(57)【要約】【課題】案内輪の材料が軟質なために、ころ端面と衝突しても異音や振動が生じにくく、発生する摩耗粉を抑制する。【解決手段】外輪と、内輪と、複数の球面ころと、保持器と、案内輪とを備えた自動調心ころ軸受であって、前記外輪は、内周面に球状凹面である外輪軌道を設け、前記内輪は、外周面に上記外輪軌道と対向する１対の内輪軌道を設け、前記各球面ころは、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に２列に分けて両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられており、前記案内輪は、前記両列の球面ころの互いに対向する軸方向内端面同士の間に挟持され、材料として樹脂やゴムが用いられ、前記の案内輪の表面に潤滑性をもつ表面改質層が形成されている。【選択図】図１
2014159843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、内輪と、複数の球面ころと、保持器と、案内輪とを備えた自動調心ころ軸受であって、前記外輪は、内周面に球状凹面である外輪軌道を設け、前記内輪は、外周面に上記外輪軌道と対向する１対の内輪軌道を設け、前記各球面ころは、それぞれがビヤ樽形であり、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に２列に分けて両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられており、前記保持器は、上記各球面ころを転動自在に保持する複数のポケットを有し、前記案内輪は、前記両列の球面ころの互いに対向する軸方向内端面同士の間に挟持され、材料として樹脂やゴムが用いられ、前記の案内輪の表面に潤滑性をもつ表面改質層が形成されていることを特徴とする自動調心ころ軸受。
【請求項２】
前記表面改質層が、ダイヤモンドライクカーボンであることを特徴とする請求項１の自動調心ころ軸受。
【請求項３】
前記案内輪の材料の前記樹脂が、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレートなどのプラスチックか、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレートなどのエンジニアリングプラスチック、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルサルフォン、ポリスルホンなどのスーパーエンジニアリングプラスチックであることを特徴とする請求項１または２の自動調心ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二列のころが中央の案内輪を介して並設された自動調心ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動調心ころ軸受は、図１に示すように、外輪２と、内輪１と、複数の球面ころ３と、保持器４と、案内輪５とを備える。このうちの外輪２は、内周面に球状凹面である外輪軌道２ａを設けている。又、上記内輪１は、外周面に上記外輪軌道２ａと対向する１対の内輪軌道１ａを設けている。又、上記各球面ころ３は、それぞれがビヤ樽形のもので、上記外輪軌道２ａと内輪軌道１ａとの間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けられている。又、上記保持器４は、上記各球面ころ３を転動自在に保持する複数のポケットを有する。更に、上記案内輪５は、上記両列の球面ころ３の互いに対向する軸方向内端面同士の間に挟持されている。
【０００３】
この案内輪５は、２列のころ３の間に、これらころ列を離間させるように配置されているとともに、内輪側軌道１ａの間に形成された肩部１ｂと保持器４の内周面によって案内されている。従って、この案内輪５には、回転速度の異なる内輪１、保持器４、およびころ３の端面の摺接による摩耗が発生する。
【０００４】
そこで、この案内輪５の摩耗を低減すべく、これらの部材間の潤滑性を向上させる試みが種々なされている。例えば、特許文献１には、ころ３と案内輪５の温度上昇の抑制のために、案内輪５の部位に潤滑剤含有ポリマが充填されているものが提案されている。また、特許文献２には、異音を抑制するために樹脂製の案内輪が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１―３０２３２号
【特許文献２】特開２００５―２４０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように潤滑剤を含有させるとポリマは軟化するために摩耗しやすくなるという問題がある。また、特許文献２のもので異音を抑制はできるものの、やはりころ端面との間で生じる摩耗粉が多く、樹脂に含まれているフィラーなどが軌道の摺動面に入り込んで振動の発生源となるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記の課題を鑑みたものであり、案内輪の材料が軟質なために、ころ端面と衝突しても異音や振動が生じにくく、発生する摩耗粉を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために本発明は、外輪と、内輪と、複数の球面ころと、保持器と、案内輪とを備えた自動調心ころ軸受であって、前記外輪は、内周面に球状凹面である外輪軌道を設け、前記内輪は、外周面に上記外輪軌道と対向する１対の内輪軌道を設け、前記各球面ころは、それぞれがビヤ樽形であり、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に２列に分けて両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられており、前記保持器は、上記各球面ころを転動自在に保持する複数のポケットを有し、前記案内輪は、前記両列の球面ころの互いに対向する軸方向内端面同士の間に挟持され、材料として樹脂やゴムが用いられ、前記の案内輪の表面に潤滑性をもつ表面改質層が形成されていることを特徴とする。また、前記表面改質層が、ＣＶＤプラズマ処理などによって形成されるダイヤモンドライクカーボンであることが好ましい。また、前記案内輪の材料の前記樹脂が、一般的にプラスチックと呼ばれるような、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどが好ましい。その中でも特に耐熱性に優れ、機械的強度もあるエンジニアリングプラスチックとして、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレートなどのプラスチック、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレートなどが好ましい。また、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルサルフォン、ポリスルホンなどのスーパーエンジニアリングプラスチックであれば、耐熱性という観点から非常に好ましい。またゴムとしては、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム等があげられる。なお、上記の高分子材料には機械強度や耐熱性、潤滑性の向上のために、カーボンブラック、シリカ、二硫化モリブデン、ポリテトラフルオロエチレン、グラファイト、炭酸カルシウム、クレー、タルク、水酸化アルミニウム等の粒子や、補強材、酸化防止剤、潤滑油等の添加剤が含まれていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
案内輪の材料が軟質なために、ころ端面と衝突しても異音や振動が生じにくく、発生する摩耗粉を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】自動調心ころ軸受の構造を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明について詳細に説明する。自動調心ころ軸受は、図１に示すように、外輪２と、内輪１と、複数の球面ころ３と、保持器４と、案内輪５とを備える。このうちの外輪２は、内周面に球状凹面である外輪軌道２ａを設けている。又、上記内輪１は、外周面に上記外輪軌道２ａと対向する１対の内輪軌道１ａを設けている。又、上記各球面ころ３は、それぞれがビヤ樽形のもので、上記外輪軌道２ａと内輪軌道１ａとの間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けられている。又、上記保持器４は、上記各球面ころ３を転動自在に保持する複数のポケットを有する。更に、上記案内輪５は、上記両列の球面ころ３の互いに対向する軸方向内端面同士の間に挟持されている。
【００１２】
この案内輪５は、２列のころ３の間に、これらころ列を離間させるように配置されているとともに、内輪側軌道１ａの間に形成された肩部１ｂと保持器４の内周面によって案内されている。その案内輪は、高分子材料である樹脂やゴムを材料とし、射出成形により作製されており、前記の案内輪の表面に潤滑性をもつ表面改質層が形成されていることを特徴とする。これにより軸受の回転中での振動や異音を大幅に抑制することができ、さらに摩耗粉などの発生も抑制することができる。
【００１３】
なお、潤滑性に優れDLCの成膜方法としては、真空（真空度１．３Ｐａ）又は大気圧のアルゴン−水素混合ガスに高周波電力（周波数３０ｋＨ、電圧４００Ｖ）を印加して電離させ、発生したプラズマを板状試料の表面に所定時間吹き付けた。すなわち、真空下の場合は１時間、大気圧下の場合は５分間吹き付けた。なお、アルゴン−水素混合ガスのガス混合比（体積比）は、アルゴン：水素＝５．５：１である。また、プラズマの発生口と板状試料との距離は２ｃｍである。
【００１４】
実施例１と比較例２の案内輪には、ポリアミド（PA）が用いられており、実施例1の表面には潤滑性に優れたDLC膜が形成されている。また、実施例２と比較例３の案内輪には、耐熱性に優れたスーパーエンジニアリングプラスチックの一つであるポリフェニレンスルファイド（PPS）が用いられており、実施例２の表面には潤滑性に優れたDLC膜が形成されている。また、比較例１の案内輪としてＨＶが８００ほどの硬質な炭素鋼Ｓ４５Ｃでも試験を行なった。
【００１５】
呼び番号２２２１１（内径：５５ｍｍ、外径：１００ｍｍ、幅：２５ｍｍ）の自動調心ころ軸受を、以下の方法で作製した。前記外輪２、前記内輪１、及び前記ころ３において、高炭素クロム軸受鋼二種（ＳＵＪ２）からなる素材を所定形状に加工した後、８２０〜８４０℃で１時間加熱保持することによる焼入れ処理と、１６０〜１８０℃で２時間保持することによる焼戻し処理とからなる熱処理を行った。次に、研削加工を行い、外輪軌道面２ａの表面粗さ（Ｒａ）を調節した。次に、外輪２と、内輪１と、複数のころ３と、鋼製の保持器４とを用いて、自動調心ころ軸受を組み立て、以下の条件で発熱と振動測定試験を行った。
【００１６】
〔試験条件〕
回転速度：１５００ｍｉｎ-1
試験荷重：５０００Ｎ
潤滑油：ＦＢＫオイルＲｏ６８
【００１７】
（表１）
2014159843.tif 000003
【００１８】
振動と摩耗量の数値は、比較例１のＳ４５Ｃの振動値と摩耗量を１としたときの、割合を示す。上記実施形態においては、比較例１に比べて実施例は振動が少なかった。またＰＡ、ＰＰＳのいずれにおいても表面のＤＬＣによって外輪温度、振動、摩耗量が減少することが確認できた。
【符号の説明】
【００１９】
１    内輪
１ａ  内輪軌道
１ｂ  肩部
２    外輪
２ａ  外輪軌道
３    球面ころ
４    保持器
５    案内輪
５ａ  案内輪外周
５ｂ  案内輪内周
【図１】
2014159843.tif 000004