転がり軸受
【課題】腐食環境下で優れた耐食性を有し、安価に製造できる転がり軸受を提供することである。
【解決手段】４列円錐ころ軸受の内輪１、外輪２および円錐ころ３の表面に、ビッカース硬度がＨｖ７５０のクロムめっき層１ａ、２ａ、３ａを形成することにより、クロムめっき層１ａ、２ａ、３ａのマイクロクラックをなくし、腐食環境下で優れた耐食性を有し、安価に製造できる転がり軸受を提供できるようにした。
【解決手段】４列円錐ころ軸受の内輪１、外輪２および円錐ころ３の表面に、ビッカース硬度がＨｖ７５０のクロムめっき層１ａ、２ａ、３ａを形成することにより、クロムめっき層１ａ、２ａ、３ａのマイクロクラックをなくし、腐食環境下で優れた耐食性を有し、安価に製造できる転がり軸受を提供できるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に関し、特に腐食環境下での使用に好適な転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧延機等の製鉄設備や抄紙機等の製紙設備などに用いられ、冷却水、圧延水、白水等がかかる腐食環境下で使用される転がり軸受には、内外輪や転動体の発錆に起因する軸受寿命の低下を防止するために、これらの軸受部品の表面に化成処理皮膜を形成したもの（特許文献１参照）や、軸受部品の母材をオーステナイト系ステンレス鋼として、その表面に溶射皮膜を形成したもの（特許文献２参照）がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２３９９９２号公報
【特許文献２】特開２００２−２９５４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された転がり軸受は安価に製造できるが、化成処理皮膜の耐食性は油の保持能力に依存するので、その能力は油の防錆効果を越えず、また、アルカリ等の腐食性物質が潤滑油に混入する箇所では使用できない問題がある。一方、特許文献２に記載された転がり軸受は優れた耐食性を有するが、母材のオーステナイト系ステンレス鋼が高価であることに加えて、溶射費用も高く、さらに溶射後に皮膜の封孔処理や寸法出し等の後工程も必要とするので、非常に高価なものとなる問題がある。
【０００５】
軸受部品の耐食性を安価な手段で高めるためには、軸受部品では耐摩耗性や耐表面損傷性を高めるために採用される硬質クロムめっきを施すことが考えられるが、ビッカース硬度がＨｖ１０００以上となる硬質クロムめっき層の表面には多数のマイクロクラックが存在するので、耐食性を確保するためには、めっき層の厚みを１００μｍ以上程度にかなり厚くする必要がある。しかしながら、このように硬いクロムめっき層の厚みを厚くすると、転動接触圧力によるクラックが生じやすくなり、却って軸受寿命が短くなる。
【０００６】
硬質クロムめっき層のマイクロクラックをなくす手段としては、めっき層に封孔処理を施してマイクロクラックを塞いだもの（商品名：ＺＡＣＲＯＭ）や、めっき層の表面に細かい瘤状のノジュールを形成したもの（商品名：ＮＴＤＣ）が知られている。しかしながら、ＺＡＣＲＯＭは処理温度が高く、母材に焼戻し軟化や変形が生じるので、軸受部品には適用できない。また、ＮＴＤＣはノジュールの形成のために非常に高価なものとなる。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、腐食環境下で優れた耐食性を有し、安価に製造できる転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に複数の転動体を配列した転がり軸受において、前記内輪、外輪および転動体の少なくともいずれかの軸受部品の表面に、ビッカース硬度がＨｖ８００以下のクロムめっき層を形成した構成を採用した。
【０００９】
すなわち、内輪、外輪および転動体の少なくともいずれかの軸受部品の表面に、ビッカース硬度がＨｖ８００以下のクロムめっき層を形成することにより、クロムめっき層のマイクロクラックをなくし、腐食環境下で優れた耐食性を有し、安価に製造できる転がり軸受を提供できるようにした。なお、クロムめっき層のビッカース硬度をＨｖ８００以下にするとマイクロクラックがなくなる理由は明らかではないが、めっき層の硬度を下げることにより、めっき層形成時の引張の内部応力が低くなり、マイクロクラックが発生しなくなるものと思われる。
【００１０】
前記クロムめっき層は、１０００倍の顕微鏡観察で表面にクラックが発見されないものであることが望ましい。
【００１１】
前記クロムめっき層の厚みは１５μｍ以下であることが望ましい。めっき層の厚みが１５μｍを超えると、マイクロクラックが発生しやすくなるからである。また、このようにクロムめっき層の厚みを薄くすることにより、転動接触圧力によるクラックの発生も防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の転がり軸受は、内輪、外輪および転動体の少なくともいずれかの軸受部品の表面に、ビッカース硬度がＨｖ８００以下のクロムめっき層を形成することにより、クロムめっき層のマイクロクラックをなくしたので、腐食環境下で優れた耐食性を有し、安価に製造できるものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態を示す。この転がり軸受は鉄鋼用圧延機のロールを支持する４列円錐ころ軸受であり、図１（ａ）に示すように、内輪１の軌道面と外輪２の軌道面との間の軸受空間に円錐ころ３が４列で配列され、保持器４で保持されている。
【００１４】
前記内輪１、外輪２および円錐ころ３の母材は、いずれも高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２で形成され、図１（ｂ）に示すように、その表面にビッカース硬度がＨｖ７５０のクロムめっき層１ａ、２ａ、３ａが形成されている。これらのクロムめっき層１ａ、２ａ、３ａの厚みは、いずれも１０μｍとされている。クロムめっき層１ａ、２ａ、３ａについては、１０００倍の顕微鏡観察を行なったが、いずれの表面にもクラックは発見されなかった。
【００１５】
図２は、第２の実施形態を示す。この転がり軸受は自動調心ころ軸受であり、内輪１１の軌道面と外輪１２の軌道面との間に樽形のころ１３が２列で配列され、保持器１４で保持されている。図示は省略するが、第１の実施形態のものと同様に、内輪１１、外輪１２およびころ１３の母材はいずれも高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２で形成され、その表面にビッカース硬度がＨｖ７５０で、厚みが１０μｍのクロムめっき層が形成されている。
【００１６】
図３は、第３の実施形態を示す。この転がり軸受は深溝玉軸受であり、内輪２１の軌道面と外輪２２の軌道面との間にボール２３が配列され、保持器２４で保持されている。図示は省略するが、第１の実施形態のものと同様に、内輪２１、外輪２２およびボール２３の母材はいずれも高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２で形成され、その表面にビッカース硬度がＨｖ７５０で、厚みが１０μｍのクロムめっき層が形成されている。
【００１７】
上述した各実施形態では、内輪、外輪およびボールの全ての軸受部品の表面にクロムめっき層を形成したが、いずれか１つまたは２つの軸受部品のみの表面にクロムめっき層を形成してもよい。また、本発明に係る転がり軸受は、各実施形態で示した種類のものに限定されることはなく、任意の種類の転がり軸受に採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ａは第１の実施形態の転がり軸受を示す一部省略縦断面図、ｂはａの要部拡大断面図
【図２】第２の実施形態の転がり軸受を示す縦断面図
【図３】第３の実施形態の転がり軸受を示す縦断面図
【符号の説明】
【００１９】
１ 内輪
２ 外輪
３ 円錐ころ
１ａ、２ａ、３ａ クロムめっき層
４ 保持器
１１ 内輪
１２ 外輪
１３ ころ
１４ 保持器
２１ 内輪
２２ 外輪
２３ ボール
２４ 保持器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に関し、特に腐食環境下での使用に好適な転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧延機等の製鉄設備や抄紙機等の製紙設備などに用いられ、冷却水、圧延水、白水等がかかる腐食環境下で使用される転がり軸受には、内外輪や転動体の発錆に起因する軸受寿命の低下を防止するために、これらの軸受部品の表面に化成処理皮膜を形成したもの（特許文献１参照）や、軸受部品の母材をオーステナイト系ステンレス鋼として、その表面に溶射皮膜を形成したもの（特許文献２参照）がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２３９９９２号公報
【特許文献２】特開２００２−２９５４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された転がり軸受は安価に製造できるが、化成処理皮膜の耐食性は油の保持能力に依存するので、その能力は油の防錆効果を越えず、また、アルカリ等の腐食性物質が潤滑油に混入する箇所では使用できない問題がある。一方、特許文献２に記載された転がり軸受は優れた耐食性を有するが、母材のオーステナイト系ステンレス鋼が高価であることに加えて、溶射費用も高く、さらに溶射後に皮膜の封孔処理や寸法出し等の後工程も必要とするので、非常に高価なものとなる問題がある。
【０００５】
軸受部品の耐食性を安価な手段で高めるためには、軸受部品では耐摩耗性や耐表面損傷性を高めるために採用される硬質クロムめっきを施すことが考えられるが、ビッカース硬度がＨｖ１０００以上となる硬質クロムめっき層の表面には多数のマイクロクラックが存在するので、耐食性を確保するためには、めっき層の厚みを１００μｍ以上程度にかなり厚くする必要がある。しかしながら、このように硬いクロムめっき層の厚みを厚くすると、転動接触圧力によるクラックが生じやすくなり、却って軸受寿命が短くなる。
【０００６】
硬質クロムめっき層のマイクロクラックをなくす手段としては、めっき層に封孔処理を施してマイクロクラックを塞いだもの（商品名：ＺＡＣＲＯＭ）や、めっき層の表面に細かい瘤状のノジュールを形成したもの（商品名：ＮＴＤＣ）が知られている。しかしながら、ＺＡＣＲＯＭは処理温度が高く、母材に焼戻し軟化や変形が生じるので、軸受部品には適用できない。また、ＮＴＤＣはノジュールの形成のために非常に高価なものとなる。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、腐食環境下で優れた耐食性を有し、安価に製造できる転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に複数の転動体を配列した転がり軸受において、前記内輪、外輪および転動体の少なくともいずれかの軸受部品の表面に、ビッカース硬度がＨｖ８００以下のクロムめっき層を形成した構成を採用した。
【０００９】
すなわち、内輪、外輪および転動体の少なくともいずれかの軸受部品の表面に、ビッカース硬度がＨｖ８００以下のクロムめっき層を形成することにより、クロムめっき層のマイクロクラックをなくし、腐食環境下で優れた耐食性を有し、安価に製造できる転がり軸受を提供できるようにした。なお、クロムめっき層のビッカース硬度をＨｖ８００以下にするとマイクロクラックがなくなる理由は明らかではないが、めっき層の硬度を下げることにより、めっき層形成時の引張の内部応力が低くなり、マイクロクラックが発生しなくなるものと思われる。
【００１０】
前記クロムめっき層は、１０００倍の顕微鏡観察で表面にクラックが発見されないものであることが望ましい。
【００１１】
前記クロムめっき層の厚みは１５μｍ以下であることが望ましい。めっき層の厚みが１５μｍを超えると、マイクロクラックが発生しやすくなるからである。また、このようにクロムめっき層の厚みを薄くすることにより、転動接触圧力によるクラックの発生も防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の転がり軸受は、内輪、外輪および転動体の少なくともいずれかの軸受部品の表面に、ビッカース硬度がＨｖ８００以下のクロムめっき層を形成することにより、クロムめっき層のマイクロクラックをなくしたので、腐食環境下で優れた耐食性を有し、安価に製造できるものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態を示す。この転がり軸受は鉄鋼用圧延機のロールを支持する４列円錐ころ軸受であり、図１（ａ）に示すように、内輪１の軌道面と外輪２の軌道面との間の軸受空間に円錐ころ３が４列で配列され、保持器４で保持されている。
【００１４】
前記内輪１、外輪２および円錐ころ３の母材は、いずれも高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２で形成され、図１（ｂ）に示すように、その表面にビッカース硬度がＨｖ７５０のクロムめっき層１ａ、２ａ、３ａが形成されている。これらのクロムめっき層１ａ、２ａ、３ａの厚みは、いずれも１０μｍとされている。クロムめっき層１ａ、２ａ、３ａについては、１０００倍の顕微鏡観察を行なったが、いずれの表面にもクラックは発見されなかった。
【００１５】
図２は、第２の実施形態を示す。この転がり軸受は自動調心ころ軸受であり、内輪１１の軌道面と外輪１２の軌道面との間に樽形のころ１３が２列で配列され、保持器１４で保持されている。図示は省略するが、第１の実施形態のものと同様に、内輪１１、外輪１２およびころ１３の母材はいずれも高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２で形成され、その表面にビッカース硬度がＨｖ７５０で、厚みが１０μｍのクロムめっき層が形成されている。
【００１６】
図３は、第３の実施形態を示す。この転がり軸受は深溝玉軸受であり、内輪２１の軌道面と外輪２２の軌道面との間にボール２３が配列され、保持器２４で保持されている。図示は省略するが、第１の実施形態のものと同様に、内輪２１、外輪２２およびボール２３の母材はいずれも高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２で形成され、その表面にビッカース硬度がＨｖ７５０で、厚みが１０μｍのクロムめっき層が形成されている。
【００１７】
上述した各実施形態では、内輪、外輪およびボールの全ての軸受部品の表面にクロムめっき層を形成したが、いずれか１つまたは２つの軸受部品のみの表面にクロムめっき層を形成してもよい。また、本発明に係る転がり軸受は、各実施形態で示した種類のものに限定されることはなく、任意の種類の転がり軸受に採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ａは第１の実施形態の転がり軸受を示す一部省略縦断面図、ｂはａの要部拡大断面図
【図２】第２の実施形態の転がり軸受を示す縦断面図
【図３】第３の実施形態の転がり軸受を示す縦断面図
【符号の説明】
【００１９】
１ 内輪
２ 外輪
３ 円錐ころ
１ａ、２ａ、３ａ クロムめっき層
４ 保持器
１１ 内輪
１２ 外輪
１３ ころ
１４ 保持器
２１ 内輪
２２ 外輪
２３ ボール
２４ 保持器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に複数の転動体を配列した転がり軸受において、前記内輪、外輪および転動体の少なくともいずれかの軸受部品の表面に、ビッカース硬度がＨｖ８００以下のクロムめっき層を形成したことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記クロムめっき層が１０００倍の顕微鏡観察で表面にクラックが発見されないものである請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記クロムめっき層の厚みが１５μｍ以下である請求項１または２に記載の転がり軸受。
【請求項１】
内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に複数の転動体を配列した転がり軸受において、前記内輪、外輪および転動体の少なくともいずれかの軸受部品の表面に、ビッカース硬度がＨｖ８００以下のクロムめっき層を形成したことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記クロムめっき層が１０００倍の顕微鏡観察で表面にクラックが発見されないものである請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記クロムめっき層の厚みが１５μｍ以下である請求項１または２に記載の転がり軸受。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−１４４９２３（Ｐ２００６−１４４９２３Ａ）
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３３６１４６（Ｐ２００４−３３６１４６）
【出願日】平成１６年１１月１９日（２００４．１１．１９）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１９日（２００４．１１．１９）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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