(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】P2024053824
(43)【公開日】2024-04-16
(54)【発明の名称】機械部品、転がり軸受及びボールねじ
(51)【国際特許分類】
F16C 33/64 20060101AFI20240409BHJP
F16C 19/06 20060101ALI20240409BHJP
F16C 33/32 20060101ALI20240409BHJP
F16H 25/22 20060101ALI20240409BHJP
C22C 38/00 20060101ALI20240409BHJP
C22C 38/46 20060101ALI20240409BHJP
F16C 33/62 20060101ALI20240409BHJP
C21D 1/06 20060101ALN20240409BHJP
C21D 9/40 20060101ALN20240409BHJP
【ＦＩ】
F16C33/64
F16C19/06
F16C33/32
F16H25/22 Z
C22C38/00 301Z
C22C38/46
F16C33/62
C21D1/06 A
C21D9/40 A
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022160271
(22)【出願日】2022-10-04
(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】水田 浩平
(72)【発明者】
【氏名】藤村 直樹
(72)【発明者】
【氏名】山田 昌弘
【テーマコード（参考）】
3J062
3J701
4K042
【Ｆターム（参考）】
3J062AB22
3J062AC07
3J062BA16
3J062BA37
3J062CD04
3J062CD12
3J062CD27
3J062CD29
3J701AA02
3J701AA32
3J701AA42
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3J701BA09
3J701BA10
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3J701BA54
3J701BA69
3J701BA70
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3J701EA10
3J701FA31
3J701GA01
3J701GA11
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3J701XB03
3J701XB33
3J701XE01
3J701XE03
3J701XE12
3J701XE17
3J701XE30
4K042AA22
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4K042BA03
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4K042CA06
4K042CA08
4K042CA10
4K042CA13
4K042CA15
4K042DA01
4K042DA02
4K042DA06
4K042DC02
4K042DC04
4K042DE02
4K042DE06
(57)【要約】
【課題】表面における静的負荷容量を改善しつつ、表面における硬さを確保することが可能な機械部品を提供する。
【解決手段】機械部品は、焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製であり、表面に浸炭浸窒層を備える。鋼は、０．１３質量パーセント以上０．５８質量パーセント以下のＣと、０．１５質量パーセント以上０．３５質量パーセント以下のＳｉと、０．６質量パーセント以上１．１質量パーセント以下のＭｎと、０．０２５質量ｐｐｍ未満のＰと、０．０２５質量ｐｐｍ未満のＳと、１．２質量パーセント以下のＣｒと、０．３質量パーセント以下のＭｏと、０．２５質量パーセント以下のＶと、０．２５質量パーセント以下のＮｉとを含んでおり、残部がＦｅ及び不可避不純物からなっている。表面における鋼中の平均炭素濃度は、０．６質量パーセント以上である。表面における鋼中の平均窒素濃度は、０．１０質量パーセント以上である。
【選択図】図１
【解決手段】機械部品は、焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製であり、表面に浸炭浸窒層を備える。鋼は、０．１３質量パーセント以上０．５８質量パーセント以下のＣと、０．１５質量パーセント以上０．３５質量パーセント以下のＳｉと、０．６質量パーセント以上１．１質量パーセント以下のＭｎと、０．０２５質量ｐｐｍ未満のＰと、０．０２５質量ｐｐｍ未満のＳと、１．２質量パーセント以下のＣｒと、０．３質量パーセント以下のＭｏと、０．２５質量パーセント以下のＶと、０．２５質量パーセント以下のＮｉとを含んでおり、残部がＦｅ及び不可避不純物からなっている。表面における鋼中の平均炭素濃度は、０．６質量パーセント以上である。表面における鋼中の平均窒素濃度は、０．１０質量パーセント以上である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製の機械部品であって、
表面に浸炭浸窒層を備え、
前記鋼は、０．１３質量パーセント以上０．５８質量パーセント以下の炭素と、０．１５質量パーセント以上０．３５質量パーセント以下のシリコンと、０．６質量パーセント以上１．１質量パーセント以下のマンガンと、０．０２５質量ｐｐｍ未満のリンと、０．０２５質量ｐｐｍ未満の硫黄と、１．２質量パーセント以下のクロムと、０．３質量パーセント以下のモリブデンと、０．２５質量パーセント以下のバナジウムと、０．２５質量パーセント以下のニッケルとを含み、残部が鉄及び不可避不純物からなり、
前記表面における前記鋼中の平均炭素濃度は、０．６質量パーセント以上であり、
前記表面における前記鋼中の平均窒素濃度は、０．１０質量パーセント以上であり、
前記表面における前記鋼の硬さは、８００Ｈｖ以上であり、
前記表面における前記鋼中の残留オーステナイトの体積比は、２２パーセント以下であり、
前記機械部品は、前記表面の少なくとも一部において転動体に接触され、
前記表面からの深さが前記転動体の直径の０．０２倍以上０．０３倍以下となる位置における前記鋼の硬さは７５０Ｈｖ以上であり、
前記表面からの深さが前記転動体の直径の０．０２倍以上０．０３倍以下となる位置における前記鋼中の残留オーステナイトの体積比は２０パーセント以下である、機械部品。
表面に浸炭浸窒層を備え、
前記鋼は、０．１３質量パーセント以上０．５８質量パーセント以下の炭素と、０．１５質量パーセント以上０．３５質量パーセント以下のシリコンと、０．６質量パーセント以上１．１質量パーセント以下のマンガンと、０．０２５質量ｐｐｍ未満のリンと、０．０２５質量ｐｐｍ未満の硫黄と、１．２質量パーセント以下のクロムと、０．３質量パーセント以下のモリブデンと、０．２５質量パーセント以下のバナジウムと、０．２５質量パーセント以下のニッケルとを含み、残部が鉄及び不可避不純物からなり、
前記表面における前記鋼中の平均炭素濃度は、０．６質量パーセント以上であり、
前記表面における前記鋼中の平均窒素濃度は、０．１０質量パーセント以上であり、
前記表面における前記鋼の硬さは、８００Ｈｖ以上であり、
前記表面における前記鋼中の残留オーステナイトの体積比は、２２パーセント以下であり、
前記機械部品は、前記表面の少なくとも一部において転動体に接触され、
前記表面からの深さが前記転動体の直径の０．０２倍以上０．０３倍以下となる位置における前記鋼の硬さは７５０Ｈｖ以上であり、
前記表面からの深さが前記転動体の直径の０．０２倍以上０．０３倍以下となる位置における前記鋼中の残留オーステナイトの体積比は２０パーセント以下である、機械部品。
【請求項2】
前記転動体が前記表面に接触した際に前記表面に形成される圧痕の深さは、０．５μｍ以下である、請求項１に記載の機械部品。
【請求項3】
前記機械部品の静的負荷容量は５．３ＧＰａ以下である、請求項１に記載の機械部品。
【請求項4】
前記転動体が前記表面に接触した際に前記表面に形成される圧痕の深さは、０．５μｍ以下である、請求項３に記載の機械部品。
【請求項5】
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少なくともいずれかは、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の前記機械部品である、転がり軸受。
前記内輪、前記外輪及び前記転動体の少なくともいずれかは、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の前記機械部品である、転がり軸受。
【請求項6】
ねじ軸、ボールナット及びボールを備え、
前記ねじ軸、前記ボールナット及び前記ボールの少なくともいずれかは、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の前記機械部品である、ボールねじ。
前記ねじ軸、前記ボールナット及び前記ボールの少なくともいずれかは、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の前記機械部品である、ボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、機械部品、転がり軸受及びボールねじに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電気自動車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）及びハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）を中心に、電動化が進んでいる。例えば、油圧ブレーキは電動ブレーキに置き換わってきており、エンジン及びトランスミッションは駆動モータ、減速機及びインバータで構成される電動アクスル（Ｅ－Ａｘｌｅ）に置き換わってきている。その他にも、電動ＶＴＣ（可変バルブ機構）、電動コンプレッサ、駆動モータとＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）とを組み合わせた電動ＣＶＴ等が用いられるようになっている。
【0003】
上記のような電動化部品には、転がり軸受やボールねじが用いられている。転がり軸受では、転動体と内輪及び外輪の軌道面とが接触する。ボールねじでは、転動体と軸及び外輪（ナット）の軌道面とが接触する。
【0004】
静的負荷容量は、軌道面に形成される圧痕の深さを転動体の直径で除した値が１／１００００となる際の転動体と軌道面との間の最大接触面圧である。静定格荷重は、静的負荷容量を負荷換算したものである。
【0005】
電気自動車では、電費向上のため、軽量化が重要である。そのため、転がり軸受やボールねじには、小型化が求められている。転がり軸受やボールねじに静定格荷重を超える荷重が加わると、軌道面に圧痕が形成され、当該圧痕が早期損傷の発生、異音や振動の増加の原因となることがある。静定格荷重は転がり軸受やボールねじのサイズが大きくなるほど大きくなるため、転がり軸受やボールねじに大きな荷重が加わる場合、転がり軸受やボールねじのサイズを大きくすることにより軌道面に圧痕が形成されることが抑制される。しかしながら、そのようにすると、電動化部品が大型化してしまい、電気自動車の軽量化を達成することができない。
【0006】
他方で、静的負荷容量を大きくすることによっても静定格容量を大きくすることができるため、静的負荷容量を大きくすることができれば、転がり軸受やボールねじのサイズを大きくせずとも軌道面に圧痕が形成されることを抑制可能であり、ひいては転がり軸受やボールねじのサイズを小型化することができる。
【0007】
例えば特開２０１３－１１９９３０号公報（特許文献１）には、高温（２４０℃以上３００℃以下の温度）で焼戻しを行うことにより軌道面における鋼中の残留オーステナイトの体積比を減少させ、軌道面における静的負荷容量を向上させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２０１３－１１９９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、特許文献１に記載されているように高温で焼戻しを行う場合、軌道面における鋼の硬さが低下してしまう。なお、軌道面における鋼の硬さが低下すると、表面起点型、内部起点型、圧痕起点型又は水素脆性型の剥離に起因した転動疲労寿命の低下や軌道面における耐摩耗性の低下が懸念される。
【0010】
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、表面における静的負荷容量を改善しつつ、表面における硬さを確保することが可能な機械部品、転がり軸受及びボールねじを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明に係る機械部品は、焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製である。機械部品は、表面に浸炭浸窒層を備えている。鋼は、０．１３質量パーセント以上０．５８質量パーセント以下の炭素と、０．１５質量パーセント以上０．３５質量パーセント以下のシリコンと、０．６質量パーセント以上１．１質量パーセント以下のマンガンと、０．０２５質量ｐｐｍ未満のリンと、０．０２５質量ｐｐｍ未満の硫黄と、１．２質量パーセント以下のクロムと、０．３質量パーセント以下のモリブデンと、０．２５質量パーセント以下のバナジウムと、０．２５質量パーセント以下のニッケルとを含み、残部が鉄及び不可避不純物からなる。表面における鋼中の平均炭素濃度は、０．６質量パーセント以上である。表面における鋼中の平均窒素濃度は、０．１０質量パーセント以上である。表面における鋼の硬さは、８００Ｈｖ以上である。表面における鋼中の残留オーステナイトの体積比は、２２パーセント以下である。機械部品は、表面の少なくとも一部において転動体に接触されている。表面からの深さが転動体の直径の０．０２倍以上０．０３倍以下となる位置における鋼の硬さは、７５０Ｈｖ以上である。表面からの深さが転動体の直径の０．０２倍以上０．０３倍以下となる位置における鋼中の残留オーステナイトの体積比は、２０パーセント以下である。
【0012】
上記の機械部品では、転動体が表面に接触した際に前記表面に形成される圧痕の深さが０．５μｍ以下であってもよい。上記の機械部品では、静的負荷容量が５．３ＧＰａ以下であってもよい。
【0013】
本発明に係る転がり軸受は、内輪と、外輪と、転動体とを備える。内輪、外輪及び転動体の少なくともいずれかは、上記の機械部品である。本発明に係るボールねじは、ねじ軸と、ボールナットと、ボールとを備える。ねじ軸、ボールナット及びボールの少なくともいずれかは、上記の機械部品である。
【発明の効果】
【0014】
本発明に係る機械部品、転がり軸受及びボールねじによると、表面における静的負荷容量を改善しつつ、表面における硬さを確保することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】転がり軸受１００の断面図である。
【図2】転がり軸受１００の製造工程図である。
【図3】推定式１に基づく最大接触面圧が４．５ＧＰａである際の圧痕深さと最大接触面圧が４．５ＧＰａである際の圧痕深さの実測値との関係を示すグラフである。
【図4】推定式２に基づく静的負荷容量と静的負荷容量の実測値との関係を示すグラフである。
【図5】ボールねじ１１０の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
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とする。
【0017】
（転がり軸受１００の構成）
図１は、転がり軸受１００の断面図である。図１に示されるように、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。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。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。
図１は、転がり軸受１００の断面図である。図１に示されるように、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。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。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。
【0018】
内輪１０は、リング状である。内輪１０は、幅面１０ａと、幅面１０ｂと、内径面１０ｃと、外径面１０ｄとを有している。幅面１０ａ、幅面１０ｂ、内径面１０ｃ及び外径面１０ｄを合わせて内輪１０の表面ということがある。
【0019】
幅面１０ａ及び幅面１０ｂは、軸方向における内輪１０の端面である。幅面１０ａは、軸方向における一方側（図１中における右側）を向いている。幅面１０ｂは、軸方向における幅面１０ａの反対面である。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。
【0020】
内径面１０ｃ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、それぞれ幅面１０ａ及び幅面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。すなわち、内径面１０ｃは、中心軸Ａ側を向いている。
【0021】
外径面１０ｄは、周方向に延在している。外径面１０ｄの軸方向における一方端及び他方端は、それぞれ幅面１０ａ及び幅面１０ｂに連なっている。外径面１０ｄは、径方向における内径面１０ｃの反対面である。すなわち、外径面１０ｄは、径方向における外側を向いている。
【0022】
内輪１０は、内径面１０ｃにおいて、軸（図示せず）に嵌め合わされている。外径面１０ｄは、軌道面１０ｄａを有している。外径面１０ｄは、軌道面１０ｄａにおいて、転動体３０に接触する。軌道面１０ｄａは、軸方向における外径面１０ｄの中央部にある。周方向に直交する断面視において、軌道面１０ｄａは、例えば部分円弧状である。
【0023】
外輪２０は、リング状である。外輪２０は、幅面２０ａと、幅面２０ｂと、内径面２０ｃと、外径面２０ｄとを有している。幅面２０ａ、幅面２０ｂ、内径面２０ｃ及び外径面２０ｄを合わせて外輪２０の表面ということがある。
【0024】
幅面２０ａ及び幅面２０ｂは、軸方向における外輪２０の端面である。幅面２０ａは、軸方向における一方側を向いている。幅面２０ｂは、軸方向における幅面２０ａの反対面である。幅面２０ｂは、軸方向における他方側を向いている。
【0025】
内径面２０ｃ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、それぞれ幅面２０ａ及び幅面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。すなわち、内径面２０ｃは、中心軸Ａ側を向いている。
【0026】
外径面２０ｄは、周方向に延在している。外径面２０ｄの軸方向における一方端及び他方端は、それぞれ幅面２０ａ及び幅面２０ｂに連なっている。外径面２０ｄは、径方向における内径面２０ｃの反対面である。すなわち、外径面２０ｄは、径方向における外側を向いている。
【0027】
外輪２０は、外径面２０ｄにおいて、ハウジング（図示せず）に嵌め合わされている。内径面２０ｃは、軌道面２０ｃａを有している。内径面２０ｃは、軌道面２０ｃａにおいて、転動体３０に接触する。軌道面２０ｃａは、軸方向における内径面２０ｃの中央部にある。周方向に直交する断面視において、軌道面２０ｃａは、例えば部分円弧状である。外輪２０は、内径面２０ｃが径方向において外径面１０ｄと間隔を空けて対向するように（軌道面２０ｃａが径方向において軌道面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。
【0028】
転動体３０は、例えば球状である。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。複数の転動体３０は、軌道面１０ｄａと軌道面２０ｃａとの間において、周方向に並んでいる。転動体３０の表面は、軌道面１０ｄａ及び軌道面２０ｃａに接触する。保持器４０は、隣り合う２つの転動体３０の間の周方向における間隔が一定範囲内となるように、複数の転動体３０を保持している。
【0029】
内輪１０、外輪２０及び転動体３０は、焼入れ及び焼戻しの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、表１に示される組成を有している。内輪１０を構成している鋼の組成、外輪２０を構成している鋼の組成及び転動体３０を構成している鋼は、互いに同一でなくてもよい。
【0030】
【表1】
【0031】
表１に示されているように、内輪１０、外輪２０及び転動体３０を構成している鋼は、０．１３質量パーセント以上０．５８質量パーセント以下の炭素と、０．１５質量パーセント以上０．３５質量パーセント以下のシリコンと、０．６質量パーセント以上１．１質量パーセント以下のマンガンと、０．０２５質量ｐｐｍ未満のリンと、０．０２５質量ｐｐｍ未満の硫黄と、１．２質量パーセント以下のクロムと、０．３質量パーセント以下のモリブデンと、０．２５質量パーセント以下のバナジウムと、０．２５質量パーセント以下のニッケルとを含んでいる。内輪１０、外輪２０及び転動体３０を構成している鋼の残部は、鉄及び不可避不純物からなる。
【0032】
なお、表１に示されている鋼は、クロム、モリブデン、バナジウム及びニッケルの少なくともいずれかを含んでいなくてもよい。クロム、モリブデン、バナジウム及びニッケルの含有量の下限値は、それぞれ０．３５質量パーセント、０．１５質量パーセント、０．１０質量パーセント及び０．１０質量パーセントであることが好ましい。また、表１に示されている鋼は、リン及び硫黄の少なくともいずれかを含んでいなくてもよい。
【0033】
表１に示されている鋼の具体例としては、ＪＩＳ規格に定められているＳ１５Ｃ、Ｓ２５Ｃ、Ｓ４５Ｃ、Ｓ５０Ｃ、Ｓ５３Ｃ、Ｓ５５Ｃ、ＳＣＭ４１５、ＳＣＭ４１８、ＳＣＭ４２０、ＳＣＭ４３５、ＳＣＭ４４０、ＳＣＭ４４５、ＳＣｒ４１５、ＳＣｒ４２０、ＳＣｒ４３５及びＳＮＣＭ４２０、ＡＩＳＩ（ＳＡＥ）規格に定められているＷ１－８、１０１５、１０２５、１０４５、１０５０、４１３０、４１３５、４１４０、４１４５、４１６１、４３２０、５１２０、５１３０、５１３５及び５１４０、ＩＳＯ規格に定められているＣ１５、Ｃ２５、Ｃ５０、２０Ｃｒ４、３７Ｃｒ４、１８ＣｒＭｏ４、３４ＣｒＭｏ４、４２ＣｒＭｏ４、２２ＣｒＭｏＳ３５及び６０ＣｒＭｏ３２並びにＧＢ規格に定められているＧ２０ＣｒＭｏ、５０Ｍｎ及び４５等が挙げられる。
【0034】
内輪１０の表面、外輪２０の表面及び転動体３０の表面には、浸炭浸窒層５０が形成されている。浸炭浸窒層５０では、炭素濃度及び窒素濃度が、浸炭浸窒層５０が形成されていない部分よりも高くなっている。浸炭浸窒層５０では、好ましくは、炭素及び窒素が鉄中に固溶しており、化合物を形成していない。内輪１０の表面、外輪２０の表面及び転動体３０の表面における鋼中の平均炭素濃度は、０．６質量パーセント以上である。内輪１０の表面、外輪２０の表面及び転動体３０の表面における鋼中の平均窒素濃度は、０．１０質量パーセント以上である。
【0035】
内輪１０の表面、外輪２０の表面及び転動体３０の表面における鋼中の平均炭素濃度及び平均窒素濃度は、ＥＰＭＡ（Electron Probe Micro Analyzer）を用いた線分析により測定される。この際、炭素濃度及び窒素濃度が明らかになっている標準試料を用いて検量線が作成される。
【0036】
内輪１０の表面、外輪２０の表面及び転動体３０の表面における鋼の硬さは、８００Ｈｖ以上である。内輪１０の表面、外輪２０の表面及び転動体３０の表面における鋼の硬さは、ＪＩＳ規格に規定されているビッカース硬さ試験機を用いて荷重３００ｇで測定される。なお、内輪１０の表面、外輪２０の表面及び転動体３０の表面における鋼の硬さは、少なくとも３点において測定され、それらの測定値の平均値が採用される。
【0037】
内輪１０の表面、外輪２０の表面及び転動体３０の表面からの深さが転動体３０の直径の０．０２倍以上０．０３倍以下となる位置を、最大内部応力位置とする。最大内部応力位置は、軌道面１０ｄａ（軌道面２０ｃａ）と転動体３０の表面との間の最大接触面圧が４．５ＧＰａである際に内部応力が最大となる位置に対応する。最大内部応力位置における鋼の硬さは、７５０Ｈｖ以上である。最大内部応力位置における鋼の硬さは、内輪１０の表面、外輪２０の表面及び転動体３０の表面における鋼の硬さと同様の方法により測定されることになる。
【0038】
内輪１０の表面、外輪２０の表面及び転動体３０の表面における鋼中の残留オーステナイトの体積比は、２２パーセント以下である。最大内部応力位置における鋼中の残留オーステナイトの体積比は、２０パーセント以下である。鋼中の残留オーステナイトの体積比は、Ｃｒ管球型Ｘ線回折装置を用いて測定される。
【0039】
この測定に際して、内輪１０、外輪２０及び転動体３０は、鋼の組織が加工誘起変態されないように、電解研磨される。この測定に際して、Ｃｒ管球型Ｘ線回折装置は、Ｃｒ－Ｋαの波長が２．２９０９３×１０－１０ｍ、管電圧が３０ｋＶ、管電流が１０ｍＡ、コリメータサイズが２ｍｍ×２ｍｍとの条件で用いられる。マルテンサイトのＸ線プロファイルは、２θが１４２．７５°以上１７０．８°以下の範囲で測定される。オーステナイトのＸ線プロファイルは、２θが１１４．７５以上１４２．８°以下の範囲で測定される。これらのＸ線プロファイルは、バックグラウンド処理される。これらのＸ線プロファイルに基づいて、残留オーステナイトの体積比が決定される。
【0040】
軌道面１０ｄａ（軌道面２０ｃａ）と転動体３０の表面とが４．５ＧＰａの最大接触面圧で接触している際に軌道面１０ｄａ（軌道面２０ｃａ）に形成される圧痕の深さは、好ましくは０．５μｍ以下である。軌道面１０ｄａ（軌道面２０ｃａ）と転動体３０の表面とが４．５ＧＰａの最大接触面圧で接触している際に軌道面１０ｄａ（軌道面２０ｃａ）に形成される圧痕の深さは、以下の方法により測定される。
【0041】
第１に、オートグラフを用いて、転動体３０が軌道面１０ｄａ（軌道面２０ｃａ）に押し付けられる。この際の荷重は、軌道面１０ｄａ（軌道面２０ｃａ）と転動体３０の表面との間の最大接触面圧が４．５ＧＰａとなるように調整される。この際に用いられる転動体３０は、転動体３０が変形しないように、セラミック球とされる。また、この際の荷重負荷速度は３Ｎ／秒とされ、所望の負荷荷重に到達した後に１２０秒間保持される。第２に、レーザ顕微鏡の白色干渉機能を用いて、軌道面１０ｄａ（軌道面２０ｃａ）に形成された圧痕の深さが測定される。
【0042】
軌道面１０ｄａ及び軌道面２０ｃａにおける静的負荷容量は、好ましくは、５．３ＧＰａ以上である。軌道面１０ｄａ（軌道面２０ｃａ）における静的負荷容量は、軌道面１０ｄａ（軌道面２０ｃａ）に形成された圧痕の深さを転動体３０の直径で除した値が１／１００００となる際の軌道面１０ｄａ（軌道面２０ｃａ）と転動体３０の表面との間の最大接触面圧である。軌道面１０ｄａ（軌道面２０ｃａ）における静的負荷容量は、以下の方法により測定される。
【0043】
第１に、オートグラフにより軌道面１０ｄａ（軌道面２０ｃａ）と転動体３０の表面との間の最大接触面圧を順次変化させながら、軌道面１０ｄａ（軌道面２０ｃａ）に形成された圧痕の深さを順次測定する。第２に、このようにして測定された圧痕の深さが転動体３０の直径の１／１００００となった際の軌道面１０ｄａ（軌道面２０ｃａ）と転動体３０の表面との間の最大接触面圧を決定する。この最大接触面圧が、軌道面１０ｄａ（軌道面２０ｃａ）における静的負荷容量となる。
【0044】
（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。
以下に、転がり軸受１００の製造方法を説明する。
【0045】
図２は、転がり軸受１００の製造工程図である。図２に示されるように、転がり軸受１００の製造方法は、準備工程Ｓ１と、浸炭浸窒処理工程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。
【0046】
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、表１に示されている組成の鋼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。
【0047】
浸炭浸窒処理工程Ｓ２は、準備工程Ｓ１の後に行われる。浸炭浸窒処理工程Ｓ２は、加工対象部材を炭素源及び窒素源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。浸炭浸窒処理工程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Ａ１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。浸炭浸窒処理工程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炭素及び窒素が侵入するとともに、加工対象部材の表面近傍において鋼中に固溶される。なお、浸炭浸窒処理工程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炭素及び窒素が拡散するように行われる。
【0048】
焼入れ工程Ｓ３は、浸炭浸窒処理工程Ｓ２の後に行われる。焼入れ工程Ｓ３は、加工対象部材をＡ１変態点以上の温度からＭＳ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、－１００℃超室温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。
【0049】
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の体積比が減少する。なお、浸炭浸窒処理工程Ｓ２は、通常、鋼中の残留オーステナイトの体積比を増加させるための処理であるため、浸炭浸窒処理工程Ｓ２が行われる場合、サブゼロ処理又はクライオ処理は通常行われない。
【0050】
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Ａ１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。
【0051】
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。
【0052】
（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。
以下に、転がり軸受１００の効果を説明する。
【0053】
高温（例えば２４０℃以上）で焼戻しを行って軌道輪や転動体を形成する場合、表面における鋼中の残留オーステナイトの体積比が減少することにより静的負荷容量が改善されるが、表面における鋼の硬さが低下してしまう。他方で、内輪１０、外輪２０及び転動体３０は、冷却工程Ｓ４においてサブゼロ処理又はクライオ処理が行われているため、表面における鋼中の残留オーステナイトの体積比が減少すると同時に表面における鋼中のマルテンサイトの体積比が増加するため、表面における硬さが増加する。
【0054】
また、サブゼロ処理又はクライオ処理に伴って、表面における鋼中のマルテンサイト及び残留オーステナイトの転位密度が上昇する。さらに、内輪１０、外輪２０及び転動体３０を形成する際に浸炭浸窒処理工程Ｓ２が行われることにより、表面において鋼が固溶強化される。このように、内輪１０の表面、外輪２０の表面及び転動体３０の表面では、静的負荷容量を確保しつつ硬さを確保（具体的には、８００Ｈｖ以上）することができる。
【0055】
（実施例）
表面における鋼中の平均炭素濃度、表面における鋼中の平均窒素濃度、表面における鋼の硬さ及び表面における鋼中の残留オーステナイトの体積比とサブゼロ処理又はクライオ処理との関係を評価するため、サンプル１からサンプル７が準備された。サンプル１からサンプル７の詳細は、表２に示されている。
表面における鋼中の平均炭素濃度、表面における鋼中の平均窒素濃度、表面における鋼の硬さ及び表面における鋼中の残留オーステナイトの体積比とサブゼロ処理又はクライオ処理との関係を評価するため、サンプル１からサンプル７が準備された。サンプル１からサンプル７の詳細は、表２に示されている。
【0056】
【表2】
【0057】
サンプル１からサンプル７は、直径８５ｍｍ×厚さ５ｍｍの平板状の部材である。サンプル１からサンプル７では、鋼種、表面における平均炭素濃度、表面における平均窒素濃度、表面における鋼中の残留オーステナイトの体積比及び表面における鋼の硬さが変化された。サンプル１からサンプル７の鋼種は、いずれも表１に示されている組成の鋼に含まれている。
【0058】
サンプル１からサンプル７では、浸炭浸窒処理工程Ｓ２、焼入れ工程Ｓ３及び焼戻し工程Ｓ５が行われた。サンプル１、サンプル３及びサンプル６では冷却工程Ｓ４としてクライオ処理が行われ、サンプル２及びサンプル４では冷却工程Ｓ４としてサブゼロ処理が行われた。他方で、サンプル５及びサンプル７では、冷却工程Ｓ４が行われなかった。
【0059】
表面における平均炭素濃度が０．６質量パーセント以上であることを、条件Ａとする。表面における平均窒素濃度が０．１０質量パーセント以上であることを、条件Ｂとする。表面における鋼中の残留オーステナイトの体積比が２２パーセント以下であることを、条件Ｃとする。表面における鋼の硬さが８００Ｈｖ以上であることを、条件Ｄとする。
【0060】
最大内部応力位置における鋼の硬さが７５０Ｈｖ以上であることを、条件Ｅとする。最大内部応力位置における鋼中の残留オーステナイトの体積比が２０パーセント以下であることを、条件Ｆとする。サンプル１からサンプル４では、条件Ａから条件Ｆの全てが充足されていた。サンプル５では、条件Ｃ、条件Ｄ及び条件Ｅが充足されていなかった。サンプル６では、条件Ｅが充足されていなかった。サンプル７では、条件Ｃ、条件Ｄ、条件Ｅ及び条件Ｆが充足されていなかった。
【0061】
サンプル１からサンプル７の表面に直径が３／８インチのセラミック球が押し当てられることにより、４．５ＧＰａの最大接触面圧が加わった際に形成される圧痕の深さ及び静的負荷容量が測定された。表１中の「ＯＫ」は、静的負荷容量が５．３ＧＰａ以上になっており、かつ圧痕の深さが０．５μｍ以下であることを示している。また、表１中の「ＮＧ」は、静的負荷容量が５．３ＧＰａ未満又は圧痕の深さが０．５μｍ超であることを示している。
【0062】
サンプル１からサンプル４では、４．５ＧＰａの最大接触面圧が加わった際に形成される圧痕の深さ及び静的負荷容量の評価が良好であった。他方で、サンプル５からサンプル７では、４．５ＧＰａの最大接触面圧が加わった際に形成される圧痕の深さ及び静的負荷容量の評価が良好ではなかった。この比較から、条件Ａから条件Ｆの全てが満たされることにより、静的負荷容量（耐圧痕形成能）が改善されることが明らかになった。
【0063】
サンプル１からサンプル７に対して、表面における圧痕の深さと最大内部応力位置における鋼中の硬さ及び鋼中の残留オーステナイトの体積比との関係を調査するために、重回帰分析を行った。その結果、最大接触面圧が４．５ＧＰａである際の圧痕深さ（μｍ）＝２．０４＋９．５７×１０－３×最大内部応力位置における鋼の硬さ（Ｈｖ）－２．３３×１０－３×最大内部応力位置における鋼中の残留オーステナイトの体積比（％）との推定式（推定式１）が得られた。
【0064】
図３は、推定式１に基づく最大接触面圧が４．５ＧＰａである際の圧痕深さと最大接触面圧が４．５ＧＰａである際の圧痕深さの実測値との関係を示すグラフである。図３に示されるように、推定式１の寄与度（Ｒ２）は０．８１であった。このことから、最大内部応力位置における鋼の硬さを７５０Ｈｖ以上にするとともに最大内部応力位置における残留オーステナイトの体積比を２０パーセント以下にすることにより、最大接触面圧が４．５ＧＰａである際の圧痕深さを０．５μｍ以下にできることが分かる。
【0065】
サンプル１からサンプル７に対して、静的負荷容量と最大内部応力位置における鋼中の硬さ及び鋼中の残留オーステナイトの体積比との関係を調査するために、重回帰分析を行った。その結果、静的負荷容量（ＧＰａ）＝－２．１５＋９．８８×１０－３×最大内部応力位置における鋼の硬さ（Ｈｖ）＋２．２５×１０－３×最大内部応力位置における鋼中の残留オーステナイトの体積比（％）との推定式（推定式２）が得られた。
【0066】
図４は、推定式２に基づく静的負荷容量と静的負荷容量の実測値との関係を示すグラフである。図４に示されるように、推定式２の寄与度（Ｒ２）は０．９０であった。このことから、最大内部応力位置における鋼の硬さを７５０Ｈｖ以上にするとともに最大内部応力位置における残留オーステナイトの体積比を２０パーセント以下にすることにより、静的負荷容量を５．３ＧＰａ以上にできることが分かる。
【0067】
（変形例）
上記においては、内輪１０、外輪２０及び転動体３０の全ての表面に浸炭浸窒層５０が形成される例を示したが、浸炭浸窒層５０は、内輪１０、外輪２０及び転動体３０のいずれかの表面に形成されていればよい。上記においては、内輪１０、外輪２０及び転動体３０の全てが表１に示される組成の鋼製である例を示したが、内輪１０、外輪２０及び転動体３０のいずれかが表１に示される組成の鋼製でなくてもよい。上記においては、内輪１０、外輪２０及び転動体３０の全ての表面において条件Ａから条件Ｆが満たされている例を示したが、条件Ａから条件Ｆは内輪１０、外輪２０及び転動体３０のいずれかの表面において満たされていればよい。
上記においては、内輪１０、外輪２０及び転動体３０の全ての表面に浸炭浸窒層５０が形成される例を示したが、浸炭浸窒層５０は、内輪１０、外輪２０及び転動体３０のいずれかの表面に形成されていればよい。上記においては、内輪１０、外輪２０及び転動体３０の全てが表１に示される組成の鋼製である例を示したが、内輪１０、外輪２０及び転動体３０のいずれかが表１に示される組成の鋼製でなくてもよい。上記においては、内輪１０、外輪２０及び転動体３０の全ての表面において条件Ａから条件Ｆが満たされている例を示したが、条件Ａから条件Ｆは内輪１０、外輪２０及び転動体３０のいずれかの表面において満たされていればよい。
【0068】
上記においては、転がり軸受１００を例に説明を行ったが、上記の構成は、例えばボールねじに適用することが可能である。実施形態に係るボールねじを、ボールねじ１１０とする。図５は、ボールねじ１１０の断面図である。図５に示されるように、ボールねじ１１０は、ねじ軸６１と、ボールナット６２と、複数のボール６３と、シール部材６４とを有している。ボールねじ１１０におけるボール６３の循環方式は、特に限定されない。ボールねじ１１０におけるボール６３の循環方式は、例えば、チューブ式、リターンチューブ（パイプ）式、デフレクタ式、エンドデフレクタ式、エンドキャップ式、こま式等である。
【0069】
ねじ軸６１は、外周面６１ａを有している。外周面６１ａには、ねじ溝６１ｂが形成されている。ボールナット６２は、ねじ軸６１の中心軸の方向に沿って延在している穴が形成されている。この穴の内壁面が、ボールナット６２の内周面６２ａである。内周面６２ａには、ねじ溝６２ｂが形成されている。ねじ軸６１は、外周面６１ａが内周面６２ａと対向するようにボールナット６２に挿入されている。ボール６３は、ねじ溝６１ｂとねじ溝６２ｂとの間に配置されている。ねじ軸６１が通されるボールナット６２の穴は、シール部材６４により閉塞されている。シール部材６４に形成されている穴にも、ねじ軸６１が通されている。
【0070】
ねじ軸６１をその中心軸回りに回転させることにより、ねじ軸６１の回転動力は、ボール６３を介してボールナット６２に伝達され、ボールナット６２がねじ軸６１の中心軸の方向に沿って移動する。すなわち、ボールねじ１１０は、モータ等の回転運動を直動運動に変換する装置である。ボールねじ１１０は、例えば、電動アクチュエータ、位置決め装置、電動ジャッキ、サーボシリンダ、電動サーボプレス機、メカニカルプレス機、電動ブレーキ装置、トランスミッション、電動パワーステアリング装置、電動射出成形機等に用いられる。
【0071】
ねじ軸６１、ボールナット６２及びボール６３は、焼入れ及び焼戻しの行われた鋼により形成されている。ねじ軸６１、ボールナット６２及びボール６３を構成している鋼は、表１に示される組成を有している。但し、ねじ軸６１を構成している鋼、ボールナット６２を構成している鋼及びボール６３を構成している鋼のいずれかは、表１に示される組成を有していなくてもよい。図示されていないが、ねじ軸６１、ボールナット６２及びボール６３の少なくともいずれかの表面には、浸炭浸窒層５０が形成される。また、ねじ軸６１、ボールナット６２及びボール６３の少なくともいずれかの表面において、条件Ａから条件Ｆが満たされている。
【0072】
ねじ軸６１、ボールナット６２及びボール６３は、準備工程Ｓ１、浸炭浸窒処理工程Ｓ２、焼入れ工程Ｓ３、冷却工程Ｓ４、焼戻し工程Ｓ５及び後処理工程Ｓ６が行われることにより形成される。但し、ねじ軸６１、ボールナット６２及びボール６３を形成するための加工対象部材の形状は、内輪１０、外輪２０及び転動体３０を形成するための加工対象部材の形状と異なっている。
【0073】
ボールねじ１１０においても、ねじ軸６１、ボールナット６２及びボール６３の表面における静的負荷容量を改善しつつ、ねじ軸６１、ボールナット６２及びボール６３の表面における硬さを確保することが可能である。
【0074】
上記においては、浸炭浸窒処理工程Ｓ２における加熱温度が８００℃以上である例を示したが、保持時間を短縮する観点から、当該加熱温度は１０００℃以上であってもよい。この場合、結晶粒の粗大化に伴う硬さ及び静的負荷容量の低下を防ぐため、二次焼入れが行われてもよい。
【0075】
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】
【0076】
１００ 転がり軸受、１０ 内輪、１０ａ 幅面、１０ｂ 幅面、１０ｃ 内径面、１０ｄ 外径面、１０ｄａ 軌道面、２０ 外輪、２０ａ 幅面、２０ｂ 幅面、２０ｃ 内径面、２０ｃａ 軌道面、２０ｄ 外径面、３０ 転動体、４０ 保持器、５０ 浸炭浸窒層、６１ ねじ軸、６１ａ 外周面、６１ｂ ねじ溝、６２ ボールナット、６２ａ 内周面、６２ｂ ねじ溝、６３ ボール、６４ シール部材、１１０ ボールねじ、Ａ 中心軸、Ｓ１ 準備工程、Ｓ２ 浸炭浸窒処理工程、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】
【手続補正書】
【提出日】2024-01-18
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製の機械部品であって、
表面に浸炭浸窒層を備え、
前記鋼は、０．１３質量パーセント以上０．５８質量パーセント以下の炭素と、０．１５質量パーセント以上０．３５質量パーセント以下のシリコンと、０．６質量パーセント以上１．１質量パーセント以下のマンガンと、０．０２５質量パーセント未満のリンと、０．０２５質量パーセント未満の硫黄と、１．２質量パーセント以下のクロムと、０．３質量パーセント以下のモリブデンと、０．２５質量パーセント以下のバナジウムと、０．２５質量パーセント以下のニッケルとを含み、残部が鉄及び不可避不純物からなり、
前記表面における前記鋼中の平均炭素濃度は、０．６質量パーセント以上であり、
前記表面における前記鋼中の平均窒素濃度は、０．１０質量パーセント以上であり、
前記表面における前記鋼の硬さは、８００Ｈｖ以上であり、
前記表面における前記鋼中の残留オーステナイトの体積比は、２２パーセント以下であ
り、
前記機械部品は、前記表面の少なくとも一部において転動体に接触され、
前記表面からの深さが前記転動体の直径の０．０２倍以上０．０３倍以下となる位置における前記鋼の硬さは７５０Ｈｖ以上であり、
前記表面からの深さが前記転動体の直径の０．０２倍以上０．０３倍以下となる位置における前記鋼中の残留オーステナイトの体積比は２０パーセント以下である、機械部品。
表面に浸炭浸窒層を備え、
前記鋼は、０．１３質量パーセント以上０．５８質量パーセント以下の炭素と、０．１５質量パーセント以上０．３５質量パーセント以下のシリコンと、０．６質量パーセント以上１．１質量パーセント以下のマンガンと、０．０２５質量パーセント未満のリンと、０．０２５質量パーセント未満の硫黄と、１．２質量パーセント以下のクロムと、０．３質量パーセント以下のモリブデンと、０．２５質量パーセント以下のバナジウムと、０．２５質量パーセント以下のニッケルとを含み、残部が鉄及び不可避不純物からなり、
前記表面における前記鋼中の平均炭素濃度は、０．６質量パーセント以上であり、
前記表面における前記鋼中の平均窒素濃度は、０．１０質量パーセント以上であり、
前記表面における前記鋼の硬さは、８００Ｈｖ以上であり、
前記表面における前記鋼中の残留オーステナイトの体積比は、２２パーセント以下であ
り、
前記機械部品は、前記表面の少なくとも一部において転動体に接触され、
前記表面からの深さが前記転動体の直径の０．０２倍以上０．０３倍以下となる位置における前記鋼の硬さは７５０Ｈｖ以上であり、
前記表面からの深さが前記転動体の直径の０．０２倍以上０．０３倍以下となる位置における前記鋼中の残留オーステナイトの体積比は２０パーセント以下である、機械部品。
【請求項2】
前記転動体が前記表面に接触した際に前記表面に形成される圧痕の深さは、０．５μｍ以下である、請求項１に記載の機械部品。
【請求項3】
前記機械部品の静的負荷容量は５．３ＧＰａ以下である、請求項１に記載の機械部品。
【請求項4】
前記転動体が前記表面に接触した際に前記表面に形成される圧痕の深さは、０．５μｍ以下である、請求項３に記載の機械部品。
【請求項5】
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少なくともいずれかは、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の前記機械部品である、転がり軸受。
前記内輪、前記外輪及び前記転動体の少なくともいずれかは、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の前記機械部品である、転がり軸受。
【請求項6】
ねじ軸、ボールナット及びボールを備え、
前記ねじ軸、前記ボールナット及び前記ボールの少なくともいずれかは、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の前記機械部品である、ボールねじ。
前記ねじ軸、前記ボールナット及び前記ボールの少なくともいずれかは、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の前記機械部品である、ボールねじ。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0011】
本発明に係る機械部品は、焼入れ及び焼戻しが行われた鋼製である。機械部品は、表面に浸炭浸窒層を備える。鋼は、０．１３質量パーセント以上０．５８質量パーセント以下の炭素と、０．１５質量パーセント以上０．３５質量パーセント以下のシリコンと、０．６質量パーセント以上１．１質量パーセント以下のマンガンと、０．０２５質量パーセント未満のリンと、０．０２５質量パーセント未満の硫黄と、１．２質量パーセント以下のクロムと、０．３質量パーセント以下のモリブデンと、０．２５質量パーセント以下のバナジウムと、０．２５質量パーセント以下のニッケルとを含み、残部が鉄及び不可避不純物からなる。表面における鋼中の平均炭素濃度は、０．６質量パーセント以上である。表面における鋼中の平均窒素濃度は、０．１０質量パーセント以上である。表面における鋼の硬さは、８００Ｈｖ以上である。表面における鋼中の残留オーステナイトの体積比は、２２パーセント以下である。機械部品は、表面の少なくとも一部において転動体に接触されている。表面からの深さが転動体の直径の０．０２倍以上０．０３倍以下となる位置における鋼の硬さは、７５０Ｈｖ以上である。表面からの深さが転動体の直径の０．０２倍以上０．０３倍以下となる位置における鋼中の残留オーステナイトの体積比は、２０パーセント以下である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0030】
【表1】
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0031】
表１に示されているように、内輪１０、外輪２０及び転動体３０を構成している鋼は、０．１３質量パーセント以上０．５８質量パーセント以下の炭素と、０．１５質量パーセント以上０．３５質量パーセント以下のシリコンと、０．６質量パーセント以上１．１質量パーセント以下のマンガンと、０．０２５質量パーセント未満のリンと、０．０２５質量パーセント未満の硫黄と、１．２質量パーセント以下のクロムと、０．３質量パーセント以下のモリブデンと、０．２５質量パーセント以下のバナジウムと、０．２５質量パーセント以下のニッケルとを含んでいる。内輪１０、外輪２０及び転動体３０を構成している鋼の残部は、鉄及び不可避不純物からなる。