジアル針状ころ軸受用保持器（実施例１〜６）について、保持器本体１０の表面の硬さ（ＨＶ）を測定し、保持器本体１０の表面の硬さ（ＨＶ）と固体潤滑剤１４の硬さ（ＨＶ）との差を算出した。この結果を表１に示す。
【００４７】
次に、これらのラジアル針状ころ軸受用保持器（実施例１〜６）について、寿命試験を行った。試験は、実際の使用状況よりも過酷な条件で評価を行うために、ラジアル針状ころ軸受用保持器（実施例１〜６）にかかる荷重を無負荷の状態にして行い、回転数を１０００〜２００００ｍｉｎ-1として、油膜形成能力が低い潤滑油（ＶＧ１０相当）を使用し、摩耗による温度上昇の違いと、評価後のラジアル針状ころ軸受用保持器（実施例１〜６）及びラジアル針状ころ軸受を観察した。なお、試験の個数は、各ラジアル針状ころ軸受について１０個（ｎ＝１０）で行った。この結果を表１に示す。
【００４８】
なお、試験終了の判定は、初期振動値に対して５倍以上となった場合、あるいは試験温度が１２０℃であるのに対して、ラジアル針状ころ軸受の温度が１３０℃となった時点で試験を停止し、Ｌ１０寿命を算出した。この結果を表１に示す。なお、試験の打ち切り時間は５００時間とし、全て（１０個）において、試験の打ち切り時間（５００時間）まで試験が行われた場合は、Ｌ１０寿命を５００時間とした。
【００４９】
次に。比較として、表１に示す条件でラジアル針状ころ軸受用保持器（比較例１〜比較例４）を作製し、実施例１〜６と同様の試験を行った。この結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
実施例１及び３は、保持器本体１０を低合金鋼であるＳＣＭ４２０と、冷間圧延板であるＳＰＣＣから各々作製したものである。実施例１及び３に関しては、保持器本体１０の表面に凹凸パターンが形成されており、且つ保持器本体１０の表面の硬さ（ＨＶ）と固体潤滑剤１４の硬さ（ＨＶ）との差が２００ＨＶ以上である。実施例１及び３では、１０個中１個についてのみ温度上昇しただけであり、比較例１〜４が全てのラジアル針状ころ軸受について温度上昇した結果に比べ、良好な結果が得られたことが判る。また、実施例１及び３は、比較例１〜４に比べ、Ｌ１０寿命が長いことが判る。
【００５２】
実施例２は、保持器本体１０を低合金鋼であるＳＣＭ４３５から作製したものである。実施例２に関しては、保持器本体１０の表面に凹凸パターンが形成されており、且つ保持器本体１０の表面の硬さ（ＨＶ）と固体潤滑剤１４の硬さ（ＨＶ）との差が３００ＨＶであ。実施例２では、温度上昇を全く起こさず、Ｌ１０寿命においても、比較例１〜４に比べ、良好な結果が得られたことが判る。
【００５３】
実施例４〜６は、実施例１〜３の保持器本体１０に浸炭窒化処理を施したものである。このため、保持器本体１０の表面の硬さが高く、且つ保持器本体１０の表面に凹凸パターンが形成されており、保持器本体１０の表面の硬さ（ＨＶ）と固体潤滑剤１４の硬さ（ＨＶ）との差が５００ＨＶ以上である。実施例４〜６では、温度上昇を全く起こさず、Ｌ１０寿命においても、比較例１〜４に比べ、良好な結果が得られたことが判る。
【００５４】
比較例１は、実施例１の保持器本体１０に凹凸パターンを形成しなかったものである。このため、固体潤滑剤が凹部に充填されていないため、環境潤滑下では、保持器の摺動面と外輪の内径面に摩擦が生じ、温度が上昇し、Ｌ１０寿命が短くなった。また、比較例２及び３についても同様に、凹凸パターンを形成しなかったため、保持器の摺動面と外輪の内径面に摩擦が生じ、温度が上昇し、Ｌ１０寿命が短くなった。
【００５５】
比較例４については、ＳＰＣＣから作製し、保持器本体１０に凹凸パターンを形成したが、保持器本体１０の硬さと、固体潤滑剤１４との硬さの差が２００ＨＶ未満である。このため、環境潤滑下では、脱落した固体潤滑剤１４が異物となり、保持器本体１０に変形が生じ、寿命の低下を引き起こした。
【００５６】
以上から、摺動面１１に形成された凹凸パターンの凹部１２に固体潤滑剤１４が充填されてなり、且つ固体潤滑剤１４の硬さが、保持器本体１０の硬さよりも２００ＨＶ以上低いもの（本発明にかかるもの）は、摺動面１１の潤滑性、耐摩耗性、耐焼付性を長期間にわたって確保することができ、寿命を向上することができることが確認された。
【００５７】
また、表１から、固体潤滑剤１４の硬さが、保持器本体１０の硬さよりも３００ＨＶ以上低いもの（実施例２）はより良い結果となることが確認された。
【００５８】
なお、実施の形態１では、機械部品として、ラジアル針状ころ軸受用保持器を例にとって説明したが、これに限らず、本発明は、他部材に摺動接触可能な摺動面を有する本体と、当該摺動面に形成された凹凸パターンを備えていれば、他の機械部品に適用可能であることは勿論である。
【００５９】
また、実施の形態１では、固体潤滑剤１４として、硬さが５０ＨＶの二硫化モリブデンを使用した場合について説明したが、これに限らず、ラジアル針状ころ軸受としての機能を損なわなければ、固体潤滑剤１４は、保持器本体１０の硬さよりも２００ＨＶ以上低い硬さを有していれば、それ自身の硬さは特に限定されるものではない。すなわち、保持器本体１０の硬さが高ければ、比較的高い硬さの固体潤滑剤１４を用いることができ、保持器本体１０の硬さが低ければ、比較的低い硬さの固体潤滑剤１４を用いればよい。
【００６０】
また、保持器本体１０についても同様に、ラジアル針状ころ軸受としての機能を損なわなければ、固体潤滑剤１４の硬さによって、その硬さを選択することもできる。
【００６１】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２にかかる機械部品について説明する。なお、実施の形態２では、機械部品として、摩耗、焼付きが問題となるスラスト針状ころ軸受用ニードルローラ（転動体）の摺動面に凹凸パターンを形成し、この凹部に本発明にかかる固体潤滑剤を充填した場合について説明する。
【００６２】
先ず、実施の形態２にかかるスラスト針状ころ軸受用ニードルローラについて、以下の要領で寿命試験を行った。
【００６３】
先ず、表２に示す材料を使用して８種類のニードルローラ本体（母材）を作製する。次に、このニードルローラ本体の凹部に、前述した方法で、固体潤滑剤（二硫化モリブデン）を充填し、８種類のスラスト針状ころ軸受用ニードルローラ（実施例７〜１４）を作製した。なお、固体潤滑剤の硬さ（ＨＶ）は、６０ＨＶに統一した。
【００６４】
次に、これらのスラスト針状ころ軸受用ニードルローラ（実施例７〜１４）について、ニードルローラ本体の表面の硬さ（ＨＶ）を測定し、ニードルローラ本体の表面の硬さ（ＨＶ）と固体潤滑剤の硬さ（ＨＶ）との差を算出した。この結果を表２に示す。
【００６５】
次に、これらのスラスト針状ころ軸受用ニードルローラ（実施例７〜１４）について、寿命試験を行った。試験は、実際の使用状況よりも過酷な条件で評価を行うために、スラスト針状ころ軸受用ニードルローラ（実施例７〜１４）にかかる荷重を２５００Ｎの状態にして行い、回転数を６８００ｒｐｍとして、油膜形成能力が低い潤滑油（ＶＧ１０相当）を使用し、摩耗によるフレーキング、温度上昇の違いと、評価後のスラスト針状ころ軸受用ニードルローラ（実施例７〜１４）及びスラスト針状ころ軸受を観察した。なお、試験の個数は、各ラジアル針状ころ軸受について１０個（ｎ＝１０）で行った。この結果を表２に示す。
【００６６】
なお、試験終了の判定は、初期振動値に対して５倍以上となった場合、あるいは試験温度が１５０℃であるのに対して、スラスト針状ころ軸受の温度が１７０℃となった時点で試験を停止し、Ｌ１０寿命を算出した。この結果を表２に示す。なお、試験の打ち切り時間は５００時間とし、全て（１０個）において、試験の打ち切り時間（５００時間）まで試験が行われた場合は、Ｌ１０寿命を５００時間とした。
【００６７】
次に。比較として、表２に示す条件でスラスト針状ころ軸受用ニードルローラ（比較例５〜１０）を作製し、実施例７〜１４と同様の試験を行った。この結果を表２に示す。
【００６８】
【表２】
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【００６９】
実施例７及び８は、ニードルローラ本体をセラミックスから作製したものである。実施例７及び８に関しては、ニードルローラ本体の表面に凹凸パターンが形成されており、且つニードルローラ本体の表面の硬さ（ＨＶ）と固体潤滑剤の硬さ（ＨＶ）との差が２００ＨＶ以上である。実施例７及び８では、剥離（フレーキング）及び温度上昇を全く起こさず、Ｌ１０寿命においても、比較例５〜１０に比べ、良好な結果が得られたことが判る。
【００７０】
実施例９〜１１は、ニードルローラ本体を、組織がマルテンサイトである鉄鋼材料（硬い材料）から作製したものである。実施例９〜１１に関しても、ニードルローラ本体の表面に凹凸パターンが形成されており、且つニードルローラ本体の表面の硬さ（ＨＶ）と固体潤滑剤の硬さ（ＨＶ）との差が２００ＨＶ以上である。そして、実施例９〜１１も、剥離（フレーキング）及び温度上昇を全く起こさず、Ｌ１０寿命においても、比較例５〜１０に比べ、良好な結果が得られたことが判る。
【００７１】
実施例１２は、ニードルローラ本体を、組織がオーステナイトである鉄鋼材料から作製し、実施例１３は、ニードルローラ本体をアルミニウム合金から作製し、実施例１４は、ニードルローラ本体をベリリウム銅合金から作製したものである。実施例１２〜１４に関しては、ニードルローラ本体の表面に凹凸パターンが形成されており、且つニードルローラ本体の表面の硬さ（ＨＶ）と固体潤滑剤の硬さ（ＨＶ）との差が２００ＨＶ以上であるが、実施例７〜１１に比べ、その差が小さい。実施例１２〜１４では、１０個中１個についてのみ剥離が発生しただけであり、比較例５〜１０が全てのスラスト針状ころ軸受について温度上昇、あるいは剥離が発生した結果に比べ、良好な結果が得られたことが判る。また、実施例１２〜１４は、比較例５〜１０に比べ、Ｌ１０寿命が長いことが判る。
【００７２】
比較例５は、実施例９のニードルローラ本体に凹凸パターンを形成しなかったもの、すなわち通常の軸受の粗さ（中心線平均粗さ＝０．０２Ｒａ、スキューネス：Ｓｋ＝−０．１〜０．５）であるため、固体潤滑剤が凹部に充填されておらず、環境潤滑下では、ニードルローラ（転動体）とレース間での金属接触により、全てのスラスト針状ころ軸受について温度が上昇し、Ｌ１０寿命が短くなった。また、比較例６及び７についても同様に、凹凸パターンを形成しなかったため、温度が上昇し、Ｌ１０寿命が短くなった。
【００７３】
比較例８については、実施例９のニードルローラ本体に凹凸パターンを形成したが、ニードルローラ本体の表面の硬さ（ＨＶ）と固体潤滑剤の硬さ（ＨＶ）との差が２００ＨＶ未満である。このため、環境潤滑下では、脱落した固体潤滑剤が異物となり、寿命の低下を引き起こした。また、比較例９及び１０についても同様の理由から寿命が短くなった。
【００７４】
以上から、ニードルローラ本体の摺動面に形成された凹凸パターンの凹部に固体潤滑剤が充填されてなり、且つ固体潤滑剤の硬さが、ニードルローラ本体の硬さよりも２００ＨＶ以上低いもの（本発明にかかるもの）は、摺動面の潤滑性、耐摩耗性、耐焼付性を長期間にわたって確保することができ、寿命を向上することができることが確認された。
【００７５】
また、表２から、固体潤滑剤の硬さが、ニードルローラ本体の硬さよりも４００ＨＶ以上低いもの（実施例７〜１１）はより良い結果となることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるラジアル針状ころ軸受用保持器の摺動面付近の一部を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかるラジアル針状ころ軸受を含む自動変速機の内部を示す概略図である。
【図３】図２に示す自動変速機に使用されるプラネタリギヤ装置の分解斜視図である。
【図４】図３に示すプラネタリギヤ装置のプラネタリギヤの動作原理を示す平面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１    ラジアル針状ころ軸受用保持器
１０    保持器本体
１１    摺動面
１２    凹部
１３    凸部
１４    固体潤滑剤
２１    自動変速機
２３    プラネタリギヤ装置
３３    プラネタリギヤ
３５    プラネタリシャフト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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