JP2002081451A - 転がり支持装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】耐食性および耐フレッチング性に優れた転がり
軸受を提供する。 【解決手段】内輪と外輪と転動体の素材を、クロム（Ｃ
ｒ）の含有率が５重量％以上である鉄鋼材料を使用して
形成する。この素材を切削加工した後、熱処理を行っ
て、被加工物の表面硬さをＨＲＣ５８以上とする。次
に、仕上げの研削加工を行った後、被加工物の表面に存
在する加工変質層を除去する。次に、この被加工物の表
面に、クロム原子と鉄原子の存在比（Ｃｒ／Ｆｅ）が
０．５以上である酸化皮膜を形成する。
軸受を提供する。 【解決手段】内輪と外輪と転動体の素材を、クロム（Ｃ
ｒ）の含有率が５重量％以上である鉄鋼材料を使用して
形成する。この素材を切削加工した後、熱処理を行っ
て、被加工物の表面硬さをＨＲＣ５８以上とする。次
に、仕上げの研削加工を行った後、被加工物の表面に存
在する加工変質層を除去する。次に、この被加工物の表
面に、クロム原子と鉄原子の存在比（Ｃｒ／Ｆｅ）が
０．５以上である酸化皮膜を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、転がり軸受、ボー
ルねじ、およびリニアガイド等の転がり支持装置に関
し、特に、精密機器、食品機械、半導体素子や液晶パネ
ルの製造設備、医療検査装置、歯科用ハンドピース等の
回転部を有する医療機器、および釣り具等用の転がり支
持装置として好適なものに関する。
ルねじ、およびリニアガイド等の転がり支持装置に関
し、特に、精密機器、食品機械、半導体素子や液晶パネ
ルの製造設備、医療検査装置、歯科用ハンドピース等の
回転部を有する医療機器、および釣り具等用の転がり支
持装置として好適なものに関する。
【０００２】本発明はまた、航空機のジェットエンジ
ン、ガスタービン、トランスミッション等のように、高
温且つ高速回転で使用される転がり支持装置として好適
なものに関する。
ン、ガスタービン、トランスミッション等のように、高
温且つ高速回転で使用される転がり支持装置として好適
なものに関する。
【０００３】
【従来の技術】精密機器、食品機械、半導体素子や液晶
パネルの製造設備、医療検査装置、および釣り具等に使
用される転がり支持装置は、錆が生じ易い雰囲気で使用
されるか、僅かな錆の発生も許容されない装置である。
そのため、従来より、これらの転がり支持装置の構成部
品は、マルテンサイト系のＳＵＳ４４０Ｃ、０．７Ｃ−
１３Ｃｒステンレス鋼等で形成されている。これらのス
テンレス鋼は、一般的な転がり支持装置の構成部品に使
用されているＳＵＪ２やＳＣＲ４２０よりも耐食性に優
れるとともに、その表面硬さを、焼入れ硬化によって、
転がり支持装置の構成部品として必要な硬度であるＨＲ
Ｃ（ロックウエルＣ硬度）５８以上とすることができ
る。
パネルの製造設備、医療検査装置、および釣り具等に使
用される転がり支持装置は、錆が生じ易い雰囲気で使用
されるか、僅かな錆の発生も許容されない装置である。
そのため、従来より、これらの転がり支持装置の構成部
品は、マルテンサイト系のＳＵＳ４４０Ｃ、０．７Ｃ−
１３Ｃｒステンレス鋼等で形成されている。これらのス
テンレス鋼は、一般的な転がり支持装置の構成部品に使
用されているＳＵＪ２やＳＣＲ４２０よりも耐食性に優
れるとともに、その表面硬さを、焼入れ硬化によって、
転がり支持装置の構成部品として必要な硬度であるＨＲ
Ｃ（ロックウエルＣ硬度）５８以上とすることができ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
転がり支持装置の使用環境が益々多様化していることに
伴って、耐食性、転がり疲労寿命、信頼性に対する要求
が高くなり、前述のＳＵＳ４４０Ｃや０．７Ｃ−１３Ｃ
ｒステンレス鋼を使用した転がり支持装置では、このよ
うな要求に十分応えることができない場合がある。
転がり支持装置の使用環境が益々多様化していることに
伴って、耐食性、転がり疲労寿命、信頼性に対する要求
が高くなり、前述のＳＵＳ４４０Ｃや０．７Ｃ−１３Ｃ
ｒステンレス鋼を使用した転がり支持装置では、このよ
うな要求に十分応えることができない場合がある。
【０００５】例えば情報機器は、近年、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。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。
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。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。
【０００６】本発明の第１の課題は、この問題点に着目
し、耐食性および耐フレッチング性等に優れた転がり支
持装置を提供することにある。一方、航空機のジェット
エンジンやガスタービン等用の転がり軸受は、高温で高
速回転されることから、転がり疲労寿命や耐摩耗性に加
えて、芯部がフープ応力に対して十分な抵抗力を有する
ことや、高温での表面硬さが十分であることが必要とさ
れる。そのため、このような用途の転がり軸受材料とし
ては、従来より耐熱性に優れたＡＩＳＩ−Ｍ５０やＭ５
０ＮｉＬ等のハイス（High-speed steel：高速度鋼）系
材料が使用されている。Ｍ５０ＮｉＬを使用する場合に
は浸炭処理等の表面硬化処理が行われている。
し、耐食性および耐フレッチング性等に優れた転がり支
持装置を提供することにある。一方、航空機のジェット
エンジンやガスタービン等用の転がり軸受は、高温で高
速回転されることから、転がり疲労寿命や耐摩耗性に加
えて、芯部がフープ応力に対して十分な抵抗力を有する
ことや、高温での表面硬さが十分であることが必要とさ
れる。そのため、このような用途の転がり軸受材料とし
ては、従来より耐熱性に優れたＡＩＳＩ−Ｍ５０やＭ５
０ＮｉＬ等のハイス（High-speed steel：高速度鋼）系
材料が使用されている。Ｍ５０ＮｉＬを使用する場合に
は浸炭処理等の表面硬化処理が行われている。
【０００７】しかしながら、これらのハイス系材料は耐
食性の点でステンレス鋼に劣る。特に、航空機のジェッ
トエンジン用の転がり軸受は、空港が海に隣接した場所
に多いことや、使用環境の温湿度変化が大きいため結露
が生じ易いことから錆が発生し易い。そして、航空機で
は安全性が重視されるため、僅かな錆の発生で軸受寿命
と判断される場合がある。
食性の点でステンレス鋼に劣る。特に、航空機のジェッ
トエンジン用の転がり軸受は、空港が海に隣接した場所
に多いことや、使用環境の温湿度変化が大きいため結露
が生じ易いことから錆が発生し易い。そして、航空機で
は安全性が重視されるため、僅かな錆の発生で軸受寿命
と判断される場合がある。
【０００８】したがって、航空機のジェットエンジン用
の転がり軸受には、耐食性の向上が求められているが、
前述のＳＵＳ４４０Ｃ等のステンレス鋼では、十分なフ
ープ応力抵抗性や高温での十分な硬さが得られないばか
りでなく、耐食性の点でも改善の余地がある。これに対
して、特開平７−２７８７６２号公報には、炭素含有率
が０．０３重量％以下（好ましくは０．０２重量％以
下）と低い所定組成のステンレス鋼を用い、浸炭処理で
はなく窒化処理による表面硬化を行うことによって、十
分な芯部靱性と表面硬さを保持しながら表層部の耐食性
を向上させることが記載されている。しかしながら、窒
化処理によって多量の窒素を表層部に浸透させることは
非常に困難であり、Ｍ５０を用いて浸炭処理を行った場
合と同等以上の表面硬さが得られない。したがって、こ
の公報に記載の方法には、高温且つ高速回転で使用した
場合の寿命特性の点で改善の余地がある。
の転がり軸受には、耐食性の向上が求められているが、
前述のＳＵＳ４４０Ｃ等のステンレス鋼では、十分なフ
ープ応力抵抗性や高温での十分な硬さが得られないばか
りでなく、耐食性の点でも改善の余地がある。これに対
して、特開平７−２７８７６２号公報には、炭素含有率
が０．０３重量％以下（好ましくは０．０２重量％以
下）と低い所定組成のステンレス鋼を用い、浸炭処理で
はなく窒化処理による表面硬化を行うことによって、十
分な芯部靱性と表面硬さを保持しながら表層部の耐食性
を向上させることが記載されている。しかしながら、窒
化処理によって多量の窒素を表層部に浸透させることは
非常に困難であり、Ｍ５０を用いて浸炭処理を行った場
合と同等以上の表面硬さが得られない。したがって、こ
の公報に記載の方法には、高温且つ高速回転で使用した
場合の寿命特性の点で改善の余地がある。
【０００９】本発明の第２の課題は、この問題点に着目
し、高温且つ高速回転で使用された場合の寿命が長く、
耐食性にも優れた転がり支持装置を提供することにあ
る。さらに、近年、歯科用ハンドピース用軸受では、回
転速度４０万〜５０万ｒｐｍという超高速回転化が進ん
でおり、転動面の早期損傷や焼き付きによって寿命が短
くなることが懸念されている。また、歯科用ハンドピー
スは、ＨＩＶウイルスの感染予防のために１３５℃程度
の蒸気で数分間保持する滅菌処理が、使用の度に毎回行
われるようになったため、より高い耐食性が求められて
いる。そのため、歯科用ハンドピース用軸受用材料とし
てマルテンサイト系ステンレスを用いると耐食性が不十
分になる場合もある。
し、高温且つ高速回転で使用された場合の寿命が長く、
耐食性にも優れた転がり支持装置を提供することにあ
る。さらに、近年、歯科用ハンドピース用軸受では、回
転速度４０万〜５０万ｒｐｍという超高速回転化が進ん
でおり、転動面の早期損傷や焼き付きによって寿命が短
くなることが懸念されている。また、歯科用ハンドピー
スは、ＨＩＶウイルスの感染予防のために１３５℃程度
の蒸気で数分間保持する滅菌処理が、使用の度に毎回行
われるようになったため、より高い耐食性が求められて
いる。そのため、歯科用ハンドピース用軸受用材料とし
てマルテンサイト系ステンレスを用いると耐食性が不十
分になる場合もある。
【００１０】本発明は、このような歯科用ハンドピース
用軸受として好適な、耐食性および耐焼き付き性に優れ
た転がり支持装置を提供することも課題とする。
用軸受として好適な、耐食性および耐焼き付き性に優れ
た転がり支持装置を提供することも課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】［第１の転がり支持装
置］上記第１の課題を解決するために、本発明は、固定
体と移動体との間に介装され、構成部品として、転動体
と、転動体の軌道を有し固定体側および移動体側に固定
される各軌道部材とを少なくとも備え、転動体が軌道を
転がり移動することにより固定体に対する移動体の移動
を許容する転がり支持装置において、構成部品の少なく
とも一つは、クロム（Ｃｒ）の含有率が５重量％以上で
ある鉄鋼材料からなる素材を所定形状に加工し、この被
加工物に対して、表面硬さをＨＲＣ５８以上とする熱処
理を行った後に仕上げ加工を行い、この表面に、クロム
原子と鉄原子の存在比（Ｃｒ／Ｆｅ）が０．５以上であ
る酸化皮膜を形成して得られたものであることを特徴と
する転がり支持装置を提供する。この転がり支持装置を
本発明の第１の転がり支持装置と定義する。
置］上記第１の課題を解決するために、本発明は、固定
体と移動体との間に介装され、構成部品として、転動体
と、転動体の軌道を有し固定体側および移動体側に固定
される各軌道部材とを少なくとも備え、転動体が軌道を
転がり移動することにより固定体に対する移動体の移動
を許容する転がり支持装置において、構成部品の少なく
とも一つは、クロム（Ｃｒ）の含有率が５重量％以上で
ある鉄鋼材料からなる素材を所定形状に加工し、この被
加工物に対して、表面硬さをＨＲＣ５８以上とする熱処
理を行った後に仕上げ加工を行い、この表面に、クロム
原子と鉄原子の存在比（Ｃｒ／Ｆｅ）が０．５以上であ
る酸化皮膜を形成して得られたものであることを特徴と
する転がり支持装置を提供する。この転がり支持装置を
本発明の第１の転がり支持装置と定義する。
【００１２】第１の転がり支持装置においては、使用す
る鉄鋼材料のクロム（Ｃｒ）の含有率が５重量％未満で
あると、良好な耐食性が得られない。クロムの含有率が
高いほど耐食性に優れるが、クロムの含有率が高いと、
脆化の原因となるδフェライトが生成され易くなる。そ
のため、Ｃｒ含有量は２２．０重量％以下であることが
好ましい。
る鉄鋼材料のクロム（Ｃｒ）の含有率が５重量％未満で
あると、良好な耐食性が得られない。クロムの含有率が
高いほど耐食性に優れるが、クロムの含有率が高いと、
脆化の原因となるδフェライトが生成され易くなる。そ
のため、Ｃｒ含有量は２２．０重量％以下であることが
好ましい。
【００１３】また、使用する鉄鋼材料の炭素（Ｃ）含有
率：〔Ｃ〕とクロム含有率：〔Ｃｒ〕との関係が、下記
の（１）式を満たすことが好ましい。下記の（１）式を
満たす鉄鋼材料は、転がり寿命を低下させる原因となる
粗大共晶炭化物が、凝固過程で生成し難くなる。下記の
（１）式を満たさない鉄鋼材料を用いて、表面硬さをＨ
ＲＣ５８以上とするためには、この鉄鋼材料の炭素と窒
素の合計含有量（Ｃ＋Ｎ）を０．４５重量％以上とす
る。
率：〔Ｃ〕とクロム含有率：〔Ｃｒ〕との関係が、下記
の（１）式を満たすことが好ましい。下記の（１）式を
満たす鉄鋼材料は、転がり寿命を低下させる原因となる
粗大共晶炭化物が、凝固過程で生成し難くなる。下記の
（１）式を満たさない鉄鋼材料を用いて、表面硬さをＨ
ＲＣ５８以上とするためには、この鉄鋼材料の炭素と窒
素の合計含有量（Ｃ＋Ｎ）を０．４５重量％以上とす
る。
【００１４】 〔Ｃ〕≦−０．０５〔Ｃｒ〕＋１．４１……（１） 図５は、本発明第１の転がり支持装置で使用する鉄鋼材
料について、炭素含有率とクロム含有率との関係の好ま
しい領域を示すグラフである。本発明においては、炭素
含有率とクロム含有率との関係が、図５のグラフで、
〔Ｃｒ〕＝５．０（重量％）の線と、〔Ｃｒ〕＝２２．
０（重量％）の線と、〔Ｃ〕＝−０．０５〔Ｃｒ〕＋
１．４１の線と、〔Ｃ〕＝０．３１（重量％）の線とで
囲まれた領域（斜線部）内にある鉄鋼材料を使用するこ
とが好ましい。炭素含有率とクロム含有率との関係がこ
の領域内であって、しかも〔Ｃ〕≧０．４５（重量％）
且つ〔Ｃｒ〕≦１９．２（重量％）とすれば、表面硬さ
をＨＲＣ６０以上とすることができる。
料について、炭素含有率とクロム含有率との関係の好ま
しい領域を示すグラフである。本発明においては、炭素
含有率とクロム含有率との関係が、図５のグラフで、
〔Ｃｒ〕＝５．０（重量％）の線と、〔Ｃｒ〕＝２２．
０（重量％）の線と、〔Ｃ〕＝−０．０５〔Ｃｒ〕＋
１．４１の線と、〔Ｃ〕＝０．３１（重量％）の線とで
囲まれた領域（斜線部）内にある鉄鋼材料を使用するこ
とが好ましい。炭素含有率とクロム含有率との関係がこ
の領域内であって、しかも〔Ｃ〕≧０．４５（重量％）
且つ〔Ｃｒ〕≦１９．２（重量％）とすれば、表面硬さ
をＨＲＣ６０以上とすることができる。
【００１５】なお、マルテンサイト系スレンレス鋼以外
のステンレス鋼（オーステナイト系ステンレス鋼等）を
用いた場合には、窒化処理または浸炭処理等を行うこと
によって、表面硬さをＨＲＣ５８以上とすることができ
る。鉄鋼材料からなる素材（鋳造品）を加工すると、加
工された面に加工変質層（ベイルビー層や破砕結晶から
なる層）が生じる。この加工変質層を除去しないで、直
接、不動態化処理等の方法によって加工面に酸化皮膜を
形成すると、耐食性の回復効果が不十分となって、腐食
環境下で酸化皮膜が局部的に侵食される場合がある。ま
た、この加工変質層の上に酸化皮膜を形成しようとして
も、得られる酸化皮膜のクロム原子と鉄原子の存在比
（Ｃｒ／Ｆｅ）は０．５未満となり、酸化皮膜の膜厚も
５０〜３００Å程度にしかならない。
のステンレス鋼（オーステナイト系ステンレス鋼等）を
用いた場合には、窒化処理または浸炭処理等を行うこと
によって、表面硬さをＨＲＣ５８以上とすることができ
る。鉄鋼材料からなる素材（鋳造品）を加工すると、加
工された面に加工変質層（ベイルビー層や破砕結晶から
なる層）が生じる。この加工変質層を除去しないで、直
接、不動態化処理等の方法によって加工面に酸化皮膜を
形成すると、耐食性の回復効果が不十分となって、腐食
環境下で酸化皮膜が局部的に侵食される場合がある。ま
た、この加工変質層の上に酸化皮膜を形成しようとして
も、得られる酸化皮膜のクロム原子と鉄原子の存在比
（Ｃｒ／Ｆｅ）は０．５未満となり、酸化皮膜の膜厚も
５０〜３００Å程度にしかならない。
【００１６】これに対して、本発明によれば、この加工
変質層を除去してから酸化皮膜を形成することによっ
て、クロム原子と鉄原子の存在比（Ｃｒ／Ｆｅ）が０．
５以上である酸化皮膜を形成することができる。この酸
化皮膜が形成されている構成部品を備えた転がり支持装
置は、耐食性および耐フレッチング性、耐焼き付き性等
に優れたものとなる。
変質層を除去してから酸化皮膜を形成することによっ
て、クロム原子と鉄原子の存在比（Ｃｒ／Ｆｅ）が０．
５以上である酸化皮膜を形成することができる。この酸
化皮膜が形成されている構成部品を備えた転がり支持装
置は、耐食性および耐フレッチング性、耐焼き付き性等
に優れたものとなる。
【００１７】（Ｃｒ／Ｆｅ）≧０．５を満たす酸化被膜
の厚さは１０Å（１ｎｍ）以上であることが好ましく、
１５Å（１．５ｎｍ）以上であることがより好ましく、
４０Å（４ｎｍ）以上であることがさらに好ましい。ま
た、この酸化被膜の表面側での前記比は０．７以上であ
ることが好ましい。加工変質層の除去と酸化皮膜の形成
は、例えば、以下の方法で行われる。
の厚さは１０Å（１ｎｍ）以上であることが好ましく、
１５Å（１．５ｎｍ）以上であることがより好ましく、
４０Å（４ｎｍ）以上であることがさらに好ましい。ま
た、この酸化被膜の表面側での前記比は０．７以上であ
ることが好ましい。加工変質層の除去と酸化皮膜の形成
は、例えば、以下の方法で行われる。
【００１８】被加工物の加工表面には、切削油、研削
油、プレス油、または防錆油等が付着しているため、先
ず、この加工表面を有機溶剤またはアルカリ洗浄剤等に
よって洗浄する。次に、被加工物を陽極とし、電解液と
して、硫酸、リン酸、硝酸、またはこれらの酸のナトリ
ウム塩あるいはカリウム塩の１種以上を含有する水溶液
を用い、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの超音波をか
けながら電解エッチングを行う。これにより、加工変質
層が除去される。次に、クロム酸と硫酸または硝酸とを
含有する処理液に所定時間浸漬することにより、酸化皮
膜を形成する。
油、プレス油、または防錆油等が付着しているため、先
ず、この加工表面を有機溶剤またはアルカリ洗浄剤等に
よって洗浄する。次に、被加工物を陽極とし、電解液と
して、硫酸、リン酸、硝酸、またはこれらの酸のナトリ
ウム塩あるいはカリウム塩の１種以上を含有する水溶液
を用い、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの超音波をか
けながら電解エッチングを行う。これにより、加工変質
層が除去される。次に、クロム酸と硫酸または硝酸とを
含有する処理液に所定時間浸漬することにより、酸化皮
膜を形成する。
【００１９】電解エッチングに使用する電解液の好まし
い濃度は、硫酸およびリン酸の場合５０〜１５０ｇ／リッ
トルであり、硝酸の場合５０〜５００ｇ／リットルであり、ナ
トリウム塩およびカリウム塩の場合６０〜８００ｇ／リッ
トルである。電解エッチングの電解条件は、電圧２〜５０
Ｖ、電流０．１〜５０Ａ／ｄｍ2 、電解時間１０〜１２
０秒とすることが好ましい。
い濃度は、硫酸およびリン酸の場合５０〜１５０ｇ／リッ
トルであり、硝酸の場合５０〜５００ｇ／リットルであり、ナ
トリウム塩およびカリウム塩の場合６０〜８００ｇ／リッ
トルである。電解エッチングの電解条件は、電圧２〜５０
Ｖ、電流０．１〜５０Ａ／ｄｍ2 、電解時間１０〜１２
０秒とすることが好ましい。
【００２０】酸化皮膜形成に使用する処理液の濃度は、
クロム酸で１５〜３００ｇ／リットル、硫酸で３０〜８５０
ｇ／リットル、硝酸で４０〜５００ｇ／リットルとする。処理液
の温度は室温〜１２０℃とし、浸漬時間は１０分〜１２
０分間とする。処理液の温度と浸漬時間を変えることで
酸化皮膜の厚さを変えることができる。（Ｃｒ／Ｆｅ）
≧０．５を満たす酸化皮膜の厚さが厚いほど、耐食性お
よび耐フレッチング性の向上効果は高くなるが、酸化皮
膜の形成コストの点から、この酸化皮膜の厚さを１００
０Å（１００ｎｍ）以下とすることが好ましい。より好
ましくは７２０Å（７２ｎｍ）以下とする。
クロム酸で１５〜３００ｇ／リットル、硫酸で３０〜８５０
ｇ／リットル、硝酸で４０〜５００ｇ／リットルとする。処理液
の温度は室温〜１２０℃とし、浸漬時間は１０分〜１２
０分間とする。処理液の温度と浸漬時間を変えることで
酸化皮膜の厚さを変えることができる。（Ｃｒ／Ｆｅ）
≧０．５を満たす酸化皮膜の厚さが厚いほど、耐食性お
よび耐フレッチング性の向上効果は高くなるが、酸化皮
膜の形成コストの点から、この酸化皮膜の厚さを１００
０Å（１００ｎｍ）以下とすることが好ましい。より好
ましくは７２０Å（７２ｎｍ）以下とする。
【００２１】酸化皮膜形成後に、被加工物を陰極とし、
電解液として、クロム酸を５０〜１５０ｇ／リットルの濃度
で、リン酸を０．１〜１０ｇ／リットルの濃度でおよび／ま
たは硫酸を０．１〜１００ｇ／リットルの濃度で、マグネシ
ウム、カルシウム、またはバリウムの炭酸塩または硫酸
塩から選択された１種以上を過飽和量で含有し、界面活
性剤を含有する水溶液を用いて、電解処理を行うことが
好ましい。この電解処理の条件は、電圧０．１〜２０
Ｖ、電流０．５〜２Ａ／ｄｍ2 、電解時間１０〜３００
分とすることが好ましい。
電解液として、クロム酸を５０〜１５０ｇ／リットルの濃度
で、リン酸を０．１〜１０ｇ／リットルの濃度でおよび／ま
たは硫酸を０．１〜１００ｇ／リットルの濃度で、マグネシ
ウム、カルシウム、またはバリウムの炭酸塩または硫酸
塩から選択された１種以上を過飽和量で含有し、界面活
性剤を含有する水溶液を用いて、電解処理を行うことが
好ましい。この電解処理の条件は、電圧０．１〜２０
Ｖ、電流０．５〜２Ａ／ｄｍ2 、電解時間１０〜３００
分とすることが好ましい。
【００２２】この電解処理時に、陰極である被加工物の
周囲に極めて強い水素雰囲気が形成される。これによ
り、この電解処理が行われた被加工物の表面は、この電
解処理が行われていない被加工物の表面よりも耐食性に
優れたものとなる。 ［第２の転がり支持装置］上記第２の課題を解決するた
めに、本発明は、固定体と移動体との間に介装され、構
成部品として、転動体と、転動体の軌道を有し固定体側
および移動体側に固定される各軌道部材とを少なくとも
備え、転動体が軌道を転がり移動することにより固定体
に対する移動体の移動を許容する転がり支持装置におい
て、軌道部材の少なくとも一つは、合金成分として、重
量％（質量％）で、Ｃを０．２％以下、Ｓｉを０．１％
以上２．０％以下、Ｃｒを１０．０％以上２０．０％以
下、Ｍｏを０．４％以上３．０％以下、Ｎｉを１．０％
以上３．５％以下、Ｃｏを１．０％以上１０．０％以
下、Ｖを０．４％以上２．０％以下の範囲で含有する鉄
鋼材料からなる素材を所定形状に加工し、この被加工物
に対して浸炭または浸炭窒化処理を含む熱処理を行うこ
とで、軌道面の表層部の炭素含有率を重量％（質量％）
で１．０％以上３．０％以下、軌道面の表面硬さをＨＲ
Ｃ６２以上とした後に仕上げ加工を行い、この表面に、
クロム原子と鉄原子の存在比（Ｃｒ／Ｆｅ）が０．５以
上である酸化皮膜を１０Å（１ｎｍ）以上形成して得ら
れたものであることを特徴とする転がり支持装置を提供
する。この転がり支持装置を本発明の第２の転がり支持
装置と定義する。
周囲に極めて強い水素雰囲気が形成される。これによ
り、この電解処理が行われた被加工物の表面は、この電
解処理が行われていない被加工物の表面よりも耐食性に
優れたものとなる。 ［第２の転がり支持装置］上記第２の課題を解決するた
めに、本発明は、固定体と移動体との間に介装され、構
成部品として、転動体と、転動体の軌道を有し固定体側
および移動体側に固定される各軌道部材とを少なくとも
備え、転動体が軌道を転がり移動することにより固定体
に対する移動体の移動を許容する転がり支持装置におい
て、軌道部材の少なくとも一つは、合金成分として、重
量％（質量％）で、Ｃを０．２％以下、Ｓｉを０．１％
以上２．０％以下、Ｃｒを１０．０％以上２０．０％以
下、Ｍｏを０．４％以上３．０％以下、Ｎｉを１．０％
以上３．５％以下、Ｃｏを１．０％以上１０．０％以
下、Ｖを０．４％以上２．０％以下の範囲で含有する鉄
鋼材料からなる素材を所定形状に加工し、この被加工物
に対して浸炭または浸炭窒化処理を含む熱処理を行うこ
とで、軌道面の表層部の炭素含有率を重量％（質量％）
で１．０％以上３．０％以下、軌道面の表面硬さをＨＲ
Ｃ６２以上とした後に仕上げ加工を行い、この表面に、
クロム原子と鉄原子の存在比（Ｃｒ／Ｆｅ）が０．５以
上である酸化皮膜を１０Å（１ｎｍ）以上形成して得ら
れたものであることを特徴とする転がり支持装置を提供
する。この転がり支持装置を本発明の第２の転がり支持
装置と定義する。
【００２３】すなわち、この第２の転がり支持装置で
は、軌道部材の少なくとも一つの軌道面の断面構造が、
図６に示すように、表面側から、比（Ｃｒ／Ｆｅ）が
０．５以上である１０Å（１ｎｍ）以上の酸化皮膜１、
浸炭層または浸炭窒化層２、芯部３となっている。この
第２の転がり支持装置では、少なくとも一つの軌道部材
について、上記組成の鉄鋼材料からなる素材を所定形状
に加工し、この被加工物に対して浸炭または浸炭窒化処
理を含む熱処理を行う。各合金成分の含有率の臨界的意
義を以下に述べる。 〔Ｃ：０．２％以下〕鋼にＣ（炭素）が含まれている
と、焼入れによりマルテンサイト化が生じて、鋼に硬さ
が付与される。また、靱性を低下させるδフェライトの
生成を抑制する作用も有する。しかし、高温で焼き戻し
された場合には、炭素が炭化物となって析出して靱性を
低下させるため、炭素含有率は低い方が好ましく、０．
２重量％とする。好ましくは０．１０重量％以下とす
る。
は、軌道部材の少なくとも一つの軌道面の断面構造が、
図６に示すように、表面側から、比（Ｃｒ／Ｆｅ）が
０．５以上である１０Å（１ｎｍ）以上の酸化皮膜１、
浸炭層または浸炭窒化層２、芯部３となっている。この
第２の転がり支持装置では、少なくとも一つの軌道部材
について、上記組成の鉄鋼材料からなる素材を所定形状
に加工し、この被加工物に対して浸炭または浸炭窒化処
理を含む熱処理を行う。各合金成分の含有率の臨界的意
義を以下に述べる。 〔Ｃ：０．２％以下〕鋼にＣ（炭素）が含まれている
と、焼入れによりマルテンサイト化が生じて、鋼に硬さ
が付与される。また、靱性を低下させるδフェライトの
生成を抑制する作用も有する。しかし、高温で焼き戻し
された場合には、炭素が炭化物となって析出して靱性を
低下させるため、炭素含有率は低い方が好ましく、０．
２重量％とする。好ましくは０．１０重量％以下とす
る。
【００２４】なお、この第２の転がり支持装置では、炭
素含有率を低く抑える代わりに、ＮｉやＣｏ等のオース
テナイト安定化元素を添加することによって、δフェラ
イトの生成が抑制されて、靱性に優れたものとなる。 〔Ｓｉ：０．１％以上２．０％以下〕Ｓｉ（珪素）は、
製鋼時に脱酸剤として作用するとともに、鋼に焼き戻し
軟化抵抗性を付与する元素である。Ｓｉの含有率が０．
１重量％未満であると、これらの作用が実質的に得られ
ない。
素含有率を低く抑える代わりに、ＮｉやＣｏ等のオース
テナイト安定化元素を添加することによって、δフェラ
イトの生成が抑制されて、靱性に優れたものとなる。 〔Ｓｉ：０．１％以上２．０％以下〕Ｓｉ（珪素）は、
製鋼時に脱酸剤として作用するとともに、鋼に焼き戻し
軟化抵抗性を付与する元素である。Ｓｉの含有率が０．
１重量％未満であると、これらの作用が実質的に得られ
ない。
【００２５】また、Ｓｉの含有率が高過ぎると靱性が低
下する。そのため、Ｓｉの含有率の上限を２．０重量％
とする。 〔Ｍｎ：０．１％以上１．５％以下〕Ｍｎ（マンガン）
は、製鋼時に脱酸剤として作用する。Ｍｎの含有率が
０．１重量％未満であると、その作用が実質的に得られ
ない。
下する。そのため、Ｓｉの含有率の上限を２．０重量％
とする。 〔Ｍｎ：０．１％以上１．５％以下〕Ｍｎ（マンガン）
は、製鋼時に脱酸剤として作用する。Ｍｎの含有率が
０．１重量％未満であると、その作用が実質的に得られ
ない。
【００２６】一方、Ｍｎの含有率が高過ぎると、鍛造性
および被切削性の低下、Ｓ（硫黄）やＰ（リン）等の不
純物と共存することにより耐食性を低下させる。そのた
め、Ｍｎの含有率を１．５重量％以下とする。 〔Ｃｒ：１０．０％以上２０．０％以下〕Ｃｒ（クロ
ム）は鋼に耐食性を付与する元素であり、第２の転がり
支持装置では１０．０％以上とすることで高い耐食性を
得る。
および被切削性の低下、Ｓ（硫黄）やＰ（リン）等の不
純物と共存することにより耐食性を低下させる。そのた
め、Ｍｎの含有率を１．５重量％以下とする。 〔Ｃｒ：１０．０％以上２０．０％以下〕Ｃｒ（クロ
ム）は鋼に耐食性を付与する元素であり、第２の転がり
支持装置では１０．０％以上とすることで高い耐食性を
得る。
【００２７】一方、Ｃｒの含有率が高過ぎると、靱性を
低下させるδフェライトが生成し易くなる。そのため、
Ｃｒの含有率の上限を２０．０重量％とする。 〔Ｍｏ：０．４％以上３．０％以下〕Ｍｏ（モリブデ
ン）は、鋼の焼入れ性と焼き戻し軟化抵抗性を増大させ
る元素であり、耐孔食性を著しく改善する作用も有す
る。Ｍｏの含有率が０．４重量％未満であると、これら
の作用が実質的に得られない。
低下させるδフェライトが生成し易くなる。そのため、
Ｃｒの含有率の上限を２０．０重量％とする。 〔Ｍｏ：０．４％以上３．０％以下〕Ｍｏ（モリブデ
ン）は、鋼の焼入れ性と焼き戻し軟化抵抗性を増大させ
る元素であり、耐孔食性を著しく改善する作用も有す
る。Ｍｏの含有率が０．４重量％未満であると、これら
の作用が実質的に得られない。
【００２８】一方、Ｍｏの含有率が高過ぎると、靱性や
加工性が低下する。そのため、Ｍｏの含有率の上限を
３．０重量％とする。 〔Ｎｉ：１．０％以上３．５％以下〕Ｎｉ（ニッケル）
は強力なオーステナイト安定化元素であるため、δフェ
ライトの生成を抑え、靱性を向上させる作用がある。こ
れらの作用を十分に得るために、Ｎｉの含有率を１．０
重量％以上とする。
加工性が低下する。そのため、Ｍｏの含有率の上限を
３．０重量％とする。 〔Ｎｉ：１．０％以上３．５％以下〕Ｎｉ（ニッケル）
は強力なオーステナイト安定化元素であるため、δフェ
ライトの生成を抑え、靱性を向上させる作用がある。こ
れらの作用を十分に得るために、Ｎｉの含有率を１．０
重量％以上とする。
【００２９】一方、Ｎｉの含有率が高過ぎると、オース
テナイト組織が安定になり過ぎて十分な焼入れ硬さが得
られなくなる。そのため、Ｎｉの含有率の上限を３．５
重量％とする。 〔Ｃｏ：１．０％以上１０．０％以下〕Ｃｏ（コバル
ト）もオーステナイト安定化元素であり、δフェライト
の生成を抑え、靱性を向上させる作用がある。これらの
作用を十分に得るために、Ｃｏの含有率を１．０重量％
以上とする。また、Ｎｉと比較してオーステナイト組織
を安定化させる作用が弱いため、２．０％以上含有させ
ることが好ましい。
テナイト組織が安定になり過ぎて十分な焼入れ硬さが得
られなくなる。そのため、Ｎｉの含有率の上限を３．５
重量％とする。 〔Ｃｏ：１．０％以上１０．０％以下〕Ｃｏ（コバル
ト）もオーステナイト安定化元素であり、δフェライト
の生成を抑え、靱性を向上させる作用がある。これらの
作用を十分に得るために、Ｃｏの含有率を１．０重量％
以上とする。また、Ｎｉと比較してオーステナイト組織
を安定化させる作用が弱いため、２．０％以上含有させ
ることが好ましい。
【００３０】一方、Ｃｏの含有率が高過ぎると加工性が
低下する。また、Ｃｏは材料コストが高い。そのため、
Ｃｏの含有率の上限は１０．０重量％とする。 〔Ｖ：０．４％以上２．０％以下〕Ｖ（バナジウム）
は、強力な炭化物、窒化物形成元素であり、Ｖを含む鋼
には焼き戻し過程で２次硬化が生じるため、鋼の硬度を
高くする元素である。Ｖの含有率が０．４重量％未満で
あると、これらの作用が実質的に得られない。
低下する。また、Ｃｏは材料コストが高い。そのため、
Ｃｏの含有率の上限は１０．０重量％とする。 〔Ｖ：０．４％以上２．０％以下〕Ｖ（バナジウム）
は、強力な炭化物、窒化物形成元素であり、Ｖを含む鋼
には焼き戻し過程で２次硬化が生じるため、鋼の硬度を
高くする元素である。Ｖの含有率が０．４重量％未満で
あると、これらの作用が実質的に得られない。
【００３１】一方、Ｖの含有率が高過ぎると、靱性およ
び加工性が低下する。そのため、Ｖの含有率を２．０重
量％以下とする。この第２の転がり支持装置では、ま
た、軌道面の表層部の炭素含有率を１．０重量％以上
３．０重量％以下とし、軌道面の表面硬さをＨＲＣ６２
以上とする。その後に仕上げ加工を行い、この表面に酸
化皮膜を形成する。
び加工性が低下する。そのため、Ｖの含有率を２．０重
量％以下とする。この第２の転がり支持装置では、ま
た、軌道面の表層部の炭素含有率を１．０重量％以上
３．０重量％以下とし、軌道面の表面硬さをＨＲＣ６２
以上とする。その後に仕上げ加工を行い、この表面に酸
化皮膜を形成する。
【００３２】軌道面の表層部の炭素含有率が１．０重量
％未満であると十分な硬さと高温特性が得られない。こ
の炭素含有率が３．０重量％を超えると、軌道面に酸化
皮膜が形成され難くなる。また、軌道面の表面硬さがＨ
ＲＣ６２未満であると、高温且つ高速回転で使用された
場合に十分に長い寿命が得られない。なお、浸炭処理と
浸炭窒化処理を比較した場合、浸炭窒化処理の方が浸炭
処理よりも、窒素の効果で表層部により微細な炭化物が
形成される。そのため、浸炭窒化処理を行った方が、同
じ炭素含有率でも転がり寿命および耐食性の点で優れて
いる。また、硬化層の深さは、軸受サイズや荷重条件等
を考慮して、Ｙｏ深さ（Ｈｖ５５０以上となる深さ）が
０．８ｍｍ〜２．５ｍｍ程度となるように適宜設定す
る。
％未満であると十分な硬さと高温特性が得られない。こ
の炭素含有率が３．０重量％を超えると、軌道面に酸化
皮膜が形成され難くなる。また、軌道面の表面硬さがＨ
ＲＣ６２未満であると、高温且つ高速回転で使用された
場合に十分に長い寿命が得られない。なお、浸炭処理と
浸炭窒化処理を比較した場合、浸炭窒化処理の方が浸炭
処理よりも、窒素の効果で表層部により微細な炭化物が
形成される。そのため、浸炭窒化処理を行った方が、同
じ炭素含有率でも転がり寿命および耐食性の点で優れて
いる。また、硬化層の深さは、軸受サイズや荷重条件等
を考慮して、Ｙｏ深さ（Ｈｖ５５０以上となる深さ）が
０．８ｍｍ〜２．５ｍｍ程度となるように適宜設定す
る。
【００３３】この第２の転がり支持装置では、また、表
面に形成する酸化皮膜を、クロム原子と鉄原子の存在比
（Ｃｒ／Ｆｅ）が０．５以上、厚さ１０Å（１．０ｎ
ｍ）以上となるように形成する。これにより良好な耐食
性が得られる。クロム原子と鉄原子の存在比（Ｃｒ／Ｆ
ｅ）の好ましい値は０．７以上であり、より好ましい値
は１．０以上である。また、（Ｃｒ／Ｆｅ）が０．５以
上の酸化皮膜の厚さの好ましい値は１５Å（１．５ｎ
ｍ）以上であり、より好ましい値は４０Å（４．０ｎ
ｍ）以上である。（Ｃｒ／Ｆｅ）が０．５以上の酸化皮
膜を１０００Å（１００ｎｍ）を超えるほど厚く形成し
ても、コストが上昇するだけで耐食性向上効果は飽和す
るため、（Ｃｒ／Ｆｅ）が０．５以上の酸化皮膜の厚さ
の上限値は１０００Å（１００ｎｍ）とする。
面に形成する酸化皮膜を、クロム原子と鉄原子の存在比
（Ｃｒ／Ｆｅ）が０．５以上、厚さ１０Å（１．０ｎ
ｍ）以上となるように形成する。これにより良好な耐食
性が得られる。クロム原子と鉄原子の存在比（Ｃｒ／Ｆ
ｅ）の好ましい値は０．７以上であり、より好ましい値
は１．０以上である。また、（Ｃｒ／Ｆｅ）が０．５以
上の酸化皮膜の厚さの好ましい値は１５Å（１．５ｎ
ｍ）以上であり、より好ましい値は４０Å（４．０ｎ
ｍ）以上である。（Ｃｒ／Ｆｅ）が０．５以上の酸化皮
膜を１０００Å（１００ｎｍ）を超えるほど厚く形成し
ても、コストが上昇するだけで耐食性向上効果は飽和す
るため、（Ｃｒ／Ｆｅ）が０．５以上の酸化皮膜の厚さ
の上限値は１０００Å（１００ｎｍ）とする。
【００３４】また、この酸化皮膜の形成を、仕上げ加工
後に表面に生じた加工変質層を除去した後に行うことに
より、クロム原子と鉄原子の存在比（Ｃｒ／Ｆｅ）が
０．５以上である、耐食性の良好な酸化皮膜を形成する
ことができる。加工変質層の除去と酸化皮膜の形成は、
第１の転がり支持装置で説明した方法で行うことができ
る。
後に表面に生じた加工変質層を除去した後に行うことに
より、クロム原子と鉄原子の存在比（Ｃｒ／Ｆｅ）が
０．５以上である、耐食性の良好な酸化皮膜を形成する
ことができる。加工変質層の除去と酸化皮膜の形成は、
第１の転がり支持装置で説明した方法で行うことができ
る。
【００３５】なお、仕上げ加工を行わない部分には熱処
理時に生成したスケールが残存しているため、熱処理後
に、面取り加工を行うか、ショットブラストやドライホ
ーニング等の機械的方法によって、スケールを除去する
ことが好ましい。これにより、仕上げ加工を行わない部
分の耐食性を改善することができる。
理時に生成したスケールが残存しているため、熱処理後
に、面取り加工を行うか、ショットブラストやドライホ
ーニング等の機械的方法によって、スケールを除去する
ことが好ましい。これにより、仕上げ加工を行わない部
分の耐食性を改善することができる。
【００３６】
【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］下記の表１に示す合金成分を含有する
合金鋼Ａ〜Ｄを用意した。
説明する。 ［第１実施形態］下記の表１に示す合金成分を含有する
合金鋼Ａ〜Ｄを用意した。
【００３７】
【表１】
【００３８】これらの合金鋼からなる素材を用い、呼び
番号６０８に相当する単列深溝玉軸受の内輪（軌道部
材）、外輪（軌道部材）、および玉（転動体）を作製し
た。先ず、粗い精度で切削加工を行った後、被加工物に
対して、各合金鋼に適した条件で焼入れおよび焼き戻し
を行うことにより、被加工物の表面硬さをＨＲＣ５８以
上とした。また、この時点で被加工物の表面硬さを測定
した。次に、研削による仕上げ加工を行った後、下記の
またはの方法で皮膜処理を行った。ただし、Ｃｒ含
有量が少ない合金鋼Ｄを使用したNo. １−１１では、研
削による仕上げ加工後に皮膜処理を行わなかった。 ＜皮膜処理方法＞先ず、被加工物の加工表面を有機溶
剤を用いて洗浄した。次に、被加工物を陽極とし、先に
述べた方法で電解エッチングを行うことにより、これら
の被加工物の表面に存在する加工変質層を除去した。引
き続き、被加工物を、クロム酸を含有する室温〜６０℃
の処理液に浸漬することにより、被加工物の表面に酸化
皮膜を形成した。酸化皮膜の厚さは、処理液への浸漬時
間を変えることにより変化させた。なお、クロム原子と
鉄原子の存在比（Ｃｒ／Ｆｅ）は、使用する鋼のクロム
含有率によっても変化し、クロム含有率の高いものほど
大きくなる傾向がある。 ＜皮膜処理方法＞先ず、被加工物の加工表面を有機溶
剤を用いて洗浄した。次に、被加工物を５０℃に保持し
た５０重量％硝酸に１時間浸漬することにより、被加工
物の表面を不動態化処理した。これにより、加工変質層
の上に酸化皮膜が形成された。
番号６０８に相当する単列深溝玉軸受の内輪（軌道部
材）、外輪（軌道部材）、および玉（転動体）を作製し
た。先ず、粗い精度で切削加工を行った後、被加工物に
対して、各合金鋼に適した条件で焼入れおよび焼き戻し
を行うことにより、被加工物の表面硬さをＨＲＣ５８以
上とした。また、この時点で被加工物の表面硬さを測定
した。次に、研削による仕上げ加工を行った後、下記の
またはの方法で皮膜処理を行った。ただし、Ｃｒ含
有量が少ない合金鋼Ｄを使用したNo. １−１１では、研
削による仕上げ加工後に皮膜処理を行わなかった。 ＜皮膜処理方法＞先ず、被加工物の加工表面を有機溶
剤を用いて洗浄した。次に、被加工物を陽極とし、先に
述べた方法で電解エッチングを行うことにより、これら
の被加工物の表面に存在する加工変質層を除去した。引
き続き、被加工物を、クロム酸を含有する室温〜６０℃
の処理液に浸漬することにより、被加工物の表面に酸化
皮膜を形成した。酸化皮膜の厚さは、処理液への浸漬時
間を変えることにより変化させた。なお、クロム原子と
鉄原子の存在比（Ｃｒ／Ｆｅ）は、使用する鋼のクロム
含有率によっても変化し、クロム含有率の高いものほど
大きくなる傾向がある。 ＜皮膜処理方法＞先ず、被加工物の加工表面を有機溶
剤を用いて洗浄した。次に、被加工物を５０℃に保持し
た５０重量％硝酸に１時間浸漬することにより、被加工
物の表面を不動態化処理した。これにより、加工変質層
の上に酸化皮膜が形成された。
【００３９】皮膜処理を行った後、被加工物をＥＳＣＡ
（Ｘ線光電子分光分析装置）にかけて、エッチング速度
１ｎｍ／分で被加工物表面を深さ方向にエッチングする
ことにより、被加工物表面に形成された酸化皮膜を深さ
方向に元素分析した。元素分析の結果から、酸化皮膜の
表面から深さ５Å（０．５ｎｍ）〜１０Å（１ｎｍ）の
層に存在するクロム原子と鉄原子の比（Ｃｒ／Ｆｅ）を
算出した。表面から深さ５Å〜１０Åの層での値を使用
した理由は、最表面側の酸化皮膜にはコンタミネーショ
ンの影響が大きいためである。また、この元素分析の結
果から、（Ｃｒ／Ｆｅ）≧０．５を満たす酸化皮膜の厚
さを測定した。これらの結果を下記の表２に示す。
（Ｘ線光電子分光分析装置）にかけて、エッチング速度
１ｎｍ／分で被加工物表面を深さ方向にエッチングする
ことにより、被加工物表面に形成された酸化皮膜を深さ
方向に元素分析した。元素分析の結果から、酸化皮膜の
表面から深さ５Å（０．５ｎｍ）〜１０Å（１ｎｍ）の
層に存在するクロム原子と鉄原子の比（Ｃｒ／Ｆｅ）を
算出した。表面から深さ５Å〜１０Åの層での値を使用
した理由は、最表面側の酸化皮膜にはコンタミネーショ
ンの影響が大きいためである。また、この元素分析の結
果から、（Ｃｒ／Ｆｅ）≧０．５を満たす酸化皮膜の厚
さを測定した。これらの結果を下記の表２に示す。
【００４０】上述の方法で作製された内輪、外輪、およ
び玉と、プラスチック製の保持器を用いて、呼び番号６
０８に相当する単列深溝玉軸受を組み立てた。なお、各
サンプル毎に、同一の材料を用い同じ方法で作製した内
輪、外輪、玉を使用して軸受を組み立てた。また、潤滑
剤として、防錆油と鉱油系グリースを使用した。組み立
てた各転がり軸受について、耐食性と耐フレッチング性
を調べる試験を行った。耐食性としては塩水噴霧試験を
行った。この試験は「ＪＩＳ Ｚ ２３７１」に準拠し
て、３５℃の５重量％ＮａＣｌ水溶液を２週間、霧状で
吹き付ける試験である。試験後に、転がり軸受の各構成
部品に腐食が生じているかどうかを目視により調べた。
この試験による耐食性の評価は、腐食が全く生じていな
かった場合は「◎」、著しい腐食が生じていた場合は
「×」、明らかな腐食は認められてはいたがその程度が
著しくない場合は「△」、軽微な腐食が僅かに生じてい
た場合は「○」で示した。
び玉と、プラスチック製の保持器を用いて、呼び番号６
０８に相当する単列深溝玉軸受を組み立てた。なお、各
サンプル毎に、同一の材料を用い同じ方法で作製した内
輪、外輪、玉を使用して軸受を組み立てた。また、潤滑
剤として、防錆油と鉱油系グリースを使用した。組み立
てた各転がり軸受について、耐食性と耐フレッチング性
を調べる試験を行った。耐食性としては塩水噴霧試験を
行った。この試験は「ＪＩＳ Ｚ ２３７１」に準拠し
て、３５℃の５重量％ＮａＣｌ水溶液を２週間、霧状で
吹き付ける試験である。試験後に、転がり軸受の各構成
部品に腐食が生じているかどうかを目視により調べた。
この試験による耐食性の評価は、腐食が全く生じていな
かった場合は「◎」、著しい腐食が生じていた場合は
「×」、明らかな腐食は認められてはいたがその程度が
著しくない場合は「△」、軽微な腐食が僅かに生じてい
た場合は「○」で示した。
【００４１】耐フレッチング性は、先ず、各転がり軸受
を、予圧：１．２ｋｇｆ、回転数：１８００ｒｐｍで回
転させることによって、アキシャル振動加速度（Ｇ値）
を測定した。この測定を１０回行ってＧ値の平均値を算
出した。次に、この測定を行った各転がり軸受を、予
圧：１．２ｋｇｆ、揺動角度：２°、揺動周波数：２７
Ｈｚの条件で、１００万回揺動させた。
を、予圧：１．２ｋｇｆ、回転数：１８００ｒｐｍで回
転させることによって、アキシャル振動加速度（Ｇ値）
を測定した。この測定を１０回行ってＧ値の平均値を算
出した。次に、この測定を行った各転がり軸受を、予
圧：１．２ｋｇｆ、揺動角度：２°、揺動周波数：２７
Ｈｚの条件で、１００万回揺動させた。
【００４２】次に、再度、予圧：１．２ｋｇｆ、回転
数：１８００ｒｐｍで回転させることによって、アキシ
ャル振動加速度（Ｇ値）を測定した。この測定を１０回
行ってＧ値の平均値を算出した。そして、揺動試験を行
った後のＧ値の平均値から、揺動試験を行う前のＧ値の
平均値を差し引いて、揺動試験によるＧ値の増加量（Δ
Ｇ）を算出した。この値（ΔＧ）が小さいほど耐フレッ
チング性が良好であることを示す。
数：１８００ｒｐｍで回転させることによって、アキシ
ャル振動加速度（Ｇ値）を測定した。この測定を１０回
行ってＧ値の平均値を算出した。そして、揺動試験を行
った後のＧ値の平均値から、揺動試験を行う前のＧ値の
平均値を差し引いて、揺動試験によるＧ値の増加量（Δ
Ｇ）を算出した。この値（ΔＧ）が小さいほど耐フレッ
チング性が良好であることを示す。
【００４３】各サンプルの構成とこれらの試験結果を下
記の表２に併せて示す。表２において、本発明の範囲か
ら外れる値には下線が施してある。また、これらの結果
から得られた、ΔＧ（耐フレッチング性）と酸化皮膜の
表面側（表面から深さ５Å〜１０Åの層）での「Ｃｒ／
Ｆｅ」との関係を図１に、ΔＧ（耐フレッチング性）と
（Ｃｒ／Ｆｅ）≧０．５を満たす酸化皮膜の厚さとの関
係を図２にそれぞれグラフで示す。
記の表２に併せて示す。表２において、本発明の範囲か
ら外れる値には下線が施してある。また、これらの結果
から得られた、ΔＧ（耐フレッチング性）と酸化皮膜の
表面側（表面から深さ５Å〜１０Åの層）での「Ｃｒ／
Ｆｅ」との関係を図１に、ΔＧ（耐フレッチング性）と
（Ｃｒ／Ｆｅ）≧０．５を満たす酸化皮膜の厚さとの関
係を図２にそれぞれグラフで示す。
【００４４】
【表２】
【００４５】また、No. １−４，１−５，１−９，１−
１１について、形成された酸化被膜の表面からの距離と
（Ｃｒ／Ｆｅ）比との関係を図３に、形成された酸化被
膜の表面からの距離と酸素含有率との関係を図４に、そ
れぞれグラフで示す。図３のグラフから分かるように、
No. １−４，１−５では、表面に（Ｃｒ／Ｆｅ）≧０．
５を満たす酸化被膜が形成されている。また、No. １−
９，１−１１では、（Ｃｒ／Ｆｅ）の値が深さ方向であ
まり変化せず、表面に（Ｃｒ／Ｆｅ）≧０．５を満たす
酸化被膜が形成されていないことが分かる。また、図４
のグラフから分かるように、No. １−４，１−５の方が
No. １−９，１−１１よりも、酸化被膜全体の厚さが厚
い。
１１について、形成された酸化被膜の表面からの距離と
（Ｃｒ／Ｆｅ）比との関係を図３に、形成された酸化被
膜の表面からの距離と酸素含有率との関係を図４に、そ
れぞれグラフで示す。図３のグラフから分かるように、
No. １−４，１−５では、表面に（Ｃｒ／Ｆｅ）≧０．
５を満たす酸化被膜が形成されている。また、No. １−
９，１−１１では、（Ｃｒ／Ｆｅ）の値が深さ方向であ
まり変化せず、表面に（Ｃｒ／Ｆｅ）≧０．５を満たす
酸化被膜が形成されていないことが分かる。また、図４
のグラフから分かるように、No. １−４，１−５の方が
No. １−９，１−１１よりも、酸化被膜全体の厚さが厚
い。
【００４６】また、図１のグラフから分かるように、酸
化皮膜の表面側での「Ｃｒ／Ｆｅ」が０．５以上（好ま
しくは０．７以上）であると、耐フレッチング性が良好
になる。図２のグラフから分かるように、（Ｃｒ／Ｆ
ｅ）≧０．５を満たす酸化皮膜の厚さが１０Å以上（好
ましくは１５Å以上）であると、耐フレッチング性が良
好になる。
化皮膜の表面側での「Ｃｒ／Ｆｅ」が０．５以上（好ま
しくは０．７以上）であると、耐フレッチング性が良好
になる。図２のグラフから分かるように、（Ｃｒ／Ｆ
ｅ）≧０．５を満たす酸化皮膜の厚さが１０Å以上（好
ましくは１５Å以上）であると、耐フレッチング性が良
好になる。
【００４７】また、表２から分かるように、本発明の実
施例に相当するサンプルNo. １−１〜１−７の転がり軸
受は、耐食性および耐フレッチング性の両方に優れてい
る。これに対して、本発明の比較例に相当するサンプル
No. １−８〜１−１１の転がり軸受は、耐食性および耐
フレッチング性の少なくともいずれかの性能が不良であ
る。
施例に相当するサンプルNo. １−１〜１−７の転がり軸
受は、耐食性および耐フレッチング性の両方に優れてい
る。これに対して、本発明の比較例に相当するサンプル
No. １−８〜１−１１の転がり軸受は、耐食性および耐
フレッチング性の少なくともいずれかの性能が不良であ
る。
【００４８】No. １−１〜１−３では、クロムの含有率
が６．８１重量％と比較的少ない鋼Ａを使用している
が、加工変質層の除去と（Ｃｒ／Ｆｅ）≧０．５を満た
す酸化皮膜の形成によって、クロムの含有率の高い鋼
Ｂ，Ｃを使用して加工変質層の除去を行わなかったNo.
１−９，１−１０よりも高い耐食性および耐フレッチン
グ性が得られている。No. １−１〜１−６内での比較で
は、クロムの含有率の高い鋼Ｂを用いたNo. １−４〜１
−６の方が、クロムの含有率の低い鋼Ａを用いたNo. １
−１〜１−３よりも酸化皮膜の「Ｃｒ／Ｆｅ」が高くな
ったことにより、特に優れた耐食性および耐フレッチン
グ性が得られた。
が６．８１重量％と比較的少ない鋼Ａを使用している
が、加工変質層の除去と（Ｃｒ／Ｆｅ）≧０．５を満た
す酸化皮膜の形成によって、クロムの含有率の高い鋼
Ｂ，Ｃを使用して加工変質層の除去を行わなかったNo.
１−９，１−１０よりも高い耐食性および耐フレッチン
グ性が得られている。No. １−１〜１−６内での比較で
は、クロムの含有率の高い鋼Ｂを用いたNo. １−４〜１
−６の方が、クロムの含有率の低い鋼Ａを用いたNo. １
−１〜１−３よりも酸化皮膜の「Ｃｒ／Ｆｅ」が高くな
ったことにより、特に優れた耐食性および耐フレッチン
グ性が得られた。
【００４９】No. １−７は、酸化皮膜の表面側での「Ｃ
ｒ／Ｆｅ」が０．６と比較的低いため、No. １−１〜１
−７内の比較では耐フレッチング性の点で少し性能が劣
っていた。No. １−８〜１−１１は、加工変質層の除去
を行わず、（Ｃｒ／Ｆｅ）≧０．５を満たす酸化皮膜が
形成されていなかったため、耐食性および耐フレッチン
グ性の両方が不良であった。
ｒ／Ｆｅ」が０．６と比較的低いため、No. １−１〜１
−７内の比較では耐フレッチング性の点で少し性能が劣
っていた。No. １−８〜１−１１は、加工変質層の除去
を行わず、（Ｃｒ／Ｆｅ）≧０．５を満たす酸化皮膜が
形成されていなかったため、耐食性および耐フレッチン
グ性の両方が不良であった。
【００５０】また、鋼Ｄは、クロムの含有率が１．５１
重量％と低いため、これを用いた場合に、皮膜処理の適
用は困難であり、且つ「Ｃｒ／Ｆｅ」が０．５以上の酸
化皮膜を形成することは難しい。また、鋼Ｃからなる素
材を用いた場合は、被加工物から加工変質層を除去した
後に「Ｃｒ／Ｆｅ」が０．５以上の酸化皮膜を形成する
ことは可能である。しかし、鋼Ｃからなる素材中には長
径２０μｍを超える粗大な共晶炭化物が多く存在してい
るため、鋼Ｃからなる構成部品を有する転がり支持装置
は、転がり寿命および静粛性が良好でない。
重量％と低いため、これを用いた場合に、皮膜処理の適
用は困難であり、且つ「Ｃｒ／Ｆｅ」が０．５以上の酸
化皮膜を形成することは難しい。また、鋼Ｃからなる素
材を用いた場合は、被加工物から加工変質層を除去した
後に「Ｃｒ／Ｆｅ」が０．５以上の酸化皮膜を形成する
ことは可能である。しかし、鋼Ｃからなる素材中には長
径２０μｍを超える粗大な共晶炭化物が多く存在してい
るため、鋼Ｃからなる構成部品を有する転がり支持装置
は、転がり寿命および静粛性が良好でない。
【００５１】以上のことから、表面に形成された（Ｃｒ
／Ｆｅ）≧０．５を満たす酸化皮膜の厚さが１０Å〜７
２０Åであると耐食性が良好となり、この酸化皮膜の厚
さが１５Å〜７２０Åであると耐食性がさらに良好にな
ることが分かる。なお、上記実施形態では、転がり軸受
の内外輪（軌道部材）と玉（転動体）を本発明の構成と
し、保持器をプラスチック製にしてあるが、鉄鋼材料製
の保持器を使用する場合には、保持器についても本発明
の構成とすることが好ましい。また、シールド板を備え
た転がり軸受の場合には、鉄鋼材料製のシールド板を本
発明の構成とすることが好ましい。これにより、すきま
腐食やガルバニック腐食がさらに抑制される。 ［第２実施形態］下記の表３に示す合金成分を含有する
合金鋼Ｅ〜Ｈを用意した。
／Ｆｅ）≧０．５を満たす酸化皮膜の厚さが１０Å〜７
２０Åであると耐食性が良好となり、この酸化皮膜の厚
さが１５Å〜７２０Åであると耐食性がさらに良好にな
ることが分かる。なお、上記実施形態では、転がり軸受
の内外輪（軌道部材）と玉（転動体）を本発明の構成と
し、保持器をプラスチック製にしてあるが、鉄鋼材料製
の保持器を使用する場合には、保持器についても本発明
の構成とすることが好ましい。また、シールド板を備え
た転がり軸受の場合には、鉄鋼材料製のシールド板を本
発明の構成とすることが好ましい。これにより、すきま
腐食やガルバニック腐食がさらに抑制される。 ［第２実施形態］下記の表３に示す合金成分を含有する
合金鋼Ｅ〜Ｈを用意した。
【００５２】
【表３】
【００５３】これらの合金鋼からなる素材を用い、呼び
番号６２０６に相当する単列深溝玉軸受の内輪（軌道部
材）と外輪（軌道部材）を作製した。先ず、粗い精度で
切削加工を行った後、被加工物に対して、以下に示す
〜のいずれかの熱処理を行った。 熱処理 前処理として予備酸化処理を、９５０℃、１〜２時間の
条件で行った後、浸炭処理を９００℃〜９２０℃、４８
〜７２時間の条件で行う。次に、１０８０℃〜１１２０
℃、１〜２時間の条件で２回、焼きならしを行う。次
に、１０２０℃〜１０７０℃に３０分間保持した後に油
冷却する焼入れを行った後、−９０℃〜−７０℃、１時
間の条件でサブゼロ処理を行う。次に、４６０℃〜５２
０℃、２時間の条件で２回、焼き戻しを行う。 熱処理 前処理として予備酸化処理を、９５０℃、１〜２時間の
条件で行った後、浸炭窒化処理を、９００℃〜９２０
℃、４８〜７２時間、４％アンモニアの条件で行う。次
に、１０８０℃〜１１２０℃、１〜２時間の条件で２
回、焼きならしを行う。次に、１０８０℃〜１１２０℃
に１．５時間保持した後にガス冷却する焼入れを行った
後、−９０℃〜−７０℃、１時間の条件でサブゼロ処理
を行う。次に、４６０℃〜５２０℃、２時間の条件で２
回、焼き戻しを行う。 熱処理 前処理および浸炭窒化処理等を行わず、１０２０℃〜１
０７０℃に３０分間保持した後に油冷却する焼入れを行
った後、−９０℃〜−７０℃、１時間の条件でサブゼロ
処理を行う。次に、４６０℃〜５２０℃、２時間の条件
で、焼き戻しを行う。 熱処理 前処理および浸炭窒化処理等を行わず、１１００℃〜１
１５０℃に３０分間保持した後に油冷却する焼入れを行
った後、５００℃〜５５０℃で２時間空冷する一次焼き
戻しを行う。次に、−９０℃〜−７０℃、１時間の条件
でサブゼロ処理を行う。次に、５００℃〜５５０℃、２
時間の条件で２回、二次焼き戻しを行う。 熱処理 前処理を行わず、浸炭処理を９２５℃、４〜６時間の条
件で行う。次に、１１２０℃に３０分間保持した後に油
冷却する焼入れを行った後、５００℃〜５５０℃で２時
間空冷する一次焼き戻しを行う。次に、−９０℃〜−７
０℃、１時間の条件でサブゼロ処理を行う。次に、５０
０℃〜５５０℃、２時間の条件で２回、二次焼き戻しを
行う。
番号６２０６に相当する単列深溝玉軸受の内輪（軌道部
材）と外輪（軌道部材）を作製した。先ず、粗い精度で
切削加工を行った後、被加工物に対して、以下に示す
〜のいずれかの熱処理を行った。 熱処理 前処理として予備酸化処理を、９５０℃、１〜２時間の
条件で行った後、浸炭処理を９００℃〜９２０℃、４８
〜７２時間の条件で行う。次に、１０８０℃〜１１２０
℃、１〜２時間の条件で２回、焼きならしを行う。次
に、１０２０℃〜１０７０℃に３０分間保持した後に油
冷却する焼入れを行った後、−９０℃〜−７０℃、１時
間の条件でサブゼロ処理を行う。次に、４６０℃〜５２
０℃、２時間の条件で２回、焼き戻しを行う。 熱処理 前処理として予備酸化処理を、９５０℃、１〜２時間の
条件で行った後、浸炭窒化処理を、９００℃〜９２０
℃、４８〜７２時間、４％アンモニアの条件で行う。次
に、１０８０℃〜１１２０℃、１〜２時間の条件で２
回、焼きならしを行う。次に、１０８０℃〜１１２０℃
に１．５時間保持した後にガス冷却する焼入れを行った
後、−９０℃〜−７０℃、１時間の条件でサブゼロ処理
を行う。次に、４６０℃〜５２０℃、２時間の条件で２
回、焼き戻しを行う。 熱処理 前処理および浸炭窒化処理等を行わず、１０２０℃〜１
０７０℃に３０分間保持した後に油冷却する焼入れを行
った後、−９０℃〜−７０℃、１時間の条件でサブゼロ
処理を行う。次に、４６０℃〜５２０℃、２時間の条件
で、焼き戻しを行う。 熱処理 前処理および浸炭窒化処理等を行わず、１１００℃〜１
１５０℃に３０分間保持した後に油冷却する焼入れを行
った後、５００℃〜５５０℃で２時間空冷する一次焼き
戻しを行う。次に、−９０℃〜−７０℃、１時間の条件
でサブゼロ処理を行う。次に、５００℃〜５５０℃、２
時間の条件で２回、二次焼き戻しを行う。 熱処理 前処理を行わず、浸炭処理を９２５℃、４〜６時間の条
件で行う。次に、１１２０℃に３０分間保持した後に油
冷却する焼入れを行った後、５００℃〜５５０℃で２時
間空冷する一次焼き戻しを行う。次に、−９０℃〜−７
０℃、１時間の条件でサブゼロ処理を行う。次に、５０
０℃〜５５０℃、２時間の条件で２回、二次焼き戻しを
行う。
【００５４】次に、研削による仕上げ加工を行った後、
第１実施形態で説明した皮膜処理方法で皮膜処理を行
った。ただし、No. ２−５〜２−８では、研削による仕
上げ加工後に皮膜処理を行わなかった。また、No. ２−
１０では、皮膜処理の際に母材の溶出が認められたため
に、皮膜処理は不可能であると判断し、皮膜処理を行わ
ないものを使用した。
第１実施形態で説明した皮膜処理方法で皮膜処理を行
った。ただし、No. ２−５〜２−８では、研削による仕
上げ加工後に皮膜処理を行わなかった。また、No. ２−
１０では、皮膜処理の際に母材の溶出が認められたため
に、皮膜処理は不可能であると判断し、皮膜処理を行わ
ないものを使用した。
【００５５】仕上げ加工後に、各サンプルについて、Ｅ
ＰＭＡ（電子プローブ微量分析）により、軌道面直下の
深さ５０μｍでの炭素含有率（表面炭素濃度）を測定し
た。また、No. ２−１〜２−４，No. ２−９については
皮膜処理を行った後に、No.２−５〜２−８，２−１０
については仕上げ加工後に、被加工物の表面硬さを測定
した。
ＰＭＡ（電子プローブ微量分析）により、軌道面直下の
深さ５０μｍでの炭素含有率（表面炭素濃度）を測定し
た。また、No. ２−１〜２−４，No. ２−９については
皮膜処理を行った後に、No.２−５〜２−８，２−１０
については仕上げ加工後に、被加工物の表面硬さを測定
した。
【００５６】また、No. ２−１〜２−４，No. ２−９に
ついては皮膜処理を行った後、No.２−５〜２−８，２
−１０については仕上げ加工後、被加工物をＥＳＣＡ
（Ｘ線光電子分光分析装置）にかけて、エッチング速度
１ｎｍ／分で被加工物表面を深さ方向にエッチングする
ことにより、被加工物表面に形成された酸化皮膜を深さ
方向に元素分析した。
ついては皮膜処理を行った後、No.２−５〜２−８，２
−１０については仕上げ加工後、被加工物をＥＳＣＡ
（Ｘ線光電子分光分析装置）にかけて、エッチング速度
１ｎｍ／分で被加工物表面を深さ方向にエッチングする
ことにより、被加工物表面に形成された酸化皮膜を深さ
方向に元素分析した。
【００５７】元素分析の結果から、酸化皮膜の表面から
深さ５Å（０．５ｎｍ）〜１０Å（１ｎｍ）の層に存在
するクロム原子と鉄原子の比（Ｃｒ／Ｆｅ）を算出し
た。表面から深さ５Å〜１０Åの層での値を使用した理
由は、最表面側の酸化皮膜にはコンタミネーションの影
響が大きいためである。また、この元素分析の結果か
ら、（Ｃｒ／Ｆｅ）≧０．５を満たす酸化皮膜の厚さを
測定した。これらの結果を下記の表４に示す。
深さ５Å（０．５ｎｍ）〜１０Å（１ｎｍ）の層に存在
するクロム原子と鉄原子の比（Ｃｒ／Ｆｅ）を算出し
た。表面から深さ５Å〜１０Åの層での値を使用した理
由は、最表面側の酸化皮膜にはコンタミネーションの影
響が大きいためである。また、この元素分析の結果か
ら、（Ｃｒ／Ｆｅ）≧０．５を満たす酸化皮膜の厚さを
測定した。これらの結果を下記の表４に示す。
【００５８】上述の方法で作製された内輪および外輪
と、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）製の玉と、プラスチック製
の保持器を用いて、呼び番号６２０６に相当する単列深
溝玉軸受を組み立てた。なお、各サンプル毎に、同一の
材料を用い同じ方法で作製した内輪と外輪を使用して軸
受を組み立てた。また、潤滑剤として、モービル石油
（株）製の「ジェットオイルＩＩ」を使用した。
と、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）製の玉と、プラスチック製
の保持器を用いて、呼び番号６２０６に相当する単列深
溝玉軸受を組み立てた。なお、各サンプル毎に、同一の
材料を用い同じ方法で作製した内輪と外輪を使用して軸
受を組み立てた。また、潤滑剤として、モービル石油
（株）製の「ジェットオイルＩＩ」を使用した。
【００５９】組み立てた各転がり軸受について、耐食性
と高温高速回転での軸受寿命を調べる試験を行った。耐
食性としては塩水噴霧試験を行った。この試験は「ＪＩ
ＳＺ ２３７１」に準拠して、３５℃の５重量％ＮａＣ
ｌ水溶液を４８時間、霧状で吹き付ける試験である。試
験後に、転がり軸受の各構成部品に腐食が生じているか
どうかを目視により調べた。この試験による耐食性の評
価は、腐食が全く生じていなかった場合は「◎」、著し
い腐食が生じていた場合は「×」、明らかな腐食は認め
られてはいたがその程度が著しくない場合は「△」で示
した。
と高温高速回転での軸受寿命を調べる試験を行った。耐
食性としては塩水噴霧試験を行った。この試験は「ＪＩ
ＳＺ ２３７１」に準拠して、３５℃の５重量％ＮａＣ
ｌ水溶液を４８時間、霧状で吹き付ける試験である。試
験後に、転がり軸受の各構成部品に腐食が生じているか
どうかを目視により調べた。この試験による耐食性の評
価は、腐食が全く生じていなかった場合は「◎」、著し
い腐食が生じていた場合は「×」、明らかな腐食は認め
られてはいたがその程度が著しくない場合は「△」で示
した。
【００６０】高温高速回転での軸受寿命試験は、温度１
７０℃、Ｐ／Ｃ＝０．７１、回転速度３９００ｒｐｍの
条件で回転させることにより行い、フレーキングが発生
して振動値が初期値の５倍となるまでの時間を寿命とし
て測定した。Ｍ５０を用いたNo. ２−５の寿命を「１」
とした時の相対値（寿命比）を算出した。各サンプルの
構成とこれらの試験結果を下記の表４に併せて示す。表
４において、本発明の範囲から外れる値には下線が施し
てある。また、これらの結果を、軌道面の表面での（Ｃ
ｒ／Ｆｅ）比を縦軸とし、軌道面の表面での炭素濃度を
横軸としたグラフにまとめた。このグラフを図７に示
す。このグラフで「◎」は「耐食性：◎」と「寿命比
１．００より大」の両方を満たすことを示し、「×」は
これらの少なくともいずれかを満たさないことを示す。
７０℃、Ｐ／Ｃ＝０．７１、回転速度３９００ｒｐｍの
条件で回転させることにより行い、フレーキングが発生
して振動値が初期値の５倍となるまでの時間を寿命とし
て測定した。Ｍ５０を用いたNo. ２−５の寿命を「１」
とした時の相対値（寿命比）を算出した。各サンプルの
構成とこれらの試験結果を下記の表４に併せて示す。表
４において、本発明の範囲から外れる値には下線が施し
てある。また、これらの結果を、軌道面の表面での（Ｃ
ｒ／Ｆｅ）比を縦軸とし、軌道面の表面での炭素濃度を
横軸としたグラフにまとめた。このグラフを図７に示
す。このグラフで「◎」は「耐食性：◎」と「寿命比
１．００より大」の両方を満たすことを示し、「×」は
これらの少なくともいずれかを満たさないことを示す。
【００６１】なお、No. ２−１，２−２，２−９は同じ
鋼を用いて同じ熱処理を行っているが、処理時間を前記
範囲内で変化させることによって、表面硬さ、表面炭素
濃度、および酸化皮膜の状態を異なるものとした。No.
２−３と２−４についても同様である。また、No. ２−
３と２−４は浸炭窒化処理を行っており、表面窒素濃度
がNo. ２−３では０．０６重量％であり、No. ２−４で
は０．１８重量％であった。
鋼を用いて同じ熱処理を行っているが、処理時間を前記
範囲内で変化させることによって、表面硬さ、表面炭素
濃度、および酸化皮膜の状態を異なるものとした。No.
２−３と２−４についても同様である。また、No. ２−
３と２−４は浸炭窒化処理を行っており、表面窒素濃度
がNo. ２−３では０．０６重量％であり、No. ２−４で
は０．１８重量％であった。
【００６２】
【表４】
【００６３】この結果から分かるように、本発明の実施
例に相当するサンプルNo. ２−１〜２−４の転がり軸受
は、耐食性および高温高速回転での軸受寿命の両方に優
れている。これに対して、本発明の比較例に相当するサ
ンプルNo. ２−５〜２−１０の転がり軸受は、耐食性お
よび高温高速回転での軸受寿命の少なくともいずれかの
性能が不良である。また、No. ２−１〜２−４の転がり
軸受の耐食性は、ＳＵＳＵ４４０Ｃを用いたNo. ２−７
よりも良好であった。
例に相当するサンプルNo. ２−１〜２−４の転がり軸受
は、耐食性および高温高速回転での軸受寿命の両方に優
れている。これに対して、本発明の比較例に相当するサ
ンプルNo. ２−５〜２−１０の転がり軸受は、耐食性お
よび高温高速回転での軸受寿命の少なくともいずれかの
性能が不良である。また、No. ２−１〜２−４の転がり
軸受の耐食性は、ＳＵＳＵ４４０Ｃを用いたNo. ２−７
よりも良好であった。
【００６４】また、直径１８ｍｍ、厚さ１０ｍｍの試験
片を用意し、表面炭素濃度と表面での（Ｃｒ／Ｆｅ）比
が種々の値となるように処理した各サンプルａ〜ｅに対
して、耐食性評価試験として上述の塩水噴霧試験を行っ
た。この試験による耐食性の評価結果を図７のグラフに
併せて示した。サンプルａ，ｃ，ｄでは腐食が全く生じ
ていなかったため、図７のグラフに「○」でプロットし
た。サンプルｂ，ｅでは、明らかな腐食は認められては
いたがその程度が著しくなかったため、図７のグラフに
「△」でプロットした。
片を用意し、表面炭素濃度と表面での（Ｃｒ／Ｆｅ）比
が種々の値となるように処理した各サンプルａ〜ｅに対
して、耐食性評価試験として上述の塩水噴霧試験を行っ
た。この試験による耐食性の評価結果を図７のグラフに
併せて示した。サンプルａ，ｃ，ｄでは腐食が全く生じ
ていなかったため、図７のグラフに「○」でプロットし
た。サンプルｂ，ｅでは、明らかな腐食は認められては
いたがその程度が著しくなかったため、図７のグラフに
「△」でプロットした。
【００６５】また、表４の各サンプルの軸受について、
１３５℃の蒸気（生成水）中に６分間保持した後自然冷
却を行うことを５００サイクル行った結果、本発明の実
施例に相当するサンプルでは錆の発生が認められなかっ
たが、本発明の比較例に相当するサンプルでは錆の発生
が認められた。このように、本発明の実施例に相当する
軸受は、滅菌処理されても十分な耐食性が得られるた
め、歯科用ハンドピース用軸受として好適に使用できる
ことが分かる。また、表面に摺動性に優れた酸化皮膜を
有しているため、トルクや耐焼き付き性の面でも有利で
ある。
１３５℃の蒸気（生成水）中に６分間保持した後自然冷
却を行うことを５００サイクル行った結果、本発明の実
施例に相当するサンプルでは錆の発生が認められなかっ
たが、本発明の比較例に相当するサンプルでは錆の発生
が認められた。このように、本発明の実施例に相当する
軸受は、滅菌処理されても十分な耐食性が得られるた
め、歯科用ハンドピース用軸受として好適に使用できる
ことが分かる。また、表面に摺動性に優れた酸化皮膜を
有しているため、トルクや耐焼き付き性の面でも有利で
ある。
【００６６】なお、上記各実施形態では、転がり支持装
置として転がり軸受を例にとって説明しているが、本発
明は、転がり軸受以外の転がり支持装置（例えば、ボー
ルねじやリニアガイド）にも適用できる。ボールねじで
は、ねじ軸が固定体側の軌道部材であり、ナットが移動
体側の軌道部材である。リニアガイドでは、案内レール
およびスライダの一方が固定体側の軌道部材であって、
他方が移動体側の軌道部材である。
置として転がり軸受を例にとって説明しているが、本発
明は、転がり軸受以外の転がり支持装置（例えば、ボー
ルねじやリニアガイド）にも適用できる。ボールねじで
は、ねじ軸が固定体側の軌道部材であり、ナットが移動
体側の軌道部材である。リニアガイドでは、案内レール
およびスライダの一方が固定体側の軌道部材であって、
他方が移動体側の軌道部材である。
【００６７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の転
がり支持装置は、耐食性および耐フレッチング性等に優
れている。また、本発明の第２の転がり支持装置は、耐
食性および高温高速回転での軸受寿命に優れている。し
たがって、本発明によれば、精密機器、食品機械、半導
体素子や液晶パネルの製造設備、医療検査装置、歯科用
ハンドピース等の回転部を有する医療機器、および釣り
具等用の転がり支持装置として好適な、信頼性の高い転
がり支持装置が提供される。また、航空機のジェットエ
ンジン、ガスタービン、トランスミッション等用として
好適な、信頼性の高い転がり支持装置が提供される。
がり支持装置は、耐食性および耐フレッチング性等に優
れている。また、本発明の第２の転がり支持装置は、耐
食性および高温高速回転での軸受寿命に優れている。し
たがって、本発明によれば、精密機器、食品機械、半導
体素子や液晶パネルの製造設備、医療検査装置、歯科用
ハンドピース等の回転部を有する医療機器、および釣り
具等用の転がり支持装置として好適な、信頼性の高い転
がり支持装置が提供される。また、航空機のジェットエ
ンジン、ガスタービン、トランスミッション等用として
好適な、信頼性の高い転がり支持装置が提供される。
【図１】第１実施形態で得られた、ΔＧ（耐フレッチン
グ性）と酸化皮膜の表面側での「Ｃｒ／Ｆｅ」との関係
を示すグラフである。
グ性）と酸化皮膜の表面側での「Ｃｒ／Ｆｅ」との関係
を示すグラフである。
【図２】第１実施形態で得られた、ΔＧ（耐フレッチン
グ性）とＣｒ／Ｆｅ≧０．５を満たす酸化皮膜の厚さと
の関係を示すグラフである。
グ性）とＣｒ／Ｆｅ≧０．５を満たす酸化皮膜の厚さと
の関係を示すグラフである。
【図３】第１実施形態で得られたNo. ４，５，９，１１
についての、酸化被膜の表面からの距離と（Ｃｒ／Ｆ
ｅ）比との関係を示すグラフである。
についての、酸化被膜の表面からの距離と（Ｃｒ／Ｆ
ｅ）比との関係を示すグラフである。
【図４】第１実施形態で得られたNo. ４，５，９，１１
についての、酸化被膜の表面からの距離と酸素含有率と
の関係を示すグラフである。
についての、酸化被膜の表面からの距離と酸素含有率と
の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第１の転がり支持装置で使用する鉄鋼
材料について、炭素含有率とクロム含有率との関係の好
ましい領域を示すグラフである。
材料について、炭素含有率とクロム含有率との関係の好
ましい領域を示すグラフである。
【図６】第２の転がり支持装置の軌道部材の軌道面の断
面構造を示す図である。
面構造を示す図である。
【図７】第２実施形態で得られた結果をまとめたグラフ
である。
である。
１ （Ｃｒ／Ｆｅ）が０．５以上である酸化皮膜 ２ 浸炭層または浸炭窒化層 ３ 芯部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｃ 33/34 Ｆ１６Ｃ 33/34 Ｆターム(参考） 3J101 AA01 BA10 BA53 BA54 BA70 DA02 DA05 EA03 EA78 FA08 FA35 GA26 GA53 GA55 GA60 4K042 AA22 BA06 BA14 CA04 CA07 CA08 CA10 CA13 DA06
Claims (2)
- 【請求項１】 固定体と移動体との間に介装され、構成
部品として、転動体と、転動体の軌道を有し固定体側お
よび移動体側に固定される各軌道部材とを少なくとも備
え、転動体が軌道を転がり移動することにより固定体に
対する移動体の移動を許容する転がり支持装置におい
て、 構成部品の少なくとも一つは、クロム（Ｃｒ）の含有率
が５重量％以上である鉄鋼材料からなる素材を所定形状
に加工し、この被加工物に対して、表面硬さをＨＲＣ５
８以上とする熱処理を行った後に仕上げ加工を行い、こ
の表面に、クロム原子と鉄原子の存在比（Ｃｒ／Ｆｅ）
が０．５以上である酸化皮膜を形成して得られたもので
あることを特徴とする転がり支持装置。 - 【請求項２】 固定体と移動体との間に介装され、構成
部品として、転動体と、転動体の軌道を有し固定体側お
よび移動体側に固定される各軌道部材とを少なくとも備
え、転動体が軌道を転がり移動することにより固定体に
対する移動体の移動を許容する転がり支持装置におい
て、 軌道部材の少なくとも一つは、 合金成分として、重量％（質量％）で、Ｃを０．２％以
下、Ｓｉを０．１％以上２．０％以下、Ｃｒを１０．０
％以上２０．０％以下、Ｍｏを０．４％以上３．０％以
下、Ｎｉを１．０％以上３．５％以下、Ｃｏを１．０％
以上１０．０％以下、Ｖを０．４％以上２．０％以下の
範囲で含有する鉄鋼材料からなる素材を所定形状に加工
し、 この被加工物に対して浸炭または浸炭窒化処理を含む熱
処理を行うことで、軌道面の表層部の炭素含有率を重量
％（質量％）で１．０％以上３．０％以下、軌道面の表
面硬さをＨＲＣ６２以上とした後に仕上げ加工を行い、
この表面に、クロム原子と鉄原子の存在比（Ｃｒ／Ｆ
ｅ）が０．５以上である酸化皮膜を１０Å（１ｎｍ）以
上形成して得られたものであることを特徴とする転がり
支持装置。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
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| EP01113192A EP1160471A3 (en) | 2000-05-31 | 2001-05-30 | Rolling bearing device |
| US09/867,636 US6398420B1 (en) | 2000-05-31 | 2001-05-31 | Rolling bearing device |
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| JP2000161337 | 2000-05-31 | ||
| JP2000-204802 | 2000-07-06 | ||
| JP2000204802 | 2000-07-06 | ||
| JP2000382732A JP4442030B2 (ja) | 2000-05-31 | 2000-12-15 | 転がり支持装置の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP4442030B2 JP4442030B2 (ja) | 2010-03-31 |
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| EP (1) | EP1160471A3 (ja) |
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| JP2007321210A (ja) * | 2006-06-01 | 2007-12-13 | Ntn Corp | 軸受構成部材表面の防錆方法 |
| WO2011111391A1 (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-15 | マルイ鍍金工業株式会社 | ステンレスの不動態化方法 |
| JP2014169758A (ja) * | 2013-03-04 | 2014-09-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 軸受装置 |
| JP2015094015A (ja) * | 2013-11-13 | 2015-05-18 | 日本精工株式会社 | マルテンサイト系ステンレス鋼を用いた機構部品の製造方法および回転装置 |
| JP2017066498A (ja) * | 2015-10-02 | 2017-04-06 | 大同特殊鋼株式会社 | 鋼の熱処理方法および鋼部材 |
| CN113366560A (zh) * | 2019-01-25 | 2021-09-07 | Lg伊诺特有限公司 | 用于显示器的基板 |
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| US20060032556A1 (en) * | 2004-08-11 | 2006-02-16 | Coastcast Corporation | Case-hardened stainless steel foundry alloy and methods of making the same |
| JP4629064B2 (ja) * | 2007-03-23 | 2011-02-09 | 本田技研工業株式会社 | 浸炭部品の製造方法 |
| US8308368B2 (en) | 2007-07-13 | 2012-11-13 | Rexnord Industries, Llc | Track roller |
| CN103228953B (zh) * | 2010-11-15 | 2016-04-27 | 日本精工株式会社 | 滚珠丝杠 |
| US10053763B2 (en) | 2011-06-02 | 2018-08-21 | Aktiebolaget Skf | Carbo-nitriding process for martensitic stainless steel and stainless steel article having improved corrosion resistance |
| EP2573195B1 (en) * | 2011-09-23 | 2014-10-22 | ZF Wind Power Antwerpen NV | Method for increasing the fatigue resistance of a steel roller bearing |
| EP2825783B1 (en) * | 2012-03-15 | 2017-02-01 | Aktiebolaget SKF | Pinion bearing arrangement |
| WO2015060552A1 (ko) * | 2013-10-22 | 2015-04-30 | 디케이락 주식회사 | 부분 침탄질화 열처리된 스테인리스 페럴 및 그의 제조방법 |
| DE102014221305B4 (de) * | 2014-10-21 | 2016-11-03 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Wälzlager |
| CN108366549B (zh) * | 2016-01-27 | 2021-06-15 | 古洛布莱株式会社 | 具有高硬度表面层的钓线导件及具备该钓线导件的钓竿 |
| CN112449658B (zh) * | 2018-07-06 | 2023-11-07 | 富士胶片株式会社 | 部件、容器、药液收容体、反应槽、蒸馏塔、过滤器单元、存储罐、管路、药液的制造方法 |
| CN114962460A (zh) | 2021-02-25 | 2022-08-30 | 斯凯孚公司 | 经热处理的滚子轴承圈 |
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| JP3379070B2 (ja) * | 1992-10-05 | 2003-02-17 | 忠弘 大見 | クロム酸化物層を表面に有する酸化不動態膜の形成方法 |
| DE4411795A1 (de) * | 1994-04-06 | 1995-12-14 | Kugelfischer G Schaefer & Co | Nichtrostender Stahl für das Einsatzhärten mit Stickstoff |
| JP3750202B2 (ja) * | 1996-02-21 | 2006-03-01 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受 |
| WO1999024728A1 (fr) * | 1997-11-07 | 1999-05-20 | Nsk Ltd. | Palier a roulement et procede de fabrication |
| JP2001074053A (ja) * | 1999-04-01 | 2001-03-23 | Nsk Ltd | 転がり軸受 |
-
2000
- 2000-12-15 JP JP2000382732A patent/JP4442030B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-05-30 EP EP01113192A patent/EP1160471A3/en not_active Withdrawn
- 2001-05-31 US US09/867,636 patent/US6398420B1/en not_active Expired - Lifetime
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| US6398420B1 (en) | 2002-06-04 |
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