(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】鋼板製プレス保持器４の表面に、放射率が０．５０以上である熱放射被膜を形成する。【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に配置され、転動体を転動自在に保持する金属製の保持器において、
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保持器。
【請求項２】
前記熱放射被膜は、転動体の接触面と軌道輪の摺動案内面とを除く表面に形成されている請求項１記載の保持器。
【請求項３】
内輪、外輪、転動体、および金属製の保持器を備えた転がり軸受において、
前記保持器は、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に配置され、転動体を転動自在に保持する金属製の保持器に関する。
【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に配置され、転動体を転動自在に保持する金属製の保持器において、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保持器を提供する。
本発明はまた、内輪、外輪、転動体、および金属製の保持器を備えた転がり軸受において、前記保持器は、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、保持器の表面全体に形成されている必要はなく、例えば、転動体の接触面と軌道輪の摺動案内面とを除く保持器の表面（すなわち、保持器の表面のうちの、転動体および軌道輪と接触していない部分）に形成する。この部分は、転がり軸受を油潤滑で使用した場合に空気と触れる部分であるため、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。
【０００７】
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。
高熱放射被膜が表面に形成された金属製の保持器は、例えば、予め高熱放射被膜が形成された鋼板（ＳＰＣＣ、ＳＰＨＣ等）をプレス加工するか、鋼板を保持器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。
【００１０】
被膜のない鋼板の放射率は０．１０程度であり、鋼板製の保持器に放射率が０．５０以上である熱放射被膜を形成することにより、保持器から効果的に放熱がなされるようになる。そして、この保持器を転がり軸受に備えることにより、保持器の摺動案内面や転動体との滑り摩擦によって生じる熱が効果的に外部に放熱される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、表面に高熱放射被膜が形成された保持器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】
【００１２】
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斜視図である。
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を備えている。図１ではこのシールが省略されている。保持器４は、鋼板をプレス加工して形成された波形保持器である。この保持器４の表面に高熱放射被膜が形成されている。
【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１と同じ形状の保持器４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０．８０である熱放射被膜が形成されているものを、保持器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. ２〜４では、ＳＰＣＣ製の鋼板を保持器の形状にプレス加工した後、外側の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。各サンプルで、異なる被膜材を使用することで、前記被膜の放射率が０．７０、０．５０、０．４０となるようにした。また、比較例（No. ５）として、前記被膜を形成せず、ＳＰＣＣ製の鋼板を保持器の形状にプレス加工したものを用意した。
【００１４】
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の転がり軸受用のシールを通常の方法で作製した。これらの内輪、外輪、玉、およびシールと前述の各保持器を用いて、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：５０００ｍｉｎ-1、ラジアル荷重：７８４０Ｎ、使用グリース：ウレア系グリースとした。
【００１５】
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. ５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。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
この表に示すように、放射率が０．５０以上である熱放射被膜が形成されているNo. １〜３は、熱放射被膜が形成されていないNo. ５および放射率が０．４０であるNo. ４と比較して、外輪温度が低く抑えられ、寿命も長く（No. ５の１．８倍以上に）なった。
なお、この実施形態では波形保持器を備えた深溝玉軸受について説明したが、本発明の保持器および転がり軸受はこれに限定されず、Ｕ型保持器等の各種プレス保持器および各種ころ軸受等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に相当する転がり軸受を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  内輪
２  外輪
３  玉（転動体）
４  保持器
【図１】
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