(57)【要約】【課題】ゴムの膨潤を促進する成分を含む液体が存在する環境で使用されても、ゴム製のシール部材が膨潤しない転がり軸受を提供することである。【解決手段】ゴム製のリップシール７の軸受空間の外側に向けられた表面７ａに、撥水性のあるダイヤモンドライクカーボンの連続皮膜１１ａを形成することにより、リップシール７のゴムが外部の液体に直接曝されるのを防止し、液体がゴムの膨潤を促進する成分を含むものであっても、その膨潤を抑制できるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道輪間の軸受空間をゴム製のシール部材でシールした転がり軸受において、前記シール部材の少なくとも軸受空間の外側に向けられた表面に、ダイヤモンドライクカーボンの皮膜を形成したことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記ダイヤモンドライクカーボンの皮膜を、マイクロクラックのない連続皮膜とした請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記ダイヤモンドライクカーボンの皮膜を、しわを有する皮膜とした請求項１または２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記シール部材が相手方の軸受部材と摺接する部位に形成される前記ダイヤモンドライクカーボンの皮膜を、しわのない皮膜とした請求項３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、軌道輪間の軸受空間をゴム製のシール部材でシールした転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受の軸受空間をシールするリップシール等のシール部材には、ニトリルゴム等のゴム素材が用いられている。このようなゴム製のシール部材を用いる転がり軸受は、例えば、外部に圧延潤滑油やロール冷却水等の液体が飛散する圧延機の圧延ロールや補強ロール等の支持に使用されると、これらの液体に曝されるゴム製のシール部材が膨潤し、シール部材の変形や弾性変形能の低下によってシール性が低下する。このため、このような液体が多い環境で使用される転がり軸受のシール部材には、耐膨潤性が比較的優れたフッ素ゴムが多く用いられている。
【０００３】
一方、圧延機で圧延される圧延材は多様化しており、強度が非常に高い難加工材や板厚が非常に薄い極薄材も増加している。例えば、センジミア圧延機等の多段圧延機でこのような圧延材を圧延する際には、水を主成分とするエマルションタイプの圧延潤滑油に極圧剤等の添加剤を添加し、圧延材をできるだけ高圧下率の少ないパス回数で効率よく圧延するようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような圧延潤滑油等に添加される添加剤にはゴムの膨潤を促進する成分を含むものがあり、圧延ロールや補強ロール等を支持する転がり軸受のシール部材に耐膨潤性が優れたフッ素ゴムを用いても、その膨潤を抑制できない問題が生じてきている。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、ゴムの膨潤を促進する成分を含む液体が存在する環境で使用されても、ゴム製のシール部材が膨潤しない転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、軌道輪間の軸受空間をゴム製のシール部材でシールした転がり軸受において、前記シール部材の少なくとも軸受空間の外側に向けられた表面に、ダイヤモンドライクカーボンの皮膜を形成した構成を採用した。
【０００７】
すなわち、ゴム製のシール部材の少なくとも軸受空間の外側に向けられた表面に、撥水性のあるダイヤモンドライクカーボンの皮膜を形成することにより、シール部材のゴムが外部の液体に直接曝されるのを防止し、液体がゴムの膨潤を促進する成分を含むものであっても、その膨潤を抑制できるようにした。
【０００８】
なお、ダイヤモンドライクカーボンの皮膜は、高周波プラズマＣＶＤ法やイオン化蒸着法等で形成することができ、撥水性を有することのほかに低い摩擦係数の表面を形成することが知られており、各種摺動部品の摩耗防止を目的として実用化が進められている。また、高周波プラズマＣＶＤ法における高周波電力のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことにより、基材温度の上昇を６０℃程度に抑えて、ゴムや樹脂等の基材にも皮膜を形成でき、かつ、皮膜にフレキシビリティを持たせることができることも知られている。
【０００９】
前記ダイヤモンドライクカーボンの皮膜を、マイクロクラックのない連続皮膜とすることにより、外部の液体がダイヤモンドライクカーボンの皮膜を浸透するのを防止し、シール部材のゴムの膨潤をより確実に抑制することができる。摺動用途のダイヤモンドライクカーボン皮膜は、硬度が高くてマイクロクラックを有する断続皮膜とされているが、成膜条件を変えて皮膜の硬度を低下させることにより、マイクロクラックのない連続皮膜を形成することができる。
【００１０】
前記ダイヤモンドライクカーボンの皮膜を、しわを有する皮膜とすることにより、しわの伸縮による大きなフレキシビリティを持たせることができる。したがって、相手方の軸受部材に対するシール部材の接触圧力を大きくして、シール性を高めることができる。
【００１１】
前記シール部材が相手方の軸受部材と摺接する部位に形成される前記ダイヤモンドライクカーボンの皮膜を、しわのない皮膜とすることにより、シール部材を相手方の軸受部材と密着させてシール性を確保することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の転がり軸受は、ゴム製のシール部材の少なくとも軸受空間の外側に向けられた表面に、撥水性のあるダイヤモンドライクカーボンの皮膜を形成したので、シール部材のゴムが外部の液体に直接曝されるのを防止して、液体がゴムの膨潤を促進する成分を含むものであっても、その膨潤を抑制することができる。
【００１３】
前記ダイヤモンドライクカーボンの皮膜を、マイクロクラックのない連続皮膜とすることにより、外部の液体がダイヤモンドライクカーボンの皮膜を浸透するのを防止し、シール部材のゴムの膨潤をより確実に抑制することができる。
【００１４】
前記ダイヤモンドライクカーボンの皮膜を、しわを有する皮膜とすることにより、しわの伸縮による大きなフレキシビリティを持たせることができ、相手方の軸受部材に対するシール部材の接触圧力を大きくして、シール性を高めることができる。
【００１５】
前記シール部材が相手方の軸受部材と摺接する部位に形成される前記ダイヤモンドライクカーボンの皮膜を、しわのない皮膜とすることにより、シール部材を相手方の軸受部材と密着させてシール性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この転がり軸受は、多段圧延機の補強ロールとしてのバックアップロールベアリングとして用いられるものであり、図１に示すように、回転する外輪１と固定軸（図示省略）に装着される内輪２との間の軸受空間に、２列のころ３が外輪１の鍔１ａ、内輪２の鍔２ａおよび間座４で軸方向位置を規制されて、保持器５に保持されている。軸受空間の両端部は、外輪１に固定されたホルダ６に取り付けられたニトリルゴム製のリップシール７と、内輪２に固定された相手方の接触部材である受け部材８との間で外部とシールされている。ホルダ６は止め輪９で外輪１の内径面段差部に固定され、その基端部にはＯリング１０が装着されている。
【００１７】
図２に拡大して示すように、前記リップシール７の軸受空間の外側に向けられた表面７ａには、ダイヤモンドライクカーボンのしわを有する連続皮膜１１ａが形成され、リップシール７が受け部材８と摺接する部位の表面７ｂには、ダイヤモンドライクカーボンのしわのない連続皮膜１１ｂが形成されている。したがって、リップシール７の素材であるニトリルゴムに、軸受空間の外側に飛散する圧延潤滑油やロール冷却水等の液体が接触するのが遮断され、ニトリルゴムの膨潤が確実に抑制される。なお、リップシール７の軸受空間の内側を向く表面７ｃには、ダイヤモンドライクカーボンの皮膜は形成されていない。
【００１８】
前記各連続皮膜１１ａ、１１ｂは、高周波プラズマＣＶＤ法における高周波電力のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことにより、リップシール７の温度上昇を６０℃程度に抑えて形成したものである。各連続皮膜１１ａ、１１ｂの膜厚は約１μｍとされ、いずれもリップシール７の弾性変形に追随するフレキシビリティを有する。特に、軸受空間の外側に向けられた広い表面７ａに形成された連続皮膜１１ａは、そのしわの伸縮による大きなフレキシビリティを有する。
【００１９】
上述した実施形態では、転がり軸受のシール部材としてのリップシールの表面にダイヤモンドライクカーボンの皮膜を形成したが、この皮膜を形成するシール部材は、ニトリルゴムやフッ素ゴム等のゴム製のものであればよく、リップシールに限定されることはない。また、ダイヤモンドライクカーボンの皮膜は、シール部材の全表面に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】転がり軸受の実施形態を示す一部省略縦断面図
【図２】図１の要部拡大断面図
【符号の説明】
【００２１】
１  外輪
２  内輪
１ａ、２ａ  鍔
３  ころ
４  間座
５  保持器
６  ホルダ
７  リップシール
７ａ、７ｂ、７ｃ  表面
８  受け部材
９  止め輪
１０  Ｏリング
１１ａ、１１ｂ  連続皮膜
【図１】
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【図２】
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