(57)【要約】【課題】軸受の剥離を抑制し、かつ軸受隙間の狭小化を抑制することが可能な転がり軸受を提供する。【解決手段】深溝玉軸受１は、内周面に外輪転走面１１を有する外輪１０と、外周面２１に内輪転走面２４を有し、内輪転走面２４が外輪転走面１１に対向するように配置される内輪２０と、外輪転走面１１および内輪転走面２４に接触し、円環状の軌道上に並べて配置される複数のボール３０とを備えている。内輪２０には、内輪転走面２４を含み、窒素濃度が０．０５質量％以上である窒素富化層２０Ａと、内輪転走面２４以外の内輪２０の表面を含み、窒素濃度が窒素富化層２０Ａよりも小さい部分２０Ｂとが形成されている。【選択図】図３
2014149011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪転走面を有する外輪と、
外周面に内輪転走面を有し、前記内輪転走面が前記外輪転走面に対向するように配置される内輪と、
前記外輪転走面および前記内輪転走面に接触し、円環状の軌道上に並べて配置される複数の転動体とを備え、
前記内輪には、
前記内輪転走面を含み、窒素濃度が０．０５質量％以上である窒素富化層と、
前記内輪転走面以外の前記内輪の表面を含み、窒素濃度が前記窒素富化層よりも小さい部分とが形成されている、転がり軸受。
【請求項２】
前記内輪転走面以外の前記内輪の前記表面は、前記内輪の内周面、前記内輪転走面以外の前記外周面の部分である端面、および前記内輪の内周面と前記外周面とを接続する幅面のうち少なくともいずれかの面である、請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記内輪の前記内周面、前記端面および前記幅面のうち少なくともいずれかの面には、溝部が形成されている、請求項２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記端面および前記幅面のうち少なくともいずれかの面には、孔部が形成されている、請求項２または３に記載の転がり軸受。
【請求項５】
ｄｎ値が４０００００を超える回転に使用される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の転がり軸受。
【請求項６】
モータ用転がり軸受である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の転がり軸受。
【請求項７】
トランスミッション用転がり軸受である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に関するものであり、より特定的には、軸受の剥離を抑制し、かつ軸受隙間の狭小化を抑制することが可能な転がり軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などのトランスミッションや減速機に用いられる軸受は、ギアの摩耗粉などの異物が混入した潤滑下で使用されるため、異物が転走面に噛み込むことにより軸受の剥離が生じるという問題がある。そのため、このような用途に使用される軸受では、熱処理などの軸受の早期剥離を防止するための対策が必要となる。たとえば特開平０７−１９００７２号公報（以下、特許文献１という）では、浸炭窒化処理により軸受の表層部における残留オーステナイト量を増加させ、異物に対する軸受の耐久性を向上させる方法が開示されている。
【０００３】
また、近年の電気自動車やハイブリッド自動車に用いられる軸受は、モータの小型化などの影響により高速回転下で使用される。このような用途に使用される軸受としては、たとえば特開２００６−２２６４３０号公報（以下、特許文献２という）、特開２００６−２２６４４７号公報（以下、特許文献３という）、特開２００６−２２６４４８号公報（以下、特許文献４という）、特開２００８−６４２２１号公報（以下、特許文献５という）および特開２００９−２８１３９９号公報（以下、特許文献６という）において、冠型の合わせ保持器を用いることにより、高速回転下における使用を可能とした軸受が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−１９００７２号公報
【特許文献２】特開２００６−２２６４３０号公報
【特許文献３】特開２００６−２２６４４７号公報
【特許文献４】特開２００６−２２６４４８号公報
【特許文献５】特開２００８−６４２２１号公報
【特許文献６】特開２００９−２８１３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２〜６に開示されている軸受は、高速回転下における使用が可能である一方、軸受隙間が狭小化することにより回転トルクの増大や軸受温度の上昇、あるいは焼付きなどを生じるという問題がある。すなわち、内輪と外輪との温度差（内輪温度＞外輪温度）による熱膨張量の差や回転軸との嵌め合わせ、あるいは高速回転による遠心力の影響を長時間受けることにより内輪の寸法が変化し、その結果軸受隙間が狭小化する。特に、特許文献１に開示されているように表層部の残留オーステナイト量を増加させた軸受においては、上記のような内輪の寸法変化に起因した軸受隙間の狭小化がより顕著である。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸受の剥離を抑制し、かつ軸受隙間の狭小化を抑制することが可能な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】
【０００７】
本発明に従った転がり軸受は、内周面に外輪転走面を有する外輪と、外周面に内輪転走面を有し、内輪転走面が外輪転走面に対向するように配置される内輪と、外輪転走面および内輪転走面に接触し、円環状の軌道上に並べて配置される複数の転動体とを備えている。内輪には、内輪転走面を含み、窒素濃度が０．０５質量％以上である窒素富化層と、内輪転走面以外の内輪の表面を含み、窒素濃度が窒素富化層よりも小さい部分とが形成されている。
【０００８】
本発明に従った転がり軸受では、転動体が接触すべき内輪転走面を含む部分において、浸炭窒化処理などにより窒素濃度が０．０５質量％以上にまで向上した窒素富化層が形成されている。そのため、内輪転走面における残留オーステナイト量が増加しており、当該内輪転走面において異物の噛込みなどによる軸受の剥離を抑制することができる。また、上記転がり軸受では、内輪転走面以外の内輪の表面（転動体と接触しない面）を含むように窒素濃度が窒素富化層よりも小さい部分が形成されている。そのため、内輪の表面全体にわたり浸炭窒化処理が施された従来の転がり軸受に比べて、内輪表面における残留オーステナイト量が低減されている。これにより、内輪と外輪との温度差や回転軸と内輪との嵌め合わせ、あるいは高速回転時の遠心力などの影響を長時間受けることによる内輪の寸法変化を抑制することができる。その結果、このような内輪の寸法変化に起因した軸受隙間の狭小化を抑制することができる。したがって、本発明に従った転がり軸受によれば、軸受の剥離を抑制し、かつ軸受隙間の狭小化を抑制することが可能な転がり軸受を提供することができる。
【０００９】
上記転がり軸受において、窒素濃度が窒素富化層よりも小さい上記部分の窒素濃度は、０．０５質量％以下であってもよい。これにより、内輪の寸法変化をより効果的に抑制することができる。その結果、軸受隙間の狭小化をより効果的に抑制することができる。
【００１０】
上記転がり軸受において、内輪転走面以外の内輪の表面は、内輪の内周面、内輪転走面以外の外周面の部分である端面、および内輪の内周面と外周面とを接続する幅面のうち少なくともいずれかの面であってもよい。これにより、内輪転走面を含む領域において窒素富化層を形成することが容易になる。
【００１１】
上記転がり軸受において、内輪の内周面、端面および幅面のうち少なくともいずれかの面には、溝部が形成されていてもよい。また、端面および幅面のうち少なくともいずれかの面には、孔部が形成されていてもよい。
【００１２】
これにより、内輪の放熱性を向上させることが可能となるため、内輪と外輪との温度差をより小さくすることができる。その結果、内輪と外輪との熱膨張量の差に起因した軸受隙間の狭小化を抑制することができる。
【００１３】
上記転がり軸受は、ｄｎ値が４０００００を超える回転に使用されてもよい。このように、上記転がり軸受は、ｄｎ値が４０００００を超える高速回転下で使用された場合でも軸受隙間の狭小化を抑制することができる。なお、ｄｎ値とは、軸受の内径をｄ（ｍｍ）とし、軸受の回転速度をｎ（ｒｐｍ）とした場合におけるｄとｎとの積である。
【００１４】
上記転がり軸受は、モータ用転がり軸受であってもよい。また、上記転がり軸受は、トランスミッション用転がり軸受であってもよい。このように、上記転がり軸受は、種々の用途において軸受部品として使用することが可能である。
【発明の効果】
【００１５】
以上の説明から明らかなように、本発明に従った転がり軸受によれば、軸受の剥離を抑制し、かつ軸受隙間の狭小化を抑制することが可能な転がり軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】深溝玉軸受を備えるモータの構造を示す概略断面図である。
【図２】深溝玉軸受を備えるマニュアルトランスミッションの構造を示す概略断面図である。
【図３】深溝玉軸受の構造を示す概略断面図である。
【図４】冶具の構造を示す概略断面図である。
【図５】内輪の構造を示す概略斜視図である。
【図６】他の内輪の構造を示す概略斜視図である。
【図７】軸受の経年寸法変化率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１８】
まず、本発明の一実施の形態に係る転がり軸受を用いたモータ９０の構造について説明する。図１を参照して、本実施の形態に係るモータ９０は、ロータ９１と、フレーム（ハウジング）９３と、主軸９２と、深溝玉軸受１とを主に備えている。深溝玉軸受１は、後述する本発明の一実施の形態に係る転がり軸受としてのモータ用転がり軸受である。
【００１９】
ロータ９１は、円盤状の形状を有し、コイルを備えている。フレーム９３は、ロータ９１を取り囲むように配置されている。主軸９２は、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と一体に軸周りに回転可能に構成されている。深溝玉軸受１は、主軸９２の外面９２Ａと、フレーム９３において主軸９２の外面９２Ａに対向する部分との間に嵌め込まれている。すなわち、深溝玉軸受１は、モータ９０の主軸９２を、主軸９２の外面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。
【００２０】
モータ９０は、フレーム９３の内部において、ステータ９６と、整流子９４と、ブラシ９５とをさらに備えている。ステータ９６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んでいる。整流子９４は、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ている。ブラシ９５は、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ている。
【００２１】
次に、モータ９０の動作について説明する。図１を参照して、電源（図示しない）から配線（図示しない）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から生じる電磁力により、ロータ９１は主軸９２の軸周りにおいてフレーム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の作用により、ロータ９１のコイルを流れる電流の向きが逆になり、ロータ９１がさらに回転する。これが繰り返されることにより、ロータ９１はハウジング９３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。
【００２２】
次に、本実施の形態に係る転がり軸受を用いたマニュアルトランスミッションの構造について説明する。図２を参照して、マニュアルトランスミッション１００は、常時噛合い式のマニュアルトランスミッションであって、入力シャフト１１１と、出力シャフト１１２と、カウンターシャフト１１３と、ギア（歯車）１１４ａ〜１１４ｋと、ハウジング１１５と、深溝玉軸受１とを主に備えている。すなわち、深溝玉軸受１は、トランスミッション用転がり軸受である。
【００２３】
入力シャフト１１１は、深溝玉軸受１によりハウジング１１５に対して回転可能に支持されている。この入力シャフト１１１の外周にはギア１１４ａが形成され、内周にはギア１１４ｂが形成されている。
【００２４】
一方、出力シャフト１１２は、一方側（図中右側）において深溝玉軸受１によりハウジング１１５に回転可能に支持されているとともに、他方側（図中左側）において転がり軸受１２０Ａにより入力シャフト１１１に回転可能に支持されている。この出力シャフト１１２には、ギア１１４ｃ〜１１４ｇが取り付けられている。
【００２５】
ギア１１４ｃおよびギア１１４ｄはそれぞれ同一部材の外周と内周に形成されている。ギア１１４ｃおよびギア１１４ｄが形成される部材は、転がり軸受１２０Ｂにより出力シャフト１１２に対して回転可能に支持されている。ギア１１４ｅは、出力シャフト１１２と一体に回転するように、かつ出力シャフト１１２の軸方向にスライド可能なように、出力シャフト１１２に取り付けられている。
【００２６】
また、ギア１１４ｆおよびギア１１４ｇの各々は同一部材の外周に形成されている。ギア１１４ｆおよびギア１１４ｇが形成されている部材は、出力シャフト１１２と一体に回転するように、かつ出力シャフト１１２の軸方向にスライド可能なように、出力シャフト１１２に取り付けられている。ギア１１４ｆおよびギア１１４ｇが形成されている部材が図中左側にスライドした場合には、ギア１１４ｆはギア１１４ｂと噛合い可能であり、図中右側にスライドした場合にはギア１１４ｇとギア１１４ｄとが噛合い可能である。
【００２７】
カウンターシャフト１１３には、ギア１１４ｈ〜１１４ｋが形成されている。カウンターシャフト１１３とハウジング１１５との間には、２つのスラストニードルころ軸受２が配置され、これによってカウンターシャフト１１３の軸方向の荷重（スラスト荷重）が支持されている。ギア１１４ｈは、ギア１１４ａと常時噛合っており、かつギア１１４ｉはギア１１４ｃと常時噛合っている。また、ギア１１４ｊは、ギア１１４ｅが図中左側にスライドした場合に、ギア１１４ｅと噛合い可能である。さらに、ギア１１４ｋは、ギア１１４ｅが図中右側にスライドした場合に、ギア１１４ｅと噛合い可能である。
【００２８】
次に、マニュアルトランスミッション１００の変速動作について説明する。マニュアルトランスミッション１００においては、入力シャフト１１１に形成されたギア１１４ａと、カウンターシャフト１１３に形成されたギア１１４ｈとの噛み合わせによって、入力シャフト１１１の回転がカウンターシャフト１１３へ伝達される。そして、カウンターシャフト１１３に形成されたギア１１４ｉ〜１１４ｋと出力シャフト１１２に取り付けられたギア１１４ｃ、１１４ｅとの噛み合わせ等によってカウンターシャフト１１３の回転が出力シャフト１１２に伝達される。これにより、入力シャフト１１１の回転が出力シャフト１１２へ伝達される。
【００２９】
入力シャフト１１１の回転が出力シャフト１１２へ伝達される際には、入力シャフト１１１およびカウンターシャフト１１３の間で噛合うギアと、カウンターシャフト１１３および出力シャフト１１２の間で噛合うギアとを変えることによって、入力シャフト１１１の回転速度に対して出力シャフト１１２の回転速度を段階的に変化させることができる。また、カウンターシャフト１１３を介さずに入力シャフト１１１のギア１１４ｂと出力シャフト１１２のギア１１４ｆとを直接噛合わせることによって、入力シャフト１１１の回転を出力シャフト１１２へ直接伝達することもできる。
【００３０】
以下に、マニュアルトランスミッション１００の変速動作をより具体的に説明する。ギア１１４ｆがギア１１４ｂと噛合わず、ギア１１４ｇがギア１１４ｄと噛合う場合には、入力シャフト１１１の駆動力は、ギア１１４ａ、ギア１１４ｈ、ギア１１４ｊおよびギア１１４ｅを介して出力シャフト１１２に伝達される。これが、たとえば第１速とされる。
【００３１】
ギア１１４ｇがギア１１４ｄと噛合い、ギア１１４ｅがギア１１４ｊと噛合わない場合には、入力シャフト１１１の駆動力は、ギア１１４ａ、ギア１１４ｈ、ギア１１４ｉ、ギア１１４ｃ、ギア１１４ｄおよびギア１１４ｇを介して出力シャフト１１２に伝達される。これが、たとえば第２速とされる。
【００３２】
ギア１１４ｆがギア１１４ｂと噛合い、ギア１１４ｅがギア１１４ｊと噛合わない場合には、入力シャフト１１１はギア１１４ｂおよびギア１１４ｆとの噛合いにより出力シャフト１１２に直結され、入力シャフト１１１の駆動力は直接出力シャフト１１２に伝達される。これが、たとえば第３速とされる。
【００３３】
次に、本発明の一実施の形態に係る転がり軸受の構造について説明する。図３を参照して本実施の形態に係る転がり軸受としての深溝玉軸受１は、外輪１０と、内輪２０と、転動体としての複数のボール３０と、保持器４０とを主に備えている。
【００３４】
外輪１０は、内周面に外輪転走面１１を有している。内輪２０は、外周面２１と、内周面２２と、外周面２１と内周面２２とを接続する幅面２３とを有している。また、内輪２０は、外周面２１において内輪転走面２４と、内輪転走面２４の両側に位置する端面２５（内輪転走面２４以外の外周面２１の部分）とを有している。内輪２０は、内輪転走面２４が外輪転走面１１に対向するように外輪１０の内側に配置されている。外輪１０および内輪２０は、鋼からなっており、たとえばＪＩＳ規格ＳＵＪ２やＳＵＪ３などの高炭素クロム軸受鋼からなっている。
【００３５】
ボール３０は、たとえば鋼からなり、外輪転走面１１および内輪転走面２４に接触するように配置されている。より具体的には、ボール３０は、外輪１０および内輪２０の周方向に沿った円環状の軌道上において、所定のピッチで並べて配置されている。保持器４０は、たとえば合成樹脂からなり、ボール３０を外輪１０および内輪２０の周方向に所定のピッチで保持している。
【００３６】
内輪２０には、内輪転走面２４を含む窒素富化層２０Ａが内輪２０の周方向に沿って形成されている。より具体的には、窒素富化層２０Ａは、浸炭窒化処理により内輪転走面２４を含むように内輪２０の全周にわたり形成されている。窒素富化層２０Ａにおける窒素濃度は、０．０５質量％以上となっている。
【００３７】
内輪２０には、内輪転走面２４以外の内輪２０の表面（内周面２２、幅面２３および端面２５）を含む部分２０Ｂが形成されている。より具体的には、内輪２０のうち窒素富化層２０Ａ以外の領域が上記部分２０Ｂとなっている。上記部分２０Ｂにおける窒素濃度は、窒素富化層２０Ａよりも窒素濃度が小さくなっており、より具体的には０．０５質量％以下となっている。
【００３８】
窒素富化層２０Ａは、以下のようにして形成することができる。図４を参照して、まず、シャフト６１と、幅押さえ６２とからなる冶具６０を準備する。次に、内周面２２が外周面６１Ａと接触し、かつ幅面２３が押さえ面６２Ａと接触するように、内輪２０を冶具６０に固定する。次に、内輪２０を冶具６０に固定した状態で浸炭窒化処理を施す。これにより、内輪２０の外周面２１（内輪転走面２４および端面２５）を含む領域にのみ窒素富化層が形成される。そして、端面２５を含む領域に形成された窒素富化層を研削により除去する。このようにすることにより、内輪転走面２４を含む領域のみにおいて窒素富化層２０Ａを形成することができる。
【００３９】
また、冶具６０を用いない場合には、以下のようにして窒素富化層２０Ａを形成することができる。まず、内輪２０の内周面２２、幅面２３および端面２５上にコーティング（図示しない）を施す。次に、コーティングが施された内輪２０に対して浸炭窒化処理を施す。そして、浸炭窒化処理が完了した後、内周面２２、幅面２３および端面２５のそれぞれの面上に施されたコーティングを除去する。このようにすることにより、内輪転走面２４を含む領域のみにおいて窒素富化層２０Ａを形成することもできる。
【００４０】
また、冶具６０およびコーティングのいずれも用いない場合には、以下のようにして窒素富化層２０Ａを形成することができる。まず、内輪２０の表面全体（外周面２１、内周面２２および幅面２３）に浸炭窒化処理を施す。そして、浸炭窒化処理が完了した後、内輪２０の内周面２２、幅面２３および端面２５を含む領域に形成された窒素富化層を研削により除去する。このようにすることにより、内輪転走面２４を含む領域のみにおいて窒素富化層２０Ａを形成することができる。
【００４１】
次に、内輪２０の構造について詳細に説明する。図５を参照して、端面２５には、内輪２０の周方向に沿って延びる溝部２５Ａが形成されている。溝部２５Ａは、内輪２０の全周にわたり形成されている。また、内周面２２には、内輪２０の軸方向に沿って延びる溝部２２Ａが複数形成されている。溝部２２Ａは、内輪２０の周方向に沿って等間隔に形成されている。幅面２３には、内輪２０の径方向に沿って延びる溝部２３Ａが複数形成されている。溝部２３Ａは、内輪２０の周方向に沿って等間隔に形成されている。また、図５に示すように、内周面２２の溝部２２Ａと幅面２３の溝部２３Ａとは互いに繋がるように形成されている。
【００４２】
以上のように、本実施の形態に係る深溝玉軸受１では、ボール３０が接触すべき内輪２０の内輪転走面２４を含む部分において、窒素濃度が０．０５質量％以上にまで向上した窒素富化層２０Ａが浸炭窒化処理により形成されている。そのため、内輪転走面２４における残留オーステナイト量が増加しており、その結果内輪転走面２４において異物の噛込みなどによる軸受の剥離を抑制することができる。また、深溝玉軸受１では、内輪転走面２４以外の内輪２０の表面である内周面２２、幅面２３および端面２５を含むように窒素濃度が窒素富化層２０Ａよりも小さい部分２０Ｂが形成されている。そのため、内輪２０の表面全体にわたり浸炭窒化処理が施された従来の転がり軸受に比べて、内輪表面における残留オーステナイト量が低減されている。これにより、高速回転時の発熱による内輪２０の熱膨張や内輪と回転軸との嵌め合わせ、あるいは高速回転時の遠心力などの影響を長時間受けることによる内輪２０の寸法変化を抑制することができる。その結果、内輪２０の寸法変化に起因した深溝玉軸受１の軸受隙間の狭小化を抑制することができる。したがって、本実施の形態に係る深溝玉軸受１によれば、軸受の剥離を抑制し、かつ軸受隙間の狭小化を抑制することができる。
【００４３】
また、上述のように、深溝玉軸受１において上記部分２０Ｂの窒素濃度は、０．０５質量％以下であってもよい。上記部分２０Ｂの窒素濃度が０．０５質量％を超える場合には、内輪２０の表面における残留オーステナイト量が十分に低減されないため、内輪２０の寸法変化を十分に抑制することは困難である。そのため、上記部分２０Ｂの窒素濃度を０．０５質量％以下とすることにより内輪２０の表面における残留オーステナイト量を十分に低減し、内輪２０の寸法変化をより効果的に抑制することができる。その結果、深溝玉軸受１における軸受隙間の狭小化をより効果的に抑制することができる。
【００４４】
また、上述のように、深溝玉軸受１において、内輪２０の内周面２２、端面２５および幅面２３のうち少なくともいずれかの面には、溝部２２Ａ，２５Ａ，２３Ａが形成されてもよい（図５参照）。これにより、内輪２０の表面積が増加し、内輪２０の放熱性を向上させることができる。その結果、内輪２０と外輪１０との温度差がより小さくなり、内輪２０と外輪１０との熱膨張量の差に起因した軸受隙間の狭小化を抑制することができる。
【００４５】
また、図６を参照して、内輪２０の端面２５には、複数の孔部２５Ｂが内輪２０の周方向に沿って等間隔に形成されていてもよい。また、内輪２０の幅面２３には、複数の孔部２３Ｂが内輪２０の周方向に沿って等間隔に形成されていてもよい。このように、内輪２０の端面２５および幅面２３のうち少なくともいずれかの面に孔部２３Ｂ，２５Ｂを形成することにより、溝部を形成した場合と同様に内輪２０の表面積を増加させることができる。その結果、内輪２０の放熱性を向上させることができる。
【００４６】
また、深溝玉軸受１は、ｄｎ値が４０００００を超える回転に使用されてもよい。すなわち、深溝玉軸受１では、ｄｎ値が４０００００を超える高速回転下で使用された場合においても軸受隙間の狭小化を抑制することができる。
【実施例１】
【００４７】
軸受の剥離の抑制について本発明の効果を確認する実験を行った。まず、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２およびＳＵＪ３の軸受鋼からなる軸受（ＮＴＮ株式会社製、軸受型番６２０６および６３０６）を準備した。次に、浸炭窒化処理を施した軸受（実施例１および２）と、標準焼入れを施した軸受（比較例１〜３）とを作製した。そして、各々の軸受について清浄油条件および異物潤滑条件下において寿命試験を実施した。ラジアル荷重（Ｆｒ）は、Ｆｒ＝１２．２５ｋＮとした。回転速度（Ｎｉ）は、Ｎｉ＝２０００／ｍｉｎとした。潤滑油には、タービンオイルＶＧ５６を使用した。異物には、ガスアトマイズ粉（ＫＨＡ３０、粒径：１０４〜１７７μｍ）を使用した。異物の濃度は、０．４ｇ／Ｌとした。上記実験結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
表１から明らかなように、清浄油条件および異物混入条件のいずれにおいても、標準焼入れを施した比較例１および２に比べて、浸炭窒化処理を施した実施例１および２においては軸受の寿命（１０％寿命）が大きく向上した。この結果より、軸受の表層部に窒素富化層を形成して残留オーステナイト量を増加させることにより軸受の剥離が抑制され、その結果軸受の寿命が向上することが明らかとなった。
【実施例２】
【００５０】
軸受隙間の狭小化の抑制について本発明の効果を確認する実験を行った。まず、基準ＴＰ（Ｔｅｓｔ  Ｐｉｅｃｅ）として、軸受（ＮＴＮ株式会社製、軸受型番６２０６）を準備した。次に、準備した軸受に対して、軸受全体に対する浸炭窒化処理、転走面のみに対する浸炭窒化処理、および標準焼入れの熱処理をそれぞれ施した。熱処理条件としては、焼入れ温度および時間を８５０℃、２時間とし、焼き戻し温度および時間を１８０℃、２時間とした。そして、各々の軸受を１２０℃の温度で所定時間保持した場合における軸受の経年寸法変化率を測定した。上記実験結果を図７に示す。
【００５１】
図７から明らかなように、軸受全体に浸炭窒化処理を施した場合に比べて、転走面のみに浸炭窒化処理を施した場合には経年寸法変化率がより低下した。これにより、軸受の一部にのみ浸炭窒化処理を施した場合には軸受全体に浸炭窒化処理を施した場合に比べて表層部の残留オーステナイトの量が減少し、その結果軸受の経年寸法変化が抑制されることが明らかとなった。
【００５２】
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特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に従った転がり軸受は、軸受の剥離を抑制し、かつ軸受隙間の狭小化を抑制することが要求される転がり軸受において、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００５４】
１  深溝玉軸受、２  スラストニードルころ軸受、１０  外輪、１１  外輪転走面、２０  内輪、２０Ａ  窒素富化層、２０Ｂ  部分、２１，６１Ａ  外周面、２２  内周面、２２Ａ，２３Ａ，２５Ａ  溝部、２３Ｂ，２５Ｂ  孔部、２３  幅面、２４  内輪転走面、２５  端面、３０  ボール、４０  保持器、６０  冶具、６１  シャフト、６２  幅押さえ、６２Ａ  幅押さえ面、９０  モータ、９１  ロータ、９２  主軸、９２Ａ  外面、９３  フレーム（ハウジング）、９４  整流子、９５  ブラシ、９６  ステータ、１００  マニュアルトランスミッション、１１１  入力シャフト、１１２  出力シャフト、１１２  直接出力シャフト、１１３  カウンターシャフト、１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄ，１１４ｅ，１１４ｆ，１１４ｇ，１１４ｈ，１１４ｉ，１１４ｊ，１１４ｋ  ギア、１２０Ａ，１２０Ｂ  転がり軸受。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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