(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ周辺機器の回転部用転がり軸受であって、内外輪の転動溝間に転動体を設けた転がり軸受の内輪、外輪のうちの少なくとも一方を、重量比にして、炭素が０．６０〜０．７５％、クロムが１０．５〜１３．５％、珪素が１．０％以下、マンガンが０．３〜０．８％、残余部が鉄及び不可避に混入する不純物で構成され、硬度がＨＲＣ５８以上、かつ共晶炭化物の径が１０μｍ以下で、鋼材中の酸素およびチタンの量がそれぞれ１０ｐｐｍ以下であるマルテンサイト系ステンレス鋼で構成することにより、耐食性に優れ、しかも鋼材組織が均一かつ緻密で転動溝の切削加工性が改良されて静粛性に優れた軸受よりなるコンピュータ周辺機器の回転部用転がり軸受。
【請求項２】
コンピュータ周辺機器の回転部用転がり軸受であって、軸の外周に転動溝を形成し、この転動溝と外輪内周の転動溝との間に転動体を設けた転がり軸受の軸、外輪のうちの少なくとも一方を、重量比にして、炭素が０．６０〜０．７５％、クロムが１０．５〜１３．５％、珪素が１．０％以下、マンガンが０．３〜０．８％、残余部が鉄及び不可避に混入する不純物で構成され、硬度がＨＲＣ５８以上、かつ共晶炭化物の径が１０μｍ以下で、鋼材中の酸素およびチタンの量がそれぞれ１０ｐｐｍ以下であるマルテンサイト系ステンレス鋼で構成することにより、耐食性に優れ、しかも鋼材組織が均一かつ緻密で転動溝の切削加工性が改良されて静粛性に優れた軸受よりなるコンピュータ周辺機器の回転部用転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は転がり軸受に関し、より詳しくはコンピュータ周辺機器の回転部に用いられる転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】
従来の転がり軸受を構成する内輪、外輪および転動体は通常単一の素材で構成され、その素材には高炭素クロム軸受鋼やＳＵＳ４４０Ｃ級のマルテンサイト系ステンレス鋼が使用されており、耐蝕性が要求される転がり軸受の素材にはステンレス鋼が用いられている。
【０００３】
ステンレス鋼は耐蝕性が良好ではあるが、ステンレス鋼の鋼材中には溶鋼が凝固する際に共晶反応により生じる径の大なる共晶炭化物や、溶鋼中の原材料の不純物が化学変化して発生するアルミナ等の非金属介在物が存在し、鋼材を切削加工する際、共晶炭化物や非金属介在物と鋼材の組織との間に被削性の差が生じて高精度な切削加工を施すことができず、特に転がり軸受においては内外輪の転動溝を高精度に加工することができないので、回転精度を向上せしめることができず、回転時の振動により発生する騒音が大であり、精密測定機器やコンピュータ周辺機器等の精密機器の回転部には用いることができなかった。
【０００４】
従来の転がり軸受では、素材たるステンレス鋼の製造工程において熱処理を管理することにより前記共晶炭化物の径を、例えば１０μｍ程度の微小なものにして加工精度を高めることができるようにしたものもあるが、鋼材中の非金属介在物の発生を抑えるようにしたものはなく、高精度な転がり軸受を製造することはできなかった。
【０００５】
本発明は鋼材中の共晶炭化物の径を小なるものになし、かつ非金属介在物の発生を極めて低レベルに抑えて鋼材の組織が均一かつ緻密なステンレス鋼で転がり軸受の内外輪を構成することにより、静粛性に優れた転がり軸受を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決する手段】
上述した目的を達成するために、本発明の請求項１に係るコンピュータ周辺機器の回転部用転がり軸受は、内外輪の転動溝間に転動体を設けた転がり軸受の内輪、外輪のうちの少なくとも一方を、重量比にして、炭素が０．６０〜０．７５％、クロムが１０．５〜１３．５％、珪素が１．０％以下、マンガンが０．３〜０．８％、残余部が鉄及び不可避に混入する不純物で構成され、硬度がＨＲＣ５８以上、かつ共晶炭化物の径が１０μｍ以下で、鋼材中の酸素およびチタンの量がそれぞれ１０ｐｐｍ以下であるマルテンサイト系ステンレス鋼で構成することにより、耐食性に優れ、しかも鋼材組織が均一かつ緻密で転動溝の切削加工性が改良されて静粛性に優れた軸受としてある。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係るコンピュータ周辺機器の回転部用転がり軸受は、軸の外周に転動溝を形成し、この転動溝と外輪内周の転動溝との間に転動体を設けた転がり軸受の軸、外輪のうちの少なくとも一方を、重量比にして、炭素が０．６０〜０．７５％、クロムが１０．５〜１３．５％、珪素が１．０％以下、マンガンが０．３〜０．８％、残余部が鉄及び不可避に混入する不純物で構成され、硬度がＨＲＣ５８以上、かつ共晶炭化物の径が１０μｍ以下で、鋼材中の酸素およびチタンの量がそれぞれ１０ｐｐｍ以下であるマルテンサイト系ステンレス鋼で構成することにより、耐食性に優れ、しかも鋼材組織が均一かつ緻密で転動溝の切削加工性が改良されて静粛性に優れた軸受としてある。
【０００８】
本発明の実施態様は、前記転動体を高炭素クロム軸受鋼で構成したものとする。
【０００９】
【実施例】
以下本発明に係る転がり軸受の具体例を添付図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１において、符号１は内周に転動溝１ａを形成した外輪、２は外周に転動溝２ａを形成した内輪を示しており、内外輪の転動溝間には転動体たる複数のボール３を設けてある。
【００１１】
本実施例においては、玉軸受の外輪１および内輪２の素材を次に述べる独自のステンレス鋼で構成し、ボール３を高炭素クロム軸受鋼で構成してある。
【００１２】
内外輪を構成するステンレス鋼は重量比にして、炭素が０．６０〜０．７５％、クロムが１０．５〜１３．５％、珪素が１．０％以下、マンガンが０．３〜０．８％、残余部が鉄及び不可避に混入する不純物であり、硬度がＨＲＣ５８以上で、かつ熱処理を管理することにより共晶炭化物の径が１０μｍ以下で、鋼材中の酸素およびチタンの量がそれぞれ１０ｐｐｍ以下であるマルテンサイト系ステンレス鋼で構成してある。
【００１３】
しかして、上述したステンレス鋼の原材料には不純物として含まれるチタンの量が極力少ないものを使用して鋼材中のチタンの含有率を１０ｐｐｍ以下に管理し、チタンと溶鋼中の窒素とが化合することにより生じる窒化チタン等のチタンに起因する非金属介在物の発生を極めて低レベルに抑えてある。
【００１４】
また、ステンレス鋼の製造工程において、溶鋼中の脱ガス時間を長くすることにより、鋼材中の酸素を１０ｐｐｍ以下に低減せしめてあって、原材料中に含まれる微量のアルミニウムと酸素とが化合することにより生じるアルミナや、原材料たる珪素と酸素とが化合することにより生じる酸化珪素等の酸素に起因する非金属介在物の発生をも極めて低レベルに抑えてある。
【００１５】
上述のように構成した玉軸受は内外輪を構成するステンレス鋼中の共晶炭化物の径が小で、非金属介在物の発生を極めて低レベルに抑えてあるので、金属組織が均一かつ緻密であり、高精度な加工を施すことができ、玉軸受の静粛性および回転精度を向上せしめることができる。
【００１６】
表１は本実施例の玉軸受に関する振動および騒音（静粛性）の評価試験をＡＦＢＭＡ（  Ｔｈｅ  Ａｎｔｉ−Ｆｒｉｃｔｉｏｎ  Ｂｅａｒｉｎｇ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，  Ｉｎｃ．）の規格に準拠して行った成績（アンデロン値）を、ＳＵＳ４４０Ｃ級のステンレス鋼で内外輪を構成した従来の玉軸受の試験成績と比較して示すものである。
【００１７】
なお、従来の玉軸受においても本実施例のものと同様にボールに高炭素クロム軸受鋼を使用した。
【００１８】
【表１】
0003613535.tif 000002
表１中、アンデロン値のＭ、Ｈの欄はそれぞれ測定用周波数帯域の区分で、Ｍは中周波数帯域（３００〜１，８００Ｈｚ）、Ｈは高周波数帯域（１，８００〜１０，０００Ｈｚ）を示しており、アンデロン値は小である程、振動、騒音が少なく、静粛性に優れていることを表す。
【００１９】
この結果から本実施例の玉軸受は従来の玉軸受に比べて、振動、騒音が低く静粛性に優れていることがわかる。
【００２０】
図２は本発明の他の実施例を示したものであり、軸４の外周に形成された内周転動溝４ａと外輪１の内周に形成された外周転動溝１ａとの間に複数個のボール３を設けたものとしてある。
【００２１】
この実施例のものにおいても、上述の図１に示した第１実施例のものと同様に外輪１および軸４の素材には前記ステンレス鋼を使用し、ボール３には高炭素クロム軸受鋼を使用する。
【００２２】
なお、上述した第１実施例においては外輪１、内輪２の双方を、第２実施例においては外輪１、軸４の双方をともに本発明独自のステンレス鋼で構成してあるが、使用条件によっては耐蝕性、接着強度の安定が必要な一方だけをステンレス鋼で構成して、他方には高炭素クロム軸受鋼を使用してもよい。
【００２３】
【発明の作用、効果】
本発明に係る転がり軸受は上述した構成のものとしてあるので、次の作用、効果を奏し得る。
【００２４】
素材たるステンレス鋼の鋼材中に含まれるチタンおよび酸素をともに１０ｐｐｍ以下にして非金属介在物の発生を極めて低レベルに抑えてあるので、鋼材の組織が均一かつ緻密であり、転がり軸受の転動溝の加工を高精度に行うことができ、転がり軸受の静粛性および回転精度を格段に向上せしめることができる。
【００２５】
また、素材たるステンレス鋼中の非金属介在物は鋼材の組織に比べて硬いものであって、従来のステンレス鋼による転がり軸受では、転動溝の表面に現れる非金属介在物が使用時に転動体の表面を摩耗せしめる原因となっていたが、本発明の転がり軸受の素材たるステンレス鋼では非金属介在物の存在率を極めて低レベルに抑えてあるので、転動体の摩耗が少なく、転がり軸受の寿命を延ばすことができる。
【００２６】
さらに、転がり軸受の外表面に現れて耐蝕性が要求される内外輪や軸をステンレス鋼で構成してあるが、軸受の内部に設けられていて耐蝕性が要求されない転動体はステンレス鋼よりも高精度の加工が容易でかつ安価な高炭素クロム軸受鋼で構成することができるので、耐蝕性、回転精度および静粛性に優れ、しかも構成要素の全てをステンレス鋼とする転がり軸受に比べてコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る転がり軸受の実施例を示す縦断面図。
【図２】本発明に係る転がり軸受の他の実施例を示す縦断面図。
【符号の説明】
１  外輪
１ａ  外周転動溝
２  内輪
２ａ  内周転動溝
３  ボール
４  軸
【図１】
0003613535.tif 000003
【図２】
0003613535.tif 000004