7657285 転がり軸受用保持器および転がり軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-27

(45)【発行日】2025-04-04

(54)【発明の名称】転がり軸受用保持器および転がり軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/41 20060101AFI20250328BHJP

   F16C 19/16 20060101ALI20250328BHJP

【ＦＩ】

F16C33/41

F16C19/16

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023223559

(22)【出願日】2023-12-28

【審査請求日】2024-12-23

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100174090

【弁理士】

【氏名又は名称】和気 光

(74)【代理人】

【識別番号】100100251

【弁理士】

【氏名又は名称】和気 操

(74)【代理人】

【識別番号】100205383

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 諭史

(72)【発明者】

【氏名】大矢 智久

(72)【発明者】

【氏名】林 工

【審査官】松江川 宗

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１０２５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０３２３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第７１２０４４７（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｃ １９／００－１９／５６，３３／３０－３３／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂製の転がり軸受用保持器であって、
前記保持器に転動体を保持する複数のポケットが形成されており、前記ポケットの面において算術平均高さＳａと、表面性状のアスペクト比Ｓｔｒと、突出山部高さＳｐｋと、から求められるＡ＝（Ｓａ／１０）＋Ｓｔｒ＋（Ｓｐｋ／１０）の値が１．２０以上であることを特徴とする転がり軸受用保持器。

【請求項2】

前記アスペクト比Ｓｔｒが０．８０以上であることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用保持器。

【請求項3】

前記算術平均高さＳａが２．００μｍ以上１０．００μｍ以下であり、前記突出山部高さＳｐｋが５．０μｍ以上であることを特徴とする請求項２記載の転がり軸受用保持器。

【請求項4】

前記保持器が樹脂組成物の射出成形体であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の転がり軸受用保持器。

【請求項5】

内輪および外輪と、この内・外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体を保持する保持器と、軸受内空間に封入されるグリースとを有する転がり軸受であって、
前記保持器が請求項１または請求項２記載の転がり軸受用保持器であることを特徴とする転がり軸受。

【請求項6】

前記グリースは基油とウレア系増ちょう剤を含み、前記基油の４０℃における動粘度が１０ｍｍ^２／ｓ以上３０ｍｍ^２／ｓ未満であることを特徴とする請求項５記載の転がり軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、転がり軸受用保持器、および該保持器を用いた転がり軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

転がり軸受において、転動体を転動自在に保持する保持器として樹脂製保持器が広く用いられている。樹脂製保持器は、自己潤滑性、低摩擦特性、軽量などの点で鉄製保持器よりも優れている。樹脂製保持器の合成樹脂としては、ポリアミド６６（ＰＡ６６）樹脂、ポリアミド４６（ＰＡ４６）樹脂などのポリアミド樹脂が一般に用いられており、必要に応じてこれらにガラス繊維などの繊維状補強材を含有させ強化したものが用いられている。

【0003】

近年、電気自動車や工作機など高速環境下で使用される転がり軸受の需要が高まっている。また従来、高速回転下ではエアオイル潤滑が用いられることが多いが、供給設備のメンテナンスコストがかかるため、グリース潤滑の需要が高まっている。しかし、グリース潤滑の場合、高速回転時にグリースが接触面から跳ね除けられやすく、転動体と保持器との間で潤滑不足が生じやすい。そして、潤滑不足が生じると、接触面での過度な昇温や摩耗によって軸受の寿命低下に繋がる。

【0004】

このような過酷な潤滑条件下での対策として、例えば、特許文献１のように、保持器に形成されたポケットの内周面に溝または孔を形成したものや、特許文献２および３のように、保持器において転動体が当接するポケットの内面を粗面化したものが知られている。これらは、保持器の形状によって潤滑剤を保持することを目的としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第７０８８２８６号

【文献】特開２０１４－０９５４６９号公報

【文献】特開２００７－１９８４６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載される溝または孔のような凹部を有するプラトー構造表面（凸部が無く平滑面と凹部で形成される表面）は、凹部で潤滑剤を保持でき、摺動特性を向上させる方法として知られている。しかし、境界潤滑など２面が接触するような、より過酷な接触条件になった場合、プラトー構造表面では平滑面で相手面と接触することになり、凹部に潤滑剤が存在していても平滑面からは除かれるため、摩擦係数の上昇や発熱が生じやすくなる。そのため、転動体と接触する面積は、なるべく小さいことが望ましい。

【0007】

また、特許文献２および３では、転動体が当接するポケットの内面の表面粗さ（算術表面粗さＲａや最大高さＲｔなど）を規定して、凹部に潤滑剤を保持させて十分な油膜が形成されるようにしている。しかしながら、これら特許文献で用いられるパラメータは二次元の輪郭曲線から定められるパラメータであり、相手面と接触する面積を小さく制限するには不十分である。

【0008】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、保持器の表面粗さを複数の三次元表面粗さパラメータで規定することで、少量の潤滑剤でも接触面に油膜を維持できるようにし、過酷な潤滑条件下でも安定して低摩擦状態を維持可能な転がり軸受用保持器、および該保持器を用いた転がり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】

【0009】

本発明者らは、転がり軸受用保持器のポケットの面における三次元表面粗さパラメータに着目して鋭意検討を行ったところ、当該面の算術平均高さＳａと、表面性状のアスペクト比Ｓｔｒと、突出山部高さＳｐｋと、から求められる「（Ｓａ／１０）＋Ｓｔｒ＋（Ｓｐｋ／１０）」が、摩擦係数と高い相関性を示すこと、更には、その値Ａを規定することで、低摩擦状態を管理できることを見出した。本発明はこのような知見に基づくものである。

【0010】

本発明の転がり軸受用保持器は、樹脂製の転がり軸受用保持器であって、上記保持器に転動体を保持する複数のポケットが形成されており、上記ポケットの面において算術平均高さＳａと、表面性状のアスペクト比Ｓｔｒと、突出山部高さＳｐｋと、から求められるＡ＝（Ｓａ／１０）＋Ｓｔｒ＋（Ｓｐｋ／１０）の値が１．２０以上であることを特徴とする。

【0011】

上記保持器は一形態として、転動体とすべり接触する当接面において、粗さ曲線の測定方向が転動体回転方向に対し垂直になるように任意の１つまたは複数の（例えば全ての）ポケットの当接面を測定した際、ＩＳＯ２５１７８から求められる面粗さパラメータについて、測定した全ての当接面の値またはその平均値において、算術平均高さＳａと、表面性状のアスペクト比Ｓｔｒと、突出山部高さＳｐｋと、から求められるＡ＝（Ｓａ／１０）＋Ｓｔｒ＋（Ｓｐｋ／１０）の値が１．２０以上であることを特徴とする。

【0012】

具体的には、任意の１つまたは複数の（例えば全ての）ポケットの当接面において、軸受回転時に転動体と保持器が接触しうる１点と、その１点を起点として１８０°離れた点をそれぞれ測定範囲の中心点（０°）とし、±３０°の範囲（測定対象領域）における任意の箇所を測定した際、測定した全ての当接面の値またはその平均値において、ＩＳＯ２５１７８から求められる算術平均高さＳａと、表面性状のアスペクト比Ｓｔｒと、突出山部高さＳｐｋと、から求められるＡ＝（Ｓａ／１０）＋Ｓｔｒ＋（Ｓｐｋ／１０）の値が１．２０以上であることを特徴とする。

【0013】

上記アスペクト比Ｓｔｒが０．８０以上であることを特徴とする。さらに、上記算術平均高さＳａが２．００μｍ以上１０．００μｍ以下であり、上記突出山部高さＳｐｋが５．０μｍ以上であることを特徴とする

【0014】

上記保持器が樹脂組成物の射出成形体であることを特徴とする。

【0015】

本発明の転がり軸受は、内輪および外輪と、この内・外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体を保持する保持器と、軸受内空間に封入されるグリースとを有する転がり軸受であって、上記保持器が本発明の転がり軸受用保持器であることを特徴とする。

【0016】

上記グリースは基油とウレア系増ちょう剤を含み、上記基油の４０℃における動粘度が１０ｍｍ^２／ｓ以上３０ｍｍ^２／ｓ未満であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明の転がり軸受用保持器は、ポケットの面において粗面を有し、該粗面は粗さ曲線から求められる複数の三次元表面粗さパラメータから求められる値Ａで定義される。具体的には、算術平均高さＳａと、表面性状のアスペクト比Ｓｔｒと、突出山部高さＳｐｋと、から求められるＡ＝（Ｓａ／１０）＋Ｓｔｒ＋（Ｓｐｋ／１０）を１．２０以上とすることで、潤滑剤を保持しやすくなり、潤滑剤の供給量が少ない場合でも接触面に油膜を維持でき、相手面との接触面積が小さくなり、摩擦係数および温度上昇が抑制されることで、より過酷な潤滑条件下でも安定して低摩擦状態を維持可能な保持器となる。

【0018】

本発明の転がり軸受は、本発明の保持器を備えるので、より過酷な潤滑条件下でも軸受の長寿命化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の転がり軸受の一例を示す軸方向断面図である。

【図2】本発明の転がり軸受用保持器の一例を示す斜視図である。

【図3】本発明の転がり軸受用保持器の三次元表面粗さパラメータの測定箇所の一例を説明する図である。

【図4】本発明の転がり軸受用保持器の他の例を示す部分拡大斜視図である。

【図5】サバン式摩擦摩耗試験機の概略を示す図である。

【図6】実施例および比較例の摩擦係数を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明の転がり軸受用保持器および転がり軸受を図１および図２に基づいて説明する。図１は、本発明の転がり軸受の一例であるアンギュラ玉軸受の概略を示す軸方向断面図であり、図２は図１の転がり軸受における保持器（もみ抜き型）の斜視図である。

【0021】

図１に示すように、アンギュラ玉軸受１は、内輪２、外輪３と、内輪２と外輪３との間に介在する複数の玉（転動体）４と、この玉４を周方向に一定間隔で保持する保持器５とを備えている。内輪２および外輪３と、玉４とは径方向中心線に対して所定の角度θ（接触角）を有して接触しており、ラジアル荷重と一方向のアキシアル荷重を負荷できる。また、内・外輪の軸方向両端開口部はシール部材（図示省略）によってシールされ、少なくとも玉４の周囲にグリースＧが封入される。内輪２、外輪３および玉４は鉄系金属材料からなり、グリースＧが玉４との軌道面に介在して潤滑される。

【0022】

図１において、保持器５は、外輪案内方式であり、該保持器の外周面の一部に外輪３に案内される外輪案内部を有している。なお、保持器の案内方式は、外輪案内方式に限らず、内輪案内方式でも、転動体案内方式でもよい。

【0023】

図２に示すように、保持器５は、もみ抜き型の樹脂製の保持器であり、円環状の保持器本体に玉を保持するポケット６が周方向に一定間隔で複数設けられている。周方向に隣接するポケット６の間には柱部７が形成される。

【0024】

例えば、保持器５は、樹脂組成物を用いて射出成形によって得られる。ポケット６は、例えばスライドコアを有する金型によって射出成形段階で形成されてもよく、また、素形材を成形した後、切削加工にて形成してもよい。本発明において、保持器５は、ポケット６の面（具体的には玉と接触する当接面）６ａが、複数の三次元表面粗さパラメータで規定された粗面となっている。

【0025】

上記粗面は、例えば、金型から転写して形成してもよく、成形後にショットブラスト加工、やすり加工などの機械加工によって形成してもよい。例えば、等方性を示す加工面としやすいことからショットブラスト加工が好ましい。

【0026】

本発明において、面６ａの算術平均高さＳａと、表面性状のアスペクト比Ｓｔｒと、突出山部高さＳｐｋと、から求められる値Ａ＝（Ｓａ／１０）＋Ｓｔｒ＋（Ｓｐｋ／１０）は１．２０以上となっている。

【0027】

上記値Ａが規定される面６ａについて具体的に図３を用いて説明する。面６ａは玉４と接触する部分であり、例えば玉４とすべり接触する部分である。この場合、例えば、面６ａの玉４とすべり接触する部分において、粗さ曲線の測定方向が転動体回転方向に対し垂直になるように面６ａを測定した際、ＩＳＯ２５１７８から求められる面粗さパラメータを用いて求められる値Ａが上記範囲を満たす。より具体的には、面６ａにおいて、軸受回転時（図３では玉４の公転方向（Ｘ方向））に玉４と面６ａが接触しうる１点と、その１点を起点として１８０°離れた点をそれぞれ測定範囲の中心点（０°）とし、±３０°の範囲（図３では領域Ｒ）における任意の箇所を、粗さ曲線の測定方向が転動体回転方向に対し垂直になるように測定した際、ＩＳＯ２５１７８から求められる面粗さパラメータを用いて求められる値Ａが、上記範囲を満たすことが好ましい。例えば、全ての面６ａの値またはその平均値を用いて求められる値Ａが、上記範囲を満たすことが好ましい。

【0028】

なお、図３では、１つのポケットの面６ａについて説明したが、保持器において少なくとも１つのポケットの面６ａから求められる値Ａが上記範囲を満たしていればよく、例えば、少なくとも４つのポケット（保持器周方向において、０度、９０度、１８０度、２７０度の位置に位置するポケット）の面から求められる値Ａが上記範囲を満たしていてもよく、保持器の全てのポケットの面から求められる値Ａが上記範囲を満たしていてもよい。

【0029】

以下、値Ａに関する各粗さパラメータについて説明する。

【0030】

［算術平均高さＳａ］
算術平均高さＳａは、算術平均粗さＲａを三次元に拡張したパラメータであり、平均面からの高低差の平均値である。平均値であるため、表面の局所的なキズや付着したごみなどの影響を受けにくいため、表面粗さの指標として一般的に用いられており、面を評価するためＲａに比べ測定位置によるばらつきが小さく表面の評価に好ましい。

【0031】

表面の算術平均高さＳａが小さい場合（例えばＳａ１．００μｍ以下）に比べて、表面の算術平均高さＳａを大きくする（例えばＳａ２．００μｍ以上）ことで、凹部に潤滑剤が保持され、十分な油膜が形成されやすくなる。算術平均高さＳａは、２．００μｍ以上１０．００μｍ以下が好ましく、より好ましくは４．００μｍ以上である。一方、算術平均高さＳａが大きくなると、例えば高速回転時において回転精度に影響を及ぼす可能性があることから、Ｓａは８．００μｍ以下が好ましく、６．００μｍ未満であってもよい。

【0032】

［表面性状のアスペクト比Ｓｔｒ］
表面性状のアスペクト比Ｓｔｒは、表面の自己相関が最も早く特定の値へ減衰する方向の距離と、最も遅く減衰する方向の距離の比であり、表面性状の等方性、異方性を表したパラメータである。表面性状のアスペクト比Ｓｔｒは０～１の範囲で値をとり、Ｓｔｒ＞０．５で強い等方性表面を示し、Ｓｔｒ＜０．３で強い異方性表面を示す。表面性状のアスペクト比Ｓｔｒが０．５以上の等方性表面であれば、接触面の潤滑剤が特定の方向に偏ることなく濡れ広がりやすくなるため、接触面の広い範囲に潤滑剤を供給しやすくなる。

【0033】

表面性状のアスペクト比Ｓｔｒは０．５０以上が好ましく、より好ましくは０．８０以上である。

【0034】

［突出山部高さＳｐｋ］
突出山部高さＳｐｋは表面の負荷曲線から求められ、コア部より高い部分である突出山部の平均高さである。より具体的には、測定する表面について、ある高さｃにおける負荷面積（高さがｃ以上の領域の面積）の割合を負荷面積率Ｓｍｒ（ｃ）とし、その負荷面積率が、０％から１００％となる高さを表した曲線（負荷曲線）をグラフ化して、負荷曲線に沿って負荷面積率の差が４０％となる２点を結んで引いた割線を、割線の端が負荷面積率０％の地点から移動させていき、割線の傾斜が最も緩くなる位置を負荷曲線の中央部分とし、この中央部分に対して、縦軸方向の偏差の二乗和が最小になる直線を等価直線と規定し、等価直線の負荷面積率０％から１００％の高さの範囲に含まれない領域を取り除いた表面のことをコア部とし、このコア部から上に突出した部分を突出山部と規定し、その平均高さを求める。突出山部高さＳｐｋが小さいと初期の段階で突出山部が摩耗し、接触面が平坦化することで接触面積が大きくなり、接触面には潤滑剤が流入しにくくなる。

【0035】

突出山部高さＳｐｋは、例えば２．００μｍ以上であり、４．００μｍ以上が好ましく、５．００μｍ以上であってもよい。このような範囲に設定することにより、接触面積を小さくし、潤滑剤が流入しやすい表面となる。また、突出山部高さＳｐｋは、例えば１５．００μｍ以下であり、１０．００μｍ以下であってもよい。

【0036】

一般に、表面性状は単一の粗さパラメータを用いて評価されることが多い。しかし、複数のパラメータを用いて評価することが好ましく、本発明では、特に上述した粗さパラメータを数式として組み合わせることで少量の潤滑剤しか存在しない過酷な潤滑条件下でも低摩擦状態を維持可能な表面を評価できる。具体的には算術平均高さＳａと、表面性状のアスペクト比Ｓｔｒと、突出山部高さＳｐｋと、から求められる値Ａ＝（Ｓａ／１０）＋Ｓｔｒ＋（Ｓｐｋ／１０）が１．２０以上であることにより、少量の潤滑剤しか存在しない過酷な潤滑条件下でも低摩擦な表面となる。

【0037】

値Ａ＝（Ｓａ／１０）＋Ｓｔｒ＋（Ｓｐｋ／１０）は、１．３０以上が好ましく、１．５０以上がより好ましく、１．７０以上であってもよい。一方、上記値Ａが大きくなり過ぎると表面が粗くなる傾向があり、回転精度などに影響を及ぼす可能性があることから、値Ａは例えば３．０以下であり、２．５以下であってもよい。

【0038】

上述した各種粗さパラメータ（Ｓａ、Ｓｔｒ、Ｓｐｋ）は、ＩＳＯ２５１７８に準拠して算出される数値であり、例えば非接触式表面粗さ測定機（例えばレーザー顕微鏡）により測定されるデータから算出される。

【0039】

以上のように、本発明の保持器では、ポケットの面の粗さについて算術平均高さＳａ、等方性や異方性を示すＳｔｒ、および、接触する突出山部の形状に関わるパラメータＳｐｋを数式として組み合わせて規定することで、後述の実施例で示すように、過酷な潤滑条件下であっても、低摩擦状態を維持することができる。

【0040】

なお、ポケットの面において、転動体が接触する当接面（例えば図３参照）が上述した粗さを有していてもよく、全面が上述した粗さを有していてもよい。また、ポケットの面に加えて、軌道輪と接触する案内面が上述した粗さを有していてもよい。

【0041】

本発明において、保持器の材質は樹脂製であればよく、樹脂材としては、射出成形が可能であり、保持器材料として十分な耐熱性や機械的強度を有するものが好ましい。例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリフェニレンサルフィド（ＰＰＳ）樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＡ６６、ＰＡ４６樹脂、ＰＡ６Ｔ樹脂、ＰＡ９Ｔ樹脂などのＰＡ樹脂を樹脂母材とし、炭素繊維、ガラス繊維などの強化繊維と、他の添加剤を配合した樹脂組成物を使用できる。

【0042】

図１に戻り、アンギュラ玉軸受１において、内輪２および外輪３はいずれも鋼材からなっている。上記鋼材には、軸受材料として一般的に用いられる任意の材料を用いることができる。例えば、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ１、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３、ＳＵＪ４、ＳＵＪ５など；ＪＩＳ Ｇ ４８０５）、浸炭鋼（ＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４２０など；ＪＩＳ Ｇ ４０５３）、ステンレス鋼（ＳＵＳ４４０Ｃなど；ＪＩＳ Ｇ ４３０３）、冷間圧延鋼などを用いることができる。また、玉４には、上記の鋼材やセラミックス材料を用いることができる。玉４の表面粗さは、例えば、Ｒａが０．１μｍ以下である。

【0043】

本発明の転がり軸受は、グリースで潤滑される。グリースは軸受内空間に封入され、軌道面や玉と保持器の接触面などに介在して潤滑がなされる。グリースを構成する基油としては、鉱油や合成油など、通常、転がり軸受に用いられるものであれば特に制限なく用いることができる。また、グリースを構成する増ちょう剤としても、金属石けんやウレア化合物など、通常、転がり軸受に用いられるものであれば特に制限なく用いることができる。

【0044】

グリースとして、好ましくは基油とウレア系増ちょう剤を含むグリースである。この場合、基油はエーテル油やエステル油などの合成油が好ましい。基油の４０℃における動粘度は特に限定されないが、比較的低粘度の基油の方が、保持器の粗さの関係から好ましく、例えば１０ｍｍ^２／ｓ以上５０ｍｍ^２／ｓ未満であり、１０ｍｍ^２／ｓ以上３０ｍｍ^２／ｓ未満が好ましい。

【0045】

図１では、本発明の転がり軸受としてアンギュラ玉軸受を例に説明したが、本発明を適用できる軸受形式はこれに限定されず、他の玉軸受、円すいころ軸受、円筒ころ軸受、自動調心ころ軸受、針状ころ軸受などにも適用できる。

【0046】

本発明の転がり軸受用保持器の他の例として、冠型保持器を図４に基づいて説明する。図４は、冠型保持器の部分拡大斜視図である。図４に示すように、保持器８は、環状の保持器本体の上面に周方向に一定ピッチをおいて対向一対の保持爪９を形成し、その対向する各保持爪９を相互に接近する方向にわん曲させるとともに、その保持爪９間に転動体としての玉を保持するポケット１０を形成したものである。また、隣接するポケット１０における相互に隣接する保持爪９の背面相互間に、保持爪９の立ち上がり基準面となる平坦部１１が形成される。冠型の保持器８においても、ポケット１０の面１０ａの各三次元表面粗さパラメータから求められる値Ａ＝（Ｓａ／１０）＋Ｓｔｒ＋（Ｓｐｋ／１０）が１．２０以上となっている。

【0047】

本発明の転がり軸受用保持器は、少量の潤滑剤でも安定して低摩擦状態を維持できるので、特に、高速回転する転がり軸受に用いることができる。具体的には、工作機械主軸用スピンドル装置に使用される軸受や、モータに使用される転がり軸受に用いることができる。高速回転用の軸受として、例えばｄｍ・ｎ値が８０×１０^４～３００×１０^４の回転域で使用される。

【0048】

本発明は、転がり軸受用保持器のポケットにおける面の算術平均高さＳａと、表面性状のアスペクト比Ｓｔｒと、突出山部高さＳｐｋと、から求められる「（Ｓａ／１０）＋Ｓｔｒ＋（Ｓｐｋ／１０）」が、摩擦係数と高い相関性を示すことに基づくものである。そのため、これを指標に用いることで、転がり軸受用保持器のポケットの面における摩擦特性を評価することができる。ここで、「摩擦特性を評価する」とは、転動体と摺動する際の摩擦の程度の優劣（例えば摩擦係数）を判断することである。

【0049】

具体的には、上記評価方法は、転動体を保持する複数のポケットが形成された樹脂製の転がり軸受用保持器において、上記転動体との摩擦特性を評価する方法であって、上記ポケットの面において算術平均高さＳａと、表面性状のアスペクト比Ｓｔｒと、突出山部高さＳｐｋと、から求められるＡ＝（Ｓａ／１０）＋Ｓｔｒ＋（Ｓｐｋ／１０）の値に基づいて、上記ポケットの面における摩擦特性を評価することを特徴とする。

【0050】

上記値Ａは、後述の実施例（図６参照）で示すように摩擦係数と高い相関を示す。具体的には、値Ａが大きくなるほど、摩擦係数は小さくなる傾向がある。そのため、上記評価方法では、算出された値Ａの大小によって摩擦特性を評価することができる。例えば、値Ａを所定の閾値と比較して、値Ａが所定の閾値以上の場合に、その保持器は低摩擦性であると判断し、値Ａが所定の閾値未満の場合に、その保持器は低摩擦性でないと判断することができる。所定の閾値は、特に限定されないが、例えば１．２０に設定できる。

【0051】

また、複数の保持器間において、それぞれから求められる値Ａの大小を比較することで、最も低摩擦性の保持器を選定することもできる。

【実施例】

【0052】

以下、本発明の実施例について説明する。図５に示すサバン式摩耗試験機を用いて、表面粗さの異なる試験片の摩擦係数をそれぞれ評価した。

【0053】

（１）試験片の作製
射出成形された成形体（組成：ガラス繊維強化ポリアミド６６）を１０ｍｍ×１５ｍｍ、厚さ４ｍｍに切り出し、試験片を作製した。試験片の摺動面をショットブラスト加工およびやすり加工によって粗面化して、実施例１～６の試験片をそれぞれ得た。なお、比較例１～２の試験片は粗面化せず、摺動面は射出成形面のままとした。

【0054】

（２）粗さパラメータの測定
上記で得た各試験片の摺動面の複数の粗さパラメータ（Ｓａ、Ｓｔｒ、Ｓｐｋ）をレーザーテック社製のレーザー顕微鏡ＯＰＴＥＬＩＣＳ ＨＹＢＲＩＤにより下記に示す測定条件でそれぞれ測定した。
・測定範囲 ：８７０μｍ×８７０μｍ
・レンズ倍率：５０倍

【0055】

測定結果を下記の表１に示す。なお、比較例１および２の表面粗さは、一般的な射出成形で得られる保持器の粗さと同等である。

【0056】

保持器の粗さを測定する場合、全てのポケットにおける少なくとも４つのポケット（例：保持器周方向において０度、９０度、１８０度、２７０度の位置に位置するポケット）を対象とし、１つのポケットにおいて、軸受回転時に転動体と保持器のポケットの当接面が接触しうる１点と、その１点を起点として１８０°離れた点をそれぞれ測定範囲の中心点（０°）とし、±３０°の範囲における任意の箇所を測定する。

【0057】

【表1】

【0058】

（３）サバン式摩耗試験
図５に示すサバン式摩耗試験機２１を用いた。回転軸に円筒状相手材２５を取り付け、試験片２４を固定した。試験片２４と円筒状相手材２５の接触部に、グリースを少量（０．０２ｇ）付着させ、以後無供給とすることで軸受における高速回転時の潤滑剤の供給不足状態を模擬した。円筒状相手材２５は、おもり２３によって図面上方から荷重が印加されながら試験片２４に回転接触させる。円筒状相手材２５を回転させたときに発生する摩擦力をロードセル２２によって検出した。摩擦係数は、試験開始後６０分経過後の値を測定した。
＜試験条件＞
相手材 ：ＳＵＪ２製円筒 Φ４０ｍｍ×１０ｍｍ、算術平均粗さＲａ０．０１μｍ
グリース：基油（エステル油；４０℃における動粘度２２ｍｍ^２／ｓ、増ちょう剤（ウレア系）
相対速度：４．２ｍ／ｓ
荷重 ：１５Ｎ（面圧６０ＭＰａ）

【0059】

各試験例について、サバン式摩耗試験による摩擦係数を図６に示す。図６は、各試験例について、値Ａおよび摩擦係数の関係をプロットしたグラフである。図６に示すように、値Ａと摩擦係数との間には高い相関がみられ（相関係数－０．９１）、値Ａ＝（Ｓａ／１０）＋Ｓｔｒ＋（Ｓｐｋ／１０）が大きいほど、より摩擦係数が低い結果となった。一方で、各三次元表面粗さパラメータ（Ｓａ、Ｓｔｒ、Ｓｐｋ）と摩擦係数との間には値Ａほど強い相関は見られなかった。

【0060】

図６に示すように、射出成形面である比較例１および２と比較して、実施例１～６は摩擦係数が低い結果になった。具体的には、実施例１～６の摩擦係数は０．２０未満であるのに対して、比較例１～２の摩擦係数は０．２０以上であった。さらに、実施例５～６（やすり加工）に比べて、実施例１～４（ショットブラスト加工）の摩擦係数は０．１５未満であり、より低摩擦性を示した。実施例５～６は、アスペクト比Ｓｔｒが０．３未満であるのに対して、実施例１～４は、アスペクト比Ｓｔｒが０．８０以上と高い等方性を示しており、この違いが低摩擦性に影響したものと考えられる。

【0061】

このように、他部材と摺動する面を本発明で定めた表面粗さから規定される値Ａが大きい場合、摺動時の摩擦係数を低くすることが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0062】

本発明の転がり軸受用保持器は、ポケットの面の表面を複数の三次元表面粗さパラメータから定められる値Ａで規定することで、少量の潤滑剤でも接触面に油膜を維持できるようにし、過酷な潤滑条件下でも安定して低摩擦状態を維持可能であるので、特に高速回転する転がり軸受の分野で使用できる。

【符号の説明】

【0063】

１ アンギュラ玉軸受（転がり軸受）
２ 内輪
３ 外輪
４ 玉（転動体）
５ 保持器
６ ポケット
６ａ 面
７ 柱部
８ 保持器
９ 保持爪
１０ ポケット
１０ａ 面
１１ 平坦部
２１ サバン式摩耗試験機
２２ ロードセル
２３ おもり
２４ 試験片
２５ 円筒状相手材

【要約】

【課題】保持器の表面粗さを複数の三次元表面粗さパラメータで規定することで、少量の潤滑剤でも接触面に油膜を維持できるようにし、過酷な潤滑条件下でも安定して低摩擦状態を維持可能な転がり軸受用保持器、および該保持器を用いた転がり軸受を提供する。
【解決手段】保持器５は、樹脂製の転がり軸受用保持器であって、転動体を保持する複数のポケット６が形成されており、ポケット６の面６ａにおいて算術平均高さＳａと、表面性状のアスペクト比Ｓｔｒと、突出山部高さＳｐｋと、から求められるＡ＝（Ｓａ／１０）＋Ｓｔｒ＋（Ｓｐｋ／１０）の値が１．２０以上である。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】