(57)【要約】【課題】高荷重、高温、高速回転といった厳しい使用条件下でも、水素脆性による早期剥離を防止し、耐久性に優れた転がり軸受を提供する。【解決手段】内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に設けられ前記転動体を転動自在に保持する保持器とを備え、水素吸蔵炭素を含有することを特徴とする転がり軸受である。【選択図】    図１
2005016697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素吸蔵炭素が適用されてなる、耐水素脆性を備えた転動装置。
【請求項２】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に設けられ前記転動体を転動自在に保持する保持器とを備え、水素吸蔵炭素が適用されてなる転がり軸受。
【請求項３】
請求項２記載の転がり軸受のうち、前記外輪軌道、前記内輪軌道、及び前記転動体の間に形成された空間の軸方向開口部を塞ぐためのシール部と、当該空間に封入されたグリース組成物と、前記保持器と、の少なくとも一つが前記水素吸蔵炭素を含有してなる転がり軸受。
【請求項４】
前記シール部及び前記保持器は、前記水素吸蔵炭素を含有する樹脂を成形することによって構成されてなる請求項３記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記グリース組成物は、水素吸蔵炭素を０．１〜１０質量％含有する請求項３記載の転がり軸受。
【請求項６】
前記シール部及び保持器は、水素吸蔵炭素を５〜５０質量％含有する樹脂を成形することによって構成されてなる請求項３記載の転がり軸受。
【請求項７】
前記水素吸蔵炭素は、カーボンナノチューブ、フラーレン、カーボンブラック、グラファイトナノファイバ、カーボンエーロゲル、及びアルカリ金属−黒鉛層間化合物のいずれか一種、又は二種以上の混合物である請求項２乃至６のいずれか１項記載の軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受、ボールねじ、リニアガイドなどの各種軸受に係わり、詳しくは、水素吸蔵炭素が適用された転動装置に関するものである。さらに詳しくは、保持器、シール、及びグリースなどの潤滑剤の少なくとも一つが水素吸蔵材料を含有してなる転がり軸受に関するものである。
本発明の転がり軸受は、自動車の電装部品、エンジン補機であるオルタネータや中間プーリ、カーエアコン用電磁クラッチ等の軸受、及びガスヒートポンプ用電磁クラッチ、コンプレッサ用軸受、モータ用軸受など白色組織変化を伴った早期剥離が生じてしまう環境に好適に使用され、優れた耐剥離寿命を有する転がり軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
既述の自動車のオルタネータ、コンプレッサ、水ポンプ等のエンジンルーム内に設置される電装品及び補機はエンジンにより回転駆動される。このために、エンジンのクランクシャフトの端部に駆動プーリを固定し、各補機の回転軸の端部に従動プーリを固定し、これら駆動プーリと各従動プーリとの間に無端ベルトを掛け渡すようにされている。
【０００３】
無端ベルトの一部外周面にはガイドプーリを押し付けて、各従動プーリに対する無端ベルトの巻き掛け角度が大きくなるようにしている。エンジンの運転時に各補機の回転軸とガイドプーリとは、無端ベルトに付与された張力に基づく大きなラジアル荷重を受けつつ、この無端ベルトの走行速度に応じた回転数で高速回転される。
【０００４】
自動車用エンジンの補機のごとく、大きな荷重を受けた状態のまま高速で回転する部材を支持する転がり軸受の場合、しばしば転がり接触部に早期剥離が発生する。この早期剥離の原因は軸受を構成する鋼の中へ水素が侵入することに因ることが知られている。
【０００５】
特に、自動車用エンジンの補機に組み込む回転支持装置のように、ゴム等の非金属製の無端ベルトの高速走行に伴って発生した静電気が、金属製の従動プーリや回転軸を通じて伝わる場合、早期剥離が顕著になる傾向がある。これは、静電気が軸受に封入されているグリース組成物中に放電されることにより、グリース組成物の水分が電気分解して水素が発生することに因る。
【０００６】
また、潤滑剤中の水分又はそれへの水分の混入がある。例えば、グリース組成物中に６％の水分が混入すると転がり疲れ寿命が数分の１から２０分の１に低下することが報告されている（非特許文献１）。また、潤滑油中にわずか１００ｐｐｍの水分が混入するだけでも、鋼の転がり強さが３２〜４８％も低下することが云われている（非特許文献２）。
【０００７】
自動車の電装部品及びエンジン補機に使用される軸受は、路面より跳ね上げられる泥水や雨水に晒されており、水ポンプ用軸受はエンジン冷却用循環水に晒されており、これらはゴムシールによって保護されても、水の侵入が完全に防止されることは困難である。
【０００８】
一方、水分の侵入を防ぐことができたとしても、自動車用エンジンは稼働と休止を繰り返すため、エンジンが休止しているときに軸受のハウジング内の温度が下がり、露点に達して軸受周りの空気中の水分が凝縮して水滴となり、これが軸受に付着したり、潤滑剤中に混入するおそれが残っている。
【０００９】
そこで、特開２００２−１３０２９３号公報（特許文献１）には、保持器中に合金の粉末を添加することにより、発生した静電気を常時通電させ、内外輪間の電位差を無くして潤滑剤の電気分解を抑制することが開示されている。しかしながら、この発明では、軸受の使用環境によっては通電が十分ではなく、静電気の常時放電は困難である。
【００１０】
特開２００２−３０２９７２号公報（特許文献２）には、グリース組成物中に水素を吸着・吸蔵可能な金属粉末を添加し、発生した水素を金属粉末が吸着することにより、軸受装置が水素の影響で脆性劣化するのを防止することが開示されている。
【００１１】
しかしながら、金属粉末の質量が大きいため、単位質量当たりの水素の吸着量が微量であり、勢い、水素の吸着量を多くしようとすると金属粉末を多く含有させなければならなくなり、潤滑性能を損なうおそれがある。また、転がり軸受の回転に伴い、グリース組成物において、遠心力による金属粉末が偏在し、十分な水素吸蔵性が得られないおそれもある。
【００１２】
特開２００２−３２１４８４号公報（特許文献３）には、保持器を構成する樹脂中に、チタン合金を添加し、水素イオンを水素分子に変換することが開示されている。しかしながら、金属を添加していることから質量の増加が避けられず、単位質量当たりの水素の吸着量が少ないという問題がある。
【００１３】
【非特許文献１】古村恭三郎，  城田伸一，  平川清：  表面起点および内部起点の転がり疲れについて  ＮＳＫ  Ｂｅａｒｉｎｇ  Ｊｏｕｒｎａｌ，  Ｎｏ６３６，  ｐｐ．１−１０，  １９７７
【００１４】
【非特許文献２】Ｐ．Ｓｃｈａｔｚｂｅｒｇ，Ｉ．Ｍ．Ｆｅｌｅｓｅｎ；  Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  ｗａｔｅｒ  ａｎｄ  ｏｘｙｇｅｎ  ｆｕｒｉｎｇ  ｒｏｌｌｉｎｇ  ｃｏｎｔａｃｔ  ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ，  ｗｅａｒ，１２，ｐｐ３３１−３４２，１９６８
【００１５】
【特許文献１】特開２００２−１３０２９３号公報
【００１６】
【特許文献２】特開２００２−３０２９７２号公報
【００１７】
【特許文献３】特開２００２−３２１４８４号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、既述の従来技術における問題に鑑みて、水が混入し易い使用環境や、高荷重、高温、高速回転という使用環境の下においても、十分な耐水素脆性を備える軸受を提供することを目的とするものである。本発明の他の目的は、軽量で、水素の吸蔵性に優れた水素吸蔵物質を軸受に適用することにより、軸受の性能を損なうことなく耐久性に優れた軸受を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、水素吸蔵炭素を軸受に適用したことを特徴とするものである。本発明の軸受とは、水素による脆性の影響を受ける可能性のある軸受をいい、特に転がり軸受であるが、ボールねじ、リニアガイドにも本発明は適用され得る。
【００２０】
本発明に係わる転がり軸受は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、外輪軌道と内輪軌道との間に設けられ転動体を転動自在に保持する保持器とを備え、水素吸蔵炭素が適用されてなることを特徴とする。
好適には、外輪軌道、内輪軌道、及び転動体の間に形成された空間の軸方向開口部を塞ぐシール部と、この空間に封入されるべきグリース組成物と、保持器との少なくとも一つが水素吸蔵炭素を含有している。
【００２１】
水素吸蔵炭素を備えることにより、発生した水素を水素吸蔵炭素が吸着・吸蔵するため、水素が軸受組織の結晶粒界へ侵入することを防止し、以って、早期剥離を防止することが可能となる。
【００２２】
水素吸蔵炭素は合金素材と異なり、軽量であることから、質量当りの水素吸蔵率が高く、軸受の重量増加や潤滑性能の低下を伴うことなく、所望の耐水素脆性効果を達成することができる。
【００２３】
保持器に水素吸蔵炭素を含有させることにより、保持器のポケット内に保持された状態で転動する玉の転動面に付着したグリース組成物がポケットの内面に露出した水素吸蔵炭素に接触し、グリース組成物中に侵入した水分を原因とする水素が速やかに水素吸蔵炭素に吸着・吸蔵される。これにより、軸受の鋼中へ水素が侵入することに伴い発生する早期剥離を防止し、転がり軸受の耐久性を向上させることができる。シール部についても同様である。
【００２４】
シール部及び保持器は、水素吸蔵炭素を含む樹脂を成形して構成される。これらは、水素吸蔵炭素を５〜５０質量％含有する樹脂からなることが好ましい。グリース組成物においては、水素吸蔵炭素がグリース組成物全量中０．１〜１０質量（重量）％含有されることが好ましい。
【００２５】
水素吸蔵炭素の好適な態様は、カーボンナノチューブ、フラーレン、カーボンブラック、グラファイトナノファイバ、カーボンエーロゲル、及びアルカリ金属−黒鉛層間化合物のいずれか一種、又は二種以上である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。図１は、転がり軸受の径方向の断面図であり、図２は、保持器の斜視図である。図１及び図２に示すように、転がり軸受１は、内周面に外輪軌道を有する外輪１１と、外周面に内輪軌道を有する内輪１０と、外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体である玉１３と、外輪軌道と内輪軌道との間に設けられ玉１３を転動自在に保持する保持器１２とを備えている。
【００２７】
玉１３は、保持器１２を介して外輪軌道と内輪軌道との間に等間隔で転動自在に収容されている。さらに、外輪軌道、内輪軌道、及び玉１３の間に形成された空間１５の軸方向開口部はシール部１４によって封止されている。空間１５には、グリース組成物が封入されている。保持器１２、シール部１４、又はグリース組成物の少なくともいずれかが水素吸蔵炭素を含有している。シール部１４は、弾性材から構成される。
【００２８】
この転がり軸受は、耐久性に優れているため、オルタネータ、中間プーリ、カーエアコン用電磁クラッチ、ガスヒートポンプ用電磁クラッチ等の軸受、コンプレッサ用軸受、モータ用軸受、水ポンプ用軸受等、水分が軸受内に侵入しやすいエンジン補機や電装部品での使用に好適である。
【００２９】
本発明における水素吸蔵炭素は水素を吸蔵可能な炭素材料であり、公知のものを適用できる。水素吸蔵炭素は、例えば、炭素前駆体を不活性ガス雰囲気化で炭素化することにより得られるが、賦活処理は炭素化の後に行なってもよいし、炭素化の過程と同時に行なってもよい。賦活処理を炭素化の後に行なう場合、炭素材料は繊維状、球状、球類似構造、板状あるいは不定形であってもよい。この種の水素吸蔵炭素は、例えば、特開２００２−５３３０１，特開２００２−０１１３４９，特開２００１−３４８２１６，  特開２００１−３０２２２３，及び特開２０００−１０３６１２に記載されている。
【００３０】
水素吸蔵炭素としては、転がり軸受の耐久性の向上の観点から、カーボンナノチューブ、フラーレン、カーボンブラック、グラファイトナノファイバ、カーボンエーロゲル、及びアルカリ金属−黒鉛層間化合物のいずれか一種、又は二種以上の混合であることが好ましい。この中でも、カーボンナノチューブ、フラーレン、カーボンブラック、又はこれらの混合を用いることが特に好ましい。
【００３１】
カーボンナノチューブは、炭素６員環の網目状構造を丸めたチューブ状の炭素多面体であるが、異径のチューブ接合部や末端の閉口部においては、炭素５員環や炭素７員環となっている場合もあり、さらに球状構造をなすものもある。直径が約０．４ｎｍ〜３０ｎｍ、長さが約０．５〜５０μｍのものが好ましい。
【００３２】
このカーボンナノチューブには、一層からなる単層カーボンナノチューブと、何層かの同心筒状となった多層カーボンナノチューブがあり、転がり軸受に用いられる水素吸蔵炭素としては、特に制限されないが、単層カーボンナノチューブが特に好適である。単層カーボンナノチューブでは、チューブ内空隙及びチューブ間（バンドル）内部に水素が吸蔵される。カーボンナノチューブとしては、例えばＣ６、Ｃ７を使用することができる。
【００３３】
カーボンナノチューブを含有する合成樹脂からなる保持器を備えた転がり軸受は、カーボンナノチューブの単位質量当たりの強度が高いために、優れた機械特性を示す。また、カーボンナノチューブは、熱伝導率にも優れているため、熱が保持器から効率良く放出され、保持器が早期に劣化することを防止できる。さらに、カーボンナノチューブは、アウトガスの発生も少なく、環境面から見ても好ましい。
【００３４】
フラーレンとしては、６０個の炭素原子が五角形と六角形を組み合わされたようなサッカーボールに似た球状構造をなすものが好ましい。フラーレンの場合、水素の吸蔵は、物理的な吸着ではなく、フラーレン分子自身の水素化反応に基づく。
【００３５】
カーボンブラックは、取り扱いや入手のし易さ、潤滑性を低下させない等の観点から好適に用いられる。カーボンブラックとしては、グリース組成物中での分散性や音響特性等を考慮すると、平均粒径が１０〜３００ｎｍ程度のものが好ましい。
【００３６】
グラファイトナノファイバは、金属触媒を用いてエチレン等の炭化水素、又は一酸化炭素及び水素の混合ガスを、熱分解して得られる微細な繊維状炭素であり、その直径は数１０〜１００ｎｍが好ましく、炭素積層構造のエッジ面が表面に多数露出して構成される。グラファイトナノファイバでは、黒鉛層間に水素が吸蔵される。
【００３７】
カーボンエーロゲルは、レゾシノール−ホルムアルデヒド樹脂を焼成して得られる約１０ｎｍの均一な粒状の炭素質が連なったメソ孔に富むカーボンである。カーボンエーロゲルでは、微細孔による物理吸着により水素が吸蔵される。
アルカリ金属−黒鉛層間化合物は、多くの金属やイオン、分子等が、層間に、もとの層間構造を損なうことなく侵入することによって形成される化合物である。アルカリ金属−黒鉛層間化合物では、黒鉛層間に水素が吸蔵される。
【００３８】
保持器及びシールは、水素吸蔵炭素を含む合成樹脂からなることが好ましい。特に限定されないが、例えば、６ナイロン、６６ナイロン、４６ナイロン、芳香族ナイロン等のポリアミド樹脂や、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂が好適である。シールは合成ゴムからなることが好ましい。
水素吸蔵炭素の樹脂に対する含有量の好適範囲は、５〜５０質量％である。５質量％以上において必要な水素吸蔵能力を確保することができ、５０質量％以下であれば保持器やシール部の強度を維持することができる。
【００３９】
水素吸蔵炭素は単独で樹脂中に含有されても良いが、ガラス繊維、カーボン繊維の如くの補強繊維やウィスカ等の補強材と共に樹脂中に含有されることが、保持器やシール部の強度を向上する観点から好ましい。水素吸蔵炭素と共に補強材を樹脂に充填する場合には、水素吸蔵炭素及び補強材の合計含有量が樹脂中で５質量％以上５０質量％以下になるようすることが良い。
【００４０】
グリース組成物の水素吸蔵炭素の好適含有範囲は、０．１〜１０質量％である。０．１質量％以上とすることにより、必要な水素吸着能力を確保することができ、１０質量％以下とすることにより、グリース組成物が硬化することによる軸受の焼付き寿命が低下するのを防止する。焼付き寿命の向上を図る観点から、水素吸蔵炭素のグリース組成物に対する含有量のより好適範囲は、０．５〜５質量％である。なお、水素吸蔵炭素を添加した後のグリース組成物のちょう度は、ＮＬＧＩ  ＮＯ．１〜３であることが好ましい。
【００４１】
グリース組成物に使用される基油としては、潤滑油に通常使用される潤滑基油を使用することができ、特に限定されないが、４０℃における動粘度が、好ましくは１０〜４００ｍｍ２／ｓｅｃ、より好ましくは２０〜２５０ｍｍ２／ｓｅｃ、さらに好ましくは４０〜１５０ｍｍ２／ｓｅｃである基油が望ましい。
【００４２】
このような動粘度であると、低温流動性不足による低温起動時の異音発生や、高温で油膜が形成され難いために起こる焼付きを防止することができる。基油の具体例としては、鉱油系、合成油系、天然油系の潤滑基油等が挙げられる。
鉱油系潤滑基油としては、鉱油を減圧蒸留、油剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、硫酸洗浄、白土精製、水素化精製等を適宜組み合わせて精製したものを使用することができる。
【００４３】
合成油系潤滑基油としては、炭化水素系、芳香族系、エステル系、エーテル系の潤滑基油等が挙げられる。炭化水素系潤滑基油としては、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−デセンとエチレンコオリゴマーなどのポリ−α−オレフィン又はこれらの水素化物等が挙げられる。
【００４４】
芳香族系潤滑基油としては、モノアルキルベンゼン、ジアルキルベンゼン等のアルキルベンゼン、あるいは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等が挙げられる。
エステル系潤滑基油としては、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・アセチルシノレート等のジエステル油、あるいは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、さらには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ベラルゴネート等のポリオールエステル油、さらにはまた多価アルコールと二塩基酸・一塩基酸の混合脂肪酸とのオリゴエステルであるコンプレックスエステル油等が挙げられる。
エーテル系潤滑基油としては、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、あるいは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、ペンタフェニルエーテル、テトラフェニルエーテル、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ーエーテル等のフェニルエーテル油等が挙げられる。
【００４５】
その他の合成系潤滑基油としては、トリクレジルフォスフェート、シリコーン油、パーフルオロアルキルエーテル等が挙げられる。
【００４６】
天然油系潤滑基油としては、牛脂、豚脂、大豆油、菜種油、米ぬか油、ヤシ油、パーム油、パーム核油等の油脂系油、又はこれらの水素化物が挙げられる。
これらの基油は、単独または混合物として用いることができ、上述した好ましい動粘度に調整される。
【００４７】
グリース組成物に添加される増ちょう剤としては、ゲル構造を形成し、基油をゲル構造中に保持し得るものであれば特に制限されないが、例えば、Ｌｉ，Ｎａ等から選択される金属石けん、Ｌｉ，Ｎａ，Ｂａ，Ｃａ等から選択される複合金属石けん、といった金属石けん類、あるいは、ベントン、シリカゲル、ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物等の非金属石けん類を適宜選択して使用できる。グリース組成物の耐熱性を考慮すると、ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物又はこれらの混合物が特に好ましい。
【００４８】
このウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物としては、具体的にはジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、ポリウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ジウレタン化合物、又はこれらの混合物が挙げられ、これらの中でもジウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ジウレタン化合物又はこれらの混合物が特に好ましい。グリース組成物の耐熱性、音響性を考慮すると、ジウレア化合物が特に好ましい。
【００４９】
水素吸蔵炭素であるカーボンナノチューブ、フラーレン、カーボンブラックは、増ちょう剤としての作用も有している。カーボンナノチューブ、フラーレン、カーボンブラックを増ちょう剤として添加する場合、グリース全量中２〜１０質量％配合することが好ましい。配合量を２質量％以上とすることにより、必要なちょう度が得られ、グリース組成物の軟化による漏れに起因する早期の焼付きを防止することができる。
【００５０】
グリース組成物中には、潤滑性能をより一層高めるために、必要に応じて酸化防止剤、極圧剤、油性剤、防錆剤、金属不活性剤、粘度指数向上剤等の種々の添加剤を単独で、もしくは適宜組み合わせて添加してもよい。これらは何れも公知のものであり、また添加量も特に制限されるものではないが、添加剤の合計量がグリース組成物全量の２０質量％以下となるように調製されることが好ましい。グリース組成物の調整方法は、特に制限されないが、基油中で増ちょう剤を反応させ、次いでニーダやロールミル等で水素吸蔵炭素を添加した後に十分撹拌し、均一分散させて調整する。調整に際して、加熱することも有効である。グリース組成物の調整においては、上記添加剤は、水素吸蔵炭素と同時に添加することが好ましい。
【００５１】
次に、実施例及び比較例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
（保持器材料の調整）
カーボンナノチューブ、グラファイトナノカーボン、カーボンエーロゲル、Ｃ６０フラーレン、カリウム−黒鉛層間化合物等の水素吸蔵可能な炭素材料の粉末を、ナイロン６６樹脂の粉末及びガラス繊維と共に、ヘンシェルミキサー中で混合した。各材料を、表１に示すような比率で混合した。
【００５２】
【表１】
2005016697.tif 000003
【００５３】
表中の各成分量は質量％である。得られた混合物を二軸押し出し機で供給し、樹脂温度２９５℃にて溶融混練して、成形用ペレットを調整した。
（保持器の射出成形）
次に、得られたペレットを射出成形機に投入して、図２に示すような冠型の保持器１２を成形した。保持器は、実施例１〜６及び比較例１のそれぞれについて１０個ずつ、合計７０個成形した。射出成形時の樹脂温度は、２９０〜３０５℃の間で調整し、射出時間は約１．２秒にて成形した。
得られた７０個の保持器を、それぞれラジアル玉軸受に組み込んで、耐久性試験のためのサンプルとした。ラジアル玉軸受としては、ＪＩＳの予備番号で６３０１（内径１２ｍｍ、外径３７ｍｍ、幅１２ｍｍ）のものを使用した。
（耐久性試験）
各保持器を組み込んだラジアル玉軸受の内輪を回転しない支持軸に外嵌固定すると共に、外輪に従動プーリを外嵌固定し、この従動プーリに巻き掛けた無端ベルトを、所定の張力を付与した状態で走行させた。したがって、上記ラジアル玉軸受は、この張力に基づくラジアル荷重を支承しつつ、外輪が高速回転する。上記無端ベルトとしては、内周面に山の凹凸を有するポリＶベルトを使用し、上記従動プーリとしては、炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）からなり、無端ベルト内周面の凹凸と係合する凹凸をその外周面に有する従動プーリを使用した。
【００５４】
また、グリース組成物としては、ウレア系増ちょう剤と合成炭化水素油とから構成されるＥＮＳグリース組成物を使用した。この際、容易に水素脆性が進行する状況を意図的に作り出すためグリース組成物には水を２質量％混入させた。
【００５５】
次に、上記ラジアル荷重を９７０Ｎとし、上記外輪の回転速度を５，０００ｍｉｎ−１と１０，０００ｍｉｎ−１との間で、約１０秒のサイクルで切り替える加速・減速試験を実施した。この時、上記無端ベルト表面の静電気を静電気測定器により測定したところ、１００〜３，０００ボルトの静電気の存在が認められた。
【００５６】
耐久性は、各１０個のサンプルのうち１個（１０％）のサンプルが寿命に達するまでのＬ１０寿命として求めた。耐久性試験は５００時間経過するまで行い、５００時間経過した時点で寿命に達していない場合でも、その時点で試験を打ち切った。
【００５７】
この様な条件の下で行った試験結果を表１の最下段に示した。この結果から明らかなように、水素吸蔵可能な炭素系材料の粉末を混入した保持器を組み込んだ本発明の転がり軸受であるラジアル玉軸受は、高荷重、高温、高速回転といった厳しい使用条件下でも、優れた耐久性を確保することが分かった。
【００５８】
表２に示す組成のグリース組成物を調整した。ジイソシアネートを混合した基油にアミンを混合した基油を反応させ、撹拌加熱して得られた半固体状物に、予め基油に溶解したアミン系酸化防止剤を加えて十分撹拌した。徐冷後、カーボンナノチューブ（直径０．７〜２ｎｍ全長１０〜１，０００ｎｍ）を加え、ロールミルを通すことでグリース組成物を得た。カーボンナノチューブの配合量をそれぞれ０．０５質量％、０．１質量％、０．５質量％、１質量％、５質量％、１０質量％、１２質量％とした各グリース組成物を調整した。今回実験に用いたグリース組成物のちょう度は、ＮＬＧＩ  ＮＯ．１〜３に調整した。
【００５９】
【表２】
2005016697.tif 000004
【００６０】
剥離寿命を、試験軸受を急加減速させることによって評価した。すなわち、試験用のグリース組成物をＯ．９５ｇ封入した単列深溝玉軸受（内径φ１２ｍｍ、外径φ３７ｍｍ、幅１２ｍｍ）をアイドラープーリに組み込み、外輪回転速度１，０００〜７，０００ｍｉｎ−１の繰り返し、室温雰囲気下、ラジアル荷重１，２２０Ｎの条件で軸受を連続回転させ、１，０００時間を目標に試験を行った。
【００６１】
軸受内輪転走面に剥離が生じて振動が発生したとき、試験を終了した。試験終了後、軸受内部の組織変化の有無について、目視による観察も行った。また、試験を１０例行い、下式により剥離発生率及び組織変化発生率をそれぞれ算出した。
剥離発生率＝（剥離発生数／試験数）×１００  （％）
組織変化発生率＝（組織変化発生数／試験数）×１００  （％）
内径φ２５ｍｍ、外径φ６２ｍｍ、幅１７ｍｍの非接触ゴムシール付き深溝玉軸受にグリース組成物を３．４ｇ封入し、内輪回転速度１０，０００ｍｉｎ−１、軸受温度１６０℃、ラジアル荷重９８Ｎの条件で軸受を連続回転させた。焼付きが生じて軸受外輪温度が１７０℃以上に上昇するまでの時間を焼付き時間（ｈ）とした。試験４例行った。試験終了までの平均時間が２，０００時間以上を合格とした。
【００６２】
この試験結果を図３に示す。☆は表１の実施例１に係わる保持器を使用した場合の結果である。この軸受の剥離発生確率は０％であった。図３に示すように、水素吸蔵炭素を含むグリース組成物を含む軸受は、高荷重、高温、高速回転といった厳しい使用条件下でも耐久性が優れていた。なお、シール部には水素吸蔵炭素に代えて、他の水素吸蔵材、例えば公知の水素吸蔵性金属を含有させることも可能である。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、水が混入し易い使用環境や、高荷重、高温、高速回転という使用環境の下においても、十分な耐水素脆性を備える軸受を提供することができる。さらに、軽量で、水素の吸蔵性に優れた水素吸蔵物質を軸受に適用することにより、軸受の性能を損なうことなく耐久性に優れた軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図２】実施形態に係る保持器を示す斜視図である。
【図３】急加減速試験及び焼付き試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】１  転がり軸受、１０  内輪、１１  外輪、１２  保持器、１３  玉（転動体）
【図１】
2005016697.tif 000005
【図２】
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【図３】
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