WO2007139197A1

WO2007139197A1 - 転動装置

Info

Publication number: WO2007139197A1
Application number: PCT/JP2007/061125
Authority: WO
Inventors: Hiroyuki Uchida; Takamasa Ohira; Haruo Kamijo; Tsuyoshi Saito; Dai Kinno; Shingo Higashi; Naohiro Yoshida; Sadayuki Tanaka; Seisuke Takeda; Akitoshi Maeda; Tooru Shouda; Masateru Kondo; Kazunobu Taketa; Tomohiro Motoda
Original assignee: Nsk Ltd.
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2007-05-31
Publication date: 2007-12-06
Also published as: CN101454586A; US20100021097A1; CN101454586B; US8454241B2; JPWO2007139197A1; EP2031260A1; EP2031260A4

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

明細書

転動装置

技術分野

[0001] 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、内部に発鲭が生じにくい転動装置に関する。

背景技術

[0002] 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、多列の円すぃ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。

[0003] 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力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つ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力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。

[0004] 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「置き鲭」が発生しやすレ、。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ぐ特に、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、鲭が発生しやすい。また、このような置き鲭は、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。

[0005] このように置き鲭が発生すると、軸受寿命は本来の材料疲労からの剥離寿命ではなぐ表面の鲭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、置き鲭の発生した軸受は、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。

[0006] さらに、例えば鉄鋼連続铸造設備（以降においては連铸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铸片が軸受近傍を通過することから高温となる。また、铸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、軸受に直接力かってしまうことちある。

[0007] 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。連铸機においては、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鲭が発生しやすい。置き鲭が発生した状態で設備を再稼動させると、鲭を起点とした剥離を生じてしまう。また、連铸機では、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鲭が発生することがある。置き鲭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。

[0008] なお、これら連錡機には、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。

これらのこと力、軸受の補修費用等のコストを削減するために、鲭に強い軸受が求められている。

従来、この置き鲭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、電気メツ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。

[0009] また、圧延機ゃ連铸機に使用される軸受においては、上記のような置き鲭の問題の他にも、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，力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つていると、使用条件等によってはピーリング，スミアリング，力^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力、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。

[0010] これらの問題は、連铸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。

[0011] し力、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、水が侵入しても発鲭しなレ、ことが求められてレ、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鲭寿命よりも短い時間で寿命に至る場合があった。

[0012] さらに、電気メツキ又は化学メツキによる方法では、基材が鋼の場合には、メッキエ程で水素が鋼材に侵入するため、局部的に水素脆ィ匕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ょ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、発鲭寿命を延長させることができないとレ、う問題があった

[0013] さらに、電気メツキ又は化学メツキによる方法では、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、これらメツ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、電気メツキ又は化学メツキによる方法では、これらめつき特有の特性として、メツキ層にピンホール等の微小欠陥が形成されやすぐ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鲭効果が得られにくい。しかし、比較的厚い膜とすると、メツ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。

[0014] 溶融金属メツキによれば、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、溶融金属メツ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ゃすい。

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鲭ゃ軌道面，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。特許文献 1 :日本国特許公開公報 2002年第 106588号

特許文献 2 :日本国特許公開公報 2003年第 239992号

特許文献 3 :日本国特許公開公報平成 9年第 329147号

特許文献 4 :日本国特許公開公報平成 11年第 132229号

特許文献 5 :日本国特許公開公報平成 10年第 184700号

特許文献 6 :日本国特許公開公報平成 5年第 240256号

特許文献 7 :日本国特許公開公報 2002年第 139052号

特許文献 8 :日本国特許公開公報 2002年第 147473号

発明の開示

[0015] 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レ、ることを特徴とする。

[0016] 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ユングにより形成された金属被膜を備えてレヽることを特徴とする。

[0017] 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、鲭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（自己犠牲型防鲭作用）、内方部材，外方部材，転動体の発鯖が抑制される。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ゃメツキにおいて問題となる侵食や水素脆ィ匕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レ、。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ユングが、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。

[0018] 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、アルミニゥム，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、金属被膜の防鲭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。

[0019] 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。

[0020] 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。

[0021] 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ユ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。

[0022] 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ユ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ユ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ユ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力なる合金被膜であることを特徴とする。

[0023] 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ユ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ユ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ユ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レ、ることを特徴とする。

[0024] 鉄よりも卑な金属の粉末のショットピーユ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、この防鲭性によって外方部材，内方部材，転動体の発鲭がより抑制される。

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力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ヨットピーユングを施すことによって形成される。

[0025] 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ユ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、同様の防鲭性が得られる。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、同様の防鲭性が得られる。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

[0026] 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ユ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ユ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。

[0027] 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ユ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ユ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。

[0028] 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ユングや、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ユングを母材に施すことにより、防鲭性をより向上させることができる。なお、ショットピーユ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ょレ、。

[0029] 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、アルミニゥム，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、金属被膜の防鲭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。

[0030] 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. 05 x m以上 8 z m以下であることが好ましい。金属被膜の厚さが 0. 05 x m未満であると、十分且つ持続的な防鲭効果が得られないおそれがある。一方、金属被膜の厚さが 8 z m 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。

[0031] 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· 1 111以上6 /1 111以下であることが好ましい。 0. 1 _β m未満では、摩耗低減効果が発揮されにくぐ 6 /i m 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ぐ力えって効果が損なわれるおそれがある。

[0032] さらに、金属被膜の厚さが 0. 1 μ ΐη以上 5 /i m以下（最も好ましくは 0. Ι μ ΐη以上 3

/ m以下）であれば、防鲭効果と潤滑効果の相乗作用によって、水が混入しても発鲭しに《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鲭効果のためには、金属被膜の厚さが 0. l x m以上 2 μ m以下であることが好ましレ、。

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。

[0033] 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。

[0034] 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。

[0035] 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レ、。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ぐ亜鉛の含有量が 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。

[0036] 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。

連铸機は、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 (铸片）を流し込むことにより铸造が開始されるが、その铸片に冷却水をかけて錡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。

[0037] 铸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 lrpm〜数 rpm程度の極低速で使用される。また、凝固過程の錡片の膨らみをガイドロール 5 0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铸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。

[0038] このように、連铸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。

ガイドロールは橈むため（傾きが生じるため）、軸の傾きを許容できるように、ガイド口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。し力ながら、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、連铸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ゃ円すいころ軸受は、軸の傾きに対する調心性が乏しい。

[0039] 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、円筒ころ軸受ゃ円すレ、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。

し力、しながら、連铸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、連铸機は、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、その影響で鲭が発生するとレ、う問題があった。その結果、運転再開とともに鲭を起点とした剥離が発生するおそれがあった。

[0040] また、ガイドロールが寿命を迎えた場合には、連铸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力ガイドロールの数が多レ、ためガイドロールゃ軸受を数週間から 1ヶ月程度保管する場合があり、この保管時に置き鯖が発生している場合があった。

現在、製鉄所における連铸機のガイドロール用軸受の廃却原因は、鲭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、鲭が発生しにくい軸受が要求されている。

[0041] 鉄鋼設備に用いられる軸受は、主に連続铸造設備のロールを支持する用途ゃ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、置き鲭は勿論のこと使用時にも鲭が発生しにくい。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。

[0042] 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レ、。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、連錡機のガイドロール、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。

[0043] 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、連铸機のガイドロール、圧延機のテ一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。

[0044] 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，アンギユラ玉軸受，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、メ力二カルシールが取り付けてあつたとしても、内部に水が侵入することがある力前述のような金属被膜を備えていれば、水が侵入しても鲭が生じにくい。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。

[0045] 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 ,アンギユラ玉軸受，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つたとしても、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、水が侵入しても鯖が生じにくい。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。

[0046] 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 (コンペヤー）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ぐ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、水が侵入しても鯖が生じにくい。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。

[0047] 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，アンギユラ玉軸受，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つ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、水が侵入しても鲭が生じにくい。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。

[0048] 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。

[0049] 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鲭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 ί数とする。

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 Ζη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をショットピーユ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. 5 μ m以上 5 μ m以下であることが好ましい。

[0050] 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。

図面の簡単な説明

[0051] [図 1]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。園 2]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。

園 3]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。

園 4]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。

園 5]連铸機の構造を示す概略図である。

[図 6]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。

園 7]ガイドロールの部分断面図である。

園 8]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。

園 9]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。

園 10]スタンドの構造を説明する図である。

[図 11]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。

園 12]熱間圧延機の説明図である。

園 13]熱間圧延設備 (テーブルローラ)の説明図である。

園 14]トラクターの足回りの構造を示す図である。

[図 15]油圧ショベルの走行減速機の構造を示す図である。

[図 16]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。

園 17]ブルドーザの走行減速機の構造を示す図である。

[図 18]ダンプトラックのホイールの構造を示す図である。

[図 19]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。

園 20]コンベヤーの一部分の構造を示す図である。

園 21]粉砕機の主軸周辺部の構造を示す図である。

[図 22]遠心ポンプの構造を示す図である。

[図 23]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。

園 24]金属被膜に含まれる亜鉛の含有量と防鲭性との関係を示すグラフである。園 25]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 26]ショットピーユング処理を示す断面図である。

[図 27]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。

[図 28]第五の実施形態に係る転がり軸受の鲭試験結果を示すグラフである。

[図 29]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

[図 30]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。発明を実施するための最良の形態

[0052] 〔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レ、潤滑剤が配されてレ、る。

[0053] 内輪 1の外周面には 2列の球面ころ 3の軌道面 la, laが形成され、内輪 1の外周面のうち軌道面 la, la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ユングにより形成された金属被膜 (図示せず)を備えてレ、る。

[0054] このような自動調心ころ軸受は、鯖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の発鯖が抑制される。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ゃメツ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ぐ金属被膜を形成した箇所の発鲭を抑制することができるが、内輪 1の軌道面 la,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、これらの面の発鲭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。

[0055] 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ユングを施して、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レ、。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レ、てもよレ、。

[0056] 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ユ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. 05 / m以上 8 μ m以下であることが好ましレ、。

[0057] 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. 1 μ m以上 5 μ m以下のディンプルを設け、ディンプノレが形成された面にショットピーユングにより金属被膜を設けることが好ましい。

ディンプノレ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. 001 μ mRa以上 10 μ mRa以下であることが好ましい。母材の表面粗さが 0. 001 x m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、 10 μ mRa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。

[0058] なお、金属被膜を被覆する前の母材の表面粗さは、 0. 01 μ mRa以上 5 μ mRa以下であることがより好ましぐ 0. 01 /i mRa以上 3 μ mRa以下であることがさらに好ましく、 0. 01 μ mRa以上 1 μ mRa以下であること力 S特に好ましく、 0. 1 μ mRa以上 0. 5 μ m以下であることが最も好ましレ、。

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 μ m)とすることが好ましい。この範囲であれば、密着性も良ぐ防鲭効果と潤滑効果との両方が適切に得られる。

[0059] 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ょレ、が、 10 x mRa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 10 μ mRa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 5 μ mRa以下が好ましぐ 3 μ mRa以下がより好ましぐ 1 μ mRa以下がさらに好ましく、 0. 5 μ mRa以下が最も好ましい。本発明においては、母材の上に機械的ェ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ちでさる。

[0060] 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. 01 μ mRa以上 5 _β m Ra以下であることが好ましぐ 0. 01 μ mRa以上 3 /i mRa以下であることがより好ましく、 0. 01 μ mRa以上 1 μ mRa以下であること力 Sさらに好ましく、 0. 01 μ mRa以上 0 . 5 z m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、防鲭被膜，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。

[0061] 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、その防鲭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鲭効果が得られる。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

[0062] 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、転動ゃ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ぐ 85%以上であることがさらに好ましぐ 95%以上であることが特に好ましぐ 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ぐ 75 %以上であることがより好ましぐ 85%以上であることがさらに好ましぐ 95%以上であることが特に好ましぐ 100%が最も好ましい。

[0063] 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、噴出ノズノレ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ツキ，化学メツキよりも、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。

[0064] 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 100 μ m)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。

[0065] 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力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ぐ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 1 /i mは 7· lg/m²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/m²、より好ましい範囲は 0. 7〜43gZm²、さらに好ましい範囲は 0. 7〜36gZm²、最も好ましい範囲は 0. 7〜： 14. 2g/m²である。

[0066] 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、ショットピーユ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 100 μ m以下であることが好ましレ、。また、最大の粒径は 300 x m以下であることが好ましレ、。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、 20 μ m以上 100 μ m以下であることがより好ましぐ 20 μ m以上 60 μ m以下であること力 Sさらに好ましぐ 30 μ m以上 50 μ m以下であることが最も好ましレ、。

[0067] ショットピーニング時の噴射圧力は、 196kPa以上 1470kPa以下力 S好ましく、 392k Pa以上 980kPa以下がより好ましぐ 392kPa以上 784kPa以下がさらに好ましぐ 3 92kPa以上 588kPa以下が最も好ましレヽ。

ショットピーユング時の噴射速度は、 100m/s以上 350mZs以下が好ましぐ 100 mZs以上 300m/s以下がより好ましぐ lOOmZs以上 200mZs以下がさらに好ましぐ 100m/s以上 150mZs以下が最も好ましい。

[0068] 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ぐ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秒以上が好ましぐ 10秒以上 20分以下がより好ましぐ 20 秒以上 10分以下がさらに好ましぐ 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ぐ下限値未満であると、金属被膜が形成されにくい。

[0069] 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、このショットピーエ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ユングを施してもよレ、。さらに、機械的ェネルギーを利用した金属被膜の形成方法によれば、電気メツ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レ、。

[0070] 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力 S、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レ、。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ぐ例えば、転動体と内方部材，外方部材とを異なる鋼種としてもよレ、。

[0071] 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、潤滑と防鲭の効果が期待でき、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鲭効果が期待できる。間座ゃセパレータも同様である。

[0072] 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ツ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ぐ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，ァンギユラ玉軸受，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)，円すレ、ころ軸受（図 4に調心輪及び保持器を備える円すレ、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，直動べァリング等である。

[0073] 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。〔防鲭性の評価 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. ：！〜 l mとした。また、ショットピーニングは、平均粒径 45 mの金属粉末を噴射圧力 392〜588kPa、噴射速度 100〜： 150m/sで 30〜60禾少間吹さ付けることにより行った。

[0074] この軸受に市販のグリースを 10g封入し、図 5に示すような連鎵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鲭状況を目視により観察した。

[0075] [表 1]

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°Cの水蒸気雰囲気発鲭状況の観察結果を、以下のようにランク付けした。発鲭が全くない場合を Aランク、若干の発鲭が見られた場合を Bランク、やや強い発鲭が部分的に確認された場合を Cランク、強レ、発鲭が広レ、部分に確認された場合 (特にころのピッチ上に強レ、発鲭が確認された場合）を Dランクとした。

[0077] 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力図 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。

[0078] 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鲭効果が高い傾向があること力 S分力る。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、一定の防鲭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ツキにより形成した実験例 16 (膜厚は 4〜6 μ m)の結果から、金属被膜をショットピーユングにより形成した実験例 11〜： 14の防鲭効果が優れてレ、ることが分かる。

[0079] 〔防鲭性の評価 2〕

金属被膜の種類が異なることを除いては、前述の防鲭性の評価 1と同様にして自動調心ころ軸受の防鲭性の評価を行った。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鲭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. l〜l x mの亜鉛被膜をショットピーユングにより形成し、さらにその亜鉛被膜に錫の粉末をショットピーユングすることにより形成される。亜鉛，錫のショットピーユングの条件は、防鲭性の評価 1の場合と同様である。

[0080] 得られた金属被膜の厚さは 0. 5〜2 μ mであった。この金属被膜の表面のうち直径 100 z mの円形部分と、金属被膜の断面のうち長さ 100 z m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。 [0081] [表 2]

[0082] 結果を表 2に示す。実験例 21は、金属被膜が防鲭性の評価 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ヶ月間の場合の発鲭状況を評価した。実験例 2 1は、運転期間が 2ヶ月間の場合は防鲭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鯖が生じた。これに対して、実験例 22は、防鲭効果が 4 ヶ月間持続する結果が得られた。

[0083] 〔防鲭性の評価 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、スラブ連铸機 (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 1750k Nである。

[0084] 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力 S、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、このスラブ連铸機を、常用回転速度 lrpm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鲭が発生するので、軸受を分解して外輪の軌道面の発鲭状況を目視により観察した。そして、その発鲭状況の観察結果を、前述と同様に A〜 Dにランク付けした。

[0085] 前述した防鲭性の評価 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 . 5〜2 z m)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個ともに鯖が全く発生せず 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.：!〜 Ι μ ΐη)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鯖が認められた（1個が Αランクで、もう 1個は Bランク）。

[0086] これに対して、金属被膜を備えていない軸受は、 2個ともに発鲭が認められ（ともに Dランク）、 1個については鲭を起点とした剥離も認められた。

〔防鲭性の評価 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、鲭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。

[0087] 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 180m m、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。

[0088] 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、連铸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力通常は 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、鯖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鲭状況と表面損傷の発生状況とを目視により観察した。

[0089] [表 3] 摩幸 1 スミア L )ングビー¹. Jング i主

固定側自由側固定側自由側固定側自由側固定側自由側実験例 3 1 〇國 OO 〇〇 χ ο X O 〇〇 ■ X X画

実験例 3 2 〇〇 OO 〇〇〇〇〇〇〇〇 △〇 ΟΔ

実験例 3 3 OO 〇〇〇〇〇〇 OO 〇〇 △〇〇〇

[0090] 結果を表 3に示す。なお、表 3においては、鲭，表面損傷 (摩耗，スミアリング，ピーリング）が全くない場合は〇印、軽度の場合は△印、やや顕著である場合は國印、顕著である場合は X印で示してある。

前述した防鲭性の評価 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 . 5〜2 / m)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、鲭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 / m)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、同様に鲭及び表面損傷はほとんど認められなかった。

[0091] 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、全ての軸受に発鲭が認められた。

このように、金属被膜は、自己犠牲型防鲭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鲭を抑えるとともに、表面損傷も抑制し、軸受の長寿命化に寄与する。

〔防鲭性の評価 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、鲭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。

[0092] 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力所に組み込んだ（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レ、。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。

[0093] 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 lOOrp mで 1時間運転した後、 1 OOOrpmで 2時間運転し、さらに 1 OOrpmで 1時間運転したら 20時間停止する（Orpm)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 PZC = 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 lOOrpmで 1時間運転した後の lOOOrpmに増速する前、 lOOOrpmで 1時間運転した後、及び lOOOrp mで 2時間運転した後の 100i"pm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°C程度であった。

[0094] 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〜：! / m)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、あら力、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. 5〜2 z m)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、防鲭性の評価 1， 2の場合と同様である。 [0095] 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鲭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、鲭，表面損傷 (摩耗，スミアリング，ピーリング）が全くない場合は〇印、軽度の場合は△印、やや顕著である場合は國印、顕著である場合は X印で示してある。

[0096] [表 4]

[0097] 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、鯖がやや顕著であった。表面損傷が生じているものは鯖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つたために、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レ、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、表面損傷及び鯖が全くなかった。

[0098] 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 μ m)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. 5〜2 z m)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。

[0099] [表 5]

[0100] 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、鯖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レ、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、軽度の鲭が認められた。亜鉛と錫とで構成された金属被膜が被覆されてレ、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、表面損傷及び鯖が全くな力た。

[0101] 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、表面損傷及び鲭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鲭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力る場合があるので、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、軸受内部に鲭が生じることがある。

[0102] 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二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、軸受内部に鯖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ぐ鲭を起点とした剥離等の損傷も含めて発鲭により支配されている場合がある。

[0103] 従来、鲭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二力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、上記のような鲭の問題の他にも、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。

[0104] 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レ、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、水が侵入しても発鲭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，アンギユラ玉軸受 , 円筒ころ軸受，円すレ、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鲭ゃ軌道面，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。

[0105] 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力 S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，ダンプトラック力けあげられる。油圧ショベルにおいては、円筒ころ軸受，アンギユラ玉軸受，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 1 5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）。

[0106] 〔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力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、軸受内部に鯖が発生しやすい。

[0107] また、鉱山設備である振動篩のアンバランスウェ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、その間に鯖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鲭（レ、わゆる置き鲭）が生じやすレ、。

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力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、軸受内部に鲭が発生しやすレ、。

[0108] 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ぐ鲭を起点とした剥離等の損傷も含めて発鲭により支配されている場合がある。

従来、上記のような鯖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、電気メツ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、上記のような鯖の問題の他にも、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。

[0109] 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。

し力、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、水が侵入しても発鲭しないことが求められている。

[0110] 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，アンギユラ玉軸受 , 円筒ころ軸受，円すレ、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、発鲭ゃ軌道面，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。

[0111] また、第一の実施形態と同様の構成を有する転力 Sり軸受（自動調心ころ軸受，円筒ころ軸受，円すレ、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 (コンペヤー）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、発鲭ゃ軌道面，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。

[0112] 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、発鲭や軌道面，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。

[0113] 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一があげられる。円筒ころ軸受 81，アンギユラ玉軸受 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,アンギユラ玉軸受 8 8等の転がり軸受が、主軸 89の回転支持機構に使用される。

[0114] 〔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、内部に発鯖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力 ^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、表面に防鲭油を塗布することによって確保していた。防鲭油としては合成炭化水素油や鉱油等が使用されるが、これらはいずれも鲭の発生を防止する作用を有しており、このような防鲭油の塗布は、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鲭技術である。

[0115] 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、靭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。

[0116] し力、しながら、防鲭油は、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鲭油が侵入し、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鲭油の使用が不可欠であつたが、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、防鲭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。

[0117] 防鲭油を使用しない防鲭技術としては、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力ステンレス鋼は耐食性は優れてレ、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 (メツキ処理）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ィ匕するおそれがあった。

[0118] 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、鋼の水素脆ィ匕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ぐ安価で鯖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。

[0119] 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。

[0120] 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。

[0121] 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。

[0122] 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、鯖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、鉄が溶け出して鯖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鲭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)が保護されて発鯖が抑制される。

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、防鲭油を用いることなく防鲭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 (メツキ処理）を用いることなく防鲭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、水素脆ィ匕が生じない程度（0. 5ppm以下）となっている。また、従来の電気メツキ法による防鲭処理の場合は、水素脆化を抑制するために、後処理としてべ一キングを施して脱水素を行う必要がある力 S、本発明の転動装置はこのような後処理を行う必要がなレ、。

[0123] 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。

[0124] 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、安価で且つ発鲭が生じにくい。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、鋼の水素脆ィ匕が生じるおそれがない。

[0125] 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 1 02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。 [0126] 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ょレ、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。

[0127] なお、図 23においては内輪 102及び外輪 103が金属被膜 105を備えている力本発明は図 23の例に限定されるものではなぐ転動体 104が金属被膜を備えていてもよレ、。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鲭効果が得られる。

優れた防鲭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力 S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。

[0128] 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、前述と同様の防鲭効果が期待できる。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、潤滑と防鲭の効果が期待でき、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鲭効果が期待できる。間座ゃセパレータも同様である。

[0129] 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力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ぐ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、アンギユラ玉軸受，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。

[0130] [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。

〔防鲭性の評価〕

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、その防鲭性を評価した。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ユング装置を用い、投射材としては平均粒径 45 μ m ( 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:!〜 20kgとした。

[0131] 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鲭油を塗布することにより防鲭処理を施した軸受である。また、比較例 102, 103は、従来の電気メツキ法により亜鉛被膜又は錫被膜を形成して防鲭処理を施した軸受である。さらに、比較例 104は、平均粒径 45 x m (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 10：!〜 110の場合と同様である。

[0132] [表 6] 金属被膜の含有量'' 発錡時間鋼中の水素破断時間

亜鉛錫濃度"

1 0 1 5 9 5 23 0. 3 1 00

1 02 8 9 2 22 0. 1 1 00

1 03 20 80 37 0. 3 1 00

1 04 33 67 44 0. 5 1 00 実

1 05 40 60 39 0. 4 1 00 施

1 06 51 49 20 0. 1 1 00 例

1 07 62 38 21 0. 2 1 00

1 08 7 1 29 1 9 0. 2 1 00

1 09 80 20 1 8 0. 1 1 00

1 1 0 90 1 0 1 6 0. 2 1 00

1 01 - - 1 0. 5 1 00 比 1 02 1 00 0 8 2. 0 1

較

例 1 03 0 1 00 1 5 2. 5 2

1 04 0 1 00 1 2 0. 2 1 00

1 ) 単位は質量％である。

2)単位は p pmである。

[0133] 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 E DX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 250 μ mX 200 /i mの領域であり、加速電圧は lOkV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 〜8/ m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。

[0134] このようにして得られた軸受を脱脂した後、温度 60°C，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鯖が発生するまでの時間（発鲭時間）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鲭時間の数値は、比較例 101の軸受の発鲭時間を 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、防鲭油の塗布により防鲭処理を施した比較例 101の軸受に比べて、極めて鲭が生じにくかった。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、防鲭性がより優れており、 20質量％以上 40質量％以下であると防鲭性がさらに優れてレ、ることが分かる。

[0135] 〔水素脆性の評価〕

実施例 101〜： 110及び比較例 10：!〜 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、 1 μ m径のダイヤモンド研磨液とパ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°C/minである）。そして、室温から 450°C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。

[0136] 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。

[0137] 実施例 10：!〜 110の軸受は、従来の電気メツキ法で防鲭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

[0138] 実施例 101〜： 110は、従来の電気メツキ法で防鲭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、水素脆ィ匕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ぐそこで使用される軸受に鲭が発生すると、円滑な交換ができなくなることから、軸受には防鲭性が要求される。

[0139] 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つたり、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。

[0140] 通常では、防鲭性ゃ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レ、ることが多い。また、特許文献 7, 8には、無電界ニッケルメツキを軸受鋼の表面に施すことにより、防鲭性ゃ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ユング処理を軸受鋼の表面に施すことにより、防鲭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、材料コスト及びカ卩ェコストの面から見て困難であるという問題があった

[0141] また、無電界ニッケルメツ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レ、とレ、う問題があった。

さらに、 Sn単体のショットピーユング処理を軸受鋼の表面に施す方法では、十分な防鲭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、防繪性，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。

[0142] 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鲭効果を有する固体潤滑材をショットピーユ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、無電界ニッケルメツ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、防鲭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。

[0143] 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をショットピーユ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、転力 S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 Zn〇を生成させ、 Feに鯖が発生するのを防止することが可能となる。さらに、 Zn〇が生成された場合においても、それ自体鲭難い 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。

[0144] 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. 5 111以上5 111以下であることが好ましい。耐食性被膜の厚さを 0. 5 z m以上とすることにより、十分且つ持続的な防鲭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 5 μ m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、防繪性，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。

[0145] 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、軸受に防鲭性，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、防鲭性，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。

[0146] 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におレヽて、転力 Sり車由受 201には、内輪 202と外輪 203と力 S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力 Sできる。

[0147] 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、防鲭効果を有する固体潤滑材をショットピーユングして形成すること力できる。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力 Sできる。

これにより、処理時間も短ぐ一度に多数の処理が可能なショットピーユ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、無電界ニッケルメツ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、防鲭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。

[0148] 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の表面に防鲭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力 Sできる。

[0149] 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. 5 μ ΐη以上 5 /i m以下であることが好ましレ、。ここで、耐食性被膜 205の厚さを 0. 5 μ ΐη以上とすることにより、十分且つ持続的な防鲭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 5 / m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。

[0150] 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、所定の仕上げカ卩工面にショットピーユング処理を施すようにしてもよいし、シヨットピーユ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、又は樹脂卷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。

[0151] また、耐食性被膜 205は、投射材として Znをショットピーユングして形成された第一層目被膜と、投射材として Snをショットピーユ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、ショットピーユング処理を示す断面図である。図 26 (a)において、軸受鋼 2 21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。

[0152] 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 Z n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力 Sできる。

[0153] 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 Zn〇を生成させ、 Feに鯖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、それ自体鲭難い Snにて酸化亜鉛 Zn〇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。

[0154] 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レ、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 20 m² /g以上 80m² Zg以下の第一カーボンブラックと、比表面積が 200m² Zg以上 1500m² /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。

[0155] 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力第一カーボンブラックの比表面積は 23m² /g以上 80m² /g以下であることがより好ましぐ 23m² /g以上 60m² /g以下であることがさらに好ましぐ 27 m² /g以上 42m² Zg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 ]；匕表面積は 250m² /g以上 1000m² /g以下であること力 Sより好ましく、 320m² / g以上 1000m² /g以下であることがさらに好ましぐ 370m² /g以上 1000m² /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。

[0156] 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、仮に導電性ダリース又は基油が転がり軸受力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レ、。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ぐ第二カーボンブラックの DBP吸収量は 80ml/100g以上 5 OOmlZlOOg以下であることが好ましい。

[0157] 第一カーボンブラックの DBP吸収量が 30ml/l00g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ぐ 160mlZl00g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、 50mlZl00g以上 160ml/l00g以下であること力より好ましく、 60ml/l00g以上 150ml/l00g以下であることがさらに好ましぐ 67ml/l00g以上 140mlZl00g以下であることが最も好ましい。

[0158] 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《するためには、第二カーボンブラックの DBP吸収量は、 90ml/l00g以上 450ml/l00g以下であることがより好ましく、 lOOml/lOOg以上 400ml/lOOg以下であること力 Sさらに好ましく、 140ml/lOOg 以上 360mlZl00g以下であることが最も好ましい。

[0159] 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ぐ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。

[0160] 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力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。

[0161] このような問題がより生じに《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ぐ 75 : 25以上 9 0： 10以下であることがさらに好ましぐ 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力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。

[0162] このような問題がより生じに《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ぐ 5質量％以上 15質量％以下であることがさらに好ましぐ 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ぐ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。

[0163] 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 20m² /g以上 80m² /g以下の第一カーボンブラックと、比表面積が 200m² /g以上 1500m² /g以下の第二カーボンブラックと、比表面積が 80m² / g超過 200m² /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。

[0164] 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ぐ基油の保持力が高い。

[0165] 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 23m² /g以上 80m² /g以下であることがより好ましぐ 23m² /g以上 60m² /g以下であることがさらに好ましぐ 27m² /g以上 42m² /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 250m² Zg以上 1000m² Zg以下であることがより好ましぐ 320m²

/g以上 1000m² /g以下であることカさらに好ましく、 370m² /g以上 1000m² /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^∑

/g以上 180m² /g以下であることがより好ましぐ 100m² /g以上 160m² /g以下であることがさらに好ましぐ 110m² /g以上 140m² /g以下であることが最も好ましい。

[0166] 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力 S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ぐ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ぐ第三カーボンブラックの DBP吸収量は 10 0ml/100g以上 300ml/100g以下であることが好ましい。

[0167] 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ぐ 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/l00g以上 160ml/l00g以下であること力より好ましく、 60ml/l00g以上 150ml/l00g以下であることがさらに好ましぐ 67ml/l00g以上 140mlZl00g以下であることが最も好ましい。

[0168] また、第二カーボンブラックの DBP吸収量が 80ml/l00g未満であると、基油の漏洩等が生じやすくなり、 500ml/l00g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《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以下であること力 S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。

[0169] さらに、第三カーボンブラックの DBP吸収量が 100ml/lOOg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/l00g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《するためには、第三カーボンブラックの DBP吸収量は、 l lOmlZlOOg以上 250ml/l00g以下であることがより好ましぐ 120ml/l00g以上 200mlZl00g以下であること力さらに好ましぐ 140ml/l00g以上 180mlZl00g以下であることが最も好ましい。

[0170] 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。

[0171] 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。

[0172] このような問題がより生じに《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ぐ 75 : 25以上 9 0： 10以下であることがさらに好ましぐ 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力導電性グリースの 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。

[0173] このような問題がより生じに《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ぐ 7質量％以上 22質量％以下であることがさらに好ましぐ 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ぐ第二カーボンブラックの平均一次粒径は 10nm以上 40nm以下であること力 S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。

[0174] 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、ライオンァクゾ社製の「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ゃフラィアッシュ等も、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力 Sできる。

[0175] 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」シリーズのトー力ブラック # 7360SB、 # 7350ZF、 # 7270SB、 # 7100F、 # 7050、 # 4500、 # 440 0、 #4300、 #3845、 #3800や、「シースト」シリーズのシースト 3、 NH、 N、 116H M、 116、 FM、 S〇、 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、 #30 30、 #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。

[0176] 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 28m² / g、 DBP吸収量 66mlZl00g)、シースト V (平均一次粒径 62nm、比表面積 27m² /g、 DBP吸収量 87mlZl00g)、シースト SVH (平均一次粒径 62nm、比表面積 3 2m² /g、 DBP吸収量 140ml/l00g)、シースト S (平均一次粒径 66nm、比表面積 27m² /g、 DBP吸収量 68ml/l00g)、デンカブラック HS_100(平均一次粒径 48nm、比表面積 39m² /g、 DBP吸収量 140ml/l00g)が好適に使用できる。

[0177] 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、 #5 500や、三菱カーボンブラック #2700、 #2650、 #2600、 #2400、 #2350、 #2 300、 #2200、 #990、 #980、 #970、 #960、 #950、 #900、 #850、 #3230 や、ケッチェンブラック EC等力 S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 225m² /g、 DBP吸収量 155ml/100g)、三菱カーボンブラック #3230(平均一次粒径 2 3nm、比表面積 220m² /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 800m² /g、 DBP吸収量 360ml/100g)が好適に使用できる。

[0178] 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 125m² /g、 DBP吸収量 165ml/l00g)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、ポリダリコール油、シリコン油、合成炭化水素油、フルォロシリコーン油、フッ素油力あげられる。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ぐ特にパーフルォロポリエーテル油、ポリひ一ォレフイン油が好ましい。 [0179] なお、基油の 40°Cにおける動粘度は、 10mm² /s以上 2000mm² /s以下であることが好ましい。 40°Cにおける動粘度が 10mm² /s未満であると、耐熱性が不十分となるおそれがあり、 2000mm² /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°C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°Cにおける動粘度は、 20mm² /s以上 20 0mm² /s以下であることがより好ましぐ 25mm² /s以上 100mm² Zs以下であることがさらに好ましレ、。また、寒冷地での使用を考慮する場合は、基油の流動点は一 32. 5°C以下であることが好ましい。

[0180] このような導電性グリースの混和ちよう度は、 200以上 400以下であることが好ましレ、。混和ちよう度が 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、混和ちよう度を調整するために増ちよう剤を添加してもよい。増ちよ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、ゥレア化合物、ポリテトラフルォロエチレン（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。

[0181] 増ちよう剤の平均一次粒径は、 5nm以上 10 /i m以下であることが好ましい。平均一次粒径が 5nm未満であると増ちよう効果が乏しぐ 10 μ ΐη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。

増ちよう剤の含有量は、導電性グリースの混和ちよう度が 200以上 400以下となるならば特に限定されるものではなレ、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よう効果が乏しぐ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。

[0182] 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レ、。すなわち、平均一次粒径が 5nm以上 10 /i m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％以下添加してもよレ、。

[0183] 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、 10 x m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 2 z m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ぐ 10nm以上 200nm 以下であることが最も好ましい。

[0184] 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ぐ 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ぐ 0. 1質量％以上 1質量％以下であることがさらに好ましぐ 0. 1質量％以上 0. 5質量％以下であることが最も好ましい。

[0185] このような粉末の具体例としては、シリカ（酸化ケィ素）、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、窒化ケィ素、窒化ジルコニウム、窒化クロム、炭化ケィ素、炭化チタン、炭化タンダステン、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、 C7 2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、酸化ジノレコニゥ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。

[0186] また、繊維長さが 5nm以上 10 μ m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、及び金属酸化物ゥ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ぐ 10 μ m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ぐ 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。

[0187] 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ぐ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レ、。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、ジチォリン酸亜鉛 (Zn_ DTP)、ジチォリン酸モリブデン（Mo— DTP)等の DTP金属化合物や、ニッケルジチォカーバメイト（Ni— DTC)、モリブデンジチォカーバメイト（Mo— DTC)等の DT C金属化合物があげられる。また、ィォゥ、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。

[0188] 油性剤の例としては、ォ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) POで示される正リン酸エステルや、一般式（R〇） P (〇）Hで示される亜リン酸ジ

3 2

エステル及び一般式 (R〇） 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

3

ルがあげられる（Rはいずれも、アルキル基、ァリーノレ基、アルキルァ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ゃ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。

[0189] 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、防鲭剤、金属不活性化剤である。防鲭剤としては、例えば金属系防鲭剤、無灰系防鲭剤があげられる。金属系防鲭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、マグネシゥム塩、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、フエネート、サリシレート、ホスホネート等があげられる。無灰系防鲭剤の具体例としては、コハク酸イミド、ベンジルァミン、コハク酸エステル、コハク酸ハーフエステル、ポリメタタリレート、ポリブテン、ポリカルボン酸アンモニゥ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 (脂肪族ァミン系及び芳香族アミン系）、フエノール系酸化防止剤、ィォゥ系酸化防止剤等があげられる。

[0190] 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。

[0191] [実施例]

内径 30mm、外径 42mm、幅 7mmの転がり軸受を用いて、高温高湿鲭試験、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 4 μ ΐη)。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 3 μ m)、 Sn単体のショットピーユング処理を軸受鋼の表面に施したもの（膜厚 3 _β m)、無電界ニッケルメツキを軸受鋼の表面に施したもの（膜厚 3 μ m)、さらに軸受鋼そのものを用意した。

[0192] また、高温高湿鲭試験では、完全脱脂された軸受内輪単体を用い、 70°C, 90%の高温高湿条件で点鲭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ユング処理を施し、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、増ちよう剤をリチウム石鹼とし、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。

[0193] 高温耐久試験では、内輪にのみショットピーユング処理を施し、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°Cで 150min 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鲭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。

[0194] 図 27及び図 28において、軸受鋼そのものでは 24時間経過後に鲭が発生し、 Zn単体のショットピーユング処理を軸受鋼の表面に施したものでは、 100時間経過後に鲭が発生し、 Sn単体のショットピーユング処理を軸受鋼の表面に施したものでは、 200 時間経過後に鲭が発生した。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時間経過しても鲭の発生はなぐ良好な防鲭性を有することが判った。

[0195] 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 120k Ω、無電界ニッケルメツキを軸受鋼の表面に施したものでは 130k Q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 40k Ω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、無電界ニッケルメツ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 50 000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

[0196] 本発明は、連錡機，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、各種ローラコンべャ、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

請求の範囲

[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ユングにより形成された金属被膜を備えてレ、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ユ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ユ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ユ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ユ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ユ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ユ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ユ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レヽ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ユ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ユ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ユ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、ァノレミニゥム，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、ァノレミニゥム，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. 05 μ m以上 8 μ m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 2

0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，アンギユラ玉軸受，円筒ころ軸受，円すレ、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：!〜 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，アンギユラ玉軸受，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，アンギユラ玉軸受，又は円筒ころ軸受であることを特徴とする請求項:!〜 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鲭効果を有する固体潤滑材をショットピーユ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をショットピーユ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. 5 μ m以上 5 μ m以下であることを特徴とする請求項 2

9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。