轴承部件、滚动轴承和制造它们的方法
阅读：233发布：2020-12-22
专利汇可以提供轴承部件、滚动轴承和制造它们的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且均为 轴承 部件的外环(11)、内环(12)和滚珠(13)由淬火硬化 钢 制成，该钢包含不少于0.90％ 质量 百分比且不超过1.05％质量百分比的 碳 、不少于0.15％质量百分比且不超过0.35％质量百分比的 硅 、不少于0.01％质量百分比且不超过0.50％质量百分比的锰、以及不少于1.30％质量百分比且不超过1.65％质量百分比的铬，剩余部分由杂质组成。所述轴承部件与另一个部件的 接触 表面(11A，12A，13A)具有不少于0.25％质量百分比的氮浓度。在接触表面中剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。，下面是轴承部件、滚动轴承和制造它们的方法专利的具体信息内容。
1.一种轴承部件(11,12,13)，其中
所述轴承部件(11,12,13)由淬火硬化钢制成，所述淬火硬化钢包含不少于0.90％质量百分比且不超过1.05％质量百分比的碳、不少于0.15％质量百分比且不超过0.35％质量百分比的硅、不少于0.01％质量百分比且不超过0.50％质量百分比的锰、以及不少于
1.30％质量百分比且不超过1.65％质量百分比的铬，剩余部分由杂质组成，所述轴 承部件(11,12,13)具 有接触表 面(11A,12A,13A)，所述 接触表面(11A,12A,13A)是与另一个部件进行接触的表面并且具有不少于0.25％质量百分比的氮浓度，并且
在所述接触表面(11A,12A,13A)中的剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过
12％体积百分比。
2.根据权利要求1所述的轴承部件(11,12,13)，其特征在于，所述接触表面(11A,12A,13A)具有不少于60.0HRC的硬度。
3.根据权利要求1所述的轴承部件(11,12,13)，其特征在于，所述接触表面(11A,12A,13A)具有不超过64.0HRC的硬度。
4.一种滚动轴承(1)，包括：
环形构件(11,12)；以及
多个滚动元件(13)，所述滚动元件设置成与所述环形构件(11,12)接触，所述环形构件(11,12)与所述滚动元件(13)中的每一个中的至少一个为根据权利要求1所述的轴承部件(11,12,13)。
5.根据权利要求4所述的滚动轴承(301)，其特征在于，所述环形构件包括：第一轴承环(311)，所述第一轴承环具有第一滚动接触表面(311A)；和第二轴承环(312)，所述第二轴承环具有第二滚动接触表面(312A)且设置成使得所述第二滚动接触表面(312A)面向所述第一滚动接触表面(311A)，
所述滚动轴承(301)还包括设置成封闭轴承空间的密封构件(317)，所述轴承空间是插置在所述第一轴承环(311)和所述第二轴承环(312)之间的空间，其中所述密封构件(317)的一个端部固定到所述第一轴承环(311)和所述第二轴承环(312)中的一个，并且另一端充当与所述第一轴承环(311)和所述第二轴承环(312)中的另一个进行接触的密封唇缘部分(317A)，并且
所述密封唇缘部分(317A)由高磨损材料制成，使得通过使所述第二轴承环(312)相对于所述第一轴承环(311)在周向方向上旋转，所述密封唇缘部分(317A)磨损，以进入如下状态，其中所述第一轴承环(311)和所述第二轴承环(312)中的所述另一个不与所述密封唇缘部分(317A)进行接触，或进入如下状态，其中所述第一轴承环(311)和所述第二轴承环(312)中的所述另一个与所述密封唇缘部分(317A)略微接触到使得在所述第一轴承环(311)和所述第二轴承环(312)中的所述另一个与所述密封唇缘部分(317A)之间的接触压力能够被视为基本上为零的程度。
6.根据权利要求4所述的滚动轴承(1)，其特征在于，至少所述环形构件(11,12)是根据权利要求1所述的轴承部件。
7.根据权利要求4所述的滚动轴承(1)，其特征在于，所述滚动元件(13)为滚珠。
8.根据权利要求7所述的滚动轴承(401)，其特征在于，还包括轴承罩(415)，所述轴承罩(415)将所述多个滚动元件(413)以预定间距保持在环形座圈上，其中所述轴承罩(415)通过结合两个环形轴承罩板(427A,427B)构造而成，每个所述环形轴承罩板(427A,427B)具有在周向方向上以预定间隔设置的半球形突出部分(426)，面向彼此的所述半球形突出部分(426)形成保持所述滚动元件(413)的兜孔(430)，所述兜孔(430)具有面向滚珠表面，所述面向滚珠表面是面对所述滚动元件(413)的表面，并且设有由在所述兜孔(430)的所述周向方向上延伸的凹部构成的滚珠不接触部分(432)，并且
假设所述滚珠不接触部分(432)在所述兜孔(430)的所述周向方向上的长度由A表示，所述滚动元件(413)的直径由B表示，并且形成于所述滚动元件(413)和所述面向滚珠表面之间的间隙由C表示，则A/(B+C)的值被设定为0.70至0.90。
9.根据权利要求8所述的滚动轴承(401)，其特征在于，假设所述滚珠不接触部分(432)在兜孔轴向方向上的长度由D表示，并且所述兜孔(430)在所述兜孔轴向方向上的总长度由E表示，则D/E的值被设定为0.25至0.40。
10.根据权利要求8所述的滚动轴承(401)，其特征在于，假设提供所述滚珠不接触部分(432)的所述凹部的深度由F表示，并且所述环形轴承罩板(427A,427B)的所述半球形突出部分(426)的厚度由G表示，F/G的值被设定为0.30至0.40。
11.根据权利要求8所述的滚动轴承(401)，其特征在于，假设所述兜孔(430)在兜孔轴向方向上的总长度由E表示，并且所述滚珠不接触部分(432)的中心相对于所述滚动元件(413)的中心在所述兜孔轴向方向上的偏移量由H表示，则H/(E/2)的值被设定为0至
0.2。
12.根据权利要求8所述的滚动轴承(401)，其特征在于，构成所述滚珠不接触部分(432)的所述凹部在兜孔轴向方向上具有弯曲的开口边缘(435)。
13.根据权利要求7所述的滚动轴承(501)，其特征在于，还包括轴承罩(514)，所述轴承罩(514)将所述多个滚动元件(513)以预定间距保持在环形座圈上，其中所述轴承罩(514)通过结合两个环形轴承罩板(527A,527B)构造而成，每个所述环形轴承罩板(527A,527B)具有在周向方向上以预定间隔设置的半球形突出部分(526)，面向彼此的所述半球形突出部分(526)形成保持所述滚动元件(513)的兜孔(530)，所述兜孔(530)具有面向滚珠表面，所述面向滚珠表面是面对所述滚动元件(513)的表面并且设有滚珠不接触部分(531)，以及
和所述兜孔(530)在未设有所述滚珠不接触部分(531)时与所述滚动元件(513)的接触面积相比，所述兜孔(530)与所述滚动元件(513)的接触面积减小15％至30％。
14.根据权利要求7所述的滚动轴承(501)，其特征在于，
所述环形构件包括内环(512)和设置成围绕所述内环(512)的外周侧的外环(511)，并且
所述内环(512)具有相对于所述滚动元件(513)不少于1.02且不超过1.06的沟曲率。
15.根据权利要求7所述的滚动轴承(501)，其特征在于，
所述环形构件包括内环(512)和设置成围绕所述内环(512)的外周侧的外环(511)，并且
所述外环(511)具有相对于所述滚动元件(513)不少于1.02且不超过1.08的沟曲率。
16.根据权利要求7所述的滚动轴承(601)，其特征在于，还包括轴承罩(615)，所述轴承罩(615)将所述多个滚动元件(613)以预定间距保持在环形座圈上，其中所述轴承罩(615)通过以下方式形成：在周向方向上的多个位置处，在两个环形主体(620)在轴向方向上彼此面对的面向表面(621)中形成半球形兜孔(622)，以便包含所述滚动元件(613)，并且使所述面向表面(621)彼此抵接，以便将所述两个环形主体(620)接合在一起，
在所述环形主体(620)中的每一个的轴向端部的内径侧和外径侧中的至少一个中提供有在径向方向上延伸的凸缘部分(628,628A,628B)，
在所述环形构件(611,612)的对应于所述凸缘部分(628,628A,628B)的一部分处形成有凹槽部分(630,631)，并且
由所述凸缘部分(628,628A,628B)和所述凹槽部分(630,631)形成迷宫部(640)。
17.根据权利要求16所述的滚动轴承(601)，其特征在于，所述两个环形主体(620)具有相同的形状。
18.根据权利要求16所述的滚动轴承(601)，其特征在于，所述环形主体(620)的所述兜孔(622)设有形成为在所述环形主体(620)的所述径向方向上延伸的兜孔凹槽部分(622A)。
19.根据权利要求16所述的滚动轴承(601)，其特征在于，兜孔间凹槽部分(621A)在所述环形主体(620)的所述兜孔(622)的相邻两个之间形成于所述面向表面(621)中，以便在所述环形主体(620)的所述径向方向上延伸穿过所述环形主体(620)，以将所述环形主体(620)的内径侧和外径侧互相连接。
20.根据权利要求16所述的滚动轴承(601)，其特征在于，所述凸缘部分(628,628A,628B)具有不少于0.15mm的轴向厚度，所述轴向厚度为所述滚动元件(613)的直径的20％或以下。
21.根据权利要求16所述的滚动轴承(601)，其特征在于，所述轴承罩(615)具有平坦的端面。
22.根据权利要求16所述的滚动轴承(601)，其特征在于，所述轴承罩(615)由聚酰胺树脂、聚醚醚酮树脂或聚苯硫醚树脂制成。
23.根据权利要求7所述的滚动轴承(701)，其特征在于，还包括轴承罩(740)，所述轴承罩(740)将所述多个滚动元件(714)以预定间距保持在环形座圈上，其中所述环形构件包括：内环(712)，所述内环设有形成于外周侧处的内环凹槽(712A)；
和外环(711)，所述外环设置成围绕所述内环(712)并且设有形成于内周侧处的外环凹槽(711A)，并且
在分别设置在所述外环凹槽(711A)和所述内环凹槽(712A)的侧面处的四个肩部中，在所述外环凹槽(711A)的一侧处的肩部(713a)和在所述内环凹槽(712A)的另一侧处的肩部(723b)分别具有大于在所述外环凹槽(711A)的所述另一侧处的肩部(713b)和在所述内环凹槽(712A)的所述一侧处的肩部(723a)的高度的高度。
24.根据权利要求23所述的滚动轴承(701)，其特征在于，
所述轴承罩(740)包括由合成树脂制成的圆柱形的第一分割轴承罩(741)和由合成树脂制成且装配在所述第一分割轴承罩(741)内部的圆柱形的第二分割轴承罩(742)，并且所述第一分割轴承罩(741)和所述第二分割轴承罩(742)中的每一个具有环形主体(743,748)且具有冠形形状，使得多对兜孔卡爪(744,749)以相等间隔在轴向方向上并排地形成于所述环形主体(743,748)的一个侧表面处，每一对兜孔卡爪(744,749)彼此面对，并且在所述每一对兜孔卡爪(744,749)之间设有滚珠保持兜孔(745,750)，所述滚珠保持兜孔(745,750)通过挖空所述环形主体(743,748)而获得且具有超过1/2圆的尺寸，并且所述第一分割轴承罩(741)被从所述外环(711)的具有较低肩部高度的肩部(713b)的一侧插入所述轴承中，并且所述第二分割轴承罩(742)被从所述内环(712)的具有较低肩部高度的肩部(723a)的一侧插入所述轴承中，使得所述兜孔(745,750)具有在相对的方向上导向的开口端的组合，并且在所述第一分割轴承罩(741)和所述第二分割轴承罩(742)之间设有接合部分(746,747,751,752)，以便通过配合而接合所述轴承罩，并防止所述轴承罩在所述轴向方向上分离。
25.根据权利要求24所述的滚动轴承(701)，其特征在于，所述第一分割轴承罩(741)和所述第二分割轴承罩(742)具有不同的色调。
26.根据权利要求24所述的滚动轴承(701)，其特征在于，所述兜孔(745,750)具有设有挖去部分(745A,750A)的内周表面，所述挖去部分(745A,750A)不与所述滚动元件(714)进行接触。
27.根据权利要求4所述的滚动轴承(1)，其特征在于，当所述滚动元件(13)以4.4GPa的最大接触压力压靠到所述环形构件(11,12)时，形成于所述环形构件(11,12)中的压痕具有不超过0.5μm的深度。
28.根据权利要求4所述的滚动轴承(1)，其特征在于，所述滚动轴承(1)可旋转地支撑旋转构件，所述旋转构件在差速器(200)或变速器(100)中相对于邻近所述旋转构件设置的另一个构件旋转。
29.一种制造轴承部件(11,12,13)的方法，包括以下步骤：
通过使钢成形而制造成形构件，所述钢包含不少于0.90％质量百分比且不超过
1.05％质量百分比的碳、不少于0.15％质量百分比且不超过0.35％质量百分比的硅、不少于0.01％质量百分比且不超过0.50％质量百分比的锰、以及不少于1.30％质量百分比且不超过1.65％质量百分比的铬，剩余部分由杂质组成；
对所述成形构件进行碳氮共渗；
对经碳氮共渗的所述成形构件进行淬火硬化；
对经淬火硬化的所述成形构件进行回火；以及
通过对经回火的所述成形构件进行加工而形成接触表面(11A,12A,13A)，所述接触表面(11A,12A,13A)是与另一个部件进行接触的表面，
在对所述成形构件进行碳氮共渗的步骤中，所述成形构件被碳氮共渗成，使在形成所述接触表面(11A,12A,13A)的步骤中在所述接触表面(11A,12A,13A)中获得不少于0.25％质量百分比的氮浓度，
在对所述成形构件进行回火的步骤中，所述成形构件被回火成，使在形成所述接触表面(11A,12A,13A)的步骤中在所述接触表面(11A,12A,13A)获得不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比的剩余奥氏体的量。
30.根据权利要求29所述的制造所述轴承部件(11,12,13)的方法，其特征在于，在对所述成形构件进行回火的步骤中，所述成形构件在不低于240℃且不超过300℃的温度范围内被回火。
31.根据权利要求29所述的制造所述轴承部件(11,12,13)的方法，其特征在于，在对所述成形构件进行淬火的步骤中，通过使所述成形构件从不超过860℃的温度范围迅速冷却而对所述成形构件进行淬火。
32.根据权利要求29所述的制造所述轴承部件(11,12,13)的方法，其特征在于，在对所述成形构件进行淬火的步骤中，通过将所述成形构件从不低于820℃的温度范围迅速冷却而对所述成形构件进行淬火。
33.一种制造滚动轴承(1)的方法，包括以下步骤：
制备环形构件(11,12)；
制备多个滚动元件(13)；以及
通过组合所述多个滚动元件(13)以与所述环形构件(11,12)接触而组装所述滚动轴承(1)，
制备所述环形构件(11,12)的所述步骤和制备所述多个滚动元件(13)的所述步骤中的至少一个采用根据权利要求29所述的制造所述轴承部件(11,12,13)的方法来执行。
轴承部件、滚动轴承和制造它们的方法
技术领域
背景技术
[0002] 近年来，一直需要实现寿命长且免维护的机器。结果，也需要用于这样的机器的滚动轴承以实现长的滚动疲劳寿命。为了实现长的滚动疲劳寿命，考虑改变轴承部件(环形构件和滚动元件)的材料，该部件是这样的滚动轴承的部件。具体而言，作为轴承部件的代表性材料的钢具有能有效实现长寿命、从而实现长的滚动疲劳寿命的合金组分。
[0003] 然而，如果特定材料被用于轴承部件的材料，则考虑到制造基地遍布全球各地的当前情况，可能难以根据制造基地的地点获得该材料。鉴于这种情况，采用特定材料来实现长的滚动疲劳寿命未必是优选的。
[0004] 作为实现长的滚动疲劳寿命的备选措施，已经提出借助于热处理来实现轴承部件和滚动轴承的长寿命(例如，参见日本专利特开No.7-190072(专利文献1)、日本专利特开No.2003-226918(专利文献2)和日本专利特开No.2000-161363(专利文献3))。
[0005] 文献列表
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1：日本专利特开No.7-190072
[0008] 专利文献2：日本专利特开No.2003-226918
[0009] 专利文献3：日本专利特开No.2000-161363
发明内容
[0010] 技术问题
[0011] 同时，支撑大载荷所需的滚动轴承需要不仅实现长的滚动疲劳寿命，而且实现抗压痕性(关于当滚动元件被压靠到环形构件时多么不可能形成压痕的程度)。这样的滚动轴承的示例包括渐缩的滚柱轴承、深凹槽滚珠轴承、角接触滚珠轴承、串联式角接触滚珠轴承等，它们用于车辆的差速器或变速器。然而，即使在通过以上所述专利文献1至3所包括的常规热处理实现长的滚动疲劳寿命的情况下，抗压痕性也是不利地不充足的。
[0012] 本发明是为了解决上述问题而提出的，并且目的是提供轴承部件、滚动轴承和制造它们的方法，通过轴承部件、滚动轴承和制造它们的方法中的每一种在可容易地得到它们的材料的同时可以实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命。
[0013] 问题的解决方案
[0014] 根据本发明的轴承部件由淬火硬化钢制成，其包含不少于0.90％质量百分比且不超过1.05％质量百分比的碳、不少于0.15％质量百分比且不超过0.35％质量百分比的硅、不少于0.01％质量百分比且不超过0.50％质量百分比的锰、以及不少于1.30％质量百分比且不超过1.65％质量百分比的铬，剩余部分由杂质组成，轴承部件具有接触表面，该表面是与另一个部件接触且具有不少于0.25％质量百分比的氮浓度的表面，并且在接触表面中剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。
[0015] 本发明人已检验了当等同于在世界各地容易获得的JIS SUJ2(JIS SUJ2、ASTM52100、DIN 100Cr6、GB GCr5或GCr15、以及OCTЩX15)的材料被用作轴承的材料时用来实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的措施。结果，本发明人已获得以下知识并且得出本发明。
[0016] 通过采用上述组分组合物，在世界各地容易获得的标准钢可用作该部件的材料。当使用具有该组分组合物的钢、接触表面中的氮浓度增加至0.25％质量百分比或以上并且提供淬火硬化时，可实现长的滚动疲劳寿命。这里，当剩余奥氏体的量未被特别地调整时，由于与氮含量的关系，在接触表面中剩余奥氏体的量将为约20％体积百分比至40％体积百分比。然而，当剩余奥氏体的量因此较大时，抗压痕性将不利地减小。为了解决这个问题，剩余奥氏体的量被减少至不超过12％体积百分比，从而实现改善的抗压痕性。另一方面，如果剩余奥氏体的量被减少至少于6％体积百分比，则滚动疲劳寿命在特别是其中刚性异物被引入轴承内的环境(异物引入环境)中滚动疲劳寿命将减少。因此，在接触表面中剩余奥氏体的量优选地被设定为不少于6％体积百分比。
[0017] 鉴于这些情况，本发明中的轴承部件作为其材料而采用等同于世界各地容易获得的JIS SUJ2的材料，其中接触表面中的氮浓度不少于0.25％质量百分比并且其中的剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。结果，根据本发明的轴承部件，可提供能够在容易得到其材料的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的轴承部件。为了进一步改善抗压痕性，在接触表面中剩余奥氏体的量可设定为不超过10％。同时，如果接触表面中的氮浓度变得多于0.5％质量百分比，将氮引入钢中的成本增加，并且变得难以将剩余奥氏体的量调整至落入所需范围内。因此，在接触表面中的氮浓度优选地被设定为不超过0.5％质量百分比，并可设定为不超过0.4％质量百分比。
[0018] 在轴承部件中，接触表面可具有不少于60.0HRC的硬度。因此，滚动疲劳寿命和抗压痕性可进一步改善。
[0019] 在轴承部件中，接触表面可具有不超过64.0HRC的硬度。如果氮浓度增加至0.25％质量百分比或以上的接触表面的硬度保持在多于64.0HRC，则变得难以将剩余奥氏体调整在12％体积百分比或以下。通过将接触表面的硬度设定为不超过64.0HRC，剩余奥氏体的量可容易地调整至落入不超过12％体积百分比的范围内。
[0020] 根据本发明的滚动轴承包括：环形构件；以及设置成与环形构件接触的多个滚动元件。环形构件和滚动元件中每一个中的至少一个是本发明的上述轴承部件。
[0021] 本发明的滚动轴承包括本发明的上述轴承部件作为环形构件和滚动元件中的至少一个。结果，根据本发明的滚动轴承，可提供能够在可容易地得到其材料的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的轴承。
[0022] 在滚动轴承中，环形构件可包括：第一轴承环，其具有第一滚动接触表面；以及第二轴承环，其具有第二滚动接触表面且设置成使得第二滚动接触表面面向第一滚动接触表面。滚动轴承还可包括设置成封闭轴承空间的密封构件，轴承空间是插置于第一轴承环和第二轴承环之间的空间。密封构件的一个端部可固定到第一轴承环和第二轴承环中的一个，并且另一端部可充当与第一轴承环和第二轴承环中的另一个进行接触的密封唇缘部分。密封唇缘部分可由高磨损材料制成，使得通过使第二轴承环相对于第一轴承环在周向方向上旋转，密封唇缘部分被磨损，以进入如下状态，其中第一轴承环和第二轴承环中的另一个不与密封唇缘部分进行接触，或进入如下状态，其中第一轴承环和第二轴承环中的另一个与密封唇缘部分略微接触至使得在第一轴承环和第二轴承环中的另一个与密封唇缘部分之间的接触压力能够被视为基本上为零的程度。
[0023] 为了实现长的滚动疲劳寿命，特别是在有物进入的环境中的长的滚动疲劳寿命，有效的是设置接触式密封构件，以便抑制异物的进入。然而，如果采用一般的接触式密封构件，滚动轴承的旋转扭矩将不利地增加。为了解决这个问题，在该构型中，与轴承环接触的密封唇缘部分由高磨损材料制成，该材料容易由于轴承环的旋转而磨损，从而使其脱离与轴承环的接触，或者使其进入其中接触轻微到与轴承环的接触压力可视为基本为零的程度的状态。结果，抑制了旋转扭矩的增加，同时抑制了异物的进入。密封唇缘部分的材料的示例包括橡胶、树脂等。
[0024] 在滚动轴承中，至少环形构件可以是本发明的轴承部件。抗压痕性在环形构件中尤其重要。因此，当环形构件由本发明的上述轴承部件构造成时，滚动轴承的抗压痕性被更可靠地改善。
[0025] 在滚动轴承中，滚动元件可以是滚珠。通过采用滚珠作为滚动元件，滚动轴承的旋转扭矩被抑制。同时，当滚珠被用作滚动元件时，轴承的额定静载荷相比滚柱轴承显著减小。因此，抗压痕性尤其重要。为了解决这个问题，本发明的滚动轴承包括抗压痕性优异的轴承部件。因此，通过采用滚珠作为本发明的滚动轴承中的滚动元件，可提供实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命并且实现减小的旋转扭矩的滚动轴承。
[0026] 滚动轴承还可包括轴承罩，其将多个滚动元件以预定间距保持在环形座圈上。轴承罩可通过结合两个环形轴承罩板构造而成，每个环形轴承罩板具有在周向方向上以预定间隔设置的半球形突出部分，面向彼此的半球形突出部分可形成保持滚动元件的兜孔，兜孔可具有面向滚珠表面，该面向滚珠表面是面向滚动元件的表面并且设有由在兜孔的周向方向上延伸的凹部构成的滚珠不接触部分，并且假设在兜孔的周向方向上滚珠不接触部分的长度由A表示、滚动元件的直径由B表示、并且形成于滚动元件和面向滚珠表面之间的间隙由C表示，则A/(B+C)的值可设定为0.70至0.90。
[0027] 通过这样为兜孔的面向滚珠表面设置由轴承罩中的凹部构成的滚珠不接触部分，面向滚珠表面设有用作导向槽的滚珠接触部分和不用作导向槽的滚珠不接触部分。应当指出，上述间隙旨在指示当滚珠被引到兜孔中的一侧时在滚珠和兜孔导向槽之间的间隙。
[0028] 这里，当凹部设置在兜孔中(例如，在兜孔轴向方向上的中部处以便在兜孔周向方向上延伸)时，兜孔内壁和滚珠在其中彼此接触的滑动面积可通过增加凹部在兜孔周向方向上的长度而减小，这导致剪切阻力的减小。然而，如果“在兜孔周向方向上的长度”变得太长，滚珠就会在导向槽(滚珠接触部分)和凹部之间的边界处而不是导向槽处与兜孔接触。如果这样在边界处进行接触，所形成的油膜会显著减少至可能导致表面上的损坏。因此，优选的是，“在兜孔周向方向上的长度”在尺寸上尽可能大，以至于滚珠(包括滚珠在兜孔内的移动)可保持在兜孔导向槽(滚珠接触部分)中的程度。
[0029] 在该构型中，当滚珠不接触部分在兜孔周向方向上的长度由A表示、滚动元件的直径由B表示并且形成于滚动元件和兜孔的面向滚珠表面之间的间隙由C表示时，A/(B+C)的值被设定为0.70至0.90。因此，在满足作为轴承的功能的同时，可实现最大低扭矩效应。
[0030] 在滚动轴承中，假设滚珠不接触部分在兜孔轴向方向上的长度由D表示，并且兜孔在兜孔轴向方向上的总长度由E表示，则D/E的值可设定为0.25至0.40。
[0031] 当滚珠不接触部分在兜孔轴向方向上的长度增加时，接触的滑动面积变小，这导致剪切阻力的减小。同时，轴承罩可由金属制成并可通过压力加工成形。在这种情况下，存在对制造的担忧，即，如果滚珠不接触部分的长度在兜孔轴向方向上变得太大，制造难度上升。因此，滚珠不接触部分在兜孔轴向方向上的长度优选地在尺寸上尽可能大到使兜孔的形状不由压力加工而变形的程度。通过将D/E的值设定为0.25至0.40，可以同时实现减小剪切阻力和容易制造。
[0032] 在滚动轴承中，假设提供滚珠不接触部分的凹部的深度由F表示，并且环形轴承罩板的半球形突出部分的厚度由G表示，则F/G的值可设定为0.30至0.40。
[0033] 通过形成凹部，在滚动元件和兜孔之间提供了大于表面粗糙度水平的间隙，从而实现为“0”的剪切阻力。然而，考虑到对轴承罩的压力加工的精度，如果凹部的深度太小，则会变得难以确保足够的尺寸精度。另一方面，如果凹部的深度太大，则兜孔可能在压力加工期间变形。通过将F/G的值设定为0.30至0.40，可以减小剪切阻力，同时可以确保凹部的尺寸精度，并且可以避免兜孔变形。
[0034] 在滚动轴承中，假设兜孔在兜孔轴向方向上的总长度由E表示，并且在兜孔轴向方向上滚珠不接触部分的中心相对于滚动元件的中心的偏移量由H表示，则H/(E/2)的值被设定为0至0.2。
[0035] 当凹部在兜孔轴向方向上的中心位置相对于滚动元件在兜孔轴向方向上的中心移置时，平衡性变差，导致在压力加工期间变形。这可通过将H/(E/2)的值设定为0至0.2来抑制。
[0036] 在滚动轴承中，提供滚珠不接触部分的凹部可具有在兜孔轴向方向上弯曲的开口边缘。
[0037] 如果滚动元件与在凹部和兜孔导向槽(滚珠接触部分)之间的边界接触，则形成油膜的能力显著降低。因此，如上所述，凹部优选地具有使得滚动元件不与边界进行接触的尺寸。然而，即使当在设计中进行设定使得这样的接触不发生时，制造中的偏差等也可以造成边界和滚动元件之间的接触。通过在兜孔轴向方向上提供凹部的弯曲开口边缘，即，通过为开口边缘提供具有弯曲的形状，即使发生这样的接触，也可以避免立即造成损坏。
[0038] 滚动轴承还可包括轴承罩，其将多个滚动元件以预定间距保持在环形座圈上。轴承罩可通过结合两个环形轴承罩板构造而成，每个环形轴承罩板具有在周向方向上以预定间隔设置的半球形突出部分。面向彼此的半球形突出部分可形成保持滚动元件的兜孔，兜孔可具有面向滚珠表面，该面向滚珠表面是面向滚动元件的表面并且设有滚珠不接触部分，并且和兜孔在未设有滚珠不接触部分时与滚动元件之间的接触面积相比，兜孔与滚动元件的接触面积可减少15％至30％。
[0039] 在上述构型中，当润滑剂穿过兜孔内部时，设置在面向滚珠表面中的滚珠不接触部分提供减小的阻力。此外，由此提供的滚珠不接触部分允许形成于滚动元件和兜孔之间的油膜的量减少。这里，如果滚珠不接触部分太小，被剪切的油膜量的减少量较小，不能实现扭矩减小。另一方面，如果滚珠不接触部分太大，形成于滚动元件和兜孔之间的油膜的量变得太小，危害了滚动元件的平滑滚动。如果与滚动元件的接触面积(其通过提供滚珠不接触部分而减小)大于30％，则轴承罩的强度降低。如果与滚动元件的接触面积(其通过提供滚珠不接触部分而减小)小于15％，则不能充分地减小扭矩。因此，通过提供滚珠不接触部分，与滚珠的接触面积优选地减小15％至30％。
[0040] 在滚动轴承中，环形构件可包括内环和设置成围绕内环的外周侧的外环，并且内环可具有相对于滚动元件不少于1.02且不超过1.06的沟曲率。
[0041] 在滚动轴承中，环形构件可包括内环和设置成围绕内环的外周侧的外环，并且外环可具有相对于滚动元件不少于1.02且不超过1.08的沟曲率。
[0042] 通过将内环和外环中的至少一个相对于滚动元件的沟曲率增加至1.02或以上，滑动分量可减小，以更可靠地实现低扭矩。具体而言，通过将内环和外环的沟曲率增加至1.02，在JIS 6207滚珠轴承中的径向载荷Fr＝500N、轴向载荷Fa＝0N并且旋转速度为
4000rpm的条件下，差速滑动可以是一般结构中的大约一半。
4000rpm的条件下，差速滑动可以是一般结构中的大约一半。
[0043] 同时，当内环和外环的沟曲率增加时，在内环和外环中的每一个与滚动元件之间的接触压力变大，可能导致轴承的短寿命。因此，优选的是将内环和外环中的每一个的沟曲率设定为预定值或以下。具体而言，内环相对于滚珠的沟曲率优选为1.06或以下，并且外环相对于滚珠的沟曲率优选为1.08或以下。这里，由于以下原因，外环的沟曲率的上限大于内环的沟曲率的上限。也就是说，在一般设计中，外环和滚动元件之间的接触压力小于内环和滚动元件之间的接触压力，从而与内环的沟曲率相比，外环的沟曲率存在增加的空间。应当指出，术语“沟曲率”在本申请中是指在垂直于轴承环的周向方向的横截面中滚动接触表面的曲率半径与滚珠的半径的比率。
[0044] 滚动轴承还可包括轴承罩，其将多个滚动元件以预定间距保持在环形座圈上。轴承罩可通过以下方式形成：在周向方向上的多个位置处，在沿轴向方向彼此面对的两个环形主体的面向表面中形成半球形兜孔，以便包含滚动元件，并且使面向表面彼此抵接，以便将两个环形主体接合在一起。在每一个环形主体的轴向端部的内径侧和外径侧中的至少一个中可提供有在径向方向上延伸的凸缘部分，在环形构件的对应于凸缘部分的一部分处可形成凹槽部分，并且可由凸缘部分和凹槽部分形成迷宫部。
[0045] 在轴承罩中，在环形主体的轴向端部的内径侧和外径侧中的至少一个中提供了在径向方向上延伸的凸缘部分，在环形构件中、在对应于凸缘部分的部分处提供了凹槽部分，并且由凸缘部分和凹槽部分形成迷宫部。该迷宫部可抑制润滑油流入轴承。因此，可抑制过量的润滑油流入轴承中，从而实现低扭矩。此外，迷宫部由设置在环形主体中的凸缘部分和设置在环形构件中的凹槽部分构造成，使得迷宫部的形成可以仅通过改变例如轴承罩和环形构件的形状而实现。因此，可以抑制部件数和组装步骤数的增加。可以降低制造成本。
[0046] 在滚动轴承中，两个环形主体可具有相同的形状。这导致部件(环形主体)的制造成本降低。
[0047] 在滚动轴承中，环形主体的兜孔可设有形成为在环形主体的径向方向上延伸的兜孔凹槽部分。这减小了轴承罩和滚动元件之间的接触面积，从而实现低扭矩。
[0048] 在滚动轴承中，在环形主体的兜孔中相邻的两个之间的面向表面中可形成兜孔间凹槽部分，以便在环形主体的径向方向上延伸穿过环形主体，以将环形主体的内径侧和外径侧彼此连接。因此，在轴承罩和滚动元件之间的润滑油由于离心力而被排放，从而实现较低扭矩。
[0049] 在滚动轴承中，凸缘部分可具有不少于0.15mm的轴向厚度，其为滚动元件的直径的20％或以下。
[0050] 如果凸缘部分的轴向厚度小于0.15mm，则凸缘部分可能强度不足或可能成形较差。另一方面，如果凸缘部分的轴向厚度比滚动元件的直径大20％以上，则轴承罩的轴向尺寸的增加导致内环和外环的轴向尺寸的增加，从而妨碍轴承变紧凑。通过将凸缘部分的轴向厚度设定为落入上述合适范围内，可以抑制这样的问题的出现。
[0051] 在滚动轴承中，轴承罩可具有平坦的端面。这减小了进入挖去部分的润滑油的搅动阻力，从而实现低扭矩。
[0052] 在滚动轴承中，轴承罩可由聚酰胺树脂、聚醚醚酮树脂或聚苯硫醚树脂制成。这些材料中的每一种都适合作为滚动轴承的轴承罩的材料。
[0053] 滚动轴承还可包括轴承罩，其将多个滚动元件以预定间距保持在环形座圈上。环形构件可包括：内环，其设有形成于外周侧处的内环凹槽；以及外环，其设置成围绕内环并且设有形成于内周侧处的外环凹槽。在分别设置在外环凹槽和内环凹槽的侧面处的四个肩部之中，在外环凹槽的一侧处的肩部和在内环凹槽的另一侧处的肩部可分别具有比在外环凹槽的所述另一侧处的肩部和在内环凹槽的所述一侧处的肩部的高度更高的高度。
[0054] 因此，将轴承设置和使用成使得接收推力载荷的载荷侧肩部较高，从而抑制滚动元件到达该肩部上。
[0055] 在滚动轴承中，轴承罩可包括由合成树脂制成的圆柱形的第一分割轴承罩和由合成树脂制成且配合在第一分割轴承罩内部的圆柱形的第二分割轴承罩。第一分割轴承罩和第二分割轴承罩中的每一个可具有环形主体并可具有冠形形状，使得多对兜孔卡爪以相等间隔在轴向方向上并排地形成于环形主体的一个侧表面处，每一对兜孔卡爪彼此面对，并且在每一对兜孔卡爪之间设有滚珠保持兜孔，其通过挖空环形主体而获得并具有超过1/2圆的尺寸。第一分割轴承罩可从外环的具有较低肩部高度的肩部的一侧插入轴承中，并且第二分割轴承罩从内环的具有较低肩部高度的肩部的一侧插入轴承中，使得兜孔具有在相对的方向上导向的开口端的组合。在第一分割轴承罩和第二分割轴承罩之间可设置接合部分，以便通过配合而接合轴承罩并防止轴承罩在轴向方向上分离。
[0056] 通过这样，轴承的组装更方便。此外，即使在施加大的力矩载荷的情况下，也可抑制轴承罩由于滚珠向后或向前移动而掉落，并且可避免轴承罩妨碍环形凹槽的肩部。
[0057] 在滚动轴承中，第一分割轴承罩和第二分割轴承罩可具有不同的色调。因此，根据分割轴承罩的色调，操作者可将第一分割轴承罩和第二分割轴承罩彼此区分开，以便实现对分割轴承罩的合适布置，从而有利于轴承的组装和附接。
[0058] 在滚动轴承中，兜孔可具有设有挖去部分的内周表面，该挖去部分不与滚动元件进行接触。
[0059] 如上所述，当轴承罩由第一分割轴承罩和第二分割轴承罩的组合构造而成并且包括这样的轴承罩的轴承在有异物进入润滑条件下使用时，异物能积聚在第一分割轴承罩和第二分割轴承罩之间。这可能成为轴承寿命短的因素。为了解决这个问题，提供了上述挖去部分以改善润滑油在兜孔表面中的通过，从而抑制上述异物的积聚。
[0060] 优选地，在滚动轴承中，当滚动元件可在4.4GPa的最大接触压力下压靠环形构件时，形成于环形构件中的压痕具有不超过0.5μm的深度。通过将抗压痕性改善到该水平，可提供能在特别恶劣的服务条件下使用的滚动轴承。此外，压痕深度为更优选地不超过0.3μm，并且为进一步优选地不超过0.2μm。
[0061] 滚动轴承可以可旋转地支撑旋转构件，该旋转构件在差速器或变速器中相对于邻近该旋转构件设置的另一个构件旋转。
[0062] 在用于差速器或变速器中的轴承中，高的接触压力被施加在滚动元件和环形构件之间。因此，用于其中的轴承需要不仅实现长的滚动疲劳寿命、而且实现改善的抗压痕性。因此，能够实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的本发明的滚动轴承适合作为在差速器或变速器中使用的轴承。
[0063] 一种制造在本发明中的轴承部件的方法包括以下步骤：通过使钢成形而制造成形构件，该钢包含不少于0.90％质量百分比且不超过1.05％质量百分比的碳、不少于0.15％质量百分比且不超过0.35％质量百分比的硅、不少于0.01％质量百分比且不超过0.50％质量百分比的锰、以及不少于1.30％质量百分比且不超过1.65％质量百分比的铬，剩余部分由杂质组成；对成形构件进行碳氮共渗；对经碳氮共渗的成形构件进行淬火硬化；对经淬火硬化的成形构件进行回火；以及通过对经回火的成形构件进行加工而形成接触表面，该表面是与另一部件进行接触的表面。在对成形构件进行碳氮共渗的步骤中，成形构件被碳氮共渗成，使在形成接触表面的步骤中在接触表面中获得不少于0.25％质量百分比的氮浓度。在对成形构件进行回火的步骤中，成形构件被回火成，使在形成接触表面的步骤中在接触表面中获得不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比的剩余奥氏体的量。
[0064] 根据制造在本发明中的的轴承部件的方法，可以制造本发明的轴承部件。
[0065] 在制造轴承部件的方法中，在对成形构件进行回火的步骤中，成形构件可以在不低于240℃且不超过300℃的温度范围内被回火。这样，在接触表面中剩余奥氏体的量可容易地被调整至落入不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比的范围内。此外，碳被溶于已经过淬火处理的钢中。溶解的碳有助于在接触表面附近的材料(钢)的固溶强化。另一方面，当已经过淬火处理的钢经受回火处理时，溶解的碳的一部分被沉淀为碳化物。沉淀的碳化物有助于接触表面附近的材料(钢)中的沉淀强化。当回火处理的处理温度低于
240℃时，接触表面附近材料的固溶强化充分，但沉淀强化不充分。当回火处理的处理温度高于300℃时，接触表面附近的材料的沉淀强化充分，但固溶强化不充分。通过将回火处理的处理温度设定为不低于240℃且不超过300℃，在固溶强化和沉淀强化之间的平衡变得良好，从而改善了抗压痕性。
240℃时，接触表面附近材料的固溶强化充分，但沉淀强化不充分。当回火处理的处理温度高于300℃时，接触表面附近的材料的沉淀强化充分，但固溶强化不充分。通过将回火处理的处理温度设定为不低于240℃且不超过300℃，在固溶强化和沉淀强化之间的平衡变得良好，从而改善了抗压痕性。
[0066] 在制造轴承部件的方法中，在对成形构件进行淬火的步骤中，成形构件可通过使成形构件从不超过860℃的温度范围迅速冷却而被淬火。这样，可以防止在淬火硬化之后在碳溶解量和碳沉淀量之间的平衡的调整以及在回火处理期间剩余奥氏体的量的调整变得困难。
[0067] 在制造轴承部件的方法中，在将成形构件淬火的步骤中，成形构件可通过使成形构件从不低于820℃的温度范围迅速冷却而被淬火。这样，可以防止在淬火硬化之后在碳溶解量和碳沉淀量之间的平衡的调整以及在回火处理期间剩余奥氏体的量的调整变得困难。
[0068] 一种制造根据本发明的滚动轴承的方法包括以下步骤：制备环形构件；制备多个滚动元件；以及通过组合多个滚动元件以与环形构件接触而组装滚动轴承。制备环形构件的步骤和制备多个滚动元件的步骤中的至少一个使用本发明的制造轴承部件的方法来执行。这样，可以制造本发明的滚动轴承。
[0069] 根据本发明的滚动轴承包括：第一轴承环，其具有第一滚动接触表面；第二轴承环，其具有第二滚动接触表面并且设置成使得第二滚动接触表面面对第一滚动接触表面；多个滚动元件，其在它们的滚动接触表面处与第一滚动接触表面和第二滚动接触表面进行接触并且并排布置在环形座圈上；以及密封构件，其设置成封闭轴承空间，该轴承空间是插置在第一轴承环和第二轴承环之间的空间。第一轴承环、第二轴承环以及滚动元件中每一个中的至少一个是高强度轴承部件，其中高强度轴承部件由淬火硬化钢制成，其包含不少于0.90％质量百分比且不超过1.05％质量百分比的碳、不少于0.15％质量百分比且不超过0.35％质量百分比的硅、不少于0.01％质量百分比且不超过0.50％质量百分比的锰、以及不少于1.30％质量百分比且不超过0.65％质量百分比的铬，剩余部分由杂质组成，其中高强度轴承部件具有轴承接触表面，该轴承接触表面为第一滚动接触表面、第二滚动接触表面或滚动接触表面并且具有不少于0.25％质量百分比的氮浓度，并且在轴承接触表面中的剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。密封构件的一个端部固定到第一轴承环和第二轴承环中的一个，并且另一端部充当与第一轴承环和第二轴承环中的另一个进行接触的密封唇缘部分。密封唇缘部分由高磨损材料制成，使得通过使第二轴承环相对于第一轴承环在周向方向上旋转，密封唇缘部分被磨损，以进入如下状态，其中第一轴承环和第二轴承环中的另一个不与密封唇缘部分进行接触，或进入如下状态，其中第一轴承环和第二轴承环中的另一个与密封唇缘部分略微接触至使得在第一轴承环和第二轴承环中的另一个与密封唇缘部分之间的接触压力能够被视为基本上为零的程度。
[0070] 本发明人已检验了当等同于在世界各地容易获得的JIS SUJ2(JIS SUJ2、ASTM52100、DIN 100Cr6、GB GCr5或GCr15、以及OCTЩX15)的材料被用作轴承的材料时用来实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的措施。结果，本发明人已获得以下知识并且得出本发明。
[0071] 通过采用上述组分组合物，在世界各地容易获得的标准钢可用作该部件的材料。当使用具有该组分组合物的钢、轴承接触表面中的氮浓度增加至0.25％质量百分比或以上并且提供淬火硬化时，实现长的滚动疲劳寿命。这里，当剩余奥氏体的量未被特别地调整时，由于与氮含量的关系，在轴承接触表面中剩余奥氏体的量将为约20％体积百分比至
40％体积百分比。然而，当剩余奥氏体的量如此地大时，抗压痕性将不利地减小。为了解决这个问题，剩余奥氏体的量被减少至不超过12％体积百分比，从而实现改善的抗压痕性。另一方面，如果剩余奥氏体的量被减少至少于6％体积百分比，则滚动疲劳寿命、特别是在其中刚性异物被引入轴承内的环境(异物引入环境)中的滚动疲劳寿命将减少。因此，在轴承接触表面中剩余奥氏体的量优选地被设定为不少于6％体积百分比。
40％体积百分比。然而，当剩余奥氏体的量如此地大时，抗压痕性将不利地减小。为了解决这个问题，剩余奥氏体的量被减少至不超过12％体积百分比，从而实现改善的抗压痕性。另一方面，如果剩余奥氏体的量被减少至少于6％体积百分比，则滚动疲劳寿命、特别是在其中刚性异物被引入轴承内的环境(异物引入环境)中的滚动疲劳寿命将减少。因此，在轴承接触表面中剩余奥氏体的量优选地被设定为不少于6％体积百分比。
[0072] 鉴于这些情况，本发明中的滚动轴承的高强度轴承部件其材料采用等同于世界各地容易获得的JIS SUJ2的材料，其中轴承接触表面中的氮浓度不少于0.25％质量百分比并且其中的剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。
[0073] 为了实现长的滚动疲劳寿命、特别是在异物引入环境中的长的滚动疲劳寿命，有效的是设置接触式密封构件，以便抑制异物的引入。然而，如果采用一般的接触式密封构件，滚动轴承的旋转扭矩将不利地增加。为了解决这个问题，在本发明的滚动轴承中，与轴承环接触的密封唇缘部分由高磨损材料制成，该材料容易由于轴承环的旋转而磨损，从而使其脱离与轴承环的接触，或者使其进入其中接触轻微到与轴承环的接触压力可视为基本为零的程度的状态。结果，抑制了旋转扭矩的增加，同时抑制了异物的进入。密封唇缘部分的材料的示例包括橡胶、树脂等。
[0074] 因此，本发明的滚动轴承的组成部分包括：高强度轴承部件，该高强度轴承部件在其材料容易得到的同时实现了高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命；并且包括密封构件，其允许滚动疲劳寿命的进一步提高，同时抑制旋转扭矩的增加。结果，根据本发明的滚动轴承，可提供实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的滚动轴承。
[0075] 为了进一步改善抗压痕性，在轴承接触表面中剩余奥氏体的量可设定为不超过10％。同时，如果轴承接触表面中的氮浓度变得多于0.5％质量百分比，将氮引入钢中的成本增加，并且变得难以将剩余奥氏体的量调整至落入所需范围内。因此，在轴承接触表面中的氮浓度优选地被设定为不超过0.5％质量百分比并可设定为不超过0.4％质量百分比。
[0076] 在滚动轴承中，第一轴承环和第二轴承环中的至少一个可以是上述高强度轴承部件。抗压痕性在轴承环中尤其重要。因此，当轴承环中的至少一个由上述高强度轴承部件构造成时，滚动轴承的抗压痕性被更可靠地改善。
[0077] 在滚动轴承中，滚动元件可以是滚珠。通过采用滚珠作为滚动元件，滚动轴承的旋转扭矩被抑制。同时，当滚珠被用作滚动元件时，轴承的额定静载荷相比滚柱轴承显著减小。因此，抗压痕性尤其重要。为了解决这个问题，本发明的滚动轴承包括抗压痕性优异的高强度轴承部件。因此，通过采用滚珠作为本发明的滚动轴承中的滚动元件，可提供实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命并且实现减小的旋转扭矩的滚动轴承。
[0078] 在滚动轴承中，轴承接触表面可具有不少于60.0HRC的硬度。因此，滚动疲劳寿命和抗压痕性可进一步改善。
[0079] 在滚动轴承中，轴承接触表面可具有不超过64.0HRC的硬度。如果氮浓度增加至0.25％质量百分比或以上的轴承接触表面的硬度保持在多于64.0HRC，则变得难以将剩余奥氏体调整在12％体积百分比或以下。通过将轴承接触表面的硬度设定为不超过64.0HRC，剩余奥氏体的量可容易地调整至落入不超过12％体积百分比的范围内。
[0080] 滚动轴承可以可旋转地支撑旋转构件，该旋转构件在差速器或变速器中相对于邻近该旋转构件设置的另一个构件旋转。
[0081] 在用于差速器或变速器中的轴承中，高的接触压力被施加在滚动元件和环形构件之间。因此，用于在其中使用的轴承需要不仅实现长的滚动疲劳寿命、而且实现改善的抗压痕性。因此，能够实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的本发明的滚动轴承适合作为在差速器或变速器中使用的轴承。
[0082] 在滚动轴承中，当滚动元件在4.4GPa的最大接触压力下压靠第一轴承环和第二轴承环中的一个时，在第一轴承环和第二轴承环中的那一个中形成的压痕优选地具有不超过0.5μm的深度。通过将抗压痕性改善到该水平，可提供能在特别恶劣的服务条件下使用的滚动轴承。此外，压痕深度为更优选地不超过0.3μm，并且为进一步优选地不超过0.2μm。
[0083] 根据本发明的滚动轴承包括：环形构件；多个滚珠，其设置成与环形构件接触；以及轴承罩，其将多个滚珠以预定间距保持在环形座圈上。环形构件与多个滚珠中每一个中的至少一个为高强度轴承部件，其中高强度轴承部件由淬火硬化钢制成，其包含不少于0.90％质量百分比且不超过1.05％质量百分比的碳、不少于0.15％质量百分比且不超过
0.35％质量百分比的硅、不少于0.01％质量百分比且不超过0.50％质量百分比的锰、以及不少于1.30％质量百分比且不超过1.65％质量百分比的铬，剩余部分由铁和杂质组成，轴承部件具有接触表面，该接触表面是与另一个部件进行接触的表面并且具有不少于0.25％质量百分比的氮浓度，在接触表面中剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。轴承罩可通过结合两个环形轴承罩板而构造成，每个环形轴承罩板具有在周向方向上以预定间隔设置的半球形突出部分，并且面向彼此的半球形突出部分形成保持滚动元件的兜孔。兜孔具有面向滚珠表面，该面向滚珠表面是面向滚动元件的表面并且设有由在兜孔的周向方向上延伸的凹部构成的滚珠不接触部分。假设在兜孔的周向方向上滚珠不接触部分的长度由A表示、滚珠的直径由B表示、并且形成于滚珠和面向滚珠表面之间的间隙由C表示，则A/(B+C)的值被设定为0.70至0.90。
0.35％质量百分比的硅、不少于0.01％质量百分比且不超过0.50％质量百分比的锰、以及不少于1.30％质量百分比且不超过1.65％质量百分比的铬，剩余部分由铁和杂质组成，轴承部件具有接触表面，该接触表面是与另一个部件进行接触的表面并且具有不少于0.25％质量百分比的氮浓度，在接触表面中剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。轴承罩可通过结合两个环形轴承罩板而构造成，每个环形轴承罩板具有在周向方向上以预定间隔设置的半球形突出部分，并且面向彼此的半球形突出部分形成保持滚动元件的兜孔。兜孔具有面向滚珠表面，该面向滚珠表面是面向滚动元件的表面并且设有由在兜孔的周向方向上延伸的凹部构成的滚珠不接触部分。假设在兜孔的周向方向上滚珠不接触部分的长度由A表示、滚珠的直径由B表示、并且形成于滚珠和面向滚珠表面之间的间隙由C表示，则A/(B+C)的值被设定为0.70至0.90。
[0084] 本发明人已检验了当等同于在世界各地容易获得的JIS SUJ2(JISSUJ2、ASTM52100、DIN 100Cr6、GB GCr5或GCr15、以及OCTЩX15)的材料被用作轴承的材料时用来实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的措施。结果，已经发现的是，通过采用上述组分组合物、充分地确保轴承部件的接触表面中的氮浓度、以及将剩余奥氏体的量控制到合适量，可实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命。
[0085] 具体而言，通过采用上述组分组合物，在世界各地容易获得的标准钢可用作该部件的材料。当使用具有该组分组合物的钢、接触表面中的氮浓度增加至0.25％质量百分比或以上并且提供淬火硬化时，实现了长的滚动疲劳寿命。这里，当剩余奥氏体的量未被特别地调整时，由于与氮含量的关系，在接触表面中剩余奥氏体的量将为约20％体积百分比至40％体积百分比。然而，当剩余奥氏体的量因此较大时，抗压痕性将不利地减小。为了解决这个问题，剩余奥氏体的量被减少至不超过12％体积百分比，从而实现改善的抗压痕性。另一方面，如果剩余奥氏体的量被减少至少于6％体积百分比，则滚动疲劳寿命、特别是在其中刚性异物被引入轴承内的环境(异物引入环境)中的滚动疲劳寿命将减少。因此，在接触表面中剩余奥氏体的量优选地被设定为不少于6％体积百分比。
[0086] 在本发明的滚动轴承中，轴承部件(环形构件与多个滚珠中每一个中的至少一个)作为其材料采用等同于世界各地容易获得的JIS SUJ2的材料，其中接触表面中的氮浓度不少于0.25％质量百分比并且其中的剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。结果，本发明的滚动轴承的轴承部件成为能在容易得到其材料的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的高强度轴承部件。为了进一步改善抗压痕性，在接触表面中剩余奥氏体的量可设定为不超过10％。同时，如果接触表面中的氮浓度变得多于0.5％质量百分比，将氮引入钢中的成本增加，并且变得难以将剩余奥氏体的量调整至落入所需范围内。因此，在接触表面中的氮浓度优选地被设定为不超过0.5％质量百分比并可设定为不超过0.4％质量百分比。
[0087] 此外，在本发明的滚动轴承的轴承罩中，通过为兜孔的面向滚珠表面设置由凹部构成的滚珠不接触部分，面向滚珠表面设有用作导向槽的滚珠接触部分和不用作导向槽的滚珠不接触部分。应当指出，上述间隙旨在指示出当滚珠被引到兜孔中的一侧时在滚珠和兜孔导向槽之间的间隙。
[0088] 这里，当凹部设置在兜孔中(例如，沿兜孔轴向方向而在中部处以便在兜孔周向方向上延伸)时，兜孔内壁和滚珠在其中彼此接触的滑动面积可通过增加凹部在兜孔周向方向上的长度而减小，这导致剪切阻力的减小。然而，如果其在兜孔周向方向上的长度变得太长，滚珠就会在导向槽(滚珠接触部分)和凹部之间的边界处而不是导向槽处与兜孔接触。如果如此地在边界处进行接触，所形成的油膜会显著减少，可能导致表面上的损坏。因此，优选的是，“在兜孔周向方向上的长度”在尺寸上尽可能大，以至于滚珠(包括滚珠在兜孔内的移动)可保持在兜孔导向槽(滚珠接触部分)中的程度。
[0089] 在本申请的发明的滚动轴承中，假设在兜孔的周向方向上滚珠不接触部分的长度由A表示、滚珠的直径由B表示、并且形成于滚珠和兜孔的面向滚珠表面之间的间隙由C表示，则A/(B+C)的值被设定为0.70至0.90。因此，在满足作为轴承的功能的同时，可显示出最大低扭矩效应。
[0090] 如上所述，本发明的滚动轴承包括轴承环、滚动元件和轴承罩，使得可提供能够在其材料容易获得的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命并实现低扭矩的滚动轴承。
[0091] 在滚动轴承中，环形构件可以是高强度轴承部件。由于实现改善的抗压痕性所特别需要的环形构件由上述高强度轴承部件构造成，滚珠轴承可以更容易地应用到已应用了滚柱轴承的部分。
[0092] 在滚动轴承中，接触表面可具有不少于60.0HRC的硬度。因此，滚动疲劳寿命和抗压痕性可进一步改善。
[0093] 在滚动轴承中，接触表面可具有不超过64.0HRC的硬度。如果氮浓度增加至0.25％质量百分比或以上的接触表面的硬度保持在多于64.0HRC，则变得难以将剩余奥氏体调整在12％体积百分比或以下。通过将接触表面的硬度设定为不超过64.0HRC，剩余奥氏体的量可容易地调整至落入不超过12％体积百分比的范围内。
[0094] 在滚动轴承中，当滚珠在4.4GPa的最大接触压力下压靠环形构件时，形成于环形构件中的压痕具有不超过0.5μm的深度。因此，可以确保足够水平的抗压痕性。
[0095] 在滚动轴承中，假设滚珠不接触部分在兜孔轴向方向上的长度由D表示，并且兜孔在兜孔轴向方向上的总长度由E表示，则D/E的值可设定为0.25至0.40。
[0096] 当滚珠不接触部分在兜孔轴向方向上的长度增加时，所接触的滑动面积变小，这导致剪切阻力的减小。同时，轴承罩可由金属制成并可通过压力加工成形。在这种情况下，存在对制造的担忧，即，如果滚珠不接触部分在兜孔轴向方向上的长度变得太大，制造难度可上升。换言之，滚珠不接触部分在兜孔轴向方向上的长度优选地在尺寸上尽可能大到使兜孔的形状不会通过压力加工而变形。通过将D/E的值设定为0.25至0.40，可以同时实现减小剪切阻力和容易制造。
[0097] 在滚动轴承中，假设提供滚珠不接触部分的凹部的深度由F表示，并且环形轴承罩板的半球形突出部分的厚度由G表示，则F/G的值被设定为0.30至0.40。
[0098] 通过形成凹部，在滚珠和兜孔之间提供了大于表面粗糙度水平的间隙，从而实现为“0”的剪切阻力。然而，考虑到轴承罩的压力加工的精度，如果凹部的深度太小，则会变得难以确保足够的尺寸精度。另一方面，如果凹部的深度太大，则兜孔可能在压力加工期间变形。通过将F/G的值设定为0.30至0.40，可以减小剪切阻力，同时可以确保凹部的尺寸精度，并且可以避免兜孔变形。
[0099] 在滚动轴承中，假设兜孔在兜孔轴向方向上的总长度由E表示，并且在兜孔轴向方向上滚珠不接触部分的中心相对于滚珠的中心的偏移量由H表示，则H/(E/2)的值可设定为0至0.2。
[0100] 当凹部在兜孔轴向方向上的中心位置相对于滚珠在兜孔轴向方向上的中心偏移时，平衡性变差，导致在压力加工期间的变形。这可通过将H/(E/2)的值设定为0至0.2来抑制。
[0101] 在滚动轴承中，提供滚珠不接触部分的凹部可具有在兜孔轴向方向上弯曲的开口边缘。
[0102] 如果滚珠与在凹部和兜孔导向槽(滚珠接触部分)之间的边界相接触，则形成油膜的能力显著降低。因此，如上所述，凹部优选地具有使得滚珠不与边界进行接触的尺寸。然而，即使当在设计中进行设定以使得这样的接触不发生时，制造中的偏差等也可以造成边界和滚珠之间的接触。通过在兜孔轴向方向上提供凹部的弯曲开口边缘，即，通过为开口边缘提供具有弯曲的形状，即使发生这样的接触，也可以避免立即造成损坏。
[0103] 此外，滚珠不接触部分可设置在轴承罩的每个兜孔中。此外，轴承罩可由金属制成并可通过压力加工成形，或者可由树脂制成并可通过注模成形。
[0104] 在滚动轴承中，环形构件可包括内环和设置成围绕内环的外周侧的外环，并且内环可具有相对于滚珠不少于1.02且不超过1.06的沟曲率。
[0105] 在滚动轴承中，环形构件可包括内环和设置成围绕内环的外周侧的外环，并且外环可具有相对于滚珠不少于1.02且不超过1.08的沟曲率。
[0106] 滚柱轴承用于施加相对大的载荷的位置处。因此，当作为滚珠轴承的本发明的滚动轴承被应用于已应用了滚柱轴承的部分时，相对大的载荷被施加到本发明的滚动轴承上。这导致在环形构件和滚珠之间大的吻切椭圆，该椭圆导致在环形构件和滚珠之间大的滑动分量(差速滑动和自旋滑动)。因此，滚动轴承的旋转扭矩变大。为了解决这个问题，通过将内环和外环中的至少一个相对于滚珠的沟曲率增加至1.02或以上，滑动分量可减小，以更可靠地实现低扭矩。具体而言，通过将内环和外环的沟曲率增加至1.02，在JIS 6207滚珠轴承中的径向载荷Fr＝500N、轴向载荷Fa＝0N并且旋转速度为4000rpm的条件下，差速滑动可以是一般结构中的大约一半。
[0107] 同时，当内环和外环的沟曲率增加时，在内环和外环中的每一个与滚珠之间的接触压力变大至可能导致轴承的短寿命。因此，优选的是将内环和外环中的每一个的沟曲率设定为预定值或以下。具体而言，内环相对于滚珠的沟曲率优选为1.06或以下，并且外环相对于滚珠的沟曲率优选为1.08或以下。这里，由于以下原因，外环的沟曲率的上限大于内环的沟曲率的上限。也就是说，在一般设计中，外环和滚珠之间的接触压力小于内环和滚珠之间的接触压力，使得相比内环的沟曲率而言，外环的沟曲率存在增加的空间。应当指出，术语“沟曲率”在本申请中是指在垂直于轴承环的周向方向的横截面中滚动接触表面的曲率半径与滚珠的半径的比率。
[0108] 滚动轴承可用来支撑车辆的原动力传递轴。此外，车辆可以是摩托车。本发明的滚动轴承适用于其中实现长寿命、低扭矩和其紧凑尺寸很重要的应用场合。
[0109] 根据本发明的滚动轴承包括：环形构件；多个滚珠，其设置成与环形构件接触；以及轴承罩，其将多个滚珠以预定间距保持在环形座圈上。环形构件与多个滚珠的每一个中的至少一个为高强度轴承部件，其中高强度轴承部件由淬火硬化钢制成，其包含不少于0.90％质量百分比且不超过1.05％质量百分比的碳、不少于0.15％质量百分比且不超过
0.35％质量百分比的硅、不少于0.01％质量百分比且不超过0.50％质量百分比的锰、以及不少于1.30％质量百分比且不超过1.65％质量百分比的铬，剩余部分由铁和杂质组成，高强度轴承部件具有接触表面，该接触表面是与另一个部件进行接触的表面，并且具有不少于0.25％质量百分比的氮浓度，并且在接触表面中剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。轴承罩可通过结合两个环形轴承罩板构造而成，每个环形轴承罩板具有在周向方向上以预定间隔设置的半球形突出部分，并且面向彼此的半球形突出部分形成保持滚动元件的兜孔。在兜孔中，作为与滚珠相面对的表面的面向滚珠表面设有滚珠不接触部分。与在未设有滚珠不接触部分的情况中的接触面积相比，兜孔与滚珠的接触面积减小15％至30％。
0.35％质量百分比的硅、不少于0.01％质量百分比且不超过0.50％质量百分比的锰、以及不少于1.30％质量百分比且不超过1.65％质量百分比的铬，剩余部分由铁和杂质组成，高强度轴承部件具有接触表面，该接触表面是与另一个部件进行接触的表面，并且具有不少于0.25％质量百分比的氮浓度，并且在接触表面中剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。轴承罩可通过结合两个环形轴承罩板构造而成，每个环形轴承罩板具有在周向方向上以预定间隔设置的半球形突出部分，并且面向彼此的半球形突出部分形成保持滚动元件的兜孔。在兜孔中，作为与滚珠相面对的表面的面向滚珠表面设有滚珠不接触部分。与在未设有滚珠不接触部分的情况中的接触面积相比，兜孔与滚珠的接触面积减小15％至30％。
[0110] 本发明人已检验了当等同于在世界各地容易获得的JIS SUJ2(JIS SUJ2、ASTM52100、DIN 100Cr6、GB GCr5或GCr15、以及OCTЩX15)的材料被用作轴承的材料时用来实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的措施。
[0111] 通过采用上述组分组合物，在世界各地容易获得的标准钢可用作该部件的材料。当使用具有该组分组合物的钢、接触表面中的氮浓度增加至0.25％质量百分比或以上并且提供淬火硬化时，实现了长的滚动疲劳寿命。这里，当剩余奥氏体的量未被特别地调整时，由于与氮含量的关系，在接触表面中剩余奥氏体的量将为约20％体积百分比至40％体积百分比。然而，当剩余奥氏体的量如此地大时，抗压痕性将不利地减小。为了解决这个问题，剩余奥氏体的量被减少至不超过12％体积百分比，从而实现改善的抗压痕性。另一方面，如果剩余奥氏体的量被减少至少于6％体积百分比，则滚动疲劳寿命、特别是在其中刚性异物进入轴承内的环境(异物引入环境)中的滚动疲劳寿命将减少。因此，在接触表面中剩余奥氏体的量优选地被设定为不少于6％体积百分比。
[0112] 鉴于这些情况，在本发明的滚动轴承中，轴承部件(环形构件与多个滚珠的每一个中的至少一个)的材料采用等同于世界各地容易获得的JIS SUJ2的材料，其中接触表面中的氮浓度不少于0.25％质量百分比并且其中的剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。结果，本发明的滚动轴承的轴承部件成为能够在可容易得到其材料的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的高强度轴承部件。为了进一步改善抗压痕性，在接触表面中剩余奥氏体的量可设定为不超过10％。同时，如果接触表面中的氮浓度变得多于0.5％质量百分比，将氮引入钢中的成本增加，并且变得难以将剩余奥氏体的量调整至落入所需范围内。因此，在接触表面中的氮浓度优选地被设定为不超过0.5％质量百分比并可设定为不超过0.4％质量百分比。
[0113] 此外，在本发明的滚动轴承的轴承罩中，当润滑剂穿过兜孔的内部时，设置在面向滚珠表面中的滚珠不接触部分提供减小的阻力。此外，由此提供的滚珠不接触部分允许形成于滚珠和兜孔之间的油膜的量减少。这里，如果滚珠不接触部分太小，被剪切的油膜量的减少量较小，不能实现扭矩减小。另一方面，如果滚珠不接触部分太大，形成于滚珠和兜孔之间的油膜的量变得太小，危害了滚珠的平滑滚动。如果与滚珠的接触面积(其通过提供滚珠不接触部分而减小)大于30％，则轴承罩的强度降低。如果与滚珠的接触面积(其通过提供滚珠不接触部分而减小)小于15％，则不能充分地减小扭矩。因此，在本发明的滚动轴承的轴承罩中，与滚珠的接触面积通过提供滚珠不接触部分而减小15％至30％。
[0114] 如上所述，根据本发明的滚动轴承，可提供能够在其材料容易获得的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命并且也实现低扭矩的滚动轴承。
[0115] 在滚动轴承中，环形构件可以是高强度轴承部件。由于实现改善的抗压痕性所特别需要的环形构件由上述高强度轴承部件构造成，滚珠轴承可以更容易地应用到已应用了滚柱轴承的部分。
[0116] 在滚动轴承中，接触表面可具有不少于60.0HRC的硬度。因此，滚动疲劳寿命和抗压痕性可进一步改善。
[0117] 在滚动轴承中，接触表面可具有不超过64.0HRC的硬度。如果氮浓度增加至0.25％质量百分比或以上的接触表面的硬度保持在多于64.0HRC，则变得难以将剩余奥氏体调整在12％体积百分比或以下。通过将接触表面的硬度设定为不超过64.0HRC，剩余奥氏体的量可容易地调整至落入不超过12％体积百分比的范围内。
[0118] 在滚动轴承中，在半球形突出部分中，面向滚珠表面可设有朝着与滚珠相对的一侧凹陷的凹部，使得该凹部构成滚珠不接触部分。此外，在滚动轴承中，半球形突出部分可设有狭缝，使得该狭缝构成滚珠不接触部分。通过采用这样的结构，可容易地形成滚珠不接触部分。
[0119] 在滚动轴承中，滚珠不接触部分可相对于多个滚珠的节圆设置在外径侧。在涉及高周向速度的位置处的剪切阻力可减小，从而更稳定地实现扭矩的减小。
[0120] 在滚动轴承中，轴承罩可由金属制成并可借助于压力加工成形。备选地，在滚动轴承中，轴承罩可由金属制成并可借助于铸造成形。备选地，在滚动轴承中，轴承罩可借助于切削过程成形。备选地，在滚动轴承中，轴承罩可由树脂制成并可借助于注模成形。因此，轴承罩可容易地成形以实现低成本。
[0121] 在滚动轴承中，当滚珠在4.4GPa的最大接触压力下压靠环形构件时，形成于环形构件中的压痕具有不超过0.5μm的深度。因此，可以确保足够水平的抗压痕性。
[0122] 在滚动轴承中，环形构件可包括内环和设置成围绕内环的外周侧的外环，并且内环可具有相对于滚珠不少于1.02且不超过1.06的沟曲率。
[0123] 在滚动轴承中，环形构件可包括内环和设置成围绕内环的外周侧的外环，并且外环可具有相对于滚珠不少于1.02且不超过1.08的沟曲率。
[0124] 滚柱轴承被用作施加相对大的载荷的部分。因此，当作为滚珠轴承的本发明的滚动轴承被应用于已应用了滚柱轴承的部分时，相对大的载荷被施加到本发明的滚动轴承。这导致在环形构件和滚珠之间大的吻切椭圆，该椭圆导致在环形构件和滚珠之间大的滑动分量(差速滑动和自旋滑动)。因此，滚动轴承的旋转扭矩变大。为了解决这个问题，通过将内环和外环中至少一个的相对于滚珠的沟曲率增加至1.02或以上，滑动分量可减小以更可靠地实现低扭矩。具体而言，通过将内环和外环的沟曲率增加至1.02，在JIS 6207滚珠轴承中的径向载荷Fr＝500N、轴向载荷Fa＝0N并且旋转速度为4000rpm的条件下，差速滑动可以是一般结构中的大约一半。
[0125] 同时，当内环和外环的沟曲率增加时，在内环和外环中的每一个与滚珠之间的接触压力变大至可能导致轴承的短寿命。因此，优选的是将内环和外环中的每一个的沟曲率设定为预定值或以下。具体而言，内环相对于滚珠的沟曲率优选为1.06或以下，并且外环相对于滚珠的沟曲率优选为1.08或以下。这里，由于以下原因，外环的沟曲率的上限大于内环的沟曲率的上限。也就是说，在一般设计中，外环和滚珠之间的接触压力小于内环和滚珠之间的接触压力，使得相比内环的沟曲率而言，外环的沟曲率存在增加的空间。应当指出，术语“沟曲率”在本申请中是指在垂直于轴承环的周向方向的横截面中滚动接触表面的曲率半径与滚珠的半径的比率。
[0126] 滚动轴承可用来支撑车辆的原动力传递轴。此外，上述车辆可以是摩托车。本发明的滚动轴承适用于其中实现长寿命、低扭矩和其紧凑尺寸很重要的应用场合。
[0127] 根据本发明的滚动轴承包括：环形构件；多个滚珠，其设置成与环形构件接触；以及轴承罩，其将多个滚珠以预定间距保持在环形座圈上。环形构件与多个滚珠的每一个中的至少一个是高强度轴承部件，其中高强度轴承部件由淬火硬化钢制成，其包含不少于0.90％质量百分比且不超过1.05％质量百分比的碳、不少于0.15％质量百分比且不超过
0.35％质量百分比的硅、不少于0.01％质量百分比且不超过0.50％质量百分比的锰、以及不少于1.30％质量百分比且不超过1.65％质量百分比的铬，剩余部分由铁和杂质组成，并且高强度轴承部件具有接触表面，该接触表面是与另一个部件进行接触的表面并且具有不少于0.25％质量百分比的氮浓度，并且在接触表面中剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。轴承罩通过以下方式形成：在周向方向上的多个位置处，在沿轴向方向彼此面对的两个环形主体的面向表面中形成半球形兜孔，以便在其中包含滚珠，并且使面向表面彼此抵接，以便将两个环形主体接合在一起。在环形主体的轴向端部的内径侧和外径侧中的至少一个中提供在径向方向上延伸的凸缘部分，在环形构件中、在对应于凸缘部分的部分处提供了凹槽部分，并且由凸缘部分和凹槽部分形成迷宫部。
0.35％质量百分比的硅、不少于0.01％质量百分比且不超过0.50％质量百分比的锰、以及不少于1.30％质量百分比且不超过1.65％质量百分比的铬，剩余部分由铁和杂质组成，并且高强度轴承部件具有接触表面，该接触表面是与另一个部件进行接触的表面并且具有不少于0.25％质量百分比的氮浓度，并且在接触表面中剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。轴承罩通过以下方式形成：在周向方向上的多个位置处，在沿轴向方向彼此面对的两个环形主体的面向表面中形成半球形兜孔，以便在其中包含滚珠，并且使面向表面彼此抵接，以便将两个环形主体接合在一起。在环形主体的轴向端部的内径侧和外径侧中的至少一个中提供在径向方向上延伸的凸缘部分，在环形构件中、在对应于凸缘部分的部分处提供了凹槽部分，并且由凸缘部分和凹槽部分形成迷宫部。
[0128] 本发明人已检验了当等同于在世界各地容易获得的JIS SUJ2(JIS SUJ2、ASTM52100、DIN 100Cr6、GB GCr5或GCr15、以及OCTЩX15)的材料被用作轴承的材料时用来实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的措施。结果，已经发现的是，通过采用上述组分组合物、充分地确保轴承部件的接触表面中的氮浓度、以及将剩余奥氏体的量控制到合适量，可实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命。
[0129] 具体而言，通过采用上述组分组合物，在世界各地容易获得的标准钢可用作该部件的材料。当使用具有该组分组合物的钢、使接触表面中的氮浓度增加至0.25％质量百分比或以上并且提供淬火硬化时，实现了长的滚动疲劳寿命。这里，当剩余奥氏体的量未被特别地调整时，由于与氮含量的关系，在接触表面中剩余奥氏体的量将为约20％体积百分比至40％体积百分比。然而，当剩余奥氏体的量如此地大时，抗压痕性将不利地减小。为了解决这个问题，剩余奥氏体的量被减少至不超过12％体积百分比，从而实现改善的抗压痕性。另一方面，如果剩余奥氏体的量被减少至少于6％体积百分比，则滚动疲劳寿命、特别是在其中刚性异物进入轴承内的环境(异物引入环境)中的滚动疲劳寿命将减少。因此，在接触表面中剩余奥氏体的量优选地被设定为不少于6％体积百分比。
[0130] 在本发明的滚动轴承中，轴承部件(环形构件与多个滚珠的每一个中的至少一个)的材料采用等同于世界各地容易获得的JIS SUJ2的材料，其中接触表面中的氮浓度不少于0.25％质量百分比并且其中的剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。结果，本发明的滚动轴承的轴承部件成为能够在可容易得到其材料的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的高强度轴承部件。为了进一步改善抗压痕性，在接触表面中剩余奥氏体的量可设定为不超过10％。同时，如果接触表面中的氮浓度变得多于0.5％质量百分比，将氮引入钢中的成本增加，并且变得难以将剩余奥氏体的量调整至落入所需范围内。因此，在接触表面中的氮浓度优选地被设定为不超过0.5％质量百分比并可设定为不超过0.4％质量百分比。
[0131] 在本发明的滚动轴承的轴承罩中，在环形主体的轴向端部的内径侧和外径侧中的至少一个中提供有在径向方向上延伸的凸缘部分，在环形构件中、在对应于凸缘部分的部分处提供了凹槽部分，并且由凸缘部分和凹槽部分形成迷宫部。该迷宫部可抑制润滑油流入轴承。此外，迷宫部由设置在环形主体中的凸缘部分和设置在环形构件中的凹槽部分构造而成，使得迷宫部的形成可以仅通过改变例如轴承罩和环形构件的形状而实现。因此，可以抑制部件数和组装步骤数增加。可以降低制造成本。
[0132] 如上所述，本发明的滚动轴承包括环形构件、滚动元件和轴承罩，使得可提供能够在其材料容易获得的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命并实现低扭矩的滚动轴承。
[0133] 在滚动轴承中，两个环形主体可具有相同的形状。这导致部件(环形主体)的制造成本降低。
[0134] 在滚动轴承中，轴承罩可具有在轴向方向上对称的形状。这样，当在轴承操作期间将离心力施加到轴承罩时，包括在轴承罩中的两个环形主体抑制其自身变形。结果，可以抑制由于轴承罩的变形导致的滚珠的掉落和轴承罩与环形构件之间的干涉。
[0135] 在滚动轴承中，环形构件可以是高强度轴承部件。由于实现改善的抗压痕性所特别需要的环形构件由上述高强度轴承部件构造成，滚柱轴承可以容易地应用到其中施加有大载荷的应用场合中。
[0136] 在滚动轴承中，接触表面可具有不少于60.0HRC的硬度。因此，滚动疲劳寿命和抗压痕性可进一步改善。
[0137] 在滚动轴承中，接触表面可具有不超过64.0HRC的硬度。如果氮浓度增加至0.25％质量百分比或以上的接触表面的硬度保持在多于64.0HRC，则变得难以将剩余奥氏体调整在12％体积百分比或以下。通过将接触表面的硬度设定为不超过64.0HRC，剩余奥氏体的量可容易地调整至落入不超过12％体积百分比的范围内。
[0138] 在滚动轴承中，环形主体的兜孔可设有形成为在环形主体的径向方向上延伸的兜孔凹槽部分。这减小了轴承罩和滚珠之间的接触面积，从而实现低扭矩。
[0139] 此外，兜孔凹槽部分可形成为延伸穿过环形主体，以将环形主体的内径侧和外径侧彼此连接。因此，在轴承罩和滚珠之间的润滑油由于离心力而被排放，从而实现较低扭矩。
[0140] 在滚动轴承中，在环形主体的兜孔中的相邻两个之间的面向表面中可形成兜孔间凹槽部分，以便在环形主体的径向方向上延伸穿过环形主体以将环形主体的内径侧和外径侧彼此连接。因此，在轴承罩和滚珠之间的润滑油由于离心力而被排放，从而实现较低扭矩。
[0141] 在滚动轴承中，凸缘部分优选地具有不少于0.15mm的轴向厚度，其为滚珠的直径的20％或以下。
[0142] 如果凸缘部分的轴向厚度小于0.15mm，则凸缘部分可能强度不足或可能成形较差。另一方面，如果凸缘部分的轴向厚度比滚珠的直径大20％以上，则轴承罩的轴向尺寸的增加导致内环和外环的轴向尺寸的增加，从而导致防止轴承变紧凑。通过将凸缘部分的轴向厚度设定为落入合适范围内，可以抑制这样的问题的出现。
[0143] 在滚动轴承中，轴承罩可具有平坦的端面。这减小了进入挖去部分的润滑油的搅动阻力，从而实现低扭矩。
[0144] 在滚动轴承中，轴承罩可由聚酰胺树脂、聚醚醚酮树脂或聚苯硫醚树脂制成。这些材料中的每一种适合作为本发明的滚动轴承的轴承罩。
[0145] 在滚动轴承中，当滚珠在4.4GPa的最大接触压力下压靠环形构件时，形成于环形构件中的压痕具有不超过0.5μm的深度。因此，可以确保足够水平的抗压痕性。此外，压痕深度为更优选地0.2μm或以下。
[0147] 根据本发明的深凹槽滚珠轴承包括：内环，其具有在其外周侧处的内环凹槽；外环，其设置成围绕内环且具有在其内周侧处的外环凹槽；多个滚珠，其设置成在其滚珠滚动接触表面处与内环凹槽和外环凹槽接触；以及轴承罩，其将多个滚珠以预定间距保持在环形座圈上。内环、外环、以及多个滚珠中每一个中的至少一个是高强度轴承部件，其中高强度轴承部件由淬火硬化钢制成，其包含不少于0.90％质量百分比且不超过1.05％质量百分比的碳、不少于0.15％质量百分比且不超过0.35％质量百分比的硅、不少于0.01％质量百分比且不超过0.50％质量百分比的锰、以及不少于1.30％质量百分比且不超过1.65％质量百分比的铬，剩余部分由铁和杂质组成，高强度轴承部件具有接触表面，该接触表面是与另一个部件进行接触的表面并且具有不少于0.25％质量百分比的氮浓度，并且在接触表面中剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。在定位在外环凹槽和内环凹槽的相应侧处的四个肩部中，在外环凹槽的一侧处的肩部高于在外环凹槽的另一侧处的肩部的高度，并且在内环凹槽的另一侧处的肩部的高度高于在内环凹槽的一侧处的肩部的高度。
[0148] 本发明人已检验了当等同于在世界各地容易获得的JIS SUJ2(JIS SUJ2、ASTM52100、DIN 100Cr6、GB GCr5或GCr15、以及OCTЩX15)的材料被用作轴承的材料时用来实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的措施。结果，已经发现的是，通过采用上述组分组合物、充分地确保轴承部件(外环、内环和滚珠)的接触表面中的氮浓度、并且将剩余奥氏体的量控制到合适量，可实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命。
[0149] 具体而言，通过采用上述组分组合物，在世界各地容易获得的标准钢可用作该部件的材料。当使用具有该组分组合物的钢、接触表面中的氮浓度增加至0.25％质量百分比或以上并且提供淬火硬化时，实现长的滚动疲劳寿命。这里，当剩余奥氏体的量未被特别地调整时，由于与氮含量的关系，在接触表面中剩余奥氏体的量将为约20％体积百分比至40％体积百分比。然而，当剩余奥氏体的量如此地大时，抗压痕性将不利地减小。为了解决这个问题，剩余奥氏体的量被减少至不超过12％体积百分比，从而实现改善的抗压痕性。另一方面，如果剩余奥氏体的量被减少至少于6％体积百分比，则滚动疲劳寿命、特别是在其中刚性异物进入轴承内的环境(异物引入环境)中的滚动疲劳寿命将减少。因此，在接触表面中剩余奥氏体的量优选地被设定为不少于6％体积百分比。
[0150] 在本发明的深凹槽滚珠轴承中，轴承部件(外环、内环、以及多个滚珠中每一个中的至少一个)的材料采用等同于世界各地容易获得的JIS SUJ2的材料，其中接触表面中的氮浓度不少于0.25％质量百分比并且其中的剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。结果，本发明的深凹槽滚珠轴承的轴承部件成为能够在可容易得到其材料的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的高强度轴承部件。为了进一步改善抗压痕性，在接触表面中剩余奥氏体的量可设定为不超过10％。同时，如果接触表面中的氮浓度变得多于0.5％质量百分比，将氮引入钢中的成本增加，并且变得难以将剩余奥氏体的量调整至落入所需范围内。因此，在接触表面中的氮浓度优选地被设定为不超过0.5％质量百分比并可设定为不超过0.4％质量百分比。
[0151] 在包括在本发明的深凹槽滚珠轴承中的外环和内环中的每一个中，在分别设置在外环凹槽和内环凹槽的侧面处的四个肩部之中，在外环凹槽的一侧处的肩部和在内环凹槽的另一侧处的肩部分别具有比在外环凹槽的所述另一侧处的肩部和在内环凹槽的所述一侧处的肩部的高度更高的高度。因此，轴承被设置和使用成使得接收推力载荷的载荷侧肩部较高，从而抑制滚珠到达该肩部上。
[0152] 如上所述，根据本发明的深凹槽滚珠轴承，可提供能够在其材料容易获得的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命并且也能够应对推力载荷的深凹槽滚珠轴承。
[0153] 在深凹槽滚珠轴承中，轴承罩可包括由合成树脂制成的圆柱形的第一分割轴承罩和由合成树脂制成且配合在第一分割轴承罩内部的圆柱形的第二分割轴承罩，并且第一分割轴承罩和第二分割轴承罩中的每一个具有环形主体并可具有冠形形状，使得多对兜孔卡爪以相等间隔在轴向方向上并排地形成于环形主体的一个侧表面处，每一对兜孔卡爪彼此面对，并且在每一对兜孔卡爪之间设有滚珠保持兜孔，其通过挖空环形主体而获得并具有超过1/2圆的尺寸。第一分割轴承罩可从外环肩部的具有较低肩部高度的一侧插入轴承中，并且第二分割轴承罩可从内环肩部的具有较低肩部高度的一侧插入轴承中，使得兜孔具有在相对的方向上导向的开口端的组合，并且接合部分设置在第一分割轴承罩和第二分割轴承罩之间，以便通过配合而接合轴承罩并防止轴承罩在轴向方向上分离。
[0154] 通过这样，便于轴承的组装。此外，即使在施加大的力矩载荷的引用场合下，也可抑制轴承罩由于滚珠向后或向前移动而掉落，并且可避免轴承罩妨碍环形凹槽的肩部。
[0155] 在深凹槽滚珠轴承中，在第一分割轴承罩的相邻兜孔的兜孔卡爪之间可设置面向内的接合卡爪，在第二分割轴承罩的相邻兜孔的兜孔卡爪之间可设置面向外的接合卡爪，第一分割轴承罩的接合卡爪可与形成于第二分割轴承罩的外径表面中的接合凹部相接合，并且第二分割轴承罩的接合卡爪可与形成于第一分割轴承罩的内径表面中的接合凹部相接合。这样，第一分割轴承罩和第二分割轴承罩可以容易地彼此联接。
[0156] 在这种情况下，在接合卡爪和接合凹部之间可设置三个或更多个接合部分。这样，第一分割轴承罩和第二分割轴承罩可以更可靠地彼此接合。
[0157] 在深凹槽滚珠轴承中，形成于接合卡爪和接合凹部之间的周向间隙可设定为大于形成于滚珠和兜孔之间的周向兜孔间隙。
[0158] 这样，即使在施加大的力矩载荷以引起滚珠向后或向前移动并且第一分割轴承罩和第二分割轴承罩彼此相对旋转时，接合卡爪也不抵接接合卡爪在接合凹部的周向方向上面对的侧表面，从而有效地防止对接合卡爪的损坏。
[0159] 在深凹槽滚珠轴承中，形成于接合卡爪和接合凹部之间的轴向间隙可设定为大于形成于滚珠和兜孔之间的轴向兜孔间隙。
[0160] 这样，即使在使第一分割轴承罩和第二分割轴承罩彼此分离的方向上施加轴向力，面向彼此的一对兜孔卡爪的内表面也与滚珠的外周表面抵接，从而避免接合卡爪与接合凹部的轴向端面抵接。因此，有效地防止对接合卡爪的损坏。
[0161] 在深凹槽滚珠轴承中，第一分割轴承罩和第二分割轴承罩可具有不同的色调。因此，根据分割轴承罩的色调，操作者可将第一分割轴承罩和第二分割轴承罩彼此区分开，以便实现对分割轴承罩的合适布置，从而有利于轴承的组装和附接。
[0162] 在深凹槽滚珠轴承中，兜孔的内周表面可设有不与滚珠进行接触的挖去部分。
[0163] 如上所述，当轴承罩由第一分割轴承罩和第二分割轴承罩的组合构造而成并且将包括这样的轴承罩的轴承在有异物进入润滑的条件下使用时，异物可能积聚在第一分割轴承罩和第二分割轴承罩之间。这可能成为使轴承寿命短的因素。为了解决这个问题，提供了上述挖去部分以改善润滑油在兜孔表面中的通过，从而抑制上述异物的积聚。
[0164] 在深凹槽滚珠轴承中，可为每个兜孔提供一对挖去部分，以便包括从兜孔的底部的中心等距地间隔开的区域。此外，挖去部分在垂直于分割轴承罩的厚度方向的平面中的形状可以是弯曲的形状(例如，球形形状或U形)。此外，在垂直于分割轴承罩的厚度方向的平面中，一对挖去部分中的每一个的底部部分和兜孔的底部的中心可以在相同的直线上。因此，可以更可靠地改善润滑油的通过。
[0165] 深凹槽滚珠轴承可使用润滑油来润滑。在这种情况下，第一分割轴承罩和第二分割轴承罩优选地使用耐油性优异的合成树脂形成。这样的树脂的示例包括聚酰胺46(PA46)、聚酰胺66(PA66)和聚苯硫醚(PPS)。在这些树脂中，聚苯硫醚(PPS)的耐油性比其它树脂更优异。因此，就耐油性而言，最优选的是使用聚苯硫醚(PPS)。
[0166] 另一方面，就树脂材料的成本而言，优选的是使用聚酰胺66(PA66)，并且轴承罩的材料可根据润滑油的类型适当地确定。
[0167] 在深凹槽滚珠轴承中，如果较高高度肩部的高度变得高于所需，则不能并入滚珠。另一方面，如果其高度太低，则滚珠会到达肩部上。因此，假设较高高度肩部的肩部高度由H1表示，并且滚珠的球直径由d表示，则肩部高度H1相对于滚珠的球直径的比率H1/d可以在0.25至0.50的范围内。
[0168] 在深凹槽滚珠轴承中，外环和内环中的每一个可以是上述高强度轴承部件。由于实现改善的抗压痕性所特别需要的外环和内环中的每一个由上述高强度轴承部件构造成，深凹槽滚珠轴承可以更容易应用到已应用了滚柱轴承的部分。
[0169] 在深凹槽滚珠轴承中，接触表面可具有不少于60.0HRC的硬度。因此，滚动疲劳寿命和抗压痕性可进一步改善。
[0170] 在深凹槽滚珠轴承中，接触表面可具有不超过64.0HRC的硬度。如果氮浓度增加至0.25％质量百分比或以上的接触表面的硬度保持在多于64.0HRC，则变得难以将剩余奥氏体调整在12％体积百分比或以下。通过将接触表面的硬度设定为不超过64.0HRC，剩余奥氏体的量可容易地调整至落入不超过12％体积百分比的范围内。
[0171] 在深凹槽滚珠轴承中，当滚珠在4.4GPa的最大接触压力下压靠到内环和外环中的每一个时，形成于内环和外环中的每一个中的压痕优选地具有不超过0.5μm的深度。因此，可以确保足够水平的抗压痕性。
[0172] 在深凹槽滚珠轴承中，内环可具有相对于滚珠不少于1.02且不超过1.06的沟曲率。在深凹槽滚珠轴承中，外环可具有相对于滚珠不少于1.02且不超过1.08的沟曲率。
[0173] 采用滚柱轴承来作为施加有相对大的载荷的部分。因此，当作为滚珠轴承的本发明的深凹槽滚珠轴承被应用于已应用了滚柱轴承的部分时，相对大的载荷被施加到本发明的深凹槽滚珠轴承。这导致在环形构件和滚珠之间大的吻切椭圆，该椭圆导致在环形构件和滚珠之间大的滑动分量(差速滑动和自旋滑动)。因此，深凹槽滚珠轴承的旋转扭矩变大。为了解决这个问题，通过将内环和外环中的至少一个相对于滚珠的沟曲率增加至1.02或以上，滑动分量可减小以更可靠地实现低扭矩。此外，通过增加轴承环的沟曲率，可抑制滚珠到达肩部上。
[0174] 同时，当内环和外环的沟曲率增加时，在内环和外环中的每一个与滚珠之间的接触压力变大至可能导致轴承的短寿命。因此，优选的是将内环和外环中的每一个的沟曲率设定为预定值或以下。具体而言，内环相对于滚珠的沟曲率优选为1.06或以下，并且外环相对于滚珠的沟曲率优选为1.08或以下。这里，由于以下原因，外环的沟曲率的上限大于内环的沟曲率的上限。也就是说，在一般设计中，外环和滚珠之间的接触压力小于内环和滚珠之间的接触压力，使得相比内环的沟曲率而言，外环的沟曲率存在增加的空间。应当指出，术语“沟曲率”在本申请中是指在垂直于轴承环的周向方向的横截面中环凹槽的表面的曲率半径与滚珠的半径的比率。
[0175] 深凹槽滚珠轴承可用来支撑车辆的原动力传递轴。此外，车辆可以是摩托车。本发明的深凹槽滚珠轴承适用于其中实现长寿命、低扭矩和其紧凑尺寸很重要的应用场合。
[0176] 发明的有利效果
[0177] 如从以上描述显而易见的，根据本发明中的轴承部件、滚动轴承和制造它们的方法，可提供如下轴承部件、滚动轴承和制造它们的方法，通过它们中的每一个，在可容易地得到其材料的同时可以实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命。附图说明
[0178] 图1是示出深凹槽滚珠轴承的构型的示意性剖视图。
[0179] 图2是以放大方式示出图1的主要部分的示意性局部剖视图。
[0180] 图3是示出止推滚柱轴承的构型的示意性剖视图。
[0181] 图4是图3的轴承环的示意性局部剖视图。
[0182] 图5是图3的滚柱的示意性剖视图。
[0183] 图6是示出制造滚动轴承的方法的概要的流程图。
[0184] 图7是示出手动变速器的构型的示意性剖视图。
[0185] 图8是示出差速器的构型的示意性剖视图。
[0187] 图10是示出深凹槽滚珠轴承的构型的示意性剖视图。
[0188] 图11是以放大方式示出图11的主要部分的示意性局部剖视图。
[0189] 图12是用于示出在开始旋转之后深凹槽滚珠轴承的状态的示意性局部剖视图。
[0190] 图13是示出在第一实施例中深凹槽滚珠轴承的构型的示意性剖视图。
[0191] 图14是沿图13中的线W-W截取的示意性剖视图。
[0192] 图15是示出当从内部观察时轴承罩的兜孔的状态的示意性立体图。
[0193] 图16是示出当从外部观察时轴承罩的兜孔的状态的示意性立体图。
[0194] 图17是用于示出轴承罩的结构的示意性剖视图。
[0195] 图18是用于示出轴承罩的结构的示意性剖视图。
[0196] 图19是用于示出滚珠和轴承罩之间的剪切阻力的示意性剖视图。
[0197] 图20是示出在第六实施例中深凹槽滚珠轴承的构型的示意性剖视图。
[0198] 图21是示出轴承罩的结构的示意性局部剖视图。
[0199] 图22是当在图21的箭头X的方向上观察时轴承罩的示意图。
[0200] 图23是用于示出图20的轴承罩的突起的示意图。
[0201] 图24是示出轴承罩的突起的第一变形例的示意图。
[0202] 图25是示出轴承罩的突起的第二变形例的示意图。
[0203] 图26是示出轴承罩的突起的第三变形例的示意图。
[0204] 图27是示出轴承罩的突起的第四变形例的示意图。
[0205] 图28是示出轴承罩的突起的第五变形例的示意图。
[0206] 图29是示出另一个深凹槽滚珠轴承的构型的示意性剖视图。
[0207] 图30是示出在第七实施例中深凹槽滚珠轴承的构型的示意性剖视图。
[0208] 图31是示出在第七实施例中轴承罩的构型的示意图。
[0209] 图32是示出另一个深凹槽滚珠轴承的构型的示意性剖视图。
[0210] 图33是示出深凹槽滚珠轴承的构型的示意性剖视图。
[0211] 图34是示出环形主体在组装之前的状态的示意性立体图。
[0212] 图35是示出环形主体在组装之后的状态的示意性立体图。
[0213] 图36是示出环形主体在组装之前的状态的示意性分解图。
[0214] 图37是沿图36中的线A-A截取的示意性剖视图。
[0215] 图38是沿图36中的线B-B截取的示意性剖视图。
[0216] 图39是示出环形主体在组装之后的状态的示意性分解图。
[0217] 图40是沿图39中的线C-C截取的示意性剖视图。
[0218] 图41是沿图39中的线D-D截取的示意性剖视图。
[0219] 图42是示出深凹槽滚珠轴承的变形例的构型的示意性剖视图。
[0220] 图43是示出深凹槽滚珠轴承的另一个变形例的构型的示意性剖视图。
[0221] 图44是示出轴承罩的变形例的构型的示意性立体图。
[0222] 图45是示出在第九实施例中深凹槽滚珠轴承的构型的示意性剖视图。
[0223] 图46是示出图45中的轴承罩的一部分的右侧视图。
[0224] 图47是示出图45中的轴承罩的一部分的左侧视图。
[0225] 图48是示出第一分割轴承罩和第二分割轴承罩的一部分的平面图。
[0226] 图49是示出当滚珠被引入图48中所示第一分割轴承罩的兜孔中时周向兜孔间隙的平面图。
[0227] 图50是示出当滚珠被引入图48中所示第一分割轴承罩的兜孔中时轴向兜孔间隙的平面图。
[0228] 图51是以放大方式示出的图45中的第一分割轴承罩和第二分割轴承罩之间的接合部分的剖视图。
[0229] 图52是用于示出形成于兜孔中的挖去部分的示意图。
[0230] 图53是用于示出形成于兜孔中的挖去部分的示意性剖视图。
[0231] 图54示出在回火温度和压痕深度之间的关系。
[0232] 图55示出在回火温度和硬度之间的关系。
[0233] 图56示出在真实应变和真实应力之间的关系。
[0234] 图57以放大方式示出图56中的区域α。
[0235] 图58示出在接触面积减小率和扭矩减小率之间的关系。
[0236] 图59示出对轴承扭矩的测量结果。
具体实施方式
[0237] 下面参照附图描述本发明的实施例。应当指出，在下文提及的附图中，相同或对应的部分具有相同的附图标记并且不重复描述。
[0238] (第一实施例)
[0239] 在下文中，将描述本发明的一个实施例，即，第一实施例。参看图1和图2，作为第一实施例中的滚动轴承的深凹槽滚珠轴承1包括：外环11，其为轴承部件并且充当第一环形构件；内环12，其为轴承部件并且充当第二环形构件；滚珠13，其为轴承部件并且充当多个滚动元件；以及轴承罩14。外环11设有外环滚动接触表面11A，其充当环形形状的第一滚动接触表面。内环12设有与外环滚动接触表面11A相对的内环滚动接触表面12A，其充当环形形状的第二滚动接触表面。此外，多个滚珠13中的每一个设有滚珠滚动接触表面13A(滚珠13的表面)，其充当滚动元件接触表面。外环滚动接触表面11A、内环滚动接触表面12A和滚珠滚动接触表面13A充当这些轴承部件的接触表面。此外，滚珠13在滚珠滚动接触表面13A处与外环滚动接触表面11A和内环滚动接触表面12A接触并且使用环形形状的轴承罩14以预定间距周向布置。因此，滚珠13可被保持，以能够在环形座圈上滚动。利用上述构型，深凹槽滚珠轴承1的外环11和内环12能相对于彼此旋转。
[0240] 参看图2，充当轴承部件的外环11、内环12和滚珠13中的每一个由淬火硬化钢制成，其包含不少于0.90％质量百分比且不超过1.05％质量百分比的碳、不少于0.15％质量百分比且不超过0.35％质量百分比的硅、不少于0.01％质量百分比且不超过0.50％质量百分比的锰、以及不少于1.30％质量百分比且不超过1.65％质量百分比的铬，剩余部分由杂质组成。包括充当接触表面的外环滚动接触表面11A、内环滚动接触表面12A和滚珠滚动接触表面13A的区域设有富氮层11B、12B、13B，这些富氮层形成为具有高于内部11C、12C、13C的氮浓度。在富氮层11B、12B、13B的表面(即，充当接触表面的外环滚动接触表面11A、内环滚动接触表面12A和滚珠滚动接触表面13A)的每一个中的氮浓度不少于0.25％质量百分比。此外，外环滚动接触表面11A、内环滚动接触表面12A和滚珠滚动接触表面13A中的每一个中的剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。
[0241] 作为本实施例中的轴承部件的外环11、内环12和滚珠13中的每一个由具有等同于JIS SUJ2钢的组分组合物的钢制成。因此，其材料在世界各地容易获得。当使用具有该组分组合物的钢、在外环滚动接触表面11A、内环滚动接触表面12A和滚珠滚动接触表面13A中的每一个中的氮浓度增加至0.25％质量百分比或以上并且提供有淬火硬化时，实现了长的滚动疲劳寿命。此外，当剩余奥氏体的量减小至12％体积百分比或以下时，抗压痕性改善。当剩余奥氏体的量被设定为6％体积百分比或以上时，滚动疲劳寿命、特别是在有异物进入的环境下的滚动疲劳寿命保持在合适水平。结果，外环11、内环12和滚珠13中的每一个成为能够在可容易地得到其材料的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的轴承部件。
[0242] 应当指出，外环11、内环12和滚珠13的接触表面中的每一个、即外环滚动接触表面11A、内环滚动接触表面12A和滚珠滚动接触表面13A中的每一个优选地具有不少于60.0HRC的硬度。因此，滚动疲劳寿命和抗压痕性可进一步改善。
[0243] 此外，外环11、内环12和滚珠13的外环滚动接触表面11A、内环滚动接触表面12A和滚珠滚动接触表面13A中的每一个优选地具有不超过64.0HRC的硬度。这样，在外环滚动接触表面11A、内环滚动接触表面12A和滚珠滚动接触表面13A中的每一个中的剩余奥氏体的量可容易地调整至落入12％体积百分比或以下的范围内。
[0244] 参看图3至图5，作为第一实施例的滚动轴承的变形例的推力滚针轴承2具有与上述深凹槽滚珠轴承1基本上相同的构型并且提供相同的效应。然而，推力滚针轴承2在环形构件和滚动元件的构型方面不同于深凹槽滚珠轴承1。具体而言，推力滚针轴承2包括：一对轴承环21，其具有圆盘状形状，布置成使得它们的主表面面向彼此，并且充当环形构件；多个滚针23，其充当滚动元件；以及环形轴承罩24。多个滚针23具有滚动接触表面23A，其为滚针23的外周表面并且与形成于面向彼此的一对轴承环21的主表面处的轴承环滚动接触表面21A接触。此外，多个滚针23使用轴承罩24在周向方向上以预定间距布置，并且因此被保持成能在环形座圈上滚动。利用上述构型，推力滚针轴承2的成对轴承环21能相对于彼此旋转。
[0245] 推力滚针轴承2的轴承环21分别对应于深凹槽滚珠轴承的外环11和内环12。推力滚针轴承2的滚针23对应于深凹槽滚珠轴承的滚珠13。它们由相同材料制成，并且具有氮浓度和剩余奥氏体量类似的富氮层21B、23B、内部21C、23C、以及轴承环滚动接触表面21A和滚动接触表面23A。因此，轴承环21和滚针23中的每一个成为能够在可容易地得到其材料的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的轴承部件。
[0246] 下面描述制造本实施例中的轴承部件和滚动轴承的方法。参看图6，首先执行作为步骤(S10)的钢材制备步骤。在该步骤(S10)中，制备由JIS SUJ2的钢或等同于JIS SUJ2的钢(例如，ASTM 52100、DIN 100Cr6、GB GCr5或GCr15和OCTЩX15)形成的钢材。具体而言，制备具有例如上述组分组合物的条钢、钢丝等。
[0247] 接下来，执行作为步骤(S20)的成形步骤。在该步骤(S20)中，例如，在步骤(S10)中制备的条钢或钢丝经受诸如锻造和车削之类的处理，从而制成成形构件，其已被形成为在图1至图5中的外环11、内环12、滚珠13、轴承环21、滚针23等的形状。
[0248] 接下来，执行作为步骤(S30)的碳氮共渗步骤。在该步骤(S30)中，在步骤(S20)中制成的成形构件经受碳氮共渗处理。该碳氮共渗处理可以例如执行如下。首先，将成形构件在不少于约780℃且不超过约820℃的温度范围内预热不少于30分钟且不超过90分钟。接着，通过在除了诸如RX气体的吸热型气体之外还包括氨气的气氛中加热来对如此预热的成形构件进行碳氮共渗，该气氛具有通过添加作为富集气体的丙烷气体或丁烷气体而调整的碳势。碳氮共渗处理的温度可设定为例如不少于820℃且不超过880℃。此外，碳氮共渗处理的时间可根据将在成形构件中形成的富氮层的氮浓度来设定。例如，该时间可设定为不少于3小时且不超过9小时。因此，在抑制成形构件的脱碳的同时，可形成富氮层。
[0249] 接下来，执行作为步骤(S40)的淬火步骤。在该步骤(S40)中，通过步骤(S30)中的碳氮共渗处理而在其中形成有富氮层的成形构件被从预定的淬火温度迅速冷却，以进行淬火处理。该淬火温度被设定为不超过860℃，以便在后续的回火步骤中容易地调整碳溶解量和碳沉淀量之间的平衡以及剩余奥氏体的量。此外，淬火温度被设定为不少于820℃，以便在后续的回火步骤中容易地调整在碳溶解量和碳沉淀量之间的平衡以及剩余奥氏体的量。淬火处理可通过例如将成形构件浸泡在维持在预定温度且充当冷却剂的淬火油内来执行。
[0250] 接下来，执行作为步骤(S50)的回火步骤。在该步骤(S50)中，已在步骤(S40)中经过淬火处理的成形构件经受回火处理。具体而言，例如，回火处理通过使成形构件在被加热至落入不少于210℃且不超过300℃的温度范围内的气氛中保持不少于0.5小时且不超过3小时来执行。
[0251] 接下来，执行作为步骤(S60)的精加工步骤。在该步骤(S60)中，已在步骤(S50)中经过回火处理的成形构件被加工以形成接触表面，该接触表面是将与其它部件进行接触的表面，即，深凹槽滚珠轴承1的外环滚动接触表面11A、内环滚动接触表面12A和滚珠滚动接触表面13A以及推力滚针轴承2的轴承环滚动接触表面21A和滚动接触表面23A。作为精加工过程，可执行例如磨削过程。利用上述步骤，在本实施例中充当轴承部件的外环11、内环12、滚珠13、轴承环21、滚针23等完成。
[0252] 此外，执行作为步骤(S70)的组装步骤。在该步骤(S70)中，通过将经步骤(S10)至(S60)制造的外环11、内环12和滚珠13、或轴承环21和滚针23与单独制备的轴承罩14、24结合而组装成上述实施例中的深凹槽滚珠轴承1或推力滚针轴承2。这样，制造本实施例中的滚动轴承的方法完成。
[0253] 这里，在上述步骤(S30)中，成形构件被碳氮共渗，使得在后续步骤(S60)中的精加工将在接触表面中提供不少于0.25％质量百分比的氮浓度，接触表面即深凹槽滚珠轴承1的外环滚动接触表面11A、内环滚动接触表面12A和滚珠滚动接触表面13A、以及推力滚针轴承2的轴承环滚动接触表面21A和滚动接触表面23A。换言之，考虑到在步骤(S60)中的移除量，形成有富氮层11B、12B、13B、21B、23B，其含氮量被调整，以在接触表面完成之后在表面中实现不少于0.25％质量百分比的氮浓度。
[0254] 此外，在上述步骤(S50)中，成形构件被回火，使得在后续步骤(S60)中的精加工将在接触表面中提供不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比的剩余奥氏体的量，接触表面即深凹槽滚珠轴承1的外环滚动接触表面11A、内环滚动接触表面12A和滚珠滚动接触表面13A、以及推力滚针轴承2的轴承环滚动接触表面21A和滚动接触表面23A。换言之，考虑到在步骤(S60)中的移除量，剩余奥氏体的量通过回火处理而被调整，以在接触表面完成之后在表面中实现不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比的剩余奥氏体的量。这样，可以制造在本实施例中的轴承部件。
[0255] 此外，在步骤(S50)中，成形构件优选地在不少于240℃且不超过300℃的温度范围内被回火。因此，通过淬火处理溶解于基体中的碳以适当的比率沉淀为碳化物。结果，在固溶强化和沉淀强化之间实现合适的平衡，从而改善在各自充当轴承部件的外环11、内环12、滚珠13、轴承环21和滚针23中的抗压痕性。
[0256] (第二实施例)
[0258] 输入轴111由深凹槽滚珠轴承1支撑以相对于外壳115可旋转。在输入轴111的外周处，形成齿轮114a。在输入轴111的内周处，形成齿轮114b。
[0259] 另一方面，输出轴112由深凹槽滚珠轴承1在一侧(图中的右手侧)支撑，以相对于外壳115可旋转，并且由滚动轴承120A在另一侧(图中的左手侧)支撑，以相对于输入轴111可旋转。齿轮114c至114g附接到该输出轴112。
[0260] 齿轮114c和114d分别形成于同一构件的外周和内周处。设有齿轮114c和114d的构件由滚动轴承120B支撑，以相对于输出轴112可旋转。齿轮114e附接到输出轴112，以便与输出轴112一起旋转，并且在输出轴112的轴向方向上可滑动。
[0261] 同时，齿轮114f和114g形成于同一构件的外周处。设有齿轮114f和114g的该构件附接到输出轴112，以便与输出轴112一起旋转，并且在输出轴112的轴向方向上可滑动。当设有齿轮114f和114g的构件滑动至图中左侧时，齿轮114f可与齿轮114b接合。当设有齿轮114f和114g的构件滑动至图中右侧时，齿轮114g和114d可彼此接合。
[0262] 齿轮114h至114k形成于副轴113处。在副轴113和外壳115之间，布置两个推力滚针轴承2来支撑副轴113的轴向载荷(推力载荷)。齿轮114h始终与齿轮114a啮合，并且齿轮114i始终与齿轮114c啮合。此外，当齿轮114e滑动至图中左侧时，齿轮114j可与齿轮114e啮合。此外，当齿轮114e滑动至图中右侧时，齿轮114k可与齿轮114e啮合。
[0263] 接下来，将描述手动变速器100的换档操作。在手动变速器100中，在形成于输入轴111处的齿轮114a和形成于副轴113处的齿轮114h之间的啮合允许输入轴111的旋转传递至副轴113。然后，副轴113的旋转借助于形成于副轴113处的齿轮114i至114k与附接到输出轴112的齿轮114c、114e之间的啮合等传递到输出轴112。因此，输入轴111的旋转被传递到输出轴112。
[0264] 当输入轴111的旋转被传递到输出轴112时，通过改变在输入轴111和副轴113之间彼此啮合的齿轮以及在副轴113和输出轴112之间彼此啮合的齿轮，输出轴112的旋转速度可相对于输入轴111的旋转速度逐步地改变。此外，通过不经由副轴113而将输入轴111的齿轮114b和输出轴112的齿轮114f彼此直接啮合，输入轴111的旋转可直接传递到输出轴112。
[0265] 下面更具体地描述手动变速器100的换档操作。当齿轮114f不与齿轮114b啮合、齿轮114g不与齿轮114d啮合而齿轮114e与齿轮114j啮合时，输入轴111的驱动力经由齿轮114a、齿轮114h、齿轮114j和齿轮114e被传递到输出轴112。这被视为例如“第一速度”。
[0266] 当齿轮114g与齿轮114d啮合而齿轮114e不与齿轮114j啮合时，输入轴111的驱动力经由齿轮114a、齿轮114h、齿轮114i、齿轮114c、齿轮114d和齿轮114g被传递到输出轴112。这被视为例如“第二速度”。
[0267] 当齿轮114f与齿轮114b啮合而齿轮114e不与齿轮114j啮合时，输入轴111通过齿轮114b和齿轮114f之间的啮合直接连接到输出轴112，结果导致输入轴111的驱动力被直接传递到输出轴112。这被视为例如“第三速度”。
[0268] 如上所述，手动变速器100包括深凹槽滚珠轴承1，以便支撑充当旋转构件的输入轴111和输出轴112，使得输入轴111和输出轴112可相对于邻近它们设置的外壳115旋转。此外，手动变速器100包括推力滚针轴承2，以便支撑作为旋转构件的副轴113，使得副轴113可相对于邻近其设置的外壳115旋转。这样，在第一实施例中的深凹槽滚珠轴承1和推力滚针轴承2可在手动变速器100中使用。此外，均能够实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的深凹槽滚珠轴承1和推力滚针轴承2适合在其中有高的接触压力施加在滚动元件和环形构件之间的手动变速器100中使用。
[0269] (第三实施例)
[0270] 下面描述上述第一实施例的滚动轴承的另一个示例性应用。参看图8和图9，差速器200包括差速器箱201、小齿轮202a和202b、太阳齿轮203、小齿轮托架204、电枢205、先导离合器206、电磁体207、转子离合器(差速器箱)208、以及凸轮209。
[0271] 设置在差速器箱201的内周处的内齿201a与四个小齿轮202a中的每一个啮合。四个小齿轮202a中的每一个与四个小齿轮202b中的每一个啮合。四个小齿轮202b中的每一个与太阳齿轮203啮合。太阳齿轮203连接到充当第一驱动轴的左驱动轴220的端部，从而使太阳齿轮203和左驱动轴220可一起旋转。此外，小齿轮202a的旋转轴202c中的每一个和小齿轮202b的旋转轴202d中的每一个由小齿轮托架204可旋转地保持。小齿轮托架204连接到充当第二驱动轴的右驱动轴221的端部，从而使小齿轮托架204和右驱动轴221可一起旋转。
[0272] 此外，电磁体207、先导离合器206、转子离合器(差速器箱)208、电枢205和凸轮209构成电磁离合器。
[0273] 差速器箱201的外齿201b与图中未示出的齿圈的齿啮合。差速器箱201接收来自齿圈的原动力并旋转。当在左驱动轴220和右驱动轴221之间不存在差速时，小齿轮202a和202b不旋转，并且三个构件、即差速器箱201、小齿轮托架204和太阳齿轮203一起旋转。换言之，原动力被从齿圈传递到左驱动轴220，如由箭头B所指，并且原动力被从齿圈传递到右驱动轴221，如由箭头A所指。
[0274] 另一方面，当阻力被施加到左驱动轴220和右驱动轴221中的一个、例如施加到左驱动轴220时，阻力被施加到连接到左驱动轴220的太阳齿轮203，从而使小齿轮202a和202b中的每一个旋转。小齿轮202a和202b的旋转使小齿轮托架204的旋转加速，从而在左驱动轴220和右驱动轴221之间生成差速。
[0275] 此外，当在左驱动轴220和右驱动轴221之间生成一定差速或更大差速时，电磁离合器接收电功率，从而由电磁体207生成电磁场。先导离合器206和电枢205借助于磁感应效应而被吸引到电磁体207，以生成摩擦扭矩。摩擦扭矩由凸轮209转变为在推力方向上的扭矩。在推力方向上的转变的摩擦扭矩造成主离合器经由小齿轮托架204而被压靠到差速器箱208，从而生成差速限制扭矩。推力滚针轴承2接收在推力方向上在凸轮209中生成的反作用力，并且将反作用力传递到差速器箱208。这导致由凸轮209与摩擦扭矩成比例地生成双倍的推力。因此，电磁体207能够仅控制先导离合器206并使用加倍机构放大扭矩，并且也能够适当地控制摩擦扭矩。
[0276] 这里，在凸轮209和差速器箱208之间设置有在第一实施例中的推力滚针轴承2。此外，在差速器箱208和设置在差速器箱208的外周侧的构件之间设置有在第一实施例中的深凹槽滚珠轴承1。这样，在第一实施例中的深凹槽滚珠轴承1和推力滚针轴承2可在差速器200中使用。此外，均能够实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的深凹槽滚珠轴承1和推力滚针轴承2适合在其中高接触压力被施加在滚动元件和环形构件之间的差速器200中使用。
[0277] (第四实施例)
[0278] 接下来，将描述第四实施例。参看图10和图11，作为第四实施例中的滚动轴承的深凹槽滚珠轴承301包括：外环311，其为轴承部件并且充当第一环形构件；内环312，其为轴承部件并且充当第二环形构件；滚珠313，其为轴承部件并且充当多个滚动元件；轴承罩314；以及密封构件317。外环311设有外环滚动接触表面311A，其充当环形形状的第一滚动接触表面。内环312设有与外环滚动接触表面311A相对的内环滚动接触表面312A，其充当环形形状的第二滚动接触表面。此外，多个滚珠313中的每一个设有滚珠滚动接触表面313A(滚珠313的表面)，其充当滚动元件滚动接触表面(滚动接触表面)。外环滚动接触表面311A、内环滚动接触表面312A和滚珠滚动接触表面313A是这些轴承部件的轴承接触表面。此外，滚珠313在滚珠滚动接触表面313A处与外环滚动接触表面311A和内环滚动接触表面312A接触并且使用具有环形形状的轴承罩314以预定间距周向布置。因此，滚珠313可被保持以能在环形座圈上滚动。密封构件317设置成封闭插置在外环311和内环
312之间的轴承空间，以便抑制异物进入轴承空间中。利用该构型，深凹槽滚珠轴承301的外环311和内环312能相对于彼此旋转。
312之间的轴承空间，以便抑制异物进入轴承空间中。利用该构型，深凹槽滚珠轴承301的外环311和内环312能相对于彼此旋转。
[0279] 参看图11，充当轴承部件的外环311、内环312和滚珠313中的每一个由淬火硬化钢制成，其包含不少于0.90％质量百分比且不超过1.05％质量百分比的碳、不少于0.15％质量百分比且不超过0.35％质量百分比的硅、不少于0.01％质量百分比且不超过0.50％质量百分比的锰、以及不少于1.30％质量百分比且不超过1.65％质量百分比的铬，剩余部分由杂质组成。其包括充当轴承接触表面的外环滚动接触表面311A、内环滚动接触表面312A和滚珠滚动接触表面313A的区域设有富氮层311B、312B、313B，该富氮层形成为具有高于内部311C、312C、313C的氮浓度。在富氮层311B、312B、313B的表面(即，充当接触表面的外环滚动接触表面311A、内环滚动接触表面312A和滚珠滚动接触表面313A)的每一个中的氮浓度不少于0.25％质量百分比。此外，外环滚动接触表面311A、内环滚动接触表面
312A和滚珠滚动接触表面313A中的每一个中的剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。
312A和滚珠滚动接触表面313A中的每一个中的剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。
[0280] 作为本实施例中的轴承部件的外环311、内环312和滚珠313中的每一个由具有等同于JIS SUJ2钢的组分组合物的钢制成。因此，其材料可在世界各地容易地获得。当使用具有该组分组合物的钢、在外环滚动接触表面311A、内环滚动接触表面312A和滚珠滚动接触表面313A中的每一个中的氮浓度增加至0.25％质量百分比或以上并且提供淬火硬化时，实现了长的滚动疲劳寿命。此外，当剩余奥氏体的量减小至12％体积百分比或以下时，抗压痕性改善。当剩余奥氏体的量被设定为6％体积百分比或以上时，滚动疲劳寿命、特别是在有异物进入的环境下的滚动疲劳寿命保持在合适水平。结果，外环311、内环312和滚珠313中的每一个成为能够在可容易地得到其材料的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的高强度轴承部件。
[0281] 此外，参看图11,密封构件317包括：金属芯部316，其由金属制成并且具有环形形状；以及弹性部分315，其充当设置成围绕金属芯部316且由树脂或橡胶制成的弹性构件。利用这样的结构，密封构件317能够在与外环311和内环312进行接触的弹性部分315处弹性地变形，同时由金属芯部316保持所需的刚度。密封构件317通过将其外周部分配合到形成于外环311的内周表面中的密封附接凹槽311E而固定。此外，作为其在内周侧处的端部的密封构件317密封唇缘部分317A与内环312的外周表面接触。
[0282] 该密封唇缘部分317A由诸如橡胶的高磨损材料形成，该材料易被磨损。因此，参看图11，当内环312相对于外环311旋转时，密封唇缘部分317A在开始旋转之后立即磨损，结果导致内环312和密封唇缘部分317A彼此不进行接触，如图12所示。结果，密封唇缘部分317A和内环312的外周表面彼此面对，在两者有间微小的间隙。因此，在抑制旋转扭矩的增加的同时，减少了轴承内异物的引入。这导致长的滚动疲劳寿命、特别是在有异物进入的环境中长的滚动疲劳寿命，同时抑制深凹槽滚珠轴承301的旋转扭矩的增加。已经示出的是，密封唇缘部分317A和内环312的外周表面变得彼此脱离接触，但可以进行轻微的接触，只要在内环312和密封唇缘部分317A之间的接触压力减小至使得它可以被看作基本上为零的程度即可。
[0283] 如上所述，本实施例中的深凹槽滚珠轴承301包括：外环311、内环312和滚珠313，其中的每一个为能够在容易地得到其材料的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的高强度轴承部件；以及密封构件317，其减少异物向轴承中的引入，同时抑制旋转扭矩的增加。结果，深凹槽滚珠轴承301在本实施例中是实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的滚动轴承。
[0284] 在上述实施例中，已经示出的是，外环311、内环312和滚珠313中的每一个由高强度轴承部件构造成，但当外环311、内环312和滚珠313中的至少一个是上述高强度轴承部件时即可实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命。
[0285] 此外，抗压痕性尤其在轴承环中很重要，使得外环311和内环312中的一个、优选外环311和内环312两者是上述高强度轴承部件。此外，滚动元件可以是滚柱，但为了减小旋转扭矩，优选的是如在上述实施例中那样采用滚珠，而不是在采用滚柱的部分中的滚柱。通过采用其中滚动元件为滚珠的滚珠轴承，轴承的额定静载荷相比滚柱轴承显著减小。因此，轴承环的抗压痕性特别重要，但轴承环(外环311和内环312)是上述高强度轴承部件，使得在将抗压痕性保持在充足水平的同时可减小旋转扭矩。
[0286] 应当指出，外环311、内环312和滚珠313的轴承接触表面中的每一个、即外环滚动接触表面311A、内环滚动接触表面312A和滚珠滚动接触表面313A优选地具有不少于60.0HRC的硬度。因此，滚动疲劳寿命和抗压痕性可进一步改善。
[0287] 此外，外环311、内环312和滚珠313的外环滚动接触表面311A、内环滚动接触表面312A和滚珠滚动接触表面313A中的每一个优选地具有不超过64.0HRC的硬度。这样，在外环滚动接触表面311A、内环滚动接触表面312A和滚珠滚动接触表面313A中的每一个中的剩余奥氏体的量可容易地调整至落入12％体积百分比或以下的范围内。
[0288] 在本实施例中，深凹槽滚珠轴承301以及包括在深凹槽滚珠轴承301中的外环311、内环312和滚珠313可使用与在第一实施例中制造滚动轴承和轴承部件的相同方法制造。
[0289] 此外，与在第一实施例中的深凹槽滚珠轴承1一样，在本实施例中的深凹槽滚珠轴承301可以在第二和第三实施例中描述的手动变速器100和差速器200中使用。
[0290] (第五实施例)
[0291] 接下来，将描述第五实施例。参看图13，作为本实施例中的滚动轴承的深凹槽滚珠轴承401包括：外环411，其为轴承部件并且充当第一环形构件；内环412，其为轴承部件并且充当第二环形构件；滚珠413，其为轴承部件并且充当多个滚动元件；以及轴承罩415。
[0292] 外环411设有外环滚动接触表面411A，其充当环形形状的第一滚动接触表面。内环412设有与外环滚动接触表面411A相对的内环滚动接触表面412A，其充当环形形状的第二滚动接触表面。此外，多个滚珠413中的每一个设有滚珠滚动接触表面413A(滚珠413的表面)，其充当滚动元件滚动接触表面。外环滚动接触表面411A、内环滚动接触表面412A和滚珠滚动接触表面413A是这些轴承部件的接触表面。此外，滚珠413在滚珠滚动接触表面413A处与外环滚动接触表面411A和内环滚动接触表面412A接触并且使用具有环形形状的轴承罩415以预定间距周向布置。因此，滚珠413可被保持以能在环形座圈上滚动。利用上述构型，深凹槽滚珠轴承401的外环411和内环412能相对于彼此旋转。
[0293] 充当轴承部件的外环411、内环412和滚珠413中的每一个由淬火硬化钢制成，其包含不少于0.90％质量百分比且不超过1.05％质量百分比的碳、不少于0.15％质量百分比且不超过0.35％质量百分比的硅、不少于0.01％质量百分比且不超过0.50％质量百分比的锰、以及不少于1.30％质量百分比且不超过1.65％质量百分比的铬，剩余部分由铁和杂质组成。其包括充当接触表面的外环滚动接触表面411A、内环滚动接触表面412A和滚珠滚动接触表面413A的区域设有富氮层411B、412B、413B，该富氮层形成为具有高于内部411C、412C、413C的氮浓度。在富氮层411B、412B、413B的表面(即，充当接触表面的外环滚动接触表面411A、内环滚动接触表面412A和滚珠滚动接触表面413A)的每一个中的氮浓度不少于0.25％质量百分比。此外，外环滚动接触表面411A、内环滚动接触表面412A和滚珠滚动接触表面413A中的每一个中的剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。
[0294] 轴承罩415通过对诸如冷轧钢(在JIS标准等中的SPCC)的带钢进行压力加工而制成。
[0295] 作为本实施例中的轴承部件的外环411、内环412和滚珠413中的每一个由具有等同于JIS SUJ2钢的组分组合物的钢制成。因此，其材料可在世界各地容易地获得。当使用具有该组分组合物的钢、在外环滚动接触表面411A、内环滚动接触表面412A和滚珠滚动接触表面413A中的每一个中的氮浓度增加至0.25％质量百分比或以上并且提供淬火硬化时，实现了长的滚动疲劳寿命。此外，当剩余奥氏体的量减小至12％体积百分比或以下时，抗压痕性改善。当剩余奥氏体的量被设定为6％体积百分比或以上时，滚动疲劳寿命、特别是在有异物进入的环境下的滚动疲劳寿命保持在合适水平。结果，外环411、内环412和滚珠413中的每一个成为能够在可容易地得到其材料的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的轴承部件。
[0296] 同时，参看示出沿图13中的W-W截取的剖视图的图14，轴承罩415通过结合两个环形轴承罩板427A、427B而获得，每个环形轴承罩板具有在周向方向上以预定间隔布置的半球形突出部分426。换言之，环形轴承罩板427A、427B中的每一个包括：半球形突出部分426，其布置在周向方向上；以及平坦部分428，其在相邻的半球形突出部分426之间。平坦部分428、428彼此叠置，使得环形轴承罩板427A、427B彼此结合，并且平坦部分428、428由诸如铆钉的固定工具429彼此联接。结果，半球形突出部分426面向彼此以形成环形滚珠配合部分(兜孔)430。
[0297] 适合这种轴承的润滑方法可以是油润滑。可用的润滑油的示例包括：矿物油，例如心轴油、机油和透平油；以及ATF或用于差速器的油。此外，在不低于150℃的高温或不超过-30℃的低温的操作条件下，可以使用诸如二酯油、硅油或氟烃油的合成油作为润滑油。
[0298] 在该轴承罩415中，如图15等所示，兜孔430具有面向滚珠表面，其设有滚珠接触部分431和滚珠不接触部分432。具体而言，通过在不面向滚珠表面中形成具有矩形形状的突起433(参见图16)，以便朝滚珠的相对侧突出，在面向滚珠表面中形成相对于滚珠接触部分431朝滚珠的相对侧凹陷的具有矩形形状的凹部434，以便在兜孔430的面向滚珠表面在兜孔轴向方向上的中部处在兜孔周向方向上延伸。该凹部434构成滚珠不接触部分432。
[0299] 假设由凹部434形成的滚珠不接触部分432的兜孔周向长度(在图15中所示兜孔周向方向α上的长度)由A表示，滚珠413的直径由B表示，并且形成于滚珠413和兜孔430的面向滚珠表面之间的间隙的尺寸由C表示，如图14所示，则A/(B+C)的值被设定为0.70至0.90。
[0300] 此外，假设滚珠不接触部分432的兜孔轴向长度(在图15中所示兜孔轴向方向β(轴承的径向方向)上的长度)由D表示，并且兜孔430的总轴向长度被表示为E，如图17所示，则D/E的值优选地被设定为0.25至0.40。此外，假设提供滚珠不接触部分432的凹部434的深度由F表示，并且环形轴承罩板427A(427B)的半球形突出部分426的厚度由G表示，则F/G的值优选地被设定为0.30至0.40。
[0301] 假设兜孔430的总轴向长度由E表示并且滚珠不接触部分432的中心相对于滚珠中心O在轴向方向上的偏移量由H表示，如图18所示，则H/(E/2)的值优选地被设定为0至0.2。此外，提供滚珠不接触部分432的凹部434具有兜孔轴向开口边缘435，该边缘具有曲率(弯曲的形状)。更具体而言，兜孔轴向开口边缘435的曲率(R)可被设定为例如0.05mm至0.30mm。
[0302] 利用该构型，凹部434可被称为“低扭矩凹槽”以实现低扭矩效应。该低扭矩凹槽包括以下三个要素：凹槽宽度(兜孔轴向长度：D)；凹槽深度(凹部434的深度：F)；以及凹槽长度(兜孔周向长度：A)。
[0304] [式1]
[0305] F＝ηuS/d
[0306] 这里，F表示剪切阻力，η表示润滑油粘度，u表示滑动速度，S表示滑动面积，并且d表示间隙。η和u根据轴承的操作条件来确定。因此，它们的值不会改变。当滑动面积S减小时，剪切阻力减小。因此，通过形成“低扭矩凹槽”，轴承罩415相对于滚珠413的滑动面积减小，从而减小剪切阻力。另一方面，应当理解，间隙d的值增加，剪切阻力减小。涉及一般剪切阻力的发生率的d的量级(order)被确认为约等于表面粗糙度的量级。因此，通过宏观地设定凹槽深度(间隙d)的尺寸，间隙可变得足够大，以实现为“0”的剪切阻力(剪切阻力可以充分地减小至使其可被看作“0”的程度)。
[0307] 因此，为了在“低扭矩凹槽”中实现为“0”的剪切阻力，优选地采用凹槽的上述尺寸。
[0308] 当如在本实施例中那样在兜孔轴向方向上的中部处设置凹部434，以便在兜孔周向方向上延伸时，可通过增加凹部434在兜孔周向方向上的长度而减小滑动面积，这导致剪切阻力的减小。然而，如果凹部434在兜孔周向方向上的长度变得太长，滚珠413就会在导向槽(滚珠接触部分431)和凹部434之间的边界处而不是在导向槽(滚珠接触部分431)处与兜孔430接触。如果这样地在边界处进行接触，所形成的油膜会显著减少至可能导致表面上的损坏。考虑到这一点，优选的是凹部434在兜孔周向方向上的长度在尺寸上尽可能大到使得滚珠413(包括滚珠413在兜孔430中的运动)可保持在兜孔导向槽中的程度。具体而言，A/(B+C)的值优选地被设定为0.70至0.90。因此，在满足作为轴承的功能的同时，可以获得实现低扭矩的最大效应。
[0309] 如上所述，在本实施例中的深凹槽滚珠轴承401包括外环411、内环412、滚珠413和轴承罩415，从而在其材料容易得到的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命，从而实现低扭矩。
[0310] 当凹部434在兜孔轴向方向上的长度增加时，滑动面积变小，这导致剪切阻力的减小。这里，轴承罩415可通过压力加工而成形。在这种情况下，存在对制造的担忧，即，如果凹部434的长度在兜孔轴向方向上变得太大，制造难度会上升。因此，凹部434在兜孔轴向方向上的长度优选地在尺寸上尽可能大到兜孔的形状不会由压力加工而变形的程度。具体而言，D/E的值优选地被设定为0.25至0.40。
[0311] 通过将凹部434的深度设定在使得与滚珠的间隙形成为大于表面粗糙度水平的范围内，剪切阻力可变为“0”(可减小至使得它可以被视为“0”的程度)。然而，考虑到轴承罩415的压力加工的精度，如果凹部434的深度太小，则会变得难以确保足够的尺寸精度。另一方面，如果凹部434的深度太大，则兜孔可能在压力加工期间变形。
[0312] 鉴于这些情况，优选的是将F/G的值设定为0.30至0.40，其中F表示提供滚珠不接触部分432的凹部434的深度，并且G表示环形轴承罩板427A(427B)的半球形突出部分426、426的厚度。
[0313] 当凹部434在兜孔轴向方向上的中心位置相对于滚珠413在兜孔轴向方向上的中心O偏移时，平衡性变差，导致在压力加工期间变形。因此，优选的是将H/(E/2)的值设定为0至0.2，其中E表示兜孔430的总轴向长度，并且H表示滚珠不接触部分432的中心相对于滚珠在轴向方向上的中心O的偏移量。
[0314] 同时，如果滚珠413与在凹部434和兜孔导向槽(滚珠接触部分431)之间的边界接触，则形成油膜的能力显著降低。因此，凹部434优选地处于使得滚珠413不与边界进行接触的尺寸关系。然而，即使当在设计中进行设定而使得这样的接触不发生时，制造中的偏差等也可以造成这样的接触。考虑到这一点，边界的形状优选地为具有曲率的形状(弯曲的形状)，而不是边缘状形状(平坦形状)，使得即使发生这样的接触也不立即造成损坏。
[0315] 滚珠不接触部分432可设置在轴承罩415的所有兜孔430中，或可提供在合适的兜孔430中。通过在所有兜孔430中提供滚珠不接触部分432，采用这样的轴承罩415的轴承可更可靠地实现低扭矩。
[0316] 因此，在满足作为轴承的功能的同时，采用轴承罩415的轴承(滚珠轴承)可呈现出最大低扭矩效应。当如在喷雾或泼洒中在涉及少量润滑油的状态中使用时，可尤其实现扭矩减小效应，从而有助于节约燃料。
[0317] 通过将D/E的值设定为0.25至0.40并且将F/G的值设定为0.30至0.40，制造能力变得优异并且可以有效地呈现出低扭矩效应。通过提供具有带曲率的形状的凹部的兜孔轴向开口边缘，即使滚珠与该开口边缘接触也较不可能造成损坏。通过将H/(E/2)的值设定为0至0.2，可提供平衡性优异且能够有效地防止在压力加工期间变形等的高质量轴承。
[0318] 通过在每个兜孔430中提供滚珠不接触部分432，采用该轴承罩415的轴承可以更可靠地实现低扭矩。满足上述条件的轴承罩415具有相对简单的整体形状，并且因此可通过压力加工等成形，这导致低成本。换言之，这类轴承罩可通过在常规地采用的压力加工中仅改变一部分工艺来制造，从而实现低的制造成本。此外，通常为轴承罩中的最薄弱部分的拐角曲率部分(在环形轴承罩板中的半球形突出部分和平坦部分之间的拐角部分)的形状不需要从常规形状改变。这样，可以避免强度降低。
[0319] 因此，可以在不造成强度降低的情况下廉价地获得实现扭矩减小效应而不涉及轴承尺寸和内部因素变化的这样的滚珠轴承(深凹槽滚珠轴承)。因此，当在车辆中使用采用这种轴承罩415的轴承时，燃料消耗量改善，从而提供施加小的环境负荷的车辆。具体而言，在本实施例中的深凹槽滚珠轴承401适合支撑包括摩托车在内的车辆的原动力传递轴。
[0320] 在上述实施例中，已经示出的是，轴承罩415由金属制成并且借助于压力加工成形，但在本发明中的滚动轴承的轴承罩不限于此。具体而言，轴承罩415可以是合成树脂的成形产品。在这种情况下，可例如采用聚苯硫醚树脂(以下称为“PPS树脂”)、聚酰胺46(PA46)、聚酰胺66(PA66)等作为轴承罩415的材料。
[0321] 这样的树脂轴承罩可借助于例如注模成形。即使在轴承罩由树脂制成时，轴承罩也可借助于切削工艺成形。这样的树脂轴承罩也呈现出类似于图13中所示金属轴承罩的功能和效应。此外，在轴承罩415中提供的兜孔的数目可适当地设定。此外，除了等同于SUJ2钢的上述钢之外，可以采用陶瓷(氮化硅(Si3N4)和氧化铝(Al2O3))作为滚珠413的材料。
[0322] 外环411、内环412和滚珠413的接触表面、即外环滚动接触表面411A、内环滚动接触表面412A和滚珠滚动接触表面413A中的每一个优选地具有不少于60.0HRC的硬度。因此，滚动疲劳寿命和抗压痕性可进一步改善。
[0323] 此外，外环411、内环412和滚珠413的外环滚动接触表面411A、内环滚动接触表面412A和滚珠滚动接触表面413A中的每一个优选地具有不超过64.0HRC的硬度。这样，在外环滚动接触表面411A、内环滚动接触表面412A和滚珠滚动接触表面413A中的每一个中的剩余奥氏体的量可容易地调整至落入12％体积百分比或以下的范围内。
[0324] 在本实施例中，深凹槽滚珠轴承401以及包括在深凹槽滚珠轴承401中的外环411、内环412和滚珠413可使用与在第一实施例中制造滚动轴承和轴承部件的相同方法制造。
[0325] 此外，与在第一实施例中的深凹槽滚珠轴承1一样，在本实施例中的深凹槽滚珠轴承401可以在第二和第三实施例中描述的手动变速器100和差速器200中使用。
[0326] (第六实施例)
[0327] 接下来，将描述第六实施例。参看图20，作为第六实施例中的滚动轴承的深凹槽滚珠轴承501包括：外环511，其为轴承部件并且充当第一环形构件；内环512，其为轴承部件并且充当第二环形构件；滚珠513，其为轴承部件并且充当多个滚动元件；轴承罩514；以及环形密封构件517，其设置在外环511和内环512之间以封闭插置在外环511和内环512之间的轴承空间。
[0328] 外环511设有外环滚动接触表面511A，其充当环形形状的第一滚动接触表面。内环512设有与外环滚动接触表面511A相对的内环滚动接触表面512A，其充当环形形状的第二滚动接触表面。此外，多个滚珠513中的每一个设有滚珠接触表面513A(滚珠513的表面)，其充当滚动元件滚动接触表面。外环滚动接触表面511A、内环滚动接触表面512A和滚珠滚动接触表面513A是这些轴承部件的接触表面。此外，滚珠513在滚珠接触表面513A处与外环滚动接触表面511A和内环滚动接触表面512A接触并且使用具有环形形状的轴承罩514以预定间距周向布置。因此，滚珠513可被保持成能在环形座圈上滚动。利用上述构型，深凹槽滚珠轴承501的外环511和内环512能相对于彼此旋转。此外，在外环511的内周表面(内径表面)的轴向端处形成安装凹槽520。另一方面，在轴向方向上在内环512的外周表面(外径表面)的端部处形成凹入的凹槽521。密封构件517的径向外端部装配到该安装凹槽520中。因此，在密封构件517的径向内端部处形成的唇缘部分522与凹入的凹槽521的底部表面接触。
[0329] 充当轴承部件的外环511、内环512和滚珠513中的每一个由淬火硬化钢制成，其包含不少于0.90％质量百分比且不超过1.05％质量百分比的碳、不少于0.15％质量百分比且不超过0.35％质量百分比的硅、不少于0.01％质量百分比且不超过0.50％质量百分比的锰、以及不少于1.30％质量百分比且不超过1.65％质量百分比的铬，剩余部分由铁和杂质组成。包括充当接触表面的外环滚动接触表面511A、内环滚动接触表面512A和滚珠滚动接触表面513A的区域设有富氮层511B、512B、513B，该富氮层形成为具有高于内部511C、512C、513C的氮浓度。在富氮层511B、512B、513B的表面(即，充当接触表面的外环滚动接触表面511A、内环滚动接触表面512A和滚珠滚动接触表面513A)的每一个中的氮浓度不少于0.25％质量百分比。此外，外环滚动接触表面511A、内环滚动接触表面512A和滚珠滚动接触表面513A中的每一个中的剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。
[0330] 轴承罩514通过对诸如冷轧钢(在JIS标准等中的SPCC)的带钢进行压力加工而制成。此外，密封构件517包括：金属芯部518；以及涂层部分519，其涂覆该金属芯部518并且由合成树脂、橡胶材料等制成。
[0331] 作为本实施例中的轴承部件的外环511、内环512和滚珠513中的每一个由具有等同于JIS SUJ2钢的组分组合物的钢制成。因此，其材料可在世界各地容易地获得。当使用具有该组分组合物的钢、在外环滚动接触表面511A、内环滚动接触表面512A和滚珠滚动接触表面513A中的每一个中的氮浓度增加至0.25％质量百分比或以上并且提供淬火硬化时，实现了长的滚动疲劳寿命。此外，当剩余奥氏体的量减小至12％体积百分比或以下时，抗压痕性改善。当剩余奥氏体的量被设定为6％体积百分比或以上时，滚动疲劳寿命、特别是在有异物进入的环境下的滚动疲劳寿命保持在合适水平。结果，外环511、内环512和滚珠513中的每一个成为能够在可容易地得到其材料的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的轴承部件。
[0332] 此外，如图21和图22中所示，轴承罩514通过结合两个环形轴承罩板527A、527B而形成，每个环形轴承罩板具有在周向方向上以预定间隔布置的半球形突出部分526。换言之，环形轴承罩板527A、527B中的每一个包括：半球形突出部分526，其以预定间隔布置在周向方向上；以及平坦部分528，其形成在相邻的半球形突出部分526之间。平坦部分528、528彼此叠置，使得这两个环形轴承罩板527A、527B彼此结合，并且平坦部分528、528由诸如铆钉的固定工具529彼此联接。结果，半球形突出部分526面向彼此以形成环形滚珠配合部分(兜孔)530。
[0333] 在该轴承罩514中，兜孔530具有设有滚珠不接触部分531的面向滚珠表面。与在未设有滚珠不接触部分531的情况中其与滚珠513的接触面积相比，兜孔530与滚珠513的接触面积减小15％至30％。
[0334] 通过在不面向滚珠表面中形成具有矩形形状的突起532，以便朝滚珠的相对侧突出，在面向滚珠表面中形成具有矩形形状的凹部533，以便朝滚珠的相对侧凹陷。该凹部533是滚珠不接触部分531。可采用如在图23至图28中所示的各种类型的突起作为突起
532。
532。
[0335] 具体而言，图23中所示形状A具有用作在周向方向上的长度L的长度LA和用作宽度尺寸W的宽度尺寸WA。同样，图24中所示形状B具有用作在周向方向上的长度L且比长度LA短的长度LB以及用作宽度尺寸W且与宽度尺寸WA相同的宽度尺寸WB。图25中所示形状C具有用作在周向方向上的长度L且与长度LB相同的长度LC以及用作宽度尺寸W且比宽度尺寸WA大的宽度尺寸WC。图26中所示形状D具有用作在周向方向上的长度L且与长度LA相同的长度LD以及用作宽度尺寸W且与宽度尺寸WA相同的宽度尺寸WD。
[0336] 图27中所示形状E具有用作在周向方向上的长度L且与长度LB相同的长度LE以及用作宽度尺寸W且与宽度尺寸WA相同的宽度尺寸WE。图28中所示形状F具有用作在周向方向上的长度L且与长度LB相同的长度LF以及用作宽度尺寸W且与宽度尺寸WA相同的宽度尺寸WF。
[0337] 在图23中所示形状A、图24中所示形状B和图28中所示形状F中的每一个中，突起532的中心线O都与滚珠513的节圆PCD匹配，并且突起532设置在节圆PCD上。在图25中所示形状C、图26中所示形状D和图27中所示形状E中的每一个中，突起532的中心线O都相对于滚珠513的节圆PCD朝轴承外径侧偏移。在这种情况下，在图25中所示形状C中，偏移是微量的。相比之下，在图26中所示形状D和图27中所示形状E中的每一个中的偏移较大，并且其一个长侧与滚珠513的节圆PCD匹配。
[0338] 即，可以采用如在图23至图28中所示具有各种形状的突起532。相比未设有滚珠不接触部分531的情况而言，由所得的凹部533构成的滚珠不接触部分531允许在轴承罩514和滚珠513之间的接触面积在兜孔530中减小15％至30％。
[0339] 突起532可具有以下形状：矩形形状(矩形)，其中在周向方向上的尺寸长于在径向方向上的尺寸；矩形形状(矩形)，其中在径向方向上的尺寸长于在周向方向上的尺寸；或正方形，其中在旋转方向上的尺寸和在径向方向上的尺寸相同。备选地，该形状可以是椭圆形或椭圆形状，而不是矩形。椭圆形状也可以使得在周向方向上的尺寸长于在径向方向上的尺寸，或者可以使得在径向方向上的尺寸长于在周向方向上的尺寸。备选地，该形状可以是圆形的。
[0340] 在本实施例的轴承罩514中，当润滑剂穿过兜孔内部时，设置在面向滚珠表面中的滚珠不接触部分531提供减小的阻力。此外，由此提供的滚珠不接触部分531允许减少形成于滚珠513和兜孔530之间的油膜的量。
[0341] 这里，如果滚珠不接触部分太小，被剪切的油膜量的减少量较小，导致不充足的扭矩减小。另一方面，如果滚珠不接触部分531太大，形成于滚珠513和兜孔530之间的油膜的量变得太小，危害了滚珠513的平滑滚动。因此，通过如在本实施例中那样设定滚珠不接触部分531的范围，可以实现对穿过兜孔内部的润滑剂减小的阻力和被剪切的油膜量减少两者。因此，通过采用本实施例的轴承罩514，可以减小深凹槽滚珠轴承501的旋转扭矩。
[0342] 如上所述，根据在本实施例中的深凹槽滚珠轴承501，在其材料容易获得的同时可实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命，并且也可实现低扭矩。
[0343] 可通过为面向滚珠表面提供朝滚珠相对侧凹陷的凹部533而可靠地形成滚珠不接触部分531。
[0344] 通过将滚珠不接触部分531相对于滚珠513的节圆设置在外径侧处，可以减小在涉及高周向速度的位置处的剪切阻力，从而更稳定地实现扭矩的减小。
[0345] 应当指出，外环511、内环512和滚珠513的接触表面中的每一个、即外环滚动接触表面511A、内环滚动接触表面512A和滚珠滚动接触表面513A中的每一个优选地具有不少于60.0HRC的硬度。因此，滚动疲劳寿命和抗压痕性可进一步改善。
[0346] 此外，外环511、内环512和滚珠513的外环滚动接触表面511A、内环滚动接触表面512A和滚珠滚动接触表面513A中的每一个优选地具有不超过64.0HRC的硬度。这样，在外环滚动接触表面511A、内环滚动接触表面512A和滚珠滚动接触表面513A中的每一个中的剩余奥氏体的量可容易地调整至落入12％体积百分比或以下的范围内。
[0347] 图29中所示深凹槽滚珠轴承501是不具有密封构件517的类型。换言之，图29中所示深凹槽滚珠轴承具有与图20中所示深凹槽滚珠轴承501相同的结构，不同的是，图29中所示深凹槽滚珠轴承不具有密封构件517、密封构件517所安装到的安装凹槽520、以及与密封构件517的唇缘部分522接触的凹入的凹槽521。
[0348] 因此，图29中所示深凹槽滚珠轴承501显示出与图20中所示深凹槽滚珠轴承501相同的功能和效应。
[0349] (第七实施例)
[0350] 接下来，将描述第七实施例。参看图30和图20，在第七实施例中的深凹槽滚珠轴承501具有与在第六实施例中基本上相同的结构，并且呈现出相同的效应。然而，第七实施例的深凹槽滚珠轴承501在轴承罩514的滚珠不接触部分531的结构方面不同于第六实施例。
[0351] 参看图30，在第七实施例中的深凹槽滚珠轴承501的轴承罩514中，在半球形突出部分526中形成狭缝535。该狭缝535充当滚珠不接触部分531。狭缝535具有如图31中所示的矩形形状，并且具有与滚珠513的节圆PCD匹配的中心线O1。
[0352] 狭缝535可具有以下形状：矩形形状(矩形)，其中在周向方向上的尺寸长于在径向方向上的尺寸；矩形形状(矩形)，其中在径向方向上的尺寸长于在周向方向上的尺寸；或正方形，其中在旋转方向上的尺寸和在径向方向上的尺寸相同。备选地，该形状可以是椭圆形或椭圆形状，而不是矩形。椭圆形状也可以使得在周向方向上的尺寸长于在径向方向上的尺寸，或者可以使得在径向方向上的尺寸长于在周向方向上的尺寸。备选地，该形状可以是圆形的。
[0353] 狭缝535可如图31中所示设置在滚珠513的节圆PCD上，或者可以相对于节圆PCD设置在外径侧处。在这种情况下，偏移量可以适当地设定。具体而言，相比未设有滚珠不接触部分531的情况来说，由狭缝535提供的滚珠不接触部分531可以使得与滚珠513的接触面积在兜孔530中减小15％至30％。图30中所示轴承的其它构型与图20中所示轴承的构型相同，并且因此不重复描述。
[0354] 另外，在如图30和图31中所示滚珠不接触部分531由狭缝535提供的情况中，可以减小对穿过兜孔内部的润滑剂的阻力。此外，可以减小形成于滚珠513和兜孔530之间的油膜的量。因此，图30和图31中所示轴承罩呈现出与图20中所示轴承罩相同的功能和效应。此外，设有狭缝535的轴承罩514是紧凑的，因为轴承罩514在轴承轴向方向上的尺寸不像设有突起532的轴承罩514那样大。换言之，在使尺寸与不具有滚珠不接触部分531的常规轴承罩的尺寸保持一样大的同时，可以减小扭矩。
[0355] 图32中所示深凹槽滚珠轴承501是不具有密封构件517的类型。换言之，图32中所示深凹槽滚珠轴承与图30中所示深凹槽滚珠轴承501相同，不同的是图29中所示深凹槽滚珠轴承不具有密封构件517、密封构件517所安装到的安装凹槽520、以及与密封构件517的唇缘部分522接触的凹入的凹槽521。
[0356] 因此，图32中所示深凹槽滚珠轴承501显示出与图30中所示深凹槽滚珠轴承501相同的功能和效应。
[0357] 在上述实施例中，已经示出的是，轴承罩514是借助于压力加工形成的金属轴承罩，但包括在本发明的滚动轴承中的轴承罩不限于此。换言之，轴承罩514可由通过铸造而成形的金属来形成。此外，轴承罩514可通过切削过程或放电过程(包括电火花线切削)成形。这里，放电过程是指借助于在电极和工件之间以短周期重复的电弧放电而移除工件表面的一部分的机加工方法。电火花线切削是一类放电过程，并且是使用放电而利用具有张力的线来加工金属材料的方法。
[0358] 同时，轴承罩514的材料不限于金属，并且轴承罩514可以是合成树脂的成形产品。作为用于树脂轴承罩的树脂材料，可以使用常规地用于这类轴承罩的材料，例如，聚苯硫醚树脂(以下称为“PPS树脂”)和聚酰胺46(PA46)。例如，在用于车辆等的交流发电机的轴承中需要在高温(例如，约200℃或以上)下的长期热阻的情况中，诸如聚酰亚胺树脂(以下称为“PI树脂”)、聚酰胺酰亚胺树脂(以下称为“PAI树脂”)或聚醚醚酮树脂(以下称为“PEEK树脂”)可作为轴承罩514的材料使用。
[0359] 树脂轴承罩可借助于例如注模成形。备选地，树脂轴承罩可由切削过程成形。树脂轴承罩也设有滚珠不接触部分531，并且相比在未设有滚珠不接触部分531的情况中其与滚珠513的接触面积而言，兜孔530与滚珠513的接触面积减小15％至30％。
[0360] 滚珠不接触部分531以如下方式设置在树脂轴承罩中。即，通过在不面向滚珠表面中形成具有矩形形状的突起532以便如图20所示朝滚珠的相对侧突出，在面向滚珠表面中形成具有矩形形状的凹部533，以便朝滚珠的相对侧凹陷，从而提供由凹部533构成的滚珠不接触部分531。此外，可提供狭缝535以构成滚珠不接触部分531。
[0361] 因此，树脂轴承罩也呈现出类似于图20中所示金属轴承罩的功能和效应。
[0362] 上文已示出轴承罩的构型，但本发明的滚动轴承的轴承罩不限于上述实施例，并且可以做出这些实施例的各种修改。例如，在上述实施例中，滚珠不接触部分531设置在旋转方向上，但可以相对于旋转方向倾斜。此外，将要形成的滚珠不接触部分531的数目不限于每个半球形突出部分526一个，并且可以为每个半球形突出部分526提供两个或更多个滚珠不接触部分531。在这种情况下，可在周向方向或径向方向上设置多个滚珠不接触部分531。
[0363] 同时，为了形成滚珠不接触部分531，可以提供具有矩形形状或正方形形状的突起532，或者可以提供具有矩形形状或正方形形状的狭缝535。此外，每个拐角部分可具有带曲率或不带曲率的形状。在提供具有矩形形状或正方形形状的突起532的情况中，突起532的突出量(凹部533的深度)优选地为相对于环形轴承罩板527A、527B的40％或以下。如果突出量超过40％，则突起532的突出量变得太大，这使得难以附接密封构件或者可导致大的尺寸。
[0364] 在第六和第七实施例中的深凹槽滚珠轴承501以及包括在深凹槽滚珠轴承501中的外环511、内环512和滚珠513可使用与在第一实施例中制造滚动轴承和轴承部件的相同方法制造。
[0365] 此外，与在第一实施例中的深凹槽滚珠轴承1一样，在第六和第七实施例中的深凹槽滚珠轴承501可以在第二和第三实施例中描述的手动变速器100和差速器200中使用。
[0366] (第八实施例)
[0367] 接下来，将描述第八实施例。参看图33，作为第八实施例中的滚动轴承的深凹槽滚珠轴承601包括：外环611，其为轴承部件并且充当第一环形构件；内环612，其为轴承部件并且充当第二环形构件；滚珠613，其为轴承部件并且充当多个滚动元件；以及轴承罩615。
[0368] 外环611设有外环滚动接触表面611A，其充当环形形状的第一滚动接触表面。内环612设有与外环滚动接触表面611A相对的内环滚动接触表面612A，其充当环形形状的第二滚动接触表面。此外，多个滚珠613中的每一个设有滚珠滚动接触表面613A(滚珠613的表面)，其充当滚动元件滚动接触表面。外环滚动接触表面611A、内环滚动接触表面612A和滚珠滚动接触表面613A是这些轴承部件的接触表面。此外，滚珠613在滚珠接触表面613A处与外环滚动接触表面611A和内环滚动接触表面612A接触并且使用具有环形形状的轴承罩615以预定间距周向布置。因此，滚珠613可被保持以能在环形座圈上滚动。利用上述构型，深凹槽滚珠轴承601的外环611和内环612能相对于彼此旋转。
[0369] 充当轴承部件的外环611、内环612和滚珠613中的每一个由淬火硬化钢制成，其包含不少于0.90％质量百分比且不超过1.05％质量百分比的碳、不少于0.15％质量百分比且不超过0.35％质量百分比的硅、不少于0.01％质量百分比且不超过0.50％质量百分比的锰、以及不少于1.30％质量百分比且不超过1.65％质量百分比的铬，剩余部分由铁和杂质组成。包括充当接触表面的外环滚动接触表面611A、内环滚动接触表面612A和滚珠滚动接触表面613A的区域设有富氮层611B、612B、613B，该富氮层形成为具有高于内部611C、612C、613C的氮浓度。在富氮层611B、612B、613B的表面(即，充当接触表面的外环滚动接触表面611A、内环滚动接触表面612A和滚珠滚动接触表面613A)的每一个中的氮浓度不少于0.25％质量百分比。此外，外环滚动接触表面611A、内环滚动接触表面612A和滚珠滚动接触表面613A中的每一个中的剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。
[0370] 轴承罩615可由金属或树脂制成。在本实施例中，轴承罩615由聚酰胺树脂(PA46、PA66、PA9T等)、聚醚醚酮树脂(PEEK)或聚苯硫醚树脂(PPS)制成。
[0371] 作为本实施例中的轴承部件的外环611、内环612和滚珠613中的每一个由具有等同于JIS SUJ2钢的组分组合物的钢制成。因此，其材料可在世界各地容易地获得。当使用具有该组分组合物的钢、在外环滚动接触表面611A、内环滚动接触表面612A和滚珠滚动接触表面613A中的每一个中的氮浓度增加至0.25％质量百分比或以上、并且提供淬火硬化时，实现了长的滚动疲劳寿命。此外，当剩余奥氏体的量减小至12％体积百分比或以下时，抗压痕性改善。当剩余奥氏体的量被设定为6％体积百分比或以上时，滚动疲劳寿命、特别是在有异物进入的环境下的滚动疲劳寿命保持在合适水平。结果，外环611、内环612和滚珠613中的每一个成为能够在可容易地得到其材料的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的轴承部件。
[0372] 同时，参看图33至图35，轴承罩615通过以下方式形成：在周向方向上的多个位置处、在两个环形主体620沿轴向方向彼此面对的面向表面621中形成半球形兜孔622，以便在其中包含滚珠613，并且使面向表面621彼此抵接，以便将两个环形主体620接合在一起。在每个环形主体620中，在相邻兜孔622之间形成均呈凹部形式的厚度减小部分627。因此，轴承罩615具有轻的重量。轴承罩615具有在轴向方向上对称的形状。此外，轴承罩
615的端面具有平坦的形状(参见图33)。
615的端面具有平坦的形状(参见图33)。
[0373] 此外，参看图33，在环形主体620的轴向端部中的内径侧和外径侧处，提供了凸缘部分628，以在径向方向上延伸。同时，内环612具有对应于凸缘部分628的区域且设有凹槽部分630。同样，外环611具有对应于凸缘部分628的区域且设有凹槽部分631。通过凸缘部分628和凹槽部分630、631，形成迷宫部640。
[0374] 凸缘部分628形成为在垂直于轴向方向的方向上延伸。同时，设置在内环612侧的凹槽部分630凹陷，以在内环612的外径轴向端处形成台阶。设置在外环611侧的凹槽部分631凹陷，以在外环611的内径轴向端处形成台阶。应当指出，轴承罩615的凸缘部分628和凹槽部分630、631并不处于使得它们始终彼此接触的位置关系中。换言之，凸缘部分
628和凹槽部分630、631仅在特定条件下彼此接触或者彼此完全不接触。
628和凹槽部分630、631仅在特定条件下彼此接触或者彼此完全不接触。
[0375] 因此，由轴承罩615的凸缘部分628与外环611和内环612的凹槽部分630、631构造成的迷宫部640抑制过量的润滑油流入轴承内部。同时，轴承罩615具有在轴向方向上对称的形状，其中凸缘部分628设置在环形主体620的轴向端部处。因此，在高速旋转期间所施加的离心力之下，轴承罩615的两个环形主体620抑制其自身变形，从而抑制轴承罩615的变形。这避免滚珠613从兜孔622掉出并避免轴承罩615与诸如外环611和内环612的其它部件相互干涉。此外，迷宫部640由一体地设置在环形主体620中的凸缘部分628和一体地设置在外环611和内环612中的凹槽部分630、631构造成，其形成可仅通过改变轴承罩615、外环611和内环612的形状来实现。因此，迷宫部640可有效地形成，同时避免部件数量和组装步骤数量的增加。
[0376] 如上所述，在本实施例中的深凹槽滚珠轴承601包括外环611、内环612、滚珠613和轴承罩615，从而在其材料容易得到的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命，从而实现低扭矩。
[0377] 这里，在本实施例中，凸缘部分628具有不少于0.15mm的轴向厚度t，其为滚珠613的直径D的20％或以下，如图33所示。通过以这种方式设定凸缘部分628的轴向厚度t，可确保凸缘部分628的强度，并可使凸缘部分628容易地成形，并且轴承的轴向尺寸不会变大到超出其极限。如果凸缘部分628的轴向厚度t小于0.15mm，则凸缘部分628可能强度不足或可能成形较差。另一方面，如果凸缘部分628的轴向厚度t比滚珠613的直径D大超过20％，则外环611和内环612的凹槽部分630、631的轴向尺寸(凹槽宽度)需要更大，以避免轴承罩615的凸缘部分628相对于轴承的端面突出。结果，外环611和内环612的轴向尺寸变大，导致整个轴承的较大尺寸。换言之，深凹槽滚珠轴承601被阻止为紧凑的。
[0378] 同时，在本实施例中的轴承罩615通过将两个环形主体620按以下方式接合在一起而构造成。参看图34至图38，两个环形主体620中的每一个设有外径侧突起623和内径侧凹部624。外径侧突起623通过使兜孔622的一个周向端部的外径侧在轴向方向上延伸而形成。内径侧凹部624通过使其内径侧凹陷而形成。此外，内径侧突起625通过使兜孔622的另一周向端部的内径侧在轴向方向上延伸而形成，并且外径侧凹部626通过使其外径侧凹陷而形成。这样，两个环形主体620可通过在环形主体620中的每一个中采用以下结构而具有相同形状：外径侧突起623和内径侧凹部624在兜孔622的一个周向端部处形成，并且内径侧突起625和外径侧凹部626在兜孔622的另一个周向端部处形成。结果，使用一个模具制成的一对环形主体620可用来构造例如轴承罩615。这导致成本降低。
[0379] 然后，制备均具有上述结构的两个环形主体620。然后，将一个环形主体620的外径侧突起623插入另一个环形主体620的外径侧凹部626内，并且将一个环形主体620的内径侧突起625插入另一个环形主体620的内径侧凹部624内，从而使外径侧突起623和内径侧突起625在轴向方向上彼此接合。此外，外径侧突起623和内径侧突起625的接合表面623a、625a形成为相对于轴向方向倾斜，使得外径侧突起623和内径侧突起625中的每一个的顶端侧厚于其底端侧(参见图37和图38)。
[0380] 如图39至图41中所示，两个环形主体620的面向表面621彼此形成抵接，以使外径侧突起623和内径侧突起625在轴向方向上通过预定的紧固量而接合，从而沿外径侧突起623和内径侧突起625的接合表面623a、625a生成摩擦力。外径侧突起623和内径侧突起625的接合表面623a、625a相对于轴向方向倾斜，使得外径侧突起623和内径侧突起625中的每一个的顶端侧厚于其底端侧，从而在沿垂直于外径侧突起623和内径侧突起625的接合表面623a、625a的方向所生成的反作用力中引起轴向分量。
[0381] 沿外径侧突起623和内径侧突起625的接合表面623a、625a生成的摩擦力和沿垂直于接合表面623a、625a的方向生成的反作用力的轴向分量一起作用，从而即使在由于高速旋转而施加大的离心力时也可靠地防止两个环形主体620在轴向方向上彼此分离。
[0382] 这样，在本实施例的轴承罩615中，在环形主体620的兜孔622的周向端部处提供了由外径侧突起623和内径侧凹部624构造成的接合部分以及由内径侧突起625和外径侧凹部626构造成的接合部分。因此，滚珠613可由接合部分容易地保持在兜孔622中，即使是在由于高速旋转而施加有大的离心力时(参见图39)也如此，而大的离心力会将一个环形主体620与另一个环形主体620在轴向方向上向外分离以打开兜孔622。
[0383] 此外，在本实施例中的接合结构中，外径侧突起623和内径侧突起625的接合表面623a、625a优选地相对于彼此以不少于5°的倾斜角θ倾斜(参见图37和图38)。利用如此设定的倾斜角θ，可以在由于高速旋转而施加有大的离心力的情况下容易地抑制接合表面623a、625a变形。此外，这使得反作用力的轴向分量可以可靠地作用在接合表面623a、
625a上，从而容易地确保用于两个环形主体620的接合力。如果在接合表面623a、625a之间的倾斜角θ小于5°，则在由于高速旋转而施加大的离心力的情况下抑制接合表面623a、
625a变形变得困难。这使得难以将反作用力的轴向分量可靠地作用在接合表面623a、625a上。
625a上，从而容易地确保用于两个环形主体620的接合力。如果在接合表面623a、625a之间的倾斜角θ小于5°，则在由于高速旋转而施加大的离心力的情况下抑制接合表面623a、
625a变形变得困难。这使得难以将反作用力的轴向分量可靠地作用在接合表面623a、625a上。
[0384] 此外，在本实施例中，如图40和图41所示，内径侧突起625厚于外径侧突起623(tIN>tOUT)。由于内径侧突起625如此地厚于外径侧突起623，厚于外径侧突起623的内径侧突起625具有比外径侧突起623大的质量。因此，在由于高速旋转而施加有大的离心力的情况下，内径侧突起625相比外径侧突起623更大地变形。这里，内径侧突起625的变形用来增加外径侧突起623和内径侧突起625的接合表面623a、625a的接合力，因为外径侧突起623和内径侧突起625的接合表面623a、625a相对于彼此在轴向方向上倾斜，使得外径侧突起623和内径侧突起625中的每一个的顶端侧厚于其底端侧。
[0385] 以上所述两个(一对)环形主体620优选地由合成树脂制成，以便实现轴承罩615的轻重量。这里，就成本和耐油性而言，作为环形主体620的材料，有效的是从由PPS(聚苯硫醚)、PA66(聚酰胺66)和PA46(聚酰胺46)组成的组中选择一种合成树脂。例如，当要使用的润滑油包含大量的树脂侵蚀性组分(例如磷或硫)时，最优选的是使用PPS，因为按PPS、PA46和PA66的顺序实现更优异的耐油性。另一方面，就树脂材料的成本而言，按PA66、PA46和PPS的顺序实现更大的优点。因此，有利的是在考虑要使用的润滑油对树脂的侵蚀性和成本的情况下选择环形主体620的材料。可用于环形主体的其它树脂材料的示例包括PA9T(聚酰胺9T)、PEEK(聚醚醚酮)、酚树脂等。这样的树脂轴承罩可借助于例如注模成形。即使在轴承罩由树脂制成时，轴承罩也可借助于切削过程成形。
[0386] 在上述实施例中，已经示出的是，凸缘部分628被形成为在垂直于轴向方向的方向上延伸，但本发明不限于此。凸缘部分628可被形成为在相对于垂直于轴向方向的方向倾斜的方向上延伸。具体而言，凸缘部分628A可被形成为如图42所示在轴向方向上向内弯曲，或者凸缘部分628B可被形成为如图43所示在轴向方向上向外弯曲。当与外环611和内环612结合时，这样的凸缘部分628A、628B也能够形成迷宫部640。
[0387] 此外，在上述实施例中，已经示出的是，凸缘部分628设置在轴承罩615的轴向端部的内径侧和外径侧两者处，但本发明不限于此。可以采用其中凸缘部分628仅设置在轴承罩615的轴向端部的内径侧和外径侧之一处的结构。轴承罩615的凸缘部分628优选地形成于如下位置处，在该位置处防止润滑油线性流动到轴承的内部。
[0388] 此外，在上述实施例中，已经示出的是，轴承罩615具有在轴向方向上对称的形状，使得凸缘部分628设置在环形主体620的轴向端部处，但本发明的滚动轴承不限于此。具体而言，例如，在润滑油在恒定的方向上流动并且轴承在离心力的影响较小的条件下使用的情况中，可采用在轴向方向上不对称的形状，使得凸缘部分628仅设置在轴向方向上的一侧处。
[0389] 此外，参看图44，在环形主体620的兜孔622中，兜孔凹槽部分622A可被形成为在环形主体620的径向方向上延伸。这减小了轴承罩615和滚珠613之间的接触面积，从而实现低扭矩。
[0390] 此外，兜孔凹槽部分622A可被形成为延伸穿过环形主体620，以便将环形主体620的内径侧和外径侧彼此连接，如图44所示。因此，在轴承罩615和滚珠613之间的润滑油由于离心力而被排放，从而实现较低扭矩。在图44所示示例中，一对兜孔凹槽部分622A被形成为在兜孔622中不包括轴向最外区域，并且设置成在两者间插置有轴向最外区域。因此，在轴承罩615和滚珠613之间的润滑油由于离心力而被排放，从而实现较低扭矩。
[0391] 此外，如图44所示，兜孔间凹槽部分621A可形成于环形主体620的相邻兜孔622之间的面向表面621中，以便在环形主体620的径向方向上延伸穿过环形主体620，以将环形主体620的内径侧和外径侧彼此连接。因此，在轴承罩615和滚珠613之间的润滑油由于离心力而被排放，从而实现较低扭矩。
[0392] 应当指出，外环611、内环612和滚珠613的接触表面中的每一个、即外环滚动接触表面611A、内环滚动接触表面612A和滚珠滚动接触表面613A中的每一个优选地具有不少于60.0HRC的硬度。因此，滚动疲劳寿命和抗压痕性可进一步改善。
[0393] 此外，外环611、内环612和滚珠613的外环滚动接触表面611A、内环滚动接触表面612A和滚珠滚动接触表面613A中的每一个优选地具有不超过64.0HRC的硬度。这样，在外环滚动接触表面611A、内环滚动接触表面612A和滚珠滚动接触表面613A中的每一个中的剩余奥氏体的量可容易地调整至落入12％体积百分比或以下的范围内。
[0394] 在本实施例中的深凹槽滚珠轴承601可在采用发动机或马达作为原动力源的车辆的马达或减速器中使用。
[0395] 第八实施例中的深凹槽滚珠轴承601以及包括在深凹槽滚珠轴承601中的外环611、内环612和滚珠613可使用与在第一实施例中制造滚动轴承和轴承部件的相同方法制造。
[0396] 此外，与在第一实施例中的深凹槽滚珠轴承1一样，在本实施例中的深凹槽滚珠轴承601可以在第二和第三实施例中描述的手动变速器100和差速器200中使用。
[0397] (第九实施例)
[0398] 接下来，将描述第九实施例。参看图45，在本实施例中的深凹槽滚珠轴承701包括：外环711，其为轴承部件并且充当第一环形构件；内环712，其为轴承部件并且充当第二环形构件；滚珠714，其为轴承部件并且充当多个滚动元件；以及轴承罩740。
[0399] 一对肩部713a、713b形成于外环凹槽711A的两侧处。定位在外环凹槽711A的一侧处的肩部713a的高度高于定位在另一侧处的肩部713b的高度。另一方面，一对肩部723a、723b形成于内环凹槽712A的两侧处。定位在内环凹槽712A的另一侧处的肩部723b的高度高于定位在一侧处的肩部723a的高度。
[0400] 这里，在本实施例中，低高度肩部713b和723a中的每一个的肩部高度与标准型深凹槽滚珠轴承的肩部的高度一样高，但可以比标准型深凹槽滚珠轴承的肩部的高度更低。
[0401] 为便于描述，高高度肩部713a、723b将被称为“推力载荷侧肩部713a、723b”，而低高度肩部713b、723a将被称为“非推力载荷侧肩部713b、723a”。
[0402] 假设推力载荷侧肩部713a、723b中的每一个的肩部高度由H1表示，并且滚珠714的球直径由d表示，则肩部高度H1与滚珠的球直径的比率(即H1/d)被设定为落入以下范围内：H1/d＝0.25至0.50。因此，有效地抑制滚珠714在所施加的推力载荷下到达肩部之上。
[0403] 作为一个示例，制备了作为对照产品的标准型深凹槽滚珠轴承6208C，其中内环具有 的外径尺寸，并且外环具有 的内径尺寸。根据该标准型深凹槽滚珠轴承，内环的推力载荷侧肩部的外径尺寸从 变为 并且外环的推力载
荷侧肩部的内径尺寸从 变为 对于这样的深凹槽滚珠轴承来说，测量
所容许的推力载荷。结果，该深凹槽滚珠轴承显示具有比充当对照产品的深凹槽滚珠轴承高305％的推力载荷容许值。此外，在内环的肩部的外径尺寸在不施加推力载荷(轴向载荷)的一侧从标准尺寸 变为 并且外环的肩部的内径尺寸在不施加
轴向载荷的一侧从标准尺寸 变为 的情况中，即使在将基本的额定静
载荷C0施加到轴承上的情况下也滚珠不会到达肩部之上。
荷侧肩部的内径尺寸从 变为 对于这样的深凹槽滚珠轴承来说，测量
所容许的推力载荷。结果，该深凹槽滚珠轴承显示具有比充当对照产品的深凹槽滚珠轴承高305％的推力载荷容许值。此外，在内环的肩部的外径尺寸在不施加推力载荷(轴向载荷)的一侧从标准尺寸 变为 并且外环的肩部的内径尺寸在不施加
轴向载荷的一侧从标准尺寸 变为 的情况中，即使在将基本的额定静
载荷C0施加到轴承上的情况下也滚珠不会到达肩部之上。
[0404] 这里，如果深凹槽滚珠轴承701附接在错误方向上，则推力载荷不能被接受，结果是会导致滚珠714可能到达低高度肩部713b、723a上。为了解决这个问题，参看图45，用于指示推力载荷接受侧的区别指示部分755设置在外环711、内环712、第一分割轴承罩741和第二分割轴承罩742的至少一个宽表面侧中，从而防止错误附接并改善组装性能。区别指示部分可以是色彩指示或通过打标记获得的指示。
[0405] 轴承罩740包括第一分割轴承罩741和装配到第一分割轴承罩741内部的第二分割轴承罩742。
[0406] 如图45至图48所示，在第一分割轴承罩741的环形主体743在轴向方向上的一个侧表面中，多对兜孔卡爪744在周向方向上以相等间隔并排形成。每一对兜孔卡爪744彼此面对。在彼此面对的一对兜孔卡爪744之间，提供了通过挖空环形主体743获得且具有超过1/2圆的尺寸的兜孔745。第一分割轴承罩741由合成树脂的成形产品构造而成。环形主体743具有与滚珠714的节圆直径(PCD)基本上相同的内径，并且具有落入在外环711中的高高度肩部713a的内径和低高度肩部713b的内径之间的范围内的外径。结果，第一分割轴承罩741可从外环711的低高度肩部713b侧插入轴承中。
[0407] 另一方面，在第二分割轴承罩742的环形主体748在轴向方向上的另一个侧表面中，多对兜孔卡爪749在周向方向上以相等间隔并排形成。每一对兜孔卡爪749彼此面对。在彼此面对的一对兜孔卡爪749之间，提供了通过挖空环形主体748获得且具有超过1/2圆的尺寸的兜孔750。第二分割轴承罩742由合成树脂的成形产品构造而成。环形主体748具有与滚珠714的节圆直径(PCD)基本上相同的内径，并且具有落入在内环712中的高高度肩部723b的外径和低高度肩部723a的外径之间的范围内的内径。结果，第二分割轴承罩742可从低高度肩部723a侧插入轴承内，并可装配到第一分割轴承罩741的内部。
[0408] 当第一分割轴承罩741和第二分割轴承罩742装配到彼此之中时，接合部分X设置在第一分割轴承罩741和第二分割轴承罩742之间，以免使第一分割轴承罩741和第二分割轴承罩742在轴向方向上彼此分离。接合部分X包括：接合卡爪746，其向内设置在第一分割轴承罩741的相邻兜孔745的兜孔卡爪744之间；接合凹部747，其呈在与接合卡爪746相同的轴线上形成于环形主体743的内径表面中的凹槽的形式；接合卡爪751，其向外设置在第二分割轴承罩742的相邻兜孔750的兜孔卡爪749之间；以及接合凹部752，其在与接合卡爪751相同的轴线上形成于环形主体748的外径表面中。通过在第一分割轴承罩
741的接合卡爪746和第二分割轴承罩742的接合凹部752之间的接合以及在第二分割轴承罩742的接合卡爪751和第一分割轴承罩741的接合凹部747之间的接合来防止第一分割轴承罩741和第二分割轴承罩742在轴向方向上彼此分离。
741的接合卡爪746和第二分割轴承罩742的接合凹部752之间的接合以及在第二分割轴承罩742的接合卡爪751和第一分割轴承罩741的接合凹部747之间的接合来防止第一分割轴承罩741和第二分割轴承罩742在轴向方向上彼此分离。
[0409] 这里，第一分割轴承罩741和第二分割轴承罩742暴露于用于润滑深凹槽滚珠轴承的润滑油中，因而为其使用耐油性优异的合成树脂。这样的合成树脂的示例包括聚酰胺46(PA46)、聚酰胺66(PA66)和聚苯硫醚(PPS)。合适的一种树脂可从这些树脂中选择并可根据润滑油的类型加以使用。
[0410] 在本实施例中的深凹槽滚珠轴承701具有上述结构。为了组装深凹槽滚珠轴承701，内环712被插入外环711的内部，并且所需量的滚珠714被引入内环凹槽712A和外环凹槽711A之间。
[0411] 在这样做时，内环712在径向方向上相对于外环711错开，以便使内环712的外径表面的一部分抵接外环711的内径表面的一部分。在周向方向上从抵接部分偏移180°的位置处形成月牙形的空间。滚珠714从该空间的一侧被引入到其内部。
[0412] 在引入滚珠714期间，如果外环711的推力载荷侧肩部713a或内环712的推力载荷侧肩部723b的肩部高度H1高于所需，则滚珠714的引入被阻碍。在本实施例中，其高度被构造成使得肩部高度H1与滚珠714的球直径d的比率(即H1/d)不超过0.50。因此，滚珠714可容易地被引入外环711和内环712之间。
[0413] 在引入滚珠714之后，滚珠714在周向方向上以相等的间隔设置，使得内环712的中心与外环711的中心匹配。从外环711的非推力载荷侧肩部713b的一侧，第一分割轴承罩741被插入外环711和内环712之间，使得滚珠714被装配到形成于第一分割轴承罩741中的兜孔745内。
[0414] 同样，从内环712的非推力载荷侧肩部723a的一侧，第二分割轴承罩742被插入外环711和内环712之间，使得滚珠714被装配到形成于第二分割轴承罩742中的兜孔750内，并且第二分割轴承罩742被装配在第一分割轴承罩741中。
[0415] 如上所述，通过将第二分割轴承罩742装配在第一分割轴承罩741的内部，如图45和图51所示，形成于分割轴承罩741、742中的接合卡爪746、51与形成于它们对应的分割轴承罩中的接合凹部747、752对应地接合，从而完成深凹槽滚珠轴承701的组装。
[0416] 因此，深凹槽滚珠轴承701可由如下简单操作组装：：将滚珠714引入外环凹槽711A和内环凹槽712A之间，然后将第一分割轴承罩741和第二分割轴承罩742从外环711和内环712之间的两侧插入内部，然后将第二分割轴承罩742装配到第一分割轴承罩741中。
[0417] 在图45中，均具有较低高度的非推力载荷侧肩部713b和723a中的每一个的高度与标准型深凹槽滚珠轴承的肩部的高度一样高，但可以比标准型深凹槽滚珠轴承的肩部的高度更低。
[0418] 当非推力载荷侧肩部713b和723a中的每一个的高度变得低于标准型深凹槽滚珠轴承的肩部的高度时，第一分割轴承罩741和第二分割轴承罩742在径向方向上的厚度可以对应于所降低的高度的量而变得更厚，从而增加轴承罩740的强度。
[0419] 这里，如果非推力载荷侧肩部713b和723a中的每一个的高度低于所需，则滚珠714会到达肩部之上。因此，对于外环711的肩部713b的肩部高度H2来说，优选的是将肩部高度H2与滚珠714的球直径d的比率(即，H2/d)设定为落入0.09至0.50的范围内。另一方面，对于内环712的肩部723a的肩部高度H3来说，优选的是将肩部高度H3与滚珠714的球直径的比率(即，H3/d)设定为落入0.18至0.50的范围内。
[0420] 此外，如图52和图53所示，在第一分割轴承罩741的兜孔745的内周表面中，可以形成不与滚珠接触的挖去部分745A。这改善了润滑油在兜孔745内的通过，从而抑制异物在第一分割轴承罩741和第二分割轴承罩742之间的接合部分中的积聚。此外，如图53所示，可为每个兜孔745提供一对挖去部分745A，以便包括等距地远离兜孔745的底部中心的区域。此外，挖去部分745A在垂直于分割轴承罩的厚度方向的平面(图53中所示的横截面)中的形状可以是弯曲的形状(例如，球形形状或U形形状)。在图53中，挖去部分745A的形状为球形形状。此外，在垂直于分割轴承罩的厚度方向的平面中，一对挖去部分750A中的每一个的底部部分和兜孔的底部的中心可以在相同的直线γ上。因此，可以更可靠地改善润滑油的通过。应当指出，这样的挖去部分也可以为第二分割轴承罩742的兜孔750而形成。
[0421] 在本实施例的深凹槽滚珠轴承701中，在第一分割轴承罩741的兜孔745的开口端处设有面向彼此的一对兜孔卡爪744，并且在第二分割轴承罩742的兜孔750的开口端处设有面向彼此的一对兜孔卡爪749，使得这些兜孔卡爪将滚珠714保持在它们之间，设置在第一分割轴承罩741中的面向彼此的一对兜孔卡爪744和设置在第二分割轴承罩742中的面向彼此的一对兜孔卡爪749的组合在相反的方向上被导向，并且接合卡爪746、51在该组合中与接合凹部747、752接合，从而防止第一分割轴承罩741和第二分割轴承罩742在轴向方向上彼此分离。因此，即使滚珠714由于大力矩载荷的施加而向后或向前移动，也能抑制轴承罩740掉落。
[0422] 这里，如图48和图49所示，使在接合卡爪746、51与接合凹部747、752之间的周向间隙60的间隙量δ1大于形成于滚珠714和兜孔745、750之间的周向兜孔间隙61的间隙量δ2。因此，即使滚珠714由于大的力矩载荷的施加而向后或向前移动以使第一分割轴承罩741和第二分割轴承罩742相对于彼此旋转，接合卡爪746、51也绝不会与在周向方向上面向彼此的接合凹部747、752的侧表面抵接，从而有效地防止对接合卡爪746、51的损坏。
[0423] 此外，如图50和图51所示，使形成于接合卡爪746、51和接合凹部747、752之间的轴向间隙62的间隙量δ3大于形成于滚珠714和兜孔745、750之间的轴向兜孔间隙63的间隙量δ4。因此，当轴向力被施加在使第一分割轴承罩741和第二分割轴承罩742彼此分离的方向上时，面向彼此的一对兜孔卡爪744、749的内表面形成与滚珠714的外周表面的抵接，以避免接合卡爪746、51形成与接合凹部747、752的轴向端面的抵接，从而有效地防止对接合卡爪746、51的损坏。
[0424] 此外，充当轴承部件的外环711、内环712和滚珠714中的每一个由淬火硬化钢制成，其包含不少于0.90％质量百分比且不超过1.05％质量百分比的碳、不少于0.15％质量百分比且不超过0.35％质量百分比的硅、不少于0.01％质量百分比且不超过0.50％质量百分比的锰、以及不少于1.30％质量百分比且不超过1.65％质量百分比的铬，剩余部分由铁和杂质组成。包括充当接触表面的外环凹槽711A的表面、内环凹槽712A的表面和滚珠滚动接触表面714A的区域设有富氮层711B、712B、713B，该富氮层形成为具有高于内部711C、712C、713C的氮浓度。在富氮层711B、712B、713B的表面(即，各自充当接触表面的外环凹槽711A的表面、内环凹槽712A的表面和滚珠滚动接触表面714A)的每一个中的氮浓度不少于0.25％质量百分比。此外，外环凹槽711A的表面、内环凹槽712A的表面和滚珠滚动接触表面714A中的每一个中的剩余奥氏体的量不少于6％体积百分比且不超过12％体积百分比。
[0425] 作为本实施例中的轴承部件的外环711、内环712和滚珠714中的每一个由具有等同于JIS SUJ2钢的组分组合物的钢制成。因此，其材料可在世界各地容易地获得。当使用具有该组分组合物的钢、在外环凹槽711A的表面、内环凹槽712A的表面和滚珠滚动接触表面714A中的每一个中的氮浓度增加至0.25％质量百分比或以上并且提供淬火硬化时，实现了长的滚动疲劳寿命。此外，当剩余奥氏体的量减小至12％体积百分比或以下时，抗压痕性改善。当剩余奥氏体的量被设定为6％体积百分比或以上时，滚动疲劳寿命、特别是在有异物进入的环境下的滚动疲劳寿命保持在合适水平。结果，外环711、内环712和滚珠714中的每一个成为能够在可容易地得到其材料的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的轴承部件。
[0426] 如上所述，在本实施例中的深凹槽滚珠轴承701包括外环711、内环712、滚珠714和轴承罩740，从而在其材料容易得到的同时实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命，从而解决推力载荷。
[0427] 应当指出，外环711、内环712和滚珠714的接触表面中的每一个，即，外环凹槽711A的表面、内环凹槽712A的表面和滚珠滚动接触表面714A中的每一个优选地具有不少于60.0HRC的硬度。因此，滚动疲劳寿命和抗压痕性可进一步改善。
[0428] 此外，外环711、内环712和滚珠714的外环凹槽711A的表面、内环凹槽712A的表面和滚珠滚动接触表面714A中的每一个优选地具有不超过64.0HRC的硬度。这样，在外环凹槽711A的表面、内环凹槽712A的表面和滚珠滚动接触表面714A中的每一个中的剩余奥氏体的量可容易地调整至落入12％体积百分比或以下的范围内。
[0429] 同时，内环712相对于滚珠714的沟曲率可以不少于1.02且不超过1.06。另一方面，外环711相对于滚珠714的沟曲率可以不少于1.02且不超过1.08。这样，可抑制滚珠714到达肩部上，同时抑制在环形构件和滚珠之间的滑动分量。
[0430] 第九实施例中的深凹槽滚珠轴承701以及包括在深凹槽滚珠轴承701中的外环711、内环712和滚珠713可使用与在第一实施例中制造滚动轴承和轴承部件的相同方法制造。
[0431] 此外，与在第一实施例中的深凹槽滚珠轴承1一样，在本实施例中的深凹槽滚珠轴承701可以在第二和第三实施例中描述的手动变速器100和差速器200中使用。这样做时，通过将深凹槽滚珠轴承701引入手动变速器100或差速器200中以将肩部适当地定位在深凹槽滚珠轴承701中的推力载荷接受侧处，可以抑制本来由滚珠714到达肩部之上所造成的损坏。
[0432] [示例1]
[0433] (示例1)
[0434] 进行实验以研究热处理条件等对轴承部件的特性的影响。首先，制备JIS SUJ2的平板并通过以下方式将其碳氮共渗：在800℃下预热1小时，然后在包括RX气体和氨气的气氛中在850℃下加热平板，并且将其保持4小时。然后，将在碳氮共渗处理中处于850℃的加热温度下的平板直接浸渍在淬火油中，从而使平板淬火硬化。此外，平板在各种温度下经受回火处理。将具有19.05mm直径的SUJ2标准滚动轴承钢的滚珠在3.18kN的载荷下(在4.4GPa的最大接触压力下)压靠所得平板达10秒，然后对其解除载荷。然后，测量由钢滚珠的挤压在平板中形成的压痕的深度以研究抗压痕性。此外，使用Rockwell硬度测试仪测量同一试件的表面硬度。对抗压痕性的研究结果在图54中示出，而对硬度的测量结果在图
55中示出。
55中示出。
[0435] 参看图54和图55，表面硬度随着回火温度变得越高而减小，而压痕深度具有最小值。具体而言，通过将回火温度设定为不少于240℃且不超过300℃，压痕深度变为0.2μm或以下。因此，为了改善抗压痕性，可以认为回火温度优选地不少于240℃且不超过300℃。
[0436] 这里，考虑上述回火温度的最佳值确定如下。当进行淬火处理时，碳被溶于钢基体中。同时，当进行回火处理时，溶于基体中的碳的一部分被沉淀为碳化物(例如，Fe3C)。由于回火处理的温度在这种情况下较高，固溶强化对钢的屈服强度的贡献较少，并且沉淀强化对屈服强度的贡献较多。通过在不少于240℃且不超过300℃的温度范围内进行回火处理，在这些强化机制之间的平衡变为最佳，并且屈服强度具有最大值，使得抗压痕性变得特别高。
[0437] 不考虑基于由提供与压痕深度的上述测量相同的压痕的挤压造成的钢的变形所测量的表面硬度的单调减小，抗压痕性由于以下原因而具有最大值。
[0438] 图56示出在已经受对平板的除了碳氮共渗处理之外的上述热处理的拉伸试件(JIS Z2201 4试件)中在每个回火温度下的真实应力和真实应变之间的关系。图56是使用n次幂硬化的弹塑性体建模的真实应力-真实应变的图。该特性随着屈服应力σY成为如由下式指示的阈值而不同：
[0439] [式2]
[0440] σ＝Eε(σ<σY)
[0441] σ＝Kεn(σ≥σY)
[0442] 这里，σ表示真实应力，E表示杨氏模量，ε表示真实应变，K表示塑性系数，n表示加工硬化系数，并且σY表示屈服应力。应当指出，杨氏模量E实际上使用共振法测量，并且加工硬化系数n和塑性系数K实际上使用拉伸试验测量。这些参数被分配到上述两个公式，并且交点由σY表示。
[0443] 这里，在压痕深度的测量中的真实应变水平对应于图56中的区域α，而在硬度测量中的真实应变水平对应于图56中的区域β或更大区域。参看图57，对应于压痕深度的测量区域的区域α中的屈服点被检查，以得出当回火温度落入240℃至300℃的范围内时屈服点较高而当回火温度低于此范围时屈服点降低的结论。另一方面，参看图56，应当理解，在对应于表面硬度的测量区域的区域β中，为了提供相同的应变量，随着回火温度降低而需要更大的应力。这种现象大概提供了通过将回火温度设定为240℃至300℃而改善的抗压痕性，尽管硬度相比回火温度为180℃至220℃的情况下减小。
[0444] 除了回火温度之外，关于每个试件研究了表面中的剩余奥氏体的量、压痕深度、寿命、环压碎强度、以及随时间推移的变化率，这些试件已经受了热处理，使得表面氮浓度和淬火温度变化。
[0445] 这里，与上述情况一样测量了压痕深度。以如下方式评价了压痕深度：小于0.2μm的压痕深度被评价为B，0.2μm至0.4μm的压痕深度被评价为C，并且0.4μm或以上的压痕深度被评价为D。在与压痕深度测量相同的条件下在环表面中形成压痕，然后模拟轴承在用洁净油润滑期间处于油膜参数为0.5的条件下的变速器中使用的情况下的载荷条件，通过这种方式得到寿命。然后，将在淬火温度为850℃、回火温度为240℃并且表面氮含量为0.4％质量百分比的情况下获得的试件的寿命假设为参考值(B)。比参考寿命长的寿命被评价为A。比参考寿命短的寿命被评价为C。比参考寿命短得多的寿命被评价为D。
制作具有60mm的外径、54mm的内径和15的宽度的环，使用板在径向方向上对其进行压缩，并且检查生成裂缝时的载荷，通过这种方式来评价环压碎强度。当裂缝生成时的载荷不少于5000kgf时，环的压碎强度被评价为A。当裂缝生成时的载荷为3500kgf至5000kgf时，环的压碎强度被评价为B。当裂缝生成时的载荷小于3500kgf时，环的压碎强度被评价为D。
此外，随时间推移的变化率通过以下方式评价：将试件在230℃下保持2小时，并且测量外
5
径尺寸从热处理之前的尺寸的变化量。当变化量不超过10.0×10 时，其被评价为A。当变
5 5 5 5
化量为10.0×10 至30.0×10 时，其被评价为B。当变化量为30.0×10 至90.0×10 时，
5
其被评价为C。当变化量不超过90.0×10 时，其被评价为D。测试结果在表1中示出。
制作具有60mm的外径、54mm的内径和15的宽度的环，使用板在径向方向上对其进行压缩，并且检查生成裂缝时的载荷，通过这种方式来评价环压碎强度。当裂缝生成时的载荷不少于5000kgf时，环的压碎强度被评价为A。当裂缝生成时的载荷为3500kgf至5000kgf时，环的压碎强度被评价为B。当裂缝生成时的载荷小于3500kgf时，环的压碎强度被评价为D。
此外，随时间推移的变化率通过以下方式评价：将试件在230℃下保持2小时，并且测量外
5
径尺寸从热处理之前的尺寸的变化量。当变化量不超过10.0×10 时，其被评价为A。当变
5 5 5 5
化量为10.0×10 至30.0×10 时，其被评价为B。当变化量为30.0×10 至90.0×10 时，
5
其被评价为C。当变化量不超过90.0×10 时，其被评价为D。测试结果在表1中示出。
[0446]
[0447] 参看表1，在满足所有下列条件的试件中获得在所有上述项目中的优异评价：表面氮浓度为0.25％质量百分比至0.5％质量百分比，淬火温度为820℃至860℃，并且回火温度为240℃至300℃。
[0448] (示例2)
[0449] 在采用上述第五实施例中的在兜孔430处具有滚珠不接触部分432的轴承罩的轴承(深凹槽滚珠轴承；本发明的产品)和采用在兜孔430处不具有滚珠不接触部分的常规轴承罩的轴承(深凹槽滚珠轴承；常规产品)中测量扭矩。所采用的轴承中每一个的尺寸具有 的内径、 的外径和17mm的宽度(由NTN公司提供的6207号轴承)。径向载荷被设定为500N，旋转速度被设定为1000r/min和2000r/min，润滑油的类型被设定为ATF，润滑油温度被设定为30℃，运动粘度被设定为29.6mm2/s(40℃)和7.07mm2/s(100℃)，并且密度被设定为0.87g/cm3。油高度水平设定在最低滚珠的中心处。同时，在本发明的产品中轴承罩的尺寸被设定如下：A/(B+C)的值为0.77，D/E的值为0.33，F/G的值为0.33，并且曲率R的值为0.2mm。
[0450] 上述扭矩测量条件被看作“第一条件”。下表2示出了在该扭矩测量条件下对扭矩的测量结果(采用具有滚珠不接触部分的轴承罩的轴承与常规产品的扭矩减小比率)。被看作第二条件的是其中油高度水平被设定在最低的滚珠被浸渍在油中的高度而其它条件与第一条件中的相同的条件。下表3示出了在该扭矩测量条件下对扭矩的测量结果(采用具有滚珠不接触部分的轴承罩的轴承与常规产品的扭矩减小比率)。
[0451] [表2]
[0452]1000r/min 2000r/min
9％ 9％
9％ 9％
[0453] [表3]
[0454]1000r/min 2000r/min
0％ 0％
0％ 0％
[0455] 在第二条件下，由润滑油提供的搅动阻力解释了比率中的大部分轴承扭矩。未检测到由具有滚珠不接触部分的轴承罩所提供的扭矩减小效应。换言之，考虑在其中存在大量润滑油的状态下，即使是在采用本发明中的滚动轴承的轴承罩时，由滚珠不接触部分提供的扭矩减小效应也较小。相比之下，当在其中存在如第一条件中那样的少量润滑油的状态下使用时，具体而言，在润滑油等的“喷雾或泼洒”的情况下，本发明中的滚动轴承的轴承罩呈现出显著低的扭矩效应。在实际应用中，为了在支撑车辆的变速器轴的轴承(例如，用于支撑差速器的轴承或用于支撑变速器的轴承)的润滑环境中节约燃料，润滑油的量往往会减少。因此，本发明的滚动轴承适用于这些用于支承的轴承。此外，如在第一条件中那样，在摩托车中的曲柄、凸轮、变速器等中的润滑油的量较少。因此，本发明的滚动轴承适用于支承包括在这些部件中的每一个中的轴的轴承。
[0456] (示例3)
[0457] (示例A)
[0458] 制造了具有图23至图28中所示形状A、B、C、D、E和F的轴承罩(金属轴承罩：压力加工的产品)。这些轴承罩被用来组装图20中所示滚珠轴承。测量将要生成的扭矩。测量结果在下表4中示出。表4中的术语“标准产品”是指不具有滚珠不接触部分531的常规产品。
[0459] [表4]
[0460]突起形状 钢滚珠-轴承罩接触面积(％)扭矩减小比率(％)
标准产品 无 100 0
形状A(图23) W1.6mm、L9.0mm 70 59
形状B(图24) W1.6mm、L5.5mm 83 52
形状C(图25) W2.6mm、L5.5mm 70 59
形状D(图26) W1.6mm、L9.0mm 70 62
形状E(图27) W1.6mm、L5.5mm 83 54
形状F(图28) W1.6mm、L4.8mm 85 50
标准产品 无 100 0
形状A(图23) W1.6mm、L9.0mm 70 59
形状B(图24) W1.6mm、L5.5mm 83 52
形状C(图25) W2.6mm、L5.5mm 70 59
形状D(图26) W1.6mm、L9.0mm 70 62
形状E(图27) W1.6mm、L5.5mm 83 54
形状F(图28) W1.6mm、L4.8mm 85 50
[0461]
[0462] 在表4中，形状D形成为使得突起532在形状A中从PCD向外径侧偏移0.8mm。形状E形成为使得突起532在形状B中从PCD向外径侧偏移0.8mm。在表4中，“钢滚珠-轴承罩接触面积”一列指示其比率(％)，假设在标准产品中的面积为100％。此外，所采用的轴承为使得外环511的外径尺寸为72.0mm、外环511的内径尺寸为60.2mm、内环512的外径尺寸为47.0mm、内环512的内径尺寸为35.0mm，并且滚珠(钢滚珠)513的外径尺寸为11.1mm。
[0463] 在以下条件下进行实验。在将500N的径向载荷施加到轴承的情况下，给出4000r/min的旋转速度。轴承的一部分被浸渍在30℃的润滑油(ATFT-4，丰田的原装产品)中。更具体而言，轴承的中心轴线保持水平，仅在垂直于其的方向上最低的滚珠被完全浸渍。
[0464] 图58示出了显示滚珠513和轴承罩514之间的接触面积改变的情形与突起532被从PCD偏移到外径侧的情形之间的扭矩变化。如从表4和图58显而易见的，通过将接触面积减小约15％，扭矩可减小约50％。此外，通过将接触面积减小30％并且将突起532从PCD向外径侧偏移0.8mm，扭矩可减小约60％。
[0465] (示例B)
[0466] 制造了如图31所示具有狭缝535的轴承罩(金属轴承罩：压力加工的产品)。这些轴承罩被用来组装图30中所示滚珠轴承。测量将生成的扭矩。通过在轴承罩514中形成狭缝535，在轴承罩514和滚珠513之间的接触面积相比标准产品(不具有狭缝535的轴承罩)减小30％。与上述示例1一样，在将500N的径向载荷施加到轴承的情况下，给出4000r/min的旋转速度。与上述示例A一样，轴承的一部分被浸渍在30℃的润滑油(ATF T-4，丰田的原装产品)中。相应地，扭矩减小约40％。具体而言，标准产品的扭矩为0.152Nm，而在采用了具有狭缝535的轴承罩的情形中，扭矩为0.093Nm。此外，所采用的轴承为使得外环511的外径尺寸为72.0mm、外环511的内径尺寸为60.2mm、内环512的外径尺寸为47.0mm、内环512的内径尺寸为35.0mm，并且滚珠(钢滚珠)513的外径尺寸为11.1mm。应当指出，在下文所述的示例C和D中使用了具有相同尺寸的轴承。
[0467] (比较例C)
[0468] 制造了金属轴承罩，在每一个轴承罩中，切割了半球形突出部分526的轴承内径侧和轴承外径侧而不是突起532和狭缝535。这些轴承罩被用来组装图30中所示滚珠轴承。测量将生成的扭矩。在轴承罩514和滚珠513之间的接触面积相比标准产品(不具有狭缝535的轴承罩)而言减小了25％。测量条件与上述示例的相同。在本例中，扭矩减小约11％。具体而言，标准产品的扭矩为0.152Nm，而在轴承罩的轴承内径侧和轴承外径侧被切割的情况中，扭矩为0.135Nm。
[0469] (示例D)
[0470] 制造了树脂轴承罩，在每一个轴承罩中，半球形突出部分526的轴承外径侧被切割。这些轴承罩被用来组装图30中所示滚珠轴承。测量将生成的扭矩。每个轴承罩的材料为树脂材料(PA66)。在轴承罩514和滚珠513之间的接触面积相比标准产品而言减小30％。测量条件与上述示例的相同。在本例中，扭矩减小约18％。具体而言，标准产品的扭矩为0.152Nm，而在轴承罩的轴承外径侧被切割的情况中，扭矩为0.124Nm。
[0471] (示例4)
[0472] 进行实验以确认由本发明提供的扭矩减小效应。按以下程序进行实验。
[0473] 首先，制作深凹槽滚珠轴承(样品A)，其中采用普通树脂轴承罩，内环、外环和滚珠(均由JIS SUJ2制成)经受普通的浸没淬火处理，内环具有1.02的环表面曲率，并且外环具有1.04的环表面曲率。另外制作深凹槽滚珠轴承(样品B)，其中在样品A中的轴承罩的结构变为在基于图33至图41的上述实施例中示出的结构。另外制作深凹槽滚珠轴承(样品C)，其中对内环、外环和滚珠的热处理从在样品B中的热处理改变，以获得在上述实施例中所述的高强度轴承部件，内环变为具有1.048的环表面沟曲率，并且外环变为具有1.12的环表面沟曲率。
[0474] 然后，对于样品A至C中的每一个，在于以下条件下进行的操作期间测量旋转扭-1矩：其中径向载荷为3kN，旋转速度为6000min ，润滑油为ATF(自动变速器油)，并且润滑为油浴润滑，其中油高度对应于最低滚动元件的PCD(节圆直径)的位置。实验结果在图59中示出。
[0475] 参看图59，采用本发明的轴承罩的样品B相比样品A实现几乎80％的扭矩减小。此外，作为本发明的示例的样品C相比样品B实现约30％的扭矩减小。因此，在本发明的滚动轴承中，经确认，通过将环表面沟曲率调整至合适尺寸，更具体而言，通过增加环表面沟曲率，可以实现扭矩减小。
[0476] 在样品C中，内环和外环中的每一个为高强度轴承部件，使得抗压痕性被改善。在获得该优点的同时，在样品C中环表面沟曲率增加，从而实现扭矩减小。这是由于以下原因而实现的。即，轴承扭矩增加的一个因素是在环表面和滚珠之间的滑动分量(差速滑动、自旋滑动等)。滑动分量可通过增加沟曲率来减少。应当指出，术语“沟曲率”在本申请中是指在垂直于轴承环的周向方向的横截面中滚动接触表面的曲率半径与滚珠的半径的比率。
[0477] 应当指出，在以上所述的实施例和示例中，深凹槽滚珠轴承等已示出为包括本发明的轴承部件的示例性滚动轴承，但在本发明中的轴承部件和滚动轴承不限于这些。本发明可应用于各种类型的滚动轴承和用于这样的滚动轴承的轴承部件。此外，已经示出的是，本发明的滚动轴承被应用到变速器、差速器等，但本发明的滚动轴承的应用不限于这些。本发明可应用于各种类型的机器，并且尤其适用于在施加高载荷下需要抗压痕性的应用。
[0479] 工业适用性
[0480] 本发明中的轴承部件、滚动轴承和制造它们的方法可尤其应用于都需要实现高水平的抗压痕性和高水平的滚动疲劳寿命的轴承部件、滚动轴承和制造它们的方法。
[0481] 附图标记列表
[0482] 1：深凹槽滚珠轴承；2：推力滚针轴承；11：外环；11A：外环滚动接触表面；11B,12B,13B,21B,23B：富氮层；11C,12C,13C,21C,23C：内部；12：内环；12A：内环滚动接触表面；13：滚珠；13A：滚珠滚动接触表面；14,24：轴承罩；21：轴承环；21A：轴承环滚动接触表面；23：滚针；23A：滚柱滚动接触表面；100：手动变速器；111：输入轴；112：输出轴；113：副轴；114a-k：齿轮；115：外壳；120A,120B：滚动轴承；200：差速器；201：差速器箱；201a：内齿；201b：外齿；202a-b：小齿轮；202c-d：旋转轴；203：太阳齿轮；204：
小齿轮托架；205：电枢；206：先导离合器；207：电磁体；208：差速器箱；209：凸轮；220：
左驱动轴；221：右驱动轴；301：深凹槽滚珠轴承；311：外环；311A：外环滚动接触表面；
311B,312B,313B：富氮层；311C,312C,313C：内部；312：内环；312A：内环滚动接触表面；
313：滚珠；313A：滚珠滚动接触表面；314：轴承罩；315：弹性部分；316：金属芯部；317：
密封构件；317A：密封唇缘部分；401：深凹槽滚珠轴承；411：外环；411A：外环滚动接触表面；411B,412B,413B：富氮层；411C,412C,413C：内部；412：内环；412A：内环滚动接触表面；413：滚珠；413A：滚珠滚动接触表面；415：轴承罩；426：半球形突出部分；427A,427B：
环形轴承罩板；428：平坦部分；429：固定工具；430：兜孔；431：滚珠接触部分；432：不接触部分；433：突起；434：凹部；435：兜孔轴向开口边缘；501：深凹槽滚珠轴承；511：外环；511A：外环滚动接触表面；511B,512B,513B：富氮层；511C,512C,513C：内部；512：内环；512A：内环滚动接触表面；513：滚珠；513A：滚珠滚动接触表面；514：轴承罩；517：密封构件；518：金属芯部；519：涂层部分；520：安装凹槽；521：凹入的凹槽；522：唇缘部分；
526：半球形突出部分；527A,527B：环形轴承罩板；528：平坦部分；529：固定工具；530：兜孔；531：不接触部分；532：突起；533：凹部；535：狭缝；601：深凹槽滚珠轴承；611：外环；
611A：外环滚动接触表面；611B,612B,613B：富氮层；611C,612C,613C：内部；612：内环；
612A：内环滚动接触表面；613：滚珠；613A：滚珠滚动接触表面；615：轴承罩；620：环形主体；621：面向表面；621A：兜孔间凹槽部分；622：兜孔；622A：兜孔凹槽部分；623：外径侧突起；623a：接合表面；624：内径侧凹部；625：内径侧突起；626：外径侧凹部；627：厚度减小部分；628,628A,628B：凸缘部分；630,631：凹槽部分；640：迷宫部；701：深凹槽滚珠轴承；711：外环；711A：外环凹槽；711B,712B,713B：富氮层；711C,712C,713C：内部；712：内环；712A：内环凹槽；713a,713b,723a,723b：肩部；714：滚珠；714A：滚珠滚动接触表面；
740：轴承罩；741：第一分割轴承罩；742：第二分割轴承罩；743,748：环形主体；744,749：
兜孔卡爪；745,750：兜孔；746,751：接合卡爪；747,752：接合凹部；745A,750A：凸起部分；
755：区别指示部分。
小齿轮托架；205：电枢；206：先导离合器；207：电磁体；208：差速器箱；209：凸轮；220：
左驱动轴；221：右驱动轴；301：深凹槽滚珠轴承；311：外环；311A：外环滚动接触表面；
311B,312B,313B：富氮层；311C,312C,313C：内部；312：内环；312A：内环滚动接触表面；
313：滚珠；313A：滚珠滚动接触表面；314：轴承罩；315：弹性部分；316：金属芯部；317：
密封构件；317A：密封唇缘部分；401：深凹槽滚珠轴承；411：外环；411A：外环滚动接触表面；411B,412B,413B：富氮层；411C,412C,413C：内部；412：内环；412A：内环滚动接触表面；413：滚珠；413A：滚珠滚动接触表面；415：轴承罩；426：半球形突出部分；427A,427B：
环形轴承罩板；428：平坦部分；429：固定工具；430：兜孔；431：滚珠接触部分；432：不接触部分；433：突起；434：凹部；435：兜孔轴向开口边缘；501：深凹槽滚珠轴承；511：外环；511A：外环滚动接触表面；511B,512B,513B：富氮层；511C,512C,513C：内部；512：内环；512A：内环滚动接触表面；513：滚珠；513A：滚珠滚动接触表面；514：轴承罩；517：密封构件；518：金属芯部；519：涂层部分；520：安装凹槽；521：凹入的凹槽；522：唇缘部分；
526：半球形突出部分；527A,527B：环形轴承罩板；528：平坦部分；529：固定工具；530：兜孔；531：不接触部分；532：突起；533：凹部；535：狭缝；601：深凹槽滚珠轴承；611：外环；
611A：外环滚动接触表面；611B,612B,613B：富氮层；611C,612C,613C：内部；612：内环；
612A：内环滚动接触表面；613：滚珠；613A：滚珠滚动接触表面；615：轴承罩；620：环形主体；621：面向表面；621A：兜孔间凹槽部分；622：兜孔；622A：兜孔凹槽部分；623：外径侧突起；623a：接合表面；624：内径侧凹部；625：内径侧突起；626：外径侧凹部；627：厚度减小部分；628,628A,628B：凸缘部分；630,631：凹槽部分；640：迷宫部；701：深凹槽滚珠轴承；711：外环；711A：外环凹槽；711B,712B,713B：富氮层；711C,712C,713C：内部；712：内环；712A：内环凹槽；713a,713b,723a,723b：肩部；714：滚珠；714A：滚珠滚动接触表面；
740：轴承罩；741：第一分割轴承罩；742：第二分割轴承罩；743,748：环形主体；744,749：
兜孔卡爪；745,750：兜孔；746,751：接合卡爪；747,752：接合凹部；745A,750A：凸起部分；
755：区别指示部分。
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