JP2002174247A - Rolling bearing - Google Patents

Rolling bearing

Info

Publication number
JP2002174247A
JP2002174247A JP2000368602A JP2000368602A JP2002174247A JP 2002174247 A JP2002174247 A JP 2002174247A JP 2000368602 A JP2000368602 A JP 2000368602A JP 2000368602 A JP2000368602 A JP 2000368602A JP 2002174247 A JP2002174247 A JP 2002174247A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bearing
rolling
ball
rolling bearing
rolling element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000368602A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyotoshi Ueda
清利 上田
Yukio Oura
大浦  行雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP2000368602A priority Critical patent/JP2002174247A/en
Publication of JP2002174247A publication Critical patent/JP2002174247A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling bearing for a gyro device without generating damage such as a band-shaped mark and loss of luster on the surface of a rolling element. SOLUTION: This rolling bearing 10 is used for the gyro device. At least the rolling element 13 of an outer race 11, an inner race 12 and the rolling element 13 is made of ceramics. The rolling bearing 10 has a nitride layer on the surface of at least the rolling element 13 of the outer race 11 and the inner race 12 having bearing steel as base materials and the rolling body 13 having martensitic stainless steel as a base material. The nitride layer has hardness of Hv 1200 to 1500.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ジャイロ装置にお
けるジャイロロータの支持等に好適に使用される転がり
軸受に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rolling bearing suitably used for supporting a gyro rotor in a gyro device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、自動車、船舶、航空機等の移動体
には、ジャイロ装置が備えられている。ジャイロ装置に
は、ジャイロロータを備えたものがある。ジャイロロー
タはケース内で回転されるものであり、ジャイロロータ
を支持する転がり軸受としては、例えば、予圧を与えた
組合せアンギュラ玉軸受等が使用される。ジャイロ装置
用転がり軸受においては、耐久性や低発塵性の他に、低
トルクであることや、トルクの変動を最小限に抑えるこ
とや、長寿命であることが要求される。これらの要求に
応えるために、潤滑油量を最小限に保ちつつ潤滑油を安
定供給することが求められている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a gyro device is provided on a moving body such as an automobile, a ship, and an aircraft. Some gyro devices have a gyro rotor. The gyro rotor is rotated in a case. As a rolling bearing for supporting the gyro rotor, for example, a combination angular ball bearing or the like to which a preload is applied is used. A rolling bearing for a gyro device is required to have low torque, minimize fluctuations in torque, and have a long life, in addition to durability and low dust generation. To meet these demands, it is required to stably supply lubricating oil while keeping the amount of lubricating oil to a minimum.

【0003】この種の転がり軸受においては、外部の潤
滑油供給源から潤滑油が補給されるまでのある一定期
間、内外輪の軌道面に塗布された微量潤滑油及び保持器
に含浸された潤滑油のみによって潤滑が行われる。
In this type of rolling bearing, a small amount of lubricating oil applied to the raceway surfaces of the inner and outer rings and lubricating oil impregnated in the cage are maintained for a certain period until lubricating oil is supplied from an external lubricating oil supply source. Lubrication is provided only by oil.

【0004】例えば、船舶用のジャイロ装置において
は、航行に必要な方位を知るために、ジャイロロータを
高速回転(例えば12000rpm)させてジャイロ装
置の支軸が常に北を向くようにしている。ジャイロロー
タの動的バランスが少しでも狂っていると、ジャイロロ
ータの高速回転時に振動や騒音が生じたりするため、ジ
ャイロロータの動的バランスを正確に調整する必要があ
る。こうしたバランスの調整作業は、ジャイロ装置の製
造時のほか、ジャイロロータの回転軸を支持する転がり
軸受の交換後に行われる。すなわち、転がり軸受はその
機械的寿命により磨耗するので定期的に交換する必要が
あるが、単に交換しただけでは振動や騒音が生じるの
で、この時バランスの調整も必要になる。軸受交換時の
バランス調整作業は、例えばジャイロロータをジャイロ
装置内に組み込んだ状態でバランサーによりジャイロロ
ータのバランスを調べた上で、ジャイロロータをジャイ
ロ装置から取り外してそのジャイロロータに切削加工を
施すことにより行われるが、このようなバランス調整作
業は極めて煩雑である。
For example, in a gyro device for a ship, the gyro rotor is rotated at a high speed (for example, 12000 rpm) so that the support shaft of the gyro device always faces north in order to know the direction required for navigation. If the dynamic balance of the gyro rotor is at least slightly out of order, vibration and noise may occur when the gyro rotor rotates at a high speed. Therefore, it is necessary to accurately adjust the dynamic balance of the gyro rotor. Such balance adjustment work is performed not only at the time of manufacturing the gyro device, but also after replacing the rolling bearing that supports the rotating shaft of the gyro rotor. That is, the rolling bearing wears out due to its mechanical life, and therefore needs to be replaced periodically. However, simply replacing the bearing causes vibration and noise, so that it is necessary to adjust the balance at this time. The balance adjustment work at the time of bearing replacement is performed, for example, by checking the balance of the gyro rotor by a balancer with the gyro rotor incorporated in the gyro device, removing the gyro rotor from the gyro device, and performing cutting processing on the gyro rotor. However, such a balance adjustment operation is extremely complicated.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】転がり軸受において、
外部の潤滑油供給源から潤滑油が補給されるまでの間は
ごく微量の潤滑油によって潤滑が行われるが、この間
に、玉(転動体)の表面にバンド状マーク(バンド状磨
耗)が形成されたり、玉の表面の光沢がなくなったりす
るといったトラブルが発生することがある。バンド状マ
ークは、玉及び内外輪軌道面間の潤滑が十分でない状態
における両者間のすべりによってもっぱら形成される。
これらの損傷は、外部異物の除去あるいは洗浄作業の改
善といった方法だけでは防ぐことが困難である。ここで
いう損傷とは、目視上では玉にバンド状マークが形成さ
れていることや玉の光沢がなくなっていることが識別可
能であるが、磨耗としてのオーダーは極めて小さく、表
面粗さにおいてその変化がようやく認められるといった
程度のものである。しかし、この程度の磨耗でも、長時
間の運転後にはその磨耗が進展し、転がり軸受の機能を
維持できなくする。こうなると、転がり軸受の交換が必
要になるが、前述のように、ジャイロ装置の転がり軸受
を交換するとバランス調整作業が極めて煩雑である。本
発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その
目的は、転動体の表面にバンド状マークや光沢の喪失と
いった損傷が生じないジャイロ装置用転がり軸受を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In a rolling bearing,
Until lubricating oil is supplied from an external lubricating oil supply source, lubrication is performed with a very small amount of lubricating oil. During this time, a band-shaped mark (band-shaped wear) is formed on the surface of the ball (rolling element). Troubles may occur, or the gloss of the surface of the ball may be lost. The band-shaped mark is formed solely by slippage between the ball and the inner and outer raceway surfaces when lubrication is not sufficient.
It is difficult to prevent such damages only by removing external foreign substances or improving the cleaning operation. The damage referred to here is visually identifiable that a band-shaped mark is formed on the ball or that the ball has lost its luster, but the order of wear is extremely small and the surface roughness is not so high. The change is only noticeable. However, even with such a degree of wear, the wear progresses after a long operation, and the function of the rolling bearing cannot be maintained. In such a case, it is necessary to replace the rolling bearing. However, as described above, when the rolling bearing of the gyro device is replaced, the balance adjustment work is extremely complicated. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a rolling bearing for a gyro device that does not cause damage such as a band-like mark or loss of gloss on the surface of a rolling element.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の前記目的は、ジ
ャイロ装置に用いられる転がり軸受において、外輪、内
輪、転動体のうち少なくとも転動体の材質がセラミック
スであることを特徴とする転がり軸受によって達成され
る。以上のような転がり軸受においては、運転中に内外
輪と転動体との間の油膜が薄くなって、それらの表面同
士が直接接触することがあっても、転動体の材質がセラ
ミックスであるので表面損傷が生じない。バンド状マー
クが形成されることもない。なお、セラミックスの種類
は特に限定されない。従来、セラミックスからなる転動
体を備えた転がり軸受は、ジャイロ装置に用いられてこ
なかった。セラミックスは弾性係数や線膨張係数が鋼と
比較して大きく異なる。そのため、セラミックス製転動
体を備えた転がり軸受では、軸受に多大な荷重がかかっ
た際の耐久性が不十分であり、大きな温度変化が生じた
際には予圧変化に起因するトルク変動が生じると、一般
に考えられていた。しかし、本発明者らの発想転換に基
づく鋭意検討の結果、ジャイロ装置においては転がり軸
受に多大な荷重がかかることはなく温度変化も小さいこ
とから、セラミックスからなる転動体を備えた転がり軸
受をジャイロ装置に十分に適用できるばかりか、この転
がり軸受を用いることでジャイロ装置における軸受交換
スパンを飛躍的に長期化できることが判明した。
An object of the present invention is to provide a rolling bearing used in a gyro apparatus, wherein at least the material of the outer ring, inner ring and rolling element is ceramics. Achieved. In such a rolling bearing, the oil film between the inner and outer races and the rolling element becomes thin during operation, and even if their surfaces may come into direct contact with each other, the material of the rolling element is ceramic. No surface damage occurs. No band mark is formed. The type of ceramic is not particularly limited. Conventionally, rolling bearings provided with rolling elements made of ceramics have not been used in gyro devices. Ceramics have significantly different elastic coefficients and linear expansion coefficients than steel. Therefore, in a rolling bearing with a ceramic rolling element, the durability when a large load is applied to the bearing is insufficient, and when a large temperature change occurs, a torque fluctuation caused by a preload change occurs. , Was generally considered. However, as a result of diligent studies based on a change in the ideas of the present inventors, a large load is not applied to the rolling bearing and the temperature change is small in the gyro device. In addition to being sufficiently applicable to the device, it has been found that the use of this rolling bearing can dramatically increase the bearing replacement span in the gyro device.

【0007】また本発明の前記目的は、ジャイロ装置に
用いられる転がり軸受において、軸受鋼を母材とする外
輪及び内輪と、マルテンサイト系ステンレス鋼を母材と
する転動体とのうち少なくとも転動体の表面に窒化層を
有し、その窒化層がHv1200〜1500の硬度を有
することを特徴とする転がり軸受によって達成される。
以上のような転がり軸受においては、運転中に内外輪と
転動体との間の油膜が薄くなって、それらの表面同士が
直接接触することがあっても、Hv(ビッカース硬さ)
が1200〜1500とされているので少なくとも転動
体表面には損傷が生じない。ジャイロ装置用として、転
がり軸受は、一対の組合せ軸受の形態でかつ定位置予圧
された状態で使用されるのが一般的である。高炭素クロ
ム軸受鋼(SUJ2)等の軸受鋼はSUS440C等の
マルテンサイト系ステンレス鋼より線膨張係数が小さい
ため、軸受温度が上昇して内外輪温度差が生じても、本
転がり軸受においては、内外輪及び転動体が全てマルテ
ンサイト系ステンレス鋼からなる場合に比べて予圧変化
が小さく、内外輪軌道面の磨耗焼き付き等も顕著に防止
できる。なお、軸受鋼としては、高炭素クロム軸受鋼
(SUJ2)の他に、浸炭鋼、耐熱鋼、ステンレス鋼、
合金工具鋼、高速度工具鋼、クロム鋼、クロムモリブデ
ン鋼等を採用できる。
Another object of the present invention is to provide a rolling bearing for use in a gyro device, wherein at least a rolling element of an outer ring and an inner ring of bearing steel as a base material and a rolling element of martensitic stainless steel as a base material. The rolling bearing has a nitrided layer on the surface thereof, and the nitrided layer has a hardness of Hv1200 to 1500.
In the above-described rolling bearing, even when the oil film between the inner and outer races and the rolling element becomes thin during operation and their surfaces come into direct contact with each other, Hv (Vickers hardness) is obtained.
Is from 1200 to 1500, so that at least the rolling element surface is not damaged. For a gyro device, a rolling bearing is generally used in the form of a pair of combined bearings and in a state where it is preloaded in a fixed position. Bearing steels such as high carbon chromium bearing steel (SUJ2) have a smaller linear expansion coefficient than martensitic stainless steels such as SUS440C. The change in preload is smaller than when the inner and outer races and rolling elements are all made of martensitic stainless steel, and wear and seizure of the inner and outer raceway surfaces can be significantly prevented. As bearing steel, in addition to high carbon chromium bearing steel (SUJ2), carburized steel, heat-resistant steel, stainless steel,
Alloy tool steel, high speed tool steel, chrome steel, chromium molybdenum steel, etc. can be adopted.

【0008】窒化層(適切な窒素濃度及び硬さを有する
層)の形成方法としては、塩浴等による液体窒化処理
や、ガス窒化処理や、イオン窒化処理が挙げられる。こ
のうち、イオン窒化処理は処理温度が比較的高く、母材
の耐熱性を考慮しても十分な下地の硬度が得られにくか
ったり、球体形状物の表面に均一な窒化層を形成させる
ことが困難な場合があるため、塩浴窒化処理あるいはガ
ス窒化処理によることが好ましい。なお、好ましい窒化
処理温度は480℃以下とする。また、窒化層は、特に
処理温度が高い場合に、その最表面に数ミクロン程度の
脆弱な化合物層(ξ相あるいはε相単相からなる擬似セ
ラミックス層)が膜状に形成される場合があるため、窒
化処理温度はさらに好ましくは460℃以下とする。ま
た、このように処理温度がより低いものであると、窒化
層がより緻密なものとなって粗悪なポーラス層も生成し
ない。
As a method for forming a nitrided layer (a layer having an appropriate nitrogen concentration and hardness), a liquid nitriding treatment using a salt bath, a gas nitriding treatment, or an ion nitriding treatment may be mentioned. Of these, the ion nitriding treatment requires a relatively high treatment temperature, and it is difficult to obtain a sufficient hardness of the base even in consideration of the heat resistance of the base material, or it is possible to form a uniform nitrided layer on the surface of the spherical body. Since it may be difficult, it is preferable to use salt bath nitriding or gas nitriding. The preferred nitriding temperature is 480 ° C. or lower. In addition, in particular, when the processing temperature is high, a fragile compound layer (pseudo-ceramic layer composed of a single phase of ξ phase or ε phase) of about several microns may be formed on the outermost surface of the nitride layer. Therefore, the nitriding temperature is more preferably set to 460 ° C. or lower. Further, when the processing temperature is lower, the nitrided layer becomes denser and a rough porous layer is not generated.

【0009】本発明における窒化層はξ相(Fe
2N)、ε相(Fe23N)、γ‘相(Fe4N)、Cr
N、及びCr2N等のうち1種又は2種以上の窒化物が
マルテンサイト地に多量に析出したものであり、著しく
硬さが高いことに加え、高い靱性も有するため、転動体
の損傷を極めて抑制できる。また、母材にはマルテンサ
イト系ステンレス鋼及び軸受鋼を使用しているので、上
記窒化処理条件下でもHRC57〜59程度の十分な下
地の硬度を確保することが可能となる。また、窒化層を
形成させた転動体は、引き続いて仕上げ加工を行い、そ
の表面粗さを0.1μmRa以下とすることが好まし
い。こうすることで、その窒化層表面が接触する相手部
材の表面への攻撃性を弱めることができる。
In the present invention, the nitride layer has a ξ phase (Fe
2 N), epsilon phase (Fe 2 ~ 3 N), γ ' phase (Fe 4 N), Cr
One or more nitrides of N, Cr 2 N, etc. are precipitated in a large amount on the martensite ground, and have extremely high hardness and high toughness. Can be extremely suppressed. Further, since the base metal is made of martensitic stainless steel and bearing steel, it is possible to secure a sufficient hardness of the underlayer of about HRC 57 to 59 even under the above nitriding conditions. In addition, it is preferable that the rolling element on which the nitrided layer is formed is subsequently subjected to a finishing process to have a surface roughness of 0.1 μmRa or less. This can reduce the aggressiveness of the surface of the mating member with which the nitride layer surface contacts.

【0010】以下に転動体の製造方法について説明す
る。先ず、冷間で引抜加工された線材を用い、ヘッダー
による冷間加工或いは切削加工とフラッシング等により
素球を製作し、その素球を焼入れ、焼戻し、場合によっ
てはサブゼロ処理を併用することで硬化させる。その
後、目標寸法、即ち完成品寸法に設定取り代を加算した
寸法まで研削加工を行い、半加工球を製作する。設定取
り代は、具体的には目標とする精度まで仕上げ加工を行
う際の必要取り代を意味するが、窒化処理による膨縮量
も含めたものを意味している。
Hereinafter, a method for manufacturing a rolling element will be described. First, using a wire drawn in a cold process, a raw ball is manufactured by cold working or cutting with a header and flashing, etc., and the raw ball is quenched, tempered, and cured by using sub-zero processing in some cases. Let it. Thereafter, grinding is performed to a target size, that is, a size obtained by adding a set allowance to the finished product size, and a semi-processed ball is manufactured. The set allowance specifically means a necessary allowance for performing finishing processing to a target accuracy, but also includes an amount of expansion and contraction due to nitriding.

【0011】窒化処理前の素球が焼入れされたままの状
態のものは、その真球度或いは直径相互差等は非常に大
きく、一般には数十μm〜百μm程度の設定取り代が必
要である。したがって、焼入れされたままの素球に窒化
層を形成すると、窒化層が不均一に削られることにな
り、窒化層厚さが不均一になると同時に、窒化処理によ
って生じた内部応力のバランスが崩れて、要求精度を出
すために仕上げ加工に長時間を要したり、目標精度が達
成できなくなる場合もある。また、転動体の耐久性にも
影響を与える場合もある。これらの問題は、焼入れされ
たままの素球で特に顕著であるが、半加工球であっても
その精度が不十分である場合には、要求精度を満足でき
なかったり、仕上げ加工に長時間を要したりする場合が
あるため、半加工球の真球度は3.0μm以下、好まし
くは1.0μm以下が必要である。
In the case where the elementary sphere before the nitriding treatment is in a quenched state, the sphericity or the difference between the diameters is very large, and generally a setting margin of about several tens μm to about 100 μm is required. is there. Therefore, if a nitrided layer is formed on the as-quenched elementary sphere, the nitrided layer will be unevenly etched, and the thickness of the nitrided layer will be uneven, and at the same time, the balance of the internal stress caused by the nitriding treatment will be lost. In some cases, it takes a long time for finishing to obtain the required accuracy, or the target accuracy cannot be achieved. Further, the durability of the rolling elements may be affected in some cases. These problems are particularly remarkable in the as-quenched elemental ball, but if the accuracy of the semi-finished ball is insufficient, the required accuracy cannot be satisfied or the finishing process requires a long time. In some cases, the sphericity of the semi-finished sphere needs to be 3.0 μm or less, preferably 1.0 μm or less.

【0012】また、半加工球は、焼入れ後に焼戻しを施
しておかないと、焼入れ時に蓄積された内部残留応力が
完成品品質に悪影響を与える場合もあるため、前述した
下地の硬度が満足できる範囲で焼戻しを行うと良い。さ
らに、取り扱い上の表面キズ発生の防止対策あるいは強
度面等から、半加工球を作製する上で熱処理後、バレル
或いはボールピーニング等の機械的硬化加工によって、
更に硬度を高めても良い。
If the semi-finished ball is not tempered after quenching, the internal residual stress accumulated during quenching may have an adverse effect on the quality of the finished product. It is good to perform tempering. Furthermore, in order to prevent the occurrence of surface scratches during handling or from the aspect of strength, heat treatment is performed on the production of semi-finished balls, followed by mechanical hardening such as barrel or ball peening.
The hardness may be further increased.

【0013】その結果、得られた転動体は、その表面に
Hv1200〜1500の非常に硬質かつ靱性に優れる
窒化層を非常に均一な膜厚となるように形成せしめ、さ
らに、その窒化層を支える下地が、HRC57以上を満
足するような構成としたため、軸受が高負荷条件で作動
した場合等においても、耐久性を保持することができ
る。
As a result, in the obtained rolling element, a very hard and tough nitride layer having an Hv of 1200 to 1500 is formed on the surface thereof to have a very uniform film thickness, and further, the nitride layer is supported. Since the base is configured to satisfy HRC 57 or more, durability can be maintained even when the bearing operates under a high load condition.

【0014】なお、窒化層の厚さは、大きすぎると処理
コストが嵩むだけでなく、窒化後の膨縮や変形等が顕著
になって、仕上げ加工費も増大し、また、鋼の物性も損
なわれるため、3μm以上2%Da(直径の2%の意)
以下であることが好ましい。また、上述した理由によ
り、窒化層厚さの均一性は5μm以内であることが好ま
しい。
If the thickness of the nitrided layer is too large, not only does the processing cost increase, but also the expansion and contraction and deformation after nitriding become remarkable, the finishing cost increases, and the physical properties of the steel also increase. 3% or more and 2% Da (2% of diameter)
The following is preferred. Further, for the above-mentioned reason, the uniformity of the thickness of the nitride layer is preferably within 5 μm.

【0015】以上、もっぱら玉軸受の転動体について述
べたが、他の転がり軸受の転動体(ころ等)について
も、同様のことがいえる。
Although the rolling elements of ball bearings have been described above, the same applies to the rolling elements (rollers and the like) of other rolling bearings.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を説明する。図1に示す本発明第1実施形態のア
ンギュラ玉軸受10は、内輪11、外輪12、内外輪1
1,12間に複数配置された玉13及び玉13を円周方
向等間隔に保持する保持器14を備えている。本実施形
態は、ジャイロ装置におけるジャイロロータ支持用転が
り軸受である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. An angular contact ball bearing 10 according to a first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 includes an inner ring 11, an outer ring 12, and an inner and outer ring 1.
A plurality of balls 13 arranged between the first and second balls 12 and a holder 14 for holding the balls 13 at equal intervals in the circumferential direction are provided. This embodiment is a gyro rotor supporting rolling bearing in a gyro device.

【0017】本実施形態においては、内外輪11,12
がマルテンサイト系ステンレス鋼(SUS440C)に
より形成されている。そして、玉13はセラミックスに
より形成されている。
In the present embodiment, the inner and outer rings 11, 12
Is formed of martensitic stainless steel (SUS440C). The balls 13 are formed of ceramics.

【0018】以上のようなアンギュラ玉軸受10におい
ては、運転中に内外輪11,12と玉13との間の油膜
が薄くなって、それらの表面同士が直接接触することが
あっても、玉13の材質がセラミックスであるので表面
損傷が生じず、玉13表面にバンド状マークが形成され
ることもない。
In the above-described angular ball bearing 10, even if the oil film between the inner and outer rings 11, 12 and the ball 13 becomes thin during operation, the surfaces thereof may come into direct contact with each other. Since the material of 13 is ceramics, no surface damage occurs and no band mark is formed on the surface of ball 13.

【0019】図2に示す本発明第2実施形態のアンギュ
ラ玉軸受20は、内輪21、外輪22、内外輪21,2
2間に複数配置された玉23及び玉23を円周方向等間
隔に保持する保持器24を備えている。本実施形態も、
ジャイロ装置におけるジャイロロータ支持用転がり軸受
である。
An angular contact ball bearing 20 according to a second embodiment of the present invention shown in FIG. 2 includes an inner ring 21, an outer ring 22, and inner and outer rings 21 and 22.
A plurality of balls 23 arranged between the two and a holder 24 for holding the balls 23 at equal intervals in the circumferential direction are provided. In the present embodiment,
It is a gyro rotor supporting rolling bearing in a gyro device.

【0020】本実施形態においては、内外輪21,22
が高炭素クロム軸受鋼(SUJ2)により形成されてい
る。そして、玉23がマルテンサイト系ステンレス鋼
(SUS440C)により形成されているとともに、玉
13の表面にはHv1200〜1500の窒化層23a
が形成されている。この窒化層13aの縦弾性係数は2
40GPa程度である。一方、SUJ2の縦弾性係数は
208GPa程度である。SUS440Cの線膨張係数
は12.5×10-6程度である。一方、SUJ2の線膨
張係数は10.1×10-6程度である。
In the present embodiment, the inner and outer rings 21 and 22
Is formed of high carbon chromium bearing steel (SUJ2). The ball 23 is formed of martensitic stainless steel (SUS440C), and the surface of the ball 13 has a nitride layer 23a of Hv1200 to 1500.
Are formed. The longitudinal elastic modulus of the nitrided layer 13a is 2
It is about 40 GPa. On the other hand, the longitudinal modulus of SUJ2 is about 208 GPa. The linear expansion coefficient of SUS440C is about 12.5 × 10 −6 . On the other hand, the linear expansion coefficient of SUJ2 is about 10.1 × 10 −6 .

【0021】以上のようなアンギュラ玉軸受20におい
ては、運転中に内外輪21,22と玉23との間の油膜
が薄くなって、それらの表面同士が直接接触することが
あっても、Hv(ビッカース硬さ)が1200〜150
0とされているので少なくとも玉23表面には損傷が生
じない。また、窒化層23aの縦弾性係数がSUJ2の
それより大きいため、接触楕円は極めて小さく、すべり
が生じない。したがって、玉23にバンド状マークが形
成されることもない。さらに、SUJ2はSUS440
Cより線膨張係数が小さいため、軸受温度が上昇して内
外輪温度差が生じても、本軸受20においては、内外輪
21,22及び玉23が全てSUS440Cからなる場
合に比べて予圧変化が小さく、内外輪21,22軌道面
の磨耗焼き付きも顕著に防止できる。
In the angular ball bearing 20 as described above, even if the oil film between the inner and outer races 21 and 22 and the ball 23 becomes thin during operation, and their surfaces may come into direct contact with each other, Hv (Vickers hardness) 1200-150
Since it is 0, at least the surface of the ball 23 is not damaged. Further, since the longitudinal elastic modulus of the nitrided layer 23a is larger than that of SUJ2, the contact ellipse is extremely small and no slip occurs. Therefore, no band mark is formed on the ball 23. Furthermore, SUJ2 is SUS440
Since the coefficient of linear expansion is smaller than C, even if the bearing temperature increases and a temperature difference occurs between the inner and outer rings, the preload change in the present bearing 20 is smaller than when the inner and outer rings 21, 22 and the ball 23 are all made of SUS440C. It is small, and the seizure of wear on the raceways of the inner and outer rings 21 and 22 can be significantly prevented.

【0022】[0022]

【実施例】・実施例1 図1に示したような構成の、本発明の一実施例であるア
ンギュラ玉軸受(内径直径10mm、セラミックス製玉
の径4.762mm、玉数9)を下記条件で回転させ
た。 回転数12000min-1。予圧25N。 40℃で32cStの潤滑油を使用。 内外輪の各軌道面に潤滑油を合計4mg塗布。保持
器に潤滑油を約20mg含浸。 40時間連続回転。
Embodiment 1 An angular contact ball bearing (inner diameter 10 mm, ceramic ball diameter 4.762 mm, number of balls 9) having an arrangement as shown in FIG. And rotated. Rotation speed 12000 min -1 . Preload 25N. Uses 32cSt lubricating oil at 40 ° C. A total of 4 mg of lubricating oil is applied to each raceway surface of the inner and outer rings. About 20 mg of lubricating oil was impregnated in the cage. Continuous rotation for 40 hours.

【0023】図3(A)に示すように、回転後の玉13
の表面にはバンド状マークが形成されておらず、光沢も
失っていなかった。比較のため、従来のアンギュラ玉軸
受を上記条件で回転させたところ、図3(B)に示すよ
うに、回転後の玉53の表面にはバンド状マークが形成
された。
As shown in FIG. 3A, the ball 13 after rotation
No band-like mark was formed on the surface of the sample, and gloss was not lost. For comparison, when the conventional angular ball bearing was rotated under the above conditions, a band mark was formed on the surface of the rotated ball 53 as shown in FIG. 3B.

【0024】・実施例2 図2に示したような構成の、本発明の一実施例であるア
ンギュラ玉軸受(内径直径10mm、窒化層を有する玉
の径4.762mm、玉数9)を下記条件で回転させ
た。 回転数12000min-1。予圧25N。 40℃で32cStの潤滑油を使用。 内外輪の各軌道面に潤滑油を合計4mg塗布。保持
器に潤滑油を約20mg含浸。 40時間連続回転。 本実施例においても、回転後の玉の表面にはバンド状マ
ークが形成されておらず、光沢も失っていなかった。
Embodiment 2 An angular contact ball bearing (inner diameter 10 mm, diameter of a ball having a nitrided layer 4.762 mm, number of balls 9) having an arrangement as shown in FIG. Rotated under conditions. Rotation speed 12000 min -1 . Preload 25N. Uses 32cSt lubricating oil at 40 ° C. A total of 4 mg of lubricating oil is applied to each raceway surface of the inner and outer rings. About 20 mg of lubricating oil was impregnated in the cage. Continuous rotation for 40 hours. Also in this example, no band mark was formed on the surface of the ball after rotation, and gloss was not lost.

【0025】なお、本発明は前述した実施形態、実施例
に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能
である。例えば、本発明の転がり軸受を組み合わせて組
合せ軸受としてもよい。例えば、本発明を、ジャイロ装
置内の、ジャイロロータ以外の回転部にも適用すること
ができる。また、本発明はジャイロ装置以外の装置に用
いることもでき、例えば低発塵性が要求される半導体製
造装置等に適用することもできる。
The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, but can be appropriately modified and improved. For example, the rolling bearing of the present invention may be combined into a combined bearing. For example, the present invention can be applied to a rotating unit other than the gyro rotor in the gyro device. In addition, the present invention can be used for devices other than the gyro device, and can be applied to, for example, a semiconductor manufacturing device or the like that requires low dust generation.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
転動体の表面にバンド状マークや光沢の喪失といった損
傷が生じないジャイロ装置用転がり軸受を提供できる。
As described above, according to the present invention,
A rolling bearing for a gyro device can be provided which does not cause damage such as band marks or loss of gloss on the surface of a rolling element.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態を示す断面図であるFIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施形態を示す断面図であるFIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明実施例及び比較例を説明する図であるFIG. 3 is a diagram illustrating an example of the present invention and a comparative example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,20 アンギュラ玉軸受(転がり軸受) 11,21 内輪 12,22 外輪 13,23 玉(転動体) 14,24 保持器 23a 窒化層 10, 20 Angular contact ball bearing (rolling bearing) 11, 21 Inner ring 12, 22 Outer ring 13, 23 Ball (rolling element) 14, 24 Cage 23a Nitride layer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ジャイロ装置に用いられる転がり軸受に
おいて、外輪、内輪、転動体のうち少なくとも転動体の
材質がセラミックスであることを特徴とする転がり軸
受。
1. A rolling bearing for use in a gyro device, wherein at least the material of the outer ring, the inner ring, and the rolling element is ceramics.
【請求項2】 ジャイロ装置に用いられる転がり軸受に
おいて、軸受鋼を母材とする外輪及び内輪と、マルテン
サイト系ステンレス鋼を母材とする転動体とのうち少な
くとも転動体の表面に窒化層を有し、その窒化層がHv
1200〜1500の硬度を有することを特徴とする転
がり軸受。
2. A rolling bearing used in a gyro device, wherein a nitride layer is formed on at least a surface of a rolling element among an outer ring and an inner ring formed of bearing steel as a base material and a rolling element formed of martensitic stainless steel as a base material. And the nitrided layer is Hv
A rolling bearing having a hardness of 1200 to 1500.
JP2000368602A 2000-12-04 2000-12-04 Rolling bearing Pending JP2002174247A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000368602A JP2002174247A (en) 2000-12-04 2000-12-04 Rolling bearing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000368602A JP2002174247A (en) 2000-12-04 2000-12-04 Rolling bearing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002174247A true JP2002174247A (en) 2002-06-21

Family

ID=18838803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000368602A Pending JP2002174247A (en) 2000-12-04 2000-12-04 Rolling bearing

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002174247A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004055399A1 (en) * 2002-12-16 2004-07-01 Nsk Ltd. Four-point contact bearing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004055399A1 (en) * 2002-12-16 2004-07-01 Nsk Ltd. Four-point contact bearing
CN100378353C (en) * 2002-12-16 2008-04-02 日本精工株式会社 Four-point contact ball bearing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1998044270A1 (en) Rolling bearing
JP3326912B2 (en) Rolling bearing
JP2002364648A (en) Rolling bearing
JP5163183B2 (en) Rolling bearing
JP2001336538A (en) Rolling bearing and its method of manufacture
JP2002155948A (en) Rolling bearing
JP2006329265A (en) Rolling bearing
JP2007186760A (en) Manufacturing method of bearing ring for rolling bearing, and rolling bearing
JP2006071022A (en) Rolling bearing
US11319994B2 (en) Thrust roller bearing
JP2008232212A (en) Rolling device
JP2002174247A (en) Rolling bearing
JP2003222142A (en) Angular contact ball bearing
JP2006046380A (en) Ball bearing
JP2005337361A (en) Roller bearing
TWI833113B (en) Angled ball bearings
JP2002221227A (en) Rolling bearing
WO2022065171A1 (en) Angular ball bearing
JP2000199524A (en) Rolling device
JP2005273698A (en) Self-aligning roller bearing
JP2010249215A (en) Roll bearing for hydrogen atmosphere
JP5061478B2 (en) Rolling support device
JP2008095926A (en) Thrust needle roller bearing and manufacturing method thereof
JP2021089067A (en) Thrust roller bearing
JP2001323932A (en) Rolling support device

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060324