(57)【要約】【課題】  鋼等の合金により形成された軌道輪と比較して、耐食性に優れ、強度が高く、かつ、製造工程を簡略化することが可能な軌道輪、この軌道輪を備える転がり軸受及びこの軌道輪の製造方法を提供する。【解決手段】  本発明に係る軌道輪１０，２０は、軌道面１１ａ，２１ａを有し、転がり軸受１を構成する軌道輪であって、金属ガラスにより形成されている。そして、軌道輪１０，２０は、金型内に充填された金属ガラス粉末を、圧縮するとともに、該金属ガラス粉末のガラス遷移温度と結晶化温度との間の温度領域に加熱する工程を経て製造される。【選択図】  図４
2014228014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体が接触する軌道面を有し、転がり軸受を構成する軌道輪であって、
金属ガラスにより形成されていることを特徴とする軌道輪。
【請求項２】
前記金属ガラスは、Ｎｉ基金属ガラスであることを特徴とする請求項１に記載の軌道輪。
【請求項３】
前記転がり軸受の外径は、１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の軌道輪。
【請求項４】
外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配設された複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、
前記外輪及び前記内輪のうち少なくとも一方として、請求項１又は２に記載の軌道輪を備えることを特徴とする転がり軸受。
【請求項５】
前記外輪の外径は、１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の転がり軸受。
【請求項６】
前記複数の転動体を保持する保持器を備え、
前記外輪及び前記内輪のそれぞれとして、請求項１又は２に記載の軌道輪を備え、
前記複数の転動体のそれぞれは、金属ガラスにより形成され、
前記保持器は、樹脂により形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の転がり軸受。
【請求項７】
前記複数の転動体を保持する保持器を備え、
前記外輪及び前記内輪のそれぞれとして、請求項１又は２に記載の軌道輪を備え、
前記複数の転動体のそれぞれは、セラミックにより形成され、
前記保持器は、樹脂により形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の転がり軸受。
【請求項８】
転動体が接触する軌道面を有し、転がり軸受を構成する軌道輪の製造方法であって、
金型内に充填された金属ガラス粉末を、圧縮するとともに、該金属ガラス粉末のガラス遷移温度と結晶化温度との間の温度領域に加熱する工程を含むことを特徴とする軌道輪の製造方法。
【請求項９】
前記金属ガラス粉末は、Ｎｉ基金属ガラス粉末であることを特徴とする請求項８に記載の軌道輪の製造方法。
【請求項１０】
前記転がり軸受の外径は、１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項８又は９に記載の軌道輪の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受を構成する軌道輪、この軌道輪を備える転がり軸受及びこの軌道輪の製造方法に関し、特に、鋼等の合金により形成された軌道輪と比較して、耐食性に優れ、強度が高く、かつ、製造工程を簡略化することが可能な軌道輪、この軌道輪を備える転がり軸受及びこの軌道輪の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、転がり軸受を構成する軌道輪（外輪及び内輪）は、鋼材を環状の素材に加工する前工程と、環状の素材に軌道溝を形成する旋削工程と、環状の素材の強度及び硬度を向上するための熱処理工程と、軌道輪の仕上げ精度を向上するための仕上げ工程と、を経て形成される。
具体的には、前工程では、まず、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３等の高炭素鋼からなる棒材が切断されることによって、円板状の素材が形成される。そして、円板状の素材に鍛造加工が施されることによって、環状の素材が形成される。
旋削工程では、環状の素材に旋削加工が施されることによって、環状の素材の周面（内周面又は外周面）に軌道溝が形成されるとともに、環状の素材の角部が面取りされる。なお、環状の素材に形成された軌道溝の底面が、転動体が接触する軌道面となる。
熱処理工程では、環状の素材に、焼入れ及び焼き戻し等の熱処理が施されることによって、環状の素材の表面に硬化層が形成される。これによって、軌道輪の強度及び硬度（特に、軌道面の硬度）が向上される。
仕上げ工程では、環状の素材の表面に、研削、研磨、超仕上げ等の各種の仕上げ加工が施されることによって、軌道輪の仕上げ精度（真円度等）が向上されるとともに、軌道面の面粗さが向上される。そして、仕上げ工程を経ることによって、軌道輪が完成する。
【０００３】
ここで、熱処理工程を経た環状の素材は、熱変形によって真円度等が低下する。これによって、仕上げ工程では、研削により環状の素材の真円度等を向上した後に、研磨、超仕上げ等により仕上げ精度及び面粗さを向上する必要がある。しがたって、仕上げ工程は、複数種類の仕上げ加工を含んでなり、軌道輪の製造工程を煩雑化する原因の一つとなっている。
従来、仕上げ工程において、軌道輪の仕上げ精度を向上しつつ工程を簡略化することを目的とする軌道輪の製造方法として、例えば、特許文献１に示すものが知られている。
この軌道輪の製造方法では、仕上げ工程において、仕上げ加工として、環状の素材に冷間ローリング成形を施すことによって、熱処理工程を経た環状の素材の変形を矯正して、真円度及び面粗さを向上している。これによって、研削、研磨、超仕上げ等が不要となり、仕上げ工程を簡略化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−５６３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の軌道輪の製造方法では、熱処理工程及び仕上げ工程が必要となるため、依然として、製造工程が煩雑となっている。
また、従来の軌道輪は、鋼等の合金により形成されているため、耐食性及び強度の向上に限界がある。すなわち、鋼等の合金は、結晶構造を有することによって、その組織において結晶粒界が存在する。これにより、結晶粒界を介して腐食元素が内部に浸入して、結晶粒界に沿って腐食が進行し易く、耐食性の向上に限界がある。また、結晶粒界でクラックが発生し易く、強度の向上に限界がある。
本発明の課題は、鋼等の合金により形成された軌道輪と比較して、耐食性に優れ、強度が高く、かつ、製造工程を簡略化することが可能な軌道輪、この軌道輪を備える転がり軸受及びこの軌道輪の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、第一の発明に係る軌道輪は、転動体が接触する軌道面を有し、転がり軸受を構成する軌道輪であって、金属ガラスにより形成されていることを特徴とする。
第一の発明に係る軌道輪は、金属ガラスにより形成されている。ここで、金属ガラスは、原子が長範囲において無秩序に配列された構造（以下、「非晶質構造」とする）を有することによって、結晶金属と比較して、強度及び硬度が高い。また、非晶質構造を有する金属ガラスでは、結晶粒界が存在しないため、腐食元素の内部への浸入が難しく、結晶金属と比較して、耐食性が高い。
したがって、第一の発明に係る軌道輪によれば、鋼等の合金により形成された軌道輪と比較して、強度及び耐食性を向上することが可能となる。
【０００７】
第二の発明に係る軌道輪は、第一の発明に係る軌道輪において、前記金属ガラスは、Ｎｉ基金属ガラスであることを特徴とする。
第二の発明に係る軌道輪は、Ｎｉ基金属ガラスにより形成されている。ここで、Ｎｉ基金属ガラスは、他の組成の金属ガラスと比較して、自己不動態化が発生し易い。なお、自己不動態化とは、空気中において、腐食に抵抗する酸化被膜が表面に形成される作用をいう。
したがって、第二の発明に係る軌道輪によれば、耐食性を更に向上することが可能となり、特に、酸性下、オイル中等の過酷な条件下における使用が可能となる。
【０００８】
第三の発明に係る軌道輪は、第一又は第二の発明に係る軌道輪において、前記転がり軸受の外径は、１５ｍｍ以下であることを特徴とする。
第三の発明に係る軌道輪は、外径が１５ｍｍ以下の転がり軸受（いわゆる「ミニチュアベアリング」）に適用される。これによって、ミニチュアベアリングの仕上げ精度、強度及び耐食性を向上することが可能となる。
【０００９】
第四の発明に係る転がり軸受は、外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配設された複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、前記外輪及び前記内輪のうち少なくとも一方として、第一又は第二の発明に係る軌道輪を備えることを特徴とする。
第四の発明に係る転がり軸受は、第一又は第二の発明に係る軌道輪を備えている。これによって、鋼等の合金により形成された軌道輪を備える転がり軸受と比較して、強度及び耐食性を向上することが可能となる。
【００１０】
第五の発明に係る転がり軸受は、第四の発明に係る転がり軸受において、前記外輪の外径は、１５ｍｍ以下であることを特徴とする。
第五の発明に係る転がり軸受は、外輪の外径が１５ｍｍ以下のミニチュアベアリングとして構成されている。これによって、ミニチュアベアリングの仕上げ精度、強度及び耐食性を向上することが可能となる。
【００１１】
第六の発明に係る転がり軸受は、第四又は第五に係る転がり軸受において、前記複数の転動体を保持する保持器を備え、前記外輪及び前記内輪のそれぞれとして、請求項１又は２に記載の軌道輪を備え、前記複数の転動体のそれぞれは、金属ガラスにより形成され、前記保持器は、樹脂により形成されていることを特徴とする。
第六の発明に係る転がり軸受では、外輪、内輪及び複数の転動体のそれぞれが、金属ガラスにより形成されている。これによって、転がり軸受の強度及び耐食性を更に向上することが可能となる。
【００１２】
第七の発明に係る転がり軸受は、第四又は第五の発明に係る転がり軸受において、前記複数の転動体を保持する保持器を備え、前記外輪及び前記内輪のそれぞれとして、請求項１又は２に記載の軌道輪を備え、前記複数の転動体のそれぞれは、セラミックにより形成され、前記保持器は、樹脂により形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の転がり軸受。
第七の発明に係る転がり軸受では、外輪及び内輪のそれぞれが、金属ガラスにより形成され、複数の転動体のそれぞれが、セラミックにより形成されている。これによって、転がり軸受のコストの増加を抑制しつつ、転がり軸受の強度及び耐食性を向上することが可能となる。
【００１３】
第八の発明に係る軌道輪の製造方法は、転動体が接触する軌道面を有し、転がり軸受を構成する軌道輪の製造方法であって、金型内に充填された金属ガラス粉末を、圧縮するとともに、該金属ガラス粉末のガラス遷移温度と結晶化温度との間の温度領域に加熱する工程を含むことを特徴とする。
第八の発明に係る軌道輪の製造方法では、金属ガラス粉末を用いて、粉末冶金の手法により軌道輪を形成する。ここで、金属ガラスは、ガラス遷移温度（Ｔｇ）と結晶化温度（Ｔｘ）との間の温度領域（以下、「過冷却液体温度領域」とする）に加熱すると、粘性を有する流動体である過冷却液体状態に変化する。また、金属ガラスは、結晶金属と比較して、凝固収縮が小さい。これによって、金属ガラスは、金型に対する転写性が極めて高い。
したがって、第八の発明に係る軌道輪の製造方法では、金型内において金属ガラス粉末を過冷却液体温度領域に加熱・圧縮することによって、金型に対する精度の高い軌道輪を形成することが可能となる。よって、金型の精度を高めることで、軌道輪の仕上げ精度及び面粗さを向上することができるため、軌道輪の仕上げ精度を向上するための仕上げ工程を省略することが可能となる。
【００１４】
また、第八の発明に係る軌道輪の製造方法では、金型内において金属ガラス粉末が粘性を有する流動体である過冷却液体状態に変化することによって、金属粉末を用いた粉末冶金製品の欠点である空孔の発生を抑制することができる。さらに、上述したように、金属ガラスは、非晶質構造を有することによって、結晶金属と比較して、強度及び硬度が高い。これによって、軌道輪の強度を向上することができるとともに、軌道面の硬度を向上することができるため、軌道輪の強度及び硬度を向上するための熱処理工程を省略することが可能となる。
さらに、第八の発明に係る軌道輪の製造方法では、金属ガラスの粉末から軌道輪を形成することによって、軌道輪の組織における結晶相の析出を抑制することができ、軌道輪の強度及び硬度を更に向上することが可能となる。
以上のように、第八の発明に係る軌道輪の製造方法によれば、熱処理工程及び仕上げ工程を省略することができ、製造工程を簡略化することが可能となる。
【００１５】
第九の発明に係る軌道輪の製造方法は、第八の発明に係る軌道輪の製造方法において、前記金属ガラス粉末は、Ｎｉ基金属ガラス粉末であることを特徴とする。
第九の発明に係る軌道輪の製造方法では、Ｎｉ基金属ガラス粉末から軌道輪が形成される。ここで、上述したように、Ｎｉ基金属ガラスは、他の組成の金属ガラスと比較して、自己不動態化が発生し易く、耐食性が高い。
したがって、第九の発明に係る軌道輪の製造方法によれば、大気中において金属ガラス粉末を成形することができ、製造工程を更に簡略化することが可能となる。
一方、Ｎｉ基金属ガラスは、他の組成の金属ガラスと比較して、非晶質成形能が低く、バルク材を形成すると結晶相が析出し易くなる。特に、Ｎｉ基金属ガラスは、環状等の異形状のバルク材を形成すると結晶相が析出し易くなる。そこで、Ｎｉ金属ガラスの粉末から軌道輪を形成することによって、軌道輪の組織における結晶相の析出を抑制することができ、異形状のバルク材である軌道輪を形成することが可能となる。
【００１６】
第十の発明に係る軌道輪の製造方法は、第八又は第九の発明に係る軌道輪の製造方法において、前記転がり軸受の外径は、１５ｍｍ以下であることを特徴とする。
第十の発明に係る軌道輪の製造方法は、外径が１５ｍｍ以下のミニチュアベアリングの製造に適用される。これによって、ミニチュアベアリングの仕上げ精度、強度及び耐食性を向上することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る軌道輪によれば、鋼等の合金により形成された軌道輪と比較して、強度及び耐食性を向上することが可能となる。また、本発明に係る転がり軸受によれば、鋼等の合金により形成された軌道輪を備える転がり軸受と比較して、強度及び耐食性を向上することが可能となる。さらに、本発明に係る軌道輪の製造方法によれば、熱処理工程及び仕上げ工程を省略することができ、製造工程を簡略化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図２】図１に示す転がり軸受が備える外輪及び内輪の断面図である。
【図３】金型装置の断面図である。
【図４】本発明の実施例に係る軌道輪及び比較例に係る軌道輪のそれぞれについて、面粗さＲａ、真円度、ビッカース硬さ及び圧環強度を計測した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態に係る転がり軸受１の構成及び軌道輪の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
（転がり軸受１の構成）
図１は、本発明の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。図２は、図１に示す転がり軸受が備える外輪及び内輪の断面図である。
図１に示すように、転がり軸受１は、外輪１０と、外輪１０の内側に配設された内輪２０と、外輪１０と内輪２０との間に配設された複数の転動体３０と、複数の転動体３０を保持する保持器４０と、外輪１０と内輪２０との間をシールする一対のシール部材５０と、を備えている。
外輪１０は、円環状に形成されている。図２に示すように、外輪１０の内周面には、軌道溝１１及び一対のシール溝１２が形成されている。軌道溝１１は、一対のシール溝１２の間の位置に形成されている。軌道溝１１は、幅方向に沿う断面が円弧状に形成され、外輪１０の内周面の全周に亘って連続している。そして、軌道溝１１の内面（底面）は、転動体３０が接触（転動）する軌道面１１ａとなっている。一対のシール溝１２は、それぞれ、幅方向に沿う断面が円弧状に形成され、外輪１０の内周面の全周に亘って連続している。
【００２０】
内輪２０は、円環状に形成されている。図２に示すように、内輪２０の外周面には、軌道溝２１が形成されている。軌道溝２１は、幅方向に沿う断面が円弧状に形成され、内輪２０の外周面の全周に亘って連続している。そして、軌道溝２１の内面（底面）は、転動体３０が接触（転動）する軌道面２１ａとなっている。
複数の転動体３０は、それぞれ、球状に形成されている。本実施形態では、各転動体３０は、軸受鋼（ＳＵＪ２）、ステンレス鋼（ＳＵＳ４４０Ｃ）等の鋼材、セラミック等により形成されている。
保持器４０は、環状に形成されている。本実施形態では、保持器４０は、炭素鋼（Ｓ２５Ｃ〜Ｓ５５Ｃ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４〜ＳＵＳ３１６）、軟鋼（ＳＳ４００）等の鋼材、又は、ナイロン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン等の樹脂材料により形成されている。保持器４０は、複数の保持凹部（図示せず）を有している。複数の保持凹部は、保持器４０の周方向に沿って、等間隔となるように配置されている。そして、各保持凹部は、１つの転動体３０を転動自在に保持することが可能となっている。
【００２１】
一対のシール部材５０は、それぞれ、環状に形成されている。本実施形態では、各シール部材５０は、水素添加ニトリルゴム、エステルアクリルゴム等の弾性材料と、該弾性材料を補強する芯金と、により形成されている。各シール部材５０は、その外周縁部がシール溝１２に嵌合されることによって、外輪１０に固定されている。なお、各シール部材５０は、その内周縁部（リップ）が内輪２０の外周面に接触する接触型シールであっても、その内周縁部が内輪２０の外周面に接触しない非接触型シールであってもどちらでも構わない。
転がり軸受１では、軌道面１１ａ及び軌道面２１ａを互いに対向させた状態で、内輪２０が外輪１０の内側に配設されている。そして、軌道面１１ａと軌道面２１ａとの間には、複数の転動体３０が転動自在に配設されている。複数の転動体３０は、保持器４０に保持されることで、周方向に沿って等間隔に配置される。
また、転がり軸受１では、外輪１０と内輪２０との間に、潤滑剤（図示せず）が充填されている。潤滑剤としては、潤滑油、グリース等を用いることができる。そして、外輪１０と内輪２０との間に充填された潤滑剤は、一対のシール部材５０によって、外部への流出が抑制される。
【００２２】
特に、転がり軸受１では、外輪１０及び内輪２０のうち少なくとも一方が、金属ガラスにより形成されている。本実施形態では、外輪１０及び内輪２０は、それぞれ、金属ガラスにより形成されている。
金属ガラスは、原子径が互いに１２％以上異なる３種類以上の金属元素を含んでなる合金であって、加熱時に、結晶化前に明瞭なガラス遷移と比較的に広い（４０〜１３０Ｋ程度）過冷却液体温度領域を有する合金である。
外輪１０及び内輪２０を形成する金属ガラスとしては、ジルコニウム（Ｚｒ）を主成分とするＺｒ基金属ガラス、鉄（Ｆｅ）を主成分とするＦｅ基金属ガラス、チタン（Ｔｉ）を主成分とするＴｉ基金属ガラス、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とするＮｉ基金属ガラス等を用いることができる。
本実施形態では、後述するように大気中における成形を可能とするために、外輪１０及び内輪２０を形成する金属ガラスとして、Ｎｉ基金属ガラス、特に、ニッケル（Ｎｉ）及びニオブ（Ｎｂ）を含むＮｉ−Ｎｂ基金属ガラスを用いている。
Ｎｉ基の金属ガラスの組成としては、例えば、Ｎｉ５６Ｃｒ２４Ｐ１６Ｂ４、Ｎｉ６５Ｃｒ１５Ｐ１６Ｂ４等が挙げられる。また、Ｎｉ−Ｎｂ基金属ガラスの組成としては、例えば、Ｎｉ６５Ｃｒ１３Ｎｂ２Ｐ１６Ｂ４、Ｎｉ６０Ｎｂ３０Ｔｉ１０、Ｎｉ３６Ｎｂ２４Ｚｒ４０等が挙げられる。
また、転がり軸受１では、複数の転動体３０のそれぞれを金属ガラスにより形成しても構わない。この場合、複数の転動体３０を形成する金属ガラスの成分は、軌道輪１０，２０を形成する金属ガラスの成分と同一とすることが好ましい。
【００２３】
（軌道輪の製造方法）
次に、転がり軸受１が備える軌道輪（外輪１０及び内輪２０）の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
軌道輪１０，２０は、軌道輪１０，２０を形成する材料となる金属ガラス粉末原料を製造する粉末製造工程と、金属ガラス粉末原料を成形して軌道輪１０，２０を形成する成形工程と、を含んで製造される。
金属ガラス粉末原料としては、Ｚｒ基金属ガラス粉末、Ｆｅ基金属ガラス粉末、Ｔｉ基金属ガラス粉末、Ｎｉ基金属ガラス粉末等を用いることができる。
ここで、Ｚｒ基金属ガラス粉末は、他の組成の金属ガラスと比較して、非晶質形成能が高く、大きなバルク材を形成し易い。しかしながら、Ｚｒ基金属ガラス粉末は、他の組成の金属ガラス粉末と比較して耐食性が低いため、成型工程において、真空中での成形が必須となる。これに対して、Ｎｉ基金属ガラス粉末は、他の組成の金属ガラス粉末と比較して耐食性が高いため、成形工程において、大気中での成形が可能となる。そこで、本実施形態では、金属ガラス粉末原料として、Ｎｉ基金属ガラス粉末、特に、ニッケル（Ｎｉ）及びニオブ（Ｎｂ）を含むＮｉ−Ｎｂ基金属ガラス粉末を用いている。
一方、Ｎｉ基金属ガラス粉末は、他の組成の金属ガラス粉末と比較して非晶質形成能が低いため、環状等の異形状のバルク材を形成すると結晶相が析出し易くなる。そこで、本製造方法では、粉末冶金の手法を用いて、Ｎｉ基金属ガラスの粉末から環状の軌道輪１０，２０を形成する。これによって、軌道輪１０，２０の組織における結晶相の析出を抑制することができ、異形状のバルク材である軌道輪１０，２０を形成することが可能となる。
【００２４】
粉末製造工程では、軌道輪１０，２０を形成する材料となる金属ガラス粉末原料を製造する。金属ガラス粉末原料を製造する方法としては、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、油アトマイズ法等、種々の方法を選択することができる。
ここで、金属ガラス粉末原料の製造過程においては、過冷却液体状態の金属ガラスを、当該金属ガラスのガラス遷移温度より低い温度に急冷する必要があり、この際、冷却速度が遅いと、組織において結晶相が析出して、金属ガラスとしての特質が損なわれる。そこで、本実施形態では、金属ガラス粉末原料を製造する方法として、過冷却液体状態の金属ガラスの急冷に適した方法である水アトマイズ法を選択している。また、水アトマイズ法によれば、球形状の金属ガラス粉末原料を得ることが可能となる。
具体的には、粉末製造工程では、水アトマイズ法によって、金属ガラス粉末原料を構成する物質を融解した母合金から、アトマイズ粉末を製造する。そして、製造されたアトマイズ粉末を篩別することによって、所望の金属ガラス粉末原料を得る。
ここで、金属ガラス粉末原料の最大粒径が７０μｍを超えると、成形工程における成形が困難となる。したがって、金属ガラス粉末原料の最大粒径は、７０μｍ以下であることが好ましい。
【００２５】
次に、成形工程において使用する金型について説明する。
図３は、金型装置の断面図である。
成形工程では、金型として、例えば、図３に示す金型装置６０を使用する。金型装置６０は、円筒形状のダイ６１と、ダイ６１の内側に挿入される下パンチ６２及び上パンチ６３と、下パンチ６２及び上パンチ６３の内側に挿入されるコアロッド６４と、を備えている。そして、金型装置６０では、ダイ６１の内周面、コアロッド６４の外周面、下パンチ６２の上面及び上パンチ６３の下面により囲まれた領域が、金属ガラス粉末原料が圧縮・加熱されるキャビティー６５となる。
また、ダイ６１には、ヒーター等の加熱手段（図示せず）が配設されている。これによって、キャビティー６５内の金属ガラスを加熱することが可能となっている。さらに、コアロッド６４には、熱電対等の温度センサ（図示せず）が配設されている。これによって、キャビティー６５内の金属ガラス（金属ガラス粉末原料）の温度を計測することが可能となっている。
【００２６】
成形工程では、金属ガラス粉末原料を成形して、軌道輪１０，２０を形成する。具体的には、金属ガラス粉末原料を金型（キャビティー６５）に充填して、金属ガラス粉末原料を、所定の成形圧力で圧縮するとともに、所定の成形温度（ガラス遷移温度（Ｔｇ）以上、結晶化温度（Ｔｘ）以下の温度）となるように加熱する。本実施形態では、圧縮（加圧）及び加熱を同時に行っている。ここで、所定の成形温度は、成形する金属ガラス粉末原料の過冷却液体温度領域に含まれる温度に設定される。
また、本実施形態では、金属ガラス粉末原料としてＮｉ−Ｎｂ基金属ガラス粉末を用いているため、大気中において圧縮・加熱を行うことができる。
さらに、Ｎｉ−Ｎｂ基金属ガラス粉末は、ガラス遷移温度（Ｔｇ）が約３５０℃、結晶化温度（Ｔｘ）が約４２０℃となっている。これにより、上記所定の成形温度が４００℃未満となる場合には、過冷却液体状態となった金属ガラスの流動性が悪く、金属ガラスの組織が充分に高密度化されない。また、上記所定の成形温度が４１５℃を超える場合には、短時間で結晶化が進行してしまう。したがって、金属ガラス粉末原料としてＮｉ−Ｎｂ基金属ガラス粉末を用いる場合には、上記所定の成形温度は、４００℃以上、４１５℃以下の範囲内の温度、特に、４１０℃に設定することが好ましい。
また、上記所定の成形圧力を４８０ＭＰａ未満とした場合には、金属ガラス原料を覆っている酸化皮膜を壊すことができず、軌道輪１０，２０の強度が低下する。したがって、上記所定の成形圧力は、４８０ＭＰａ以上、特に、５００ＭＰａに設定することが好ましい。
そして、上記条件による圧縮・加熱が終了後、過冷却液体状態となっている金属ガラスを、当該金属ガラスのガラス遷移温度（Ｔｇ）未満となるように冷却する。その後、金型から成形された金属ガラスを抜き出す。これによって、軌道輪１０，２０が完成する。
【００２７】
（作用・効果）
転がり軸受１では、軌道輪１０，２０が、非晶質構造を有する金属ガラスにより形成されている。これによって、軌道輪１０，２０によれば、鋼等の合金により形成された軌道輪と比較して、強度及び耐食性を向上することが可能となる。したがって、転がり軸受１によれば、鋼等の合金により形成された軌道輪を備える転がり軸受と比較して、強度及び耐食性を向上することが可能となる。
特に、転がり軸受１では、軌道輪１０，２０が、自己不動態化が発生し易いＮｉ基金属ガラスにより形成されている。これにより、転がり軸受１によれば、軌道輪１０，２０の耐食性を更に向上することが可能となり、特に、酸性下、オイル中等の過酷な条件下における使用が可能となる。
【００２８】
また、本実施形態に係る軌道輪の製造方法では、金型内において金属ガラス粉末を過冷却液体温度領域に加熱・圧縮することによって、軌道輪１０，２０を形成する。ここで、金属ガラスは、過冷却液体温度領域に加熱すると、粘性を有する流動体である過冷却液体状態に変化する。また、金属ガラスは、結晶金属と比較して、凝固収縮が小さい。これによって、金属ガラスは、金型に対する転写性が極めて高い。したがって、本実施形態に係る軌道輪の製造方法によれば、金型に対する精度の高い軌道輪１０，２０を形成することが可能となる。よって、金型の精度を高めることで、軌道輪１０，２０の仕上げ精度及び面粗さを向上することができるため、軌道輪１０，２０の仕上げ精度を向上するための仕上げ工程を省略することが可能となる。
また、本実施形態に係る軌道輪の製造方法では、金型内において金属ガラス粉末が粘性を有する流動体である過冷却液体状態に変化することによって、金属粉末を用いた粉末冶金製品の欠点である空孔の発生を抑制することができる。これによって、軌道輪１０，２０の強度を更に向上することができるとともに、軌道面１１ａ，２１ａの硬度を向上することができるため、軌道輪１０，２０の強度及び硬度を向上するための熱処理工程を省略することが可能となる。
さらに、本実施形態に係る軌道輪の製造方法では、金属ガラスの粉末から軌道輪１０，２０を形成することによって、軌道輪１０，２０の組織における結晶相の析出を抑制することができ、軌道輪１０，２０の強度及び硬度を更に向上することが可能となる。
以上のように、本実施形態に係る軌道輪の製造方法では、熱処理工程及び仕上げ工程を省略することができ、製造工程を簡略化することが可能となる。
特に、本実施形態に係る軌道輪の製造方法では、Ｎｉ基金属ガラス粉末を用いて軌道輪１０，２０を形成する。ここで、Ｎｉ基金属ガラスは、他の組成の金属ガラスと比較して、自己不動態化が発生し易く、耐食性が高い。これによって、本実施形態に係る軌道輪の製造方法によれば、金属ガラス粉末原料を大気中において成形することができ、製造工程を更に簡略化することが可能となる。
【００２９】
ここで、転がり軸受１は、強度が高いため、サーバーファン等の連続駆動時間が長い装置への適用に適している。また、転がり軸受１は、耐食性が高いため、医療用装置等の腐食の恐れが高い環境下で使用される装置への適用に適している。
特に、転がり軸受１は、仕上げ精度を向上することができるため、外径（外輪１０の外径）が１５ｍｍ以下、特に、８ｍｍ以下のミニチュアベアリングとして構成することに適している。
また、転がり軸受１では、外輪１０、内輪２０及び複数の転動体３０のそれぞれを、金属ガラスにより形成し、保持器４０を樹脂により形成することによって、転がり軸受１の強度及び耐食性を更に向上することが可能となる。
一方、転がり軸受１では、外輪１０及び内輪２０のそれぞれを、金属ガラスにより形成し、複数の転動体３０のそれぞれを、セラミックにより形成し、保持器４０を樹脂により形成することによって、転がり軸受１のコストの増加を抑制しつつ、転がり軸受１の強度及び耐食性を向上することが可能となる。
【００３０】
（変形例）
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態では、種々の変更を行うことが可能である。
例えば、上記実施形態では、本発明に係る軌道輪（転がり軸受）を、転動体として球体を用いる玉軸受に適用した。しかしながら、本発明に係る軌道輪（転がり軸受）は、ころ軸受、円錐ころ軸受、針軸受、スラスト軸受等の他の種類の転がり軸受に適用しても構わない。
また、上記実施形態では、転動体３０が鋼材により形成され、保持器４０が鋼材又は樹脂により形成されている。しかしながら、転動体３０及び保持器４０のうち少なくとも一方を、軌道輪１０，２０と同様に、金属ガラスにより形成しても構わない。
【００３１】
（実施例）
次に、本発明の実施例について説明する。
図４は、本発明の実施例に係る軌道輪及び比較例に係る軌道輪のそれぞれについて、面粗さＲａ、真円度、ビッカース硬さ及び圧環強度を計測した結果を示す図である。
本発明の実施例として、Ｎｉ６５Ｃｒ１３Ｎｂ２Ｐ１６Ｂ４の金属ガラス粉末原料を用いて、上記実施形態に係る軌道輪の製造方法によって軌道輪を形成した。この際、粉末製造工程では、水アトマイズ法によって、粒径範囲が３０μｍ〜６０μｍの金属ガラス粉末原料を形成した。また、成形工程では、上記所定の成形温度を４１０℃、上記所定の成形圧力を５００ＭＰａに設定して、金属ガラス粉末原料を成形した。そして、本発明の実施例に係る軌道輪について、面粗さＲａ、真円度、ビッカース硬さ及び圧環強度を計測した。
また、比較例に係る軌道輪として、軸受鋼（ＳＵＪ２）により形成された一般的な軌道輪を用意した。比較例に係る軌道輪は、従来の製造方法（熱処理工程及び仕上げ工程を有する製造方法）によって製造されたものである。
図４に示すように、本発明の実施例に係る軌道輪は、仕上げ工程を経て製造された比較例に係る軌道輪と比較して、面粗さＲａが同等となっており、かつ、真円度が高くなっている。特に、本発明の実施例に係る軌道輪では、金型と同一の真円度を達成することができている。
したがって、本発明の実施例に係る軌道輪は、金型に対する精度が非常に高いことがわかる。よって、金型の精度を高めることで、軌道輪の仕上げ精度及び面粗さを向上することができるため、製造工程において、軌道輪の仕上げ精度を向上するための仕上げ工程を省略することが可能となることがわかる。
【００３２】
また、本発明の実施例に係る軌道輪及び比較例に係る軌道輪を、腐食液中に浸漬して、浸漬時間に応じた腐食の進行度合いを観察した。この際、腐食液として、５％／ｗｔ塩水を使用した。そして、腐食液中に３ｈ浸漬した本発明の実施例に係る軌道輪、腐食液中に３ｈ浸漬した比較例に係る軌道輪、腐食液中に３３ｈ浸漬した本発明の実施例に係る軌道輪、及び、腐食液中に３３ｈ浸漬した比較例に係る軌道輪を準備して、各軌道輪の表面及び内部における腐食の度合いを目視により観察した。なお、各軌道輪の内部における腐食の度合いの観察は、各軌道輪を切断した切断面（円筒軸に沿う方向に沿って切断した断面）を観察することにより行った。
その結果、腐食液中に３ｈ浸漬した比較例に係る軌道輪では、表面の一部における腐食が観察された。また、腐食液中に３３ｈ浸漬した比較例に係る軌道輪では、表面の広い範囲における腐食が観察され、かつ、腐食が内部（厚み方向の略全域）にまで達していることが観察された。
一方、腐食液中に３ｈ浸漬した本発明の実施例に係る軌道輪及び腐食液中に３３ｈ浸漬した本発明の実施例に係る軌道輪では、表面及び内部における腐食は観察されなかった。
したがって、本発明の実施例に係る軌道輪は、耐食性が高いことがわかる。
【符号の説明】
【００３３】
１      転がり軸受
１０    外輪
１１    軌道溝
１１ａ  軌道面
１２    シール溝
２０    内輪
２１    軌道溝
２１ａ  軌道面
３０    転動体
４０    保持器
５０    シール部材
６０    金型装置
６１    ダイ
６２    下パンチ
６３    上パンチ
６４    コアロッド
６５    キャビティー
【図１】
2014228014.tif 000003
【図２】
2014228014.tif 000004
【図３】
2014228014.tif 000005
【図４】
2014228014.tif 000006