(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪および外輪の間に複数の転動体を介在させ、前記転動体の周囲に潤滑グリースを封入した転がり軸受において、
前記内輪および外輪が、２５０℃以上の高温で焼戻されたＨＲＣ５９以上の硬度を示す鋼材で形成されたものであると共に、前記潤滑グリースが、パーフルオロポリエーテル油および合成油を基油とし、かつ粒子状フッ素樹脂およびウレア化合物を増ちょう剤とする潤滑グリースであることを特徴とするグリース封入耐熱性転がり軸受。
【請求項２】
鋼材が、Ｃを０．６〜１．３質量％、Ｓｉを０．３〜３．０質量％、Ｎｉを０．１〜３．０質量％、Ｍｎを０．２〜１．５質量％、かつＣｒを０．３〜５．０質量％含有する合金鋼材である請求項１に記載のグリース封入耐熱性転がり軸受。
【請求項３】
鋼材が、Ｖを０．０５〜１．０質量％、Ｍｏを０．０５質量％以上０．２５質量％未満含有する鋼材である請求項１または２に記載のグリース封入耐熱性転がり軸受。
【請求項４】
内輪および外輪を鋼材で形成し、転動体をセラミックスで形成した請求項１〜３のいずれかに記載のグリース封入耐熱性転がり軸受。
【請求項５】
鋼材表面に、ＨＶ７２５（ＨＲＣ６１）以上の硬度の浸炭窒化層を形成した請求項１〜４のいずれかに記載のグリース封入耐熱性転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、軸受内に潤滑グリースを封入した転がり軸受に関し、特に２００℃以上の高温域でも使用可能なグリース封入耐熱性転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエチレンなどのプラスチックフィルムの延伸機用の軸受や、製紙機のドライヤロール支持用軸受、自動車の電装補機であるオルタネータや電磁クラッチ用軸受は、使用温度が最高で１５０℃以上にもなり、特に耐熱性を考慮しない通常の潤滑グリースを封入して潤滑すると、揮発した基油が軸受から漏れ、さらに進行して潤滑油が不足すると焼付きや潤滑不良を起こす場合がある。
【０００３】
転がり軸受に封入できる耐熱性に優れたフッ素グリースは、非常に高価であるから広く実用的に用いられるものではなく、また常温の使用条件では潤滑特性が必ずしも充分であるとはいえない。
【０００４】
さらにまた、フッ素グリースには、炭化水素系の防錆剤が均一分散せず、これを混和して防錆性能を充分に発揮させることは困難であった。
【０００５】
すなわち、フッ素グリースのような耐熱性潤滑グリースは、低温では高温ほど安定したものではなく、常温から２００℃程度という広い温度範囲で潤滑特性が安定して優れている潤滑グリースの知見が他になく、周知の耐熱レベルの低い潤滑グリースでは、高温時の撥油により漏れを起こしやすいという欠点を有していた。
【０００６】
一方、転がり軸受の材料（鋼材）から耐熱性を検討すると、２００℃までの使用条件に耐えるＪＩＳ規格の軸受鋼は、予めそのような使用温度よりも５０〜１００℃程度高い温度で焼戻しすれば、２００℃を超える高温でも寸法変化をかなり抑えることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、通常の転がり軸受の材料に対して２００℃を超える高温で焼き戻しを行なうと、硬度や機械的強度が弱くなって「転がり疲れ剥離」、「摩耗」または「割れ」を起こし易くなり、これでは軸受の使用寿命か縮まってしまう。
【０００８】
更に、転がり軸受を高温で断続的に運転する使用条件では、高温で静止させた時に潤滑油が揮発して「潤滑油膜切れ」を起こすので、「フレッティング摩耗」が起こり易くなり、さらに音響劣化や振動を併発して、軸受の寿命も短くなる。
【０００９】
近年では、転がり軸受の使用条件が高荷重かつ高速を要求されることが多いので、２００℃〜２２０℃のような高温の耐熱性が要求される仕様も多くなっている。
【００１０】
そこで、この発明の課題は、上記したような問題点を解決して、転がり軸受が高温・高荷重で断続運転する場合において焼付や潤滑不良がなく、特に高温・高荷重で摩耗量が少ないものして、低騒音レベルで長寿命の低回転トルクを維持できる耐熱性転がり軸受にすることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、内輪および外輪の間に複数の転動体を介在させ、前記転動体の周囲に潤滑グリースを封入した転がり軸受において、前記内輪および外輪が、２５０℃以上の高温で焼戻されたＨＲＣ５９以上の硬度を示す鋼材で形成されたものであると共に、前記潤滑グリースが、パーフルオロポリエーテル油および合成油を基油とし、かつ粒子状フッ素樹脂およびウレア化合物を増ちょう剤とする潤滑グリースであることを特徴とするグリース封入耐熱性転がり軸受としたのである。
【００１２】
上記したように構成されるこの発明のグリース封入耐熱性転がり軸受は、内輪および外輪が、２５０℃以上の高温で焼戻しされた所定硬度の鋼材（例えば、高速度工具鋼、マルテンサイトステンレス鋼、高Ｓｉ−Ｃｒ鋼など）で形成されたものであるから、２００℃以下で摩擦された程度では内輪および外輪が摩耗せずに寸法変化が起こらず、高温で短時間の潤滑油不足の状態になってもフレッティング現象を起こし難く、使用寿命の長い転がり軸受になる。
【００１３】
また、潤滑グリースが、パーフルオロポリエーテル油および合成油を基油とし、かつ粒子状フッ素樹脂およびウレア化合物を増ちょう剤とする潤滑グリースであるから、基油が揮発し難く、潤滑グリースの漏れが抑制される。
【００１４】
また、この発明に用いる潤滑グリースは、ウレア化合物だけでは高温で硬化しやすいという従来のグリースの物性が添加された粒子状フッ素樹脂によって改善されており、フッ素グリースとほぼ同様な優れた耐熱性を有する。
【００１５】
また、この発明に用いる潤滑グリースは、従来のフッ素グリースでは防錆剤として使用できなかった炭化水素系防錆添加剤を均一分散させて用いることもできるので、耐熱性と共に防錆能力をも向上させ得るものである。
【００１６】
また、上記した同様の課題を解決するために、上記構成のグリース封入耐熱性転がり軸受において、その鋼材が、Ｃを０．６〜１．３質量％、Ｓｉを０．３〜３．０質量％、Ｎｉを０．１〜３．０質量％、Ｍｎを０．２〜１．５質量％、かつＣｒを０．３〜５．０質量％含有する合金鋼材である構成を採用することができる。
【００１７】
上記した所定組成の鋼材からなるグリース封入耐熱性転がり軸受は、所定組成の鋼材で軸受を構成したことにより、より確実に常温から高温までの摩耗量が少ないものとなり、経時（経年）寸法変化の少ない軸受になる。
【００１８】
また、耐摩耗性をさらに確実に改善するためには、鋼材が、更にＶを０．０５〜１．０質量％、Ｍｏを０．０５質量％以上０．２５質量％未満含有する上記のグリース封入耐熱性転がり軸受とすることが好ましい。
【００１９】
バナジウムが添加されている鋼材で内外輪などが形成されたグリース封入耐熱性転がり軸受は、耐かじり性、転動疲労性、耐表面損傷性が向上することにより、さらに耐摩耗性が向上する。
【００２０】
また、このような耐熱性転がり軸受の内輪および外輪を鋼材で形成し、転動体をセラミックスで形成した転がり軸受は、いわゆる「ともがね」現象による焼付きや摩耗量の増加を抑制することができ、従来の転がり軸受では潤滑油膜が薄い場合に同種の金属による焼付きが起きやすいという欠点がなくなる。
【００２１】
また、上記構成の転がり軸受において、鋼材表面に、ＨＶ７２５（ＨＲＣ６１）以上の硬度の浸炭窒化層を形成したグリース封入耐熱性転がり軸受とすることが好ましい。
【００２２】
このように構成された転がり軸受は、鋼製軸受材料に浸炭窒化することで、高温での表面硬度を確保し、転動寿命の一層の長寿命化や耐フレッティング性および耐摩耗性を向上させることができる。
【００２３】
この発明のグリース封入耐熱性転がり軸受は、このように所定のグリースと軸受材料を組み合わせることで、軸受寿命（潤滑寿命と材料の疲労寿命）をバランス良く長寿命化すると共に、高温静止時の潤滑油膜切れによるフレッティングや摩耗による経時的な音響劣化性や振動の発生を抑制することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１に示す実施形態のグリース封入耐熱性転がり軸受は、内輪１および外輪２の間に保持器３を介して複数の転動体４を介在させ、転動体４の周囲に潤滑グリース（図示せず。）を封入した深溝玉軸受である。この発明に適用できる転がり軸受は、材質により耐熱性を確保された周知の形態であってよく、特に軸受の種類や、その他の形態を特に限定せずに用いることができる。
【００２６】
この発明に用いる鋼材は、内輪１、外輪２の他、必要に応じて設ける保持器３を形成する材料に採用されるものであり、所定組成のグリースの耐熱温度で長時間使用した際に、寸法変化が少なくて転動体を確実に回転自在に保持できる高硬度の鋼材である。
【００２７】
鋼材の具体例を示すと、Ｍ５０などの高速度工具鋼やＣｒを１０％以上含むマルテンサイト系ステンレス鋼、高Ｓｉ鋼などである。特に、高Ｓｉ鋼は、素材コストと転動寿命の面で好適な鋼材であり、なかでもＣを０．６〜１．３質量％（以下の鋼材組成における％は全て質量％である。）、Ｓｉを０．３〜３．０％、Ｎｉを０．１〜３．０％、Ｍｎを０．２〜１．５％、かつＣｒを０．３〜５．０％含有する合金鋼材を用いることで、コストを抑え、かつ高温での軌道輪（レース）や転動体の寿命を向上させることができる。
【００２８】
前記したＭ５０は、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ系の高速度工具鋼であり、焼戻しによる析出２次硬化現象があるので、５００℃以上の高温焼戻しでもＨＲＣ６０以上が確保できる。また、高合金のため、炭化物が多量に析出し、転動寿命については下記の高Ｓｉ鋼ほど得ることは難しいが、耐食性・耐摩耗特性・耐フレッティング性には最も優れたものである。
【００２９】
Ｃｒを１０％以上含む鋼も焼戻し抵抗性が高く、耐食性が優れ、高温焼戻でも残留オーステナイトが安定なため、転動寿命に優れる特徴があり、上記のグリースとの併用で長寿命で摩耗やフレッティングに強い軸受にすることができるものである。
【００３０】
一方、高Ｓｉ系材料は、転動寿命については問題ないが、耐摩耗性、耐フレッティング性の点から上記の鋼に比してやや劣るので、Ｃを多めにし、ＣｒやＮｉを添加した組成が必要になる。特に、前述の所定組成の高Ｓｉ鋼を用いることが好ましい。
【００３１】
その場合において、Ｓｉ量を０．３〜３．０％含有させたのは、Ｓｉは高温になった場合の軟化を抑制するので、耐熱性の改善作用が期待できるからである。Ｓｉ量が、０．３％未満ではその効果が得られず、３．０％を越えて多量に含有させてもその効果は飽和し、かつ熱間加工性や被削性が低下する。
【００３２】
Ｎｉを０．１〜３．０％、Ｖを０．０５〜１．０％、Ｍｏを０．０５〜０．２５％未満ずつ単独で、または複合で含有させたのは、以下の理由による。
【００３３】
Ｎｉは、鋼中に固溶してマトリックスを強化するとともに、特に転動疲労過程における組織の変化を抑制し、かつ割れに対する靭性も向上させるものである。
【００３４】
したがって、Ｎｉは、転動疲労特性と耐表面損傷性、疲労割れ強度を向上させる効果があり、これらの効果を得るために、Ｎｉを０．１％以上含有させる必要がある。しかし、３．０％を越えてＮｉを含有させても、焼き入れ処理時に多量の残留オーステナイトが生成されて、所定の硬さを得られなくなり、また鋼材コストも高価になる。
【００３５】
ＭｎとＣｒは、いずれも鋼材の焼入れ性を改善するものであり、Ｍｎは鋼中に固溶して鋼を強靭化し、Ｃｒは炭化物を形成して鋼を強化する。Ｍｎ含有量の下限を０．２％、Ｃｒ含有量の下限を０．３％としたのは、これらの効果を得るためである。また、Ｍｎ含有量の上限を１．５％に限定したのは、被削性の低下を避けるためであり、Ｃｒ含有量の上限を５．０％に限定したのは、大形の炭化物の生成による脆化を防止するためである。これらの元素は、また、転動寿命特性を向上させ、適当量を含有させることにより割れ疲労強度の向上を図ることができる。特にＣｒは、Ｃを高めた鋼に添加することで炭化物を多量に析出させるから、高温での耐摩耗性を著しく向上させることができる。
【００３６】
これらの合金成分の作用で高温時でも表面の軟化が防止され、高温寿命に優れた軸受部品にすることができるが、さらに、以下の量のＶやＭｏの添加により一層の特性向上を図ることができる。
【００３７】
Ｖは、炭素と結合して微細な炭化物を析出させるものであり、結晶粒を微細化して強度や靭性を改善すると共に、高温での軟化を抑制する。したがって、上述したＮｉと同様に、Ｖは、耐かじり性、転動疲労特性と耐表面損傷性を向上させる効果を有するものである。この効果を得るために、Ｖの含有量の下限を０．０５％とした。上限を１．０％に限定したのは、１．０％を越えてＶを多量に含有させると、被削性と熱間加工性が低下するからである。
【００３８】
Ｍｏは、鋼の焼入れ性を改善するとともに、焼戻し脆性を防止し、さらに高温域での軟化も抑制する。したがって、Ｍｏも耐かじり性、転動疲労特性と耐表面損傷性を向上させる効果を有する。この効果を得るために、Ｍｏ含有量の下限を０．０５％とした。Ｍｏ含有量を０．２５％以上にすると、被削性が低下し、かつ鋼材コストも上昇するので好ましくない。
【００３９】
他にＳｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2などのセラミックスで軸受部品を形成することは、耐摩耗性の点やグリス膜が薄いときの金属接触による焼付きを防ぐことからも効果がある。少なくとも転動体をセラミックスにすることにより、“ともがね”現象による焼付きや摩耗を防ぐことができる。
【００４０】
このようにグリースの成分と鋼材の組み合わせ、好ましくはセラミックスも含めた組み合わせにより、高温での寿命（潤滑寿命と材料の疲労寿命）をバランス良く長くできると共に、高温静止時の潤滑油膜切れによるフレッティングや摩耗による経時音響劣化や振動を抑えることができる。また、鋼製軸受材料を浸炭窒化することで、転動寿命をより長くし耐フレッティング性や耐摩耗強度を向上させることができる。
【００４１】
この発明に用いる潤滑グリースの基油であるパーフルオロポリエーテル油は、脂肪族炭化水素ポリエステルの水素原子をフッ素原子で置換した化合物である。その代表例としては、化１の式に示すクライトックス（デュポン社商品）やフォンブリンＹ、Ｚ、Ｍ（モンテジソン社商品名、それぞれ化２、３、４に示す。）などが挙げられる。
【００４２】
【化１】
0003939200.tif 000002
【００４３】
【化２】
0003939200.tif 000003
【００４４】
【化３】
0003939200.tif 000004
【００４５】
【化４】
0003939200.tif 000005
【００４６】
他の基油である合成油は、特にその種類を限定したものではなく、例えばポリオールエステル油やアルキルジフェニルエーテル油、ポリオレフィン油などが用いられる。
【００４７】
ポリオールエステル油としては、例えば炭素数７〜２２のアルコール類と芳香族トリカルボン酸またはテトラカルボン酸との芳香族エステル、炭素数７〜２２の脂肪族カルボン酸とトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールまたはジペンタエリスリトールとのエステルなどが挙げられる。
【００４８】
アルキルジフェニルエーテル油としては、モノアルキルジフェニルエーテル、ジアルキルジフェニルエーテルが挙げられる。
【００４９】
ポリオレフィン油は、室温で液状を示し、動粘度が１００ｍｍ2／ｓ以上のものが蒸発損失が小さくて好ましいものである。
【００５０】
この発明に用いる潤滑グリースの増ちょう剤である粒子状フッ素樹脂は、フッ素樹脂を基油に分散しやすい微粒子状に調整したものであり、パーフルオロポリエーテル油と親和性が良く、高温で安定性がよく、耐薬品性を有する。フッ素樹脂の種類としては、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロエチレン共重合体（ＦＥＰ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂を例示できる。
【００５１】
また、ウレア化合物からなる増ちょう剤としては、尿素結合を分子内に２個有するジウレアが好ましく、脂環族ウレアや芳香族ウレアは耐熱性の面でより好ましいものである。
【００５２】
ジウレア化合物の具体例としては、以下の化５の式に示すものを挙げられる。
【００５３】
【化５】
0003939200.tif 000006
【００５４】
上記の式で表わされるジウレア化合物のうちでもＲ1とＲ3が、脂肪族基、脂環族基または芳香族基である（Ｒ1とＲ3は同種の基でも異種の基であってもよい。）脂環族ウレアまたは芳香族ウレアが耐熱性の点で好ましい。なお、このようなウレア化合物を基油中に製造するには、例えばジイソシアナート化合物にイソシアナート基当量のアミン化合物を反応させればよい。
【００５５】
【実施例および比較例】
表１に示す潤滑グリースと鋼材の組み合わせにより、実施例および比較例のグリース封入耐熱性転がり軸受を作製した。
【００５６】
表１のグリースの種類の欄に示す「フッ素系Ｇ」は、増ちょう剤としてフッ素樹脂粒子（デュポン社製：ＴＰＬ）を用い、基油としてパーフルオロポリエーテル油（デュポン社製：クライトックス２４０ＡＣ）を用いて調製されたフッ素系グリースである。
【００５７】
また、表１に示す「ウレア系Ｇ」は、増ちょう剤としてウレア化合物（化５の式において、Ｒ1、およびＲ3がシクロヘキシル基、Ｒ2がジフェニルメタン基である脂環族ウレアである。）を用い、基油として合成油である芳香族エステル油（旭電化工業社製：プルーバーＴ９０）を用いたウレア系グリースである。
【００５８】
そして、表１に示す「（フッ素＋ウレア）Ｇ」は、上記のフッ素系グリースを５０重量％と前記のウレア系グリースを５０重量％混合して得られる潤滑グリースである。
【００５９】
実施例に用いた鋼材は、以下の組成（重量％）の３種頚（▲１▼のＭ５０と▲２▼▲３▼の高Ｃ−Ｓｉ−Ｎｉ鋼）であり、▲４▼は比較例に用いたＳＵＪ２である。以下の表中には、鋼材の種類を丸付きの番号で示す。
▲１▼  0.8Ｃ−0.3Ｓｉ−4.0Ｃｒ−4.3Ｍｏ−1.0Ｖ    (Ｍ５０)
▲２▼  1.1Ｃ−1.0Ｓｉ−1.5Ｍｎ−1.0Ｎｉ−1.5Ｃｒ鋼
▲３▼  1.1Ｃ−1.0Ｓｉ−1.5Ｍｎ−1.0Ｎｉ−1.5Ｃｒ−0.5Ｖ−0.2Ｍｏ鋼
▲４▼  1.0Ｃ−0.3Ｓｉ−0.5Ｍｎ−1.5Ｃｒ鋼      （ＳＵＪ２）
いずれの鋼も焼入または浸炭窒化および焼入し、その後に▲１▼は５５０℃、▲２▼▲３▼は３００℃で焼戻しを行なった。因みに、５５０℃はＭ５０の標準的な焼戻し温度である。▲２▼▲３▼を３００℃で焼戻した理由は、２００℃での使用条件で経年寸法変化を抑えるためには２５０℃以上の焼戻しが必要であり、さらに余裕をみて３００℃に設定したものである。焼戻後の鋼材硬度は、Ｍ５０でＨＲＣ６１．５であり、▲２▼、▲３▼の３００℃焼戻品でそれぞれＨＲＣ５９．５〜６０．５、６０〜６１であった。また、▲２▼の鋼材に浸炭窒化した後に３００℃で焼戻したものは、ＨＲＣ６１以上であった。▲４▼のＳＵＪ２は３００℃の焼戻しでＨＲＣ５６〜５７であった。
【００６０】
このようにして所定の硬度に調製された各鋼材で実施例および比較例の玉軸受６２０６（ＮＴＮ社製：６２０６Ｃ３）を作製し、以下の▲１▼〜▲４▼の評価試験を行なった。
【００６１】
各試験の概要と結果は以下の通りである。
▲１▼玉軸受６２０６での高温寿命試験
実施例および比較例の玉軸受（６２０６Ｃ３）を、荷重Ｆｒ＝６．８６ｋＮ、内輪回転速度２０００ｒｐｍ、試験温度：常温〜２００℃という高温・高荷重で連続回転させて寿命を評価した。なお、計算寿命は、１９１時間（潤滑係数は考慮せず。）であり、サンプル数Ｎを１０とし、疲労強度を１０％寿命（サンプルの９０％が破損しないで使える負荷回数）で評価した。
【００６２】
【表１】
0003939200.tif 000007
【００６３】
表１の結果からも明らかなように、比較例２は比較的長寿命であるが、同一鋼材を採用した実施例２の４０％程度の寿命時間であった。その他の比較例は、グリースが原因（ウレアグリース）となって焼付いたり、鋼材（▲４▼ＳＵＪ２）が原因で短寿命であった。
【００６４】
一方、鋼材にＭ５０を用いた実施例ｌの寿命は、長寿命であり、常温試験において実施例２は、非常に長寿命であった。鋼材の焼戻し温度が低い（１８０℃）実施例６は、焼戻温度が３００℃の実施例２に比べて硬度がＨＲＣ６２．５〜６３．５と３ポイントほど高いが、その寿命は大きく変わらず長寿命であった。
【００６５】
▲２▼微動摩耗試験（常温におけるファフナ型）
ＡＳＴＭのＤ４１７０に準拠したファフナ（Fafnier）型微動摩耗試験を行なった。用いた試験片は軸受型式は５１２０４（内径２０×外径×厚さ１４ｍｍ）の軌道輪、摺動相手はＳＵＪ２製の鋼球である。荷重２４５０Ｎまたは７０００Ｎ、揺動角１２度、揺動サイクル３０Ｈｚ、グリース量１±０．１ｇ、大気中の常温での試験雰囲気で試験時間８時間後の摩耗量（ｍｇ）を重量の減量値で評価し、その結果を表２に示した。表の結果は、繰り返し数４回の摩耗量の範囲と平均値を示している。
【００６６】
【表２】
0003939200.tif 000008
【００６７】
試験機の構造上、高温の評価ではないが、グリースと鋼材を組み合わせた実施例の摩耗は少なかった。特に、鋼材▲１▼を用いた実施例１は、摩耗の面では安定して優れていた。
【００６８】
ＳＵＪ２の鋼材▲４▼は、フッ素とウレアグリースだけか、またはウレアグリースだけでもかなり耐摩耗性の効果があった。高温寿命試験ほど鋼材やグリースの差が現れ難かった原因としては、試験条件が常温であるために鋼材の特性が影響しなかったことに加えて、ファフナ型試験は鋼球とレースの接触楕円幅以上に揺動し、その際に相手鋼球も通常のＳＵＪ２であるために、厳しく摩耗しなかったと考えられた。
【００６９】
常温での摩耗試験として、鋼材の焼戻し温度が低い（１８０℃）実施例６も試験したが、焼戻温度３００℃である実施例２に比べて高硬度のため、摩耗が少なかった。なお、実施例のグリースの使用により摩耗が少なかった鋼材１（Ｍ５０）でもフッ素グリースを用いた比較例７では摩耗が大きく、フッ素系樹脂とウレア化合物で増ちょうさせたグリースでなければ鋼材１の耐摩耗特性が充分に生かせないといえる。
【００７０】
▲３▼微動摩耗試験（プレートに対する鋼球の摩擦）
フレッティングのような微小すべりに対する摩耗特性を確認するために、フレッティング試験機（ＮＴＮ社製）を用いて微動摩耗試験を行なった。すなわち、鋼材の平板（２０ｍｍ角で厚さ５ｍｍ）型試験片に対して、ＳＵＪ２製または表３に示した組成の鋼球１個を９８Ｎまたは２９４Ｎの荷重で押し当て、接点を振幅０．４７ｍｍ、振動数３０Ｈｚで８時間（繰り返し数１回）の微小往復摺動させた。この試験後の▲１▼平板の摩耗深さと▲２▼鋼球の摩耗体積を測定した。
【００７１】
▲１▼平板の摩耗深さは、摩耗方向と直角の５点を表面粗さ計（タリサーフ）で測定し、最大深さを求めた。▲２▼鋼球の摩耗体積Ｖは、以下の式を用い、摩耗痕直径から求め、結果を表３に示した。因みに、この試験では、揺動量が少ないので潤滑剤が試験面に介在し難く、摩耗が加速される。
Ｖ＝（πｈ2×（３ｒ−ｈ））／３、  ｈ＝ｒ−（４ｒ2−Ｃ2）1/2／２（但し、式中のｒ＝鋼球の半径、ｈ＝鋼球の摩耗深さ、Ｃ＝摩耗痕の直径である。）
【００７２】
【表３】
0003939200.tif 000009
【００７３】
表３の結果からも明らかなように、ファフナ型試験結果と同様に、実施例の組み合わせの場合に平板および鋼球の摩耗が少なかった。特に摺接相手の鋼球を実施例の組成で形成し、平板に浸炭窒化または焼戻し温度が低いもの（実施例３ａ、実施例５、６）、セラミックス（Ｓｉ3Ｎ4）を用いたもの（実施例７）では特に摩耗が減少した。
【００７４】
▲４▼高温での摩擦摩耗試験
高温のサバン型摩擦摩耗試験機による２００℃で評価した。高温摩擦摩耗試験機（ＮＴＮ社製）は、幅面をラッピング仕上げした平板（縦４０ｍｍ、幅６ｍｍ、厚さ５ｍｍ）と、回転リング（外径超仕上げのＭ５０製の外径１００ｍｍ、内径３０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ）を押付けるサバン型摩耗試験機を改良したものであり、高温で高温潤滑油を摩擦面に供給し、高温での摩擦摩耗を評価する構造である。グリースの評価のため、高温潤滑油の代わりに高温空気と平板サンプルを加熱することで試験面を２００℃に保持し、荷重１００Ｎ、回転速度３０００ｒｐｍで試験時間１０分（繰り返し数１回）で評価した。
【００７５】
【表４】
0003939200.tif 000010
【００７６】
表４に示した試験結果からも明らかなように、実施例のものは非常に摩耗が少なく、高温での摩擦摩耗特性に優れていた。この場合も浸炭窒化したものが良い結果であった。また、１８０℃焼戻し品も試験時の耐熱時間が短いので評価することができたが、高温焼戻し品と大きく変わることはなかった。セラミックス（Ｓｉ3Ｎ4）を試験片にした実施例７は、他の鋼試験片の実施例よりも更に摩耗が少ない結果であった。
【００７７】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように、内輪および外輪が、２５０℃以上の高温で焼戻されたＨＲＣ５９以上の硬度を示す鋼材で形成され、潤滑グリースが所定の基油と増ちょう剤からなるグリース封入耐熱性転がり軸受としたので、高温での軸受寿命（潤滑寿命と材料の疲労寿命）をバランス良く長寿命にして、転がり軸受が高温・高荷重で断続運転する場合において焼付や潤滑不良がなく、特に高温・高荷重で摩耗量が少なく、低騒音レベルで長寿命の耐熱性転がり軸受になる利点がある。
【００７８】
また、軸受材料を浸炭窒化することで、高温での表面硬度を確保し、一層の転動寿命の長寿命化や耐フレッティング、耐摩耗強度を向上させたものである。
【００７９】
軸受鋼材として所定の成分からなるものを使用すると、コストパフォーマンスに優れたものになり、セラミックスの転動体を用いると常温から高温（２００℃）まで安定して長寿命で耐摩耗特性も優れたものになる。また、鋼材に浸炭窒化処理により硬度をＨＲＣ６１以上にしたものは一層優れた長寿命性および耐摩耗性がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の耐熱性転がり軸受の断面図
【符号の説明】
１  内輪
２  外輪
３  保持器
４  転動体
【図１】
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