JP2000266064A - 円筒ころ軸受及び針状ころ軸受用軸部品 - Google Patents

円筒ころ軸受及び針状ころ軸受用軸部品

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JP2000266064A JP7439299A JP7439299A JP2000266064A JP 2000266064 A JP2000266064 A JP 2000266064A JP 7439299 A JP7439299 A JP 7439299A JP 7439299 A JP7439299 A JP 7439299A JP 2000266064 A JP2000266064 A JP 2000266064A
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bearing
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cylindrical roller
shaft component
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治 児玉
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薫 長谷川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸部品のころ転動軌道面の長寿命化を図る。
また軸部品と軸受とから成る軸受部構造全体の長寿命化
を図る。 【解決手段】 円筒ころ軸受又は針状ころ軸受の転動軌
道面を有する軸部品に浸炭浸窒処理を施し、軸受のころ
の転動軌道面となる表面の浸炭層の表面付近に、３０〜
８０％の残留オーステナイトを含む層を生成する。上記
軸部品を、表層の残留オーステナイト量を３０％程度高
め、表層部に残留圧縮応力を付加させる特殊熱処理の後
に、表面にランダムな方向の微小な凹凸が形成されるよ
うな特殊な表面加工処理を施し、長寿命化が図られたこ
ろを有する円筒ころ軸受又は針状ころ軸受と組合せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、円筒ころ軸受及
び針状ころ軸受用軸部品に関するものであり、該軸部品
の円筒ころ軸受又は針状ころ軸受のころの転動軌道面に
適用することにより、該軸部品の円筒ころ軸受又は針状
ころ軸受のころの転動軌道面の長寿命化を図るものであ
る。
【０００２】また、該軸部品を、表層の残留オーステナ
イト量を３０％程度高め、表層部に残留圧縮応力を付加
させる特殊熱処理の後に、表面にランダムな方向の微小
な凹凸が形成されるような特殊な表面加工処理を施し、
長寿命化が図られたころを有する円筒ころ軸受又は針状
ころ軸受と組合わせて使用することにより、軸部品と円
筒ころ軸受又は針状ころ軸受からなる軸受部構造全体の
長寿命化を図るものである。
【０００３】
【従来の技術】円筒ころ軸受又は針状ころ軸受と、その
軸受のころの転動軌道面を有する軸部品とからなる軸受
部構造全体の長寿命化を図るためには、軸受のころと、
そのころの転動軌道面となる軸部品表面の双方を長寿命
化しなければ、軸受部構造全体としての長寿命化は達成
されない。
【０００４】円筒ころ軸受及び針状ころ軸受のころの長
寿命化については、例えば、特開平５−２３９５５０公
報では、表層の残留オーステナイト量を３０％程度高
め、表層部に残留圧縮応力を付加させる特殊熱処理を施
した後に、表面にランダムな方向の微小な凹凸が形成さ
れるような特殊な表面加工処理を施すことにより、従来
より長寿命な円筒ころ軸受及び針状ころ軸受のころが提
供されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、円筒こ
ろ軸受又は針状ころ軸受のころの転動軌道面となる軸部
品については、従来から、肌焼鋼に浸炭処理を施した後
に、ころの転動軌道面として機能するに十分な精度（真
円度、円筒度、面粗度）に仕上げ加工した程度のままで
ある。
【０００６】そのため、前記のような長寿命なころを有
する円筒ころ軸受又は針状ころ軸受を使用しても、その
ころの転動軌道面となる軸部品が従来のままでは、ころ
に対し、軸部品のころ転動軌道面の寿命が劣り、軸受部
構造全体としての長寿命化は十分に達成されず、前記の
ようなころの長寿命化効果を十分に有効活用できていな
いという問題が生じている。
【０００７】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、長寿命の円筒ころ軸受又は針状こ
ろ軸受のころの転動軌道面を有する軸部品を得ることを
目的とするものである。
【０００８】また、軸部品の円筒ころ軸受又は針状ころ
軸受のころ転動軌道面を長寿命化することにより、前記
のような長寿命なころを有する円筒ころ軸受又は針状こ
ろ軸受と組合わせて使用した場合に、軸受部構造全体と
しての長寿命化を達成することを目的とすると共に、こ
ろの長寿命化効果を十分に有効活用することを目的とす
るものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び効果】上述の目的を達
成するために、本発明による軸部品には、浸炭浸窒処理
が施され、円筒ころ軸受又は針状ころ軸受のころ転動軌
道面となる表面の浸炭層の表面付近に、３０〜８０％の
残留オーステナイトを含む層が生成されている。
【００１０】また、本発明による軸部品は、その表面
を、円筒ころ軸受又は針状ころ軸受のころが転動する軌
道面として機能するに十分な、真円度、円筒度、面粗度
を有するように仕上げ加工した場合でも、円筒ころ軸受
又は針状ころ軸受のころの転動軌道面となる表面の浸炭
層の表面付近に３０〜８０％の残留オーステナイトを含
む層を確保している。
【００１１】上記本発明による軸部品では、円筒ころ軸
受又は針状ころ軸受のころ転動軌道面となる表面の浸炭
層の表面付近に生成されている３０〜８０％の残留オー
ステナイトを含む層は、浸炭硬化層に比べて軟らかいた
め、 初期なじみ性がよく、局部的な高面圧を、軸受運転初
期において緩和する作用がある、 特に、軸受の運転初期に、各部のなじみ摩耗により多
量に発生する微小異物が混入しても、表面に埋まり込
み、ころの転動に及ぼす悪影響が小さい。
【００１２】かつ、本発明による軸部品の最表面の多量
（３０〜８０％）に残留オーステナイトを含む層には、
残留圧縮応力が生じているため、 軸部品の表面部の、亀裂の発生、及び発生した亀裂の
伸展を抑制する。
【００１３】更に、本発明による軸部品最表面に生成さ
れている３０〜８０％の残留オーステナイトを含む層
は、軸受の運転中に転動するころによって負荷される面
圧により加工硬化し、極めて硬く、しかも、靱性のある
層となるので、 最終的には、硬度アップによる長寿命効果が得られ
る。
【００１４】以上の効果により、本発明による軸部品
は、円筒ころ軸受又は針状ころ軸受のころ転動軌道面と
して用いた場合には、従来の軸部品に比べ、数倍の長寿
命を有する。
【００１５】また、本発明による軸部品を、表層の残留
オーステナイト量を３０％程度高め、表層部に残留圧縮
応力を付加させる特殊熱処理の後に、表面にランダムな
方向の微小な凹凸が形成されるような特殊な表面加工処
理を施し、長寿命化が図られたころを有する円筒ころ軸
受又は針状ころ軸受と組合わせた場合には、円筒ころ軸
受又は針状ころ軸受のころ、及び円筒ころ軸受又は針状
ころ軸受のころの転動軌道面となる軸部品ともに、その
最表面に多量の残留オーステナイトを含む層を有するた
め、前記〜の効果は更に強化される。
【００１６】これにより、円筒ころ軸受又は針状ころ軸
受と、その軸受のころの転動軌道面を有する軸部品とか
らなる軸受部構造全体としての長寿命化を達成し、ころ
の長寿命化効果を十分に有効活用可能としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態に
ついて添付図に基づいて説明する。図１は、針状ころ軸
受と、その針状ころ軸受のころが転動する軌道面を有す
る軸部品とからなる軸受部構造を、遊星歯車機構のプラ
ネット歯車支持機構として用いた例である。遊星キャリ
ア１に固定された軸２は、針状ころ軸受３を介して、プ
ラネット歯車４を、軸２の軸心廻りに回転自由に支持し
ている。プラネット歯車４は、サン歯車５及びリング歯
車６と噛合っている。
【００１８】針状ころ軸受のころ７は、表層の残留オー
ステナイト量を３０％程度高め、表層部に残留圧縮応力
を付加させる特殊熱処理の後に、表面にランダムな方向
の微小な凹凸が形成されるような特殊な表面加工処理を
施し、長寿命化が図られたころを有する針状ころ軸受で
ある。
【００１９】本発明による軸部品は、軸２として用いら
れる。図２は、本発明による軸２の表面の様子を示す模
式図である。軸２は、ニッケルクロムモリブテン鋼を所
定の形状に機械加工したものを、９３０℃で浸炭処理し
て、表面に浸炭層８を形成する。この浸炭処理に続い
て、７５０℃〜８５０℃で浸窒処理を行い、浸炭層８の
表面に多量の残留オーステナイトを含む層９を生成させ
る。その後、外径表面を、真円度０．００２ｍｍ以下、
円筒度０．００２ｍｍ以下、面粗度は最大高さで０．０
０１ｍｍ以下に仕上げ加工したものである。軸２の最表
面には、仕上げ加工後も、３０〜８０％の残留オーステ
ナイトを含む層９が確保されている。
【００２０】次に、本発明による寿命延長効果を確認し
た、寿命比較試験について説明する。図３は、寿命比較
試験に用いた試験装置の模式図である。試験軸受１０を
試験軸部品１１に嵌め込み、外輪１２に組み込む。外輪
１２は、試験荷重が負荷されながら、中心軸廻りに回転
する。試験軸受１０及び試験軸部品１１は、試験軸部品
１１に設けられた潤滑油供給孔１３を通して供給される
油によって潤滑されている。寿命比較を行った組合わせ
は表１のＡ及びＢの２種類である。
【００２１】
【表１】
【００２２】また、試験条件を表２に、試験結果を表３
に示す。
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表３】
【００２５】図４は、本発明の軸部品と長寿命のころを
持つ針状ころ軸受の組合せＡ、及び従来のものの組み合
わせＢの累積破損確率と寿命の試験結果を示すワイブル
線図である。上記寿命比較試験結果から明らかなよう
に、本発明の軸部品と長寿命のころを持つ針状ころ軸受
の組合せＡは、従来のものの組み合わせＢの３倍以上の
寿命を有している。このことは、本発明により軸部品の
寿命が延長されたことにより、軸受のころの長寿命化効
果を十分に活用できるようになったことを示しており、
軸部品と軸受とからなる軸受部構造全体の寿命を延長可
能にしたことを示している。
【００２６】最後に、本発明の軸部品と長寿命のころを
持つ針状ころ軸受の組合せを、実際の建設機械遊星式変
速機に適用した試験結果について説明する。適用箇所
は、遊星歯車機構のプラネット歯車支持機構であり、図
１と同じ構造である。表４に試験結果を示す。
【００２７】
【表４】
【００２８】本発明の軸部品と長寿命のころを持つ針状
ころ軸受の組合せは、計算上の寿命の３倍以上の試験時
間でも、軸部品、軸受のころ共に、全く損傷がなく、本
発明により、軸部品と軸受とからなる軸受部構造全体の
寿命が３倍以上に延長されていることを示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】遊星歯車機構のプラネット歯車支持機構に、本
発明による軸部品、及び長寿命化ころを有する針状ころ
軸受を適用した例を示す説明図である。
【図２】本発明による軸部品の表面の様子を示す模式図
である。
【図３】寿命比較試験に用いた試験装置の模式図であ
る。
【図４】本発明の軸部品と長寿命のころを持つ針状ころ
軸受の組合せＡ、及び、従来のものの組み合わせＢの、
累積破損確率と寿命の試験結果を示すワイブル線図であ
る。
【符号の説明】
１ 遊星キャリア ２ 軸 ３ 針状ころ軸受 ４ プラネット歯車 ５ サン歯車 ６ リング歯車 ７ 針状ころ軸受のころ ８ 本発明による軸の表面に形成された浸炭層 ９ 本発明による軸の表面の浸炭層の更に表面に生成さ
れた３０〜８０％の残留オーステナイトを含む層 １０ 試験軸受 １１ 試験軸部品 １２ 外輪 １３ 潤滑油供給孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川崎 信明 石川県小松市符津町ツ23番地 株式会社小 松製作所粟津工場内 Ｆターム(参考） 3J101 AA13 AA14 AA24 BA10 BA70 DA02 DA05 EA02 FA31 GA60

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 円筒ころ軸受又は針状ころ軸受のころが
    転動する軌道面を有する軸部品であって、該軸部品に浸
    炭浸窒処理を施し、円筒ころ軸受又は針状ころ軸受のこ
    ろの転動軌道面となる表面の浸炭層の表面付近に、３０
    〜８０％の残留オーステナイトを含む層を生成したこと
    を特徴とする円筒ころ軸受及び針状ころ軸受用軸部品。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載した軸部品において、円
    筒ころ軸受又は針状ころ軸受のころの転動軌道面となる
    表面の浸炭層の表面付近に３０〜８０％の残留オーステ
    ナイトを含む層を確保すると同時に、該表面が、円筒こ
    ろ軸受又は針状ころ軸受のころが転動する軌道面として
    機能するに十分な、真円度、円筒度、面粗度を有するよ
    うに仕上げ加工したことを特徴とする請求項１の円筒こ
    ろ軸受及び針状ころ軸受用軸部品。
  3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載した軸部品
    と、表面の残留オーステナイト量を３０％程度高め、表
    層部に残留圧縮応力を付加させる特殊熱処理の後に、表
    面にランダムな方向の微小な凹凸が形成されるような特
    殊な表面加工処理を施したころを有する円筒ころ軸受又
    は針状ころ軸受と組合わせたことを特徴とする軸受部構
    造の組合せ構成。
JP7439299A 1999-03-18 1999-03-18 円筒ころ軸受及び針状ころ軸受用軸部品 Pending JP2000266064A (ja)

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