(57)【要約】【課題】  ころ軸受の長寿命化を達成することができる軸受用軌道輪を低コストで提供すること。【解決手段】  鍔部を有するころ軸受用軌道輪であって、焼戻しマルテンサイト又はソルバイトからなり、かつビッカース硬さが４５０ＨＶ以上５５０ＨＶ未満である内層部と、内層部の周囲全体を包囲し、焼戻しマルテンサイトからなる表層部とを有し、前記表層部はころと転がり接触する軌道面を有する軌道部を含み、前記軌道部は軌道面の圧縮残留応力が相対的に高い第１軌道部と、軌道面の圧縮残留応力が前記第１軌道部に比べて低い第２軌道部とを備え、第２軌道部の軌道面のビッカース硬さは７００ＨＶ以上８００ＨＶ未満であり、第１軌道部の軌道面は第２軌道部の軌道面より硬く、かつ前記ころの転動面の少なく一方の軸方向端部と接触する部分を有し、前記鍔部は鍔面のビッカース硬さが４５０ＨＶ以上５５０ＨＶ未満であるころ軸受用軌道輪。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炭素クロム軸受鋼からなり、鍔部を有する環状のころ軸受用軌道輪であって、
焼戻しマルテンサイト又はソルバイトからなり、かつビッカース硬さが４５０ＨＶ以上、５５０ＨＶ未満である内層部と、
前記内層部の周囲全体を包囲し、焼戻しマルテンサイトからなる表層部と
を有し、
前記表層部は、ころと転がり接触する軌道面を有する軌道部を含み、
前記軌道部は、軌道面の圧縮残留応力が相対的に高い第１軌道部と、軌道面の圧縮残留応力が前記第１軌道部に比べて低い第２軌道部とを備え、
前記第２軌道部の軌道面のビッカース硬さは、７００ＨＶ以上、８００ＨＶ未満であり、
前記第１軌道部の軌道面は、前記第２軌道部の軌道面より硬く、かつ、前記ころの転動面の少なく一方の軸方向端部と接触する部分を有し、
前記鍔部は、鍔面のビッカース硬さが４５０ＨＶ以上、５５０ＨＶ未満である、
ことを特徴とするころ軸受用軌道輪。
【請求項２】
前記第１軌道部の軌道面の圧縮残留応力は、２００Ｐａ以上である請求項１に記載のころ軸受用軌道輪。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のころ軸受用軌道輪を製造する方法であって、
（Ａ）高炭素クロム軸受鋼からなる環状のワークに焼入れ処理を施す工程、
（Ｂ）焼入れ処理されたワークに焼戻し処理を施す工程であって、前記ワーク全体を冷却液に浸漬し、この状態で前記ワークを加熱する工程、及び、
（Ｃ）焼戻し処理されたワークに仕上げ加工を施す工程、
を含み、
前記工程（Ｂ）は、前記焼入れ処理されたワークが浸漬された冷却液内に、前記ワークの前記第１軌道部が形成される部分に冷却液が集まるような冷却液の流れを発生させた状態で行う、ことを特徴とするころ軸受用軌道輪の製造方法。
【請求項４】
前記工程（Ｂ）において、冷却液を噴射する噴射ノズルを使用し、
前記噴射ノズルの噴射口を前記第１軌道部が形成される部分に対向させ、前記噴射口から第１軌道部が形成される部分に向かって冷却液を噴射する請求項３に記載のころ軸受用軌道輪の製造方法。
【請求項５】
内周面に軌道部を有する外輪と、前記外輪の内径側に配置された複数個の針状ころとを含み、シャフトを回転自在に支持する針状ころ軸受であって、
前記外輪が、請求項１又は２に記載のころ軸受用軌道輪であることを特徴とする針状ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ころ軸受用軌道輪及びその製造方法、並びに、上記ころ軸受用軌道輪を備えた針状ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、産業機械等に用いられるころ軸受を構成するころ軸受用軌道輪は、転動体（ころ）との間で相対的に転がり接触をする軌道部を有している。上記軌道部は、転動体との転がり接触によって転動体からの荷重を受ける部分であり、軌道部の機械的特性は、ころ軸受の転動疲労寿命に大きく影響する。
【０００３】
そこで、上記軌道部の機械的特性を改善し、ころ軸受の転動疲労寿命を向上する手法が検討されている。
例えば、軌道部（軌道面）の高硬度化を図り、ころ軸受の転動疲労寿命を向上させる手法として、浸炭窒化処理が施された軸受用鋼をころ軸受軌道輪の鋼材として使用することが知られている。
また、例えば、特許文献１には、ＳＵＪ２などの高炭素クロム軸受鋼を調質した後、表面のみ高周波焼入れを行うことによって、表面を７００Ｈｖ以上の硬さとし、かつ内部硬さを３４０〜４９０Ｈｖと低硬度とした軸受軌道輪が提案されており、この軸受軌道輪を用いることによって軸受の転がり寿命を向上させる手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２３８２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した手法によればころ軸受の転動疲労寿命は改善することができる。しかしながら、上記転動疲労寿命については更なる向上が望まれていた。
また、浸炭窒化処理は、長時間の熱処理を必要としており、この熱処理によるコスト増加は避けることができなかった。そのため、低コストでころ軸受の転動疲労寿命を向上させる手法が望まれていた。
【０００６】
また、ころ軸受用軌道輪の軌道部には、当該軌道部の一部にころの転動面の端部から高荷重を受けて、ころとの接触圧力の高くなる部位が生じており、ころ軸受の転動疲労寿命は、上記軌道部の高荷重を受ける部位の寿命の影響を受けやすかった。
更に、鍔部を有するころ軸受用軌道輪は、ころのスキューによって、鍔部が破損することがあり、このような鍔部の破損もころ軸受の長寿命化を妨げる原因となっていた。
本発明者らは、このような事情に鑑みて寿命の長いころ軸受を提供すべく鋭意検討を行い、本発明を完成した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のころ軸受用軌道輪は、高炭素クロム軸受鋼からなり、鍔部を有する環状のころ軸受用軌道輪であって、
焼戻しマルテンサイト又はソルバイトからなり、かつビッカース硬さが４５０ＨＶ以上、５５０ＨＶ未満である内層部と、
上記内層部の周囲全体を包囲し、焼戻しマルテンサイトからなる表層部と
を有し、
上記表層部は、ころと転がり接触する軌道面を有する軌道部を含み、
上記軌道部は、軌道面の圧縮残留応力が相対的に高い第１軌道部と、軌道面の圧縮残留応力が上記第１軌道部に比べて低い第２軌道部とを備え、
上記第２軌道部の軌道面のビッカース硬さは、７００ＨＶ以上、８００ＨＶ未満であり、
上記第１軌道部の軌道面は、上記第２軌道部の軌道面より硬く、かつ、上記ころの転動面の少なく一方の軸方向端部と接触する部分を有し、
上記鍔部は、鍔面のビッカース硬さが４５０ＨＶ以上、５５０ＨＶ未満である、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明のころ軸受用軌道輪は、特定の組成及び硬さを有する内層部と、その周囲全体を包囲し、特定の組成を有する表層部とを備えている。更に、上記表層部は、ころと転がり接触する軌道面を有し、この軌道面は、上記内層部よりも硬い所定の硬さを有している。そのため、上記ころ軸受用軌道輪を用いることにより、ころ軸受の破壊強度と耐衝撃性とを向上させることができる。
更に、上記ころ軸受用軌道輪は、上記表層部を構成する軌道部の一部に、軌道部の他の部分に比べて軌道面の圧縮残留応力が高い第１軌道部を有している。ここで、上記第１軌道部は、表面（軌道面）が、上記ころの転動面の少なくとも一方の軸方向端部と接触する部分を有する位置に設けられている。そのため、上記ころ軸受用軌道輪を用いたころ軸受では、上記ころ軸受用軌道輪の軌道面において、ころから高荷重を受けて、ころの転動面との接触圧力が高くなる部位（以下、エッジロード部位ともいう）の圧縮残留応力が高くなっている。その結果、上記ころ軸受用軌道輪を用いたころ軸受では、転動疲労寿命の長寿命化を達成することができる。
また、上記ころ軸受用軌道輪は鍔部を有し、上記鍔部は、鍔面（鍔部のころ側の側面）のビッカース硬さが４５０ＨＶ以上、５５０ＨＶ未満である。そのため、上記鍔部は靭性が高く、ころのスキューが発生した際にも破損しにくくなっている。よって、上記ころ軸受用軌道輪を用いたころ軸受では、鍔部が破損しにくく、この点でも、ころ軸受の長寿命化を達成することができる。
【０００９】
上記ころ軸受用軌道輪において、上記第１軌道部の軌道面の圧縮残留応力は、２００Ｐａ以上であることが好ましい。
この場合、上記ころ軸受用軌道輪を用いたころ軸受における転動疲労寿命の長寿命化に特に適している。
【００１０】
本発明のころ軸受用軌道輪の製造方法は、上記ころ軸受用軌道輪を製造する方法であって、
（Ａ）高炭素クロム軸受鋼からなる環状のワークに焼入れ処理を施す工程、
（Ｂ）焼入れ処理されたワークに焼戻し処理を施す工程であって、上記ワーク全体を冷却液に浸漬し、この状態で上記ワークを加熱する工程、及び、
（Ｃ）焼戻し処理されたワークに仕上げ加工を施す工程、
を含み、
上記工程（Ｂ）は、上記焼入れ処理されたワークが浸漬された冷却液内に、上記ワークの上記第１軌道部が形成される部分に冷却液が集まるような冷却液の流れを発生させた状態で行う、ことを特徴とする。
【００１１】
本発明のころ軸受用軌道輪の製造方法では、ワークを冷却液に浸漬した状態で焼戻し処理を行うため、焼戻し時におけるワークの内部温度は表面温度よりも高くなる。そのため、内層部とその周囲を覆う表層部とを有し、それぞれが所定の組織を有する本発明のころ軸受用軌道輪を製造することができる。また、上記焼戻し処理では、ワークにおいて、ころ軸受用軌道輪の軌道部となる部分には体積収縮の小さい低温焼戻しが施され、内部には体積収縮の大きい高温焼戻しが施されることになる。そのため、体積収縮の差によって、得られたころ軸受用軌道輪の軌道部には圧縮残留応力を付与することができる。
【００１２】
更に、上記焼戻し処理は、上記ワークが浸漬された冷却液内に、上記ワークの上記第１軌道部が形成される部分に冷却液が集まるような冷却液の流れを発生させた状態で行う。そのため、上記焼戻し処理では、上記第１軌道部が形成される部分が他の部分に比べて高い冷却能で冷却されることになる。その結果、形成された第１軌道部の軌道面は、他の部分に比べて高い圧縮残留応力を有することになる。
さらに、上述した冷却水の流れを発生させることにより、鍔面は冷却されにくくなるため、鍔面には軌道部よりも高温で焼き戻し処理が施されることになり、その結果、処理後の鍔面の高靭性化を図ることができる。
このような製造方法によれば、本発明のころ軸受用軌道輪を好適に製造することができる。
【００１３】
上記ころ軸受用軌道輪の製造方法では、上記工程（Ｂ）において、冷却液を噴射する噴射ノズルを使用し、上記噴射ノズルの噴射口を上記第１軌道部が形成される部分に対向させ、上記噴射口から第１軌道部が形成される部分に向かって冷却液を噴射することが好ましい。
この場合、上記噴射ノズルから噴射される冷却液によって、上記ワークが浸漬された冷却液内に、上記第１軌道部が形成される部分に冷却液が集まるような冷却液の流れを効率的に発生させることができ、上記第１軌道部が形成される部分を他の部分に比べて高い冷却能で冷却するのに特に適している。
【００１４】
本発明の針状ころ軸受は、内周面に軌道部を有する外輪と、上記外輪の内径側に配置された複数個の針状ころとを含み、シャフトを回転自在に支持する針状ころ軸受であって、
上記外輪が、本発明のころ軸受用軌道輪であることを特徴とする。
本発明の針状ころ軸受は、外輪として本発明のころ軸受用軌道輪を備えているため、転動疲労寿命に優れる。
また、近年、機械設備のコンパクト化に伴って針状ころ軸受の採用が増えている。針状ころ軸受は、衝撃荷重や揺動荷重のかかりやすい厳しい環境下で使用されるケースが多く、このような使用環境下では、使用時に針状ころのスキューが発生しやすくなっている。そして、針状ころのスキューが発生すると、鍔部を有する針状ころ軸受用軌道輪では、上記鍔部が上記針状ころの端面と衝突して破損してしまうという問題が発生しやすくなっている。
これに対して、本発明の針状ころ軸受では、外輪として、本発明のころ軸受用軌道輪を採用しているため、上記外輪の鍔部は靭性が高く、針状ころのスキューが発生しても破損しにくくなっている。そのため、上記針状ころ軸受では、鍔部が破損しにくい点でも、ころ軸受の長寿命化が図られている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、転動疲労寿命に優れ、長寿命を有するころ軸受を低コストで提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る針状ころ軸受を示す要部断面図である。
【図２】図１に示した針状ころ軸受の外輪の要部断面図である。
【図３】図２に示した外輪の製造方法の工程図である。
【図４】図３に示した焼入れ処理及び焼戻し処理を説明するための工程図である。
【図５】（ａ）は、第１実施形態に係る針状ころ軸受用軌道輪の製造方法で使用する熱処理装置の一例を示す概略説明図であり、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。
【図６】第１実施形態に係るころ軸受用軌道輪の製造方法で使用する熱処理装置の別の一例を示す要部拡大図である。
【図７】実施例１における熱処理条件を示す線図である。
【図８】比較例１における熱処理条件を示す線図である。
【図９】比較例２における熱処理条件を示す線図である。
【図１０】比較例３における熱処理条件を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
本実施形態では、ころ軸受として針状ころ軸受を採用する。ここでは、まず、本実施形態に係る針状ころ軸受を説明する。
図１は、本実施形態に係る針状ころ軸受を示す要部断面図である。
本実施形態に係る針状ころ軸受１１は、内周面に軌道部を有する外輪２０と、外輪２０の内径側に配置された複数個の針状ころ３０とを備え、内輪のない、シェル形針状ころ軸受である。針状ころ軸受１１は、シャフト１０を回転自在に支持するように、ハウジング１２に圧入されている。
また、針状ころ軸受１１は、保持器のない、総ころタイプの針状ころ軸受である。
外輪２０及び針状ころ３０は、例えば、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３等の高炭素クロム軸受鋼からなる。
【００１８】
針状ころ軸受１１では、針状ころ３０の転動面３１が、外輪軌道面２１及びシャフト１０の外周面１０ａのそれぞれと転がり接触している。このとき、針状ころ３０の転動面３１は、転動面３１のころ端面３２，３３とのエッジ部３１ａ，３１ｂ（転動面３１の軸方向両端部）で外輪軌道面２１と高い接触圧力で接触しており、エッジ部３１ａ，３１ｂ付近にエッジロードが生じている。
【００１９】
これに対して、針状ころ軸受１１では、外輪２０が、軌道部に高い圧縮残留応力を有する２個所の第１軌道部を備えた本実施形態に係るころ軸受用軌道輪で構成されている。そのため、針状ころ軸受１１は、転動疲労寿命が長く、更に、充分な耐衝撃性及び圧壊強度が確保されている。
【００２０】
［ころ軸受用軌道輪］
次に、本実施形態に係るころ軸受用軌道輪について説明する。ここでは、図１に示した針状ころ軸受１１の外輪２０を例に説明する。図２は、図１に示した針状ころ軸受の外輪の要部断面図である。
なお、本明細書において、「ビッカース硬さ」は、ころ軸受用軌道輪（例えば、外輪）の表面又は当該ころ軸受用軌道輪を径方向に沿って切断したときの切断面にビッカース圧子を当てて測定した値をいう。
【００２１】
図２に示す外輪２０は、内層部２５と、内層部２５の周囲全体を包囲する表層部２４とを有する。
内層部２５は、焼戻しマルテンサイトからなる組織又はソルバイトからなる組織を有する。また、内層部２５は、ビッカース硬さが４５０ＨＶ以上、５５０ＨＶ未満である。外輪２０は、このような内層部２５を備えることにより、充分な圧壊強度と耐衝撃性とを確保することができる。
内層部２５のビッカース硬さが４５０ＨＶ未満では、圧壊強度が不充分となる。一方、上記ビッカース硬さが５５０ＨＶ以上では、耐衝撃性が不充分となる。
【００２２】
表層部２４は、内層部２５の周囲全体を囲むように形成されている。表層部２４は、針状ころ３０（図１参照）と転がり接触する外輪軌道面２１を表面とする軌道部２６と、外輪軌道面２１の軸方向外方側に設けられた鍔部２８と、外輪２０の外周面２２を表面とする非軌道部２７Ａと、外輪の側面２３を表面とする非軌道部２７Ｂとを有する。
表層部２４は、焼戻しマルテンサイトからなる組織を有する。ここで、表層部２４は、例えば、主に高炭素マルテンサイトからなり、鍔部２８の鍔面付近の表層部のみが高炭素マルテンサイト又は低炭素マルテンサイトからなる。
なお、本発明の実施形態において、高炭素マルテンサイトとはマルテンサイト組織内に炭素を多く固溶した組織をいい、低炭素マルテンサイトとは高炭素マルテンサイトに比べて組織内に固溶炭素が少ない組織をいう。また、高い温度で焼戻しした低炭素マルテンサイトはマルテンサイト組織が不明瞭であるのに対して、低温で焼戻しした高炭素マルテンサイトはマルテンサイト組織が鮮明であるため、両者は区別することができる。
【００２３】
表層部２４の外輪軌道面２１は、内層部２５のビッカース硬さよりも硬く、所定のビッカース硬さを有している。
外輪軌道面２１を表面とする軌道部２６は、針状ころ軸受１１において、針状ころ３０の転動面３１との接触圧力が高くなる部分（エッジロード部位）を含むように設けられた２か所の第１軌道部２６Ａ（２６Ａ１、２６Ａ２）と、第１軌道部２６Ａ以外の第２軌道部２６Ｂとを備える。
ここで、外輪軌道面２１のうち第２軌道部２６Ｂの表面は、ビッカース硬さが７００ＨＶ以上、８００ＨＶ未満である。この部分のビッカース硬さが７００ＨＶ未満では、外輪２０を用いた針状ころ軸受１１の転動疲労寿命が短くなる。一方、上記ビッカース硬さが８００ＨＶ以上では、針状ころ軸受１１の耐衝撃性が低下してしまう。
【００２４】
外輪軌道面２１のうち第１軌道部２６Ａの表面のビッカース硬さは、第２軌道部２６Ｂの表面のビッカース硬さよりも硬くなっている。これにより、第１軌道部２６Ａの機械的特性を高め、外輪２０を用いた針状ころ軸受１１の転動疲労寿命の長寿命化を図ることができる。
第１軌道部２６Ａの表面のビッカース硬さは、７２５ＨＶ以上、８２５ＨＶ未満が好ましい。
また、第１軌道部２６Ａの表面のビッカース硬さは、第２軌道部２６Ｂの表面のビッカース硬さよりも２５Ｈｖ以上高いことも好ましい。転動疲労寿命の長寿命化を図るのにより適しているからである。
なお、外輪２０において、外輪軌道面２１のビッカース硬さは、表層部２４の表面から内層部２５に向かって徐々に硬度が低くなっていても良い。
【００２５】
更に、表層部２４では、鍔面２８ａのビッカース硬さが４５０ＨＶ以上、５５０ＨＶ未満である。そのため、外輪２０を用いた針状ころ軸受１１において、針状ころ３０のスキューが発生した際に外輪２０が破損しにくくなっている。よって、外輪２０を用いた針状ころ軸受１１は、鍔部２８が破損しにくく、ころ軸受の長寿命化により適している。
一方、鍔面２８ａのビッカース硬さが４５０ＨＶ未満では、圧壊強度が不十分になることがある、また、鍔面２８ａのビッカース硬さが５５０ＨＶを超えると耐衝撃性が不十分になることがある。
【００２６】
軌道部２６は、外輪軌道面２１のビッカース硬さが上記範囲にあることに加えて、外輪軌道面２１から内層部２５に向ってビッカース硬さが７００ＨＶ以上の領域（以下、高硬度表面層ともいう（図２中、斜線部分参照。なお、斜線部分は高硬度表面層の深さを説明するために模式的に示したものであり、高硬度表面層の形状及び寸法を正確に反映したものではない。））を所定の深さで有していることが好ましい。
【００２７】
第２軌道部２６Ｂにおける高硬度表面層の深さｄ１は、外輪２０を使用する際の最大せん断応力深さＺ０に対して、下記不等式（１）
２．５Ｚ０≦ｄ１＜５．０Ｚ０・・・（１）
を満足することが好ましい。上記深さｄ１が、最大せん断応力深さＺ０の２．５倍未満では、表面の疲労強度が低下し、外輪２０の転動疲労寿命が低下することがある。一方、上記深さｄ１が、最大せん断応力深さＺ０の５．０倍以上では、表面に比べて柔らかい組織からなる領域の占める割合が減少し、外輪２０の靱性が不充分になることがある。特に外輪２０の肉厚（図２中、Ｙが薄肉、例えば５ｍｍ以下）の場合にはこの傾向が強くなる。
なお、本実施形態において、針状ころ軸受用軌道輪を使用する際の最大せん断応力深さＺ０は、定格荷重によって異なるものの、概ね０．１〜０．２ｍｍ程度である。
【００２８】
第１軌道部２６Ａにおける上記高硬度表面層の深さもまた、上記不等式（１）を満足することが好ましい。
すなわち、第１軌道部２６Ａの高硬度表面層の深さは、上記最大せん断応力深さＺ０の２．５倍以上、５．０倍未満が好ましい。この理由は、上記ｄ１が上記不等式（１）を満足することが好ましい理由と同様である。
【００２９】
第１軌道部２６Ａの表面の圧縮残留応力は、第２軌道部２６Ｂの表面の圧縮残留応力よりも高くなっている。これによっても、第１軌道部２６Ａの機械的特性がより高められ、外輪２０を用いた針状ころ軸受１１の転動疲労寿命の長寿命化が図られている。
第１軌道部２６Ａの表面の圧縮残留応力は特に限定されないが、２００ＭＰａ以上が好ましい。これにより外輪２０は、より破損しにくくなり、転動疲労寿命の長寿命化を達成しやすくなる。一方、第１軌道部２６Ａの表面の圧縮残留応力が２００ＭＰａ未満では、上記転動疲労寿命が不十分になることがある。
第１軌道部２６Ａの表面の圧縮残留応力の上限は特に限定されないが、１０００ＭＰａが好ましい。
第１軌道部２６Ａでは、表面から深さＺ０までの領域の圧縮残留応力が上記範囲にあることがより好ましい。これにより、上記転動疲労寿命の更なる長寿命化を図ることができる。
【００３０】
第２軌道部２６Ｂの表面の圧縮残留応力は５０ＭＰａ以上が好ましい。上記転動疲労寿命の長寿命化に適しているからである。
一方、第２軌道部２６Ｂの表面の圧縮残留応力は、上記第１軌道部の表面の圧縮残留応力より低ければ、その上限は特に限定されない。第２軌道部２６Ｂの表面の圧縮残留応力は、１０００ＭＰａ未満が好ましい。
第２軌道部２６Ｂでは、表面から深さＺ０までの領域の圧縮残留応力が上記範囲にあることがより好ましい。これにより、上記転動疲労寿命の更なる長寿命化を図ることができる。
【００３１】
鍔面２８ａの表面の圧縮残留応力は、２００ＭＰａ以上が好ましい。これにより鍔部２８はより破損しにくくなり、外輪２０を用いた針状ころ軸受１１の長寿命化により適している。
鍔面２８ａの表面の圧縮残留応力は、１０００ＭＰａ以下が好ましい。
鍔面２８ａでは、表面から深さＺ０までの領域の圧縮残留応力が上記範囲にあることが好ましい。これにより、鍔部２８はより破損しににくくなり、外輪２０を用いた針状ころ軸受１１の更なる長寿命化を図ることができる。
【００３２】
外輪２０の軌道部２６において、第１軌道部２６Ａの軸方向の長さＬ１は、針状ころ３０のころ幅Ｌ２（図１参照）の１０〜３０％が好ましい。
上記長さＬ１がころ幅Ｌ２の１０％未満では、第１軌道部２６Ａが確実にエッジロード部位に設けられるように位置合わせをすることが容易ではなく、一方、３０％を超えると上記範囲の高い圧縮残留応力を付与することが難しくなる。
【００３３】
このように外輪２０では、軌道面の圧縮残留応力の高い第１軌道部２６Ａが軌道部２６における針状ころ３０との接触圧力の高いエッジロード部位を含む位置に設けられている。そのため、外輪２０を用いた針状ころ軸受１１は、転動疲労寿命に優れる。
【００３４】
〔ころ軸受用軌道輪の製造方法〕
本実施形態の針状ころ軸受用軌道輪は、例えば下記の方法により製造することができる。
ここでは、外輪２０の製造方法を例に、本実施形態に係る針状ころ軸受用軌道輪の製造方法を説明する。
図３は、図２に示した外輪の製造方法の工程図である。図４は、図３に示した製造工程の焼入れ処理及び焼戻し処理を説明するための工程図である。
【００３５】
まず、高炭素クロム軸受鋼鋼材から形成された環状素材Ｗ１（図３（ａ）参照）を製造する。次に、得られた環状素材Ｗ１に、切削加工等を施して、所定形状に加工して、外輪軌道面２１、外周面２２及び側面２３に対応する部分を有する外輪２０の素形材（ワーク）Ｗ２を得る前加工を行う（図３（ｂ）参照）。
【００３６】
次に、得られたワークＷ２に対して、焼入れ処理（図３（ｃ）、図４（ａ）参照）を施す。
上記焼入れ処理は、焼入れ処理後のワークについて、全体がマルテンサイトからなり、かつ、不完全焼入れ組織（微細パーライト）が５％以下となるように、全体を均一に加熱した後、急冷することが好ましい。上記不完全焼入れ組織が５％を超えると、製造した外輪２０の硬度が不足し、転動疲労寿命が短くなることがある。
上記焼入れ処理の方法は特に限定されず、高周波焼入れ、ズブ焼入れ等の方法を採用することができる。
【００３７】
上記焼入れ処理は、例えば、ワークＷ２を、８１０〜８５０℃の焼入れ温度で０．５〜２時間加熱し、急冷する条件で行なうことができる。
焼入れ温度は、十分な焼入性確保の観点から、好ましくは８２０℃以上であり、結晶粒の粗大化防止の観点から、好ましくは８４０℃以下である。
加熱時間は、部材の均熱化の観点から、好ましくは０．５時間以上であり、結晶粒の粗大化防止の観点から、好ましくは１．５時間以下である。
急冷は、例えば、冷却油の油浴中における油冷等により行われる。冷却油の油浴温度は、通常、６０〜１８０℃である。
【００３８】
次に、焼入れ処理後の素形材（ワーク）Ｗ２に焼戻し処理を施して、中間素材Ｗ３を得る（図３（ｄ）、図４（ｂ）参照）。
上記焼戻し処理は、ワークＷ２を冷却液中に浸漬した状態で、誘導加熱により所定時間加熱し、その後、例えば上記冷却液中でワークＷ２を冷却することにより行う。なお、上記ワークＷ２の冷却は、例えば、空冷、放冷等によって行うこともできる。
これにより、上記焼戻し処理では、図４（ｂ）に示すように、焼入れ処理後のワークＷ２の表面の焼戻し温度（図４中、「表面温度Ａ」参照）を当該ワークＷ２の内部の焼戻し温度（図４中、「内部温度Ｂ」参照）よりも低い温度とすることができる。
【００３９】
上記焼戻し処理では、上記表面温度Ａを上記内部温度Ｂよりも低い温度とすることにより、耐衝撃性を得るのに適した硬さの内層部を形成することができる。加えて、上記の条件で焼戻し処理を行うことにより、焼戻し処理時における残留オーステナイト量の減少を抑制し、かつ圧縮応力を増加させることができる。
このとき、上記表面温度Ａと上記内部温度Ｂとの差（内部温度Ｂ−表面温度Ａ）は、４０℃以上とすることが好ましい。所定の内層部２５及び表層部２４を有する外輪２０を得るのにより適しているからである。
上記表面温度Ａと上記内部温度Ｂとの差（内部温度Ｂ−表面温度Ａ）は、６００℃以下が好ましい。６００℃を超えるとワークＷ２に割れが生じるおそれがある。
【００４０】
また、上記焼戻し処理において、焼戻し時間（図４中、「焼戻し時間Ｔ」参照）は、２０秒間以下が好ましい。これにより、ワークＷ２に十分な圧縮残留応力を付与することができる。より好ましくは１８秒間以下である。
上記焼戻し時間Ｔは、温度ムラの発生を抑制して内輪の品質を安定化させる観点からは、２秒間以上が好ましく、３秒間以上がより好ましい。
なお、本実施形態において、「焼戻し時間」とは、誘導加熱時の通電時間をいう。
【００４１】
上記焼戻し処理の具体的な温度は、表面温度が１７０〜２９０℃で、内部温度が３２０〜７１５℃となるように調整して行うことが好ましい。
上記表面温度は、ころ軸受の転動疲労寿命を確保する観点から、２７５℃以下が好ましい。
上記内部温度は、３６５〜５７５℃がより好ましい。この場合、ころ軸受の長い転動疲労寿命及び高い耐衝撃性を確保し、かつ高い圧壊強度を確保するのにより好適である。
なお、本実施形態において、上記表面温度とは、ワークＷ２の表面の第２軌道部２６Ｂが形成される部分の温度をいう。また、上記表面温度及び上記内部温度は、Ｋタイプの熱電対により計測することができる。
また、上記焼戻し温度の調整は、誘導加熱時の周波数や出力、焼戻し時間等により調整することができる。
【００４２】
本実施形態において、上記焼戻し処理は、例えば、下記の熱処理装置を用いて行えば良い。
図５（ａ）は、本実施形態で使用する熱処理装置の一例を示す概略説明図であり、図５（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。
図５（ａ），（ｂ）に示す熱処理装置１００は、環状のワーク（熱処理方法された素形材）Ｗ２を内部にセットし、ワークＷ２に熱処理を施す処理槽１０１と、ワークＷ２を保持する保持冶具１０２と、ワークＷ２の外周側にワークＷ２を包囲して配置され、ワークＷ２を誘導加熱する誘導加熱コイル１０３と、ワークＷ２の内周側に設置されたセンターコア１０４と、処理槽１０１内に貯留され、ワークＷ２を冷却する冷却媒体としての冷却液１０５と、ワークＷ２に冷却液１０５を噴射する噴射ノズル１０６Ａ、１０６Ｂと、噴射ノズル１０６Ａ、１０６Ｂ及び処理槽１０１内に冷却液１０５を供給するための供給管１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃと、を備えている。
【００４３】
処理槽１０１は、冷却液１０５を貯留することが可能な有底円環状の容器であり、円筒状のインナーケース１０１Ａと円筒状のアウターケース１０１Ｂとからなる。処理槽１０１を構成する上記容器は、電気絶縁性のセラミックスまたは電気絶縁性の合成樹脂からなる。熱処理装置１００は、電気絶縁性のセラミックスまたは電気絶縁性の合成樹脂からなる容器を処理槽１０１として有するため、熱処理装置１００自体の加熱を抑制することができる。
容器の大きさは、熱処理装置１００の用途、ワークＷ２の大きさ等によって適宜設定することができる。
処理槽１０１内には、冷却液１０５が貯留されている。また、処理槽１０１には、余剰の冷却液１０５を処理槽１０１の外部に排出するための排出口１０８が設けられている。
かかる処理槽１０１の内部には、冷却液１０５中に浸漬するようにワークＷ２がセットされる。
【００４４】
保持冶具１０２は、冶具本体１０２ａと、ワークＷ２の下面を点接触で受け止める支持部（第１支持部）１０２ｂと、ワークＷ２の水平方向への移動を抑制する支持部（第２支持部）１０２ｃとを有している。保持冶具１０２は、ワークＷ２を点接触で保持しつつ、ワークＷ２の水平方向への移動を抑制する。このとき、支持部１０２ｃはワークＷ２と接触していても良いし、ワークＷ２との間に最大０．５ｍｍ程度の隙間が形成されていても良い。上記隙間を設けると、加熱時にワークＷ２が熱膨張してもワークＷ２の表面が支持部１０２ｃで押圧されることを回避することができる。
【００４５】
支持部１０２ｂ，１０２ｃはいずれも球状体である。そのため、ワークＷ２と支持部１０２ｂ，１０２ｃとが接触した場合、両者の接触は点接触となる。そのため、ワークＷ２から支持部１０２ｂ，１０２ｃへの熱伝導が抑制され、ワークＷ２の温度が不均一になることを防止することができるとともに、冷却液１０５によるワークＷ２の冷却が支持部１０２ｂ，１０２ｃによって阻害され難いので、冷却不足によるワークＷ２の過熱を防止することができる。支持部１０２ｂ，１０２ｃの個数は、それぞれ平面視円周方向に３個以上であれば良く、通常、３〜６個程度であり、等間隔に３個設けられていることが好ましい。
また、保持冶具１０２は、電気絶縁性のセラミックスまたは電気絶縁性の合成樹脂からなる。これにより、保持冶具１０２自体の加熱やワークＷ２の表面温度のバラつきを抑制することができる。
【００４６】
誘導加熱コイル１０３は、アウターケース１０１Ｂの外側に設置されている。誘導加熱コイル１０３は、アウターケース１０１Ｂの外径よりも大きい内径を有する螺旋状のものである。
センターコア１０４は、インナーケース１０１Ａの内側に設置されている。センターコア１０４は、インナーケース１０１Ａの内径よりも小さい外径を有する棒状体であり、ケイ素鋼からなる。
熱処理装置１００は、誘導加熱コイル１０３に高周波電流を供給すことにより、ワークＷ２の全体を所望の温度に誘導加熱することができる。
なお、誘導加熱コイル１０３及びセンターコア１０４は、処理槽１０１内に設置されていても良い。
【００４７】
冷却液１０５は、ワークＷ２の表面を冷却可能な液体であれば良い。冷却液１０５としては、例えば、水、油、水溶性ポリマー等が挙げられる。
上記油としては、例えば、焼入油等が挙げられる。
上記水溶性ポリマーとしては、例えば、ＰＡＧ（ポリアルキレングリコール）等が挙げられる。上記水溶性ポリマーは、水に溶解させた水溶液として用いることができる。この場合、水への水溶性ポリマーの配合量は、水溶性ポリマーの種類等に応じて適宜設定することができる。
冷却液１０５は、ワークＷ２の表面を効率よく冷却する観点から、熱伝達率が高いものであることが好ましく、かつ取扱いが容易なものがより好ましい。
【００４８】
熱処理装置１００は、冷却液１０５を処理槽１０１に供給するための供給管１０７Ａ〜１０７Ｃを備えている。供給管１０７Ａ及び１０７Ｂの先端部のそれぞれには、噴射ノズル１０６Ａ，１０６Ｂが取り付けられている。
噴射ノズル１０６Ａ，１０６Ｂは、それぞれワークＷ２の周方向に沿って所定間隔毎に複数個設けられている。このとき、供給管１０７Ａ及び１０７Ｂは、噴射ノズル１０６Ａ，１０６Ｂの高さが異なるように配設されている。更に、噴射ノズル１０６Ａ，１０６Ｂのそれぞれは、ワークＷ２の外輪軌道面２１に対向するように配置された噴射口１０６ａを有する。噴射ノズル１０６Ｂが備える噴射口１０６ａは、ワークＷ２の上記第１軌道部が形成される部分（図５（ｂ）に示したワークＷ２の網掛け部分）に近接して対向するように配置されている。
なお、供給管１０７Ａ，１０７Ｂには、流量調整弁及び圧力調整弁（ともに図示せず）が設けられている。これにより、冷却液の供給条件を調整することができる。
このように、熱処理装置１００は、噴射ノズル１０６Ａ，１０６Ｂの高さが異なる２種類の供給管１０７Ａ及び１０７Ｂを備えている。そのため、熱処理装置１００を使用した焼戻し処理を経ることにより、相対的に圧縮応力の高い第１軌道部が軌道部の２個所に設けられたころ軸受用軌道輪を製造することができる。
【００４９】
熱処理装置１００では、供給管１０７Ａ〜１０７Ｃを介して供給された冷却液１０５が処理槽１０１内に貯留され、余剰の冷却液１０５は排出口１０８から排出される。
なお、熱処理装置１００は、排出された冷却液１０５を処理槽１０１内に再供給するための循環路（図示せず）を備えていても良い。
【００５０】
その他、熱処理装置１００は、図示していないものの、誘導加熱に必要な電源、整合器、冷却剤の温度を制御するための温調部材等、必要な部材を備えている。
また、熱処理装置１００は、加熱時等にワークＷ２を軸心回りに回転させるための機構を備えていても良い。
【００５１】
熱処理装置１００を使用した焼戻し処理では、ワークＷ２を処理槽１０１内に設置し、冷却液１０５に浸漬した状態で加熱することにより行う。
このとき、処理槽１０１内に貯留された冷却液１０５には、ワークＷ２の第１軌道部が形成される部分に冷却液１０５が集まるような冷却液１０５の流れを発生させた状態で誘導加熱を行う。
具体的には、例えば、複数の噴射ノズル１０６Ａ、１０６Ｂのそれぞれの噴射口１０６ａから第１軌道部が形成される部分に向かって冷却液１０５をジェット噴射で供給しつつ誘導加熱を行う。これにより、ワークＷ２の第１軌道部が形成される部分を他の部分に比べて高い冷却能で冷却することができる。そのため、後工程を経て完成した外輪２０の２箇所の第１軌道部２６Ａ１、２６Ａ２に、他の部分（第２軌道部２６Ｂ）より高い圧縮残留応力を付与することができる。また、この手法を採用すれば、外輪２０の他の軌道部（第２軌道部２６Ｂ）にも第１軌道部２６Ａに比べれば低いものの圧縮残留応力を付与することができる。
【００５２】
さらに、上述した方法で冷却液を供給・噴射しながら、針状ころ軸受の外輪２０を製造するためのワークＷ２に焼き戻し処理を施した場合、ワークの鍔面（特に、軌道部が形成される部分との境界部付近）が隅角効果によって、より冷却されにくくなるため、この部分には、軌道部に比べて高温で焼き戻しが施されることになる。そのため、製造した外輪の鍔部（鍔面）の高靭性化を図ることができる。
【００５３】
上記誘導加熱の際の周波数及び出力は、ワークＷ２の形状やサイズ、冷却液の冷却能等に応じて適宜設定することができる。
ここで、上記誘導加熱時の周波数、出力及び冷却能を調整することによって、鍔面のビッカース硬さを制御することもできる。具体的には、鍔面のビッカース硬さを高めたいときは、相対的に低周波数・高出力・高冷却の条件下で誘導加熱を行えば良く、鍔面のビッカース硬さを抑えたいときは、相対的に高周波数・低出力・高冷却の条件下で誘導加熱を行えば良い。
【００５４】
噴射ノズル１０６Ａ、１０６Ｂから冷却液１０５をジェット噴射により供給する際の冷却液１０５の供給量は、噴射ノズル１０６Ａ、１０６Ｂの個数や、ワークＷ２の形状やサイズ、冷却液の冷却能等にもよるが、例えば、５〜３０Ｌ／ｍｉｎとすれば良い。
また、噴射ノズル１０６Ａ、１０６Ｂから供給する冷却液１０５の温度は、ワークＷ２の形状やサイズ、冷却液の冷却能等にもよるが、例えば、５〜８０℃とすれば良い。
【００５５】
最後に、焼戻し工程後の中間素材Ｗ３について、外輪軌道面２１に対応する部分などに対して、研磨加工等の仕上げ加工を施す（図３（ｅ）参照）。
このような工程を経ることにより、針状ころ軸受の外輪２０を製造することができる。
得られた外輪２０は、２箇所の第１軌道部２６Ａを備えるとともに、高靭性で破損しにくい鍔部２８を有する。
【００５６】
（他の実施形態）
本発明の実施形態に係る軸受軌道輪の製造方法において、噴射ノズルを介してジェット噴射により冷却液を供給する場合、冷却液中に、ワークＷ２の第１軌道部が形成される部分に冷却液が集まるような冷却液の流れを発生させることができれば、噴射ノズルは必ずしも噴射口がワークＷ２の第１軌道部が形成される部分に対向するように配置されていなくても良い。
【００５７】
図６は、本発明の実施形態に係るころ軸受用軌道輪の製造方法で使用する熱処理装置の別の一例を示す要部拡大図である。
上記ころ軸受用軌道輪の製造方法では、図６に示したような熱処理装置２００を用いて、焼戻し処理を行っても良い。熱処理装置２００は、噴射ノズルの取り付け高さ及び向きが異なる以外は、図５（ａ）、（ｂ）に示した熱処理装置１００と同様の構成を備えている。熱処理装置２００において、熱処理装置１００と同様の部材については、熱処理装置１００と同一の符号を付している。
【００５８】
熱処理装置２００を使用した焼戻し処理は、熱処理装置１００を使用する場合と同様、ワークＷ２が冷却液１０５に浸漬した状態となるように処理槽１０１内に設置し、ワークＷ２の第１軌道部が形成される部分（図中、ワークＷ２の網掛け部分）に、冷却液１０５が集まるような冷却液１０５の流れを発生させた状態で誘導加熱することにより行う。
このとき、供給管２０７Ｂの先端に取り付けられた噴射ノズル２０６Ｂは、噴射ノズル２０６Ｂの噴射口２０６ａからジェット噴射により供給された冷却液１０５が、ワークＷ２の内周側に位置するインナーケース１０１Ａの外壁面で反射してワークＷ２の第１軌道部が形成される部分に向かうように設置しておく。
これにより、熱処理装置２００を用いて焼戻し処理を行う場合も、噴射ノズル２０６Ｂから冷却液１０５を供給しつつ誘導加熱を行うことにより、ワークＷ２の第１軌道部が形成される部分を他の部分に比べて高い冷却能で冷却することができる。
そのため、熱処理装置２００を用いた場合も、後工程を経て完成した外輪２０の第１軌道部２６Ａに、他の部分（第２軌道部２６Ｂ）より高い圧縮残留応力を付与することができる。さらに、外輪２０の他の軌道部（第２軌道部２６Ｂ）にも第１軌道部２６Ａに比べれば低いものの圧縮残留応力を付与することができる。
【００５９】
熱処理装置２００を使用する場合も熱処理装置１００を用いる場合と同様、誘導加熱の際の周波数及び出力は、ワークＷ２の形状やサイズ、冷却液の冷却能等に応じて適宜設定することができる。
また、噴射ノズル２０６Ｂから冷却液１０５をジェット噴射により供給する際の冷却液１０５の供給量や、冷却液１０５の温度は、熱処理装置１００を使用する場合と同程度の条件を採用することができる。
なお、図６に示した熱処理装置２００において、噴射ノズル２０６Ｂは熱処理装置１００の噴射ノズル１０６Ｂに相当するものであり、熱処理装置２００は、図示していないが、熱処理装置１００の噴射ノズル１０６Ａに相当する噴射ノズル２０６Ｂとは高さの異なる別の噴射ノズルも複数備えている。
【００６０】
熱処理装置１００，２００では、ワークＷ２の内側にセンターコアが設けられているが、センターコアに代えて、ワークＷ２の内側にも誘導加熱コイルを設けても良い。この場合もワークＷ２全体を加熱することができる。
【００６１】
第１実施形態における外輪２０の軌道部２６は、針状ころ３０の転動面３１との接触圧力が高くなる部分（エッジロード部位）を含むように設けられた２か所の第１軌道部２６Ａ（２６Ａ１、２６Ａ２）を備えているが、本発明の実施形態に係るころ軸受用軌道輪は、２か所の第１軌道部２６Ａ（２６Ａ１、２６Ａ２）のうちの一方のみを備えていても良い。
【００６２】
本発明の実施形態に係るころ軸受用軌道輪は、針状ころ軸受の外輪に限定されるわけではなく、針状ころ軸受の内輪であっても良い。
また、本発明の実施形態に係るころ軸受用軌道輪は、円筒ころ軸受等の他のころ軸受の内輪や外輪であっても良い。
【実施例】
【００６３】
以下、実施例等により本発明の作用効果を検証する。本発明の実施形態は、以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
ＳＵＪ２からなる鋼材から環状素材を製造し、得られた環状素材に切削加工を施して、所定形状に加工して、外輪用のワーク（外径：４０ｍｍ、肉厚Ｙ（図２参照）：２．０ｍｍ）を得た。次に、得られたワークに、表１及び図７に示した熱処理条件による焼入れ処理及び焼戻し処理を施した後、研磨加工を施し、軸受（型番：ＢＨＴＭ３０２０）用の外輪の試験片を得た。
ここで、焼入れ処理は、雰囲気熱処理炉を用いて行い、焼戻し処理は、図５に示した熱処理装置１００を用いて行った。
図７は、実施例１における熱処理条件を示す線図である。
本実施例では、図７に示すように、ワークを８３０℃で０．５時間加熱して全体焼入れを行なった後、８０℃に油冷した。
その後、ワークを図５に示した熱処理装置１００内にセットし、当該ワークの表面を冷却しながら周波数３１１０Ｈｚ及び出力７０ｋＷで５秒間誘導加熱し、第１軌道部の表面温度ｔ１を２１０℃、第２軌道部の表面温度ｔ２を２２０℃、内部温度ｔ３を４３０℃、鍔面温度（鍔部の表面温度）ｔ４を２５５℃、として焼戻しを行った。
上記焼戻し処理は、焼入れ処理されたワークを２５℃の水（冷却液）に浸漬した状態で行い、このとき、噴射ノズル１０６Ａ、１０６Ｂからは加熱開始と同時に５Ｌ／ｍｉｎの流量で冷却水をジェット噴射した。
なお、第１軌道部の表面温度ｔ１は、２箇所の第１軌道部のそれぞれの表面における軸方向の中央部（図２中、Ｍ参照）で測定した温度の平均値を算出し、第２軌道部の表面温度ｔ２は、２つの第１軌道部に挟まれた第２軌道部の表面における軸方向の中央部（図２中、Ｎ参照）で測定し、内部温度ｔ３は、ワークを径方向に沿って切断した場合に生じる切断面（図２参照）において、軌道面における軸方向の中央部から径方向内部側に当該部分の肉厚の１／２の部分まで入り込んだ位置（図２中、Ｕ参照）で測定し、鍔面温度ｔ４は、２箇所の鍔部のそれぞれで鍔面における径方向中央部(図２中、Ｗ参照)の温度を測定し、その平均値を算出した。
【００６４】
（実施例２〜４）
焼戻し時の誘導加熱の条件（周波数及び出力）、並びに、噴射ノズル１０６Ａ、１０６Ｂからジェット噴射する冷却水の流量を、表１に示したように変更した以外は、実施例１と同様にして、外輪の試験片を得た。
また、各実施例における焼戻し温度（第１軌道部の表面温度ｔ１、第２軌道部の表面温度ｔ２、内部温度ｔ３及び鍔面温度ｔ４）は、表１に示した通りである。
【００６５】
（比較例１）
焼戻し炉を用いて焼戻し処理を行い、その条件を図８に示した条件とした以外は、実施例１と同様にして、外輪の試験片を得た。
図８は、比較例１における熱処理条件を示す線図である。比較例１では、ワークを８３０℃で０．５時間加熱して全体焼入れを行なった後、８０℃に油冷し、その後、ワークを１８０℃で１．５時間加熱して焼戻しを行った。このときの第１軌道部の表面温度ｔ１、第２軌道部の表面温度ｔ２、内部温度ｔ３及び鍔面温度ｔ４は、表１に示した通りである。
【００６６】
（比較例２）
実施例１と同様にしてＳＵＪ２からなる外輪用のワークを得た。
次に、得られたワークをカーボンポテンシャルが１．１、アンモニアガス濃度が６体積％の浸炭窒化雰囲気中において図９に示した熱処理条件による浸炭窒化焼入れ処理を行い、その後、比較例１と同様の焼戻し処理を施した後、研磨加工を施し、軸受（型番：ＢＨＴＭ３０２０）用の外輪の試験片を得た。
図９は、比較例２における熱処理条件を示す線図である。比較例２では、ワークを、８４０℃で４時間加熱して浸炭窒化焼入れを行なった後、８０℃に油冷し、その後、１８０℃で１．５時間加熱して焼戻しを行った。
【００６７】
（比較例３）
ＳＡＥ５１２０からなる鋼材から環状素材を製造し、得られた環状素材に切削加工を施して、所定形状に加工して、外輪用のワーク（外径：４０ｍｍ、肉厚Ｙ：２．０ｍｍ）を得た。次に、得られたワークをカーボンポテンシャル１．１の雰囲気中で図１０に示した熱処理条件による浸炭焼入れ処理を行い、その後、比較例１と同様の焼戻し処理を施した後、研磨加工を施し、軸受（型番：ＢＨＴＭ３０２０）用の外輪の試験片を得た。
図１０は、比較例３における熱処理条件を示す線図である。比較例３では、ワークを、８５０℃で５時間加熱して浸炭焼入れを行なった後、８０℃に油冷し、その後、１８０℃で１．５時間加熱して焼戻しを行った。
【００６８】
（比較例４〜５）
焼戻し時の誘導加熱の条件（周波数及び出力）、並びに、噴射ノズル１０６Ａ、１０６Ｂからジェット噴射する冷却水の流量を、表１に示したように変更した以外は、実施例１と同様にして、外輪の試験片を得た。
また、各実施例における焼戻し温度（第１軌道部の表面温度ｔ１、第２軌道部の表面温度ｔ２、内部温度ｔ３及び鍔面温度ｔ４）は、表１に示した通りである。
【００６９】
【表１】
2019044893.tif 000003
【００７０】
（試験片の評価）
ビッカース硬さ試験機を用いて実施例１〜４及び比較例１〜５の外輪の試験片における断面の硬さの分布を求めた。この断面の硬さの分布の測定において、実施例の試験片では、表層部の断面のビッカース硬さが、最表面から内層部に向って徐々に低硬度となっていることが明らかとなった。なお、この硬さの分布は後述する高硬度表面層の深さの算出にも使用した。
【００７１】
また、実施例１〜４及び比較例１〜５の外輪の試験片の軌道部（第１軌道部及び第２軌道部）の表面のビッカース硬さ、内層部の硬さ、軌道部の高硬度表面層の深さ、圧縮残留応力、転動疲労寿命、シャルピー衝撃値、圧壊強度及び製造コストを調べた。さらに、実施例１〜４及び比較例１〜５の外輪の試験片の表層部及び内層部それぞれの組織を光学顕微鏡にて観察した。なお、表層部の組織としては、第２軌道部の組織を観察した。
【００７２】
軌道部の表面のビッカース硬さは、各外輪の試験片の軌道部（第１軌道部及び第２軌道部）の表面における軸方向の中央部にビッカース圧子をあてて測定した。
鍔部の表面のビッカース硬さは、各外輪の試験片の鍔部の表面（鍔面）における径方向の中央部にビッカース圧子をあてて測定した。
内層部の硬さは、各外輪の試験片を径方向に沿って切断した切断面（図２参照）において、軌道面における軸方向の中央部から径方向内部側に肉厚の１／２の部分まで入り込んだ位置にビッカース圧子をあてて測定した硬さを内層部の硬さとした。
高硬度表面層の深さは、ヘルツ接触理論により最大せん断応力深さを算出し、この最大せん断応力深さと上述したビッカース硬さの分布とに基づいて算出した。
圧縮残留応力は、残留応力測定装置によって、Ｘ線回折法を行なうことによって測定した。
転動疲労寿命は、ラジアル型転動疲労寿命試験を行なうことによって測定した。
【００７３】
シャルピー衝撃値は、ＪＩＳ  Ｋ７１１１−１にしたがって測定した。
圧壊強度は、外輪の試験片の周方向の第１の箇所と、上記周方向の第１の箇所とは１８０℃周方向に移動した箇所である第２の箇所とを、アムスラー試験機で径方向に挟み、第１の箇所と第２の箇所とを結ぶ試験片の軸線と垂直な方向に沿って、第１の箇所と第２の箇所とが０．５ｍｍ／ｍｉｎの速度で近接するよう移動させることで試験片を変形させ、破壊させ、破壊した時のラジアル荷重を評価することによって測定した。
これらの結果を表２に示す。なお、転動疲労寿命、シャルピー衝撃値及び圧壊強度についは、比較例１の測定値に対する相対値として算出した。また、表中、コストにおける丸印は、比較例１の外輪の評価数値と同等以下の数値であることを意味する。
【００７４】
【表２】
2019044893.tif 000004
【００７５】
表２に示した結果から、本発明の実施形態に係るころ軸受用軌道輪を用いることにより、転動疲労寿命に優れ、長寿命を有するころ軸受を低コストで提供することができることが明らかとなった。
【符号の説明】
【００７６】
１０：シャフト、１０ａ：外周面、１１：針状ころ軸受、１２：ハウジング、２０：外輪、２１：外輪軌道面、２２：外周面、２３：側面、２４：表層部、２５：内層部、２６：軌道部、２６Ａ，２６Ａ１，２６Ａ２：第１軌道部、２６Ｂ：第２軌道部、２７Ａ，２７Ｂ：非軌道部、２８：鍔部、２８ａ：鍔面、３０：針状ころ、３１：転動面、３１ａ，３１ｂ：エッジ部、３２，３３：ころ端面、１００，２００：熱処理装置、１０１：処理槽、１０１Ａ：インナーケース、１０１Ｂ：アウターケース、１０２：保持冶具、１０３：誘導加熱コイル、１０４：センターコア、１０５：冷却液、１０６Ａ，１０６Ｂ，２０６Ｂ：噴射ノズル、１０６ａ，２０６ａ：噴射口、１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃ，２０７Ｂ：供給管、１０８：排出口、Ｗ１：環状素材、Ｗ２：素形材（ワーク）、Ｗ３：中間素材
【図１】
2019044893.tif 000005
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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