JPWO2007139197A1 - 転動装置 - Google Patents

Abstract

水等が侵入しても発錆や軌道面，転動面の損傷が生じにくい転動装置を提供する。自動調心ころ軸受は、内輪１と、外輪２と、内輪１の軌道面１ａと外輪２の軌道面２ａとの間に転動自在に配された複数の転動体３と、を備えている。そして、内輪１，外輪２及び転動体３のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、鉄よりも卑な金属の粉末のショットピーニングにより形成された金属被膜を備えている。

Description

本発明は、転がり軸受，リニアガイド装置，ボールねじ，直動ベアリング等のような転動装置に係り、特に、内部に発錆が生じにくい転動装置に関する。

転がり軸受は、軸受内部に水が侵入しやすいような環境下で使用される場合がある。例えば、鉄鋼設備の圧延機は主に鋼板を圧延する設備であり、圧延ロールのロールネック部にはロールを回転支持するための転がり軸受が使用されている。一般的には、多列の円すい軸受又は円筒ころ軸受が使用されている。圧延を行う際には、圧延ロールと被圧延材との間の潤滑及び冷却を目的として大量の圧延水を供給するため、ロールネック部の軸受の周囲は多量の圧延水で囲まれた使用環境となる。圧延水の供給は、軸受又はハウジング等に装着されている防水のためのシール装置にとって通常は過酷といえる条件であるため、軸受内部への圧延水の侵入を完全に防ぐことは難しい。

また、圧延ロールと被圧延材との接触による摩耗粉、又は、被圧延材から脱落するスケール等が、大量の圧延水とともにシール部に至るため、シール自体も摩耗しやすい条件である。したがって、圧延水が軸受内部に侵入することをシール装置等によって完全に防止することは困難である。
さらに、圧延ロールは、使用が進むにつれて被圧延材との接触や摩擦により表面に摩耗が生じる。そのため、数時間程度使用すると、軸受が付いた状態で圧延機本体から取り外し、補修してある圧延ロール（軸受付き）と交換される。圧延機から取り外された圧延ロールは、ロールについては表面の研磨等の補修が行われるが、取り付けられている軸受についてはメンテナンス等は行われないのが通常である。

圧延ロールが取り外されてから再使用されるまでの期間は、保有している圧延ロールの本数あるいは設備の稼動状況にもよるが、数日に及ぶこともある。すなわち、軸受内部に圧延水が侵入した状態で数日間放置されることがある。このため、軸受内部に、いわゆる「置き錆」が発生しやすい。圧延ロールは、通常は水平に置かれるため（横置きされるため）、外輪軌道面下方部に圧延水が滞留しやすく、特に、その部分の外輪軌道面と、その部分にある転動体表面とに、錆が発生しやすい。また、このような置き錆は、鉄鋼設備の圧延機が長時間停止した場合にも発生しやすい。

このように置き錆が発生すると、軸受寿命は本来の材料疲労からの剥離寿命ではなく、表面の錆を起点とした剥離による寿命が支配的となるため、短寿命となる。また、置き錆の発生した軸受は、高い確率でこのような損傷が発生し短寿命となっている。当然、圧延中にこのような損傷が発生すると、被圧延材の寸法精度や外観に悪影響があり、そのコスト負担は大きなものとなる。
なお、これら圧延機のロールネック部の軸受としては、円すいころ軸受又は円筒ころ軸受が、単列又は多列で使用されることが多い。特に、片側４列の円すいころ軸受が多用される。

さらに、例えば鉄鋼連続鋳造設備（以降においては連鋳機と記すこともある）は、スラブ・ビレット・ブルームと呼ばれる鋼板製品を製造する設備である。そのガイドロールを支持する軸受（軸箱を有するものもある）の周辺環境は、凝固過程の赤熱した鋳片が軸受近傍を通過することから高温となる。また、鋳片の冷却のために供給される冷却水が、高温の水蒸気となり（高温環境のため冷却水が水蒸気に直ぐに変化する）、この高温の水蒸気に囲まれた環境となる。また、冷却水が、軸受に直接かかってしまうこともある。

そのため、ガイドロール部の軸受に備えられているシール、又は、軸箱に備えられているシールでは、軸受内部に水蒸気，冷却水といった水分が侵入することを完全に防止することは困難である。また、シール自体も高温環境のため摩耗しやすい。
連鋳機においては、設備点検のために通常１ヶ月に数日間停止するため、このときに前述した圧延機のロールネック部の軸受と同様に置き錆が発生しやすい。置き錆が発生した状態で設備を再稼動させると、錆を起点とした剥離を生じてしまう。また、連鋳機では、ロールの摩耗等による補修の必要性が生じると、複数本のロールで構成されたセグメントと呼ばれるユニットごと交換を行う。交換されたセグメントに使用されていた軸受は、分解点検され、損傷等のないものは再利用される。しかし、軸受の分解点検までに長時間放置されると、圧延機のロールネック部の軸受と同様に、外輪軌道面と転動体とに置き錆が発生することがある。置き錆の発生したものは交換を余儀なくされるので、コストを増大させる一因となっている。

なお、これら連鋳機には、自動調心ころ軸受、又は、外輪若しくは内輪に調心輪を備える円すいころ軸受，円筒ころ軸受が多用される。
これらのことから、軸受の補修費用等のコストを削減するために、錆に強い軸受が求められている。
従来、この置き錆の発生を抑えるために、転動疲労寿命の主要因となる軸受の負荷容量を犠牲にして、水の侵入を防ぐためにシールを二重，三重に取り付ける手段や、軸受全面にリン酸塩被膜処理等の化成処理を施す手段や、電気メッキにより亜鉛等からなる金属被膜を形成する手段等がとられてきた。

また、圧延機や連鋳機に使用される軸受においては、上記のような置き錆の問題の他にも、軸受の損傷に関して以下のような問題もある。すなわち、使用中に軸受内部に圧延水等が侵入すると潤滑状態が悪化し、転動体が軌道面上を滑り、軌道面及び転動体表面に損傷が発生することがある。損傷の形態としては、摩耗，ピーリング，スミアリング，かじりとよばれる表面損傷が代表的である。
例えば、圧延機においては、圧延速度を１００ｍ／ｍｉｎ程度から２５００ｍ／ｍｉｎ程度の範囲で繰り返し急加減速させながら、圧延が行なわれることがある。さらに、被圧延材がロール間に入るときには衝撃荷重がかかり、被圧延材が通過している最中は重荷重がかかり、被圧延材が通過した後には軸受のころにすべりが生じるほどの軽荷重条件で回転する場合があるなど、低速から高速、軽荷重から重荷重といった広範囲の条件で使用される。そのため、軸受内部に水が侵入し軸受内部の潤滑状態が悪くなっていると、使用条件等によってはピーリング，スミアリング，かじり等の損傷などが生じることがある。例えば、高速，重荷重の条件で使用された場合は、油膜切れによるピーリングやかじりが発生しやすくなり、高速，軽荷重の条件で使用された場合は、ころのすべりによるスミアリングが発生しやすくなり、低速，重荷重の条件で使用された場合は、摩耗が発生しやすくなる。

これらの問題は、連鋳機又は圧延機の周辺で使用される設備の軸受についても同様に発生する。例えば、圧延機の圧延ロールの前後に設置されるテーブルローラの軸受も同様である。なお、テーブルローラの軸受としては、２分割された形態の内輪又は外輪を備える円筒ころ軸受が多用されている。
これらの問題の解決策として、従来は、特許文献５に記載のように、摩耗等の表面損傷に強い材料の改良等が提案されている。

しかしながら、過酷な条件で運転される圧延機ロールネック軸受の場合は、水の侵入を防ぐシールを取り付けたとしても完全に水の侵入を防げるとは限らないので、水が侵入しても発錆しないことが求められている。
また、リン酸マンガン被膜等の化成処理膜は腐食被膜であるため、母材を若干侵食する。そのため、軸受の軌道面に化成処理を施した場合は、侵食の程度によってはその部分を起点とした剥離が生じ、化成処理を施していない場合の発錆寿命よりも短い時間で寿命に至る場合があった。

さらに、電気メッキ又は化学メッキによる方法では、基材が鋼の場合には、メッキ工程で水素が鋼材に侵入するため、局部的に水素脆化を引き起こす可能性の低減又は管理が困難であり、転動装置の十分な信頼性を確保することは困難であった。
さらに、化成処理においては、母材の侵食の程度を少なくしようとすると被膜の結晶サイズに影響し、転動によって化成処理膜が脱落しやすくなる。その結果、転動後の油保持力の低下等が起き、発錆寿命を延長させることができないという問題があった。

さらに、電気メッキ又は化学メッキによる方法では、前処理としての酸洗い、及び、後処理としてのベーキングが避けられない。そのため、酸洗い工程における鋼材への水素の侵入、ベーキングによる熱処理済み鋼材への熱的影響を最小限にするための工程管理、さらには、これらメッキのために使用した排水等の処理も含め工程管理の手間と費用が多大であった。
さらに、電気メッキ又は化学メッキによる方法では、これらめっき特有の特性として、メッキ層にピンホール等の微小欠陥が形成されやすく、この欠陥をカバーするために、比較的厚い膜を形成しなければ十分な防錆効果が得られにくい。しかし、比較的厚い膜とすると、メッキ層自体が剥がれやすくなる上に、軸受内部すきま等の軸受精度の確保が困難になってくるという問題が発生する。

溶融金属メッキによれば、上記した廃液等の問題は少なくなるが、被膜を形成する金属の融点以上での処理が必須のため、基材である鋼材への熱的影響は避けられず、熱処理済みの鋼材の焼き戻りや寸法変化を発生させやすい。また、溶融金属メッキも比較的厚い膜となるので、剥がれや寸法変化をきたしやすい。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、水等が侵入しても発錆や軌道面，転動面の損傷が生じにくい転動装置を提供することを課題とする。
日本国特許公開公報 ２００２年第１０６５８８号 日本国特許公開公報 ２００３年第２３９９９２号 日本国特許公開公報 平成９年第３２９１４７号 日本国特許公開公報 平成１１年第１３２２２９号 日本国特許公開公報 平成１０年第１８４７００号 日本国特許公開公報 平成５年第２４０２５６号 日本国特許公開公報 ２００２年第１３９０５２号 日本国特許公開公報 ２００２年第１４７４７３号

前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、機械的エネルギーにより形成された金属被膜を備えており、この金属被膜は鉄よりも卑な金属で構成されていることを特徴とする。

また、本発明に係る転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、鉄よりも卑な金属の粉末のショットピーニングにより形成された金属被膜を備えていることを特徴とする。

内方部材，外方部材，転動体を構成する金属材料（以降は母材と記すこともある）の主成分である鉄よりも卑な金属で構成さた金属被膜を表面に被覆することにより、錆が発生しやすいような環境下でも鉄よりも卑な金属が優先的に溶け出すので（自己犠牲型防錆作用）、内方部材，外方部材，転動体の発錆が抑制される。また、金属被膜を機械的エネルギーを利用して形成したので、従来の被膜形成方法である化成処理やメッキにおいて問題となる侵食や水素脆化が生じることがない。また、機械的エネルギーを利用して形成した金属被膜は、母材表面に強固に密着し剥がれにくい。機械的エネルギーを利用した金属被膜の形成方法としては、鉄よりも卑な金属の粉末を吹き付けるショットピーニングが、金属被膜を短時間且つ容易に形成できるため好ましい。また、ショットブラストや、鉄よりも卑な金属の粉末に適当な媒体を加えてボールミル，バレル処理等の混合処理を施す方法も、機械的エネルギーを利用した金属被膜の形成方法として採用可能である。

このような本発明に係る転動装置においては、前記鉄よりも卑な金属が、アルミニウム，亜鉛，ビスマスのうち少なくとも１種を含むことが好ましい。前記金属被膜が上記のような金属を含んでいれば、金属被膜の防錆性がより優れたものとなる。なお、本発明における鉄よりも卑な金属とは、一種の金属からなるものに限定されず、鉄よりも卑な金属の複数からなる混合物や合金であってもよい。
さらに、本発明に係る転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、機械的エネルギーにより形成された金属被膜を備えており、この金属被膜は、鉄よりも卑な金属で構成された被膜を内層とし、鉄よりも貴又は同等な金属で構成された被膜を表層とする２層構造とされていることを特徴とする。

さらに、本発明に係る転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、機械的エネルギーにより形成された金属被膜を備えており、この金属被膜は、鉄よりも卑な金属で構成された被膜を鉄よりも貴又は同等な金属で合金化した合金被膜であることを特徴とする。

さらに、本発明に係る転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、機械的エネルギーにより形成された金属被膜を備えており、この金属被膜は、鉄よりも卑な金属と鉄よりも貴又は同等な金属とで構成されているとともに、母材側から表面側に向かって前記鉄よりも卑な金属の割合が徐々に減少し且つ前記鉄よりも貴又は同等な金属の割合が徐々に増加する構造を有していることを特徴とする。

さらに、本発明に係る転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、金属の粉末のショットピーニングにより形成された金属被膜を備えており、この金属被膜は、鉄よりも卑な金属の粉末のショットピーニングにより形成された内層と、鉄よりも貴又は同等な金属の粉末のショットピーニングにより前記内層の上に形成された表層との２層構造とされていることを特徴とする。

さらに、本発明に係る転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、金属の粉末のショットピーニングにより形成された金属被膜を備えており、この金属被膜は、鉄よりも卑な金属の粉末のショットピーニングにより形成された被膜に、鉄よりも貴又は同等な金属の粉末のショットピーニングを施すことにより形成されたものであり、前記鉄よりも卑な金属と前記鉄よりも貴又は同等な金属との合金からなる合金被膜であることを特徴とする。

さらに、本発明に係る転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、金属の粉末のショットピーニングにより形成された金属被膜を備えており、この金属被膜は、鉄よりも卑な金属の粉末のショットピーニングにより形成された被膜に、鉄よりも貴又は同等な金属の粉末のショットピーニングを施すことにより形成されたものであり、母材側から表面側に向かって前記鉄よりも卑な金属の割合が徐々に減少し且つ前記鉄よりも貴又は同等な金属の割合が徐々に増加する構造を有していることを特徴とする。

鉄よりも卑な金属の粉末のショットピーニングにより母材に被膜を形成した上、この被膜に鉄よりも貴又は同等な金属の粉末のショットピーニングを施すと、鉄よりも卑な金属と鉄よりも貴又は同等な金属とを含有する金属被膜が形成される。鉄よりも貴な金属は腐食されにくいので、この防錆性によって外方部材，内方部材，転動体の発錆がより抑制される。
このとき、金属被膜は、鉄よりも卑な金属で構成された内層と、鉄よりも貴又は同等な金属で構成された表層との２層構造を有していてもよい。また、金属被膜は、鉄よりも卑な金属と鉄よりも貴又は同等な金属との合金からなる合金被膜でもよい。この合金は、鉄よりも卑な金属で構成された被膜に、鉄よりも貴又は同等な金属の粉末のショットピーニングを施すことによって形成される。

さらに、金属被膜は、母材側から表面側に向かって鉄よりも卑な金属の割合が徐々に減少し且つ鉄よりも貴又は同等な金属の割合が徐々に増加する構造（以降は複合化構造と記すこともある）を有していてもよい。このような複合化構造は、鉄よりも卑な金属で構成された被膜に、鉄よりも貴又は同等な金属の粉末のショットピーニングを施すことによって形成される。
なお、鉄よりも卑な金属と鉄よりも貴又は同等な金属との海島構造を有する場合も、同様の防錆性が得られる。また、２層構造，合金，複合化構造，及び海島構造のうち２つ以上を有する場合も、同様の防錆性が得られる。さらに、ショットピーニング以外の機械的エネルギーを利用した金属被膜の形成方法としては、鉄よりも卑な金属の粉末に適当な媒体を加えてボールミル等の混合処理を施す方法が採用可能である。

さらに、本発明に係る転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、金属の粉末のショットピーニングにより形成された金属被膜を備えており、この金属被膜は、鉄よりも卑な金属と鉄よりも貴又は同等な金属との合金の粉末のショットピーニングにより形成された合金被膜であることを特徴とする。

さらに、本発明に係る転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、金属の粉末のショットピーニングにより形成された金属被膜を備えており、この金属被膜は、鉄よりも卑な金属の粉末と鉄よりも貴又は同等な金属の粉末との混合粉末のショットピーニングにより形成された合金被膜であることを特徴とする。

鉄よりも卑な金属と鉄よりも貴又は同等な金属との合金の粉末のショットピーニングや、鉄よりも卑な金属の粉末と鉄よりも貴又は同等な金属の粉末との混合粉末のショットピーニングを母材に施すことにより、防錆性をより向上させることができる。なお、ショットピーニング等の機械的エネルギーを利用した金属被膜の形成方法により、鉄よりも卑な金属で構成された被膜をあらかじめ母材に形成し、さらにその被膜に上記のようなショットピーニングを施してもよい。

これらの本発明に係る転動装置においては、前記鉄よりも卑な金属が、アルミニウム，亜鉛，ビスマス，クロムのうち少なくとも１種を含み、前記鉄よりも貴な金属が、ニッケル，銅，チタン，錫のうち少なくとも１種を含むことが好ましい。前記金属被膜が上記のような金属を含んでいれば、金属被膜の防錆性がより優れたものとなる。なお、本発明における鉄よりも卑な金属とは、一種の金属からなるものに限定されず、鉄よりも卑な金属の複数からなる混合物や合金であってもよい。鉄よりも貴な金属についても同様である。また、鉄と同等な金属としては、鉄、鉄を主成分とする合金、鉄以外の金属からなる合金で鉄と同等のものがあげられる。

さらに、本発明に係る転動装置においては、前記金属被膜の厚さが０．０５μｍ以上８μｍ以下であることが好ましい。金属被膜の厚さが０．０５μｍ未満であると、十分且つ持続的な防錆効果が得られないおそれがある。一方、金属被膜の厚さが８μｍ超過であると、金属被膜の脱落が生じやすくなり、転動装置にとって異物となるおそれがある。さらに、金属被膜を均一に被覆することが困難となり、金属被膜が被覆された部材の各種寸法精度や転動装置の内部すき間等がばらつく可能性が高くなる。

また、本発明における金属被膜は、固体潤滑材としての作用も有しており、特に、大型軸受におけるスミアリングや大型軸受における差動滑りによる転動面の摩耗を低減する効果がある。この効果を考慮すると、金属被膜の厚さは０．１μｍ以上６μｍ以下であることが好ましい。０．１μｍ未満では、摩耗低減効果が発揮されにくく、６μｍを超えると、通常の転動装置でスミアリングや差動滑りを生じる使用条件においては、金属被膜が剥がれやすく、かえって効果が損なわれるおそれがある。

さらに、金属被膜の厚さが０．１μｍ以上５μｍ以下（最も好ましくは０．１μｍ以上３μｍ以下）であれば、防錆効果と潤滑効果の相乗作用によって、水が混入しても発錆しにくく且つ軌道面，転動面の潤滑性も良好に保たれる。特に、大型軸受のスミアリングや作動滑りの防止と防錆効果のためには、金属被膜の厚さが０．１μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。
さらに、前記課題を解決する本発明に係る転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に亜鉛及び錫からなる金属被膜を備えており、この金属被膜は、亜鉛粉末をショットブラストした後に錫粉末をショットブラストすることにより形成されたものであることを特徴とする。

さらに、本発明に係る転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に亜鉛及び錫からなる金属被膜を備えており、この金属被膜は、亜鉛粉末と錫粉末との混合粉末をショットブラストすることにより形成されたものであることを特徴とする。

さらに、本発明に係る転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に亜鉛及び錫からなる金属被膜を備えており、この金属被膜は、亜鉛と錫との合金の粉末をショットブラストすることにより形成されたものであることを特徴とする。

このようなショットブラストにより形成された金属被膜を備える転動装置においては、前記金属被膜に含まれる亜鉛の含有量が５質量％以上８０質量％以下で、錫の含有量が９５質量％以下２０質量％以上であることが好ましい。前記金属被膜に含まれる亜鉛の含有量が５質量％以上４５質量％以下で、錫の含有量が９５質量％以下５５質量％以上であることがより好ましく、亜鉛の含有量が５質量％以上３５質量％以下で、錫の含有量が９５質量％以下６５質量％以上であることがさらに好ましい。

また、これらの転動装置においては、前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち前記金属被膜を備えた構成部材が鋼で構成されており、その鋼中の水素濃度が０．５ｐｐｍ以下であることが好ましい。
さらに、これらの本発明に係る転動装置は、鉄鋼設備に用いられる自動調心ころ軸受、円筒ころ軸受、又は円すいころ軸受とすることができる。
連鋳機は、図５〜７に示すように、複数（１０〜３０個程度）のガイドロール５０とガイドロール用軸受５１（及び軸箱）が上下に配されたセグメントと呼ばれるユニットを、十数セット組み合わせることにより構成される。上流側のセグメントから上下のガイドロール間に溶鋼（鋳片）を流し込むことにより鋳造が開始されるが、その鋳片に冷却水をかけて鋳片の表面から徐々に凝固させ、最終セグメントを通過するとスラブ・ビレット・ブルームと呼ばれる鋼板製品が完成する。

鋳片をゆっくりと凝固させる必要があるため、ガイドロール５０（軸受５１）は１ｒｐｍ〜数ｒｐｍ程度の極低速で使用される。また、凝固過程の鋳片の膨らみをガイドロール５０で圧下するために、ガイドロール５０（軸受５１）に大きな反力（荷重）が作用する。このため、ガイドロール５０は大きなたわみ（曲がり）を生じた状態となる。
そのガイドロール５０を支持する軸受５１（軸箱）の周辺環境は、凝固過程の赤熱した鋳片が軸受近傍を通過するため高温となり、且つ、高温環境のために冷却水が蒸発して生じた水蒸気に囲まれた環境となる。

このように、連鋳機に使用されるガイドロール用軸受は、高荷重，極低速，且つ水蒸気環境下で使用されるため、転動体と軌道面との間に十分な油膜が形成され難く、大変厳しい潤滑条件下で使用されることとなる。
ガイドロールは撓むため（傾きが生じるため）、軸の傾きを許容できるように、ガイドロール用軸受として自動調心ころ軸受が使用されることが多い。しかしながら、自動調心ころ軸受は、その機構上、軸受内部に作動滑りが生じやすいため、連鋳機のような厳しい潤滑条件下で使用されると、外輪の軌道面に著しい摩耗が発生して、その結果早期剥離に至るおそれがあった。一方、軸受内部に作動滑りが生じない円筒ころ軸受や円すいころ軸受は、軸の傾きに対する調心性が乏しい。

このため、自動調心ころ軸受の場合は、潤滑不良下においても摩耗が生じにくい鋼で構成し、円筒ころ軸受や円すいころ軸受の場合は、外輪の外径面に調心輪を設けて傾きを許容することを可能として、前述の問題を解決していた。
しかしながら、連鋳機に使用されるガイドロール用軸受は、前述のように水蒸気環境下で使用されるため、軸受内への水の侵入を完全に防止することが難しい。また、連鋳機は、設備点検のために通常は１ヶ月に数日間停止させる必要があるため、設備停止時の温度低下により水蒸気が軸受内にて結露し、その影響で錆が発生するという問題があった。その結果、運転再開とともに錆を起点とした剥離が発生するおそれがあった。

また、ガイドロールが寿命を迎えた場合には、連鋳機からセグメントを切り離してガイドロールの交換を行うこととなるが、ガイドロールの数が多いためガイドロールや軸受を数週間から１ヶ月程度保管する場合があり、この保管時に置き錆が発生している場合があった。
現在、製鉄所における連鋳機のガイドロール用軸受の廃却原因は、錆が大きな割合を占めている。このため、ガイドロール用軸受の補修費用削減のため、錆が発生しにくい軸受が要求されている。

鉄鋼設備に用いられる軸受は、主に連続鋳造設備のロールを支持する用途やテーブルローラを支持する用途に使用される。そして、高温下、冷却水が軸受内に侵入しやすい条件下で使用され、且つ、高荷重下で低速から高速まで種々の速度で駆動される。本発明に係る転動装置のうち前記のようなころ軸受は、前述のような金属被膜を備えているので、上記のような用途に上記のような条件で使用されても、置き錆は勿論のこと使用時にも錆が発生しにくい。また、水が侵入しやすい条件下での摩耗防止性能、すなわち潤滑性能の向上は、一般の用途よりも上記のような用途の方が顕著に認められる。

さらに、本発明に係る転動装置のうち前記のようなころ軸受においては、内輪及び外輪の少なくとも一方が周方向に２つ以上に分割されていてもよい。さらに、本発明に係る転動装置のうち前記のようなころ軸受は、前記内輪又は前記外輪に調心輪を備えていてもよい。この調心輪は、周方向に２つ以上に分割されていてもよい。これらのころ軸受は、鉄鋼設備、特に圧延機のロールネック部、連鋳機のガイドロール、圧延機のテーブルローラに好適な軸受形式であり、一般的な形式の軸受よりも前述の効果が顕著に表れる。

さらに、本発明に係る転動装置のうち前記のようなころ軸受は、シール又はシール装置を備えていてもよい。シール又はシール装置を備えることにより、前述の効果の向上が期待できる。さらに、本発明に係る転動装置のうち前記のようなころ軸受は、単列で使用されるか又は複数個を組合せて多列で使用されてもよい。これらのころ軸受は、鉄鋼設備、特に圧延機のロールネック部、連鋳機のガイドロール、圧延機のテーブルローラに好適な軸受形式であり、一般的な形式の軸受よりも前述の効果が顕著に表れる。

さらに、本発明に係る転動装置は、農業機械，製紙機械，多目的四輪バギー車，又は建設機械に用いられる深溝玉軸受，アンギュラ玉軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受，又は針状ころ軸受とすることができる。農業機械，製紙機械，建設機械，多目的四輪バギー車に使用されている軸受は、水中で使用される場合があるので、メカニカルシールが取り付けてあったとしても、内部に水が侵入することがあるが、前述のような金属被膜を備えていれば、水が侵入しても錆が生じにくい。また、水が侵入しやすい条件下での摩耗防止性能、すなわち潤滑性能の向上は、一般の用途よりも上記のような用途の軸受の方が顕著に認められる。

さらに、本発明に係る転動装置は、水潤滑コンプレッサーに用いられる深溝玉軸受，アンギュラ玉軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受，又は４点接触玉軸受とすることができる。これらの軸受は、主に水潤滑コンプレッサーの主軸を支持する軸受として使用され、メカニカルシールが取り付けてあったとしても、軸受内部に水が侵入することがあるが、前述のような金属被膜を備えていれば、水が侵入しても錆が生じにくい。また、水が侵入しやすい条件下での摩耗防止性能、すなわち潤滑性能の向上は、一般の用途よりも上記のような用途の軸受の方が顕著に認められる。

さらに、本発明に係る転動装置は、鉱山設備に用いられる自動調心ころ軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受，又は玉軸受とすることができる。これらの軸受は、主に鉱山設備である振動篩，粉砕機，破砕機の主軸を支持する軸受や、搬送装置（コンベヤー）のローラを支持する軸受として使用され、粉塵，雨等にさらされる条件下で使用される場合が多く、さらに振動衝撃下で低速から高速まで種々の速度で駆動される。よって、水が軸受内部に侵入しやすいが、前述のような金属被膜を備えていれば、水が侵入しても錆が生じにくい。また、水が侵入しやすい条件下での摩耗防止性能、すなわち潤滑性能の向上は、一般の用途よりも上記のような用途の軸受の方が顕著に認められる。

さらに、本発明に係る転動装置は、ポンプに用いられる深溝玉軸受，アンギュラ玉軸受，又は円筒ころ軸受とすることができる。これらの軸受は、主にポンプの主軸を支持する軸受として使用され、ポンプが水を取り扱う場合には、メカニカルシールが取り付けてあったとしても軸受内部に水が侵入することがあるが、前述のような金属被膜を備えていれば、水が侵入しても錆が生じにくい。また、水が侵入しやすい条件下での摩耗防止性能、すなわち潤滑性能の向上は、一般の用途よりも上記のような用途の軸受の方が顕著に認められる。

なお、本発明は種々の転動装置に適用することができる。例えば、転がり軸受，ボールねじ，リニアガイド装置，直動ベアリング等である。また、本発明における内方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には内輪、同じくボールねじの場合にはねじ軸、同じくリニアガイド装置の場合には案内レール、同じく直動ベアリングの場合には軸をそれぞれ意味する。また、外方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には外輪、同じくボールねじの場合にはナット、同じくリニアガイド装置の場合にはスライダ、同じく直動ベアリングの場合には外筒をそれぞれ意味する。

さらに、前記課題を解決する本発明に係る転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪及び前記外輪の少なくとも一方の表面に防錆効果を有する固体潤滑材をショットピーニングして形成された耐食性被膜と、前記内輪と前記外輪との間に設けられた導電性グリースと、を備えることを特徴とする。
この転がり軸受においては、前記耐食性被膜は、投射材としてＺｎをショットピーニングして形成された第一層目被膜と、投射材としてＳｎをショットピーニングして形成された第二層目被膜と、を備えることが好ましい。また、この転がり軸受においては、前記耐食性被膜の厚さが０．５μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。

さらに、この転がり軸受は、止め輪付き軸受、導電性断熱ブッシュ付き軸受、フランジ付き軸受、又は樹脂巻き軸受とすることができる。さらに、この転がり軸受は、事務機器用軸受とすることができる。

本発明に係る転動装置の第一の実施形態である自動調心ころ軸受の構造を示す部分縦断面図である。 第一の実施形態の変形例である円筒ころ軸受の構造を示す部分縦断面図である。 第一の実施形態の別の変形例である円筒ころ軸受の構造を示す部分縦断面図である。 第一の実施形態の別の変形例である円すいころ軸受の構造を示す部分縦断面図である。 連鋳機の構造を示す概略図である。 図５のＡ部分を拡大して示したセグメントの概略図である。 ガイドロールの部分断面図である。 ガイドロール用軸受の試験装置の構造を示す概念図である。 冷間タンデム仕上げ四段式圧延機の構造を説明する図である。 スタンドの構造を説明する図である。 ロールネック部に組み込まれた四列円錐ころ軸受の図である。 熱間圧延機の説明図である。 熱間圧延設備（テーブルローラ）の説明図である。 トラクターの足回りの構造を示す図である。 油圧ショベルの走行減速機の構造を示す図である。 ホイールローダのフロントアクスルの構造を示す図である。 ブルドーザの走行減速機の構造を示す図である。 ダンプトラックのホイールの構造を示す図である。 スクリューコンプレッサーのロータの構造を示す図である。 コンベヤーの一部分の構造を示す図である。 粉砕機の主軸周辺部の構造を示す図である。 遠心ポンプの構造を示す図である。 本発明に係る転動装置の第四の実施形態である深溝玉軸受の構造を示す縦断面図である。 金属被膜に含まれる亜鉛の含有量と防錆性との関係を示すグラフである。 第五の実施形態に係る転がり軸受の概略構成を示す断面図である。 ショットピーニング処理を示す断面図である。 第五の実施形態に係る転がり軸受の評価結果を示す図である。 第五の実施形態に係る転がり軸受の錆試験結果を示すグラフである。 第五の実施形態に係る転がり軸受の導電性耐久試験結果を示すグラフである。 第五の実施形態に係る転がり軸受の高温耐久試験結果を示すグラフである。

〔第一の実施形態〕
本発明に係る転動装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る転動装置の第一の実施形態である自動調心ころ軸受の構造を示す部分縦断面図である。
この自動調心ころ軸受は、内輪１（内方部材）と、外輪２（外方部材）と、内輪１と外輪２との間に転動自在に配された２列の球面ころ３と、内輪１と外輪２との間に球面ころ３を保持する保持器４と、を備えており、内輪１と外輪２との間に形成される空間には図示しない潤滑剤が配されている。

内輪１の外周面には２列の球面ころ３の軌道面１ａ，１ａが形成され、内輪１の外周面のうち軌道面１ａ，１ａが形成された部分については、その外径は幅方向両端部よりも中央部の方が大きく形成されている。また、外輪２の内周面は、２列一体の球面軌道面２ａとされている。そして、内輪１，外輪２，及び転動体３のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、鉄よりも卑な金属の粉末のショットピーニングにより形成された金属被膜（図示せず）を備えている。

このような自動調心ころ軸受は、錆が発生しやすいような環境下でも金属被膜を構成する鉄よりも卑な金属が優先的に溶け出すので、内輪１，外輪２，及び転動体３の発錆が抑制される。また、金属被膜を機械的エネルギーを利用して形成したので、従来の被膜形成方法である化成処理やメッキにおいて問題となる侵食や水素脆化が生じることがない。
金属被膜を形成する箇所は、内輪１，外輪２，及び転動体３の表面であれば特に限定されるものではなく、金属被膜を形成した箇所の発錆を抑制することができるが、内輪１の軌道面１ａ，外輪２の軌道面２ａ，及び転動体３の転動面３ａのうち少なくとも一つに金属被膜を形成すれば、これらの面の発錆を抑制することができるので、自動調心ころ軸受を長寿命とすることができる。また、金属被膜は潤滑性を有しているので、自動調心ころ軸受の潤滑性を向上させてより長寿命とすることができる。

この鉄よりも卑な金属で構成された金属被膜に、鉄よりも貴又は同等な金属の粉末のショットピーニングを施して、鉄よりも卑な金属と鉄よりも貴又は同等な金属とで構成された金属被膜としてもよい。このとき、得られた金属被膜は、鉄よりも卑な金属で構成された内層と、鉄よりも貴又は同等な金属で構成され前記内層の上に形成された表層との２層構造であってもよいし、鉄よりも卑な金属と鉄よりも貴又は同等な金属との合金からなる合金被膜であってもよい。また、母材側から表面側に向かって鉄よりも卑な金属の割合が徐々に減少し且つ鉄よりも貴又は同等な金属の割合が徐々に増加する複合化構造を有していてもよい。

なお、鉄よりも卑な金属と鉄よりも貴又は同等な金属との合金からなる合金被膜は、鉄よりも卑な金属と鉄よりも貴又は同等な金属との合金の粉末のショットピーニングにより形成することもできるし、鉄よりも卑な金属の粉末と鉄よりも貴又は同等な金属の粉末との混合粉末のショットピーニングにより形成することもできる。
鉄よりも卑な金属としては、アルミニウム，亜鉛，ビスマス，クロムのうち少なくとも１種を含むことが好ましい。また、鉄よりも貴な金属としては、ニッケル，銅，チタン，錫のうち少なくとも１種を含むことが好ましい。さらに、この金属被膜の厚さは、０．０５μｍ以上８μｍ以下であることが好ましい。

この自動調心ころ軸受のような転動装置においては、内方部材（内輪１）の表面，外方部材（外輪２）の表面，及び転動体（転動体３）の表面のうち少なくとも金属被膜が被覆された部分には、深さ０．１μｍ以上５μｍ以下のディンプルを設け、ディンプルが形成された面にショットピーニングにより金属被膜を設けることが好ましい。
ディンプルを母材の表面に形成した場合においても、形成しなかった場合においても、金属被膜を被覆する前の母材の表面粗さは、０．００１μｍＲａ以上１０μｍＲａ以下であることが好ましい。母材の表面粗さが０．００１μｍ未満であると、金属被膜と母材との密着性が低下する場合があり、１０μｍＲａ超過であると金属被膜による潤滑性向上効果が得られない場合がある。

なお、金属被膜を被覆する前の母材の表面粗さは、０．０１μｍＲａ以上５μｍＲａ以下であることがより好ましく、０．０１μｍＲａ以上３μｍＲａ以下であることがさらに好ましく、０．０１μｍＲａ以上１μｍＲａ以下であることが特に好ましく、０．１μｍＲａ以上０．５μｍ以下であることが最も好ましい。
また、金属被膜の厚さは、中心線平均粗さで示される母材の表面粗さの数値を２倍〜４倍した程度の厚さ（単位はμｍ）とすることが好ましい。この範囲であれば、密着性も良く、防錆効果と潤滑効果との両方が適切に得られる。

さらに、金属被膜の好ましい表面の粗さ（最表面の粗さ）は、金属被膜が被覆される部位によって異なり、その機能を損なわない範囲であればよいが、１０μｍＲａ以下であることが好ましい。例えば、軌道面，転動面，摺動面，又は、他部材とのはめ合い面は１０μｍＲａ以下であることが好ましい。特に、軌道面，転動面，摺動面の場合は５μｍＲａ以下が好ましく、３μｍＲａ以下がより好ましく、１μｍＲａ以下がさらに好ましく、０．５μｍＲａ以下が最も好ましい。本発明においては、母材の上に機械的エネルギーを利用して金属被膜を被覆するため、金属被膜の表面粗さは母材の表面粗さの影響を受ける。そのため、母材の表面粗さを制御することで、金属被膜の表面粗さを制御することもできる。

特に、転動装置が、鉄鋼設備に用いられる自動調心ころ軸受、外輪に調心輪を備えた円筒ころ軸受、外輪に調心輪を備えた円すいころ軸受である場合においては、その軌道面や転動面に被覆された金属被膜の表面粗さは、０．０１μｍＲａ以上５μｍＲａ以下であることが好ましく、０．０１μｍＲａ以上３μｍＲａ以下であることがより好ましく、０．０１μｍＲａ以上１μｍＲａ以下であることがさらに好ましく、０．０１μｍＲａ以上０．５μｍ以下であることが最も好ましい。この範囲であれば、使用初期の、いわゆるなじみが良好であり、防錆被膜，潤滑被膜としての耐久性が良好となる。金属被膜の表面粗さがあまり良すぎると、微視的には潤滑油や水分等が介在する余地が少なくなり、金属被膜と相手側とが直接接触し凝着等が起こるものと思われる。

また、本発明の転動装置においては、軌道面と転動面のような接触する２面が同一組成の金属被膜を備えている必要性は、必ずしもない。接触する２面が異種金属又は異種合金からなる金属被膜を備えていれば、いわゆるトモガネ現象による金属被膜の凝着を防ぐ効果が期待できる。
さらに、本発明の転動装置においては、その防錆作用はいわゆる自己犠牲型防食であるため、金属被膜がその一部に形成されていれば防錆効果が得られる。しかしながら、潤滑作用が要求される部位、すなわち軌道面，転動面等の転がり接触面や摺動面では、その面の５０％以上の面積に金属被膜が被覆されていることが好ましい。

この金属被膜の被覆率が当初より５０％未満であると、いわゆるなじみがうまく進まず、転動や摺動により金属被膜が脱落し効果を奏さない可能性がある。特に、転動装置が鉄鋼設備に用いられる自動調心ころ軸受、外輪に調心輪を備えた円筒ころ軸受、外輪に調心輪を備えた円すいころ軸受である場合のように、高荷重で使用されるものはその可能性がさらに大きくなる。
金属被膜の被覆率は７５％以上であることがより好ましく、８５％以上であることがさらに好ましく、９５％以上であることが特に好ましく、１００％が最も好ましい。なお、転動面や摺動面以外の部分に金属被膜を被覆する場合においても、自己犠牲型防食効果の耐久性を考慮すると、金属被膜の被覆率は５０％以上であることが好ましく、７５％以上であることがより好ましく、８５％以上であることがさらに好ましく、９５％以上であることが特に好ましく、１００％が最も好ましい。

金属被膜の被覆は機械的エネルギーを利用して行うので、部材の一部に簡便に被覆をすることが可能であるという利点がある。特にショットピーニングであれば、噴出ノズルの調整により必要な部位にだけショットをすることが容易である。また、この場合には、機械的エネルギーからのマスキングを施せばよいので、化学的処理液や発生するガスからのマスキングが必要な化成処理や電気メッキ，化学メッキよりも、品質安定性、コスト等の面でも格段に優れている。具体的には、マスキング部材を設置するか、又は、不要な金属被膜を研削、切削等の機械的手段によって除去することもできる。

金属被膜の厚さは、例えば部材の厚さ寸法、内径寸法、外径寸法がマイクロメータ，ダイヤルゲージ，エアーマイクロメータ等で測定できる場合は、金属被膜の被覆処理前後の寸法差から求める方法が簡便であり精度もよいので、この方法により測定することが好ましい。また、電磁式，超音波式の非破壊膜厚測定装置により測定してもよい。さらに、必要であれば、金属被膜の断面を切り出し、光学顕微鏡や電子顕微鏡を用いて拡大し厚さを測定してもよい。電子顕微鏡を用いる場合は、極々微視的な凹凸の測定への影響を避けるため、所定の長さの断面（例えば１００μｍ）を断面方向に等間隔に５つ程度に分割し、その５つ程度の線上で求められる母材上の金属被膜の厚さ計測する。これを１０回程度繰り返すことにより、５０個程度の測定値を得て、これを平均した値を金属被膜の厚さとすればよい。

金属被膜の被覆率は、所定の単位面積の母材がどの程度覆われているかを示すものである。この被覆率は、光学顕微鏡で目視で観察するか、又は、光学顕微鏡で得られる画像を電子的に画像処理するなどして測定できる。その他では、電子顕微鏡と電子線マイクロアナライザーを組み合わせ、所定の単位面積上で５０個程度の測定値（被膜のＸ線強度）を得て、これらを平均し、被覆率に変換計算して求めてもよい。
さらに、金属被膜の厚さは、被覆処理前後の質量差からも求めることができる。すなわち、機械的エネルギーによる金属被膜、特にショットピーニングによる金属被膜は欠陥が少なく、被覆処理前後で金属被膜の量だけ質量が増加するので、質量を測定し、被処理部分の面積と金属被膜の比重とから金属被膜の厚さを求めることもできる。この方法は、被覆率が１００％未満の場合に特に有効な測定法である。亜鉛の例でいえば、金属被膜の厚さ１μｍは７．１ｇ／ｍ^２ に相当する。すなわち、亜鉛の場合は比重が７．１であるので、金属被膜の厚さの好ましい範囲は０．３〜５７ｇ／ｍ^２ 、より好ましい範囲は０．７〜４３ｇ／ｍ^２ 、さらに好ましい範囲は０．７〜３６ｇ／ｍ^２ 、最も好ましい範囲は０．７〜１４．２ｇ／ｍ^２ である。

金属被膜の厚さ及び被覆率は、機械的エネルギーにより金属被膜を被覆する際の種々の条件を設定することによって制御できる。以下、ショットピーニングの場合について説明する。
ショットする鉄と同等又は鉄よりも卑な金属の粉末の粒径は、平均で１００μｍ以下であることが好ましい。また、最大の粒径は３００μｍ以下であることが好ましい。すなわち、亜鉛であれば比重が７．１であるので、ショット材一個当たりの質量は約０．１２ｇ以下であることが好ましい。また、錫であれば比重が７．３であるので、ショット材一個当たりの質量は０．１３ｇ以下であることが好ましい。なお、金属の粉末の粒径は、２０μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましく、２０μｍ以上６０μｍ以下であることがさらに好ましく、３０μｍ以上５０μｍ以下であることが最も好ましい。

ショットピーニング時の噴射圧力は、１９６ｋＰａ以上１４７０ｋＰａ以下が好ましく、３９２ｋＰａ以上９８０ｋＰａ以下がより好ましく、３９２ｋＰａ以上７８４ｋＰａ以下がさらに好ましく、３９２ｋＰａ以上５８８ｋＰａ以下が最も好ましい。
ショットピーニング時の噴射速度は、１００ｍ／ｓ以上３５０ｍ／ｓ以下が好ましく、１００ｍ／ｓ以上３００ｍ／ｓ以下がより好ましく、１００ｍ／ｓ以上２００ｍ／ｓ以下がさらに好ましく、１００ｍ／ｓ以上１５０ｍ／ｓ以下が最も好ましい。

これら金属の粉末の粒径，噴射圧力，噴射速度が各上限値を超えると、金属被膜の表面粗さが悪くなりやすく、各下限値未満であると、金属被膜が形成されにくい。
全ての被処理面が、均等に上記のような条件の噴射に曝されることが好ましい。そして、その噴射時間は１０秒以上が好ましく、１０秒以上２０分以下がより好ましく、２０秒以上１０分以下がさらに好ましく、２０秒以上５分以下が最も好ましい。噴射時間が上限値を超えると金属被膜の表面粗さが悪くなりやすく、下限値未満であると、金属被膜が形成されにくい。

なお、ショットピーニングにおいては、金属の粉末を空気を用いて噴射してもよいし、窒素や不活性ガスを用いて噴射してもよい。また、このショットピーニングに代表される機械的エネルギーを利用した金属被膜の形成方法は、母材に残留応力が発生するという副次的効果も有している。さらに、このような効果を得るために、前処理としてガラスビーズやＳｉＣ粉末のショットピーニングを施してもよい。さらに、機械的エネルギーを利用した金属被膜の形成方法によれば、電気メッキ等では必須のベーキング処理による高温暴露を行う必要がない。

この副次的効果を効果的に得るためには、母材が鋼であり、機械的エネルギーによる金属被膜の被覆処理前の表面の硬さが、所定の熱処理によりＨＲｃで５８以上とされていることが好ましい。そして、ＳＵＪ２，ＳＵＪ３に代表される軸受用の高炭素クロム鋼に、表層部分の残留オーステナイト量を５体積％以上４０体積％以下、表面硬さをＨＲｃ５７以上６７以下に調整するように熱処理を施したものを母材とすることがより好ましい。また、ＳＣＭ４２０，ＳＣｒ４２０，ＳＣＭ４２０Ｈ，ＳＮＣＭ４２０Ｈ，ＳＮＣＭ８１５等の浸炭鋼や熱処理可能なステンレス材を母材としてもよい。さらに、転動装置を構成する各部材は、同一種の材質で構成する必要はなく、例えば、転動体と内方部材，外方部材とを異なる鋼種としてもよい。

さらに、本発明の転動装置は、保持器，密封装置，又はその他の付属の部材を備えていてもよいが、これら保持器，密封装置，又はその他の付属の部材についても、前述した機械的エネルギーによる金属被膜を被覆してもよい。
特に、これら保持器，密封装置，又はその他の付属の部材が鋼製である場合は、前述と同様の効果が期待できる。保持器であれば、少なくとも転動体との摺動部分があるので、潤滑と防錆の効果が期待でき、密封装置であれば、外部環境との接点があるため、水分と接触する状況下などでは防錆効果が期待できる。間座やセパレータも同様である。

さらに、本発明の転動装置においては、転動装置外の他部品と転動装置との接触部の、少なくとも転動装置側に上記した金属被膜が被覆されていれば、潤滑効果の下位概念であるフレッチング防止効果も期待できる。
なお、本実施形態においては、転動装置の例として自動調心ころ軸受をあげて説明したが、転がり軸受の種類は自動調心ころ軸受に限定されるものではなく、本発明は様々な種類の転がり軸受に対して適用することができる。例えば、深溝玉軸受，アンギュラ玉軸受，自動調心玉軸受，針状ころ軸受，円筒ころ軸受（図２に調心輪を備える総ころタイプの円筒ころ軸受を示し、図３に調心輪を備える２割り型円筒ころ軸受を示す），円すいころ軸受（図４に調心輪及び保持器を備える円すいころ軸受を示す）等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受，スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。さらに、本発明は、転がり軸受に限らず、他の種類の様々な転動装置に対して適用することができる。例えば、ボールねじ，リニアガイド装置，直動ベアリング等である。

以下に実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。
〔防錆性の評価１〕
内輪，外輪，ころ，保持器のいずれかの部材（表１を参照）に、亜鉛で構成された金属被膜をショットピーニングにより被覆した点以外は、図１の自動調心ころ軸受とほぼ同様の構成の軸受を用意した。なお、金属被膜はその部材の全面に被覆し、その厚さは０．１〜１μｍとした。また、ショットピーニングは、平均粒径４５μｍの金属粉末を噴射圧力３９２〜５８８ｋＰａ、噴射速度１００〜１５０ｍ／ｓで３０〜６０秒間吹き付けることにより行った。

この軸受に市販のグリースを１０ｇ封入し、図５に示すような連鋳機において使用されるガイドロールの両端部に組み込んだ。そして、図８のような装置を用い、下記のような条件下で、５日間駆動して２日間停止するという運転を２ヶ月間続けた後に、外輪の軌道面等の発錆状況を目視により観察した。

試験軸受：呼び番号２２２１０の自動調心ころ軸受（内径５０ｍｍ、外径９０ｍｍ、幅２３ｍｍ、基本動定格荷重９９ｋＮ、基本静定格荷重１１９ｋＮ）
回転速度：６ｒｐｍ
ラジアル荷重：３０ｋＮ
周辺環境：９０℃の水蒸気雰囲気
発錆状況の観察結果を、以下のようにランク付けした。発錆が全くない場合をＡランク、若干の発錆が見られた場合をＢランク、やや強い発錆が部分的に確認された場合をＣランク、強い発錆が広い部分に確認された場合（特にころのピッチ上に強い発錆が確認された場合）をＤランクとした。

結果を表１に示す。本試験においては、ガイドロールを２本使用して４個の試験軸受（図８の軸受１〜４）を評価したので、表１には４個の試験軸受の評価結果を示してある。そして、この４つの文字からなる評価結果のうち最も左側の文字が、図８の軸受１の評価結果を示し、右側に向かって順次、図８の軸受２，３，４の評価結果を示している。例えば、軸受１の評価結果がＡランク、軸受２がＢランク、軸受３がＣランク、軸受４がＤランクである場合は、「ＡＢＣＤ」と示してある。

表１の結果から、金属被膜を多くの部材に被覆した方が防錆効果が高い傾向があることが分かる。金属被膜を被覆していない部材であっても、周囲の部材に金属被膜が被覆されていれば、一定の防錆効果が得られることも確認できた。また、亜鉛で構成された金属被膜を従来の電気亜鉛メッキにより形成した実験例１６（膜厚は４〜６μｍ）の結果から、金属被膜をショットピーニングにより形成した実験例１１〜１４の防錆効果が優れていることが分かる。

〔防錆性の評価２〕
金属被膜の種類が異なることを除いては、前述の防錆性の評価１と同様にして自動調心ころ軸受の防錆性の評価を行った。亜鉛は大気中に放置されると、酸素と反応し酸化することにより防錆効果が低下することが懸念される。そこで、亜鉛の酸化を抑制するために、亜鉛と錫で構成された金属被膜を軸受に被覆した。
この金属被膜は、まず最初に厚さ０．１〜１μｍの亜鉛被膜をショットピーニングにより形成し、さらにその亜鉛被膜に錫の粉末をショットピーニングすることにより形成される。亜鉛，錫のショットピーニングの条件は、防錆性の評価１の場合と同様である。

得られた金属被膜の厚さは０．５〜２μｍであった。この金属被膜の表面のうち直径１００μｍの円形部分と、金属被膜の断面のうち長さ１００μｍの部分とについて、２００倍に拡大して目視で観察するとともに特性Ｘ線で確認したところ、亜鉛と錫の合金、２層構造、複合化構造の混在が推定された。

結果を表２に示す。実験例２１は、金属被膜が防錆性の評価１と同様の亜鉛被膜であり、実験例２２は、前述した亜鉛と錫で構成された金属被膜である。それぞれについて、運転期間が２ヶ月間の場合と４ヶ月間の場合の発錆状況を評価した。実験例２１は、運転期間が２ヶ月間の場合は防錆効果が高い結果が得られたが、試験期間が４ヶ月間となるとやや強い発錆が生じた。これに対して、実験例２２は、防錆効果が４ヶ月間持続する結果が得られた。

〔防錆性の評価３〕
図１の自動調心ころ軸受とほぼ同様の構成の軸受を用意し、スラブ連鋳機（実機）のＮｏ．１２セグメントに組み込んだ。試験軸受は、呼び番号２４０３６の自動調心ころ軸受（内径１００ｍｍ、外径２８０ｍｍ、幅１００ｍｍ）であり、軸受材質はＳＵＪ２（ＨＲｃ６０〜６１）である。また、その基本動定格荷重は９６５ｋＮで、基本静定格荷重は１７５０ｋＮである。

Ｎｏ．１２セグメントは上下各６本のガイドロールで構成されるが、そのうち下側の固定側ガイドロールに軸受を組み込んだ。そして、このスラブ連鋳機を、常用回転速度１ｒｐｍという条件下で約７ヶ月間運転した。ただし、約７ヶ月間の運転期間中には、１ヶ月に１回（２日間）運転を停止して設備の補修を行った。約７ヶ月間運転した後にガイドロールから軸受を取り外し、約１ヶ月間現場に放置した。このように放置すると、通常は外輪の軌道面に置き錆が発生するので、軸受を分解して外輪の軌道面の発錆状況を目視により観察した。そして、その発錆状況の観察結果を、前述と同様にＡ〜Ｄにランク付けした。

前述した防錆性の評価２の場合と同様の亜鉛と錫で構成された金属被膜（厚さは０．５〜２μｍ）が内輪，外輪，ころの全面に被覆された軸受２個について試験を行ったところ、２個ともに錆が全く発生せずＡランクであった。また、亜鉛で構成された金属被膜（厚さは０．１〜１μｍ）が内輪，外輪，ころの全面に被覆された軸受２個について試験を行ったところ、亜鉛の反応速度の関係から１個の軸受に軽度の発錆が認められた（１個がＡランクで、もう１個はＢランク）。

これに対して、金属被膜を備えていない軸受は、２個ともに発錆が認められ（ともにＤランク）、１個については錆を起点とした剥離も認められた。
〔防錆性の評価４〕
熱延仕上げ圧延機（実機）のホットランテーブルに試験軸受を組み込んで運転し、錆及び表面損傷の発生状況を調査した。このホットランテーブルは、数百本のガイドロールがテーブル上に連続的に配置されてなるものであり、圧延機の最終スタンド後に設置されている。

試験軸受として、呼び番号２３０２２の自動調心ころ軸受（内径１１０ｍｍ、外径１８０ｍｍ、幅６９ｍｍ）と呼び番号１１０ＲＵＢ４１の調心輪付き円筒ころ軸受とを用意し、ホットランテーブルのガイドロールのうち固定側ガイドロールに自動調心ころ軸受を組み込み、自由側ガイドロールに調心輪付き円筒ころ軸受を組み込んだ。なお、自動調心ころ軸受の基本動定格荷重は２９３ｋＮ、基本静定格荷重は４６５ｋＮであり、円筒ころ軸受の基本動定格荷重は２７１ｋＮ、基本静定格荷重は４９０ｋＮである。

試験軸受を組み込んだ圧延機を運転し、ガイドロールを数百ｒｐｍという回転速度で回転させた。この圧延機は、連鋳機と比較すると比較的軸受に油膜が形成されやすい条件で運転されるが、通常は１年以上の間メンテナンスが行なわれないため、使用期間の長期化とともに軸箱のシール劣化により水が侵入し、錆のほか潤滑不良から表面損傷（摩耗，スミアリング，ピーリング）が発生する場合がある。圧延機を６ヶ月間運転し、約２週間放置した後に、試験軸受を分解して外輪の軌道面の発錆状況と表面損傷の発生状況とを目視により観察した。

結果を表３に示す。なお、表３においては、錆，表面損傷（摩耗，スミアリング，ピーリング）が全くない場合は○印、軽度の場合は△印、やや顕著である場合は■印、顕著である場合は×印で示してある。
前述した防錆性の評価２の場合と同様の亜鉛と錫で構成された金属被膜（厚さは０．５〜２μｍ）が内輪，外輪，ころの全面に被覆された自動調心ころ軸受及び調心輪付き円筒ころ軸受（各軸受について２個ずつ）の試験を行ったところ、錆及び表面損傷はほとんど認められなかった。また、亜鉛で構成された金属被膜（厚さは０．１〜１μｍ）が内輪，外輪，ころの全面に被覆された自動調心ころ軸受及び調心輪付き円筒ころ軸受も、同様に錆及び表面損傷はほとんど認められなかった。

これに対して、金属被膜を備えていない自動調心ころ軸受及び調心輪付き円筒ころ軸受（実験例３１）は、それぞれ２個中１個に表面損傷が確認された。また、程度に差はあるものの、全ての軸受に発錆が認められた。
このように、金属被膜は、自己犠牲型防錆作用と潤滑作用とを有するので、水混入環境下においても発錆を抑えるとともに、表面損傷も抑制し、軸受の長寿命化に寄与する。
〔防錆性の評価５〕
実際の圧延機を模した試験機のロールネック部に試験軸受を組み込んで運転し、錆及び表面損傷の発生状況を調査した。試験軸受としては、シールを有する呼び番号３４３ＫＶＥ４５５７の四列円錐ころ軸受（図１１を参照）を用いた。この試験軸受の内径は３４３ｍｍ、外径は４５７ｍｍ、幅は２５４ｍｍである。

また、この試験機は、図９のような冷間タンデム仕上げ四段式圧延機６０を模したものであり、２本のワークロール６１と２本のバックアップロール６２とからなるスタンド６３（図１０を参照）が５個直列に並んでいる。５個のスタンドのうちＮｏ．５スタンド（最終スタンド）の２本のワークロールのロールネック部に、試験軸受を組み込んだ。詳述すると、ワークサイド部位の上下（部位２及び部位４）とドライブサイド部位の上下（部位１及び部位３）との合計４カ所に組み込んだ（図１０を参照）。Ｎｏ．５スタンド（最終スタンド）は、他のスタンドに比べると、圧延が進み鋼板の厚さの変化が少ないことから、通常は荷重が軽く速度が速い。そのため、軸受にスミアリングが発生する確率は、他のスタンドに比べて高い。

試験軸受を組み込んだ試験機を、以下のような条件で運転した。回転速度１００ｒｐｍで１時間運転した後、１０００ｒｐｍで２時間運転し、さらに１００ｒｐｍで１時間運転したら２０時間停止する（０ｒｐｍ）というサイクルの運転を、６ヶ月間繰り返した。その間は、軸受のメンテナンス等は行わなかった。また、試験軸受に負荷される荷重はＰ／Ｃ＝０．２（Ｐ：動等価荷重、Ｃ：基本動定格荷重) である。
さらに、試験中は、試験軸受の内部に圧延水を注入した。前述の１サイクル２４時間の運転当たり３回圧延水の注入を行った。詳述すると、回転速度１００ｒｐｍで１時間運転した後の１０００ｒｐｍに増速する前、１０００ｒｐｍで１時間運転した後、及び１０００ｒｐｍで２時間運転した後の１００ｒｐｍに減速する前に、それぞれ２ｍｌの圧延水を注入した。なお、試験中の外輪外径部の最高温度は８０℃程度であった。

ここで、試験軸受に設けられた被膜について説明する。前述の部位１に組み込まれた試験軸受は、多列の全ての外輪及びころの全面に亜鉛で構成された金属被膜（厚さ０．１〜１μｍ）が被覆されており、全ての内輪の全面にリン酸マンガン被膜が被覆されている。また、部位２に組み込まれた試験軸受は、あらかじめ亜鉛被膜をショットブラストで付してから錫をショットブラストすることによって全ての外輪及びころの全面に亜鉛と錫とで構成された金属被膜（厚さ０．５〜２μｍ）が被覆されており、全ての内輪の全面にリン酸マンガン被膜が被覆されている。さらに、部位３及び部位４に組み込まれた試験軸受は、全ての内輪及び外輪の全面にリン酸マンガン被膜が被覆されている。なお、金属被膜の形成方法及びその条件は、防錆性の評価１，２の場合と同様である。

上記のようにして試験機を６ヶ月間運転し、試験軸受を分解して外輪の軌道面の発錆状況と表面損傷の発生状況とを目視により観察した。結果を表４に示す。なお、表４においては、錆，表面損傷（摩耗，スミアリング，ピーリング）が全くない場合は○印、軽度の場合は△印、やや顕著である場合は■印、顕著である場合は×印で示してある。

リン酸マンガン被膜が被覆されている部位３及び部位４に組み込まれた試験軸受は、表面損傷が散見され、錆がやや顕著であった。表面損傷が生じているものは錆が生じていることから、水の侵入により潤滑状態が厳しくなったために、表面損傷の抑制が困難となったものと推定される。
一方、亜鉛で構成された金属被膜が被覆されている部位１に組み込まれた試験軸受、及び、亜鉛と錫とで構成された金属被膜が被覆されている部位２に組み込まれた試験軸受は、表面損傷及び錆が全くなかった。

次に、試験軸受を組み込む部位を変更して、同様の試験を行った。すなわち、前述の部位１及び部位２に組み込まれた試験軸受は、多列の全ての内輪及び外輪の全面にリン酸マンガン被膜が被覆されている。また、部位３に組み込まれた試験軸受は、全ての外輪及びころの全面に亜鉛で構成された金属被膜（厚さ０．１〜１μｍ）が被覆されており、全ての内輪の全面にリン酸マンガン被膜が被覆されている。部位４に組み込まれた試験軸受は、全ての外輪及びころの全面に亜鉛と錫とで構成された金属被膜（厚さ０．５〜２μｍ）が被覆されており、全ての内輪の全面にリン酸マンガン被膜が被覆されている。結果を表５に示す。

リン酸マンガン被膜が被覆されている部位１及び部位２に組み込まれた試験軸受は、前述した表４の結果と同様に、表面損傷が散見され、錆がやや顕著であった。
一方、亜鉛で構成された金属被膜が被覆されている部位３に組み込まれた試験軸受は、表面損傷はなかったものの、軽度の錆が認められた。亜鉛と錫とで構成された金属被膜が被覆されている部位４に組み込まれた試験軸受は、前述した表４の結果と同様に、表面損傷及び錆が全くなかった。

表４，５の結果を総合すると、亜鉛で構成された金属被膜や亜鉛と錫とで構成された金属被膜は、従来技術であるリン酸マンガン被膜と比べて、表面損傷及び錆を抑制する効果が優れていると言える。また、亜鉛と錫とで構成された金属被膜の方が、亜鉛で構成された金属被膜よりも防錆効果が優れていると言える。
〔第二の実施形態〕
転がり軸受は、軸受内部に水が侵入しやすいような環境下で使用される場合がある。例えば、トラクター，田植機等の農業機械や製紙機械，建設機械は、作業時に機械自体が水に浸かる場合があるので、これらの機械に使用されている軸受の内部に水が侵入する場合があり、軸受内部に錆が生じることがある。

また、多目的四輪バギー車は、水たまりのある悪路を走行し、時には河川を横断することもあるので、多目的四輪バギー車本体に水が侵入しないようにメカニカルシールが多く取り付けられている。しかしながら、メカニカルシールが取り付けられていても、多目的四輪バギー車に使用されている軸受の内部に水が侵入する場合があり、軸受内部に錆が生じることがある。このような使用環境では、軸受寿命は、内部剥離による転動疲労寿命ではなく、錆を起点とした剥離等の損傷も含めて発錆により支配されている場合がある。

従来、錆の発生を抑える手段としては、水の侵入を防ぐために軸受周りにメカニカルシールを取り付ける手段や、軸受材料をステンレス鋼とする手段等があった。
また、上記のような錆の問題の他にも、以下のような問題もある。すなわち、使用中に軸受内部に水等が侵入すると潤滑状態が悪化し、転動体が軌道面上を滑り、軌道面及び転動体表面を損傷させるスミアリングと呼ばれる現象が起こりやすくなるという問題もある。

これら問題の解決策として、特許文献５に記載のように、摩耗に強い材料の改良等が提案されている。
しかしながら、農業機械，製紙機械，建設機械，多目的四輪バギー車に使用されている軸受の場合は、水の侵入を防ぐためにメカニカルシールを取り付けたとしても完全に水の侵入を防げるとは限らないので、水が侵入しても発錆しないことが求められている。
第一の実施形態と同様の構成を有する転がり軸受（深溝玉軸受，アンギュラ玉軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受，針状ころ軸受）は、前述のような金属被膜を備えているので、農業機械，製紙機械，建設機械，多目的四輪バギー車に使用されたために軸受内部に水等が侵入したとしても発錆や軌道面，転動面の損傷が生じにくい。また、水が侵入しやすい条件下での摩耗防止性能、すなわち潤滑性能の向上は、一般の用途よりも上記のような用途の軸受の方が顕著に認められる。

農業機械，製紙機械，建設機械，多目的四輪バギー車に使用される転がり軸受においても、金属被膜の表面粗さ，被覆率等の好ましい値は第一の実施形態の場合と同様であるので、その説明は省略する。
なお、農業機械の例としては、図１４に示すようなトラクターがあげられる。転がり軸受７１はトラクターの足回りに組み込まれ、車輪の回転支持機構等に使用される。また、建設機械の例としては、油圧ショベル，ホイールローダ，ブルドーザ，ダンプトラックがあげられる。油圧ショベルにおいては、円筒ころ軸受，アンギュラ玉軸受，針状ころ軸受が主に使用され、足回り（走行減速機）の回転支持機構等に組み込まれる（図１５を参照）。ホイールローダにおいては、円すいころ軸受が主に使用され、足回り（フロントアクスル）の回転支持機構等に組み込まれる（図１６を参照）。ブルドーザにおいては、円すいころ軸受が主に使用され、足回り（走行減速機）の回転支持機構等に組み込まれる（図１７を参照）。ダンプトラックにおいては、円すいころ軸受が主に使用され、足回り（ホイール）の回転支持機構等に組み込まれる（図１８を参照）。

〔第三の実施形態〕
転がり軸受は、軸受内部に水が侵入しやすいような環境下で使用される場合がある。例えば、スクリューコンプレッサーのロータの潤滑には、油を用いることが一般的であるが、圧縮空気に油が混入すると環境への悪影響が考えられるので、環境対策から油の代わりに水で潤滑を行う水潤滑コンプレッサーがある。水潤滑コンプレッサーの軸を支持するコンプレッサー軸受には水が侵入しないようにメカニカルシールが装着されるが、メカニカルシールの損傷により軸受内部に水が侵入する場合があるため、軸受内部に錆が発生しやすい。

また、鉱山設備である振動篩のアンバランスウエイトロールを支持する自動調心ころ軸受は、軸受が機械に組み込まれてから鉱山の現場に設置されるまで、長期間にわたって保管，運搬されるため、その間に錆が発生する場合がある。また、定期点検等のために数時間にわたって運転が停止される場合には、その停止期間中に軸受内部に錆（いわゆる置き錆）が生じやすい。
さらに、水を取り扱う場合が多いポンプにおいては、主軸を支持するポンプ用軸受に水が侵入しないようにメカニカルシールが装着されるが、メカニカルシールの損傷により軸受内部に水が侵入する場合があるため、軸受内部に錆が発生しやすい。

このような使用環境では、軸受寿命は、内部剥離による転動疲労寿命ではなく、錆を起点とした剥離等の損傷も含めて発錆により支配されている場合がある。
従来、上記のような錆の発生を抑える手段としては、水の侵入を防ぐために軸受周りにメカニカルシールを取り付ける手段や、軸受全面にリン酸塩被膜処理等の化成処理を施す手段や、電気メッキにより亜鉛等からなる金属被膜を形成する手段等があった。
また、上記のような錆の問題の他にも、以下のような問題もある。すなわち、使用中に軸受内部に水等が侵入すると潤滑状態が悪化し、転動体が軌道面上を滑り、軌道面及び転動体表面を損傷させるスミアリングと呼ばれる現象が起こりやすくなるという問題である。

また、振動篩には自動調心ころ軸受が多用されるが、自動調心ころ軸受の特性として、軌道面と転動体の転動面との間に作動滑りが生じることが避けられない。水，異物等が自動調心ころ軸受の内部に侵入すると、作動滑りによる表面損傷が促進される。
これら問題の解決策として、特許文献５に記載のように、摩耗に強い材料の改良等が提案されている。
しかしながら、前述のような用途に用いられる軸受の場合は、水の侵入を防ぐためにメカニカルシールを取り付けたとしても完全に水の侵入を防げるとは限らないので、水が侵入しても発錆しないことが求められている。

第一の実施形態と同様の構成を有する転がり軸受（深溝玉軸受，アンギュラ玉軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受，４点接触玉軸受）は、前述のような金属被膜を備えているので、水潤滑コンプレッサーの主軸を支持する軸受として使用されたために軸受内部に水等が侵入したとしても、発錆や軌道面，転動面の損傷が生じにくい。また、水が侵入しやすい条件下での摩耗防止性能、すなわち潤滑性能の向上は、一般の用途よりも上記のような用途の軸受の方が顕著に認められる。

また、第一の実施形態と同様の構成を有する転がり軸受（自動調心ころ軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受，玉軸受）は、前述のような金属被膜を備えているので、鉱山設備である振動篩，粉砕機，破砕機の主軸を支持する軸受や、搬送装置（コンベヤー）のローラを支持する軸受として使用されたために軸受内部に水等が侵入したとしても、発錆や軌道面，転動面の損傷が生じにくい。また、水が侵入しやすい条件下での摩耗防止性能、すなわち潤滑性能の向上は、一般の用途よりも上記のような用途の軸受の方が顕著に認められる。

さらに、第一の実施形態と同様の構成を有する転がり軸受（深溝玉軸受，アンギュラ玉軸受，円筒ころ軸受）は、前述のような金属被膜を備えているので、ポンプの主軸を支持する軸受として使用されたために軸受内部に水等が侵入したとしても、発錆や軌道面，転動面の損傷が生じにくい。また、水が侵入しやすい条件下での摩耗防止性能、すなわち潤滑性能の向上は、一般の用途よりも上記のような用途の軸受の方が顕著に認められる。
水潤滑コンプレッサー，鉱山設備，ポンプに使用される転がり軸受においても、金属被膜の表面粗さ，被覆率等の好ましい値は第一の実施形態の場合と同様であるので、その説明は省略する。

なお、水潤滑コンプレッサーの例としては、図１９に示すようなスクリューコンプレッサーがあげられる。円筒ころ軸受８１，アンギュラ玉軸受８２等の転がり軸受が、主軸８３の回転支持機構に使用される。また、鉱山設備の例としては、図２０に示すようなコンベヤーや図２１に示すような粉砕機があげられる。深溝玉軸受８４，自動調心ころ軸受８５等の転がり軸受が、軸８６の回転支持機構に使用される。さらに、ポンプの例としては、図２２に示すような遠心ポンプがあげられる。深溝玉軸受８７，アンギュラ玉軸受８８等の転がり軸受が、主軸８９の回転支持機構に使用される。

〔第四の実施形態〕
本実施形態は、転がり軸受，リニアガイド装置，ボールねじ，直動ベアリング等のような転動装置に係り、特に、内部に発錆が生じにくい転動装置に関する。
例えば複写機等の事務機器に使用される転がり軸受は、トナーの定着等のために高温高湿の環境下で使用されるので、該使用環境下における耐食性が求められる。従来、このような転がり軸受の耐食性は、表面に防錆油を塗布することによって確保していた。防錆油としては合成炭化水素油や鉱油等が使用されるが、これらはいずれも錆の発生を防止する作用を有しており、このような防錆油の塗布は、軸受鋼で構成された従来の転がり軸受において一般的に行われている防錆技術である。

一方、転がり軸受が組み込まれた事務機器については、軽量化と構成部材のコスト低減とを目的として、転がり軸受を支持する軸受支持部に対する高分子材料の使用が増加している。例えば感光ドラム，定着ロール等の軸受支持部、特に外輪が固定されるハウジングが、高分子材料で構成されることが増えてきている。使用される高分子材料としては、ポリスチレン（ＰＳ）や、靱性の向上のためにスチレンとエチレンを共重合させたハイインパクトポリスチレン（ＨＩＰＳ）があげられる。また、外的環境に強いポリオキシメチレン（ＰＯＭ）やポリカーボネート（ＰＣ）もよく使用される。

しかしながら、防錆油は、高分子材料の強度を劣化させ、連続して負荷される応力により破壊に至らしめる作用（以降はケミカルアタックと記すこともある）を有している。これは、高分子を構成するドメイン中に防錆油が侵入し、強度が低下することに起因する。前述のように、転がり軸受に耐食性を付与するためには従来は防錆油の使用が不可欠であったが、例えば事務機器の軸受支持部が高分子材料で構成されていると、防錆油によりケミカルアタックを受けて破損に至るおそれがあった。

防錆油を使用しない防錆技術としては、転がり軸受の素材を軸受鋼からステンレス鋼に変更する手段があるが、ステンレス鋼は耐食性は優れているものの加工性が十分ではないので、加工効率が低下して製造コストがアップするという問題があった。また、転がり軸受の表面に化成処理（メッキ処理）による被膜を形成する手段があるが、前処理として表面を酸洗する必要があるので、酸洗の過程で発生する水素により鋼が脆化するおそれがあった。

そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、鋼の水素脆化や高分子材料へのケミカルアタックが生じるおそれがなく、安価で錆が生じにくい転動装置を提供することを課題とする。
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に亜鉛及び錫からなる金属被膜を備えており、この金属被膜は、亜鉛粉末をショットブラストした後に錫粉末をショットブラストすることにより形成されたものであることを特徴とする。

さらに、本発明に係る転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に亜鉛及び錫からなる金属被膜を備えており、この金属被膜は、亜鉛粉末と錫粉末との混合粉末をショットブラストすることにより形成されたものであることを特徴とする。

さらに、本発明に係る転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に亜鉛及び錫からなる金属被膜を備えており、この金属被膜は、亜鉛と錫との合金の粉末をショットブラストすることにより形成されたものであることを特徴とする。

このようなショットブラストにより形成された金属被膜を備える転動装置においては、前記金属被膜に含まれる亜鉛の含有量が５質量％以上８０質量％以下で、錫の含有量が９５質量％以下２０質量％以上であることが好ましい。
また、これらの転動装置においては、前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち前記金属被膜を備えた構成部材が鋼で構成されており、その鋼中の水素濃度が０．５ｐｐｍ以下であることが好ましい。

内方部材，外方部材，転動体を構成する鋼の主成分である鉄よりも卑な金属である亜鉛を含有する金属被膜が表面に被覆されていると、錆が発生しやすいような環境下でも鉄よりも卑な亜鉛が優先的に溶け出すので、鉄が溶け出して錆となることが抑制される。また、金属被膜には鉄よりも貴な金属であり錆びにくい錫が含まれているので、金属被膜により下地（母材）が保護されて発錆が抑制される。
さらに、ショットブラストにより金属被膜を形成することから、本発明の転動装置は安価である。さらに、防錆油を用いることなく防錆処理がなされているので、転動装置の周辺に配された高分子材料からなる部材にケミカルアタックを及ぼすおそれがない。さらに、化成処理（メッキ処理）を用いることなく防錆処理がなされているので、構成部材（内方部材，外方部材，転動体）を構成する鋼中の水素濃度（ショットブラストにより金属被膜を形成した後の水素濃度）が、水素脆化が生じない程度（０．５ｐｐｍ以下）となっている。また、従来の電気メッキ法による防錆処理の場合は、水素脆化を抑制するために、後処理としてベーキングを施して脱水素を行う必要があるが、本発明の転動装置はこのような後処理を行う必要がない。

亜鉛粉末をショットブラストした後に錫粉末をショットブラストすることにより形成された金属被膜は、下記のような２層構造、合金構造、複合化構造、又はこれらのうち２つ以上の構造が混在した構造をなしていると思われる。すなわち、２層構造とは、金属被膜が内側の亜鉛層と表面側の錫層の２層からなる構造である。また、合金構造とは、金属被膜のほぼ全体が亜鉛と錫との合金からなる構造である。さらに、複合化構造とは、金属被膜のほぼ全体が亜鉛と錫との混合物からなる構造であり、且つ、内側（母材側）から表面側に向かって亜鉛の割合が徐々に減少し且つ錫の割合が徐々に増加する構造である。さらに、これらのうち２つ以上の構造が混在した構造の一例を示すと、内側（母材側）の亜鉛層と中間の合金層と表面側の錫層との３層からなる３層構造があげられる。

また、亜鉛粉末と錫粉末との混合粉末をショットブラストすることにより形成された金属被膜と、亜鉛と錫との合金の粉末をショットブラストすることにより形成された金属被膜とは、上記合金構造をなしている。
このように、本発明に係る転動装置は、安価で且つ発錆が生じにくい。また、転動装置の周辺に配された高分子材料からなる部材にケミカルアタックを及ぼすおそれがない。さらに、鋼の水素脆化が生じるおそれがない。

以下に、図面を参照しながら第四の実施形態について詳細に説明する。図２３は、本発明に係る転動装置の一実施形態である深溝玉軸受の構造を示す縦断面図である。この深溝玉軸受１０１は、内輪１０２（内方部材）と、外輪１０３（外方部材）と、内輪１０２と外輪１０３との間に転動自在に配された複数の転動体１０４と、を備えている。そして、内輪１０２の内周面に軸部材１０６が嵌入されるとともに、図示しない回転ドラムの軸受支持部１０７に外輪１０３の外周面が嵌め込まれている。これにより、前記回転ドラムが深溝玉軸受１０１により回転可能に支持されている。なお、内輪１０２と外輪１０３との間に転動体１０４を保持する保持器や、シール等の密封装置を備えていてもよい。

内輪１０２，外輪１０３，及び転動体１０４のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、亜鉛及び錫からなる金属被膜１０５を備えている。この金属被膜１０５は、亜鉛粉末をショットブラストした後に錫粉末をショットブラストすることによって形成してもよいし、亜鉛粉末と錫粉末との混合粉末をショットブラストすることによって形成してもよいし、亜鉛と錫との合金の粉末をショットブラストすることによって形成してもよい。

なお、図２３においては内輪１０２及び外輪１０３が金属被膜１０５を備えているが、本発明は図２３の例に限定されるものではなく、転動体１０４が金属被膜を備えていてもよい。また、図２３においては、内輪１０２及び外輪１０３の表面の全体に金属被膜１０５が形成されているが、表面の一部分に金属被膜が形成されている場合でも防錆効果が得られる。
優れた防錆効果を得るためには、金属被膜１０５に含まれる亜鉛の含有量を５質量％以上８０質量％以下、錫の含有量を９５質量％以下２０質量％以上とすることが好ましい。亜鉛粉末をショットブラストした後に錫粉末をショットブラストする方法により金属被膜１０５を形成する場合には、錫粉末をショットブラストする際の条件（投射圧力等）により、金属被膜１０５に含まれる亜鉛及び錫の含有量を所望の量に制御することができる。また、亜鉛粉末と錫粉末との混合粉末をショットブラストする方法により金属被膜１０５を形成する場合には、混合粉末中の亜鉛粉末と錫粉末の量比により制御することができる。さらに、亜鉛と錫との合金の粉末をショットブラストする方法により金属被膜１０５を形成する場合には、合金を構成する亜鉛と錫の量比により制御することができる。

なお、本発明の転動装置は、保持器，密封装置，又はその他の付属の部材を備えていてもよいが、これら保持器，密封装置，又はその他の付属の部材についても、前述した金属被膜１０５を備えていてもよい。特に、これら保持器，密封装置，又はその他の付属の部材が鋼製である場合は、前述と同様の防錆効果が期待できる。保持器であれば、少なくとも転動体との摺動部分があるので、潤滑と防錆の効果が期待でき、密封装置であれば、外部環境との接点があるため、水分と接触する状況下などでは防錆効果が期待できる。間座やセパレータも同様である。

また、本実施形態においては、転動装置の例として深溝玉軸受をあげて説明したが、転がり軸受の種類は深溝玉軸受に限定されるものではなく、本発明は様々な種類の転がり軸受に対して適用することができる。例えば、アンギュラ玉軸受，自動調心玉軸受，自動調心ころ軸受，針状ころ軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受，スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。さらに、本発明は、転がり軸受に限らず、他の種類の様々な転動装置に対して適用することができる。例えば、ボールねじ，リニアガイド装置，直動ベアリング等である。

［実施例］
以下に実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。
〔防錆性の評価〕
内輪及び外輪の表面の全体に金属被膜が形成された深溝玉軸受（図２３の深溝玉軸受とほぼ同様の構成の軸受）を用意して、その防錆性を評価した。なお、この深溝玉軸受の外径は１９ｍｍ、内径は８ｍｍ、幅は６ｍｍである。
金属被膜は、亜鉛粉末をショットブラストした後に錫粉末をショットブラストすることにより形成し、錫粉末の噴射圧力や噴射時間を変更することにより、亜鉛及び錫の含有量が種々異なる金属被膜を備えた軸受を得た（表６の実施例１０１〜１１０を参照）。金属被膜の形成にはショットピーニング装置を用い、投射材としては平均粒径４５μｍ（ＪＩＳ Ｒ６００１の規定による）の亜鉛粉末及び錫粉末を用いた。噴射圧力は０．１９６〜０．８８２ＭＰａで、噴射時間は１０〜２０ｍｉｎである。１回の処理に用いる内輪，外輪の質量は、それぞれ１〜２０ｋｇとした。

なお、表６の比較例１０１は、金属被膜は備えておらず従来の防錆油を塗布することにより防錆処理を施した軸受である。また、比較例１０２，１０３は、従来の電気メッキ法により亜鉛被膜又は錫被膜を形成して防錆処理を施した軸受である。さらに、比較例１０４は、平均粒径４５μｍ（ＪＩＳ Ｒ６００１の規定による）の錫粉末をショットブラストすることにより錫被膜を形成した軸受である。噴射圧力，噴射時間等のショットブラストの条件は、実施例１０１〜１１０の場合と同様である。

実施例１０１〜１１０及び比較例１０２〜１０４の軸受について、形成した金属被膜のＥＤＸ測定を行い、金属被膜に含まれる亜鉛の含有量及び錫の含有量を測定した。測定範囲は金属被膜の表面の２５０μｍ×２００μｍの領域であり、加速電圧は１０ｋＶである。結果を表６に示す。なお、いずれの軸受においても、金属被膜の厚さは０．０５〜８μｍであった。また、金属被膜の断面組織を特性Ｘ線を用いて観察したところ、実施例１０１〜１１０については、前述の２層構造、合金構造、複合化構造の混在が推定された。

このようにして得られた軸受を脱脂した後、温度６０℃，湿度９０％の環境下に放置し、外輪の外周面や内輪の内周面に点状の赤錆が発生するまでの時間（発錆時間）を測定した。結果を表６及び図２４のグラフに示す。なお、表６及び図２４のグラフにおける発錆時間の数値は、比較例１０１の軸受の発錆時間を１とした場合の相対値で示してある。
実施例１０１〜１１０の軸受は、亜鉛及び錫を含有する金属被膜を備えているので、防錆油の塗布により防錆処理を施した比較例１０１の軸受に比べて、極めて錆が生じにくかった。また、金属被膜に含まれる亜鉛の含有量が５質量％以上８０質量％以下であると、防錆性がより優れており、２０質量％以上４０質量％以下であると防錆性がさらに優れていることが分かる。

〔水素脆性の評価〕
実施例１０１〜１１０及び比較例１０１〜１０４の軸受の外輪を構成する鋼中の水素濃度を、昇温水素分析法により測定した。以下のその方法を詳細に説明する。
まず、外輪の一部を切り出し、金属被膜が形成されている表面を、１μｍ径のダイヤモンド研磨液とバフ布とを用いて研磨し、金属被膜を除去した。こうして得られた試験片をガラス管内に入れ、外部から赤外線を照射して加熱する赤外線イメージ炉を用いて加熱した（昇温速度は１５℃／ｍｉｎである）。そして、室温から４５０℃までの温度範囲において、試験片から放出される水素を、質量分析計（日本真空技術株式会社製のＭａｓｓｍａｔｅ２００）に導いて、水素量の測定を行った。なお、温度の測定は、試験片に接触させた熱電対により行った。

質量分析計においては、真空中で放出される水素ガスが質量分析管内でイオン化される。そのイオン化強度は、検定済みの標準リークのイオン化強度を基準として水素放出速度に換算される。水素濃度は、水素放出速度を積分することによって求められる。その際には、水素チャージ材と未チャージ材の水素放出速度プロファイルを比較して水素放出の有無を決定し、さらに、その前後の最も低位に安定したところを結んでバックグラウンドとして水素濃度を求めた。得られた鋼中の水素濃度を表６に示す。

実施例１０１〜１１０の軸受は、従来の電気メッキ法で防錆処理を施した比較例１０２，１０３の軸受と比べて、鋼中の水素濃度が格段に低く０．５ｐｐｍ以下であった。これは、比較例１０１の軸受と同レベルである。
次に、鋼中の水素濃度と水素脆化が生じる程度との関係を調査した。まず、外輪を切断して１／３程度の部分を切り取り、残りの２／３程度の部分からなる略Ｃ字状の試験片を作製した。この試験片の開口している両端部を閉じるように、該両端部に一定荷重（４００Ｎ）を負荷して、破断が生じるまでの時間（破断時間）を測定した。結果を表６に示す。なお、表６における破断時間の数値は、比較例１０２の軸受の破断時間を１とした場合の相対値で示してある。また、比較例１０２の破断時間の１００倍の時間を超えても破断が生じなかった場合は、試験を打ち切って、破断時間は１００と示した。

実施例１０１〜１１０は、従来の電気メッキ法で防錆処理を施した比較例１０２，１０３と比べて鋼中の水素濃度が低いので、水素脆化が生じにくく耐久性が優れていた。
〔第五の実施形態〕
本実施形態は転がり軸受に関し、特に、複写機、プリンタ、現金自動払い出し機などの事務機器に用いられる軸受に適用して好適なものである。
感光ドラムに代表される複写機やプリンタなどのユニット部材は、メンテナンス時に部品交換されるものも多く、そこで使用される軸受に錆が発生すると、円滑な交換ができなくなることから、軸受には防錆性が要求される。

また、事務機器の用紙トレー引き出し部のローラや、現金自動払い出し機や券売機の用紙搬送ローラでは、軸受外輪に直接ロールの役目を持たせて使用する方法があり、このような軸受は高温高湿な環境で使用されることから、耐食性が必要とされる。
さらに、複写機、プリンタ、現金自動払い出し機などの事務機器の画質の向上を図ったり、電磁波対策や静電気対策を施したりするために、軸受に導電性を持たせることも多い。

通常では、防錆性や耐食性を軸受に持たせるために、内外輪にステンレス材を用いることが多い。また、特許文献７，８には、無電界ニッケルメッキを軸受鋼の表面に施すことにより、防錆性や耐食性を軸受に持たせる方法が開示されている。さらに、特許文献７には、Ｓｎ単体のショットピーニング処理を軸受鋼の表面に施すことにより、防錆被膜を軸受鋼の表面に形成する方法が開示されている。
しかしながら、事務機器などでは、一般環境に対する耐食性要求であり、複写機、プリンタ、現金自動払い出し機などの事務機器に用いられる軸受にステンレス材を使用することは、材料コスト及び加工コストの面から見て困難であるという問題があった。

また、無電界ニッケルメッキを軸受鋼の表面に施す方法では、その工程が長時間且つ多岐に渡ることから、コストアップの要因になるとともに、カドミウムや鉛などの環境規制物質の使用が避けられないという問題があった。
さらに、Ｓｎ単体のショットピーニング処理を軸受鋼の表面に施す方法では、十分な防錆性を得ることができないという問題があった。
そこで、本発明は、コストアップを抑制しつつ、防錆性，耐食性，及び導電性を持たせることが可能な転がり軸受を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪及び前記外輪の少なくとも一方の表面に防錆効果を有する固体潤滑材をショットピーニングして形成された耐食性被膜と、前記内輪と前記外輪との間に設けられた導電性グリースと、を備えることを特徴とする。
これにより、ショットピーニングという簡易な方法にて耐食性被膜を軸受鋼の表面に形成することが可能となり、高価なステンレス鋼を母材として使用したり、無電界ニッケルメッキを軸受鋼の表面に施したりする必要がなくなる。よって、コストアップを抑制しつつ、防錆性及び耐食性を転がり軸受に付与することが可能となる。また、内輪及び外輪との間に導電性グリースを封入することにより、レース面の潤滑性を確保しつつ、導電性に有害なレース面の酸化を防止することができ、転がり軸受の導電性を長期にわたって確保することができる。

この転がり軸受においては、前記耐食性被膜は、投射材としてＺｎをショットピーニングして形成された第一層目被膜と、投射材としてＳｎをショットピーニングして形成された第二層目被膜と、を備えることが好ましい。
これにより、母材にＦｅを用いた場合においても、Ｆｅよりも卑であるＺｎで母材を覆うことが可能となるとともに、Ｆｅよりも貴であるＳｎでＺｎを覆うことができる。このため、転がり軸受が高湿環境に置かれた場合においても、ＦｅよりもＺｎを優先的に酸化させて酸化亜鉛ＺｎＯを生成させ、Ｆｅに錆が発生するのを防止することが可能となる。さらに、ＺｎＯが生成された場合においても、それ自体錆難いＳｎにてＺｎＯによる白色粉の発生を防止することが可能となり、母材を酸化から有効に保護することが可能となる。

また、この転がり軸受においては、前記耐食性被膜の厚さが０．５μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。耐食性被膜の厚さを０．５μｍ以上とすることにより、十分且つ持続的な防錆効果を得ることが可能となるとともに、耐食性被膜の厚さを５μｍ以下とすることにより、耐食性被膜の剥離を抑制することができる。
さらに、この転がり軸受は、止め輪付き軸受、導電性断熱ブッシュ付き軸受、フランジ付き軸受、又は樹脂巻き軸受とすることができる。これにより、防錆性，耐食性，及び導電性を持たせた軸受として、複写機，プリンタ，現金自動払い出し機などの事務機器に有効に使用することができる。

さらに、この転がり軸受は、事務機器用軸受とすることができる。これにより、一般環境に対する耐食性要求を満たすことができ、コストアップを抑制しつつ、軸受に防錆性，耐食性，及び導電性を持たせることができる。
以上説明したように、本発明によれば、コストアップを抑制しつつ、防錆性，耐食性，及び導電性を軸受に持たせることができ、複写機，プリンタ，現金自動払い出し機などの事務機器に有効に使用することができる。

以下に、第五の実施形態に係る転がり軸受について、図面を参照しながら説明する。図２５は、第五の実施形態に係る転がり軸受の概略構成を示す断面図である。図２５において、転がり軸受２０１には、内輪２０２と外輪２０３とが設けられ、内輪２０２と外輪２０３との間には、複数の転動体（玉）２０４が転動自在に配置されている。そして、内輪２０２の内径部を軸部材２０６に固定するとともに、外輪２０３の外径部を回転ドラムの軸受支持部２０７に固定することにより、軸受支持部２０７を回転可能に支持することができる。

ここで、内輪２０２及び外輪２０３の少なくとも一方の表面には耐食性被膜２０５が成膜され、耐食性被膜２０５は、防錆効果を有する固体潤滑材をショットピーニングして形成することができる。また、内輪２０２及び外輪２０３との間には導電性グリースを設けることができる。
これにより、処理時間も短く、一度に多数の処理が可能なショットピーニングという簡易な方法にて耐食性被膜２０５を軸受鋼の表面に形成することが可能となり、高価なステンレス鋼を母材として使用したり、無電界ニッケルメッキを軸受鋼の表面に施したりする必要がなくなる。よって、コストアップを抑制しつつ、防錆性及び耐食性を転がり軸受２０１に持たせることが可能となる。

また、内輪２０２及び外輪２０３の全面に耐食性被膜２０５を成膜することにより、レース面の潤滑効果を得ることができ、転がり軸受２０１の長寿命化を図ることができる。特に、複写機、プリンタ、現金自動払い出し機、券売機などの事務機器では、低速且つ高荷重で使用される部位が多いため、耐食性被膜２０５による潤滑効果が大きい。
また、内輪２０２及び外輪２０３に耐食性被膜２０５を成膜することにより、内輪２０２及び外輪２０３の表面に防錆油を塗布する必要がなくなることから、周囲に樹脂部材が配置されている場合においても、ケミカルアタックによる樹脂部材の腐食を防止することができる。

また、内輪２０２及び外輪２０３との間に導電性グリースを封入することにより、レース面の潤滑性を確保しつつ、導電性に有害なレース面の酸化を防止することができ、転がり軸受２０１の導電性を長期にわたって確保することができる。
なお、耐食性被膜２０５の厚さは０．５μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。ここで、耐食性被膜２０５の厚さを０．５μｍ以上とすることにより、十分且つ持続的な防錆効果を得ることが可能となるとともに、耐食性被膜の厚さを５μｍ以下とすることにより、耐食性被膜の剥離を抑制することができる。

また、金属被膜２０５は、内輪２０２、外輪２０３の表面全体、すなわち内輪２０２の内周面、軌道面を含む外周面、両側面、及び、外輪２０３の軌道面を含む内周面、外周面、両側面に形成してもよいが、表面の一部に形成しても前述のような効果が得られる。また、所定の仕上げ加工面にショットピーニング処理を施すようにしてもよいし、ショットピーニング処理後に研磨加工やバニシング加工を行ってもよい。
また、上述した転がり軸受は、止め輪付き軸受、導電性断熱ブッシュ付き軸受、フランジ付き軸受、又は樹脂巻き軸受であってもよい。さらに、上述した転がり軸受は、複写機、プリンタ、現金自動払い出し機、券売機などの事務機器用の軸受として用いることが好ましい。

また、耐食性被膜２０５は、投射材としてＺｎをショットピーニングして形成された第一層目被膜と、投射材としてＳｎをショットピーニングして形成された第二層目被膜とから構成することが好ましい。
図２６は、ショットピーニング処理を示す断面図である。図２６（ａ）において、軸受鋼２２１を用意する。ここで、軸受鋼２２１としては、安価なＦｅを用いることができる。

次に、図２６（ｂ）に示すように、投射材２２３ａを軸受鋼２２１の表面に投射することにより、軸受鋼２２１の表面に耐食性被膜２２２ａを形成する。なお、投射材２２３ａとしてＺｎ粉末を用いることにより、Ｚｎ膜を耐食性被膜２２２ａとして形成することができる。
次に、図２６（ｃ）に示すように、耐食性被膜２２２ａが形成された軸受鋼２２１上に投射材２２３ｂを投射することにより、耐食性被膜２２２ａの表面に耐食性被膜２２２ｂを形成する。なお、投射材２２３ｂとしてＳｎ粉末を用いることにより、Ｓｎ膜を耐食性被膜２２２ｂとして形成することができる。

これにより、軸受鋼２２１にＦｅを用いた場合においても、Ｆｅよりも卑であるＺｎで軸受鋼２２１を覆うことが可能となるとともに、Ｆｅよりも貴であるＳｎでＺｎを覆うことができる。このため、転がり軸受が高湿環境に置かれた場合においても、ＦｅよりもＺｎを優先的に酸化させて酸化亜鉛ＺｎＯを生成させ、Ｆｅに錆が発生するのを防止することが可能となる。さらに、酸化亜鉛ＺｎＯが生成された場合においても、それ自体錆難いＳｎにて酸化亜鉛ＺｎＯによる白色粉の発生を防止することが可能となり、酸化から母材を有効に保護することが可能となる。

以下に、導電性グリースについて詳細に説明する。導電性グリースの種類は、カーボンブラックを含有して導電性を有していれば特に限定されるものではないが、２種又は３種のカーボンブラックを併用したものが好ましい。
まず、２種を併用した場合は、鉱油及び合成油の少なくとも一方を含有する基油と、２種のカーボンブラックと、を含有し、前記２種のカーボンブラックは、比表面積が２０ｍ^２ ／ｇ以上８０ｍ^２ ／ｇ以下の第一カーボンブラックと、比表面積が２００ｍ^２ ／ｇ以上１５００ｍ^２ ／ｇ以下の第二カーボンブラックとである導電性グリースが好ましい。

このような構成であれば、優れた導電性を示し、且つ、導電性グリースの漏洩が生じにくい。すなわち、第一カーボンブラックにより優れた導電性が付与され、且つ、第二カーボンブラックにより導電性グリースの離油が抑制される。そして、両カーボンブラックがともに含有されていることにより、カーボンブラック同士の凝集が抑制され、導電性グリースに適度な流動性が付与される。
両カーボンブラックの比表面積が前記範囲内であれば、前述のような優れた効果が得られるが、第一カーボンブラックの比表面積は２３ｍ^２ ／ｇ以上８０ｍ^２ ／ｇ以下であることがより好ましく、２３ｍ^２ ／ｇ以上６０ｍ^２ ／ｇ以下であることがさらに好ましく、２７ｍ^２ ／ｇ以上４２ｍ^２ ／ｇ以下であることが最も好ましい。また、第二カーボンブラックの比表面積は２５０ｍ^２ ／ｇ以上１０００ｍ^２ ／ｇ以下であることがより好ましく、３２０ｍ^２ ／ｇ以上１０００ｍ^２ ／ｇ以下であることがさらに好ましく、３７０ｍ^２ ／ｇ以上１０００ｍ^２ ／ｇ以下であることが最も好ましい。なお、本発明における比表面積の数値は、窒素吸着法により測定された値である。

また、鉱油や合成油は樹脂に対するケミカルアタックが小さいので、仮に導電性グリース又は基油が転がり軸受から漏洩して周辺の樹脂製部品に接触しても、樹脂製部品の劣化が生じにくい。複写機、プリンタ、現金自動払い出し機などの事務機器では樹脂製部品が多く使用されているので、鉱油や合成油を基油とするグリースが好ましい。鉱油、合成油の中では、特に合成炭化水素油のケミカルアタックが小さい。
また、第一カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は３０ｍｌ／１００ｇ以上１６０ｍｌ／１００ｇ以下であることが好ましく、第二カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は８０ｍｌ／１００ｇ以上５００ｍｌ／１００ｇ以下であることが好ましい。

第一カーボンブラックのＤＢＰ吸収量が３０ｍｌ／１００ｇ未満であると、第一カーボンブラックの導電性グリース中への分散性が不十分となりやすく、１６０ｍｌ／１００ｇを超えると、カーボンブラック同士の凝集を防止する効果が低くなる。このような問題がより生じにくくするためには、第一カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、５０ｍｌ／１００ｇ以上１６０ｍｌ／１００ｇ以下であることがより好ましく、６０ｍｌ／１００ｇ以上１５０ｍｌ／１００ｇ以下であることがさらに好ましく、６７ｍｌ／１００ｇ以上１４０ｍｌ／１００ｇ以下であることが最も好ましい。

また、第二カーボンブラックのＤＢＰ吸収量が８０ｍｌ／１００ｇ未満であると、基油の漏洩等が生じやすくなり、５００ｍｌ／１００ｇを超えると、カーボンブラック同士が凝集する傾向が強くなる。このような問題がより生じにくくするためには、第二カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、９０ｍｌ／１００ｇ以上４５０ｍｌ／１００ｇ以下であることがより好ましく、１００ｍｌ／１００ｇ以上４００ｍｌ／１００ｇ以下であることがさらに好ましく、１４０ｍｌ／１００ｇ以上３６０ｍｌ／１００ｇ以下であることが最も好ましい。

さらに、第一カーボンブラックと第二カーボンブラックとの質量比は、２５：７５以上９５：５以下であることが好ましく、第一カーボンブラックと第二カーボンブラックとの合計の含有量は、導電性グリースの１．５質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。
このような構成であれば、両カーボンブラックの特性のバランスがとれて、導電性グリースの導電性及び流動性が良好となる。また、転がり軸受からの漏洩や基油の離油が生じにくくなる。

第一カーボンブラックと第二カーボンブラックとの合計量における第一カーボンブラックの割合が２５質量％未満（すなわち第二カーボンブラックの割合が７５質量％超過）であると、カーボンブラックによる増粘効果が大きくなるので、全カーボンブラックの含有量を少なくできるが、高温下における離油が大きくなるおそれがある。
一方、第二カーボンブラックの割合が５質量％未満（すなわち第一カーボンブラックの割合が９５質量％超過）であると、基油の保持力が不十分となるため、全カーボンブラックの含有量を多くする必要がでてくる。また、初期の導電性は良好であるが、長期間にわたって良好な導電性を維持できないおそれがある。

このような問題がより生じにくくするためには、第一カーボンブラックと第二カーボンブラックとの質量比は、５０：５０以上９５：５以下であることがより好ましく、７５：２５以上９０：１０以下であることがさらに好ましく、７５：２５以上８８：１２以下であることが最も好ましい。
また、第一カーボンブラックと第二カーボンブラックとの合計の含有量が、導電性グリース全体の１．５質量％未満であると、導電性が不十分となるおそれがあるとともに、基油の離油が十分に抑制できないおそれがある。一方、２０質量％超過であると、導電性グリースの流動性が低下するおそれがある。

このような問題がより生じにくくするためには、第一カーボンブラックと第二カーボンブラックとの合計の含有量は、導電性グリース全体の３質量％以上１７質量％以下であることがより好ましく、５質量％以上１５質量％以下であることがさらに好ましく、７質量％以上１３質量％以下であることが最も好ましい。
さらに、第一カーボンブラックの平均一次粒径は４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましく、第二カーボンブラックの平均一次粒径は１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることが好ましい。

平均一次粒径が１０ｎｍ未満であると、カーボンブラック同士が凝集する可能性が高くなり、２００ｎｍ超過であると、導電性グリースの流動性が阻害されるおそれがある。そして、平均一次粒径が異なる２種のカーボンブラックが含有されていることにより、カーボンブラックの分散性が適度に保たれ、その結果、基油の保持力が十分となる。また、剪断が作用しても、カーボンブラック粒子のチェーンストラクチャーが破壊されにくい。
次に、３種のカーボンブラックを併用した場合は、鉱油及び合成油の少なくとも一方を含有する基油と、３種のカーボンブラックとを含有し、前記３種のカーボンブラックは、比表面積が２０ｍ^２ ／ｇ以上８０ｍ^２ ／ｇ以下の第一カーボンブラックと、比表面積が２００ｍ^２ ／ｇ以上１５００ｍ^２ ／ｇ以下の第二カーボンブラックと、比表面積が８０ｍ^２ ／ｇ超過２００ｍ^２ ／ｇ未満の第三カーボンブラックと、である導電性グリースが好ましい。

このような構成であれば、極めて優れた導電性を示し、且つ、導電性グリースの漏洩が極めて生じにくい。すなわち、第一及び第三カーボンブラックにより優れた導電性が付与され、且つ、第二カーボンブラックにより導電性グリースの離油が抑制される。そして、３種のカーボンブラックが含有されていることにより、カーボンブラック同士の凝集が抑制され、導電性グリースに適度な流動性が付与される。また、剪断が作用しても、カーボンブラック粒子のチェーンストラクチャーが破壊されにくく、基油の保持力が高い。

３種のカーボンブラックの比表面積が前記範囲内であれば、前述のような優れた効果が得られるが、第一カーボンブラックの比表面積は２３ｍ^２ ／ｇ以上８０ｍ^２ ／ｇ以下であることがより好ましく、２３ｍ^２ ／ｇ以上６０ｍ^２ ／ｇ以下であることがさらに好ましく、２７ｍ^２ ／ｇ以上４２ｍ^２ ／ｇ以下であることが最も好ましい。また、第二カーボンブラックの比表面積は２５０ｍ^２ ／ｇ以上１０００ｍ^２ ／ｇ以下であることがより好ましく、３２０ｍ^２ ／ｇ以上１０００ｍ^２ ／ｇ以下であることがさらに好ましく、３７０ｍ^２ ／ｇ以上１０００ｍ^２ ／ｇ以下であることが最も好ましい。さらに、第三カーボンブラックの比表面積は９０ｍ^２ ／ｇ以上１８０ｍ^２ ／ｇ以下であることがより好ましく、１００ｍ^２ ／ｇ以上１６０ｍ^２ ／ｇ以下であることがさらに好ましく、１１０ｍ^２ ／ｇ以上１４０ｍ^２ ／ｇ以下であることが最も好ましい。

さらに、鉱油や合成油は樹脂に対するケミカルアタックが小さいので、仮に導電性グリース又は基油が転がり軸受から漏洩して周辺の樹脂製部品に接触しても、樹脂製部品の劣化が生じにくい。車両用ステアリング装置及びその周辺には樹脂製部品が多く使用されているので、鉱油や合成油を基油とするグリースが好ましい。鉱油、合成油の中では、特に合成炭化水素油のケミカルアタックが小さい。
さらに、第一カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は３０ｍｌ／１００ｇ以上１６０ｍｌ／１００ｇ以下であることが好ましく、第二カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は８０ｍｌ／１００ｇ以上５００ｍｌ／１００ｇ以下であることが好ましく、第三カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は１００ｍｌ／１００ｇ以上３００ｍｌ／１００ｇ以下であることが好ましい。

第一カーボンブラックのＤＢＰ吸収量が３０ｍｌ／１００ｇ未満であると、第一カーボンブラックの導電性グリース中への分散性が不十分となりやすく、１６０ｍｌ／１００ｇを超えると、カーボンブラック同士の凝集を防止する効果が低くなる。このような問題がより生じにくくするためには、第一カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、５０ｍｌ／１００ｇ以上１６０ｍｌ／１００ｇ以下であることがより好ましく、６０ｍｌ／１００ｇ以上１５０ｍｌ／１００ｇ以下であることがさらに好ましく、６７ｍｌ／１００ｇ以上１４０ｍｌ／１００ｇ以下であることが最も好ましい。

また、第二カーボンブラックのＤＢＰ吸収量が８０ｍｌ／１００ｇ未満であると、基油の漏洩等が生じやすくなり、５００ｍｌ／１００ｇを超えると、カーボンブラック同士が凝集する傾向が強くなる。このような問題がより生じにくくするためには、第二カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、９０ｍｌ／１００ｇ以上４５０ｍｌ／１００ｇ以下であることがより好ましく、１００ｍｌ／１００ｇ以上４００ｍｌ／１００ｇ以下であることがさらに好ましく、１４０ｍｌ／１００ｇ以上３６０ｍｌ／１００ｇ以下であることが最も好ましい。

さらに、第三カーボンブラックのＤＢＰ吸収量が１００ｍｌ／１００ｇ未満であると、第一カーボンブラックの場合と同様に導電性グリース中への分散性が不十分となりやすく、１６０ｍｌ／１００ｇを超えると、第一カーボンブラックの場合と同様にカーボンブラック同士の凝集を防止する効果が低くなる。このような問題がより生じにくくするためには、第三カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、１１０ｍｌ／１００ｇ以上２５０ｍｌ／１００ｇ以下であることがより好ましく、１２０ｍｌ／１００ｇ以上２００ｍｌ／１００ｇ以下であることがさらに好ましく、１４０ｍｌ／１００ｇ以上１８０ｍｌ／１００ｇ以下であることが最も好ましい。

さらに、第一カーボンブラックと第二カーボンブラックとの質量比は、２５：７５以上９５：５以下であり、且つ、第一カーボンブラックと第二カーボンブラックと第三カーボンブラックとの合計の含有量は、導電性グリースの２質量％以上２５質量％以下であることが好ましい。
このような構成であれば、３種のカーボンブラックの特性のバランスがとれて、導電性グリースの導電性及び流動性が良好となる。また、転がり軸受からの漏洩や基油の離油が生じにくくなる。

第一カーボンブラックと第二カーボンブラックとの合計量における第一カーボンブラックの割合が２５質量％未満（すなわち第二カーボンブラックの割合が７５質量％超過）であると、カーボンブラックによる増粘効果が大きくなるので、全カーボンブラックの含有量を少なくできるが、高温下における離油が大きくなるおそれがある。一方、第二カーボンブラックの割合が５質量％未満（すなわち第一カーボンブラックの割合が９５質量％超過）であると、基油の保持力が不十分となるため、全カーボンブラックの含有量を多くする必要がでてくる。また、初期の導電性は良好であるが、長期間にわたって良好な導電性を維持できないおそれがある。

このような問題がより生じにくくするためには、第一カーボンブラックと第二カーボンブラックとの質量比は、５０：５０以上９５：５以下であることがより好ましく、７５：２５以上９０：１０以下であることがさらに好ましく、７５：２５以上８８：１２以下であることが最も好ましい。
また、第一、第二、第三カーボンブラックの合計の含有量が、導電性グリースの２質量％未満であると、導電性が不十分となるおそれがあるとともに、基油の離油が十分に抑制できないおそれがある。一方、２５質量％超過であると、導電性グリースの流動性が低下するおそれがある。

このような問題がより生じにくくするためには、第一、第二、第三カーボンブラックの合計の含有量は、導電性グリースの５質量％以上１９質量％以下であることがより好ましく、７質量％以上２２質量％以下であることがさらに好ましく、９質量％以上２０質量％以下であることが最も好ましい。
さらに、第一カーボンブラックの平均一次粒径は４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましく、第二カーボンブラックの平均一次粒径は１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることが好ましく、第三カーボンブラックの平均一次粒径は１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることが好ましい。

平均一次粒径が１０ｎｍ未満であると、カーボンブラック同士が凝集する可能性が高くなり、２００ｎｍ超過であると、導電性グリースの流動性が阻害されるおそれがある。そして、平均一次粒径が異なる３種のカーボンブラックが含有されていることにより、カーボンブラックの分散性が適度に保たれ、その結果、基油の保持力が十分となる。また、剪断が作用しても、カーボンブラック粒子のチェーンストラクチャーが破壊されにくい。
このようなカーボンブラックは、平均一次粒径、比表面積、ＤＢＰ吸収量をもとにして、各種市販品から選定するとよい。例えば、東海カーボン株式会社製の「トーカブラック」シリーズや「シースト」シリーズ、三菱化学株式会社製の「三菱カーボンブラック」シリーズ、電気化学工業株式会社製の「デンカブラック」シリーズ、ライオンアクゾ社製の「ケッチェンブラック」シリーズが使用できる。また、いわゆるアセチレンブラックやフライアッシュ等も、平均一次粒径、比表面積等の性状が本発明の範囲内であれば使用することができる。

具体的には、第一カーボンブラックとしては、「トーカブラック」シリーズのトーカブラック＃７３６０ＳＢ、＃７３５０／Ｆ、＃７２７０ＳＢ、＃７１００Ｆ、＃７０５０、＃４５００、＃４４００、＃４３００、＃３８４５、＃３８００や、「シースト」シリーズのシースト３、ＮＨ、Ｎ、１１６ＨＭ、１１６、ＦＭ、ＳＯ、Ｖ、ＳＶＨ、ＦＹ、Ｓ、ＳＰが使用できる。また、「三菱カーボンブラック」シリーズのＭＡ２２０、ＭＡ２３０、＃２５、＃２０、＃１０、＃５、＃９５、＃２６０、＃３０３０、＃３０５０、ＣＦ９や、「デンカブラック」シリーズのデンカブラック粒状品、粉状品、ＨＳ−１００等が使用できる。

これらの中では、トーカブラック＃７０５０（平均一次粒径６６ｎｍ、比表面積２８ｍ^２ ／ｇ、ＤＢＰ吸収量６６ｍｌ／１００ｇ）、シーストＶ（平均一次粒径６２ｎｍ、比表面積２７ｍ^２ ／ｇ、ＤＢＰ吸収量８７ｍｌ／１００ｇ）、シーストＳＶＨ（平均一次粒径６２ｎｍ、比表面積３２ｍ^２ ／ｇ、ＤＢＰ吸収量１４０ｍｌ／１００ｇ）、シーストＳ（平均一次粒径６６ｎｍ、比表面積２７ｍ^２ ／ｇ、ＤＢＰ吸収量６８ｍｌ／１００ｇ）、デンカブラックＨＳ−１００（平均一次粒径４８ｎｍ、比表面積３９ｍ^２ ／ｇ、ＤＢＰ吸収量１４０ｍｌ／１００ｇ）が好適に使用できる。

また、第二カーボンブラックとしては、トーカブラック＃８５００／Ｆ、＃８３００／Ｆ、＃５５００や、三菱カーボンブラック＃２７００、＃２６５０、＃２６００、＃２４００、＃２３５０、＃２３００、＃２２００、＃９９０、＃９８０、＃９７０、＃９６０、＃９５０、＃９００、＃８５０、＃３２３０や、ケッチェンブラックＥＣ等が使用できる。
これらの中では、トーカブラック＃５５００（平均一次粒径２５ｎｍ、比表面積２２５ｍ^２ ／ｇ、ＤＢＰ吸収量１５５ｍｌ／１００ｇ）、三菱カーボンブラック＃３２３０（平均一次粒径２３ｎｍ、比表面積２２０ｍ^２ ／ｇ、ＤＢＰ吸収量１４０ｍｌ／１００ｇ）、ケッチェンブラックＥＣ（平均一次粒径３０ｎｍ、比表面積８００ｍ^２ ／ｇ、ＤＢＰ吸収量３６０ｍｌ／１００ｇ）が好適に使用できる。

さらに、第三カーボンブラックとしては、三菱カーボンブラック＃３３５０（平均一次粒径２４ｎｍ、比表面積１２５ｍ^２ ／ｇ、ＤＢＰ吸収量１６５ｍｌ／１００ｇ）等が使用できる。
また、基油としては、鉱油や合成油が好適である。鉱油としては、例えばパラフィン系鉱油やナフテン系鉱油があげられ、合成油としては、例えばエステル油、エーテル油、ポリグリコール油、シリコン油、合成炭化水素油、フルオロシリコーン油、フッ素油があげられる。これらの中では、耐熱性の高さと樹脂に対するケミカルアタックの小ささを考慮すると、フッ素油や合成炭化水素油が好ましく、特にパーフルオロポリエーテル油、ポリα−オレフィン油が好ましい。

なお、基油の４０℃における動粘度は、１０ｍｍ^２ ／ｓ以上２０００ｍｍ^２ ／ｓ以下であることが好ましい。４０℃における動粘度が１０ｍｍ^２ ／ｓ未満であると、耐熱性が不十分となるおそれがあり、２０００ｍｍ^２ ／ｓ超過であると、転がり軸受のトルクが過大になるおそれがある。転がり軸受が２００℃程度の高温下で使用される場合には、トルク性能と耐熱性との兼ね合いから、基油の４０℃における動粘度は、２０ｍｍ^２ ／ｓ以上２００ｍｍ^２ ／ｓ以下であることがより好ましく、２５ｍｍ^２ ／ｓ以上１００ｍｍ^２ ／ｓ以下であることがさらに好ましい。また、寒冷地での使用を考慮する場合は、基油の流動点は−３２．５℃以下であることが好ましい。

このような導電性グリースの混和ちょう度は、２００以上４００以下であることが好ましい。混和ちょう度が２００未満であると、導電性グリースが硬いため流動性が不十分であり、４００超過であると、導電性グリースがやわらかいため転がり軸受からの漏洩等が生じるおそれがある。
導電性グリースには、混和ちょう度を調整するために増ちょう剤を添加してもよい。増ちょう剤の種類は特に限定されるものではないが、リチウム石けん、ウレア化合物、ポリテトラフルオロエチレン（以降はＰＴＦＥと記す）のうち少なくとも一種を用いることが好ましい。

増ちょう剤の平均一次粒径は、５ｎｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。平均一次粒径が５ｎｍ未満であると増ちょう効果が乏しく、１０μｍ超過であると転がり軸受に使用した場合に異物として作用するおそれがある。
増ちょう剤の含有量は、導電性グリースの混和ちょう度が２００以上４００以下となるならば特に限定されるものではないが、リチウム石けんの場合は１質量％以上１０質量％以下、ＰＴＦＥの場合は１．５質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。いずれの場合も、下限値未満であると増ちょう効果が乏しく、上限値超過であると、導電性グリースの流動性が不十分となるおそれがある。

特に、第一、第二、第三カーボンブラックを含む場合にリチウム石けん又はＰＴＦＥを添加すると、低温から高温までちょう度、流動性、導電性の変化が少ない導電性グリースが得られる。
さらに、導電性グリースには、以下のような粉末や繊維状物を添加剤として添加してもよい。すなわち、平均一次粒径が５ｎｍ以上１０μｍ以下である金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、粘土鉱物、クラスターダイヤモンド、及びフラーレンのうち一種以上の粉末を、導電性グリース全体の０．０５質量％以上５質量％以下添加してもよい。

このような構成であれば、転がり軸受の軌道面や転動体表面に酸化被膜が生成することを抑制することができる。前述の各粉末の平均一次粒径が５ｎｍ未満であると、酸化被膜の生成を防止する効果が不十分となり、１０μｍ超過であると、転がり軸受に使用した場合に異物として作用するおそれがある。このような問題がより生じにくくするためには、前述の各粉末の平均一次粒径は５ｎｍ以上２μｍ以下であることがより好ましく、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが最も好ましい。

また、前記粉末の含有量が導電性グリース全体の０．０５質量％未満であると、酸化被膜の生成を防止する効果が乏しく、５質量％超過であると、導電性グリースの流動性が低下したり、軌道面や転動体表面を過剰に削り取ってしまうおそれがある。このような問題がより生じにくくするためには、粉末の含有量は、導電性グリース全体の０．０５質量％以上２質量％以下であることがより好ましく、０．１質量％以上１質量％以下であることがさらに好ましく、０．１質量％以上０．５質量％以下であることが最も好ましい。

このような粉末の具体例としては、シリカ（酸化ケイ素）、アルミナ（酸化アルミニウム）、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコニウム、窒化ケイ素、窒化ジルコニウム、窒化クロム、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化タングステン、スメクタイト、ベントナイト、窒化硼素、カーボンナイトライド、Ｃ６０フラーレン、Ｃ７２フラーレン、Ｃ８４フラーレン等があげられる。これらの中では、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム等の金属酸化物が特に好適であり、酸化マグネシウムが最適である。

また、繊維長さが５ｎｍ以上１０μｍ以下で且つアスペクト比が５以上１０００以下であるカーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、炭素繊維、及び金属酸化物ウイスカーのうち一種以上を、導電性グリース全体の０．０５質量％以上５質量％以下添加してもよい。
このような繊維状物を含有する導電性グリースは、導電性がより優れている。前述の各繊維状物の繊維長さが５ｎｍ未満であると、導電性を向上させる効果が乏しく、１０μｍ超過であると、転がり軸受に使用した場合に異物として作用するおそれがある。また、繊維状物の含有量が導電性グリース全体の０．０５質量％未満であると、導電性を向上させる効果が乏しく、５質量％超過であると、導電性グリースの流動性が低下するおそれがある。

さらに、導電性グリースには、潤滑剤に一般的に使用される各種添加剤を添加してもよく、添加剤の中でも極圧剤及び油性剤の少なくとも一方を添加することが好ましい。極圧剤と油性剤との合計の含有量は、導電性グリース全体の０．１質量％以上５質量％以下が好ましい。
極圧剤の種類は特に限定されるものではないが、例えば、ジチオリン酸亜鉛（Ｚｎ−ＤＴＰ）、ジチオリン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＰ）等のＤＴＰ金属化合物や、ニッケルジチオカーバメイト（Ｎｉ−ＤＴＣ）、モリブデンジチオカーバメイト（Ｍｏ−ＤＴＣ）等のＤＴＣ金属化合物があげられる。また、イオウ、リン、塩素等を含む有機金属化合物も好適である。さらに、二硫化モリブデン等の極圧性に優れた固体潤滑剤も、極圧剤として使用可能である。これらの極圧剤は、単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。

油性剤の例としては、オレイン酸等の脂肪酸、コハク酸エステル等の脂肪酸誘導体、有機リン系化合物があげられる。有機リン系化合物としては、例えば、一般式（ＲＯ）_３ ＰＯで示される正リン酸エステルや、一般式（ＲＯ）_２ Ｐ（Ｏ）Ｈで示される亜リン酸ジエステル及び一般式（ＲＯ）_３ Ｐで示される亜リン酸トリエステルのような亜リン酸エステルがあげられる（Ｒはいずれも、アルキル基、アリール基、アルキルアリール基等の炭化水素基である）。正リン酸エステルの具体例としては、トリクレジルフォスフェイトやトリオクチルフォスフェイトがあげられる。これらの油性剤は、単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。

また、極圧剤、油性剤以外の添加剤を、所望により添加してもよい。例えば、酸化防止剤、防錆剤、金属不活性化剤である。
防錆剤としては、例えば金属系防錆剤、無灰系防錆剤があげられる。金属系防錆剤の具体例としては、（石油）スルフォン酸金属塩（バリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、ナトリウム塩、亜鉛塩、アルミニウム塩、リチウム塩等）のような油溶性スルホネートや、フェネート、サリシレート、ホスホネート等があげられる。無灰系防錆剤の具体例としては、コハク酸イミド、ベンジルアミン、コハク酸エステル、コハク酸ハーフエステル、ポリメタクリレート、ポリブテン、ポリカルボン酸アンモニウム塩等があげられる。さらに、酸化防止剤としては、アミン系酸化防止剤（脂肪族アミン系及び芳香族アミン系）、フェノール系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤等があげられる。

さらに、金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾール誘導体、亜硝酸ナトリウム、酸化亜鉛等があげられる。これらは不動態化膜を形成できるので、摩耗等に伴う軌道表面の酸化を抑制する効果がある。

［実施例］
内径３０ｍｍ、外径４２ｍｍ、幅７ｍｍの転がり軸受を用いて、高温高湿錆試験、導電性耐久試験、及び高温耐久試験を行った。
ここで、実施例として、ＺｎとＳｎの２段階のショットピーニング処理を軸受鋼の表面に施したものを用意した（膜厚４μｍ）。また、比較例として、Ｚｎ単体のショットピーニング処理を軸受鋼の表面に施したもの（膜厚３μｍ）、Ｓｎ単体のショットピーニング処理を軸受鋼の表面に施したもの（膜厚３μｍ）、無電界ニッケルメッキを軸受鋼の表面に施したもの（膜厚３μｍ）、さらに軸受鋼そのものを用意した。

また、高温高湿錆試験では、完全脱脂された軸受内輪単体を用い、７０℃，９０％の高温高湿条件で点錆発生時の時間を評価した。
導電性耐久試験では、内輪にのみショットピーニング処理を施し、導電性グリースとしては、導電剤をカーボンブラック、基油をＰＡＯ、増ちょう剤をリチウム石鹸とし、極圧添加剤が添加された常温用グリースを用いた。そして、常温で１５０ｍｉｎ^−１にて内輪を回転させ、ラジアル荷重を２００Ｎとして、３０００時間経過時の内外輪の最大抵抗値を計測した。

高温耐久試験では、内輪にのみショットピーニング処理を施し、導電性グリースとしては、導電剤をカーボンブラック、基油をフッ素油とした高温用グリースを用いた。そして、２００℃で１５０ｍｉｎ^−１にて内輪を回転させ、ラジアル荷重を３００Ｎとして、軸受の耐久時間を評価した。
図２７は、本発明の一実施例に係る転がり軸受の評価結果を比較例とともに示す図であり、図２８は、本発明の一実施例に係る転がり軸受の錆試験結果を比較例とともに示すグラフである。また、図２９は、本発明の一実施例に係る転がり軸受の導電性耐久試験結果を比較例とともに示すグラフであり、図３０は、本発明の一実施例に係る転がり軸受の高温耐久試験結果を比較例とともに示すグラフである。

図２７及び図２８において、軸受鋼そのものでは２４時間経過後に錆が発生し、Ｚｎ単体のショットピーニング処理を軸受鋼の表面に施したものでは、１００時間経過後に錆が発生し、Ｓｎ単体のショットピーニング処理を軸受鋼の表面に施したものでは、２００時間経過後に錆が発生した。これに対して、ＺｎとＳｎの２段階のショットピーニング処理を軸受鋼の表面に施したものは、７２０時間経過しても錆の発生はなく、良好な防錆性を有することが判った。

また、図２７及び図２９において、３０００時間経過時の内外輪の最大抵抗値は、軸受鋼そのものでは１２０ｋΩ、無電界ニッケルメッキを軸受鋼の表面に施したものでは１３０ｋΩとなった。これに対して、ＺｎとＳｎの２段階のショットピーニング処理を軸受鋼の表面に施したものは４０ｋΩとなり、事務機器に用いられる軸受の通電性能を十分満足させることができた。
また、図２７及び図３０において、高温耐久性は、軸受鋼そのものでは３０００時間、無電界ニッケルメッキを軸受鋼の表面に施したものでは２８００時間となった。これに対して、ＺｎとＳｎの２段階のショットピーニング処理を軸受鋼の表面に施したものは５００００時間となり、良好な高温耐久性を有することが判った。

産業上の利用の可能性

本発明は、連鋳機，圧延機に使用されるガイドロール用軸受に限らず、農業機械，製紙機械，多目的四輪バギー車，建設機械，水潤滑コンプレッサー，鉱山設備，ポンプ等のほぼ全ての用途の転動装置に適用可能である。例えば、鉄鋼関係設備用軸受としては圧延機のロールネック用軸受があげられる。また、スイングラダー軸受、印刷機の胴ロール、発電機用軸受、鉄道車両種電動機や車軸軸受、自動車用ハブユニット、自動車の電装品用軸受、自動車の等速ジョイント、自動車の水ポンプ用軸受、自動車の変速機用軸受、エアコン等のファンモータ用軸受、ＩＣ冷却ファンモータ用軸受、一般汎用モータ用軸受、工作機械主軸用軸受、電動射出成形機用のボールねじにも適用可能である。

さらに、ＸＹテーブル用リニアガイドをはじめとする半導体製造装置用軸受、練り製品の混練機をはじめとする食品機械用軸受、各種ローラコンベヤ、タペットローラにも適用可能である。さらに、コピー機や自動改札機等の事務機や民生機、掃除機のモータ用軸受、コンプレッサー用軸受、電動パワーステアリングのウォームにも適用可能である。さらに、滑り軸受にも適用可能である。

Claims (33)

1. 外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、
   前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、機械的エネルギーにより形成された金属被膜を備えており、この金属被膜は鉄よりも卑な金属で構成されていることを特徴とする転動装置。
2. 外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、
   前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、鉄よりも卑な金属の粉末のショットピーニングにより形成された金属被膜を備えていることを特徴とする転動装置。
3. 外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、
   前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、機械的エネルギーにより形成された金属被膜を備えており、この金属被膜は、鉄よりも卑な金属で構成された被膜を内層とし、鉄よりも貴又は同等な金属で構成された被膜を表層とする２層構造とされていることを特徴とする転動装置。
4. 外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、
   前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、機械的エネルギーにより形成された金属被膜を備えており、この金属被膜は、鉄よりも卑な金属で構成された被膜を鉄よりも貴又は同等な金属で合金化した合金被膜であることを特徴とする転動装置。
5. 外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、
   前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、機械的エネルギーにより形成された金属被膜を備えており、この金属被膜は、鉄よりも卑な金属と鉄よりも貴又は同等な金属とで構成されているとともに、母材側から表面側に向かって前記鉄よりも卑な金属の割合が徐々に減少し且つ前記鉄よりも貴又は同等な金属の割合が徐々に増加する構造を有していることを特徴とする転動装置。
6. 外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、
   前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、金属の粉末のショットピーニングにより形成された金属被膜を備えており、この金属被膜は、鉄よりも卑な金属の粉末のショットピーニングにより形成された内層と、鉄よりも貴又は同等な金属の粉末のショットピーニングにより前記内層の上に形成された表層との２層構造とされていることを特徴とする転動装置。
7. 外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、
   前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、金属の粉末のショットピーニングにより形成された金属被膜を備えており、この金属被膜は、鉄よりも卑な金属の粉末のショットピーニングにより形成された被膜に、鉄よりも貴又は同等な金属の粉末のショットピーニングを施すことにより形成されたものであり、前記鉄よりも卑な金属と前記鉄よりも貴又は同等な金属との合金からなる合金被膜であることを特徴とする転動装置。
8. 外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、
   前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、金属の粉末のショットピーニングにより形成された金属被膜を備えており、この金属被膜は、鉄よりも卑な金属の粉末のショットピーニングにより形成された被膜に、鉄よりも貴又は同等な金属の粉末のショットピーニングを施すことにより形成されたものであり、母材側から表面側に向かって前記鉄よりも卑な金属の割合が徐々に減少し且つ前記鉄よりも貴又は同等な金属の割合が徐々に増加する構造を有していることを特徴とする転動装置。
9. 外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、
   前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、金属の粉末のショットピーニングにより形成された金属被膜を備えており、この金属被膜は、鉄よりも卑な金属と鉄よりも貴又は同等な金属との合金の粉末のショットピーニングにより形成された合金被膜であることを特徴とする転動装置。
10. 外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、
    前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に、金属の粉末のショットピーニングにより形成された金属被膜を備えており、この金属被膜は、鉄よりも卑な金属の粉末と鉄よりも貴又は同等な金属の粉末との混合粉末のショットピーニングにより形成された合金被膜であることを特徴とする転動装置。
11. 前記鉄よりも卑な金属が、アルミニウム，亜鉛，ビスマス，クロムのうち少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転動装置。
12. 前記鉄よりも卑な金属が、アルミニウム，亜鉛，ビスマス，クロムのうち少なくとも１種を含み、前記鉄よりも貴な金属が、ニッケル，銅，チタン，錫のうち少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項３〜１０のいずれか一項に記載の転動装置。
13. 前記金属被膜の厚さが０．０５μｍ以上８μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１２に記載の転動装置。
14. 外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、
    前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に亜鉛及び錫からなる金属被膜を備えており、この金属被膜は、亜鉛粉末をショットブラストした後に錫粉末をショットブラストすることにより形成されたものであることを特徴とする転動装置。
15. 外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、
    前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に亜鉛及び錫からなる金属被膜を備えており、この金属被膜は、亜鉛粉末と錫粉末との混合粉末をショットブラストすることにより形成されたものであることを特徴とする転動装置。
16. 外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、
    前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、その表面の少なくとも一部に亜鉛及び錫からなる金属被膜を備えており、この金属被膜は、亜鉛と錫との合金の粉末をショットブラストすることにより形成されたものであることを特徴とする転動装置。
17. 前記金属被膜に含まれる亜鉛の含有量が５質量％以上８０質量％以下で、錫の含有量が９５質量％以下２０質量％以上であることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の転動装置。
18. 前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち前記金属被膜を備えた構成部材が鋼で構成されており、その鋼中の水素濃度が０．５ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の転動装置。
19. 鉄鋼設備に用いられる自動調心ころ軸受、円筒ころ軸受、又は円すいころ軸受であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の転動装置。
20. 内輪及び外輪の少なくとも一方が周方向に２つ以上に分割されていることを特徴とする請求項１９に記載の転動装置。
21. 前記内輪又は前記外輪に調心輪を備えることを特徴とする請求項１９又は請求項２０に記載の転動装置。
22. 前記調心輪が周方向に２つ以上に分割されていることを特徴とする請求項２１に記載の転動装置。
23. シール又はシール装置を備えることを特徴とする請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の転動装置。
24. 単列で使用されるか又は複数個を組合せて多列で使用されることを特徴とする請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の転動装置。
25. 農業機械，製紙機械，多目的四輪バギー車，又は建設機械に用いられる深溝玉軸受，アンギュラ玉軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受，又は針状ころ軸受であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の転動装置。
26. 水潤滑コンプレッサーに用いられる深溝玉軸受，アンギュラ玉軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受，又は４点接触玉軸受であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の転動装置。
27. 鉱山設備に用いられる自動調心ころ軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受，又は玉軸受であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の転動装置。
28. ポンプに用いられる深溝玉軸受，アンギュラ玉軸受，又は円筒ころ軸受であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の転動装置。
29. 内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪及び前記外輪の少なくとも一方の表面に防錆効果を有する固体潤滑材をショットピーニングして形成された耐食性被膜と、前記内輪と前記外輪との間に設けられた導電性グリースと、を備えることを特徴とする転がり軸受。
30. 前記耐食性被膜は、投射材としてＺｎをショットピーニングして形成された第一層目被膜と、投射材としてＳｎをショットピーニングして形成された第二層目被膜と、を備えることを特徴とする請求項２９に記載の転がり軸受。
31. 前記耐食性被膜の厚さが０．５μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項２９又は請求項３０に記載の転がり軸受。
32. 止め輪付き軸受、導電性断熱ブッシュ付き軸受、フランジ付き軸受、又は樹脂巻き軸受であることを特徴とする請求項２９〜３１のいずれか一項に記載の転がり軸受。
33. 事務機器用軸受であることを特徴とする請求項２９〜３２のいずれか一項に記載の転がり軸受。

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