JP2004301149A - 玉軸受 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】軌道面18を有する固定輪12と、軌道面16を有する回転輪11と、両軌道面18,16の間に相対回転自在に配された複数の玉13と、を備えた玉軸受10であって、固定輪12および回転輪11に、焼入れ・焼戻し処理を行い、その後にサブゼロ処理を行うことにより、残留オーステナイト量を4%以下とし、硬さをHv810から900に設定し、玉13に対して軸方向の少なくとも一方に密封式のシール部材15を配した。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のM/T,A/T,ベルトCVT等のトランスミッションにおいて衝撃的な荷重が作用するデフサイド用軸受や、ハブユニット用軸受及び、オルタネータ,中間プーリ,電磁クラッチ等のエンジン補機用軸受について、基本静定格荷重を向上させることにより、耐圧痕性能を向上させる密封タイプの玉軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、玉軸受は、機械要素として極めて重要な地位を占めるものであるため、その材料については、寸法精度を維持するための寸法安定性、耐摩耗性及び高負荷に長時間耐え得る疲労強さを併せ持つことが要求される。
【0003】
従来の玉軸受は、例えば、軸受鋼に代表されるような高炭素・高クロム鋼を用いているため、高い硬さを得るために焼入れ熱処理が施されており、熱処理時に5〜10%程度のオーステナイト組織が必然的に残留する。この残留オーステナイトは、経年使用後に順次マルテンサイト変態し、寸法安定性において好ましくない。一方、残留オーステナイトを極めてゼロにするためには、250℃以上の高温焼戻しを行なうことにより可能となるが、硬度がHRC57以下となるため軸受転動寿命として不利に働く。また、焼入れ後にサブゼロ処理を行なうことにより、残留オーステナイトを2%程度まで減少させ、且つ硬さを向上させることが可能であるが、設備やコスト面の問題が残る。
【0004】
また、玉軸受に用いられる軸受鋼においては、焼入れを行なうに際し、まず600℃の温度で予熱した後に、780〜840℃の温度で0.5〜1h保持し、油冷または水冷する。この場合、残留オーステナイトは、その存在が避けられず、通常5〜10%残留するが、その存在は硬さを低下させ、また、マルテンサイト化等によって変形をもたらすので少ない方がよい。残留オーステナイト量を減少させるために、サブゼロ処理を行なうことにより、−70〜−180℃に冷却すればよいが、この処理は、残留オーステナイトの安定化の起こらない焼入れ直後に行なう必要がある。
【0005】
更に、焼入れにおいて、フェライトをオーステナイトとし、焼入れによってマルテンサイトにする。焼入れ温度は、通常、SUJ1,2では、810〜840℃、SUJ3では、790℃で油および水焼入れを行なう。焼戻しにおいては、焼入れマルテンサイトを焼戻しマルテンサイトにする。焼戻し温度は、通常、150〜180℃である。焼入れにより変態応力、熱応力により、後に残留応力を生ずる。この残留応力が大きいと焼割れを起こす。熱処理においては、焼割れを起こさないことが重要である。また、焼入れ温度が高過ぎると残留応力を大きくするため、圧壊値等の機械的性質を悪くする。焼戻しは、軸受鋼の機械的性質を向上させる。マルクエンチング処理は焼入れ残留応力を減少させる(非特許文献1参照)。
【0006】
更にまた、軸受鋼における二次焼戻しの効果として、830℃焼入れ、130℃焼戻し、空冷後、150度にて焼戻しを行なった結果、一時焼戻し後空冷しによる残留オーステナイトの分解が起こり、二次焼戻しにより残留オーステナイトを更に安定させることができるため、複雑な形状のものでも焼割れを防止し、且つ、硬さがHRC程度で時効変形を少なくすることができる。
【0007】
更に、玉軸受の寿命を向上させる技術としては、固定輪(外輪)をサブゼロ処理または250〜380℃の焼戻し処理を行なう技術が提案されている。この技術によれば、残留オーステナイト量を10%以下とすることにより、振動・衝撃を受けても、組織変化やクラックが生じなくなり、軸受鋼の長寿命化が図られる(例えば、特許文献1参照)。
【0008】
【非特許文献1】
昭和36年9月 日本工業新聞社発行 金属熱処理技術便覧 金属熱処理技術便覧 編集委員会編 第572頁)
【0009】
【特許文献1】
特開昭63−308218号公報(第3〜4頁)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
玉軸受は、自動車の急発進等に見られる過大な荷重が瞬間的に生じるような大きな衝撃荷重を受けると、転動体と軌道面との間に局部的な永久変形を生ずる。その変形量は、荷重が大きくなるのに従い大きくなり、ある限界荷重を超えると、円滑な回転を阻害することがある。
基本静定格荷重とは、この最大応力を受けている転動体と軌道面の接触部との中央において、玉軸受の場合に、4200MPaの接触応力を生じさせるような静荷重をいう。
これは、軸受鋼の硬さが、Hv750程度であり、最大せん断応力(τ)と接触面圧との関係が、τ=Pmax×0.3、τ=1/6×Hvがあるため、Pmax=4200MPaが計算される。
しかしながら、自動車のデフサイド用軸受等、歯車等の切子が軸受内部に侵入しやすい環境下では、異物に負けない軌道面硬さを単純に向上させたり、異物による圧痕を緩和するために軌道面の残留オーステナイト量を20%以上としたりする対策を行なわない場合、早期にはくりが生ずるといった問題が起きる。この問題により、上記特許文献1に記載された玉軸受では、異物起点からはくりが生ずるため、自動車のデフサイド用軸受への適用は難しい。
【0011】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、接触面圧4200MPa時の等価荷重に相当する静定格荷重を向上させ、且つ、異物侵入条件下においても異物の侵入を防止し、寿命低下を抑制することにより、耐転がり疲労の向上を図ることができる玉軸受を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、以下の手段によって達成される。
(1) 軌道面を有する固定輪と、軌道面を有する回転輪と、前記固定輪の軌道面と前記回転輪の軌道面との間に相対回転自在に配された複数の玉と、を備えた玉軸受であって、少なくとも前記固定輪および回転輪に、焼入れ・焼戻し処理を行い、その後にサブゼロ処理を行うことにより、残留オーステナイト量を4%以下とし、硬さをHv810から900に設定し、前記玉に対して軸方向の少なくとも一方に密封式のシール部材を配したことを特徴とする玉軸受。
(2) 研磨仕上げ工程において、加工硬化の影響により硬さを更に向上させ、最大せん断応力が作用する領域の硬さをHv850以上のHv950とし、前記軌道面表面の残留オーステナイト量が、0〜2%を満足することを特徴とする(1)記載の玉軸受。
【0013】
本発明に係る玉軸受によれば、焼入れ・焼戻し処理が行なわれ、その後にサブゼロ処理が行なわれることにより、残留オーステナイト量が4%以下で、硬さがHv810から900に設定された軌道輪が用いられ、密封式のシール部材が配される。
したがって、焼入れ・焼戻し処理の後にサブゼロ処理が行なわれて残留オーステナイト量が4%以下となり、硬さがHv810から900に設定された軌道輪と、密封式のシール部材とにより、耐圧痕性能が向上し、更に異物混入環境下においても異物の侵入を防止できるため、寿命低下を抑制することにより長寿命とすることができる。
【0014】
また、研磨仕上げ工程において、加工硬化の影響により硬さを更に向上させ、最大せん断応力が作用する領域の硬さをHv850以上のHv950とし、軌道面表面の残留オーステナイト量が、0〜2%を満足するようにすれば、軌道輪がさらに強化され、耐圧痕性能が一層向上し、それによって、寿命低下を抑制することにより、さらに長寿命化を図ることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の玉軸受の実施の形態例を図1に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態の玉軸受の半断面図である。
【0016】
図1に示すように、本発明の一実施形態の玉軸受10は、内輪(軌道輪)11と、外輪(軌道輪)12と、内外輪11,12間に複数配された転動体である玉13と、玉13を円周方向等間隔に保持する保持器14と、玉13に対して軸方向両側に配された一対のシール部材15,15と、から構成されている。この玉軸受10は、深溝玉軸受である。
【0017】
内輪11は、内輪外径面の中央部に内輪軌道面16が形成されており、内輪外径面の軸方向両端部に凹形状のシール溝17,17が形成されている。本実施形態では、内輪11は、内周部に図示しない軸が内嵌されるため、回転輪として機能する。
【0018】
内輪11は、軸受鋼を用い、820〜870℃で加熱油冷却後に、焼戻し及び、−60〜−180℃の温度でサブゼロ処理(深冷処理)を行い、その後に、仕上げ研磨加工して作成されている。内輪11は、表面硬さが、Hv650〜900であり、表面粗さが、0.01〜0.05μmRaである。内輪軌道面16は、溝曲率が50.1〜52.9%に設定されている。
【0019】
また、内輪11は、研磨仕上げ工程において、加工硬化の影響により硬さを更に向上させ、最大せん断応力が作用する玉直径Daの2%位置の領域の硬さをHv850以上のHv950とし、軌道面表面の残留オーステナイト量が0〜2%を満足するようにしても良い。そうすることにより、内輪11をさらに強化することができる。
【0020】
外輪12は、外輪内径面の中央部に外輪軌道面18が形成されており、外輪内径面の軸方向両端部に、凹状にされたシール部材固定部19,19が形成されている。外輪12は、外周部が図示しないハウジングに内嵌されるため、固定輪として機能する。
【0021】
外輪12は、軸受鋼を用い、820〜870℃で加熱油冷却後に、焼戻し及び、−60〜−180℃の温度でサブゼロ処理(深冷処理)を行い、その後に、仕上げ研磨加工して作成されている。外輪12は、表面硬さが、Hv650〜900であり、表面粗さが、0.01〜0.05μmRaである。外輪軌道面18は、溝曲率が51.0〜53.9%に設定されている。
【0022】
また、外輪12は、研磨仕上げ工程において、加工硬化の影響により硬さを更に向上させ、最大せん断応力が作用する玉直径Daの2%位置の領域の硬さをHv850以上のHv950とし、軌道面表面の残留オーステナイト量が0〜2%を満足するようにしても良い。そうすることにより、外輪12がさらに強化することができる。
【0023】
玉13は、強度を向上させるために、軸受鋼2種に浸炭窒化処理及びサブゼロ処理を行うことにより、表面硬さを、Hv900として強化した。
【0024】
保持器14は、もみ抜き保持器であって、円周方向に複数形成したポケト20内に、内輪軌道面16と外輪軌道面18との間に配された玉13を転動自在に保持している。
【0025】
シール部材15,15は、円環形状に形成された密封式のシール部材である。シール部材15は、金属製であって補強の役目をもつ芯金21を、ゴムや合成樹脂等の弾性部材22で覆って形成されている。シール部材15の外径端部には、外輪12のシール部材固定部19に嵌着される固定部23が形成されている。また、シール部材15の内径端部には、内輪11のシール溝17に向けて延出していてシール溝17の内側部に摺接するリップ24が突出形成されている。一対のシール部材15,15によって囲まれた軸受空間内には、所定のグリースが封入される。シール部材15は、玉13に対して片側のみに配されてもよい
【0026】
本実施形態の玉軸受10によれば、内輪11及び外輪12が、820〜870℃で加熱油冷却後に、焼戻し及び、−60〜−180℃の温度でサブゼロ処理を行い、その後に、仕上げ研磨加工して完成することにより、残留オーステナイト量が4%以下で、表面硬さが、Hv650〜900であり、表面粗さが、0.01〜0.05μmRaとされ、密封式の一対のシール部材15,15が配される。
したがって、焼入れ・焼戻し処理の後にサブゼロ処理が行なわれて残留オーステナイト量が4%以下となり、硬さがHv810から900に設定された内外輪11,12と、密封式の一対のシール部材15,15とにより、耐圧痕性能が向上し、更に異物混入環境下においても異物の侵入を防止できるため、寿命低下を抑制することにより長寿命とすることができる。
【0027】
また、研磨仕上げ工程において、加工硬化の影響により硬さを更に向上させ、最大せん断応力が作用する領域の硬さをHv850以上のHv950とし、軌道面表面の残留オーステナイト量が、0〜2%を満足するようにすることにより、内外輪11,12がさらに強化され、耐圧痕性能が一層向上し、それによって、寿命低下を抑制することによりさらに長寿命化を図ることができる。
【0028】
【実施例】
次に、本発明に係る玉軸受を用い、比較例の玉軸受との寿命試験を行った。試験には、内径φ30mm,外径φ65mm,幅17mmの深溝玉軸受(JIS名番6206)を用い、試験は、衝撃試験と耐久試験との2種類を実施した。
[衝撃試験条件]
ラジアル荷重を、P/C0rの1.2倍(1380kgf),1.6倍(1840kgf),2倍(2300kgf)の値により各50回連続で負荷させ、その後に、軌道面の圧痕の有無を確認した。表1において、○印は圧痕無し、△印は1μm未満の圧痕有り、×印は1μm以上の圧痕有り、を示す。試験数は、各n=5個である。保持器は、プラスチックス製を用いた。試験後に軌道輪を分解し、圧痕の有無を確認した。
[耐久試験]
衝撃試験(2.0×C0r)後の軸受を用い、VG68の潤滑油を強制循環させた。試験荷重は、Fr=495kgf(P/Cr=0.25),回転数は、2000rpmとした。また、異物に相当するものとして、Hv750の鉄分(粒径150μm)を0.05g/10リットル混入させ、試験数を各n=5個とした。更に試験の終了の判定は、初期振動値の5倍となった時点にて試験を中断し、フレーキングを確認した。試験打ち切り時間は、計算寿命が、Lcal=533時間であるため、約2倍の1000時間とした。
【0029】
【表1】
【0030】
表1により明らかなように、衝撃試験においては、
実施例1において、硬さをHv810とし、残留オーステナイト量を4.0%としたものでは、ラジアル荷重が、P/C0rの、1.2倍で圧痕無し、1.6倍で1μm未満の圧痕有り、2.0倍で1μm以上の圧痕有り、となった。
【0031】
実施例2において、硬さをHv830とし、残留オーステナイト量を3.2%としたものでは、ラジアル荷重が、P/C0rの、1.2倍で圧痕無し、1.6倍で1μm未満の圧痕有り、2.0倍で1μm以上の圧痕有り、となった。
【0032】
実施例3において、硬さをHv860とし、残留オーステナイト量を2.4%としたものでは、ラジアル荷重が、P/C0rの、1.2倍で圧痕無し、1.6倍で1μm未満の圧痕有り、2.0倍で1μm以上の圧痕有り、となった。
【0033】
実施例4において、硬さをHv880とし、残留オーステナイト量を2.3%としたものでは、ラジアル荷重が、P/C0rの、1.2倍で圧痕無し、1.6倍で圧痕無し、2.0倍で1μm未満の圧痕有り、となった。
【0034】
実施例5において、硬さをHv900とし、残留オーステナイト量を4.0%としたものでは、ラジアル荷重が、P/C0rの、1.2倍で圧痕無し、1.6倍で圧痕無し、2.0倍で1μm未満の圧痕有り、となった。
【0035】
実施例6において、硬さをHv850とし、残留オーステナイト量を0.8%としたものでは、ラジアル荷重が、P/C0rの、1.2倍で圧痕無し、1.6倍で圧痕無し、2.0倍で1μm未満の圧痕有り、となった。
【0036】
実施例7において、硬さをHv890とし、残留オーステナイト量を1.1%としたものでは、ラジアル荷重が、P/C0rの、1.2倍で圧痕無し、1.6倍で圧痕無し、2.0倍で1μm未満の圧痕有り、となった。
【0037】
実施例8において、硬さをHv930とし、残留オーステナイト量を2.0%としたものでは、ラジアル荷重が、P/C0rの、1.2倍で圧痕無し、1.6倍で圧痕無し、2.0倍で圧痕無し、となった。
【0038】
実施例9において、硬さをHv950とし、残留オーステナイト量を0.0%としたものでは、ラジアル荷重が、P/C0rの、1.2倍で圧痕無し、1.6倍で圧痕無し、2.0倍で圧痕無し、となった。
【0039】
比較例1は、一般的なSUJ2を使用した。比較例1において、硬さをHV720とし、残留オーステナイト量を9.8%としたものでは、ラジアル荷重が、P/C0rの、1.2倍で1μm以上の圧痕有り、1.6倍で1μm以上の圧痕有り、2.0倍で1μm以上の圧痕有り、となった。
【0040】
比較例2は、比較例1と同様のSUJ2を使用した。比較例2において、硬さをHV750とし、残留オーステナイト量を5.6%としたものでは、ラジアル荷重が、P/C0rの、1.2倍で1μm以上の圧痕有り、1.6倍で1μm以上の圧痕有り、2.0倍で1μm以上の圧痕有り、となった。
【0041】
比較例3は、通常のSUJ2に通常の浸炭窒化処理のみを行った軸受鋼を使用した。比較例3において、硬さをHv780とし、残留オーステナイト量を24.2%としたものでは、ラジアル荷重が、P/C0rの、1.2倍で1μm以上の圧痕有り、1.6倍で1μm以上の圧痕有り、2.0倍で1μm以上の圧痕有り、となった。
【0042】
比較例4は、通常の肌焼鋼に通常の浸炭窒化処理のみを行った軸受鋼を使用した。比較例4において、硬さをHv810とし、残留オーステナイト量を34.3%としたものでは、ラジアル荷重が、P/C0rの、1.2倍で1μm未満の圧痕有り、1.6倍で1μm以上の圧痕有り、2.0倍で1μm以上の圧痕有り、となった。
【0043】
【表2】
【0044】
表2により明らかなように、耐久試験においては、
実施例1において、C0rに対する接触面圧を4410MPaとし、片側にのみシール部材を配したものでは、評価時間が724時間で、3/5個の内輪に異物起点によるはくりが発生した。
【0045】
実施例2において、C0rに対する接触面圧を4510MPaとし、片側にのみシール部材を配したものでは、評価時間が743時間で、3/5個の内輪に異物起点によるはくりが発生した。
【0046】
実施例3において、C0rに対する接触面圧を4680MPaとし、両側にシール部材を配したものでは、評価時間が844時間で、2/5個の内輪にブリネル圧痕起点によるはくりが発生した。
【0047】
実施例4において、C0rに対する接触面圧を4790MPaとし、両側にシール部材を配したものでは、評価時間が852時間で、2/5個の内輪にブリネル圧痕起点によるはくりが発生した。
【0048】
実施例5において、C0rに対する接触面圧を4900MPaとし、片側にのみシール部材を配したものでは、評価時間が961時間で、2/5個の内輪にブリネル圧痕起点によるはくりが発生した。
【0049】
実施例6において、C0rに対する接触面圧を4620MPaとし、両側にシール部材を配したものでは、評価時間が1000時間で、はくりは発生しなかった。
【0050】
実施例7において、C0rに対する接触面圧を4840MPaとし、片側にのみシール部材を配したものでは、評価時間が1000時間で、はくりは発生しなかった。
【0051】
実施例8において、C0rに対する接触面圧を5060MPaとし、片側にのみシール部材を配したものでは、評価時間が1000時間で、はくりは発生しなかった。
【0052】
実施例9において、C0rに対する接触面圧を5170MPaとし、片側にのみシール部材を配したものでは、評価時間が1000時間で、はくりは発生しなかった。
【0053】
比較例1において、C0rに対する接触面圧を4200MPaとし、シール部材を配さない開放形としたものでは、評価時間が52時間で、5/5個の内輪に異物起点によるはくりが発生した。
【0054】
比較例2において、C0rに対する接触面圧を4200MPaとし、両側にシール部材を配したものでは、評価時間が98時間で、5/5個の内輪にブリネル圧痕起点によるはくりが発生した。
【0055】
比較例3において、C0rに対する接触面圧を4200MPaとし、片側にのみシール部材を配したものでは、評価時間が125時間で、5/5個の内輪にブリネル圧痕起点によるはくりが発生した。
【0056】
比較例4において、C0rに対する接触面圧を4410MPaとし、シール部材を配さない開放形としたものでは、評価時間が352時間で、5/5個の内輪に異物起点によるはくりが発生した。
【0057】
衝撃試験及び耐久試験の結果、実施例1,2,3においては、硬さをHv810〜860とし、残留オーステナイト量を2.4〜4.0%とすることにより、耐衝撃性が向上し、1.6×C0rを負荷した場合でも、1μm以上の圧痕が発生されないことが判明した。また、片側にのみシール部材を配した実施例1,2は、3/5個の内輪にはくりが発生したが、計算寿命よりも長寿命となり、評価時間が、L10=724hr,743hrとなった。両側にシール部材を配した実施例3においては、異物起点ではなく、2.0×C0rブリネル圧痕起点として、2/5個の内輪にはくりが生じた。
【0058】
実施例4,5においては、硬さをHv880,Hv900とし、残留オーステナイト量を2.3%,4.0%とすることにより、耐衝撃性が向上し、2.0×C0rを負荷した場合でも、1μm未満の圧痕が生じたのみであることが判明した。また、両側にシール部材を配した実施例4では、2/5個の内輪にブリネル圧痕起点によるはくりが発生したが、計算寿命よりも長寿命となり、評価時間が、L10=852hrとなった。片側にのみシール部材を配した実施例5においては、異物起点ではなく、2.0×C0rブリネル圧痕起点として、2/5個の内輪にはくりが生じ、評価時間が、L10=950hrとなった。
【0059】
実施例6,7においては、硬さをHv850,Hv890とし、残留オーステナイト量を0.8%,1.1%とすることにより、実施例1〜4と比較して、ほぼ完全なマルテンサイト組織単一となり、降伏点が上昇したことにより、耐衝撃性が向上し、2.0×C0rを負荷した場合でも、1μm未満の圧痕が生じたのみであることが判明した。また、両側にシール部材を配しているため、30μm以下の微細な異物の侵入が認められる程度で、異常はなく、5/5個とも、評価時間が1000hrに至ってもはくりが発生しないことが確認された。
【0060】
実施例8,9においては、硬さをHv930,Hv950とし、残留オーステナイト量を2.0%,0.0%とすることにより、実施例1〜4と比較して、ほぼ完全なマルテンサイト組織単一となり、降伏点が上昇したことにより、耐衝撃性が向上し、2.0×C0rを負荷した場合でも、1μm未満の圧痕は確認できず、さらに、片側のみシール部材を配したのにも拘わらず、異物混入の跡は認められたが、シビアな圧痕は生じず、5/5個とも、評価時間が1000hrに至ってもはくりが発生しないことが確認された。
【0061】
一方、比較例1,2においては、1.2×C0rを負荷した場合に、1μm以上のブリネル圧痕が内輪に発生し、シール部材を配していない比較例1では、5/5個のすべての内輪に異物起点によるはくりが発生し、評価時間が、L10=52hrとなり、計算寿命以下となった。両側にシール部材を配した比較例2では、異物起点ではなく、2.0×C0rブリネル圧痕起点として、5/5個の内輪にはくりが生じ、評価時間が、L10=98hrとなった。
【0062】
比較例3においては、マルテンサイト組織とオーステナイト組織との混合組織であるため、硬さ上昇に伴う降伏点上昇がさほどないため、1.2×C0rを負荷した場合に、1μm以上のブリネル圧痕が内輪に発生した。また、片側にのみシール部材を配したため、異物起点ではなく、2.0×C0rブリネル圧痕起点として、5/5個の内輪にはくりが生じ、評価時間が、L10=125hrとなった。
【0063】
比較例4においては、比較例3と同様に、マルテンサイト組織とオーステナイト組織との混合組織であるが、比較例3よりも降伏点が上昇したことにより、1.6×C0rを負荷した場合に、1μm以上のブリネル圧痕が内輪に発生した。また、シール部材を配さないため、異物起点で5/5個の内輪にはくりが生じ、評価時間が、L10=352hrとなった。
【0064】
本実施例における衝撃試験及び耐久試験においては、軌道輪のみについて実験を行なったが、玉についても本発明を適用することにより、更なる延命効果が期待できる。更に、内輪,外輪の溝曲率に関しては、それぞれ52%で行なったが、内輪の溝曲率に関し、50.1〜51.9%とすることにより、軸傾きによる玉乗り上げを考慮して内輪面圧を低下させることが可能となり、静的強度を更に高めることが可能となる。また、外輪の溝曲率に関しては、内輪の接触面圧よりも小さくなるように、52.1〜53.9%とすることにより、内外輪の静定格荷重を同等にすることが可能である。
【0065】
そして、本実施例に用いた材料は、軸受鋼2種の焼入れ焼戻し熱処理を行なったが、浸炭窒化処理焼入れ、焼戻し後にサブゼロ処理を行なうことにより、更に、長寿命効果を有するものとなる。また、玉に関しても、肌焼鋼やその材料に浸炭及び浸炭窒化処理を行なうことにより、同様な効果を得ることができる。
【0066】
なお、本発明に係る玉軸受は、上述した実施の形態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、本実施形態では、内輪及び外輪の両軌道輪に熱処理を行ったが、当該熱処理を内輪のみに行っても良い。
また、玉軸受として、深溝玉軸受に代えて、アンギュラ玉軸受や各種ころ軸受に本発明を適用しても良い。
そして、保持器として、冠形保持器に代えて、鉄製の波型プレス保持器やもみ抜き保持器等に本発明を適用しても良い。
【0067】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の玉軸受によれば、焼入れ・焼戻し処理が行なわれ、その後にサブゼロ処理が行なわれることにより、残留オーステナイト量が4%以下で、硬さがHv810から900に設定された軌道輪が用いられ、密封式のシール部材が配される。
したがって、焼入れ・焼戻し処理の後にサブゼロ処理が行なわれて残留オーステナイト量が4%以下となり、硬さがHv810から900に設定された軌道輪と、密封式のシール部材とにより、耐圧痕性能が向上し、更に異物混入環境下においても異物の侵入を防止できるため、接触面圧4200MPa時の等価荷重に相当する静定格荷重を向上させ、且つ、異物侵入条件下においても異物の侵入を防止し、寿命低下を抑制することにより、耐転がり疲労の向上を図ることができる。
【0068】
また、本発明の玉軸受によれば、研磨仕上げ工程において、加工硬化の影響により硬さを更に向上させ、最大せん断応力が作用する領域の硬さをHv850以上のHv950とし、軌道面表面の残留オーステナイト量が、0〜2%を満足するようにすることにより、軌道輪がさらに強化され、耐圧痕性能が一層向上し、それによって、寿命低下を抑制することにより、さらに長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の玉軸受の半断面図である。
【符号の説明】
10 玉軸受
11 内輪(回転輪)
12 外輪(固定輪)
13 玉
14 保持器
15 シール部材
16 内輪軌道面(軌道面)
18 外輪軌道面(軌道面)
Claims (2)
- 軌道面を有する固定輪と、
軌道面を有する回転輪と、
前記固定輪の軌道面と前記回転輪の軌道面との間に相対回転自在に配された複数の玉と、を備えた玉軸受であって、
少なくとも前記固定輪および回転輪に、焼入れ・焼戻し処理を行い、その後にサブゼロ処理を行うことにより、残留オーステナイト量を4%以下とし、硬さをHv810から900に設定し、前記玉に対して軸方向の少なくとも一方に密封式のシール部材を配したことを特徴とする玉軸受。 - 研磨仕上げ工程において、加工硬化の影響により硬さを更に向上させ、最大せん断応力が作用する領域の硬さをHv850以上のHv950とし、前記軌道面表面の残留オーステナイト量が、0〜2%を満足することを特徴とする請求項1記載の玉軸受。
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- 2003-03-28 JP JP2003091503A patent/JP2004301149A/ja active Pending
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