(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体が樹脂であり、
上記本体の転がり・摺動表面に紫外線を照射することにより、上記紫外線の照射で分子が切断された上記転がり・摺動表面に、上記紫外線の照射でラジカル化した酸素が結合してなる改質処理層が形成されており、
上記改質処理層の上に潤滑剤が保持されていることを特徴とする転がり摺動部材。
【請求項２】
本体が樹脂であり、
上記本体の転がり・摺動表面にコロナ放電処理またはプラズマジェット処理を施すことにより、上記コロナ放電処理またはプラズマジェット処理で分子が切断された上記転がり・摺動表面に、上記コロナ放電処理またはプラズマジェット処理でラジカル化した酸素が結合してなる改質処理層が形成されており、
上記改質処理層の上に潤滑剤が保持されていることを特徴とする転がり摺動部材。
【請求項３】
本体を樹脂で形成し、
上記本体の転がり・摺動表面に紫外線を照射することにより、上記紫外線の照射で分子が切断された上記転がり・摺動表面に、上記紫外線の照射でラジカル化した酸素が結合してなる改質処理層を形成し、
上記改質処理層の上に潤滑剤を塗布することを特徴とする転がり摺動部材の製造方法。
【請求項４】
本体を樹脂で形成し、
上記本体の転がり・摺動表面にコロナ放電処理またはプラズマジェット処理を施すことにより、上記コロナ放電処理またはプラズマジェット処理で分子が切断された上記転がり・摺動表面に、上記コロナ放電処理またはプラズマジェット処理でラジカル化した酸素が結合してなる改質処理層を形成し、
上記改質処理層の上に潤滑剤を塗布することを特徴とする転がり摺動部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばベアリング等に使用される転がり摺動部材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、転がり摺動部材であるレース(軌道輪),転動体および保持器としては、本体が鉄やセラミックまたは樹脂からなるものがある。このレース,転動体および保持器で構成されたベアリングでは、レースに対して転動体が転がると、レースと転動体において転がり摩擦が発生すると共に、転動体と保持器においてすべり摩擦が発生する。この転がり摩擦,すべり摩擦によって発生する摩耗を防ぐために、レースと転動体の間、および、転動体と保持器の間に油やグリース等の潤滑剤を充填して、転がり摩擦,すべり摩擦を低減している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ベアリングでは、潤滑剤の撹拌作用によって発生する摩擦と、潤滑剤の内部摩擦とがあるため、潤滑剤の充填量が多いと、その潤滑剤による摩擦が大きくなって、回転トルクが増大する。この回転トルクを下げるために、潤滑剤の充填量を少なくした場合、レース,転動体および保持器が潤滑剤となじみにくいため、潤滑剤の潤滑不良が生じて、摩耗が発生してしまう。したがって、その摩耗に起因する異音が増大するという問題があると共に、レース,転動体および保持器が傷みやすくなって、寿命が短くなるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、摩耗に起因する異音を低減でき、寿命を向上できる転がり摺動部材およびその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
上記目的達成するため、請求項１の発明の転がり摺動部材は、本体が樹脂であり、上記本体の転がり・摺動表面に紫外線を照射することにより、上記紫外線の照射で分子が切断された上記転がり・摺動表面に、上記紫外線の照射でラジカル化した酸素が結合してなる改質処理層が形成されており、上記改質処理層の上に潤滑剤が保持されていることを特徴としている。
【００１１】
上記請求項１の発明の転がり摺動部材によれば、上記本体の転がり・摺動表面に、潤滑剤に対する濡れ性を改善する改質処理層が形成されているので、潤滑剤に対する濡れ性(保持性)が向上して、少量の潤滑剤でも充分に広がる。したがって、少量の潤滑剤が塗布された摺動部材と、その摺動部材に転がり接触またはすべり接触する部材とにおいて、良好な潤滑状態が維持されて、摩耗が低減して、摩耗に起因する異音を低減でき、寿命を向上できる。
また、上記転がり摺動部材を、例えばレース,転動体および保持器に適用した場合、レース,転動体および保持器からなるベアリング内に供給する潤滑剤の量を少なくしても、潤滑不良は起こりにくく、摩耗が多くならない。したがって、上記潤滑剤の減少に伴う摩耗の増加を危惧する必要がないので、潤滑剤の量を少なくして、ベアリングの回転トルクを低減できる。その上、上記ベアリングは、摩耗による異音が少なく、かつ、寿命が長い。
また、上記樹脂である本体の転がり・摺動表面に、紫外線の照射よって改質処理層を形成するので、活性の高い改質処理層の形成を容易に行うことができる。
【００１２】
請求項２の発明の転がり摺動部材は、本体が樹脂であり、上記本体の転がり・摺動表面にコロナ放電処理またはプラズマジェット処理を施すことにより、上記コロナ放電処理またはプラズマジェット処理で分子が切断された上記転がり・摺動表面に、上記コロナ放電処理またはプラズマジェット処理でラジカル化した酸素が結合してなる改質処理層が形成されており、上記改質処理層の上に潤滑剤が保持されていることを特徴としている。
【００１３】
上記請求項２の発明の転がり摺動部材によれば、上記本体の転がり・摺動表面に、潤滑剤に対する濡れ性を改善する改質処理層が形成されているので、潤滑剤に対する濡れ性(保持性)が向上して、少量の潤滑剤でも充分に広がる。したがって、少量の潤滑剤が塗布された摺動部材と、その摺動部材に転がり接触またはすべり接触する部材とにおいて、良好な潤滑状態が維持されて、摩耗が低減して、摩耗に起因する異音を低減でき、寿命を向上できる。
また、上記転がり摺動部材を、例えばレース,転動体および保持器に適用した場合、レース,転動体および保持器からなるベアリング内に供給する潤滑剤の量を少なくしても、潤滑不良は起こりにくく、摩耗が多くならない。したがって、上記潤滑剤の減少に伴う摩耗の増加を危惧する必要がないので、潤滑剤の量を少なくして、ベアリングの回転トルクを低減できる。その上、上記ベアリングは、摩耗による異音が少なく、かつ、寿命が長い。
また、上記樹脂である本体の転がり・摺動表面に、コロナ放電処理またはプラズマジェット処理を施すことによって改質処理層を形成するので、高活性な改質処理層の形成を容易に行うことができる。
請求項３の発明の転がり摺動部材の製造方法は、本体を樹脂で形成し、上記本体の転がり・摺動表面に紫外線を照射することにより、上記紫外線の照射で分子が切断された上記転がり・摺動表面に、上記紫外線の照射でラジカル化した酸素が結合してなる改質処理層を形成し、上記改質処理層の上に潤滑剤を塗布することを特徴としている。
請求項４の発明の転がり摺動部材の製造方法は、本体を樹脂で形成し、上記本体の転がり・摺動表面にコロナ放電処理またはプラズマジェット処理を施すことにより、上記コロナ放電処理またはプラズマジェット処理で分子が切断された上記転がり・摺動表面に、上記コロナ放電処理またはプラズマジェット処理でラジカル化した酸素が結合してなる改質処理層を形成し、上記改質処理層の上に潤滑剤を塗布することを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の転がり摺動部材を図示の実施の形態により詳細に説明する。なお、本実施の形態では、本発明の転がり摺動部材を、ベアリングの構成部品であるレース,転動体および保持器に適用した場合を想定して説明する。
【００１５】
[参考例]
図１,図２は本発明の参考例の転動体としてのボールが潤滑剤を保持した状態を説明するための模式図である。図１に示すように、ＳＵＪ２(高炭素クロム軸受鋼)製のボール１は、本体２の表面に、シラン系カップリング剤によって改質処理層としての処理皮膜３を設けている。上記処理皮膜３は、本体２の表面にシラン系カップリング剤を所定の厚みで塗付した後、１２０℃以上で３０分間熱処理を施して形成したものである。この熱処理によって、有機材のシラン系カップリング剤を無機材のＳＵＪ２製のボール１に結合させている。
【００１６】
上記構成のボール１に油やグリース等の潤滑剤を塗付した場合、少量の潤滑剤でも充分に広がって、図１に示すように、潤滑剤４が層状の状態で保持されるか、あるいは、図２に示すように、潤滑剤５が粒状の状態で保持される。
【００１７】
このように、上記ボール１では、本体２の表面に、シラン系カップリング剤からなる処理皮膜３が形成されているので、潤滑剤がなじみやすく、潤滑剤に対する保持性(濡れ性)が向上している。したがって、上記ボール１への潤滑剤の供給量が少ない状態で、図示しないレース,保持器に対してボール１を転がり接触またはすべり接触させても、少量の潤滑剤によってボール１が充分に潤滑されて、摩耗は発生しにくくて、摩耗に起因する異音を低減でき、寿命を向上できる。
【００１８】
また、ＳＵＪ２製のボール１の本体２の表面に、シラン系カップリング剤の処理皮膜３を形成するので、良好な濡れ性を有する処理皮膜３の形成を容易に行うことができる。
【００１９】
また、上記ボール１,レースおよび保持器でベアリングを構成した場合、潤滑剤の減少に伴う摩耗の増加の心配がないので、ベアリング内に充填する潤滑剤の量を少なくして、回転トルクを低減できる。その上、上記ベアリングは、ボール１の処理皮膜３の良好な濡れ性によって摩耗が発生しにくいので、摩耗による異音が少なく、かつ、寿命が長い。
【００２０】
上記参考例では、ＳＵＪ２を用いてボール１を形成したが、例えばＳＵＳ４４０Ｃ(ステンレス鋼)やセラミックス等を用いてボールを形成してもよい。また、そのボールの材質に応じて、シラン系カップリング剤は、アミノアルキルシラン,メチルトリメトキシシランおよびメチルトリエトキシシラン等の中から適宜選定すればよい。
【００２１】
また、本発明の参考例の転がり摺動部材をボール１に適用したが、レースまたは保持器に適用してもよい。
【００２２】
以下、本発明の一実施の形態の保持器について説明する。例えば、ＰＰＳ(ポリフェニレンスルファイド)を材料として用いて、保持器としてのフォートロン1140A6(商品名),フォートロン1140T11(商品名)を形成する。このフォートロン1140A6,フォートロン1140T11の本体において、表面としての案内面に紫外線を照射することによって、その案内面に改質処理層を形成している。上記改質処理層の形成過程をより詳しく説明すると、フォートロン1140A6,フォートロン1140T11の案内面から５ｃｍ離れた場所から、センエンジニアリング製のＵＶ装置(UVR-110N-3A)用いてＵＶ(ultraviolet:紫外線)を案内面に向けて９０秒間照射する。この照射するＵＶの波長は、紫外線の波長領域において短波長であって、この短い波長のＵＶが案内面に照射されることによって、その案内面を構成する分子が切断されると共に、案内面近傍に存在する酸素がラジカル化される。そして、分子が切断された案内面に、ラジカル化した酸素が結合して、活性の高い改質処理層が形成される。
【００２３】
下表に、上記改質処理層を有するフォートロン1140A6,フォートロン1140T11の濡れ性を示している。この濡れ性は、濡れ試薬を用いて評価した結果である。なお、濡れ性は、表面張力と強い相関があることから、表面張力を測定することで濡れ性の評価を行っている。
【００２４】
【表１】
0003869163.tif 000002
【００２５】
表１から、フォートロン1140A6,フォートロン1140T11の案内面に対して紫外線処理を施すと、処理前と比べてはるかに濡れ性が向上していることが分る。
【００２６】
このように、ＵＶ照射で形成された高活性な改質処理層を有するフォートロン1140A6,フォートロン1140T11では、濡れ性が向上している。例えば、そのフォートロン1140A6と、転動体とをすべり接触させた場合、フォートロン1140A6の案内面に供給した潤滑剤の量が少なくても、潤滑剤が十分に広がり、かつ、潤滑剤がはじかれず、その案内面に潤滑剤が保持されるので、良好な潤滑状態が維持されて、摩耗が生じにくい。したがって、摩耗に起因する異音を防止できると共に、長寿命化を実現できる。
【００２７】
また、ＰＰＳ製のフォートロン1140A6,フォートロン1140T11の案内面に、紫外線の照射で改質処理層を形成するので、活性の高い改質処理層の形成を容易に行うことができる。
【００２８】
また、上記フォートロン1140A6と、レース,転動体とでベアリングを構成した場合、潤滑剤の減少に伴う摩耗の増加の心配がないので、ベアリング内に充填する潤滑剤の量を少なくして、回転トルクを低減できる。しかも、そのベアリングは、改質処理層の良好な濡れ性によって摩耗が発生しにくいので、摩耗による異音が少なく、かつ、寿命が長い。なお、フォートロン1140A6の代わりにフォートロン1140T11を用いてベアリングを構成しても、フォートロン1140A6を用いた場合と同様の効果が得られる。
【００２９】
また、上記フォートロン1140A6,フォートロン1140T11に対して照射するＵＶの照射距離や波長は、上記実施の形態に限定されない。
【００３０】
また、本発明の上記実施の形態の転がり摺動部材を保持器に適用したが、転動体またはレースに適用できることは言うまでもない。
【００３１】
また、上記実施の形態では、改質処理層をＵＶ照射によって形成したが、コロナ放電処理またはプラズマジェット処理を施すことによって形成してもよい。このコロナ放電処理またはプラズマジェット処理を施すことによって形成された改質処理層も、上記実施の形態と同様に高活性である。下表に、この改質処理層を有するフォートロン1140A6,フォートロン1140T11に対して、濡れ試薬を用いて濡れ性を評価した結果を示す。
【００３２】
【表２】
0003869163.tif 000003
【００３３】
表２から、フォートロン1140A6,フォートロン1140T11に対して、コロナ放電処理またはプラズマジェット処理を施すことによって、濡れ性の向上が実現していることが分る。したがって、コロナ放電処理またはプラズマジェット処理で形成された改質処理層を有する表２に示す(３)フォートロン1140A6,(４)フォートロン1140T11も、上記実施の形態の表１に示す(１)フォートロン1140A6,(２)フォートロン1140T11と同様の効果を奏する。
【００３４】
【発明の効果】
【００３５】
【００３６】
以上より明らかなように、請求項１の発明の転がり摺動部材は、本体の転がり・摺動表面に、潤滑剤に対する濡れ性を改善する改質処理層を設けているので、潤滑剤に対する濡れ性が向上して、潤滑剤の充填量が少なくても、摩耗が少なくて、摩耗による異音を低減でき、寿命を向上できる。
また、上記樹脂である本体の転がり・摺動表面に、紫外線の照射よって改質処理層を形成するので、活性の高い改質処理層の形成を容易に行うことができる。
【００３７】
また、請求項２の発明の転がり摺動部材は、本体の転がり・摺動表面に、潤滑剤に対する濡れ性を改善する改質処理層を設けているので、潤滑剤に対する濡れ性が向上して、潤滑剤の充填量が少なくても、摩耗が少なくて、摩耗による異音を低減でき、寿命を向上できる。
また、上記樹脂である本体の転がり・摺動表面に、コロナ放電処理またはプラズマジェット処理を施すことによって改質処理層を形成するので、高活性な改質処理層の形成を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明の参考例の転動体としてのボールにおける潤滑剤の付着状態を説明するための模式図である。
【図２】  図２は上記ボールにおける潤滑剤の他の付着状態を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１  ボール                        ２  本体
３  処理皮膜                      ４,５  潤滑剤
【図１】
0003869163.tif 000004
【図２】
0003869163.tif 000005