転がり軸受および転がり軸受の製造方法
【課題】水素脆性起因の早期はく離を抑制できる転がり軸受を提供する。
【解決手段】転がり軸受は、円環状の軌道を有する外輪１１および内輪１２と、外輪１１および内輪１２に接触し円環状の軌道上に転動自在に配置された複数の玉１３とを備えている。外輪１１、内輪１２および玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材はＪＩＳ規格ＳＵＪ３からなっている。軸受部材は焼入れされている。軸受部材は窒化処理された転走面１１Ａ、１２Ａおよび１３Ａを有している。軸受部材に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．１μｍ以下である。転走面１１Ａ、１２Ａおよび１３ＡのロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ６０．５以上ＨＲＣ６２．１以下である。
【解決手段】転がり軸受は、円環状の軌道を有する外輪１１および内輪１２と、外輪１１および内輪１２に接触し円環状の軌道上に転動自在に配置された複数の玉１３とを備えている。外輪１１、内輪１２および玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材はＪＩＳ規格ＳＵＪ３からなっている。軸受部材は焼入れされている。軸受部材は窒化処理された転走面１１Ａ、１２Ａおよび１３Ａを有している。軸受部材に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．１μｍ以下である。転走面１１Ａ、１２Ａおよび１３ＡのロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ６０．５以上ＨＲＣ６２．１以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に関し、特に、軌道部材および転動体のうち少なくとも１つの軸受部材がＪＩＳ規格ＳＵＪ３からなる転がり軸受および転がり軸受の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などで転がり軸受が使用されると、水または潤滑剤が分解して発生した水素が軌道部材および転動体の鋼中に侵入することにより早期はく離が起きることがある。水素は鋼の疲労強度を著しく低下させるため、軌道部材および転動体の接触要素間が油膜で分断される弾性流体潤滑と考えられる条件でも、接触要素の交番せん断応力が最大になる転がり表層内部に亀裂が発生することがある。この亀裂が伝播して早期はく離に至ることがある。今後、コンパクト化や省エネ化に対応するため、水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下など転がり軸受の使用条件はますます厳しくなる傾向にある。そのため、耐水素脆性に優れた転がり軸受が必要になると予想される。
【０００３】
転がり軸受の耐水素脆性を向上させる従来技術として、たとえば特開２０００−２８２１７８号公報（特許文献１）には、鉄鋼材料中のＣｒ（クロム）含有率を所定の値にして不動態膜であるクロム酸化膜を所定の厚さで形成することにより、鉄鋼材料中への水素の侵入を抑制することが開示されている。
【０００４】
また、鋼の強化のために窒化処理が有効であることが知られている。たとえば、論文「鋼中窒素濃度を正確に管理した浸炭窒化ＳＵＪ２鋼の人工痕付与による圧痕起点型はく離寿命評価」（非特許文献１）には、窒素濃度を正確に管理した鋼の圧痕起点型はく離寿命評価が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２８２１７８号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】大木ら、「鋼中窒素濃度を正確に管理した浸炭窒化ＳＵＪ２鋼の人工痕付与による圧痕起点型はく離寿命評価」、鉄と鋼、２００９年１０月、Ｖｏｌ．９５、Ｎｏ．１０、ｐｐ．６９５−７０３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記公報では、Ｃｒ含有率を所定の値にするためにＣｒを多く添加することで炭化物が粗大化し、それが応力集中源となって早期はく離が起きることがある。 また、不動態膜には、水素の拡散を遅くする効果があるが、発生した水素が鋼表面に吸着するのを促進する効果もある。したがって、間欠的に使われる転がり軸受の場合には、停止時に水素が散逸するため、不動態膜によって鋼中への水素の侵入を遅らせることは、早期はく離の抑制に有効と考えられる。しかしながら、連続して使われる転がり軸受の場合には、不動態膜が多くの水素を吸着するため、鋼中に侵入する水素量が増すので、早期はく離が発生する可能性が高くなる。今後、無人で連続稼動される転がり軸受が増えることが予想される。従来技術では、特にそのような用途に対して早期はく離の抑制が不十分である。
【０００８】
また、Ｃｒの含有率を所定の値にした特殊鋼材は、コストが高くなるという問題がある。また、Ｃｒの含有率を所定の値にした特殊鋼材は、海外で調達することが困難であるという問題がある。
【０００９】
また、上記論文では、耐水素脆性については検討されていないため、対水素脆性を向上させることはできない。
【００１０】
また、軸受の発熱は、軸の熱膨張をもたらし、加工精度悪化の原因の１つとなる。たとえばマシニングセンタなどの工作機械において高速回転で使用される工作機械主軸用転がり軸受では、高速回転時の発熱を避けるため低トルク化することが重要である。このため、工作機械主軸用転がり軸受は、発熱の原因となる軸受の摩擦トルクを低減するため潤滑油量を極限まで少なくしている。そのため、十分な潤滑油が供給される場合と比較して、油膜厚さが減少するので、すべりによる潤滑油のせん断応力が大きくなることから、水素が発生しやすくなると推定される。また、工作機械主軸用転がり軸受には、特にアンギュラ玉軸受が多用されている。アンギュラ玉軸受では、転動体（玉）と軌道部材（軌道輪）との間には必ずすべりが生じている。さらに、実際の使用においては、軌道部材および転動体へのクーラントの浸入が避けられない。水溶性クーラントの場合、クーラントの進入は、水が混入することに他ならない。したがって、工作機械主軸用転がり軸受では、水素が鋼中に侵入することにより早期はく離が発生しやすい。
【００１１】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、水素脆性起因の早期はく離を抑制できる転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、鋭意検討した結果、軌道部材および転動体のうち少なくとも１つの軸受部材の転走面の窒化処理および軸受部材の焼戻温度の最適化によって、塑性変形しにくくして原子空孔を生成しにくくすることにより、転がり軸受の耐水素脆性が向上することを見出した。本発明者は、軌道部材および転動体のうち少なくとも１つの軸受部材として、素材のコストを鑑み、転がり軸受によく用いられる高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ３(ＪＩＳ規格)を選択した。
【００１３】
本発明者は、軸受部材の転走面に窒化処理を施して焼入した後、耐水素脆性を向上するために焼戻温度を最適化した。軸受部材の転走面に窒化処理を施すことによって軸受部材が塑性変形しにくくなる。本発明者は、軸受部材の転走面に窒化処理を施すことによって軸受部材が塑性変形しにくくなることで軸受部材の耐水素脆性が向上することを見出した。
【００１４】
焼戻温度の最適化の根拠は、水素脆化機構として有力な水素助長ひずみ誘起空孔理論に基づいている。塑性変形により原子空孔が増加するが、水素が関与すると原子空孔密度の増大を助長することを系統だった実験によって見出したことがこの理論の根拠となっている。本発明者は、この理論に着目し、焼戻温度の最適化によって耐水素脆性が向上することを見出した。
【００１５】
本発明の転がり軸受は、円環状の軌道を有する軌道部材と、軌道部材に接触し、円環状の軌道上に転動自在に配置された複数の転動体とを備えている。軌道部材および転動体のうち少なくとも１つの軸受部材は、ＪＩＳ規格ＳＵＪ３からなっている。軸受部材は焼入れされている。軸受部材は窒化処理された転走面を有している。軸受部材に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．１μｍ以下である。転走面のロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ６０．５以上ＨＲＣ６２．１以下である。
【００１６】
軸受部材の転走面に窒化処理を施すことによって、軸受部材が塑性変形しにくくなる。軸受部材の転走面に窒化処理を施すことによって軸受部材が塑性変形しにくくなることで、軸受部材の耐水素脆性が向上する。
【００１７】
また、塑性変形により原子空孔密度は増大する。圧痕深さによって塑性変形しにくさが示される。つまり圧痕深さが小さければ塑性変形しにくいといえる。圧痕深さは、目安として０．１μｍ以下であれば塑性変形しにくいといえる。そこで、焼戻温度と圧痕深さとの関係を詳細に調査したところ、２８０℃以上３２０℃以下で焼戻処理を施せば、軸受部材に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．１μｍ以下となることがわかった。
【００１８】
また、焼戻温度２８０℃以上３２０℃以下の範囲における軸受部材の転走面のロックウェルＣスケール硬さは、ＨＲＣ６０．５以上ＨＲＣ６２．１以下となることがわかった。
【００１９】
したがって、窒化処理された転走面を有する軸受部材に焼戻温度２８０℃以上３２０℃以下で焼戻しを施すことにより、塑性変形しにくくして原子空孔を生成しにくくすることができる。これにより、耐水素脆性を向上することができるので水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【００２０】
上記の転がり軸受において好ましくは、転走面の表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量％以下である。
【００２１】
転走面の表面窒化濃度は０．０５質量％未満では窒化による寿命向上の効果が十分に得られない。転走面の表面窒化濃度が０．４質量％より大きいとＣｒ炭窒化物が多く生成されるため焼入性に寄与するＣｒ量が欠乏する。そのため、十分な焼入性が確保できない。よって、転走面の表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量％以下とすることで、窒化による寿命向上の効果を十分に得ることができ、十分な焼入性を確保することもできる。
【００２２】
本発明者は転動体として、素材のコストと調達性を鑑み、高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２(ＪＩＳ規格)を選択した。本発明者は、ＳＵＪ２からなる転動体の転走面に窒化処理を施して焼入した後、耐水素脆性を向上するために焼戻温度を最適化した。
【００２３】
上記の転がり軸受において好ましくは、転動体は、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなっている。転動体は焼入れされている。転動体は窒化処理された転走面を有している。転動体に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより転動体に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下である。転走面のロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ６１．２以上ＨＲＣ６３．３以下である。
【００２４】
圧痕深さは、目安として０．２μｍ以下であれば塑性変形しにくいといえる。そこで、焼戻温度と圧痕深さとの関係を詳細に調査したところ、２４０℃以上３００℃以下で焼戻処理を施せば、転動体に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより転動体に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下となることがわかった。
【００２５】
また、焼戻温度２４０℃以上３００℃以下の範囲における転動体の転走面のロックウェルＣスケール硬さは、ＨＲＣ６１．２以上ＨＲＣ６３．３以下となることがわかった。
【００２６】
したがって、窒化処理された転走面を有する転動体に焼戻温度２４０℃以上３００℃以下で焼戻しを施すことにより、塑性変形しにくくして原子空孔を生成しにくくすることができる。これにより、耐水素脆性を向上することができるので水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【００２７】
上記の転がり軸受において好ましくは、転動体の転走面の表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量％以下である。
【００２８】
転動体の転走面の表面窒化濃度は０．０５質量％未満では窒化による寿命向上の効果が十分に得られない。転動体の転走面の表面窒化濃度が０．４質量％より大きいとＣｒ炭窒化物が多く生成されるため焼入性に寄与するＣｒ量が欠乏する。そのため、十分な焼入性が確保できない。よって、転動体の転走面の表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量％以下とすることで、窒化による寿命向上の効果を十分に得ることができ、十分な焼入性を確保することもできる。
【００２９】
本発明者は転動体として、生産性を鑑み、窒化処理されていないＪＩＳ規格ＳＵＪ２を選択した。圧痕深さは、目安として０．２μｍ以下であれば塑性変形しにくいといえる。そこで、焼戻温度と圧痕深さとの関係を詳細に調査したところ、２４０℃以上２８０℃以下で焼戻処理を施せば、転動体に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重１．９７ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより転動体に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下となることがわかった。したがって、焼戻温度を２４０℃以上２８０℃以下で焼戻しを施すことにより、塑性変形しにくくして原子空孔を生成しにくくすることができる。これにより、耐水素脆性を向上することができるので水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【００３０】
上記の転がり軸受において好ましくは、転動体全体のロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ５７．０以上ＨＲＣ５８．９以下である。焼戻温度２４０以上２８０以下の範囲における転動体全体のロックウェルＣスケール硬さは、ＨＲＣ５７．０以上ＨＲＣ５８．９以下である。
【００３１】
上記の転がり軸受において好ましくは、転動体がセラミックスを含む材質よりなっている。本発明の転がり軸受によれば、転動体が水素脆性を示さないセラミックスを含む材質よりなっているため、耐水素脆性を向上することができるので水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【００３２】
上記の転がり軸受において好ましくは、転動体を保持するための保持器をさらに備え、保持器が金属を含む材質よりなっている。本発明の転がり軸受によれば、通電が起きる条件下では、金属保持器の方が樹脂保持器よりも水素脆性起因の早期はく離が起きにくいので、水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【００３３】
本発明の転がり軸受の製造方法によれば、円環状の軌道を有する軌道部材と、軌道部材に接触し、円環状の軌道上に転動自在に配置された複数の転動体とを備え、以下の工程を有している。軌道部材および転動体のうち少なくとも１つの軸受部材を、ＪＩＳ規格ＳＵＪ３の材質からなるように準備する。軸受部材の転走面に窒化処理を施して焼入れする。焼入れられた軸受部材を２８０℃以上３２０℃以下で焼戻しする。
【００３４】
軸受部材の転走面に窒化処理を施して焼入れすることにより軸受部材が塑性変形しにくくする。軸受部材の転走面に窒化処理を施して軸受部材が塑性変形しにくくなることで、軸受部材の耐水素脆性が向上する。
【００３５】
焼入れられた軸受部材を２８０℃以上３２０℃以下で焼戻しすることにより、軸受部材を塑性変形しにくくして原子空孔を生成しにくくすることができる。これにより、耐水素脆性を向上することができるので水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【００３６】
上記の転がり軸受の製造方法において好ましくは、窒化処理は８５０℃の温度でＲＸガスにアンモニアガスを添加した雰囲気中で行われる。これにより、軸受部材の転走面に十分な窒化処理を施して軸受部材が塑性変形しにくくなることで、軸受部材の耐水素脆性を向上することができる。
【００３７】
上記の転がり軸受において好ましくは、モータの主軸と、主軸の外周面に対向するように配置されるハウジングとをさらに備え、主軸をハウジングに対して回転可能に支持する。
【００３８】
本発明の転がり軸受によれば、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命なモータ用転がり軸受を提供することができる。
【００３９】
上記の転がり軸受において好ましくは、工作機械の主軸と、主軸の外周面に対向するように配置されるハウジングとをさらに備え、主軸をハウジングに対して回転可能に支持する。
【００４０】
本発明の転がり軸受によれば、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命な工作機械主軸用転がり軸受を提供することができる。また、高速回転時の発熱の原因となる軸受の摩擦トルクを低減するため潤滑油の油膜厚さを減少させた使用条件下においても長寿命な工作機械主軸用転がり軸受を提供することができる。
【００４１】
上記の転がり軸受において好ましくは、車輪の回転側部材と、回転側部材の外周面に対向するように配置される固定側部材とをさらに備え、回転側部材を固定側部材に対して回転可能に支持する。
【００４２】
本発明の転がり軸受によれば、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命な車輪用転がり軸受を提供することができる。また、軸受が振動する条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、長寿命な車輪用転がり軸受を提供することができる。
【００４３】
上記の転がり軸受において好ましくは、オルタネータの主軸と、主軸の外周面に対向するように配置されるハウジングとをさらに備え、主軸をハウジングに対して回転可能に支持する。
【００４４】
本発明の転がり軸受によれば、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命なオルタネータ用転がり軸受を提供することができる。特に急加減速条件下で接触要素間にすべりが生じる影響により水素脆性起因の早期はく離が起きやすい使用条件下において、水素脆性起因の早期はく離を抑制することにより長寿命なオルタネータ用転がり軸受を提供することができる。また、サーペンタイン化に伴う負荷荷重の増加および荷重変動の増大によって従来よりもすべりが誘発される条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、長寿命なオルタネータ用転がり軸受を提供することができる。
【００４５】
上記の転がり軸受において好ましくは、主軸と、主軸の外周面に対向するように配置されるプーリ本体とをさらに備え、主軸をプーリ本体に対して回転可能に支持する。
【００４６】
本発明の転がり軸受によれば、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命なプーリ用転がり軸受を提供することができる。また、サーペンタイン化に伴う負荷荷重の増加および荷重変動の増大によって従来よりもすべりが誘発される条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、長寿命なプーリ用転がり軸受を提供することができる。
【００４７】
上記の転がり軸受において好ましくは、カーエアコン電磁クラッチプーリと、カーエアコン電磁クラッチプーリの内周面に対向するように配置されるプーリ用軸受支持部材とをさらに備え、カーエアコン電磁クラッチプーリをプーリ用軸受支持部材に対して回転可能に支持する。
【００４８】
本発明の転がり軸受によれば、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命なカーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受を提供することができる。また、サーペンタイン化に伴う負荷荷重の増加および荷重変動の増大によって従来よりもすべりが誘発される条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、長寿命なカーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受を提供することができる。
【００４９】
上記の転がり軸受において好ましくは、無段変速機のプーリ軸と、プーリ軸の外周面に対向するように配置されるハウジングとをさらに備え、プーリ軸をハウジングに対して回転可能に支持する。
【００５０】
本発明の転がり軸受によれば、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命な無段変速機用転がり軸受を提供することができる。また、軸受のアキシャルすきまを抑えるために軸受内外輪の溝曲率が小さく設定されたことにより軸受運転時の差動すべりが大きくなる条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので長寿命な無段変速機用転がり軸受を提供することができる。
【００５１】
上記の転がり軸受において好ましくは、転がり軸受は、シェル形針状ころ軸受である。シェル形針状ころ軸受は、急加減速などのすべりを伴う条件下、特に、電磁クラッチの切り替えにより急加減速する自動車のエアーコンプレッサの支持に用いられる場合、始動時の加速が早いＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）ポンプの支持に用いられる場合、汎用エンジンのコンロッドの大端に用いられる場合などに、転動体にすべりが生じやすく、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。
【００５２】
本発明の転がり軸受によれば、このような条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので長寿命なシェル形針状ころ軸受を提供することができる。
【００５３】
上記の転がり軸受において好ましくは、転がり軸受は、ソリッド形針状ころ軸受である。ソリッド形針状ころ軸受は、急加減速などのすべりを伴う条件下、特に、電磁クラッチの切り替えにより急加減速する自動車のエアーコンプレッサの支持に用いられる場合、始動時の加速が早いトランスミッションの支持に用いられる場合、汎用エンジンのコンロッドの大端に用いられる場合などに、接触要素間にすべりが生じやすく、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。
【００５４】
本発明の転がり軸受によれば、このような条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので長寿命なソリッド形針状ころ軸受を提供することができる。
【００５５】
上記の転がり軸受において好ましくは、転がり軸受は、スラスト針状ころ軸受である。スラスト針状ころ軸受は、転動体内外の周速差により、運転中は絶えず転動輪との間にすべりが生じており、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。スラスト針状ころ軸受は、急加減速などのすべりを伴う条件下でも水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。本発明の転がり軸受によれば、このような条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので長寿命なスラスト針状ころ軸受を提供することができる。
【００５６】
上記の転がり軸受において好ましくは、転がり軸受は、保持器を含んでいる。保持器付き針状ころ軸受は、急加減速などのすべりを伴う条件下、特に、始動時の加速が速い自動車のトランスミッションのアイドラー軸受として用いられる場合、ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）の遊星ピニオン支持軸受として用いられる場合、二輪エンジンや汎用エンジンのコンロッドの大端用軸受として用いられる場合などに、転動体にすべりが生じやすく、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。本発明の転がり軸受によれば、このような条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので長寿命な保持器付き針状ころ軸受を提供することができる。
【発明の効果】
【００５７】
以上説明したように、本発明の転がり軸受および転がり軸受の製造方法によれば、水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施の形態における転がり軸受を備えたモータの構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受の構成を示す概略断面図である。
【図３】図２の要部を拡大して示した概略部分断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態における転がり軸受の製造方法の概略を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態における転がり軸受の製造方法に含まれる熱処理工程を説明するための図である。
【図６】本発明の一実施の形態における工作機械主軸用転がり軸受を備えた工作機械の主軸周辺の構成を示す概略断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態における工作機械主軸用転がり軸受としてのアンギュラ玉軸受の構成を示す概略断面図である。
【図８】本発明の一実施の形態における工作機械主軸用転がり軸受としての円筒ころ軸受の構成を示す概略断面図である。
【図９】本発明の一実施の形態における工作機械主軸用転がり軸受としての少量の潤滑油で潤滑する転がり軸受を備えた潤滑装置の概略部分断面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態における工作機械主軸用転がり軸受としての別の少量の潤滑油で潤滑する転がり軸受を備えた潤滑装置の概略部分断面図である。
【図１１】本発明の一実施の形態における車輪用転がり軸受を備えた車輪のの構成を示す概略断面図である。
【図１２】本発明の一実施の形態における車輪用転がり軸受としての複列アンギュラ玉軸受の構成を示す概略断面図である。
【図１３】本発明の一実施の形態におけるオルタネータ用転がり軸受を備えたオルタネータの構成を示す概略断面図である。
【図１４】本発明の一実施の形態におけるプーリ用転がり軸受を備えたプーリの構成を示す概略断面図である。
【図１５】本発明の一実施の形態におけるカーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受を備えたカーエアコン電磁クラッチプーリ機構付きコンプレッサの構成を示す概略断面図である。
【図１６】本発明の一実施の形態における無段変速機用転がり軸受を備えた無断変速機の構成を示す概略断面図である。
【図１７】本発明の一実施の形態におけるシェル形針状ころ軸受の構成を示す概略断面図である。
【図１８】本発明の一実施の形態におけるソリッド形針状ころ軸受の構成を示す概略断面図である。
【図１９】本発明の一実施の形態におけるスラスト針状ころ軸受の構成を示す概略断面図である。
【図２０】本発明の一実施の形態における金属材料製保持器付き針状ころ軸受の構成を示す概略断面図である。
【図２１】本発明の一実施の形態における高分子材料製保持器付き針状ころ軸受の構成を示す概略断面図である。
【図２２】本発明の実施例１の圧痕付け試験における焼戻温度と圧痕深さとの関係を示す図である。
【図２３】本発明の実施例１のＨＲＣ硬さ試験における焼戻温度とＨＲＣ硬さとの関係を示す図である。
【図２４】本発明の実施例１の表面窒化濃度測定試験における試験片が樹脂に埋め込まれた状態を示す模式図である。
【図２５】本発明の実施例１の表面窒化濃度測定試験における表面からの深さと窒素濃度との関係を示す図である。
【図２６】本発明の実施例１の水混入油中での転がり疲労試験におけるテーパ形状外輪試験片を示す概略側面図である。
【図２７】本発明の実施例１の水混入油中での転がり疲労試験におけるテーパ形状外輪試験片にアンギュラ玉軸受の内輪と鋼球とを組み合わせた状態を示す概略断面図である。
【図２８】本発明の実施例２の圧痕付け試験における焼戻温度と圧痕深さとの関係を示す図である。
【図２９】本発明の実施例２のＨＲＣ硬さ試験における焼戻温度とＨＲＣ硬さとの関係を示す図である。
【図３０】本発明の実施例２の表面窒化濃度測定試験における表面からの深さと窒素濃度との関係を示す図である。
【図３１】本発明の実施例３の圧痕付け試験における焼戻温度と圧痕深さとの関係を示す図である。
【図３２】本発明の実施例３のＨＲＣ硬さ試験における焼戻温度とＨＲＣ硬さとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
以下、本発明の一実施の形態について図に基づいて説明する。
まず、本発明の一実施の形態における転がり軸受を備えたモータの構成について説明する。
【００６０】
図１を参照して、本発明の一実施の形態におけるモータ９０は、円盤状の形状を有し、コイルを備えたロータ９１と、ロータ９１を取り囲むように配置されたフレーム（ハウジング）９３と、ロータ９１の中心（回転軸）を含む部位に接続されるとともにフレーム９３を貫通し、ロータ９１と一体に軸まわりに回転可能に構成された主軸９２とを備えている。そして、主軸９２の外周面９２Ａと、フレーム９３において主軸９２の外周面９２Ａに対向する部分との間には、モータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１が嵌め込まれている。すなわち、グリース封入深溝玉軸受１は、モータ９０の主軸９２を、主軸９２の外周面９２Ａに対向するように配置されるフレーム９３に対して回転自在に支持するモータ用転がり軸受である。
【００６１】
さらに、モータ９０は、フレーム９３の内部において、ロータ９１の外周面に対向するようにフレーム９３に対して固定して配置された磁石を含むステータ９６と、ロータ９１において、ロータ９１から見て主軸９２がフレーム９３の外部に突出する側とは反対側の部位に接続され、ロータ９１と一体に回転可能に構成された整流子９４と、整流子９４に接触するようにフレーム９３に対して固定して配置されたブラシ９５とを備えている。
【００６２】
次に、上記グリース封入深溝玉軸受１について説明する。
図２および図３を参照して、グリース封入深溝玉軸受１は、第１軌道部材としての外輪１１と、第２軌道部材としての内輪１２と、複数の転動体としての玉１３と、保持器１４と、シール部材１５とを備えている。外輪１１の内周面には、円環状の第１転走面としての外輪転走面１１Ａが形成されている。内輪１２の外周面には、外輪転走面１１Ａに対向する円環状の第２転走面としての内輪転走面１２Ａが形成されている。また、複数の玉１３には、転動体転走面としての玉転走面１３Ａ（玉１３の表面）が形成されている。そして、当該玉１３は、外輪転走面１１Ａおよび内輪転走面１２Ａの各々に玉転走面１３Ａにおいて接触し、円環状の保持器１４により周方向に所定のピッチで配置されることにより、円環状の軌道上に転動自在に保持されている。
【００６３】
１対のシール部材１５は、外輪１１および内輪１２に挟まれる空間、より具体的には外輪転走面１１Ａおよび内輪転走面１２Ａに挟まれる空間である軌道空間を閉じるように、外輪１１と内輪１２との間において、外輪１１および内輪１２の幅方向の両端部のそれぞれに配置されている。以上の構成により、グリース封入深溝玉軸受１の外輪１１および内輪１２は、互いに相対的に回転可能となっている。また、上記軌道空間には、グリース組成物１６が封入されている。
【００６４】
軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材は、ＪＩＳ規格ＳＵＪ３からなっている。軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材は、焼入れされている。軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材は、窒化処理された転走面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａを有している。窒化処理された領域ＮＲは、外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３の表面から内側に向かって形成されている。なお、以降の図では窒化処理された領域ＮＲは図示されていないが、同様に外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３の表面から内側に向かって形成されている。
【００６５】
軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．１μｍ以下となっている。その軸受部材の転走面のロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ６０．５以上ＨＲＣ６２．１以下となっている。
【００６６】
また、軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材の転走面１１Ａ、１２Ａ、１３Ａの表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量％以下となっている。
【００６７】
また、転動体としての玉１３は、窒化処理されたＪＩＳ規格ＳＵＪ２が選択されてもよい。この場合、玉１３は焼入れされている。また、玉１３は、窒化処理された転走面１３Ａを有している。玉１３に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより玉１３に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下となっている。転動体としての玉１３の転走面１３ＡのロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ６１．２以上ＨＲＣ６３．３以下となっている。
【００６８】
また、転動体としての玉１３の転走面１３Ａの表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量％以下となっている。
【００６９】
また、転動体としての玉１３は、窒化処理されていないＪＩＳ規格ＳＵＪ２が選択されてもよい。この場合、玉１３に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重１．９７ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下となっている。
【００７０】
また、転動体全体のロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ５７．０以上ＨＲＣ５８．９以下となっている。
【００７１】
また、転動体としての玉１３は、セラミックスを含む材質からなることが好ましい。セラミックスとしては、窒化珪素やサイアロンなどが適用され得る。
【００７２】
セラミックスがサイアロンの１つであるβサイアロンを主成分とする焼結体である場合には、低圧（たとえば１ＭＰａ以下）の圧力下で焼結されるため、１０ＭＰａ以上の圧力下で加圧焼結する窒化けい素を主成分とする焼結体よりも低コストで製造できる。
【００７３】
βサイアロンを主成分とする焼結体は、βサイアロンが主成分であり、残部が不純物からなる焼結体である。βサイアロンは、Ｓｉ6-ZＡＬZＮ8-Zの組成式で表され、Ｚが０．１≦Ｚ≦３．５の範囲を満たすように構成されている。不純物は、原料に由来するもの、または製造工程において混入するものを含み、不可避的不純物も含む。焼結助剤としては、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、希土類元素の酸化物、窒化物、酸窒化物のうち少なくとも１種類以上を採用することができる。焼結助剤は、焼結体のうち２０質量％以下とすることが望ましい。
【００７４】
また、転動体としての玉１３を保持するための保持器１４は、金属を含む材質からなることが好ましい。
【００７５】
次に、モータ９０の動作について説明する。図１を参照して、図示しない電源から配線を介してブラシ９５に供給された電流は、整流子９４を介してロータ９１のコイルを流れる。このとき、ロータ９１のコイルを流れる電流と、磁石を含むステータ９６により形成される磁界とにより生じる電磁力により、ロータ９１は主軸９２の軸まわりに、フレーム９３に対して回転する。さらに、ロータ９１が所定の角度回転すると、整流子９４およびブラシ９５のはたらきにより、ロータ９１のコイルを流れる電流の向きが逆になり、さらにロータ９１が回転する。これが繰り返されることにより、ロータ９１はハウジングに対して連続的に回転し、当該回転は主軸９２により外部に取り出される。
【００７６】
次に、本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受の製造方法について説明する。
【００７７】
図４を参照して、まず工程（Ｓ１００）において、ＪＩＳ規格ＳＵＪ３から構成される鋼材を準備する鋼材準備工程が実施される。具体的には、たとえばＪＩＳ規格ＳＵＪ３から構成される棒鋼や鋼線などが準備される。
【００７８】
次に工程（Ｓ２００）において、上記鋼材を成形することにより、モータ用転がり軸受の軸受部材の概略形状に成形された鋼製部材を作製する成形工程が実施される。具体的には、たとえば上記棒鋼や鋼線などに対して鍛造、旋削などの加工が実施されることにより、図２および図３に示される外輪１１、内輪１２、玉１３などの概略形状に成形された鋼製部材が作製される。上記工程（Ｓ１００）および（Ｓ２００）は、モータ用転がり軸受の軸受部材の概略形状に成形された鋼製部材が準備される鋼製部材準備工程を構成する。
【００７９】
次に、工程（Ｓ３００）において、鋼製部材に対して、Ａ１点以上の温度からＭＳ点以下の温度に冷却されることにより、当該鋼製部材が焼入硬化される焼入硬化工程が実施される。その後、工程（Ｓ４００）において、焼入硬化された鋼製部材が、２８０℃以上３２０℃以下の温度域に加熱されて焼戻される焼戻工程が実施される。上記工程（Ｓ３００）および（Ｓ４００）は、鋼製部材が熱処理される熱処理工程を構成する。この熱処理工程の詳細については後述する。
【００８０】
次に工程（Ｓ５００）において、仕上げ工程が実施される。具体的には、熱処理工程が実施された鋼製部材に対して研削加工などの仕上げ加工が実施されることにより、外輪１１、内輪１２、玉１３などが仕上げられる。これにより、本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受の軸受部材の製造方法が完了し、モータ用転がり軸受の軸受部材としての外輪１１、内輪１２、玉１３などが完成する。
【００８１】
さらに、工程（Ｓ６００）において、組立て工程が実施される。具体的には、工程（Ｓ１００）〜（Ｓ５００）において作製された外輪１１、内輪１２、玉１３と、別途準備された保持器１４などとが組合わされて、本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１が組立てられる。これにより、本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受の製造方法が完了し、モータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１が完成する。
【００８２】
次に、熱処理工程の詳細について説明する。図５において、横方向は時間を示しており右に行くほど時間が経過していることを示している。また、図５において、縦方向は温度を示しており上に行くほど温度が高いことを示している。
【００８３】
図５を参照して、工程（Ｓ２００）において作製された鋼製部材は、まず、Ａ１点以上の温度である温度Ｔ１に加熱され、時間ｔ１だけ保持される。このとき、鋼製部材は、たとえばＲＸガスにアンモニアガスを添加した雰囲気中において加熱される。これにより、軸受部材の転走面となる鋼製部材の表面に窒化処理が施される。その後、鋼製部材が、たとえば油中に浸漬されることにより（油冷）、Ａ１点以上の温度からＭＳ点以下の温度に冷却されて、ずぶ焼入が完了する。以上の手順により、焼入硬化工程が完了する。
【００８４】
さらに、焼入硬化された鋼製部材がＡ１点以下の温度である温度Ｔ２に加熱され、ｔ２だけ保持された後、たとえば室温まで空冷（放冷）されることにより焼戻工程が実施される。以上の工程により、本発明の一実施の形態における熱処理工程が完了する。
【００８５】
ここで、温度Ｔ１は、たとえば８５０℃の温度である。一方、時間ｔ１は、たとえば１８０分間である。
【００８６】
また、温度Ｔ２は、たとえば２８０℃以上３２０℃以下の温度である。一方、時間ｔ２は、たとえば１２０分間である。
【００８７】
ここで、Ａ１点とは、鋼を加熱するときに、鋼の組織がフェライトからオーステナイトへ変態を開始する温度に相当する点を示す。また、ＭＳ点とは、オーステナイト化した鋼を冷却するときに、鋼の組織がマルテンサイトへ変態を開始する温度に相当する点を示す。
【００８８】
上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受の軸受部材の製造方法では、鋼製部材準備工程において、素材のコストを鑑みてＪＩＳ規格ＳＵＪ３からなる鋼製部材が準備される。そして、焼入硬化工程において、窒化処理として８５０℃の温度でＲＸガスにアンモニアガスを添加した雰囲気中で焼入が施された上で、焼戻工程において鋼製部材が２８０℃以上３２０℃以下に加熱されて焼戻が実施される。その結果、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受の軸受部材の製造方法によれば、モータ用転がり軸受の軸受部材を構成する鋼において、塑性変形しにくくして原子空孔を生成しにくくすることができる。
【００８９】
転動体は素材のコストおよび調達性を鑑みて、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなっていてもよい。続いて、窒化処理されたＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなる転動体を有するモータ用転がり軸受の製造方法について説明する。
【００９０】
図４を参照して、まず工程（Ｓ１００）において、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２から構成される鋼材を準備する鋼材準備工程が実施される。具体的には、たとえばＪＩＳ規格ＳＵＪ２から構成される棒鋼や鋼線などが準備される。
【００９１】
次に工程（Ｓ２００）において、上記鋼材を成形することにより、モータ用転がり軸受の転動体の概略形状に成形された鋼製部材を作製する成形工程が実施される。具体的には、たとえば上記棒鋼や鋼線などに対して鍛造、旋削などの加工が実施されることにより、図２および図３に示される玉１３の概略形状に成形された鋼製部材が作製される。上記工程（Ｓ１００）および（Ｓ２００）は、モータ用転がり軸受の軸受部材の概略形状に成形された鋼製部材が準備される鋼製部材準備工程を構成する。
【００９２】
次に、工程（Ｓ３００）において、鋼製部材に対して、Ａ１点以上の温度からＭＳ点以下の温度に冷却されることにより、当該鋼製部材が焼入硬化される焼入硬化工程が実施される。その後、工程（Ｓ４００）において、焼入硬化された鋼製部材が、２４０℃以上３００℃以下の温度域に加熱されて焼戻される焼戻工程が実施される。上記工程（Ｓ３００）および（Ｓ４００）は、鋼製部材が熱処理される熱処理工程を構成する。この熱処理工程の詳細については後述する。
【００９３】
次に工程（Ｓ５００）において、仕上げ工程が実施される。具体的には、熱処理工程が実施された鋼製部材に対して研削加工などの仕上げ加工が実施されることにより、玉１３が仕上げられる。これにより、本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受の玉１３が完成する。
【００９４】
さらに、工程（Ｓ６００）において、組立て工程が実施される。具体的には、工程（Ｓ１００）〜（Ｓ５００）において作製された玉１３と、別途準備された外輪１１、内輪１２、保持器１４などとが組合わされて、本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１が組立てられる。これにより、本発明の一実施の形態におけるＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなる転動体を有するモータ用転がり軸受の製造方法が完了し、モータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１が完成する。
【００９５】
次に、熱処理工程の詳細について説明する。図５において、横方向は時間を示しており右に行くほど時間が経過していることを示している。また、図５において、縦方向は温度を示しており上に行くほど温度が高いことを示している。
【００９６】
図５を参照して、工程（Ｓ２００）において作製された鋼製部材は、まず、Ａ１点以上の温度である温度Ｔ１に加熱され、時間ｔ１だけ保持される。このとき、鋼製部材は、たとえばＲＸガスにアンモニアガスを添加した雰囲気中において加熱される。これにより、軸受部材の転走面となる鋼製部材の表面に窒化処理が施される。その後、鋼製部材が、たとえば油中に浸漬されることにより（油冷）、Ａ１点以上の温度からＭＳ点以下の温度に冷却されて、焼入が完了する。以上の手順により、焼入硬化工程が完了する。
【００９７】
さらに、焼入硬化された鋼製部材がＡ１点以下の温度である温度Ｔ２に加熱され、ｔ２だけ保持された後、たとえば室温まで空冷（放冷）されることにより焼戻工程が実施される。以上の工程により、本発明の一実施の形態における熱処理工程が完了する。
【００９８】
ここで、温度Ｔ１は、たとえば８５０℃の温度である。一方、時間ｔ１は、たとえば１８０分間である。
【００９９】
また、温度Ｔ２は、たとえば２４０℃以上３００℃以下の温度である。一方、時間ｔ２は、たとえば１２０分間である。
【０１００】
転動体は生産性を鑑みて、窒化処理されていないＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなっていてもよい。続いて、窒化処理されていないＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなる転動体を有するモータ用転がり軸受の製造方法について説明する。
【０１０１】
熱処理工程以外は、上述の窒化処理されたＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなる転動体を有するモータ用転がり軸受の製造方法と同様であるため説明を繰り返さない。熱処理工程では、図５を参照して、工程（Ｓ２００）において作製された鋼製部材は、まず、Ａ１点以上の温度である温度Ｔ１に加熱され、時間ｔ１だけ保持される。このとき、鋼製部材は、たとえばＲＸガス雰囲気中において加熱される。その後、鋼製部材が、たとえば油中に浸漬されることにより（油冷）、Ａ１点以上の温度からＭＳ点以下の温度に冷却されて、ずぶ焼入が完了する。以上の手順により、焼入硬化工程が完了する。
【０１０２】
さらに、焼入硬化された鋼製部材がＡ１点以下の温度である温度Ｔ２に加熱され、ｔ２だけ保持された後、たとえば室温まで空冷（放冷）されることにより焼戻工程が実施される。以上の工程により、本発明の一実施の形態における熱処理工程が完了する。
【０１０３】
ここで、温度Ｔ１は、たとえば８５０℃の温度である。一方、時間ｔ１は、たとえば８０分間である。
【０１０４】
また、温度Ｔ２は、たとえば２４０℃以上２８０℃以下の温度である。一方、時間ｔ２は、たとえば１２０分間である。
【０１０５】
なお、上記では、本発明の一実施の形態の転がり軸受の一例としてグリース深溝玉軸受について説明した。また、本発明の一実施の形態の転がり軸受が適用される装置の一例として、モータについて説明した。本発明の一実施の形態の転がり軸受は、上記に限定されず、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受などであってもよい。また、本発明の一実施の形態の転がり軸受は、工作機械主軸用転がり軸受に適用されてもよい。以下、本発明の一実施の形態の転がり軸受の別の例としてアンギュラ玉軸受および円筒ころ軸受について説明し、これらを備えた工作機械の構成について説明する。
【０１０６】
図６を参照して、本発明の一実施の形態における工作機械１００は、円筒状の形状を有する主軸１０１と、主軸１０１の外周面を取り囲むハウジング１０２と、外輪の外周面がハウジングの内壁１０２Ａに接触するとともに、内輪の内周面が主軸１０１の外周面１０１Ａに接触するように、主軸１０１とハウジング１０２との間に嵌め込まれて配置された工作機械主軸用転がり軸受としてのアンギュラ玉軸受１０（フロント軸受）および円筒ころ軸受２０（リア軸受）を備えている。これにより、主軸１０１は、ハウジング１０２に対して軸まわりに回転自在に支持されている。
【０１０７】
また、主軸１０１には、外周面１０１Ａの一部を取り囲むようにモータロータ１０３Ｂが設置されており、ハウジング１０２の内壁１０２Ａには、モータロータ１０３Ｂに対向する位置にモータステータ１０３Ａが設置されている。このモータステータ１０３Ａおよびモータロータ１０３Ｂは、モータ１０３（ビルトインモータ）を構成している。これにより、主軸１０１は、モータ１０３の動力によって、ハウジング１０２に対して相対的に回転可能となっている。
【０１０８】
すなわち、アンギュラ玉軸受１０および円筒ころ軸受２０は、主軸１０１が回転することにより被加工物を加工する工作機械１００において、回転駆動される主軸１０１を、主軸１０１に隣接して配置される部材であるハウジング１０２に対して回転自在に支持する工作機械主軸用転がり軸受である。
【０１０９】
次に、上記アンギュラ玉軸受１０について説明する。
図７を参照して、アンギュラ玉軸受１０は、工作機械主軸用転がり軸受の軸受部材である第１軌道部材としての外輪１１と、第２軌道部材としての内輪１２と、複数の転動体としての玉１３と、保持器１４とを備えている。外輪１１には、円環状の第１転走面としての外輪転走面１１Ａが形成されている。内輪１２には、外輪転走面１１Ａに対向する円環状の第２転走面としての内輪転走面１２Ａが形成されている。また、複数の玉１３には、転動体転走面としての玉転走面１３Ａ（玉１３の表面）が形成されている。そして、当該玉１３は、外輪転走面１１Ａおよび内輪転走面１２Ａの各々に玉転走面１３Ａにおいて接触し、円環状の保持器１４により周方向に所定のピッチで配置されることにより円環状の軌道上に転動自在に保持されている。これにより、外輪１１と内輪１２とは互いに相対的に回転可能となっている。
【０１１０】
ここで、アンギュラ玉軸受１０においては、玉１３と外輪１１との接触点と、玉１３と内輪１２との接触点とを結ぶ直線は、ラジアル方向（アンギュラ玉軸受１０の回転軸に垂直な方向）に対して角度をなしている。そのため、ラジアル方向の荷重が負荷されると、アキシャル方向（アンギュラ玉軸受１０の回転軸の方向）への分力が生じる。図６を参照して、本発明の一実施の形態の工作機械１００では、前方側（主軸１０１の先端１０１Ｂ側）に同じ向きのアンギュラ玉軸受１０を２つ配置するとともに、後方側（モータロータ１０３Ｂ側）には、前方側とは逆向きのアンギュラ玉軸受１０を２つ配置することにより、当該分力を相殺している。
【０１１１】
次に、上記円筒ころ軸受２０について説明する。
図８を参照して、円筒ころ軸受２０は、基本的には上述のアンギュラ玉軸受１０と同様の構成を備えており、同様の効果を有している。しかし、円筒ころ軸受２０は、軌道部材および転動体の構成において、アンギュラ玉軸受１０とは異なっている。
【０１１２】
すなわち、円筒ころ軸受２０は、工作機械主軸用転がり軸受の軸受部材である第１軌道部材としての外輪１１と、第２軌道部材としての内輪１２と、複数の転動体としての円筒ころ２３と、保持器１４とを備えている。外輪１１には、円環状の第１転走面しての外輪転走面１１Ａが形成されている。内輪１２には、外輪転走面１１Ａに対向する円環状の第２転走面としての内輪転走面１２Ａが形成されている。また、複数の円筒ころ２３には、転動体転走面としてのころ転走面２３Ａ（円筒ころ２３の外周面）が形成されている。そして、当該円筒ころ２３は、外輪転走面１１Ａおよび内輪転走面１２Ａの各々にころ転走面２３Ａにおいて接触し、円環状の保持器１４により周方向に所定のピッチで配置されることにより円環状の軌道上に転動自在に保持されている。これにより、外輪１１と内輪１２とは互いに相対的に回転可能となっている。
【０１１３】
次に、工作機械１００の動作について説明する。図６を参照して、モータ１０３のモータステータ１０３Ａに図示しない電源から電力が供給されることにより、モータロータ１０３Ｂを軸まわりに回転させる駆動力が発生する。これにより、ハウジング１０２に対してアンギュラ玉軸受１０および円筒ころ軸受２０により回転自在に支持されている主軸１０１は、モータロータ１０３Ｂとともにハウジング１０２に対して相対的に回転する。このように、主軸１０１が回転することにより、主軸１０１の先端１０１Ｂに取り付けられた図示しない工具が被加工物を切削、研削等して、被加工物を加工することができる。
【０１１４】
本発明の一実施の形態における工作機械主軸用転がり軸受の製造方法は、上記モータ用転がり軸受の製造方法と成形工程を除き同様である。成形工程では、図７および図８に示される外輪１１、内輪１２、玉１３、円筒ころ１３などの概略形状に成形された鋼製部材が作製される。これ以外の製造方法については説明を繰り返さない。
【０１１５】
続いて、本発明の一実施の形態の工作機械主軸用転がり軸受の別の一例としての少量の潤滑油で潤滑する転がり軸受を備えた潤滑装置について説明する。
【０１１６】
なお、上述した本発明の一実施の形態の構成と同一の要素については同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
【０１１７】
図９を参照して、この潤滑装置４０は、アンギュラ玉軸受３０と、潤滑油導入部材３１と、蓋部材３２と、内輪間座３３とを主に備えている。なお、図９では見やすくするため、潤滑油が導入される部分の周辺を図示し、この潤滑装置４０が適用される主軸、ハウジングなどは図示していない。
【０１１８】
アンギュラ玉軸受３０の内輪１２は、潤滑油導入部材３１から吐出される潤滑油を受ける油受け円周溝３４を有している。油受け円周溝３４は、潤滑油導入部材３１に隣接する端面に設けられている。内輪１２の外径面には、その内輪転走面１２Ａ側が大径となる斜面部１２Ｂが形成されている。斜面部１２Ｂは、油受け円周溝３４内に溜まる潤滑油を、この潤滑油に作用する遠心力と表面張力とで内輪１２の内輪転走面１２Ａに導くように形成されている。
【０１１９】
潤滑油導入部材３１は、側面からアンギュラ玉軸受３０に向けて軸方向に延びる鍔状部３１ａを有している。鍔状部３１ａの先端にはシール部３１ｂが形成されている。シール部３１ｂは、保持器１４の内径面と内輪１２の間における玉１３の近傍に配置されている。シール部３１ｂは、内径面が内輪１２の斜面部１２Ｂと同一角度αの傾斜面に形成されている。このシール部３１ｂは、内輪１２の斜面部１２Ｂに隙間δを持って配置されている。潤滑油導入部材３１は、潤滑油供給路３１ｃと吐出口３１ｄとを有している。潤滑油供給路３１ｃと吐出口３１ｄとは連通している。吐出口３１ｄは、内輪１２の油受け円周溝３４に対向して開口している。
【０１２０】
潤滑油導入部材３１における鍔状部３１ａのシール部３１ｂよりも基端側の部分には、内径側に向けて開口する排油円周溝３１ｅが形成されている。この排油円周溝３１ｅは図示しない排油回収路に連通している。排油回収路を通して排油が回収されるよう構成されている。
【０１２１】
この潤滑装置４０では、潤滑油導入部材３１の吐出口３１ｄから吐出される油のうち、極微量がアンギュラ玉軸受３０の潤滑油として使用され、大半量は内輪１２の冷却に供される。内輪１２の油受け円周溝３４に吐出された油のうちの極微量は、内輪１２の回転に伴う遠心力と油の表面張力により、斜面部１２Ｂに沿ってアンギュラ玉軸受３０内に導入され、潤滑油として使用される。
【０１２２】
この潤滑油として、たとえばＩＳＯ ＶＧ２相当のごく低粘度の潤滑油が使用される。
この少量の潤滑油で潤滑する転がり軸受の製造方法は、上記モータ用転がり軸受の製造方法と成形工程を除き同様である。成形工程では、図９に示される外輪１１、内輪１２、玉１３などの概略形状に成形された鋼製部材が作製される。これ以外の製造方法については説明を繰り返さない。
【０１２３】
この潤滑装置４０では、油量を削減しつつ、さらに低粘度の潤滑油を使用しているため、低トルク化は達成され得る。
【０１２４】
さらに、別の少量の潤滑油で潤滑する転がり軸受を備えた潤滑装置について説明する。
なお、上述した本発明の一実施の形態の構成と同一の要素については同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
【０１２５】
図１０を参照して、この潤滑装置６０は、アンギュラ玉軸受５０と、間座６１と、グリース溜まり形成部材６２とを主に有している。なお、図１０では見やすくするため、潤滑油が導入される部分の周辺を図示し、この潤滑装置６０が適用される主軸、ハウジングなどは図示していない。
【０１２６】
アンギュラ玉軸受５０の外輪１１には、段差面１１ｂが、玉１３から離れる外輪１１の外径側に延びるように設けられている。
【０１２７】
グリース溜まり形成部材６２は、内部にグリースを溜めるためのグリース溜まり部６３を形成したリング状の部材である。
【０１２８】
間座６１とグリース溜まり形成部材６２とで挟まれる内部空間がグリース溜まり部６３を構成している。グリース溜まり形成部材６２は、グリース溜まり部６３にグリースを封入した後に、グリース溜まり形成部材６２の側壁部の外側を間座６１の側壁部の内側に当接させることにより、間座６１に対して図示しない主軸の軸方向に位置決めされている。
【０１２９】
間座６１とグリース溜まり形成部材６２との間には図示しない密封材が介在されている。この密閉材によりグリース漏れ防止が図られている。
【０１３０】
グリース溜まり形成部材６２の先端部６２ａは、外輪１１の内径面に沿って配置されている。先端部６２ａの先端が段差面１１ｂに対向して配置されている。 先端部６２ａと外輪１１との間に流路６４および隙間６５が形成されている。
【０１３１】
先端部６２ａの周壁と、これに対面する外輪１１の内径面部分とで流路６４が形成されている。先端部６２ａの端面と、これに対面する段差面１１ｂとで図示しない主軸の軸方向に微小なギャップ量Δとなる隙間６５が形成されている。隙間６５は、流路６４に連通し、外輪転走面の縁部に開口している。隙間６５のギャップ量Δは、たとえば０．０５〜０．１ｍｍに構成されている。
【０１３２】
先端部６２ａの端面に続く内径面は、玉１３に近接したテーパ面６６を有しており、このテーパ面６６と玉１３との間に潤滑油が溜まり易くなるように構成されている。テーパ面６６と玉１３との距離は、テーパ面６６に付着した油が玉１３の表面に転移可能な大きさの極小隙間とすることが好ましく、たとえば０．２ｍｍ以下に構成されている。
【０１３３】
この別の少量の潤滑油で潤滑する転がり軸受の製造方法は、上記モータ用転がり軸受の製造方法と成形工程を除き同様である。成形工程では、図１０に示される外輪１１、内輪１２、玉１３などの概略形状に成形された鋼製部材が作製される。これ以外の製造方法については説明を繰り返さない。
【０１３４】
この潤滑装置６０では、グリース溜まり部６３から毛細管現象を利用して微量の基油がアンギュラ玉軸受５０内部に導入されている。この方法では、グリースの増ちょう剤を保持器１４などで撹拌することによるトルクが発生しないため、低発熱となるので高速運転が可能である。
【０１３５】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受は、車輪用転がり軸受に適用されてもよい。以下、本発明の一実施の形態の転がり軸受の別の例として車輪用転がり軸受について説明し、これを備えた車輪の構成について説明する。
【０１３６】
図１１および図１２を参照して、車輪用転がり軸受である複列アンギュラ玉軸受１１０は、ホイール１１１とタイヤ１１２よりなる車輪１２０（駆動輪）を支持するハブ輪１１３などの回転側部材を、ナックル１１４などの固定側部材に対して回転可能に支持するものである。
【０１３７】
この複列アンギュラ玉軸受１１０は、外輪１１と、内輪１２と、玉１３と、保持器１４と、シール部材１５と、磁気エンコーダ１１５とを主に有している。内輪１２はハブ輪１１３の外周面に嵌合されており、外輪１１はナックル１１４の内周面に嵌合されている。
【０１３８】
外輪１１は１つの部材から構成されている。内輪１２は２つの部材から構成されている。複数の玉１３は、複列に配置されている。複数の玉１３は、外輪転走面１１Ａおよび内輪転走面１２Ａの各々に玉転走面１３Ａにおいて接触し、くし型形状の保持器１４により周方向に所定のピッチで配置されることにより円環状の軌道上に転動自在に保持されている。これにより、外輪１１と内輪１２とは互いに相対的に回転可能となっている。
【０１３９】
玉１３と外輪１１との接触点と、玉１３と内輪１２との接触点とを結ぶ直線は、ラジアル方向（複列アンギュラ玉軸受１１０の回転軸に垂直な方向）に対して角度をなしている。そのため、ラジアル方向の荷重が負荷されると、アキシャル方向（複列アンギュラ玉軸受１１０の回転軸の方向）への分力が生じる。隣り合う玉１３の玉１３と外輪１１との接触点と玉１３と内輪１２との接触点とを結ぶ直線は、分力を相殺するように逆向きに配置されている。
【０１４０】
外輪１１の内径と内輪１２の外径にはシール部材１５が挿入されている。このシール部材１５により、複列アンギュラ玉軸受内からの油の漏れや複列アンギュラ玉軸受外からの異物や水分の侵入を防止することができる。
【０１４１】
磁気エンコーダ１１５は、内輪１２の端部外径に圧入されており、その状態で周方向に多極磁化された磁性部材が、ナックル１１４に固定された磁気センサ１１６と近接対峙している。これにより、車輪の回転速度を高精度に検出することができる。
【０１４２】
次に、車輪１２０の動作について説明する。ナックル１１４などの固定側部材に対して、ハブ輪１１３などの回転側部材が回転することにより、車輪１２０が回転する。
【０１４３】
本発明の一実施の形態における車輪用転がり軸受の製造方法は、上記モータ用転がり軸受の製造方法と成形工程を除き同様である。成形工程では、図１２に示される外輪１１、内輪１２、玉１３、などの概略形状に成形された鋼製部材が作製される。これ以外の製造方法については説明を繰り返さない。
【０１４４】
なお、上記本発明の一実施の形態においては、一例として、モータ用転がり軸受、工作機械主軸用転がり軸受、車輪用転がり軸受、グリース深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、複列アンギュラ玉軸受およびこれらが備える軌道部材および転動体について説明した。本発明の転がり軸受およびその軸受部材は、これらに限られず、他の形態の転がり軸受およびそれが備える軌道部材および転動体であってもよい。たとえば、他の形態の転がり軸受は、ラジアル軸受であってもよく、スラスト軸受であってもよい。軌道部材は、外輪、内輪などを含む。また、転動体は、内輪、外輪、軌道盤との間で転走面を成していてもよい。転動体は、玉、円筒ころ、円錐ころなどを含む。
【０１４５】
なお、転動体としての玉１３の素材として、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２について説明したが、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２の相当材である５２１００（ＡＩＳＩまたはＳＡＥ規格）、１００Ｃｒ６（ＤＩＮ規格）、ＧＣｒ１５（ＧＳＢ規格）も適用することができる。
【０１４６】
さらに、本発明の一実施の形態の別の例について説明する。
本発明の一実施の形態の転がり軸受は、オルタネータ用転がり軸受に適用されてもよい。以下、本発明の一実施の形態の転がり軸受の別の例としてオルタネータ用転がり軸受について説明し、これを備えたオルタネータの構成について説明する。
【０１４７】
図１３を参照して、本発明の一実施の形態におけるオルタネータ２００は、シャフト（主軸）２０１と、ロータ２０２と、ステータ２０３と、プーリ２０４と、ハウジング２０５と、オルタネータ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１とを主に有している。
【０１４８】
ロータ２０２を取り囲むようにハウジング２０５が配置されている。ロータ２０２の中央部を貫通し、ハウジング２０５の壁面を貫通するようにシャフト２０１が配置されている。ハウジング２０５の内部において、ロータ２０２の外周面に対向するようにステータ２０３が配置されている。
【０１４９】
シャフト２０１の一方端部の外周面の一部と対向するようにハウジング２０５が配置されている。シャフト２０１とハウジング２０５との間にはオルタネータ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１が配置されている。グリース封入深溝玉軸受１によってシャフト２０１がハウジング２０５に対して回転可能に支持されている。シャフト２０１の一方端部の先端部には、ハウジング２０５の外部において、円環状の形状を有するプーリ２０４が取り付けられている。プーリ２０４の外周面には、図示していない伝動ベルトが掛けられる係合溝２０６が設けられている。
【０１５０】
このオルタネータ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１は、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１と同様の構成を有している。
【０１５１】
オルタネータ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１は、図示しないエンジンなどの動力源で発生した動力を利用して動作するオルタネータ２００において、この動力により回転駆動されるシャフト２０１を隣接して配置されるハウジング２０５に対して回転自在に支持する、たとえば自動車用の電装・補機用転がり軸受である。
【０１５２】
なお、一般的に、ロータ２０２とプーリ２０４との間において、シャフト２０１の一方端部に配置されたグリース封入深溝玉軸受１は、フロント軸受と呼ばれる。また、シャフト２０１の他方端部に配置されたグリース封入深溝玉軸受１は、リア軸受と呼ばれる。曲げモーメントなどの応力が大きいフロント軸受のグリース封入深溝玉軸受１のほうが、リア軸受のグリース封入深溝玉軸受１より、水素脆性はく離が生じやすい。
【０１５３】
次にオルタネータ２００の動作について説明する。係合溝２０６の形成されたプーリ２０４の外周面には、図示しないエンジンなどの動力源からの動力によって回転する図示しない伝達ベルトが掛けられる。この伝達ベルトが回転することにより、プーリ２０４は、ハウジング２０５に対してグリース封入深溝玉軸受１により軸支されたシャフト２０１と一体に、シャフト２０１の軸まわりに回転する。ロータ２０２は、シャフト２０１と一体にシャフト２０１の軸まわりに回転する。このとき、ロータ２０２は、ロータ２０２の外周面に対向し、ハウジング２０５に固定されて配置されたステータ２０３に対して相対的に回転する。その結果、ロータ２０２とステータ２０３との間の電磁誘導作用によりステータ２０３のコイルに起電力が発生する。
【０１５４】
このオルタネータ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１の製造方法は、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１の製造方法と同様である。
【０１５５】
オルタネータ用転がり軸受は、急加減速条件下で接触要素間にすべりが生じる影響により水素脆性起因の早期はく離が起きやすい。また、通電の影響で水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。また、昨今の省スペース化に伴い、オルタネータを含む電装補機部品を駆動するベルトはサーペンタイン化されている。ここでサーペンタイン化とは、一本のベルトで複数の補機部品が駆動されることをいう。サーペンタイン化することにより、補機部品毎に別のベルトは不要になるため省スペース化が可能となる。サーペンタイン化に伴い、負荷荷重が増加する傾向および荷重変動が大きくなる傾向であるため、従来よりもすべりが誘発されやすくなる。
【０１５６】
オルタネータ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１は、内輪回転で使用されるため、外輪１１の一部の負荷回転が多い。そのため、その外輪１１の一部に水素脆性起因の早期はく離が起きやすいので、外輪１１に本発明の一実施の形態の軸受部材が適用されることが好ましい。
【０１５７】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受は、プーリ用転がり軸受に適用されてもよい。以下、本発明の一実施の形態の転がり軸受の別の例としてプーリ用転がり軸受について説明し、これを備えたプーリの構成について説明する。
【０１５８】
図１４を参照して、本発明の一実施の形態におけるプーリ２１０は、プーリ本体２１１と、プーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１とを主に有している。
【０１５９】
プーリ本体２１１は、円環状の形状を有している。プーリ本体２１１の外周面には、図示していない伝動ベルトが掛けられる伝動ベルト掛けまわし部２１２が設けられている。プーリ本体２１１の内径側の中央部に、シャフト（主軸）２１８が貫通するための貫通孔２１３が形成されている。この貫通孔２１３の内周面とグリース封入深溝玉軸受１の外輪１１とが接触するように、プーリ本体２１１にグリース封入深溝玉軸受１が嵌め込まれている。
【０１６０】
より具体的には、プーリ本体２１１は、内周面に貫通孔を有する円筒状の内周円筒部２１４と、内周円筒部２１４の幅方向（軸方向）における一方の端部から径方向外側に延びるフランジ部２１５と、フランジ部２１５から幅方向（軸方向）に延びる外周円筒部２１６と、内周円筒部２１４の幅方向（軸方向）における他方の端部から径方向内側に延びる鍔部２１７とを有している。グリース封入深溝玉軸受１の外輪１１がプーリ本体２１１の内周円筒部２１４および鍔部２１７に接触するように嵌め込まれている。
【０１６１】
また、グリース封入深溝玉軸受１の内輪１２には、シャフト２１８が嵌め込まれることにより取り付けられている。
【０１６２】
このプーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１は、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１と同様の構成を有している。
【０１６３】
プーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１は、図示しないエンジンなどの動力源で発生した動力を利用して動作するプーリ２１０において、この動力により回転駆動されるプーリ本体２１１をプーリ２１０を貫通して配置されるシャフト２１８に対して回転自在に支持する、たとえば自動車用の電装・補機用転がり軸受である。
【０１６４】
次にプーリ２１０の動作について説明する。伝動ベルト掛けまわし部２１２の形成されたプーリ本体２１１の外周面には、図示しないエンジンなどの動力源からの動力によって回転する図示しない伝達ベルトが掛けられる。この伝達ベルトが回転することにより、プーリ２１０は、グリース封入深溝玉軸受１により軸支されたシャフト２１８と一体に、シャフト２１８の軸まわりに回転する。これにより、プーリ２１０は、伝動ベルトが掛けられる軸同士の距離が固定されているような場合に、伝動ベルトに張力を与えるテンショナーとしての機能を果たし得る。また、これにより、プーリ２１０は、障害となるエンジンルームないの各種装置との接触の回避などの目的で伝動ベルトの走行方向を変えるためのアイドラーとしての機能を果たし得る。
【０１６５】
このプーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１の製造方法は、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１の製造方法と同様である。
【０１６６】
プーリ用転がり軸受は、特にすべりや通電の影響で水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。また、昨今の省スペース化に伴い、プーリを含む電装補機部品を駆動するベルトはサーペンタイン化されている。負荷荷重が増加する傾向および荷重変動が大きくなる傾向にあって、サーペンタイン化によって従来よりもすべりが誘発されやすくなる。
【０１６７】
プーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１は、外輪回転で使用されるため、内輪１２の一部の負荷回転が多い。そのため、その内輪１２の一部に水素脆性起因の早期はく離が起きやすいので、内輪１２に本発明の一実施の形態の軸受部材が適用されることが好ましい。
【０１６８】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受は、カーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受に適用されてもよい。以下、本発明の一実施の形態の転がり軸受の別の例としてカーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受について説明し、これを備えたカーエアコン電磁クラッチプーリ機構付きコンプレッサの構成について説明する。
【０１６９】
図１５を参照して、このコンプレッサは、片斜板タイプの斜板式コンプレッサ２２０とコンプレッサ用プーリ機構２３０とを備えている。
【０１７０】
まず、片斜板タイプの斜板式コンプレッサ２２０について説明する。
片斜板タイプの斜板式コンプレッサ２２０は、ハウジング２２１と、そのハウジング２２１にたとえばねじ止め固定されたプーリ用軸受支持部材２３４と、主軸２２３と、その主軸２２３に取り付けられた回転部材２２５と、その回転部材２２５の回転に伴って揺動運動をする斜板２２２と、その斜板２２２に連結されたピストンロッド２２６と、そのピストンロッド２２６の反対側に連結されたピストン２２４とを有している。
【０１７１】
回転部材２２５とプーリ用軸受支持部材２３４との間には、スラスト荷重を受ける支持構造として複列のスラスト針状ころ軸受よりなる回転部材・プーリ支持部材軸受２３１が配置されている。また斜板２２２と回転部材２２５との間には、スラスト荷重を受ける支持構造として複列のスラスト針状ころ軸受よりなる斜板支持軸受２３３が配置されている。
【０１７２】
このコンプレッサ２２０では、主軸２２３の回転に伴って回転部材２２５が回転し、それにより斜板２２２が揺動運動する。この斜板２２２の揺動運動によりピストンロッド２２６が往復運動して、ピストンロッド２２６に連結されたピストン２２４がシリンダ内を往復運動する。
【０１７３】
次に、コンプレッサ用プーリ機構２３０について説明する。
コンプレッサ２２０のハウジング２２１にプーリ用軸受支持部材２３４がねじ止め固定されている。また、プーリ用軸受支持部材２３４にクラッチ用電磁石２３５が固着されている。他方、主軸２２３の軸端に動力伝達部材２３６が嵌着されている。プーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１の外周にカーエアコン電磁クラッチプーリ２３７が嵌合されている。
【０１７４】
主軸２２３とプーリ用軸受支持部材２３４との間には、主軸支持軸受２３２が配置されている。またカーエアコン電磁クラッチプーリ２３７の内周面とプーリ用軸受支持部材２３４との間には、カーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１が配置されている。
【０１７５】
このカーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１は、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１と同様の構成を有している。
【０１７６】
このプーリ機構２３０では、クラッチ用電磁石２３５を励磁しまたは非励磁にすることによって、図示していない駆動力によって回転しているカーエアコン電磁クラッチプーリ２３７の回転駆動力が主軸２２３に伝達されてコンプレッサが動作したり、またはカーエアコン電磁クラッチプーリ２３７の回転駆動力が主軸２２３に伝達されなくなってコンプレッサが動作を停止したりする。
【０１７７】
次に、コンプレッサ用軸受について説明する。
コンプレッサ用軸受は、コンプレッサ２２０に使用されるコンプレッサ用軸受とプーリ機構２３０に使用されるコンプレッサ用軸受とに大別される。
【０１７８】
コンプレッサ２２０に使用されるコンプレッサ用軸受には、斜板２２２と回転部材２２５とを回転自在に支持する斜板支持軸受２３３、および回転部材２２５とプーリ用軸受支持部材２３４とを回転自在に支持する回転部材・プーリ支持部材軸受２３１が該当する。
【０１７９】
また、プーリ機構２３０に使用されるコンプレッサ用軸受には、主軸２２３とプーリ用軸受支持部材２３４とを回転自在に支持する主軸支持軸受２３２、およびカーエアコン電磁クラッチプーリ２３７とプーリ用軸受支持部材２３４とを回転自在に支持するカーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１が該当する。
【０１８０】
回転部材・プーリ支持部材軸受２３１および斜板支持軸受２３３には、スラスト針状ころ軸受が使用されている。このスラスト針状ころ軸受として、後述する図１９に示すスラスト針状ころ軸受２７０が使用されてもよい。主軸支持軸受２３２には、針状ころ軸受または円筒ころ軸受が使用されている。この円筒ころ軸受として、図８に示す円筒ころ軸受２０が使用されてもよい。カーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１には、図２に示すグリース封入深溝玉軸受が使用されている。カーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受には複列アンギュラ玉軸受が使用されてもよい。複列アンギュラ玉軸受として、図１２に示す複列アンギュラ玉軸受１１０が使用されてもよい。
【０１８１】
コンプレッサ２２０に使用されるコンプレッサ用軸受には、ピストン２２４の衝撃に耐えるために、ころ径の大きいスラスト針状ころ軸受が使用されている。また、スラスト針状ころ軸受では、針状ころと軌道面とが線接触する構造であって、針状ころと転がり線接触する軌道面は、軸受の回転中心から外径側に向かうほど周速度は大きくなる。
【０１８２】
コンプレッサ２２０に使用されるコンプレッサ用軸受であるスラスト針状ころ軸受は、通常の軸受のような軌道盤を有していないで、複数の針状ころが保持器に保持されて軌道面に線接触して回転する。斜板支持軸受２３３においては、斜板２２２および回転部材２２５がそれぞれ軌道面を有する部材となり、回転部材・プーリ支持部材軸受２３１においては、回転部材２２５およびプーリ用軸受支持部材２３４がそれぞれ軌道面を有する部材となる。
【０１８３】
このカーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１の製造方法は、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１の製造方法と同様である。
【０１８４】
カーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受は、特にすべりの影響で水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。また、昨今の省スペース化に伴い、カーエアコンを含む電装補機部品を駆動するベルトはサーペンタイン化されている。負荷荷重が増加する傾向および荷重変動が大きくなる傾向にあって、サーペンタイン化によって従来よりもすべりが誘発されやすくなる。
【０１８５】
カーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１は、外輪回転で使用されるため、内輪１２の一部の負荷回転が多い。そのため、その内輪１２の一部に水素脆性起因の早期はく離が起きやすいので、内輪１２に本発明の一実施の形態の軸受部材が適用されることが好ましい。
【０１８６】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受は、無段変速機用転がり軸受に適用されてもよい。以下、本発明の一実施の形態の転がり軸受の別の例として無段変速機用転がり軸受について説明し、これを備えた無断変速機の構成について説明する。
【０１８７】
図１６を参照して、本発明の一実施の形態における無段変速機の一例として、ベルト式無段変速機２４０について説明する。ベルト式無段変速機２４０は、プライマリプーリ軸（プーリ軸）２４１と、プライマリプーリ２４２と、セカンダリプーリ軸２４３と、セカンダリプーリ（プーリ軸）２４４と、無端ベルト２４５と、ケーシング（ハウジング）２４６と、無段変速機用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１とを主に有している。
【０１８８】
プライマリプーリ軸２４１にはプライマリプーリ２４２が設けられている。プライマリプーリ２４２はプライマリプーリ固定シーブ２４２ａとプライマリプーリ可動シーブ２４２ｂとを有している。プライマリプーリ固定シーブ２４２ａはプライマリプーリ軸２４１と一体に構成されている。プライマリプーリ可動シーブ２４２ｂは、プライマリプーリ軸２４１に貫通されており、プライマリプーリ軸２４１の軸方向にスライド可能に構成されている。プライマリプーリ軸２４１の一方端は図示しないクラッチに接続されている。プライマリプーリ軸２４１の他方端はケーシング２４６に固定された無段変速機用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１に回転可能に支持されている。
【０１８９】
セカンダリプーリ軸２４３にはセカンダリプーリ２４４が設けられている。セカンダリプーリ２４４はセカンダリプーリ固定シーブ２４４ａとセカンダリプーリ可動シーブ２４４ｂとを有している。セカンダリプーリ固定シーブ２４４ａはセカンダリプーリ軸２４３と一体に構成されている。セカンダリプーリ可動シーブ２４４ｂは、セカンダリプーリ軸２４３に貫通されており、セカンダリプーリ軸２４３の軸方向にスライド可能に構成されている。セカンダリプーリ軸２４３は、図示しない歯車機構の歯車が取り付けられた一方端を別の軸受で支持されている。セカンダリプーリ軸２４３の他方端はケーシング２４６に固定された無段変速機用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１に回転可能に支持されている。
【０１９０】
プライマリプーリ２４２とセカンダリプーリ２４４との間にはＶ字状の無端ベルト２４５が張り渡されている。プライマリプーリ２４２は、プライマリプーリ可動シーブ２４２ｂがスライドすることによりプライマリプーリ固定シーブ２４２ａとプライマリプーリ可動シーブ２４２ｂとの幅（プライマリプーリ幅）が変動可能に構成されている。
【０１９１】
セカンダリプーリ２４４は、セカンダリプーリ可動シーブ２４４ｂがスライドすることによりセカンダリプーリ固定シーブ２４４ａとセカンダリプーリ可動シーブ２４４ｂとの幅（セカンダリプーリ幅）が変動可能に構成されている。プライマリプーリ幅およびセカンダリプーリ幅が変動することにより、プライマリプーリ２４２およびセカンダリプーリ２４４は、無端ベルト２４５が張り渡されているそれぞれの径方向の位置が変動するように構成されている。
【０１９２】
次に、ベルト式無段変速機２４０の動作について説明する。プライマリプーリ軸２４１に図示しないエンジンからクラッチを介して駆動力が伝達される。プライマリプーリ幅およびセカンダリプーリ幅が変動されることにより、無端ベルト２４５が張り渡されているそれぞれの径方向の位置が変動される。これにより、プライマリプーリ軸２４１の駆動力がセカンダリプーリ軸２４３に無段変速で伝達される。セカンダリプーリ軸２４３から歯車機構とデファレンシャルを介して車軸に駆動力が伝達される。これにより、無段変速が達成される。
【０１９３】
この無段変速機用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１の製造方法は、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１の製造方法と同様である。
【０１９４】
無段変速機用転がり軸受については、プーリ部の回転精度を確保するため、軸受のガタ（アキシャルすきま）を抑えることが重要であり、従来は、軸受内外輪の溝曲率を小さくし、軸受のアキシャルすきまを抑える手法が採用されてきた。しかし軸受内外輪の溝曲率が小さく設定されると軸受運転時の差動すべりが大きくなり、その影響で水素脆性起因の早期はく離が起きやすくなる。
【０１９５】
無段変速機用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１は、内輪回転で使用されるため、外輪１１の一部の負荷回転が多い。そのため、その外輪１１の一部に水素脆性起因の早期はく離が起きやすいので、外輪１１に本発明の一実施の形態の軸受部材が適用されることが好ましい。
【０１９６】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受は、針状ころ軸受に適用されてもよい。針状ころ軸受は、急加減速などのすべりを伴う条件下で使用されると、潤滑剤が分離して水素が発生し、それが鋼中に侵入することで早期はく離が起こることがある。今後、コンパクト化や省エネ化に対応するため、針状ころ軸受の使用条件はますます厳しくなる傾向にあり、耐水素ぜい性に優れたものが必要になると予想される。
【０１９７】
本発明の一実施の形態の転がり軸受の別の例である針状ころ軸受の一例としてシェル形針状ころ軸受について説明する。
【０１９８】
図１７を参照して、シェル形針状ころ軸受２５０は、軌道部材としてのシェル外輪２５１と、複数の転動体としての針状ころ２５２と、保持器２５３とを備えている。シェル外輪２５１は内径面に軌道面を有している。シェル外輪２５１は軸方向の両端部に、径方向の内径側に突出する鍔部２５１ａを有している。針状ころ２５２は軌道面に沿って配置されている。保持器２５３は隣接する針状ころ２５２の間隔を保持するように構成されている。保持器２５３はシェル外輪２５１の鍔部２５１ａの軸方向の内側に配置されている。なお、シェル外輪２５１はオープンエンド形であってもよく、またクローズエンド形であってもよい。
【０１９９】
本発明の一実施の形態におけるシェル形針状ころ軸受２５０の製造方法は、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受の製造方法と成形工程を除き同様である。成形工程では、図１７に示されるシェル外輪２５１、針状ころ２５２、保持器２５３などの概略形状に成形された鋼製部材が作製される。これ以外の製造方法については説明を繰り返さない。
【０２００】
シェル形針状ころ軸受は、特に、電磁クラッチの切り替えにより急加減速する自動車のエアーコンプレッサの支持に用いられる場合、始動時の加速が早いＡＢＳポンプの支持に用いられる場合、汎用エンジンのコンロッドの大端に用いられる場合などに、転動体にすべりが生じやすく、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。
【０２０１】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受の別の例である針状ころ軸受の一例としてソリッド形針状ころ軸受について説明する。
【０２０２】
図１８を参照して、ソリッド形針状ころ軸受２６０は、軌道部材としての外輪２６１と、複数の転動体としての針状ころ２５２と、保持器２５３とを備えている。外輪２６１は肉厚に形成され、かつ軸方向の両端部に、径方向の内径側に突出する鍔部２６１ａを有している。保持器２５３は外輪２６１の鍔部２６１ａの径方向の内径側に配置されている。
【０２０３】
本発明の一実施の形態におけるソリッド形針状ころ軸受２６０の製造方法は、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受の製造方法と成形工程を除き同様である。成形工程では、図１８に示される外輪２６１、針状ころ２５２、保持器２５３などの概略形状に成形された鋼製部材が作製される。これ以外の製造方法については説明を繰り返さない。
【０２０４】
ソリッド形針状ころ軸受は、特に、電磁クラッチの切り替えにより急加減速する自動車のエアーコンプレッサの支持に用いられる場合、始動時の加速が早いトランスミッションの支持に用いられる場合、汎用エンジンのコンロッドの大端に用いられる場合などに、接触要素間にすべりが生じやすく、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。
【０２０５】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受の別の例である針状ころ軸受の一例としてスラスト針状ころ軸受について説明する。
【０２０６】
図１９を参照して、スラスト針状ころ軸受２７０は、軌道部材としての軌道盤２７１と、複数の転動体としての針状ころ２５２と、保持器２５３とを備えている。軌道盤２７１の外形側には針状ころ２５２が転走する軌道盤外径部２７１ａが形成されている。軌道盤２７１の先端部には径方向の内径側に突出する軌道盤突出部２７１ｂが形成されている。軌道盤突出部２７１ｂの軸方向の内側に保持器２５３の先端部が配置されることにより、スラスト針状ころ軸受２７０は針状ころ２５２および保持器２５３が軌道盤２７１と分離しないように構成されている。針状ころ２５２は軌道面に沿って径方向に配置されている。保持器２５３は隣接する針状ころ２５２の間隔を周方向に保持するように構成されている。
【０２０７】
本発明の一実施の形態におけるスラスト針状ころ軸受２７０の製造方法は、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受の製造方法と成形工程を除き同様である。成形工程では、図１９に示される軌道盤２７１、針状ころ２５２、保持器２５３などの概略形状に成形された鋼製部材が作製される。これ以外の製造方法については説明を繰り返さない。
【０２０８】
スラスト針状ころ軸受は、転動体内外の周速差により、運転中は絶えず転動輪との間にすべりが生じており、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。
【０２０９】
また、本発明の一実施の形態の針状ころ軸受は、保持器付き針状ころ軸受であってもよい。図２０を参照して、保持器付き針状ころ軸受２８０の保持器２５３は金属材料で構成されていてもよい。金属材料製の保持器２５３は高い強度を有している。また、図２１を参照して、保持器付き針状ころ軸受２８０の保持器２５３は高分子材料で構成されていてもよい。高分子材料製の保持器２５３は形状の自由度が高く、組み込みが容易である。
【０２１０】
保持器付き針状ころ軸受は、特に、始動時の加速が速い自動車のトランスミッションのアイドラー軸受として用いられる場合、ＣＶＴの遊星ピニオン支持軸受として用いられる場合、二輪エンジンや汎用エンジンのコンロッドの大端用軸受として用いられる場合などに、転動体にすべりが生じやすく、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。
【０２１１】
次に本発明の一実施の形態の作用効果について説明する。
本発明の一実施の形態の転がり軸受は、、円環状の軌道を有する軌道部材としての外輪１１、内輪１２と、軌道部材としての外輪１１、内輪１２に接触し、円環状の軌道上に転動自在に配置された複数の転動体としての玉１３とを備えている。軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３、円筒ころ１４のうち少なくとも１つの軸受部材は、ＪＩＳ規格ＳＵＪ３からなっている。
【０２１２】
本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材は、焼入れされている。軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材は、窒化処理された転走面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａを有している。軸受部材の転走面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａに窒化処理を施すことによって軸受部材が塑性変形しにくくなる。軸受部材の転走面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａに窒化処理を施すことによって軸受部材が塑性変形しにくくなることで、軸受部材の耐水素脆性が向上する。
【０２１３】
本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．１μｍ以下である。圧痕深さは、目安として０．１μｍ以下であれば塑性変形しにくいといえる。そこで、焼戻温度と圧痕深さとの関係を詳細に調査したところ、２８０℃以上３２０℃以下で焼戻処理を施せば、軸受部材に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．１μｍ以下となることがわかった。
【０２１４】
本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材の転走面のロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ６０．５以上ＨＲＣ６２．１以下である。焼戻温度２８０℃以上３２０℃以下の範囲における軸受部材の転走面のロックウェルＣスケール硬さは、ＨＲＣ６０．５以上ＨＲＣ６２．１以下となることがわかった。
【０２１５】
したがって、窒化処理された転走面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａを有する軸受部材に焼戻温度２８０℃以上３２０℃以下で焼戻しを施すことにより、塑性変形しにくくして原子空孔を生成しにくくすることができる。これにより、耐水素脆性を向上することができるので水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【０２１６】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、転走面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａの表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量％以下である。
【０２１７】
転走面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａの表面窒化濃度は０．０５質量％未満では窒化による寿命向上の効果が十分に得られない。転走面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａの表面窒化濃度が０．４質量％より大きいとＣｒ炭窒化物が多く生成されるため焼入性に寄与するＣｒ量が欠乏する。そのため、十分な焼入性が確保できない。転走面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａの表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量％以下とすることで、窒化による寿命向上の効果を十分に得ることができ、十分な焼入性を確保することもできる。
【０２１８】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、転動体として玉１３は、窒化処理されたＪＩＳ規格ＳＵＪ２であってもよい。この場合、玉１３は、焼入れされている。また、玉１３は窒化処理された転走面１３Ａを有している。転走面１３Ａに窒化処理を施すことによって玉１３が塑性変形しにくくなる。玉１３の転走面１３Ａに窒化処理を施すことによって玉１３が塑性変形しにくくなることで、耐水素脆性が向上する。
【０２１９】
玉１３に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下である。圧痕深さは、目安として０．２μｍ以下であれば塑性変形しにくいといえる。そこで、焼戻温度と圧痕深さとの関係を詳細に調査したところ、２４０℃以上３００℃以下で焼戻処理を施せば、軸受部材に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下となることがわかった。
【０２２０】
玉１３の転走面１３ＡのロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ６１．２以上ＨＲＣ６３．３以下である。焼戻温度２４０℃以上３００℃以下の範囲における玉１３の転走面のロックウェルＣスケール硬さは、ＨＲＣ６１．２以上ＨＲＣ６３．３以下となることがわかった。
【０２２１】
したがって、窒化処理された転走面１３Ａを有する玉１３に焼戻温度２４０℃以上３００℃以下で焼戻しを施すことにより、塑性変形しにくくして原子空孔を生成しにくくすることができる。これにより、耐水素脆性を向上することができるので水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【０２２２】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、玉１３の転走面１３Ａの表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量％以下である。
【０２２３】
玉１３の転走面１３Ａの表面窒化濃度は０．０５質量％未満では窒化による寿命向上の効果が十分に得られない。玉１３の転走面１３Ａの表面窒化濃度が０．４質量％より大きいとＣｒ炭窒化物が多く生成されるため焼入性に寄与するＣｒ量が欠乏する。そのため、十分な焼入性が確保できない。玉１３の転走面１３Ａの表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量％以下とすることで、窒化による寿命向上の効果を十分に得ることができ、十分な焼入性を確保することもできる。
【０２２４】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、転動体として玉１３は、窒化処理されていないＪＩＳ規格ＳＵＪ２であってもよい。この場合、玉１３に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重１．９７ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下である。圧痕深さは、目安として０．２μｍ以下であれば塑性変形しにくいといえる。そこで、焼戻温度と圧痕深さとの関係を詳細に調査したところ、２４０℃以上２８０℃以下で焼戻処理を施せば、軸受部材に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重１．９７ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下となることがわかった。
【０２２５】
したがって、窒化処理された転走面１３Ａを有していない玉１３に焼戻温度を２４０℃以上２８０℃以下で焼戻しを施すことにより、塑性変形しにくくして原子空孔を生成しにくくすることができる。これにより、耐水素脆性を向上することができるので水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【０２２６】
本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、転動体全体のロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ５７．０以上ＨＲＣ５８．９以下である。焼戻温度２４０以上２８０以下の範囲における転動体全体のロックウェルＣスケール硬さは、ＨＲＣ５７．０以上ＨＲＣ５８．９以下である。
【０２２７】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、転動体がセラミックスを含む材質よりなっていてもよい。これにより、転動体が水素脆性を示さないセラミックスを含んでいるため、耐水素脆性を向上することができるので水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【０２２８】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、転動体を保持するための保持器をさらに備え、保持器が金属を含む材質よりなっていてもよい。これにより、通電が起きる条件下では、金属保持器の方が樹脂保持器よりも水素脆性起因の早期はく離が起きにくいので、水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【０２２９】
本発明の一実施の形態の転がり軸受の製造方法によれば、円環状の軌道を有する軌道部材としての外輪１１、内輪１２と、軌道部材としての外輪１１、内輪１２に接触し、円環状の軌道上に転動自在に配置された複数の転動体としての玉１３とを備え、以下の工程を有している。軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材を、ＪＩＳ規格ＳＵＪ３の材質からなるように準備する。軸受部材の転走面１１Ａ、１２Ａ、１３Ａに窒化処理を施して焼入れする。焼入れられた軸受部材を２８０℃以上３２０℃以下で焼戻しする。
【０２３０】
軸受部材の転走面１１Ａ、１２Ａ、１３Ａに窒化処理を施して焼入れすることにより軸受部材としての外輪１１、内輪１２、玉１３が塑性変形しにくくする。軸受部材の転走面１１Ａ、１２Ａ、１３Ａに窒化処理を施して軸受部材が塑性変形しにくくなることで、軸受部材の耐水素脆性が向上する。
【０２３１】
焼入れられた軸受部材を２８０℃以上３２０℃以下で焼戻しすることにより、軸受部材を塑性変形しにくくして原子空孔を生成しにくくすることができる。これにより、耐水素脆性を向上することができるので水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【０２３２】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受の製造方法によれば、窒化処理は８５０℃の温度でＲＸガスにアンモニアガスを添加した雰囲気中で行われる。これにより、軸受部材の転走面１１Ａ、１２Ａ、１３Ａに十分な窒化処理を施して軸受部材が塑性変形しにくくなることで、軸受部材の耐水素脆性を向上することができる。
【０２３３】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、図１に示すように、モータ９０の主軸９２と、主軸９２の外周面に対向するように配置されるハウジング９３とをさらに備え、主軸９２をハウジング９３に対して回転可能に支持してもよい。これにより、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命なモータ用転がり軸受を提供することができる。
【０２３４】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、図６に示すように、工作機械１００の主軸１０１と、主軸１０１の外周面に対向するように配置されるハウジング１０２とをさらに備え、主軸１０１をハウジング１０２に対して回転可能に支持してもよい。これにより、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命な工作機械主軸用転がり軸受を提供することができる。また、高速回転時の発熱の原因となる軸受の摩擦トルクを低減するため潤滑油の油膜厚さを減少させた使用条件下においても長寿命な工作機械主軸用転がり軸受を提供することができる。
【０２３５】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、一般的なグリース潤滑やエアオイル潤滑の場合でも有効であるが、少量の潤滑油で潤滑することにより軌道部材と転動体との間の油膜が薄い場合には特に有効である。
【０２３６】
上記の油量を削減しつつ、さらに低粘度の潤滑油を使用する潤滑装置４０では、高速回転する工作機械主軸用転がり軸受で一般的に使用されるエアオイル潤滑よりさらに高速で運転されるためスターベーションが発生しやすい。そのためエアオイル潤滑に比べて油膜は薄くなっている。このため、この潤滑装置４０では、水素が侵入しやすくなるので水素脆性起因の早期はく離の可能性が高くなる。しかしながら、本発明の一実施の形態の転がり軸受を適用することで、水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【０２３７】
また、上記の毛細管現象を利用する潤滑装置６０では、通常のグリース潤滑以上の速度で運転する場合にはスターベーションが発生しやすい。このため、この潤滑装置６０でも水素が侵入しやすくなるので水素脆性起因の早期はく離が発生する可能性が高くなる。しかしながら、本発明の一実施の形態の転がり軸受を適用することで、水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【０２３８】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、図１１に示すように、車輪１２０の回転側部材と、回転側部材の外周面に対向するように配置される固定側部材とをさらに備え、回転側部材を固定側部材に対して回転可能に支持していてもよい。これにより、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命な車輪用転がり軸受を提供することができる。また、軸受が振動する条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、長寿命な車輪用転がり軸受を提供することができる。
【０２３９】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、図１３に示すように、オルタネータ２００の主軸２０１と、主軸２０１の外周面に対向するように配置されるハウジング２０５とをさらに備え、主軸２０１をハウジング２０５に対して回転可能に支持していてもよい。これにより、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命なオルタネータ用転がり軸受を提供することができる。特に急加減速条件下で接触要素間にすべりが生じる影響により水素脆性起因の早期はく離が起きやすい使用条件下において、水素脆性起因の早期はく離を抑制することにより長寿命なオルタネータ用転がり軸受を提供することができる。また、サーペンタイン化に伴う負荷荷重の増加および荷重変動の増大によって従来よりもすべりが誘発される条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、長寿命なオルタネータ用転がり軸受を提供することができる。
【０２４０】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、図１４に示すように、主軸２１８と、主軸２１８の外周面に対向するように配置されるプーリ本体２１１とをさらに備え、主軸２１８をプーリ本体２１１に対して回転可能に支持していてもよい。これにより、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命なプーリ用転がり軸受を提供することができる。また、サーペンタイン化に伴う負荷荷重の増加および荷重変動の増大によって従来よりもすべりが誘発される条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、長寿命なプーリ用転がり軸受を提供することができる。
【０２４１】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、図１５に示すように、カーエアコン電磁クラッチプーリ２３７と、カーエアコン電磁クラッチプーリ２３７の内周面に対向するように配置されるプーリ用軸受支持部材２３４とをさらに備え、カーエアコン電磁クラッチプーリ２３７をプーリ用軸受支持部材２３４に対して回転可能に支持していてもよい。これにより、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命なカーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受を提供することができる。また、サーペンタイン化に伴う負荷荷重の増加および荷重変動の増大によって従来よりもすべりが誘発される条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、長寿命なカーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受を提供することができる。
【０２４２】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、図１６に示すように、無段変速機２４０のプーリ軸２４１と、プーリ軸２４１の外周面に対向するように配置されるハウジング２４６とをさらに備え、プーリ軸２４１をハウジング２４６に対して回転可能に支持していてもよい。これにより、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命な無段変速機用転がり軸受を提供することができる。また、軸受のアキシャルすきまを抑えるために軸受内外輪の溝曲率が小さく設定されたことにより軸受運転時の差動すべりが大きくなる条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので長寿命な無段変速機用転がり軸受を提供することができる。
【０２４３】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受は、図１７に示すように、シェル形針状ころ軸受２５０であってもよい。シェル形針状ころ軸受は、急加減速などのすべりを伴う条件下、特に、電磁クラッチの切り替えにより急加減速する自動車のエアーコンプレッサの支持に用いられる場合、始動時の加速が早いＡＢＳポンプの支持に用いられる場合、汎用エンジンのコンロッドの大端に用いられる場合などに、転動体にすべりが生じやすく、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、このような条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので長寿命なシェル形針状ころ軸受２５０を提供することができる。
【０２４４】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受は、図１８に示すように、ソリッド形針状ころ軸受２６０であってもよい。ソリッド形針状ころ軸受は、急加減速などのすべりを伴う条件下、特に、電磁クラッチの切り替えにより急加減速する自動車のエアーコンプレッサの支持に用いられる場合、始動時の加速が早いトランスミッションの支持に用いられる場合、汎用エンジンのコンロッドの大端に用いられる場合などに、接触要素間にすべりが生じやすく、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、このような条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので長寿命なソリッド形針状ころ軸受２６０を提供することができる。
【０２４５】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受は、図１９に示すように、スラスト針状ころ軸受２７０であってもよい。スラスト針状ころ軸受は、転動体内外の周速差により、運転中は絶えず転動輪との間にすべりが生じており、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。スラスト針状ころ軸受は、急加減速などのすべりを伴う条件下でも水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、このような条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので長寿命なスラスト針状ころ軸受２７０を提供することができる。
【０２４６】
また、本発明の一実施の形態の針状ころ軸受は、図２０および図２１に示すように、保持器２５３を含んでいてもよい。保持器付き針状ころ軸受は、急加減速などのすべりを伴う条件下、特に、始動時の加速が速い自動車のトランスミッションのアイドラー軸受として用いられる場合、ＣＶＴの遊星ピニオン支持軸受として用いられる場合、二輪エンジンや汎用エンジンのコンロッドの大端用軸受として用いられる場合などに、転動体にすべりが生じやすく、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、このような条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので長寿命な保持器付き針状ころ軸受２８０を提供することができる。
【実施例】
【０２４７】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
本発明の転がり軸受の軌道部材および転動体の機械的特性を評価するため、下記の試験を行なった。以下、各試験の試験手順、試験条件、試験結果について説明する。本発明のＳＵＪ３は、ＪＩＳ規格ＳＵＪ３の化学成分を有してればよいが、本実施例では一例として表１に示す化学成分を有するＳＵＪ３を試験片とした。本実施例のＳＵＪ３には化学成分として、Ｃ（炭素）、Ｓｉ（珪素）、Ｍｎ（マンガン）、Ｐ（リン）、Ｓ（硫黄）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｏ（酸素）が含まれている。
【０２４８】
【表１】
【０２４９】
（１）圧痕付け試験
直径１２ｍｍ、幅２ｍｍで幅面が粒径１μｍのダイヤモンドペーストで鏡面に最終仕上げされた円板状の複数の試験片を作成した。熱処理は、複数の試験片に対して、それぞれ８５０℃のＲＸガスにアンモニアガスを添加した雰囲気中で１８０分間加熱してずぶ焼入を施した。その後、各試験片に対して、それぞれ１８０℃から３４０℃の複数の焼戻温度で１２０分間の焼戻を施した。その後、各試験片の幅面の平面部分に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を弾性ヘルツ接触計算で最大接触面圧が４．４ＧＰａとなる荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより試験片に形成された圧痕の深さを測定した。なお、弾性ヘルツ接触計算では、ＳＵＪ３のヤング率とポアソン比とは、実測値で焼戻温度に依存しなかった２０４ＧＰａと０．３とを用いた。ＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球のヤング率とポアソン比も、２０４ＧＰａと０．３とを用いた。表２および図２２に試験結果を示し、焼戻温度と圧痕深さとの関係を示す。
【０２５０】
【表２】
【０２５１】
図２２を参照して、３００℃付近の焼戻で最も圧痕が浅くなった。すなわち、転がり軸受の軌道部材と転動体との接触要素間に作用する実用最大接触面圧以下では、焼戻温度３００℃付近で最も塑性変形しにくくなるといえる。目安として、圧痕深さが０．１μｍ以下となる焼戻温度である、２８０℃以上３２０℃以下の範囲であれば塑性変形しにくいといえる。原子空孔は塑性変形によって、つまり転位の相互作用で生成するので、塑性変形しにくい方が耐水素脆性に優れる。したがって、２８０℃以上３２０℃以下の範囲で耐水素脆性に優れていることがわかった。
【０２５２】
（２）ＨＲＣ（ロックウェルＣスケール）硬さ試験
硬さは焼戻温度の上昇につれて低下するのは周知のことであるが、これは硬さ測定では極めて大きな塑性変形を与えるからである。たとえば、鋼のＨＲＣ（ロックウェルＣスケール）硬さ測定(先端半径０．２ｍｍの円錐ダイヤモンド圧子、押し込み荷重は１５０ｋｇｆ)における弾性ヘルツ接触計算での最大接触面圧は６３．８ＧＰａにもなる。なお、弾性ヘルツ接触計算では、鋼のヤング率とポアソン比は２０４ＧＰａと０．３とを用い、圧子のヤング率とポアソン比とは１１４１ＧＰａと０．０７とを用いた。
【０２５３】
上記（２）圧痕付け試験と同じ寸法であり、かつ同じ条件で熱処理された試験片のＨＲＣ硬さを測定した。表３および図２３に試験結果を示し、焼戻温度とＨＲＣ硬さとの関係を示す。
【０２５４】
【表３】
【０２５５】
図２３を参照して、焼戻温度が２８０℃以上３２０℃以下の範囲におけるＨＲＣ硬さはＨＲＣ６０．５以上ＨＲＣ６２．１以下となった。
【０２５６】
（３）表面窒化濃度測定試験
表面窒化濃度についてElectron Probe Micro Analyzer(ＥＰＭＡ)によって測定した。具体的には表４に示す測定条件で測定した。つまり、測定機器の型式として島津製作所製ＥＰＭＡ−１６００を用いて、加速電圧１５ｋＶ、スポット径２μｍ、測定間隔２μｍ、測定時間１ｓｅｃ（秒）で測定した。
【０２５７】
【表４】
【０２５８】
測定方法としては、上記（１）圧痕付け試験と同じ寸法であり、かつ同じ条件で熱処理された試験片を表面と内部とが断面に現れるように切断した。切断された試験片ＴＰを図２４に示すように樹脂ＲＥに埋め込み、鏡面研磨を行った。続いて、研磨した表面を脱脂した。その後、図２４中矢印方向（試験片の表面側ＴＰＳから内部に向かう方向）にＥＰＭＡによって鋼中の窒素濃度分布を測定した。これにより、転走面に相当する試験片において表面からの深さ方向の窒素濃度分布を測定した。表５および図２５に試験結果を示し、窒素濃度と表面からの深さとの関係を示す。なお表５および図２５は、便宜のため測定された値の一部で作成されている。
【０２５９】
【表５】
【０２６０】
表５および図２５を参照して、この試験片では表面の窒素濃度は、０．４質量％程度となった。ここで、表面とは表面からの深さが０から０．０１ｍｍまでの範囲である。窒素濃度は、表面からの深さが０．０５ｍｍ程度で０．１質量％程度となり、表面からの深さが０．３７ｍｍで０．００９７質量％と非常に小さくなり、表面からの深さが０．４１ｍｍ以上では略０になった。
（４）水混入油中での転がり疲労試験
水が混入する転がり接触条件下では水が分解することにより水素が発生し、それが鋼中に侵入して早期はく離が起きる。そこで水混入油中での転がり疲労試験を行った。
【０２６１】
図２６を参照して、テーパ形状外輪試験片８０を作成した。テーパ形状外輪試験片８０の寸法は、幅Ｗ１４ｍｍ（公差＋０、−０．０１ｍｍ）、外径ＯＤφ７２ｍｍ（公差＋０、−０．０１ｍｍ）、テーパ形状が狭まる側の内径ＩＤ１φ５１．１９ｍｍ（公差±０．０２５ｍｍ）、テーパ形状が拡がる側の内径ＩＤ２φ６７．１２ｍｍ（公差±０．０２５ｍｍ）およびテーパ形状間の対向する角度Ａ５９．３°（公差±０．５°）である。熱処理後は研削仕上げを行い、内径軌道面は面粗さＲｑ（二乗平均粗さ）０．０３μｍに超仕上げを行った。
【０２６２】
熱処理は、８５０℃ののＲＸガスにアンモニアガスを添加した雰囲気中で１８０分間加熱してずぶ焼入を施した。その後、本実施例では、上記（１）圧痕付け試験で最も圧痕が付きにくかった焼戻温度である３００℃で１２０分間の焼戻を施した。一方、本実施例と比較するための比較例では、標準焼戻温度である１８０℃で１２０分間の焼戻を施した。
【０２６３】
図２７を参照して、試験は、テーパ形状外輪試験片８０にアンギュラ玉軸受（ＪＩＳ規格７３０６Ｂ）の内輪８１、１３個の鋼球８２、保持器８３を組み合わせて行った。アンギュラ玉軸受の内輪８１と鋼球８２とはＳＵＪ２標準焼入焼戻品である。水混入油は、ＩＳＯ ＶＧ１００の無添加タービン油(密度０．８８７ｇ／ｃｍ3、４０℃での動粘度１００．９ｍｍ2／ｓ、１００℃での動粘度１１．６８ｍｍ2／ｓ）に７質量％（公差±０．０１質量％）の純水を混入して作成した。水混入油作成後、水が蒸発しないように食品包装用の薄いフィルムで封をし、２時間以上スターラーで攪拌した。その後、その水混入油で試験を行なった。水混入油は６０ｍＬ注入した。図２７に示すようにテーパ形状のため図中矢印Ｙの方向に水混入油の流れが生じる。図示しないハウジングに設けた水混入油の出入口をナイロンチューブでつないで水混入油を循環させた。
【０２６４】
アキシャル荷重Ｆａ（２．９４ｋＮ）のみを作用させ、１分間に２７３３回転の回転数で内輪を回転させた。このときの弾性ヘルツ接触計算での外輪と鋼球間の最大接触面圧は３ＧＰａである。なお、弾性ヘルツ接触計算では、テーパ形状外輪試験片８０およびＳＵＪ２製鋼球８２のヤング率とポアソン比は、２０４ＧＰａと０．３とした。水混入を無視した弾性流体潤滑計算での外輪と鋼球間の油膜パラメータは約３である。ただし、鋼球の面粗さは、実測値Ｒｑで０．０１７８μｍで一定とした。テーパ形状外輪試験片８０単体の計算寿命Ｌ10hは、２円筒モデルに変換して計算すると２６１１時間である。ただし、すべりの影響は無視した。はく離の検出は振動計で行った。試験は２０時間行い、その間にはく離しなければ、新たに作製した水混入油に交換した。はく離が生じるまで、２０時間の試験と水混入油の交換を繰り返した。
【０２６５】
試験は本実施例、比較例ともに５個ずつ行った。はく離はすべてテーパ形状外輪試験片８０に生じ、すべて表層内部を起点とする形態であった。ＳＵＪ２製鋼球８２は標準焼入焼戻品だが、はく離は生じなかった。これはテーパ形状外輪試験片８０に比べて鋼球８２は有効負荷体積が大きいためと考えられる。
【０２６６】
表６に試験結果を示し、本実施例と比較例のはく離寿命を２母数ワイブル分布に当てはめて求めたＬ10、Ｌ50およびワイブルスロープ(形状母数)ｅを示す。
【０２６７】
【表６】
【０２６８】
比較例のＬ10は４３．７時間であり、計算寿命Ｌ10hである２６１１時間の約６０分の１であった。それに対し、本実施例のＬ10は、７２５．１時間と計算寿命Ｌ10hには及ばなかったものの、比較例に対して約１６倍の長寿命を示した。このことから本実施例は水素脆性起因の早期はく離を起きにくくする効果を有することがわかった。
【０２６９】
なお、ＪＩＳ規格ＳＵＪ３に規定された範囲の化学成分を有するＳＵＪ３において、本実施例と同様の試験結果が得られることを確認した。
【０２７０】
（実施例２）
本発明の転がり軸受のＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなる転動体が窒化処理された場合の転動体の機械的特性を評価するため、以下、各試験の試験手順、試験条件、試験結果について説明する。なお、上記の実施例１と同様の事項について、下記に示す以外の事項は説明を繰り返さない。本発明の転がり軸受の転動体を構成するＳＵＪ２は、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２の化学成分を有してればよいが、本実施例では一例として表７に示す化学成分を有するＳＵＪ２を試験片とした。本実施例のＳＵＪ２には化学成分として、Ｃ（炭素）、Ｓｉ（珪素）、Ｍｎ（マンガン）、Ｐ（リン）、Ｓ（硫黄）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｏ（酸素）が含まれている。
【０２７１】
【表７】
【０２７２】
（１）圧痕付け試験
直径１２ｍｍ、幅２ｍｍで幅面が粒径１μｍのダイヤモンドペーストで鏡面に最終仕上げされた円板状の複数の試験片を作成した。熱処理は、複数の試験片に対して、それぞれ８５０℃のＲＸガスにアンモニアガスを添加した雰囲気中で１８０分間加熱し窒化処理を施して焼入した。その後、各試験片に対して、それぞれ１８０℃から３２０℃の複数の焼戻温度で１２０分間の焼戻を施した。その後、各試験片の幅面の平面部分に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を弾性ヘルツ接触計算で最大接触面圧が４．４ＧＰａとなる荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより試験片に形成された圧痕の深さを測定した。なお、弾性ヘルツ接触計算では、ＳＵＪ２のヤング率とポアソン比とは、実測値で焼戻温度に依存しなかった２０４ＧＰａと０．３とを用いた。ＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球のヤング率とポアソン比も、２０４ＧＰａと０．３とを用いた。表８および図２８に試験結果を示し、焼戻温度と圧痕深さとの関係を示す。
【０２７３】
【表８】
【０２７４】
図２８を参照して、２６０℃付近の焼戻で最も圧痕が浅くなった。すなわち、転がり軸受の軌道部材と転動体との接触要素間に作用する実用最大接触面圧以下では、焼戻温度２６０℃付近で最も塑性変形しにくくなるといえる。目安として、圧痕深さが０．２μｍ以下となる焼戻温度である、２４０℃以上３００℃以下の範囲であれば塑性変形しにくいといえる。原子空孔は塑性変形によって、つまり転位の相互作用で生成するので、塑性変形しにくい方が耐水素脆性に優れる。したがって、２４０℃以上３００℃以下の範囲で耐水素脆性に優れていることがわかった。
【０２７５】
（２）ＨＲＣ（ロックウェルＣスケール）硬さ試験
上記（１）圧痕付け試験と同じ寸法であり、かつ同じ条件で熱処理された試験片のＨＲＣ硬さを測定した。表９および図２９に試験結果を示し、焼戻温度とＨＲＣ硬さとの関係を示す。
【０２７６】
【表９】
【０２７７】
図２９を参照して、焼戻温度が２４０℃以上３００℃以下の範囲におけるＨＲＣ硬さはＨＲＣ６１．２以上ＨＲＣ６３．３以下となった。
【０２７８】
（３）表面窒化濃度測定試験
表面窒化濃度についてElectron Probe Micro Analyzer(ＥＰＭＡ)によって測定した。具体的には表４に示す測定条件で測定した。測定方法としては、上記（１）圧痕付け試験と同じ寸法であり、かつ同じ条件で熱処理された試験片を実施例１と同様の方法で測定した。表１０および図３０に試験結果を示し、窒素濃度と表面からの深さとの関係を示す。
【０２７９】
【表１０】
【０２８０】
表１０および図３０を参照して、この試験片では表面の窒素濃度は、０．４質量％程度となった。ここで、表面とは表面からの深さが０から０．０１ｍｍまでの範囲である。窒素濃度は、表面から深くなるにつれて小さくなる。窒化濃度は、表面からの深さが０．０４８ｍｍで０．２質量％程度となり、表面からの深さが０．３１ｍｍで０．００９７質量％と非常に小さくなり、表面からの深さが０．４１ｍｍ以上では略０になった。
（４）水混入油中での転がり疲労試験
図２６に示すテーパ形状外輪試験片８０を作成した。実施例１と同様に、図２６を参照して、試験は、テーパ形状外輪試験片８０にアンギュラ玉軸受（ＪＩＳ規格７３０６Ｂ）の内輪８１、１３個の鋼球８２、保持器８３を組み合わせて行った。これらを用いて、実施例１と同様の試験を行った。
【０２８１】
表１１に試験結果を示し、本実施例と比較例のはく離寿命を２母数ワイブル分布に当てはめて求めたＬ10、Ｌ50およびワイブルスロープ(形状母数)ｅを示す。
【０２８２】
【表１１】
【０２８３】
比較例のＬ10は４２．８時間であり、計算寿命Ｌ10hである２６１１時間の約６０分の１であった。それに対し、実施例のＬ10は、５６０．３時間と計算寿命Ｌ10hにはおよばなかったものの、比較例に対して約１３倍の長寿命を示した。このことから実施例は水素脆性起因の早期はく離を起きにくくする効果を有することがわかった。
【０２８４】
（実施例３）
本発明の転がり軸受のＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなる転動体が窒化処理されていない場合の転動体の機械的特性を評価するため、以下、各試験の試験手順、試験条件、試験結果について説明する。なお、上記の実施例１または２と同様の事項について、下記に示す以外の事項は説明を繰り返さない。本発明の転がり軸受の転動体を構成するＳＵＪ２は、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２の化学成分を有してればよいが、本実施例では一例として表７に示す化学成分を有するＳＵＪ２を試験片とした。
【０２８５】
（１）圧痕付け試験
直径１２ｍｍ、幅２ｍｍで幅面が粒径１μｍのダイヤモンドペーストで鏡面に最終仕上げされた円板状の複数の試験片を作成した。熱処理は、複数の試験片に対して、それぞれ８５０℃のＲＸガス雰囲気中で８０分間加熱してずぶ焼入を施した。その後、各試験片に対して、それぞれ１８０℃から３５０℃の複数の焼戻温度で１２０分間の焼戻を施した。その後、各試験片の幅面の平面部分に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を弾性ヘルツ接触計算で最大接触面圧が３．８ＧＰａとなる荷重１．９７ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより試験片に形成された圧痕の深さを測定した。なお、弾性ヘルツ接触計算では、ＳＵＪ２のヤング率とポアソン比とは、実測値で焼戻温度に依存しなかった２０４ＧＰａと０．３とを用いた。ＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球のヤング率とポアソン比も、２０４ＧＰａと０．３とを用いた。表１２および図３１に試験結果を示し、焼戻温度と圧痕深さとの関係を示す。
【０２８６】
【表１２】
【０２８７】
図３１を参照して、２６０℃付近の焼戻で最も圧痕が浅くなった。すなわち、転がり軸受の軌道部材と転動体との接触要素間に作用する実用最大接触面圧以下では、焼戻温度２６０℃付近で最も塑性変形しにくくなるといえる。目安として、圧痕深さが０．２μｍ以下となる焼戻温度である、２４０℃以上２８０℃以下の範囲であれば塑性変形しにくいといえる。原子空孔は塑性変形によって、つまり転位の相互作用で生成するので、塑性変形しにくい方が耐水素脆性に優れる。したがって、２４０℃以上２８０℃以下の範囲で耐水素脆性に優れていることがわかった。
【０２８８】
（２）ＨＲＣ（ロックウェルＣスケール）硬さ試験
上記（１）圧痕付け試験と同じ寸法であり、かつ同じ条件で熱処理された試験片のＨＲＣ硬さを測定した。表１３および図３２に試験結果を示し、焼戻温度とＨＲＣ硬さとの関係を示す。
【０２８９】
【表１３】
【０２９０】
図３２を参照して、焼戻温度が２４０℃以上２８０℃以下の範囲におけるＨＲＣ硬さはＨＲＣ５７．０以上ＨＲＣ５８．９以下となった。
【０２９１】
（３）水混入油中での転がり疲労試験
図２６に示すテーパ形状外輪試験片８０を作成した。実施例２とは熱処理が異なっている。熱処理は、８５０℃ののＲＸガス雰囲気中で８０分間加熱してずぶ焼入を施した。その後、実施例では、上記（１）圧痕付け試験で最も圧痕が付きにくかった焼戻温度である２６０℃で１２０分間の焼戻を施した。一方、実施例と比較するための比較例では、標準焼戻温度である１８０℃で１２０分間の焼戻を施した。
【０２９２】
実施例２と同様に、図２６を参照して、試験は、テーパ形状外輪試験片８０にアンギュラ玉軸受（ＪＩＳ規格７３０６Ｂ）の内輪８１、１３個の鋼球８２、保持器８３を組み合わせて行った。これらを用いて、実施例１と同様の試験を行った。本実施例では５質量％（公差±０．０１質量％）の純水を混入して水混入油を作成した。これ以外については実施例２と同様の条件で試験を行った。
【０２９３】
表１４に試験結果を示し、本実施例と比較例のはく離寿命を２母数ワイブル分布に当てはめて求めたＬ10、Ｌ50およびワイブルスロープ(形状母数)ｅを示す。
【０２９４】
【表１４】
【０２９５】
比較例のＬ10は３３．７時間であり、計算寿命Ｌ10hである２６１１時間の約１００分の１であった。それに対し、本実施例のＬ10は、５１７．３時間と計算寿命Ｌ10hには及ばなかったものの、比較例に対して約１５倍の長寿命を示した。このことから本実施例は水素脆性起因の早期はく離を起きにくくする効果を有することがわかった。
【０２９６】
なお、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２に規定された範囲の化学成分を有するＳＵＪ２において、実施例２および実施例３と同様の試験結果が得られることを確認した。
【０２９７】
上記の本発明の一実施の形態は適時組み合わせられる。
今回開示された実施の形態および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を意図される。
【産業上の利用可能性】
【０２９８】
本発明は、軌道部材および転動体のうち少なくとも１つの軸受部材がＪＩＳ規格ＳＵＪ３からなる転がり軸受および転がり軸受の製造方法に特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【０２９９】
１ グリース封入深溝玉軸受、１０，３０，５０ アンギュラ玉軸受、１１，２６１ 外輪、１１Ａ 外輪転走面、１１ｂ 段差面、１２ 内輪、１２Ａ 内輪転走面、１２Ｂ 斜面部、１３ 玉、１３Ａ 玉転走面、１４，２５３ 保持器、１５ シール部材、１６ グリース組成物、２０ 円筒ころ軸受、２３Ａ ころ転走面、３１ 潤滑油導入部材、３１ａ 鍔状部、３１ｂ シール部、３１ｃ 潤滑油供給路、３１ｄ 吐出口、３１ｅ 排油円周溝、３２ 蓋部材、３３ 内輪間座、３４ 油受け円周溝、４０，６０ 潤滑装置、６１ 間座、６２ グリース溜まり形成部材、６２ａ 先端部、６３ グリース溜まり部、６４ 流路、６５ 隙間、６６ テーパ面、８０ テーパ形状外輪試験片、８１ 内輪、８２ 鋼球、８３ 保持器、９０，１０３ モータ、９１ ロータ、９２，１０１，２２３ 主軸、９２Ａ 外周面、９３ フレーム、９４ 整流子、９５ ブラシ、９６ ステータ、１００ 工作機械、１０１Ａ 外周面、１０１Ｂ 先端、１０２，２２１ ハウジング、１０２Ａ 内壁、１０３Ａ モータステータ、１０３Ｂ モータロータ、１１０ 複列アンギュラ玉軸受、１１１ ホイール、１１２ タイヤ、１１３ ハブ輪、１１４ ナックル、１１５ 磁気エンコーダ、１１６ 磁気センサ、１２０ 車輪、２００ オルタネータ、２０１，２１８ シャフト、２０２ ロータ、２０３ ステータ、２０４ プーリ、２０５ ハウジング、２１０ プーリ、２１１ プーリ本体、２２０ コンプレッサ、２２２ 斜板、２２４ ピストン、２２５ 回転部材、２２６ ピストンロッド、２３０ コンプレッサ用プーリ機構、２３１ 回転部材・プーリ支持部材軸受、２３２ 主軸支持軸受、２３３ 斜板支持軸受、２３４ プーリ用軸受支持部材、２３５ クラッチ用電磁石、２３６ 動力伝達部材、２３７ カーエアコン電磁クラッチプーリ、２４０ ベルト式無段変速機、２４１ プライマリプーリ軸、２４２ プライマリプーリ、２４２ａ プライマリプーリ固定シーブ、２４２ｂ プライマリプーリ可動シーブ、２４３ セカンダリプーリ軸、２４４ セカンダリプーリ、２４４ａ セカンダリプーリ固定シーブ、２４４ｂ セカンダリプーリ可動シーブ、２４５ 無端ベルト、２４６ ケーシング、２５０ シェル形針状ころ軸受、２５１ シェル外輪、２５１ａ 鍔部、２５２ 針状ころ、２６０ ソリッド形針状ころ軸受、２７０ スラスト針状ころ軸受、２７１ 軌道盤、２７１ａ 軌道盤外径部、２７１ｂ 軌道盤突出部、２８０ 保持器付き針状ころ軸受。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に関し、特に、軌道部材および転動体のうち少なくとも１つの軸受部材がＪＩＳ規格ＳＵＪ３からなる転がり軸受および転がり軸受の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などで転がり軸受が使用されると、水または潤滑剤が分解して発生した水素が軌道部材および転動体の鋼中に侵入することにより早期はく離が起きることがある。水素は鋼の疲労強度を著しく低下させるため、軌道部材および転動体の接触要素間が油膜で分断される弾性流体潤滑と考えられる条件でも、接触要素の交番せん断応力が最大になる転がり表層内部に亀裂が発生することがある。この亀裂が伝播して早期はく離に至ることがある。今後、コンパクト化や省エネ化に対応するため、水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下など転がり軸受の使用条件はますます厳しくなる傾向にある。そのため、耐水素脆性に優れた転がり軸受が必要になると予想される。
【０００３】
転がり軸受の耐水素脆性を向上させる従来技術として、たとえば特開２０００−２８２１７８号公報（特許文献１）には、鉄鋼材料中のＣｒ（クロム）含有率を所定の値にして不動態膜であるクロム酸化膜を所定の厚さで形成することにより、鉄鋼材料中への水素の侵入を抑制することが開示されている。
【０００４】
また、鋼の強化のために窒化処理が有効であることが知られている。たとえば、論文「鋼中窒素濃度を正確に管理した浸炭窒化ＳＵＪ２鋼の人工痕付与による圧痕起点型はく離寿命評価」（非特許文献１）には、窒素濃度を正確に管理した鋼の圧痕起点型はく離寿命評価が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２８２１７８号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】大木ら、「鋼中窒素濃度を正確に管理した浸炭窒化ＳＵＪ２鋼の人工痕付与による圧痕起点型はく離寿命評価」、鉄と鋼、２００９年１０月、Ｖｏｌ．９５、Ｎｏ．１０、ｐｐ．６９５−７０３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記公報では、Ｃｒ含有率を所定の値にするためにＣｒを多く添加することで炭化物が粗大化し、それが応力集中源となって早期はく離が起きることがある。 また、不動態膜には、水素の拡散を遅くする効果があるが、発生した水素が鋼表面に吸着するのを促進する効果もある。したがって、間欠的に使われる転がり軸受の場合には、停止時に水素が散逸するため、不動態膜によって鋼中への水素の侵入を遅らせることは、早期はく離の抑制に有効と考えられる。しかしながら、連続して使われる転がり軸受の場合には、不動態膜が多くの水素を吸着するため、鋼中に侵入する水素量が増すので、早期はく離が発生する可能性が高くなる。今後、無人で連続稼動される転がり軸受が増えることが予想される。従来技術では、特にそのような用途に対して早期はく離の抑制が不十分である。
【０００８】
また、Ｃｒの含有率を所定の値にした特殊鋼材は、コストが高くなるという問題がある。また、Ｃｒの含有率を所定の値にした特殊鋼材は、海外で調達することが困難であるという問題がある。
【０００９】
また、上記論文では、耐水素脆性については検討されていないため、対水素脆性を向上させることはできない。
【００１０】
また、軸受の発熱は、軸の熱膨張をもたらし、加工精度悪化の原因の１つとなる。たとえばマシニングセンタなどの工作機械において高速回転で使用される工作機械主軸用転がり軸受では、高速回転時の発熱を避けるため低トルク化することが重要である。このため、工作機械主軸用転がり軸受は、発熱の原因となる軸受の摩擦トルクを低減するため潤滑油量を極限まで少なくしている。そのため、十分な潤滑油が供給される場合と比較して、油膜厚さが減少するので、すべりによる潤滑油のせん断応力が大きくなることから、水素が発生しやすくなると推定される。また、工作機械主軸用転がり軸受には、特にアンギュラ玉軸受が多用されている。アンギュラ玉軸受では、転動体（玉）と軌道部材（軌道輪）との間には必ずすべりが生じている。さらに、実際の使用においては、軌道部材および転動体へのクーラントの浸入が避けられない。水溶性クーラントの場合、クーラントの進入は、水が混入することに他ならない。したがって、工作機械主軸用転がり軸受では、水素が鋼中に侵入することにより早期はく離が発生しやすい。
【００１１】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、水素脆性起因の早期はく離を抑制できる転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、鋭意検討した結果、軌道部材および転動体のうち少なくとも１つの軸受部材の転走面の窒化処理および軸受部材の焼戻温度の最適化によって、塑性変形しにくくして原子空孔を生成しにくくすることにより、転がり軸受の耐水素脆性が向上することを見出した。本発明者は、軌道部材および転動体のうち少なくとも１つの軸受部材として、素材のコストを鑑み、転がり軸受によく用いられる高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ３(ＪＩＳ規格)を選択した。
【００１３】
本発明者は、軸受部材の転走面に窒化処理を施して焼入した後、耐水素脆性を向上するために焼戻温度を最適化した。軸受部材の転走面に窒化処理を施すことによって軸受部材が塑性変形しにくくなる。本発明者は、軸受部材の転走面に窒化処理を施すことによって軸受部材が塑性変形しにくくなることで軸受部材の耐水素脆性が向上することを見出した。
【００１４】
焼戻温度の最適化の根拠は、水素脆化機構として有力な水素助長ひずみ誘起空孔理論に基づいている。塑性変形により原子空孔が増加するが、水素が関与すると原子空孔密度の増大を助長することを系統だった実験によって見出したことがこの理論の根拠となっている。本発明者は、この理論に着目し、焼戻温度の最適化によって耐水素脆性が向上することを見出した。
【００１５】
本発明の転がり軸受は、円環状の軌道を有する軌道部材と、軌道部材に接触し、円環状の軌道上に転動自在に配置された複数の転動体とを備えている。軌道部材および転動体のうち少なくとも１つの軸受部材は、ＪＩＳ規格ＳＵＪ３からなっている。軸受部材は焼入れされている。軸受部材は窒化処理された転走面を有している。軸受部材に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．１μｍ以下である。転走面のロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ６０．５以上ＨＲＣ６２．１以下である。
【００１６】
軸受部材の転走面に窒化処理を施すことによって、軸受部材が塑性変形しにくくなる。軸受部材の転走面に窒化処理を施すことによって軸受部材が塑性変形しにくくなることで、軸受部材の耐水素脆性が向上する。
【００１７】
また、塑性変形により原子空孔密度は増大する。圧痕深さによって塑性変形しにくさが示される。つまり圧痕深さが小さければ塑性変形しにくいといえる。圧痕深さは、目安として０．１μｍ以下であれば塑性変形しにくいといえる。そこで、焼戻温度と圧痕深さとの関係を詳細に調査したところ、２８０℃以上３２０℃以下で焼戻処理を施せば、軸受部材に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．１μｍ以下となることがわかった。
【００１８】
また、焼戻温度２８０℃以上３２０℃以下の範囲における軸受部材の転走面のロックウェルＣスケール硬さは、ＨＲＣ６０．５以上ＨＲＣ６２．１以下となることがわかった。
【００１９】
したがって、窒化処理された転走面を有する軸受部材に焼戻温度２８０℃以上３２０℃以下で焼戻しを施すことにより、塑性変形しにくくして原子空孔を生成しにくくすることができる。これにより、耐水素脆性を向上することができるので水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【００２０】
上記の転がり軸受において好ましくは、転走面の表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量％以下である。
【００２１】
転走面の表面窒化濃度は０．０５質量％未満では窒化による寿命向上の効果が十分に得られない。転走面の表面窒化濃度が０．４質量％より大きいとＣｒ炭窒化物が多く生成されるため焼入性に寄与するＣｒ量が欠乏する。そのため、十分な焼入性が確保できない。よって、転走面の表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量％以下とすることで、窒化による寿命向上の効果を十分に得ることができ、十分な焼入性を確保することもできる。
【００２２】
本発明者は転動体として、素材のコストと調達性を鑑み、高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２(ＪＩＳ規格)を選択した。本発明者は、ＳＵＪ２からなる転動体の転走面に窒化処理を施して焼入した後、耐水素脆性を向上するために焼戻温度を最適化した。
【００２３】
上記の転がり軸受において好ましくは、転動体は、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなっている。転動体は焼入れされている。転動体は窒化処理された転走面を有している。転動体に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより転動体に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下である。転走面のロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ６１．２以上ＨＲＣ６３．３以下である。
【００２４】
圧痕深さは、目安として０．２μｍ以下であれば塑性変形しにくいといえる。そこで、焼戻温度と圧痕深さとの関係を詳細に調査したところ、２４０℃以上３００℃以下で焼戻処理を施せば、転動体に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより転動体に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下となることがわかった。
【００２５】
また、焼戻温度２４０℃以上３００℃以下の範囲における転動体の転走面のロックウェルＣスケール硬さは、ＨＲＣ６１．２以上ＨＲＣ６３．３以下となることがわかった。
【００２６】
したがって、窒化処理された転走面を有する転動体に焼戻温度２４０℃以上３００℃以下で焼戻しを施すことにより、塑性変形しにくくして原子空孔を生成しにくくすることができる。これにより、耐水素脆性を向上することができるので水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【００２７】
上記の転がり軸受において好ましくは、転動体の転走面の表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量％以下である。
【００２８】
転動体の転走面の表面窒化濃度は０．０５質量％未満では窒化による寿命向上の効果が十分に得られない。転動体の転走面の表面窒化濃度が０．４質量％より大きいとＣｒ炭窒化物が多く生成されるため焼入性に寄与するＣｒ量が欠乏する。そのため、十分な焼入性が確保できない。よって、転動体の転走面の表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量％以下とすることで、窒化による寿命向上の効果を十分に得ることができ、十分な焼入性を確保することもできる。
【００２９】
本発明者は転動体として、生産性を鑑み、窒化処理されていないＪＩＳ規格ＳＵＪ２を選択した。圧痕深さは、目安として０．２μｍ以下であれば塑性変形しにくいといえる。そこで、焼戻温度と圧痕深さとの関係を詳細に調査したところ、２４０℃以上２８０℃以下で焼戻処理を施せば、転動体に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重１．９７ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより転動体に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下となることがわかった。したがって、焼戻温度を２４０℃以上２８０℃以下で焼戻しを施すことにより、塑性変形しにくくして原子空孔を生成しにくくすることができる。これにより、耐水素脆性を向上することができるので水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【００３０】
上記の転がり軸受において好ましくは、転動体全体のロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ５７．０以上ＨＲＣ５８．９以下である。焼戻温度２４０以上２８０以下の範囲における転動体全体のロックウェルＣスケール硬さは、ＨＲＣ５７．０以上ＨＲＣ５８．９以下である。
【００３１】
上記の転がり軸受において好ましくは、転動体がセラミックスを含む材質よりなっている。本発明の転がり軸受によれば、転動体が水素脆性を示さないセラミックスを含む材質よりなっているため、耐水素脆性を向上することができるので水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【００３２】
上記の転がり軸受において好ましくは、転動体を保持するための保持器をさらに備え、保持器が金属を含む材質よりなっている。本発明の転がり軸受によれば、通電が起きる条件下では、金属保持器の方が樹脂保持器よりも水素脆性起因の早期はく離が起きにくいので、水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【００３３】
本発明の転がり軸受の製造方法によれば、円環状の軌道を有する軌道部材と、軌道部材に接触し、円環状の軌道上に転動自在に配置された複数の転動体とを備え、以下の工程を有している。軌道部材および転動体のうち少なくとも１つの軸受部材を、ＪＩＳ規格ＳＵＪ３の材質からなるように準備する。軸受部材の転走面に窒化処理を施して焼入れする。焼入れられた軸受部材を２８０℃以上３２０℃以下で焼戻しする。
【００３４】
軸受部材の転走面に窒化処理を施して焼入れすることにより軸受部材が塑性変形しにくくする。軸受部材の転走面に窒化処理を施して軸受部材が塑性変形しにくくなることで、軸受部材の耐水素脆性が向上する。
【００３５】
焼入れられた軸受部材を２８０℃以上３２０℃以下で焼戻しすることにより、軸受部材を塑性変形しにくくして原子空孔を生成しにくくすることができる。これにより、耐水素脆性を向上することができるので水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【００３６】
上記の転がり軸受の製造方法において好ましくは、窒化処理は８５０℃の温度でＲＸガスにアンモニアガスを添加した雰囲気中で行われる。これにより、軸受部材の転走面に十分な窒化処理を施して軸受部材が塑性変形しにくくなることで、軸受部材の耐水素脆性を向上することができる。
【００３７】
上記の転がり軸受において好ましくは、モータの主軸と、主軸の外周面に対向するように配置されるハウジングとをさらに備え、主軸をハウジングに対して回転可能に支持する。
【００３８】
本発明の転がり軸受によれば、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命なモータ用転がり軸受を提供することができる。
【００３９】
上記の転がり軸受において好ましくは、工作機械の主軸と、主軸の外周面に対向するように配置されるハウジングとをさらに備え、主軸をハウジングに対して回転可能に支持する。
【００４０】
本発明の転がり軸受によれば、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命な工作機械主軸用転がり軸受を提供することができる。また、高速回転時の発熱の原因となる軸受の摩擦トルクを低減するため潤滑油の油膜厚さを減少させた使用条件下においても長寿命な工作機械主軸用転がり軸受を提供することができる。
【００４１】
上記の転がり軸受において好ましくは、車輪の回転側部材と、回転側部材の外周面に対向するように配置される固定側部材とをさらに備え、回転側部材を固定側部材に対して回転可能に支持する。
【００４２】
本発明の転がり軸受によれば、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命な車輪用転がり軸受を提供することができる。また、軸受が振動する条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、長寿命な車輪用転がり軸受を提供することができる。
【００４３】
上記の転がり軸受において好ましくは、オルタネータの主軸と、主軸の外周面に対向するように配置されるハウジングとをさらに備え、主軸をハウジングに対して回転可能に支持する。
【００４４】
本発明の転がり軸受によれば、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命なオルタネータ用転がり軸受を提供することができる。特に急加減速条件下で接触要素間にすべりが生じる影響により水素脆性起因の早期はく離が起きやすい使用条件下において、水素脆性起因の早期はく離を抑制することにより長寿命なオルタネータ用転がり軸受を提供することができる。また、サーペンタイン化に伴う負荷荷重の増加および荷重変動の増大によって従来よりもすべりが誘発される条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、長寿命なオルタネータ用転がり軸受を提供することができる。
【００４５】
上記の転がり軸受において好ましくは、主軸と、主軸の外周面に対向するように配置されるプーリ本体とをさらに備え、主軸をプーリ本体に対して回転可能に支持する。
【００４６】
本発明の転がり軸受によれば、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命なプーリ用転がり軸受を提供することができる。また、サーペンタイン化に伴う負荷荷重の増加および荷重変動の増大によって従来よりもすべりが誘発される条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、長寿命なプーリ用転がり軸受を提供することができる。
【００４７】
上記の転がり軸受において好ましくは、カーエアコン電磁クラッチプーリと、カーエアコン電磁クラッチプーリの内周面に対向するように配置されるプーリ用軸受支持部材とをさらに備え、カーエアコン電磁クラッチプーリをプーリ用軸受支持部材に対して回転可能に支持する。
【００４８】
本発明の転がり軸受によれば、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命なカーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受を提供することができる。また、サーペンタイン化に伴う負荷荷重の増加および荷重変動の増大によって従来よりもすべりが誘発される条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、長寿命なカーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受を提供することができる。
【００４９】
上記の転がり軸受において好ましくは、無段変速機のプーリ軸と、プーリ軸の外周面に対向するように配置されるハウジングとをさらに備え、プーリ軸をハウジングに対して回転可能に支持する。
【００５０】
本発明の転がり軸受によれば、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命な無段変速機用転がり軸受を提供することができる。また、軸受のアキシャルすきまを抑えるために軸受内外輪の溝曲率が小さく設定されたことにより軸受運転時の差動すべりが大きくなる条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので長寿命な無段変速機用転がり軸受を提供することができる。
【００５１】
上記の転がり軸受において好ましくは、転がり軸受は、シェル形針状ころ軸受である。シェル形針状ころ軸受は、急加減速などのすべりを伴う条件下、特に、電磁クラッチの切り替えにより急加減速する自動車のエアーコンプレッサの支持に用いられる場合、始動時の加速が早いＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）ポンプの支持に用いられる場合、汎用エンジンのコンロッドの大端に用いられる場合などに、転動体にすべりが生じやすく、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。
【００５２】
本発明の転がり軸受によれば、このような条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので長寿命なシェル形針状ころ軸受を提供することができる。
【００５３】
上記の転がり軸受において好ましくは、転がり軸受は、ソリッド形針状ころ軸受である。ソリッド形針状ころ軸受は、急加減速などのすべりを伴う条件下、特に、電磁クラッチの切り替えにより急加減速する自動車のエアーコンプレッサの支持に用いられる場合、始動時の加速が早いトランスミッションの支持に用いられる場合、汎用エンジンのコンロッドの大端に用いられる場合などに、接触要素間にすべりが生じやすく、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。
【００５４】
本発明の転がり軸受によれば、このような条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので長寿命なソリッド形針状ころ軸受を提供することができる。
【００５５】
上記の転がり軸受において好ましくは、転がり軸受は、スラスト針状ころ軸受である。スラスト針状ころ軸受は、転動体内外の周速差により、運転中は絶えず転動輪との間にすべりが生じており、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。スラスト針状ころ軸受は、急加減速などのすべりを伴う条件下でも水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。本発明の転がり軸受によれば、このような条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので長寿命なスラスト針状ころ軸受を提供することができる。
【００５６】
上記の転がり軸受において好ましくは、転がり軸受は、保持器を含んでいる。保持器付き針状ころ軸受は、急加減速などのすべりを伴う条件下、特に、始動時の加速が速い自動車のトランスミッションのアイドラー軸受として用いられる場合、ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）の遊星ピニオン支持軸受として用いられる場合、二輪エンジンや汎用エンジンのコンロッドの大端用軸受として用いられる場合などに、転動体にすべりが生じやすく、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。本発明の転がり軸受によれば、このような条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので長寿命な保持器付き針状ころ軸受を提供することができる。
【発明の効果】
【００５７】
以上説明したように、本発明の転がり軸受および転がり軸受の製造方法によれば、水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施の形態における転がり軸受を備えたモータの構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受の構成を示す概略断面図である。
【図３】図２の要部を拡大して示した概略部分断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態における転がり軸受の製造方法の概略を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態における転がり軸受の製造方法に含まれる熱処理工程を説明するための図である。
【図６】本発明の一実施の形態における工作機械主軸用転がり軸受を備えた工作機械の主軸周辺の構成を示す概略断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態における工作機械主軸用転がり軸受としてのアンギュラ玉軸受の構成を示す概略断面図である。
【図８】本発明の一実施の形態における工作機械主軸用転がり軸受としての円筒ころ軸受の構成を示す概略断面図である。
【図９】本発明の一実施の形態における工作機械主軸用転がり軸受としての少量の潤滑油で潤滑する転がり軸受を備えた潤滑装置の概略部分断面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態における工作機械主軸用転がり軸受としての別の少量の潤滑油で潤滑する転がり軸受を備えた潤滑装置の概略部分断面図である。
【図１１】本発明の一実施の形態における車輪用転がり軸受を備えた車輪のの構成を示す概略断面図である。
【図１２】本発明の一実施の形態における車輪用転がり軸受としての複列アンギュラ玉軸受の構成を示す概略断面図である。
【図１３】本発明の一実施の形態におけるオルタネータ用転がり軸受を備えたオルタネータの構成を示す概略断面図である。
【図１４】本発明の一実施の形態におけるプーリ用転がり軸受を備えたプーリの構成を示す概略断面図である。
【図１５】本発明の一実施の形態におけるカーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受を備えたカーエアコン電磁クラッチプーリ機構付きコンプレッサの構成を示す概略断面図である。
【図１６】本発明の一実施の形態における無段変速機用転がり軸受を備えた無断変速機の構成を示す概略断面図である。
【図１７】本発明の一実施の形態におけるシェル形針状ころ軸受の構成を示す概略断面図である。
【図１８】本発明の一実施の形態におけるソリッド形針状ころ軸受の構成を示す概略断面図である。
【図１９】本発明の一実施の形態におけるスラスト針状ころ軸受の構成を示す概略断面図である。
【図２０】本発明の一実施の形態における金属材料製保持器付き針状ころ軸受の構成を示す概略断面図である。
【図２１】本発明の一実施の形態における高分子材料製保持器付き針状ころ軸受の構成を示す概略断面図である。
【図２２】本発明の実施例１の圧痕付け試験における焼戻温度と圧痕深さとの関係を示す図である。
【図２３】本発明の実施例１のＨＲＣ硬さ試験における焼戻温度とＨＲＣ硬さとの関係を示す図である。
【図２４】本発明の実施例１の表面窒化濃度測定試験における試験片が樹脂に埋め込まれた状態を示す模式図である。
【図２５】本発明の実施例１の表面窒化濃度測定試験における表面からの深さと窒素濃度との関係を示す図である。
【図２６】本発明の実施例１の水混入油中での転がり疲労試験におけるテーパ形状外輪試験片を示す概略側面図である。
【図２７】本発明の実施例１の水混入油中での転がり疲労試験におけるテーパ形状外輪試験片にアンギュラ玉軸受の内輪と鋼球とを組み合わせた状態を示す概略断面図である。
【図２８】本発明の実施例２の圧痕付け試験における焼戻温度と圧痕深さとの関係を示す図である。
【図２９】本発明の実施例２のＨＲＣ硬さ試験における焼戻温度とＨＲＣ硬さとの関係を示す図である。
【図３０】本発明の実施例２の表面窒化濃度測定試験における表面からの深さと窒素濃度との関係を示す図である。
【図３１】本発明の実施例３の圧痕付け試験における焼戻温度と圧痕深さとの関係を示す図である。
【図３２】本発明の実施例３のＨＲＣ硬さ試験における焼戻温度とＨＲＣ硬さとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
以下、本発明の一実施の形態について図に基づいて説明する。
まず、本発明の一実施の形態における転がり軸受を備えたモータの構成について説明する。
【００６０】
図１を参照して、本発明の一実施の形態におけるモータ９０は、円盤状の形状を有し、コイルを備えたロータ９１と、ロータ９１を取り囲むように配置されたフレーム（ハウジング）９３と、ロータ９１の中心（回転軸）を含む部位に接続されるとともにフレーム９３を貫通し、ロータ９１と一体に軸まわりに回転可能に構成された主軸９２とを備えている。そして、主軸９２の外周面９２Ａと、フレーム９３において主軸９２の外周面９２Ａに対向する部分との間には、モータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１が嵌め込まれている。すなわち、グリース封入深溝玉軸受１は、モータ９０の主軸９２を、主軸９２の外周面９２Ａに対向するように配置されるフレーム９３に対して回転自在に支持するモータ用転がり軸受である。
【００６１】
さらに、モータ９０は、フレーム９３の内部において、ロータ９１の外周面に対向するようにフレーム９３に対して固定して配置された磁石を含むステータ９６と、ロータ９１において、ロータ９１から見て主軸９２がフレーム９３の外部に突出する側とは反対側の部位に接続され、ロータ９１と一体に回転可能に構成された整流子９４と、整流子９４に接触するようにフレーム９３に対して固定して配置されたブラシ９５とを備えている。
【００６２】
次に、上記グリース封入深溝玉軸受１について説明する。
図２および図３を参照して、グリース封入深溝玉軸受１は、第１軌道部材としての外輪１１と、第２軌道部材としての内輪１２と、複数の転動体としての玉１３と、保持器１４と、シール部材１５とを備えている。外輪１１の内周面には、円環状の第１転走面としての外輪転走面１１Ａが形成されている。内輪１２の外周面には、外輪転走面１１Ａに対向する円環状の第２転走面としての内輪転走面１２Ａが形成されている。また、複数の玉１３には、転動体転走面としての玉転走面１３Ａ（玉１３の表面）が形成されている。そして、当該玉１３は、外輪転走面１１Ａおよび内輪転走面１２Ａの各々に玉転走面１３Ａにおいて接触し、円環状の保持器１４により周方向に所定のピッチで配置されることにより、円環状の軌道上に転動自在に保持されている。
【００６３】
１対のシール部材１５は、外輪１１および内輪１２に挟まれる空間、より具体的には外輪転走面１１Ａおよび内輪転走面１２Ａに挟まれる空間である軌道空間を閉じるように、外輪１１と内輪１２との間において、外輪１１および内輪１２の幅方向の両端部のそれぞれに配置されている。以上の構成により、グリース封入深溝玉軸受１の外輪１１および内輪１２は、互いに相対的に回転可能となっている。また、上記軌道空間には、グリース組成物１６が封入されている。
【００６４】
軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材は、ＪＩＳ規格ＳＵＪ３からなっている。軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材は、焼入れされている。軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材は、窒化処理された転走面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａを有している。窒化処理された領域ＮＲは、外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３の表面から内側に向かって形成されている。なお、以降の図では窒化処理された領域ＮＲは図示されていないが、同様に外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３の表面から内側に向かって形成されている。
【００６５】
軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．１μｍ以下となっている。その軸受部材の転走面のロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ６０．５以上ＨＲＣ６２．１以下となっている。
【００６６】
また、軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材の転走面１１Ａ、１２Ａ、１３Ａの表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量％以下となっている。
【００６７】
また、転動体としての玉１３は、窒化処理されたＪＩＳ規格ＳＵＪ２が選択されてもよい。この場合、玉１３は焼入れされている。また、玉１３は、窒化処理された転走面１３Ａを有している。玉１３に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより玉１３に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下となっている。転動体としての玉１３の転走面１３ＡのロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ６１．２以上ＨＲＣ６３．３以下となっている。
【００６８】
また、転動体としての玉１３の転走面１３Ａの表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量％以下となっている。
【００６９】
また、転動体としての玉１３は、窒化処理されていないＪＩＳ規格ＳＵＪ２が選択されてもよい。この場合、玉１３に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重１．９７ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下となっている。
【００７０】
また、転動体全体のロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ５７．０以上ＨＲＣ５８．９以下となっている。
【００７１】
また、転動体としての玉１３は、セラミックスを含む材質からなることが好ましい。セラミックスとしては、窒化珪素やサイアロンなどが適用され得る。
【００７２】
セラミックスがサイアロンの１つであるβサイアロンを主成分とする焼結体である場合には、低圧（たとえば１ＭＰａ以下）の圧力下で焼結されるため、１０ＭＰａ以上の圧力下で加圧焼結する窒化けい素を主成分とする焼結体よりも低コストで製造できる。
【００７３】
βサイアロンを主成分とする焼結体は、βサイアロンが主成分であり、残部が不純物からなる焼結体である。βサイアロンは、Ｓｉ6-ZＡＬZＮ8-Zの組成式で表され、Ｚが０．１≦Ｚ≦３．５の範囲を満たすように構成されている。不純物は、原料に由来するもの、または製造工程において混入するものを含み、不可避的不純物も含む。焼結助剤としては、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、希土類元素の酸化物、窒化物、酸窒化物のうち少なくとも１種類以上を採用することができる。焼結助剤は、焼結体のうち２０質量％以下とすることが望ましい。
【００７４】
また、転動体としての玉１３を保持するための保持器１４は、金属を含む材質からなることが好ましい。
【００７５】
次に、モータ９０の動作について説明する。図１を参照して、図示しない電源から配線を介してブラシ９５に供給された電流は、整流子９４を介してロータ９１のコイルを流れる。このとき、ロータ９１のコイルを流れる電流と、磁石を含むステータ９６により形成される磁界とにより生じる電磁力により、ロータ９１は主軸９２の軸まわりに、フレーム９３に対して回転する。さらに、ロータ９１が所定の角度回転すると、整流子９４およびブラシ９５のはたらきにより、ロータ９１のコイルを流れる電流の向きが逆になり、さらにロータ９１が回転する。これが繰り返されることにより、ロータ９１はハウジングに対して連続的に回転し、当該回転は主軸９２により外部に取り出される。
【００７６】
次に、本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受の製造方法について説明する。
【００７７】
図４を参照して、まず工程（Ｓ１００）において、ＪＩＳ規格ＳＵＪ３から構成される鋼材を準備する鋼材準備工程が実施される。具体的には、たとえばＪＩＳ規格ＳＵＪ３から構成される棒鋼や鋼線などが準備される。
【００７８】
次に工程（Ｓ２００）において、上記鋼材を成形することにより、モータ用転がり軸受の軸受部材の概略形状に成形された鋼製部材を作製する成形工程が実施される。具体的には、たとえば上記棒鋼や鋼線などに対して鍛造、旋削などの加工が実施されることにより、図２および図３に示される外輪１１、内輪１２、玉１３などの概略形状に成形された鋼製部材が作製される。上記工程（Ｓ１００）および（Ｓ２００）は、モータ用転がり軸受の軸受部材の概略形状に成形された鋼製部材が準備される鋼製部材準備工程を構成する。
【００７９】
次に、工程（Ｓ３００）において、鋼製部材に対して、Ａ１点以上の温度からＭＳ点以下の温度に冷却されることにより、当該鋼製部材が焼入硬化される焼入硬化工程が実施される。その後、工程（Ｓ４００）において、焼入硬化された鋼製部材が、２８０℃以上３２０℃以下の温度域に加熱されて焼戻される焼戻工程が実施される。上記工程（Ｓ３００）および（Ｓ４００）は、鋼製部材が熱処理される熱処理工程を構成する。この熱処理工程の詳細については後述する。
【００８０】
次に工程（Ｓ５００）において、仕上げ工程が実施される。具体的には、熱処理工程が実施された鋼製部材に対して研削加工などの仕上げ加工が実施されることにより、外輪１１、内輪１２、玉１３などが仕上げられる。これにより、本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受の軸受部材の製造方法が完了し、モータ用転がり軸受の軸受部材としての外輪１１、内輪１２、玉１３などが完成する。
【００８１】
さらに、工程（Ｓ６００）において、組立て工程が実施される。具体的には、工程（Ｓ１００）〜（Ｓ５００）において作製された外輪１１、内輪１２、玉１３と、別途準備された保持器１４などとが組合わされて、本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１が組立てられる。これにより、本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受の製造方法が完了し、モータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１が完成する。
【００８２】
次に、熱処理工程の詳細について説明する。図５において、横方向は時間を示しており右に行くほど時間が経過していることを示している。また、図５において、縦方向は温度を示しており上に行くほど温度が高いことを示している。
【００８３】
図５を参照して、工程（Ｓ２００）において作製された鋼製部材は、まず、Ａ１点以上の温度である温度Ｔ１に加熱され、時間ｔ１だけ保持される。このとき、鋼製部材は、たとえばＲＸガスにアンモニアガスを添加した雰囲気中において加熱される。これにより、軸受部材の転走面となる鋼製部材の表面に窒化処理が施される。その後、鋼製部材が、たとえば油中に浸漬されることにより（油冷）、Ａ１点以上の温度からＭＳ点以下の温度に冷却されて、ずぶ焼入が完了する。以上の手順により、焼入硬化工程が完了する。
【００８４】
さらに、焼入硬化された鋼製部材がＡ１点以下の温度である温度Ｔ２に加熱され、ｔ２だけ保持された後、たとえば室温まで空冷（放冷）されることにより焼戻工程が実施される。以上の工程により、本発明の一実施の形態における熱処理工程が完了する。
【００８５】
ここで、温度Ｔ１は、たとえば８５０℃の温度である。一方、時間ｔ１は、たとえば１８０分間である。
【００８６】
また、温度Ｔ２は、たとえば２８０℃以上３２０℃以下の温度である。一方、時間ｔ２は、たとえば１２０分間である。
【００８７】
ここで、Ａ１点とは、鋼を加熱するときに、鋼の組織がフェライトからオーステナイトへ変態を開始する温度に相当する点を示す。また、ＭＳ点とは、オーステナイト化した鋼を冷却するときに、鋼の組織がマルテンサイトへ変態を開始する温度に相当する点を示す。
【００８８】
上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受の軸受部材の製造方法では、鋼製部材準備工程において、素材のコストを鑑みてＪＩＳ規格ＳＵＪ３からなる鋼製部材が準備される。そして、焼入硬化工程において、窒化処理として８５０℃の温度でＲＸガスにアンモニアガスを添加した雰囲気中で焼入が施された上で、焼戻工程において鋼製部材が２８０℃以上３２０℃以下に加熱されて焼戻が実施される。その結果、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受の軸受部材の製造方法によれば、モータ用転がり軸受の軸受部材を構成する鋼において、塑性変形しにくくして原子空孔を生成しにくくすることができる。
【００８９】
転動体は素材のコストおよび調達性を鑑みて、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなっていてもよい。続いて、窒化処理されたＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなる転動体を有するモータ用転がり軸受の製造方法について説明する。
【００９０】
図４を参照して、まず工程（Ｓ１００）において、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２から構成される鋼材を準備する鋼材準備工程が実施される。具体的には、たとえばＪＩＳ規格ＳＵＪ２から構成される棒鋼や鋼線などが準備される。
【００９１】
次に工程（Ｓ２００）において、上記鋼材を成形することにより、モータ用転がり軸受の転動体の概略形状に成形された鋼製部材を作製する成形工程が実施される。具体的には、たとえば上記棒鋼や鋼線などに対して鍛造、旋削などの加工が実施されることにより、図２および図３に示される玉１３の概略形状に成形された鋼製部材が作製される。上記工程（Ｓ１００）および（Ｓ２００）は、モータ用転がり軸受の軸受部材の概略形状に成形された鋼製部材が準備される鋼製部材準備工程を構成する。
【００９２】
次に、工程（Ｓ３００）において、鋼製部材に対して、Ａ１点以上の温度からＭＳ点以下の温度に冷却されることにより、当該鋼製部材が焼入硬化される焼入硬化工程が実施される。その後、工程（Ｓ４００）において、焼入硬化された鋼製部材が、２４０℃以上３００℃以下の温度域に加熱されて焼戻される焼戻工程が実施される。上記工程（Ｓ３００）および（Ｓ４００）は、鋼製部材が熱処理される熱処理工程を構成する。この熱処理工程の詳細については後述する。
【００９３】
次に工程（Ｓ５００）において、仕上げ工程が実施される。具体的には、熱処理工程が実施された鋼製部材に対して研削加工などの仕上げ加工が実施されることにより、玉１３が仕上げられる。これにより、本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受の玉１３が完成する。
【００９４】
さらに、工程（Ｓ６００）において、組立て工程が実施される。具体的には、工程（Ｓ１００）〜（Ｓ５００）において作製された玉１３と、別途準備された外輪１１、内輪１２、保持器１４などとが組合わされて、本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１が組立てられる。これにより、本発明の一実施の形態におけるＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなる転動体を有するモータ用転がり軸受の製造方法が完了し、モータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１が完成する。
【００９５】
次に、熱処理工程の詳細について説明する。図５において、横方向は時間を示しており右に行くほど時間が経過していることを示している。また、図５において、縦方向は温度を示しており上に行くほど温度が高いことを示している。
【００９６】
図５を参照して、工程（Ｓ２００）において作製された鋼製部材は、まず、Ａ１点以上の温度である温度Ｔ１に加熱され、時間ｔ１だけ保持される。このとき、鋼製部材は、たとえばＲＸガスにアンモニアガスを添加した雰囲気中において加熱される。これにより、軸受部材の転走面となる鋼製部材の表面に窒化処理が施される。その後、鋼製部材が、たとえば油中に浸漬されることにより（油冷）、Ａ１点以上の温度からＭＳ点以下の温度に冷却されて、焼入が完了する。以上の手順により、焼入硬化工程が完了する。
【００９７】
さらに、焼入硬化された鋼製部材がＡ１点以下の温度である温度Ｔ２に加熱され、ｔ２だけ保持された後、たとえば室温まで空冷（放冷）されることにより焼戻工程が実施される。以上の工程により、本発明の一実施の形態における熱処理工程が完了する。
【００９８】
ここで、温度Ｔ１は、たとえば８５０℃の温度である。一方、時間ｔ１は、たとえば１８０分間である。
【００９９】
また、温度Ｔ２は、たとえば２４０℃以上３００℃以下の温度である。一方、時間ｔ２は、たとえば１２０分間である。
【０１００】
転動体は生産性を鑑みて、窒化処理されていないＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなっていてもよい。続いて、窒化処理されていないＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなる転動体を有するモータ用転がり軸受の製造方法について説明する。
【０１０１】
熱処理工程以外は、上述の窒化処理されたＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなる転動体を有するモータ用転がり軸受の製造方法と同様であるため説明を繰り返さない。熱処理工程では、図５を参照して、工程（Ｓ２００）において作製された鋼製部材は、まず、Ａ１点以上の温度である温度Ｔ１に加熱され、時間ｔ１だけ保持される。このとき、鋼製部材は、たとえばＲＸガス雰囲気中において加熱される。その後、鋼製部材が、たとえば油中に浸漬されることにより（油冷）、Ａ１点以上の温度からＭＳ点以下の温度に冷却されて、ずぶ焼入が完了する。以上の手順により、焼入硬化工程が完了する。
【０１０２】
さらに、焼入硬化された鋼製部材がＡ１点以下の温度である温度Ｔ２に加熱され、ｔ２だけ保持された後、たとえば室温まで空冷（放冷）されることにより焼戻工程が実施される。以上の工程により、本発明の一実施の形態における熱処理工程が完了する。
【０１０３】
ここで、温度Ｔ１は、たとえば８５０℃の温度である。一方、時間ｔ１は、たとえば８０分間である。
【０１０４】
また、温度Ｔ２は、たとえば２４０℃以上２８０℃以下の温度である。一方、時間ｔ２は、たとえば１２０分間である。
【０１０５】
なお、上記では、本発明の一実施の形態の転がり軸受の一例としてグリース深溝玉軸受について説明した。また、本発明の一実施の形態の転がり軸受が適用される装置の一例として、モータについて説明した。本発明の一実施の形態の転がり軸受は、上記に限定されず、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受などであってもよい。また、本発明の一実施の形態の転がり軸受は、工作機械主軸用転がり軸受に適用されてもよい。以下、本発明の一実施の形態の転がり軸受の別の例としてアンギュラ玉軸受および円筒ころ軸受について説明し、これらを備えた工作機械の構成について説明する。
【０１０６】
図６を参照して、本発明の一実施の形態における工作機械１００は、円筒状の形状を有する主軸１０１と、主軸１０１の外周面を取り囲むハウジング１０２と、外輪の外周面がハウジングの内壁１０２Ａに接触するとともに、内輪の内周面が主軸１０１の外周面１０１Ａに接触するように、主軸１０１とハウジング１０２との間に嵌め込まれて配置された工作機械主軸用転がり軸受としてのアンギュラ玉軸受１０（フロント軸受）および円筒ころ軸受２０（リア軸受）を備えている。これにより、主軸１０１は、ハウジング１０２に対して軸まわりに回転自在に支持されている。
【０１０７】
また、主軸１０１には、外周面１０１Ａの一部を取り囲むようにモータロータ１０３Ｂが設置されており、ハウジング１０２の内壁１０２Ａには、モータロータ１０３Ｂに対向する位置にモータステータ１０３Ａが設置されている。このモータステータ１０３Ａおよびモータロータ１０３Ｂは、モータ１０３（ビルトインモータ）を構成している。これにより、主軸１０１は、モータ１０３の動力によって、ハウジング１０２に対して相対的に回転可能となっている。
【０１０８】
すなわち、アンギュラ玉軸受１０および円筒ころ軸受２０は、主軸１０１が回転することにより被加工物を加工する工作機械１００において、回転駆動される主軸１０１を、主軸１０１に隣接して配置される部材であるハウジング１０２に対して回転自在に支持する工作機械主軸用転がり軸受である。
【０１０９】
次に、上記アンギュラ玉軸受１０について説明する。
図７を参照して、アンギュラ玉軸受１０は、工作機械主軸用転がり軸受の軸受部材である第１軌道部材としての外輪１１と、第２軌道部材としての内輪１２と、複数の転動体としての玉１３と、保持器１４とを備えている。外輪１１には、円環状の第１転走面としての外輪転走面１１Ａが形成されている。内輪１２には、外輪転走面１１Ａに対向する円環状の第２転走面としての内輪転走面１２Ａが形成されている。また、複数の玉１３には、転動体転走面としての玉転走面１３Ａ（玉１３の表面）が形成されている。そして、当該玉１３は、外輪転走面１１Ａおよび内輪転走面１２Ａの各々に玉転走面１３Ａにおいて接触し、円環状の保持器１４により周方向に所定のピッチで配置されることにより円環状の軌道上に転動自在に保持されている。これにより、外輪１１と内輪１２とは互いに相対的に回転可能となっている。
【０１１０】
ここで、アンギュラ玉軸受１０においては、玉１３と外輪１１との接触点と、玉１３と内輪１２との接触点とを結ぶ直線は、ラジアル方向（アンギュラ玉軸受１０の回転軸に垂直な方向）に対して角度をなしている。そのため、ラジアル方向の荷重が負荷されると、アキシャル方向（アンギュラ玉軸受１０の回転軸の方向）への分力が生じる。図６を参照して、本発明の一実施の形態の工作機械１００では、前方側（主軸１０１の先端１０１Ｂ側）に同じ向きのアンギュラ玉軸受１０を２つ配置するとともに、後方側（モータロータ１０３Ｂ側）には、前方側とは逆向きのアンギュラ玉軸受１０を２つ配置することにより、当該分力を相殺している。
【０１１１】
次に、上記円筒ころ軸受２０について説明する。
図８を参照して、円筒ころ軸受２０は、基本的には上述のアンギュラ玉軸受１０と同様の構成を備えており、同様の効果を有している。しかし、円筒ころ軸受２０は、軌道部材および転動体の構成において、アンギュラ玉軸受１０とは異なっている。
【０１１２】
すなわち、円筒ころ軸受２０は、工作機械主軸用転がり軸受の軸受部材である第１軌道部材としての外輪１１と、第２軌道部材としての内輪１２と、複数の転動体としての円筒ころ２３と、保持器１４とを備えている。外輪１１には、円環状の第１転走面しての外輪転走面１１Ａが形成されている。内輪１２には、外輪転走面１１Ａに対向する円環状の第２転走面としての内輪転走面１２Ａが形成されている。また、複数の円筒ころ２３には、転動体転走面としてのころ転走面２３Ａ（円筒ころ２３の外周面）が形成されている。そして、当該円筒ころ２３は、外輪転走面１１Ａおよび内輪転走面１２Ａの各々にころ転走面２３Ａにおいて接触し、円環状の保持器１４により周方向に所定のピッチで配置されることにより円環状の軌道上に転動自在に保持されている。これにより、外輪１１と内輪１２とは互いに相対的に回転可能となっている。
【０１１３】
次に、工作機械１００の動作について説明する。図６を参照して、モータ１０３のモータステータ１０３Ａに図示しない電源から電力が供給されることにより、モータロータ１０３Ｂを軸まわりに回転させる駆動力が発生する。これにより、ハウジング１０２に対してアンギュラ玉軸受１０および円筒ころ軸受２０により回転自在に支持されている主軸１０１は、モータロータ１０３Ｂとともにハウジング１０２に対して相対的に回転する。このように、主軸１０１が回転することにより、主軸１０１の先端１０１Ｂに取り付けられた図示しない工具が被加工物を切削、研削等して、被加工物を加工することができる。
【０１１４】
本発明の一実施の形態における工作機械主軸用転がり軸受の製造方法は、上記モータ用転がり軸受の製造方法と成形工程を除き同様である。成形工程では、図７および図８に示される外輪１１、内輪１２、玉１３、円筒ころ１３などの概略形状に成形された鋼製部材が作製される。これ以外の製造方法については説明を繰り返さない。
【０１１５】
続いて、本発明の一実施の形態の工作機械主軸用転がり軸受の別の一例としての少量の潤滑油で潤滑する転がり軸受を備えた潤滑装置について説明する。
【０１１６】
なお、上述した本発明の一実施の形態の構成と同一の要素については同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
【０１１７】
図９を参照して、この潤滑装置４０は、アンギュラ玉軸受３０と、潤滑油導入部材３１と、蓋部材３２と、内輪間座３３とを主に備えている。なお、図９では見やすくするため、潤滑油が導入される部分の周辺を図示し、この潤滑装置４０が適用される主軸、ハウジングなどは図示していない。
【０１１８】
アンギュラ玉軸受３０の内輪１２は、潤滑油導入部材３１から吐出される潤滑油を受ける油受け円周溝３４を有している。油受け円周溝３４は、潤滑油導入部材３１に隣接する端面に設けられている。内輪１２の外径面には、その内輪転走面１２Ａ側が大径となる斜面部１２Ｂが形成されている。斜面部１２Ｂは、油受け円周溝３４内に溜まる潤滑油を、この潤滑油に作用する遠心力と表面張力とで内輪１２の内輪転走面１２Ａに導くように形成されている。
【０１１９】
潤滑油導入部材３１は、側面からアンギュラ玉軸受３０に向けて軸方向に延びる鍔状部３１ａを有している。鍔状部３１ａの先端にはシール部３１ｂが形成されている。シール部３１ｂは、保持器１４の内径面と内輪１２の間における玉１３の近傍に配置されている。シール部３１ｂは、内径面が内輪１２の斜面部１２Ｂと同一角度αの傾斜面に形成されている。このシール部３１ｂは、内輪１２の斜面部１２Ｂに隙間δを持って配置されている。潤滑油導入部材３１は、潤滑油供給路３１ｃと吐出口３１ｄとを有している。潤滑油供給路３１ｃと吐出口３１ｄとは連通している。吐出口３１ｄは、内輪１２の油受け円周溝３４に対向して開口している。
【０１２０】
潤滑油導入部材３１における鍔状部３１ａのシール部３１ｂよりも基端側の部分には、内径側に向けて開口する排油円周溝３１ｅが形成されている。この排油円周溝３１ｅは図示しない排油回収路に連通している。排油回収路を通して排油が回収されるよう構成されている。
【０１２１】
この潤滑装置４０では、潤滑油導入部材３１の吐出口３１ｄから吐出される油のうち、極微量がアンギュラ玉軸受３０の潤滑油として使用され、大半量は内輪１２の冷却に供される。内輪１２の油受け円周溝３４に吐出された油のうちの極微量は、内輪１２の回転に伴う遠心力と油の表面張力により、斜面部１２Ｂに沿ってアンギュラ玉軸受３０内に導入され、潤滑油として使用される。
【０１２２】
この潤滑油として、たとえばＩＳＯ ＶＧ２相当のごく低粘度の潤滑油が使用される。
この少量の潤滑油で潤滑する転がり軸受の製造方法は、上記モータ用転がり軸受の製造方法と成形工程を除き同様である。成形工程では、図９に示される外輪１１、内輪１２、玉１３などの概略形状に成形された鋼製部材が作製される。これ以外の製造方法については説明を繰り返さない。
【０１２３】
この潤滑装置４０では、油量を削減しつつ、さらに低粘度の潤滑油を使用しているため、低トルク化は達成され得る。
【０１２４】
さらに、別の少量の潤滑油で潤滑する転がり軸受を備えた潤滑装置について説明する。
なお、上述した本発明の一実施の形態の構成と同一の要素については同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
【０１２５】
図１０を参照して、この潤滑装置６０は、アンギュラ玉軸受５０と、間座６１と、グリース溜まり形成部材６２とを主に有している。なお、図１０では見やすくするため、潤滑油が導入される部分の周辺を図示し、この潤滑装置６０が適用される主軸、ハウジングなどは図示していない。
【０１２６】
アンギュラ玉軸受５０の外輪１１には、段差面１１ｂが、玉１３から離れる外輪１１の外径側に延びるように設けられている。
【０１２７】
グリース溜まり形成部材６２は、内部にグリースを溜めるためのグリース溜まり部６３を形成したリング状の部材である。
【０１２８】
間座６１とグリース溜まり形成部材６２とで挟まれる内部空間がグリース溜まり部６３を構成している。グリース溜まり形成部材６２は、グリース溜まり部６３にグリースを封入した後に、グリース溜まり形成部材６２の側壁部の外側を間座６１の側壁部の内側に当接させることにより、間座６１に対して図示しない主軸の軸方向に位置決めされている。
【０１２９】
間座６１とグリース溜まり形成部材６２との間には図示しない密封材が介在されている。この密閉材によりグリース漏れ防止が図られている。
【０１３０】
グリース溜まり形成部材６２の先端部６２ａは、外輪１１の内径面に沿って配置されている。先端部６２ａの先端が段差面１１ｂに対向して配置されている。 先端部６２ａと外輪１１との間に流路６４および隙間６５が形成されている。
【０１３１】
先端部６２ａの周壁と、これに対面する外輪１１の内径面部分とで流路６４が形成されている。先端部６２ａの端面と、これに対面する段差面１１ｂとで図示しない主軸の軸方向に微小なギャップ量Δとなる隙間６５が形成されている。隙間６５は、流路６４に連通し、外輪転走面の縁部に開口している。隙間６５のギャップ量Δは、たとえば０．０５〜０．１ｍｍに構成されている。
【０１３２】
先端部６２ａの端面に続く内径面は、玉１３に近接したテーパ面６６を有しており、このテーパ面６６と玉１３との間に潤滑油が溜まり易くなるように構成されている。テーパ面６６と玉１３との距離は、テーパ面６６に付着した油が玉１３の表面に転移可能な大きさの極小隙間とすることが好ましく、たとえば０．２ｍｍ以下に構成されている。
【０１３３】
この別の少量の潤滑油で潤滑する転がり軸受の製造方法は、上記モータ用転がり軸受の製造方法と成形工程を除き同様である。成形工程では、図１０に示される外輪１１、内輪１２、玉１３などの概略形状に成形された鋼製部材が作製される。これ以外の製造方法については説明を繰り返さない。
【０１３４】
この潤滑装置６０では、グリース溜まり部６３から毛細管現象を利用して微量の基油がアンギュラ玉軸受５０内部に導入されている。この方法では、グリースの増ちょう剤を保持器１４などで撹拌することによるトルクが発生しないため、低発熱となるので高速運転が可能である。
【０１３５】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受は、車輪用転がり軸受に適用されてもよい。以下、本発明の一実施の形態の転がり軸受の別の例として車輪用転がり軸受について説明し、これを備えた車輪の構成について説明する。
【０１３６】
図１１および図１２を参照して、車輪用転がり軸受である複列アンギュラ玉軸受１１０は、ホイール１１１とタイヤ１１２よりなる車輪１２０（駆動輪）を支持するハブ輪１１３などの回転側部材を、ナックル１１４などの固定側部材に対して回転可能に支持するものである。
【０１３７】
この複列アンギュラ玉軸受１１０は、外輪１１と、内輪１２と、玉１３と、保持器１４と、シール部材１５と、磁気エンコーダ１１５とを主に有している。内輪１２はハブ輪１１３の外周面に嵌合されており、外輪１１はナックル１１４の内周面に嵌合されている。
【０１３８】
外輪１１は１つの部材から構成されている。内輪１２は２つの部材から構成されている。複数の玉１３は、複列に配置されている。複数の玉１３は、外輪転走面１１Ａおよび内輪転走面１２Ａの各々に玉転走面１３Ａにおいて接触し、くし型形状の保持器１４により周方向に所定のピッチで配置されることにより円環状の軌道上に転動自在に保持されている。これにより、外輪１１と内輪１２とは互いに相対的に回転可能となっている。
【０１３９】
玉１３と外輪１１との接触点と、玉１３と内輪１２との接触点とを結ぶ直線は、ラジアル方向（複列アンギュラ玉軸受１１０の回転軸に垂直な方向）に対して角度をなしている。そのため、ラジアル方向の荷重が負荷されると、アキシャル方向（複列アンギュラ玉軸受１１０の回転軸の方向）への分力が生じる。隣り合う玉１３の玉１３と外輪１１との接触点と玉１３と内輪１２との接触点とを結ぶ直線は、分力を相殺するように逆向きに配置されている。
【０１４０】
外輪１１の内径と内輪１２の外径にはシール部材１５が挿入されている。このシール部材１５により、複列アンギュラ玉軸受内からの油の漏れや複列アンギュラ玉軸受外からの異物や水分の侵入を防止することができる。
【０１４１】
磁気エンコーダ１１５は、内輪１２の端部外径に圧入されており、その状態で周方向に多極磁化された磁性部材が、ナックル１１４に固定された磁気センサ１１６と近接対峙している。これにより、車輪の回転速度を高精度に検出することができる。
【０１４２】
次に、車輪１２０の動作について説明する。ナックル１１４などの固定側部材に対して、ハブ輪１１３などの回転側部材が回転することにより、車輪１２０が回転する。
【０１４３】
本発明の一実施の形態における車輪用転がり軸受の製造方法は、上記モータ用転がり軸受の製造方法と成形工程を除き同様である。成形工程では、図１２に示される外輪１１、内輪１２、玉１３、などの概略形状に成形された鋼製部材が作製される。これ以外の製造方法については説明を繰り返さない。
【０１４４】
なお、上記本発明の一実施の形態においては、一例として、モータ用転がり軸受、工作機械主軸用転がり軸受、車輪用転がり軸受、グリース深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、複列アンギュラ玉軸受およびこれらが備える軌道部材および転動体について説明した。本発明の転がり軸受およびその軸受部材は、これらに限られず、他の形態の転がり軸受およびそれが備える軌道部材および転動体であってもよい。たとえば、他の形態の転がり軸受は、ラジアル軸受であってもよく、スラスト軸受であってもよい。軌道部材は、外輪、内輪などを含む。また、転動体は、内輪、外輪、軌道盤との間で転走面を成していてもよい。転動体は、玉、円筒ころ、円錐ころなどを含む。
【０１４５】
なお、転動体としての玉１３の素材として、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２について説明したが、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２の相当材である５２１００（ＡＩＳＩまたはＳＡＥ規格）、１００Ｃｒ６（ＤＩＮ規格）、ＧＣｒ１５（ＧＳＢ規格）も適用することができる。
【０１４６】
さらに、本発明の一実施の形態の別の例について説明する。
本発明の一実施の形態の転がり軸受は、オルタネータ用転がり軸受に適用されてもよい。以下、本発明の一実施の形態の転がり軸受の別の例としてオルタネータ用転がり軸受について説明し、これを備えたオルタネータの構成について説明する。
【０１４７】
図１３を参照して、本発明の一実施の形態におけるオルタネータ２００は、シャフト（主軸）２０１と、ロータ２０２と、ステータ２０３と、プーリ２０４と、ハウジング２０５と、オルタネータ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１とを主に有している。
【０１４８】
ロータ２０２を取り囲むようにハウジング２０５が配置されている。ロータ２０２の中央部を貫通し、ハウジング２０５の壁面を貫通するようにシャフト２０１が配置されている。ハウジング２０５の内部において、ロータ２０２の外周面に対向するようにステータ２０３が配置されている。
【０１４９】
シャフト２０１の一方端部の外周面の一部と対向するようにハウジング２０５が配置されている。シャフト２０１とハウジング２０５との間にはオルタネータ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１が配置されている。グリース封入深溝玉軸受１によってシャフト２０１がハウジング２０５に対して回転可能に支持されている。シャフト２０１の一方端部の先端部には、ハウジング２０５の外部において、円環状の形状を有するプーリ２０４が取り付けられている。プーリ２０４の外周面には、図示していない伝動ベルトが掛けられる係合溝２０６が設けられている。
【０１５０】
このオルタネータ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１は、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１と同様の構成を有している。
【０１５１】
オルタネータ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１は、図示しないエンジンなどの動力源で発生した動力を利用して動作するオルタネータ２００において、この動力により回転駆動されるシャフト２０１を隣接して配置されるハウジング２０５に対して回転自在に支持する、たとえば自動車用の電装・補機用転がり軸受である。
【０１５２】
なお、一般的に、ロータ２０２とプーリ２０４との間において、シャフト２０１の一方端部に配置されたグリース封入深溝玉軸受１は、フロント軸受と呼ばれる。また、シャフト２０１の他方端部に配置されたグリース封入深溝玉軸受１は、リア軸受と呼ばれる。曲げモーメントなどの応力が大きいフロント軸受のグリース封入深溝玉軸受１のほうが、リア軸受のグリース封入深溝玉軸受１より、水素脆性はく離が生じやすい。
【０１５３】
次にオルタネータ２００の動作について説明する。係合溝２０６の形成されたプーリ２０４の外周面には、図示しないエンジンなどの動力源からの動力によって回転する図示しない伝達ベルトが掛けられる。この伝達ベルトが回転することにより、プーリ２０４は、ハウジング２０５に対してグリース封入深溝玉軸受１により軸支されたシャフト２０１と一体に、シャフト２０１の軸まわりに回転する。ロータ２０２は、シャフト２０１と一体にシャフト２０１の軸まわりに回転する。このとき、ロータ２０２は、ロータ２０２の外周面に対向し、ハウジング２０５に固定されて配置されたステータ２０３に対して相対的に回転する。その結果、ロータ２０２とステータ２０３との間の電磁誘導作用によりステータ２０３のコイルに起電力が発生する。
【０１５４】
このオルタネータ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１の製造方法は、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１の製造方法と同様である。
【０１５５】
オルタネータ用転がり軸受は、急加減速条件下で接触要素間にすべりが生じる影響により水素脆性起因の早期はく離が起きやすい。また、通電の影響で水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。また、昨今の省スペース化に伴い、オルタネータを含む電装補機部品を駆動するベルトはサーペンタイン化されている。ここでサーペンタイン化とは、一本のベルトで複数の補機部品が駆動されることをいう。サーペンタイン化することにより、補機部品毎に別のベルトは不要になるため省スペース化が可能となる。サーペンタイン化に伴い、負荷荷重が増加する傾向および荷重変動が大きくなる傾向であるため、従来よりもすべりが誘発されやすくなる。
【０１５６】
オルタネータ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１は、内輪回転で使用されるため、外輪１１の一部の負荷回転が多い。そのため、その外輪１１の一部に水素脆性起因の早期はく離が起きやすいので、外輪１１に本発明の一実施の形態の軸受部材が適用されることが好ましい。
【０１５７】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受は、プーリ用転がり軸受に適用されてもよい。以下、本発明の一実施の形態の転がり軸受の別の例としてプーリ用転がり軸受について説明し、これを備えたプーリの構成について説明する。
【０１５８】
図１４を参照して、本発明の一実施の形態におけるプーリ２１０は、プーリ本体２１１と、プーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１とを主に有している。
【０１５９】
プーリ本体２１１は、円環状の形状を有している。プーリ本体２１１の外周面には、図示していない伝動ベルトが掛けられる伝動ベルト掛けまわし部２１２が設けられている。プーリ本体２１１の内径側の中央部に、シャフト（主軸）２１８が貫通するための貫通孔２１３が形成されている。この貫通孔２１３の内周面とグリース封入深溝玉軸受１の外輪１１とが接触するように、プーリ本体２１１にグリース封入深溝玉軸受１が嵌め込まれている。
【０１６０】
より具体的には、プーリ本体２１１は、内周面に貫通孔を有する円筒状の内周円筒部２１４と、内周円筒部２１４の幅方向（軸方向）における一方の端部から径方向外側に延びるフランジ部２１５と、フランジ部２１５から幅方向（軸方向）に延びる外周円筒部２１６と、内周円筒部２１４の幅方向（軸方向）における他方の端部から径方向内側に延びる鍔部２１７とを有している。グリース封入深溝玉軸受１の外輪１１がプーリ本体２１１の内周円筒部２１４および鍔部２１７に接触するように嵌め込まれている。
【０１６１】
また、グリース封入深溝玉軸受１の内輪１２には、シャフト２１８が嵌め込まれることにより取り付けられている。
【０１６２】
このプーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１は、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１と同様の構成を有している。
【０１６３】
プーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１は、図示しないエンジンなどの動力源で発生した動力を利用して動作するプーリ２１０において、この動力により回転駆動されるプーリ本体２１１をプーリ２１０を貫通して配置されるシャフト２１８に対して回転自在に支持する、たとえば自動車用の電装・補機用転がり軸受である。
【０１６４】
次にプーリ２１０の動作について説明する。伝動ベルト掛けまわし部２１２の形成されたプーリ本体２１１の外周面には、図示しないエンジンなどの動力源からの動力によって回転する図示しない伝達ベルトが掛けられる。この伝達ベルトが回転することにより、プーリ２１０は、グリース封入深溝玉軸受１により軸支されたシャフト２１８と一体に、シャフト２１８の軸まわりに回転する。これにより、プーリ２１０は、伝動ベルトが掛けられる軸同士の距離が固定されているような場合に、伝動ベルトに張力を与えるテンショナーとしての機能を果たし得る。また、これにより、プーリ２１０は、障害となるエンジンルームないの各種装置との接触の回避などの目的で伝動ベルトの走行方向を変えるためのアイドラーとしての機能を果たし得る。
【０１６５】
このプーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１の製造方法は、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１の製造方法と同様である。
【０１６６】
プーリ用転がり軸受は、特にすべりや通電の影響で水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。また、昨今の省スペース化に伴い、プーリを含む電装補機部品を駆動するベルトはサーペンタイン化されている。負荷荷重が増加する傾向および荷重変動が大きくなる傾向にあって、サーペンタイン化によって従来よりもすべりが誘発されやすくなる。
【０１６７】
プーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１は、外輪回転で使用されるため、内輪１２の一部の負荷回転が多い。そのため、その内輪１２の一部に水素脆性起因の早期はく離が起きやすいので、内輪１２に本発明の一実施の形態の軸受部材が適用されることが好ましい。
【０１６８】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受は、カーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受に適用されてもよい。以下、本発明の一実施の形態の転がり軸受の別の例としてカーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受について説明し、これを備えたカーエアコン電磁クラッチプーリ機構付きコンプレッサの構成について説明する。
【０１６９】
図１５を参照して、このコンプレッサは、片斜板タイプの斜板式コンプレッサ２２０とコンプレッサ用プーリ機構２３０とを備えている。
【０１７０】
まず、片斜板タイプの斜板式コンプレッサ２２０について説明する。
片斜板タイプの斜板式コンプレッサ２２０は、ハウジング２２１と、そのハウジング２２１にたとえばねじ止め固定されたプーリ用軸受支持部材２３４と、主軸２２３と、その主軸２２３に取り付けられた回転部材２２５と、その回転部材２２５の回転に伴って揺動運動をする斜板２２２と、その斜板２２２に連結されたピストンロッド２２６と、そのピストンロッド２２６の反対側に連結されたピストン２２４とを有している。
【０１７１】
回転部材２２５とプーリ用軸受支持部材２３４との間には、スラスト荷重を受ける支持構造として複列のスラスト針状ころ軸受よりなる回転部材・プーリ支持部材軸受２３１が配置されている。また斜板２２２と回転部材２２５との間には、スラスト荷重を受ける支持構造として複列のスラスト針状ころ軸受よりなる斜板支持軸受２３３が配置されている。
【０１７２】
このコンプレッサ２２０では、主軸２２３の回転に伴って回転部材２２５が回転し、それにより斜板２２２が揺動運動する。この斜板２２２の揺動運動によりピストンロッド２２６が往復運動して、ピストンロッド２２６に連結されたピストン２２４がシリンダ内を往復運動する。
【０１７３】
次に、コンプレッサ用プーリ機構２３０について説明する。
コンプレッサ２２０のハウジング２２１にプーリ用軸受支持部材２３４がねじ止め固定されている。また、プーリ用軸受支持部材２３４にクラッチ用電磁石２３５が固着されている。他方、主軸２２３の軸端に動力伝達部材２３６が嵌着されている。プーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１の外周にカーエアコン電磁クラッチプーリ２３７が嵌合されている。
【０１７４】
主軸２２３とプーリ用軸受支持部材２３４との間には、主軸支持軸受２３２が配置されている。またカーエアコン電磁クラッチプーリ２３７の内周面とプーリ用軸受支持部材２３４との間には、カーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１が配置されている。
【０１７５】
このカーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１は、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１と同様の構成を有している。
【０１７６】
このプーリ機構２３０では、クラッチ用電磁石２３５を励磁しまたは非励磁にすることによって、図示していない駆動力によって回転しているカーエアコン電磁クラッチプーリ２３７の回転駆動力が主軸２２３に伝達されてコンプレッサが動作したり、またはカーエアコン電磁クラッチプーリ２３７の回転駆動力が主軸２２３に伝達されなくなってコンプレッサが動作を停止したりする。
【０１７７】
次に、コンプレッサ用軸受について説明する。
コンプレッサ用軸受は、コンプレッサ２２０に使用されるコンプレッサ用軸受とプーリ機構２３０に使用されるコンプレッサ用軸受とに大別される。
【０１７８】
コンプレッサ２２０に使用されるコンプレッサ用軸受には、斜板２２２と回転部材２２５とを回転自在に支持する斜板支持軸受２３３、および回転部材２２５とプーリ用軸受支持部材２３４とを回転自在に支持する回転部材・プーリ支持部材軸受２３１が該当する。
【０１７９】
また、プーリ機構２３０に使用されるコンプレッサ用軸受には、主軸２２３とプーリ用軸受支持部材２３４とを回転自在に支持する主軸支持軸受２３２、およびカーエアコン電磁クラッチプーリ２３７とプーリ用軸受支持部材２３４とを回転自在に支持するカーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１が該当する。
【０１８０】
回転部材・プーリ支持部材軸受２３１および斜板支持軸受２３３には、スラスト針状ころ軸受が使用されている。このスラスト針状ころ軸受として、後述する図１９に示すスラスト針状ころ軸受２７０が使用されてもよい。主軸支持軸受２３２には、針状ころ軸受または円筒ころ軸受が使用されている。この円筒ころ軸受として、図８に示す円筒ころ軸受２０が使用されてもよい。カーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１には、図２に示すグリース封入深溝玉軸受が使用されている。カーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受には複列アンギュラ玉軸受が使用されてもよい。複列アンギュラ玉軸受として、図１２に示す複列アンギュラ玉軸受１１０が使用されてもよい。
【０１８１】
コンプレッサ２２０に使用されるコンプレッサ用軸受には、ピストン２２４の衝撃に耐えるために、ころ径の大きいスラスト針状ころ軸受が使用されている。また、スラスト針状ころ軸受では、針状ころと軌道面とが線接触する構造であって、針状ころと転がり線接触する軌道面は、軸受の回転中心から外径側に向かうほど周速度は大きくなる。
【０１８２】
コンプレッサ２２０に使用されるコンプレッサ用軸受であるスラスト針状ころ軸受は、通常の軸受のような軌道盤を有していないで、複数の針状ころが保持器に保持されて軌道面に線接触して回転する。斜板支持軸受２３３においては、斜板２２２および回転部材２２５がそれぞれ軌道面を有する部材となり、回転部材・プーリ支持部材軸受２３１においては、回転部材２２５およびプーリ用軸受支持部材２３４がそれぞれ軌道面を有する部材となる。
【０１８３】
このカーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１の製造方法は、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１の製造方法と同様である。
【０１８４】
カーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受は、特にすべりの影響で水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。また、昨今の省スペース化に伴い、カーエアコンを含む電装補機部品を駆動するベルトはサーペンタイン化されている。負荷荷重が増加する傾向および荷重変動が大きくなる傾向にあって、サーペンタイン化によって従来よりもすべりが誘発されやすくなる。
【０１８５】
カーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１は、外輪回転で使用されるため、内輪１２の一部の負荷回転が多い。そのため、その内輪１２の一部に水素脆性起因の早期はく離が起きやすいので、内輪１２に本発明の一実施の形態の軸受部材が適用されることが好ましい。
【０１８６】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受は、無段変速機用転がり軸受に適用されてもよい。以下、本発明の一実施の形態の転がり軸受の別の例として無段変速機用転がり軸受について説明し、これを備えた無断変速機の構成について説明する。
【０１８７】
図１６を参照して、本発明の一実施の形態における無段変速機の一例として、ベルト式無段変速機２４０について説明する。ベルト式無段変速機２４０は、プライマリプーリ軸（プーリ軸）２４１と、プライマリプーリ２４２と、セカンダリプーリ軸２４３と、セカンダリプーリ（プーリ軸）２４４と、無端ベルト２４５と、ケーシング（ハウジング）２４６と、無段変速機用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１とを主に有している。
【０１８８】
プライマリプーリ軸２４１にはプライマリプーリ２４２が設けられている。プライマリプーリ２４２はプライマリプーリ固定シーブ２４２ａとプライマリプーリ可動シーブ２４２ｂとを有している。プライマリプーリ固定シーブ２４２ａはプライマリプーリ軸２４１と一体に構成されている。プライマリプーリ可動シーブ２４２ｂは、プライマリプーリ軸２４１に貫通されており、プライマリプーリ軸２４１の軸方向にスライド可能に構成されている。プライマリプーリ軸２４１の一方端は図示しないクラッチに接続されている。プライマリプーリ軸２４１の他方端はケーシング２４６に固定された無段変速機用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１に回転可能に支持されている。
【０１８９】
セカンダリプーリ軸２４３にはセカンダリプーリ２４４が設けられている。セカンダリプーリ２４４はセカンダリプーリ固定シーブ２４４ａとセカンダリプーリ可動シーブ２４４ｂとを有している。セカンダリプーリ固定シーブ２４４ａはセカンダリプーリ軸２４３と一体に構成されている。セカンダリプーリ可動シーブ２４４ｂは、セカンダリプーリ軸２４３に貫通されており、セカンダリプーリ軸２４３の軸方向にスライド可能に構成されている。セカンダリプーリ軸２４３は、図示しない歯車機構の歯車が取り付けられた一方端を別の軸受で支持されている。セカンダリプーリ軸２４３の他方端はケーシング２４６に固定された無段変速機用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１に回転可能に支持されている。
【０１９０】
プライマリプーリ２４２とセカンダリプーリ２４４との間にはＶ字状の無端ベルト２４５が張り渡されている。プライマリプーリ２４２は、プライマリプーリ可動シーブ２４２ｂがスライドすることによりプライマリプーリ固定シーブ２４２ａとプライマリプーリ可動シーブ２４２ｂとの幅（プライマリプーリ幅）が変動可能に構成されている。
【０１９１】
セカンダリプーリ２４４は、セカンダリプーリ可動シーブ２４４ｂがスライドすることによりセカンダリプーリ固定シーブ２４４ａとセカンダリプーリ可動シーブ２４４ｂとの幅（セカンダリプーリ幅）が変動可能に構成されている。プライマリプーリ幅およびセカンダリプーリ幅が変動することにより、プライマリプーリ２４２およびセカンダリプーリ２４４は、無端ベルト２４５が張り渡されているそれぞれの径方向の位置が変動するように構成されている。
【０１９２】
次に、ベルト式無段変速機２４０の動作について説明する。プライマリプーリ軸２４１に図示しないエンジンからクラッチを介して駆動力が伝達される。プライマリプーリ幅およびセカンダリプーリ幅が変動されることにより、無端ベルト２４５が張り渡されているそれぞれの径方向の位置が変動される。これにより、プライマリプーリ軸２４１の駆動力がセカンダリプーリ軸２４３に無段変速で伝達される。セカンダリプーリ軸２４３から歯車機構とデファレンシャルを介して車軸に駆動力が伝達される。これにより、無段変速が達成される。
【０１９３】
この無段変速機用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１の製造方法は、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受としてのグリース封入深溝玉軸受１の製造方法と同様である。
【０１９４】
無段変速機用転がり軸受については、プーリ部の回転精度を確保するため、軸受のガタ（アキシャルすきま）を抑えることが重要であり、従来は、軸受内外輪の溝曲率を小さくし、軸受のアキシャルすきまを抑える手法が採用されてきた。しかし軸受内外輪の溝曲率が小さく設定されると軸受運転時の差動すべりが大きくなり、その影響で水素脆性起因の早期はく離が起きやすくなる。
【０１９５】
無段変速機用転がり軸受であるグリース封入深溝玉軸受１は、内輪回転で使用されるため、外輪１１の一部の負荷回転が多い。そのため、その外輪１１の一部に水素脆性起因の早期はく離が起きやすいので、外輪１１に本発明の一実施の形態の軸受部材が適用されることが好ましい。
【０１９６】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受は、針状ころ軸受に適用されてもよい。針状ころ軸受は、急加減速などのすべりを伴う条件下で使用されると、潤滑剤が分離して水素が発生し、それが鋼中に侵入することで早期はく離が起こることがある。今後、コンパクト化や省エネ化に対応するため、針状ころ軸受の使用条件はますます厳しくなる傾向にあり、耐水素ぜい性に優れたものが必要になると予想される。
【０１９７】
本発明の一実施の形態の転がり軸受の別の例である針状ころ軸受の一例としてシェル形針状ころ軸受について説明する。
【０１９８】
図１７を参照して、シェル形針状ころ軸受２５０は、軌道部材としてのシェル外輪２５１と、複数の転動体としての針状ころ２５２と、保持器２５３とを備えている。シェル外輪２５１は内径面に軌道面を有している。シェル外輪２５１は軸方向の両端部に、径方向の内径側に突出する鍔部２５１ａを有している。針状ころ２５２は軌道面に沿って配置されている。保持器２５３は隣接する針状ころ２５２の間隔を保持するように構成されている。保持器２５３はシェル外輪２５１の鍔部２５１ａの軸方向の内側に配置されている。なお、シェル外輪２５１はオープンエンド形であってもよく、またクローズエンド形であってもよい。
【０１９９】
本発明の一実施の形態におけるシェル形針状ころ軸受２５０の製造方法は、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受の製造方法と成形工程を除き同様である。成形工程では、図１７に示されるシェル外輪２５１、針状ころ２５２、保持器２５３などの概略形状に成形された鋼製部材が作製される。これ以外の製造方法については説明を繰り返さない。
【０２００】
シェル形針状ころ軸受は、特に、電磁クラッチの切り替えにより急加減速する自動車のエアーコンプレッサの支持に用いられる場合、始動時の加速が早いＡＢＳポンプの支持に用いられる場合、汎用エンジンのコンロッドの大端に用いられる場合などに、転動体にすべりが生じやすく、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。
【０２０１】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受の別の例である針状ころ軸受の一例としてソリッド形針状ころ軸受について説明する。
【０２０２】
図１８を参照して、ソリッド形針状ころ軸受２６０は、軌道部材としての外輪２６１と、複数の転動体としての針状ころ２５２と、保持器２５３とを備えている。外輪２６１は肉厚に形成され、かつ軸方向の両端部に、径方向の内径側に突出する鍔部２６１ａを有している。保持器２５３は外輪２６１の鍔部２６１ａの径方向の内径側に配置されている。
【０２０３】
本発明の一実施の形態におけるソリッド形針状ころ軸受２６０の製造方法は、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受の製造方法と成形工程を除き同様である。成形工程では、図１８に示される外輪２６１、針状ころ２５２、保持器２５３などの概略形状に成形された鋼製部材が作製される。これ以外の製造方法については説明を繰り返さない。
【０２０４】
ソリッド形針状ころ軸受は、特に、電磁クラッチの切り替えにより急加減速する自動車のエアーコンプレッサの支持に用いられる場合、始動時の加速が早いトランスミッションの支持に用いられる場合、汎用エンジンのコンロッドの大端に用いられる場合などに、接触要素間にすべりが生じやすく、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。
【０２０５】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受の別の例である針状ころ軸受の一例としてスラスト針状ころ軸受について説明する。
【０２０６】
図１９を参照して、スラスト針状ころ軸受２７０は、軌道部材としての軌道盤２７１と、複数の転動体としての針状ころ２５２と、保持器２５３とを備えている。軌道盤２７１の外形側には針状ころ２５２が転走する軌道盤外径部２７１ａが形成されている。軌道盤２７１の先端部には径方向の内径側に突出する軌道盤突出部２７１ｂが形成されている。軌道盤突出部２７１ｂの軸方向の内側に保持器２５３の先端部が配置されることにより、スラスト針状ころ軸受２７０は針状ころ２５２および保持器２５３が軌道盤２７１と分離しないように構成されている。針状ころ２５２は軌道面に沿って径方向に配置されている。保持器２５３は隣接する針状ころ２５２の間隔を周方向に保持するように構成されている。
【０２０７】
本発明の一実施の形態におけるスラスト針状ころ軸受２７０の製造方法は、上記本発明の一実施の形態におけるモータ用転がり軸受の製造方法と成形工程を除き同様である。成形工程では、図１９に示される軌道盤２７１、針状ころ２５２、保持器２５３などの概略形状に成形された鋼製部材が作製される。これ以外の製造方法については説明を繰り返さない。
【０２０８】
スラスト針状ころ軸受は、転動体内外の周速差により、運転中は絶えず転動輪との間にすべりが生じており、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。
【０２０９】
また、本発明の一実施の形態の針状ころ軸受は、保持器付き針状ころ軸受であってもよい。図２０を参照して、保持器付き針状ころ軸受２８０の保持器２５３は金属材料で構成されていてもよい。金属材料製の保持器２５３は高い強度を有している。また、図２１を参照して、保持器付き針状ころ軸受２８０の保持器２５３は高分子材料で構成されていてもよい。高分子材料製の保持器２５３は形状の自由度が高く、組み込みが容易である。
【０２１０】
保持器付き針状ころ軸受は、特に、始動時の加速が速い自動車のトランスミッションのアイドラー軸受として用いられる場合、ＣＶＴの遊星ピニオン支持軸受として用いられる場合、二輪エンジンや汎用エンジンのコンロッドの大端用軸受として用いられる場合などに、転動体にすべりが生じやすく、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。
【０２１１】
次に本発明の一実施の形態の作用効果について説明する。
本発明の一実施の形態の転がり軸受は、、円環状の軌道を有する軌道部材としての外輪１１、内輪１２と、軌道部材としての外輪１１、内輪１２に接触し、円環状の軌道上に転動自在に配置された複数の転動体としての玉１３とを備えている。軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３、円筒ころ１４のうち少なくとも１つの軸受部材は、ＪＩＳ規格ＳＵＪ３からなっている。
【０２１２】
本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材は、焼入れされている。軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材は、窒化処理された転走面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａを有している。軸受部材の転走面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａに窒化処理を施すことによって軸受部材が塑性変形しにくくなる。軸受部材の転走面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａに窒化処理を施すことによって軸受部材が塑性変形しにくくなることで、軸受部材の耐水素脆性が向上する。
【０２１３】
本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．１μｍ以下である。圧痕深さは、目安として０．１μｍ以下であれば塑性変形しにくいといえる。そこで、焼戻温度と圧痕深さとの関係を詳細に調査したところ、２８０℃以上３２０℃以下で焼戻処理を施せば、軸受部材に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．１μｍ以下となることがわかった。
【０２１４】
本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材の転走面のロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ６０．５以上ＨＲＣ６２．１以下である。焼戻温度２８０℃以上３２０℃以下の範囲における軸受部材の転走面のロックウェルＣスケール硬さは、ＨＲＣ６０．５以上ＨＲＣ６２．１以下となることがわかった。
【０２１５】
したがって、窒化処理された転走面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａを有する軸受部材に焼戻温度２８０℃以上３２０℃以下で焼戻しを施すことにより、塑性変形しにくくして原子空孔を生成しにくくすることができる。これにより、耐水素脆性を向上することができるので水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【０２１６】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、転走面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａの表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量％以下である。
【０２１７】
転走面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａの表面窒化濃度は０．０５質量％未満では窒化による寿命向上の効果が十分に得られない。転走面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａの表面窒化濃度が０．４質量％より大きいとＣｒ炭窒化物が多く生成されるため焼入性に寄与するＣｒ量が欠乏する。そのため、十分な焼入性が確保できない。転走面１１Ａ，１２Ａ，１３Ａの表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量％以下とすることで、窒化による寿命向上の効果を十分に得ることができ、十分な焼入性を確保することもできる。
【０２１８】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、転動体として玉１３は、窒化処理されたＪＩＳ規格ＳＵＪ２であってもよい。この場合、玉１３は、焼入れされている。また、玉１３は窒化処理された転走面１３Ａを有している。転走面１３Ａに窒化処理を施すことによって玉１３が塑性変形しにくくなる。玉１３の転走面１３Ａに窒化処理を施すことによって玉１３が塑性変形しにくくなることで、耐水素脆性が向上する。
【０２１９】
玉１３に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下である。圧痕深さは、目安として０．２μｍ以下であれば塑性変形しにくいといえる。そこで、焼戻温度と圧痕深さとの関係を詳細に調査したところ、２４０℃以上３００℃以下で焼戻処理を施せば、軸受部材に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下となることがわかった。
【０２２０】
玉１３の転走面１３ＡのロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ６１．２以上ＨＲＣ６３．３以下である。焼戻温度２４０℃以上３００℃以下の範囲における玉１３の転走面のロックウェルＣスケール硬さは、ＨＲＣ６１．２以上ＨＲＣ６３．３以下となることがわかった。
【０２２１】
したがって、窒化処理された転走面１３Ａを有する玉１３に焼戻温度２４０℃以上３００℃以下で焼戻しを施すことにより、塑性変形しにくくして原子空孔を生成しにくくすることができる。これにより、耐水素脆性を向上することができるので水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【０２２２】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、玉１３の転走面１３Ａの表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量％以下である。
【０２２３】
玉１３の転走面１３Ａの表面窒化濃度は０．０５質量％未満では窒化による寿命向上の効果が十分に得られない。玉１３の転走面１３Ａの表面窒化濃度が０．４質量％より大きいとＣｒ炭窒化物が多く生成されるため焼入性に寄与するＣｒ量が欠乏する。そのため、十分な焼入性が確保できない。玉１３の転走面１３Ａの表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量％以下とすることで、窒化による寿命向上の効果を十分に得ることができ、十分な焼入性を確保することもできる。
【０２２４】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、転動体として玉１３は、窒化処理されていないＪＩＳ規格ＳＵＪ２であってもよい。この場合、玉１３に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重１．９７ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下である。圧痕深さは、目安として０．２μｍ以下であれば塑性変形しにくいといえる。そこで、焼戻温度と圧痕深さとの関係を詳細に調査したところ、２４０℃以上２８０℃以下で焼戻処理を施せば、軸受部材に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重１．９７ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより軸受部材に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下となることがわかった。
【０２２５】
したがって、窒化処理された転走面１３Ａを有していない玉１３に焼戻温度を２４０℃以上２８０℃以下で焼戻しを施すことにより、塑性変形しにくくして原子空孔を生成しにくくすることができる。これにより、耐水素脆性を向上することができるので水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【０２２６】
本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、転動体全体のロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ５７．０以上ＨＲＣ５８．９以下である。焼戻温度２４０以上２８０以下の範囲における転動体全体のロックウェルＣスケール硬さは、ＨＲＣ５７．０以上ＨＲＣ５８．９以下である。
【０２２７】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、転動体がセラミックスを含む材質よりなっていてもよい。これにより、転動体が水素脆性を示さないセラミックスを含んでいるため、耐水素脆性を向上することができるので水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【０２２８】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、転動体を保持するための保持器をさらに備え、保持器が金属を含む材質よりなっていてもよい。これにより、通電が起きる条件下では、金属保持器の方が樹脂保持器よりも水素脆性起因の早期はく離が起きにくいので、水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【０２２９】
本発明の一実施の形態の転がり軸受の製造方法によれば、円環状の軌道を有する軌道部材としての外輪１１、内輪１２と、軌道部材としての外輪１１、内輪１２に接触し、円環状の軌道上に転動自在に配置された複数の転動体としての玉１３とを備え、以下の工程を有している。軌道部材としての外輪１１、内輪１２および転動体としての玉１３のうち少なくとも１つの軸受部材を、ＪＩＳ規格ＳＵＪ３の材質からなるように準備する。軸受部材の転走面１１Ａ、１２Ａ、１３Ａに窒化処理を施して焼入れする。焼入れられた軸受部材を２８０℃以上３２０℃以下で焼戻しする。
【０２３０】
軸受部材の転走面１１Ａ、１２Ａ、１３Ａに窒化処理を施して焼入れすることにより軸受部材としての外輪１１、内輪１２、玉１３が塑性変形しにくくする。軸受部材の転走面１１Ａ、１２Ａ、１３Ａに窒化処理を施して軸受部材が塑性変形しにくくなることで、軸受部材の耐水素脆性が向上する。
【０２３１】
焼入れられた軸受部材を２８０℃以上３２０℃以下で焼戻しすることにより、軸受部材を塑性変形しにくくして原子空孔を生成しにくくすることができる。これにより、耐水素脆性を向上することができるので水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【０２３２】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受の製造方法によれば、窒化処理は８５０℃の温度でＲＸガスにアンモニアガスを添加した雰囲気中で行われる。これにより、軸受部材の転走面１１Ａ、１２Ａ、１３Ａに十分な窒化処理を施して軸受部材が塑性変形しにくくなることで、軸受部材の耐水素脆性を向上することができる。
【０２３３】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、図１に示すように、モータ９０の主軸９２と、主軸９２の外周面に対向するように配置されるハウジング９３とをさらに備え、主軸９２をハウジング９３に対して回転可能に支持してもよい。これにより、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命なモータ用転がり軸受を提供することができる。
【０２３４】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、図６に示すように、工作機械１００の主軸１０１と、主軸１０１の外周面に対向するように配置されるハウジング１０２とをさらに備え、主軸１０１をハウジング１０２に対して回転可能に支持してもよい。これにより、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命な工作機械主軸用転がり軸受を提供することができる。また、高速回転時の発熱の原因となる軸受の摩擦トルクを低減するため潤滑油の油膜厚さを減少させた使用条件下においても長寿命な工作機械主軸用転がり軸受を提供することができる。
【０２３５】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、一般的なグリース潤滑やエアオイル潤滑の場合でも有効であるが、少量の潤滑油で潤滑することにより軌道部材と転動体との間の油膜が薄い場合には特に有効である。
【０２３６】
上記の油量を削減しつつ、さらに低粘度の潤滑油を使用する潤滑装置４０では、高速回転する工作機械主軸用転がり軸受で一般的に使用されるエアオイル潤滑よりさらに高速で運転されるためスターベーションが発生しやすい。そのためエアオイル潤滑に比べて油膜は薄くなっている。このため、この潤滑装置４０では、水素が侵入しやすくなるので水素脆性起因の早期はく離の可能性が高くなる。しかしながら、本発明の一実施の形態の転がり軸受を適用することで、水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【０２３７】
また、上記の毛細管現象を利用する潤滑装置６０では、通常のグリース潤滑以上の速度で運転する場合にはスターベーションが発生しやすい。このため、この潤滑装置６０でも水素が侵入しやすくなるので水素脆性起因の早期はく離が発生する可能性が高くなる。しかしながら、本発明の一実施の形態の転がり軸受を適用することで、水素脆性起因の早期はく離を抑制できる。
【０２３８】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、図１１に示すように、車輪１２０の回転側部材と、回転側部材の外周面に対向するように配置される固定側部材とをさらに備え、回転側部材を固定側部材に対して回転可能に支持していてもよい。これにより、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命な車輪用転がり軸受を提供することができる。また、軸受が振動する条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、長寿命な車輪用転がり軸受を提供することができる。
【０２３９】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、図１３に示すように、オルタネータ２００の主軸２０１と、主軸２０１の外周面に対向するように配置されるハウジング２０５とをさらに備え、主軸２０１をハウジング２０５に対して回転可能に支持していてもよい。これにより、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命なオルタネータ用転がり軸受を提供することができる。特に急加減速条件下で接触要素間にすべりが生じる影響により水素脆性起因の早期はく離が起きやすい使用条件下において、水素脆性起因の早期はく離を抑制することにより長寿命なオルタネータ用転がり軸受を提供することができる。また、サーペンタイン化に伴う負荷荷重の増加および荷重変動の増大によって従来よりもすべりが誘発される条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、長寿命なオルタネータ用転がり軸受を提供することができる。
【０２４０】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、図１４に示すように、主軸２１８と、主軸２１８の外周面に対向するように配置されるプーリ本体２１１とをさらに備え、主軸２１８をプーリ本体２１１に対して回転可能に支持していてもよい。これにより、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命なプーリ用転がり軸受を提供することができる。また、サーペンタイン化に伴う負荷荷重の増加および荷重変動の増大によって従来よりもすべりが誘発される条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、長寿命なプーリ用転がり軸受を提供することができる。
【０２４１】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、図１５に示すように、カーエアコン電磁クラッチプーリ２３７と、カーエアコン電磁クラッチプーリ２３７の内周面に対向するように配置されるプーリ用軸受支持部材２３４とをさらに備え、カーエアコン電磁クラッチプーリ２３７をプーリ用軸受支持部材２３４に対して回転可能に支持していてもよい。これにより、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命なカーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受を提供することができる。また、サーペンタイン化に伴う負荷荷重の増加および荷重変動の増大によって従来よりもすべりが誘発される条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、長寿命なカーエアコン電磁クラッチプーリ用転がり軸受を提供することができる。
【０２４２】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、図１６に示すように、無段変速機２４０のプーリ軸２４１と、プーリ軸２４１の外周面に対向するように配置されるハウジング２４６とをさらに備え、プーリ軸２４１をハウジング２４６に対して回転可能に支持していてもよい。これにより、水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので、軸受に水が混入する条件下、すべりを伴う条件下、通電が起きる条件下などの厳しい使用条件下においても長寿命な無段変速機用転がり軸受を提供することができる。また、軸受のアキシャルすきまを抑えるために軸受内外輪の溝曲率が小さく設定されたことにより軸受運転時の差動すべりが大きくなる条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので長寿命な無段変速機用転がり軸受を提供することができる。
【０２４３】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受は、図１７に示すように、シェル形針状ころ軸受２５０であってもよい。シェル形針状ころ軸受は、急加減速などのすべりを伴う条件下、特に、電磁クラッチの切り替えにより急加減速する自動車のエアーコンプレッサの支持に用いられる場合、始動時の加速が早いＡＢＳポンプの支持に用いられる場合、汎用エンジンのコンロッドの大端に用いられる場合などに、転動体にすべりが生じやすく、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、このような条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので長寿命なシェル形針状ころ軸受２５０を提供することができる。
【０２４４】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受は、図１８に示すように、ソリッド形針状ころ軸受２６０であってもよい。ソリッド形針状ころ軸受は、急加減速などのすべりを伴う条件下、特に、電磁クラッチの切り替えにより急加減速する自動車のエアーコンプレッサの支持に用いられる場合、始動時の加速が早いトランスミッションの支持に用いられる場合、汎用エンジンのコンロッドの大端に用いられる場合などに、接触要素間にすべりが生じやすく、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、このような条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので長寿命なソリッド形針状ころ軸受２６０を提供することができる。
【０２４５】
また、本発明の一実施の形態の転がり軸受は、図１９に示すように、スラスト針状ころ軸受２７０であってもよい。スラスト針状ころ軸受は、転動体内外の周速差により、運転中は絶えず転動輪との間にすべりが生じており、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。スラスト針状ころ軸受は、急加減速などのすべりを伴う条件下でも水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、このような条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので長寿命なスラスト針状ころ軸受２７０を提供することができる。
【０２４６】
また、本発明の一実施の形態の針状ころ軸受は、図２０および図２１に示すように、保持器２５３を含んでいてもよい。保持器付き針状ころ軸受は、急加減速などのすべりを伴う条件下、特に、始動時の加速が速い自動車のトランスミッションのアイドラー軸受として用いられる場合、ＣＶＴの遊星ピニオン支持軸受として用いられる場合、二輪エンジンや汎用エンジンのコンロッドの大端用軸受として用いられる場合などに、転動体にすべりが生じやすく、水素脆性起因の早期はく離が起きることがある。本発明の一実施の形態の転がり軸受によれば、このような条件下においても水素脆性起因の早期はく離を抑制できるので長寿命な保持器付き針状ころ軸受２８０を提供することができる。
【実施例】
【０２４７】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
本発明の転がり軸受の軌道部材および転動体の機械的特性を評価するため、下記の試験を行なった。以下、各試験の試験手順、試験条件、試験結果について説明する。本発明のＳＵＪ３は、ＪＩＳ規格ＳＵＪ３の化学成分を有してればよいが、本実施例では一例として表１に示す化学成分を有するＳＵＪ３を試験片とした。本実施例のＳＵＪ３には化学成分として、Ｃ（炭素）、Ｓｉ（珪素）、Ｍｎ（マンガン）、Ｐ（リン）、Ｓ（硫黄）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｏ（酸素）が含まれている。
【０２４８】
【表１】
【０２４９】
（１）圧痕付け試験
直径１２ｍｍ、幅２ｍｍで幅面が粒径１μｍのダイヤモンドペーストで鏡面に最終仕上げされた円板状の複数の試験片を作成した。熱処理は、複数の試験片に対して、それぞれ８５０℃のＲＸガスにアンモニアガスを添加した雰囲気中で１８０分間加熱してずぶ焼入を施した。その後、各試験片に対して、それぞれ１８０℃から３４０℃の複数の焼戻温度で１２０分間の焼戻を施した。その後、各試験片の幅面の平面部分に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を弾性ヘルツ接触計算で最大接触面圧が４．４ＧＰａとなる荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより試験片に形成された圧痕の深さを測定した。なお、弾性ヘルツ接触計算では、ＳＵＪ３のヤング率とポアソン比とは、実測値で焼戻温度に依存しなかった２０４ＧＰａと０．３とを用いた。ＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球のヤング率とポアソン比も、２０４ＧＰａと０．３とを用いた。表２および図２２に試験結果を示し、焼戻温度と圧痕深さとの関係を示す。
【０２５０】
【表２】
【０２５１】
図２２を参照して、３００℃付近の焼戻で最も圧痕が浅くなった。すなわち、転がり軸受の軌道部材と転動体との接触要素間に作用する実用最大接触面圧以下では、焼戻温度３００℃付近で最も塑性変形しにくくなるといえる。目安として、圧痕深さが０．１μｍ以下となる焼戻温度である、２８０℃以上３２０℃以下の範囲であれば塑性変形しにくいといえる。原子空孔は塑性変形によって、つまり転位の相互作用で生成するので、塑性変形しにくい方が耐水素脆性に優れる。したがって、２８０℃以上３２０℃以下の範囲で耐水素脆性に優れていることがわかった。
【０２５２】
（２）ＨＲＣ（ロックウェルＣスケール）硬さ試験
硬さは焼戻温度の上昇につれて低下するのは周知のことであるが、これは硬さ測定では極めて大きな塑性変形を与えるからである。たとえば、鋼のＨＲＣ（ロックウェルＣスケール）硬さ測定(先端半径０．２ｍｍの円錐ダイヤモンド圧子、押し込み荷重は１５０ｋｇｆ)における弾性ヘルツ接触計算での最大接触面圧は６３．８ＧＰａにもなる。なお、弾性ヘルツ接触計算では、鋼のヤング率とポアソン比は２０４ＧＰａと０．３とを用い、圧子のヤング率とポアソン比とは１１４１ＧＰａと０．０７とを用いた。
【０２５３】
上記（２）圧痕付け試験と同じ寸法であり、かつ同じ条件で熱処理された試験片のＨＲＣ硬さを測定した。表３および図２３に試験結果を示し、焼戻温度とＨＲＣ硬さとの関係を示す。
【０２５４】
【表３】
【０２５５】
図２３を参照して、焼戻温度が２８０℃以上３２０℃以下の範囲におけるＨＲＣ硬さはＨＲＣ６０．５以上ＨＲＣ６２．１以下となった。
【０２５６】
（３）表面窒化濃度測定試験
表面窒化濃度についてElectron Probe Micro Analyzer(ＥＰＭＡ)によって測定した。具体的には表４に示す測定条件で測定した。つまり、測定機器の型式として島津製作所製ＥＰＭＡ−１６００を用いて、加速電圧１５ｋＶ、スポット径２μｍ、測定間隔２μｍ、測定時間１ｓｅｃ（秒）で測定した。
【０２５７】
【表４】
【０２５８】
測定方法としては、上記（１）圧痕付け試験と同じ寸法であり、かつ同じ条件で熱処理された試験片を表面と内部とが断面に現れるように切断した。切断された試験片ＴＰを図２４に示すように樹脂ＲＥに埋め込み、鏡面研磨を行った。続いて、研磨した表面を脱脂した。その後、図２４中矢印方向（試験片の表面側ＴＰＳから内部に向かう方向）にＥＰＭＡによって鋼中の窒素濃度分布を測定した。これにより、転走面に相当する試験片において表面からの深さ方向の窒素濃度分布を測定した。表５および図２５に試験結果を示し、窒素濃度と表面からの深さとの関係を示す。なお表５および図２５は、便宜のため測定された値の一部で作成されている。
【０２５９】
【表５】
【０２６０】
表５および図２５を参照して、この試験片では表面の窒素濃度は、０．４質量％程度となった。ここで、表面とは表面からの深さが０から０．０１ｍｍまでの範囲である。窒素濃度は、表面からの深さが０．０５ｍｍ程度で０．１質量％程度となり、表面からの深さが０．３７ｍｍで０．００９７質量％と非常に小さくなり、表面からの深さが０．４１ｍｍ以上では略０になった。
（４）水混入油中での転がり疲労試験
水が混入する転がり接触条件下では水が分解することにより水素が発生し、それが鋼中に侵入して早期はく離が起きる。そこで水混入油中での転がり疲労試験を行った。
【０２６１】
図２６を参照して、テーパ形状外輪試験片８０を作成した。テーパ形状外輪試験片８０の寸法は、幅Ｗ１４ｍｍ（公差＋０、−０．０１ｍｍ）、外径ＯＤφ７２ｍｍ（公差＋０、−０．０１ｍｍ）、テーパ形状が狭まる側の内径ＩＤ１φ５１．１９ｍｍ（公差±０．０２５ｍｍ）、テーパ形状が拡がる側の内径ＩＤ２φ６７．１２ｍｍ（公差±０．０２５ｍｍ）およびテーパ形状間の対向する角度Ａ５９．３°（公差±０．５°）である。熱処理後は研削仕上げを行い、内径軌道面は面粗さＲｑ（二乗平均粗さ）０．０３μｍに超仕上げを行った。
【０２６２】
熱処理は、８５０℃ののＲＸガスにアンモニアガスを添加した雰囲気中で１８０分間加熱してずぶ焼入を施した。その後、本実施例では、上記（１）圧痕付け試験で最も圧痕が付きにくかった焼戻温度である３００℃で１２０分間の焼戻を施した。一方、本実施例と比較するための比較例では、標準焼戻温度である１８０℃で１２０分間の焼戻を施した。
【０２６３】
図２７を参照して、試験は、テーパ形状外輪試験片８０にアンギュラ玉軸受（ＪＩＳ規格７３０６Ｂ）の内輪８１、１３個の鋼球８２、保持器８３を組み合わせて行った。アンギュラ玉軸受の内輪８１と鋼球８２とはＳＵＪ２標準焼入焼戻品である。水混入油は、ＩＳＯ ＶＧ１００の無添加タービン油(密度０．８８７ｇ／ｃｍ3、４０℃での動粘度１００．９ｍｍ2／ｓ、１００℃での動粘度１１．６８ｍｍ2／ｓ）に７質量％（公差±０．０１質量％）の純水を混入して作成した。水混入油作成後、水が蒸発しないように食品包装用の薄いフィルムで封をし、２時間以上スターラーで攪拌した。その後、その水混入油で試験を行なった。水混入油は６０ｍＬ注入した。図２７に示すようにテーパ形状のため図中矢印Ｙの方向に水混入油の流れが生じる。図示しないハウジングに設けた水混入油の出入口をナイロンチューブでつないで水混入油を循環させた。
【０２６４】
アキシャル荷重Ｆａ（２．９４ｋＮ）のみを作用させ、１分間に２７３３回転の回転数で内輪を回転させた。このときの弾性ヘルツ接触計算での外輪と鋼球間の最大接触面圧は３ＧＰａである。なお、弾性ヘルツ接触計算では、テーパ形状外輪試験片８０およびＳＵＪ２製鋼球８２のヤング率とポアソン比は、２０４ＧＰａと０．３とした。水混入を無視した弾性流体潤滑計算での外輪と鋼球間の油膜パラメータは約３である。ただし、鋼球の面粗さは、実測値Ｒｑで０．０１７８μｍで一定とした。テーパ形状外輪試験片８０単体の計算寿命Ｌ10hは、２円筒モデルに変換して計算すると２６１１時間である。ただし、すべりの影響は無視した。はく離の検出は振動計で行った。試験は２０時間行い、その間にはく離しなければ、新たに作製した水混入油に交換した。はく離が生じるまで、２０時間の試験と水混入油の交換を繰り返した。
【０２６５】
試験は本実施例、比較例ともに５個ずつ行った。はく離はすべてテーパ形状外輪試験片８０に生じ、すべて表層内部を起点とする形態であった。ＳＵＪ２製鋼球８２は標準焼入焼戻品だが、はく離は生じなかった。これはテーパ形状外輪試験片８０に比べて鋼球８２は有効負荷体積が大きいためと考えられる。
【０２６６】
表６に試験結果を示し、本実施例と比較例のはく離寿命を２母数ワイブル分布に当てはめて求めたＬ10、Ｌ50およびワイブルスロープ(形状母数)ｅを示す。
【０２６７】
【表６】
【０２６８】
比較例のＬ10は４３．７時間であり、計算寿命Ｌ10hである２６１１時間の約６０分の１であった。それに対し、本実施例のＬ10は、７２５．１時間と計算寿命Ｌ10hには及ばなかったものの、比較例に対して約１６倍の長寿命を示した。このことから本実施例は水素脆性起因の早期はく離を起きにくくする効果を有することがわかった。
【０２６９】
なお、ＪＩＳ規格ＳＵＪ３に規定された範囲の化学成分を有するＳＵＪ３において、本実施例と同様の試験結果が得られることを確認した。
【０２７０】
（実施例２）
本発明の転がり軸受のＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなる転動体が窒化処理された場合の転動体の機械的特性を評価するため、以下、各試験の試験手順、試験条件、試験結果について説明する。なお、上記の実施例１と同様の事項について、下記に示す以外の事項は説明を繰り返さない。本発明の転がり軸受の転動体を構成するＳＵＪ２は、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２の化学成分を有してればよいが、本実施例では一例として表７に示す化学成分を有するＳＵＪ２を試験片とした。本実施例のＳＵＪ２には化学成分として、Ｃ（炭素）、Ｓｉ（珪素）、Ｍｎ（マンガン）、Ｐ（リン）、Ｓ（硫黄）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｏ（酸素）が含まれている。
【０２７１】
【表７】
【０２７２】
（１）圧痕付け試験
直径１２ｍｍ、幅２ｍｍで幅面が粒径１μｍのダイヤモンドペーストで鏡面に最終仕上げされた円板状の複数の試験片を作成した。熱処理は、複数の試験片に対して、それぞれ８５０℃のＲＸガスにアンモニアガスを添加した雰囲気中で１８０分間加熱し窒化処理を施して焼入した。その後、各試験片に対して、それぞれ１８０℃から３２０℃の複数の焼戻温度で１２０分間の焼戻を施した。その後、各試験片の幅面の平面部分に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を弾性ヘルツ接触計算で最大接触面圧が４．４ＧＰａとなる荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより試験片に形成された圧痕の深さを測定した。なお、弾性ヘルツ接触計算では、ＳＵＪ２のヤング率とポアソン比とは、実測値で焼戻温度に依存しなかった２０４ＧＰａと０．３とを用いた。ＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球のヤング率とポアソン比も、２０４ＧＰａと０．３とを用いた。表８および図２８に試験結果を示し、焼戻温度と圧痕深さとの関係を示す。
【０２７３】
【表８】
【０２７４】
図２８を参照して、２６０℃付近の焼戻で最も圧痕が浅くなった。すなわち、転がり軸受の軌道部材と転動体との接触要素間に作用する実用最大接触面圧以下では、焼戻温度２６０℃付近で最も塑性変形しにくくなるといえる。目安として、圧痕深さが０．２μｍ以下となる焼戻温度である、２４０℃以上３００℃以下の範囲であれば塑性変形しにくいといえる。原子空孔は塑性変形によって、つまり転位の相互作用で生成するので、塑性変形しにくい方が耐水素脆性に優れる。したがって、２４０℃以上３００℃以下の範囲で耐水素脆性に優れていることがわかった。
【０２７５】
（２）ＨＲＣ（ロックウェルＣスケール）硬さ試験
上記（１）圧痕付け試験と同じ寸法であり、かつ同じ条件で熱処理された試験片のＨＲＣ硬さを測定した。表９および図２９に試験結果を示し、焼戻温度とＨＲＣ硬さとの関係を示す。
【０２７６】
【表９】
【０２７７】
図２９を参照して、焼戻温度が２４０℃以上３００℃以下の範囲におけるＨＲＣ硬さはＨＲＣ６１．２以上ＨＲＣ６３．３以下となった。
【０２７８】
（３）表面窒化濃度測定試験
表面窒化濃度についてElectron Probe Micro Analyzer(ＥＰＭＡ)によって測定した。具体的には表４に示す測定条件で測定した。測定方法としては、上記（１）圧痕付け試験と同じ寸法であり、かつ同じ条件で熱処理された試験片を実施例１と同様の方法で測定した。表１０および図３０に試験結果を示し、窒素濃度と表面からの深さとの関係を示す。
【０２７９】
【表１０】
【０２８０】
表１０および図３０を参照して、この試験片では表面の窒素濃度は、０．４質量％程度となった。ここで、表面とは表面からの深さが０から０．０１ｍｍまでの範囲である。窒素濃度は、表面から深くなるにつれて小さくなる。窒化濃度は、表面からの深さが０．０４８ｍｍで０．２質量％程度となり、表面からの深さが０．３１ｍｍで０．００９７質量％と非常に小さくなり、表面からの深さが０．４１ｍｍ以上では略０になった。
（４）水混入油中での転がり疲労試験
図２６に示すテーパ形状外輪試験片８０を作成した。実施例１と同様に、図２６を参照して、試験は、テーパ形状外輪試験片８０にアンギュラ玉軸受（ＪＩＳ規格７３０６Ｂ）の内輪８１、１３個の鋼球８２、保持器８３を組み合わせて行った。これらを用いて、実施例１と同様の試験を行った。
【０２８１】
表１１に試験結果を示し、本実施例と比較例のはく離寿命を２母数ワイブル分布に当てはめて求めたＬ10、Ｌ50およびワイブルスロープ(形状母数)ｅを示す。
【０２８２】
【表１１】
【０２８３】
比較例のＬ10は４２．８時間であり、計算寿命Ｌ10hである２６１１時間の約６０分の１であった。それに対し、実施例のＬ10は、５６０．３時間と計算寿命Ｌ10hにはおよばなかったものの、比較例に対して約１３倍の長寿命を示した。このことから実施例は水素脆性起因の早期はく離を起きにくくする効果を有することがわかった。
【０２８４】
（実施例３）
本発明の転がり軸受のＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなる転動体が窒化処理されていない場合の転動体の機械的特性を評価するため、以下、各試験の試験手順、試験条件、試験結果について説明する。なお、上記の実施例１または２と同様の事項について、下記に示す以外の事項は説明を繰り返さない。本発明の転がり軸受の転動体を構成するＳＵＪ２は、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２の化学成分を有してればよいが、本実施例では一例として表７に示す化学成分を有するＳＵＪ２を試験片とした。
【０２８５】
（１）圧痕付け試験
直径１２ｍｍ、幅２ｍｍで幅面が粒径１μｍのダイヤモンドペーストで鏡面に最終仕上げされた円板状の複数の試験片を作成した。熱処理は、複数の試験片に対して、それぞれ８５０℃のＲＸガス雰囲気中で８０分間加熱してずぶ焼入を施した。その後、各試験片に対して、それぞれ１８０℃から３５０℃の複数の焼戻温度で１２０分間の焼戻を施した。その後、各試験片の幅面の平面部分に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を弾性ヘルツ接触計算で最大接触面圧が３．８ＧＰａとなる荷重１．９７ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより試験片に形成された圧痕の深さを測定した。なお、弾性ヘルツ接触計算では、ＳＵＪ２のヤング率とポアソン比とは、実測値で焼戻温度に依存しなかった２０４ＧＰａと０．３とを用いた。ＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球のヤング率とポアソン比も、２０４ＧＰａと０．３とを用いた。表１２および図３１に試験結果を示し、焼戻温度と圧痕深さとの関係を示す。
【０２８６】
【表１２】
【０２８７】
図３１を参照して、２６０℃付近の焼戻で最も圧痕が浅くなった。すなわち、転がり軸受の軌道部材と転動体との接触要素間に作用する実用最大接触面圧以下では、焼戻温度２６０℃付近で最も塑性変形しにくくなるといえる。目安として、圧痕深さが０．２μｍ以下となる焼戻温度である、２４０℃以上２８０℃以下の範囲であれば塑性変形しにくいといえる。原子空孔は塑性変形によって、つまり転位の相互作用で生成するので、塑性変形しにくい方が耐水素脆性に優れる。したがって、２４０℃以上２８０℃以下の範囲で耐水素脆性に優れていることがわかった。
【０２８８】
（２）ＨＲＣ（ロックウェルＣスケール）硬さ試験
上記（１）圧痕付け試験と同じ寸法であり、かつ同じ条件で熱処理された試験片のＨＲＣ硬さを測定した。表１３および図３２に試験結果を示し、焼戻温度とＨＲＣ硬さとの関係を示す。
【０２８９】
【表１３】
【０２９０】
図３２を参照して、焼戻温度が２４０℃以上２８０℃以下の範囲におけるＨＲＣ硬さはＨＲＣ５７．０以上ＨＲＣ５８．９以下となった。
【０２９１】
（３）水混入油中での転がり疲労試験
図２６に示すテーパ形状外輪試験片８０を作成した。実施例２とは熱処理が異なっている。熱処理は、８５０℃ののＲＸガス雰囲気中で８０分間加熱してずぶ焼入を施した。その後、実施例では、上記（１）圧痕付け試験で最も圧痕が付きにくかった焼戻温度である２６０℃で１２０分間の焼戻を施した。一方、実施例と比較するための比較例では、標準焼戻温度である１８０℃で１２０分間の焼戻を施した。
【０２９２】
実施例２と同様に、図２６を参照して、試験は、テーパ形状外輪試験片８０にアンギュラ玉軸受（ＪＩＳ規格７３０６Ｂ）の内輪８１、１３個の鋼球８２、保持器８３を組み合わせて行った。これらを用いて、実施例１と同様の試験を行った。本実施例では５質量％（公差±０．０１質量％）の純水を混入して水混入油を作成した。これ以外については実施例２と同様の条件で試験を行った。
【０２９３】
表１４に試験結果を示し、本実施例と比較例のはく離寿命を２母数ワイブル分布に当てはめて求めたＬ10、Ｌ50およびワイブルスロープ(形状母数)ｅを示す。
【０２９４】
【表１４】
【０２９５】
比較例のＬ10は３３．７時間であり、計算寿命Ｌ10hである２６１１時間の約１００分の１であった。それに対し、本実施例のＬ10は、５１７．３時間と計算寿命Ｌ10hには及ばなかったものの、比較例に対して約１５倍の長寿命を示した。このことから本実施例は水素脆性起因の早期はく離を起きにくくする効果を有することがわかった。
【０２９６】
なお、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２に規定された範囲の化学成分を有するＳＵＪ２において、実施例２および実施例３と同様の試験結果が得られることを確認した。
【０２９７】
上記の本発明の一実施の形態は適時組み合わせられる。
今回開示された実施の形態および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を意図される。
【産業上の利用可能性】
【０２９８】
本発明は、軌道部材および転動体のうち少なくとも１つの軸受部材がＪＩＳ規格ＳＵＪ３からなる転がり軸受および転がり軸受の製造方法に特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【０２９９】
１ グリース封入深溝玉軸受、１０，３０，５０ アンギュラ玉軸受、１１，２６１ 外輪、１１Ａ 外輪転走面、１１ｂ 段差面、１２ 内輪、１２Ａ 内輪転走面、１２Ｂ 斜面部、１３ 玉、１３Ａ 玉転走面、１４，２５３ 保持器、１５ シール部材、１６ グリース組成物、２０ 円筒ころ軸受、２３Ａ ころ転走面、３１ 潤滑油導入部材、３１ａ 鍔状部、３１ｂ シール部、３１ｃ 潤滑油供給路、３１ｄ 吐出口、３１ｅ 排油円周溝、３２ 蓋部材、３３ 内輪間座、３４ 油受け円周溝、４０，６０ 潤滑装置、６１ 間座、６２ グリース溜まり形成部材、６２ａ 先端部、６３ グリース溜まり部、６４ 流路、６５ 隙間、６６ テーパ面、８０ テーパ形状外輪試験片、８１ 内輪、８２ 鋼球、８３ 保持器、９０，１０３ モータ、９１ ロータ、９２，１０１，２２３ 主軸、９２Ａ 外周面、９３ フレーム、９４ 整流子、９５ ブラシ、９６ ステータ、１００ 工作機械、１０１Ａ 外周面、１０１Ｂ 先端、１０２，２２１ ハウジング、１０２Ａ 内壁、１０３Ａ モータステータ、１０３Ｂ モータロータ、１１０ 複列アンギュラ玉軸受、１１１ ホイール、１１２ タイヤ、１１３ ハブ輪、１１４ ナックル、１１５ 磁気エンコーダ、１１６ 磁気センサ、１２０ 車輪、２００ オルタネータ、２０１，２１８ シャフト、２０２ ロータ、２０３ ステータ、２０４ プーリ、２０５ ハウジング、２１０ プーリ、２１１ プーリ本体、２２０ コンプレッサ、２２２ 斜板、２２４ ピストン、２２５ 回転部材、２２６ ピストンロッド、２３０ コンプレッサ用プーリ機構、２３１ 回転部材・プーリ支持部材軸受、２３２ 主軸支持軸受、２３３ 斜板支持軸受、２３４ プーリ用軸受支持部材、２３５ クラッチ用電磁石、２３６ 動力伝達部材、２３７ カーエアコン電磁クラッチプーリ、２４０ ベルト式無段変速機、２４１ プライマリプーリ軸、２４２ プライマリプーリ、２４２ａ プライマリプーリ固定シーブ、２４２ｂ プライマリプーリ可動シーブ、２４３ セカンダリプーリ軸、２４４ セカンダリプーリ、２４４ａ セカンダリプーリ固定シーブ、２４４ｂ セカンダリプーリ可動シーブ、２４５ 無端ベルト、２４６ ケーシング、２５０ シェル形針状ころ軸受、２５１ シェル外輪、２５１ａ 鍔部、２５２ 針状ころ、２６０ ソリッド形針状ころ軸受、２７０ スラスト針状ころ軸受、２７１ 軌道盤、２７１ａ 軌道盤外径部、２７１ｂ 軌道盤突出部、２８０ 保持器付き針状ころ軸受。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状の軌道を有する軌道部材と、
前記軌道部材に接触し、円環状の前記軌道上に転動自在に配置された複数の転動体とを備え、
前記軌道部材および前記転動体のうち少なくとも１つの軸受部材は、ＪＩＳ規格ＳＵＪ３からなり、
前記軸受部材は焼入れされており、かつ
前記軸受部材は窒化処理された転走面を有しており、
前記軸受部材に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより前記軸受部材に形成される圧痕の深さが０．１μｍ以下であり、
前記転走面のロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ６０．５以上ＨＲＣ６２．１以下である、転がり軸受。
【請求項２】
前記転走面の表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量以下である、請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記転動体は、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなり、
前記転動体は焼入れされており、かつ
前記転動体は窒化処理された転走面を有しており、
前記転動体に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより前記転動体に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下であり、
前記転走面のロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ６１．２以上ＨＲＣ６３．３以下である、請求項１または２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記転走面の表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量以下である、請求項３に記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記転動体は、窒化処理されていないＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなり、
前記転動体に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重１．９７ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより前記転動体に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下である、請求項１または２に記載の転がり軸受。
【請求項６】
前記転動体全体のロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ５７．０以上ＨＲＣ５８．９以下である、請求項５に記載の転がり軸受。
【請求項７】
前記転動体がセラミックスを含む材質よりなる、請求項１または２に記載の転がり軸受。
【請求項８】
前記転動体を保持するための保持器をさらに備え、
前記保持器が金属を含む材質よりなる、請求項１〜７のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項９】
円環状の軌道を有する軌道部材と、前記軌道部材に接触し、円環状の前記軌道上に転動自在に配置された複数の転動体とを備えた転がり軸受の製造方法であって、
前記軌道部材および前記転動体のうち少なくとも１つの軸受部材を、ＪＩＳ規格ＳＵＪ３の材質からなるように準備する工程と、
前記軸受部材の転走面に窒化処理を施して焼入れする工程と、
焼入れられた前記軸受部材を２８０℃以上３２０℃以下で焼戻しする工程とを備えた、転がり軸受の製造方法。
【請求項１０】
前記窒化処理は８５０℃の温度でＲＸガスにアンモニアガスを添加した雰囲気中で行われる、請求項９に記載の転がり軸受の製造方法。
【請求項１】
円環状の軌道を有する軌道部材と、
前記軌道部材に接触し、円環状の前記軌道上に転動自在に配置された複数の転動体とを備え、
前記軌道部材および前記転動体のうち少なくとも１つの軸受部材は、ＪＩＳ規格ＳＵＪ３からなり、
前記軸受部材は焼入れされており、かつ
前記軸受部材は窒化処理された転走面を有しており、
前記軸受部材に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより前記軸受部材に形成される圧痕の深さが０．１μｍ以下であり、
前記転走面のロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ６０．５以上ＨＲＣ６２．１以下である、転がり軸受。
【請求項２】
前記転走面の表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量以下である、請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記転動体は、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなり、
前記転動体は焼入れされており、かつ
前記転動体は窒化処理された転走面を有しており、
前記転動体に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重３．１８ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより前記転動体に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下であり、
前記転走面のロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ６１．２以上ＨＲＣ６３．３以下である、請求項１または２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記転走面の表面窒化濃度が０．０５質量％以上０．４質量以下である、請求項３に記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記転動体は、窒化処理されていないＪＩＳ規格ＳＵＪ２からなり、
前記転動体に直径１９．０５ｍｍのＳＵＪ２製標準転がり軸受用鋼球を荷重１．９７ｋＮで押し付け、１０秒間保持した後に除荷することにより前記転動体に形成される圧痕の深さが０．２μｍ以下である、請求項１または２に記載の転がり軸受。
【請求項６】
前記転動体全体のロックウェルＣスケール硬さがＨＲＣ５７．０以上ＨＲＣ５８．９以下である、請求項５に記載の転がり軸受。
【請求項７】
前記転動体がセラミックスを含む材質よりなる、請求項１または２に記載の転がり軸受。
【請求項８】
前記転動体を保持するための保持器をさらに備え、
前記保持器が金属を含む材質よりなる、請求項１〜７のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項９】
円環状の軌道を有する軌道部材と、前記軌道部材に接触し、円環状の前記軌道上に転動自在に配置された複数の転動体とを備えた転がり軸受の製造方法であって、
前記軌道部材および前記転動体のうち少なくとも１つの軸受部材を、ＪＩＳ規格ＳＵＪ３の材質からなるように準備する工程と、
前記軸受部材の転走面に窒化処理を施して焼入れする工程と、
焼入れられた前記軸受部材を２８０℃以上３２０℃以下で焼戻しする工程とを備えた、転がり軸受の製造方法。
【請求項１０】
前記窒化処理は８５０℃の温度でＲＸガスにアンモニアガスを添加した雰囲気中で行われる、請求項９に記載の転がり軸受の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【公開番号】特開２０１２−１０７６７６（Ｐ２０１２−１０７６７６Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５５９０１（Ｐ２０１０−２５５９０１）
【出願日】平成２２年１１月１６日（２０１０．１１．１６）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１６日（２０１０．１１．１６）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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