(57)【要約】【課題】表面起点型剥離の発生を抑制するとともに、寸法安定性にも優れた洗濯機用転がり軸受を安価に提供する。【解決手段】内輪、外輪及び転動体の少なくとも１つが、特定組成の鋼材からなり、かつ、極値統計法で予測したときの、面積３００００ｍｍ２に存在する最大の酸化物系介在物の面積の平方根が２２〜５０μｍ以下である鋼からなり、焼入れ焼戻し後に下記（Ａ）〜（Ｃ）を満たす洗濯機用転がり軸受。（Ａ）焼入れ焼戻し後の硬さがＨｖ７１５〜８１１（Ｂ）焼入れ焼戻し後の残留オーステナイト量が１１〜２８体積％（Ｃ）焼入れ焼戻し後の硬さを〔ＨＶ〕、焼入れ焼戻し後の残留オーステナイト量を〔γＲ〕とするとき、８１０≦〔ＨＶ〕＋４〔γＲ〕≦８７１【選択図】図２
2016108597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪との間に、保持器を介して配設される転動体を備える洗濯機用の転がり軸受において、
内輪、外輪及び転動体の少なくとも１つが、
Ｃ  ：０．８５〜１．２１質量％
Ｓｉ：０．４０〜１．０２質量％
Ｍｎ：０．５５〜１．５１質量％
Ｃｒ：１．３０〜１．９０質量％
を必須成分として含み、任意成分として
Ｍｏ：０．３０質量％以下（０質量％を含む）
Ｎｉ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）
Ｃｕ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）
Ｓ  ：０．０２５質量％以下（０質量％を含む）
Ｐ  ：０．０２０質量％以下（０質量％を含む）
Ｏ  ：１５質量ｐｐｍ以下（０質量ｐｐｍを含む）
を含み、残部が鉄及び不可避的不純物からなる鋼材組成を有するとともに、
極値統計法で予測したときの、面積３００００ｍｍ２に存在する最大の酸化物系介在物の面積の平方根が２２〜５０μｍ以下である鋼からなり、
焼入れ焼戻し後に下記（Ａ）〜（Ｃ）を満たすことを特徴とする洗濯機用転がり軸受。
（Ａ）焼入れ焼戻し後の硬さがＨｖ７１５〜８１１
（Ｂ）焼入れ焼戻し後の残留オーステナイト量が１１〜２８体積％
（Ｃ）焼入れ焼戻し後の硬さを〔ＨＶ〕、焼入れ焼戻し後の残留オーステナイト量を〔γＲ〕とするとき、８１０≦〔ＨＶ〕＋４〔γＲ〕≦８７１
【請求項２】
更に、下記（４）を満たすことを特徴とする請求項１記載の洗濯機用転がり軸受。
（Ｄ）鋼中のＳｉ含有量（質量％）を〔Ｓｉ〕、Ｍｎ含有量（質量％）を〔Ｍｎ〕とするとき、〔γＲ〕／（４〔Ｓｉ〕＋〔Ｍｎ〕）≦６．７
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定組成の鋼材からなり、表面起点型剥離寿命を延長し、寸法安定性にも優れた洗濯機用の転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、一対の軸受Ｉ，IIで支持する場合、荷重のかかり方が軸受Ｉ（荷重ＦｃＩ）よりも軸受II（荷重ＦｃII）の方が大きくなる（ＦｃＩ＜ＦｃII）ことがあり、軸受の定格疲れ寿命を短くする原因になっている。
【０００３】
このような使用例として、図２に示す構造のドラム式洗濯機のドラム支持用軸受が挙げられる。このドラム式洗濯機は、ドラムのシャフトを一対の軸受で支持しており、洗濯物の状態によりアンバランス荷重が発生して一方の軸受にかかる荷重が大きくなる。しかも、近年の洗濯容量増加要求によるドラムの大型化や、乾燥時間を短縮させるために脱水性能の向上、即ち脱水時のドラム回転速度を早くする要求が高まっており、荷重のアンバランス化がより厳しくなっている。
【０００４】
荷重増に対して、一般的には軸受サイズを大きくすることで対応可能であるが、洗濯機は設置場所のスペースに限りがあることから、サイズ変更による対策は好ましくない。
【０００５】
また、転がり軸受では、荷重が負荷されて長時間使用されることにより金属疲労が生じ、軌道面表面が剥離することがあり、上記のように荷重が大きい方の軸受では剥離が起こりやすい。剥離の種類には、内輪や外輪、転動体を形成する鋼材の内部の介在物を起点として生じる「介在物起点型剥離」、ゴミ等の異物を噛み込んだ圧痕を起点として生じる「表面起点型剥離」、水素が鋼材中に侵入して水素脆性を生じ、白色組織と呼ばれる組織変化を起点として生じる「白色組織剥離」に大別される。
【０００６】
剥離の種類に応じて対策が異なり、「表面起点型剥離」については、鋼材の合金組成を特定化し、浸炭または浸炭窒化処理して表面の残留オーステナイト量を多くすることにより、長寿命化できることが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００７】
一方で、残留オーステナイト量を多くすると、表面起点型剥離寿命が延びるものの、使用条件によっては残留オーステナイトの分解が徐々に起こり、寸法安定性が低下してドラムの回転に支障を来すようになる。このような寸法安定性に関して、残留オーステナイト量を減らすことが有効であることも指摘されている（例えば、特許文献３、４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２５４１１６０号公報
【特許文献２】特許第２５９０６４５号公報
【特許文献３】特開平１１−３０２２４号公報
【特許文献４】特開２０００−５５１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記したように、残留オーステナイト量を調整して、表面起点型剥離を抑えて長寿命化することと、寸法安定性とを両立させることは困難である。更には、浸炭処理や浸炭窒化窒化処理による残留オーステナイト量を増すことは、生産性が低下して製造コストが高くなるという問題もある。そこで本発明は、表面起点型剥離の発生を抑制するとともに、寸法安定性にも優れた洗濯機用の転がり軸受を安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明者らが検討したところ、特定合金組成の鋼材を焼入れ焼戻し処理し、硬さと残留オーステナイト量とを特定の範囲とし、更に硬さと残留オーステナイト量との関係を数的に規定することが有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
即ち、本発明は下記の洗濯機用転がり軸受を提供する。
（１）内輪と外輪との間に、保持器を介して配設される転動体を備え、洗濯機用の転がり軸受において、
内輪、外輪及び転動体の少なくとも１つが、
Ｃ  ：０．８５〜１．２１質量％
Ｓｉ：０．４０〜１．０２質量％
Ｍｎ：０．５５〜１．５１質量％
Ｃｒ：１．３０〜１．９０質量％
を必須成分として含み、任意成分として
Ｍｏ：０．３０質量％以下（０質量％を含む）
Ｎｉ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）
Ｃｕ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）
Ｓ  ：０．０２５質量％以下（０質量％を含む）
Ｐ  ：０．０２０質量％以下（０質量％を含む）
Ｏ  ：１５質量ｐｐｍ以下（０質量ｐｐｍを含む）
を含み、残部が鉄及び不可避的不純物からなる鋼材組成を有するとともに、
極値統計法で予測したときの、面積３００００ｍｍ２に存在する最大の酸化物系介在物の面積の平方根が２２〜５０μｍ以下である鋼からなり、
焼入れ焼戻し後に下記（Ａ）〜（Ｃ）を満たすことを特徴とする洗濯機用転がり軸受。
（Ａ）焼入れ焼戻し後の硬さがＨｖ７１５〜８１１
（Ｂ）焼入れ焼戻し後の残留オーステナイト量が１１〜２８体積％
（Ｃ）焼入れ焼戻し後の硬さを〔ＨＶ〕、焼入れ焼戻し後の残留オーステナイト量を〔γＲ〕とするとき、８１０≦〔ＨＶ〕＋４〔γＲ〕≦８７１
（２）更に、下記（Ｄ）を満たすことを特徴とする上記（１）記載の洗濯機用転がり軸受。
（Ｄ）鋼中のＳｉ含有量（質量％）を〔Ｓｉ〕、Ｍｎ含有量（質量％）を〔Ｍｎ〕とするとき、〔γＲ〕／（４〔Ｓｉ〕＋〔Ｍｎ〕）≦６．７
【発明の効果】
【００１２】
本発明の洗濯機用転がり軸受では、内輪、外輪及び転動体の少なくとも１つを、特性の合金組成からなる鋼材に焼入れ焼戻しを行い、硬さと残留オーステナイト量とを特定の範囲とし、更に硬さと残留オーステナイト量との関係を数的に規定した鋼材製とすることにより、表面起点型剥離の抑制と寸法安定性とを両立することができる。そのため、洗濯機のドラムを支持する軸受のようにアンバランス荷重を受ける場合でも、疲れ寿命の低下を抑えることができ、サイズを大きくして耐荷重性を向上させる必要がなく、サイズ変更することもない。しかも、浸炭処理や浸炭窒化処理の必要がなく、これまでの設備や工程をそのまま使用でき、コスト増を招くこともない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一対の軸受にかかるアンバランス荷重を説明するための図である。
【図２】ドラム式洗濯機のドラム及び軸受周辺を示す概略図である。
【図３】本発明に係る洗濯機用転がり軸受を適用したドラム式洗濯機の一例を示す要部断面図である。
【図４】図３に示すドラム式洗濯機に使用される軸受の一例を示す断面図である。
【図５】図３に示すドラム式洗濯機に使用される軸受の他の例を断面図である。
【図６】図３に示すドラム式洗濯機に使用される軸受の更に他の例を示す断面図である。
【図７】実施例で得られた、（ＨＶ＋４γＲ）の値と、寿命比との関係を示すグラフである。
【図８】実施例で得られた、（〔γＲ〕／（４〔Ｓｉ〕＋〔Ｍｎ〕）の値と、寸法安定性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】
【００１４】
以下、本発明の洗濯機用転がり軸受（以下、単に「転がり軸受」という。）に関して詳細に説明する。
【００１５】
本発明の転がり軸受として、例えば図３に示すドラム式洗濯機の回転ドラム１と一体回転する回転軸２を支持する玉軸受１０を例示することができる。この玉軸受１０は、回転ドラム１の外槽３に設けた軸受ケース４に対して回転自在に支持すべく、内輪回転で使用される。玉軸受１０としては、型番６２０５（内径２５ｍｍ、外径５２ｍｍ、幅１５ｍｍ）等が使用される。
【００１６】
図２に示すように、玉軸受１０は、内周面に外輪軌道溝１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道溝１２ａを有する内輪１２と、外輪１１の外輪軌道溝１１ａと内輪１２の内輪軌道溝１２ａとの間に配置される複数の玉１３と、玉１３を円周方向に所定の間隔で保持する保持器１４と、外輪１１の内周面の軸方向両側に配置され、軸受空間を密封する一対のシールド板１５と、を備える。軸受空間内には、予めグリースが封入されている。また、内輪１２と回転軸２との嵌め合い及び外輪１１と軸受ケース４との嵌め合いは、任意に設定することができるが、組立て性の観点から嵌めあい量を小さくすることが好ましい。
【００１７】
また、玉軸受１０において、内輪１２の肉厚Ｈｉを、外輪１１の肉厚Ｈｏの１．５倍以上に設定し、内輪１２の剛性を高くすることができる。これにより、ドラム式洗濯機の回転軸２が６００〜１８００ｒｐｍで回転することで、玉１３が内輪軌道溝１２ａ上を通過して荷重点が円周方向に移動したとしても、内輪１２の剛性により、内輪１２の内周面が波打つように変形するのを抑制し、クリープの発生を防止している。なお、図５に示すように、玉径を小さくして、内輪１２及び外輪１１の両方の肉厚を増大させることも可能である。
【００１８】
更に、図６に示すように、外輪１１の外周面にはＯリング２０を装着してもよい。具体的には、外輪１１の外周面に一対の環状溝１１ｂが形成され、これら環状溝１１ｂに、一対のＯリング２０が装着されている。これにより、内輪１２の肉厚が増大することで必然的に肉厚が減少し、剛性が低下する外輪１１においても、Ｏリング２０を装着することで外輪クリープを防止することができる。
【００１９】
本発明では、その他の転がり軸受も可能であるが、内輪、外輪及び転動体の少なくとも１つを下記に示す鋼材で形成する。
【００２０】
先ず、鋼材の合金組成について説明するが、鋼材はＣ、Ｓｉ、Ｍｎ及びＣｒを必須成分として含む。
【００２１】
〔Ｃ：０．８５〜１．２１質量％〕
Ｃは焼入れによって基地に固溶し、硬さを向上させる元素であるが、鋼材中の含有量が０．８５質量％未満であると焼入れ後の硬さが低下して、耐摩耗性や転がり疲労寿命が低下する。安定的に耐摩耗性や転がり疲労寿命を得るためには、Ｃ含有量を０．９５質量％以上にすることが好ましい。但し、Ｃ含有量が１．２１質量％を超えると、研削性の低下や破壊靭性値の低下が生じる。安定的に研削性を得るためには、Ｃ含有量を１．１５質量％以下とすることが好ましく、１，１０質量％以下とすることがより好ましい。
【００２２】
〔Ｓｉ：０．４０〜１．０２質量％〕
Ｓｉは基地に固溶して焼入れ性及び焼戻し軟化抵抗性を向上させる効果がある。また、本発明において重要な残留オーステナイトの分解を遅延させる効果もある。そのため、Ｓｉ量が０．４０質量％未満ではこれらの効果が得られない。また、１．０２質量％を超えると球状化焼鈍後の硬さが上昇するため、旋削性及び冷間加工性が低下する。安定的に旋削性と冷間加工性を得るためには、Ｓｉ量を０．９０質量％以下とすることが好ましいく、０．７質量％以下とすることがより好ましい。
【００２３】
〔Ｍｎ：０．５５〜１．５１質量％〕
Ｍｎは基地に固溶して焼入れ性を向上させる効果があり、本発明においては重要な残留オーステナイト量を安定化させる効果がある。残留オーステナイトは、表面起点型剥離に対して長寿命化する効果がある。但し、Ｍｎ量が０．５５質量％未満ではこの効果が得られない。また、１．５１質量％を超えると熱間鍛造時の変形抵抗が上昇して熱間鍛造性を低下させたり、残留オーステナイト量が過多になり、寸法安定性が低下する。安定的に熱間鍛造性と寸法安定性とを得るために、Ｍｎ量を０．８〜１．４質量％とすることが好ましく、０．８〜１．２質量％とすることがより好ましい。
【００２４】
〔Ｃｒ：１．３０〜１．９０質量％〕
Ｃｒは基地のマルテンサイト中に固溶する分と、球状化炭化物中に固溶する分とに分配される。基地に固溶したＣｒは、焼入れ性を向上させる効果があり、更に基地組織のマルテンサイトを安定化させる効果があるため転動疲労寿命を延長させる。但し、Ｃｒ量が１．３０質量％未満ではこれらの効果が得られない。また、１．９０質量％を超えると球状化焼鈍後の硬さが上昇するため、旋削性及び冷間加工性が低下する。安定的に旋削性と冷間加工性を得るためには、Ｃｒ量を１．７０質量％以下とすることが好ましい。
【００２５】
また、鋼材は任意成分としてＭｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓ、Ｐ及びＯを含有する。
【００２６】
〔Ｍｏ：０．３０質量％以下（０質量％を含む）〕
Ｍｏは基地に固溶して焼入れ性及び焼戻し軟化抵抗性を向上させる効果がある。また、基地組織のマルテンサイトを安定化させる効果があるため、転動疲労寿命を延長させる。しかし、Ｍｏ量が０．３０質量％を超えると、Ｍｏの一部が硬い炭化物を形成し、切削性を低下させる。また、Ｍｏは高価な元素であるため、素材のコストアップを生じることから、本発明では選択的に添加する。
【００２７】
〔Ｎｉ：０．３０質量％以下（０質量％を含む）〕
Ｎｉは焼入れ性と向上させる効果とオーステナイトを安定化させる効果とを有し、多量に添加することにより靭性を向上させる。しかし、Ｎｉは非常に高価な元素であるため、鋼材コストを上昇させる。そのため、本発明ではＮｉを積極的に添加せず、０．３０質量％以下とする。
【００２８】
〔Ｃｕ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）〕
Ｃｕは焼入れ性と粒界強度を向上させる効果があるが、過多になると熱間鍛造性が低下する。そのため、本発明では積極的に添加せず、Ｃｕ量を０．２０質量％以下とする。
【００２９】
〔Ｓ：０．０２５質量％以下（０質量％を含む）〕
ＳはＭｎＳを形成し、介在物として作用するため、鋼材中のＳ量は少ない方が好ましい。しかし、Ｓ量を少なくするには鋼材の生産性が下がり、鋼材コストが上昇するため、工業上広く利用することが難しくなる。そのため、本発明ではＳ量を０．０２５質量％以下とする。
【００３０】
〔Ｐ：０．０２０質量％以下（０質量％を含む）〕
Ｐは結晶粒界に偏析して粒界強度や破壊靭性値を低下させるため、鋼材中のＰ量は少ない方が好ましい。そのため、本発明ではＰ量を０．０２０質量％以下とする。
【００３１】
〔Ｏ：１５質量ｐｐｍ以下（０質量ｐｐｍを含む）〕
Ｏは、鋼材中でＡｌ２Ｏ３等の酸化物系の介在物を形成する。酸化物系介在物は剥離の起点となり、転動疲労寿命に影響を及ぼすのでＯ量は少ない方が好ましい。しかし、Ｏ量を少なくするには鋼材の生産性が下がり、鋼材コストが上昇するため、工業上広く利用することが難しくなる。そのため、本発明ではＯ量を１５質量ｐｐｍ以下とする。
【００３２】
そして、鋼材の残部は鉄及び不可避的不純物であるが、更に下記の組織的特徴を備える。
【００３３】
〔極値統計法で予測したときの、面積３００００ｍｍ２に存在する最大の酸化物系介在物の面積の平方根が２２〜５０μｍ〕
極値統計法は、正規分布、指数分布、対数分布等に従う集合に対して最大値及び最小値等の極値を予測する手法であり、鋼材中に含まれる非金属介在物の最大径を予測する手法として非常に有効である。また、転がり軸受の「内部起点型剥離」は非金属介在物を起点として生じ、極値統計法で予測した最大介在物径と内部起点型剥離寿命には良い相関が見られる。特に、酸化物系の非金属介在物は、寿命に最も悪影響をもたらす。
【００３４】
本発明では、この極値統計法により予測したときに、面積３００００ｍｍ２に存在する最大の酸化物系介在物の面積の平方根が２２〜５０μｍ、好ましくは２２〜４０μｍを満足する。最大の酸化物系介在物の面積の平方根が５０μｍを越えると、表面起点型剥離が起こる前に、非金属介在物を起点とする内部起点型剥離が起きてしまう場合があるため、長寿命化効果が得られないおそれがある。一方、２２μｍ未満にすることが転動疲労寿命の点からは好ましいものの、鋼材の中で大きな介在物を含む部位を破棄する必要があるため、鋼材の歩留まりが低下して工業上広く利用することが難しくなる。
【００３５】
尚、酸化物系介在物の面積とは、近似的に酸化物系介在物を楕円と仮定して求め、その平方根を求めることで介在物の粒径とする。また、極値統計を行う際には、日本トライボロジー学会の「軸受鋼における介在物の評価研究会」が提案する方法が好ましい。即ち、鋼材断面の観察面積１００ｍｍ２に存在する最大の酸化物系介在物を求め、それを鋼材の３０箇所の断面にて実施して、統計処理により３００００ｍｍ２に存在する最大の酸化物系介在物の大きさを求めることが好ましい。
【００３６】
〔焼入れ焼戻し後の硬さがＨｖ７１５〜８１１〕
潤滑剤中に異物が混入すると、転動体と軌道輪が異物を噛み込み、軌道面に圧痕が生じる。そして、圧痕の上を転動体が転がり接触すると、圧痕周辺に応力集中が生じ、疲労亀裂が発生して剥離の起点となる。このとき、硬さが高いほど、異物を噛み込んだ際に生じる圧痕の大きさが小さくなる。あるいは、圧痕が生じにくくなる。その結果、その後の疲労亀裂が発生難くなり、転がり軸受は長寿命となる。しかし、焼入れ焼戻し後の硬さがＨｖ７１５未満では圧痕が生じやすくなる。また、Ｈｖ８１１を超えると、破壊靭性が低下し、衝撃荷重による割れが発生しやすくなる。好ましい硬さは、Ｈｖ７５１〜７９８である。
【００３７】
〔残留オーステナイト量が１１〜２８体積％〕
上記の組織的特徴に加えて、残留オーステナイト量を規定することにより、異物の噛み込み等により生じる表面剥離型剥離を防止して更なる寿命延長を図ることができる。残留オーステナイトは、基地組織のマルテンサイトよりも軟質であるため、変形能に優れる。そのため、圧痕が生じて、その上を転動体が転がり接触する際に、残留オーステナイトが多い場合は圧痕形状が変形し、応力集中を緩和することができる。但し、残留オーステナイト量が１１体積％未満ではこの効果が得られない。また、残留オーステナイトが多いほど表面起点型剥離寿命にはよいが、２８体積％を超えると寸法安定性が低下する。より良好な寸法安定性と表面起点型剥離寿命を得るために、残留オーステナイト量を２４体積％以下にすることが好ましい。尚、残留オーステナイト量の測定は、軸受の軌道面の一部を切り出した後、軌道面表面を電解研磨してＸ線回折装置を用いて行うことができる。
【００３８】
［８１０≦〔ＨＶ〕＋４〔γＲ〕≦８７１］
上記のように、表面起点型剥離寿命には硬さが高いほど良く、残留オーステナイト量も多いほど良い。しかし、硬さを高く、残留オーステナイト量を多くするためには、上記した合金成分を多くしたり、特殊な熱処理条件で処理する必要があり、鋼材のコストアップや生産性の低下を招く。本発明者らは、表面起点型剥離寿命に影響を及ぼす硬さと残留オーステナイト量との効果の割合を定量化することにより、効果的に表面起点型剥離寿命を延長できることを見出した。
【００３９】
即ち、焼入れ焼戻し後の硬さを〔ＨＶ〕、焼入れ焼戻し後の残留オーステナイト量を〔γＲ〕とするとき、（〔ＨＶ〕＋４〔γＲ〕）の値を８１０以上にすることにより、表面起点型剥離寿命が長くなる。また、（〔ＨＶ〕＋４〔γＲ〕）の値を８３０以上にすることより、表面起点型剥離寿命の延長効果を決定的にすることができる。しかし、（〔ＨＶ〕＋４〔γＲ〕）の値が８７１を超えると破壊靭性が低下し、衝撃荷重による割れが発生しやすくなり、工業上広く利用することが難しくなる。好ましくは、（〔ＨＶ〕＋４〔γＲ〕）の値を８６０以下とする。
【００４０】
〔〔γＲ〕／（４〔Ｓｉ〕＋〔Ｍｎ〕）≦６．７〕
残留オーステナイトは熱や応力を受けると、時間の経過に伴い徐々に分解する場合がある。残留オーステナイトが分解すると体積膨張が生じるため、軸受の寸法安定性が低下する。鋼材中のＳｉ及びＭｎは、残留オーステナイトを安定化させて分解を遅延するため、寸法安定性を向上させる効果がある。特に、Ｓｉはその効果が大きい。本発明者らは、寸法安定性に及ぼすＳｉ量（質量％：〔Ｓｉ〕）とＭｎ量（質量％：〔Ｍｎ〕）の効果を定量化すると、（４〔Ｓｉ〕＋〔Ｍｎ〕）と相関が良いことを見出した。更に、体積膨張の原因になる残留オーステナイト量（γＲ）と、（４〔Ｓｉ〕＋〔Ｍｎ〕）の割合を所定の範囲にすることにより、良好な寸法安定性が得られることを見出した。
【００４１】
即ち、〔γＲ〕／（４〔Ｓｉ〕＋〔Ｍｎ〕）の値を６．７以下にすることにより、良好な寸法安定性が得られ、表面起点型剥離寿命とともに寸法安定性をより向上させるためには、このような規定を同時に満足することが好ましい。より好ましくは、〔γＲ〕／（４〔Ｓｉ〕＋〔Ｍｎ〕）の値を５．３以下にする。
【００４２】
本発明の転がり軸受を作製するには、上記合金組成の鋼材を用い、熱間加工及び旋削加工により内輪や外輪、転動体を完成形状に近づけた後、焼入れ焼戻し処理を行って規定の表面硬さにする。その後、研削加工を行い、完成形状に仕上げる。
【００４３】
尚、焼入れ焼戻し条件は、前記した硬さ及び残留オーステナイト量に調整できれば制限はないが、設備や生産性を考慮すると従来から広く使用されているＳＵＪ２での処理条件に従うことが好ましい。即ち、焼入れは、８２０〜８６０℃で所定の時間保持した後、油冷する。油冷する際の油温は４０〜１２０℃が好ましい。焼戻しもＳＵＪ２と同条件で行うことが好ましく、１６０〜２００℃で所定の時間保持した後、空冷あるいは徐冷する。焼戻し温度が１６０℃未満であると、残留オーステナイト量が過多になり寸法安定性が低下する。一方、焼戻し温度が２００℃を超えると、残留オーステナイト量が低下して表面起点型剥離の原因となる圧痕縁への応力集中を緩和する効果が得られなくなる。
【００４４】
本発明において転がり軸受の種類に制限はなく、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、スラスト玉軸受等の玉軸受、円筒ころ軸受や円錐ころ軸受、自動調心ころ軸受等のころ軸受、あるいはニードル軸受等に適用可能である。
【実施例】
【００４５】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００４６】
（１）転動疲労要素試験
表１に示す合金組成の鋼材（残部は鉄及び不可避的不純物）を、旋削加工して円板状とし、表２に示す熱処理を施した後、研削研磨及びラップ加工を行い完成形状として円板試験片を作製した。そして、円板試験片と、スラスト玉軸受５１３０５の上レース、直径９．５２５ｍｍ（３／８インチ）の鋼球６個及び黄銅製保持器とを組み合わせてスラスト型転動疲労試験機にセットし、下記条件にて転動疲労寿命試験を行った。本試験は各５回行い、累積破損確率が５０％になる寿命（Ｌ５０）の平均値を求めた。
・最大接触面圧：５．０ＧＰａ
・回転速度：１０００ｍｉｎ−１
・潤滑油：ＩＳＯ−ＶＧ６８（大きさ１００μｍ程度、硬さＨＶ８７０の鉄粉を０．００９ｇ含む）
【００４７】
結果を表２に、比較例６（鋼種Ｊ：ＳＵＪ２）に対する相対値で示す。また、図７に、（ＨＶ＋４γＲ）の値と、寿命比との関係を示すグラフ化して示す。試験の結果、（ＨＶ＋４γＲ）の値が８１０以上であれば、より安定的に長寿命になることがわかる。
【００４８】
（２）寸法安定性試験
表１に示す合金組成の鋼材（残部は鉄及び不可避的不純物）を、旋削加工して所定の外輪形状とし、表２に示す熱処理を施した後、研削加工して完成形状として深溝玉軸受６２０６用の外輪を作製した。そして、この外輪を１３０℃で５０００時間保持し、保持前との寸法変化率を求めた。
【００４９】
結果を表２に示す。また、図８に、（〔γＲ〕／（４〔Ｓｉ〕＋〔Ｍｎ〕）の値と、寸法変化率との関係をグラフ化して示す。試験の結果、（〔γＲ〕／（４〔Ｓｉ〕＋〔Ｍｎ〕）の値が６．７以下であれば、寸法安定性に優れることがわかる。
【００５０】
（３）深溝玉軸受寿命試験
上記した（１）転動疲労要素試験及び（２）寸法安定性試験において優れた結果を示した実施例１、３、５を基に、深溝玉軸受６２０６用の内輪及び外輪を作製した。即ち、表１に示す合金組成の鋼材（残部は鉄及び不可避的不純物）を、旋削加工して所定の内輪形状または外輪形状とし、表２に示す熱処理を施した後、研削加工して完成形状とし、ＳＵＪ２製３／８インチ鋼球及び樹脂製保持器と組み合わせて試験軸受を作製した。また、比較のために、比較例６についても同様にして試験軸受を作製した。そして、試験軸受をラジアル型軸受寿命試験機に装着し、下記条件にて転動疲労寿命試験を行った。本試験は各５回行い、累積破損確率が５０％になる寿命（Ｌ５０）の平均値を求めた。
・最大接触面圧：３．０ＧＰａ
・回転速度：３０００ｍｉｎ−１
・潤滑油：ＩＳＯ−ＶＧ６８（大きさ１００μｍ程度、硬さＨＶ８７０の鉄粉を０．０５ｇ含む）
【００５１】
結果を表２に、比較例６に対する相対値で示すが、実施例１、３、５は良好な寿命を示している。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
【表２】
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【００５４】
以上より、鋼材組成、極値統計法で予測される最大酸化物系介在物の大きさ、硬さ及び残留オーステナイト量を本発明の範囲にすることにより、長寿命で、寸法安定性に優れる転がり軸受を提供できることがわかる。
【符号の説明】
【００５５】
１０  玉軸受
１１  外輪
１１ａ  外輪軌道溝
１２  内輪
１２ａ  内輪軌道溝
１３  玉
１４  保持器
１５  シールド板
【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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