【事件の表示】
　特許第３１２８８０３号「転がり軸受」の請求項１ないし４に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３１２８８０３号の請求項１ないし３に係る特許を維持する。
【理　由】
１、手続の経緯
　本件特許第３１２８８０３号は、平成２年４月２７日の特許出願に係るものであって、平成１２年１１月１７日に請求項１〜４に係る発明について特許権の設定の登録がされたものであり、その後、その請求項１〜４に係る特許について秋山眞一より特許異議の申立てがなされたので、当審より特許取消理由を通知したところ、その指定期間内である平成１４年５月２８日に訂正請求がなされたものである。
　
２、訂正請求について
２−１、訂正の内容
　特許権者が求めている訂正の内容は、次のとおりである。
（１）訂正事項Ａ
　本件特許の願書に添付した明細書(以下、単に「明細書」という。)の特許請求の範囲の請求項１を、
「（１）軌道輪及び転動体のうち少なくとも一つが、合金鋼から構成され、前記合金鋼に含有される合金金属について、その含有量（重量％）に下記（１）式の関係が存在し、
［％Ｃ］≦1．12exp｛−4．78×１０−２（［％Ｃｒ］＋［％Ｍｏ］＋［％Ｖ］＋０.５［％Ｗ］＋０．２［％Ｍｎ］＋０.０１［％Ｃｏ］）｝・・・（１）
　前記軌道輪の軌道面又は前記転動体の転動面の硬さが、ＨＲＣ６４以上６９以下で、且つ、前記軌道面又は前記転動面のＨＲＣ６０以上の表層厚さが、転動体平均直径の２％以上で、さらに、前記軌道面又は前記転動面から転動体平均直径の２％に対応する深さまでの間に炭化物を有し、その炭化物の真円換算直径が６μｍ以下であることを特徴とする転がり軸受。」に訂正する。
（２）訂正事項Ｂ
　明細書の特許請求の範囲の請求項３を削除し、請求項４を次のように訂正して、請求項３に繰り上げる。
「（３）前記軌道輪及び転動体のうち少なくとも一つの平均残留オーステナイト濃度（ｖｏｌ％）が１０％以下であることを特徴とする請求項（１）又は（２）記載の転がり軸受。」
（３）訂正事項Ｃ
　明細書の第４頁第１９行〜第５頁第５行（本件特許公報第３欄第４３行〜第４欄第１行）において、「合金鋼から構成されると共に、〜かかるものである。」とあるのを、「合金鋼から構成され、前記合金鋼に含有される合金金属について、その含有量（重量％）に下記（１）式の関係が存在し、
　［％Ｃ］≦1.12exp｛−４.７８×１０‐2（［％Ｃｒ］＋［％Ｍｏ］＋
　［％Ｖ］＋０．５［％Ｗ］＋０．２［％Ｍｎ］＋０．０１［％Ｃｏ］）｝
　　　　　　　　・・・（１）
前記軌道輪の軌道面又は前記転動体の転動面の硬さが、ＨＲＣ６４以上６９以下で、且つ、前記軌道面又は前記転動面のＨＲＣ６０以上の表層厚さが、転動体平均直径の２％以上で、さらに、前記軌道面又は前記転動面から転動体平均直径の２％に対応する深さまでの間に炭化物を有し、その炭化物の真円換算直径が６μｍ以下であることを特徴とする転がり軸受にかかるものである。」と訂正する。
（４）訂正事項Ｄ
　明細書の第５頁第１０〜１６行（本件特許公報第４欄第６〜１２行）を削除する
（５）訂正事項Ｅ
　明細書の第５頁第１７〜１８行（本件特許公報第４欄第１３〜１４行）において、「請求項（４）記載の発明は〜いずれか一項」とあるのを、「請求項（３）記載の発明は、請求項（１）又は（２）」と訂正する。
（６）訂正事項Ｆ
　明細書の第３４頁第１〜４行（本件特許公報第２１欄第４０行〜第２２欄下から１９行）を削除する。
（７）訂正事項Ｇ
　明細書の第３４頁第５行（本件特許公報第２２欄下から１８行）に「請求項（４）記載の発明によれば」とあるのを、「請求項（３）記載の発明によれば」と訂正する。
　
２−２、訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　訂正事項Ａは、特許請求の範囲の請求項３を請求項１に追加するものであるから、特許請求の範囲の減縮に該当する。また、訂正事項Ｂは、訂正事項Ａの訂正にともない、請求項３を削除するとともに、請求項４の項番号を繰り上げ、かつ引用項番号を訂正するものであるから、特許請求の範囲の減縮及び明りょうでない記載の釈明に該当する。
　訂正事項Ｃ〜Ｇは、明細書の発明の詳細な説明の欄において、特許請求の範囲の訂正にともなって不明りょうとなる箇所の記載を、訂正された特許請求の範囲の記載と整合するようにするものであって、いずれも明りょうでない記載の釈明に該当する。
　そして、これら訂正事項Ａ〜Ｇは、いずれも願書に添付した明細書及び図面に記載された事項の範囲内のものであって、いわゆる新規事項を追加するものではなく、かつ実質上特許請求の範囲を拡張または変更するものではない。
　
２−３、まとめ
　以上のとおり、上記訂正請求は、特許法第１２０条の４第２項、及び同条第３項において準用する同法第１２６条第２〜３項の規定に適合するものであるから、当該訂正を認める。
　
３、特許異議の申立てについて
３−１、本件発明
　本件特許の明細書の特許請求の範囲は、訂正明細書のとおりに訂正されることとなり、その請求項１〜３に係る発明は、訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１〜３に記載された次のとおりのものである。
「（１）
Ａ：軌道輪及び転動体のうち少なくとも一つが、合金鋼から構成され、前記合金鋼に含有される合金金属について、その含有量（重量％）に下記（１）式の関係が存在し、
［％Ｃ］≦１．１２ｅｘｐ｛−４．７８×１０−２（［％Ｃｒ］＋［％Ｍｏ］＋［％Ｖ］＋０.５［％Ｗ］＋０．２［％Ｍｎ］＋０.０１［％Ｃｏ］）｝
　　　　　・・・（１）
Ｂ：前記軌道輪の軌道面又は前記転動体の転動面の硬さが、ＨＲＣ６４以上６９以下で、
Ｃ：且つ、前記軌道面又は前記転動面のＨＲＣ６０以上の表層厚さが、転動体平均直径の２％以上で、
Ｄ：さらに、前記軌道面又は前記転動面から転動体平均直径の２％に対応する深さまでの間に炭化物を有し、その炭化物の真円換算直径が６μｍ以下である
Ｅ：ことを特徴とする転がり軸受。
（２）前記転動面の硬さは前記軌道面の硬さ以上であることを特徴とする請求項（１）記載の転がり軸受。
（３）前記軌道輪及び転動体のうち少なくとも一つの平均残留オーステナイト濃度（ｖｏｌ％）が１０％以下であることを特徴とする請求項（１）又は（２）記載の転がり軸受。」
（なお、請求項１についてはＡ〜Ｅに分説して記載した。また、請求項１〜３に係るそれぞれの発明を、以下では請求項順に、「本件発明１」、「本件発明２」、「本件発明３」という。）
　
３−２、申立ての理由の概要
　特許異議申立人は、証拠として、
甲第１号証：「三菱製鋼技報」第１８巻、第１，２号併合、昭和５９年１２月１５日三菱製鋼株式会社発行、第２４〜２９頁
甲第２号証：「三菱製鋼技報」第８巻、第２号、昭和４９年９月３０日三菱製鋼株式会社発行、第６７〜７６頁
甲第３号証：「日本金属学会誌」第３２巻、第１２号、１９６８年１２月、第１１９８〜１２０４頁
甲第４号証：「鉄と鋼」VOL.５８、NO.４ 、１９７２年３月、日本鉄鋼協会第８３回講演大会講演概要集、第１４４頁（'72−S144）
甲第５号証：「特殊鋼」第２６巻、第１２号、１９７７年１２月特殊鋼倶楽部発行、第１１〜１８頁
甲第６号証：特開昭６３−３０８２１８号公報
甲第７号証：特開昭６０−９２４６３号公報
甲第８号証：特開平１−２５５６５０号公報
甲第９号証：特開平１−１２７６５１号公報
甲第１０号証：「日本金属学会誌」第４５巻、第１１号、１９８１年１１月、第１１９５〜１２０１頁
を提示して、本件の請求項１〜４に係る発明（訂正前のもの）は、甲第１〜１０号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、それらの発明に係る特許は、いずれも特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものであり、取り消されるべきである旨主張する。
　
３−３、特許異議申立人の提出した甲各号証の記載について
（１）甲第１号証
　「過剰浸炭処理技術の発展と機械部品への利用」（報文の表題）に関し、「一例として，写真１に弊社が開発した専用鋼種ＭＡＣ１４を過剰浸炭処理した場合に得られる浸炭層のミクロ組織を示すが，・・・炭化物が均一かつ球状に析出する組織が得られ，その分布状態は特に最表層部で著しく密にすることができる。したがって，この場合の硬さ分布をみると，図１に示すごとく，通常浸炭の場合に比べて最表層部の硬さが著しく高くなる。・・・　ちなみに、この場合の炭化物析出量は、浸炭時のＣポテンシャルと処理温度により写真２のごとく変えることもでき，」（第２４頁右欄下から３行〜第２５頁左欄第２２行）と記載され、図１には、過剰浸炭層の代表的な硬さ分布曲線が示され、写真２には、過剰浸炭層の炭化物面積率の写真が示されている。
　さらに、「図７は，弊社開発のＮＴ３００の過剰浸炭材を，３５０℃で使用するローラーベアリングに利用した場合の結果を示す。」と記載され、図７には、（ＮＴ３００＋浸炭）で製作したローラーベアリングの３５０℃使用前後の硬さ分布についてのグラフが示されている。
（２）甲第２号証
　第６８頁表１にＭＡＣ１４の化学組成が記載されている。
（３）甲第３号証
　「軸受鋼の耐久寿命におよぼす炭化物粒度および未溶解炭化物の影響」（報文の表題）に関し、「本研究では，さらに軸受鋼の焼入れ焼戻し組織に介在するもう一つの要素である未溶解炭化物をとりあげ，とくにそれが耐久寿命におよぼす影響について検討した．」（第１１９９頁左欄第１３〜１５行）、「一般に軸受用材料としては炭化物が細かく，しかも均一に分布しているものがよいとされている．・・・　本実験では同一軸受鋼において適当な球状化焼鈍により，粗粒および細粒炭化物の典型的な２種の球状化焼鈍組織の試料を作り，これらについて寿命試験を行って，炭化物粒度が耐久寿命におよぼす影響を比較検討した．」（第１１９９頁右欄第２１〜２９行）、「２．炭化物粒度と耐久寿命との関係　・・・粗粒および細粒炭化物試料について焼入れ硬度を比較した．Ｆｉｇ．２には　・・・　焼入れ硬度をそれぞれの焼入れ温度に対して示した．・・・　Ｆｉｇ．３に寿命試験の結果を示した．同図にみるごとく，細粒炭化物試料の寿命のほうが粗粒炭化物試料の値とくらべて圧倒的にすぐれており，」（第１１９９頁左欄第９行〜右欄下から９行）と記載されおり、Ｆｉｇ．２には、粗粒および細粒炭化物試料の焼入れ硬度に対する焼入れ温度の影響についてのグラフが示され、Ｆｉｇ．３には、粗粒および細粒炭化物試料の耐久寿命についてのグラフが示されている。
（４）甲第４号証
　図１には、肌焼鋼における有効浸炭深さと寿命の関係についてのグラフが示されている。
（５）甲第５号証
　「２．４．２硬さの影響」の欄に、「転動体の硬さを内外輪の硬さよりＨＲＣ１．５ポイント高めにすると、最もすぐれたころがり寿命が得られることになる．」（第１５頁右欄下から４〜２行）と記載されている。
（６）甲第６号証
　「（１）固定輪が残留オーステナイト量約１０％以下の鋼よりなるころがり軸受。」（特許請求の範囲）に関し、「残留オーステナイト量が約１０％をこえると、振動、衝撃により局部的な組織変化やクラックが生じ易くなる。」（第２頁左下欄第６〜８行）ことが記載されている。
（７）甲第７号証
　ころがり部品の熱処理方法に関し、「この発明の場合ＡおよびＢでは、・・・表面部は約１０％のオーステナイトが残留している。」（第３頁左下欄第９〜１２行）と記載されている。
（８）甲第８号証
　高炭素クロム系軸受鋼について、「Ｃｒ含有量が通常・・・程度であっても、Ｃ量が・・・高いため、炭化物が成長しやすくなって巨大炭化物が生じ、寿命を低下させる。そのためＣｒ含有量の上限を１．３％とする。」（第２頁左下欄第１１〜１５行）ことが記載されており、また、第１表には、Ａの発明鋼の硬さ（ＨＲｃ）について＞６４と記載されている。
（９）甲第９号証
　軸受用鋼について、「表１を見れば転動部品用鋼として必要なＨＲＣ６０の深さ・・・は、ＪＩＳ　ＳＵＪ２（比較鋼Ｎｏ．１）のそれより本発明の方がむしろ深くなっており、かつ寿命試験結果もＪＩＳ　ＳＵＪ２や浸炭焼入したＪＩＳ　ＳＣｒ４２０のそれと同等かそれ以上になっている。」（２頁右上欄第１５行〜右下欄第１行）と記載されており、表１には、供試材の化学成分および試験結果が示されている。
（１０）甲第１０号証
　第１２００頁、Ｆｉｇ．６には、オーステナイト中で析出・成長した炭化物粒子の到達粒子径と加熱温度の関係の図が示されており、同頁右欄下から１０〜８行には、「Ｆｉｇ．６によれば９５０℃における(Fe，Cr)3ＣのＰaは０．６〜６μｍであって，Cr7C3よりもはるかに粗大化しやすい」と記載されている。
　
３−４、対比・判断
３−４−１、本件発明１について
　本件発明１は、転がり軸受において、「耐転がり疲労性、長寿命化に最適な硬さ範囲、炭化物粒系（「粒径」の誤記）、及び硬さ分布を与えること」（本件特許公報第３欄第３５〜３７行）を目的として、請求項１に記載されているように、鋼の硬さ範囲をＢのように、硬さ分布をＣのように、そして炭化物の粒径とそのために必要な条件をＡとＤのように規定したものである。
　これに対し、甲第１号証には、図１、７に鋼の硬さ分布曲線が示されており、図７から、鋼ＮＴ３００で製作したローラーベアリング表面の硬度がＨｖ８００（ＨＲＣ６４）程度であり、Ｈｖ７００（ＨＲＣ６０）以上となる表面からの距離（すなわち表層厚さ）は、図１から浸炭したＭＡＣ１４鋼では０．８ｍｍ程度であり、図７から、ＮＴ３００鋼で製作したローラーベアリングでは、０．５ｍｍ程度であることをそれぞれ読み取ることができるから、本件発明１におけるＢ、Ｃの構成が示唆されているということができる。しかしながら、本件発明１の他の構成であるＡとＤ、すなわち、２％に対応する深さまでの間に炭化物を有し、その炭化物の真円換算直径が６μｍ以上のものがないこと、及び、そのためには「少なくとも浸炭前の素材の段階で、６μｍ超の炭化物を含有しないことが必要である」（本件特許公報第７欄第４〜６行）との認識のもとに、合金金属の含有量を（１）式のように規定することについては記載されていない。
　甲第１号証には、図１で用いられいるＭＡＣ１４鋼が、甲第２号証に記載された化学成分値を用いて計算すると、前記（１）式を満たしている点、及び、写真２に、鋼ＭＡＣ１４の過剰浸炭処理において、Ｃポテンシャルと処理温度により炭化物の析出量を変化させて種々の炭化物面積率を有するようにしたものが示されている点で、前記ＡとＤの構成に関連する記載はあるが、写真２には撮影時の倍率が示されているのだけで、目盛りが表示されておらず、かつ、炭化物面積率２５％の写真においても種々の大きさの炭化物が存在しているから、鋼ＭＡＣ１４を過剰浸炭処理をした場合に、炭化物の真円換算直径が６μｍ以下であることを示すものとはいえず、しかも、ＭＡＣ１４鋼を転がり軸受に使用することは甲第１号証には記載されていない。
　そうすると、甲第１号証には、転がり軸受において、構成Ａ、Ｄのようにすることは記載されておらず、かつ、それを示唆するような記載があるものとはいえないから、この点で本件発明１と相違している。
　そこで、相違するとした点についてさらに検討すると、甲第３号証には、一般に軸受用材料としては炭化物が細かく，しかも均一に分布しているものがよいとされていることや、細粒炭化物試料の寿命のほうが粗粒炭化物試料の値とくらべて圧倒的にすぐれていることが記載されており、また、甲第１０号証には、浸炭温度における一般的な炭化物の到達可能な大きさが記載されているが、これらには、転がり軸受の転動体の平均直径の２％に対応する深さまでの間に存在する炭化物については何ら記載されていない。その他、甲第２、４〜９号証にも、上記「３−３、特許異議申立人の提出した甲各号証の記載について」で記載したように、転がり軸受の炭化物の大きさに関しては何ら記載されていない。
　以上のように、甲第１〜１０号証には、転がり軸受において、ＡとＤの構成を同時に規定することについては何ら記載されておらず、かつ、それを示唆するような記載も見い出すことができないから、本件発明１のＡ〜Ｄの組合せのようにすることは、甲第１〜１０号証の記載に基づいて当業者が容易に想到できるものではない。
　そして本件発明１は、Ａ、Ｄの構成を備えるとともに、さらにＢ、Ｃの構成をも合わせ備えることにより、前記目的が達成でき、長寿命な転がり軸受を提供できるという特許明細書に記載のとおりの顕著な作用効果を奏するものである。
　したがって、本件発明１は、甲第１〜１０号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとすることはできない。
　
３−４−２、本件発明２、３について
　本件発明２、３は、請求項１を引用して記載された発明であるから、本件発明１と同様に甲第１〜１０号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとすることはできない。
　
４、むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立の理由及び証拠によっては、本件発明１〜３に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件発明１〜３に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１４年６月１２日（２００２．６．１２）
【訂正の要旨】
　
訂正の要旨
１）特許請求の範囲の減縮を目的として、明細書の特許請求の範囲の請求項１を、「（１）軌道輪及び転動体のうち少なくとも一つが、合金鋼から構成され、前記合金鋼に含有される合金金属について、その含有量（重量％）に下記（１）式の関係が存在し、
［％Ｃ］≦１．１２ｅｘｐ｛−４．７８×１０−２（［％Ｃｒ］＋［％Ｍｏ］＋［％Ｖ］＋０．５［％Ｗ］＋０．２［％Ｍｎ］＋０．０１［％Ｃｏ］）｝・・・（１）
　前記軌道輪の軌道面又は前記転動体の転動面の硬さが、ＨＲＣ６４以上６９以下で、且つ、前記軌道面又は前記転動面のＨＲＣ６０以上の表層厚さが、転動体平均直径の２％以上で、さらに、前記軌道面又は前記転動面から転動体平均直径の２％に対応する深さまでの間に炭化物を有し、その炭化物の真円換算直径が６μｍ以下であることを特徴とする転がり軸受。」に訂正する。
２）特許請求の範囲の減縮を目的として、明細書の特許請求の範囲の請求項３を削除する。
３）明りょうでない記載の釈明を目的として、明細書の特許請求の範囲の請求項４を、「（３）前記軌道輪及び転動体のうち少なくとも一つの平均残留オーステナイト濃度（ｖｏｌ％）が１０％以下であることを特徴とする請求項（１）又は（２）記載の転がり軸受。」に訂正する。
４）明りょうでない記載の釈明を目的として、明細書の第４頁第１９行〜第５頁第５行（本件特許公報第３欄第４３行〜第４欄第１行）において、「合金鋼から構成されると共に、〜かかるものである。」とあるのを、「合金鋼から構成され、前記合金鋼に含有される合金金属について、その含有量（重量％）に下記（１）式の関係が存在し、
　［％Ｃ］≦１．１２ｅｘｐ｛−４．７８×１０−２（［％Ｃｒ］＋［％Ｍｏ］＋［％Ｖ］＋０．５［％Ｗ］＋０．２［％Ｍｎ］＋０．０１［％Ｃｏ］）｝　・・・　（１）
前記軌道輪の軌道面又は前記転動体の転動面の硬さが、ＨＲＣ６４以上６９以下で、且つ、前記軌道面又は前記転動面のＨＲＣ６０以上の表層厚さが、転動体平均直径の２％以上で、さらに、前記軌道面又は前記転動面から転動体平均直径の２％に対応する深さまでの間に炭化物を有し、その炭化物の真円換算直径が６μｍ以下であることを特徴とする転がり軸受にかかるものである。」と訂正する。
５）明りょうでない記載の釈明を目的として、明細書の第５頁第１０〜１６行（本件特許公報第４欄第６〜１２行）を削除する
６）明りょうでない記載の釈明を目的として、明細書の第５頁第１７〜１８行（本件特許公報第４欄第１３〜１４行）において、「請求項（４）記載の発明は〜いずれか一項」とあるのを、「請求項（３）記載の発明は、請求項（１）又は（２）」と訂正する。
７）明りょうでない記載の釈明を目的として、明細書の第３４頁第１〜４行（本件特許公報第２１欄第４０行〜第２２欄下から１９行）を削除する。
８）明りょうでない記載の釈明を目的として、明細書の第３４頁第５行（本件特許公報第２２欄下から１８行）に「請求項（４）記載の発明によれば」とあるのを、「請求項（３）記載の発明によれば」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
転がり軸受
（５７）【特許請求の範囲】
　（１）軌道輪及び転動体のうち少なくとも一つが、合金鋼から構成され
、前記合金鋼に含有される合金金属について、その含有量（重量％）に下記（１）式の関係が存在し、
［％Ｃ］≦１．１２ｅｘｐ｛−４．７８×１０−２（［％Ｃｒ］＋［％Ｍｏ］＋［％Ｖ］＋０．５［％Ｗ］＋０．２［％Ｍｎ］＋０．０１［％Ｃｏ］）｝　・・・（１）
　前記軌道輪の軌道面又は前記転動体の転動面の硬さが、ＨＲＣ６４以上６９以下で、且つ、前記軌道面又は前記転動面のＨＲＣ６０以上の表層厚さが、転動体平均直径の２％以上で、さらに、前記軌道面又は前記転動面から転動体平均直径の２％に対応する深さまでの間に炭化物を有し、その炭化物の真円換算直径が６μｍ以下であることを特徴とする転がり軸受。
　（２）前記転動面の硬さは前記軌道面の硬さ以上であることを特徴とする請求項（１）記載の転がり軸受。
　
（３）
又は（２）
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
　この発明は、自動車，農業機械，建設機械及び鉄鋼機械に使用される転がり軸受に係り、特に、長寿命，耐焼付性が要求される、エンジンのローラフォロアー用軸受，高ＰＶ値の必要な円すいころ軸受に適用できる転がり軸受に関する。
〔従来の技術〕
　従来、転がり軸受に用いる鋼としては、軸受鋼２種（ＳＵＪ−２）等の各種の合金鋼が存在する。近年、これらの鋼は荷重の増加やサイズダウンによって軸受に負荷される面圧が増加する傾向があり、転がり軸受の耐久寿命の改善が必要とされてきている。
　転がり軸受の長寿命化の対策として、軌道面又は転動面の残留オーステナイト濃度の最適値化や非金属介在物の低減等が実施されている。これらの対策により転がり軸受の寿命はある程度延長したが、近年、特に自動車、濃度機械、建設機械及び鉄鋼機械等に使用される転がり軸受や、エンジンのローラフォロアー用軸受、高ＰＶ値の必要な円すいころ軸受等の長寿命化の要求については、これを越えるものがあった。
　一般的に、鋼の耐疲労性を向上する方法として、鋼の硬さを高める方法が知られている。しかし、転がり部材の硬さを高めるためには、高速度工具鋼のようにＭｏ、Ｗ、Ｖ等の炭化物形成元素を多量に添加せねばならない。この結果、凝固の際に晶出する大型炭化物が疲労起点となるため、転がり軸受においては、必ずしも長寿命化が達成できなかった。
　一方、特開平１−２０１４５９号及び特開平１−２３４５５４号に記載されているように、Ｃｒを３〜１５重量％含有する鋼にイオン浸炭を施すことにより、高靱性耐磨耗部品を得る従来例が存在する。
〔発明が解決しようとする課題〕
　しかしながら、前記従来例においては、転がり軸受に適用することについての配慮がないために、耐転がり疲労強さに対して重要な鋼の硬さ範囲及び鋼に含有される炭化物の大きさ、及び転がり軸受の寿命に対して重要である転動体と軌道輪との硬さの関係、さらには転がり軸受の寸法安定性に対して重要な平均残留オーステナイト量が明らかでないという問題があった。
　そこで、本発明は、耐転がり疲労性，長寿命化に最適な硬さ範囲，炭化物粒系、及び硬さ分布を与えることにより長寿命な転がり軸受を提供することを目的とし、また、最適な平均残留オーステナイト濃度を与えることより寸法安定性にも優れた転がり軸受を提供することをも目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
　前記第１の目的を達成する請求項（１）記載の発明は、軌道輪及び転動体のうち少なくとも一つが、合金鋼から構成され
、前記合金鋼に含有される合金金属について、その含有量（重量％）に下記（１）式の関係が存在し、
［％Ｃ］≦１．１２ｅｘｐ｛−４．７８×１０−２（［％Ｃｒ］＋［％Ｍｏ］＋［％Ｖ］＋０．５［％Ｗ］＋０．２［％Ｍｎ］＋０．０１［％Ｃｏ］）｝・・・（１）
前記軌道輪の軌道面又は前記転動体の転動面の硬さが、ＨＲＣ６４以上６９以下で、且つ、前記軌道面又は前記転動面のＨＲＣ６０以上の表層厚さが、転動体平均直径の２％以上で、さらに、前記軌道面又は前記転動面から転動体平均直径の２％に対応する深さまでの間に炭化物を有し、その炭化物の真円換算直径が６μｍ以下であることを特徴とする転がり軸受にかかるものである。
　そして、請求項（２）記載のように、前記転動体の転動面の硬さ（以下転動面硬さという）は前記軌道輪の軌道面の硬さ（以下軌道面硬さという）以上にすることが望ましい。
　
ま
（３）
又は（２）
〔作用〕
　この発明に係わる転がり軸受によれば、耐転がり疲労性，長寿命化に最適な硬さ範囲，炭化物粒径、及び硬さ分布を与えることにより長寿命で耐焼付性に優れた転がり軸受を提供すること、さらに、最適な平均残留オーステナイト濃度を与えることにより寸法安定性にも優れた転がり軸受を提供することができる。
　以下、硬さ範囲等の特性範囲の限定理由について説明する。
　軌道面又は転動面の硬さ：ＨＲＣ６４以上で６９以下　ここで軌道面の硬さとは軌道輪の軌道面の硬さをいい、転動面の硬さとは、転動体の表面である転動面の硬さをいう。
　軌道面、転動面は局部的に大きな面圧が繰り返し加わるので、その転がり疲れ強さ，耐焼付性を向上させるには、表面硬さを向上することが有効である。硬さがＨＲＣ６４までは硬さの上昇に伴い転がり疲れ強さは増加する。しかしながら、硬さがＨＲＣ６４を越えると、硬さが上昇しても転がり疲れ強さは向上せず一定となり、硬さがＨＲＣ６９を越えると、かえって軌道面又は転動面での転がり疲れ強度が低下する傾向となる。
　ＨＲＣ６０以上の表面層厚さ：転動体平均直径の２％以上
　軌道輪と転動体とが転がり接触すると、各々の表面下にせん断応力が発生する。その値が最大値となる深さは、一般に、転動体平均直径の２％未満である。転がり疲れ寿命を延ばすためには、最大せん断応力発生深さにおいて、材料が降伏しないことが重要である。そのためには、最大せん断応力発生深さでの硬さを高くすることが必要であるが、ＨＲＣ６０以上となる転がり寿命延長効果は飽和する。これにより上記臨界値を導いた。
　軌道面又は転動面から転動体平均直径の２％に対応するする深さまでの間に存在する炭化物の大きさ：真円換算直径で６μｍ以下
　前記の如く、軌道輪と転動体が転がり接触すると、各々の表面下にせん断応力が発生し、その値が最大値となる深さは転動体平均直径の２％未満である。転がり疲れ寿命を延ばすためには、最大せん断応力発生深さに存在する炭化物を小さくし応力集中を緩和することが重要である。炭化物の小型化に伴って転がり寿命は延長されるが、炭化物の大きさが真円換算直径で６μｍ以下となると転がり寿命延長効果は飽和する。これらのことにより上記臨界値を導いた。尚、ここで、真円換算直径とは、合金鋼中に存在する炭化物面積の４倍の値をπで割算した値の平方根をいう。
　転動面硬さ：軌道面硬さ以上
　転がり疲れ強さを向上させるには、前記の如くの表面硬さ，表面厚さ、炭化物の特性値にすることが必要であるが、転がり軸受の寿命を延ばすためには、その他に、転動面硬さと軌道面硬さに高低関係を付けることが重要である。なずならば、軸受の使用条件が高面圧，油膜形成が不十分，ラジアル及びスラスト両力が作用，異物混入潤滑である時等には軌道輪よりも転動体の方に先にフレーキングが発生してしまうからであり、且つこのような使用条件は非常に多いからである。転動面硬さが軌道面硬さより低いと、転動体が集中的に且つ早期に剥離し軸受として短寿命となってしまう。このことから、前記臨界値を導いた。
　平均残留オーステナイト濃度（ｖｏｌ％）：１０％以下
　軌道輪又は転動体中に残存する残留オーステナイトは、準安定な組織で、繰り返し応力を受ける等年数を経るにしたがって徐々に分解し、軌道輪又は転動体の膨張を引き起こし振動等の種々の不都合の原因となる。軸受の寸法安定性は軸受中に存在する残留オーステナイトの平均濃度（平均残留オーステナイト濃度）が少ないほど良いが、本発明の転がり軸受の寸法安定性を軸受鋼ＩＩ種（ＳＵＪ−２）と同等以上とするために、平均残留オーステナイト濃度を１０％以下とした。
　この平均残留オーステナイト濃度は、焼入れ温度を低目にすること，焼入れ法を選択すること，炭素濃度を調整すること等により制御可能である。
　本発明において、使用される合金鋼としては、公知の高炭酸クロム軸受鋼（ＳＵＪ−２等），肌焼鋼（ＳＣｒ　４２０Ｈ等），及び高温軸受用高速度鋼（Ｍ５０等）などの各種の合金鋼を使用することができる。これら合金鋼の熱処理については、肌焼鋼は浸炭又は浸炭窒化焼入れ，焼戻しを行い、肌焼鋼以外の合金鋼については焼入れ，焼戻しを行う。肌焼鋼以外の合金鋼については、必要に応じて火炎焼入れ等の表面硬化熱処理を行うこともできる。その他、必要に応じて球状化焼鈍を行うこともできる。尚、肌焼鋼において、本発明で規定される硬さ範囲は、浸炭又は浸炭窒化焼入れさせ、焼戻し後の値である。そして、肌焼鋼以外の合金鋼においては、硬さ範囲の値は焼入れ，焼戻し後のものである。
　焼戻しについては、低温焼戻し（例えば、１６０〜２００℃）よりも高温焼戻し（４５０〜６００℃）を行うことの方が好ましい。高温焼戻しにより残留オーステナイトをマルテンサイト化すると伴にマトリックスに微細な炭化物を析出させて表面硬さを向上でき及び寸法安定性の向上を達成することもできるからである。
　これら合金鋼は鋳造によって形成することができるのは勿論のこと、特開昭５４−１１６３１８号等に開示の公知の粉末焼結法によって形成することもできる。
　本発明の合金鋼は、所望の特性に応じて、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｗ，Ｍｎ，Ｃｏ等の少なくとも一種が含有される。
　Ｍｏは、Ｃと結合して微細な炭化物の必要量を表面に形成するのに有効であり、且つ焼入れ性を向上するのに有効である。しかしながら、素材の段階で巨大な炭化物ができてしまうことを避けるために、含有量は８重量％以下であることが好ましい。特に、２．０重量％以下であることが望ましい。
　Ｃｒは、Ｍｏと同様に表面に微細な炭化物を形成するのに必要な元素である。しかしながら、素材の段階で巨大な炭化物ができてしまうことを避けるために、含有量は２０重量％以下であることが好ましい。特に、２〜１４重量％であることが望ましい。
　Ｍｎは、焼入れ性の向上に大きな役割を有し、しかもその含有量が多くなると非金属介在物（ＭｎＳ等）が多く生じやすく、且つ硬度が向上し、鍛造性，被削成等の機械加工性が低下する。よって、Ｍｎの含有量は２重量％以下であることが望ましい。
　Ｖは、結晶粒界に析出して結晶粒の粗大化を抑制し、その微細化を図ると伴に、鋼中の炭素と結合して微細な炭化物を形成する元素であり、その添加によって軸受表層部の硬さが向上して耐磨耗性が良好となるため７重量％以下含有されることが良い。特に、３重量％以下の含有量であることが望ましい。
　Ｗは、高速度鋼としての性能を得るために基本的に重要な元素であり、鋼中の炭素，窒素及び鉄と結合してＭＣ，Ｍ６Ｃ型炭化物、ＭＸ，Ｍ６Ｘ型炭窒化物を形成する伴に、残部は基質に溶け込み、耐磨耗性を高めると同時に焼戻し硬化及び高温硬さを向上させ、切削性能を大きく改善する。そのため、１５．０重量％以下含有されることが良い。
　Ｃｏは、Ｗ，Ｍｏ，Ｖ等と併用することにより、マトリックスの耐熱性を高め、高温硬さの改善に効果的である。従って、１５．０重量％以下含有されることが良い。
　本発明でいう炭化物とは、Ｍ６Ｃ，Ｍ７Ｃ３，Ｍｏ２Ｃ，Ｗ２Ｃ，Ｖ４Ｃ３，ＶＣ及びＭ３Ｃ等である。
　本発明において、表面に形成される炭化物の存在量は、面積比で１０〜５０％であることが好ましい。炭化物の存在量が１０％未満であると、前記本発明で必要とされる硬さを得るのに不利となり、一方５０％を越えると微細な炭化物同士が結合して炭化物が粗大化する傾向となるからである。
　内輪、外輪及び転動体において、軌道面又は転動面から内側に向かって当該転動体の平均直径の２％に対応する深さまでの間に存在する炭化物の大きさが真円換算直径６μｍ以下である為には、少なくとも浸炭前の素材の段階で、６μｍ超の炭化物を含有しないことが必要である。本発明者の検討によると素材中に存在する６μｍ超の炭化物は、炭化物の晶出反応によるものであることが分かった。平衡論的には、炭化物の晶出反応を起こさないためには、例えば、第１図に示すＦｅ−Ｆｅ３Ｃ状態図を例にとると、Ｅ点を越える炭素濃度を含有させないことが必要である。しかしながら、それは、鋼を極めてゆっくり冷却した場合に成立する条件であり、現実の鋳造条件では非平衡となるので初期に凝固した部分より末期に凝固した部分の炭素濃度が高くなるため、たとえ、Ｅ点以下の炭素濃度でも末期に凝固した部分では炭化物が晶出することがある。従って、製鉄所等における量産鋼においては炭素濃度をＥ点より十分低くしておくことが必要となる。具体的には、非肌焼合金鋼では、炭素濃度を１．５重量％以下にすることが好ましい。Ｃは焼入れ後の硬さを向上する上で必要な元素であるが、晶出炭化物の大型化を避け、又は残留オーステナイト濃度が高くなるのを避けるため、含有量の上限を設けることが好ましい。一方、肌焼合金鋼の場合も素材の段階での晶出炭化物の大型化を防止するため、及び浸炭又は浸炭窒化の際の熱処理生産性を上げるため、炭素含有量が０．２〜０．６重量％程度が好ましい。
　真円換算直径が６μｍ超の炭化物を晶出させないためには、Ｃｒ等の各種の合金元素を含有する鋼が、量産ラインで凝固する際に、次の（１）式の条件を満たす必要があることを本発明者は実験により見出した。
　［％Ｃ］≦１．１２ｅｘｐ｛−４．７８×１０−２（［％Ｃｒ］＋［％Ｍｏ］＋［％Ｖ］＋０．５［％Ｗ］＋０．２［％Ｍｎ］＋０．０１［％Ｃｏ］）｝　・・・（１）
〔実施例〕
　次に本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
　第１表は、各鋼種の成分を示したものである。第１表に示された鋼を溶解・精錬し、鋼片断面寸法が５２０×４００となるように連続鋳造し、次いでφ１６５のバー材に圧延し、第２図に示す条件で焼鈍した。
　次いでこのような鋼種について、心部を通り、圧延方向に平行な切断面内の最大炭化物直径を測定した。被検面積は１６５×１６５＝２７２２５ｍｍ２である。
　この最大炭化物直径の測定は、走査型電子顕微鏡により行い、真円換算直径に調整した。
さらに、各鋼種について下記のＸを計算した。
Ｘ＝［％Ｃ］−１．１２ｅｘｐ｛−４．７８×１０−２（［％Ｃｒ］＋［％Ｍｏ］＋［％Ｖ］＋０．５［％Ｗ］＋０．２［％Ｍｎ］＋０．０１［％Ｃｏ］）｝
　第２表に各鋼種の最大炭化物の真円換算直径と前記Ｘの値を示す。また、第３図に最大炭化物の真円換算直径（μｍ）と前記Ｘの関係を示す。
　第３図から明らかなように、Ｘの値が０以下の時に炭化物径が６μｍ以下となることがわかる。
　以上より、前記（１）式が成立する時に炭化物径が６μｍ以下となることが分かる。
　この結果、合金元素の含有量をＸ≦０となるように設計することにより、最大炭化物直径を６μｍ以下にすることができる。
　また、肌焼鋼の場合は、浸炭時間，拡散時間をかえて表面炭素濃度を調整することにより最大炭化物直径を６μｍ以下にできる。
第１表
第２表
（実施例２）
　次に、前記Ｘ≦０を満足する鋼種ＡないしＩ、Ｍ及びＮの１１種の鋼を溶解・精錬し、鋼片寸法が１８２×１８２となるように連続鋳造し、φ６５のバー材に圧延した。次いで、このバーからφ６０、ｔ＝６の円盤状の試験片（テストピース，以下、表中では略して「Ｔ．Ｐ．」と称することもある）を切削加工した。この試験片に、浸炭焼入れ焼戻し処理を行った。浸炭焼入れとしては、イオン浸炭又はガス浸炭を行った。イオン浸炭における、昇温，クリーニング，浸炭，拡散，焼入れの各々の工程における条件は次の第３表に示す通りであり、また、各工程での温度パターンは第４図に示し、そして、浸炭から焼戻しに致る熱処理方法の詳細を第４表に示す。
　尚、第４表において、ガス浸炭焼入れ及び二次焼入れは、ＲＸガス＋エンリッチガスの雰囲気下で行い、酸化処理は空気中で行った。尚、浸炭に変えて浸炭窒化を行うことができるのは勿論であり、この場合は、ＲＸガス＋エンリッチガス＋アンモニアガス５％の雰囲気下で行った。
そして、第４表の熱処理において焼入れは油温６０℃にて行った。
第３表
第４表
　次に、前記熱処理がなされた各試験片の平面部を研磨し、表面粗さを０．０１Ｒａ以下の寿命試験用試験片を削成し、この寿命試験用試験片の各々について、『特殊鋼便覧（第１版）電気製鋼研究所編，理工学社，１９６５年５月２５日，第１０〜２１頁記載』のスラスト試験機を用いた寿命試験を行った。試験条件は次の通りである。
　最大接触面圧（Ｐｍａｘ）：５７８ｋｇｆ／ｍｍ２
　応力繰り返し数：３０００ｃ．ｐ．ｍ
　潤滑油：ＶＧ６８　タービン油
　前記寿命試験においては、肉眼もしくは拡大鏡により確認できるフレーキング，クラックの存在をもって寿命と判定した。この寿命の定量的表現（＝Ｌ１０）は、試験片の１０％が寿命に達した時点での累計の回転数（サイクル）をもって表現した。
　寿命試験用試験片の表面硬度はロックウェル硬度計で測定し、次いで、試験片表面を順次超仕上げ砥石により研磨しながらロックウェル硬度計を用いてＨＲＣ６０以上の表層厚さを測定した。
　第５表に以上の結果を示す。そして、転動体（＝玉）径の２％の以内の深さまでに存在する最大炭化物の真円換算直径が６μｍ以下であり、且つＨＲＣ６０以上の表面厚さが玉径の２％以上にある寿命試験用試験片のＬ１０寿命と表面硬さの関係を第５図に示す。
尚、第５表において、玉径は９．５２５ｍｍとして計算した。
第５表
　第５表から、表面硬さがＨＲＣ６４以上６９以下の範囲の時、試験片の寿命値（Ｌ１０）は最大となることがわかる。
　また、表面硬さがＨＲＣ６４以上６９以下で、かつ、ＨＲＣ６０以上の表面厚さが転動体の平均直径の２％以上ある寿命試験用試験片の寿命値（Ｌ１０）と転動体の平均直径の２％以内の深さまでに存在する最大炭化物の真円換算直径との関係を第６図に示す。
　第６図から、最大炭化物の真円換算直径が小さくなるに従い、試験片の寿命値（Ｌ１０）は長くなるが、最大炭化物の真円換算直径が６μｍ以下になると飽和することが分かる　。
　さらに、表面硬さがＨＲＣ６４以上６９以下で、かつ転動体の平均直径の２％以内の深さまでに存在する最大炭化物の真円換算直径が６μｍ以下である試験片の寿命値（Ｌ１０）とＨＲ　Ｃ６０以上の表層厚さの転動体の平均直径に対する百分率を第７図に示す。
　第７図から、ＨＲＣ６０以上の表層厚さが転動体の平均直径の２％未満の時、寿命試験用試験片の寿命値（Ｌ１０）が低下することがわかる。
　以上より、軌道面又は転動面の硬さがＨＲＣ６４以上６９以下であり、軌道面及び転動面から内側に向かって当該転動体の平均直径の２％以上に対応する深さまでの間の硬さがＨＲＣ６０以上であり、かつ、軌道面又は転動面から内側に向かって転動体の平均直径の２％に対応する深さまでの間に存在する炭化物の大きさは真円換算直径６μｍ未満である時、試験片の寿命値（Ｌ１０）が最大となることが分かる。
（実施例３）
　前記第１表に示す複数の鋼種を用いて、軸受外径６２ｍｍ，幅１６ｍｍ，内径３０ｍｍの単列深みぞ玉軸受（６２０６）ａ乃至ｎを作成した。軌道輪及び転動体の熱処理は第６表記載の通りである。
　この単列深みぞ玉軸受における軌道輪及び転動体の表面硬度を前記ロックウェル硬度計で測定し、両者の硬度の差（転動体表面硬さ−軌道輪表面硬さ＝ΔＨＲＣ）を計算した。そして、『日本精工株式会社編，テクニカルジャーナル，ＮＯ．６４６，第２０頁』記載の油浴潤滑形軸受耐久寿命試験機を用いて前記各々の単列深みぞ玉軸受の寿命試験を行った。試験機の試験条件は、下記の通りである。
　ラジアル荷重Ｆｒ：１４１０ｋｇｆ
　最大接触面圧（Ｐｍａｘ）：３５０ｋｇｋｇｆ／ｍｍ２
　潤滑油：ＶＧ６８　タービン油
　回転数（内輪回転，外輪回転）：３０００ｒｐｍ
　尚、寿命は前記スラスト寿命試験の場合と同様に全試験片数の１０％に確認できるフレーキング又はクラックが発生するまでの累計時間（Ｌ１０）で表現した。
　以上の結果を第６表に示す。そして、前記転動体と軌道輪との表面硬さの差（ΔＨＲＣ）とＬ１０寿命値との関係を第８図に示す。
　第８図から明らかなように、ΔＨＲＣが０以下で転動体表面にフレーキングが発生して寿命の低下が明らかとなった。これに対し、ΔＨＲＣ≧０では、転動体のフレーキングの発生は無く略一定のＬ１０を保持していることが確認された。
　以上の事実より、転動面の硬さは前記軌道面の硬さより硬いことで、試験片の寿命を向上することか確認された。
第６表
（実施例４）
　前記第１表の鋼種Ｇを使用して、前記単列深みぞ玉軸受（６２０６）の外輪を第７表に示す熱処理条件で作成した。なお、比較としてＳＵＪ２を使用し、浸炭を行うことなく焼入れして同様に前記単列深みぞ玉軸受（６２０６）の外輪を作成した。
　この時、各外輪は、軌道面の硬さがＨＲＣ６４以上６９以下であり、軌道面から内側に向かって当該転動体の平均直径の２％以上に対応する深さまでの間の硬さがＨＲＣ６０以上であり、かつ、軌道面から内側に向かって転動体の平均直径の２％に対応する深さまでの間に存在する炭化物の大きさは真円換算直径６μｍ以下になるよう作製した。
　次いで、このような熱処理後各外輪Ｎｏ．のものについて、外輪の平均残留オースナイト濃度（体積％）を測定した。測定結果を第７表に示す。
　第７表の結果から、残留オーステナイト濃度と外輪の断面の深さ方向の位置（Ａ−Ｂ　）の関係を第９図に示す。また、第１０図は、前記外輪Ｎｏ．１の断面図であり、図中のＡ点及びＢ点は、第９図中の横軸の点及びＢ点に対応する。
　残留オーステナイト濃度は外輪の表面部において高く、内部において低くなっている。前記平均残留オーステナイト濃度とは、表面及び内部の残留オースナイナト濃度の全平均を意味するものであって、第９図では約６．４ｖｏｌ％が平均残留オーステナイト濃度となる。
　今、外輪Ｎｏ．１ないし５の外輪の各々を１７０℃に保持し外輪外径の経時変化（外輪の外径の膨張率）を測定した。この結果を第１１図に示す。
　第１１図より平均残留オーステナイト濃度がＳＵＪ２（外輪Ｎｏ．５）の値（１０％）以下の試験片（外輪Ｎｏ．１及び２）は、外輪の外径の最大膨張率がＳＵＪ２（外輪Ｎｏ．５）より小さいことがわかる。この結果より、外輪に残存する平均残留オーステナイト濃度（ｖｏｌ％）は１０％以下にすると、寸法安定性がＳＵＪ２より良好な鋼を得ることができる。
第７表
　尚、前記実施例では焼入れを油焼入れで行ったが、水焼入れでも良い。
また、表面硬さ，炭化物直径を本発明の特性値に調整可能であれば、第１表記載の鋼種に限定されないことは勿論である。
〔発明の効果〕
　以上説明したように請求項（１）記載の発明によれば、軌道面又は転動面の硬さ；ＨＲＣ６４以上６９以下、且つ軌道面及び転動面から内側に向かって当該転動体の平均直径の２％以上に対応する深さまでの間の硬さ；ＨＲＣ６０以上、さらに、軌道面又は転動面から内側に向かって転動体の平均直径の２％に対応する深さまでの間に存在する炭化物の大きさは真円換算直径６μｍ以下であることで、長寿命な転がり軸受を提供することができる。
　そして、請求項（２）記載の発明によれば、転動面の表面硬さを軌道面のそれ以上にすることにより、転動体の対疲労性を高めて、もって長寿命な転がり軸受を提供することができる。
　ま
（３）
【図面の簡単な説明】
　第１図はＦｅ−Ｆｅ３Ｃの状態図、第２図は実施例１における各鋼種の焼鈍方法を示す図、第３図は最大炭化物の真円換算直径とＸ値との関係図、第４図はイオン浸炭の熱処理工程の説明図、第５図は試験片の寿命値と試験片の表面硬さとの関係図、第６図は試験片の寿命値と最大炭化物の真円換算直径との関係図、第７図は試験片の寿命値とＨＲＣ６０以上の表層厚さの転動体の平均直径に対する百分率との関係図、第８図は試験片の寿命値とΔＨＲＣとの関係図、第９図は残留オーステナイト濃度と外輪の断面の深さ方向の位置（Ａ−Ｂ）との関係図、第１０図は外輪の断面図、第１１図は外輪の外径の膨張率と加熱保持時間との関係図である。