JP2002206540A

JP2002206540A - 転がり軸受

Info

Publication number: JP2002206540A
Application number: JP2001206944A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Matsumoto; 洋一松本; Masatake Uragami; 正剛浦上
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2000-09-04
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2002-07-26

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた耐焼付き性と高い耐腐食疲労強度とを
有していて、内部に水が侵入して潤滑剤に混入するよう
な劣悪な潤滑環境下においても好適に使用可能な転がり
軸受を提供する。【解決手段】内輪２と、外輪３と、内輪２と外輪３と
の間に転動自在に配設された複数のころ４と、を備える
円すいころ軸受１において、固定輪である外輪３を、Ｎ
濃度が１００ｐｐｍ以下、Ｏ濃度が１５ｐｐｍ以下、Ｓ
濃度が０．０２０％以下、Ｔｉ濃度が５０ｐｐｍ以下、
Ｎｉ濃度が１〜５％、Ｐ濃度が０．０２０％以下、Ｍｏ
濃度が０．１〜５％である鋼で構成するとともに、外輪
３が備える軌道面のＣ濃度を０．６〜１．２％とし、前
記軌道面の残留圧縮応力を１００〜５００ＭＰａとし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧延機ワークロー
ル用転がり軸受等のように、内部に水が侵入して潤滑剤
に混入するような環境下で好適に使用される転がり軸受
に関する。

【０００２】

【従来の技術】腐食環境下で使用される転がり軸受の材
料としては、マルテンサイト系ステンレス鋼がよく用い
られる。これは、鋼の耐腐食疲労強度を高めるために
は、鋼の耐食性を高めることが有効であることが知られ
ているからである。一方、ころ軸受ではスキューによる
すべりが内在し、また、玉軸受では玉と軌道輪との間に
差動滑りが内在するため、材料の耐焼付き性を高くする
必要がある。しかしながら、マルテンサイト系ステンレ
ス鋼は熱伝導度が低いので、ころ軸受に用いるには不向
きである。特に、軸受の内部に水が侵入して潤滑剤に水
が混入するような劣悪な潤滑環境下においては、潤滑剤
の油膜が形成されにくく滑り面で容易に焼付きが起こる
ため、マルテンサイト系ステンレス鋼の使用は困難であ
った。

【０００３】また、水等の流体に接触するおそれがある
環境下で使用される軸受、例えば鉄鋼設備の圧延機のロ
ールネック軸受としては、特公昭６０−１４９３３号公
報，特公昭６１−１２１３０号公報等に提案されている
ような、密封装置を備えた密封転がり軸受が使用されて
いる。図２５に、密封転がり軸受の一例として、密封用
シールを備えた４列円すいころ軸受を示す。なお、同図
は、軸を含まない縦断面のうちの上半部を示すものであ
る。

【０００４】同図に示す密封ころ軸受は、外輪１０１，
１０１，１０２と内輪１０３，１０３との間の軸受空間
Ｓに、４列の保持器１０５，１０５，…によって回動自
在に支持された多数のころ１０４，１０４，…を配設し
て、外輪１０１，１０１，１０２に対する内輪１０３，
１０３の回転を可能にしている。さらに、外輪１０１，
１０１の軸方向両端部にシールホルダ１０７，１０７を
配設してシール１０８，１０８を保持し、このシール１
０８，１０８の弾性体リップ１０８ａ，１０８ａを内輪
１０３，１０３の軸方向両端部における外周面に当接さ
せている。これにより、軸受空間Ｓ内の潤滑剤を保持す
るとともに、外部から軸受空間Ｓ内に水等の流体が浸入
することを防止している。

【０００５】図２６は、内輪１０３，１０３が接する部
分の内面に保持される中間シール１０９の形状を説明す
る図である。この中間シール１０９は、主にロールの着
脱時に軸受空間Ｓ内に水分等が混入するのを防止するた
めのものである。また、図２７は従来使用されてきた中
間シールの別の例を示している。この中間シール１０
９’には内輪１０３，１０３の対向面部の凹部底面１０
３ａ，１０３ｂに線接触するリップ部１０９ａ，１０９
ｂを有しており、この線接触により接触面圧を上げ、軸
受内外をシールしている。

【０００６】しかし、上述の従来技術の密封転がり軸受
では、温度変化が激しい環境下においては、水等の浸入
防止が十分ではないという問題があった。例えば、図２
５に示す密封転がり軸受が鉄鋼設備の圧延機用のロール
ネック軸受として使用される場合、この密封転がり軸受
に支持されるロールの回転数は頻繁に変化する。すなわ
ち、ロールについて高速回転、低アイドル回転、及び停
止が繰り返され、それぞれの条件により密封転がり軸受
内部の温度が変化する。このため、軸受空間Ｓ内の空気
等の膨張，収縮が繰り返され、温度上昇時に膨張した内
部の空気は端面の弾性体シール１０８，１０８から逃
げ、次に温度が下がったときに密封転がり軸受内部が負
圧となる。

【０００７】この負圧値は、高温になっていた軸受空間
Ｓ内が低温になる程（温度差が大きい程）、したがっ
て、高回転していたロールの回転数が低くなる程（回転
差が大きい程）、大きく、また長い時間持続する。その
様子を図２８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す。これらの
図は、この順に、時間（横軸）に対する、それぞれロー
ルの回転数，軸受温度（軸受空間Ｓ内の温度），軸受内
部圧力（軸受空間Ｓ内の圧力）を示している。

【０００８】また、内部に多少の水が存在する状態で、
内部温度が１００℃以上になるとこの水が水蒸気として
膨張し、温度低下時に大きな負圧を発生させる。この負
圧は、シール１０８，１０８の弾性体シールリップ摩耗
を促進し、シール１０８，１０８の機能を低下させ、こ
のシール１０８，１０８から水を侵入させる大きな原因
となってしまう。

【０００９】上述のように、軸受空間Ｓ内に大きな負圧
が生じると、その負圧が大きい程、外部にある水等の流
体が弾性体シールのリップ部１０８ａを介して侵入しや
すくなることが確認されている。すなわち、図２９を見
ると明らかなように、大気圧（０ｋＰａ）に対して、負
圧が大きい程（同図の横軸の左方に向かう程）、密封軸
受内へ水分を引き込みやすくなり、水分混入量が増加す
ることになる。また、水分を引き込みやすいということ
は、シール性の低下をも意味する。そして、水分の引込
みとシール性の低下とにより、軸受空間Ｓ内の潤滑剤の
劣化が助長されて軸受性能が低下し、早期損傷や早期剥
離といった問題が生じた。

【００１０】このような問題点を解決する転がり軸受と
しては、以下のような密封転がり軸受が特開２０００−
１０４７４７号公報に開示されている。すなわち、外輪
と内輪との間に形成された軸受空間に転動体を配置して
前記外輪と前記内輪とを相対回転させるとともに、前記
軸受空間の軸方向両端部に回転シール部材を配置し、前
記内輪側に静止シール部材を配置することにより前記軸
受空間を密封してなる密封転がり軸受において、前記軸
受空間内の流体状態と外部の流体状態とが所定関係にな
ったときに、前記軸受空間内の流体圧を外部の流体圧に
近づけるベント手段を前記内輪側に有する密封転がり軸
受である。

【００１１】このような密封転がり軸受の一例である密
封用シールを備えた４列円すいころ軸受１０の縦断面図
を、図１２に示す。なお、同図は軸を含まない縦断面の
うち上半部を示すものである。同図に示す密封用シール
を備えた４列円すいころ軸受１０（以下「密封転がり軸
受」という）は、外輪１１，１２，１１と、内輪１３，
１３と、外輪１１，１１，１２と内輪１３，１３との間
に配置される多数のころ１４，１４，…と、これらのこ
ろ１４，１４，…を支持する保持器１５，１５，…と、
外輪１２と外輪１１，１１との間に配設された外輪間座
１６，１６と、外輪１１，１１の端部に配置されたシー
ルホルダ１７，１７と、シールホルダ１７，１７によっ
て支持された端面シール１８，１８と、一対の内輪１
３，１３が接する部分の内径面に形成されている凹部９
に保持される中間シール１９とを備えている。

【００１２】外輪全体は、軸方向の両端部に配置された
単列の外輪１１，１１と、これらの間に配置され、単列
外輪を２個連結した形状の複列の外輪１２と、によって
構成されている。外輪１１，１１，１２の内周側には、
それぞれテーパ面１１ａ，１１ａ，１２ａが形成されて
いる。内輪全体は、軸方向に並ぶ２個の複列内輪１３，
１３により構成されている。内輪１３，１３の外周側
は、上述の外輪１１，１２のテーパ面１１ａ，１２ａに
対応し、これらテーパ面１１ａ，１２ａとの間に軸受空
間Ｓを構成している。

【００１３】内輪１３，１３には、ロール軸８がルーズ
フィットで嵌合する。つまり、内輪１３，１３の内周側
は、ロール軸８の外周面にわずかな隙間をもって嵌合す
る。内輪１３，１３の軸方向の左右の端部は、それぞれ
外輪１１，１１のそれよりも長く延設されており、この
延設部には、端面シール１８，１８の弾性リップ１８
ａ，１８ａが接触するリップ摺動面１３ａ，１３ａが形
成されている。

【００１４】転動体である４列のころ１４，１４，１
４，１４は、上述の軸受空間Ｓに配設されており、外輪
１１，１２のテーパ面１１ａ，１２ａ及び内輪１３，１
３の外周面に接触する。各ころ１４は、ロール軸８の回
転に伴って内輪１３，１３が回転すると、所定の方向に
回転し、これにより、外輪１１，１２に対して内輪１
３，１３が円滑に回転するようにしている。

【００１５】保持器１５，１５，…は、環状に形成され
た４本のものが上述の軸受空間Ｓ内に配設されており、
各保持器１５ごとに、周方向に多数のころ１４，１４，
…を回動自在に支持している。外輪間座１６，１６は、
環状に形成された部材であり、複列の外輪１２と先端
（左）側の単列の外輪１１との間、及び複列の外輪１２
と基端（右）側の単列の外輪１１との間に、それぞれ介
装されている。

【００１６】シールホルダ１７，１７は、２個の外輪１
１，１１のうちの先端側の外輪１１の先端部（図１２の
左方）と、基端側の外輪１１の基端部（図１２の右方）
にそれぞれ配置されており、内周側において端面シール
１８，１８をそれぞれ保持している。回転シール部材で
ある端面シール１８，１８は、上述のシールホルダ１
７，１７の内周側に保持されており、それぞれ弾性体リ
ップ１８ａ，１８ａを、前述の内輪１３，１３のリップ
摺動面１３ａ，１３ａに当接させている。これにより、
密封転がり軸受１０の軸受空間Ｓが密封されている。

【００１７】静止シール部材である中間シール１９は、
環状に形成された部材であり、一対の内輪１３，１３が
対向して当接する当接面の内径面側に形成される凹部９
にはまり込んでここに保持される。この中間シール１９
の一部には、適当な加圧下で通気する後述のベント部
（図１２では図示を省略）が形成されている。図１３
は、図１２のＡ部分を説明する部分拡大断面図であり、
中間シール１９の構造を説明する図である。図１３の
（ａ）は、中間シール１９の拡大断面図であり、図１３
の（ｂ）は、中間シール１９のベント部をＣ矢視方向か
ら見た拡大図である。

【００１８】中間シール１９は、形状維持のための心金
２９と、凹部９に密着するゴム等の弾性体３９とからな
る。弾性体３９の本体部分４９からは、可撓性を有する
リップ５９が延びている。本体部分４９は、一方の内輪
１３の凹部の底壁及び側壁に当接し、リップ５９は、他
方の内輪１３の凹部の側壁に当接する。この結果、一対
の内輪１３，１３の当接面１３ｃ，１３ｃ間がシールさ
れ、軸受空間Ｓの気密性が保たれる。

【００１９】リップ５９の根本側には、ベント手段であ
るベント穴６９が形成されている。このベント穴６９
は、中間シール１９の全周にわたって適当な間隔で形成
することができる。ベント穴６９の中間には、隔壁６９
ａが一体に形成されている。この隔壁６９ａは、薄い弾
性体からなり、中心を通って両端まで延びるスリット６
９ｂが形成されている。

【００２０】このスリット６９ｂは、弁機構となってお
り、軸受内部（図１２の軸受空間Ｓ）と軸受外部との間
に圧力差が生じていない場合は閉じているが、軸受内部
と軸受外部との間に圧力差が生じた場合（例えば、密封
転がり軸受１０内が負の圧力となる際）、わずかな隙間
が形成される。これによりベント機構が形成され、密封
転がり軸受１０の稼働時において軸受内部の温度変化に
よって軸受内部の空気に体積変化が生じても、スリット
６９ｂの働きにより、軸受外部から軸受内部に空気を吸
引させたり、軸受内部から軸受外部に空気を排出させる
ことができ、内外の圧力差を自動的にバランスさせるこ
とができる。

【００２１】また、スリット６９ｂは、相当の圧力が加
わらない限り通常閉じており、ベント穴６９から水や汚
染物質等が軸受内部に侵入することを防止する役割も有
する。ここで、スリット６９ｂは、シールホルダ１７や
端面シール１８にベント穴を設けた場合に比較して、水
等の液体にさらされにくい位置に配置されているため、
ベント穴からの水等の侵入防止が確実となる。

【００２２】なお、上記のようなスリット６９ｂは、内
輪１３，１３間の隙間を密閉する中間シール１９に形成
するものであり、例えば圧延機に使用された場合、チョ
ック等のハウジング自体に加工を加える場合に比較し
て、より簡易な方法で軸受内部の圧力を外圧に近づける
ことができ、且つ、ベント穴６９から水等が軸受内部に
侵入することを防止できる。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、密封シ
ール技術の進歩により水等の流体の流入は防止できるよ
うになり、ある程度の軸受寿命の延長は可能となった。
しかしながら、上記のような密封転がり軸受１０では気
体状の水の侵入は防止できず、寿命延長効果が不十分で
あった。

【００２４】鉄鋼圧延機には、水を主成分とする圧延水
が噴射され、また、温度も高いので、圧延機周辺の湿度
は極めて高い。したがって、軸受内部圧力の変化により
軸受内部に侵入した気体状の水分は、軸受寿命を低下さ
せるという問題点が依然として残っている。そこで本発
明は、このような従来の転がり軸受が有する問題点を解
決し、優れた耐焼付き性と高い耐腐食疲労強度とを有し
ていて、内部に水が侵入して潤滑剤に混入するような劣
悪な潤滑環境下においても好適に使用可能な転がり軸受
を提供することを課題とする。

【００２５】さらに、気体状の水分が侵入しても、早期
損傷や早期剥離といった問題が生じにくく、長寿命な密
封転がり軸受を提供することを課題とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発
明に係る請求項１の転がり軸受は、内輪と、外輪と、前
記内輪と前記外輪との間に転動自在に配設された複数の
転動体と、を備える転がり軸受において、前記内輪及び
前記外輪のうち少なくとも非回転側の軌道輪を、Ｎ濃度
が１００ｐｐｍ以下、Ｏ濃度が１５ｐｐｍ以下、Ｓ濃度
が０．０２０％以下、Ｔｉ濃度が５０ｐｐｍ以下、Ｎｉ
濃度が１〜５％、Ｐ濃度が０．０２０％以下、Ｍｏ濃度
が０．１〜５％である鋼で構成するとともに、前記軌道
輪が備える軌道面のＣ濃度を０．６〜１．２％とし、前
記軌道面の残留圧縮応力を１００〜５００ＭＰａとした
ことを特徴とする。

【００２７】このような構成の転がり軸受であれば、優
れた耐焼付き性と高い耐腐食疲労強度とを有しているの
で、内部に水が侵入して潤滑剤に混入するような劣悪な
潤滑環境下においても好適に使用可能である。潤滑剤中
に水分が混入するような劣悪な潤滑環境下においては、
転がり面（軌道輪の軌道面や転動体の転動面）の旧オー
ステナイト粒界を起点として転動疲労が生じやすいの
で、転がり軸受の疲労寿命は大きく低下する。これは、
転動体と軌道輪との間に水が存在すると油膜が形成され
にくくなるため、転動体と軌道輪とが金属接触を起こし
やすくなり、その結果、転がり面に接線力が生じて、旧
オーステナイト粒界の炭化物又は非金属介在物を起点と
して、転がり面に剥離が生じるからである。

【００２８】そして、接触面圧と応力繰返数との積が転
がり軸受中で最大となる非回転側の軌道輪の応力負荷圏
が、最も腐食疲労しやすく、上記のような剥離が生じや
すい。したがって、非回転側の軌道輪の応力負荷圏、す
なわち、非回転側の軌道輪の軌道面、すなわち、軌道の
表面及びその近傍（転動体直径の２％（２％Ｄａ）まで
の深さ範囲）の耐腐食疲労強度を高めることが、転がり
軸受の長寿命化に有効である。

【００２９】転がり軸受の耐焼付き性を損うことなく耐
腐食疲労強度を高めるには、軸受材料の耐食性を高める
ことは必ずしも必要ではなく、剥離の起点となる軌道面
の旧オーステナイト粒界（以降は粒界と記す）を強化す
るとともに、軌道面に残留圧縮応力を付与することが不
可欠である。粒界を強化するためには、旧オーステナイ
ト結晶粒径を小さくすることや、粒界の炭化物，窒化
物，非金属介在物，リン化合物の微細化が効果的であ
る。

【００３０】まず、炭化物の微細化について説明する。
転がり軸受内部に水が侵入すると、その水から水素が生
成される。そうすると、軌道面の粒界が該水素により水
素脆性を起こし、粒界が剥離しやすくなる。このような
粒界の剥離を抑制するためには、炭化物を微細化するこ
とにより、水素原子が通る炭化物結晶の界面を多数形成
させ、炭化物結晶の界面に多く存在する介在物に水素を
分散させることが効果的である。そうすれば、水素が分
散され脆化が生じにくくなるので、水素脆性フレーキン
グの遅延効果が付与される。

【００３１】粒界の炭化物を微細化するためには、浸炭
（浸炭窒化）処理及び焼入れ・焼戻しを施した後の（完
成品の）軌道輪において、軌道面の炭素濃度を０．６〜
１．２質量％とする必要がある。０．６質量％未満では
硬さをＨＲＣ５８以上とすることが困難となり、耐腐食
疲労強度が低下するおそれがある。また、１．２質量％
を超えると粒界の炭化物が粗大化しやすい。

【００３２】また、Ｎｉは旧オーステナイト結晶粒を微
細化する効果を有する元素であるので、鋼中のＮｉ濃度
を１．０質量％以上とすることが好ましい。ただし、
５．０質量％を超えるとオーステナイトが安定化して、
硬さが低下したり、浸炭後に焼鈍しを行う場合は焼鈍し
が困難となったりする。また、Ｍｏは粒界の炭化物を微
細化する効果を有する元素であるので、鋼中のＭｏ濃度
を０．１質量％以上とすることが好ましい。ただし、
５．０質量％を超えると、焼入れ時にＭｏがマトリック
スに固溶するため、焼入れ温度を著しく高くする必要が
あり不経済である。

【００３３】次に、窒化物について説明する。鉄と窒素
（Ｎ）との化合物は硬くて脆く、粒界の強度を著しく低
下させるので、鋼中の窒素濃度は１００ｐｐｍ以下に低
減することが必要である。なお、窒素濃度は少ない程よ
いが、製鋼のコストは上昇する傾向となる。この条件
（Ｎ濃度）を満たす鋼としてはＶＡＲ鋼（再溶解鋼）が
あげられ、本発明の転がり軸受を構成する鋼としては、
ＶＡＲ鋼を使用することが好ましい。

【００３４】次に、非金属介在物について説明する。酸
素（Ｏ），硫黄（Ｓ），Ｔｉは粒界の非金属介在物を形
成する元素であり、転がり疲労寿命を低下させる。した
がって、耐腐食疲労強度を向上させるためには、より少
ない方が好ましく、鋼中の酸素濃度を１５ｐｐｍ以下、
硫黄濃度を０．０２０質量％以下、Ｔｉ濃度を５０ｐｐ
ｍ以下とする必要がある。ただし、耐腐食疲労強度を向
上させるためには、より少ない方が好ましいが、製鋼の
コストは上昇する傾向となる。

【００３５】また、リン化合物についても同様であり、
耐腐食疲労強度を向上させるためには、より少ない方が
好ましく、鋼中のＰ濃度を０．０２０質量％以下とする
必要がある。次に、残留圧縮応力について説明する。軌
道面に１００ＭＰａ以上の残留圧縮応力を付与すること
は、耐腐食疲労強度の向上に効果的である。ただし、５
００ＭＰａを超えると、すべりにより軌道面に働く引張
り応力（金属接触が生じた際に軌道面に働く接線力等）
を助長し、逆に耐腐食疲労強度を低下させる。軌道面に
残留圧縮応力を付与する方法は特に限定されるものでは
ないが、浸炭焼入れによる方法が経済的で好ましい。

【００３６】また、本発明に係る請求項２の転がり軸受
は、内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動
自在に配設された複数の転動体と、を備える転がり軸受
において、前記内輪及び前記外輪のうち少なくとも非回
転側の軌道輪を、Ｎ濃度が１００ｐｐｍ以下、Ｃ濃度が
０．０５〜０．４５％であり、且つ、Ｎｉ濃度の数値を
Ｃｒ濃度，Ｍｏ濃度，Ｍｎ濃度の各数値の総和で除した
値が１．０〜３．２である鋼で構成したことを特徴とす
る。

【００３７】このような構成であれば、前述の請求項１
の転がり軸受と同様に、優れた耐焼付き性と高い耐腐食
疲労強度とを有しているので、内部に水が侵入して潤滑
剤に混入するような劣悪な潤滑環境下においても好適に
使用可能である。Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｎの３元素は、焼入れ
性の改善に有効であるとともに炭化物形成元素であるの
で、鋼の硬度及び耐摩耗性を向上させる効果を有する。
その反面、鋼の強度及び延性を低下させる傾向があり、
特に、該３元素の量が多すぎると、腐食疲労環境下にお
いて有害な炭化物が粒界に析出しやすくなる。一方、Ｎ
ｉは炭化物を形成させることはなく、靱性・延性を向上
させる効果を有する。

【００３８】このような点について鋭意検討した結果、
本発明者らは、鋼における前記３元素とＮｉとの量比を
制御することによって、耐腐食疲労強度を高めることが
できることを見出した。すなわち、Ｎｉ濃度の数値をＣ
ｒ濃度，Ｍｏ濃度，Ｍｎ濃度の各数値の総和で除した値
は、１．０〜３．２である必要がある。これを数式で示
すと、下記式のようになる。

【００３９】１．０≦Ｎｉ％／（Ｃｒ％＋Ｍｏ％＋Ｍｎ％）≦３．２ここで、Ｎｉ％，Ｃｒ％，Ｍｏ％，Ｍｎ％は、鋼におけ
るＮｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｎの各濃度（％）である。な
お、耐腐食疲労強度を優れたものとするためには、この
条件に加えて、鋼のＮ濃度が１００ｐｐｍ以下、Ｃ濃度
が０．０５〜０．４５％という２条件を同時に満たす必
要がある。

【００４０】ただし、これらの各元素には上記以外の特
性があるので、各元素の濃度は以下に述べる条件も同時
に満たすことが好ましい。まず、Ｃ濃度について説明す
る。前記鋼で構成された軌道輪には通常は表面処理が施
され、表面硬化層が設けられて完成品の軌道輪とされ
る。完成品の軌道輪の心部は前記鋼で構成されることと
なるので、圧縮残留応力を付与するためにＣ濃度は０．
４５％以下とする必要がある。しかしながら、十分な心
部硬さが得られないと早期剥離を引き起こすおそれがあ
るので、Ｃ濃度は０．０５％以上とする必要がある。

【００４１】次に、完成品の軌道輪の表面のＣ濃度につ
いて説明する。前述したように、転がり軸受の内部に水
が侵入すると、その水から水素が生成するため、軌道面
の粒界が水素脆性を起こして粒界が剥離しやすくなる。
よって、このような粒界の剥離を抑制するために、炭化
物を微細化することが好ましい。粒界の炭化物を微細化
するためには、前述のように、浸炭（浸炭窒化）処理及
び焼入れ・焼戻しを施した後の完成品の軌道輪におい
て、軌道面のＣを０．６〜１．２％とする必要がある。
０．６％未満では硬さをＨＲＣ５８以上とすることが困
難となり、耐腐食疲労強度が低下するおそれがある。ま
た、１．２％を超えると粒界の炭化物が粗大化しやす
い。

【００４２】次に、Ｎ濃度について説明する。Ｎは粒界
において炭窒化物を形成するので、Ｎ濃度は１００ｐｐ
ｍ以下とする必要がある。ただし、Ｎ濃度が５０ｐｐｍ
未満であると結晶粒が粗大化するので、５０ｐｐｍ以上
とすることが好ましい。次に、Ｎｉ濃度について説明す
る。前述の請求項１の転がり軸受の場合と同様の理由に
より、鋼中のＮｉ濃度は１．０〜５．０％とすることが
好ましい。

【００４３】次に、Ｃｒ濃度について説明する。Ｃｒは
焼入れ性を向上させ、且つ炭化物の球状化を促進させる
元素であるので、Ｃｒ濃度は０．３５％以上とすること
が好ましい。ただし、１．６％を超えると炭化物が粗大
化して平均結晶粒が大きくなり、また、被削性を劣化さ
せる場合があるので、上限を１．６％とすることが好ま
しい。

【００４４】次に、Ｍｏ濃度について説明する。Ｍｏ濃
度は、前述の請求項１の転がり軸受の場合と同様の理由
により、０．１〜５．０％とすることが好ましい。次
に、Ｍｎ濃度について説明する。Ｍｎは製鋼時の脱酸剤
及び脱硫剤として必要な元素であり、また、焼入れ性を
向上させるのに有効な元素であるため、０．１％以上必
要であるが、多量に添加すると鍛造性，被削性を低下さ
せるだけでなく、Ｓ，Ｐなどの不純物と共存して耐食性
を低下させるので、Ｍｎ濃度は１．５％以下とすること
が好ましい。

【００４５】さらに、上記以外の元素についても、以下
に述べる条件を満たすことが好ましい。まず、Ｓｉ濃度
について説明する。Ｓｉは製鋼時の脱酸剤として０．１
％以上必要であり、さらに、焼戻し軟化抵抗性を高める
効果があるが、多量に添加すると靭性を低下させ、ま
た、浸炭窒化時にその浸透深さが急激に減少することと
なるので、上限を１．５％とすることが好ましい。

【００４６】次に、酸素（Ｏ），硫黄（Ｓ），及びＴｉ
について説明する。これらの元素は、前述のように、粒
界の非金属介在物を形成する元素であるので、転がり疲
労寿命を低下させるおそれがある。したがって、前述の
請求項１の転がり軸受の場合と同様の理由により、鋼中
の酸素濃度は１５ｐｐｍ以下、硫黄濃度は０．０２５％
以下、Ｔｉ濃度は５０ｐｐｍ以下とする必要がある。た
だし、耐腐食疲労強度を向上させるためには、より少な
い方が好ましいが、製鋼のコストは向上する傾向にあ
る。

【００４７】また、リン化合物についても同様であり、
耐腐食疲労強度を向上させるためには、より少ない方が
好ましく、鋼中のＰ濃度を０．０２５％以下とする必要
がある。なお、本発明に係る請求項１及び請求項２の転
がり軸受は、圧延機ワークロール用転がり軸受等のよう
に、内部に水が侵入して潤滑剤に混入するような劣悪な
潤滑環境下で使用される転がり軸受として特に好適であ
るが、他の環境下で使用しても優れた寿命を有する転が
り軸受であることは勿論である。

【００４８】さらに、本発明に係る請求項３の密封転が
り軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間
に形成される軸受空間に転動自在に配設された複数の転
動体と、前記軸受空間の軸方向両端部に配設された回転
シール部材と、前記内輪に配設された静止シール部材
と、を備えるとともに、前記回転シール部材及び前記静
止シール部材により前記軸受空間が密封された転がり軸
受において、前記軸受空間内の流体圧を外部の流体圧に
近づけるベント手段を備えるとともに、前記内輪及び前
記外輪のうち少なくとも非回転側の軌道輪を、Ｎ濃度が
１００ｐｐｍ以下、Ｏ濃度が１５ｐｐｍ以下、Ｓ濃度が
０．０２０％以下、Ｔｉ濃度が５０ｐｐｍ以下、Ｎｉ濃
度が１〜５％、Ｐ濃度が０．０２０％以下、である鋼で
構成し、前記軌道輪が備える軌道面のＣ濃度を０．６〜
１．２％とし、前記軌道面の残留圧縮応力を１００〜５
００ＭＰａとしたことを特徴とする。

【００４９】さらにまた、本発明に係る請求項４の密封
転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪と
の間に形成される軸受空間に転動自在に配設された複数
の転動体と、前記軸受空間の軸方向両端部に配設された
回転シール部材と、前記内輪に配設された静止シール部
材と、を備えるとともに、前記回転シール部材及び前記
静止シール部材により前記軸受空間が密封された転がり
軸受において、前記軸受空間内の流体圧を外部の流体圧
に近づけるベント手段を備えるとともに、前記内輪及び
前記外輪のうち少なくとも非回転側の軌道輪を、Ｎ濃度
が１００ｐｐｍ以下、Ｏ濃度が１５ｐｐｍ以下、Ｓ濃度
が０．０２０％以下、Ｔｉ濃度が５０ｐｐｍ以下、Ｎｉ
濃度が２〜５％、Ｐ濃度が０．０２０％以下、Ｍｎ濃度
が１．０％以下、Ｍｏ濃度が０．０５〜５％、Ｃｒ濃度
が１．５％以下である鋼で構成し、前記軌道輪が備える
軌道面のＣ濃度を０．６〜１．２％とし、前記軌道面の
残留圧縮応力を１００〜５００ＭＰａとしたことを特徴
とし、前述の請求項３の密封転がり軸受よりも好まし
い。

【００５０】転がり軸受の外輪，内輪，転動体のような
高硬度の転動部品は、接している空気の湿度が高いと、
転がり疲れ強さが大きく低下する傾向がある。転がり面
には必ずしも錆は発生しないが、転がり面の粒界を起点
とする微視的な腐食疲労により、転がり疲れ強さが低下
するのである。そして、その破損形態は剥離やピーリン
グである。

【００５１】接触面圧と応力繰り返し数との積が軸受中
で最大となる非回転側軌道輪の応力負荷圏が最も腐食疲
労しやすく、したがって剥離しやすいので、非回転側軌
道輪の耐腐食疲労強度を高めることが転がり軸受の長寿
命化に有効である。転がり軸受の耐焼付き性を損うこと
なく耐腐食疲労強度を高めるには、軸受材料の耐食性を
高めることは必ずしも必要ではなく、鋼の表面の粒界を
強化することと同時に、表面に残留圧縮応力を付与する
ことが不可欠である。すなわち、転がり軸受の耐腐食疲
労強度を高めるためには、非回転側軌道輪の転がり面の
耐腐食疲労強度を高めることが必要である。

【００５２】粒界を強化するためには、粒界に存在する
窒化物の量を低減することが効果的である。これは、鉄
と窒素の化合物が、粒界強度を著しく低下させるからで
ある。また、粒界に存在する炭化物，非金属介在物，リ
ン化合物の微細化も効果的である。そして、転がり面に
残留圧縮応力を付与するためには、浸炭焼入れ処理を施
すことが経済的である。

【００５３】転がり面の粒界に存在する窒化物の量を低
減するためには、素材の窒素濃度を１００ｐｐｍ以下に
低減することが必要である。なお、表面硬化法の１つで
ある浸炭窒化処理により転がり面に侵入する窒素は粒界
に入る割合が低いので、表面硬化法として浸炭窒化処理
を用いることはできるが、転がり面の窒素濃度は０．３
％を上限としなければならない。

【００５４】粒界に存在する炭化物を微細化するには、
転がり面の炭素濃度を１．２％以下にして総量を低下さ
せ、Ｎｉを１％以上、望ましくは２％以上添加する必要
がある。また、Ｍｏ濃度を０．０５％以上、Ｃｒ濃度を
１．５％以下とすることは、炭化物の微細化に対しさら
に効果的である。さらに、表面の炭素濃度が０．６％未
満になると疲労強度が低下するので、０．６％以上とす
る必要がある。さらに、Ｎｉを５％を超えて添加する
と、浸炭処理後の焼鈍しが困難になるので、５％以下と
する必要がある。さらに、Ｍｏを５％を超えて添加する
と、焼入れ温度が著しく高くなるので経済的でなく、５
％以下とする必要がある。

【００５５】粒界の非金属介在物を微細化するには、酸
素濃度を１５ｐｐｍ以下、硫黄濃度を０．０２０％以
下、Ｔｉ濃度を５０ｐｐｍ以下に低減する必要がある。
Ｍｎ濃度を１．０％以下にするとＭｎＳが小さくなるの
で、粒界の非金属介在物の微細化が促進される。転がり
面の残留圧縮応力は、１００ＭＰａ以上で腐食疲労強度
の向上に効果的である。ただし、５００ＭＰａを超える
と、軌道面に垂直な方向の引張り応力が無視できなくな
って、逆に腐食疲労強度が低下するので好ましくない。

【００５６】

【発明の実施の形態】本発明に係る転がり軸受の実施の
形態を、図面及び表を参照しながら詳細に説明する。（第一実施形態）図１は、本発明に係る転がり軸受の第
一実施形態である円すいころ軸受１の構造と、寿命試験
機の構造とを併せて示す断面図である。

【００５７】円すいころ軸受１は、内輪２と、外輪３
と、内輪２と外輪３との間に転動自在に配設される複数
のころ４と、ころ４を保持する保持器５と、から構成さ
れている。この円すいころ軸受１は、内径８５ｍｍ，外
径１３０ｍｍ，組立幅２９ｍｍ，基本動定格荷重Ｃ＝１
４３ｋＮ，基本静定格荷重Ｃ₀＝２３１ｋＮ，ころ４の
直径（平均径）１０．６ｍｍであり、外輪３は表１，
３，５に示す組成の鋼で構成されている。そして、浸炭
処理により外輪３の表面を種々の炭素濃度に調整した
後、研削加工により外輪３を完成させた。

【００５８】

【表１】

【００５９】

【表２】

【００６０】

【表３】

【００６１】

【表４】

【００６２】

【表５】

【００６３】

【表６】

【００６４】このような円すいころ軸受１を図１に示す
ような寿命試験機に装着して、寿命試験を行った。すな
わち、外輪３（固定輪）をハウジング７に組み込むとと
もに、内輪２（回転輪）を回転軸６に嵌合して、回転軸
６を回転させながら寿命試験を行なった。その際には、
ラジアル荷重Ｆｒ及びアキシャル荷重Ｆａを円すいころ
軸受１に負荷するとともに、円すいころ軸受１の内部に
断続的に注水を行った。なお、内輪２及びころ４は肌焼
鋼ＳＡＥ５１２０で作製した。また、転がり面（内輪２
及び外輪３の軌道面、並びにころ４の転動面）の表面粗
さは、約０．１μｍＲａである。

【００６５】試験条件は、ラジアル荷重Ｆｒ＝７１．５
ｋＮ，アキシャル荷重Ｆａ＝１５．６ｋＮで、内輪２の
回転速度は２５００ｒｐｍである。また、潤滑剤は、Ｌ
ｉ石鹸（増ちょう剤）と粘度ＶＧ６４の基油とからなる
グリースであり、６０ｇを使用した。さらに、注水につ
いては、２０ｍｌの水を３時間に１回注入した。その
際、水漏れを防止するために、寿命試験機の回転軸６と
ハウジング７との間にゴムシール（Ｏ−リング）が装着
してある。試験温度は約６０℃で、定格疲れ寿命（１０
％破損寿命の計算値）は６７時間である。

【００６６】なお、円すいころ軸受１の内輪２，外輪
３，ころ４は、浸炭後の焼入れ・焼戻し処理により有効
硬化深さ（ビッカース硬さＨｖ５５０以上の表面層厚
さ）を１．５ｍｍとしてある。そして、表面の炭素濃度
は浸炭時の露点により調節し、０．４０〜１．５０質量
％の範囲内で種々のレベルにしてある。ただし、内輪２
及びころ４の表面の炭素濃度は０．９質量％で、内輪２
の軌道面及びころ４の転動面の表面硬さはＨＲＣ６２で
ある。外輪３の軌道面の表面硬さは、表２，４，６に示
すようにＨＲＣ５５〜６２である。

【００６７】試験した軸受の半数が剥離を起こすまでの
時間（Ｌ₅₀寿命）により、寿命の評価を行った。寿命試
験の結果を表２，４，６の最右列に示す。剥離部位は全
て外輪３の応力負荷圏であった。なお、軌道面の残留応
力σ_Rは、電気研磨により表層を５０μｍ除去した後、
Ｘ線法により表面の応力を測定した。表２，４，６中の
残留応力σ_Rのうち負の値は圧縮応力であることを示
す。残留応力σ_Rが−５００及び−６００ＭＰａの外輪
３にはショットピーニングが施してある。

【００６８】表１〜６の実施例及び比較例の結果をグラ
フ化したものを、図２〜１０に示す。図２〜１０のグラ
フは、Ｌ₅₀寿命と外輪３のＮ濃度，Ｏ濃度，Ｓ濃度，Ｔ
ｉ濃度，Ｎｉ濃度，Ｐ濃度，Ｍｏ濃度，軌道面のＣ濃
度，軌道面の残留応力σ_Rとの関係を、それぞれ示した
ものである。なお、各グラフ中の楕円で囲んだ点は、横
軸の変数は本発明の条件を満たしているが、他の変数が
本発明の条件を満たしていないものである。

【００６９】これらの図より、潤滑剤中に水が混入する
ような潤滑環境下では、外輪３（非回転側の軌道輪）を
構成する鋼は、Ｎ濃度が１００ｐｐｍ以下、Ｏ濃度が１
５ｐｐｍ以下、Ｓ濃度が０．０２０質量％以下、Ｔｉ濃
度５０ｐｐｍ以下、Ｎｉ濃度が１〜５質量％、Ｐ濃度が
０．０２０質量％以下、Ｍｏ濃度が０．１〜５質量％で
あると、円すいころ軸受１が長寿命となることが分か
る。

【００７０】また、同様に、外輪３の軌道面のＣ濃度が
０．６〜１．２質量％、外輪３の軌道面の残留圧縮応力
が１００〜５００ＭＰａであると、円すいころ軸受１が
長寿命となることが分かる。（第二実施形態）次に、下記の点以外は第一実施形態の
円すいころ軸受１と全く同様の構成の円すいころ軸受に
ついて、第一実施形態と同様の寿命試験を行った（円す
いころ軸受の構成や試験条件の説明は省略する）。第一
実施形態の円すいころ軸受１と構成の異なる点は、外輪
が表７〜９に示す組成の鋼で構成されていること、内
輪，外輪，ころの表面の炭素濃度が０．９％に統一して
あること、及び外輪の軌道面の残留応力と硬さとは測定
していないこと、の３点である。

【００７１】

【表７】

【００７２】

【表８】

【００７３】

【表９】

【００７４】そして、各軸受の寿命（Ｌ₁₀寿命）を測定
した結果を、鋼におけるＮｉ濃度の数値をＣｒ濃度，Ｍ
ｏ濃度，Ｍｎ濃度の各数値の総和で除した値と併せて表
１０〜１２に示し、それをグラフ化したものを図１１に
示す。

【００７５】

【表１０】

【００７６】

【表１１】

【００７７】

【表１２】

【００７８】実施例１７〜２５は、Ｃ濃度が０．０５〜
０．４５％、Ｎ濃度が１００ｐｐｍ以下、Ｎｉ濃度の数
値をＣｒ濃度，Ｍｏ濃度，Ｍｎ濃度の各数値の総和で除
した値が１．０〜３．２、の３条件を全て満たしてい
る。よって、内部に水が侵入して潤滑剤に混入するよう
な劣悪な潤滑環境下においても、円すいころ軸受が長寿
命となっている。

【００７９】それに対して、比較例２２〜３９は、上記
３条件のうち少なくとも１つの条件を満たしていないの
で、短寿命となっている。（第三実施形態）図１２及び図１３は、本発明に係る転
がり軸受の第三実施形態である４列円すいころ軸受１０
（密封転がり軸受）の構造を示す断面図である。なお、
その構造は、従来の技術の項において説明した従来の４
列円すいころ軸受と同様であるので、その説明は省略す
る。

【００８０】ただし、固定輪である外輪１１，１１，１
２は、Ｎ濃度が１００ｐｐｍ以下、Ｏ濃度が１５ｐｐｍ
以下、Ｓ濃度が０．０２０％以下、Ｔｉ濃度が５０ｐｐ
ｍ以下、Ｎｉ濃度が１〜５％、Ｐ濃度が０．０２０％以
下、Ｍｎ濃度が１．０％以下、Ｍｏ濃度が０．０５〜５
％、Ｃｒ濃度が１．５％以下である鋼で構成されてお
り、そして、外輪１１，１１，１２が備える軌道面のＣ
濃度は０．６〜１．２％であり、前記軌道面の残留圧縮
応力は１００〜５００ＭＰａである。

【００８１】次に、このような密封転がり軸受の寿命
を、液体状の水が軸受内に侵入することは防止されるが
気体状の水は侵入するような条件下において評価した結
果について説明する。なお、この寿命試験は、密封転が
り軸受１０を上記のような条件下において試験する代わ
りに、第一実施形態の円すいころ軸受１と同様の軸受を
図１に示すような寿命試験機に装着して、水分を飽和さ
せた１２０℃の空気（湿潤空気）を円すいころ軸受１の
内部に供給しながら行った（なお、供給された前記空気
は、図示しない管により軸受内部から外部に導出され
る）。

【００８２】寿命試験に用いた円すいころ軸受の構成や
試験条件については、第一実施形態と同様であるので説
明は省略する。ただし、外輪３を構成する鋼の組成や外
輪３の軌道面の性状については、表１３〜２０に示す通
りである。そして、試験温度は１２０℃である。

【００８３】

【表１３】

【００８４】

【表１４】

【００８５】

【表１５】

【００８６】

【表１６】

【００８７】

【表１７】

【００８８】

【表１８】

【００８９】

【表１９】

【００９０】

【表２０】

【００９１】試験した軸受の半数が剥離を起こすまでの
時間（Ｌ₅₀寿命）により、寿命の評価を行った。寿命試
験の結果を表１４，１６，１８，２０の最右列に示す。
剥離部位は全て外輪３の応力負荷圏であった。なお、軌
道面の残留応力σ_Rは、電気研磨により表層を５０μｍ
除去した後、Ｘ線法により表面の応力を測定した。表１
４，１６，１８，２０中の残留応力σ_Rのうち負の値は
圧縮応力であることを示す。残留応力σ_Rが−５００及
び−６００ＭＰａの外輪３にはショットピーニングが施
してある。

【００９２】表１３〜２０の実施例及び比較例の結果を
グラフ化したものを、図１４〜２４に示す。図１４〜２
４のグラフは、Ｌ₅₀寿命と外輪３のＮ濃度，Ｏ濃度，Ｓ
濃度，Ｔｉ濃度，Ｎｉ濃度，Ｐ濃度，軌道面のＣ濃度，
軌道面の残留応力σ_R，Ｍｏ濃度，Ｍｎ濃度，Ｃｒ濃度
との関係を、それぞれ示したものである。これらの図よ
り、湿潤空気が軸受内部に侵入するような環境下では、
外輪３（非回転側の軌道輪）を構成する鋼は、Ｎ濃度が
１００ｐｐｍ以下、Ｏ濃度が１５ｐｐｍ以下、Ｓ濃度が
０．０２０質量％以下、Ｔｉ濃度５０ｐｐｍ以下、Ｎｉ
濃度が１〜５質量％、Ｐ濃度が０．０２０質量％以下、
Ｍｏ濃度が０．０５〜５質量％、Ｍｎ濃度が１．０％以
下、Ｃｒ濃度１．５％以下であると、円すいころ軸受１
が長寿命となることが分かる。

【００９３】また、同様に、外輪３の軌道面のＣ濃度が
０．６〜１．２質量％、外輪３の軌道面の残留圧縮応力
が１００〜５００ＭＰａであると、円すいころ軸受１が
長寿命となることが分かる。なお、本実施形態は本発明
の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限
定されるものではない。

【００９４】例えば、本実施形態においては、転がり軸
受として円すいころ軸受を例示して説明したが、本発明
の転がり軸受は、他の種類の転がり軸受にも適用可能で
あることは勿論である。例えば、深みぞ玉軸受，アンギ
ュラ玉軸受，円筒ころ軸受，針状ころ軸受等のラジアル
形の転がり軸受や、スラスト玉軸受，スラストころ軸受
等のスラスト形の転がり軸受があげられる。

【００９５】また、グリースの種類は、本実施形態にお
いて使用したものに限定されるものではなく、転がり軸
受に慣用される通常のグリースが使用可能である。

【００９６】

【発明の効果】以上のように、本発明の転がり軸受は優
れた耐焼付き性と高い耐腐食疲労強度とを有していて、
内部に水が侵入して潤滑剤に混入するような劣悪な潤滑
環境下においても好適に使用可能である。また、本発明
の密封転がり軸受は、気体状の水分が侵入しても、早期
損傷や早期剥離といった問題が生じにくく長寿命であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る転がり軸受の第一実施形態である
円すいころ軸受の構造と、寿命試験機の構造とを併せて
示す縦断面図である。

【図２】第一実施形態におけるＮ濃度とＬ₅₀寿命との関
係を示すグラフである。

【図３】第一実施形態におけるＯ濃度とＬ₅₀寿命との関
係を示すグラフである。

【図４】第一実施形態におけるＳ濃度とＬ₅₀寿命との関
係を示すグラフである。

【図５】第一実施形態におけるＴｉ濃度とＬ₅₀寿命との
関係を示すグラフである。

【図６】第一実施形態におけるＮｉ濃度とＬ₅₀寿命との
関係を示すグラフである。

【図７】第一実施形態におけるＰ濃度とＬ₅₀寿命との関
係を示すグラフである。

【図８】第一実施形態におけるＭｏ濃度とＬ₅₀寿命との
関係を示すグラフである。

【図９】第一実施形態における軌道面のＣ濃度とＬ₅₀寿
命との関係を示すグラフである。

【図１０】第一実施形態における軌道面の残留応力σ_R
とＬ₅₀寿命との関係を示すグラフである。

【図１１】第二実施形態において、Ｎｉ濃度の数値をＣ
ｒ濃度，Ｍｏ濃度，Ｍｎ濃度の各数値の総和で除した値
とＬ₁₀寿命との関係を示すグラフである。

【図１２】本発明に係る転がり軸受の第三実施形態であ
る４列円すいころ軸受の構造を示す縦断面図である。

【図１３】図１２の軸受の中間シール周辺部分の構造を
示す拡大断面図、及び中間シールの要部を説明する図で
ある。

【図１４】第三実施形態におけるＮ濃度とＬ₅₀寿命との
関係を示すグラフである。

【図１５】第三実施形態におけるＯ濃度とＬ₅₀寿命との
関係を示すグラフである。

【図１６】第三実施形態におけるＳ濃度とＬ₅₀寿命との
関係を示すグラフである。

【図１７】第三実施形態におけるＴｉ濃度とＬ₅₀寿命と
の関係を示すグラフである。

【図１８】第三実施形態におけるＮｉ濃度とＬ₅₀寿命と
の関係を示すグラフである。

【図１９】第三実施形態におけるＰ濃度とＬ₅₀寿命との
関係を示すグラフである。

【図２０】第三実施形態における軌道面のＣ濃度とＬ₅₀
寿命との関係を示すグラフである。

【図２１】第三実施形態における軌道面の残留応力σ_R
とＬ₅₀寿命との関係を示すグラフである。

【図２２】第三実施形態におけるＭｏ濃度とＬ₅₀寿命と
の関係を示すグラフである。

【図２３】第三実施形態におけるＭｎ濃度とＬ₅₀寿命と
の関係を示すグラフである。

【図２４】第三実施形態におけるＣｒ濃度とＬ₅₀寿命と
の関係を示すグラフである。

【図２５】従来の密封転がり軸受の構造を示す縦断面図
である。

【図２６】図２５の密封転がり軸受の中間シールの要部
を説明する拡大図である。

【図２７】図２６とは別種の中間シールの周辺部分の構
造を示す拡大断面図である。

【図２８】従来の密封転がり軸受について、軸受使用時
間に対して、（ａ）回転数，（ｂ）軸受内部温度，
（ｃ）軸受内部圧力を示すグラフである。

【図２９】従来の密封転がり軸受について、軸受内部圧
力と軸受内部への水の混入量との関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１円すいころ軸受２内輪３外輪４ころ９中間シール１０４列円すいころ軸受１１，１２外輪１３内輪１４ころ１８端面シール６９ベント穴Ｓ軸受空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3J016 AA04 BA03 BB03 3J101 AA16 AA25 AA32 AA42 AA44 AA54 AA62 BA70 DA02 DA11 EA04 FA08 GA36

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪と
の間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備える
転がり軸受において、前記内輪及び前記外輪のうち少なくとも非回転側の軌道
輪を、Ｎ濃度が１００ｐｐｍ以下、Ｏ濃度が１５ｐｐｍ
以下、Ｓ濃度が０．０２０％以下、Ｔｉ濃度が５０ｐｐ
ｍ以下、Ｎｉ濃度が１〜５％、Ｐ濃度が０．０２０％以
下、Ｍｏ濃度が０．１〜５％である鋼で構成するととも
に、前記軌道輪が備える軌道面のＣ濃度を０．６〜１．２％
とし、前記軌道面の残留圧縮応力を１００〜５００ＭＰａとし
たことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪と
の間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備える
転がり軸受において、前記内輪及び前記外輪のうち少なくとも非回転側の軌道
輪を、Ｎ濃度が１００ｐｐｍ以下、Ｃ濃度が０．０５〜
０．４５％であり、且つ、Ｎｉ濃度の数値をＣｒ濃度，
Ｍｏ濃度，Ｍｎ濃度の各数値の総和で除した値が１．０
〜３．２である鋼で構成したことを特徴とする転がり軸
受。
【請求項３】内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪と
の間に形成される軸受空間に転動自在に配設された複数
の転動体と、前記軸受空間の軸方向両端部に配設された
回転シール部材と、前記内輪に配設された静止シール部
材と、を備えるとともに、前記回転シール部材及び前記
静止シール部材により前記軸受空間が密封された転がり
軸受において、前記軸受空間内の流体圧を外部の流体圧に近づけるベン
ト手段を備えるとともに、前記内輪及び前記外輪のうち少なくとも非回転側の軌道
輪を、Ｎ濃度が１００ｐｐｍ以下、Ｏ濃度が１５ｐｐｍ
以下、Ｓ濃度が０．０２０％以下、Ｔｉ濃度が５０ｐｐ
ｍ以下、Ｎｉ濃度が１〜５％、Ｐ濃度が０．０２０％以
下、である鋼で構成し、前記軌道輪が備える軌道面のＣ濃度を０．６〜１．２％
とし、前記軌道面の残留圧縮応力を１００〜５００ＭＰ
ａとしたことを特徴とする密封転がり軸受。
【請求項４】内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪と
の間に形成される軸受空間に転動自在に配設された複数
の転動体と、前記軸受空間の軸方向両端部に配設された
回転シール部材と、前記内輪に配設された静止シール部
材と、を備えるとともに、前記回転シール部材及び前記
静止シール部材により前記軸受空間が密封された転がり
軸受において、前記軸受空間内の流体圧を外部の流体圧に近づけるベン
ト手段を備えるとともに、前記内輪及び前記外輪のうち少なくとも非回転側の軌道
輪を、Ｎ濃度が１００ｐｐｍ以下、Ｏ濃度が１５ｐｐｍ
以下、Ｓ濃度が０．０２０％以下、Ｔｉ濃度が５０ｐｐ
ｍ以下、Ｎｉ濃度が２〜５％、Ｐ濃度が０．０２０％以
下、Ｍｎ濃度が１．０％以下、Ｍｏ濃度が０．０５〜５
％、Ｃｒ濃度が１．５％以下である鋼で構成し、前記軌道輪が備える軌道面のＣ濃度を０．６〜１．２％
とし、前記軌道面の残留圧縮応力を１００〜５００ＭＰ
ａとしたことを特徴とする密封転がり軸受。