JP2004060754A - 転動装置及びその製造方法 - Google Patents
転動装置及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004060754A JP2004060754A JP2002219615A JP2002219615A JP2004060754A JP 2004060754 A JP2004060754 A JP 2004060754A JP 2002219615 A JP2002219615 A JP 2002219615A JP 2002219615 A JP2002219615 A JP 2002219615A JP 2004060754 A JP2004060754 A JP 2004060754A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- rolling
- less
- rolling device
- inner member
- 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
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
- F16C2204/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- F16C2204/62—Low carbon steel, i.e. carbon content below 0.4 wt%
Abstract
【課題】高荷重下及び高速下などの過酷な使用条件下において、転がり疲労特性のさらなる改善を可能とした転動装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ねじ軸１、ナット２、ボール３の少なくともいずれか一つの部材を、Ｃが０．１〜０．７重量％、Ｓｉが０．１〜１．５重量％、Ｍｎが０．１〜１．５重量％、Ｃｒが０．５〜３．０重量％、Ｖが０．６〜２．０重量％、Ｍｏが３．０重量％以下、Ｎｉが２．０重量％以下の範囲で含まれる合金鋼で構成する。そして、この合金鋼から構成されたねじ軸１、ナット２、或いはボール３に、９２０℃以上の浸炭窒化処理を行うことで、その表面炭素濃度を０．７〜１．３重量％で、表面窒素濃度を０．１５〜０．３０重量％とするとともに、粒径０．１μｍ以下の炭化物、窒化物、或いは炭窒化物を少なくとも４００個／１００μｍ２ 以上析出させる。
【選択図】 図１
【解決手段】ねじ軸１、ナット２、ボール３の少なくともいずれか一つの部材を、Ｃが０．１〜０．７重量％、Ｓｉが０．１〜１．５重量％、Ｍｎが０．１〜１．５重量％、Ｃｒが０．５〜３．０重量％、Ｖが０．６〜２．０重量％、Ｍｏが３．０重量％以下、Ｎｉが２．０重量％以下の範囲で含まれる合金鋼で構成する。そして、この合金鋼から構成されたねじ軸１、ナット２、或いはボール３に、９２０℃以上の浸炭窒化処理を行うことで、その表面炭素濃度を０．７〜１．３重量％で、表面窒素濃度を０．１５〜０．３０重量％とするとともに、粒径０．１μｍ以下の炭化物、窒化物、或いは炭窒化物を少なくとも４００個／１００μｍ２ 以上析出させる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールねじ、リニアガイドなどの転動装置及びその製造方法に関し、特に、電動射出成型機などの高荷重用途で好適に使用するために有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールねじなどの転動装置は、高面圧下で繰り返し剪断応力を受けるため、その剪断応力に耐えうる硬さを備え、転がり疲労寿命を確保する必要がある。このため、ボールねじを構成するねじ軸（内方部材）、ナット（外方部材）、ボール（転動体）などの転動部材は、例えば、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）や肌焼鋼（ＳＣＲ４２０）などの鋼材から構成されるとともに、これらの鋼材にずぶ焼や、浸炭処理或いは浸炭窒化処理などの表面硬化処理が施されることにより、ＨＲＣ５８以上の硬さが付与されている。
【０００３】
ところで、近年、回転機械の高速化・高荷重化が進むにつれて、これを支持するボールねじの使用条件が過酷になる傾向が顕著になってきている。このような高速・高荷重条件下でボールねじを使用すると、ボールねじを構成する転動部材の温度が著しく上昇するため、転動部材の硬さが低下し、転がり疲労特性の劣化を引き起こしてしまうという不具合があった。
【０００４】
この転がり疲労特性の劣化は、ボールに発生した損傷が基点となり、そのボールを転動自在に保持するねじ軸やナットの軌道面にも二次的に損傷が発生することで引き起こされると推測されている。
そこで、隣接するボール間にセパレータを介装し、このセパレータをボールの転動に伴って移動させることで、隣接するボール同士の競り合いを回避し、ボールの損傷を抑制するという手段が提案されている。この手段によれば、隣接するボール間の接触を抑制し、ボールに発生する損傷の頻度を大幅に低減させることが可能となった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したセパレータを介装させた手段においても、より過酷な使用環境下で耐えうる転がり疲労特性を得るためには、更なる改善の余地があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高速下及び高荷重下などの過酷な使用条件であっても、転がり疲労特性のさらなる改善を可能とした転動装置及びその製造方法を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、転動部材として、バナジウムを０．６重量％以上添加した鋼材を用い、この鋼材に９２０℃以上の高温で浸炭窒化処理を行い、転動部材の表面に０．１μｍ以下の微細な炭化物、窒素物、或いは炭窒化物を多量に析出させることで、上記課題を解決できることを見出した。
【０００７】
すなわち、本発明に係る請求項１に記載の転動装置は、内方部材と、外方部材と、前記内方部材及び前記外方部材の間に転動自在に配設される複数の転動体と、当該複数の転動体間に介装され、前記転動体を保持する複数のセパレータとを備えた転動装置において、前記内方部材、前記外方部材、及び前記転動体の少なくともいずれか一つの部材が、バナジウムを添加し、且つ、浸炭窒化処理を施すことで表面硬化させた鋼材から構成されていることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係る請求項２に記載の転動装置は、内方部材と、外方部材と、前記内方部材及び前記外方部材の間に転動自在に配設される複数の転動体と、当該複数の転動体間に介装され、前記転動体を保持する複数のセパレータとを備えた転動装置において、前記内方部材、前記外方部材、及び前記転動体の少なくともいずれか一つの部材が、Ｃを０．１〜０．７重量％、Ｓｉを０．１〜１．５重量％、Ｍｎを０．１〜１．５重量％、Ｃｒを０．５〜３．０重量％、Ｖを０．６〜２．０重量％、Ｍｏを３．０重量％以下、Ｎｉを２．０重量％以下の範囲で含む合金鋼から構成されているとともに、前記合金鋼から構成された部材の表面炭素濃度は０．７〜１．３重量％で、表面窒素濃度は０．１５〜０．３０重量％であるとともに、前記部材の表面には、粒径０．１μｍ以下の炭化物、窒化物、或いは炭窒化物が少なくとも４００個／１００μｍ２ 以上析出していることを特徴としている。
【０００９】
さらに、本発明に係る請求項３に記載の転動装置は、請求項１又は２に記載の転動装置において、電動射出成型機用に構成したことを特徴としている。
さらに、本発明に係る請求項４に記載の転動装置の製造方法は、内方部材と、外方部材と、前記内方部材及び前記外方部材の間に転動自在に配設される複数の転動体と、当該複数の転動体間に介装され、前記転動体を保持する複数のセパレータとを備えた転動装置の製造方法であって、前記内方部材、前記外方部材、及び前記転動体の少なくともいずれか一つの部材を、Ｃが０．１〜０．７重量％、Ｓｉが０．１〜１．５重量％、Ｍｎが０．１〜１．５重量％、Ｃｒが０．５〜３．０重量％、Ｖが０．６〜２．０重量％、Ｍｏが３．０重量％以下、Ｎｉが２．０重量％以下の範囲で含まれる合金鋼で構成するとともに、前記合金鋼で構成した前記部材に、９２０℃以上で浸炭窒化処理を行うことを特徴としている。
【００１０】
次に、本発明の転動装置における各数値限定の臨界的意義について説明する。
〔Ｃ含有量：０．１〜０．７重量％〕
Ｃは、基地をマルテンサイト化することにより、焼入れ・焼戻し後の硬さを向上させるために必要な元素である。この含有量が０．１重量％未満であると、転動部材としての必要な強度が確保できなくなり、一方、０．７重量％を超えると、素材の段階で既に炭化物が析出し、熱処理以前に製品形成のために行う塑性加工や施削加工などにおける加工性が悪くなってしまう。このため、Ｃの含有量は、０．１重量％以上０．７重量％以下の範囲としている。
〔Ｓｉ含有量：０．１〜１．５重量％〕
Ｓｉは、製鋼時の脱酸剤として必要であるとともに、焼戻し軟化抵抗を高め、転がり疲労特性を向上させるために必要な元素である。この含有量が０．１重量％未満であると、上述した脱酸剤としての役割や転がり疲労特性の向上に有効ではなくなり、一方、１．５重量％を超えると、浸炭窒化時に炭素や窒素が表面から侵入するのを阻害し、熱処理生産性を低下させてしまう。このため、Ｓｉの含有量は、０．１重量％以上１．５重量％以下の範囲としている。
〔Ｍｎ：０．１〜１．５重量％〕
Ｍｎは、製鋼時の脱酸剤及び脱硫剤として必要であるとともに、焼入性を向上させるために有効な元素である。この含有量が０．１重量％未満であると、上記脱酸剤及び脱硫剤としての役割や、焼入性の向上に有効ではなくなり、一方、１．５重量％を超えると、被削性を低下させてしまう。このため、Ｍｎの含有量は、０．１重量％以上１．５重量％以下の範囲としている。
〔Ｃｒ：０．５〜３．０重量％〕
Ｃｒは、焼入性を向上させ、基地を固溶強化するとともに、浸炭窒化処理により転動部材表面層に炭化物、窒化物、炭窒化物を析出させ、転がり疲労特性を向上させるために有効な元素である。この含有量が、０．５重量％未満となると、添加効果が少なく、一方、３．０重量％を超えると、表面にＣｒ酸化物が形成され、浸炭窒化時に炭素や窒素が表面から侵入するのを阻害し、熱処理生産性を低下させてしまう。このため、Ｃｒの含有量は、０．５重量％以上３．０重量％以下の範囲としている。
〔Ｖ：０．６〜２．０重量％〕
Ｖは、焼戻し軟化抵抗を増大し、耐摩耗性の向上に有効な非常に高硬度の炭化物、窒化物及び炭窒化物を形成するために有効な元素である。この含有量が０．６重量％未満となると、高温で浸炭窒化処理を行う場合に深い部分まで高い窒素濃度を得ることができなくなり、一方、２．０重量％を超えると、その添加効果が飽和しコスト的に不利となり、且つ、加工性が低下してしまう。このため、Ｖの含有量は、０．６重量％以上２．０重量％以下の範囲としている。
〔Ｍｏ：３．０重量％以下〕
Ｍｏは、焼戻し軟化抵抗を増大させるとともに、Ｃｒと同様に、浸炭窒化により転動部材表面層に炭化物、窒化物、炭窒化物を析出させ、転がり疲労特性を向上させるために有効な元素である。この含有量が３．０重量％を超えると、塑性加工性が悪くなるとともに、コスト的にも不利になってしまう。このため、Ｍｏの含有量は、３．０重量％以下としている。
〔Ｎｉ：２．０重量％以下〕
Ｎｉは、マトリックスに固溶して、靱性を向上させるために有効な元素である。この含有量が２．０重量％を超えると、転動部材表面層の残留オーステナイト量が増加しすぎて、硬さが低下してしまう。このため、Ｎｉの含有量は、２．０重量％以下としている。
【００１１】
なお、これらの合金金属以外にも、不可避不純物として、０．０２重量％以下のＰ、０．０５重量％以下のＳ、０．１０重量％以下のＣｕ、或いは１５ｐｐｍ以下のＯなどを含むことも可能である。特に、転がり疲労特性に有害な非金属介在物をできる限り少なくするために、酸素を１０ｐｐｍ以下に規制することが好ましい。
〔表面炭素濃度：０．７から１．３重量％〕
転動部材として必要な表面硬さを得るためには、通常炭素濃度が０．８重量％以上であることが必要とされているが、本発明においては、浸炭窒化処理によって窒素を含有させるため、炭素濃度の下限値は、０．７重量％とした。一方、窒素と炭素とを合わせた含有量が過剰になると、表面の残留オーステナイト量が過剰に生成し、 硬さが低下したり、初折セメンタイトが析出したりして転がり疲労特性を低減させるおそれがあるため、その上限は１．３重量％とした。
〔表面窒素濃度：０．１５〜０．３０重量％〕
窒素は、耐摩耗性を向上させるために非常に有効な元素であり、浸炭窒化処理により表面層に添加されるが、含有量が０．１５重量％未満であると、 十分な効果が得られないため、その下限は０．１５重量％とした。一方、高くしすぎると、研削性が悪くなるとともに、深くまで高い窒素濃度が必要とされる大型製品を製造する場合にはその熱処理に非常に長時間を要しコストが増大することより、その上限を０．３重量％とした。
〔粒径０．１μｍ以下の炭化物、窒化物、及び炭窒化物が４００個／１００μｍ２ 以上〕
微細な炭化物、窒化物、及び炭窒化物は、耐摩耗性を向上させる効果が高く、特に、耐摩耗性をさらに向上させるために、粒径０．１μｍ以下のものを４００個／１００μｍ２ 以上の密度で析出させることが好ましい。
【００１２】
このように、本発明の転動装置によれば、内方部材、外方部材、及び転動体の少なくともいずれか一つを、バナジウムを添加し、浸炭窒化処理を施して表面硬化させた鋼材から構成することによって、転がり疲労特性を向上させることが可能となる。
特に、転動部材の少なくともいずれか一つを、Ｃが０．１〜０．７重量％、Ｓｉが０．１〜１．５重量％、Ｍｎが０．１〜１．５重量％、Ｃｒが０．５〜３．０重量％、Ｖが０．６〜２．０重量％、Ｍｏが３．０重量％以下、Ｎｉが２．０重量％以下の範囲で含む合金鋼から構成し、この合金鋼から構成された転動部材の表面炭素濃度を０．７〜１．３重量％、表面窒素濃度を０．１５〜０．３０重量％とし、且つ、この転動部材の表面には、粒径０．１μｍ以下の炭化物、窒化物、或いは炭窒化物が少なくとも４００個／１００μｍ２ 以上析出させることによって、転がり疲労特性を確実に向上させることが可能となる。
【００１３】
すなわち、本発明の転動装置は、優れた転がり疲労特性を有するため、例えば、電動射出成型機など高荷重及び高速条件下で使用される機器の回転部分及び摺動部分に好適に適用することが可能となる。
本発明の転動装置の製造方法によれば、転動部材の少なくともいずれか一つを上記合金鋼で構成するとともに、この合金鋼で構成した転動部材に、９２０℃以上で浸炭窒化処理を行うことによって、Ｖ以外の合金元素が含まれず、成長速度が非常に遅いＶの炭化物、窒化物、或いは炭窒化物を析出させることができる。このため、合金鋼の表面には、粒径０．１μｍ以下の微細な炭化物、窒化物、或いは炭窒化物が析出するため、転がり疲労特性を向上させた転動装置を実現することができる。
【００１４】
なお、本発明における転動装置とは、外方部材と、内方部材と、この外方部材及び内方部材との間に転動自在に配設された転動体とから構成された転がり軸受、リニアガイド、或いはボールねじ等の装置を指す。ここで、転動装置が転がり軸受の場合、外方部材は外輪を、内方部材は内輪をそれぞれ指す。また、転動装置がリニアガイドの場合、外方部材はスライダを、内方部材は案内レールをそれぞれ指す。さらに、転動装置がボールねじの場合、外方部材はナットを、内方部材はねじ軸をそれぞれ指す。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明における転動装置の一例として、 ボールねじの一構成例を示す断面図である。
本実施形態におけるボールねじ１００は、図１に示すように、外周面に螺旋状の第一のねじ溝１ａを有するねじ軸（内方部材）１と、この第一のねじ溝１ａと対向する内周面に第二のねじ軸２ａを有するナット（外方部材）２と、第一のねじ溝１ａ及び第二のねじ溝２ａ間に形成される螺旋状のボール転動路に転動自在に充填された複数のボール（転動体）３と、から構成されており、このボール転動路を転動する隣り合うボール３間には、セパレータ（保持ピース）１０が介装され、隣接するボール３間の競り合いを抑制している。
【００１６】
このボール転動路の一端には、ボール転動路を転動してくるボール３をすくい上げ、他端に送るリターンチューブ４がチューブ押さえ４ａによって固定されている。また、ナット２の軸方向一端には、ナット２をテーブル等に固定するためのフランジ５が形成されており、このフランジ５とねじ軸１との間、及びナット２の軸方向他端側とねじ軸１との間は、防塵用シール６で閉塞されている。
【００１７】
そして、このボールねじ１００は、ねじ軸１とナット２とを相対的に回転させて一方を軸方向に移動させることで、複数のボール３の転動を介して、ねじ軸１とナット２との相対螺旋運動が無限に行われるようになっている。
このようなボールねじ１００を構成する構成部材について、詳細に説明する。ねじ軸１、ナット２、ボール３の少なくともいずれか一つは、Ｃが０．１〜０．７重量％、Ｓｉが０．１〜１．５重量％、Ｍｎが０．１〜１．５重量％、Ｃｒが０．５〜３．０重量％、Ｖが０．６〜２．０重量％、Ｍｏが３．０重量％以下、Ｎｉが２．０重量％以下の範囲で含まれる合金鋼で構成されている。
【００１８】
この合金鋼から構成されたねじ軸１、ナット２、或いはボール３の表面炭素濃度は０．７〜１．３重量％で、表面窒素濃度は０．１５〜０．３０重量％となっている。また、この合金鋼から構成されたねじ軸１、ナット２、或いはボール３の表面には、粒径０．１μｍ以下の炭化物、窒化物、或いは炭窒化物が少なくとも４００個／１００μｍ２ 以上析出している。
【００１９】
また、セパレータ１０は、例えば、非強化或いは適当な補強材を含有する樹脂組成物の成型体や、金属材料などから構成されている。
次に、本実施形態におけるボールねじ１００の製造方法について説明する。
まず、ねじ軸１、ナット２、ボール３の少なくともいずれか一つを、Ｃが０．１〜０．７重量％、Ｓｉが０．１〜１．５重量％、Ｍｎが０．１〜１．５重量％、Ｃｒが０．５〜３．０重量％、Ｖが０．６〜２．０重量％、Ｍｏが３．０重量％以下、Ｎｉが２．０重量％以下の範囲で含まれる合金鋼で構成する。
【００２０】
次に、この合金鋼で構成したねじ軸１、ナット２、或いはボール３に、９２０℃以上の高温で、浸炭窒化処理を行う。このとき、９２０℃の高温で浸炭窒化処理を行うことで、合金鋼の表面には、Ｖ以外の合金元素が含まれないＶの炭化物、窒化物、及び炭窒化物が析出するようになる。このＶ以外の合金元素が含まれないＶの炭化物、窒化物、及び炭窒化物は、成長速度が非常に遅いため、０．１μｍ以下の微細な粒径を有するようになる。
【００２１】
次いで、これらのねじ軸１、ナット２、ボール３、及びセパレータ１０を組み込んで、ボールねじ１００を完成させる。
このように、本実施形態におけるボールねじ１００によれば、ねじ軸１、ナット２、ボール３の少なくともいずれか一つを、上述の合金鋼から構成するとともに、この合金鋼から構成されたねじ軸１、ナット２、或いはボール３の表面炭素濃度は０．７〜１．３重量％で、表面窒素濃度は０．１５〜０．３０重量％であるとともに、その表面には、粒径０．１μｍ以下の炭化物、窒化物、或いは炭窒化物が少なくとも４００個／１００μｍ２ 以上析出していることによって、転がり疲労特性を向上させ、長寿命化を実現することが可能となる。
【００２２】
また、本実施形態におけるボールねじ１００によれば、合金鋼の形成材料としてＶを添加したことによって、窒素の拡散を促進するため、必要以上に窒素濃度を高くしなくても、優れた耐摩耗性を得ることができる。このため、熱処理後の研削取り代の大きな大型の転動装置においても熱処理時間を短く抑えることができ、安価で供給することが可能となる。
【００２３】
なお、本実施形態においては、転動装置としてボールねじについて説明したが、これに限らず、例えば、転がり軸受、リニアガイドなどいずれの転動装置に適用することも可能である。
【００２４】
【実施例】
次に、本発明の効果を、以下の実施例に基づき検証する。
実施例に用いるボールねじは、ねじ軸及びナットを、Ｃが０．４１重量％、Ｓｉが０．３５重量％、Ｍｎが０．８１重量％、Ｃｒが１．５１重量％、Ｖが１．０５重量％、Ｍｏが０．０５重量％、Ｎｉが０重量％とした本発明の合金鋼から構成し、ボールをＳＵＪ２から構成した。
【００２５】
一方、比較例のボールねじは、ねじ軸及びナットを、Ｃが０．１８〜０．２３重量％、Ｓｉが０．１５〜０．３５重量％、Ｍｎが０．６０〜０．８５重量％、Ｃｒが０．９０〜１．２０重量％、Ｍｏが０．１５〜０．３０重量％の範囲で含まれたＳＣＭ４２０Ｈ（ＪＩＳに準拠）の合金鋼から構成し、ボールをＳＵＪ２から構成した。
【００２６】
そして、実施例のボールねじを構成する本発明の合金鋼には、以下の条件下で浸炭窒化処理を施した。
〔浸炭窒化処理〕
温度９２０〜９５０℃で、６〜８時間、吸熱形ガス雰囲気中にエンリッチガス及びアンモニアガスを加えて、浸炭窒化を行った。そして、その後、常温まで空冷又は除冷し、温度８２０〜８８０℃で二次焼入れを施した後、温度１６０〜１８０℃で、２〜３時間の焼き戻しを行った。
【００２７】
一方、比較例のボールねじを構成するＳＣＭ４２０Ｈには、以下の条件で浸炭焼入れ処理を施した。
〔浸炭焼入れ処理〕
温度９２０〜９５０℃で、６〜８時間、通常の浸炭処理を行った後、常温まで放冷し、温度８２０〜８８０度で二次焼入れを施した後、温度１６０〜１８０℃で、２〜３時間の焼き戻しを行った。
【００２８】
ここで、上述の浸炭窒化処理を施した後の本発明の合金綱における表面窒素濃度は、０．８６重量％で、表面炭素濃度は０．２２重量％で、粒径０．１μｍ以下の炭化物の個数は６２４個／１００μｍ２ であった。
また、耐久性は、実施例及び比較例のボールねじを軸受寿命試験機に取り付け、下記の条件下で回転させ、耐久試験を行った。なお、試験中は定期的にねじ軸外観の観察を行い、ねじ軸に剥離が認められた時点を寿命とした。ここで、計算される寿命は、日本精工株式会社カタログから算出した値であり、計算寿命に対する実際の寿命を寿命比として、ワイブルプロットの横軸に表している。そして、この結果を、ワイブル分布のグラフ（累積破損確率−寿命比）にプロットした実施例の結果を図２に示し、比較例の結果を図３に示す。
（耐久試験条件）
回転数：５００ｍｉｎ−１
アキシアル荷重：１１７７０Ｎ
図２及び図３から分かるように、実施例におけるボールねじの耐久性は、比較例と比べて大幅に向上していることが確認できた。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の転動装置によれば、内方部材、外方部材、及び転動体の少なくともいずれか一つの部材が、バナジウムを添加し、且つ、浸炭窒化処理を施すことで表面硬化させた鋼材から構成されていることによって、転がり疲労特性を向上させることが可能となる。
【００３０】
特に、外方部材、内方部材、転動体の少なくともいずれか一つの部材が、Ｃを０．１〜０．７重量％、Ｓｉを０．１〜１．５重量％、Ｍｎを０．１〜１．５重量％、Ｃｒを０．５〜３．０重量％、Ｖを０．６〜２．０重量％、Ｍｏを３．０重量％以下、Ｎｉを２．０重量％以下の範囲で含む合金鋼から構成されているとともに、合金鋼から構成された部材の表面炭素濃度は０．７〜１．３重量％で、表面窒素濃度は０．１５〜０．３０重量％であるとともに、前記部材の表面には、粒径０．１μｍ以下の炭化物、窒化物、或いは炭窒化物が少なくとも４００個／１００μｍ２ 以上析出していることによって、転がり疲労特性を確実に向上させることが可能となる。
【００３１】
すなわち、本発明の転動装置は、電動射出成型機など高速・高荷重条件下で使用される機器に好適に利用することが可能となる。
本発明の転動装置の製造方法によれば、本発明の転動装置を容易に実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における転動装置の一例として、ボールねじの一構成例を示す断面図である。
【図２】本実施例のワイブル寿命分布の結果を示すグラフである。
【図３】比較例のワイブル寿命分布の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１ ねじ軸（内方部材）
１ａ 第一のねじ軸
２ ナット（外方部材）
２ａ 第二のねじ軸
３ ボール（転動体）
４ リターンチューブ
４ａ チューブ押さえ
５ フランジ
６ 防塵用シール
１０ セパレータ
１００ ボールねじ（転動装置）
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールねじ、リニアガイドなどの転動装置及びその製造方法に関し、特に、電動射出成型機などの高荷重用途で好適に使用するために有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールねじなどの転動装置は、高面圧下で繰り返し剪断応力を受けるため、その剪断応力に耐えうる硬さを備え、転がり疲労寿命を確保する必要がある。このため、ボールねじを構成するねじ軸（内方部材）、ナット（外方部材）、ボール（転動体）などの転動部材は、例えば、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）や肌焼鋼（ＳＣＲ４２０）などの鋼材から構成されるとともに、これらの鋼材にずぶ焼や、浸炭処理或いは浸炭窒化処理などの表面硬化処理が施されることにより、ＨＲＣ５８以上の硬さが付与されている。
【０００３】
ところで、近年、回転機械の高速化・高荷重化が進むにつれて、これを支持するボールねじの使用条件が過酷になる傾向が顕著になってきている。このような高速・高荷重条件下でボールねじを使用すると、ボールねじを構成する転動部材の温度が著しく上昇するため、転動部材の硬さが低下し、転がり疲労特性の劣化を引き起こしてしまうという不具合があった。
【０００４】
この転がり疲労特性の劣化は、ボールに発生した損傷が基点となり、そのボールを転動自在に保持するねじ軸やナットの軌道面にも二次的に損傷が発生することで引き起こされると推測されている。
そこで、隣接するボール間にセパレータを介装し、このセパレータをボールの転動に伴って移動させることで、隣接するボール同士の競り合いを回避し、ボールの損傷を抑制するという手段が提案されている。この手段によれば、隣接するボール間の接触を抑制し、ボールに発生する損傷の頻度を大幅に低減させることが可能となった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したセパレータを介装させた手段においても、より過酷な使用環境下で耐えうる転がり疲労特性を得るためには、更なる改善の余地があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高速下及び高荷重下などの過酷な使用条件であっても、転がり疲労特性のさらなる改善を可能とした転動装置及びその製造方法を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、転動部材として、バナジウムを０．６重量％以上添加した鋼材を用い、この鋼材に９２０℃以上の高温で浸炭窒化処理を行い、転動部材の表面に０．１μｍ以下の微細な炭化物、窒素物、或いは炭窒化物を多量に析出させることで、上記課題を解決できることを見出した。
【０００７】
すなわち、本発明に係る請求項１に記載の転動装置は、内方部材と、外方部材と、前記内方部材及び前記外方部材の間に転動自在に配設される複数の転動体と、当該複数の転動体間に介装され、前記転動体を保持する複数のセパレータとを備えた転動装置において、前記内方部材、前記外方部材、及び前記転動体の少なくともいずれか一つの部材が、バナジウムを添加し、且つ、浸炭窒化処理を施すことで表面硬化させた鋼材から構成されていることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係る請求項２に記載の転動装置は、内方部材と、外方部材と、前記内方部材及び前記外方部材の間に転動自在に配設される複数の転動体と、当該複数の転動体間に介装され、前記転動体を保持する複数のセパレータとを備えた転動装置において、前記内方部材、前記外方部材、及び前記転動体の少なくともいずれか一つの部材が、Ｃを０．１〜０．７重量％、Ｓｉを０．１〜１．５重量％、Ｍｎを０．１〜１．５重量％、Ｃｒを０．５〜３．０重量％、Ｖを０．６〜２．０重量％、Ｍｏを３．０重量％以下、Ｎｉを２．０重量％以下の範囲で含む合金鋼から構成されているとともに、前記合金鋼から構成された部材の表面炭素濃度は０．７〜１．３重量％で、表面窒素濃度は０．１５〜０．３０重量％であるとともに、前記部材の表面には、粒径０．１μｍ以下の炭化物、窒化物、或いは炭窒化物が少なくとも４００個／１００μｍ２ 以上析出していることを特徴としている。
【０００９】
さらに、本発明に係る請求項３に記載の転動装置は、請求項１又は２に記載の転動装置において、電動射出成型機用に構成したことを特徴としている。
さらに、本発明に係る請求項４に記載の転動装置の製造方法は、内方部材と、外方部材と、前記内方部材及び前記外方部材の間に転動自在に配設される複数の転動体と、当該複数の転動体間に介装され、前記転動体を保持する複数のセパレータとを備えた転動装置の製造方法であって、前記内方部材、前記外方部材、及び前記転動体の少なくともいずれか一つの部材を、Ｃが０．１〜０．７重量％、Ｓｉが０．１〜１．５重量％、Ｍｎが０．１〜１．５重量％、Ｃｒが０．５〜３．０重量％、Ｖが０．６〜２．０重量％、Ｍｏが３．０重量％以下、Ｎｉが２．０重量％以下の範囲で含まれる合金鋼で構成するとともに、前記合金鋼で構成した前記部材に、９２０℃以上で浸炭窒化処理を行うことを特徴としている。
【００１０】
次に、本発明の転動装置における各数値限定の臨界的意義について説明する。
〔Ｃ含有量：０．１〜０．７重量％〕
Ｃは、基地をマルテンサイト化することにより、焼入れ・焼戻し後の硬さを向上させるために必要な元素である。この含有量が０．１重量％未満であると、転動部材としての必要な強度が確保できなくなり、一方、０．７重量％を超えると、素材の段階で既に炭化物が析出し、熱処理以前に製品形成のために行う塑性加工や施削加工などにおける加工性が悪くなってしまう。このため、Ｃの含有量は、０．１重量％以上０．７重量％以下の範囲としている。
〔Ｓｉ含有量：０．１〜１．５重量％〕
Ｓｉは、製鋼時の脱酸剤として必要であるとともに、焼戻し軟化抵抗を高め、転がり疲労特性を向上させるために必要な元素である。この含有量が０．１重量％未満であると、上述した脱酸剤としての役割や転がり疲労特性の向上に有効ではなくなり、一方、１．５重量％を超えると、浸炭窒化時に炭素や窒素が表面から侵入するのを阻害し、熱処理生産性を低下させてしまう。このため、Ｓｉの含有量は、０．１重量％以上１．５重量％以下の範囲としている。
〔Ｍｎ：０．１〜１．５重量％〕
Ｍｎは、製鋼時の脱酸剤及び脱硫剤として必要であるとともに、焼入性を向上させるために有効な元素である。この含有量が０．１重量％未満であると、上記脱酸剤及び脱硫剤としての役割や、焼入性の向上に有効ではなくなり、一方、１．５重量％を超えると、被削性を低下させてしまう。このため、Ｍｎの含有量は、０．１重量％以上１．５重量％以下の範囲としている。
〔Ｃｒ：０．５〜３．０重量％〕
Ｃｒは、焼入性を向上させ、基地を固溶強化するとともに、浸炭窒化処理により転動部材表面層に炭化物、窒化物、炭窒化物を析出させ、転がり疲労特性を向上させるために有効な元素である。この含有量が、０．５重量％未満となると、添加効果が少なく、一方、３．０重量％を超えると、表面にＣｒ酸化物が形成され、浸炭窒化時に炭素や窒素が表面から侵入するのを阻害し、熱処理生産性を低下させてしまう。このため、Ｃｒの含有量は、０．５重量％以上３．０重量％以下の範囲としている。
〔Ｖ：０．６〜２．０重量％〕
Ｖは、焼戻し軟化抵抗を増大し、耐摩耗性の向上に有効な非常に高硬度の炭化物、窒化物及び炭窒化物を形成するために有効な元素である。この含有量が０．６重量％未満となると、高温で浸炭窒化処理を行う場合に深い部分まで高い窒素濃度を得ることができなくなり、一方、２．０重量％を超えると、その添加効果が飽和しコスト的に不利となり、且つ、加工性が低下してしまう。このため、Ｖの含有量は、０．６重量％以上２．０重量％以下の範囲としている。
〔Ｍｏ：３．０重量％以下〕
Ｍｏは、焼戻し軟化抵抗を増大させるとともに、Ｃｒと同様に、浸炭窒化により転動部材表面層に炭化物、窒化物、炭窒化物を析出させ、転がり疲労特性を向上させるために有効な元素である。この含有量が３．０重量％を超えると、塑性加工性が悪くなるとともに、コスト的にも不利になってしまう。このため、Ｍｏの含有量は、３．０重量％以下としている。
〔Ｎｉ：２．０重量％以下〕
Ｎｉは、マトリックスに固溶して、靱性を向上させるために有効な元素である。この含有量が２．０重量％を超えると、転動部材表面層の残留オーステナイト量が増加しすぎて、硬さが低下してしまう。このため、Ｎｉの含有量は、２．０重量％以下としている。
【００１１】
なお、これらの合金金属以外にも、不可避不純物として、０．０２重量％以下のＰ、０．０５重量％以下のＳ、０．１０重量％以下のＣｕ、或いは１５ｐｐｍ以下のＯなどを含むことも可能である。特に、転がり疲労特性に有害な非金属介在物をできる限り少なくするために、酸素を１０ｐｐｍ以下に規制することが好ましい。
〔表面炭素濃度：０．７から１．３重量％〕
転動部材として必要な表面硬さを得るためには、通常炭素濃度が０．８重量％以上であることが必要とされているが、本発明においては、浸炭窒化処理によって窒素を含有させるため、炭素濃度の下限値は、０．７重量％とした。一方、窒素と炭素とを合わせた含有量が過剰になると、表面の残留オーステナイト量が過剰に生成し、 硬さが低下したり、初折セメンタイトが析出したりして転がり疲労特性を低減させるおそれがあるため、その上限は１．３重量％とした。
〔表面窒素濃度：０．１５〜０．３０重量％〕
窒素は、耐摩耗性を向上させるために非常に有効な元素であり、浸炭窒化処理により表面層に添加されるが、含有量が０．１５重量％未満であると、 十分な効果が得られないため、その下限は０．１５重量％とした。一方、高くしすぎると、研削性が悪くなるとともに、深くまで高い窒素濃度が必要とされる大型製品を製造する場合にはその熱処理に非常に長時間を要しコストが増大することより、その上限を０．３重量％とした。
〔粒径０．１μｍ以下の炭化物、窒化物、及び炭窒化物が４００個／１００μｍ２ 以上〕
微細な炭化物、窒化物、及び炭窒化物は、耐摩耗性を向上させる効果が高く、特に、耐摩耗性をさらに向上させるために、粒径０．１μｍ以下のものを４００個／１００μｍ２ 以上の密度で析出させることが好ましい。
【００１２】
このように、本発明の転動装置によれば、内方部材、外方部材、及び転動体の少なくともいずれか一つを、バナジウムを添加し、浸炭窒化処理を施して表面硬化させた鋼材から構成することによって、転がり疲労特性を向上させることが可能となる。
特に、転動部材の少なくともいずれか一つを、Ｃが０．１〜０．７重量％、Ｓｉが０．１〜１．５重量％、Ｍｎが０．１〜１．５重量％、Ｃｒが０．５〜３．０重量％、Ｖが０．６〜２．０重量％、Ｍｏが３．０重量％以下、Ｎｉが２．０重量％以下の範囲で含む合金鋼から構成し、この合金鋼から構成された転動部材の表面炭素濃度を０．７〜１．３重量％、表面窒素濃度を０．１５〜０．３０重量％とし、且つ、この転動部材の表面には、粒径０．１μｍ以下の炭化物、窒化物、或いは炭窒化物が少なくとも４００個／１００μｍ２ 以上析出させることによって、転がり疲労特性を確実に向上させることが可能となる。
【００１３】
すなわち、本発明の転動装置は、優れた転がり疲労特性を有するため、例えば、電動射出成型機など高荷重及び高速条件下で使用される機器の回転部分及び摺動部分に好適に適用することが可能となる。
本発明の転動装置の製造方法によれば、転動部材の少なくともいずれか一つを上記合金鋼で構成するとともに、この合金鋼で構成した転動部材に、９２０℃以上で浸炭窒化処理を行うことによって、Ｖ以外の合金元素が含まれず、成長速度が非常に遅いＶの炭化物、窒化物、或いは炭窒化物を析出させることができる。このため、合金鋼の表面には、粒径０．１μｍ以下の微細な炭化物、窒化物、或いは炭窒化物が析出するため、転がり疲労特性を向上させた転動装置を実現することができる。
【００１４】
なお、本発明における転動装置とは、外方部材と、内方部材と、この外方部材及び内方部材との間に転動自在に配設された転動体とから構成された転がり軸受、リニアガイド、或いはボールねじ等の装置を指す。ここで、転動装置が転がり軸受の場合、外方部材は外輪を、内方部材は内輪をそれぞれ指す。また、転動装置がリニアガイドの場合、外方部材はスライダを、内方部材は案内レールをそれぞれ指す。さらに、転動装置がボールねじの場合、外方部材はナットを、内方部材はねじ軸をそれぞれ指す。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明における転動装置の一例として、 ボールねじの一構成例を示す断面図である。
本実施形態におけるボールねじ１００は、図１に示すように、外周面に螺旋状の第一のねじ溝１ａを有するねじ軸（内方部材）１と、この第一のねじ溝１ａと対向する内周面に第二のねじ軸２ａを有するナット（外方部材）２と、第一のねじ溝１ａ及び第二のねじ溝２ａ間に形成される螺旋状のボール転動路に転動自在に充填された複数のボール（転動体）３と、から構成されており、このボール転動路を転動する隣り合うボール３間には、セパレータ（保持ピース）１０が介装され、隣接するボール３間の競り合いを抑制している。
【００１６】
このボール転動路の一端には、ボール転動路を転動してくるボール３をすくい上げ、他端に送るリターンチューブ４がチューブ押さえ４ａによって固定されている。また、ナット２の軸方向一端には、ナット２をテーブル等に固定するためのフランジ５が形成されており、このフランジ５とねじ軸１との間、及びナット２の軸方向他端側とねじ軸１との間は、防塵用シール６で閉塞されている。
【００１７】
そして、このボールねじ１００は、ねじ軸１とナット２とを相対的に回転させて一方を軸方向に移動させることで、複数のボール３の転動を介して、ねじ軸１とナット２との相対螺旋運動が無限に行われるようになっている。
このようなボールねじ１００を構成する構成部材について、詳細に説明する。ねじ軸１、ナット２、ボール３の少なくともいずれか一つは、Ｃが０．１〜０．７重量％、Ｓｉが０．１〜１．５重量％、Ｍｎが０．１〜１．５重量％、Ｃｒが０．５〜３．０重量％、Ｖが０．６〜２．０重量％、Ｍｏが３．０重量％以下、Ｎｉが２．０重量％以下の範囲で含まれる合金鋼で構成されている。
【００１８】
この合金鋼から構成されたねじ軸１、ナット２、或いはボール３の表面炭素濃度は０．７〜１．３重量％で、表面窒素濃度は０．１５〜０．３０重量％となっている。また、この合金鋼から構成されたねじ軸１、ナット２、或いはボール３の表面には、粒径０．１μｍ以下の炭化物、窒化物、或いは炭窒化物が少なくとも４００個／１００μｍ２ 以上析出している。
【００１９】
また、セパレータ１０は、例えば、非強化或いは適当な補強材を含有する樹脂組成物の成型体や、金属材料などから構成されている。
次に、本実施形態におけるボールねじ１００の製造方法について説明する。
まず、ねじ軸１、ナット２、ボール３の少なくともいずれか一つを、Ｃが０．１〜０．７重量％、Ｓｉが０．１〜１．５重量％、Ｍｎが０．１〜１．５重量％、Ｃｒが０．５〜３．０重量％、Ｖが０．６〜２．０重量％、Ｍｏが３．０重量％以下、Ｎｉが２．０重量％以下の範囲で含まれる合金鋼で構成する。
【００２０】
次に、この合金鋼で構成したねじ軸１、ナット２、或いはボール３に、９２０℃以上の高温で、浸炭窒化処理を行う。このとき、９２０℃の高温で浸炭窒化処理を行うことで、合金鋼の表面には、Ｖ以外の合金元素が含まれないＶの炭化物、窒化物、及び炭窒化物が析出するようになる。このＶ以外の合金元素が含まれないＶの炭化物、窒化物、及び炭窒化物は、成長速度が非常に遅いため、０．１μｍ以下の微細な粒径を有するようになる。
【００２１】
次いで、これらのねじ軸１、ナット２、ボール３、及びセパレータ１０を組み込んで、ボールねじ１００を完成させる。
このように、本実施形態におけるボールねじ１００によれば、ねじ軸１、ナット２、ボール３の少なくともいずれか一つを、上述の合金鋼から構成するとともに、この合金鋼から構成されたねじ軸１、ナット２、或いはボール３の表面炭素濃度は０．７〜１．３重量％で、表面窒素濃度は０．１５〜０．３０重量％であるとともに、その表面には、粒径０．１μｍ以下の炭化物、窒化物、或いは炭窒化物が少なくとも４００個／１００μｍ２ 以上析出していることによって、転がり疲労特性を向上させ、長寿命化を実現することが可能となる。
【００２２】
また、本実施形態におけるボールねじ１００によれば、合金鋼の形成材料としてＶを添加したことによって、窒素の拡散を促進するため、必要以上に窒素濃度を高くしなくても、優れた耐摩耗性を得ることができる。このため、熱処理後の研削取り代の大きな大型の転動装置においても熱処理時間を短く抑えることができ、安価で供給することが可能となる。
【００２３】
なお、本実施形態においては、転動装置としてボールねじについて説明したが、これに限らず、例えば、転がり軸受、リニアガイドなどいずれの転動装置に適用することも可能である。
【００２４】
【実施例】
次に、本発明の効果を、以下の実施例に基づき検証する。
実施例に用いるボールねじは、ねじ軸及びナットを、Ｃが０．４１重量％、Ｓｉが０．３５重量％、Ｍｎが０．８１重量％、Ｃｒが１．５１重量％、Ｖが１．０５重量％、Ｍｏが０．０５重量％、Ｎｉが０重量％とした本発明の合金鋼から構成し、ボールをＳＵＪ２から構成した。
【００２５】
一方、比較例のボールねじは、ねじ軸及びナットを、Ｃが０．１８〜０．２３重量％、Ｓｉが０．１５〜０．３５重量％、Ｍｎが０．６０〜０．８５重量％、Ｃｒが０．９０〜１．２０重量％、Ｍｏが０．１５〜０．３０重量％の範囲で含まれたＳＣＭ４２０Ｈ（ＪＩＳに準拠）の合金鋼から構成し、ボールをＳＵＪ２から構成した。
【００２６】
そして、実施例のボールねじを構成する本発明の合金鋼には、以下の条件下で浸炭窒化処理を施した。
〔浸炭窒化処理〕
温度９２０〜９５０℃で、６〜８時間、吸熱形ガス雰囲気中にエンリッチガス及びアンモニアガスを加えて、浸炭窒化を行った。そして、その後、常温まで空冷又は除冷し、温度８２０〜８８０℃で二次焼入れを施した後、温度１６０〜１８０℃で、２〜３時間の焼き戻しを行った。
【００２７】
一方、比較例のボールねじを構成するＳＣＭ４２０Ｈには、以下の条件で浸炭焼入れ処理を施した。
〔浸炭焼入れ処理〕
温度９２０〜９５０℃で、６〜８時間、通常の浸炭処理を行った後、常温まで放冷し、温度８２０〜８８０度で二次焼入れを施した後、温度１６０〜１８０℃で、２〜３時間の焼き戻しを行った。
【００２８】
ここで、上述の浸炭窒化処理を施した後の本発明の合金綱における表面窒素濃度は、０．８６重量％で、表面炭素濃度は０．２２重量％で、粒径０．１μｍ以下の炭化物の個数は６２４個／１００μｍ２ であった。
また、耐久性は、実施例及び比較例のボールねじを軸受寿命試験機に取り付け、下記の条件下で回転させ、耐久試験を行った。なお、試験中は定期的にねじ軸外観の観察を行い、ねじ軸に剥離が認められた時点を寿命とした。ここで、計算される寿命は、日本精工株式会社カタログから算出した値であり、計算寿命に対する実際の寿命を寿命比として、ワイブルプロットの横軸に表している。そして、この結果を、ワイブル分布のグラフ（累積破損確率−寿命比）にプロットした実施例の結果を図２に示し、比較例の結果を図３に示す。
（耐久試験条件）
回転数：５００ｍｉｎ−１
アキシアル荷重：１１７７０Ｎ
図２及び図３から分かるように、実施例におけるボールねじの耐久性は、比較例と比べて大幅に向上していることが確認できた。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の転動装置によれば、内方部材、外方部材、及び転動体の少なくともいずれか一つの部材が、バナジウムを添加し、且つ、浸炭窒化処理を施すことで表面硬化させた鋼材から構成されていることによって、転がり疲労特性を向上させることが可能となる。
【００３０】
特に、外方部材、内方部材、転動体の少なくともいずれか一つの部材が、Ｃを０．１〜０．７重量％、Ｓｉを０．１〜１．５重量％、Ｍｎを０．１〜１．５重量％、Ｃｒを０．５〜３．０重量％、Ｖを０．６〜２．０重量％、Ｍｏを３．０重量％以下、Ｎｉを２．０重量％以下の範囲で含む合金鋼から構成されているとともに、合金鋼から構成された部材の表面炭素濃度は０．７〜１．３重量％で、表面窒素濃度は０．１５〜０．３０重量％であるとともに、前記部材の表面には、粒径０．１μｍ以下の炭化物、窒化物、或いは炭窒化物が少なくとも４００個／１００μｍ２ 以上析出していることによって、転がり疲労特性を確実に向上させることが可能となる。
【００３１】
すなわち、本発明の転動装置は、電動射出成型機など高速・高荷重条件下で使用される機器に好適に利用することが可能となる。
本発明の転動装置の製造方法によれば、本発明の転動装置を容易に実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における転動装置の一例として、ボールねじの一構成例を示す断面図である。
【図２】本実施例のワイブル寿命分布の結果を示すグラフである。
【図３】比較例のワイブル寿命分布の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１ ねじ軸（内方部材）
１ａ 第一のねじ軸
２ ナット（外方部材）
２ａ 第二のねじ軸
３ ボール（転動体）
４ リターンチューブ
４ａ チューブ押さえ
５ フランジ
６ 防塵用シール
１０ セパレータ
１００ ボールねじ（転動装置）
Claims (4)
- 内方部材と、外方部材と、前記内方部材及び前記外方部材の間に転動自在に配設される複数の転動体と、当該複数の転動体間に介装され、前記転動体を保持する複数のセパレータとを備えた転動装置において、
前記内方部材、前記外方部材、及び前記転動体の少なくともいずれか一つの部材が、バナジウムを添加し、且つ、浸炭窒化処理を施すことで表面硬化させた鋼材から構成されていることを特徴とする転動装置。 - 内方部材と、外方部材と、前記内方部材及び前記外方部材の間に転動自在に配設される複数の転動体と、当該複数の転動体間に介装され、前記転動体を保持する複数のセパレータとを備えた転動装置において、
前記内方部材、前記外方部材、及び前記転動体の少なくともいずれか一つの部材が、Ｃを０．１〜０．７重量％、Ｓｉを０．１〜１．５重量％、Ｍｎを０．１〜１．５重量％、Ｃｒを０．５〜３．０重量％、Ｖを０．６〜２．０重量％、Ｍｏを３．０重量％以下、Ｎｉを２．０重量％以下の範囲で含む合金鋼から構成されているとともに、
前記合金鋼から構成された部材の表面炭素濃度は０．７〜１．３重量％で、表面窒素濃度は０．１５〜０．３０重量％であるとともに、前記部材の表面には、粒径０．１μｍ以下の炭化物、窒化物、或いは炭窒化物が少なくとも４００個／１００μｍ２ 以上析出していることを特徴とする転動装置。 - 電動射出成型機用に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の転動装置。
- 内方部材と、外方部材と、前記内方部材及び前記外方部材の間に転動自在に配設される複数の転動体と、当該複数の転動体間に介装され、前記転動体を保持する複数のセパレータとを備えた転動装置の製造方法であって、
前記内方部材、前記外方部材、及び前記転動体の少なくともいずれか一つの部材を、Ｃが０．１〜０．７重量％、Ｓｉが０．１〜１．５重量％、Ｍｎが０．１〜１．５重量％、Ｃｒが０．５〜３．０重量％、Ｖが０．６〜２．０重量％、Ｍｏが３．０重量％以下、Ｎｉが２．０重量％以下の範囲で含まれる合金鋼で構成するとともに、
前記合金鋼で構成した前記部材に、９２０℃以上で浸炭窒化処理を行うことを特徴とする転動装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002219615A JP2004060754A (ja) | 2002-07-29 | 2002-07-29 | 転動装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002219615A JP2004060754A (ja) | 2002-07-29 | 2002-07-29 | 転動装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004060754A true JP2004060754A (ja) | 2004-02-26 |
Family
ID=31940472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002219615A Pending JP2004060754A (ja) | 2002-07-29 | 2002-07-29 | 転動装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004060754A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005106263A1 (de) * | 2004-05-04 | 2005-11-10 | Zf Friedrichshafen Ag | Kugelelement für zweiteiligen kugelzapfen und herstellungsverfahren |
| JP2006083988A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Nsk Ltd | ボールねじ |
| JP2009138777A (ja) * | 2007-12-03 | 2009-06-25 | Nsk Ltd | 転がりねじ装置及びその製造方法 |
| WO2012141639A1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-10-18 | Aktiebolaget Skf | Method of carbonitriding a steel component, the steel component and the use of the component |
| CN103597101A (zh) * | 2011-05-25 | 2014-02-19 | Skf公司 | 热处理钢构件的方法 |
| CN109690141A (zh) * | 2016-09-29 | 2019-04-26 | 爱信艾达株式会社 | 齿圈以及齿圈的制造方法 |
| WO2022154046A1 (ja) * | 2021-01-13 | 2022-07-21 | 日本精工株式会社 | 直動案内装置 |
-
2002
- 2002-07-29 JP JP2002219615A patent/JP2004060754A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005106263A1 (de) * | 2004-05-04 | 2005-11-10 | Zf Friedrichshafen Ag | Kugelelement für zweiteiligen kugelzapfen und herstellungsverfahren |
| JP2006083988A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Nsk Ltd | ボールねじ |
| JP2009138777A (ja) * | 2007-12-03 | 2009-06-25 | Nsk Ltd | 転がりねじ装置及びその製造方法 |
| WO2012141639A1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-10-18 | Aktiebolaget Skf | Method of carbonitriding a steel component, the steel component and the use of the component |
| CN103547699A (zh) * | 2011-04-13 | 2014-01-29 | Skf公司 | 碳氮共渗钢构件的方法、钢构件以及该构件的使用 |
| CN103597101A (zh) * | 2011-05-25 | 2014-02-19 | Skf公司 | 热处理钢构件的方法 |
| CN103597101B (zh) * | 2011-05-25 | 2016-10-12 | Skf公司 | 热处理钢构件的方法 |
| CN109690141A (zh) * | 2016-09-29 | 2019-04-26 | 爱信艾达株式会社 | 齿圈以及齿圈的制造方法 |
| WO2022154046A1 (ja) * | 2021-01-13 | 2022-07-21 | 日本精工株式会社 | 直動案内装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4423754B2 (ja) | 転動軸の製造方法 | |
| JP3538995B2 (ja) | 転がり軸受 | |
| JP3385742B2 (ja) | 転がり軸受及びその製造方法 | |
| JPH11201168A (ja) | 転がり軸受 | |
| JPH06341441A (ja) | 転がり軸受 | |
| JP2001074053A (ja) | 転がり軸受 | |
| JP2006348342A (ja) | 転がり支持装置 | |
| US20040079448A1 (en) | Spall propagation properties of case-hardened M50 and M50NiL bearings | |
| JPH0727139A (ja) | 転がり軸受 | |
| US6808571B2 (en) | Heat resistant carburized rolling bearing component and manufacturing method thereof | |
| JP2003193200A (ja) | 転がり軸受 | |
| JP3509803B2 (ja) | 転がり軸受 | |
| JP2002364648A (ja) | 転がり軸受 | |
| JP2004060754A (ja) | 転動装置及びその製造方法 | |
| JP2006241480A (ja) | 転がり支持装置、転がり支持装置の転動部材の製造方法、鋼の熱処理方法 | |
| JP5372316B2 (ja) | 転動部材 | |
| JPH11303874A (ja) | 転動部材 | |
| JP2004052997A (ja) | 転動装置及びその製造方法 | |
| JP2009222076A (ja) | ４列円錐ころ軸受 | |
| JPH03153842A (ja) | 転がり軸受 | |
| JP3391345B2 (ja) | 転がり軸受 | |
| JPH10219402A (ja) | 転がり支持装置 | |
| JP2008232212A (ja) | 転動装置 | |
| JP2004205047A (ja) | 転がり軸受 | |
| JP3982368B2 (ja) | 転動装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050720 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080513 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080515 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080916 |