JP2003301847A - Bearing device - Google Patents

Bearing device

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JP2003301847A
JP2003301847A JP2002103852A JP2002103852A JP2003301847A JP 2003301847 A JP2003301847 A JP 2003301847A JP 2002103852 A JP2002103852 A JP 2002103852A JP 2002103852 A JP2002103852 A JP 2002103852A JP 2003301847 A JP2003301847 A JP 2003301847A
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Japan
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film
bearing device
diamond
bearing
spacer
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Application number
JP2002103852A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Oto
弘明 大戸
Takehisa Kida
健久 気田
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Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing device comprising a plurality of bearing ring members provided in parallel in the axial direction capable of restricting fretting abrasion at abutted parts in the axial direction for preventing the deterioration of a bearing life caused by fretting abrasion. <P>SOLUTION: Diamond-like carbon films 16 are formed on one and the other end surfaces 14a and 14b of a spacer 14. The spacer 14 is thus disposed between a pair of inner rings (the bearing ring members) 12a and 12b provided in parallel in the axial direction with the diamond-like carbon films 16 between. <P>COPYRIGHT: (C)2004,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、鉄道車両の車軸な
どを軸支する軸受装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bearing device that supports an axle of a railway vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば鉄道車両の車軸を回転支持する軸
受装置には、従来、例えば図8に示す複列円すいころ軸
受を備えたものが使用されている。図において、この従
来の軸受装置には、車軸Aを支持する複列円すいころ軸
受50と、車軸Aのジャーナル部A1の先端部及び基部
にそれぞれ固定された前蓋61及び後蓋62とが設けら
れている。また、この軸受装置は、前蓋61側に設けら
れた油切りスリーブ63及び密封装置64と、後蓋62
側に設けられた密封装置65とを備えており、軸受50
の内部を密封するようになっている。
2. Description of the Related Art For example, as a bearing device for rotatably supporting an axle of a railroad vehicle, one having a double row tapered roller bearing shown in FIG. 8 has been conventionally used. In the figure, this conventional bearing device is provided with a double-row tapered roller bearing 50 that supports an axle A, and a front lid 61 and a rear lid 62 that are fixed to the tip and the base of a journal portion A1 of the axle A, respectively. Has been. Further, this bearing device includes an oil draining sleeve 63 and a sealing device 64 provided on the front lid 61 side, and a rear lid 62.
And a sealing device 65 provided on the side of the bearing 50.
It is designed to seal the inside.

【0003】上記複列円すいころ軸受50は、全体が一
体成形された単一の外輪51と、軸方向に並設され、車
軸Aに一体回転可能に取付けられた一対の内輪52a,
52bと、これら内外輪間に転動自在に配置された円す
いころ53と、上記内輪52a,52bの相互間に介在
させた環状の間座54とを備えている。上記外輪51及
び内輪52a,52bは例えば軸受用鋼により構成され
ており、間座54は機械構造用炭素鋼により構成されて
いる。また、上記外輪51には、潤滑孔51aが設けら
れており、内外輪と円すいころ53との間の転がり接触
部にグリース等の潤滑油を供給するようになっている。
The double-row tapered roller bearing 50 has a single outer ring 51 integrally formed as a whole, and a pair of inner rings 52a which are arranged side by side in the axial direction and integrally rotatably mounted on the axle A.
52b, a tapered roller 53 rotatably arranged between the inner and outer races, and an annular spacer 54 interposed between the inner races 52a and 52b. The outer ring 51 and the inner rings 52a and 52b are made of, for example, bearing steel, and the spacer 54 is made of carbon steel for machine structure. Further, the outer ring 51 is provided with a lubrication hole 51a to supply lubricating oil such as grease to the rolling contact portion between the inner and outer rings and the tapered roller 53.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の軸受装置では、車軸Aの曲げの影響により一対
の内輪52a,52bと間座54との軸方向での突き合
わせ部分にフレッチング摩耗が発生することがあった。
詳細にいえば、車軸Aには鉄道車両の走行に伴い径方向
や軸方向の荷重及び衝撃が作用し、振動が発生してお
り、車軸Aには微小な撓みなどの曲げが生じていた。こ
のような車軸Aの曲げが生じると、上記の突き合わせ部
分、つまり間座54の一方及び他方の端面54a,54
bとこれらの端面54a,54bにそれぞれ接触する内
輪52a,52bの軸方向端面52a1,52b1と
が、各々、繰り返し擦れ合って摩耗するフレッチング摩
耗を発生することがあった。また、上記のようなフレッ
チング摩耗が発生すると、金属摩耗粉が生じることか
ら、この金属摩耗粉が潤滑油を汚染して潤滑油を劣化さ
せたり、内外輪と円すいころ53との間の転がり接触部
に侵入して内外輪の表面や円すいころ53の表面を傷付
けたりし、軸受寿命の低下を招くという問題があった。
By the way, in the conventional bearing device as described above, due to the influence of the bending of the axle A, fretting wear is caused at the abutting portion of the pair of inner rings 52a, 52b and the spacer 54 in the axial direction. It happened.
More specifically, the axle A is subjected to radial and axial loads and shocks as the railroad vehicle travels, generating vibrations, and the axle A is bent such as slightly bent. When such bending of the axle A occurs, the abutting portions, that is, the one and the other end surfaces 54a, 54 of the spacer 54 are formed.
Fretting wear may occur in which b and the axial end surfaces 52a1 and 52b1 of the inner rings 52a and 52b that contact the end surfaces 54a and 54b, respectively, repeatedly rub against each other and wear. Further, when the above fretting wear occurs, metal wear powder is generated, and this metal wear powder contaminates the lubricating oil and deteriorates the lubricating oil, or the rolling contact between the inner and outer races and the tapered roller 53. However, there is a problem in that the surface of the inner and outer rings and the surface of the tapered roller 53 may be damaged by entering the inner part and the life of the bearing may be shortened.

【0005】特に、上記のような従来の軸受装置を用い
た鉄道車両では、昨今、そのコンパクト化や長期間にわ
たるメンテナンスフリー化が要求されており、上記コン
パクト化に伴う軸受装置の小型化によって当該装置の上
記軸受50も小型化の必要が生じる結果、上記の各突き
合わせ部分での接触面圧が大きくなりフレッチング摩耗
が生じ易くなっていた。一方、点検作業の実施間隔が長
くなったことから、フレッチング摩耗の早期発見が難し
く、フレッチング摩耗に起因する車両の走行不良等の車
両トラブルの未然防止が困難となってきた。
In particular, in the railway vehicles using the conventional bearing device as described above, downsizing and maintenance-free for a long period of time have been demanded recently, and the downsizing of the bearing device accompanying the downsizing has contributed to the reduction of the size. As a result of the necessity of downsizing the bearing 50 of the apparatus as well, the contact surface pressure at each of the above-mentioned abutting portions becomes large and fretting wear is likely to occur. On the other hand, since the inspection interval is long, it is difficult to detect fretting wear at an early stage, and it is difficult to prevent vehicle troubles such as poor running of the vehicle due to fretting wear.

【0006】したがって、本発明は、上記のような従来
の問題点に鑑み、複数の軌道輪部材を軸方向に並設した
軸受装置において、その軸方向の突き合わせ部分でのフ
レッチング摩耗を抑制することができ、よってフレッチ
ング摩耗に起因する軸受寿命の低下を防止することがで
きる軸受装置を提供することを目的とする。
Therefore, in view of the above-mentioned conventional problems, the present invention suppresses fretting wear at the abutting portion in the axial direction in a bearing device in which a plurality of bearing ring members are arranged side by side in the axial direction. Therefore, it is an object of the present invention to provide a bearing device capable of preventing the reduction of the bearing life due to fretting wear.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の軸受装置は、内
輪及び外輪と、これらの内外輪間に転動自在に配置され
た転動体とを有する軸受を備えた軸受装置であって、前
記内輪及び外輪の少なくとも一方の軌道輪が、端面どう
しを突き合わせた状態で並列に配置された一対の軌道輪
部材を単列又は複数列配列してなるとともに、前記一対
の軌道輪部材の各突き合わせ端面のいずれか一方にダイ
ヤモンドライクカーボン膜を形成したことを特徴とする
ものである(請求項1)。
A bearing device of the present invention is a bearing device having a bearing having an inner ring and an outer ring, and rolling elements rotatably arranged between the inner ring and the outer ring. At least one race ring of the inner ring and the outer ring is a single row or a plurality of rows of a pair of race ring members arranged in parallel with their end faces abutting each other, and each butting end face of the pair of race ring members A diamond-like carbon film is formed on either one of the above (Claim 1).

【0008】上記のように構成された軸受装置(請求項
1)では、上記一対の軌道輪部材のいずれか一方の突き
合わせ端面に形成されたダイヤモンドライクカーボン膜
が軸方向の突き合わせ部分でのフレッチング摩耗を抑制
する。
In the bearing device configured as described above (claim 1), the diamond-like carbon film formed on the abutting end face of one of the pair of bearing ring members has fretting wear at the abutting portion in the axial direction. Suppress.

【0009】また、本発明の軸受装置は、内輪及び外輪
と、これらの内外輪間に転動自在に配置された転動体と
を有する軸受を備えた軸受装置であって、前記内輪及び
外輪の少なくとも一方の軌道輪が、間座を挟んで並列に
配置された一対の軌道輪部材を単列又は複数列配列して
なるとともに、前記間座の一方の端面とこれに接触する
軌道輪部材の端面のいずれか一方、及び前記間座の他方
の端面とこれに接触する軌道輪部材の端面のいずれか一
方に、ダイヤモンドライクカーボン膜を形成したことを
特徴とするものである(請求項2)。
Further, the bearing device of the present invention is a bearing device including a bearing having an inner ring and an outer ring, and a rolling element which is rotatably arranged between the inner ring and the outer ring. At least one raceway ring is formed by arranging a pair of raceway ring members arranged in parallel with a spacer interposed therebetween in a single row or a plurality of rows, and one end face of the spacer and a raceway ring member in contact therewith. A diamond-like carbon film is formed on either one of the end faces and on the other end face of the spacer and on one of the end faces of the bearing ring member in contact therewith (claim 2). .

【0010】上記のように構成された軸受装置(請求項
2)では、間座とこれに接触する一方の軌道輪部材のい
ずれか一方の端面、及び当該間座とこれに接触する他方
の軌道輪部材のいずれか一方の端面に形成されたダイヤ
モンドライクカーボン膜がそれぞれ軸方向の突き合わせ
部分でのフレッチング摩耗を抑制する。
In the bearing device configured as described above (Claim 2), either one of the end faces of the spacer and one of the race ring members in contact therewith, and the other spacer in contact with the spacer. The diamond-like carbon film formed on either one of the end faces of the wheel member suppresses fretting wear at the abutting portions in the axial direction.

【0011】また、上記軸受装置(請求項1または2)
において、前記ダイヤモンドライクカーボン膜に、タン
グステンを含有させてもよい(請求項3)。この場合、
ダイヤモンドライクカーボン膜に含まれたタングステン
が当該ダイヤモンドライクカーボン膜とこのダイヤモン
ドライクカーボン膜が形成される端面との間の密着性を
高めて、その端面上にダイヤモンドライクカーボン膜を
強固に形成することができる。
The bearing device (claim 1 or 2)
In the above, the diamond-like carbon film may contain tungsten (claim 3). in this case,
Tungsten contained in the diamond-like carbon film enhances the adhesion between the diamond-like carbon film and the end face on which the diamond-like carbon film is formed, and firmly forms the diamond-like carbon film on the end face. You can

【0012】また、上記軸受装置(請求項1〜3のいず
れか)において、前記ダイヤモンドライクカーボン膜と
このダイヤモンドライクカーボン膜が形成される端面と
の間に、クロム膜を形成してもよい(請求項4)。この
場合、上記クロム膜がダイヤモンドライクカーボン膜の
端面への密着性を高めることができ、その端面上にダイ
ヤモンドライクカーボン膜を強固に形成することができ
る。
In the above bearing device (any of claims 1 to 3), a chromium film may be formed between the diamond-like carbon film and an end face on which the diamond-like carbon film is formed ( Claim 4). In this case, the chromium film can enhance the adhesion to the end face of the diamond-like carbon film, and the diamond-like carbon film can be firmly formed on the end face.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の軸受装置の好まし
い実施形態について、図面を参照しながら説明する。
尚、以下の説明では、従来例との比較を容易なものとす
るために、鉄道車両の車軸を回転支持する軸受装置に適
用した場合を例示して説明する。図1は本発明の一実施
形態に係る軸受装置を用いた鉄道車両の車軸ジャーナル
部の構成を示す断面図であり、図2は図1に示した軸受
装置の要部構成を示す拡大断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the bearing device of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the following description, in order to facilitate comparison with the conventional example, a case where the present invention is applied to a bearing device that rotatably supports an axle of a railway vehicle will be described as an example. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an axle journal portion of a railway vehicle using a bearing device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a main configuration of the bearing device shown in FIG. Is.

【0014】図1において、本実施形態の軸受装置は、
鉄道車両の台車(図示せず)の下部に設けられ、車軸A
を回転自在に支持する複列円すいころ軸受1と、車軸A
のジャーナル部A1の先端部にボルト7により固定され
た前蓋2と、ジャーナル部A1の基部に一体回転可能に
取り付けられた後蓋3とを備えている。また、軸受装置
には、上記軸受1と前蓋2との間に配置された環状の油
切りスリーブ4及び環状のシール部材を有する密封装置
5と、軸受1と後蓋3との間に配置され、環状のシール
部材を有する密封装置6とが設けられており、軸受内部
に泥水や塵埃等の異物が侵入するのを防止するととも
に、軸受内部からグリース等の潤滑油が漏れ出るのを防
いでいる。尚、車軸Aには、図示を省略した車輪がジャ
ーナル部A1の内側(図の右側)に一体回転可能に取り
付けられており、上記台車がレール上を走行可能となっ
ている。また、上記ボルト7の締付トルクを調整するこ
とにより、油切りスリーブ4を介して前蓋2と後蓋3と
の間に挟持した上記軸受1の軸方向での取付位置を変更
できるようになっている。
In FIG. 1, the bearing device of the present embodiment is
Axle A is installed at the bottom of a bogie (not shown) of a railroad vehicle.
Double row tapered roller bearing 1 for rotatably supporting the
The front lid 2 fixed to the tip of the journal portion A1 by a bolt 7 and the rear lid 3 integrally rotatably attached to the base portion of the journal portion A1. Further, the bearing device includes a sealing device 5 having an annular oil draining sleeve 4 and an annular sealing member arranged between the bearing 1 and the front lid 2, and arranged between the bearing 1 and the rear lid 3. And a sealing device 6 having an annular sealing member is provided to prevent foreign matter such as muddy water and dust from entering the inside of the bearing and prevent lubricating oil such as grease from leaking out from the inside of the bearing. I'm out. A wheel (not shown) is attached to the axle A inside the journal A1 (on the right side in the figure) so as to be rotatable integrally therewith, so that the truck can run on a rail. Further, by adjusting the tightening torque of the bolt 7, it is possible to change the axial mounting position of the bearing 1 sandwiched between the front lid 2 and the rear lid 3 via the oil draining sleeve 4. Has become.

【0015】上記複列円すいころ軸受1は、上記台車側
に設けられた車軸ハウジング(図示せず)に固定された
外輪11と、車軸Aに一体回転可能に取り付けられ、軸
方向に並設された複数の軌道輪部材としての一対の内輪
12a,12bと、これらの内外輪間に転動自在に配置
された転動体としての円すいころ13a,13bと、上
記一対の内輪12a,12bの相互間に介在させた環状
の間座14と、円すいころ13a,13bをそれぞれ保
持する保持器15a,15bとを備えている。
The double row tapered roller bearing 1 is attached to an outer ring 11 fixed to an axle housing (not shown) provided on the bogie side and an axle A so as to be integrally rotatable, and arranged in parallel in the axial direction. Between the pair of inner rings 12a, 12b as a plurality of raceway members, the tapered rollers 13a, 13b as rolling elements rotatably arranged between the inner and outer rings, and the pair of inner rings 12a, 12b. It has an annular spacer 14 interposed therebetween and cages 15a and 15b for retaining the tapered rollers 13a and 13b, respectively.

【0016】上記外輪11は、例えば軸受用鋼(SUJ
2等)により全体が一体形成された単一のものであり、
その内周に円すい状の一対の外輪軌道11a,11bが
設けられている。上記一対の内輪12a,12bは、上
記軸受用鋼によって形成されている。また、内輪12
a,12bには、上記外輪軌道11a,11bにそれぞ
れ対向する円すい状の内輪軌道12a1,12b1が外
周に設けられており、これら外輪軌道11a,11bと
内輪軌道12a1,12b1との間の転がり接触部で、
対応する円すいころ13a,13bが転動する。また、
上記転がり接触部には、外輪11の軸方向中央部分に貫
設された油滑孔11cから上記潤滑油が供給されるよう
になっている。
The outer ring 11 is made of, for example, bearing steel (SUJ).
2 etc.) is a single one integrally formed as a whole,
A pair of cone-shaped outer ring raceways 11a and 11b are provided on the inner circumference thereof. The pair of inner rings 12a, 12b are formed of the bearing steel. Also, the inner ring 12
Conical inner ring raceways 12a1 and 12b1 facing the outer ring raceways 11a and 11b, respectively, are provided on the outer periphery of a and 12b. In the department
Corresponding tapered rollers 13a and 13b roll. Also,
The lubricating oil is supplied to the rolling contact portion through an oil slide hole 11c penetrating the axial center portion of the outer ring 11.

【0017】上記間座14は、炭素鋼(例えば、SUS
440C)などの生材により構成されている。また、間
座14には、図2に示すように、内輪12a,12bに
突き合わせる軸方向の一方及び他方の端面14a,14
bに、ダイヤモンドライクカーボン(Diamond-Like Car
bon、以下「DLC」ともいう)膜16が形成されてお
り、間座14はDLC膜16を介在させて内輪12a,
12bの軸方向端面(突き合わせ端面)12a2,12
b2に当接している。
The spacer 14 is made of carbon steel (for example, SUS).
440C) and other raw materials. Further, as shown in FIG. 2, the spacer 14 has one and the other axial end surfaces 14a, 14 which are abutted against the inner rings 12a, 12b.
b, Diamond-like carbon (Diamond-Like Car
bon (hereinafter also referred to as “DLC”) film 16 is formed, and the spacer 14 has the inner ring 12a, with the DLC film 16 interposed therebetween.
Axial end faces (butt end faces) 12a2, 12 of 12b
It is in contact with b2.

【0018】上記DLC膜16は、例えば炭素をターゲ
ットとしたスパッタリング法により、1.0〜5.0μ
m程度の膜厚で間座端面14a,14b上に成膜された
ものであり、ビッカース硬度1000〜2000(H
v)程度の硬さを有する硬質膜を構成している。このD
LC膜16の表面粗さは例えば中心線平均粗さ(Ra)
で0.1μm以下に管理されている。また、このDLC
膜16は、所定の密着力(少なくとも40N、好ましく
は60N)で上記端面14a,14bに接合されてお
り、これらの端面14a,14bから剥離しないように
なっている。さらに、このDLC膜16は、当接する相
手材への攻撃性及び摩擦係数が低く、しかも耐摩耗性に
優れ、若干の自己潤滑性を有する皮膜であり、上記内輪
12の軸方向端面12a2,12b2との間でのフレッ
チング摩耗を抑制する。
The DLC film 16 has a thickness of 1.0 to 5.0 μm formed by, for example, a sputtering method using carbon as a target.
The Vickers hardness of 1000 to 2000 (H
v) A hard film having a hardness of about v) is formed. This D
The surface roughness of the LC film 16 is, for example, the center line average roughness (Ra).
Is controlled to 0.1 μm or less. Also, this DLC
The film 16 is bonded to the end faces 14a and 14b with a predetermined adhesive force (at least 40N, preferably 60N) so as not to peel off from the end faces 14a and 14b. Further, the DLC film 16 is a film having a low aggression and friction coefficient to the mating material with which it abuts, excellent abrasion resistance, and a slight self-lubricating property. The axial end faces 12a2, 12b2 of the inner ring 12 are also provided. Fretting wear between and is suppressed.

【0019】上記スパッタリング法によるDLC膜16
の形成では、アルゴンガス、炭化水素ガスなどの導入ガ
スが導入された蒸着室内の圧力を10-3〜10(Tor
r)程度とし、放電電圧100〜2000(V)、電流
2〜10(A)の放電処理を行うことにより、ターゲッ
ト面である上記間座端面14a,14bに炭素を蒸着す
る。これにより、上記膜厚、硬さ等を有し、グラファイ
ト(SP2)構造とダイヤモンド(SP3)構造とが共存
した非晶質構造からなるDLC膜16が端面14a,1
4b上に形成される。尚、このDLC膜16を形成する
ときには、上記ターゲット面以外の内周面などの間座表
面はマスク部材によりマスキングが施され、炭素が付着
しないようになっている。また、上記DLC膜16の膜
厚が1.0μm未満であれば耐摩耗性が不足し、5.0
μmを超えると、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。それ故、DLC膜16の好ましい膜厚は、1.
0〜5.0μmであり、さらに好ましくは3.0μmで
ある。また、DLC膜16の上記端面14a,14bに
対する密着力が40N未満であると、当該DLC膜16
の剥離を生じやすくなる。また、DLC膜16の硬さが
ビッカース硬度(Hv)で1000未満であれば耐摩耗
性が不足し、2000を超えると、内部応力が大きくな
り剥離の原因となる。
DLC film 16 formed by the above-mentioned sputtering method
In forming the film, the pressure in the vapor deposition chamber into which the introduction gas such as argon gas or hydrocarbon gas is introduced is 10 −3 to 10 (Tor).
r) and a discharge voltage of 100 to 2000 (V) and a current of 2 to 10 (A), carbon is vapor-deposited on the spacer end faces 14a and 14b, which are target surfaces. As a result, the DLC film 16 having the above-mentioned film thickness, hardness, etc. and having an amorphous structure in which a graphite (SP 2 ) structure and a diamond (SP 3 ) structure coexist is formed on the end faces 14a, 1a.
Formed on 4b. When forming the DLC film 16, the spacer surface such as the inner peripheral surface other than the target surface is masked by a mask member so that carbon does not adhere. Further, if the thickness of the DLC film 16 is less than 1.0 μm, the abrasion resistance is insufficient, and 5.0
If it exceeds μm, not only the cost becomes enormous, but also the internal stress increases due to the excessively large film thickness, which causes peeling. Therefore, the preferable film thickness of the DLC film 16 is 1.
The thickness is 0 to 5.0 μm, and more preferably 3.0 μm. Further, if the adhesion of the DLC film 16 to the end faces 14a and 14b is less than 40N, the DLC film 16 concerned.
Peeling easily occurs. Further, if the hardness of the DLC film 16 is less than 1000 in Vickers hardness (Hv), the abrasion resistance is insufficient, and if it exceeds 2000, the internal stress becomes large, which causes peeling.

【0020】尚、上記のスパッタリング法以外に、ベン
ゼンを原料ガスとしたイオンビーム蒸着によるイオンプ
レーティング法等の他の物理蒸着法(PVD)、化学蒸
着法(CVD)、あるいはプラズマジェットを利用した
プラズマ溶射などの溶射法を用いて、DLC膜16を形
成してもよい。また、ローレット加工等により、間座端
面14a,14bを粗面に仕上げることでDLC膜16
が形成される端面14a,14bへの密着性(密着強
度)を高めてもよい。但し、上記スパッタリング法等の
PVDは、物理的メカニズムを利用した成膜法であるこ
とから、下地(間座14)の材料に左右されることがな
く、他の成膜法に比べて下地に対する高い密着性を容易
に確保できるので、DLC膜16の形成に最適である。
In addition to the above-mentioned sputtering method, other physical vapor deposition method (PVD) such as ion plating method by ion beam vapor deposition using benzene as a source gas, chemical vapor deposition method (CVD), or plasma jet is used. The DLC film 16 may be formed by using a thermal spraying method such as plasma spraying. Further, the spacer end surfaces 14a and 14b are roughened by knurling or the like to form the DLC film 16
The adhesiveness (adhesive strength) to the end surfaces 14a and 14b on which is formed may be increased. However, since PVD such as the above-mentioned sputtering method is a film forming method utilizing a physical mechanism, it does not depend on the material of the base (spacer 14), and compared to other film forming methods Since high adhesion can be easily ensured, it is optimal for forming the DLC film 16.

【0021】ここで、本発明の発明者等が実施した検証
試験について、図3を参照して説明する。この検証試験
では、下記のボールオンディスク試験を行うことによ
り、DLC膜16の相手攻撃性及び摩擦係数について検
証した。具体的には、ディスク状の試験試料として、膜
厚1.0μmのDLC膜16をSUJ2上に形成した本
発明相当品と、皮膜を形成していないSUJ2からなる
比較品1と、膜厚1.0μmの窒化クロム(CrN)膜
及びリン化ニッケル(NiP)膜をSUJ2上にそれぞ
れ形成した比較品2及び3を用意した。また、直径5/
32インチのSUS440C製のボールを相手材として
準備し、複数のボールを上記各試験試料上で円周状に配
列した。そして、ボールに対するすべり速度を0.1m
/sとし、かつボールに対するすべり距離が360mと
なるように、各試験試料を最大接触面圧1.0GPaの
荷重をかけた状態で回転させて、ボール表面に生じた摩
耗痕の半径及び各試験試料の摩擦係数を求めた。
The verification test conducted by the inventors of the present invention will be described with reference to FIG. In this verification test, the following ball-on-disk test was performed to verify the opponent attack and friction coefficient of the DLC film 16. Specifically, as a disc-shaped test sample, a DLC film 16 having a film thickness of 1.0 μm was formed on SUJ2, which is equivalent to the present invention, a comparative product 1 made of SUJ2 having no film and a film thickness of 1 Comparative products 2 and 3 in which a chromium nitride (CrN) film and a nickel phosphide (NiP) film having a thickness of 0.0 μm were formed on SUJ2 were prepared. Also, the diameter is 5 /
A 32-inch SUS440C ball was prepared as a mating material, and a plurality of balls were circumferentially arranged on each of the above test samples. And the sliding speed for the ball is 0.1m
/ S, and each test sample was rotated under a load with a maximum contact surface pressure of 1.0 GPa so that the sliding distance with respect to the ball was 360 m, and the radius of the wear mark generated on the ball surface and each test The friction coefficient of the sample was determined.

【0022】図3(a)に示すように、本発明相当品
は、比較品1〜3に比べて、ボールに生じた摩耗痕の半
径が1/3以下に低減しており、相手材に対する攻撃性
が低いことが確認された。特に、上記従来例での内輪と
間座との組み合わせに相当する比較品1が0.7mmの
摩耗痕を生じているのに対して、本発明相当品では0.
2mmと大幅に小さくなっており、DLC膜16を形成
した間座14を用いた場合に、内輪軸方向端面との摩耗
を十分に抑制して、その軸方向端面から金属摩耗粉が発
生するのを極力抑えられることが明らかになった。ま
た、図3(b)に示すように、本発明相当品の摩擦係数
は、比較品1〜3のものに比べて、1/2以下と小さ
く、とりわけ上記比較品1(従来例)の1/3以下と低
いことが実証された。また、本発明相当品では、試験前
後の膜厚はほとんど変化しておらず、自己潤滑性及び優
れた耐摩耗性を有していることが確認された。
As shown in FIG. 3 (a), in the product of the present invention, the radius of the wear mark generated on the ball is reduced to 1/3 or less of that of the comparative products 1 to 3, and the product of the counterpart material is reduced. It was confirmed that the aggression was low. In particular, the comparative product 1 corresponding to the combination of the inner ring and the spacer in the above conventional example has a wear mark of 0.7 mm, whereas the comparative product 1 of the present invention has a wear mark of 0.7 mm.
When the spacer 14 on which the DLC film 16 is formed is used, the wear with the axial end surface of the inner ring is sufficiently suppressed, and metal wear powder is generated from the axial end surface. It has become clear that this can be suppressed as much as possible. In addition, as shown in FIG. 3B, the friction coefficient of the product equivalent to the present invention is as small as 1/2 or less as compared with that of the comparative products 1 to 3, and especially 1 of the comparative product 1 (conventional example). It was proved to be as low as / 3 or less. Further, it was confirmed that the film equivalent to the present invention had almost no change in film thickness before and after the test, and had self-lubricating property and excellent wear resistance.

【0023】上記のように構成された本実施形態の軸受
装置では、間座端面14a,14bにDLC膜16を形
成して、このDLC膜16を介在させて間座14と内輪
12a,12bとを当接させている。これにより、間座
端面14a,14b上のDLC膜16と、内輪12a,
12bの軸方向端面12a2,12b2とが、車軸Aの
曲げの影響により、互いに繰り返し擦れ合ったとして
も、その軸方向の突き合わせ部分でのフレッチング摩耗
を抑制することができる。この結果、上記従来例と異な
り、フレッチング摩耗による金属摩耗粉が発生するのを
極力抑えることができ、金属摩耗粉による潤滑油の汚
染、ひいては当該潤滑油の劣化を防ぐことができる。さ
らには、金属摩耗粉が内外輪と円すいころ13a,13
bとの間の転がり接触部に侵入して、内外輪の表面及び
円すいころ13a,13bの表面などを傷付けるのを防
ぐことができ、軸受寿命の低下を防止することができ
る。しかも、金属摩耗粉の発生を極力抑えることができ
ることから、円すいころ13a,13bに転がり不良が
発生したり、この転がり不良に起因する異常音及び振動
が生じたりするのを防止できるとともに、軸受1の支持
精度が低下するのを防ぐことができる。さらに、軸方向
の突き合わせ部分でのフレッチング摩耗を抑制すること
ができることから、コンパクト化や長期間にわたるメン
テナンスフリー化が要求されている鉄道車両などに好適
な軸受装置を容易に構成することができる。
In the bearing device of this embodiment constructed as described above, the DLC film 16 is formed on the spacer end faces 14a, 14b, and the spacer 14 and the inner rings 12a, 12b are interposed with the DLC film 16 interposed. Abut. As a result, the DLC film 16 on the spacer end faces 14a, 14b, the inner ring 12a,
Even if the axial end faces 12a2, 12b2 of the shaft 12b repeatedly rub against each other due to the influence of the bending of the axle A, fretting wear at the abutting portion in the axial direction can be suppressed. As a result, unlike the above-mentioned conventional example, it is possible to suppress the generation of metal wear powder due to fretting wear as much as possible, and it is possible to prevent the contamination of the lubricating oil by the metal wear powder, and thus the deterioration of the lubricating oil. Furthermore, the metal abrasion powder is used for the inner and outer rings and the tapered rollers 13a, 13
It is possible to prevent damage to the surfaces of the inner and outer races, the surfaces of the tapered rollers 13a and 13b, and the like by invading the rolling contact portion with b and prevent the bearing life from being shortened. Moreover, since it is possible to suppress the generation of metal abrasion powder as much as possible, it is possible to prevent rolling defects from occurring in the tapered rollers 13a and 13b, and it is possible to prevent abnormal noise and vibration due to the rolling defects from occurring, and also the bearing 1 It is possible to prevent the supporting accuracy of the device from decreasing. Further, since fretting wear at the butted portion in the axial direction can be suppressed, it is possible to easily configure a bearing device suitable for a railway vehicle or the like that requires compactness and maintenance-free for a long period of time.

【0024】図4は、別の実施形態の軸受装置の要部構
成を示す拡大断面図である。図において、この実施形態
では、上記DLC膜16に代えて、タングステンを含有
するDLC膜17を、間座14の一方及び他方の端面1
4a,14bに形成した。このDLC膜17は、ダイヤ
モンドライクカーボン膜にタングステンを含有させるこ
とにより、当該DLC膜17とこれが形成される各端面
14a,14b(形成面)との間の密着性を高めたもの
である。また、このDLC膜17では、そのタングステ
ン成分が当該膜表面側に比べ上記形成面側に多く含まれ
るように、成膜することが好ましい。つまり、金属原子
であるタングステン成分が金属素材からなる端面14
a,14b側に多く存在するように、DLC膜17の組
成成分を傾斜させることで、当該DLC膜17の端面1
4a,14bへの密着強度を容易に向上することができ
るからである。
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing the structure of the main part of the bearing device of another embodiment. In the figure, in this embodiment, instead of the DLC film 16 described above, a DLC film 17 containing tungsten is provided on one and the other end faces 1 of the spacer 14.
4a, 14b. The DLC film 17 has a diamond-like carbon film containing tungsten to enhance the adhesion between the DLC film 17 and the end faces 14a and 14b (formation faces) on which the DLC film 17 is formed. Further, it is preferable that the DLC film 17 is formed so that the tungsten component is contained more on the formation surface side than on the film surface side. That is, the end face 14 in which the tungsten component, which is a metal atom, is made of a metal material.
By grading the composition components of the DLC film 17 so that the DLC film 17 is abundant on the a and 14b sides, the end face 1 of the DLC film 17 is inclined.
This is because the adhesion strength to 4a and 14b can be easily improved.

【0025】具体的には、上記DLC膜17は、DLC
膜16と同様に、1.0〜5.0μm程度の膜厚及びビ
ッカース硬度1000〜2000(Hv)程度の硬さを
有する硬質膜を構成しており、上記内輪12の軸方向端
面12a2,12b2との間でのフレッチング摩耗を抑
制する。また、このDLC膜17の表面粗さは例えば中
心線平均粗さ(Ra)で0.1μm以下に管理されてお
り、所定の密着力(少なくとも40N、好ましくは60
N)で上記端面14a,14bに接合されている。
Specifically, the DLC film 17 is made of DLC.
Similar to the film 16, a hard film having a film thickness of about 1.0 to 5.0 μm and a Vickers hardness of about 1000 to 2000 (Hv) is formed, and the axial end faces 12a2, 12b2 of the inner ring 12 are formed. Fretting wear between and is suppressed. The surface roughness of the DLC film 17 is controlled to, for example, a center line average roughness (Ra) of 0.1 μm or less, and a predetermined adhesion force (at least 40 N, preferably 60).
N) is joined to the end faces 14a and 14b.

【0026】また、DLC膜17は、例えば導入ガスと
してのアルゴンガスまたは炭化水素ガスが導入された蒸
着室内でタングステンカーバイドをターゲットとしたス
パッタリング法、あるいは炭化水素ガスが導入された蒸
着室内でタングステンをターゲットとしたスパッタリン
グ法を用いて形成されるものであり、上記蒸着室内の圧
力を10-3〜10(Torr)程度とし、放電電圧10
0〜2000(V)、電流2〜10(A)の放電処理を
行うことにより、上記端面14a,14b上に成膜され
る。尚、例えばアルゴンガス雰囲気下でタングステンカ
ーバイドをターゲットとしたスパッタリング法で成膜し
た場合、タングステンカーバイド膜が形成されるが、こ
のタングステンカーバイド膜はタングステンを含有する
ダイヤモンドライクカーボン膜と実質的に同じものとな
っている。それ故、DLC膜17には、上記のようなタ
ングステンカーバイド膜も含まれている。また、DLC
膜17の成膜中に、炭化水素ガス量の変更あるいはシャ
ッターによる端面14a,14bの遮蔽などを適宜実施
することにより、当該DLC膜17の組成成分を傾斜さ
せて成膜することができる。尚、DLC膜16と同様
に、スパッタリング法以外の他の物理蒸着法、化学蒸着
法、あるいは溶射法を用いて、DLC膜17を成膜する
ことができる。
Further, the DLC film 17 is formed by, for example, a sputtering method using tungsten carbide as a target in a vapor deposition chamber into which an argon gas or a hydrocarbon gas is introduced, or tungsten in a vapor deposition chamber into which a hydrocarbon gas is introduced. It is formed by using a sputtering method as a target, the pressure in the vapor deposition chamber is set to about 10 −3 to 10 (Torr), and the discharge voltage is set to 10
A film is formed on the end faces 14a and 14b by performing a discharge process of 0 to 2000 (V) and a current of 2 to 10 (A). Incidentally, for example, when a film is formed by a sputtering method targeting tungsten carbide under an argon gas atmosphere, a tungsten carbide film is formed, and this tungsten carbide film is substantially the same as a diamond-like carbon film containing tungsten. Has become. Therefore, the DLC film 17 also includes the tungsten carbide film as described above. Also, DLC
By changing the amount of hydrocarbon gas or shielding the end faces 14a and 14b by a shutter during the film formation, the composition components of the DLC film 17 can be formed with a gradient. As with the DLC film 16, the DLC film 17 can be formed by using a physical vapor deposition method other than the sputtering method, a chemical vapor deposition method, or a thermal spraying method.

【0027】以上のように、この実施形態では、タング
ステンを含有させることにより、DLC膜17と端面1
4a,14bとの間の密着性を高めることができるの
で、DLC膜17を強固に端面14a,14b上に形成
することができるとともに、端面14a,14bからの
DLC膜17の剥離を確実に防ぐことができ、当該DL
C膜17の耐久性を向上することができる。また、端面
14a,14bとの間の密着性を高めることができるこ
とから、ローレット加工等により、間座端面14a,1
4bを粗面に仕上げる必要はない。さらに、DLC膜1
7はタングステンを含んでいるので、当該DLC膜17
は導電性を持つこととなり、通電性が要求されている上
記ジャーナル部A1などに好適な軸受装置を容易に構成
することができる。尚、タングステンを含有するDLC
膜17の上に、タングステンを含有しない上記DLC膜
16をさらに形成してもよい、また、このDLC膜16
の上にDLC膜17をさらに形成し、その上にDLC膜
16を形成、すなわちDLC膜16,17を順次積層し
てもよい。この場合は、さらに密着性が高まる。これら
の各膜の境界には境界面が形成されるわけではなく、原
子レベルで相互に拡散して結合しているため、上記密着
性が向上すると考えられる。
As described above, in this embodiment, the DLC film 17 and the end face 1 are made to contain tungsten.
Since it is possible to enhance the adhesion between the end surfaces 14a and 14b, the DLC film 17 can be firmly formed on the end surfaces 14a and 14b, and the DLC film 17 can be reliably prevented from peeling off from the end surfaces 14a and 14b. Can the DL
The durability of the C film 17 can be improved. Further, since the adhesion between the end faces 14a, 14b can be enhanced, the spacer end faces 14a, 1 can be formed by knurling or the like.
It is not necessary to finish 4b to a rough surface. Furthermore, the DLC film 1
Since 7 contains tungsten, the DLC film 17
Since the bearing has conductivity, it is possible to easily configure a bearing device suitable for the journal portion A1 and the like, which requires conductivity. DLC containing tungsten
The DLC film 16 containing no tungsten may be further formed on the film 17, and the DLC film 16 may be formed.
It is also possible to further form the DLC film 17 on the above and form the DLC film 16 thereon, that is, to stack the DLC films 16 and 17 sequentially. In this case, the adhesion is further increased. It is considered that the boundary is not formed at the boundary of each of these films, but is diffused and bonded to each other at the atomic level, so that the adhesion is improved.

【0028】図5は、別の実施形態の軸受装置の要部構
成を示す拡大断面図である。図において、この実施形態
では、タングステンを含有する上記DLC膜17とこの
DLC膜17とが形成される上記各端面14a,14b
との間に、当該DLC膜17の端面への密着性を高める
下地膜としてのクロム膜18を形成した。詳細には、例
えばアルゴンガス雰囲気下でクロムをターゲットとした
スパッタリング法により、所定の膜厚のクロム膜18を
端面14a,14b上に成膜し、さらにそのクロム膜1
8上に、DLC膜17を形成した。このように、クロム
膜18を介在させてDLC膜17を端面14a,14b
上に形成することにより、DLC膜17と端面14a,
14bとの間の密着性を高めることができ、DLC膜1
7を強固に端面14a,14b上に形成することができ
る。また、クロム膜18を介在させることにより、DL
C膜17の端面14a,14bからの剥離をより確実に
防止して当該DLC膜17の耐久性をさらに向上するこ
とができる。しかも、端面14a,14bとの間の密着
性を高めることができることから、ローレット加工等に
より、間座端面14a,14bを粗面に仕上げる必要は
ない。
FIG. 5 is an enlarged sectional view showing the structure of the main part of a bearing device of another embodiment. In the figure, in this embodiment, the DLC film 17 containing tungsten and the end faces 14a and 14b on which the DLC film 17 is formed are formed.
In between, a chromium film 18 was formed as a base film for enhancing the adhesion of the DLC film 17 to the end face. Specifically, for example, a chromium film 18 having a predetermined thickness is formed on the end faces 14a and 14b by a sputtering method using chromium as a target in an argon gas atmosphere, and then the chromium film 1 is formed.
DLC film 17 was formed on No. 8. Thus, the DLC film 17 is formed on the end surfaces 14a and 14b with the chromium film 18 interposed.
By forming the above, the DLC film 17 and the end face 14a,
The adhesiveness between the DLC film 1 and
7 can be firmly formed on the end faces 14a and 14b. Further, by interposing the chromium film 18, the DL
It is possible to more reliably prevent the peeling of the C film 17 from the end faces 14a and 14b, and further improve the durability of the DLC film 17. Moreover, since the adhesion between the end surfaces 14a and 14b can be enhanced, it is not necessary to finish the spacer end surfaces 14a and 14b into a rough surface by knurling or the like.

【0029】より具体的にいえば、上記クロム膜18の
形成では、導入ガスとしてのアルゴンガスが導入された
蒸着室内の圧力を10-3〜10(Torr)程度とし、
放電電圧100〜2000(V)、電流0.5〜5
(A)の放電処理を行うことにより、上記間座端面14
a,14b上にターゲットとしてのクロムを蒸着し、
0.4〜0.6μmの膜厚のクロム膜18を形成する。
その後、図4に示したものと同様な方法により、DLC
膜17をクロム膜18上に形成する。但し、このDLC
膜17の膜厚は、耐摩耗性の不足及び内部応力による剥
離などを防ぐために、クロム膜18とのトータル膜厚が
1.5〜3.0μm程度とすることが好ましく、また、
硬さはビッカース硬度1000〜2000(Hv)程度
とし、さらに最表面層のDLC膜17の表面粗さは中心
線平均粗さ(Ra)で0.1μm以下とすることが好ま
しい。
More specifically, in forming the chromium film 18, the pressure in the vapor deposition chamber into which the argon gas as the introduction gas is introduced is set to about 10 −3 to 10 (Torr),
Discharge voltage 100-2000 (V), current 0.5-5
By performing the discharge treatment of (A), the spacer end surface 14
Chromium as a target is vapor-deposited on a and 14b,
A chromium film 18 having a film thickness of 0.4 to 0.6 μm is formed.
Then, by the same method as shown in FIG.
The film 17 is formed on the chromium film 18. However, this DLC
The film thickness of the film 17 is preferably about 1.5 to 3.0 μm in total with the chromium film 18 in order to prevent abrasion resistance and peeling due to internal stress.
It is preferable that the hardness is about Vickers hardness of 1000 to 2000 (Hv), and the surface roughness of the outermost surface DLC film 17 is 0.1 μm or less in terms of center line average roughness (Ra).

【0030】尚、上記実施形態では、DLC膜17の下
地膜としてクロム膜18を用いた構成について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、上記クロ
ム膜18に代えて、チタンなどの活性な遷移金属からな
る金属薄膜を、DLC膜16,17の下地膜として用い
ることができる。また、下地膜は一つの薄膜からなる単
一層に限定されるものではなく、DLC膜16,17と
上記形成面との間で異なる成分により構成された複数の
薄膜からなる複数層のものでもよい。但し、タングステ
ンを含有するDLC膜17の密着性向上には、クロム膜
18が最も適していた。
In the above embodiment, the structure using the chromium film 18 as the base film of the DLC film 17 has been described, but the present invention is not limited to this, and the titanium film may be used instead of the chromium film 18. A metal thin film made of an active transition metal such as can be used as a base film for the DLC films 16 and 17. Further, the base film is not limited to a single layer composed of one thin film, but may be a plurality of layers composed of a plurality of thin films composed of different components between the DLC films 16 and 17 and the formation surface. . However, the chromium film 18 was most suitable for improving the adhesion of the DLC film 17 containing tungsten.

【0031】例えば図6に示すように、互いに積層され
たクロム膜18及びタングステンカーバイド膜を、上記
DLC膜16とこのDLC膜16とが形成される上記各
端面14a,14bとの間に形成してもよい。詳細に
は、例えばスパッタリング法により所定の膜厚のクロム
膜18を端面14a,14b上に下地膜として成膜した
後、さらにスパッタリング法によって所定の膜厚のタン
グステンカーバイド膜を中間層19として成膜する。そ
して、この中間層19上に、上記DLC膜16を形成す
る。このように、端面14a,14bからクロム膜18
及び中間層19を順次積層することにより、図5に示し
た実施形態と同様に、端面14a,14bを粗面に仕上
げることなく当該端面14a,14bとDLC膜16と
の間の密着性を高めることができ、DLC膜16を強固
に端面14a,14b上に形成することができるととも
に、DLC膜16の端面14a,14bからの剥離をよ
り確実に防止して当該DLC膜16の耐久性をさらに向
上することができる。また、クロム膜18を金属素材か
らなる端面14a,14b上に形成し、タングステン成
分とカーボン成分とを含んだ中間層19をクロム膜18
とDLC膜16との間に形成していることから、端面1
4a,14bとクロム膜18との間、クロム膜18と中
間層19との間、及び中間層19とDLC膜16との間
の各密着性に優れた被膜を形成することができる。これ
らの各膜の境界には境界面が形成されるわけではなく、
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
ため、上記密着性の向上につながるものと考えられる。
尚、上記中間層19として、タングステンを含有する上
記DLC膜17を用いてもよく、中間層19はその組成
成分にクロム膜18との密着性がよい金属成分とDLC
膜16との密着性がよいカーボン成分とを含んだもので
あればよい。また、クロム膜18、中間層19、及びD
LC膜16からなる全体の膜厚は、耐摩耗性の不足及び
内部応力による剥離などを防ぐために、1.5〜3.0
μm程度とすることが好ましく、また、硬さはビッカー
ス硬度1000〜2000(Hv)程度とし、さらに最
表面層のDLC膜16の表面粗さは中心線平均粗さ(R
a)で0.1μm以下とすることが好ましい。
For example, as shown in FIG. 6, a chromium film 18 and a tungsten carbide film, which are laminated on each other, are formed between the DLC film 16 and the respective end faces 14a, 14b on which the DLC film 16 is formed. May be. Specifically, for example, a chromium film 18 having a predetermined thickness is formed as a base film on the end surfaces 14a and 14b by, for example, a sputtering method, and then a tungsten carbide film having a predetermined thickness is formed as an intermediate layer 19 by a sputtering method. To do. Then, the DLC film 16 is formed on the intermediate layer 19. In this way, the chromium film 18 is formed from the end surfaces 14a and 14b.
By sequentially stacking the intermediate layer 19 and the intermediate layer 19, the adhesion between the end faces 14a and 14b and the DLC film 16 is enhanced without finishing the end faces 14a and 14b to a rough surface, as in the embodiment shown in FIG. The DLC film 16 can be firmly formed on the end surfaces 14a and 14b, and the DLC film 16 can be more reliably prevented from being peeled off from the end surfaces 14a and 14b to further improve the durability of the DLC film 16. Can be improved. Further, the chromium film 18 is formed on the end faces 14a and 14b made of a metal material, and the intermediate layer 19 containing the tungsten component and the carbon component is formed on the end faces 14a and 14b.
Since it is formed between the end surface 1 and the DLC film 16,
It is possible to form films having excellent adhesion between the 4a and 14b and the chrome film 18, between the chrome film 18 and the intermediate layer 19, and between the intermediate layer 19 and the DLC film 16. No boundary surface is formed at the boundary of each of these films,
It is considered that the above-mentioned adhesion is improved because the atoms are diffused and bonded to each other at the atomic level.
The DLC film 17 containing tungsten may be used as the intermediate layer 19, and the intermediate layer 19 has DLC and a metal component having good adhesiveness with the chromium film 18 as its composition component.
Any material containing a carbon component having good adhesion to the film 16 may be used. Also, the chromium film 18, the intermediate layer 19, and D
The total thickness of the LC film 16 is 1.5 to 3.0 in order to prevent abrasion resistance and peeling due to internal stress.
It is preferable to set the Vickers hardness to about 1000 to 2000 (Hv), and the surface roughness of the outermost DLC film 16 is the center line average roughness (R).
It is preferable that it is 0.1 μm or less in a).

【0032】尚、上記の説明では、DLC膜16,17
を間座14の端面14a,14bに形成した場合につい
て説明したが、本発明は間座14の一方の端面14aと
これに接触する一方の内輪12aの軸方向端面12a2
とのいずれか一方の端面、及び間座14の他方の端面1
4bとこれに接触する他方の内輪12bの軸方向端面1
2b2とのいずれか一方の端面に、DLC膜16,17
を形成するものであればよく、内輪側のみにDLC膜を
形成したものや、一方の内輪軸方向端面12a2と間座
14の他方の端面14bにDLC膜を形成したものでも
よい。
In the above description, the DLC films 16 and 17 are
The case where the end faces 14a and 14b of the spacer 14 are formed has been described.
And the other end surface 1 of the spacer 14
4b and the axial end surface 1 of the other inner ring 12b that contacts this 4b
2b2, one of the end faces of the DLC film 16, 17
May be formed, and a DLC film may be formed only on the inner ring side, or a DLC film may be formed on one inner ring axial end face 12a2 and the other end face 14b of the spacer 14.

【0033】また、上記の説明では、一対の内輪12
a,12bの間に間座14を介在させた軸受装置につい
て説明したが、本発明の軸受装置はこれに限定されるも
のではなく、上記内輪12a,12bが間座14を介在
させることなく直接的に、軸方向で突き合わされている
軸受にも適用することができる。具体的には、図7に示
すように、軸方向で突き合わされる一対の内輪12a,
12bのうち、そのいずれか一方の端面、例えば内輪1
2aの軸方向端面(突き合わせ端面)12a2にDLC
膜16を形成してもよい。これにより、一方の内輪12
aの軸方向端面12a2上に形成されたDLC膜16
と、他方の内輪12bの軸方向端面12b2とが、車軸
Aの曲げの影響により、互いに繰り返し擦れ合ったとし
ても、その軸方向の突き合わせ部分でのフレッチング摩
耗を抑制することができ、間座14を介在させた上記実
施形態のものと同様な効果を得ることができる。
Further, in the above description, the pair of inner rings 12
Although the bearing device in which the spacer 14 is interposed between the a and 12b has been described, the bearing device of the present invention is not limited to this, and the inner rings 12a and 12b directly connect the spacer 14 without interposing the spacer 14 therebetween. Also, it can be applied to bearings that are butted in the axial direction. Specifically, as shown in FIG. 7, a pair of inner rings 12a abutted in the axial direction,
One of the end faces of 12b, for example, the inner ring 1
DLC on the axial end face (butt end face) 12a2 of 2a
The film 16 may be formed. As a result, one inner ring 12
a DLC film 16 formed on the axial end face 12a2 of a
Even if the axial end surface 12b2 of the other inner ring 12b and the axial end surface 12b2 repeatedly rub against each other under the influence of the bending of the axle A, fretting wear at the axial butting portion can be suppressed, and the spacer 14 It is possible to obtain the same effect as that of the above embodiment in which

【0034】また、上記の説明では、単一の外輪11と
一対の内輪12a,12bとを備えた複列円すいころ軸
受1を有し、鉄道車両の車軸Aを軸支する軸受装置に適
用した場合について説明したが、本発明はその軸受装置
の軸受の種類や設置個数、あるいは支持対象物などは上
記のものに限定されない。つまり、本発明は、内輪及び
外輪の少なくとも一方の軌道輪が、端面どうしを突き合
わせた状態で並列に配置された一対の軌道輪部材を単列
又は複数列配列した軸受を有する軸受装置に適用するこ
とができるものであり、例えば全体が一体成形された単
一の内輪及び軸方向に分割された一対の外輪を備えた複
列円すいころ軸受を有する軸受装置、あるいは単一の内
外輪を有する玉軸受を複数個軸方向に互いに当接した状
態で並べて配置した軸受装置などの軸方向の突き合わせ
部分(隣り合う2つの玉軸受での互いに接触する内輪及
び外輪相互の各接触部分)に適用できる。
In the above description, the double row tapered roller bearing 1 provided with the single outer ring 11 and the pair of inner rings 12a and 12b is applied to the bearing device which supports the axle A of the railway vehicle. Although the case has been described, the present invention is not limited to the type and number of bearings of the bearing device, the object to be supported, or the like. That is, the present invention is applied to a bearing device having a bearing in which at least one of an inner ring and an outer ring has a pair of bearing ring members arranged in parallel with their end faces abutting each other in a single row or a plurality of rows. A bearing device having a double row tapered roller bearing having a single inner ring integrally formed as a whole and a pair of axially divided outer rings, or a ball having a single inner and outer ring The present invention can be applied to axially abutting portions (contact portions of inner ring and outer ring of two adjacent ball bearings that contact each other) of a bearing device or the like in which a plurality of bearings are arranged side by side so as to be in contact with each other in the axial direction.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上のように構成された本発明は以下の
効果を奏する。請求項1及び請求項2の軸受装置によれ
ば、ダイヤモンドライクカーボン膜が軸方向の突き合わ
せ部分でのフレッチング摩耗を抑制するので、そのフレ
ッチング摩耗による金属摩耗粉が発生するのを極力抑え
ることができる。その結果、金属摩耗粉による潤滑油の
汚染、ひいては当該潤滑油の劣化を防ぐことができると
ともに、金属摩耗粉が内外輪と転動体との間の転がり接
触部に侵入して、内外輪の表面及び転動体の表面などを
傷付けるのを防ぐことができる。したがって、軸受寿命
の低下を防止することができる。
The present invention constructed as described above has the following effects. According to the bearing device of the first and second aspects, the diamond-like carbon film suppresses fretting wear at the abutting portion in the axial direction, so that generation of metal wear powder due to the fretting wear can be suppressed as much as possible. . As a result, it is possible to prevent the lubricating oil from being contaminated by the metal abrasion powder, and thus to prevent the deterioration of the lubricating oil, and at the same time, the metal abrasion powder enters the rolling contact portion between the inner and outer races and the rolling elements, and the surface of the inner and outer races Also, it is possible to prevent the surface of the rolling element from being damaged. Therefore, it is possible to prevent the bearing life from being shortened.

【0036】また、請求項3の軸受装置によれば、上記
ダイヤモンドライクカーボン膜にタングステンを含有さ
せているので、当該ダイヤモンドライクカーボン膜とこ
のダイヤモンドライクカーボン膜が形成される端面との
間の密着性を高めて、その端面上にダイヤモンドライク
カーボン膜を強固に形成することができ、ダイヤモンド
ライクカーボン膜の剥離を確実に防止して当該ダイヤモ
ンドライクカーボン膜の耐久性を向上することができ
る。
According to the bearing device of the third aspect, since the diamond-like carbon film contains tungsten, the diamond-like carbon film and the end face on which the diamond-like carbon film is formed are closely attached. The diamond-like carbon film can be strongly formed on the end face thereof, the peeling of the diamond-like carbon film can be reliably prevented, and the durability of the diamond-like carbon film can be improved.

【0037】また、請求項4の軸受装置によれば、上記
クロム膜を下地膜としてダイヤモンドライクカーボン膜
とこのダイヤモンドライクカーボン膜が形成される端面
との間に形成しているので、当該ダイヤモンドライクカ
ーボン膜の端面への密着性を高めて、その端面上にダイ
ヤモンドライクカーボン膜を強固に形成することがで
き、ダイヤモンドライクカーボン膜の剥離をより確実に
防止して当該ダイヤモンドライクカーボン膜の耐久性を
さらに向上することができる。
Further, according to the bearing device of the fourth aspect, since the chromium film is formed as a base film between the diamond-like carbon film and the end face on which the diamond-like carbon film is formed, the diamond-like carbon film is formed. The adhesion to the end surface of the carbon film can be enhanced, and the diamond-like carbon film can be firmly formed on the end surface, and the diamond-like carbon film can be more reliably prevented from peeling and the durability of the diamond-like carbon film can be improved. Can be further improved.

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

【図1】本発明の一実施形態に係る軸受装置を用いた鉄
道車両の車軸ジャーナル部を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an axle journal portion of a railway vehicle using a bearing device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した軸受装置の要部構成を示す拡大断
面図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a main configuration of the bearing device shown in FIG.

【図3】本発明の発明者等が実施した試験結果を示すグ
ラフであり、(a)は接触面に対する各種皮膜の攻撃性
の検証結果を示すグラフであり、(b)は各種皮膜の摩
擦係数の検証結果を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing test results conducted by the inventors of the present invention, (a) is a graph showing verification results of aggressiveness of various coatings on a contact surface, and (b) is friction of various coatings. It is a graph which shows the verification result of a coefficient.

【図4】別の実施形態の軸受装置の要部構成を示す拡大
断面図である。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the main configuration of a bearing device according to another embodiment.

【図5】別の実施形態の軸受装置の要部構成を示す拡大
断面図である。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the main configuration of a bearing device of another embodiment.

【図6】別の実施形態の軸受装置の要部構成を示す拡大
断面図である。
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing the main configuration of a bearing device according to another embodiment.

【図7】別の実施形態の軸受装置の要部構成を示す拡大
断面図である。
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the main configuration of a bearing device according to another embodiment.

【図8】従来の軸受装置を用いた鉄道車両の車軸ジャー
ナル部を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing an axle journal portion of a railway vehicle using a conventional bearing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 複列円すいころ軸受 11 外輪 12a,12b 内輪(軌道輪部材) 12a2,12b2 軸方向端面(突き合わせ端面) 13a,13b 円すいころ(転動体) 14 間座 14a,14b 端面 16,17 ダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜 18 クロム膜(下地膜) 19 中間層 1 Double row tapered roller bearing 11 outer ring 12a, 12b Inner ring (race ring member) 12a2, 12b2 Axial end face (butt end face) 13a, 13b Tapered rollers (rolling elements) 14 Zama 14a, 14b end faces 16,17 Diamond-like carbon (DLC) film 18 Chromium film (base film) 19 Middle class

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3J101 AA16 AA25 AA32 AA43 AA54 AA62 BA53 BA54 BA57 BA70 DA05 FA35 GA01    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 3J101 AA16 AA25 AA32 AA43 AA54                       AA62 BA53 BA54 BA57 BA70                       DA05 FA35 GA01

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内輪及び外輪と、これらの内外輪間に転動
自在に配置された転動体とを有する軸受を備えた軸受装
置であって、 前記内輪及び外輪の少なくとも一方の軌道輪が、端面ど
うしを突き合わせた状態で並列に配置された一対の軌道
輪部材を単列又は複数列配列してなるとともに、 前記一対の軌道輪部材の各突き合わせ端面のいずれか一
方にダイヤモンドライクカーボン膜を形成したことを特
徴とする軸受装置。
1. A bearing device comprising a bearing having an inner ring and an outer ring, and a rolling element rotatably arranged between the inner ring and the outer ring, wherein at least one race ring of the inner ring and the outer ring comprises: A pair of raceway members arranged in parallel with their end faces butted against each other are arranged in a single row or a plurality of rows, and a diamond-like carbon film is formed on either one of the butted end faces of the pair of raceway members. Bearing device characterized by the above.
【請求項2】内輪及び外輪と、これらの内外輪間に転動
自在に配置された転動体とを有する軸受を備えた軸受装
置であって、 前記内輪及び外輪の少なくとも一方の軌道輪が、間座を
挟んで並列に配置された一対の軌道輪部材を単列又は複
数列配列してなるとともに、 前記間座の一方の端面とこれに接触する軌道輪部材の端
面のいずれか一方、及び前記間座の他方の端面とこれに
接触する軌道輪部材の端面のいずれか一方に、ダイヤモ
ンドライクカーボン膜を形成したことを特徴とする軸受
装置。
2. A bearing device comprising a bearing having an inner ring and an outer ring and a rolling element rotatably arranged between the inner ring and the outer ring, wherein at least one of the inner ring and the outer ring is a race ring. A pair of orbital ring members arranged in parallel with the spacer in between are arranged in a single row or a plurality of rows, and one of the end faces of the spacer and one of the end faces of the orbital ring members in contact therewith, and A bearing device characterized in that a diamond-like carbon film is formed on either one of the other end surface of the spacer and the end surface of the bearing ring member in contact therewith.
【請求項3】前記ダイヤモンドライクカーボン膜に、タ
ングステンを含有させたことを特徴とする請求項1また
は2記載の軸受装置。
3. The bearing device according to claim 1, wherein the diamond-like carbon film contains tungsten.
【請求項4】前記ダイヤモンドライクカーボン膜とこの
ダイヤモンドライクカーボン膜が形成される端面との間
に、クロム膜を形成したことを特徴とする請求項1〜3
のいずれか記載の軸受装置。
4. A chromium film is formed between the diamond-like carbon film and an end face on which the diamond-like carbon film is formed.
The bearing device according to any one of 1.
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