特開 2024-129462 転がり軸受及び車両用駆動ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024129462

(43)【公開日】2024-09-27

(54)【発明の名称】転がり軸受及び車両用駆動ユニット

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/64 20060101AFI20240919BHJP

   F16C 33/62 20060101ALI20240919BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20240919BHJP

   F16C 33/32 20060101ALI20240919BHJP

   F16C 33/34 20060101ALI20240919BHJP

【ＦＩ】

F16C33/64

F16C33/62

F16C19/06

F16C33/32

F16C33/34 ZHV

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023038683

(22)【出願日】2023-03-13

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松田 隆太郎

(72)【発明者】

【氏名】川井 崇

【テーマコード（参考）】

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J701AA02

3J701AA16

3J701AA25

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA52

3J701AA54

3J701AA62

3J701BA69

3J701BA70

3J701DA02

3J701DA03

3J701DA11

3J701EA03

3J701FA31

3J701FA35

3J701FA44

3J701GA01

3J701GA11

3J701GA24

3J701XB03

3J701XB33

3J701XE03

3J701XE12

3J701XE13

(57)【要約】

【課題】貧潤滑となる場合でも転がり面における亀裂の発生及び進展を抑制可能な転がり軸受を提供する。
【解決手段】転がり軸受（１００）は、車両用駆動ユニットの回転軸を支持する。転がり軸受は、焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製の内輪（１０）、外輪（２０）及び転動体（３０）を備えている。内輪、外輪及び転動体の各々は、転がり面（１０ｄａ，２０ｃａ，３０ａ）を有する。内輪、外輪及び転動体のうちの少なくともいずれかの転がり面における硬さは、８００Ｈｖ以上９４０Ｈｖである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両用駆動ユニットの回転軸を支持する転がり軸受であって、
焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製の内輪、外輪及び転動体を備え、
前記内輪、前記外輪及び前記転動体の各々は、転がり面を有し、
前記内輪、前記外輪及び前記転動体のうちの少なくともいずれかの前記転がり面における硬さは、８００Ｈｖ以上９４０Ｈｖ以下である、転がり軸受。

【請求項2】

前記内輪及び前記外輪のうちの少なくともいずれかの転がり面表層における残留オーステナイト量は、５体積パーセント以上１６体積パーセント以下である、請求項１に記載の転がり軸受。

【請求項3】

前記内輪及び前記外輪のうちの少なくともいずれかの転がり面表層における残留オーステナイトの転位密度は、３．５×１０^１４ｍ^－２以上１．０×１０^１７ｍ^－２以下である、請求項１に記載の転がり軸受。

【請求項4】

前記内輪及び前記外輪のうちのすくなくともいずれかの転がり面表層における窒素濃度は、０．１質量パーセント以上０．３質量パーセント未満である、請求項１に記載の転がり軸受。

【請求項5】

第１回転軸と、
前記第１回転軸よりも回転速度が小さい第２回転軸と、
前記第１回転軸を支持している第１転がり軸受と、
前記第２回転軸を支持している第２転がり軸受とを備え、
前記第１転がり軸受は、焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製の第１内輪、第１外輪及び第１転動体を有し、
前記第１内輪、前記第１外輪及び前記第１転動体の各々は、第１転がり面を有し、
前記第２転がり軸受は、焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製の第２内輪、第２外輪及び第２転動体を有し、
前記第２内輪、前記第２外輪及び前記第２転動体の各々は、第２転がり面を有し、
前記第２転がり面における硬さは、前記第１転がり面における硬さよりも大きく、
前記第２転がり軸受は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の前記転がり軸受である、車両用駆動ユニット。

【請求項6】

前記第１内輪及び前記第１外輪の転がり面表層における残留オーステナイト量は、前記第２内輪及び前記第２外輪の転がり面表層における残留オーステナイト量よりも小さい、請求項５に記載の車両用駆動ユニット。

【請求項7】

複数の回転軸と、
複数の転がり軸受とを備え、
前記複数の転がり軸受の各々は、焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製の内輪、外輪及び転動体を有し、
前記内輪、前記外輪及び前転動体の各々は、転がり面を有し、
前記複数の回転軸の各々は、前記複数の転がり軸受の各々により支持されており、
回転速度が最も遅い前記複数の回転軸のうちの１つを第１回転軸とし、前記第１回転軸以外の前記複数の回転軸を第２回転軸とすると、前記第２回転軸を支持している前記複数の転がり軸受のうちの少なくとも１つの前記外輪、前記内輪及び前記転動体の少なくともいずれかでは、前記転がり面における硬さが８００Ｈｖ以上９４０Ｈｖ以下である、車両用駆動ユニット。

【請求項8】

前記第２回転軸を支持している前記複数の転がり軸受のうちの少なくとも１つの前記外輪、前記内輪及び前記転動体の少なくともいずれかでは、転がり面表層における残留オーステナイト量が、５体積パーセント以上１６体積パーセント以下である、請求項７に記載の車両用駆動ユニット。

【請求項9】

前記第２回転軸を支持している前記複数の転がり軸受のうちの少なくとも１つの前記外輪、前記内輪及び前記転動体の少なくともいずれかでは、転がり面表層における残留オーステナイトの転位密度は、３．５×１０^１４ｍ^－２以上１．０×１０^１７ｍ^－２以下である、請求項７に記載の車両用駆動ユニット。

【請求項10】

前記第２回転軸を支持している前記複数の転がり軸受のうちの少なくとも１つの前記外輪、前記内輪及び前記転動体の少なくともいずれかでは、転がり面表層における窒素濃度が、０．１質量パーセント以上０．３質量パーセント未満である、請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の車両用駆動ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、転がり軸受及び車両用駆動ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

特許第６０２３４２２号公報（特許文献１）には、機械部品が記載されている。特許文献１に記載の機械部品は、転がり軸受を構成している軌道輪又は転動体である。特許文献１に記載の機械部品は、表面に窒素を導入した上で焼入れを行い、その後に高温で焼戻しを行うことにより形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６０２３４２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＥＶ（Electric Vehicle）、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）等の電動車両に用いられる車両用駆動ユニットには、カーボンニュートラルの実現等の環境問題への配慮から、今後ますます高効率化が求められることになる。

【0005】

車両用駆動ユニットは複数の回転軸を有しており、複数の回転軸の各々は転がり軸受により支持されている。高効率化のために、潤滑油の低粘度化や油量の削減、オイルポンプの削減等により、軌道輪と転動体との間の潤滑が貧潤滑となることがある。

【0006】

高効率化のための車両用駆動ユニットの小型化に伴って、回転軸を支持する軸受のサイズが小さくなる。また、高効率化のために、車両用駆動ユニットの駆動源（モータ等）の出力が増加される。その結果、転がり軸受への負荷は、さらに大きくなる。

【0007】

特許文献１に記載の機械部品では、高温での焼戻しが行われており、表面のごく近傍における硬さが低下してしまう。そのため、特許文献１に記載の機械部品により構成されている転がり軸受を上記のような条件下で用いる場合、転がり面（軌道面、転動面）に亀裂が発生し、当該亀裂が進展してしまうおそれがある。

【0008】

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、貧潤滑となる場合でも転がり面における亀裂の発生及び進展を抑制可能な転がり軸受を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の転がり軸受は、車両用駆動ユニットの回転軸を支持する転がり軸受である。転がり軸受は、焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製の内輪、外輪及び転動体を備える。内輪、外輪及び転動体の各々は、転がり面を有する。内輪、外輪及び転動体のうちの少なくともいずれかの転がり面における硬さは、８００Ｈｖ以上９４０Ｈｖ以下である。

【発明の効果】

【0010】

本発明の転がり軸受によると、貧潤滑となる場合でも転がり面における亀裂の発生及び進展を抑制可能である。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】転がり軸受１００の断面図である。

【図2】変形例に係る転がり軸受１００の断面図である。

【図3】転がり軸受１００の製造工程図である。

【図4】車両用駆動ユニット２００の断面図である。

【図5】変形例に係る車両用駆動ユニット２００の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の実施形態の詳細を、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。実施形態に係る転がり軸受を転がり軸受１００とし、実施形態に係る車両用駆動ユニットを車両用駆動ユニット２００とする。

【0013】

（転がり軸受１００の構成）
以下に、転がり軸受１００の構成を説明する。

【0014】

図１は、転がり軸受１００の断面図である。図１に示されているように、転がり軸受１００は、例えば、深溝玉軸受である。転がり軸受１００は、内輪１０と、外輪２０と、複数の転動体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。

【0015】

内輪１０は、周方向に延在している円環状である。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。

【0016】

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中における右側）を向いており、第２幅面１０ｂは軸方向における他方側（図１中における左側）を向いている。第２幅面１０ｂは、軸方向における第１幅面１０ａの反対面である。

【0017】

内径面１０ｃ及び外径面１０ｄは、周方向に延在している。内径面１０ｃの軸方向における一方端及び他方端は、それぞれ第１幅面１０ａ及び第２幅面１０ｂに連なっている。外径面１０ｄの軸方向における一方端及び他方端は、それぞれ第１幅面１０ａ及び第２幅面１０ｂに連なっている。内径面１０ｃは、径方向における内側を向いている。外径面１０ｄは、径方向における外側を向いている。外径面１０ｄは、径方向における内径面１０ｃの反対面である。

【0018】

外径面１０ｄは、軌道面１０ｄａを有している。軌道面１０ｄａは、転動体３０に接触する外径面１０ｄの部分である。軌道面１０ｄａは、周方向に直交する断面視において、内径面１０ｃ側に凹んでいる。軌道面１０ｄａは、周方向に直交する断面視において、部分円弧状である。軌道面１０ｄａは、周方向に延在している軌道面１０ｄａは、軸方向における外径面１０ｄの中央部にある。

【0019】

外輪２０は、周方向に延在している円環状である。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。

【0020】

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（図１中における右側）を向いており、第２幅面２０ｂは軸方向における他方側（図１中における左側）を向いている。第２幅面２０ｂは、軸方向における第１幅面２０ａの反対面である。

【0021】

内径面２０ｃ及び外径面２０ｄは、周方向に延在している。内径面２０ｃの軸方向における一方端及び他方端は、それぞれ第１幅面２０ａ及び第２幅面２０ｂに連なっている。外径面２０ｄの軸方向における一方端及び他方端は、それぞれ第１幅面２０ａ及び第２幅面２０ｂに連なっている。内径面２０ｃは、径方向における内側を向いている。外径面２０ｄは、径方向における外側を向いている。外径面２０ｄは、径方向における内径面２０ｃの反対面である。

【0022】

内径面２０ｃは、軌道面２０ｃａを有している。軌道面２０ｃａは、転動体３０に接触する内径面２０ｃの部分である。軌道面２０ｃａは、周方向に直交する断面視において、外径面２０ｄ側に凹んでいる。軌道面２０ｃａは、周方向に直交する断面視において、部分円弧状である。軌道面２０ｃａは、周方向に延在している軌道面２０ｃａは、軸方向における内径面２０ｃの中央部にある。

【0023】

外輪２０は、径方向において内径面２０ｃと外径面１０ｄとが間隔を空けて対向するように（径方向において軌道面２０ｃａが軌道面１０ｄａと間隔を空けて対向するように）内輪１０の径方向における外側に配置されている。

【0024】

転動体３０は、軌道面１０ｄａと軌道面２０ｃａとの間に配置されている。転動体３０は、球状である。転動体３０は、表面３０ａを有している。転動体３０は、表面３０ａにおいて、軌道面１０ｄａ及び軌道面２０ｃａに接触する。なお、軌道面１０ｄａ、軌道面２０ｃａ及び表面３０ａを、転がり面ということがある。

【0025】

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、周方向において隣り合う２つの転動体３０の間の間隔が一定範囲内となるように、複数の転動体３０を保持している。

【0026】

内輪１０、外輪２０及び転動体３０は、焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製である。内輪１０、外輪２０及び転動体３０を構成している鋼は、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。内輪１０、外輪２０及び転動体３０を構成している鋼は、例えば、ＪＩＳ規格に定められているＳＵＪ２又はＳＵＪ３である。

【0027】

内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面における硬さは、８００Ｈｖ以上９４０Ｈｖ以下（６４ＨＲＣ以上６８ＨＲＣ以下）である。内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面における硬さは、ＪＩＳ規格に定められているビッカース硬さ試験法にしたがって測定される。内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面における硬さは、転がり面に垂直な断面において転がり面から深さ方向の距離が５０μｍとなる位置を転がり面表層と見做し、転がり面に垂直な断面において転がり面からの深さ方向の距離が５０μｍとなる位置で測定される。転がり面における硬さは、転がり面に垂直な断面において転がり面から深さ方向の距離が５０μｍ、１５０μｍ、２５０μｍ、３５０μｍ及び４５０μｍとなる位置でビッカース硬さを測定し、これら５点において測定されたビッカース硬さに基づいて決定される近似式（線形又は指数）から転がり面から深さ方向の距離が０μｍとなる位置のビッカース硬さを推測することにより求めてもよい。

【0028】

内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面表層における残留オーステナイト量は、５体積パーセント以上１６体積パーセント以下であることが好ましい。内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面表層における残留オーステナイト量は、転がり面に垂直な断面において転がり面からの深さ方向の距離が５０μｍとなる位置でＸ線回折法により測定される。内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面表層における旧オーステナイト粒の粒度番号は、９番以上であることが好ましい。内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面表層における旧オーステナイト粒の粒度番号は、ＪＩＳ規格に定められた方法にしたがって測定される。

【0029】

内輪１０、外輪２０及び転動体３０の表面には、浸窒処理が行われていることが好ましい。内輪１０、外輪２０及び転動体３０において、転がり面表層の窒素濃度を転がり面から深さが１０μｍまでの領域における平均窒素濃度と定義すると、転がり面表層の窒素濃度は、０．１質量パーセント以上０．３質量パーセント未満であることが好ましい。上記の窒素濃度は、ＥＰＭＡ（Electron Probe Micro Analyzer）を用いて、転がり面に垂直な断面において転がり面から深さ方向に線分析を行うことにより、転がり面からの深さが１０μｍとなる位置までの窒素濃度の平均値が測定される。

【0030】

内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面表層における残留オーステナイトの転位密度は、好ましくは３．５×１０^１４ｍ^－２以上１．０×１０^１７ｍ^－２以下である。内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面表層における残留オーステナイトの転位密度は、好ましくは、３．５×１０^１４ｍ^－２以上１．０×１０^１６ｍ^－２以下である。内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面表層における残留オーステナイトの転位密度は、さらに好ましくは、３．５×１０^１４ｍ^－２以上１．０×１０^１５ｍ^－２以下である。内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面表層における残留オーステナイトの転位密度は、コバルト管球型Ｘ線回折装置を用いて転がり面で測定される。

【0031】

＜変形例＞
上記の例では、内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面における硬さが８００Ｈｖ以上９４０Ｈｖ以下（６４ＨＲＣ以上６８ＨＲＣ以下）である場合を説明したが、内輪１０、外輪２０及び転動体３０のうちの少なくともいずれかの転がり面における硬さが８００Ｈｖ以上９４０Ｈｖ以下（６４ＨＲＣ以上６８ＨＲＣ以下）であればよい。上記の例では、内輪１０、外輪２０転動体３０の転がり面表層における残留オーステナイト量が５体積パーセント以上１６体積パーセント以下である場合を説明したが、内輪１０、外輪２０及び転動体３０のうちの少なくともいずれかの転がり面表層における残留オーステナイト量が５体積パーセント以上１６体積パーセント以下であればよい。

【0032】

上記の例では、内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面表層における残留オーステナイトの転位密度が３．５×１０^１４ｍ^－２以上１．０×１０^１７ｍ^－２以下である場合を説明したが、内輪１０、外輪２０及び転動体３０のうちの少なくともいずれかの残留オーステナイトの転位密度が３．５×１０^１４ｍ^－２以上１．０×１０^１７ｍ^－２以下であればよい。上記の例では、内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面表層における窒素濃度が０．１質量パーセント以上０．３質量パーセント未満である場合を説明したが、内輪１０、外輪２０及び転動体３０のうちの少なくともいずれかの転がり面表層における窒素濃度が０．１質量パーセント以上０．３質量パーセント未満であればよい。

【0033】

図２は、変形例に係る転がり軸受１００の断面図である。図２に示されているように、転がり軸受１００は、円錐ころ軸受であってもよい。

【0034】

（転がり軸受１００の製造方法）
以下に、転がり軸受１００の製造方法を説明する。

【0035】

図３は、転がり軸受１００の製造工程図である。図３に示されているように、転がり軸受１００の製造方法は、準備工程Ｓ１と、浸窒処理工程Ｓ２と、焼入れ工程Ｓ３と、冷却工程Ｓ４と、焼戻し工程Ｓ５と、後処理工程Ｓ６と、組み立て工程Ｓ７とを有している。

【0036】

準備工程Ｓ１では、加工対象部材が準備される。加工対象部材は、好ましくは、ＪＩＳ規格に定められている高炭素クロム軸受鋼（例えば、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３）により形成されている。内輪１０及び外輪２０用の加工対象部材はリング状であり、転動体３０用の加工対象部材は球状である。

【0037】

浸窒処理工程Ｓ２は、準備工程Ｓ１の後に行われる。浸窒処理工程Ｓ２は、加工対象部材を窒素源（例えば、アンモニアガス）を含む雰囲気ガス中において加熱保持することにより行われる。浸窒処理工程Ｓ２における加熱温度は、加工対象部材を構成している鋼のＡ_１変態点以上の温度である。この加熱温度は、例えば、８００℃以上である。浸窒処理工程Ｓ２における加熱保持が行われることにより、加工対象部材の表面から窒素が侵入する。浸窒処理工程Ｓ２は、後処理工程Ｓ６の後に内輪１０の表面、外輪２０の表面及び転動体３０の表面となる位置まで窒素が拡散するように行われる。

【0038】

なお、加工対象部材の表面から侵入した窒素は、加工対象部材を構成している鋼中の合金元素（例えば、クロム）と反応して析出物となる。析出物のピン止め効果により、焼入れ工程Ｓ３の加熱が行われた際に生じる旧オーステナイト粒が微細化されるとともに、焼入れ工程Ｓ３の冷却が行われた際に生じるマルテンサイト粒が微細化される。

【0039】

焼入れ工程Ｓ３は、浸窒処理工程Ｓ２の後に行われる。焼入れ工程Ｓ３は、加工対象部材をＡ_１変態点以上の温度からＭ_Ｓ変態点以下の温度まで冷却することにより行われる。冷却工程Ｓ４は、焼入れ工程Ｓ３の後に行われる。冷却工程Ｓ４は、サブゼロ処理又はクライオ処理である。サブゼロ処理では、加工対象部材が、－９９℃以上０℃以下の温度まで冷却される。クライオ処理では、加工対象部材が、－１００℃以下の温度まで冷却される。サブゼロ処理及びクライオ処理が行われることにより、鋼中におけるマルテンサイト化が進行するとともに鋼中の残留オーステナイト量が減少する。

【0040】

焼戻し工程Ｓ５は、冷却工程Ｓ４の後に行われる。焼戻し工程Ｓ５は、加工対象部材をＡ_１変態点未満の温度において加熱保持することにより行われる。焼戻し工程Ｓ５における加熱温度は、例えば、１８０℃である。

【0041】

後処理工程Ｓ６は、焼戻し工程Ｓ５の後に行われる。後処理工程Ｓ６では、加工対象部材の表面に対して機械加工（研削、研磨）が行われる。これにより、内輪１０、外輪２０及び転動体３０が形成される。組み立て工程Ｓ７は、後処理工程Ｓ６の後に行われる。組み立て工程Ｓ７では、内輪１０、外輪２０及び転動体３０が保持器４０とともに組み立てられることにより、図１に示される構造の転がり軸受１００となる。

【0042】

（車両用駆動ユニット２００の構成）
以下に、車両用駆動ユニット２００の構成を説明する。

【0043】

図４は、車両用駆動ユニット２００の断面図である。図４に示されているように、車両用駆動ユニット２００は、モータ１１０と、減速機１２０とを有している。

【0044】

モータ１１０は、モータ本体１１１と、回転軸１１２と、モータハウジング１１３と、転がり軸受１１４とを有している。モータ本体１１１は、回転軸１１２を、回転軸１１２の中心軸回りに回転させる。モータ本体１１１は、モータハウジング１１３の内部に配置されている。回転軸１１２は、回転軸１１２の中心軸回りに回転可能に、転がり軸受１１４により支持されている。転がり軸受１１４は、例えば深溝玉軸受である。

【0045】

減速機１２０は、回転軸１２１、回転軸１２２及び回転軸１２３と、ギア１２４、ギア１２５、ギア１２６及びギア１２７と、転がり軸受１２８、転がり軸受１２９及び転がり軸受１３０とを有している。転がり軸受１２８、転がり軸受１２９及び転がり軸受１３０は、例えば、深溝玉軸受である。

【0046】

回転軸１２１は、回転軸１１２の回転が伝達されることにより、回転軸１１２の中心軸回りに回転される。回転軸１２１は、回転軸１２１の中心軸回りに回転可能に、転がり軸受１２８により支持されている。ギア１２４は、回転軸１２１に取り付けられており、回転軸１２１とともに回転する。

【0047】

回転軸１２２は、回転軸１２２の中心軸回りに回転可能に転がり軸受１２９により支持されている。ギア１２５及びギア１２６は、回転軸１２２に取り付けられており、回転軸１２２とともに回転する。ギア１２５は、ギア１２４に噛み合わされている。そのため、回転軸１２２は、回転軸１２１の回転がギア１２４及びギア１２５により伝達されて回転する。ギア１２４及びギア１２５のギア比は、回転軸１２２の回転速度が回転軸１２１の回転速度よりも小さくなるように調整されている。

【0048】

回転軸１２３は、回転軸１２３の中心軸回りに回転可能に、転がり軸受１３０により支持されている。ギア１２７は、回転軸１２３に取り付けられており、回転軸１２３とともに回転する。ギア１２７は、ギア１２６に噛み合わされている。そのため、回転軸１２３は、回転軸１２２の回転がギア１２６及びギア１２７により伝達されて回転する。ギア１２６及びギア１２７のギア比は、回転軸１２３の回転速度が回転軸１２２の回転速度よりも小さくなるように調整されている。

【0049】

転がり軸受１２８の内輪、外輪及び転動体の転がり面における硬さは、転がり軸受１２９の内輪、外輪及び転動体の転がり面における硬さよりも小さい。転がり軸受１２８の内輪及び外輪の転がり面表層における残留オーステナイト量は、転がり軸受１２９の内輪及び外輪の転がり面表層における残留オーステナイト量よりも小さい。転がり軸受１２８の内輪及び外輪の転がり面表層における残留オーステナイトの転位密度は、転がり軸受１２９の内輪及び外輪の転がり面表層における残留オーステナイトの転位密度よりも大きいことが好ましい。

【0050】

転がり軸受１２９の内輪、外輪及び転動体の転がり面における硬さは、転がり軸受１３０の内輪、外輪及び転動体の転がり面における硬さよりも小さいことが好ましい。転がり軸受１２９の内輪及び外輪の転がり面表層における残留オーステナイト量は、転がり軸受１３０の内輪及び外輪の転がり面表層における残留オーステナイト量よりも小さいことが好ましい。転がり軸受１２９の内輪及び外輪の転がり面表層における残留オーステナイトの転位密度は、転がり軸受１３０の内輪及び外輪の転がり面表層における残留オーステナイトの転位密度よりも大きいことが好ましい。

【0051】

転がり軸受１１４の内輪、外輪及び転動体の転がり面における硬さは、転がり軸受１２９の内輪、外輪及び転動体の転がり面における硬さよりも小さいことが好ましい。転がり軸受１１４の内輪及び外輪の転がり面表層における残留オーステナイト量は、転がり軸受１２９の内輪及び外輪の転がり面表層における残留オーステナイト量よりも小さいことが好ましい。転がり軸受１１４の内輪及び外輪の転がり面表層における残留オーステナイトの転位密度は、転がり軸受１２９の内輪及び外輪の転がり面表層における残留オーステナイトの転位密度よりも大きいことが好ましい。

【0052】

転がり軸受１２９及び転がり軸受１３０の少なくともいずれかが転がり軸受１００であることが好ましく、転がり軸受１２９が転がり軸受１００であることがさらに好ましい。

【0053】

＜変形例＞
図５は、変形例に係る車両用駆動ユニット２００の断面図である。図５に示されているように、転がり軸受１２９及び転がり軸受１３０は、円錐ころ軸受であってもよい。

【0054】

（転がり軸受１００の効果）
以下に、転がり軸受１００の効果を説明する。

【0055】

貧潤滑条件下で転がり軸受１００が使用される場合、内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面上における油膜厚さが小さくなり、内輪１０（外輪２０）の転がり面と転動体３０の転がり面との間で金属接触が生じることがある。転がり軸受１００では、内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面における硬さが、８００Ｈｖ以上９４０Ｈｖ以下（６４ＨＲＣ以上６８ＨＲＣ以下）になっている。つまり、転がり軸受１００では、内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面における塑性変形が生じにくい。そのため、転がり軸受１００では、内輪１０（外輪２０）の転がり面と転動体３０の転がり面との間で金属接触が生じたとしても、塑性変形に起因した表面損傷（亀裂の発生及び進展）が生じがたい。

【0056】

内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面における塑性変形が生じにくいことは、内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面の直下における塑性変形が小さくなり、塑性変形による残留応力の進行が鈍化することを意味する。そのため、転がり軸受１００によると、転動疲労寿命も改善されることになる。

【0057】

転がり軸受１００では、内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面における硬さが高いため、内輪１０（外輪２０）の転がり面と転動体３０の転がり面との接触部に異物噛み込みによる圧痕が形成されにくくなる。このように、転がり軸受１００によると、耐異物性も改善されることになる。

【0058】

転がり軸受１００（すなわち、深溝玉軸受である場合）では、大きなアキシャル荷重が加わった際に、肩乗り上げに起因した応力集中が発生することがある。また、変形例に係る転がり軸受１００（すなわち、円錐ころ軸受である場合）では、転がり面にエッジ当たりに起因した応力集中が発生することがある。上記のとおり、転がり軸受１００及び変形例に係る転がり軸受１００では、内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面における硬さが高く、塑性変形が生じにくいため、肩乗り上げやエッジ当たりに起因した応力集中に対する耐性が改善される。

【0059】

転がり軸受１００が高温使用されると、内輪１０及び外輪２０の残留オーステナイトが分解され、内輪１０及び外輪２０に経年寸法変化が生じる。内輪１０及び外輪２０の転がり面表層における残留オーステナイト量が５体積パーセント以上１６体積パーセント以下である場合、残留オーステナイトの分解に伴う内輪１０及び外輪２０の経年寸法変化が抑制される。これにより、回転軸又はハウジングに対する嵌め合いを過度にタイトにする必要が無くなるため、内輪１０及び外輪２０の割れを抑制可能である。

【0060】

また、残留オーステナイトの分解に伴う内輪１０及び外輪２０の経年寸法変化が抑制されることにより、転がり軸受１００は、安定した転がりを継続することが可能となる。さらに、残留オーステナイトの分解に伴う内輪１０及び外輪２０の経年寸法変化が抑制されることにより、回転軸と内輪１０との間のクリープも抑制されるため、回転軸に取り付けられるギアの歯当たりを最適に保つことが可能となり、車両用駆動ユニットの静粛性が担保される。

【0061】

なお、転がり軸受１００では、内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面における硬さが８００Ｈｖ以上９４０Ｈｖ以下（６４ＨＲＣ以上６８ＨＲＣ以下）になっているため、内輪１０及び外輪２０の転がり面表層における残留オーステナイト量が小さくなっていても耐異物性は維持される。

【0062】

転がり軸受１００では、内輪１０、外輪２０及び転動体３０を形成する際に冷却工程Ｓ４が行われているため、焼戻し工程Ｓ５におけるマルテンサイトの転位密度の低下が生じにくい。その結果、内輪１０、外輪２０及び転動体３０では、残留オーステナイトの周囲を転位密度の高いマルテンサイトが取り囲むことになり、転位密度に取り囲まれている残留オーステナイトの転位密度も高くなる。

【0063】

周囲が転位密度の高いマルテンサイトで取り囲まれている残留オーステナイトは、分解に伴う体積膨張が周囲の転位密度の高いマルテンサイトにより拘束されるため、高温使用に伴って残留オーステナイトが分解されたとしても、当該分解に伴う寸法変化が小さくなる。このように、内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面表層における残留オーステナイトの転位密度を３．５×１０^１４ｍ^－２以上１．０×１０^１７ｍ^－２以下とすることにより、残留オーステナイトの分解に伴う内輪１０及び外輪２０の経年寸法変化がさらに抑制される。

【0064】

内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面表層における窒素濃度が０．１質量パーセント以上０．３質量パーセント未満となることで、転動疲労寿命がさらに改善されることになる。内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面表層における旧オーステナイト粒の粒度番号が９番以上である場合、結晶粒の微細化に伴って内輪１０、外輪２０及び転動体３０の転がり面における硬さが上昇するため、塑性変形に起因した表面損傷、転動疲労寿命及び耐異物性がさらに改善される。内輪１０、外輪２０及び転動体３０を構成している鋼がＳＵＪ２、ＳＵＪ３等のＪＩＳ規格に定められている高炭素クロム軸受鋼である場合、内輪１０、外輪２０及び転動体３０に一般的な鋼を用いることができるため、転がり軸受１００を低コスト化することが可能である。

【0065】

（車両用駆動ユニット２００の効果）
以下に、車両用駆動ユニット２００の効果を説明する。

【0066】

回転軸１２１の回転速度が回転軸１２２の回転速度よりも大きいため、回転軸１２１を支持している転がり軸受１２８は、回転軸１２２を支持している転がり軸受１２９よりも高温になりやすい。つまり、転がり軸受１２８では、転がり軸受１２９よりも内輪及び外輪の経年寸法変化が生じやすい。

【0067】

他方で、回転軸１２１の回転速度が回転軸１２２の回転速度よりも大きいため、転がり軸受１２９に加わる荷重が転がり軸受１２８に加わる荷重よりも大きくなり、転がり軸受１２９が転がり軸受１２８よりも貧潤滑となりやすい（油膜厚さが小さくなりやすい）。その結果、内輪（外輪）の転がり面と転動体の転がり面との間で金属接触が生じやすい。つまり、転がり軸受１２９では、内輪、外輪及び転動体の転がり面における表面損傷が生じやすい。

【0068】

車両用駆動ユニット２００では、転がり軸受１２９の内輪、外輪及び転動体の転がり面における硬さが転がり軸受１２９の内輪、外輪及び転動体の転がり面における硬さよりも大きくなっているとともに転がり軸受１２８の内輪及び外輪の転がり面表層における残留オーステナイト量が転がり軸受１２９の内輪及び外輪の転がり面表層における残留オーステナイト量よりも小さくなっているため、転がり軸受１２８の内輪及び外輪における経年寸法変化を抑制しつつ転がり軸受１２９の内輪、外輪及び転動体の転がり面における表面損傷の抑制が可能である。

【0069】

（付記）
本実施形態には、以下の構成が含まれている。

【0070】

＜付記１＞
車両用駆動ユニットの回転軸を支持する転がり軸受であって、
焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製の内輪、外輪及び転動体を備え、
前記内輪、前記外輪及び前記転動体の各々は、転がり面を有し、
前記内輪、前記外輪及び前記転動体のうちの少なくともいずれかの前記転がり面における硬さは、８００Ｈｖ以上９４０Ｈｖ以下である、転がり軸受。

【0071】

＜付記２＞
前記内輪及び前記外輪のうちの少なくともいずれかの転がり面表層における残留オーステナイト量は、５体積パーセント以上１６体積パーセント以下である、付記１に記載の転がり軸受。

【0072】

＜付記３＞
前記内輪及び前記外輪のうちの少なくともいずれかの転がり面表層における残留オーステナイトの転位密度は、３．５×１０^１４ｍ^－２以上１．０×１０^１７ｍ^－２以下である、付記１又は付記２に記載の転がり軸受。

【0073】

＜付記４＞
前記内輪及び前記外輪のうちのすくなくともいずれかの転がり面表層における窒素濃度は、０．１質量パーセント以上０．３質量パーセント未満である、付記１から付記３のいずれか１項に記載の転がり軸受。

【0074】

＜付記５＞
第１回転軸と、
前記第１回転軸よりも回転速度が小さい第２回転軸と、
前記第１回転軸を支持している第１転がり軸受と、
前記第２回転軸を支持している第２転がり軸受とを備え、
前記第１転がり軸受は、焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製の第１内輪、第１外輪及び第１転動体を有し、
前記第１内輪、前記第１外輪及び前記第１転動体の各々は、第１転がり面を有し、
前記第２転がり軸受は、焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製の第２内輪、第２外輪及び第２転動体を有し、
前記第２内輪、前記第２外輪及び前記第２転動体の各々は、第２転がり面を有し、
前記第２転がり面における硬さは、前記第１転がり面における硬さよりも大きく、
前記第２転がり軸受は、付記１から付記４のいずれか１項に規定の前記転がり軸受である、車両用駆動ユニット。

【0075】

＜付記６＞
前記第１内輪及び前記第１外輪の転がり面表層における残留オーステナイト量は、前記第２内輪及び前記第２外輪の転がり面表層における残留オーステナイト量よりも小さい、付記５に記載の車両用駆動ユニット。

【0076】

＜付記７＞
複数の回転軸と、
複数の転がり軸受とを備え、
前記複数の転がり軸受の各々は、焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製の内輪、外輪及び転動体を有し、
前記内輪、前記外輪及び前転動体の各々は、転がり面を有し、
前記複数の回転軸の各々は、前記複数の転がり軸受の各々により支持されており、
回転速度が最も遅い前記複数の回転軸のうちの１つを第１回転軸とし、前記第１回転軸以外の前記複数の回転軸を第２回転軸とすると、前記第２回転軸を支持している前記複数の転がり軸受のうちの少なくとも１つの前記外輪、前記内輪及び前記転動体の少なくともいずれかでは、前記転がり面における硬さが８００Ｈｖ以上９４０Ｈｖ以下である、車両用駆動ユニット。

【0077】

＜付記８＞
前記第２回転軸を支持している前記複数の転がり軸受のうちの少なくとも１つの前記外輪、前記内輪及び前記転動体の少なくともいずれかでは、転がり面表層における残留オーステナイト量が、５体積パーセント以上１６体積パーセント以下である、付記７に記載の車両用駆動ユニット。

【0078】

＜付記９＞
前記第２回転軸を支持している前記複数の転がり軸受のうちの少なくとも１つの前記外輪、前記内輪及び前記転動体の少なくともいずれかでは、転がり面表層における残留オーステナイトの転位密度は、３．５×１０^１４ｍ^－２以上１．０×１０^１７ｍ^－２以下である、付記７又は付記８に記載の車両用駆動ユニット。

【0079】

＜付記１０＞
前記第２回転軸を支持している前記複数の転がり軸受のうちの少なくとも１つの前記外輪、前記内輪及び前記転動体の少なくともいずれかでは、転がり面表層における窒素濃度が、０．１質量パーセント以上０．３質量パーセント未満である、付記７から付記９のいずれか１項に記載の車両用駆動ユニット。

【0080】

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、上述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、上述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。

【符号の説明】

【0081】

１００ 転がり軸受、１０ 内輪、１０ａ 第１幅面、１０ｂ 第２幅面、１０ｃ 内径面、１０ｄ 外径面、１０ｄａ 軌道面、２０ 外輪、２０ａ 第１幅面、２０ｂ 第２幅面、２０ｃ 内径面、２０ｃａ 軌道面、２０ｄ 外径面、３０ 転動体、３０ａ 表面、４０ 保持器、１１０ モータ、１１１ モータ本体、１１２ 回転軸、１１３ モータハウジング、１１４ 転がり軸受、１２０ 減速機、１２１，１２２，１２３ 回転軸、１２４，１２５，１２６，１２７ ギア、１２８，１２９，１３０ 転がり軸受、２００ 車両用駆動ユニット、Ａ 中心軸、Ｓ１ 準備工程、Ｓ２ 浸窒処理工程、Ｓ３ 焼入れ工程、Ｓ４ 冷却工程、Ｓ５ 焼戻し工程、Ｓ６ 後処理工程、Ｓ７ 組み立て工程。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】