(57)【要約】【課題】スキッディングを防止しつつ、公転すべりを抑制することができるターボ圧縮機用円筒ころ軸受を提供する。【解決手段】ターボ圧縮機１０の回転軸１１を回転自在に支持するターボ圧縮機用円筒ころ軸受３１であって、内輪３２の軌道面３２ａに非晶質硬質炭素皮膜Ｃが形成され、非晶質硬質炭素皮膜Ｃは、内輪３２の軸方向又は周方向に沿う縞目状に形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に軌道面を有する内輪と、内周面に軌道面を有する外輪と、前記内輪の軌道面と前記外輪の軌道面との間に配置される複数の円筒ころと、を備え、ターボ圧縮機の回転軸を回転自在に支持するターボ圧縮機用円筒ころ軸受であって、
前記内輪の軌道面に非晶質硬質炭素皮膜が形成され、
前記非晶質硬質炭素皮膜は、前記内輪の軸方向又は周方向に沿う縞目状に形成されることを特徴とするターボ圧縮機用円筒ころ軸受。
【請求項２】
前記非晶質硬質炭素皮膜の皮膜面積率は、前記内輪の軌道面の全面積に対して５０〜７０％に設定されることを特徴とする請求項１に記載のターボ圧縮機用円筒ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ圧縮機用円筒ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のターボ圧縮機として、羽根車が取り付けられた回転軸を支持する固定側軸受及び自由側軸受を備え、固定側軸受及び自由側軸受が組合せアンギュラ玉軸受により構成されているものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３０３２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した自由側軸受は、温度上昇に伴う回転軸の伸長を吸収するため、円筒ころ軸受を使用することが通例であるが、高速回転で使用されるターボ圧縮機の場合、負荷されるラジアル方向の荷重によっては公転すべりが大きくなるスキッディングが生じ、摩耗や焼き付きが生じる可能性があった。
【０００５】
また、円筒ころ軸受の内輪軌道面の全面にＤＬＣ皮膜（非晶質硬質炭素皮膜）を形成して、摺動性及び耐摩耗性を向上させることで、スキッディングを抑制することが行われているが、摺動性が向上することにより公転すべりを助長してしまっていた。
【０００６】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、スキッディングを防止しつつ、公転すべりを抑制することができるターボ圧縮機用円筒ころ軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）外周面に軌道面を有する内輪と、内周面に軌道面を有する外輪と、前記内輪の軌道面と前記外輪の軌道面との間に配置される複数の円筒ころと、を備え、ターボ圧縮機の回転軸を回転自在に支持するターボ圧縮機用円筒ころ軸受であって、内輪の軌道面に非晶質硬質炭素皮膜が形成され、非晶質硬質炭素皮膜は、内輪の軸方向又は周方向に沿う縞目状に形成されることを特徴とするターボ圧縮機用円筒ころ軸受。
（２）非晶質硬質炭素皮膜の皮膜面積率は、内輪の軌道面の全面積に対して５０〜７０％に設定されることを特徴とする（１）に記載のターボ圧縮機用円筒ころ軸受。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、内輪の軌道面に非晶質硬質炭素皮膜が形成され、非晶質硬質炭素皮膜は、内輪の軸方向又は周方向に沿う縞目状に形成されるため、スキッディングを防止しつつ、公転すべりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る円筒ころ軸受の一実施形態が採用されたターボ圧縮機を説明する要部断面図である。
【図２】図１に示す円筒ころ軸受の拡大断面図である。
【図３】図２に示す内輪外周面の平面図である。
【図４】図３に示すＤＬＣ皮膜の変形例を説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係るターボ圧縮機用円筒ころ軸受の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
まず、ターボ圧縮機１０は、図１に示すように、羽根車１１ａを備える回転軸１１と、回転軸１１の略中間部に設けられる増速機構である従動歯車１２と、不図示のモーターの出力軸に取り付けられ、従動歯車１２と噛合する増速機構である駆動歯車１３と、回転軸１１の従動歯車１２を挟んだ軸方向両側に配置され、回転軸１１を回転自在に支持する固定側軸受２０及び自由側軸受３０と、固定側軸受２０及び自由側軸受３０を支持するハウジング１４と、を備える。そして、ターボ圧縮機１０では、従動歯車１２が駆動歯車１３よりも小径に設定されているため、回転軸１１が増速回転される。
【００１２】
ここで、固定側軸受２０は、ラジアル方向の荷重及びアキシアル方向の荷重の両方を支持するように構成された軸受であり、例えば、回転軸１１をアキシアル方向に位置決め固定するために用いられる。また、自由側軸受３０は、ラジアル方向の荷重のみを支持するように構成された軸受であり、例えば、温度変化による回転軸１１の膨張・収縮を逃がすなど、回転軸１１のアキシアル方向の固定位置を調整するために用いられる。
【００１３】
固定側軸受２０は、図１に示すように、３つのアンギュラ玉軸受２１，２２，２３と、羽根車１１ａ側で隣り合う２つのアンギュラ玉軸受２１，２２間に配置される内輪間座２４及び外輪間座２５と、従動歯車１２側で隣り合う２つのアンギュラ玉軸受２２，２３間に配置される内輪間座２６及び外輪間座２７と、を備える。
【００１４】
また、羽根車１１ａ側で隣り合う２つのアンギュラ玉軸受２１，２２は、背面組合せ（ＤＢ）で配置され、従動歯車１２側で隣り合う２つのアンギュラ玉軸受２２，２３は、並列組合せ（ＤＴ）で配置されている。
【００１５】
アンギュラ玉軸受２１，２２，２３は、内輪２８ａと、外輪２８ｂと、内輪２８ａと外輪２８ｂとの間に配置される複数の玉２８ｃと、複数の玉２８ｃを転動自在に保持する保持器２８ｄと、をそれぞれ備える。
【００１６】
外輪間座２５，２７には、内輪間座２４，２６と外輪間座２５，２７との間の空間に潤滑油を供給する油穴２５ａ，２７ａがそれぞれ形成されている。
【００１７】
自由側軸受３０は、図１に示すように、本発明の円筒ころ軸受３１を備える。円筒ころ軸受３１は、図２に示すように、外周面に内輪軌道面（軌道面）３２ａを有する内輪３２と、内周面に外輪軌道面（軌道面）３３ａを有する外輪３３と、内輪軌道面３２ａと外輪軌道面３３ａとの間に配置される複数の円筒ころ３４と、複数の円筒ころ３４を転動自在に保持する保持器３５と、を備える。
【００１８】
そして、本実施形態では、図２及び図３に示すように、円筒ころ軸受３１の内輪３２の内輪軌道面３２ａにＤＬＣ皮膜（非晶質硬質炭素皮膜）Ｃが形成されており、このＤＬＣ皮膜Ｃは、内輪軌道面３２ａの全面積に対して皮膜面積率６０％程度で、軸方向に沿う縞目状に形成されている。また、ＤＬＣ皮膜Ｃは、図４に示すように、周方向に沿う縞目状に形成されていてもよい。また、ＤＬＣ皮膜Ｃの皮膜面積率は、内輪軌道面３２ａの全面積に対して５０〜７０％に設定することが好ましい。
【００１９】
以上説明したように、本実施形態の円筒ころ軸受３１によれば、内輪軌道面３２ａに形成されるＤＬＣ皮膜Ｃが、内輪軌道面３２ａの全面積に対して皮膜面積率６０％程度で、軸方向に沿う縞目状に形成されるため、スキッディングを防止しつつ、公転すべりを抑制することができる。
【００２０】
なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【実施例】
【００２１】
本発明の作用効果を確認するため、下記表１に示す実施例１、２及び比較例１、２の円筒ころ軸受を作成して、それぞれに対して低荷重条件下で評価試験を行った。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１から明らかなように、比較例１ではスキッディングが発生し、比較例２ではスキッディングは発生しないものの、ＤＬＣ皮膜の高摺動性により公転すべりが助長され、保持器公転数が大幅に減少することがわかった。これに対して、実施例１、２では、スキッディングの兆候はなく、且つ公転すべりが抑制されることがわかった。また、公転すべりに関しては、保持器公転数の減少がより少ないことから、ＤＬＣ皮膜の縞目の向きは周方向より軸方向の方が有利であることがわかった。
【符号の説明】
【００２４】
１０    ターボ圧縮機
１１    回転軸
１１ａ  羽根車
２０    固定側軸受
２１    アンギュラ玉軸受
２２    アンギュラ玉軸受
２３    アンギュラ玉軸受
２４    内輪間座
２５    外輪間座
２６    内輪間座
２７    外輪間座
３０    自由側軸受
３１    円筒ころ軸受
３２    内輪
３２ａ  内輪軌道面（軌道面）
３３    外輪
３３ａ  外輪軌道面（軌道面）
３４    円筒ころ
３５    保持器
Ｃ    ＤＬＣ被膜（非晶質硬質炭素皮膜）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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