(57)【要約】【課題】  長寿命化を図ったロッカーアーム用転がり軸受を提供する。【解決手段】  本発明のロッカーアーム用転がり軸受５０は、エンジンのカム６と転がり接触するローラ４と、ローラ４の内側に位置し、ロッカーアーム１に固定されたローラ軸２と、ローラ４とローラ軸２との間に介在する複数のころ３とを備えたロッカーアーム用転がり軸受において、ローラ４、ローラ軸２、およびころ３のうち少なくとも１つの部材が窒素富化層を有し、窒素富化層を有する部材のオーステナイト結晶粒の粒度番号が１０番を超える範囲にあり、かつ前記窒素富化層を有する部材の球状化炭化物の面積率が１０％以上である。【選択図】        図１
2006090394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのカム軸と転がり接触する外輪と、
前記外輪の内側に位置し、ロッカーアームに固定された内輪と、
前記外輪と前記内輪との間に介在する複数の転動体とを備えたロッカーアーム用転がり軸受において、
前記外輪、前記内輪、および前記転動体のうち少なくとも１つの部材が窒素富化層を有し、前記窒素富化層を有する部材のオーステナイト結晶粒の粒度番号が１０番を超える範囲にあり、かつ前記窒素富化層を有する部材の球状化炭化物の面積率が１０％以上である、ロッカーアーム用転がり軸受。
【請求項２】
前記窒素富化層を有する部材の球状化炭化物の面積率が１０％以上２５％以下である、請求項１に記載のロッカーアーム用転がり軸受。
【請求項３】
前記ロッカーアームは前記一方の端部と前記他方の端部との間に位置する回転軸に回転自在に取り付けられ、前記一方の端部に前記エンジンの開閉用バルブの端部が当接し、前記ロッカーアームは前記他方の端部に二股状の内輪支持部を有し、その二股状の内輪支持部に前記内輪が固定されている、請求項１または２に記載のロッカーアーム用転がり軸受。
【請求項４】
前記ロッカーアームの一方の端部と他方の端部との間に設けられ、
前記ロッカーアームの２つの側壁の間にわたる内輪孔に前記内輪が固定され、前記ロッカーアームの一方の端部に前記エンジンの開閉用バルブの端部が当接し、前記ロッカーアームの他方の端部にピボットが当接する、請求項１または２に記載のロッカーアーム用転がり軸受。
【請求項５】
前記ロッカーアームは、ロッカーアーム本体と、前記カム軸からの応力を伝達する連動棒とを有し、前記ロッカーアーム本体は前記ロッカーアーム本体の一方の端部と他方の端部との間に位置する回転軸に回動自在に取り付けられ、前記ロッカーアーム本体の前記一方の端部に前記エンジンの開閉用バルブの端部が当接し、前記ロッカーアーム本体の前記他方の端部に前記連動棒の一方の端部が当接し、前記連動棒の他方の端部に前記内輪が固定されている、請求項１または２に記載のロッカーアーム用転がり軸受。
【請求項６】
総ころ形式のニードル軸受である、請求項１〜５のいずれかに記載のロッカーアーム用転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用エンジンのインテイクバルブやエグゾーストバルブの開閉に用いられるロッカーアーム用転がり軸受に関し、より特定的には、長寿命化を図ったロッカーアーム用転がり軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の転がり軸受の中には、たとえばエンジンのインテイクバルブやエグゾーストバルブの開閉に用いられるロッカーアームに使用する軸受のように、総ころタイプでありながら、高速、高荷重用途で使用される軸受が多い。特に保持器のない総ころタイプの軸受では、ころ同士の干渉が生じたり、スムーズにころ位置が制御されなかったりすることで、ころのスキューが起こりやすい。また、潤滑油が軸受内部にうまく供給されないと、潤滑条件が悪い事態が生じやすい。この結果、滑り発熱や局部的な面圧上昇が起こり、計算上は大きな負荷容量を持つにもかかわらず、表面損傷（ピーリング、スミアリング、表面起点型剥離）や内部起点型剥離が生じやすかった。
【０００３】
エンジンのインテイクバルブやエグゾーストバルブの開閉に用いられるロッカーアームに使用する軸受のように、その外輪の外径がカムと転がり接触する用途では、従来は、主に外輪の外径の改良を目的とした改良が多かった。たとえばショットピーニングなどの加工による圧縮の残留応力、高濃度浸炭窒化による高硬度（加工効果）による長寿命化などは主に相手カムと転動接触する外輪外径の改良のために行なわれてきた。
【０００４】
これまでの公知技術では、次の対応をとってきた。
【０００５】
（１）転動疲労寿命向上のため、軸受部品の軌道輪にショットピーニングを適用し、強化層、残留オーステナイト含有層、焼入れ硬化層を表面から内部に順に設けた軸受部品（特許文献１）。
【０００６】
（２）マルテンサイト組織中の炭化物の大きさ、面積率、残留オーステナイト量および硬さを、ショットピーニングすることにより効率的に調整する技術（特許文献２）。
【０００７】
（３）転動疲労寿命向上のため、ショットピーニングによる残留圧縮応力ピーク高さおよび分布を、使用時に作用する最大剪断応力および作用深さに一致させる技術（特許文献３）。
【０００８】
（４）浸炭軸受において、長寿命化のためにショットピーニングを施し、最終表面仕上げ加工を施した後の表面において、残留圧縮応力σ（ＭＰａ）と残留オーステナイトγ（％）の組合せを、０．００１σ＋０．３γ≧１．０を満足するようにする制御方法。
【０００９】
（５）カムフォロア外輪の外径の硬度を相手カムと同等の硬度とし、かつ外輪の内径の硬度を外径の硬度よりも高くしたカムフォロア装置（特許文献４）。
【００１０】
（６）対向する他の部品と転がり接触または転がりすべり接触する部品において、表面から０〜５０μｍの深さの表層部の最大圧縮応力を５０〜１１０ｋｇｆ／ｍｍ2とし、硬度をＨＶ８３０〜９６０とし、残留オーステナイトを７％以上とし、表面粗さの平均波長を２５μｍ以下とし、これらをショットピーニングにより達成したもの（特許文献５）。
【００１１】
内輪に相当するローラ軸、ころ、また軸受全体の転がり寿命を延ばすための改良は少ないものの、次に示すように材質面からは浸炭窒化による耐熱性やミクロ組織安定性の付与、高硬度化などによって軸受の長寿命化を図った例がある。
【００１２】
（ｄ１）エンジンの動弁機構用カムフォロワ装置用軸受において、エンジンの定格回転数での軸受の計算寿命を１０００時間以上とするもの（特許文献６）。
【００１３】
（ｄ２）炭化物の比率：１０〜２５％、残留オーステナイトの初期値に対する分解率：１／１０〜３／１０、端面硬度：ＨＶ８３０〜９６０、表面粗さの平均波長：２５μｍ以下としたカムフォロワ装置用軸受軸を実現するために軸受鋼に浸炭窒化とハードショットピーニングを施したもの（特許文献７）。
【００１４】
（ｄ３）軸の耐摩耗性向上のため、軸に高分子化合物などの固体潤滑膜を形成したカムフォロワ軸（特許文献８）。
【００１５】
（ｄ４）工具鋼などにより形成し、焼戻し温度よりも低い温度でイオン窒化やイオンプレーティングで高硬度にしたカムフォロワ軸（特許文献９）。
【００１６】
（ｄ５）軸に対する曲げ応力を１５０ＭＰａ以下にしたエンジンの動弁機構用カムフォロワ装置用軸受（特許文献１０）。
【００１７】
（ｄ６）軸受構成部品の転走面に潤滑油保持性に優れたリン酸塩皮膜を付けたエンジンの動弁機構用カムフォロワ（特許文献１１）。
【００１８】
（ｄ７）軸のころ転動領域にクラウニングを付けたエンジンの動弁機構用カムフォロワ（特許文献１２）。
【００１９】
（ｄ８）軸の転走面表層の炭素濃度を１．２％〜１．７％Ｃにした高濃度浸炭処理、または浸炭窒化処理を行ない、内部硬度はＨＶ３００にした浸炭軸（特許文献１３）。
【００２０】
ロッカーアームに付随する別の問題として、ローラ軸両端部にかしめ成形を施してローラ支持部材にかしめる場合がある。この場合、ローラ軸の転走面は高硬度を必要とするが、端部はかしめ成形が可能となるように軟質である必要がある。また、かしめ固定した後、使用中に緩みを生じないほどの強度（硬度）が必要である。ローラロッカーのローラ軸両端部に対してかしめ成形を可能にするものでは、次の開示がなされている。
【００２１】
（ｄ９）ローラ軸の外周面を均一に高周波焼入れし、焼戻しをした後、両端部のみ高周波焼なましをして、両端部を軟化する方法（特許文献１４）。
【特許文献１】特開平２−１６８０２２号公報
【特許文献２】特開２００１−６５５７６号公報
【特許文献３】特開平３−１９９７１６号公報
【特許文献４】実開平３−１１９５０８号公報
【特許文献５】特許第３１２５４３４号公報
【特許文献６】特開２０００−３８９０７号公報
【特許文献７】特開平１０−４７３３４号公報
【特許文献８】特開平１０−１０３３３９号公報
【特許文献９】特開平１０−１１０７２０号公報
【特許文献１０】特開２０００−３８９０６号公報
【特許文献１１】特開２００２−３１２１２号公報
【特許文献１２】実開昭６３−１８５９１７号公報
【特許文献１３】特開２００２−１９４４３８号公報
【特許文献１４】特開平５−１７９３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
今後、エンジンのインテイクバルブやエグゾーストバルブの開閉に用いられるロッカーアーム用転がり軸受においても、通常の軸受同様、使用時の高速化と大荷重化、潤滑油の低粘度化が進むと予想される。このような条件で使用される軸受の寿命を支配する要因は、通常の荷重依存型の転動疲れ寿命の他に、滑りや油膜切れが原因で生じる金属接触による表面損傷寿命がある。ロッカーアーム用転がり軸受の長寿命化のためにはこれらの寿命を長寿命化する必要があるが、両方の寿命をともに大幅に延長させる技術はこれまでに確立されていなかった。また、総ころ軸受特有のころの干渉やスキューによる短寿命も発生する問題がある。
【００２３】
これまでの公知の技術は、高硬度、高い圧縮応力により転動寿命を向上させるものや、相手部材との転動面を改良するものが主体であった。これらを実際に軸受として評価すると、外輪のような曲げが作用する用途の疲労強度や外輪外径面の耐摩耗性については効果があり、良好な結果が得られるものの、軸受の内輪に相当する軸やころの転動疲労寿命の長寿命化には、この技術だけでは必ずしも大きな効果を得ることができなかった。
【００２４】
したがって、本発明の目的は、長寿命化を図ったロッカーアーム用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】
【００２５】
本発明のロッカーアーム用転がり軸受は、エンジンのカム軸と転がり接触する外輪と、外輪の内側に位置し、ロッカーアームに固定された内輪と、外輪と内輪との間に介在する複数の転動体とを備えたロッカーアーム用転がり軸受において、外輪、内輪、および転動体のうち少なくとも１つの部材が窒素富化層を有し、窒素富化層を有する部材のオーステナイト結晶粒の粒度番号が１０番を超える範囲にあり、かつ窒素富化層を有する部材の球状化炭化物の面積率が１０％以上である。
【００２６】
粒度番号が１０番を超えるほど上記の部材のオーステナイト粒を微細化することにより、転動疲労寿命を大幅に改良することができる。オーステナイト粒径の粒度番号が１０番以下では、転動疲労寿命は大きく改善されないので、１０番を超える範囲とする。通常、１１番以上とするのがよい。また、平均結晶粒径を６μｍ以下としてもよい。オーステナイト粒径は細かいほど望ましいが、通常、１３番を超える粒度番号を得ることは難しい。
【００２７】
上記のオーステナイト結晶粒度は、ＪＩＳに規定されている通常の方法で求めてもよいし、上記結晶粒度番号に対応する平均粒径を切片法などにより求めて換算してもよい。上記のオーステナイト結晶粒度番号は、浸炭窒化層において満たされればよい。しかし、通常の場合、浸炭窒化層より内側の鋼材本体においても、上記のオーステナイト結晶粒微細化の基準は満たされる。
【００２８】
なお、オーステナイト結晶粒とは、焼入加熱中に相変態したオーステナイトの結晶粒のことであり、これは、冷却によりマルテンサイトに変態した後も、過去の履歴として残存しているものをいう。また、本明細書中において「内輪」とは、中実の軸および中空の軸を含む意味である。
【００２９】
また、窒素富化層を有する部材の球状化炭化物の面積率を１０％以上とすることにより、転動疲労寿命を大幅に改良することができる。球状化炭化物の面積率が１０％未満では転動疲労寿命は大きく改善されないので、１０％以上の範囲とする。球状化炭化物の面積率は大きいほど望ましいが、通常、面積率が２５％を超えると炭化物の租大化・凝集により材料の靭性が劣化するので、望ましくは１０％以上２５％以下の範囲とする。
【００３０】
球状化炭化物の面積率は、研削後の転動面の表層５０μｍにおける値である。ピクリン酸アルコール溶液（ピクラル）を用いて腐食した後、光学顕微鏡でたとえば４００倍の倍率で観察することができる。ここで、簡易的に「球状化炭化物」と表わしているが、「球状化炭化物」とは、炭化物と窒化物とを合わせたものである。
【００３１】
（ｃ１）上記のロッカーアームはその一方の端部と他方の端部との間に位置する回転軸に回転自在に取り付けられ、一方の端部にエンジンの開閉用バルブの端部が当接し、ロッカーアームは他方の端部に二股状の内輪支持部を有し、その二股状の内輪支持部に本発明のロッカーアーム用転がり軸受の内輪が固定されていてもよい。
【００３２】
また、（ｃ２）ロッカーアームの一方の端部と他方の端部との間にロッカーアーム用転がり軸受が設けられ、ロッカーアームの２つの側壁の間にわたる内輪孔に内輪が固定され、ロッカーアームの一方の端部にエンジンの開閉用バルブの端部が当接し、ロッカーアームの他方の端部にピボットが当接していてもよい。
【００３３】
さらに、（ｃ３）上記のロッカーアームは、ロッカーアーム本体と、カム軸からの応力を伝達する連動棒とを有し、ロッカーアーム本体はロッカーアーム本体の一方の端部と他方の端部との間に位置する回転軸に回転自在に取り付けられ、ロッカーアーム本体の一方の端部にエンジンの開閉用バルブの端部が当接し、ロッカーアーム本体の一方の端部に連動棒の一方の端部が当接し、連動棒の他方の端部に本発明の転がり軸受の内輪が固定されていてもよい。
【００３４】
上記の（ｃ１）、（ｃ２）、（ｃ３）のロッカーアームは、カムからの駆動力をエンジンのバルブに伝える点で共通するが、その構造が異なっており、異なるエンジンの型式にそれぞれ対応できるようになっている。
【００３５】
また、ロッカーアーム用転がり軸受が総ころ形式のニードル軸受であってもよい。
【発明の効果】
【００３６】
本発明のロッカーアーム用転がり軸受は、粒度番号で１０番を超えるようにオーステナイト粒を微細化し、かつ、球状化炭化物の面積率が１０％以上であるため、転動疲労寿命が大きく改善され、優れた耐割れ強度や耐経年寸法変化を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
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。
【００３８】
図１は、本発明の一実施の形態におけるロッカーアーム用転がり軸受の使用状態を示す概略正面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図１および図２を参照して、ロッカーアーム１は、中央部において軸受メタルなどを介してロッカーアーム軸５に回転自在に支持されている。
【００３９】
このロッカーアーム１の一方の端部１ｂには、アジャストねじ７が螺挿されている。このアジャストねじ７はロックナット８により固定され、その下端において内燃機関の給気弁もしくは排気弁のバルブ９の上端部９ａと当接している。このバルブ９はばね１０の弾発力で付勢されている。
【００４０】
ロッカーアーム１は、他方の端部１ａに二股状に形成された内輪支持部１４を一体に有している。この二股状の内輪支持部１４に、内輪に相当するローラ軸２の両端が圧入もしくは止め輪により固定されている。このローラ軸２の外周面中央部には、転動体としてのころ３を複数個介して回転自在に、外輪を構成するローラ４が支持されている。すなわち、ローラ軸２とローラ４との間に複数のころ３が介在している。ころ３の軸線方向は、ローラ軸２の軸線に平行に配置されている。このローラ４の外周面は、ばね１０の付勢力によりカム軸に設けられたカム６のカム面に当接されている。言い換えれば、カム６とローラ４とは転がり接触している。
【００４１】
カム６が回転すると、カム６に押されてロッカーアーム１が上下方向に振動し、この振動がロッカーアーム軸５を支点としてバルブ９に伝わり、バルブ９が開閉動作を行なう。本実施の形態のロッカーアーム用転がり軸受５０は、保持器が用いられない総ころ軸受であり、ローラ軸２と、複数のころ３と、ローラ４とにより構成されている。ロッカーアーム用転がり軸受５０は、ロッカーアーム１とカム６との間の摩擦を低減し、耐磨耗性を向上させる役割を果たしている。ロッカーアーム用転がり軸受５０は、カム６と接触しながら回転するものであるため、ローラ４にはカム６の押付け力と衝撃力とが作用する。
【００４２】
図３は、本発明の他の実施の形態におけるロッカーアーム用転がり軸受の使用状態を示す概略正面図である。図３を参照して、ロッカーアーム１の一方の端部１ｂと他方の端部１ａとの間にロッカーアーム用転がり軸受５０が設けられている。また、ロッカーアーム１の２つの側壁１ｃの間にわたって、内輪孔としてのローラ孔（図示せず）が形成されている。そして、このローラ孔にローラ軸２が固定されている。さらに、ロッカーアーム１の一方の端部１ｂにはエンジンの開閉用バルブ９の上端部９ａが当接しており、ロッカーアーム１の他方の端部１ａにはピボット孔１５が設けられている。ピボット孔１５は、図示しないピボットと当接する。ピボット孔１５を設けたロッカーアーム１は、ピボットの周り所定の向きにばね１０によって付勢されている。カム６から伝達される駆動力をローラ４で受けて、ばね１０の付勢力に抗してバルブ９を動かす。
【００４３】
図４は、本発明のさらに別の実施の形態におけるロッカーアーム用転がり軸受の使用状態を示す概略正面図である。図５は、図４のロッカーアーム用転がり軸受を含む部分を拡大した図である。
【００４４】
図４および図５を参照して、ロッカーアーム１は、ロッカーアーム本体１１と、カム６からの応力を伝達する連動棒１６とを有している。ロッカーアーム本体１１の一方の端部１１ｂと他方の端部１１ａとの間、すなわちロッカーアーム本体１１の中央部にロッカーアーム軸５が配置されており、その周りにロッカーアーム本体１１が回動する。ロッカーアーム本体１１の一方の端部１１ｂにバルブ９の上端部９ａが当接しており、バルブ９はばね１０の弾発力で付勢されている。また、ロッカーアーム本体１１の他方の端部１１ａに連動棒１６の上端部１６ｂが当接している。アジャストねじ７はロッカーアーム本体１１と連動棒１６との当接位置を調節する機能を有する。連動棒１６の下端部に位置する中空の軸受取付部１６ａに、取付部材１７によりロッカーアーム用転がり軸受５０のローラ軸２が取り付けられている。カム６はこのロッカーアーム用転がり軸受５０のローラ４に当接して駆動力を連動棒１６に伝達する。
【００４５】
なお、図１〜図５において、一方と他方との間には特に区別はなく、説明の順序で早く説明する端部を一方の端部とする意味しかない。
【００４６】
上記ロッカーアーム用転がり軸受５０を構成する部材のうち、ころ３、ローラ軸２および外輪のローラ４のうち少なくとも１つの部材は、これから説明する低温２次焼入れ法の熱処理を施されることにより、オーステナイト結晶粒の粒度番号が１０番を超える範囲とされ、かつ球状化炭化物の面積率が１０％以上とされている。
【００４７】
次に、これら転がり軸受の外輪（ローラ）、内輪（ローラ軸）および転動体の少なくとも１つの軸受部品に行なう浸炭窒化処理を含む熱処理について説明する。図６は、本発明の一実施の形態における熱処理方法を説明する図である。また、図７は、本発明の一実施の形態における熱処理方法の変形例を説明する図である。図６は１次焼入れおよび２次焼入れを行なう方法を示す熱処理パターンであり、図７は焼入れ途中で材料をＡ1変態点温度未満に冷却し、その後、再加熱して最終的に焼入れる方法を示す熱処理パターンである。どちらも本発明の実施の態様例である。これらの図において、処理Ｔ1では鋼の素地に炭素や窒素を拡散させまた炭素の溶け込みを十分に行なった後、Ａ1変態点未満に冷却する。次に、図中の処理Ｔ2において、処理Ｔ1よりも低温に再加熱し、そこから油焼入れを施す。
【００４８】
上記の熱処理を普通焼入れ、すなわち浸炭窒化処理に引き続いてそのまま１回焼入れするよりも、表層部分を浸炭窒化しつつ、割れ強度を向上させ、経年寸法変化率を減少することができる。上述したように、上記の熱処理方法によれば、オーステナイト結晶粒の粒径を従来の２分の１以下となるミクロ組織を得ることができる。上記の熱処理を受けた軸受部品は、転動疲労特性が長寿命であり、割れ強度を向上させ、経年寸法変化率も減少させることができる。
【００４９】
図８は軸受部品のミクロ組織、とくにオーステナイト粒を示す図である。図８(ａ)は本発明例の軸受部品であり、図８（ｂ）は従来の軸受部品である。すなわち、上記図６に示す熱処理パターンを適用した軸受鋼のオーステナイト結晶粒度を図８（ａ）に示す。また、比較のため、従来の熱処理方法による軸受鋼のオーステナイト結晶粒度を図８（ｂ）に示す。また、図９（ａ）および図９（ｂ）は、上記図８（ａ）および図８（ｂ）を図解したオーステナイト結晶粒界を示す図である。これらオーステナイト結晶粒度を示す組織より、従来のオーステナイト粒径はＪＩＳ規格の粒度番号で１０番以下の番号であり、また本発明による熱処理方法によれば１２番の細粒を得ることができる。また、図８（ａ）の平均粒径は、切片法で測定した結果、５．６μｍであった。
【実施例】
【００５０】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００５１】
（実施例１）
ＪＩＳ規格ＳＵＪ２を用いて、転動疲労試験用のロッカーアーム用転がり軸受を製作した。軸受はロッカーアームに使用する総ころタイプのニードル軸受である。内輪は、外径φ１４．６４ｍｍ×幅Ｌ１７．３ｍｍであり、外輪は内径φ１８．６４ｍｍ×外径φ２４ｍｍ×幅Ｌ６．９ｍｍである。ころは外径φ２ｍｍ×長さＬ６．８ｍｍであり、２６本のころを用いた。また、保持器を用いない総ころタイプの構成とした。この軸受の基本動定格荷重は８．６ｋＮ、基本静定格荷重は１２．９ｋＮである。
【００５２】
各試験軸受の製造履歴は次の通りである。
【００５３】
試験軸受Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３（本発明実施例）：浸炭窒化処理温度８５０℃、保持時間１５０分間の条件で浸炭窒化処理を行なった。浸炭窒化処理中は、ＲＸガスとアンモニアガスとの混合ガスの雰囲気とした。その際、試験軸受Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の各々で、ＲＸガスとアンモニアガスとの混合比を変更して浸炭窒化処理を行った。その後、図６に示す熱処理パターンに従って、浸炭窒化処理温度８５０℃から一次焼入れを行ない、次いで浸炭窒化処理温度より低い温度８００℃で２０分間加熱して二次焼入を行ない、次いで、１８０℃で９０分間焼戻を行なった。
【００５４】
試験軸受Ｎｏ．４：標準熱処理を行なった。すなわち、ＲＸガス雰囲気中で、加熱温度８４０℃、保持時間２０分で加熱した後、焼入れを行ない、次いで１８０℃で９０分間焼戻を行なった。
【００５５】
試験軸受Ｎｏ．５，６：浸炭窒化処理温度８５０℃、保持時間１５０分間の条件で浸炭窒化処理を行なった。浸炭窒化処理中は、ＲＸガスとアンモニアガスとの混合ガスの雰囲気とした。その際、試験軸受Ｎｏ．５，Ｎｏ．６の各々で、ＲＸガスとアンモニアガスとの混合比を変更して浸炭窒化処理を行なった。その後、８５０℃から焼入れを行ない、次いで１８０℃で９０分間焼戻を行なった。
【００５６】
以上の製造方法で製作した試験軸受Ｎｏ１〜Ｎｏ．６の内輪の材質調査結果および機能評価試験結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
2006090394.tif 000003
【００５８】
次に材質調査方法及び、機能評価試験方法について説明する。
【００５９】
（１）オーステナイト結晶粒度：オーステナイト結晶粒度の測定は、ＪＩＳ  Ｇ  ０５５１の鋼のオーステナイト結晶粒度試験方法に基づいて行った。
【００６０】
（２）残留オーステナイト量：残留オーステナイト量の測定は、Ｘ線回折によるマルテンサイトα（２１１）と残留オーステナイトγ（２２０）の回折強度の比較で行った。残留オーステナイト量としては、研削後の転動面の表層５０μｍにおける値を採用した。
【００６１】
（３）窒素含有量：窒素含有量の測定は、ＥＰＭＡを用いて行った。窒素含有量は研削後の転動面の表層５０μｍにおける値を採用した。
【００６２】
（４）表面硬さ：表面硬さの測定は、ビッカース硬度計（１ｋｇｆ）を用いて行った。
【００６３】
（５）球状化炭化物の面積率：球状化炭化物の面積率は、ピクリン酸アルコール溶液（ピクラル）を用い腐食した後、光学顕微鏡（４００倍）で観察することにより測定した。球状化炭化物の面積率は、研削後の転動面の表層５０μｍにおける値を採用した。
【００６４】
（６）転動疲労寿命試験：転動疲労寿命試験装置を図１０に、試験条件を表２に示す。この試験装置は外輪回転の試験装置である。図１０を参照して、試験機に組み込まれたローラ軸５２とローラ５４との間に複数個の針状ころ５３を転動可能に配置した構成のものを用い、このローラ５４を部材５５，５６によりラジアル荷重をかけながら所定の速度で回転させることにより転動疲労試験を行った。
【００６５】
【表２】
2006090394.tif 000004
【００６６】
（７）静的割れ強度試験：試験軸受の外輪を用いて、単体にてアムスラー試験機で荷重をかけ静的割れ強度試験を行った。
【００６７】
（８）割れ疲労強度試験：試験軸受の外輪を用いて、表３に示す試験条件で割れ疲労強度試験を行った。
【００６８】
【表３】
2006090394.tif 000005
【００６９】
なお、（６）転動疲労寿命試験、（７）静的割れ強度試験、および（８）割れ疲労強度試験結果は、標準熱処理品Ｎｏ．４を１として、各試験軸受の結果を比率で表した。
【００７０】
次に、表１に示した試験結果を説明する。
【００７１】
（１）オーステナイト結晶粒度：本発明品Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３は結晶粒度番号が１１〜１２と顕著に微細化されている。標準熱処理品及び従来の浸炭窒化処理品Ｎｏ．４〜Ｎｏ．６は、結晶粒度番号が８〜９と本発明品より粗大なオーステナイト結晶粒となっている。
【００７２】
（２）残留オーステナイト量：本発明品Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３は１２〜２４％であり、適度なオーステナイトが存在する。標準熱処理品Ｎｏ．４は８％であり、発明品より少ない。また、従来の浸炭窒化処理品Ｎｏ．５，Ｎｏ．６は２９〜３６％であり、発明品より多い。発明品のオーステナイト量は標準熱処理品と従来の浸炭窒化処理品の間の残留オーステナイト量である。
【００７３】
（３）窒素含有量：本発明品Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３は０．１２〜０．６２％である。標準熱処理品Ｎｏ．４は浸炭窒化処理を行っていないため窒素含有量は０％であった。また、従来の浸炭窒化処理品Ｎｏ．５，Ｎｏ．６は０．３１〜０．７０％であった。発明品の窒素含有量は、従来の浸炭窒化処理品と比べ、若干低い傾向であった。これは、発明品が従来の浸炭窒化処理後に浸炭窒化処理温度より低い温度８００℃で２次焼入れを行うためだと考える。
【００７４】
（４）表面硬さ：本発明品Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３はＨＶ７３０〜７８０である。標準熱処理品Ｎｏ．４はＨＶ７４０である。また、従来の浸炭窒化処理品Ｎｏ．５，Ｎｏ．６はＨＶ７６０，ＨＶ６５０であり、Ｎｏ．６に関しては、残留オーステナイト量が多くなりすぎて硬度が出なくなっている。
【００７５】
（５）球状化炭化物の面積率：本発明品Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３は、１１．４〜１３．６％である。標準熱処理品及び従来の浸炭窒化処理品Ｎｏ．４〜Ｎｏ．６は７．９〜９．６％である。発明品は標準熱処理品及び従来の浸炭窒化処理品と比べると、球状化炭化物の面積率が多く、微細化されており、量も多い。これは、発明品が従来の浸炭窒化処理後に浸炭窒化処理温度より低い温度８００℃で２次焼入れを行なうためだと考える。
【００７６】
（６）転動疲労寿命試験：本発明品Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３は、標準熱処理品Ｎｏ．４と比べ、３倍以上の転動疲労寿命を有しており、浸炭窒化処理品Ｎｏ．５，Ｎｏ．６と比べても１．５倍以上の転動疲労寿命を有している。また、浸炭窒化処理品Ｎｏ．５，Ｎｏ．６は標準熱処理品Ｎｏ．４と比べ２倍弱の転動疲労寿命を有している。
【００７７】
（７）静的割れ強度試験：本発明品Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３は、標準熱処理品Ｎｏ．４と比べ、同等もしくはやや改善している。また、浸炭窒化処理品Ｎｏ．５，Ｎｏ．６は標準熱処理品Ｎｏ．４と比べ静的割れ強度が低下している。これは、表層部の窒素富化層とオーステナイト結晶粒の粗大化に原因であると考える。
【００７８】
（８）割れ疲労強度試験：本発明品Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３は、標準熱処理品Ｎｏ．４と比べ、２０％以上改善している。また、浸炭窒化処理品Ｎｏ．５，Ｎｏ．６も標準熱処理品Ｎｏ．４と比べ２０％以上改善している。これは、表面への窒素の浸入により、表層部に圧縮残留応力が形成したことが原因であると考える。
【００７９】
上記をまとめると、本発明品本発明品Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３は、表層部に窒素富化層を有し、オーステナイト結晶が粒度番号で１１番以上に微細化され、残留オーステナイト量が適度に有り、適正な表面硬さを有し、球状化炭化物の面積率が多いため、通常の荷重依存型の転動疲労寿命、割れ疲労強度が改善する。
【００８０】
（実施例２）
ＪＩＳ規格ＳＵＪ２を用いて、ピーリング、スミアリング試験片を製作した。試験片は外径φ４０ｍｍ×幅Ｌ１２の寸法である。各試験軸受の製造履歴は次の通りである。
【００８１】
試験軸受Ｎｏ．１（本発明実施例）：浸炭窒化処理温度８５０℃、保持時間１５０分間の条件で浸炭窒化処理を行なった。浸炭窒化処理中は、ＲＸガスとアンモニアガスとの混合ガスの雰囲気とした。その後、図６に示す熱処理パターンに従って、浸炭窒化処理温度８５０℃から一次焼入れを行ない、次いで浸炭窒化処理温度より低い温度８００℃で２０分間加熱して二次焼入を行ない、次いで、１８０℃で９０分間焼戻を行なった。
【００８２】
試験軸受Ｎｏ．２：標準熱処理を行った。すなわち、ＲＸガス雰囲気中で、加熱温度８４０℃、保持時間２０分で加熱した後、焼入れを行ない、次いで１８０℃で９０分間焼戻を行なった。
【００８３】
試験軸受Ｎｏ．３：浸炭窒化処理温度８５０℃、保持時間１５０分間の条件で浸炭窒化処理を行なった。浸炭窒化処理中は、ＲＸガスとアンモニアガスとの混合ガスの雰囲気とした。その後、８５０℃から焼入れを行ない、次いで１８０℃で９０分間焼戻を行なった。
【００８４】
以上の製造方法で製作した試験片Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の材質調査結果、ピーリング試験、およびスミアリング試験結果を表４に示す。
【００８５】
【表４】
2006090394.tif 000006
【００８６】
次に、ピーリング試験方法、およびスミアリング試験方法について説明する。なお、材質調査結果については実施例１と同様の方法で行なった。
【００８７】
（１）ピーリング試験：表５に示す試験条件で、面粗さの粗いＪＩＳ規格ＳＵＪ２の標準熱処理品を相手試験片として、試験片と相手試験片を転動接触させた場合に試験片上に発生するピーリング（微細な剥離の集合体）の面積率を測定し、ピーリング強度とした。ピーリング強度比は標準熱処理品Ｎｏ．２を１として各試験軸受の結果を比率の逆数で表した。
【００８８】
【表５】
2006090394.tif 000007
【００８９】
（２）スミアリング試験：表６に示す試験条件で、試験片も相手試験片も同一材質の組合せで、試験片同士を転動接触させ、試験片のみ回転数を一定の割合で増速させた場合に、発生する音がある値より大きくなった瞬間の試験片同士の相対回転速度をスミアリング強度とした。スミアリング強度比は標準熱処理品Ｎｏ．２を１として各試験軸受の結果を比率で表した。
【００９０】
【表６】
2006090394.tif 000008
【００９１】
次に、表４に示した試験結果を説明する。
【００９２】
（１）ピーリング試験：本発明品Ｎｏ．１は、標準熱処理品Ｎｏ．２と比べ、１．５倍以上のピーリング強度を有しており、浸炭窒化処理品Ｎｏ．３と比べて同じかやや改善している。これは、表層部に窒素富化層を有し、オーステナイト結晶が粒度番号で１１番以上に微細化され、残留オーステナイト量が適度に有り、適正な表面硬さを有し、球状化炭化物の面積率が多いことが、靭性を高め、亀裂の発生および進展に対する抵抗力を高めたと考える。
【００９３】
（２）スミアリング試験：本発明品Ｎｏ．１は、標準熱処理品Ｎｏ．２と比べ、１．５倍以上のピーリング強度を有しており、浸炭窒化処理品Ｎｏ．３と比べて同じかやや改善している。これは、表層部に窒素富化層を有し、オーステナイト結晶が粒度番号で１１番以上に微細化され、残留オーステナイト量が適度に有り、適正な表面硬さを有し、球状化炭化物の面積率が多いことが、大きなすべり条件での表層の塑性流動を抑え、耐焼き付き性を高めたと考える。
【００９４】
上記をまとめると、本発明品Ｎｏ．１はピーリング試験，スミアリング試験ともに従来の軸受材質よりも良好である。また、潤滑条件が悪く、ころ同士の干渉が生じたり、スムーズにころ位置が制御されず、ころのスキューが発生することによる表面損傷寿命も改善する。
【００９５】
本発明品は、表層部に窒素富化層を有し、オーステナイト結晶が粒度番号で１１番以上に微細化され、残留オーステナイト量が適度に有り、適正な表面硬さを有し、球状化炭化物の面積率が多いため、亀裂の発生、進展に対する抵抗力が非常に大きく、すべりによる表面発熱や接線力による表面亀裂の発生を抑えることができる。
【００９６】
（実施例３）
ＪＩＳ規格ＳＵＪ２材（１．０重量％Ｃ−０．２５重量％Ｓｉ−０．４重量％Ｍｎ−１．５重量％Ｃｒ）を用いて、（１）水素量の測定、（２）結晶粒度の測定、（３）シャルピー衝撃試験、（４）破壊応力値の測定、（５）転動疲労試験、の各試験を行なった。表７にその結果を示す。
【００９７】
【表７】
2006090394.tif 000009
【００９８】
各試料の製造履歴は次のとおりである。
【００９９】
試料Ａ〜Ｄ（本発明例）：浸炭窒化処理８５０℃、保持時間１５０分間。雰囲気は、ＲＸガスとアンモニアガスとの混合ガスとした。図６に示す熱処理パターンにおいて、浸炭窒化処理温度８５０℃ から一次焼入れをおこない、次いで浸炭窒化処理温度より低い温度域７８０℃〜８３０℃に加熱して二次焼入れを行なった。ただし、二次焼入れ温度７８０℃の試料Ａは焼入れ不足のため試験の対象から外した。
【０１００】
試料Ｅ，Ｆ（比較例）：浸炭窒化処理は、本発明例Ａ〜Ｄと同じ履歴で行ない、二次焼入れ温度を浸炭窒化処理温度８５０℃以上の８５０℃〜８７０℃で行なった。
【０１０１】
従来浸炭窒化処理品（比較例）：浸炭窒化処理８５０℃、保持時間１５０分間。雰囲気は、ＲＸガスとアンモニアガスとの混合ガスとした。浸炭窒化処理温度からそのまま焼入れを行ない、二次焼入れは行なわなかった。
【０１０２】
普通焼入れ品（比較例）：浸炭窒化処理を行なわずに、８５０℃に加熱して焼入れした。二次焼入れは行なわなかった。
【０１０３】
次に、試験方法について説明する。
【０１０４】
（１）水素量の測定
水素量は、ＬＥＣＯ社製ＤＨ−１０３型水素分析装置により、鋼中の非拡散性水素量を分析した。拡散性水素量は測定してない。このＬＥＣＯ社製ＤＨ−１０３型水素分析装置の仕様を下記に示す。
【０１０５】
分析範囲：０．０１〜５０．００ｐｐｍ
分析精度：±０．１ｐｐｍまたは±３％Ｈ（いずれか大なるほう）
分析感度：０．０１ｐｐｍ
検出方式：熱伝導度法
試料重量サイズ：１０ｍｇ〜３５ｍｇ（最大：直径１２ｍｍ×長さ１００ｍｍ）
加熱炉温度範囲：５０℃〜１１００℃
試薬：アンハイドロン  Ｍｇ（ＣｌＯ4）2、アスカライト  ＮａＯＨ
キャリアガス：窒素ガス、ガスドージングガス：水素ガス、いずれのガスも純度９９．９９％以上、圧力４０ｐｓｉ（２．８ｋｇｆ／ｃｍ2）である。
【０１０６】
測定手順の概要は以下のとおりである。専用のサンプラーで採取した試料をサンプラーごと上記の水素分析装置に挿入する。内部の拡散性水素は窒素キャリアガスによって熱伝導度検出器に導かれる。この拡散性水素は本実施例では測定しない。次に、サンプラーから試料を取り出し、抵抗加熱炉内で加熱し、非拡散性水素を窒素キャリアガスによって熱伝導度検出器に導く。熱伝導度検出器において熱伝導度を測定することによって非拡散性水素量を知ることができる。
【０１０７】
（２）結晶粒度の測定
結晶粒度の測定は、ＪＩＳ  Ｇ  ０５５１の鋼のオーステナイト結晶粒度試験方法に基づいて行なった。
【０１０８】
（３）シャルピー衝撃試験
シャルピー衝撃試験は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４２の金属材料のシャルピー衝撃試験方法に基づいて行なった。試験片は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２０２に示されたＵノッチ試験片（ＪＩＳ３号試験片）を用いた。
【０１０９】
（４）破壊応力値の測定
図１１は、静圧壊強度試験（破壊応力値の測定）の試験片を示す図である。図中のＰ方向に荷重を負荷して破壊されるまでの荷重を測定する。その後、得られた破壊荷重を、下記に示す曲がり梁の応力計算式により応力値に換算する。なお、試験片は図１１に示す試験片に限られず、他の形状の試験片を用いてもよい。
【０１１０】
図１１の試験片の凸表面における繊維応力をσ1、凹表面における繊維応力をσ2とすると、σ1およびσ2は下記の式によって求められる（機械工学便覧Ａ４編材料力学Ａ４−４０）。ここで、Ｎは円環状試験片の軸を含む断面の軸力、Ａは横断面積、ｅ1は外半径、ｅ2は内半径を表す。また、κは曲がり梁の断面係数である。
【０１１１】
σ1＝（Ｎ／Ａ）＋｛Ｍ／（Ａρo）｝［１＋ｅ1／｛κ（ρo＋ｅ1）｝］
σ2＝（Ｎ／Ａ）＋｛Ｍ／（Ａρo）｝［１−ｅ2／｛κ（ρo−ｅ2）｝］
κ＝−（１／Ａ）∫A｛η／（ρo＋η）｝ｄＡ
（５）転動疲労寿命
転動疲労寿命試験の試験条件を表８に示す。また、図１２は、転動疲労寿命試験機の概略図である。図１２(ａ)は正面図であり、図１２(ｂ)は側面図である。図１２（ａ）および（ｂ）を参照して、転動疲労寿命試験片１２１は、駆動ロール１１１によって駆動され、ボール１１３と接触して回転している。ボール１１３は、３／４インチのボールであり、案内ロール１１２にガイドされて、転動疲労寿命試験片１２１との間で高い面圧を及ぼし合いながら転動する。
【０１１２】
表７に示した試験結果を説明するならば次のとおりである。
【０１１３】
（１）水素量
浸炭窒化処理したままの従来浸炭窒化処理品は、０．７２ｐｐｍと非常に高い値となっている。これは、浸炭窒化処理の雰囲気に含まれるアンモニア（ＮＨ3）が分解して水素が鋼中に侵入したためと考えられる。これに対して、試料Ｂ〜Ｄは、水素量は０．３７〜０．４０ｐｐｍと半分近くにまで減少している。この水素量は普通焼入れ品と同じレベルである。
【０１１４】
上記の水素量の低減により、水素の固溶に起因する鋼の脆化を軽減することができる。すなわち、水素量の低減により、本発明例の試料Ｂ〜Ｄのシャルピー衝撃値は大きく改善されている。
【０１１５】
（２）結晶粒度
結晶粒度は２次焼入れ温度が、浸炭窒化処理時の焼入れ（１次焼入れ）の温度より低い場合、すなわち試料Ｂ〜Ｄの場合、オーステナイト粒は、結晶粒度番号１１〜１２と顕著に微細化されている。試料ＥおよびＦならびに従来浸炭窒化処理品および普通焼入品のオーステナイト粒は、結晶粒度番号１０であり、本発明例の試料Ｂ〜Ｄより粗大な結晶粒となっている。
【０１１６】
（３）シャルピー衝撃試験
表７によれば、従来浸炭窒化処理品のシャルピー衝撃値は５．３３Ｊ／ｃｍ2であるのに比して、本発明例の試料Ｂ〜Ｄのシャルピー衝撃値は６．３０〜６．６５Ｊ／ｃｍ2と高い値が得られている。この中でも、２次焼入れ温度が低いほうがシャルピー衝撃値が高くなる傾向を示す。普通焼入品のシャルピー衝撃値は６．７０Ｊ／ｃｍ2と高い。
【０１１７】
（４）破壊応力値の測定
上記破壊応力値は、耐割れ強度に相当する。表７によれば、従来浸炭窒化処理品は２３３０ＭＰａの破壊応力値となっている。これに比して、試料Ｂ〜Ｄの破壊応力値は２６５０〜２８４０ＭＰａと改善された値が得られる。普通焼入品の破壊応力値は２７７０ＭＰａであり、試料Ｂ〜Ｄの改良された耐割れ強度は、オーステナイト結晶粒の微細化と並んで、水素含有率の低減による効果が大きいと推定される。
【０１１８】
（５）転動疲労試験
表７によれば、普通焼入品は窒素富化層を表層部に有しないことを反映して、転動疲労寿命Ｌ10は最も低い。これに比して従来浸炭窒化処理品の転動疲労寿命は３．１倍となる。試料Ｂ〜Ｄの転動疲労寿命は従来浸炭窒化処理品より大幅に向上する。本発明の試料Ｅ，Ｆは、従来浸炭窒化処理品とほぼ同等である。
【０１１９】
上記をまとめると、本発明例の試料Ｂ〜Ｄは、水素含有率が低下し、オーステナイト結晶粒度が１１番以上に微細化され、シャルピー衝撃値、耐割れ強度および転動疲労寿命も改善される。
【０１２０】
（実施例４）
次に実施例４について説明する。下記のＸ材、Ｙ材およびＺ材について、一連の試験を行なった。熱処理用素材には、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２材（１．０重量％Ｃ−０．２５重量％Ｓｉ−０．４重量％Ｍｎ−１．５重量％Ｃｒ）を用い、Ｘ材〜Ｚ材に共通とした。Ｘ材〜Ｚ材の製造履歴は次のとおりである。
（Ｘ材：比較例）：普通焼入れのみ（浸炭窒化処理せず）。
（Ｙ材：比較例）：浸炭窒化処理後にそのまま焼き入れる（従来の浸炭窒化焼入れ）。浸炭窒化処理温度８４５℃、保持時間１５０分間。浸炭窒化処理の雰囲気は、ＲＸガス＋アンモニアガスとした。
（Ｚ材：本発明例）：図６の熱処理パターンを施した軸受鋼。浸炭窒化処理温度８４５℃、保持時間１５０分間。浸炭窒化処理の雰囲気は、ＲＸガス＋アンモニアガスとした。最終焼入れ温度は８００℃とした。
【０１２１】
（１）転動疲労寿命
転動疲労寿命試験の試験条件および試験装置は、上述したように、表８および図１２に示すとおりである。この転動疲労寿命試験結果を表９に示す。
【０１２２】
【表８】
2006090394.tif 000010
【０１２３】
【表９】
2006090394.tif 000011
【０１２４】
表９によれば、比較例のＹ材は、同じく比較例で普通焼入れのみを施したＸ材のＬ10寿命（試験片１０個中１個が破損する寿命）の３．１倍を示し、浸炭窒化処理による長寿命化の効果が認められる。これに対して、本発明例のＺ材は、Ｙ材の１．７４倍、またＸ材の５．４倍の長寿命を示している。この改良の主因はミクロ組織の微細化によるものと考えられる。
【０１２５】
（２）シャルピー衝撃試験
シャルピー衝撃試験は、Ｕノッチ試験片を用いて、上述のＪＩＳＺ２２４２に準じた方法により行なった。試験結果を表１０に示す。
【０１２６】
【表１０】
2006090394.tif 000012
【０１２７】
浸炭窒化処理を行なったＹ材（比較例）のシャルピー衝撃値は、普通焼入れのＸ材（比較例）より高くないが、Ｚ材はＸ材と同等の値が得られた。
【０１２８】
（３）静的破壊靭性値の試験
図１３は、静的破壊靭性試験の試験片を示す図である。この試験片のノッチ部に、予き裂を約１ｍｍ導入した後に、３点曲げによる静的荷重を加え、破壊荷重Ｐを求めた。破壊靭性値（ＫIc値）の算出には次に示す（Ｉ）式を用いた。また、試験結果を表１１に示す。
ＫIc＝（ＰＬ√ａ／ＢＷ2）｛５．８−９．２（ａ／Ｗ）＋４３．６（ａ／Ｗ）2−７５．３（ａ／Ｗ）3＋７７．５（ａ／Ｗ）4｝…（Ｉ）
【０１２９】
【表１１】
2006090394.tif 000013
【０１３０】
予め導入した亀裂深さが窒素富化層深さよりも大きくなったため、比較例のＸ材とＹ材とに違いはない。しかし、本発明例のＺ材は比較例に対して約１．２倍の値を得ることができた。
【０１３１】
（４）静圧壊強度試験（破壊応力値の測定）
静圧壊強度試験片は、上述のように図１１に示す形状のものを用いた。図中、Ｐ方向に荷重を負荷して、静圧壊強度試験を行なった。試験結果を表１２に示す。
【０１３２】
【表１２】
2006090394.tif 000014
【０１３３】
浸炭窒化処理を行なっているＹ材は普通焼入れのＸ材よりもやや低い値である。しかしながら、本発明のＺ材は、Ｙ材よりも静圧壊強度が向上し、Ｘ材と遜色ないレベルが得られている。
【０１３４】
（５）経年寸法変化率
保持温度１３０℃、保持時間５００時間における経年寸法変化率の測定結果を、表面硬度、残留オーステナイト量（０．１ｍｍ深さ）と併せて表１３に示す。
【０１３５】
【表１３】
2006090394.tif 000015
【０１３６】
残留オーステナイト量の多いＹ材の寸法変化率に比べて、本発明例のＺ材は２分の１以下に抑制されていることがわかる。
【０１３７】
（６）異物混入潤滑下における寿命試験
玉軸受６２０６を用い、標準異物を所定量混入させた異物混入潤滑下での転動疲労寿命を評価した。試験条件を表１４に、また試験結果を表１５に示す。
【０１３８】
【表１４】
2006090394.tif 000016
【０１３９】
【表１５】
2006090394.tif 000017
【０１４０】
Ｘ材に比べ、従来の浸炭窒化処理を施したＹ材は約２．５倍になり、また、本発明例のＺ材は約２．３倍の長寿命が得られた。本発明例のＺ材は、比較例のＹ材に比べて残留オーステナイトが少ないものの、窒素の侵入と微細化されたミクロ組織の影響でＹ材以上の長寿命が得られている。
【０１４１】
上記の結果より、本発明例のＺ材、すなわち本発明の熱処理方法によって製造された軸受部品は、従来の浸炭窒化処理では困難であった転動疲労寿命の長寿命化、割れ強度の向上、経年寸法変化率の低減の３項目を同時に満足することができることがわかった。
【０１４２】
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が意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明の一実施の形態におけるロッカーアーム用転がり軸受の使用状態を示す概略正面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態におけるロッカーアーム用転がり軸受の使用状態を示す概略正面図である。
【図４】本発明のさらに別の実施の形態におけるロッカーアーム用転がり軸受の使用状態を示す概略正面図である。
【図５】図４のロッカーアーム用転がり軸受を含む部分を拡大した図である。
【図６】本発明の一実施の形態における熱処理方法を説明する図である。
【図７】本発明の一実施の形態における熱処理方法の変形例を説明する図である。
【図８】軸受部品のミクロ組織、とくにオーステナイト粒を示す図である。(ａ)は本発明例の軸受部品であり、（ｂ）は従来の軸受部品である。
【図９】（ａ）は図８（ａ）を図解したオーステナイト粒界を示し、（ｂ）は図８（ｂ）を図解したオーステナイト粒界を示す。
【図１０】外輪回転の転動疲労試験機を示す図である。
【図１１】静圧壊強度試験（破壊応力値の測定）の試験片を示す図である。
【図１２】転動疲労寿命試験機の概略図である。(ａ)は正面図であり、(ｂ)は側面図である。
【図１３】静的破壊靭性試験の試験片を示す図である。
【符号の説明】
【０１４４】
１  ロッカーアーム、１ａ，１ｂ  ロッカーアーム端部、１ｃ  側壁、２  ローラ軸、３  ころ、４  ローラ、５  ロッカーアーム軸、６  カム、７  アジャストねじ、８  ロックナット、９  バルブ、９ａ  バルブ上端部、１０  ばね、１１  ロッカーアーム本体、１１ａ，１１ｂ  ロッカーアーム本体端部、１４  内輪支持部、１５  ピボット孔、１６  連動棒、１６ａ  軸受取付部、１６ｂ  連動棒上端部、１７  取付部材、５０  ロッカーアーム用転がり軸受、５２  ローラ軸、５４  ローラ、５５，５６  部材、１１１  駆動ロール、１１２  案内ロール、１１３  ボール、１２１  転動疲労寿命試験片。
【図１】
2006090394.tif 000018
【図２】
2006090394.tif 000019
【図３】
2006090394.tif 000020
【図４】
2006090394.tif 000021
【図５】
2006090394.tif 000022
【図６】
2006090394.tif 000023
【図７】
2006090394.tif 000024
【図８】
2006090394.tif 000025
【図９】
2006090394.tif 000026
【図１０】
2006090394.tif 000027
【図１１】
2006090394.tif 000028
【図１２】
2006090394.tif 000029
【図１３】
2006090394.tif 000030