JPH07127643A

JPH07127643A - 転がり軸受

Info

Publication number: JPH07127643A
Application number: JP5272544A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Abe; 力阿部; Kyosaburo Furumura; 恭三郎古村
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1993-10-29
Filing date: 1993-10-29
Publication date: 1995-05-16
Also published as: US5658666B1; GB9421793D0; US5658666A; GB2284639B; GB2284639A

Abstract

(57)【要約】【目的】転動体を構成する素材および完成品における
炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）と、転がり寿命との関係
を明確にし、低コストで高品質且つ長寿命な転がり軸受
を提供する。【構成】転動体を構成する素材が、連続鋳造による軸
受鋼線材からなり、当該素材および完成品における炭素
の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）が、１．１以下を満たし、且
つ、前記素材の鋼中酸素量を１０ｐｐｍ以下、該素材の
鋼中硫黄含有量を０．００８重量％以下、にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、転がり軸受に関わり、
特に、自動車、建設機械、鉄道車両、その他の産業機械
などに使用される転がり軸受の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、転がり軸受の寿命を向上する
目的で様々な検討が行われている。たとえば、軸受の転
がり寿命の向上を妨げる原因の一つとして挙げられるア
ルミナを代表とする酸化物系介在物の存在を低減するた
めには、鋼中の酸素含有量（以下、『鋼中酸素量』とい
う）を減らすことが最も有効である。このため、各製鋼
メーカーは、種々の製鋼技術の改善を行っている。

【０００３】一方、軸受用鋼の分野でも真空脱ガス、取
り鍋精錬（ＬＦ）が取り入れられ、昭和５０年代の後半
には、どのメーカーの軸受鋼にも、従来の造塊法により
製造されるもの（以下、『ＩＣ材』と記す）に替わっ
て、連続鋳造法により製造されるもの（以下、『ＣＣ
材』と記す）が採用されるようになった。この軸受鋼の
連続鋳造法では、素材中に含まれる炭素の濃度が高いた
め、鋼の凝固開始から凝固完了までの間の温度差が大き
い。このため、特に、素材の中心部に炭素、クロム、マ
ンガン、リン、硫黄などの元素が局部的に濃化偏析し、
軸受の転がり寿命を低下させるという問題があった。従
って、中心偏析、介在物の浮上、凝固組織の安定などの
品質を向上するために、高度な製鋼技術が必要とされて
いた。

【０００４】近年では、電磁攪拌、軽圧下ピンチロール
法、連続鍛圧法などの採用により、ＩＣ材からなる転が
り寿命とＣＣ材からなる転がり寿命との差が、ほとんど
無くなってきている。たとえば、『ＡＳＴＭ，ＳＰＴ９
８７，１９８８，ｐ２８』に記載されているように、素
材の中心部を含む圧延方向に平行に切り出した試料を用
いたスラスト寿命試験により、転がり寿命の評価を行っ
たところ、ＣＣ材からなる転がり軸受の転がり寿命は、
ＣＩ材からなる転がり軸受の転がり寿命に比べ、むしろ
長いくらいであった。

【０００５】また、フレーキングの発生位置と転がり寿
命との関係においても、ＣＣ材の中心部での寿命が短く
なるという傾向はないと報告されている。前記と同様な
報告は、同じ試験手法を用いて、『鉄と鋼、第７３年、
（１９８７）、第３号、ｐ１１６』にも記載されてい
る。これらの根拠にもとづき、現在の転がり軸受の内輪
および外輪には、ＩＣ材と共にＣＣ材も多く使用されて
いる。内輪および外輪は、おもに素材として棒材、チュ
ーブ材が使用されているが、そのいずれを用いても、旋
削加工、熱間鍛造、温間鍛造などを経て、内輪および外
輪に加工される過程で、中心偏析部が軸受の機能面（特
にミゾ面）に露出することが少ない。

【０００６】すなわち、内輪および外輪を、棒材から熱
間鍛造および温間鍛造により製造する場合は、鍛造工程
で、素材中心部は、目抜き工程を経るため、中心偏析有
害部は除去される。また、内輪および外輪を、チューブ
材から旋削加工により製造する場合において、外輪を作
る場合は、チューブ材の内径面の中心偏析部は、ミゾ部
の切削量が多いため無害となる。一方、内輪を作る場合
も、軸受内径面に相当するため、転がり寿命に影響しな
い。

【０００７】これらの観点から、ＣＣ材の中心偏析品質
に多少の不安があっても、低コスト化の実現および優れ
た清浄度の達成、地キズ品質の優位性により、近年で
は、内輪および外輪の素材として、ＣＣ材が使用されて
いる。一方、転動体については、一般的にその素材は、
線材であり、図６（１）に示すように、冷間加工（冷間
ヘッダー加工）により形成されている。

【０００８】具体的には、図６（１）に示すように、た
とえば、素材（ビレット）２０を圧延し、コイル材素材
２１を製造する。次に、図６（２）に示すように、コイ
ル材素材２１を冷間ヘッダーにより、所望の長さに切断
し、次いで、この切断された素材を成形して球状の成形
品２３を得る。この状態の成形品２３にはバリ２４が残
っている。次に、成形品２３のバリ２４を研削により除
去した後、これに熱処理を行う。次いで、研磨、ラップ
処理を順に行い、所望サイズの転動体２５を得ている。

【０００９】この冷間加工により形成された転動体２５
は、素材（ビレット）２０の中心偏析部が、図７に示す
転動体２５の極３０Ａおよび３０Ｂ、すなわち、２か所
の機能面に露出した状態となる。そして、この極３０Ａ
および３０Ｂが、圧延方向と垂直な面に露出することが
複合して、この部分にフレーキングやクラックが発生し
やすくなるなど、転がり寿命の低下および強度劣化が起
こりやすいという問題があった。

【００１０】このため、転動体の素材として、中心偏析
の品質に不安があるＣＣ材を採用することが困難であっ
た。従って、現状では、転動体の素材として、ＩＣ材が
使用されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
に、ＩＣ材は、インゴットのトップ部やボトム部の不均
質部を圧延過程で切り捨てる必要があるため、連続的に
鋳造を行うことが困難である。従って、連続鋳造が行え
るＣＣ材と比較して製造コストが高くなるという問題が
ある。

【００１２】また、ＩＣ材は、造塊時の偶発的要因によ
り、湯道レンガの破片や脱酸生成物が、造塊時の初期凝
固層にトラップされ、地キズが発生しやすいという問題
もある。一方、ＣＣ材の中心偏析の品質改善に対して
は、たとえば、特開平３−２５４３３９号公報、特開平
３−２５４３４０号公報、特開平３−２５４３４１号公
報および特開平３−２５４３４２号公報などに開示され
ている連続鍛圧法や、特開昭４９−１２１７３３号公報
に開示されている軽圧下法などがあり、連続鋳造凝固末
期に圧力を加えて変形させながら、炭素、クロムなどの
濃化溶鋼を押し上げつつ凝固させてマクロ偏析を改善す
る技術がある。

【００１３】しかしながら、このマクロ偏析を改善する
技術では、炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）但し、Ｃは、
素材中心部の炭素濃度（重量％）、Ｃ_Oは、素材平均炭
素濃度（重量％）と、転動体の転がり寿命と、の関係
は、未だ解明されていないという問題がある。本発明
は、このような従来の問題点を解決することを課題とす
るものであり、転動体を構成する素材および完成品にお
ける炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）と、転がり寿命との
関係を明確にし、低コストで高品質且つ長寿命な転がり
軸受を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、内輪、外輪および転動体を備えた転がり
軸受において、前記転動体を構成する素材は、連続鋳造
による軸受鋼線材からなり、当該素材および完成品にお
ける炭素の中心偏析率が、Ｃ／Ｃ_O≦１．１但し、Ｃ／Ｃ_Oは、炭素の中心偏析率Ｃは、中心部の炭素濃度（重量％）Ｃ_Oは、平均炭素濃度（重量％）を満たし、且つ、前記素材の鋼中酸素量を１０ｐｐｍ以
下、該素材の鋼中硫黄含有量を０．００８重量％以下、
にしたことを特徴とする転がり軸受を提供するものであ
る。

【００１５】

【作用】本発明によれば、転動体を構成する素材とし
て、連続鋳造による軸受鋼線材からなり、当該素材およ
び完成品における炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）が、Ｃ／Ｃ_O≦１．１を満たし、且つ、鋼中酸素量が１０ｐｐｍ以下、鋼中硫
黄含有量が０．００８重量％以下である鋼を使用するこ
とで、コストの低減および品質向上が達成されると共
に、転がり寿命が向上される。

【００１６】以下に、その理由を述べる。本発明では、
転動体を構成する素材として、連続鋳造による軸受鋼線
材（ＣＣ材）を使用するため、ＩＣ材に比べ、生産性が
向上し、低コスト化の達成、清浄度の向上、地キズ品質
に対する優位性が向上される。そして、従来、ＣＣ材の
問題点であった中心偏析品質は、以下の理由から大幅に
改善される。

【００１７】転動体のフレーキングやクラックは、その
ほとんどが中心偏析部の露出した部分、すなわち、極を
起点として発生する。本発明者らは、この炭素の中心偏
析率（Ｃ／Ｃ_O）をある程度小さくすることで、このフ
レーキングやクラックの発生が抑制され、転がり寿命が
向上することをみいだした。すなわち、炭素の中心偏析
率（Ｃ／Ｃ_O）は、素材の平均炭素濃度（Ｃ_O）に対し
て、当該素材の中心部がどの程度、炭素濃度を濃化して
偏析しているかを示すものであるが、本発明者らは、素
材および完成品における炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）
を、１．１以下にすることで、転がり寿命が著しく向上
することを確認した。

【００１８】前記素材および完成品における炭素の中心
偏析率（Ｃ／Ｃ_O）が、１．１を越えると、転動体の極
に相当する部分に、炭素や、微量不純物元素である硫黄
が偏析する。このため、炭化物系介在物や硫化物系介在
物が多くなり、使用時に、中心偏析部が露出した部分
（極）を起点として、フレーキングやクラックが発生
し、転がり寿命を低下を引き起こしてしまう。

【００１９】従って、転動体を構成する素材および完成
品における炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）を、Ｃ／Ｃ_O≦１．１に限定した。なお、本発明では、素材の炭素の中心偏析
率（Ｃ／Ｃ_O）および完成品の炭素の中心偏析率（Ｃ／
Ｃ_O）は、以下に示す方法により評価する。〔素材の炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）〕素材の中心部
の炭素濃度（Ｃ_O）は、図２に示すように、軸受鋼線材
の母材である素材（ビレット）２０の中心部Ｃ_Oであっ
て、素材（ビレット）２０の断面径（断面形状が円形で
あれば、その直径、断面形状が多角形であれば、その一
辺の長さ）をＤ_Xとすると、中心から半径０．０１×Ｄ
_X〜０．０２×Ｄ_Xまでの部分を、ドリルなどを用いて
切削取りし、燃焼法により、この部分に存在している炭
素の濃度を測定することで求める。

【００２０】一方、素材の平均炭素濃度（Ｃ）は、図２
に示すように、半径がＤ_X／４である部分の所望箇所
（Ｃ₁、Ｃ₂、Ｃ₃およびＣ₄）を、前記と同様のドリ
ルなどを用いて切削取りし、燃焼法により、この各部に
存在している炭素の濃度を測定し、これらの値を平均す
ることで求める。そして、この各値をもって、素材の炭
素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）を評価した。〔完成品の炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）〕完成品の中
心部の炭素濃度（Ｃ_O）は、図３に示すように、完成品
の極を貫通する断面を切り出し、完成品（転動体）の中
心部のファイバーフローに垂直な方向に、ＥＰＭＡ（電
子線マイクロアナライザー）を用いて、線分析を行い、
その結果に基づいて求めた。中心部の炭素濃度（Ｃ_O）
は、完成品の断面径をＤ_Yとすると、前記中心部から半
径０．０１×Ｄ_X〜０．０２×Ｄ_Yまでの間の部分の炭
素濃度の測定結果に基づき、平均値を算出することで求
める。

【００２１】一方、完成品の平均炭素濃度（Ｃ）は、図
３に示すように、半径方向に中心からの距離がＤ_Y／４
の部分（２か所）の炭素濃度の測定結果に基づき、平均
値を算出することで求める。そして、この各値をもっ
て、完成品の炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）を評価し
た。

【００２２】また、本発明者らが、研究を進めたとこ
ろ、前記炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）が、１．１以下
であっても、素材の鋼中酸素量が、１０ｐｐｍを越える
と、酸化物系介在物が多くなり、使用時に、中心偏析部
が露出した部分（極）を起点として、フレーキングやク
ラックが発生しやすくなる。この結果、転がり寿命の低
下を引き起こしてしまうことをみいだした。

【００２３】さらにまた、前記炭素の中心偏析率（Ｃ／
Ｃ_O）が、１．１以下であっても、素材の鋼中硫黄含有
量が、０．００８重量％を越えると、硫化物系介在物が
多くなり、使用時に、中心偏析部が露出した部分（極）
を起点として、フレーキングやクラックが発生しやすく
なる。この結果、転がり寿命の低下を引き起こしてしま
うことをみいだした。

【００２４】なお、本発明では、鋼中酸素量および鋼中
硫黄量は、任意の複数部分について燃焼法による測定を
行い、得られた値の平均値をもって求めた。そしてま
た、前記炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）が、１．１以下
であって、鋼中酸素量が、１０ｐｐｍ以下、且つ、鋼中
硫黄含有量が、０．００８重量％であるＣＣ材（本発明
に係るＣＣ材）からなる転動体の転がり寿命と、ＩＣ材
からなる転動体の転がり寿命と、を比較すると、本発明
に係るＣＣ材からなる転がり軸受の方が、転がり寿命に
優れていることを確認した。

【００２５】従って、転動体を構成する素材として、連
続鋳造による軸受鋼線材（ＣＣ材）を用い、前記素材お
よび完成品における炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）を、
１．１以下とし、さらに、鋼中酸素量を１０ｐｐｍ以
下、且つ、鋼中硫黄含有量を０．００８重量％に限定し
た。

【００２６】

【実施例】次に、本発明に係る一実施例について説明す
る。表１に示す化学成分（重量％）を備えた、断面形状
円形の棒状部材（線材の母材）である素材（ビレット）
を用意する。なお、本実施例では、各素材（ビレット）
の断面の径を１８０ｍｍのものを選んだ。

【００２７】

【表１】

【００２８】次に、表１に示す化学成分を有する各素材
（実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）の鋼中酸素量を、以下に
示す方法により測定する。各素材（実施例Ｎｏ．１〜Ｎ
ｏ．４）から、直径５ｍｍのドリルを用いて、任意の４
か所から切削取りを行い、燃焼法により、得られたサン
プルに含有している酸素量（ｐｐｍ）を測定し、これら
の値を平均することで、各素材の鋼中酸素量（ｐｐｍ）
とする。

【００２９】この結果を表２に示す。次に、表１に示す
化学成分を有する各素材（実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）
の炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）を以下の方法により評
価する。各素材の中心位置で半径２．５ｍｍ部分を、直
径５ｍｍのドリルを用いて切削取りを行い、サンプルを
得る。次に、燃焼法により、このサンプルに含有してい
る炭素の濃度（重量％）を測定し、これを各素材の中心
部の炭素濃度（Ｃ_O）とする。

【００３０】次に、各素材の中心から半径方向中心から
４５ｍｍの位置で、４か所、直径５ｍｍのドリルを用い
て切削取りを行い、サンプルＣ₁、Ｃ₂、Ｃ₃およびＣ
₄を得る。次に、燃焼法により、各サンプルに含有して
いる炭素の濃度（重量％）を測定し、この値を平均し、
得られた値を各素材の平均炭素濃度（Ｃ）とする。

【００３１】次に、前記方法で得た各素材の中心部の炭
素濃度（Ｃ_O）および平均炭素濃度（Ｃ）から、各素材
の炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）を求める。この結果を
表２に示す。次に、前記各素材（実施例Ｎｏ．１〜Ｎ
ｏ．４）を使用し、図６（１）および図６（２）に示す
方法により、転動体（玉）を製造する。なお、本実施例
では、中心偏析を抑制する対策として、電磁攪拌（ＥＭ
Ｓ）と、ピンチロールにより凝固末期に軽圧下法を施し
た。

【００３２】また、完成品（転動体）の玉径を３／８イ
ンチとし、ＪＩＳ等級グレード１０に仕上げた。次に、
各転動体について、以下に示す方法で、転がり寿命試験
を行う。図４および図５に示すラジアル形寿命試験機を
用い、試験用軸受５４として、深みぞ玉軸受６２０６
（内径＝３０ｍｍの玉軸受）の内輪および外輪を用い、
本実施例に係る各転動体をこれに組み込み、耐久試験を
以下に示す条件で行う。（条件）軸受深みぞ玉軸受６２０６（内輪および外輪）転動体３／８インチの転動体を９個同時組み込み軸受隙間Ｃ３保持器ナイロン保持器回転数３９００ｒｐｍ潤滑タービン油（ＶＧ６８油浴）ラジアル荷重１３．８ＫＮフレーキング検出加速センサなお、本実施例では、前記条件の試験を１種類の転動体
につき２０回（各転動体について、１回の試験につき９
個を２０回行い、全玉数＝１８０個）行った。そして、
転動体より先に、内輪および外輪のいずれかに、フレー
キングが発生した場合は、フレーキングが発生した内輪
または外輪を新品と交換して試験を継続し、転動体に、
１個でもフレーキングが発生した場合には、その時間を
もって転がり寿命とした。

【００３３】なお、転がり寿命は、Ｈｖワイブルプロッ
トで整理し、１０％の破損確率寿命（Ｌ₁₀）をもって評
価した。この結果を表２に示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】次に、この転がり寿命試験の終了後に、全
ての転動体（実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）を、酸洗
（１：１塩酸、温度＝７０℃、酸洗時間＝２０分）を行
ったところ、全ての転動体について、フレーキングが発
生した位置は、転動体の極に一致していることが確認さ
れた。（比較例）次に、比較として、表３に示す化学成分（重
量％）を備え、前記実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４と同様の
形状を有する素材（ビレット）を用意する。

【００３６】

【表３】

【００３７】次に、表３に示す化学成分を有する各素材
（比較例Ｎｏ．５〜Ｎｏ．２５）の鋼中酸素量（ｐｐ
ｍ）を、前記実施例と同様の方法で測定する。この結果
を表４に示す。次に、表３に示す化学成分を有する各素
材（比較例Ｎｏ．５〜Ｎｏ．２５）の炭素の中心偏析率
（Ｃ／Ｃ_O）を、前記実施例と同様の方法で求める。

【００３８】この結果を表４に示す。次に、表３に示す
化学成分を有する素材のうち、比較例Ｎｏ．５〜Ｎｏ．
１７を使用して、前記実施例と同様の連続鋳造法によ
り、転動体を製造する。なお、比較例Ｎｏ．５〜Ｎｏ．
１７では、中心偏析対策として、電磁攪拌（ＥＭＳ）の
みを行った。

【００３９】次いで、表３に示す化学成分を有する素材
のうち、比較例Ｎｏ．１８〜Ｎｏ．２５を使用して、従
来のインゴット鋳造法により、転動体を製造する。次
に、これらの転動体（比較例Ｎｏ．５〜Ｎｏ．２５）に
ついて、前記実施例と同様の転がり寿命試験を行う。こ
の結果を表４に示す。

【００４０】

【表４】

【００４１】次に、この転がり寿命試験の終了後に、全
ての転動体を、前記実施例と同様の条件で酸洗したとこ
ろ、全ての転動体について、フレーキングの発生位置
が、転動体の極に一致していることが確認された。表１
ないし表４から、本実施例に係る素材（実施例Ｎｏ．１
〜Ｎｏ．４）から得られた転動体は、比較例Ｎｏ．５〜
Ｎｏ．２５に比べ、転がり寿命（Ｌ₁₀）が大幅に向上し
ていることが確認される。

【００４２】また、比較例Ｎｏ．５〜Ｎｏ．１７は、Ｃ
Ｃ材を用いているが、素材の炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ
_O）、鋼中酸素量および硫黄含有量の少なくとも一つ
が、請求項１記載の条件から逸脱しているため、転がり
寿命（Ｌ₁₀）が低下していることが判る。そして、比較
例Ｎｏ．１８およびＮｏ．１９は、素材の炭素の中心偏
析率（Ｃ／Ｃ_O）、鋼中酸素量および硫黄含有量は、請
求項１記載の条件を満たしているが、ＩＣ材を用いてい
るため、ＣＣ材を用いている実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４
に比べ、転がり寿命（Ｌ₁₀）が低下していることが判
る。

【００４３】これは、ＩＣ材は、造塊時の偶発的な要因
により、脱酸生成物などが初期凝固層にトラップされ、
地キズや巨大介在物が発生するなど、ＣＣ材に比べ、品
質が劣るためである。また、比較例Ｎｏ．２０〜Ｎｏ．
２５は、素材の炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）、鋼中酸
素量および硫黄含有量の少なくとも一つが、請求項１記
載の条件から逸脱しており、比較例Ｎｏ．５〜Ｎｏ．１
７に比べ、転がり寿命（Ｌ₁₀）が低下していることが判
る。すなわち、ＣＣ材が、ＩＣ材より転がり寿命
（Ｌ₁₀）が長い理由は、清浄度や地キズ品質がＩＣ材よ
り優れているからである。

【００４４】さらに、素材における炭素の中心偏析率
（Ｃ／Ｃ_O）が、１．１以下であれば、鋼中酸素量が１
０ｐｐｍ以下、硫黄含有量が０．００８重量％以下の条
件を満たす時、特に転がり寿命が向上することも判る。
次に、試験後の各転動体について、前記の完成品（転動
体）における炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）の測定方法
により、炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）の測定を行った
ところ、素材の場合とほぼ同じ値となることが確認され
た。従って、前記のような２通りの方法で測定される中
心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）が、１．１以下であり、鋼中酸素
量および硫黄含有量が、請求項１記載の条件を満たして
いる転動体（本発明に係る転動体）は、前記と同様に良
好な転がり寿命が得らることが確認された。

【００４５】次に、実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４、およ
び、比較例Ｎｏ．５〜Ｎｏ．２５について、素材におけ
る硫黄（炭素以外の不純物元素である）の中心偏析率
（Ｓ／Ｓ _O）を求める。但し、Ｓは、素材の中心部の硫
黄濃度（重量％）、Ｓ_Oは、素材の平均硫黄濃度（重量
％）であり、前記実施例と同様の方法で求めた。この結
果を図１（１）に示す。

【００４６】なお、前記実施例および比較例から得た素
材における炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）を図１（２）
に示す。図１（１）および（２）から、前記硫黄の中心
偏析率（Ｓ／Ｓ_O）は、炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）
とほぼ同様の傾向を示していることが確認される。これ
より、硫黄の中心偏析率（Ｓ／Ｓ_O）を規定することで
も、転がり寿命を向上することができることが判る。

【００４７】また、次に、前記実施例および比較例から
得た素材の中心部の非金属介在物量を、以下に示す方法
で測定する。素材の中心を含む圧延方向断面で、顕微鏡
を用い、『ＪＩＳハンドブック、１９９３、鉄鋼、ｐ３
０２〜ｐ３０３、日本規格協会発行』に記載されている
ＪＩＳＧ０５５５に基づいて、検査面積各３２０ｍ
ｍ²で検査した。

【００４８】実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４、および、比較
例Ｎｏ．５〜Ｎｏ．２５における素材中心部の硫化物系
介在物量を、図１（３）に、実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．
４、および、比較例Ｎｏ．５〜Ｎｏ．２５における素材
中心部の酸化物系介在物量を、図１（４）に、それぞれ
示す。図１（３）および（４）から、素材中心部の硫化
物系介在物量と、酸化物系介在物量は、それぞれ、炭素
の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）と硫黄の中心偏析率（Ｓ／Ｓ
_O）に影響されることが判る。

【００４９】硫化物系介在物は、ＪＩＳおよびＡＳＴＭ
規格で、Ａ系介在物と分類され、素材圧延方向に伸びた
細長い形態を示す。この硫化物系介在物は、中心偏析率
の増加により、素材中心の偏析部に特に多く、硫化物系
介在物を増加させると共に、酸化物系介在物を増加させ
る。ＣＣ材（線材）から製造された転動体の極部分に
は、細長い硫化物系介在物が表面に対して垂直な方向と
なり、酸化物系介在物と同様に、繰り返し転がり接触応
力下で応力集中源となり、転がり寿命の向上に悪影響を
及ぼすことが確認された。

【００５０】なお、炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）の下
限は、電磁攪拌やピンチロール軽圧下法のような、一般
的中心偏析制御法では、０．９程度が製造上の限界であ
る。さらに好ましくは、連続鍛圧のような膨大な設備費
を要する制御技術は、材料コストの点では、用いない方
がよい。なお、本実施例では、転動体として玉を用いた
が、これに限らず、本発明は、円筒ころ、円錐ころ、球
面ころなど、全ての転動体に適用できることは勿論であ
る。

【００５１】また、本実施例では、素材として、断面形
状円形の棒状部材を用いたが、素材は、断面形状が多角
形の棒状部材であってもよい。

【００５２】

【発明の効果】本発明に係る転がり軸受は、転動体を構
成する素材が、連続鋳造による軸受鋼線材からなり、当
該素材および完成品における炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ
_O）がＣ／Ｃ_O≦１．１を満たし、且つ、前記素材の鋼中酸素量が１０ｐｐｍ以
下、該素材の鋼中硫黄含有量が０．００８重量％以下、
であるため、転動体を連続鋳造により製造しても、転動
体の極部に、フレーキングやクラックが発生することを
抑制することができる。この結果、転がり寿命を大幅に
向上することができ、コストの低減および品質が向上
し、長寿命な転がり軸受を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（１）は、本発明に係る実施例Ｎｏ．１〜Ｎ
ｏ．４、および、比較例Ｎｏ．５〜Ｎｏ．２５の素材に
おける硫黄の中心偏析率（Ｓ／Ｓ_O）を示す図である。（２）は、本発明に係る実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４、お
よび、比較例Ｎｏ．５〜Ｎｏ．２５の素材における炭素
の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）を示す図である。（３）は、本発明に係る実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４、お
よび、比較例Ｎｏ．５〜Ｎｏ．２５の素材中心部の硫化
物系介在物量を示す図である。（４）は、本発明に係る実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４、お
よび、比較例Ｎｏ．５〜Ｎｏ．２５の素材中心部の酸化
物系介在物量を示す図である。

【図２】本発明の実施例に係る素材における炭素の中心
偏析率（Ｃ／Ｃ_O）を評価する方法の一部を示す図であ
る。

【図３】本発明の実施例に係る完成品（転動体）におけ
る炭素の中心偏析率（Ｃ／Ｃ_O）を評価する方法の一部
を示す図である。

【図４】本発明の実施例に係る転がり寿命試験に用いた
公知のラジアル形寿命試験機の断面図である。

【図５】本発明の実施例に係る転がり寿命試験に用いた
公知のラジアル形寿命試験機の断面図である。

【図６】（１）は、線材による玉軸受用の転動体（玉）
の製造方法の一部を示す図である。（２）は、線材による玉軸受用の転動体（玉）の製造方
法の一部を示す図である。

【図７】転動体（玉）の素材軸方向断面の圧延方向のフ
ァイバーフロー図である。

【符号の説明】

２０素材（ビレット）２５転動体３０極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内輪、外輪および転動体を備えた転がり
軸受において、前記転動体を構成する素材は、連続鋳造による軸受鋼線
材からなり、当該素材および完成品の中心偏析率が、Ｃ／Ｃ_O≦１．１但し、Ｃ／Ｃ_Oは、炭素の中心偏析率Ｃは、中心部の炭素濃度（重量％）Ｃ_Oは、平均炭素濃度（重量％）を満たし、且つ、前記素材は、鋼中酸素量が、１０ｐｐ
ｍ以下、鋼中硫黄含有量が、０．００８重量％以下であ
ることを特徴とする転がり軸受。