(57)【要約】【課題】  金属材料が使用できないような腐食性環境下で且つ大きな負荷が作用する高負荷環境下において使用されても、安定して優れた寿命を有する高信頼性の転動装置を提供する。【解決手段】  深溝玉軸受の内輪１，外輪２，及び玉３を、３点曲げ強度の平均値が８５０ＭＰａ以上で且つワイブル係数が７以上１８以下であるジルコニアで構成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転運動可能又は直線運動可能な可動子と、該可動子を回転運動可能又は直線運動可能に支持する支持体と、前記可動子と前記支持体との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、
前記可動子及び前記支持体を、３点曲げ強度の平均値が８５０ＭＰａ以上で且つワイブル係数が７以上１８以下である、ジルコニアを主成分とするセラミックスで構成したことを特徴とする転動装置。
【請求項２】
前記転動体を前記セラミックスで構成したことを特徴とする請求項１に記載の転動装置。
【請求項３】
前記転動体を、窒化ケイ素を主成分とするセラミックスで構成したことを特徴とする請求項１に記載の転動装置。
【請求項４】
回転運動可能又は直線運動可能な可動子と、該可動子を回転運動可能又は直線運動可能に支持する支持体と、前記可動子と前記支持体との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、
前記可動子及び前記支持体を、３点曲げ強度の平均値が５００ＭＰａ以上で且つワイブル係数が７以上１６以下である、炭化ケイ素を主成分とするセラミックスで構成したことを特徴とする転動装置。
【請求項５】
前記転動体を前記セラミックスで構成したことを特徴とする請求項４に記載の転動装置。
【請求項６】
前記転動体を、アルミナを主成分とするセラミックスで構成したことを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の転動装置。
【請求項７】
前記転動体は、純度９９．５質量％以上のアルミナを加圧焼結して得たものであることを特徴とする請求項６に記載の転動装置。
【請求項８】
回転運動可能又は直線運動可能な可動子と、該可動子を回転運動可能又は直線運動可能に支持する支持体と、前記可動子と前記支持体との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、
前記可動子及び前記支持体を、焼結助剤としてホウ素及び炭素を含有する炭化ケイ素を主成分とするセラミックスで構成するとともに、前記炭化ケイ素中の前記ホウ素と前記炭素の合計の含有量は０．７質量％以上３．５質量％以下であり、前記炭素の含有量よりも前記ホウ素の含有量の方が高いことを特徴とする転動装置。
【請求項９】
回転運動可能又は直線運動可能な可動子と、該可動子を回転運動可能又は直線運動可能に支持する支持体と、前記可動子と前記支持体との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、
前記可動子，前記支持体，及び前記転動体を、焼結助剤としてホウ素及び炭素を含有する炭化ケイ素を主成分とするセラミックスで構成するとともに、前記炭化ケイ素中の前記ホウ素と前記炭素の合計の含有量は０．７質量％以上３．５質量％以下であることを特徴とする転動装置。
【請求項１０】
前記転動体を、ジルコニアを主成分とするセラミックスで構成したことを特徴とする請求項４又は請求項８に記載の転動装置。
【請求項１１】
前記転動体は、中心線平均粗さＲａが０．０２μｍ以上０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項２，３，５，６，７，８，９，１０のうちいずれか一項に記載の転動装置。
【請求項１２】
前記可動子と前記支持体との間に前記転動体とともに配された樹脂組成物製の第二転動体を備え、前記第二転動体の直径Ｄｐと前記転動体の直径Ｄｃとの比Ｄｐ／Ｄｃが０．９８７以上１．０１３以下であることを特徴とする請求項２，３，５，６，７，８，９，１０，１１のうちいずれか一項に記載の転動装置。
【請求項１３】
前記第二転動体の個数Ｎｐと前記転動体の個数Ｎｃとの比Ｎｐ／Ｎｃが０．２５以下であることを特徴とする請求項１２に記載の転動装置。
【請求項１４】
前記樹脂組成物の樹脂成分は、溶融成形が可能で且つ耐食性を有する樹脂、及び、フッ素樹脂の少なくとも一方を主成分とすることを特徴とする請求項１２又は請求項１３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、転がり軸受，リニアガイド装置，ボールねじ等の転動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料が使用できないような腐食性環境下（例えば、水中や強い腐食性を有する液体と接触する環境下）においては、内輪，外輪，及び転動体をセラミックスで構成した転がり軸受が使用される。セラミックスとしては、窒化ケイ素，炭化ケイ素，ジルコニア，アルミナ等が一般的であるが、特に高い耐食性を要求されるような用途では炭化ケイ素が用いられることが多い。
【０００３】
例えば特許文献１には、内輪，外輪，及び転動体が炭化ケイ素で構成され、少なくとも表面がフッ素樹脂で構成された保持器が組み込まれた転がり軸受が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−８２４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般にセラミックスのような脆性材料には、製造工程において導入される微細な欠陥が多数存在するので、破壊靱性値が低くクラックが伝播しやすい傾向がある。そのため、セラミックスは、曲げ強度に代表される強度のバラツキが大きい（すなわちワイブル係数が小さい）。よって、特許文献１に記載の転がり軸受のような、転動部材がセラミックスで構成された転がり軸受は、寿命（転がり疲れ寿命）のバラツキが大きくなるおそれがあり、短寿命のものが現れることがあるので、さらなる信頼性の向上が求められていた。
【０００５】
さらに、近年においてはガラス基板等の大型化が進んでいるため、これらの製造設備で使用される転動装置は、より大きな荷重やモーメントの下で作動することが要求されている。このような大きな負荷（荷重やモーメント）が作用する転動装置においては、負荷応力が繰り返し作用する転動体や転動部材の負荷圏の強度が不十分であったり、強度のバラツキが大きかったりすると、その表面や表面近傍にクラックや脱落が生じやすく、転動体が破壊する場合もある。
そこで、本発明は、前述のような従来技術が有する問題点を解決し、金属材料が使用できないような腐食性環境下で且つ大きな負荷が作用する高負荷環境下において使用されても、安定して優れた寿命を有する高信頼性の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】
【０００６】
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、回転運動可能又は直線運動可能な可動子と、該可動子を回転運動可能又は直線運動可能に支持する支持体と、前記可動子と前記支持体との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、前記可動子及び前記支持体を、３点曲げ強度の平均値が８５０ＭＰａ以上で且つワイブル係数が７以上１８以下である、ジルコニアを主成分とするセラミックスで構成したことを特徴とする。
【０００７】
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、前記転動体を前記セラミックスで構成したことを特徴とする。
このような構成であれば、金属材料が使用できないような腐食性環境下で且つ大きな負荷が作用する高負荷環境下において使用されても、安定的に優れた寿命を有していて、信頼性が高い。ジルコニアを主成分とするセラミックスは、各種セラミックス（例えば炭化ケイ素）と比較して低コストであり、且つ靱性が優れている。
【０００８】
また、３点曲げ強度の平均値が８５０ＭＰａ未満又はワイブル係数が７未満であると、高負荷環境下において短寿命となる場合があり、信頼性が低くなるおそれがある。すなわち、大きな負荷（荷重やモーメント）により、可動子，支持体，転動体に表面や内部の欠陥を起点としたクラックが発生，伝播しやすくなって、摩耗粉が多量に発生したり剥離が生じたりして、転動装置が短寿命となる場合がある。
【０００９】
なお、ジルコニアを主成分とするセラミックスにおいては、３点曲げ強度の平均値の上限値は２０００ＭＰａである。これ以上の値を有するジルコニアを主成分とするセラミックスを工業的に得ることは困難である。また、ワイブル係数を１８超過としても、寿命のバラツキはそれほど小さくならない。しかも、原料や製造設備の清浄度を格段に高めて不純物をほとんど含有しない状態としなければ、ワイブル係数を１８超過とすることはできないため、ジルコニアを主成分とするセラミックスが高コストとなる。
【００１０】
さらに、本発明に係る請求項３の転動装置は、請求項１に記載の転動装置において、前記転動体を、窒化ケイ素を主成分とするセラミックスで構成したことを特徴とする。このような構成であれば、焼付きや摩耗が生じにくく長寿命である。
さらに、本発明に係る請求項４の転動装置は、回転運動可能又は直線運動可能な可動子と、該可動子を回転運動可能又は直線運動可能に支持する支持体と、前記可動子と前記支持体との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、前記可動子及び前記支持体を、３点曲げ強度の平均値が５００ＭＰａ以上で且つワイブル係数が７以上１６以下である、炭化ケイ素を主成分とするセラミックスで構成したことを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明に係る請求項５の転動装置は、請求項４に記載の転動装置において、前記転動体を前記セラミックスで構成したことを特徴とする。
このような構成であれば、金属材料が使用できないような腐食性環境下で且つ大きな負荷が作用する高負荷環境下において使用されても、安定的に優れた寿命を有していて、信頼性が高い。炭化ケイ素を主成分とするセラミックスは、各種セラミックス（例えばジルコニア）と比較して耐腐食性が優れている。
【００１２】
また、３点曲げ強度の平均値が５００ＭＰａ未満又はワイブル係数が７未満であると、高負荷環境下において短寿命となる場合があり、信頼性が低くなるおそれがある。すなわち、大きな負荷（荷重やモーメント）により、可動子，支持体，転動体に表面や内部の欠陥を起点としたクラックが発生，伝播しやすくなって、摩耗粉が多量に発生したり剥離が生じたりして、転動装置が短寿命となる場合がある。
【００１３】
なお、炭化ケイ素を主成分とするセラミックスにおいては、３点曲げ強度の平均値の上限値は７００ＭＰａである。これ以上の値を有する炭化ケイ素を主成分とするセラミックスを工業的に得ることは困難である。また、ワイブル係数を１６超過としても、寿命のバラツキはそれほど小さくならない。しかも、原料や製造設備の清浄度を格段に高めて不純物をほとんど含有しない状態としなければ、ワイブル係数を１６超過とすることはできないため、炭化ケイ素を主成分とするセラミックスが高コストとなる。
【００１４】
さらに、本発明に係る請求項６の転動装置は、請求項１又は請求項４に記載の転動装置において、前記転動体を、アルミナを主成分とするセラミックスで構成したことを特徴とする。
液晶パネルや半導体の製造設備等で用いられる腐食性物質としては、塩酸，硫酸，フッ酸等の酸性物質や、水酸化アンモニウム溶液等のアルカリ性物質がある。近年においては製造工程の高効率化等の目的により、使用される薬剤（腐食性物質）の組成が複雑化し、液晶パネルや半導体の製造メーカーによってもまちまちである。
【００１５】
そのため、これらの製造設備で使用される転動装置についても、多くの薬剤に対する耐腐食性が要求される。特に、負荷応力が繰り返し作用する転動体は、使用雰囲気（薬剤）に対する耐腐食性の優劣により摩耗や剥離の程度が大きく変化するので、異常摩耗，表面剥離，粒子脱落等が生じて転動装置の特性に有害な問題が起きるおそれがある。
一般にセラミックスは、酸性化合物と塩基性化合物とその中間的な性質を有する両性化合物とに大別される。酸性化合物は酸性物質には侵されないが、アルカリ性物質に対する耐腐食性は塩基性化合物よりも劣る。また、逆に塩基性化合物はアルカリ性物質には優れた耐腐食性を示すが、酸性物質には侵されやすい。
【００１６】
アルミナは、酸性化合物と塩基性化合物の中間的な性質を有する両性化合物であり、酸性物質及びアルカリ性物質の両方に対してある程度の耐腐食性を有する。よって、この転動装置は、酸性環境下及びアルカリ性環境下においても安定的に優れた寿命を有していて、信頼性が高い。
なお、通常アルミナにはＭｇＯ，ＳｉＯ2 等の金属酸化物が添加剤として混合されており、このような添加剤の影響により僅かに酸性又は塩基性を呈する場合がある。よって、広範囲の薬剤に対して優れた特性を得るためには、添加剤の含有量を極力少なくすることが望ましい。添加剤の含有量は０．５質量％以下が好ましく、０．１質量％以下がより好ましいが、不可避的に０．００１質量％程度は含まれる。
【００１７】
さらに、本発明に係る請求項７の転動装置は、請求項６に記載の転動装置において、前記転動体は、純度９９．５質量％以上のアルミナを加圧焼結して得たものであることを特徴とする。
物体の表面に空孔やクラック等の欠陥が存在すると、外部からの液体の浸透によって内部が腐食されるため、該物体の耐腐食性が大きく低下することが知られている。特に、本発明の転動装置に使用される転動体のように、腐食性環境下において負荷応力が繰り返し作用する場合には、より優れた耐腐食性が必要とされるので、表面に存在する欠陥だけでなく、内部欠陥についても減少させる必要がある。
純度９９．５質量％以上の高純度で微細なアルミナ原料粉末を加圧焼結により成形して得た転動体は、表面欠陥とともに内部欠陥も少ないので、転動装置の耐久寿命が著しく向上し、腐食環境下においても信頼性が高い。
【００１８】
さらに、本発明に係る請求項８の転動装置は、回転運動可能又は直線運動可能な可動子と、該可動子を回転運動可能又は直線運動可能に支持する支持体と、前記可動子と前記支持体との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、前記可動子及び前記支持体を、焼結助剤としてホウ素及び炭素を含有する炭化ケイ素を主成分とするセラミックスで構成するとともに、前記炭化ケイ素中の前記ホウ素と前記炭素の合計の含有量は０．７質量％以上３．５質量％以下であり、前記炭素の含有量よりも前記ホウ素の含有量の方が高いことを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明に係る請求項９の転動装置は、回転運動可能又は直線運動可能な可動子と、該可動子を回転運動可能又は直線運動可能に支持する支持体と、前記可動子と前記支持体との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、前記可動子，前記支持体，及び前記転動体を、焼結助剤としてホウ素及び炭素を含有する炭化ケイ素を主成分とするセラミックスで構成するとともに、前記炭化ケイ素中の前記ホウ素と前記炭素の合計の含有量は０．７質量％以上３．５質量％以下であることを特徴とする。
【００２０】
炭化ケイ素系のセラミックスは、各種セラミックスの中でも特に耐食性に優れていて、濃硫酸，濃塩酸，フッ酸等の強酸性溶液によっても腐食されにくい。ただし、含有している焼結助剤の種類によっては（例えばアルミナ）、前述の強酸性溶液によって腐食される場合がある。焼結助剤としてホウ素及び炭素を含有する炭化ケイ素は、耐食性が極めて優れており、前述の強酸性溶液によっても腐食されにくいので、前述の強酸性溶液と接触するような環境下で転動装置を使用したとしても長寿命である。
炭化ケイ素中のホウ素と炭素の合計の含有量が０．７質量％未満又は３．５質量％超過である場合は、炭化ケイ素の強度が不十分となったり、摩耗が生じたりするおそれがあるため、転動装置が短寿命となる場合がある。
【００２１】
さらに、本発明に係る請求項１０の転動装置は、請求項４又は請求項８に記載の転動装置において、前記転動体を、ジルコニアを主成分とするセラミックスで構成したことを特徴とする。
ジルコニアは、酸性化合物と塩基性化合物との中間的な特性を有する両性化合物であり、酸性溶液と塩基性溶液との両方に対してある程度の耐食性を有している。よって、この転動装置は、酸性溶液及び塩基性溶液のいずれと接触する環境下においても長寿命である。また、ジルコニアは強度及び破壊靱性が高いので、転動装置の作動により転動体に繰り返し応力が作用しても、摩耗や損傷が生じにくい。
【００２２】
さらに、本発明に係る請求項１１の転動装置は、請求項２，３，５，６，７，８，９，１０のうちいずれか一項に記載の転動装置において、前記転動体は、中心線平均粗さＲａが０．０２μｍ以上０．５μｍ以下であることを特徴とする。
セラミックスは金属材料に比べて濡れ性が悪く、液体が微量である場合には部分的に乾燥状態となり、摩耗が増加する場合がある。転動体の表面粗さを０．０２μｍ以上とすれば、表面粗さの谷へ液体が引き込まれ滞留しやすくなるので、乾燥状態となりにくく摩耗が生じにくい。なお、中心線平均粗さＲａは０．１μｍ以上とすることがより好ましい。一方、中心線平均粗さＲａが０．５μｍを超えると、表面粗さの山が起点となって、剥離や微小摩耗等の損傷が転動体に生じる場合がある。
【００２３】
さらに、本発明に係る請求項１２の転動装置は、請求項２，３，５，６，７，８，９，１０，１１のうちいずれか一項に記載の転動装置において、前記可動子と前記支持体との間に前記転動体とともに配された樹脂組成物製の第二転動体を備え、前記第二転動体の直径Ｄｐと前記転動体の直径Ｄｃとの比Ｄｐ／Ｄｃが０．９８７以上１．０１３以下であることを特徴とする。
このような構成であれば、第二転動体が適度な荷重を支持することとなるので、第二転動体と可動子や支持体の軌道面との摺動により第二転動体に作用する接触力が適度となり、自己潤滑性に優れる樹脂組成物が第二転動体から軌道面に転着して潤滑が行われる。よって、本発明の転動装置は、長期間にわたって作動することができる。
【００２４】
また、可動子，支持体，及び転動体の全てがセラミックスで構成された転動装置は、可動子及び支持体を弾性変形させて組み立てる場合があり、弾性変形させるために負荷する荷重が大きすぎると可動子や支持体に割れやクラックが生じ、転動装置が短寿命となるという問題があった。しかしながら、樹脂組成物製の第二転動体は弾性変形しやすいので、可動子及び支持体がセラミックスで構成された転動装置を組み立てる際に、可動子及び支持体を弾性変形させる必要がなく、その結果、前記問題が生じるおそれがない。
【００２５】
第二転動体の直径Ｄｐと転動体の直径Ｄｃとの比Ｄｐ／Ｄｃ（以降は直径比Ｄｐ／Ｄｃと記すこともある）が０．９８７未満であると、第二転動体と軌道面との摺動により第二転動体に作用する接触力が不十分となるため、樹脂組成物の軌道面への転着が不十分となり、転動装置の寿命が不十分となるおそれがある。一方、直径比Ｄｐ／Ｄｃが１．０１３超過であると、第二転動体と軌道面との摺動により第二転動体に作用する接触力が過大となるため、第二転動体に摩耗や破損が生じて、転動装置の寿命が不十分となるおそれがある。
【００２６】
さらに、本発明に係る請求項１３の転動装置は、請求項１２に記載の転動装置において、前記第二転動体の個数Ｎｐと前記転動体の個数Ｎｃとの比Ｎｐ／Ｎｃが０．２５以下であることを特徴とする。
第二転動体の個数Ｎｐと転動体の個数Ｎｃとの比Ｎｐ／Ｎｃ（以降は個数比Ｎｐ／Ｎｃと記すこともある）が０．２５超過であると、第二転動体が支持する荷重が過大となり、第二転動体と軌道面との摺動により第二転動体に作用する接触力が過大となるため、第二転動体に摩耗や破損が生じて、転動装置の寿命が不十分となるおそれがある。
【００２７】
さらに、本発明に係る請求項１４の転動装置は、請求項１２又は請求項１３に記載の転動装置において、前記樹脂組成物の樹脂成分は、溶融成形が可能で且つ耐食性を有する樹脂、及び、フッ素樹脂の少なくとも一方を主成分とすることを特徴とする。
なお、本発明における３点曲げ強度とは、日本工業規格ＪＩＳ  Ｒ１６０１に規定されたファインセラミックスの曲げ強さ試験方法により得られる強度である。
【００２８】
また、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。本発明における可動子とは、転動装置が転がり軸受の場合には回転輪、同じくボールねじの場合には通常はナット、同じくリニアガイド装置の場合には通常はスライダ、同じく直動ベアリングの場合には通常は外筒をそれぞれ意味する。また、支持体とは、転動装置が転がり軸受の場合には固定輪、同じくボールねじの場合には通常はねじ軸、同じくリニアガイド装置の場合には通常は案内レール、同じく直動ベアリングの場合には通常は軸をそれぞれ意味する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の転動装置は、金属材料が使用できないような腐食性環境下で且つ大きな負荷が作用する高負荷環境下において使用されても、安定的に優れた寿命を有していて、信頼性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
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の構造を示す部分縦断面図である。この転がり軸受は、呼び番号６００１の深溝玉軸受（内径１２ｍｍ，外径２８ｍｍ，幅８ｍｍ，玉の直径４．７６２ｍｍ）であり、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間に転動自在に配設された複数の玉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、を備えている。なお、本実施形態においては、回転輪である内輪１が本発明の構成要件たる可動子に相当し、固定輪である外輪２が本発明の構成要件たる支持体に相当する。
【００３１】
内輪１，外輪２，及び玉３はジルコニアで構成されており、このジルコニアは、３点曲げ強度の平均値が８５０ＭＰａ以上で且つワイブル係数が７以上１８以下である。このような本実施形態の転がり軸受は、金属材料が使用できないような腐食性環境下で且つ大きな負荷が作用する高負荷環境下において使用されても、安定的に優れた寿命を有していて、信頼性が高い。
【００３２】
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、前述のような特性を有するジルコニアで玉３を構成したが、窒化ケイ素やアルミナで構成してもよい。また、前述のような特性を有するジルコニアに代えて、３点曲げ強度の平均値が５００ＭＰａ以上で且つワイブル係数が７以上１６以下である炭化ケイ素で内輪１，外輪２，及び玉３を構成してもよい。この場合には、玉３をアルミナやジルコニアで構成してもよい。さらに、前述のような特性を有するジルコニアに代えて、焼結助剤としてホウ素及び炭素を含有する炭化ケイ素で内輪１，外輪２，及び玉３を構成してもよい。この炭化ケイ素中の焼結助剤であるホウ素及び炭素の合計の含有量は０．７質量％以上３．５質量％以下であり、炭素の含有量よりもホウ素の含有量の方が高くなっている。この場合には、玉３をジルコニアで構成してもよい。
【００３３】
ジルコニアで内輪１，外輪２，及び玉３を製造する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、各種原料粉末を造粒成形後、型に装入して一次成形し、１４５０〜１５５０℃で焼成して、所定精度に加工する方法により製造することができる。
ジルコニア原料粉末の一次粒径は１μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以下がより好ましい。そして、低温で焼結すると、焼結過程での粒成長を抑制できるので、最終の結晶粒径を小さくすることができる。その結果、高密度の焼結体が得られるため、強度が高まることに加えて、耐腐食性も向上する。この時の焼結条件としては、１５００℃程度の温度での１〜２時間程度の加熱が好ましい。さらに、常圧を超える圧力を付与して加圧焼結することにより、内部空孔の残存や結晶粒の異常成長を抑制でき、緻密な焼結体を得ることができる。加圧焼結は、１０００気圧程度のＨＩＰ焼結法（熱間静水圧焼結法）が好ましいが、数百気圧のホットプレス法や、数十気圧のガス圧焼結法でも差し支えない。
【００３４】
また、本発明における炭化ケイ素は、α型でもよいしβ型でもよい。また、炭化ケイ素で内輪１，外輪２，及び玉３を製造する方法は特に限定されるものではないが、例えば、常圧焼結法，反応焼結法，ホットプレス法等があげられる。常圧焼結法の場合は、焼結助剤としてホウ素や炭素を添加し、不活性雰囲気中で２０００〜２１００℃で焼結する。反応焼結法の場合は、焼結温度１６００〜１７００℃の減圧雰囲気下で、ＳｉＣと炭素の混合粉末の成形体中に溶融ケイ素を含浸させて、β−ＳｉＣを生成させる。なお、炭化ケイ素を反応焼結法により製造する場合には、素材内部に金属シリコンが残留することがあり、これが素材の耐腐食性に悪影響を及ぼすおそれがあるため、この残留金属シリコンは５質量％以下とすることが好ましい。
【００３５】
さらに、アルミナで玉等の転動体を製造する場合も、その方法は特に限定されるものではないが、例えば、原料粉末を造粒成形法により球形に一次成形し、１３００〜１６００℃の焼結温度で焼成して、ラップ盤等により所定精度に加工する方法により製造することができる。
アルミナ原料粉末の一次粒径は１μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以下がより好ましい（ただし、０．０５μｍが現実的な下限値である）。そして、低温で焼結すると、焼結過程での粒成長を抑制できるので、最終の結晶粒径を小さくすることができる。その結果、高密度の焼結体が得られるため、強度が高まることに加えて、耐腐食性も向上する。この時の焼結条件としては、１３００℃程度の温度での１〜２時間程度の加熱が好ましい。さらに、常圧を超える圧力を付与して加圧焼結することにより、内部空孔の残存や結晶粒の異常成長を抑制でき、緻密な焼結体を得ることができる。加圧焼結は、１０００気圧程度のＨＩＰ焼結法が好ましいが、数百気圧のホットプレス法や、数十気圧のガス圧焼結法でも差し支えない。このようにして得られたアルミナ焼結体は、相対密度が９８％以上であることが好ましく、９９％以上であることがより好ましい。また、焼結後の平均結晶粒径は５μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以下であることがより好ましい。
【００３６】
なお、本発明においては、各種セラミックスの球体を製造する場合に、半球状のキャビティを有する金型を用いたプレス成形により一次成形を行ってもよいし、造粒成形法により球体の径を雪だるま式に徐々に大きくして球体を製造してもよい。
また、本発明においては、破壊靱性や機械的強度等を向上させるために、各種セラミックスに繊維状充填剤を配合してもよい。繊維状充填材の種類は特に限定されるものではないが、炭化ケイ素ウィスカー，窒化ケイ素ウィスカー, アルミナウィスカー，窒化アルミニウムウィスカー等を例示できる。
【００３７】
さらに、内輪１と外輪２との間に、玉３とともに樹脂組成物製の第二転動体を配してもよい。第二転動体は玉３と同様に球形であり、第二転動体の直径Ｄｐと玉３の直径Ｄｃとの比Ｄｐ／Ｄｃは、０．９８７以上１．０１３以下とすることが好ましい。そして、第二転動体の個数Ｎｐと玉３の個数Ｎｃとの比Ｎｐ／Ｎｃは、０．２５以下とすることが好ましい。また、前記樹脂組成物の樹脂成分は、溶融成形が可能で且つ耐食性を有する樹脂、及び、フッ素樹脂の少なくとも一方を主成分とすることが好ましい。
【００３８】
ここで、第二転動体の材料である樹脂組成物の樹脂成分について説明する。溶融成形が可能で且つ耐食性を有する樹脂としては、ポリエチレン樹脂（ＰＥ），ポリプロピレン樹脂（ＰＰ），ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ），ポリアリーレンスルフィド樹脂（例えばポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）），ポリエーテルニトリル樹脂（ＰＥＮ），ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ），ＰＥＥＫとポリベンゾイミダゾールとのブレンド物（ＰＥＥＫ−ＰＢＩ）等を例示できる。これらは単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうちＰＰＳ及びＰＥＥＫは自己潤滑性及び耐食性に優れているため、酸，アルカリ等と接触するような腐食性環境下で使用される転動装置において特に好適である。
【００３９】
また、フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ），テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ），ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ），テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ），ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ），クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）等を例示できる。これらは単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうちＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＥＴＦＥ，ＰＶＤＦ，ＦＥＰは、自己潤滑性及び耐食性に優れているため、酸，アルカリ等と接触するような腐食性環境下で使用される転動装置において特に好適である。
【００４０】
第二転動体の材料である樹脂組成物には、潤滑性を向上させるために固体潤滑剤を添加してもよい。そうすれば、固体潤滑剤が樹脂組成物の樹脂成分とともに第二転動体から軌道面１ａ，２ａに転着し、より潤滑性に優れる薄膜が軌道面１ａ，２ａに形成されるとともに、第二転動体自身の摩耗も低減されるため、より長期間にわたって転動装置が作動することができる。
【００４１】
固体潤滑剤としては、ＰＴＦＥ粉末，黒鉛，六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ），ボロン化黒鉛，フッ素雲母，メラミンシアヌレート（ＭＣＡ），層状の結晶構造を有するアミノ酸化合物（Ｎ−ラウロ−Ｌ−リジン），フッ化黒鉛，フッ化ピッチ，二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ），二硫化タングステン（ＷＳ2 ）等があげられる。
樹脂組成物における固体潤滑剤の含有量は、３０質量％以下とすることが好ましい。含有量が３０質量％超過であっても、さらなる潤滑性の向上が期待できないばかりでなく、樹脂組成物自体の機械的強度が低下し、樹脂組成物からなる第二転動体の摩耗や変形が生じやすくなって、転動装置の寿命が短くなる場合がある。
【００４２】
また、固体潤滑剤の平均粒径は０．１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。平均粒径が０．１μｍ未満であると、母材である樹脂組成物と混合した際に凝集が生じやすく、固体潤滑剤粒子の分散が不均一になる場合がある。一方、２０μｍ超過であると、成形体である第二転動体の表面の平滑性が低下するとともに、強度が低下するために、転動装置の寿命が短くなってしまう場合がある。
なお、本発明の目的を損わない範囲内であれば、樹脂組成物に各種添加剤を配合してもよい。例えば、酸化防止剤，熱安定剤，紫外線吸収剤，光保護剤，難燃剤，帯電防止剤，流動性改良剤，非粘着性付与剤，結晶化促進剤，増核剤，顔料，染料である。
【００４３】
さらに、保持器４を構成する素材は特に限定されるものではないが、溶融成形可能な耐腐食性樹脂や各種含フッ素樹脂が好ましい。溶融成形可能な耐腐食性樹脂としては、ポリフェリレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）に代表されるポリアリーレンスルフィド樹脂，ポリエーテルニトリル樹脂（ＰＥＮ），ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ），ＰＥＥＫとポリベンゾイミダゾールとのブレンド物（ＰＥＥＫ−ＰＢＩ）等を例示できる。これらのうちＰＰＳ及びＰＥＥＫは、自己潤滑性及び耐腐食性が特に優れているため、酸，アルカリ等の腐食性環境下での使用に好適である。
【００４４】
含フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ），テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ），ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ），テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ），ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ），クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）等を例示できる。これらのうちＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＥＴＦＥ，ＰＶＤＦ，ＦＥＰは、自己潤滑性及び耐腐食性が特に優れているため、酸，アルカリ等の腐食性環境下での使用に好適である。
【００４５】
また、保持器を構成する樹脂には、潤滑特性を向上させるために固体潤滑剤を添加してもよい。そうすれば、可動子，支持体と転動体との接触点に発生する摩擦力が低減されるため、摩擦による発熱をより抑制することができる。固体潤滑剤としては、ＰＴＦＥ粉末，黒鉛，六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ），フッ素雲母，メラミンシアヌレート（ＭＣＡ），層状の結晶構造を有するアミノ酸化合物（Ｎ−ラウロ−Ｌ−リジン），フッ化黒鉛，フッ化ピッチ，二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）等があげられる。
【００４６】
さらに、保持器を構成する樹脂には、機械的強度，耐熱性，寸法安定性等を向上させるために、繊維状充填材を配合することができる。繊維状充填材の種類は特に限定されるものではないが、ホウ酸アルミニウムウィスカー，チタン酸カリウムウィスカー，カーボンウィスカー，アラミド繊維，芳香族ポリイミド繊維，液晶性ポリエステル繊維，グラファイトウィスカー，ガラス繊維，炭素繊維，ボロン繊維，炭化ケイ素ウィスカー，窒化ケイ素ウィスカー，アルミナウィスカー，窒化アルミニウムウィスカー，ウォラストナイト等を例示できる。これらの繊維状充填材には、母材である含フッ素樹脂との密着性を向上させる目的や、母材中に均一に分散させる目的で、シラン系，チタネート系のカップリング剤により表面処理を施してもよい。また、その他の目的に応じた表面処理を施してもよい。
【００４７】
さらに、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、転がり軸受の種類は深溝玉軸受に限定されるものではなく、本発明は様々な種類の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。
【００４８】
〔実施例〕
以下に、さらに具体的な実施例を示して、本発明を説明する。まず、内輪及び外輪を、３点曲げ強度の平均値が８５０ＭＰａ以上で且つワイブル係数が７以上１８以下であるジルコニアで構成した転がり軸受の実施例について説明する。
前述した呼び番号６００１の深溝玉軸受とほぼ同様の構成の深溝玉軸受において、内輪，外輪，及び玉を構成するセラミックスを、表１に示すように種々変更したものを用意して、回転試験によって耐久性（寿命）を評価した。なお、表１に記載の各ジルコニアの３点曲げ強度の平均値及びワイブル係数は、表２に示す通りである。
【００４９】
【表１】
2005226829.tif 000003
【００５０】
【表２】
2005226829.tif 000004
【００５１】
表１，２に記載のセラミックスのうちジルコニア１及びジルコニア２は、常圧焼結法で得られたものであるが、内部の組織が不均一な部分安定化ジルコニアであり、３点曲げ強度の平均値又はワイブル係数が、本発明における好適な範囲から外れている。ジルコニア３は、常圧焼結法で得られた部分安定化ジルコニアであるが、３点曲げ強度の平均値及びワイブル係数は、本発明における好適な範囲内である。ジルコニア４は、１０００気圧以上の加圧焼結法であるＨＩＰ法（熱間静水圧焼結法）で得られた部分安定化ジルコニアであり、３点曲げ強度の平均値及びワイブル係数は、本発明における好適な範囲内であるとともにジルコニア３よりも数値が大きい。ジルコニア５は、１０００気圧以上の加圧焼結法であるＨＩＰ法で得られたアルミナ添加ジルコニアであり、３点曲げ強度の平均値及びワイブル係数は、本発明における好適な範囲内であるとともにジルコニア３，４よりも数値が大きい。
【００５２】
また、表１に記載のセラミックスのうちアルミナは、純度９９．９％のアルミナ粉末を原料とし、１０００気圧以上の加圧焼結法であるＨＩＰ法で得られた高強度，高純度アルミナである。さらに、表１に記載のセラミックスのうち窒化ケイ素は、１０００気圧以上の加圧焼結法であるＨＩＰ法で得られた高強度窒化ケイ素である。
さらに、全ての玉軸受の玉の表面の中心線平均粗さＲａは０．１μｍである。さらに、全ての玉軸受の保持器は、ＥＴＦＥ８０質量％とチタン酸カリウムウィスカー２０質量％とからなる樹脂組成物を、射出成形して製造した冠形保持器である。
【００５３】
これらの転がり軸受を、図２に示すような日本精工株式会社製の軸受回転試験機に取り付けて、回転試験を行った。
この軸受回転試験機は、水平な基台Ｄと図示しないモータによって回転駆動される回転軸Ｓとを備えており、回転軸Ｓは基台Ｄに対して傾斜して配されている。この回転軸Ｓは、ハウジングＨの軸方向の両端部に外輪が固定された２個の玉軸受Ｊ１，Ｊ２により回転可能に支持されており、その先端には試験軸受Ｊが装着されている。そして、基台Ｄの上には６ｍｏｌ／Ｌの硫酸水溶液５１が満たされた容器５が設置されており、試験軸受Ｊの外輪が容器５内の硫酸水溶液５１に浸漬されている。
【００５４】
この試験軸受Ｊに径方向の荷重（ラジアル荷重）Ｒを負荷しながら、内輪回転で回転試験を行った。試験条件は、ラジアル荷重：９８Ｎ、回転速度：１０００ｍｉｎ-1、雰囲気温度：常温である。そして、回転中の試験軸受Ｊに生じる振動を測定し、振動値が試験開始時の３倍となるまでの時間を試験軸受Ｊの寿命とした。１種の深溝玉軸受につき１０個の試験軸受を用意して、それぞれの寿命を測定し、最小値と平均値を得た。結果を表１にまとめて示す。なお、表１に記載した寿命の数値は、比較例１の深溝玉軸受の寿命の平均値を１とした場合の相対値で示してある。
【００５５】
表１から分かるように、実施例１〜５の深溝玉軸受は、比較例１，２の深溝玉軸受と比べて平均値及び最小値ともに寿命が優れていた。この結果から、実施例１〜５の深溝玉軸受は、腐食性環境下においても耐久性及び信頼性が優れていると言える。また、実施例４，５の深溝玉軸受は、転動体が窒化ケイ素やアルミナで構成されているため、ジルコニアで構成されている転動体を備える実施例１，２の深溝玉軸受と比べて、焼付きや摩耗が生じにくく長寿命であった。
【００５６】
ここで、実施例５の深溝玉軸受において玉の表面の中心線平均粗さＲａを種々変更したものを用意して、前述の方法と同様にして寿命（平均値及び最小値）を測定し、転動体の表面粗さと深溝玉軸受の耐久性との関係を調査した。その結果を図３のグラフに示す。なお、このグラフにおける寿命の数値は、比較例１の深溝玉軸受の寿命の平均値を１とした場合の相対値で示してある。
【００５７】
グラフから分かるように、玉の表面の中心線平均粗さＲａが０．０２〜０．５μｍである深溝玉軸受は、優れた耐久性を有していた。これは、表面粗さの谷へ液体が引き込まれたため、乾燥状態となりにくく摩耗が生じにくいことが原因と考えられる。
次に、内輪及び外輪を、３点曲げ強度の平均値が５００ＭＰａ以上で且つワイブル係数が７以上１６以下である炭化ケイ素で構成した転がり軸受の実施例について説明する。
前述した呼び番号６００１の深溝玉軸受とほぼ同様の構成の深溝玉軸受において、内輪，外輪，及び玉を構成するセラミックスを、表３に示すように種々変更したものを用意して、回転試験によって耐久性（寿命）を評価した。なお、表３に記載の各炭化ケイ素の３点曲げ強度の平均値及びワイブル係数は、表４に示す通りである。
【００５８】
【表３】
2005226829.tif 000005
【００５９】
【表４】
2005226829.tif 000006
【００６０】
表３，４に記載のセラミックスのうち炭化ケイ素１は、ホウ素−炭素系の焼結助剤を用いて常圧焼結法で製造されたα型炭化ケイ素であり、３点曲げ強度の平均値及びワイブル係数が、本発明における好適な範囲内である。炭化ケイ素２は、ホウ素−炭素系の焼結助剤を用いて常圧焼結法で製造されたβ型炭化ケイ素であり、３点曲げ強度の平均値及びワイブル係数が、本発明における好適な範囲内である。炭化ケイ素３は、反応焼結法で製造された、残留金属シリコンが３質量％であるβ型炭化ケイ素であり、３点曲げ強度の平均値及びワイブル係数が、本発明における好適な範囲内である。炭化ケイ素４は、ホウ素−炭素系の焼結助剤を用いて常圧焼結法で製造されたβ型炭化ケイ素であるが、内部の組織が不均一で、３点曲げ強度の平均値及びワイブル係数が、本発明における好適な範囲から外れている。
【００６１】
また、表３に記載のセラミックスのうちアルミナは、表１に記載のアルミナと全く同様のものである。
さらに、全ての玉軸受の玉の表面の中心線平均粗さＲａは０．１μｍである。さらに、全ての玉軸受の保持器は、ＥＴＦＥ８０質量％とチタン酸カリウムウィスカー２０質量％とからなる樹脂組成物を、射出成形して製造した冠形保持器である。
これらの転がり軸受を、図２に示すような日本精工株式会社製の軸受回転試験機に取り付けて、前述の場合と同様の条件で回転試験を行った。ただし、容器５内に満たされている硫酸水溶液５１の濃度は、１８ｍｏｌ／Ｌである。耐久性の評価結果を表３にまとめて示す。なお、表３に記載した寿命の数値は、比較例１１の深溝玉軸受の寿命の平均値を１とした場合の相対値で示してある。
【００６２】
表３から分かるように、実施例１１〜１４の深溝玉軸受は、比較例１１の深溝玉軸受と比べて平均値及び最小値ともに寿命が優れていた。この結果から、実施例１１〜１４の深溝玉軸受は、腐食性環境下においても耐久性及び信頼性が優れていると言える。また、実施例１３，１４の深溝玉軸受は、転動体がアルミナで構成されているため、炭化ケイ素で構成されている転動体を備える実施例１１，１２の深溝玉軸受と比べて、焼付きや摩耗が生じにくく長寿命であった。
【００６３】
ここで、実施例１３の深溝玉軸受において玉の表面の中心線平均粗さＲａを種々変更したものを用意して、前述の方法と同様にして寿命（平均値及び最小値）を測定し、転動体の表面粗さと深溝玉軸受の耐久性との関係を調査した。その結果を図４のグラフに示す。なお、このグラフにおける寿命の数値は、比較例１１の深溝玉軸受の寿命の平均値を１とした場合の相対値で示してある。
グラフから分かるように、玉の表面の中心線平均粗さＲａが０．０２〜０．５μｍである深溝玉軸受は、優れた耐久性を有していた。これは、表面粗さの谷へ液体が引き込まれたため、乾燥状態となりにくく摩耗が生じにくいことが原因と考えられる。
【００６４】
次に、内輪及び外輪を、焼結助剤を含有する炭化ケイ素で構成した転がり軸受の実施例について説明する。
前述した呼び番号６００１の深溝玉軸受とほぼ同様の構成の深溝玉軸受において、内輪，外輪，及び玉を構成するセラミックスを、表５に示すように種々変更したものを用意して、回転試験によって耐久性（寿命）を評価した。なお、表５に記載の各炭化ケイ素の焼結補助剤の種類及び含有量並びに各炭化ケイ素の曲げ強度は、表６に示す通りである。
【００６５】
【表５】
2005226829.tif 000007
【００６６】
【表６】
2005226829.tif 000008
【００６７】
表５，６に記載のセラミックスのうち炭化ケイ素５は、ホウ素及び炭素を焼結助剤として用いて常圧焼結法で製造されたα型炭化ケイ素であり、焼結助剤として用いたホウ素及び炭素の炭化ケイ素中の含有量が、本発明における好適な範囲内である。炭化ケイ素６は、ホウ素及び炭素を焼結助剤として用いて常圧焼結法で製造されたβ型炭化ケイ素であり、焼結助剤として用いたホウ素及び炭素の炭化ケイ素中の含有量が、本発明における好適な範囲内である。炭化ケイ素７は、Ａｌ2 Ｏ3 （アルミナ）を焼結助剤として用いて常圧焼結法で製造されたα型炭化ケイ素である。炭化ケイ素８は、ホウ素及び炭素を焼結助剤として用いて常圧焼結法で製造されたβ型炭化ケイ素であるが、焼結助剤として用いたホウ素及び炭素の炭化ケイ素中の含有量が、本発明における好適な範囲から外れている。
【００６８】
また、表５に記載のセラミックスのうちアルミナ及びジルコニア４は、表１に記載のものと全く同様のものである。
さらに、全ての玉軸受の玉の表面の中心線平均粗さＲａは０．１μｍである。さらに、全ての玉軸受の保持器は、ＥＴＦＥ８０質量％とチタン酸カリウムウィスカー２０質量％とからなる樹脂組成物を、射出成形して製造した冠形保持器である。
【００６９】
これらの転がり軸受を、図２に示すような日本精工株式会社製の軸受回転試験機に取り付けて、ラジアル荷重が１４７Ｎであること及び容器５内に水を満たしたことを除いては、前述の場合と同様の条件で回転試験を行った。ただし、これらの転がり軸受は、回転試験に供する前に、８０℃に加熱した１２ｍｏｌ／Ｌの塩酸に２４０時間浸漬してある。
耐久性の評価結果を表５にまとめて示す。なお、表５に記載した寿命の数値は、比較例２１の深溝玉軸受の寿命の平均値を１とした場合の相対値で示してある。
【００７０】
表５から分かるように、実施例２１〜２４の深溝玉軸受は、比較例２１，２２の深溝玉軸受と比べて寿命が優れていた。この結果から、実施例２１〜２４の深溝玉軸受は、強腐食性環境下においても耐久性が優れていると言える。
ここで、内輪，外輪，及び転動体の全てを、ホウ素及び炭素を焼結助剤として用いて常圧焼結法で製造されたα型炭化ケイ素で構成した深溝玉軸受（他の構成は、前述した呼び番号６００１の深溝玉軸受とほぼ同様である）を用意して、表５に記載の軸受と同様にして回転試験を行った。そして、炭化ケイ素中の焼結助剤としての炭素の含有量は０．３質量％に固定し、ホウ素の含有量を種々変化させて、ホウ素の含有量と軸受の寿命との相関性を調査した。結果を図５のグラフに示す。なお、図５のグラフに記載した寿命の数値は、比較例２１の深溝玉軸受の寿命の平均値を１とした場合の相対値で示してある。
図５のグラフから分かるように、ホウ素の含有量が０．４質量％以上３．２質量％以下（すなわち、ホウ素と炭素の合計の含有量は０．７質量％以上３．５質量％以下）である炭化ケイ素で構成された軸受は、寿命が極めて優れていた。
【００７１】
次に、内輪と外輪との間に、転動体とともに樹脂組成物製の第二転動体を配した転がり軸受の実施例について説明する。
内・外輪の材料，転動体の材料，第二転動体の材料，直径比Ｄｐ／Ｄｃ，及び個数比Ｎｐ／Ｎｃを表７に示すようにした９種の深溝玉軸受を用意した。この軸受は、呼び番号６００１相当の深溝玉軸受であり、内径１０ｍｍ、外径２６ｍｍ、幅８ｍｍ、転動体の個数Ｎｃ８個、転動体の直径Ｄｃ４．７６２ｍｍである。全ての深溝玉軸受の転動体の表面の中心線平均粗さＲａは０．１μｍである。また、保持器は、ＥＴＦＥ８０質量％とチタン酸カリウムウィスカー２０質量％とを混合した樹脂組成物を射出成形することにより製造した冠形保持器である。
【００７２】
【表７】
2005226829.tif 000009
【００７３】
内・外輪，転動体，第二転動体の材料は以下の通りである。
・ＰＰ      ：サンアロマー株式会社製のサンアロマーＰＢ３７０Ａ
・ＰＥ      ：日本ポリペンコ株式会社製のポリペンコＵ−ＰＥ
・ＰＴＦＥ  ：デュポン社製のテフロン（登録商標）ＰＴＦＥ
・ＰＶＤＦ  ：日本ポリペンコ株式会社製のポリペンコＰＶＤＦ−ＳＰ
なお、窒化ケイ素，ジルコニア，炭化ケイ素については、前述のものと同様である。
【００７４】
このような深溝玉軸受を日本精工株式会社製の軸受回転試験機に装着し、下記の条件で回転試験を行ない耐久性（寿命）を評価した。なお、回転時の振動値が回転初期の３倍に上昇した時点で寿命に達したと判定した。１種の深溝玉軸受につき１０個の試験軸受を用意して、それぞれの寿命を測定し、最小値と平均値を得た。結果を表７にまとめて示す。表７に示した寿命の数値は、内・外輪の材料がジルコニアである場合には、前述した比較例１の深溝玉軸受の寿命の平均値を１とした場合の相対値で示してあり、内・外輪の材料が炭化ケイ素である場合には、前述した比較例１１の深溝玉軸受の寿命の平均値を１とした場合の相対値で示してある。
【００７５】
試験条件は、次の通りである。
・試験環境：内・外輪の材料がジルコニアである場合は水中、炭化ケイ素である場合                は濃度１８ｍｏｌ／Ｌの硫酸水溶液中  
・環境温度：常温
・ラジアル荷重：９８Ｎ
・回転速度：１０００ｍｉｎ-1
表７から分かるように、実施例３１〜３６の深溝玉軸受は、樹脂組成物製の第二転動体を備えているので、第二転動体を備えていない比較例１，１１の深溝玉軸受に比べて、水中，硫酸水溶液中という腐食環境下においても長寿命であった。比較例３１〜３３の深溝玉軸受は、直径比Ｄｐ／Ｄｃ又は個数比Ｎｐ／Ｎｃが好適な範囲から外れているため、短寿命であった。
【００７６】
次に、直径比Ｄｐ／Ｄｃと寿命との相関性について検討した。実施例３２の深溝玉軸受において、第二転動体の個数Ｎｐを１個とし、さらに直径比Ｄｐ／Ｄｃを種々変更したものを用意して、前述と同様にして耐久性を評価した。結果を図６のグラフに示す。なお、図６のグラフに示した寿命は、前述と同様に１０個の試験軸受の寿命の平均値であり、前述した比較例１の深溝玉軸受の寿命の平均値を１とした場合の相対値で示してある。
図６のグラフから、直径比Ｄｐ／Ｄｃが０．９８７以上１．０１３以下であると、深溝玉軸受が長寿命であることが分かる。
【００７７】
次に、個数比Ｎｐ／Ｎｃと寿命との相関性について検討した。実施例３６の深溝玉軸受において、転動体及び第二転動体の直径Ｄｃ，Ｄｐを４．７６２ｍｍとし、さらに個数比Ｎｐ／Ｎｃを種々変更したものを用意して、前述と同様にして耐久性を評価した。結果を図７のグラフに示す。なお、図７のグラフに示した寿命は、前述と同様に１０個の試験軸受の寿命の平均値であり、前述した比較例１１の深溝玉軸受の寿命の平均値を１とした場合の相対値で示してある。
図７のグラフから、個数比Ｎｐ／Ｎｃが０．２５以下であると、深溝玉軸受が長寿命であることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の転動装置は、水，酸，アルカリ等の腐食性を有する液体又は気体と接触するような腐食性環境下（例えば、前記液体の飛沫や蒸気と接触する環境下や前記液体中）においても好適に使用可能である。例えば、化学繊維，フィルム，半導体，液晶パネル，コンデンサ等を製造する際に使用される各種洗浄装置，レジスト塗布・剥離装置，エッチング装置等の回転支持部を構成する転動装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【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】軸受回転試験機の構造を示す断面図である。
【図３】転動体の表面粗さと深溝玉軸受の耐久性との相関を示すグラフである。
【図４】転動体の表面粗さと深溝玉軸受の耐久性との相関を示すグラフである。
【図５】炭化ケイ素中のホウ素の含有量と深溝玉軸受の耐久性との相関を示すグラフである。
【図６】転動体の直径比Ｄｐ／Ｄｃと深溝玉軸受の耐久性との相関を示すグラフである。
【図７】転動体の個数比Ｎｐ／Ｎｃと深溝玉軸受の耐久性との相関を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８０】
１      内輪
２      外輪
３      玉
Ｊ      試験軸受
【図１】
2005226829.tif 000010
【図２】
2005226829.tif 000011
【図３】
2005226829.tif 000012
【図４】
2005226829.tif 000013
【図５】
2005226829.tif 000014
【図６】
2005226829.tif 000015
【図７】
2005226829.tif 000016