JP2007002912A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 外輪がハウジングに嵌合され、内輪が軸部材に嵌合された状態で使用される転がり軸受において、外輪のハウジングとの嵌合面や内輪の軸部材との嵌合面にクリープが発生した場合であっても、それらの嵌合面に摩耗を生じ難くする。
【解決手段】 外輪（固定輪）１の外周面 (嵌合面）１ｂを含む表面に、面積率７５％以上の固体潤滑被膜１Ａを形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、転がり軸受に関する。

図４は、自動車用トランスミッション等の回転機械装置の一構成を示す図である。
この回転機械装置は、図４に示すように、ハウジング４０の内側に軸部材５０を配置し、この軸部材５０を複数の転がり軸受により回転自在に支持している。この転がり軸受は、外輪１０と、内輪２０と、各軌道面１０ａ，２０ａ間に転動自在に配設された複数の玉３０と、から構成されている。また、外輪１０の外周面１０ｂはハウジング４０の内周面４０ｂに締り嵌め等により嵌合され、内輪２０の内周面２０ｂは軸部材５０の外周面５０ｂに締り嵌め等により嵌合されている。そして、この転がり軸受は、外輪１０を固定輪として、内輪２０を回転輪として使用されるようになっている。

このような回転機械装置では、装置全体の軽量化を図るために、アルミニウム合金製のハウジング４０を用いることが多い。この場合、ハウジング４０を構成するアルミニウム合金の熱膨張係数が、外輪１０を構成する軸受鋼の熱膨張係数よりも大きくなるため、装置の使用に伴って軸受温度が上昇すると、ハウジング４０に対する外輪１０の締め代が低下して、ハウジング４０の内周面４０ｂで外輪１０が回転することにより、クリープが発生する可能性がある。

このようなクリープは、ハウジング４０と外輪１０との嵌合面に適切な締め代を持たせないと、常温でも発生する可能性がある。このため、軸受温度が想定した所定温度（例えば、６０℃）まで上昇してもクリープの発生を防止できるように、ハウジング４０と外輪１０との締め代を決定する手段が用いられている。しかし、上述した装置では想定した所定温度を超えることが多いため、クリープの発生を完全に防止することは難しい。

また、図４に示す回転機械装置では、軸部材５０が、別体の複数の部材５０Ａ，５０Ｂを組み合わせて構成されているため、製造上避けられない組み付け誤差や加工上の誤差等に基づいて、複数の部材５０Ａ，５０Ｂの中心軸が互いに偏心した状態になり易い。その結果、ハウジング４０と外輪１０との間に加わるラジアル荷重が円周方向の一部で大きくなり、外輪１０がハウジング４０に対して、転がり接触に近い状態となるため、クリープが発生し易くなる。
なお、図４に示す転がり軸受において、外輪１０を固定輪として、内輪２０を回転輪として使用する場合には、上述したクリープが内輪２０と軸部材５０との間に発生し易くなる。

図５は、自動車用トランスミッション等の回転機械装置の他の例を示す図である。
この回転機械装置は、図５に示すように、図４に示した回転機械装置のハウジング４０が、別体の複数の部材４０Ａ、４０Ｂを組み合わせた構成となっている。
この回転機械装置は、回転機械装置の軸部材５０及びハウジング４０の両方が、別体の複数の部材を組み合わせて構成されているため、上述した図４に示す回転機械装置よりも、クリープが発生し易くなっている。

このようなクリープが発生すると、ハウジング４０と外輪１０との嵌合面（クリープの発生時に互いに摺接する面）や、軸部材５０と内輪２０との嵌合面に摩耗が生じる。この結果、回転機械装置の回転支持部にがたつきが生じて、回転機械装置の性能が劣化する。
そこで、クリープの発生を防止するための技術として、特許文献１〜特許文献４に記載の技術が提案されている。
特許文献１では、ハウジングの一部に植設したピンを、外輪の軸方向端面に形成した受孔内に係合させることが提案されている。

特許文献２では、外輪の外周面の全周にわたって形成した偏心溝内に、合成樹脂製の偏心リングを嵌装し、ハウジングの内周面で外輪が回転する傾向になった場合に、偏心リングを偏心溝底面とハウジングの内周面との間で突っ張らせることが提案されている。
特許文献３では、外輪の外周面の全周にわたって形成した凹溝内に弾性材料からなるＯリングを装着し、このＯリングを、凹溝の底面とハウジングの内周面との間で径方向に圧縮するとともに、このＯリングの一部をハウジングの内周面の円周方向一部に形成した凹溝内に嵌合させることが提案されている。

特許文献４では、外輪の外周面の全周にわたって形成した凹溝内に、外輪を構成する軸受鋼よりも熱膨張係数の大きい合成樹脂製の樹脂リングを嵌挿し、軸受温度が上昇した時に、膨張した樹脂リングを、凹溝の底面とハウジングの内周面との間で突っ張らせることが提案されている。
ところが、これらの特許文献１〜特許文献４に記載の技術では、外輪やハウジングに溝等を形成するための加工コストや、装着するリング等の部品コストがかかり、軸受全体の製造コストが上昇するという問題や、ハウジングに対する外輪の組み立て作業性が良好ではないという問題があった。

また、これらの特許文献１〜特許文献４に記載の技術では、溝等を形成することで部材強度が低下したり、リング等が破損したりする可能性があるため、採用可能な装置が限定されるという問題があった。
そこで、上述した特許文献１〜特許文献４に記載の諸問題を解決し、ハウジングと外輪との嵌合面や、軸部材と内輪との嵌合面にクリープが発生した場合であっても、これらの嵌合面に摩耗を生じ難くするための技術として、特許文献５に記載の技術が提案されている。

特許文献５では、内輪軌道面、外輪軌道面、転動体の転走面及び保持器案内面のうち少なくとも一つに、少なくとも二硫化モリブデン、四フッ化エチレンを含む固体潤滑被膜を結合剤を介して形成することが提案されている。
実開昭５１−１４８５４４号公報 特開平１０−８２４２８号公報 特開平１０−２９９７８５号公報 特開平９−２６９００９号公報 特許第３５６７９４２号公報

しかしながら、上述した特許文献５に記載の技術では、固体潤滑被膜を結合剤を介して形成しているため、固体潤滑被膜を構成する固体潤滑剤自体の性能が効果的に得られず、且つ、固体潤滑被膜が剥離し易いという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、外輪がハウジングに嵌合され、内輪が軸部材に嵌合された状態で使用される転がり軸受において、それらの嵌合面にクリープが発生した場合であっても、それらの嵌合面に摩耗を生じ難くすることを課題としている。

このような課題を解決するために、本発明は、外輪と、内輪と、前記外輪及び前記内輪の間に転動自在に配設される転動体と、を備え、前記外輪の外周面をハウジングに嵌合させ、前記内輪の内周面を軸部材に嵌合させるとともに、前記外輪及び前記内輪のうち少なくとも一方を固定輪として、他方を回転輪として使用する転がり軸受において、少なくとも前記回転輪又は前記固定輪は、金属素材からなり、その嵌合面の少なくとも一部の表面に、面積率７５％以上の固体潤滑被膜が形成されていることを特徴とする転がり軸受を提供する。

これによれば、外輪及び内輪のうち、少なくともクリープが発生し易い構成部材において、ハウジングや軸部材との嵌合面（外輪の外周面や内輪の内周面）の少なくとも一部の表面に特定面積率の固体潤滑被膜を形成したことにより、構成部材の表面に固体潤滑被膜を密着して形成できるため、この固定潤滑被膜が形成された構成部材に摩耗が生じ難くなる。

本発明の転がり軸受において、前記固体潤滑被膜の面積率は、９５％以下であることが好ましい。
これによれば、構成部材の表面に固体潤滑被膜がさらに密着して形成されるため、この固体潤滑被膜が形成された構成部材に摩耗がさらに生じ難くなるとともに、固体潤滑被膜が剥離することによる異音発生や振動上昇を防止できる。

また、本発明の転がり軸受において、前記固体潤滑被膜は、０．１０μｍ以上８．０μｍ以下の厚さで形成されていることが好ましい。
これによれば、この固体潤滑被膜が形成された構成部材において、摩耗の発生を効果的に抑制しつつ、転がり軸受の構成部材として必要な強度を確保できる。
ここで、固体潤滑被膜の厚さが０．１０μｍ未満であると、構成部材において摩耗の発生を効果的に抑制出来なくなり、一方、８．０μｍ超過であると、構成部材に対して被膜の付着強度が得られなくなるとともに、固体潤滑被膜が剥離することによる音響不良や振動上昇が生じ易くなる。

さらに、本発明の転がり軸受において、前記固体潤滑被膜は、中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．１０μｍ以上１．００μｍ以下の表面に形成されていることが好ましく、０．１０μｍ以上０．５０μｍ以下の表面に形成されていることがより好ましい。
これによれば、構成部材の表面に固体潤滑被膜をさらに密着して形成できるため、この固体潤滑被膜が形成された構成部材に摩耗がさらに生じ難くなる。

ここで、表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．１０μｍ未満であると、構成部材の表面と固体潤滑被膜との密着性が不十分になり、一方、１．００μｍを超えると、構成部材において摩耗の発生を効果的に抑制出来なくなる。
さらに、本発明の転がり軸受において、前記固体潤滑被膜は、０．１０μｍ以上５．０μｍ以下の深さの微小くぼみを有する表面に形成されていることが好ましい。

これによれば、表面に形成された微小くぼみに固体潤滑被膜が充填されて、構成部材の表面に固体潤滑被膜をさらに密着して形成できる。
ここで、表面の微小くぼみが０．１０μｍ未満であると、構成部材の表面と固体潤滑被膜との密着性が不十分になり、一方、５．０μｍを超えると、微小くぼみにより得られる効果が飽和する。
なお、本発明において固体潤滑被膜を形成する表面とは、ハウジングとの嵌合面となる外輪の外周面や、軸部材との嵌合面となる内輪の内周面を含むのであれば特に限定されないが、例えば、外輪の内周面及び軸方向端面や、内輪の外周面及び軸方向端面が挙げられる。

また、本発明で用いられる固体潤滑被膜の素材としては、転がり軸受の構成部材として必要な強度が得られ、且つ、固体潤滑被膜が形成される構成部材と密着性がよいものであれば特に限定されない。例えば、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、金属石けん、フッ素樹脂、ナイロン、ポリアセタール、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリエチレン、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、黒鉛、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、スズ、スズ合金、銅合金等が挙げられる。

さらに、本発明において固体潤滑被膜を形成する方法としては、特に限定されないが、例えば、焼成法、スプレー噴霧法、浸漬法、ショットピーニング法が挙げられる。
特に、優れた潤滑特性を有する固体潤滑被膜を構成部材の表面に密着して形成するとともに、固体潤滑被膜を形成した後の構成部材の表面硬さを向上させるという観点から、固体潤滑被膜をショットピーニング法により形成することが好ましい。

さらに、本発明において構成部材の表面に微小くぼみを形成する方法としては、例えば、ショットピーニング法やバレル法を単独又は組み合わせて行う方法が挙げられる。具体的に、ショットピーニング法では、ＪＩＳ Ｒ ６００１に規定された平均粒径４５μｍの鋼球や、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、アルミナ、ガラスビーズ等のショット材を用いることで、表面に微小くぼみを形成することができる。また、バレル法では、種々のメディアや添加剤を配合して表面に大きな凹凸をつける粗加工と、プラトー部（平坦部）の粗さを整える仕上げ加工とを行うことで、表面に微小くぼみを形成することができる。

さらに、本発明で構成部材に用いられる金属素材としては、特に限定されず、例えば、ＳＵＪ２等の軸受鋼や、ＳＣＲ４２０等の肌焼鋼や、ＳＵＳ４４０等のステンレス鋼に、焼入れ及び焼戻し処理を施したり、浸炭又は浸炭窒化処理と焼入れ及び焼戻し処理とを施したりしたものが挙げられる。

本発明の転がり軸受によれば、少なくとも固定輪又は回転輪として使用される構成部材において、ハウジングや軸部材との嵌合面の少なくとも一部の表面に特定面積率の固体潤滑被膜を形成したことにより、それらの嵌合面に摩耗を生じ難くできる。よって、外輪がハウジングに嵌合され、内輪が軸部材に嵌合された状態で使用される転がり軸受において、外輪とハウジングとの嵌合面や、内輪と軸部材との嵌合面にクリープが発生した場合であっても、それらの嵌合面に摩耗を生じ難くできる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の転がり軸受の一例として玉軸受を示す断面図である。
この玉軸受は、軌道面１ａを有する外輪１と、軌道面２ａを有する内輪２と、両軌道面１ａ，２ａ間に転動自在に配設された複数の玉３と、からなる。また、この玉軸受は、外輪１が固定輪として、内輪２が回転輪として使用されるように構成されている。

そして、この玉軸受は、外輪１の外周面（嵌合面）１ｂがハウジング４の内周面４ｂに締め嵌めにより嵌合され、内輪２の外周面（嵌合面）２ｂが軸部材５の外周面５ｂに締め嵌めにより嵌合されている。また、外輪１は、ハウジング４の内周面４ｂの全周にわたって形成された段差部４Ａと、ハウジング４の内周面４ｂに内嵌された間座４Ｂとの間で挟持されることにより、軸方向の位置決めがなされている。さらに、内輪２は、軸部材５の外周面５ｂの全周にわたって形成された段差部５Ａと、軸部材５の外周面５ｂに内嵌された間座５Ｂとの間で挟持されることにより、軸方向の位置決めがなされている。

外輪１は、その外周面１ｂを含む表面（本実施形態では、外輪１の軌道面１ａを除く全表面）に、二硫化モリブデンからなる面積率７５％以上の固体潤滑被膜１Ａが０．１０〜８．０μｍの厚さで形成されている。また、この固体潤滑被膜１Ａが形成された外輪１の表面は、０．１０〜５．０μｍの深さの微小くぼみが形成されており、中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．１０〜１．００μｍとなっている。

本実施形態の玉軸受によれば、固定輪となる外輪１において、その外周面１ｂを含む面積率で７５％以上の表面に固体潤滑被膜１Ａが形成されているため、ハウジング４の内周面４ｂと外輪１の外周面１ｂとの間にクリープが発生した状態で使用されても、それらの嵌合面（ハウジング４の内周面４ｂや外輪１の外周面１ｂ）に摩耗を生じ難くできる。
また、本実施形態では、外輪１の軌道面１ａを除いた全表面に固体潤滑被膜１Ａを形成した場合について説明したが、固体潤滑被膜１Ａを形成する表面はこれに限らない。

例えば、図２（Ａ）に示すように、外輪１の外周面１ｂのみに固体潤滑被膜１Ａを形成してもよいし、図２（Ｂ）に示すように、外輪１の外周面１ｂ及び軸方向端面１ｃに固体潤滑被膜１Ａを形成してもよい。
また、図２（Ｃ）に示すように、外輪１の外周面１ｂに、従来技術と同様、クリープ防止の溝部１Ｂを形成し、この溝１Ｂの内面を含み、且つ、軌道面１ａを除く全表面に固体潤滑被膜１Ａを形成してもよい。

さらに、図２（Ｄ），図２（Ｅ）に示すように、軌道面１ａを除く全表面に固体潤滑被膜１Ａを形成するとともに、外輪１及び内輪２の間の軸方向端部の一方又は両方に、シールリングやシールド板等の密封部材６を形成してもよい。
なお、特定部位を除いた表面に固体潤滑被膜１Ａを形成する方法としては、特に限定されないが、例えば、外輪１の全表面に固体潤滑被膜１Ａを形成した後、特定部位（例えば、軌道面１ａ）の固体潤滑被膜１Ａを研削加工等の仕上げ加工により除去する方法が挙げられる。

また、本実施形態では、本発明を、固定輪となる外輪１のみに適用した場合について説明したが、これに加えて、回転輪となる内輪２に適用してもよい。また、外輪１を回転輪として、内輪２を固定輪として使用する転がり軸受においては、固定輪となる内輪２や回転輪となる外輪１に本発明を適用することができる。
さらに、本実施形態では、本発明を、玉軸受に適用した場合について説明したが、これに限らず、例えば、円筒ころ軸受や円錐ころ軸受等、その他の転がり軸受に適用してもよい。

次に、本発明の効果を、以下の実施例 (本発明例及び比較例）に基づいて検証した。
本実施形態では、日本精工株式会社製の呼び番号６３０８（内径：４０ｍｍ，外径：９０ｍｍ，幅：２３ｍｍ）の玉軸受を、以下に示す方法で作製した。
外輪は、以下に示すようにして作製した。
まず、高炭素クロム軸受鋼二種（ＳＵＪ２）からなる素材を所定形状に加工した後、８４０℃の混合ガス雰囲気（ＲＸガス＋エンリッチガス＋アンモニアガス）で３時間浸炭窒化した後、油焼入れ及び焼戻しを行った。

次に、このようにして得られた外輪に対して以下に示す処理を行い、表１に示すＮｏ．１〜２６の外輪を完成させた。
まず、表１に示す前処理が「有」の外輪において、その表面に微小くぼみ（以下、「ディンプル」と記す。）を形成する前処理を行った。
なお、表１に示す前処理「有（ショット）」とは、ショットピーニング装置を用いて、噴射圧力１９６〜８８２ＫＰａ（２．０〜９．０ｋｇ／ｃｍ² ）、噴射時間１０〜２０分の条件下で、ショット材としてＪＩＳ Ｒ ６００１に規定された平均粒径４５μｍの鋼球を大気中で加速して噴射することにより、外輪の表面にディンプルを形成した処理を指す。なお、一回の処理に供する外輪の重量は１〜６ｋｇとした。

また、表１に示す前処理「有（ＳＦ）」とは、超仕上げ加工により、外輪の表面にディンプルを形成した処理を指す。
その後、外輪の表面におけるディンプルの深さを、以下に示すようにして測定した。
まず、三次元非接触表面形状測定機を用いて、１００倍で３０視野分の観察を行った。次に、得られた画像を断面プロファイルに変換して、ＸＹ方向のそれぞれ５断面を測定した結果の平均値を算出した。この結果は、表１に併せて示した。
また、外輪の表面における中心線平均粗さ（Ｒａ）を、公知の粗さ測定機を用いて測定した。この結果は、表１に併せて示した。

次に、表１に示す各方法を用いて、外輪の外周面を含む表面に、表１に示す各被膜形成方法で固体潤滑被膜を形成した。
なお、表１に示す被膜形成方法「ショット」は、以下に示す条件で行った。まず、ショットピーニング装置を用いて、噴射圧力１９６〜８８２ＫＰａ（２．０〜９．０ｋｇ／ｃｍ² ）、噴射時間１０〜２０分の条件下で、ショット材としてＪＩＳ Ｒ ６００１に規定された平均粒径４５μｍのスズ粉末を大気中で加速して噴射することにより、外輪の外周面を含む表面に固体潤滑被膜を形成した。なお、一回の処理に供する外輪の重量は１〜６ｋｇとした。

また、表１に示す被膜形成方法「焼成」は、以下に示す条件で行った。まず、上述した特許文献５に記載の方法と同様に、結合剤としてポリアミドイミドを混入させたアルコール系溶剤中に、固体潤滑剤として二硫化モリブデンを添加して緩衝液を調整した。次に、得られた緩衝液を噴射した後、熱処理で焼成させることにより、外輪の外周面を含む表面に固体潤滑被膜を形成した。

その後、形成された固体潤滑被膜の面積率を、以下に示すようにして測定した。
まず、ＥＰＭＡ（電子プローブマイクロアナライザ）を用いて、外輪の表面の観察（２０００倍、３０視野分）を行った。次に、外輪の表面の２００μｍ四方を１０００倍に拡大し、固体潤滑被膜が形成される前の元素特性Ｘ線強度の１０倍以上のＸ線強度が検出された部分を固体潤滑被膜が形成されている領域として判定した。そして、３０視野分の結果を画像解析し、固体潤滑被膜の面積率の平均値を算出した。この結果は、表１に併せて示した。なお、表１に示す面積率は、観察視野の面積を１００％とした時の値であり、例えば、面積率７５％の固体潤滑被膜とは、観察視野に空孔部（固体潤滑被膜が形成されていない部分）が２５％存在する固体潤滑被膜を指す。

また、固体潤滑被膜の厚さを、各実施例と同様の条件で固体潤滑被膜が形成された破壊検査用の外輪を用いて、以下に示すようにして測定した。
まず、固体潤滑被膜の保護を目的として、破壊検査用の外輪の表面に、熱硬化性樹脂であるポリアミドイミドをピロリンドンに溶解した化合物を形成した後、１００℃で２時間保持することにより表面層を硬化させた。次に、破壊検査用の外輪を切断してエポキシ樹脂に埋め込み、その切断面にバフ研磨で鏡面仕上げを施した後、３％ピクラールで５秒間腐食させることで、切断面に凹凸を形成した。次に、スパッタリング法により、切断面にナノオーダーのクロム層を形成して通電性を付与した後、電子顕微鏡を用いて５０００倍で３０視野分の観察を行った。

このとき、１視野中で、横方向に固体潤滑被膜の断面層が観察されるように設置し、縦方向（固体潤滑被膜の厚さ方向）に沿って６区間に分割して、各区間の被膜厚さを算出した。そして、６区間の被膜厚さの平均値から算出される１視野の平均被膜厚さを用いて、３０視野分の平均被膜厚さを算出した。この結果は、表１に併せて示した。
さらに、固体潤滑被膜が形成された後の外輪において、微小硬度計を用いた硬さ試験を行った。その結果、固体潤滑被膜が形成された外輪の表層部（表面から２〜１５μｍの深さまでの部分）に硬さの勾配が見られ、固体潤滑被膜が形成される前の外輪の表層部の硬さと比べて５〜２０％増大していることが分かった。

続いて、このようにして得られた外輪と、ＳＵＪ２製の内輪と、ＳＵＪ２製の玉とからなる玉軸受を組み立てた。次に、この玉軸受の外輪の外周面を、アルミニウム合金（Ａ５０５６）製のハウジングの内周面に嵌合させ、内輪の内周面を炭素鋼製の軸部材の外周面に嵌合させた。
そして、外輪の外周面とハウジングの内周面との間でクリープが発生するように、以下の条件で玉軸受の内輪を回転させることにより、摩耗試験を行った。

この摩耗試験の結果は、試験終了後、公知の摩耗試験機を用いてハウジングの内周面の摩耗量を測定し、Ｎｏ．２１の摩耗量を１．００とした場合の比を、表１に合わせて示した。
＜摩耗試験条件＞
外輪とハウジングとの嵌め合い：締り嵌め（Ｈ７）
玉軸受に負荷するラジアル荷重：５８８０Ｎ
回転速度：８０００ｍｉｎ^-1
軸部材の偏心角：１０°
潤滑油：ＶＧ６８相当
潤滑油温度：１３０℃
回転時間：１００時間

表１に示すように、外周面を含む表面に面積率７５％以上の固体潤滑被膜が形成されたＮｏ．１〜２０の外輪を用いた玉軸受では、表面に焼成により固体潤滑被膜が形成されたＮｏ．２１の外輪や、表面に固体潤滑被膜が形成されていないＮｏ．２２の外輪や、固体潤滑被膜が上記範囲外の面積率で形成されたＮｏ．２３〜２６の外輪を用いた場合と比べて、ハウジングの内周面の摩耗量が少なくなっており、Ｎｏ．２１の０．７０倍以下であった。

特に、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５とＮｏ．６との結果、及び、Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１１とＮｏ．１２との結果から、固体潤滑被膜の面積率を７５％以上９５％以下とすることにより、ハウジングの内周面の摩耗量がさらに少なくなっていることが分かる。
また、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５とＮｏ．１３，Ｎｏ．１４との結果、及び、Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１１とＮｏ．１７，Ｎｏ．１８との結果から、固体潤滑被膜の厚さを０．１０μｍ以上８．０μｍ以下とすることにより、ハウジングの内周面の摩耗量がさらに少なくなっていることが分かる。

さらに、Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１１とＮｏ．１７，Ｎｏ．１８との結果から、固体潤滑被膜を形成する表面のディンプルの深さを０．１０μｍ以上５．０μｍ以下に調整することにより、ハウジングの内周面の摩耗量がさらに少なくなっていることが分かる。
さらに、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５とＮｏ．１９との結果、及び、Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１１とＮｏ．２０との結果から、表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を０．１０μｍ以上１．００μｍ以下とすることにより、ハウジングの内周面の摩耗量がさらに少なくなっていることが分かる。

続いて、表１で示す結果のうち、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２と、Ｎｏ．２３〜Ｎｏ．２６の結果を用いて、固体潤滑被膜の面積率と、ハウジングの内周面の摩耗量と、の関係を示す図３のグラフを作成した。
図３に示すように、面積率７５％以上の固体潤滑被膜を形成した外輪を用いた玉軸受では、面積率７５％未満の固体潤滑被膜を形成した外輪を用いた場合と比べて、ハウジングの内周面の摩耗量が少なくなっていることが分かる。

また、ディンプルの深さを調節するための前処理を行った後に固体潤滑被膜を形成した外輪を用いた玉軸受では、前処理を行わずに固体潤滑被膜を形成した外輪を用いた場合と比べて、ハウジングの内周面の摩耗量が少なくなっていることが分かる。
以上の結果から、ハウジングと嵌合する外周面に面積率７５％以上の固体潤滑被膜が形成された外輪を用いることにより、ハウジングの内周面と外輪の外周面との嵌合面にクリープが発生した状態で使用された場合であっても、ハウジングの内周面の摩耗量を少なくできることが確認できた。

また、外輪の表面に形成する固体潤滑被膜の厚さや、表面のディンプルの深さ及び中心線平均粗さについても特定することにより、ハウジングの内周面と外輪の外周面との嵌合面にクリープが発生した状態で使用された場合であっても、ハウジングの内周面の摩耗量をさらに少なくできることが確認できた。

本発明の転がり軸受の一例として、玉軸受の一構成を示す断面図である。 本発明の転がり軸受の一例として、玉軸受の他の構成を示す断面図である。 固体潤滑被膜の面積率と、ハウジングの内周面の摩耗量との関係を示すグラフである。 回転機械装置の一構成を示す断面図である。 回転機械装置の他の構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 外輪
１ａ 軌道面
１ｂ 外周面（嵌合面）
１ｃ 軸方向端面
１Ａ 固体潤滑被膜
２ 内輪
２ａ 軌道面
２ｂ 内周面（嵌合面）
３ 玉 (転動体）
４ ハウジング
４ｂ 内周面
５ 軸部材
５ｂ 外周面
６ 密封部材

Claims (6)

1. 外輪と、内輪と、前記外輪及び前記内輪の間に転動自在に配設される転動体と、を備え、前記外輪の外周面をハウジングに嵌合させ、前記内輪の内周面を軸部材に嵌合させ、前記外輪及び前記内輪のうち一方を固定輪として、他方を回転輪として使用する転がり軸受において、
   少なくとも前記回転輪又は前記固定輪は、金属素材からなり、
   その嵌合面の少なくとも一部の表面に、面積率７５％以上の固体潤滑被膜が形成されていることを特徴とする転がり軸受。
2. 前記固体潤滑被膜の面積率は、９５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
3. 前記固体潤滑被膜は、０．１０μｍ以上８．０μｍ以下の厚さで形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受。
4. 前記固体潤滑被膜は、中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．１０μｍ以上１．００μｍ以下の表面に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の転がり軸受。
5. 前記固体潤滑被膜は、０．１０μｍ以上５．０μｍ以下の深さの微小くぼみを有する表面に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の転がり軸受。
6. 前記固体潤滑被膜は、ショットピーニング法により形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の転がり軸受。

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