JP2003254340A - Bearing device - Google Patents

Bearing device

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JP2003254340A
JP2003254340A JP2002060262A JP2002060262A JP2003254340A JP 2003254340 A JP2003254340 A JP 2003254340A JP 2002060262 A JP2002060262 A JP 2002060262A JP 2002060262 A JP2002060262 A JP 2002060262A JP 2003254340 A JP2003254340 A JP 2003254340A
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JP
Japan
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diamond
film
carbon film
bearing device
inner ring
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002060262A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Oto
弘明 大戸
Takehisa Kida
健久 気田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Koyo Seiko Co Ltd filed Critical Koyo Seiko Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58Raceways; Race rings
    • F16C33/583Details of specific parts of races
    • F16C33/586Details of specific parts of races outside the space between the races, e.g. end faces or bore of inner ring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58Raceways; Race rings
    • F16C33/62Selection of substances
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2206/00Materials with ceramics, cermets, hard carbon or similar non-metallic hard materials as main constituents
    • F16C2206/02Carbon based material
    • F16C2206/04Diamond like carbon [DLC]

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the generation of fretting in an abutment surface between an inner ring and a fixed ring in a bearing device for supporting an axle of a railway vehicle. <P>SOLUTION: In this bearing device 2, a wheel side inner ring 11b of a rolling bearing 3 is made to abut on a free end side end surface 30 of a rear cover 9 for positioning, and the free end side end surface 30 of the rear cover 9 is coated with a diamond-like carbon film 19 having excellent smoothness and abrasion resistance. With this structure, abrasion and damage of the diamond- like carbon film 19 is hard to be generated, and a coefficient of friction in the abutment surface between the rear cover 9 and the wheel side inner ring 11b can be reduced to prevent the generation of fretting. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸に外装され
る転がり軸受と、前記回転軸に外嵌固定されて回転軸に
対して前記転がり軸受の内輪を位置決めする固定環とを
有した軸受装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bearing having a rolling bearing which is externally mounted on a rotary shaft and a fixed ring which is externally fitted and fixed to the rotary shaft to position the inner ring of the rolling bearing with respect to the rotary shaft. Regarding the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】鉄道車両の車軸に車体を支持させるのに
用いる軸受装置の構造を説明する。従来の軸受装置は、
複列外向き転がり軸受を備える。この転がり軸受は単一
の外輪と、二つの内輪と、外輪と両内輪との間に2列で
介装される複列円錐ころ群と、外輪と両内輪との間で各
列のころ群を支持する二つの保持器とを備える。外輪に
車体が固定される。両内輪は、車軸のジャーナル部に対
して軸方向隣り合わせに装着される。
2. Description of the Related Art The structure of a bearing device used to support a vehicle body on an axle of a railway vehicle will be described. The conventional bearing device is
A double row outward rolling bearing is provided. This rolling bearing consists of a single outer ring, two inner rings, a double row tapered roller group interposed between the outer ring and both inner rings in two rows, and a roller group in each row between the outer ring and both inner rings. And two retainers for supporting the. The vehicle body is fixed to the outer ring. Both inner rings are mounted axially adjacent to the journal portion of the axle.

【0003】車軸のジャーナル部の自由端側に前蓋が固
定される。車軸のジャーナル部の車輪側に後蓋が固定さ
れる。転がり軸受の両内輪は、車軸のジャーナル部に対
して前蓋と後蓋とで軸方向から軸方向不動に挟持固定さ
れる。この場合、転がり軸受の車輪側内輪と後蓋との両
端面は互いに直接当接させられている。
A front lid is fixed to the free end side of the journal portion of the axle. The rear lid is fixed to the wheel side of the journal part of the axle. Both inner rings of the rolling bearing are fixed to the journal portion of the axle by a front lid and a rear lid so as to be fixed axially in the axial direction. In this case, both end surfaces of the wheel-side inner ring of the rolling bearing and the rear lid are in direct contact with each other.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】鉄道車両の走行に伴な
い、車軸は径方向や軸方向の荷重や衝撃を受け、また振
動する。その結果、車軸には微小なたわみ、また、転が
り軸受に対する微小な相対移動が発生している。この場
合、車輪側内輪と後蓋は共に金属材で構成されている。
そのため、前記たわみや微小相対移動が繰り返されると
車輪側内輪と後蓋との前記両当接面が擦り合わされて、
いわゆるフレッチングが発生し、金属摩耗粉が発生す
る。このような金属摩耗粉は、潤滑剤に混入して潤滑剤
の劣化を早めたり、転がり軸受の転動面に噛み込み転が
り軸受の摩耗を早め、軸受装置の寿命を低下させる原因
となる。
As the railway vehicle travels, the axle is subject to radial and axial loads and impacts, and vibrates. As a result, a slight deflection is generated on the axle and a slight relative movement with respect to the rolling bearing occurs. In this case, both the wheel-side inner ring and the rear lid are made of a metal material.
Therefore, when the deflection and the minute relative movement are repeated, the contact surfaces of the wheel-side inner ring and the rear lid are rubbed with each other,
So-called fretting occurs and metal abrasion powder is produced. Such metal wear powder mixes with the lubricant to accelerate the deterioration of the lubricant, or to get caught in the rolling surface of the rolling bearing to accelerate the wear of the rolling bearing, thereby shortening the life of the bearing device.

【0005】したがって、本発明が解決しようとする課
題は、回転軸に外装される転がり軸受と、前記回転軸に
外嵌固定されて回転軸に対して前記転がり軸受の内輪を
位置決めする固定環とを有した軸受装置において、その
転がり軸受に備えられる内輪と固定環との両当接面の擦
り合わせによるフレッチングの発生を抑制可能にするこ
とである。
Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a rolling bearing which is externally mounted on a rotary shaft, and a fixed ring which is externally fitted and fixed to the rotary shaft to position the inner ring of the rolling bearing with respect to the rotary shaft. In the bearing device having the above, it is possible to suppress the occurrence of fretting due to the friction between the contact surfaces of the inner ring and the fixed ring provided in the rolling bearing.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の軸受装置は、請
求項1で示すように、回転軸に外装される転がり軸受
と、前記回転軸に外嵌固定されており、かつ、前記転が
り軸受に備えられる内輪に当接して前記回転軸に対して
前記内輪を位置決めする固定環とを有する軸受装置であ
って、前記転がり軸受の内輪と前記固定環との両当接面
のうちの一方に、クロム膜と、タングステン・カーバイ
ト膜と、ダイヤモンドライクカーボン膜とが積層されて
設けられている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a rolling bearing which is externally fitted to and fixed to the rotary shaft and which is externally fitted to the rotary shaft. A bearing device having a fixed ring for abutting an inner ring provided to position the inner ring with respect to the rotary shaft, wherein one of the contact surfaces of the inner ring of the rolling bearing and the fixed ring is provided. The chromium film, the tungsten carbide film, and the diamond-like carbon film are laminated and provided.

【0007】前記回転軸は、回転する軸、回転させられ
る軸のことであり、実施形態の車軸に限らず回転可能で
あれば軸や軸状の構造物であればよい。
The rotating shaft is a rotating shaft or a shaft that can be rotated, and is not limited to the axle of the embodiment and may be any shaft or shaft-like structure as long as it is rotatable.

【0008】前記転がり軸受は、実施形態の複列外向き
転がり軸受のように回転軸に対して軸方向隣り合わせに
2つの内輪を有する転がり軸受に限らず、単一の内輪を
有する形態の転がり軸受も含む。
The rolling bearing is not limited to the rolling bearing having the two inner rings axially adjacent to the rotating shaft like the double row outward rolling bearing of the embodiment, but the rolling bearing having a single inner ring. Also includes.

【0009】ダイヤモンドライクカーボン膜は、主とし
て炭素と水素とで構成される非晶質の硬質カーボン膜の
ことであり、アモルファス構造を有するためダイヤモン
ドに類似した性質を有する。他の硬質膜に比較して極め
て硬く耐摩耗性に優れ、相手攻撃性も小さいなど優れた
耐凝着性を示す。またダイヤモンドライクカーボン膜
は、極めて平滑な膜表面を有する。
The diamond-like carbon film is an amorphous hard carbon film mainly composed of carbon and hydrogen. Since it has an amorphous structure, it has properties similar to those of diamond. Compared to other hard films, it is extremely hard and has excellent wear resistance, and it has excellent anti-adhesion properties such as low opponent attack. Further, the diamond-like carbon film has an extremely smooth film surface.

【0010】本発明の軸受装置では、内輪と固定環との
両当接面の一方にダイヤモンドライクカーボン膜が設け
られているので、固定環と内輪との両当接面が繰り返し
擦れ合っても両当接面が摩耗するようなことが抑制され
る。その結果、両当接面の擦り合わせによるフレッチン
グの発生を抑制することができる。
In the bearing device of the present invention, since the diamond-like carbon film is provided on one of the contact surfaces of the inner ring and the fixed ring, even if the contact surfaces of the fixed ring and the inner ring are repeatedly rubbed against each other. Abrasion of both contact surfaces is suppressed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of fretting due to the rubbing of both contact surfaces.

【0011】それに加えて、下地膜としてのクロム含有
膜を介して被覆されているので、各膜相互の原子間の結
合が強固となり、硬質膜を固定環と内輪との当接面の一
方面に対して強固に密着させることができる。また、こ
れとともに、ダイヤモンドライクカーボン膜とクロム膜
との間にタングステン・カーバイト膜が介装されている
から、被覆対象との原子間の結合がより強固になり、ダ
イヤモンドライクカーボン膜を固定環と内輪との当接面
の一方面に対して強固に密着させることができる。
In addition, since the coating is provided via the chromium-containing film as the base film, the bonds between the atoms of each film are strengthened, and the hard film is attached to one surface of the contact surface between the fixed ring and the inner ring. Can be firmly adhered to. Along with this, since the tungsten-carbide film is interposed between the diamond-like carbon film and the chromium film, the bond between the atoms to be covered becomes stronger and the diamond-like carbon film is fixed. It can be firmly adhered to one surface of the contact surface between the inner ring and the inner ring.

【0012】したがって、本発明の軸受装置を回転軸と
して鉄道車両の車軸に適用し、その車軸に装着させ、転
がり軸受の内輪と固定環として車軸に固定された後蓋と
の当接面が擦り合わせによるフレッチングの発生を効果
的に抑制できる。そのため、両当接面の擦れ合わせによ
る金属摩耗粉の発生を抑制して転がり軸受の摩耗速度を
低減できるとともに、金属摩耗粉が潤滑剤に混入して潤
滑剤を劣化させることも防止できる。その結果、鉄道車
両の車軸に適用される軸受装置の寿命を延ばすことがで
きるようになる。
Therefore, the bearing device of the present invention is applied as a rotating shaft to an axle of a railroad vehicle, mounted on the axle, and the contact surface between the inner ring of the rolling bearing and the rear lid fixed to the axle as the fixed ring is rubbed. It is possible to effectively suppress the occurrence of fretting due to matching. Therefore, it is possible to suppress the generation of metal abrasion powder due to the rubbing of both abutting surfaces to reduce the abrasion rate of the rolling bearing, and it is also possible to prevent the metal abrasion powder from mixing with the lubricant and deteriorating the lubricant. As a result, it is possible to extend the life of the bearing device applied to the axle of the railway vehicle.

【0013】本発明は、好ましくは、請求項2で示すよ
うに、前記ダイヤモンドライクカーボン膜が、膜厚1.
0〜5.0μmを有し、かつ、その被膜対象に対する密
着力が少なくとも40Nに設定されている。
In the present invention, preferably, the diamond-like carbon film has a film thickness of 1.
It has a thickness of 0 to 5.0 μm, and its adhesion to the coating object is set to at least 40N.

【0014】ダイヤモンドライクカーボン膜の膜厚が
1.0μm未満であれば、耐摩耗性が不足し、5.0μ
mを越えると、コストが膨大となるだけでなく、膜厚が
厚すぎることによる内部応力が大きくなり剥離の原因と
なる。また、ダイヤモンドライクカーボン膜の被膜対象
に対する密着力が40N未満になると、被膜が剥離しや
すくなる。
If the thickness of the diamond-like carbon film is less than 1.0 μm, the wear resistance is insufficient and 5.0 μ
If it exceeds m, not only the cost becomes enormous, but also the internal stress becomes large due to the excessively large film thickness, which causes peeling. Further, when the adhesion of the diamond-like carbon film to the coating object is less than 40 N, the coating film is likely to peel off.

【0015】こうした場合、前記作用効果に加えて、平
滑性、耐摩耗性のすべてにおいて優れたダイヤモンドラ
イクカーボン膜を得ることができる。この場合、ダイヤ
モンドライクカーボン膜の膜厚はより好ましくは1〜5
μmであり、最適には3μmである。
In such a case, it is possible to obtain a diamond-like carbon film which is excellent in smoothness and wear resistance in addition to the above-mentioned effects. In this case, the thickness of the diamond-like carbon film is more preferably 1 to 5
μm, optimally 3 μm.

【0016】本発明は、より好ましくは、請求項3で示
すように、前記クロム膜と前記タングステン・カーバイ
ト膜と前記ダイヤモンドライクカーボン膜とからなる全
体の膜厚が、1.5〜3.0μmに、かつ、ダイヤモン
ドライクカーボン膜表面の粗さが、中心線平均粗さ(R
a)で0.1μm以下にそれぞれ管理される。
More preferably, in the present invention, as shown in claim 3, the total thickness of the chromium film, the tungsten carbide film, and the diamond-like carbon film is 1.5 to 3. 0 μm, and the roughness of the diamond-like carbon film surface is the center line average roughness (R
It is controlled to 0.1 μm or less in a).

【0017】全体の膜厚が、1.5μm未満であれば耐
摩耗性が不足し、3.0μmを越えると、コストが膨大
となるだけでなく、膜厚が厚すぎることによる内部応力
が大きくなり剥離の原因となる。また、前記硬さがビッ
カース硬さ(Hv)で1000未満であれば耐摩耗性が
不足し、2000を越えると、内部応力が大きくなり剥
離の原因となる。
If the total film thickness is less than 1.5 μm, the abrasion resistance is insufficient, and if it exceeds 3.0 μm, not only the cost becomes enormous, but also the internal stress due to the excessive film thickness is large. It may cause peeling. Further, if the hardness is less than 1000 in Vickers hardness (Hv), the abrasion resistance is insufficient, and if it exceeds 2000, the internal stress becomes large and causes peeling.

【0018】本発明は、より好ましくは、請求項4で示
すように、前記ダイヤモンドライクカーボン膜が、タン
グステンを含有する。
In the present invention, more preferably, the diamond-like carbon film contains tungsten.

【0019】こうした場合、前記作用効果に加えて、前
記ダイヤモンドライクカーボン膜がタングステンを含有
しているので、被覆対象との原子間の結合がより強固に
なり、ダイヤモンドライクカーボン膜を固定環と内輪と
の当接面の一方面に対して強固に密着させることができ
る。また、タングステンは金属元素であるため、ダイヤ
モンドライクカーボン膜の通電性が向上し、通電性が要
求される条件での使用に適したものとなる。
In such a case, in addition to the above-described effects, since the diamond-like carbon film contains tungsten, the bond between atoms and the object to be coated becomes stronger, and the diamond-like carbon film is fixed to the fixed ring and the inner ring. Can be firmly adhered to one surface of the contact surface with. Further, since tungsten is a metal element, the conductivity of the diamond-like carbon film is improved, which makes it suitable for use under the condition where the conductivity is required.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図面に示す
実施形態に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The details of the present invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawings.

【0021】図1から図3に実施形態1を示す。図1
は、本発明の実施形態1の軸受装置とそれが適用される
鉄道車両の車軸の支持部分とを示す断面図、図2は、図
1の要部の拡大断面図、図3は、図1の後蓋の自由端側
の端面の被覆構造を示す拡大断面図である。
Embodiment 1 is shown in FIGS. 1 to 3. Figure 1
1 is a sectional view showing a bearing device according to a first embodiment of the present invention and a supporting portion of an axle of a railway vehicle to which the bearing device is applied, FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of FIG. 1, and FIG. It is an expanded sectional view which shows the coating structure of the end surface by the side of the free end of a rear lid.

【0022】これらの図を参照して、1は、車軸、2
は、軸受装置を示す。
Referring to these figures, 1 is an axle, 2 is
Indicates a bearing device.

【0023】車軸1は、回転軸として図1の右側に不図
示の車輪が取り付けられる。
A wheel (not shown) is attached to the right side of FIG. 1 as a rotating shaft of the axle 1.

【0024】軸受装置2は、転がり軸受3と、前蓋4
と、油切りスリーブ5と、複数のボルト6と、密封装置
7,8と、後蓋9とを備える。
The bearing device 2 includes a rolling bearing 3 and a front lid 4.
An oil draining sleeve 5, a plurality of bolts 6, sealing devices 7 and 8, and a rear lid 9.

【0025】転がり軸受3は、外向きに配置されたいわ
ゆる複列外向き円錐ころ軸受となって車軸1のジャーナ
ル部21に取り付けられる。
The rolling bearing 3 serves as a so-called double row outward tapered roller bearing arranged outward, and is attached to the journal portion 21 of the axle 1.

【0026】転がり軸受3はまた、単一の外輪10と、
軸方向隣り合わせに配置される二つの内輪11a、11
bと、前記内・外輪10、11a、11b間に配置され
る転動体としての複列円錐ころ12と、円錐ころ12の
保持器13とを含む。
The rolling bearing 3 also includes a single outer ring 10,
Two inner rings 11a, 11 arranged axially side by side
b, a double row tapered roller 12 as a rolling element arranged between the inner and outer rings 10, 11a, 11b, and a retainer 13 for the tapered roller 12.

【0027】転がり軸受3において、外輪10は、車体
(図示省略)などに対して固定される。各内輪11a、1
1bは、間座14を介して前蓋4と後蓋9とで軸方向に
挟持される。転がり軸受3全体は、前記両内輪11a、
11bの挟持構造によって軸方向不動に固定される。
In the rolling bearing 3, the outer ring 10 is the vehicle body.
It is fixed to (not shown). Each inner ring 11a, 1
1b is axially sandwiched by the front lid 4 and the rear lid 9 via the spacer 14. The entire rolling bearing 3 is composed of the inner rings 11a,
It is fixed immovably in the axial direction by the holding structure of 11b.

【0028】この場合、前蓋4と後蓋9は、車軸1のジ
ャーナル部21の外周において転がり軸受3の軸方向両
隣りに配置されている。詳しくは、前蓋4は、油切りス
リーブ5を介して一方側内輪11a(車軸1のジャーナ
ル部21の自由端側)の自由端側の端面に、また、後蓋
9は、他方側内輪11b(車軸1のジャーナル部21の
付け根側)の車輪側端面に対して直接それぞれ当接され
ている。その結果、前蓋4と後蓋9は、共に、蓋の機能
に加えて、転がり軸受3を軸方向不動に固定する環状の
固定環として機能する。
In this case, the front lid 4 and the rear lid 9 are arranged on the outer periphery of the journal portion 21 of the axle 1 on both sides in the axial direction of the rolling bearing 3. Specifically, the front lid 4 is on the free end side end surface of the inner ring 11a on one side (the free end side of the journal portion 21 of the axle 1) via the oil draining sleeve 5, and the rear lid 9 is on the other side inner ring 11b. It directly abuts on the wheel-side end surface (on the base side of the journal portion 21 of the axle 1). As a result, the front lid 4 and the rear lid 9 both function as an annular fixed ring that fixes the rolling bearing 3 immovably in the axial direction, in addition to the function of the lid.

【0029】この場合、前蓋4は、ボルト6が所定のト
ルクで締め付けられることで、ジャーナル部21の自由
端側に取り付けられ、かつ、油切りスリーブ5を介して
内輪11aの自由端側の端面に当接している。
In this case, the front lid 4 is attached to the free end side of the journal portion 21 by tightening the bolt 6 with a predetermined torque, and is attached to the free end side of the inner ring 11a via the oil draining sleeve 5. It is in contact with the end face.

【0030】また、後蓋9は、油切りスリーブと一体化
された構造となっている。ただし、後蓋9は、前蓋4側
と同様にして油切りスリーブ5を介して内輪11bの車
輪側端面に当接するようにしてもよい。
Further, the rear lid 9 has a structure integrated with the oil draining sleeve. However, the rear lid 9 may be brought into contact with the wheel-side end surface of the inner race 11b via the oil draining sleeve 5 in the same manner as the front lid 4 side.

【0031】両密封装置7、8は、転がり軸受3の軸方
向両側でそれぞれ油切りスリーブ5と後蓋9それぞれの
外周面に配置されている。
Both sealing devices 7 and 8 are arranged on the outer peripheral surfaces of the oil removing sleeve 5 and the rear lid 9, respectively, on both axial sides of the rolling bearing 3.

【0032】そして、両密封装置7、8により、転がり
軸受3の両側端部を含む所要の密封領域が密封され、こ
れによって、外部から泥水や塵埃等が転がり軸受3内部
に侵入するのが防止される。
Both sealing devices 7 and 8 seal a required sealing area including both end portions of the rolling bearing 3, thereby preventing muddy water, dust and the like from entering the inside of the rolling bearing 3 from the outside. To be done.

【0033】なお、図面では密封装置8側の密封領域3
1が図2で拡大されて示されているが、密封装置7側の
密封領域も同様の構造を有する。
In the drawing, the sealing area 3 on the sealing device 8 side is shown.
1 is shown enlarged in FIG. 2, the sealing region on the side of the sealing device 7 also has a similar structure.

【0034】本発明の実施形態1は、次の構成を備えた
ことに特徴を有する。
The first embodiment of the present invention is characterized by having the following configuration.

【0035】すなわち、後蓋9の自由端側の端面30に
対して、ダイヤモンドライクカーボン(Diamond
−Like Carbon:DLC)膜91が被覆され
ている。
That is, the diamond-like carbon (Diamond) is attached to the end surface 30 of the rear lid 9 on the free end side.
-Like carbon (DLC) film 91 is covered.

【0036】この被覆に当たって、ダイヤモンドライク
カーボン膜91の母材(後蓋9の自由側端面)に対する密
着を確実にするため、好ましくは下地膜として予めクロ
ム(Cr)膜92が後蓋9の自由端側の端面30に被覆さ
れる。
In order to ensure the adhesion of the diamond-like carbon film 91 to the base material (end surface of the rear lid 9 on the free side) in this coating, it is preferable that a chromium (Cr) film 92 is previously formed on the rear lid 9 as a base film. The end face 30 on the end side is covered.

【0037】そして、このクロム膜92上にダイヤモン
ドライクカーボン膜91が被覆されている。ただし、こ
のクロム膜92は、必須となるものではなく、ダイヤモ
ンドライクカーボン膜91が直接、後蓋9の自由端側の
端面30に被覆されてもよい。
The chromium film 92 is covered with a diamond-like carbon film 91. However, the chromium film 92 is not essential, and the diamond-like carbon film 91 may be directly coated on the end surface 30 of the rear lid 9 on the free end side.

【0038】ダイヤモンドライクカーボン膜91の膜厚
は、1.0〜5.0μmに管理される。
The thickness of the diamond-like carbon film 91 is controlled to 1.0 to 5.0 μm.

【0039】ダイヤモンドライクカーボン膜91の形成
対象に対する密着力は少なくとも40N、好ましくは6
0Nに管理される。
The adhesion to the object on which the diamond-like carbon film 91 is formed is at least 40 N, preferably 6
Managed to 0N.

【0040】ダイヤモンドライクカーボン膜91は、グ
ラファイト構造(SP2)とダイヤモンド構造(結合:
SP3)とが共存しており、それを構成する炭素原子相
互の結合力が強く、また、それ自身が硬質であって表面
平滑性に優れているという特徴がある。
The diamond-like carbon film 91 has a graphite structure (SP 2 ) and a diamond structure (bonding:
SP 3 ) coexists with each other, the carbon atoms constituting them are strongly bonded to each other, and they themselves are hard and have excellent surface smoothness.

【0041】したがって、ダイヤモンドライクカーボン
膜91を後蓋9の自由端側の端面30に形成することに
より、ダイヤモンドライクカーボン膜91自身の摩耗や
損傷が発生しにくくなるとともに、内輪11bと後蓋9
との当接面における摩擦係数を低減でき、フレッチング
発生を防止することができる。
Therefore, by forming the diamond-like carbon film 91 on the end surface 30 of the rear lid 9 on the free end side, the diamond-like carbon film 91 itself is less likely to be worn or damaged, and the inner ring 11b and the rear lid 9 are prevented.
It is possible to reduce the friction coefficient on the contact surface with and to prevent fretting.

【0042】また、ダイヤモンドライクカーボン膜91
の下地膜としてクロム膜92を設けているので、各膜相
互の原子間の結合が強固となり、平滑性、耐摩耗性に優
れたダイヤモンドライクカーボン膜91を後蓋9に対し
て強固に密着させることができる。そのため、ダイヤモ
ンドライクカーボン膜91が剥離しにくくなって耐久性
が向上するなど、信頼性向上に大きく貢献できるように
なる。
Further, the diamond-like carbon film 91
Since the chromium film 92 is provided as a base film of the above, the bonds between the atoms of the respective films are strengthened, and the diamond-like carbon film 91 excellent in smoothness and wear resistance is firmly adhered to the rear lid 9. be able to. Therefore, the diamond-like carbon film 91 is less likely to be peeled off, durability is improved, and reliability can be greatly improved.

【0043】ところで、これらダイヤモンドライクカー
ボン膜91およびクロム膜92は、例えば物理蒸着(P
VD)法、化学蒸着(CVD)法、プラズマCVD法、
イオンビーム形成法、イオン化蒸着法などにより形成す
ることができる。
The diamond-like carbon film 91 and the chromium film 92 are formed by physical vapor deposition (P
VD) method, chemical vapor deposition (CVD) method, plasma CVD method,
It can be formed by an ion beam forming method, an ionization vapor deposition method, or the like.

【0044】中でも、PVD法の一つであるスパッタリ
ング法は、物理的メカニズムを利用した被覆法であるた
め、下地の材料に左右されずに高い密着性を確保できる
という特長がある。
Among them, the sputtering method, which is one of the PVD methods, is a coating method utilizing a physical mechanism, and therefore has a feature that high adhesion can be ensured regardless of the material of the underlying layer.

【0045】したがって、ここでは、スパッタリング法
を選定し、同手法による生成工程について説明する。な
お、その際は、クロム膜92と、ダイヤモンドライクカ
ーボン膜91とを、この記載順に順次形成する。
Therefore, here, a sputtering method is selected, and a generation process by the same method will be described. At that time, the chromium film 92 and the diamond-like carbon film 91 are sequentially formed in this order.

【0046】まず、クロム膜92を生成するに当たって
は、ターゲットとしてクロムを、また、導入ガスとして
アルゴンガスを用いる。そして、チャンバ内圧力を10
-3〜10〔Torr〕程度とし、放電電圧100〜2k
〔V〕、電流0.5〜5.0〔A〕にして放電処理を行
う。これにより、後蓋9の端面30の表面にクロム膜9
2が0.4〜0.6μmの厚みで形成される。
First, in forming the chromium film 92, chromium is used as a target and argon gas is used as an introduction gas. Then, the chamber pressure is set to 10
-3 to 10 [Torr] and discharge voltage 100 to 2k
The discharge treatment is performed at [V] and a current of 0.5 to 5.0 [A]. As a result, the chromium film 9 is formed on the surface of the end surface 30 of the rear lid 9.
2 is formed with a thickness of 0.4 to 0.6 μm.

【0047】次に、ダイヤモンドライクカーボン膜91
を生成するにあたっては、導入ガスとしてアルゴンガ
ス、炭化水素ガスなどを用い、放電電圧100〜2k
〔V〕、電流2〜10〔A〕にして放電処理を行う。こ
れにより、クロム膜92上に非晶質炭素からなるダイヤ
モンドライクカーボン膜91が形成されることになる。
Next, the diamond-like carbon film 91
In producing the gas, an argon gas, a hydrocarbon gas, or the like is used as an introduction gas, and the discharge voltage is 100 to 2 k.
The discharge treatment is performed at [V] and a current of 2 to 10 [A]. As a result, the diamond-like carbon film 91 made of amorphous carbon is formed on the chromium film 92.

【0048】なお、このように、クロム膜92またはダ
イヤモンドライクカーボン膜91を対象部品の一部分に
形成するには、適宜マスキングを施せばよい。
In this way, in order to form the chromium film 92 or the diamond-like carbon film 91 on a part of the target component, masking may be applied appropriately.

【0049】なお、ダイヤモンドライクカーボン膜91
の耐摩耗性(平滑性)と、密着性とについて、それぞれ
試験を行っているので説明する。
The diamond-like carbon film 91
The abrasion resistance (smoothness) and the adhesiveness of No. 1 will be described because they are respectively tested.

【0050】まず、ダイヤモンドライクカーボン膜91
の耐摩耗性(平滑性)についての試験を説明する。
First, the diamond-like carbon film 91
The test for the abrasion resistance (smoothness) will be described.

【0051】試験は、本発明に係る実施例と比較例とに
ついて行った。実施例では、ダイヤモンドライクカーボ
ン膜91を被覆したJIS規格のSUS440Cの円形
板を試料として用いた。
The test was conducted on the examples according to the present invention and the comparative examples. In the example, a JIS standard SUS440C circular plate coated with the diamond-like carbon film 91 was used as a sample.

【0052】比較例では、被覆なしのJIS規格のSU
S440Cの円形板を試料として用いた。
In the comparative example, an uncoated JIS standard SU is used.
A circular plate of S440C was used as a sample.

【0053】試験の方法としては、金属のボールを前記
各例の円形板の偏心位置に周方向に複数配列して押圧し
つつ、これら各円形板を回転させて行った。ボールは、
直径5/32インチのSUJ2材からなり、面圧1.0
GPaの強力な押圧力のもとに押圧することで、円形板
の回転に対して非転動に摺動するようになっている。各
試料の円形板の回転は、ボールに対する摺動速度が0.
1m/s、摺動距離が360mとなるよう制御されてい
る。
As a test method, a plurality of metal balls were circumferentially arranged and pressed at the eccentric positions of the circular plates of the above-mentioned examples, and each circular plate was rotated while being pressed. The ball is
Made of SUJ2 material with a diameter of 5/32 inch, surface pressure 1.0
By pressing under the strong pressing force of GPa, the circular plate slides non-rotatingly with respect to the rotation. When the circular plate of each sample was rotated, the sliding speed with respect to the ball was 0.
It is controlled so that the sliding distance is 1 m / s and the sliding distance is 360 m.

【0054】[0054]

【表1】 結果としては、上記表1に示すように、摩擦係数および
摩耗痕径ともに、実施例の方が、比較例よりも1/3以
下に低減しており、優れた耐摩耗性、平滑性を有してい
ることが判明した。
[Table 1] As a result, as shown in Table 1 above, both the friction coefficient and the wear scar diameter of the example were reduced to 1/3 or less of those of the comparative example, and excellent abrasion resistance and smoothness were obtained. It turned out that

【0055】次に、ダイヤモンドライクカーボン膜91
の密着性についての試験を説明する。
Next, the diamond-like carbon film 91
The test for the adhesiveness of is described.

【0056】試験は、本発明に係る実施例と比較例とに
ついて行った。実施例では、JIS規格のSUS440
Cの基板に下地膜としてのクロム膜92を介してダイヤ
モンドライクカーボン膜91を被覆したものを試料とし
て用いた。
The test was conducted on the examples according to the present invention and the comparative examples. In the embodiment, JIS standard SUS440 is used.
A substrate of C was coated with a diamond-like carbon film 91 via a chromium film 92 as a base film, which was used as a sample.

【0057】比較例では、JIS規格のSUS440C
の基板に下地膜としてのシリコン膜を介してダイヤモン
ドライクカーボン膜91を被覆したものを試料として用
いた。
In the comparative example, JIS standard SUS440C is used.
A substrate obtained by coating the diamond-like carbon film 91 with a silicon film as a base film interposed therebetween was used as a sample.

【0058】なお、実施例では、ダイヤモンドライクカ
ーボン膜91の厚さが3μm、密着力は60Nに管理さ
れる。比較例では、ダイヤモンドライクカーボン膜91
の厚さが2μm、密着力は5Nに管理される。
In the embodiment, the diamond-like carbon film 91 is controlled to have a thickness of 3 μm and an adhesion force of 60N. In the comparative example, the diamond-like carbon film 91
The thickness is controlled to 2 μm and the adhesion is controlled to 5N.

【0059】試験の方法としては、油浴潤滑のもとに、
金属のボールを前記各例の円形板の偏心位置に周方向に
複数配列して押圧しつつ、これら各円形板を回転させて
行った。ボールは、直径5/32インチのSUJ2材か
らなる。押圧力は、1.6GPa、2.1GPa、3.
4GPaの3種類に設定し、それぞれ試験した。これら
の各押圧力のもと、ボールは円形板上を転動する。各試
料の円形板は、毎分1200回転に制御されており、1
8回転させた時点で試験を打ち切った。
As a test method, under oil bath lubrication,
A plurality of metal balls were arranged in the circumferential direction at the eccentric positions of the circular plates of each of the above examples and pressed while the circular plates were rotated. The ball is made of SUJ2 material with a diameter of 5/32 inch. The pressing force is 1.6 GPa, 2.1 GPa, 3.
Three types of 4 GPa were set, and each was tested. Under each of these pressing forces, the ball rolls on the circular plate. The circular plate of each sample is controlled at 1200 rpm and
0 8 broke off test when rotated.

【0060】[0060]

【表2】 結果としては、上記表2に示すように、比較例では、ボ
ールの押圧が1.6GPaでも、107回転未満で既に
被覆の剥離が生じており、2.1GPa、3.4GPa
では、106回転以下と、寿命が更に低下している。
[Table 2] As a result, as shown in Table 2 above, in the comparative example, even when the pressure of the ball was 1.6 GPa, peeling of the coating had already occurred at less than 10 7 revolutions, and 2.1 GPa and 3.4 GPa.
In, the life is further reduced to 10 6 rotations or less.

【0061】一方、実施例では、いずれのボールの押圧
力においても、108回転させてもなお、剥離や摩耗等
の兆候を見出すことができず、優れた密着性を有するこ
とが判明した。
On the other hand, in the examples, no sign of peeling, abrasion or the like could be found even if the ball was pressed for 10 8 times at any pressing force, and it was proved that the ball had excellent adhesion.

【0062】図4は、本発明の実施形態2に係る後蓋の
自由端側の端面の被覆構造を示す拡大断面図である。
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a covering structure of the end surface on the free end side of the rear lid according to the second embodiment of the present invention.

【0063】この実施形態2において、特徴とするの
は、後蓋9の自由端側の端面30に対して、下地膜とし
てのクロム膜92を介して、タングステンを含有したダ
イヤモンドライクカーボン膜93を被覆していることで
ある。
The second embodiment is characterized in that a diamond-like carbon film 93 containing tungsten is formed on the end surface 30 of the rear lid 9 on the free end side via a chromium film 92 as a base film. That is the coating.

【0064】なお、この実施形態では、上述したタング
ステンを含有したダイヤモンドライクカーボン膜93の
ことを、W−ダイヤモンドライクカーボン膜93と略称
する。
In this embodiment, the diamond-like carbon film 93 containing tungsten is abbreviated as the W-diamond-like carbon film 93.

【0065】この場合、W−ダイヤモンドライクカーボ
ン膜93は、クロム膜92側へ向けてタングステンの量
を豊富とする組成に設定されている。これによって、結
果的に、表面側へ向けてカーボン量が豊富となる。
In this case, the W-diamond-like carbon film 93 is set to a composition in which the amount of tungsten is abundant toward the chromium film 92 side. As a result, the amount of carbon becomes richer toward the surface side.

【0066】ところで、これらW−ダイヤモンドライク
カーボン膜93およびクロム膜92は、例えば物理蒸着
(PVD)法、化学蒸着(CVD)法、プラズマCVD
法、イオンビーム形成法、イオン化蒸着法などにより形
成することができる。
By the way, the W-diamond-like carbon film 93 and the chromium film 92 are formed, for example, by physical vapor deposition (PVD) method, chemical vapor deposition (CVD) method, plasma CVD.
Method, ion beam forming method, ionization vapor deposition method, or the like.

【0067】ここでは、上記実施形態1と同様の理由
で、PVD法の一つであるスパッタリング法を選定し、
同手法による生成工程について説明する。なお、その際
は、クロム膜92と、W−ダイヤモンドライクカーボン
膜93とを、この記載順に順次形成する。但し、クロム
膜92の生成工程については既に述べているので、説明
を割愛する。
Here, for the same reason as in Embodiment 1 above, a sputtering method, which is one of the PVD methods, is selected,
The generation process by the same method will be described. At that time, the chromium film 92 and the W-diamond-like carbon film 93 are sequentially formed in this order. However, the process of forming the chromium film 92 has already been described, and thus the description thereof will be omitted.

【0068】W−ダイヤモンドライクカーボン膜93を
生成するにあたっては、ターゲットとしてタングステン
カーバイト(WC)またはタングステンを、また、導入ガ
スとしてアルゴンガス、炭化水素ガスを用いる。
In forming the W-diamond-like carbon film 93, tungsten carbide (WC) or tungsten is used as a target, and argon gas or hydrocarbon gas is used as an introduction gas.

【0069】そして、チャンバ内圧力を10-3〜10
〔Torr〕程度とし、放電処理を行う。なお、被覆
中、炭化水素ガスの量の増加あるいはシャッターによる
ターゲットへの遮蔽などによってカーボンの量を豊富に
させる。
Then, the pressure in the chamber is set to 10 -3 to 10
About [Torr], and discharge processing is performed. During the coating, the amount of carbon gas is increased by increasing the amount of hydrocarbon gas or shielding the target with a shutter.

【0070】ところで、W−ダイヤモンドライクカーボ
ン膜93と、下地膜となるクロム膜92とのトータルの
厚さは、例えば1.5〜3.0μm程度に管理され、ま
た、硬さは、ビッカース硬さ(Hv)で1000〜20
00とされ、さらに、最表面の粗さは、中心線平均粗さ
(Ra)で0.1μm以下に管理される。
By the way, the total thickness of the W-diamond-like carbon film 93 and the chromium film 92 serving as a base film is controlled to, for example, about 1.5 to 3.0 μm, and the hardness is Vickers hardness. 1000 (Hv) to 20
00, and the roughness of the outermost surface is the centerline average roughness.
(Ra) is controlled to 0.1 μm or less.

【0071】以上説明した軸受装置2では、後蓋9の自
由端側の端面30が、平滑性、耐摩耗性に優れたW−ダ
イヤモンドライクカーボン膜93で被覆されているの
で、内輪11bと後蓋9との当接部分において、グリー
ス等の潤滑成分が存在していなくてもその平滑性、耐摩
耗性が良好に保たれ、内輪11bに対する攻撃性を低く
抑えることができる。そのため、いわゆるフレッチング
の発生を低減することができ、軸受装置2の寿命を向上
することができる。
In the bearing device 2 described above, since the end surface 30 of the rear lid 9 on the free end side is covered with the W-diamond-like carbon film 93 having excellent smoothness and wear resistance, the inner ring 11b and the rear ring 11b are not covered. Even if a lubricating component such as grease is not present at the contacting portion with the lid 9, its smoothness and wear resistance are maintained well, and the aggressiveness to the inner ring 11b can be suppressed low. Therefore, the occurrence of so-called fretting can be reduced, and the life of the bearing device 2 can be improved.

【0072】また、W−ダイヤモンドライクカーボン膜
93は、母材となる後蓋9に対して下地膜としてのクロ
ム膜92を介して被覆するようにしているから、各膜相
互の原子間の結合が強固となり、平滑性、耐摩耗性に優
れたW−ダイヤモンドライクカーボン膜93を後蓋9に
対して強固に密着して被覆させることができる。そのた
め、W−ダイヤモンドライクカーボン膜93が剥離しに
くくなって耐久性が向上するなど、信頼性向上に大きく
貢献できるようになる。
Since the W-diamond-like carbon film 93 covers the rear lid 9 as the base material via the chromium film 92 as the base film, the interatomic bond between the respective films is increased. Of the W-diamond-like carbon film 93, which is strong and has excellent smoothness and wear resistance, can be firmly adhered to the rear lid 9 to cover it. Therefore, the W-diamond-like carbon film 93 is less likely to be peeled off, durability is improved, and the reliability can be greatly improved.

【0073】さらに、W−ダイヤモンドライクカーボン
膜93は、タングステンを含有しており、しかも、被覆
対象側へ向けてタングステン量を豊富とする組成に設定
されているので、被覆対象との原子間の結合を強固に保
つようになる。一方、表面側に向けてタングステン量が
少なくなるので、相対的にカーボン量を豊富にさせるこ
ととなり、W−ダイヤモンドライクカーボン膜93の表
面の平滑性、耐摩耗性が保たれる。
Further, since the W-diamond-like carbon film 93 contains tungsten and is set to have a composition in which the amount of tungsten is abundant toward the object to be coated, the W-diamond-like carbon film 93 has an interatomic relationship with the object to be coated. It keeps the bond strong. On the other hand, since the amount of tungsten decreases toward the front surface side, the amount of carbon is relatively increased, and the smoothness and wear resistance of the surface of the W-diamond-like carbon film 93 are maintained.

【0074】また、W−ダイヤモンドライクカーボン膜
93は、金属元素であるタングステンを含有しているの
で、W−ダイヤモンドライクカーボン膜93の最表面と
後蓋9との間で通電性を持つこととなり、鉄道車両、特
に電車の車軸支持用の軸受装置のように、通電性が要求
される条件での使用に適したものとなる。
Further, since the W-diamond-like carbon film 93 contains tungsten which is a metal element, the W-diamond-like carbon film 93 and the rear lid 9 have electrical conductivity. Thus, it becomes suitable for use under the condition where electrical conductivity is required, such as a bearing device for supporting an axle of a railroad vehicle, particularly a train.

【0075】図5は、本発明の実施形態3に係る後蓋の
自由端側の端面の被覆構造を示す拡大断面図である。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the covering structure of the end surface on the free end side of the rear lid according to the third embodiment of the present invention.

【0076】この実施形態3において特徴とするのは、
後蓋9の自由端側の端面30に対して、下地膜としての
クロム膜92を介して、タングステン・カーバイト膜9
5と、ダイヤモンドライクカーボン膜91とを、この記
載順に積膜して被覆していることである。
The feature of the third embodiment is that
The tungsten carbide film 9 is formed on the end surface 30 on the free end side of the rear lid 9 with a chromium film 92 as a base film interposed therebetween.
5 and the diamond-like carbon film 91 are laminated and covered in this order.

【0077】なお、この実施形態では、図5に示すよう
に、ダイヤモンドライクカーボン膜91の上に、さら
に、タングステン・カーバイト膜95と、ダイヤモンド
ライクカーボン膜91とを、この記載順に交互に所要数
積層しており、しかも、各タングステン・カーバイト膜
95の厚さは、被覆対象から表面側へ向けて漸次薄く設
定されている。一方、各ダイヤモンドライクカーボン膜
91の厚さは、被覆対象から表面側へ向けて漸次厚く設
定されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 5, the tungsten-carbide film 95 and the diamond-like carbon film 91 are alternately provided on the diamond-like carbon film 91 in this order. Several layers are stacked, and the thickness of each tungsten carbide film 95 is set to be gradually thinner from the object to be coated toward the front surface side. On the other hand, the thickness of each diamond-like carbon film 91 is set to be gradually thicker from the object to be coated toward the front surface side.

【0078】これらクロム膜92と、タングステン・カ
ーバイト膜95と、ダイヤモンドライクカーボン膜91
についても、例えば物理蒸着(PVD)法、化学蒸着
(CVD)法、プラズマCVD法、イオンビーム形成
法、イオン化蒸着法などにより形成することができる。
The chromium film 92, the tungsten carbide film 95, and the diamond-like carbon film 91.
Also, for example, it can be formed by a physical vapor deposition (PVD) method, a chemical vapor deposition (CVD) method, a plasma CVD method, an ion beam forming method, an ionization vapor deposition method, or the like.

【0079】ここでは、上記実施形態1と同様の理由
で、PVD法の一つであるスパッタリング法を選定し、
同手法による生成工程について説明する。なお、その際
は、クロム膜92と、タングステン・カーバイト膜95
と、ダイヤモンドライクカーボン膜91とを、この記載
順に順次形成する。但し、クロム膜92の生成工程につ
いては既に述べているので、説明を割愛する。
Here, a sputtering method, which is one of PVD methods, is selected for the same reason as in the first embodiment.
The generation process by the same method will be described. At that time, the chromium film 92 and the tungsten / carbide film 95 are formed.
And the diamond-like carbon film 91 are sequentially formed in this order. However, the process of forming the chromium film 92 has already been described, and thus the description thereof will be omitted.

【0080】まず、タングステン・カーバイト膜95を
生成するにあたっては、ターゲットとしてタングステン
・カーバイトまたはタングステンを、また、導入ガスと
してアルゴンガスを用いる。そして、チャンバ内圧力を
10-3〜10〔Torr〕程度とし、放電電圧200〜
700〔V〕、電流2〜10〔A〕にして放電処理を行
う。これにより、クロム膜92上にタングステン・カー
バイト膜95が形成される。
First, in forming the tungsten carbide film 95, tungsten carbide or tungsten is used as a target, and argon gas is used as an introduction gas. Then, the chamber internal pressure is set to about 10 −3 to 10 [Torr], and the discharge voltage is set to 200 to
Discharge treatment is performed at 700 [V] and a current of 2 to 10 [A]. As a result, the tungsten carbide film 95 is formed on the chromium film 92.

【0081】次に、ダイヤモンドライクカーボン膜91
を生成するにあたっては、導入ガスとしてアルゴンガ
ス、炭化水素ガスなどを用い、放電電圧200〜700
〔V〕、電流2〜10〔A〕にして放電処理を行う。こ
れにより、タングステン・カーバイト膜95上に非晶質
炭素からなるダイヤモンドライクカーボン膜91が形成
されることになる。
Next, the diamond-like carbon film 91
In producing the gas, an argon gas, a hydrocarbon gas, or the like is used as an introduction gas, and the discharge voltage is 200 to 700.
The discharge treatment is performed at [V] and a current of 2 to 10 [A]. As a result, the diamond-like carbon film 91 made of amorphous carbon is formed on the tungsten carbide film 95.

【0082】この後、ダイヤモンドライクカーボン膜9
1上に、図5に示すように、タングステン・カーバイト
膜95とダイヤモンドライクカーボン膜91とを交互に
所要数重ねた構造とする。このとき、各タングステン・
カーバイト膜95の厚さが、被覆対象から表面側へ向け
て漸次薄く設定されるとともに、各ダイヤモンドライク
カーボン膜91の厚さが、被覆対象から表面側へ向けて
漸次厚く設定される。
After that, the diamond-like carbon film 9
As shown in FIG. 5, the tungsten carbide film 95 and the diamond-like carbon film 91 are alternately laminated on the first layer 1 by a required number. At this time, each tungsten
The thickness of the carbide film 95 is gradually reduced from the object to be coated toward the surface side, and the thickness of each diamond-like carbon film 91 is gradually increased from the object to be coated toward the surface side.

【0083】これら各膜92,95,91は、境界面が
できるものではなく、原子レベルで相互に拡散して結合
したものになっている。
These films 92, 95, 91 do not form a boundary surface, but are diffused and bonded to each other at the atomic level.

【0084】以上説明した軸受装置2では、上述した図
3に示すダイヤモンドライクカーボン膜91と同様に、
後蓋9の自由端側の端面30の表面が、平滑性、耐摩耗
性に優れたダイヤモンドライクカーボン膜91で構成さ
れているので、内輪11bと後蓋9との当接部分におい
て、グリース等の潤滑成分が存在していなくてもその平
滑性、耐摩耗性が良好に保たれ、内輪11bに対する攻
撃性を低く抑えることができる。
In the bearing device 2 described above, like the diamond-like carbon film 91 shown in FIG.
Since the surface of the end surface 30 on the free end side of the rear lid 9 is composed of the diamond-like carbon film 91 having excellent smoothness and wear resistance, grease or the like may be applied to the contact portion between the inner ring 11b and the rear lid 9. Even if the lubricating component is not present, its smoothness and wear resistance are kept good, and the aggressiveness to the inner ring 11b can be suppressed to a low level.

【0085】そのため、いわゆるフレッチングの発生を
低減することができ、軸受装置2の寿命を向上すること
ができる。
Therefore, the occurrence of so-called fretting can be reduced, and the life of the bearing device 2 can be improved.

【0086】また、ダイヤモンドライクカーボン膜91
と、タングステン・カーバイト膜95とが、母材となる
後蓋9に対して下地膜としてのクロム膜92を介して被
覆されているから、各膜相互の原子間の結合が強固とな
り、平滑性、耐摩耗性に優れたダイヤモンドライクカー
ボン膜91を後蓋9に対して強固に密着して被覆させる
ことができる。
Further, the diamond-like carbon film 91
And the tungsten / carbite film 95 are coated on the rear lid 9 as a base material via the chromium film 92 as a base film, the bonds between the atoms of each film become strong and smooth. The diamond-like carbon film 91 having excellent properties and abrasion resistance can be firmly adhered to the rear lid 9 to cover it.

【0087】そのため、ダイヤモンドライクカーボン膜
91が剥離しにくくなって耐久性が向上するなど、信頼
性向上に大きく貢献できるようになる。
As a result, the diamond-like carbon film 91 is less likely to be peeled off and durability is improved, which greatly contributes to reliability improvement.

【0088】なお、上記実施形態で示した軸受装置2に
ついては、以下のような変形や応用が考えられる。
The bearing device 2 shown in the above embodiment may be modified or applied as follows.

【0089】(1)上記実施形態では、ダイヤモンドラ
イクカーボン膜91もしくはW−ダイヤモンドライクカ
ーボン膜93を、後蓋9の自由端側の端面30に形成す
るようにしたが、これらを後蓋9の全外表面に形成して
もよいし、さらに、内輪11bの車輪側端面32の表面
に形成するようにしてもよい。
(1) In the above-described embodiment, the diamond-like carbon film 91 or the W-diamond-like carbon film 93 is formed on the end surface 30 of the rear lid 9 on the free end side. It may be formed on the entire outer surface or may be formed on the surface of the wheel-side end surface 32 of the inner ring 11b.

【0090】(2)軸受装置2の転がり軸受3は、複列
外向き円錐ころ軸受としたが、その他の種類の転がり軸
受を備える軸受装置にも本発明を適用することができ
る。
(2) The rolling bearing 3 of the bearing device 2 is a double row outward tapered roller bearing, but the present invention can be applied to a bearing device having other types of rolling bearings.

【0091】[0091]

【発明の効果】以上述べたように、本発明では、内輪と
固定環との両当接面の一方に、平滑性、耐摩耗性に優れ
たダイヤモンドライクカーボン膜を形成しているので、
固定環と内輪との当接部分が微小に擦れ合ったときに、
当該当接部分に介在させてあるダイヤモンドライクカー
ボン膜により、相互の平滑性、耐摩耗性が良好となり、
前記当接部分におけるフレッチングの発生を抑制できる
ようになる。
As described above, according to the present invention, the diamond-like carbon film having excellent smoothness and wear resistance is formed on one of the contact surfaces of the inner ring and the fixed ring.
When the contact part between the fixed ring and the inner ring rubs slightly,
The diamond-like carbon film interposed in the abutting portion improves mutual smoothness and wear resistance,
It becomes possible to suppress the occurrence of fretting at the contact portion.

【0092】したがって、従来例のように、上記当接部
分から摩耗粉が発生せずに済むので、転がり軸受の内部
への摩耗粉混入を防止できるようになり、軸受装置の寿
命向上に貢献できるようになる。
Therefore, unlike the conventional example, it is not necessary to generate the abrasion powder from the abutting portion, so that the abrasion powder can be prevented from being mixed into the inside of the rolling bearing, which contributes to the improvement of the life of the bearing device. Like

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施形態1の軸受装置とそれが適用
される鉄道車両の車軸の支持部分とを示す断面図
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a bearing device according to a first embodiment of the present invention and a support portion of an axle of a railway vehicle to which the bearing device is applied.

【図2】 図1の要部の拡大断面図FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG.

【図3】 図1の後蓋の自由端側の端面の被覆構造を示
す拡大断面図
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a covering structure of an end surface on the free end side of the rear lid of FIG.

【図4】 本発明の実施形態2に係る後蓋の自由端側の
端面の被覆構造を示す拡大断面図
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a covering structure of an end surface on a free end side of a rear lid according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施形態3に係る後蓋の自由端側の
端面の被覆構造を示す拡大断面図
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a covering structure of an end surface on a free end side of a rear lid according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 軸受装置 3 転がり軸受 9 後蓋 11b 車輪側内輪 91 ダイヤモンドライクカーボン膜 92 クロム膜 93 W−ダイヤモンドライクカーボン膜 95 タングステン・カーバイト膜 2 Bearing device 3 Rolling bearing 9 Rear lid 11b Wheel side inner ring 91 Diamond-like carbon film 92 Chrome film 93 W-Diamond-like carbon film 95 Tungsten Carbide Film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3J017 AA01 DA01 DB01 3J101 AA13 AA25 AA32 AA43 AA54 AA62 BA51 BA53 BA57 BA70 DA05 EA43 EA47 EA78 FA35 GA01 GA02    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 3J017 AA01 DA01 DB01                 3J101 AA13 AA25 AA32 AA43 AA54                       AA62 BA51 BA53 BA57 BA70                       DA05 EA43 EA47 EA78 FA35                       GA01 GA02

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回転軸に外装される転がり軸受と、前記回
転軸に外嵌固定されており、かつ、前記転がり軸受に備
えられる内輪に当接して前記回転軸に対して前記内輪を
位置決めする固定環とを有する軸受装置であって、 前記転がり軸受の内輪と前記固定環との両当接面のうち
の一方に、クロム膜と、タングステン・カーバイト膜
と、ダイヤモンドライクカーボン膜とが積層されて設け
られている軸受装置。
1. A rolling bearing which is externally mounted on a rotary shaft, and an inner ring which is externally fitted and fixed to the rotary shaft and abuts on an inner ring provided on the rolling bearing to position the inner ring with respect to the rotary shaft. A bearing device having a fixed ring, wherein a chromium film, a tungsten / carbide film, and a diamond-like carbon film are laminated on one of both contact surfaces of the inner ring of the rolling bearing and the fixed ring. Bearing device that is installed.
【請求項2】請求項1に記載の軸受装置において、 前記ダイヤモンドライクカーボン膜が、膜厚1.0〜
5.0μmを有し、かつ、その被膜対象に対する密着力
が少なくとも40Nに設定されている軸受装置。
2. The bearing device according to claim 1, wherein the diamond-like carbon film has a thickness of 1.0 to
A bearing device having a thickness of 5.0 μm and an adhesion force with respect to the coating target of which is set to at least 40N.
【請求項3】請求項1に記載の軸受装置において、 前記クロム膜と前記タングステン・カーバイト膜と前記
ダイヤモンドライクカーボン膜とからなる全体の膜厚
が、1.5〜3.0μmに、かつ、ダイヤモンドライク
カーボン膜表面の粗さが、中心線平均粗さ(Ra)で
0.1μm以下にそれぞれ管理されている軸受装置。
3. The bearing device according to claim 1, wherein the chromium film, the tungsten carbide film, and the diamond-like carbon film have a total film thickness of 1.5 to 3.0 μm. , A bearing device in which the roughness of the surface of the diamond-like carbon film is controlled to be 0.1 μm or less in terms of center line average roughness (Ra).
【請求項4】請求項1に記載の軸受装置において、 前記ダイヤモンドライクカーボン膜が、タングステンを
含有している軸受装置。
4. The bearing device according to claim 1, wherein the diamond-like carbon film contains tungsten.
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