JPWO2019013220A1 - Rolling device - Google Patents

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Abstract

この転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、内方部材の軌道面に対向する軌道面を有して内方部材の外側に配置された外方部材と、両軌道面間に転動自在に配置された転動体と、を備えるものである。この転動装置では、内方部材が有する軌道面、外方部材が有する軌道面、および転動体のうちの少なくとも１つが、金属系材料からなる母材（１１）と、母材（１１）の表面側に形成された下地層（１２）と、下地層（１２）の表面側に形成された機能層（１３）と、によって構成されており、機能層（１３）が、ＷＣ層とＣ層を交互に積層した積層構造を有する複合層として構成されている。構成部材にコーティング層を形成することで金属接触を防止し、摩耗特性や潤滑寿命特性を向上させた転動装置が得られる。This rolling device includes an inner member having a raceway surface on the outer surface, an outer member having a raceway surface facing the raceway surface of the inner member and arranged outside the inner member, and a space between the raceway surfaces. And a rolling element arranged so as to be freely rollable. In this rolling device, at least one of the raceway surface of the inner member, the raceway surface of the outer member, and the rolling element has a base material (11) made of a metal-based material and a base material (11). The base layer (12) is formed on the front surface side and the functional layer (13) is formed on the front surface side of the base layer (12). The functional layer (13) is a WC layer and a C layer. Are alternately laminated to form a composite layer having a laminated structure. By forming the coating layer on the constituent members, it is possible to obtain a rolling device in which metal contact is prevented and wear characteristics and lubrication life characteristics are improved.

Description

本発明は、転動装置に関するものである。  The present invention relates to a rolling device.

従来から用いられている機械要素として、例えば、ボールねじやリニアガイド、直動ベアリング、ボールスプライン等といった転動装置が知られている。かかる転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、内方部材の前記軌道面に対向する軌道面を有して内方部材の外側に配置された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体と、を有することにより、外方部材が内方部材の軸線方向又は周方向に往復運動自在又は回転運動自在とされる装置である。  Rolling devices such as ball screws, linear guides, linear motion bearings, and ball splines are known as mechanical elements that have been conventionally used. Such a rolling device includes an inner member having a raceway surface on an outer surface, an outer member having a raceway surface facing the raceway surface of the inner member and arranged outside the inner member, and the both raceways. A plurality of rolling elements arranged rotatably between the surfaces, whereby the outer member can reciprocate or rotate in the axial direction or the circumferential direction of the inner member.

この種の転動装置は、内方部材と外方部材との間に配設される複数の転動体が繰り返し転がり運動を行うことになるので、これら転動装置の構成部材には繰り返し接触応力が加わることとなる。そのため、内方部材、外方部材、および転動体を構成する材料には、一般的に、疲労寿命や耐摩耗性等に優れた金属材料や樹脂材料等が採用されている。  In this type of rolling device, since a plurality of rolling elements arranged between the inner member and the outer member repeatedly perform rolling motion, repeated contact stress is applied to the constituent members of these rolling devices. Will be added. Therefore, as a material forming the inner member, the outer member, and the rolling element, a metal material, a resin material, or the like having excellent fatigue life and wear resistance is generally adopted.

また、この種の転動装置は、クリーンルーム、半導体製造装置、液晶パネル製造装置、食品加工装置等のように清浄な環境を必要とする用途や真空環境下において用いられることがあるため、内方部材、外方部材、および転動体を構成する材料に対しては、固体潤滑剤からなる被膜を形成して用いられることがあった。例えば、下記特許文献１には、一方の移動部材と他方の移動部材とが、それぞれの案内面に接する転動体を介して相対的に直線移動する転動装置において、前記両移動部材又は転動体の少なくとも一つに対して、その表面に無電解ニッケル被膜を介してフッ素樹脂被膜を成膜する技術が開示されている。そして、下記特許文献１の記載によれば、転動装置の構成部材に対して無電解ニッケル被膜を介してフッ素樹脂被膜を成膜することで、半導体製造装置や液晶パネル製造装置、食品加工装置等の清浄な雰囲気を必要とする環境下等において好適に使用でき、また、真空、高温、腐食性雰囲気環境下においても使用することができるとされている。  In addition, since this type of rolling device may be used in applications requiring a clean environment such as a clean room, a semiconductor manufacturing device, a liquid crystal panel manufacturing device, and a food processing device, or in a vacuum environment, A coating film made of a solid lubricant may be formed and used for the material forming the member, the outer member, and the rolling element. For example, in Patent Document 1 below, in a rolling device in which one moving member and the other moving member relatively linearly move via rolling elements that are in contact with respective guide surfaces, both moving members or rolling elements For at least one of the above, there is disclosed a technique of forming a fluororesin film on the surface thereof through an electroless nickel film. Then, according to the description of Patent Document 1 below, a fluororesin film is formed on a constituent member of a rolling device through an electroless nickel film, thereby producing a semiconductor manufacturing device, a liquid crystal panel manufacturing device, and a food processing device. It is said that it can be suitably used in an environment requiring a clean atmosphere such as, and can also be used in a vacuum, high temperature, corrosive atmosphere environment.

しかし、下記特許文献１に記載の技術は、金属材料等の基材に対して無電解ニッケル被膜を形成した後に、さらにフッ素樹脂被膜を成膜するものであり、製造工程が多くコストの嵩む技術である。特許文献１にも記載されているが、元来、無電解ニッケル被膜や無電解ニッケル−リン被膜には、膜自体に防錆作用があり、耐食性の向上効果が得られることから、無電解ニッケル被膜や無電解ニッケル−リン被膜のみを施すことで、転動疲労性と防錆性とを兼ね備えた転動装置を実現できれば、産業上の利用価値は非常に高いものとなる。しかしながら、従来公知の通り、無電解ニッケル被膜には、微細なクラックや空孔が存在しているため、このような状態の皮膜を転動装置の構成部材に用いた場合には、繰り返しの接触応力によって皮膜の剥離等が発生したり、クラックや空孔を起点として錆が発生したりするので、転動装置としての性能を十分に発揮することができなかった。このことからも分かる通り、転動装置の摩耗特性や潤滑寿命特性を好適に向上させることのできるコーティング被膜の形成技術は、従来未完成であった。  However, the technique described in the following Patent Document 1 is a technique in which a fluororesin film is further formed after forming an electroless nickel film on a base material such as a metal material, which requires many manufacturing steps and is costly. Is. Although it is also described in Patent Document 1, the electroless nickel coating or the electroless nickel-phosphorus coating originally has a rust preventive action on the film itself, and an effect of improving corrosion resistance is obtained, so that the electroless nickel coating is obtained. If a rolling device having both rolling fatigue resistance and rust prevention can be realized by applying only a coating film or an electroless nickel-phosphorus coating film, its industrial utility value will be extremely high. However, as known in the art, since the electroless nickel coating has fine cracks and pores, when a coating in such a state is used as a component of a rolling device, repeated contact is caused. Since the peeling of the film or the like occurs due to the stress and the rust occurs from the cracks or the holes, the performance as the rolling device cannot be sufficiently exhibited. As can be seen from this, the technology for forming a coating film capable of suitably improving the wear characteristics and the lubricating life characteristics of the rolling device has hitherto not been completed.

一方、金属やプラスチックの切削や成形過程に使用する工具には、有効寿命と処理条件の向上のためにコーティングすることが多く、このようなコーティングには、ＣＶＤやＰＶＤのような公知の方法が用いられている。  On the other hand, tools used in the cutting and forming processes of metals and plastics are often coated for the purpose of improving the useful life and processing conditions. For such coating, known methods such as CVD and PVD are used. It is used.

特開平１０−３２５４１４号公報JP, 10-325414, A

しかしながら、構成部材に対して繰り返し接触応力が加わることとなる転動装置において、その構成部材に炭化タングステン（ＷＣ）と炭素（Ｃ）の混合物からなるコーティングを施すことは従来実施されておらず、そのコーティングの最適条件は未だ明らかとなっていなかった。特に、転動装置では、繰り返し加わる接触応力に応じた高い硬度を備えながらも、母材に対する密着力に優れるとともに弾性変形への追従性が高く、さらには表層の割れ等の不具合が発生し難いコーティングの実現が求められており、そのような様々な要求品質を満足するコーティング技術は実現されていなかった。  However, in a rolling device in which contact stress is repeatedly applied to a constituent member, it has not been conventionally practiced to coat the constituent member with a mixture of tungsten carbide (WC) and carbon (C). The optimum conditions for the coating have not yet been clarified. In particular, the rolling device has a high hardness corresponding to repeated contact stress, has excellent adhesion to the base material, has high followability to elastic deformation, and is less likely to cause defects such as surface cracking. The realization of coating is required, and the coating technology that satisfies such various required qualities has not been realized.

本発明は、上述した従来技術に存在する種々の課題に鑑みて成されたものであって、その目的は、構成部材にコーティング層を形成することで金属接触を防止し、摩耗特性や潤滑寿命特性を向上させた転動装置を実現することにある。  The present invention has been made in view of the various problems existing in the above-mentioned conventional technology, and an object thereof is to prevent metal contact by forming a coating layer on a constituent member, to prevent wear characteristics and lubrication life. It is to realize a rolling device with improved characteristics.

本発明に係る転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、前記内方部材の軌道面に対向する軌道面を有して前記内方部材の外側に配置された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配置された転動体と、を備える転動装置であって、前記内方部材が有する軌道面、前記外方部材が有する軌道面、および前記転動体のうちの少なくとも１つが、金属系材料からなる母材と、前記母材の表面側に形成された下地層と、前記下地層の表面側に形成された機能層と、によって構成されており、前記機能層が、ＷＣ層とＣ層を交互に積層した積層構造を有する複合層として構成されていることを特徴とするものである。  A rolling device according to the present invention includes an inner member having a raceway surface on an outer surface, and an outer member having a raceway surface facing the raceway surface of the inner member and arranged outside the inner member. A rolling device that is rotatably arranged between the two raceway surfaces, wherein the raceway surface of the inner member, the raceway surface of the outer member, and the rolling element At least one of them is composed of a base material made of a metal-based material, a base layer formed on the front surface side of the base material, and a functional layer formed on the front surface side of the base layer, It is characterized in that the functional layer is configured as a composite layer having a laminated structure in which WC layers and C layers are alternately laminated.

本発明によれば、構成部材にコーティング層を形成することで金属接触を防止し、摩耗特性や潤滑寿命特性を向上させた新たな転動装置を実現することができる。  According to the present invention, by forming a coating layer on a constituent member, it is possible to realize a new rolling device that prevents metal contact and improves wear characteristics and lubricating life characteristics.

図１は、本発明に係るコーティング層の具体的内容を説明するための図であり、図中の分図（ａ）はコーティング層の断面構成を示した模式図であり、分図（ｂ）はコーティング層の断面構成の一部を示した写真図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the specific content of the coating layer according to the present invention, in which FIG. 1 (a) is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of the coating layer, and FIG. FIG. 4 is a photograph showing a part of the cross-sectional structure of the coating layer. 図２は、油潤滑荷重耐久試験の結果を示すグラフ図であり、縦軸に示された各試験品の試験結果が、横軸に示された走行距離として表されている。FIG. 2 is a graph showing the results of the oil lubrication load endurance test, in which the test results of each test product shown on the vertical axis are represented as the travel distance shown on the horizontal axis. 図３は、無潤滑荷重耐久試験の結果を示すグラフ図であり、縦軸に示された各試験品の試験結果が、横軸に示された走行距離比として表されている。FIG. 3 is a graph showing the results of the unlubricated load endurance test, in which the test results of each test product shown on the vertical axis are expressed as the travel distance ratio shown on the horizontal axis. 図４は、本発明に係る下地層の変形形態を説明するための図であり、図中の分図（ａ）はコーティング層の断面構成を示した模式図であり、分図（ｂ）はコーティング層を構成する下地層の膜厚方向でのＣ成分率の変化を示すグラフ図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a modified embodiment of the underlayer according to the present invention, in which FIG. 4A is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of the coating layer, and FIG. It is a graph which shows the change of the C ingredient rate in the film thickness direction of the foundation layer which constitutes a coating layer. 図５は、本発明に係るコーティング層の被膜硬さの最適設計条件の一つを例示した図であり、図中の分図（ａ）はコーティング層の断面構成を示した模式図であり、分図（ｂ）はコーティング層における膜厚方向での硬さ値の設計例を示すグラフ図である。FIG. 5 is a view exemplifying one of the optimum design conditions of the coating hardness of the coating layer according to the present invention, and the partial diagram (a) in the drawing is a schematic diagram showing the cross-sectional configuration of the coating layer, FIG. 6B is a graph showing a design example of the hardness value in the film thickness direction of the coating layer. 図６は、本実施形態に係る転動装置をリニアガイド装置として構成した場合の一形態を例示する外観斜視図である。FIG. 6 is an external perspective view illustrating an example of a case where the rolling device according to the present embodiment is configured as a linear guide device. 図７は、図６で示したリニアガイド装置が備える無限循環路を説明するための断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the infinite circulation path provided in the linear guide device shown in FIG. 図８は、本実施形態に係る転動装置をボールねじ装置として構成した場合を例示する図である。FIG. 8: is a figure which illustrates the case where the rolling device which concerns on this embodiment is comprised as a ball screw device. 図９は、本実施形態に係る転動装置をスプライン装置として構成した場合を例示する図である。FIG. 9: is a figure which illustrates the case where the rolling device which concerns on this embodiment is comprised as a spline device. 図１０は、本実施形態に係る転動装置を回転ベアリング装置として構成した場合の一形態を例示する部分縦断斜視図である。FIG. 10 is a partial vertical perspective view illustrating one mode in which the rolling device according to the present embodiment is configured as a rotary bearing device. 図１１は、図１０に示す回転ベアリング装置の縦断面を示す図である。11 is a diagram showing a vertical cross section of the rotary bearing device shown in FIG. 図１２は、本実施形態に係る転動装置を滑りねじ装置として構成した場合の一形態を例示する外観斜視図である。FIG. 12 is an external perspective view illustrating one form of the rolling device according to the present embodiment configured as a slide screw device. 図１３は、本発明の多様な適用事例を説明するための図であり、リニアモーションガイドとボールねじが組み合わされて一体構造となっている形式の転動装置を示す外観斜視部分断面図である。FIG. 13 is a diagram for explaining various application examples of the present invention, and is an external perspective partial cross-sectional view showing a rolling device of a type in which a linear motion guide and a ball screw are combined to form an integrated structure. ..

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。  Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments do not limit the invention according to each claim, and all combinations of features described in the embodiments are not necessarily essential to the solution means of the invention. ..

まず、図１を用いて、転動装置の構成部材に適用可能な本発明に係るコーティング層の具体的な内容について、説明を行う。ここで、図１は、本発明に係るコーティング層の具体的内容を説明するための図であり、図中の分図（ａ）はコーティング層の断面構成を示した模式図であり、分図（ｂ）はコーティング層の断面構成の一部を示した写真図である。なお、本発明に係るコーティング層は、外面に軌道面を有する内方部材と、内方部材の軌道面に対向する軌道面を有して内方部材の外側に配置された外方部材と、両軌道面間に転動自在に配置された転動体と、を備える転動装置に対して適用されるものであって、内方部材が有する軌道面、外方部材が有する軌道面、および転動体のうちの少なくとも１つが、金属系材料からなる母材と、母材の表面側に形成された下地層と、下地層の表面側に形成された機能層と、によって構成されており、その具体的な実施形態例については、後述することとする。  First, the specific contents of the coating layer according to the present invention applicable to the constituent members of the rolling device will be described with reference to FIG. Here, FIG. 1 is a diagram for explaining the specific content of the coating layer according to the present invention, and FIG. 1A is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of the coating layer. (B) is a photograph showing a part of the cross-sectional structure of the coating layer. Incidentally, the coating layer according to the present invention, an inner member having a raceway surface on the outer surface, and an outer member having a raceway surface facing the raceway surface of the inner member, and an outer member arranged outside the inner member, The present invention is applied to a rolling device including a rolling element rotatably arranged between both raceway surfaces, wherein a raceway surface of an inner member, a raceway surface of an outer member, and a rolling member. At least one of the moving bodies is composed of a base material made of a metal-based material, a base layer formed on the front surface side of the base material, and a functional layer formed on the front surface side of the base layer. A specific example of the embodiment will be described later.

図１の分図（ａ）にて示すように、本発明に係るコーティング層は、金属系材料からなる母材１１と、母材１１の表面側に形成された下地層１２と、下地層１２の表面側に形成された機能層１３と、によって構成されている。  As shown in FIG. 1A, a coating layer according to the present invention includes a base material 11 made of a metal-based material, a base layer 12 formed on the front surface side of the base material 11, and a base layer 12. And the functional layer 13 formed on the surface side of the.

母材１１については、転動装置に対して一般的に用いられている金属材料を想定しており、例えば、ＳＵＪ２等といった軸受鋼や高炭素鋼、工具鋼などから構成されている。ただし、本発明に係る母材の適用範囲は、このような鉄系金属に限られるものではなく、チタン合金やアルミニウム合金などといった非鉄系の金属合金も含むものである。  The base material 11 is assumed to be a metal material generally used for rolling devices, and is made of, for example, bearing steel such as SUJ2, high carbon steel, tool steel, or the like. However, the scope of application of the base material according to the present invention is not limited to such iron-based metals, but also includes non-ferrous metal alloys such as titanium alloys and aluminum alloys.

下地層１２は、例えばＷ（タングステン）によって構成されており、母材１１と後述する機能層１３とを好適に接続する層となっている。  The underlayer 12 is made of, for example, W (tungsten), and is a layer that suitably connects the base material 11 and a functional layer 13 described later.

機能層１３は、炭化タングステンからなるＷＣ層と、炭素からなるＣ層とを交互に積層した積層構造を有する複合層として構成されている。なお、本発明に係るＣ層は、ＤＬＣ（Diamond-like Carbon）からなる被膜層として構成されることを想定しており、非常に硬度の高い単層構造からなる被膜層を構成するものである。一方、ＤＬＣからなるＣ層と交互に積層されるＷＣ層は、ＤＬＣからなるＣ層に比べて硬度が低く軟らかい被膜層を構成するものである。したがって、硬度の高いＣ層と軟らかいＷＣ層とを交互に積層することで、機能層１３全体として、弾性変形への追従性が高いとともに、膜の割れ発生がし難い非常に好適なコーティング層となっている。  The functional layer 13 is configured as a composite layer having a laminated structure in which a WC layer made of tungsten carbide and a C layer made of carbon are alternately laminated. The C layer according to the present invention is assumed to be configured as a coating layer made of DLC (Diamond-like Carbon), and constitutes a coating layer having a very high hardness single layer structure. .. On the other hand, the WC layer alternately laminated with the C layer made of DLC constitutes a soft coating layer having a lower hardness than the C layer made of DLC. Therefore, by alternately laminating the C layer having high hardness and the soft WC layer, the functional layer 13 as a whole has a high followability to elastic deformation and a very suitable coating layer in which cracking of the film hardly occurs. Is becoming

また、本発明に係るコーティング層は、機能層１３を構成する複合層の最表面が、Ｃ層によって構成されている。コーティング層を形成される転動装置の構成部材は、繰返しの応力を受けるために、高い表面硬さを付与することが要求されるものである。そこで、本発明では、積層構造からなる機能層１３を構成する複合層の最表面にＣ層が配置されるように構成することで、非常に硬度の高い単層構造からなる被膜層を構成部材の最表面に形成することが可能となる。かかる構成によって、転動装置に要求される応力荷重への耐久性が発揮され、摩耗特性や潤滑寿命特性を向上させることが可能となっている。  Further, in the coating layer according to the present invention, the outermost surface of the composite layer forming the functional layer 13 is formed of the C layer. The components of the rolling device on which the coating layer is formed are required to have high surface hardness in order to be subjected to repeated stress. Therefore, in the present invention, by constituting the C layer on the outermost surface of the composite layer constituting the functional layer 13 having a laminated structure, the coating layer having a single layer structure having extremely high hardness is formed as a constituent member. Can be formed on the outermost surface. With such a configuration, durability against the stress load required for the rolling device is exhibited, and it is possible to improve wear characteristics and lubrication life characteristics.

さらに、本発明に係るコーティング層では、上述したように、下地層１２はＷ（タングステン）によって構成されているが、機能層１３における下地層１２と機能層１３との接続面については、ＷＣ層となるように構成されている。下地層１２の表面側に形成される機能層１３における下地層１２との接続面が、Ｃ層に比べて硬度が低く軟らかい被膜層を構成するＷＣ層であり、また、下地層１２を構成するＷ（タングステン）と同系統の金属材料であるＷＣ層とすることで、母材１１と下地層１２、機能層１３とが高い密着力で結合されることとなる。つまり、本発明に係るコーティング層は、非常に剥離し難いコーティング層であるということができる。したがって、本発明に係るコーティング層によれば、摩耗特性や潤滑寿命特性を向上させた新たな転動装置を実現することが可能となる。  Further, in the coating layer according to the present invention, as described above, the underlayer 12 is composed of W (tungsten), but the connection surface between the underlayer 12 and the functional layer 13 in the functional layer 13 is the WC layer. Is configured to be. The connecting surface of the functional layer 13 formed on the surface side of the underlayer 12 to the underlayer 12 is a WC layer that forms a soft coating layer having a hardness lower than that of the C layer, and also forms the underlayer 12. By using the WC layer, which is a metal material of the same system as W (tungsten), the base material 11, the underlayer 12, and the functional layer 13 are bonded with high adhesion. That is, it can be said that the coating layer according to the present invention is a coating layer that is extremely difficult to peel off. Therefore, according to the coating layer of the present invention, it is possible to realize a new rolling device having improved wear characteristics and lubricating life characteristics.

なお、上述した本発明の構成のうち、機能層１３を構成するＷＣ層のＷ（タングステン）組成比については、
０重量％＜ｗ≦３０重量％
なる不等式を満たす条件で構成されることが好ましい。この０重量％＜ｗ≦３０重量％からなる条件式は、発明者らによって行われた実験によって見出されたものであり、当該条件式を満たすことで、機能層１３におけるＷ（タングステン）組成比の最適化が実現するので、転動装置の軌道面において摩耗し難い膜表面を形成するために有効な条件となっている。In addition, regarding the W (tungsten) composition ratio of the WC layer constituting the functional layer 13 in the configuration of the present invention described above,
0 wt% <w ≦ 30 wt%
It is preferable that the above condition is satisfied. The conditional expression consisting of 0% by weight <w ≦ 30% by weight is found by an experiment conducted by the inventors, and by satisfying the conditional expression, the W (tungsten) composition in the functional layer 13 is satisfied. Since the ratio is optimized, it is an effective condition for forming a film surface that is not easily worn on the raceway surface of the rolling device.

さらに、本発明に係るコーティング層を構成する機能層１３としての複合層の硬さ値については、ビッカース硬さＨｖが８００〜１５００となるように構成されている。かかる条件値を見出すに当たって発明者らが行った実験では、複合層の硬さ測定はナノインデンターで行われており、本発明に係るコーティング層を構成する機能層１３は、ビッカース硬さＨｖで８００〜１５００に相当する１２ＧＰａ〜１７ＧＰａという値になるように構成されている。機能層１３を構成する複合層に対してこのような硬さ値の条件が設定されているのは、ビッカース硬さＨｖが８００（１２ＧＰａ）未満だと耐摩耗性に課題があり、ビッカース硬さＨｖが１５００（１７ＧＰａ）より大きいとコーティング割れが発生してしまうからである。機能層１３を構成する複合層の硬さ値について、ビッカース硬さＨｖが８００〜１５００となるように構成することで、高い面圧やせん断力が発生する転動装置に対して好適に用いることのできるコーティング層を実現することが可能となっている。  Further, regarding the hardness value of the composite layer as the functional layer 13 constituting the coating layer according to the present invention, the Vickers hardness Hv is set to 800 to 1500. In an experiment conducted by the inventors in finding such a condition value, the hardness of the composite layer is measured by a nanoindenter, and the functional layer 13 constituting the coating layer according to the present invention has a Vickers hardness Hv. It is configured to have a value of 12 GPa to 17 GPa corresponding to 800 to 1500. The condition of such hardness value is set for the composite layer constituting the functional layer 13 because the Vickers hardness Hv is less than 800 (12 GPa), there is a problem in wear resistance, and the Vickers hardness is This is because if Hv is larger than 1500 (17 GPa), coating cracks will occur. With regard to the hardness value of the composite layer constituting the functional layer 13, the Vickers hardness Hv is configured to be 800 to 1500, so that the composite layer can be suitably used for a rolling device that generates high surface pressure or shearing force. It is possible to realize a coating layer that can

以上、発明者らが見出した、本発明に係るコーティング層の好適な形成条件についての説明を行った。次に、上述した本発明に係るコーティング層の形成条件を満たすことで得られる効果について、発明者らは検証実験を行っているので、その結果を説明する。  In the above, the suitable forming conditions of the coating layer according to the present invention found by the inventors have been described. Next, the inventors have conducted verification experiments on the effects obtained by satisfying the above-described conditions for forming the coating layer according to the present invention. The results will be described.

まず、発明者らは、油潤滑を実施した条件下での転動装置の荷重耐久性能についての検証実験を行った。この油潤滑荷重耐久試験は、実験室内の常温環境下に設置された荷重耐久試験機を用い、この試験機に対してリニアガイドをセットして行った。リニアガイドは、構成部材に対して本発明に係るコーティング層を種々の条件値で形成したものと、従来技術である本発明に係るコーティング層の無い既存品を用意し、リニアガイドを構成する軌道レールに対して移動ブロックを繰り返し往復運動させることによって両者の耐久性能を比較することとした。  First, the inventors conducted a verification experiment on the load endurance performance of a rolling device under the condition of oil lubrication. This oil lubrication load endurance test was carried out by using a load endurance tester installed in a laboratory under a normal temperature environment and setting a linear guide to the tester. The linear guide is a track which constitutes a linear guide by preparing a coating layer according to the present invention with various condition values for constituent members and an existing product without the coating layer according to the present invention which is a conventional technique. It was decided to compare the durability performance of the two by repeatedly moving the moving block back and forth with respect to the rail.

なお、油潤滑荷重耐久試験のより具体的な条件としては、試験品に比較例１としての既存品と、比較例２として、機能層１３の硬さ値が１０ＧＰａのもの、さらに本発明の実施形態として機能層１３の硬さ値が１２、１５、１７ＧＰａの実施例１、２、３の、５種類を用意した。この５種類の試験品に対して、潤滑グリースを初期封入し、その後、０．５ｃｍ３／ｍｉｎの条件で給油し続けた。リニアガイドを構成する移動ブロックに対しては、ラジアル荷重１２．６ｋＮの一定荷重を常時負荷し、軌道レールに対する移動ブロックの相対移動条件として、最高速度６０ｍ／ｍｉｎ、加減速度９．８ｍ／ｓ２（１．０Ｇ）、ストローク３５０ｍｍの各条件値を設定した。かかる条件下でリニアガイドを構成する軌道レールに対して移動ブロックを繰り返し往復運動させ、リニアガイドが性能を維持しながら往復運動を行った走行距離を記録し、その走行距離によって評価を行った。More specific conditions of the oil lubrication load endurance test are as follows: a test product that is an existing product as Comparative Example 1 and a comparative example 2 that has a hardness of the functional layer 13 of 10 GPa. Five types of Examples 1, 2, and 3 in which the hardness value of the functional layer 13 was 12, 15, and 17 GPa were prepared. Lubricating grease was initially filled into these five types of test products, and then the oil was continuously supplied under the condition of 0.5 cm 3 / min. A constant load of a radial load of 12.6 kN is constantly applied to the moving block constituting the linear guide, and the maximum moving speed is 60 m / min and the acceleration / deceleration is 9.8 m / s 2 as relative moving conditions of the moving block with respect to the track rail. (1.0 G), and each condition value of a stroke of 350 mm was set. Under such conditions, the moving block was repeatedly reciprocated with respect to the track rails constituting the linear guide, and the traveling distance during which the linear guide reciprocated while maintaining the performance was recorded, and the evaluation was performed by the traveling distance.

以上説明した試験条件にて得られた結果を、図２に示す。ここで、図２は、油潤滑荷重耐久試験の結果を示すグラフ図であり、縦軸に示された各試験品の試験結果が、横軸に示された走行距離として表されている。  The results obtained under the test conditions described above are shown in FIG. Here, FIG. 2 is a graph showing the results of the oil lubrication load endurance test, and the test results of each test product shown on the vertical axis are represented as the travel distance shown on the horizontal axis.

図２から明らかな通り、今回実施された油潤滑荷重耐久試験では、すべての実施例で既存品を上回る結果が得られている。しかし、本発明の実施形態として機能層１３の硬さ値が１２、１５、１７ＧＰａの実施例１、２、３については、走行距離が２５００〜４５００ｋｍとなり、既存品の約３倍を超えた走行距離を示している。この結果から、本発明の機能層１３の条件値として、ナノインデンターで行った機能層１３を構成する複合層の硬さ値が１２ＧＰａ〜１７ＧＰａであること、との条件は、従来技術に比べて長寿命化を実現するものであると評価できる。すなわち、発明者らの行った油潤滑荷重耐久試験によって、本発明に係るコーティング層が油潤滑環境下での潤滑状態の改善効果を好適に示すことが確認できた。  As is clear from FIG. 2, in the oil lubrication load endurance test carried out this time, results exceeding those of the existing products were obtained in all the examples. However, in Examples 1, 2, and 3 in which the hardness value of the functional layer 13 is 12, 15, and 17 GPa as an embodiment of the present invention, the traveling distance is 2500 to 4500 km, which is about three times as much as the existing product. Shows the distance. From this result, as the condition value of the functional layer 13 of the present invention, the condition that the hardness value of the composite layer constituting the functional layer 13 performed by the nanoindenter is 12 GPa to 17 GPa, as compared with the conventional technique. Therefore, it can be evaluated that the product has a long life. That is, it was confirmed by the oil lubrication load endurance test conducted by the inventors that the coating layer according to the present invention suitably exhibits the effect of improving the lubrication state under the oil lubrication environment.

なお、本発明の実施形態として機能層１３の硬さ値が１０ＧＰａのものについては、既存品に対して有意な差異が見られなかった。しかし、この結果からは、本発明の機能層１３の条件値の下限値を１２ＧＰａと設定したことについての有効性が確認できた。  In the embodiment of the present invention, the functional layer 13 having a hardness value of 10 GPa showed no significant difference from the existing products. However, from this result, the effectiveness of setting the lower limit of the condition value of the functional layer 13 of the present invention to 12 GPa was confirmed.

次に、発明者らは、油潤滑を実施しない無潤滑環境下での転動装置の荷重耐久性能についての検証実験を行った。この無潤滑荷重耐久試験は、実験室内の常温環境下に設置された荷重耐久試験機を用い、この試験機に対してリニアガイドをセットして行った。リニアガイドは、構成部材に対して本発明に係るコーティング層の硬さ値が１５ＧＰａで形成した実施例と、比較例としてＭｏＳ２膜を形成したものを用意し、リニアガイドを構成する軌道レールに対して移動ブロックを繰り返し往復運動させることによって両者の耐久性能を比較することとした。なお、本発明に係るコーティング層の硬さ値を１５ＧＰａとしたのは、本発明の機能層１３の条件値である、ナノインデンターで行った機能層１３を構成する複合層の硬さ値が１２ＧＰａ〜１７ＧＰａである条件範囲の約中央値を代表的に選択したものである。Next, the inventors conducted a verification experiment on the load endurance performance of the rolling device in an unlubricated environment where oil lubrication was not performed. This non-lubrication load endurance test was carried out by using a load endurance tester installed in a laboratory in a room temperature environment and setting a linear guide to the tester. As the linear guides, an example in which the hardness value of the coating layer according to the present invention is formed to 15 GPa for the constituent members and a MoS 2 film is formed as a comparative example are prepared, and the linear guides are used as track rails. On the other hand, it was decided to compare the durability performance of the two by repeatedly moving the moving block back and forth. The hardness value of the coating layer according to the present invention was set to 15 GPa, which is a condition value of the functional layer 13 of the present invention. The median value of the condition range of 12 GPa to 17 GPa is typically selected.

また、無潤滑荷重耐久試験のより具体的な条件としては、上記した２種類の試験品を、各１ｓｅｔ用意し、各々のデータを採取した。潤滑条件は無潤滑とし、試験実施中の潤滑剤の供給についても停止した。リニアガイドを構成する移動ブロックに対しては、ラジアル荷重３．１７ｋＮの一定荷重を常時負荷し、軌道レールに対する移動ブロックの相対移動条件として、最高速度３０ｍ／ｍｉｎ、加減速度９．８ｍ／ｓ２（１．０Ｇ）、ストローク３５０ｍｍの各条件値を設定した。かかる条件下でリニアガイドを構成する軌道レールに対して移動ブロックを繰り返し往復運動させ、リニアガイドが性能を維持しながら往復運動を行った走行距離を記録し、その走行距離によって評価を行った。Further, as a more specific condition of the unlubricated load endurance test, the above-mentioned two kinds of test products were prepared for each 1 set, and respective data were collected. The lubrication conditions were set to non-lubrication, and the supply of lubricant during the test was also stopped. A constant load of a radial load of 3.17 kN is constantly applied to the moving block constituting the linear guide, and the maximum moving speed is 30 m / min and the acceleration / deceleration is 9.8 m / s 2 as relative moving conditions of the moving block with respect to the track rail. (1.0 G), and each condition value of a stroke of 350 mm was set. Under such conditions, the moving block was repeatedly reciprocated with respect to the track rails constituting the linear guide, and the running distance of the reciprocating motion of the linear guide while keeping the performance was recorded and evaluated by the running distance.

以上説明した試験条件にて得られた結果を、図３に示す。ここで、図３は、無潤滑荷重耐久試験の結果を示すグラフ図であり、縦軸に示された各試験品の試験結果が、横軸に示された走行距離比として表されている。  The results obtained under the test conditions described above are shown in FIG. Here, FIG. 3 is a graph showing the results of the unlubricated load endurance test, in which the test results of each test product shown on the vertical axis are expressed as the travel distance ratio shown on the horizontal axis.

図３から明らかな通り、今回実施された無潤滑荷重耐久試験では、従来から無潤滑環境下で用いられてきた比較例としてのＭｏＳ２膜を形成した場合の走行距離比を１とした場合、本発明に係るコーティング層の硬さ値が１５ＧＰａで形成した実施例については、走行距離比が３．２であった。つまり、本発明に係るコーティング層については、従来技術に比べて約３倍以上の寿命延長効果を示すこととなった。また、無潤滑荷重耐久試験で得られた結果が従来技術に比べて約３倍以上の長寿命化を実現したことについては、油潤滑荷重耐久試験での効果とほぼ同様の改善効果倍率である。この結果から、本発明の機能層１３の条件値として、ナノインデンターで行った機能層１３を構成する複合層の硬さ値が１２ＧＰａ〜１７ＧＰａであること、との条件は、従来技術に比べて長寿命化を実現するものであると評価できる。すなわち、発明者らの行った無潤滑荷重耐久試験によって、本発明に係るコーティング層は、無潤滑環境下であっても長寿命効果を好適に発揮することが確認できた。As is clear from FIG. 3, in the unlubricated load endurance test conducted this time, when the mileage ratio in the case of forming the MoS 2 film as a comparative example which has been conventionally used in an unlubricated environment is 1, In the example in which the hardness value of the coating layer according to the present invention was 15 GPa, the running distance ratio was 3.2. That is, the coating layer according to the present invention exhibits a life extension effect of about three times or more as compared with the prior art. Further, the fact that the results obtained in the unlubricated load endurance test realize a life extension of about 3 times or more compared to the conventional technique is almost the same effect improvement ratio as the effect in the oil lubricated load endurance test. .. From this result, as the condition value of the functional layer 13 of the present invention, the condition that the hardness value of the composite layer constituting the functional layer 13 performed by the nanoindenter is 12 GPa to 17 GPa, as compared with the conventional technique. Therefore, it can be evaluated that the product has a long life. That is, it has been confirmed by the inventors' unlubricated load endurance test that the coating layer according to the present invention suitably exhibits a long life effect even in an unlubricated environment.

以上、発明者らが見出した、本発明に係るコーティング層の好適な形成条件についての説明を行った。上述したように、本発明に係るコーティング層は、繰り返しの転がり負荷や摺動負荷を受けることとなる転動装置に対して好適に用いることが可能であり、従来技術に比べて約３倍以上の長寿命化を達成した。ただし、上述した本発明に係るコーティング層の好適な形成条件は、機能層１３に関するものであった。そこで、発明者らは、本発明の更なる改良を検討する中で、下地層１２の改良形態にも取り組んだ。そして、発明者らによる鋭意研究の結果、Ｗ（タングステン）単独で構成した下地層１２に代えて、主成分がＷ（タングステン）によって構成されるとともに、母材１１との接続面から機能層１３との接続面に向けてＣ成分が段階的に増加するように構成した下地層１２を採用することで、耐剥離性に優れる下地層１２を形成することができることが確認できた。このような新たな下地層１２を示す模式図として、図４を示す。ここで、図４は、本発明に係る下地層の変形形態を説明するための図であり、図中の分図（ａ）はコーティング層の断面構成を示した模式図であり、分図（ｂ）はコーティング層を構成する下地層の膜厚方向でのＣ成分率の変化を示すグラフ図である。  In the above, the suitable forming conditions of the coating layer according to the present invention found by the inventors have been described. As described above, the coating layer according to the present invention can be suitably used for a rolling device that is subjected to repeated rolling load and sliding load, and is about 3 times or more as compared with the prior art. Has achieved a longer life. However, the preferable formation conditions of the coating layer according to the present invention described above were related to the functional layer 13. Therefore, the inventors have worked on an improved form of the underlayer 12 while considering further improvement of the present invention. As a result of earnest research by the inventors, the main component is composed of W (tungsten) instead of the underlayer 12 composed of W (tungsten) alone, and the functional layer 13 is formed from the connection surface with the base material 11. It was confirmed that the underlayer 12 having excellent peeling resistance can be formed by adopting the underlayer 12 configured so that the C component gradually increases toward the connection surface with. FIG. 4 is a schematic diagram showing such a new underlayer 12. Here, FIG. 4 is a diagram for explaining a modified embodiment of the underlayer according to the present invention, and a schematic diagram (a) in the figure is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of the coating layer, and a schematic diagram ( FIG. 6B is a graph showing a change in the C component ratio in the film thickness direction of the underlayer forming the coating layer.

図４に示すように、変形形態に係る下地層１２は、主成分がＷ（タングステン）によって構成されるものであるが、母材１１との接続面から一定の膜厚の範囲ではＣ成分率が０（ゼロ）％となっており、Ｗ（タングステン）のみで構成されている。そして、変形形態に係る下地層１２は、機能層１３との接続面である表層側に向けてＣ成分率が段階的に増加するように構成されており、機能層１３と接続する下地層１２の最表面部分は、Ｃ成分率が８０％となるように構成されている。このように、本発明に係るコーティング層を構成する下地層１２について、Ｗ（タングステン）中のＣ成分比率が膜厚方向で段階的に変化するように製膜することで、耐剥離性に優れる下地層１２となるという効果を得ることができる。  As shown in FIG. 4, the base layer 12 according to the modified embodiment is composed of W (tungsten) as a main component, but in the range of a constant film thickness from the connection surface with the base material 11, the C component ratio. Is 0 (zero)% and is composed of only W (tungsten). The base layer 12 according to the modified embodiment is configured such that the C component ratio increases stepwise toward the surface layer side that is the connection surface with the functional layer 13, and the base layer 12 connected to the functional layer 13 is formed. The outermost surface part of is configured such that the C component ratio is 80%. As described above, the underlayer 12 constituting the coating layer according to the present invention is formed so that the C component ratio in W (tungsten) changes stepwise in the film thickness direction, so that the peeling resistance is excellent. The effect of forming the underlayer 12 can be obtained.

なお、発明者らは、被膜の改良実験を行うに際して、転動装置に最適な性能として、高面圧環境で剥がれない被膜が必要となるため、母材１１との密着度が重要と考えた。また、相手材（転動面）を摩耗させないため、ボール表面の凹凸を小さくすることが必要であり、硬さを上げることに効果があることを確認していた。この両条件のバランスをとるため、母材１１に近い箇所を軟らかく、硬さを傾斜させながら積層し、表面をできるだけ硬くするという製法を選定した。このような考えのもと、発明者らが鋭意研究を進めた結果、さらに被膜の密着性に優れた条件を見出すに至った。その結果を図５に示す。ここで、図５は、本発明に係るコーティング層の被膜硬さの最適設計条件の一つを例示した図であり、図中の分図（ａ）はコーティング層の断面構成を示した模式図であり、分図（ｂ）はコーティング層における膜厚方向での硬さ値の設計例を示すグラフ図である。  In addition, the inventors considered that the adhesion with the base material 11 is important because a film that does not peel off in a high surface pressure environment is required as the optimum performance of the rolling device when performing the film improvement experiment. .. Further, it has been confirmed that it is necessary to reduce irregularities on the ball surface in order to prevent the mating material (rolling surface) from being worn, which is effective in increasing hardness. In order to balance these two conditions, a manufacturing method was selected in which a portion close to the base material 11 was soft and laminated while the hardness was inclined to make the surface as hard as possible. Based on such an idea, as a result of intensive studies by the inventors, the inventors have found a condition in which the adhesiveness of the film is further excellent. The result is shown in FIG. Here, FIG. 5 is a view exemplifying one of the optimum design conditions of the coating hardness of the coating layer according to the present invention, and the partial diagram (a) in the drawing is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of the coating layer. FIG. 6B is a graph showing a design example of the hardness value in the film thickness direction of the coating layer.

図５に示す改良例では、下地層１２における母材１１との接続面から機能層１３の表面に向けて被膜硬さが増加するように構成されるとともに、機能層１３を構成する複合層の最表面であるＣ層（ＤＬＣ）の被膜硬さが表面に向けて漸減するように構成される形態例が示されている。発明者らは、実験の結果、コーティング層の最表層を硬いＣ層（ＤＬＣ）にすると摺動面の摩耗が大きくなるが、機能層１２の最終段階（つまり、最表層の少し手前）が最も硬く、最表層のＣ層（ＤＬＣ）をやや軟質にすることで、最表層のＣ層（ＤＬＣ）がなじみ層として機能し、被膜の密着性が向上する、という効果を得た。このような図５で示す被膜硬さの設計条件を満たすコーティング膜を実現することで、さらに被膜の密着性に優れたコーティング層が実現し、長寿命化を実現した転動装置が得られることが明らかとなった。  In the improved example shown in FIG. 5, the hardness of the coating increases from the surface of the base layer 12 connected to the base material 11 to the surface of the functional layer 13, and the composite layer of the functional layer 13 is formed. An example of a configuration is shown in which the coating hardness of the outermost C layer (DLC) is gradually reduced toward the surface. As a result of experiments, the inventors have found that when the outermost surface layer of the coating layer is a hard C layer (DLC), the wear of the sliding surface increases, but the final stage of the functional layer 12 (that is, slightly before the outermost surface layer) is the most. By making the C layer (DLC) that is hard and slightly softer, the C layer (DLC) that is the outermost layer functions as a familiar layer, and the adhesiveness of the coating film is improved. By realizing a coating film satisfying the design condition of coating hardness as shown in FIG. 5, a coating layer having further excellent adhesiveness of the coating can be realized and a rolling device having a long life can be obtained. Became clear.

以上、発明者らが見出した、本発明に係るコーティング層の好適な形成条件についての説明を行った。上述したように、本発明に係るコーティング層は、繰り返しの転がり負荷や摺動負荷を受けることとなる転動装置に対して好適に用いることが可能である。そこで、次に、本発明に係るコーティング層を転動装置へ適用した場合の事例について、説明を行う。  In the above, the suitable forming conditions of the coating layer according to the present invention found by the inventors have been described. As described above, the coating layer according to the present invention can be preferably used for a rolling device that receives repeated rolling loads and sliding loads. Therefore, next, a case where the coating layer according to the present invention is applied to a rolling device will be described.

［転動装置への適用例］
本発明に係るコーティング層を用いた転動装置の具体的な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下で例示する転動装置の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、本明細書における「転動装置」は、例えば、工作機械などに用いられる転がり軸受全般や真空中で使用される無潤滑軸受、リニアガイドや直線案内装置、ボールスプライン装置、ボールねじ装置、ローラねじ装置、クロスローラリングなどのような、あらゆる転動・摺動動作を伴う装置を含むものである。[Example of application to rolling device]
Specific embodiments of the rolling device using the coating layer according to the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments of the rolling device exemplified below do not limit the invention according to each claim, and all combinations of the features described in the embodiments are essential to the means for solving the invention. Not necessarily. Further, the "rolling device" in the present specification includes, for example, rolling bearings used in machine tools and the like, unlubricated bearings used in vacuum, linear guides and linear guide devices, ball spline devices, ball screw devices, It includes a device such as a roller screw device, a cross roller ring, etc., which is associated with all rolling and sliding operations.

（リニアガイド装置への適用例）
本実施形態に係る転動装置は、図６および図７に示すようなリニアガイド装置として構成することが可能であり、かかるリニアガイド装置に対して上述したコーティング層を形成することにより、摩耗特性や潤滑寿命特性を向上させた新たな転動装置を実現することができる。ここで、図６は、本実施形態に係るリニアガイド装置の一形態を例示する外観斜視図である。また、図７は、図６で示したリニアガイド装置が備える無限循環路を説明するための断面図である。(Application example to linear guide device)
The rolling device according to the present embodiment can be configured as a linear guide device as shown in FIGS. 6 and 7, and by forming the coating layer described above on the linear guide device, wear characteristics can be improved. It is possible to realize a new rolling device with improved lubrication life characteristics. Here, FIG. 6 is an external perspective view illustrating one form of the linear guide device according to the present embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the infinite circulation path provided in the linear guide device shown in FIG.

まず、図６および図７に例示するリニアガイド装置４０の構成について説明すると、本実施形態に係る転動装置としてのリニアガイド装置４０は、内方部材としての軌道レール４１と、軌道レール４１に多数の転動体として設置されるボール４２を介してスライド可能に取り付けられた外方部材としての移動ブロック４３とを備えている。軌道レール４１はその長手方向と直交する断面が概略矩形状に形成された長尺の部材であり、その表面（上面および両側面）には、ボール４２が転がる際の軌道になる軌道面としての転動体転走面４１ａが軌道レール４１の全長に渡って形成されている。  First, the configuration of the linear guide device 40 illustrated in FIGS. 6 and 7 will be described. The linear guide device 40 as the rolling device according to the present embodiment includes a track rail 41 as an inner member and a track rail 41. And a moving block 43 as an outer member slidably mounted via balls 42 installed as a large number of rolling elements. The track rail 41 is a long member whose cross section orthogonal to the longitudinal direction is formed in a substantially rectangular shape, and its surface (upper surface and both side surfaces) serves as a track surface that becomes a track when the balls 42 roll. The rolling element rolling surface 41 a is formed over the entire length of the track rail 41.

ここで軌道レール４１は、直線的に伸びるように形成されることもあるし、曲線的に伸びるように形成されることもある。また、図６および図７において例示する転動体転走面４１ａの本数は左右で２条ずつ合計４条設けられているが、その条数はリニアガイド装置４０の用途等に応じて任意に変更することができる。  Here, the track rail 41 may be formed to extend linearly or may be formed to extend curvilinearly. In addition, the number of rolling element rolling surfaces 41a illustrated in FIGS. 6 and 7 is two on each of the left and right, for a total of four, but the number of threads is arbitrarily changed according to the application of the linear guide device 40 and the like. can do.

一方、移動ブロック４３には、転動体転走面４１ａとそれぞれ対応する位置に軌道面としての負荷転動体転走面４３ａが設けられている。軌道レール４１の転動体転走面４１ａと移動ブロック４３の負荷転動体転走面４３ａとによって負荷転走路５２が形成され、複数のボール４２が挟まれている。さらに、移動ブロック４３には、各転動体転走面４１ａと平行に伸びる４条の無負荷転走路５３と、各無負荷転走路５３と各負荷転走路５２とを結ぶ方向転換路５５が設けられている。１つの負荷転走路５２および無負荷転走路５３と、それらを結ぶ一対の方向転換路５５との組み合わせによって、１つの無限循環路が構成される（図７参照）。  On the other hand, the moving block 43 is provided with load rolling element rolling surfaces 43a as raceway surfaces at positions corresponding to the rolling element rolling surfaces 41a. The rolling element rolling surface 41a of the track rail 41 and the loaded rolling element rolling surface 43a of the moving block 43 form a load rolling path 52, and a plurality of balls 42 are sandwiched therebetween. Further, the moving block 43 is provided with four unloaded rolling paths 53 extending in parallel with the rolling element rolling surfaces 41a and a direction changing path 55 connecting the unloaded rolling paths 53 and the loaded rolling paths 52. Has been. One infinite circulation path is configured by a combination of one load rolling path 52 and no-load rolling path 53 and a pair of direction changing paths 55 that connect them (see FIG. 7).

そして、複数のボール４２が、負荷転走路５２と無負荷転走路５３と一対の方向転換路５５，５５とから構成される無限循環路に無限循環可能に設置されることにより、移動ブロック４３が軌道レール４１に対して相対的に往復運動可能となっている。  Then, the plurality of balls 42 are installed in an infinite circulation path configured by the loaded rolling path 52, the unloaded rolling path 53, and the pair of direction changing paths 55, 55 so that the moving block 43 can move infinitely. It is capable of reciprocating relative to the track rail 41.

以上のような構成を備える本実施形態に係るリニアガイド装置４０においては、内方部材としての軌道レール４１の転動体転走面４１ａ、外方部材としての移動ブロック４３の負荷転動体転走面４３ａ、および複数の転動体として設置されるボール４２の少なくとも１つに対して、上述した下地層１２と機能層１３からなるコーティング層を形成することができる。  In the linear guide device 40 according to the present embodiment having the above-described configuration, the rolling element rolling surface 41a of the track rail 41 as the inner member and the load rolling element rolling surface of the moving block 43 as the outer member. It is possible to form the coating layer composed of the underlayer 12 and the functional layer 13 described above on at least one of the balls 43a and the balls 42 installed as a plurality of rolling elements.

例えば、複数の転動体として設置されるボール４２の表面に対して下地層１２と機能層１３からなるコーティング層を形成することで、軌道レール４１の転動体転走面４１ａや、移動ブロック４３の負荷転動体転走面４３ａと、ボール４２との金属接触が防止されることとなる。そして、機能層１３の最表面は、炭素系のコーティング膜であるＣ層であり、また、機能層１３自体は積層構造からなる複合層であり、コーティング層自体が潤滑性を有しているので、摩擦抵抗の低下や固体潤滑剤としての機能を発揮できる。さらに、ボール４２の表面に対して下地層１２と機能層１３からなるコーティング層を形成することで、油膜が形成されない環境においても金属接触を防止できるので、転動装置であるリニアガイド装置４０の製品寿命を延長することが可能となる。  For example, by forming a coating layer composed of the underlayer 12 and the functional layer 13 on the surface of the ball 42 installed as a plurality of rolling elements, the rolling element rolling surface 41a of the track rail 41 and the moving block 43 are formed. Metal contact between the load rolling element rolling surface 43a and the ball 42 is prevented. Then, the outermost surface of the functional layer 13 is a C layer which is a carbon-based coating film, the functional layer 13 itself is a composite layer having a laminated structure, and the coating layer itself has lubricity. The friction resistance can be reduced and the function as a solid lubricant can be exhibited. Furthermore, by forming a coating layer consisting of the underlayer 12 and the functional layer 13 on the surface of the ball 42, metal contact can be prevented even in an environment where no oil film is formed, so that the linear guide device 40, which is a rolling device, can be prevented. It is possible to extend the product life.

（転動体ねじ装置への適用例）
また、本実施形態に係る転動装置は、例えば、図８において示されるようなボールねじ装置５６として構成することが可能である。図８は、本実施形態に係る転動装置をボールねじ装置として構成した場合を例示する図である。かかるボールねじ装置５６は、内方部材としてのねじ軸５７と、このねじ軸５７に複数のボール５８を介して相対回転可能に取り付けられる外方部材としてのナット部材５９とを備えた装置である。(Example of application to rolling element screw devices)
Further, the rolling device according to the present embodiment can be configured as, for example, a ball screw device 56 as shown in FIG. FIG. 8: is a figure which illustrates the case where the rolling device which concerns on this embodiment is comprised as a ball screw device. The ball screw device 56 is a device including a screw shaft 57 as an inner member and a nut member 59 as an outer member that is attached to the screw shaft 57 via a plurality of balls 58 so as to be relatively rotatable. ..

ねじ軸５７は、外周面に螺旋状の軌道面としての転動体転走溝５７ａが形成される内方部材であり、一方、ナット部材５９は、内周面に転動体転走溝５７ａに対応する螺旋状の軌道面としての負荷転走溝が形成される外方部材である。ねじ軸５７のナット部材５９に対する相対的な回転運動に伴って、ナット部材５９がねじ軸５７に対して相対的に往復運動可能となっている。  The screw shaft 57 is an inner member in which a rolling element rolling groove 57a as a spiral raceway surface is formed on the outer peripheral surface, while the nut member 59 corresponds to the rolling element rolling groove 57a on the inner peripheral surface. Is an outer member in which a load rolling groove is formed as a spiral raceway surface. With the relative rotational movement of the screw shaft 57 with respect to the nut member 59, the nut member 59 can reciprocate relative to the screw shaft 57.

そして、ボールねじ装置５６を構成するねじ軸５７の転動体転走溝５７ａやナット部材５９の負荷転走溝、およびボール５８の少なくとも１つに対して、上述した下地層１２と機能層１３からなるコーティング層を形成することができる。かかる構成によって、繰返しの転がり負荷荷重を受けることとなるねじ軸５７の転動体転走溝５７ａやナット部材５９の負荷転走溝、およびボール５８における金属接触が防止され、ボールねじ装置５６の摩耗特性や潤滑寿命特性を向上させることが可能となる。  Then, with respect to at least one of the rolling element rolling groove 57a of the screw shaft 57, the load rolling groove of the nut member 59, and the ball 58 that form the ball screw device 56, the above-described base layer 12 and functional layer 13 are used. Can be formed. With such a structure, metal contact with the rolling element rolling groove 57a of the screw shaft 57, the load rolling groove of the nut member 59, and the ball 58, which would receive repeated rolling load, is prevented, and wear of the ball screw device 56 is prevented. It is possible to improve the characteristics and the lubricating life characteristics.

（スプライン装置への適用例）
さらに、本実施形態に係る転動装置は、例えば、図９において示されるようなスプライン装置６０として構成することが可能である。図９は、本実施形態に係る転動装置をスプライン装置として構成した場合を例示する図である。(Example of application to a spline device)
Further, the rolling device according to the present embodiment can be configured as a spline device 60 as shown in FIG. 9, for example. FIG. 9: is a figure which illustrates the case where the rolling device which concerns on this embodiment is comprised as a spline device.

ここで、図９に示されるスプライン装置６０の構成を簡単に説明すると、スプライン装置６０は、内方部材としてのスプライン軸６１と、そのスプライン軸６１に多数の転動体としてのボール６２を介して移動自在に取り付けられた外方部材としての円筒状の外筒６３とを有している。スプライン軸６１の表面には、ボール６２の軌道となり、スプライン軸２１の軸線方向に延びる軌道面としての転動体転走面６１ａが形成されている。スプライン軸６１に取り付けられる外筒６３には、転動体転走面６１ａに対応する軌道面としての負荷転動体転走面が形成される。これらの負荷転動体転走面には、転動体転走面６１ａが伸びる方向に伸びる複数条の突起が形成されている。外筒６３に形成した負荷転動体転走面とスプライン軸６１に形成した転動体転走面６１ａとの間で負荷転走路が形成される。負荷転走路の隣には、荷重から解放されたボール６２が移動する無負荷戻し通路が形成されている。外筒６３には、複数のボール６２をサーキット状に整列・保持する保持器６４が組み込まれている。そして、複数のボール６２が、外筒６３の負荷転動体転走面とスプライン軸６１の転動体転走面６１ａとの間に転動自在に設置され、無負荷戻し通路を通って無限循環するように設置されることによって、外筒６３がスプライン軸６１に対して相対的に往復運動可能となっている。  Here, the configuration of the spline device 60 shown in FIG. 9 will be briefly described. The spline device 60 includes a spline shaft 61 as an inner member and a plurality of balls 62 as rolling elements on the spline shaft 61. It has a cylindrical outer cylinder 63 as an outer member movably attached. On the surface of the spline shaft 61, a rolling element rolling surface 61a is formed as a raceway surface for the ball 62 and extending in the axial direction of the spline shaft 21. An outer cylinder 63 attached to the spline shaft 61 is formed with a load rolling element rolling surface as a raceway surface corresponding to the rolling element rolling surface 61a. Plural projections extending in the direction in which the rolling element rolling surface 61a extends are formed on these loaded rolling element rolling surfaces. A load rolling path is formed between the loaded rolling element rolling surface formed on the outer cylinder 63 and the rolling element rolling surface 61a formed on the spline shaft 61. Next to the loaded rolling passage, an unloaded return passage through which the ball 62 released from the load moves is formed. A retainer 64 for aligning and holding a plurality of balls 62 in a circuit shape is incorporated in the outer cylinder 63. Then, a plurality of balls 62 are rotatably installed between the loaded rolling element rolling surface of the outer cylinder 63 and the rolling element rolling surface 61a of the spline shaft 61, and infinitely circulates through the unloaded return passage. By such installation, the outer cylinder 63 can reciprocate relative to the spline shaft 61.

そして、図９において示すスプライン装置６０の場合においても、スプライン装置６０を構成するスプライン軸６１の転動体転走面６１ａや外筒６３の負荷転動体転走面、およびボール６２の少なくとも１つに対して、上述した下地層１２と機能層１３からなるコーティング層を形成することができる。かかる構成によって、繰返しの転がり負荷荷重を受けることとなるスプライン軸６１の転動体転走面６１ａや外筒６３の負荷転動体転走面、およびボール６２における金属接触が防止され、スプライン装置６０の摩耗特性や潤滑寿命特性を向上させることが可能となる。  Even in the case of the spline device 60 shown in FIG. 9, at least one of the rolling element rolling surface 61 a of the spline shaft 61, the load rolling element rolling surface of the outer cylinder 63, and the ball 62 which configure the spline device 60. On the other hand, a coating layer composed of the underlayer 12 and the functional layer 13 described above can be formed. With such a configuration, metal contact with the rolling element rolling surface 61a of the spline shaft 61, the loaded rolling element rolling surface of the outer cylinder 63, and the balls 62, which would receive repeated rolling load, is prevented, and the spline device 60 has It becomes possible to improve wear characteristics and lubrication life characteristics.

（回転ベアリング装置への適用例）
またさらに、本実施形態に係る転動装置は、例えば、図１０および図１１において示されるような回転ベアリング装置７０として構成することが可能である。ここで、図１０は、本実施形態に係る転動装置を回転ベアリング装置として構成した場合の一形態を例示する部分縦断斜視図である。また、図１１は、図１０に示す回転ベアリング装置の縦断面を示す図である。(Example of application to a rotary bearing device)
Furthermore, the rolling device according to the present embodiment can be configured as, for example, a rotary bearing device 70 as shown in FIGS. 10 and 11. Here, FIG. 10 is a partial vertical cross-sectional perspective view illustrating one embodiment in which the rolling device according to the present embodiment is configured as a rotary bearing device. 11 is a view showing a vertical cross section of the rotary bearing device shown in FIG.

図１０および図１１に示すように、回転ベアリング装置７０として構成される転動装置は、外周面に断面Ｖ字形状の内側軌道面７２を有する（内方部材又は外方部材としての）内輪７１と、内周面に断面Ｖ字形状の外側軌道面７４を有する（外方部材又は内方部材としての）外輪７３と、内側軌道面７２と外側軌道面７４とによって形成される断面略矩形状の軌道路７５の間に転動可能にクロス配列される複数の転動体としてのローラ７７とを有することにより、内輪７１および外輪７３が周方向に相対的な回転運動を行うものである。  As shown in FIGS. 10 and 11, a rolling device configured as a rotary bearing device 70 has an inner raceway 71 (as an inner member or an outer member) having an inner raceway surface 72 having a V-shaped cross section on the outer peripheral surface. And an outer ring 73 (as an outer member or an inner member) having an outer raceway surface 74 having a V-shaped cross section on the inner circumferential surface, and a substantially rectangular cross-section formed by the inner raceway surface 72 and the outer raceway surface 74. The inner race 71 and the outer race 73 perform a relative rotational movement in the circumferential direction by having the rollers 77 as a plurality of rolling elements which are cross-arranged so as to be rollable between the orbital paths 75.

このような回転ベアリング装置７０においても、回転ベアリング装置７０を構成する内輪７１の内側軌道面７２や外輪７３の外側軌道面７４、およびローラ７７の少なくとも１つに対して、上述した下地層１２と機能層１３からなるコーティング層を形成することができる。かかる構成によって、繰返しの転がり負荷荷重を受けることとなる内輪７１の内側軌道面７２や外輪７３の外側軌道面７４、およびローラ７７における金属接触が防止され、回転ベアリング装置７０の摩耗特性や潤滑寿命特性を向上させることが可能となる。  In such a rotary bearing device 70 as well, with respect to at least one of the inner raceway surface 72 of the inner ring 71, the outer raceway surface 74 of the outer ring 73, and the roller 77, which form the rotary bearing device 70, the above-described underlayer 12 is provided. A coating layer composed of the functional layer 13 can be formed. With such a structure, metal contact is prevented between the inner raceway surface 72 of the inner race 71, the outer raceway surface 74 of the outer race 73, and the roller 77, which are subjected to repeated rolling load, and the wear characteristics and the lubricating life of the rotary bearing device 70 are prevented. It is possible to improve the characteristics.

（滑りねじ装置への適用例）
上述した各装置については、内方部材と外方部材の間に複数の転動体が介装された形態の装置を例示して説明した。しかしながら、転動装置の構成部材に対してコーティング層を形成することを特徴とする本発明の適用範囲は、かかる転動体を用いたものには限られず、転動体を介さずに内方部材と外方部材とが直接接触して相対運動可能に構成される装置に対しても好適に用いることが可能である。(Example of application to sliding screw device)
Each of the above-described devices has been described by exemplifying a device in which a plurality of rolling elements are interposed between the inner member and the outer member. However, the application range of the present invention, which is characterized in that a coating layer is formed on the constituent members of the rolling device, is not limited to the one using such a rolling element, and is not limited to the inner member without the rolling element. It can also be suitably used for a device configured to be in direct contact with the outer member and capable of relative movement.

例えば、図１２に示すように、滑りねじ装置８０として構成される転動装置に対して、本発明を適用することも可能である。ここで、図１２は、本実施形態に係る転動装置を滑りねじ装置として構成した場合の一形態を例示する外観斜視図である。そして、図１２に示す滑りねじ装置８０は、外周面に螺旋状の軌道面としてのねじ溝が形成される内方部材としてのねじ軸８１と、内周面にねじ溝に対応する螺旋状の軌道面としてのナット溝が形成される外方部材としてのナット部材８３と、を有することにより、ねじ軸８１のナット部材８３に対する相対的な回転運動に伴って、ナット部材８３がねじ軸８１に対して相対的に往復運動することができるように構成されている。  For example, as shown in FIG. 12, the present invention can be applied to a rolling device configured as a sliding screw device 80. Here, FIG. 12 is an external perspective view illustrating one embodiment in which the rolling device according to the present embodiment is configured as a slide screw device. The sliding screw device 80 shown in FIG. 12 has a screw shaft 81 as an inner member having a screw groove as a spiral raceway surface formed on the outer peripheral surface and a spiral shaft corresponding to the screw groove on the inner peripheral surface. And a nut member 83 as an outer member in which a nut groove as a raceway surface is formed, the nut member 83 is attached to the screw shaft 81 with the relative rotational movement of the screw shaft 81 with respect to the nut member 83. It is configured to be able to reciprocate relative to each other.

そして、図１２に示す滑りねじ装置８０についても、その構成部材であるねじ軸８１のねじ溝やナット部材８３のナット溝に対して、上述した下地層１２と機能層１３からなるコーティング層を形成することができる。かかる構成によって、繰返しの滑り負荷荷重を受けることとなるねじ軸８１のねじ溝やナット部材８３のナット溝における金属接触が防止され、滑りねじ装置８０の摩耗特性や潤滑寿命特性を向上させることが可能となる。  In the sliding screw device 80 shown in FIG. 12 as well, a coating layer composed of the underlayer 12 and the functional layer 13 described above is formed in the thread groove of the screw shaft 81 and the nut groove of the nut member 83, which are the constituent members. can do. With such a configuration, metal contact in the thread groove of the screw shaft 81 and the nut groove of the nut member 83, which would be subjected to repeated sliding load, is prevented, and the wear characteristics and the lubricating life characteristics of the sliding screw device 80 can be improved. It will be possible.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。  Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. Various changes or improvements can be added to the above-described embodiment.

例えば、図１３において示されるような、リニアモーションガイドとボールねじが組み合わされて一体構造となっている形式の転動装置９０について、本発明を適用することが可能である。なお、図１３において示す転動装置９０の場合、ねじ軸９１と移動ブロック９３とは、複数のボール９５を介して設置されているが、複数のボール９５を介さずにねじ軸９１と移動ブロック９３とが滑りねじとして構成されるようにすることも可能である。  For example, the present invention can be applied to a rolling device 90 of a type in which a linear motion guide and a ball screw are combined to form an integrated structure as shown in FIG. In the case of the rolling device 90 shown in FIG. 13, the screw shaft 91 and the moving block 93 are installed via the plurality of balls 95, but the screw shaft 91 and the moving block are not provided via the plurality of balls 95. It is also possible for 93 and to be configured as sliding screws.

その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。  It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

なお、上述した本発明に係る転動装置については、多様な産業上の利用可能性を備えている。例えば、原子力・エネルギー関連の技術分野では、放射線被ばく環境下で転動装置を使用する場合があるが、油や樹脂は放射線により分解され、その分解物質は汚染物質となってしまう。しかし、本発明に係るコーティング層を転動装置に用いることで、オイルフリー化が実現できるので、本発明によれば、放射線被ばく環境下であっても好適に用いることのできる転動装置を実現することが可能となる。  The rolling device according to the present invention described above has various industrial applicability. For example, in the technical fields related to nuclear power and energy, a rolling device may be used in a radiation exposure environment, but oil or resin is decomposed by radiation, and the decomposed substance becomes a pollutant. However, by using the coating layer according to the present invention in a rolling device, it is possible to realize an oil-free condition. Therefore, according to the present invention, a rolling device that can be suitably used even under a radiation exposure environment is realized. It becomes possible to do.

また例えば、転動装置における転がり運動や滑り運動が低速かつ高荷重で行われる使用方法の場合、従来の油やグリースを用いる潤滑剤では油膜の形成が困難となって摩耗が進行してしまうといった課題が存在していた。しかしながら、本発明に係るコーティング層を転動装置に用いることで、オイルフリー化が実現できるので、低速かつ高荷重での使用条件に有効な転動装置を提供することが可能となる。  Further, for example, in the case of a method of use in which rolling motion or sliding motion in a rolling device is performed at a low speed and a high load, it is difficult to form an oil film with a conventional lubricant using oil or grease, and wear progresses. There were challenges. However, by using the coating layer according to the present invention in a rolling device, it is possible to realize oil-free operation, so that it is possible to provide a rolling device effective for use conditions under low speed and high load.

また例えば、宇宙・航空産業における技術分野では、極低温環境下での転動装置の使用が求められるが、従来の油やグリースを用いる潤滑剤では、低温での粘性抵抗上昇のためにトルクが高くなってしまうという課題が存在していた。しかしながら、本発明に係るコーティング層を転動装置に用いることで、オイルフリー化が実現できるので、温度による摩擦抵抗の差が無くなり、どのような温度条件下であっても好適に使用可能な転動装置を提供することができる。  Further, for example, in the technical field of the space and aviation industry, it is required to use a rolling device in an extremely low temperature environment, but with a lubricant using conventional oil or grease, torque is increased due to an increase in viscous resistance at low temperature. There was a problem that it would be expensive. However, by using the coating layer according to the present invention in a rolling device, it is possible to realize oil-free operation, so that there is no difference in frictional resistance due to temperature, and it is suitable for use under any temperature conditions. A moving device can be provided.

また例えば、食品製造機械・医療機器の技術分野では、従来の油やグリースを用いる場合に潤滑剤の漏れや垂れに敏感にならざるを得ないといった課題が存在していた。しかしながら、本発明に係るコーティング層を転動装置に用いることで、オイルフリー化が実現できるので、潤滑剤の漏れや垂れに敏感な環境下であっても安心して使用することのできる転動装置を提供することが可能となる。  Further, for example, in the technical field of food manufacturing machines / medical devices, there has been a problem in that when conventional oils and greases are used, they must be sensitive to leakage and dripping of lubricant. However, by using the coating layer according to the present invention in a rolling device, oil-free can be realized, so that the rolling device can be safely used even in an environment sensitive to leakage or dripping of lubricant. Can be provided.

また例えば、転動装置に対して振動が付加される使用環境の場合、従来の油やグリースを用いる潤滑剤では油膜の形成が困難となり、摩耗が進行してしまうといった課題が存在していた。しかしながら、本発明に係るコーティング層を転動装置に用いることで、金属接触が防止できるので、振動が付加される使用環境に有効な転動装置を提供することが可能となる。  In addition, for example, in a use environment in which vibration is applied to the rolling device, it is difficult to form an oil film with a conventional lubricant using oil or grease, and there is a problem that wear progresses. However, by using the coating layer according to the present invention in a rolling device, metal contact can be prevented, so that it is possible to provide a rolling device effective in a use environment where vibration is added.

以上説明したように、本発明に係るコーティング層を転動装置に用いることで、転動装置の適用範囲が大いに拡大することとなる。  As described above, by using the coating layer according to the present invention in the rolling device, the range of application of the rolling device is greatly expanded.

１１ 母材、１２ 下地層、１３ 機能層、４０ リニアガイド装置、４１ 軌道レール、４１ａ 転動体転走面、４２ ボール、４３ 移動ブロック、４３ａ 負荷転動体転走面、４８，４９ ねじ孔、５２ 負荷転走路、５３ 無負荷転走路、５５ 方向転換路、５６ ボールねじ装置、５７ ねじ軸、５７ａ 転動体転走溝、５８ ボール、５９ ナット部材、６０ スプライン装置、６１ スプライン軸、６１ａ 転動体転走面、６２
ボール、６３ 外筒、６４ 保持器、７０ 回転ベアリング装置、７１ 内輪、７２ 内側軌道面、７３ 外輪、７４ 外側軌道面、７５ 軌道路、７７ ローラ、８０ 滑りねじ装置、８１ ねじ軸、８３ ナット部材、９０ 転動装置、９１ ねじ軸、９３ 移動ブロック、９５ ボール。11 base material, 12 underlayer, 13 functional layer, 40 linear guide device, 41 track rail, 41a rolling element rolling surface, 42 ball, 43 moving block, 43a load rolling element rolling surface, 48, 49 screw hole, 52 Loaded rolling path, 53 Unloaded rolling path, 55 direction change path, 56 ball screw device, 57 screw shaft, 57a rolling element rolling groove, 58 ball, 59 nut member, 60 spline device, 61 spline shaft, 61a rolling element rolling Surface, 62
Ball, 63 Outer cylinder, 64 Cage, 70 Rolling bearing device, 71 Inner ring, 72 Inner raceway surface, 73 Outer ring, 74 Outer raceway surface, 75 Raceway, 77 Roller, 80 Sliding screw device, 81 Screw shaft, 83 Nut member , 90 rolling device, 91 screw shaft, 93 moving block, 95 ball.

Claims (7)

外面に軌道面を有する内方部材と、
前記内方部材の軌道面に対向する軌道面を有して前記内方部材の外側に配置された外方部材と、
前記両軌道面間に転動自在に配置された転動体と、
を備える転動装置において、
前記内方部材が有する軌道面、前記外方部材が有する軌道面、および前記転動体のうちの少なくとも１つが、
金属系材料からなる母材と、
前記母材の表面側に形成された下地層と、
前記下地層の表面側に形成された機能層と、
によって構成されており、
前記機能層が、ＷＣ層とＣ層を交互に積層した積層構造を有する複合層として構成され、
前記機能層を構成する複合層の最表面が、Ｃ層によって構成されていることを特徴とする転動装置。An inner member having a raceway surface on the outer surface,
An outer member having a raceway surface facing the raceway surface of the inner member and arranged outside the inner member,
A rolling element arranged so as to be rollable between the two raceway surfaces,
In a rolling device equipped with
At least one of the raceway surface of the inner member, the raceway surface of the outer member, and the rolling element,
A base material made of a metallic material,
An underlayer formed on the front surface side of the base material,
A functional layer formed on the surface side of the underlayer,
Consists of
The functional layer is configured as a composite layer having a laminated structure in which WC layers and C layers are alternately laminated,
A rolling device, wherein the outermost surface of the composite layer constituting the functional layer is constituted by a C layer. 請求項１に記載の転動装置において、
前記機能層を構成するＷＣ層のＷ（タングステン）組成比が、
０重量％＜Ｗ≦３０重量％
なる不等式を満たす条件で構成されることを特徴とする転動装置。The rolling device according to claim 1,
The W (tungsten) composition ratio of the WC layer forming the functional layer is
0% by weight <W ≦ 30% by weight
A rolling device characterized in that the rolling device is constructed under conditions satisfying the following inequality. 請求項１又は２に記載の転動装置において、
前記下地層は、Ｗ（タングステン）によって構成されており、
前記機能層における前記下地層との接続面が、ＷＣ層によって構成されていることを特徴とする転動装置。The rolling device according to claim 1 or 2,
The underlayer is composed of W (tungsten),
A rolling device, wherein a connection surface of the functional layer with the base layer is formed of a WC layer. 請求項１又は２に記載の転動装置において、
前記下地層は、主成分がＷ（タングステン）によって構成されるとともに、前記母材との接続面から前記機能層との接続面に向けてＣ成分が段階的に増加するように構成されており、
前記機能層における前記下地層との接続面が、ＷＣ層によって構成されていることを特徴とする転動装置。The rolling device according to claim 1 or 2,
The base layer is mainly composed of W (tungsten), and is configured such that the C component gradually increases from the connection surface with the base material toward the connection surface with the functional layer. ,
A rolling device, wherein a connection surface of the functional layer with the underlying layer is formed of a WC layer. 請求項１又は２に記載の転動装置において、
前記機能層を構成する複合層のビッカース硬さＨｖが８００〜１５００であることを特徴とする転動装置。The rolling device according to claim 1 or 2,
Vickers hardness Hv of the composite layer which comprises the said functional layer is 800-1500, The rolling device characterized by the above-mentioned. 請求項１又は２に記載の転動装置において、
ナノインデンターで行った前記機能層を構成する複合層の硬さ値が１２ＧＰａ〜１７ＧＰａであることを特徴とする転動装置。The rolling device according to claim 1 or 2,
A rolling device characterized in that a hardness value of a composite layer constituting the functional layer is 12 GPa to 17 GPa, which is measured by a nano indenter. 請求項１に記載の転動装置において、
前記下地層における前記母材との接続面から前記機能層の表面に向けて被膜硬さが増加するように構成されるとともに、前記機能層を構成する複合層の最表面であるＣ層の被膜硬さが表面に向けて漸減するように構成されることを特徴とする転動装置。The rolling device according to claim 1,
A coating of the C layer, which is configured so that the hardness of the coating increases from the connection surface of the base layer with the base material toward the surface of the functional layer, and which is the outermost surface of the composite layer forming the functional layer. A rolling device characterized in that the hardness is gradually reduced toward the surface.
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