(57)【要約】【課題】製造コストを低減するとともに、ピースバイピースの製品管理を容易にすることにより製品のトレーサビリティーが確保されたロッカーアーム用軸受、鋼部材およびその製造方法を提供する。【解決手段】ロッカーアーム用転がり軸受１０を構成するローラ１１であって、誘導加熱によりＡ１点よりも低い温度からＡ１点以上の温度に加熱された後、Ａ１点以上の温度領域の所定の温度からＭＳ点以下の温度に冷却されることにより焼入硬化されており、旧オーステナイト結晶粒の粒度番号が１１番以上となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッカーアーム用の軸受を構成する鋼部材であって、
誘導加熱によりＡ１点よりも低い温度からＡ１点以上の温度に加熱された後、前記Ａ１点以上の温度領域の所定の温度からＭＳ点以下の温度に冷却されることにより焼入硬化されており、
旧オーステナイト結晶粒の粒度番号が１１番以上となっている、鋼部材。
【請求項２】
前記焼入硬化された後において、さらに誘導加熱によりＡ１点以下の温度に加熱された後冷却されて焼戻されている、請求項１に記載の鋼部材。
【請求項３】
前記鋼部材を構成する材料は、炭素を０．３８質量％以上１．１質量％以下含有する鋼である、請求項１または２に記載の鋼部材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼部材を構成部材として含む、ロッカーアーム用軸受。
【請求項５】
ロッカーアーム用の軸受を構成する鋼部材の製造方法であって、
前記鋼部材となるべき被加工材を準備する被加工材準備工程と、
前記被加工材を焼入硬化する焼入硬化工程とを備え、
前記焼入硬化工程は、
前記被加工材をＡ１点よりも低い温度からＡ１点以上の温度に加熱する加熱工程と、
前記加熱工程によりＡ１点以上の温度に加熱された前記被加工材をＭＳ点以下の温度に冷却する冷却工程とを含み、
前記加熱工程における加熱は誘導加熱により行なわれる、鋼部材の製造方法。
【請求項６】
前記加熱工程においては、前記被加工材を誘導加熱するための加熱手段と前記被加工材とが相対的に移動することにより、前記加熱手段による加熱が可能な領域の外部から前記領域の内部に前記被加工材が進入して加熱される、請求項５に記載の鋼部材の製造方法。
【請求項７】
前記焼入硬化工程の後において、前記被加工材を誘導加熱によりＡ１点以下の温度に加熱した後冷却する焼戻工程をさらに備えた、請求項５または６に記載の鋼部材の製造方法。
【請求項８】
前記焼戻工程においては、前記被加工材を誘導加熱するための焼戻用加熱手段と前記被加工材とが相対的に移動することにより、前記焼戻用加熱手段による加熱が可能な領域である焼戻誘導加熱領域の外部から前記焼戻誘導加熱領域の内部に前記被加工材が進入して加熱される、請求項７に記載の鋼部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロッカーアーム用軸受、鋼部材および鋼部材の製造方法に関し、より特定的には、耐久性に優れたロッカーアーム用軸受、鋼部材および鋼部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カムの回転によってエンジンのシリンダヘッドに設けられた吸気用または排気用のバルブを開閉するために、カムとバルブとの間にはロッカーアームが配置される。このロッカーアームとカムとが接触する部分においては、摩擦（フリクション）が発生する。そのため、フリクション低減を目的として、カムとロッカーアームとが接触する部分にすべり軸受を組み込んだローラフォロアタイプや、針状ころ軸受を組み込んだ針状ころタイプなどのロッカーアームが用いられる場合がある。このすべり軸受や針状ころ軸受の外輪または内輪に相当する鋼部材としてのローラには、炭素含有量の高い鋼である軸受鋼（たとえばＪＩＳ  ＳＵＪ２など）が素材として採用される場合が多い。
【０００３】
上記した軸受の外輪の外径面はカムと接触し、また、外輪の内径面はころまたは軸と接触し、また、外輪の幅方向の端面はロッカーアームの側壁面と接触する。また、上記軸受の内輪についても、その外径面においてころと接触する。したがって、上記軸受の外輪または内輪では上述のような他の部材との接触に起因する摩耗が問題となる。そのため、このような摩耗を抑制するために上記外輪または内輪（ローラ）には熱処理が施される。
【０００４】
このような熱処理として、特開２００４−２７８５２８号公報（特許文献１）では、雰囲気炉を用いて、ローラに浸炭窒化処理(１次焼入）、普通焼入（２次焼入）、焼戻しという熱処理工程を実施することが開示されている。特許文献１では、このような熱処理により、ローラに窒素富化層を形成するとともに、表層部の旧オーステナイト結晶粒を微細化することによって、ローラの長寿命化を図っている。
【０００５】
また、特開２００４−３３２０８６号公報（特許文献２）では、転がり軸受の内輪軌道面を有する軸の転がり疲労特性（転動疲労特性）を向上させるとともに衝撃荷重が大きい場合であっても塑性変形が生じ難い軸を得ることを目的として、当該軸の内輪軌道面となる面に対する熱処理として高周波焼入と高周波焼戻しを行なうことにより、当該面の表面硬さを所定の値とするとともに、当該面の表層部の残留オーステナイト量を１５体積％以上４０体積％以下とるとともに、軸の芯部の残留オーステナイト量をゼロにすることが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２７８５２８号公報
【特許文献２】特開２００４−３３２０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１において開示されている雰囲気炉を用いた熱処理は、上記特許文献２において開示されている高周波焼入や高周波焼戻しによる熱処理より、これまで一般的に大量生産に適し、コスト面や生産性の面で優れていると考えられていた。しかし、転動疲労特性を向上させるため、上述したローラなどの鋼部材における旧オーステナイト結晶粒を粒度番号で１０番を超えるほど微細化するためには、上記特許文献１で示したような１次焼入に続いて２次焼入を行なうといった、単純な焼入工程とは異なる熱処理工程を実施する必要がある。この場合、熱処理に要する時間も長くなるため、雰囲気炉を用いた熱処理はコスト面や生産性の面で優れているとは言えない。
【０００７】
また、上記特許文献１において熱処理に用いる雰囲気炉は比較的大規模な設備であり、また取扱に注意を要するガスを使用する場合も多い。そのため、雰囲気炉を加工設備などの他の製造設備と同一の製造ラインに設置すること（インライン化）は難しく、一般的には当該雰囲気炉は他の製造設備とは離れた場所に設置される。このため、焼入硬化処理はバッチ処理となり、処理の前後において仕掛在庫が発生するため、製造コストの上昇の原因となる。また、バッチ処理の場合、製品一つ一つを管理すること（ピースバイピースの管理）は困難で、製品の製造履歴の把握の容易性（トレーサビリティー）の観点から不利となる。さらに、素材または製造履歴が異なる製品や、異なる形状を有する製品の混入（異品混入）の可能性を完全に排除することも困難となる。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、この発明の目的は、仕掛在庫の発生が抑制されることにより製造コストが低減されるとともに、ピースバイピースの製品管理を容易にすることにより製品のトレーサビリティーが確保され、かつ異品混入の可能性が抑制されたロッカーアーム用軸受、当該軸受を構成する鋼部材および当該鋼部材の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に従った鋼部材は、ロッカーアーム用の軸受を構成する鋼部材であって、誘導加熱によりＡ１点よりも低い温度からＡ１点以上の温度に加熱された後、Ａ１点以上の温度領域の所定の温度からＭＳ点以下の温度に冷却されることにより焼入硬化されており、旧オーステナイト結晶粒の粒度番号が１１番以上となっている。
【００１０】
本発明者はロッカーアーム用転がり軸受を構成する外輪などの鋼部材の製造における焼入硬化処理について鋭意検討した結果、誘導加熱を利用した焼入（高周波焼入）により鋼部材の表面全体を、または表層から芯部までの全体を焼入硬化することにより、鋼部材に十分な特性を付与できることを見出した。つまり、上述した焼入硬化処理により、鋼部材の旧オーステナイト結晶粒を十分微細化できる（粒度番号を１１番以上にできる）ため、鋼部材の寿命（転動疲労寿命）を向上させることができることを見出した。
【００１１】
また、本発明による鋼部材の製造においては、鋼部材となるべき被加工材の焼入硬化処理が誘導加熱を利用して実施されているため、焼入硬化のための設備をインライン化することが容易となる。インライン化が実施された場合、焼入硬化前後の仕掛在庫が発生しないため、鋼部材の製造コストが低下して、安価な鋼部材を提供できる。したがって、当該鋼部材を用いたロッカーアーム用軸受および当該軸受を用いたロッカーアームを提供できる。
【００１２】
さらに、焼入硬化のための設備のインライン化が実施された場合、焼入硬化処理を鋼部材一つ一つについて順次実施することが可能になる。この結果、ピースバイピースの製品管理が容易となり、鋼部材のトレーサビリティーを確保し、かつ異品混入の可能性を低減した鋼部材を提供することが可能となる。
【００１３】
なお、Ａ１点とは鋼を加熱した場合に、鋼の組織がフェライトからオーステナイトに変態を開始する温度に相当する点をいう。また、ＭＳ点とはオーステナイト化した鋼が冷却される際に、マルテンサイト化を開始する温度に相当する点をいう。また、旧オーステナイト結晶粒とは、焼入れ処理を行なった後も焼入れ直前のオーステナイト結晶粒界の痕跡が残っており、その痕跡に基づいた結晶粒をいう。
【００１４】
この発明に従ったロッカーアーム用軸受は、上記鋼部材を構成部材として含む。また、上記鋼部材は、ロッカーアーム用軸受を構成する内輪、当該内輪ところなどの転動体を介して対向するように配置される外輪のうちのいずれか１つであってもよい。また、上記鋼部材は、ロッカーアーム用軸受としてのすべり軸受を構成する、内輪又は外輪であってもよい。
【００１５】
この場合、製造コストが低減され、かつ、異品混入の可能性が低減された鋼部材を用いることにより、安価で、かつ品質の安定したロッカーアーム用転がり軸受を提供できる。
【００１６】
この発明に従った鋼部材の製造方法は、ロッカーアーム用の軸受を構成する鋼部材の製造方法であって、鋼部材となるべき被加工材を準備する被加工材準備工程と、被加工材を焼入硬化する焼入硬化工程とを備える。焼入硬化工程は、加熱工程と冷却工程とを含む。加熱工程では、被加工材をＡ１点よりも低い温度からＡ１点以上の温度に加熱する。冷却工程では、加熱工程によりＡ１点以上の温度に加熱された被加工材をＭＳ点以下の温度に冷却する。加熱工程における加熱は誘導加熱により行なわれる。
【００１７】
この場合、焼入硬化工程の加熱工程における加熱は誘導加熱により行なわれるため、焼入硬化工程を実施するための設備をインライン化することが容易となる。当該設備のインライン化が実施された場合、焼入硬化前後の仕掛在庫が発生しないため、鋼部材の製造コストを低下させることができる。さらに、インライン化が実施された場合、ピースバイピースの製品管理が容易となる。つまり、製品（鋼部材）のトレーサビリティーを確保し、かつ異品混入の可能性を低減することが可能となる。
【００１８】
この発明に従ったロッカーアーム用軸受の製造方法は、上記鋼部材の製造方法を含んでいる。具体的には、上記ロッカーアーム用軸受の製造方法は、上記鋼部材の製造方法を用いて鋼部材を製造する工程と、当該鋼部材を要素として用いて、ロッカーアーム用軸受を組立てる工程とを備えている。このようにすれば、ロッカーアーム用軸受を低コスト製造することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の鋼部材、ロッカーアーム用軸受および鋼部材の製造方法によれば、仕掛在庫の発生の抑制などにより製造コストを低減するとともに、ピースバイピースの製品管理を容易にすることにより製品のトレーサビリティーが確保され、かつ異品混入の可能性が抑制された鋼部材およびその鋼部材を用いたロッカーアーム用軸受を提供できる。さらに、本発明の鋼部材の製造方法によれば、製造コストを低減するとともに、ピースバイピースの製品管理を容易にすることにより製品のトレーサビリティーを確保し、かつ異品混入の可能性を低減することにより、鋼部材の品質を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は本発明の一実施の形態である実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受を備えたロッカーアームを示す概略図である。また、図２は、実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受を示す概略断面図である。また、図３は、図２の線分ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う概略断面図である。図１〜図３を参照して、本発明の実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受について説明する。
【００２２】
図１を参照して、ロッカーアーム１は、ロッカーアーム本体１Ａとロッカーアーム用軸受としてのロッカーアーム用転がり軸受１０とを備えている。ロッカーアーム１はロッカーアーム本体１Ａの中央部において、軸受メタル７などを介してロッカーアーム軸６に回転自在に支持されている。さらに、ロッカーアーム用転がり軸受１０はロッカーアーム１の一方の端部１Ｂ側に配置されている。ロッカーアーム用転がり軸受１０は、鋼部材の一例である環状の外輪としてのローラ１１と、外輪の内側に配置される鋼部材の一例としての内輪１２と、ローラ１１と内輪１２との間に配置される複数の転動体としての針状ころ１３とを備えている。これにより、ロッカーアーム用転がり軸受１０は内輪１２に対してローラ１１が相対的に回転可能に構成されている。そして、ローラ１１の素材は、０．３８質量％以上１．１質量％以下の炭素を含有する鋼である。
【００２３】
さらに、ローラ１１に接触するように、カム２が配置されている。カム２の、ロッカーアーム用転がり軸受１０の内輪１２の軸方向に垂直な断面における断面形状は卵形である。具体的には、カム２において中心から一方にずれた位置にカムシャフト２Ａが配置されており、このカムシャフト２Ａが位置する側の幅が、上記中心から見てカムシャフト２Ａの位置する側と反対側の幅より大きくなっている。カム２はカムシャフト２Ａと一体に形成されており、カムシャフト２Ａを軸として回転可能に構成されている。
【００２４】
ロッカーアーム１の他方の端部１Ｃ側には、アジャストねじ用貫通孔１Ｄが形成されている。このアジャストねじ用貫通孔１Ｄにはアジャストねじ８が挿入されている。ロックナット５によりアジャストねじ８はロッカーアーム本体１Ａに固定されている。そして、アジャストねじ８の下端はエンジンの吸気弁または排気弁であるバルブ３の上端と連結されている。バルブ３、アジャストねじ８およびロッカーアームの他方の端部１Ｃ側は、ばね４により付勢の向き４Ａに沿った向きに付勢されている。これにより、ロッカーアーム１の一方の端部１Ｂ側に配置されたロッカーアーム用転がり軸受１０のローラ１１は、常にカム２の外周に押し付けられている。
【００２５】
なお、図１においては、ロッカーアーム用転がり軸受１０の内輪１２は軽量化のため円筒状の内輪１２が採用された場合を示しているが、強度および剛性などを重視して中実の軸を採用してもよい。
【００２６】
次に、実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受１０およびロッカーアーム１の動作について説明する。図１を参照して、カム２がカムシャフト２Ａとともにカムシャフト２Ａを軸として回転すると、カムシャフト２Ａから、カム２とロッカーアーム用転がり軸受１０との接触部までの距離が周期的に変化する。そのため、ロッカーアーム１はロッカーアーム軸６を軸として揺動する。その結果、アジャストねじ８を介してバルブ３が往復運動することにより、吸気弁または排気弁が開閉する。
【００２７】
次に、実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受１０の構成について図２および図３に基づいて詳細に説明する。図２および図３を参照して、ロッカーアーム用転がり軸受１０は、前述のように環状の外輪としてのローラ１１と、ローラ１１の内側に配置される内輪１２と、ローラ１１と内輪１２との間に配置される複数の転動体としての針状ころ１３とを備えている。
【００２８】
次に、実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受の製造方法について説明する。図４は実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受の製造方法を説明するための図である。図４を参照して、実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受の製造方法を説明する。
【００２９】
図４を参照して、実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受の製造方法においては、まず、棒鋼などの素材に対して旋削、冷間鍛造などの加工を実施することにより外輪としてのローラ１１を準備する外輪準備工程が実施される。そして、準備されたローラ１１を焼入硬化することにより、疲労強度、耐摩耗性などの特性をローラ１１に付与する焼入硬化工程が実施される。この焼入硬化工程は、ローラ１１をＡ１点よりも低い温度からＡ１点以上の温度に加熱する加熱工程と、加熱工程によりＡ１点以上の温度に加熱されたローラ１１をＭＳ点以下の温度に冷却する冷却工程とを含んでいる。
【００３０】
さらに、焼入硬化工程において焼入硬化されたローラ１１を焼戻すことにより、靭性などの特性をローラ１１に付与する焼戻工程が実施される。さらに、ローラ１１の寸法精度を向上させるため、ローラ１１の外周面、内周面および両方の端面が研磨される研磨工程が実施される。このようにして、外輪としてのローラ１１を得ることができる。そして、内輪１２、転動体としての針状ころ１３およびローラ１１を組み合わせてロッカーアーム用転がり軸受１０を組み立てる組み立て工程が実施される。以上の手順により、実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受１０は製造される。なお、上述した外輪準備工程〜研磨工程までと同様の工程を実施することで、内輪１２を準備してもよい。
【００３１】
次に、焼入硬化工程について詳細に説明する。図５は実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受の製造方法に使用される熱処理設備の概略を示す図である。図５を参照して、実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受の外輪としてのローラ１１の焼入硬化について説明する。
【００３２】
図５を参照して、熱処理設備２０は、被加工材であるローラ１１を保持するための保持手段としての一対の支持棒２１Ａ、２１Ｂと、支持棒２１Ａ、２１Ｂの軸方向に垂直な面内に配置され、被加工材であるローラ１１の外周面に対向可能に構成された加熱手段としての環状の誘導加熱コイル２２とを備えている。一対の支持棒２１Ａ、２１Ｂは同一直線上に配置されている。一対の支持棒２１Ａ、２１Ｂの互いに対向する端部はテーパ形状となっている。一対の支持棒２１Ａ、２１Ｂは、環状のローラ１１を支持棒２１Ａ、２１Ｂの互いに対向する端部で挟むことにより固定可能に構成されている。具体的には、一対の支持棒２１Ａ、２１Ｂを互いに近づく方向または離れる方向に移動可能な移動部材（たとえば油圧や空気圧シリンダ、電動モータなどの駆動部材）が一対の支持棒２１Ａ、２１Ｂの少なくともいずれか一方に接続されている。
【００３３】
さらに、誘導加熱コイル２２の一部を貫通するように、一端を図示しない給液手段に連結され、かつ他端には被加工材であるローラ１１に対向するように形成された開口である噴出口２３Ａを有する冷却手段としての冷却液流路２３が配置されている。なお、冷却液流路２３は１つであってもよいが、ローラ１１を均一に冷却するためには複数個配置されることが好ましい。さらに、複数個配置される場合においては、ローラ１１の軸方向に複数個配置されることが好ましく、３個以上配置される場合においては等間隔に配置されることが好ましい。さらに、ローラ１１の周方向にも複数個、等間隔に配置されることが好ましい。
【００３４】
次に、熱処理設備２０を用いた焼入硬化の手順を説明する。まず、被加工材であるローラ１１の内周面の一方の端部が下部支持棒２１Ａのテーパ部分に接触するようにセットされ、上部支持棒２１Ｂのテーパ部分がローラ１１の内周面の他方の端部に接触するようにセットされることにより、ローラ１１が保持される。次に、誘導加熱コイル２２に図示しない高周波電源から高周波電流が供給されることにより、ローラ１１が誘導加熱される。ここで、ローラ１１はその用途を考慮すると表面全体が、または表層から芯部までの全体が硬化されている必要がある。そのため、ローラ１１の外周表面のみならず、ローラ１１の表面全体が加熱されるように、またはローラ１１全体が加熱されるように高周波電流の周波数および加熱時間が決定される。
【００３５】
誘導加熱によりＡ１点よりも低い温度からＡ１点以上の温度に加熱されたローラ１１は、均熱化のため所定時間Ａ１点以上の温度に保持された後、高周波電流が遮断されるとともに、冷却液流路２３の噴出口２３Ａから冷却液噴出方向２４の向きに冷却水などの冷却液が噴出されることにより、ＭＳ点以下の温度に急冷される。以上の手順により、ローラ１１を焼入硬化する焼入硬化工程が完了する。
【００３６】
焼入硬化工程の後においては、ローラ１１をＡ１点以下の温度に加熱した後冷却する焼戻工程が実施される。この焼戻工程におけるローラ１１の加熱は、一般的な雰囲気炉を用いて実施することもできるが、誘導加熱により実施してもよい。具体的には、図５に示す熱処理設備を用いて、上述の焼入硬化工程と同様の手順により、ローラ１１をＡ１点以下の温度に加熱した後冷却することにより実施することができる。ただし、冷却においては焼入硬化の場合と異なり急冷する必要はないので、ローラ１１がＡ１点以下の温度に所定時間保持された後、高周波電流が遮断されることにより放冷してもよい。
【００３７】
なお、誘導加熱コイル２２による加熱が可能な範囲でローラ１１をローラ１１の軸方向に積み重ねてセットすることで、ローラ１１を複数個同時に焼入硬化または焼戻することもできる。また、上述したローラ１１の製造方法を用いて、内輪１２を製造してもよい。
【００３８】
以上のようにして、実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受は製造される。その結果、実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受１０の製造においては、ローラ１１の焼入硬化処理が誘導加熱を利用して実施されているため、焼入硬化のための熱処理設備２０をインライン化することが容易となる。インライン化が実施された場合、焼入硬化前後の仕掛在庫が発生しないため、製品の納期短縮に寄与するのみならず、ローラ１１の製造コストが低下して、安価なローラ１１およびロッカーアーム用軸転がり軸受１０を提供することができる。さらに、インライン化が実施された場合、焼入硬化処理をローラ１１一つ一つについて順次実施することが可能であるため、ピースバイピースの製品管理が容易となる。したがって、トレーサビリティーを確保し、かつ異品混入の可能性を低減したローラ１１およびロッカーアーム用転がり軸受１０を提供することが可能となる。以上より、実施の形態１の鋼部材としてのローラ１１、ロッカーアーム用転がり軸受１０、およびその製造方法によれば、安価で、かつ品質の安定したロッカーアーム用転がり軸受１０を提供することができる。
【００３９】
さらに、ローラ１１の焼戻工程において、誘導加熱によりＡ１点以下の温度に加熱された後冷却されて焼戻されることにより、焼入および焼戻の熱処理設備２０をインライン化することが一層容易となる。その結果、たとえば棒鋼などの素材から加工、熱処理、仕上げまでを１つのラインで構成することも可能となる。その場合、仕掛在庫の発生を一層抑制することによりローラ１１の製造コストを低下させ、一層安価なロッカーアーム用転がり軸受１０を提供することができる。さらに、焼入硬化処理および焼戻処理をローラ１１一つ一つについて順次実施することが可能であるためピースバイピースの製品管理が一層容易となる。したがって、トレーサビリティーを確保し、かつ異品混入の可能性を低減したローラ１１およびロッカーアーム用転がり軸受１０を提供することが可能となる。
【００４０】
さらに、ローラ１１は、冷間鍛造を含む製造工程により製造されているため、素材のうち製品とならない部分を減少させるとともに、素材からローラ１１への成形を効率よく実施することにより、ローラ１１の製造コストを低減することができる。
【００４１】
ここで、誘導加熱を利用した焼入に適し、かつ十分な特性を有するロッカーアーム用転がり軸受１０を得るためには、０．３８質量％以上１．１質量％以下の炭素を含有する鋼として、炭素鋼、炭素工具鋼、クロム鋼、クロム−モリブデン鋼、軸受鋼などが適しており、具体的にはＪＩＳ  Ｓ４８Ｃ、Ｓ５０Ｃ、Ｓ５３Ｃ、Ｓ５５Ｃ、ＳＫ５、ＳＣｒ４４０、ＳＣｒ４４５、ＳＣＭ４４０、ＳＣＭ４４５、ＳＵＪ２、ＳＡＥ１０７０などを採用することができる。
【００４２】
なお、実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受１０は、外輪としてのローラ１１の焼入硬化工程における加熱に誘導加熱が採用されていることにより、品質の安定化および低価格化のみならず、特性面でも有利な効果を有している。すなわち、実施の形態１のローラ１１は、焼入硬化工程における加熱に一般的な雰囲気炉による加熱を採用する場合に比べて、極めて急速に加熱され、かつＡ１点以上の温度に加熱される時間が非常に短い。そのため、焼入硬化後のローラ１１の鋼組織における旧オーステナイト結晶粒の大きさが小さくなっている。具体的には、一般的な雰囲気炉による加熱を採用した場合、旧オーステナイト結晶粒の粒度番号が１０番程度であるのに対し、実施の形態１のローラ１１の旧オーステナイト結晶粒の粒度番号は１１番以上とすることができる。その結果、一般的な雰囲気炉による加熱を採用した場合に比べて、実施の形態１のローラ１１の転がり疲労寿命は１．５倍程度となる。
【００４３】
ここで、実施の形態１のローラ１１は、極めて急速に加熱され、かつＡ１点以上の温度に加熱される時間が非常に短いため、旧オーステナイト結晶粒界の形成が十分に進行しない場合がある。具体的には、ＪＩＳ  Ｇ  ０５５１に従って旧オーステナイト結晶粒度の観察を行なった場合、たとえば４００倍の倍率において旧オーステナイト結晶粒界により明確に閉じられた領域は視野全体の１０％以下となる場合がある。
【００４４】
なお、実施の形態１においては、転動体として針状ころが採用される場合について説明したが、本発明のロッカーアーム用転がり軸受はこれに限られず、たとえば転動体として玉が採用されてもよい。また、実施の形態１においては、ロッカーアーム用転がり軸受に保持器が用いられない総ころタイプについて説明したが、本発明のロッカーアーム用転がり軸受はこれに限られず、保持器が用いられるタイプであってもよい。
【００４５】
（実施の形態２）
図６は、本発明の一実施の形態である実施の形態２のロッカーアーム用すべり軸受を示す概略断面図である。また、図７は、図６の線分ＶＩＩ−ＶＩＩに沿う概略断面図である。図６および図７を参照して、本発明の実施の形態２のロッカーアーム用すべり軸受について説明する。
【００４６】
実施の形態２のロッカーアーム用軸受としてのロッカーアーム用すべり軸受と、上述した実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受とは基本的に同様の構成を有している。しかし、実施の形態２のロッカーアーム用すべり軸受は、転動体を有さない点で実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受とは異なっている。なお、図６および図７においては、ロッカーアーム用すべり軸受の内輪１２として軽量化のため円筒状の内輪１２が採用された場合を示しているが、強度および剛性などを重視して中実の軸を採用してもよい。
【００４７】
具体的には、図６および図７を参照して実施の形態２のロッカーアーム用すべり軸受１０は、環状の外輪としてのローラ１１と、外輪の内側に配置される内輪１２とを備えており、ローラ１１と内輪１２との間には転動体は配置されていない。
【００４８】
また、実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受１０においては、ロッカーアーム用転がり軸受１０の外輪としてのローラ１１と内輪１２との間に転動体としての針状ころ１３が介在することにより、ローラ１１と内輪１２とが相対的に回転するのに対し、実施の形態２ではローラ１１と内輪１２とが互いに滑ることにより、相対的に回転する。その他の点においては、実施の形態２のロッカーアーム用すべり軸受１０は実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受１０と同様に動作する。
【００４９】
また、実施の形態２のロッカーアームすべり用軸受１０の製造方法においては、組み立て工程においてローラ１１と内輪１２との間に転動体が配置されない。その他の点においては、実施の形態２のロッカーアーム用すべり軸受１０の製造方法は実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受１０の製造方法と同様である。
【００５０】
実施の形態２のロッカーアーム用すべり軸受１０によれば、実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受１０に比べて部品点数を減少させることができるため、軽量化および低価格化が可能となる。
【００５１】
（実施の形態３）
図８は、本発明の一実施の形態である実施の形態３のロッカーアーム用軸受（ロッカーアーム用転がり軸受およびロッカーアーム用すべり軸受）の製造方法に使用される熱処理設備の概略を示す図である。図８を参照して、本発明の実施の形態３のロッカーアーム用軸受の製造方法について説明する。
【００５２】
実施の形態３の製造方法で製造されるロッカーアーム用転がり軸受およびロッカーアーム用すべり軸受と、上述した実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受およびロッカーアーム用すべり軸受とは同様の構成を有しており、同様に動作する。また、製造方法についても実施の形態３は基本的には実施の形態１および実施の形態２と同様である。しかし、実施の形態３では、ロッカーアーム用転がり軸受１０またはロッカーアーム用すべり軸受１０の外輪としてのローラ１１の焼入硬化工程および焼戻工程において、実施の形態１とは異なっている。
【００５３】
すなわち、図８を参照して、焼入硬化工程の加熱工程においては、外輪としてのローラ１１を誘導加熱するための加熱手段である熱処理設備３０と複数のローラ１１とが相対的に移動することにより、熱処理設備３０による加熱が可能な領域の外部から領域の内部に複数のローラ１１が順次進入して加熱される。
【００５４】
具体的には図８を参照して、熱処理設備３０は、被処理物であるローラ１１の外周面に対向可能に構成された加熱手段としての環状の誘導加熱コイル２２と、誘導加熱コイル２２の軸方向において誘導加熱コイル２２に隣接し、被処理物であるローラ１１に対向するように形成された開口である噴出口２３Ａを有する冷却手段としての冷却液流路２３とを備えている。冷却液流路２３は冷却液流路保持台２３Ｂによって保持されている。さらに、冷却液流路保持台２３Ｂから見て誘導加熱コイル２２とは反対側には焼戻用加熱手段としての焼戻用誘導加熱コイル２５が配置されていてもよい。
【００５５】
ここで、誘導加熱コイル２２、冷却液流路２３の噴出口２３Ａおよび焼戻用誘導加熱コイル２５は、被処理物である複数のローラ１１が熱処理のためにセットされた状態において、一部のローラ１１のみが加熱可能に構成されている。具体的には、一部のローラ１１の外周面のみが対向することができるように、誘導加熱コイル２２、冷却液流路２３における噴出口２３Ａが形成された領域および焼戻用誘導加熱コイル２５の幅は、セットされた複数のローラ１１の軸方向の長さよりも小さくなっている。さらに、誘導加熱コイル２２、冷却液流路２３および焼戻用誘導加熱コイル２５と熱処理のためにセットされたローラ１１は、一方または両方がそれぞれ誘導加熱コイル２２の軸方向であるローラ移動方向２６、コイル移動方向２７に移動可能である。これにより、熱処理設備３０は、ローラ１１が誘導加熱コイル２２、冷却液流路２３の噴出口２３Ａおよび焼戻用誘導加熱コイル２５に対して相対的に移動可能な構成となっている。たとえば、誘導加熱コイル２２、冷却液流路保持台２３Ｂおよび焼戻用誘導加熱コイル２５を架台に設置し、当該架台をコイル移動方向２７に移動させるため、当該架台をガイドレールなどの案内部材に接続して、当該案内部材上をモータなどの駆動部材により移動可能としてもよい。あるいは、誘導加熱コイル２２、冷却液流路保持台２３Ｂおよび焼戻用誘導加熱コイル２５、または上記架台を移動させることができるように油圧あるいは空気圧シリンダなどをこれらの部材に接続してもよい。上述した構成では、ローラ１１と、誘導加熱コイル２２、冷却液流路保持台２３Ｂ、焼戻用誘導加熱コイル２５とが、互いに相対的に移動できればよく、ローラ１１を移動させてもよいし、誘導加熱コイル２２、冷却液流路保持台２３Ｂ、焼戻用誘導加熱コイル２５などからなる処理装置を移動させてもよい。
【００５６】
次に、熱処理設備３０を用いた熱処理の手順を説明する。まず、被処理物である複数のローラ１１が軸方向に積み重ねられるように熱処理設備３０にセットされる。次に、誘導加熱コイル２２および焼戻用誘導加熱コイル２５に高周波電流が通電されるとともに、ローラ１１は誘導加熱コイル２２、冷却液流路２３および焼戻用誘導加熱コイル２５に対して相対的に移動する。これに伴いローラ１１は通電された誘導加熱コイル２２の内周面にローラ１１の外周面が対向する位置に到達する。すなわち、誘導加熱コイル２２に通電された高周波電流により形成された周期的に変化する磁界の磁束が所定量以上侵入する位置に、ローラ１１が到達する。これによりローラ１１はＡ１点以上の温度に誘導加熱される。
【００５７】
そして、加熱されたローラ１１は誘導加熱コイル２２に対して相対的に移動しつつ、ローラ１１の外周面が冷却液流路２３の噴出口２３Ａに対向する位置に到達し、ローラ１１には噴出口２３Ａから冷却水などの冷却液が吹き付けられる。これにより、ローラ１１はＡ１点以上の温度からＭＳ点以下の温度に急冷される。以上の手順により、ローラ１１は焼入硬化される。
【００５８】
さらにローラ１１は冷却液流路２３の噴出口２３Ａに対して相対的に移動し、ローラ１１の外周面が焼戻用誘導加熱コイル２５の内周面に対向する位置に到達する。これにより、ローラ１１はＡ１点以下の所定の焼戻温度に加熱される。そして、加熱されたローラ１１は焼戻用誘導加熱コイル２５に対して相対的に移動することにより、所定時間経過後、焼戻用誘導加熱コイル２５による加熱が可能な範囲である焼戻誘導加熱領域から離脱する。この結果、ローラ１１は空冷される。以上の手順により、実施の形態３の焼入硬化工程および焼戻工程が実施される。
【００５９】
以上のような実施の形態３のロッカーアーム用転がり軸受またはロッカーアーム用すべり軸受の製造方法を採用することにより、ローラ１１を熱処理のために一つ一つセットする必要がなくなり、ローラ１１の生産性、ひいてはロッカーアーム用転がり軸受またはロッカーアーム用すべり軸受の生産性を一層向上させることができる。その結果、ローラ１１、ロッカーアーム用転がり軸受またはロッカーアーム用すべり軸受を一層低コストで製造することができる。さらに、被加工材である複数のローラ１１を誘導加熱を用いて焼入硬化および焼戻するための設備がコンパクトになり、熱処理設備のインライン化が一層容易となる。
【実施例１】
【００６０】
以下、本発明の実施例について説明する。本発明の製造方法で作製した本発明のロッカーアーム用転がり軸受およびロッカーアーム用すべり軸受のローラについて、断面の硬度分布を調査する実験を行なった。
【００６１】
図９は、ローラ１１の断面の硬度分布の調査位置を示す概略断面図である。以下、図９を参照して実験の手順を説明する。実験に供する材料としてＪＩＳ  ＳＵＪ２を選択した。旋削加工により内径φ１５ｍｍ、外径φ２１ｍｍ、厚さ３ｍｍの円環状のローラを作製した。その後、作製されたローラに対して、図５に示す熱処理設備を使用し、実施の形態１の方法で焼入硬化処理および焼戻処理を実施した。
【００６２】
なお、焼入硬化処理では、周波数５０〜２００ＫＨｚ、通電処理時間３〜１０秒、冷却水流量１０〜３０リットル（Ｌ）／分とし、適宜調節した。また、焼戻処理では、周波数５０〜２００ＫＨｚ、通電処理時間３〜１０秒とし、適宜調節した。そして、得られたローラを軸方向に平行な面で切断し、図９に示すように当該断面の外周側から内周側に向かう測定方向αに沿って硬度を測定することにより、断面硬度分布を調査した。硬度の測定にはビッカース硬度計を使用した。
【００６３】
図１０は実施例１の実験結果を示す図である。図１０においては、横軸がローラの断面における外周側面からの距離（ｍｍ）、縦軸がビッカース硬度（ＨＶ）を示している。図１０を参照して、ローラの断面における硬度は、ローラの断面全体にわたって約８００ＨＶ程度になっている。このことから、本発明のロッカーアーム用転がり軸受およびロッカーアーム用すべり軸受に使用されるローラは必要な硬度特性を満足していることが分かる。
【００６４】
なお、ローラの硬度は材料の炭素含有量（炭素含有量はＳＣＭ４４０＜ＳＣｒ４４５＜Ｓ４８Ｃ＜Ｓ５５Ｃ＜ＳＵＪ２である。）が多くなるにつれて高くなる。そして、上記ＪＩＳ  ＳＵＪ２以外のＳＣＭ４４０、ＳＣｒ４４５、Ｓ４８Ｃ、Ｓ５５Ｃといういずれの材料をローラの材料として用いた場合においても、図５に示す熱処理設備を使用し、実施の形態１の方法で焼入硬化処理および焼戻処理を実施した結果、その硬度は７００ＨＶ以上８００ＨＶ以下となった。また、これらの材料により構成されたローラでは、上述したＪＩＳ  ＳＵＪ２を用いたローラの場合と同様に、断面内において一様に焼入硬化されていた。
【実施例２】
【００６５】
次に、本発明の製造方法で作成した本発明のロッカーアーム用転がり軸受およびロッカーアーム用すべり軸受のローラについて、ミクロ組織および旧オーステナイト結晶粒の結晶粒度を確認する実験を行なった。
【００６６】
本発明によるローラの実施例の試料は、実施例１におけるローラと同様の工程により製造した。また、比較例の試料として、ＪＩＳ  ＳＵＪ２を用いて上記実施例の試料と同様の形状のローラを準備し、当該ローラに対して雰囲気炉を用いた焼入硬化処理および焼戻処理を実施した。
【００６７】
なお、雰囲気炉を用いた焼入硬化処理では、雰囲気ガスをＲＸガス＋ブタンガス（ＲＸガスとブタンガスとの混合ガス）、加熱温度を８４０〜８７０℃、処理時間を６０〜８０分とし、水焼入れを行なった。また、焼戻処理では、加熱温度を１６０〜１８０℃、処理時間を１２０〜１５０分とした。
【００６８】
このようにして準備した試料について、ミクロ組織、特に旧オーステナイト結晶粒について観察した。図１１（Ａ）は、本発明の実施例の試料におけるミクロ組織、特に旧オーステナイト結晶粒を示す顕微鏡写真であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示した顕微鏡写真において旧オーステナイト結晶粒の結晶粒界と考えられる部分を明確に示すための模式図である。また、図１２（Ａ）は、比較例の試料におけるミクロ組織、特に旧オーステナイト結晶粒を示す顕微鏡写真であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示した顕微鏡写真において旧オーステナイト結晶粒の結晶粒界と考えられる部分を明確に示すための模式図である。なお、これらの顕微鏡写真は、それぞれの試料の、幅方向中央部（図９において矢印で示された側壁の幅方向中央部）における外周側面におけるミクロ組織である。
【００６９】
図１１および図１２から分かるように、本発明の実施例の試料は比較例の試料より旧オーステナイト結晶粒のサイズが小さくなっている。また、ＪＩＳ  Ｇ  ０５５１に従って実施例および比較例の試料について旧オーステナイト結晶粒度の観察を行なった。その結果、比較例の試料における旧オーステナイト結晶粒度は粒度番号で１０番程度であった。一方、本発明の実施例の試料における旧オーステナイト結晶粒度は粒度番号で１１番以上である。このように、本発明の実施例の試料では旧オーステナイト結晶粒が十分微細化されていることがわかる。
【実施例３】
【００７０】
つぎに、本発明の実施例の試料と比較例の試料とについて、転動疲労寿命を調査する実験を行なった。実験に用いた実施例の試料は、上述した実施例１において説明した試料の製造方法と同様の製造方法を用いて準備した。また、実験に用いた比較例の試料は、上述した実施例２において説明した比較例の試料の製造方法と同様の製造方法を用いて準備した。これらの実施例の試料および比較例の試料をそれぞれ１０個準備した。実施例の試料については、旧オーステナイト結晶粒の粒度番号が１１〜１１．５となっており、比較例の試料については、旧オーステナイト結晶粒の粒度番号が９〜１０となっていた。
【００７１】
準備した試料について、図１３および図１４に示した試験装置を用いて転動疲労寿命の調査を行なった。図１３は、転動疲労試験装置を示す模式図である。図１４は、図１３の線分ＸＩＶ−ＸＩＶで示した断面における転動疲労試験装置の断面模式図である。図１３および図１４を参照して、転動疲労寿命の調査試験について説明する。
【００７２】
図１３および図１４に示した転動疲労試験装置は、本発明の実施例の試料であるローラ１１を内輪として試験装置に固定し、当該ローラ１１の外周に針状ころ１３を配置し、この針状ころ１３の外周側に外輪３５を配置している。外輪３５の外周表面には駆動ロール３６が接触し、外輪３５の端面には試験機部材５６が接触する。そして、外輪３５の外周表面に接触する駆動ロール３６を図１４の矢印に示すように回転させることで、ローラ１１、針状ころ１３および外輪３５からなる軸受にラジアル荷重を負荷した状態で外輪３５を回転させる。そして、この状態でローラ１１において剥離が発生するまでの時間を軸受の寿命（転動寿命）として測定した。なお、試料を内輪として用いたのは、図１３の外輪３５の内径面より、内輪に相当する図１３のローラ１１の外径面の方が、針状ころ１３の接触面圧が高く、剥離に至る条件としては厳しい条件での使用となるからである。
【００７３】
なお、試験条件としては、外輪３５のサイズが内径φ２７ｍｍ、外径φ３３ｍｍ、厚さ３ｍｍであり、針状ころ１３のサイズが直径φ３ｍｍおよび長さ７ｍｍであり、駆動ロールのサイズが直径φ１４０ｍｍ、厚さ６ｍｍであり、試験中の荷重が３３００Ｎ、外輪３５の回転速度が７０００ｒｐｍ、潤滑油として市販のエンジンオイルを用い、潤滑油の温度を１００℃とした。
【００７４】
試験結果を図１５に示す。図１５は、転動疲労試験結果を示すグラフ（ワイブル線図）である。図１５を参照して、試験結果を説明する。
【００７５】
図１５においては、横軸がローラ１１において剥離が発生するまでの時間(単位：ｈ）を示し、縦軸がローラ１１の累積破損確率（単位：％）を示す。図１５において、黒丸が本発明の実施例を示し、黒四角が比較例を示す。図１５から分かるように、本発明の実施例においてはＬ１０寿命（通常、総試験片のうち１０％の試験片が破損したときの応力繰返し数を言うが、ここでは外輪の回転数が一定であることから総試験片のうち１０％の試験片が破損したときの試験時間を用いている）が３８５(時間）となっており、一方比較例のＬ１０寿命は２５５(時間）となっている。すなわち、本発明の実施例のＬ１０寿命は比較例のＬ１０寿命の１．５倍程度になっている。
【００７６】
ここで、上記の実施例と重複するものもあるが本発明の実施例を羅列的に挙げて説明する。
【００７７】
この発明に従った鋼部材（ローラ１１、内輪１２）は、ロッカーアーム用の軸受（図１〜図３に示したロッカーアーム用転がり軸受１０または図６および図７に示したロッカーアーム用すべり軸受１０）を構成する鋼部材（ローラ１１、内輪１２）であって、図４において説明したように誘導加熱によりＡ１点よりも低い温度からＡ１点以上の温度に加熱された後、Ａ１点以上の温度領域の所定の温度からＭＳ点以下の温度に冷却されることにより焼入硬化されており、図１１などに示すように旧オーステナイト結晶粒の粒度番号が１１番以上となっている。
【００７８】
このようにすれば、鋼部材（ローラ１１、内輪１２）の寿命（転動疲労寿命）を向上させることができる。さらに、誘導加熱を用いることで、鋼部材（ローラ１１、内輪１２）となるべき被加工材を焼入硬化するための設備をインライン化することが容易となる。インライン化が実施された場合、焼入硬化前後の仕掛在庫が発生しないため、鋼部材（ローラ１１、内輪１２）の製造コストが低下して、安価な鋼部材（ローラ１１、内輪１２）を提供できる。
【００７９】
さらに、焼入硬化のための設備のインライン化が実施された場合、焼入硬化処理を鋼部材（ローラ１１、内輪１２）一つ一つについて順次実施することが可能になる。この結果、ピースバイピースの製品管理が容易となり、鋼部材（ローラ１１、内輪１２）のトレーサビリティーを確保し、かつ異品混入の可能性を低減した鋼部材（ローラ１１、内輪１２）を提供することが可能となる。
【００８０】
上記鋼部材（ローラ１１、内輪１２）は、鋼部材全体について旧オーステナイト結晶粒の粒度番号が１１番以上となっていてもよい。このようにすれば、鋼部材全体についてくまなく転動疲労寿命を向上させることができる。
【００８１】
なお、鋼部材に対して誘導加熱により焼入、焼戻を行なう事から、鋼部材の最表面が最も高温になる（あるいは最も長くＡ１点以上の温度に維持される）可能性があるため、当該最表面において旧オーステナイト結晶粒が最も成長する可能性がある。したがって、鋼部材の全体について焼入（および焼戻）が完全に行なわれる場合には、鋼部材の最表面における旧オーステナイト結晶粒が粒度番号で１１番以上と微細化されていれば、鋼部材の内部などその他の部分についても旧オーステナイト結晶粒は十分微細化されていると考えられる。また、上述したように鋼部材の全体について焼入、焼戻が完全に行なわれたかどうかは、鋼部材の断面において最表面から中心部まで硬度がほぼ一定となっているかどうかで判断できる。なお、硬度がほぼ一定とは、たとえば、鋼部材の断面において最表面から中心部を通る直線を想定し、当該直線を４以上の線分（好ましくは５以上の線分）に分割した分割点において硬度を測定し、測定した複数の硬度データの平均値から±７％以内（より好ましくは５％以内）の範囲にそれぞれの硬度データが含まれる場合をいう。
【００８２】
上記鋼部材（ローラ１１、内輪１２）は、図４において説明したように焼入硬化された後において、さらに誘導加熱によりＡ１点以下の温度に加熱された後冷却されて焼戻される焼戻工程（図４参照）を実施されてもよい。
【００８３】
これにより、図８に示したような焼入および焼戻の熱処理設備をインライン化することが一層容易になり、たとえば棒鋼などの素材から加工、熱処理、仕上げまでを１つのラインで構成することも可能となる。その場合、仕掛在庫の発生を一層抑制することにより鋼部材（ローラ１１、内輪１２）の製造コストを低下させることができる。この結果、一層安価なロッカーアーム用軸受を提供することができる。さらに、焼入硬化処理および焼戻処理を鋼部材（ローラ１１、内輪１２）一つ一つについて順次実施することが可能であるため、ピースバイピースの製品管理が一層容易となる。したがって、トレーサビリティーを確保し、かつ異品混入の可能性を低減したローラ１１や内輪１２を提供することが可能となる。
【００８４】
上記鋼部材（ローラ１１、内輪１２）において、当該鋼部材を構成する材料は、炭素を０．３８質量％以上１．１０質量％以下含有する鋼であってもよい。ここで、ローラ１１や内輪１２といった鋼部材において、ロッカーアーム用軸受を構成する部材として十分な疲労強度および耐摩耗性を確保するためには、たとえば焼入硬化後１８０℃で焼戻した場合に７００ＨＶ以上の硬さが必要である。焼入硬化後の硬さは炭素含有量により大きな影響を受け、１８０℃で焼戻した場合の硬度を７００ＨＶ以上とするためには０．３８質量％以上の炭素含有量が必要である。一方、１．１０質量％以下の炭素を含む鋼とすることにより、素材の十分な加工性を確保できるので、鋼部材（ローラ１１、内輪１２）の製造コストが抑制される。つまり、本発明によれば、安価で、かつ品質の安定した鋼部材（ローラ１１、内輪１２）を提供することができる。
【００８５】
なお、鋼部材（ローラ１１、内輪１２）を構成する材料である鋼としては、炭素鋼、炭素工具鋼、クロム鋼、クロム−モリブデン鋼、軸受鋼などが適しており、具体的にはＪＩＳ  Ｓ４８Ｃ、Ｓ５０Ｃ、Ｓ５３Ｃ、Ｓ５５Ｃ、ＳＫ５、ＳＣｒ４４０、ＳＣｒ４４５、ＳＣＭ４４０、ＳＣＭ４４５、ＳＵＪ２、ＳＡＥ１０７０などを採用することができる。
【００８６】
この発明に従ったロッカーアーム用軸受（図１〜図３に示したロッカーアーム用転がり軸受１０または図６および図７に示したロッカーアーム用すべり軸受１０）は、上記鋼部材（ローラ１１および／または内輪１２）を構成部材として含む。上記鋼部材は、ロッカーアーム用軸受を構成する内輪１２、当該内輪１２ところなどの転動体を介して対向するように配置される外輪（ローラ１１）のうちのいずれか１つであってもよい。また、上記鋼部材は、ロッカーアーム用すべり軸受１０を構成する、内輪１２に接触する外輪（ローラ１１）であってもよい。
【００８７】
この場合、製造コストが低減され、かつ、異品混入の可能性が低減された鋼部材（ローラ１１、内輪１２）を用いることにより、安価で、かつ品質の安定したロッカーアーム用軸受を提供できる。
【００８８】
この発明に従った鋼部材（ローラ１１、内輪１２）の製造方法は、ロッカーアーム用の軸受を構成する鋼部材の製造方法であって、図４に示すように、鋼部材となるべき被加工材を準備する被加工材準備工程としての外輪準備工程と、被加工材を焼入硬化する焼入硬化工程とを備える。焼入硬化工程は、加熱工程と冷却工程とを含む。加熱工程では、被加工材（図５のローラ１１）をＡ１点よりも低い温度からＡ１点以上の温度に加熱する。冷却工程では、加熱工程によりＡ１点以上の温度に加熱された被加工材をＭＳ点以下の温度に冷却する。図５や図８に示すように、加熱工程における加熱は誘導加熱により行なわれる。
【００８９】
この場合、焼入硬化工程の加熱工程における加熱は誘導加熱により行なわれるため、図５や図８に示した焼入硬化工程を実施するための設備をインライン化することが容易となる。当該設備のインライン化が実施された場合、焼入硬化前後の仕掛在庫が発生しないため、鋼部材（ローラ１１、内輪１２）の製造コストを低下させることができる。さらに、インライン化が実施された場合、ピースバイピースの製品管理が容易となる。つまり、製品（鋼部材としてのローラ１１や内輪１２）のトレーサビリティーを確保し、かつ異品混入の可能性を低減することが可能となる。
【００９０】
上記鋼部材の製造方法では、加熱工程において、図８に示したように、被加工材（ローラ１１）を誘導加熱するための加熱手段（誘導加熱コイル２２）と被加工材とが相対的に移動することにより、加熱手段による加熱が可能な領域の外部から当該領域の内部に被加工材が進入して加熱されてもよい。
【００９１】
この場合、被加工材を一つ一つ加熱手段（誘導加熱コイル２２）による加熱が可能な領域（誘導加熱コイル２２の内周側の領域）にセットする場合に比べて生産性を向上させることができる。その結果、鋼部材（ローラ１１、内輪１２）を一層低コストで製造することができる。
【００９２】
上記鋼部材の製造方法において、図８に示した装置を用いた熱処理工程において説明したように、焼入硬化工程は複数の被加工材（ローラ１１）に対して同時に実施されてもよい。これにより、鋼部材（ローラ１１、内輪１２）の製造効率が向上し、鋼部材を一層低コストで製造することができる。
【００９３】
上記鋼部材の製造方法では、加熱工程において、図８に示すように、被加工材（ローラ１１）を誘導加熱するための加熱手段（誘導加熱コイル２２）と複数の被加工材（積層されたローラ１１）とが相対的に移動することにより、加熱手段による加熱が可能な領域（誘導加熱コイル２２の内周側の領域）の外部から当該領域の内部に複数の被加工材（積層されたローラ１１）が順次進入して加熱されてもよい。この場合、鋼部材（ローラ１１、内輪１２）の生産性を一層向上させることができる。その結果、鋼部材を一層低コストで製造することができる。
【００９４】
上記鋼部材の製造方法は、図４に示したように、焼入硬化工程の後において、被加工材（ローラ１１）を誘導加熱によりＡ１点以下の温度に加熱した後冷却する焼戻工程をさらに備えていてもよい。この場合、図８に示したような装置を用いて焼入および焼戻を行なうことができるので、焼入および焼戻の熱処理設備をインライン化することが一層容易になる。そのため、たとえば棒鋼などの素材から加工、熱処理、仕上げまでを１つのラインで構成することも可能となる。その場合、仕掛在庫の発生を一層抑制することにより鋼部材（ローラ１１、内輪１２）の製造コストを低下させることができる。さらに、ピースバイピースの製品管理が一層容易となり、製品（鋼部材としてのローラ１１、内輪１２）のトレーサビリティーを確保し、かつ異品混入の可能性を低減することが可能となる。
【００９５】
上記鋼部材の製造方法では、焼戻工程において、被加工材を誘導加熱するための焼戻用加熱手段（焼戻用誘導加熱コイル２５）と被加工材（ローラ１１）とが相対的に移動することにより、焼戻用加熱手段（焼戻用誘導加熱コイル２５）による加熱が可能な領域である焼戻誘導加熱領域（焼戻用誘導加熱コイル２５の内周側の領域）の外部から焼戻誘導加熱領域の内部に被加工材（ローラ１１）が進入して加熱されてもよい。この場合、被加工材を一つ一つ焼戻誘導加熱領域にセットする場合に比べて鋼部材（ローラ１１、内輪１２）の生産性を向上させることができる。その結果、鋼部材（ローラ１１、内輪１２）を一層低コストで製造することができる。
【００９６】
上記鋼部材の製造方法では、焼戻工程において、図８を用いて説明したように、被加工材（ローラ１１）を誘導加熱するための焼戻用加熱手段（焼戻用誘導加熱コイル２５）と複数の被加工材（積層されたローラ１１）とが相対的に移動することにより、焼戻誘導加熱領域（焼戻用誘導加熱コイル２５の内周側の領域）の外部から焼戻誘導加熱領域の内部に複数の被加工材が順次進入して加熱されてもよい。この場合、鋼部材（ローラ１１、内輪１２）の生産性を一層向上させることができる。その結果、鋼部材（ローラ１１、内輪１２）を一層低コストで製造することができる。
【００９７】
この発明に従ったロッカーアーム用軸受の製造方法は、図４で説明したように、上記鋼部材（ローラ１１、内輪１２）の製造方法を含んでいる。具体的には、上記ロッカーアーム用軸受の製造方法は、上記鋼部材の製造方法を用いて鋼部材を製造する工程（外輪準備工程〜焼戻工程）と、当該鋼部材を要素として用いて、ロッカーアーム用軸受を組み立てる工程（組み立て工程）とを備えている。このようにすれば、ロッカーアーム用軸受を低コスト製造することができる。
【００９８】
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。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明に従ったロッカーアーム用軸受、鋼部材および鋼部材の製造方法は、特に耐久性の要求されるようなロッカーアーム用軸受、当該軸受を構成する鋼部材および鋼部材の製造方法に特に有利に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受を備えたロッカーアームを示す概略図である。
【図２】実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受を示す概略断面図である。
【図３】図２の線分ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う概略断面図である。
【図４】実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受の製造方法を説明するための図である。
【図５】実施の形態１のロッカーアーム用転がり軸受の製造方法に使用される熱処理設備の概略を示す図である。
【図６】実施の形態２のロッカーアーム用すべり軸受を示す概略断面図である。
【図７】図６の線分ＶＩＩ−ＶＩＩに沿う概略断面図である。
【図８】実施の形態３のロッカーアーム用軸受の製造方法に使用される熱処理設備の概略を示す図である。
【図９】ローラの断面の硬度分布の調査位置を示す概略断面図である。
【図１０】実施例１の実験結果を示す図である。
【図１１】（Ａ）は、本発明の実施例の試料におけるミクロ組織、特に旧オーステナイト結晶粒を示す顕微鏡写真であり、（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示した顕微鏡写真において旧オーステナイト結晶粒の結晶粒界と考えられる部分を明確に示すための模式図である。
【図１２】（Ａ）は、比較例の試料におけるミクロ組織、特に旧オーステナイト結晶粒を示す顕微鏡写真であり、（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示した顕微鏡写真において旧オーステナイト結晶粒の結晶粒界と考えられる部分を明確に示すための模式図である。
【図１３】転動疲労試験装置を示す模式図である。
【図１４】図１３の線分ＸＩＶ−ＸＩＶで示した断面における転動疲労試験装置の断面模式図である。
【図１５】転動疲労試験結果を示すグラフ（ワイブル線図）である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  ロッカーアーム、１Ａ  ロッカーアーム本体、１Ｂ  一方の端部、１Ｃ  他方の端部、１Ｄ  アジャストねじ用貫通孔、１Ｅ  貫通孔、１Ｆ  端面、２  カム、２Ａ  カムシャフト、３  バルブ、４  ばね、５  ロックナット、６  ロッカーアーム軸、７  軸受メタル、８  アジャストねじ、１０  ロッカーアーム用転がり軸受（ロッカーアーム用すべり軸受）、１１  ローラ、１２  内輪、１３  針状ころ、２０  熱処理設備、２１Ａ  下部支持棒、２１Ｂ  上部支持棒、２２  誘導加熱コイル、２３  冷却液流路、２３Ａ  噴出口、２３Ｂ  冷却液流路保持台、２４  冷却液噴出方向、２５  焼戻用誘導加熱コイル、２６  ローラ移動方向、２７  コイル移動方向、３０  熱処理設備、３５  外輪、３６  駆動ロール、５６  試験機部材。
【図１】
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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１１】
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【図１２】
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