(57)【要約】【課題】内外方部材と転がり接触する転動体表面に、リン酸亜鉛化成処理膜がコーティングされており、保持器に固体潤滑剤が含有されている。そのため、流体潤滑剤を使用しない条件下（大気、真空中など）において、転動体表面のリン酸系化成被膜に、保持器に含有される固体潤滑剤が移着し、潤滑剤として作用するため、焼付や摩耗を抑制することができる転動装置を提供する。【解決手段】内方部材と外方部材と転動体と、前記転動体を保持する保持器を有する転動装置において、前記転動体の表面にリン酸系化成処理被膜が形成されており、保持器が固体潤滑剤を含有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内方部材と外方部材と転動体と、前記転動体を保持する保持器を有する転動装置において、前記転動体の表面にリン酸系化成処理被膜が形成されており、保持器が固体潤滑剤を含有することを特徴とする転動装置。
【請求項２】
前記リン酸系化成処理被膜はリン酸亜鉛被膜であることを特徴とする請求項１の転動装置。
【請求項３】
前記固体潤滑剤は、二硫化モリブデン，ＰＴＦＥの２種類を含有することを特徴とする請求項１または２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、ボールねじ、リニアガイド等の転動装置に関し、大気や真空などで、流体潤滑剤を使用せずに運転稼動される機械、設備等に用いることが好適である。
【背景技術】
【０００２】
一般的な転がり軸受や、ボールねじや、リニアガイド等の転動装置においては、内方部材と、外方部材と、転動体と保持器との間にグリース等の潤滑剤を供給し、それぞれの間に発生する転がり摩擦や滑り摩擦を減少させ、転動装置の耐久性を向上させるようにしている。
【０００３】
ところで、転動装置を宇宙機器等の真空中で使用する場合、グリ−ス等の蒸気圧の高い潤滑剤は雰囲気中に蒸発してしまうため使用に耐えない。また、転動装置を潤滑剤の蒸気が問題となるような環境下で使用する場合、グリ−ス等の流体潤滑剤を使用することができない。そのため、このような環境下で使用される転動装置には蒸気圧の低い固体潤滑剤が必要になる。
【０００４】
このように流体潤滑剤を使用しない転動装置として、例えば、特許文献１において、少なくとも転動体の表面に特定の分子量範囲のＰＴＦＥテロマーからなる潤滑皮膜を形成した転がり軸受が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の転がり軸受では、ＰＴＦＥテロマーが柔らかい物質であり、転動体の皮膜とした場合、皮膜自体の耐久性が低いので、転がり軸受としての耐久性に改善の余地がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、内外方部材と転がり接触する転動体表面に、リン酸系化成処理膜がコーティングされており、保持器に固体潤滑剤が含有されている。そのため、流体潤滑剤を使用しない条件下（大気、真空中など）において、転動体表面のリン酸系化成被膜に、保持器に含有される固体潤滑剤が移着し、潤滑剤として作用するため、焼付や摩耗を抑制することができる転動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
内方部材と外方部材と転動体と、前記転動体を保持する保持器を有する転動装置において、前記転動体の表面にリン酸系化成処理被膜が形成されており、保持器が固体潤滑剤を含有することを特徴とする。また、前記リン酸系化成処理被膜はリン酸亜鉛被膜であることが好ましい。また、前記固体潤滑剤は、二硫化モリブデン，ＰＴＦＥを含有することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の転動装置は、流体潤滑剤を使用しない条件下（大気、真空中など）において、転動体表面のリン酸系化成被膜に対して、保持器に含有される固体潤滑剤が、潤滑剤として作用するため、焼付や摩耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の転動装置の一実施形態である、転がり軸受のスラスト玉軸受の構造を示す断面図である。
【図２】実施例と比較例の回転試験結果のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る転動装置の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
＜実施形態＞
図１は、本発明の転動装置の一実施形態である、転がり軸受のスラスト玉軸受の構造を示す部分縦断面図である。この玉軸受１は、内方部材２としての内輪と、外方部材３としての外輪と、前記内方部材２と前記外方部材３との間に転動自在に配設された複数の転動体４としての玉と、複数の転動体を転動自在に保持する保持器５とを備えている。また、前記転動体４の表面には、図示しないリン酸系化成処理被膜が形成されており、前記保持器は固体潤滑剤を含有した保持器である。また、前記リン酸系化成処理被膜はリン酸亜鉛被膜であることが好ましい。また、前記固体潤滑剤は、二硫化モリブデン，グラファイト，ＰＴＦＥのうち、少なくとも１種類以上からなることが好ましい。また、固体潤滑剤においては、ＰＴＦＥと二硫化モリブデンを含有することがより好ましい。また、ＰＴＦＥと二硫化モリブデンを両方用いる場合には、潤滑性と耐摩耗性を両立するためには、ＰＴＦＥを二硫化モリブデンより多く含有させることが好ましい。また、保持器の強度向上のためには、保持器にグラスファイバーを含有させることが好ましい。
【００１３】
また、内方部材２と、外方部材３は鉄鋼材料からなることが好ましく、転動体は、鉄鋼材料にリン酸系化成処理被膜が形成されていることが好ましい。
【００１４】
また、以下の試験軸受を用い、以下の試験条件で回転試験を行い、転動装置としての転がり軸受の寿命を評価した。表１に、実施例と比較例の単列スラスト玉軸受の転動体の素材と皮膜や、保持器の材質と固体潤滑剤の種類や、試験結果を記載した。実施例１と比較例１〜３では、保持器の主な材質として固体潤滑剤のＰＴＦＥを用い、固体潤滑剤のＭｏＳ２も含有させた。その際、ＭｏＳ２の含有率は保持器全体の５質量％とし、ＰＴＦＥの含有率は保持器全体の８０質量％とし、グラスファイバーの含有率を保持器全体の１５質量％とした。また、実施例１と比較例４では、リン酸亜鉛被膜の厚さを１〜２μｍとした。また、回転試験では、軸受振動加速度が一定値に達するまでの総回転数を寿命とし、試験後に軸受内外輪の軌道面の摩耗深さを測定した。
【００１５】
試験軸受：スラスト玉軸受
軸受寸法：内径φ２５×外径φ５２（単列スラスト玉軸受）
軌道輪材質：ＳＵＳ４４０Ｃ
玉径：３/８ｉｎｃｈ
回転速度：１０００ ｍｉｎ−１
荷重：１１７６Ｎ
試験雰囲気：大気
温度：室温
【００１６】
【表１】
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【００１７】
比較例に示す、固体潤滑剤のショットピーニング処理により形成したＭｏＳ２被膜やＤＬＣ被膜を被覆した転動体を用いた軸受が、短寿命であるのに対して、実施例１に示す、転動体の素材の鉄鋼材料にリン酸亜鉛化成処理にて皮膜し、保持器に固体潤滑剤としてＰＴＦＥをＭｏＳ２より多く含有する軸受は、寿命の大幅な延長が確認できた（試験は４５００ x １０４回転で打ち切り）。これは、転動体表面のリン酸亜鉛被膜に保持器の固体潤滑剤が移着して潤滑を改善し、軸受の摩耗を抑制することができるためである。また、比較例4の軸受は保持器に固体潤滑剤が含まれていないため、短寿命であったと言える。
【００１８】
また、表１の実施例１に対して、保持器の材質のみを変更した比較例５と６の試験軸受を作成し、表１と同じ試験条件にて回転試験を行った。保持器の材質や寿命等は、表２に示した。なお、実施例１と比較例４は、表１と同様であり、比較例５、６と比較する為に再度記載した。
【００１９】
【表２】
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【００２０】
表２の比較例５、６に示した保持器にＭＣナイロンやＰＯＭ樹脂を用いた軸受は、無潤滑であり、転動体と保持器の接触部分の温度が上昇し、融点が低い樹脂が、表面から融けて軌道面に移着し、軸受の振動が、上昇した。ＰＴＦＥにＭｏＳ２を含有有する実施例１の軸受は、摩擦係数小さいので発熱が低い。また、ＰＴＦＥの融点は、３２６℃であり、融点低い樹脂と比べて、融点１００℃以上高いＰＴＦＥ保持器を用いた実施例１の軸受の寿命の大幅な延長が確認できた。
【００２１】
このように、本発明の転動装置は、流体潤滑剤を使用しない条件下（大気、真空中など）において、転動体表面のリン酸系化成被膜に、保持器に含有される固体潤滑剤が移着し、潤滑剤として作用するため、焼付や摩耗を抑制することができる。
【００２２】
上述の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、これらの実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００２３】
１                転動装置
２                内方部材
３                外方部材
４                転動体
５                保持器
【図１】
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【図２】
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