(57)【要約】【課題】  疲労特性が長寿命で、高度の耐割れ強度を有し、経年寸法変化を抑えて寸法安定性を向上させることができるクランク機構における支持構造およびクランク機構の構成部品を提供する。【解決手段】  ピストン１２の往復運動を連接棒３１を介してクランクピン３４、クランクアーム３５Ａ、３５Ｂおよびクランク軸３６によって回転運動に変えるクランク機構に組み込まれた、クランク機構の構成部品であって、そのクランク機構の構成部品の水素含有率を０．５ｐｐｍ以下とするか、オーステナイト結晶粒の粒度番号を１０番を越える範囲にするか、破壊応力値を２６５０ＭＰａ以上とする。【選択図】        図１
2004293780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンの往復運動を連接棒を介してクランクピン、クランクアームおよびクランク軸によって回転運動に変えるクランク機構に組み込まれた、クランク機構の構成部品であって、
前記構成部品の水素含有率を０．５ｐｐｍ以下としたクランク機構の構成部品。
【請求項２】
ピストンの往復運動を連接棒を介してクランクピン、クランクアームおよびクランク軸によって回転運動に変えるクランク機構に組み込まれた、クランク機構の構成部品であって、
前記構成部品のオーステナイト結晶粒の粒度番号を１０番を超える範囲としたクランク機構の構成部品。
【請求項３】
ピストンの往復運動を連接棒を介してクランクピン、クランクアームおよびクランク軸によって回転運動に変えるクランク機構に組み込まれた、クランク機構の構成部品であって、
前記構成部品の破壊応力値を２６５０ＭＰａ以上としたクランク機構の構成部品。
【請求項４】
ピストンの往復運動を連接棒を介してクランクピン、クランクアームおよびクランク軸によって回転運動に変えるクランク機構における支持構造であって、
その支持構造のなかに配置される少なくとも１つの軸受において、
その軸受の内方部材、外方部材および複数の転動体のうち少なくとも１つの部材の水素含有率を０．５ｐｐｍ以下としたクランク機構における支持構造。
【請求項５】
ピストンの往復運動を連接棒を介してクランクピン、クランクアームおよびクランク軸によって回転運動に変えるクランク機構における支持構造であって、
その支持構造のなかに配置される少なくとも１つの軸受において、
その軸受の内方部材、外方部材および複数の転動体のうち少なくとも１つの部材のオーステナイト結晶粒の粒度番号を１０番を超える範囲としたクランク機構における支持構造。
【請求項６】
ピストンの往復運動を連接棒を介してクランクピン、クランクアームおよびクランク軸によって回転運動に変えるクランク機構における支持構造であって、
その支持構造のなかに配置される少なくとも１つの軸受において、
その軸受の内方部材、外方部材および複数の転動体のうち少なくとも１つの部材の破壊応力値を２６５０ＭＰａ以上としたクランク機構における支持構造。
【請求項７】
前記支持構造のなかに配置される少なくとも１つの軸受が、前記クランク軸の端部に位置して前記クランク軸を回転可能に支持する軸受である請求項４〜６のいずれかに記載のクランク機構における支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンなどのピストンの往復運動を連接棒を介してクランクピン、クランクアームおよびクランク軸によって回転運動に変えるクランク機構における支持構造およびクランク機構の構成部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ピストンの往復運動を連接棒を介してクランクピン、クランクアームおよびクランク軸によって回転運動に変えるクランク機構は、従来から多くの分野に用いられている。典型的な用途として、たとえば、二輪車、特殊車両、汎用２サイクルエンジン車両、４サイクルエンジン車両の一部がある。これらの自動車エンジンのクランク機構における支持構造は、大端軸受（連接棒とクランク軸との間において、応力伝達機構として機能する軸受）、小端軸受（連接棒とピストンとの間において、応力伝達機構として機能する軸受）、クランク軸主軸受などから構成される。これら大端軸受、小端軸受、クランク軸主軸受などを含み、ピストンの往復運動をクランク軸の回転運動に変えることを可能にする構造をクランク機構における支持構造という。
【０００３】
これらのクランク機構における支持構造は、従来、構造を小形化、軽量化、低フリクション化などをするために、保持器付針状ころが使用されている（たとえば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
また、上記クランク機構における支持構造の軸受の針状ころには、たとえばＪＩＳ（Japanese Industrial Standard）のＳＵＪ２の窒化処理品が使用され、また衝撃荷重に耐えるために、ころ径の大きい保持器付針状ころが使用されている。
【０００５】
一方、クランク軸の両端に配置される主軸受は、前記大端軸受により回転駆動されるクランク軸を回転自在に支える。この主軸受には、たとえば、深溝玉軸受が使用される。このクランク軸を支持する主軸受も、大端軸受および小端軸受と同様に、大きな衝撃荷重を受ける。
【特許文献１】特開平１１−１０１２４７号公報
【特許文献２】特開平８−４７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来から通常の軸受部材の転動疲労に対して長寿命を与える熱処理方法として、焼入れ加熱時の雰囲気ＲＸガス中にさらにアンモニアガスを添加するなどして、その軸受部材の表層部に浸炭窒化処理を施す方法がある。たとえば、浸炭窒化処理法を用いることによって、表層部を硬化させ、ミクロ組織中に残留オーステナイトを生成させ、転動疲労寿命をある程度は向上させることができている。
【０００７】
他方、クランク機構における支持構造の機械的特性として、（１）転動疲労に対して長寿命を確保し、（２）割れ強度を向上させ、（３）経年寸法変化率の増加を抑えるという要求がある。今後のクランク機構における支持構造には、使用環境の高荷重化、高速化に伴い、従来よりも、大きな荷重条件でかつより高温で使用できる機械的特性を備える要求が増大している。
【０００８】
本発明は、高強度で、（１）疲労寿命（クランク機構における支持構造では転動疲労寿命）が長寿命で、（２）高度の耐割れ強度を有し、（３）経年寸法変化率の増加を抑えて寸法安定性を向上させることができるクランク機構における支持構造およびクランク機構の構成部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一のクランク機構の構成部品は、ピストンの往復運動を連接棒を介してクランクピン、クランクアームおよびクランク軸によって回転運動に変えるクランク機構に組み込まれた、クランク機構の構成部品であって、その構成部品のオーステナイト結晶粒の粒度番号が１０番を超える範囲であることを特徴とするものである。
【００１０】
また本発明の一のクランク機構における支持構造は、ピストンの往復運動を連接棒を介してクランクピン、クランクアームおよびクランク軸によって回転運動に変えるクランク機構における支持構造であって、その支持構造のなかに配置される少なくとも１つの軸受において、その軸受の内方部材、外方部材および複数の転動体のうち少なくとも１つの部材のオーステナイト結晶粒の粒度番号が１０番を超える範囲であることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の一のクランク機構の構成部品およびクランク機構における支持構造によれば、オーステナイト粒径が微細であることにより、耐割れ強度、寸法安定性および疲労寿命（支持構造である場合には転動疲労寿命）が大幅に改良される。オーステナイト粒径の粒度番号が１０番以下では、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。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。なお、クランク機構の構成部品およびクランク機構における支持構造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。
【００１２】
本発明の他のクランク機構の構成部品は、ピストンの往復運動を連接棒を介してクランクピン、クランクアームおよびクランク軸によって回転運動に変えるクランク機構に組み込まれた、クランク機構の構成部品であって、その構成部品の破壊応力値が２６５０ＭＰａ以上であることを特徴とするものである。
【００１３】
また本発明のさらに他のクランク機構における支持構造は、ピストンの往復運動を連接棒を介してクランクピン、クランクアームおよびクランク軸によって回転運動に変えるクランク機構における支持構造であって、その支持構造のなかに配置される少なくとも１つの軸受において、その軸受の内方部材、外方部材および複数の転動体のうち少なくとも１つの部材の破壊応力値が２６５０ＭＰａ以上であることを特徴とするものである。
【００１４】
本願発明者らは、鋼をＡ1変態点を超える浸炭窒化処理温度で浸炭窒化処理した後、Ａ1変態点未満の温度に冷却し、その後にＡ1変態点以上の焼入れ温度域に再加熱し焼入れを行なうことにより、窒素富化層を有する鋼の破壊応力値を、従来では得られなかった２６５０ＭＰａ以上にできることを見出した。これにより、従来と比較して破壊応力値に優れ、それにより強度の高いクランク機構の構成部品およびクランク機構における支持構造を得ることができる。
【００１５】
本発明のさらに他のクランク機構の構成部品は、ピストンの往復運動を連接棒を介してクランクピン、クランクアームおよびクランク軸によって回転運動に変えるクランク機構に組み込まれた、クランク機構の構成部品であって、その構成部品の水素含有率が０．５ｐｐｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１６】
また本発明のさらに他のクランク機構における支持構造は、ピストンの往復運動を連接棒を介してクランクピン、クランクアームおよびクランク軸によって回転運動に変えるクランク機構における支持構造であって、その支持構造のなかに配置される少なくとも１つの軸受において、その軸受の内方部材、外方部材および複数の転動体のうち少なくとも１つの部材の水素含有率が０．５ｐｐｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明のさらに他のクランク機構の構成部品およびクランク機構における支持構造によれば、水素に起因する鋼の脆化を軽減することができる。鋼の水素含有率が０．５ｐｐｍを超えると鋼の割れ強度は低下する。したがってこのような鋼は、苛酷な荷重が加わる部分にはあまり適さなくなる。水素量は低い方が望ましい。しかし、０．３ｐｐｍ未満に減らすためには長時間の加熱が必要になり、オーステナイト粒径が粗大化し、かえって靭性が低下してしまう。このため、より望ましい水素含有率は０．３〜０．５ｐｐｍの範囲である。さらに望ましくは、０．３５〜０．４５ｐｐｍの範囲である。
【００１８】
なお、上記の水素含有率は、拡散性水素は測定の対象にはせず、所定温度以上で鋼から放出される非拡散性水素のみを測定の対象とするものである。サンプルサイズが小さければ、常温でもサンプルから放出され散逸してしまうので、拡散性水素量は測定の対象から外している。非拡散性水素は、鋼中の欠陥部などにトラップされており、所定の加熱温度以上ではじめてサンプルから放出される水素である。この非拡散性水素に限定しても、水素含有率は測定方法によって大きく変動する。上記の水素含有率範囲は熱伝導度法による測定方法による範囲である。さらに、後記するように、ＬＥＣＯ社製ＤＨ−１０３型水素分析装置またはそれに準じる測定装置を用いて測定することが望ましい。
【００１９】
上記のクランク機構における支持構造において好ましくは、支持構造のなかに配置される少なくとも１つの軸受が、クランク軸の端部に位置してクランク軸を回転可能に支持する軸受である。
【００２０】
この構成によって、たとえば、深溝玉軸受で形成されるクランク軸主軸受を、転動疲労寿命を長寿命化させ、高耐割れ強度を向上させ、かつ寸法安定性を確保することができる。
【００２１】
本発明のクランク機構の構成部品（クランク機構における支持構造を含む）の製造方法は、ピストンの往復運動を連接棒を介してクランクピン、クランクアームおよびクランク軸によって回転運動に変えるクランク機構に組み込まれた、クランク機構の構成部品の製造方法であって、構成部品を製造する工程が、たとえば軸受部品用の鋼をＡ1変態点を超える浸炭窒化処理温度で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、Ａ1変態点以上で浸炭窒化処理の温度未満の焼入れ温度域に再加熱し、焼入れを行なう工程を備えることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明のクランク機構の構成部品（クランク機構における支持構造を含む）の製造方法によれば、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なうので、オーステナイト粒径を細かくすることができる。この結果、シャルピー衝撃値、破壊靭性値、割れ強度、疲労寿命（支持構造である場合には転動疲労寿命）などを向上させることができる。
【００２３】
さらに、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。
【００２４】
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。
【００２５】
上記のクランク機構の構成部品の製造方法において好ましくは、焼入れ温度域が７９０℃〜８３０℃の温度域である。
【００２６】
これにより、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。
【００２７】
なお、本明細書における内方部材または外方部材は、シャフト、ハウジングなどの部材と別体で設けられた内輪または外輪であってもよく、また、シャフト、ハウジングなどの部材と一体化された内輪または外輪として機能するものであってもよい。
【００２８】
また、オーステナイト粒という場合、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、焼入れられた後のマルテンサイトやベイナイトなどのフェライト相にその痕跡を残している。焼入れ前のオーステナイト粒界を強調するために「旧」を付する場合もある。すなわち、オーステナイト粒と旧オーステナイト粒とは同じものを表現している。
【００２９】
また、上記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結晶粒であればよい。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、上記のように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。
【００３０】
また、上記窒素富化層は、あとで説明するように、浸炭窒化処理により形成されるが、上記窒素富化層に炭素が富化されていてもよいし、富化されていなくてもよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明のクランク機構の構成部品およびクランク機構における支持構造を用いることにより、窒素富化層を形成した上で、耐割れ強度、寸法安定性および疲労寿命（支持構造である場合には転動疲労寿命）が大幅に改良される。また、クランク機構をコンパクト化することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
【００３３】
図１は、本発明の一実施の形態に係るクランク機構における支持構造を組み込んだエンジン部分の概略断面図である。図２は、図１のエンジン部分に組み込まれたクランク機構の主要部を示す概略斜視図（Ａ）、連接棒アセンブリの概略図（Ｂ）およびクランク軸の概略図（Ｃ）である。
【００３４】
主に図１を参照して、エンジン部分は、シリンダ１１を有するシリンダケーシングと、クランクケース２１と、クランク機構３０とを有している。このクランク機構３０の大部分は、シリンダ１１内とクランクケース２１の内部空間内とに配置されている。
【００３５】
クランク機構３０は、ピストン１２と、ピストン小端部軸２２と、小端軸受３２と、連接棒３１と、大端軸受３３と、クランク軸３６と、クランク軸主軸受４１とを主に有している。
【００３６】
ピストン１２は、シリンダ１１内にてスライド（往復）運動可能なように配置されている。このピストン１２にはピストン小端部軸２２が固定して取り付けられている。
【００３７】
クランク軸３６は、第１クランク軸部３６Ａと、第２クランク軸部３６Ｂと、クランクジャーナル３６ｃ、３６ｃと、第１クランクアーム３５Ａと、第２クランクアーム３５Ｂと、クランクピン３４とを有している。このクランク軸３６は、クランクジャーナル３６ｃにおいてクランク軸主軸受４１を介してクランクケース２１などに回転自在に取り付けられている。また、クランクピン３４の軸線（中心線）は第１および第２クランクアーム３５Ａ、３５Ｂにより第１および第２クランク軸部３６Ａ、３６Ｂの軸線（回転中心）に対して偏心している。
【００３８】
上記のピストン１２とクランク軸３６とは連接棒３１により連結されている。
【００３９】
主に図２（Ｂ）を参照して、この連接棒３１は、一方の端部に小端部３１ａを有し、かつ他方の端部に大端部３１ｂを有している。小端部３１ａに設けられた孔内には小端軸受３２が配置されており、大端部３１ｂに設けられた孔内には大端軸受３３が配置されている。小端部３１ａはこの小端軸受３２により図１または図２（Ａ）に示すようにピストン小端部軸２２に回転自在に軸支される部分であり、大端部３１ｂは大端軸受３３により図１または図２（Ｃ）に示すクランクピン３４に回転自在に軸支される部分である。
【００４０】
主に図１を参照して、上記のように連接棒３１がピストン小端部軸２２とクランクピン３４とのそれぞれに回転自在に連結されることにより、連接棒３１の大端部３１ｂはクランクピン３４に対して回転するとともにクランク軸３６の回転中心に対して偏心運動をし、小端部３１ａはピストン小端部軸２２に対して回転するとともにシリンダ１１に対してスライド（往復）運動をする。これにより、ピストン１２のスライド（往復）運動がクランクピン３４の偏心運動となり、クランク軸３６が回転駆動され、回転駆動力が得られる。
【００４１】
本実施の形態におけるクランク機構における支持構造とは、小端軸受３２と、大端軸受３３と、クランク軸主軸受４１とを含んでいる。小端軸受３２および大端軸受３３の各々はたとえば図３（Ａ）に示すように針状ころ軸受２０であり、クランク軸主軸受４１はたとえば図３（Ｂ）に示すように深溝玉軸受１０である。
【００４２】
図３（Ａ）を参照して、針状ころ軸受２０は、円周方向に配列された複数の転動体としての針状ころ１８と、複数の針状ころ１８の各々を保持する保持器１９と、内輪として機能する内方部材（図示せず）と、外輪として機能する外方部材（図示せず）とを有している。図１の構成では、小端軸受３２および大端軸受３３の双方は、通常の針状ころ軸受に用いられる内輪と外輪とを有していない。小端軸受３２においては、ピストン小端部軸２２がその外周面に転走面を有して内輪として機能する内方部材であり、連結棒小端部３１ａがその内周面に転走面を有して外輪として機能する外方部材である。また、大端軸受３３においては、クランクピン３４がその外周面に転走面を有して内輪として機能する内方部材であり、連結棒大端部３１ｂがその内周面に転走面を有して外輪として機能する外方部材である。
【００４３】
なお、小端軸受３２および大端軸受３３の双方は、通常の針状ころ軸受に用いられる内輪と外輪とを有していてもよい。
【００４４】
図３（Ｂ）を参照して、深溝玉軸受１０は、円周方向に配列された複数の転動体としての玉８と、複数の玉８の各々を保持する保持器９と、内輪（内方部材）６と、外輪（外方部材）７とを有している。図１の構成では、クランク軸主軸受４１は、通常の深溝玉軸受に用いられる内輪と外輪とを有しているが、これらの内輪と外輪とを有していなくてもよい。この場合、図１においてクランクジャーナル３６ｃがその外周面に転走面を有して内輪として機能する内方部材となり、クランクケース２１などがその内周面に転走面を有して外輪として機能する外方部材となる。
【００４５】
本実施の形態のクランク機構における支持構造（小端軸受３２、大端軸受３３、クランク軸主軸受４１）に含まれる内方部材（ピストン小端部軸２２、クランクピン３４、内輪６）と、外方部材（連結棒小端部３１ａ、連結棒大端部３１ｂ、外輪７）と、転動体（針状ころ１８、玉８）との少なくとも１つの部材が窒素富化層を有し、かつ０．５ｐｐｍ以下の水素含有量を有している。
【００４６】
本実施の形態のクランク機構における支持構造（小端軸受３２、大端軸受３３、クランク軸主軸受４１）に含まれる内方部材（ピストン小端部軸２２、クランクピン３４、内輪６）と、外方部材（連結棒小端部３１ａ、連結棒大端部３１ｂ、外輪７）と、転動体（針状ころ１８、玉８）との少なくとも１つの部材が窒素富化層を有し、かつ１０番を超える範囲のオーステナイト結晶粒の粒度番号を有している。
【００４７】
本実施の形態のクランク機構における支持構造（小端軸受３２、大端軸受３３、クランク軸主軸受４１）に含まれる内方部材（ピストン小端部軸２２、クランクピン３４、内輪６）と、外方部材（連結棒小端部３１ａ、連結棒大端部３１ｂ、外輪７）と、転動体（針状ころ１８、玉８）との少なくとも１つの部材が窒素富化層を有し、かつ２６５０ＭＰａ以上の破壊応力値を有している。
【００４８】
また、本実施の形態のクランク機構の構成部品（上記支持構造の内方部材、外方部材、転動体、ピストン１２、ピストン小端部軸２２、連接棒３１、クランク軸３６などの少なくとも１つ）は、窒素富化層を有し、かつ０．５ｐｐｍ以下の水素含有量を有している。
【００４９】
また、本実施の形態のクランク機構の構成部品（上記支持構造の内方部材、外方部材、転動体、ピストン１２、ピストン小端部軸２２、連接棒３１、クランク軸３６などの少なくとも１つ）は、窒素富化層を有し、かつ１０番を超える範囲のオーステナイト結晶粒の粒度番号を有している。
【００５０】
また、本実施の形態のクランク機構の構成部品（上記支持構造の内方部材、外方部材、転動体、ピストン１２、ピストン小端部軸２２、連接棒３１、クランク軸３６などの少なくとも１つ）は、窒素富化層を有し、かつ２６５０ＭＰａ以上の破壊応力値を有している。
【００５１】
なお、上記においては、図１に示すようにピストン小端部軸２２がピストン１２に固定されており、かつ連接棒３１に回転自在である場合について説明したが、ピストン小端部軸２２はピストンに対して回転自在であって、かつ連接棒に固定されていてもよい。以下、その構成について説明する。
【００５２】
図４は、ピストン小端部軸がピストンに対して回転自在であって、かつ連接棒に固定されたタイプのクランク機構を組み込んだエンジン部分の概略断面図である。図４を参照して、この構成におけるクランク機構３０は、１本のクランク軸３６により２組のピストン１２Ａ、１２Ｂをスライド（往復）運動可能な構成を有している。
【００５３】
１本のクランク軸３６は、第１クランク軸部３６Ａと、第２クランク軸部３６Ｂと、クランクジャーナル３６ｃ、３６ｃと、第１クランクアーム３５Ａと、第２クランクアーム３５Ｂと、第３クランクアーム３５Ｃと、クランクピン３４Ａ、３４Ｂとを有している。
【００５４】
一方のピストン１２Ａは、連接棒３１Ａによりクランク軸３６のクランクピン３４Ａに連結されている。連接棒３１Ａの小端部３１ａにはピストン小端部軸２２Ａが固定されており、ピストン１２Ａは小端軸受３２により回転自在にピストン小端部軸２２Ａに軸支されている。連接棒３１Ａの大端部３１ｂは大端軸受３３Ａにより回転自在にクランクピン３４Ａに軸支されている。
【００５５】
他方のピストン１２Ｂは、連接棒３１Ｂによりクランク軸３６のクランクピン３４Ｂに連結されている。連接棒３１Ｂの小端部３１ａにはピストン小端部軸２２Ｂが固定されており、ピストン１２Ｂは回転自在にピストン小端部軸２２Ｂに軸支されている。連接棒３１Ｂの大端部３１ｂは大端軸受３３Ｂにより回転自在にクランクピン３４Ｂに軸支されている。
【００５６】
クランク軸３６は、クランクジャーナル３６ｃにおいてクランク軸主軸受４１により回転自在に支持されている。
【００５７】
図４に示すクランク機構における支持構造とは、小端軸受３２と、大端軸受３３Ａ、３３Ｂと、クランク軸主軸受４１とを含んでいる。小端軸受３２および大端軸受３３Ａ、３３Ｂの各々はたとえば図３（Ａ）に示すように針状ころ軸受２０であり、クランク軸主軸受４１はたとえば図３（Ｂ）に示すように深溝玉軸受１０である。
【００５８】
図４に示されたクランク機構における支持構造（小端軸受３２、大端軸受３３Ａ、３３Ｂ、クランク軸主軸受４１）に含まれる内方部材（ピストン小端部軸２２Ａ、クランクピン３４Ａ、３４Ｂ、内輪６）と、外方部材（ピストン１２Ａ、連結棒大端部３１ｂ、外輪７）と、転動体（針状ころ１８、玉８）との少なくとも１つの部材が窒素富化層を有し、かつ０．５ｐｐｍ以下の水素含有量を有している。
【００５９】
本実施の形態のクランク機構における支持構造（小端軸受３２、大端軸受３３Ａ、３３Ｂ、クランク軸主軸受４１）に含まれる内方部材（ピストン小端部軸２２Ａ、クランクピン３４Ａ、３４Ｂ、内輪６）と、外方部材（ピストン１２Ａ、連結棒大端部３１ｂ、外輪７）と、転動体（針状ころ１８、玉８）との少なくとも１つの部材が窒素富化層を有し、かつ１０番を超える範囲のオーステナイト結晶粒の粒度番号を有している。
【００６０】
本実施の形態のクランク機構における支持構造（小端軸受３２、大端軸受３３Ａ、３３Ｂ、クランク軸主軸受４１）に含まれる内方部材（ピストン小端部軸２２Ａ、クランクピン３４Ａ、３４Ｂ、内輪６）と、外方部材（ピストン１２Ａ、連結棒大端部３１ｂ、外輪７）と、転動体（針状ころ１８、玉８）との少なくとも１つの部材が窒素富化層を有し、かつ２６５０ＭＰａ以上の破壊応力値を有している。
【００６１】
また、本実施の形態のクランク機構の構成部品（上記支持構造の内方部材、外方部材、転動体、ピストン１２Ａ、１２Ｂ、ピストン小端部軸２２Ａ、２２Ｂ、連接棒３１Ａ、３１Ｂ、クランク軸３６などの少なくとも１つ）は、窒素富化層を有し、かつ０．５ｐｐｍ以下の水素含有量を有している。
【００６２】
また、本実施の形態のクランク機構の構成部品（上記支持構造の内方部材、外方部材、転動体、ピストン１２Ａ、１２Ｂ、ピストン小端部軸２２Ａ、２２Ｂ、連接棒３１Ａ、３１Ｂ、クランク軸３６などの少なくとも１つ）は、窒素富化層を有し、かつ１０番を超える範囲のオーステナイト結晶粒の粒度番号を有している。
【００６３】
また、本実施の形態のクランク機構の構成部品（上記支持構造の内方部材、外方部材、転動体、ピストン１２Ａ、１２Ｂ、ピストン小端部軸２２Ａ、２２Ｂ、連接棒３１Ａ、３１Ｂ、クランク軸３６などの少なくとも１つ）は、窒素富化層を有し、かつ２６５０ＭＰａ以上の破壊応力値を有している。
【００６４】
なお、図４に示す構成のうち上述した以外の構成は図１〜図３に示す構成とほぼ同じであるため、同一の構成要素については同一の符号を付しその説明を省略する。
【００６５】
次に、本実施の形態におけるクランク機構の構成部品（クランク機構における支持構造）に行う浸炭窒化処理を含む熱処理について説明する。
【００６６】
図５および図６に、本発明の実施の形態における熱処理方法を示す。図５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６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。
【００６７】
図５を参照して、まず、たとえば軸受部品用の鋼がＡ1変態点を超える浸炭窒化処理温度（８４５℃）に加熱され、その温度で軸受部品用の鋼に浸炭窒化処理が施される。温度処理Ｔ1では鋼の素地に炭素や窒素が拡散され、また炭素が鋼に十分に溶け込ませられる。この後、軸受部品用の鋼は、処理Ｔ1の温度から油焼入れを施されて、Ａ1変態点未満の温度に冷却される。次いで１８０℃で焼戻しが行なわれるが、この焼戻しは省略することができる。
【００６８】
この後、軸受部品用の鋼がＡ1変態点以上の温度で上記の浸炭窒化処理の温度未満の温度（たとえば８００℃）に再加熱され、その温度で保持することにより処理Ｔ2が施された後、処理Ｔ2の温度から油焼入れを施されて、Ａ1変態点未満の温度に冷却される。次いで１８０℃で焼戻しが行なわれる。
【００６９】
図６を参照して、まず、たとえば軸受部品用の鋼がＡ1変態点を超える浸炭窒化処理温度（８４５℃）に加熱され、その温度で軸受部品用の鋼に浸炭窒化処理が施される。温度処理Ｔ1では鋼の素地に炭素や窒素が拡散され、また炭素が鋼に十分に溶け込ませられる。この後、軸受部品用の鋼は焼入れされずにＡ1変態点以下の温度に冷却される。この後、軸受部品用の鋼がＡ1変態点以上の温度で上記の浸炭窒化処理の温度未満の温度（たとえば８００℃）に再加熱され、その温度で保持することにより処理Ｔ2が施された後、処理Ｔ2の温度から油焼入れを施されて、Ａ1変態点未満の温度に冷却される。次いで１８０℃で焼戻しが行なわれる。
【００７０】
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、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クランク機構の構成部品およびクランク機構における支持構造は、疲労寿命特性（支持構造の場合には転動疲労寿命特性）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。
【００７１】
上記の熱処理のどちらによっても、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（１重量％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０.０２５重量％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。
【００７２】
上記図５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７（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７（Ｂ）に示す。また、図８（Ａ）および図８（Ｂ）に、上記図７（Ａ）および図７（Ｂ）を図解したオーステナイト結晶粒度を示す。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７（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】
【００７３】
次に本発明の実施例について説明する。
【００７４】
（実施例１）
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、本発明の実施例１を行った。表１に示した各試料の製造履歴を以下に示す。
【００７５】
【表１】
2004293780.tif 000003
【００７６】
（試料Ａ〜Ｄ；本発明例）：温度８５０℃で１５０分間保持して浸炭窒化処理を施した。その浸炭窒化処理時の雰囲気は、ＲＸガスとアンモニアガスとの混合ガスとした。図５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１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域７８０℃〜８３０℃に加熱して２次焼入れを行った。ただし、２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。
【００７７】
（試料Ｅ、Ｆ；本発明例）：浸炭窒化処理は、本発明例Ａ〜Ｄと同じ履歴で行い、２次焼入れ温度を浸炭窒化処理温度（８５０℃）以上の８５０℃〜８７０℃で行った。
【００７８】
（従来浸炭窒化処理品；比較例）：温度８５０℃で１５０分間保持して浸炭窒化処理を施した。その浸炭窒化処理時の雰囲気は、ＲＸガスとアンモニアガスとの混合ガスとした。その浸炭窒化処理時の温度からそのまま焼入れを行ない、２次焼入れは行わなかった。
【００７９】
（普通焼入れ品；比較例）：浸炭窒化処理を行なわずに、８５０℃に加熱して焼入れた。２次焼入れは行わなかった。
【００８０】
上記の各試料に対して、（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、の各々を行った。その結果を表１に合わせて示す。
【００８１】
次にこれらの測定方法および試験方法について説明する。
【００８２】
（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いない。このＬＥＣＯ社製ＤＨ−１０３型水素分析装置の仕様を下記に示す。
【００８３】
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〜３５ｇ（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。
【００８４】
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に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。
【００８５】
（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った。
【００８６】
（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った。試験片には、ＪＩＳ  Ｚ  ２２０２に示されたＵノッチ試験片（ＪＩＳ３号試験片）を用いた。なお、シャルピー衝撃値は、次式の吸収エネルギーＥを断面積（０．８ｃｍ2）で除した値である。
【００８７】
吸収エネルギー：Ｅ＝ＷｇＲ（ｃｏｓβ−ｃｏｓα）
Ｗ：ハンマー重量（＝２５．４３８ｋｇ）
ｇ：重力加速度（＝９．８０６６５ｍ／ｓｅｃ2）
Ｒ：ハンマー回転軸中心から重心までの距離（＝０．６５６９ｍ）
α：ハンマー持ち上げ角度（＝１４６°）、β：ハンマー降り上がり角度
（４）破壊応力値の測定
図９に破壊応力値の測定に用いた試験片を示す。アムスラー万能試験機を用いて図中のＰ方向に荷重を負荷して試験片が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９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。
【００８８】
図９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。
【００８９】
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）転動疲労試験
転動疲労寿命試験の試験条件および試験装置の略図を、表２および図１０（Ａ）、（Ｂ）に示す。図１０（Ａ）、（Ｂ）において、転動疲労寿命試験片２２１は、駆動ロール２１１によって駆動され、ボール２１３と接触して回転している。ボール２１３は、（３／４）”のボールであり、案内ロール２１２にガイドされて、転動疲労寿命試験片２２１との間で高い面圧を及ぼし合いながら転動する。
【００９０】
次に上記の測定結果および試験結果について説明する。
【００９１】
（１）水素量
表１より、浸炭窒化処理したままの従来浸炭窒化処理品の鋼中水素量は、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〜Ｆの鋼中水素量は０．３７〜０．４２ｐｐｍで０．５ｐｐｍ以下となっており、従来浸炭窒化処理品の半分近くにまで減少している。この鋼中水素量は普通焼入れ品と同じレベルである。
【００９２】
上記の鋼中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〜Ｆのシャルピー衝撃値および破壊応力値は大きく改善されている。
【００９３】
（２）結晶粒度
表１より、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、試料Ｂ〜Ｄより粗大な結晶粒となっている。
【００９４】
（３）シャルピー衝撃値
表１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〜Ｆのシャルピー衝撃値は６．２０〜６．６５Ｊ／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。なお、普通焼入品のシャルピー衝撃値は６．７０Ｊ／ｃｍ2と高い。
【００９５】
（４）破壊応力値
上記破壊応力値は、耐割れ強度に相当する。表１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〜Ｆの破壊応力値は２６５０〜２８４０ＭＰａで２６５０ＭＰａ以上に改善されている。普通焼入品の破壊応力値は２７７０ＭＰａであり、試料Ｂ〜Ｆの破壊応力値と同等である。このような、試料Ｂ〜Ｆ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。
【００９６】
（５）転動疲労試験
表１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。試料Ｅ，Ｆは、従来浸炭窒化処理品とほぼ同等であった。
【００９７】
上記をまとめると、本発明例の試料Ｂ〜Ｆでは、鋼中水素量が低くなり、破壊応力値やシャルピー衝撃値が向上する。しかし、転動疲労寿命まで含めて改良しうるのは、さらにオーステナイト結晶粒度を粒度番号で１１番程度以上に微細化した試料Ｂ〜Ｄである。したがって、本発明例に該当するのは試料Ｂ〜Ｆであるが、より望ましい本発明の範囲は、２次焼入れ温度を浸炭窒化処理温度より低くして結晶粒の微細化をさらに図った試料Ｂ〜Ｄの範囲である。
【００９８】
（実施例２）
次に実施例２について説明する。
【００９９】
下記のＸ材、Ｙ材およびＺ材について、一連の試験を行った。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）：普通焼入れのみを行なった（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た（従来の浸炭窒化焼入れ）。浸炭窒化処理の温度を８４５℃とし、保持時間を１５０分間とした。また浸炭窒化処理の雰囲気を、ＲＸガス＋アンモニアガスとした。
（Ｚ材：本発明例）：軸受鋼に図２の熱処理パターンを施した。浸炭窒化処理の温度を８４５℃とし、保持時間を１５０分間とし、雰囲気をＲＸガス＋アンモニアガスとした。また、最終焼入れ温度を８００℃とした。
【０１００】
（１）転動疲労寿命
転動疲労寿命試験の試験装置には上述した図１０の装置を用い、試験条件は表２に示す条件とした。この転動疲労寿命試験結果を表３に示す。
【０１０１】
【表２】
2004293780.tif 000004
【０１０２】
【表３】
2004293780.tif 000005
【０１０３】
表３によれば、浸炭窒化処理を施したＹ材（比較例）のＬ10寿命は、普通焼入れのみを施したＸ材（比較例）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。
【０１０４】
（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ＪＩＳ  Ｚ  ２２４２に準じた方法により行なった。試験結果を表４に示す。
【０１０５】
【表４】
2004293780.tif 000006
【０１０６】
本発明例のＺ材では、普通焼入れのみを施したＸ材（比較例）と同等で、かつ浸炭窒化処理を施したＹ材（比較例）よりも高いシャルピー衝撃値が得られた。
【０１０７】
（３）静的破壊靭性値の試験
静的破壊靭性試験の試験片には、図１１に示す試験体を用い、亀裂を予め約１ｍｍ導入した後に、３点曲げによる静的荷重Ｐを加え、破壊荷重を求めた。破壊靭性値（ＫIC値）の算出には次に示す次式を用いた。また、試験結果を表５に示す。
【０１０８】
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｝
【０１０９】
【表５】
2004293780.tif 000007
【０１１０】
予め導入した亀裂の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材とには違いはない。しかし、本発明例のＺ材では比較例のＸ材およびＹ材に対して約１．２倍の破壊靭性値（ＫIC値）を得ることができた。
【０１１１】
（４）静圧壊強度試験（破壊応力値の測定）
静圧壊強度試験片には、上述のように図９に示す形状のものを用いた。図中、Ｐ方向に荷重を付加して、上記と同様にして静圧壊強度試験を行なった。試験結果を表６に示す。
【０１１２】
【表６】
2004293780.tif 000008
【０１１３】
浸炭窒化処理を施したＹ材（比較例）の静圧壊強度は普通焼入れのみを施したＸ材（比較例）の静圧壊強度よりもやや低い値である。しかしながら、本発明例のＺ材の静圧壊強度は、Ｙ材の静圧壊強度よりも向上し、Ｘ材の静圧壊強度よりもわずかに高いレベルになっている。
【０１１４】
（５）経年寸法変化率
温度１３０℃で５００時間保持した場合の経年寸法変化率を測定した。その測定結果を、表面硬度、残留オーステナイト量（表面から０．１ｍｍ深さでの）とともに表７に示す。
【０１１５】
【表７】
2004293780.tif 000009
【０１１６】
残留オーステナイト量（体積％）の多いＹ材の寸法変化率に比べて、本発明例のＺ材の寸法変化率は低く抑えられていることがわかる。
【０１１７】
（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８に、また試験結果を表９に示す。
【０１１８】
【表８】
2004293780.tif 000010
【０１１９】
【表９】
2004293780.tif 000011
【０１２０】
Ｘ材に比べ、浸炭窒化処理を施したＹ材（比較例）では約２．５倍の、また本発明例のＺ材では約３．７倍の長寿命が得られた。本発明例のＺ材では、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とにより長寿命が得られている。
【０１２１】
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クランク機構における支持構造をなす軸受部品またはクランク機構の構成部品は、従来の浸炭窒化処理では困難であった疲労寿命（支持構造においては転動疲労寿命）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。
【０１２２】
なお、本明細書における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へ変態した後も、過去の履歴として残存しているものをいう。
【０１２３】
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。たとえば針状ころ軸受は総ころタイプであっても、シェル型針状ころ軸受であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明は、転動疲労特性が長寿命で、高度の耐割れ強度や耐経年寸法変化を有するクランク機構における支持構造またはクランク機構の構成部品に特に有利に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の一実施の形態に係るクランク機構における支持構造を組み込んだエンジン部分の概略断面図である。
【図２】図１のエンジン部分に組み込まれたクランク機構の主要部を示す概略斜視図（Ａ）、連接棒アセンブリの概略図（Ｂ）およびクランク軸の概略図（Ｃ）である。
【図３】クランク機構における支持構造を示す図であり、針状ころ軸受の構成を示す概略断面図（Ａ）と、深溝玉軸受の構成を示す概略断面図（Ｂ）である。
【図４】ピストン小端部軸がピストンに対して回転自在であって、かつ連接棒に固定されたタイプのクランク機構を組み込んだエンジン部分の概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるクランク機構の構成部品に施される熱処理方法を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるクランク機構の構成部品に施される熱処理方法の変形例を説明する図である。
【図７】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８】（Ａ）は図７（Ａ）を図解したオーステナイト粒界を示し、（Ｂ）は図７（Ｂ）を図解したオーステナイト粒界を示す。
【図９】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１０】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１１】静的破壊靭性試験の試験片を示す図である。
【符号の説明】
【０１２６】
６  内輪、７  外輪、８  玉、９  玉保持器、１０  深溝玉軸受、１１  シリンダ、１２，１２Ａ，１２Ｂ  ピストン、１８  針状ころ、１９  針状ころ保持器、２０  保持器付針状ころ、２１  クランクケース、２２，２２Ａ，２２Ｂ  小端部軸、３０  クランク機構、３１，３１Ａ，３１Ｂ  連接棒、３１ａ  連接棒小端部、３１ｂ  連接棒大端部、３２  小端軸受、３３，３３Ａ，３３Ｂ  大端軸受、３４，３４Ａ，３４Ｂ  クランクピン、３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ  クランクアーム、３６  クランク軸、３６Ａ  第１クランク軸部、３６Ｂ  第２クランク軸部、３６ｃ  クランクジャーナル、４１  クランク軸主軸受、２１１  駆動ロール、２１２  案内ロール、２１３  ボール、２２１  転動疲労寿命試験片。
【図１】
2004293780.tif 000012
【図２】
2004293780.tif 000013
【図３】
2004293780.tif 000014
【図４】
2004293780.tif 000015
【図５】
2004293780.tif 000016
【図６】
2004293780.tif 000017
【図７】
2004293780.tif 000018
【図８】
2004293780.tif 000019
【図９】
2004293780.tif 000020
【図１０】
2004293780.tif 000021
【図１１】
2004293780.tif 000022