(57)【要約】【課題】生産コストが低く、寿命が長く、かつ破壊靭性に優れたセラミックス転動体を提供する。【解決手段】セラミック転動体（セラミック球１３）は、深溝玉軸受１において外輪１１および内輪１２に接触して円環状の軌道上に配置されるセラミックス転動体である。このセラミック球１３は、酸化アルミニウムおよび二酸化珪素の化合物（ムライト）と酸化チタンとを含み、残部が焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受において軌道部材に接触して円環状の軌道上に配置されるセラミックス転動体であって、
酸化アルミニウムおよび二酸化珪素の化合物と酸化チタンとを含み、残部が焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成される、セラミックス転動体。
【請求項２】
転がり軸受において軌道部材に接触して円環状の軌道上に配置されるセラミックス転動体であって、
酸化アルミニウムおよび二酸化珪素の化合物と酸化チタンと酸化ジルコニウムとを含み、残部が焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成される、セラミックス転動体。
【請求項３】
前記焼結体はアルミニウムおよびチタンの複合酸化物をさらに含む、請求項１または２に記載のセラミックス転動体。
【請求項４】
前記焼結助剤は酸化イットリウムからなる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のセラミックス転動体。
【請求項５】
前記焼結体は１４５０℃以上１５５０℃以下の温度で焼成することにより得られる、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセラミックス転動体。
【請求項６】
軌道部材と、
前記軌道部材に接触し、円環状の軌道上に配置される複数の転動体とを備え、
前記転動体は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のセラミックス転動体である、転がり軸受。
【請求項７】
転がり軸受において軌道部材に接触して円環状の軌道上に配置されるセラミックス転動体の製造方法であって、
酸化アルミニウムおよび二酸化珪素の化合物からなる原料粉末と酸化チタンからなる原料粉末と焼結助剤とを混合して混合粉末を得る工程と、
前記混合粉末を前記セラミックス転動体の概略形状に成形することにより成形体を得る工程と、
前記成形体を焼成することにより前記セラミックス転動体を構成する焼結体を得る工程とを備える、セラミックス転動体の製造方法。
【請求項８】
前記混合粉末を得る工程では、酸化ジルコニウムの原料粉末をさらに混合した前記混合粉末が得られる、請求項７に記載のセラミックス転動体の製造方法。
【請求項９】
前記混合粉末を得る工程では、前記酸化チタンからなる原料粉末の割合が３質量％以上１５質量％以下である前記混合粉末が得られる、請求項７または８に記載のセラミックス転動体の製造方法。
【請求項１０】
前記焼結体を得る工程では、１４５０℃以上１５５０℃以下の温度で前記成形体を焼成することにより前記焼結体が得られる、請求項７〜９のいずれか１項に記載のセラミックス転動体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックス転動体、転がり軸受およびセラミックス転動体の製造方法に関し、より特定的には、転がり軸受において軌道部材に接触して円環状の軌道上に配置されるセラミックス転動体、当該セラミックス転動体を備える転がり軸受および当該セラミックス転動体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベアリング（軸受）用転動体の材料には主に軸受鋼が用いられるが、高速回転、絶縁性、耐熱性、耐腐食性などの特性が要求される用途にはセラミックスが用いられる。一般にベアリング用のセラミックス材料には、高強度、高靱性および高硬度を有するとともに耐熱性および耐食性に優れる窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）が用いられる。しかし、窒化珪素を材料とした転動体は非酸化性雰囲気中で焼結する必要があるため生産性が低く、コスト面において問題がある。これに対して、アルミナ(Ａｌ２Ｏ３）やジルコニア（ＺｒＯ２）などの酸化物セラミックスは酸化性雰囲気中で焼結することができるため、これらの材料を用いて転動体を製造することにより生産性およびコストパフォーマンスを向上させることができる。
【０００３】
たとえば特開２００２−１０６５７０号公報（以下、特許文献１という）および国際公開２０１０／１３４６０２号（以下、特許文献２という）には、高強度および高靱性を有するＺｒＯ２と安価なＡｌ２Ｏ３とを複合した転動体が提案されている。しかし、窒化珪素は針状結晶が絡み合った微構造を有するのに対して、Ａｌ２Ｏ３−ＺｒＯ２系複合材料は球状粒子により構成されている。そのため、Ａｌ２Ｏ３−ＺｒＯ２系複合材料からなる転動体を備えたベアリングでは、長時間の使用により転動体表面の結晶粒が摩耗、脱落するため寿命が短いという問題がある。
【０００４】
酸化物セラミックスの一種であるムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）は、高温強度およびクリープ抵抗性に優れ、柱状結晶が絡み合った微構造を有する焼結体を得ることができる。そのため、ムライトからなる転動体は上述のような転動体表面の結晶粒の摩耗や脱落の問題に対して有効である。しかし、ムライトは室温における破壊靱性値が約２ＭＰａ・ｍ１／２と非常に低いため、負荷荷重が大きい用途への応用に制限がある。
【０００５】
これに対して、たとえば特開昭６２−１２６６２号公報（以下、特許文献３という）には、ムライト−ＺｒＯ２およびムライト−ＺｒＯ２−Ａｌ２Ｏ３系複合材料において微細に分散したムライトの柱状結晶が焼結体の微構造を制御することにより、常温で優れた強度および靭性を有する材料が得られることが提案されている。しかし、ムライトを４０〜８０質量％含む焼結体は破壊靭性が３．９〜４．１ＭＰａ・ｍ１／２であり、窒化珪素の破壊靭性値（５〜６ＭＰａ・ｍ１／２）に対して低く、転動体として使用するには信頼性が不十分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１０６５７０号公報
【特許文献２】国際公開２０１０／１３４６０２号
【特許文献３】特開昭６２−１２６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように従来では、酸化性雰囲気中での焼結が可能であり、寿命が長く、飛躍的に破壊靭性が改善されたベアリング用転動体を得ることは困難であった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、生産コストが低く、寿命が長く、かつ破壊靭性に優れたセラミックス転動体、当該セラミックス転動体を備える転がり軸受、および当該セラミックス転動体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一の局面に従ったセラミックス転動体は、転がり軸受において軌道部材に接触して円環状の軌道上に配置されるセラミックス転動体である。上記セラミックス転動体は、酸化アルミニウムおよび二酸化珪素の化合物と酸化チタンとを含み、残部が焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成されている。
【００１０】
上記セラミックス転動体を構成する焼結体は、酸化アルミニウムおよび二酸化珪素の化合物と酸化チタンとを酸化性雰囲気中で焼結して作製することができる。そのため、非酸化性雰囲気中での焼結が必要な窒化珪素を用いる場合に比べて生産コストをより抑えることができる。また上記セラミックス転動体を構成する焼結体は、柱状結晶が絡み合った微構造を有する酸化アルミニウムおよび二酸化珪素の化合物を含んでいる。そのため、転動体表面における結晶粒の摩耗や脱落が抑えられて寿命がより長くなっている。さらに上記セラミックス転動体を構成する焼結体では、焼結時において焼結助剤が酸化アルミニウムおよび二酸化珪素の化合物と反応して酸化アルミニウムが生成し、この酸化アルミニウムが酸化チタンと反応することによりチタン酸アルミニウムが生成している。このチタン酸アルミニウムは熱膨張率の異方性が大きい特性を有している。そのため、上記セラミックス転動体を構成する焼結体では、相間の熱膨張率の差により生じるマイクロクラックが亀裂進行時に破壊エネルギーの消費に寄与するため、破壊靭性が向上している。したがって、本発明の一の局面に従ったセラミックス転動体によれば、生産コストが低く、寿命が長く、かつ破壊靭性に優れたセラミックス転動体を提供することができる。
【００１１】
本発明の他の局面に従ったセラミックス転動体は、転がり軸受において軌道部材に接触して円環状の軌道上に配置されるセラミックス転動体である。上記セラミックス転動体は、酸化アルミニウムおよび二酸化珪素の化合物と酸化チタンと酸化ジルコニウムとを含み、残部が焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成されている。
【００１２】
上記セラミックス転動体は、上記本発明の一の局面に従ったセラミックス転動体と同様に生産コストが低く、寿命が長く、かつ破壊靭性に優れたセラミックス転動体になっている。さらに上記セラミックス転動体を構成する焼結体は酸化ジルコニウムを含んでいるため、転動体の機械的強度がより向上している。したがって、本発明の他の局面に従ったセラミックス転動体によれば、生産コストが低く、寿命が長く、破壊靭性に優れ、かつ機械的強度が向上したセラミックス転動体を提供することができる。
【００１３】
上記セラミックス転動体において好ましくは、上記焼結体はアルミニウムおよびチタンの複合酸化物（チタン酸アルミニウム）をさらに含んでいる。
【００１４】
上述のように、チタン酸アルミニウムは熱膨張率の異方性が大きい特性を有している。そのため、上記焼結体がチタン酸アルミニウムを含むことにより、上記セラミックス転動体の破壊靭性をさらに向上させることができる。
【００１５】
上記セラミックス転動体において好ましくは、焼結助剤は酸化イットリウムからなっている。このように上記セラミックス転動体を構成する焼結体においては、一般的な焼結助剤である酸化イットリウムを用いることができる。
【００１６】
上記セラミックス転動体において好ましくは、上記焼結体は１４５０℃以上１５５０℃以下の温度で焼成することにより得られる。
【００１７】
上記焼結体を得るための焼成温度が１４５０℃未満である場合および１５５０℃を超える場合には、上記セラミックス転動体の破壊靭性が低下して寿命が短くなる。そのため、上記焼成温度は１４５０℃以上１５５０℃以下であることが好ましく、１５００℃以上１５５０℃以下であることがより好ましい。
【００１８】
本発明に従った転がり軸受は、軌道部材と、軌道部材に接触し、円環状の軌道上に配置される複数の転動体とを備えている。上記転動体は、上記本発明に従ったセラミックス転動体である。
【００１９】
上記転がり軸受は、生産コストが低く、寿命が長く、かつ破壊靭性に優れた上記本発明に従ったセラミックス転動体を備えている。したがって、本発明に従った転がり軸受によれば、安価でかつ寿命が延長された転がり軸受を提供することができる。
【００２０】
本発明に従ったセラミックス転動体の製造方法は、転がり軸受において軌道部材に接触して円環状の軌道上に配置されるセラミックス転動体の製造方法である。上記セラミックス転動体の製造方法は、酸化アルミニウムおよび二酸化珪素の化合物からなる原料粉末と酸化チタンからなる原料粉末と焼結助剤とを混合して混合粉末を得る工程と、上記混合粉末を上記セラミックス転動体の概略形状に成形することにより成形体を得る工程と、上記成形体を焼成することにより上記セラミックス転動体を構成する焼結体を得る工程とを備えている。
【００２１】
上記セラミックス転動体の製造方法では、酸化アルミニウムおよび二酸化珪素の化合物からなる原料粉末と酸化チタンからなる原料粉末とを含む上記混合粉末を成形し、上記成形体を酸化性雰囲気中で焼成することにより上記焼結体を得ることができる。そのため、非酸化性雰囲気中での焼結が必要な窒化珪素を原料粉末として用いる場合に比べて生産コストをより抑えることができる。また上記セラミックス転動体の製造方法では、柱状結晶が絡み合った微構造を有する酸化アルミニウムおよび二酸化珪素の化合物からなる原料粉末が用いられるため、製造されるセラミックス転動体は表面での結晶粒の摩耗や脱落が抑えられて寿命がより長くなる。さらに、上記セラミックス転動体の製造方法では、焼結時において焼結助剤が酸化アルミニウムおよび二酸化珪素の化合物と反応して酸化アルミニウムが生成し、この酸化アルミニウムが酸化チタンと反応することによりチタン酸アルミニウムが生成している。このチタン酸アルミニウムは熱膨張率の異方性が大きい特性を有している。そのため、製造されるセラミックス転動体では、焼結体において相間の熱膨張率の差により生じるマイクロクラックが亀裂進行時に破壊エネルギーの消費に寄与するため、破壊靭性が向上している。したがって、本発明に従ったセラミックス転動体の製造方法によれば、生産コストが低く、寿命が長く、かつ破壊靭性に優れたセラミックス転動体を製造することができる。
【００２２】
上記セラミックス転動体の製造方法において好ましくは、混合粉末を得る工程では、酸化ジルコニウムの原料粉末をさらに混合した混合粉末が得られる。
【００２３】
これにより、製造されるセラミックス転動体の機械的強度をより向上させることができる。
【００２４】
上記セラミックス転動体の製造方法において好ましくは、混合粉末を得る工程では、酸化チタンからなる原料粉末の割合が３質量％以上１５質量％以下である混合粉末が得られる。
【００２５】
上記酸化チタンからなる原料粉末の割合が３質量％未満である場合および１５質量％を超える場合には、製造される上記セラミックス転動体の破壊靭性が低下して寿命が短くなる。そのため、上記酸化チタンからなる原料粉末の割合は３質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、５質量％以上１０質量％以下であることがより好ましい。
【００２６】
上記セラミックス転動体の製造方法において好ましくは、焼結体を得る工程では、１４５０℃以上１５５０℃以下の温度で上記成形体を焼成することにより上記焼結体が得られる。
【００２７】
上記焼結体を得るための焼成温度が１４５０℃未満である場合および１５５０℃を超える場合には、製造される上記セラミックス転動体の破壊靭性が低下して寿命が短くなる。そのため、上記焼成温度は１４５０℃以上１５５０℃以下であることが好ましく、１５００℃以上１５５０℃以下であることがより好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
以上の説明から明らかなように、本発明に従ったセラミックス転動体によれば、生産コストが低く、寿命が長く、かつ破壊靭性に優れたセラミックス転動体を提供することができる。また、本発明に従った転がり軸受によれば、安価でかつ寿命が延長された転がり軸受を提供することができる。また、本発明に従ったセラミックス転動体の製造方法によれば、生産コストが低く、寿命が長く、かつ破壊靭性に優れたセラミックス転動体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る深溝玉軸受の構造を示す概略断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態の変形例に係るスラストニードルころ軸受の構造を示す概略断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る転がり軸受の製造方法を概略的に示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施の形態に係るセラミックス転動体の製造方法を概略的に示すフローチャートである。
【図５】酸化チタン粉末の含有量と寿命比との関係を示すグラフである。
【図６】焼成温度と寿命比との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００３１】
まず、本発明の一実施の形態に係る転がり軸受としての深溝玉軸受の構造について説明する。図１は、本実施の形態に係る深溝玉軸受の構造を示す概略断面図である。図１を参照して、本実施の形態に係る転がり軸受としての深溝玉軸受の構造を説明する。
【００３２】
図１を参照して、深溝玉軸受１は、軌道部材としての環状の外輪１１と、外輪１１の内側に配置された軌道部材としての環状の内輪１２と、外輪１１と内輪１２との間に配置され、円環状の保持器１４に保持された複数のセラミック球１３（転動体）とを備えている。
【００３３】
外輪１１の内周面には外輪転走面１１Ａが形成されており、内輪１２の外周面には内輪転走面１２Ａが形成されている。そして、内輪転走面１２Ａと外輪転走面１１Ａとが互いに対向するように、外輪１１と内輪１２とは配置されている。さらに、複数のセラミック球１３は、転動面１３Ａにおいて内輪転走面１２Ａおよび外輪転走面１１Ａに接触し、かつ保持器１４により周方向に所定のピッチで配置されることにより円環状の軌道上に転動自在に保持されている。セラミック球１３は、以下に説明する本実施の形態に係るセラミックス転動体である。
【００３４】
本実施の形態に係るセラミックス転動体としてのセラミック球１３は、深溝玉軸受１において外輪１１および内輪１２に接触して円環状の軌道上に配置されている。セラミック球１３は、酸化アルミニウムおよび二酸化珪素の化合物であるムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）と、酸化チタン（ＴｉＯ２）とを含み、残部焼結助剤（酸化イットリウム、Ｙ２Ｏ３）および不純物からなる焼結体から構成されている。上記焼結体はアルミニウムおよびチタンの複合酸化物（チタン酸アルミニウム、Ａｌ２ＴｉＯ５）を含んでいる。
【００３５】
このようにセラミック球１３を構成する焼結体は、ムライトと酸化チタンとを酸化性雰囲気中で焼結して作製することができる。そのため、非酸化性雰囲気中での焼結が必要な窒化珪素を用いる場合に比べて生産コストをより抑えることができる。またセラミック球１３を構成する焼結体は、柱状結晶が絡み合った微構造を有するムライトを含んでいる。そのため、転動面１３Ａにおける結晶粒の摩耗や脱落が抑えられて寿命がより長くなっている。さらにセラミック球１３を構成する焼結体では、焼結時において焼結助剤である酸化イットリウムがムライトと反応して１３００〜１４００℃の温度でアルミナが生成し、このアルミナが酸化チタンと反応することにより熱膨張率の異方性が大きいチタン酸アルミニウムが生成している。そのため、セラミック球１３を構成する焼結体では、相間の熱膨張率の差により生じるマイクロクラックが亀裂進行時に破壊エネルギの消費に寄与するため、破壊靭性が向上している。このように本実施の形態に係るセラミックス転動体であるセラミック球１３は、生産コストが低く、寿命が長く、かつ破壊靭性に優れたセラミックス転動体になっている。そのため、セラミック球１３を備える深溝玉軸受１は、安価でかつ寿命がより延長されたものになっている。
【００３６】
また、上記本実施の形態に係るセラミック球１３は、ムライトおよび酸化チタンに加えて酸化ジルコニウムをさらに含み、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成されていてもよい。これにより、セラミック球１３の機械的強度をより向上させることができる。
【００３７】
次に、本実施の形態の変形例における転がり軸受としてのスラストニードルころ軸受の構造について説明する。図２は、本実施の形態の変形例における転がり軸受としてのスラストニードルころ軸受の構造を示す概略断面図である。図２を参照して、本実施の形態の変形例における転がり軸受としてのスラストニードルころ軸受の構造について説明する。
【００３８】
図２を参照して、スラストニードルころ軸受２は、基本的には図１に基づいて説明した深溝玉軸受１と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。しかし、スラストニードルころ軸受２は、軌道部材および転動体の構成において深溝玉軸受１とは異なっている。
【００３９】
スラストニードルころ軸受２は、円盤状の形状を有し、互いに一方の主面が対向するように配置された軌道部材としての一対の軌道輪２１と、転動体としての複数のセラミックころ２３と、円環状の保持器２４とを備えている。複数のセラミックころ２３は、その外周面であるころ転走面２３Ａにおいて一対の軌道輪２１の互いに対向する主面に形成された軌道輪転走面２１Ａに接触している。複数のセラミックころ２３は、保持器２４により周方向に所定のピッチで配置されることにより円環状の軌道上に転動自在に保持されている。セラミックころ２３は、上記セラミック球１３と同様に本実施の形態に係るセラミックス転動体である。そのため、本実施の形態の変形例におけるスラストニードルころ軸受２は、上記深溝玉軸受１と同様に安価でかつ寿命が延長された転がり軸受になっている。
【００４０】
次に、本実施の形態に係るセラミックス転動体および転がり軸受の製造方法について説明する。図３は、本実施の形態に係る転がり軸受の製造方法を概略的に示すフローチャートである。また図４は、本実施の形態に係るセラミックス転動体の製造方法を概略的に示すフローチャートである。
【００４１】
図３を参照して、本実施の形態に係る転がり軸受の製造方法においては、まず、軌道部材を製造する軌道部材製造工程と、転動体を製造する転動体製造工程とが実施される。具体的には、軌道部材製造工程では、外輪１１、内輪１２、軌道輪２１などが製造される。一方、転動体製造工程では、セラミック球１３、セラミックころ２３などのセラミックス転動体が製造される。
【００４２】
そして、軌道部材製造工程において製造された軌道部材と、転動体製造工程において製造されたセラミックス転動体とを組み合わせることにより、転がり軸受を組立てる組立工程が実施される。より具体的には、たとえば外輪１１および内輪１２とセラミック球１３とを組み合わせることにより、深溝玉軸受１が組立てられる（図１）。また、一対の軌道輪２１とセラミックころ２３とを組み合わせることにより、スラストニードルころ軸受２が組み立てられる（図２）。そして、転動体製造工程は、たとえば以下に説明するセラミックス転動体の製造方法を用いて実施される。
【００４３】
図４を参照して、本実施の形態に係るセラミックス転動体の製造方法においては、まず原料粉末準備工程が実施される。この工程では、まずムライトからなる原料粉末、酸化チタンからなる原料粉末、酸化ジルニウムからなる原料粉末および焼結助剤（酸化イットリウム）がそれぞれ所定量ずつ準備される。
【００４４】
次に、混合工程が実施される。この工程では、上記原料粉末準備工程において準備された原料粉末を所定の比率で混合することにより混合粉末が得られる。この工程では、混合粉末における酸化チタン原料粉末の割合が３質量％以上１５質量％以下に調整されることが好ましく、５質量％以上１０質量％以下に調整されることがより好ましい。
【００４５】
次に、成形工程が実施される。この工程では、上記混合粉末をセラミックス転動体（セラミック球１３およびセラミックころ２３）の概略形状に成形することにより成形体が得られる。より具体的には、静水圧成形法などによりセラミック球１３およびセラミックころ２３の概略形状に成形された成形体が作製される。
【００４６】
次に、焼結工程が実施される。この工程では、上記成形体がヒータ加熱、マイクロ波やミリ波による電磁波加熱などの加熱方法を用いて焼成されることにより、セラミック球１３およびセラミックころ２３を構成する焼結体が作製される。この工程では、たとえば酸素を含む雰囲気中において１４５０℃以上１５５０℃以下の温度（好ましくは１５００℃以上１５５０℃以下の温度）で上記成形体を焼成することにより上記焼結体が作製される。
【００４７】
次に、仕上げ工程が実施される。この工程では、上記焼結工程において作製された焼結体の表面が加工されて当該表面を含む領域が除去される。これにより、本実施の形態に係るセラミックス転動体であるセラミック球１３（図１）およびセラミックころ２３（図２）が完成し、本実施の形態に係るセラミックス転動体の製造方法が完了する。
【００４８】
このように本実施の形態に係るセラミックス転動体の製造方法では、ムライト原料粉末と酸化チタン原料粉末とを含む混合粉末を成形し、得られた成形体を酸化性雰囲気中で焼成することにより焼結体を得ることができる。そのため、非酸化性雰囲気中での焼結が必要な窒化珪素を原料粉末として用いる場合に比べて生産コストをより抑えることができる。また上記セラミックス転動体の製造方法では、柱状結晶が絡み合った微構造を有するムライト原料粉末が用いられるため、製造されるセラミック球１３およびセラミックころ２３は転動面１３Ａ，２３Ａでの結晶粒の摩耗や脱落が抑えられて寿命がより長くなる。さらに、上記セラミックス転動体の製造方法では、焼結時において焼結助剤（酸化イットリウム）がムライトと反応して１３００〜１４００℃の範囲でアルミナが生成し、このアルミナが酸化チタンと反応することにより熱膨張率の異方性が大きいチタン酸アルミニウムが生成している。そのため、製造されるセラミック球１３およびセラミックころ２３では、焼結体において相間の熱膨張率の差により生じるマイクロクラックが亀裂進行時に破壊エネルギーの消費に寄与するため、破壊靭性が向上している。したがって、本実施の形態に係るセラミックス転動体の製造方法によれば、生産コストが低く、寿命が長く、かつ破壊靭性に優れた上記本実施の形態に係るセラミックス転動体であるセラミック球１３およびセラミックころ２３を製造することができる。
【００４９】
なお、上記本実施の形態では本発明の転がり軸受およびセラミックス転動体の例として深溝玉軸受１およびスラストニードルころ軸受２ならびにこれらに用いられるセラミック球１３およびセラミックころ２３について説明したがこれに限定されるものではない。本発明の転がり軸受およびセラミックス転動体は、たとえばアンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、針状ころ軸受、円錐ころ軸受、自動調心ころ軸受、スラスト玉軸受などの他の転がり軸受および当該他の転がり軸受を構成する転動体においても同様に適用することが可能である。
【実施例】
【００５０】
まず、ムライト粉末（共立マテリアル株式会社製、ＫＭ１０１）、ＺｒＯ２粉末（東ソー株式会社製、ＴＺ−３Ｙ）、Ｙ２Ｏ３粉末（Ｈ．Ｃ．ＳＴＡＲＣＫ社製，  Ｙ２Ｏ３  Ｇｒａｄｅ  Ｃ）およびＴｉＯ２粉末（シーアイ化成株式会社製、ＮａｎｏＴｅｋ）を表１に示す割合で秤量した。次に、これらの原料粉末をボールミルを用いて６０時間湿式混合した。次に、得られたスラリーを乾燥させ、その後篩（目開き３００μｍ）に通すことにより混合粉末を得た。次に、得られた混合粉末を２００ＭＰａの圧力により静水圧成形して３／８インチ相当の球状の成形体を得た。そして、得られた成形体を２時間焼成することによりボール試験片を得た（実施例１〜１０）。また比較例１および２として、ＴｉＯ２粉末を含まない混合粉末を用いて同様にボール試験片を作製した。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
＜破壊靭性試験＞
ボール試験片をダイヤモンドカッターを用いて切断し、表面研磨を行った。その後、ＪＩＳ規格Ｒ１６１０の規定に準じてＩＦＲ法により試験片の破壊靭性値を測定した。表１から明らかなように、比較例に比べて実施例では破壊靭性が最大で１．５倍にまで向上した。
【００５３】
＜寿命試験＞
ボール試験片を３／８インチに研削、研磨し、寿命試験用のボールを作製した。そして、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２鋼からなる内輪および外輪と組合わせることにより軸受を作製した（軸受型番：６２０６）。そして、面圧２．５ＧＰａ、回転数３０００ｍｉｎ−１の条件で寿命試験を行い、ボールが剥離した時点を基準として寿命を測定した。またＪＩＳ規格ＳＵＪ２鋼からなる球を使用した軸受の寿命に対する比（寿命比）も算出した。
【００５４】
まず焼成温度を１５００℃で一定として酸化チタンの割合を１〜２０質量％に変化させた場合の寿命比を調査した（表１の実施例１〜６および図５）。図５中において、横軸は混合粉末中の酸化チタン原料粉末の割合(質量％）を示し、縦軸は寿命比を示している。表１および図５から明らかなように、酸化チタン原料粉末の割合が３〜１５質量％の範囲において寿命比が１を超えることが分かった。
【００５５】
次に、酸化チタン原料粉末の割合を５質量％で一定として焼成温度を変化させた場合の寿命比を調整した（表１の実施例７〜１０および図６）。図６中において、横軸は焼成温度（℃）を示し、縦軸は寿命比を示している。表１および図６から明らかなように、焼成温度が１４５０℃以上１５５０℃以下の範囲において寿命比が１を超え、寿命が優れた転がり軸受が得られることが分かった。
【００５６】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明のセラミックス転動体、転がり軸受およびセラミックス転動体の製造方法は、転がり軸受において軌道部材に接触して円環状の軌道上に配置されるセラミックス転動体、当該セラミックス転動体を備える転がり軸受および当該セラミックス転動体の製造方法において、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００５８】
１  深溝玉軸受、２  スラストニードルころ軸受、１１  外輪、１１Ａ  外輪転走面、１２  内輪、１２Ａ  内輪転走面、１３  セラミック球、１３Ａ，２３Ａ  転動面、１４，２４  保持器、２１  軌道輪、２１  軌道輪転走面。
【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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