JP7499810B2 - Ball bearings - Google Patents

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Description

本発明は、玉軸受に関する。 The present invention relates to a ball bearing.

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。 For example, JP 2001-3139 A (Patent Document 1) describes a rolling bearing (tapered roller bearing). The rolling bearing described in Patent Document 1 has an inner ring, an outer ring, and multiple rolling elements (tapered rollers). The inner ring has an inner ring raceway surface that contacts the rolling elements as a contact surface. The outer ring has an outer ring raceway surface that contacts the rolling elements as a contact surface. The rolling elements have an outer peripheral surface that contacts the inner ring raceway surface and the outer ring raceway surface as a contact surface. In the rolling bearing described in Patent Document 1, nitriding is performed on the contact surfaces of the inner ring, outer ring, and rolling elements. In the rolling bearing described in Patent Document 1, 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.

特開２００１－３１３９号JP 2001-3139 A

特許文献１に記載の転がり軸受では、内輪、外輪及び転動体が浸窒、焼入れ及び焼戻しの行われた鋼製であり、熱処理に要するコストが高くなる。また、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ため、高温環境下で使用された場合に、残留オーステナイトの分解に伴う寸法変化が大きくなることが懸念される。 In the rolling bearing described in Patent Document 1, the inner ring, outer ring, and rolling elements are made of steel that has been nitriding, quenching, and tempering, which increases the cost of heat treatment. In addition, in the rolling bearing described in Patent Document 1, 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 to 40 volume percent, so there is concern that when used in a high-temperature environment, dimensional changes due to the decomposition of retained austenite will become significant.

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本発明は、軸受部品の熱処理に要するコストを低減しつつ、使用に伴う軸受部品の寸法変化を抑制可能な玉軸受を提供するものである。 The present invention has been made in consideration of the problems of the conventional technology as described above. More specifically, the present invention provides a ball bearing that can reduce the cost required for heat treatment of bearing components while suppressing dimensional changes of the bearing components that occur during use.

本発明の玉軸受は、内輪と、外輪と、玉とを備える。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、焼入れ及び焼戻しの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。鋼中の残留オーステナイト量は、１３体積パーセント以上３５体積パーセント未満である。 The ball bearing of the present invention comprises an inner ring, an outer ring, and balls. At least one of the bearing components, the inner ring, the outer ring, and the balls, has a contact surface. The bearing component is made of steel that has been hardened and tempered. The steel contains 0.90 to 1.20 mass percent carbon, 0.35 to 0.80 mass percent silicon, 0.80 to 1.20 mass percent manganese, less than 0.30 mass percent nickel, 0.80 to 1.30 mass percent chromium, less than 0.10 mass percent molybdenum, and the balance being iron and unavoidable impurities. The value obtained by dividing the silicon concentration in the steel by the manganese concentration in the steel is less than 0.51. The amount of retained austenite in the steel is 13 to 35 volume percent.

上記の玉軸受では、接触面と接触面からの深さ方向における距離が１０μｍとなる位置との間における鋼中の平均窒素濃度が、０．０１質量パーセント未満であってもよい。 In the above ball bearing, the average nitrogen concentration in the steel between the contact surface and a position 10 μm away from the contact surface in the depth direction may be less than 0.01 mass percent.

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、軸受部品は、内輪又は外輪であってもよい。鋼の硬さは、５９ＨＲＣ以上６５ＨＲＣ以上であってもよい。上記の玉軸受では、軸受部品が、玉であってもよい。鋼の硬さは、６０ＨＲＣ以上６８ＨＲＣ以下であってもよい。 In the above ball bearing, the thickness of the bearing part may be 30 mm or less. In the above ball bearing, the bearing part may be an inner ring or an outer ring. The hardness of the steel may be 59 HRC or more and 65 HRC or more. In the above ball bearing, the bearing part may be a ball. The hardness of the steel may be 60 HRC or more and 68 HRC or less.

上記の玉軸受によると、軸受部品の熱処理に要するコストを低減しつつ、使用に伴う軸受部品の寸法変化を抑制可能である。 The above-mentioned ball bearing makes it possible to reduce the cost of heat treating the bearing components while suppressing dimensional changes in the bearing components that occur during use.

玉軸受１００の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a ball bearing 100. 玉軸受１００の製造方法を示す工程図である。3A to 3C are process diagrams showing a manufacturing method of the ball bearing 100.

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。 Details of the embodiment will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts will be given the same reference symbols, and duplicate explanations will not be repeated. The ball bearing according to the embodiment will be referred to as ball bearing 100.

（玉軸受１００の構成）
以下に、玉軸受１００の構成を説明する。 (Configuration of ball bearing 100)
The configuration of the ball bearing 100 will be described below.

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。 Figure 1 is a cross-sectional view of a ball bearing 100. As shown in Figure 1, the ball bearing 100 is a deep groove ball bearing. However, the ball bearing 100 is not limited to a deep groove ball bearing, and may be another type of ball bearing. The ball bearing 100 is a ball bearing used, for example, in automobile drive units (differentials, transmissions, reducers for EVs (Electric Vehicles), reducers for HEVs (Hybrid Electric Vehicles), etc.) and industrial machinery devices (reducers for robots, construction machinery, tractors, etc.).

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。 The ball bearing 100 has an inner ring 10, an outer ring 20, a number of balls 30, and a cage 40. The central axis of the inner ring 10 is defined as the central axis A. The direction of the central axis A is defined as the axial direction. The direction passing through the central axis A and perpendicular 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.

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。 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), and the second width surface 10b faces the other side in the axial direction (the right side in FIG. 1). In other words, the second width surface 10b is the opposite surface in the axial direction to the first width surface 10a.

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。 The inner diameter surface 10c extends in the circumferential direction. The inner diameter surface 10c faces the central axis A. That is, the inner diameter surface 10c faces inward in the radial direction. One end 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. Although not shown, the inner ring 10 is fitted to the shaft at the inner diameter surface 10c.

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。 The outer diameter surface 10d extends in the circumferential direction. The outer diameter surface 10d faces the opposite side to the central axis A. In other words, the outer diameter surface 10d faces outward in the radial direction and is the opposite side to the inner diameter surface 10c in the radial direction. One end 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.

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。 The outer diameter surface 10d has a raceway surface 10da. The raceway surface 10da is the portion of the outer diameter surface 10d that contacts the balls 30. In other words, the raceway surface 10da is the contact surface of the inner ring 10. The outer diameter surface 10d is recessed toward the inner diameter surface 10c at the raceway surface 10da. The raceway surface 10da is, for example, partially arc-shaped in a cross section perpendicular to the circumferential direction. The raceway surface 10da is located in the center of the outer diameter surface 10d in the axial direction.

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。 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. In other words, the second width surface 20b is the opposite surface in the axial direction to the first width surface 20a.

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。 The inner diameter surface 20c extends in the circumferential direction. The inner diameter surface 20c faces the central axis A. That is, the inner diameter surface 20c faces inward in the radial direction. One end 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 arranged such that the inner diameter surface 20c faces the outer diameter surface 10d with a gap therebetween in the radial direction.

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。 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 the opposite side to the inner diameter surface 20c in the radial direction. One end 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. Although not shown, the outer ring 20 is fitted into the housing at the outer diameter surface 20d.

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。 The inner diameter surface 20c has a raceway surface 20ca. The raceway surface 20ca is the portion of the inner diameter surface 20c that contacts the balls 30. In other words, the raceway surface 20ca is the contact surface of the outer ring 20. The inner diameter surface 20c is recessed toward the outer diameter surface 20d at the raceway surface 20ca. In a cross-sectional view perpendicular to the circumferential direction, the raceway surface 20ca is, for example, partially arc-shaped. 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 a gap in between in the radial direction.

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。 The balls 30 are spherical. The balls 30 are disposed between the outer diameter surface 10d and the inner diameter surface 20c. More specifically, the balls 30 are disposed between the raceway surface 10da and the raceway surface 20ca. The multiple balls 30 are arranged in the circumferential direction. The balls 30 have a surface 30a. The surface 30a is in contact with the raceway surface 10da and the raceway surface 20ca. In other words, the surface 30a is the contact surface of the balls 30.

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。 The retainer 40 is disposed between the outer diameter surface 10d and the inner diameter surface 20c. The retainer 40 holds multiple balls 30 so that the circumferential distance between two adjacent balls 30 is within a certain range.

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。 The thickness of the inner ring 10, the thickness of the outer ring 20, and the thickness of the balls 30 may be 15 mm or more. The thickness of the inner ring 10, the thickness of the outer ring 20, and the thickness of the balls 30 may be 20 mm or more. The thickness of the inner ring 10, the thickness of the outer ring 20, and the thickness of the balls 30 are, for example, 30 mm or less. The thickness of the inner ring 10 is the difference between the outer diameter and the inner diameter of the inner ring 10 divided by 2. The thickness of the outer ring 20 is the difference between the outer diameter and the inner diameter of the outer ring 20 divided by 2. The thickness of the balls 30 is the diameter of the balls 30. In the ball bearing 100, 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 balls 30 in the radial direction.

内輪１０、外輪２０及び玉３０は、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。 The inner ring 10, the outer ring 20, and the balls 30 are made of steel that has been hardened and tempered. The steel has the composition shown in Table 1. More specifically, the steel contains 0.90 to 1.20 mass percent carbon, 0.35 to 0.80 mass percent silicon, 0.80 to 1.20 mass percent manganese, less than 0.30 mass percent nickel, 0.80 to 1.30 mass percent chromium, and less than 0.10 mass percent molybdenum. The balance of the steel is iron and unavoidable impurities. The steel does not have to contain nickel and molybdenum.

Figure 0007499810000001
Figure 0007499810000001

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。 In steel, the value obtained by dividing the silicon concentration by the manganese concentration is less than 0.51. When the silicon concentration in steel is low, the formation of iron oxides is suppressed, and hydrogen embrittlement resistance is improved. When the manganese concentration in steel is high, hardenability is improved. Furthermore, when the manganese concentration in steel is high, manganese bonds with sulfur to form manganese sulfide, thereby fixing the sulfur, thereby suppressing grain boundary segregation of sulfur and suppressing a decrease in the strength of the steel. Furthermore, when the manganese concentration in steel is high, the ductile-brittle fiber temperature of the steel is lowered, improving the toughness of the steel. From this perspective, the value obtained by dividing the silicon concentration by the manganese concentration is set to less than 0.51.

内輪１０、外輪２０及び玉３０には浸窒が行われていないため、内輪１０、外輪２０及び玉３０を構成している鋼には、接触面から窒素が導入されていない。より具体的には、内輪１０、外輪２０及び玉３０を構成している鋼中では、接触面と接触面からの深さ方向における距離が１０μｍとなる位置との間における平均窒素濃度が０．０１質量パーセント未満になっている。 Since the inner ring 10, outer ring 20, and ball 30 have not been subjected to nitriding, nitrogen is not introduced into the steel constituting the inner ring 10, outer ring 20, and ball 30 from the contact surface. More specifically, in the steel constituting the inner ring 10, outer ring 20, and ball 30, the average nitrogen concentration between the contact surface and a position 10 μm away from the contact surface in the depth direction is less than 0.01 mass percent.

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、１３体積パーセント以上３５体積パーセント未満である。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、好ましくは１３体積パーセント以上２０体積パーセント未満である。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。 The amount of retained austenite in the steel constituting the inner ring 10, the outer ring 20, and the ball 30 is 13 volume percent or more and less than 35 volume percent. The amount of retained austenite in the steel constituting the inner ring 10, the outer ring 20, and the ball 30 is preferably 13 volume percent or more and less than 20 volume percent. The amount of retained austenite in the 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 other than austenite in the steel.

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。 Lubricating oil may be supplied to the bearing space (the space between the outer diameter surface 10d and the inner diameter surface 20c). It is preferable that the amount of foreign matter in the lubricating oil is 0.35 g/L or less.

内輪１０及び外輪２０を構成している鋼の硬さは、接触面において、５９ＨＲＣ以上６５ＨＲＣ以下である。内輪１０及び外輪２０を構成している鋼の硬さは、接触面以外の箇所においても、５９ＨＲＣ以上６５ＨＲＣ以下の範囲内にある。すなわち、内輪１０及び外輪２０を構成している鋼には、不完全焼入れが生じていない。玉３０を構成している鋼の硬さは、接触面において、６０ＨＲＣ以上６８ＨＲＣ以下である。玉３０を構成している鋼の硬さは、接触面以外の箇所においても、６０ＨＲＣ以上６８ＨＲＣ以下である。すなわち、玉３０を構成している鋼には、不完全焼入れが生じていない。 The hardness of the steel constituting the inner ring 10 and the outer ring 20 is 59 HRC or more and 65 HRC or less at the contact surface. The hardness of the steel constituting the inner ring 10 and the outer ring 20 is also within the range of 59 HRC or more and 65 HRC or less at places other than the contact surface. In other words, the steel constituting the inner ring 10 and the outer ring 20 is not incompletely hardened. The hardness of the steel constituting the ball 30 is 60 HRC or more and 68 HRC or less at the contact surface. The hardness of the steel constituting the ball 30 is 60 HRC or more and 68 HRC or less at places other than the contact surface. In other words, the steel constituting the ball 30 is not incompletely hardened.

内輪１０、外輪２０及び玉３０を構成している鋼の硬さは、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｚ ２２４５：２０１６）に規定されているロックウェル硬さ試験法にしたがって測定されるものとする。但し、玉３０を構成している鋼の硬さは、平面硬さに換算される。 The hardness of the steel that constitutes the inner ring 10, the outer ring 20, and the ball 30 shall be measured in accordance with the Rockwell hardness test method prescribed in the JIS standard (JIS Z 2245:2016). However, the hardness of the steel that constitutes the ball 30 shall be converted to planar hardness.

（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。 (Method of manufacturing ball bearing 100)
A method for manufacturing the ball bearing 100 will now be described.

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、焼入れ工程Ｓ２と、焼戻し工程Ｓ３と、後処理工程Ｓ４と、組み立て工程Ｓ５とを有している。 Figure 2 is a process diagram showing the manufacturing method of ball bearing 100. As shown in Figure 2, the manufacturing method of ball bearing 100 includes a preparation process S1, a quenching process S2, a tempering process S3, a post-treatment process S4, and an assembly process S5.

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。 In the preparation step S1, the workpiece to be processed is prepared. The workpiece for the inner ring 10 and the outer ring 20 is a ring-shaped member. The workpiece for the ball 30 is a spherical member. The workpiece is made of steel having the composition shown in Table 1, and in which the silicon concentration divided by the manganese concentration is less than 0.51.

焼入れ工程Ｓ２は、準備工程Ｓ１の後に行われる。焼入れ工程Ｓ２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。加工対象部材を構成している鋼中の残留オーステナイト量は、冷却工程における冷却速度により調整される。 The quenching step S2 is performed after the preparation step S1. The quenching step S2 has a heating and holding step and a cooling step. 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 equal to or lower than the M S transformation point. The amount of retained austenite in the steel constituting the workpiece is adjusted by the cooling rate in the cooling step.

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構成されているため、加工対象部材の肉厚が大きくても、焼入れ工程Ｓ２において不完全焼入れを起こすことなく加工対象部材の焼入れができる。焼戻し工程Ｓ３は、焼入れ工程Ｓ２の後に行われる。焼戻し工程Ｓ３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。 Since the workpiece is made of steel having a composition shown in Table 1 and a value obtained by dividing the silicon concentration by the manganese concentration of less than 0.51, the workpiece can be quenched without incomplete quenching in the quenching step S2 even if the workpiece has a large thickness. The tempering step S3 is performed after the quenching step S2. The tempering step S3 is performed by holding the workpiece at a temperature below the A1 transformation point and then allowing it to cool.

後処理工程Ｓ４は、焼戻し工程Ｓ３の後に行われる。後処理工程Ｓ４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Ｓ５は、後処理工程Ｓ４の後に行われる。組み立て工程Ｓ５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。 The post-processing step S4 is carried out after the tempering step S3. In the post-processing step S4, the workpiece is ground and polished. As a result, the workpiece becomes the inner ring 10, the outer ring 20, and the balls 30. The assembly step S5 is carried out after the post-processing step S4. In the assembly step S5, the inner ring 10, the outer ring 20, and the balls 30 are assembled together with the cage 40. As a result, the ball bearing 100 having the structure shown in FIG. 1 is formed.

（玉軸受１００の効果）
以下に、玉軸受１００の効果を説明する。 (Effects of Ball Bearing 100)
The effects of the ball bearing 100 will be described below.

玉軸受１００では、内輪１０、外輪２０及び玉３０を構成している鋼に対して、浸窒が行われていない。そのため、玉軸受１００では、内輪１０、外輪２０及び玉３０を製造するために特殊な熱処理が行われないことになり、内輪１０、外輪２０及び玉３０を製造するための熱処理のコストを低減することができる。 In the ball bearing 100, the steel that constitutes the inner ring 10, outer ring 20, and balls 30 is not subjected to nitriding. Therefore, in the ball bearing 100, special heat treatment is not performed to manufacture the inner ring 10, outer ring 20, and balls 30, and the cost of heat treatment to manufacture the inner ring 10, outer ring 20, and balls 30 can be reduced.

玉軸受１００では、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が１３体積パーセント以上３５体積パーセント未満であるため、玉軸受１００の使用に伴う残留オーステナイトの分解に起因する寸法変化が抑制されている。 In the ball bearing 100, the amount of retained austenite in the steel that constitutes the inner ring 10, the outer ring 20, and the balls 30 is 13 volume percent or more and less than 35 volume percent, so dimensional changes caused by the decomposition of retained austenite that accompanies use of the ball bearing 100 are suppressed.

なお、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を接触面において大きくすることは、圧痕起点型の剥離に対する耐久性を高める上で有効である。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１３体積パーセント以上３５体積パーセント未満であるが、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は、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。 Increasing the amount of residual austenite in the steel that constitutes the inner ring 10, outer ring 20, and ball 30 at the contact surface is effective in increasing durability against indentation-initiated peeling. The amount of residual austenite in the steel that constitutes the inner ring 10, outer ring 20, and ball 30 is 13 volume percent or more and less than 35 volume percent, but in a lubricating environment where the amount of foreign matter in the lubricating oil is 0.35 g/L or less, for example, durability at the contact surface (e.g. durability against indentation-initiated peeling due to foreign matter getting caught) can be ensured.

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。 For example, EV reducers often have a structure with three parallel axes, so while there is a limit to the axial dimensions of the ball bearing 100, it is necessary to increase the radial dimensions of the ball bearing 100 (the thicknesses of the inner ring 10, outer ring 20, and balls 30) to increase the load capacity of the ball bearing 100. In the ball bearing 100, the inner ring 10, outer ring 20, and balls 30 are shown in Table 1, and are formed from steel with a composition in which the silicon concentration divided by the manganese concentration is less than 0.51, so the hardenability of the steel is high, and incomplete hardening can be prevented even if the thicknesses of the inner ring 10, outer ring 20, and balls 30 are large.

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。 The balls 30 may be made of a steel other than that shown in Table 1, for example SUJ2, a high carbon chromium bearing steel specified in the JIS standard. The balls 30 may be subjected to normal quenching and tempering in an atmosphere not containing a nitrogen source, rather than the quenching and tempering described above. The thickness of the balls 30 may be of normal size, or only the thicknesses of the inner ring 10 and the outer ring 20 may be increased. The balls 30 may be made of a ceramic material.

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、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及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the above embodiment can be modified in various ways. Furthermore, the scope of the present invention is not limited to the above embodiment. The scope of the present invention is indicated by the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.

Ａ 中心軸、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、１００ 玉軸受、Ｓ１ 準備工程、Ｓ２ 焼入れ工程、Ｓ３ 焼戻し工程、Ｓ４ 後処理工程、Ｓ５ 組み立て工程。 A central shaft, 10 inner ring, 10a first width surface, 10b second width surface, 10c inner diameter surface, 10d outer diameter surface, 10da raceway surface, 20 outer ring, 20a first width surface, 20b second width surface, 20c inner diameter surface, 20ca raceway surface, 20d outer diameter surface, 30 ball, 30a surface, 40 retainer, 100 ball bearing, S1 preparation process, S2 hardening process, S3 tempering process, S4 post-treatment process, S5 assembly process.

Claims (5)

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、
前記接触面は、前記軸受部品が前記内輪である場合に前記内輪の軌道面であり、前記軸受部品が前記外輪である場合に前記外輪の軌道面であり、前記軸受部品が前記玉である場合に前記玉の表面であり、
前記軸受部品は、焼入れ及び焼戻しの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からなり、
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、
前記鋼中の残留オーステナイト量は、１３体積パーセント以上３５体積パーセント未満である、玉軸受。 With the inner circle,
The outer ring and
Equipped with a ball,
At least one of the bearing components of the inner ring, the outer ring, and the balls has a contact surface;
the contact surface being a raceway surface of the inner ring when the bearing component is the inner ring, a raceway surface of the outer ring when the bearing component is the outer ring, or a surface of the ball when the bearing component is the ball;
the bearing component is made of hardened and tempered steel;
The steel comprises, by weight, 0.90 to 1.20 percent carbon, 0.35 to 0.80 percent silicon, 0.80 to 1.20 percent manganese, less than 0.30 percent nickel, 0.80 to 1.30 percent chromium, less than 0.10 percent molybdenum, and the balance being iron and unavoidable impurities;
The value obtained by dividing the silicon concentration in the steel by the manganese concentration in the steel is less than 0.51,
The amount of retained austenite in the steel is equal to or greater than 13 volume percent and less than 35 volume percent. 前記接触面と前記接触面からの深さ方向における距離が１０μｍとなる位置との間における前記鋼中の平均窒素濃度は、０．０１質量パーセント未満である、請求項１に記載の玉軸受。 The ball bearing according to claim 1, wherein the average nitrogen concentration in the steel between the contact surface and a position 10 μm away from the contact surface in the depth direction is less than 0.01 mass percent. 前記軸受部品の肉厚は、３０ｍｍ以下であり、
前記軸受部品の肉厚は、前記軸受部品が前記内輪である場合に前記内輪の外径と内径との差を２で除した値であり、前記軸受部品が外輪である場合に前記外輪の外径と内径との差を２で除した値であり、前記軸受部品が前記玉である場合に前記玉の直径である、請求項１又は請求項２に記載の玉軸受。 The thickness of the bearing component is 30 mm or less,
3. A ball bearing as described in claim 1 or claim 2, wherein the thickness of the bearing part is the difference between the outer diameter and the inner diameter of the inner ring divided by 2 when the bearing part is the inner ring, the thickness of the bearing part is the difference between the outer diameter and the inner diameter of the outer ring divided by 2 when the bearing part is an outer ring, and the thickness of the bearing part is the diameter of the ball when the bearing part is a ball. 前記軸受部品は、前記内輪又は前記外輪であり、
前記鋼の硬さは、５９ＨＲＣ以上６５ＨＲＣ以上である、請求項３に記載の玉軸受。 the bearing component is the inner ring or the outer ring,
4. A ball bearing according to claim 3, wherein the hardness of the steel is 59 HRC or more and 65 HRC or more. 前記軸受部品は、前記玉であり、
前記鋼の硬さは、６０ＨＲＣ以上６８ＨＲＣ以下である、請求項３に記載の玉軸受。 the bearing component is the ball,
4. The ball bearing according to claim 3, wherein the hardness of the steel is 60 HRC or more and 68 HRC or less.
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