転がり軸受の製造方法、転がり軸受およびピボット軸受
【課題】磨耗や焼付けを防止し高い信頼性を得ること。
【解決手段】リテーナ９に転動体７を転動可能に保持させ、内輪３と外輪５とリテーナ９とを組み合わせて転がり軸受１を組立てる組立工程と、リテーナ９に保持された転動体７にグリスと二硫化モリブデンとの混合潤滑剤を塗布する混合潤滑剤塗布工程と、リテーナ９の転動体７間に形成されているグリスポケットにグリスを塗布するグリス塗布工程と、混合潤滑剤およびグリスを塗布した転がり軸受１の内輪３および外輪５と転動体７とを相対的に回転させ、転動体７に付着している混合潤滑剤に含まれる固体潤滑剤を微粉砕するなじませ回転工程とを備える転がり軸受１の製造方法を提供する。
【解決手段】リテーナ９に転動体７を転動可能に保持させ、内輪３と外輪５とリテーナ９とを組み合わせて転がり軸受１を組立てる組立工程と、リテーナ９に保持された転動体７にグリスと二硫化モリブデンとの混合潤滑剤を塗布する混合潤滑剤塗布工程と、リテーナ９の転動体７間に形成されているグリスポケットにグリスを塗布するグリス塗布工程と、混合潤滑剤およびグリスを塗布した転がり軸受１の内輪３および外輪５と転動体７とを相対的に回転させ、転動体７に付着している混合潤滑剤に含まれる固体潤滑剤を微粉砕するなじませ回転工程とを備える転がり軸受１の製造方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受の製造方法、転がり軸受およびピボット軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内輪および外輪の転走面や転動体が最終研磨で仕上げられた転がり軸受が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の転がり軸受は、グリスとポリエチレンとからなる潤滑剤含有ポリマ（プラスチックグリス）が外輪と内輪との間の内部空間部に充填され、転がり軸受の回転に伴い潤滑剤含有ポリマ中のグリスが転走面に滲み出すことにより、潤滑性が維持されるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５５−１３７１９８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、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の大容量化に伴い、ＨＤＤ装置および環境温度が上昇する傾向にあり、高温の環境下で転がり軸受を揺動運動（３０Ｈｚ）させると、流動性があるグリスの油膜切れが生じるおそれがある。そして、転がり軸受内部の転走面および転動体に磨耗や焼付けの症状が現れ、転がり軸受がロックしてしまい、ピボットとしての機能を失うという問題がある。また、特許文献１の転がり軸受では、潤滑剤含有ポリマが転動体の回転を阻害したり、また、軸受の回転に伴って発生した潤滑剤含有ポリマの摩耗粉が転動体と内輪および外輪との隙間に入り込んで、いわゆるかみ付き現象を起こしたりする不都合がある。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、磨耗や焼付けを起こすことなく潤滑性に優れた転がり軸受の製造方法、転がり軸受およびピボット軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、リテーナに転動体を転動可能に保持させ、内輪と外輪と前記リテーナとを組み合わせて転がり軸受を組立てる組立工程と、前記リテーナに保持された前記転動体に混合用グリスと固体潤滑剤との混合潤滑剤を塗布する混合潤滑剤塗布工程と、前記リテーナの前記転動体間に形成されている凹部に補助グリスを塗布するグリス塗布工程と、前記混合潤滑剤および前記補助グリスを塗布した前記転がり軸受の前記内輪および前記外輪と前記転動体とを相対的に回転させ、前記転動体に付着している前記混合潤滑剤に含まれる前記固体潤滑剤を微粉砕するなじませ回転工程とを備える転がり軸受の製造方法を提供する。
【０００７】
本発明によれば、転がり軸受の作動時に転動体と内外輪の転走面との間に凹部から補助グリスが流れ込み、転動体に直接塗布された混合潤滑剤とともに転動体の転走面が潤滑される。凹部から補助グリスが供給されることにより、転動体に付着しているグリスの消失を防ぐことができる。また、グリスのみでは油膜切れが生じるような高温条件下での使用であっても、混合潤滑剤に含ませた固体潤滑剤が転動体と転走面との間に介在することで、転がり軸受の潤滑を維持することができる。
【０００８】
この場合に、なじませ回転工程において固体潤滑剤を微粉砕することで、固体潤滑剤の粒子により転動体の回転が阻害されることがなく、また、焼付けや磨耗が生じるおそれのない転がり軸受を製造することができる。なお、固体潤滑剤としては、例えば、二硫化モリブデン、黒鉛、テフロン等を用いることができる。
上記発明においては、前記補助グリスと前記混合用グリスが同一成分を有することとしてもよい。
【０００９】
また、上記発明においては、前記固体潤滑剤が二硫化モリブデンであり、前記混合潤滑剤は、前記混合用グリスに対する前記二硫化モリブデンの含有量が５〜３０重量％であることとしてもよい。
【００１０】
このような構成によれば、なじませ回転工程において、適度な量で所望の微粒子状態の固体潤滑剤を転動体の転走面に介在させることができ、トルク振動の低減を図るとともに耐磨耗効果および耐焼付き効果等に優れた転がり軸受を製造することができる。
【００１１】
本発明は、同軸上に配置された内輪および外輪と、これら内外輪間の円環状空間に周方向に間隔をあけて内蔵された複数個の転動体と、該転動体を等間隔配置した状態で転動可能に保持する複数の転動体ポケットと該転動体ポケット間に配置され補助グリスを溜めておく凹部状のグリスポケットとを有するリテーナとを備え、前記グリスポケットに前記補助グリスが塗布されているとともに、前記転動体ポケットに保持されている前記転動体に混合用グリスと微粒子状態の固体潤滑剤との混合潤滑剤が塗布されている転がり軸受を提供する。
【００１２】
本発明によれば、補助グリスにより、転動体に付着しているグリスの消失を防ぐとともに、混合潤滑剤に含まれる微粒子状態の固体潤滑剤により、転動体の回転が阻害されることなく転がり軸受の潤滑を維持し、焼付けや磨耗を防ぐことができる。
本発明においては、前記補助グリスと前記混合用グリスが同一成分を有することとしてもよい。
【００１３】
また、本発明においては、前記固体潤滑剤が二硫化モリブデンであり、前記混合潤滑剤は、前記混合用グリスに対する前記二硫化モリブデンの含有量が５〜３０重量％であることとしてもよい。
このような構成によれば、トルク振動が小さく耐焼付け効果等に優れた量および微粒子状態の二硫化モリブデンを転動体の転走面に介在させておくことができる。
【００１４】
本発明は、上記いずれかの転がり軸受と、該転がり軸受の前記内輪に嵌合される第１の部材と、前記の転がり軸受の前記外輪を嵌合させる嵌合孔を有する第２の部材とを備えるピボット軸受を提供する。
本発明によれば、転がり軸受により、第１の部材と第２の部材とを相対的に滑らかに回転させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、磨耗や焼付け防止し高い信頼性を得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る転がり軸受１およびピボット軸受１０とこれらの製造方法について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るピボット軸受１０は、図１に示すように、転がり軸受１と、この転がり軸受１に嵌合されるシャフト（第１の部材）１３と、転がり軸受１を嵌合させる嵌合孔１５ａを有する円筒状のスリーブ（第２の部材）１５とを備えている。
【００１７】
転がり軸受１は、シャフト１３とスリーブ１５とを相対的に揺動（ピボット回転）させるためのものである。この転がり軸受１は、図２に示すように、同軸上に配置された内輪３および外輪５と、これら内輪３と外輪５との間の円環状空間に周方向に間隔をあけて内蔵される複数個の転動体７と、転動体７を等間隔配置した状態で転動可能に保持するリテーナ９とを備えている。
【００１８】
内輪３の外周面には、深溝型若しくはアンギュラ型の内輪軌道が設けられている。また、外輪５の内周面には、深溝型若しくはアンギュラ型の外輪軌道が設けられている。
【００１９】
リテーナ９は、図３および図４に示すように、円環状部材であり、転動体７を部分的に収容する複数の転動体ポケット１９と、各転動体ポケット１９間に配置され、グリス（補助グリス）を溜めておく凹部状のグリスポケット（凹部）２９とを備えている。
【００２０】
転動体ポケット１９は、リテーナ９の上端面が円弧状に凹む凹部１９ａと、凹部１９ａの円弧の周方向に沿って前記上端面の上方に向かって突出し、互いに近づくように湾曲する一対の爪部１９ｂとにより構成されている。この転動体ポケット１９の内面は、転動体７の外径寸法より若干大きな内径寸法を有する内球面形状を有している。これにより、転動体ポケット１９は、転動体７を表面形状に沿って部分的に覆い、リテーナ９の内周側にも外周側にも落ちないように保持するようになっている。
【００２１】
転動体ポケット１９に保持されている転動体７には、グリス（混合用グリス）と微粒子状態の固体潤滑剤との混合潤滑剤が塗布されている。グリスとしては、例えば、鉱物油や合成油等が用いられる。固体潤滑剤としては、例えば、粒径が０．１〜１μｍ（平均粒径が約０．４５μｍ）の二硫化モリブデンが用いられる。混合潤滑剤は、グリスをベースオイルとして、例えば、５〜３０重量％の割合（好ましくは１０％重量）で二硫化モリブデンが混合されたものである。
【００２２】
グリスポケット２９は、周方向に隣接する転動体ポケット１９の爪部１９ｂとリテーナ９の上端面とによって形成される凹部状の溝である。このグリスポケット２９は、リテーナ９をプレス加工する際に同時に形成することができる。グリスポケット２９には、凹部を満たす程度の量のグリス（図示略、補助グリス）が塗布されている。
【００２３】
グリスポケット２９に塗布されたグリスは、転がり軸受１のピボット回転時に転動体７と内輪３および外輪５の転走面との間に流れ込むようになっている。なお、グリスポケット２９に塗布されているグリスは、転動体７に塗布されている混合潤滑剤のグリスと同一成分を有するものが好ましい。
【００２４】
シャフト１３は、転がり軸受１の内径とほぼ同寸法の外径を有する円柱部材である。スリーブ１５は、嵌合孔１５ａが転がり軸受１の外径とほぼ同寸法の内径を有する円筒部材である。シャフト１３の外周面と転がり軸受１の内輪３の内周面、および、スリーブ１５の嵌合孔１５ａと転がり軸受１の外輪５の外周面とは、内輪３または外輪５の一方が軸方向に押圧された状態でそれぞれ接着剤により接着されている。これにより、転がり軸受１は予圧がかけられた状態となり、内輪３および外輪５と転動体７とが隙間なく接触させられている。
【００２５】
以下、このように構成される本実施形態の転がり軸受１およびピボット軸受１０の製造方法について説明する。
まず、グリスと二硫化モリブデンとを混ぜ合わせて混合潤滑剤を用意する。
次に、リテーナ９の各転動体ポケット１９に転動体７を保持させ、内輪３と外輪５との間に形成される円環状空間に転動体７が内蔵されるように内輪３と外輪５とリテーナ９とを組み合わせる。これにより、転がり軸受１が組立てられる（組立工程）。
【００２６】
次に、リテーナ９に保持された各転動体７にそれぞれ混合潤滑剤を塗布する（混合潤滑剤塗布工程）。転動体７に混合潤滑剤を直接塗布することで、転動体７の転走面を潤滑させることができる。続いて、リテーナ９のグリスポケット２９にグリスを塗布する（グリス塗布工程）。これにより、転がり軸受１のピボット回転時に、転動体７と内輪３および外輪５の各転走面との間にグリスポケット２９からグリスを流し込ませることができる。
【００２７】
次に、スリーブ１５の嵌合孔１５ａの転がり軸受１の外輪５に対応する位置に接着剤を塗布し、嵌合孔１５ａに転がり軸受１を挿入して外輪５を嵌合させる。また、シャフト１３の外周面の転がり軸受１の内輪３に対応する位置に接着剤を塗布し、転がり軸受１の内輪３にシャフト１３を嵌合させる。
【００２８】
転がり軸受１の外輪５と嵌合孔１５ａの内周面、および、転がり軸受１の内輪３とシャフト１３の外周面とが完全に接着する前に、内輪３または外輪５の一方を軸方向に押圧して転がり軸受１に予圧をかける。そして、予圧をかけた状態で外輪５と嵌合孔１５ａおよび内輪３とシャフト１３をそれぞれ接着させる。これにより、ピボット軸受１０が組立てられる。
【００２９】
次に、ピボット軸受１０をピボット回転させ、転がり軸受１の内輪３および外輪５と転動体７とを所定条件下で相対的に回転させる。これにより、転動体７に付着している混合潤滑剤に含まれる二硫化モリブデンを微粉砕する（なじませ回転工程）。前記所定条件は、例えば、温度約８５℃、周波数約３０Ｈｚ、揺動範囲約３〜５°に設定する。
【００３０】
ピボット回転直後では、図５に示されるように、平均トルク０．６２（ｇｆ・ｃｍ）（ＳＩ単位系に変換すると、６．０８×１０−５（Ｎ・ｍ））、符号ａで示されるＰｅａｋ−Ｐｅａｋトルク０．３６（ｇｆ・ｃｍ）（３．５３×１０−５（Ｎ・ｍ））のトルク波形が得られる。同図において、縦軸はトルク（ｇｆ・ｃｍ）を示し、横軸はピボット軸受１０の回転角（°）を示している。図６〜図９において同様である。
【００３１】
ピボット回転を２０秒程度行うと、図６に示されるように、平均トルク０．８２（ｇｆ・ｃｍ）（８．０４×１０−５（Ｎ・ｍ））、符号ｂで示されるＰｅａｋ−Ｐｅａｋトルク０．２６（ｇｆ・ｃｍ）（２．５５×１０−５（Ｎ・ｍ））のトルク波形が得られる。この時点では、二硫化モリブデンの微粉砕が不十分であり、トルク振動が大きい。
【００３２】
ピボット回転をさらに１分間程度行うことにより、図７に示されるように、平均トルク０．８６（ｇｆ・ｃｍ）（８．４３×１０−５（Ｎ・ｍ））、符号ｃで示されるＰｅａｋ−Ｐｅａｋ０．１５（ｇｆ・ｃｍ）（１．４７×１０−５（Ｎ・ｍ））のトルク波形が得られる。この状態では、転動体７にグリスのみを塗布した場合とほぼ同程度のトルク振動に抑えることができる。
【００３３】
なじませ回転工程を所定時間行い、あらかじめ固体潤滑剤を微粉砕して微粒子状にすることで、固体潤滑剤の粒子により転動体７の回転が阻害されるのを防ぐことができる。これにより、トルク振動の低減を図るとともに耐磨耗効果および耐焼付き効果等に優れた転がり軸受１およびピボット軸受１０を製造することができる。
【００３４】
以上説明してきたように、本実施形態に係る転がり軸受１およびピボット軸受１０とこれらの製造方法によれば、ピボット回転時にグリスポケット２９から転動体７の転走面にグリスが供給されることにより、転動体７に付着しているグリスの消失を防ぐことができる。また、グリスのみでは油膜切れが生じるような高温条件下での使用であっても、なじませ回転により固体潤滑剤をあらかじめ微粒子状態にして転動体７と転走面との間に介在させておくことで、転がり軸受１の潤滑を維持し焼付けや磨耗を防ぐことできる。
【００３５】
ここで、本実施形態に係る転がり軸受１およびピボット軸受１０の比較例として、混合潤滑剤に含まれる二硫化モリブデンの含有比率を変えた場合について、以下に説明する。
【００３６】
比較例１として、グリスに３５％重量の割合で二硫化モリブデンを混合した混合潤滑剤を用いた場合、図８に示されるように、平均トルク０．９３（ｇｆ・ｃｍ）（９．１２×１０−５（Ｎ・ｍ））、符号ｘで示されるＰｅａｋ−Ｐｅａｋトルク１．００（ｇｆ・ｃｍ）（９．８１×１０−５（Ｎ・ｍ））のトルク波形が得られる。
また、比較例２として、グリスに５０％重量の割合で二硫化モリブデンを混合した混合潤滑剤を用いた場合、図９に示されるように、平均トルク０．６６（ｇｆ・ｃｍ）（６．４７×１０−５（Ｎ・ｍ））、符号ｙで示されるＰｅａｋ−Ｐｅａｋトルク１．３６（ｇｆ・ｃｍ）（１３．３４×１０−５（Ｎ・ｍ））のトルク波形が得られる。
比較例１および比較例２のように、二硫化モリブデンの含有比率が３０％重量比を超えると、トルク振動が大きくなり回転精度が低減する。
一方、二硫化モリブデンの含有比率を３％重量程度にすると、潤滑を維持することができず、焼き付き等が生じることがある。
【００３７】
なお、本実施形態においては、固体潤滑剤として、二硫化モリブデンを例示して説明したが、これに代えて、テフロンや黒鉛等を用いることとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係るピボット軸受の縦断面図である。
【図２】図１の転がり軸受の斜視図である。
【図３】図２の転がり軸受のリテーナの斜視図である。
【図４】図３のリテーナに転動体が保持された状態を示す斜視図である。
【図５】図２の転がり軸受のなじませ回転直後のトルクと回転角との関係を示した図である。
【図６】図５の状態からなじませ回転を２０秒行った時点のトルクと回転角との関係を示した図である。
【図７】図６の状態からなじませ回転をさらに１分行った時点のトルクと回転角との関係を示した図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る転がり軸受およびピボット軸受に対する比較例１としてのトルクと回転角との関係を示した図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る転がり軸受およびピボット軸受に対する比較例２としてのトルクと回転角との関係を示した図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 転がり軸受
３ 内輪
５ 外輪
７ 転動体
９ リテーナ
１０ ピボット軸受
１３ シャフト（第１の部材）
１５ スリーブ（第２の部材）
１５ａ 嵌合孔
１９ 転動体ポケット
２９ グリスポケット（凹部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受の製造方法、転がり軸受およびピボット軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内輪および外輪の転走面や転動体が最終研磨で仕上げられた転がり軸受が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の転がり軸受は、グリスとポリエチレンとからなる潤滑剤含有ポリマ（プラスチックグリス）が外輪と内輪との間の内部空間部に充填され、転がり軸受の回転に伴い潤滑剤含有ポリマ中のグリスが転走面に滲み出すことにより、潤滑性が維持されるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５５−１３７１９８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、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の大容量化に伴い、ＨＤＤ装置および環境温度が上昇する傾向にあり、高温の環境下で転がり軸受を揺動運動（３０Ｈｚ）させると、流動性があるグリスの油膜切れが生じるおそれがある。そして、転がり軸受内部の転走面および転動体に磨耗や焼付けの症状が現れ、転がり軸受がロックしてしまい、ピボットとしての機能を失うという問題がある。また、特許文献１の転がり軸受では、潤滑剤含有ポリマが転動体の回転を阻害したり、また、軸受の回転に伴って発生した潤滑剤含有ポリマの摩耗粉が転動体と内輪および外輪との隙間に入り込んで、いわゆるかみ付き現象を起こしたりする不都合がある。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、磨耗や焼付けを起こすことなく潤滑性に優れた転がり軸受の製造方法、転がり軸受およびピボット軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、リテーナに転動体を転動可能に保持させ、内輪と外輪と前記リテーナとを組み合わせて転がり軸受を組立てる組立工程と、前記リテーナに保持された前記転動体に混合用グリスと固体潤滑剤との混合潤滑剤を塗布する混合潤滑剤塗布工程と、前記リテーナの前記転動体間に形成されている凹部に補助グリスを塗布するグリス塗布工程と、前記混合潤滑剤および前記補助グリスを塗布した前記転がり軸受の前記内輪および前記外輪と前記転動体とを相対的に回転させ、前記転動体に付着している前記混合潤滑剤に含まれる前記固体潤滑剤を微粉砕するなじませ回転工程とを備える転がり軸受の製造方法を提供する。
【０００７】
本発明によれば、転がり軸受の作動時に転動体と内外輪の転走面との間に凹部から補助グリスが流れ込み、転動体に直接塗布された混合潤滑剤とともに転動体の転走面が潤滑される。凹部から補助グリスが供給されることにより、転動体に付着しているグリスの消失を防ぐことができる。また、グリスのみでは油膜切れが生じるような高温条件下での使用であっても、混合潤滑剤に含ませた固体潤滑剤が転動体と転走面との間に介在することで、転がり軸受の潤滑を維持することができる。
【０００８】
この場合に、なじませ回転工程において固体潤滑剤を微粉砕することで、固体潤滑剤の粒子により転動体の回転が阻害されることがなく、また、焼付けや磨耗が生じるおそれのない転がり軸受を製造することができる。なお、固体潤滑剤としては、例えば、二硫化モリブデン、黒鉛、テフロン等を用いることができる。
上記発明においては、前記補助グリスと前記混合用グリスが同一成分を有することとしてもよい。
【０００９】
また、上記発明においては、前記固体潤滑剤が二硫化モリブデンであり、前記混合潤滑剤は、前記混合用グリスに対する前記二硫化モリブデンの含有量が５〜３０重量％であることとしてもよい。
【００１０】
このような構成によれば、なじませ回転工程において、適度な量で所望の微粒子状態の固体潤滑剤を転動体の転走面に介在させることができ、トルク振動の低減を図るとともに耐磨耗効果および耐焼付き効果等に優れた転がり軸受を製造することができる。
【００１１】
本発明は、同軸上に配置された内輪および外輪と、これら内外輪間の円環状空間に周方向に間隔をあけて内蔵された複数個の転動体と、該転動体を等間隔配置した状態で転動可能に保持する複数の転動体ポケットと該転動体ポケット間に配置され補助グリスを溜めておく凹部状のグリスポケットとを有するリテーナとを備え、前記グリスポケットに前記補助グリスが塗布されているとともに、前記転動体ポケットに保持されている前記転動体に混合用グリスと微粒子状態の固体潤滑剤との混合潤滑剤が塗布されている転がり軸受を提供する。
【００１２】
本発明によれば、補助グリスにより、転動体に付着しているグリスの消失を防ぐとともに、混合潤滑剤に含まれる微粒子状態の固体潤滑剤により、転動体の回転が阻害されることなく転がり軸受の潤滑を維持し、焼付けや磨耗を防ぐことができる。
本発明においては、前記補助グリスと前記混合用グリスが同一成分を有することとしてもよい。
【００１３】
また、本発明においては、前記固体潤滑剤が二硫化モリブデンであり、前記混合潤滑剤は、前記混合用グリスに対する前記二硫化モリブデンの含有量が５〜３０重量％であることとしてもよい。
このような構成によれば、トルク振動が小さく耐焼付け効果等に優れた量および微粒子状態の二硫化モリブデンを転動体の転走面に介在させておくことができる。
【００１４】
本発明は、上記いずれかの転がり軸受と、該転がり軸受の前記内輪に嵌合される第１の部材と、前記の転がり軸受の前記外輪を嵌合させる嵌合孔を有する第２の部材とを備えるピボット軸受を提供する。
本発明によれば、転がり軸受により、第１の部材と第２の部材とを相対的に滑らかに回転させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、磨耗や焼付け防止し高い信頼性を得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る転がり軸受１およびピボット軸受１０とこれらの製造方法について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るピボット軸受１０は、図１に示すように、転がり軸受１と、この転がり軸受１に嵌合されるシャフト（第１の部材）１３と、転がり軸受１を嵌合させる嵌合孔１５ａを有する円筒状のスリーブ（第２の部材）１５とを備えている。
【００１７】
転がり軸受１は、シャフト１３とスリーブ１５とを相対的に揺動（ピボット回転）させるためのものである。この転がり軸受１は、図２に示すように、同軸上に配置された内輪３および外輪５と、これら内輪３と外輪５との間の円環状空間に周方向に間隔をあけて内蔵される複数個の転動体７と、転動体７を等間隔配置した状態で転動可能に保持するリテーナ９とを備えている。
【００１８】
内輪３の外周面には、深溝型若しくはアンギュラ型の内輪軌道が設けられている。また、外輪５の内周面には、深溝型若しくはアンギュラ型の外輪軌道が設けられている。
【００１９】
リテーナ９は、図３および図４に示すように、円環状部材であり、転動体７を部分的に収容する複数の転動体ポケット１９と、各転動体ポケット１９間に配置され、グリス（補助グリス）を溜めておく凹部状のグリスポケット（凹部）２９とを備えている。
【００２０】
転動体ポケット１９は、リテーナ９の上端面が円弧状に凹む凹部１９ａと、凹部１９ａの円弧の周方向に沿って前記上端面の上方に向かって突出し、互いに近づくように湾曲する一対の爪部１９ｂとにより構成されている。この転動体ポケット１９の内面は、転動体７の外径寸法より若干大きな内径寸法を有する内球面形状を有している。これにより、転動体ポケット１９は、転動体７を表面形状に沿って部分的に覆い、リテーナ９の内周側にも外周側にも落ちないように保持するようになっている。
【００２１】
転動体ポケット１９に保持されている転動体７には、グリス（混合用グリス）と微粒子状態の固体潤滑剤との混合潤滑剤が塗布されている。グリスとしては、例えば、鉱物油や合成油等が用いられる。固体潤滑剤としては、例えば、粒径が０．１〜１μｍ（平均粒径が約０．４５μｍ）の二硫化モリブデンが用いられる。混合潤滑剤は、グリスをベースオイルとして、例えば、５〜３０重量％の割合（好ましくは１０％重量）で二硫化モリブデンが混合されたものである。
【００２２】
グリスポケット２９は、周方向に隣接する転動体ポケット１９の爪部１９ｂとリテーナ９の上端面とによって形成される凹部状の溝である。このグリスポケット２９は、リテーナ９をプレス加工する際に同時に形成することができる。グリスポケット２９には、凹部を満たす程度の量のグリス（図示略、補助グリス）が塗布されている。
【００２３】
グリスポケット２９に塗布されたグリスは、転がり軸受１のピボット回転時に転動体７と内輪３および外輪５の転走面との間に流れ込むようになっている。なお、グリスポケット２９に塗布されているグリスは、転動体７に塗布されている混合潤滑剤のグリスと同一成分を有するものが好ましい。
【００２４】
シャフト１３は、転がり軸受１の内径とほぼ同寸法の外径を有する円柱部材である。スリーブ１５は、嵌合孔１５ａが転がり軸受１の外径とほぼ同寸法の内径を有する円筒部材である。シャフト１３の外周面と転がり軸受１の内輪３の内周面、および、スリーブ１５の嵌合孔１５ａと転がり軸受１の外輪５の外周面とは、内輪３または外輪５の一方が軸方向に押圧された状態でそれぞれ接着剤により接着されている。これにより、転がり軸受１は予圧がかけられた状態となり、内輪３および外輪５と転動体７とが隙間なく接触させられている。
【００２５】
以下、このように構成される本実施形態の転がり軸受１およびピボット軸受１０の製造方法について説明する。
まず、グリスと二硫化モリブデンとを混ぜ合わせて混合潤滑剤を用意する。
次に、リテーナ９の各転動体ポケット１９に転動体７を保持させ、内輪３と外輪５との間に形成される円環状空間に転動体７が内蔵されるように内輪３と外輪５とリテーナ９とを組み合わせる。これにより、転がり軸受１が組立てられる（組立工程）。
【００２６】
次に、リテーナ９に保持された各転動体７にそれぞれ混合潤滑剤を塗布する（混合潤滑剤塗布工程）。転動体７に混合潤滑剤を直接塗布することで、転動体７の転走面を潤滑させることができる。続いて、リテーナ９のグリスポケット２９にグリスを塗布する（グリス塗布工程）。これにより、転がり軸受１のピボット回転時に、転動体７と内輪３および外輪５の各転走面との間にグリスポケット２９からグリスを流し込ませることができる。
【００２７】
次に、スリーブ１５の嵌合孔１５ａの転がり軸受１の外輪５に対応する位置に接着剤を塗布し、嵌合孔１５ａに転がり軸受１を挿入して外輪５を嵌合させる。また、シャフト１３の外周面の転がり軸受１の内輪３に対応する位置に接着剤を塗布し、転がり軸受１の内輪３にシャフト１３を嵌合させる。
【００２８】
転がり軸受１の外輪５と嵌合孔１５ａの内周面、および、転がり軸受１の内輪３とシャフト１３の外周面とが完全に接着する前に、内輪３または外輪５の一方を軸方向に押圧して転がり軸受１に予圧をかける。そして、予圧をかけた状態で外輪５と嵌合孔１５ａおよび内輪３とシャフト１３をそれぞれ接着させる。これにより、ピボット軸受１０が組立てられる。
【００２９】
次に、ピボット軸受１０をピボット回転させ、転がり軸受１の内輪３および外輪５と転動体７とを所定条件下で相対的に回転させる。これにより、転動体７に付着している混合潤滑剤に含まれる二硫化モリブデンを微粉砕する（なじませ回転工程）。前記所定条件は、例えば、温度約８５℃、周波数約３０Ｈｚ、揺動範囲約３〜５°に設定する。
【００３０】
ピボット回転直後では、図５に示されるように、平均トルク０．６２（ｇｆ・ｃｍ）（ＳＩ単位系に変換すると、６．０８×１０−５（Ｎ・ｍ））、符号ａで示されるＰｅａｋ−Ｐｅａｋトルク０．３６（ｇｆ・ｃｍ）（３．５３×１０−５（Ｎ・ｍ））のトルク波形が得られる。同図において、縦軸はトルク（ｇｆ・ｃｍ）を示し、横軸はピボット軸受１０の回転角（°）を示している。図６〜図９において同様である。
【００３１】
ピボット回転を２０秒程度行うと、図６に示されるように、平均トルク０．８２（ｇｆ・ｃｍ）（８．０４×１０−５（Ｎ・ｍ））、符号ｂで示されるＰｅａｋ−Ｐｅａｋトルク０．２６（ｇｆ・ｃｍ）（２．５５×１０−５（Ｎ・ｍ））のトルク波形が得られる。この時点では、二硫化モリブデンの微粉砕が不十分であり、トルク振動が大きい。
【００３２】
ピボット回転をさらに１分間程度行うことにより、図７に示されるように、平均トルク０．８６（ｇｆ・ｃｍ）（８．４３×１０−５（Ｎ・ｍ））、符号ｃで示されるＰｅａｋ−Ｐｅａｋ０．１５（ｇｆ・ｃｍ）（１．４７×１０−５（Ｎ・ｍ））のトルク波形が得られる。この状態では、転動体７にグリスのみを塗布した場合とほぼ同程度のトルク振動に抑えることができる。
【００３３】
なじませ回転工程を所定時間行い、あらかじめ固体潤滑剤を微粉砕して微粒子状にすることで、固体潤滑剤の粒子により転動体７の回転が阻害されるのを防ぐことができる。これにより、トルク振動の低減を図るとともに耐磨耗効果および耐焼付き効果等に優れた転がり軸受１およびピボット軸受１０を製造することができる。
【００３４】
以上説明してきたように、本実施形態に係る転がり軸受１およびピボット軸受１０とこれらの製造方法によれば、ピボット回転時にグリスポケット２９から転動体７の転走面にグリスが供給されることにより、転動体７に付着しているグリスの消失を防ぐことができる。また、グリスのみでは油膜切れが生じるような高温条件下での使用であっても、なじませ回転により固体潤滑剤をあらかじめ微粒子状態にして転動体７と転走面との間に介在させておくことで、転がり軸受１の潤滑を維持し焼付けや磨耗を防ぐことできる。
【００３５】
ここで、本実施形態に係る転がり軸受１およびピボット軸受１０の比較例として、混合潤滑剤に含まれる二硫化モリブデンの含有比率を変えた場合について、以下に説明する。
【００３６】
比較例１として、グリスに３５％重量の割合で二硫化モリブデンを混合した混合潤滑剤を用いた場合、図８に示されるように、平均トルク０．９３（ｇｆ・ｃｍ）（９．１２×１０−５（Ｎ・ｍ））、符号ｘで示されるＰｅａｋ−Ｐｅａｋトルク１．００（ｇｆ・ｃｍ）（９．８１×１０−５（Ｎ・ｍ））のトルク波形が得られる。
また、比較例２として、グリスに５０％重量の割合で二硫化モリブデンを混合した混合潤滑剤を用いた場合、図９に示されるように、平均トルク０．６６（ｇｆ・ｃｍ）（６．４７×１０−５（Ｎ・ｍ））、符号ｙで示されるＰｅａｋ−Ｐｅａｋトルク１．３６（ｇｆ・ｃｍ）（１３．３４×１０−５（Ｎ・ｍ））のトルク波形が得られる。
比較例１および比較例２のように、二硫化モリブデンの含有比率が３０％重量比を超えると、トルク振動が大きくなり回転精度が低減する。
一方、二硫化モリブデンの含有比率を３％重量程度にすると、潤滑を維持することができず、焼き付き等が生じることがある。
【００３７】
なお、本実施形態においては、固体潤滑剤として、二硫化モリブデンを例示して説明したが、これに代えて、テフロンや黒鉛等を用いることとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係るピボット軸受の縦断面図である。
【図２】図１の転がり軸受の斜視図である。
【図３】図２の転がり軸受のリテーナの斜視図である。
【図４】図３のリテーナに転動体が保持された状態を示す斜視図である。
【図５】図２の転がり軸受のなじませ回転直後のトルクと回転角との関係を示した図である。
【図６】図５の状態からなじませ回転を２０秒行った時点のトルクと回転角との関係を示した図である。
【図７】図６の状態からなじませ回転をさらに１分行った時点のトルクと回転角との関係を示した図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る転がり軸受およびピボット軸受に対する比較例１としてのトルクと回転角との関係を示した図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る転がり軸受およびピボット軸受に対する比較例２としてのトルクと回転角との関係を示した図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 転がり軸受
３ 内輪
５ 外輪
７ 転動体
９ リテーナ
１０ ピボット軸受
１３ シャフト（第１の部材）
１５ スリーブ（第２の部材）
１５ａ 嵌合孔
１９ 転動体ポケット
２９ グリスポケット（凹部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リテーナに転動体を転動可能に保持させ、内輪と外輪と前記リテーナとを組み合わせて転がり軸受を組立てる組立工程と、
前記リテーナに保持された前記転動体に混合用グリスと固体潤滑剤との混合潤滑剤を塗布する混合潤滑剤塗布工程と、
前記リテーナの前記転動体間に形成されている凹部に補助グリスを塗布するグリス塗布工程と、
前記混合潤滑剤および前記補助グリスを塗布した前記転がり軸受の前記内輪および前記外輪と前記転動体とを相対的に回転させ、前記転動体に付着している前記混合潤滑剤に含まれる前記固体潤滑剤を微粉砕するなじませ回転工程と
を備える転がり軸受の製造方法。
【請求項２】
前記補助グリスと前記混合用グリスが同一成分を有する請求項１に記載の転がり軸受の製造方法。
【請求項３】
前記固体潤滑剤が二硫化モリブデンであり、前記混合潤滑剤は、前記混合用グリスに対する前記二硫化モリブデンの含有量が５〜３０重量％である請求項１または請求項２に記載の転がり軸受の製造方法。
【請求項４】
同軸上に配置された内輪および外輪と、
これら内外輪間の円環状空間に周方向に間隔をあけて内蔵された複数個の転動体と、
該転動体を等間隔配置した状態で転動可能に保持する複数の転動体ポケットと該転動体ポケット間に配置され補助グリスを溜めておく凹部状のグリスポケットとを有するリテーナと
を備え、
前記グリスポケットに前記補助グリスが塗布されているとともに、前記転動体ポケットに保持されている前記転動体に混合用グリスと微粒子状態の固体潤滑剤との混合潤滑剤が塗布されている転がり軸受。
【請求項５】
前記補助グリスと前記混合用グリスが同一成分を有する請求項４に記載の転がり軸受。
【請求項６】
前記固体潤滑剤が二硫化モリブデンであり、前記混合潤滑剤は、前記混合用グリスに対する前記二硫化モリブデンの含有量が５〜３０重量％である請求項４または請求項５に記載の転がり軸受。
【請求項７】
請求項４から請求項６のいずれかに記載の転がり軸受と、該転がり軸受の前記内輪に嵌合される第１の部材と、前記の転がり軸受の前記外輪を嵌合させる嵌合孔を有する第２の部材とを備えるピボット軸受。
【請求項１】
リテーナに転動体を転動可能に保持させ、内輪と外輪と前記リテーナとを組み合わせて転がり軸受を組立てる組立工程と、
前記リテーナに保持された前記転動体に混合用グリスと固体潤滑剤との混合潤滑剤を塗布する混合潤滑剤塗布工程と、
前記リテーナの前記転動体間に形成されている凹部に補助グリスを塗布するグリス塗布工程と、
前記混合潤滑剤および前記補助グリスを塗布した前記転がり軸受の前記内輪および前記外輪と前記転動体とを相対的に回転させ、前記転動体に付着している前記混合潤滑剤に含まれる前記固体潤滑剤を微粉砕するなじませ回転工程と
を備える転がり軸受の製造方法。
【請求項２】
前記補助グリスと前記混合用グリスが同一成分を有する請求項１に記載の転がり軸受の製造方法。
【請求項３】
前記固体潤滑剤が二硫化モリブデンであり、前記混合潤滑剤は、前記混合用グリスに対する前記二硫化モリブデンの含有量が５〜３０重量％である請求項１または請求項２に記載の転がり軸受の製造方法。
【請求項４】
同軸上に配置された内輪および外輪と、
これら内外輪間の円環状空間に周方向に間隔をあけて内蔵された複数個の転動体と、
該転動体を等間隔配置した状態で転動可能に保持する複数の転動体ポケットと該転動体ポケット間に配置され補助グリスを溜めておく凹部状のグリスポケットとを有するリテーナと
を備え、
前記グリスポケットに前記補助グリスが塗布されているとともに、前記転動体ポケットに保持されている前記転動体に混合用グリスと微粒子状態の固体潤滑剤との混合潤滑剤が塗布されている転がり軸受。
【請求項５】
前記補助グリスと前記混合用グリスが同一成分を有する請求項４に記載の転がり軸受。
【請求項６】
前記固体潤滑剤が二硫化モリブデンであり、前記混合潤滑剤は、前記混合用グリスに対する前記二硫化モリブデンの含有量が５〜３０重量％である請求項４または請求項５に記載の転がり軸受。
【請求項７】
請求項４から請求項６のいずれかに記載の転がり軸受と、該転がり軸受の前記内輪に嵌合される第１の部材と、前記の転がり軸受の前記外輪を嵌合させる嵌合孔を有する第２の部材とを備えるピボット軸受。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−６５７７０（Ｐ２０１０−６５７７０Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３３１１８（Ｐ２００８−２３３１１８）
【出願日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（３０５０１８７１９）エスアイアイ・マイクロプレシジョン株式会社 (29)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（３０５０１８７１９）エスアイアイ・マイクロプレシジョン株式会社 (29)
【Ｆターム（参考）】
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