(57)【要約】【課題】表層部に炭化物や炭窒化物を含む転がり摺動部材（例えば転がり軸受の内外輪や転動体）における応力集中を低減して、長寿命な転がり摺動部材を提供する。【解決手段】表層部の炭化物等の平均粒径を３μｍ以下とし、かつ、最小径／最大径の値が０．６以上となる炭化物等の量が、炭化物等の全体量の７０％以上であるようにする。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり摺動表面から最大せん断応力が作用する深さまでの表層部に炭化物又は炭窒化物を有する鋼製の転がり摺動部材であって、
前記表層部の炭化物及び炭窒化物の平均粒径が３μｍ以下であり、かつ、最小径／最大径の値が０．６以上となる炭化物及び炭窒化物の量が、炭化物及び炭窒化物の全体量の７０％以上であることを特徴とする転がり摺動部材。
【請求項２】
転がり摺動表面から最大せん断応力が作用する深さまでの表層部に炭化物又は炭窒化物を有する鋼製の軌道輪又は転動体を備えた転がり軸受であって、
前記表層部の炭化物及び炭窒化物の平均粒径が３μｍ以下であり、かつ、最小径／最大径の値が０．６以上となる炭化物及び炭窒化物の量が、炭化物及び炭窒化物の全体量の７０％以上であることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受やすべり軸受の部品、一方向クラッチのカム面、カムフォロアローラ等の転がり摺動部材に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
浸炭窒化や高濃度浸炭等の炭化物等（炭化物又は炭窒化物）析出技術を適用した軸受等においては、粗大炭化物等への応力集中が原因で、軸受の寿命が短くなる場合がある。従来、このような応力集中を防止すべく、炭化物等の粒子の平均径、最大径等を制限してきたが、未だ十分に防止することはできなかった。
【０００３】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、表層部に炭化物や炭窒化物を含む転がり摺動（転がり接触若しくはすべり接触又は両接触を含む接触）部材における応力集中を低減して、長寿命な転がり摺動部材を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の転がり摺動部材は、転がり摺動表面から最大せん断応力が作用する深さまでの表層部に炭化物又は炭窒化物を有する鋼製の転がり摺動部材であって、表層部の炭化物及び炭窒化物の平均粒径が３μｍ以下であり、かつ、最小径／最大径の値が０．６以上となる炭化物及び炭窒化物の量が、炭化物及び炭窒化物の全体量の７０％以上である（請求項１）。
このような転がり摺動部材は、球体に近い形状の炭化物又は炭窒化物が多いことによって応力集中が低減される。
【０００５】
また、上記のような転がり摺動部材は、転がり軸受の軌道輪又は転動体として適用することができる（請求項２）。
この場合、球体に近い形状の炭化物又は炭窒化物が多いことにより応力集中が低減されるとともに、表層部からの音の発生が抑制される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態による転がり摺動部材の一例として、転がり軸受の一部品であって接触条件が厳しく、損傷を受け易い内輪について、高濃度浸炭による炭化物析出技術を適用し、実施例１及び２の２つの内輪を製作した。
材料となる軸受鋼としてはＪＩＳ　ＳＵＪ２を用い、この材料で製作した内輪に対して、所定の熱処理条件で熱処理を施し、炭化物の析出状態が、
（１）摺動表面（軌道面）から最大せん断応力が作用する深さまでの表層部に存在する炭化物の平均粒径が３μｍ以下であって、
（２）炭化物１の最小径をｄｍｉｎ、最大径をｄｍａｘとするとき（図１参照）、ｄｍｉｎ／ｄｍａｘ≧０．６となる炭化物の量が、上記表層部に存在する炭化物の全体量の７０％以上、
であるようにする。平均粒径を３μｍ以下とするのは、３μｍを超えると疲労亀裂の起点となるとともに、靱性を確保することができないからである。
上記のような析出状態は、以下の熱処理条件によって得られた。
【０００７】
実施例１に対する熱処理条件は、カーボンポテンシャル１．３％の雰囲気中において８５０℃で３時間加熱した後、８０℃に油冷した。また、最後に、１６０℃で２時間加熱する焼き戻し処理を施した。
実施例２に対する熱処理条件は、カーボンポテンシャル１．３％の雰囲気中において９００℃で３時間加熱した後、８０℃に油冷した。また、最後に、１６０℃で２時間加熱する焼き戻し処理を施した。
【０００８】
他方、比較例として、同一の材料で製作した内輪に対して、カーボンポテンシャル１．３％の雰囲気中において９３０℃で５時間加熱した後、引き続いてカーボンポテンシャル１．１％の雰囲気中において８５０℃で０．７時間加熱し、その後、８０℃に油冷する熱処理条件で熱処理を施した。また、最後に、１６０℃で２時間加熱する焼き戻し処理を施した。
【０００９】
以上の熱処理（高濃度浸炭）後の内輪について、評価試験を行った。具体的には、転がり摺動表面としての内輪軌道面から最大せん断応力が作用する深さまでの表層部に存在する炭化物の平均粒径及び、ｄｍｉｎ／ｄｍａｘ≧０．６となる炭化物の量が炭化物の全体量に占める割合を調べた。なお、炭化物の量は前記軌道面の断面の軌道表面から最大せん断応力が作用する深さ近傍までを顕微鏡で拡大撮影し、当該撮影画像を画像処理して、炭化物の面積率を計算することにより求めた。また、各内輪を、ＪＩＳ　ＳＵＪ２からなり、通常の浸炭窒化処理が施された外輪及び転動体（玉）と組み合わせて、型番６２０６Ｃ３の玉軸受を組み立てた。そして、これらの玉軸受を使用し、異物が混入した潤滑油を用いて以下の条件により寿命試験及び音響性能試験を行った。
【００１０】
2004084791.tif 000002
【００１１】
評価試験の結果を以下の表１に示す。なお、寿命比及び音響値比は比較例を１とした。
【００１２】
【表１】
2004084791.tif 000003
【００１３】
表１に示すように、実施例１及び２の内輪は、表層部の炭化物の平均粒径が３μｍ以下であり、かつ、ｄｍｉｎ／ｄｍａｘ≧０．６となる炭化物の量が、炭化物の全体量の７０％以上である。他方、比較例の内輪は、表層部の炭化物の平均粒径が３μｍを超え、また、ｄｍｉｎ／ｄｍａｘ≧０．６となる炭化物の量が、炭化物の全体量の６０％しかない。また、高濃度浸炭温度が９００℃以下の場合に、ｄｍｉｎ／ｄｍａｘ≧０．６となる炭化物の量が、炭化物全体量の７０％以上となることがわかる。実施例１及び２は、比較例との比較において、寿命が大幅に伸びている。これは、球体に近い形状の炭化物が多いことによって応力集中が低減された結果であると考えられる。ここで、比較例に対する実施例２の寿命比は１．５倍という顕著な長寿命化の効果が現れている。従って、実施例２のｄｍｉｎ／ｄｍａｘ≧０．６となる炭化物の量の割合が７０％という数字を基準として、これ以上であることにより、長寿命が得られる。すなわち、前記（２）の条件が裏付けられている。また、実施例１及び２は、比較例との比較において、炭化物が平均的に球状化していることにより音響値比が低下している。従って、転がり軸受から発生する音が低下し、音響性能が向上する。
【００１４】
なお、上記実施形態では高濃度浸炭による炭化物析出技術を適用したが、これに限らず、浸炭窒化等も含めた炭化物又は炭窒化物析出技術を適用することができる。上記の条件（平均粒径３μｍ以下、ｄｍｉｎ／ｄｍａｘ≧０．６が７０％以上）は、炭窒化物についても同様である。
また、上記の実施例は転がり軸受の内輪に炭化物析出技術を適用したものとしたが、外輪や転動体についても同様に適用可能であることはいうまでもない。
また、上記実施例の材料としてはＪＩＳ　ＳＵＪ２を用いたが、材料はこれに限らず、他にも、例えば周知の高炭素クロム軸受鋼、肌焼鋼（ＳＡＥ５１２０、ＳＣｒ４２０等）、炭素鋼（Ｓ５５Ｃ等）を用いることができる。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１の転がり摺動部材によれば、球体に近い形状の炭化物又は炭窒化物が多いことによって応力集中が低減される。この結果、部材が長寿命なものとなる。
【００１６】
請求項２の転がり軸受によれば、球体に近い形状の炭化物又は炭窒化物が多いことによって応力集中が低減されるとともに、表層部からの音の発生が抑制され、音響性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】炭化物の粒子の最大径と最小径とを示す図である。
【符号の説明】
１　　炭化物
【図１】
2004084791.tif 000004