(57)【要約】【課題】使用する軸受において、転動体（ボール）ピッチを小さくできて低トルク化を図ることができ、かつ内輪内径寸法及び外輪外径寸法を小さくできてコンパクト化を図ることができ、疲労特性の長寿命化を実現可能なデファレンシャル装置を提供する。【解決手段】使用する軸受を、複列の軌道面２０ａ、２０ｂを有する内輪２１と、内輪２１の各軌道面２０ａ、２０ｂに対応する複列の軌道面２６ａ、２６ｂを有する外輪２３と、内輪２１および外輪２３の各軌道面２０ａ、２０ｂ、２６ａ、２６ｂ間に、それぞれ異なるピッチ円直径をもって介装されるボール２４とを備えたタンデム型の複列アンギュラ玉軸受にて構成する。内輪２１、外輪２３、およびボール２４のうち少なくともいずれか１つの部材が窒素富化層を有し、その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る。【選択図】図１
2008020016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピニオンギヤを有するドライブピニオンが、互いに間隔をおかれた軸方向で予負荷された２つのドライブピニオン支持用軸受を介してデファレンシャルケースに支承され、かつ前記ピニオンギヤを似てリングギヤを介して、前記デファレンシャルケースに支承された差動変速機構を駆動し、さらに、この差動変速機構に、出力用ギヤ及びデファレンシャルギヤを介して互いに作用結合しているアクスルシャフトが支承されたデファレンシャル装置において、
前記差動変速機構をデファレンシャルケースに支承する軸受及び前記ドライブピニオン支持用軸受にてデファレンシャル支持構造を構成し、このデファレンシャル支持構造の軸受の少なくともどちらか一方を、複列の軌道面を有する内輪と、この内輪の各軌道面に対応する複列の軌道面を有する外輪と、内輪および外輪の各軌道面間に、それぞれ異なるピッチ円直径をもって介装されるボールとを備えたタンデム型の複列アンギュラ玉軸受にて構成し、
前記内輪、外輪、およびボールのうち少なくともいずれか１つの部材が窒素富化層を有し、その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ることを特徴とするデファレンシャル装置。
【請求項２】
窒素富化層を有する部材の破壊応力値が２６５０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１のデファレンシャル装置。
【請求項３】
窒素富化層を有する部材の水素含有率が０．５ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１のデファレンシャル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デファレンシャル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デファレンシャル装置は、差動変速機及びドライブピニオンを含むデファレンシャル構成部品と、このデファレンシャル構成部品を内装するデファレンシャルケースと、デファレンシャル構成部品をデファレンシャルケースに回転自在に支持するデファレンシャル支持構造とを備える。
【０００３】
すなわち、デファレンシャル装置は、ピニオンギヤを有するドライブピニオンが、互いに間隔をおかれた軸方向で予負荷された２つの軸受を介してデファレンシャルケースに支承され、かつ前記ピニオンギヤを似てリングギヤを介して、前記デファレンシャルケースに支承された差動変速機構を駆動し、さらに、この差動変速機構に、出力用ギヤ及びデファレンシャルギヤを介して互いに作用結合しているアクスルシャフトが支承されている。
【０００４】
近年、省エネ（省エネルギー）及び環境問題の観点から、車両の低燃費化や高効率化が要求される。さらに自動車の車内空間の拡大に伴い、エンジンルーム空間が必然的に減少している。そのため、デファレンシャル装置に使用されるデファレンシャル支持構造においてはコンパクト化が要求されている。
【０００５】
従来においては、デファレンシャル装置に使用されるデファレンシャル支持構造は、一般的に円すいころ軸受を用いられる。ところが、燃費向上、軸受部の摩耗トルク減少を目的として、この種の軸受装置にタンデム型の複列アンギュラ玉軸受を用いるものがある（特許文献１）。タンデム型の複列アンギュラ玉軸受とは、複列の軌道面を有する内輪と、この内輪の各軌道面に対応する複列の軌道面を有する外輪と、内輪および外輪の各軌道面間に、それぞれ異なるピッチ円直径をもって介装されるボールとを備えたものである。
【特許文献１】特表２００２−５２３７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、自動車のデファレンシャル支持構造には、主に重力に基づくラジアル荷重が加わる。またピニオンギヤ（デファレンシャルギヤ）とサイドギヤ（出力用ギヤ）との噛み合い位置が変動してしまうことを避けるために、前記軸受の転動体には、ラジアル方向に相当の荷重が加えられている。さらに、ピニオンギヤとサイドギヤとがねじれ角を持って嵌合しているので、この嵌合によりスラスト荷重が発生する。また、ピニオンギヤとサイドギヤとの嵌合部分の静粛性を向上する目的で、転動体に対してスラスト方向に相当の予圧が加えられている。これらの荷重が合成されて、転動体には、スラスト方向に相当の荷重が加えられている。
【０００７】
このため、転動体にボールを使用するタンデム型の複列アンギュラ玉軸受では、十分な転動体疲労特性を得ることができず、転動体のサイズアップ等の設計面での工夫が必要となって、円すいころを軸受に用いたデファレンシャル装置よりも軸受部分がサイズアップして、デファレンシャル装置全体の小型化を図ることができなかった。
【０００８】
また、今後のデファレンシャル装置には、使用環境の高荷重化、高温化にともなって、従来と比較してより大きな荷重条件でかつより高温で使用可能な特性を備えることが要求される。このため、高強度でかつ転動疲労特性が長寿命で、高度の耐割れ強度と寸法安定性とを有する軸受部品が必要になる。
【０００９】
さらに、最近のエンジンの高出力化の動向もあり、デファレンシャル支持構造に要求される負荷容量はさらに厳しくなる状況が顕著となっている。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みて、使用する軸受において、転動体（ボール）ピッチを小さくできて低トルク化を図ることができ、かつ内輪内径寸法及び外輪外径寸法を小さくできてコンパクト化を図ることができ、疲労特性の長寿命化を実現可能なデファレンシャル装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のデファレンシャル装置は、ピニオンギヤを有するドライブピニオンが、互いに間隔をおかれた軸方向で予負荷された２つのドライブピニオン支持用軸受を介してデファレンシャルケースに支承され、かつ前記ピニオンギヤを似てリングギヤを介して、前記デファレンシャルケースに支承された差動変速機構を駆動し、さらに、この差動変速機構に、出力用ギヤ及びデファレンシャルギヤを介して互いに作用結合しているアクスルシャフトが支承されたデファレンシャル装置において、前記差動変速機構をデファレンシャルケースに支承する軸受及び前記ドライブピニオン支持用軸受にてデファレンシャル支持構造を構成し、このデファレンシャル支持構造の軸受の少なくともどちらか一方を、複列の軌道面を有する内輪と、この内輪の各軌道面に対応する複列の軌道面を有する外輪と、内輪および外輪の各軌道面間に、それぞれ異なるピッチ円直径をもって介装されるボールとを備えたタンデム型の複列アンギュラ玉軸受にて構成し、前記内輪、外輪、およびボールのうち少なくともいずれか１つの部材が窒素富化層を有し、その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るものである。ここで、オーステナイト結晶粒とは、焼入れ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、冷却によりマルテンサイトへ相変態した後も、過去の履歴として残存しているものをいう。
【００１２】
なお、結晶の細かさは、一般には単位面積中にある結晶の数、または平均の結晶粒径で表され、これを結晶粒度と言う。結晶粒度を表す指標として、ある面積の中に存在する結晶の数から換算する結晶粒度番号があり、結晶粒径が小さいほど結晶粒度番号は大きくなる。この結晶粒度試験方法には、鋼のオーステナイト結晶粒度試験方法（ＪＩＳ  Ｇ０５５１）とフェライト結晶粒度試験方法（ＪＩＳ  Ｇ０５５２）が規定されている。
【００１３】
また、窒素富化層を有し、かつ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るものを得る方法には、次の方法がある。まず、Ａ1変態点を超える浸炭窒化処理温度で鋼を浸炭窒化処理する。その後、Ａ1変態点未満の温度に冷却する。次に、前記Ａ1変態点以上で前記浸炭窒化処理の温度未満の焼入れ温度域に再加熱して焼入れを行う。
【００１４】
前記方法によれば、浸炭窒化処理後Ａ1変態点未満の温度に冷却した後に最終的な焼入れを行うので、オーステナイト粒径を細かくすることができる。たとえばオーステナイトが変態する温度にまで冷却することにより、浸炭窒化処理の際のオーステナイト粒界と最終焼入れの際のオーステナイト粒界とを無関係にすることができる。さらに、最終焼入れの際の加熱温度が浸炭窒化処理時の加熱温度よりも低いので、浸炭窒化処理の効果が及ぶ表層部における未溶解セメンタイト量は浸炭窒化処理のときよりも増大する。このため最終焼入れの加熱温度において、浸炭窒化処理のときより、未溶解セメンタイト量の比率が増大し、オーステナイト量の比率が低下する。しかも、鉄−炭素２元状態図から、セメンタイトとオーステナイトとの共存領域において、焼入れ温度の低下にともないオーステナイトに固溶する炭素濃度も低くなる。最終焼入れ温度に加熱したとき、オーステナイト粒の成長を妨げる未溶解セメンタイト量が多いために、オーステナイト粒は微細となる。また、焼入れによってオーステナイトからマルテンサイトやベイナイトに変態した組織は炭素濃度が低いので、浸炭窒化処理温度から焼き入れた組織に比べて靭性に富んだ組織となる。
【００１５】
本発明のデファレンシャル装置によれば、ドライブピニオンを支承するデファレンシャル支持構造（軸受）が、複列の軌道面を有する内輪と、この内輪の各軌道面に対応する複列の軌道面を有する外輪と、内輪および外輪の各軌道面間に、それぞれ異なるピッチ円直径をもって介装されるボールとを備えたタンデム型の複列アンギュラ玉軸受にて構成されるので、円すいころ軸受を使用したものに比べてトルクの低減を図れる。さらに、一対の単列アンギュラ玉軸受を並設するのに比べ、軸受装置の小型化が図れる。しかも、この複列アンギュラ玉軸受は、内輪、外輪、およびボールのうち少なくともいずれか１つの部材のオーステナイト結晶粒の粒度番号が１０番を超えているので、この１つの部材のオーステナイト粒径が微細化されている。この場合、粒度番号が１１番以上であるが、通常１３番を越えるものを得ることは困難であるので、粒度番号としては、１１番や１２番とされる。
【００１６】
窒素富化層を有する部材の破壊応力値が２６５０ＭＰａ以上であったり、窒素富化層を有する部材の水素含有率が０．５ｐｐｍ以下であったりする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のデファレンシャル装置では、ドライブピニオンを支承するデファレンシャル支持構造をタンデム型の複列アンギュラ玉軸受にて構成したので、円すいころ軸受を使用したものに比べてトルクの低減を図れる。さらに、一対の単列アンギュラ玉軸受を並設するのに比べ、軸受装置の小型化が図れる。
【００１８】
しかも、この複列アンギュラ玉軸受は、内輪、外輪、およびボールのうち少なくともいずれか１つの部材のオーステナイト粒径が微細化されているので、結晶粒微細化強化という効果を得ることができる。このため、この軸受の寿命を決定する材料係数が向上する。そして、軸受の寿命が向上する分、軸受定格荷重を従来よりも下げることが可能となり、ボールピッチを小さくしたり、内輪内径寸法や外輪外径寸法を小さくしたりすることが可能となる。すなわち、この低トルク化と長寿命・高剛性化、およびコンパクト化を図ることが可能な複列アンギュラ玉軸受となる。このため、従来の通常の複列アンギュラ玉軸受の剛性を維持したままサイズダウンを可能にしてコンパクト化を達成でき、軽量化が可能となる。
【００１９】
窒素富化層を有する部材の破壊応力値が２６５０ＭＰａ以上であれば、より強度的に優れた複列アンギュラ玉軸受を供給することができる。すなわち、破壊応力値が２６５０ＭＰａ未満であれば、従来の複列アンギュラ玉軸受と比較して強度的により優れているといえない。また、窒素富化層を有する部材の水素含有率が０．５ｐｐｍ以下であれば、水素に起因する鋼の脆化を軽減することができる。すなわち、水素含有率が０．５ｐｐｍを越えると、鋼の割れ強度は低下する。しかしながら、０．３ｐｐｍ未満に減らすには長時間の加熱が必要となり、オーステナイト粒径が粗大化し、かえって脆化が低下する。このため、水素含有率は０．３ｐｐｍ〜０．５ｐｐｍの範囲が好ましく、さらには０．３５ｐｐｍ〜０．４５ｐｐｍの範囲がより好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図１と図２に基づいて説明する。
【００２１】
図１は本発明にかかるデファレンシャル支持構造及びデファレンシャル構成部品を使用したデファレンシャル装置を示している。このデファレンシャル装置は、差動変速機構１及びドライブピニオン２を含むデファレンシャル構成部品３と、このデファレンシャル構成部品３を内装するデファレンシャルケース４と、デファレンシャル構成部品３をデファレンシャルケース４に回転自在に支持するデファレンシャル支持構造５とを備える。
【００２２】
差動変速機構１は、差動歯車ケース６と、この差動歯車ケース６に配置されるピニオンシャフト７と、このピニオンシャフト７に付設されるピニオンギヤ（デファレンシャルギヤ）８と、このピニオンギヤ８に噛合するサイドギヤ（出力用ギヤ）９とを備える。そして、差動歯車ケース６には１８０度反対方向に突出する一対の円筒状軸部１０、１０が設けられ、この円筒状軸部１０、１０に図示省略のアクスルシャフトが挿入される。
【００２３】
差動歯車ケース６の円筒状軸部１０、１０がアキシャル玉軸受１２ａ、１２ｂを介して回転自在に支持されている。すなわち、デファレンシャルケース４には、円筒状軸部１０、１０に対応する円筒部１３ａ、１３ｂを有し、この円筒部１３ａ、１３ｂの基部側にアキシャル玉軸受１２ａ、１２ｂが配置されている。
【００２４】
また、ドライブピニオン２は差動変速機構１側にピニオンギヤ１４を備え、このピニオンギヤ１４が、差動歯車ケース６の鍔部１５に装着されたリングギヤ１６に噛合している。そして、ドライブピニオン２がデファレンシャルケース４のドライブピニオン収納用筒部１８にアキシャル玉軸受（ドライブピニオン支持用軸受）１７ａ、１７ｂを介して回転自在に支持されている。すなわち、デファレンシャルケース４は、差動変速機構１が収納されるケース本体１１と、ケース本体１１から延びる前記円筒部１３ａ、１３ｂと、ケース本体１１から円筒状軸部１０、１０と直交する方向に延びるドライブピニオン収納用筒部１８とを備える。
【００２５】
なお、差動ケース６の円筒状軸部１０、１０とデファレンシャルケース４の円筒部１３ａ、１３ｂとの間にシール部材１９、１９が介装されている。
【００２６】
次に、このように構成されたデファレンシャル装置の動作について説明する。ドライブピニオン２が回転することによりリングギヤ１６に伝達された動力を受けて、差動歯車ケース６と、リングギヤ１６と、ピニオンギヤ８と、サイドギヤ９と、アクスルシャフトとが一体となってアクスルシャフトを軸として回転する。
【００２７】
ここで、たとえば本実施の形態におけるデファレンシャルが自動車に適用される場合において、自動車が平らな道を直進している時には、２つのアクスルシャフトには等しい抵抗が加わる。このため、差動歯車ケース６内のピニオンギヤ８およびサイドギヤ９の各々は自転しない。これにより、２つのアクスルシャフトはともに同じ回転数で回転する。
【００２８】
一方、自動車が旋回している時や凹凸のある路面を走行している時には、２つのアクスルシャフトに加わる抵抗に差が出る。すると、アクスルシャフトに加わる抵抗の差により、ピニオンギヤ８がピニオンシャフト７を軸として自転する。これにより、抵抗の大きい方のアクスルシャフトに連結されたサイドギヤ９の回転の減少分が、抵抗の小さい方のサイドギヤ９へ配分される。その結果、抵抗の小さい方のアクスルシャフトの回転数が抵抗の大きい方のアクスルシャフトの回転数よりも大きくなる。このようにして、アクスルシャフトの各々に接続された２つの車輪の各々が差動するように動力が伝えられる。
【００２９】
ところで、このデファレンシャル装置では、アキシャル玉軸受１２ａ、１２ｂ、１７ａ、１７ｂにて、デファレンシャル構成部品３をデファレンシャルケース４に支持するデファレンシャル支持構造を構成する。
【００３０】
アキシャル玉軸受１２ａ、１２ｂ、１７ａ、１７ｂは、図２に示すように、複列の軌道面２０ａ、２０ｂを有する内輪２１と、この内輪２１の各軌道面２０ａ、２０ｂに対応する複列の軌道面２２ａ、２２ｂを有する外輪２３と、内輪２１および外輪２３の各軌道面２０ａ、２０ｂ、２２ａ、２２ｂ間に介装されるボール２４とを備える。また、ボール２４は、内輪２１と外輪２３との間に配置される保持器２５にて保持されている。
【００３１】
この場合、内輪２１の第１軌道面２０ａが第２軌道面２０ｂよりも大径側に配置され、外輪２３の第１軌道面２２ａが第２軌道面２２ｂよりも大径側に配置される。そして、内輪２１の第１軌道面２０ａと外輪２３の第１軌道面２０ｂとが対向して第１ボールトラック２６が形成されるとともに、内輪２１の第２軌道面２０ｂと外輪２３の第２軌道面２２ｂとが対向して第２ボールトラック２７が形成され、これらのボールトラック２６、２７にボール２４が介装される。
【００３２】
このため、第１ボールトラック２６に介装されるボール２４のピッチ円直径Ｄ１と、第２ボールトラック２７に介装されるボール２４のピッチ円直径Ｄ２とが相違することになる。このように、それぞれ異なるピッチ円直径をもっているものをタンデム型のアキシャル玉軸受と呼ぶ。
【００３３】
そして、アキシャル玉軸受１２ａ、１２ｂは、それぞれ第１ボールトラック２６が反差動変速機構側に配置され、アキシャル玉軸受１７ａは第１ボールトラック２６が反差動変速機構側に配置され、アキシャル玉軸受１７ｂは第１ボールトラック２６が差動変速機構側に配置されている。
【００３４】
このようなアキシャル玉軸受１２ａ、１２ｂ、１７ａ、１７ｂにおいては、内輪２１、外輪２３、およびボール２４のうち少なくともいずれか１つの部材が窒素富化層を有し、その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る。オーステナイト結晶粒の粒度番号が１０番を超える範囲を有するものを熱処理済みと呼ぶ。このため、内輪２１、外輪２３、およびボール２４の全てがこの熱処理済みのものであっても、内輪２１のみ、外輪２３のみ、ボール２４のみが熱処理済みのものであっても、内輪２１、外輪２３、およびボール２４の任意の２部材が熱処理済みのものであってもよい。
【００３５】
次に、前記熱処理方法を説明する。この場合、１次焼入れおよび２次焼入れの２回の焼入れを行う第１の方法と、焼入れ途中でＡ１変態点未満に冷却して、その後再加熱して最終的に焼入れする第２の方法とがある。
【００３６】
すなわち、第１の方法の１次焼入れ工程は、まず、浸炭窒化処理を行って、７９０℃から８３０℃程度の温度域での焼入れを行って、油冷を行い、その後１８０℃程度の焼戻を行う。また、２次焼入れ工程は、例えば８００℃程度の普通焼入れを行って、油冷を行い、その後１８０℃程度の焼戻を行う。
【００３７】
第２の方法は、浸炭窒化処理を行って、７９０℃から８３０℃程度の温度域での焼入れを行うとともに、この焼入れ途中でＡ１変態点未満に冷却し、その後再加熱（Ａ１変態点未満に冷却する前の焼入れ温度よりも低い温度で加熱）して、油冷を行い、その後１８０℃程度の焼戻を行う。
【００３８】
どちらの方法であっても、鋼の素地に炭素や窒素を拡散させたまま炭素の溶け込みを十分行った後、Ａ１変態点未満に冷却し、前回の加熱温度よりも低温に再加熱し、そこから油焼入れを施すことになる。
【００３９】
たとえばオーステナイトが変態する温度にまで冷却することにより、浸炭窒化処理の際のオーステナイト粒界と最終焼入れの際のオーステナイト粒界とを無関係にすることができる。さらに、最終焼入れの際の加熱温度が浸炭窒化処理時の加熱温度よりも低いので、浸炭窒化処理の効果が及ぶ表層部における未溶解セメンタイト量は浸炭窒化処理のときよりも増大する。このため最終焼入れの加熱温度において、浸炭窒化処理のときより、未溶解セメンタイト量の比率が増大し、オーステナイト量の比率が低下する。しかも、鉄−炭素２元状態図から、セメンタイトとオーステナイトとの共存領域において、焼入れ温度の低下にともないオーステナイトに固溶する炭素濃度も低くなる。
【００４０】
従って、前記熱処理では、最終焼入れ温度に加熱したとき、オーステナイト粒の成長を妨げる未溶解セメンタイト量が多いために、オーステナイト粒は微細となる。また、焼入れによってオーステナイトからマルテンサイトやベイナイトに変態した組織は炭素濃度が低いので、浸炭窒化処理温度から焼き入れた組織に比べて靭性に富んだ組織となる。すなわち、前記加熱処理では、オーステナイト結晶粒の成長が生じにくい温度に再加熱して焼入れするので、オーステナイト粒径を細かくすることができる。
【００４１】
なお、オーステナイト結晶粒は、対象とする部材の金相試料に対してエッチングなど、粒界を顕出する処理を施して観察することができる粒界であればよい。低温焼入れ直前の加熱された時点での粒界という意味で、旧オーステナイト粒と呼ぶ場合がある。測定は、ＪＩＳ規格の粒度番号の平均値から平均粒径に換算して求めてもよいし、切片法などにより金相組織に重ねたランダム方向の直線が粒界と会合する間の間隔長さの平均値をとってもよい。
【００４２】
また、デファレンシャル支持構造の内輪２１、外輪２３および転動体（ボール）２４のオーステナイト粒は、浸炭窒化処理の影響を大きく受けている表層部でも、それより内側の内部でも変化しない。したがって、上記の結晶粒度番号の範囲の対象となる位置は、表層部および内部とする。
【００４３】
このように、上記の熱処理は、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、材料の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。すなわち、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が従来の２分の１以下となるミクロ組織を得ることができる。したがって、本実施の形態におけるデファレンシャルの支持構造である複列アンギュラ玉軸受の構成部材（内輪等）に上記の熱処理を施すことにより、転動疲労特性が長寿命となり、割れ強度が向上し、経年寸法変化率が減少する。
【００４４】
上記の熱処理を行えば、その中の浸炭窒化処理により「浸炭窒化処理層」である窒素富化層が形成される。浸炭窒化処理において素材となる鋼の炭素濃度が高いため、通常の浸炭窒化処理の雰囲気から炭素が鋼の表面に侵入しにくい場合がある。たとえば炭素濃度が高い鋼の場合（１ｗｔ％程度の鋼）、それ以上高い炭素濃度の浸炭層が生成する場合もあるし、それ以上高い炭素濃度の浸炭層は生成しにくい場合がある。しかし、窒素濃度は、Ｃｒ濃度などにも依存するが、通常の鋼では最大限０.０２５ｗｔ％程度以下と低いので、素材の鋼の炭素濃度によらず窒素富化層が明瞭に生成される。上記窒素富化層には炭素が富化されていてもよいことはいうまでもない。
【００４５】
窒素富化層を有する部材の破壊応力値を２６５０ＭＰａ以上とすることができ、また、窒素富化層を有する部材の水素含有率が０．５ｐｐｍ以下とすることができる。破壊応力値が２６５０ＭＰａ以上であれば、より強度的に優れた複列アンギュラ玉軸受を供給することができる。また、水素含有率が０．５ｐｐｍ以下であれば、水素に起因する鋼の脆化を軽減することができる。すなわち、水素含有率が０．５ｐｐｍを越えると、鋼の割れ強度は低下する。
【００４６】
本発明のデファレンシャル装置では、ドライブピニオン２を支承する玉軸受１７ａ、１７ｂをタンデム型の複列アンギュラ玉軸受にて構成したので、円すいころ軸受を使用したものに比べてトルクの低減を図れる。さらに、一対の単列アンギュラ玉軸受を並設するのに比べ、軸受装置の小型化が図れる。
【００４７】
しかも、複列アンギュラ玉軸受１２ａ、１２ｂ、１７ａ、１７ｂは、内輪２１、外輪２３、およびボール２４のうち少なくともいずれか１つの部材のオーステナイト粒径が微細化されているので、結晶粒微細化強化という効果を得ることができる。このため、この軸受の寿命を決定する材料係数が向上する。そして、軸受の寿命が向上する分、軸受定格荷重を従来よりも下げることが可能となり、ボールピッチを小さくしたり、内輪内径寸法や外輪外径寸法を小さくしたりすることが可能となる。すなわち、この低トルク化と長寿命・高剛性化、およびコンパクト化を図ることが可能な複列アンギュラ玉軸受となる。このため、従来の通常の複列アンギュラ玉軸受の剛性を維持したままサイズダウンを可能にしてコンパクト化を達成でき、軽量化が可能となる。
【００４８】
また、前記した複列アンギュラ玉軸受の製造方法では、内輪２１、外輪２３、およびボール２４のうち少なくともいずれか１つの部材のオーステナイト粒径を細かくすることができるので、低トルク化と長寿命・高剛性化、およびコンパクト化を図ることが可能な複列アンギュラ玉軸受を確実に提供することができる。このため、疲労特性の長寿命化を実現可能なデファレンシャル支持構造を確実に提供できる。
【００４９】
ところで、本実施の形態においては、デファレンシャル構成部品３とは、ドライブピニオン２、アクスルシャフト（図示省略）、ピニオンシャフト７、リングギヤ１６と、ピニオンギヤ１４、サイドギヤ９、差動歯車ケース６等であるので、これらの部材も、窒素富化層を有し、その窒素富化層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るようにできる。
【００５０】
すなわち、これらの部材に対して前記熱処理を行えばよい。具体的には、これらの部材に対して、Ａ1変態点を超える浸炭窒化処理温度で鋼を浸炭窒化処理した後、Ａ1変態点未満の温度に冷却し、その後、前記Ａ1変態点以上で前記浸炭窒化処理の温度未満の焼入れ温度域に再加熱し、焼入れを行えばよい。
【００５１】
本発明のデファレンシャル構成部品では、前記熱処理を行うことによって、オーステナイト粒径が微細化される。このため、結晶粒微細化強化という効果を得ることができ、この構成部品の寿命が向上する。
【００５２】
本発明のデファレンシャル構成部品の製造方法では、デファレンシャル構成部品のオーステナイト粒径を細かくすることができるので、疲労特性の長寿命化を実現可能なデファレンシャル構成部品を確実に提供できる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、デファレンシャル支持構造として、前記実施形態では、差動変速機構１の差動歯車ケース６を回転自在に支持している一対の軸受と、ドライブピニオン２を回転自在に支持している一対の軸受とに、複列アンギュラ玉軸受を使用しているが、差動歯車ケース６側の軸受１２ａ、１２ｂに他の種類の軸受を使用しても、ドライブピニオン２側の軸受（ドライブピニオン支持用軸受）１７ａ、１７ｂに他の種類軸受を使用してもよい。さらに、差動歯車ケース６側の一対の軸受１２ａ、１２ｂ、及びドライブピニオン支持用軸受１７ａ、１７ｂのどちらか一方に他の種類の軸受を使用してもよい。また、各複列アンギュラ玉軸受１２ａ、１２ｂ、１７ａ、１７ｂにおいて、図例とは逆に、ピッチ円直径を相違させてもよい。さらに、第１ボールトラック２６と第２ボールトラック２７とにおいてボール数を相違させても、ボール径を相違させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態を示すデファレンシャル装置の断面図である。
【図２】前記デファレンシャル装置に使用した複列アンギュラ玉軸受の要部断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１    差動変速機構
２    ドライブピニオン
４    デファレンシャルケース
８    デファレンシャルギヤ
９    出力用ギヤ
１４  ピニオンギヤ
１７ａ、１７ｂ  複列アキシャル玉軸受
２１  内輪
２０ａ、２０ｂ、２２ａ、２２ｂ  軌道面
２３  外輪
２４  ボール
【図１】
2008020016.tif 000003
【図２】
2008020016.tif 000004