JP2018028368A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】攪拌抵抗を抑制して低トルク化と潤滑剤の長寿命化を図ると共に、その攪拌抵抗の抑制のために設ける手段に起因する表面起点型はく離を抑制し得る転がり軸受を提供する。
【解決手段】この転がり軸受は、内輪１、外輪３、およびこれら内外輪１，２の軌道面１ａ，２ａ間に介在され保持器４を介して保持された複数の転動体３を有する。内輪１の外周面および外輪２の内周面の両方に、複数の短繊維が起立状態で面状に分布して並ぶ植毛部８が設けられる。植毛部８は、短繊維に他の箇所よりも強度が弱い弱部が設けられている。植毛部８は、例えば、短繊維の一部を切り欠いた切欠部により、前記弱部が形成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、転がり軸受に関し、寿命の低下を抑制することができる技術に関する。

転がり軸受において、潤滑特性の向上を図る技術が提案されている。
１．軌道輪の軌道面、転動体の転動面に潤滑被膜を形成する（特許文献１）。
２．封入されるグリースの改良（特許文献２）。
３．波形保持器において、多角形状のポケット部を形成する（特許文献３）。

特許第５０４５８０６号公報 特許第３３３０７５５号公報 特開２００７−２９２１９５号公報 特開２０１５−１９４２５６号公報 特開２０１４−１８０１号公報

特許文献１では、軌道輪の軌道面等に高い精度で潤滑被膜を形成する必要があり、製造コストも高くなる。
特許文献２では、グリースに起因する攪拌抵抗のため、回転トルクが大きくなる。
特許文献３では、特殊形状の保持器を用いることで回転トルクの低減を図り得る。しかし、多角形状のポケット部を形成する分、製造コストの増加および軸受寿命の低下につながる。

このような課題に対して、本件出願人は、軸受部材の転動体との接触表面以外で潤滑剤と接触する内部部材の表面に、繊維を植毛してなる植毛部が設けられた転がり軸受を提案している（特許文献４）。前記植毛部の毛に潤滑剤を保持させることで、攪拌抵抗を抑制して低トルク化とグリースの長寿命化を行っている。

しかし、内部部材に繊維を植毛した植毛部を有する転がり軸受において、使用中に、前記植毛部が折損または欠損し、その折損または欠損によって脱落した脱落部が転がり軸受内で異物として滞留するおそれがある。前記転がり軸受において、前記異物の噛み込みによって生じる圧痕から、表面起点型はく離が生じて短寿命となる問題があり（特許文献５）、前記植毛部からの脱落部である異物により、前記表面起点型はく離を生じる恐れがある。

この発明の目的は、攪拌抵抗を抑制して低トルク化と潤滑剤の長寿命化を図ると共に、その攪拌抵抗の抑制のために設ける手段に起因する表面起点型はく離を抑制し得る転がり軸受を提供することである。

この発明における第１の発明の転がり軸受は、内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在された複数の転動体を有する転がり軸受において、
前記内外輪のいずれか一方または両方における、軸受空間内の摺動面以外の表面部分に、複数の短繊維が起立状態で面状に分布して並ぶ植毛部が設けられ、
この植毛部は、前記短繊維に他の箇所よりも強度が弱い弱部が設けられている。

この構成によると、軌道輪に設けられた植毛部に潤滑剤が保持される。これにより、潤滑剤の撹拌抵抗およびせん断を抑制することができ、低トルク化と潤滑剤の長寿命化を図ることができる。このような植毛部は、例えば、特殊形状の保持器を用いる従来技術等よりも、簡単に構成することができ、製造コストの低減を図ることができる。
転がり軸受の使用中、短繊維が折損または欠損することによって脱落した脱落部が異物として転がり軸受内で滞留するおそれがあるが、短繊維に他の箇所よりも強度が弱い前記弱部が設けられていることで、短繊維に折損または欠損を生じる場合、弱部が設けられる箇所で生じることになる。これにより、弱部が設けられていない短繊維よりも、前記脱落部の粒径を小さくすることができる。例えば、短繊維の直径寸法、弱部が設けられる箇所等を制限することにより、脱落部の粒径をより確実に小さくすることができる。
この脱落部が異物として軌道面に噛み込まれたとしても、短繊維に弱部が設けられていない場合と比較して、軌道面に生じる圧痕を小さくすることができる。これにより、表面起点型はく離を抑制することができ、よって軸受の寿命低下を抑えることができる。

この発明における第２の発明の転がり軸受は、内輪、外輪、これら内外輪の軌道面間に介在され保持器を介して保持される複数の転動体、および内外輪間に形成される環状の軸受空間の一端または両端を密封するシール部材を有する転がり軸受において、
前記保持器および前記シール部材のいずれか一方または両方における、軸受空間内の摺動面以外の表面部分に、複数の短繊維が起立状態で面状に分布して並ぶ植毛部が設けられ、
この植毛部は、前記短繊維に他の箇所よりも強度が弱い弱部が設けられている。

この構成によると、植毛部に潤滑剤が保持されることで、第１の発明と同様に、低トルク化と潤滑剤の長寿命化を図ることができる。また製造コストの低減を図ることができる。
また植毛部には前述の弱部が設けられていることにより、短繊維に折損または欠損を生じる場合、弱部が設けられる箇所で生じることになる。これにより、弱部が設けられていない短繊維よりも、前記脱落部の粒径を小さくすることができる。例えば、短繊維の直径寸法、弱部が設けられる箇所等を制限することにより、脱落部の粒径をより確実に小さくすることができる。
この脱落部が異物として軌道面に噛み込まれたとしても、短繊維に弱部が設けられていない場合と比較して、軌道面に生じる圧痕を小さくすることができる。これにより、表面起点型はく離を抑制することができ、よって軸受の寿命低下を抑えることができる。

前記植毛部は、前記短繊維の直径が０．７ｍｍ以下であり、且つ、前記短繊維の長手方向に沿って０．７ｍｍ以下の間隔に前記弱部が設けられていても良い。ところで軌道面に生じる圧痕が大きくなる程、表面起点型はく離が生じる確率が高まる。また軌道面に生じる圧痕が、ある直径寸法以下であれば、軸受寿命に大きく影響する表面起点型はく離を抑制することができることが明らかとなっている。
前記ある直径寸法は、設計等によって任意に定める直径寸法であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方により適切な直径寸法が求まる。本件出願人は、寿命試験を行うことにより、転がり軸受の内外輪の軌道面または転動体の転動面に生じた圧痕の大きさと、その圧痕に伴う軸受の寿命の低下率を調べ、ある大きさ以下の圧痕は、寿命に影響を与えないことを確認した。この試験によれば、転がり軸受の内外輪の軌道面または転動体の転動面に形成される圧痕の大きさが１．３ｍｍ以下であれば、転がり軸受の寿命の低下をある程度のレベル（圧痕の無いものに対して寿命比０．６）に抑えることが可能である。したがって、前記ある直径寸法は、例えば１．３ｍｍと定められる。また実験により、異物の粒径と、圧痕の大きさの関係を確認したところ、異物の粒径を０．７ｍｍ以下とすることにより、軌道面等に生じ得る圧痕は１．３ｍｍ以下となる。
この構成によれば、短繊維の直径が０．７ｍｍ以下であり、且つ、前記短繊維の長手方向に沿って０．７ｍｍ以下の間隔に前記弱部が設けられていることで、短繊維が折損または欠損することによって脱落した脱落部（異物）を、例えば、粒径０．７ｍｍ以下にすることができる。この脱落部が異物として軌道面に噛み込まれたとしても、軌道面に生じる圧痕をある直径寸法以下とすることで、表面起点型はく離を抑制することができ、よって軸受の寿命低下を抑えることができる。

前記植毛部は、前記短繊維が、潤滑性能を有する固体の粉末粒子および結合材を含むものであっても良い。この場合、脱落した短繊維自体を軸受の潤滑性能に寄与させることで、表面起点型はく離の発生を抑えることができる。
前記潤滑性能を有する固体の粉末粒子としては、例えば、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、ふっ化黒鉛、窒化ケイ素等が挙げられる。

前記植毛部は、潤滑性能を有するプラスチックを含む前記短繊維を備えたものであっても良い。この場合、脱落した短繊維自体を、軸受の潤滑性能に寄与させることで、表面起点型はく離の発生を抑えることができる。
前記潤滑性能を有するプラスチックとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン (polytetrafluoroethylene,略称：ＰＴＦＥ)、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリアミド、ポリイミド、高密度ポリエチレン等が挙げられる。

前記植毛部は、前記短繊維の一部を切り欠いた切欠部により、前記弱部が形成されているものであっても良い。この場合、短繊維から脱落する脱落部を切欠部の箇所でより確実に脱落させることができる。これにより、短繊維から脱落した脱落部は、弱部が設けられていない短繊維よりも、脱落部の粒径を容易に小さくすることができる。
前記植毛部は、前記短繊維の一部を扁平形状とした扁平部により、前記弱部が形成されているものであっても良い。この場合、短繊維から脱落する脱落部を扁平部の箇所でより確実に脱落させることができる。これにより、短繊維から脱落した脱落部は、弱部が設けられていない短繊維よりも、脱落部の粒径を容易に小さくすることができる。

前記植毛部は、前記短繊維の一部を他の箇所よりも小径化した小径部により、前記弱部が形成されているものであっても良い。この場合、短繊維から脱落する脱落部を小径部の箇所でより確実に脱落させることができる。これにより、短繊維から脱落した脱落部は、弱部が設けられていない短繊維よりも、脱落部の粒径を容易に小さくすることができる。

前記植毛部は、前記短繊維中に分散させた固体粉により、前記弱部が形成されているものであっても良い。この場合、短繊維から脱落する脱落部を固体粉のある箇所でより確実に脱落させることができる。また短繊維中に固体粉を分散させるだけで弱部が容易に形成されることから、製造コストの低減を図れる。

前記固体粉は、潤滑性能を有する固体の粉末粒子を含むものであっても良い。この場合、脱落した脱落部自体を、軸受の潤滑性能に寄与させることができる。
前記潤滑性能を有する固体の粉末粒子としては、例えば、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、ふっ化黒鉛、窒化ケイ素等が挙げられる。

前記植毛部は、隣接する前記短繊維が互いに交差するように設けられるものであっても良い。この場合、例えば、静電吹付け植毛により、隣接する前記短繊維が互いに交差するように設けられる。

この発明における第１の発明の転がり軸受は、内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在された複数の転動体を有する転がり軸受において、前記内外輪のいずれか一方または両方における、軸受空間内の摺動面以外の表面部分に、複数の短繊維が起立状態で面状に分布して並ぶ植毛部が設けられ、この植毛部は、前記短繊維に他の箇所よりも強度が弱い弱部が設けられている。このため、攪拌抵抗を抑制して低トルク化と潤滑剤の長寿命化を図ると共に、その攪拌抵抗の抑制のために設ける手段に起因する表面起点型はく離を抑制し得る。

この発明における第２の発明の転がり軸受は、内輪、外輪、これら内外輪の軌道面間に介在され保持器を介して保持される複数の転動体、および内外輪間に形成される環状の軸受空間の一端または両端を密封するシール部材を有する転がり軸受において、前記保持器および前記シール部材のいずれか一方または両方における、軸受空間内の摺動面以外の表面部分に、複数の短繊維が起立状態で面状に分布して並ぶ植毛部が設けられ、この植毛部は、前記短繊維に他の箇所よりも強度が弱い弱部が設けられている。このため、攪拌抵抗を抑制して低トルク化と潤滑剤の長寿命化を図ると共に、その攪拌抵抗の抑制のために設ける手段に起因する表面起点型はく離を抑制し得る。

この発明の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。 （Ａ）同転がり軸受の植毛部の拡大断面図、（Ｂ）同植毛部の短繊維の部分拡大図である。 同転がり軸受の内輪の外周面を外径側から見た一部破断した平面図である。 同転がり軸受の植毛対象物に静電植毛加工を施す原理を概略示す図である。 この発明の他の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。 同転がり軸受の植毛部の拡大断面図である。 同転がり軸受の保持器の一部破断した平面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受の植毛部の拡大図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受の植毛部の拡大断面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。 （ａ）は圧痕の大きさと寿命低下率との関係を示す図、（ｂ）は異物の粒径と圧痕の大きさとの関係を示す図である。

この発明の実施形態に係る転がり軸受を図１ないし図４と共に説明する。
図１は、この転がり軸受を軸受軸心Ｌ１を含む平面で切断して見た断面図である。同図１に示すように、この転がり軸受は、内輪１、外輪２、転動体３、保持器４、およびシール部材５を有する。この例の転がり軸受は、転動体３を玉とした深溝玉軸受である。内外輪１，２の軌道面１ａ，２ａ間に複数の転動体３が介在され、これら転動体３は保持器４により保持されている。内外輪１，２および転動体３は、例えば、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼や、マルテンサイト系のステンレス鋼等からなる。ただし、これらの鋼に限定されるものではない。

内外輪１，２間に形成される環状の軸受空間の両端をそれぞれシール部材５，５で密封している。この転がり軸受の軸受空間Ｓ１内には、潤滑剤としてのグリースが初期封入される。
グリースは、通常、転がり軸受に用いられるグリースであれば制限なく用いることができる。グリースを構成する基油としては、例えば、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油等の鉱油、ポリブテン油、ポリ−α−オレフィン油、アルキルベンゼン油、アルキルナフタレン油等の炭化水素系合成油、または、天然油脂やポリオールエステル油、りん酸エステル油、ジエステル油、ポリグリコール油、シリコーン油、ポリフェニルエーテル油、アルキルジフェニルエーテル油、フッ素化油等の非炭化水素系合成油等が挙げられる。これらの潤滑油は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

グリースを構成する増ちょう剤としては、例えば、アルミニウム石けん、リチウム石けん、ナトリウム石けん、複合リチウム石けん、複合カルシウム石けん、複合アルミニウム石けん等の金属石けん系増ちょう剤、ジウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア系化合物、ＰＴＦＥ樹脂等のフッ素樹脂粉末が挙げられる。これらの増ちょう剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

また、潤滑剤には、必要に応じて公知の添加剤を添加できる。添加剤としては、例えば、有機亜鉛化合物、有機モリブデン化合物等の極圧剤、アミン系、フェノール系、イオウ系化合物等の酸化防止剤、イオウ系、リン系化合物等の摩耗抑制剤、多価アルコールエステル等の防錆剤、ポリメタクリレート、ポリスチレン等の粘度指数向上剤、二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤、エステル、アルコール等の油性剤等が挙げられる。

保持器４は、円周方向に沿って所定間隔で配設された半球状膨出部を有する二枚の環状保持板が軸方向に組み合わされたいわゆる波形保持器である。各環状保持板は、円周方向に沿って配設される半球状膨出部と、円周方向に隣合う半球状膨出部を繋ぐ平坦部とを有する。これら環状保持板が組み合わされた状態で、平坦部同士が重ね合わされ、これら平坦部がリベットまたは係合爪等を介して連結される。また各半球状膨出部が対向して、リング状のポケットが形成される。各ポケットに転動体３が保持される。各環状保持板は、例えば、冷間圧延鋼の帯鋼のプレス加工品である。

外輪２の内周面には、シール部材５を嵌合固定するシール取付溝２ｂが形成されている。内輪１の外周面には、シール溝１ｂが形成されている。このシール溝１ｂの内面に、シール部材５の内周部分にあるシールリップ部５ａがラジアル方向に接触する。すなわちこのシール部材５は、シールリップ部５ａが内輪１のシール溝１ｂに接する接触シールである。 シール部材５は、環状の芯金６と、この芯金６に一体に固着される弾性部材７とを有する。シール部材５の全体は、例えば、ゴム材を加硫成型して形成され、この加硫成型時に芯金６が弾性部材７に固着される。

植毛部等について説明する。
図２（Ａ）は、この転がり軸受の植毛部８の拡大断面図であり、図１の一部を拡大した図である。図２（Ｂ）は、同植毛部８の短繊維９の部分拡大図である。図３は、内輪１の外周面を外径側から見た一部破断した平面図である。図１、図２（Ａ）および図３に示すように、内輪１の外周面および外輪２の内周面に、複数の短繊維９が環状に並ぶ植毛部８が設けられている。この植毛部８は、内外輪１，２の軸受空間内における摺動面以外の表面部分である、内輪１の外周面および外輪２の内周面に、複数の短繊維９が起立状態で面状に分布して並ぶ。

植毛部８は、例えば、静電植毛（Electrostatic flocking）を用いて、内輪１の外周面および外輪２の内周面に、複数の短繊維９を植毛し得る。前記静電植毛とは、植毛対象物に接着剤１０を塗布し、高電圧電極により静電界を作り、その静電吸引力で短繊維９を接着剤１０に立毛させる技術である。

図４は、転がり軸受の植毛対象物に静電植毛加工を施す原理を概略示す図である。同図４に示すように、ケーシング１１内の底面に電極板１２が設けられ、ケーシング１１内における上部に植毛対象物Ｗが支持可能である。植毛対象物Ｗと電極板１２に高電圧を印加可能に構成される。付着させたい短繊維９を電極板１２上に置き、植毛対象物Ｗと電極板１２に印加すると、高電圧により上下間に電界が発生し、短繊維９に分極が起こる。

その結果、短繊維９のマイナス電荷が植毛対象物Ｗに引き付けられ接着剤層に付着する。その後、接着剤層を乾燥する乾燥工程および仕上げ工程等を行う。植毛技術の特長は、植毛対象物Ｗが複雑な形状でも容易に且つ均一に加工できること、金属・プラスチック・紙等の植毛対象物Ｗの材質を選ばないことが挙げられる。この静電植毛の場合、内輪１の外周面および外輪２の内周面のような曲面部においても、多量の短繊維９を短時間で密に各面に垂直に植毛できることから、静電植毛を採用することが好ましい。

短繊維９としては、例えば、
（１）潤滑性能を有する固体の粉末粒子、およびこれら粉末粒子同士を結合する結合材（粉末粒子等）を含む短繊維、または、
（２）潤滑性能を有するプラスチックを含む短繊維が挙げられる。

（１）における前記潤滑性能を有する固体の粉末粒子としては、例えば、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、ふっ化黒鉛、窒化ケイ素等が挙げられる。結合材としては、ピッチタール、合成樹脂等が挙げられる。
（２）における前記潤滑性能を有するプラスチックとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン (polytetrafluoroethylene,略称：ＰＴＦＥ)、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリアミド、ポリイミド、高密度ポリエチレン等が挙げられる。
（１）の粉末粒子等のいずれか一つが単独で用いられてもよく、二種以上が併用されても良い。（２）のプラスチックのいずれか一つが単独で用いられてもよく、二種以上が併用されても良い。（１）の粉末粒子等の少なくともいずれか一つと、（２）のプラスチックの少なくともいずれか一つとが併用される場合もある。

接着剤１０としては、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂等を主成分とする接着剤が挙げられる。例えば、ウレタン樹脂溶剤系接着剤、エポキシ樹脂溶剤系接着剤、酢酸ビニル樹脂溶剤系接着剤、アクリル樹脂系エマルジョン接着剤、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン接着剤、酢酸ビニル系エマルジョン接着剤、ウレタン樹脂系エマルジョン接着剤、エポキシ樹脂系エマルジョン接着剤、ポリエステル系エマルジョン接着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体系接着剤等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

図２（Ｂ）に示すように、この植毛部８は、短繊維９の直径Ｄ１が１９μｍ以上０．７ｍｍ以下であり、且つ、この短繊維９の長手方向に沿って１９μｍ以上０．７ｍｍ以下の間隔Ｌ２で他の箇所よりも強度が弱い弱部１５が設けられている。具体的にこの例では、植毛部８は、短繊維９の一部を切り欠いた切欠部１６により、前記弱部１５が形成されている。

短繊維９の外周面の一部が、例えば、短繊維９の長手方向に直交する方向に沿って円弧状に切欠き形成されることで、弱部１５が形成される。この弱部１５は、後加工により形成されても良いし、短繊維９の形成時に予め弱部１５が形成されるようにすることも可能である。なお図２（Ｂ）の例では、弱部１５が設けられる間隔Ｌ２は一定間隔となっているが、一定間隔に必ずしも限定されるものではない。
また植毛部８は、単位面積あたりに短繊維９が占める割合が、例えば１０％〜３０％となるように設けられている。但し、この割合に限定されるものではない。

以上説明した転がり軸受によれば、内輪１の外周面および外輪２の内周面に設けられた植毛部８にグリースが保持される。これにより、グリースの撹拌抵抗およびせん断を抑制することができ、低トルク化とグリースの長寿命化を図ることができる。このような植毛部８は、例えば、特殊形状の保持器を用いる従来技術等よりも、簡単に構成することができ、製造コストの低減を図ることができる。

転がり軸受の使用中、短繊維９が折損または欠損することによって脱落した脱落部が異物として転がり軸受内で滞留するおそれがあるが、短繊維９に他の箇所よりも強度が弱い弱部１５が設けられていることで、短繊維９に折損または欠損を生じる場合、弱部１５が設けられる箇所で生じることになる。これにより、弱部が設けられていない短繊維よりも、前記脱落部の粒径を小さくすることができる。例えば、短繊維９の直径寸法、弱部１５が設けられる箇所等を制限することにより、脱落部の粒径をより確実に小さくすることができる。
この脱落部が異物として軌道面１ａ，２ａに噛み込まれたとしても、短繊維に弱部が設けられていない場合と比較して、軌道面１ａ，２ａに生じる圧痕を小さくすることができる。これにより、表面起点型はく離を抑制することができ、よって軸受の寿命低下を抑えることができる。

また植毛部８は、短繊維９の直径Ｄ１が０．７ｍｍ以下であり、且つ、短繊維９の長手方向に沿って０．７ｍｍ以下の間隔Ｌ２に弱部１５が設けられている。ところで軌道面１ａ，２ａに生じる圧痕が大きくなる程、表面起点型はく離が生じる確率が高まる。また軌道面１ａ，２ａに生じる圧痕が、ある直径寸法以下であれば、軸受寿命に大きく影響する表面起点型はく離を抑制することができることが明らかとなっている。

本件出願人は、寿命試験を行うことにより、転がり軸受の内外輪の軌道面または転動体の転動面に生じた圧痕の大きさと、その圧痕に伴う軸受の寿命の低下率を調べ、ある大きさ以下の圧痕は、寿命に影響を与えないことを確認した。
図１２（ａ）は圧痕の大きさと寿命低下率との関係を示す図であり、図１２（ｂ）は異物の粒径と圧痕の大きさとの関係を示す図である。試験条件は、転がり軸受として、主要寸法（内径、外径、幅）がφ３０ｍｍ×φ６２ｍｍ×１７．２５ｍｍの円すいころ軸受を用い、ラジアル荷重１７．６５ｋＮ、アキシアル荷重１．４７ｋＮ、軸回転速度２０００ｍｉｎ^−１としている。

この試験によれば、図１２（ａ）に示すように、転がり軸受の内外輪の軌道面または転動体の転動面に形成される圧痕の大きさが１．３ｍｍ以下であれば、転がり軸受の寿命の低下をある程度のレベル（圧痕の無いものに対して寿命比０．６）に抑えることが可能である。したがって、前記ある直径寸法は、例えば１．３ｍｍと定められる。また実験により、異物の粒径と、圧痕の大きさの関係を確認したところ、図１２（ｂ）に示すように、異物の粒径を０．７ｍｍ以下とすることにより、軌道面等に生じ得る圧痕は１．３ｍｍ以下となる。

この構成によれば、短繊維９の直径Ｄ１が０．７ｍｍ以下であり、且つ、短繊維９の長手方向に沿って０．７ｍｍ以下の間隔Ｌ２に前記弱部が設けられていることで、短繊維９が折損または欠損することによって脱落した脱落部（異物）を、例えば、粒径０．７ｍｍ以下にすることができる。この脱落部が異物として軌道面１ａ，２ａに噛み込まれたとしても、軌道面１ａ，２ａに生じる圧痕を定められた直径寸法以下とすることで、表面起点型はく離を抑制することができ、よって軸受の寿命低下を抑えることができる。例えば、軌道面１ａ，２ａに圧痕が生じていない圧痕無しの転がり軸受に対して、寿命比０．６に抑えることができる。

植毛部８が、潤滑性能を有する固体の粉末粒子および結合材を含む短繊維９を備えている場合、脱落した短繊維自体を軸受の潤滑性能に寄与させることで、表面起点型はく離の発生を抑えることができる。
植毛部８が、潤滑性能を有するプラスチックを含む短繊維９を備えている場合にも、脱落した短繊維自体を軸受の潤滑性能に寄与させることで、表面起点型はく離の発生を抑えることができる。

植毛部８は、短繊維９の一部を切り欠いた切欠部１６により、弱部１５が形成されている。このため、短繊維９から脱落する脱落部を切欠部１６の箇所でより確実に脱落させることができる。これにより、短繊維９から脱落した脱落部は、弱部が設けられていない短繊維よりも、脱落部の粒径を容易に小さくすることができる。したがって、表面起点型はく離を抑制し得る。

他の実施形態について説明する。
以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

図５〜図７に示すように、植毛部８は、保持器４の外周面および内周面に、複数の短繊維９が環状に並ぶように設けられても良い。この例では、保持器４における環状保持板１３の半球状膨出部１３ａおよび平坦部１３ｂの外周縁部に、複数の短繊維９が起立状態で面状に分布して並ぶ。これと共に、前記環状保持板１３の半球状膨出部１３ａおよび平坦部１３ｂの内周縁部に、複数の短繊維９が起立状態で面状に分布して並ぶ。

この例では、保持器４の外周面および内周面に、接着剤１０が塗布された後、前述したように静電植毛により、複数の短繊維９が接着剤層に付着される。その後、前記乾燥工程および仕上げ工程等が行われる。
このような保持器４に設けられる植毛部８は、既存の保持器に対して、複数の短繊維を後加工するだけで足り、例えば、特殊形状の保持器を用いる従来技術等よりも、簡単に構成することができ、製造コストの低減を図ることができる。その他前述の実施形態と同様の作用効果を奏する。

図８（ａ）に示すように、植毛部８は、短繊維９の一部を扁平形状とした扁平部１７により、弱部１５が形成されているものであっても良い。図８（ａ）左側の図は、この植毛部８の各短繊維９の一部を拡大して示す正面図であり、図８（ａ）右側の図は、同各繊維９の一部を拡大して示す右側面図である。短繊維９の外周面の一部が、図８（ａ）左側に示す正面視において他の箇所よりも幅広の矩形状に、図８（ａ）右側に示す右側面視において、他の箇所よりも幅狭の矩形状となるように扁平部１７が形成されている。

この扁平部１７と他の箇所との繋ぎ部は、図８（ａ）左側に示す正面視において他の箇所から扁平部１７に向かうに従って幅広となるテーパ形状に形成され、図８（ａ）右側に示す右側面視において、他の箇所から扁平部１７に向かうに従って幅狭となるテーパ形状に形成されている。このような弱部１５は、後加工により形成されても良いし、短繊維９の形成時に予め弱部１５が形成されるようにすることも可能である（後述する図８（ｂ），（ｃ）においても同様である）。

図８（ｂ）に示すように、植毛部８は、短繊維９の一部を他の箇所よりも小径化した小径部１８により、弱部１５が形成されているものであっても良い。小径部１８と他の箇所との繋ぎ部は、他の箇所から小径部１８に向かうに従って次第に小径となるテーパ形状に形成されている。

図８（ｃ）に示すように、植毛部８は、短繊維９中に分散させた固体粉１９により、弱部１５が形成されているものであっても良い。前記固体粉１９は、例えば、潤滑性能を有する固体の粉末粒子を含む。この潤滑性能を有する固体の粉末粒子としては、例えば、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、ふっ化黒鉛、窒化ケイ素等が挙げられる。

図９に示すように、植毛部８は、隣接する短繊維９が互いに交差するように設けられるものであっても良い。この例では、例えば、静電吹付け植毛（Fiber coat）により、隣接する短繊維９が長手方向中間付近で互いに交差するように設けられる。前記静電吹付け植毛は、前述の静電植毛と略同じ原理であるが、短繊維９をエアーで接着剤層に吹付けることで、短繊維９が基材表面１４に対して一定の角度αで傾き固定される特徴がある。短繊維９としては、前述のいずれかの弱部が設けられている。

図１０に示すように、冠形の保持器４Ａを備えた転がり軸受において、植毛部８が、保持器４Ａおよびシール部材５における、軸受空間Ｓ１内における摺動面以外の表面部分に、複数の短繊維９が起立状態に面状に分布して並ぶようにしても良い。この例では、保持器４Ａの外周面および内周面に複数の短繊維９が環状に並び、シール部材５における軸受空間Ｓ１側の内側面に複数の短繊維９が環状に並ぶように設けられている。

このような保持器４Ａおよびシール部材５にそれぞれ設けられる植毛部８は、既存の保持器４Ａ、シール部材５に対して、それぞれ複数の短繊維９を後加工するだけで足り、例えば、特殊形状の保持器を用いる従来技術等よりも、簡単に構成することができ、製造コストの低減を図ることができる。

図１１に示すように、保持器無しの総玉軸受において、短繊維に弱部が設けられた植毛部８を、内外輪１，２に設けても良い。
各実施形態では、軸受の両端にシール部材を設けたが、軸受の片側端のみにシール部材を設けても良い。
シール部材は、非接触シールとしても良いし、金属製の鋼板のみから成る非接触シールとしても良い。
また転がり軸受において、シール部材が無いいわゆるオープンタイプとしても良い。

潤滑剤として、グリースに代えて潤滑油を用いても良い。
転がり軸受は、深溝玉軸受に限定されるものではなく、例えば、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、自動調心玉軸受、自動調心ころ軸受、４点接触玉軸受、クロスローラー軸受、各種スラスト軸受等にも適用可能である。

以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１…内輪
２…外輪
１ａ，２ａ…軌道面
３…軌道面
４，４Ａ…保持器
５…シール部材
８…植毛部
９…短繊維
１５…弱部
１６…切欠部
１７…扁平部
１８…小径部
１９…固体粉

Claims (11)

1. 内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在された複数の転動体を有する転がり軸受において、
   前記内外輪のいずれか一方または両方における、軸受空間内の摺動面以外の表面部分に、複数の短繊維が起立状態で面状に分布して並ぶ植毛部が設けられ、
   この植毛部は、前記短繊維に他の箇所よりも強度が弱い弱部が設けられている転がり軸受。
2. 内輪、外輪、これら内外輪の軌道面間に介在され保持器を介して保持される複数の転動体、および内外輪間に形成される環状の軸受空間の一端または両端を密封するシール部材を有する転がり軸受において、
   前記保持器および前記シール部材のいずれか一方または両方における、軸受空間内の摺動面以外の表面部分に、複数の短繊維が起立状態で面状に分布して並ぶ植毛部が設けられ、
   この植毛部は、前記短繊維に他の箇所よりも強度が弱い弱部が設けられている転がり軸受。
3. 請求項１または請求項２に記載の転がり軸受において、前記植毛部は、前記短繊維の直径が０．７ｍｍ以下であり、且つ、前記短繊維の長手方向に沿って０．７ｍｍ以下の間隔に前記弱部が設けられている転がり軸受。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の転がり軸受において、前記植毛部は、前記短繊維が、潤滑性能を有する固体の粉末粒子および結合材を含む転がり軸受。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の転がり軸受において、前記植毛部は、潤滑性能を有するプラスチックを含む前記短繊維を備えた転がり軸受。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の転がり軸受において、前記植毛部は、前記短繊維の一部を切り欠いた切欠部により、前記弱部が形成されている転がり軸受。
7. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の転がり軸受において、前記植毛部は、前記短繊維の一部を扁平形状とした扁平部により、前記弱部が形成されている転がり軸受。
8. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の転がり軸受において、前記植毛部は、前記短繊維の一部を他の箇所よりも小径化した小径部により、前記弱部が形成されている転がり軸受。
9. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の転がり軸受において、前記植毛部は、前記短繊維中に分散させた固体粉により、前記弱部が形成されている転がり軸受。
10. 請求項９に記載の転がり軸受において、前記固体粉は、潤滑性能を有する固体の粉末粒子を含む転がり軸受。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の転がり軸受において、前記植毛部は、隣接する前記短繊維が互いに交差するように設けられる転がり軸受。

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