(57)【要約】【課題】微細な硬質異物に対する耐性に優れた転がり軸受を提供する。【解決手段】内輪１１および外輪１２と、内輪１１と外輪１２の間に配置され、複数のポケット部１５を有する保持器１４とを備え、軸受外部から連続的に供給される潤滑油によって軸受内部が冷却される転がり軸受１０において、ポケット部１５を画成するポケット面１６が、層状固体潤滑剤２１からなる厚み１０μｍ以下の潤滑皮膜２０で被覆され、内側軌道面１１ｂおよび外側軌道面１２ｂの表層部と、ボール１３の表層部との少なくとも一方に、硬度のピークが表面にあり、厚さ方向で硬度が徐々に低下する硬質層が設けられている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側軌道面を有する内輪と、外側軌道面を有する外輪と、前記内側軌道面と前記外側軌道面の間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪と前記外輪の間に配置され、複数の前記転動体を保持する複数のポケット部を有する保持器とを備え、軸受外部から連続的に供給される潤滑油により軸受内部が冷却される転がり軸受において、
前記ポケット部の画成面が、層状固体潤滑剤からなる厚み１０μｍ以下の潤滑皮膜で被覆され、
前記内側軌道面および前記外側軌道面の表層部と、前記転動体の表層部との少なくとも一方に、硬度のピークが表面にあり、厚さ方向で硬度が徐々に低下する硬質層が設けられていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記潤滑皮膜が、前記層状固体潤滑剤を投射材としたブラスト処理により形成されている請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記層状固体潤滑剤が、炭素系又は遷移金属ジカルコゲナイド系の固体潤滑剤である請求項１又は２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記保持器が、前記内輪又は前記外輪と摺動する摺動面を有し、該摺動面が、前記潤滑皮膜、又は自己潤滑性を有する軟質金属の皮膜で被覆されている請求項１〜３の何れか一項に記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記硬質層が、窒化処理又は浸炭処理により形成されている請求項１〜４の何れか一項に記載の転がり軸受。
【請求項６】
前記内輪が、軸方向で分割され、それぞれが前記内側軌道面の一部および残部を有する第１および第２の分割内輪を備え、
前記転動体としてのボールが、前記第１の分割内輪に設けられた前記内側軌道面の一部および前記第２の分割内輪に設けられた前記内側軌道面の残部のそれぞれと一点で接触すると共に、前記外側軌道面と一点で接触する３点接触玉軸受である、請求項１〜５の何れか一項に記載の転がり軸受。
【請求項７】
ガスタービン装置の内部に配置され、主軸、又は該主軸の回転を受けて回転する従動回転部材を回転自在に支持する、請求項１〜６の何れか一項に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に関し、特に、高温環境下で高速回転する軸を支持するために用いられ、軸受外部から連続的に供給される潤滑油により軸受内部が潤滑・冷却される転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、転がり軸受は、内側軌道面を有する内輪と、外側軌道面を有する外輪と、内側軌道面と外側軌道面の間に転動自在に配された複数の転動体と、内外輪間に配置され、複数の転動体を所定間隔で保持する保持器とを備える。
【０００３】
例えば、ガスタービン装置の主軸のように、２００℃超の高温環境下で高速回転する軸を支持するために用いられる転がり軸受においては、軸受内部（部材同士の摺動部）の冷却効率を高めるために、ジェット潤滑、あるいはアンダーレース潤滑と称される潤滑方式が採用される場合が多い。ジェット潤滑とは、軸受外部に配置した給油ノズルから、内外輪間の開口部を介して軸受内部に潤滑油を高圧で連続的に供給（噴射）する潤滑方式であり、アンダーレース潤滑とは、回転側となる内輪の内側軌道面に開口した給油孔を介して軸受内部に潤滑油を連続的に供給する潤滑方式である。
【０００４】
上記の転がり軸受の運転時には、主軸が高速回転することに関連して、保持器と転動体との摺動部や、保持器と軌道輪（内輪および外輪の何れか一方）との摺動部において大きな摩擦が繰り返し生じる。このような摩擦が繰り返されることによる焼付きの発生を可及的に防止するため、保持器の表面には、例えば下記の特許文献１に記載されているように、自己潤滑性を有する軟質金属（例えば、銀）からなり、２５〜５０μｍ程度の膜厚を有するめっき皮膜が形成される場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３４４８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のジェット潤滑等、潤滑油が連続的に供給される潤滑方式が採用される転がり軸受においては、軸受外部への潤滑油の排出性を担保するため、グリース潤滑タイプの転がり軸受に通常設けられるようなシール部材を内外輪間の開口部に配置することができない。そのため、この種の転がり軸受の内部空間には、微細な硬質異物（例えば、数μｍ〜数十μｍ程度の金属粉やカーボン粉）が侵入し易い。このような異物が転がり軸受の内部空間に侵入した場合に、保持器表面に前述のような銀めっき皮膜が形成されていると、上記異物が銀めっき皮膜に埋没する可能性がある。特に、銀めっき皮膜のうち、転動体を収容・保持するポケット部の画成面（ポケット面）を被覆する部位に上記異物が埋没すると、高速回転する転動体が上記異物と繰り返し摺動することで摩耗・損傷等し易くなるため、軸受性能に悪影響が及ぶ可能性が高まる。
【０００７】
上記の問題は、例えば、保持器の表面（特にポケット面）を、ＤＬＣ皮膜等の硬質皮膜で被覆することで可及的に解消し得るとも考えられる。しかしながら、ＤＬＣ皮膜は、それ自体が高硬度であるため、仮にその一部が脱落等することで生成された皮膜片が部材同士の摺動部に噛み込まれた場合には、転動体等を摩耗・損傷させる要因になり得る。
【０００８】
なお、軸受性能の安定化を図る上では、保持器以外の部材も上記異物に対する耐性を具備していることが望ましいと言える。
【０００９】
以上の実情に鑑み、本発明の課題は、軸受外部から連続的に供給される潤滑油によって軸受内部が潤滑・冷却される転がり軸受において、微細な硬質異物に対する耐性を高め、所望の軸受性能を長期間に亘って安定的に維持可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために創案された本発明は、内側軌道面を有する内輪と、外側軌道面を有する外輪と、内側軌道面と外側軌道面の間に転動自在に配された複数の転動体と、内輪と外輪の間に配置され、複数の転動体を保持する複数のポケット部を有する保持器とを備え、軸受外部から連続的に供給される潤滑油により軸受内部が冷却される転がり軸受において、ポケット部の画成面が、層状固体潤滑剤からなる厚み１０μｍ以下の潤滑皮膜で被覆され、内側軌道面および外側軌道面の表層部と、転動体の表層部との少なくとも一方に、硬度のピークが表面にあり、厚さ方向で硬度が徐々に低下する硬質層が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
層状固体潤滑剤は、一般に、耐熱性に優れた結晶が積層した構造を有し、隣接する結晶同士が微弱な結合力（層間結合力）でもって結合している。そのため、層状固体潤滑剤からなる潤滑皮膜でポケット部の画成面（ポケット面）を被覆すれば、当該転がり軸受が高温環境下で使用される場合でも、ポケット面に高い潤滑性（耐焼付き性）を長期間に亘って安定的に付与することができる。また、潤滑皮膜の膜厚が１０μｍ以下であれば、軸受内部に微細な硬質異物が侵入した場合でも、硬質異物が潤滑皮膜に埋没する可能性、すなわち異物が転動体とポケット面との間に滞留する可能性を効果的に低減することができる。これにより、転動体が硬質異物と繰り返し摺動することによる転動体の摩耗・損傷に起因した軸受性能の低下を防止することができる。さらに、層状固体潤滑剤（の結晶）は比較的軟質であることから、潤滑皮膜の一部が脱落等することで生成された皮膜片が部材同士の摺動部に噛み込まれた場合でも、転動体等が摩耗・損傷等する可能性を効果的に減じることができる。
【００１２】
また、内側軌道面および外側軌道面の表層部と、転動体の表層部との少なくとも一方に、硬度のピークが表面にあり、厚さ方向で硬度が徐々に低下する硬質層を設けておけば、両軌道面および／又は転動体の表面形状を変化させることなく、硬質異物に対する耐性を高めることができる。このため、転動体の転動性、ひいては軸受性能を長期間に亘って良好な状態に保つことができる。
【００１３】
本発明によれば、以上で述べた作用効果が相俟って、異物耐性に優れ、所望の軸受性能を長期間に亘って安定的に維持する転がり軸受を提供することが可能となる。
【００１４】
上記の潤滑皮膜は、例えば、層状固体潤滑剤を投射材としたブラスト処理により形成することができる。この場合、潤滑被膜は、無数の層状固体潤滑剤（の粒子）が相互に密着した層状固体潤滑剤の集合体で構成され、かつ潤滑皮膜を構成する無数の層状固体潤滑剤のうちポケット面に隣接する層状固体潤滑剤は、ブラスト処理によってポケット面に形成された微小凹部に密着する。そのため、高い潤滑性能を有し、かつポケット面に対して強固に固着した潤滑皮膜を容易に実現できる。
【００１５】
以上の構成において、層状固体潤滑剤としては、例えば、グラファイトに代表される炭素系の固体潤滑剤、又は二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）や二硫化タングステン（ＷＳ2）に代表される遷移金属ジカルコゲナイド系の固体潤滑剤を使用することができる。
【００１６】
保持器が内輪又は外輪と摺動する摺動面を有する場合、この摺動面は、上記潤滑皮膜（ポケット面に形成する潤滑皮膜と同種の潤滑皮膜）、又は自己潤滑性を有する軟質金属の皮膜（めっき皮膜）で被覆しても良い。
【００１７】
上記硬質層は、窒化処理又は浸炭処理により形成することができる。
【００１８】
以上で述べた本発明は、内輪が、軸方向で分割され、それぞれが内側軌道面の一部および残部を有する第１および第２の分割内輪を備え、転動体としてのボールが、第１の分割内輪に設けられた内側軌道面の一部および第２の分割内輪に設けられた内側軌道面の残部のそれぞれと一点で接触すると共に、外側軌道面と一点で接触する、いわゆる３点接触玉軸受に好ましく適用することができる。
【００１９】
本発明に係る転がり軸受は、前述したような特徴を有することから、ガスタービン装置の内部に配置され、ガスタービンの主軸、又はこの主軸の回転を受けて回転する従動回転部材を回転自在に支持する用途に好ましく使用することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上より、本発明によれば、軸受外部から連続的に供給される潤滑油によって軸受内部が潤滑・冷却される転がり軸受、すなわち微細な硬質異物が軸受内部に侵入し易い転がり軸受において、上記異物に対する耐性を高め、所望の軸受性能を長期間に亘って安定的に維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ガスタービンエンジンの一構成例を概念的に示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る転がり軸受の縦断面図である。
【図３】図２に示す転がり軸受を構成する保持器の概略斜視図である。
【図４】図２の要部拡大断面図である。
【図５】（ａ）図は、潤滑皮膜の形成初期段階を模式的に示す図、（ｂ）図は、潤滑皮膜の一部を拡大して示す概念図である。
【図６】保持器の部分拡大図である。
【図７】他の実施形態に係る保持器の概略斜視図である。
【図８】他の実施形態に係る保持器の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１に、本発明に係る転がり軸受を備えたガスタービン装置の一構成例を概念的に示す。同図に示すガスタービン装置は、主に航空機用のエンジンとして使用されるターボファンエンジンであって、空気を吸入するファン２と、吸入した空気の一部を圧縮する圧縮機３と、圧縮空気に燃料を噴射して燃焼させることにより燃焼ガスを発生させる燃焼室４と、燃焼室４で生じた燃焼ガスによって高速回転するタービン５とを備えており、圧縮機３のロータおよびタービン５を装着した主軸６が軸方向に離間した複数箇所（図示例では２箇所）に配置された転がり軸受１０によって回転自在に支持されている。
【００２４】
上記のターボファンエンジン１において、主軸６は、１〜５×１０4ｒｐｍ程度の高速で回転する。そのため、主軸６に内輪が装着される転がり軸受１０のＤＮ値（支持すべき軸の軸径ｄ［ｍｍ］に回転数ｎ［ｒｐｍ］を乗じて算出される値）は概ね３０万以上である。また、ターボファンエンジン１の内部温度は、燃焼室４で発生する燃焼ガス等の影響により２００℃を超える。さらに、ターボファンエンジン１の内部空間では、金属粉やカーボン粉等、最大径が数μｍ〜数十μｍ程度の微細な硬質異物が無数に浮遊・飛翔している。従って、本発明に係る転がり軸受１０は、２００℃超の高温で、かつ微細な硬質異物が無数に浮遊・飛翔する過酷環境下においても、高速回転する主軸６を長期間に亘って精度良く支持し得るような構成を有する。以下、本発明の実施形態に係る転がり軸受１０について詳細に説明する。
【００２５】
図２に、本発明の一実施形態に係る転がり軸受１０の縦断面図を示す。この転がり軸受１０は、外周面１１ａに内側軌道面１１ｂを有する内輪１１と、内周面１２ａに外側軌道面１２ｂを有する外輪１２と、両軌道面１１ｂ，１２ｂ間に転動自在に配された複数の転動体（ボール）１３と、内輪１１と外輪１２の間に配された円環状の保持器１４とを備える玉軸受であり、より詳細には、内輪１１が主軸６（図１参照）の外周に装着された状態で使用される内輪回転型の３点接触玉軸受である。すなわち、内輪１１は、その軸方向中央部で分割された一対の分割内輪（第１の分割内輪１１Ａおよび第２の分割内輪１１Ｂ）を有し、ボール１３は、第１の分割内輪１１Ａに設けられた第１内側軌道面１１ｂ１、第２の分割内輪１１Ｂに設けられた第２内側軌道面１１ｂ２および外輪１２の外側軌道面１２ｂに対して接触している。内側軌道面１１ｂは、第１内側軌道面１１ｂ１と第２内側軌道面１１ｂ２の協働で形成される。
【００２６】
本実施形態の内輪１１は、内側軌道面１１ｂの溝底付近で２分割されており、第１の分割内輪１１Ａと第２の分割内輪１１Ｂの対向二面間には所定寸法の軸方向隙間を設けることができる（図２においては、軸方向隙間を示していない）。このような軸方向隙間を設けておけば、転がり軸受１０を軸方向一方側に付勢するアキシャル荷重が作用すると、ボール１３は、第１内側軌道面１１ｂ１（又は第２内側軌道面１１ｂ２）および外側軌道面１２ｂのそれぞれと一点で接触（アンギュラ接触）した状態で回転し、これとは逆に、転がり軸受１０を軸方向他方側に付勢するアキシャル荷重が作用すると、ボール１３は、第２内側軌道面１１ｂ２（又は第１内側軌道面１１ｂ１）および外側軌道面１２ｂのそれぞれと一点で接触した状態で回転可能である。従って、ラジアル方向およびアキシャル双方向の荷重を受けることができる、という特徴を有する。
【００２７】
前述のとおり、転がり軸受１０は、２００℃超の高温環境下で高速回転する主軸６を支持するものであり、内輪１１と外輪１２の間の環状空間Ｓにグリースを充填するいわゆるグリース潤滑では、軸受内部を十分に潤滑・冷却することができない。このため、転がり軸受１０においては、軸受外部から潤滑油を連続的に供給することによって軸受内部を冷却する潤滑方式が採用される。本実施形態では、転がり軸受１０の軸方向外側、具体的には、内輪１１と外輪１２の間の開口部の軸方向外側に配置した給油ノズル３０から環状空間Ｓに向けて潤滑油を高圧で連続的に供給（噴射）する、いわゆるジェット潤滑を採用している。給油ノズル３０から環状空間Ｓに次々に供給される潤滑油は、内輪１１と外輪１２の間の開口部を介して軸受外部に排出される。このように、ジェット潤滑を採用した場合、内輪１１と外輪１２の間の開口部が潤滑油の供給口および排出口として機能することから、内輪１１と外輪１２の間の開口部には、グリース潤滑タイプの転がり軸受に通常設けられるシール部材が配置されない。従って、（無潤滑の状態においては）保持器１４の両端面やボール１３の外表面の一部は、外気（大気）に露出している。
【００２８】
内輪１１および外輪１２は、転がり軸受１０が高温環境下で高速回転する主軸６の支持に用いられることに鑑み、特に、高温での機械的強度および靱性が高く、疲労寿命が長く、かつ寸法変化が小さい、などという特性を有する鋼材、例えば耐熱軸受鋼で形成される。耐熱軸受鋼としては、ＡＭＳ６４９２規格のＭ５０、あるいはＡＭＳ２３１５規格のＭ５０ＮｉＬを使用することができる。Ｍ５０とは、主に、０．７７〜０．８５質量％の炭素、０．２５質量％以下の珪素、０．３５質量％以下のマンガン、０．１５質量％以下のニッケル、３．７５〜４．２５質量％のクロム、４〜４．５質量％のモリブデンおよび０．９〜１．１質量％のバナジウムを含有し、残部鉄および不可避的不純物からなる鋼材である。また、Ｍ５０ＮｉＬとは、主に、０．１１〜０．１５質量％の炭素、０．１〜０．２５質量％の珪素、０．１５〜０．３５質量％のマンガン、３．２〜３．６質量％のニッケル、４〜４．２５質量％のクロム、４〜４．５質量％のモリブデンおよび１．１３〜１．３３質量％のバナジウムを含有し、残部鉄および不可避的不純物からなる鋼材である。
【００２９】
内輪１１のうち内側軌道面１１ｂ（１１ｂ１，１１ｂ２）の表層部には、内輪１１の他領域よりも高硬度の硬質層Ａ1が形成されている。硬質層Ａ1は、硬度のピークが表面にあり、その厚さ方向で硬度が徐々に低下する（要するに、表面側から内輪１１の厚さ方向中央部側に向けて硬度が徐々に低下する）層である。このような硬質層Ａ1は、焼入硬化処理が施されると共に完成品形状に仕上げられた内輪１１（の素形材）に対して、窒化処理を施すことによって形成される。窒化処理の手法としては、ガス窒化、ガス軟窒化、プラズマ窒化などがあるが、この中でも、処理前後で被処理材の表面性状に変化が生じ難く後加工を省略することができ、しかも処理時間が比較的短いプラズマ窒化が好ましい。また、外輪１２のうち外側軌道面１２ｂの表層部には、内側軌道面１１ｂの表層部に形成した硬質層Ａ1と同様の硬質層Ａ2が形成されている。なお、内側軌道面１１ｂの表層部に形成すべき硬質層Ａ1および外側軌道面１２ｂの表層部に形成すべき硬質層Ａ2の何れか一方又は双方は、浸炭処理で形成することもできる。
【００３０】
ボール１３は、例えば、内輪１１および外輪１２と同様に耐熱軸受鋼で形成される。本実施形態において、ボール１３の表層部には、図４に模式的に示すように、内側軌道面１１ｂおよび外側軌道面１２ｂの表層部に形成した硬質層Ａ1，Ａ2と同様の硬質層Ａ3が形成されている。すなわち、硬質層Ａ3は、硬度のピークがボール１３の外表面にあり、その厚さ方向で硬度が徐々に低下する層である。
【００３１】
保持器１４は、その外径面および内径面に開口したポケット部１５を有し、ポケット部１５は、周方向に所定間隔で複数設けられている。本実施形態において、ポケット部１５はボール１３を１個ずつ保持する。これにより、ボール１３は、内側軌道面１１ｂと外側軌道面１２ｂとで形成される円環状の軌道上に周方向所定間隔で保持される。本実施形態の保持器１４は、図３に模式的に示すように、その全体が一体的に設けられた、いわゆる一体型もみ抜き保持器であり、高い機械的強度と耐熱性を併せ持つ合金鋼、例えば、ニッケルクロムモリブデン鋼で形成される。好ましく使用できるニッケルクロムモリブデン鋼の具体例としては、ＡＭＳ６４４４規格のＳＡＥ４３４０を挙げることができる。なお、ＳＡＥ４３４０とは、概ね、１．８質量％のニッケル、０．８質量％のクロム、０．２５質量％のモリブデンおよび０．３８〜０．４３質量％の炭素を含み、残部鉄および不可避的不純物からなる鋼材である。
【００３２】
図４に拡大して示すように、保持器１４のうち、ボール１３を保持するポケット部１５の画成面（ポケット面）１６は潤滑皮膜２０で被覆されている。本実施形態の潤滑皮膜２０は、層状固体潤滑剤を投射材としたブラスト処理により形成され、その厚み（最大厚み）は１０μｍ以下とされる。層状固体潤滑剤としては、例えば、グラファイト（黒鉛）に代表される炭素系の固体潤滑剤、又は二硫化モリブデンや二硫化タングステンに代表される遷移金属ジカルコゲナイド系の固体潤滑剤を使用することができ、ここでは、二硫化モリブデンを使用している。
【００３３】
ポケット面１６に上記のブラスト処理を施すと、図５（ａ）に示すように、まず、投射された層状固体潤滑剤（の粒子）２１がポケット面１６に高速で衝突することによってポケット面１６に凹部１７が形成され、これと同時に、衝突した層状固体潤滑剤２１が凹部１７内に埋め込まれる。以後、ポケット面１６に向けて次々に投射される層状固体潤滑剤２１は、隣接する層状固体潤滑剤２１と密着するようにしてポケット面１６上に堆積する。従って、上記のブラスト処理によって形成された潤滑皮膜２０は、図５（ｂ）に模式的に示すように、接着剤等の結合材を介さずに、隣接する層状固体潤滑剤（の粒子）２１同士が相互に密着した層状固体潤滑剤２１の集合体で構成される。そして、潤滑皮膜２０を構成する無数の層状固体潤滑剤２１のうち、ポケット面１６に隣接する層状固体潤滑剤２１がポケット面１６に形成された凹部１７に埋め込まれて密着するため、潤滑皮膜２０はポケット面１６に対して強固に密着する。
【００３４】
本実施形態の転がり軸受１０において、保持器１４は外輪１２の内周面１２ａに案内される。すなわち、保持器１４の外周面１４ａは外輪１２と摺動する摺動面（案内面）であり、本実施形態では、図６に拡大して示すように、保持器１４の外周面１４ａも、ポケット面１６を被覆する潤滑皮膜２０と同種の潤滑皮膜２０で被覆されている。
【００３５】
前述したように、本発明に係る転がり軸受１０では、保持器１４のポケット面１６が層状固体潤滑剤２１からなる厚み１０μｍ以下の潤滑皮膜２０で被覆される。層状固体潤滑剤２１は、一般に、耐熱性に優れた結晶が積層した構造を有し、隣接する結晶同士が微弱な結合力でもって結合している。そのため、層状固体潤滑剤２１（無数の層状固体潤滑剤２１の集合体）からなる潤滑皮膜２０でポケット面１６を被覆しておけば、前述のような高温環境下で使用される転がり軸受１０のポケット面１６に高い潤滑性（耐焼付き性）を長期間に亘って安定的に付与することができる。
【００３６】
また、ジェット潤滑が採用される関係上、内外輪１１，１２間の開口部をシールすることができない転がり軸受１０は、ターボファンエンジン１内を浮遊・飛翔する微細な硬質異物が軸受内部（環状空間Ｓ）に侵入し易いが、潤滑皮膜２０の膜厚が１０μｍ以下であることにより、硬質異物が軸受内部に侵入した場合でも、硬質異物が潤滑皮膜２０に埋没する可能性、すなわちポケット面１６とボール１３の間に硬質異物が滞留する可能性を効果的に低減することができる。これにより、ボール１３が硬質異物と繰り返し摺動することによるボール１３の摩耗・損傷に起因した軸受性能の低下を防止することができる。また、層状固体潤滑剤２１（の結晶）は比較的軟質であることから、仮に潤滑皮膜２０の一部が脱落等することで生成された皮膜片が部材同士の摺動部に噛み込まれた場合でも、内輪１１、外輪１２、ボール１３および保持器１４が摩耗・損傷等する可能性は効果的に減じられる。
【００３７】
また、本実施形態では、保持器１４のうち、外輪１２との摺動面（外輪１２によって案内される案内面）である外周面１４ａも上記の潤滑皮膜２０で被覆していることから、保持器１４の外周面１４ａにも高い潤滑性（耐焼付き性）を長期間に亘って安定的に付与することができる。
【００３８】
また、ボール１３が転動する内側軌道面１１ｂおよび外側軌道面１２ｂの表層部、さらにはボール１３の表層部に、硬度のピークが表面にあり、その厚さ方向で硬度が徐々に低下する硬質層Ａ1，Ａ2，Ａ3をそれぞれ設けている。このようにすれば、両軌道面１１ｂ，１２ｂ、さらにはボール１３の表面形状を変化させることなく、硬質異物に対する耐性を高めることができる。このため、ボール１３の転動性、ひいては軸受性能を長期間に亘って良好な状態に保つことができる。なお、硬質層Ａ1，Ａ2を設けた場合には、硬質層Ａ3を必ずしも設ける必要はなく、また、硬質層Ａ3を設けた場合には、硬質層Ａ1，Ａ2を必ずしも設ける必要はないが、硬質層Ａ1，Ａ2，Ａ3を全て設けておけば、硬質異物に対する耐性を高める上で有利となる。
【００３９】
以上から、本発明によれば、高温、かつ微細な硬質異物が軸受内部に侵入し易い過酷環境で使用される転がり軸受１０においても、異物耐性に優れ、所望の軸受性能を長期間に亘って安定的に維持することのできる、信頼性に富む転がり軸受１０を実現することができる。
【００４０】
以上で説明した転がり軸受１０においては、一体型もみ抜き保持器を採用したが、保持器１４としては、図７に模式的に示すように、保持器１４の軸方向中央部で分割された（結合された）第１保持器１４Ａおよび第２保持器１４Ｂを有する分割型の保持器を採用しても良い。このようにすれば、一体型もみ抜き保持器を採用する場合に比べ、ポケット面１６を被覆する潤滑皮膜２０を形成し易くなるというメリットがある。但し、保持器１４全体としての強度が低下するというデメリットがあることから、要求特性等を考慮して、図２に示す一体型、あるいは図７に示す分割型の何れの保持器１４を使用するかを選択するのが好ましい。
【００４１】
また、以上で説明した転がり軸受１０においては、保持器１４の外周面１４ａ（外輪１２による案内面）を潤滑皮膜２０で被覆するようにしたが、外輪１２によって案内される保持器１４の外周面１４ａは、層状固体潤滑剤２１からなる潤滑皮膜２０に替えて、図８に示すように、例えば、銀、金等、自己潤滑性を有する軟質金属のめっき皮膜２２で被覆しても良い。なお、転がり軸受１０の運転時において、外輪１２によって案内される保持器１４の外周面１４ａの周速は、保持器１４のポケット面１６に収容・保持されたボール１３の自転速度に比べて低速であること、また、保持器１４の外周面１４ａを案内する外輪１２の内周面１２ａの精度は、ボール１３の外表面に必要とされる精度ほど厳しくないこと、などから、保持器１４の外周面１４ａに設ける皮膜は、潤滑性能を最優先に考えて良い。そのため、保持器１４の外周面１４ａを被覆する潤滑皮膜２０又は軟質金属のめっき皮膜２２は、ポケット面１６を被覆する潤滑皮膜２０のように膜厚の上限値を敢えて規定する必要はなく、ポケット面１６を被覆する潤滑皮膜２０よりも厚肉に形成しても構わない。
【００４２】
また、本発明は、上述のように保持器１４が外輪１２によって案内される外輪案内タイプの転がり軸受１０のみならず、保持器１４が内輪１１の外周面１１ａによって案内される内輪案内タイプの転がり軸受にも適用できる。この場合、保持器１４のうち、内輪１１の外周面１１ａとの摺動面となる内周面１４ｂには、上述した潤滑皮膜２０又は軟質金属のめっき皮膜２２を形成するのが好ましい。
【００４３】
また、以上で説明した転がり軸受１０においては、いわゆるジェット潤滑により軸受内部を潤滑・冷却するようにしたが、本発明は、いわゆるアンダーレース潤滑により軸受内部が潤滑・冷却される転がり軸受１０にも好ましく適用できる。詳細な図示は省略するが、アンダーレース潤滑を採用する場合、回転側となる内輪１１はその内側軌道面１１ｂに開口した給油孔を有し、この給油孔を介して軸受外部から軸受内部に潤滑油が連続的に供給される。
【００４４】
また、以上では、本発明に係る転がり軸受１０の具体例として、転動体としてのボール１３が内輪１１の内側軌道面１１ｂと２点で接触すると共に外輪１２の外側軌道面１２ｂと１点で接触する、いわゆる３点接触玉軸受を例示したが、本発明は、ボール１３が内側軌道面１１ｂおよび外側軌道面１２ｂとそれぞれ２点で接触する、いわゆる４点接触玉軸受にも適用できる。さらに、本発明は、転動体を円筒ころとした、いわゆる円筒ころ軸受にも適用できる。
【００４５】
また、以上では、本発明に係る転がり軸受１０を、ガスタービン装置の一種であるターボファンエンジンの主軸６支持用軸受として用いる場合を説明したが、転がり軸受１０は、その他の公知のガスタービン装置、例えば、ターボジェットエンジン、一軸式ガスタービン、二軸式ガスタービンなどにおいて、主軸、又は主軸の回転を受けて回転する従動回転部材の支持用軸受としても好適に用い得る。すなわち、転がり軸受１０は、航空機用のガスタービン装置のみならず、コージェネレーションシステムや非常用発電設備等、産業設備用のガスタービン装置にも好適に用い得る。
【００４６】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことである。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００４７】
１        ターボファンエンジン（ガスタービン装置）
６        主軸
１０      転がり軸受
１１      内輪
１１Ａ    第１の分割内輪
１１Ｂ    第２の分割内輪
１１ｂ    内側軌道面
１２      外輪
１２ｂ    外側軌道面
１３      ボール（転動体）
１４      保持器
１５      ポケット部
１６      ポケット面（ポケット部の画成面）
２０      潤滑皮膜
２１      層状固体潤滑剤
２２      めっき皮膜
Ａ1      硬質層
Ａ2      硬質層
Ａ3      硬質層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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