(57)【要約】【課題】軸受内部の温度上昇を抑えて、高速運転を可能にすべく、各球面ころ３、３の組み込み時にこれら各球面ころ３、３の転動面が損傷する事を防止すると共に、運転時にこれら各球面ころ３、３の転動面と各柱部８ａ、８ａの円周方向側面との摺接部で生じる摩耗を低減できる構造を実現する。【解決手段】上記各柱部８ａ、８ａの先端部円周方向側縁部分を含む範囲に、ＤＬＣ被膜或いはチタン合金等のセラミック系被膜による被膜処理を施し、表面硬化層１３、１３を形成する。これにより、上記各柱部８ａ、８ａの先端部円周方向側縁部分の硬度と共に、耐摩耗性や摺動特性を向上させる。この様な構成により、上記課題を解決する。【選択図】図３
2007270963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状凹面である外輪軌道を、その内周面に形成した外輪と、この外輪軌道と対向する１対の内輪軌道を、その外周面に形成した内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられた球面ころと、これら各球面ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えた保持器とから成り、この保持器は、上記両列の球面ころ同士の間に配置された円環状のリム部と、それぞれの基端部をこのリム部の軸方向側面の円周方向複数個所に結合した状態で上記各球面ころの軸方向に配置され、それぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端とした複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う柱部同士の間部分を上記各ポケットとしたものである保持器付自動調心ころ軸受に於いて、これら各柱部の長さは、上記各球面ころの軸方向長さの１／２よりも大きく、これら各柱部の円周方向側面は、その先端部分が中間部分よりも円周方向に突出していて、円周方向に隣り合う柱部の先端部円周方向側面同士の間隔が、上記各球面ころの最大直径よりも小さくなっており、上記保持器表面のうちの少なくとも上記各柱部の先端部円周方向側縁部分に、摩擦係数を低減させる表面硬化処理を施した事を特徴とする保持器付自動調心ころ軸受。
【請求項２】
表面硬化処理が、硬質炭素膜による被膜処理である事を特徴とする、請求項１に記載した保持器付自動調心ころ軸受。
【請求項３】
表面硬化処理が、セラミック系被膜による被膜処理である事を特徴とする、請求項１に記載した保持器付自動調心ころ軸受。
【請求項４】
保持器の径方向に関する位置決めを、各ポケットの内面と各球面ころの転動面との係合に基づく、ころ案内により図っている、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した保持器付自動調心ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る保持器付自動調心ころ軸受は、例えばハウジングの内側に回転軸を支承する為に、製紙機械、金属の圧延機等、各種産業機械装置のロール等の回転支持部に組み込んだ状態で使用する。
【背景技術】
【０００２】
例えば重量の嵩む軸をハウジングの内側に回転自在に支承する為に従来から、例えば特許文献１、２に記載された様な保持器付自動調心ころ軸受が使用されている。図７〜１０は、このうちの特許文献１に記載された、従来構造の第１例を示している。この保持器付自動調心ころ軸受は、互いに同心に組み合わされた外輪１と内輪２との間に、複数の球面ころ３、３を転動自在に配列して成る。そして、保持器４により、これら複数の球面ころ３、３の姿勢並びに位置を規制している。
【０００３】
上記外輪１の内周面には、単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道５を形成している。又、内輪２の外周面の幅方向（図８の左右方向）両側には、それぞれが上記外輪軌道５と対向する、１対の内輪軌道６、６を形成している。又、上記複数の球面ころ３、３は、その最大径部が各球面ころ３、３の軸方向長さの中央部にある対称形（ビヤ樽形）で、上記外輪軌道５と上記１対の内輪軌道６、６との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けている。又、上記各球面ころ３、３の転動面の母線形状の曲率半径は、上記外輪軌道５及び上記内輪軌道６、６の母線形状の曲率半径よりも僅かに小さい。
【０００４】
上記保持器４は、１個のリム部７と複数の柱部８、８とを備える。このうちのリム部７は、円環状で、上記両列の球面ころ３、３同士の間に配置されている。又、上記各柱部８、８は、それぞれの基端部を上記リム部７の軸方向両側面の円周方向等間隔の複数個所に結合した状態で、上記外輪１及び内輪２の軸方向に配置されている。上記各柱部８、８の先端部はそれぞれ、他の部分と結合されない自由端としている。そして、円周方向に隣り合う柱部８、８同士の間部分を、上記各球面ころ３、３を転動自在に保持する為のポケット９、９としている。又、上記リム部７の外周面を、上記外輪１の中間部内周面に近接対向させて、上記保持器４の径方向の位置決めを（外輪案内により）図っている。更に、上記内輪２の両端部外周面に、それぞれ外向フランジ状の鍔部１０、１０を形成して、上記各球面ころ３、３が、上記外輪１の内周面と上記内輪２の外周面との間の空間から軸方向外方に抜け出ない様にしている。
【０００５】
上述の様に構成される保持器付自動調心ころ軸受により、例えばハウジングの内側に回転軸を支承する場合、外輪１をハウジングに内嵌固定し、内輪２を回転軸に外嵌固定する。回転軸と共に内輪２が回転する場合には、複数の球面ころ３、３が転動して、この回転を許容する。ハウジングの軸心と回転軸の軸心とが不一致の場合、外輪１の内側で内輪２が調心する（外輪１の中心軸に対し内輪２の中心軸を傾斜させる）事により、この不一致を補償する。この場合に於いて、外輪軌道５は単一球面状に形成されている為、上記複数の球面ころ３、３の転動は、不一致補償後に於いても、円滑に行なわれる。
【０００６】
上述の様な従来構造の第１例の場合、両列の球面ころ３、３を保持する為の保持器４を一体としている。これに対して、特許文献２には、図１１に示す様に、両列の球面ころ３、３を保持する為の保持器４ａ、４ａを互いに独立させた構造が記載されている。この従来構造の第２例の場合も、外輪１の内周面と内輪２の外周面との間の空間から各球面ころ３、３が軸方向外方に抜け出ない様にする為に、この内輪２の両端部外周面に鍔部１０、１０を形成している。
【０００７】
上述の様な従来構造の第１〜２例の場合、各球面ころ３、３の転動面と外輪軌道５及び内輪軌道６、６との転がり接触部の潤滑を十分に行なう事が困難となる。この理由は、内輪２の両端部外周面に存在する鍔部１０、１０によって、外輪１の内周面と内輪２の外周面との間の空間の開口端部の面積が狭くなる為である。この為、各球面ころ３、３の転動面と外輪軌道５及び内輪軌道６、６との転がり接触部の潤滑を、オイルミストやオイルエアにより図る、飛沫潤滑を行なう場合に、上記空間内に入り込む潤滑剤（潤滑油）の流量が少なくなる。この結果、運転に伴う発熱が多くなり、高速運転を行なう面から不利になる。
【０００８】
上述の様な事情に鑑みて、特願２００４−３３９２８７号には、各ポケット内への潤滑油の送り込みを効果的に行なえる構造が開示されている。この先発明の構造に就いて、本発明の実施の形態の第１例を示す、図１〜５により説明する。この先発明に係る保持器付自動調心ころ軸受を構成する保持器４ｂは、リム部７と複数の柱部８ａ、８ａとを備える。このうちのリム部７は、円環状で、両列の球面ころ３、３同士の間に配置されている。又、上記各柱部８ａ、８ａは、それぞれの基端部を上記リム部７の軸方向両側面の円周方向複数個所に結合した状態で、上記各球面ころ３、３の軸方向に配置され、それぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端としている。又、上記各柱部８ａ、８ａは、上記各球面ころ３、３の中心軸の方向に傾斜している。そして、円周方向に隣り合う柱部８ａ、８ａ同士の間部分を、それぞれポケット９、９としている。これら各柱部８ａ、８ａの円周方向側面の断面形状は、これら各柱部８ａ、８ａの長さ方向及び上記保持器４ｂの径方向の何れの断面形状に就いても凹円弧形である。又、上記各柱部８ａ、８ａの長さＬ8 は、上記各球面ころ３、３の軸方向長さＬ3 の１／２よりも大きく（Ｌ8 ＞Ｌ3 ／２）、上記各柱部８ａ、８ａの円周方向側面は、その先端部分が中間部分よりも円周方向に突出している。そして、円周方向に隣り合う柱部８ａ、８ａの先端部円周方向側面同士の間隔ｄが、上記各球面ころ３、３の最大直径Ｄよりも小さく（ｄ＜Ｄ）なっている。
【０００９】
上述の様に構成する先発明の保持器付自動調心ころ軸受の場合には、上記各ポケット９、９を構成する、円周方向に隣り合う上記各柱部８ａ、８ａの先端部が上記各球面ころ３、３を抱き込んで、上記各ポケット９、９からこれら各球面ころ３、３が、外輪１及び内輪２ａの軸方向に抜け出る事を防止する。従って、この内輪２ａの軸方向両端部外周面に鍔部を形成したり、上記各柱部８ａ、８ａの先端部同士の間に連結部を設ける必要がなくなる。この為、上記外輪１の内周面と上記内輪２ａの外周面との間の空間の開口端部の面積を広くできる。そして、上記各球面ころ３、３の転動面と外輪軌道５及び内輪軌道６、６との転がり接触部の潤滑を飛沫潤滑により行なう場合に、上記空間内に入り込む潤滑剤（潤滑油）の流量を多くして、高速運転を行なう面から有利になる。又、上記内輪２ａの軸方向両端部外周面に鍔部を形成する必要がなく、この内輪２ａの外径を、この内輪２ａの軸方向両端部で最も小さくできるので、この内輪２ａの外周面と外輪１の内周面との間の空間に、上記保持器４ｂ並びに複数の球面ころ３、３を組み付ける作業を容易に行なえる。更に、上記内輪２ａの加工作業が容易になって、この内輪２ａを含む、保持器付自動調心ころ軸受のコストを抑えられる。
【００１０】
上述の様な先発明に係る保持器付自動調心ころ軸受の場合によれば、先に述べた従来構造に比べれば、上記各転がり接触部の潤滑性を向上させる等により、高速運転が可能になるが、より高速な運転を可能にする為には、以下の点で未だ改良の余地がある。即ち、上記先発明の構造の場合、上記各球面ころ３、３が上記各ポケット９、９から、上記外輪１及び上記内輪２ａの軸方向に抜け出る事を防止する為に、円周方向に隣り合う上記各柱部８ａ、８ａの先端部円周方向側面同士の間隔ｄを、上記各球面ころ３、３の最大直径Ｄよりも小さく（ｄ＜Ｄ）している。この為、これら各球面ころ３、３を上記各ポケット９、９内に組み込む際には、これら各球面ころ３、３を、円周方向に隣り合う上記各柱部８ａ、８ａを弾性的に押し広げつつ、これら両柱部８ａ、８ａの間に押し込む必要がある。この為、上記各球面ころ３、３の転動面（特に各球面ころ３、３の軸方向中間部外周面）には、上記各柱部８ａ、８ａの先端部円周方向側縁部分との擦れ合いに起因して、面荒れや擦り傷等の損傷を生じる可能性がある。従って、上記各球面ころ３、３の転動面は、自動調心ころ軸受の運転に伴って、当該損傷部分から摩耗が進行し易い状態となる。更に、上記各球面ころ３、３の転動面と摺接する上記各柱部８ａ、８ａの円周方向側面、並びに、これら各球面ころ３、３の転動面と転がり接触する前記各軌道５、６にも摩耗が生じ易くなる。この結果、摩耗粉や摩擦熱の発生に起因して、軸受内部の温度上昇を招く恐れがあり、高速運転を行なう面から不利になる。
【００１１】
又、運転時に例えば大きなアキシアル荷重を支承し、上記各球面ころ３、３が上記各ポケット９、９内から抜け出る方向（外輪１及び内輪２ａの軸方向）に変位すると、上記各柱部８ａ、８ａの円周方向側面のうちの先端寄り部分（特に先端縁部分）には、上記各球面ころ３、３との接触により、局部的に高い接触面圧が加わる。この為、これら各球面ころ３、３の転動面と上記各柱部８ａ、８ａの円周方向側面のうちの先端寄り部分との摺接部では、摩耗及び摩擦熱が発生し易い状態となる。この結果、やはり軸受内部の温度上昇を招く恐れがあり、高速運転を行なう面から不利になる。
尚、本発明に関連するその他の先行技術文献としては、後述する特許文献３〜５及び非特許文献１〜２に記載された発明がある。
【００１２】
【特許文献１】特開平９−３１７７６０号公報
【特許文献２】実用新案登録第２５２４９３２号公報
【特許文献３】特開２００４−３６０７０７号公報
【特許文献４】特開２００５−１０６２０４号公報
【特許文献５】特開２００４−１９７３１号公報
【非特許文献１】“ダイヤモンドライクカーボンについて”、[online]、ナノテック株式会社、[ ２００６年２月３日検索] 、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.nanotec-jp.com/www_newjp/about.html＞
【非特許文献２】“シチズンの低温プラズマ技術  ＤＬＣ  Diamond Like Carbon ”、[online]、シチズン株式会社、[ ２００６年２月２６日検索] 、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.citizen.co.jp/dlc/dlc4.htm ＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、軸受内部の温度上昇を抑えて、高速運転を可能にすべく、各球面ころの組み込み時にこれら各球面ころの転動面が損傷する事を防止すると共に、運転時にこれら各球面ころと保持器の一部との擦れ合い部（摺接部）で生じる摩耗を低減できる構造を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の対象となる保持器付自動調心ころ軸受は、前述した従来から知られている保持器付自動調心ころ軸受と同様に、外輪と、内輪と、複数個の球面ころと、保持器とから成る。
このうちの外輪は、球状凹面である外輪軌道を、その内周面に形成している。
又、上記内輪は、上記外輪軌道と対向する１対の内輪軌道を、その外周面に形成している。
又、上記各球面ころは、上記外輪軌道と上記両内輪軌道との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けられている。
又、上記保持器は、上記各球面ころを転動自在に保持する、複数のポケットを備えている。この為に、この保持器は、上記両列の球面ころ同士の間に配置された円環状のリム部と、それぞれの基端部をこのリム部の軸方向側面の円周方向複数個所に結合した状態で上記各球面ころの軸方向に配置され、それぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端とした複数の柱部とを備える。そして、円周方向に隣り合う柱部同士の間部分を、上記各ポケットとしている。
【００１５】
特に、本発明の保持器付自動調心ころ軸受に於いては、前述した先発明と同様に、上記各柱部の長さを、上記各球面ころの軸方向長さの１／２よりも大きくし、これら各柱部の円周方向側面のうちの先端部分を、中間部分よりも円周方向に突出させている。そして、円周方向に隣り合う柱部の先端部円周方向側面同士の間隔を、上記各球面ころの最大直径よりも小さくしている。
更に、本発明の保持器付自動調心ころ軸受の場合には、上記保持器表面のうちの少なくとも上記各柱部の先端部円周方向側縁部分に、摩擦係数を低減させる表面硬化処理を施している。
【００１６】
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、表面硬化処理として、何れも鋼との摩擦に関して優れた潤滑性を有する硬質皮膜である、硬質炭素膜｛ＤＬＣ（Diamond Like Carbon ：ダイヤモンドライクカーボン）被膜｝による被膜処理を施すか、或いは請求項３に記載した様に、セラミック系被膜による被膜処理を施す。
【発明の効果】
【００１７】
上述の様に構成する本発明の保持器付自動調心ころ軸受の場合には、前述した先発明により得られる効果を確保する事ができ、しかも、各球面ころの組み込み時にこれら各球面ころの転動面が損傷する事を防止できる。又、運転時にこれら各球面ころと保持器の一部との擦れ合い部で生じる摩耗を低減できる。
即ち、本発明の場合には、少なくとも各柱部の先端部円周方向側縁部分に鋼との摩擦係数が低い表面硬化処理を施して、これら各柱部の先端部円周方向側縁部分の表面硬度を高くすると共に、耐摩耗性や摺動特性等を向上させている。この為、各球面ころの組み込み時に、これら各球面ころの転動面と上記各柱部の先端部円周方向側縁部分とが擦れ合っても、これら各球面ころの転動面に擦り傷等の損傷が生じる事を防止できる。この為、これら各球面ころの転動面の損傷に起因して、これら各球面ころの転動面及び上記各柱部の円周方向側面等が早期に摩耗する事を防止できる。又、運転時に、これら各球面ころの転動面と上記各柱部の円周方向側面のうちの先端寄り部分（先端縁部分）との摺接部で生じる摩耗及び摩擦熱の発生を抑える事ができる。この結果、摩耗粉の発生、摩擦熱の発生を抑えて、軸受内部の温度上昇を抑える事ができる為、保持器付自動調心ころ軸受の更なる高速運転が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［本発明の実施の形態］
図１〜５は、請求項１〜４に対応する、本発明の実施の形態の１例を示している。本例の保持器付自動調心ころ軸受は、前述の図１１に示した従来構造の第２例と同様に、外輪１と、内輪２ａと、複数個の球面ころ３、３と、保持器４ｂとから成る。
このうちの外輪１は、単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道５を、その内周面に形成している。
又、上記内輪２ａは、上記外輪軌道５と対向する１対の内輪軌道６、６を、その外周面に形成している。この内輪２ａに就いては、上記従来構造の第２例の場合とは異なり、両端部外周面に鍔部１０、１０（図１１参照）を設けてはいない。
又、上記各球面ころ３、３は、上記外輪軌道５と上記両内輪軌道６、６との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けられている。
【００１９】
又、上記保持器４ｂは、例えば銅或いは真鍮（高力黄銅を含む）等の銅系合金、又は、炭素鋼、ステンレス鋼等の鉄系合金製の素材に切削加工乃至研削加工を施す事により一体に造られたもので、上記各球面ころ３、３を転動自在に保持する為の複数のポケット９、９を備えている。この為に上記保持器４ｂは、上記両列の球面ころ３、３同士の間に配置された円環状のリム部７と、複数の柱部８ａ、８ａとを備える。これら各柱部８ａ、８ａは、それぞれの基端部をこのリム部７の軸方向側面の円周方向等間隔複数個所に結合した（一体に連続させた）状態で、上記各球面ころ３、３の軸方向に対し、ほぼ（加工誤差を除きできる限り）平行に（これら各球面ころ３、３の中心軸が存在する仮想円すい状筒面上に上記各柱部８ａ、８ａ長さ方向を表す仮想直線を存在させた状態で）配置されている。又、上記各柱部８ａ、８ａは、それぞれの先端部を、他の部分に結合しない自由端としている。即ち、これら各柱部８ａ、８ａの先端部には、これら各柱部８ａ、８ａの先端部同士を連結する連結部は設けていない。そして、円周方向に隣り合う柱部８ａ、８ａの円周方向側面と上記リム部７の軸方向片側面とで三方を囲まれる部分を、上記各ポケット９、９としている。
【００２０】
又、本例を構成する上記保持器４ｂの場合には、上記各ポケット９、９の円周方向両側を仕切る、上記各柱部８ａ、８ａの円周方向両側面を、上記各球面ころ３、３の転動面と相似形で凹凸が逆である、凹曲面部１１、１１としている。これら各凹曲面部１１、１１は、上記保持器４ｂの軸方向及び径方向に関して、互いに異なる曲率半径ＲP 、ｒP を有する。何れの方向の曲率半径ＲP 、ｒP も、上記各ポケット９、９内に保持された上記各球面ころ３、３の転動面と上記各凹曲面部１１、１１との間に、潤滑油の膜（油膜）を形成する為のポケット隙間を介在させる程度に、上記各球面ころ３、３の転動面の曲率半径ＲR 、ｒR よりも少しだけ大きくしている。
【００２１】
上記ポケット隙間の（これら各球面ころ３、３の）径方向に関する（上記各球面ころ３、３の中心軸と上記各ポケット９、９の中心軸とを一致させた状態での）厚さｔは、自動調心ころ軸受の諸元（サイズ）により多少異なるが、例えば各種産業機械装置のロール等の回転支持部に組み込む自動調心ころ軸受の場合で、０．１〜０．５mm程度、或いは各球面ころ３、３の最大径の０．４〜２％程度である。上記各凹曲面部１１、１１の各方向の曲率半径ＲP 、ｒP は、上記各球面ころ３、３の転動面の、対応する方向の曲率半径ＲR 、ｒR よりも、上記ポケット隙間分だけ大きく（ＲP ＝ＲR ＋ｔ、ｒP ＝ｒR ＋ｔと）している。尚、軸方向の曲率半径ＲP は、径方向の曲率半径ｒP に比べて遥かに大きい（ＲP ≫ｒP ）ので、ＲP ＝ＲR としても、ほぼ同様の機能を得られる。従って、上記軸方向の曲率半径ＲP は、ＲR 〜ＲR ＋ｔの間で設定すれば良い。
【００２２】
又、上記各柱部８ａ、８ａの円周方向両側面に形成した上記各凹曲面部１１、１１と、上記リム部７の軸方向片側面とは、上記各球面ころ３、３の端面外周縁部との干渉を防止する為の逃げ凹部１２、１２を介して連続させている（図２、３参照）。本例の場合には、これら各逃げ凹部１２、１２を、曲率半径が１mm以上の凹曲面としている。これら各逃げ凹部１２、１２の両側端縁のうち、上記各凹曲面部１１、１１側の端縁はこれら各凹曲面部１１、１１の端部と、上記リム部７の円周方向に凹む方向に連続している。これに対して、このリム部７の軸方向片側面側の端縁は、このリム部７の軸方向片側面と滑らかに連続している。
【００２３】
又、本例の場合には、前述した先発明の場合と同様、上記各柱部８ａ、８ａの長さＬ8 を、上記各球面ころ３、３の軸方向長さＬ3 の１／２よりも大きく（Ｌ8 ＞Ｌ3 ／２）している。そして、円周方向に隣り合う上記各柱部８ａ、８ａの先端部円周方向側面同士の間隔ｄを、上記各球面ころ３の最大直径Ｄよりも小さく（ｄ＜Ｄ）している。この様に、上記円周方向に隣り合う柱部８ａ、８ａの先端部円周方向側面同士の間隔ｄが上記各球面ころ３、３の最大直径Ｄよりも小さい程度（Ｄ−ｄ：ばれ止め量）は、上記各柱部８ａ、８ａを円周方向に弾性変形させつつ、前記各ポケット９、９内に上記各球面ころ３、３を押し込める程度に規制する。この程度は、保持器付自動調心ころ軸受の大きさ、上記保持器４ｂの材質等に応じて設計的に定める。例えば、保持器付自動調心ころ軸受の大きさが、内径が４０〜６０mm程度、外径が１００〜１２０mm程度、保持器の材質が銅若しくは銅系合金である場合に、上記ばれ止め量を１００〜３００μｍ程度とする。
【００２４】
又、特に本例の場合には、上記各柱部８ａ、８ａの先端部円周方向側縁部分を含み、これら各柱部８ａ、８ａの円周方向側面のうちの先端寄り部分（例えば、これら各柱部８ａ、８ａの先端縁から、これら各柱部８ａ、８ａの長さＬ8 の少なくとも１／２０以上の部分）に、摩擦係数を低減させる表面硬化層１３、１３（図２、３に示す斜格子部分）を形成している。表面硬化処理としては、従来から浸炭処理や浸炭窒化処理、浸硫窒化処理等の熱処理が広く知られているが、本例に於いては、耐摩耗性や摺動特性等に優れたＤＬＣ被膜、或いは、チタン合金等のセラミック系被膜による被膜処理を施している。以下、ＤＬＣ被膜並びにセラミック系被膜に就いて簡単に説明する。
【００２５】
このうちのＤＬＣ被膜は、例えば非特許文献１〜２等に記載される様に、硬度が３０００（ＨＶ）以上と高く、摩擦係数が０．１程度と非常に低い、厚さ約１μｍの硬質被膜である。この様な特性を有するＤＬＣ被膜は、母材に下地処理を施す事により、鋼材料（ＳＵＳ、ＳＫＨ、ＳＫＤ等）を始め、非鉄金属材料（アルミニウム合金、銅合金等）、セラミック材料等の多くの材料を母材の表面に形成できる。又、ＰＥＣＶＤ法（プラズマ化学気相成長法）等を利用して、２００℃以下の温度条件下で被膜処理を施す事ができる。この為、例えば上記保持器４ｂを、マルテンサイト系ステンレス鋼や高速度鋼から造る場合にも、被膜処理時の熱が、焼入れ、焼戻し後の材料の硬度特性に影響を与えにくくできる。又、加熱変形による寸法精度の低下を抑えられる。この様に、ＤＬＣ被膜により覆われた部分を設計値に準じた寸法に規制し易い為、ばれ止め量（円周方向に隣り合う柱部８ａ、８ａの先端部円周方向側面同士の間隔）や、ポケット隙間等を適正な値に規制し易くなる。そして、ＤＬＣ被膜を施した保持器を組み込んだ自動調心ころ軸受を用いた場合にも、設計値に応じた軸受性能特性を維持する事ができる。
【００２６】
次に、チタン合金に代表されるセラミック系被膜は、耐摩耗性、摺動特性、密着性等に優れた単層又は複層の硬質被膜であり、ＣＶＤ法（化学気相成長法）やＰＶＤ法（物理気相成長法）等を利用して被膜処理される。本例に於いては、単層膜ではTiＮ、TiＣＮ、TiAlＮ、TiＣ、CrＮ等を、多層膜ではTiＣ／TiＮ、TiＣ／TiＣＮ／Al2 Ｏ3 、TiＣ／Al2 Ｏ3 ／TiＮ、TiＣ／TiＣＮ／TiＣ／Al2 Ｏ3 等を好ましく使用できる。このうち、TiＮ、TiＣ／TiＮは、耐摩耗性及び剥離防止の面で特に優れており、TiＣ／TiＣＮ／Al2 Ｏ3 、TiＣ／Al2 Ｏ3 ／TiＮ、TiＣ／TiＣＮ／TiＣ／Al2 Ｏ3 は、耐摩擦性及び凝着防止の面で特に優れている。又、性能値に就いての代表的なものの具体例を挙げると、硬度に就いては、TiＮが２０００〜２４００（ＨＶ）、TiAlＮが２３００〜２８００（ＨＶ）、TiＣＮが３０００〜３５００（ＨＶ）である。又、摩擦係数に就いては、TiＮが０．４〜０．４５、TiＣＮが０．１２〜０．１５である。この様に各性能値は、チタンと結合した元素の種類によって異なる為、要求される自動調心ころ軸受の使用条件等に応じて、その種類を適宜選定する事が好ましい。
【００２７】
上述の様な構成を有する保持器４ｂを組み込んだ本例の保持器付自動調心ころ軸受の場合には、前記各球面ころ３、３の姿勢を安定させてこれら各球面ころ３、３がスキューする事を防止できる。この為、スキューに起因する振動の発生や発熱を抑えて、高速運転が可能になる。即ち、前記各柱部８ａ、８ａを上記各球面ころ３、３の軸方向に対し平行に配置しているので、前記各ポケット９、９の円周方向両側を仕切る、上記各柱部８ａ、８ａの円周方向両側面が上記各球面ころ３、３の転動面に対し、最も外径が大きくなった部分で、十分な軸方向長さに亙って近接対向する。しかも、上記各柱部８ａ、８ａの円周方向両側面を構成する、前記各凹曲面部１１、１１が、上記各球面ころ３、３の転動面よりも僅かに大きな曲率半径ＲP 、ｒP を有する凹曲面である為、上記各ポケット９、９内に保持された上記各球面ころ３、３の姿勢が安定する。この為、これら各球面ころ３、３に著しいスキューが発生する事がなく、これら各球面ころ３、３の転動面と、前記外輪軌道５及び前記両内輪軌道６、６との転がり接触部で著しい滑り摩擦が発生する事を防止できる。この結果、前記外輪１と前記内輪２ａとの相対回転に要する抵抗、並びに、運転時に発生する振動を抑える事ができて、高速運転が可能になる。
【００２８】
又、本例の場合には、上記各柱部８ａ、８ａの長さＬ8 を上記各球面ころ３、３の軸方向長さＬ3 の１／２よりも大きくして、円周方向に隣り合う柱部８ａ、８ａの先端部円周方向側面同士の間隔ｄを上記各球面ころ３の最大直径Ｄよりも小さくしているので、上記各ポケット９、９を構成する、円周方向に隣り合う各柱部８ａ、８ａの先端部が上記各球面ころ３、３を抱き込んで、上記各ポケット９、９からこれら各球面ころ３、３が、上記外輪１及び上記内輪２ａの軸方向に抜け出る事を防止する。従って、前述の図８、１１に示した従来構造の様に、内輪２の軸方向両端部外周面に鍔部１０、１０を形成する必要がなくなる。この為、上記外輪１の内周面と上記内輪２ａの外周面との間の空間の開口端部の面積を広くできる。そして飛沫潤滑による潤滑を行なう場合に、上記空間内に入り込む潤滑剤（潤滑油）の流量を多くして、高速運転を行なう面から有利になる。
【００２９】
又、上記内輪２ａの軸方向両端部外周面に鍔部を形成する必要がなく、この内輪２ａの外径を、この内輪２ａの軸方向両端部で最も小さくできるので、この内輪２ａの外周面と上記外輪１の内周面との間の空間に、上記保持器４ｂ並びに複数の球面ころ３、３を組み付ける作業を容易に行なえる。更に、上記内輪２ａの加工作業が容易になって、この内輪２ａを含む、保持器付自動調心ころ軸受のコストを抑えられる。
【００３０】
又、特に本例の場合には、上記各柱部８ａ、８ａの先端部円周方向側縁部分を含む範囲に、ＤＬＣ被膜或いはセラミック系被膜による表面硬化層１３、１３を形成して、表面硬度と共に、耐摩耗性や摺動特性等を向上させている。この為、上記各球面ころ３、３の組み込み時に、これら各球面ころ３、３の転動面と上記各柱部８ａ、８ａの先端部円周方向側縁部分とが擦れ合っても、これら各球面ころ３、３の転動面に面荒れや擦り傷等の損傷が生じる事を防止できる。この為、これら各球面ころ３、３の転動面の損傷に起因して、これら各球面ころ３、３の転動面及び上記各柱部８ａ、８ａの円周方向側面が早期に摩耗する事を防止できる。更に、上記各球面ころ３、３と転がり接触する前記各軌道５、６が摩耗する事も防止できる。
【００３１】
又、上記各球面ころ３、３との接触により、上記各柱部８ａ、８ａの円周方向側面のうちの先端寄り部分に局部的に高い接触面圧が加わった場合にも、上記各表面硬化層１３、１３の存在により、上記各球面ころ３、３の転動面と上記各柱部８ａ、８ａの円周方向側面のうちの先端寄り部分との摺接部で生じる摩耗及び摩擦熱を抑える事ができる。この為、運転時に於ける摩耗粉の発生、摩擦熱の発生を抑えて、軸受内部の温度上昇を抑える事ができる。この結果、自動調心ころ軸受の更なる高速運転が可能になる。
【００３２】
又、本例の場合には、上記保持器４ｂの径方向位置を、上記各柱部８ａ、８ａの円周方向両側面と上記各球面ころ３の転動面との係合に基づいて規制する、所謂転動体案内により規制している。即ち、上記各柱部８ａ、８ａの円周方向両側面を構成する前記各凹曲面部１１、１１の曲率中心を、これら各柱部８ａ、８ａの内接円と外接円との間に設定している。そして、上記各凹曲面部１１、１１を上記各球面ころ３の転動面に摺接若しくは近接対向させて、上記保持器４ｂの径方向位置が大きくずれ動かない様にしている。これに伴って、前記リム部７の外周面が上記外輪１の内周面と、同じく内周面は上記内輪２ａの外周面と、十分に離隔している。本例の場合には、この様な構成により、上記保持器４ｂの径方向位置を規制する為の係合部の摩擦速度を低く抑えて、保持器付自動調心ころ軸受の動トルク並びに運転に伴う発熱を低く抑えられる様にしている。
【００３３】
又、本例の場合には、両列の球面ころ３、３を一体型の保持器４ｂにより保持している。これに対して、図示は省略するが、一方の列の球面ころを保持する為の保持器と、他方の列の球面ころを保持する為の保持器とを、相対回転を可能に互いに独立させる（互いに独立した１対の保持器を設ける）事もできる。この様に、互いに独立した１対の保持器を設ければ、両列の球面ころの公転速度に差が生じた場合でも、これら両列の球面ころを保持している上記保持器同士が互いに独立して回転する。この為、公転速度が速い列の球面ころが、同じく遅い列の球面ころを引き摺ったり、公転速度が遅い列の球面ころが、同じく速い列の球面ころの公転運動に対して制動を加える事がなくなる。この結果、やはり、保持器付自動調心ころ軸受の動トルク並びに運転に伴う発熱を低く抑えられる。
【００３４】
尚、本例に於いては、上記各柱部８ａ、８ａの先端部円周方向側縁部分を含み、これら各柱部８ａ、８ａの円周方向側面のうちの先端寄り部分に、これら各柱部８ａ、８ａの軸方向長さの約１／３の範囲に表面硬化処理を施している。しかし、表面硬化処理を施す範囲は、この様な範囲に限定されるものではない。即ち、図６の（ａ）に示す様に、表面硬化処理を施す範囲を、上記各柱部８ａ、８ａの先端部円周方向側縁部分（これら各柱部８ａ、８ａの軸方向長さの１／２０未満の範囲）のみに限定する事もできる。この場合にも、上記各球面ころ３、３の組み込み時に、これら各球面ころ３、３の転動面が損傷する事を有効に防止できる。又、これら各球面ころ３、３の転動面と上記各柱部８ａ、８ａの円周方向側面のうちの先端縁部分との摺接部で生じる摩耗及び摩擦熱の発生を抑える事ができる。更に、表面硬化処理を施す範囲が小さくなる為、製造コストの低減及び製造時間の短縮を図れる。
【００３５】
しかしながら、潤滑条件が厳しい場合や、球面ころよりも硬度が大幅に低い材料製の保持器を用いる等の場合に、運転時に生じる摩耗及び摩擦熱の発生を抑える為には、前記図２、３に示した範囲の他、図６の（ｂ）〜（ｄ）に示す範囲に表面硬化処理を施す事が有効である。即ち、図６の（ｂ）、（ｄ）に示す様に、リム部７の軸方向側面に表面硬化処理を施せば、このリム部７の軸方向側面と上記各球面ころ３、３の軸方向端面部との摺接部で生じる摩耗を効果的に低減できる。又、図６の（ｃ）、（ｄ）に示す様に、上記各柱部８ａ、８ａの円周方向側面の全面に亙って表面硬化処理を施せば、保持器が偏心等して、これら各柱部８ａ、８ａの円周方向側面と上記各球面ころ３、３の転動面とが強く接触した場合にも、当該接触部分に著しい摩耗が生じる事を防止できる。この様に、表面硬化処理を施す範囲を広げる事によって、運転時に生じる摩耗及び摩擦熱の発生を効果的に抑える事ができるが、必要となる製造コスト及び製造時間が増大する為、要求される自動調心ころ軸受の使用条件等に応じて、表面硬化処理を施す範囲を定める事が好ましい。
【００３６】
尚、前記特許文献３〜５には、保持器表面に表面処理を施す事により、軸受内部で生じる摩耗を低減する発明が記載されており、上記特許文献３〜５に記載された表面処理を、本発明の摩擦係数を低減させる表面硬化処理として利用する事も可能である。但し、上記特許文献３〜５に記載された何れの発明も、本発明の前提となる、円周方向に隣り合う柱部により球面ころを抱き込むと言う構成を有しておらず、本発明とは、「解決しようとする課題」が異なる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す半部断面図。
【図２】同じく保持器のみを取り出して示す部分斜視図。
【図３】一部を省略して示す、図１のＡ−Ａ断面図。
【図４】同Ｂ−Ｂ断面図。
【図５】同拡大Ｃ−Ｃ断面図。
【図６】表面硬化処理を施す範囲の別の例を示す、図３と同様の図。
【図７】従来構造の第１例を示す正面図。
【図８】図７の拡大Ｄ−Ｄ断面図。
【図９】従来構造の第１例に組み込んでいる保持器を取り出して示す部分斜視図。
【図１０】図８のＥ−Ｅ断面図。
【図１１】従来構造の第２例を示す部分断面図。
【符号の説明】
【００３８】
１    外輪
２、２ａ  内輪
３    球面ころ
４、４ａ、４ｂ  保持器
５    外輪軌道
６    内輪軌道
７    リム部
８、８ａ  柱部
９    ポケット
１０    鍔部
１１    凹曲面部
１２    逃げ凹部
１３    表面硬化層
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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