JP2001280348A

JP2001280348A - 転がり軸受

Info

Publication number: JP2001280348A
Application number: JP2000089640A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Okita; 滋沖田; Susumu Tanaka; 進田中; Tomonobu Yoshikawa; 朋伸吉川
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2000-03-28
Publication date: 2001-10-10
Also published as: US20010035234A1; DE60106662D1; EP1143018B1; EP1143018A2; DE60106662T2; EP1143018A3; US6440233B2

Abstract

(57)【要約】【課題】携帯して使用される小型の情報機器用として好
適な、音響特性に優れた転がり軸受を提供する。【解決手段】内輪および外輪を以下の構成とする。炭素
含有率が０．６重量％以上である軸受用鋼で形成する。
軌道面に浸炭窒化層を設ける。軌道面の２％Ｄａ深さ位
置での残留オーステナイト量を１．０体積％以下とす
る。軌道面の２％Ｄａ深さ位置での硬さをＨＲＣ５８以
上とする。軌道面の２％Ｄａ深さ位置での窒素含有率
（Ｎｐ）を０．０５重量％以上とする。下記の（１）式
で表される耐圧痕性倍数Ｇｄを１．６以上とする。Ｇｄ＝（Ｈ_0.2／５００）＋２・Ｎｐ ……（１）（式中、Ｈ_0.2は「２％Ｄａ深さ位置でのビッカース硬
さ」を意味する。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスク
ドライブ（ＨＤＤ）、ビデオテープレコーダ（ＶＴ
Ｒ）、デジタルオーディオテープレコーダ（ＤＡＴ）等
の情報機器の回転支持用途、ＨＤＤ等の構成部品であ
るスイングアームの揺動部分の支持用途、ファン用の
モータ、クリーナ用のモータ、車両のターボチャージャ
ー等のように静粛性が要求される機器での回転支持用途
に好適な転がり軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記用途の転がり軸受は、低トルクで音
響特性が良好である（騒音が小さい）ことが要求される
ため、内輪、外輪、転動体等の軸受構成部品は、高い寸
法精度で仕上げ加工されている。また、内輪、外輪、お
よび転動体は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼や、Ｓ
ＵＳ４４０Ｃ等のマルテンサイト系スレンレス鋼で形成
された後に、焼入れ・焼き戻しを施して作製され、軌道
面の硬さはＨＲＣ５８〜６４にしてある。

【０００３】近年、情報機器は小型化されたことによっ
て、携帯して使用されることが多くなったため、落下し
て衝撃が加わったり振動に晒されたりする危険性が従来
より高くなっている。これに伴って、機器内の転がり軸
受にも損傷が生じる危険性が高くなっている。携帯用の
情報機器に使用されている小型の玉軸受では、軌道輪と
転動体との接触面に生じる接触楕円が小さいため、衝撃
荷重が加わると、比較的小さな衝撃荷重であっても接触
部分が永久変形して、軌道面にくぼみ（圧痕）が生じる
ことがある。その結果、音響特性が劣化したり、回転ト
ルクむらが発生したりする恐れがある。

【０００４】この問題点を解決するための従来例として
は、特開平７−１０３２４１号公報および特開平８−３
１２６５１号公報に記載の技術が挙げられる。特開平７
−１０３２４１号公報には、軌道面をなす鋼の残留オー
ステナイト量を６体積％以下と小さくして、軌道面の耐
圧痕性を高くすることにより、転がり軸受に衝撃荷重が
加わった場合に軌道面が永久変形しないようにすること
が記載されている。例えば、軌道輪をＳＵＪ２で形成し
た後に、標準熱処理の焼入れ温度（８２０〜８６０℃）
で焼入れした後、サブゼロ処理を行うか、２２０〜２４
０℃の比較的高い温度で焼き戻しをすることにより、軌
道面に必要な硬さを保持しながら、残留オーステナイト
量を可能な限り小さくしている。

【０００５】特開平８−３１２６５１号公報には、軌道
面の耐圧痕性を高くするために、通常の軸受用鋼（肌焼
鋼、ＳＵＪ１〜３等の高炭素クロム軸受鋼）で軌道輪を
形成した後に、浸炭窒化焼入れ処理と３５０℃以上の温
度での焼き戻しを施すことにより、軌道面をなす鋼の残
留オーステナイト量を０％にすることが記載されてい
る。また、ＳＵＪ２に焼き戻し軟化抵抗性を付与する元
素が添加された鋼で軌道輪を形成した後に、焼入れ硬化
と３５０℃以上の温度での焼き戻しを施すことにより、
軌道面をなす鋼の残留オーステナイト量を０％にするこ
とが記載されている。さらに、転動体をセラミック製と
することにより、転動体に軌道面との接触による圧痕を
生じさせないようにすることが記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、振動に晒された場合の転がり軸受の音響
特性についての考慮がなされていないとともに、衝撃荷
重が加わった場合の音響特性の点でも改善の余地があ
る。すなわち、機器に加わる微小振動や揺動によって、
機器内の転がり軸受では、転動体と軌道輪との接触面に
フレッチング（接触する二面間が相対的な繰り返し微小
滑りを生じて摩耗する現象）が発生して、音響特性が劣
化するという問題点があるが、上記公報には、この点に
関する記載が全くなされていない。

【０００７】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、携帯して使用される小型
の情報機器用として好適な、音響特性に優れた転がり軸
受を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の転がり軸受は、軌道輪として、外輪と内輪
または内輪軌道面が軸に形成されている場合の軸とを有
する転がり軸受において、内輪（または軸）および外輪
のうちの少なくとも内輪（または軸）は、炭素含有率が
０．６重量％以上である軸受用鋼で形成され、軌道面に
浸炭窒化層を有し、転動体の直径の２％に相当する寸法
分だけ軌道面の表面から芯部側となる位置（２％Ｄａ深
さ位置）での窒素含有率（重量％）：Ｎｐと、この２％
Ｄａ深さ位置でのビッカース硬さ（Ｈｖ）：Ｈ_0.2とに
より、下記の（１）式で表される耐圧痕性倍数Ｇｄが
１．６以上であることを特徴とする。

【０００９】Ｇｄ＝（Ｈ_0.2／５００）＋２・Ｎｐ ……（１）本発明の転がり軸受は、軌道輪として、外輪と内輪また
は内輪軌道面が軸に形成されている場合の軸とを有する
転がり軸受において、内輪（または軸）および外輪のう
ちの少なくとも内輪（または軸）は、炭素含有率が０．
６重量％以上である軸受用鋼で形成され、軌道面に浸炭
窒化層を有し、転動体の直径の２％に相当する寸法分だ
け軌道面の表面から芯部側となる位置（２％Ｄａ深さ位
置）での残留オーステナイト量が１．０体積％以下であ
り、前記位置（２％Ｄａ深さ位置）での硬さがロックウ
エル硬さでＨＲＣ５８以上（ビッカース硬さでＨｖ６５
３以上）であり、前記位置での窒素含有率は０．０５重
量％以上であり、この窒素含有率（重量％）：Ｎｐと前
記位置でのビッカース硬さ（Ｈｖ）：Ｈ_0.2とにより、
下記の（１）式で表される耐圧痕性倍数Ｇｄが１．６以
上であることが好ましい。

【００１０】Ｇｄ＝（Ｈ_0.2／５００）＋２・Ｎｐ ……（１）本発明者は、軌道面に形成された浸炭窒化層が同じ硬さ
であっても、浸炭窒化層の窒素含有率が高い程、耐圧痕
性は良好となることを見出した。これは、日本機械学会
発行の書籍「金属材料の弾性係数」（昭和５５年１０
月）の１１頁に、「固溶体合金の弾性係数は、溶質原子
が格子間原子の場合は、結晶格子が大きく乱れて弾性係
数は必ず低下すると考えられている。」とあるように、
硬さが同じであっても窒素含有率が高いほど浸炭窒化層
の弾性係数は低くなるためであると考えられる。すなわ
ち、同じ硬さの浸炭窒化層が軌道面に形成されていて
も、窒素含有率の高い浸炭窒化層が形成されている方
が、軌道面の弾性変形能が高くなるため、転動体との接
触面圧がより小さくなって圧痕が生じ難くなる。

【００１１】本発明では、この浸炭窒化層の深さ方向に
おける最大剪断応力が加わる位置（転動体の直径の２％
に相当する寸法分だけ軌道面から芯部側となる位置）で
の窒素含有率を０．０５重量％以上とした。これによ
り、良好な耐圧痕性が得られるために必要な弾性変形能
が、浸炭窒化層に付与される。また、この浸炭窒化層の
前記位置での窒素含有率を０．０５重量％以上とするこ
とにより、転動体と軌道輪との接触面において、凝着摩
耗による摩耗量が小さくなるため、耐摩耗性が向上す
る。これに伴って、転動体と軌道輪との接触面にフレッ
チング損傷が生じ難くなるため、微小振動や揺動が加わ
った場合でも、転がり軸受の音響特性の劣化度合を小さ
くすることができる。前記位置での窒素含有率は０．１
重量％以上であることが好ましい。

【００１２】さらに、上記（１）式で表される耐圧痕性
倍数Ｇｄは、軌道面の硬さと弾性変形能との合計値を示
しているが、このＧｄを１．６以上とすることにより、
良好な耐圧痕性（耐衝撃性）が得られる。耐圧痕性倍数
Ｇｄは高いほど好ましく、特に性能上の上限値は特定さ
れないが、耐圧痕性倍数Ｇｄが高いほど材料や熱処理に
かかるコストが高くなるため、コストとの兼ね合いで耐
圧痕性倍数Ｇｄを適切な値に設定する。

【００１３】本発明においては、軌道面の前記深さ位置
（転動体の直径の２％に相当する寸法分だけ軌道面から
芯部側となる位置）での硬さをロックウエル硬さでＨＲ
Ｃ５８以上（ビッカース硬さでＨｖ６５３以上）として
いる。これにより、軸受として必要な軌道面の硬さが保
持される。また、軌道面の前記深さ位置での硬さは、Ｈ
ＲＣ６０（Ｈｖ６９７）以上であることが好ましい。

【００１４】本発明においては、内輪および外輪のうち
の少なくとも内輪を、炭素含有率が０．６重量％以上で
ある軸受用鋼で形成する。ここで、軸受用鋼とは、軸受
として必要な性能を発揮できる組成の鉄鋼材料を意味す
る。このような軸受用鋼としては、例えば、ＳＵＪ１〜
ＳＵＪ５の高炭素クロム軸受鋼、ＳＵＳ４４０Ｃ、１３
Ｃｒ系マルテンサイト系ステンレス鋼、ＳＣＲ４２０等
が挙げられる。

【００１５】このような軸受用鋼であって炭素含有率が
０．６重量％以上である鋼により形成された軌道輪に浸
炭窒化処理を施した後、例えば２５０〜３２０℃の温度
で焼き戻しを行うことにより、転動体の直径の２％に相
当する寸法分だけ軌道面の表面から芯部側となる位置
（２％Ｄａ深さ位置）での残留オーステナイト量を１．
０体積％以下とし、軌道面の硬さおよび前記深さ位置で
の硬さをＨＲＣ５８以上とすることができる。

【００１６】また、浸炭窒化処理後にサブゼロ処理を行
って、残留オーステナイトをマルテンサイトに誘起変態
させ、残留オーステナイト量を低減させてから、焼き戻
しを行うことが好ましい。このように焼き戻し前にサブ
ゼロ処理を行うことにより、焼き戻し前に残留オーステ
ナイトが極力分解されると、浸炭窒化処理後のマルテン
サイト組織の格子の乱れが大きくなって、浸炭窒化処理
によって生じる前述の弾性係数低下作用が促進される。

【００１７】本発明においては、内輪および外輪のうち
の少なくとも内輪が上述の構成となっていればよいが、
内輪および外輪のいずれについても上述の構成となって
いることが好ましい。本発明において、転動体は特に限
定されず、従来使用されているＳＵＪ２製のもの、セラ
ミック製のもの、ステンレス製のもの等いずれのもので
あってもよい。転動体がセラミック製であると、転動体
が金属製の場合と比較して耐フレッチング性は格段に向
上するが、軌道輪が従来品の場合には、軌道面とセラミ
ック製転動体との間に大きな接触面圧が生じるため、軌
道面の耐圧痕性は低下する。

【００１８】これに対して、本発明の転がり軸受では、
軌道輪を上述の構成とすることにより、転動体がセラミ
ック製であっても、軌道面の耐圧痕性は高く保持され
る。したがって、本発明の転がり軸受では、セラミック
製の転動体を用いることによって、軌道面の耐圧痕性を
高く保持しながら、より高い耐フレッチング性を得るこ
とができる。

【００１９】本発明の転がり軸受を構成する転動体とし
ては、また、Ｃｒを８重量％以上（好ましくは１２重量
％以上）含有するステンレス鋼で形成され、窒化処理に
より表面に窒化層が形成されていて、芯部は窒素と炭素
の合計含有率が０．４５重量％以上である転動体が好ま
しい。このように芯部の窒素と炭素の合計含有率を０．
４５重量％以上とすることにより、窒化処理後の高温焼
き戻しによって芯部が軟化することが防止される。

【００２０】また、このステンレス鋼にさらに、Ｍｏ、
Ｖ、Ｗ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｓｉ等の窒化物形成元素が添加さ
れていると、これらの微細な窒化物が形成されることに
よって転動体の耐久性が更に向上するため、コストとの
兼ね合いでこれらの元素を適量添加することが好まし
い。また、転動体と軌道輪（内輪または内輪軌道面を有
する軸体および外輪）との組合せとして、転動体の表面
硬さと軌道輪の軌道表面または２％Ｄａ深さ位置での硬
さとの差がＨｖ３００以上であることが好ましく、Ｈｖ
５００以上であることがより好ましい。これにより、耐
フレッチング性が特に良好となり、耐衝撃性（耐圧痕
性）も高く保持される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は、本発明の一実施形態に相当する転が
り軸受を示す断面図である。この転がり軸受は、内輪
１、外輪２、玉（転動体）３、保持器４で構成されてい
る玉軸受である。この実施形態では、ＪＩＳ呼び番号６
９５の玉軸受を、内輪１、外輪２、および玉３の材料と
熱処理条件を変化させて作製した。

【００２２】内輪１および外輪２については、下記の表
１に示す鉄鋼材料を用いて所定形状に形成した後、下記
の表２に示す各条件で、浸炭窒化処理または焼入れ処理
と焼き戻しを行った。一部についてはサブゼロ処理も行
った。なお、表２の「ＮＨ₃濃度」は「Ｒ_Xガス中の添
加するアンモニアガス濃度」であり、「表面加工」はシ
ョットピーニング加工である。ショットピーニング加工
によって、表面が硬化される。

【００２３】玉（転動体）３については、日本精工
（株）製のＪＩＳ呼び番号６９５の玉軸受で通常使用さ
れているＳＵＪ２製の玉（表面硬さＨｖ７８０）、また
は下記の表３に示す材料からなるものを用いた。なお、
表３のＢ１，Ｂ２，Ｂ３製の玉に対しては窒化処理が施
されていて、表面硬さが表３に記載の値になっている。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】

【表３】

【００２７】これらの内輪、外輪、および玉を下記の表
４および５に示すように組み合わせて、サンプルNo. Ａ
−１〜Ａ−２１（実施例）およびＢ−１〜Ｂ−１５（比
較例）の転がり軸受を作製した。なお、各サンプル内で
内輪と外輪は、全て同じ材料および条件で作製されたも
のを使用した。また、保持器４としてはプラスチック製
の保持器を用いた。潤滑剤としては、防錆油と鉱油系グ
リースを用いた。

【００２８】内輪および外輪については、玉の直径の２
％に相当する寸法分だけ軌道表面から芯部側となる位置
（２％Ｄａ深さ位置）での残留オーステナイト量（体積
％）：γ_R、２％Ｄａ深さ位置でのビッカース硬さ（Ｈ
ｖ）：Ｈ_0.2、２％Ｄａ深さ位置での窒素含有率（重量
％）：Ｎｐを測定した。また、Ｈ_0.2およびＮｐの測定
値から、上記（１）式を用いて耐圧痕性倍数Ｇｄを算出
した。これらの結果も下記の表４および５に併せて示
す。

【００２９】なお、残留オーステナイト量はＸ線回折法
によって測定した。２％Ｄａ深さ位置での窒素含有率
（Ｎｐ）はＥＰＭＡ装置を用い、軌道溝の断面の窒素含
有率を深さ方向で分析することによって測定した。２％
Ｄａ深さ位置でのビッカース硬さ（Ｈ_0.2）は、軌道溝
の面を研削して溝の断面の２％Ｄａ深さ位置を露出さ
せ、この露出面のビッカース硬さを試験荷重１００ｇで
直接測定した。

【００３０】また、各サンプルの軸受について、耐衝撃
性と耐フレッチング性を以下の方法で調べた。先ず、各
サンプルの軸受に、アキシャル方向に予圧を１．２ｋｇ
ｆかけて、回転速度１８００ｒｐｍで回転させた時のア
キシャル振動加速度（Ｇ値）を、初期値として測定し
た。次に、アキシャル荷重を１．２ｋｇｆ付加して同じ
条件で回転させてＧ値を測定した。次に、アキシャル荷
重を５ｋｇｆとして、それ以降はアキシャル荷重を０．
５ｋｇｆずつ増加させながら、同じ条件で回転させてＧ
値を測定することを繰り返した。Ｇ値の測定値が初期値
より２０ｍＧ増加した時のアキシャル荷重を耐衝撃荷重
値とした。

【００３１】次に、各サンプルの耐衝撃荷重値につい
て、サンプルNo. Ｂ−６の耐衝撃荷重値を基準（「１．
００」）とした相対値を算出し、この相対値で、各サン
プルの相対的な耐衝撃性（耐圧痕性）を評価した。この
値が大きいほど耐衝撃性（耐圧痕性）が高いことを意味
する。この値も下記の表４および５に併せて示す。耐フ
レッチング性については、予圧：１．２ｋｇｆ、揺動角
度：２°、揺動周波数：２７Ｈｚ、揺動回数：３０万回
の条件で、各サンプルの軸受を揺動させる試験を行っ
た。この揺動試験開始前と後に音響値（前記条件のＧ
値）を測定し、揺動試験による音響値の劣化量を算出し
た。

【００３２】次に、各サンプルの音響値の劣化量につい
て、サンプルNo. Ｂ−６の値を基準（「１．００」）と
した相対値を算出し、この相対値で、各サンプルの相対
的な耐フレッチング性を評価した。この値が小さいほど
耐フレッチング性が高いことを意味する。この値も下記
の表４および５に併せて示す。

【００３３】

【表４】

【００３４】

【表５】

【００３５】これらの結果から得られたＧｄ値と耐衝撃
性（相対値）との関係を図２に、Ｇｄ値と耐フレッチン
グ性（相対値）との関係を図３に、２％Ｄａ深さ位置で
の窒素含有率（Ｎｐ値）と耐フレッチング性（相対値）
および耐衝撃性（相対値）との関係を図４に、それぞれ
グラフで示す。また、図５のグラフは、内外輪および転
動体ともＳＵＪ２製であって、通常の焼入れや浸炭窒化
により処理したサンプルのデータから得られた、Ｇｄ値
と耐衝撃性（相対値）との関係を示すグラフである。す
なわち、表４および５のデータから、故意に特殊な熱処
理や加工を行ったものを除いたデータを用いて得られた
グラフである。

【００３６】除かれたデータとしては、内外輪の材料を
変えたものや、低温焼き戻しにより残留オーステナイト
量を故意に残す熱処理や、必要以上の高温焼き戻しによ
り硬さを低下させたもの、故意にＮｐが低くなる熱処理
を行ったもの、通常の範囲を超えた高温からの焼入れを
行ったもの、熱処理後に強加工を加えたもの等がある。
この図５のグラフから、上記（１）式で表される耐圧痕
性倍数Ｇｄが１．６以上（本発明の範囲）であると、著
しく耐衝撃性が向上することが分かる。

【００３７】また更に、これらの結果から分かるよう
に、内輪および外輪が、炭素含有率が０．６重量％以上
である軸受用鋼で形成され、軌道面に浸炭窒化層を有
し、２％Ｄａ深さ位置での残留オーステナイト量が１．
０体積％以下であり、２％Ｄａ深さ位置でのビッカース
硬さＨ_0.2がＨｖ６５３（ＨＲＣ５８）以上であり、２
％Ｄａ深さ位置での窒素含有率（Ｎｐ）が０．０５重量
％以上であり、上記（１）式で表される耐圧痕性倍数Ｇ
ｄが１．６以上であるという全ての条件を満たす実施例
Ａ−１〜Ａ−２１の軸受は、比較例Ｂ−６と比較して、
耐衝撃性（耐圧痕性）および耐フレッチング性のいずれ
についても優れている。

【００３８】これに対して、これらの条件の少なくとも
一つを満たさない比較例Ｂ−１〜Ｂ−１５の軸受は、耐
衝撃性（耐圧痕性）および耐フレッチング性のいずれか
の点で、実施例Ａ−１〜Ａ−２１の軸受よりも劣ってい
る。すなわち、Ｇｄ値が１．６以上であるという条件を
満たすサンプル（Ｂ−１〜Ｂ−４，Ｂ−１１）は、耐衝
撃性および耐フレッチング性が良好であるという傾向は
ある。しかしながら、Ｂ−１の軸受は、内輪および外輪
の焼き戻し温度が３５０〜４００℃と高過ぎたため、２
％Ｄａ深さ位置でのビッカース硬さＨ_0.2がＨｖ６５３
（ＨＲＣ５８）未満となった。その結果、耐衝撃性およ
び耐フレッチング性の向上効果はさほど得られなかっ
た。

【００３９】Ｂ−２の軸受は、２％Ｄａ深さ位置での窒
素含有率（Ｎｐ）が０．０５重量％未満であったため、
特に耐フレッチング性の向上効果がほとんど得られなか
った。Ｂ−３の軸受は、軌道面をなす鋼の残留オーステ
ナイト量が３４体積％と非常に多かったため、耐衝撃性
が悪く、耐フレッチング性の向上効果もあまり得られな
かった。

【００４０】Ｂ−４の軸受は、内輪および外輪を炭素含
有率が０．６重量％未満である鋼で形成してあるため、
耐衝撃性および耐フレッチング性の向上効果はほとんど
得られなかった。Ｂ−１１の軸受は、内輪および外輪を
熱処理後にショットピーニングすることによって軌道面
の硬さを向上させているため、耐衝撃性の向上効果は得
られている。しかしながら、内輪および外輪の軌道面に
浸炭窒化層が形成されていないため、耐フレッチング性
の向上効果はほとんど得られなかった。

【００４１】また、Ｂ−５〜Ｂ−８，Ｂ−１０，Ｂ−１
２〜Ｂ−１５の軸受は、軌道面をなす鋼の残留オーステ
ナイト量は０であるが、Ｇｄ値が１．６以上であるとい
う条件を満たさないため、耐衝撃性および耐フレッチン
グ性のいずれの点でも良好なものにはなっていない。一
方、実施例Ａ−１〜Ａ−２１内での比較では、ＳＵＪ２
製以外の転動体（玉）を使用したＡ−１８〜Ａ−２１の
軸受が、耐衝撃性（耐圧痕性）および耐フレッチング性
のいずれの点でも特に優れている。これは、内輪および
外輪が条件の全てを満たした上で、玉の硬さ（Ｈｖ１３
２０〜１４７０）とＳＵＪ２製である内外輪の軌道面の
硬さ（Ｈｖ６９８）との差が３００以上と大きいためで
ある。さらに、Ａ−１８〜Ａ−２０の軸受は、玉の表面
硬さと内外輪の軌道溝の表面および２％Ｄａ深さ位置で
の硬さとの差がＨｖで５００以上であるため、より一層
耐衝撃性および耐フレッチング性に優れている。すなわ
ち、軌道面の面圧が下がることによって耐衝撃性が高く
なり、浸炭窒化層を設けることによって耐フレッチング
性が高くなる。

【００４２】ただし、玉の硬さと内外輪の軌道面の硬さ
との差がＨｖで３００以上と大きい場合でも、内輪およ
び外輪が全ての条件を満たしていない場合には、Ｂ−１
２〜Ｂ−１５の軸受のように、耐フレッチング性の点で
は優れているが、耐衝撃性（耐圧痕性）は悪くなる。ま
た、内輪および外輪の熱処理条件のみが異なる実施例Ａ
−１〜Ａ−１４のうち、Ａ−１１〜Ａ−１４の軸受は、
Ａ−１〜Ａ−１０の軸受よりも、耐衝撃性および耐フレ
ッチング性のいずれについても少し性能が劣っている。
このうち、Ａ−１１，Ａ−１２の軸受は、焼き戻し前に
サブゼロ処理を行っていない。Ａ−１３，Ａ−１４の軸
受は、焼き戻し温度が３００〜３４０℃と他のサンプル
の焼き戻し温度（２５０〜２９０℃）より高い。したが
って、内輪および外輪の熱処理条件としては、焼き戻し
前にサブゼロ処理を行うこと、および焼き戻し温度を２
５０〜２９０℃程度にすることが好ましい。

【００４３】図２のグラフから分かるように、内輪およ
び外輪のＧｄ値が１．６以上となると耐衝撃性が良好と
なり、Ｇｄ値が大きいほど耐衝撃性向上効果は高くなる
が、Ｇｄ値が２．０以上となると耐衝撃性向上効果は徐
々に飽和していく。また、図３のグラフから分かるよう
に、Ｇｄ値が１．６以上となると耐フレッチング性が良
好となり、Ｇｄ値が大きいほど耐フレッチング性向上効
果は高くなるが、Ｇｄ値が２．０以上となると耐フレッ
チング性向上効果は徐々に飽和していく。

【００４４】したがって、必要以上にＧｄ値を大きくし
ても、耐衝撃性および耐フレッチング性の向上効果は飽
和し、熱処理や加工にかかる費用が高くなるため、内輪
および外輪のＧｄ値は１．６以上３．０以下とすること
が好ましい。また、図４のグラフから分かるように、内
輪および外輪の２％Ｄａ深さ位置での窒素含有率（Ｎ
ｐ）が０．０５重量％以上となると、耐衝撃性および耐
フレッチング性が良好となり、Ｇｄ値が大きいほどこれ
らの向上効果は高くなる。特に、２％Ｄａ深さ位置での
窒素含有率（Ｎｐ）が０．１重量％以上となると、これ
らの向上効果はより一層高くなる。しかしながら、Ｎｐ
値が０．６重量％を超えると、研削加工性が低下するた
め、内輪および外輪の２％Ｄａ深さ位置での窒素含有率
（Ｎｐ）は０．０５重量％以上０．６重量％以下である
ことが好ましく、０．１重量％以上０．６重量％以下で
あることがより好ましい。

【００４５】なお、この実施形態では、内輪および外輪
のいずれについても本発明の条件を満たす構成としてあ
るが、内輪のみについて本発明の条件を満たす構成であ
っても、本発明の転がり軸受は、従来の転がり軸受より
も良好な耐衝撃性（耐圧痕性）および耐フレッチング性
が得られる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の転がり軸
受によれば、従来の転がり軸受よりも良好な耐衝撃性
（耐圧痕性）および耐フレッチング性を有するため、振
動に晒された場合および衝撃荷重が加わった場合のいず
れの場合でも優れた音響特性が得られる。したがって、
携帯して使用される小型の情報機器用として好適な転が
り軸受が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に相当する転がり軸受を示
す断面図である。

【図２】実施形態の試験結果から得られた、Ｇｄ値と耐
衝撃性（相対値）との関係を示すグラフである。

【図３】実施形態の試験結果から得られた、Ｇｄ値と耐
フレッチング性（相対値）との関係を示すグラフであ
る。

【図４】実施形態の試験結果から得られた、２％Ｄａ深
さ位置での窒素含有率（Ｎｐ値）と耐フレッチング性
（相対値）および耐衝撃性（相対値）との関係を示すグ
ラフである。

【図５】内外輪および転動体ともＳＵＪ２製であって、
通常の焼入れや浸炭窒化により処理したサンプルのデー
タから得られた、Ｇｄ値と耐衝撃性（相対値）との関係
を示すグラフである。

【符号の説明】

１内輪２外輪３玉（転動体）４保持器

フロントページの続き (72)発明者吉川朋伸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 AA72 BA70 DA02 EA02 FA01 GA24 GA29 GA53

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軌道輪として、外輪と内輪または内輪軌
道面が軸に形成されている場合の軸とを有する転がり軸
受において、内輪（または軸）および外輪のうちの少なくとも内輪
（または軸）は、炭素含有率が０．６重量％以上である軸受用鋼で形成さ
れ、軌道面に浸炭窒化層を有し、転動体の直径の２％に
相当する寸法分だけ軌道面の表面から芯部側となる位置
（２％Ｄａ深さ位置）での窒素含有率（重量％）：Ｎｐ
と、この２％Ｄａ深さ位置でのビッカース硬さ（Ｈ
ｖ）：Ｈ_0.2とにより、下記の（１）式で表される耐圧
痕性倍数Ｇｄが１．６以上であることを特徴とする転が
り軸受。Ｇｄ＝（Ｈ_0.2／５００）＋２・Ｎｐ ……（１）