JP2003148485A - 転がり軸受 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 最終研磨工程なしで、優れた耐表面損傷性と
表面粗さを備えた転がり軸受を提供することである。 【解決手段】 玉軸受１、２の内輪３、外輪４およびボ
ール５の各部品に、脆弱な化合物層が表面層に形成され
ることがなく、かつ、表面粗さも低下することがないラ
ジカル窒化処理を施して、これらの部品の表面に硬化層
を形成することにより、最終研磨工程なしで、優れた耐
表面損傷性と表面粗さを確保できるようにした。
表面粗さを備えた転がり軸受を提供することである。 【解決手段】 玉軸受１、２の内輪３、外輪４およびボ
ール５の各部品に、脆弱な化合物層が表面層に形成され
ることがなく、かつ、表面粗さも低下することがないラ
ジカル窒化処理を施して、これらの部品の表面に硬化層
を形成することにより、最終研磨工程なしで、優れた耐
表面損傷性と表面粗さを確保できるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、異物の混入、希
薄潤滑状態等が懸念される過酷な条件下で使用でき、特
に、ターボチャージャのロータ支持用に好適な転がり軸
受に関するものである。
薄潤滑状態等が懸念される過酷な条件下で使用でき、特
に、ターボチャージャのロータ支持用に好適な転がり軸
受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】異物の混入や希薄潤滑状態等が懸念され
る過酷な条件下で使用される転がり軸受では、内外輪や
転動体等の部品の表面が摩耗しやすく、微小剥離や異物
噛み込みによる圧痕も生じやすい。希薄潤滑状態は、高
温で潤滑油の粘度が低下する場合や、潤滑油そのものの
粘度が低い場合に起こり、このような状態では転動接触
面間に十分な油膜が形成されないからである。
る過酷な条件下で使用される転がり軸受では、内外輪や
転動体等の部品の表面が摩耗しやすく、微小剥離や異物
噛み込みによる圧痕も生じやすい。希薄潤滑状態は、高
温で潤滑油の粘度が低下する場合や、潤滑油そのものの
粘度が低い場合に起こり、このような状態では転動接触
面間に十分な油膜が形成されないからである。
【０００３】微小剥離や圧痕による部品の面荒れは、摩
耗と同様に軸受精度を劣化させるのみでなく、表面を起
点とする疲労損傷の原因ともなる。また、ターボチャー
ジャのロータ支持用軸受のように高速回転を要求される
転がり軸受では、精度劣化に伴って、異音や共振音の発
生源となる恐れもある。
耗と同様に軸受精度を劣化させるのみでなく、表面を起
点とする疲労損傷の原因ともなる。また、ターボチャー
ジャのロータ支持用軸受のように高速回転を要求される
転がり軸受では、精度劣化に伴って、異音や共振音の発
生源となる恐れもある。
【０００４】従来、このような過酷な条件下で使用され
る耐表面損傷性を要求される転がり軸受の部品には、窒
化処理を施して表面に硬化層を形成したものが多く用い
られている。また、特開平１２−８１５３号公報に記載
されたターボチャージャのロータ支持用軸受では、粉末
パック法によりＢ、Ｖ、Ｔｉ等の元素を部品の表面に熱
拡散し、ＦｅＢ、ＶＣ、ＴｉＣ等の硬質表面層を形成し
ている。
る耐表面損傷性を要求される転がり軸受の部品には、窒
化処理を施して表面に硬化層を形成したものが多く用い
られている。また、特開平１２−８１５３号公報に記載
されたターボチャージャのロータ支持用軸受では、粉末
パック法によりＢ、Ｖ、Ｔｉ等の元素を部品の表面に熱
拡散し、ＦｅＢ、ＶＣ、ＴｉＣ等の硬質表面層を形成し
ている。
【０００５】従来、軸受部品の窒化処理方法には、ガス
軟窒化法、塩浴窒化法およびイオン窒化法が採用されて
いるが、これらの窒化処理方法では、硬化層の表面層に
白層と呼ばれる脆弱な化合物層が形成され、かつ、この
化合物層の形成によって表面粗さも低下するので、この
化合物層の除去と表面粗さの改善のために、研磨工程が
不可欠である。窒化処理で形成される硬化層の深さは極
めて浅いので、研磨後に十分な厚みの硬化層を残すのが
難しい問題もある。なお、この研磨後の硬化層を確保す
るために、本出願人は、特開２０００−１０４７４３号
公報に、軸受部品を二次硬化鋼で形成し、二次硬化のた
めの焼き戻し処理中にフェライト温度領域で窒化処理を
行なう技術を提案している。
軟窒化法、塩浴窒化法およびイオン窒化法が採用されて
いるが、これらの窒化処理方法では、硬化層の表面層に
白層と呼ばれる脆弱な化合物層が形成され、かつ、この
化合物層の形成によって表面粗さも低下するので、この
化合物層の除去と表面粗さの改善のために、研磨工程が
不可欠である。窒化処理で形成される硬化層の深さは極
めて浅いので、研磨後に十分な厚みの硬化層を残すのが
難しい問題もある。なお、この研磨後の硬化層を確保す
るために、本出願人は、特開２０００−１０４７４３号
公報に、軸受部品を二次硬化鋼で形成し、二次硬化のた
めの焼き戻し処理中にフェライト温度領域で窒化処理を
行なう技術を提案している。
【０００６】また、前記粉末パック法によるＢ、Ｖ、Ｔ
ｉ等の熱拡散処理では、８００℃以上の高温で熱拡散処
理を行なう必要があるので、軸受部品に熱変形が生じ、
この変形を修正するための研磨工程が不可欠である。
ｉ等の熱拡散処理では、８００℃以上の高温で熱拡散処
理を行なう必要があるので、軸受部品に熱変形が生じ、
この変形を修正するための研磨工程が不可欠である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の耐表面
損傷性を備えた転がり軸受は、硬質表面層のある部品の
最終研磨工程を必要とするので、製造コストが高くなる
問題がある。また、この研磨工程では硬質表面層も一部
除去されるので、この除去分を見込んで窒化処理や熱拡
散処理を余分目に行なう必要もある。
損傷性を備えた転がり軸受は、硬質表面層のある部品の
最終研磨工程を必要とするので、製造コストが高くなる
問題がある。また、この研磨工程では硬質表面層も一部
除去されるので、この除去分を見込んで窒化処理や熱拡
散処理を余分目に行なう必要もある。
【０００８】そこで、この発明の課題は、最終研磨工程
なしで、優れた耐表面損傷性と表面粗さを備えた転がり
軸受を提供することである。
なしで、優れた耐表面損傷性と表面粗さを備えた転がり
軸受を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、内輪と外輪の間に複数の転動体が保
持器で保持された転がり軸受において、前記内輪、外
輪、転動体および保持器の少なくともいずれかの部品が
ラジカル窒化処理を施され、その全面または一部の面に
表面硬化層を形成されているものとした構成を採用し
た。
めに、この発明は、内輪と外輪の間に複数の転動体が保
持器で保持された転がり軸受において、前記内輪、外
輪、転動体および保持器の少なくともいずれかの部品が
ラジカル窒化処理を施され、その全面または一部の面に
表面硬化層を形成されているものとした構成を採用し
た。
【００１０】前記ラジカル窒化処理は、一種のプラズマ
窒化法であり、従来のプラズマ窒化法と同様に、アンモ
ニアと水素の混合ガスを用いて真空容器中の処理部品の
表面にグロー放電を行ない、プラズマ中の窒素イオンを
処理部品の金属と反応させるものであるが、処理部品を
加熱手段により３００〜６５０℃程度に加熱することに
より、従来よりも低エネルギ状態のプラズマで窒素イオ
ンを効率よく金属と反応させるようにしたものである。
窒化法であり、従来のプラズマ窒化法と同様に、アンモ
ニアと水素の混合ガスを用いて真空容器中の処理部品の
表面にグロー放電を行ない、プラズマ中の窒素イオンを
処理部品の金属と反応させるものであるが、処理部品を
加熱手段により３００〜６５０℃程度に加熱することに
より、従来よりも低エネルギ状態のプラズマで窒素イオ
ンを効率よく金属と反応させるようにしたものである。
【００１１】このラジカル窒化処理では、前述した従来
の窒化処理法における脆弱な化合物層が部品の表面層に
形成されることがなく、かつ、表面粗さも低下すること
がない。また、処理部品の加熱温度も低く、前述した熱
拡散処理法のように熱変形が生じることもないので、最
終研磨工程なしで、軸受部品の優れた耐表面損傷性と表
面粗さを確保することができる。なお、ラジカル窒化処
理は必ずしも部品の全面に施す必用はなく、内外輪の軌
道面等、一部の表面のみに施してもよい。
の窒化処理法における脆弱な化合物層が部品の表面層に
形成されることがなく、かつ、表面粗さも低下すること
がない。また、処理部品の加熱温度も低く、前述した熱
拡散処理法のように熱変形が生じることもないので、最
終研磨工程なしで、軸受部品の優れた耐表面損傷性と表
面粗さを確保することができる。なお、ラジカル窒化処
理は必ずしも部品の全面に施す必用はなく、内外輪の軌
道面等、一部の表面のみに施してもよい。
【００１２】前記転がり軸受は、ターボチャージャのロ
ータを回転自在に支持するものに好適である。
ータを回転自在に支持するものに好適である。
【００１３】前記表面硬化層の硬度をビッカース硬度Ｈ
v ９００以上とし、この表面硬化層よりも内部の硬度を
ビッカース硬度Ｈv ７００以上とすることにより、転が
り軸受の基本特性である転動疲労寿命を十分に確保する
ことができる。
v ９００以上とし、この表面硬化層よりも内部の硬度を
ビッカース硬度Ｈv ７００以上とすることにより、転が
り軸受の基本特性である転動疲労寿命を十分に確保する
ことができる。
【００１４】通常、前述した微小剥離や圧痕が生じる深
さは２μｍ程度であるので、前記表面硬化層の厚みは５
μｍ以上とするのが望ましい。
さは２μｍ程度であるので、前記表面硬化層の厚みは５
μｍ以上とするのが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を説明
する。図１（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る転がり軸受
としての深溝玉軸受１とアンギュラ玉軸受２を示す。い
ずれの玉軸受１、２も、内輪３と外輪４の間に複数のボ
ール５が保持器６で保持されている。
する。図１（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る転がり軸受
としての深溝玉軸受１とアンギュラ玉軸受２を示す。い
ずれの玉軸受１、２も、内輪３と外輪４の間に複数のボ
ール５が保持器６で保持されている。
【００１６】これらの各玉軸受１、２は、いずれも内輪
３、外輪４およびボール５の素材を耐熱軸受鋼Ｍ５０
（化学成分は質量％で、Ｃ：０．７７〜０．８５、Ｃ
ｒ：３．７５〜４．２５、Ｍｏ：４．０〜４．５、Ｖ：
０．５〜１．１、残部Ｆｅ）とし、これらを図２に示す
ような、焼入れ、焼き戻し後にサブゼロ処理と２次焼き
戻しを行なう熱処理パターンで熱処理したのち、所定の
寸法に研磨仕上げして、ラジカル窒化処理を施したもの
である。
３、外輪４およびボール５の素材を耐熱軸受鋼Ｍ５０
（化学成分は質量％で、Ｃ：０．７７〜０．８５、Ｃ
ｒ：３．７５〜４．２５、Ｍｏ：４．０〜４．５、Ｖ：
０．５〜１．１、残部Ｆｅ）とし、これらを図２に示す
ような、焼入れ、焼き戻し後にサブゼロ処理と２次焼き
戻しを行なう熱処理パターンで熱処理したのち、所定の
寸法に研磨仕上げして、ラジカル窒化処理を施したもの
である。
【００１７】前述したように、ラジカル窒化処理は、真
空容器中の処理部品を加熱手段により加熱するととも
に、真空容器中に導いたアンモニアと水素の混合ガスを
処理部品の表面にグロー放電させ、低エネルギ状態のプ
ラズマで窒素イオンを処理部品と反応させるものであ
り、この実施形態では、処理部品の加熱温度を５００℃
とし、真空容器の真空度は５．７×１０-3Torrとした。
空容器中の処理部品を加熱手段により加熱するととも
に、真空容器中に導いたアンモニアと水素の混合ガスを
処理部品の表面にグロー放電させ、低エネルギ状態のプ
ラズマで窒素イオンを処理部品と反応させるものであ
り、この実施形態では、処理部品の加熱温度を５００℃
とし、真空容器の真空度は５．７×１０-3Torrとした。
【００１８】図３は、前記ラジカル窒化処理を施した軸
受部品の表面近傍の断面顕微鏡写真である。この写真
は、代表例として深溝玉軸受１の外輪４の軌道面近傍の
断面を示す。この写真からも分かるように、ラジカル窒
化処理を施した部品の表面には、前述した通常の窒化処
理で形成される白層が見られない。
受部品の表面近傍の断面顕微鏡写真である。この写真
は、代表例として深溝玉軸受１の外輪４の軌道面近傍の
断面を示す。この写真からも分かるように、ラジカル窒
化処理を施した部品の表面には、前述した通常の窒化処
理で形成される白層が見られない。
【００１９】また、この深溝玉軸受１については、外径
６２ｍｍ、内径３０ｍｍのものを対象に、その真円度と
表面粗さＲａも測定した。その結果、外輪外径の真円度
は±１．２５〜１．３μｍ、内輪内径の真円度は±１．
１〜１．１５μｍ、表面粗さＲａは０．０３３〜０．０
３５μｍであり、いずれも通常の研磨仕上げしたものと
同等であった。
６２ｍｍ、内径３０ｍｍのものを対象に、その真円度と
表面粗さＲａも測定した。その結果、外輪外径の真円度
は±１．２５〜１．３μｍ、内輪内径の真円度は±１．
１〜１．１５μｍ、表面粗さＲａは０．０３３〜０．０
３５μｍであり、いずれも通常の研磨仕上げしたものと
同等であった。
【００２０】図４のグラフは、前記外輪４の軌道面につ
いて、断面硬度分布をビッカース硬度計で測定した結果
を示す。グラフ中には、ラジカル窒化処理の処理時間を
２時間、６時間、１２時間と変えた場合の硬度分布と、
ラジカル窒化処理を行なわない場合の硬度分布とを併せ
て示す。この測定結果からも分かるように、ラジカル窒
化処理の処理時間を長くするほど、表面層の硬度Ｈｖは
高くなり、かつ、硬化深さも増大する。
いて、断面硬度分布をビッカース硬度計で測定した結果
を示す。グラフ中には、ラジカル窒化処理の処理時間を
２時間、６時間、１２時間と変えた場合の硬度分布と、
ラジカル窒化処理を行なわない場合の硬度分布とを併せ
て示す。この測定結果からも分かるように、ラジカル窒
化処理の処理時間を長くするほど、表面層の硬度Ｈｖは
高くなり、かつ、硬化深さも増大する。
【００２１】この処理部品の加熱温度が５００℃の場合
は、処理時間を２時間以上とすることにより、表面層の
硬度Ｈｖを９００以上とすることができ、その内部の硬
度Ｈｖも７００以上であるので、十分な耐表面損傷性と
転動疲労寿命の確保が期待できる。また、硬度Ｈｖが９
００以上となる表面硬化層の厚みは、処理時間が２時間
のときに３０μｍ、６時間のときに５５μｍ、１２時間
のときに９０μｍであり、いずれも前記微小剥離や圧痕
が生じる深さよりも十分に厚い。なお、ラジカル窒化処
理を行なわないときの硬度分布は、Ｈｖが約８００で一
定である。
は、処理時間を２時間以上とすることにより、表面層の
硬度Ｈｖを９００以上とすることができ、その内部の硬
度Ｈｖも７００以上であるので、十分な耐表面損傷性と
転動疲労寿命の確保が期待できる。また、硬度Ｈｖが９
００以上となる表面硬化層の厚みは、処理時間が２時間
のときに３０μｍ、６時間のときに５５μｍ、１２時間
のときに９０μｍであり、いずれも前記微小剥離や圧痕
が生じる深さよりも十分に厚い。なお、ラジカル窒化処
理を行なわないときの硬度分布は、Ｈｖが約８００で一
定である。
【００２２】図５は、前記アンギュラ玉軸受２を採用し
たターボチャージャを示す。このターボチャージャは、
ケーシング１１にロータ１２が一対のアンギュラ玉軸受
２で回転自在に支持され、ロータ１２の一端側にタービ
ン１３の軸が、他端側にコンプレッサインペラ１４の軸
が連結されている。ケーシング１１には軸受部の潤滑油
用の入口１５と出口１６、および冷却水ジャケット１７
も設けられている。
たターボチャージャを示す。このターボチャージャは、
ケーシング１１にロータ１２が一対のアンギュラ玉軸受
２で回転自在に支持され、ロータ１２の一端側にタービ
ン１３の軸が、他端側にコンプレッサインペラ１４の軸
が連結されている。ケーシング１１には軸受部の潤滑油
用の入口１５と出口１６、および冷却水ジャケット１７
も設けられている。
【００２３】前記ロータ１２は最大毎分数万回転の高速
で回転するとともに、タービン１３が高温の排気ガスに
曝されるので、各アンギュラ玉軸受２は、高温環境で高
速回転を受けるという過酷な条件下で使用される。ま
た、潤滑油に摩耗粉等の硬い異物が混入し、これらの異
物がアンギュラ玉軸受２の転動接触面間に噛み込まれる
恐れもある。
で回転するとともに、タービン１３が高温の排気ガスに
曝されるので、各アンギュラ玉軸受２は、高温環境で高
速回転を受けるという過酷な条件下で使用される。ま
た、潤滑油に摩耗粉等の硬い異物が混入し、これらの異
物がアンギュラ玉軸受２の転動接触面間に噛み込まれる
恐れもある。
【００２４】以上の実施形態は、玉軸受に関するもので
あるが、本発明に係る転がり軸受は、ころ軸受や円錐こ
ろ軸受等の他の転がり軸受にも採用することができ、保
持器もラジカル窒化処理を施したものとしてもよい。ま
た、軸受部品の素材も実施形態の耐熱軸受鋼Ｍ５０に限
定されることはなく、他の耐熱軸受鋼や耐食軸受鋼にも
広く適用することができる。
あるが、本発明に係る転がり軸受は、ころ軸受や円錐こ
ろ軸受等の他の転がり軸受にも採用することができ、保
持器もラジカル窒化処理を施したものとしてもよい。ま
た、軸受部品の素材も実施形態の耐熱軸受鋼Ｍ５０に限
定されることはなく、他の耐熱軸受鋼や耐食軸受鋼にも
広く適用することができる。
【００２５】以下に実施例および比較例を挙げる。
【００２６】
【実施例】前記耐熱軸受鋼Ｍ５０を素材とし、図２に示
した熱処理パターンで熱処理したのち所定の寸法に研磨
仕上げして、５００℃でラジカル窒化処理を施した円筒
試験片、および、これと同様の製造条件で製造した、図
１（ａ）、（ｂ）に示したような、内外輪およびボール
を用いた深溝玉軸受とアンギュラ玉軸受を用意した。な
お、円筒試験片の寸法は直径１２ｍｍ、長さ１２ｍｍで
あり、各軸受の寸法は、深溝玉軸受１が外径６２ｍｍ、
内径３０ｍｍ、幅１６ｍｍ、アンギュラ玉軸受２が外径
１７ｍｍ、内径７ｍｍ、幅５．５ｍｍである。
した熱処理パターンで熱処理したのち所定の寸法に研磨
仕上げして、５００℃でラジカル窒化処理を施した円筒
試験片、および、これと同様の製造条件で製造した、図
１（ａ）、（ｂ）に示したような、内外輪およびボール
を用いた深溝玉軸受とアンギュラ玉軸受を用意した。な
お、円筒試験片の寸法は直径１２ｍｍ、長さ１２ｍｍで
あり、各軸受の寸法は、深溝玉軸受１が外径６２ｍｍ、
内径３０ｍｍ、幅１６ｍｍ、アンギュラ玉軸受２が外径
１７ｍｍ、内径７ｍｍ、幅５．５ｍｍである。
【００２７】
【表１】
【００２８】表１に示すように、各実施例における円筒
試験片および各軸受部品のラジカル窒化処理の処理時間
は、２時間、６時間、１２時間と３レベルに変化させ
た。
試験片および各軸受部品のラジカル窒化処理の処理時間
は、２時間、６時間、１２時間と３レベルに変化させ
た。
【００２９】
【比較例】上記実施例と同じ耐熱軸受鋼Ｍ５０を素材と
して、図２に示した熱処理パターンで熱処理し、研磨仕
上げのみでラジカル窒化処理を省略した円筒試験片、お
よび、これと同様の製造条件で製造した内外輪およびボ
ールを用いた深溝玉軸受とアンギュラ玉軸受を用意し
た。円筒試験片および各軸受の寸法は、実施例のものと
同じである。
して、図２に示した熱処理パターンで熱処理し、研磨仕
上げのみでラジカル窒化処理を省略した円筒試験片、お
よび、これと同様の製造条件で製造した内外輪およびボ
ールを用いた深溝玉軸受とアンギュラ玉軸受を用意し
た。円筒試験片および各軸受の寸法は、実施例のものと
同じである。
【００３０】上記実施例および比較例の円筒試験片と各
玉軸受について、円筒試験片に対しては転動疲労寿命試
験、深溝玉軸受に対しては異物混入下での転動寿命試
験、アンギュラ玉軸受に対しては、前記ターボチャージ
ャに組み込んだ実機での軸受振動測定試験をそれぞれ実
施した。
玉軸受について、円筒試験片に対しては転動疲労寿命試
験、深溝玉軸受に対しては異物混入下での転動寿命試
験、アンギュラ玉軸受に対しては、前記ターボチャージ
ャに組み込んだ実機での軸受振動測定試験をそれぞれ実
施した。
【００３１】各試験の概要と結果を以下に示す。
【００３２】（１）転動疲労寿命試験
前記円筒試験片を、これと平行配置した直径２０ｍｍ、
長さ２０ｍｍの相手試片と線接触させながら転動させ、
線接触部に清浄な潤滑油を十分に供給した。試験条件は
以下の通りである。 ・最大接触圧力Ｐmax ：４．１６ＧＰａ ・負荷速度 ：２０４００回／分 ・潤滑油 ：タービン油ＶＧ５６ この転動疲労寿命試験では、サンプル数ｎを１０個以上
とし、転動疲労寿命をＬ１０寿命（サンプルの９０％が
破損しないで使用できる寿命）で評価した。試験結果を
表１に併せて示す。この結果より、各実施例のものはい
ずれも比較例のものの倍以上のＬ１０寿命を有し、優れ
た転動疲労特性を備えていることが分かる。
長さ２０ｍｍの相手試片と線接触させながら転動させ、
線接触部に清浄な潤滑油を十分に供給した。試験条件は
以下の通りである。 ・最大接触圧力Ｐmax ：４．１６ＧＰａ ・負荷速度 ：２０４００回／分 ・潤滑油 ：タービン油ＶＧ５６ この転動疲労寿命試験では、サンプル数ｎを１０個以上
とし、転動疲労寿命をＬ１０寿命（サンプルの９０％が
破損しないで使用できる寿命）で評価した。試験結果を
表１に併せて示す。この結果より、各実施例のものはい
ずれも比較例のものの倍以上のＬ１０寿命を有し、優れ
た転動疲労特性を備えていることが分かる。
【００３３】（２）異物混入下での転動寿命試験
前記深溝玉軸受を硬質異物が混入された油浴中の回転軸
に取り付け、ラジアル荷重を負荷して転動試験を行っ
た。試験条件は以下の通りである。 ・ラジアル荷重：６．８６ｋＮ（最大接触面圧Ｐmax ＝３．２ＧＰａ） ・回転速度 ：２０００ｒｐｍ ・潤滑油 ：タービン油ＶＧ５６ ・異物 ：ガスアトマイズ金属粉（粒径１００〜１５０μｍ、 混入量０．４ｇ／リットル） この転動寿命試験では、転動寿命が表面を起点とする疲
労損傷で律則される。この場合も、転動寿命はＬ１０寿
命で評価した。試験結果を表１に併せて示す。この結果
より、各実施例のものはいずれも比較例のものの２０倍
以上のＬ１０寿命を有し、非常に優れた耐表面損傷性を
備えていることが分かる。
に取り付け、ラジアル荷重を負荷して転動試験を行っ
た。試験条件は以下の通りである。 ・ラジアル荷重：６．８６ｋＮ（最大接触面圧Ｐmax ＝３．２ＧＰａ） ・回転速度 ：２０００ｒｐｍ ・潤滑油 ：タービン油ＶＧ５６ ・異物 ：ガスアトマイズ金属粉（粒径１００〜１５０μｍ、 混入量０．４ｇ／リットル） この転動寿命試験では、転動寿命が表面を起点とする疲
労損傷で律則される。この場合も、転動寿命はＬ１０寿
命で評価した。試験結果を表１に併せて示す。この結果
より、各実施例のものはいずれも比較例のものの２０倍
以上のＬ１０寿命を有し、非常に優れた耐表面損傷性を
備えていることが分かる。
【００３４】（３）実機での軸受振動測定試験
前記アンギュラ玉軸受を、図５に示したターボチャージ
ャに組み込んで高速回転させ、その軸受振動を測定し
た。軸受振動の測定は、試験開始初期と３０分後とに行
なった。試験条件は以下の通りである。 ・回転速度 ：６００００ｒｐｍ ・潤滑油 ：アルミナ粉（粒径２０μｍ以下）を５０ｐｐｍ含む油（油温 ８０℃）を３００ｃｃ／分で供給 試験結果を表１に併せて示す。試験開始初期は、各実施
例と比較例の軸受振動値は同レベルであるが、３０分後
には、比較例の軸受振動値が各実施例の１．５倍程度に
増大している。この結果より、実施例のアンギュラ玉軸
受は、ターボチャージャのロータのように高速回転する
ものの支持用に好適であることがわかる。
ャに組み込んで高速回転させ、その軸受振動を測定し
た。軸受振動の測定は、試験開始初期と３０分後とに行
なった。試験条件は以下の通りである。 ・回転速度 ：６００００ｒｐｍ ・潤滑油 ：アルミナ粉（粒径２０μｍ以下）を５０ｐｐｍ含む油（油温 ８０℃）を３００ｃｃ／分で供給 試験結果を表１に併せて示す。試験開始初期は、各実施
例と比較例の軸受振動値は同レベルであるが、３０分後
には、比較例の軸受振動値が各実施例の１．５倍程度に
増大している。この結果より、実施例のアンギュラ玉軸
受は、ターボチャージャのロータのように高速回転する
ものの支持用に好適であることがわかる。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、この発明の転がり軸受
は、内輪、外輪、転動体および保持器の少なくともいず
れかの部品に、ラジカル窒化処理によりその全面または
一部の面に表面硬化層を形成するようにしたので、最終
研磨工程なしで、軸受部品の優れた耐表面損傷性と表面
粗さを確保することができ、製造コストも下げることが
できる。
は、内輪、外輪、転動体および保持器の少なくともいず
れかの部品に、ラジカル窒化処理によりその全面または
一部の面に表面硬化層を形成するようにしたので、最終
研磨工程なしで、軸受部品の優れた耐表面損傷性と表面
粗さを確保することができ、製造コストも下げることが
できる。
【図１】ａ、ｂは、それぞれ本発明に係る深溝玉軸受と
アンギュラ玉軸受を示す縦断面図
アンギュラ玉軸受を示す縦断面図
【図２】図１の各部品の熱処理パターンを示す線図
【図３】図１の玉軸受外輪の軌道面近傍の断面顕微鏡写
真
真
【図４】図３の外輪軌道面の断面硬度分布を示すグラフ
【図５】本発明に係るアンギュラ玉軸受を採用したター
ボチャージャを示す縦断面図
ボチャージャを示す縦断面図
１ 深溝玉軸受
２ アンギュラ玉軸受
３ 内輪
４ 外輪
５ ボール
６ 保持器
１１ ケーシング
１２ ロータ
１３ タービン
１４ コンプレッサインペラ
１５ 入口
１６ 出口
１７ 冷却水ジャケット
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA32 AA42 AA62 BA02
BA22 BA53 BA54 DA02 EA03
FA44 GA29
4K042 AA22 BA03 BA13 BA14 DA01
DA02 DA06 DB03
Claims (4)
- 【請求項１】 内輪と外輪の間に複数の転動体が保持器
で保持された転がり軸受において、前記内輪、外輪、転
動体および保持器の少なくともいずれかの部品がラジカ
ル窒化処理を施され、その全面または一部の面に表面硬
化層を形成されていることを特徴とする転がり軸受。 - 【請求項２】 前記転がり軸受が、ターボチャージャの
ロータを回転自在に支持するものである請求項１に記載
の転がり軸受。 - 【請求項３】 前記表面硬化層の硬度がビッカース硬度
Ｈv ９００以上で、この表面硬化層よりも内部の硬度が
ビッカース硬度Ｈv ７００以上である請求項１または２
に記載の転がり軸受。 - 【請求項４】 前記表面硬化層の厚みが５μｍ以上であ
る請求項３に記載の転がり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001346037A JP2003148485A (ja) | 2001-11-12 | 2001-11-12 | 転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001346037A JP2003148485A (ja) | 2001-11-12 | 2001-11-12 | 転がり軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003148485A true JP2003148485A (ja) | 2003-05-21 |
Family
ID=19159275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001346037A Withdrawn JP2003148485A (ja) | 2001-11-12 | 2001-11-12 | 転がり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003148485A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009063909A1 (ja) * | 2007-11-14 | 2009-05-22 | Ntn Corporation | 鋼の熱処理方法、機械部品の製造方法および機械部品 |
| JP2009120904A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Ntn Corp | 鋼の熱処理方法、機械部品の製造方法および機械部品 |
| WO2009069547A1 (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-04 | Ntn Corporation | 機械部品および転がり軸受 |
| JP2009127110A (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Ntn Corp | 機械部品 |
| JP2009222187A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Ntn Corp | 転がり軸受 |
| JP2009236231A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Ntn Corp | 転がり軸受 |
| US8485730B2 (en) | 2008-03-27 | 2013-07-16 | Ntn Corporation | Rolling bearing |
| WO2023139984A1 (ja) * | 2022-01-18 | 2023-07-27 | 富士フイルム株式会社 | ヘッドモジュール支持機構、液体吐出ヘッド及び液体吐出システム |
-
2001
- 2001-11-12 JP JP2001346037A patent/JP2003148485A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN102352479A (zh) * | 2007-11-14 | 2012-02-15 | Ntn株式会社 | 钢的热处理方法、机械零部件的制造方法及机械零部件 |
| WO2009069547A1 (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-04 | Ntn Corporation | 機械部品および転がり軸受 |
| JP2009127110A (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Ntn Corp | 機械部品 |
| US8337089B2 (en) | 2007-11-27 | 2012-12-25 | Ntn Corporation | Mechanical component and rolling bearing |
| US8453528B2 (en) | 2007-11-27 | 2013-06-04 | Ntn Corporation | Mechanical component and rolling bearing |
| JP2009222187A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Ntn Corp | 転がり軸受 |
| JP2009236231A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Ntn Corp | 転がり軸受 |
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| WO2023139984A1 (ja) * | 2022-01-18 | 2023-07-27 | 富士フイルム株式会社 | ヘッドモジュール支持機構、液体吐出ヘッド及び液体吐出システム |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040921 |
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| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20061016 |