(57)【要約】【課題】  ころの端面とつば面との接触による発熱や摩耗が生じにくい複列ころ軸受を提供する。【解決手段】  柱部４ｂの先端側に配されたつば５，５に、該つば５，５の先端を覆うように、円筒ころ３の端面３ａと接触する環状部材７を取り付けた。そして、環状部材７の表面のうち円筒ころ３の端面３ａと接触する部分に、摺動抵抗低減膜９を形成した。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配設された複数のころと、前記内輪及び前記外輪の間に前記ころを保持する樹脂製の保持器と、を備えるとともに、前記保持器は、前記内輪及び前記外輪の円周方向に連続する円環部と、前記円環部から軸方向に突出する複数の柱部と、を備え、前記内輪及び前記外輪の少なくとも一方につばが形成された複列ころ軸受において、
前記柱部の先端側に配されたつばには、該つばの先端を覆うように、前記ころの端面と接触する環状部材が取り付けられており、該環状部材の表面のうち前記ころの端面と接触する部分には、摺動抵抗低減膜が形成されていることを特徴とする複列ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複列ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械は、生産性向上の要求からますます高速で主軸が回転されるようになっており、また、加工精度の向上も要求されている。よって、剛性を高くすることが有利である工作機械において主軸の支持に使用される円筒ころ軸受は、高速化がますます進んでいる。  従来は、円筒ころ軸受には銅合金製の保持器が使用されていたが、高速回転になると、比較的軟らかい銅合金製の保持器に摩耗が生じやすいという問題があった。そうすると、該摩耗で発生した摩耗粉によって潤滑剤が劣化して潤滑性が低下するため、円筒ころ軸受に焼き付きや損傷が生じるおそれがあった。
【０００３】
このようなことから、近年においては、耐摩耗性に優れた樹脂製の保持器が用いられる場合が多くなりつつある。ところが、樹脂は銅合金と比べて耐摩耗性は優れているものの、剛性や強度が劣っているので、樹脂製の保持器は剛性や強度が不十分となりやすいという問題があった。
そこで、高速回転でも好適に使用可能なころ軸受用合成樹脂製保持器が提案されている（特許文献１を参照）。この保持器は、円環部と該円環部から突出する複数の柱部とを備えており、少なくとも一部の柱部の先端には、柱部により区画されたポケット内に存在するころが当該ポケットから抜け出ることを防止する抜け止め片が設けてある。
【特許文献１】特開平１１−１６６５４４号公報
【特許文献２】特開２００２−２２７８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の保持器が組み込まれた複列ころ軸受は、ｄｍＮ１００万以上の高速回転で使用されると、柱部の先端側に配されたつばのつば面（ころを案内し保持する軸方向にほぼ垂直な面）ところの端面とに焼付きが生じる場合がある。
この焼付きは、前記両面の接触による発熱がグリース等の潤滑剤を劣化させるため、油膜が切れて生じるものと考えられる。特に、保持器における柱部の先端側には、潤滑剤を保持する空間が存在しないため、潤滑剤を保持する空間が存在する円環部側と比較して焼付きが生じやすい。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、ころの端面とつば面との接触による発熱や摩耗が生じにくい複列ころ軸受を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る複列ころ軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配設された複数のころと、前記内輪及び前記外輪の間に前記ころを保持する樹脂製の保持器と、を備えるとともに、前記保持器は、前記内輪及び前記外輪の円周方向に連続する円環部と、前記円環部から軸方向に突出する複数の柱部と、を備え、前記内輪及び前記外輪の少なくとも一方につばが形成された複列ころ軸受において、前記柱部の先端側に配されたつばには、該つばの先端を覆うように、前記ころの端面と接触する環状部材が取り付けられており、該環状部材の表面のうち前記ころの端面と接触する部分には、摺動抵抗低減膜が形成されていることを特徴とする。
このような構成であれば、ころの端面とつば面との接触による発熱や摩耗が抑制される。その結果、潤滑剤の劣化が抑制されるので、複列ころ軸受（特に、ころの端面及びつば面）に焼き付きや損傷が生じにくい。
【発明の効果】
【０００６】
以上のように、本発明の複列ころ軸受は、ころの端面と接触する摺動抵抗低減膜を有する環状部材を備えているので、ころの端面とつば面との接触による発熱や摩耗が生じにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明に係る複列ころ軸受の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る複列ころ軸受の一実施形態である複列円筒ころ軸受の構造を示す部分縦断面図である。図１の複列円筒ころ軸受１０は、内輪１と、外輪２と、内輪１と外輪２との間に転動自在に配設された２列の円筒ころ３と、各列の円筒ころ３をそれぞれ保持する樹脂製の保持器４，４と、で構成されており、内輪１と外輪２との間に形成される空隙部内には、図示しない潤滑剤が配されている。
【０００８】
また、保持器４は、複列円筒ころ軸受１０の円周方向に連続する円環部４ａと、円環部４ａから複列円筒ころ軸受１０の軸方向外方に突出する複数の柱部４ｂ，４ｂ，…と、で構成されており、複数の柱部４ｂは円周方向にわたって互いに等間隔に配されている。そして、各柱部４ｂの間に形成されるポケット４ｃに、円筒ころ３が転動自在に保持されるようになっている。
【０００９】
さらに、内輪１の外周面の軸方向両端部には、つば５，５が径方向外方に突出して設けられており、内輪１の外周面の軸方向中央部には、中つば６が径方向外方に突出して設けられている。
つば５，５及び中つば６のうち、柱部４ｂの先端が向いた側に配されているつば５，５には、該つば５，５の先端を覆うように、環状部材７が取り付けられている。すなわち、内輪１の外周面の軸方向両端部には、環状部材７が圧入によって固定されている。そして、環状部材７の表面のうち円筒ころ３の端面３ａと接触する部分には、摺動抵抗低減膜９が形成されている。
【００１０】
この摺動抵抗低減膜９の種類は、円筒ころ３の端面３ａと環状部材７とが接触した際に摺動抵抗を低減できるものであれば特に限定されるものではないが、硬質炭素膜（ダイヤモンドライクカーボン膜）やフッ素樹脂膜が好ましい。なお、ダイヤモンドライクカーボン膜を環状部材７に形成する場合には、まずチタン，ケイ素等からなる中間層を環状部材７に形成し、その上にダイヤモンドライクカーボン膜を形成することが好ましい。
【００１１】
また、環状部材７は、例えば軸受鋼等の金属で構成してもよいが、耐熱性樹脂（ポリエーテルエーテルケトン樹脂，ポリフェニレンサルファイド樹脂，熱可塑性ポリイミド樹脂等），チタン合金，比重３以下の軽金属で構成してもよい。そうすれば、高速回転時に自重による不釣り合いの悪影響（例えば、ラジアル荷重が増加する等）が生じることが軽減される。
【００１２】
このような複列円筒ころ軸受１０は、円筒ころ３の端面３ａが、環状部材７とつば５のつば面５ａ（円筒ころ３を案内し保持する軸方向にほぼ垂直な面）との両方に接触しているが、環状部材７の摺動抵抗低減膜９によって端面３ａと環状部材７との摺動抵抗が低減されるので、円筒ころ３の端面３ａとつば面５ａとの接触による発熱や摩耗が抑制される。その結果、潤滑剤の劣化が抑制されるので、複列円筒ころ軸受１０（特に、円筒ころ３の端面３ａ及びつば面５ａ）に焼き付きや損傷が生じにくい。
【００１３】
また、軸方向中央部の中つば６よりも軸方向両端部のつば５，５の方が、つば高さ（径方向の長さ）が高いので、内輪回転で使用される場合には（すなわち、環状部材７が内輪１に備えられ且つ内輪１が回転輪である場合には）、軸方向中央部と軸方向両端部とで内輪１の外周部分の回転速度に差が生じる（軸方向中央部よりも軸方向両端部の方が、内輪１の外周部分の回転速度が速い）。その結果、図２に示すように潤滑剤に流れが生じて、軸方向中央部の潤滑剤が軸方向両端部へ移動しやすくなる。保持器４における柱部４ｂの先端側には潤滑剤を保持する空間が存在しないため、潤滑剤を保持する空間が存在する円環部側と比較して焼付きが生じやすいが、潤滑剤が柱部４ｂの先端側（軸方向両端部）へ移動してくるので、潤滑作用が高まり焼付きが生じにくい。
【００１４】
〔実施例〕
摺動抵抗低減膜（ダイヤモンドライクカーボン膜）が形成された環状部材の有無のみが異なる２種の軸受（実施例及び比較例）を用意して、回転試験を行った。この軸受は、前述の複列円筒ころ軸受１０とほぼ同様の構成を有する呼び番号ＮＮ３０１９の複列円筒ころ軸受であり、その保持器は、ころ案内形式で、炭素繊維で強化されたポリフェニレンサルファイド樹脂（炭素繊維の配合量は２０〜４０質量％である）で構成されている。また、組み込み時すきまは０μｍであり、潤滑剤はグリース（ＮＯＫクリューバ株式会社製のイソフレックスＮＢＵ１５）である。
【００１５】
このような複列円筒ころ軸受を、図３に示すような回転試験機（ベルト駆動式）に装着し、回転速度１２０００ｒｐｍで回転させ、軸受に焼付きが生じるまでの時間を測定した。その結果、ダイヤモンドライクカーボン膜が形成された環状部材が備えられている実施例の複列円筒ころ軸受は、１０００時間回転させても焼付きが生じなかったので、回転試験を打ち切った。これに対して、ダイヤモンドライクカーボン膜が形成された環状部材が備えられていない比較例の複列円筒ころ軸受は、３３０時間で焼付きが生じた。これらの結果から、摺動抵抗低減膜が形成された環状部材の効果が確認された。
【００１６】
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、内輪１のみにつばが形成されていたが、外輪２のみにつばが形成されていてもよいし、内輪１及び外輪２の両方につばが形成されていてもよい。
また、保持器４は、円環部４ａを軸方向両端部に向け、柱部４ｂの先端を軸方向中央部に向けて組み込んでもよい。この場合は、環状部材７は、中つば６の先端を覆うように取り付ける。
さらに、本実施形態においては複列ころ軸受の例として複列円筒ころ軸受をあげて説明したが、本発明は、他の種類の様々な複列ころ軸受に対して適用することができる。例えば、複列円すいころ軸受や複列針状ころ軸受等である。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は、例えばモータや工作機械の主軸など、微量の潤滑剤で潤滑されつつ高速回転で使用されるのにもかかわらず低発熱が要求される複列ころ軸受に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る複列ころ軸受の一実施形態である複列円筒ころ軸受の構造を示す部分縦断面図である。
【図２】潤滑剤の流れを説明する複列円筒ころ軸受の部分縦断面図である。
【図３】軸受の回転試験に使用する回転試験機の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１        内輪
２        外輪
３        円筒ころ
３ａ      端面
４        保持器
４ａ      円環部
４ｂ      柱部
５        つば
６        中つば
７        環状部材
９        摺動抵抗低減膜
１０        複列円筒ころ軸受
【図１】
2005042850.tif 000003
【図２】
2005042850.tif 000004
【図３】
2005042850.tif 000005