JPH049449A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動車、暦業機械、建設機械及び鉄鋼機械
に使用される転がり軸受に係り、特に、長寿命、耐焼付
性が要求される、エンジンのローラフォロアー用軸受、
高ＰＶ値の必要な円すいころ軸受に適用できる転がり軸
受に関する。

〔従来の技術］ 従来、転がり軸受に用いる綱としては、軸受鋼２種（Ｓ
ｔＪＪ〜２）等の各種の合金鋼が存在する。

近年、これらの鋼は荷重の増加やサイズダウンによって
軸受に負荷される面圧が増加する傾向があり、転がり軸
受の耐久寿命の改善が必要とされてきている。

転がり軸受の長寿命化の対策として、軌道面又は転動面
の残留オーステナイト濃度の最適値化や非金属介在物の
低減等が実施されている。これらの対策により転がり軸
受の寿命はある程度延長したが、近年、特に自動車、農
業機械、建設機械及び鉄鋼機械等に使用される転がり軸
受や、エンジンのローラフォロアー用軸受、高ＰＶ値の
必要な円すいころ軸受等の長寿命化の要求については、
これを越えるものがあった。

一般的に、鋼の耐疲労性を向上する方法として、鋼の硬
さを高める方法が知られている。しかし、転がり部材の
硬さを高めるためには、高速度工具鋼のように−Ｍｏ、
Ｗ、Ｖ等の炭化物形成元素を多量に添加せねばならない
。この結果、凝固の際に晶出する大型炭化物が疲労起点
となるため、転がり軸受においては、必ずしも長寿命化
が達成できなかった。

一方、特開平１−２０１４５９号及び特開平１２３４５
５４号に記載されているように、Ｃｒを３〜１５重量％
含有する鋼にイオン浸炭を施することにより、高靭性耐
磨耗部品を得る従来例が存在する。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記従来例においては、転がり軸受に適
用することについての配慮がないために、耐転がり疲労
強さに対して重要な鋼の硬さ範囲及び鋼に含有される炭
化物の大きさ、及び転がり軸受の寿命に対して重要であ
る転動体と軌道輪との硬さの関係、さらには転がり軸受
の寸法安定性に対して重要な平均残留オーステナイト量
が明らかでないという課題があった。

そこで、本発明は、耐転がり疲労性、長寿命化に最適な
硬さ範囲、炭化物粒径、及び硬さ分布を与えることによ
り長寿命な転がり軸受を提供することを目的とし、最適
な平均残留オーステナイト濃度を与えることより寸法安
定性にも優れた転がり軸受を提供することをも目的とす
る。

〔課題を解決するための手段］ 前記第１の目的を達成する請求項（１）記載の発明は、
軌道輪及び転動体のうち少なくとも一つが、軌道輪の軌
道面又は転動体の転動面の硬さ；ＨＲＣ６４越え６９未
満、且つＨＲＣ６０以上の表層厚さ；転動体平均直径の
２％以上、さらに軌道面又は転動面から転動体平均直径
の２％に対応する深さまでの間に真円換算直径で６μｍ
以上の炭化物を含有しない合金鋼からなることを特徴と
する転がり軸受にかかるものである。

そして、請求項（２）記載のように、前記転動体の転動
面の硬さ（以下転動面硬さという）は前記軌道輪の軌道
面の硬さ（以下軌道面硬さという）以上にすることが望
ましい。

さらに、請求項（３）記載のように、真円換算直径で６
μｍ以上の大型炭化物を晶出させないようにするため、
合金鋼の各合金元素の含有量（重量％）には次の関係が
存在すことが望ましい。

［％Ｃ１≦１．１２ｅｘｐ　（−４，７８Ｘ１０−”（
ｆ％Ｃｒ］　　＋［％Ｍｏ］±［％ｖ）＋０．５ｉ％ｗ
］＋０．２ｆ％Ｍｎｌ　＋０．０１（％Ｃｏ］　）　）
また、前記第２の目的を特徴とする請求項（３）記載の
発明は、請求項（１）ないしく３）のいずれか−項記載
の転がり軸受において、前記合金鋼の平均残留オーステ
ナイト濃度（ｖ０１％）を１０％以下にすることを特徴
とするものである。

（作用二 、−の定明乙こ係わる転がり軸受によれば、耐転がり疲
労性、長寿命化に最適な硬さ範囲、炭化物粒径、及び硬
さ分布を与えることにより長寿命で耐焼付性に優れだな
転がり軸受を提供すること、さら二こ、最適な平均残留
オーステナイト濃度を与えることにより寸法安定性にも
優わた転がり軸受を提供することができる。

以下、硬さ範囲等の特性範囲の限定理由について説明す
る。

軌道面又は転動面の硬さ：　ＨＲＣ６４越え６９未満 軌道面、転動面は局部的に大きな面圧が繰り返し加わる
ので、その転がり疲れ強さ、耐焼付性を向上させるには
、表面硬さを向上することが有効である。硬さがＨＲＣ
６４までは硬さの上昇に伴い転がり疲れ強さは増加する
。しかしながら、硬さがＨＲＣ６４を越えると、硬さが
上昇しても転がり疲れ強さは向上せず一定となり、硬さ
がＨＲＣ６９を越えると、かえって軌道面又は転動面で
の転がり疲れ強度が低下する傾向となる。

ＨＲＣ６０以上の表面層厚さ二転動体平均直径の２％以
上 軌道輪と転動体とが転がり接触すると、各々の表面下ム
こせん断応力が発生する。その値が最大値となる深さは
、一般に、転動体平均直径の２％未満である。転がり疲
れ寿命を延ばすためには、最大せん断応力発生深さにお
いて、材料が降伏しないことが重要である。そのために
は、最大せん断応力発生深さでの硬さを高くすることが
必要であるが、ＨＲＣ６０以上となると転がり寿命延長
効果は飽和する。これにより上記臨界値を導いた。

軌道面又は転動面から転動体平均直径の２％に対応する
する深さまでの間に存在する炭化物の大きさ：真円換算
直径で６μｍ未満 前記の如く、軌道輪と転動体が転がり接触すると、各々
の表面下にせん断応力が発生し、その値が最大値となる
深さは転動体平均直径の２％未満である。転がり疲れ寿
命を延ばすためには、最大せん断応力発生深さに存在す
る炭化物を小さくし応力集中を緩和することが重要であ
る。炭化物の小型化に伴って転がり寿命は延長されるが
、炭化物の大きさが真円換算直径で６μｍ未満となると
転がり寿命延長効果は飽和する。これらのことにより上
記臨界値を導いた。尚、ここで、真円換算直径とは、合
金鋼中に存在する炭化物面積の４倍の値をπで割算した
値の平方根をいう。

転動面硬さ：軌道面硬さ以上 転がり疲れ強さを向上させるには、前記の如くの表面硬
さ１表層厚さ、炭化物の特性値にすることが必要である
が、転がり軸受の寿命を延ばすためには、その他に、転
動面硬さと軌道面硬さに高低関係を付けることが重要で
ある。なぜならば、軸受の使用条件が高面圧、油膜形成
が不十分、ラジアル及びスラスト両刀が作用、異物混入
潤滑である時等には軌道輪よりも転動体の方に先にフレ
ーキングが発生してしまうからであり、且つこのような
使用条件は非常に多いからである。転動面硬さが軌道面
硬さより低いと、転動体が集中的に且つ早期に剥離し軸
受として短寿命となってしまう。このことから、前記臨
界値を導いた。

平均残留オーステナイト濃度（ｖｏｆｆ％）：１０％以
下 軌道輪又は転動体中に残存する残留オーステナイトは、
準安定な組織で、繰り返し応力を受ける等年数を経るに
したがって序々に分解し、軌道輪又は転動体の膨張を引
き起こし振動等の種々の不都合の原因となる。軸受の寸
法安定性は軸受中に存在する残留オーステナイトの平均
濃度（平均残留オーステナイト濃度）が少ないほど良い
が、本発明の転がり軸受の寸法安定性を軸受鋼０種（Ｓ
ＵＪ−２）と同等以上とするために、平均残留オーステ
ナイト濃度を１０％以下とした。

この平均残留オーステナイト濃度は、焼入れ温度を低目
にすること、焼入れ法を選択すること炭素濃度を調整す
ること等により制御可能である。

本発明において、使用される合金鋼としては、公知の高
炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ−２等）、脱燐１！４（ＳＣ
ｒ　　４２０Ｈ等）、及び高温軸受用高速度鋼（Ｍ２Ｏ
等）などの各種の合金鋼を使用することかできる。これ
ら合金網の熱処理については、肌焼鋼は浸炭又は浸炭窒
化焼入れ、焼戻しを行い、脱燐ガ４以外の合金鋼につい
ては焼入れ、焼戻しを行う。肌焼鋼以外の合金鋼につい
ては、必要に応して火炎焼入れ等の表面硬化熱処理を行
うこともできる。その他、必要に応して球状化焼鈍を行
うこともできる。尚、肌焼鋼において、本発明で規定さ
れる硬さ範囲は、浸炭又は浸炭窒化焼入れされ、焼戻し
後の値である。そして、肌焼鋼以外の合金鋼においては
、硬さ範囲の値は焼入れ焼戻し後のものである。

焼戻しについては、低温焼戻しく例えば、１６０〜２０
０°Ｃ）よりも高温焼戻しく４５０〜６００”Ｃ）を行
うことの方が好ましい。高温焼戻しにより残留オーステ
ナイトをマルテンサイト化すると伴にマトリックスに微
細な炭化物を析出させて表面硬さを向上でき及び寸法安
定性の向上を達成することもできるからである。

これら合金鋼は鋳造によって形成することができるのは
勿論のこと、特開昭５４−１１６３１８号等に開示の公
知の粉末焼結法によって形成することもてきる。

本発明の合金鋼は、所望の特性に応じて、ＣｒＭＯ，Ｖ
、Ｗ、Ｍｎ、Ｃｏ等の少なくとも一種が含有される。

Ｍｏは、Ｃと結合して微細な炭化物の必要量を表面に形
成するのに有効であり、且つ焼入れ性を向上するのに有
効である。しかしながら、素材の段階で巨大な炭化物が
できてしまうことを避けるために、含有量は８重置％以
下であることが好ましい。特に、２．０重量％以下であ
ることが望ましい Ｃｒは、Ｍｏと同様に表面に微細な炭化物を形成するの
に必要な元素である。しかしながら、素材の段階で巨大
な炭化物ができてしまうことを避けるために、含有量は
２０重量％以下であることが好ましい。特に、２〜１４
重量％であることが望ましい。

Ｍｎは、焼入れ性の向上に大きな役割を有し、しかもそ
の含有量が多くなると非金属介在物（〜ｉｎＳ等）が多
く生しやすく、且つ硬度が向上し、鍛造性、被削性等の
機械加工性が低下する。

よって、Ｍｎの含有量は２重量％以下であることが望ま
しい。

■は、結晶粒界に析出して結晶粒の粗大化を抑制し、そ
の微細化を図ると伴に、洲中の炭素と結合して微細な炭
化物を形成する元素であり、その添加によって軸受表層
部の硬さが向上して耐磨耗性か良好となるため７重量％
以下含有されることか良い。待に、３重量％以下の含有
量であるこ出が望ましい。

Ｗは、高速度鋼としての性能を得るために基本的に重要
な元素であり、網中の炭素、窒素及び鉄と結合してＭＣ
，Ｍ６Ｃ型炭化物、ＭＸ、Ｍ、Ｘ型炭窒化物を形成する
伴に、残部は基質に溶は込み、耐磨耗性を高めると同時
に焼戻し硬化及び高温硬さを向上させ、切削性能を大き
く改善する。

そのため、１５．０重量％以下含有されることが良い。

Ｃｏは、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ等と併用することにより、マトリ
ックスの耐熱性を高め、高温硬さの改善に効果的である
。従って、１５．０重量％以下含有されることが良い。

本発明でいう炭化物とは、Ｍ、Ｃ，Ｍ、Ｃ。

ＭＯｚＣ，Ｗ２Ｃ，ＶａＣｘ　、ＶＣ及びＭ、Ｃ等であ
る。

本発明において、表面に形成される炭化物の存在量は、
面積比で１０〜５０％であることが好ましい。炭化物の
存在量が１０％未満であると、前記本発明で必要とされ
る硬さを得るのに不利となり、一方５０％を越えると微
細な炭化物同士が結合して炭化物が粗大化する傾向とな
るからである。

内輪、外輪及び転動体において、軌道面又は転動面から
内側に向かって当該転動体の平均直径の２％に対応する
深さまでの間に存在する炭化物の大きさが真円換算直径
６μｍ未満である為には、少なくとも浸炭前の素材の段
階で、６μｍ以上の炭化物を含有しないことが必要であ
る。本発明者の検討によると素材中に存在する６μｍ以
上の炭化物は、炭化物の晶出反応によるものであること
か分かつ１こ。平衡論的には、炭化物の晶出反応を起こ
させないためには、例えば、第１図に示すＦｅ−Ｆｅ５
Ｃ状態図を例にとると、Ｅ点を越える炭素濃度を含有さ
せないことが必要である。しかしなから、それは、鋼を
極めてゆっくり冷却した場合に成立する条件であり、現
実の鋳造条件では非平衡となるので初期に凝固した部分
より末期に凝固した部分の炭素濃度が高くなるため、た
とえ、Ｅ点以下の炭素濃度でも末期に凝固した部分ては
炭化物が晶出することがある。従って、製鉄所等におけ
る量産鋼においては炭素濃度をＥ点より十分低くしてお
くことが必要となる。具体的には、非脱燐合金鋼では、
炭素濃度を１．５重量％以下にすることが好ましい。Ｃ
は焼入れ後の硬さを向上する上で必要な元素であるか、
晶出炭化物の大型化を避け、又は残留オーステナイト濃
度が高（なるのを避けるため、含有量の上限を設けるこ
とが好ましい。一方、脱燐金金鋼の場合も素材の段階で
の晶出炭化物の大型化を防止するため、及び浸炭又は浸
炭窒化の際の熱処理生産性を上げるため、炭素含有量が
０．２〜０．６重量％程度が好ましく１゜真円換算直径
が６μｍ以上の炭化物を晶出させないためには、Ｃｒ等
の各種の合金元素を含有する鋼が、量産ラインで凝固す
る際に、次の（１）式の条件を満たす必要があることを
本発明者は実験により見出した。

［％Ｃ］≦１．１２ｅｘｐ　（−４，７８Ｘ１０−”（
［％Ｃｒ］＋［％Ｍｏｉ＋［％ｖｌ＋ｏ、ｓｒ％Ｗｉ＋
０．２Ｆ％門ｎｌ　　−’−，０，０１［％Ｃｏ：　）
１〔実施例〕 次に本発明の実施例について説明する。

（実施例１） 第１表は、各鋼種の成分を示したものである。

第１表に示された網を溶解・精錬し、鋼片断面寸法が５
２０Ｘ４００となるように連続鋳造し、次いでφ１６５
のバー材に圧延し、第２図Ｇこ示す条件で焼鈍した。

次いでこのような鋼種について、小部を通り、圧延方向
に平行な切断面内の最大炭化物直径を測定した。被検面
積は１６５　Ｘ　１６５　＝　２７２２５ｍｍ２である
。

この最大炭化物直径の測定は、走査型電子顕微鏡により
行い、真円換算直径に調整した。

さらに、各鋼種について下記のＸを計算した。

一 ［％Ｃ］　　１．１２ｅｘｐ　（−４，７８ＸｌＯ−２
（［％Ｃｒｌ　＋　ｆ％Ｍｏ）ｔ［％Ｖ＋＋０．５［％
Ｗ］＋０．２（％Ｍｎｊ　＋０．０１　（％Ｃｏ１））
第２表に各鋼種の最大炭化物の真円換算直径と前記Ｘの
値を示す。また、第３図に最大炭化物の真円換算直径（
μｍ）と前記χの関係を示す。

第３図から明らかなように、Ｘの値が０以下の時に炭化
物径が６μｍ未満となることがわかる。

以上より、前記（１）式が成立する時に炭化物径か６μ
ｍ未満となることが分かる。

この結果、合金元素の含有量をＸ≦０となるように設計
することにより、最大炭化物直径を６μｍ以下にするこ
とができる。

また、脱燐綱の場合は、浸炭時間、拡散時間をかえて表
面炭素濃度を調整することにより最大炭化物直径を６μ
ｍ以下にできる。

（実施例２） 次に、前記Ｘ≦０を満足する綱種ＡないしＩ、Ｍ及びＮ
の１１種の鯖を溶解・精錬し、鋼片寸法力月８２Ｘ１８
２となるように連続鋳造し、φ６５のバー材に圧延した
。次いで、このバーからφ６０、ｔ＝６の円盤状の試験
片（テストピース以下、表中では略してｒＴ、Ｐ、Ｊと
称することもある）を切削加工した。この試験片に、浸
炭焼入れ焼戻し処理を行った。浸炭焼入れとしては、イ
オン浸炭又はガス浸炭を行った。イオン浸炭における、
昇温、クリーニング、浸炭、拡散、焼入れの各々の工程
における条件は次の第３表に示す通りであり、また、各
工程での温度バクーンは第４図に示し、そして、浸炭か
ら焼戻しに到る熱処理方法の詳細を第４表に示す。

尚、第４表において、ガス浸炭焼入れ及び二次焼入れは
、ＲＸガス＋エンリッチガスの雰囲気下で行い、酸化処
理は空気中で行った。尚、浸炭に変えて浸炭窒化を行う
ことができるのは勿論であり、この場合は、ＲＸガス＋
エンリッチガス＋アンモニアガス５％の雰囲気下で行っ
た。

そして、第４表の熱処理において焼入れは油温６０°Ｃ
にて行った。

第３表 第 表 （以下、 余白。

次に、前記熱処理がなされた各試験片の平面部を研磨し
、表面粗さを０．０ＩＲａ以下の寿命試験用試験片を作
成し、この寿命試験用試験片の各々について、ｒ特殊鋼
便覧（第１版）電気製鋼研究所編、理工学社、１９６５
年５月２５日２第１０〜２１頁記載−のスラスト試験機
を用いた寿命試験を行った。試験条件は次の通りである
。

最大接触面圧（Ｐ　ｗａｘ）　　：　５７８ｋｇ　ｆ　
／ｍｍ２応力繰り返し数：３０００　　ｃ、ｐ、ｍ潤滑
油：　ＶＯ２８タービン油 前記寿命試験においては、肉眼もしくは拡大鏡により確
認できるフレーキング、クランクの存在をもって寿命と
判定した。この寿命の定量的表現（−１−Ｉｏ）は、試
験片の１０％が寿命に達した時点での累計の回転数（サ
イクル）をもって表現した。

寿命試験用試験片の表面硬度はロックウェル硬度計で測
定し、次いで、試験片表面を順次超仕上げ砥石により研
磨しながらロックウェル硬度計を用いてＨＲＣ６０以上
の表層厚さを測定した。

第５表に以上の結果を示す。そして、転動体（−玉）径
の２％の以内の深さまでに存在する最大炭化物の真円換
算直径か６μｍ未満であり、且つＨＲＣ６０以上の表面
厚さが玉径の２％以上にある寿命試験用試験片のＬ　Ｉ
Ｇ寿命と表面硬さの関係を第５図に示す。

尚、第５表において、玉径は９．５２５画として計算し
た。

（以下、余白） 第５図から、表面硬さがＨＲＣ６４を越え６９未満の範
囲の時、試験片の寿命値（Ｌ、。）は最大となることが
わかる。

ま１こ、表面硬さがＨＲＣ６４を越え６９未満で、かつ
、ＨＲＣ６０以上の表面厚さが転動体の平均直径の２％
以上ある寿命試験用試験片の寿命値（Ｌ、Ｇ）と転動体
の平均直径の２％以内の深さまでに存在する最大炭化物
の真円換算直径との関係を第６図に示す。

第６回から、最大炭化物の真円換算直径が小さくなるに
従い、試験片の寿命値（Ｌ、Ｏ）は長くなるが、最大炭
化物の真円換算直径が６μｍ未満になると飽和すること
が分かる。

さらに、表面硬さがＨＲＣ６４を越え６９未満で、かつ
転動体の平均直径の２％以内の深さまでに存在する最大
炭化物の真円換算直径が６μｍ未満である試験片の寿命
値（Ｌ、。）とＨＲＣ６０以上の表層厚さの転動体の平
均直径に対する百分率を第７図に示す。

第７図から、ＨＲＣ６０以上の表層厚さが転動体の平均
直径の２％未満の時、寿命試験用試験片の寿命値（Ｌ　
、。）が低下することがわかる。

以上より、軌道面又は転動面の硬さがＨＲＣ６４を越え
６９未満であり、軌道面及び転動面から内側に向かって
当該転動体の平均直径の２％以上に対応する深さまでの
間の硬さがＨＲＣ６０以上であり、かつ、軌道面又は転
動面から内側に向かって転動体の平均直径の２％に対応
する深さまでの間に存在する炭化物の大きさは真円換算
直径６μｍ未満である時、試験片の寿命値（Ｌ、。）が
最大となることが分かる。

（実施例３） 前記第１表に示す複数の鋼種を用いて、軸受外径６２ｍ
ｎ、幅１６圓、内径３０ＩＩＩＩ１１の単列深みぞ玉軸
受（６２０６）ａ乃至ｎを作成した。軌道輪及び転動体
の熱処理は第６表記載の通りである。

この単列深みぞ玉軸受における軌道輪及び転動体の表面
硬度を前記ロックウェル硬度計で測定し、両者の硬度の
差（転動体表面硬さ一軌道輪表面硬さ＝ΔＨＲＣ）を計
算した。そして、「日本精工株式会社編、テクニカルジ
ャーナル、Ｎｏ、６４６゜第２０頁シ記載の油浴潤滑形
軸受耐久寿命試験機を用いて前記各々の単列深みぞ玉軸
受の寿命試験を行った。試験機の試験条件は、下記の通
りである。

ランアル荷重Ｆｒ：１４１０ｋｇｆ 最大接触面圧（Ｐ　ｍａｘ）　　：　３５　Ｑｋｇｆ／
ｎｍ２潤滑油・ＶＯ２８タービン油 回転数（内輪回転、外輪回転）：３０００ｒｐ＋ｎ向、
寿命は前記スラスト寿命試験の場合と同様に全試験片数
の１０％に確認できるフレーキング又はクラックが発生
するまでの累計時間（Ｌｌ。）で表現した。

以上の結果を第６表に示す。そして、前記転動体と軌道
輪との表面硬さの差（ΔＨＲＣ）とＬＩＯ寿命値との関
係を第８図に示す。

第８図から明らかなように、ΔＨＲＣがＯ以下で転動体
表面にフレーキングが発生して寿命の低下が明らかとな
った。これに対し、ΔＨＲＣ≧０では、転動体のフレー
キングの発生は無く略一定のＬＩＧを保持していること
が確認された。

以上の事実より、転動面の硬さは前記軌道面の硬さより
硬いことで、試験片の寿命を向上することか確認された
。

（以下、余白） 第 表 ■−Ｔ、　Ｐ、　Ｎｏ、　７　　　　　　Ｑ−Ｔ、　Ｐ
、　Ｎｏ、　８ΔＨＲＣ・・毫１を本と庄り障叡硝受さ
の差（実施例４） 前記第１表の鋼種Ｇを使用して、前記単列源みぞ玉軸受
（６２０６）の外輪を第７表に示ず熱処理条件で作製し
た。なお、比較として５ＵＪ２を使用し、浸炭を行うこ
となく焼入れして同様に前記単列源みぞ玉軸受（６２０
６）の外輪を作成しこの時、各外輪は、軌道面の硬さが
ＨＲＣ６４を越え６９未満であり、軌道面から内側に向
かって当該転動体の平均直径の２％以上に対応する深さ
までの間の硬さがＨＲＣ６０以上であり、がっ、軌道面
から内側に向かって転動体の平均直径の２％に対応する
深さまでの間に存在する炭化物の大きさは真円換算直径
６μｍ未満になるよう作製した。

次いで、このような熱処理後各外輪Ｎαのものについて
、外輪の平均残留オースナイト濃度（体積％）を測定し
た。測定結果を第７表に示す。

第７表の結果から、残留オーステナイト濃度と外輪の断
面の深さ方向の位置（Ａ−８）の関係を第９図に示す。

また、第１０図は、前記外輪Ｎｏ、　１の断面図であり
、図中のＡ点及びＢ点は、第９図中の横軸の点及びＢ点
に対応する。

残留オーステナイト変は外輪の表面部において高く、内
部において低くなっている。前記平均残留オーステナイ
ト濃度とは、表面及び内部の残留オ〜スナイナト濃度の
全平均を意味するものであって、第９図では約５．４　
ｖ　ｏ　１％が平均残留オーステナイト度となる。

今、外輪Ｍ、１ないし５の外輪の各々を１７０　’Ｃに
保持し外輪外径の経時変化（外輪の外径の膨張率）を測
定した。この結果を第１１図に示す。

第１１図より平均残留オーステナイト濃度が５ＵＪ２（
外輪阻５）の値（１０％）以下の試験片（外輪Ｎｏ、　
１及び２）は、外輪の外径の最大膨張率が５ＵＪ２　（
外輪ＮＯ，５）より小さいことがわかる。

この結果より、外輪に残存する平均残留オーステナイト
濃度（ｖｏｆ％）は１０％以下にすると、寸法安定性が
ＳＵＪ　２より良好な鋼を得ることができる。

第 尚、ＩＶ１１記実施例では焼入れを油焼入れで行ったか
、水焼入れでも良い。

また、表面硬さ、炭化物直径を本発明の特性値に調整可
能であれば、第１表記載の鋼種に限定されないことは勿
論である。

（発明の効果〕 以上説明したように請求項（１）記載の発明によれば、
軌道面又は転動面の硬さ、ＨＲＣ６４を越え６９未満、
且つ軌道面及び転動面から内側に向がって当該転動体の
平均直径の２％以上に対応する深さまでの間の硬さ、Ｈ
ＲＣ６０以上、さらに、軌道面又は転動面から内側に向
かって転動体の平均直径の２％に対応する深さまでの間
に存在する炭化物の大きさは真円換算直径６μｍ未満で
あることで、長寿命な転がり軸受を提供することができ
る。

そして、請求項（２）記載の発明によれば、転動面の表
面硬さを軌道面のそれ以上にすることにより、転動体の
耐疲労性を高めて、もって長寿命な転がり軸受を提供す
ることができる。

さらムこ、請求項（３）記載の発明によれば、合金元素
の含有量を最大炭化物直径が６μｍになるようにして長
寿命な転がり軸受を提供することができる。

また、請求項（４）記載の発明によれば、合金鋼の平均
残留オーステナイト濃度を１Ｑｖｏｆｆ以下にすること
により長寿命であり、且つ寸法安定性にも優れた転がり
軸受を提供することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＦｅ−Ｆｅ５Ｃの状態図、第２図は実施例１に
おける各鋼種の焼鈍方法を示す図、第３図は最大炭化物
の真円換算直径とＸ値との関係図、第４図はイオン浸炭
の熱処理工程の説明図、第５図は試験片の寿命値と試験
片の表面硬さとの関係図、第６図は試験片の寿命値と最
大炭化物の真円換算直径との関係図、第７図は試験片の
寿命値とＨＲＣ６０以上の表層厚さの転動体の平均直径
に対する百分率との関係図、第８図は試験片の寿命値と
八ＨＲＣとの関係図、第９図は残留オーステナイト濃度
と外輪の断面の深さ方向の位置（Ａ−Ｂ）との関係図、
第１０図は外輪の断面図、第１１図は外輪の外径の膨張
率と加熱保持時間との関係図である。 第　１８

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）軌道輪及び転動体のうち少なくとも一つが、軌道
   面又は転動面の硬さ；ＨＲＣ６４越え６９未満、且つＨ
   ＲＣ６０以上の表層厚さ；転動体平均直径の２％以上、
   さらに軌道面又は転動面から転動体平均直径の２％に対
   応する深さまでの間に真円換算直径で６μｍ以上の炭化
   物を含有しない合金鋼 からなる、ことを特徴とする転がり軸受。
2. （２）前記転動面の硬さは前記軌道面の硬さ以上である
   ことを特徴とする請求項（１）記載の転がり軸受。
3. （３）前記合金鋼に含有される合金元素について、その
   含有量（重量％）に下記（１）式の関係が存在すること
   を特徴とする請求項（１）又は（２）に記載の転がり軸
   受。 ［％Ｃ］≦１．１２ｅｘｐ｛−４．７８×１０＾−＾２
   （［％Ｃｒ］＋［％Ｍｏ］＋［％Ｖ］＋０．５［％Ｗ］
   ＋０．２［％Ｍｎ］＋０．０１［％Ｃｏ］）｝・・・・
   （１）
4. （４）前記合金鋼の平均残留オーステナイト濃度（ｖｏ
   ｌ％）が１０％以下であることを特徴とする請求項（１
   ）ないし（３）のいずれか一項に記載の転がり軸受。