JP2000257627A - Rolling bearing - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling bearing excellent in quietness, corrosion resistance, wear resistance and electric conductivity by forming an outer ring and an inner ring by bearing steel or stainless steel, and forming a rolling element by cemented carbide or thermet with a specified coefficient of liner expansion. SOLUTION: A rolling bearing 1 is formed by an inner ring 2, an outer ring 3, plural rolling elements 4 and a retainer 5. An inner ring raceway groove is formed in the outer peripheral surface of the inner ring 2, and an outer ring raceway groove is formed in the inner peripheral surface of the outer ring 3. The plural rolling elements 4 are spherical bodies, and provided between the inner ring raceway groove and the outer ring raceway groove to freely roll. The shape of the retainer 5 is crown-like and provided to guide and hold the plural rolling elements 4 and be freely rotatable between the inner ring raceway groove and the outer ring raceway groove. If the cemented carbide and thermet used in the rolling element 4 have a coefficient of linear expansion ranging from 5.0×106(K-1) to 12.5×10-6(K-1), either of them may be used.

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】本発明は転がり軸受に関し、
特に、ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ) 、ビデオ
テープレコーダ（ＶＴＲ) 、およびデジタルオーディオ
テープレコーダ（ＤＡＴ) 等の情報機器で使用される、
高速で回転するスピンドルを支持する軸受、あるいはＨ
ＤＤ等に組み込まれているスイングアームを支持する軸
受、あるいはファンモータ等に用いられる軸受として好
適な、静粛性、耐食性、耐摩耗性、導電性および耐フレ
ッチング性に優れた転がり軸受に関する。The present invention relates to a rolling bearing,
In particular, used in information devices such as a hard disk drive (HDD), a video tape recorder (VTR), and a digital audio tape recorder (DAT).
A bearing that supports a spindle rotating at high speed, or H
The present invention relates to a rolling bearing excellent in quietness, corrosion resistance, abrasion resistance, conductivity, and fretting resistance, which is suitable as a bearing for supporting a swing arm incorporated in a DD or the like or a bearing used for a fan motor or the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の転がり軸受は、外周面に内輪軌道
を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、前
記内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複
数個の転動体と、この複数個の転動体を案内保持し、且
つ内輪軌道溝と外輪軌道溝との間に回転目在となるよう
に設けられた保持器とから構成されている。2. Description of the Related Art A conventional rolling bearing includes an inner race having an inner raceway on an outer peripheral surface, an outer race having an outer raceway on an inner peripheral surface, and a plurality of rolling bearings provided between the inner raceway and the outer raceway. It comprises a plurality of rolling elements, and a retainer which guides and holds the plurality of rolling elements and is provided between the inner raceway groove and the outer raceway groove so as to be rotatable.

【０００３】転がり軸受の内輪、外輪、および転動体
は、高い接触応力を繰り返し受けるため、硬く、転がり
疲れ寿命が長く、耐摩耗性が良好であること等が要求さ
れる。そのため、前記内輪、外輪、および転動体として
は、一般的に、構成材料として高炭素クロム軸受鋼（Ｓ
ＵＪ２など) やステンレス鋼（ＳＵＳ４４０Ｃなど) 等
を用い、焼入れ、焼戻しを施したものが使用されてい
る。[0003] Since the inner ring, outer ring and rolling elements of a rolling bearing are repeatedly subjected to high contact stress, they are required to be hard, have a long rolling fatigue life, good wear resistance, and the like. Therefore, the inner ring, the outer ring, and the rolling elements are generally made of high-carbon chromium bearing steel (S
UJ2), stainless steel (SUS440C, etc.), etc., which are quenched and tempered are used.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】近年、ＨＤＤやＶＴＲ
などの情報機器やファンモータなどに使用される転がり
軸受には、高速化、低トルク化、静粛化（低音響化、低
騒音化) 、高回転精度化（低ＮＲＲＯ化）、小型化（可
搬化）などの要求がますます厳しくなる傾向にある。Recently, HDDs and VTRs have been developed.
Rolling bearings used for information equipment such as fan motors, etc. include high speed, low torque, quietness (low acoustics and low noise), high rotational accuracy (low NRRO), and miniaturization (possible). Requirements) tend to be more stringent.

【０００５】従来の転がり軸受には、高炭素クロム軸受
鋼であるＳＵＪ２が使用されることが多いが、上記のよ
うな要求の高度化により、特に、ＨＤＤの場合に種々の
問題点が生じている。ＨＤＤ装置用転がり軸受は、スピ
ンドルモータ用とスイングアーム用に大別できる。スピ
ンドルモータ用軸受は、磁気ディスクを回転駆動するこ
とに使用される。スイングアーム用軸受は、磁気ディス
クの有効エリアへのアクセス位置決めを行うスイングア
ームを、揺動下で駆動することに使用される。[0005] Conventional rolling bearings often use SUJ2, which is a high carbon chromium bearing steel. However, due to the sophistication of the above demands, various problems have arisen, especially in the case of HDDs. I have. Rolling bearings for HDD devices can be broadly classified into those for spindle motors and those for swing arms. Spindle motor bearings are used to rotationally drive magnetic disks. The swing arm bearing is used to drive a swing arm that performs access positioning to an effective area of a magnetic disk while swinging.

【０００６】スピンドルモータ用軸受は、高速化、低ト
ルク化、高回転精度化の要求に伴って、潤滑剤（油、グ
リース) の封入量を低減化する傾向および潤滑剤を低粘
度化する傾向にある。また、静粛化に伴い、転動体を極
めて高精度に仕上げ加工することが要求される。潤滑剤
の封入量を低減化または低粘度化すると、潤滑油膜が出
来にくくなるため、転動体と軌道輪との間に接触が生じ
易くなる。そして、転動体、内輪、および外輪を従来の
ように軸受鋼で構成した場合には、同種金属材料同士が
直接接触することになる。ここで、同種金属材料同士は
凝着し易いため、直接接触が生じると、摩耗により転動
体や軌道輪の表面粗さが増加する場合がある。その結
果、軸受のトルクヒステリシスが急激に増加したり、音
響が大きくなったりするため、トルクおよび音響におけ
る耐久性が十分ではないという問題点がある。[0006] With the demand for higher speed, lower torque, and higher rotational accuracy, spindle motor bearings tend to reduce the amount of lubricating oil (oil, grease) and reduce the viscosity of the lubricant. It is in. Further, with the silence, it is required to finish the rolling elements with extremely high precision. If the amount of the filled lubricant is reduced or the viscosity is reduced, it becomes difficult to form a lubricating oil film, so that contact between the rolling elements and the bearing ring tends to occur. When the rolling elements, the inner ring, and the outer ring are made of bearing steel as in the related art, the same kind of metal material comes into direct contact with each other. Here, since the same kind of metal material easily adheres to each other, if direct contact occurs, the surface roughness of the rolling elements and the raceway may increase due to wear. As a result, the torque hysteresis of the bearing rapidly increases or the sound becomes loud, and thus there is a problem that durability in torque and sound is not sufficient.

【０００７】また、従来の軸受鋼では、加工時の塑性変
形により微小な凹凸が生じることによって、初期の音響
が十分小さくならない場合があるとともに、摩耗などに
より音響が徐々に大きくなる場合がある。すなわち、音
響の初期値や耐久性の点でも問題が生じる恐れがある。
更に、輸送時や携帯時には、振動により、転動体と軌道
輪との接触点に微小すべりが生じ易い。また、振動時に
は、転動体と軌道輪の間に潤滑油が供給され難い。その
ため、転動体および軌道輪を従来のように軸受鋼で構成
した場合には、凝着し易い同種金属材料同士が接触点す
るため、いわゆるフレッチング摩耗が生じやすい。その
結果、表面形状精度が悪くなり、表面粗さが増加して回
転時の音響レベルが増加したり、回転精度が著しく低下
する場合がある。Further, in the conventional bearing steel, the initial sound may not be sufficiently reduced due to the occurrence of minute irregularities due to plastic deformation during processing, and the sound may gradually increase due to wear or the like. That is, there is a possibility that a problem may occur in terms of the initial value and durability of the sound.
Furthermore, during transportation or carrying, a minute slip easily occurs at the contact point between the rolling element and the bearing ring due to vibration. Further, at the time of vibration, it is difficult to supply lubricating oil between the rolling elements and the races. Therefore, when the rolling elements and the races are made of bearing steel as in the prior art, so-called fretting wear is liable to occur because the same kind of metal material which is easily adhered comes into contact with each other. As a result, the surface shape accuracy is deteriorated, the surface roughness is increased, the sound level during rotation is increased, and the rotation accuracy may be significantly reduced.

【０００８】一方、スイングアーム用軸受は揺動条件下
で作動するため、転動体と軌道輪の間に潤滑油が供給さ
れ難く、フレッチング摩耗が生じやすい。その結果、ト
ルク変動やトルクスパイクが発生して、ＨＤＤ装置の読
み取り機能に障害を生じさせる場合がある。このような
問題点を解決できる転がり軸受として、内輪および外輪
は軸受鋼で形成され、転動体は窒化珪素で形成された転
がり軸受がある。この転がり軸受によれば、転動体を塑
性変形の小さい窒化珪素で形成することにより、初期の
音響レベルが低くなる。また、窒化珪素は表面エネルギ
ーが低く、耐摩耗性にも優れるため、枯渇潤滑下（潤滑
膜が形成され難い条件下）やフレッチング摩耗が生じや
すい条件下などの、潤滑条件が厳しい場合でも、トルク
および音響における耐久性に優れる。On the other hand, since the swing arm bearing operates under swinging conditions, lubricating oil is not easily supplied between the rolling elements and the races, and fretting wear is likely to occur. As a result, torque fluctuations and torque spikes may occur, causing a failure in the reading function of the HDD device. As a rolling bearing capable of solving such a problem, there is a rolling bearing in which an inner ring and an outer ring are formed of bearing steel and a rolling element is formed of silicon nitride. According to this rolling bearing, the initial sound level is reduced by forming the rolling element from silicon nitride having small plastic deformation. In addition, since silicon nitride has low surface energy and excellent abrasion resistance, even when lubricating conditions are severe, such as under depleted lubrication (under conditions where a lubricating film is not easily formed) or under conditions where fretting wear is likely to occur, torque can be reduced. Excellent in sound and durability.

【０００９】しかしながら、窒化珪素の線膨張係数は
３．０×１０^-6（Ｋ^-1）程度であり、軸受鋼の線膨張係
数は１２．５×１０^-6（Ｋ^-1）であるため、上記構成の
転がり軸受においては、転動体と内輪および外輪との間
で線膨張係数が著しく異なる。そのため、温度上昇に伴
って、スピンドルの回転精度や剛性が著しく低下して、
ＨＤＤ装置の読み取り機能に障害を生じさせる場合があ
る。However, the linear expansion coefficient of silicon nitride is about 3.0 × 10 ^-6 (K ^-1 ), and the linear expansion coefficient of bearing steel is 12.5 × 10 ^-6 (K ^-1 ). In the rolling bearing having the above structure, the coefficient of linear expansion is significantly different between the rolling element and the inner ring and the outer ring. As a result, the rotational accuracy and rigidity of the spindle decrease significantly with increasing temperature,
In some cases, a failure occurs in the reading function of the HDD device.

【００１０】また、窒化珪素は電気抵抗が非常に大きい
絶縁体となるため、上記構成の転がり軸受においては、
転動体の表面が帯電し易く、異物を静電吸着する場合が
ある。その結果、転動体と軌道面との間に異物の噛み込
みが生じて音響が著しく増加したり、寿命が短くなる場
合がある。本発明は、このような従来技術の問題点に着
目してなされたものであり、ハードディスクドライブ装
置（ＨＤＤ) 、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ) 、およ
びデジタルオーディオテープレコーダ（ＤＡＴ) 等の情
報機器で使用される、高速で回転するスピンドルを支持
する軸受、あるいはＨＤＤ等に組み込まれているスイン
グアームを支持する軸受、あるいはファンモータ等に用
いられる軸受として好適な、静粛性、耐食性、耐摩耗
性、導電性および耐フレッチング性に優れた転がり軸受
を提供することを課題とする。[0010] Further, since silicon nitride is an insulator having a very high electric resistance, in the rolling bearing having the above structure,
The surface of the rolling element is easily charged, and the foreign matter may be electrostatically adsorbed. As a result, foreign matter may be caught between the rolling element and the raceway surface, so that the sound may be significantly increased or the life may be shortened. The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and is used in information devices such as a hard disk drive (HDD), a video tape recorder (VTR), and a digital audio tape recorder (DAT). Silentness, corrosion resistance, wear resistance, and conductivity suitable for bearings that support high-speed rotating spindles, bearings that support swing arms incorporated in HDDs, etc., or bearings that are used in fan motors and the like. An object of the present invention is to provide a rolling bearing having excellent resistance and fretting resistance.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、外輪、内輪、転動体、および保持器を有
する転がり軸受において、外輪および内輪は、軸受鋼ま
たはステンレス鋼で形成され、転動体は、線膨張係数が
５．０×１０^-6（Ｋ^-1）以上１２．５×１０^-6（Ｋ^-1）
以下の超硬合金またはサーメットで形成されていること
を特徴とする転がり軸受を提供する。According to the present invention, there is provided a rolling bearing having an outer ring, an inner ring, a rolling element and a retainer, wherein the outer ring and the inner ring are formed of bearing steel or stainless steel. The rolling element has a linear expansion coefficient of 5.0 × 10 ⁻⁶ (K ⁻¹ ) or more and 12.5 × 10 ⁻⁶ (K ⁻¹ ).
A rolling bearing characterized by being formed of the following cemented carbide or cermet.

【００１２】超硬合金およびサーメットは、硬度が非常
に高く（ＨV ９００以上）、融点も高いため、潤滑条件
が厳しい場合でも、凝着や摩耗が生じ難い。また、超硬
合金やサーメットは、硬度が高いことから、加工時の塑
性変形量が非常に少ない。そのため、超硬合金やサーメ
ットで形成された部材は、表面に微小な凹凸が生じ難く
なって、加工精度が非常に高くなる。また、超硬合金や
サーメットは電気抵抗が小さい導電体となる。Cemented carbides and cermets have very high hardness (HV 900 or more) and high melting points, so that adhesion and wear hardly occur even under severe lubrication conditions. In addition, since cemented carbides and cermets have high hardness, the amount of plastic deformation during processing is extremely small. Therefore, a member formed of a cemented carbide or cermet is unlikely to have minute irregularities on the surface, and the processing accuracy is extremely high. Cemented carbides and cermets are conductors with low electrical resistance.

【００１３】本発明の転がり軸受によれば、転動体がこ
のような超硬合金またはサーメットで形成されているた
め、軸受のトルクヒステリシスおよび音響が長期間に渡
って非常に低く保持されるとともに、フレッチング摩耗
も生じ難くなる。また、転動体が帯電し難いため、異物
が静電吸着することが防止される。本発明の転がり軸受
において、転動体の線膨張係数は５．０×１０
^-6（Ｋ^-1）以上１２．５×１０^-6（Ｋ^-1）以下であり、
この線膨張係数は、窒化珪素の線膨張係数と比較して、
外輪および内輪を形成する軸受鋼またはステンレス鋼の
線膨張係数により近い値となる。これにより、温度上昇
に伴って回転精度や剛性が著しく低下することが防止さ
れる。According to the rolling bearing of the present invention, since the rolling element is formed of such a cemented carbide or cermet, the torque hysteresis and the sound of the bearing are kept very low over a long period of time. Fretting wear is less likely to occur. Further, since the rolling elements are hardly charged, foreign substances are prevented from being electrostatically attracted. In the rolling bearing of the present invention, the linear expansion coefficient of the rolling element is 5.0 × 10
^-6 (K ^-1 ) or more and 12.5 × 10 ^-6 (K ^-1 ) or less,
This linear expansion coefficient is compared with the linear expansion coefficient of silicon nitride.
The value is closer to the linear expansion coefficient of the bearing steel or stainless steel forming the outer ring and the inner ring. As a result, it is possible to prevent the rotational accuracy and rigidity from being significantly reduced due to the temperature rise.

【００１４】本発明の転がり軸受において、外輪および
内輪を形成する材料は、ＳＵＪ２に代表される軸受鋼、
またはＳＵＳ４４０Ｃ、ＬＮＳ１２５、ＥＳ１に代表さ
れるステンレス鋼であればいずれのものでもよい。な
お、ＬＮＳ１２５とＥＳ１は日本精工（株）独自の規格
の番号である。ＬＮＳ１２５は、Ｃの含有率が０．６重
量％〜０．７重量％、Ｓｉの含有率が１．００重量％以
下、Ｍｎの含有率が１．００重量％以下、Ｃｒの含有率
が１２．０重量％〜１３．５重量％のマルテンサイト系
ステンレス鋼である。ＥＳ１は、Ｃの含有率が０．４４
重量％〜０．４６重量％、Ｓｉの含有率が０．２重量％
〜０．４重量％、Ｍｎの含有率が０．２重量％〜０．４
重量％、Ｃｒの含有率が１２．８重量％〜１３．２重量
％、Ｎの含有率が０．０９重量％〜０．１８重量％のマ
ルテンサイト系ステンレス鋼である。In the rolling bearing of the present invention, the material forming the outer ring and the inner ring is a bearing steel represented by SUJ2,
Alternatively, any stainless steel such as SUS440C, LNS125, and ES1 may be used. Note that LNS125 and ES1 are numbers of standards unique to NSK. LNS125 has a C content of 0.6% by weight to 0.7% by weight, a Si content of 1.00% by weight or less, a Mn content of 1.00% by weight or less, and a Cr content of 12% by weight. 0.01 to 13.5% by weight of martensitic stainless steel. ES1 has a C content of 0.44.
% To 0.46% by weight, Si content is 0.2% by weight
0.4% by weight, Mn content is 0.2% by weight to 0.4%
It is a martensitic stainless steel having a content of 12.8% by weight to 13.2% by weight and a content of N of 0.09% to 0.18% by weight.

【００１５】本発明の転がり軸受において、転動体に用
いられる超硬合金およびサーメットは、線膨張係数が
５．０×１０^-6（Ｋ^-1）以上１２．５×１０^-6（Ｋ^-1）
以下のものであれば、いずれのものであっもよい。超硬
合金は、周期律表でＩＶａ族、Ｖａ族、ＶＩａ族に属す
る９種類の金属（Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｈ
ｆ、Ｚｒ、Ｔｉ) の炭化物粉末を、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等
の鉄族金属を用いて焼結結合した合金である。サーメッ
トの定義は、１〜２種類のセラミックス相を金属あるい
は合金粉末で焼結結合したものであるが、ＷＣ−Ｃｏ系
合金は超合金と称されている。In the rolling bearing of the present invention, the cemented carbide and cermet used for the rolling element have a linear expansion coefficient of 5.0 × 10 ⁻⁶ (K ⁻¹ ) or more and 12.5 × 10 ⁻⁶ (K ^−1). )
Any of the following may be used. Cemented carbides are nine kinds of metals (W, Mo, Cr, Ta, Nb, V, H) belonging to Group IVa, Va, and VIa in the periodic table.
f, Zr, Ti) is an alloy obtained by sintering a carbide powder of Fe, Co, Ni or the like using an iron group metal. The definition of cermet is one in which one or two types of ceramic phases are sintered and bonded with a metal or an alloy powder. A WC-Co alloy is called a superalloy.

【００１６】本発明で使用可能な超硬合金としては、以
下のものが挙げられる。合金系で分類すると、ＷＣ−Ｃ
ｏ系、ＷＣ−Ｃｒ₃ Ｃ₂ −Ｃｏ系、ＷＣ−ＴａＣ−Ｃｏ
系、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−ＮｂＣ−Ｃｏ系、Ｗ
Ｃ−ＴａＣ−ＮｂＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−
ＮｂＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系、ＷＣ
−ＺｒＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−ＴｉＣ−ＺｒＣ−Ｃｏ系、Ｗ
Ｃ−ＴａＣ−ＶＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−Ｃｒ₃ Ｃ₂ −Ｃｏ
系、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｒ₃ Ｃ₂ −Ｃｏ系などがある。The cemented carbide usable in the present invention includes the following. When classified by alloy type, WC-C
o system, WC-Cr ₃ C ₂ -Co system, WC-TaC-Co
System, WC-TiC-Co system, WC-NbC-Co system, W
C-TaC-NbC-Co system, WC-TiC-TaC-
NbC-Co system, WC-TiC-TaC-Co system, WC
-ZrC-Co system, WC-TiC-ZrC-Co system, W
C-TaC-VC-Co-based, WC-Cr ₃ C ₂ -Co
System, and the like _{WC-TiC-Cr 3 C 2} -Co system.

【００１７】また、耐食性を向上させたものに、ＷＣ−
Ｎｉ系、ＷＣ−Ｃｏ−Ｎｉ系、ＷＣ−Ｃｒ₃ Ｃ₂ −Ｍｏ
₂ Ｃ−Ｎｉ系、ＷＣ−Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）−ＴａＣ系、ＷＣ
−Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）系、Ｃｒ₃ Ｃ₂ −Ｎｉ系等がある。Ｗ
Ｃ−Ｃｏ系の代表的な組成は、Ｗ：Ｃｏ：Ｃ＝７０．４
１〜９１．０６：３．０〜２５．０：４．５９〜５．９
４である。ＷＣ−ＴａＣ−ＮｂＣ−Ｃｏ系の代表的な組
成は、Ｗ：Ｃｏ：Ｔａ：Ｎｂ：Ｃ＝６５．７〜８６．
３：５．８〜２５．０：１．４〜３．１：０．３〜１．
５：４．７〜５．８である。ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｎ
ｂＣ−Ｃｏ系の代表的な組成は、Ｗ：Ｃｏ：Ｔａ：Ｔ
ｉ：Ｎｂ：Ｃ＝６５．０〜７５．３：６．０〜１０．
７：５．２〜７．２：３．２〜１１．０：１．６〜２．
４：６．２〜７．６である。[0017] In addition, WC-
Ni system, WC-Co-Ni-based, WC-Cr ₃ C ₂ -Mo
₂ C-Ni, WC-Ti (C, N) -TaC, WC
—Ti (C, N) type, Cr ₃ C ₂ —Ni type and the like. W
A typical composition of the C—Co system is W: Co: C = 70.4
1-91.06: 3.0-25.0: 4.59-5.9
4. A typical composition of the WC-TaC-NbC-Co system is W: Co: Ta: Nb: C = 65.7 to 86.
3: 5.8-25.0: 1.4-3.1: 0.3-1.
5: 4.7 to 5.8. WC-TiC-TaC-N
A typical composition of the bC-Co system is W: Co: Ta: T
i: Nb: C = 65.0-75.3: 6.0-10.
7: 5.2 to 7.2: 3.2 to 11.0: 1.6 to 2.
4: 6.2 to 7.6.

【００１８】ＷＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系の代表的な組成は、
Ｗ：Ｃｏ：Ｔａ＝５３．５１〜９０．３０：３．５〜２
５．０：０．３０〜２５．３３である。ＷＣ−ＴｉＣ−
Ｃｏ系の代表的な組成は、Ｗ：Ｃｏ：Ｔｉ＝５７．２７
〜７８．８６：４．０〜１３．０：３．２０〜２５．５
９である。ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系の代表的な組
成は、Ｗ：Ｃｏ：Ｔａ：Ｔｉ：Ｃ＝４７．３８〜８７．
３１：３．０〜１０．０：０．９４〜９．３８：０．１
２〜２５．５９：５．９６〜１０．１５である。A typical composition of the WC-TaC-Co system is as follows:
W: Co: Ta = 53.51-90.30: 3.5-2
5.0: 0.30 to 25.33. WC-TiC-
A typical composition of the Co system is W: Co: Ti = 57.27.
-78.86: 4.0-13.0: 3.20-25.5
9 A typical composition of the WC-TiC-TaC-Co system is W: Co: Ta: Ti: C = 47.38 to 87.
31: 3.0 to 10.0: 0.94 to 9.38: 0.1
2-25.59: 5.96 to 10.15.

【００１９】本発明で使用可能なサーメットとしては以
下のものが挙げられる。ＴｉＣ−Ｎｉ系、ＴｉＣ−Ｍｏ
−Ｎｉ系、ＴｉＣ−Ｃｏ系、ＴｉＣ−Ｍｏ₂ Ｃ−Ｎｉ
系、ＴｉＣ−Ｍｏ₂ Ｃ−ＺｒＣ−Ｎｉ系、ＴｉＣ−Ｍｏ
₂ Ｃ−Ｃｏ系、Ｍｏ₂ Ｃ−Ｎｉ系、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）−Ｍ
ｏ₂ Ｃ−Ｎｉ系、ＴｉＣ−ＴｉＮ−Ｍｏ₂ Ｃ−Ｎｉ系、
ＴｉＣ−ＴｉＮ−Ｍｏ₂ Ｃ−Ｃｏ系、ＴｉＣ−ＴｉＮ−
Ｍｏ₂ Ｃ−ＴａＣ−Ｎｉ系、ＴｉＣ−ＴｉＮ−Ｍｏ₂ Ｃ
−ＷＣ−ＴａＣ−Ｎｉ系、ＴｉＣ−ＷＣ−Ｎｉ系、Ｔｉ
（Ｃ，Ｎ）−ＷＣ−Ｎｉ系、ＴｉＣ−Ｍｏ系、Ｔｉ
（Ｃ，Ｎ）−Ｍｏ系などがある。The following cermets can be used in the present invention. TiC-Ni, TiC-Mo
-Ni system, TiC-Co based, TiC-Mo ₂ C-Ni
_{System, TiC-Mo 2 C-ZrC} -Ni system, TiC-Mo
₂ C-Co-based, Mo ₂ C-Ni-based, Ti (C, N) -M
o ₂ C-Ni system, TiC-TiN-Mo ₂ C-Ni system,
_{TiC-TiN-Mo 2 C-} Co -based, TiC-TiN-
Mo ₂ C—TaC—Ni, TiC—TiN—Mo ₂ C
-WC-TaC-Ni, TiC-WC-Ni, Ti
(C, N) -WC-Ni, TiC-Mo, Ti
(C, N) -Mo type and the like.

【００２０】ここで、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）−Ｍｏ₂ Ｃ−Ｎｉ
系、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）−ＷＣ−Ｎｉ系、あるいはＴｉ
（Ｃ，Ｎ）−Ｍｏ系は、ＴｉＣ−Ｍｏ₂ Ｃ−Ｎｉ系、Ｔ
ｉＣ−ＷＣ−Ｎｉ系、あるいはＴｉＣ−Ｍｏ系を窒素ガ
ス（Ｎ₂ ）中で焼結した合金である。サーメットの代表
的な組成は、ＴｉＣ−30％Ｎｉ、ＴｉＣ−10％Ｍｏ−30
％Ｎｉ、ＴｉＣ−20％Ｍｏ−30％Ｎｉ、ＴｉＣ−30％Ｍ
ｏ−30％Ｎｉ、ＴｉＣ−11％Ｍｏ₂ Ｃ−24％Ｎｉ、Ｔｉ
Ｃ−30％Ｍｏ₂ Ｃ−20％Ｎｉ、ＴｉＣ−19％Ｍｏ₂ Ｃ−
24％Ｎｉ、ＴｉＣ−８％Ｍｏ₂ Ｃ−15％Ｎｉ、Ｔｉ
（Ｃ，Ｎ）−25％Ｍｏ₂ Ｃ−15％Ｎｉ、ＴｉＣ−14％Ｔ
ｉＮ−19％Ｍｏ₂ Ｃ−24％Ｎｉ、ＴｉＣ_0.7 Ｎ_0.3−11
％Ｍｏ₂ Ｃ−24％Ｎｉ、ＴｉＣ_0.7 Ｎ_0.3 −19％Ｍｏ₂
Ｃ−24％Ｎｉ、ＴｉＣ_0.7 Ｎ_0.3 −27％Ｍｏ₂ Ｃ−24％
Ｎｉ、ＴｉＣ−20％Ｍｏ−15％Ｎｉ、ＴｉＣ−30％Ｍｏ
−15％Ｎｉなどである。Here, Ti (C, N) —Mo ₂ C—Ni
System, Ti (C, N) -WC-Ni system, or Ti
(C, N) -Mo type is TiC-Mo ₂ C-Ni type, T
iC-WC-Ni system, or TiC-Mo system is sintered alloy with nitrogen gas (N ₂₎ in. A typical composition of the cermet is TiC-30% Ni, TiC-10% Mo-30.
% Ni, TiC-20% Mo-30% Ni, TiC-30% M
o-30% Ni, TiC- 11% Mo 2 C-24% Ni, Ti
_{C-30% Mo 2 C-} 20% Ni, TiC-19% Mo 2 C-
24% Ni, TiC-8% Mo 2 C-15% Ni, Ti
(C, N) -25% Mo 2 C-15% Ni, TiC-14% T
_{iN-19% Mo 2 C-} 24% Ni, TiC 0.7 N 0.3 -11
% Mo ₂ C-24% Ni, TiC _0.7 N _0.3 -19% Mo _{2
C-24% Ni, TiC 0.7} N 0.3 -27% Mo 2 C-24%
Ni, TiC-20% Mo-15% Ni, TiC-30% Mo
For example, -15% Ni.

【００２１】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図１は、本発明の一実施形態に相当
する転がり軸受の構造を示す縦断面図である。この転が
り軸受１は、内輪２と外輪３と複数個の転動体４と保持
器５で構成されている。内輪２の外周面には内輪軌道溝
が形成され、外輪３の内周面には外輪軌道溝が形成され
ている。複数個の転動体４は球体であって、内輪軌道溝
と外輪軌道溝との間に転動自在に設けられている。ま
た、保持器５の形状は冠型であって、複数個の転動体４
を案内保持し、且つ内輪軌道溝と外輪軌道溝との間に回
転目在となるように設けられている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a structure of a rolling bearing corresponding to one embodiment of the present invention. The rolling bearing 1 includes an inner ring 2, an outer ring 3, a plurality of rolling elements 4, and a retainer 5. An inner raceway groove is formed on the outer peripheral surface of the inner race 2, and an outer raceway groove is formed on the inner peripheral surface of the outer race 3. The plurality of rolling elements 4 are spherical bodies, and are provided between the inner raceway grooves and the outer raceway grooves so as to freely roll. The retainer 5 has a crown shape and includes a plurality of rolling elements 4.
, And is provided between the inner raceway groove and the outer raceway groove so as to provide a rotational eye.

【００２２】この構造の転がり軸受（型番６９５相当の
玉軸受）を、内輪、外輪、および転動体については表１
に示す各材料で形成し、保持器はポリアミド樹脂により
形成し、潤滑剤として協同油脂社製の「ＮＳ７」を用い
て作製した。なお、実施例１〜１０の内輪および外輪
と、比較例１，２の内輪、外輪、および転動体と、比較
例３の内輪および外輪は、表１の各材料で各部材を形成
した後に、所定の熱処理を施して得られたものであり、
この熱処理は同じ材料の場合に同じ条件で行った。The rolling bearing (ball bearing corresponding to the model number 695) having this structure is shown in Table 1 for the inner ring, the outer ring, and the rolling elements.
The cage was formed of a polyamide resin, and was manufactured using "NS7" manufactured by Kyodo Yushi Co., Ltd. as a lubricant. The inner ring and the outer ring of Examples 1 to 10, the inner ring, the outer ring, and the rolling element of Comparative Examples 1 and 2, and the inner ring and the outer ring of Comparative Example 3 were formed by forming the respective members from the respective materials shown in Table 1. It is obtained by performing a predetermined heat treatment,
This heat treatment was performed under the same conditions for the same material.

【００２３】得られた実施例１〜１０および比較例１〜
３の転がり軸受を用いて、以下の方法で音響試験および
フレッチング試験を行った。音響試験は、雰囲気温度：
７０℃、ラジアル荷重：９８Ｎ、回転速度：１００００
ｒｐｍの条件で軸受を回転し、アンデロンメータを用い
て音響レベルを測定することにより行った。初期音響は
試験開始直後の音響レベルであって、比較例１の初期音
響を「１」とした相対値で示す。また、比較例１の初期
音響を基準値として、音響レベルがこの基準値の３倍に
達するまでの時間を音響寿命と定義した。各転がり軸受
について、初期音響値と音響寿命を測定した。音響寿命
についても、比較例１の値を「１」とした相対値で示
す。The obtained Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to
Using the rolling bearing No. 3, an acoustic test and a fretting test were performed by the following methods. Acoustic test, ambient temperature:
70 ° C, radial load: 98N, rotation speed: 10000
The measurement was performed by rotating the bearing under the condition of rpm and measuring the sound level using an Anderon meter. The initial sound is a sound level immediately after the start of the test, and is indicated by a relative value where the initial sound of Comparative Example 1 is “1”. Further, with the initial sound of Comparative Example 1 as a reference value, the time until the sound level reaches three times this reference value was defined as the sound life. The initial acoustic value and acoustic life were measured for each rolling bearing. The acoustic life is also shown as a relative value with the value of Comparative Example 1 set to “1”.

【００２４】フレッチング試験は、雰囲気温度：常温、
予圧：１ｋｇｆ、揺動角度：８ｄｅｇ、揺動周波数：３
０Ｈｚ、揺動回数：１０万回の条件で行った。試験後
に、内輪軌道面に生じた摩耗痕の深さを、表面粗さ計を
用いて測定した。表１のフレッチング値は、測定された
摩耗痕の深さを比較例１の値を「１」とした相対値で示
す。In the fretting test, an ambient temperature: normal temperature,
Preload: 1 kgf, swing angle: 8 deg, swing frequency: 3
The test was performed under the conditions of 0 Hz and the number of swings: 100,000 times. After the test, the depth of the wear mark formed on the inner raceway surface was measured using a surface roughness meter. The fretting values in Table 1 indicate the measured depth of the wear mark as a relative value with the value of Comparative Example 1 being “1”.

【００２５】また、雰囲気温度を２０℃として予圧を１
ｋｇｆかけた後に、雰囲気温度を４０℃に上昇させるこ
とにより、昇温によって減少した予圧減少率を測定し
た。この予圧減少率も、比較例１の値を「１」とした相
対値で示す。これらの試験結果も下記の表１に示す。Also, the ambient temperature is set to 20.degree.
After applying kgf, the ambient temperature was raised to 40 ° C., and the preload reduction rate reduced by the temperature rise was measured. This preload reduction rate is also shown as a relative value with the value of Comparative Example 1 set to “1”. The results of these tests are also shown in Table 1 below.

【００２６】[0026]

【表１】 [Table 1]

【００２７】次に、サンプルＡとして比較例１の軸受
（内外輪材料：ＳＵＪ２、転動体材料：ＳＵＪ２）、サ
ンプルＢとして実施例１の軸受（内外輪材料：ＳＵＪ
２、転動体材料：ＷＣ−６％Ｃｏ）を用意した。また、
サンプルＣとして、内外輪はＳＵＪ２を用いて比較例１
および実施例１と同様に形成されたものを用い、転動体
材料としてＷＣ−18％ＴｉＣ−14％ＴａＣ−８％Ｃｏで
形成されたものを用いて、比較例１および実施例１と同
様に転がり軸受を作製した。Next, as the sample A, the bearing of the comparative example 1 (inner and outer ring material: SUJ2, rolling element material: SUJ2), and as the sample B, the bearing of the example 1 (inner and outer ring material: SUJ2).
2, rolling element material: WC-6% Co) was prepared. Also,
As Sample C, the inner and outer rings were made using SUJ2, and Comparative Example 1 was used.
In the same manner as in Comparative Example 1 and Example 1, using a material formed in the same manner as in Example 1 and using a material formed of WC-18% TiC-14% TaC-8% Co as the rolling element material A rolling bearing was manufactured.

【００２８】また、サンプルＤとして、内外輪はＳＵＪ
２を用いて比較例１および実施例１と同様に形成された
ものを用い、転動体材料としてＴｉ（Ｃ，Ｎ）−25％Ｍ
ｏ₂Ｃ−15％Ｎｉで形成されたものを用いて、比較例１
および実施例１と同様に転がり軸受を作製した。これら
のサンプルＡ〜Ｄについて上記と同様に音響試験を行っ
た。この音響試験の結果を図２に示す。図２は、音響レ
ベル（比較例１（サンプルＡ）の値を「１」とした相対
値）と音響試験時間との関係を示すグラフである。この
グラフから、転動体の形成材料の違いに応じた音響レベ
ルの劣化速度の違いが分かる。As a sample D, the inner and outer rings are SUJ
2 and Ti (C, N) -25% M as a rolling element material formed in the same manner as Comparative Example 1 and Example 1.
Comparative Example 1 using a material formed of o ₂ C-15% Ni
A rolling bearing was produced in the same manner as in Example 1. An acoustic test was performed on these samples A to D in the same manner as described above. FIG. 2 shows the results of the acoustic test. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the sound level (relative value with the value of Comparative Example 1 (sample A) being “1”) and the sound test time. From this graph, it can be seen that there is a difference in the deterioration rate of the sound level depending on the material of the rolling element.

【００２９】表１および図２の結果から分かるように、
本発明の実施形態に相当する実施例１〜１０の転がり軸
受は、比較例１〜３の転がり軸受と比較して、初期音響
値が非常に小さく、長時間低い音響レベルを保持するこ
とができるとともに、耐フレッチング性にも優れてお
り、温度上昇に伴う予圧の変化量も少ない。As can be seen from the results in Table 1 and FIG.
The rolling bearings of Examples 1 to 10 corresponding to the embodiment of the present invention have very small initial sound values and can maintain a low sound level for a long time as compared with the rolling bearings of Comparative Examples 1 to 3. At the same time, it has excellent fretting resistance, and the amount of change in preload due to temperature rise is small.

【００３０】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の転がり軸
受は、静粛性、耐食性、耐摩耗性、導電性および耐フレ
ッチング性に優れているため、ハードディスクドライブ
装置（ＨＤＤ) 、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ) 、お
よびデジタルオーディオテープレコーダ（ＤＡＴ) 等の
情報機器で使用される、高速で回転するスピンドルを支
持する軸受、あるいはＨＤＤ等に組み込まれているスイ
ングアームを支持する軸受、あるいはファンモータ等に
用いられる軸受として好適に使用される。As described above, the rolling bearing of the present invention is excellent in quietness, corrosion resistance, abrasion resistance, conductivity, and fretting resistance. Therefore, the hard disk drive (HDD), the video tape recorder ( VTR), digital audio tape recorder (DAT), and other information devices, such as a bearing that supports a spindle that rotates at high speed, a bearing that supports a swing arm incorporated in an HDD, or a fan motor, etc. It is suitably used as a bearing to be used.

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

【図１】本発明の一実施形態に相当す転がり軸受を示す
縦断面である。FIG. 1 is a longitudinal section showing a rolling bearing corresponding to one embodiment of the present invention.

【図２】転動体の形成材料のみが異なるサンプルＡ〜Ｄ
について、音響レベルと音響試験試験時間との関係を示
すグラフである。FIG. 2 shows samples A to D differing only in the material for forming the rolling elements.
5 is a graph showing a relationship between a sound level and a sound test time for the test.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 転がり軸受 ２ 内輪 ３ 外輪 ４ 転動体 ５ 保持器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rolling bearing 2 Inner ring 3 Outer ring 4 Rolling element 5 Cage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 殿岡 勝久 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA32 AA42 AA52 AA62 BA10 BA70 EA06 EA12 EA80 FA08 FA35 GA53  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Katsuhisa Tonooka 1-5-50 Kugenuma Shinmei, Fujisawa-shi, Kanagawa F-term in NSK Ltd. (reference) 3J101 AA02 AA32 AA42 AA52 AA62 BA10 BA70 EA06 EA12 EA80 FA08 FA35 GA53

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 外輪、内輪、転動体、および保持器を有
する転がり軸受において、外輪および内輪は、軸受鋼ま
たはステンレス鋼で形成され、転動体は、線膨張係数が
５．０×１０^-6（Ｋ^-1）以上１２．５×１０^-6（Ｋ^-1）
以下の超硬合金またはサーメットで形成されていること
を特徴とする転がり軸受。In a rolling bearing having an outer ring, an inner ring, a rolling element, and a retainer, the outer ring and the inner ring are formed of bearing steel or stainless steel, and the rolling element has a linear expansion coefficient of 5.0 × 10 ^−6. (K ^-1 ) or more 12.5 × 10 ^-6 (K ^-1 )
A rolling bearing formed of the following cemented carbide or cermet.