(57)【要約】【課題】転がり軸受の構成部材の形状を変更しないで転がり軸受から効果的に放熱されるようにする。【解決手段】鋼板製のシール５の表面に、放射率が０．５以上である熱放射被膜６を形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受の内輪と外輪との間の幅方向端部に配置される金属製のシールにおいて、放射率が０．５０以上である熱放射被膜を表面に有することを特徴とするシール。
【請求項２】
前記熱放射被膜は、内輪と外輪との間を塞ぐ板部の外側面および内側面の少なくともいずれかに形成されている請求項１記載のシール。
【請求項３】
内輪、外輪、転動体、および金属製のシールを備えた転がり軸受において、
前記シールは、放射率が０．５０以上である熱放射被膜を表面に有することを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受の内輪と外輪との間の幅方向端部に配置される、金属製のシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受の潤滑方法には、潤滑油を使用する油潤滑とグリースを使用するグリース潤滑があり、使用条件が高速回転の場合やメンテナンスフリーを必要とする場合には、グリース潤滑が採用されている。グリース潤滑では、転がり軸受が回転中に発熱して高温になると、焼き付き等の原因となるグリースの劣化が生じる。
また、工作機械の主軸を支持する転がり軸受では、内輪が発熱して内外輪の温度差が大きくなると、軸受隙間が減少して予圧が増大し、回転性能に影響を及ぼす恐れがある。したがって、長期間安定した回転性能を得るためには、転がり軸受が熱を保持しないようにすることが重要である。
【０００３】
そのため、下記の特許文献１には、「ｄｎ値（＝軸受の内輪ｄ（ｍｍ）×回転速度ｎ（ｍｉｎ-1））が５０万以上」である高速領域で回転する軸を支持する転がり軸受において、内輪に放熱用の溝または穴を設けることが記載されている。
【特許文献１】特開平１０−２７４２４４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、前記特許文献１に記載された方法では、内輪の幅を外輪の幅より大きくして、幅方向両端部（外輪と対向しない部分）に放熱用の溝または穴を設ける必要があるため、設計上の制約が大きく、十分な効果が得られ難い。
本発明の課題は、転がり軸受の構成部材の形状を変更しないで転がり軸受から効果的に放熱されるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、転がり軸受の内輪と外輪との間の幅方向端部に配置される金属製のシールにおいて、放射率が０．５０以上である熱放射被膜を表面に有することを特徴とするシールを提供する。
本発明はまた、内輪、外輪、転動体、および金属製のシールを備えた転がり軸受において、前記シールは、放射率が０．５０以上（好ましくは０．７０以上）である熱放射被膜を表面に有することを特徴とする転がり軸受を提供する。
【０００６】
前記被膜は、シールの表面全体に形成されている必要はなく、例えば、内輪と外輪との間を塞ぐ板部の外側面および内側面の少なくともいずれかに形成する。この部分は、転がり軸受を取り付けた時にハウジングに隠れることなく露出する部分であるため、他の部分に前記被膜を形成した場合よりも放熱効率が高い。
放射率が０．５０以上である熱放射被膜（以下、「高熱放射被膜」と称する。）は、遠赤外線放射体からなる被膜であり、波長領域３〜３０μｍでの分光放射率が高い。
【０００７】
高熱放射被膜が表面に形成された金属製のシールは、例えば、予め高熱放射被膜が形成された金属板（ＳＰＣＣ板、ＳＰＨＣ板、アルミニウム板等）をプレス加工するか、金属板をシールの形状にプレス加工した後、表面に高熱放射被膜材をスプレー法または浸漬法により塗布することで得られる。高熱放射被膜材としては、ＭｎＯ2 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣｕＯ、ＣｏＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＳｉＯ3 等の粒子（熱放射性粒子）が有機高分子材料に分散されている液状物が挙げられる。
【０００８】
放射率は、物体からの放射発散度（或いは放射輝度）と、その物体と同じ温度にある黒体の放射発散度（或いは放射輝度）との比として定義される。したがって、黒体の放射率は「１」であるが、通常の物体では「１」と「０」の間の値となる。ここでは、赤外線分光光度計を用い、試料と黒体の分光放射強度をそれぞれ実測し、黒体の放射強度で試料の放射強度を修正した上で、黒体の理論放射強度に対する試料の放射強度との比を算出し、この比を試料の放射率としている。
【０００９】
熱の移動機構には、物体内で熱が移動する熱伝導、物体からその周りの空気等へ（または物体の周りの空気等からその物体へ）熱が移動する熱伝達、物体から電磁波の形で熱を放出する熱放射がある。物体の周りに熱を移動させる媒体がないと、熱伝導および熱伝達による放熱はなされないが、熱放射による放熱はこのような媒体がなくても（すなわち、真空中でも）生じる。
被膜のない鋼板の放射率は０．１０程度であり、鋼板製のシールに放射率が０．５０以上である熱放射被膜を形成することにより、シールから効果的に放熱がなされるようになる。そして、このシールを転がり軸受に備えることにより、軸受の回転に伴って生じる熱が効果的に外部に放熱される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、表面に高熱放射被膜が形成された金属製のシールを使用することにより、転がり軸受の構成部材の形状を変更しないで、転がり軸受から効果的に放熱されるようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態に相当する転がり軸受を示す断面図である。
この転がり軸受は、内輪１と、外輪２と、玉（転動体）３と、保持器４とを備えた深溝玉軸受である。また、軸受の幅方向両端に、内輪１と外輪２との間を塞ぐシール５を備えている。シール５は、金属板をプレス加工して形成されたものであり、その表面に高熱放射被膜６が形成されている。
【００１２】
図２は、図１のシールを示す拡大断面図である。このシール５は、内輪１の外周面の外側に配置される内周部５１と、外輪２の取り付け溝２２に嵌め入れる取り付け部５２と、軸方向（軸受の幅方向）に垂直な板部５３と、この板部５３と取り付け部５２を連結する傾斜した板部５４とからなる。そして、このシール５の全面に高熱放射被膜６が形成されている。すなわち、この実施形態では、内輪１と外輪２との間を塞ぐ板部５３，５４の外側面および内側面の両方に、高熱放射被膜６が形成されている。
【００１３】
高熱放射被膜による放熱効果を確認するために以下の試験を行った。
先ず、下記の表１に示す各構成で、図２と同じ形状のシール５を、呼び番号６２０６の転がり軸受用の寸法で作製した。
サンプルNo. １では、ＳＰＣＣ製の鋼板で、両面に放射率が０．９０である熱放射被膜が形成されているものを、シールの形状にプレス加工することにより形成した。サンプルNo. ２では、ＳＰＣＣ製の鋼板で、両面に放射率が０．８９である熱放射被膜が形成されているものを、シールの形状にプレス加工することにより形成した。
【００１４】
サンプルNo. ３と５では、ＳＰＣＣ製の鋼板をシールの形状にプレス加工した後、全面に熱放射被膜材をスプレー塗布することにより形成した。なお、No. ３と５では、異なる被膜材を使用することで、被膜の放射率がそれぞれ０．７０、０．５０となるようにした。サンプルNo. ４では、高純度アルミニウム（１０８０）からなる板をシールの形状にプレス加工した後、全面に熱放射被膜材をスプレー塗布することにより形成し、被膜の放射率を０．７０とした。
【００１５】
サンプルNo. ６では、高純度アルミニウム（１０８０）からなる板（放射率：０．２０）をシールの形状にプレス加工し、熱放射被膜は形成しなかった。サンプルNo. ７では、ＳＰＣＣ製の鋼板に溶融亜鉛メッキを施したもの（放射率：０．１５）をシールの形状にプレス加工し、熱放射被膜は形成しなかった。サンプルNo. ８では、溶融亜鉛メッキを施さないＳＰＣＣ製の鋼板（放射率：０．１０）をシールの形状にプレス加工し、熱放射被膜を形成しなかった。
【００１６】
また、呼び番号６２０６の転がり軸受用の内輪、外輪、および玉をＳＵＪ２を用い通常の方法で作製した。また、呼び番号６２０６の転がり軸受用の保持器として、波形保持器を通常の方法で作製した。これらの内輪、外輪、玉、および保持器と前述の各シールを用いて、転がり軸受を組み立てて回転試験装置に取り付け、軸受内にグリースを充填して回転試験を行った。試験条件は、回転速度：４１８０ｍｉｎ-1、ラジアル荷重：１０７８０Ｎ、使用グリース：ウレア系グリースとした。
【００１７】
そして、軸受に焼き付きが発生して回転が停止した時点を寿命とした。また、試験開始から終了まで連続して外輪の温度を測定した。さらに、No. ８の寿命を「１」とした寿命比を算出した。この試験の結果を下記の表１に示す。外輪の温度は試験開始により上昇するが、温度上昇が止まった時点での外輪の温度を表１に「外輪温度」として示した。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
この表に示すように、熱放射被膜を形成することによりシール表面の放射率が０．５０以上となったNo. １〜５は、シール表面の放射率が０．５０未満であるNo. ６〜８と比較して、外輪温度が低く抑えられ、寿命も長く（No. ８の１．４倍以上に）なった。
なお、この実施形態では深溝玉軸受について説明したが、本発明の転がり軸受はこれに限定されず、各種ころ軸受等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に相当する転がり軸受を示す断面図である。
【図２】シールの拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  内輪
２  外輪
３  玉（転動体）
４  保持器
５  シール
５１  内周部
５２  取り付け部
５３  板部
５４  傾斜した板部
６  熱放射被膜
【図１】
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【図２】
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