JP2001090734A - 転がり軸受用保持器 - Google Patents
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- Y10S384/00—Bearings
- Y10S384/90—Cooling or heating
- Y10S384/913—Metallic compounds
Abstract
(57)【要約】
【課題】保持器表面に窒化処理を施してなる化合物層中
の多孔質層と緻密層との厚さの許容範囲を設定すること
により、安定した耐摩耗性が確保できると共に耐焼付き
性の良好な転がり軸受用保持器をを提供する。 【解決手段】窒化処理して表面に化合物層を形成した鋼
製の転がり軸受用保持器において、当該化合物層１中の
緻密層２の厚さを３〜２０μｍとすることで、摩耗量が
抑制されて耐摩耗性が向上する。また、潤滑油の油だま
りとして機能する多孔質層３の厚さを２〜２５μｍとす
ることで、油切れが抑制されて耐焼付き性も向上する。
の多孔質層と緻密層との厚さの許容範囲を設定すること
により、安定した耐摩耗性が確保できると共に耐焼付き
性の良好な転がり軸受用保持器をを提供する。 【解決手段】窒化処理して表面に化合物層を形成した鋼
製の転がり軸受用保持器において、当該化合物層１中の
緻密層２の厚さを３〜２０μｍとすることで、摩耗量が
抑制されて耐摩耗性が向上する。また、潤滑油の油だま
りとして機能する多孔質層３の厚さを２〜２５μｍとす
ることで、油切れが抑制されて耐焼付き性も向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般産業機械, 自
動車用エンジン, 工作機械, 鉄鋼機械等に使用される転
がり軸受用の保持器に係り、特に鋼製のプレス保持器の
機能改良に関する。
動車用エンジン, 工作機械, 鉄鋼機械等に使用される転
がり軸受用の保持器に係り、特に鋼製のプレス保持器の
機能改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、一部の転がり軸受用保持器には、
冷延鋼板ＳＰＣＣ，ＳＰＣＥ材に純窒化（ＮＨ3 ガス窒
化) やガス軟窒化, タフトライド, イオン窒化等の軟窒
化を施したプレス保持器が用いられている。保持器に窒
化処理を施すと、母材より硬化したＨｖ３５０〜６００
程度の表面硬さが得られて優れた耐摩耗特性を示すよう
になる。また、表面に生成される窒素化合物が耐高温軟
化特性を有することで、保持器と外輪や内輪の転動面も
しくは転動体との間に凝着や溶着が起こりにくくなり、
耐焼き付き性も良好となる。また、その窒化化合物の化
学的特性は非常に安定で不活性なため、腐食環境下にお
いて優れた耐食性を示す。その上、窒化はＡ１変態点
（７２３℃）以下の低い温度（４００〜６００℃）で処
理を行うため、熱処理ひずみが非常に小さく、とくに保
持器のように肉薄で変形の生じやすい部品の場合には十
分な効果を発揮するようになる。
冷延鋼板ＳＰＣＣ，ＳＰＣＥ材に純窒化（ＮＨ3 ガス窒
化) やガス軟窒化, タフトライド, イオン窒化等の軟窒
化を施したプレス保持器が用いられている。保持器に窒
化処理を施すと、母材より硬化したＨｖ３５０〜６００
程度の表面硬さが得られて優れた耐摩耗特性を示すよう
になる。また、表面に生成される窒素化合物が耐高温軟
化特性を有することで、保持器と外輪や内輪の転動面も
しくは転動体との間に凝着や溶着が起こりにくくなり、
耐焼き付き性も良好となる。また、その窒化化合物の化
学的特性は非常に安定で不活性なため、腐食環境下にお
いて優れた耐食性を示す。その上、窒化はＡ１変態点
（７２３℃）以下の低い温度（４００〜６００℃）で処
理を行うため、熱処理ひずみが非常に小さく、とくに保
持器のように肉薄で変形の生じやすい部品の場合には十
分な効果を発揮するようになる。
【０００３】しかしながら、近年、転がり軸受の使用条
件が厳しくなっており、殊に油膜切れが生じると、窒化
した場合でも保持器が摩耗しやすい。そして、軸受が回
転することにより、その摩耗粉が内輪や外輪の転動面も
しくは転動体に圧痕を付けたり、摩耗粉の増大と油切れ
が加速されて保持器が焼き付きを生じるという問題が起
きている。
件が厳しくなっており、殊に油膜切れが生じると、窒化
した場合でも保持器が摩耗しやすい。そして、軸受が回
転することにより、その摩耗粉が内輪や外輪の転動面も
しくは転動体に圧痕を付けたり、摩耗粉の増大と油切れ
が加速されて保持器が焼き付きを生じるという問題が起
きている。
【０００４】そこで、かかる問題点を解消する手段とし
て、特開平１０−１４７８５５号に、鉄系機構部品に窒
化処理を施してなる化合物層表面に、当該化合物層厚さ
の１０〜５０％とした厚さ１〜２０μｍの多孔質層を形
成し、この多孔質層に潤滑油を真空含浸法または加熱含
浸法により含浸させて潤滑性を向上させる技術が提案さ
れている。
て、特開平１０−１４７８５５号に、鉄系機構部品に窒
化処理を施してなる化合物層表面に、当該化合物層厚さ
の１０〜５０％とした厚さ１〜２０μｍの多孔質層を形
成し、この多孔質層に潤滑油を真空含浸法または加熱含
浸法により含浸させて潤滑性を向上させる技術が提案さ
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術においては、化合物層厚さが相対的にしか規定
されておらず、多孔質層厚さによってその上下限は決ま
る。そのために、化合物層が非常に厚くなることがあ
り、その際は化合物層全体の表面硬さは逆に低下してし
まい、耐摩耗特性を確保することが困難であるという問
題が生じたり、寸法精度が悪くなるという不具合があ
る。更には、窒化処理後に真空含浸法や加熱含浸法など
を用いて多孔質層に潤滑油を含浸させるなどの工程はコ
スト高を招くという問題がある。
従来技術においては、化合物層厚さが相対的にしか規定
されておらず、多孔質層厚さによってその上下限は決ま
る。そのために、化合物層が非常に厚くなることがあ
り、その際は化合物層全体の表面硬さは逆に低下してし
まい、耐摩耗特性を確保することが困難であるという問
題が生じたり、寸法精度が悪くなるという不具合があ
る。更には、窒化処理後に真空含浸法や加熱含浸法など
を用いて多孔質層に潤滑油を含浸させるなどの工程はコ
スト高を招くという問題がある。
【０００６】そこで、本発明は、このような従来技術の
未解決の問題点に着目してなされたものであり、窒化処
理を施してなる化合物層中の多孔質層と緻密層との厚さ
の許容範囲を設定することにより、安定した耐摩耗性が
確保できる転がり軸受用保持器を低コストで提供するこ
とを目的とする。
未解決の問題点に着目してなされたものであり、窒化処
理を施してなる化合物層中の多孔質層と緻密層との厚さ
の許容範囲を設定することにより、安定した耐摩耗性が
確保できる転がり軸受用保持器を低コストで提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究を
重ねた結果、純窒化もしくは軟窒化の窒化処理を施した
転がり軸受用保持器において、耐摩耗性, 耐焼き付き性
はそれぞれ、化合物層中の緻密層厚さ及び多孔質層厚さ
に影響されることを見出して本発明を提案するに至っ
た。
重ねた結果、純窒化もしくは軟窒化の窒化処理を施した
転がり軸受用保持器において、耐摩耗性, 耐焼き付き性
はそれぞれ、化合物層中の緻密層厚さ及び多孔質層厚さ
に影響されることを見出して本発明を提案するに至っ
た。
【０００８】すなわち冷延鋼板のプレス保持器に、緻密
層厚さが３〜２０μｍ、多孔質層厚さが２〜２５μｍで
ある純窒化もしくは軟窒化の窒化処理を施すことで、上
記課題を解決する保持器の提供が可能となる。ここに、
本明細書で「化合物層」という用語は、鉄系基体と一体
化している窒素化合物からなる層を意味する。「緻密
層」という用語は、当該窒素化合物層の中の前記鉄系基
体側に位置する層を意味する。「多孔質層」という用語
は、当該窒素化合物層の中の前記鉄系基体の反対側に位
置し、１０〜６０％の空孔率を有する層を意味する。
層厚さが３〜２０μｍ、多孔質層厚さが２〜２５μｍで
ある純窒化もしくは軟窒化の窒化処理を施すことで、上
記課題を解決する保持器の提供が可能となる。ここに、
本明細書で「化合物層」という用語は、鉄系基体と一体
化している窒素化合物からなる層を意味する。「緻密
層」という用語は、当該窒素化合物層の中の前記鉄系基
体側に位置する層を意味する。「多孔質層」という用語
は、当該窒素化合物層の中の前記鉄系基体の反対側に位
置し、１０〜６０％の空孔率を有する層を意味する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。窒化処理して表面に化合物層を形成した本発明の
鋼製の転がり軸受用保持器において、図１に示す拡散層
Ａと母層Ｂの上部に形成された表面の化合物層１は、ε
相（Ｆｅ2 Ｎ，Ｆｅ3 Ｎ），ν’相（Ｆｅ4 Ｎ），鉄炭
窒化物，僅か少量のＦｅ3 Ｏ4 を主成分とする酸化鉄か
ら構成されており、鉄系基体である母材Ｂの表面に位置
する緻密層２と、その外側に位置する空孔率１０〜６０
％の多孔質層３とからなる二層構造である。
する。窒化処理して表面に化合物層を形成した本発明の
鋼製の転がり軸受用保持器において、図１に示す拡散層
Ａと母層Ｂの上部に形成された表面の化合物層１は、ε
相（Ｆｅ2 Ｎ，Ｆｅ3 Ｎ），ν’相（Ｆｅ4 Ｎ），鉄炭
窒化物，僅か少量のＦｅ3 Ｏ4 を主成分とする酸化鉄か
ら構成されており、鉄系基体である母材Ｂの表面に位置
する緻密層２と、その外側に位置する空孔率１０〜６０
％の多孔質層３とからなる二層構造である。
【００１０】前記多孔質層３は初期なじみ性がよく、ま
た潤滑油の油だまりとして機能し、油膜の保護に効果的
な作用をもたらし焼き付きを防止する。しかしながら、
多孔質層３がある厚さ以上になると、表面の面荒れがひ
どくなりすぎるため、上に油を塗布した状態でも油膜が
均一に形成されずに粗さが残る。その結果、初期摩耗量
は増大し、それによってはく離した摩耗粉が原因となっ
て、軸受の内輪や外輪の転動面もしくは転動体に圧痕を
付けたり、ヒッカキや掘り起こし摩耗を生じる。これら
が油切れを加速して潤滑条件が悪化し、保持器が焼き付
きを起こしたりする。また、寸法精度も悪くなるという
不具合を生じる。あらかじめ表面付近の余分な多孔質層
を機械的な手段によって除去すれば、そうした問題を改
善することができるが、しかしその場合はコスト高を招
く。
た潤滑油の油だまりとして機能し、油膜の保護に効果的
な作用をもたらし焼き付きを防止する。しかしながら、
多孔質層３がある厚さ以上になると、表面の面荒れがひ
どくなりすぎるため、上に油を塗布した状態でも油膜が
均一に形成されずに粗さが残る。その結果、初期摩耗量
は増大し、それによってはく離した摩耗粉が原因となっ
て、軸受の内輪や外輪の転動面もしくは転動体に圧痕を
付けたり、ヒッカキや掘り起こし摩耗を生じる。これら
が油切れを加速して潤滑条件が悪化し、保持器が焼き付
きを起こしたりする。また、寸法精度も悪くなるという
不具合を生じる。あらかじめ表面付近の余分な多孔質層
を機械的な手段によって除去すれば、そうした問題を改
善することができるが、しかしその場合はコスト高を招
く。
【００１１】逆に、多孔質層３の厚さが少ない場合は、
油膜保護の効果がないために、保持器と内輪や外輪の転
動面もしくは転動体とが真接触して発熱を起こし、容易
に摩耗や損傷焼き付きが起きる結果、保持器は短寿命と
なる。そこで、本願発明者らは以下の実験を行なって、
多孔質層３の適切な厚さを明らかにした。
油膜保護の効果がないために、保持器と内輪や外輪の転
動面もしくは転動体とが真接触して発熱を起こし、容易
に摩耗や損傷焼き付きが起きる結果、保持器は短寿命と
なる。そこで、本願発明者らは以下の実験を行なって、
多孔質層３の適切な厚さを明らかにした。
【００１２】すなわち、図２に示すようなファビリー
（Faville-Le Vally）式摩擦摩耗試験機を使用し、ガス
窒化を施した試験体のテストピン５を、シアーピン６を
介して回転装置７に取付け、同じくガス窒化を施して対
向させた一対のＶブロック８，８で挟んで荷重Ｆをかけ
つつ回転数３００ｒｐｍで回転させて、試験体５の耐摩
耗性を比較検討した。
（Faville-Le Vally）式摩擦摩耗試験機を使用し、ガス
窒化を施した試験体のテストピン５を、シアーピン６を
介して回転装置７に取付け、同じくガス窒化を施して対
向させた一対のＶブロック８，８で挟んで荷重Ｆをかけ
つつ回転数３００ｒｐｍで回転させて、試験体５の耐摩
耗性を比較検討した。
【００１３】ガス窒化は、雰囲気ガスをＮ2 ＋ＮＨ3 と
した純窒化を用い、処理温度は５６０℃とした。テスト
ピン５，Ｖブロック８に形成した化合物層については、
緻密層厚さを５μｍ一定とし、多孔質層厚さを次の５種
類に変化させて行った。０μｍ，２μｍ，１５μｍ，２
４μｍ，２８μｍ。供試油はタービン油を用い、摩擦速
度は０．１５ｍ／ｓで行った。
した純窒化を用い、処理温度は５６０℃とした。テスト
ピン５，Ｖブロック８に形成した化合物層については、
緻密層厚さを５μｍ一定とし、多孔質層厚さを次の５種
類に変化させて行った。０μｍ，２μｍ，１５μｍ，２
４μｍ，２８μｍ。供試油はタービン油を用い、摩擦速
度は０．１５ｍ／ｓで行った。
【００１４】この実験の結果を図３に示した。多孔質層
厚さがほぼ２μｍ未満である場合、多孔質層の油膜保護
の効果が期待できず短時間で摩擦係数μが急上昇して焼
き付きを起こす。多孔質層厚さが２μｍ以上になると耐
焼き付き性は大幅に向上する。従って、多孔質層厚さの
下限を２μｍとする。
厚さがほぼ２μｍ未満である場合、多孔質層の油膜保護
の効果が期待できず短時間で摩擦係数μが急上昇して焼
き付きを起こす。多孔質層厚さが２μｍ以上になると耐
焼き付き性は大幅に向上する。従って、多孔質層厚さの
下限を２μｍとする。
【００１５】その後、多孔質層厚さを増大させるにした
がって、それは潤滑油の油だまりとして作用するため焼
き付き時間は伸び、耐焼き付き性は良好となるが、その
反面初期摩耗量が増大する。よって、図３中の多孔質層
厚さ１５μｍ及び２４μｍの各グラフのように少量の初
期摩耗（経過時間１５ｓｅｃ付近に摩擦係数μの上昇）
の発生は、多孔質層が軸との初期なじみ効果であるが、
多孔質層厚さが２５μｍを超えた場合のように大量の初
期摩耗が発生すると、もはや初期なじみとしての効果は
なく、その摩耗粉が潤滑条件を悪化させて短時間で焼き
付きを起こすようになる。よって、多孔質層厚さの上限
を２５μｍとする。
がって、それは潤滑油の油だまりとして作用するため焼
き付き時間は伸び、耐焼き付き性は良好となるが、その
反面初期摩耗量が増大する。よって、図３中の多孔質層
厚さ１５μｍ及び２４μｍの各グラフのように少量の初
期摩耗（経過時間１５ｓｅｃ付近に摩擦係数μの上昇）
の発生は、多孔質層が軸との初期なじみ効果であるが、
多孔質層厚さが２５μｍを超えた場合のように大量の初
期摩耗が発生すると、もはや初期なじみとしての効果は
なく、その摩耗粉が潤滑条件を悪化させて短時間で焼き
付きを起こすようになる。よって、多孔質層厚さの上限
を２５μｍとする。
【００１６】つまり、化合物層の耐焼き付き特性は多孔
質層厚さに依存し、多孔質層厚さを２〜２５μｍにする
ことで耐焼き付き特性が良好であり、使用条件の厳しい
転がり軸受用保持器として好適に使用できると言える。
以上の結果は、緻密層厚さを５μｍ一定に限った場合の
みでなく、次の如く緻密層厚さを変化させた場合にも同
様のことがいえる。
質層厚さに依存し、多孔質層厚さを２〜２５μｍにする
ことで耐焼き付き特性が良好であり、使用条件の厳しい
転がり軸受用保持器として好適に使用できると言える。
以上の結果は、緻密層厚さを５μｍ一定に限った場合の
みでなく、次の如く緻密層厚さを変化させた場合にも同
様のことがいえる。
【００１７】本願発明者らは、さらに次の実験を行な
い、緻密層３についてもその適切な厚さを明らかにし
た。すなわち、こんどは図４に示すような大越式摩耗試
験機を使用し、ガス窒化を施した板状のＳＰＣＣ製固定
試験片１０を、ＳＵＪ２製の円環状の回転試験片１１に
当てて荷重Ｆをかけて押し付けつつ回転試験を行い、固
定試験片１０の耐摩耗性を比較検討した。
い、緻密層３についてもその適切な厚さを明らかにし
た。すなわち、こんどは図４に示すような大越式摩耗試
験機を使用し、ガス窒化を施した板状のＳＰＣＣ製固定
試験片１０を、ＳＵＪ２製の円環状の回転試験片１１に
当てて荷重Ｆをかけて押し付けつつ回転試験を行い、固
定試験片１０の耐摩耗性を比較検討した。
【００１８】固定試験片１０のガス窒化は、雰囲気ガス
をＮ2 ２０％＋ＮＨ3 ８０％とした純窒化を用い、処理
温度は５６０℃とした。こうして窒化形成した化合物層
については、多孔質層厚さを５μｍ一定とし、緻密層厚
さを種々に変化させたものを使用した。回転試験片１１
は、ＳＵＪ２材を８４０℃で焼入れし、１７０℃で焼戻
しして用いた。
をＮ2 ２０％＋ＮＨ3 ８０％とした純窒化を用い、処理
温度は５６０℃とした。こうして窒化形成した化合物層
については、多孔質層厚さを５μｍ一定とし、緻密層厚
さを種々に変化させたものを使用した。回転試験片１１
は、ＳＵＪ２材を８４０℃で焼入れし、１７０℃で焼戻
しして用いた。
【００１９】試験条件は、無潤滑（ドライ）で、面圧：
０．２〜４ｋｇ／ｍｍ2 ，摩擦速度：２．６ｍ／ｓ，摩
擦距離（滑り距離）: ４００ｍとした。この実験の結果
を図５に示した。緻密層厚さが３μｍ未満では摩耗量は
非常に多い。これに対して、緻密層厚さ３μｍ以上にな
ると摩耗量は抑制される。これは、緻密層が３μｍ未満
と薄い場合には均一とはならず、その結果、窒化ムラが
生じていることが原因である。このように、窒化ムラの
ため部分的に緻密層が形成されない個所があると、ＳＰ
ＣＣ素地が内輪や外輪の転動面もしくは転動体の軸受鋼
と真接触を生じ、すべり接触を行うことで保持器は早期
に使用不能となる。したがって、化合物層における緻密
層の厚さが３μｍ未満の窒化保持器の場合には、その耐
摩耗特性は十分に期待できない。
０．２〜４ｋｇ／ｍｍ2 ，摩擦速度：２．６ｍ／ｓ，摩
擦距離（滑り距離）: ４００ｍとした。この実験の結果
を図５に示した。緻密層厚さが３μｍ未満では摩耗量は
非常に多い。これに対して、緻密層厚さ３μｍ以上にな
ると摩耗量は抑制される。これは、緻密層が３μｍ未満
と薄い場合には均一とはならず、その結果、窒化ムラが
生じていることが原因である。このように、窒化ムラの
ため部分的に緻密層が形成されない個所があると、ＳＰ
ＣＣ素地が内輪や外輪の転動面もしくは転動体の軸受鋼
と真接触を生じ、すべり接触を行うことで保持器は早期
に使用不能となる。したがって、化合物層における緻密
層の厚さが３μｍ未満の窒化保持器の場合には、その耐
摩耗特性は十分に期待できない。
【００２０】一方、緻密層厚さが２０μｍを超える場合
においても、摩耗量の増大が認められる。すなわち、緻
密層の表面硬さは厚さ５〜１０μｍで最高の硬さを示
し、それ以上厚くなると最高硬さ位置が内部へ移行する
ことで逆に表面硬さは低下し、緻密層厚さ２０μｍを超
えると表面硬さは著しい低下が認められる。つまり、単
に緻密層が厚ければそれだけ耐摩耗特性が向上するとは
いえず、厚さ過大による緻密層の硬さの低下は、かえっ
て保持器の破損や断裂などが起きる原因となる。したが
って、窒化保持器の緻密層厚さは２０μｍ以下であるこ
とが必要といえる。
においても、摩耗量の増大が認められる。すなわち、緻
密層の表面硬さは厚さ５〜１０μｍで最高の硬さを示
し、それ以上厚くなると最高硬さ位置が内部へ移行する
ことで逆に表面硬さは低下し、緻密層厚さ２０μｍを超
えると表面硬さは著しい低下が認められる。つまり、単
に緻密層が厚ければそれだけ耐摩耗特性が向上するとは
いえず、厚さ過大による緻密層の硬さの低下は、かえっ
て保持器の破損や断裂などが起きる原因となる。したが
って、窒化保持器の緻密層厚さは２０μｍ以下であるこ
とが必要といえる。
【００２１】これらの結果は多孔質層の厚さを５μｍに
限った場合のみではなく、多孔質層厚さを変化させた場
合も同様のことがいえる。つまり、化合物層の耐摩耗特
性は緻密層厚さに依存し、緻密層厚さを３〜２０μｍ好
ましくは５〜１０μｍにすることで、耐摩耗特性の優れ
た窒化保持器の提供が可能である。以上の結果より、本
発明によれば、窒化処理して表面に化合物層を形成した
鋼製の転がり軸受用保持器にあっては、緻密層厚さが３
〜２０μｍで多孔質層厚さが２〜２５μｍの範囲であれ
ば、窒化処理に軟窒化を用いた場合においても耐摩耗
性, 耐焼き付き性の良好な保持器が得られる。
限った場合のみではなく、多孔質層厚さを変化させた場
合も同様のことがいえる。つまり、化合物層の耐摩耗特
性は緻密層厚さに依存し、緻密層厚さを３〜２０μｍ好
ましくは５〜１０μｍにすることで、耐摩耗特性の優れ
た窒化保持器の提供が可能である。以上の結果より、本
発明によれば、窒化処理して表面に化合物層を形成した
鋼製の転がり軸受用保持器にあっては、緻密層厚さが３
〜２０μｍで多孔質層厚さが２〜２５μｍの範囲であれ
ば、窒化処理に軟窒化を用いた場合においても耐摩耗
性, 耐焼き付き性の良好な保持器が得られる。
【００２２】（実施例）本発明の効果を確認するために
行った実験について説明する。供試保持器として、冷延
鋼板ＳＰＣＣを用いて自動調心ころ軸受２２２１２相当
のプレス保持器を作製し、これに窒化処理として、表１
に示す純窒化( ガス窒化),軟窒化( ガス軟窒化, タフト
ライド, イオン窒化, ＮＶ超窒化）を施し、緻密層及び
多孔質層からなる窒化化合物層を表面に形成した。得ら
れた本発明品保持器Ａ〜Ｉ及び比較例の保持器Ａ〜Ｈ
を、以下に述べる各試験に供した。なお、ＮＶ超窒化は
大同ほくさん株式会社の開発した窒化処理の名称であ
る。
行った実験について説明する。供試保持器として、冷延
鋼板ＳＰＣＣを用いて自動調心ころ軸受２２２１２相当
のプレス保持器を作製し、これに窒化処理として、表１
に示す純窒化( ガス窒化),軟窒化( ガス軟窒化, タフト
ライド, イオン窒化, ＮＶ超窒化）を施し、緻密層及び
多孔質層からなる窒化化合物層を表面に形成した。得ら
れた本発明品保持器Ａ〜Ｉ及び比較例の保持器Ａ〜Ｈ
を、以下に述べる各試験に供した。なお、ＮＶ超窒化は
大同ほくさん株式会社の開発した窒化処理の名称であ
る。
【００２３】
【表１】
【００２４】< 耐摩耗性>保持器の耐摩耗特性を評価す
るためにＮＳＫ社製ラジアル寿命摩耗試験機により、ラ
ジアル荷重を５２００Ｎ，粘度がＶＧ１０の潤滑油を１
ｌ／ｍｉｎの給油条件で、回転数を３０００ｒｐｍとし
て３０００時間運転したときの各保持器の重量変化を測
定した。 < 耐焼き付き性>保持器の耐焼き付き性を評価するため
に, ＮＳＫ社製ラジアル寿命焼付き試験機により, ラジ
アル荷重を５２００Ｎ，回転数を３０００ｒｐｍとし
て、保持器が焼き付くまでの時間を測定した。なお、各
保持器ポケットには粘度がＶＧ５の潤滑油を合計で０．
２ｍｌ注入し馴染ませた。
るためにＮＳＫ社製ラジアル寿命摩耗試験機により、ラ
ジアル荷重を５２００Ｎ，粘度がＶＧ１０の潤滑油を１
ｌ／ｍｉｎの給油条件で、回転数を３０００ｒｐｍとし
て３０００時間運転したときの各保持器の重量変化を測
定した。 < 耐焼き付き性>保持器の耐焼き付き性を評価するため
に, ＮＳＫ社製ラジアル寿命焼付き試験機により, ラジ
アル荷重を５２００Ｎ，回転数を３０００ｒｐｍとし
て、保持器が焼き付くまでの時間を測定した。なお、各
保持器ポケットには粘度がＶＧ５の潤滑油を合計で０．
２ｍｌ注入し馴染ませた。
【００２５】実験結果として得られた、各供試保持器の
摩耗量及び焼付き時間を表１に併記して示す。また、こ
の結果から、多孔質層の厚さと焼付き時間との関係をプ
ロットしたグラフを図６に示す。比較例Ａは、純窒化を
施した保持器において緻密層厚さが３μｍ未満の場合で
あるが、緻密層にムラが生じることが原因で摩耗量が全
保持器中最大になるという問題が起きている。
摩耗量及び焼付き時間を表１に併記して示す。また、こ
の結果から、多孔質層の厚さと焼付き時間との関係をプ
ロットしたグラフを図６に示す。比較例Ａは、純窒化を
施した保持器において緻密層厚さが３μｍ未満の場合で
あるが、緻密層にムラが生じることが原因で摩耗量が全
保持器中最大になるという問題が起きている。
【００２６】比較例Ｂは、純窒化を施した保持器におい
て緻密層厚さが２０μｍを超える場合であるが、緻密層
の硬さの低下が影響してやはり摩耗量が非常に大きいと
いう問題が生じている。比較例Ｃは、純窒化を施した保
持器において多孔質層厚さが２μｍ未満の場合である
が、多孔質層の油膜保護がないために短時間で焼き付き
が生じている。
て緻密層厚さが２０μｍを超える場合であるが、緻密層
の硬さの低下が影響してやはり摩耗量が非常に大きいと
いう問題が生じている。比較例Ｃは、純窒化を施した保
持器において多孔質層厚さが２μｍ未満の場合である
が、多孔質層の油膜保護がないために短時間で焼き付き
が生じている。
【００２７】比較例Ｄは、純窒化を施した保持器におい
て多孔質層厚さが２５μｍを超える場合であるが、初期
摩耗量の増大に伴う潤滑条件の悪化により、短時間で焼
き付きが生じている。つまり、比較例Ａ〜Ｄの純窒化を
施した保持器のように、緻密層厚さと多孔質層厚さのど
ちらか一方が本発明の範囲にないものでは、耐摩耗特
性, 耐焼き付き特性の効果が十分に期待できず、窒化保
持器として好適に使用できない。
て多孔質層厚さが２５μｍを超える場合であるが、初期
摩耗量の増大に伴う潤滑条件の悪化により、短時間で焼
き付きが生じている。つまり、比較例Ａ〜Ｄの純窒化を
施した保持器のように、緻密層厚さと多孔質層厚さのど
ちらか一方が本発明の範囲にないものでは、耐摩耗特
性, 耐焼き付き特性の効果が十分に期待できず、窒化保
持器として好適に使用できない。
【００２８】比較例Ｅ〜Ｈは、種々の軟窒化を施した保
持器において、緻密層厚さと多孔質層厚さのどちらか一
方が本発明の範囲にないものである。比較例Ａ〜Ｄと同
様に繊密層厚さが３〜２０μｍでない場合には摩耗量に
問題が生じ、また多孔質層厚さが２〜２５μｍでない場
合には耐焼き付き性に問題が生じており、いずれも窒化
保持器として好適に使用できない。
持器において、緻密層厚さと多孔質層厚さのどちらか一
方が本発明の範囲にないものである。比較例Ａ〜Ｄと同
様に繊密層厚さが３〜２０μｍでない場合には摩耗量に
問題が生じ、また多孔質層厚さが２〜２５μｍでない場
合には耐焼き付き性に問題が生じており、いずれも窒化
保持器として好適に使用できない。
【００２９】これに対して、本発明Ａ〜Ｉは、純窒化,
種々軟窒化のいずれを施した保持器にあっても、緻密層
厚さが３〜２０μｍで且つ多孔質層厚さが２〜２５μｍ
の範囲にある。このように、緻密層厚さと多孔質層厚さ
とが本発明範囲内であると、その窒化処理方法の如何に
かかわらず、耐摩耗性, 耐焼き付き性の良好な保持器が
得られており、その効果は明らかである。
種々軟窒化のいずれを施した保持器にあっても、緻密層
厚さが３〜２０μｍで且つ多孔質層厚さが２〜２５μｍ
の範囲にある。このように、緻密層厚さと多孔質層厚さ
とが本発明範囲内であると、その窒化処理方法の如何に
かかわらず、耐摩耗性, 耐焼き付き性の良好な保持器が
得られており、その効果は明らかである。
【００３０】すなわち、以上説明した本発明によれば、
冷延圧延鋼板プレス保持器を窒化処理し、その緻密層厚
さを３〜２０μｍ，多孔質層厚さを２〜２５μｍに制御
することによって、従来の窒化保持器に比べて大幅に耐
摩耗性, 耐焼き付き性が向上し、近年に見られる転がり
軸受の厳しい条件下で使用しても、その特性を十分に発
揮できる転がり軸受用保持器が提供できるという実用上
の大きな効果が得られるのである。
冷延圧延鋼板プレス保持器を窒化処理し、その緻密層厚
さを３〜２０μｍ，多孔質層厚さを２〜２５μｍに制御
することによって、従来の窒化保持器に比べて大幅に耐
摩耗性, 耐焼き付き性が向上し、近年に見られる転がり
軸受の厳しい条件下で使用しても、その特性を十分に発
揮できる転がり軸受用保持器が提供できるという実用上
の大きな効果が得られるのである。
【００３１】続いて、以上説明した緻密層厚さ３〜２０
μｍ，多孔質層厚さ２〜２５μｍの窒化層を有する耐摩
耗性に優れた転がり軸受用保持器を基礎（第１の発明）
とし、更にその耐焼付き性を一層向上させた転がり軸受
用保持器（第２の発明）について説明する。既に述べた
とおり、近年、転がり軸受の使用条件が厳しくなる傾向
にある。特に、高負荷低速運転や急速始動運転のような
過酷な運転条件で使用する場合、たとえ窒化した保持器
を用いても、保持器案内面と軌道輪とのすべり接触によ
り保持器が焼き付きを生じるという問題が発生してい
る。
μｍ，多孔質層厚さ２〜２５μｍの窒化層を有する耐摩
耗性に優れた転がり軸受用保持器を基礎（第１の発明）
とし、更にその耐焼付き性を一層向上させた転がり軸受
用保持器（第２の発明）について説明する。既に述べた
とおり、近年、転がり軸受の使用条件が厳しくなる傾向
にある。特に、高負荷低速運転や急速始動運転のような
過酷な運転条件で使用する場合、たとえ窒化した保持器
を用いても、保持器案内面と軌道輪とのすべり接触によ
り保持器が焼き付きを生じるという問題が発生してい
る。
【００３２】かかる問題の発生に対処するべく、保持器
に窒化処理或いは軟窒化処理を施すのみならず、更に酸
化処理をも組み合わせた酸窒化処理を施すことが従来よ
り行われ、これによって上述した軌道輪とのすべり接触
による保持器の焼き付きの問題は解決可能となった。し
かしながら、その場合も処理条件によっては、逆に耐摩
耗性能が窒化或いは軟窒化処理に比べて劣ってしまうこ
とがあった。
に窒化処理或いは軟窒化処理を施すのみならず、更に酸
化処理をも組み合わせた酸窒化処理を施すことが従来よ
り行われ、これによって上述した軌道輪とのすべり接触
による保持器の焼き付きの問題は解決可能となった。し
かしながら、その場合も処理条件によっては、逆に耐摩
耗性能が窒化或いは軟窒化処理に比べて劣ってしまうこ
とがあった。
【００３３】そこで本発明者らは、この問題の解決に向
けても鋭意研究を重ねた結果、転がり軸受用保持器にお
ける酸窒化処理の耐摩耗特性は、平均表面酸素濃度に影
響されることを見出し、冷延鋼板のプレス保持器の酸窒
化処理における平均表面酸素濃度を一定範囲内に制御す
れば、耐焼き付き性の向上のみならず良好な耐摩耗性を
兼ね備えた保持器が得られることを突き止めることがで
きた。
けても鋭意研究を重ねた結果、転がり軸受用保持器にお
ける酸窒化処理の耐摩耗特性は、平均表面酸素濃度に影
響されることを見出し、冷延鋼板のプレス保持器の酸窒
化処理における平均表面酸素濃度を一定範囲内に制御す
れば、耐焼き付き性の向上のみならず良好な耐摩耗性を
兼ね備えた保持器が得られることを突き止めることがで
きた。
【００３４】本発明者らはここに、酸窒化処理を施した
鋼製転がり軸受用保持器において、平均表面酸素濃度を
１．０〜２５．０重量％にした転がり軸受用の保持器を
提案する。以下に、その内容を詳説する。酸窒化処理に
は、「ＮＨ3 を主成分どするガス中で純窒化あるいは
軟窒化処理を行なった後、ガスを切り替えるかあるいは
別の炉において酸素, 空気あるいは過熱水蒸気等により
酸化処理を行なう方法( 塩浴軟窒化後に塩浴酸化処理を
施すものもある）」と、「ＮＨ3 に数％の酸素, 空気
あるいは過熱水蒸気等の酸化性ガスを添加した混合雰囲
気で処理する方法」とが知られている。
鋼製転がり軸受用保持器において、平均表面酸素濃度を
１．０〜２５．０重量％にした転がり軸受用の保持器を
提案する。以下に、その内容を詳説する。酸窒化処理に
は、「ＮＨ3 を主成分どするガス中で純窒化あるいは
軟窒化処理を行なった後、ガスを切り替えるかあるいは
別の炉において酸素, 空気あるいは過熱水蒸気等により
酸化処理を行なう方法( 塩浴軟窒化後に塩浴酸化処理を
施すものもある）」と、「ＮＨ3 に数％の酸素, 空気
あるいは過熱水蒸気等の酸化性ガスを添加した混合雰囲
気で処理する方法」とが知られている。
【００３５】前者の方法の場合は、表面から酸化層,
窒化層が形成される。一方、後者の方法の場合は、表
面から酸化層, 酸窒化層, 窒化層が形成される。いずれ
も化合物層中に窒化物のみならず、非金属的性質を示す
酸窒化物もしくは酸化物が形成されることで、耐焼き付
き性は格段に向上する。そこで、本願発明者らは、酸窒
化処理が耐焼き付き性に及ぼす影響をみるために、純窒
化，軟窒化，酸窒化など各種の窒化処理を施して表面改
質した試験体のテストピンに対して、先に述べた（図
２）ファビリー（Faville-Le Vally）式摩擦摩耗試験機
による試験を行い、耐摩耗性と耐焼付き性を評価した。
窒化層が形成される。一方、後者の方法の場合は、表
面から酸化層, 酸窒化層, 窒化層が形成される。いずれ
も化合物層中に窒化物のみならず、非金属的性質を示す
酸窒化物もしくは酸化物が形成されることで、耐焼き付
き性は格段に向上する。そこで、本願発明者らは、酸窒
化処理が耐焼き付き性に及ぼす影響をみるために、純窒
化，軟窒化，酸窒化など各種の窒化処理を施して表面改
質した試験体のテストピンに対して、先に述べた（図
２）ファビリー（Faville-Le Vally）式摩擦摩耗試験機
による試験を行い、耐摩耗性と耐焼付き性を評価した。
【００３６】表２に試験結果を示す。なお、潤滑油には
タービン油を用い、摩擦速度は０．１５ｍ／ｓで行っ
た。
タービン油を用い、摩擦速度は０．１５ｍ／ｓで行っ
た。
【００３７】
【表２】
【００３８】この結果から、非処理，窒化処理のものと
比較して酸窒化処理のものの耐焼き付き性が向上するこ
とは明らかで、酸窒化保持器は近年に見られるような使
用条件の厳しい環境において十分にその効果を発揮する
ことができる。しかし、このような優れた耐焼き付き性
を確保するためには、形成された酸化層と酸窒化層にあ
る程度以上の厚さが必要である。一方、逆に厚すぎると
寸法精度不良や剥離や摩耗の問題が生じる。そこで、酸
化層または酸化層＋酸窒化層の厚さを３．５〜３０μｍ
とし、少なくとも上限は２５μｍとするのが好ましい。
比較して酸窒化処理のものの耐焼き付き性が向上するこ
とは明らかで、酸窒化保持器は近年に見られるような使
用条件の厳しい環境において十分にその効果を発揮する
ことができる。しかし、このような優れた耐焼き付き性
を確保するためには、形成された酸化層と酸窒化層にあ
る程度以上の厚さが必要である。一方、逆に厚すぎると
寸法精度不良や剥離や摩耗の問題が生じる。そこで、酸
化層または酸化層＋酸窒化層の厚さを３．５〜３０μｍ
とし、少なくとも上限は２５μｍとするのが好ましい。
【００３９】この第２の発明が、酸化層または酸化層＋
酸窒化層の厚さ（表面からの深さ）の上限を３０μｍ
（少なくとも２５μｍ）に設定した理由は、先に説明し
た第１の発明における多孔質層（最大厚さ２５μｍ）が
全部酸化されることで最良の結果が得られるためであ
り、念のため緻密層の上部も若干酸化されればより確実
な成果が得られることによる。また、酸化層または酸化
層＋酸窒化層の厚さの下限を３．５μｍに設定した理由
は、通常の窒化処理においても処理雰囲気によっては１
〜２μｍ程度の酸化層が生じることあるが、酸窒化処理
に期待されるような耐焼付き性向上には至らない。軟窒
化処理と明確に区別ができ、酸窒化処理として十分な効
果を得るためには、少なくとも３．５μｍ以上の厚さが
必要であることによる。
酸窒化層の厚さ（表面からの深さ）の上限を３０μｍ
（少なくとも２５μｍ）に設定した理由は、先に説明し
た第１の発明における多孔質層（最大厚さ２５μｍ）が
全部酸化されることで最良の結果が得られるためであ
り、念のため緻密層の上部も若干酸化されればより確実
な成果が得られることによる。また、酸化層または酸化
層＋酸窒化層の厚さの下限を３．５μｍに設定した理由
は、通常の窒化処理においても処理雰囲気によっては１
〜２μｍ程度の酸化層が生じることあるが、酸窒化処理
に期待されるような耐焼付き性向上には至らない。軟窒
化処理と明確に区別ができ、酸窒化処理として十分な効
果を得るためには、少なくとも３．５μｍ以上の厚さが
必要であることによる。
【００４０】酸窒化処理で鋼製保持器の表面に形成され
る化合物層中の鉄酸化物には、ＦｅＯ，Ｆｅ3 Ｏ4 ，Ｆ
ｅ2 Ｏ3 がある。ＦｅＯ，Ｆｅ3 Ｏ4 は保持器と転動体
との凝着を抑え摩擦を低下させるため、上述したように
窒化処理のみの場合と比較して耐摩耗特性は良好とな
る。しかしながら、平均表面酸素濃度が高くなるとＦｅ
2 Ｏ3 の量が多くなる。このＦｅ2 Ｏ3 は硬く研摩性が
あり、大きな摩擦特性を示す。よって、Ｆｅ2 Ｏ3 を多
く含む酸窒化保持器は、転動体との接触面での摩擦係数
が大きくなることで摩耗量が増大するから、長期間にわ
たり耐摩耗特性の信頼性を維持することは難しい。
る化合物層中の鉄酸化物には、ＦｅＯ，Ｆｅ3 Ｏ4 ，Ｆ
ｅ2 Ｏ3 がある。ＦｅＯ，Ｆｅ3 Ｏ4 は保持器と転動体
との凝着を抑え摩擦を低下させるため、上述したように
窒化処理のみの場合と比較して耐摩耗特性は良好とな
る。しかしながら、平均表面酸素濃度が高くなるとＦｅ
2 Ｏ3 の量が多くなる。このＦｅ2 Ｏ3 は硬く研摩性が
あり、大きな摩擦特性を示す。よって、Ｆｅ2 Ｏ3 を多
く含む酸窒化保持器は、転動体との接触面での摩擦係数
が大きくなることで摩耗量が増大するから、長期間にわ
たり耐摩耗特性の信頼性を維持することは難しい。
【００４１】そこで、本発明者らは、酸窒化処理の表面
酸素濃度が耐摩耗性に及ぼす影響をみるために、平均表
面酸素濃度を変化させた塩浴酸窒化処理ＳＰＣＣに対し
て２円筒式のアムスラー摩耗試験を行なった。図７にそ
の試験結果をプロットしたグラフを示す。試験条件は、
荷重：２０ｋｇ、すべり率：１０％、回転数：１０００
回転とし、潤滑油にはＳＡＥ３０モーター油を用いた。
酸素濃度が耐摩耗性に及ぼす影響をみるために、平均表
面酸素濃度を変化させた塩浴酸窒化処理ＳＰＣＣに対し
て２円筒式のアムスラー摩耗試験を行なった。図７にそ
の試験結果をプロットしたグラフを示す。試験条件は、
荷重：２０ｋｇ、すべり率：１０％、回転数：１０００
回転とし、潤滑油にはＳＡＥ３０モーター油を用いた。
【００４２】グラフ中の破線は酸化を行わず塩浴窒化処
理のみを施したＳＰＣＣの摩耗量である。塩浴酸窒化処
理における平均表面酸素濃度が増大すると、鉄酸化物を
多く含むようになり、それが凝着を抑え摩耗量は減少す
る。しかしながら平均表面酸素濃度が２５重量％を超え
ると、化合物層中のＦｅ2 Ｏ3 の量が増えるために摩耗
量は急激に増大し、窒化処理のみのものよりもかえって
耐摩耗性は悪化し、酸窒化処理の効果が期待できない。
一方、平均表面酸素濃度が１重量％未満では、窒化処理
のみのものより摩耗量が増大し、やはり酸窒化処理の効
果が期待できない。
理のみを施したＳＰＣＣの摩耗量である。塩浴酸窒化処
理における平均表面酸素濃度が増大すると、鉄酸化物を
多く含むようになり、それが凝着を抑え摩耗量は減少す
る。しかしながら平均表面酸素濃度が２５重量％を超え
ると、化合物層中のＦｅ2 Ｏ3 の量が増えるために摩耗
量は急激に増大し、窒化処理のみのものよりもかえって
耐摩耗性は悪化し、酸窒化処理の効果が期待できない。
一方、平均表面酸素濃度が１重量％未満では、窒化処理
のみのものより摩耗量が増大し、やはり酸窒化処理の効
果が期待できない。
【００４３】以上の結果より、本発明は、酸窒化処理に
よる平均表面酸素濃度を１．０〜２５．０重量％とし、
望ましくは５〜２０重量％とする。 （実施例）本第２の発明の効果を確認するために行った
実験について説明する。冷延鋼板ＳＰＣＣを用いて自動
調心ころ軸受２２２１２相当のプレス保持器を作製し、
平均表面酸素濃度の異なる各種酸窒化処理を施したもの
を以下に述べる各試験に供した。なお、実施例，比較例
とも酸窒化処理は、ＮＨ3 ガス窒化（ＮＨ3 中の水分３
％），ガス軟窒化＋大気酸化, 塩浴軟窒化＋塩浴酸化の
いずれかとした。比較例には、塩浴軟窒化したのみの保
持器も加えた。 < 耐摩耗性>保持器の耐摩耗特性を評価するために、Ｎ
ＳＫ製ラジアル寿命摩耗試験機により、ラジアル荷重を
５２００Ｎ，粘度がＶＧ１０の潤滑油を１ｌ／ｍｉｎの
給油条件で、回転数を３０００ｒｐｍとして３０００時
間運転したときの各保持器の重量変化を測定した。 < 耐焼き付き性>保持器の耐焼き付き性を評価するため
に、ＮＳＫ製ラジアル寿命焼付き試験機により, ラジア
ル荷重を５２００Ｎ，回転数を３０００ｒｐｍとして、
保持器が焼き付くまでの時間を測定した。なお、各保持
器ポケットには粘度がＶＧ５の潤滑油を合計で０．２ｍ
ｌ注入し馴染ませた。
よる平均表面酸素濃度を１．０〜２５．０重量％とし、
望ましくは５〜２０重量％とする。 （実施例）本第２の発明の効果を確認するために行った
実験について説明する。冷延鋼板ＳＰＣＣを用いて自動
調心ころ軸受２２２１２相当のプレス保持器を作製し、
平均表面酸素濃度の異なる各種酸窒化処理を施したもの
を以下に述べる各試験に供した。なお、実施例，比較例
とも酸窒化処理は、ＮＨ3 ガス窒化（ＮＨ3 中の水分３
％），ガス軟窒化＋大気酸化, 塩浴軟窒化＋塩浴酸化の
いずれかとした。比較例には、塩浴軟窒化したのみの保
持器も加えた。 < 耐摩耗性>保持器の耐摩耗特性を評価するために、Ｎ
ＳＫ製ラジアル寿命摩耗試験機により、ラジアル荷重を
５２００Ｎ，粘度がＶＧ１０の潤滑油を１ｌ／ｍｉｎの
給油条件で、回転数を３０００ｒｐｍとして３０００時
間運転したときの各保持器の重量変化を測定した。 < 耐焼き付き性>保持器の耐焼き付き性を評価するため
に、ＮＳＫ製ラジアル寿命焼付き試験機により, ラジア
ル荷重を５２００Ｎ，回転数を３０００ｒｐｍとして、
保持器が焼き付くまでの時間を測定した。なお、各保持
器ポケットには粘度がＶＧ５の潤滑油を合計で０．２ｍ
ｌ注入し馴染ませた。
【００４４】実験結果として得られた、各供試保持器の
平均表面酸素濃度、及び摩耗量と焼付き時間を表３に示
す。なお、平均表面酸素濃度は供試保持器の最表面をＥ
ＰＡで走査し、その測定値平均量から求めた。
平均表面酸素濃度、及び摩耗量と焼付き時間を表３に示
す。なお、平均表面酸素濃度は供試保持器の最表面をＥ
ＰＡで走査し、その測定値平均量から求めた。
【００４５】
【表３】
【００４６】比較例Ａ’〜Ｃ’はそれぞれ異なる方法で
酸窒化処理を施した保持器であるが、全て平均表面酸素
濃度が２５重量％を超えており、非金属的性質を示す鉄
酸化物の形成により耐焼き付き性は良好であるが、大き
な摩擦特性を示すＦｅ2 Ｏ3が多いために摩耗量に問題
が生じ、酸窒化保持器として好適に使用できない。比較
例Ｄ’は塩浴軟窒化のみを行った保持器であるが、その
平均表面酸素濃度が０．３重量％と非常に低く、摩耗量
は少ないが短時間で焼付きを起こしている。
酸窒化処理を施した保持器であるが、全て平均表面酸素
濃度が２５重量％を超えており、非金属的性質を示す鉄
酸化物の形成により耐焼き付き性は良好であるが、大き
な摩擦特性を示すＦｅ2 Ｏ3が多いために摩耗量に問題
が生じ、酸窒化保持器として好適に使用できない。比較
例Ｄ’は塩浴軟窒化のみを行った保持器であるが、その
平均表面酸素濃度が０．３重量％と非常に低く、摩耗量
は少ないが短時間で焼付きを起こしている。
【００４７】これらに対して、本発明品Ａ’〜Ｉ’のも
のは、それぞれに酸窒化処理を施した保持器であり、平
均表面酸素濃度が２５重量％を下回るものである。酸窒
化処理を施すことによって、鉄酸化物の形成により耐焼
き付き性は比較例Ｄ’の軟窒化処理と比較して格段に向
上している。また、平均表面酸素濃度を２５重量％以下
にすることによってＦｅ2 Ｏ3 の量は抑制され、それゆ
え摩耗量に問題が生じるようなことはなく、かくて耐摩
耗性と耐焼き付き性を兼ね備えた酸窒化保持器の提供が
可能である。
のは、それぞれに酸窒化処理を施した保持器であり、平
均表面酸素濃度が２５重量％を下回るものである。酸窒
化処理を施すことによって、鉄酸化物の形成により耐焼
き付き性は比較例Ｄ’の軟窒化処理と比較して格段に向
上している。また、平均表面酸素濃度を２５重量％以下
にすることによってＦｅ2 Ｏ3 の量は抑制され、それゆ
え摩耗量に問題が生じるようなことはなく、かくて耐摩
耗性と耐焼き付き性を兼ね備えた酸窒化保持器の提供が
可能である。
【００４８】以上説明したように本第２の発明によれ
ば、冷延圧延鋼板プレス保持器に酸窒化処理を施すこと
によって、窒化保持器に比べて大幅に耐焼付き性が向上
する。また、その平均表面酸素濃度を２５重量％に制御
することによって、従来の問題であった酸窒化保持器の
摩耗特性の欠点を解消することができ、近年に見られる
転がり軸受の厳しい条件での使用において、その良好な
耐摩耗特性および耐焼き付き特性を十分に発揮できる酸
窒化保持器の提供が可能となる。
ば、冷延圧延鋼板プレス保持器に酸窒化処理を施すこと
によって、窒化保持器に比べて大幅に耐焼付き性が向上
する。また、その平均表面酸素濃度を２５重量％に制御
することによって、従来の問題であった酸窒化保持器の
摩耗特性の欠点を解消することができ、近年に見られる
転がり軸受の厳しい条件での使用において、その良好な
耐摩耗特性および耐焼き付き特性を十分に発揮できる酸
窒化保持器の提供が可能となる。
【００４９】更に続いて、本発明の第３の発明について
説明する。これは、窒化化合物層（多孔質層＋緻密層）
の上に更に浸硫層を形成することにより、耐摩耗性・耐
焼付き性に加えて耐かじり性も兼ね備えた転がり軸受用
保持器である。前記本発明の第１の発明，第２の発明に
おいて説明したように、冷延鋼板のＳＰＣＣ材やＳＰＣ
Ｅ材製、或いはスレンレス鋼板製のプレス保持器に、純
窒化や軟窒化や酸窒化等の窒化処理を施して耐摩耗性・
耐焼き付き性・耐疲労性を向上させることにより、厳し
い使用条件に対処できる転がり軸受用保持器を提供でき
る。
説明する。これは、窒化化合物層（多孔質層＋緻密層）
の上に更に浸硫層を形成することにより、耐摩耗性・耐
焼付き性に加えて耐かじり性も兼ね備えた転がり軸受用
保持器である。前記本発明の第１の発明，第２の発明に
おいて説明したように、冷延鋼板のＳＰＣＣ材やＳＰＣ
Ｅ材製、或いはスレンレス鋼板製のプレス保持器に、純
窒化や軟窒化や酸窒化等の窒化処理を施して耐摩耗性・
耐焼き付き性・耐疲労性を向上させることにより、厳し
い使用条件に対処できる転がり軸受用保持器を提供でき
る。
【００５０】しかし、これを組み込んだ転がり軸受を長
時間使用しているうちに、窒化処理された保持器から硬
質の窒化摩耗粉が放出され、これが異物となって、軌道
体や転動面にかじり（滑り面などに生じる部分的な微小
焼き付きの集成によって起こる表面の損傷）が生じ、そ
の結果転動体が不安定な挙動を起こして保持器に衝突す
ることで、保持器の機械的寿命が短くなったり、保持器
音やきしり音などの騒音が発生するという別の問題が生
じることがある。
時間使用しているうちに、窒化処理された保持器から硬
質の窒化摩耗粉が放出され、これが異物となって、軌道
体や転動面にかじり（滑り面などに生じる部分的な微小
焼き付きの集成によって起こる表面の損傷）が生じ、そ
の結果転動体が不安定な挙動を起こして保持器に衝突す
ることで、保持器の機械的寿命が短くなったり、保持器
音やきしり音などの騒音が発生するという別の問題が生
じることがある。
【００５１】かかる点を解消する手段として、特開平１
１−１８２５５６号では、ガス浸硫窒化を施して浸硫窒
化層を形成し、耐焼き付き性を向上させた保持器が提案
されている。しかしながら、その浸硫窒化層厚さが１０
０〜４００μｍと過剰に大きいために、浸硫層と化合物
層との密着性が不十分で容易に剥離または脱離して浸硫
層の耐焼き付き性や耐かじり性の特性が失われしまい、
その結果、浸硫窒化保持器は転動体の急激な運動により
損傷し長期使用に耐えられなくなる。
１−１８２５５６号では、ガス浸硫窒化を施して浸硫窒
化層を形成し、耐焼き付き性を向上させた保持器が提案
されている。しかしながら、その浸硫窒化層厚さが１０
０〜４００μｍと過剰に大きいために、浸硫層と化合物
層との密着性が不十分で容易に剥離または脱離して浸硫
層の耐焼き付き性や耐かじり性の特性が失われしまい、
その結果、浸硫窒化保持器は転動体の急激な運動により
損傷し長期使用に耐えられなくなる。
【００５２】本第３の発明は、このような問題点に鑑み
なされたものであって、窒化保持器の有する耐摩耗性・
耐焼き付き性・耐疲労性のみならず耐かじり性も兼ね備
え、長期間使用しても軌道体や転動面にかじりが発生す
ることがなく、したがって機械的寿命が短かくなったり
保持器音やきしり音が発生する事態も避けられる転がり
軸受用保持器を提供するものである。
なされたものであって、窒化保持器の有する耐摩耗性・
耐焼き付き性・耐疲労性のみならず耐かじり性も兼ね備
え、長期間使用しても軌道体や転動面にかじりが発生す
ることがなく、したがって機械的寿命が短かくなったり
保持器音やきしり音が発生する事態も避けられる転がり
軸受用保持器を提供するものである。
【００５３】本願発明者らは研究を重ねた結果、保持器
の耐かじり性は浸硫窒化層の浸硫層又は中間層の厚さに
影響されることを見出した。すなわち、鋼製のプレス保
持器に対して浸硫窒化を施し、その浸硫層厚さまたは
（浸硫層＋中間層）厚さを０．１〜１０μｍとすること
で、十分な耐かじり性を獲得できることが判明した。以
下に、その詳細を説明する。
の耐かじり性は浸硫窒化層の浸硫層又は中間層の厚さに
影響されることを見出した。すなわち、鋼製のプレス保
持器に対して浸硫窒化を施し、その浸硫層厚さまたは
（浸硫層＋中間層）厚さを０．１〜１０μｍとすること
で、十分な耐かじり性を獲得できることが判明した。以
下に、その詳細を説明する。
【００５４】本発明に使用される浸硫窒化法には、次の
３種類の方法がある。 アルカリシアン酸塩の中に、硫黄塩を添加した窒化性
塩浴による塩浴浸硫窒化法（スルースルフ）。 浸炭性ガス十窒化性ガス+ 浸硫性ガス、例えばＣＯ2
＋（ＮＨ3 ＋Ｎ2 ）＋Ｈ2 Ｓのような混合ガスを用いる
ガス浸硫窒化法。
３種類の方法がある。 アルカリシアン酸塩の中に、硫黄塩を添加した窒化性
塩浴による塩浴浸硫窒化法（スルースルフ）。 浸炭性ガス十窒化性ガス+ 浸硫性ガス、例えばＣＯ2
＋（ＮＨ3 ＋Ｎ2 ）＋Ｈ2 Ｓのような混合ガスを用いる
ガス浸硫窒化法。
【００５５】数ＴｏｒｒのＮ2 ガスとＨ2 ガス、ある
いはそれにＣＨ4 ガスとＡｒガスなどを加えたものにＨ
2 Ｓを添加した混合ガス中で、直流グロー放電を発生さ
せてガス状物質をイオン化し、電界によって被処理品表
面に捕獲するイオン浸硫窒化法。いずれも、窒化と浸硫
とを同時に行うものであり、低コストである。
いはそれにＣＨ4 ガスとＡｒガスなどを加えたものにＨ
2 Ｓを添加した混合ガス中で、直流グロー放電を発生さ
せてガス状物質をイオン化し、電界によって被処理品表
面に捕獲するイオン浸硫窒化法。いずれも、窒化と浸硫
とを同時に行うものであり、低コストである。
【００５６】鋼製のプレス保持器に、上記いずれかの方
法を用いて浸硫窒化を施すと、その表面には、図８に示
すような浸硫窒化層１２が一工程で形成される。当該浸
硫窒化層１２は、用いた浸硫窒化法の種類により構成が
異なり、塩浴浸硫窒化法およびガス浸硫窒化法を用
いた場合は浸硫層１２ａと化合物層１（多孔質層３と繊
密層２）とが形成され、イオン浸硫窒化法を用いた場
合には浸硫層１２ａと中間層１２ｂと化合物層１とが形
成される。浸硫層１２ａは黒色、中間層は黒灰色、化合
物層は白色の組織からなり、主に浸硫層１２ａおよび中
間層１２ｂは硫化物（ＦｅＳ，Ｆｅ1-X Ｓなど）、化合
物層１は窒化物（εＦｅ2-3 Ｎ，γ’Ｆｅ4 Ｎなど）お
よび炭化物（Ｆｅ3 Ｃ）から形成される。
法を用いて浸硫窒化を施すと、その表面には、図８に示
すような浸硫窒化層１２が一工程で形成される。当該浸
硫窒化層１２は、用いた浸硫窒化法の種類により構成が
異なり、塩浴浸硫窒化法およびガス浸硫窒化法を用
いた場合は浸硫層１２ａと化合物層１（多孔質層３と繊
密層２）とが形成され、イオン浸硫窒化法を用いた場
合には浸硫層１２ａと中間層１２ｂと化合物層１とが形
成される。浸硫層１２ａは黒色、中間層は黒灰色、化合
物層は白色の組織からなり、主に浸硫層１２ａおよび中
間層１２ｂは硫化物（ＦｅＳ，Ｆｅ1-X Ｓなど）、化合
物層１は窒化物（εＦｅ2-3 Ｎ，γ’Ｆｅ4 Ｎなど）お
よび炭化物（Ｆｅ3 Ｃ）から形成される。
【００５７】浸硫窒化層１２中の浸硫層１２ａと中間層
１２ｂは自己潤滑性があるので、摩擦係数が減少し、摩
耗抵抗を低下させることにより耐摩耗性を向上させる。
また、機械的破壊摩耗領域での使用条件でもあたりを軟
化し、摩擦熱による温度上昇を抑えて凝着現象を防止す
るから、潤滑不良時の耐焼き付き特性が良好となる。更
にまた、この浸硫層１２ａと中間層１２ｂは耐かじり性
が良好であるので、転動体と軌道輪にかじりが生じるこ
とがなく、長期間使用時における保持器の機械寿命を長
くすると同時に、保持器音やきしり音が発生するのを回
避することができる。
１２ｂは自己潤滑性があるので、摩擦係数が減少し、摩
耗抵抗を低下させることにより耐摩耗性を向上させる。
また、機械的破壊摩耗領域での使用条件でもあたりを軟
化し、摩擦熱による温度上昇を抑えて凝着現象を防止す
るから、潤滑不良時の耐焼き付き特性が良好となる。更
にまた、この浸硫層１２ａと中間層１２ｂは耐かじり性
が良好であるので、転動体と軌道輪にかじりが生じるこ
とがなく、長期間使用時における保持器の機械寿命を長
くすると同時に、保持器音やきしり音が発生するのを回
避することができる。
【００５８】つまりは、本第３の発明の浸硫窒化によれ
ば、下地になっている化合物層１（多孔質層３と緻密層
２）が耐摩耗性・耐焼き付き性・耐疲労性を維持し、そ
の表面に形成された潤滑性のある浸硫層１２ａおよび中
間層１２ｂが耐かじり性を兼ね備えることで、長期間使
用において軌道体や転動面にかじりが発生することがな
く、それゆえに機械的寿命が短命になることや保持器
音，きしり音が発生する現象を回避することができる転
がり軸受用保持器の提供が可能となる。
ば、下地になっている化合物層１（多孔質層３と緻密層
２）が耐摩耗性・耐焼き付き性・耐疲労性を維持し、そ
の表面に形成された潤滑性のある浸硫層１２ａおよび中
間層１２ｂが耐かじり性を兼ね備えることで、長期間使
用において軌道体や転動面にかじりが発生することがな
く、それゆえに機械的寿命が短命になることや保持器
音，きしり音が発生する現象を回避することができる転
がり軸受用保持器の提供が可能となる。
【００５９】浸硫窒化した保持器においても、その耐焼
き付き性・耐摩耗性は、窒化処理の場合と同様に、化合
物層１中の緻密層２の厚さと多孔質層３の厚さに大きく
影饗される。浸硫窒化でも、化合物層１中の緻密層２の
厚さが３〜２０μｍであり、かつ多孔質層３の厚さが２
〜２５μｍである場合に、優れた耐摩耗性と耐焼き付き
性が得られる。
き付き性・耐摩耗性は、窒化処理の場合と同様に、化合
物層１中の緻密層２の厚さと多孔質層３の厚さに大きく
影饗される。浸硫窒化でも、化合物層１中の緻密層２の
厚さが３〜２０μｍであり、かつ多孔質層３の厚さが２
〜２５μｍである場合に、優れた耐摩耗性と耐焼き付き
性が得られる。
【００６０】特に、ＳＵＳ３０４に代表されるステンレ
ス鋼のプレス保持器に対しての窒化処理は、表面の酸化
被膜（Ｃｒ2 Ｏ3 ）の厚さが不均一になることが原因で
窒化ムラになるという傾向があるが、ガス浸硫窒化とイ
オン浸硫窒化は、ガス雰囲気中にＨ2 Ｓを添加するの
で、このＨ2 Ｓの表面活性化作用でステンレス鋼保持器
も均一に窒化され、従来の窒化保持器と比較して耐摩耗
・耐焼き付き性・耐疲労性・耐かじり性は良好となる。 （実施例）本第３の発明の効果を確認するために行った
耐かじり性試験について説明する。
ス鋼のプレス保持器に対しての窒化処理は、表面の酸化
被膜（Ｃｒ2 Ｏ3 ）の厚さが不均一になることが原因で
窒化ムラになるという傾向があるが、ガス浸硫窒化とイ
オン浸硫窒化は、ガス雰囲気中にＨ2 Ｓを添加するの
で、このＨ2 Ｓの表面活性化作用でステンレス鋼保持器
も均一に窒化され、従来の窒化保持器と比較して耐摩耗
・耐焼き付き性・耐疲労性・耐かじり性は良好となる。 （実施例）本第３の発明の効果を確認するために行った
耐かじり性試験について説明する。
【００６１】本試験では、試料保持器を組み込んだ呼び
番号７０１３相当のアンギュラタイプ軸受を、所定時間
回転させた後にＪＩＳ Ｂ１５４８に記載されている測
定法に準じて軸受全体の騒音レベルを測定し、保持器の
耐かじり性を評価した。試料保持器は、ＳＰＣＣ製及び
ＳＵＳ３０４製のプレス保持器に、浸硫層厚さもしくは
（浸硫層十中間層）厚さを変化させた種々の浸硫窒化処
理を施したものを用いた。測定方法の概略を図９に示
す。回転軸Ｃに装着した試験体軸受Ｗの前面中心から回
転軸に対し上方４５°方向にマイクロホンＤの中心軸を
合わせ、軸受前面中心からマイクロホンの振動板Ｅまで
の距離Ｌは１００ｍｍに設定した。試験体軸受Ｗに４０
Ｎのアキシアル荷重Ｆを負荷して回転速度１８００ｒｐ
ｍで回転させ、２００時間運転後の試験体軸受全体の騒
音レベルを精密騒音計で測定した。試験結果を図１０に
示す。
番号７０１３相当のアンギュラタイプ軸受を、所定時間
回転させた後にＪＩＳ Ｂ１５４８に記載されている測
定法に準じて軸受全体の騒音レベルを測定し、保持器の
耐かじり性を評価した。試料保持器は、ＳＰＣＣ製及び
ＳＵＳ３０４製のプレス保持器に、浸硫層厚さもしくは
（浸硫層十中間層）厚さを変化させた種々の浸硫窒化処
理を施したものを用いた。測定方法の概略を図９に示
す。回転軸Ｃに装着した試験体軸受Ｗの前面中心から回
転軸に対し上方４５°方向にマイクロホンＤの中心軸を
合わせ、軸受前面中心からマイクロホンの振動板Ｅまで
の距離Ｌは１００ｍｍに設定した。試験体軸受Ｗに４０
Ｎのアキシアル荷重Ｆを負荷して回転速度１８００ｒｐ
ｍで回転させ、２００時間運転後の試験体軸受全体の騒
音レベルを精密騒音計で測定した。試験結果を図１０に
示す。
【００６２】浸硫層厚さまたは（浸硫層＋中間層）厚さ
が０．１μｍ未満の場合は、音圧が高い。これは、長時
間の運転中に、転動体と保持器とのすべり摩耗により硬
質な窒化摩耗粉が生じ、これが保持器や転動体とともに
繰返し運動する際に、転動体と軌道輪に微小な損傷や焼
き付き、つまりかじり損傷が発生することによって転動
体が不規則な運動を起こし、保持器に衝突を繰り返すよ
うになり、その結果、保持器は短寿命になったり、保持
器音やきしり音等の騒音を発生するに至ったものであ
る。
が０．１μｍ未満の場合は、音圧が高い。これは、長時
間の運転中に、転動体と保持器とのすべり摩耗により硬
質な窒化摩耗粉が生じ、これが保持器や転動体とともに
繰返し運動する際に、転動体と軌道輪に微小な損傷や焼
き付き、つまりかじり損傷が発生することによって転動
体が不規則な運動を起こし、保持器に衝突を繰り返すよ
うになり、その結果、保持器は短寿命になったり、保持
器音やきしり音等の騒音を発生するに至ったものであ
る。
【００６３】浸硫窒化層に0.1 μｍ以上の浸硫層もしく
は（浸硫層＋中間層）があると、成分の硫化鉄が自己潤
滑作用を示し、飛躍的に耐かじり性の改善がなされ、転
動体や軌道輪のかじり損傷は皆無となる。そのため、浸
硫室化保持器は長期使用においても音圧は低く好適に使
用できる。一方、浸硫層厚さもしくは（浸硫層十中間
層）厚さが１０μｍより大きい場合は、中間層と化合物
層との密着性が不十分となって剥離や脱離が容易とな
り、保持器表面は化合物層のみとなる。この場合、もは
や本来持つべき耐かじり性の特性は失われ、転動体の急
激な運動により音圧が著しく上昇し、浸硫窒化保持器は
長期使用に耐えられなくなる。
は（浸硫層＋中間層）があると、成分の硫化鉄が自己潤
滑作用を示し、飛躍的に耐かじり性の改善がなされ、転
動体や軌道輪のかじり損傷は皆無となる。そのため、浸
硫室化保持器は長期使用においても音圧は低く好適に使
用できる。一方、浸硫層厚さもしくは（浸硫層十中間
層）厚さが１０μｍより大きい場合は、中間層と化合物
層との密着性が不十分となって剥離や脱離が容易とな
り、保持器表面は化合物層のみとなる。この場合、もは
や本来持つべき耐かじり性の特性は失われ、転動体の急
激な運動により音圧が著しく上昇し、浸硫窒化保持器は
長期使用に耐えられなくなる。
【００６４】以上の結果はＳＰＣＣ保持器のみならず、
ステンレス保持器についても同様であった。上記の結果
から、本第３の発明によれば、冷延圧延鋼板もしくはス
テンレス鋼製保持器に浸硫層厚さ又は（浸硫層＋中間
層）厚さが0.1 〜１０μｍの浸硫窒化を施すことによっ
て、窒化保持器の耐摩耗性・耐焼き付き性・耐疲労性に
加えて耐かじり性も兼ね備え、長期間の使用においても
軌道体や転動面にかじりが発生することがなく、それゆ
えに機械寿命が短命になったり、保持器音やきしり音が
発生する現象を回避することができることは明らかであ
る。
ステンレス保持器についても同様であった。上記の結果
から、本第３の発明によれば、冷延圧延鋼板もしくはス
テンレス鋼製保持器に浸硫層厚さ又は（浸硫層＋中間
層）厚さが0.1 〜１０μｍの浸硫窒化を施すことによっ
て、窒化保持器の耐摩耗性・耐焼き付き性・耐疲労性に
加えて耐かじり性も兼ね備え、長期間の使用においても
軌道体や転動面にかじりが発生することがなく、それゆ
えに機械寿命が短命になったり、保持器音やきしり音が
発生する現象を回避することができることは明らかであ
る。
【００６５】
【発明の効果】以上、説明したように、請求項１に係る
本発明によれば、窒化処理した冷延鋼板プレス保持器の
化合物層を形成する緻密層厚さを３〜２０μｍ，多孔質
層厚さを２〜２５μｍに制御したため、従来の窒化保持
器に比べて大幅に耐摩耗性, 耐焼き付き性が向上し、そ
の結果、転がり軸受を厳しい条件下で使用しても特性を
十分に発揮できる転がり軸受用保持器が提供できるとい
う効果を奏する。
本発明によれば、窒化処理した冷延鋼板プレス保持器の
化合物層を形成する緻密層厚さを３〜２０μｍ，多孔質
層厚さを２〜２５μｍに制御したため、従来の窒化保持
器に比べて大幅に耐摩耗性, 耐焼き付き性が向上し、そ
の結果、転がり軸受を厳しい条件下で使用しても特性を
十分に発揮できる転がり軸受用保持器が提供できるとい
う効果を奏する。
【図１】窒化化合物層の構成を説明する模式図である。
【図２】ファビリー式摩擦摩耗試験機の概要を説明する
斜視図である。
斜視図である。
【図３】窒化化合物層の多孔質層厚さの変化と摩擦係数
との関係を示した実験結果のグラフである。
との関係を示した実験結果のグラフである。
【図４】大越式摩耗試験機の概要説明図である。
【図５】窒化化合物層の緻密層厚さの変化と摩耗量との
関係を示した実験結果のグラフである。
関係を示した実験結果のグラフである。
【図６】表１の試験結果に基づき多孔質層厚さの変化と
焼付き時間との関係を示したグラフである。
焼付き時間との関係を示したグラフである。
【図７】酸窒化処理したものをアムスラー摩耗試験し
て、平均表面酸素濃度の変化と摩耗量との関係を表した
グラフである。
て、平均表面酸素濃度の変化と摩耗量との関係を表した
グラフである。
【図８】浸硫窒化層の構成を説明する模式図である。
【図９】転がり軸受の騒音レベル測定方法を説明する図
である。
である。
【図１０】転がり軸受の騒音レベル測定による耐かじり
性試験の結果を示すグラフである。
性試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】 Ｂ 窒化処理した拡散層と母層 １ 化合物層 ２ 緻密層 ３ 多孔質層 １２ 浸硫窒化層 １２ａ 浸硫層 １２ｂ 中間層
フロントページの続き (72)発明者 大堀 學 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 BA47 BA50 DA02 DA09 EA02 EA78 FA33 FA60 GA01 GA21 GA31 GA34
Claims (1)
- 【請求項１】 窒化処理して表面に化合物層を形成した
鋼製の転がり軸受用保持器において、当該化合物層中の
緻密層厚さが３〜２０μｍであり、多孔質層厚さが２〜
２５μｍであることを特徴とする転がり軸受用保持器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25953399A JP4487340B2 (ja) | 1999-07-21 | 1999-09-13 | 転がり軸受用保持器の製造方法 |
| GB0017646A GB2352277B (en) | 1999-07-21 | 2000-07-18 | Cage for rolling bearing |
| US09/620,415 US6431761B1 (en) | 1999-07-21 | 2000-07-20 | Cage for rolling bearing |
| DE20023814U DE20023814U1 (de) | 1999-07-21 | 2000-07-21 | Käfig für ein Wälzlager |
| DE10035603A DE10035603A1 (de) | 1999-07-21 | 2000-07-21 | Käfig für ein Wälzlager |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20668999 | 1999-07-21 | ||
| JP11-206689 | 1999-07-21 | ||
| JP25953399A JP4487340B2 (ja) | 1999-07-21 | 1999-09-13 | 転がり軸受用保持器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001090734A true JP2001090734A (ja) | 2001-04-03 |
| JP4487340B2 JP4487340B2 (ja) | 2010-06-23 |
Family
ID=26515796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25953399A Expired - Fee Related JP4487340B2 (ja) | 1999-07-21 | 1999-09-13 | 転がり軸受用保持器の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6431761B1 (ja) |
| JP (1) | JP4487340B2 (ja) |
| DE (1) | DE10035603A1 (ja) |
| GB (1) | GB2352277B (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002101253A1 (fr) * | 2001-06-12 | 2002-12-19 | Nsk Ltd. | Dispositif de retenue |
| JP2005106204A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Nsk Ltd | 転がり軸受用保持器 |
| JP2008032052A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-02-14 | Nsk Ltd | スラストころ軸受 |
| JP2009162217A (ja) * | 2008-01-03 | 2009-07-23 | Kingtec Korea Co Ltd | 圧縮機の斜板及びその製造方法 |
| JP2009216240A (ja) * | 2008-02-14 | 2009-09-24 | Ntn Corp | 転がり軸受 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6764307B2 (en) * | 2001-03-28 | 2004-07-20 | Minebea Company, Ltd. | Polymer-metal composition retainer for self-lubricating bearing |
| JP2003129213A (ja) * | 2001-10-16 | 2003-05-08 | Honda Motor Co Ltd | 窒化処理鋼の製造方法 |
| US7114854B2 (en) * | 2002-11-07 | 2006-10-03 | Ntn Corporation | Thrust roller bearing and cage |
| DE102004048172A1 (de) * | 2004-10-02 | 2006-04-06 | Ina-Schaeffler Kg | Spanlos hergestelltes dünnwandiges rostfreies Lagerbauteil insbesondere Wälzlagerbauteil |
| DE102007014142B4 (de) | 2007-03-23 | 2019-05-29 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Vakuumpumpe |
| JP2009092200A (ja) * | 2007-10-11 | 2009-04-30 | Nippon Thompson Co Ltd | ４サイクルエンジン用の軸受 |
| US8425691B2 (en) | 2010-07-21 | 2013-04-23 | Kenneth H. Moyer | Stainless steel carburization process |
| US8182617B2 (en) | 2010-10-04 | 2012-05-22 | Moyer Kenneth A | Nitrogen alloyed stainless steel and process |
| JP6535165B2 (ja) * | 2014-12-18 | 2019-06-26 | 日本トムソン株式会社 | ニードルケージにおける保持器用耐摩耗試験装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60194061A (ja) * | 1984-03-15 | 1985-10-02 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | 摺動部材の製造方法 |
| JPH09228972A (ja) * | 1996-12-26 | 1997-09-02 | Hitachi Ltd | 圧縮機の鉄系摺動部品及びこれの表面処理方法と圧縮機 |
| JPH102336A (ja) * | 1996-04-16 | 1998-01-06 | Koyo Seiko Co Ltd | 軸受用保持器とその製造方法 |
| JPH10147855A (ja) * | 1996-11-15 | 1998-06-02 | Hitachi Koki Co Ltd | 高潤滑窒化処理鉄系機構部品の製造方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4938452A (en) * | 1988-12-10 | 1990-07-03 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Air control device for internal combustion engine |
| JP2607980B2 (ja) | 1990-07-05 | 1997-05-07 | 日立建機株式会社 | 摺動部材及びそのガス浸硫・窒化方法 |
| FR2708623B1 (fr) * | 1993-08-06 | 1995-10-20 | Stephanois Rech Mec | Procédé de nitruration de pièces en métal ferreux, à résistance améliorée à la corrosion. |
| FR2708941B1 (fr) | 1993-08-10 | 1995-10-27 | Stephanois Rech Mec | Procédé pour améliorer la résistance à l'usure et à la corrosion de pièces en métaux ferreux. |
| JPH07127646A (ja) * | 1993-10-29 | 1995-05-16 | Ntn Corp | ころ軸受用保持器 |
| DE19500576C2 (de) | 1994-03-16 | 1996-07-11 | Schaeffler Waelzlager Kg | Verfahren zur thermochemischen Behandlung von dünnwandigen Bauteilen |
| JP3305972B2 (ja) | 1997-02-03 | 2002-07-24 | 日立金属株式会社 | 温熱間用金型およびその製造方法 |
| JP3682356B2 (ja) * | 1997-02-28 | 2005-08-10 | 光洋精工株式会社 | 波形保持器を用いた玉軸受 |
| JP3495590B2 (ja) * | 1997-06-30 | 2004-02-09 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 軟窒化処理を施した歯車並びにその製造方法 |
-
1999
- 1999-09-13 JP JP25953399A patent/JP4487340B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-07-18 GB GB0017646A patent/GB2352277B/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-07-20 US US09/620,415 patent/US6431761B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-07-21 DE DE10035603A patent/DE10035603A1/de not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60194061A (ja) * | 1984-03-15 | 1985-10-02 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | 摺動部材の製造方法 |
| JPH102336A (ja) * | 1996-04-16 | 1998-01-06 | Koyo Seiko Co Ltd | 軸受用保持器とその製造方法 |
| JPH10147855A (ja) * | 1996-11-15 | 1998-06-02 | Hitachi Koki Co Ltd | 高潤滑窒化処理鉄系機構部品の製造方法 |
| JPH09228972A (ja) * | 1996-12-26 | 1997-09-02 | Hitachi Ltd | 圧縮機の鉄系摺動部品及びこれの表面処理方法と圧縮機 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002101253A1 (fr) * | 2001-06-12 | 2002-12-19 | Nsk Ltd. | Dispositif de retenue |
| JPWO2002101253A1 (ja) * | 2001-06-12 | 2004-09-30 | 日本精工株式会社 | 保持器 |
| US6802651B2 (en) | 2001-06-12 | 2004-10-12 | Nsk Ltd. | Retainer |
| JP2005106204A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Nsk Ltd | 転がり軸受用保持器 |
| JP2008032052A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-02-14 | Nsk Ltd | スラストころ軸受 |
| JP2009162217A (ja) * | 2008-01-03 | 2009-07-23 | Kingtec Korea Co Ltd | 圧縮機の斜板及びその製造方法 |
| JP2009216240A (ja) * | 2008-02-14 | 2009-09-24 | Ntn Corp | 転がり軸受 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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