JP4795888B2 - 軸受の軌道部材の製造方法および転がり軸受の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は軸受の軌道部材の製造方法および転がり軸受の製造方法に関し、より特定的には、表面にセラミック皮膜が形成された軌道部材の製造方法および当該軌道部材を備えた転がり軸受の製造方法に関するものである。

鉄道車両の主電動機、汎用モータ、風力発電の発電機などの装置に用いられる転がり軸受においては、装置の構造上、転がり軸受の内部に電流が流れるおそれがある。転がり軸受の内部に電流が流れると、転がり軸受を構成する軌道輪などの軌道部材と、玉、ころなどの転動体との間にスパークが生じ、これに起因して電食が発生する場合がある。そして、この電食による軌道部材や転動体の転走面の損傷は、転がり軸受の寿命を低下させる。

内部に電流が流れるおそれのある用途に使用される転がり軸受において、上述のような電食に起因した転がり軸受の寿命低下を回避するためには、転がり軸受とハウジングなどの転がり軸受が接触する部材との間を絶縁する対策が有効である。そして、絶縁を達成する手段としては、転がり軸受において、ハウジングなどの他の部材と接触する軌道部材の表面に、溶射によりセラミック皮膜を形成する対策が採用される場合がある。

セラミック皮膜は、絶縁性が高く、電食の防止には有効である。しかし、金属からなる軌道部材に対して、セラミック皮膜の密着性は必ずしも高くないという問題点がある。これに対し、軌道部材へのセラミック皮膜の密着性を向上させることを目的として、セラミック皮膜の形成前に、セラミックスが溶射される軌道部材の表面の粗さを大きくする（粗面化する）対策が提案されている（たとえば特許文献１参照）。
特開２００２−４８１４５号公報

上述のように、セラミック皮膜の形成前に、セラミックスが溶射される軌道部材の表面を粗面化することにより、セラミック皮膜の軌道部材への密着性は向上する。しかし、セラミック皮膜が形成された軌道部材においては、当該セラミック皮膜により達成される絶縁性が必ずしも安定しないという問題があった。

そこで、本発明の目的は、密着性と絶縁性とを両立したセラミック皮膜が形成された軸受の軌道部材および当該軌道部材を備えた転がり軸受の製造方法を提供することである。

本発明に従った軌道部材の製造方法は、金属からなり、軸受の軌道部材の概略形状に成形された成形部材を準備する成形部材準備工程と、成形部材の表面の粗さを調整する前処理工程と、前処理工程において粗さが調整された表面に、セラミックスを溶射してセラミック皮膜を形成するセラミック溶射工程とを備えている。そして、前処理工程においては、Ｒａ１．０以上３．０以下であって、Ｒａの値がセラミック溶射工程において形成されるべきセラミック被膜の厚みの１／４５０以上１／１００以下となるように表面の粗さが調整される。また、セラミック溶射工程においては３００μｍ以上４５０μｍ以下の膜厚を有するセラミック皮膜が形成される。

本発明者は、セラミック皮膜の形成前における軌道部材の表面の粗さと、セラミック皮膜の密着性および絶縁性との関係について詳細な検討を行なった。その結果、以下の知見を得た。

すなわち、セラミック皮膜の密着性については、基本的には、セラミック皮膜の形成前における軌道部材の表面の粗さが大きいほど向上するが、少なくともＲａ（算術平均粗さ；ＪＩＳ Ｂ ０６０１）が１．０μｍ以上であれば、十分な密着性を確保することができる。したがって、セラミック皮膜の形成前における軌道部材の表面の粗さは、１．０μｍ以上であれば十分である。

一方、セラミック皮膜の形成前における軌道部材の表面の粗さが大きくなると、当該皮膜の膜厚に対して十分小さいと思われる粗さでも、絶縁性が低下することを見出した。一般に、絶縁性の確保を目的に軌道部材に形成されるセラミック皮膜の膜厚は、１５０μｍ〜２７０μｍ程度である。これに対し、皮膜の形成前における軌道部材の表面の粗さがＲａで２．７μｍを超えると、絶縁性が低下する傾向が見られ、３．０μｍを超えると当該傾向がより明確になる。すなわち、膜厚に対して十分小さいと思われる粗さでも絶縁性が低下するため、セラミック皮膜の絶縁性を確保するためには、皮膜の形成前における軌道部材の表面の粗さをＲａ３．０μｍ以下にまで抑制することが必要であり、Ｒａ２．７μｍ以下にまで抑制することが好ましい。

本発明の軸受の軌道部材の製造方法によれば、前処理工程において成形部材の表面の粗さがＲａ１．０μｍ以上３．０μｍとなるように調整され、その後セラミック溶射工程においてセラミックスが溶射されてセラミック皮膜が形成される。そのため、密着性と絶縁性とを両立したセラミック皮膜が形成された軸受の軌道部材を製造することができる。

ここで、セラミック皮膜を形成するために溶射されるセラミックスには、たとえばアルミナ（酸化アルミニウム；Ａｌ_２Ｏ_３）、グレーアルミナ、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）などを採用することができる。また、前処理工程においては、たとえば、アルミナなどの硬質の粒子を衝突させて成形部材の表面の粗さを大きくするサンドブラスト処理などを実施することができるが、研削加工等の機械加工による方法が採用されてもよい。

本発明に従った転がり軸受の製造方法は、軌道部材を製造する軌道部材製造工程と、転動体を製造する転動体製造工程と、軌道部材と、転動体とを組み合わせることにより、転がり軸受を組立てる組立て工程とを備えている。そして、軌道部材製造工程においては、上述の軸受の軌道部材の製造方法を用いて軌道部材が製造される。

本発明の転がり軸受の製造方法によれば、密着性と絶縁性とを両立したセラミック皮膜が形成された軸受の軌道部材を製造可能な、本発明の軸受の転動部材の製造方法を用いて軌道部材が製造されているため、電食の発生が抑制され、当該電食に起因した転がり軸受の寿命低下を回避可能な転がり軸受を製造することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明の軸受の軌道部材の製造方法および転がり軸受の製造方法によれば、密着性と絶縁性とを両立したセラミック皮膜が形成された軸受の軌道部材および当該軌道部材を備えた転がり軸受の製造方法を提供することができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

図１は、本発明の一実施の形態における軸受の軌道部材としての外輪、および本発明の範囲外の内輪を備えた本発明の一実施の形態における転がり軸受としてのラジアル玉軸受（深溝玉軸受）の構成を示す概略断面図である。また、図２は、図１の要部を拡大して示す概略部分断面図である。図１および図２を参照して、本実施の形態における軸受の軌道部材を備えた転がり軸受について説明する。

図１および図２を参照して、深溝玉軸受１は、軸受の軌道部材としての環状の外輪１１と、外輪１１の内側に配置された軸受の軌道部材としての環状の内輪１２と、外輪１１と内輪１２との間に配置され、円環状の保持器１４に保持された転動体としての複数の玉１３とを備えている。外輪１１の内周面には外輪転走面１１Ａが形成されており、内輪１２の外周面には内輪転走面１２Ａが形成されている。そして、内輪転走面１２Ａと外輪転走面１１Ａとが互いに対向するように、外輪１１と内輪１２とは配置されている。さらに、複数の玉１３は、内輪転走面１２Ａおよび外輪転走面１１Ａに接触し、かつ保持器１４により周方向に所定のピッチで配置されることにより、円環状の軌道上に転動自在に保持されている。以上の構成により、深溝玉軸受１の外輪１１および内輪１２は、互いに相対的に回転可能となっている。

図２を参照して、本実施の形態における軸受の軌道部材としての外輪１１においては、外輪転走面１１Ａとは反対側の面である外周面１１Ｂおよび深溝玉軸受１の回転軸方向における両側の端面１１Ｃに、セラミック皮膜としてのアルミナ皮膜５が形成されている。すなわち、セラミック皮膜としてのアルミナ皮膜５は、軌道部材としての外輪１１の外輪転走面１１Ａが形成された面以外の面に形成されている。これにより、深溝玉軸受１は、外輪１１の外周面１１Ｂおよび端面１１Ｃの少なくともいずれか１つがハウジングなどの隣接する部材に接触するように配置されて使用された場合でも、当該部材との間が電気的に絶縁される。その結果、深溝玉軸受１が、その内部に電流が流れるおそれのある用途に使用された場合でも、電食に起因した寿命低下を回避することができる。

また、外輪１１および深溝玉軸受１は、以下に説明する本発明の一実施の形態における軸受の軌道部材および転がり軸受の製造方法により製造されている。そのため、外輪１１および深溝玉軸受１は、密着性と絶縁性とを両立したセラミック皮膜としてのアルミナ皮膜５が形成された軸受の軌道部材および当該軌道部材を備えた転がり軸受となっている。

次に、本実施の形態における軸受の軌道部材としての外輪１１および転がり軸受としての深溝玉軸受１の製造方法について説明する。図３は、本実施の形態における外輪の製造方法の概略を示す流れ図である。

図３を参照して、まず、鋼などの金属からなり、軸受の軌道部材の概略形状に成形された成形部材を準備する成形部材準備工程が実施される。具体的には、たとえばＪＩＳ規格ＳＵＪ２などの鋼（軸受鋼）からなり、外輪１１の概略形状に成形された成形部材が作製される。

次に、上記成形部材の表面の粗さを調整する前処理工程が実施される。具体的には、上記成形部材の外周面１１Ｂおよび端面１１Ｃに該当する領域の表面に対してサンドブラスト処理が実施されて、当該表面の粗さがＲａ１．０μｍ以上３．０μｍ以下となるように調整される。このサンドブラスト処理は、たとえば粒径５８０〜８４０μｍのアルミナ、炭化ケイ素などの粒子を、圧力０．１ＭＰａ以上０．３ＭＰａ以下で当該表面に１０秒間以上２０秒間以下の時間衝突させて実施することができる。

次に、図３を参照して、前処理工程において粗さが調整された上記表面に、セラミックスを溶射してセラミック皮膜を形成するセラミック溶射工程が実施される。具体的には、Ｒａ１．０μｍ以上３．０μｍ以下の粗さとなるように調整された上記表面に対し、たとえばアルミナを溶射して３００μｍ以上４５０μｍ以下の膜厚を有するアルミナ皮膜が形成される。なお、セラミック皮膜は、必ずしも一層である必要はなく、二層あるいは三層以上の複数層形成されてもよい。

次に、前処理工程において形成されたセラミック皮膜を封孔処理する封孔処理工程が実施される。具体的には、セラミック溶射工程において形成されたアルミナ皮膜の表面に封孔剤を塗布した後、６０℃以上１００℃以下の温度、たとえば８０℃に、６０分間以上２４０分間以下の時間、たとえば１２０分間保持することにより、封孔剤を硬化する。これにより、アルミナ皮膜の気孔率が低下しアルミナ皮膜の絶縁性および密着性が向上する。

次に、図３を参照して、封孔処理工程が実施された成形部材に仕上げ加工を実施して軌道部材を完成させる仕上げ工程が実施される。具体的には、封孔処理工程が実施されたアルミナ皮膜が研磨され、表面が平滑になるとともに、アルミナ皮膜が１５０μｍ以上２７０μｍ以下の所望の膜厚、たとえば２００μｍの膜厚とされる。研磨後のアルミナ皮膜の膜厚は、深溝玉軸受１の用途を考慮し、必要とされる絶縁性能に基づいて決定することができる。これにより、本実施の形態における軸受の軌道部材としての外輪１１が完成し、軸受の軌道部材としての外輪１１の製造方法は完了する。なお、研磨後のアルミナ皮膜の表面粗さが大きい場合、絶縁性に悪影響を及ぼすおそれがあるため、上記研磨は、研磨後のアルミナ皮膜の表面粗さがＲａ０．３μｍ以下となるように実施されることが好ましく、Ｒａ０．２以下となるように実施されることが、より好ましい。

次に、本実施の形態における転がり軸受の製造方法について説明する。図４は、本実施の形態における転がり軸受としての深溝玉軸受の製造方法を示す流れ図である。

図４を参照して、まず軌道部材としての外輪１１および内輪１２を製造する軌道部材製造工程が実施される。具体的には、軌道部材製造工程において、外輪１１が上述の本実施の形態における軌道部材の製造方法により製造されるとともに、内輪１２も別途製造される。また、軌道部材製造工程とは別に、転動体が製造される転動体製造工程が実施される。具体的には、転動体としての玉１３が製造される。そして、それぞれ製造された軌道部材としての外輪１１、内輪１２と、転動体としての玉１３とが組合わされて転がり軸受としての深溝玉軸受１が組立てられる組立て工程が実施される。これにより、本実施の形態における転がり軸受の製造方法が完了する。

本実施の形態における軌道部材の製造方法により外輪１１が製造されることにより、前処理工程において成形部材の表面の粗さがＲａ１．０μｍ以上３．０μｍとなるように調整され、その後セラミック溶射工程においてセラミックスが溶射されてセラミック皮膜が形成される。そのため、密着性と絶縁性とを両立したセラミック皮膜が形成された外輪１１を製造することができる。また、本実施の形態における転がり軸受の製造方法により深溝玉軸受１が製造されることにより、深溝玉軸受１は密着性と絶縁性とを両立したセラミック皮膜が形成された外輪１１を備えており、電食の発生が抑制され、当該電食に起因した寿命低下が回避されている。

図５は、本実施の形態の変形例における軸受の軌道部材としての内輪、および本発明の範囲外の外輪を備えた本実施の形態の変形例における転がり軸受としてのラジアルころ軸受（円筒ころ軸受）の構成を示す概略断面図である。また、図６は、図５の要部を拡大して示す概略部分断面図である。図５および図６を参照して、本実施の形態の変形例における軸受の軌道部材を備えた転がり軸受について説明する。

図５および図６を参照して、円筒ころ軸受２は、図１および図２に基づいて説明した深溝玉軸受１と基本的には同様の構成を有している。しかし、円筒ころ軸受２においては、転動体がころ２３となっている点、および内輪２２にアルミナ皮膜５が形成されている点で、深溝玉軸受１とは構成が異なっている。

すなわち、図５および図６を参照して、円筒ころ軸受２は、外輪２１と内輪２２との間に配置され、円環状の保持器２４に保持された転動体としての複数のころ２３を備えている。そして、複数のころ２３は、内輪転走面２２Ａおよび外輪転走面２１Ａに接触し、かつ保持器２４により周方向に所定のピッチで配置されることにより、円環状の軌道上に転動自在に保持されている。これにより、円筒ころ軸受２の外輪２１および内輪２２は、互いに相対的に回転可能となっている。

図６を参照して、本実施の形態の変形例における軸受の軌道部材としての内輪２２においては、内輪転走面２２Ａとは反対側の面である内周面２２Ｂおよび円筒ころ軸受２の回転軸方向における両側の端面２２Ｃに、セラミック皮膜としてのアルミナ皮膜５が形成されている。すなわち、セラミック皮膜としてのアルミナ皮膜５は、軌道部材としての内輪２２の内輪転走面２２Ａが形成された面以外の面に形成されている。これにより、円筒ころ軸受２は、内輪２２の内周面２２Ｂおよび端面２２Ｃの少なくともいずれか１つが回転軸などの隣接する部材に接触するように配置されて使用された場合でも、当該部材との間が電気的に絶縁される。その結果、円筒ころ軸受２が、その内部に電流が流れるおそれのある用途に使用された場合でも、電食に起因した寿命低下を回避することができる。

さらに、内輪２２においては、アルミナ皮膜５を覆うように保護層としての金属保護膜６が形成されている。これにより、比較的脆いアルミナ皮膜５が保護され、特に円筒ころ軸受２の組立て時や、円筒ころ軸受２の装置への取り付け時にアルミナ皮膜５の一部が脱落することが抑制される。

次に、本実施の形態の変形例における軸受の軌道部材としての内輪２２および転がり軸受としての円筒ころ軸受２の製造方法について説明する。上述のように、内輪２２およびの円筒ころ軸受２は、それぞれ上述の外輪１１および深溝玉軸受１と同様の構成を有しており、図３および図４に基づいて説明した製造方法と同様の製造方法により製造することができる。なお、金属保護膜６は、図３を参照して、仕上げ工程において、アルミナ皮膜が研磨され、所望の膜厚を有するアルミナ皮膜５が形成された後、たとえばＡｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅなどの金属を溶射することにより、アルミナ皮膜５を覆うように少なくとも１００μｍ以上の膜厚を形成することができる。また、金属保護膜６は、必ずしも一層である必要はなく、二層あるいは三層以上の複数層形成されてもよい。

図７は、本実施の形態の他の変形例における軸受の軌道部材としての軌道輪、および本発明の範囲外の軌道輪を備えた本実施の形態の他の変形例における転がり軸受としてのスラスト玉軸受の構成を示す概略断面図である。また、図８は、図７の要部を拡大して示す概略部分断面図である。図７および図８を参照して、本実施の形態の他の変形例における軸受の軌道部材を備えた転がり軸受について説明する。

図７および図８を参照して、スラスト玉軸受３は、図１および図２に基づいて説明した深溝玉軸受１と基本的には同様の構成を有している。しかし、スラスト玉軸受３においては、軌道輪３１、３２の転走面３１Ａ、３２Ａが軸受の回転軸の方向において互いに対向する点、および軌道輪３１の端面３１Ｃと内周面３１Ｄとの２面のみにアルミナ皮膜５が形成されている点で、深溝玉軸受１とは構成が異なっている。

すなわち、図７および図８を参照して、スラスト玉軸受３は、軸受の軌道部材としての環状の形状を有する１対の軌道輪３１、３２と、１対の軌道輪３１、３２の間に配置され、円環状の保持器３４に保持された転動体としての複数の玉３３とを備えている。軌道輪３１、３２の一方の端面にはそれぞれ転走面３１Ａ、３２Ａが形成されている。そして、転走面３１Ａと転走面３２Ａとが互いに対向するように、軌道輪３１、３２は配置されている。さらに、複数の玉３３は、転走面３１Ａおよび転走面３２Ａに接触し、かつ保持器３４により周方向に所定のピッチで配置されることにより、円環状の軌道上に転動自在に保持されている。以上の構成により、スラスト玉軸受３の１対の軌道輪３１、３２は、互いに相対的に回転可能となっている。

図８を参照して、本実施の形態の他の変形例における軸受の軌道部材としての軌道輪３１においては、転走面３１Ａとは反対側の面である端面３１Ｃおよび内周面３１Ｄに、セラミック皮膜としてのアルミナ皮膜５が形成されている。これにより、スラスト玉軸受３は、軌道輪３１の端面３１Ｃおよび内周面３１Ｄの少なくともいずれか１つが、回転軸などの隣接する部材に接触するように配置されて使用された場合でも、当該部材との間が電気的に絶縁される。その結果、スラスト玉軸受３が、その内部に電流が流れるおそれのある用途に使用された場合でも、電食に起因した寿命低下を回避することができる。

次に、本実施の形態の他の変形例における軸受の軌道部材としての軌道輪３１および転がり軸受としてのスラスト玉軸受３の製造方法について説明する。上述のように、軌道輪３１およびのスラスト玉軸受３は、それぞれ上述の外輪１１および深溝玉軸受１と同様の構成を有しており、図３および図４に基づいて説明した製造方法と同様の製造方法により製造することができる。なお、アルミナ皮膜５は、図３を参照して、前処理工程において、軌道輪３１の端面３１Ｃおよび内周面３１Ｄとなるべき成形部材の面の粗さが調整され、セラミック溶射工程において、アルミナが溶射されることにより形成される。

なお、上述の本発明の実施の形態においては、アルミナ皮膜５が内輪または外輪の一方、あるいは１対の軌道輪の一方にのみ形成される場合について説明したが、本発明の転がり軸受の製造方法により製造される転がり軸受はこれに限られない。すなわち、製造コストの低減を目的として上述のように、セラミック皮膜が内輪または外輪の一方、あるいは１対の軌道輪の一方にのみ形成されてもよいし、転がり軸受の汎用性を高める目的で、内輪および外輪の両方、あるいは１対の軌道輪の両方にセラミック皮膜が形成されてもよい。また、セラミック皮膜は、少なくとも内輪または外輪の一方、あるいは１対の軌道輪の一方において、転がり軸受に隣接する他の部材と接触する領域に形成されていればよい。

以下、本発明の実施例１について説明する。セラミック溶射前の軌道輪の表面粗さとセラミック皮膜の密着性および絶縁性との関係を調査する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。

まず、試験の対象となる試験片の作製方法について説明する。試験片の作製は、基本的には図３に基づいて説明した軸受の軌道輪の製造方法と同様の方法により行なった。図３を参照して、成形部材準備工程において、転がり軸受（ＪＩＳ規格型番６３１６）の外輪を準備し、当該外輪を石油ベンジンで脱脂した。次に、前処理工程において、外輪の外周面および両端面にサンドブラスト処理を行なった。サンドブラスト処理は、アルミナ砥粒（理研コランダム製；Ａ＃２４、Ａ＃８０）を使用し、当該アルミナ砥粒を外輪の外周面および両端面に吹き付けることにより行なった。この吹き付けの際の圧力を変化させることにより、サンドブラスト処理された外輪の表面の粗さをＲａ０．４〜３．７μｍの範囲で変化させた。ここで、表面の粗さは、触針式表面粗さ測定機（ＪＩＳ Ｂ ０６５１）を使用することにより測定した。

そして、セラミック溶射工程において、アルミナ（０．２５質量％の酸化チタンＴｉＯ_２を含む）の粉末を用いて、サンドブラスト処理された外輪の表面に溶射を行い、約３５０μｍの膜厚を有するアルミナ皮膜を形成した。このアルミナ皮膜の断面を顕微鏡により観察したところ、気孔率は約５％となっていた。さらに、封孔処理工程において、封孔剤（株式会社中央発明研究所製の塗布型封孔剤アルタッチ１９２０）を、ハケを用いてアルミナ皮膜に塗布した後、８０℃の温度に２時間保持して封孔剤を硬化させた。そして、仕上げ工程において、アルミナ皮膜を膜厚が１５０、２００および２７０μｍとなるように研磨して、試験片を完成させた。

次に、試験の方法について説明する。本実施例においては、落下試験、組立て分解試験、耐電圧試験が実施された。試験の内容および評価方法は以下のとおりである。

（１）落下試験
上記試験片（外輪）を５０ｍｍの高さから自然落下させた後、８０℃の温水に１時間浸漬した。その後、１０００Ｖ直流絶縁抵抗計を用いて、外輪のアルミナ皮膜の表面と内周面との間の絶縁抵抗を測定した。上述の自然落下により、アルミナ皮膜にクラックが生じていた場合、当該クラックから水が浸入し、アルミナ皮膜の絶縁性が失われて絶縁抵抗が大幅に低下する。絶縁抵抗が２０００ＭΩ（メグオーム）以上の場合、絶縁性は失われていない（○）と評価し、２０００ＭΩ未満の場合、絶縁性が失われた（×）と評価した。

（２）組立て分解試験
試験片（外輪）の外径φ１７０ｍｍに対して、３６μｍ小さい内径を有するハウジングに、試験片を嵌め込み、その後取り外す操作を５回繰り返した後、８０℃の温水に１時間浸漬した。その後、（１）と同様に、１０００Ｖ直流絶縁抵抗計を用いて、外輪のアルミナ皮膜の表面と内周面との間の絶縁抵抗を測定した。そして、絶縁抵抗が２０００ＭΩ以上の場合、絶縁性は失われていない（○）と評価し、２０００ＭΩ未満の場合、絶縁性が失われた（×）と評価した。

（３）耐電圧試験
試験片（外輪）のアルミナ皮膜の表面と内周面との間に、交流電圧を印加した。印加する電圧は、０ｋＶからスタートし、１０秒経過ごとに０．２ＫＶずつ増加させ、５ｋＶまで上昇させ、絶縁破壊が生じる電圧（耐電圧）を測定した。一般に、絶縁軸受においては耐電圧が３ｋＶ以上であれば十分であり、２ｋＶ以上であれば使用可能である場合が多い。そこで、耐電圧が３ｋＶ以上の場合を○、２ｋＶ以上３ｋＶ未満の場合を△、２ｋＶ未満の場合を×と評価した。

次に、試験結果について説明する。表１に本実施例の試験結果を示す。表１を参照して、まず、アルミナ皮膜の密着性を評価した落下試験および組立て分解試験においては、サンドブラスト処理された表面の粗さがＲａ１．０未満である試験片番号４および５の試験片では、評価がいずれも「×」となっている。一方、表面の粗さがＲａ１．０以上である他の試験片は、評価がいずれも「○」となっている。このことから、セラミック溶射前の表面の粗さをＲａ１．０以上とすることで、軸受の軌道輪の通常の取り扱いにおいて、アルミナ皮膜に十分な密着性を付与できることが確認された。

また、アルミナ皮膜の絶縁性を評価した耐電圧試験においては、アルミナ皮膜の膜厚が２７０μｍである場合、膜厚が大きく耐電圧を確保しやすいため、セラミック溶射前の表面の粗さがＲａ２．７〜３．２μｍの範囲において、評価はいずれも「○」となっている。しかし、アルミナ皮膜の膜厚が２００μｍまたは１５０μｍである場合、セラミック溶射前の表面の粗さがＲａ２．７μｍ以下の場合「○」、２．７μｍを超え３．０μｍ以下の場合「△」、３．０μｍを超える場合「×」となっている。これは、セラミック溶射前の表面の粗さが大きくなると、溶射前の表面の突起が大きくなり、アルミナ皮膜の絶縁皮膜としての有効な膜厚が小さくなって、絶縁抵抗が低下したものと考えられる。

一般に、絶縁性の確保を目的に軌道部材に形成されるセラミック皮膜の膜厚は１５０μｍ〜４５０μｍ程度である。したがって、上記耐電圧試験の結果より、アルミナ皮膜の膜厚が比較的小さい１５０〜２００μｍの場合であっても、セラミック溶射前の表面の粗さをＲａ３．０μｍ以下とすることにより、アルミナ皮膜に必要な絶縁性を付与することができ、２．７μｍ以下とすることにより、アルミナ皮膜に十分な絶縁性を付与可能であるといえる。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の軸受の軌道部材の製造方法および転がり軸受の製造方法は、表面にセラミック皮膜が形成された軸受の軌道部材の製造方法および当該軌道部材を備えた転がり軸受の製造方法に、特に有利に適用され得る。

本発明の一実施の形態における転がり軸受としてのラジアル玉軸受（深溝玉軸受）の構成を示す概略断面図である。 図１の要部を拡大して示す概略部分断面図である。 本実施の形態における外輪の製造方法の概略を示す流れ図である。 本実施の形態における深溝玉軸受の製造方法を示す流れ図である。 本実施の形態の変形例における転がり軸受としてのラジアルころ軸受の構成を示す概略断面図である。 図５の要部を拡大して示す概略部分断面図である。 本実施の形態の他の変形例における転がり軸受としてのスラスト玉軸受の構成を示す概略断面図である。 図７の要部を拡大して示す概略部分断面図である。

符号の説明

１ 深溝玉軸受、２ 円筒ころ軸受、３ スラスト玉軸受、５ アルミナ皮膜、６ 金属保護膜、１１，２１ 外輪、１１Ａ，２１Ａ 外輪転走面、１１Ｂ 外周面、１１Ｃ，２２Ｃ 端面、１２，２２ 内輪、１２Ａ，２２Ａ 内輪転走面、１３ 玉、１４，２４，３４ 保持器、２２Ｂ 内周面、３１，３２ 軌道輪、３１Ａ，３２Ａ 転走面、３１Ｃ 端面、３１Ｄ 内周面、３３ 玉。

Claims (4)

1. 金属からなり、軸受の軌道部材の概略形状に成形された成形部材を準備する成形部材準備工程と、
   前記成形部材の表面の粗さを調整する前処理工程と、
   前記前処理工程において粗さが調整された前記表面に、セラミックスを溶射してセラミック皮膜を形成するセラミック溶射工程とを備え、
   前記前処理工程においては、Ｒａ１．０μｍ以上３．０μｍ以下であって、Ｒａの値が前記セラミック溶射工程において形成されるべきセラミック被膜の厚みの１／４５０以上１／１００以下となるように前記表面の粗さが調整され、
   前記セラミック溶射工程においては３００μｍ以上４５０μｍ以下の膜厚を有するセラミック皮膜が形成される、軸受の軌道部材の製造方法。
2. 前記セラミック溶射工程において形成されたセラミック被膜の膜厚が１５０μｍ以上２７０μｍ以下となるように前記セラミック皮膜を研磨する仕上げ工程をさらに備えた、請求項１に記載の軸受の軌道部材の製造方法。
3. 前記仕上げ工程では、前記セラミック皮膜の表面粗さがＲａ０．３μｍ以下となるように前記セラミック皮膜が研磨される、請求項２に記載の軸受の軌道部材の製造方法。
4. 軌道部材を製造する軌道部材製造工程と、
   転動体を製造する転動体製造工程と、
   前記軌道部材と、前記転動体とを組み合わせることにより、転がり軸受を組立てる組立て工程とを備え、
   前記軌道部材製造工程においては、請求項１〜３のいずれか１項に記載の軸受の軌道部材の製造方法を用いて前記軌道部材が製造される、転がり軸受の製造方法。

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