JP2010196801A

JP2010196801A - 玉軸受用保持器

Info

Publication number: JP2010196801A
Application number: JP2009042533A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kita; 昌大喜多
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2009-02-25
Publication date: 2010-09-09

Abstract

【課題】ポケット内周面と転動体(玉)の表面との間に作用する油膜の剪断抵抗を減少させると共に、軸受回転時における低トルク化による効果を長期に亘って一定に維持し続けることが可能な玉軸受用保持器を提供する。
【解決手段】軸受内部において複数の転動体を回転自在に保持しながら、これら複数の転動体と共に軸受内部に沿って公転する玉軸受用保持器８であって、保持器は、複数の転動体を１つずつ回転自在に保持する複数のポケット８ｐを有する保持器本体８ａと、各ポケットの内面Ｐｓを一部突出させて形成された複数の突起８ｔとを備えており、保持器本体の表面には、少なくとも各ポケットの内面に形成された複数の突起を覆うように、撥水撥油膜８ｂが形成されている。この場合、撥水撥油膜は、保持器本体の表面に金属酸化物層を形成し、この金属酸化物層の表面に撥水撥油層を形成して構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、玉軸受に用いられる保持器であって、その表面に撥水撥油膜が形成された玉軸受用保持器に関する。

各種装置の回転部分（例えば、回転軸）を回転自在に支持するために、例えば図２(ａ)に示すような玉軸受が多用されている。玉軸受は、相対回転可能に対向配置された軌道輪（例えば、内輪２、外輪４）と、内外輪２,４間に転動自在に組み込まれた複数の転動体６（即ち、玉）と、これら複数の転動体(玉)６を１つずつ回転自在に保持する保持器８とを備えている。ここで、玉軸受には、軸受内部に封入された潤滑剤（例えば、グリース、油）の漏洩や、軸受内部への異物（例えば、水、塵埃）の浸入を防止するために、例えばシールやシールドなどの密封板１０が設けられる場合がある。図面には一例として、基端側が外輪４に固定され、先端側が内輪２に摺接した状態に位置決めされたシールが示されている。

このような玉軸受に組み込まれる保持器８として、例えば波形プレス保持器やアンギュラ玉保持器など種々のタイプのものが知られているが、ここでは一例として、例えば図２(ｂ)に示すような冠形保持器を想定する。冠形保持器（以下、保持器８という）には、周方向に沿って等間隔に複数のポケット８ｐが形成されており、各々のポケット８ｐは、その一方側が開口Ｐｋし、その他方側が閉塞されている。また、各開口Ｐｋの周方向両側からは、当該開口Ｐｋを一部覆うように一対の爪部８ｒが立ち上げられており、これら爪部８ｒによって開口Ｐｋの寸法（即ち、開口径）が狭められている。

この場合、例えば一対の爪部８ｒに転動体(玉)６を位置付けた状態から開口Ｐｋへ向けて転動体(玉)６を押し込むと、その押込力により一対の爪部８ｒが外側に弾性変形し、開口Ｐｋが広がる（拡径する）ことにより、当該開口Ｐｋからポケット８ｐ内へ転動体(玉)６を挿入することができる。そして、ポケット８ｐ内へ転動体(玉)６が挿入されたとき、一対の爪部８ｒが元の形状に弾性的に復元することで、開口Ｐｋの寸法（開口径）が再び狭められる。このとき、転動体(玉)６は、一対の爪部８ｒによってポケット８ｐ内に挟持された状態となる。この状態において、各転動体(玉)６は、各ポケット８ｐから脱落すること無く、当該ポケット８ｐ内に回転自在に保持される。

このような保持器８は、複数の転動体(玉)６を保持した状態で玉軸受の内輪２と外輪４との間に組み付けられ（図２(ａ)）、軸受回転中に各転動体(玉)６の公転速度の約半分の速度で公転する。ここで、内外輪２,４間を公転する保持器８を案内する方式としては、例えば転動体案内、外輪案内、内輪案内があるが、特に転動体の直径が小さな軸受（例えば、小径軸受、ミニアチュア軸受）には、内輪案内方式が適用される。

ところで、上記した保持器８には、軸受回転時における低トルク化を図るために、種々の仕様が図られている。その一例として特許文献１には、各ポケットの内面（例えば図２(ｂ)に示すポケット内周面Ｐｓ）に多数の突起が形成された保持器が示されている。これによれば、多数の突起により、ポケット内周面と転動体(玉)の表面との間に薄い油膜が形成される範囲を狭くして、双方の面同士の間に作用する油膜の剪断抵抗を小さくすることにより、軸受回転時における低トルク化（動トルクの低減）が図られている。

しかしながら、特許文献１の保持器については、ポケット内周面と転動体(玉)の表面との非接触部（例えば、ポケット内周面のうち突起が形成されていない部位と転動体(玉)の表面との間）において、その油膜の剪断抵抗を更に小さくし、軸受回転時における低トルク化（動トルクの低減）を更に向上させることが要望されている。

また、他の一例として特許文献２には、その外面（ポケット内周面を含めた表面全体）に撥油剤による膜が形成された保持器が示されている。これによれば、軸受回転時に保持器が公転する際に、潤滑剤（オイル）が保持器と共につれまわるのを抑制し、攪拌抵抗を低減することにより、軸受回転時における低トルク化（回転トルクの低減）が図られている。

しかしながら、特許文献２の保持器では、ポケット内周面と転動体(玉)の表面との接触部において、撥油剤による膜が剥れ易いため、当該膜が剥れたような場合には、軸受回転時における回転トルクが大きくなり、その結果、低トルク化による効果を長期に亘って一定に維持し続けることが困難な状態となってしまう。

そこで、ポケット内周面と転動体(玉)の表面との間に作用する油膜の剪断抵抗を減少させると共に、軸受回転時における低トルク化による効果を長期に亘って一定に維持し続けることが可能な保持器の開発が望まれているが、現在、そのような保持器は知られていない。

特開２００１−２４１４４８号公報特開２００７−３２８０６号公報

本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、ポケット内周面と転動体(玉)の表面との間に作用する油膜の剪断抵抗を減少させると共に、軸受回転時における低トルク化による効果を長期に亘って一定に維持し続けることが可能な玉軸受用保持器を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明は、軸受内部において複数の転動体を回転自在に保持しながら、これら複数の転動体と共に軸受内部に沿って公転する玉軸受用保持器であって、保持器は、複数の転動体を１つずつ回転自在に保持する複数のポケットを有する保持器本体と、各ポケットの内面を一部突出させて形成された複数の突起とを備えており、保持器本体の表面には、少なくとも各ポケットの内面に形成された複数の突起を覆うように、撥水撥油膜が形成されている。
本発明において、前記撥水撥油膜は、保持器本体の表面に金属酸化物層を形成し、この金属酸化物層の表面に撥水撥油層を形成して構成されている。この場合、前記複数の突起は、各ポケットに転動体が保持された状態において、当該突起に対して転動体の表面が接触することにより、当該ポケットの内面と転動体の表面との接触面積を限定する。

本発明によれば、ポケット内周面と転動体(玉)の表面との間に作用する油膜の剪断抵抗を減少させると共に、軸受回転時における低トルク化による効果を長期に亘って一定に維持し続けることが可能な玉軸受用保持器を実現することができる。

(ａ)は、本発明の一実施の形態に係る玉軸受用保持器の構成を示す斜視図、(ｂ)は、同図(ａ)に示された保持器のポケット周りの構成を一部拡大して示す図、(ｃ)は、本発明の変形例に係る保持器のポケット周り構成を一部拡大して示す図、(ｄ)は、保持器本体の表面に撥水撥油膜が形成された保持器において、ポケット周り構成を一部拡大して示す断面図。 (ａ)は、玉軸受の構成を一部拡大して示す断面図、(ｂ)は、従来の玉軸受用保持器の構成を示す斜視図。

以下、本発明の一実施の形態に係る玉軸受用保持器について、添付図面を参照して説明する。
なお、本実施の形態は、図２(ａ),(ｂ)に示された保持器８の改良であるため、以下では、改良部分の説明にとどめる。この場合、上記した保持器８(図２(ａ),(ｂ))と同一の構成については、その構成に付された参照符号と同一の符号を本実施の形態に用いた図面上に付すことで、その説明を省略する。

図１(ａ),(ｂ),(ｄ)に示すように、本実施の形態に係る保持器８は、複数の転動体(玉)６(図２(ａ))を１つずつ回転自在に保持する複数のポケット８ｐを有する保持器本体８ａと、各ポケット８ｐの内面Ｐｓ（ポケット内周面）を一部突出させて形成した複数の突起８ｔとを備えており、保持器本体８ａの表面には、その全体に亘って撥水撥油膜８ｂが形成されている。

ここで、複数の突起８ｔは、ポケット内周面Ｐｓの複数箇所に所定間隔で点在させて構成されている。この場合、点在させる箇所や間隔については、例えばポケット内周面Ｐｓの面積や形状に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。また、それぞれの突起８ｔの大きさや突出量については、例えばポケット内周面Ｐｓの広さと転動体(玉)６の大きさとの関係や、ポケット内周面Ｐｓと転動体(玉)６との隙間の程度により任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。また、各突起８ｔの形状については、例えば断面矩形状、断面三角形状、断面円弧状など各種の形状に設定することができる。

要するに、複数の突起８ｔは、各ポケット８ｐに転動体(玉)６が保持された状態において、当該突起８ｔに対して転動体(玉)６の表面が接触することにより、当該ポケット内周面Ｐｓと転動体(玉)６の表面との接触面積を限定するように設定すればよい。即ち、これら複数の突起８ｔによれば、ポケット８ｐに保持された転動体(玉)６の表面が当該突起８ｔと接触することにより、ポケット内周面Ｐｓと転動体(玉)６の表面とが直接接触した場合に比べて、接触面積を少なくすることができる。

なお、保持器本体８ａの材料としては、例えば市販されている一般的な合成樹脂材料や金属材料を適用することができる。
ここで、合成樹脂材料としては、例えばポリアミド系合成繊維や、ポリアミド系合成繊維を母材として繊維強化した合成樹脂材料を適用することができる。なお、ポリアミド系合成繊維としては、例えばアジピン酸とヘキサメチレンジアミンを重縮合させて作られるポリアミド系樹脂（ＰＡ６６）や、当該ＰＡ６６よりも耐熱性、耐摩耗性、耐衝撃性、耐油性に優れたポリアミド系樹脂（ＰＡ４６）などを適用することができる。
一方、金属材料としては、例えば高炭素クロム鋼（ＳＵＪ２）、ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）などを適用することができる。

本実施の形態に係る保持器８は、上記したような合成樹脂材料や金属材料によって保持器本体８ａを形成し、その保持器本体８ａの表面に撥水撥油膜８ｂを形成して構成されている。ここで、撥水撥油膜８ｂは、保持器本体８ａの表面に金属酸化物層を形成し、この金属酸化物層の表面に撥水撥油層を形成して構成されている。この場合、保持器本体８ａの表面に撥水撥油膜８ｂを形成する方法としては、下記の成膜方法を適用すればよい。

かかる成膜方法では、水と少なくとも１種のアルコキシ金属塩とを必須成分とする第１の溶液と、ｐＨ１１〜１３のアルカリ性溶液である第２の溶液と、フッ素含有有機化合物を含む溶液である第３の溶液と、ｐＨ９〜１４のアルカリ性溶液である第４の溶液とを用意する。そして、これら４つの溶液に対して、上記したような合成樹脂材料によって形成された保持器本体８ａを順に接触させる。なお、ｐＨとは、水素イオン指数又は水素イオン濃度指数を意味し、物質の酸性やアルカリ性の度合いを示す数値である。

即ち、保持器本体８ａを第１の溶液に接触させた後、第２の溶液に接触させることにより、当該保持器本体８ａの表面に金属酸化物層を形成する（第１の工程）。続いて、表面に金属酸化物層が形成された保持器本体８ａを第３の溶液に接触させた後、第４の溶液に接触させることにより、金属酸化物層の表面に撥水撥油層を形成する（第２の工程）。

これにより、保持器本体８ａの表面が撥水撥油膜８ｂによって被覆された保持器８(図１(ａ),(ｂ),(ｄ))を実現することができる。この場合、撥水撥油膜８ｂは、その耐熱性や耐油性に優れた特性を有しているため、かかる撥水撥油膜８ｂを保持器本体８ａの表面に成膜して構成された保持器８では、ポケット内周面Ｐｓと転動体(玉)６の表面との間に作用する油膜の剪断抵抗を減少させることができると共に、これにより、軸受回転時における低トルク化による効果を長期に亘って一定に維持し続けることができる。

そして、上記した効果に加えて、ポケット内周面Ｐｓに複数の突起８ｔを形成したことにより、各ポケット８ｐに転動体(玉)６が保持された状態において、当該突起８ｔに対して転動体(玉)６の表面が接触することで、当該ポケット内周面Ｐｓと転動体(玉)６の表面との接触面積を限定することができる。即ち、これら複数の突起８ｔによれば、ポケット８ｐに保持された転動体(玉)６の表面が当該突起８ｔと接触することで、ポケット内周面Ｐｓと転動体(玉)６の表面とが直接接触した場合に比べて、接触面積を少なくすることができる。これにより、ポケット内周面Ｐｓと転動体(玉)６の表面と非接触部（即ち、ポケット内周面Ｐｓのうち突起８ｔが形成されていない部位と転動体(玉)６の表面との間）における撥水撥油膜８ｂが剥れ難くなり、その結果、軸受回転時における低トルク化による効果を長期に亘って一定に維持し続けることができる。

ここで、上記した４つの第１〜第４の溶液について、その具体的な内容について補足説明する。
上記した第１の溶液は、アルコキシ金属塩として、金属種がシリコン、チタン、若しくは、アルミニウムで、アルキル部分の炭素数が１〜６の低級アルキルであるテトラ（若しくは、トリ）アルキルアルコキシ金属塩、又は、テトラ（若しくは、トリ）ハロゲンアルコキシ金属塩を含有することが好ましい。
ハロゲンアルコキシ金属塩の場合は、ハロゲンとして塩素が好ましく、アルキル部分がメチル、エチル、プロピル、ブチル基であることが好ましく、アルコキシ金属塩の金属種としては、シリコン、チタン、アルミニウムが好ましい。

上記した第１及び第３の溶液は、炭素数１〜６の低級アルコールを更に含むことが好ましい。これにより、低級アルキル若しくはハロゲンを有するアルコキシ金属塩の溶解度を高め、より安定した溶液とすることが可能である。炭素数１〜６の低級アルコールとしては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール等が好適に使用することができる。より好ましくは、エタノールを用いればよい。

この場合、上記した第１及び第３の溶液のｐＨは、６以下であることが好ましい。このようにｐＨを６以下とすることで、アルコキシ金属塩の加水分解反応が促進され、被成膜部材表面（例えば、保持器本体８ａの表面）に金属酸化物層が形成され易くなる。なお、好ましくはｐＨ１〜６、より好ましくはｐＨ１〜５、最も好ましくはｐＨ２〜４とする。また、第１の溶液のｐＨの調整は、塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸を用いて行うことが好ましい。特に、塩酸を用いることが好ましい。また、各種のｐＨ緩衝液を用いてｐＨの安定化を図ることも好ましい。

また、上記した第１の溶液は、平均粒径が１ｎｍ以上２００ｎｍ以下である金属酸化物微粒子を０.１以上５.０重量％以下の割合で含有することが好ましい。金属酸化物の金属種としては、シリコン、チタン、アルミニウムが使用できる。即ち、上記した第１の溶液は、平均粒径が１ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ、チタニア、又は、アルミナからなる微粒子を０.１以上５.０重量％以下の割合で含有することが好ましい。

また、金属酸化物微粒子を成す金属酸化物の金属種と、アルコキシ金属塩の金属種とは同じであることが特に好ましい。金属酸化物微粒子を上記した第１の溶液に添加しておくと、アルコキシ金属塩の酸化物が被成膜部材表面（例えば、保持器本体８ａの表面）に生成すると共に、その被成膜部材表面に金属酸化物粒子が結合することで、金属酸化物層が密になる。また、形成された金属酸化物層の表面に微粒子に起因する凹凸が形成されて、表面積率が増大する。金属酸化物層の表面積率が増大すると、その上の層である撥水撥油層の表面積率も増大し、密な撥水撥油層が形成されることになるため、撥水撥油膜の撥水撥油性能が向上すると共に、撥水撥油膜が被成膜部材表面に対して強固に結合される。

ここで、金属酸化物微粒子の平均一次粒径は、好ましくは２ｎｍ以上１００ｎｍ以下、より好ましくは２ｎｍ以上８０ｎｍ以下、さらに好ましくは１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。また、平均一次粒径が異なる金属酸化物微粒子を混合して使用することも可能である。平均一次粒径が１ｎｍ未満では、表面積率の増大効果が少なく、２００ｎｍを超えると、被成膜部材表面から脱落し易くなる。

また、金属酸化物微粒子の溶液中の含有率は、０.１以上３質量％以下とすることが好ましく、０.２質量％以上〜２.５質量％以下がさらに好ましい。金属酸化物微粒子の溶液中の含有率が０.１質量％未満では、金属酸化物層を密にする効果が少なく、５質量％を超えると、被成膜部材表面に金属酸化物の微粒子が重なった状態で堆積することになり、これに伴って微粒子が脱落することで撥水撥油膜に欠陥が生じ易くなる。

なお、金属酸化物微粒子の形状は、特に限定はなく、球形、矩形、扁平形、繊維状、ウイスカー状のもの等を使用できる。例えば、繊維状のものであれば、繊維の長さを１ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすることができる。また、異なる形状のものを混合して使用してもよい。また、平均一次粒径が１ｎｍ以上２００ｎｍ以下であれば、多孔質のもの等を使用することも可能である。

また、金属酸化物の微粒子の表面は、各種の疎水化処理、親水化処理が施してあってもよいが、好ましくは、親水性表面であること、若しくは、化学的な表面処理がなされていないことが望ましい。
上記した第１の溶液の組成の一例を具体的に述べると、アルコキシ金属塩が１質量％以上１０質量％以下、水が１質量％以上２０質量％以下、アルコールが３０質量％以上９５質量％以下、金属酸化物の微粒子が０.１質量％以上５質量％以下であって、塩酸によりｐＨが６以下に調整されているものである。

この組成の第１の溶液は、特に、金属酸化物微粒子を含有させた場合には、塩酸以外の成分を予め混合し、金属酸化物微粒子が均一になるよう数十分〜数時間攪拌した後、最後に塩酸を用いてｐＨ調整を行うことが好ましい。使用する水、塩酸とも純度の高いものが好ましい。

上記した第２及び第４の溶液は、アルカリ金属塩（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等）の水溶液であることが好ましく、特に、水酸化ナトリウム水溶液であることが好ましい。また、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム等のアルカリ金属の炭酸塩等も使用できる。また、各種のｐＨ緩衝剤を併用してもよい。また、必要に応じ、炭素数１〜６の低級アルキルアルコールと水との混合溶媒で作成してもよい。水及びこれらの成分は、純度が高いことが望ましい。

この場合、上記した第２及び第４の溶液のｐＨは、ｐＨ１１以上ｐＨ１３以下であることが好ましい。ｐＨが１１未満では、金属酸化物層の被成膜部材表面への結合、撥水撥油層の金属酸化物層への結合強度効果が少なく、ｐＨが１３以上であると、逆に結合を弱めてしまう虞がある。

上記した第３の溶液に含まれるフッ素含有有機化合物は、フッ素系界面活性剤、フッ素系カップリング剤、及び、フッ素系ポリマーのいずれか、若しくは、これらの混合物であることが好ましい。
また、上記した第３の溶液に含まれるフッ素含有有機化合物は、シリコン、チタン、又は、アルミニウムを含有するフッ素系カップリング剤であることが好ましい。更に、上記した第１の溶液で使用する金属酸化物の金属種、或いは、上記した第１の溶液で使用するアルコキシ金属塩の金属種と同じ金属種を有するものであることが好ましい。

具体的には、１Ｈ,１Ｈ,２Ｈ,２Ｈ,−パーフルオロデシルトリエトキシシラン、１Ｈ,１Ｈ,２Ｈ,２Ｈ,−パーフルオロデシルトリメトキシシラン、１Ｈ,１Ｈ,２Ｈ,２Ｈ,−パーフルオロデシルトリクロロシラン−３−ヘプタフルオロイソプロポキシプロピルトリクロロシラン、１Ｈ,１Ｈ,２Ｈ,２Ｈ,−パーフルオロドデシルトリエトキシシラン、３−トリフルオロアセトキシプロピルトリメトキシシラン等が使用できる。

また、本実施の形態の転がり軸受用保持器８において、被成膜部材表面（例えば、保持器本体８ａの表面）に撥水撥油膜８ｂを形成する方法には、当該被成膜部材（保持器本体８ａ）を、シリコン、チタン、又はアルミニウムを含有するフッ素系カップリング剤と、水と、炭素数１〜６の低級アルコールとを含有し、ｐＨが６以下である液体に接触させる工程と、この工程の後に、アルカリ金属塩を含有し、ｐＨが１１〜１３である溶液に接触させる工程とが含まれる。

なお、かかる成膜方法が適用可能な被成膜部材としては、樹脂や金属を含む固体であれば特に制限はないが、被成膜部材表面が酸化物系の物質で覆われていることが好ましい。具体的には、無機系物質（金属含む）である。無機系材料の中でも、ガラス、セラミックスが好ましい。ガラスは、主成分がシリカであり、セラミックス、金属は、微視的に見れば最表面層酸化物層である。この中でも、ガラス、金属であることが好ましい。金属の中では、鉄系の金属が好ましい。中でも、軸受鋼、ステンレス鋼等の鉄鋼であることが好ましい。特に、不動態化処理を施されたステンレス鋼であることが好ましい。

また、上記した成膜方法では、平均表面粗さ（Ｒａ）が０.００１μｍ以上４μｍ以下である被成膜部材表面に対して上記した第１の工程を行うことが好ましい。また、表面積率が１.１以上の被成膜部材表面に対して上記した第１の工程を行うことが好ましい。これにより、平均表面粗さ（Ｒａ）が０.００１μｍ未満の場合、及び、表面積率が１.１未満の場合と比較して、形成された撥水撥油膜の撥水撥油性能を向上させることができる。また、上記した第１の溶液に金属の微粒子を含有させた場合は、上記したような表面性状の効果との相乗作用により、撥水撥油性能のより一層の向上が期待できる。なお、平均表面粗さ（Ｒａ）が４μｍＲａを超えると、各種用途の部材としての適用範囲が限られる。

通常は、被成膜部材表面を上記した範囲とするために、機械加工、化学的加工、光学的加工等の各種加工方法を行うが、機械加工としては、研削、切削、プレス、バレル、ショットブラスト等が挙げられる。化学的加工としては、電解研磨、化学研磨、各種めっき、各種表面化処理などが挙げられる。光学的加工としては、フェムト秒レーザー等を使用することが可能である。また、これら加工を組み合わせてもよい。
また、表面積率は、幾何学的に求められる表面積と、表面の粗さ、うねりも含めて測定した表面積の比であり、いわゆる鏡面に近くなるほど１に近づき、表面に無数の微小な凹凸等がある場合は１を超える。なお、表面積率は、被成膜部材表面を走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）や、ＳＰＭの一種である原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で測定することにより求めることが可能である。

また、上記した成膜方法において、第１の工程で被成膜部材（保持器本体８ａ）を第１の溶液に接触させるが、その前に予め被成膜部材を洗浄すること等により、被成膜部材表面に付着している異物を除去しておくことが好ましい。
この場合、被成膜部材を第１の溶液に接触させる方法としては、浸漬法、スプレー法、スピンコート法等の一般的な手法が使用できる。浸漬法においては、被成膜部材表面の粗さの奥まで第１の溶液が行き渡るように、超音波を使用したり、溶液中で被成膜部材を動かしたり、或いは、大気圧よりも減圧する等の方法を併用することができる。また、特に第１の溶液に金属の微粒子が含まれている場合は、微粒子が溶液中に均一に分散するように、第１の溶液を攪拌しながら被成膜部材を浸漬することが好ましい。

第１の溶液と被成膜部材とを接触させている時間については、被成膜部材の形状、表面積等により適宜調整できる。また、第１の溶液と被成膜部材とを接触させる際の、第１の溶液の温度は、０℃以上１００℃以下であって、接触処理中の変化が少ないことが好ましい。０℃を下回ると、第１の溶液の粘度が高くなり、被成膜部材表面の粗さの奥まで第１の溶液が行き渡り難くなる。１００℃を超えると、第１の溶液の成分の蒸発が多くなり、成分比率が変化する虞がある。

被成膜部材（保持器本体８ａ）が金属である場合には、第１の溶液の温度を６０℃とすることが好ましい。６０℃を超えると、第１の溶液の化学的活性が高くなりすぎ、金属表面を腐食する虞がある。より好ましくは４０℃以下である。また、被成膜部材が金属である場合には、第１の溶液との接触時間は、２時間以下とすることが好ましい。接触時間が２時間を超えると、金属表面が腐食される虞がある。接触時間の下限は特に規定されないが、第１の溶液を被成膜部材全面に行き渡らせるためには、少なくとも１秒以上であることが好ましい。
なお、被成膜部材表面の一部に撥水撥油膜を形成する場合には、成膜しない部分に予めマスクをしてから上記した成膜方法を実施すればよい。その場合のマスクとしては、各種のレジストが使用できる。

また、上記した成膜方法において、被成膜部材を第１の溶液に所定方法で所定時間接触させた後、速やかに、被成膜部材を第２の溶液に接触させることが好ましい。ここで、被成膜部材を第２の溶液に接触させる前に、被成膜部材表面に付着した液を取り除く工程を設けてもよい。付着した液を取り除く方法としては、遠心力を用いて液切りする方法、清浄エアーや不活性ガスを使用して液切りする方法等が使用できる。なお、被成膜部材表面に固形物を直接接触させる清拭等の方法は好ましくない。

また、被成膜部材を第２の溶液に接触させる方法、温度、時間等の接触条件は、上記した第１の溶液との接触の場合と同様である。
ここで、第２の溶液と接触させた後の被成膜部材を、速やかに、上記した第２の工程の最初の工程である第３の溶液と接触させてもよいが、第２の溶液との接触後に乾燥工程を設けることが好ましい。第２の溶液との接触により、被成膜部材表面に強固な金属酸化物層が形成されているため、一旦乾燥させることで、被成膜部材表面に金属酸化物層をより一層強固に固着させることができる。ただし、乾燥する前に、被成膜部材表面に付着した第２の溶液を取り除くことが好ましい。なお、付着した液を取り除く方法としては、アルコール等による洗浄、或いは、遠心力を用いて液切りする方法、清浄エアーや不活性ガスを使用して液切りする方法等が使用できる。また、これらの方法で、付着した液を取り除いた後、乾燥させるため、加熱することも可能である。好ましくは、５０〜１００℃程度の温度で数分から数時間保持する。

なお、被成膜部材は、上記した第２の溶液と接触させた後に、上記した第３の溶液と接触させる。この場合、第３の溶液との接触方法、温度、時間等の接触条件は、上記した第１の溶液との接触の場合と同様である。
また、被成膜部材は、上記した第３の溶液と接触させた後に、上記した第４の溶液と接触させる。この場合、第２の工程における第３の溶液及び第４の溶液との接触方法と、第３の溶液との接触から第４の溶液との接触への移行方法、温度、時間等の条件は、上記した第１の溶液との接触から上記した第２の溶液との接触への移行方法及び条件と同様である。

そして、被成膜部材を上記した第４の溶液と接触させることで、保持器本体８ａ上において金属酸化物層の表面に撥水撥油層が強固に形成された撥水撥油膜８ｂを有する保持器８(図１(ａ),(ｂ),(ｄ))を実現することができる。この後、液切り若しくは洗浄工程と、乾燥工程を行うことが好ましい。なお、これらの工程の具体的な方法、温度、時間等の条件は、第２の溶液との接触から第３の溶液との接触への移行方法及び条件と同様である。

なお、上記した実施の形態では、保持器本体８ａの表面全体に亘って撥水撥油膜８ｂを形成する場合を想定して説明したが、これに代えて、各ポケット８ｐの内面Ｐｓにのみ撥水撥油膜８ｂを形成し、これにより当該ポケット内周面Ｐｓに形成された複数の突起８ｔを覆うようにしてもよい。少なくとも各ポケット内周面Ｐｓに形成された複数の突起８ｔを覆うように撥水撥油膜８ｂを形成することにより、上記した実施の形態と同様の効果を実現することができる。

また、上記した実施の形態では、例えば図１(ｂ)に示すような一般的な冠形保持器８のポケット８ｐの形状を想定して説明したが、その変形例として、図１(ｃ)に示すような形状のポケット８ｐを有する保持器８にも、上記した実施の形態の構成を適用することが可能である。図１(ｃ)のポケット８ｐは、ポケット内周面Ｐｓに、開口Ｐｋに向けて互いに平行に立ち上げられた平面部８ｈが形成されており、それぞれの平面部８ｈには、当該平面部８ｈを一部突出させて形成された複数の突起（図示しない）が設けられている。これにより、上記した実施の形態と同様の効果を実現することができるが、特に、本変形例では、ポケット内周面Ｐｓと転動体(玉)６の表面との間に作用する油膜の剪断抵抗を、上記した実施の形態に比して“より”減少させることができる。

また、上述した実施の形態では、冠形保持器８を想定したが、これに代えて、例えば波形プレス保持器やアンギュラ玉保持器など種々のタイプのものにも、上記した実施の形態の構成を適用することが可能であり、これにより、同様の効果を実現することができることは言うまでもない。

また、上述した実施の形態とは異なる成膜方法を採用してもよい。例えば、保持器本体８ａの各部位のゴミや切削油等の不純物を十分に取り除いて清浄した後、図２(ａ)の玉軸受に封入される潤滑剤や軸受内部の雰囲気に対して揮発或いは溶解しない撥水撥油剤（例えば、上記した第１〜第４の溶液）を、当該保持器本体８ａの各部位に塗布して十分に乾燥させる。なお、ここで使用する撥水撥油剤としては、玉軸受に封入される潤滑剤がフッ素系潤滑剤でない場合には、フッ素系撥水撥油剤を適用すればよい。

８保持器
８ａ保持器本体
８ｂ撥水撥油膜
８ｐポケット
８ｔ突起
Ｐｓポケットの内面（ポケット内周面）

Claims

軸受内部において複数の転動体を回転自在に保持しながら、これら複数の転動体と共に軸受内部に沿って公転する玉軸受用保持器であって、
保持器は、複数の転動体を１つずつ回転自在に保持する複数のポケットを有する保持器本体と、各ポケットの内面を一部突出させて形成された複数の突起とを備えており、
保持器本体の表面には、少なくとも各ポケットの内面に形成された複数の突起を覆うように、撥水撥油膜が形成されていることを特徴とする玉軸受用保持器。
前記撥水撥油膜は、保持器本体の表面に金属酸化物層を形成し、この金属酸化物層の表面に撥水撥油層を形成して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の玉軸受用保持器。
前記複数の突起は、各ポケットに転動体が保持された状態において、当該突起に対して転動体の表面が接触することにより、当該ポケットの内面と転動体の表面との接触面積を限定することを特徴とする請求項１又は２に記載の玉軸受用保持器。