(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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、マンガン粉末と錫粉末との混合粉末のショットブラストにより形成された金属被膜を備えている。【選択図】図１
2010216602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、金属の粉末のショットブラストにより形成された金属被膜を備えており、この金属被膜はマンガン及び錫で構成されていることを特徴とする転動装置。
【請求項２】
前記金属の粉末は、目開き４５μｍの篩を通過する大きさであることを特徴とする請求項１に記載の転動装置。
【請求項３】
前記金属被膜の厚さが０．１μｍ以上８μｍ以下である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。
【発明の詳細な説明】
【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、内部に発錆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。
【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。
【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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−１０６５８８号公報
【特許文献２】特開２００３−２３９９９２号公報
【特許文献３】特開平９−３２９１４７号公報
【特許文献４】特開平１１−１３２２２９号公報
【特許文献５】特開平１０−１８４７００号公報
【特許文献６】特開平０５−２４０２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
さらに、電気メッキ又は化学メッキによる方法では、これらメッキ特有の特性として、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。
【００１８】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
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、本発明の転動装置は、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ブラストにより形成された金属被膜を備えており、この金属被膜はマンガン及び錫で構成されていることを特徴とする。
【００２０】
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あるマンガンを含有する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マンガン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、金属被膜は、鉄よりも貴な金属である錫を含有しているため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。
【００２１】
さらに、金属被膜をショットブラスト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。さらに、ショットブラストは、化成処理やメッキと比較して簡易な手法であるとともに低コストである。さらに、ショットブラスト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。
【００２２】
このとき、金属被膜はマンガンと錫との混合物で構成されていてもよく、このような金属被膜は、マンガン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することができる。また、金属被膜は、マンガンで構成された内層と、錫で構成された表層との２層構造を有していてもよく、このような金属被膜は、マンガン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することができる。さらに、マンガンと錫との合金からなる合金被膜でもよく、このような金属被膜は、マンガン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することができる。
【００２３】
このような本発明の転動装置においては、前記金属の粉末は、目開き４５μｍの篩を通過する大きさであることが好ましい。前記金属の粉末の平均粒径がこれよりも大きいと、金属被膜の表面粗さが悪くなるおそれがある。前記金属の粉末の平均粒径を小さくすると、噴射された前記金属の粉末の速度が高くなり、衝突熱を利用して形成される前記金属被膜の厚さを大きくすることができ、防錆効果を継続的に発揮することができる。よって、前記金属の粉末は、目開き２０μｍの篩を通過する大きさであることがより好ましい。
【００２４】
また、前記金属被膜の厚さは、０．１μｍ以上８μｍ以下であることが好ましい。金属被膜の厚さが０．１μｍ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。
【００２５】
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。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の転動装置は、発錆が生じにくく、軌道面，転動面の損傷が生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る転動装置の一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。
【図２】転がり軸受の錆試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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一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。
【００２９】
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、金属の粉末のショットブラストにより形成された金属被膜（図示せず）を備えており、この金属被膜はマンガン及び錫で構成されている。
【００３０】
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鉄よりも卑なマンガン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。マンガンは、ショットブラストの投射材として使用可能な金属の中で最もイオン化傾向が高いので、自動調心ころ軸受の耐食性が金属被膜によって大きく向上する。また、金属被膜は、鉄よりも貴な錫を含有しているため腐食されにくいので、この防錆性によって内輪１，外輪２，及び転動体３の発錆がより抑制される。
【００３１】
さらに、金属被膜をショットブラスト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。さらに、ショットブラストは、化成処理やメッキと比較して簡易な手法であるとともに低コストである。さらに、ショットブラスト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。
【００３２】
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。
【００３３】
このとき、金属被膜はマンガンと錫との混合物で構成されていてもよく、このような金属被膜は、マンガン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することができる。マンガン粉末と錫粉末との混合比率は特に限定されるものではないが、マンガン粉末の比率は２０質量％以上５０質量％以下（すなわち、錫粉末の比率は５０質量％以上８０質量％以下）であることが好ましい。また、金属被膜は、マンガンで構成された内層と、錫で構成された表層との２層構造を有していてもよく、このような金属被膜は、マンガン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することができる。さらに、マンガンと錫との合金からなる合金被膜でもよく、このような金属被膜は、マンガン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することができる。
【００３４】
さらに、金属被膜は、母材側から表面側に向かってマンガン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（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、マンガンで構成された被膜に、錫の粉末のショットブラストを施すことによって形成される。なお、マンガンと錫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。
【００３５】
このような本実施形態の自動調心ころ軸受においては、ショットブラストに用いる金属の粉末（すなわち、マンガン粉末，錫粉末，及び前記合金の粉末）は、目開き４５μｍの篩を通過する大きさであることが好ましい。金属の粉末の平均粒径がこれよりも大きいと、金属被膜の表面粗さが悪くなるおそれがある。このような不都合がより生じにくくするためには、金属の粉末は、目開き２０μｍの篩を通過する大きさであることがより好ましい。
【００３６】
また、金属被膜の厚さは、０．１μｍ以上８μｍ以下であることが好ましい。金属被膜の厚さが０．１μｍ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、自動調心ころ軸受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自動調心ころ軸受の内部すき間等がばらつく可能性が高くなる。
【００３７】
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ブラスト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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
金属被膜の被覆はショットブラスト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、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、ショットブラスト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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、ショットブラスト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。
【００４６】
金属被膜の厚さ及び被覆率は、ショットブラスト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。
ショットブラスト時の噴射圧力は、０．１ＭＰａ以上１．５ＭＰａ以下が好ましく、０．２ＭＰａ以上０．６ＭＰａ以下がより好ましい。ショットブラスト時の噴射速度は、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。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。
【００４７】
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。
【００４８】
なお、ショットブラストにおいては、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、このショットブラスト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粉末のショットブラストを施してもよい。さらに、ショットブラスト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。
【００４９】
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、ショットブラスト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。
【００５０】
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、前述したショットブラスト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。
【００５１】
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，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。
【００５２】
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〕
肌焼き軸受用鋼で構成されたころ軸受用のころ（直径６６ｍｍ、長さ１０３ｍｍ、表面硬さＨＲＣ５９〜６３）の転動面に、超仕上げを施した後に、マンガン粉末と錫粉末との混合粉末をショットブラストして、マンガン及び錫で構成された金属被膜を転動面に被覆した。
【００５３】
マンガン粉末及び錫粉末は、いずれも目開き４５μｍの篩を通過する大きさである。また、マンガン粉末と錫粉末との混合比率は、マンガン粉末４０質量％：錫粉末６０質量％である。したがって、得られた金属被膜は、４０質量％のマンガンと６０質量％の錫の混合物で構成されている。
ショットブラストは、エアー式ブラスト加工装置を用いて、下記のような条件で行った。エアー圧力等の条件を変えることにより、金属被膜の厚さを０．１〜８μｍの間で種々変更することができるが、厚さ０．５μｍの金属被膜が形成されるように条件を設定した。なお、エアー式ブラスト加工装置に限らず、インペラー方式のブラスト加工装置などのような、機械的エネルギーを利用した方式のブラスト加工装置であれば、問題なくショットブラストに使用することができる。
【００５４】
噴射ノズル径        ：５ｍｍ
投射材タンクの容量  ：２０００ｇ
ノズル−ワーク間距離：１５０ｍｍ
エアー圧力          ：０．１〜１．５ＭＰａ
投射角度            ：０〜９０°（好ましくは９０°）
投射時間            ：５ｍｉｎ
【００５５】
このようにして金属被膜を被覆したころを、濃度５質量％の塩水に浸漬した。そして、塩水から取り出したら直ちに恒温恒湿槽内に投入し、温度７０℃，湿度９０％の環境下に保持した。保持時間５０時間毎に、ころの転動面を目視で観察し、点状の錆が発生するまでの保持時間によって、金属被膜による防錆性を評価した。なお、比較例として、金属被膜を被覆していないもの（比較例１）と、亜鉛と錫の混合物からなる金属被膜（比較例２，３）を被覆したものについて、同様の試験を行った。亜鉛と錫の混合物からなる金属被膜は、マンガン粉末を亜鉛粉末に置き換えた以外は、実施例と同様にして被覆した。金属被膜の厚さは、実施例１〜３及び比較例２，３の全てにおいて同一である。
【００５６】
結果を図２のグラフに示す。図２のグラフから、金属被膜が被覆されていない比較例１は、すぐに錆が発生したのに対して、金属被膜が被覆されている実施例１〜３及び比較例２，３は、錆が発生しにくいことが分かる。そして、マンガン及び錫で構成された金属被膜が被覆されている実施例１〜３は、亜鉛及び錫で構成された金属被膜が被覆されている比較例２，３よりも、防錆性が優れていることが分かる。
【符号の説明】
【００５７】
１      内輪
１ａ    軌道面
２      外輪
２ａ    軌道面
３      転動体
３ａ    転動面
【図１】
2010216602.tif 000003
【図２】
2010216602.tif 000004