JPH09177796A - ころ軸受 - Google Patents

ころ軸受

Info

Publication number
JPH09177796A
JPH09177796A JP7338858A JP33885895A JPH09177796A JP H09177796 A JPH09177796 A JP H09177796A JP 7338858 A JP7338858 A JP 7338858A JP 33885895 A JP33885895 A JP 33885895A JP H09177796 A JPH09177796 A JP H09177796A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bearing
roller
roller bearing
carbon film
hard carbon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7338858A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiromasa Tanaka
広政 田中
Kenji Tamada
健治 玉田
Norihide Satou
則秀 佐藤
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.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Priority to JP7338858A priority Critical patent/JPH09177796A/ja
Publication of JPH09177796A publication Critical patent/JPH09177796A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/36Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
    • F16C19/364Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ころ軸受の軌道溝の両側部から所定方向に突
出するつば部の内側と、ころ端面とが凝着する現象を防
止して、軸受がつば部の内側にころ端面が接するような
荷重を受けて回転した場合でも、軸受の振動を確実に防
止することである。 【解決手段】 ころ軸受の鉄鋼製軌道輪(内輪)1の表
面にイオンプレーティング処理等によって、軌道溝2の
両側部から軸方向に突出するつば部3、4の内側3a、
4aに硬質カーボン膜を形成する。硬質カーボン膜は、
ころ5の端面の表面粗さを低減し、ころ軸受が運転初期
から”なじみ”を達成してころ5の端面と内側3a、4
aとの凝着による振動を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ころ軸受に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】ころ軸受は、ラジアルころ軸受またはス
ラストころ軸受に分類されるが、いずれも円筒ころ、円
錐ころ、針状ころ等のころを鉄製軌道輪のレース面に形
成した環状の軌道溝に保持している。
【0003】図1に示すように、ラジアルころ軸受(円
錐ころ軸受)においては軌道輪(内輪)1の軌道溝2の
両側部から軌道輪1の径方向に突出するつば部3、4が
形成されており、このつば部3、4の内側面3a、4a
で、ころ5の軸方向(図中、左右方向)の移動を適当に
規制するようにしている。また、図示は省略したが、ス
ラストころ軸受においても同様に、軌道輪の軌道溝の両
側部から軌道輪の軸方向に突出するつば部を有し、この
つば部の内側面で、ころの径方向の移動を規制してい
る。
【0004】そして、このようなころ軸受は、ころと軌
道輪や保持器との摩擦面に潤滑油やグリースなどの潤滑
剤を介在させて、転がり摩擦面および滑り摩擦面を潤滑
している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなこ
ろ軸受のうち、ラジアルころ軸受は、軸方向の荷重を受
けた場合に、ころの端面と軌道輪のつば部の内側面が摺
動状態で圧接し、このときつばの内側面と、ころの端面
とが互いの表面粗さで係止されるように一体となって固
定されて軸受が動作している状態で振動が起こる、いわ
ゆる凝着現象が起こる問題があった。
【0006】このような凝着現象を防止するために、こ
れまでは、軌道輪のつば部の内側面に銅メッキ処理をし
て、軟質の銅でもって摺接面の表面粗さを埋めるように
していた。
【0007】しかしながら、このような銅メッキ処理を
施しても、本質的につばの内側面と、ころの端面の表面
粗さが完全に無くなるわけではないので、なお凝着が生
じる可能性があった。
【0008】また、ころの端面と軌道輪のつば部の内側
面に潤滑油やグリースなどの潤滑剤を介在させても、高
速回転で軸方向に高荷重で軸受を回転させると、凝着現
象は起こった。
【0009】このような問題点は、上記したラジアルこ
ろ軸受の場合ばかりでなく、同様にころを保持するつば
部が形成されているスラストころ軸受の場合において
も、径方向に荷重を受けた場合に同様に起こる問題でも
ある。
【0010】そこで、この発明の課題は、上記した問題
点を解決して、ころ軸受の軌道溝の両側部から所定方向
に突出するつば部の内側と、ころ端面とが凝着する現象
を防止して、軸受がつば部の内側にころ端面が接するよ
うな荷重を受けて回転した場合でも、軸受の振動を確実
に防止することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、ころ軸受の鉄製軌道輪の軌道
溝の両側部から軌道輪の径方向または軸方向に突出する
つば部の内側に、硬質カーボン膜を形成したころ軸受と
したのである。
【0012】すなわち、ラジアル軸受においては、ラジ
アルころ軸受の鉄製軌道輪の軌道溝の両側部から軌道輪
の径方向に突出するつば部の内側に、硬質カーボン膜を
形成する。または、スラスト軸受においては、スラスト
ころ軸受の鉄製軌道輪の軌道溝の両側部から軌道輪の軸
方向に突出するつば部の内側に、硬質カーボン膜を形成
する。
【0013】この発明における硬質カーボン膜は、その
硬さがHvで2000〜4000であり、耐摩耗性に優
れ、しかも摩擦係数が約0.2程度と、硬質カーボン膜
処理を施さない場合の摩擦係数0.6以上という値に比
べて極めて良好である。
【0014】ころ軸受は、軌道輪のつば部の内側が、そ
の表面に形成した硬質カーボン膜を介して、ころの端面
と摺接する。このとき、硬質カーボンはころ端面の凹凸
をつぶしながら硬質カーボン膜の摩耗粉を生じさせる。
この摩耗粉は、硬質であり、しかも大気中での摩擦係数
が極めて低いので、ころの端面の表面粗さを低減するよ
うに表面の突起が研磨されて摺動面を平滑にする。
【0015】このような硬質カーボン膜の作用によっ
て、ころ軸受は、運転初期から”なじみ”を達成して凝
着を防止する。また、硬質カーボン膜の物性は、高荷重
および高温条件でも変化しないので、そのような過酷な
使用条件においてもころ軸受の凝着は防止される。
【0016】
【発明の実施の形態】ころ軸受の鉄製軌道輪の軌道溝の
両側部から所定方向に突出するつば部の内側に硬質カー
ボン膜を形成するには、炭化水素系のガスを用い物理蒸
着法を採用して蒸着をすればよい。具体的な物理蒸着法
(PVD法)としては、真空蒸着法、スパッター法、イ
オンプレーティング法などが挙げられる。
【0017】例えば、イオンプレーティングは、真空容
器内に炭化水素系ガスを導入し、ターゲットとなるころ
軸受の軌道輪の軌道溝の両側部から所定方向に突出する
つば部の内側に、直流電圧を印加して、グロー放電を発
生させ、その放電下でつば部の表面に硬質カーボン膜を
形成する方法である。
【0018】このような方法では、硬質カーボン膜厚が
約0.4〜0.6μmであり、ほとんどの鋼材に使用で
きるので、軸受自体の材料変更や設計変更を行う必要が
ない。また、イオンプレーティングは、高価なイオンガ
ン等が不要であり、操作が簡単であるから、低コストで
硬質カーボン膜が得られる。
【0019】軌道輪やころ(転動体)を形成する鉄鋼材
料としては、マルテンサイト系ステンレス鋼、析出硬化
系ステンレス鋼、またはSUJ2、M50、高速度鋼等
の鉄鋼を使用できる。
【0020】
【実施例】
〔実施例1〕円錐ころ軸受32008の内輪に硬質カー
ボン膜(ダイヤモンドライクカーボン膜:DLC膜とも
呼ばれる)を以下のイオンプレーティング処理によって
形成した。硬質カーボン膜は、図1に示した内輪1の軌
道溝2の両側部から軸方向に突出するつば部3、4の内
側3a、4aを含め内輪の軌道面(軌道溝2)にも形成
された。
【0021】イオンプレーティング装置を用い、真空容
器内にArガスを流入させて基盤電圧−1.2kV、真
空度0.005Torrにて5分間の活性化処理を施し
た。その後、C2 2 ガスを流入させて基盤電圧−1.
2kV、真空度0.02Torrにて15分間保持し、
軸受内輪表面にDLC膜を形成させた。
【0022】このようにしてDLC膜を鋼製内輪のつば
部の内側表面に直接形成し、これを組み込んだ円錐ころ
軸受32008を実施例1とした。また、実施例1の軸
受のつば部の内側表面には常用のグリースを0.2g塗
布した。
【0023】次に、実施例1を、以下のような軸受の運
転試験に供した。この運転試験は、円錐ころ軸受320
08の内輪を、回転数3000rpm、軸方向荷重57
0kgの条件で連続して120分間回転させ、その間の
アキシャル方向の振動を、重力加速度Gで評価するもの
である。この試験においては、試験時間内であってもア
キシャル方向の振動値が30Gに達した時点で試験を中
止した。この結果と、試験時間中の内輪の最高温度
(℃)、全く同じ軸受を用いた試験回数nを表1中に示
した。
【0024】なお、上記した運転試験は、種々の試行錯
誤の結果、円錐ころ軸受32008に通常のグリース
(2A)を0.2g塗布し、回転数3000rpm、軸
方向荷重570kgの条件下で運転試験を行うと、短時
間で軸受の振動の急増、温度の急上昇が生じることを知
見し、このような最も振動が起こりやすい条件を設定し
たものである。
【0025】
【表1】
【0026】〔比較例1〕実施例1において、以下に説
明するようなマグネトロンスパッタリング処理によって
DLC膜を炭化タングステン(WC)の中間層を介して
形成したこと以外は、全く同様にして比較例1のころ軸
受を製造した。
【0027】マグネトロンスパッタリング装置を用い、
最初に真空容器内にArガスを流入させて真空度0.0
05Torr、出力150Wにて15分間の活性化処理
を施した。その後、真空度0.01Torr、入力電力
190〜200Wにて2分間、試薬のWC(純度99
%)をスパッタリングして軸受内輪にWC膜を形成させ
た。5分間の冷却の後、Arガスを流入させて5分間の
活性化処理を行なった後、15分間の冷却を行ない、C
2 2 ガスを流入させて真空度0.01Torr、入力
電圧45〜50Wにて30分間保持して軸受内輪表面に
DLC膜を形成させた。
【0028】このようにしてDLC膜を、内輪のつば部
にWCの中間層を介して形成し、これを組み込んだ円錐
ころ軸受32008の軸受のつば部の内側表面に、通常
のグリースを0.2g塗布したものを比較例1とした。
【0029】このような比較例1を、前記と全く同様の
運転試験に供し、結果を表1中に併記した。
【0030】〔比較例2〕実施例1において、前記した
イオンプレーティング処理を内輪に施すことに代えて、
ころに処理することにより、ころの軸方向の端面にDL
C膜を形成したこと以外は、全く同様にして比較例2の
ころ軸受(円錐ころ軸受32008)を製造し、ころ端
面に常用のグリースを0.2g塗布したものを比較例2
とした。
【0031】このような比較例2を、前記と全く同様の
運転試験に供し、結果を表1中に併記した。
【0032】〔比較例3〕実施例1において、前記した
イオンプレーティング処理に代えて、常法にしたがって
カーボン蒸着を行なったこと以外は、全く同様にして比
較例3のころ軸受(円錐ころ軸受32008)を製造し
た。そして、この軸受のつば部の内側表面に常用のグリ
ースを0.2g塗布したものを比較例3とした。比較例
3についても前記と全く同様の運転試験に供し、結果を
表1中に併記した。
【0033】〔比較例4〜6〕円錐ころ軸受32008
の内輪に、硬質カーボン膜の被覆処理を行わなかったも
の(実施例1の素材)について、軸受のつば部の内側表
面に常用のグリースを0.2g塗布したものを比較例4
とした。
【0034】比較例4において、グリースの塗布量を
0.6gとしたこと以外は、全く同様にしたものを比較
例5とした。
【0035】比較例4において、グリースを高速用グリ
ースとし、その塗布量を1.2gとしたこと以外は、全
く同様にしたものを比較例6とした。
【0036】以上の比較例4〜6について、前記と全く
同様の運転試験に供し、結果を表1中に併記した。
【0037】表1の結果からも明らかなように、ころ軸
受の内輪のつば部に直接に硬質カーボン膜を形成した実
施例1は、連続120分間にわたってアキシャル方向の
振動値が30G以下の低振動状態であった。
【0038】これに対して、つば部にWC膜を介して硬
質カーボン膜を形成した比較例1は、2回の試験結果が
大きく異なっていることから、低振動で安定して長時間
運転することが難しいと考えられた。
【0039】また、ころの端面に硬質カーボン膜を形成
した比較例2は、35分で振動値が30Gに達し、充分
な振動低減の効果がみられなかった。カーボン膜を蒸着
によって形成した比較例3においても、28分で振動値
が30Gに達し、充分な振動低減の効果がみられなかっ
た。
【0040】なお、硬質カーボン膜を全く形成せずに、
つば部に塗布するグリースの量と質を種々変更した比較
例4〜6は、22分以内に振動値が30Gに達し、振動
低減の効果がみられなかった。
【0041】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように、ころ
軸受において、軌道溝の両側部から所定方向に突出する
つば部の内側に硬質カーボン膜を形成して、この硬質カ
ーボン膜を介してころの端面と摺接させるようにしたの
で、軸受がつば部の内側にころ端面が接するような荷重
を受けて回転した場合でも、軌道輪のつば部の内側と、
ころ端面とが凝着する現象が起こらず、軸受の振動を確
実に長時間防止するという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】ラジアルころ軸受の断面図
【符号の説明】
1 軌道輪 2 軌道溝 3、4 つば部 3a、4a 内側面 5 ころ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ころ軸受の鉄製軌道輪の軌道溝の両側部
    から軌道輪の径方向または軸方向に突出するつば部の内
    側に、硬質カーボン膜を形成してなるころ軸受。
  2. 【請求項2】 硬質カーボン膜がイオンプレーティング
    により形成されている請求項1記載のころ軸受。
JP7338858A 1995-12-26 1995-12-26 ころ軸受 Pending JPH09177796A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7338858A JPH09177796A (ja) 1995-12-26 1995-12-26 ころ軸受

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7338858A JPH09177796A (ja) 1995-12-26 1995-12-26 ころ軸受

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09177796A true JPH09177796A (ja) 1997-07-11

Family

ID=18322070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7338858A Pending JPH09177796A (ja) 1995-12-26 1995-12-26 ころ軸受

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09177796A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005061457A (ja) * 2003-08-20 2005-03-10 Nissan Motor Co Ltd ころ軸受
WO2005045269A1 (ja) * 2003-11-07 2005-05-19 Jtekt Corporation オイル潤滑式転がり軸受装置
JP2009222141A (ja) * 2008-03-17 2009-10-01 Jtekt Corp 円錐ころ軸受
WO2011105352A1 (ja) 2010-02-24 2011-09-01 株式会社ジェイテクト 円錐ころ用保持器

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005061457A (ja) * 2003-08-20 2005-03-10 Nissan Motor Co Ltd ころ軸受
WO2005045269A1 (ja) * 2003-11-07 2005-05-19 Jtekt Corporation オイル潤滑式転がり軸受装置
JP2009222141A (ja) * 2008-03-17 2009-10-01 Jtekt Corp 円錐ころ軸受
WO2011105352A1 (ja) 2010-02-24 2011-09-01 株式会社ジェイテクト 円錐ころ用保持器
US8714832B2 (en) 2010-02-24 2014-05-06 Jtekt Corporation Conical roller cage

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6764219B2 (en) Full complement antifriction bearing
US7172343B2 (en) Rolling sliding member and rolling apparatus
WO2013042765A1 (ja) 硬質膜、硬質膜形成体、および転がり軸受
JP2008025728A (ja) 転がり軸受
Todd Solid lubrication of ball bearings for spacecraft mechanisms
JP4178826B2 (ja) 転動装置
JPH09177796A (ja) ころ軸受
EP3845769B1 (en) Double-row self-aligning roller bearing and main shaft support device for wind generation equipped with same
JP2001304275A (ja) 転がり軸受
JP2007155022A (ja) 転動装置
WO2000037813A1 (fr) Roulement a billes
JPH05209621A (ja) 磁気軸受装置のタッチダウン軸受
JP2003254340A (ja) 軸受装置
JP2004060668A (ja) 転動装置
JPH0893774A (ja) 固体潤滑転がり軸受
JP5620860B2 (ja) 転がり軸受
JP2008151264A (ja) 転がり軸受用保持器
JPS62258224A (ja) 軸受
JP2003222143A (ja) 転がり摺動部材
JPH0988975A (ja) 軸 受
JP2002195276A (ja) 転がり軸受
JPH06109021A (ja) 転がり軸受
JP2001295847A (ja) 転動装置
JP2007056936A (ja) 転がり支持装置
JP2008111462A (ja) 転がり部材及び転動装置