JP2008025728A - Rolling bearing - Google Patents

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大 金野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling bearing usable in coolant without lubrication by lubricating oil. <P>SOLUTION: An inner ring 1, an outer ring 2, and balls 3 of a deep groove ball bearing are composed of steel of SUJ2 or the like. At least one of a whole of an outer circumference face of the inner ring 1 including a raceway surface 1a, a whole of an inner circumference face of the outer ring 2 including a raceway surface 2a, or a whole of a surface of the ball 3 is coated with a lubricating coating L. The lubricating coating L is composed of: a substrate layer M comprised of at least one type of metal from Cr, W, Ti, or Si; a middle layer F comprised of the metal or carbon; and a surface layer C comprised of diamond-like carbon containing carbon and hydrogen, and the three layers are formed in an order of the surface layer C, the middle layer F, and the substrate layer M from the surface side. A ratio of the carbon in the middle layer F is increased from a substrate layer M side toward a surface layer C side. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、冷媒である二酸化炭素中で使用される転がり軸受に関する。   The present invention relates to a rolling bearing used in carbon dioxide as a refrigerant.

従来のエアコンディショナーには、冷媒としてクロロフルオロカーボン類(フロン)が使用されていた。そして、エアコンディショナー内で、フロンとこれに可溶な鉱油系潤滑油とが混合状態となり、この混合物が、エアコンディショナーに組み込まれた軸受の潤滑剤として使用されていた。
しかしながら、特定種類のフロンが地球のオゾン層を破壊する原因となるなど、地球環境に悪影響を及ぼすことから、冷媒はフロンからハイドロフルオロカーボン類(HFC)や二酸化炭素に変更され、潤滑油としてはポリアルキレングリコール(PAG)やポリオールエステルが使用されるようになった。
In conventional air conditioners, chlorofluorocarbons (CFCs) have been used as refrigerants. In the air conditioner, chlorofluorocarbon and a mineral oil-based lubricating oil soluble therein are mixed, and this mixture is used as a lubricant for a bearing incorporated in the air conditioner.
However, the refrigerant is changed from CFCs to hydrofluorocarbons (HFC) and carbon dioxide because certain types of chlorofluorocarbons cause damage to the earth's ozone layer. Alkylene glycol (PAG) and polyol esters have been used.

例えば、特許文献1には、HFCを冷媒とし、HFCとこの冷媒に可溶な潤滑油との混合物で転がり軸受が潤滑されたコンプレッサーが開示されている。また、特許文献2には、ポリアミドイミド系樹脂,ポリイミド系樹脂,及びエポキシ系樹脂からなる結合剤と固体潤滑剤とを結合してコンプレッサーに適用した摺動部材が開示されている。
特開平8−177864号公報 特開2005−89514号公報
For example, Patent Document 1 discloses a compressor in which a rolling bearing is lubricated with a mixture of HFC as a refrigerant and HFC and a lubricating oil soluble in the refrigerant. Patent Document 2 discloses a sliding member in which a binder composed of a polyamideimide resin, a polyimide resin, and an epoxy resin and a solid lubricant are combined and applied to a compressor.
JP-A-8-177864 JP 2005-89514 A

しかしながら、HFCのオゾン破壊係数はゼロではないので、地球環境に悪影響を及ぼすという問題点は依然として残っていた。また、冷媒に可溶なPAGやポリオールエステルは、潤滑性が十分ではなかった。不十分な潤滑性を補うため冷媒に対する混合比を高めると、冷媒能力が低下するという問題があった。
そこで、本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決し、潤滑油で潤滑することなく冷媒中で使用することが可能な転がり軸受を提供することを課題とする。
However, since the ozone depletion coefficient of HFC is not zero, the problem of adversely affecting the global environment still remains. Further, the PAG and polyol ester soluble in the refrigerant have not been sufficiently lubricated. When the mixing ratio with respect to the refrigerant is increased in order to compensate for insufficient lubricity, there is a problem that the refrigerant capacity is lowered.
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and to provide a rolling bearing that can be used in a refrigerant without being lubricated with lubricating oil.

前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項1の転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、を備え、冷媒である二酸化炭素中で使用される転がり軸受において、下記の5つの条件を満足する。   In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is, the rolling bearing according to claim 1 of the present invention includes an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements that are freely rollable between the inner ring and the outer ring. The following five conditions are satisfied in the rolling bearing used in the above.

条件A:前記内輪,前記外輪,及び前記転動体が鋼で構成されている。
条件B:前記内輪の軌道面,前記外輪の軌道面,及び前記転動体の転動面のうち少なくとも一つに、潤滑被膜が被覆されている。
条件C:前記潤滑被膜は、クロム,タングステン,チタン,及びケイ素のうちの少なくとも1種の金属からなる下地層と、前記金属及び炭素からなる中間層と、炭素及び水素を含有するダイヤモンドライクカーボンからなる表面層と、の3層で構成されている。
条件D:前記3層は、前記潤滑被膜の表面側から前記表面層,前記中間層,前記下地層の順に配されている。
条件E:前記中間層中の炭素の割合は、前記下地層側から前記表面層側に向かって増加している。
Condition A: The inner ring, the outer ring, and the rolling element are made of steel.
Condition B: A lubricant film is coated on at least one of the raceway surface of the inner ring, the raceway surface of the outer ring, and the rolling surface of the rolling element.
Condition C: The lubricating coating is composed of an underlayer made of at least one metal of chromium, tungsten, titanium, and silicon, an intermediate layer made of the metal and carbon, and diamond-like carbon containing carbon and hydrogen. And a surface layer.
Condition D: The three layers are arranged in the order of the surface layer, the intermediate layer, and the base layer from the surface side of the lubricating coating.
Condition E: The proportion of carbon in the intermediate layer increases from the base layer side toward the surface layer side.

このような転がり軸受は、潤滑性に優れた潤滑被膜を備えているので、潤滑油による潤滑を行うことなく、二酸化炭素のような冷媒中で使用することが可能である。また、内輪,外輪,及び転動体の母材である鋼と表面層との間に中間層及び下地層が介在しているので、潤滑性に優れたダイヤモンドライクカーボン(以降においてはDLCと記すこともある)からなる表面層と母材である鋼との密着性が優れている。特に、中間層中の炭素の割合が、下地層側から表面層側に向かって増加しているので、表面層と母材である鋼との密着性がより優れたものとなる。   Since such a rolling bearing is provided with a lubricating coating having excellent lubricity, it can be used in a refrigerant such as carbon dioxide without being lubricated with lubricating oil. In addition, since an intermediate layer and an underlayer are interposed between the inner ring, the outer ring, and the steel, which is the base material of the rolling element, and the surface layer, diamond-like carbon having excellent lubricity (hereinafter referred to as DLC). There is also excellent adhesion between the surface layer made of steel and the base steel. Particularly, since the proportion of carbon in the intermediate layer increases from the base layer side to the surface layer side, the adhesion between the surface layer and the base material steel is further improved.

また、本発明に係る請求項2の転がり軸受は、請求項1に記載の転がり軸受において、前記ダイヤモンドライクカーボン中の水素の含有率が、20原子%以上30原子%以下であることを特徴とする。
水素の含有率が20原子%未満であると、冷媒中での潤滑被膜の摩擦係数が大きくなる。一方、30原子%超過であると、DLCの硬さが不十分となるため、潤滑被膜が摩耗しやすくなるおそれがある。
The rolling bearing according to claim 2 according to the present invention is the rolling bearing according to claim 1, wherein a hydrogen content in the diamond-like carbon is 20 atomic% or more and 30 atomic% or less. To do.
When the hydrogen content is less than 20 atomic%, the friction coefficient of the lubricating coating in the refrigerant increases. On the other hand, if it exceeds 30 atomic%, the hardness of the DLC becomes insufficient, and the lubricating coating may be easily worn.

さらに、本発明に係る請求項3の転がり軸受は、請求項1又は請求項2に記載の転がり軸受において、前記表面層の表面硬さが30GPa以上45GPa以下であることを特徴とする。
表面層の表面硬さは、DLCを形成する際の条件(例えば、DLCの原料となる炭化水素ガスの種類や量)によって制御することが可能である。30GPa未満であると、表面層が摩耗粉等によって破壊されやすく、45GPa超過であると、弾性率が大きくなるため応力によって割れが生じやすくなる。
Furthermore, the rolling bearing according to claim 3 according to the present invention is the rolling bearing according to claim 1 or 2, wherein the surface layer has a surface hardness of 30 GPa or more and 45 GPa or less.
The surface hardness of the surface layer can be controlled by conditions at the time of forming DLC (for example, the type and amount of hydrocarbon gas used as a raw material for DLC). If it is less than 30 GPa, the surface layer is likely to be destroyed by abrasion powder or the like, and if it exceeds 45 GPa, the elastic modulus increases, so that cracking is likely to occur due to stress.

本発明の転がり軸受は、潤滑油による潤滑を行うことなく冷媒中で使用することが可能である。   The rolling bearing of the present invention can be used in a refrigerant without being lubricated with lubricating oil.

本発明に係る転がり軸受の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明に係る転がり軸受の一実施形態である深溝玉軸受の構成を示す部分縦断面図であり、図2は、図1のA部分を拡大して示した拡大断面図である。
図1の深溝玉軸受は、外周面に軌道面1aを有する内輪1と、内輪1の軌道面1aに対向する軌道面2aを内周面に有する外輪2と、両軌道面1a,2a間に転動自在に配された複数の玉3と、両軌道面1a,2a間に複数の玉3を軸受の円周方向にわたって等配に保持する保持器4と、を備えている。なお、保持器4としては、低炭素鋼からなる波形保持器等が使用可能であるが、保持器4は備えていなくてもよい。
Embodiments of a rolling bearing according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view showing a configuration of a deep groove ball bearing which is an embodiment of a rolling bearing according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view showing an A portion of FIG. .
The deep groove ball bearing of FIG. 1 includes an inner ring 1 having a raceway surface 1a on an outer peripheral surface, an outer ring 2 having a raceway surface 2a facing the raceway surface 1a of the inner ring 1 on an inner peripheral surface, and both raceway surfaces 1a and 2a. There are provided a plurality of balls 3 arranged so as to be freely rollable, and a cage 4 for holding the plurality of balls 3 between the raceway surfaces 1a, 2a at equal intervals over the circumferential direction of the bearing. In addition, although the corrugated cage etc. which consist of low carbon steel can be used as the retainer 4, the retainer 4 does not need to be provided.

内輪1,外輪2,及び玉3は、SUJ2(高炭素クロム軸受鋼2種)等の鋼で構成されている。そして、軌道面1aを含む内輪1の外周面全体,軌道面2aを含む外輪2の内周面全体,及び玉3の表面全体のうち少なくとも一つに、潤滑被膜Lが被覆されている。なお、図2においては、内輪1の軌道面1aに形成されている潤滑被膜Lは図示してあるが、軌道面1a以外の部分の外周面に形成されている潤滑被膜Lの図示は省略してある。   The inner ring 1, the outer ring 2, and the ball 3 are made of steel such as SUJ2 (high carbon chromium bearing steel type 2). At least one of the entire outer peripheral surface of the inner ring 1 including the raceway surface 1 a, the entire inner peripheral surface of the outer ring 2 including the raceway surface 2 a, and the entire surface of the ball 3 is covered with a lubricating coating L. In FIG. 2, the lubricating film L formed on the raceway surface 1a of the inner ring 1 is illustrated, but the illustration of the lubricating film L formed on the outer peripheral surface of the portion other than the raceway surface 1a is omitted. It is.

この潤滑被膜Lは、図2に示すように、クロム(Cr),タングステン(W),チタン(Ti),及びケイ素(Si)のうちの少なくとも1種の金属からなる下地層Mと、前記金属及び炭素からなる中間層Fと、炭素及び水素を含有するダイヤモンドライクカーボンからなる表面層Cと、の3層で構成されていて、該3層は表面側から表面層C,中間層F,下地層Mの順に形成されている。   As shown in FIG. 2, the lubricating coating L includes an underlayer M made of at least one metal selected from chromium (Cr), tungsten (W), titanium (Ti), and silicon (Si), and the metal And an intermediate layer F made of carbon and a surface layer C made of diamond-like carbon containing carbon and hydrogen. The three layers are formed from the surface side by the surface layer C, the intermediate layer F, and the lower layer. It is formed in the order of the formation M.

中間層F中の炭素の割合は、下地層M側から表面層C側に向かって増加している。また、表面層Cを構成するDLCは、主に炭素と水素で構成されているが、DLCを構成する原子のうち水素の割合は、20原子%以上30原子%以下であることが好ましい。さらに、表面層Cの表面硬さは、30GPa以上45GPa以下であることが好ましい。
このような転がり軸受は、潤滑被膜Lを備えているので、潤滑油による潤滑を行うことなく二酸化炭素のような冷媒中で使用することが可能である。そして、スクロール,スクリュー,ロータリーコンプレッサー等の回転部を支持する軸受として、好適に使用可能である。
The proportion of carbon in the intermediate layer F increases from the base layer M side toward the surface layer C side. The DLC constituting the surface layer C is mainly composed of carbon and hydrogen, but the proportion of hydrogen among the atoms constituting the DLC is preferably 20 atomic percent or more and 30 atomic percent or less. Furthermore, the surface hardness of the surface layer C is preferably 30 GPa or more and 45 GPa or less.
Since such a rolling bearing is provided with the lubricating coating L, it can be used in a refrigerant such as carbon dioxide without being lubricated with lubricating oil. And it can be used conveniently as a bearing which supports rotating parts, such as a scroll, a screw, and a rotary compressor.

次に、内輪1,外輪2,玉3に潤滑被膜Lを形成する方法について説明する。油分を脱脂した被処理物(内輪,外輪,又は玉)を株式会社神戸製鋼所製のアンバランスドマグネトロンスパッタリング装置504(以降はUBMS装置と記す)に設置し、アルゴンプラズマによるスパッタリングを用いて、被処理物の表面にボンバード処理を15分間施した。このボンバード処理は、ターゲット電力をゼロ、チャンバ内の圧力を1×10-2Pa程度にした状態で、チャンバ内にアルゴンガスを導入して、被処理物に負の電力をかけることにより行った。 Next, a method for forming the lubricating film L on the inner ring 1, the outer ring 2, and the balls 3 will be described. An object to be treated (inner ring, outer ring, or ball) degreased with oil is placed in an unbalanced magnetron sputtering apparatus 504 (hereinafter referred to as UBMS apparatus) manufactured by Kobe Steel, Ltd., and sputtering using argon plasma is used. The surface of the workpiece was bombarded for 15 minutes. This bombardment process was performed by applying a negative power to the workpiece by introducing argon gas into the chamber with the target power set to zero and the pressure in the chamber set to about 1 × 10 −2 Pa. .

次に、クロムをターゲットとして、アルゴンガス雰囲気中で被処理物にクロムをスパッタリングして成膜し(バイアス電圧は−50〜−100V)、厚さ0.2μmの下地層Mを形成した。そして、クロムのスパッタリングを続けながら、カーボンをターゲットとした炭素のスパッタリングを開始した。このようなスパッタリングによって、クロムと炭素とからなる厚さ0.3μmの中間層Fが、下地層Mの上に形成された。このとき、クロムのスパッタ効率を徐々に減少させながら、炭素のスパッタ効率を徐々に増加させたので、中間層F中の炭素の割合は、下地層M側から表面側に向かって徐々に増加していた。さらに、クロムのスパッタリングを終了し、炭素のスパッタリングのみとして、チャンバ内にメタンガスを導入しながら、中間層Fの上に厚さ2μmの表面層Cを形成した。   Next, chromium was sputtered on the object to be processed in an argon gas atmosphere using chromium as a target (bias voltage was −50 to −100 V), and a base layer M having a thickness of 0.2 μm was formed. Then, while continuing the chromium sputtering, carbon sputtering with carbon as a target was started. An intermediate layer F made of chromium and carbon and having a thickness of 0.3 μm was formed on the base layer M by such sputtering. At this time, since the sputtering efficiency of carbon was gradually increased while the sputtering efficiency of chromium was gradually decreased, the proportion of carbon in the intermediate layer F gradually increased from the base layer M side toward the surface side. It was. Further, the sputtering of chromium was terminated, and a surface layer C having a thickness of 2 μm was formed on the intermediate layer F while introducing methane gas into the chamber only for sputtering of carbon.

このようなスパッタリングにより成膜を行えば、潤滑被膜Lの各層(下地層M,中間層F,及び表面層C)の間の密着性が非常に優れているとともに、潤滑性に優れた表面層Cと母材である鋼との密着性が非常に優れている。また、クロムで構成された下地層MからDLCで構成された表面層Cに向かって、層の組成が連続的に徐々に変化していく潤滑被膜Lを形成することができる。   If film formation is performed by such sputtering, the adhesion between the layers of the lubricating coating L (the base layer M, the intermediate layer F, and the surface layer C) is extremely excellent and the surface layer has excellent lubricity. The adhesion between C and the base steel is very good. Further, the lubricating film L in which the composition of the layer is continuously and gradually changed from the base layer M made of chromium to the surface layer C made of DLC can be formed.

UBMS装置は、スパッタリングに用いるターゲットを複数装着でき、各ターゲットのスパッタ電源を独立に制御することにより、各成分のスパッタ効率を任意に制御することができるので、上記のような成膜に好適である。例えば、上記の場合の中間層F及び表面層Cを成膜する工程においては、金属ターゲットのスパッタ電源(DC電源)の電力を低減させながら、同時にカーボンターゲットのスパッタ電源(DC電源)の電力を増加させればよい(このとき、被処理物には負のバイアス電圧を印加する)。   The UBMS apparatus can be equipped with a plurality of targets used for sputtering, and can control the sputtering efficiency of each component arbitrarily by independently controlling the sputtering power source of each target. is there. For example, in the process of forming the intermediate layer F and the surface layer C in the above case, the power of the sputtering power source (DC power source) of the carbon target is simultaneously reduced while the power of the sputtering power source (DC power source) of the metal target is reduced. (At this time, a negative bias voltage is applied to the object to be processed).

なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、非平衡型マグネトロンを用いたスパッタリングにより潤滑被膜Lを成膜したが、パルスレーザーアーク蒸着法やプラズマCVD法等を用いることもできる。
また、本実施形態においては、深溝玉軸受を例示して説明したが、本発明の転がり軸受は様々な種類の転がり軸受に対して適用することができる。例えば、アンギュラ玉軸受,円筒ころ軸受,円すいころ軸受,針状ころ軸受,自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受,スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。
In addition, this embodiment shows an example of this invention and this invention is not limited to this embodiment. For example, in this embodiment, the lubricating film L is formed by sputtering using a non-equilibrium magnetron, but a pulsed laser arc vapor deposition method, a plasma CVD method, or the like can also be used.
In the present embodiment, the deep groove ball bearing has been described as an example, but the rolling bearing of the present invention can be applied to various types of rolling bearings. For example, radial ball bearings, cylindrical roller bearings, tapered roller bearings, needle roller bearings, self-aligning roller bearings and other radial type rolling bearings, and thrust type ball bearings and thrust roller bearings such as thrust roller bearings.

〔実施例〕
以下に、実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。前述の図1の深溝玉軸受と同様の構成の軸受において、表面層の形成時のメタンガス供給量を変化させることにより表面層を構成するDLC中の水素の含有率を種々変化させたものを用意して、回転試験を行った。なお、DLC中の水素の含有率の測定は、Elastic Recoil Detection Analysisで行った。
〔Example〕
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. A bearing having the same structure as the deep groove ball bearing shown in FIG. 1 is prepared with various changes in the hydrogen content in the DLC constituting the surface layer by changing the amount of methane gas supplied when the surface layer is formed. Then, a rotation test was performed. In addition, the measurement of the content rate of hydrogen in DLC was performed by Elastic Recoil Detection Analysis.

この回転試験は、潤滑油による潤滑を行うことなく、室温下、1.05×105 Paの二酸化炭素中で行った。回転試験の条件は、アキシアル荷重20N、回転速度2000min-1である。そして、回転時の外輪温度を測定し、表面層の潤滑性を評価した。結果を図3のグラフに示す。このグラフから、DLC中の水素の含有率が20原子%以上30原子%以下であると、表面層の潤滑性が優れているため発熱量が低いことが分かる。 This rotation test was conducted in carbon dioxide of 1.05 × 10 5 Pa at room temperature without lubrication with a lubricating oil. The conditions for the rotation test are an axial load of 20 N and a rotation speed of 2000 min −1 . And the outer ring | wheel temperature at the time of rotation was measured, and the lubricity of the surface layer was evaluated. The results are shown in the graph of FIG. From this graph, it can be seen that when the hydrogen content in the DLC is 20 atomic% or more and 30 atomic% or less, the surface layer is excellent in lubricity, and the calorific value is low.

次に、潤滑被膜(表面層)の表面硬さと耐摩耗性との関係を調査するため、ボールオンディスク摩擦摩耗試験を行った。以下に、図4を参照しながら試験方法を説明する。
水平にしたSUJ2製の試験平板11の上にSUJ2製の試験球12を載置し、試験球12に試験平板11を押圧する方向の圧力(面圧0.7GPa)を負荷しながら、二酸化炭素雰囲気下において、試験球12を滑り速度0.5m/sで水平方向に回転運動させた(回転運動時間は2時間である)。そして、試験平板11の表面に生じた走行跡の深さ(摩耗深さ)で摩耗量を評価した。
Next, in order to investigate the relationship between the surface hardness of the lubricating coating (surface layer) and the wear resistance, a ball-on-disk friction and wear test was conducted. The test method will be described below with reference to FIG.
A test ball 12 made of SUJ2 is placed on a horizontal test plate 11 made of SUJ2, and carbon dioxide is loaded while applying a pressure (surface pressure 0.7 GPa) in the direction of pressing the test plate 11 to the test ball 12. Under the atmosphere, the test ball 12 was rotated in the horizontal direction at a sliding speed of 0.5 m / s (rotational movement time was 2 hours). And the amount of wear was evaluated by the depth (wear depth) of the run trace which arose on the surface of test flat plate 11.

なお、試験平板11は、直径62mm,厚さ7mmの円板状である。そして、試験平板11の表面には前述の潤滑被膜Lと同様の構成の潤滑被膜13が被覆されており、表面粗さは0.004μmRaである。また、試験球12は、直径8mmのボールである。さらに、該ボールオンディスク摩擦摩耗試験においては、グリース,潤滑油等の潤滑剤は使用しなかった。さらに、潤滑被膜13(表面層)の表面硬さは、微小硬度計で測定した。   The test flat plate 11 has a disk shape with a diameter of 62 mm and a thickness of 7 mm. The surface of the test flat plate 11 is covered with a lubricating coating 13 having the same configuration as the lubricating coating L described above, and the surface roughness is 0.004 μmRa. The test ball 12 is a ball having a diameter of 8 mm. Further, in the ball-on-disk friction and wear test, a lubricant such as grease or lubricating oil was not used. Furthermore, the surface hardness of the lubricating coating 13 (surface layer) was measured with a microhardness meter.

結果を図5のグラフに示す。このグラフから、表面硬さが30GPa以上であると、摩耗量が少なく耐摩耗性が優れていることが分かる。
なお、DLC中の水素の含有率は、チャンバ内に導入するメタンガスを調整することにより変化させることができる。また、表面層の表面硬さは、成膜時のバイアス電圧により変化させることができる。よって、図6のグラフに示すように、水素の含有率が同じでも表面硬さが異なる表面層を形成することができる。
The results are shown in the graph of FIG. From this graph, it can be seen that when the surface hardness is 30 GPa or more, the wear amount is small and the wear resistance is excellent.
Note that the hydrogen content in the DLC can be changed by adjusting the methane gas introduced into the chamber. Further, the surface hardness of the surface layer can be changed by a bias voltage at the time of film formation. Therefore, as shown in the graph of FIG. 6, it is possible to form surface layers having different surface hardness even when the hydrogen content is the same.

本発明に係る転がり軸受の一実施形態である深溝玉軸受の構成を示す部分縦断面図である。It is a fragmentary longitudinal cross-section which shows the structure of the deep groove ball bearing which is one Embodiment of the rolling bearing which concerns on this invention. 図1のA部分を拡大して示した拡大断面図である。It is the expanded sectional view which expanded and showed the A section of FIG. 軸受の回転試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the rotation test of a bearing. ボールオンディスク摩擦摩耗試験の試験方法を説明する図である。It is a figure explaining the test method of a ball on disk friction abrasion test. 潤滑被膜(表面層)の表面硬さと耐摩耗性との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the surface hardness of a lubricating film (surface layer), and abrasion resistance. DLCの水素の含有率と表面硬さとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the hydrogen content of DLC, and surface hardness.

符号の説明Explanation of symbols

1 内輪
1a 軌道面
2 外輪
2a 軌道面
3 玉
L 潤滑被膜
M 下地層
F 中間層
C 表面層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inner ring 1a Raceway surface 2 Outer ring 2a Raceway surface 3 Ball L Lubricant coating M Underlayer F F Intermediate layer C Surface layer

Claims (3)

内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、を備え、冷媒である二酸化炭素中で使用される転がり軸受において、下記の5つの条件を満足することを特徴とする転がり軸受。
条件A:前記内輪,前記外輪,及び前記転動体が鋼で構成されている。
条件B:前記内輪の軌道面,前記外輪の軌道面,及び前記転動体の転動面のうち少なくとも一つに、潤滑被膜が被覆されている。
条件C:前記潤滑被膜は、クロム,タングステン,チタン,及びケイ素のうちの少なくとも1種の金属からなる下地層と、前記金属及び炭素からなる中間層と、炭素及び水素を含有するダイヤモンドライクカーボンからなる表面層と、の3層で構成されている。
条件D:前記3層は、前記潤滑被膜の表面側から前記表面層,前記中間層,前記下地層の順に配されている。
条件E:前記中間層中の炭素の割合は、前記下地層側から前記表面層側に向かって増加している。
In a rolling bearing comprising an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements that are arranged to roll between the inner ring and the outer ring, and used in carbon dioxide as a refrigerant, the following five conditions are satisfied: Rolling bearing characterized by satisfaction.
Condition A: The inner ring, the outer ring, and the rolling element are made of steel.
Condition B: A lubricant film is coated on at least one of the raceway surface of the inner ring, the raceway surface of the outer ring, and the rolling surface of the rolling element.
Condition C: The lubricating coating is composed of an underlayer made of at least one metal of chromium, tungsten, titanium, and silicon, an intermediate layer made of the metal and carbon, and diamond-like carbon containing carbon and hydrogen. And a surface layer.
Condition D: The three layers are arranged in the order of the surface layer, the intermediate layer, and the base layer from the surface side of the lubricating coating.
Condition E: The proportion of carbon in the intermediate layer increases from the base layer side toward the surface layer side.
前記ダイヤモンドライクカーボン中の水素の含有率が、20原子%以上30原子%以下であることを特徴とする請求項1に記載の転がり軸受。   2. The rolling bearing according to claim 1, wherein the hydrogen content in the diamond-like carbon is 20 atomic% or more and 30 atomic% or less. 前記表面層の表面硬さが30GPa以上45GPa以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の転がり軸受。   The rolling bearing according to claim 1 or 2, wherein the surface layer has a surface hardness of 30 GPa or more and 45 GPa or less.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009116269A1 (en) * 2008-03-21 2009-09-24 Ntn株式会社 Bearing
JP2009257567A (en) * 2008-03-21 2009-11-05 Ntn Corp Bearing
JP2010030012A (en) * 2008-07-31 2010-02-12 Tocalo Co Ltd Carrier for holding polishing material
JP2010112527A (en) * 2008-11-10 2010-05-20 Ntn Corp Rocker arm assy
JP2010111935A (en) * 2008-11-10 2010-05-20 Ntn Corp Rocker arm assembly
EP2233602A2 (en) 2009-03-24 2010-09-29 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho DLC film and coated member
CN101978182A (en) * 2008-03-21 2011-02-16 Ntn株式会社 Bearing
WO2015064538A1 (en) 2013-10-31 2015-05-07 株式会社リケン Piston ring and method for manufacturing same
CN105134789A (en) * 2015-08-18 2015-12-09 洛阳轴研科技股份有限公司 Self-lubricating rotary table bearing and axial play match grinding method thereof
US20160265099A1 (en) * 2013-11-06 2016-09-15 Dowa Thermotech Co., Ltd. Forming method of intermediate layer formed between base material and dlc film, dlc film forming method, and intermediate layer formed between base material and dlc film
DE102018000939A1 (en) * 2018-02-06 2019-08-08 Dirk A. Osing Process for controlling ammonia, laughing gas outgassing / control of eutrophication and thereby reducing nitrate pollution of groundwater

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009116269A1 (en) * 2008-03-21 2009-09-24 Ntn株式会社 Bearing
JP2009257567A (en) * 2008-03-21 2009-11-05 Ntn Corp Bearing
CN101978182A (en) * 2008-03-21 2011-02-16 Ntn株式会社 Bearing
JP2010030012A (en) * 2008-07-31 2010-02-12 Tocalo Co Ltd Carrier for holding polishing material
JP2010112527A (en) * 2008-11-10 2010-05-20 Ntn Corp Rocker arm assy
JP2010111935A (en) * 2008-11-10 2010-05-20 Ntn Corp Rocker arm assembly
JP2010222655A (en) * 2009-03-24 2010-10-07 Kobe Steel Ltd Laminated film and laminated film-coated member
EP2233602A2 (en) 2009-03-24 2010-09-29 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho DLC film and coated member
US8574715B2 (en) 2009-03-24 2013-11-05 Kobe Steel, Ltd. Laminated film and laminated film-coated member
WO2015064538A1 (en) 2013-10-31 2015-05-07 株式会社リケン Piston ring and method for manufacturing same
US10006547B2 (en) 2013-10-31 2018-06-26 Kabushiki Kaisha Riken Piston ring and its production method
US20160265099A1 (en) * 2013-11-06 2016-09-15 Dowa Thermotech Co., Ltd. Forming method of intermediate layer formed between base material and dlc film, dlc film forming method, and intermediate layer formed between base material and dlc film
US10006116B2 (en) * 2013-11-06 2018-06-26 Dowa Thermotech Co., Ltd. Forming method of intermediate layer formed between base material and DLC film, DLC film forming method, and intermediate layer formed between base material and DLC film
CN105134789A (en) * 2015-08-18 2015-12-09 洛阳轴研科技股份有限公司 Self-lubricating rotary table bearing and axial play match grinding method thereof
DE102018000939A1 (en) * 2018-02-06 2019-08-08 Dirk A. Osing Process for controlling ammonia, laughing gas outgassing / control of eutrophication and thereby reducing nitrate pollution of groundwater

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