(57)【要約】【課題】コスト増を抑制しつつ、腐食性環境下においても優れた耐久性を持たせることが可能な転動装置を提供する。【解決手段】外輪１、内輪２、転動体３または保持器４のうちのいずれか少なくとも１つに接するように配置された亜鉛プレート５を軸受１２に設け、軸受１２全体の表面積に対する亜鉛プレート５の表面積の比は３０％以上とする。【選択図】      図１
2008002531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軌道面を有する鋼製の第１部材と、
前記第１軌道面に対向配置された第２軌道面を有する鋼製の第２部材と、
前記第１軌道面と前記第２軌道面との間に転動自在に配置された鋼製の転動体と、
前記第１部材、前記第２部材または転動体のうちのいずれか少なくとも１つに接するように配置された鉄よりも卑な金属を含む板材とを備えることを特徴とする転動装置。
【請求項２】
前記板材の主成分は亜鉛Ｚｎであることを特徴とする請求項１記載の転動装置。
【請求項３】
前記転動装置全体の表面積に対する前記板材の表面積の比が３０％以上であることを特徴とする請求項１または２記載の転動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は転動装置に関し、特に、転がり軸受の防錆方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の転動装置では、防錆性や耐食性を軸受に持たせるために、内外輪にステンレス材を用いることが多い。また、水や水蒸気に曝される環境下で使用される軸受では、耐食性付与のため、ＳＵＳ４４０Ｃで代表されるマルテンサイト系ステンレス鋼にて内外輪および転動体を形成する場合が多い（特許文献１）。
また、酸やアルカリの腐食環境下において使用される場合など使用条件がさらに過酷な場合には、耐食性に非常に優れるセラミックス製の転がり軸受を使用することも行われている。
【特許文献１】特開平９−２８７０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ＳＵＳ４４０Ｃ、ＳＵＳ６３０等のマルテンサイト系ステンレス鋼は、ＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼に比べて耐食性がやや劣り、上述した環境下では、発錆による耐久性低下が見られるとともに、軸受鋼ＳＵＪ２材に比べて高価であるという問題があった。
また、セラミックス製の転がり軸受には、例えば、窒化珪素系セラミックスや炭化珪素系セラミックスが使用され、加工が非常に難しく、製造コストが非常に高いため、安易に採用することができないという問題があった。
そこで、本発明の目的は、コスト増を抑制しつつ、腐食性環境下においても優れた耐久性を持たせることが可能な転動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述した課題を解決するために、請求項１記載の転動装置によれば、第１軌道面を有する鋼製の第１部材と、前記第１軌道面に対向配置された第２軌道面を有する鋼製の第２部材と、前記第１軌道面と前記第２軌道面との間に転動自在に配置された鋼製の転動体と、前記第１部材、前記第２部材または転動体のうちのいずれか少なくとも１つに接するように配置された鉄よりも卑な金属を含む板材とを備えることを特徴とする。
【０００５】
これにより、転動装置に接するように板材を配置するだけで、母材が酸化されるよりも先に鉄よりも卑な金属を酸化させて母材が錆びるのを防止することが可能となる。このため、軸受鋼が酸性やアルカリ性の水溶液中や湿潤雰囲気下におかれる場合においても、転動装置の耐食性および防錆性を確保することが可能となり、高価なステンレス鋼やセラミックスを母材として使用したり、無電界ニッケルメッキを軸受鋼の表面に施したりする必要がなくなることから、コストアップを抑制しつつ、腐食性環境下においても優れた耐久性を転動装置に持たせることが可能となる。
【０００６】
また、請求項２記載の転動装置によれば、前記板材の主成分は亜鉛Ｚｎであることを特徴とする。
これにより、他の卑な金属に比べて防錆性に優れ、安価な板材を容易に入手することが可能となり、コストアップを抑制しつつ、腐食性環境下においても優れた耐久性を転動装置に持たせることが可能となる。
また、請求項３記載の転動装置によれば、前記転動装置全体の表面積に対する前記板材の表面積の比が３０％以上であることを特徴とする。
これにより、犠牲防食にて母材を錆から有効に保護することが可能となり、十分な防錆効果を得ることができる。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように、本発明によれば、転動装置に接するように板材を配置するだけで、転動装置の耐食性および防錆性を確保することが可能となり、コストアップを抑制しつつ、腐食性環境下においても優れた耐久性を転動装置に持たせることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態に係る転動装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る転動装置の概略構成を示す断面図である。
図１において、軸受１２には、外輪１と内輪２とが対向して設けられ、外輪１と内輪２との間には、複数の転動体（ボール）３が転動自在に配置されるとともに、転動体３を保持する保持器４が設置されている。なお、外輪１、内輪２および転動体３の母材の材質としては、例えば、ＳＵＪ２材、保持器４の母材の材質としては、例えば、冷間圧延鋼板を用いることができる。
【０００９】
そして、外輪１、内輪２、転動体３または保持器４のうちのいずれか少なくとも１つに接するように配置された亜鉛プレート５が設けられ、例えば、外輪１の外周面や端面に接するように亜鉛プレート５を配置することができる。なお、軸受１２全体の表面積に対する亜鉛プレート５の表面積の比は３０％以上であることが好ましい。
【００１０】
これにより、軸受１２に接するように亜鉛プレート５を配置するだけで、母材が酸化されるよりも先に亜鉛プレート５を酸化させて母材が錆びるのを防止することが可能となる。このため、軸受鋼が酸性やアルカリ性の水溶液中や湿潤雰囲気下におかれる場合においても、軸受１２の耐食性および防錆性を確保することが可能となり、高価なステンレス鋼やセラミックスを母材として使用したり、無電界ニッケルメッキを軸受鋼の表面に施したりする必要がなくなることから、コストアップを抑制しつつ、腐食性環境下においても優れた耐久性を軸受１２に持たせることが可能となる。
【００１１】
また、鉄よりも卑な金属として亜鉛を用いることにより、他の卑な金属に比べて防錆性に優れ、安価な板材を容易に入手することが可能となり、コストアップを抑制しつつ、腐食性環境下においても優れた耐久性を軸受１２に持たせることが可能となる。
なお、軸受１２としては、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、自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受、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などに適用することができる。また、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、例えば、ボールベアリング、ローラベアリング、ボールねじ装置、リニアガイド装置、ボールスプライン、リニアボールベアリングなどに適用してもよい。
【００１２】
次に、塩水中で軸受１２を回転させて錆に起因する寿命を調べることで耐食性を評価した。
ここで、実施例として、ＳＵＪ２またはＳＵＳ４４０Ｃから構成された軸受１２について、亜鉛プレート５の面積率を変えたものを用意した。また、比較例として、ＳＵＳ４４０Ｃから構成された軸受１２を用意した。なお、亜鉛プレート５の面積率とは、軸受１２の転動面の面積を１とした時の亜鉛プレート５の面積との相対比であり、厚さ１ｍｍの亜鉛プレート５を所定形状に整形して面積率を調整した。そして、腐食環境中軸受試験機を用いた回転試験を行うことにより、軸受１２の耐久性を評価した。
【００１３】
図２は、本発明の一実施形態に係る転動装置の腐食環境中軸受試験機の概略構成を示す断面図である。
図２において、回転軸１０はモータにて回転自在に支持軸受１１にて支持され、回転軸１０の先端には、試験用の軸受１２が取り付けられている。そして、軸受１２は腐食溶液１３に浸漬された状態で回転軸１０にて支持され、腐食環境での使用条件が再現できるように構成されている。なお、回転軸１０は耐食性の金属で構成されているが、腐食溶液１３に近い先端部は取り替え可能になっており、試験ごとに交換することができる。
【００１４】
そして、実施例では軸受１２の外輪１の外形面や端部に接するように亜鉛プレート５を設置し、外部の負荷装置にて試験荷重を半径方向に負荷しながら、回転軸１０を介して内輪回転で軸受１２を回転させることにより、軸受１２の耐久性を評価した。なお、試験条件としては、ラジアル荷重４９Ｎ、回転速度３００ｍｉｎ-1、雰囲気温度は常温とし、腐食溶液１３としては０．５％濃度のＨＣｌ溶液を用いた。そして、軸受１２の軸受振動を測定し、振動値が試験開始時の２倍に達した時点で試験を終了し、軸受回転寿命とした。
【００１５】
図３は、本発明の一実施例に係る転動装置の寿命試験結果を比較例とともに示す図である。なお、図３では、比較例の耐久性を１とした相対値で軸受回転寿命を示した。
図３において、亜鉛プレート５が設置された軸受１２では、亜鉛プレート５が設置されてない軸受１２に比べて、４倍以上の寿命が得られた。特に、亜鉛プレート５の表面積が３０％以上のものでは、亜鉛プレート５が設置されてない軸受１２に比べて、１５倍以上の寿命が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る転動装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る転動装置の腐食環境中軸受試験機の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る転動装置の寿命試験結果を比較例とともに示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  内輪
２  外輪
３  転動体
４  保持器
５  亜鉛プレート
１０  回転軸
１１  支持軸受
１２  軸受
１３  腐食溶液
【図１】
2008002531.tif 000003
【図２】
2008002531.tif 000004
【図３】
2008002531.tif 000005