転がり軸受及び総転動体軸受
【課題】低発塵性及び低アウトガス性を確保するとともに長寿命を達成することができる転がり軸受及び総転動体軸受を提供する。
【解決手段】第一の軌道輪の第一の軌道、第二の軌道輪の第二の軌道、転動体の表面、及び保持器の各ポケットにおける前記転動体に対向する面の少なくとも１つに、式：
【化１】
で示され、且つ平均分子量が１１０００以上であるＰＦＰＥと、一次粒子の平均直径が１μｍ以下であるＰＴＦＥ粒子とを含む潤滑剤が、前記第一の軌道の面積、前記第二の軌道の面積、前記転動体の表面の面積、及び前記保持器の各ポケットにおける前記転動体に対向する面の面積を合わせた総面積１ｍ２当たり９〜１６ｇ配設されている。
【解決手段】第一の軌道輪の第一の軌道、第二の軌道輪の第二の軌道、転動体の表面、及び保持器の各ポケットにおける前記転動体に対向する面の少なくとも１つに、式：
【化１】
で示され、且つ平均分子量が１１０００以上であるＰＦＰＥと、一次粒子の平均直径が１μｍ以下であるＰＴＦＥ粒子とを含む潤滑剤が、前記第一の軌道の面積、前記第二の軌道の面積、前記転動体の表面の面積、及び前記保持器の各ポケットにおける前記転動体に対向する面の面積を合わせた総面積１ｍ２当たり９〜１６ｇ配設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受及び総転動体軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体、液晶基板、ハードディスク等の製造工程は、真空又はクリーン環境で行われるが、軸受からの発塵やアウトガスが製造環境を悪化させ、製品性能や歩留まりを低下させていた。
この問題を解決するため、従来は転がり軸受の内・外輪、転動体及び保持器の少なくとも１つにフッ素系固体膜を形成させることが行われていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１３７８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、転がり軸受の転動面にフッ素系固体膜を形成すれば、発塵及びアウトガスを低く抑えることが可能であるが、このフッ素系固体膜は高速回転、高荷重等の条件下では損耗が著しく、一般的なオイル、グリース等の油潤滑に比べて寿命が低下するという問題があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、低発塵性及び低アウトガス性を確保するとともに長寿命を達成することができる転がり軸受及び総転動体軸受を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の転がり軸受は、第一の軌道を有する第一の軌道輪と、第二の軌道を有し当該第一の軌道輪と相対回転可能な第二の軌道輪と、前記第一の軌道と前記第二の軌道との間に配設される所定数の転動体と、この転動体をそれぞれ周方向所定間隔に保持する所定数のポケットを有する保持器と、を備えた転がり軸受において、前記第一の軌道、前記第二の軌道、前記転動体の表面、及び前記保持器の各ポケットにおける前記転動体に対向する面の少なくとも１つに、式：
【０００６】
【化１】
【０００７】
（式中、ｍ及びｎはともに正の整数である）で示され、且つ平均分子量が１１０００以上であるパーフルオロポリエーテルと、一次粒子の平均直径が１μｍ以下の四フッ化エチレン樹脂粒子とを含む潤滑剤が、前記第一の軌道の面積、前記第二の軌道の面積、前記転動体の表面の面積、及び前記保持器の各ポケットにおける前記転動体に対向する面の面積を合わせた総面積１ｍ２当たり９〜１６ｇ配設されていることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の総転動体軸受は、第一の軌道を有する第一の軌道輪と、第二の軌道を有し当該第一の軌道輪と相対回転可能な第二の軌道輪と、前記第一の軌道と前記第二の軌道との間に配設される所定数の転動体と、を備えた総転動体軸受において、前記第一の軌道、前記第二の軌道、及び前記転動体の表面の少なくとも１つに、式：
【０００９】
【化２】
【００１０】
（式中、ｍ及びｎはともに正の整数である）で示され、且つ平均分子量が１１０００以上であるパーフルオロポリエーテルと、一次粒子の平均直径が１μｍ以下の四フッ化エチレン樹脂粒子とを含む潤滑剤が、前記第一の軌道の面積、前記第二の軌道の面積、及び前記転動体の表面の面積を合わせた総面積１ｍ２当たり９〜１６ｇ配設されていることを特徴としている。
【００１１】
本発明の転がり軸受及び総転動体軸受によれば、高温での蒸発性が低いパーフルオロポリエーテルを使用しているので、高温下でのアウトガスが抑えられ、また、四フッ化エチレン樹脂粒子は粒子径が小さいために表面積が大きく、油保持性が高い。そして、パーフルオロポリエーテルに油保持性が優れた四フッ化エチレン樹脂粒子を混合することで、パーフルオロポリエーテルが四フッ化エチレン樹脂粒子に保持されるため、発塵が抑制される。さらに、これらを含む潤滑剤を転がり滑り面の総面積１ｍ２当たり９〜１６ｇ配設することにより、低発塵性及び長寿命の両方を達成することができる。
【００１２】
上記転がり軸受及び総転動体軸受において、前記潤滑剤が前記総面積１ｍ２当たり９〜１４ｇ配設されていることが好ましい。この場合、発塵の発生をより抑えることができる。
【００１３】
上記転がり軸受及び総転動体軸受において、前記四フッ化エチレン樹脂粒子が、前記パーフルオロポリエーテルに対して４０〜６０容積％添加されていることが好ましい。この場合、高い発塵抑制効果が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、低発塵性及び低アウトガス性を確保するとともに長寿命を達成することができる転がり軸受及び総転動体軸受を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、添付した図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受を示す断面説明図である。この転がり軸受１は、第一の軌道として内輪軌道２ａを有する第一の軌道輪としての内輪２と、第二の軌道として外輪軌道３ａを有し当該第一の軌道輪である内輪２と相対回転可能な第二の軌道輪としての外輪３と、内輪と外輪との間に配設される所定数の転動体としての玉４と、この玉をそれぞれ周方向所定間隔に保持する所定数のポケットを有する保持器５とを備えている。ここで、保持器５は、プレス加工により製造した波形のものを使用している。この転がり軸受は深溝玉軸受である。
【００１６】
より具体的には、内輪２、外輪３、玉４及び保持器５は、一般的に軸受用として使用されている金属材料で形成されるほか、例えば耐食性を有する金属材料により形成される。内輪２、外輪３及び玉４に使用される金属材料としては、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２等の軸受鋼、ＪＩＳ規格ＳＵＳ４４０Ｃ等のマルテンサイト系ステンレス鋼、ＪＩＳ規格ＳＵＳ６３０等の析出硬化型ステンレス鋼、及びこれらの金属材料に浸炭処理、窒化処理や、ダイヤモンドライクカーボンの皮膜処理等の適当な硬化熱処理を施したもの等が挙げられる。保持器５は、主としてＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４で形成され、シールド板９を備える場合には、主としてＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４で形成される。
【００１７】
そして、本実施の形態における転がり軸受１において、第一の軌道である内輪軌道２ａ、第二の軌道である外輪軌道３ａ、転動体である玉４の表面、及び保持器の各ポケットにおける玉４に対向する面、すなわちポケットの内面（以下、これらの面を合わせて、単に転がり滑り面という）には、下記する潤滑剤が配設されることにより潤滑膜６が形成されている。図２は、潤滑膜６を説明する概略説明図である。なお、図２では、潤滑膜６をわかりやすく説明するため、内輪軌道２ａに潤滑膜６が形成された状態のみを示している。
【００１８】
潤滑膜６を形成する潤滑剤は、式：
【００１９】
【化３】
【００２０】
（式中、ｍ及びｎはともに正の整数である）で示され、且つ平均分子量が１１０００以上であるパーフルオロポリエーテル（以下、ＰＦＰＥという）７と、一次粒子の平均直径が１μｍ以下である四フッ化エチレン樹脂（以下、ＰＴＦＥという）粒子８とを含有するものであり、いわゆるゲル状になっている。
【００２１】
ＰＦＰＥ７は、高温での蒸発性が低いので、高温下でのアウトガスを抑えることができる。ＰＦＰＥ７として、例えば、ソルベイソレクシス（株）製のＦＯＭＢＬＩＮ Ｚ６０(商品名)を用いることができる。このＦＯＭＢＬＩＮ Ｚ６０の平均分子量は１１０００〜１５０００程度であり、４０℃の動粘度は３５５ｃＳｔ（ＡＴＳＭ Ｄ４５５）であり、１００℃の動粘度は９８ｃＳｔ（ＡＴＳＭ Ｄ４５５）であり、表面張力は２５ｄｙｎｅ／ｃｍである。
【００２２】
ＰＴＦＥ粒子８は、一次粒子の平均直径が１μｍ以下であり、粒子径が小さいので表面積が大きく、したがって油保持性が高い。一次粒子の平均直径が１μｍを超えると、表面積が小さいため、油を保持する量が少ない。また、転がり滑り面に直径が１μｍを超える巨大粒子が存在することにより油の潤滑性が阻害されると考えられる。ＰＴＦＥ粒子８として、例えば、三井・デュポンフロロケミカル（株）製のＴＬＰ−１０Ｆ−１（商品名）を用いることができる。このＴＬＰ−１０Ｆ−１の一次粒子径（ＳＥＭ）は０．２μｍであり、粒子径（マイクロトラック、分散１２分間）は平均が２〜４μｍ、９０％以上が０．５μｍより大きく、９０％以下が５μｍより小さい。
【００２３】
ＰＦＰＥ７に油保持性が優れたＰＴＦＥ粒子８を混合することで、ＰＦＰＥ７がＰＴＦＥ粒子８に保持されるため、発塵が抑制される。ＰＴＦＥ粒子８をＰＦＰＥ７に対して４０〜６０容積％添加すると、高い発塵抑制効果が得られるので好ましい。ＰＴＦＥ粒子８の添加量が４０容積％未満であると、発塵が多くなるために好ましくなく、また添加量が６０容積％を超えても発塵抑制効果は上がらない。より好ましくは、ＰＴＦＥ粒子８はＰＦＰＥ７に対して４５〜５５容積％添加される。また、ＰＦＰＥ７にＰＴＦＥ粒子８を混合することで、潤滑膜６が切れた際にも、転がり滑り面にＰＴＦＥ粒子８が介在することでメタルコンタクトを防止して転がり滑り面の摩耗を軽減することができる。これにより、摩耗による発塵を低減することができ、また寿命を延長することができる。
【００２４】
そして、上記潤滑剤が、内輪軌道２ａの面積、外輪軌道３ａの面積、所定数の玉４の表面の面積、及び保持器５の各ポケットにおける玉に対向する面の面積を合わせた総面積（以下、転がり滑り面の総面積という）１ｍ２当たり９〜１６ｇ配設されている。これにより、低発塵性及び長寿命の両方を達成することができる。潤滑剤の質量が転がり滑り面の総面積１ｍ２当たり９ｇ未満であると、寿命が短くなるおそれがあり、また潤滑剤の質量が転がり滑り面の総面積１ｍ２当たり１６ｇを超えると回転初期において発塵量が多くなるために好ましくない。潤滑剤の質量は、転がり滑り面の総面積１ｍ２当たり９〜１４ｇ配設されていることが好ましい。この場合、発塵の発生をより抑えることができる。
【００２５】
次に、上記潤滑剤を転がり軸受１の転がり滑り面に配設する方法を説明する。
まず、ＰＦＰＥ７と、適当な希釈溶媒（例えば、ＴＡＦＬＡＣ ＫＳ−２００Ｄ）とを重量比１：９で混合し、そこにＰＴＦＥ粒子８をＰＦＰＥ７に対して所定の容積（例えば、５０容積％）加えて混合することにより、コーティング液を調製する。
そして、極微量の潤滑剤を計量できるマイクロシリンジによって、内輪２、外輪３、転動体４及び保持器５が組み上がった状態の転がり軸受１（軸受型番６０００）の軸受軌道部に、規定量のコーティング液を注入した後、この転がり軸受１を手回ししてコーティング液を全体になじませる。その後、１２０℃で１時間加熱処理を行うことにより、希釈溶媒を蒸発させて潤滑膜６を形成する。
【００２６】
軸受空間容積の５％分のコーティング液を注入した場合には、ＰＦＰＥ７が軸受空間容積比約０．５％配設されたことになり、これは、転がり軸受１（軸受型番６０００）の転がり滑り面の総面積１ｍ２当たり１１．５ｇの潤滑剤に相当する。そして、ＰＴＦＥ粒子８はＰＦＰＥ７に対して容積比で５０％含まれることになる。
同様に、転がり軸受１（軸受型番６０００）におけるＰＦＰＥ７としての軸受空間容積比と単位面積当たりの潤滑剤質量との関係は、約０．３％が６．９ｇ／ｍ２に、約０．４％が９．２ｇ／ｍ２に、約０．６％が１３．８ｇ／ｍ２に、約０．７％が１６．１ｇ／ｍ２に、約１．０％が２３．０ｇ／ｍ２に相当する。なお、ＰＦＰＥ７としての軸受空間容積比は、潤滑剤中のＰＴＦＥ粒子８の容積の、軸受空間容積に対する値である。ここでの軸受空間容積は、内輪２外周面と、外輪３内周面とが相対する空間を、図１では点線で記載する外輪３内周面の軸方向両端に配設するとともに内輪２外周面に隙間をもって対向する２枚のシールド板９を配設することで、上記空間を内部空間と外部空間とを隔てた内部空間の容積から、この内部空間中にある潤滑剤以外の部材の体積、例えば、全ての転動体４の体積と、保持器５のある場合は保持器５の体積を除いたものである。なお、内輪２外周面とシールド板９との非接触の部分についてはシールド板９を径方向に延長した面で区切ることとしている。
【００２７】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る総転動体軸受を示す断面説明図である。この総転動体軸受１０は、第一の軌道として内輪軌道１２ａを有する第一の軌道輪としての内輪１２と、第二の軌道として外輪軌道１３ａを有し当該第一の軌道輪である内輪１２と相対回転可能な第二の軌道輪としての外輪１３と、内輪と外輪との間に配設される所定数の転動体としての玉１４とを備えている。すなわち、本明細書において、総転動体軸受１０は、保持器５のない転がり軸受のことをいう。この総転動体軸受１０はアンギュラ玉軸受である。第１の実施形態とは、保持器５を備えないこと、アンギュラ玉軸受であることが異なる。
【００２８】
総転動体軸受１０の内輪１２、外輪１３及び玉１４は、上述の転がり軸受１の内輪２、外輪３及び玉４に相当するものであり、その説明を省略する。
総転動体軸受１０において、第一の軌道である内輪軌道１２ａ、第二の軌道である外輪軌道１３ａ、及び転動体である玉１４の表面には、上述した潤滑剤が配設されることにより潤滑膜６が形成されている。ここで、潤滑剤が、内輪軌道１２ａの面積、外輪軌道１３ａの面積、及び所定数の玉１４の表面の面積を合わせた総面積１ｍ２当たり９〜１６ｇ配設されている。これにより、低発塵性及び長寿命の両方を達成することができる。潤滑剤の質量が転がり滑り面の総面積１ｍ２当たり９ｇ未満であると、寿命が短くなるおそれがあり、また潤滑剤の質量が転がり滑り面の総面積１ｍ２当たり１６ｇを超えると回転初期において発塵量が多くなるために好ましくない。潤滑剤の質量は、転がり滑り面の総面積１ｍ２当たり９〜１４ｇ配設されていることが好ましい。この場合、発塵の発生をより抑えることができる。
【００２９】
ここで、潤滑剤は、ＰＦＰＥ７と油保持性が優れたＰＴＦＥ粒子８とを混合して調製されているので、ＰＦＰＥ７がＰＴＦＥ粒子８に保持されるため、発塵が抑制される。ＰＴＦＥ粒子８が、ＰＦＰＥ７に対して４０〜６０容積％添加されることが好ましく、４５〜５５容積％添加されることがより好ましい。ＰＴＦＥ粒子８をこの範囲で添加すると、高い発塵抑制効果が得られるからである。
【００３０】
なお、前記第１の実施の形態の転がり軸受１においては、潤滑膜６を内輪軌道２ａ、外輪軌道３ａ、玉４の表面、及び保持器の各ポケットの内面のすべてに形成しているが、少なくとも１つに形成すればよい。同様に前記第２の実施の形態の総転動体軸受１０においては、潤滑膜６を内輪軌道２ａ、外輪軌道３ａ、及び玉４の表面のすべてに形成しているが、この場合も少なくとも１つに形成すればよい。例えばなじみ回転させるなど、玉４が転動するよう内輪２と外輪３とを相対回転させることで、潤滑膜６は転がり滑り面の潤滑必要な箇所に移動することができる。
また、潤滑剤の配設方法も上記の方法に限られるものではない。潤滑剤を所定の表面に所定量配設できるのであればマイクロシリンジの代わりに、例えばスプレー等を用いて噴霧してもかまわない。潤滑剤を所定の表面に所定量塗布してもよい。コーティング液の貯留槽に組み立てた転がり軸受１又は総転動体軸受１０を浸漬後に引き上げることにより配設することもできる。また、不要箇所をマスキングしておいて、軸受として組み立てる前に各単体をコーティング液の貯留槽に浸漬して引き上げることも可能である。そして、潤滑剤を配設したのちに、一方の軌道輪に固定するとともに他方の軌道輪に小さい隙間をもって対向するシールド板９を転がり軸受１の軸方向外部の外部空間と隔てたい側に取り付けることが好ましい。シールド板９は必須ではないが、シールド板９を設けることで、さらに発塵を抑制できる。さらには、潤滑剤配設後の異物の混入を防ぐためにシールド板９を軸方向両側に取り付けることが好ましい。
【実施例】
【００３１】
１−１． フッ素系潤滑油の蒸発性評価
以下の３種類のフッ素系潤滑油を用いて蒸発性の評価を行った。フッ素系潤滑油は、真空中で通常使用される潤滑油である。
潤滑油１として、下記構造式：
【００３２】
【化４】
【００３３】
（式中、ｍ及びｎはともに正の整数である）を有するソルベイソレクシス（株）製のＦＯＭＢＬＩＮ Ｚ ＴＥＴＲＡＯＬ(商品名)を使用した。
潤滑油２として、下記構造式：
【００３４】
【化５】
【００３５】
（式中、ｍ及びｎはともに正の整数である）を有する上述のＦＯＭＢＬＩＮ Ｚ６０(商品名)を使用した。
潤滑油３として、下記構造式：
【００３６】
【化６】
【００３７】
（式中、ｎは正の整数である）を有するダイキン工業（株）製のＤＥＭＮＵＭ Ｓ２００（商品名）を使用した。
評価方法として、潤滑油１，２及び３をそれぞれ一定量（約０．４ｇ）ずつ内径が約３０ｍｍのビーカーの中に入れ、それぞれ１００℃、１５０℃及び２００℃で２２時間静置した。２２時間後に各温度の潤滑油の質量を測定し、加熱後の質量と加熱前の質量との差から蒸発量（重量％）を計算した。その結果を図４に示す。
図４から、潤滑油２及び３は、１００℃、１５０℃、及び２００℃の高温でほとんど蒸発しない（アウトガスが発生しない）ことがわかった。
【００３８】
１−２． フッ素系潤滑油の軸受発塵性能評価
図５に示す試験装置を用い、上記３種類のフッ素系潤滑油の軸受発塵性能評価を行った。図５には図示していないが、試験軸受５０の上部には空気導入口が設けられており、底部はパーティクルカウンタ５１に接続されている。空気導入口からクリーンエアー（図５において黒塗矢印で示す）５２を所定の流量で供給することにより、空気導入口からパーティクルカウンタ５１へ向けて矢印５３に示すような気流が生じるため、試験軸受５０から生じる発塵の量をパーティクルカウンタ５１で検出できるようになっている。試験軸受５０として保持器を備えた軸受型番６０００（φ１０×φ２６×８）を用い、潤滑油１，２，３を上述した配設方法を用いてそれぞれ試験軸受５０に軸受空間容積の０．５％（転がり滑り面の総面積１ｍ２当たり１１．５ｇ）注入し、シールド板は軸方向両端とも取り付けず、表１に示す測定条件で試験を行った。その結果を図６に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
図６から、回転２０時間後において、潤滑油２は、潤滑油１及び３と比べて発塵量が非常に少ないことがわかった。
【００４１】
２．上記潤滑油２に一次粒子の平均直径が異なるＰＴＦＥ粒子を混合したときの発塵抑制効果の検討
一次粒子の平均直径が１μｍより大きいＰＴＦＥ−Ａ粉として、セントラル硝子（株）製のセラルーブＶ（商品名）を使用した。その電子顕微鏡写真を図７（ａ）に示す。図７（ａ）から、ＰＴＦＥ−Ａ粉は、その一次粒子の平均直径が１μｍより大きいだけでなく、粒子の大きさにバラツキがあることがわかる。
一次粒子の平均直径が１μｍ以下であるＰＴＦＥ−Ｂ粉として、前述の三井・デュポンフロロケミカル（株）製のＴＬＰ−１０Ｆ−１（商品名）を使用した。その電子顕微鏡写真を図７（ｂ）に示す。電子顕微鏡写真では一次粒子の直径は０．５μｍより大きいものはほとんどない。図７（ｂ）から、ＰＴＦＥ−Ｂ粉は、粒子の直径がほぼ一定で、粒子の大きさにバラツキが少ないことがわかる。
【００４２】
ＰＴＦＥ−Ａ粉及びＰＴＦＥ−Ｂ粉を潤滑油２に対してそれぞれ３０容積％混合し、潤滑油２の量として軸受空間容積の０．５％封入し、上記１−２と同様にして発塵量を計測した。その結果を、潤滑油２だけで試験した上記結果とともに図８に示す。
図８から、潤滑油２にＰＴＦＥ−Ａ粉を混合すると、ＰＴＦＥを混合していない潤滑油２だけの場合に比べて発塵量が増加するのに対し、潤滑油２にＰＴＦＥ−Ｂ粉を混合すると、潤滑油２だけの場合よりも発塵量が低減することがわかった。このことから、一次粒子の平均直径が１μｍ以下であるＰＴＦＥ−Ｂ粉は、発塵抑制効果が大きいといえる。
【００４３】
３． ＰＴＦＥ−Ｂ粉の潤滑油への混合量を変化させたときの発塵抑制効果の検討
次に、ＰＴＦＥ−Ｂ粉の潤滑油２への混合量（及び軸受への封入量）を変えた、表３の実施例１〜２及び比較例１〜３の試験軸受を用いて、発塵抑制効果を評価した。試験条件は、上記発塵試験と同様である。その結果を図９に示す。
【００４４】
【表２】
【００４５】
図９において、実施例１と実施例２とを比較することにより、ＰＴＦＥ−Ｂ粉の混合量を３０容積％から５０容積％に増やすと、発塵抑制効果が上がることがわかった。しかし、比較例２と比較例３との比較から、ＰＴＦＥ−Ｂ粉の混合量を５０容積％から７０容積％に増やしても発塵低減効果はあまり変わらないことがわかった。
【００４６】
４． 潤滑剤の封入量を変化させたときの発塵抑制効果及び軸受耐久性の検討
潤滑油２にＰＴＦＥ−Ｂ粉を５０容積％混合した潤滑剤を用い、潤滑剤の潤滑油２としての封入量を変化させて、回転初期及び回転２０時間後の発塵量、及び軸受耐久性を評価した。発塵試験の試験条件は、上記と同様である。軸受耐久試験は、図１０に示す試験機を用いてトルク検出用ロードセル６１で回転トルクを測定した。試験は、表３に示す試験条件に従って行われ、回転トルクが定常運転時の２倍となった時点で終了した。そして、終了までの時間を寿命とした。図１０において、６０は試験軸受であり、６２は負荷用ばねである。試験軸受６０は試験軸受５０と同様、保持器を備えた軸受型番６０００（φ１０×φ２６×８）であり、シールド板は軸方向両端とも取り付けていない。発塵試験の結果を図１１に、軸受耐久試験の結果を図１２に示す。なお、図１１及び１２は、横軸が潤滑剤の質量（ｇ／ｍ２）で表されており、参考として潤滑油２の軸受空間容積比を四角で囲んだ状態で付している。
【００４７】
【表３】
【００４８】
図１１から、回転２０時間後においては発塵量にほとんど差は見られないが、回転初期において、転がり軸受に潤滑剤を１６．１ｇ／ｍ２より多く配設すると、発塵量が急に多くなることがわかった。また、回転初期及び回転２０時間後のいずれにおいても、転がり軸受に配設される潤滑剤の質量が１１．５ｇ／ｍ２のときに発塵量が最も少なかった。
図１２から、転がり軸受に配設される潤滑剤の質量が９ｇ／ｍ２未満であると、寿命が短くなることがわかった。また、潤滑剤の質量を多くすると、寿命が長くなる傾向が見られた。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受を示す断面説明図である。
【図２】図１の転がり軸受の潤滑膜を説明する概略説明図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る総転動体軸受を示す断面説明図である。
【図４】蒸発性試験の結果を示すグラフである。
【図５】発塵試験に使用する試験機の概略説明図である。
【図６】発塵試験の結果を示すグラフである。
【図７】（ａ）はＰＴＦＥ−Ａ粉の電子顕微鏡写真であり、（ｂ）はＰＴＦＥ−Ｂ粉の電子顕微鏡写真である。
【図８】発塵試験の結果を示すグラフである。
【図９】発塵試験の結果を示すグラフである。
【図１０】軸受耐久試験に使用する試験機の概略説明図である。
【図１１】発塵試験の結果を示すグラフである。
【図１２】軸受耐久試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
１ 転がり軸受
２ 内輪（第一の軌道輪）
３ 外輪（第二の軌道輪）
４ 玉（転動体）
５ 保持器
６ 潤滑膜
７ ＰＦＰＥ
８ ＰＴＦＥ粒子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受及び総転動体軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体、液晶基板、ハードディスク等の製造工程は、真空又はクリーン環境で行われるが、軸受からの発塵やアウトガスが製造環境を悪化させ、製品性能や歩留まりを低下させていた。
この問題を解決するため、従来は転がり軸受の内・外輪、転動体及び保持器の少なくとも１つにフッ素系固体膜を形成させることが行われていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１３７８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、転がり軸受の転動面にフッ素系固体膜を形成すれば、発塵及びアウトガスを低く抑えることが可能であるが、このフッ素系固体膜は高速回転、高荷重等の条件下では損耗が著しく、一般的なオイル、グリース等の油潤滑に比べて寿命が低下するという問題があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、低発塵性及び低アウトガス性を確保するとともに長寿命を達成することができる転がり軸受及び総転動体軸受を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の転がり軸受は、第一の軌道を有する第一の軌道輪と、第二の軌道を有し当該第一の軌道輪と相対回転可能な第二の軌道輪と、前記第一の軌道と前記第二の軌道との間に配設される所定数の転動体と、この転動体をそれぞれ周方向所定間隔に保持する所定数のポケットを有する保持器と、を備えた転がり軸受において、前記第一の軌道、前記第二の軌道、前記転動体の表面、及び前記保持器の各ポケットにおける前記転動体に対向する面の少なくとも１つに、式：
【０００６】
【化１】
【０００７】
（式中、ｍ及びｎはともに正の整数である）で示され、且つ平均分子量が１１０００以上であるパーフルオロポリエーテルと、一次粒子の平均直径が１μｍ以下の四フッ化エチレン樹脂粒子とを含む潤滑剤が、前記第一の軌道の面積、前記第二の軌道の面積、前記転動体の表面の面積、及び前記保持器の各ポケットにおける前記転動体に対向する面の面積を合わせた総面積１ｍ２当たり９〜１６ｇ配設されていることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の総転動体軸受は、第一の軌道を有する第一の軌道輪と、第二の軌道を有し当該第一の軌道輪と相対回転可能な第二の軌道輪と、前記第一の軌道と前記第二の軌道との間に配設される所定数の転動体と、を備えた総転動体軸受において、前記第一の軌道、前記第二の軌道、及び前記転動体の表面の少なくとも１つに、式：
【０００９】
【化２】
【００１０】
（式中、ｍ及びｎはともに正の整数である）で示され、且つ平均分子量が１１０００以上であるパーフルオロポリエーテルと、一次粒子の平均直径が１μｍ以下の四フッ化エチレン樹脂粒子とを含む潤滑剤が、前記第一の軌道の面積、前記第二の軌道の面積、及び前記転動体の表面の面積を合わせた総面積１ｍ２当たり９〜１６ｇ配設されていることを特徴としている。
【００１１】
本発明の転がり軸受及び総転動体軸受によれば、高温での蒸発性が低いパーフルオロポリエーテルを使用しているので、高温下でのアウトガスが抑えられ、また、四フッ化エチレン樹脂粒子は粒子径が小さいために表面積が大きく、油保持性が高い。そして、パーフルオロポリエーテルに油保持性が優れた四フッ化エチレン樹脂粒子を混合することで、パーフルオロポリエーテルが四フッ化エチレン樹脂粒子に保持されるため、発塵が抑制される。さらに、これらを含む潤滑剤を転がり滑り面の総面積１ｍ２当たり９〜１６ｇ配設することにより、低発塵性及び長寿命の両方を達成することができる。
【００１２】
上記転がり軸受及び総転動体軸受において、前記潤滑剤が前記総面積１ｍ２当たり９〜１４ｇ配設されていることが好ましい。この場合、発塵の発生をより抑えることができる。
【００１３】
上記転がり軸受及び総転動体軸受において、前記四フッ化エチレン樹脂粒子が、前記パーフルオロポリエーテルに対して４０〜６０容積％添加されていることが好ましい。この場合、高い発塵抑制効果が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、低発塵性及び低アウトガス性を確保するとともに長寿命を達成することができる転がり軸受及び総転動体軸受を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、添付した図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受を示す断面説明図である。この転がり軸受１は、第一の軌道として内輪軌道２ａを有する第一の軌道輪としての内輪２と、第二の軌道として外輪軌道３ａを有し当該第一の軌道輪である内輪２と相対回転可能な第二の軌道輪としての外輪３と、内輪と外輪との間に配設される所定数の転動体としての玉４と、この玉をそれぞれ周方向所定間隔に保持する所定数のポケットを有する保持器５とを備えている。ここで、保持器５は、プレス加工により製造した波形のものを使用している。この転がり軸受は深溝玉軸受である。
【００１６】
より具体的には、内輪２、外輪３、玉４及び保持器５は、一般的に軸受用として使用されている金属材料で形成されるほか、例えば耐食性を有する金属材料により形成される。内輪２、外輪３及び玉４に使用される金属材料としては、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２等の軸受鋼、ＪＩＳ規格ＳＵＳ４４０Ｃ等のマルテンサイト系ステンレス鋼、ＪＩＳ規格ＳＵＳ６３０等の析出硬化型ステンレス鋼、及びこれらの金属材料に浸炭処理、窒化処理や、ダイヤモンドライクカーボンの皮膜処理等の適当な硬化熱処理を施したもの等が挙げられる。保持器５は、主としてＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４で形成され、シールド板９を備える場合には、主としてＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４で形成される。
【００１７】
そして、本実施の形態における転がり軸受１において、第一の軌道である内輪軌道２ａ、第二の軌道である外輪軌道３ａ、転動体である玉４の表面、及び保持器の各ポケットにおける玉４に対向する面、すなわちポケットの内面（以下、これらの面を合わせて、単に転がり滑り面という）には、下記する潤滑剤が配設されることにより潤滑膜６が形成されている。図２は、潤滑膜６を説明する概略説明図である。なお、図２では、潤滑膜６をわかりやすく説明するため、内輪軌道２ａに潤滑膜６が形成された状態のみを示している。
【００１８】
潤滑膜６を形成する潤滑剤は、式：
【００１９】
【化３】
【００２０】
（式中、ｍ及びｎはともに正の整数である）で示され、且つ平均分子量が１１０００以上であるパーフルオロポリエーテル（以下、ＰＦＰＥという）７と、一次粒子の平均直径が１μｍ以下である四フッ化エチレン樹脂（以下、ＰＴＦＥという）粒子８とを含有するものであり、いわゆるゲル状になっている。
【００２１】
ＰＦＰＥ７は、高温での蒸発性が低いので、高温下でのアウトガスを抑えることができる。ＰＦＰＥ７として、例えば、ソルベイソレクシス（株）製のＦＯＭＢＬＩＮ Ｚ６０(商品名)を用いることができる。このＦＯＭＢＬＩＮ Ｚ６０の平均分子量は１１０００〜１５０００程度であり、４０℃の動粘度は３５５ｃＳｔ（ＡＴＳＭ Ｄ４５５）であり、１００℃の動粘度は９８ｃＳｔ（ＡＴＳＭ Ｄ４５５）であり、表面張力は２５ｄｙｎｅ／ｃｍである。
【００２２】
ＰＴＦＥ粒子８は、一次粒子の平均直径が１μｍ以下であり、粒子径が小さいので表面積が大きく、したがって油保持性が高い。一次粒子の平均直径が１μｍを超えると、表面積が小さいため、油を保持する量が少ない。また、転がり滑り面に直径が１μｍを超える巨大粒子が存在することにより油の潤滑性が阻害されると考えられる。ＰＴＦＥ粒子８として、例えば、三井・デュポンフロロケミカル（株）製のＴＬＰ−１０Ｆ−１（商品名）を用いることができる。このＴＬＰ−１０Ｆ−１の一次粒子径（ＳＥＭ）は０．２μｍであり、粒子径（マイクロトラック、分散１２分間）は平均が２〜４μｍ、９０％以上が０．５μｍより大きく、９０％以下が５μｍより小さい。
【００２３】
ＰＦＰＥ７に油保持性が優れたＰＴＦＥ粒子８を混合することで、ＰＦＰＥ７がＰＴＦＥ粒子８に保持されるため、発塵が抑制される。ＰＴＦＥ粒子８をＰＦＰＥ７に対して４０〜６０容積％添加すると、高い発塵抑制効果が得られるので好ましい。ＰＴＦＥ粒子８の添加量が４０容積％未満であると、発塵が多くなるために好ましくなく、また添加量が６０容積％を超えても発塵抑制効果は上がらない。より好ましくは、ＰＴＦＥ粒子８はＰＦＰＥ７に対して４５〜５５容積％添加される。また、ＰＦＰＥ７にＰＴＦＥ粒子８を混合することで、潤滑膜６が切れた際にも、転がり滑り面にＰＴＦＥ粒子８が介在することでメタルコンタクトを防止して転がり滑り面の摩耗を軽減することができる。これにより、摩耗による発塵を低減することができ、また寿命を延長することができる。
【００２４】
そして、上記潤滑剤が、内輪軌道２ａの面積、外輪軌道３ａの面積、所定数の玉４の表面の面積、及び保持器５の各ポケットにおける玉に対向する面の面積を合わせた総面積（以下、転がり滑り面の総面積という）１ｍ２当たり９〜１６ｇ配設されている。これにより、低発塵性及び長寿命の両方を達成することができる。潤滑剤の質量が転がり滑り面の総面積１ｍ２当たり９ｇ未満であると、寿命が短くなるおそれがあり、また潤滑剤の質量が転がり滑り面の総面積１ｍ２当たり１６ｇを超えると回転初期において発塵量が多くなるために好ましくない。潤滑剤の質量は、転がり滑り面の総面積１ｍ２当たり９〜１４ｇ配設されていることが好ましい。この場合、発塵の発生をより抑えることができる。
【００２５】
次に、上記潤滑剤を転がり軸受１の転がり滑り面に配設する方法を説明する。
まず、ＰＦＰＥ７と、適当な希釈溶媒（例えば、ＴＡＦＬＡＣ ＫＳ−２００Ｄ）とを重量比１：９で混合し、そこにＰＴＦＥ粒子８をＰＦＰＥ７に対して所定の容積（例えば、５０容積％）加えて混合することにより、コーティング液を調製する。
そして、極微量の潤滑剤を計量できるマイクロシリンジによって、内輪２、外輪３、転動体４及び保持器５が組み上がった状態の転がり軸受１（軸受型番６０００）の軸受軌道部に、規定量のコーティング液を注入した後、この転がり軸受１を手回ししてコーティング液を全体になじませる。その後、１２０℃で１時間加熱処理を行うことにより、希釈溶媒を蒸発させて潤滑膜６を形成する。
【００２６】
軸受空間容積の５％分のコーティング液を注入した場合には、ＰＦＰＥ７が軸受空間容積比約０．５％配設されたことになり、これは、転がり軸受１（軸受型番６０００）の転がり滑り面の総面積１ｍ２当たり１１．５ｇの潤滑剤に相当する。そして、ＰＴＦＥ粒子８はＰＦＰＥ７に対して容積比で５０％含まれることになる。
同様に、転がり軸受１（軸受型番６０００）におけるＰＦＰＥ７としての軸受空間容積比と単位面積当たりの潤滑剤質量との関係は、約０．３％が６．９ｇ／ｍ２に、約０．４％が９．２ｇ／ｍ２に、約０．６％が１３．８ｇ／ｍ２に、約０．７％が１６．１ｇ／ｍ２に、約１．０％が２３．０ｇ／ｍ２に相当する。なお、ＰＦＰＥ７としての軸受空間容積比は、潤滑剤中のＰＴＦＥ粒子８の容積の、軸受空間容積に対する値である。ここでの軸受空間容積は、内輪２外周面と、外輪３内周面とが相対する空間を、図１では点線で記載する外輪３内周面の軸方向両端に配設するとともに内輪２外周面に隙間をもって対向する２枚のシールド板９を配設することで、上記空間を内部空間と外部空間とを隔てた内部空間の容積から、この内部空間中にある潤滑剤以外の部材の体積、例えば、全ての転動体４の体積と、保持器５のある場合は保持器５の体積を除いたものである。なお、内輪２外周面とシールド板９との非接触の部分についてはシールド板９を径方向に延長した面で区切ることとしている。
【００２７】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る総転動体軸受を示す断面説明図である。この総転動体軸受１０は、第一の軌道として内輪軌道１２ａを有する第一の軌道輪としての内輪１２と、第二の軌道として外輪軌道１３ａを有し当該第一の軌道輪である内輪１２と相対回転可能な第二の軌道輪としての外輪１３と、内輪と外輪との間に配設される所定数の転動体としての玉１４とを備えている。すなわち、本明細書において、総転動体軸受１０は、保持器５のない転がり軸受のことをいう。この総転動体軸受１０はアンギュラ玉軸受である。第１の実施形態とは、保持器５を備えないこと、アンギュラ玉軸受であることが異なる。
【００２８】
総転動体軸受１０の内輪１２、外輪１３及び玉１４は、上述の転がり軸受１の内輪２、外輪３及び玉４に相当するものであり、その説明を省略する。
総転動体軸受１０において、第一の軌道である内輪軌道１２ａ、第二の軌道である外輪軌道１３ａ、及び転動体である玉１４の表面には、上述した潤滑剤が配設されることにより潤滑膜６が形成されている。ここで、潤滑剤が、内輪軌道１２ａの面積、外輪軌道１３ａの面積、及び所定数の玉１４の表面の面積を合わせた総面積１ｍ２当たり９〜１６ｇ配設されている。これにより、低発塵性及び長寿命の両方を達成することができる。潤滑剤の質量が転がり滑り面の総面積１ｍ２当たり９ｇ未満であると、寿命が短くなるおそれがあり、また潤滑剤の質量が転がり滑り面の総面積１ｍ２当たり１６ｇを超えると回転初期において発塵量が多くなるために好ましくない。潤滑剤の質量は、転がり滑り面の総面積１ｍ２当たり９〜１４ｇ配設されていることが好ましい。この場合、発塵の発生をより抑えることができる。
【００２９】
ここで、潤滑剤は、ＰＦＰＥ７と油保持性が優れたＰＴＦＥ粒子８とを混合して調製されているので、ＰＦＰＥ７がＰＴＦＥ粒子８に保持されるため、発塵が抑制される。ＰＴＦＥ粒子８が、ＰＦＰＥ７に対して４０〜６０容積％添加されることが好ましく、４５〜５５容積％添加されることがより好ましい。ＰＴＦＥ粒子８をこの範囲で添加すると、高い発塵抑制効果が得られるからである。
【００３０】
なお、前記第１の実施の形態の転がり軸受１においては、潤滑膜６を内輪軌道２ａ、外輪軌道３ａ、玉４の表面、及び保持器の各ポケットの内面のすべてに形成しているが、少なくとも１つに形成すればよい。同様に前記第２の実施の形態の総転動体軸受１０においては、潤滑膜６を内輪軌道２ａ、外輪軌道３ａ、及び玉４の表面のすべてに形成しているが、この場合も少なくとも１つに形成すればよい。例えばなじみ回転させるなど、玉４が転動するよう内輪２と外輪３とを相対回転させることで、潤滑膜６は転がり滑り面の潤滑必要な箇所に移動することができる。
また、潤滑剤の配設方法も上記の方法に限られるものではない。潤滑剤を所定の表面に所定量配設できるのであればマイクロシリンジの代わりに、例えばスプレー等を用いて噴霧してもかまわない。潤滑剤を所定の表面に所定量塗布してもよい。コーティング液の貯留槽に組み立てた転がり軸受１又は総転動体軸受１０を浸漬後に引き上げることにより配設することもできる。また、不要箇所をマスキングしておいて、軸受として組み立てる前に各単体をコーティング液の貯留槽に浸漬して引き上げることも可能である。そして、潤滑剤を配設したのちに、一方の軌道輪に固定するとともに他方の軌道輪に小さい隙間をもって対向するシールド板９を転がり軸受１の軸方向外部の外部空間と隔てたい側に取り付けることが好ましい。シールド板９は必須ではないが、シールド板９を設けることで、さらに発塵を抑制できる。さらには、潤滑剤配設後の異物の混入を防ぐためにシールド板９を軸方向両側に取り付けることが好ましい。
【実施例】
【００３１】
１−１． フッ素系潤滑油の蒸発性評価
以下の３種類のフッ素系潤滑油を用いて蒸発性の評価を行った。フッ素系潤滑油は、真空中で通常使用される潤滑油である。
潤滑油１として、下記構造式：
【００３２】
【化４】
【００３３】
（式中、ｍ及びｎはともに正の整数である）を有するソルベイソレクシス（株）製のＦＯＭＢＬＩＮ Ｚ ＴＥＴＲＡＯＬ(商品名)を使用した。
潤滑油２として、下記構造式：
【００３４】
【化５】
【００３５】
（式中、ｍ及びｎはともに正の整数である）を有する上述のＦＯＭＢＬＩＮ Ｚ６０(商品名)を使用した。
潤滑油３として、下記構造式：
【００３６】
【化６】
【００３７】
（式中、ｎは正の整数である）を有するダイキン工業（株）製のＤＥＭＮＵＭ Ｓ２００（商品名）を使用した。
評価方法として、潤滑油１，２及び３をそれぞれ一定量（約０．４ｇ）ずつ内径が約３０ｍｍのビーカーの中に入れ、それぞれ１００℃、１５０℃及び２００℃で２２時間静置した。２２時間後に各温度の潤滑油の質量を測定し、加熱後の質量と加熱前の質量との差から蒸発量（重量％）を計算した。その結果を図４に示す。
図４から、潤滑油２及び３は、１００℃、１５０℃、及び２００℃の高温でほとんど蒸発しない（アウトガスが発生しない）ことがわかった。
【００３８】
１−２． フッ素系潤滑油の軸受発塵性能評価
図５に示す試験装置を用い、上記３種類のフッ素系潤滑油の軸受発塵性能評価を行った。図５には図示していないが、試験軸受５０の上部には空気導入口が設けられており、底部はパーティクルカウンタ５１に接続されている。空気導入口からクリーンエアー（図５において黒塗矢印で示す）５２を所定の流量で供給することにより、空気導入口からパーティクルカウンタ５１へ向けて矢印５３に示すような気流が生じるため、試験軸受５０から生じる発塵の量をパーティクルカウンタ５１で検出できるようになっている。試験軸受５０として保持器を備えた軸受型番６０００（φ１０×φ２６×８）を用い、潤滑油１，２，３を上述した配設方法を用いてそれぞれ試験軸受５０に軸受空間容積の０．５％（転がり滑り面の総面積１ｍ２当たり１１．５ｇ）注入し、シールド板は軸方向両端とも取り付けず、表１に示す測定条件で試験を行った。その結果を図６に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
図６から、回転２０時間後において、潤滑油２は、潤滑油１及び３と比べて発塵量が非常に少ないことがわかった。
【００４１】
２．上記潤滑油２に一次粒子の平均直径が異なるＰＴＦＥ粒子を混合したときの発塵抑制効果の検討
一次粒子の平均直径が１μｍより大きいＰＴＦＥ−Ａ粉として、セントラル硝子（株）製のセラルーブＶ（商品名）を使用した。その電子顕微鏡写真を図７（ａ）に示す。図７（ａ）から、ＰＴＦＥ−Ａ粉は、その一次粒子の平均直径が１μｍより大きいだけでなく、粒子の大きさにバラツキがあることがわかる。
一次粒子の平均直径が１μｍ以下であるＰＴＦＥ−Ｂ粉として、前述の三井・デュポンフロロケミカル（株）製のＴＬＰ−１０Ｆ−１（商品名）を使用した。その電子顕微鏡写真を図７（ｂ）に示す。電子顕微鏡写真では一次粒子の直径は０．５μｍより大きいものはほとんどない。図７（ｂ）から、ＰＴＦＥ−Ｂ粉は、粒子の直径がほぼ一定で、粒子の大きさにバラツキが少ないことがわかる。
【００４２】
ＰＴＦＥ−Ａ粉及びＰＴＦＥ−Ｂ粉を潤滑油２に対してそれぞれ３０容積％混合し、潤滑油２の量として軸受空間容積の０．５％封入し、上記１−２と同様にして発塵量を計測した。その結果を、潤滑油２だけで試験した上記結果とともに図８に示す。
図８から、潤滑油２にＰＴＦＥ−Ａ粉を混合すると、ＰＴＦＥを混合していない潤滑油２だけの場合に比べて発塵量が増加するのに対し、潤滑油２にＰＴＦＥ−Ｂ粉を混合すると、潤滑油２だけの場合よりも発塵量が低減することがわかった。このことから、一次粒子の平均直径が１μｍ以下であるＰＴＦＥ−Ｂ粉は、発塵抑制効果が大きいといえる。
【００４３】
３． ＰＴＦＥ−Ｂ粉の潤滑油への混合量を変化させたときの発塵抑制効果の検討
次に、ＰＴＦＥ−Ｂ粉の潤滑油２への混合量（及び軸受への封入量）を変えた、表３の実施例１〜２及び比較例１〜３の試験軸受を用いて、発塵抑制効果を評価した。試験条件は、上記発塵試験と同様である。その結果を図９に示す。
【００４４】
【表２】
【００４５】
図９において、実施例１と実施例２とを比較することにより、ＰＴＦＥ−Ｂ粉の混合量を３０容積％から５０容積％に増やすと、発塵抑制効果が上がることがわかった。しかし、比較例２と比較例３との比較から、ＰＴＦＥ−Ｂ粉の混合量を５０容積％から７０容積％に増やしても発塵低減効果はあまり変わらないことがわかった。
【００４６】
４． 潤滑剤の封入量を変化させたときの発塵抑制効果及び軸受耐久性の検討
潤滑油２にＰＴＦＥ−Ｂ粉を５０容積％混合した潤滑剤を用い、潤滑剤の潤滑油２としての封入量を変化させて、回転初期及び回転２０時間後の発塵量、及び軸受耐久性を評価した。発塵試験の試験条件は、上記と同様である。軸受耐久試験は、図１０に示す試験機を用いてトルク検出用ロードセル６１で回転トルクを測定した。試験は、表３に示す試験条件に従って行われ、回転トルクが定常運転時の２倍となった時点で終了した。そして、終了までの時間を寿命とした。図１０において、６０は試験軸受であり、６２は負荷用ばねである。試験軸受６０は試験軸受５０と同様、保持器を備えた軸受型番６０００（φ１０×φ２６×８）であり、シールド板は軸方向両端とも取り付けていない。発塵試験の結果を図１１に、軸受耐久試験の結果を図１２に示す。なお、図１１及び１２は、横軸が潤滑剤の質量（ｇ／ｍ２）で表されており、参考として潤滑油２の軸受空間容積比を四角で囲んだ状態で付している。
【００４７】
【表３】
【００４８】
図１１から、回転２０時間後においては発塵量にほとんど差は見られないが、回転初期において、転がり軸受に潤滑剤を１６．１ｇ／ｍ２より多く配設すると、発塵量が急に多くなることがわかった。また、回転初期及び回転２０時間後のいずれにおいても、転がり軸受に配設される潤滑剤の質量が１１．５ｇ／ｍ２のときに発塵量が最も少なかった。
図１２から、転がり軸受に配設される潤滑剤の質量が９ｇ／ｍ２未満であると、寿命が短くなることがわかった。また、潤滑剤の質量を多くすると、寿命が長くなる傾向が見られた。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受を示す断面説明図である。
【図２】図１の転がり軸受の潤滑膜を説明する概略説明図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る総転動体軸受を示す断面説明図である。
【図４】蒸発性試験の結果を示すグラフである。
【図５】発塵試験に使用する試験機の概略説明図である。
【図６】発塵試験の結果を示すグラフである。
【図７】（ａ）はＰＴＦＥ−Ａ粉の電子顕微鏡写真であり、（ｂ）はＰＴＦＥ−Ｂ粉の電子顕微鏡写真である。
【図８】発塵試験の結果を示すグラフである。
【図９】発塵試験の結果を示すグラフである。
【図１０】軸受耐久試験に使用する試験機の概略説明図である。
【図１１】発塵試験の結果を示すグラフである。
【図１２】軸受耐久試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
１ 転がり軸受
２ 内輪（第一の軌道輪）
３ 外輪（第二の軌道輪）
４ 玉（転動体）
５ 保持器
６ 潤滑膜
７ ＰＦＰＥ
８ ＰＴＦＥ粒子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の軌道を有する第一の軌道輪と、第二の軌道を有し当該第一の軌道輪と相対回転可能な第二の軌道輪と、前記第一の軌道と前記第二の軌道との間に配設される所定数の転動体と、この転動体をそれぞれ周方向所定間隔に保持する所定数のポケットを有する保持器と、を備えた転がり軸受において、
前記第一の軌道、前記第二の軌道、前記転動体の表面、及び前記保持器の各ポケットにおける前記転動体に対向する面の少なくとも１つに、式：
【化１】
（式中、ｍ及びｎはともに正の整数である）で示され、且つ平均分子量が１１０００以上であるパーフルオロポリエーテルと、一次粒子の平均直径が１μｍ以下の四フッ化エチレン樹脂粒子とを含む潤滑剤が、
前記第一の軌道の面積、前記第二の軌道の面積、前記転動体の表面の面積、及び前記保持器の各ポケットにおける前記転動体に対向する面の面積を合わせた総面積１ｍ２当たり９〜１６ｇ配設されていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記潤滑剤が前記総面積１ｍ２当たり９〜１４ｇ配設されている請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記四フッ化エチレン樹脂粒子が、前記パーフルオロポリエーテルに対して４０〜６０容積％添加されている請求項１又は２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
第一の軌道を有する第一の軌道輪と、第二の軌道を有し当該第一の軌道輪と相対回転可能な第二の軌道輪と、前記第一の軌道と前記第二の軌道との間に配設される所定数の転動体と、を備えた総転動体軸受において、
前記第一の軌道、前記第二の軌道、及び前記転動体の表面の少なくとも１つに、式：
【化２】
（式中、ｍ及びｎはともに正の整数である）で示され、且つ平均分子量が１１０００以上であるパーフルオロポリエーテルと、一次粒子の平均直径が１μｍ以下の四フッ化エチレン樹脂粒子とを含む潤滑剤が、
前記第一の軌道の面積、前記第二の軌道の面積、及び前記転動体の表面の面積を合わせた総面積１ｍ２当たり９〜１６ｇ配設されていることを特徴とする総転動体軸受。
【請求項５】
前記潤滑剤が前記総面積１ｍ２当たり９〜１４ｇ配設されている請求項４に記載の総転動体軸受。
【請求項６】
前記四フッ化エチレン樹脂粒子が、前記パーフルオロポリエーテルに対して４０〜６０容積％添加されている請求項４又は５に記載の総転動体軸受。
【請求項１】
第一の軌道を有する第一の軌道輪と、第二の軌道を有し当該第一の軌道輪と相対回転可能な第二の軌道輪と、前記第一の軌道と前記第二の軌道との間に配設される所定数の転動体と、この転動体をそれぞれ周方向所定間隔に保持する所定数のポケットを有する保持器と、を備えた転がり軸受において、
前記第一の軌道、前記第二の軌道、前記転動体の表面、及び前記保持器の各ポケットにおける前記転動体に対向する面の少なくとも１つに、式：
【化１】
（式中、ｍ及びｎはともに正の整数である）で示され、且つ平均分子量が１１０００以上であるパーフルオロポリエーテルと、一次粒子の平均直径が１μｍ以下の四フッ化エチレン樹脂粒子とを含む潤滑剤が、
前記第一の軌道の面積、前記第二の軌道の面積、前記転動体の表面の面積、及び前記保持器の各ポケットにおける前記転動体に対向する面の面積を合わせた総面積１ｍ２当たり９〜１６ｇ配設されていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記潤滑剤が前記総面積１ｍ２当たり９〜１４ｇ配設されている請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記四フッ化エチレン樹脂粒子が、前記パーフルオロポリエーテルに対して４０〜６０容積％添加されている請求項１又は２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
第一の軌道を有する第一の軌道輪と、第二の軌道を有し当該第一の軌道輪と相対回転可能な第二の軌道輪と、前記第一の軌道と前記第二の軌道との間に配設される所定数の転動体と、を備えた総転動体軸受において、
前記第一の軌道、前記第二の軌道、及び前記転動体の表面の少なくとも１つに、式：
【化２】
（式中、ｍ及びｎはともに正の整数である）で示され、且つ平均分子量が１１０００以上であるパーフルオロポリエーテルと、一次粒子の平均直径が１μｍ以下の四フッ化エチレン樹脂粒子とを含む潤滑剤が、
前記第一の軌道の面積、前記第二の軌道の面積、及び前記転動体の表面の面積を合わせた総面積１ｍ２当たり９〜１６ｇ配設されていることを特徴とする総転動体軸受。
【請求項５】
前記潤滑剤が前記総面積１ｍ２当たり９〜１４ｇ配設されている請求項４に記載の総転動体軸受。
【請求項６】
前記四フッ化エチレン樹脂粒子が、前記パーフルオロポリエーテルに対して４０〜６０容積％添加されている請求項４又は５に記載の総転動体軸受。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１３８８１５（Ｐ２００８−１３８８１５Ａ）
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２７５２３（Ｐ２００６−３２７５２３）
【出願日】平成１８年１２月４日（２００６．１２．４）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月４日（２００６．１２．４）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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