WO2009154226A1

WO2009154226A1 - 軸受部品および転がり軸受

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Publication number: WO2009154226A1
Application number: PCT/JP2009/061023
Authority: WO
Inventors: 勝利村松
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2009-06-17
Publication date: 2009-12-23
Also published as: CN102066790A; EP2302243A4; US20110110617A1; EP2302243A1

Abstract

　外輪（１１）、内輪（１２）および玉（１３）のうち少なくとも１つは、窒化珪素に比べて他の軸受部品に対する衝撃を抑制することが可能なセラミックスからなることにより、負荷される荷重が急激に変化するような用途に用いることが可能な軸受部品となっている。

Description

軸受部品および転がり軸受

　本発明は、軸受部品および転がり軸受に関し、より特定的には、βサイアロンを主成分とする焼結体からなる軸受部品および当該軸受部品を備えた転がり軸受に関するものである。また、本発明は、自在継手用トルク伝達部材および自在継手に関し、より特定的には、βサイアロンを主成分とする焼結体からなる自在継手用トルク伝達部材および当該自在継手用トルク伝達部材を備えた自在継手に関するものである。

　窒化珪素やサイアロンなどのセラミックスは、鋼に比べて比重が小さく、かつ耐食性が高いだけでなく、絶縁性を有するという特徴を備えている。そのため、軌道部材および転動体を備えた転がり軸受（ハブユニットを含む）の構成部品である軸受部品、たとえば軌道部材や転動体の素材にセラミックスを採用した場合、軸受の軽量化が可能となるとともに、構成部品の腐食による損傷、電食による転がり軸受の短寿命化などを抑制することができる。

　また、転がり軸受の一種であるハブユニットは、内部に水分が浸入するおそれのある環境において使用される場合も多く、潤滑が不十分となる場合がある。セラミックスからなる転動体、軌道部材などの軸受部品は、上述のような不十分な潤滑環境下においても損傷しにくいという特徴を有している。そのため、たとえば軸受部品の素材にセラミックスを採用することにより、不十分な潤滑環境下において使用されるハブユニットの耐久性を向上させることができる。

　しかし、窒化珪素やサイアロンなどのセラミックスは、鋼に比べて製造コストが高いため、軸受部品の素材としてセラミックスを採用すると、転がり軸受の製造コストが大幅に上昇するという問題点があった。

　一方、軌道部材およびトルク伝達部材を備えた自在継手の構成部品、たとえばトルク伝達部材の素材にセラミックスを採用した場合、自在継手の軽量化が可能となるとともに、トルク伝達部材の腐食による損傷、構成部品の電食による自在継手の短寿命化などを抑制することができる。

　また、自在継手においては、トルク伝達部材が軌道部材の表面上において、転走と停止とを繰り返すため、トルク伝達部材と軌道部材との間に十分な油膜が形成されない。さらに、自在継手は、内部に水分が浸入するおそれのある環境において使用される場合も多く、潤滑が不十分となる場合もある。セラミックスからなるトルク伝達部材は、上述のような不十分な潤滑環境下においても損傷しにくいという特徴を有している。そのため、たとえばトルク伝達部材の素材にセラミックスを採用することにより、不十分な潤滑環境下において使用される自在継手の耐久性を向上させることができる。

　しかし、窒化珪素やサイアロンなどのセラミックスは、鋼に比べて製造コストが高いため、自在継手の構成部品の素材としてセラミックスを採用すると、自在継手の製造コストが大幅に上昇するという問題点があった。

　これに対し、近年、セラミックスであるβサイアロンを、燃焼合成法を含む製造工程により製造することにより、低コストで製造する方法が開発された（特開２００４－９１２７２号公報（特許文献１）、特開２００５－７５６５２号公報（特許文献２）および特開２００５－１９４１５４号公報（特許文献３）参照）。そのため、このβサイアロンを構成部品の素材として採用した低価格な転がり軸受や自在継手の製造が検討され得る。

特開２００４－９１２７２号公報特開２００５－７５６５２号公報特開２００５－１９４１５４号公報

　しかしながら、上記βサイアロンを軸受部品の素材として採用するためには、βサイアロンからなる軸受部品が十分な転動疲労寿命を有している必要がある。転動疲労寿命は、部材の破壊強度等とは必ずしも一致せず、βサイアロンからなる軸受部品も、必ずしも十分な転動疲労寿命を有しているとはいえない。そのため、βサイアロンからなる軸受部品を備えた転がり軸受においても、十分な耐久性を安定して確保することは容易ではないという問題点があった。

　また、弾性変形しにくいβサイアロンを軸受部品の素材として採用した場合、軸受部品である軌道部材と軸受部品である転動体との間の接触面圧が大きくなる傾向にある。そのため、βサイアロンからなる軸受部品が、負荷される荷重が急激に変化するような用途に適用される軸受部品に採用された場合、軸受部品同士の間の接触面圧が許容値を超え、当該軸受部品に損傷が発生するおそれがある。したがって、負荷される荷重が急激に変化するような用途、たとえば耐衝撃性が求められる環境下において用いられる軸受部品の素材としては、βサイアロンは必ずしも適していない場合があるという問題点もあった。

　さらに、上記βサイアロンを自在継手のトルク伝達部材の素材として採用するためには、βサイアロンからなる自在継手のトルク伝達部材が十分な耐久性を有している必要がある。より具体的には、自在継手のトルク伝達部材は、自在継手が動作することにより、軌道部材に形成された軌道上を滑りつつ転がる。そのため、トルク伝達部材は転がり滑り疲労を受ける。この転がり滑り疲労に対する耐久性は、トルク伝達部材の破壊強度等とは必ずしも一致せず、βサイアロンからなる自在継手のトルク伝達部材も、必ずしも十分な転がり滑り疲労に対する耐久性を有しているとはいえない。そのため、βサイアロンからなるトルク伝達部材を備えた自在継手においても、十分な耐久性を安定して確保することは容易ではないという問題点があった。

　また、弾性変形しにくいβサイアロンをトルク伝達部材の素材として採用した場合、軌道部材とトルク伝達部材との間の接触面圧が大きくなる傾向にある。そのため、βサイアロンからなるトルク伝達部材が、負荷される荷重が急激に変化するような用途に適用される自在継手の構成部品として採用された場合、軌道部材とトルク伝達部材との間の接触面圧が許容値を超え、軌道部材およびトルク伝達部材に損傷が発生するおそれがある。したがって、負荷される荷重が急激に変化するような用途、たとえば耐衝撃性が求められる環境下において用いられるトルク伝達部材の素材としては、βサイアロンは必ずしも適していない場合があるという問題点もあった。

　そこで、本発明の一の目的は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、負荷される荷重が急激に変化するような用途に用いることが可能なβサイアロン焼結体（βサイアロンを主成分とする焼結体）からなる軸受部品、および当該軸受部品を備えた転がり軸受（ハブユニットを含む）を提供することである。

　また、本発明の他の目的は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、負荷される荷重が急激に変化するような用途に用いることが可能なβサイアロン焼結体（βサイアロンを主成分とする焼結体）からなるトルク伝達部材、および当該トルク伝達部材を備えた自在継手を提供することである。

　本発明に従った軸受部品は、転がり軸受において、軌道部材または当該軌道部材に接触して円環状の軌道上に配置される転動体である軸受部品である。この軸受部品は、窒化珪素に比べて他の軸受部品に対する衝撃を抑制することが可能なセラミックスからなっている。

　本発明の軸受部品においては、本発明の軸受部品を含む転がり軸受に衝撃が作用した場合に、当該軸受部品に接触する他の軸受部品の損傷が抑制される。その結果、本発明の軸受部品によれば、転がり軸受の耐衝撃性を向上させることができる。

　本発明の一の局面における軸受部品は、転がり軸受において、軌道部材または当該軌道部材に接触して円環状の軌道上に配置される転動体である軸受部品である。この軸受部品は、Ｓｉ_６－ＺＡｌ_ＺＯ_ＺＮ_８－Ｚの組成式で表され、０．５≦ｚ≦３．０を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成される。

　本発明の他の局面における軸受部品は、転がり軸受において、軌道部材または当該軌道部材に接触して円環状の軌道上に配置される転動体である軸受部品である。この軸受部品は、Ｓｉ_６－ＺＡｌ_ＺＯ_ＺＮ_８－Ｚの組成式で表され、０．５≦ｚ≦３．０を満たすβサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成される。

　本発明者は、βサイアロンを主成分とする軸受部品の転動疲労寿命と、軸受部品の構成との関係を詳細に調査した。その結果、以下の知見が得られ、本発明に想到した。

　すなわち、上述のβサイアロンは、燃焼合成を含む製造工程を採用することにより、上記ｚの値（以下、ｚ値という）が０．１以上となる種々の組成を有するものが製造可能である。そして、一般に転動疲労寿命に大きな影響を与える硬度は、製造の容易なｚ値４．０以下の範囲において、ほとんど変化しない。しかしながら、βサイアロンを主成分とする焼結体からなる軸受部品の転動疲労寿命とｚ値との関係を詳細に調査したところ、ｚ値が３．５を超えると軸受部品の転動疲労寿命が大幅に低下することが分かった。

　より具体的には、ｚ値が０．１以上３．５以下の範囲においては、転動疲労寿命はほぼ同等で、転がり軸受の運転時間が所定時間を超えると、軸受部品の表面に剥離が発生して破損する。これに対し、ｚ値が３．５を超えると軸受部品が摩耗しやすくなり、これに起因して転動疲労寿命が大幅に低下する。つまり、ｚ値が３．５となる組成を境界として、βサイアロン焼結体からなる軸受部品の破損モードが変化し、ｚ値が３．５を超えると転動疲労寿命が大幅に低下するという現象が明らかとなった。したがって、βサイアロン焼結体からなる軸受部品において、安定して十分な寿命を確保するためには、ｚ値を３．５以下とする必要がある。

　一方、上述のように、βサイアロンは、燃焼合成を含む製造工程により製造することにより、安価に製造することができる。しかし、ｚ値が０．１未満では、燃焼合成の実施が困難となることが分かった。そのため、βサイアロン焼結体からなる軸受部品を安価に製造するためには、ｚ値を０．１以上とする必要がある。

　さらに、本発明者は、軸受部品に衝撃や振動等の急激な荷重変動が負荷される条件下で、βサイアロン焼結体からなる軸受部品の相手部材（βサイアロン焼結体からなる軸受部品に接触する軌道部材または転動体）への攻撃性とｚ値との関係を詳細に調査した。その結果、ｚ値が０．５未満では、相手部材に破損が生じ易くなること、ｚ値が３．０を超えると当該焼結体からなる軸受部品自身が破損し易くなることがわかった。

　すなわち、ｚ値が低くなると、軸受部品を構成する素材の強度が上昇する傾向にある。しかし、その反面、ｚ値が低くなると、軸受部品が弾性変形しにくくなるため、軸受部品同士の接触面積が小さくなり、接触面圧が高くなる。その結果、負荷される荷重が急激に上昇した場合、上記焼結体からなる軸受部品と相対する相手部材に損傷が発生しやすくなる。一方、軸受部品のｚ値が高くなると、軸受部品が弾性変形しやすくなるため、軸受部品同士の接触面積が大きくなり、接触面圧が低くなる。しかし、その反面、軸受部品のｚ値が高くなると、これに伴って軸受部品を構成する素材の強度が低下する傾向にある。そのため、軸受部品自身に損傷が生じやすくなる。したがって、軸受部品のｚ値は、軸受部品を構成する素材の強度と軸受部品同士の接触面圧の低減とのバランスを確保可能な範囲とすることが必要である。

　より具体的には、βサイアロン焼結体からなる軸受部品のｚ値が０．５未満になると、接触面圧の増加の影響が大きくなる。そのため、衝撃や振動などで急激に負荷される荷重が増加した場合、相手部材に変形などの損傷が発生しやすくなる。その結果、βサイアロン焼結体からなる軸受部品を備えた転がり軸受の転動疲労寿命が低下する。したがって、衝撃や振動などにより負荷される荷重が急激に変化するような用途に用いられる場合、βサイアロン焼結体からなる軸受部品のｚ値は、０．５以上であることが必要である。

　一方、βサイアロン焼結体からなる軸受部品のｚ値が３．０を超える場合、軸受部品を構成する素材の強度低下の影響が、接触面圧の低減の効果を上回る。そのため、衝撃や振動などにより急激に負荷される荷重が増加した場合、βサイアロン焼結体からなる軸受部品自身が損傷し、転動疲労寿命が低下する。また、ｚ値が３．０を超える場合、軸受部品同士の接触面積が増大することに伴い、軸受部品間に作用する摩擦力が増加し、軸受トルクが上昇するという問題も発生する。したがって、荷重が急激に変化するような用途に用いられる場合、βサイアロン焼結体からなる軸受部品のｚ値は、３．０以下であることが必要である。

　これに対し、本発明の一の局面における軸受部品は、Ｓｉ_６－ＺＡｌ_ＺＯ_ＺＮ_８－Ｚの組成式で表され、０．５≦ｚ≦３．０を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成されている。そのため、本発明の一の局面における軸受部品によれば、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、衝撃や振動などにより負荷される荷重が急激に変化するような用途に用いることが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品を提供することができる。

　なお、負荷される荷重が比較的大きい用途に用いられる場合、軸受部品のｚ値は２．０以下であることが望ましい。一方、外部から大きな衝撃が負荷される場合など、負荷される荷重の変化が特に大きい環境下で使用される場合、軸受部品のｚ値は１．０以上であることが望ましい。

　また、本発明の他の局面における軸受部品は、基本的には上記本発明の一の局面における軸受部品と同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。しかし、本発明の他の局面における軸受部品では、軸受部品の用途等を考慮し、焼結助剤を含む点で上記本発明の一の局面における軸受部品とは異なっている。本発明の他の局面における軸受部品によれば、焼結助剤の採用により、焼結体の気孔率を低下させやすくなり、十分な耐久性を安定して確保することが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品を容易に提供することができる。

　なお、焼結助剤としては、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、希土類元素の酸化物、窒化物、酸窒化物のうち少なくとも一種類以上を採用することができる。また、上記本発明の一の局面における軸受部品と同等の作用効果を奏するためには、焼結助剤は、焼結体のうち２０質量％以下とすることが望ましい。

　上記軸受部品において好ましくは、他の軸受部品と接触する面である転走面を含む領域には、内部よりも緻密性の高い層である緻密層が形成されている。

　上述のβサイアロンを主成分とする焼結体からなる軸受部品においては、その緻密性が転動疲労寿命に大きく影響する。これに対し、上記構成によれば、転走面を含む領域に内部よりも緻密性の高い層である緻密層が形成されていることにより、転動疲労寿命が向上する。その結果、十分な耐久性を安定して確保することが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品を提供することができる。

　ここで、緻密性の高い層とは、焼結体において空孔率の低い（密度の高い）層であって、たとえば以下のように調査することができる。まず、軸受部品の表面に垂直な断面において軸受部品を切断し、当該断面を鏡面ラッピングする。その後、鏡面ラッピングされた断面を光学顕微鏡の斜光（暗視野）にて、たとえば５０～１００倍程度で撮影し、３００ＤＰＩ（Ｄｏｔ　Ｐｅｒ　Ｉｎｃｈ）以上の画像として記録する。このとき、白色の領域として観察される白色領域は、空孔率の高い（密度の低い）領域に対応する。したがって、白色領域の面積率が低い領域は、当該面積率が高い領域に比べて緻密性が高い。そして、画像処理装置を用いて記録された画像を輝度閾値により２値化処理した上で白色領域の面積率を測定し、当該面積率により、撮影された領域の緻密性を知ることができる。

　つまり、上記軸受部品において好ましくは、転走面を含む領域に内部よりも白色領域の面積率の低い層である緻密層が形成されている。なお、上記撮影は、ランダムに５箇所以上で行ない、上記面積率は、その平均値で評価することが好ましい。また、軸受部品の内部における上記白色領域の面積率は、たとえば１５％以上である。また、軸受部品の転動疲労寿命を一層向上させるためには、上記緻密層は１００μｍ以上の厚みを有していることが好ましい。

　上記軸受部品において好ましくは、緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は７％以下である。

　白色領域の面積率が７％以下となる程度に上記緻密層の緻密性を向上させることで、軸受部品の転動疲労寿命がより向上する。したがって、上記構成により、本発明の軸受部品の転動疲労寿命を一層向上させることができる。

　上記軸受部品において好ましくは、緻密層の表面を含む領域には、当該緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高緻密層が形成されている。

　緻密性のさらに高い高緻密層が緻密層の表面を含む領域に形成されることにより、軸受部品の転動疲労に対する耐久性がより向上し、転動疲労寿命が一層向上する。

　上記軸受部品において好ましくは、高緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は３．５％以下である。

　白色領域の面積率が３．５％以下となる程度に上記高緻密層の緻密性を向上させることで、軸受部品の転動疲労寿命がより向上する。したがって、上記構成により、本発明の軸受部品の転動疲労寿命を一層向上させることができる。

　本発明に従った転がり軸受は、軌道部材と、軌道部材に接触し、円環状の軌道上に配置される複数の転動体とを備えている。そして、軌道部材および転動体の少なくともいずれか一方は、上記本発明の軸受部品である。

　本発明の転がり軸受によれば、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、負荷される荷重が急激に変化するような用途に用いることが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品を備えた転がり軸受を提供することができる。

　上記転がり軸受においては、軌道部材および転動体の一方は上記本発明の軸受部品であり、軌道部材および転動体の他方は鋼からなる軸受部品であるものとすることができる。この場合、鋼からなる軸受部品の表面の硬度はＨＶ６８０以上であることが好ましい。

　これにより、外部からの衝撃や振動が負荷される場合など、負荷される荷重の変化が大きい環境下で使用される場合でも、βサイアロン焼結体からなる軸受部品と接触する鋼からなる軸受部品における損傷の発生を抑制することができる。

　また、本発明に従った自在継手用トルク伝達部材は、自在継手において、第１の軸部材に接続された軌道部材と第２の軸部材との間において転動および摺動可能に介在し、第１の軸部材または第２の軸部材の一方に伝達された軸周りの回転を第１の軸部材または第２の軸部材の他方に伝達する自在継手用トルク伝達部材である。この自在継手用トルク伝達部材は、窒化珪素に比べて軌道部材に対する衝撃を抑制することが可能なセラミックスからなっている。

　本発明の自在継手用トルク伝達部材においては、本発明の自在継手用トルク伝達部材を含む自在継手に衝撃が作用した場合に、当該自在継手用トルク伝達部材に接触する軌道部材の損傷が抑制される。その結果、本発明の自在継手用トルク伝達部材によれば、自在継手の耐衝撃性を向上させることができる。

　本発明の一の局面における自在継手用トルク伝達部材は、自在継手において、第１の軸部材に接続された軌道部材と第２の軸部材との間において転動および摺動可能に介在し、第１の軸部材または第２の軸部材の一方に伝達された軸周りの回転を第１の軸部材または第２の軸部材の他方に伝達する自在継手用トルク伝達部材である。この自在継手用トルク伝達部材は、Ｓｉ_６－ＺＡｌ_ＺＯ_ＺＮ_８－Ｚの組成式で表され、０．５≦ｚ≦３．０を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成される。

　本発明の他の局面における自在継手用トルク伝達部材は、自在継手において、第１の軸部材に接続された軌道部材と第２の軸部材との間において転動および摺動可能に介在し、第１の軸部材または第２の軸部材の一方に伝達された軸周りの回転を第１の軸部材または第２の軸部材の他方に伝達する自在継手用トルク伝達部材である。この自在継手用トルク伝達部材は、Ｓｉ_６－ＺＡｌ_ＺＯ_ＺＮ_８－Ｚの組成式で表され、０．５≦ｚ≦３．０を満たすβサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成される。

　本発明者は、βサイアロンを主成分とするトルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性と、トルク伝達部材の構成との関係を詳細に調査した。その結果、以下の知見が得られ、本発明に想到した。

　すなわち、上述のβサイアロンは、燃焼合成を含む製造工程を採用することにより、上記ｚの値（以下、ｚ値という）が０．１以上となる種々の組成を有するものが製造可能である。そして、一般に転がり滑り疲労に対する耐久性に大きな影響を与える硬度は、製造の容易なｚ値４．０以下の範囲において、ほとんど変化しない。しかしながら、βサイアロンを主成分とする焼結体からなるトルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性とｚ値との関係を詳細に調査したところ、ｚ値が３．５を超えるとトルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性が大幅に低下することが分かった。

　より具体的には、ｚ値が０．１以上３．５以下の範囲においては、転がり滑り疲労に対する耐久性はほぼ同等で、自在継手の運転時間が所定時間を超えると、トルク伝達部材の表面に剥離が発生して破損する。これに対し、ｚ値が３．５を超えるとトルク伝達部材が摩耗しやすくなり、これに起因して転がり滑り疲労に対する耐久性が大幅に低下する。つまり、ｚ値が３．５となる組成を境界として、βサイアロン焼結体からなるトルク伝達部材の破損モードが変化し、ｚ値が３．５を超えると転がり滑り疲労に対する耐久性が大幅に低下するという現象が明らかとなった。したがって、βサイアロン焼結体からなるトルク伝達部材において、安定して十分な転がり滑り疲労に対する耐久性を確保するためには、ｚ値を３．５以下とする必要がある。

　一方、上述のように、βサイアロンは、燃焼合成を含む製造工程により製造することにより、安価に製造することができる。しかし、ｚ値が０．１未満では、燃焼合成の実施が困難となることが分かった。そのため、βサイアロン焼結体からなるトルク伝達部材を安価に製造するためには、ｚ値を０．１以上とする必要がある。

　さらに、本発明者は、自在継手に衝撃や振動等の急激な荷重変動が負荷される条件下で、βサイアロン焼結体からなるトルク伝達部材の相手部材（βサイアロン焼結体からなるトルク伝達部材に接触する軌道部材など）への攻撃性とｚ値との関係を詳細に調査した。その結果、ｚ値が０．５未満では、相手部材に破損が生じ易くなること、ｚ値が３．０を超えるとトルク伝達部材が破損し易くなることがわかった。

　すなわち、ｚ値が低くなると、トルク伝達部材を構成する素材の強度が上昇する傾向にある。しかし、その反面、ｚ値が低くなると、トルク伝達部材が弾性変形しにくくなるため、相手部材との接触面積が小さくなり、接触面圧が高くなる。その結果、負荷される荷重が急激に上昇した場合、トルク伝達部材と相対する相手部材に損傷が発生しやすくなる。一方、トルク伝達部材のｚ値が高くなると、トルク伝達部材が弾性変形しやすくなるため、相手部材との接触面積が大きくなり、接触面圧が低くなる。しかし、その反面、トルク伝達部材のｚ値が高くなると、これに伴ってトルク伝達部材を構成する素材の強度が低下する傾向にある。そのため、トルク伝達部材自身に損傷が生じやすくなる。したがって、トルク伝達部材のｚ値は、トルク伝達部材を構成する素材の強度と相手部材との接触面圧の低減とのバランスを確保可能な範囲とすることが必要である。

　より具体的には、βサイアロン焼結体からなるトルク伝達部材のｚ値が０．５未満になると、接触面圧の増加の影響が大きくなる。そのため、衝撃や振動などで急激に負荷される荷重が増加した場合、相手部材に変形などの損傷が発生しやすくなる。その結果、βサイアロン焼結体からなるトルク伝達部材を備えた自在継手の転がり滑り疲労に対する耐久性が低下する。したがって、衝撃や振動などにより負荷される荷重が急激に変化するような用途に用いられる場合、βサイアロン焼結体からなるトルク伝達部材のｚ値は、０．５以上であることが必要である。

　一方、βサイアロン焼結体からなるトルク伝達部材のｚ値が３．０を超える場合、トルク伝達部材を構成する素材の強度低下の影響が、接触面圧の低減の効果を上回る。そのため、衝撃や振動などにより急激に負荷される荷重が増加した場合、βサイアロン焼結体からなるトルク伝達部材が損傷し、転がり滑り疲労に対する耐久性が低下する。したがって、荷重が急激に変化するような用途に用いられる場合、βサイアロン焼結体からなるトルク伝達部材のｚ値は、３．０以下であることが必要である。

　これに対し、本発明の一の局面における自在継手用トルク伝達部材は、Ｓｉ_６－ＺＡｌ_ＺＯ_ＺＮ_８－Ｚの組成式で表され、０．５≦ｚ≦３．０を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成されている。そのため、本発明の一の局面における自在継手用トルク伝達部材によれば、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、衝撃や振動などにより負荷される荷重が急激に変化するような用途に用いることが可能なβサイアロン焼結体からなる自在継手用トルク伝達部材を提供することができる。

　なお、負荷される荷重が比較的大きい用途に用いられる場合、自在継手用トルク伝達部材のｚ値は２．０以下であることが望ましい。一方、外部から大きな衝撃が負荷される場合など、負荷される荷重の変化が特に大きい環境下で使用される場合、自在継手用トルク伝達部材のｚ値は１．０以上であることが望ましい。

　また、本発明の他の局面における自在継手用トルク伝達部材は、基本的には上記本発明の一の局面における自在継手用トルク伝達部材と同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。しかし、本発明の他の局面における自在継手用トルク伝達部材では、自在継手用トルク伝達部材の用途等を考慮し、焼結助剤を含む点で上記本発明の一の局面における自在継手用トルク伝達部材とは異なっている。本発明の他の局面における自在継手用トルク伝達部材によれば、焼結助剤の採用により、焼結体の気孔率を低下させやすくなり、十分な耐久性を安定して確保することが可能なβサイアロン焼結体からなる自在継手用トルク伝達部材を容易に提供することができる。

　なお、焼結助剤としては、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、希土類元素の酸化物、窒化物、酸窒化物のうち少なくとも一種類以上を採用することができる。また、上記本発明の一の局面における自在継手用トルク伝達部材と同等の作用効果を奏するためには、焼結助剤は、焼結体のうち２０質量％以下とすることが望ましい。

　上記自在継手用トルク伝達部材において好ましくは、他の部材と接触する面である接触面を含む領域には、内部よりも緻密性の高い層である緻密層が形成されている。

　上述のβサイアロンを主成分とする焼結体からなる自在継手用トルク伝達部材においては、その緻密性が転がり滑り疲労に対する耐久性に大きく影響する。これに対し、上記構成によれば、接触面を含む領域に内部よりも緻密性の高い層である緻密層が形成されていることにより、転がり滑り疲労に対する耐久性が向上する。その結果、十分な耐久性を安定して確保することが可能なβサイアロン焼結体からなる自在継手用トルク伝達部材を提供することができる。

　ここで、緻密性の高い層とは、焼結体において空孔率の低い（密度の高い）層であって、たとえば以下のように調査することができる。まず、自在継手用トルク伝達部材の表面に垂直な断面において自在継手用トルク伝達部材を切断し、当該断面を鏡面ラッピングする。その後、鏡面ラッピングされた断面を光学顕微鏡の斜光（暗視野）にて、たとえば５０～１００倍程度で撮影し、３００ＤＰＩ（Ｄｏｔ　Ｐｅｒ　Ｉｎｃｈ）以上の画像として記録する。このとき、白色の領域として観察される白色領域は、空孔率の高い（密度の低い）領域に対応する。したがって、白色領域の面積率が低い領域は、当該面積率が高い領域に比べて緻密性が高い。そして、画像処理装置を用いて記録された画像を輝度閾値により２値化処理した上で白色領域の面積率を測定し、当該面積率により、撮影された領域の緻密性を知ることができる。

　つまり、上記自在継手用トルク伝達部材において好ましくは、接触面を含む領域に内部よりも白色領域の面積率の低い層である緻密層が形成されている。なお、上記撮影は、ランダムに５箇所以上で行ない、上記面積率は、その平均値で評価することが好ましい。また、自在継手用トルク伝達部材の内部における上記白色領域の面積率は、たとえば１５％以上である。また、自在継手用トルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性を一層向上させるためには、上記緻密層は１００μｍ以上の厚みを有していることが好ましい。

　上記自在継手用トルク伝達部材において好ましくは、緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は７％以下である。

　白色領域の面積率が７％以下となる程度に上記緻密層の緻密性を向上させることで、自在継手用トルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性がより向上する。したがって、上記構成により、本発明の自在継手用トルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性を一層向上させることができる。

　上記自在継手用トルク伝達部材において好ましくは、緻密層の表面を含む領域には、当該緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高緻密層が形成されている。

　緻密性のさらに高い高緻密層が緻密層の表面を含む領域に形成されることにより、自在継手用トルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性が一層向上する。

　上記自在継手用トルク伝達部材において好ましくは、高緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は３．５％以下である。

　白色領域の面積率が３．５％以下となる程度に上記高緻密層の緻密性を向上させることで、自在継手用トルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性を一層向上させることができる。

　本発明に従った自在継手は、第１の軸部材に接続された軌道部材と、軌道部材に接触し、軌道部材の表面上を転走および摺動可能に配置されたトルク伝達部材と、トルク伝達部材および軌道部材を介して第１の軸部材に接続された第２の軸部材とを備えており、第１の軸部材または第２の軸部材の一方に伝達された軸周りの回転が、第１の軸部材または第２の軸部材の他方に伝達される自在継手である。そして、トルク伝達部材は、上記本発明の自在継手用トルク伝達部材である。

　本発明の自在継手によれば、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、負荷される荷重が急激に変化するような用途に用いることが可能なβサイアロン焼結体からなる自在継手用トルク伝達部材を備えた自在継手を提供することができる。

　上記自在継手においては、軌道部材は鋼からなるものとすることができる。この場合、軌道部材の表面の硬度はＨＶ６８０以上であることが好ましい。

　これにより、外部からの衝撃や振動が負荷される場合など、負荷される荷重の変化が大きい環境下で使用される場合でも、鋼からなる軌道部材における損傷の発生を抑制することができる。

　以上の説明から明らかなように、本発明の軸受部品および転がり軸受によれば、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、負荷される荷重が急激に変化するような用途に用いることが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品および当該軸受部品を備えた転がり軸受を提供することができる。

　また、本発明の自在継手用トルク伝達部材および自在継手によれば、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、負荷される荷重が急激に変化するような用途に用いることが可能なβサイアロン焼結体からなる自在継手用トルク伝達部材および当該自在継手用トルク伝達部材を備えた自在継手を提供することができる。

実施の形態１における深溝玉軸受の構成を示す概略断面図である。図１の要部を拡大して示す概略部分断面図である。実施の形態１の変形例におけるスラストニードルころ軸受の構成を示す概略断面図である。図３のスラストニードルころ軸受が備える軌道輪の要部を拡大して示す概略部分断面図である。図３のスラストニードルころ軸受が備えるニードルころを拡大して示す概略断面図である。実施の形態１における転がり軸受の製造方法の概略を示す図である。実施の形態１における転がり軸受の製造方法に含まれる軸受部品の製造方法の概略を示す図である。実施の形態２における転がり軸受であるハブユニットの構成を示す概略断面図である。図８の要部を拡大して示す概略部分断面図である。実施の形態３の等速ジョイント（固定ジョイント）の構成を示す概略断面図である。図１０の線分ＸＩ－ＸＩに沿う概略断面図である。図１０の固定ジョイントが角度をなした状態を示す概略断面図である。図１０の要部を拡大して示す概略部分断面図である。図１１の要部を拡大して示す概略部分断面図である。実施の形態３における自在継手の製造方法の概略を示す図である。実施の形態３における自在継手の製造方法に含まれる自在継手用トルク伝達部材の製造方法の概略を示す図である。実施の形態４の等速ジョイント（トリポードジョイント）の構成を示す概略断面図である。図１７の線分ＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩに沿う概略断面図である。図１８の要部を拡大して示す概略部分断面図である。試験片の観察用の断面を光学顕微鏡の斜光で撮影した写真である。図２０の写真の画像を、画像処理ソフトを用いて輝度閾値により２値化処理した状態を示す一例である。図２０の写真の画像を、画像処理ソフトを用いて輝度閾値により２値化処理して白色領域の面積率を測定する際に、画像処理を行なう領域（評価領域）を示す図である。

　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。

　（実施の形態１）
　まず、図１および図２を参照して、実施の形態１における転がり軸受としての深溝玉軸受について説明する。

　図１を参照して、深溝玉軸受１は、軌道部材としての環状の外輪１１と、外輪１１の内側に配置された軌道部材としての環状の内輪１２と、外輪１１と内輪１２との間に配置され、円環状の保持器１４に保持された転動体としての複数の玉１３とを備えている。外輪１１の内周面には外輪転走面１１Ａが形成されており、内輪１２の外周面には内輪転走面１２Ａが形成されている。そして、内輪転走面１２Ａと外輪転走面１１Ａとが互いに対向するように、外輪１１と内輪１２とは配置されている。さらに、複数の玉１３は、内輪転走面１２Ａおよび外輪転走面１１Ａに玉転走面１３Ａにおいて接触し、かつ保持器１４により周方向に所定のピッチで配置されることにより円環状の軌道上に転動自在に保持されている。以上の構成により、深溝玉軸受１の外輪１１および内輪１２は、互いに相対的に回転可能となっている。

　ここで、図２を参照して、本実施の形態における軸受部品としての外輪１１、内輪１２および玉１３は、Ｓｉ_６－ＺＡｌ_ＺＯ_ＺＮ_８－Ｚの組成式で表され、０．５≦ｚ≦３．０を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成される。そして、外輪１１、内輪１２および玉１３の転走面である外輪転走面１１Ａ、内輪転走面１２Ａおよび玉転走面１３Ａを含む領域には、内部１１Ｃ，１２Ｃ，１３Ｃよりも緻密性の高い層である外輪緻密層１１Ｂ、内輪緻密層１２Ｂおよび玉緻密層１３Ｂが形成されている。この外輪緻密層１１Ｂ、内輪緻密層１２Ｂおよび玉緻密層１３Ｂの断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は７％以下である。そのため、本実施の形態おける深溝玉軸受１は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、負荷される荷重が急激に変化するような用途に用いることが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品（外輪１１、内輪１２および玉１３）を備えた転がり軸受となっている。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。

　なお、上記本実施の形態においては、軸受部品としての外輪１１、内輪１２および玉１３は、βサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成されていてもよい。焼結助剤を含むことで、焼結体の気孔率を低下させやすくなり、十分な耐久性を安定して確保することが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品を備えた転がり軸受を、容易に提供することができる。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。

　さらに、図２を参照して、外輪緻密層１１Ｂ、内輪緻密層１２Ｂおよび玉緻密層１３Ｂの表面である外輪転走面１１Ａ、内輪転走面１２Ａおよび玉転走面１３Ａを含む領域には、外輪緻密層１１Ｂ、内輪緻密層１２Ｂおよび玉緻密層１３Ｂ内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である外輪高緻密層１１Ｄ、内輪高緻密層１２Ｄおよび玉高緻密層１３Ｄが形成されている。この外輪高緻密層１１Ｄ、内輪高緻密層１２Ｄおよび玉高緻密層１３Ｄの断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は３．５％以下となっている。これにより、外輪１１、内輪１２および玉１３の転動疲労に対する耐久性がより向上し、転動疲労寿命が一層向上している。

　次に、図３～図５を参照して、実施の形態１の変形例における転がり軸受としてのスラストニードルころ軸受について説明する。

　図３～図５を参照して、スラストニードルころ軸受２は、基本的には図１に基づいて説明した深溝玉軸受１と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。しかし、スラストニードルころ軸受２は、軌道部材および転動体の構成において、深溝玉軸受１とは異なっている。すなわち、スラストニードルころ軸受２は、円盤状の形状を有し、互いに一方の主面が対向するように配置された軌道部材としての一対の軌道輪２１と、転動体としての複数のニードルころ２３と、円環状の保持器２４とを備えている。複数のニードルころ２３は、その外周面であるころ転走面２３Ａにおいて一対の軌道輪２１の互いに対向する主面に形成された軌道輪転走面２１Ａに接触し、かつ保持器２４により周方向に所定のピッチで配置されることにより円環状の軌道上に転動自在に保持されている。以上の構成により、スラストニードルころ軸受２の一対の軌道輪２１は、互いに相対的に回転可能となっている。

　ここで、本変形例における軸受部品としての軌道輪２１、およびニードルころ２３は、それぞれ上述の外輪１１または内輪１２、および玉１３に該当し、同様のβサイアロン焼結体からなるとともに、同様の内部２１Ｃ，２３Ｃ、緻密層（軌道輪緻密層２１Ｂ、ころ緻密層２３Ｂ）および高緻密層（軌道輪高緻密層２１Ｄ、ころ高緻密層２３Ｄ）を有している。そのため、本変形例おけるスラストニードルころ軸受２は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、負荷される荷重が急激に変化するような用途に用いることが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品（軌道輪２１、ニードルころ２３）を備えた転がり軸受となっている。

　次に、本発明の一実施の形態である実施の形態１における転がり軸受の製造方法について説明する。図６を参照して、本実施の形態における転がり軸受の製造方法においては、まず、軌道部材を製造する軌道部材製造工程と、転動体を製造する転動体製造工程とが実施される。具体的には、軌道部材製造工程では、外輪１１、内輪１２、軌道輪２１などが製造される。一方、転動体製造工程では、玉１３、ニードルころ２３などが製造される。

　そして、軌道部材製造工程において製造された軌道部材と、転動体製造工程において製造された転動体とを組み合わせることにより、転がり軸受を組立てる組立工程が実施される。具体的には、たとえば外輪１１および内輪１２と、玉１３とを組み合わせることにより、深溝玉軸受１が組立てられる。そして、軌道部材製造工程および転動体製造工程は、たとえば以下の軸受部品の製造方法を用いて実施される。

　図７を参照して、本実施の形態における軸受部品の製造方法においては、まず、βサイアロンの粉末を準備するβサイアロン粉末準備工程が実施される。βサイアロン粉末準備工程においては、たとえば燃焼合成法を採用した製造工程により、Ｓｉ_６－ＺＡｌ_ＺＯ_ＺＮ_８－Ｚの組成式で表され、０．５≦ｚ≦３．０を満たすβサイアロンの粉末を安価に製造することができる。

　次に、βサイアロン粉末準備工程において準備されたβサイアロンの粉末に、焼結助剤を添加して混合する混合工程が実施される。この混合工程は、焼結助剤を添加しない場合、省略することができる。

　次に、図７を参照して、上記βサイアロンの粉末またはβサイアロンの粉末と焼結助剤との混合物を、軸受部品の概略形状に成形する成形工程が実施される。具体的には、上記βサイアロンの粉末またはβサイアロンの粉末と焼結助剤との混合物に、プレス成形、鋳込み成形、押し出し成形、転動造粒などの成形手法を適用することにより、軸受部品である外輪１１、内輪１２、玉１３、軌道輪２１、ニードルころ２３などの概略形状に成形された成形体が作製される。

　次に、上記成形体の表面が加工されることにより、当該成形体が焼結後に所望の軸受部品の形状により近い形状になるよう成形される焼結前加工工程が実施される。具体的には、グリーン体加工などの加工手法を適用することにより、上記成形体が焼結後に外輪１１、内輪１２、玉１３、軌道輪２１、ニードルころ２３などの形状により近い形状になるように加工される。この焼結前加工工程は、成形工程において上記成形体が成形された段階で、焼結後に所望の軸受部品の形状に十分近い形状が得られる状態である場合には省略することができる。

　次に、図７を参照して、上記成形体が焼結される焼結工程が実施される。具体的には、上記成形体が、たとえば１ＭＰａ以下の圧力下でヒータ加熱、マイクロ波やミリ波による電磁波加熱などの加熱方法により加熱されて焼結されることにより、外輪１１、内輪１２、玉１３、軌道輪２１、ニードルころ２３などの概略形状を有する焼結体が作製される。焼結は、不活性ガス雰囲気中または窒素と酸素との混合ガス雰囲気中において、１５５０℃以上１８００℃以下の温度域に上記成形体が加熱されることにより実施される。不活性ガスとしては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、窒素などが採用可能であるが、製造コスト低減の観点から、窒素が採用されることが好ましい。

　次に、焼結工程において作製された焼結体の表面が加工され、当該表面を含む領域が除去される仕上げ加工が実施されることにより、軸受部品を完成させる仕上げ工程が実施される。具体的には、焼結工程において作製された焼結体の表面を研磨することにより、軸受部品としての外輪１１、内輪１２、玉１３、軌道輪２１、ニードルころ２３などを完成させる。以上の工程により、本実施の形態における軸受部品は完成する。

　ここで、上記焼結工程における焼結により、焼結体の表面から厚み５００μｍ程度の領域には、内部よりも緻密性が高く、断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率が７％以下である緻密層が形成される。さらに、焼結体の表面から厚み１５０μｍ程度の領域には、緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性が高く、断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率が３．５％以下である高緻密層が形成されている。したがって、仕上げ工程においては、除去される焼結体の厚みは、特に転走面となるべき領域において１５０μｍ以下とすることが好ましい。これにより、外輪転走面１１Ａ、内輪転走面１２Ａ、玉転走面１３Ａ、軌道輪転走面２１Ａおよびころ転走面２３Ａを含む領域に、高緻密層を残存させ、軸受部品の転動疲労寿命を向上させることができる。

　なお、上記焼結工程は、βサイアロンの分解を抑制するため、０．０１ＭＰａ以上の圧力下で行なうことが好ましく、低コスト化を考慮すると大気圧以上の圧力下で行なうことがより好ましい。また、製造コストを抑制しつつ緻密層を形成するためには、焼結工程は１ＭＰａ以下の圧力下で行なうことが好ましい。

　（実施の形態２）
　次に、実施の形態２におけるハブユニットについて説明する。図８および図９を参照して、ハブユニット３は、基本的には図１に基づいて説明した深溝玉軸受１と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。しかし、ハブユニット３は、軌道部材および転動体の構成において、深溝玉軸受１とは異なっている。すなわち、ハブユニット３は、車輪と車体との間に介在して、車輪を車体に対して回転自在に支持する装置である。このハブユニット３は、軌道部材である外輪３１、ハブ輪３２および内輪３３と、転動体としての複数の玉３４とを備えている。

　外方部材としての外輪３１は、内周面に２列に形成された転走面３１Ａ１，３１Ａ２を有する環状の軌道部材である。内方部材としてのハブ輪３２は、外輪３１の一方の転走面３１Ａ１に対向する転走面３２Ａを有し、外輪３１にその一部が取り囲まれるように配置される軌道部材である。また、内方部材としての内輪３３は、外輪３１の他方の転走面３１Ａ２に対向する転走面３３Ａを有し、ハブ輪３２の外周面の一部に接触するように嵌め込まれ、かつ固定環３８がハブ輪３２の外周面の一部に接触するように嵌め込まれることによりハブ輪３２に対して固定された円環状の形状を有する軌道部材である。

　複数の玉３４は、外輪３１の一方の転走面３１Ａ１と、ハブ輪３２の転走面３２Ａとに接触し、かつ円環状の保持器３９Ａにより周方向に所定のピッチで配置される列と、外輪３１の他方の転走面３１Ａ２と、内輪３３の転走面３３Ａとに接触し、かつ円環状の保持器３９Ｂにより周方向に所定のピッチで配置される列との複列（２列）の円環状の軌道上に転動自在に配置されている。以上の構成により、外方部材としての外輪３１と、内方部材としてのハブ輪３２および内輪３３とは、互いに相対的に回転することが可能となっている。

　さらに、ハブ輪３２は、ハブ輪フランジ３５を有しており、ハブ輪フランジ３５にはハブ輪貫通穴３５Ａが形成されている。そして、ハブ輪貫通穴３５Ａに挿入されたボルト３６により、ハブ輪フランジ３５と車輪（図示しない）とが互いに固定されている。一方、外輪３１は、外輪フランジ３７を有しており、外輪フランジ３７には外輪貫通穴３７Ａが形成されている。そして、外輪貫通穴３７Ａに挿入された図示しないボルトにより、外輪フランジ３７と車体に固定された懸架装置（図示しない）とが互いに固定されている。以上の構成により、ハブユニット３は、車輪と車体との間に介在して、車輪を車体に対して回転自在に支持している。

　すなわち、本実施の形態におけるハブユニット３は、車輪と車体との間に介在して、車輪を車体に対して回転自在に支持するハブユニットである。このハブユニット３は、環状の転走面３１Ａ１，３１Ａ２が形成された内周面を有する外方部材としての外輪３１と、外輪３１の転走面３１Ａ１に対向する環状の転走面３２Ａが形成され、外輪３１の内周面に少なくともその一部が取り囲まれるように配置される内方部材としてのハブ輪３２と、外輪３１の転走面３１Ａ２に対向する環状の転走面３３Ａが形成され、外輪３１の内周面に少なくともその一部が取り囲まれるように配置される内方部材としての内輪３３とを備えている。さらに、ハブユニット３は、外輪３１の転走面３１Ａ１，３１Ａ２とハブ輪３２および内輪３３の転走面３２Ａ，３３Ａとに玉転走面３４Ａにおいて接触し、環状の軌道上に配置される複数の玉３４とを備えている。

　ここで、図８および図９を参照して、本実施の形態における軸受部品（ハブユニット用軸受部品）としての外輪３１、ハブ輪３２および内輪３３と玉３４とは、それぞれ実施の形態１における外輪１１および内輪１２と玉１３とに該当し、同様のβサイアロン焼結体からなるとともに、同様の内部３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ，３４Ｃ、緻密層（外輪緻密層３１Ｂ、ハブ輪緻密層３２Ｂ、内輪緻密層３３Ｂ、玉緻密層３４Ｂ）および高緻密層（外輪高緻密層３１Ｄ、ハブ輪高緻密層３２Ｄ、内輪高緻密層３３Ｄ、玉高緻密層３４Ｄ）を有している。そのため、本実施の形態おけるハブユニット３は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、負荷される荷重が急激に変化するような用途に用いることが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品（外輪３１、ハブ輪３２、内輪３３、玉３４）を備えた転がり軸受となっている。なお、実施の形態２における転がり軸受としてのハブユニット３および当該ハブユニット３が備える軸受部品としての外輪３１、ハブ輪３２、内輪３３、玉３４は、実施の形態１の場合と同様に製造することができる。

　上記実施の形態においては、本発明の転がり軸受および軸受部品の一例として深溝玉軸受、スラストニードルころ軸受およびハブユニットおよびこれらが備える軸受部品について説明したが、本発明の転がり軸受はこれらに限られない。たとえば、軌道部材は、転動体が表面を転走するように使用される軸や板などであってもよい。すなわち、本発明の軸受部品である軌道部材は、転動体が転走するための転走面が形成された部材であればよい。また、本発明の転がり軸受は、スラスト玉軸受であってもよいし、ラジアルころ軸受であってもよい。

　また、上記実施の形態においては、本発明の転がり軸受において軌道部材および転動体の両方がβサイアロン焼結体からなる本発明の軸受部品である場合について説明したが、本発明の転がり軸受はこれに限られない。本発明の転がり軸受は軌道部材および転動体のうち少なくともいずれか一方が本発明の軸受部品であればよい。そして、軌道部材および転動体のいずれか一方が本発明の軸受部品である場合、転がり軸受の製造コストを考慮すると、転動体が本発明の軸受部品であることが好ましい。

　このとき、本発明の転がり軸受における軌道部材の素材は特に限定されず、たとえば鋼、具体的にはＪＩＳ規格ＳＵＪ２などの軸受鋼やＳ５３Ｃなどの高炭素鋼、ＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４２０などの浸炭鋼を採用することができる。

　さらに、本発明の軸受部品および転がり軸受は、負荷される荷重が急激に変化する環境下で使用される軸受部品および転がり軸受として特に好適である。具体的には、たとえば上記ハブユニット用軸受部品および当該ハブユニット用軸受部品を備えたハブユニットのほか、電動工具のスピンドルをスピンドルに対向するように配置された部材に対して回転自在に支持する電動工具用軸受に用いられる電動工具用軸受部品および当該電動工具用軸受部品を備えた電動工具用軸受、トランスミッション、エンジン、電装補機などの自動車用軸受に用いられる自動車用軸受部品および当該自動車用軸受部品を備えた自動車用軸受、航空機エンジン用軸受に用いられる航空機エンジン用軸受部品および当該航空機エンジン用軸受部品を備えた航空機エンジン用軸受、磁気軸受により支持される回転部材に軌道輪が対向するように配置された磁気軸受装置用タッチダウン軸受に用いられるタッチダウン軸受用軸受部品および当該タッチダウン軸受用軸受部品を備えた磁気軸受装置用タッチダウン軸受、風車の主軸または主軸の回転を受けて回転する回転部材を、当該主軸または回転部材に対向するように配置される部材に対して回転自在に支持する風車用軸受に用いられる風車用軸受部品および当該風車用軸受部品を備えた風車用軸受に、本発明の軸受部品および転がり軸受は特に好適である。

　（実施の形態３）
　次に、図１０～図１４を参照して、本発明の実施の形態３における自在継手としての固定ジョイントについて説明する。

　図１０を参照して、実施の形態３の固定ジョイント１０１は、第２の軸部材としての軸１１５に連結された軌道部材としてのインナーレース１１１と、インナーレース１１１の外周側を囲むように配置され、第１の軸部材としての軸１１６に連結された軌道部材としてのアウターレース１１２と、インナーレース１１１とアウターレース１１２との間に配置されたトルク伝達部材としてのボール１１３と、ボール１１３を保持するケージ１１４とを備えている。ボール１１３は、インナーレース１１１の外周面に形成されたインナーレースボール溝１１１Ａと、アウターレース１１２の内周面に形成されたアウターレースボール溝１１２Ａとにボール１１３の表面であるボール接触面１１３Ａにおいて接触して配置され、脱落しないようにケージ１１４によって保持されている。

　インナーレース１１１の外周面およびアウターレース１１２の内周面のそれぞれに形成されたインナーレースボール溝１１１Ａとアウターレースボール溝１１２Ａとは、図１０に示すように、軸１１５および軸１１６の中央を通る軸が一直線上にある状態において、それぞれ当該軸上のジョイント中心Ｏから当該軸上の左右に等距離離れた点Ａおよび点Ｂを曲率中心とする曲線（円弧）状に形成されている。すなわち、インナーレースボール溝１１１Ａおよびアウターレースボール溝１１２Ａに接触して転動するボール１１３の中心Ｐの軌跡が、点Ａ（インナーレース中心Ａ）および点Ｂ（アウターレース中心Ｂ）に曲率中心を有する曲線（円弧）となるように、インナーレースボール溝１１１Ａおよびアウターレースボール溝１１２Ａのそれぞれは形成されている。これにより、固定ジョイントが角度をなした場合（軸１１５および軸１１６の中央を通る軸が交差するように固定ジョイントが動作した場合）においても、ボール１１３は、常に軸１１５および軸１１６の中央を通る軸のなす角（∠ＡＯＢ）の２等分線上に位置する。

　次に、固定ジョイント１０１の動作について説明する。図１０および図１１を参照して、固定ジョイント１０１においては、軸１１５、１１６の一方に軸まわりの回転が伝達されると、インナーレースボール溝１１１Ａおよびアウターレースボール溝１１２Ａに嵌め込まれたボール１１３を介して、軸１１５、１１６の他方の軸に当該回転が伝達される。

　ここで、図１２に示すように軸１１５、１１６が角度θをなした場合、ボール１１３は、前述のインナーレース中心Ａおよびアウターレース中心Ｂに曲率中心を有するインナーレースボール溝１１１Ａおよびアウターレースボール溝１１２Ａに案内されて、中心Ｐが∠ＡＯＢの二等分線上となる位置に保持される。また、ジョイント中心Ｏからインナーレース中心Ａまでの距離と、アウターレース中心Ｂまでの距離とが等しくなるように、インナーレースボール溝１１１Ａおよびアウターレースボール溝１１２Ａが形成されているため、ボール１１３の中心Ｐからインナーレース中心Ａおよびアウターレース中心Ｂまでの距離はそれぞれ等しく、三角形ＯＡＰと三角形ＯＢＰとは合同である。その結果、ボール１１３の中心Ｐから軸１１５、１１６までの距離Ｌは互いに等しくなり、軸１１５、１１６の一方が軸まわりに回転した場合、他方も等速で回転する。このように、固定ジョイント１０１は、軸１１５、１１６が角度をなした場合でも、等速性を確保することができる。なお、ケージ１１４は、軸１１５、１１６が回転した場合に、インナーレースボール溝１１１Ａおよびアウターレースボール溝１１２Ａからボール１１３が飛び出すことをインナーレースボール溝１１１Ａおよびアウターレースボール溝１１２Ａとともに防止すると同時に、固定ジョイント１０１のジョイント中心Ｏを決定する機能を果たしている。

　すなわち、実施の形態３における自在継手としての固定ジョイント１０１は、第１の軸部材としての軸１１６に接続された軌道部材としてのアウターレース１１２と、アウターレース１１２に接触し、アウターレース１１２に形成されたアウターレースボール溝１１２Ａの表面上を転走および摺動可能に配置されたトルク伝達部材としてのボール１１３と、ボール１１３およびアウターレース１１２を介して軸１１６に接続された第２の軸部材としての軸１１５とを備えている。また、固定ジョイント１０１は、軸１１６または軸１１５の一方に伝達された軸周りの回転が、軸１１６または軸１１５の他方に伝達される自在継手である。

　さらに、ボール１１３は、自在継手である固定ジョイント１０１において、第１の軸部材としての軸１１６に接続された軌道部材としてのアウターレース１１２と第２の軸部材としての軸１１５との間において転動および摺動可能に介在し、軸１１６または軸１１５の一方に伝達された軸周りの回転を軸１１６または軸１１５の他方に伝達する自在継手用トルク伝達部材である。

　ここで、図１３および図１４を参照して、本実施の形態における自在継手用トルク伝達部材としてのボール１１３は、Ｓｉ_６－ＺＡｌ_ＺＯ_ＺＮ_８－Ｚの組成式で表され、０．５≦ｚ≦３．０を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成される。そして、ボール１１３の接触面であるボール接触面１１３Ａを含む領域には、内部１１３Ｃよりも緻密性の高い層であるボール緻密層１１３Ｂが形成されている。このボール緻密層１１３Ｂの断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は７％以下である。そのため、本実施の形態おける固定ジョイント１０１は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、負荷される荷重が急激に変化するような用途に用いることが可能なβサイアロン焼結体からなる自在継手用トルク伝達部材（ボール１１３）を備えた自在継手となっている。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。

　なお、上記本実施の形態においては、自在継手用トルク伝達部材としてのボール１１３は、βサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成されていてもよい。焼結助剤を含むことで、焼結体の気孔率を低下させやすくなり、十分な耐久性を安定して確保することが可能なβサイアロン焼結体からなる自在継手用トルク伝達部材を備えた自在継手を、容易に提供することができる。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。

　さらに、図１３および図１４を参照して、ボール緻密層１１３Ｂの表面であるボール接触面１１３Ａを含む領域には、ボール緻密層１１３Ｂ内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層であるボール高緻密層１１３Ｄが形成されている。このボール高緻密層１１３Ｄの断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は３．５％以下となっている。これにより、ボール１１３の転がり滑り疲労に対する耐久性が一層向上している。

　次に、本発明の一実施の形態である実施の形態３における自在継手用トルク伝達部材および自在継手の製造方法について説明する。図１５を参照して、本実施の形態における自在継手の製造方法においては、まず、軌道部材を製造する軌道部材製造工程と、トルク伝達部材を製造するトルク伝達部材製造工程とが実施される。具体的には、軌道部材製造工程では、インナーレース１１１、アウターレース１１２などが製造される。一方、トルク伝達部材製造工程では、ボール１１３などが製造される。

　そして、軌道部材製造工程において製造された軌道部材と、トルク伝達部材製造工程において製造されたトルク伝達部材とを組み合わせることにより、自在継手を組立てる組立工程が実施される。具体的には、たとえばインナーレース１１１およびアウターレース１１２と、ボール１１３と、別途準備されたケージ１１４などの他の部品とを組み合わせることにより、固定ジョイント１０１が組立てられる。そして、トルク伝達部材製造工程は、たとえば以下の自在継手用トルク伝達部材の製造方法を用いて実施される。

　図１６を参照して、本実施の形態における自在継手用トルク伝達部材の製造方法においては、まず、βサイアロンの粉末を準備するβサイアロン粉末準備工程が実施される。βサイアロン粉末準備工程においては、たとえば燃焼合成法を採用した製造工程により、Ｓｉ_６－ＺＡｌ_ＺＯ_ＺＮ_８－Ｚの組成式で表され、０．５≦ｚ≦３．０を満たすβサイアロンの粉末を安価に製造することができる。

　次に、図１６を参照して、上記βサイアロンの粉末またはβサイアロンの粉末と焼結助剤との混合物を、自在継手用トルク伝達部材の概略形状に成形する成形工程が実施される。具体的には、上記βサイアロンの粉末またはβサイアロンの粉末と焼結助剤との混合物に、プレス成形、鋳込み成形、押し出し成形、転動造粒などの成形手法を適用することにより、自在継手用トルク伝達部材であるボール１１３などの概略形状に成形された成形体が作製される。

　次に、上記成形体の表面が加工されることにより、当該成形体が焼結後に所望の自在継手用トルク伝達部材の形状により近い形状になるよう成形される焼結前加工工程が実施される。具体的には、グリーン体加工などの加工手法を適用することにより、上記成形体が焼結後にボール１１３などの形状により近い形状になるように加工される。この焼結前加工工程は、成形工程において上記成形体が成形された段階で、焼結後に所望の自在継手用トルク伝達部材の形状に十分近い形状が得られる状態である場合には省略することができる。

　次に、図１６を参照して、上記成形体が焼結される焼結工程が実施される。具体的には、上記成形体が、たとえば１ＭＰａ以下の圧力下でヒータ加熱、マイクロ波やミリ波による電磁波加熱などの加熱方法により加熱されて焼結されることにより、ボール１１３などの概略形状を有する焼結体が作製される。焼結は、不活性ガス雰囲気中または窒素と酸素との混合ガス雰囲気中において、１５５０℃以上１８００℃以下の温度域に上記成形体が加熱されることにより実施される。不活性ガスとしては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、窒素などが採用可能であるが、製造コスト低減の観点から、窒素が採用されることが好ましい。

　次に、焼結工程において作製された焼結体の表面が加工され、当該表面を含む領域が除去される仕上げ加工が実施されることにより、自在継手用トルク伝達部材を完成させる仕上げ工程が実施される。具体的には、焼結工程において作製された焼結体の表面を研磨することにより、自在継手用トルク伝達部材としてのボール１１３などを完成させる。以上の工程により、本実施の形態における自在継手用トルク伝達部材は完成する。

　ここで、上記焼結工程における焼結により、焼結体の表面から厚み５００μｍ程度の領域には、内部よりも緻密性が高く、断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率が７％以下である緻密層が形成される。さらに、焼結体の表面から厚み１５０μｍ程度の領域には、緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性が高く、断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率が３．５％以下である高緻密層が形成されている。したがって、仕上げ工程においては、除去される焼結体の厚みは、特に接触面となるべき領域において１５０μｍ以下とすることが好ましい。これにより、ボール接触面１１３Ａを含む領域に、高緻密層を残存させ、自在継手用トルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性を向上させることができる。

　（実施の形態４）
　次に、本発明の実施の形態４における自在継手としてのトリポードジョイントの構成について説明する。図１７～図１９を参照して、実施の形態４のトリポードジョイント１０２と、実施の形態３の固定ジョイント１０１とは、基本的に同様の構成を有しており、同様の効果を有しているが、軌道部材およびトルク伝達部材の構成が異なっている。すなわち、トリポードジョイント１０２は、同一平面上の３つの方向に延びるトリポード軸２１１を有し、第２の軸部材としての軸１２５に接続されたトリポード１２１と、トリポード１２１を囲むように配置され、第１の軸部材としての軸１２６に接続された軌道部材としてのアウターレース１２２と、トリポード軸２１１にニードルころ２９を介して転動自在に取り付けられ、アウターレース１２２の内周面に形成されたアウターレース溝１２２Ａの表面に、外周面に形成された球面ローラ接触面１２３Ａにおいて接触するように配置されたトルク伝達部材としての環状の球面ローラ１２３とを備えている。

　以上の構成により、トリポードジョイント１０２においては、軸１２５、１２６の一方に軸まわりの回転が伝達されると、トリポード１２１、アウターレース１２２および球面ローラ１２３を介して、軸１２５、１２６の他方の軸に当該回転が等速に伝達されるとともに、軸１２５、１２６は、軸１２５、１２６の中央を通る軸方向に互いに相対的に移動することができる。

　すなわち、実施の形態４における自在継手としてのトリポードジョイント１０２は、第１の軸部材としての軸１２６に接続された軌道部材としてのアウターレース１２２と、アウターレース１２２に接触し、アウターレース１２２に形成されたアウターレース溝１２２Ａの表面上を転走および摺動可能に配置されたトルク伝達部材としての球面ローラ１２３と、球面ローラ１２３およびアウターレース１２２を介して軸１２６に接続された第２の軸部材としての軸１２５とを備えている。また、トリポードジョイント１０２は、軸１２６または軸１２５の一方に伝達された軸周りの回転が、軸１２６または軸１２５の他方に伝達される自在継手である。

　さらに、球面ローラ１２３は、自在継手であるトリポードジョイント１０２において、第１の軸部材としての軸１２６に接続された軌道部材としてのアウターレース１２２と第２の軸部材としての軸１２５との間において転動および摺動可能に介在し、軸１２６または軸１２５の一方に伝達された軸周りの回転を軸１２６または軸１２５の他方に伝達する自在継手用トルク伝達部材である。

　ここで、図１８および図１９を参照して、本実施の形態における自在継手用トルク伝達部材としての球面ローラ１２３は、実施の形態３におけるボール１１３に対応し、同様のβサイアロン焼結体からなるとともに、同様の内部１２３Ｃ、緻密層（球面ローラ緻密層１２３Ｂ）および高緻密層（球面ローラ高緻密層１２３Ｄ）を有している。そのため、本実施の形態おけるトリポードジョイント１０２は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、負荷される荷重が急激に変化するような用途に用いることが可能なβサイアロン焼結体からなる自在継手用トルク伝達部材（球面ローラ１２３）を備えた自在継手となっている。なお、実施の形態４における自在継手としてのトリポードジョイント１０２および当該トリポードジョイント１０２が備える自在継手用トルク伝達部材としての球面ローラ１２３は、実施の形態３の場合と同様に製造することができる。

　なお、上記実施の形態においては、本発明の自在継手の一例として固定ジョイントおよびトリポードジョイントについて説明したが、本発明の自在継手はこれらに限られない。たとえば、自在継手は、ダブルオフセットジョイント（ＤＯＪ）、フリーリングトリポードジョイント（ＦＴＪ）、クロスグルーブジョイント（ＬＪ）などであってもよい。

　また、本発明の自在継手における軌道部材の素材は特に限定されず、たとえば鋼、具体的にはＪＩＳ規格Ｓ５３Ｃなどの炭素鋼や、ＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４２０などの浸炭鋼を採用することができる。また、本発明の自在継手における軌道部材の素材には、窒化珪素、サイアロン（βサイアロンを含む）などのセラミックスを採用してもよい。

　（実施例１）
　以下、本発明の実施例１について説明する。種々のｚ値を有するβサイアロン焼結体からなる転動体を有する転がり軸受を作製し、ｚ値と転動疲労寿命（耐久性）との関係を調査する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。

　まず、試験の対象となる試験軸受の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法でｚ値を０．１～４の範囲で作製したβサイアロンの粉末を準備し、上記実施の形態１において図７に基づいて説明した転動体の製造方法と基本的に同様の方法で、ｚ値が０．１～４である転動体を作製した。具体的な作製方法は以下のとおりである。まず、サブミクロンに微細化されたβサイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム（住友化学株式会社製、ＡＫＰ３０）および酸化イットリウム（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製、Ｙｔｔｒｉｕｍｏｘｉｄｅ　ｇｒａｄｅ　Ｃ）とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で球体に成形し、さらに冷間静水圧成形（ＣＩＰ）で加圧を行ない、球状の成形体を得た。

　引き続き当該成形体に対して１次焼結として常圧焼結を行なった後、圧力２００ＭＰａの窒素雰囲気中でＨＩＰ（Ｈｏｔ　Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ　Ｐｒｅｓｓ；熱間静水圧焼結）処理することで、焼結球体を製造した。次に、当該焼結球体にラッピング加工を行ない、３／８インチセラミック球（ＪＩＳ等級　Ｇ５）とした。そして、別途準備した軸受鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ２）製の軌道輪と組み合わせて、ＪＩＳ規格６２０６型番の軸受を作製した（実施例Ａ～Ｆ、参考例Ａ～Ｂおよび比較例Ｂ～Ｃ）。また、比較のため、窒化珪素からなる転動体、すなわちｚ値が０である転動体も上記βサイアロンからなる転動体と同様の方法で作製し、同様に軸受に組立てた（比較例Ａ）。

　次に、試験条件について説明する。上述のように作製されたＪＩＳ規格６２０６型番の軸受に対し、最大接触面圧Ｐｍａｘ：３．２ＧＰａ、軸受回転数：２０００ｒｐｍ、潤滑：タービン油ＶＧ６８(清浄油)の循環給油、試験温度：室温、の条件の下で運転する疲労試験を行なった。そして、振動検出装置により運転中の軸受の振動を監視し、転動体に破損が発生して軸受の振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始から中止までの時間を当該軸受の寿命として記録した。また、試験中止後、軸受を分解して転動体の破損状態を確認した。

　表１に本実施例の試験結果を示す。表１においては、各実施例、参考例および比較例における寿命が、比較例Ａ（窒化珪素）における寿命を１とした寿命比で表されている。また、破損形態は、転動体の表面に剥離が発生した場合「剥離」、剥離が発生することなく表面が摩耗して試験が中止された場合「摩耗」と記載されている。

　表１を参照して、ｚ値が０．１以上３．５以下となっている本発明の実施例Ａ～Ｆおよび参考例Ａ～Ｂでは、窒化珪素（比較例Ａ）と比較して遜色ない寿命を有している。また、破損形態も窒化珪素の場合と同様に「剥離」となっている。これに対し、ｚ値が３．５を超え、本発明の範囲外となっている比較例Ｂでは、寿命が大幅に低下するとともに、転動体に摩耗が観察される。すなわち、ｚ値が３．８である比較例Ｂでは、最終的には転動体に剥離が発生しているものの、転動体における摩耗が影響し、寿命が大幅に低下したものと考えられる。さらに、ｚ値が４である比較例Ｃにおいては、極めて短時間に転動体の摩耗が進行し、転がり軸受の耐久性が著しく低下している。

　以上のように、ｚ値が０．１以上３．５以下の範囲においては、サイアロン焼結体からなる転動体を備えた転がり軸受の耐久性は、窒化珪素の焼結体からなる転動体を備えた転がり軸受とほぼ同等である。これに対し、ｚ値が３．５を超えると転動体が摩耗しやすくなり、これに起因して転動疲労寿命が大幅に低下する。さらに、ｚ値が大きくなると、βサイアロンからなる転動体の破損原因が「剥離」から「摩耗」に変化し、転動疲労寿命が著しく低下することが明らかとなった。このように、ｚ値を０．１以上３．５以下とすることにより、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能なβサイアロン焼結体からなる転動体を備えた転がり軸受が提供可能であることが確認された。

　なお、表１を参照して、ｚ値が３を超える３．５の参考例Ｂにおいては、転動体には僅かな摩耗が発生しており、寿命も実施例Ａ～Ｆに比べて低下している。このことから、十分な耐久性をより安定して確保するためには、ｚ値は３以下とすることが望ましいといえる。

　（実施例２）
　以下、本発明の実施例２について説明する。種々のｚ値を有するβサイアロン焼結体からなる転動体を有する転がり軸受を作製し、当該転がり軸受に対して衝撃が作用する環境下におけるｚ値と転動疲労寿命との関係を調査する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。

　まず、試験の対象となる試験軸受の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法でｚ値を０．１～３．５の範囲で作製したβサイアロンの粉末を準備し、上記実施例１と同様の方法で、ｚ値が０．１～３．５である転動体を作製した。そして、別途準備した様々な鋼材を素材として製作した軌道輪と組み合わせて、ＪＩＳ規格６２０６型番の軸受を作製した（比較例Ｂ～Ｅ、実施例Ａ～Ｆ）。軌道輪を構成する鋼としては、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２、ＳＣＭ４２０、ＳＣｒ４２０、Ｓ５３Ｃ、Ｓ４５Ｃ、Ｓ４０ＣおよびＡＩＳＩ規格Ｍ５０を採用した。また、比較のため、窒化珪素からなる転動体、すなわちｚ値が０である転動体も上記βサイアロンからなる転動体と同様の方法で作製し、同様に軸受に組立てた（比較例Ａ）。

　次に、試験条件について説明する。上述のように作製されたＪＩＳ規格６２０６型番の軸受に対し、最大接触面圧Ｐ_ｍａｘ：２．５ＧＰａ、軸受回転数：５００ｒｐｍ、潤滑：タービン油ＶＧ６８循環給油、加振条件：２５００Ｎ（５０Ｈｚ）、試験温度：室温の条件の下で運転する加振衝撃疲労試験を行なった。そして、振動検出装置により運転中の軸受の振動を監視し、軸受に破損が発生して軸受の振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始から中止までの時間を当該軸受の寿命として記録した。また、試験中止後、軸受を分解して軸受の破損状態を確認した。

　表２に本実施例の試験結果を示す。表２においては、各欄内の上段に各実施例および比較例における寿命が、軌道輪の材質をＳＵＪ２とした場合の比較例Ａ（窒化珪素）の寿命を１とした寿命比で表されている。また、各欄内の下段には、軸受の破損部位（軌道輪または玉）が記載されている。

　表２を参照して、ｚ値が０．５以上３．０以下となっている本発明の実施例Ａ～Ｆは、窒化珪素（比較例Ａ）と比較して明確に長寿命となっている。ここで、表２に示すように、破損部位は窒化珪素の場合と同様に軌道部材（軌道輪）となっており、破損形態は剥離であった。これに対し、ｚ値が３．０を超え、本発明の範囲外となっている比較例Ｄ～Ｅでは、寿命が大幅に低下するとともに、転動体（玉）の破損（剥離）が先行する。すなわち、ｚ値が３．２５である比較例Ｄでは、衝撃の影響によりβサイアロン焼結体からなる軸受部品（玉）に損傷が生じ、寿命が大幅に低下したものと考えられる。さらに、ｚ値が３．５である比較例Ｅにおいては、さらに短時間に転動体の剥離が生じ、転がり軸受の耐久性が著しく低下している。

　一方、ｚ値が０．５より小さく、本発明の範囲外となっている比較例Ｂ～Ｃでは、寿命が比較例Ａとほぼ同じ程度にまで低下するとともに、軌道部材の破損（剥離）が先行する。すなわち、ｚ値が０．２５である比較例Ｃでは、ｚ値が０（窒化珪素）である比較例Ａとの物性の差が小さくなる。そのため、βサイアロン焼結体からなる玉と、当該玉に相対する軌道部材との衝突によって、一方的に軌道部材側に損傷が生じ、窒化珪素焼結体からなる玉を採用した比較例Ａ並みにまで寿命が低下したものと考えられる。

　さらに、表２を参照して、ｚ値が０．５以上３．０以下となっている本発明の範囲であっても、相対する軌道輪の硬度（表面硬度）がＨＶ６８０未満である場合、軌道輪の硬度がＨＶ６８０以上の場合に比べて寿命が低下する傾向にある。これは、軌道輪の硬度が低い場合、βサイアロン焼結体からなる玉と、当該玉に相対する軌道部材との衝突によって、軌道部材側に損傷が生じ易くなるためであると考えられる。

　以上のように、ｚ値が３．０を超えるとβサイアロン焼結体からなる軸受部品自身が破損し易くなる一方、ｚ値が０．５未満では、相手部材との間の接触面圧が増加し、相手部材に損傷が発生しやすくなる。そして、ｚ値を０．５以上３．０以下とすることにより、軸受部品を構成する素材の強度と軸受部品同士の接触面圧の低減とのバランスが確保される。その結果、負荷される荷重が急激に変化する環境下において、βサイアロン焼結体からなる軸受部品を含む転がり軸受の寿命が向上することが確認された。特に、軌道部材および転動体の一方はβサイアロン焼結体からなる軸受部品であり、軌道部材および転動体の他方は鋼からなる軸受部品である場合、軌道部材の物性と転動体の物性とがほどよく調和して、衝撃、振動等による損傷の発生を抑制することができる。このように、ｚ値を０．５以上３．０以下とすることにより、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、負荷される荷重が急激に変化するような用途に用いることが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品を備えた転がり軸受が提供可能であることが確認された。

　また、軌道部材および転動体の一方はβサイアロン焼結体からなる軸受部品であり、軌道部材および転動体の他方は鋼からなる軸受部品である場合、鋼からなる軸受部品の損傷を抑制するため、鋼からなる軸受部品の表面硬度はＨＶ６８０以上とすることが好ましいことが確認された。

　（実施例３）
　以下、本発明の実施例３について説明する。種々のｚ値を有するβサイアロン焼結体からなる試験片を作製し、ｚ値と転がり滑り疲労に対する耐久性との関係を調査する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。

　まず、試験の対象となる試験片の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法でｚ値を０．１～４の範囲で作製したβサイアロンの粉末を準備し、上記実施の形態３において図１６に基づいて説明した自在継手用トルク伝達部材の製造方法と同様の方法で、ｚ値が０．１～４である試験片を作製した。具体的な作製方法は以下のとおりである。まず、サブミクロンに微細化されたβサイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム（住友化学株式会社製、ＡＫＰ３０）および酸化イットリウム（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製、Ｙｔｔｒｉｕｍｏｘｉｄｅ　ｇｒａｄｅ　Ｃ）とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で円筒状に成形し、さらに冷間静水圧成形（ＣＩＰ）で加圧を行ない、円筒状の成形体を得た。

　引き続き当該成形体に対して１次焼結として常圧焼結を行なった後、圧力２００ＭＰａの窒素雰囲気中でＨＩＰ処理することで、焼結円筒体を製造した。次に、当該焼結円筒体の外周面にラッピング加工を行ない、直径φ４０ｍｍの円筒状の試験片とした。また、比較のため、窒化珪素からなる試験片、すなわちｚ値が０である試験片も上記βサイアロンからなる試験片と同様の方法で作製した（比較例Ａ）。

　次に、試験条件について説明する。上述のように作製された試験片に対し、別途準備された軸受鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ２）製の相手試験片（直径φ４０ｍｍの円筒状、焼入硬化済み）を、両者の軸が平行になるように、外周面において最大接触面圧Ｐｍａｘ：２．５ＧＰａで接触させた。そして、試験片を回転数：３０００ｒｐｍで軸周りに回転させるとともに、相手試験片を試験片に対する滑り率が５％となるように軸回りに回転させた。そして、潤滑：タービン油ＶＧ６８(清浄油)のパット給油、試験温度：室温、の条件の下で回転を継続する転がり滑り疲労試験（２円筒試験）を行なった。そして、振動検出装置により運転中の試験片の振動を監視し、試験片に破損が発生して振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始から中止までの時間を当該試験片の寿命として記録した。また、試験中止後、試験片の破損状態を確認した。

　表３に本実施例の試験結果を示す。表３においては、各実施例、参考例および比較例における寿命が、比較例Ａ（窒化珪素）における寿命を１とした寿命比で表されている。また、破損形態は、試験片の表面に剥離が発生した場合「剥離」、剥離が発生することなく表面が摩耗して試験が中止された場合「摩耗」と記載されている。

　表３を参照して、ｚ値が０．１以上３．５以下となっている本発明の実施例Ａ～Ｆおよび参考例Ａ～Ｂでは、窒化珪素（比較例Ａ）と比較して遜色ない寿命を有している。また、破損形態も窒化珪素の場合と同様に「剥離」となっている。これに対し、ｚ値が３．５を超え、本発明の範囲外となっている比較例Ｂでは、寿命が大幅に低下するとともに、試験片に摩耗が観察される。すなわち、ｚ値が３．８である比較例Ｂでは、最終的には試験片に剥離が発生しているものの、試験片における摩耗が影響し、寿命が大幅に低下したものと考えられる。さらに、ｚ値が４である比較例Ｃにおいては、極めて短時間に試験片の摩耗が進行し、耐久性が著しく低下している。

　以上のように、ｚ値が０．１以上３．５以下の範囲においては、サイアロン焼結体からなる試験片の耐久性は、窒化珪素の焼結体からなる試験片とほぼ同等である。これに対し、ｚ値が３．５を超えると試験片が摩耗しやすくなり、これに起因して転がり滑り疲労に対する耐久性が大幅に低下する。さらに、ｚ値が大きくなると、βサイアロンからなる試験片の破損原因が「剥離」から「摩耗」に変化し、転がり滑り疲労に対する耐久性が著しく低下することが明らかとなった。このように、ｚ値を０．１以上３．５以下とすることにより、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能なβサイアロン焼結体からなるトルク伝達部材を備えた自在継手が提供可能であることが確認された。

　なお、表３を参照して、ｚ値が３を超える３．５の参考例Ｂにおいては、試験片には僅かな摩耗が発生しており、寿命も実施例Ａ～Ｆに比べて低下している。このことから、十分な耐久性をより安定して確保するためには、ｚ値は３以下とすることが望ましいといえる。

　また、上記実験結果より、窒化珪素からなるトルク伝達部材と同等以上の耐久性（寿命）を得るには、ｚ値は２以下とすることが好ましく、１．５以下とすることが、より好ましい。一方、燃焼合成を採用した製造工程による、βサイアロン粉体の作製の容易性を考慮すると、十分に自己発熱による反応が期待できるｚ値である０．５以上とすることが好ましい。

　（実施例４）
　以下、本発明の実施例４について説明する。種々のｚ値を有するβサイアロン焼結体からなるトルク伝達部材を有する自在継手を作製し、当該自在継手に対して急激な捩り（衝撃捩り）が作用する場合におけるｚ値と耐久性との関係を調査する衝撃捩り試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。

　まず、試験の対象となる自在継手の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法でｚ値を０．１～３．５の範囲で作製したβサイアロンの粉末を準備し、上記実施例３と同様の方法で、ｚ値が０．１～３．５であるトルク伝達部材（ボール；直径１７／３２インチ（ＪＩＳ等級　Ｇ２０））を作製した。そして、別途準備した様々な鋼材を素材として製作した軌道部材と組み合わせて、等速ジョイント（型番ＥＵＪ８２）を作製した（比較例Ｂ～Ｅ、実施例Ａ～Ｆ）。軌道部材を構成する鋼としては、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２、ＳＣＭ４２０、Ｓ５３Ｃ、Ｓ４５ＣおよびＳ４０Ｃを採用した。また、比較のため、窒化珪素からなるボール、すなわちｚ値が０であるボールも上記βサイアロンからなるボールと同様の方法で作製し、同様に等速ジョイントに組立てた（比較例Ａ）。

　次に、試験条件について説明する。上述のように作製された型番ＥＵＪ８２の等速ジョイントをフライホイールに連結して回転を加え，一気にブレーキかける衝撃捩り試験を行なった。この試験は、たとえば等速ジョイントを備えた自動車が急停止する場合を模擬するものである。そして、試験後、等速ジョイントを分解して破損状態を確認した。

　表４に本実施例の試験結果を示す。表４においては、軌道部材またはボールに損傷が発生した場合、各欄内の上段に損傷の形態が、下段には損傷した部品（軌道部材またはボール）が表示されている。また、軌道部材およびボールに損傷が発生しなかった場合、各欄内には、「ＯＫ」との表示が記載されている。

　表４を参照して、ｚ値が０．５以上３．０以下となっている本発明の実施例Ａ～Ｆにおいては、軌道部材の表面硬度がＨＶ６８０以上である場合（軌道部材の材質がＳＵＪ２、ＳＣＭ４２０およびＳ５３Ｃの場合）、軌道部材およびボールともに破損が発生しなかった。また、軌道部材の表面硬度がＨＶ６８０未満の場合でも、軌道部材に打痕が生じたものの、軌道部材の割れやボールの割損には至らなかった。これに対し、ｚ値が３．０を超え、本発明の範囲外となっている比較例Ｄ～Ｅでは、軌道部材の材質および表面硬度に関わらず、ボールに割損が発生した。すなわち、ｚ値が３．２５以上である比較例ＤおよびＥでは、衝撃的な捩りよって、βサイアロン焼結体からなるボールに割損が発生していた。

　一方、ｚ値が０．５より小さく、本発明の範囲外となっている比較例Ｂ～Ｃでは、軌道部材にボールによる打痕または割損が発生していた。すなわち、ｚ値が０．２５以下である比較例ＢおよびＣでは、ｚ値が０（窒化珪素）である比較例Ａとの物性の差が小さくなる。そのため、βサイアロン焼結体からなるボールと、当該ボールに相対する軌道部材との衝突によって、一方的に軌道部材側に損傷が生じ、窒化珪素焼結体からなる玉を採用した比較例Ａの場合と同様に、軌道部材に打痕または割れが発生したものと考えられる。

　さらに、表４を参照して、ｚ値が０．５以上３．０以下となっている本発明の範囲であっても、相対する軌道部材の硬度（表面硬度）がＨＶ６８０未満である場合、軌道部材において打痕が発生した。これは、軌道部材の硬度が低い場合、βサイアロン焼結体からなるボールと、当該ボールに相対する軌道部材との衝突によって、軌道部材側に損傷が生じ易くなるためであると考えられる。

　以上のように、ｚ値が３．０を超えるとβサイアロン焼結体からなるトルク伝達部材自身が破損し易くなる一方、ｚ値が０．５未満では、相手部材との間の接触面圧が増加し、相手部材に損傷が発生しやすくなる。そして、ｚ値を０．５以上３．０以下とすることにより、トルク伝達部材を構成する素材の強度と相手部材との間の接触面圧の低減とのバランスが確保される。その結果、負荷される荷重が急激に変化する環境下において、βサイアロン焼結体からなるトルク伝達部材を含む自在継手の耐久性が向上することが確認された。特に、軌道部材が鋼からなる場合、軌道部材の物性とトルク伝達部材の物性とがほどよく調和して、衝撃、振動等による損傷の発生を抑制することができる。このように、ｚ値を０．５以上３．０以下とすることにより、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、負荷される荷重が急激に変化するような用途に用いることが可能なβサイアロン焼結体からなるトルク伝達部材を備えた自在継手が提供可能であることが確認された。

　また、軌道部材が鋼からなる場合、当該軌道部材の損傷を抑制するため、鋼からなる軌道部材の表面硬度はＨＶ６８０以上とすることが好ましいことが確認された。

　（実施例５）
　以下、本発明の実施例５について説明する。本発明の軸受部品およびトルク伝達部材の断面における緻密層および高緻密層の形成状態を調査する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。

　はじめに、燃焼合成法で作製した組成がＳｉ_５ＡｌＯＮ_７であるβサイアロンの粉末（株式会社イスマンジェイ製、商品名メラミックス）を準備し、実施の形態１において図７に基づいて説明した軸受部品の製造方法、および実施の形態３において図１６に基づいて説明したトルク伝達部材の製造方法と同様の方法で、一辺が約１０ｍｍの立方体試験片を作製した。具体的な製造方法は次のとおりである。まず、サブミクロンに微細化されたβサイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム（住友化学株式会社製、ＡＫＰ３０）および酸化イットリウム（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製、Ｙｔｔｒｉｕｍｏｘｉｄｅ　ｇｒａｄｅ　Ｃ）とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で所定の形状に成形し、さらに冷間静水圧成形（ＣＩＰ）で加圧を行ない、成形体を得た。引き続き当該成形体を圧力０．４ＭＰａの窒素雰囲気中で１６５０℃に加熱して焼結することで、上記立方体試験片を製造した。

　その後、当該試験片を切断し、切断された面をダイヤモンドラップ盤でラッピングした後、酸化クロムラップ盤による鏡面ラッピングを実施することにより、立方体の中心を含む観察用の断面を形成した。そして、当該断面を光学顕微鏡（株式会社ニコン製、マイクロフォト－ＦＸＡ）の斜光で観察し、倍率５０倍のインスタント写真（フジフイルム株式会社製　ＦＰ－１００Ｂ）を撮影した。その後、得られた写真の画像を、スキャナーを用いて（解像度３００ＤＰＩ）パーソナルコンピューターに取り込んだ。そして、画像処理ソフト（三谷商事株式会社製　ＷｉｎＲＯＯＦ）を用いて輝度閾値による２値化処理を行なって（本実施例での２値化分離閾値：１４０）、白色領域の面積率を測定した。

　次に、図２０～図２２を参照して、試験結果について説明する。ここで、図２０において写真上側が試験片の表面側であり、上端が表面である。

　図２０および図２１を参照して、本発明の軸受部品と同様の製造方法により作製された本実施例における試験片は、表面を含む領域に内部よりも白色領域の少ない層が形成されていることがわかる。そして、図２２に示すように、撮影された写真の画像を試験片の最表面からの距離に応じて３つの領域（最表面からの距離が１５０μｍ以内の領域、１５０μｍを超え５００μｍ以内の領域、５００μｍを超え８００μｍ以内の領域）に分け、領域毎に画像解析を行なって白色領域の面積率を算出したところ、表５に示す結果が得られた。表５においては、図２２に示した各領域を１視野として、無作為に撮影された５枚の写真から得られる５視野における白色領域の面積率の、平均値と最大値とが示されている。

　表５を参照して、本実施例における白色領域の面積率は、内部において１８．５％であったのに対し、表面からの深さが５００μｍ以下である領域においては３．７％、表面からの深さが１５０μｍ以下の領域においては１．２％となっていた。このことから、本発明の軸受部品と同様の製造方法により作製された本実施例における試験片は、表面を含む領域に内部よりも白色領域の少ない緻密層および高緻密層が形成されていることが確認された。

　（実施例６）
　以下、本発明の実施例６について説明する。本発明の軸受部品の転動疲労寿命を確認する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。

　まず、試験の対象となる試験軸受の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法で作製した組成がＳｉ_５ＡｌＯＮ_７であるβサイアロンの粉末（株式会社イスマンジェイ製、商品名メラミックス）を準備し、実施の形態１において図７に基づいて説明した軸受部品の製造方法と同様の方法で直径９．５２５ｍｍの３／８インチセラミック球を作製した。具体的な製造方法は次のとおりである。まず、サブミクロンに微細化されたβサイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム（住友化学株式会社製、ＡＫＰ３０）および酸化イットリウム（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製、Ｙｔｔｒｉｕｍｏｘｉｄｅ　ｇｒａｄｅ　Ｃ）とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で球体に成形し、さらに冷間静水圧成形（ＣＩＰ）で加圧を行ない球状の成形体を得た。

　次に、当該成形体に対して焼結後の加工代が所定の寸法となるようにグリーン体加工を行ない、引き続き当該成形体を圧力０．４ＭＰａの窒素雰囲気中で１６５０℃に加熱して焼結することで、焼結球体を製造した。次に、当該焼結球体にラッピング加工を行ない、３／８インチセラミック球（転動体；ＪＩＳ等級　Ｇ５）とした。そして、別途準備した軸受鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ２）製の軌道輪と組み合わせて、ＪＩＳ規格６２０６型番の軸受を作製した。ここで、上記焼結球体に対するラッピング加工により除去される焼結球体の厚み（加工代）を８段階に変化させ、８種類の軸受を作製した（実施例Ａ～Ｈ）。一方、比較のため、窒化珪素および焼結助剤からなる原料粉末を用いて加圧焼結法により焼結した焼結球体（日本特殊陶業株式会社製　ＥＣ１４１）に対して、上述と同様にラッピング加工を行ない、別途準備した軸受鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ２）製の軌道輪と組み合わせて、ＪＩＳ規格６２０６型番の軸受を作製した（比較例Ａ）。ラッピング加工による加工代は０．２５ｍｍとした。

　次に、試験条件について説明する。上述のように作製されたＪＩＳ規格６２０６型番の軸受に対し、最大接触面圧Ｐｍａｘ：３．２ＧＰａ、軸受回転数：２０００ｒｐｍ、潤滑：タービン油ＶＧ６８(清浄油)の循環給油、試験温度：室温、の条件の下で運転する疲労試験を行なった。そして、振動検出装置により運転中の軸受の振動を監視し、転動体に破損が発生して軸受の振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始から中止までの時間を当該軸受の寿命として記録した。なお、試験数は実施例、比較例ともに１５個ずつとし、そのＬ_１０寿命を算出した上で、比較例Ａに対する寿命比で耐久性を評価した。

　表６に本実施例の試験結果を示す。表６を参照して、実施例の軸受の寿命は、その製造コスト等を考慮するといずれも良好であるといえる。そして、加工代を０．５ｍｍ以下とすることにより転動体の表面に緻密層を残存させた実施例Ｄ～Ｇの軸受の寿命は、比較例Ａの寿命の１．５～２倍程度となっていた。さらに、加工代を０．１５ｍｍ以下とすることにより転動体の表面に高緻密層を残存させた実施例Ａ～Ｃの軸受の寿命は、比較例Ａの寿命の３倍程度となっていた。このことから、本発明の軸受部品を備えた転がり軸受は、耐久性において優れていることが確認された。そして、本発明の軸受部品を備えた転がり軸受は、軸受部品の加工代を０．５ｍｍ以下として、表面に緻密層を残存させることにより寿命が向上し、軸受部品の加工代を０．１５ｍｍ以下として、表面に高緻密層を残存させることにより寿命がさらに向上することが分かった。

　（実施例７）
　以下、本発明の実施例７について説明する。本発明の自在継手用トルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性を確認する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。

　まず、試験の対象となる試験片の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法で作製した組成がＳｉ_５ＡｌＯＮ_７であるβサイアロンの粉末（株式会社イスマンジェイ製、商品名メラミックス）を準備し、実施の形態３において図１６に基づいて説明した自在継手用トルク伝達部材の製造方法と同様の方法で直径φ４０ｍｍの円筒状の試験片を作製した。具体的な製造方法は次のとおりである。まず、サブミクロンに微細化されたβサイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム（住友化学株式会社製、ＡＫＰ３０）および酸化イットリウム（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製、Ｙｔｔｒｉｕｍｏｘｉｄｅ　ｇｒａｄｅ　Ｃ）とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で円筒状に成形し、さらに冷間静水圧成形（ＣＩＰ）で加圧を行ない円筒状の成形体を得た。

　次に、当該成形体に対して焼結後の加工代が所定の寸法となるようにグリーン加工を行ない、引き続き当該成形体を圧力０．４ＭＰａの窒素雰囲気中で１６５０℃に加熱して焼結することで、焼結円筒体を製造した。次に、当該焼結円筒体の外周面に対してラッピング加工を行ない、直径φ４０ｍｍの円筒状の試験片とした。ここで、上記焼結円筒体に対するラッピング加工により除去される焼結円筒体の厚み（加工代）を８段階に変化させ、８種類の試験片を作製した（実施例Ａ～Ｈ）。一方、比較のため、窒化珪素および焼結助剤からなる原料粉末を用いて加圧焼結法により焼結した焼結円筒体に対して、上述と同様にラッピング加工を行ない、直径φ４０ｍｍの円筒状の試験片を作製した（比較例Ａ）。ラッピング加工による加工代は０．２５ｍｍとした。

　次に、試験条件について説明する。上述のように作製された試験片に対し、別途準備された軸受鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ２）製の相手試験片（直径φ４０ｍｍの円筒状、焼入硬化済み）を、両者の軸が平行になるように、外周面において最大接触面圧Ｐｍａｘ：２．５ＧＰａで接触させた。そして、試験片を回転数：３０００ｒｐｍで軸周りに回転させるとともに、相手試験片を試験片に対する滑り率が５％となるように軸回りに回転させた。そして、潤滑：タービン油ＶＧ６８(清浄油)のパット給油、試験温度：室温、の条件の下で回転を継続する転がり滑り疲労試験（２円筒試験）を行なった。そして、振動検出装置により運転中の試験片の振動を監視し、試験片に破損が発生して振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始から中止までの時間を当該試験片の寿命として記録した。なお、試験数は実施例、比較例ともに８個ずつとし、その平均寿命を算出した上で、比較例Ａに対する寿命比で耐久性を評価した。

　表７に本実施例の試験結果を示す。表７を参照して、実施例の試験片の寿命は、その製造コスト等を考慮するといずれも良好であるといえる。そして、加工代を０．５ｍｍ以下とすることにより試験片の表面に緻密層を残存させた実施例Ｄ～Ｇの試験片の寿命は、比較例Ａの寿命の２～３倍程度となっていた。さらに、加工代を０．１５ｍｍ以下とすることにより試験片の表面に高緻密層を残存させた実施例Ａ～Ｃの試験片の寿命は、比較例Ａの寿命の５倍程度となっていた。このことから、本発明の自在継手用トルク伝達部材を備えた自在継手は、耐久性において優れているものと考えられる。そして、本発明の自在継手用トルク伝達部材を備えた自在継手は、自在継手用トルク伝達部材の加工代を０．５ｍｍ以下として、表面に緻密層を残存させることにより寿命が向上し、自在継手用トルク伝達部材の加工代を０．１５ｍｍ以下として、表面に高緻密層を残存させることにより寿命がさらに向上すると考えられる。

　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請求の範囲によって示され、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。

　本発明の軸受部品および転がり軸受は、βサイアロンを主成分とする焼結体からなる軸受部品および当該軸受部品を備えた転がり軸受に特に有利に適用され得る。また、本発明の自在継手用トルク伝達部材および自在継手は、βサイアロンを主成分とする焼結体からなる自在継手用トルク伝達部材および当該自在継手用トルク伝達部材を備えた自在継手に特に有利に適用され得る。

　１　深溝玉軸受、２　スラストニードルころ軸受、３　ハブユニット、１１　外輪、１１Ａ　外輪転走面、１１Ｂ　外輪緻密層、１１Ｃ，１２Ｃ，１３Ｃ　内部、１１Ｄ　外輪高緻密層、１２　内輪、１２Ａ　内輪転走面、１２Ｂ　内輪緻密層、１２Ｄ　内輪高緻密層、１３　玉、１３Ａ　玉転走面、１３Ｂ　玉緻密層、１３Ｄ　玉高緻密層、１４，２４，３９Ａ，３９Ｂ　保持器、２１　軌道輪、２１Ａ　軌道輪転走面、２１Ｂ　軌道輪緻密層、２１Ｃ，２３Ｃ　内部、２１Ｄ　軌道輪高緻密層、２３　ニードルころ、２３Ａ　ころ転走面、２３Ｂ　ころ緻密層、２３Ｄ　ころ高緻密層、３１　外輪、３１Ａ１，３１Ａ２，３２Ａ，３３Ａ　転走面、３１Ｂ　外輪緻密層、３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ，３４Ｃ　内部、３１Ｄ　外輪高緻密層、３２　ハブ輪、３２Ｂ　ハブ輪緻密層、３２Ｄ　ハブ輪高緻密層、３３　内輪、３３Ｂ　内輪緻密層、３３Ｄ　内輪高緻密層、３４　玉、３４Ａ　玉転走面、３４Ｂ　玉緻密層、３４Ｄ　玉高緻密層、３５　ハブ輪フランジ、３５Ａ　ハブ輪貫通穴、３６　ボルト、３７　外輪フランジ、３７Ａ　外輪貫通穴、３８　固定環、３９Ａ，３９Ｂ　保持器、１０１　固定ジョイント、１０２　トリポードジョイント、１１１　インナーレース、１１１Ａ　インナーレースボール溝、１１２　アウターレース、１１２Ａ　アウターレースボール溝、１１３　ボール、１１３Ａ　ボール接触面、１１３Ｂ　ボール緻密層、１１３Ｃ　内部、１１３Ｄ　ボール高緻密層、１１４　ケージ、１１５，１１６　軸、１２１　トリポード、２１１　トリポード軸、１２２　アウターレース、１２２Ａ　アウターレース溝、１２３　球面ローラ、１２３Ａ　球面ローラ接触面、１２３Ｂ　球面ローラ緻密層、１２３Ｃ　内部、１２３Ｄ　球面ローラ高緻密層、１２５，１２６　軸。

Claims

　転がり軸受（１，２，３）において、軌道部材（１１，１２，２１，３１，３２，３３）または前記軌道部材（１１，１２，２１，３１，３２，３３）に接触して円環状の軌道上に配置される転動体（１３，２３，３４）である軸受部品（１１，１２，２１，３１，３２，３３，１３，２３，３４）であって、
　窒化珪素に比べて他の軸受部品（１１，１２，２１，３１，３２，３３，１３，２３，３４）に対する衝撃を抑制することが可能なセラミックスからなる、軸受部品（１１，１２，２１，３１，３２，３３，１３，２３，３４）。
　前記セラミックスは、
　Ｓｉ_６－ＺＡｌ_ＺＯ_ＺＮ_８－Ｚの組成式で表され、０．５≦ｚ≦３．０を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成される、請求の範囲第１項に記載の軸受部品（１１，１２，２１，３１，３２，３３，１３，２３，３４）。
　他の軸受部品（１１，１２，２１，３１，３２，３３，１３，２３，３４）と接触する面である転走面（１１Ａ，１２Ａ，２１Ａ，３１Ａ１，３１Ａ２，３２Ａ，３３Ａ，１３Ａ，２３Ａ，３４Ａ）を含む領域には、内部（１１Ｃ，１２Ｃ，２１Ｃ，３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ，１３Ｃ，２３Ｃ，３４Ｃ）よりも緻密性の高い層である緻密層（１１Ｂ，１２Ｂ，２１Ｂ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，１３Ｂ，２３Ｂ，３４Ｂ）が形成されている、請求の範囲第２項に記載の軸受部品（１１，１２，２１，３１，３２，３３，１３，２３，３４）。
　前記緻密層（１１Ｂ，１２Ｂ，２１Ｂ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，１３Ｂ，２３Ｂ，３４Ｂ）の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は７％以下である、請求の範囲第３項に記載の軸受部品（１１，１２，２１，３１，３２，３３，１３，２３，３４）。
　前記緻密層（１１Ｂ，１２Ｂ，２１Ｂ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，１３Ｂ，２３Ｂ，３４Ｂ）の表面を含む領域には、前記緻密層（１１Ｂ，１２Ｂ，２１Ｂ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，１３Ｂ，２３Ｂ，３４Ｂ）内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高緻密層（１１Ｄ，１２Ｄ，２１Ｄ，３１Ｄ，３２Ｄ，３３Ｄ，１３Ｄ，２３Ｄ，３４Ｄ）が形成されている、請求の範囲第３項に記載の軸受部品（１１，１２，２１，３１，３２，３３，１３，２３，３４）。
　前記高緻密層（１１Ｄ，１２Ｄ，２１Ｄ，３１Ｄ，３２Ｄ，３３Ｄ，１３Ｄ，２３Ｄ，３４Ｄ）の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は３．５％以下である、請求の範囲第５項に記載の軸受部品（１１，１２，２１，３１，３２，３３，１３，２３，３４）。
　前記セラミックスは、
　Ｓｉ_６－ＺＡｌ_ＺＯ_ＺＮ_８－Ｚの組成式で表され、０．５≦ｚ≦３．０を満たすβサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成される、請求の範囲第１項に記載の軸受部品（１１，１２，２１，３１，３２，３３，１３，２３，３４）。
　他の軸受部品（１１，１２，２１，３１，３２，３３，１３，２３，３４）と接触する面である転走面（１１Ａ，１２Ａ，２１Ａ，３１Ａ１，３１Ａ２，３２Ａ，３３Ａ，１３Ａ，２３Ａ，３４Ａ）を含む領域には、内部（１１Ｃ，１２Ｃ，２１Ｃ，３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ，１３Ｃ，２３Ｃ，３４Ｃ）よりも緻密性の高い層である緻密層（１１Ｂ，１２Ｂ，２１Ｂ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，１３Ｂ，２３Ｂ，３４Ｂ）が形成されている、請求の範囲第７項に記載の軸受部品（１１，１２，２１，３１，３２，３３，１３，２３，３４）。
　前記緻密層（１１Ｂ，１２Ｂ，２１Ｂ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，１３Ｂ，２３Ｂ，３４Ｂ）の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は７％以下である、請求の範囲第８項に記載の軸受部品（１１，１２，２１，３１，３２，３３，１３，２３，３４）。
　前記緻密層（１１Ｂ，１２Ｂ，２１Ｂ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，１３Ｂ，２３Ｂ，３４Ｂ）の表面を含む領域には、前記緻密層（１１Ｂ，１２Ｂ，２１Ｂ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，１３Ｂ，２３Ｂ，３４Ｂ）内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高緻密層（１１Ｄ，１２Ｄ，２１Ｄ，３１Ｄ，３２Ｄ，３３Ｄ，１３Ｄ，２３Ｄ，３４Ｄ）が形成されている、請求の範囲第８項に記載の軸受部品（１１，１２，２１，３１，３２，３３，１３，２３，３４）。
　前記高緻密層（１１Ｄ，１２Ｄ，２１Ｄ，３１Ｄ，３２Ｄ，３３Ｄ，１３Ｄ，２３Ｄ，３４Ｄ）の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は３．５％以下である、請求の範囲第１０項に記載の軸受部品（１１，１２，２１，３１，３２，３３，１３，２３，３４）。
　軌道部材（１１，１２，２１，３１，３２，３３）と、
　前記軌道部材（１１，１２，２１，３１，３２，３３）に接触し、円環状の軌道上に配置される複数の転動体（１３，２３，３４）とを備え、
　前記軌道部材（１１，１２，２１，３１，３２，３３）および前記転動体（１３，２３，３４）の少なくともいずれか一方は、請求の範囲第１項に記載の軸受部品（１１，１２，２１，３１，３２，３３，１３，２３，３４）である、転がり軸受（１，２，３）。
　前記軌道部材（１１，１２，２１，３１，３２，３３）および前記転動体（１３，２３，３４）の一方は請求の範囲第１項に記載の軸受部品（１１，１２，２１，３１，３２，３３，１３，２３，３４）であり、
　前記軌道部材（１１，１２，２１，３１，３２，３３）および前記転動体（１３，２３，３４）の他方は鋼からなる軸受部品（１１，１２，２１，３１，３２，３３，１３，２３，３４）であり、
　前記鋼からなる軸受部品（１１，１２，２１，３１，３２，３３，１３，２３，３４）の表面の硬度はＨＶ６８０以上である、請求の範囲第１２項に記載の転がり軸受（１，２，３）。