JP2003120682A - 転動装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 無潤滑下あるいは枯渇潤滑下で用いる場合に
おいても優れた耐摩耗性および耐久性を確保する。 【解決手段】 外輪１と内輪２との間に複数の転動体３
が配設された転がり軸受１２において、少なくとも転動
体３がＪＩＳ−Ｒ１６０１で規定された３点曲げ強度６
００ＭＰａ以上を有するＢ4 Ｃ系セラミックスからな
る。
おいても優れた耐摩耗性および耐久性を確保する。 【解決手段】 外輪１と内輪２との間に複数の転動体３
が配設された転がり軸受１２において、少なくとも転動
体３がＪＩＳ−Ｒ１６０１で規定された３点曲げ強度６
００ＭＰａ以上を有するＢ4 Ｃ系セラミックスからな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐摩耗性、耐焼付
き性が要求される用途、特に、無潤滑下状態で使用され
る転動装置の改良に関する。
き性が要求される用途、特に、無潤滑下状態で使用され
る転動装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】転がり軸受は、接触する２面間で微小滑
りが生じるため、無潤滑下あるいは枯渇潤滑下では摩耗
が生じて比較的短期間で寿命に至る場合がある。したが
って、転がり軸受の材料は、軸受表面が硬くで負荷に耐
え、疲労寿命や滑りに対する耐摩耗性が良好であること
が要求される。
りが生じるため、無潤滑下あるいは枯渇潤滑下では摩耗
が生じて比較的短期間で寿命に至る場合がある。したが
って、転がり軸受の材料は、軸受表面が硬くで負荷に耐
え、疲労寿命や滑りに対する耐摩耗性が良好であること
が要求される。
【０００３】従来、転がり軸受用の材料として、軸受鋼
ではＳＵＪ２，肌焼鋼ではＳＣＲ４２０、ステンレス鋼
ではＳＵＳ４４０Ｃ等の鋼材に焼入処理、或いは浸炭及
び窒化処理を施すことによって、耐食性や軸受寿命に優
れ、且つ、軸受に必要な硬度ＨＲＣ５８以上を付与した
軸受材が使用されている。しかし、転がり軸受の使用環
境は近年ますます苛酷化しており、従来の材料を用いた
転がり軸受では、例えば、高温、高速、潤滑剤の供給が
不十分な場合（低トルク化のため低粘度油を使用する場
合や高速下で油の供給が少ない場合など）、あるいは腐
食環境等においては満足する耐久性を得ることができな
いという問題がある。
ではＳＵＪ２，肌焼鋼ではＳＣＲ４２０、ステンレス鋼
ではＳＵＳ４４０Ｃ等の鋼材に焼入処理、或いは浸炭及
び窒化処理を施すことによって、耐食性や軸受寿命に優
れ、且つ、軸受に必要な硬度ＨＲＣ５８以上を付与した
軸受材が使用されている。しかし、転がり軸受の使用環
境は近年ますます苛酷化しており、従来の材料を用いた
転がり軸受では、例えば、高温、高速、潤滑剤の供給が
不十分な場合（低トルク化のため低粘度油を使用する場
合や高速下で油の供給が少ない場合など）、あるいは腐
食環境等においては満足する耐久性を得ることができな
いという問題がある。
【０００４】そこで、近年では、このような環境下に耐
えうるセラミックス材料の転がり軸受への適用が進んで
いる。セラミックス材は窒化けい素や炭化けい素に代表
されるように、耐熱性、耐食性、耐摩耗性に非常に優れ
た特性を有しており、従来の軸受材料では考えられなか
った苛酷な環境下でも使用に耐えうる代替材として利用
されてきている。
えうるセラミックス材料の転がり軸受への適用が進んで
いる。セラミックス材は窒化けい素や炭化けい素に代表
されるように、耐熱性、耐食性、耐摩耗性に非常に優れ
た特性を有しており、従来の軸受材料では考えられなか
った苛酷な環境下でも使用に耐えうる代替材として利用
されてきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、窒化け
い素、炭化けい素、ジルコニア、サイアロン（窒化けい
素とアルミナの複合材料）等のセラミックスは、耐熱
性、耐食性および潤滑下での耐摩耗性に関しては、非常
に優れた特性を有しているが、無潤滑下では摩擦係数が
大きい（μ＝０．３〜０．５）のため、潤滑剤が切れた
ときに、内輪、外輪と転動体との間に摩耗が生じて振動
やトルクが大きくなり、軸受寿命の低下につながるとい
う未解決の問題がある。
い素、炭化けい素、ジルコニア、サイアロン（窒化けい
素とアルミナの複合材料）等のセラミックスは、耐熱
性、耐食性および潤滑下での耐摩耗性に関しては、非常
に優れた特性を有しているが、無潤滑下では摩擦係数が
大きい（μ＝０．３〜０．５）のため、潤滑剤が切れた
ときに、内輪、外輪と転動体との間に摩耗が生じて振動
やトルクが大きくなり、軸受寿命の低下につながるとい
う未解決の問題がある。
【０００６】本発明はこのような不都合を解消するため
になされたものであり、無潤滑下あるいは枯渇潤滑下で
用いる場合においても優れた耐摩耗性および耐久性を確
保することができる転動装置を提供することを目的とす
る。
になされたものであり、無潤滑下あるいは枯渇潤滑下で
用いる場合においても優れた耐摩耗性および耐久性を確
保することができる転動装置を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】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、外方部材と内方部材との間
に複数の転動体が配設された転動装置において、少なく
とも転動体がＪＩＳ−Ｒ１６０１で規定された３点曲げ
強度６００ＭＰａ以上を有するＢ4 Ｃ系セラミックスか
らなることを特徴とする。
に、請求項１に係る発明は、外方部材と内方部材との間
に複数の転動体が配設された転動装置において、少なく
とも転動体がＪＩＳ−Ｒ１６０１で規定された３点曲げ
強度６００ＭＰａ以上を有するＢ4 Ｃ系セラミックスか
らなることを特徴とする。
【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１におい
て、前記Ｂ4 Ｃ系セラミックスはＪＩＳ−Ｒ１６０７で
規定された破壊靭性値が4 ＭＰａ・ｍ1/2 以上であるこ
とを特徴とする。請求項３に係る発明は、請求項１又は
２において、Ｂ4 Ｃ系セラミックスはＷの含有量が３０
重量％以上、（Ｗ＋Ｍｏ）の含有量が６０〜９０重量％
のＢ4 Ｃ−（Ｗ，Ｍｏ）Ｂ2 であることを特徴とする。
て、前記Ｂ4 Ｃ系セラミックスはＪＩＳ−Ｒ１６０７で
規定された破壊靭性値が4 ＭＰａ・ｍ1/2 以上であるこ
とを特徴とする。請求項３に係る発明は、請求項１又は
２において、Ｂ4 Ｃ系セラミックスはＷの含有量が３０
重量％以上、（Ｗ＋Ｍｏ）の含有量が６０〜９０重量％
のＢ4 Ｃ−（Ｗ，Ｍｏ）Ｂ2 であることを特徴とする。
【０００９】請求項４に係る発明は、請求項１又は２に
おいて、Ｂ4 Ｃ系セラミックスはＴｉＢ2 の含有量が５
重量％以上のＢ4 Ｃ−ＴｉＢ2 であることを特徴とす
る。
おいて、Ｂ4 Ｃ系セラミックスはＴｉＢ2 の含有量が５
重量％以上のＢ4 Ｃ−ＴｉＢ2 であることを特徴とす
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。この実施の形態は、案内レール（内方部材）とス
ライダ（外方部材）との間に複数の転動体が配設された
リニアガイド装置、ねじ軸（内方部材）とボールナット
（外方部材）との間に複数の転動体が配設されたボール
ねじ装置、或いは内輪（内方部材）と外輪（外方部材）
との間に複数の転動体が配設された転がり軸受等の転動
装置で、特に無潤滑下あるいは枯渇潤滑下で優れた耐摩
耗性および耐久性が要求される転動装置において、少な
くとも転動体をＪＩＳ−Ｒ１６０１で規定された３点曲
げ強度６００ＭＰａ以上を有するＢ4 Ｃ系セラミックス
で形成したものであり、これにより、表面にＢ2 Ｏ3 層
が形成されて潤滑効果が発揮され、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｓｉ
Ｃ、サイアロン等のセラミックスよりも摺動特性を優れ
たものとすることができ、この結果、潤滑剤がきれたと
きに、内方部材および外方部材と転動体との間の摩耗を
効果的に抑制でき、振動、トルク、音響が大きくなるの
を抑えることができるとともに、特に、内方部材および
外方部材と転動体との間に１ＧＰａ以上といった比較的
高い接触応力が繰り返し負荷される場合においても、転
動体および転動面表面に微小なクラックを生じることが
なく、寿命低下を抑制できる。なお、Ｂ2 Ｏ3 層は母材
のほう素が大気中の酸素と結びついてＢ 4 Ｃ系セラミッ
クス表面に形成される。
する。この実施の形態は、案内レール（内方部材）とス
ライダ（外方部材）との間に複数の転動体が配設された
リニアガイド装置、ねじ軸（内方部材）とボールナット
（外方部材）との間に複数の転動体が配設されたボール
ねじ装置、或いは内輪（内方部材）と外輪（外方部材）
との間に複数の転動体が配設された転がり軸受等の転動
装置で、特に無潤滑下あるいは枯渇潤滑下で優れた耐摩
耗性および耐久性が要求される転動装置において、少な
くとも転動体をＪＩＳ−Ｒ１６０１で規定された３点曲
げ強度６００ＭＰａ以上を有するＢ4 Ｃ系セラミックス
で形成したものであり、これにより、表面にＢ2 Ｏ3 層
が形成されて潤滑効果が発揮され、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｓｉ
Ｃ、サイアロン等のセラミックスよりも摺動特性を優れ
たものとすることができ、この結果、潤滑剤がきれたと
きに、内方部材および外方部材と転動体との間の摩耗を
効果的に抑制でき、振動、トルク、音響が大きくなるの
を抑えることができるとともに、特に、内方部材および
外方部材と転動体との間に１ＧＰａ以上といった比較的
高い接触応力が繰り返し負荷される場合においても、転
動体および転動面表面に微小なクラックを生じることが
なく、寿命低下を抑制できる。なお、Ｂ2 Ｏ3 層は母材
のほう素が大気中の酸素と結びついてＢ 4 Ｃ系セラミッ
クス表面に形成される。
【００１１】ここで、使用前に予めＢ4 Ｃ系セラミック
スの表面に表面酸化処理を施してＢ 2 Ｏ3 層を形成して
おくのが好ましく、また、Ｂ4 Ｃ系セラミックスはＪＩ
Ｓ−Ｒ１６０７で規定されたＩＦ法での破壊靭性値が4
ＭＰａ・ｍ1/2 以上であることが好ましい。また、Ｂ4
Ｃ系セラミックスとしてＢ4 Ｃ−（Ｗ、Ｍｏ）Ｂ2 系セ
ラミックスを用いる場合は、Ｗの含有量を３０重量％以
上、且つ、（Ｗ＋Ｍｏ）の含有量を６０重量％以上９０
重量％以下とすることにより、ＪＩＳ−Ｒ１６０１規格
の曲げ強度が６００ＭＰａ以上およびＪＩＳ−Ｒ１６０
７のＩＦ法での破壊靱性値が4 ＭＰａ・ｍ1/2 以上を達
成することができる。
スの表面に表面酸化処理を施してＢ 2 Ｏ3 層を形成して
おくのが好ましく、また、Ｂ4 Ｃ系セラミックスはＪＩ
Ｓ−Ｒ１６０７で規定されたＩＦ法での破壊靭性値が4
ＭＰａ・ｍ1/2 以上であることが好ましい。また、Ｂ4
Ｃ系セラミックスとしてＢ4 Ｃ−（Ｗ、Ｍｏ）Ｂ2 系セ
ラミックスを用いる場合は、Ｗの含有量を３０重量％以
上、且つ、（Ｗ＋Ｍｏ）の含有量を６０重量％以上９０
重量％以下とすることにより、ＪＩＳ−Ｒ１６０１規格
の曲げ強度が６００ＭＰａ以上およびＪＩＳ−Ｒ１６０
７のＩＦ法での破壊靱性値が4 ＭＰａ・ｍ1/2 以上を達
成することができる。
【００１２】Ｗの含有量が３０重量％未満または（Ｗ＋
Ｍｏ）の含有量が６０重量％未満および９０重量％を超
えると、前記曲げ強度が６００ＭＰａ以上および前記破
壊靱性値が4 ＭＰａ・ｍ1/2 以上を得ることができず、
無潤滑状態で、内方部材および外方部材の転動面と転動
体との間で微細なき裂が生じて伝播しやすくなり、面荒
れや摩耗が極端に増加する場合がある。
Ｍｏ）の含有量が６０重量％未満および９０重量％を超
えると、前記曲げ強度が６００ＭＰａ以上および前記破
壊靱性値が4 ＭＰａ・ｍ1/2 以上を得ることができず、
無潤滑状態で、内方部材および外方部材の転動面と転動
体との間で微細なき裂が生じて伝播しやすくなり、面荒
れや摩耗が極端に増加する場合がある。
【００１３】更に、Ｂ4 Ｃ系セラミックスとしてＢ4 Ｃ
−ＴｉＢ2 系セラミックスを用いる場合には、ＴｉＢ2
の含有量を５重量％以上とすることにより、前記曲げ強
度が６００ＭＰａ以上および前記破壊靱性値が4 ＭＰａ
・ｍ1/2 以上を達成することができ、好ましくはＴｉＢ
2 の含有量を１０重量％以上とすることにより、前記曲
げ強度を７００ＭＰａ以上とすることができる。
−ＴｉＢ2 系セラミックスを用いる場合には、ＴｉＢ2
の含有量を５重量％以上とすることにより、前記曲げ強
度が６００ＭＰａ以上および前記破壊靱性値が4 ＭＰａ
・ｍ1/2 以上を達成することができ、好ましくはＴｉＢ
2 の含有量を１０重量％以上とすることにより、前記曲
げ強度を７００ＭＰａ以上とすることができる。
【００１４】ＴｉＢ2 の含有量が５重量％未満であると
曲げ強度６００ＭＰａ以上は達成できず、高い接触応力
が繰り返し負荷される場合に、転動体および転動面表面
に微小なクラックを生じ、寿命を低下させる場合があ
る。
曲げ強度６００ＭＰａ以上は達成できず、高い接触応力
が繰り返し負荷される場合に、転動体および転動面表面
に微小なクラックを生じ、寿命を低下させる場合があ
る。
【００１５】
【実施例】次に、転動装置として転がり軸受を例に採っ
て本発明を更に詳しく説明する。図３は試験軸受１２を
示したものであり、この試験軸受１２は、外輪１と内輪
２との間に複数の転動体３が保持器４を介して配設され
た玉軸受（型番６０００：内径１０ｍｍ，外径２６ｍ
ｍ，幅８ｍｍ）である。なお、保持器４は、射出成形に
より作成した冠型のポリビニリデンフルオライド（ＰＶ
ＤＦ）樹脂（８０体積％）にチタン酸カリウムウィスカ
ー（２０体積％）を配合した樹脂組成物製保持器を用い
た。
て本発明を更に詳しく説明する。図３は試験軸受１２を
示したものであり、この試験軸受１２は、外輪１と内輪
２との間に複数の転動体３が保持器４を介して配設され
た玉軸受（型番６０００：内径１０ｍｍ，外径２６ｍ
ｍ，幅８ｍｍ）である。なお、保持器４は、射出成形に
より作成した冠型のポリビニリデンフルオライド（ＰＶ
ＤＦ）樹脂（８０体積％）にチタン酸カリウムウィスカ
ー（２０体積％）を配合した樹脂組成物製保持器を用い
た。
【００１６】ここで、本実施例では、外輪１および内輪
２を表１に示すＳＵＳ４４０Ｃで形成し、転動体３につ
いては、同じ表１に示すＢ4 Ｃ−（Ｗ、Ｍｏ）Ｂ2 系セ
ラミックス（Ｗの含有量を０〜８０重量％およびＭｏの
含有量を５〜５０重量％の間で調整）、Ｂ4 Ｃ−（Ｗ、
Ｍｏ）Ｂ2 系セラミックス（ＴｉＢ2 の含有量を１〜４
０重量％の間で調整）、ＳｉＮ4 、Ａｌ2 Ｏ3 およびＳ
ｉＣを用い、実施例１〜９（本発明例）および比較例１
〜７の複数の試験軸受１２を製作した。
２を表１に示すＳＵＳ４４０Ｃで形成し、転動体３につ
いては、同じ表１に示すＢ4 Ｃ−（Ｗ、Ｍｏ）Ｂ2 系セ
ラミックス（Ｗの含有量を０〜８０重量％およびＭｏの
含有量を５〜５０重量％の間で調整）、Ｂ4 Ｃ−（Ｗ、
Ｍｏ）Ｂ2 系セラミックス（ＴｉＢ2 の含有量を１〜４
０重量％の間で調整）、ＳｉＮ4 、Ａｌ2 Ｏ3 およびＳ
ｉＣを用い、実施例１〜９（本発明例）および比較例１
〜７の複数の試験軸受１２を製作した。
【００１７】なお、表１中の曲げ強度は、各素材の焼結
体からなる３６ｍｍ×４ｍｍ×３ｍｍの試験片を用い、
スパン距離を３０ｍｍとして、ＪＩＳ−Ｒ１６０１で規
定された３点曲げ試験を行った結果を記載している。
体からなる３６ｍｍ×４ｍｍ×３ｍｍの試験片を用い、
スパン距離を３０ｍｍとして、ＪＩＳ−Ｒ１６０１で規
定された３点曲げ試験を行った結果を記載している。
【００１８】
【表１】
【００１９】Ｂ4 Ｃ−（Ｗ、Ｍｏ）Ｂ2 系セラミックス
材の作成手順については、図１を参照して、各原料粉末
（Ｂ4 Ｃ、Ｗ、Ｍｏ）を所定量秤量し、イソプロピルア
ルコールを分散媒として、ナイロン製のポットとボール
を用いた回転ボールミルで２０時間混合した後、乾燥さ
せて焼結用原料粉末を得、次に、該焼結用原料粉末を離
型材を塗布したカーボン型に封入してホットプレスで焼
結した。
材の作成手順については、図１を参照して、各原料粉末
（Ｂ4 Ｃ、Ｗ、Ｍｏ）を所定量秤量し、イソプロピルア
ルコールを分散媒として、ナイロン製のポットとボール
を用いた回転ボールミルで２０時間混合した後、乾燥さ
せて焼結用原料粉末を得、次に、該焼結用原料粉末を離
型材を塗布したカーボン型に封入してホットプレスで焼
結した。
【００２０】このときの焼結条件は、例えば焼結温度１
９００°Ｃ、圧力４０ＭＰａ、Ａｒ雰囲気中で１時間焼
結した。また、予めＢ4 Ｃ−（Ｗ、Ｍｏ）Ｂ2 系セラミ
ックス材の表面に酸化処理によりＢ2 Ｏ3 層を形成する
場合は、焼結後、焼結材料を５分〜３０時間、８００°
Ｃ以上の大気中に曝すことにより、表面にＢ2 Ｏ3 層を
形成した。
９００°Ｃ、圧力４０ＭＰａ、Ａｒ雰囲気中で１時間焼
結した。また、予めＢ4 Ｃ−（Ｗ、Ｍｏ）Ｂ2 系セラミ
ックス材の表面に酸化処理によりＢ2 Ｏ3 層を形成する
場合は、焼結後、焼結材料を５分〜３０時間、８００°
Ｃ以上の大気中に曝すことにより、表面にＢ2 Ｏ3 層を
形成した。
【００２１】Ｂ4 Ｃ−ＴｉＢ2 系セラミックス材の作成
手順については、まず、粒子径が約０．７μｍのＢ4 Ｃ
粉末と粒子径が約６μｍのＴｉＢ2 粉末とをそれぞれ所
望の割合で湿式混合方法により混合した試料粉末を作成
し、この試料粉末をホットプレスにより、加圧焼結し
た。このときの焼結条件は、例えば焼結温度１９００°
Ｃ、加圧力６０ＭＰａ、焼結時間１時間、焼結雰囲気を
真空度１×１０-1Ｐａ以上とした。また、予めＢ4Ｃ−
ＴｉＢ2 系セラミックス材の表面に酸化処理によりＢ2
Ｏ3 層を形成する場合は、焼結後、焼結材料を５分〜３
０分、８００°Ｃ以上の大気中に曝すことにより、表面
にＢ2 Ｏ3 層を形成した。 （耐摩耗性評価）次に、本発明の摺動特性を調査するた
めに、四球式摩耗試験機を用い、表１に示す実施例１〜
９および比較例１〜７のそれぞれの転動体材について摩
耗量の比較試験を行った。
手順については、まず、粒子径が約０．７μｍのＢ4 Ｃ
粉末と粒子径が約６μｍのＴｉＢ2 粉末とをそれぞれ所
望の割合で湿式混合方法により混合した試料粉末を作成
し、この試料粉末をホットプレスにより、加圧焼結し
た。このときの焼結条件は、例えば焼結温度１９００°
Ｃ、加圧力６０ＭＰａ、焼結時間１時間、焼結雰囲気を
真空度１×１０-1Ｐａ以上とした。また、予めＢ4Ｃ−
ＴｉＢ2 系セラミックス材の表面に酸化処理によりＢ2
Ｏ3 層を形成する場合は、焼結後、焼結材料を５分〜３
０分、８００°Ｃ以上の大気中に曝すことにより、表面
にＢ2 Ｏ3 層を形成した。 （耐摩耗性評価）次に、本発明の摺動特性を調査するた
めに、四球式摩耗試験機を用い、表１に示す実施例１〜
９および比較例１〜７のそれぞれの転動体材について摩
耗量の比較試験を行った。
【００２２】試験は、潤滑が不十分な場合を想定して粘
度２ｍｍ2 ／ｓの油潤滑中（４０°Ｃの動粘度で極めて
低粘度）で試料容器内に、図２に示すように、３個の球
を固定して入れ、その３個の球上に別の１個の球を載せ
て、これに回転を与えると同時に、下方から荷重Ｐを加
えることで行った。試験条件は、最大接触面圧２ＧＰ
ａ、回転速度７０００ｒｐｍ、温度は室温、試験時間は
１時間とした。試験球はいずれも直径３／８インチであ
り、固定球および回転球共に同種材を用い、トルクが初
期値の３倍に上昇した時点で試験を終了させた。なお、
摩耗量は、試験後の３個の固定球の摩耗痕の面積を測定
し、それらの平均値とした。試験結果を表１に示す。な
お、表１の摩耗量の表示は比較例１（Ｓｉ3 Ｎ4 ）の摩
耗量を１とした相対値で示す。
度２ｍｍ2 ／ｓの油潤滑中（４０°Ｃの動粘度で極めて
低粘度）で試料容器内に、図２に示すように、３個の球
を固定して入れ、その３個の球上に別の１個の球を載せ
て、これに回転を与えると同時に、下方から荷重Ｐを加
えることで行った。試験条件は、最大接触面圧２ＧＰ
ａ、回転速度７０００ｒｐｍ、温度は室温、試験時間は
１時間とした。試験球はいずれも直径３／８インチであ
り、固定球および回転球共に同種材を用い、トルクが初
期値の３倍に上昇した時点で試験を終了させた。なお、
摩耗量は、試験後の３個の固定球の摩耗痕の面積を測定
し、それらの平均値とした。試験結果を表１に示す。な
お、表１の摩耗量の表示は比較例１（Ｓｉ3 Ｎ4 ）の摩
耗量を１とした相対値で示す。
【００２３】表１から明らかなように、本発明の構成を
備えた実施例１〜９の転動体材の摩耗量は、比較例１〜
７の転動体材の摩耗量に比べて格段に少なくなってお
り、これは、Ｂ4 Ｃ−（Ｗ、Ｍｏ）Ｂ2 系セラミックス
あるいはＢ4 Ｃ−ＴｉＢ2 系セラミックス表面にＢ2 Ｏ
3 層が形成され、この被膜に良好な潤滑作用があるから
であると考えられる。特に、予め酸化処理することによ
り表面にＢ2 Ｏ3 層を形成した実施例２，３，５，７，
９の転動体材については、一段と優れた耐摩耗性を示し
ているのが判る。 （耐久性評価）次に、本発明の耐久性を調査するため、
表１の実施例１〜９および比較例１〜７の各試験軸受１
２について、図４に示す軸受回転試験機（日本精工
（株）製）を用いて、無潤滑下で回転試験を行った。
備えた実施例１〜９の転動体材の摩耗量は、比較例１〜
７の転動体材の摩耗量に比べて格段に少なくなってお
り、これは、Ｂ4 Ｃ−（Ｗ、Ｍｏ）Ｂ2 系セラミックス
あるいはＢ4 Ｃ−ＴｉＢ2 系セラミックス表面にＢ2 Ｏ
3 層が形成され、この被膜に良好な潤滑作用があるから
であると考えられる。特に、予め酸化処理することによ
り表面にＢ2 Ｏ3 層を形成した実施例２，３，５，７，
９の転動体材については、一段と優れた耐摩耗性を示し
ているのが判る。 （耐久性評価）次に、本発明の耐久性を調査するため、
表１の実施例１〜９および比較例１〜７の各試験軸受１
２について、図４に示す軸受回転試験機（日本精工
（株）製）を用いて、無潤滑下で回転試験を行った。
【００２４】この軸受回転試験機は、回転軸１０をハウ
ジングの軸方向の両端部に外輪が固定された２個の玉軸
受１１で支持し、回転軸１０の先端に試験軸受１２を装
着しており、この試験軸受１２に図示しない負荷装置で
径方向の荷重（ラジアル荷重）を負荷しながら、内輪回
転で試験を行い、各試験軸受１２の耐久性を振動値を基
準として評価した。
ジングの軸方向の両端部に外輪が固定された２個の玉軸
受１１で支持し、回転軸１０の先端に試験軸受１２を装
着しており、この試験軸受１２に図示しない負荷装置で
径方向の荷重（ラジアル荷重）を負荷しながら、内輪回
転で試験を行い、各試験軸受１２の耐久性を振動値を基
準として評価した。
【００２５】試験条件は、回転速度：１５００ｒｐｍ、
ラジアル荷重：１００Ｎ、温度：常温とし、ここでは、
振動値が初期値の３倍に上昇した時点を転がり軸受の寿
命とした。これらの結果を表１にまとめて示す。なお、
表１の耐久性の表示は比較例１の耐久性を１とした相対
値で示す。表１から明らかなように、本発明の構成を備
えた実施例１〜９の転がり軸受の耐久性は、比較例１〜
７の転がり軸受の耐久性に比べて大幅に耐久性が向上し
ており、特に、予め酸化処理することにより表面にＢ2
Ｏ3 層を形成した実施例２，３，５，７，９の転がり軸
受については、特に優れた耐久性を示しているのが判
る。
ラジアル荷重：１００Ｎ、温度：常温とし、ここでは、
振動値が初期値の３倍に上昇した時点を転がり軸受の寿
命とした。これらの結果を表１にまとめて示す。なお、
表１の耐久性の表示は比較例１の耐久性を１とした相対
値で示す。表１から明らかなように、本発明の構成を備
えた実施例１〜９の転がり軸受の耐久性は、比較例１〜
７の転がり軸受の耐久性に比べて大幅に耐久性が向上し
ており、特に、予め酸化処理することにより表面にＢ2
Ｏ3 層を形成した実施例２，３，５，７，９の転がり軸
受については、特に優れた耐久性を示しているのが判
る。
【００２６】なお、図５にＢ4 Ｃ−（Ｗ、Ｍｏ）Ｂ2 系
セラミックスにおける曲げ強度と耐久性と酸化処理（Ｂ
2 Ｏ3 層）の有無との関係を、図６にＢ4 Ｃ−ＴｉＢ2
系セラミックスにおける曲げ強度と耐久性と酸化処理
（Ｂ2 Ｏ3 層）の有無との関係を示す。各図から両セラ
ミックス共に、ＪＩＳ−Ｒ１６０１で規定された３点曲
げ強度が６００ＭＰａ以上になると耐久性が格段に向上
するのが判り、特に、予め酸化処理することにより表面
にＢ2 Ｏ3 層を形成した場合には、一段と優れた耐久性
を示すのが判る。
セラミックスにおける曲げ強度と耐久性と酸化処理（Ｂ
2 Ｏ3 層）の有無との関係を、図６にＢ4 Ｃ−ＴｉＢ2
系セラミックスにおける曲げ強度と耐久性と酸化処理
（Ｂ2 Ｏ3 層）の有無との関係を示す。各図から両セラ
ミックス共に、ＪＩＳ−Ｒ１６０１で規定された３点曲
げ強度が６００ＭＰａ以上になると耐久性が格段に向上
するのが判り、特に、予め酸化処理することにより表面
にＢ2 Ｏ3 層を形成した場合には、一段と優れた耐久性
を示すのが判る。
【００２７】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、無潤滑下あるいは枯渇潤滑下で用いる場合に
おいても優れた耐摩耗性および耐久性を確保することが
できるという効果が得られる。
によれば、無潤滑下あるいは枯渇潤滑下で用いる場合に
おいても優れた耐摩耗性および耐久性を確保することが
できるという効果が得られる。
【図１】Ｂ4 Ｃ−（Ｗ、Ｍｏ）Ｂ2 系セラミックス材の
作成手順を説明するための工程図である。
作成手順を説明するための工程図である。
【図２】四球式摩耗試験を説明するための説明的斜視図
である。
である。
【図３】試験軸受の概略断面図である。
【図４】軸受回転試験機の概略断面図である。
【図５】Ｂ4 Ｃ−（Ｗ、Ｍｏ）Ｂ2 系セラミックスにお
ける曲げ強度と耐久性と酸化処理（Ｂ2 Ｏ3 層）の有無
との関係を示すグラフ図である
ける曲げ強度と耐久性と酸化処理（Ｂ2 Ｏ3 層）の有無
との関係を示すグラフ図である
【図６】Ｂ4 Ｃ−ＴｉＢ2 系セラミックスにおける曲げ
強度と耐久性と酸化処理（Ｂ2Ｏ3 層）の有無との関係
を示すグラフ図である。
強度と耐久性と酸化処理（Ｂ2Ｏ3 層）の有無との関係
を示すグラフ図である。
１…外輪（外方部材）
２…内輪（内方部材）
３…転動体
４…転がり軸受（転動装置）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3J101 AA02 CA31 EA41 FA31
4G001 BA23 BA43 BA44 BB23 BB43
BB44 BC17 BC42 BC71 BD01
BD12 BD13 BD14
Claims (4)
- 【請求項１】 外方部材と内方部材との間に複数の転動
体が配設された転動装置において、 少なくとも転動体がＪＩＳ−Ｒ１６０１で規定された３
点曲げ強度６００ＭＰａ以上を有するＢ4 Ｃ系セラミッ
クスからなることを特徴とする転動装置。 - 【請求項２】 前記Ｂ4 Ｃ系セラミックスはＪＩＳ−Ｒ
１６０７で規定された破壊靭性値が4 ＭＰａ・ｍ1/2 以
上であることを特徴とする請求項１記載の転動装置。 - 【請求項３】 Ｂ4 Ｃ系セラミックスはＷの含有量が３
０重量％以上、（Ｗ＋Ｍｏ）の含有量が６０〜９０重量
％のＢ4 Ｃ−（Ｗ，Ｍｏ）Ｂ2 であることを特徴とする
請求項１又は２記載の転動装置。 - 【請求項４】 Ｂ4 Ｃ系セラミックスはＴｉＢ2 の含有
量が５重量％以上のＢ 4 Ｃ−ＴｉＢ2 であることを特徴
とする請求項１又は２記載の転動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001313224A JP2003120682A (ja) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | 転動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001313224A JP2003120682A (ja) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | 転動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003120682A true JP2003120682A (ja) | 2003-04-23 |
Family
ID=19131743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001313224A Pending JP2003120682A (ja) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | 転動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003120682A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017031011A (ja) * | 2015-08-03 | 2017-02-09 | 株式会社アテクト | セラミック素球の製造方法 |
-
2001
- 2001-10-10 JP JP2001313224A patent/JP2003120682A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017031011A (ja) * | 2015-08-03 | 2017-02-09 | 株式会社アテクト | セラミック素球の製造方法 |
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