WO2024024605A1 - 玉軸受 - Google Patents

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WO2024024605A1
WO2024024605A1 PCT/JP2023/026501 JP2023026501W WO2024024605A1 WO 2024024605 A1 WO2024024605 A1 WO 2024024605A1 JP 2023026501 W JP2023026501 W JP 2023026501W WO 2024024605 A1 WO2024024605 A1 WO 2024024605A1
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steel
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ball bearing
outer ring
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崇 川井
力 大木
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Ntn株式会社
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    • F16C2220/00—Shaping

Definitions

  • the present invention relates to ball bearings.
  • JP-A No. 2001-3139 describes a rolling bearing (conical roller bearing).
  • the rolling bearing described in Patent Document 1 includes an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements (conical rollers).
  • the inner ring has, as a contact surface, an inner ring raceway surface that contacts the rolling elements.
  • the outer ring has, as a contact surface, an outer ring raceway surface that contacts the rolling elements.
  • the rolling element has, as a contact surface, an outer peripheral surface that contacts the inner ring raceway surface and the outer ring raceway surface.
  • the contact surfaces of the inner ring, outer ring, and rolling elements are nitrided.
  • the amount of retained austenite in the steel in the surface layer near the contact surfaces of the inner ring, outer ring, and rolling elements is 20 volume percent or more and 40 volume percent or less.
  • the bearing parts (inner ring, outer ring, and rolling elements) of the rolling bearing described in Patent Document 1 are made by performing mechanical processing such as grinding and polishing on a steel workpiece that has been nitrided, quenched, and tempered. It is formed by being However, in the rolling bearing described in Patent Document 1, no attention is paid to the nitrogen concentration in the steel and the gradient of the nitrogen concentration in the surface layer near the contact surfaces of the inner ring, outer ring, and rolling elements. As a result, in the rolling bearing described in Patent Document 1, there is room for improvement regarding the workability of bearing parts.
  • the present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above. More specifically, the present invention provides a ball bearing that can improve the workability of bearing parts.
  • the ball bearing according to the present invention includes an inner ring, an outer ring, and balls. At least one bearing component among the inner ring, outer ring and balls has a contact surface.
  • the bearing parts are made of steel that has been nitrided, hardened and tempered.
  • the steel contains 0.90 mass percent to 1.20 mass percent of carbon, 0.35 mass percent to 0.80 mass percent of silicon, and 0.80 mass percent to 1.20 mass percent of manganese.
  • the value obtained by dividing the silicon concentration in the steel by the manganese concentration in the steel is less than 0.51.
  • Nitrogen is introduced into the steel such that the nitrogen concentration decreases away from the contact surface.
  • the average nitrogen concentration in the steel between the contact surface and the first position where the distance from the contact surface in the depth direction is 10 ⁇ m is 0.16 mass percent or less.
  • the second position which is further away from the raceway surface than the first position in the depth direction, has a nitrogen concentration in the steel of 0.01 mass percent or less, and the distance from the first position in the depth direction is the minimum. This is the position where The nitrogen concentration gradient between the first position and the second position is 0.12 mass percent/mm or more and 1.1 mass percent/mm or less.
  • the wall thickness of the bearing component may be 30 mm or less.
  • the amount of retained austenite in the steel may be 23 volume percent or more and 40 volume percent or less.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a ball bearing 100.
  • FIG. FIG. 3 is a process diagram showing a method for manufacturing the ball bearing 100.
  • the ball bearing according to the embodiment is referred to as a ball bearing 100.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the ball bearing 100.
  • the ball bearing 100 is a deep groove ball bearing.
  • the ball bearing 100 is not limited to a deep groove ball bearing, and may be another ball bearing.
  • the ball bearing 100 is used, for example, in automobile drive units (differentials, transmissions, EV (Electric Vehicle) reducers, HEV (Hybrid Electric Vehicle) reducers, etc.), industrial machinery devices (robot reducers, construction machines, tractors, etc.). etc.) are ball bearings used in automobile drive units (differentials, transmissions, EV (Electric Vehicle) reducers, HEV (Hybrid Electric Vehicle) reducers, etc.), industrial machinery devices (robot reducers, construction machines, tractors, etc.). etc.) are ball bearings used in automobile drive units (differentials, transmissions, EV (Electric Vehicle) reducers, HEV (Hybrid Electric Vehicle) reducers, etc.), industrial machinery devices (robot reducers, construction machines,
  • the ball bearing 100 has an inner ring 10, an outer ring 20, a plurality of balls 30, and a cage 40.
  • the center axis of the inner ring 10 is defined as a center axis A.
  • the direction of the central axis A is defined as the axial direction.
  • the direction passing through the central axis A and orthogonal to the central axis A is defined as the radial direction.
  • the direction along the circumference centered on the central axis A when viewed along the axial direction is defined as the circumferential direction.
  • the inner ring 10 is a ring-shaped member.
  • the inner ring 10 has a first width surface 10a, a second width surface 10b, an inner diameter surface 10c, and an outer diameter surface 10d.
  • the first width surface 10a and the second width surface 10b are end surfaces of the inner ring 10 in the axial direction.
  • the first width surface 10a faces one side in the axial direction (the left side in FIG. 1)
  • the second width surface 10b faces the other side in the axial direction (the right side in FIG. 1). That is, the second width surface 10b is an opposite surface in the axial direction to the first width surface 10a.
  • the inner diameter surface 10c extends in the circumferential direction.
  • the inner diameter surface 10c faces the central axis A side. That is, the inner diameter surface 10c faces inward in the radial direction.
  • One end in the axial direction and the other end in the axial direction of the inner diameter surface 10c are connected to the first width surface 10a and the second width surface 10b, respectively.
  • the inner ring 10 is fitted onto the shaft at the inner diameter surface 10c.
  • the outer diameter surface 10d extends in the circumferential direction.
  • the outer diameter surface 10d faces the opposite side to the central axis A. That is, the outer diameter surface 10d faces outward in the radial direction and is a surface opposite to the inner diameter surface 10c in the radial direction.
  • One end in the axial direction and the other end in the axial direction of the outer diameter surface 10d are connected to the first width surface 10a and the second width surface 10b, respectively.
  • the outer diameter surface 10d has a raceway surface 10da.
  • the raceway surface 10da is a portion of the outer diameter surface 10d that contacts the ball 30. That is, the raceway surface 10da is a contact surface of the inner ring 10.
  • the outer diameter surface 10d is recessed toward the inner diameter surface 10c in the raceway surface 10da.
  • the raceway surface 10da has, for example, a partially arcuate shape in a cross-sectional view perpendicular to the circumferential direction.
  • the raceway surface 10da is located at the center of the outer diameter surface 10d in the axial direction.
  • the outer ring 20 is a ring-shaped member.
  • the outer ring 20 has a first width surface 20a, a second width surface 20b, an inner diameter surface 20c, and an outer diameter surface 20d.
  • the first width surface 20a and the second width surface 20b are end surfaces of the outer ring 20 in the axial direction.
  • the first width surface 20a faces one side in the axial direction.
  • the second width surface 20b faces the other side in the axial direction. That is, the second width surface 20b is a surface opposite to the first width surface 20a in the axial direction.
  • the inner diameter surface 20c extends in the circumferential direction.
  • the inner diameter surface 20c faces the central axis A side. That is, the inner diameter surface 20c faces inward in the radial direction.
  • One end in the axial direction and the other end in the axial direction of the inner diameter surface 20c are connected to the first width surface 20a and the second width surface 20b, respectively.
  • the outer ring 20 is disposed such that the inner diameter surface 20c faces the outer diameter surface 10d with an interval in the radial direction.
  • the outer diameter surface 20d extends in the circumferential direction.
  • the outer diameter surface 20d faces the opposite side to the central axis A. That is, the outer diameter surface 20d faces outward in the radial direction, and is a surface opposite to the inner diameter surface 20c in the radial direction.
  • One end in the axial direction and the other end in the axial direction of the outer diameter surface 20d are connected to the first width surface 20a and the second width surface 20b, respectively.
  • the outer ring 20 is fitted into the housing at the outer diameter surface 20d.
  • the inner diameter surface 20c has a raceway surface 20ca.
  • the raceway surface 20ca is a portion of the inner diameter surface 20c that contacts the ball 30. That is, the raceway surface 20ca is a contact surface of the outer ring 20.
  • the inner diameter surface 20c is recessed toward the outer diameter surface 20d in the raceway surface 20ca.
  • the raceway surface 20ca has, for example, a partially arcuate shape in a cross-sectional view perpendicular to the circumferential direction.
  • the raceway surface 20ca is located at the center of the inner diameter surface 20c in the axial direction.
  • the raceway surface 20ca faces the raceway surface 10da with an interval in the radial direction.
  • the ball 30 is spherical.
  • the ball 30 is arranged between the outer diameter surface 10d and the inner diameter surface 20c. More specifically, the ball 30 is arranged between the raceway surface 10da and the raceway surface 20ca.
  • the plurality of balls 30 are arranged in the circumferential direction.
  • Ball 30 has a surface 30a. The surface 30a is in contact with the raceway surface 10da and the raceway surface 20ca. That is, the surface 30a is the contact surface of the ball 30.
  • the cage 40 is arranged between the outer diameter surface 10d and the inner diameter surface 20c.
  • the holder 40 holds a plurality of balls 30 such that the distance between two adjacent balls 30 in the circumferential direction is within a certain range.
  • the thickness of the inner ring 10, the outer ring 20, and the balls 30 may be 15 mm or more.
  • the thickness of the inner ring 10, the outer ring 20, and the balls 30 may be 20 mm or more.
  • the thickness of the inner ring 10, the outer ring 20, and the balls 30 are, for example, 30 mm or less.
  • the wall thickness of the inner ring 10 is a value obtained by dividing the difference between the outer diameter and the inner diameter of the inner ring 10 by two.
  • the wall thickness of the outer ring 20 is a value obtained by dividing the difference between the outer diameter and the inner diameter of the outer ring 20 by two.
  • the wall thickness of the ball 30 is the diameter of the ball 30.
  • the pitch circle diameter is, for example, 15 mm or more.
  • the pitch circle diameter is twice the distance between the central axis A and the center of the ball 30 in the radial direction.
  • the inner ring 10, outer ring 20, and balls 30 are made of steel that has been nitrided, quenched, and tempered.
  • the steel has the composition shown in Table 1. More specifically, the steel contains 0.90 mass percent to 1.20 mass percent carbon, 0.35 mass percent to 0.80 mass percent silicon, and 0.80 mass percent to 1.20 mass percent carbon. It contains not more than 0.30 mass percent of nickel, 0.80 to 1.30 mass percent of chromium, and less than 0.10 mass percent of molybdenum. The remainder of the steel is iron and unavoidable impurities. Note that the steel does not need to contain nickel and molybdenum.
  • the value obtained by dividing the silicon concentration by the manganese concentration is less than 0.51.
  • Lower silicon concentration in steel suppresses the formation of iron oxides and improves hydrogen embrittlement resistance.
  • Higher manganese concentration in steel improves hardenability.
  • sulfur is fixed by combining manganese with sulfur to form manganese sulfide, which suppresses grain boundary segregation of sulfur and suppresses a decrease in the strength of the steel.
  • increasing the manganese concentration in the steel lowers the ductile-brittle fiber temperature of the steel and improves the toughness of the steel. From this point of view, the value obtained by dividing the silicon concentration by the manganese concentration is set to be less than 0.51.
  • the steel making up the inner ring 10, outer ring 20, and balls 30 is filled with nitrogen so that the nitrogen concentration decreases as the distance from the contact surface increases. It has been introduced.
  • the position where the distance in the depth direction from the contact surfaces of the inner ring 10, outer ring 20, and balls 30 is 10 ⁇ m is defined as the first position.
  • the average nitrogen concentration in the steel from the contact surface to the first location is 0.16 mass percent or less.
  • the depth direction is a direction perpendicular to the contact surface.
  • the second position is the position where the nitrogen concentration in the steel is 0.01 mass percent or less and the distance from the first position in the depth direction is the minimum. The second position is farther from the contact surface than the first position in the depth direction.
  • the nitrogen concentration gradient between the first position and the second position is 0.12 mass percent/mm or more and 1.1 mass percent/mm or less.
  • the nitrogen concentration gradient between the first position and the second position is the value obtained by subtracting the nitrogen concentration in the steel at the second position from the nitrogen concentration in the steel at the first position. Calculated by dividing by the distance between the two locations. Note that the nitrogen concentration in the steel is measured using an EPMA (Electron Probe Micro Analyzer).
  • the amount of retained austenite in the steel constituting the inner ring 10, outer ring 20, and balls 30 is preferably 23 volume percent or more and 40 volume percent or less.
  • the amount of retained austenite in steel is measured by X-ray diffraction. That is, the amount of retained austenite in the steel is determined by dividing the peak intensity of austenite in the X-ray profile by the sum of the peak intensities of other than austenite in the steel.
  • Lubricating oil may be supplied to the bearing space (the space between the outer diameter surface 10d and the inner diameter surface 20c).
  • the amount of foreign matter in the lubricating oil is preferably 0.35 g/L or less.
  • the average nitrogen concentration between the contact surface and the first position does not need to be less than 0.16 mass percent, and the The nitrogen concentration gradient between the position and the second position does not need to be 0.12 mass percent/mm or more and 1.1 mass percent/mm or less.
  • the amount of retained austenite in the steel does not need to be 23 volume percent or more and 40 volume percent or less.
  • FIG. 2 is a process diagram showing a method for manufacturing the ball bearing 100.
  • the method for manufacturing the ball bearing 100 includes a preparation step S1, a nitriding step S2, a quenching step S3, a tempering step S4, a post-treatment step S5, and an assembly step S6. ing.
  • a workpiece is prepared.
  • the workpieces for the inner ring 10 and the outer ring 20 are ring-shaped members.
  • the workpiece for the ball 30 is a spherical member.
  • the member to be processed is made of steel having a composition shown in Table 1 and in which the value obtained by dividing the silicon concentration by the manganese concentration is less than 0.51.
  • the nitriding step S2 is performed after the preparation step S1.
  • nitriding is performed on the surface of the workpiece.
  • the nitriding step S2 is performed by maintaining the workpiece at a temperature equal to or higher than the A1 transformation point in an atmosphere containing a nitrogen source (for example, ammonia gas).
  • a nitrogen source for example, ammonia gas
  • nitrogen is introduced from the surface of the workpiece, and the introduced nitrogen diffuses into the inside of the workpiece.
  • it is possible to control the proportion of ammonia gas in the atmosphere gas and evenly fill the furnace with ammonia gas by installing a device that circulates the atmosphere gas in the furnace. preferable.
  • the quenching step S3 is performed after the nitriding step S2.
  • the hardening process S3 includes a heating and holding process and a cooling process.
  • the heating and holding step is performed by holding the workpiece at a temperature equal to or higher than the A1 transformation point.
  • the cooling step is performed after the heating and holding step.
  • the cooling step is performed by cooling the workpiece to a temperature below the M S transformation point.
  • the tempering step S4 is performed after the hardening step S3.
  • the tempering step S4 is performed by holding the workpiece at a temperature below the A1 transformation point and then allowing it to cool.
  • the post-treatment step S5 is performed after the tempering step S4.
  • the workpiece is ground and polished.
  • the members to be processed become the inner ring 10, the outer ring 20, and the balls 30.
  • the assembly process S6 is performed after the post-processing process S5.
  • the inner ring 10, the outer ring 20, and the balls 30 are assembled together with the retainer 40.
  • the average nitrogen concentration between the contact surface and the first position is 0.16 mass percent or less, so the nitrogen concentration on the surface of the workpiece is also low. Therefore, the amount of retained austenite and the amount of precipitates on the surface of the workpiece are also reduced. Therefore, according to the ball bearing 100, workability when forming the inner ring 10, the outer ring 20, and the balls 30 can be improved.
  • the nitrogen concentration gradient from the first position to the second position is small, so the depth of the region where nitrogen is introduced is ensured. Therefore, in the ball bearing 100, although the average nitrogen concentration between the contact surface and the first position is low, the contact surface It is possible to ensure durability (for example, durability against indentation-originated peeling due to foreign matter biting).
  • the average nitrogen concentration from the contact surface to the first position is 0.16 mass percent or less, reducing the time required for the nitriding step S2. Therefore, the cost required for heat treatment can be reduced.
  • reduction gears for EVs often have a structure with three parallel axes, so there is a limit to the dimensions of the ball bearing 100 in the axial direction, while the dimensions of the ball bearing 100 in the radial direction (inner ring 10, outer ring 20 and the wall thickness of the balls 30) to increase the load capacity of the ball bearing 100.
  • the inner ring 10, the outer ring 20, and the balls 30 are shown in Table 1, and are made of steel with a composition in which the value obtained by dividing the silicon concentration by the manganese concentration is less than 0.51. The hardenability is high, and incomplete hardening can be prevented even if the inner ring 10, outer ring 20, and balls 30 are thick.
  • the balls 30 may be made of steel other than those shown in Table 1, such as SUJ2, which is a high carbon chromium bearing steel specified in the JIS standard. Instead of the hardening and tempering described above, the ball 30 may be subjected to normal hardening and tempering in an atmosphere that does not contain a nitrogen source.
  • the wall thickness of the balls 30 may be the normal size, or only the wall thicknesses of the inner ring 10 and outer ring 20 may be increased.
  • Ball 30 may be made of ceramic material.

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Abstract

玉軸受（１００）は、内輪（１０）と、外輪（２０）と、玉（３０）とを備えている。内輪、外輪及び玉のうちの少なくとも１つの軸受部品は、接触面（１０ｄａ，２０ｃａ，３０ａ）を有する。軸受部品は、浸窒、焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製である。鋼は、０．９０質量パーセント以上１．２０質量パーセント以下の炭素と、０．３５質量パーセント以上０．８０質量パーセント以下のシリコンと、０．８０質量パーセント以上１．２０質量パーセント以下のマンガンと、０．３０質量パーセント未満のニッケルと、０．８０質量パーセント以上１．３０質量パーセント以下のクロムと、０．１０質量パーセント未満のモリブデンと、残部をなす鉄及び不可避不純物とを含有している。鋼中のシリコン濃度を鋼中のマンガン濃度で除した値は、０．５１未満になっている。

Description

玉軸受
　本発明は、玉軸受に関する。
　例えば特開２００１－３１３９号（特許文献１）には、転がり軸受（円錐ころ軸受）が記載されている。特許文献１に記載の転がり軸受は、内輪と、外輪と、複数の転動体（円錐ころ）とを有している。内輪は、接触面として、転動体に接触する内輪軌道面を有している。外輪は、接触面として、転動体に接触する外輪軌道面を有している。転動体は、接触面として、内輪軌道面及び外輪軌道面に接触する外周面を有している。特許文献１に記載の転がり軸受では、内輪、外輪及び転動体の接触面に浸窒が行われている。特許文献１に記載の転がり軸受では、内輪、外輪及び転動体の接触面近傍の表層部における鋼中の残留オーステナイト量が２０体積パーセント以上４０体積パーセント以下となっている。
特開２００１－３１３９号
　特許文献１に記載の転がり軸受の軸受部品（内輪、外輪及び転動体）は、浸窒処理、焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製の加工対象部材に対して研削・研磨等の機械加工が行われることにより、形成される。しかしながら、特許文献１に記載の転がり軸受では、内輪、外輪及び転動体の接触面近傍の表層部における鋼中の窒素濃度及び窒素濃度の勾配に着眼されていない。その結果、特許文献１に記載の転がり軸受では、軸受部品に対する加工性に関して、改善の余地がある。
　本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みて行われたものである。より具体的には、本発明は、軸受部品の加工性を改善可能な玉軸受を提供するものである。
　本発明に係る玉軸受は、内輪と、外輪と、玉とを備えている。内輪、外輪及び玉のうちの少なくとも１つの軸受部品は、接触面を有する。軸受部品は、浸窒、焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製である。鋼は、０．９０質量パーセント以上１．２０質量パーセント以下の炭素と、０．３５質量パーセント以上０．８０質量パーセント以下のシリコンと、０．８０質量パーセント以上１．２０質量パーセント以下のマンガンと、０．３０質量パーセント未満のニッケルと、０．８０質量パーセント以上１．３０質量パーセント以下のクロムと、０．１０質量パーセント未満のモリブデンと、残部をなす鉄及び不可避不純物とを含有している。鋼中のシリコン濃度を鋼中のマンガン濃度で除した値は、０．５１未満になっている。鋼には、接触面から離れるにつれて窒素濃度が小さくなるように、窒素が導入されている。接触面と深さ方向における接触面からの距離が１０μｍとなる第１位置との間での鋼中の平均窒素濃度は、０．１６質量パーセント以下になっている。深さ方向において第１位置よりも軌道面から離れている第２位置は、鋼中の窒素濃度が０．０１質量パーセント以下になっており、かつ深さ方向における第１位置との距離が最小となる位置である。第１位置と第２位置との間での窒素濃度勾配は、０．１２質量パーセント／ｍｍ以上１．１質量パーセント／ｍｍ以下である。
　上記の玉軸受では、軸受部品の肉厚が、３０ｍｍ以下であってもよい。上記の玉軸受では、鋼中の残留オーステナイト量が、２３体積パーセント以上４０体積パーセント以下であってもよい。
　本発明に係る玉軸受によると、軸受部品の加工性を改善可能である。
玉軸受１００の断面図である。 玉軸受１００の製造方法を示す工程図である。
　実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面では、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さないものとする。実施形態に係る玉軸受を、玉軸受１００とする。
　（玉軸受１００の構成）
　以下に、玉軸受１００の構成を説明する。
　図１は、玉軸受１００の断面図である。図１に示されるように、玉軸受１００は、深溝玉軸受である。但し、玉軸受１００は、深溝玉軸受に限られるものではなく、他の玉軸受であってもよい。玉軸受１００は、例えば、自動車駆動ユニット（デファレンシャル、トランスミッション、ＥＶ（Electric　Vehicle）用減速機、ＨＥＶ（Hybrid　Electric　Vehicle）用減速機等）、産業機械用装置（ロボット用減速機、建設機械、トラクター等）に使用される玉軸受である。
　玉軸受１００は、内輪１０と、外輪２０と、複数の玉３０と、保持器４０とを有している。内輪１０の中心軸を、中心軸Ａとする。中心軸Ａの方向を、軸方向とする。中心軸Ａを通り、かつ中心軸Ａに直交する方向を、径方向とする。軸方向に沿って見た際に中心軸Ａを中心とする円周に沿う方向を、周方向とする。
　内輪１０は、リング状の部材である。内輪１０は、第１幅面１０ａと、第２幅面１０ｂと、内径面１０ｃと、外径面１０ｄとを有している。第１幅面１０ａ及び第２幅面１０ｂは、軸方向における内輪１０の端面である。第１幅面１０ａは軸方向における一方側（図１中では、左側）を向いており、第２幅面１０ｂは軸方向における他方側（図１中では、右側）を向いている。すなわち、第２幅面１０ｂは、第１幅面１０ａの軸方向における反対面である。
　内径面１０ｃは、周方向に延在している。内径面１０ｃは、中心軸Ａ側を向いている。すなわち、内径面１０ｃは、径方向における内側を向いている。内径面１０ｃの軸方向における一方端及び軸方向における他方端は、それぞれ、第１幅面１０ａ及び第２幅面１０ｂに連なっている。図示されていないが、内輪１０は、内径面１０ｃにおいて軸に嵌め合わされる。
　外径面１０ｄは、周方向に延在している。外径面１０ｄは、中心軸Ａとは反対側を向いている。すなわち、外径面１０ｄは、径方向における外側を向いており、径方向における内径面１０ｃの反対面である。外径面１０ｄの軸方向における一方端及び軸方向における他方端は、それぞれ、第１幅面１０ａ及び第２幅面１０ｂに連なっている。
　外径面１０ｄは、軌道面１０ｄａを有している。軌道面１０ｄａは、玉３０に接触する外径面１０ｄの部分である。すなわち、軌道面１０ｄａは、内輪１０の接触面である。外径面１０ｄは、軌道面１０ｄａにおいて、内径面１０ｃ側に窪んでいる。軌道面１０ｄａは、周方向に直交する断面視において、例えば部分円弧状である。軌道面１０ｄａは、外径面１０ｄの軸方向における中央部にある。
　外輪２０は、リング状の部材である。外輪２０は、第１幅面２０ａと、第２幅面２０ｂと、内径面２０ｃと、外径面２０ｄとを有している。第１幅面２０ａ及び第２幅面２０ｂは、軸方向における外輪２０の端面である。第１幅面２０ａは、軸方向における一方側を向いている。第２幅面２０ｂは、軸方向における他方側を向いている。すなわち、第２幅面２０ｂは、第１幅面２０ａの軸方向における反対面である。
　内径面２０ｃは、周方向に延在している。内径面２０ｃは、中心軸Ａ側を向いている。すなわち、内径面２０ｃは、径方向における内側を向いている。内径面２０ｃの軸方向における一方端及び軸方向における他方端は、それぞれ、第１幅面２０ａ及び第２幅面２０ｂに連なっている。外輪２０は、内径面２０ｃが外径面１０ｄと径方向において間隔を空けて対向するように配置されている。
　外径面２０ｄは、周方向に延在している。外径面２０ｄは、中心軸Ａとは反対側を向いている。すなわち、外径面２０ｄは、径方向における外側を向いており、径方向における内径面２０ｃの反対面である。外径面２０ｄの軸方向における一方端及び軸方向における他方端は、それぞれ、第１幅面２０ａ及び第２幅面２０ｂに連なっている。図示されていないが、外輪２０は、外径面２０ｄにおいてハウジングに嵌め合わされる。
　内径面２０ｃは、軌道面２０ｃａを有している。軌道面２０ｃａは、玉３０に接触する内径面２０ｃの部分である。すなわち、軌道面２０ｃａは、外輪２０の接触面である。内径面２０ｃは、軌道面２０ｃａにおいて、外径面２０ｄ側に窪んでいる。軌道面２０ｃａは、周方向に直交する断面視において、例えば部分円弧状である。軌道面２０ｃａは、内径面２０ｃの軸方向における中央部にある。軌道面２０ｃａは、径方向において、軌道面１０ｄａと間隔を空けて対向している。
　玉３０は、球状である。玉３０は、外径面１０ｄと内径面２０ｃとの間に配置されている。より具体的には、玉３０は、軌道面１０ｄａと軌道面２０ｃａとの間に配置されている。複数の玉３０は、周方向に並べられている。玉３０は、表面３０ａを有している。表面３０ａは、軌道面１０ｄａ及び軌道面２０ｃａに接触している。すなわち、表面３０ａは、玉３０の接触面である。
　保持器４０は、外径面１０ｄと内径面２０ｃとの間に配置されている。保持器４０は、隣り合う２つの玉３０の間の周方向における間隔が一定範囲内となるように、複数の玉３０を保持している。
　内輪１０の肉厚、外輪２０の肉厚及び玉３０の肉厚は、１５ｍｍ以上であってもよい。内輪１０の肉厚、外輪２０の肉厚及び玉３０の肉厚は、２０ｍｍ以上であってもよい。内輪１０の肉厚、外輪２０の肉厚及び玉３０の肉厚は、例えば、３０ｍｍ以下である。内輪１０の肉厚は、内輪１０の外径と内径との差を２で除した値である。外輪２０の肉厚は、外輪２０の外径と内径との差を２で除した値である。玉３０の肉厚は、玉３０の直径である。玉軸受１００では、ピッチ円径が、例えば１５ｍｍ以上である。ピッチ円径は、径方向における中心軸Ａと玉３０の中心との間の距離の２倍である。
　内輪１０、外輪２０及び玉３０は、浸窒、焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製である。鋼は、表１に示されている組成を有している。より具体的には、鋼は、０．９０質量パーセント以上１．２０質量パーセント以下の炭素と、０．３５質量パーセント以上０．８０質量パーセント以下のシリコンと、０．８０質量パーセント以上１．２０質量パーセント以下のマンガンと、０．３０質量パーセント未満のニッケルと、０．８０質量パーセント以上１．３０質量パーセント以下のクロムと、０．１０質量パーセント未満のモリブデンとを含有している。鋼の残部は、鉄及び不可避不純物である。なお、鋼は、ニッケル及びモリブデンを含有していなくてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　鋼中では、シリコン濃度をマンガン濃度で除した値が０．５１未満になっている。鋼中のシリコン濃度が低くなると、鉄の酸化物の形成が抑制され、耐水素脆性が改善される。鋼中のマンガン濃度が高くなると、焼入れ性が改善される。また、鋼中のマンガン濃度が高くなると、マンガンが硫黄と結合して硫化マンガンとなることにより硫黄が固定されるため、硫黄の粒界偏析が抑制され、鋼の強度低下が抑制される。さらに、鋼中のマンガン濃度が高くなると、鋼の延性－脆性繊維温度が低下して鋼の靭性が改善される。このような観点から、シリコン濃度をマンガン濃度で除した値が０．５１未満とされている。
　内輪１０、外輪２０及び玉３０には浸窒が行われているため、内輪１０、外輪２０及び玉３０を構成している鋼には、接触面から離れるにつれて窒素濃度が低くなるように窒素が導入されている。
　内輪１０、外輪２０及び玉３０の接触面からの深さ方向における距離が１０μｍとなる位置を、第１位置とする。接触面から第１位置までの間における鋼中の平均窒素濃度は、０．１６質量パーセント以下である。深さ方向とは、接触面に直交している方向である。鋼中の窒素濃度が０．０１質量パーセント以下となり、かつ深さ方向における第１位置との距離が最小となる位置を、第２位置とする。第２位置は、深さ方向において、第１位置よりも接触面から離れている。
　第１位置と第２位置との間における窒素濃度勾配は、０．１２質量パーセント／ｍｍ以上１．１質量パーセント／ｍｍ以下である。第１位置と第２位置との間における窒素濃度勾配は、第１位置における鋼中の窒素濃度から第２位置における鋼中の窒素濃度を減じた値を深さ方向における第１位置と第２位置との間の距離で除することにより算出される。なお、鋼中の窒素濃度は、ＥＰＭＡ（Electron　Probe　Micro　Analyzer）を用いて測定される。
　内輪１０、外輪２０及び玉３０を構成している鋼中の残留オーステナイト量は、２３体積パーセント以上４０体積パーセント以下であることが好ましい。鋼中の残留オーステナイト量は、Ｘ線回折法により測定される。すなわち、鋼中の残留オーステナイト量は、Ｘ線プロファイルにおけるオーステナイトのピーク強度を鋼中のオーステナイト以外のピーク強度の和で除することにより求められる。
　軸受空間（外径面１０ｄと内径面２０ｃとの間の空間）には、潤滑油が供給されていてもよい。潤滑油中の異物量は、０．３５ｇ／Ｌ以下であることが好ましい。
　＜変形例＞
　上記においては、内輪１０、外輪２０及び玉３０が表１に示されている組成の鋼製である場合を説明したが、内輪１０、外輪２０及び玉３０のうちの少なくとも１つの軸受部品が表１に示されており、かつシリコン濃度をマンガン濃度で除した値が０．５１未満の組成の鋼で形成されていればよく、内輪１０、外輪２０及び玉３０のうちの他の軸受部品が表１に示されている組成以外の鋼で形成されていてもよい。
　表１に示されている組成以外の鋼で形成されている軸受部品では、接触面と第１位置との間における平均窒素濃度が０．１６質量パーセント以下になっていなくてもよく、第１位置と第２位置との間における窒素濃度勾配が０．１２質量パーセント／ｍｍ以上１．１質量パーセント／ｍｍ以下になっていなくてもよい。表１に示されている組成以外の鋼で形成されている軸受部品では、鋼中の残留オーステナイト量が２３体積パーセント以上４０体積パーセント以下になっていなくてもよい。
　（玉軸受１００の製造方法）
　以下に、玉軸受１００の製造方法を説明する。
　図２は、玉軸受１００の製造方法を示す工程図である。図２に示されるように、玉軸受１００の製造方法は、準備工程Ｓ１と、浸窒工程Ｓ２と、焼入れ工程Ｓ３と、焼戻し工程Ｓ４と、後処理工程Ｓ５と、組み立て工程Ｓ６とを有している。
　準備工程Ｓ１では、加工対象部材が準備される。内輪１０及び外輪２０のための加工対象部材は、リング状の部材である。玉３０のための加工対象部材は、球状の部材である。加工対象部材は、表１に示され、かつシリコン濃度をマンガン濃度で除した値が０．５１未満である組成の鋼で形成されている。
　浸窒工程Ｓ２は、準備工程Ｓ１の後に行われる。浸窒工程Ｓ２では、加工対象部材の表面に対する浸窒が行われる。浸窒工程Ｓ２では、窒素源（例えば、アンモニアガス）を含む雰囲気下で加工対象部材をＡ１変態点以上の温度に保持することにより行われる。これにより、加工対象部材の表面から窒素が導入されるとともに、導入された窒素が加工対象部材の内部に拡散する。窒素濃度勾配にコントロールするためには、雰囲気ガスを循環させる装置を炉内に設置することにより、雰囲気ガス中のアンモニアガスの割合をコントロールするとともにアンモニアガスを炉内に満遍なく均一に充満させることが好ましい。
　焼入れ工程Ｓ３は、浸窒工程Ｓ２の後に行われる。焼入れ工程Ｓ３は、加熱保持工程と冷却工程とを有している。加熱保持工程は、加工対象部材をＡ１変態点以上の温度に保持することにより行われる。冷却工程は、加熱保持工程の後に行われる。冷却工程は、加工対象部材をＭＳ変態点以下の温度に冷却することにより行われる。焼戻し工程Ｓ４は、焼入れ工程Ｓ３の後に行われる。焼戻し工程Ｓ４は、加工対象部材をＡ１変態点未満の温度で保持した後に放冷することにより行われる。
　後処理工程Ｓ５は、焼戻し工程Ｓ４の後に行われる。後処理工程Ｓ５では、加工対象部材に対する研削及び研磨が行われる。これにより、加工対象部材が内輪１０、外輪２０及び玉３０となる。組み立て工程Ｓ６は、後処理工程Ｓ５の後に行われる。組み立て工程Ｓ６では、内輪１０、外輪２０及び玉３０が、保持器４０とともに組み立てられる。以上により、図１に示される構造の玉軸受１００が形成される。
　（玉軸受１００の効果）
　以下に、玉軸受１００の効果を説明する。
　接触面近傍における窒素濃度を増加させて鋼中の残留オーステナイト量を増加させることにより異物噛み込みに起因した圧痕起点型の剥離を抑制しようとする場合、粘りが強い残留オーステナイト量の増加及び析出物の増加により、研削加工を行う際の抵抗が大きくなってしまう。その結果、後処理工程Ｓ５における加工コストが増加してしまう。
　玉軸受１００の内輪１０、外輪２０及び玉３０では、接触面から第１位置までの間における平均窒素濃度が０．１６質量パーセント以下になっているため、加工対象部材の表面における窒素濃度も低くなっており、加工対象部材の表面における残留オーステナイト量及び析出物の量も少なくなる。そのため、玉軸受１００によると、内輪１０、外輪２０及び玉３０を形成する際の加工性を改善することができる。
　また、玉軸受１００の内輪１０、外輪２０及び玉３０では、第１位置から第２位置までの間における窒素濃度勾配が小さいため、窒素が導入されている領域の深さが確保されている。そのため、玉軸受１００では、接触面から第１位置までの間における平均窒素濃度が低くなっているものの、例えば潤滑油中の異物量が０．３５ｇ／Ｌ以下となる潤滑環境下で、接触面における耐久性（例えば、異物噛み込みによる圧痕起点型の剥離に対する耐久性）を確保することができる。
　なお、玉軸受１００の内輪１０、外輪２０及び玉３０では、接触面から第１位置までの間における平均窒素濃度が０．１６質量パーセント以下になっており、浸窒工程Ｓ２に要する時間を短縮することができるため、熱処理に要するコストを低減可能である。
　例えばＥＶ用の減速機では、平行３軸の構造になっていることが多いため、軸方向における玉軸受１００の寸法に制限がある一方で径方向における玉軸受１００の寸法（内輪１０、外輪２０及び玉３０の肉厚）を大きくして玉軸受１００の負荷容量を高めることが求められる。玉軸受１００では、内輪１０、外輪２０及び玉３０が表１に示されており、かつシリコン濃度をマンガン濃度で除した値が０．５１未満となる組成の鋼で形成されているため、鋼の焼入れ性が高く、内輪１０、外輪２０及び玉３０の肉厚が大きくても不完全焼入れを起こさないようにすることができる。
　玉３０は、表１に示される組成以外の鋼、例えばＪＩＳ規格に定められている高炭素クロム軸受鋼であるＳＵＪ２製であってもよい。玉３０に対しては、上記のような焼入れ・焼戻しではなく、窒素源を含まない雰囲気中での普通焼入れ・焼戻しが行われてもよい。玉３０の肉厚は通常サイズであってもよく、内輪１０及び外輪２０の肉厚のみを大きくしてもよい。玉３０は、セラミックス材料製であってもよい。
　以上のように本発明の実施形態について説明を行ったが、上記の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は、上記の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。
　Ａ　中心軸、１００　玉軸受、１０　内輪、１０ａ　第１幅面、１０ｂ　第２幅面、１０ｃ　内径面、１０ｄ　外径面、１０ｄａ　軌道面、２０　外輪、２０ａ　第１幅面、２０ｂ　第２幅面、２０ｃ　内径面、２０ｃａ　軌道面、２０ｄ　外径面、３０　玉、３０ａ　表面、４０　保持器、Ｓ１　準備工程、Ｓ２　浸窒工程、Ｓ３　焼入れ工程、Ｓ４　焼戻し工程、Ｓ５　後処理工程、Ｓ６　組み立て工程。

Claims (3)

  1. 　内輪と、
    　外輪と、
    　玉とを備え、
    　前記内輪、前記外輪及び前記玉のうちの少なくとも１つの軸受部品は、接触面を有し、
    　前記軸受部品は、浸窒、焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製であり、
    　前記鋼は、０．９０質量パーセント以上１．２０質量パーセント以下の炭素と、０．３５質量パーセント以上０．８０質量パーセント以下のシリコンと、０．８０質量パーセント以上１．２０質量パーセント以下のマンガンと、０．３０質量パーセント未満のニッケルと、０．８０質量パーセント以上１．３０質量パーセント以下のクロムと、０．１０質量パーセント未満のモリブデンと、残部をなす鉄及び不可避不純物とを含有しており、
    　前記鋼中のシリコン濃度を前記鋼中のマンガン濃度で除した値は、０．５１未満になっており、
    　前記鋼には、前記接触面から離れるにつれて窒素濃度が小さくなるように窒素が導入されており、
    　前記接触面と深さ方向における前記接触面からの距離が１０μｍとなる第１位置と間での前記鋼中の平均窒素濃度は、０．１６質量パーセント以下になっており、
    　前記深さ方向において前記第１位置よりも前記軌道面から離れている第２位置は、前記鋼中の窒素濃度が０．０１質量パーセント以下になっており、かつ前記深さ方向における前記第１位置との距離が最小となる位置であり、
    　前記第１位置と前記第２位置との間での窒素濃度勾配は、０．１２質量パーセント／ｍｍ以上１．１質量パーセント／ｍｍ以下である、玉軸受。
  2. 　前記軸受部品の肉厚は、３０ｍｍ以下である、請求項１に記載の玉軸受。
  3. 　前記軸受部品において、前記鋼中の残留オーステナイト量は、２３体積パーセント以上４０体積パーセント以下である、請求項１又は請求項２に記載の玉軸受。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004052101A (ja) * 2001-11-14 2004-02-19 Koyo Seiko Co Ltd 転がり、摺動部品およびその製造方法
JP2014238118A (ja) * 2013-06-06 2014-12-18 Ntn株式会社 軸受部品および転がり軸受
JP2015042897A (ja) * 2013-07-23 2015-03-05 日本精工株式会社 ボールねじのねじ軸の製造方法、ボールねじ
US20170335440A1 (en) * 2015-12-14 2017-11-23 Aktiebolaget Skf Fatigue-resistant bearing steel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004052101A (ja) * 2001-11-14 2004-02-19 Koyo Seiko Co Ltd 転がり、摺動部品およびその製造方法
JP2014238118A (ja) * 2013-06-06 2014-12-18 Ntn株式会社 軸受部品および転がり軸受
JP2015042897A (ja) * 2013-07-23 2015-03-05 日本精工株式会社 ボールねじのねじ軸の製造方法、ボールねじ
US20170335440A1 (en) * 2015-12-14 2017-11-23 Aktiebolaget Skf Fatigue-resistant bearing steel

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