(57)【要約】【課題】ドライラン状態で使用されても、焼付きなしでの運転可能時間を十分に確保できる航空機用転がり軸受およびこの転がり軸受に用いられる保持器を提供する。【解決手段】航空機に用いる転がり軸受用樹脂保持器であり、この保持器が炭素繊維材によって強化された樹脂組成物からなり、（１）転動体と摺接する保持器ポケット部の表面粗さが０．８μｍＲａ以上６．５μｍＲａ以下、（２）保持器の内径面および／または外径面の表面粗さが０．８μｍＲａ以上６．５μｍＲａ以下、または（３）保持器ポケット部ならびに保持器の内径面および／または外径面のそれぞれの表面粗さが０．８μｍＲａ以上６．５μｍＲａ以下である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機用転がり軸受の内・外輪の間で軸受荷重を支持する転動体を回転自在に保持する航空機用転がり軸受用樹脂保持器であって、
前記保持器が炭素繊維材によって強化された樹脂組成物からなり、
前記転動体と摺接する保持器ポケット部の表面粗さが０．８μｍＲａ以上６．５μｍＲａ以下であることを特徴とする航空機用転がり軸受用樹脂保持器。
【請求項２】
航空機用転がり軸受の内・外輪の間で軸受荷重を支持する転動体を回転自在に保持する航空機用転がり軸受用樹脂保持器であって、
前記保持器が炭素繊維材によって強化された樹脂組成物からなり、
前記保持器の内径面および外径面から選ばれる少なくとも１つの面の表面粗さが０．８μｍＲａ以上６．５μｍＲａ以下であることを特徴とする航空機用転がり軸受用樹脂保持器。
【請求項３】
航空機用転がり軸受の内・外輪の間で軸受荷重を支持する転動体を回転自在に保持する航空機用転がり軸受用樹脂保持器であって、
前記保持器が炭素繊維材によって強化された樹脂組成物からなり、
前記転動体と摺接する保持器ポケット部の表面粗さ、ならびに前記保持器の内径面および外径面から選ばれる少なくとも１つの面の表面粗さが０．８μｍＲａ以上６．５μｍＲａ以下であることを特徴とする航空機用転がり軸受用樹脂保持器。
【請求項４】
前記炭素繊維材がＰＡＮ系炭素繊維材であることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の航空機用転がり軸受用樹脂保持器。
【請求項５】
前記ＰＡＮ系炭素繊維材が一方向材または織布から選ばれた少なくとも１つの炭素繊維材の積層体であることを特徴とする請求項４記載の航空機用転がり軸受用樹脂保持器。
【請求項６】
前記織布が平織織布であることを特徴とする請求項５記載の航空機用転がり軸受用樹脂保持器。
【請求項７】
前記樹脂組成物を構成する母材樹脂の体積割合（Ｖｒ）が樹脂組成物全量に対して２０容量％以上５０容量％以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の航空機用転がり軸受用樹脂保持器。
【請求項８】
前記樹脂組成物を構成する母材樹脂が分子内にイミド結合を有するイミド系樹脂であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項記載の航空機用転がり軸受用樹脂保持器。
【請求項９】
前記イミド系樹脂が２００℃以上のガラス転移点を有するポリイミド樹脂からなることを特徴とする請求項８記載の航空機用転がり軸受用樹脂保持器。
【請求項１０】
航空機用転がり軸受の内・外輪の間で軸受荷重を支持する転動体を回転自在に保持する保持器を設けた航空機用転がり軸受であって、
前記保持器が請求項１ないし請求項９のいずれか１項記載の航空機用転がり軸受用樹脂保持器であることを特徴とする航空機用転がり軸受。
【請求項１１】
航空機用転がり軸受の内・外輪の間で軸受荷重を支持する転動体を回転自在に保持する保持器を設けた航空機用転がり軸受を内蔵する航空機用転がり軸受ユニットであって、
前記保持器が請求項１ないし請求項９のいずれか１項記載の航空機用転がり軸受用樹脂保持器であることを特徴とする航空機用転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライラン状態で高速回転するように使用される航空機用転がり軸受およびこの転がり軸受に用いられる保持器に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機のエンジンや変速機等に組み込まれる転がり軸受は、潤滑油の供給が遮断され、極少量の初期付着油のみが存在する、いわゆるドライラン状態で高速回転するように使用される場合がある。このようなドライラン状態で使用される転がり軸受は、一定時間焼付きを生じることなく運転可能であることが要求される。この一定時間は数十秒から数十分間程度である。
【０００３】
上記ドライラン状態で高速回転するように使用される転がり軸受では、保持器の案内形式が軌道輪案内形式である場合が多く、転動接触する転動体と軌道輪の軌道面との間よりも、摺動接触する保持器と軌道輪の保持器案内面との間で焼付きを生じやすい。このような保持器と軌道輪の保持器案内面間での焼付きを防止する手段としては、保持器案内面となる外輪の内径面または内輪の外径面と摺接する保持器の外径面または内径面に、さらには転動体と接触する保持器のポケット面に自己潤滑性皮膜である銀めっき皮膜を形成する手段が知られている（非特許文献１）。最近では、自己潤滑性皮膜として、燐酸塩皮膜を形成する場合もある。また、無潤滑条件で使用する転がり軸受の保持器には四ふっ化エチレン樹脂粉末を含有する無電解ニッケル複合めっき皮膜を形成したものがある（特許文献１）。
【０００４】
一方、航空機ジェットエンジンは燃費向上のために、部品単位での徹底した軽量化が求められている。例えば、ジェットエンジン主軸のように高温でかつ高速回転する部分の軸受は、該軸受の構成部品の金属製保持器を樹脂製保持器へ変更することで軽量化が図られている。しかし、ジェットエンジン主軸用転がり軸受のように、ＤＮ値が１５０万以上で、かつ使用温度が２００℃以上となる用途への転がり軸受に樹脂製保持器を適用することは困難であった。
【０００５】
【非特許文献１】転がり軸受工学編集委員会、「転がり軸受工学」、第３版、養賢堂、１９７８年１月、３６２頁
【特許文献１】特開２００４−３３２８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した銀めっき皮膜を形成した保持器において、銀めっき皮膜は極めて優れたなじみ性や耐焼付き性を有しており、ドライラン状態で運転される転がり軸受の寿命を長くすることができる好ましい表面処理である。一方、これらの軸受を潤滑するための潤滑油には耐焼付き性や酸化劣化を向上させる目的で硫化油脂やジアルキルジチオリン酸亜鉛などイオウを含む添加剤が配合されている。これらの添加剤は焼付きを防止する過程、ないしは潤滑油の酸化劣化を防止する過程で活性なイオウ化合物を生成する。これらのイオウ化合物が銀めっきと接触すると化学反応を起こし、硫化銀となり、この硫化銀が銀めっき被膜の表面を被覆する。この硫化銀は銀と比べて脆く、被膜が剥離したり、耐油性に劣ったりするため、潤滑油により被膜が溶解する。その結果、銀めっき被膜が消失した保持器と軌道輪との間の摩擦が増大し、焼付きが生じやすくなるという問題がある。
【０００７】
また、燐酸塩の自己潤滑性皮膜を形成した転がり軸受は、潤滑油が十分存在する場合は油を表面に保持しやすく摩擦を低減する効果を有するが、ドライランのような厳しい条件では直ちに摩滅し、短時間で潤滑効果を失う。また、四ふっ化エチレン樹脂粉末を含有する無電解ニッケル複合めっき皮膜は、低速条件では無潤滑でも一定の性能を示すが、航空機軸受のように高速で運転される場合には潤滑性能を維持できない場合がある。
【０００８】
本発明は、このような問題に対処するためになされたものであり、ドライラン状態で使用されても、焼付きなしでの運転可能時間を十分に確保できる航空機用転がり軸受およびこの転がり軸受に用いられる保持器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、航空機用転がり軸受の内・外輪の間で軸受荷重を支持する転動体を回転自在に保持する航空機用転がり軸受用樹脂保持器であり、この保持器が炭素繊維材によって強化された樹脂組成物からなり、（１）上記転動体と摺接する保持器ポケット部の表面粗さが０．８μｍＲａ以上６．５μｍＲａ以下であることを特徴とする、（２）上記保持器の内径面および外径面から選ばれる少なくとも１つの面の表面粗さが０．８μｍＲａ以上６．５μｍＲａ以下であることを特徴とする、または（３）上記保持器ポケット部ならびに上記保持器の内径面または外径面から選ばれる少なくとも１つの面の表面粗さが０．８μｍＲａ以上６．５μｍＲａ以下であることを特徴とする。
【００１０】
また、上記炭素繊維材がＰＡＮ系炭素繊維材であることを特徴とする。特にＰＡＮ系炭素繊維材が一方向材または織布から選ばれた少なくとも１つの炭素繊維材の積層体であることを特徴とする。特に上記織布が平織織布であることを特徴とする。
【００１１】
上記樹脂組成物を構成する母材樹脂の体積割合（Ｖｒ）が樹脂組成物全量に対して２０容量％以上５０容量％以下であることを特徴とする。ここで、体積割合（Ｖｒ）は［Ｖｒ＝（母材樹脂の体積／樹脂組成物の体積）×１００）］で表される値である。
また、上記母材樹脂が分子内にイミド結合を有するイミド系樹脂であることを特徴とする。このイミド系樹脂が２００℃以上のガラス転移点を有するポリイミド樹脂からなることを特徴とする。
【００１２】
本発明の航空機用転がり軸受は、航空機用転がり軸受の内・外輪の間で軸受荷重を支持する転動体を回転自在に保持する上記本発明の保持器が設けられていることを特徴とする。また、本発明の航空機用転がり軸受を内蔵する航空機用転がり軸受ユニットであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の航空機用転がり軸受用樹脂保持器は、保持器に母材樹脂を用いているため、転動体とのなじみ性に優れ微量の付着油でも有効に活用できるため摩擦が低減し、さらに不活性であり潤滑油に添加されているイオウ系添加剤とも反応しないため、使用中に消滅することなく長期間にわたり優れた潤滑特性を維持する。また、軌道輪と保持器の地肌との金属接触を防止して、ドライラン状態で使用されても、焼付きなしでの運転可能時間を十分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】炭素繊維複合材料を成形した保持器を用いた転がり軸受の断面図である。
【図２】炭素繊維複合材料を成形した他の保持器を用いた転がり軸受の断面図である。
【図３】摩擦試験機を示す図である。
【図４】実施例１に示す平板試験片の摩擦係数の経時変化を示す図である。
【図５】比較例１に示す平板試験片の摩擦係数の経時変化を示す図である。
【図６】比較例３に示す平板試験片の摩擦係数の経時変化を示す図である。
【図７】比較例１０に示す平板試験片の摩擦係数の経時変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の航空機用転がり軸受用樹脂保持器は、炭素繊維材で強化された樹脂組成物を成形して得られる。樹脂組成物は、母材樹脂と炭素繊維材とで構成される炭素繊維複合材料である。
使用できる母材樹脂としては、耐熱性・耐油性を有し、炭素繊維材とのなじみ性に優れた材料が好ましい。そのような母材樹脂例としては、フェノール樹脂、フラン樹脂、ビスマレイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリアミノビスマレイミド樹脂、芳香族ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、芳香族ポリアミドイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂、フッ素樹脂、芳香族ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂等が挙げられる。航空宇宙用途のうち、エンジンの主軸用軸受などソークバックなど高耐熱性が求められる用途に適した樹脂としては、ビスマレイミド樹脂、芳香族ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂が好ましい。
特に、ビスマレイミド樹脂、芳香族ポリイミド樹脂などのイミド樹脂が好ましい。
【００１６】
本発明に好ましいイミド系樹脂は、芳香族イミド結合を分子内に含むイミド樹脂であり、熱硬化後のガラス転移温度が２００℃以上、好ましくは２４０℃以上の樹脂である。
ここでのガラス転移温度とは、粘弾性分析装置を用い以下の方法で求めた値である。まず、それぞれの樹脂を最適条件で熱硬化させることで、長さ４０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ１ｍｍの平板試験片を成形する。続いて、３点曲げ形態（標線間距離２０ｍｍ）で評価できるよう粘弾性分析装置（ＳＩＩ社製ＤＭＳ６１１０）内に設置し、空気雰囲気において−５０℃から４００℃まで２℃／分の昇温速度で昇温させ、０．５Ｈｚの周波数で負荷をかけたときの温度に対する損失弾性率（Ｅ”）および貯蔵弾性率（Ｅ’）をそれぞれ求める。損失弾性率を貯蔵弾性率で除した値（ｔａｎδ）が極大値となった時の温度をガラス転移温度とする。
【００１７】
芳香族イミド結合を分子内に含むイミド系樹脂において、芳香族イミド結合を分子内に含むとは、芳香族環を形成する炭素原子のうち隣接する炭素原子を含んでイミド環を形成する場合、および／または芳香族環に直接結合する窒素原子炭素原子を含んでイミド環を形成する場合を含む。また、芳香族イミド結合を分子内に含むとともに分子内または分子末端に不飽和結合を有するポリイミドオリゴマー樹脂も好ましい。
【００１８】
芳香族イミド結合を分子内に含むイミド系樹脂として付加型イミド樹脂がある。付加型イミド樹脂の例としては、ビスマレイミド樹脂が挙げられる。
ビスマレイミド樹脂としては市販各種モノマーを組み合わせるなどして使用することができ、例えば大和化成工業社製ＢＭＩ−１０００、ＢＭＩ−２０００、ＢＭＩ−３０００、ＢＭＩ−４０００、ＢＭＩ−５０００、ＢＭＩ−７０００、京セラケミカル社製イミダロイＫＩＲ−３０などが挙げられる。また、ビスマレイミドを含む樹脂として、ビスマレイミドトリアジン樹脂（三菱ガス化学社製ＢＴレジン）などが挙げられる。
【００１９】
芳香族イミド結合を分子内に含むイミド系樹脂として芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂がある。なお、芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂には溶解性を損なわない割合の範囲で芳香族ポリアミック酸オリゴマー成分を含むことができる。
芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂としては、芳香族イミド結合を分子内に含むイミド樹脂として分子鎖が屈曲して捩れた立体構造から芳香族面が非平面となる非対称イミド樹脂が挙げられる。非対称イミド樹脂とすることにより、成形性が優れる。特に非対称芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂が好ましい。
非対称芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂としては、ビフェニルテトラカルボン酸無水物を含むイミド樹脂が挙げられる。例えば、２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸無水物などの非対称テトラカルボン酸無水物と芳香族ジアミンと末端基として４−(２−フェニルエチニル）無水フタル酸とを組み合わせることにより、粉末状の非対称芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂が得られ、これを型内に注入後に熱硬化させることで成形体を得ることができる。このような市販品としては宇部興産社製ＰＥＴＩ３３０が挙げられる。
また、非対称芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂は、ジアミン成分として９，９−ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）フルオレン、２−フェニル−４，４’−ジアミノジフェニルエーテル等を用いることにより、非対称芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂を得ることができる。
また、アメリカ航空宇宙局（ＮＡＳＡ）で開発された「ＰＭＲ−１５」、「ＬＡＲＫ−１６０」などのノルボルネン末端反応型熱硬化型ポリイミド、あるいはＨｕｇｅｓエアクラフト社製の「ＴＨＥＲＭＩＤ」を例示することができる。
他の芳香族ポリイミドオリゴマー樹脂の市販品としてはＩＳＴ社製スカイボンド８０００が挙げられる。
【００２０】
芳香族イミド結合を分子内に含むイミド系樹脂として芳香族イミド結合を分子内に含む溶剤可溶性樹脂がある。具体的には、ポリアミドイミド樹脂またはポリアミック酸を分子内に含むポリイミド樹脂が挙げられる。
ポリアミドイミド樹脂は分子内に含むイミド結合とアミド結合とを含み、粉末状でも、またはこの粉末を溶剤に溶解した溶液でも得られる。ポリアミドイミド樹脂の市販品としてはソルベイアドバンスドポリマーズ社製トーロンが挙げられる。また、ポリアミドイミド樹脂は適切なポストキュアを実施することが好ましい。
【００２１】
芳香族イミド結合を分子内に含むイミド系樹脂として、脱水閉環してイミド結合を形成する前駆体である芳香族ポリアミック酸を使用することができる。特にプリプレグを経て樹脂保持器を成形する場合、好ましく使用できる。
芳香族ポリアミック酸は芳香族酸二無水物と芳香族ジアミンとの低温反応により得られる。芳香族酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、２，２´，３，３´-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３´，４，４´-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３´，４，４´-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、ビス（２，３-ジカルボキシフェニル）メタン酸二無水物等が挙げられ、これらは単独あるいは混合して用いられる。
芳香族ジアミンとしては、４，４´-ジアミノジフェニルエ-テル、３，３´-ジアミノジフェニルスルホン、４，４´-ジアミノジフェニルメタン、メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、４，４'-ビス（３-アミノフェノキシ）ビフェニルエーテル等が挙げられ、これらは単独あるいは混合して用いられる。
芳香族ポリアミック酸を含むイミド系樹脂の市販品として、Ｕワニス-Ｓ（宇部興産社製）、Ｕワニス-Ａ（宇部興産社製）、スカイボンド７００（ＩＳＴ社製）、スカイボンド７０３（ＩＳＴ社製）、スカイボンド７０５（ＩＳＴ社製）などが挙げられる。
特に好ましい例としては３，３´，４，４´-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を酸成分とするＵワニス-Ｓ、Ｕワニス-Ａが挙げられる。
【００２２】
本発明に使用できるイミド系樹脂としては、上記に挙げたポリイミド樹脂の耐熱性および成形性などの材料特性を損なわない範囲でポリベンゾイミダゾール樹脂など他の耐熱性材料や、フッ素樹脂など機能性ポリマーとのポリマーアロイとすることができる。
また、イミド系樹脂に強化短繊維、各種ウィスカ、ナノフィラーであるカーボンナノファイバー、フラーレンなどナノ粒子を添加することができる。また、自己潤滑性を与えるため、グラファイト、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素などを単独あるいは複数添加することができる。
イミド系樹脂としてポリイミド樹脂アロイとする場合、上記イミド樹脂を少なくとも８０質量％以上含むことが好ましい。上記イミド樹脂が８０質量％未満ではイミド樹脂の特性が得られなくなる。
【００２３】
上記イミド系樹脂は炭素繊維材で強化される。本発明に使用できる炭素繊維材は、モノフィラメントが１０００本〜５０００本の繊維束または該繊維束を用いた一方向材または織布である。
炭素繊維材として用いる糸は入手性を考慮するとポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）から製造される炭素繊維が好ましい。
使用する炭素繊維束としては繊維径４〜１０μｍのモノフィラメントを１束あたり１０００〜５０００本を集合したものとする。この範囲とすることにより、モノフィラメント間への樹脂の含浸がしやすく、ボイドなどの欠陥が少ない材料とすることができる。好ましくは、繊維としては１Ｋ（約１０００本）、１．５Ｋ（約１５００本）、３Ｋ（約３０００本）を用いることができる。品質または製造技術的には１Ｋまたは１．５Ｋが好ましいが、材料の入手性を考慮すると工業的に入手が容易な３Ｋが好ましい。５０００本をこえる太さの繊維束を用いるとフィラメント間への樹脂の含浸が難しく、ボイドなどの欠陥の原因となる可能性がある。
【００２４】
炭素繊維材は上記繊維束を用いた織布とすることができる。織布としては平織、綾織、朱子織などを採用できる。本発明に好ましい織布は平織である。織布の織り方として、機械的特性面では炭素繊維の本数が全く同じ場合には、平織、綾織、朱子織など、どのようなものでもよいが、織布のほつれにくさを考慮すると平織が好ましいためである。
【００２５】
上記炭素繊維材には、強度低下の原因とならない範囲でアラミド、ポリベンゾオキサゾールなどの有機高分子繊維を用いることができる。また、比強度、比弾性率を低下させない範囲でガラス繊維、ＳｉＣなどの無機繊維との交織とすることができる。
【００２６】
イミド系樹脂と炭素繊維材との割合は、樹脂組成物を構成する母材樹脂の体積割合（Ｖｒ）が２０容量％以上５０容量％以下である。２０容量％未満であると、母材樹脂の配合量が少なく、繊維同士の密着性が悪く、織布層間での剥離が生じることがある。また５０容量％をこえると、炭素繊維複合材としての曲げ強度または弾性率が低く、本発明の特徴である比強度・比弾性率を生かすことができない。
【００２７】
本発明に使用できる炭素繊維複合材料は、上記組成および配合とすることにより、２５℃での曲げ強度が６００ＭＰａ以上であり、かつ２００℃における曲げ強度保持率が初期値の５０％以上とすることができる。また、弾性率についても、２５℃での弾性率が３５ＧＰａ以上であり、かつ２００℃における弾性率保持率が初期値の５０％以上とすることができる。
【００２８】
上記炭素繊維複合材料を成形した保持器を用いた転がり軸受の一例を図１に示す。この転がり軸受は、外輪１と内輪２との軌道輪間に複数のころ３を保持器４で保持した円筒ころ軸受であり、保持器４の外径面に摺接する外輪１の鍔１ａの内径面が保持器案内面５とされ、保持器４は炭素繊維からなる織布で強化された炭素繊維複合材料の成形体である。  保持器４において、ころ３と摺接する保持器ポケット部の面４ａ、内径面４ｂまたは外径面４ｃのいずれか１つの面、または全ての面の表面粗さが０．８μｍＲａ以上６．５μｍＲａ以下、好ましくは１．０μｍＲａ以上６．５μｍＲａ以下、で構成されている。表面粗さが０．８μｍＲａ未満の場合は潤滑油の保持性に乏しく、摩擦係数が上昇し始める。また、６．５μｍＲａをこえる場合は転動体を摩耗させることがある。
なお、表面粗さＲａは、ＪＩＳＢ０６０１に定義される表面粗さであり、基準長さは０．８ｍｍ（Ｒａ：０．２〜１．０μｍ）または２．５ｍｍ（Ｒａ：２〜１０μｍ）、評価長さは４ｍｍ（Ｒａ：０．２〜１．０μｍ）、１２．５ｍｍ（Ｒａ：２〜１０μｍ）である。
【００２９】
上記炭素繊維複合材料を成形した他の保持器を用いた転がり軸受の一例を図２に示す。この転がり軸受は、外輪６と内輪７との軌道輪間に複数のボール８を保持器９で保持した玉軸受であり、保持器９の外径面に摺接する外輪６の内径面が保持器案内面１０とされ、保持器９は炭素繊維からなる織布で強化された炭素繊維複合材料の成形体である。
保持器９において、ボール８と摺接する保持器ポケット部の面９ａ、外径面９ｂまたは内径面９ｃのいずれか１つの面、または全ての面の表面粗さが０．８μｍＲａ以上６．５μｍＲａ以下で構成されている。表面粗さは、上記に定義される値である。
なお、ポケット部の平面形状は平円形状でも真円形状でもよい。ここで、平円形状とは、真円形状で必要とされるポケット隙間（ポケット内径とボール直径との差）量と一致させる隙間を間にして、その両側にボールの半径にほぼ近似するポケット面の半径で構成させた平円とする形状をいう。回転軸周方向のポケット隙間量を大きくして、ボールの進み遅れを吸収することにより、保持器にかかる負荷を減らすことができる平円形状であることが好ましい。
【００３０】
上記保持器の製造方法としては、シートワインディング（ＳＷ）法、フィラメントワインディング（ＦＷ）法、レジントランスファーモールディング（ＲＴＭ）法、真空支援レジントランスファーモールディング（ＶａＲＴＭ）法などが挙げられ、どのような方法でもよい。
例えば、シートワインディング（ＳＷ）法であれば、強化繊維をマトリックス樹脂に含浸させたシート状のプリプレグを、マンドレルに積層状態に巻き付けて長尺な筒状部材を形成し、その筒状部材を輪切り加工して、短尺筒状（環状）の保持器用部材を製作する。そしてその環状部材に、周方向に沿って複数のポケット孔を機械加工によって形成することで保持器を得ることができる。
機械加工の方法としては、機械加工、レーザ加工、ウォータカットなどどのような加工手段を用いることができる。
【００３１】
保持器を構成する織布の積層方法はどのようなものでもよい。例えば、強度に等方性を発現させるため、織布［０，９０°］に対して異なる角度の織布［−４５°，＋４５°］を交互積層する、あるいは一方向材（ＵＤ材）［０°］に対して、ＵＤ材［＋６０°］、ＵＤ材［−６０°］などで積層してもよい。
【００３２】
本発明の転がり軸受は、機械的および熱的に優れた上記転がり軸受用保持器を用いるので、ＤＮ値が１５０万以上で、かつ使用温度が２００℃以上となる用途に用いることができる。例えば航空機に搭載されるジェットエンジン主軸用軸受に好適に用いることができる。
また、転がり軸受としては、円筒ころ軸受、玉軸受に好適に用いることができる。
【実施例】
【００３３】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
実施例および比較例に用いる原材料を一括して以下に示す。また、配合割合を表１〜表４に示す。
（Ａ）母材樹脂およびプリプレグ
（１）ＰＩ−Ａ：ビフェニルポリアミック酸ワニス（宇部興産社製Ｕ−ワニス―Ｓ）
（２）ＰＩ−Ｂ：ポリアミック酸ワニス（ＩＳＴ社製スカイボンド７００）
（３）ＢＭＩ：ビスマレイミド樹脂（大和化成工業社製ＢＭＩ−１０００）
（４）ＥＰ：トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル樹脂（ナガセケムテックス社製デナコールＥＸ−３２１Ｌ）、酸無水物硬化剤（協和発酵ケミカル社製ＤＥＧＡＮ）、硬化促進剤（四国化成工業社製ＯＲ−２Ｅ４ＭＺ）
（Ｂ）炭素繊維材
（１）３Ｋ：織布（三菱レイヨン社製ＴＲ３１１０Ｍ（３Ｋ・平織））
（２）ＵＤ：一方向材（三菱レイヨン社製ＴＲ３０Ｓ  ３Ｌ）
【００３４】
実施例１〜１７、および比較例１〜１３
表１、表２および表４に示す母材樹脂を各表に示す割合で計量し、各表に示す炭素繊維織布または１方向材に刷毛塗りし、さらにローラーで均一となるように延ばした。これを１００℃に予熱した恒温槽内に１０分間静置し、溶媒を揮発させ、プリプレグを作成した。このプリプレグを１００ｍｍ平方に裁断し、１０〜４０枚重ね合わせた後、金型にセットした。２００〜２５０℃で圧縮成形の後、母材樹脂を３５０〜３８０℃で熱硬化させ、幅４５ｍｍ、長さ４５ｍｍ、厚さ約２〜８ｍｍの平板を製作した。表面をサンドペーパ（＃２４０〜＃８００）でスキン層を除去し、表面粗さを調整した後、サバン型摩擦摩耗試験機の試験片とした。得られた試験片を用いて、以下の評価試験を行なった。
表１、表２および表４において、繊維断面とは保持器ポケット部表面を、繊維面とは保持器内径面または外径面をそれぞれ表す。また、比較例１〜６は、保持器として、金属製保持器を用いた例である。金属材料はニッケルクロムモリブデン鋼（ＳＡＥ４３４０）を用いて、この金属材料に銀めっきを施さない場合（比較例１〜３）および銀めっきを施して場合（比較例４〜６）である。
【００３５】
＜ドライラン試験＞
上記のように得られた平板試験片を用いて摩擦試験を行なった。図３は摩擦試験機を示す図である。図３（ａ）は正面図を、図３（ｂ）は側面図をそれぞれ表す。
回転軸１２にＳＵＪ２からなる相手材１１を取り付け、アーム部１３のエアスライダー１５に鋼鈑１４を固定する。相手材１１は所定の荷重１６を図面上方から印加されながら平板試験片に回転接触する。相手材１１を回転させたときに発生する摩擦力はロードセル１７により検出される。
ＭＩＬ−ＰＲＦ-２３６９９適合の潤滑油（ＢＰ社製ターボオイル２３８０)をマイクロシリンジで１μｌ計量し、相手材１１に塗布した。この状態で、荷重５０Ｎ、滑り速度０.５ｍ／秒の条件で摩擦試験を実施した。摩擦係数が上昇するまでの運転時間をドライラン状態での耐久性として評価した。なお、試験時間は６０分を上限として、摩擦係数が０．５をこえる、または無潤滑時の摩擦係数と同等になるまでの時間を記録した。摩擦係数の経時変化の例として、実施例１を図４に、比較例１を図５に、比較例３を図６、比較例１０を図７にそれぞれ示す。
ドライラン性能を擦係数上昇時間として各表に示した。また、摩擦上昇時間が６０分以上であったものについては、相手材攻撃性を調査した。相手材の断面曲線を表面形状粗さ測定器で測定し、摩耗深さを相対摩耗量として各表に記載した。
【００３６】
＜熱劣化試験＞
各平板試験片を３００℃の雰囲気で放置し、５００時間後、室温での曲げ強度の保持率を求めた。曲げ強度の評価方法はＪＩＳＫ７０７４（１９８８）に準拠した。保持率が５０％以上であったものを耐熱性「○」として表２、表３に記載した。
【００３７】
＜総合評価＞
ドライラン試験において、摩擦係数が上昇するまでの時間が長く、かつ相手材の攻撃性が低く、かつ母材樹脂としての耐熱劣化性に優れるものを「○」と表記した。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
【表２】
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【００４０】
【表３】
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【００４１】
【表４】
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【００４２】
表１〜表４に示すように、実施したドライラン試験の条件において銀めっき処理（比較例４〜６）は耐摩耗性が低く、摺動早期から基材に達し摩擦係数が上昇し始めた。これに対して実施例１〜１７に示す炭素繊維複合材料は、炭素繊維が荷重点となり潤滑油を適当な表面粗さの谷部に保持することで、優れたドライラン性能を有する。特に、耐摩耗性表面粗さが０．８μｍＲａ以上では摩擦係数が上昇するまでの時間が長く、ドライラン性能に有効であることが分かった(実施例１〜１７)。
また、表面粗さが６．５μｍＲａ以上となる８．４μｍＲａの比較例８においては、炭素繊維の相手材への攻撃性（アブレッシブ摩耗）が確認された。
【００４３】
各実施例に示す炭素繊維複合材料を用いて保持器を作製して、耐熱軸受鋼Ｍ５０材からなる深溝玉軸受に組み込み、ＤＮ値が１６０万で回転する軸に取り付け、ＢＰ社製ターボオイル２１９７を潤滑油として外部から供給しながら、雰囲気温度２００℃の条件で軸受試験を行なった。この条件で２時間運転したが各実施例の保持器を用いた転がり軸受は異常を認めなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
ドライラン特性を必要とする航空用軸受において、保持器を炭素繊維複合材料とし、かつ、転動体と摺接する保持器ポケット部の表面粗さを０．８〜６．５μｍＲａとすることで、潤滑油が希薄にしか存在しない過酷な条件下においても潤滑剤の保持が可能である。母材樹脂としてポリイミド結合を有する芳香族ポリイミド樹脂とすることで、エンジン熱によるソークバックにも耐えられる軸受保持器として利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１、６  外輪
２、７  内輪
３    ころ
４、９  保持器
４ａ、９ａ  保持器ポケット部の面
４ｂ、９ｂ  保持器内径面
４ｃ、９ｃ  保持器外径面
５、１０    保持器案内面
８    ボール
１１    相手材
１２    回転軸
１３    アーム部
１４    鋼鈑
１５    エアスライダー
１６    荷重
１７    ロードセル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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