JPH0727139A

JPH0727139A - 転がり軸受

Info

Publication number: JPH0727139A
Application number: JP9892694A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Murakami; 保夫村上; Kazuo Sekino; 和雄関野; Nobuaki Mitamura; 宣晶三田村
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1993-05-13
Filing date: 1994-05-12
Publication date: 1995-01-27
Anticipated expiration: 2018-08-11
Also published as: JP3435799B2

Abstract

(57)【要約】【目的】高温であるとともに、異物が軸受内の潤滑剤中
に混入している条件下において、良好な寸法安定性と長
い転がり寿命との両方を保持できる転がり軸受を提供す
る。【構成】Ｃを０．１０〜１．００重量％、Ｃｒを０．５
０〜３．００重量％、Ｓｉを０．１５〜１．００重量
％、Ｍｎを０．２０〜１．５０重量％の各割合で含有す
る合金鋼からなる内輪、外輪、および転動体に、所定の
熱処理を施すことにより、前記内輪と外輪とのうち、少
なくとも内輪の平均残留オーステナイト量を４体積％以
下とし、前記転動体の平均残留オーステナイト量を２０
〜３０体積％とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車、農業機械、建
設機械、および鉄鋼機械等に使用される転がり軸受に関
し、特に、高温且つ異物混入潤滑下（軸受内の潤滑剤中
に異物が混入している状態）において、良好な寸法安定
性と長い転がり寿命とを保持できる、トランスミッショ
ンやエンジン用として好適な転がり軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】転がり軸受の寿命を低下させる要因の一
つとして、例えば、軸受内に供給された潤滑剤中に異物
（金属の切粉、バリ、磨耗粉など）が混入し、軸受が動
いている時に、この異物が内輪、外輪、および転動体に
損傷を与えることが挙げられる。そして、軸受内の潤滑
剤中に異物が混入していると、その軸受の寿命は、異物
の混入がほとんどないものの場合の約１０分の１にまで
短くなることがある。

【０００３】このような異物混入による軸受の寿命低下
を改善するために、特開昭６４−５５４２３号公報に
は、内輪、外輪、および転動体を形成する合金鋼の炭素
量と、各部材における表面層の残留オーステナイト量と
を所定の範囲に限定することが開示されている。一方、
近年、エンジンの高出力化に伴い、トランスミッション
やエンジンに組み込まれた軸受が高温（１３０〜１７０
℃程度）となるため、高温下における転がり寿命の長い
軸受が求められている。

【０００４】このような高温下における転がり寿命の長
い軸受として、特開平３−８２７３６号公報には、低中
炭素鋼に、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ等の元素を添加した合
金鋼により、内輪、外輪、および転動体の少なくとも一
つを形成し、これに浸炭または浸炭窒化処理を施してか
ら焼入れ，高温焼戻しを行い、平均残留オーステナイト
量を３％以下としたものが開示されている。

【０００５】高温下での寸法安定性を上げるために高温
で焼戻しをすると、一般に、硬さが低下するが、ここで
は低中炭素鋼にＳｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ等が添加してある
ため、このような高温焼戻しによる硬さの低下が抑制さ
れる。また、浸炭処理または浸炭窒化処理、焼入れ，焼
戻し後には、合金鋼の表層部にＣｒ、Ｍｏ、Ｖの炭化物
が存在するため、これにより、内輪、外輪、または転動
体の表層部を硬くすることができる。これらのことか
ら、各部材の高温下における耐磨耗性が向上するため、
この軸受は転がり寿命が長いものとなる。

【０００６】また、特開平３−１５３８４２号公報に
は、中炭素鋼に、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、（Ｍｏ）等の元素
を添加した合金鋼により、内輪、外輪、および転動体の
少なくとも一つを形成し、これに浸炭窒化処理を施して
から焼入れ，高温焼戻しを行ったものが開示されてい
る。これによっても、高温焼戻しによる硬さの低下が抑
制されて、各部材の高温下における耐磨耗性が向上する
ため、転がり寿命の長い転がり軸受が得られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の技術のうち、特開昭６４−５５４２３号公報に開示
された技術では、異物混入による軸受の寿命低下の改善
を目的とし、特開平３−８２７３６号公報と特開平３−
１５３８４２号公報とに開示の技術では、高温下におけ
る転がり寿命の向上を目的としているものであるという
ように、いずれのものも、転がり軸受が高温且つ異物混
入潤滑下で使用される場合を考慮に入れてはいなかっ
た。

【０００８】本発明は、このような従来技術の改良に関
するものであり、高温であるとともに、異物が軸受内の
潤滑剤中に混入している条件下において、良好な寸法安
定性と長い転がり寿命との両方を保持できる転がり軸受
を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の転がり軸受は、合金鋼からなる内輪、外
輪、および転動体が、浸炭処理あるいは浸炭窒化処理さ
れた後に焼入れ，焼戻しされるか、または浸炭処理ある
いは浸炭窒化処理されないで焼入れ，焼戻しされてなる
転がり軸受において、前記合金鋼が、Ｃを０．１０〜
１．００重量％、Ｃｒを０．５０〜３．００重量％、Ｓ
ｉを０．１５〜１．００重量％、Ｍｎを０．２０〜１．
５０重量％の各割合で含有し、残部がＦｅおよび不可避
的に混入する不純物であるとともに、前記内輪と外輪と
のうち、少なくとも内輪の平均残留オーステナイト量を
４体積％以下とし、前記転動体の平均残留オーステナイ
ト量を２０〜３０体積％としたことを特徴とするもので
ある。

【００１０】ここで、前記平均残留オーステナイト量と
は、部材の表層部のみではなく、表面から芯部までの全
体の残留オーステナイト量を部材の全体積で割った値を
いう。また、Ｃの含有率が０．８０重量％未満である合
金鋼で形成された内輪、外輪のうち少なくとも内輪につ
いては、浸炭処理あるいは浸炭窒化処理を行ってから、
焼入れ，高温焼戻しを行うことが好ましい。

【００１１】

【作用】本発明においては、転がり軸受を構成する内
輪、外輪、および転動体を形成する合金鋼として、Ｃを
０．１０〜１．００重量％、Ｃｒを０．５０〜３．００
重量％、Ｓｉを０．１５〜１．００重量％、Ｍｎを０．
２０〜１．５０重量％の各割合で含有するものを使用す
るが、その理由は以下の通りである。＜Ｃ：０．１０〜１．００重量％＞これは、通常の軸受
用材料である肌焼鋼や軸受鋼の炭素含有率と同じであ
る。Ｃの含有率が０．１０重量％未満であると、浸炭処
理や浸炭窒化処理にかかる時間が長くなる。Ｃの含有率
が１．００重量％を超えると、表層部に巨大炭化物が形
成される。

【００１２】特に、内輪および外輪のうち少なくとも内
輪を形成する合金鋼については、Ｃの含有率を０．１０
〜０．８０重量％とすることにより、平均残留オーステ
ナイト量を小さく抑えることができる。一方、転動体を
形成する合金鋼については、Ｃの含有率を０．８０〜
１．００重量％と高めにすることにより、浸炭処理や浸
炭窒化処理を施さずに、容易且つ低コストな焼入れ，焼
戻しだけで平均残留オーステナイト量を高くすることが
できる。また、このようにして、浸炭処理や浸炭窒化処
理を施さないで平均残留オーステナイト量を高くすれ
ば、表層部と芯部とで残留オーステナイト量にほとんど
差が生じないため、平均残留オーステナイト量の測定の
際に、表層部についての測定のみで平均残留オーステナ
イト量が判定できる。＜Ｃｒ：０．５０〜３．００重量％＞これにより、炭化
物、炭窒化物、およびクロム窒化物を多量に析出させる
ことができるとともに、これらの粒径を微細にすること
ができる。Ｃｒの含有率が０．５０重量％未満である
と、浸炭や浸炭窒化時に炭化物の巨大化が起こりやす
い。Ｃｒの含有率が３．００重量％を超えると、表面に
Ｃｒ酸化物が形成されて炭素や窒素が入り難くなること
から、浸炭，浸炭窒化特性が低下する。＜Ｓｉ：０．１５〜１．００重量％＞これにより、機械
的性質と熱処理特性とがよいものとなる。Ｓｉの含有率
が０．１５重量％未満であると芯部の靱性が低下するこ
とになり、１．００重量％を超えると炭素や窒素が表面
から入り難くなって、浸炭，浸炭窒化特性が低下する。＜Ｍｎ：０．２０〜１．５０重量％＞これにより焼入れ
性がよくなるため、焼入れ後に靱性の高いものとするこ
とができる。Ｍｎの含有率が０．２０重量％未満ではそ
の作用が十分に発揮されず、１．５０重量％を超える
と、合金鋼の被切削性と熱間加工性とが低下する。

【００１３】これに加えて、本発明においては、転がり
軸受を構成する軌道輪と転動体とにおいて、軌道輪のう
ちの少なくとも内輪と転動体とについて、その平均残留
オーステナイト量を限定している。残留オーステナイト
は経時的にマルテンサイト化が進むため、残留オーステ
ナイトを含むものには、時間がたつにつれて寸法変化が
生じる。したがって、残留オーステナイト量が大きいも
のを高温下で使用すると、オーステナイトの分解（マル
テンサイト化）が促進されて、生じる寸法変化の量も大
きくなる。

【００１４】ここで、残留オーステナイト量の分解量に
関する次式（１），（２）により、初期の残留オーステ
ナイト量が異なる各合金鋼を一定時間一定温度に保持す
る実験を行い、それぞれの残留オーステナイトの分解量
を算出した。 Δγ_R＝γ_R0（１−ｅ^-Kt） ……（１）（Δγ_R：残留オーステナイトの分解量 γ_R0 ：初期の平均残留オーステナイト量ｔ：保持時間Ｋ：オーステナイト分解速度定数）ｌｏｇＫ＝Ａ−（Ｂ／Ｔ） ……（２）（Ａ，Ｂ：合金鋼の化学組成により決まる定数Ｔ：保持温度）その結果、使用する合金鋼の化学組成が、Ｃを０．１０
〜１．００重量％、Ｃｒを０．５０〜３．００重量％、
Ｓｉを０．１５〜１．００重量％、Ｍｎを０．２０〜
１．５０重量％である場合に、残留オーステナイトの分
解量を所定値より小さくできる初期の平均残留オーステ
ナイト量は、内輪，外輪では４体積％以下であり、転動
体では２０〜３０体積％であった。また、前記平均残留
オーステナイト量としてより好ましい値は、内輪，外輪
については２〜４体積％であり、転動体については２５
〜３０体積％であった。

【００１５】一方、前述の特開昭６４−５５４２３号公
報に開示されているように、異物混入潤滑下で転がり軸
受を使用する場合には、図１に断面図で示すように、異
物との繰り返し接触により軌道面１の表面２に圧痕が生
じ、この圧痕２のエッジ部２ａに応力が集中して、ここ
からマイクロクラックが周囲に広がることになる。そし
て、このエッジ部２ａの曲率ｒと圧痕２の半径ｃとの比
「ｒ／ｃ」が大きいほど、エッジ部２ａにおける応力の
集中を緩和できる。

【００１６】ここで、「ｒ／ｃ」値と残留オーステナイ
ト量との関係を調べた結果（この公報の第５図を参照）
から、残留オーステナイト量が４５体積％以下である場
合に、「ｒ／ｃ」値は残留オーステナイト量が増加する
につれて大きくなるため、残留オーステナイト量を大き
くして「ｒ／ｃ」値を大きくすることにより、エッジ部
２ａにおける応力の集中を緩和して、軌道面１に生じる
圧痕ダメージを小さくすることができる。そして、具体
的には、表層部の残留オーステナイト量が２０〜４５体
積％の範囲であると、異物混入潤滑下において転がり寿
命を長くすることができると開示されている。

【００１７】しかしながら、異物混入潤滑下であり且つ
高温下の条件で転がり軸受が使用される場合には、当該
転がり軸受を構成する内輪、外輪、および転動体の残留
オーステナイト量が大きいと、前述のように、寸法変化
が大きく生じるため好ましくない。具体的には、内輪の
内径が大きくなることにより、内輪と軸とのはめあいし
ろの不足が生じたり、ラジアル内部すきまが減少するこ
とにより、スムーズな回転ができなくなったりする。し
たがって、高温下での寸法精度を確保するという点から
は、転がり軸受を構成する各部材の平均残留オーステナ
イト量を小さくする必要がある。

【００１８】以上のことを総合するとともに、軌道輪の
うち、特に内輪に関しては寸法変化が厳しく制限される
ことを考慮して、本発明の転がり軸受においては、軌道
輪のうち少なくとも内輪の平均残留オーステナイト量を
４体積％以下と小さくし、転動体の平均残留オーステナ
イト量を２０〜３０体積％と大きくすることにより、異
物が軌道輪と転動体との間に混入した状態で使用されて
も、軌道輪に生じる圧痕ダメージを小さくできるととも
に、高温下での使用においても寸法変化を小さくできる
ようにした。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。化学組成が本発明の範囲である下記の表１に示す組
成の鋼Ａ（Ｃ含有率０．４２重量％）およびＢ（Ｃ含有
率０．９６重量％）により、単列深みぞ玉軸受用の内
輪、外輪、および転動体（玉）を形成した。そして、Ａ
鋼で得られた内輪、外輪、および転動体に対しては、図
２に示すように、（ａ）８７０〜８９０℃で４時間、吸
熱型ガスとエンリッチガスと５体積％のＮＨ₃（アンモ
ニア）ガスとで構成される雰囲気炉内で浸炭窒化処理を
施して油焼入れを行った後に、（ｂ）８２０〜８４０℃
で３０分間の加熱後油焼入れを行った後に、（ｃ）２２
０〜２４０℃で１００分間高温焼戻しを行った。また、
鋼Ｂで得られたものに対しては、図３に示すように、
（ｂ）８６０〜８８０℃で３０分間の加熱後焼入れを施
した後に、（ｃ）１６０〜１８０℃で１００分間焼戻し
を行った。

【００２０】

【表１】

【００２１】また、ＳＵＪ２（ＪＩＳの高炭素クロム軸
受鋼）により、前記と同様の単列深みぞ玉軸受用の内
輪、外輪、および転動体（玉）を形成し、それぞれ、焼
入れ（加熱温度８４０℃、加熱時間３０分間、油焼入
れ），焼戻し（加熱温度１６０℃、加熱時間１００分
間）を行った。さらに、ＳＵＪ２により前記と同様の転
動体を形成して、焼入れ（加熱温度９５０℃、加熱時間
３０分間、油焼入れ），焼戻し（加熱温度１６０℃、加
熱時間１００分間）を行った。この高温焼入れ品をＳＵ
Ｊ２^*と表示する。加えて、ＳＵＪ２により前記と同様
の内輪を形成して、焼入れ（加熱温度８４０℃、加熱時
間３０分間、油焼入れ），焼戻し（加熱温度２３０℃、
加熱時間１００分間）を行った。この高温テンパー品を
「ＳＵＪ２^**」と表示する。

【００２２】なお、Ａ鋼で形成された内輪に前述のよう
にして浸炭窒化処理，焼入れ，焼戻しを施したものにつ
いて、表面から芯部に向けての残留オーステナイト量の
分布を測定した。その結果を図４にグラフで示す。この
グラフから分かるように、この内輪の表層部における残
留オーステナイト量は２６．０体積％であり、この量
が、表面からの距離が０．４ｍｍのところまでは芯部に
向かうにつれて急激に減少し、ここから先は約２．０体
積％で飽和している。そして、全残留オーステナイト量
を内輪の体積で割った値（平均残留オーステナイト量）
は４体積％であった。また、Ａ鋼で形成された外輪およ
び転動体に浸炭窒化処理，焼入れ，焼戻しを施したもの
についても、同様にして平均残留オーステナイト量を算
出した。

【００２３】また、Ｂ鋼，ＳＵＪ２からなる内輪、外
輪、転動体に焼入れ，焼戻しを施したもの、およびＳＵ
Ｊ２^*からなる転動体、ＳＵＪ２^**からなる内輪につい
ても同様にして平均残留オーステナイト量を算出した。
これらＢ鋼，ＳＵＪ２，ＳＵＪ２^*，およびＳＵＪ２^**
からなるものについては、浸炭窒化処理を行っていない
ため、残留オーステナイト量は深さ方向においてほぼ一
定なものとなり、表層部における残留オーステナイト量
と平均残留オーステナイト量とはほぼ同じ値となる。

【００２４】さらに、各軸受の各部材について、ヴィッ
カース硬さＨ_vを測定した。このようにして得られた各
内輪、外輪、および転動体を、以下に挙げる表２，表３
に示すように組み合わせて、実施例１〜４および比較例
１〜７の単列深みぞ玉軸受を組み立てた。この軸受の外
径は６２ｍｍ、内径は４７ｍｍ、幅は１６ｍｍである。＜寸法安定性試験＞下記の表２に示すような組み合わせ
で組み立てられた実施例１，３，４および比較例１，
２，７の各軸受に対して、１７０℃における寸法安定性
を調べる試験を行った。

【００２５】すなわち、ラジアル内部すきま（以下、単
に「内部すきま」という）が３１μｍである軸受を、直
径３０ｍｍの軸にしめしろ１７μｍで圧入したところ、
圧入後のラジアル内部すきまは１８μｍであった。これ
をテンパー炉内に入れて１７０℃に１０００時間保持し
た後、各軸受の軸に対する圧入状態を調べた。また、試
験後に軸受を軸から取り外し、内輪の内径寸法と内部す
きまとを測定した。

【００２６】これらの結果を表２に併せて示す。なお、
内径寸法に関しては、軸の直径Ｄ₀を基準と、測定され
た内輪の内径（直径）Ｄ_Nとの差「Ｄ_N−Ｄ₀」の値
を、内径差として表２に示している。したがって、この
内径差「Ｄ_N−Ｄ₀」が−１７μｍであれば内輪の内径
に変化が生じていないことになる。また、軸に対する圧
入状態の結果は、十分な圧入状態であれば「ＯＫ」と、
軸が容易に軸受から抜ける状態であれば「抜け」という
ように表示した。また、表中では、「平均残留オーステ
ナイト量」を「平均γ_R」と略して記載した。

【００２７】

【表２】

【００２８】表２から分かるように、実施例１，３，４
と比較例２の軸受については、内輪外輪ともに平均残留
オーステナイト量が４体積％以下であるため、内輪の寸
法変化量が少なく軸との圧入状態が保たれていた。これ
に対して、比較例１の軸受では、内輪外輪ともに平均残
留オーステナイト量が４体積％を大きく超えているた
め、内輪の内径が軸の直径に対して＋１６μｍとかなり
大きくなってしめしろがなくなり、軸から軸受が容易に
抜ける状態になっていた。なお、比較例７の軸受につい
ては、内輪外輪ともに平均残留オーステナイト量が４体
積％を超えてはいるが、５体積％であって本発明の範囲
からのずれ量が小さいため、軸から軸受が容易に抜ける
状態にはなっていなかった。しかしながら、後述の寿命
試験で明らかになるように、軸と軸受との間にいわゆる
クリープが生じるような不十分なしめしろとなってい
た。

【００２９】また、内部すきまに関しては、実施例１，
３，４の軸受は、転動体の平均残留オーステナイト量が
比較的小さいため、内部すきまの変化量を２０μｍ程度
に止めて「プラス」の内部すきまを保持することができ
た。これに対して、比較例２の軸受は、転動体の平均残
留オーステナイト量が３０体積％を超えているため、内
部すきまが大きく変化して０μｍとなっており、後述の
寿命試験で明らかになるように、軸受の取付状態で予圧
状態となって、軸受のスムーズな回転ができない不具合
を生じることになる。また、比較例７の軸受について
は、転動体の平均残留オーステナイト量は３０体積％で
本発明の範囲にあるが、内輪外輪ともに平均残留オース
テナイト量が４体積％を超えているため、内部すきまが
大きく変化して０μｍとなっている。なお、比較例１の
軸受については、転動体の平均残留オーステナイト量が
小さいことから、内部すきまの変化量が３μｍと小さく
なっているが、内輪の平均残留オーステナイト量に起因
して前述のような不具合がある。

【００３０】以上のことから、内輪の平均残留オーステ
ナイト量が４体積％であれば、試験後においても十分な
しめしろが維持され、内輪の平均残留オーステナイト量
が４体積％であって且つ転動体の平均残留オーステナイ
ト量が３０体積％以下であれば、内部すきまも十分に残
ることが分かる。＜寿命試験＞下記の表３に示すような組み合わせで組み
立てられた実施例１〜４、比較例２〜７の各軸受に対し
て、日本精工（株）製玉軸受寿命試験機を用いて、下
記の条件により異物混入潤滑下におけるＬ₁₀寿命を測定
した。

【００３１】混入異物：セメンタイト系粒子Ｈ_v ；５４０直径；７４〜１４７μｍ混入量；１０００ｐｐｍ潤滑油：タービン油日本石油（株）製ＦＢＫオイルＲＯ１５０荷重条件：Ｐ（負荷荷重）／Ｃ（動定格荷重）＝０．
３２軸受回転数：４９００ｒｐｍ試験温度：１７０℃ すなわち、各種類の軸受１０個ずつに対して上記条件に
より寿命試験を行い、ワイブル分布関数により、短寿命
側から１０％の軸受にフレーキングが発生するまでの総
回転時間を求め、これを寿命とした。その結果を表３に
併せて示す。なお、表中では、「平均残留オーステナイ
ト量」を「平均γ_R」と略して記載した。

【００３２】

【表３】

【００３３】表３の結果から分かるように、実施例１〜
４の各軸受の寿命は８０時間を超える長いものとなって
いる。これに対して、比較例２の軸受は、前述のよう
に、転動体の平均残留オーステナイト量が本発明の範囲
の上限である３０体積％を超えているため、内部すきま
が“０”となっており、軸受の取付状態で予圧状態とな
る。そのため、寿命試験の時間が長くなるにしたがって
スムーズな回転ができなくなり、遂には保持器が破損し
て転動体が転がらなくなる「ロック現象」が生じた。

【００３４】また、比較例３〜６の軸受は、内輪の平均
残留オーステナイト量については本発明の範囲内にある
が、転動体の平均残留オーステナイト量が本発明の範囲
の下限である２０体積％未満であるため、前述の「ｒ／
ｃ」値（異物との繰り返し接触により軌道面の表面に生
じた圧痕のエッジ部の曲率ｒと圧痕の半径ｃとの比）が
小さくなり、圧痕のエッジ部における応力集中の緩和が
十分に行われない。その結果、高温且つ異物混入潤滑下
における転がり寿命が短くなった。

【００３５】さらに、比較例７の軸受は、内輪の平均残
留オーステナイト量が４体積％を超えているため、内輪
の寸法変化量が大きく軸との間のしめしろが不十分とな
っており、寿命試験の時間が長くなるにしたがって軸と
軸受との間にいわゆるクリープが生じ、これに伴って発
生する振動が大きくなったため試験機の作動を停止し
た。

【００３６】以上のデータを、内輪の平均残留オーステ
ナイト量と寸法安定性試験後の内径差（前記「Ｄ_N−Ｄ
₀」）との関係について整理したグラフを図５に、転動
体の残留オーステナイト量と寸法安定性試験後の内部す
きまとの関係、および転動体の残留オーステナイト量と
寿命試験により測定された寿命との関係について整理し
たグラフを図６にそれぞれ示す。なお、図５中では、
「平均残留オーステナイト量」を「平均γ_R」と略して
記載した。

【００３７】図５において、「○」は、内輪および転動
体の平均残留オーステナイト量が本発明の範囲にある、
表２，３で「実施例」と表記された軸受に関するデータ
であり、「●」は、内輪または転動体のいずれかの平均
残留オーステナイト量が本発明の範囲から外れる、表
２，３で「比較例」と表記された軸受に関するデータで
ある。また、斜線部は、内径差について、軸受と軸との
間に寿命試験時にクリープが発生したり、寸法安定性試
験後に軸から軸受が容易に抜ける状態になる等の不具合
が発生する領域を示している。

【００３８】図５のグラフから分かるように、内輪の平
均残留オーステナイト量が本発明の範囲である４体積％
以下であれば、内輪の寸法変化が小さく抑えられて、軸
受と軸との間のクリープ発生等の不具合が生じないこと
が明らかである。また、図６において、「○」および
「●」は、寸法安定性試験後の内部すきまに関するデー
タを示し、このうち「○」は、内輪および転動体の平均
残留オーステナイト量が本発明の範囲にある、表２，３
で「実施例」と表記された軸受に関するデータであり、
「●」は、内輪または転動体のいずれかの平均残留オー
ステナイト量が本発明の範囲から外れる、表２，３で
「比較例」と表記された軸受に関するデータである。ま
た、「□」および「■」は寿命試験により測定された寿
命に関するデータを示し、このうち「□」は、内輪およ
び転動体の平均残留オーステナイト量が本発明の範囲に
ある、表２，３で「実施例」と表記された軸受に関する
データであり、「■」は、内輪または転動体のいずれか
の平均残留オーステナイト量が本発明の範囲から外れ
る、表２，３で「比較例」と表記された軸受に関するデ
ータである。

【００３９】図６のグラフから分かるように、転動体の
平均残留オーステナイト量が３０体積％以下であれば、
内部すきまの減少を比較的小さく抑えることができる。
また、転動体の平均残留オーステナイト量が本発明の範
囲である２０〜３０体積％であれば、高温且つ異物混入
潤滑下における寿命を長くできることが明らかである。

【００４０】なお、本発明における、内輪、外輪、およ
び転動体を形成する合金鋼に、Ｍｏを２．００重量％以
下、Ｎｉを１．００重量％以下の各割合で含有すると好
適である。すなわち、Ｍｏを含有することにより、焼入
れ性が増進されて靱性を高めることができるが、この含
有率が２．００重量％を超えると表層部に生じる炭化物
の粒径が大きくなる。また、Ｎｉを含有することによ
り、焼入れ組織が均質化されて耐衝撃性が向上できる
が、これを１．００重量％を超えて含有させることは不
経済であり、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒを増量した方が経済
的である。このような目的で含有されるＭｏおよびＮｉ
の含有率は０．０８重量％以上とすることが好ましく、
０．０８重量％以上含有することにより所定の効果が発
揮され、前記各上限値以下で含有量を高めることにより
前述の効果を高めることができる。

【００４１】さらに、本発明の転がり軸受において、転
動体の表層部における残留オーステナイト量が２０〜４
５体積％であると、異物混入潤滑下での寿命が長くなる
ため好適である。なお、ここでいう表層部は、軌道面の
接触面にかかる接触圧から計算で求められるものであ
り、最大剪断応力位置（表面からの深さ）をＺ₀とする
と、表面よりＺ₀〜２Ｚ₀の深さまでの部分、例えば、
表面から０．２〜０．５ｍｍ程度の深さまでをいう。

【００４２】また、前記実施例では、Ｃの含有率が０．
８０重量％未満であるＡ鋼に対して浸炭窒化処理を施し
てから焼入れ，焼き戻しを行っているが、浸炭窒化処理
の代わりに浸炭処理（例えば、９２０〜９５０℃で３時
間）を行ってから焼入れ，焼き戻しを行ってもよい。さ
らに、前記実施例では、転動体として玉を備えた転がり
軸受について述べられているが、本発明の転がり軸受は
玉軸受に限定されず、各種ころ軸受に対しても適用され
ることは言うまでもない。

【００４３】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、高温であるとともに、異物が軸受内の潤滑剤中に混
入している条件下において、良好な寸法安定性と長い転
がり寿命との両方を保持できる転がり軸受を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作用を説明するための説明図である。

【図２】実施例においてＡ鋼に施した浸炭窒化処理、焼
入れ，高温焼戻しの条件を示すグラフであり、（ａ）は
浸炭窒化処理の条件、（ｂ）は焼入れの条件、（ｃ）は
高温焼戻しの条件に相当する。

【図３】実施例においてＢ鋼に施した焼入れ，焼戻しの
条件を示すグラフであり、（ｂ）は焼入れの条件、
（ｃ）は高温焼戻しの条件に相当する。

【図４】実施例においてＡ鋼に浸炭窒化処理，焼入れ，
高温焼戻しして得られた内輪における残留オーステナイ
ト量の分布を示すグラフである。

【図５】実施例におけるデータに関し、内輪の平均残留
オーステナイト量と寸法安定性試験後の内径差との関係
について整理したグラフである。

【図６】実施例におけるデータに関し、転動体の残留オ
ーステナイト量と寸法安定性試験後の内部すきまとの関
係、および転動体の残留オーステナイト量と寿命試験に
より測定された寿命との関係について整理したグラフで
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ１６Ｃ 33/32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合金鋼からなる内輪、外輪、および転動
体が、浸炭処理あるいは浸炭窒化処理された後に焼入
れ，焼戻しされるか、または浸炭処理あるいは浸炭窒化
処理されないで焼入れ，焼戻しされてなる転がり軸受に
おいて、前記合金鋼が、Ｃを０．１０〜１．００重量
％、Ｃｒを０．５０〜３．００重量％、Ｓｉを０．１５
〜１．００重量％、Ｍｎを０．２０〜１．５０重量％の
各割合で含有し、残部がＦｅおよび不可避的に混入する
不純物であるとともに、前記内輪と外輪とのうち、少な
くとも内輪の平均残留オーステナイト量を４体積％以下
とし、前記転動体の平均残留オーステナイト量を２０〜
３０体積％としたことを特徴とする転がり軸受。