JPH1137163A - 転がり軸受の内輪およびその熱処理方法 - Google Patents
転がり軸受の内輪およびその熱処理方法Info
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- JPH1137163A JPH1137163A JP9191241A JP19124197A JPH1137163A JP H1137163 A JPH1137163 A JP H1137163A JP 9191241 A JP9191241 A JP 9191241A JP 19124197 A JP19124197 A JP 19124197A JP H1137163 A JPH1137163 A JP H1137163A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/64—Special methods of manufacture
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Rolling Contact Bearings (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温装置や高速回転装置で使用されても割れ
が生じにくくかつ製造が容易な転がり軸受の内輪を提供
する。 【解決手段】 転がり軸受の内輪は、外周面に位置する
軌道面を高周波焼入して軌道面を圧縮応力状態にしたも
のである。また、軌道面のＨＲＣと外輪芯部のＨＲＣと
の差が８以上であることが好ましい。さらに、軌道面の
ＨＲＣと内径面のＨＲＣの差が５以上であることが好ま
しい。
が生じにくくかつ製造が容易な転がり軸受の内輪を提供
する。 【解決手段】 転がり軸受の内輪は、外周面に位置する
軌道面を高周波焼入して軌道面を圧縮応力状態にしたも
のである。また、軌道面のＨＲＣと外輪芯部のＨＲＣと
の差が８以上であることが好ましい。さらに、軌道面の
ＨＲＣと内径面のＨＲＣの差が５以上であることが好ま
しい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、転がり軸受の内
輪およびその熱処理方法に関し、特に、高い嵌め合い応
力下で使用される自動調心ころ軸受の内輪およびその熱
処理方法に関するものである。
輪およびその熱処理方法に関し、特に、高い嵌め合い応
力下で使用される自動調心ころ軸受の内輪およびその熱
処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】転がり軸受のうち、２列の軌道を持つ内
輪と、球面状の軌道を持つ外輪との間に球面ころを組込
んだ自動調心ころ軸受は、ラジアル荷重と両方向のスラ
スト荷重を負荷することができ、しかもラジアル負荷能
力が大きく、重荷重や衝撃荷重の作用する用途に適して
いるため、抄紙機械などの大型機械に使用される。
輪と、球面状の軌道を持つ外輪との間に球面ころを組込
んだ自動調心ころ軸受は、ラジアル荷重と両方向のスラ
スト荷重を負荷することができ、しかもラジアル負荷能
力が大きく、重荷重や衝撃荷重の作用する用途に適して
いるため、抄紙機械などの大型機械に使用される。
【０００３】この自動調心ころ軸受のうち、内輪の内径
がテーパ穴となったものは、テーパ軸へ押込んでセット
され、押込み量によって残留隙間と締めしろを調整して
使用される。押込みにより軸受の内輪は膨張し引張応力
を受ける。抄紙機械ドライヤなどに代表される大型高温
装置では、中空軸の中を高温の蒸気や油が通るため、運
転時には内輪との温度差によって軸が膨張して、引張応
力、すなわち内輪と軸との間の嵌め合い応力がさらに増
大する傾向にある。
がテーパ穴となったものは、テーパ軸へ押込んでセット
され、押込み量によって残留隙間と締めしろを調整して
使用される。押込みにより軸受の内輪は膨張し引張応力
を受ける。抄紙機械ドライヤなどに代表される大型高温
装置では、中空軸の中を高温の蒸気や油が通るため、運
転時には内輪との温度差によって軸が膨張して、引張応
力、すなわち内輪と軸との間の嵌め合い応力がさらに増
大する傾向にある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】大きな嵌め合い応力下
で使用される内輪は、内輪軌道面が引張応力を加えられ
た状態で、転動体から繰返し応力を受けるので、軌道面
表面近傍の応力集中源（非金属介在物、微小剥離、錆な
ど）が存在すると、そこを起点として疲労き裂が軸方向
に進展し、内輪が軸方向に割れる可能性が考えられる。
この現象は、抄紙機械の軸受などの高温装置のみなら
ず、高速回転される自動調心ころ軸受でも内輪の軌道面
が大きな引張応力を受けるために損傷の発生する可能性
が高くなることも予想される。
で使用される内輪は、内輪軌道面が引張応力を加えられ
た状態で、転動体から繰返し応力を受けるので、軌道面
表面近傍の応力集中源（非金属介在物、微小剥離、錆な
ど）が存在すると、そこを起点として疲労き裂が軸方向
に進展し、内輪が軸方向に割れる可能性が考えられる。
この現象は、抄紙機械の軸受などの高温装置のみなら
ず、高速回転される自動調心ころ軸受でも内輪の軌道面
が大きな引張応力を受けるために損傷の発生する可能性
が高くなることも予想される。
【０００５】もし内輪軌道面にこのような応力集中源が
あっても上記した損傷が生じる可能性を限りなく小さく
することが機械の信頼性を向上させる意味からも必要と
される。
あっても上記した損傷が生じる可能性を限りなく小さく
することが機械の信頼性を向上させる意味からも必要と
される。
【０００６】この対策の１つに、高温装置において、軸
を冷却することが考えられるが、装置構成が複雑となる
ため、一般的な手法とは言い難い。また、遠心力の増大
による引張応力の発生は、遠心力を軽減する、すなわ
ち、回転数を小さくしない限りさけられないのでこれも
現実的ではない。
を冷却することが考えられるが、装置構成が複雑となる
ため、一般的な手法とは言い難い。また、遠心力の増大
による引張応力の発生は、遠心力を軽減する、すなわ
ち、回転数を小さくしない限りさけられないのでこれも
現実的ではない。
【０００７】一方、内輪の材質として、浸炭鋼を用いる
ことで内輪割れの対策となるが、浸炭焼入処理は通常の
ずぶ焼入処理と比較すると処理時間が長くなり、軸受製
造コストが高くなるという問題がある。
ことで内輪割れの対策となるが、浸炭焼入処理は通常の
ずぶ焼入処理と比較すると処理時間が長くなり、軸受製
造コストが高くなるという問題がある。
【０００８】また、高炭素クロム軸受鋼を油焼入する際
の冷却速度をコントロールして割れに強い軸受を製造す
る技術も知られているが、冷却速度のコントロールが難
しく、さらに、素材の焼入特性を調整するのが難しいと
いう問題がある。
の冷却速度をコントロールして割れに強い軸受を製造す
る技術も知られているが、冷却速度のコントロールが難
しく、さらに、素材の焼入特性を調整するのが難しいと
いう問題がある。
【０００９】そこで、この発明は上述のような問題点を
解決するためになされたものであり、高温装置や高速回
転装置で使用しても割れが生じにくく、かつ、製造が容
易な転がり軸受の内輪とその熱処理方法を提供すること
を目的とするものである。
解決するためになされたものであり、高温装置や高速回
転装置で使用しても割れが生じにくく、かつ、製造が容
易な転がり軸受の内輪とその熱処理方法を提供すること
を目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】発明者らは、内輪割れの
原因について詳細に検討した結果、以下のことを発見し
た。
原因について詳細に検討した結果、以下のことを発見し
た。
【００１１】内輪割れが発生するのは軌道面に大きな引
張応力が加えられた状態で内輪が使用されるからであ
り、この引張応力を小さくする、さらに好ましくは圧縮
応力にすれば内輪割れは発生しない。
張応力が加えられた状態で内輪が使用されるからであ
り、この引張応力を小さくする、さらに好ましくは圧縮
応力にすれば内輪割れは発生しない。
【００１２】軌道面に圧縮応力を付与するためには、軌
道面をマルテンサイト変態させ、内輪の芯部はマルテン
サイト変態させないことが有効である。
道面をマルテンサイト変態させ、内輪の芯部はマルテン
サイト変態させないことが有効である。
【００１３】このような検討結果に基づきなされたこの
発明の転がり軸受用の内輪は、外周面側に位置する軌道
面を高周波焼入して軌道面を圧縮応力状態にしたもので
ある。
発明の転がり軸受用の内輪は、外周面側に位置する軌道
面を高周波焼入して軌道面を圧縮応力状態にしたもので
ある。
【００１４】以上のように構成された転がり軸受の内輪
においては、軌道面が高周波焼入されているため、軌道
面付近の組織がマルテンサイト変態し、膨張しようとす
る。一方、高周波焼入によれば、内輪の芯部はマルテン
サイト変態しないため、この芯部が軌道面の膨張を抑え
ようとする。その結果、軌道面が圧縮応力状態となり、
内輪の割れを防止することができる。
においては、軌道面が高周波焼入されているため、軌道
面付近の組織がマルテンサイト変態し、膨張しようとす
る。一方、高周波焼入によれば、内輪の芯部はマルテン
サイト変態しないため、この芯部が軌道面の膨張を抑え
ようとする。その結果、軌道面が圧縮応力状態となり、
内輪の割れを防止することができる。
【００１５】また、軌道面のＨＲＣ（Ｃスケールのロッ
クウェル硬度）と内輪芯部のＨＲＣとの差が８以上であ
ることが好ましい。ここで、「内輪芯部」とは、内輪の
内部のうち、軌道面と内径面とからほぼ等しい距離にあ
る部分をいう。
クウェル硬度）と内輪芯部のＨＲＣとの差が８以上であ
ることが好ましい。ここで、「内輪芯部」とは、内輪の
内部のうち、軌道面と内径面とからほぼ等しい距離にあ
る部分をいう。
【００１６】また、軌道面のＨＲＣと内径面のＨＲＣと
の差が５以上であることが好ましい。
の差が５以上であることが好ましい。
【００１７】さらに、内径面のＨＲＣと内輪芯部のＨＲ
Ｃとの差が８以上であることが好ましい。
Ｃとの差が８以上であることが好ましい。
【００１８】またさらに、高周波焼入された軌道面のＨ
ＲＣが５８以上であることが好ましい。
ＲＣが５８以上であることが好ましい。
【００１９】また、内径面のＨＲＣが４８〜５５である
ことが好ましい。この発明に従った転がり軸受の内輪の
熱処理方法は、転がり軸受の内輪の外周面側に位置する
軌道面が圧縮応力状態になるように軌道面を高周波焼入
するものである。
ことが好ましい。この発明に従った転がり軸受の内輪の
熱処理方法は、転がり軸受の内輪の外周面側に位置する
軌道面が圧縮応力状態になるように軌道面を高周波焼入
するものである。
【００２０】この方法に従えば、軌道面に圧縮応力を付
与するため、割れが生じにくい内輪を提供することがで
きる。
与するため、割れが生じにくい内輪を提供することがで
きる。
【００２１】この発明の別の局面に従った転がり軸受の
内輪の熱処理方法は、転がり軸受の内輪の内径面と外周
面側に位置する軌道面とを高周波で加熱し、内径面を冷
却する速度よりも速い冷却速度で軌道面を冷却するもの
である。
内輪の熱処理方法は、転がり軸受の内輪の内径面と外周
面側に位置する軌道面とを高周波で加熱し、内径面を冷
却する速度よりも速い冷却速度で軌道面を冷却するもの
である。
【００２２】この方法に従えば、軌道面が急速に冷却さ
れるため、軌道面はマルテンサイト変態して膨張する。
このとき、内径面はゆっくりと冷却されるため、また、
内輪の内部はあまり加熱されないため、いずれもマルテ
ンサイト変態しない。その結果、内径面と芯部は膨張せ
ず、芯部が軌道面の膨張を抑えることになり、軌道面が
圧縮応力を受け、割れの生じにくい内輪を提供すること
ができる。
れるため、軌道面はマルテンサイト変態して膨張する。
このとき、内径面はゆっくりと冷却されるため、また、
内輪の内部はあまり加熱されないため、いずれもマルテ
ンサイト変態しない。その結果、内径面と芯部は膨張せ
ず、芯部が軌道面の膨張を抑えることになり、軌道面が
圧縮応力を受け、割れの生じにくい内輪を提供すること
ができる。
【００２３】また、この発明のさらに別の局面に従った
転がり軸受の内輪の熱処理方法は、転がり軸受の内輪の
内径面と外周面側に位置する軌道面とを高周波で加熱
し、内径面と軌道面とを冷却するものである。
転がり軸受の内輪の熱処理方法は、転がり軸受の内輪の
内径面と外周面側に位置する軌道面とを高周波で加熱
し、内径面と軌道面とを冷却するものである。
【００２４】この方法に従えば、軌道面が高周波で加熱
され、内輪の芯部はあまり加熱されないため、軌道面で
はマルテンサイト変態が生じ、芯部ではあまり変態しな
い。その結果、膨張しようとする軌道面を芯部が抑える
ことになり、軌道面に圧縮応力が付与され、割れが生じ
にくい内輪を提供することができる。また、内径面も高
周波焼入されるため、内径面の硬度が上がり、内径面の
耐摩耗性が向上する。
され、内輪の芯部はあまり加熱されないため、軌道面で
はマルテンサイト変態が生じ、芯部ではあまり変態しな
い。その結果、膨張しようとする軌道面を芯部が抑える
ことになり、軌道面に圧縮応力が付与され、割れが生じ
にくい内輪を提供することができる。また、内径面も高
周波焼入されるため、内径面の硬度が上がり、内径面の
耐摩耗性が向上する。
【００２５】この発明のさらに別の局面に従った転がり
軸受の内輪の熱処理方法は、転がり軸受の内輪の内径面
を高周波で加熱した後冷却し、その後、外周面側に位置
する軌道面を高周波で加熱した後冷却するものである。
軸受の内輪の熱処理方法は、転がり軸受の内輪の内径面
を高周波で加熱した後冷却し、その後、外周面側に位置
する軌道面を高周波で加熱した後冷却するものである。
【００２６】この方法に従えば、まず内径面が焼入され
るため内径面が硬くなるが、その後外径面を焼入する際
に、この加熱の影響を受けて内径面が焼戻されて最適な
硬さとなる。一方、外径面は高周波で加熱され、その後
冷却されるので、マルテンサイト変態を起こす。芯部は
あまり加熱されないため、マルテンサイト変態を起こさ
ず、膨張しようとする軌道面を抑える働きをする。その
結果、軌道面に圧縮応力が付与され、割れにくい内輪を
提供することができる。
るため内径面が硬くなるが、その後外径面を焼入する際
に、この加熱の影響を受けて内径面が焼戻されて最適な
硬さとなる。一方、外径面は高周波で加熱され、その後
冷却されるので、マルテンサイト変態を起こす。芯部は
あまり加熱されないため、マルテンサイト変態を起こさ
ず、膨張しようとする軌道面を抑える働きをする。その
結果、軌道面に圧縮応力が付与され、割れにくい内輪を
提供することができる。
【００２７】
【実施例】サンプルの作成 条件１（サンプルＮｏ．１〜４の作成） 表１で示す鋼種からなるＪＩＳ呼番ＮＵ２２１５／６０
の円筒ころ軸受の内輪全体を高周波で温度８６０〜８８
０℃まで加熱し、軌道面が形成される外周面を水溶性冷
却材５％を含んだ水を用いて急冷した（冷却速度４０℃
／ｓ）。一方、内径面は空冷した。次に、内輪を温度１
８０℃で１時間焼戻をして表１で示すサンプルＮｏ．１
〜４を得た。
の円筒ころ軸受の内輪全体を高周波で温度８６０〜８８
０℃まで加熱し、軌道面が形成される外周面を水溶性冷
却材５％を含んだ水を用いて急冷した（冷却速度４０℃
／ｓ）。一方、内径面は空冷した。次に、内輪を温度１
８０℃で１時間焼戻をして表１で示すサンプルＮｏ．１
〜４を得た。
【００２８】
【表１】
【００２９】表１中「軌道面の残留応力」が負のものは
残留圧縮応力であることを示す。表２，３でも同様であ
る。
残留圧縮応力であることを示す。表２，３でも同様であ
る。
【００３０】なお、これらのいずれのサンプルにおいて
も、内径面で硬度が一番小さく、軌道面に近づくに従っ
て硬度が増加した。
も、内径面で硬度が一番小さく、軌道面に近づくに従っ
て硬度が増加した。
【００３１】条件２（サンプルＮｏ．５〜８の作成） 表２で示す鋼種からなるＪＩＳ呼番ＮＵ２２１５／６０
の円筒ころ軸受の内輪の内径面と軌道面を温度８６０〜
８８０℃に加熱し、両面を同時に冷却した（冷却速度４
０℃／ｓ）。内輪を温度１８０℃で１時間焼戻して表２
に示すサンプル５〜８を得た。
の円筒ころ軸受の内輪の内径面と軌道面を温度８６０〜
８８０℃に加熱し、両面を同時に冷却した（冷却速度４
０℃／ｓ）。内輪を温度１８０℃で１時間焼戻して表２
に示すサンプル５〜８を得た。
【００３２】
【表２】
【００３３】なお、サンプル５〜８の内部硬度は、内径
面から芯部へ近づくにつれて小さくなって芯部で最小と
なり、さらに、芯部から軌道面へ近づくにつれて大きく
なった。
面から芯部へ近づくにつれて小さくなって芯部で最小と
なり、さらに、芯部から軌道面へ近づくにつれて大きく
なった。
【００３４】条件３（サンプルＮｏ．９〜１２の作成） 表３で示す鋼種からなるＪＩＳ呼番ＮＵ２２１５／６０
の円筒ころ軸受の内輪の内径面を高周波で加熱して温度
８６０〜８８０℃とし内径面を急冷した（冷却速度４０
℃／ｓ）。この内輪を温度１８０℃で１時間焼戻したと
ころ、内径面の硬度は表２に示す値と同様のものとなっ
た。次に、軌道面を高周波で加熱して温度８６０〜８８
０℃とし急冷した（冷却速度４０℃／ｓ）。この内輪を
温度１８０℃で１時間焼戻して表３で示すサンプルＮ
ｏ．９〜１２を得た。
の円筒ころ軸受の内輪の内径面を高周波で加熱して温度
８６０〜８８０℃とし内径面を急冷した（冷却速度４０
℃／ｓ）。この内輪を温度１８０℃で１時間焼戻したと
ころ、内径面の硬度は表２に示す値と同様のものとなっ
た。次に、軌道面を高周波で加熱して温度８６０〜８８
０℃とし急冷した（冷却速度４０℃／ｓ）。この内輪を
温度１８０℃で１時間焼戻して表３で示すサンプルＮ
ｏ．９〜１２を得た。
【００３５】
【表３】
【００３６】なお、サンプルＮｏ．９〜１２について、
内径面の硬度が表２で示す値よりも小さくなっているの
は、軌道面を加熱する際の熱の影響を受けて内径面の硬
度が低下したためである。また、内輪の硬度は内径面で
一番小さく、軌道面に近づくにつれて増加した。
内径面の硬度が表２で示す値よりも小さくなっているの
は、軌道面を加熱する際の熱の影響を受けて内径面の硬
度が低下したためである。また、内輪の硬度は内径面で
一番小さく、軌道面に近づくにつれて増加した。
【００３７】（サンプルＮｏ．１３〜１５の作成）比較
例として、ＪＩＳ呼番ＮＵ２２１５／６０の円筒ころ軸
受の内輪を以下の条件で処理してサンプルＮｏ．１３〜
１５を得た。
例として、ＪＩＳ呼番ＮＵ２２１５／６０の円筒ころ軸
受の内輪を以下の条件で処理してサンプルＮｏ．１３〜
１５を得た。
【００３８】ＳＵＪ２を温度８５０℃で７０分保った
後、温度１２０℃の油で焼入れをした。次に、このＳＵ
Ｊ２を温度１８０℃で１２０分保って焼戻してサンプル
Ｎｏ．１３を得た。
後、温度１２０℃の油で焼入れをした。次に、このＳＵ
Ｊ２を温度１８０℃で１２０分保って焼戻してサンプル
Ｎｏ．１３を得た。
【００３９】ＳＵＪ３を温度８２５℃で７０分保った
後、温度１２０℃の油で焼入れをした。次に、このＳＵ
Ｊ３を温度１８０℃で１２０分保って焼戻してサンプル
Ｎｏ．１４を得た。
後、温度１２０℃の油で焼入れをした。次に、このＳＵ
Ｊ３を温度１８０℃で１２０分保って焼戻してサンプル
Ｎｏ．１４を得た。
【００４０】ＳＣＲ４２０を浸炭性ガス中、温度８９０
℃で９６分、温度９２０℃で７２分、温度９５０℃で２
４０分、温度９１０℃で７２分、および温度８６０℃で
７２分の順に保って浸炭した後、温度１２０℃の油で焼
入れをした。次に、このＳＣＲ４２０を温度１８０℃で
１２０分保って焼戻してサンプルＮｏ．１５を得た。
℃で９６分、温度９２０℃で７２分、温度９５０℃で２
４０分、温度９１０℃で７２分、および温度８６０℃で
７２分の順に保って浸炭した後、温度１２０℃の油で焼
入れをした。次に、このＳＣＲ４２０を温度１８０℃で
１２０分保って焼戻してサンプルＮｏ．１５を得た。
【００４１】割れ疲労寿命試験 サンプルＮｏ．１〜１５について、内輪の軌道面に長さ
５ｍｍ、幅０．２ｍｍ、深さ０．２５ｍｍの人工傷を放
電加工で付与した。この内輪を軸受に組込んで試験軸受
とし、転動により内輪割れが発生するか否かを調べた。
試験条件を表４に示す。
５ｍｍ、幅０．２ｍｍ、深さ０．２５ｍｍの人工傷を放
電加工で付与した。この内輪を軸受に組込んで試験軸受
とし、転動により内輪割れが発生するか否かを調べた。
試験条件を表４に示す。
【００４２】
【表４】
【００４３】本試験条件での軸受の計算寿命は７６６時
間であるので、計算寿命以上である１１００時間を試験
打切り時間とした。
間であるので、計算寿命以上である１１００時間を試験
打切り時間とした。
【００４４】試験結果を表５に示す。
【００４５】
【表５】
【００４６】表５中の「ｆ／ｎ」は、ｎ個について試験
を行なったところ、ｆ個について破損が生じたことを示
す。また、破損が生じたサンプルについては、破損に至
るまでの時間をワイブル分布にして５０％寿命を算出
し、５０％寿命を表５中「Ｌ５０」として示した。さら
に、全数について破損が生じなかったものについては、
打切り時間を示した。
を行なったところ、ｆ個について破損が生じたことを示
す。また、破損が生じたサンプルについては、破損に至
るまでの時間をワイブル分布にして５０％寿命を算出
し、５０％寿命を表５中「Ｌ５０」として示した。さら
に、全数について破損が生じなかったものについては、
打切り時間を示した。
【００４７】表５からわかるように、比較例としてのＳ
ＵＪ２およびＳＵＪ３の標準熱処理品（サンプルＮｏ．
１３および１４）は、１２個の検査数のうちのすべてに
ついて人工傷から割れが発生した。比較例の浸炭品（サ
ンプルＮｏ．１５）、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３およびＳＣＭ
４４０からなる高周波焼入サンプル（サンプルＮｏ．１
〜３、５〜７、９〜１１は、すべての検査体において破
損が生じなかった。Ｓ５３ＣからなるサンプルＮｏ．
４、８、１２は、人工傷を起点にして剥離が発生したも
のがあった。この結果から、嵌め合い応力下で用いられ
る軸受の内輪割れは、軌道面を硬度を高くし、芯部また
は内径部の硬度を低くして軌道面表層部を圧縮応力とす
ることにより防止できることがわかる。なお、サンプル
Ｎｏ．１〜１２の製造コストは、浸炭品（サンプルＮ
ｏ．１５）の製造コストより低かった。
ＵＪ２およびＳＵＪ３の標準熱処理品（サンプルＮｏ．
１３および１４）は、１２個の検査数のうちのすべてに
ついて人工傷から割れが発生した。比較例の浸炭品（サ
ンプルＮｏ．１５）、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３およびＳＣＭ
４４０からなる高周波焼入サンプル（サンプルＮｏ．１
〜３、５〜７、９〜１１は、すべての検査体において破
損が生じなかった。Ｓ５３ＣからなるサンプルＮｏ．
４、８、１２は、人工傷を起点にして剥離が発生したも
のがあった。この結果から、嵌め合い応力下で用いられ
る軸受の内輪割れは、軌道面を硬度を高くし、芯部また
は内径部の硬度を低くして軌道面表層部を圧縮応力とす
ることにより防止できることがわかる。なお、サンプル
Ｎｏ．１〜１２の製造コストは、浸炭品（サンプルＮ
ｏ．１５）の製造コストより低かった。
【００４８】また、実施例の熱処理条件３では、軌道面
からの加熱、焼入時の熱影響で内径側の硬度を下げた
が、優れた品質を得るためには、内径面を焼入した後温
度３００〜４００℃で１時間高温焼戻を行ない、内径面
の硬度を表３で示す値にした後外径面を焼入して表３で
示す硬度にすることも可能である。この方法に従って製
造したサンプルについて表４と同じ条件で割れ疲労強度
を測定したところ、サンプルＮｏ．９〜１２と同様の結
果を得た。所定の硬度分布を得るには、この方法の方が
確実である。
からの加熱、焼入時の熱影響で内径側の硬度を下げた
が、優れた品質を得るためには、内径面を焼入した後温
度３００〜４００℃で１時間高温焼戻を行ない、内径面
の硬度を表３で示す値にした後外径面を焼入して表３で
示す硬度にすることも可能である。この方法に従って製
造したサンプルについて表４と同じ条件で割れ疲労強度
を測定したところ、サンプルＮｏ．９〜１２と同様の結
果を得た。所定の硬度分布を得るには、この方法の方が
確実である。
【００４９】以上、この発明の実施例について説明した
が、ここで示した実施例ではさまざまに変形可能であ
る。まず、転がり軸受を構成する鋼として、他の高炭素
クロム軸受鋼を使用することも可能であり、また、ここ
で示した鋼以外の構造用合金鋼や構造用炭素鋼を使用す
ることもできる。また、加熱条件や焼戻条件は鋼種に応
じて変えることが可能である。今回開示された実施例は
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
くて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。
が、ここで示した実施例ではさまざまに変形可能であ
る。まず、転がり軸受を構成する鋼として、他の高炭素
クロム軸受鋼を使用することも可能であり、また、ここ
で示した鋼以外の構造用合金鋼や構造用炭素鋼を使用す
ることもできる。また、加熱条件や焼戻条件は鋼種に応
じて変えることが可能である。今回開示された実施例は
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
くて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。
【００５０】
【発明の効果】この発明によれば、転がり軸受の内輪の
熱処理に高周波焼入を用いることにより軸受鋼（ＳＵＪ
２、ＳＵＪ３）、合金鋼（ＳＣＭ４４０等）または炭素
鋼（Ｓ５３Ｃ等）からなる軸受内輪の軌道面および内径
面を必要な強度にし、芯部を低い硬度にして軌道面に圧
縮応力を付与することにより、浸炭鋼に匹敵する高い割
れ疲労強度を有する軸受を実現させることができる。ま
た、軌道面を硬化させ、内径面をこれより低い硬度にし
ても浸炭鋼に匹敵する高い割れ疲労強度を有する軸受を
実現することができる。
熱処理に高周波焼入を用いることにより軸受鋼（ＳＵＪ
２、ＳＵＪ３）、合金鋼（ＳＣＭ４４０等）または炭素
鋼（Ｓ５３Ｃ等）からなる軸受内輪の軌道面および内径
面を必要な強度にし、芯部を低い硬度にして軌道面に圧
縮応力を付与することにより、浸炭鋼に匹敵する高い割
れ疲労強度を有する軸受を実現させることができる。ま
た、軌道面を硬化させ、内径面をこれより低い硬度にし
ても浸炭鋼に匹敵する高い割れ疲労強度を有する軸受を
実現することができる。
Claims (10)
- 【請求項１】 外周面側に位置する軌道面を高周波焼入
して前記軌道面を圧縮応力状態にした、転がり軸受の内
輪。 - 【請求項２】 前記軌道面のＨＲＣ（Ｃスケールのロッ
クウェル硬度）と内輪芯部のＨＲＣとの差が８以上であ
る、請求項１に記載の転がり軸受の内輪。 - 【請求項３】 前記軌道面のＨＲＣと内径面のＨＲＣと
の差が５以上である、請求項１または２に記載の転がり
軸受の内輪。 - 【請求項４】 内径面のＨＲＣと内輪芯部のＨＲＣとの
差が８以上である、請求項１〜３のいずれか１項に記載
の転がり軸受の内輪。 - 【請求項５】 高周波焼入された前記軌道面のＨＲＣが
５８以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の
転がり軸受の内輪。 - 【請求項６】 内径面のＨＲＣが４８〜５５である、請
求項１〜３または５のいずれか１項に記載の転がり軸受
の内輪。 - 【請求項７】 外周面側に位置する軌道面が圧縮応力状
態になるように前記軌道面を高周波焼入する、転がり軸
受の内輪の熱処理方法。 - 【請求項８】 転がり軸受の内輪の内径面と外周面側に
位置する軌道面を高周波で加熱し、前記内径面を冷却す
る速度よりも速い冷却速度で前記軌道面を冷却する、転
がり軸受の内輪の熱処理方法。 - 【請求項９】 転がり軸受の内輪の内径面と外周面側に
位置する軌道面とを高周波で加熱し、前記内径面と前記
軌道面とを冷却する、転がり軸受の内輪の熱処理方法。 - 【請求項１０】 転がり軸受の内輪の内径面を高周波で
加熱した後冷却し、その後、外周面側に位置する軌道面
を高周波で加熱した後冷却する、転がり軸受の内輪の熱
処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9191241A JPH1137163A (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 転がり軸受の内輪およびその熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9191241A JPH1137163A (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 転がり軸受の内輪およびその熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1137163A true JPH1137163A (ja) | 1999-02-09 |
Family
ID=16271254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9191241A Pending JPH1137163A (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 転がり軸受の内輪およびその熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1137163A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1462669A3 (en) * | 2003-03-26 | 2006-01-18 | Ntn Corporation | Rolling bearings |
| JP2009019670A (ja) * | 2007-07-11 | 2009-01-29 | Nsk Ltd | 転がり軸受 |
| US9487843B2 (en) | 2011-01-21 | 2016-11-08 | Ntn Corporation | Method for producing a bearing ring |
| JP2023142725A (ja) * | 2022-03-25 | 2023-10-05 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 軸受部品の製造方法 |
-
1997
- 1997-07-16 JP JP9191241A patent/JPH1137163A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1462669A3 (en) * | 2003-03-26 | 2006-01-18 | Ntn Corporation | Rolling bearings |
| CN100410556C (zh) * | 2003-03-26 | 2008-08-13 | Ntn株式会社 | 滚动轴承 |
| JP2009019670A (ja) * | 2007-07-11 | 2009-01-29 | Nsk Ltd | 転がり軸受 |
| US9487843B2 (en) | 2011-01-21 | 2016-11-08 | Ntn Corporation | Method for producing a bearing ring |
| JP2023142725A (ja) * | 2022-03-25 | 2023-10-05 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 軸受部品の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051216 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060530 |