JPH11315839A - 転がり軸受および直動転がり案内 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性を向上させることで、常温下または低
温下は勿論のこと高温下での表面耐蝕性を向上させて延
命を図るとともに、本来保有している潤滑性、耐摩耗
性、熱伝導性などの諸条件を、より一層高い値に嵩上し
て延命を図ることによって、信頼性を向上させることが
できる転がり軸受および直動転がり案内を提供する。 【解決手段】 高炭素クロム軸受鋼やステンレス鋼など
によって製作された内輪１および外輪２とからなる軌道
輪３と、内輪１と外輪２の間に介在する複数の転動体４
の表面の全面に、重量比で最高５％のコバルトを含有す
る０．０３μ〜０．５０μの金−コバルト合金メッキを
施す。また、場合によっては軌道輪３からの転動体４の
脱落および転動体４同士の接触を防ぐリテーナ（保持
器）５の表面の全面にも前記の金−コバルト合金メッキ
を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は転がり軸受および直
動転がり案内に係り、特に、真空溶融雰囲気、硫化水素
雰囲気、炭酸ガス雰囲気などの過酷な環境下において輸
送機器の回転部分や各種機械の回転部分などの使用に好
適な転がり軸受および各種機械をはじめ産業用ロボッ
ト、精密計測機器、医療機器、ＯＡ機器などの広範囲に
わたって使用される直動転がり案内に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空溶融雰囲気、硫化水素雰囲気、炭酸
ガス雰囲気などの過酷な環境下において輸送機器の回転
部分や各種機械の回転部分に使用される転がり軸受に
は、表面耐蝕性、潤滑性、耐摩耗性、耐熱性、熱伝導性
などの諸条件が要求される。前記諸条件をある程度満足
させることが可能であるとされている従来の転がり軸受
は、図１のように、内輪１および外輪２とからなる軌道
輪３と、内輪１と外輪２の間に介在する複数の転動体４
とを備えている。複数の転動体４としては、図示してい
るボールの他に円筒ころ、針状ころ、円錐ころなどが用
いられるとともに、これらはリテーナ（保持器）５によ
って回転自在に保持されており、図示していない軸受ハ
ウジングに保持されて軸（図示省略）を支持し、ラジア
ル玉軸受、ラジアルころ軸受として機能する。

【０００３】一方、転がり軸受を構成している内輪１、
外輪２および複数の転動体４には、これらの接触部分の
微小面積を介して軸受荷重が支えられるので、そこに生
じる高面圧によって塑性変形しない硬さが要求されると
ともに、転がり運動によって前記高面圧が繰り返し負荷
されるので、この負荷に耐え得る高い疲れ強さが要求さ
れる。したがって、転がり軸受は前記要求を満足させる
ことができる高炭素クロム軸受鋼やステンレス鋼などに
よって製作される。しかし、表面耐蝕性、潤滑性、耐摩
耗性、耐熱性、熱伝導性などの諸条件を積極的に高める
ための表面処理は施されていない。このため、高炭素ク
ロム軸受鋼製の転がり軸受よりも表面耐蝕性に優れてい
るステンレス鋼製の転がり軸受でも、ある種の真空溶解
処理炉内の真空溶融雰囲気のような高温下の腐蝕性雰囲
気中では、侵蝕度が激しく、ガタ付きが発生して、通常
は約一ケ月程度で使用不能になる。また、ステンレス鋼
製の転がり軸受において、比較的多く使用されているＳ
ＵＳ４３０製の転がり軸受は発錆し易く、経時により潤
滑度が著しく低下する難点を有し、ＳＵＳ６３０製の転
がり軸受は熱処理（焼き入れ）により硬度アップするこ
とができないので、耐摩耗性に劣る難点を有しているた
め用途が制限される。

【０００４】また、高炭素クロム軸受鋼製の転がり軸受
が硫化水素雰囲気、炭酸ガス雰囲気などの腐蝕性雰囲気
にさらされると、きわめて短期間で侵蝕してガタ付きを
生じ使用不能になる。このため、ステンレス鋼製および
高炭素クロム軸受鋼製の転がり軸受が本来保有している
潤滑性、耐摩耗性、耐熱性、熱伝導性などの諸条件を、
より一層高い値に嵩上して延命を図り、信頼性を向上さ
せることが要望されている。

【０００５】他方、各種の機械をはじめ産業用ロボッ
ト、精密計測機器、医療機器、ＯＡ機器などの広範囲に
わたって使用される直動転がり案内は、図２に示すよう
に、直線軌道６と、この直線軌道６に沿って直線運動を
行う移動体７と、直線軌道６と移動体７の間に介在する
複数の転動体８とを備えており、レール玉循環式転がり
案内として機能する。

【０００６】前記直動転がり案内を構成している直線軌
道６、移動体７および複数の転動体８は、高炭素鋼、高
炭素クロム軸受鋼またはステンレス鋼などによって製作
されている。しかし、前記転がり軸受と同様に、表面耐
蝕性、潤滑性、耐摩耗性、耐熱性、熱伝導性などの諸条
件を積極的に高めるための表面処理は施されていない。
このため、高炭素鋼、高炭素クロム軸受鋼またはステン
レス鋼製の直動転がり案内が本来保有している表面耐蝕
性、潤滑性、耐摩耗性、耐熱性、熱伝導性などの諸条件
を、より一層高い値に嵩上して延命を図り、信頼性を向
上させることが要望されている。

【０００７】また、ステンレス鋼製の直動転がり案内に
おいて、比較的多く使用されているＳＵＳ４３０製の直
動転がり案内は発錆し易く、経時により潤滑度が著しく
低下する難点を有し、ＳＵＳ６３０製の直動転がり案内
は熱処理（焼き入れ）により硬度アップすることができ
ないので、耐摩耗性に劣る難点を有しているため用途が
制限される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来の転が
り軸受では、内輪、外輪および複数の転動体に表面処理
が施されていないので、高温下では勿論のこと、常温下
または低温下で腐蝕性雰囲気にさらされると、高炭素ク
ロム軸受鋼およびステンレス鋼を問わず表面から侵蝕さ
れ、ガタ付きが発生して短期間で使用不能になるととも
に、用途制限を受ける難点を有している。また、本来保
有している潤滑性、耐摩耗性、耐熱性、熱伝導性などの
諸条件を、より一層高い値に嵩上して延命を図り、信頼
性を向上させることが要望されている。一方、従来の直
動転がり案内では、軌道、移動体および複数の転動体に
表面処理が施されていないので、潤滑性、耐摩耗性、耐
熱性、熱伝導性などの諸条件を、より一層高い値に嵩上
して延命を図り、信頼性を向上させることが要望されて
いるとともに、用途制限を受ける難点を有している。そ
こで、本発明は、耐熱性を向上させることで、常温下ま
たは低温下は勿論のこと高温下での表面耐蝕性を向上さ
せて延命を図るとともに、本来保有している潤滑性、耐
摩耗性、熱伝導性などの諸条件を、より一層高い値に嵩
上して延命を図るとともに、用途制限を緩和することに
よって、信頼性を向上させることができる転がり軸受お
よび本来保有している表面耐蝕性、潤滑性、耐摩耗性、
耐熱性、熱伝導性などの諸条件を、より一層高い値に嵩
上して延命を図り、用途制限を緩和することによって、
信頼性を向上させることができる直動転がり案内を提供
することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、内輪および外輪とからな
る軌道輪と、内輪と外輪の間に介在する複数の転動体
と、前記軌道輪からの転動体の脱落および転動体同士の
接触を防ぐ保持器を備えた転がり軸受において、少なく
とも前記軌道輪と、この軌道輪の間に介在する複数の転
動体に金−コバルト合金メッキが施されていることを特
徴としている。

【００１０】前記目的を達成するために、請求項２に記
載の発明は、軌道と、この軌道に沿って直線運動を行う
移動体と、前記軌道と移動体の間に介在する複数の転動
体とを備えた直動転がり案内において、前記軌道と、移
動体と、これらの間に介在する複数の転動体に金−コバ
ルト合金メッキが施されていることを特徴としている。

【００１１】請求項１に記載の発明によれば、金−コバ
ルト合金メッキ層の溶融点が高い（Ｍａｘ約１０００゜
Ｃ）ので耐熱性が向上し、常温下または低温下は勿論の
こと高温下での表面耐蝕性を向上させることができる。
また、金−コバルト合金メッキ層は、元来優れた耐蝕性
を保有しているので、潤滑油の高温化による酸化度の進
行および硫化水素ガスや硫酸あるいは燃焼ガスによる炭
酸ガスなどの影響による腐食を回避することができると
ともに、前記金−コバルト合金メッキ層によって潤滑
性、耐摩耗性、熱伝導性などの諸条件を嵩上げすること
ができる。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、金−コバ
ルト合金メッキ層によって、表面耐蝕性、潤滑性、耐摩
耗性、耐熱性、熱伝導性などの諸条件を嵩上げすること
ができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、請求項１に記載の発明の一
実施の形態を図面に基づいて説明する。転がり軸受は、
図１のように、内輪１および外輪２とからなる軌道輪３
と、内輪１と外輪２の間に介在する複数の転動体４とを
備えている。複数の転動体４としては、ボールが用いら
れるとともに、これらはリテーナ（保持器）５によって
回転自在に保持されており、図示していない軸受ハウジ
ングに保持されて軸（図示省略）を支持し、ラジアル玉
軸受として機能する。

【００１４】具体例として、内輪１、外輪２および複数
の転動体４は、高炭素クロム軸受鋼やステンレス鋼など
によって製作されているとともに、少なくともこれら内
輪１、外輪２および複数の転動体４の表面の全面に重量
比で最高５％のコバルトを含有する０．０３μ〜０．５
０μの金−コバルト合金メッキが施されている。勿論、
リテーナ５の表面の全面に前記金−コバルト合金メッキ
を施してもよい。

【００１５】このような構成であれば、金−コバルト合
金メッキ層の溶融点が高い（Ｍａｘ約１０００゜Ｃ）の
で耐熱性が向上し、常温下または低温下は勿論のこと高
温下での表面耐蝕性を向上させることができる。また、
金−コバルト合金メッキ層は、元来優れた耐蝕性を保有
しているので、潤滑油の高温化による酸化度の進行およ
び硫化水素ガスや硫酸あるいは燃焼ガスによる炭酸ガス
などの影響による腐食を回避することができるととも
に、前記金−コバルト合金メッキ層によって潤滑性、耐
摩耗性、熱伝導性などの諸条件を嵩上して延命を図り、
信頼性を向上させることができる。

【００１６】これらのことは、表１により、従来の転が
り軸受と比較して、金−コバルト合金メッキを施した本
発明の転がり軸受は、表面耐蝕性、耐摩耗性、潤滑性、
熱伝導性などの諸条件が嵩上げされていることを確認で
きる。

【００１７】

【表１】

【００１８】特に、ステンレス鋼製の転がり軸受におい
て、比較的多く使用されているＳＵＳ４３０製の転がり
軸受は発錆を抑えて、経時による潤滑度の著しい低下を
避けることができるとともに、ＳＵＳ６３０製の転がり
軸受では熱処理による硬度アップを期待できなくても、
耐摩耗性を向上させることができるので、用途制限を緩
和して、広範囲にわたる使用を可能にすることができ
る。

【００１９】さらに、高炭素クロム軸受鋼製の転がり軸
受およびステンレス鋼製の転がり軸受の如何を問わず潤
滑性が向上することで、低回転・低荷重仕様の軸受では
グリースなどの潤滑材の使用を省略して、潤滑材の滴下
や飛散による汚染を回避することができる。このため、
たとえば電子部品製造装置や食料品製造装置あるいは医
薬品製造装置などのように、クリーンな環境に設置する
ことが必要とされる装置の軸受として使用するのに好適
である。

【００２０】なお、前記実施の形態では、複数の転動体
４としてボールを使用したラジアル玉軸受について説明
しているが、請求項１に記載の発明は、前記実施の形態
にのみ限定されるものではなく、複数の転動体４として
円筒ころを使用したラジアルころ軸受、針状ころを使用
したラジアル針状ころ軸受（ニードル軸受）、円錐ころ
を使用したラジアル円錐ころ軸受などにも実施可能であ
る。

【００２１】つぎに、請求項２に記載の発明の一実施の
形態を図面に基づいて説明する。直動転がり案内は、図
２に示すように、直線軌道６と、この直線軌道６に沿っ
て直線運動を行う移動体７と、直線軌道６と移動体７の
間に介在する複数の転動体８とを備えており、レール玉
循環式転がり案内として機能する。

【００２２】具体例として、直動転がり案内を構成して
いる直線軌道６、移動体７および複数の転動体８は、高
炭素鋼、高炭素クロム軸受鋼またはステンレス鋼などに
よって製作されているとともに、これら直線軌道６、移
動体７および複数の転動体８の表面の全面に重量比で最
高５％のコバルトを含有する０．０３μ〜０．５０μの
金−コバルト合金メッキが施されている。

【００２３】このような構成であれば、金−コバルト合
金メッキ層によって、表面耐蝕性、潤滑性、耐摩耗性、
耐熱性、熱伝導性などの諸条件を嵩上して延命を図り、
信頼性を向上させることができる。

【００２４】特に、ステンレス鋼製の直動転がり案内に
おいて、比較的多く使用されているＳＵＳ４３０製の直
動転がり案内の発錆を抑えて、経時による潤滑度の著し
い低下を避けることができるとともに、ＳＵＳ６３０製
の直動転がり案内では熱処理による硬度アップを期待で
きなくても、耐摩耗性を向上させることができるので、
用途制限を緩和して、広範囲にわたる使用を可能にする
ことができる。

【００２５】さらに、高炭素クロム軸受鋼製の直動転が
り案内およびステンレス鋼製の直動転がり案内の如何を
問わず潤滑性が向上することで、グリースなどの潤滑材
の使用を省略して、潤滑材の滴下や飛散による汚染を回
避することができる。このため、たとえば電子部品製造
装置や食料品製造装置あるいは医薬品製造装置などのよ
うに、クリーンな環境に設置することが必要とされる装
置の直動転がり案内として使用するのに好適である。

【００２６】なお、前記実施の形態では、レール玉循環
式転がり案内について説明しているが、請求項２に記載
の発明は、前記実施の形態にのみ限定されるものではな
く、丸軸玉循環式転がり案内、丸軸玉非循環式転がり案
内、平面ころ非循環式転がり案内、平面ころ循環式転が
り案内、ボールネジなどにも実施可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明は、少なくとも軌道輪と、この軌道輪の間に介在す
る複数の転動体に金−コバルト合金メッキを施している
ので、耐熱性が向上し、常温下または低温下は勿論のこ
と高温下での表面耐蝕性を向上させることができるとと
もに、潤滑油の高温化による酸化度の進行および硫化水
素ガスや硫酸あるいは燃焼ガスによる炭酸ガスなどの影
響による腐食を回避することができる。また、潤滑性、
耐摩耗性、熱伝導性などの諸条件を嵩上して延命を図る
とともに、用途制限を緩和することによって、転がり軸
受の信頼性を向上させることができる。請求項２に記載
の発明は、軌道と、移動体と、これらの間に介在する複
数の転動体に金−コバルト合金メッキを施しているの
で、表面耐蝕性、潤滑性、耐摩耗性、耐熱性、熱伝導性
などの諸条件を嵩上して延命を図るとともに、用途制限
を緩和することによって、直動転がり案内の信頼性を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】転がり軸受の一例を一部破断して示す斜視図で
ある。

【図２】直動転がり案内の一例を一部破断して示す正面
図である。

【符号の説明】

１ 内輪 ２ 外輪 ３ 軌道輪 ４ 転がり軸受の転動体 ５ リテーナ（保持器） ６ 直線軌道（軌道） ７ 移動体 ８ 直動転がり案内の転動体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内輪および外輪とからなる軌道輪と、内
   輪と外輪の間に介在する複数の転動体と、前記軌道輪か
   らの転動体の脱落および転動体同士の接触を防ぐ保持器
   を備えた転がり軸受において、少なくとも前記軌道輪
   と、この軌道輪の間に介在する複数の転動体に金−コバ
   ルト合金メッキが施されていることを特徴とする転がり
   軸受。
2. 【請求項２】 軌道と、この軌道に沿って直線運動を行
   う移動体と、前記軌道と移動体の間に介在する複数の転
   動体とを備えた直動転がり案内において、前記軌道と、
   移動体と、これらの間に介在する複数の転動体に金−コ
   バルト合金メッキが施されていることを特徴とする直動
   転がり案内。