JP2002070873A - 転がり軸受 - Google Patents
転がり軸受Info
- Publication number
- JP2002070873A JP2002070873A JP2000256587A JP2000256587A JP2002070873A JP 2002070873 A JP2002070873 A JP 2002070873A JP 2000256587 A JP2000256587 A JP 2000256587A JP 2000256587 A JP2000256587 A JP 2000256587A JP 2002070873 A JP2002070873 A JP 2002070873A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide film
- iron oxide
- bearing
- rolling
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】軸受内部に水が混入した場合の早期剥離を防止
する。 【解決手段】軌道輪の軌道面および／または転動体の転
動面に、焼入れ、焼き戻し後に温度２０℃以上３００℃
以下のオゾン雰囲気で厚さ１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下
の酸化鉄皮膜を形成する。
する。 【解決手段】軌道輪の軌道面および／または転動体の転
動面に、焼入れ、焼き戻し後に温度２０℃以上３００℃
以下のオゾン雰囲気で厚さ１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下
の酸化鉄皮膜を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、転がり軸受に関す
る。特に、潤滑油に水分が混入され易い環境で使用され
る転がり軸受、例えば、自動車ではトランスミッション
やハブユニットやエンジン補機用、鉄鋼機械ではガイド
ロールやバックアップロール用、鉄道の車両用、建設機
械用、農業機械用、製紙機械のドライヤロール用等の転
がり軸受として好適なものに関する。
る。特に、潤滑油に水分が混入され易い環境で使用され
る転がり軸受、例えば、自動車ではトランスミッション
やハブユニットやエンジン補機用、鉄鋼機械ではガイド
ロールやバックアップロール用、鉄道の車両用、建設機
械用、農業機械用、製紙機械のドライヤロール用等の転
がり軸受として好適なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車のホイール用軸受は、路面の泥水
や雨水の影響で軸受内に水が浸入し易いため、軸受内部
の潤滑油に水が混入し易い。また、鉄鋼の連続鋳造設備
のガイドロール用軸受や圧延機のバックアップロール用
軸受でも、冷却水等の水が軸受内部の潤滑油に混入し易
い。さらに、製紙用機械のドライヤロールは、水分を含
んだ紙を乾燥させる過程で使用されるため、ドライヤロ
ール用軸受内部の潤滑油に水蒸気が混入し易い。
や雨水の影響で軸受内に水が浸入し易いため、軸受内部
の潤滑油に水が混入し易い。また、鉄鋼の連続鋳造設備
のガイドロール用軸受や圧延機のバックアップロール用
軸受でも、冷却水等の水が軸受内部の潤滑油に混入し易
い。さらに、製紙用機械のドライヤロールは、水分を含
んだ紙を乾燥させる過程で使用されるため、ドライヤロ
ール用軸受内部の潤滑油に水蒸気が混入し易い。
【０００３】転がり軸受内部の潤滑油に水が混入する
と、転がり軸受の耐久性が大きく低下することは一般に
知られている。「『表面起点及び内部起点の転がり疲れ
について』ＮＳＫ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｊｏｕｒｎａｌ，
Ｎｏ．６３６，ｐｐ１〜１０、１９７７、古村、城田、
平川」には、転がり軸受内部の潤滑油に例えば６％の水
が混入すると、水の混入がない場合と比較して転がり寿
命が数分の１から２０分の１程度に低下することが報告
されている。
と、転がり軸受の耐久性が大きく低下することは一般に
知られている。「『表面起点及び内部起点の転がり疲れ
について』ＮＳＫ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｊｏｕｒｎａｌ，
Ｎｏ．６３６，ｐｐ１〜１０、１９７７、古村、城田、
平川」には、転がり軸受内部の潤滑油に例えば６％の水
が混入すると、水の混入がない場合と比較して転がり寿
命が数分の１から２０分の１程度に低下することが報告
されている。
【０００４】また、軸受内部の潤滑油に水が混入する
と、水の混入量が１００ｐｐｍ程度と微量であっても、
軸受の転がり疲れ強さは３２〜４８％低下することが、
「『Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ ａｎｄ Ｏｘ
ｙｇｅｎ Ｄｕｒｉｎｇ Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｃｏｎｔａ
ｃｔ Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ』Ｗｅａｒ，Ｎｏ．１
２，ｐｐ．３３〜３４２，１９６８，Ｐ．Ｓｃｈａｔｚ
ｂｅｒｇ，Ｉ．Ｍ．Ｆｅｌｓｅｎ」に報告されている。
と、水の混入量が１００ｐｐｍ程度と微量であっても、
軸受の転がり疲れ強さは３２〜４８％低下することが、
「『Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ ａｎｄ Ｏｘ
ｙｇｅｎ Ｄｕｒｉｎｇ Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｃｏｎｔａ
ｃｔ Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ』Ｗｅａｒ，Ｎｏ．１
２，ｐｐ．３３〜３４２，１９６８，Ｐ．Ｓｃｈａｔｚ
ｂｅｒｇ，Ｉ．Ｍ．Ｆｅｌｓｅｎ」に報告されている。
【０００５】そのため、従来は、接触ゴムシール等を設
けることにより、軸受内部に水が入ることを防止してい
る。しかしながら、軸受の内部だけでなく軸受外部のチ
ョックにも接触ゴムシールを設けた構造としても、潤滑
油への水の浸入を完全に防止することはできない。一
方、特開平２−１９０６１５号公報および実開平６−４
３３４９号公報には、軸受が高速回転且つ高荷重で使用
されると、局部的に高温高圧状態となった転走面の金属
表面が触媒作用をすることによって、潤滑油やグリース
が分解して水素が発生し、この水素が鋼内に侵入して水
素脆化が引き起こされ、早期に剥離が生じることが記載
されている。この水素は、主に、潤滑油やグリース中の
水（元々含まれている水分、あるいは保管時や使用時に
混入した水）の分解によって生じると考えられる。
けることにより、軸受内部に水が入ることを防止してい
る。しかしながら、軸受の内部だけでなく軸受外部のチ
ョックにも接触ゴムシールを設けた構造としても、潤滑
油への水の浸入を完全に防止することはできない。一
方、特開平２−１９０６１５号公報および実開平６−４
３３４９号公報には、軸受が高速回転且つ高荷重で使用
されると、局部的に高温高圧状態となった転走面の金属
表面が触媒作用をすることによって、潤滑油やグリース
が分解して水素が発生し、この水素が鋼内に侵入して水
素脆化が引き起こされ、早期に剥離が生じることが記載
されている。この水素は、主に、潤滑油やグリース中の
水（元々含まれている水分、あるいは保管時や使用時に
混入した水）の分解によって生じると考えられる。
【０００６】これらの公報には、軸受の転走面（軌道輪
の軌道面等）に厚さ０．１〜２．５μｍの酸化皮膜（酸
化鉄皮膜）を設けることにより、軸受の転走面を不活性
化して触媒作用をなくし、潤滑剤の分解による水素の発
生を防止することが記載されている。また、酸化皮膜の
形成方法として、低温加熱（１３０〜１６０℃）のカセ
イソーダ（ＮａＯＨ）水溶液中への浸漬により四三酸化
鉄皮膜を形成する「黒染め処理法」や、硝酸アルコー
ル、塩酸、硫酸などの酸化水溶液中で転走面を色が付く
程度に腐食する方法、転走面にグリースを封入した状態
で軸受を大気中において２００℃以下で加熱保持する方
法が例示されている。
の軌道面等）に厚さ０．１〜２．５μｍの酸化皮膜（酸
化鉄皮膜）を設けることにより、軸受の転走面を不活性
化して触媒作用をなくし、潤滑剤の分解による水素の発
生を防止することが記載されている。また、酸化皮膜の
形成方法として、低温加熱（１３０〜１６０℃）のカセ
イソーダ（ＮａＯＨ）水溶液中への浸漬により四三酸化
鉄皮膜を形成する「黒染め処理法」や、硝酸アルコー
ル、塩酸、硫酸などの酸化水溶液中で転走面を色が付く
程度に腐食する方法、転走面にグリースを封入した状態
で軸受を大気中において２００℃以下で加熱保持する方
法が例示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の酸化皮膜の形成方法には設備コストが高いことや、処
理時間がかかる等の問題点がある。また、酸化皮膜の厚
さを０．１〜２．５μｍと比較的厚くする必要があるこ
とから、表面粗さが粗くなって、軸受荷重が大きい場合
に振動が大きくなる可能性もある。
の酸化皮膜の形成方法には設備コストが高いことや、処
理時間がかかる等の問題点がある。また、酸化皮膜の厚
さを０．１〜２．５μｍと比較的厚くする必要があるこ
とから、表面粗さが粗くなって、軸受荷重が大きい場合
に振動が大きくなる可能性もある。
【０００８】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、軸受転走面に酸化鉄皮膜
を設けることにより、軸受内部に水が混入した場合の早
期剥離を防止する方法において、酸化鉄皮膜を従来技術
よりも簡単な方法で且つ薄い膜厚で形成し、しかも良好
な早期剥離防止効果が得られるようにすることを課題と
する。
着目してなされたものであり、軸受転走面に酸化鉄皮膜
を設けることにより、軸受内部に水が混入した場合の早
期剥離を防止する方法において、酸化鉄皮膜を従来技術
よりも簡単な方法で且つ薄い膜厚で形成し、しかも良好
な早期剥離防止効果が得られるようにすることを課題と
する。
【０００９】
【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、内輪、外輪、および転動体の少なくとも
いずれかは、軌道輪の軌道面および／または転動体の転
動面に、焼入れ、焼き戻し後に温度２０℃以上３００℃
以下のオゾン雰囲気（オゾン濃度５〜１００ｐｐｍ）で
厚さ１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の酸化鉄皮膜が形成さ
れたものである転がり軸受を提供する。前記酸化鉄皮膜
の厚さは５ｎｍ以上１００ｎｍ未満（９５ｎｍ以下）で
あることが好ましい。
に、本発明は、内輪、外輪、および転動体の少なくとも
いずれかは、軌道輪の軌道面および／または転動体の転
動面に、焼入れ、焼き戻し後に温度２０℃以上３００℃
以下のオゾン雰囲気（オゾン濃度５〜１００ｐｐｍ）で
厚さ１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の酸化鉄皮膜が形成さ
れたものである転がり軸受を提供する。前記酸化鉄皮膜
の厚さは５ｎｍ以上１００ｎｍ未満（９５ｎｍ以下）で
あることが好ましい。
【００１０】オゾン雰囲気での酸化鉄皮膜形成のタイミ
ングは、焼入れ、焼き戻し後であればいずれのタイミン
グでもよい。すなわち、研磨や超仕上げ等の仕上げ加工
を行った後で行ってもよいし、仕上げ加工の雰囲気をオ
ゾン雰囲気とすることにより仕上げ加工と同時に行って
もよい。酸化鉄皮膜の形成をオゾン雰囲気で行うことに
より、２０℃以上３００℃以下の温度範囲で酸化鉄皮膜
を形成することができる。オゾン雰囲気での酸化鉄皮膜
形成時の温度が２０℃未満であると、厚さ１ｎｍ以上の
酸化鉄皮膜を短時間で形成することが困難である。３０
０℃を超えると、急激な反応で酸化鉄皮膜が形成される
ため、酸化鉄皮膜の厚さにムラが生じ易くなる。場合に
よっては、スケールが発生して酸化鉄皮膜の表面にピッ
トができ、表面粗さが低下して振動が発生し易くなる。
オゾン雰囲気での酸化鉄皮膜形成時の温度を１００℃以
上３００℃以下とすると、安定した酸化鉄皮膜を短時間
で形成することができるため好ましい。
ングは、焼入れ、焼き戻し後であればいずれのタイミン
グでもよい。すなわち、研磨や超仕上げ等の仕上げ加工
を行った後で行ってもよいし、仕上げ加工の雰囲気をオ
ゾン雰囲気とすることにより仕上げ加工と同時に行って
もよい。酸化鉄皮膜の形成をオゾン雰囲気で行うことに
より、２０℃以上３００℃以下の温度範囲で酸化鉄皮膜
を形成することができる。オゾン雰囲気での酸化鉄皮膜
形成時の温度が２０℃未満であると、厚さ１ｎｍ以上の
酸化鉄皮膜を短時間で形成することが困難である。３０
０℃を超えると、急激な反応で酸化鉄皮膜が形成される
ため、酸化鉄皮膜の厚さにムラが生じ易くなる。場合に
よっては、スケールが発生して酸化鉄皮膜の表面にピッ
トができ、表面粗さが低下して振動が発生し易くなる。
オゾン雰囲気での酸化鉄皮膜形成時の温度を１００℃以
上３００℃以下とすると、安定した酸化鉄皮膜を短時間
で形成することができるため好ましい。
【００１１】また、仕上げ加工の雰囲気をオゾン雰囲気
として行うことにより、仕上げ加工と同時にオゾン雰囲
気での酸化鉄皮膜形成を行う場合には、常温（２０℃以
上２５℃以下）でも安定した酸化鉄皮膜を短時間で形成
することができる。
として行うことにより、仕上げ加工と同時にオゾン雰囲
気での酸化鉄皮膜形成を行う場合には、常温（２０℃以
上２５℃以下）でも安定した酸化鉄皮膜を短時間で形成
することができる。
【００１２】
【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。 ［第１実施形態］試験用の転がり軸受として、呼び番号
６２０６に相当する単列深溝玉軸受の内輪、外輪、およ
び玉（転動体）を、以下のようにして作製した。
説明する。 ［第１実施形態］試験用の転がり軸受として、呼び番号
６２０６に相当する単列深溝玉軸受の内輪、外輪、およ
び玉（転動体）を、以下のようにして作製した。
【００１３】先ず、高炭素クロム軸受鋼２種（ＳＵＪ
２）からなる素材を用い、粗い精度で切削加工を行った
後、被加工物に対して、焼入れ（８３０〜８６０℃、油
冷却）を行った後、１７０〜２２０℃で焼き戻しを行っ
た。これにより、被加工物の表面硬さをＨＲＣ５７〜６
３とし、残留オーステナイト量を０〜２０体積％にし
た。次に、研磨による仕上げ加工を行うことにより、内
輪および外輪の表面粗さ（Ｒａ）を０．０１〜０．０３
μｍとし、玉の表面粗さ（Ｒａ）を０．００３〜０．０
１０μｍとした。
２）からなる素材を用い、粗い精度で切削加工を行った
後、被加工物に対して、焼入れ（８３０〜８６０℃、油
冷却）を行った後、１７０〜２２０℃で焼き戻しを行っ
た。これにより、被加工物の表面硬さをＨＲＣ５７〜６
３とし、残留オーステナイト量を０〜２０体積％にし
た。次に、研磨による仕上げ加工を行うことにより、内
輪および外輪の表面粗さ（Ｒａ）を０．０１〜０．０３
μｍとし、玉の表面粗さ（Ｒａ）を０．００３〜０．０
１０μｍとした。
【００１４】次に、内輪および外輪について、下記の表
１に記載の各条件で酸化鉄皮膜を形成した。オゾン雰囲
気での皮膜形成は、紫外線ランプ（ＭＤＣＯＭ社製の無
電極エキシマランプ）を利用したオゾン発生装置から恒
温槽内にオゾンを導入して、恒温槽内をオゾン濃度５〜
１００ｐｐｍの雰囲気とし、この恒温槽内に内輪および
外輪を入れ、この恒温槽内を所定の温度に保持すること
で行った。なお、黒染め処理は、低温加熱（１３０〜１
６０℃）のカセイソーダ（ＮａＯＨ）水溶液中に、内輪
および外輪を所定時間浸漬することで行った。
１に記載の各条件で酸化鉄皮膜を形成した。オゾン雰囲
気での皮膜形成は、紫外線ランプ（ＭＤＣＯＭ社製の無
電極エキシマランプ）を利用したオゾン発生装置から恒
温槽内にオゾンを導入して、恒温槽内をオゾン濃度５〜
１００ｐｐｍの雰囲気とし、この恒温槽内に内輪および
外輪を入れ、この恒温槽内を所定の温度に保持すること
で行った。なお、黒染め処理は、低温加熱（１３０〜１
６０℃）のカセイソーダ（ＮａＯＨ）水溶液中に、内輪
および外輪を所定時間浸漬することで行った。
【００１５】次に、各条件で酸化鉄皮膜が形成された内
輪および外輪について、酸化鉄皮膜の厚さと軌道面の硬
さ（ロックウエルＣ硬度：ＨＲＣ）を測定した。これら
の測定結果も下記の表１に併せて示す。次に、これらの
内輪、外輪、および玉からなる転がり軸受を、図１に示
す試験機に取り付けて、潤滑油に水が混入した状態での
寿命を調べる試験を行った。この寿命試験は、同じ構成
の試験用軸受を１０個ずつ用意して行った。
輪および外輪について、酸化鉄皮膜の厚さと軌道面の硬
さ（ロックウエルＣ硬度：ＨＲＣ）を測定した。これら
の測定結果も下記の表１に併せて示す。次に、これらの
内輪、外輪、および玉からなる転がり軸受を、図１に示
す試験機に取り付けて、潤滑油に水が混入した状態での
寿命を調べる試験を行った。この寿命試験は、同じ構成
の試験用軸受を１０個ずつ用意して行った。
【００１６】この試験機は、転がり軸受１が取り付けら
れたハウジング２の全体と、軸３の基端部３１以外の部
分とが囲い部材４で覆われており、この囲い部材４内の
上部に、転がり軸受１の内部に潤滑油を供給する給油ノ
ズル５が設置されている。給油ノズル５には、配管６１
を通して油タンク６から潤滑油が供給されるようになっ
ている。
れたハウジング２の全体と、軸３の基端部３１以外の部
分とが囲い部材４で覆われており、この囲い部材４内の
上部に、転がり軸受１の内部に潤滑油を供給する給油ノ
ズル５が設置されている。給油ノズル５には、配管６１
を通して油タンク６から潤滑油が供給されるようになっ
ている。
【００１７】囲い部材４内に落ちた潤滑油は、廃油管６
２から油タンク６に戻されるようになっている。配管６
１の上流側には、潤滑油中の異物（ゴミ等）を取り除く
フィルター６３が取り付けられている。また、囲い部材
４の上部には、ハウジング２を介して転がり軸受１に負
荷を与える負荷レバー７が設けてある。潤滑油としては
「ＩＳＯ ＶＧ６８」（日石ＲＯ６８）を用い、これに
水道水を５体積％の含有率で含有させて油タンク６内に
入れた。試験条件は、試験荷重Ｆｒ９００ｋｇｆ、回転
速度３９００ｒｐｍ、内輪回転とした。
２から油タンク６に戻されるようになっている。配管６
１の上流側には、潤滑油中の異物（ゴミ等）を取り除く
フィルター６３が取り付けられている。また、囲い部材
４の上部には、ハウジング２を介して転がり軸受１に負
荷を与える負荷レバー７が設けてある。潤滑油としては
「ＩＳＯ ＶＧ６８」（日石ＲＯ６８）を用い、これに
水道水を５体積％の含有率で含有させて油タンク６内に
入れた。試験条件は、試験荷重Ｆｒ９００ｋｇｆ、回転
速度３９００ｒｐｍ、内輪回転とした。
【００１８】フィルター６３を配管６１に取り付けて、
囲い部材４内の転がり軸受１に異物が混入されていない
潤滑油を供給しながら回転させた。回転試験中に軸受に
生じる振動を測定し、回転中の振動値が初期振動値の５
倍となった時点で試験を中断して、フレーキングが生じ
ているかどうかを調べた。試験を中断した場合にはその
時点までの回転時間を寿命時間とした。１００時間回転
しても振動値が初期振動値の５倍とならなかったものに
ついては、１００時間回転後にフレーキングが生じてい
るかどうかを調べて、寿命時間を１００時間とした。ま
た、１０個の試験用軸受の寿命時間をワイブル分布関数
により整理し、短寿命側から１０％の軸受にフレーキン
グが生じるまでの総回転時間を求めて、これを評価時間
とした。
囲い部材４内の転がり軸受１に異物が混入されていない
潤滑油を供給しながら回転させた。回転試験中に軸受に
生じる振動を測定し、回転中の振動値が初期振動値の５
倍となった時点で試験を中断して、フレーキングが生じ
ているかどうかを調べた。試験を中断した場合にはその
時点までの回転時間を寿命時間とした。１００時間回転
しても振動値が初期振動値の５倍とならなかったものに
ついては、１００時間回転後にフレーキングが生じてい
るかどうかを調べて、寿命時間を１００時間とした。ま
た、１０個の試験用軸受の寿命時間をワイブル分布関数
により整理し、短寿命側から１０％の軸受にフレーキン
グが生じるまでの総回転時間を求めて、これを評価時間
とした。
【００１９】これらの結果も下記の表１に示す。また、
これらの結果から得られた、酸化鉄皮膜の厚さと評価時
間（寿命時間）との関係を図２にグラフで示す。
これらの結果から得られた、酸化鉄皮膜の厚さと評価時
間（寿命時間）との関係を図２にグラフで示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】この表および図２のグラフから分かるよう
に、焼入れ、焼き戻し後に温度２０℃以上３００℃以下
のオゾン雰囲気で厚さ１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の酸
化鉄皮膜が形成されたもの（No. １〜１３）は、これら
の以外のもの（No. １４〜１９）と比較して寿命が長
く、剥離が生じた場合でも試験体１０個中の４個以下で
あった。特に、厚さが５ｎｍ以上９８ｎｍ以下であるも
の（No. ２〜７）は、１００時間経過後も剥離が生じ
ず、寿命が特に長かった。
に、焼入れ、焼き戻し後に温度２０℃以上３００℃以下
のオゾン雰囲気で厚さ１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の酸
化鉄皮膜が形成されたもの（No. １〜１３）は、これら
の以外のもの（No. １４〜１９）と比較して寿命が長
く、剥離が生じた場合でも試験体１０個中の４個以下で
あった。特に、厚さが５ｎｍ以上９８ｎｍ以下であるも
の（No. ２〜７）は、１００時間経過後も剥離が生じ
ず、寿命が特に長かった。
【００２２】これに対して、No. １４では酸化鉄皮膜形
成処理を行わなかったため、No. １５では酸化鉄皮膜形
成処理を大気中で行ったため、No. １６では処理温度が
１０℃と低かったため、十分な厚さの酸化鉄皮膜が得ら
れず、早期に剥離が生じた。No. １７では、酸化鉄皮膜
形成をオゾン雰囲気で行ったが厚さが２８９０ｎｍと厚
かったため、この皮膜が脆い酸化スケールとなっていて
表面にピットが多く発生し、内輪外輪ともに、このピッ
トを起点とした剥離が生じており、寿命が短かった。
成処理を行わなかったため、No. １５では酸化鉄皮膜形
成処理を大気中で行ったため、No. １６では処理温度が
１０℃と低かったため、十分な厚さの酸化鉄皮膜が得ら
れず、早期に剥離が生じた。No. １７では、酸化鉄皮膜
形成をオゾン雰囲気で行ったが厚さが２８９０ｎｍと厚
かったため、この皮膜が脆い酸化スケールとなっていて
表面にピットが多く発生し、内輪外輪ともに、このピッ
トを起点とした剥離が生じており、寿命が短かった。
【００２３】No. １８では、酸化鉄皮膜形成をオゾン雰
囲気で行ったが、処理温度が３５０℃と高かったため、
試験体１０個中８個に剥離が生じた。No. １９では、黒
染め処理法で酸化鉄皮膜形成を行ったため振動が発生し
た。この振動の原因は、酸化鉄皮膜の厚さにムラが生じ
たり、スケールが発生して酸化鉄皮膜が剥がれたり、皮
膜の表面にピットができたりして、表面粗さが低下した
ためと考えられる。 ［第２実施形態］試験用の転がり軸受として、呼び番号
６２０６に相当する単列深溝玉軸受の内輪、外輪、およ
び玉（転動体）を、以下のようにして作製した。
囲気で行ったが、処理温度が３５０℃と高かったため、
試験体１０個中８個に剥離が生じた。No. １９では、黒
染め処理法で酸化鉄皮膜形成を行ったため振動が発生し
た。この振動の原因は、酸化鉄皮膜の厚さにムラが生じ
たり、スケールが発生して酸化鉄皮膜が剥がれたり、皮
膜の表面にピットができたりして、表面粗さが低下した
ためと考えられる。 ［第２実施形態］試験用の転がり軸受として、呼び番号
６２０６に相当する単列深溝玉軸受の内輪、外輪、およ
び玉（転動体）を、以下のようにして作製した。
【００２４】先ず、高炭素クロム軸受鋼２種（ＳＵＪ
２）からなる素材を用い、粗い精度で切削加工を行った
後、被加工物に対して、焼入れ（８４０℃、油冷却）を
行った後、１８０℃で焼き戻しを行った。これにより、
被加工物の表面硬さをＨＲＣ５７〜６３とし、残留オー
ステナイト量を０〜２０体積％にした。次に、内輪およ
び外輪については、研削による仕上げ加工をオゾン雰囲
気で行った。これにより、内輪および外輪の表面粗さ
（Ｒａ）を０．０１〜０．０３μｍとすると同時に、オ
ゾン雰囲気での酸化鉄皮膜形成を行った。また、オゾン
雰囲気で仕上げ加工を行った後に、内輪および外輪をそ
のままオゾン雰囲気中に放置した。表２に示すように、
この保持時間を各試験体毎に変化させた。
２）からなる素材を用い、粗い精度で切削加工を行った
後、被加工物に対して、焼入れ（８４０℃、油冷却）を
行った後、１８０℃で焼き戻しを行った。これにより、
被加工物の表面硬さをＨＲＣ５７〜６３とし、残留オー
ステナイト量を０〜２０体積％にした。次に、内輪およ
び外輪については、研削による仕上げ加工をオゾン雰囲
気で行った。これにより、内輪および外輪の表面粗さ
（Ｒａ）を０．０１〜０．０３μｍとすると同時に、オ
ゾン雰囲気での酸化鉄皮膜形成を行った。また、オゾン
雰囲気で仕上げ加工を行った後に、内輪および外輪をそ
のままオゾン雰囲気中に放置した。表２に示すように、
この保持時間を各試験体毎に変化させた。
【００２５】オゾン雰囲気は、仕上げ用の研削機械の加
工空間を囲い、この空間に、第１実施形態と同じオゾン
発生装置からオゾンを導入することにより形成した。こ
の空間のオゾン濃度を５〜１００ｐｐｍとした。また、
この空間の温度は特に制御しなかったが、２０℃以上３
０℃以下の範囲内の温度になっていた。玉については、
第１実施形態と同様に研磨を行うことにより、表面粗さ
（Ｒａ）を０．００３〜０．０１０μｍとした。
工空間を囲い、この空間に、第１実施形態と同じオゾン
発生装置からオゾンを導入することにより形成した。こ
の空間のオゾン濃度を５〜１００ｐｐｍとした。また、
この空間の温度は特に制御しなかったが、２０℃以上３
０℃以下の範囲内の温度になっていた。玉については、
第１実施形態と同様に研磨を行うことにより、表面粗さ
（Ｒａ）を０．００３〜０．０１０μｍとした。
【００２６】次に、各条件で酸化鉄皮膜が形成された内
輪および外輪について、酸化鉄皮膜の厚さと軌道面の硬
さ（ロックウエルＣ硬度：ＨＲＣ）を測定した。これら
の測定結果も下記の表２に併せて示す。次に、これらの
内輪、外輪、および玉からなる転がり軸受を、図１に示
す試験機に取り付けて、第１実施形態と同じ方法で、潤
滑油に水が混入した状態での寿命を調べる試験を行っ
た。その結果も下記の表２に示す。
輪および外輪について、酸化鉄皮膜の厚さと軌道面の硬
さ（ロックウエルＣ硬度：ＨＲＣ）を測定した。これら
の測定結果も下記の表２に併せて示す。次に、これらの
内輪、外輪、および玉からなる転がり軸受を、図１に示
す試験機に取り付けて、第１実施形態と同じ方法で、潤
滑油に水が混入した状態での寿命を調べる試験を行っ
た。その結果も下記の表２に示す。
【００２７】
【表２】
【００２８】この表から分かるように、研削による仕上
げ加工をオゾン雰囲気で行うことにより、仕上げ加工と
同時に酸化鉄皮膜が形成された。仕上げ加工後にオゾン
雰囲気での保持を行わなかった場合でも、厚さ５ｎｍの
酸化鉄皮膜が形成された。オゾン雰囲気での保持時間が
長くなるにつれて酸化鉄皮膜の厚さが厚くなり、常温で
オゾン雰囲気に３００秒保持することで３６４ｎｍの厚
さの酸化鉄皮膜が形成された。そして、これらの試験体
は寿命が長く、剥離も生じなかった。
げ加工をオゾン雰囲気で行うことにより、仕上げ加工と
同時に酸化鉄皮膜が形成された。仕上げ加工後にオゾン
雰囲気での保持を行わなかった場合でも、厚さ５ｎｍの
酸化鉄皮膜が形成された。オゾン雰囲気での保持時間が
長くなるにつれて酸化鉄皮膜の厚さが厚くなり、常温で
オゾン雰囲気に３００秒保持することで３６４ｎｍの厚
さの酸化鉄皮膜が形成された。そして、これらの試験体
は寿命が長く、剥離も生じなかった。
【００２９】すなわち、研削による仕上げ加工をオゾン
雰囲気で行うことによって、常温でも短い時間で安定的
な酸化鉄皮膜が形成されることが確認された。これは、
研削加工直後のフレッシュな金属面が非常に酸化され易
い状態にあるためと考えられる。なお、上記各実施形態
では、内輪および外輪の軌道面に酸化鉄皮膜を設けてい
るが、本発明はこれに限定されない。すなわち、酸化鉄
皮膜を内輪または外輪の軌道面にのみ設けた場合や、転
動体の転動面のみに設けた場合であっても、酸化鉄皮膜
を設けない場合よりは剥離寿命が長くなる。しかしなが
ら、これらの実施形態のように、少なくとも内輪および
外輪の軌道面に酸化鉄皮膜を設けることが好ましい。ま
た、酸化鉄皮膜を設ける内外輪および転動体の材質は、
軸受用として通常使用されている鉄鋼材料であればいず
れのものであってもよい。
雰囲気で行うことによって、常温でも短い時間で安定的
な酸化鉄皮膜が形成されることが確認された。これは、
研削加工直後のフレッシュな金属面が非常に酸化され易
い状態にあるためと考えられる。なお、上記各実施形態
では、内輪および外輪の軌道面に酸化鉄皮膜を設けてい
るが、本発明はこれに限定されない。すなわち、酸化鉄
皮膜を内輪または外輪の軌道面にのみ設けた場合や、転
動体の転動面のみに設けた場合であっても、酸化鉄皮膜
を設けない場合よりは剥離寿命が長くなる。しかしなが
ら、これらの実施形態のように、少なくとも内輪および
外輪の軌道面に酸化鉄皮膜を設けることが好ましい。ま
た、酸化鉄皮膜を設ける内外輪および転動体の材質は、
軸受用として通常使用されている鉄鋼材料であればいず
れのものであってもよい。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
酸化鉄皮膜の形成方法を特定することで酸化鉄皮膜の形
成が従来技術よりも簡単に行われ、しかも軸受内部に水
が混入した場合の早期剥離防止効果が、比較的薄い膜厚
で良好に得られる。
酸化鉄皮膜の形成方法を特定することで酸化鉄皮膜の形
成が従来技術よりも簡単に行われ、しかも軸受内部に水
が混入した場合の早期剥離防止効果が、比較的薄い膜厚
で良好に得られる。
【図１】実施形態で寿命試験に使用した試験機を示す概
略構成図である。
略構成図である。
【図２】実施形態での試験結果から得られた、酸化鉄皮
膜の厚さと評価時間（寿命時間）との関係を示すグラフ
である。
膜の厚さと評価時間（寿命時間）との関係を示すグラフ
である。
１ 転がり軸受 ２ ハウジング ３ 軸 ４ 囲い部材 ５ 給油ノズル ６ 油タンク ７ 負荷レバー ３１ 軸の基端部 ６１ 配管 ６２ 廃油管 ６３ フィルター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金野 大 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 AA42 AA62 BA01 BA53 BA54 CA31 DA01 DA05 EA03 FA08 FA31 GA03 GA35 GA36
Claims (1)
- 【請求項１】 内輪、外輪、および転動体の少なくとも
いずれかは、軌道輪の軌道面および／または転動体の転
動面に、焼入れ、焼き戻し後に温度２０℃以上３００℃
以下のオゾン雰囲気で厚さ１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下
の酸化鉄皮膜が形成されたものである転がり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000256587A JP2002070873A (ja) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | 転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000256587A JP2002070873A (ja) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | 転がり軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002070873A true JP2002070873A (ja) | 2002-03-08 |
Family
ID=18745175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000256587A Withdrawn JP2002070873A (ja) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | 転がり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002070873A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004142722A (ja) * | 2002-08-27 | 2004-05-20 | Nsk Ltd | 車輪支持用転がり軸受ユニット |
| US9347135B2 (en) | 2011-10-18 | 2016-05-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for rust-proofing mold |
| WO2016159137A1 (ja) * | 2015-04-03 | 2016-10-06 | Ntn株式会社 | 転動装置および転がり軸受 |
| JP2016196958A (ja) * | 2015-04-03 | 2016-11-24 | Ntn株式会社 | 転動装置および転がり軸受 |
| WO2017126323A1 (ja) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | Ntn株式会社 | 転がり軸受、転動装置および転動装置の製造方法 |
| JP2017133685A (ja) * | 2016-01-21 | 2017-08-03 | Ntn株式会社 | 転がり軸受、転動装置および転動装置の製造方法 |
| WO2021090805A1 (ja) * | 2019-11-05 | 2021-05-14 | Ntn株式会社 | ハブベアリング |
| US11028880B2 (en) | 2016-01-21 | 2021-06-08 | Ntn Corporation | Rolling bearing, rolling device, and method of manufacturing rolling device |
-
2000
- 2000-08-28 JP JP2000256587A patent/JP2002070873A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004142722A (ja) * | 2002-08-27 | 2004-05-20 | Nsk Ltd | 車輪支持用転がり軸受ユニット |
| US9347135B2 (en) | 2011-10-18 | 2016-05-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for rust-proofing mold |
| WO2016159137A1 (ja) * | 2015-04-03 | 2016-10-06 | Ntn株式会社 | 転動装置および転がり軸受 |
| JP2016196958A (ja) * | 2015-04-03 | 2016-11-24 | Ntn株式会社 | 転動装置および転がり軸受 |
| WO2017126323A1 (ja) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | Ntn株式会社 | 転がり軸受、転動装置および転動装置の製造方法 |
| JP2017133685A (ja) * | 2016-01-21 | 2017-08-03 | Ntn株式会社 | 転がり軸受、転動装置および転動装置の製造方法 |
| US11028880B2 (en) | 2016-01-21 | 2021-06-08 | Ntn Corporation | Rolling bearing, rolling device, and method of manufacturing rolling device |
| WO2021090805A1 (ja) * | 2019-11-05 | 2021-05-14 | Ntn株式会社 | ハブベアリング |
| CN114651138A (zh) * | 2019-11-05 | 2022-06-21 | Ntn株式会社 | 轮毂轴承 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3646467B2 (ja) | 転がり軸受 | |
| US7390128B2 (en) | Rolling sliding member, process for the production thereof and rolling sliding unit | |
| JP3593668B2 (ja) | 転がり軸受 | |
| US6531000B1 (en) | Surface treated rolling bearing and manufacturing method thereof | |
| JP3351041B2 (ja) | 転がり軸受 | |
| GB2259714A (en) | Ball-and-roller bearing | |
| JP2002070873A (ja) | 転がり軸受 | |
| JP2006308019A (ja) | 転がり軸受 | |
| US6071358A (en) | Rolling member and rolling device comprising the same | |
| GB2333782A (en) | Method of production of rolling bearing | |
| GB2326645A (en) | Rolling bearing | |
| Paladugu | Lubricant-induced white etching cracks: Mechanism and effects of surface finishing | |
| JP2019215016A (ja) | 転がり軸受 | |
| JP2006328464A (ja) | 転がり軸受及びその転動部品の製造方法 | |
| EP0218916A1 (en) | A process to form a sulphide case at the surface of a metal part | |
| JP3911616B2 (ja) | コンプレッサー用の転がり軸受 | |
| JP2002242942A (ja) | 転がり軸受 | |
| JP3645416B2 (ja) | 圧延設備のロール支持装置 | |
| Moyer | Fatigue and life prediction of bearings | |
| JPH1122733A (ja) | 転がり軸受 | |
| JP3712557B2 (ja) | 抄紙機のロール支持装置 | |
| Wan et al. | The effect of extreme pressure (EP) lubricants on the life of rolling element bearings | |
| JP2003028166A (ja) | 圧延機用ロールネック軸受 | |
| Fitzsimmons et al. | Lubricant Contaminants and Their Effects on Bearing Performance | |
| GB2256201A (en) | Steels with sulphide inclusions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070627 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20080821 |