(57)【要約】      （修正有）【課題】潤滑油中に水が混入する環境下であっても良好な寿命延長効果が得られる転がり軸受を提供する。【解決手段】内輪、外輪、及び複数の転動体のうちの少なくとも１つが、平均直径１０μｍ以上の酸化物系非金属介在物の検出個数が検査対象面積３０００ｍｍ2当たり２０個以下である。内輪、外輪、及び複数の転動体のうちの少なくとも１つは、旧オーステナイト粒径最小値がＪＩＳ粒度番号７以上である。内輪、外輪、及び複数の転動体のうちの少なくとも１つの転動面に５ｎｍ〜１００ｎｍの酸化皮膜を有する。【選択図】    図１６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪、外輪、及び複数の転動体から構成される鋼製の転がり軸受において、前記内輪、外輪、及び複数の転動体のうちの少なくとも１つが、平均直径１０μｍ以上の酸化物系非金属介在物の検出個数が検査対象面積３０００ｍｍ2当たり２０個以下であることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記内輪、外輪及び複数の転動体のうちの少なくとも１つは旧オーステナイト粒径最小値がＪＩＳ粒度番号７以上であることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記内輪、外輪及び複数の転動体のうちの少なくとも１つの転動面に５ｎｍ〜１００ｎｍの酸化鉄皮膜を有することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の転がり軸受。
【請求項４】
車輪用軸受であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油中に水分が混入されやすい環境で使用される転がり軸受、例えば、自動車のトランスミッション用軸受、鉄鋼機械のガイドロールやバックアップロール用軸受、鉄道車両用軸受、建設機械用、農業機械用、製紙機械のドライヤーロール用等の軸受に係り、特に車両のハブユニット用軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼の連続鋳造設備のガイドロール用軸受や、圧延機のバックアップロール用軸受では、冷却水等の水が軸受内部の潤滑油に混入し易い。また、製紙用機械のドライヤーロールは水分を含んだ紙を乾燥させる過程で使用されるため、軸受内部の潤滑油に水蒸気が混入し易い。さらに自動車用のハブユニット軸受は、路面の雨水や泥水の影響で軸受内に水分が侵入しやすいため、潤滑油中に水分が混入し易い。
【０００３】
転がり軸受内部の潤滑油に水が混入すると、転がり寿命が大きく低下することは一般的に知られている。例えば非特許文献１によれば、潤滑油中に６％の水が混入すると、水の混入がない場合と比較して転がり寿命が数分の１から２０分の１程度に低下することが報告されている。また、非特許文献２には、水の混入量が１００ｐｐｍ程度と微量であっても、転がり疲れ強さが３２〜４８％低下することが報告されている。そのため、従来は、接触ゴムシール等を設けることにより軸受内部に水が混入することを防止しているが、完全に水の混入を防止することは困難である。
【０００４】
潤滑油中に水が混入した際に短寿命となる要因として、鋼の清浄度、特に酸化物系非金属介在物があげられている。そこで、酸化物系非金属介在物を低減することを目的として、特許文献１には、少なくとも固定側軌道輪の酸素濃度を１２ｐｐｍ以下とした転がり軸受が提案されている。また、特許文献２には、少なくとも固定側軌道輪の軌道面上に平均直径１００μｍを超える酸化物系非金属介在物が存在しないことを保証した転がり軸受が提案されている。
【０００５】
一方、特許文献３には、軸受が高速回転かつ高荷重で使用されると、局部的に高温状態となった転動面の金属表面が触媒作用をすることによって、潤滑油やグリースが分解して水素が発生し、この水素が鋼中に侵入して水素脆化を引き起こし、早期に剥離が生じることが記載されている。この水素は、主に潤滑油やグリース中の水（元々含まれている水分あるいは保管時や使用時に混入した水）の分解によって生じると考えられる。特許文献３には、このような観点から、軸受の転走面に厚さ０．１〜２．５μｍの酸化鉄皮膜を設けることにより、軸受の転走面を不活性にして触媒作用をなくし、水素の発生を防止することが記載されている。酸化鉄皮膜を形成する方法として「黒染め処理法」、酸化水溶液中で転走面を色が付く程度に腐食する方法等が例示されている。
【非特許文献１】「表面起点及び内部起点の転がり疲れについて」NSK Bearing Journal No. 636, pp1〜10, 1977，古村、城田、平川
【非特許文献２】「Effects of Water and Oxygen During Rolling Contact Lubrication」Wear, No.12, pp33〜342, 1968, P. Schatzberg, I. M. Felsen
【特許文献１】特開２０００−８７９７４号公報
【特許文献２】特開２０００−１１０８４１号公報
【特許文献３】特開平２−１９０６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、潤滑油中への水混入による早期剥離では、一般的な水素脆性剥離の特徴として知られる白色組織等の組織変化は見られず、有害と考えられる酸化物系非金属介在物と水素脆性との関わりも未だ不明瞭な点が多い。また、前述のように、転走面や転動面に酸化鉄皮膜を形成させることは、処理法によっては、処理中に水素が鋼中に吸蔵され、かえって転がり寿命を低下させることも懸念される。
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するために成されたものであり、潤滑油中に水が混入する環境下であっても良好な寿命延長効果が得られる転がり軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、潤滑油に水が混入する環境下における早期剥離に関して鋭意検討した結果、次の（ａ）〜（ｄ）の知見を得た。図１は、水混入潤滑環境における剥離メカニズムを説明するために鋼の組織をモデル化して示す模式図である。
【０００９】
（ａ）軸受が使用される際、軌道面には、転動体からの繰り返しのせん断応力をうける。せん断応力が作用する範囲に酸化物系非金属介在物が存在すると、その周囲にせん断応力の集中が生じる。
【００１０】
（ｂ）軸受の転走面において水の分解によって水素が発生し、材料内部に侵入する。材料内部に侵入した水素は、酸化物系非金属介在物の周囲の応力集中部や、旧オーステナイト粒界に集積する。
【００１１】
（ｃ）酸化物系非金属介在物の周囲の応力集中部において水素脆性による微小亀裂が発生する。この際平均直径１０μｍ以上の酸化物系非金属介在物が大きく作用する。
【００１２】
（ｄ）通常亀裂は粒内を進展するが、水素脆性によって特に粒界の脆化が著しい場合や、粒界への応力集中が大きい場合、粒界に沿って進展し、最終的に剥離に至る。
【００１３】
上記の知見から、潤滑油に水が混入する環境下における早期剥離を防止し、寿命延長効果を得るためには、（i）微小亀裂の発生源を減少させる、（ii）微小亀裂の進展を防止する、（iii）水素脆性を抑制する、ということが効果的であると考えられる。本発明は上記の知見に基づいて成されたものである。
【００１４】
上記課題を解決するために本発明は下記の構成を備えている。
【００１５】
（１）本発明に係る転がり軸受は、外部から潤滑材に水分が混入する潤滑環境下で使用される、内輪、外輪、及び複数の転動体から構成される鋼製の転がり軸受において、前記内輪、外輪及び転動体のうちの少なくとも１つが、平均直径１０μｍ以上の酸化物系非金属介在物の検出個数が検査対象面積３０００ｍｍ2当たり２０個以下である。
【００１６】
（２）（１）において、内輪、外輪及び転動体のうちの少なくとも１つは旧オーステナイト粒径最小値がＪＩＳ粒度番号７以上である。
【００１７】
（３）（１）又は（２）において、内輪、外輪及び転動体のうちの少なくとも１つの転動面に５ｎｍ〜１００ｎｍの酸化鉄皮膜を有する。
【００１８】
（４）（１）乃至（３）のいずれか１の軸受は、車輪用軸受である。
【００１９】
なお、本発明では、さらに極値統計法を用いて推定した推定面３００００ｍｍ2中の酸化物系非金属介在物の最大寸法√areamaxを３０μｍ以下とすることが好ましい。
【００２０】
（作用）
前述の通り、潤滑油に水が混入する環境下において寿命延長効果を得るためには、（i）微小亀裂の発生源を減少させること、（ii）微小亀裂の進展を防止すること、（iii）水素脆性を抑制すること、が効果的であると考えられる。
【００２１】
軸受の寿命には素材の清浄度が影響することが一般に知られているが、水が混入した場合にはその影響が顕著となる。本発明の軸受では、平均直径１０μｍ以上の酸化物系非金属介在物の検出個数が検査対象面積３０００ｍｍ2当たり２０個以下に管理するため、良好な寿命が得られる。
【００２２】
さらに微小亀裂の発生には、平均直径１０μｍ以上の酸化物系非金属介在物が作用することは先に述べた通りであるが、
（１）の発明によれば、内輪、外輪、及び複数の転動体から構成される鋼製の転がり軸受において、前記内輪、外輪及び転動体のうちの少なくとも１つは、平均直径１０μｍ以上の酸化物系非金属介在物の検出個数が３０００ｍｍ2当たり２０個以下に管理されているので、微小亀裂の発生源が少なく、良好な寿命延長効果を有する。
【００２３】
（２）の発明によれば、（１）において、内輪、外輪及び転動体のうちの少なくとも１つの旧オーステナイト粒径がＪＩＳ粒度番号７以上とされているので、粒界への応力集中が小さく、良好な寿命延長効果を有する。粒界への応力集中が大きい場合は、亀裂は粒界に沿って進展するため、早期剥離を促進させるおそれがあるが、旧オーステナイト粒径をＪＩＳ粒度番号７以上にすると、粒界への応力集中が小さくなり、表２に示すように寿命が大幅に延長される。
【００２４】
（３）の発明によれば、（１）又は（２）において、前記内輪、外輪及び転動体のうちの少なくとも１つの転動面に、５ｎｍ〜１００ｎｍの酸化鉄皮膜が形成されているため、水の分解による水素の発生を防止し、表３に示すように良好な寿命延長効果が実現される。亀裂の発生や進展を促進する水素脆性を抑制するためには、水の分解よる、転走面での水素の発生を防止することが効果的であるからである。酸化鉄皮膜を形成させるためには、焼入れ、焼戻し後に、２４０℃以下で大気中、あるいはオゾン雰囲気において再加熱して行うことが好ましい。オゾン雰囲気において皮膜形成処理を行うことにより、低温、短時間で処理を行うことができるため、転がり寿命に必要な硬さの低下や、形状変化を防止することができる。
【００２５】
また、上記方法においては、アルカリ、酸溶液等での処理を必要としないため、これによる素材への水素吸蔵の可能性が無いため、より信頼製の高い転がり軸受を得ることができる。ハブユニット軸受は、路面の雨水や泥水の影響で使用されるため、場合によっては軸受内に水分が侵入することが考えられる。
【００２６】
ハブユニット軸受は、前述の転がり軸受と同様な作用が得られるため、潤滑油に水が混入する潤滑環境下において、良好な寿命延長効果を有する。
【００２７】
さらに、本発明では、極値統計法を用いて推定した推定面積Ｓ＝３００００ｍｍ2中の酸化物系非金属介在物の最大寸法√areamaxを３０μｍ以下に管理することによって、さらに良好な寿命が得られる。
【００２８】
ここで「極値統計法」とは、複数の試験片からある単位面積Ｓ0内の介在物の中から最も大きな介在物の大きさを調査し、その後、統計処理を行うことにより、推定の必要な面積Ｓ内での最大介在物の大きさを推定する方法をいう。
【００２９】
極値統計法は、「金属疲労  微小欠陥と介在物の影響（村上敬宣著；養賢堂1993年3月8日第１版発行  233〜261頁）」に詳しく解説されている。極値統計法は以下のステップを経て最大介在物を推定する手法である。
【００３０】
先ず被検体試料から主応力方向に垂直な面を切り出す。この切り出し面（検査対象面）を研磨して鏡面に仕上げる。単位面積Ｓ0として、例えば光学顕微鏡やカメラなどの１視野とほぼ等しい検査基準面を定める。次いで、光学顕微鏡やカメラで検査対象面を観察して検査基準面積内での最大介在物を選び出し、この最大介在物の大きさとしての面積の平方根√areamaxを測定する。この最大介在物の√areamaxの測定を検査部分が重複しないようにｎ回繰り返し測定する。
【００３１】
測定したｎ個の√areamaxを小さいものから順に並べ、それぞれに番号ｊ（ｊ＝１からｎ）を付ける。下式（１），（２）を用いて累積分布関数Ｆ1（％）および基準化変数ｙ1を計算により求める。
【００３２】
Ｆ1＝｛ｊ／（ｎ＋１）｝×１００…（１）
ｙ1＝−ｌｎ［−ｌｎ｛ｊ／（ｎ＋１）｝］…（２）
極値確率用紙の横軸に√areamaxをとり、かつ縦軸にＦ1とｙ1をとって、前記ｊ＝１からｎまでの介在物のデータをこの極値確率用紙にプロットする。そして、基準化変数ｙおよび√areamaxについて最大介在物分布直線を計算する。この最大介在物分布直線は下式（３）〜（５）で与えられる。
【００３３】
√areamax＝ａ×ｙ＋ｂ              …（３）
ｙ＝−ｌｎ［−ｌｎ｛（Ｔ−１）／Ｔ｝］…（４）
Ｔ＝（Ｓ＋Ｓ0）／Ｓ0                …（５）
ただし、ｙ：基準化変数、Ｔ：再帰期間、Ｓ：予想を行う面積、Ｓ0：検査基準面積である。
【００３４】
最大介在物の大きさを予想する面積Ｓを任意に設定し、上式（３）〜（５）を用いて当該面積Ｓにおける最大介在物の大きさとしての面積の平方根√areamaxを推定する。
【００３５】
このような極値統計法を用いて推定した推定面積Ｓ＝３００００ｍｍ2中の酸化物系非金属介在物の最大寸法√areamaxを３０μｍ以下に管理することにより、早期剥離を有効に防止することができ、寿命のさらなる延長を図ることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の転がり軸受は、潤滑油中に水が混入する環境において、微小亀裂の発生、進展、及び水素脆性を有効に抑制するため、良好な寿命延長効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、添付の図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。
【００３８】
（第１の実施形態）  
図２は、本発明を車輪用の玉軸受に適応した例として、玉軸受の部分縦断面を示す図である。本実施形態の玉軸受１は、外周面に内輪軌道面４ａを有する内輪２（回転輪）と、内周面に外輪軌道面５ａを有する外輪３（固定輪）と、両軌道面４ａ，５ａの間に転動自在に設けられた複数の転動体６とで構成されている。
【００３９】
内輪２、外輪３及び転動体６は、極値統計法により推定した推定面積Ｓ＝３００００ｍｍ2中の酸化物系非金属介在物の最大寸法√areamaxが３０μｍ以下であり、かつ平均直径１０μｍ以上の酸化物系非金属介在物の検出個数が３０００ｍｍ2当たり２０個以下に管理された軸受鋼ＳＵＪ２を用いて製造されている。
【００４０】
これらの内輪２、外輪３及び転動体６は、焼入れ焼戻し、研削加工、超仕上げ加工を経て所定の形状とされた後、２４０℃以下で、大気中あるいはオゾン雰囲気中にて再加熱されることにより、内輪軌道面４ａ、外輪軌道面５ａ及び転動体６の表面にそれぞれ５ｎｍ〜１００ｎｍの酸化鉄皮膜が形成されている。
【００４１】
また、内輪２、外輪３及び転動体６の旧オーステナイト結晶粒度はＪＩＳ粒度番号７以上に管理されている。
【００４２】
（第２の実施形態）  
図３は、本発明をハブユニット軸受に適用した例を示す軸受の部分縦断面図である。ハブユニット軸受１０は、内方部材として第１の内輪１２及び第２の内輪１３を備え、外方部材として外輪１４及び複数の転動体１５を備えている。図中にて第１の内輪１２の左端部には、車輪（図示せず）を固定するための車輪支持用フランジ１６が設けられている。
【００４３】
第１の内輪１２の外周面の中間部及び第２の内輪１３の外周面には、それぞれ軌道面が形成され、第１及び第２の内輪軌道面１７ａ，１７ｂとされている。また、外輪１４の内周面には第１及び第２の内輪軌道面１７ａ，１７ｂに対応する第１及び第２の外輪軌道面２０ａ，２０ｂがそれぞれ形成されている。
【００４４】
さらに、内輪軌道面１７ａ，１７ｂと外輪軌道面２０ａ，２０ｂとの間には、それぞれ複列の転動体１５が転動自在に配列されている。また、外輪１４の外周面には、車輪支持用フランジ１６から離間する側の端部に、懸架装置支持用フランジ２１が設けられている。
【００４５】
このように構成されたハブユニット軸受１０において、第１の内輪１２と外輪１４は、極値統計法により推定した推定面積Ｓ＝３００００ｍｍ2中の酸化物系非金属介在物の最大寸法√areamaxが３０μｍ以下であり、かつ平均直径１０μｍ以上の酸化物系非金属介在物の検出個数が３０００ｍｍ2当たり２０個以下である、炭素鋼Ｓ５３Ｃでつくられている。これらの内輪１２と外輪１４は、高周波誘導加熱による焼入れ焼戻し、研削加工、超仕上げ加工を経て所定の形状とされた後に、２４０℃以下で、大気中あるいはオゾン雰囲気中にて再加熱されることにより、内輪軌道面１７ａ及び外輪軌道面２０ａ，２０ｂの表面にそれぞれ５ｎｍ〜１００ｎｍの酸化鉄皮膜が形成されたものとなる。
【００４６】
内輪１３と転動体１５は、平均直径１０μｍ以上の酸化物系非金属介在物の検出個数が３０００ｍｍ2当たり２０個以下である、軸受鋼ＳＵＪ２でつくられている。この内輪１３と転動体１５は、焼入れ焼戻し、研削加工、超仕上げ加工を経て所定の形状とされた後、２４０℃以下で、大気中あるいはオゾン雰囲気中にて再加熱されることにより、内輪軌道面１７ｂ及び転動体１５の表面にそれぞれ５ｎｍ〜１００ｎｍの酸化鉄皮膜が形成されたものとなる。また、内輪１２、外輪１４の軌道面（焼入れ硬化層）及び内輪１３、転動体１５の旧オーステナイト結晶粒度はＪＩＳ粒度番号７以上とされている。
【００４７】
以上のように構成された玉軸受１及びハブユニット軸受１０は、潤滑油に水が混入する環境で使用されたとしても、前述の作用が得られるため、良好な寿命延長効果を奏する。
【００４８】
なお、上記の実施形態は本発明の例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００４９】
（実施例）
清浄度が異なる９種類の鋼種（Ａ〜Ｅ；ＳＵＪ２、Ｆ〜Ｉ；Ｓ５３Ｃ）を用いて、スラスト軸受５１３０５を作製した。鋼種Ａ〜鋼種Ｅは、芯部まで焼入れし、焼戻しを施した。一方、鋼種Ｆ〜鋼種Ｉは、高周波誘導加熱により軌道面のみを焼入れし、焼戻しを施した。熱処理を施した後、研削加工、超仕上げ加工を施し所定の形状とした。なお、旧オーステナイト結晶粒度はＪＩＳ粒度番号７以上となるようにした。
【００５０】
得られたスラスト軸受５１３０５を次の条件で寿命試験を実施した。
【００５１】
アキシアル荷重：６５５ｋｇｆ
回転速度      ：１０００ｒｐｍ
潤滑          ：ＶＧ１０＋水５％
寿命は、各サンプルをそれぞれ複数回ずつ試験して、試験機に取り付けた振動計の値が、試験開始時の３倍になった時点までの累積応力繰り返し回数（寿命）を調査してワイブルプロットを作成し、各ワイブル分布の結果から各々のＬ10寿命を求めた。
【００５２】
その試験結果を表１に示す。試験結果の「寿命比」は、計算寿命に対する実測寿命の比率で示した。次に、２種類の手法によって各綱種の清浄度を評価した。まず、極値統計法により推定面積Ｓ＝３００００ｍｍ2中の酸化物系非金属介在物の最大寸法√areamaxを推定した。その結果を表１中、及び図４（鋼種Ａ〜鋼種Ｅ）、図５（鋼種Ｆ〜Ｊ）にそれぞれ示す。また、図６には鋼種Ａ〜Ｅおよび鋼種Ｆ〜Ｊにおける√areamax（μｍ）と寿命比との相関をそれぞれ示す。
【表１】
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【００５３】
図６から明らかなように、酸化物系非金属介在物の最大寸法√areamaxが３０μｍ以下であると、水混入潤滑下においても計算寿命を満足することがわかる。特に√areamaxが２０μｍ以下の材料においては、√areamaxと寿命比との関係がばらついており、酸化物系非金属介在物が水混入下における寿命に影響を及ぼしていることは明らかであるが、どのような酸化物系非金属介在物が寿命に影響を及ぼしているのか明らかにする必要がある。
【００５４】
そこで、√areamaxが３０μｍ以下を満足する７種の鋼種（Ａ〜Ｄ、Ｆ〜Ｈ）において被検面積３０００ｍｍ2中に含まれる平均直径５μｍ以上の全ての酸化物系非金属介在物を検出し、個数分布図を作成した。各綱種における平均直径５μｍ以上の全ての酸化物系非金属介在物の個数分布図を図７〜図１３にそれぞれ示す。
【００５５】
図１４〜図１６に、平均直径８μｍ以上の介在物の総数、９μｍ以上の介在物の総数、１０μｍ以上の介在物の総数と寿命比との関係をそれぞれ示す。図１４から明らかなように、平均直径８μｍ以上の介在物の総数が６０個程度では、寿命との相関は見られない。また、図１５から明らかなように、平均直径９μｍ以上の介在物の総数が３０〜４０個程度では、寿命との相関は見られるものの、ばらつきが大きい。
【００５６】
一方、図１６から明らかなように、平均直径１０μｍ以上の介在物の総数と寿命とに良好な相関が見られ、平均直径１０μｍ以上の介在物の数が２０個以下であると、水混入下においても計算寿命の１．５倍以上の寿命となる。
【００５７】
以上の結果から、水混入潤滑における早期剥離には、酸化物系非金属介在物が影響する個であるが、特に平均直径１０μｍ以上の介在物が大きく作用していると考えられる。√areamax＝が３０μｍ以下であり、かつ平均直径１０μｍ以上の介在物の総数を２０個以下とすることで水混入潤滑において良好な寿命延長効果が得られる。
【００５８】
次に、水混入潤滑における寿命と旧オーステナイト結晶粒度の関係を調べるために、鋼種Ａ及び鋼種Ｆを用いて、熱処理条件を変化させることで、旧オーステナイト結晶粒度を変化させたスラスト軸受５１３０５を作成し、寿命試験を実施した。
【００５９】
その試験結果を表２及び図１７に示す。試験結果の寿命比は、上記と同様に実測寿命の計算寿命に対する比率で示した。なお、試験条件は上述の寿命試験と同じとした。
【表２】
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【００６０】
図１７より、旧オーステナイト結晶粒度をＪＩＳ粒度番号７以上とすることにより、結晶粒界への応力集中が軽減し、亀裂の進展が抑制されるため、水混入潤滑において良好な寿命延長効果が得られることがわかる。
【００６１】
次に、鋼種Ａ及び鋼種Ｆを用いて、焼入れ焼戻し（鋼種Ａは芯部まで焼入れ焼戻し、鋼種Ｆは高周波誘導加熱により焼入れ、焼戻し）を施し、研削加工、超仕上げ加工を施した後、表３に示す条件で酸化鉄皮膜形成処理を施したスラスト軸受５１３０５を作成し、寿命試験を行った。なおオゾン雰囲気での酸化鉄皮膜形成処理は、オゾン濃度５〜１００ｐｐｍの雰囲気で行った。なお、旧オーステナイト結晶粒度はＪＩＳ粒度番号７以上となるようにした。
【００６２】
その試験結果を表３及び図１８に示す。試験結果の寿命比は、上記と同様に実測寿命の計算寿命に対する比率で示してある。なお、試験条件は上述の寿命試験と同じとした。
【表３】
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【００６３】
図１８から明らかなように、酸化鉄皮膜厚さを５ｎｍ〜１００ｎｍとすることで、水混入潤滑において良好な寿命延長効果が得られることが判明した。
【００６４】
表３中のサンプル番号２６は、十分な厚さの酸化鉄皮膜が形成されておらず、十分な寿命延長効果が得られなかった。また、表３中のサンプル番号２５は、酸化鉄皮膜が１００ｎｍより厚く、表面粗さが悪化したため十分な寿命延長効果が得られなかったと考えられる。表３中のサンプル番号３２は、酸化鉄皮膜厚さは適正であるが、皮膜形成処理温度が３００℃と高く、硬さの低下を生じたため短寿命であった。
【００６５】
表３の結果から明らかなように、酸化鉄皮膜形成処理は２４０℃以下で施されることが好ましいことが判明した。また、オゾン雰囲気で処理することにより低温、短時間で適正な酸化鉄皮膜を形成させることができることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、潤滑油中に水分が混入されやすい環境で使用される転がり軸受として、例えば自動車のトランスミッション用軸受、鉄鋼機械のガイドロールやバックアップロール用軸受、鉄道車両用軸受、建設機械用、農業機械用、製紙機械のドライヤーロール用等の軸受、特に車両のハブユニット用軸受に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】水混入潤滑環境における剥離メカニズムを説明するための模式図。
【図２】本発明の実施形態の一例である玉軸受を説明するための部分縦断面図。
【図３】本発明の実施形態の一例であるハブユニット軸受を示す部分縦断面図。
【図４】極値統計法による鋼種Ａ〜鋼種Ｅの解析結果を示す特性線図。
【図５】極値統計法による鋼種Ｆ〜鋼種Ｊの解析結果を示す特性線図。
【図６】√areamaxと水混入潤滑環境における寿命比との関係を示す特性線図。
【図７】鋼種Ａの酸化物系非金属介在物の個数分布図。
【図８】鋼種Ｂの酸化物系非金属介在物の個数分布図。
【図９】鋼種Ｃの酸化物系非金属介在物の個数分布図。
【図１０】鋼種Ｄの酸化物系非金属介在物の個数分布図。
【図１１】鋼種Ｆの酸化物系非金属介在物の個数分布図。
【図１２】鋼種Ｇの酸化物系非金属介在物の個数分布図。
【図１３】鋼種Ｈの酸化物系非金属介在物の個数分布図。
【図１４】平均直径８μｍ以上の介在物の総数と水混入潤滑環境における寿命比との関係を示す特性図。
【図１５】平均直径９μｍ以上の介在物の総数と水混入潤滑環境における寿命比との関係を示す特性図。
【図１６】平均直径１０μｍ以上の介在物の総数と水混入潤滑環境における寿命比との関係を示す特性図。
【図１７】旧オーステナイト結晶粒度と水混入潤滑環境における寿命比との関係を示す特性図。
【図１８】酸化鉄皮膜厚さと水混入潤滑環境における寿命比との関係を示す特性図。
【符号の説明】
【００６８】
１…玉軸受、２…内輪、３…外輪、
４ａ…内輪軌道面、５ａ…外輪軌道面、６…転動体、
１０…ハブユニット軸受、１２…第１の内輪、１３…第２の内輪、１４…外輪、
１５…転動体、１６…車輪支持用フランジ、
１７ａ…第１の内輪軌道面、１７ｂ…第２の内輪軌道面、
２０ａ…第１の外輪軌道面、２０ｂ…第２の外輪軌道面、
２１…懸架装置支持用フランジ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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