WO2008075535A1

WO2008075535A1 - 転がり軸受、ハブユニット、転動部材、自在継手、自在継手用トルク伝達部材およびその製造方法

Info

Publication number: WO2008075535A1
Application number: PCT/JP2007/072758
Authority: WO
Inventors: Katsutoshi Muramatsu
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2007-11-26
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2009-06-20
Also published as: EP2703669B1; US9103382B2; CN102135131A; EP2123924A4; CN101583804B; EP2123924B1; US20130228957A1; CN103122940A; EP2703669A1; EP2123924A1; EP2703668B1; CN102135131B; EP2642144A1; EP2644918A1; EP2644918B1; EP2703668A1; US8449198B2; CN101583804A; CN103122940B; EP2644919A2

Abstract

　安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能なβサイアロン焼結体からなる転動部材を備えた深溝玉軸受（１）は、外輪（１１）および内輪（１２）と、外輪（１１）および内輪（１２）に接触し、円環状の軌道上に配置される複数の玉（１３）とを備えている。そして、玉（１３）は、Ｓｉ６－ＺＡｌＺＯＺＮ８－Ｚの組成式で表され、０．１≦ｚ≦３．５を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成されている。

Description

明細書

転がり軸受、ハブユニット、転動部材、自在継手、自在継手用トルク伝達部材およびその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は転がり軸受、ハブユニット、転動部材、自在継手、自在継手用トルク伝達部材およびその製造方法に関し、より特定的には、構成部品に /3サイアロンを主成分とする焼結体を採用した転がり軸受、ハブユニット、自在継手、 /3サイアロンを主成分とする焼結体からなる転動部材、自在継手用トルク伝達部材およびその製造方法に関するものである。

背景技術

[0002] 窒化珪素やサイアロンなどのセラミックスは、鋼に比べて比重が小さぐかつ耐食性が高いだけでなぐ絶縁性を有するという特徴を備えている。そのため、軌道部材ぉよび転動体を備えた転がり軸受（ハブユニットを含む）の構成部品、あるいは軌道部材およびトルク伝達部材を備えた自在継手の構成部品、たとえば軌道部材、転動体、トルク伝達部材などの素材にセラミックスを採用した場合、軸受ゃ自在継手の軽量化が可能となるとともに、構成部品の腐食による損傷、電食による転がり軸受ゃ自在継手の短寿命化などを抑制することができる。

[0003] また、転がり軸受の一種であるハブユニットは、内部に水分が浸入するおそれのある環境において使用される場合も多ぐ潤滑が不十分となる場合がある。セラミックス力、らなる転動体、軌道部材などの転動部材は、上述のような不十分な潤滑環境下においても損傷しにくいという特徴を有している。そのため、たとえば転動部材の素材にセラミックスを採用することにより、不十分な潤滑環境下において使用されるハブュ二ットの耐久性を向上させることができる。

[0004] また、自在継手にお!/、ては、トルク伝達部材が軌道部材の表面上にお!/、て、転走と停止とを繰り返すため、トルク伝達部材と軌道部材との間に十分な油膜が形成されない。さらに、自在継手は、内部に水分が浸入するおそれのある環境において使用される場合も多ぐ潤滑が不十分となる場合もある。セラミックスからなるトルク伝達部材は、上述のような不十分な潤滑環境下におレ、ても損傷しにくいとレ、う特徴を有してレ、る。そのため、たとえばトルク伝達部材の素材にセラミックスを採用することにより、不十分な潤滑環境下において使用される自在継手の耐久性を向上させることができる

[0005] しかし、窒化珪素やサイアロンなどのセラミックスは、鋼に比べて製造コストが高!/、ため、転がり軸受ゃ自在継手の構成部品の素材としてセラミックスを採用すると、転がり軸受ゃ自在継手の製造コストが大幅に上昇するという問題点があった。

[0006] これに対し、近年、セラミックスである /3サイアロンを、燃焼合成法を含む製造工程を採用することにより、低コストで製造する方法が開発された（特開 2004— 91272号公報（特許文献 1)、特開 2005— 75652号公報（特許文献 2)および特開 2005— 1 94154号公報（特許文献 3) )。そのため、この βサイアロンを構成部品の素材として採用した低価格な転がり軸受ゃ自在継手の製造が検討され得る。

特許文献 1 :特開 2004— 91272号公報

特許文献 2：特開 2005— 75652号公報

特許文献 3 :特開 2005— 194154号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] しかしながら、上記 /3サイアロンを転がり軸受の構成部品の素材として採用するためには、 /3サイアロンからなる転がり軸受の構成部品が十分な転動疲労寿命を有している必要がある。転動疲労寿命は、部材の破壊強度等とは必ずしも一致せず、 /3 サイアロンからなる転がり軸受の構成部品も、必ずしも十分な転動疲労寿命を有しているとはいえない。そのため、 /3サイアロンからなる構成部品を備えた転がり軸受にぉレヽても、十分な耐久性を安定して確保することは容易ではなレ、とレ、う問題点があつた。

[0008] また、上記 /3サイアロンを自在継手のトルク伝達部材の素材として採用するためには、 βサイアロンからなる自在継手のトルク伝達部材が十分な耐久性を有して!/、る必要がある。より具体的には、自在継手のトルク伝達部材は、自在継手が動作することにより、軌道上を滑りつつ転がる。そのため、トルク伝達部材は転がり滑り疲労を受ける。この転がり滑り疲労に対する耐久性は、トルク伝達部材の破壊強度等とは必ずしも一致せず、 /3サイアロンからなる自在継手のトルク伝達部材も、必ずしも十分な転力 Sり滑り疲労に対する耐久性を有しているとはいえない。そのため、 /3サイアロンからなるトルク伝達部材を備えた自在継手にぉレ、ても、十分な耐久性を安定して確保することは容易ではなレ、とレ、う問題点があった。

[0009] そこで、本発明の目的は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な 0サイアロン焼結体（ /3サイアロンを主成分とする焼結体)からなる転がり軸受の構成部品としての転動部材とその製造方法、および当該転動部材を備えた転がり軸受（ノヽブユニットを含む）を提供することである。また、本発明の他の目的は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な 13サイアロン焼結体（ βサイアロンを主成分とする焼結体)からなる自在継手用トルク伝達部材とその製造方法、および当該自在継手用トルク伝達部材を備えた自在継手を提供することであ課題を解決するための手段

[0010] 本発明の一の局面における転がり軸受は、軌道部材と、軌道部材に接触し、円環状の軌道上に配置される複数の転動体とを備えている。そして、当該転動体は、 Si

6

Al〇 N の組成式で表され、 0· l≤z≤3. 5を満たす /3サイアロンを主成分とし

-Z Z Z 8-Z

、残部不純物からなる焼結体から構成されて!/、る。

[0011] 本発明者は、 /3サイアロンを主成分とする転動体の転動疲労寿命と、 /3サイアロンの組成との関係を詳細に調査した。その結果、以下の知見が得られ、本発明に想到した。

[0012] すなわち、上述の ( サイアロンは、燃焼合成を含む製造工程を採用することにより、上記 zの値 (以下、 z値という）が 0. 1以上となる種々の組成を有するものが製造可能である。そして、一般に転動疲労寿命に大きな影響を与える硬度は、製造の容易な z 値 4. 0以下の範囲において、ほとんど変化しない。し力、しな力 Sら、 /3サイアロンを主成分とする焼結体力もなる転動体の転動疲労寿命と z値との関係を詳細に調査したところ、 z値が 3. 5を超えると転動体の転動疲労寿命が大幅に低下することが分力、つた。

[0013] より具体的には、 z値が 0. 1以上 3. 5以下の範囲においては、転動疲労寿命はほぼ同等で、転がり軸受の運転時間が所定時間を超えると、転動体の表面に剥離が発生して破損する。これに対し、 z値が 3. 5を超えると転動体が摩耗しやすくなり、これに起因して転動疲労寿命が大幅に低下する。つまり、 z値が 3. 5となる組成を境界として、 βサイアロンからなる転動体の破損モードが変化し、 ζ値が 3. 5を超えると転動疲労寿命が大幅に低下するという現象が明らかとなった。したがって、 /3サイアロンからなる転動体において、安定して十分な寿命を確保するためには、 ζ値を 3. 5以下とする必要がある。

[0014] 一方、上述のように、 βサイアロンは、燃焼合成を含む製造工程により製造することにより、安価に製造すること力できる。しかし、 ζ値が 0. 1未満では、燃焼合成の実施が困難となることが分力、つた。そのため、 /3サイアロンを主成分とする焼結体からなる転動体を安価に製造するためには、 ζ値を 0. 1以上とする必要がある。

[0015] これに対し、本発明の一の局面における転がり軸受では、転動体は、 Si Al O

6-Z Z Z

N の組成式で表され、 0. l≤z≤3. 5を満たす /3サイアロンを主成分とし、残部不

8-Z

純物からなる焼結体から構成されている。そのため、本発明の一の局面における転力 sり軸受によれば、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サイアロン焼結体からなる転動体を備えた転がり軸受を提供することができる。

[0016] 本発明の他の局面における転がり軸受は、軌道部材と、軌道部材に接触し、円環状の軌道上に配置される複数の転動体とを備えている。そして、当該転動体は、 Si

6

-Z Z Z 8-Z

、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成されて!、る。

[0017] 本発明の他の局面における転がり軸受は、基本的には上記本発明の一の局面における転がり軸受と同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。しかし、本発明の他の局面における転がり軸受では、転がり軸受の用途等を考慮し、焼結体が焼結助剤を含む点で上記本発明の一の局面における転がり軸受とは異なっている。本発明の他の局面における転がり軸受によれば、焼結助剤の採用により、容易に焼結体の気孔率を低下させることが可能となり、十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サイアロン焼結体からなる転動体を備えた転がり軸受を容易に提供することができる。 [0018] なお、焼結助剤としては、マグネシウム（Mg)、アルミニウム (A1)、珪素（Si)、チタン (Ti)、希土類元素の酸化物、窒化物、酸窒化物のうち少なくとも一種類以上を採用すること力 Sできる。また、上記本発明の一の局面における転がり軸受と同等の作用効果を奏するためには、焼結助剤は、焼結体のうち 20質量％以下とすることが望ましい

〇

[0019] 本発明の一の局面におけるハブユニットは、車輪と車体との間に介在して、車輪を車体に対して回転自在に支持するハブユニットである。このハブユニットは、内周面に環状の転走面が形成された外方部材と、外方部材の内径側に配置され、外方部材の転走面に対向する環状の転走面が形成された内方部材と、外方部材の転走面と、内方部材の転走面とに接触し、環状の軌道上に配置される複数の転動体とを備えている。そして、このハブユニットの転動体は、 Si Al O N の組成式で表され

6— Z Z Z 8— Z

、 0. l≤z≤3. 5を満たす /3サイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成されている。

[0020] 本発明の一の局面におけるハブユニットによれば、上記本発明の一の局面における転がり軸受と同様に、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サイアロン焼結体からなる転動体を備えたハブユニットを提供することができる。

[0021] 本発明の他の局面におけるハブユニットは、車輪と車体との間に介在して、車輪を車体に対して回転自在に支持するハブユニットである。このハブユニットは、内周面に環状の転走面が形成された外方部材と、外方部材の内径側に配置され、外方部材の転走面に対向する環状の転走面が形成された内方部材と、外方部材の転走面と、内方部材の転走面とに接触し、環状の軌道上に配置される複数の転動体とを備えている。そして、このハブユニットの転動体は、 Si Al O N の組成式で表され

6— Z Z Z 8— Z

、 0. l≤z≤3. 5を満たす /3サイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成されてレ、る。

[0022] 本発明の他の局面におけるハブユニットによれば、上記本発明の他の局面における転がり軸受と同様に、焼結助剤の採用により、容易に焼結体の気孔率を低下させることが可能となり、十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サイアロン焼結体からなる転動体を備えたハブユニットを容易に提供することができる。

[0023] 本発明の一の局面における転動部材は、転がり軸受において、軌道部材、または当該軌道部材に接触して円環状の軌道上に配置される転動体である転動部材である。この転動部材は Si Al O N の組成式で表され、 0. l≤z≤3. 5を満たす /3

6— Z Z Z 8— Z

サイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成されている。そして、他の転動部材と接触する面である転走面を含む領域には、内部よりも緻密性の高レ、層である緻密層が形成されている。

[0024] 本発明の他の局面における転動部材は、転がり軸受において、軌道部材、または当該軌道部材に接触して円環状の軌道上に配置される転動体である転動部材である。この転動部材は、 Si Al O N の組成式で表され、 0. l≤z≤3. 5を満たす

6— Z Z Z 8— Z

βサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成されている。そして、他の転動部材と接触する面である転走面を含む領域には、内部よりも緻密性の高レ、層である緻密層が形成されて!/、る。

[0025] 本発明者は、 0サイアロンを主成分とする転動部材の転動疲労寿命と、転動部材の構成との関係を詳細に調査した。その結果、以下の知見が得られ、本発明に想到した。

[0026] すなわち、本発明の転動部材は、上述のように耐久性に優れた Si Al O N の

6-Z Z Z 8 -Z 組成式で表され、 0. l≤z≤3. 5を満たす /3サイアロンを主成分とする焼結体から構成されている。そして、上述の βサイアロンを主成分とする焼結体からなる転動部材においては、その緻密性が転動部材において最も重要な耐久性の 1つである転動疲労寿命に大きく影響する。これに対し、上記本発明の転動部材は、 /3サイアロンを主成分とする焼結体からなり、転走面を含む領域に内部よりも緻密性の高い層である緻密層が形成されている。その結果、本発明の転動部材によれば、安価でありながら、転動疲労寿命が向上することにより十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サイアロンを主成分とする焼結体からなる転動部材を提供することができる。

[0027] ここで、緻密性の高い層とは、焼結体において空孔率の低い (密度の高い）層であつて、たとえば以下のように調査することができる。まず、転動部材の表面に垂直な断面において転動部材を切断し、当該断面を鏡面ラッピングする。その後、鏡面ラッピングされた断面を光学顕微鏡の斜光（喑視野）にて、たとえば 50〜100倍程度で撮影し、 300DPI (Dot Per Inch)以上の画像として記録する。このとき、白色の領域として観察される白色領域は、空孔率の高い (密度の低い)領域に対応する。したがつて、白色領域の面積率が低い領域は、当該面積率が高い領域に比べて緻密性が高い。そして、画像処理装置を用いて記録された画像を輝度閾値により 2値化処理した上で白色領域の面積率を測定し、当該面積率により、撮影された領域の緻密性を知ることができる。つまり、上記本発明の転動部材では、転走面を含む領域に内部よりも白色領域の面積率の低い層である緻密層が形成されている。なお、上記撮影は、ランダムに 5箇所以上で行ない、上記面積率は、その平均値で評価することが好ましい。また、転動部材の内部における上記白色領域の面積率は、たとえば 15%以上である。

[0028] また、転動部材の転動疲労寿命を一層向上させるためには、上記緻密層は 100 m以上の厚みを有していることが好ましい。さらに、上記他の局面における転動部材に採用される焼結助剤としては、マグネシウム（Mg)、アルミニウム (A1)、珪素（Si)、チタン (Ti)、希土類元素の酸化物、窒化物、酸窒化物のうち少なくとも一種類以上を選択すること力 Sできる。また、上記本発明の一の局面における転動部材と同等の作用効果を奏するためには、焼結助剤は、焼結体のうち 20質量％以下とすることが望ましい。

[0029] 上記転動部材において好ましくは、緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は 7%以下である。

[0030] 白色領域の面積率が 7%以下となる程度に上記緻密層の緻密性を向上させることで、転動部材の転動疲労寿命がより向上する。したがって、上記構成により、本発明の転動部材の転動疲労寿命を一層向上させることができる。

[0031] 上記転動部材において好ましくは、緻密層の表面を含む領域には、当該緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高緻密層が形成されている。

[0032] 緻密性のさらに高い高緻密層が緻密層の表面を含む領域に形成されることにより、転動部材の転動疲労に対する耐久性がより向上し、転動疲労寿命が一層向上する。

[0033] 上記転動部材において好ましくは、高緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は 3. 5%以下である。

[0034] 白色領域の面積率が 3. 5%以下となる程度に上記高緻密層の緻密性を向上させることで、転動部材の転動疲労寿命がより向上する。したがって、上記構成により、本発明の転動部材の転動疲労寿命を一層向上させることができる。

[0035] 本発明の別の局面における転がり軸受は、軌道部材と、軌道部材に接触し、円環状の軌道上に配置される複数の転動体とを備えている。そして、軌道部材および転動体の少なくともいずれか一方は、上記本発明の転動部材である。

[0036] 本発明の転がり軸受においては、上記本発明の転動部材を備えていることにより、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な 0サイアロン焼結体からなる転動部材を備えた転がり軸受を提供することができる。

[0037] 本発明の一の局面における転動部材の製造方法は、転がり軸受において、軌道部材、または当該軌道部材に接触して円環状の軌道上に配置される転動体である転動部材の製造方法である。この転動部材の製造方法は、 Si Al O N の組成式

6-Z Z Z 8-Z

で表され、 0. l≤z≤3. 5を満たす /3サイアロンを主成分とし、残部不純物からなる原料粉末が準備される工程と、原料粉末が転動部材の概略形状に成形されることにより成形体が作製される工程と、当該成形体力 MPa以下の圧力下で焼結されるェ程とを備えている。

[0038] 本発明の他の局面における転動部材の製造方法は、転がり軸受において、軌道部材、または当該軌道部材に接触して円環状の軌道上に配置される転動体である転動部材の製造方法である。この転動部材の製造方法は、 Si Al O N の組成式

6-Z Z Z 8-Z

で表され、 0. l≤z≤3. 5を満たす /3サイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる原料粉末が準備される工程と、原料粉末が転動部材の概略形状に成形されることにより成形体が作製される工程と、当該成形体が、 IMPa以下の圧力下で焼結される工程とを備えてレ、る。

[0039] セラミックスの焼結体からなる転動部材の製造方法においては、転動部材の転動疲労寿命を低下させる欠陥の発生を抑制する目的で、熱間静水圧焼結法 (Hot Isost atic Press ; HIP)やガス圧焼結法（Gas Pressured Sintering ; GPS)などの加圧焼結法（通常 lOMPa以上の圧力下で焼結を行なう方法）による焼結が採用されるのが一般的である。この従来の製造方法によれば、転動部材の気孔率が低下し、密度の高い転動部材を製造することができる。しかし、加圧焼結法を採用した従来の製造方法は、製造コストの上昇を招来する。さらに、加圧焼結法を採用した製造方法では、転動部材の表層部に材質が変質した異常層が形成される。そのため、転動部材の仕上げ加工において、当該異常層を除去する必要が生じ、転動部材の製造コストがー層上昇する。一方、加圧焼結法を採用しない場合、転動部材の気孔率が増加して欠陥が発生し、転動部材の転動疲労寿命が低下するという問題点があった。

[0040] これに対し、本発明者は、 /3サイアロンを主成分とする成形体を IMPa以下の圧力下で焼結して転動部材を製造することにより、転動部材の表面に形成される転走面（表面）を含む領域に、内部よりも緻密性の高い緻密層を形成可能であることを見出した。上記本発明の転動部材の製造方法においては、 /3サイアロンを主成分とする成形体が IMPa以下の圧力下で焼結される工程を含むことにより、加圧焼結の採用に伴う製造コストの上昇を抑制しつつ、転走面を含む領域に緻密層を形成することができる。その結果、本発明の転動部材の製造方法によれば、十分な耐久性を安定して確保することが可能な 0サイアロン焼結体からなる転動部材を、安価に製造することができる。

[0041] なお、成形体が焼結される工程は、 βサイアロンの分解を抑制するため、 0. 01MP a以上の圧力下で行なうことが好ましぐ低コスト化を考慮すると大気圧以上の圧力下で行なうことがより好ましい。また、製造コストを抑制しつつ緻密層を形成するためには、成形体が焼結される工程は IMPa以下の圧力下で行なうことが好ましい。

[0042] 上記転動部材の製造方法において好ましくは、成形体が焼結される工程では、 15 50°C以上 1800°C以下の温度域で成形体が焼結される。

[0043] 成形体が焼結される温度が 1550°C未満では、焼結による緻密化が進みにくいため、成形体が焼結される温度は 1550°C以上であることが好ましぐ 1600°C以上であること力 Sより好ましい。一方、成形体が焼結される温度が 1800°Cを超えると、 /3サイァロン結晶粒の粗大化による焼結体の機械的特性の低下が懸念されるため、成形体が焼結される温度は 1800°C以下であることが好ましぐ 1750°C以下であることがより好ましい。 [0044] 上記転動部材の製造方法において好ましくは、成形体が焼結される工程では、不活性ガス雰囲気中または窒素と酸素との混合ガス雰囲気中において成形体が焼結される。

[0045] 不活性ガス雰囲気中において成形体が焼結されることにより、 /3サイアロンの分解や組織変化を抑制することができる。また、窒素と酸素との混合ガス雰囲気中において成形体が焼結されることにより、 βサイアロン焼結体の窒素および酸素の含有量を制卸すること力 Sでさる。

[0046] 上記転動部材の製造方法において好ましくは、成形体が焼結される前に、成形体の表面が加工される工程をさらに備えている。

[0047] 成形体が焼結されると成形体の硬度が極めて高くなり、加工が困難となる。そのため、焼結後に、たとえば成形体の大幅な加工を行なって転動部材として仕上げる仕上げ工程を採用することは、転動部材の製造コストの上昇を伴う。これに対し、成形体の焼結前に成形体の加工を行なって、仕上げ工程などにおける焼結後の成形体の加工量を抑制することにより、転動部材の製造コストを抑制することができる。特に、加圧焼結法を採用する製造方法では、異常層を除去するために焼結後に比較的大きな加工量が必要となるため、このような工程のメリットは小さいが、本発明の転動部材の製造方法では、 βサイアロンからなる成形体を IMPa以下の圧力下で焼結する工程が採用されているため、異常層を除去するための加工量が抑制されており、上記工程によるメリットは極めて大きい。

[0048] 上記転動部材の製造方法において好ましくは、焼結された成形体の表面が加工され、当該表面を含む領域が除去される工程をさらに備えている。そして、焼結された成形体の表面が加工される工程において除去される当該成形体の厚みは 150 m 以下である。

[0049] 上記本発明の転動部材の製造方法においては、表面を含む領域に厚み 150 m 程度の上述の高緻密層が形成される。そのため、焼結された成形体の表面が加工され、当該表面を含む領域が除去される工程、たとえば仕上げ工程が実施される場合、当該工程において除去される成形体の厚みを 150 in以下とすることにより、転動部材の転走面に高緻密層を残存させることができる。したがって、上記工程を採用することにより、一層転動疲労寿命が向上した転動部材を製造することができる。なお、高緻密層をより確実に残存させるためには、上記工程において除去される焼結された成形体の厚みは、 100 m以下とすることがより好ましい。

[0050] 本発明の一の局面における自在継手は、第 1の軸部材に接続された軌道部材と、軌道部材に接触し、軌道部材の表面上を転走可能に配置されたトルク伝達部材と、トルク伝達部材および軌道部材を介して第 1の軸部材に接続された第 2の軸部材とを備え、第 1の軸部材または第 2の軸部材の一方に伝達された軸周りの回転が、第 1の軸部材または第 2の軸部材の他方に伝達される自在継手である。そして、この自在継手のトルク伝達部材は、 Si Al O N の組成式で表され、 0. l≤z≤3. 5を満た

6— Z Z Z 8— Z

す /3サイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成されている。

[0051] 本発明者は、 /3サイアロンを主成分とするトルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性と、 /3サイアロンの組成との関係を詳細に調査した。その結果、以下の知見が得られ、本発明に想到した。

[0052] すなわち、上述の ( サイアロンは、燃焼合成を含む製造工程を採用することにより、上記 zの値 (以下、 z値という）が 0. 1以上となる種々の組成を有するものが製造可能である。そして、一般に転がり滑り疲労に対する耐久性に大きな影響を与える硬度は、製造の容易な z値 4. 0以下の範囲において、ほとんど変化しない。し力、しな力 Sら、 β サイアロンを主成分とする焼結体からなるトルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性と ζ値との関係を詳細に調査したところ、 ζ値が 3. 5を超えるとトルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性が大幅に低下することが分かった。

[0053] より具体的には、 ζ値が 0. 1以上 3. 5以下の範囲においては、転がり滑り疲労に対する耐久性はほぼ同等で、自在継手の運転時間が所定時間を超えると、トルク伝達部材の表面に剥離が発生して破損する。これに対し、 ζ値が 3. 5を超えるとトルク伝達部材が摩耗しやすくなり、これに起因して転がり滑り疲労に対する耐久性が大幅に低下する。つまり、 ζ値が 3. 5となる組成を境界として、 /3サイアロンからなるトルク伝達部材の破損モードが変化し、 ζ値が 3. 5を超えると転がり滑り疲労に対する耐久性が大幅に低下するという現象が明らかとなった。したがって、 /3サイアロンからなるトルク伝達部材において、安定して十分な転がり滑り疲労に対する耐久性を確保するためには、 zィ直を 3. 5以下とする必要がある。

[0054] 一方、上述のように、 βサイアロンは、燃焼合成を含む製造工程により製造することにより、安価に製造すること力できる。しかし、 ζ値が 0. 1未満では、燃焼合成の実施が困難となることが分力、つた。そのため、 /3サイアロンを主成分とする焼結体からなるトルク伝達部材を安価に製造するためには、 ζ値を 0. 1以上とする必要がある。

[0055] これに対し、本発明の一の局面における自在継手では、トルク伝達部材は、 Si

6-Z

Al〇 N の組成式で表され、 0· l≤z≤3. 5を満たす /3サイアロンを主成分とし、

Z Z 8-Z

残部不純物からなる焼結体から構成されている。そのため、本発明の一の局面における自在継手によれば、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サイアロン焼結体からなるトルク伝達部材を備えた自在継手を提供することができる。

[0056] 本発明の他の局面における自在継手は、第 1の軸部材に接続された軌道部材と、軌道部材に接触し、軌道部材の表面上を転走可能に配置されたトルク伝達部材と、トルク伝達部材および軌道部材を介して第 1の軸部材に接続された第 2の軸部材とを備え、第 1の軸部材または第 2の軸部材の一方に伝達された軸周りの回転が、第 1の軸部材または第 2の軸部材の他方に伝達される自在継手である。そして、この自在継手のトルク伝達部材は、 Si Al O N の組成式で表され、 0. l≤z≤3. 5を満た

6— Z Z Z 8— Z

す βサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成されている。

[0057] 本発明の他の局面における自在継手は、基本的には上記本発明の一の局面における自在継手と同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。しかし、本発明の他の局面における自在継手では、自在継手の用途等を考慮し、焼結助剤を含む点で上記本発明の一の局面における自在継手とは異なっている。本発明の他の局面における自在継手によれば、焼結助剤の採用により、容易に焼結体の気孔率を低下させることが可能となり、十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サイアロン焼結体からなるトルク伝達部材を備えた自在継手を容易に提供することができる。

[0058] なお、焼結助剤としては、マグネシウム（Mg)、アルミニウム (A1)、珪素（Si)、チタン

(Ti)、希土類元素の酸化物、窒化物、酸窒化物のうち少なくとも一種類以上を採用すること力 Sできる。また、上記本発明の一の局面における自在継手と同等の作用効果を奏するためには、焼結助剤は、焼結体のうち 20質量％以下とすることが望ましい

[0059] 本発明の一の局面における自在継手用トルク伝達部材は、自在継手において、第

1の軸部材に接続された軌道部材と第 2の軸部材との間において転動および摺動可能に介在し、第 1の軸部材または第 2の軸部材の一方に伝達された軸周りの回転を第 1の軸部材または第 2の軸部材の他方に伝達する自在継手用トルク伝達部材である。この自在継手用トルク伝達部材は、 Si Al O N の組成式で表され、 0. 1≤

6-Z Z Z 8 -Z

z≤3. 5を満たす /3サイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成されている。そして、他の部材と接触する面である接触面を含む領域には、内部よりも緻密性の高!/ヽ層である緻密層が形成されて!/ヽる。

[0060] 本発明の他の局面における自在継手用トルク伝達部材は、自在継手において、第

6-Z Z Z 8 -Z

z≤3. 5を満たす /3サイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成されている。そして、他の部材と接触する面である接触面を含む領域には、内部よりも緻密性の高レ、層である緻密層が形成されてレ、る。

[0061] 本発明者は、 /3サイアロンを主成分とする自在継手用トルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性と、自在継手用トルク伝達部材の構成との関係を詳細に調査した。その結果、以下の知見が得られ、本発明に想到した。

[0062] すなわち、本発明の自在継手用トルク伝達部材は、上述のように耐久性に優れた S i Al O N の組成式で表され、 0. l≤z≤3. 5を満たす /3サイアロンを主成分と

6— Z Z Z 8— Z

する焼結体から構成されている。そして、上述の βサイアロンを主成分とする焼結体からなる自在継手用トルク伝達部材にお!/、ては、その緻密性が自在継手用トルク伝達部材において最も重要な耐久性の 1つである転がり滑り疲労に対する耐久性に大きく影響する。これに対し、上記本発明の自在継手用トルク伝達部材は、 /3サイァロンを主成分とする焼結体からなり、接触面を含む領域に内部よりも緻密性の高い層である緻密層が形成されている。その結果、本発明の自在継手用トルク伝達部材によれば、安価でありながら、転がり滑り疲労に対する耐久性が向上することにより十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サイアロンを主成分とする焼結体からなる自在継手用トルク伝達部材を提供することができる。

[0063] ここで、緻密性の高い層とは、焼結体において空孔率の低い (密度の高い）層であつて、たとえば以下のように調査することができる。まず、自在継手用トルク伝達部材の表面に垂直な断面において自在継手用トルク伝達部材を切断し、当該断面を鏡面ラッピングする。その後、鏡面ラッピングされた断面を光学顕微鏡の斜光（喑視野）にて、たとえば 50〜； 100倍程度で撮影し、 300DPI (Dot Per Inch)以上の画像として記録する。このとき、白色の領域として観察される白色領域は、空孔率の高い (密度の低い)領域に対応する。したがって、白色領域の面積率が低い領域は、当該面積率が高い領域に比べて緻密性が高い。そして、画像処理装置を用いて記録された画像を輝度閾値により 2値化処理した上で白色領域の面積率を測定し、当該面積率により、撮影された領域の緻密性を知ることができる。つまり、上記本発明の自在継手用トルク伝達部材では、接触面を含む領域に内部よりも白色領域の面積率の低い層である緻密層が形成されている。なお、上記撮影は、ランダムに 5箇所以上で行ない、上記面積率は、その平均値で評価することが好ましい。また、自在継手用トルク伝達部材の内部における上記白色領域の面積率は、たとえば 15%以上である。

[0064] また、自在継手用トルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性を一層向上させるためには、上記緻密層は 100 m以上の厚みを有していることが好ましい。さらに、上記他の局面における自在継手用トルク伝達部材に採用される焼結助剤としては、マグネシウム（Mg)、アルミニウム (A1)、珪素（Si)、チタン (Ti)、希土類元素の酸化物、窒化物、酸窒化物のうち少なくとも一種類以上を選択することができる。また、上記本発明の一の局面における自在継手用トルク伝達部材と同等の作用効果を奏するためには、焼結助剤は、焼結体のうち 20質量％以下とすることが望ましい。

[0065] 上記自在継手用トルク伝達部材にお!/、て好ましくは、緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は 7%以下である。

[0066] 白色領域の面積率が 7%以下となる程度に上記緻密層の緻密性を向上させることで、自在継手用トルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性がより向上する。したがって、上記構成により、本発明の自在継手用トルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性を一層向上させることができる。

[0067] 上記自在継手用トルク伝達部材において好ましくは、緻密層の表面を含む領域には、当該緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高緻密層が形成されている。

[0068] 緻密性のさらに高い高緻密層が緻密層の表面を含む領域に形成されることにより、自在継手用トルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性が一層向上する。

[0069] 上記自在継手用トルク伝達部材において好ましくは、高緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は 3. 5 %以下である。

[0070] 白色領域の面積率が 3. 5%以下となる程度に上記高緻密層の緻密性を向上させることで、自在継手用トルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性を一層向上させること力 Sでさる。

[0071] 本発明の別の局面における自在継手は、第 1の軸部材に接続された軌道部材と、軌道部材に接触し、軌道部材の表面上を転走および摺動可能に配置されたトルク伝達部材と、トルク伝達部材および軌道部材を介して第 1の軸部材に接続された第 2の軸部材とを備え、第 1の軸部材または第 2の軸部材の一方に伝達された軸周りの回転力第 1の軸部材または第 2の軸部材の他方に伝達される自在継手である。そして、この自在継手のトルク伝達部材は、上記本発明の自在継手用トルク伝達部材であ

[0072] 本発明の自在継手によれば、上記本発明の自在継手用トルク伝達部材を備えて!/、ることにより、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サィァロン焼結体からなるトルク伝達部材を備えた自在継手を提供することができる。

[0073] 本発明の一の局面における自在継手用トルク伝達部材の製造方法は、自在継手において、第 1の軸部材に接続された軌道部材と第 2の軸部材との間において転動および摺動可能に介在し、第 1の軸部材または第 2の軸部材の一方に伝達された軸周りの回転を第 1の軸部材または第 2の軸部材の他方に伝達する自在継手用トルク伝達部材の製造方法である。この自在継手用トルク伝達部材の製造方法は、 Si A

6-Z

1 O N の組成式で表され、 0. l≤z≤3. 5を満たす /3サイアロンを主成分とし、残

Z Z 8-Z

部不純物からなる原料粉末が準備される工程と、原料粉末が自在継手用トルク伝達部材の概略形状に成形されることにより成形体が作製される工程と、成形体が、 1M Pa以下の圧力下で焼結される工程とを備えている。

[0074] 本発明の他の局面における自在継手用トルク伝達部材の製造方法は、自在継手において、第 1の軸部材に接続された軌道部材と第 2の軸部材との間において転動および摺動可能に介在し、第 1の軸部材または第 2の軸部材の一方に伝達された軸周りの回転を第 1の軸部材または第 2の軸部材の他方に伝達する自在継手用トルク伝達部材の製造方法である。この自在継手用トルク伝達部材の製造方法は、 Si A

6-Z

Z Z 8-Z

部焼結助剤および不純物からなる原料粉末が準備される工程と、原料粉末が自在継手用トルク伝達部材の概略形状に成形されることにより成形体が作製される工程と、成形体が、 IMPa以下の圧力下で焼結される工程とを備えている。

[0075] セラミックスの焼結体からなる自在継手用トルク伝達部材の製造方法においては、自在継手用トルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性を低下させる欠陥の発生を抑制する目的で、熱間静水圧焼結法（Hot Isostatic Press； HIP)やガス圧焼結法（Gas Pressured Sintering ; GPS)などの加圧焼結法（通常 lOMPa以上の圧力下で焼結を行なう方法）による焼結が採用されるのが一般的である。この従来の製造方法によれば、自在継手用トルク伝達部材の気孔率が低下し、密度の高い自在継手用トルク伝達部材を製造することができる。しかし、加圧焼結法を採用した従来の製造方法は、製造コストの上昇を招来する。さらに、加圧焼結法を採用した製造方法では、自在継手用トルク伝達部材の表層部に材質が変質した異常層が形成される。そのため、自在継手用トルク伝達部材の仕上げ加工において、当該異常層を除去する必要が生じ、自在継手用トルク伝達部材の製造コストが一層上昇する。一方、加圧焼結法を採用しない場合、自在継手用トルク伝達部材の気孔率が増加して欠陥が発生し、自在継手用トルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性が低下するという問題点があった。

[0076] これに対し、本発明者は、 /3サイアロンを主成分とする成形体を IMPa以下の圧力下で焼結して自在継手用トルク伝達部材を製造することにより、自在継手用トルク伝達部材の表面に形成される接触面（表面）を含む領域に、内部よりも緻密性の高い緻密層を形成可能であることを見出した。上記本発明の自在継手用トルク伝達部材の製造方法においては、 βサイアロンを主成分とする成形体力 MPa以下の圧力下で焼結される工程を含むことにより、加圧焼結の採用に伴う製造コストの上昇を抑制しつつ、接触面を含む領域に緻密層を形成することができる。その結果、本発明の自在継手用トルク伝達部材の製造方法によれば、十分な耐久性を安定して確保することが可能な 0サイアロン焼結体からなる自在継手用トルク伝達部材を、安価に製造すること力 Sでさる。

[0077] なお、成形体が焼結される工程は、 βサイアロンの分解を抑制するため、 0. 01MP a以上の圧力下で行なうことが好ましぐ低コスト化を考慮すると大気圧以上の圧力下で行なうことがより好ましい。また、製造コストを抑制しつつ緻密層を形成するためには、成形体が焼結される工程は IMPa以下の圧力下で行なうことが好ましい。

[0078] 上記自在継手用トルク伝達部材の製造方法にお!/、て好ましくは、成形体が焼結される工程では、 1550°C以上 1800°C以下の温度域で成形体が焼結される。

[0079] 成形体が焼結される温度が 1550°C未満では、焼結による緻密化が進みにくいため、成形体が焼結される温度は 1550°C以上であることが好ましぐ 1600°C以上であること力 Sより好ましい。一方、成形体が焼結される温度が 1800°Cを超えると、 /3サイァロン結晶粒の粗大化による焼結体の機械的特性の低下が懸念されるため、成形体が焼結される温度は 1800°C以下であることが好ましぐ 1750°C以下であることがより好ましい。

[0080] 上記自在継手用トルク伝達部材の製造方法にお!/、て好ましくは、成形体が焼結される工程では、不活性ガス雰囲気中または窒素と酸素との混合ガス雰囲気中において成形体が焼結される。

[0081] 不活性ガス雰囲気中において成形体が焼結されることにより、 /3サイアロンの分解や組織変化を抑制することができる。また、窒素と酸素との混合ガス雰囲気中において成形体が焼結されることにより、 βサイアロン焼結体の窒素および酸素の含有量を制卸すること力 Sでさる。

[0082] 上記自在継手用トルク伝達部材の製造方法にお!/、て好ましくは、成形体が焼結される前に、成形体の表面が加工される工程をさらに備えている。

[0083] 成形体が焼結されると成形体の硬度が極めて高くなり、加工が困難となる。そのため、焼結後に、たとえば成形体の大幅な加工を行なって自在継手用トルク伝達部材として仕上げる仕上げ工程を採用することは、自在継手用トルク伝達部材の製造コストの上昇を伴う。これに対し、成形体の焼結前に成形体の加工を行なって、仕上げ工程などにおける焼結後の成形体の加工量を抑制することにより、自在継手用トルク伝達部材の製造コストを抑制することができる。特に、加圧焼結法を採用する製造方法では、異常層を除去するために焼結後に比較的大きな加工量が必要となるため、このような工程のメリットは小さいが、本発明の自在継手用トルク伝達部材の製造方法では、 /3サイアロンからなる成形体を IMPa以下の圧力下で焼結する工程が採用されているため、異常層を除去するための加工量が抑制されており、上記工程によるメリットは極めて大きい。

[0084] 上記自在継手用トルク伝達部材の製造方法にお!/、て好ましくは、焼結された成形体の表面が加工され、当該表面を含む領域が除去される工程をさらに備えている。そして、焼結された成形体の表面が加工される工程において除去される当該成形体の厚みは 150 m以下である。

[0085] 上記本発明の自在継手用トルク伝達部材の製造方法においては、表面を含む領域に厚み 150 m程度の上述の高緻密層が形成される。そのため、焼結された成形体の表面が加工され、当該表面を含む領域が除去される工程、たとえば仕上げ工程が実施される場合、当該工程において除去される成形体の厚みを 150 m以下とすることにより、自在継手用トルク伝達部材の接触面に高緻密層を残存させることができる。したがって、上記工程を採用することにより、一層転がり滑り疲労に対する耐久性が向上した自在継手用トルク伝達部材を製造することができる。なお、高緻密層をより確実に残存させるためには、上記工程において除去される焼結された成形体の厚みは、 100 m以下とすることがより好ましい。

発明の効果

[0086] 以上の説明から明らかなように、本発明の転がり軸受、ハブユニット、転動部材およびその製造方法によれば、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サイアロン焼結体からなる転動部材とその製造方法、および当該転動部材を備えた転がり軸受（ノ、ブユニットを含む）を提供することができる。また、本発明の自在継手、自在継手用トルク伝達部材およびその製造方法によれば、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サイアロン焼結体からなる自在継手用トルク伝達部材とその製造方法、および当該自在継手用トルク伝達部材を備えた自在継手を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0087] [図 1]実施の形態 1における深溝玉軸受の構成を示す概略断面図である。

[図 2]実施の形態 1の変形例におけるスラストニードルころ軸受の構成を示す概略断面図である。

[図 3]実施の形態 1における転がり軸受の製造方法の概略を示す図である。

[図 4]実施の形態 1における転がり軸受の製造方法に含まれる転動体の製造方法の概略を示す図である。

[図 5]実施の形態 2におけるハブユニットの構成を示す概略断面図である。

[図 6]図 1の要部を拡大して示す概略部分断面図である。

[図 7]図 2のスラストニードルころ軸受が備える軌道輪の要部を拡大して示す概略部分断面図である。

[図 8]図 2のスラストニードルころ軸受が備えるニードルころの要部を拡大して示す概略部分断面図である。

[図 9]実施の形態 3における転がり軸受の製造方法に含まれる転動部材の製造方法の概略を示す図である。

[図 10]図 5の要部を拡大して示す概略部分断面図である。

[図 11]実施の形態 5の等速ジョイント（固定ジョイント）の構成を示す概略断面図であ [図 12]図 11の線分 XII— XIIに沿う概略断面図である。

[図 13]図 11の固定ジョイントが角度をなした状態を示す概略断面図である。

[図 14]実施の形態 5における自在継手の製造方法の概略を示す図である。

[図 15]実施の形態 5における自在継手の製造方法に含まれるトルク伝達部材の製造方法の概略を示す図である。

[図 16]実施の形態 6の自在継手としての等速ジョイント（トリボードジョイント）の構成を示す概略断面図である。

[図 17]図 16の線分 XVII— XVIIに沿う概略断面図である。

[図 18]図 11の要部を拡大して示す概略部分断面図である。

[図 19]図 12の要部を拡大して示す概略部分断面図である。

[図 20]実施の形態 7における自在継手の製造方法に含まれる自在継手用トルク伝達部材の製造方法の概略を示す図である。

[図 21]図 17の要部を拡大して示す概略部分断面図である。

[図 22]試験片の観察用の断面を光学顕微鏡の斜光で撮影した写真である。

[図 23]図 22の写真の画像を、画像処理ソフトを用いて輝度閾値により 2値化処理した状態を示す一例である。

[図 24]図 22の写真の画像を、画像処理ソフトを用いて輝度閾値により 2値化処理する際に、画像処理を行なう領域 (評価領域)を示す図である。

符号の説明

1 深溝玉軸受、 2 スラストニードルころ軸受、 3 ハブユニット、 11 外輪、 11A 外輪転走面、 11B 外輪緻密層、 11C, 12C, 13C 内部、 11D 外輪高緻密層、 1 2 内輪、 12A 内輪転走面、 12B 内輪緻密層、 12D 内輪高緻密層、 13 玉、 13 A 玉転走面、 13B 玉緻密層、 13D 玉高緻密層、 14, 24, 39A, 39B 保持器、 21 軌道輪、 21A 軌道輪転走面、 21B 軌道輪緻密層、 21C, 23C 内部、 21D 軌道輪高緻密層、 23 ニードルころ、 23A ころ転走面、 23B ころ緻密層、 23D 高緻密層、 31 外輪、 31A1 , 31A2, 32A, 33A 転走面、 31B 外輪緻密層、 31 C, 32C, 33C, 34C 内部、 31D 外輪高緻密層、 32 ハブ輪、 32B ハブ輪緻密層、 32D ハブ輪高緻密層、 33 内輪、 33B 内輪緻密層、 33D 内輪高緻密層、 3 4 玉、 34A 玉転走面、 34B 玉緻密層、 34D 玉高緻密層、 35 ハブ輪フランジ、 35A ハブ輪貫通穴、 36 ボルト、 37 外輪フランジ、 37A 外輪貫通穴、 38 固定環、 100 固定ジョイント、 111 インナーレース、 111A インナーレースボール溝、 1 12 アウターレース、 112A アウターレースボール溝、 113 ボール、 113A ボーノレ転走面、 113B ボール緻密層、 113C 内部、 113D ボール高緻密層、 114 ケージ、 115, 116 軸、 200 トリボードジョイント、 221 トリボード、 211 トリポード軸、 222 アウターレース、 222A アウターレース溝、 223 球面ローラ、 223A 球面ローラ転走面、 223B 球面ローラ緻密層、 223C 内部、 223D 球面ローラ高緻密層、 225, 226 軸、 229 ニードルころ。

発明を実施するための最良の形態

[0089] 以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰り返さない。

[0090] (実施の形態 1)

まず、実施の形態 1における転がり軸受としての深溝玉軸受について説明する。図 1を参照して、深溝玉軸受 1は、軌道部材としての環状の外輪 11と、外輪 11の内側に配置された軌道部材としての環状の内輪 12と、外輪 11と内輪 12との間に配置され、円環状の保持器 14に保持された転動体としての複数の玉 13とを備えている。外輪 11の内周面には外輪転走面 11Aが形成されており、内輪 12の外周面には内輪転走面 12Aが形成されている。そして、内輪転走面 12Aと外輪転走面 11Aとが互いに対向するように、外輪 11と内輪 12とは配置されている。さらに、複数の玉 13は、内輪転走面 12Aおよび外輪転走面 11 Aに玉転走面 13Aにおいて接触し、かつ保持器 14により周方向に所定のピッチで配置されることにより円環状の軌道上に転動自在に保持されている。以上の構成により、深溝玉軸受 1の外輪 11および内輪 12は、互いに相対的に回転可能となっている。

[0091] ここで、本実施の形態における転動体としての玉 13は、 Si Al O N の組成式

6— Z Z Z 8— Z

で表され、 0. l≤z≤3. 5を満たす /3サイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成されている。そのため、本実施の形態おける深溝玉軸受 1は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な 13サイアロン焼結体からなる転動体（玉 13)を備えた転がり軸受となっている。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程にお!/、て混入するものを含む不可避的不純物を含む。

[0092] なお、上記本実施の形態においては、転動体としての玉 13は、 Si Al O N の

6— Z Z Z 8— Z 組成式で表され、 0. l≤z≤3. 5を満たす /3サイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不可避的不純物からなる焼結体から構成されて!/、てもよ!/、。焼結助剤を含むことで、容易に焼結体の気孔率を低下させることが可能となり、十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サイアロン焼結体からなる転動体を備えた転がり軸受を容易に提供すること力できる。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造ェ程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。

[0093] 次に、図 2を参照して、実施の形態 1の変形例における転がり軸受としてのスラストニードルころ軸受について説明する。

[0094] 図 2を参照して、スラストニードルころ軸受 2は、基本的には図 1に基づいて説明した深溝玉軸受 1と同様の構成を有している。しかし、スラストニードルころ軸受 2は、軌道部材および転動体の構成において、深溝玉軸受 1とは異なっている。すなわち、スラストニードルころ軸受 2は、円盤状の形状を有し、互いに一方の主面が対向するように配置された軌道部材としての一対の軌道輪 21と、転動体としての複数のニードノレころ 23と、円環状の保持器 24とを備えている。複数のニードルころ 23は、一対の軌道輪 21の互いに対向する主面に形成された軌道輪転走面 21Aにその外周面であるころ転走面 23Aにおいて接触し、かつ保持器 24により周方向に所定のピッチで配置されることにより円環状の軌道上に転動自在に保持されている。以上の構成により、スラストニードルころ軸受 2の一対の軌道輪 21は、互いに相対的に回転可能となっている。

[0095] ここで、本変形例における転動体としてのニードルころ 23は、上述の玉 13に該当し、同様の組成を有している。そのため、本変形例おけるスラストニードルころ軸受 2は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サイアロン焼結体からなる転動体（ニードルころ 23)を備えた転がり軸受となって!/、る。

[0096] 次に、本発明の一実施の形態である実施の形態 1における転がり軸受の製造方法について説明する。 [0097] 図 3を参照して、実施の形態 1における転がり軸受の製造方法においては、まず、軌道部材を製造する軌道部材製造工程と、転動体を製造する転動体製造工程とが実施される。具体的には、軌道部材製造工程では、外輪 11、内輪 12、軌道輪 21などが製造される。一方、転動体製造工程では、玉 13、ニードルころ 23などが製造される。

[0098] そして、軌道部材製造工程にお!/、て製造された軌道部材と、転動体製造工程において製造された転動体とを組み合わせることにより、転がり軸受を組立てる組立工程が実施される。具体的には、たとえば外輪 11および内輪 12と、玉 13とを組み合わせることにより、深溝玉軸受 1が組立てられる。そして、転動体製造工程は、たとえば以下の転動体の製造方法により実施される。

[0099] 図 4を参照して、実施の形態 1における転動体の製造方法においては、まず、 Si

6 -Z

Al〇 N の組成式で表され、 0· l≤z≤3. 5を満たす /3サイアロンの粉体を製造

Z Z 8-Z

する /3サイアロン粉体製造工程が実施される。 βサイアロン粉体製造工程においては、たとえば燃焼合成法を採用した製造工程により、安価に 13サイアロンの粉体を製造すること力 Sでさる。

[0100] 次に、 βサイアロン粉体製造工程にお!/、て製造された /3サイアロンの粉体に、焼結助剤を添加して混合する混合工程が実施される。この混合工程は、焼結助剤を添加しない場合、省略すること力できる。

[0101] 次に、図 4を参照して、上記 /3サイアロンの粉体または /3サイアロンの粉体と焼結助剤との混合物を、転動体の概略形状に成形する成形工程が実施される。具体的には、上記 /3サイアロンの粉体または /3サイアロンの粉体と焼結助剤との混合物に、プレス成形、铸込み成形、押し出し成形、転動造粒などの成形手法を適用することにより、玉 13、ニードルころ 23などの概略形状に成形された成形体が作製される。

[0102] 次に、上記成形体を昇温して焼結させることにより、玉 13、ニードルころ 23などの概略形状を有する焼結体を作製する焼結工程が実施される。この焼結工程は、常圧中で行なわれる常圧焼結法により実施されてもよいが、加圧焼結法（Hot Press ; HP) 、熱間静水圧焼結法（Hot Isostatic Press ; HIP)などの焼結法が採用されて実施されてもよい。また上記焼結の加熱方法は、ヒータ加熱のほ力、、マイクロ波やミリ波による電磁波加熱を用いることができる。

[0103] 次に、図 4を参照して、焼結工程において作製された焼結体に対して仕上げカロェを実施することにより、転動体を完成させる仕上げ工程が実施される。具体的には、焼結工程において作製された焼結体の表面を研磨することにより、転動体としての玉 13、ニードルころ 23などを完成させる。以上の工程により、本実施の形態における転動体は完成する。そして、この転動体が、別途準備された外輪 11および内輪 12、あるいは軌道輪 21と組合わされて、深溝玉軸受 1あるいはスラストニードルころ軸受 2が組立てられる。

[0104] (実施の形態 2)

次に、実施の形態 2におけるハブユニットについて説明する。図 5を参照して、ハブユニット 3は、基本的には図 1に基づいて説明した深溝玉軸受 1と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。しかし、ハブユニット 3は、軌道部材および転動体の構成において、深溝玉軸受 1とは異なっている。すなわち、ハブユニット 3は、車輪と車体との間に介在して、車輪を車体に対して回転自在に支持する装置である。このハブュニット 3は、軌道部材である外輪 31、ハブ輪 32および内輪 33と、転動体としての複数の玉 34とを備えている。

[0105] 外方部材としての外輪 31は、内周面に 2列に形成された転走面 31A1 , 31A2を有する環状の軌道部材である。内方部材としてのハブ輪 32は、外輪 31の一方の転走面 31A1に対向する転走面 32Aを有し、外輪 31にその一部が取り囲まれるように配置される軌道部材である。また、内方部材としての内輪 33は、外輪 31の他方の転走面 31A2に対向する転走面 33Aを有し、ハブ輪 32の外周面の一部に接触するように嵌め込まれ、かつ固定環 38がハブ輪 32の外周面の一部に接触するように嵌め込まれることによりハブ輪 32に対して固定された円環状の形状を有する軌道部材である。

[0106] 複数の玉 34は、外輪 31の一方の転走面 31A1と、ハブ輪 32の転走面 32Aとに接触し、かつ円環状の保持器 39Aにより周方向に所定のピッチで配置される列と、外輪 31の他方の転走面 31 A2と、内輪 33の転走面 33Aとに接触し、かつ円環状の保持器 39Bにより周方向に所定のピッチで配置される列との複列（2歹 IJ)の円環状の軌道上に転動自在に配置されている。以上の構成により、外方部材としての外輪 31と、内方部材としてのハブ輪 32および内輪 33とは、互いに相対的に回転することが可能となっている。

[0107] さらに、ハブ輪 32は、ハブ輪フランジ 35を有しており、ハブ輪フランジ 35にはハブ輪貫通穴 35Aが形成されている。そして、ハブ輪貫通穴 35Aに揷入されたボルト 36 により、ハブ輪フランジ 35と車輪を構成するホイール（図示しない）とが互いに固定されている。一方、外輪 31は、外輪フランジ 37を有しており、外輪フランジ 37には外輪貫通穴 37Aが形成されている。そして、外輪貫通穴 37Aに揷入された図示しないボノレトにより、外輪フランジ 37と車体に固定された懸架装置（図示しない）とが互いに固定されている。以上の構成により、ハブユニット 3は、車輪と車体との間に介在して、車輪を車体に対して回転自在に支持して!/、る。

[0108] すなわち、本実施の形態におけるハブユニット 3は、車輪と車体との間に介在して、車輪を車体に対して回転自在に支持するハブユニットである。このハブユニット 3は、環状の転走面 31A1 , 31A2が形成された内周面を有する外方部材としての外輪 31 と、外輪 31の転走面 31A1に対向する環状の転走面 32Aが形成され、外輪 31の内周面に少なくともその一部が取り囲まれるように配置される内方部材としてのハブ輪 3 2と、外輪 31の転走面 31A2に対向する環状の転走面 33Aが形成され、外輪 31の内周面に少なくともその一部が取り囲まれるように配置される内方部材としての内輪 3 3とを備えている。さらに、ハブユニット 3は、外輪 31の転走面 31A1 , 31A2とハブ輪 32および内輪 33の転走面 32A, 33Aとに玉転走面 34Aにおいて接触し、環状の軌道上に配置される複数の玉 34とを備えて!/、る。

[0109] ここで、図 5を参照して、本実施の形態における転動体としての玉 34は、実施の形態 1における玉 13に該当し、同様の構成を有している。そのため、本実施の形態おけるハブユニット 3は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サイアロン焼結体からなる転動体（玉 34)を備えた転がり軸受となっている。なお、実施の形態 2における転がり軸受としてのハブユニット 3および当該ハブユニット 3が備える転動体としての玉 34は、実施の形態 1の場合と同様に製造することができ

[0110] (実施の形態 3) 次に、本発明の一実施の形態である実施の形態 3における転がり軸受および転動部材について説明する。実施の形態 3における転がり軸受および転動部材は、図 1 を参照して、基本的には実施の形態 1における転がり軸受および転動部材と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態 3における転がり軸受および転動部材は、さらに以下の特徴を備えている。

[0111] 図 1を参照して、実施の形態 3における深溝玉軸受 1は、実施の形態 1と同様の構成を有していることにより、その外輪 11および内輪 12は、互いに相対的に回転可能となっている。

[0112] ここで、図 6を参照して、本実施の形態における転動部材としての外輪 11、内輪 12 および玉 13は、 Si Al O N の組成式で表され、 0. l≤z≤3. 5を満たす /3サイ

6— Z Z Z 8— Z

ァロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成されている。そして、外輪 1 1、内輪 12および玉 13の転走面である外輪転走面 11A、内輪転走面 12Aおよび玉転走面 13Aを含む領域には、内部 11C, 12C, 13Cよりも緻密性の高い層である外輪緻密層 11B、内輪緻密層 12Bおよび玉緻密層 13Bが形成されている。この外輪緻密層 11 B、内輪緻密層 12Bおよび玉緻密層 13Bの断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は 7%以下である。そのため、本実施の形態おける深溝玉軸受 1は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な 0サイアロン焼結体からなる転動部材 (外輪 11、内輪 1 2および玉 13)を備えた転がり軸受となっている。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。

[0113] なお、上記本実施の形態においては、転動部材としての外輪 11、内輪 12および玉

13は、 /3サイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成されていてもよい。焼結助剤を含むことで、容易に焼結体の気孔率を低下させることが可能となり、十分な耐久性を安定して確保することが可能な 13サイアロン焼結体からなる転動部材を備えた転がり軸受を容易に提供することができる。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。

[0114] さらに図 6を参照して、外輪緻密層 11B、内輪緻密層 12Bおよび玉緻密層 13Bの表面である外輪転走面 11A、内輪転走面 12Aおよび玉転走面 13Aを含む領域には、外輪緻密層 11B、内輪緻密層 12Bおよび玉緻密層 13B内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である外輪高緻密層 11D、内輪高緻密層 12Dおよび玉高緻密層 13Dが形成されている。この外輪高緻密層 11D、内輪高緻密層 12Dおよび玉高緻密層 13Dの断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は 3. 5%以下となっている。これにより、外輪 11、内輪 12 および玉 13の転動疲労に対する耐久性がより向上し、転動疲労寿命が一層向上している。

[0115] 次に、実施の形態 3の変形例における転がり軸受および転動部材について説明する。実施の形態 3の変形例における転がり軸受および転動部材は、図 2を参照して、基本的には実施の形態 1の変形例における転がり軸受および転動部材と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態 3の変形例における転がり軸受および転動部材は、さらに以下の特徴を備えている。

[0116] 図 2を参照して、実施の形態 3の変形例におけるスラストニードルころ軸受 2は、実施の形態 1の変形例と同様の構成を有していることにより、その一対の軌道輪 21は、互いに相対的に回転可能となっている。

[0117] ここで、本変形例における転動部材としての軌道輪 21およびニードルころ 23は、それぞれ上述の外輪 11または内輪 12、および玉 13に該当し、同様の内部 21C, 23C 、緻密層（軌道輪緻密層 21B、ころ緻密層 23B)および高緻密層（軌道輪高緻密層 2 1D、ころ高緻密層 23D)を有している。そのため、本変形例おけるスラストユードルころ軸受 2は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な ( サィァロン焼結体からなる転動部材 (軌道輪 21、ニードルころ 23)を備えた転がり軸受となっている。

[0118] 次に、本発明の一実施の形態である実施の形態 3における転がり軸受および転動部材の製造方法について説明する。実施の形態 3における転がり軸受および転動部材の製造方法は、基本的には実施の形態 1における転がり軸受および転動部材の製造方法と同様に実施することができる。しかし、実施の形態 3における転がり軸受および転動部材の製造方法は、転動部材の製造方法にお!/、て相違点を有して!/、る〇

[0119] 図 9を参照して、本実施の形態における転動部材の製造方法においては、まず、 /3 サイアロンの粉末を準備する 0サイアロン粉末準備工程が実施される。 βサイアロン粉末準備工程においては、たとえば燃焼合成法を採用した製造工程により、安価に βサイアロンの粉末を製造することができる。

[0120] 次に、 βサイアロン粉末準備工程にお!/、て準備された 0サイアロンの粉末に、焼結助剤を添加して混合する混合工程が実施される。この混合工程は、焼結助剤を添加しない場合、省略すること力できる。

[0121] 次に、図 9を参照して、上記 /3サイアロンの粉末または /3サイアロンの粉末と焼結助剤との混合物を、転動部材の概略形状に成形する成形工程が実施される。具体的には、上記 /3サイアロンの粉末または /3サイアロンの粉末と焼結助剤との混合物に、プレス成形、铸込み成形、押し出し成形、転動造粒などの成形手法を適用することにより、転動部材である外輪 11、内輪 12、玉 13、軌道輪 21、ニードルころ 23などの概略形状に成形された成形体が作製される。

[0122] 次に、上記成形体の表面が加工されることにより、当該成形体が焼結後に所望の転動部材の形状により近い形状になるよう成形される焼結前加工工程が実施される。具体的には、グリーン体加工などの加工手法を適用することにより、上記成形体が焼結後に外輪 11、内輪 12、玉 13、軌道輪 21、ニードルころ 23などの形状により近い形状になるように成形される。この焼結前加工工程は、成形工程において上記成形体が成形された段階で、焼結後に所望の転動部材の形状に近い形状が得られる状態である場合には省略することができる。

[0123] 次に、図 9を参照して、上記成形体が、 IMPa以下の圧力下で焼結される焼結工程が実施される。具体的には、上記成形体が、ヒータ加熱、マイクロ波やミリ波による電磁波加熱などの加熱方法により加熱されて焼結されることにより、外輪 11、内輪 12、玉 13、軌道輪 21、ニードルころ 23などの概略形状を有する焼結体が作製される。焼結は、不活性ガス雰囲気中または窒素と酸素との混合ガス雰囲気中において、 155 0°C以上 1800°C以下の温度域に上記成形体が加熱されることにより実施される。不活性ガスとしては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、窒素などが採用可能である力製造コスト低減の観点から、窒素が採用されることが好ましい。

[0124] 次に、焼結工程において作製された焼結体の表面が加工され、当該表面を含む領域が除去される仕上げ加工が実施されることにより、転動部材を完成させる仕上げ工程が実施される。具体的には、焼結工程において作製された焼結体の表面を研磨することにより、転動部材としての外輪 11、内輪 12、玉 13、軌道輪 21、ニードルころ 23などを完成させる。以上の工程により、本実施の形態における転動部材は完成す

[0125] ここで、上記焼結工程における焼結により、焼結体の表面から厚み 500 H m程度の領域には、内部よりも緻密性が高ぐ断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率が 7%以下である緻密層が形成される。さらに、焼結体の表面から厚み 150 m程度の領域には、緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性が高ぐ断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率が 3. 5%以下である高緻密層が形成されている。したがって、仕上げ工程においては、除去される焼結体の厚みは、特に転走面となるべき領域において 150 m以下とすることが好ましい。これにより、外輪転走面 11 A、内輪転走面 12A、玉転走面 13A、軌道輪転走面 21Aおよびころ転走面 23Aを含む領域に、高緻密層を残存させ、転動部材の転動疲労寿命を向上させることができる。

[0126] (実施の形態 4)

次に、本発明の一実施の形態である実施の形態 4における転がり軸受および転動部材について説明する。実施の形態 4における転がり軸受であるハブユニットおよびその転動部材は、図 5を参照して、基本的には実施の形態 2におけるハブユニットおよびその転動部材と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態 4 におけるハブユニットおよび転動部材は、さらに以下の特徴を備えている。

[0127] 図 5を参照して、実施の形態 4におけるハブユニット 3は、実施の形態 2と同様の構成を有していることにより、車輪と車体との間に介在して、車輪を車体に対して回転自在に支持することができる。

[0128] ここで、図 5および図 10を参照して、本実施の形態における転動部材としての外輪 31、ハブ輪 32および内輪 33と玉 34とは、それぞれ実施の形態 3における外輪 11および内輪 12と玉 13とに該当し、同様の内部 31C, 32C, 33C, 34C、緻密層（外輪緻密層 31B、ハブ輪緻密層 32B、内輪緻密層 33B、玉緻密層 34B)および高緻密層（外輪高緻密層 31D、ハブ輪高緻密層 32D、内輪高緻密層 33D、玉高緻密層 34 D)を有している。そのため、本実施の形態おけるハブユニット 3は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な 0サイアロン焼結体からなる転動部材 (外輪 31、ハブ輪 32、内輪 33、玉 34)を備えた転がり軸受となっている。なお、実施の形態 4における転がり軸受としてのハブユニット 3および当該ハブユニット 3が備える転動部材としての外輪 31、ハブ輪 32、内輪 33、玉 34は、実施の形態 3の場合と同様に製造することができる。

[0129] 上記実施の形態においては、本発明の転がり軸受および転動部材の一例として深溝玉軸受、スラストニードルころ軸受およびノヽブユニットおよびこれらが備える転動部材について説明した力 S、本発明の転がり軸受および転動部材はこれらに限られない

。たとえば、軌道部材は、転動体が表面を転走するように使用される軸や板などであつてもよい。すなわち、本発明の転動部材である軌道部材は、転動体が転走するための転走面が形成された部材であればよい。また、本発明の転がり軸受は、スラスト玉軸受であってもよレ、し、ラジアルころ軸受であってもよレ、。

[0130] また、本発明の転がり軸受において、軌道部材および転動体のいずれか一方が本発明の転動部材である場合、転がり軸受の製造コストを考慮すると、転動体が本発明の転動部材であることが好ましレ、。

[0131] このとき、本発明の転がり軸受における軌道部材の素材は特に限定されず、たとえば鋼、具体的には JIS規格 SUJ2などの軸受鋼や、 SCR420、 SCM420などの浸炭鋼を採用すること力できる。また、本発明の転がり軸受における軌道部材の素材には

、窒化珪素などのセラミックスを採用してもよい。

[0132] (実施の形態 5)

次に、図 11〜図 13を参照して、本発明の実施の形態 5における自在継手としての固定ジョイントについて説明する。なお、図 11は、図 12の線分 XI— XIに沿う概略断面図に対応する。 [0133] 図 11を参照して、実施の形態 5の固定ジョイント 100は、第 2の軸部材としての軸 1 15に連結された軌道部材としてのインナーレース 111と、インナーレース 111の外周側を囲むように配置され、第 1の軸部材としての軸 116に連結された軌道部材としてのアウターレース 112と、インナーレース 111とアウターレース 112との間に配置されたトルク伝達部材としてのボール 113と、ボール 113を保持するケージ 114とを備えている。ボール 113は、インナーレース 111の外周面に形成されたインナーレースボ一ノレ溝 111Aと、アウターレース 112の内周面に形成されたアウターレースボール溝 112Aとにボール 113の表面であるボール転走面 113Aにお!/、て接触して配置され、脱落しなレ、ようにケージ 114によって保持されて!/、る。

[0134] インナーレース 111の外周面およびアウターレース 112の内周面のそれぞれに形成されたインナーレースボール溝 111 Aとアウターレースボール溝 112Aとは、図 11 に示すように、軸 115および軸 116の中央を通る軸が一直線上にある状態において、それぞれ当該軸上のジョイント中心 Oから当該軸上の左右に等距離離れた点 Aおよび点 Bを曲率中心とする曲線（円弧）状に形成されている。すなわち、インナーレ一スボール溝 111 Aおよびアウターレースボール溝 112Aに接触して転動するボール 1 13の中心 Pの軌跡が、点 A (インナーレース中心 A)および点 B (アウターレース中心 B)に曲率中心を有する曲線（円弧）となるように、インナーレースボール溝 111Aおよびアウターレースボール溝 112Aのそれぞれは形成されている。これにより、固定ジョイントが角度をなした場合（軸 115および軸 116の中央を通る軸が交差するように固定ジョイントが動作した場合）においても、ボーノレ 113は、常に軸 115および軸 116の中央を通る軸のなす角（ZAOB)の 2等分線上に位置する。

[0135] 次に、固定ジョイント 100の動作について説明する。図 11および図 12を参照して、固定ジョイント 100においては、軸 115、 116の一方に軸まわりの回転が伝達されると、インナーレースボール溝 111 Aおよびアウターレースボール溝 112Aに嵌め込まれたボール 113を介して、軸 115、 116の他方の軸に当該回転が伝達される。

[0136] ここで、図 13に示すように車由 115、 116カ角度 Θをなした場合、ボーノレ 113 (ま、前述のインナーレース中心 Aおよびアウターレース中心 Bに曲率中心を有するインナーレースボール溝 111Aおよびアウターレースボール溝 112Aに案内されて、中心が ZAOBの二等分線上となる位置に保持される。また、ジョイント中心 Oからインナーレース中心 Aまでの距離と、アウターレース中心 Bまでの距離とが等しくなるように、インナーレースボール溝 111 Aおよびアウターレースボール溝 112Aが形成されて!/、るため、ボール 113の中心 Pからインナーレース中心 Aおよびアウターレース中心 Bまでの距離はそれぞれ等しぐ ΔΟΑΡと ΔΟΒΡとは合同である。その結果、ボール 113 の中、 P力、ら車由 115、 116までの £巨離 Liま互レヽに等しくなり、車由 115、 116の一方力車由まわりに回転した場合、他方も等速で回転する。このように、固定ジョイント 100は、軸 115、 116が角度をなした場合でも、等速性を確保することができる。なお、ケージ 1 14は、軸 115、 116が回転した場合に、インナーレースボール溝 111Aおよびァウタ一レースボール溝 112Aからボール 113が飛び出すことをインナーレースボール溝 1 11Aおよびアウターレースボール溝 112Aとともに防止すると同時に、固定ジョイント 100のジョイント中心 Oを決定する機能を果たしている。

[0137] すなわち、実施の形態 5における自在継手としての固定ジョイント 100は、第 1の軸部材としての軸 116に接続された軌道部材としてのアウターレース 112と、アウターレース 112に接触し、アウターレース 112に形成されたアウターレースボール溝 112A の表面上を転走可能に配置されたトルク伝達部材としてのボール 113と、ボール 113 およびアウターレース 112を介して軸 116に接続された第 2の軸部材としての軸 115 とを備えている。また、固定ジョイント 100は、軸 116または軸 115の一方に伝達された軸周りの回転が、軸 116または軸 115の他方に伝達される自在継手である。

[0138] そして、トルク伝達部材としてのボール 113は、 Si Al O N の組成式で表され

6— Z Z Z 8— Z

、 0. l≤z≤3. 5を満たす /3サイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成されている。そのため、本実施の形態おける固定ジョイント 100は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サイアロン焼結体からなるトルク伝達部材 (ボール 113)を備えた自在継手となっている。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。

[0139] なお、上記本実施の形態においては、トルク伝達部材としてのボール 113は、 Si

6—

Al O N の組成式で表され、 0· l≤z≤3. 5を満たす /3サイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不可避的不純物からなる焼結体から構成されて!、てもよ!、。焼結助剤を含むことで、容易に焼結体の気孔率を低下させることが可能となり、十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サイアロン焼結体からなるトルク伝達部材を備えた自在継手を容易に提供することができる。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。

[0140] 次に、本発明の一実施の形態である実施の形態 5における自在継手の製造方法について説明する。図 14を参照して、実施の形態 5における自在継手の製造方法においては、まず、軌道部材を製造する軌道部材製造工程と、トルク伝達部材を製造するトルク伝達部材製造工程とが実施される。具体的には、軌道部材製造工程では、インナーレース 111、アウターレース 112などが製造される。一方、トルク伝達部材製造工程では、ボール 113などが製造される。

[0141] そして、軌道部材製造工程にお!/、て製造された軌道部材と、トルク伝達部材製造工程において製造されたトルク伝達部材とを組み合わせることにより、自在継手を組立てる組立工程が実施される。具体的には、たとえばインナーレース 111およびァゥターレース 112と、ボール 113と、別途準備されたケージ 114などの他の部品とを組み合わせることにより、固定ジョイント 100が組立てられる。そして、トルク伝達部材製造工程は、たとえば以下の自在継手用トルク伝達部材の製造方法により実施される。

[0142] 図 15を参照して、実施の形態 5における自在継手用トルク伝達部材の製造方法においては、まず、 Si Al O N の組成式で表され、 0. l≤z≤3. 5を満たす /3サ

6— Z Z Z 8— Z

ィァロンの粉体を製造する 0サイアロン粉体製造工程が実施される。 βサイアロン粉体製造工程においては、たとえば燃焼合成法を採用した製造工程により、安価に /3 サイアロンの粉体を製造することができる。

[0143] 次に、 βサイアロン粉体製造工程にお!/、て製造された /3サイアロンの粉体に、焼結助剤を添加して混合する混合工程が実施される。この混合工程は、焼結助剤を添加しない場合、省略すること力できる。

[0144] 次に、図 15を参照して、上記 βサイアロンの粉体または βサイアロンの粉体と焼結助剤との混合物を、トルク伝達部材の概略形状に成形する成形工程が実施される。具体的には、上記 13サイアロンの粉体または 13サイアロンの粉体と焼結助剤との混合物に、プレス成形、铸込み成形、押し出し成形、転動造粒などの成形手法を適用することにより、ボール 113などの概略形状に成形された成形体が作製される。

[0145] 次に、上記成形体を昇温して焼結させることにより、ボール 113などの概略形状を有する焼結体を作製する焼結工程が実施される。この焼結工程は、常圧中で行なわれる常圧焼結法により実施されてもよいが、加圧焼結法（Hot Press ; HP)、熱間静水圧焼結法（Hot Isostatic Press ; HIP)などの焼結法が採用されて実施されてもよい。また上記焼結の加熱方法は、ヒータ加熱のほか、マイクロ波やミリ波による電磁波加熱を用いることができる。

[0146] 次に、図 15を参照して、焼結工程において作製された焼結体に対して仕上げカロェを実施することにより、トルク伝達部材を完成させる仕上げ工程が実施される。具体的には、焼結工程において作製された焼結体の表面を研磨することにより、トルク伝達部材としてのボール 113などを完成させる。以上の工程により、本実施の形態におけるトルク伝達部材は完成する。そして、このトルク伝達部材力別途準備されたインナーレース 111およびアウターレース 112と組合わされて、固定ジョイント 100が組立てられる。

[0147] (実施の形態 6)

次に、本発明の実施の形態 6における自在継手としてのトリボードジョイントの構成について説明する。図 16および図 17を参照して、実施の形態 6のトリボードジョイント 200と、実施の形態 5の固定ジョイント 100とは、基本的に同様の構成を有しており、同様の効果を有してレ、るが、軌道部材およびトルク伝達部材の構成が異なって!/、る。すなわち、トリボードジョイント 200は、同一平面上の 3つの方向に延びるトリポード軸 21 1を有し、第 2の軸部材としての軸 225に接続されたトリボード 221と、トリボード 22 1を囲むように配置され、第 1の軸部材としての軸 226に接続された軌道部材としてのアウターレース 222と、トリポード軸 211にニードルころ 229を介して転動自在に取り付けられ、アウターレース 222の内周面に形成されたアウターレース溝 222Aの表面に、外周面に形成された球面ローラ転走面 223Aにおいて接触するように配置されたトルク伝達部材としての環状の球面ローラ 223とを備えている。

[0148] 以上の構成により、トリボードジョイント 200においては、軸 225、 226の一方に軸まわりの回転が伝達されると、トリボード 221、アウターレース 222および球面ローラ 223 を介して、軸 225、 226の他方の軸に当該回転が等速に伝達されるとともに、軸 225 、 226は、軸 225、 226の中央を通る軸方向に互いに相対的に移動することができる

〇

[0149] すなわち、実施の形態 6における自在継手としてのトリボードジョイント 200は、第 1 の軸部材としての軸 226に接続された軌道部材としてのアウターレース 222と、ァウタ一レース 222に接触し、アウターレース 222に形成されたアウターレース溝 222Aの表面上を転走可能に配置されたトルク伝達部材としての球面ローラ 223と、球面ローラ 223およびアウターレース 222を介して軸 226に接続された第 2の軸部材としての車由 225とを備えている。また、トリボードジョイント 200は、車由 226または車由 225の一方に伝達された軸周りの回転力軸 226または軸 225の他方に伝達される自在継手である。

[0150] そして、トルク伝達部材としての球面ローラ 223は、実施の形態 5におけるボール 1 13に該当し、同様の構成を有している。そのため、本実施の形態おけるトリポードジョイント 200は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サィァロン焼結体からなるトルク伝達部材（球面ローラ 223)を備えた自在継手となっている。なお、実施の形態 6における自在継手としてのトリボードジョイント 200および当該トリボードジョイント 200が備えるトルク伝達部材としての球面ローラ 223は、実施の形態 5の場合と同様に製造することができる。

[0151] (実施の形態 7)

次に、本発明の一実施の形態である実施の形態 7における自在継手および自在継手用トルク伝達部材につ!/、て説明する。実施の形態 7における自在継手および自在継手用トルク伝達部材は、図 11〜図 13を参照して、基本的には実施の形態 5における自在継手および自在継手用トルク伝達部材と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態 7における自在継手および自在継手用トルク伝達部材は、さらに以下の特徴を備えている。

[0152] 図 11〜図 13を参照して、実施の形態 7における固定ジョイント 100は、実施の形態 5と同様の構成を有していることにより、軸 115、 116の一方に軸まわりの回転が伝達されると、インナーレースボール溝 111 Aおよびアウターレースボール溝 112Aに嵌め込まれたボール 113を介して、軸 115、 116の他方の軸に当該回転が伝達されるとともに、軸 115、 116が角度をなした場合でも、等速性を確保することができる。

[0153] ここで、図 18および図 19を参照して、本実施の形態における自在継手用トルク伝達部材としてのボール 113は、 Si Al O N の組成式で表され、 0. l≤z≤3. 5

6— Z Z Z 8— Z

を満たす /3サイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成されている。そして、ボール 113の接触面であるボール転走面 113Aを含む領域には、内部 11 3Cよりも緻密性の高!/、層であるボール緻密層 113Bが形成されて!/、る。このボーノレ緻密層 113Bの断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は 7%以下である。そのため、本実施の形態おける固定ジョイント 100は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サィァロン焼結体からなるトルク伝達部材（ボール 113)を備えた自在継手となってレ、る。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。

[0154] なお、上記本実施の形態においては、トルク伝達部材としてのボール 113は、 βサィァロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成されてレ、てもよい。焼結助剤を含むことで、容易に焼結体の気孔率を低下させることが可能となり、十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サイアロン焼結体からなるトルク伝達部材を備えた自在継手を容易に提供することができる。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。

[0155] さらに図 18および図 19を参照して、ボール緻密層 113Βの表面であるボール転走面 113Aを含む領域には、ボール緻密層 113B内の他の領域よりもさらに緻密性の高レ、層であるボール高緻密層 113Dが形成されて!/、る。このボール高緻密層 113D の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は 3. 5%以下となっている。これにより、ボール 113の転がり滑り疲労に対する耐久性が一層向上している。

[0156] 次に、本発明の一実施の形態である実施の形態 7における自在継手および自在継手用トルク伝達部材の製造方法について説明する。実施の形態 7における自在継手および自在継手用トルク伝達部材の製造方法は、基本的には実施の形態 5における自在継手および自在継手用トルク伝達部材の製造方法と同様に実施することができる。しかし、実施の形態 7における自在継手および自在継手用トルク伝達部材の製造方法は、自在継手用トルク伝達部材の製造方法において相違点を有している。

[0157] 図 20を参照して、本実施の形態における自在継手用トルク伝達部材の製造方法においては、まず、 ( サイアロンの粉末を準備する /3サイアロン粉末準備工程が実施される。 /3サイアロン粉末準備工程においては、たとえば燃焼合成法を採用した製造工程により、安価に /3サイアロンの粉末を製造することができる。

[0158] 次に、 βサイアロン粉末準備工程にお!/、て準備された /3サイアロンの粉末に、焼結助剤を添加して混合する混合工程が実施される。この混合工程は、焼結助剤を添加しない場合、省略すること力できる。

[0159] 次に、図 20を参照して、上記 βサイアロンの粉末または βサイアロンの粉末と焼結助剤との混合物を、自在継手用トルク伝達部材の概略形状に成形する成形工程が実施される。具体的には、上記 /3サイアロンの粉末または /3サイアロンの粉末と焼結助剤との混合物に、プレス成形、铸込み成形、押し出し成形、転動造粒などの成形手法を適用することにより、自在継手用トルク伝達部材であるボール 113などの概略形状に成形された成形体が作製される。

[0160] 次に、上記成形体の表面が加工されることにより、当該成形体が焼結後に所望の自在継手用トルク伝達部材の形状により近い形状になるよう成形される焼結前加工工程が実施される。具体的には、グリーン体加工などの加工手法を適用することにより、上記成形体が焼結後にボール 113などの形状により近い形状になるように成形される。この焼結前加工工程は、成形工程において上記成形体が成形された段階で、焼結後に所望の自在継手用トルク伝達部材の形状に近!、形状が得られる状態である場合には省略すること力でさる。

[0161] 次に、図 20を参照して、上記成形体が、 IMPa以下の圧力下で焼結される焼結ェ程が実施される。具体的には、上記成形体が、ヒータ加熱、マイクロ波やミリ波による電磁波加熱などの加熱方法により加熱されて焼結されることにより、ボール 113などの概略形状を有する焼結体が作製される。焼結は、不活性ガス雰囲気中または窒素と酸素との混合ガス雰囲気中において、 1550°C以上 1800°C以下の温度域に上記成形体が加熱されることにより実施される。不活性ガスとしては、ヘリウム、ネオン、ァノレゴン、窒素などが採用可能である力 s、製造コスト低減の観点から、窒素が採用されることが好ましい。

[0162] 次に、焼結工程において作製された焼結体の表面が加工され、当該表面を含む領域が除去される仕上げ加工が実施されることにより、自在継手用トルク伝達部材を完成させる仕上げ工程が実施される。具体的には、焼結工程において作製された焼結体の表面を研磨することにより、自在継手用トルク伝達部材としてのボール 113などを完成させる。以上の工程により、本実施の形態における自在継手用トルク伝達部材は完成する。

[0163] ここで、上記焼結工程における焼結により、焼結体の表面から厚み 500 H m程度の領域には、内部よりも緻密性が高ぐ断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率が 7%以下である緻密層が形成される。さらに、焼結体の表面から厚み 150 m程度の領域には、緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性が高ぐ断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率が 3. 5%以下である高緻密層が形成されている。したがって、仕上げ工程においては、除去される焼結体の厚みは、特に接触面となるべき領域において 150 m以下とすることが好ましい。これにより、ボール転走面 1 13Aを含む領域に、高緻密層を残存させ、自在継手用トルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性を向上させることができる。

[0164] (実施の形態 8)

次に、本発明の一実施の形態である実施の形態 8における自在継手および自在継手用トルク伝達部材につ!/、て説明する。実施の形態 8における自在継手および自在継手用トルク伝達部材は、図 16および図 17を参照して、基本的には実施の形態 6における自在継手およびそのトルク伝達部材と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態 8における自在継手および自在継手用トルク伝達部材は、さらに以下の特徴を備えている。 [0165] 図 16および図 17を参照して、実施の形態 8におけるトリボードジョイント 200は、実施の形態 6と同様の構成を有していることにより、軸 225、 226の一方に軸まわりの回転が伝達されると、トリボード 221、アウターレース 222および球面ローラ 223を介して、車由 225、 226の他方の車由に当該回転カ等速に伝達されるとともに、車由 225、 226は、軸 225、 226の中央を通る軸方向に互いに相対的に移動することができる。

[0166] ここで、図 17および図 21を参照して、本実施の形態における自在継手用トルク伝達部材としての球面ローラ 223は、実施の形態 7におけるボール 113に該当し、同様の内部 223C、緻密層（球面ローラ緻密層 223B)および高緻密層（球面ローラ高緻密層 223D)を有している。そのため、本実施の形態おけるトリボードジョイント 200は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サイアロン焼結体からなる自在継手用トルク伝達部材（球面ローラ 223)を備えた自在継手となつている。なお、実施の形態 8における自在継手としてのトリボードジョイント 200および当該トリボードジョイント 200が備える自在継手用トルク伝達部材としての球面ローラ 2 23は、実施の形態 7の場合と同様に製造することができる。

[0167] なお、上記実施の形態においては、本発明の自在継手の一例として固定ジョイントおよびトリボードジョイントについて説明した力本発明の自在継手はこれらに限られない。たとえば、自在継手は、ダブルオフセットジョイント（DOJ)、フリーリングトリポードジョイント（FTJ)、クロスグループジョイント（LJ)などであってもよ!/、。

[0168] また、本発明の自在継手における軌道部材の素材は特に限定されず、たとえば鋼、具体的には JIS規格 S53Cなどの炭素鋼や、 SCR420、 SCM420などの浸炭鋼を採用すること力できる。また、本発明の自在継手における軌道部材の素材には、窒化珪素、サイアロン（/3サイアロンを含む）などのセラミックスを採用してもよい。

[0169] (実施例 1)

以下、本発明の実施例 1について説明する。種々の z値を有する /3サイアロン焼結体からなる転動体を有する転がり軸受を作製し、 z値と転動疲労寿命（耐久性）との関係を調査する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。

[0170] まず、試験の対象となる試験軸受の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法で z値を 0. ；!〜 4の範囲で作製した /3サイアロンの粉末を準備し、上記実施の形態 1におレ、て図 4に基づ!/、て説明した転動体の製造方法と同様の方法で、 z値が 0 . ；!〜 4である転動体を作製した。具体的な作製方法は以下のとおりである。まず、サブミクロンに微細化された βサイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム（住友化学株式会社製、 ΑΚΡ30)および酸化イットリウム（H. C. Starck社製、 Yttri umoxide grade C)とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤ一にて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で球体に成形し、さらに冷間静水圧成形（CIP)で加圧を行ない、球状の成形体を得た。

[0171] 引き続き当該成形体に対して 1次焼結として常圧焼結を行なった後、圧力 200MP aの窒素雰囲気中で HIP処理することで、焼結球体を製造した。次に、当該焼結球体にラッピング加工を行ない、 3/8インチセラミック球 (JIS等級 G5)とした。そして、別途準備した軸受鋼 (JIS規格 SUJ2)製の軌道輪と組み合わせて、 JIS規格 6206型番の軸受を作製した（実施例 A〜Hおよび比較例 B〜C)。また、比較のため、窒化珪素からなる転動体、すなわち z値が 0である転動体も上記 /3サイアロンからなる転動体と同様の方法で作製し、同様に軸受に組立てた（比較例 A)。

[0172] 次に、試験条件について説明する。上述のように作製され IS規格 6206型番の軸受に対し、最大接触面圧 Pmax : 3. 2GPa、軸受回転数： 2000rpm、潤滑：タービン油 VG68(清浄油)の循環給油、試験温度：室温、の条件の下で運転する疲労試験を行なった。そして、振動検出装置により運転中の軸受の振動を監視し、転動体に破損が発生して軸受の振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始から中止までの時間を当該軸受の寿命として記録した。また、試験中止後、軸受を分解して転動体の破損状態を確認した。

[0173] [表 1]

[0174] 表 1に本実施例の試験結果を示す。表 1においては、各実施例および比較例における寿命が、比較例 A (窒化珪素）における寿命を 1とした寿命比で表されている。また、破損形態は、転動体の表面に剥離が発生した場合「剥離」、剥離が発生することなく表面が摩耗して試験が中止された場合「摩耗」と記載されてレ、る。

[0175] 表 1を参照して、 z値が 0. 1以上 3. 5以下となっている本発明の実施例 A〜Hでは、窒化珪素（比較例 A)と比較して遜色ない寿命を有している。また、破損形態も窒化珪素の場合と同様に「剥離」となっている。これに対し、 z値が 3. 5を超え、本発明の範囲外となっている比較例 Bでは、寿命が大幅に低下するとともに、転動体に摩耗が観察される。すなわち、 z値が 3. 8である比較例 Bでは、最終的には転動体に剥離が発生しているものの、転動体における摩耗が影響し、寿命が大幅に低下したものと考えられる。さらに、 z値が 4である比較例 Cにおいては、極めて短時間に転動体の摩耗が進行し、転がり軸受の耐久性が著しく低下して!/、る。

[0176] 以上のように、 z値が 0. 1以上 3. 5以下の範囲においては、サイアロン焼結体からなる転動体を備えた転がり軸受の耐久性は、窒化珪素の焼結体からなる転動体を備えた転がり軸受とほぼ同等である。これに対し、 z値が 3. 5を超えると転動体が摩耗しやすくなり、これに起因して転動疲労寿命が大幅に低下する。さらに、 z値が大きくなると、 βサイアロンからなる転動体の破損原因が「剥離」から「摩耗」に変化し、転動疲労寿命が著しく低下することが明ら力、となった。このように、 ζ値を 0. 1以上 3. 5以下とすることにより、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3 サイアロン焼結体からなる転動体を備えた転がり軸受が提供可能であることが確認され。

[0177] なお、表 1を参照して、 ζ値が 3を超える 3. 5の実施例 Ηにおいては、転動体には僅力、な摩耗が発生しており、寿命も実施例 A〜Gに比べて低下している。このこと力、十分な耐久性をより安定して確保するためには、 z値は 3以下とすることが望ましいといえる。

[0178] また、上記実験結果より、窒化珪素からなる転動体と同等以上の耐久性 (寿命）を得るには、 z値は 2以下とすることが好ましぐ 1. 5以下とすることが、より好ましい。一方、燃焼合成を採用した製造工程による、 βサイアロン粉体の作製の容易性を考慮すると、十分に自己発熱による反応が期待できる z値である 0. 5以上とすることが好ましい。

[0179] (実施例 2)

以下、本発明の実施例 2について説明する。本発明の転動部材および自在継手用トルク伝達部材の断面における緻密層および高緻密層の形成状態を調査する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。

[0180] はじめに、燃焼合成法で作製した組成が Si AIONである βサイアロンの粉末（株

5 7

式会社イスマンジエイ製、商品名メラミックス）を準備し、実施の形態 3および 7において図 9および図 20に基づいて説明した転動部材および自在継手用トルク伝達部材の製造方法と同様の方法で、一辺が約 10mmの立方体試験片を作製した。具体的な製造方法は次のとおりである。まず、サブミクロンに微細化された /3サイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム（住友化学株式会社製、 AKP30)および酸化イットリウム（H. C. Starck社製、 Yttriumoxide grade C)とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で所定の形状に成形し、さらに冷間静水圧成形 (CIP) で加圧を行ない、成形体を得た。引き続き当該成形体を圧力 0. 4MPaの窒素雰囲気中で 1650°Cに加熱して焼結することで、上記立方体試験片を製造した。

[0181] その後、当該試験片を切断し、切断された面をダイヤモンドラップ盤でラッピングした後、酸化クロムラップ盤による鏡面ラッピングを実施することにより、立方体の中心を含む観察用の断面を形成した。そして、当該断面を光学顕微鏡 (株式会社ニコン製、マイクロフォト— FXA)の斜光で観察し、倍率 50倍のインスタント写真（フジフィルム株式会社製 FP— 100B)を撮影した。その後、得られた写真の画像を、スキャナ一を用いて (解像度 300DPI)パーソナルコンピューターに取り込んだ。そして、画像処理ソフト（三谷商事株式会社製 WinROOF)を用いて輝度閾値による 2値化処理を行なって (本実施例での 2値化分離閾値： 140)、白色領域の面積率を測定した。

[0182] 次に、試験結果について説明する。なお、図 22において、写真上側が試験片の表面側であり、上端が表面である。

[0183] 図 22および図 23を参照して、本発明の転動部材および自在継手用トルク伝達部材と同様の製造方法により作製された本実施例における試験片は、表面を含む領域に内部よりも白色領域の少ない層が形成されていることがわかる。そして、図 24に示すように、撮影された写真の画像を試験片の最表面からの距離に応じて 3つの領域（最表面からの距離が 150 111以内の領域、 150 mを超え 500 m以内の領域、 5 00 11 mを超え 800 H m以内の領域）に分け、領域毎に画像解析を行なって白色領域の面積率を算出したところ、表 2に示す結果が得られた。表 2においては、図 24に示した各領域を 1視野として、無作為に撮影された 5枚の写真から得られる 5視野における白色領域の面積率の、平均値と最大値とが示されている。

[表 2]

[0185] 表 2を参照して、本実施例における白色領域の面積率は、内部において 18. 5% であったのに対し、表面からの深さが 500〃 m以下である領域においては 3. 7%、表面からの深さが 150〃 m以下の領域においては 1. 2%となっていた。このことから、本発明の転動部材および自在継手用トルク伝達部材と同様の製造方法により作製された本実施例における試験片は、表面を含む領域に内部よりも白色領域の少ない緻密層および高緻密層が形成されていることが確認された。

[0186] (実施例 3)

以下、本発明の実施例 3について説明する。本発明の転動部材の転動疲労寿命を確認する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。

[0187] まず、試験の対象となる試験軸受の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法で作製した組成が Si AIONである βサイアロンの粉末 (株式会社イスマンジ

5 7

エイ製、商品名メラミックス）を準備し、実施の形態 3において図 9に基づいて説明した転動部材の製造方法と同様の方法で直径 9. 525mmの 3/8インチセラミック球を作製した。具体的な製造方法は次のとおりである。まず、サブミクロンに微細化された /3 サイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム (住友化学株式会社製、 AKP 30)および酸化イットリウム（H. C. Starck社製、 Yttriumoxide grade C)とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で球体に成形し、さらに冷間静水圧成形（CIP)で加圧を行な!/、球状の成形体を得た。

[0188] 次に、当該成形体に対して焼結後の加工代が所定の寸法となるようにグリーン体加ェを行ない、引き続き当該成形体を圧力 0. 4MPaの窒素雰囲気中で 1650°Cに加熱して焼結することで、焼結球体を製造した。次に、当該焼結球体にラッピング加工を行ない、 3/8インチセラミック球 (転動体; JIS等級 G5)とした。そして、別途準備した軸受鋼 (JIS規格 SUJ2)製の軌道輪と組み合わせて、 JIS規格 6206型番の軸受を作製した。ここで、上記焼結球体に対するラッピング加工により除去される焼結球体の厚み (加工代）を 8段階に変化させ、 8種類の軸受を作製した（実施例 A〜H)。一方、比較のため、窒化珪素および焼結助剤からなる原料粉末を用いて加圧焼結法により焼結した焼結球体（日本特殊陶業株式会社製 EC 141 )に対して、上述と同様にラッピング加工を行ない、別途準備した軸受鋼 (JIS規格 SUJ2)製の軌道輪と組み合わせて、 JIS規格 6206型番の軸受を作製した（比較例 A)。ラッピング加工による加工代は 0. 25mmとした。

[0189] 次に、試験条件について説明する。上述のように作製され IS規格 6206型番の軸受に対し、最大接触面圧 Pmax : 3. 2GPa、軸受回転数： 2000rpm、潤滑：タービン油 VG68(清浄油)の循環給油、試験温度：室温、の条件の下で運転する疲労試験を行なった。そして、振動検出装置により運転中の軸受の振動を監視し、転動体に破損が発生して軸受の振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始から中止までの時間を当該軸受の寿命として記録した。なお、試験数は実施例、比較例ともに 15個ずっとし、その L 寿命を算出した上で、比較例 Aに対する寿命

10

比で耐久性を評価した。

[0190] [表 3] 加工代（脚）し 10寿叩 (時間) 寿命比

実施例 A 0. 05 6492 3. 19

実施例 8 0. 10 6387 3. 14

実施例 c 0. 1 5 6404 3. 15

実施例 D 0. 20 3985 1 . 96

実施例 E 0. 30 4048 1 . 99

実施例 F 0. 40 3945 1 . 94

実施例 G 0. 50 3069 1. 51

実施例 H 0. 60 867 0. 43

比較例 A 0. 25 2036 1 . 00

[0191] 表 3に本実施例の試験結果を示す。表 3を参照して、実施例の軸受の寿命は、その製造コスト等を考慮するといずれも良好であるといえる。そして、加工代を 0. 5mm以下とすることにより転動体の表面に緻密層を残存させた実施例 D〜Gの軸受の寿命は、比較例 Aの寿命の 1. 5〜2倍程度となっていた。さらに、加工代を 0. 15mm以下とすることにより転動体の表面に高緻密層を残存させた実施例 A〜Cの軸受の寿命は、比較例 Aの寿命の 3倍程度となっていた。このこと力、ら、本発明の転動部材を備えた転がり軸受は、耐久性において優れていることが確認された。そして、本発明の転動部材を備えた転がり軸受は、転動部材の加工代を 0. 5mm以下として、表面に緻密層を残存させることにより寿命が向上し、転動部材の加工代を 0. 15mm以下として、表面に高緻密層を残存させることにより寿命がさらに向上することが分かった

[0192] (実施例 4)

以下、本発明の実施例 4について説明する。種々の z値を有する 13サイアロン焼結体からなる試験片を作製し、 z値と転がり滑り疲労に対する耐久性との関係を調査する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。

[0193] まず、試験の対象となる試験片の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法で z値を 0· ；!〜 4の範囲で作製した /3サイアロンの粉末を準備し、上記実施の形態 5にお!/、て図 15に基づ!/、て説明した自在継手用トルク伝達部材の製造方法と同様の方法で、 z値が 0· ；！〜 4である試験片を作製した。具体的な作製方法は以下のとおりである。まず、サブミクロンに微細化された /3サイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム（住友化学株式会社製、 AKP30)および酸化イットリウム（H. C. St arck社製、 Yttriumoxide grade C)とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で円筒状に成形し、さらに冷間静水圧成形 (CIP)で加圧を行ない、円筒状の成形体を得た。

[0194] 引き続き当該成形体に対して 1次焼結として常圧焼結を行なった後、圧力 200MP aの窒素雰囲気中で HIP処理することで、焼結円筒体を製造した。次に、当該焼結円筒体の外周面にラッピング加工を行ない、直径 φ 40mmの円筒状の試験片とした (実施例 A〜Hおよび比較例 B〜C)。また、比較のため、窒化珪素からなる試験片、すなわち z値が 0である試験片も上記 /3サイアロンからなる試験片と同様の方法で作製した（比較例 A)。

[0195] 次に、試験条件について説明する。上述のように作製された試験片に対し、別途準備された軸受鋼 (JIS規格 SUJ2)製の相手試験片（直径 φ 40mmの円筒状、焼入硬化済み）を、両者の軸が平行になるように、外周面において最大接触面圧 Pmax: 2. 5GPaで接触させた。そして、試験片を回転数： 3000rpmで軸周りに回転させるとともに、相手試験片を試験片に対する滑り率が 5%となるように軸回りに回転させた。そして、潤滑：タービン油 VG68(清浄油)のパット給油、試験温度：室温、の条件の下で回転を継続する転がり滑り疲労試験（2円筒試験)を行なった。そして、振動検出装置により運転中の試験片の振動を監視し、試験片に破損が発生して振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始から中止までの時間を当該試験片の寿命として記録した。また、試験中止後、試験片の破損状態を確認した。

[0196] [表 4]

[0197] 表 4に本実施例の試験結果を示す。表 4においては、各実施例および比較例における寿命が、比較例 A (窒化珪素）における寿命を 1とした寿命比で表されている。また、破損形態は、試験片の表面に剥離が発生した場合「剥離」、剥離が発生することなく表面が摩耗して試験が中止された場合「摩耗」と記載されてレ、る。

[0198] 表 4を参照して、 z値が 0. 1以上 3. 5以下となっている本発明の実施例 A〜Hでは、窒化珪素（比較例 A)と比較して遜色ない寿命を有している。また、破損形態も窒化珪素の場合と同様に「剥離」となっている。これに対し、 z値が 3. 5を超え、本発明の範囲外となっている比較例 Bでは、寿命が大幅に低下するとともに、試験片に摩耗が観察される。すなわち、 z値が 3. 8である比較例 Bでは、最終的には試験片に剥離が発生しているものの、試験片における摩耗が影響し、寿命が大幅に低下したものと考えられる。さらに、 z値が 4である比較例 Cにおいては、極めて短時間に試験片の摩耗が進行し、耐久性が著しく低下している。

[0199] 以上のように、 z値が 0. 1以上 3. 5以下の範囲においては、サイアロン焼結体からなる試験片の耐久性は、窒化珪素の焼結体からなる試験片とほぼ同等である。これに対し、 z値が 3. 5を超えると試験片が摩耗しやすくなり、これに起因して転がり滑り疲労に対する耐久性が大幅に低下する。さらに、 z値力 S大きくなると、 /3サイアロン力、らなる試験片の破損原因が「剥離」から「摩耗」に変化し、転がり滑り疲労に対する耐久性が著しく低下することが明ら力、となった。このように、 z値を 0. 1以上 3. 5以下とすることにより、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能な /3サィァロン焼結体からなるトルク伝達部材を備えた自在継手が提供可能であることが確認された。

[0200] なお、表 4を参照して、 z値が 3を超える 3. 5の実施例 Hにおいては、試験片には僅力、な摩耗が発生しており、寿命も実施例 A〜Gに比べて低下している。このこと力、十分な耐久性をより安定して確保するためには、 z値は 3以下とすることが望ましいといえる。

[0201] また、上記実験結果より、窒化珪素からなるトルク伝達部材と同等以上の耐久性（寿命）を得るには、 z値は 2以下とすることが好ましぐ 1. 5以下とすることが、より好ましい。一方、燃焼合成を採用した製造工程による、 /3サイアロン粉体の作製の容易性を考慮すると、十分に自己発熱による反応が期待できる z値である 0. 5以上とすることが好ましい。

[0202] (実施例 5)

以下、本発明の実施例 5について説明する。本発明の自在継手用トルク伝達部材の転がり滑り疲労に対する耐久性を確認する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。

[0203] まず、試験の対象となる試験片の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法で作製した組成が Si AIONである βサイアロンの粉末（株式会社イスマンジェ

5 7

ィ製、商品名メラミックス）を準備し、実施の形態 7において図 20に基づいて説明した自在継手用トルク伝達部材の製造方法と同様の方法で直径 φ 40mmの円筒状の試験片を作製した。具体的な製造方法は次のとおりである。まず、サブミクロンに微細化された 13サイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム (住友化学株式会社製、 AKP30)および酸化イットリウム（H. C. Starck社製、 Yttriumoxide grade C)とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で円筒状に成形し、さらに冷間静水圧成形 (CIP)で加圧を行ない円筒状の成形体を得た。

[0204] 次に、当該成形体に対して焼結後の加工代が所定の寸法となるようにグリーン体加ェを行ない、引き続き当該成形体を圧力 0. 4MPaの窒素雰囲気中で 1650°Cに加熱して焼結することで、焼結円筒体を製造した。次に、当該焼結円筒体の外周面に対してラッピング加工を行ない、直径 φ 40mmの円筒状の試験片とした。ここで、上記焼結円筒体に対するラッピング加工により除去される焼結円筒体の厚み (加工代）を 8段階に変化させ、 8種類の試験片を作製した（実施例 A〜H)。一方、比較のため、窒化珪素および焼結助剤からなる原料粉末を用いて加圧焼結法により焼結した焼結円筒体に対して、上述と同様にラッピング加工を行ない、直径 φ 40mmの円筒状の試験片を作製した（比較例 A)。ラッピング加工による加工代は 0. 25mmとした。

[0205] 次に、試験条件について説明する。上述のように作製された試験片に対し、別途準備された軸受鋼 (JIS規格 SUJ2)製の相手試験片（直径 φ 40mmの円筒状、焼入硬化済み）を、両者の軸が平行になるように、外周面において最大接触面圧 Pmax: 2. 5GPaで接触させた。そして、試験片を回転数： 3000rpmで軸周りに回転させるとともに、相手試験片を試験片に対する滑り率が 5%となるように軸回りに回転させた。そして、潤滑：タービン油 VG68(清浄油)のパット給油、試験温度：室温、の条件の下で回転を継続する転がり滑り疲労試験（2円筒試験)を行なった。そして、振動検出装置により運転中の試験片の振動を監視し、試験片に破損が発生して振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始力ら中止までの時間を当該試験片の寿命として記録した。なお、試験数は実施例、比較例ともに 8個ずっとし、その平均寿命を算出した上で、比較例 Aに対する寿命比で耐久性を評価した。

[0206] [表 5]

[0207] 表 5に本実施例の試験結果を示す。表 5を参照して、実施例の試験片の寿命は、その製造コスト等を考慮するといずれも良好であるといえる。そして、加工代を 0. 5m m以下とすることにより試験片の表面に緻密層を残存させた実施例 D〜Gの試験片の寿命は、比較例 Aの寿命の 2〜3倍程度となっていた。さらに、加工代を 0. 15mm 以下とすることにより試験片の表面に高緻密層を残存させた実施例 A〜Cの試験片の寿命は、比較例 Aの寿命の 5倍程度となっていた。このことから、本発明の自在継手用トルク伝達部材を備えた自在継手は、耐久性にぉレ、て優れてレ、るものと考えられる。そして、本発明の自在継手用トルク伝達部材を備えた自在継手は、自在継手用トルク伝達部材の加工代を 0. 5mm以下として、表面に緻密層を残存させることにより寿命が向上し、自在継手用トルク伝達部材の加工代を 0. 15mm以下として、表面に高緻密層を残存させることにより寿命がさらに向上すると考えられる。

[0208] 今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

産業上の利用可能性

本発明の転がり軸受、ハブユニット、転動部材およびその製造方法は、構成部品に βサイアロンを主成分とする焼結体を採用した転がり軸受、ハブユニット、 βサイァロンを主成分とする焼結体からなる転動部材およびその製造方法に特に有利に適用され得る。また、本発明の自在継手、自在継手用トルク伝達部材およびその製造方法は、構成部品に 0サイアロンを主成分とする焼結体を採用した自在継手、 0サイァロンを主成分とする焼結体からなる自在継手用トルク伝達部材およびその製造方法に特に有利に適用され得る。

Claims

請求の範囲

[1] 軌道部材（11 , 12, 21)と、

前記軌道部材（11 , 12, 21)に接触し、円環状の軌道上に配置される複数の転動体（13, 23)とを備え、

前記転動体（13, 23)は、

Si Al O N の組成式で表され、 0. l≤z≤3. 5を満たす /3サイアロンを主成

6— Z Z Z 8— Z

分とし、残部不純物からなる焼結体から構成される、転がり軸受（1 , 2)。

[2] 軌道部材（11 , 12, 21)と、

前記転動体（13, 23)は、

6— Z Z Z 8— Z

分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成される、転がり軸受（1 , 2)。

[3] 車輪と車体との間に介在して、前記車輪を前記車体に対して回転自在に支持するノヽブユニット (3)であって、

内周面に環状の転走面（31A1 , 31A2)が形成された外方部材（31)と、前記外方部材（31)の内径側に配置され、前記外方部材（31)の転走面（31 A1 , 3

1A2)に対向する環状の転走面（32A, 33A)が形成された内方部材（32, 33)と、前記外方部材（31)の転走面（31A1 , 31A2)と、前記内方部材（32, 33)の転走面（32A, 33A)とに接触し、環状の軌道上に配置される複数の転動体（34)とを備え前記転動体（34)は、

6— Z Z Z 8— Z

分とし、残部不純物からなる焼結体から構成される、ハブユニット（3)。

[4] 車輪と車体との間に介在して、前記車輪を前記車体に対して回転自在に支持するノヽブユニット (3)であって、

内周面に環状の転走面（31A1 , 31A2)が形成された外方部材（31)と、前記外方部材（31)の内径側に配置され、前記外方部材（31)の転走面（31 A1 , 3 1A2)に対向する環状の転走面（32A, 33A)が形成された内方部材（32, 33)と、前記外方部材（31)の転走面（31A1 , 31A2)と、前記内方部材（32, 33)の転走面（32A, 33A)とに接触し、環状の軌道上に配置される複数の転動体（34)とを備え前記転動体（34)は、

6— Z Z Z 8— Z

分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成される、ハブユニット（3)

[5] 転カり車由受（1 , 2, 3)におレヽて、軌道き材（11 , 12, 21 , 31 , 32, 33)、また (ま前記軌道部材（11 , 12, 21 , 31 , 32, 33)に接触して円環状の軌道上に配置される転動体（13, 23, 34)である転動部材（11 , 12, 13, 21 , 23, 31 , 32, 33, 34)であつて、

6— Z Z Z 8— Z

分とし、残部不純物からなる焼結体から構成され、

他の転動部材（11 , 12, 13, 21 , 23, 31 , 32, 33, 34)と接触する面である転走面（11A, 12A, 13A, 21A, 23A, 31A1 , 31A2, 32A, 33A, 34A)を含む領域 ίこ (ま、内き (11C, 12C, 13C, 21C, 23C, 31C, 32C, 33C, 34C)よりも緻密十生の高い層である緻密層（11B, 11D, 12B, 12D, 13B, 13D, 21B, 21D, 23B, 2 3D, 31B, 31D, 32B, 32D, 33B, 33D, 34B, 34D)カ形成されてレヽる、転動咅材（11 , 12, 13, 21 , 23, 31 , 32, 33, 34)。

[6] 前記緻密層（11B, 11D, 12B, 12D, 13B, 13D, 21B, 21D, 23B, 23D, 31B

, 31D, 32B, 32D, 33B, 33D, 34B, 34D)の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は 7%以下である、請求の範囲第 5項に記載の転動部材（11 , 12, 13, 21 , 23, 31 , 32, 33, 34)。

[7] 前記緻密層（11B, 11D, 12B, 12D, 13B, 13D, 21B, 21D, 23B, 23D, 31B

, 31D, 32B, 32D, 33B, 33D, 34B, 34D)の表面を含む領域 ίこ (ま、前記緻密層 (11B, 11D, 12B, 12D, 13B, 13D, 21B, 21D, 23Β, 23D, 31B, 31D, 32Β , 32D, 33B, 33D, 34B, 34D)内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高敏密層（11D, 12D, 13D, 21D, 23D, 31D, 32D, 33D, 34D)カ形成されてレヽる、請求の範囲第 5項に記載の転動部材（11, 12, 13, 21, 23, 31, 32, 33, 34) 前記高緻密層（11D, 12D, 13D, 21D, 23D, 31D, 32D, 33D, 34D)の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は 3.5%以下である、請求の範囲第 7項に記載の転動部材（11, 12, 13, 21, 23, 31, 32, 33, 34)。

軌道部材（11, 12, 21, 31, 32, 33)と、

前記軌道部材（11, 12, 21, 31, 32, 33)に接触し、円環状の軌道上に配置される複数の転動体（13, 23, 34)とを備え、

前記軌道部材（11, 12, 21, 31, 32, 33)および前記転動体（13, 23, 34)の少なくともいずれか一方は、請求の範囲第 5項に記載の転動部材（11, 12, 13, 21, 2 3, 31, 32, 33, 34)である、転カ受（1, 2, 3)。

転カり車由受（1, 2, 3)におレヽて、軌道き材（11, 12, 21, 31, 32, 33)、また (ま前記軌道部材（11, 12, 21, 31, 32, 33)に接触して円環状の軌道上に配置される転動体（13, 23, 34)である転動部材（11, 12, 13, 21, 23, 31, 32, 33, 34)であつて、

Si Al O N の組成式で表され、 0. l≤z≤3.5を満たす /3サイアロンを主成

6— Z Z Z 8— Z

分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体力構成され、

他の転動部材（11, 12, 13, 21, 23, 31, 32, 33, 34)と接触する面である転走面（11A, 12A, 13A, 21A, 23A, 31A1, 31A2, 32A, 33A, 34A)を含む領域 ίこ (ま、内き (11C, 12C, 13C, 21C, 23C, 31C, 32C, 33C, 34C)よりも緻密十生の高い層である緻密層（11B, 11D, 12B, 12D, 13B, 13D, 21B, 21D, 23B, 2 3D, 31B, 31D, 32B, 32D, 33B, 33D, 34B, 34D)カ形成されてレヽる、転動咅材（11, 12, 13, 21, 23, 31, 32, 33, 34)。

前記緻密層（11B, 11D, 12B, 12D, 13B, 13D, 21B, 21D, 23B, 23D, 31B , 31D, 32B, 32D, 33B, 33D, 34B, 34D)の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は 7%以下である、請求の範囲第 10項に記載の転動部材（11, 12, 13, 21, 23, 31, 32, 33, 34)。

前記緻密層（11B, 11D, 12B, 12D, 13B, 13D, 21B, 21D, 23B, 23D, 31B , 31D, 32B, 32D, 33B, 33D, 34B, 34D)の表面を含む領域 ίこ (ま、前記緻密層 (11B, 11D, 12B, 12D, 13B, 13D, 21B, 21D, 23Β, 23D, 31B, 31D, 32Β , 32D, 33Β, 33D, 34Β, 34D)内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高敏密層（11D, 12D, 13D, 21D, 23D, 31D, 32D, 33D, 34D)カ形成されてレヽる、請求の範囲第 10項に記載の転動部材（11, 12, 13, 21, 23, 31, 32, 33, 34 )。

前記高緻密層（11D, 12D, 13D, 21D, 23D, 31D, 32D, 33D, 34D)の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は 3.5%以下である、請求の範囲第 12項に記載の転動部材（11, 12, 13, 21 , 23, 31, 32, 33, 34)。

軌道部材（11, 12, 21, 31, 32, 33)と、

前記軌道部材（11, 12, 21, 31, 32, 33)および前記転動体（13, 23, 34)の少なくともいずれか一方は、請求の範囲第 10項に記載の転動部材（11, 12, 13, 21, 23, 31, 32, 33, 34)である、転カ受（1, 2, 3)。

転カり車由受（1, 2, 3)におレヽて、軌道き材（11, 12, 21, 31, 32, 33)、また (ま前記軌道部材（11, 12, 21, 31, 32, 33)に接触して円環状の軌道上に配置される転動体（13, 23, 34)である転動部材（11, 12, 13, 21, 23, 31, 32, 33, 34)の製造方法であって、

6— Z Z Z 8— Z

分とし、残部不純物からなる原料粉末が準備される工程と、

前記原料粉末が前記転動部材（11, 12, 13, 21, 23, 31, 32, 33, 34)の概略形状に成形されることにより成形体が作製される工程と、

前記成形体が、 IMPa以下の圧力下で焼結される工程とを備えた、転動部材（11, 12, 13, 21, 23, 31, 32, 33, 34)の製造方法。

前記成形体が焼結される工程では、 1550°C以上 1800°C以下の温度域で前記成形体が焼結される、請求の範囲第 15項に記載の転動部材（11, 12, 13, 21, 23, 3 1, 32, 33, 34)の製造方法。

前記成形体が焼結される工程では、不活性ガス雰囲気中または窒素と酸素との混合ガス雰囲気中において前記成形体が焼結される、請求の範囲第 15項に記載の転動部材（11, 12, 13, 21, 23, 31, 32, 33, 34)の製造方法。

前記成形体が焼結される前に、前記成形体の表面が加工される工程をさらに備えた、請求の範囲第 15項に記載の転動部材（11, 12, 13, 21, 23, 31, 32, 33, 34 )の製造方法。

焼結された前記成形体の表面が加工され、前記表面を含む領域が除去される工程をさらに備え、

焼結された前記成形体の表面が加工される工程において除去される前記成形体の厚みは 150 111以下である、請求の範囲第 15項に記載の転動部材（11, 12, 13 , 21, 23, 31, 32, 33, 34)の製造方法。

6— Z Z Z 8— Z

分とし、残部焼結助剤および不純物からなる原料粉末が準備される工程と、

前記成形体が焼結される工程では、 1550°C以上 1800°C以下の温度域で前記成形体が焼結される、請求の範囲第 20項に記載の転動部材（11, 12, 13, 21, 23, 3 1, 32, 33, 34)の製造方法。前記成形体が焼結される工程では、不活性ガス雰囲気中または窒素と酸素との混合ガス雰囲気中において前記成形体が焼結される、請求の範囲第 20項に記載の転動部材（11 , 12, 13, 21 , 23, 31 , 32, 33, 34)の製造方法。

前記成形体が焼結される前に、前記成形体の表面が加工される工程をさらに備えた、請求の範囲第 20項に記載の転動部材（11 , 12, 13, 21 , 23, 31 , 32, 33, 34 )の製造方法。

焼結された前記成形体の表面が加工される工程において除去される前記成形体の厚みは 150 111以下である、請求の範囲第 20項に記載の転動部材（11 , 12, 13 , 21 , 23, 31 , 32, 33, 34)の製造方法。

第 1の軸部材（116, 226)に接続された軌道部材（112, 222)と、

前記軌道部材（112, 222)に接触し、前記軌道部材（112, 222)の表面（112A, 222A)上を転走可能に配置されたトルク伝達部材（113, 223)と、

前記トルク伝達部材（113, 223)および前記軌道部材（112, 222)を介して前記第 1の軸部材（116, 226)に接続された第 2の軸部材（115, 225)とを備え、前記第 1の軸部材（116, 226)または前記第 2の軸部材（115, 225)の一方に伝達された軸周りの回転が、前記第 1の軸部材（116, 226)または前記第 2の軸部材（ 115, 225)の他方に伝達される自在'継手（100, 200)であって、

前記トルク伝達部材（113, 223)は、

6— Z Z Z 8— Z

分とし、残部不純物からなる焼結体から構成される、自在継手（100, 200)。

第 1の軸部材（116, 226)に接続された軌道部材（112, 222)と、

前記軌道部材（112, 222)に接触し、前記軌道部材（112, 222)の表面（112A,

222A)上を転走可能に配置されたトルク伝達部材（113, 223)と、

前記トルク伝達部材（113, 223)は、

6— Z Z Z 8— Z

分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成される、自在継手（100 , 200)。

自在継手（100, 200)において、第 1の軸部材（116, 226)に接続された軌道部材（112, 222)と第 2の軸部材（115, 225)との間において転動および摺動可能に介在し、前記第 1の軸部材（116, 226)または前記第 2の軸部材（115, 225)の一方に伝達された軸周りの回転を前記第 1の軸部材（116, 226)または前記第 2の軸部材（115, 225)の他方に伝達する自在継手用トルク伝達部材（113, 223)であつて、

6— Z Z Z 8— Z

分とし、残部不純物からなる焼結体から構成され、

他の部材と接触する面である接触面（113A, 223A)を含む領域には、内部（113 C, 223C)よりも敏密十生の高!/、層である敏密層（113B, 113D, 223B, 223D)カ形成されている、自在継手用トルク伝達部材（113, 223)。

前記緻密層（113B, 113D, 223B, 223D)の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は 7%以下である、請求の範囲第 27項に記載の自在継手用トルク伝達部材（113, 223)。

前記緻密層（113B, 113D, 223B, 223D)の表面を含む領域には、前記緻密層 (113B, 113D, 223B, 223D)内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高緻密層（113D, 223D)が形成されている、請求の範囲第 27項に記載の自在継手用トノレク伝達部材（113, 223)。

前記高緻密層（113D, 223D)の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は 3. 5%以下である、請求の範囲第 2 9項に記載の自在継手用トルク伝達部材（113, 223)。

第 1の軸部材（116, 226)に接続された軌道部材（112, 222)と、前記軌道部材（112, 222)に接触し、前記軌道部材（112, 222)の表面（112A, 222A)上を転走および摺動可能に配置されたトルク伝達部材（113, 223)と、前記トルク伝達部材（113, 223)および前記軌道部材（112, 222)を介して前記第 1の軸部材（116, 226)に接続された第 2の軸部材（115, 225)とを備え、前記第 1の軸部材（116, 226)または前記第 2の軸部材（115, 225)の一方に伝達された軸周りの回転が、前記第 1の軸部材（116, 226)または前記第 2の軸部材（ 115, 225)の他方に伝達される自在'継手（100, 200)であって、

前記トルク伝達部材（113, 223)は、請求の範囲第 27項に記載の自在継手用トルク伝達部材（113, 223)である、自在継手（100, 200)。

6— Z Z Z 8— Z

前記緻密層（113B, 113D, 223B, 223D)の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は 7%以下である、請求の範囲第 32項に記載の自在継手用トルク伝達部材（113, 223)。

前記緻密層（113B, 113D, 223B, 223D)の表面を含む領域には、前記緻密層 (113B, 113D, 223B, 223D)内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高緻密層（113D, 223D)が形成されている、請求の範囲第 32項に記載の自在継手用トノレク伝達部材（113, 223)。

前記高緻密層（113D, 223D)の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は 3. 5%以下である、請求の範囲第 3 4項に記載の自在継手用トルク伝達部材（113, 223)。

第 1の軸部材（116, 226)に接続された軌道部材（112, 222)と、

前記軌道部材（112, 222)に接触し、前記軌道部材（112, 222)の表面（112A, 222A)上を転走および摺動可能に配置されたトルク伝達部材（113, 223)と、前記トルク伝達部材（113, 223)および前記軌道部材（112, 222)を介して前記第 1の軸部材（116, 226)に接続された第 2の軸部材（115, 225)とを備え、前記第 1の軸部材（116, 226)または前記第 2の軸部材（115, 225)の一方に伝達された軸周りの回転が、前記第 1の軸部材（116, 226)または前記第 2の軸部材（ 115, 225)の他方に伝達される自在'継手（100, 200)であって、

前記トルク伝達部材（113, 223)は、請求の範囲第 32項に記載の自在継手用トルク伝達部材（113, 223)である、自在継手（100, 200)。

自在継手（100, 200)において、第 1の軸部材（116, 226)に接続された軌道部材（112, 222)と第 2の軸部材（115, 225)との間において転動および摺動可能に介在し、前記第 1の軸部材（116, 226)または前記第 2の軸部材（115, 225)の一方に伝達された軸周りの回転を前記第 1の軸部材（116, 226)または前記第 2の軸部材（115, 225)の他方に伝達する自在継手用トルク伝達部材（113, 223)の製造方法であって、

6— Z Z Z 8— Z

前記原料粉末が前記自在継手用トルク伝達部材（113, 223)の概略形状に成形されることにより成形体が作製される工程と、

前記成形体が、 IMPa以下の圧力下で焼結される工程とを備えた、自在継手用トルク伝達部材（113, 223)の製造方法。

前記成形体が焼結される工程では、 1550°C以上 1800°C以下の温度域で前記成形体が焼結される、請求の範囲第 37項に記載の自在継手用トルク伝達部材（113, 223)の製造方法。

前記成形体が焼結される工程では、不活性ガス雰囲気中または窒素と酸素との混合ガス雰囲気中において前記成形体が焼結される、請求の範囲第 37項に記載の自在継手用トルク伝達部材（113, 223)の製造方法。

前記成形体が焼結される前に、前記成形体の表面が加工される工程をさらに備えた、請求の範囲第 37項に記載の自在継手用トルク伝達部材（113, 223)の製造方法。

焼結された前記成形体の表面が加工される工程において除去される前記成形体の厚みは 150 m以下である、請求の範囲第 37項に記載の自在継手用トルク伝達部材（113, 223)の製造方法。

6— Z Z Z 8— Z

分とし、残部焼結助剤および不純物からなる原料粉末が準備される工程と、前記原料粉末が前記自在継手用トルク伝達部材（113, 223)の概略形状に成形されることにより成形体が作製される工程と、

前記成形体が焼結される工程では、 1550°C以上 1800°C以下の温度域で前記成形体が焼結される、請求の範囲第 42項に記載の自在継手用トルク伝達部材（113, 223)の製造方法。

前記成形体が焼結される工程では、不活性ガス雰囲気中または窒素と酸素との混合ガス雰囲気中において前記成形体が焼結される、請求の範囲第 42項に記載の自在継手用トルク伝達部材（113, 223)の製造方法。 [45] 前記成形体が焼結される前に、前記成形体の表面が加工される工程をさらに備えた、請求の範囲第 42項に記載の自在継手用トルク伝達部材（113, 223)の製造方法。

[46] 焼結された前記成形体の表面が加工され、前記表面を含む領域が除去される工程をさらに備え、

焼結された前記成形体の表面が加工される工程において除去される前記成形体の厚みは 150 m以下である、請求の範囲第 42項に記載の自在継手用トルク伝達部材（113, 223)の製造方法。