环状构件的热处理方法、环状构件的制造方法、环状构件、轨道圈、滚动轴承及轨道圈的制...的制作方法

文档序号:3411108阅读:282来源:国知局
专利名称:环状构件的热处理方法、环状构件的制造方法、环状构件、轨道圈、滚动轴承及轨道圈的制 ...的制作方法
技术领域
本发明涉及环状构件的热处理方法、环状构件的制造方法、环状构件、轨道圈、滚动轴承及轨道圈的制造方法。
背景技术
作为滚动轴承相对于轨道圈等由钢构成的环状构件进行的淬火硬化处理,有时采用高频感应加热淬火。与将环状构件在炉内加热后浸在油等冷却液中的一般的淬火硬化处理相比,上述高频感应加热淬火具有能简化设备且能在短时间内进行处理等优势。但是,在高频感应加热淬火中,为了同时对沿着环状构件周向上所要固化的环状区域进行加热,需要以与该区域相对的方式配置用于对上述环状构件进行感应加热的线圈等感应加热构件。因此,在对大型环状构件进行淬火硬化的情况下,需要有与之相适的大型线圈和与该线圈相应的大容量的电源,因而存在淬火装置的制造成本变高这样的问题。作为避免上述问题的措施,有时采用使用小型感应加热线圈的移动淬火。在上述移动淬火中,通过使用与环状构件所要加热的环状区域的一部分相对配置并可沿该区域相对移动的线圈实施高频感应加热,并在线圈经过之后对加热后的区域喷射水等冷却液,藉此依次对该区域进行淬火硬化。但是,在单纯采用这种移动淬火的情况下,线圈从开始淬火的区域(淬火开始区域)绕一圈,当对最后所要实施淬火的区域(淬火结束区域)进行淬火硬化时,淬火开始区域与淬火结束区域局部重叠。因此,可能因对重叠的区域进行再次淬火而导致出现淬裂。此外,与上述重叠的区域相邻的区域会在对淬火结束区域加热的同时被加热至A1点以下的温度而进行回火,因此,可能会使与上述重叠的区域相邻的区域的硬度降低。因此,在采用移动淬火的情况下,一般采用如下措施使没有实施淬火的区域(软带(soft zone))残留在淬火开始区域与淬火结束区域之间。上述软带由于硬度低,因此, 屈服强度低,另外,耐磨损性也不够。因此,例如在滚动轴承的轨道圈上形成软带的情况下, 需要考虑使该软带不会成为负载区域。对此,提出如下方法在实施了形成软带的上述移动淬火之后,在切除相当于软带的区域的同时,将实施了淬火的栓体嵌入上述区域(例如参照日本专利特开平6-17823号公报(专利文献1))。藉此,能避免残留硬度较低的软带。此外,还提出如下方法使用朝环状构件的周向相反方向移动的两个线圈来避免形成软带(例如参照日本专利特开平6-2003 号公报(专利文献2))。在上述方法中,通过以两个线圈相互相邻的方式配置的状态开始淬火,并在再次对接的位置上结束淬火,从而不仅能避免形成软带,也能避免出现再次淬火的区域。此外,在大型滚动轴承的轨道圈中,有时淬火硬化层会沿滚走面而形成。通过采用如上所述结构,与对轨道圈整体进行淬火硬化的情况相比,能降低热处理所需的时间及费用。此外,由于仅对轨道圈的表面即滚走面附近进行淬火硬化,因此,压缩应力残留在滚走面上,从而能提高轨道圈的耐久性。另一方面,作为形成上述淬火硬化层的方法,列举出高频感应加热淬火处理。目前,正在进行各种有关对大型轨道圈进行高频感应加热淬火处理的研究(例如参照日本专利特开平6-17823号公报(专利文献1)及日本专利特开平 6-200326号公报(专利文献2))。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利特开平6-17823号公报专利文献2 日本专利特开平6-2003 号公报

发明内容
发明所要解决的技术问题但是,在上述专利文献1所公开的方法中,存在如下问题用于制造环状构件的工时数大幅增加。此外,在上述专利文献2所公开的方法中,伴随淬火硬化而产生的残余应力集中在最后被淬火的区域中,从而可能出现热处理应变或淬裂。此外,在现有的轨道圈的高频感应加热淬火中,线圈中面向轨道圈且有助于加热轨道圈的区域(感应加热区域)具有与轨道圈的形状相应的曲面形状。因此,在实施大小或形状不同的轨道圈的淬火时,需要与各个轨道圈的形状相应的线圈,从而使得淬火装置的制造成本变高。此外,单纯只沿着滚走面形成淬火硬化层存在轨道圈无法具有足够的耐久性这样的问题。此外,在轨道圈用于嵌入其它构件时,有时要求与该其它构件接触的面即嵌合面也具有高硬度。另一方面,在包括滚走面在内的区域上通过高频感应加热淬火形成有淬火硬化层(滚走面淬火层)的轨道圈中,为了使嵌合面具有高硬度,对于包括嵌合面在内的区域,也需要形成淬火硬化层(嵌合面淬火层)。但是,为了同时形成滚走面淬火层和嵌合面淬火层,存在如下问题淬火装置的结构变得复杂,并使该装置的制造成本变高。此外,当形成滚走面淬火层和嵌合面淬火层中的一方之后,在采用形成另一方的工艺时,先前形成的淬火层会因形成之后的淬火层时的加热而被回火,从而出现硬度降低这样的问题。本发明为解决上述问题而作。解决技术问题所采用的技术方案根据本发明的环状构件的热处理方法包括通过使感应加热构件沿着由钢构成的环状成型体的周向相对旋转,由此在成型体上形成被加热至A1点以上的温度的环状加热区域的工序,其中,上述感应加热构件配置成面向成型体的一部分,并对成型体进行感应加热;以及将加热区域整体同时冷却至Ms点以下的温度的工序。在本发明的环状构件的热处理方法中,通过使以面向环状成型体的一部分的方式配置的感应加热构件沿着周向相对旋转,由此在成型体上形成加热区域。因此,能采用相对于环状构件的外形形状较小的感应加热构件。其结果是,即便在对大型环状构件进行淬火硬化的情况下,也能抑制淬火装置的制造成本。此外,在本发明的环状构件的热处理方法中,加热区域整体被同时冷却至Ms点以下的温度。因此,能在周向上形成均质的环状淬火硬化区域,并可抑制残余应力集中在局部区域上。这样,根据本发明的环状构件的热处理方法,可以提供一种不仅能抑制淬火装置的制造成本、还能形成在周向上均质的环状淬火硬化区域的环状构件的热处理方法。在上述环状构件的热处理方法中,也可以在形成加热区域的工序中,使感应加热构件沿着成型体的周向相对旋转两周以上。藉此,能抑制周向上温度的偏差,从而能实现均质的淬火硬化。在上述环状构件的热处理方法中,还可以在形成加热区域的工序中,使感应加热构件沿着成型体的周向配置有多个。藉此,能抑制周向上的温度的偏差,从而能实现均质的淬火硬化。根据本发明的环状构件的制造方法包括准备由钢形成的环状成型体的工序;以及对成型体进行淬火硬化的工序。接着,在对成型体进行淬火硬化的工序中,使用上述本发明的环状构件的热处理方法来对成型体进行淬火硬化。在本发明的环状构件的制造方法中,在对成型体进行淬火硬化的工序中,使用上述本发明的环状构件的热处理方法来对成型体进行淬火硬化。因此,根据本发明的环状构件的制造方法,可以提供一种不仅能抑制淬火装置的制造成本、还能形成在周向上均质的环状淬火硬化区域的环状构件的制造方法。根据本发明的环状构件通过上述本发明的环状构件的制造方法制造出。根据本发明的环状构件,由于是通过上述发明的环状构件的制造方法制造出的,因此,可以提供一种不仅能抑制热处理的成本、还形成在周向上均质的环状淬火硬化区域的环状构件。本发明第一方面的滚动轴承的轨道圈是通过上述本发明的环状构件的制造方法制造出的,其具有IOOOmm以上的内径。根据本发明的滚动轴承的轨道圈,由于是通过上述本发明的环状构件的制造方法制造出的,因此,可以提供一种不仅能抑制热处理的成本、还能以包括滚走面的方式形成在周向上均质的环状淬火硬化区域的大型轨道圈。此外,本发明第二方面的滚动轴承的轨道圈是内径为IOOOmm以上的滚动轴承的轨道圈。上述滚动轴承的轨道圈的特征是,供滚动体滚走的面即滚走面的淬火硬化层通过高频感应加热淬火在全周上形成有相同的深度。从其它方面来说,本发明第二方面的滚动轴承的轨道圈不仅具有IOOOmm以上的内径,还具有通过高频感应加热淬火形成的、圆环状的沿着周向具有相同深度的淬火硬化层,该淬火硬化层的表面是滚走面。另外,圆环状的沿着周向具有相同深度的淬火硬化层是指厚度在周向上连续(不会不连续)的淬火硬化层。根据本发明第二方面的滚动轴承的轨道圈,由于通过高频感应加热淬火形成有在周向上均质的圆环状的淬火硬化层,因此,可以提供耐久性优异的大型轨道圈。本发明第一方面的滚动轴承包括内圈;外圈,该外圈被配置成围住内圈的外周侧;以及多个滚动体,这些滚动体配置在内圈与外圈之间。此外,上述内圈和外圈中的至少任意一个是上述本发明的滚动轴承的轨道圈。根据本发明第一方面的滚动轴承,由于内圈及外圈中的至少任意一方采用以包括滚走面的方式形成有在周向上均质的环状淬火硬化区域的上述滚动轴承的轨道圈,因此, 可以提供耐久性优异的滚动轴承。上述第一方面的滚动轴承可以在风力发电装置中被用作滚动轴承(风力发电装置用滚动轴承),该滚动轴承在内圈上贯穿地固定有与叶片连接的主轴,通过使外圈相对于外壳固定,从而将主轴支承成相对于外壳自由旋转。上述耐久性优异的本发明第一方面的滚动轴承较佳地用作风力发电装置用滚动轴承。
另外,A1点是相当于加热钢时使钢的组织结构从铁素体开始相变成奥氏体的温度的点。此外,Ms点是相当于奥氏体化后的钢受到冷却时开始马氏体化的温度的点。根据本发明第一方面的轨道圈的制造方法是滚动轴承的轨道圈的制造方法。上述轨道圈的制造方法包括准备成型体的工序,其中,上述成型体由含有0. 43质量%以上 0. 65质量%以下的碳、0. 15质量%以上0. 35质量%以下的硅、0. 60质量%以上1. 10质量%以下的锰、0. 30质量%以上1. 20质量%以下的铬、0. 15质量%以上0. 75质量%以下的钼、余量为铁及杂质的钢构成;通过使感应加热构件沿着成型体中所要形成轨道圈的滚走面的环状区域的周向相对旋转,由此在成型体上形成被加热至A1点以上的温度的环状加热区域的工序,其中,上述感应加热构件配置成面向环状区域的一部分,并对成型体进行感应加热;以及将加热区域整体同时冷却至Ms点以下的温度的工序。此外,根据本发明第二方面的轨道圈的制造方法是滚动轴承的轨道圈的制造方法。上述轨道圈的制造方法包括准备成型体的工序,其中,上述成型体由含有0. 43质量% 以上0. 65质量%以下的碳、0. 15质量%以上0. 35质量%以下的硅、0. 60质量%以上1. 10 质量%以下的锰、0. 30质量%以上1. 20质量%以下的铬、0. 15质量%以上0. 75质量%以下的钼、0. 35质量%以上0. 75质量%以下的镍、余量为铁及杂质的钢构成;通过使感应加热构件沿着成型体中所要形成轨道圈的滚走面的环状区域的周向相对旋转,由此在成型体上形成被加热至A1点以上的温度的环状加热区域的工序,其中,上述感应加热构件配置成面向环状区域的一部分,并对成型体进行感应加热;以及将加热区域整体同时冷却至Ms点以下的温度的工序。在本发明的轨道圈的制造方法中,通过使以面向所要形成滚走面的环状区域的一部分的方式配置的感应加热构件沿着周向相对旋转,由此在成型体上形成加热区域。因此, 能采用相对于轨道圈的外形形状较小的感应加热构件。其结果是,即便在对大型轨道圈进行淬火硬化的情况下,也能抑制淬火装置的制造成本。此外,在本发明的轨道圈的制造方法中,可将加热区域整体同时冷却至Ms点以下的温度。因此,能沿滚走面在全周上同时形成淬火硬化层,并可抑制残余应力集中在局部区域上。而且,在本发明的轨道圈的制造方法中, 可采用具有能通过淬火硬化实现足够高的硬度、并能在确保高淬火性的同时抑制淬裂的合适的成分组成的钢作为原料。这样,根据本发明的轨道圈的制造方法,不仅能抑制淬火装置的制造成本,还能通过高频感应加热淬火沿着滚走面在全周上均质地形成有淬火硬化层。在此,对将构成成型体的钢的成分范围即构成所要制造的轨道圈的钢的成分范围限定为上述范围的理由进行说明。碳0.43质量%以上0.65质量%以下含碳量对淬火硬化后的轨道圈的滚走面的硬度有很大影响。在构成成型体(轨道圈)的钢的含碳量不足0.43质量%时,很难使得淬火硬化后的滚走面具有足够的硬度。相反,在含碳量超过0.65质量%时,可能会在淬火硬化时出现破裂(淬裂)。因此,含碳量便设定为0. 43质量%以上0. 65质量%以下。硅0· 15质量%以上0.;35质量%以下硅有助于提高钢的回火软化阻力。在构成成型体(轨道圈)的钢的含硅量不足 0. 15质量%时,回火软化阻力不足,可能因淬火硬化后的回火或轨道圈使用中的温度上升而使滚走面的硬度大幅降低。相反,在含硅量超过0.35质量%时,使得淬火前原料的硬度变高,从而使将原料成型成轨道圈时的冷轧加工中的加工性降低。因此,含硅量便设定为 0. 15质量%以上0. 35质量%以下。锰0. 60质量%以上1. 10质量%以下锰有助于提高钢的淬火性。在含锰量不足0. 60质量%时,便无法充分得到上述效果。相反,在含锰量超过1.10质量%时,淬火前的原料的硬度变高,使得冷轧加工中的加工性降低。因此,含锰量便设定为0.60质量%以上1. 10质量%以下。铬0. 30质量%以上1.20质量%以下铬有助于提高钢的淬火性。在含铬量不足0. 30质量%时,便无法充分得到上述效果。相反,在含铬量超过1.20质量%时,会出现原料成本变高这样的问题。因此,含铬量便设定为0. 30质量%以上1. 20质量%以下。钼0· 15质量%以上0.75质量%以下钼也有助于提高钢的淬火性。在含钼量不足0. 15质量%时,便无法充分得到上述效果。相反,在含钼量超过0.75质量%时,会出现原料成本变高这样的问题。因此,含钼量便设定为0. 15质量%以上0. 75质量%以下。镍0. 35质量%以上0.75质量%以下镍也有助于提高钢的淬火性。镍虽然并非是构成本发明的轨道圈的钢中必要的成分,但能在轨道圈的外形很大时等要求构成轨道圈的钢具有特别高的淬火性时添加。在含镍量不足0. 35质量%时,便无法充分得到淬火性提高的效果。相反,在含镍量超过0. 75质量%时,淬火后的残余奥氏体量变多,可能是导致硬度降低、尺寸稳定性降低等的原因。因此,在构成轨道圈的钢中添加0. 35质量%以上0. 75质量%以下的范围较为理想。在上述轨道圈的制造方法中,还可以在形成加热区域的工序之前设置对成型体实施正火处理的工序。在通过高频感应加热淬火对包括滚走面在内的区域局部淬火硬化制造出的轨道圈中,在没有被淬火硬化的区域(非固化区域)中,也需要具有能确保规定强度的硬度。此夕卜,为了在非固化区域内确保规定的硬度,还可以在高频感应加热淬火处理之前、对成型体 (轨道圈)整体实施淬火处理之后,实施回火处理。但是,在如上所述采用具有含碳量较高且淬火性高的上述成分组成的钢作为原料时,存在容易出现淬裂这样的问题。相反,在由上述成分组成的钢构成的成型体中,能通过正火处理来确保足够的硬度。因此,通过在高频感应加热淬火之前预先实施正火处理,来代替在上述淬火及回火中确保硬度,从而能使非固化区域具有合适的硬度。在上述轨道圈的制造方法中,还可以在实施正火处理中,通过将硬质粒子与气体一起喷至成型体,从而在对成型体进行冷却的同时实施喷砂处理。藉此,能与正火处理时的吹风冷却同时实施喷砂处理。因此,可除去因正火处理的加热而在成型体表层部产生的水垢,并可抑制因产生水垢而引起的轨道圈特性的降低及因产生水垢而使导热率降低。在上述轨道圈的制造方法中,还可以在形成加热区域的工序中,使感应加热构件沿着成型体的周向相对旋转两周以上。藉此,能抑制在滚走面的周向上温度的偏差,从而能实现均质的淬火硬化。在上述轨道圈的制造方法中,还可以在形成加热区域的工序中,使感应加热构件
9沿着成型体的周向配置多个。藉此,能抑制在滚走面的周向上温度的偏差,从而能实现均质的淬火硬化。在上述轨道圈的制造方法中,还可以在形成加热区域的工序中对加热区域的多个部位的温度进行测定。藉此,在确认了在滚走面的周向上实现均质的加热之后,能进行骤冷来实施淬火硬化处理。其结果是,能在滚走面的周向上实现均质的淬火硬化。本发明第三方面的轨道圈是通过上述本发明的轨道圈的制造方法制造出的,其具有IOOOmm以上的内径。根据本发明第三方面的轨道圈,由于是通过上述本发明的轨道圈的制造方法制造出的,因此,可以提供不仅能抑制热处理的成本、还能通过高频感应加热淬火沿着滚走面在全周上均质地形成有淬火硬化层的大型轨道圈。根据本发明第四方面的轨道圈是内径为IOOOmm以上的滚动轴承的轨道圈。上述轨道圈由含有0. 43质量%以上0. 65质量%以下的碳、0. 15质量%以上0. 35质量%以下的硅、0. 60质量%以上1. 10质量%以下的锰、0. 30质量%以上1. 20质量%以下的铬、0. 15 质量%以上0. 75质量%以下的钼、余量为铁及杂质的钢构成,通过高频感应加热淬火沿着滚走面在全周上形成有淬火硬化层。此外,本发明第五方面的轨道圈是内径为IOOOmm以上的滚动轴承的轨道圈。上述轨道圈(131、132)由含有0.43质量%以上0.65质量%以下的碳、0. 15质量%以上0. 35质量%以下的硅、0. 60质量%以上1. 10质量%以下的锰、0. 30质量%以上1. 20质量%以下的铬、0. 15质量%以上0. 75质量%以下的钼、0. 35质量%以上0. 75质量%以下的镍、余量为铁及杂质的钢构成,通过高频感应加热淬火沿着滚走面在全周上形成有淬火硬化层。在上述第四方面及第五方面的轨道圈中,通过高频感应加热淬火沿着滚走面在全周上形成有淬火硬化层。因此,上述第四方面及第五方面的轨道圈成为滚走面的任何区域均能作为负载区域的耐久性优异的轨道圈。此外,在上述第四方面及第五方面的轨道圈中, 可采用具有能通过淬火硬化实现足够高的硬度、并能在确保高淬火性的同时抑制淬裂的合适的成分组成的钢作为原料。这样,根据本发明第四方面及第五方面的轨道圈,可以提供耐久性优异的大型轨道圈。根据本发明第二方面的滚动轴承包括内圈;外圈,该外圈配置成围住内圈的外周侧;以及多个滚动体,这些滚动体配置在内圈与外圈之间。此外,内圈和外圈中的至少任意一个是上述本发明的轨道圈。根据本发明第二方面的滚动轴承,由于包括上述本发明的轨道圈,因此,可以提供耐久性优异的大型滚动轴承。根据上述第二方面的滚动轴承可以在风力发电装置中被用作滚动轴承(风力发电装置用滚动轴承),该滚动轴承在内圈上贯穿地固定有与叶片连接的主轴,通过使外圈相对于外壳固定,从而将主轴支承成相对于外壳自由旋转。作为上述耐久性优异的大型滚动轴承的根据本发明第二方面的滚动轴承可较佳地用作风力发电装置用滚动轴承。根据本发明第四方面的轨道圈的制造方法是滚动轴承的轨道圈的制造方法。上述轨道圈的制造方法包括准备由钢构成的成型体的工序;通过使感应加热线圈沿着成型体中所要形成轨道圈的滚走面的环状区域的周向相对旋转,由此在成型体上形成被加热至A1 点以上的温度的环状加热区域的工序,其中,上述感应加热线圈配置成面向环状区域的一部分,并对成型体进行感应加热;以及将加热区域整体同时冷却至Ms点以下的温度的工序。此外,在形成加热区域的工序中,使用具有如下形状的感应加热线圈面向环状区域且有助于加热环状区域的区域(感应加热区域)包括在相同平面内。在本发明第四方面的轨道圈的制造方法中,通过使以面向所要形成滚走面的环状区域的一部分的方式配置的感应加热线圈沿着周向相对旋转,由此在成型体上形成加热区域。因此,能采用相对于轨道圈的外形形状较小的感应加热线圈。其结果是,即便在对大型轨道圈进行淬火硬化的情况下,也能抑制淬火装置的制造成本。此外,在本发明第四方面的轨道圈的制造方法中,可将加热区域整体同时冷却至Ms点以下的温度。因此,能沿滚走面在全周上同时形成淬火硬化层,并可抑制残余应力集中在局部区域上。而且,在本发明第四方面的轨道圈的制造方法中,可使用具有如下形状的感应加热线圈感应加热区域包括在相同平面内。因此,即便对大小及形状不同的轨道圈进行淬火,也不需要与各自的轨道圈的形状相适的线圈,从而能降低淬火装置的制造成本。如上所述,根据本发明第四方面的轨道圈的制造方法,不仅能抑制淬火装置的制造成本,还能通过高频感应加热淬火沿着滚走面在全周上均质地形成有淬火硬化层。在上述轨道圈的制造方法中,较为理想的是,在形成加热区域的工序中,使感应加热线圈沿着成型体的周向配置多个。藉此,能抑制在滚走面(环状区域)的周向上温度的偏差,从而能实现均质的淬火硬化。在上述轨道圈的制造方法中,较为理想的是,在形成加热区域的工序中,多个感应加热线圈沿着成型体的周向等间隔配置。藉此,能抑制在滚走面(环状区域)的周向上温度的偏差,从而能实现更均质的淬火硬化。在上述轨道圈的制造方法中,较为理想的是,在形成加热区域的工序中,使感应加热线圈沿着成型体的周向相对旋转两圈以上。藉此,能抑制在滚走面(环状区域)的周向上温度的偏差,从而能实现均质的淬火硬化。在上述轨道圈的制造方法中,在形成加热区域的工序中对加热区域的多个部位的温度进行测定。藉此,在确认了在滚走面的周向上实现均质的加热之后,能对加热区域进行骤冷来实施淬火硬化处理。其结果是,能在滚走面的周向上实现均质的淬火硬化。在上述轨道圈的制造方法中,在准备成型体的工序中,还可以准备如下成型体,其中,该成型体由含有0. 43质量%以上0. 65质量%以下的碳、0. 15质量%以上0. 35质量% 以下的硅、0. 60质量%以上1. 10质量%以下的锰、0. 30质量%以上1. 20质量%以下的铬、 0. 15质量%以上0. 75质量%以下的钼、余量为铁及杂质的钢构成。 此外,在上述轨道圈的制造方法中,在准备成型体的工序中,还可以准备如下成型体,其中,该成型体由含有0. 43质量%以上0. 65质量%以下的碳、0. 15质量%以上0. 35质量%以下的硅、0. 60质量%以上1. 10质量%以下的锰、0. 30质量%以上1. 20质量%以下的铬、0. 15质量%以上0. 75质量%以下的钼、0. 35质量%以上0. 75质量%以下的镍、余量为铁及杂质的钢构成。由于采用上述成分组成的钢作为原料,因此,不仅能通过淬火硬化来实现高硬度, 还能在确保高淬火性的同时抑制淬裂。在此,对将构成成型体的钢的成分范围即构成所要制造的轨道圈的钢的成分范围设定为上述范围的较佳理由进行说明。碳0. 43质量%以上0.65质量%以下
含碳量对淬火硬化后的轨道圈的滚走面的硬度有很大影响。在构成轨道圈的钢的含碳量不足0. 43质量%时,可能很难使淬火硬化后的滚走面具有足够的硬度。相反,在含碳量超过0. 65质量%时,可能会在淬火硬化时出现破裂(淬裂)。因此,含碳量设定为0. 43 质量%以上0. 65质量%以下较为理想。硅0· 15质量%以上0.;35质量%以下硅有助于提高钢的回火软化阻力。在构成轨道圈的钢的含硅量不足0. 15质量% 时,回火软化阻力不足,可能因淬火硬化后的回火或轨道圈使用中的温度上升而使滚走面的硬度大幅降低。相反,在含硅量超过0. 35质量%时,可能使得淬火前原料的硬度变高,从而使将原料成型成轨道圈时的冷轧加工中的加工性降低。因此,含硅量设定为0. 15质量% 以上0. 35质量%以下较为理想。锰0. 60质量%以上1. 10质量%以下锰有助于提高钢的淬火性。在含锰量不足0. 60质量%时,便无法充分得到上述效果。相反,在含锰量超过1.10质量%时,淬火前的原料的硬度变高,使得冷轧加工中的加工性降低。因此,含锰量设定为0.60质量%以上1. 10质量%以下较为理想。铬0.30质量%以上1.20质量%以下铬有助于提高钢的淬火性。在含铬量不足0. 30质量%时,便无法充分得到上述效果。相反,在含铬量超过1.20质量%时,会出现原料成本变高这样的问题。因此,含铬量设定为0. 30质量%以上1. 20质量%以下较为理想。钼0· 15质量%以上0.75质量%以下钼也有助于提高钢的淬火性。在含钼量不足0. 15质量%时,便无法充分得到上述效果。相反,在含钼量超过0.75质量%时,会出现原料成本变高这样的问题。因此,含钼量设定为0. 15质量%以上0. 75质量%以下较为理想。镍0.35质量%以上0.75质量%以下镍也有助于提高钢的淬火性。镍能在轨道圈外形很大时等要求构成轨道圈的钢具有特别高的淬火性时添加。在含镍量不足0. 35质量%时,便无法充分得到淬火性提高的效果。相反,在含镍量超过0.75质量%时,淬火后的残余奥氏体量变多,可能是导致硬度降低、尺寸稳定性降低等的原因。因此,在构成轨道圈的钢中添加0.35质量%以上0.75质量%以下的范围的镍是较为理想的。在上述轨道圈的制造方法中,还可以在形成加热区域的工序之前设置对成型体实施正火处理的工序。在通过高频感应加热淬火对包括滚走面在内的区域局部淬火硬化制造而成的轨道圈中,在没有被淬火硬化的区域(非固化区域)中,也需要具有能确保规定强度的硬度。 此外,为了在非固化区域内确保规定的硬度,还可以在高频感应加热淬火处理之前、对成型体(轨道圈)整体实施淬火处理之后,实施回火处理。但是,在采用具有含碳量较高且淬火性高的成分组成的钢作为原料时,存在容易出现淬裂这样的问题。相反,在由这样的成分组成的钢构成的成型体中,能通过正火处理来确保足够的硬度。因此,通过在高频感应加热淬火之前预先实施正火处理,来代替在上述淬火及回火中确保硬度,从而能使非固化区域具有合适的硬度。在上述轨道圈的制造方法中,还可以在实施正火处理中,通过将硬质粒子与气体
12一起喷至成型体,从而在对成型体进行冷却的同时实施喷砂处理。藉此,能与正火处理时的吹风冷却同时实施喷砂处理。因此,可除去因正火处理的加热而在成型体表层部产生的水垢,并可抑制因产生水垢而引起的轨道圈特性的降低及因产生水垢而使导热率降低。根据本发明第一方面的滚动轴承的制造方法包括准备轨道圈的工序、准备滚动体的工序、将轨道圈与滚动体组合来组装出滚动轴承的工序。此外,轨道圈可通过上述本发明的轨道圈的制造方法制造来准备。由于通过上述本发明的轨道圈的制造方法来制造出轨道圈,因此,根据本发明第一方面的滚动轴承的制造方法,可以制造出包括不仅能抑制淬火装置的制造成本、还能通过高频感应加热淬火沿着滚走面在全周上均质地形成有淬火硬化层的轨道圈的滚动轴承。在上述滚动轴承的制造方法中,上述滚动轴承也可以在风力发电装置中被用作风力发电装置用滚动轴承,该风力发电用滚动轴承将与叶片连接的主轴支承成相对于与主轴相邻的构件自由旋转。如上所述,能以低成本在大型轨道圈的包括滚走面在内的区域形成淬火硬化层的本发明第一方面的滚动轴承的制造方法可较佳地用作风力发电用滚动轴承的制造方法。根据本发明第六方面的轨道圈是内径为IOOOmm以上的滚动轴承的轨道圈。上述轨道圈包括滚走面淬火层,该滚走面淬火层以包括供滚动体滚走的面即滚走面在内的方式沿着滚走面在全周上形成;嵌合面淬火层,该嵌合面淬火层以包括与其它构件嵌合的嵌合面在内的方式沿着嵌合面形成;非固化区域,该非固化区域形成在滚走面淬火层与嵌合面淬火层之间。此外,嵌合面淬火层的厚度比滚走面淬火层的厚度小。在本发明第六方面的轨道圈中,滚走面淬火层以包括滚走面的方式沿着滚走面在全周上形成。藉此,可使滚走面具有足够的硬度,并能确保对随着滚动体滚走而产生的疲劳具有足够的耐久性。此外,在本发明第六方面的轨道圈中,嵌合面淬火层以包括嵌合面在内的方式沿着嵌合面形成。藉此,可使嵌合面具有足够的硬度,并能确保轨道圈与和轨道圈嵌合的其它构件之间具有足够的过盈量,因此,能抑制例如由蠕变等导致轨道圈损伤。此外,在本发明第六方面的轨道圈中,滚走面淬火层与嵌合面淬火层之间形成有非固化区域。在此,一旦对钢进行淬火硬化,则钢的组织会相变成马氏体。接着,上述向马氏体的相变导致体积的膨胀。而本发明第六方面的轨道圈包括不会相变成马氏体的、即在形成淬火层时体积不会膨胀的非固化区域。因此,压缩应力残留在形成淬火层时体积膨胀的滚走面淬火层上。由于上述压缩应力可抑制滚走面及其周围出现或进一步龟裂,因此,可提高轨道圈对滚动疲劳的耐久性。而且,从本发明人的研究结果可知,通过使嵌合面淬火层的厚度比滚走面淬火层的厚度小,就可提高轨道圈对滚动疲劳的耐久性。可以想到这是由于通过在两个淬火层的厚度之间确保上述关系,就能因嵌合面淬火层的体积膨胀的影响而使滚走面淬火层中残余压缩应力降低的缘故。接着,基于上述见解,在本发明第六方面的轨道圈中,使嵌合面淬火层的厚度比滚走面淬火层的厚度小。如上所述,根据本发明第六方面的轨道圈,可以提供沿着滚走面形成有淬火硬化层、并使耐久性得以提高的大型滚动轴承的轨道圈。在上述轨道圈中,上述滚走面淬火层及嵌合面淬火层也可以通过高频感应加热淬火形成。
高频感应加热淬火较佳地用在使非固化区域残留在轨道圈、并形成滚走面淬火层和嵌合面淬火层的方法中。在上述轨道圈中,滚走面周向上残余应力值的最大值与最小值之差的绝对值为平均值的绝对值的20%以下。根据本发明的研究,在滚走面周向上残余应力值的最大值与最小值之差的绝对值超过平均值的绝对值的20%时,可能会出现形变或淬裂。具体来说,作为在大型轴承的轨道圈的滚走面的全周上形成淬火硬化层的方法,可采用如下方法例如在上述专利文献2所记载的,在以两个线圈彼此相邻的方式配置的状态下开始淬火,并在再次对接的位置上结束淬火。但是,在用这种方法形成滚走面淬火层时,随着淬火硬化的进行而产生的残余应力会集中在最后被淬火的区域上,从而无法满足上述结构。对此,通过将滚走面周向上残余应力值的最大值与最小值之差的绝对值设定为平均值的绝对值的20%以下,从而能充分抑制形变及淬裂的出现。另外,上述残余应力值的状态例如能通过如下工艺来加以实现在全周上将包括滚走面在内的区域加热至A1点以上的温度的状态下,将该区域整体同时冷却至Ms 点以下的温度。此外,残余应力的测定例如能通过X射线应力测定装置来进行。上述轨道圈也可以由含有0. 43质量%以上0. 65质量%以下的碳、0. 15质量%以上0. 35质量%以下的硅、0. 60质量%以上1. 10质量%以下的锰、0. 30质量%以上1. 20质量%以下的铬、0. 15质量%以上0. 75质量%以下的钼、余量为铁及杂质的钢构成。此外,上述轨道圈还可以由含有0. 43质量%以上0. 65质量%以下的碳、0. 15质量%以上0. 35质量%以下的硅、0. 60质量%以上1. 10质量%以下的锰、0. 30质量%以上 1. 20质量%以下的铬、0. 15质量%以上0. 75质量%以下的钼、0. 35质量%以上0. 75质量%以下的镍、余量为铁及杂质的钢构成。由于采用上述成分组成的钢作为原料,因此,不仅能通过淬火硬化来实现高硬度, 还能在确保高淬火性的同时抑制淬裂。在此,对构成轨道圈的钢具有上述成分范围的较佳的理由进行说明。碳0. 43质量%以上0.65质量%以下含碳量对淬火硬化后的轨道圈的滚走面的硬度有很大影响。在构成轨道圈的钢的含碳量不足0. 43质量%时,可能很难使淬火硬化后的滚走面具有足够的硬度。相反,在含碳量超过0. 65质量%时,可能会在淬火硬化时出现破裂(淬裂)。因此,含碳量设定为0. 43 质量%以上0. 65质量%以下较为理想。硅0. 15质量%以上0.;35质量%以下硅有助于提高钢的回火软化阻力。在构成轨道圈的钢的含硅量不足0. 15质量% 时,回火软化阻力不足,可能因淬火硬化后的回火或轨道圈使用中的温度上升而使滚走面的硬度大幅降低。相反,在含硅量超过0. 35质量%时,可能使得淬火前原料的硬度变高,从而使将原料成型成轨道圈时的冷轧加工中的加工性降低。因此,含硅量设定为0. 15质量% 以上0. 35质量%以下较为理想。锰0. 60质量%以上1. 10质量%以下锰有助于提高钢的淬火性。在含锰量不足0. 60质量%时,便无法充分得到上述效果。相反,在含锰量超过1.10质量%时,淬火前的原料的硬度变高,使得冷轧加工中的加工性降低。因此,含锰量设定为0.60质量%以上1. 10质量%以下较为理想。
铬0. 30质量%以上1.20质量%以下铬有助于提高钢的淬火性。在含铬量不足0. 30质量%时,便无法充分得到上述效果。相反,在含铬量超过1.20质量%时,会出现原料成本变高这样的问题。因此,含铬量设定为0. 30质量%以上1. 20质量%以下较为理想。钼0. 15质量%以上0.75质量%以下钼也有助于提高钢的淬火性。在含钼量不足0. 15质量%时,便无法充分得到上述效果。相反,在含钼量超过0.75质量%时,会出现原料成本变高这样的问题。因此,含钼量设定为0. 15质量%以上0. 75质量%以下较为理想。镍0. 35质量%以上0.75质量%以下镍也有助于提高钢的淬火性。镍能在轨道圈外形很大时等要求构成轨道圈的钢具有特别高的淬火性时添加。在含镍量不足0. 35质量%时,便无法充分得到淬火性提高的效果。相反,在含镍量超过0.75质量%时,淬火后的残余奥氏体量变多,可能是导致硬度降低、尺寸稳定性降低等的原因。因此,在构成轨道圈的钢中添加0. 35质量%以上0. 75质量%以下的范围的镍是较为理想的。根据本发明第二方面的滚动轴承包括内圈;外圈,该外圈配置成围住内圈的外周侧;以及多个滚动体,这些滚动体配置在内圈与外圈之间。此外,内圈和外圈中的至少任意一个是上述本发明的轨道圈。根据本发明第二方面的滚动轴承,由于包括上述本发明的轨道圈,因此,可以提供耐久性优异的大型滚动轴承。上述滚动轴承可以在在风力发电装置中被用作滚动轴承(风力发电装置用滚动轴承),该滚动轴承内圈上贯穿地固定有与叶片连接的主轴,通过使外圈相对于外壳固定, 从而将主轴支承成相对于外壳自由旋转。作为上述耐久性优异的大型滚动轴承的本发明第二方面的滚动轴承可较佳地用作风力发电装置用滚动轴承。根据本发明第五方面的轨道圈的制造方法是滚动轴承的轨道圈的制造方法。上述轨道圈的制造方法包括准备由钢构成的成型体的工序;通过使感应加热构件沿着成型体中所要形成轨道圈的滚走面的环状区域的周向相对旋转,由此在成型体上形成被加热至A1 点以上的温度的环状加热区域的工序,其中,上述感应加热构件配置成面向环状区域的一部分,并对成型体进行感应加热;通过将加热区域整体同时冷却至MS点以下的温度,由此沿着环状区域在全周上形成滚走面淬火层的工序;以及通过使其它感应加热构件沿着成型体中所要形成轨道圈的嵌合面的区域的周向相对移动,并利用跟着该其它感应加热构件移动的冷却构件,通过对被其它感应加热构件加热后的区域进行冷却,来形成嵌合面淬火层的工序,其中,上述其它感应加热构件配置成面向所要形成嵌合面的区域的一部分,并对成型体进行感应加热。在本发明第五方面的轨道圈的制造方法中,通过使以面向所要形成滚走面的环状区域的一部分的方式配置的感应加热构件沿着周向相对旋转,由此在成型体上形成加热区域。因此,能采用相对于轨道圈的外形形状较小的感应加热构件。其结果是,即便在对大型轨道圈进行淬火硬化的情况下,也能抑制淬火装置的制造成本。此外,在本发明第五方面的轨道圈的制造方法中,可将加热区域整体同时冷却至Ms点以下的温度。因此,能沿滚走面在全周上同时形成淬火硬化层,并可抑制残余应力集中在局部区域上。
15
而且,在本发明第五方面的轨道圈的制造方法中,通过使其它感应加热构件沿着所要形成嵌合面的区域的周向相对移动,并利用跟着该其它感应加热构件移动的冷却构件,通过对被其它感应加热构件加热后的区域进行冷却,来形成嵌合面淬火层的工序,其中,上述其它感应加热构件配置成面向所要形成嵌合面的区域的一部分,并对成型体进行感应加热。嵌合面与滚走面不同,未必一定要在全周上形成淬火硬化层,也可以形成有在周向上一部分没有形成淬火硬化层的区域。因此,能通过上述移动淬火来形成嵌合面淬火层。 此外,在上述移动淬火中,被感应加热构件加热后的区域在加热之后立即被冷却构件冷却, 因此,还可抑制先前形成的滚走面淬火层因形成嵌合面淬火层时的加热被回火而导致硬度降低。这样,根据本发明第五方面的轨道圈的制造方法,不仅能在抑制淬火装置制造成本的同时通过高频感应加热淬火沿着滚走面在全周上均质地形成淬火硬化层,还能在抑制滚走面硬度降低的同时在嵌合面上也形成淬火硬化层。在上述轨道圈的制造方法中,还可以在形成加热区域的工序之前设置对成型体实施正火处理的工序。在通过高频感应加热淬火对包括滚走面在内的区域及包括嵌合面在内的区域局部淬火硬化制造而成的轨道圈中,在没有被淬火硬化的区域(非固化区域)中,也需要具有能确保规定强度的硬度。此外,为了在非固化区域内确保规定的硬度,还可以在高频感应加热淬火处理之前、对成型体(轨道圈)整体实施淬火处理之后,再实施回火处理。但是,在采用具有含碳量较高且淬火性高的成分组成的钢作为原料时,存在容易出现淬裂这样的问题。相反,在由这样的成分组成的钢构成的成型体中,能通过正火处理来确保足够的硬度。 因此,通过在高频感应加热淬火之前预先实施正火处理,来代替在上述淬火及回火中确保硬度,从而能使非固化区域具有合适的硬度。在上述轨道圈的制造方法中,还可以在实施正火处理中,通过将硬质粒子与气体一起喷至成型体,从而在对成型体进行冷却的同时实施喷砂处理。藉此,能与正火处理时的吹风冷却同时实施喷砂处理。因此,可除去因正火处理的加热而在成型体表层部产生的水垢,并可抑制因产生水垢而引起的轨道圈特性的降低及因产生水垢而使导热率降低。在上述轨道圈的制造方法中,轨道圈也可以包括多列滚走面。此时,较为理想的是,在形成滚走面淬火层的工序中,多列加热区域被同时冷却至Ms点以下的温度。在轨道圈包括多列滚走面的情况下,当在一方的滚走面上形成滚走面淬火层之后在另一滚走面上形成滚走面淬火层时,先前形成的滚走面淬火层会因伴随在后形成的滚走面淬火层的形成产生的加热而被回火,从而可能使硬度降低。对此,通过将多列加热区域同时冷却至Ms点以下的温度来形成滚走面淬火层,从而可避免上述滚走面淬火层硬度的降低。在上述轨道圈的制造方法中,也可以在形成加热区域的工序中,使感应加热构件沿着成型体的周向相对旋转两周以上。藉此,能抑制在滚走面的周向上温度的偏差,从而能实现均质的淬火硬化。在上述轨道圈的制造方法中,还可以在形成加热区域的工序中,使感应加热构件沿着成型体的周向配置多个。藉此,能抑制在滚走面的周向上温度的偏差,从而能实现均质的淬火硬化。在上述轨道圈的制造方法中,还可以在形成加热区域的工序中对加热区域的多个部位的温度进行测定。藉此,在确认了在滚走面的周向上实现均质的加热之后,能进行骤冷来实施淬火硬化处理。其结果是,能在滚走面的周向上实现均质的淬火硬化。在上述轨道圈的制造方法中,在准备成型体的工序中,还可以准备如下成型体,其中,该成型体由含有0. 43质量%以上0. 65质量%以下的碳、0. 15质量%以上0. 35质量% 以下的硅、0. 60质量%以上1. 10质量%以下的锰、0. 30质量%以上1. 20质量%以下的铬、 0. 15质量%以上0. 75质量%以下的钼、余量为铁及杂质的钢构成。此外,在上述轨道圈的制造方法中,在准备成型体的工序中,还可以准备如下成型体,其中,该成型体由含有0. 43质量%以上0. 65质量%以下的碳、0. 15质量%以上0. 35质量%以下的硅、0. 60质量%以上1. 10质量%以下的锰、0. 30质量%以上1. 20质量%以下的铬、0. 15质量%以上0. 75质量%以下的钼、0. 35质量%以上0. 75质量%以下的镍、余量为铁及杂质的钢构成。由于采用上述成分组成的钢作为原料,因此,不仅能通过淬火硬化来实现高硬度, 还能在确保高淬火性的同时抑制淬裂。在此,对将构成成型体的钢的成分范围即构成所制造的轨道圈的钢的成分范围设定为上述范围的较佳理由进行说明。碳0. 43质量%以上0.65质量%以下含碳量对淬火硬化后的轨道圈的滚走面的硬度有很大影响。在构成轨道圈的钢的含碳量不足0. 43质量%时,可能很难使淬火硬化后的滚走面具有足够的硬度。相反,在含碳量超过0. 65质量%时,可能会在淬火硬化时出现破裂(淬裂)。因此,含碳量设定为0. 43 质量%以上0. 65质量%以下较为理想。硅0. 15质量%以上0.;35质量%以下硅有助于提高钢的回火软化阻力。在构成轨道圈的钢的含硅量不足0. 15质量% 时,回火软化阻力不足,可能因淬火硬化后的回火或轨道圈使用中的温度上升而使滚走面的硬度大幅降低。相反,在含硅量超过0. 35质量%时,可能使得淬火前原料的硬度变高,从而使将原料成型成轨道圈时的冷轧加工中的加工性降低。因此,含硅量设定为0. 15质量% 以上0. 35质量%以下较为理想。锰0. 60质量%以上1. 10质量%以下锰有助于提高钢的淬火性。在含锰量不足0. 60质量%时,便无法充分得到上述效果。相反,在含锰量超过1.10质量%时,淬火前的原料的硬度变高,使得冷轧加工中的加工性降低。因此,含锰量设定为0.60质量%以上1. 10质量%以下较为理想。铬0. 30质量%以上1.20质量%以下铬有助于提高钢的淬火性。在含铬量不足0. 30质量%时,便无法充分得到上述效果。相反,在含铬量超过1.20质量%时,会出现原料成本变高这样的问题。因此,含铬量设定为0. 30质量%以上1. 20质量%以下较为理想。钼0. 15质量%以上0.75质量%以下钼也有助于提高钢的淬火性。在含钼量不足0. 15质量%时,便无法充分得到上述效果。相反,在含钼量超过0.75质量%时,会出现原料成本变高这样的问题。因此,含钼量
17设定为0. 15质量%以上0. 75质量%以下较为理想。镍0. 35质量%以上0.75质量%以下镍也有助于提高钢的淬火性。镍能在轨道圈外形很大时等要求构成轨道圈的钢具有特别高的淬火性时添加。在含镍量不足0. 35质量%时,便无法充分得到淬火性提高的效果。相反,在含镍量超过0.75质量%时,淬火后的残余奥氏体量增多,可能是导致硬度降低、尺寸稳定性降低等的原因。因此,在构成轨道圈的钢中添加0.35质量%以上0.75质量%以下的范围的镍是较为理想的。根据本发明第二方面的滚动轴承的制造方法包括准备轨道圈的工序、准备滚动体的工序、将轨道圈与滚动体组合来组装出滚动轴承的工序。此外,轨道圈可通过上述本发明的轨道圈的制造方法制造而成。由于通过上述本发明的轨道圈的制造方法来制造出轨道圈,因此,根据本发明第二方面的滚动轴承的制造方法,可以以低成本制造出包括不仅能通过高频感应加热淬火沿着滚走面在全周上均质地形成有淬火硬化层,还能在抑制滚走面硬度降低的同时在嵌合面上也形成有淬火硬化层的轨道圈的滚动轴承。在上述滚动轴承的制造方法中,上述滚动轴承也可以在风力发电装置中被用作风力发电装置用滚动轴承,该风力发电用滚动轴承将与叶片连接的主轴支承成相对于与主轴相邻的构件自由旋转。如上所述,能以低成本在大型轨道圈的包括滚走面及嵌合面在内的区域形成淬火硬化层的本发明第二方面的滚动轴承的制造方法可较佳地用作风力发电用滚动轴承的制造方法。


图1是表示滚动轴承内圈的制造方法的大致情况的流程图。图2是用于说明淬火硬化工序的示意图。图3是表示沿图2的线段III-III的剖面的示意剖视图。图4是用于说明实施方式2的淬火硬化工序的示意图。图5是表示具有风力发电装置用滚动轴承的风力发电装置的结构的示意图。图6是将图5的主轴用轴承的周边放大表示的示意剖视图。图7是表示滚动轴承内圈的制造方法的大致情况的流程图。图8是用于说明淬火硬化工序的示意图。图9是表示沿图8的线段IX-IX的剖面的示意剖视图。图10是用于说明实施方式5的淬火硬化工序的示意图。图11是用于说明实施方式6的淬火硬化工序的示意图。图12是表示具有风力发电装置用滚动轴承的风力发电装置的结构的示意图。图13是将图12的主轴用轴承的周边放大表示的示意剖视图。图14是表示滚动轴承的轨道圈及滚动轴承的制造方法大致情况的流程图。图15是用于说明淬火硬化工序的示意图。图16是表示沿图15的线段XVI-XVI的剖面的示意剖视图。图17是用于说明实施方式9的淬火硬化工序的示意图。图18是用于说明实施方式10的淬火硬化工序的示意图。
图19是表示具有风力发电装置用滚动轴承的风力发电装置的结构的示意图。图20是将图19的主轴用轴承的周边放大表示的示意剖视图。图21是表示多列圆锥滚子轴承的结构的示意剖视图。图22是将图21的主要部分放大表示的示意局部剖视图。图23是表示轨道圈及滚动轴承的制造方法的大致情况的流程图。图M是用于说明滚走面淬火硬化工序的示意图。图25是表示沿图M的线段XXV-XXV的剖面的示意剖视图。图沈是用于说明嵌合面淬火硬化工序的示意图。图27是表示具有风力发电装置用滚动轴承的风力发电装置的结构的示意图。图观是将图27的主轴用轴承的周边放大表示的示意剖视图。图四是表示滚动轴承的外圈及滚动轴承的制造方法大致情况的流程图。图30是用于说明滚走面淬火硬化工序的示意图。图31是表示沿图30的线段XXXI-XXXI的剖面的示意剖视图。图32是用于说明嵌合面淬火硬化工序的示意图。图33是表示沿图32的线段XXXIII-XXXIII的剖面的示意剖视图。图34是表示多列圆锥滚子轴承的结构的示意剖视图。图35是将图34的主要部分放大表示的示意局部剖视图。图36是用于说明实施方式15的淬火硬化工序的示意图。图37是用于说明实施方式16的淬火硬化工序的示意图。图38是表示具有风力发电装置用滚动轴承的风力发电装置的结构的示意图。图39是将图38的主轴用轴承的周边放大表示的示意剖视图。图40是表示滚走面附近的在深度方向上的残余应力分布的图。图41是表示滚走面附近的在深度方向上的硬度分布的图。
具体实施例方式以下,根据附图对本发明的实施方式进行说明。在以下附图中,对相同或相当的部分标注相同的参照符号并不重复其说明。(实施方式1)首先,以作为环状构件的滚动轴承的轨道圈(内圈)的制造方法为例,对本发明一实施方式即实施方式1进行说明。参照图1,在本实施方式的内圈的制造方法中,首先实施作为工序(Sio)的成型体准备工序。在该工序(SlO)中,准备例如由JIS标准S53C构成的钢材,并通过实施锻造、车削等加工,由此制造出具有与所希望的内圈形状相适形状的成型体。接着,参照图1,实施淬火硬化工序。该淬火硬化工序包括作为工序(S20)实施的感应加热工序和作为工序(S30)实施的冷却工序。在工序(S20)中,参照图2及图3,作为感应加热构件的线圈21被配置成在经工序(SlO)制造出的成型体10上面向供滚动体滚走的面即滚走面11的一部分。在此,如图3所示,线圈21与滚走面11相对的面具有与滚走面11相应的形状。接着,成型体10绕着中心轴、具体来说是朝着箭头α方向旋转,并由电源(未图示)对线圈21供给高频电流。藉此,成型体10的包含滚走面11的表层区域被感应加热至A1点以上的温度,并形成与滚走面11相应的圆环状的加热区域IlA0接着,在工序(S30)中,通过对包含在工序(S20)中形成的加热区域IlA在内的成型体10整体喷射例如作为冷却液的水,从而能将加热区域IlA整体同时冷却至Ms点以下的温度。藉此,加热区域IlA相变成马氏体并固化。按照上述步骤,就能实施高频感应加热淬火,完成淬火硬化工序。接着,实施作为工序(S40)的回火工序。在该工序(S40)中,通过将在工序(S20) 及工序(S30)中经淬火硬化后的成型体10例如装入炉内,加热至A1点以下的温度并保持规定时间,藉此来实施回火处理。接着,实施作为工序(S50)的精加工工序。在该工序(S50)中,例如对滚走面11 实施研磨加工等精加工。按照以上工艺,完成滚动轴承的内圈,由此完成本实施方式的内圈制造。在本实施方式中,在工序(S20)中,通过使以面向成型体10—部分的方式配置的线圈21沿着周向相对旋转,从而可在成型体10上形成加热区域IlA0因此,能采用相对于成型体10的外形形状较小的线圈21,即便在对大型成型体10进行淬火硬化的情况下,也能抑制淬火装置的制造成本。此外,在本实施方式中,可将加热区域IlA整体同时冷却至礼点以下的温度。因此,能在周向上形成均质的环状淬火硬化区域,并可抑制残余应力集中在局部区域上。其结果是,本实施方式中的内圈的制造方法成为不仅能抑制淬火装置的制造成本,还能在周向上形成均质的环状淬火硬化区域的环状构件的制造方法。在此,在上述工序(S20)中,成型体10只要至少旋转一圈即可,但为了抑制周向上温度的偏差来实现更均质的淬火硬化,旋转多圈是较为理想的。即,作为感应加热构件的线圈21沿着成型体10的周向相对旋转两圈以上较为理想。(实施方式2)接着,对本发明另一实施方式即实施方式2进行说明。实施方式2的作为环状构件的内圈的制造方法基本上与实施方式1的制造方法同样实施,并起到同样的效果。但是, 实施方式2的内圈的制造方法在工序(S20)中的线圈21的配置上与实施方式1的制造方法不同。S卩,参照图4,在实施方式2的工序(S20)中,夹着成型体10配置一对线圈21。接着,成型体10朝着箭头α方向旋转,并由电源(未图示)对线圈21供给高频电流。藉此, 成型体10的包含滚走面11的表层区域被感应加热至A1点以上的温度,并形成与滚走面11 相适的圆环状的加热区域IlA0这样,通过沿成型体10的周向配置多个(在本实施方式中为两个)线圈21,实施方式2的滚动轴承的内圈的制造方法成为能抑制周向上温度的偏差、并能实现均质的淬火硬化的环状构件的制造方法。另外,在上述实施方式中,对将线圈21固定并使成型体10旋转的情况进行了说明,但既可以将成型体21固定,而使线圈21朝成型体10的周向旋转,也可以通过使线圈21 及成型体10两者旋转,来使线圈21沿着成型体10的周向相对旋转。但是,由于线圈21需要对线圈21供电的配线等,因此,在多数情况下如上所述将线圈21固定是合理的。此外,在上述实施方式中,对实施作为环状构件一例的径向型滚动轴承的内圈的热处理及制造的情况进行了说明,但能适用本发明的环状构件不局限于此,例如也可以是径向型滚动轴承的外圈,还可以是推力型轴承的轨道圈。而且,能适用本发明的环状构件不局限于轴承的轨道圈,还可以将本发明应用于由钢构成的环状的各种构件的热处理及制造。在此,在工序(S20)中,当对例如径向型滚动轴承的外圈进行加热时,只要将线圈21配置成面向形成于成型体内周侧的滚走面即可。此外,在工序(S20)中,当对例如推力型滚动轴承的轨道圈进行加热时,只要将线圈21配置成面向形成于成型体端面侧的滚走面即可。而且,在上述实施方式中,对利用能局部淬火硬化被处理物的高频感应加热淬火的特征,来实施仅淬火硬化滚动轴承的包含轨道圈的滚走面在内的表面部的局部淬火的情况进行了说明,但本发明并非仅能应用于局部淬火,也能应用于例如对轨道圈整体进行淬火硬化的情况。此外,作为感应加热构件的线圈21在作为环状构件的成型体10的周向上的长度能以实现高效且均质的加热的方式适当确定,例如,能设定为所要加热区域长度的1/12左右的长度、即相对于环状构件的中心轴的中心角为30°左右的长度。而且,本发明的高频感应加热淬火的具体条件能考虑环状构件(成型体)的大小、 壁厚、材质、电源容量等条件来适当设定。具体来说,在对例如由Jis标准S53构成的、外径为Φ 2000mm、内径为Φ 1860mm、宽度t为IOOmm的成型体的表层部进行高频感应加热淬火时,通过将成型体的旋转速度设为30rpm、电源的频率设定为3kHz、感应加热的总发热量为 250kW,由此就能实现合适的淬火。此外,为了抑制周向上温度的偏差,较为理想的是,在感应加热完成之后,冷却至 Ms点以下的温度之前,设置将成型体保持在停止加热的状态的工序。更具体来说,在上述成型体的形状及加热条件下,通过例如在加热完成后保持3秒钟停止加热的状态,就能将经加热后轭区域的表面在周向上的温度偏差抑制到20°C以下程度。(实施方式3)接着,对本发明的环状构件被用作构成风力发电装置用轴承(风力发电装置用滚动轴承)的轨道圈的实施方式3进行说明。参照图5,风力发电装置50包括作为旋翼的叶片52 ;以包括叶片52的中心轴的方式在一端与叶片52连接的主轴51 ;以及与主轴51的另一端连接的增速器M。而且,增速器M包括输出轴55,输出轴55与发电机56连接。主轴51通过作为风力发电装置用滚动轴承的主轴用轴承3来绕轴线自由旋转地得到支承。此外,主轴用轴承3在主轴51的轴向上排列配置多个(图5中为两个),并分别被外壳53保持。主轴用轴承3、外壳53、增速器M和发电机56收纳于作为设备室的机舱59的内部。此外,主轴51 —端从机舱59突出, 并与叶片52连接。接着,对风力发电装置50的动作进行说明。参照图5,若受到风力使叶片52沿周向旋转,则连接于叶片52的主轴51 —边通过主轴用轴承3支承于外壳53,一边绕轴线旋转。主轴51的旋转被传递到增速器M以增速,并转换成输出轴55的绕轴线的旋转。此外, 输出轴55的旋转被传递到发电机56,通过电磁感应作用产生电动势以实现发电。接着,对风力发电装置50的主轴51的支承结构进行说明。参照图6,作为风力发电装置用滚动轴承的主轴用轴承3包括作为风力发电装置用滚动轴承的轨道圈的环状外圈31 ;配置于外圈31内周侧的作为风力发电装置用滚动轴承的轨道圈的环状内圈32 ;以及配置于外圈31与内圈32之间、并被圆环状的保持器34保持的多个滚子33。外圈31的内周面形成有外圈滚走面31A,内圈32的外周面形成有两个内圈滚走面32A。此外,将外圈 31和内圈32配置成使两个内圈滚走面32A与外圈滚走面31A相对。而且,多个滚子33在滚子接触面33A上分别沿两个内圈滚走面32A与外圈滚走面31A和内圈滚走面32A接触, 且通过被保持器34保持成沿周向以规定节距配置来自由滚动地保持于多列(两列)圆环状的轨道上。此外,外圈31形成有在径向上贯穿外圈31的通孔31E。通过该通孔31E,能对外圈31与内圈32之间的空间供给润滑剂。根据上述结构,主轴用轴承3的外圈31和内圈32能彼此相对地旋转。另一方面,与叶片52连接的主轴51贯穿主轴用轴承3的内圈32,并且在外周面 51A上与内圈的内周面32F接触,相对于内圈32固定。此外,主轴用轴承3的外圈31以在外周面31F上与形成于外壳53的通孔的内壁53A接触的方式嵌入,从而相对于外壳53固定。根据上述结构,使能连接于叶片52的主轴51与内圈32 —体地相对于外圈31和外壳 53绕轴线旋转。而且,在内圈滚走面32A的宽度方向两端形成有朝向外圈31突出的凸缘部32E。 藉此,使叶片52受风的作用而产生的在主轴51轴向(轴向方向)上的载荷得到支承。此夕卜,外圈滚走面31A具有球面形状。因此,在与滚子33的滚走方向垂直的截面上,外圈31 和内圈32能以上述球面的中心为中心彼此构成角度。即、主轴用轴承3是复列自动调心滚子轴承。其结果是,即使在叶片52受风的作用而使主轴51挠曲的情况下,外壳53也能通过主轴用轴承3稳定且可自由旋转地保持主轴51。接着,实施方式3的作为风力发电装置用滚动轴承的轨道圈的外圈31及内圈32 例如可通过上述实施方式1或实施方式2记载的环状构件的制造方法加以制造。上述外圈 31及内圈32是具有IOOOmm以上的内径的风力发电装置用滚动轴承的轨道圈。此外,供滚动体滚走的面即外圈滚走面31A及内圈滚走面32A的淬火硬化层通过高频感应加热淬火而在全周上形成一样的深度。即,外圈31及内圈32具有IOOOmm以上的内径,且具有通过高频感应加热淬火形成、沿周向有相同深度的圆环状的淬火硬化层,该淬火硬化层的表面分别成为外圈滚走面31A及内圈滚走面32A。其结果是,上述外圈31及内圈32是不仅能抑制热处理成本、还能以在周向上均质的环状淬火硬化区域包含滚走面的方式形成的大型轨道圈,并且是在严酷环境下也能使用的构成风力发电装置用轴承的轨道圈。(实施方式4)接着,以作为滚动轴承的轨道圈的内圈的制造方法为例,对本发明实施方式4进行说明。参照图7,在本实施方式的内圈的制造方法中,首先,实施作为工序(SllO)的成型体准备工序。在该工序(SllO)中,准备含有0.43质量%以上0.65质量%以下的碳、0. 15 质量%以上0. 35质量%以下的硅、0. 60质量%以上1. 10质量%以下的锰、0. 30质量%以上1. 20质量%以下的铬、0. 15质量%以上0. 75质量%以下的钼、余量为铁及杂质的钢,并通过实施锻造、车削等加工,来制造出具有与所希望的内圈形状相适的形状的成型体。更具体来说,制造出与内径为IOOOmm以上的内圈形状相适的成型体。在此,在所要制造的内圈特别大、要求钢有更高淬火性的情况下,还可以采用在上述合金成分中添加0. 35质量%以上0. 75质量%以下的镍的钢材。作为满足上述成分组成的钢,列举例如JIS标准SUP13、 SCM445、SAE 标准 8660H 等。接着,实施作为工序(S120)的正火工序。在该工序(S120)中,通过在将经工序(SllO)中制造出的成型体加热至A1的相变点以上的温度之后,冷却至低于A1相变点的温度,由此来实施正火处理。此时,正火处理的冷却时的冷却速度只要是构成成型体的钢没有相变成马氏体的冷却速度、即低于临界冷却速度的冷却速度即可。此外,正火处理后的成型体的硬度随正火处理的冷却速度变大而增高,随着冷却速度变小而降低。因此,通过调节该冷却速度,就能使成型体具有所希望的硬度。接着,参照图7,实施淬火硬化工序。该淬火硬化工序包括作为工序(S130)实施的感应加热工序和作为工序(S140)实施的冷却工序。在工序(S130)中,参照图8及图9,作为感应加热构件的线圈121配置成在成型体110上面向供滚动体滚走的面即滚走面111(环状区域)的一部分。在此,线圈121与滚走面111相对的面如图9所示具有与滚走面111相适的形状。接着,成型体110绕着中心轴、具体来说是朝着箭头α方向旋转,并由电源(未图示)对线圈121供给高频电流。藉此,成型体110的包含滚走面111的表层区域被感应加热至A1点以上的温度,并形成与滚走面111相适的圆环状的加热区域111Α。此时,滚走面111的表面温度通过放射温度计等温度计122来测定并管理。接着,在工序(140)中,通过对包含在工序(S130)中形成的加热区域IllA在内的成型体110整体喷射例如作为冷却液的水,从而能将加热区域IllA整体同时冷却至Ms点以下的温度。藉此,加热区域IllA相变成马氏体并固化。按照上述步骤,就能实施高频感应加热淬火,完成淬火硬化工序。接着,实施作为工序(S150)的回火工序。在该工序(S150)中,通过将在工序 (S130)及工序(S140)中经淬火硬化后的成型体110装入例如炉内,加热至A1点以下的温度并保持规定时间,藉此来实施回火处理。接着,实施作为工序(S160)的精加工工序。在该工序(S160)中,例如对滚走面 111实施研磨加工等精加工。按照以上工艺,完成滚动轴承的内圈,由此完成本实施方式的内圈制造。其结果是,参照图8及图9,完成具有IOOOmm以上的内径d3、且通过高频感应加热淬火沿着滚走面111在全周上均质地形成淬火硬化层的内圈110。在本实施方式中,在工序(S130)中,通过使以面向成型体110的滚走面的一部分的方式配置的线圈121沿着周向相对旋转,从而可在成型体110上形成加热区域111A。因此,能采用相对于成型体110的外形形状较小的线圈121,即便在对大型成型体110进行淬火硬化的情况下,也能抑制淬火装置的制造成本。此外,在本实施方式中,可将加热区域 IllA整体同时冷却至Ms点以下的温度。因此,能在周向上形成均质的环状淬火硬化区域, 并可抑制残余应力集中在局部区域上。而且,在本实施方式中,可采用具有能通过淬火硬化实现足够高的硬度、并能在确保高淬火性的同时抑制淬裂的合适的成分组成的钢作为原料。其结果是,本实施方式中的内圈的制造方法成为不仅能抑制淬火装置的制造成本,还能通过高频感应加热淬火沿滚走面在全周上均质地形成有淬火硬化层的轨道圈的制造方法。另外,上述工序(S120)并非是本发明的轨道圈的制造方法的必要工序,通过实施上述工序(S120),能对所制造的轨道圈的非固化区域(淬火硬化层之外的区域)的硬度进行调节。除了工序(S120)之外,非固化区域的硬度调节还能够通过实施淬火处理及回火处理来实现。但是,在本实施方式中,由于采用具有含碳量较高且淬火性高的上述成分组成的钢作为原料,因此,容易出现淬裂。因此,在非固化区域的硬度调节中实施作为工序(S120) 的正火处理较为理想。
此外,在上述工序(S120)中,也可以通过将硬质粒子与气体一起喷至成型体110, 在对成型体110进行冷却的同时实施喷砂处理。藉此,能与正火处理时的吹风冷却同时实施喷砂处理。因此,可除去因正火处理的加热而在成型体110表层部产生的水垢,并可抑制因产生水垢而引起的轨道圈特性的降低及因产生水垢而使导热率降低。在此,作为硬质粒子(喷射物),能采用例如由钢或铸铁等构成的金属制粒子。而且,在上述工序(S130)中,成型体110只要至少旋转一圈即可,但为了抑制周向上温度的偏差来实现更均质的淬火硬化,较为理想的是旋转多圈。即,作为感应加热构件的线圈121沿着成型体110的滚走面的周向相对旋转两圈以上较为理想。(实施方式5)接着,对本发明另一实施方式即实施方式5进行说明。实施方式5的内圈的制造方法基本上与实施方式4的制造方法同样实施,并起到同样的效果。但是,实施方式5的内圈的制造方法在工序(S130)中线圈121的配置上与实施方式4的制造方法不同。S卩,参照图10,在实施方式5的工序(S130)中,夹着成型体110配置一对线圈121。 接着,成型体110朝着箭头α方向旋转,并由电源(未图示)对线圈121供给高频电流。藉此,成型体110的包含滚走面111的表层区域被感应加热至A1点以上的温度,并形成与滚走面111相适的圆环状的加热区域111Α。这样,通过沿成型体110的周向配置多个(在本实施方式中为两个)线圈121,实施方式5的滚动轴承的内圈的制造方法便成为能抑制周向上温度的偏差、并能实现均质的淬火硬化的轨道圈的制造方法。此外,为了进一步抑制在周向上温度的偏差,较为理想的是,线圈121在成型体110的周向上等间隔配置。(实施方式6)接着,对本发明又一实施方式即实施方式6进行说明。实施方式6的内圈的制造方法基本上与实施方式4及实施方式5的制造方法同样实施,并起到同样的效果。但是,实施方式6的内圈的制造方法在工序(S130)中温度计122的配置上与实施方式4及实施方式5的制造方法不同。S卩,参照图11,在实施方式6的工序(S130)中,对加热区域即滚走面111的多个位置(在此为四个位置)的温度进行测定。更具体来说,在实施方式6的工序(S130)中,沿着成型体110的滚走面111的周向等间隔地配置多个温度计122。藉此,由于在滚走面111的周向上同时测定多个位置的温度,因此,在确认了滚走面111的周向上实现了均质的加热之后,对成型体110进行骤冷,从而能实施淬火硬化处理。其结果是,根据实施方式6的滚动轴承的内圈的制造方法,能在滚走面111的周向上实现更均质的淬火硬化。另外,在上述实施方式中,对将线圈121固定并使成型体110旋转的情况进行了说明,但既可以将成型体110固定,而使线圈121朝成型体110的周向旋转,也可以通过使线圈121及成型体110两者旋转,来使线圈121沿着成型体110的周向相对旋转。但是,由于线圈121需要对线圈121供电的配线等,因此,在多数情况下如上所述将线圈121固定是合理的。此外,在上述实施方式中,对制造作为轨道圈一例的径向型滚动轴承的内圈的情况进行了说明,但能适用本发明的轨道圈不局限于此,例如也可以是径向型滚动轴承的外
24圈,还可以是推力型轴承的轨道圈。在此,在工序(S120)中,当对例如径向型滚动轴承的外圈进行加热时,只要将线圈121配置成面向形成于成型体内周侧的滚走面即可。此外,在工序(S120)中,当对例如推力型滚动轴承的轨道圈进行加热时,只要将线圈121配置成面向形成于成型体端面侧的滚走面即可。而且,作为感应加热构件的线圈121在成型体110的周向上的长度能以实现高效且均质的加热的方式适当确定,例如,能设定为所要加热区域长度的1/12左右的长度、即相对于成型体(轨道圈)的中心轴的中心角为30°左右的长度。而且,本发明的高频感应加热淬火的具体条件能考虑轨道圈(成型体)的大小、壁厚、材质、电源容量等条件来适当设定。具体来说,例如参照图9,在对外径Cl1为Φ2000πιπι、 内径d2为Φ 1860mm、宽度t为IOOmm的成型体的滚走面进行高频感应加热淬火时,能将成型体的旋转速度设为30rpm、电源的频率设定为3kHz、感应加热的总发热量为250kW。此外,为了抑制周向上温度的偏差,较为理想的是,在感应加热完成之后,冷却至 Ms点以下的温度之前,设置将成型体保持在停止加热的状态的工序。更具体来说,在上述成型体的形状及加热条件下,通过例如在加热完成后保持3秒钟停止加热的状态,就能将经加热后轭区域的表面在周向上的温度偏差抑制到20°C以下程度。(实施方式7)接着,对本发明的轨道圈被用作构成风力发电装置用轴承(风力发电装置用滚动轴承)的轨道圈的实施方式7进行说明。参照图12,风力发电装置150包括作为旋翼的叶片152 ;以包括叶片152的中心轴的方式在一端与叶片152连接的主轴151 ;以及与主轴151的另一端连接的增速器154。 而且,增速器巧4包括输出轴155,输出轴155与发电机156连接。主轴151通过作为风力发电装置用滚动轴承的主轴用轴承103来绕轴线自由旋转地得到支承。此外,主轴用轴承 103在主轴151的轴向上排列配置多个(图12中为两个),并分别被外壳153保持。主轴用轴承103、外壳153、增速器IM和发电机156收纳于作为设备室的机舱159的内部。此夕卜,主轴151 —端从机舱159突出,并与叶片152连接。接着,对风力发电装置150的动作进行说明。参照图12,若受到风力使叶片152沿周向旋转,则连接于叶片152的主轴151 —边通过主轴用轴承103支承于外壳153,一边绕轴线旋转。主轴151的旋转被传递到增速器154以增速,并转换成输出轴155的绕轴线的旋转。此外,输出轴155的旋转被传递到发电机156,通过电磁感应作用产生电动势以实现发电。接着,对风力发电装置150的主轴151的支承结构进行说明。参照图13,作为风力发电装置用滚动轴承的主轴用轴承103包括作为风力发电装置用滚动轴承的轨道圈的环状外圈131 ;配置于外圈131内周侧的作为风力发电装置用滚动轴承的轨道圈的环状内圈132 ;以及配置于外圈131与内圈132之间、并被圆环状的保持器134保持的多个滚子 133。外圈131的内周面形成有外圈滚走面131A,内圈132的外周面形成有两个内圈滚走面132A。此外,将外圈131和内圈132配置成使两个内圈滚走面132A与外圈滚走面131A 相对。而且,多个滚子133在滚子接触面133A上分别沿两个内圈滚走面132A与外圈滚走面131A和内圈滚走面132A接触,且通过被保持器134保持成沿周向以规定节距配置来自由滚动地保持于多列(两列)圆环状的轨道上。此外,外圈131形成有在径向上贯穿外圈
25131的通孔131E。通过该通孔131E,能对外圈131与内圈132之间的空间供给润滑剂。根据上述结构,主轴用轴承103的外圈131和内圈132能彼此相对地旋转。另一方面,与叶片152连接的主轴151贯穿主轴用轴承103的内圈132,并且在外周面151A上与内圈的内周面132F接触,相对于内圈132固定。此外,主轴用轴承103的外圈131以在外周面131F上与形成于外壳153的通孔的内壁153A接触的方式嵌入,从而相对于外壳153固定。根据上述结构,使能连接于叶片152的主轴151与内圈132 —体地相对于外圈131和外壳153绕轴线旋转。而且,在内圈滚走面132A的宽度方向两端形成有朝向外圈131突出的凸缘部 132E。藉此,使叶片152受风的作用而产生的在主轴151轴向(轴向方向)上的载荷得到支承。此外,外圈滚走面131A具有球面形状。因此,在与滚子133的滚走方向垂直的截面上,外圈131和内圈132能以上述球面的中心为中心彼此构成角度。即、主轴用轴承103是复列自动调心滚子轴承。其结果是,即使在叶片152受风的作用而使主轴151挠曲的情况下,外壳153也能通过主轴用轴承103稳定且可自由旋转地保持主轴151。接着,实施方式7的作为风力发电装置用滚动轴承的轨道圈的外圈131及内圈132 例如可通过上述实施方式4 实施方式6记载的轨道圈的制造方法制造。上述外圈131及内圈132是内径为IOOOmm以上的风力发电装置用滚动轴承的轨道圈。此外,在外圈131及内圈132上通过高频感应加热淬火沿着外圈滚走面131A及内圈滚走面132A在全周上均质地形成有淬火硬化层。即,外圈131及内圈132的内径为IOOOmm以上,且具有通过高频感应加热淬火形成、沿周向有相同深度的圆环状的淬火硬化层,该淬火硬化层的表面分别成为外圈滚走面131A及内圈滚走面132A。其结果是,上述外圈131及内圈132是不仅能抑制热处理成本、还能通过高频感应加热淬火沿滚走面在全周上均质地形成淬火硬化层的大型轨道圈,并且是在严酷环境下也能使用的构成风力发电装置用轴承的轨道圈。另外,本发明的轨道圈的制造方法较佳地应用于制造大型滚动轴承的轨道圈。在上述实施方式7中,对作为大型滚动轴承一例的风力发电装置用轴承进行了说明,但也能应用于其它大型滚动轴承。具体来说,还能将本发明的轨道圈的制造方法较佳地应用于制造例如CT扫描仪用滚动轴承的轨道圈,在该CT扫描仪用滚动轴承中,将设置有CT扫描仪的X射线照射部的旋转架台支承成相对于以与该旋转架台相对的方式配置的固定架台自由旋转。此外,本发明的轨道圈的制造方法能应用于例如深沟球轴承、向心止推滚珠轴承、 圆筒滚子轴承、圆锥滚子轴承、自动调心滚子轴承、推力滚珠轴承等任意的滚动轴承的轨道圈。(实施方式8)接着,对本发明实施方式8进行说明。以下,作为轨道圈的制造方法,主要对内圈的制造方法进行了说明,但同样也可以制造外圈。参照图14,在本实施方式的内圈的制造方法中,首先,实施作为工序(S210)的成型体准备工序。在该工序(S210)中,准备具有适于进行高频感应加热淬火处理的任意成分组成的钢材,例如是含有0. 43质量%以上0. 65质量%以下的碳、0. 15质量%以上0. 35质量%以下的硅、0. 60质量%以上1. 10质量%以下的锰、0. 30质量%以上1. 20质量%以下的铬、0. 15质量%以上0. 75质量%以下的钼、余量为铁及杂质的钢,并通过实施锻造、车削等加工,来制造出具有与所希望的内圈形状相适的形状的成型体。更具体来说,制造出与内径为1000mm以上的内圈形状相适的成型体。在此,在所要制造的内圈特别大、要求钢有更高淬火性的情况下,还可以采用在上述合金成分中添加0. 35质量%以上0. 75质量%以下的镍的钢材。作为满足上述成分组成的钢,列举例如JIS标准SUP13、SCM445、SAE标准 8660H 等。接着,实施作为工序(S220)的正火工序。在该工序(S220)中,通过在将经工序 (S210)中制造出的成型体加热至A1的相变点以上的温度之后,冷却至低于A1相变点的温度,由此来实施正火处理。此时,正火处理的冷却时的冷却速度只要是构成成型体的钢没有相变成马氏体的冷却速度、即低于临界冷却速度的冷却速度即可。此外,正火处理后的成型体的硬度随正火处理的冷却速度变大而增高,随着冷却速度变小而降低。因此,通过调节该冷却速度,就能使成型体具有所希望的硬度。接着,参照图14,实施淬火硬化工序。该淬火硬化工序包括作为工序(S230)实施的感应加热工序和作为工序(SMO)实施的冷却工序。在工序(S230)中,参照图15及图 16,作为感应加热线圈的线圈221配置成在成型体210上面向供滚动体滚走的面即滚走面 211(环状区域)的一部分。在此,线圈221的面向滚走面211且有助于滚走面211加热的区域即感应加热区域221A如图15及图16所示包含在相同平面内。S卩,线圈221的面向滚走面211的区域具有包含在相同平面内的平面形状。接着,成型体210绕着中心轴、具体来说是朝着箭头α方向旋转,并由电源(未图示)对线圈221供给高频电流。藉此,成型体210的包含滚走面211的表层区域被感应加热至A1点以上的温度,并形成与滚走面211相适的圆环状的加热区域211Α。此时,滚走面 211的表面温度通过放射温度计等温度计222来测定并管理。接着,在工序Q40)中,通过对包含在工序(S230)中形成的加热区域211Α在内的成型体211整体喷射例如作为冷却液的水,从而能将加热区域211Α整体同时冷却至礼点以下的温度。藉此,加热区域211Α相变成马氏体,使得包含滚走面211在内的区域固化。按照上述步骤,就能实施高频感应加热淬火,完成淬火硬化工序。接着,实施作为工序(S250)的回火工序。在该工序(S250)中,通过将在工序 (S230)及工序(SMO)中经淬火硬化后的成型体210装入例如炉内,加热至A1点以下的温度并保持规定时间,藉此来实施回火处理。接着,实施作为工序(S^O)的精加工工序。在该工序(S^O)中,例如对滚走面 211实施研磨加工等精加工。按照以上工艺,完成滚动轴承的内圈,由此完成本实施方式的内圈制造。其结果是,参照图15及图16,完成具有IOOOmm以上的内径、且通过高频感应加热淬火沿着滚走面211在全周上均质地形成有淬火硬化层的内圈210。接着,实施作为工序(S270)的组装工序。在该工序(S270)中,通过将如上所述制造出的内圈210及与上述内圈210同样地制造出的外圈和另行准备的滚动体、保持器等组合,从而来组装成例如后述图20所示的风力发电装置的主轴用轴承203。通过以上步骤,完成本实施方式中的滚动轴承的制造方法。在本实施方式中,在工序(S230)中,通过使以面向成型体210的滚走面的一部分的方式配置的线圈221沿着周向相对旋转,从而可在成型体210上形成加热区域211Α。因此,能采用相对于成型体210的外形形状较小的线圈221,即便在对大型成型体210进行淬火硬化的情况下,也能抑制淬火装置的制造成本。此外,在本实施方式中,可将加热区域211A整体同时冷却至礼点以下的温度。因此,能在周向上形成均质的环状淬火硬化区域, 并可抑制残余应力集中在局部区域上。此外,在本实施方式中,在工序(S230)中,使用具有感应加热区域包含在相同平面内的形状的线圈221。因此,即便对大小及形状不同的成型体(内圈)210进行淬火,也不需要与各自的成型体(内圈)的形状相适的线圈,从而能降低淬火装置的制造成本。如上所述,根据本实施方式中的内圈的制造方法,不仅能抑制淬火装置的制造成本,还能通过高频感应加热淬火沿着滚走面在全周上均质地形成有淬火硬化层。此外,根据本实施方式中的滚动轴承的制造方法,能以低成本制造出滚动轴承,该滚动轴承具有通过高频感应加热淬火沿着滚走面在全周上均质地形成有淬火硬化层的轨道圈。另外,作为上述工序(S220)实施的正火工序并非是本发明的轨道圈的制造方法中必要的工序,但通过实施上述工序(S220),不仅能抑制出现淬裂,还能调节由JIS标准 SUP13、SCM445、SAE标准8660H等钢构成的成型体的硬度。在该工序(S220)中,也可以通过将硬质粒子与气体一起喷至成型体210,在对成型体210进行冷却的同时实施喷砂处理。藉此,由于能与正火处理时的吹风冷却同时实施喷砂处理,因此,可除去在成型体210表层部产生的水垢,并可抑制因产生水垢而引起的内圈210的特性降低及因产生水垢而使导热率降低。在此,作为硬质粒子(喷射物),能采用例如由钢或铸铁等构成的金属制粒子。而且,在上述工序(S230)中,成型体210只要至少旋转一圈即可,但为了抑制周向上温度的偏差来实现更均质的淬火硬化,较为理想的是旋转多圈。即,作为感应加热线圈的线圈221沿着成型体210的滚走面211的周向相对旋转两圈以上较为理想。(实施方式9)接着,对本发明另一实施方式即实施方式9进行说明。实施方式9的内圈及滚动轴承的制造方法基本上与实施方式8的制造方法同样实施,并起到同样的效果。但是,实施方式9的内圈及滚动轴承的制造方法在工序(S230)中线圈221的配置上与实施方式8的制造方法不同。S卩,参照图17,在实施方式9的工序(S230)中,沿形成于成型体210外周面的滚走面211配置有多个(在此为六个)线圈221。接着,与实施方式8的制造方法一样,成型体210朝着箭头α方向旋转,并由电源(未图示)对线圈221供给高频电流。藉此,成型体210的包含滚走面211的表层区域被感应加热至A1点以上的温度,并形成与滚走面211 相适的圆环状的加热区域211Α。这样,通过沿成型体210的周向配置多个线圈221,实施方式9的滚动轴承的内圈的制造方法便成为能抑制周向上温度的偏差、并能实现均质的淬火硬化的轨道圈的制造方法。此外,为了进一步抑制在周向上温度的偏差,较为理想的是,线圈221在成型体210的周向上等间隔配置。(实施方式10)接着,对本发明又一实施方式即实施方式10进行说明。实施方式10的内圈的制造方法基本上与实施方式8及实施方式9的制造方法同样实施,并起到同样的效果。但是, 实施方式10的内圈的制造方法在工序(S230)中温度计222的配置上与实施方式8及实施方式9的制造方法不同。S卩,参照图18,在实施方式10的工序(S230)中,对加热区域即滚走面211的多个位置(在此为四个位置)的温度进行测定。更具体来说,在实施方式10的工序(S230)中, 沿着成型体210的滚走面211的周向等间隔地配置多个温度计222。藉此,由于在滚走面211的周向上同时测定多个位置的温度,因此,在确认了滚走面211的周向上实现了均质的加热之后,对成型体210进行骤冷,从而能实施淬火硬化处理。其结果是,根据实施方式10的滚动轴承的内圈的制造方法,能在滚走面211的周向上实现更均质的淬火硬化。另外,在上述实施方式中,对将线圈221固定并使成型体210旋转的情况进行了说明,但既可以将成型体210固定,而使线圈221朝成型体210的周向旋转,也可以通过使线圈221及成型体210两者旋转,来使线圈221沿着成型体210的周向相对旋转。但是,由于线圈221需要对线圈221供电的配线等,因此,在多数情况下如上所述将线圈221固定是合理的。此外,在上述实施方式中,对制造作为轨道圈一例的径向型滚动轴承的内圈的情况进行了说明,但能适用本发明的轨道圈不局限于此,例如也可以是径向型滚动轴承的外圈,还可以是推力型轴承的轨道圈。在此,在工序(S230)中,当对例如径向型滚动轴承的外圈进行加热时,只要将线圈221配置成面向形成于成型体内周侧的滚走面即可。此外,在工序(S230)中,当对例如推力型滚动轴承的轨道圈进行加热时,只要将线圈221配置成面向形成于成型体端面侧的滚走面即可。此外,为了抑制周向上温度的偏差,较为理想的是,在感应加热完成之后,冷却至 Ms点以下的温度之前,设置将成型体保持在停止加热的状态的工序。(实施方式11)接着,对将通过本发明的滚动轴承的制造方法制造出的滚动轴承被用作风力发电装置用轴承(风力发电装置用滚动轴承)的实施方式11进行说明。参照图19,风力发电装置250包括作为旋翼的叶片252 ;以包括叶片252的中心轴的方式在一端与叶片252连接的主轴251 ;以及与主轴251的另一端连接的增速器254。 而且,增速器2M包括输出轴255,输出轴255与发电机256连接。主轴251通过作为风力发电装置用滚动轴承的主轴用轴承203来绕轴线自由旋转地得到支承。此外,主轴用轴承 203在主轴251的轴向上排列配置多个(图19中为两个),并分别被外壳253保持。主轴用轴承203、外壳253、增速器2M和发电机256收纳于作为设备室的机舱259的内部。此夕卜,主轴251 —端从机舱259突出,并与叶片252连接。接着,对风力发电装置250的动作进行说明。参照图19,若受到风力使叶片252沿周向旋转,则连接于叶片252的主轴251 —边通过主轴用轴承203支承于外壳253,一边绕轴线旋转。主轴251的旋转被传递到增速器254以增速,并转换成输出轴255的绕轴线的旋转。此外,输出轴255的旋转被传递到发电机256,通过电磁感应作用产生电动势以实现发电。接着,对风力发电装置250的主轴251的支承结构进行说明。参照图20,作为风力发电装置用滚动轴承的主轴用轴承203包括作为风力发电装置用滚动轴承的轨道圈的环状外圈231 ;配置于外圈231内周侧的作为风力发电装置用滚动轴承的轨道圈的环状内圈232 ;以及配置于外圈231与内圈232之间、并被圆环状的保持器234保持的多个滚子233。 外圈231的内周面形成有外圈滚走面231A,内圈232的外周面形成有内圈滚走面232A。此夕卜,将外圈231和内圈232配置成使内圈滚走面232A与外圈滚走面231A相对。而且,多个滚子233在滚子接触面233A上分别沿两个内圈滚走面232A与外圈滚走面231A和内圈滚走面232A接触,且通过被保持器233保持成沿周向以规定节距配置来自由滚动地保持于多列(两列)圆环状的轨道上。此外,外圈231形成有在径向上贯穿外圈231的通孔231E。 通过该通孔231E,能对外圈231与内圈232之间的空间供给润滑剂。根据上述结构,主轴用轴承203的外圈231和内圈232能彼此相对地旋转。另一方面,与叶片252连接的主轴251贯穿主轴用轴承203的内圈232,并且在外周面251A上与内圈的内周面即嵌合面232F接触,并嵌入内圈232。此外,主轴用轴承203 的外圈231以在外周面即嵌合面231F上与形成于外壳253的通孔的内壁253A接触的方式嵌入,从而相对于外壳253固定。根据上述结构,使能连接于叶片252的主轴251与内圈 232 —体地相对于外圈231和外壳253绕轴线旋转。而且,在内圈滚走面232A的宽度方向两端形成有朝向外圈231突出的凸缘部 232E。藉此,使叶片252受风的作用而产生的在主轴251轴向(轴向方向)上的载荷得到支承。此外,外圈滚走面231A具有球面形状。因此,在与滚子233的滚走方向垂直的截面上,外圈231和内圈232能以上述球面的中心为中心彼此构成角度。即、主轴用轴承203是复列自动调心滚子轴承。其结果是,即使在叶片252受风的作用而使主轴251挠曲的情况下,外壳253也能通过主轴用轴承203稳定且可自由旋转地保持主轴251。接着,实施方式11的作为风力发电装置用滚动轴承的轨道圈的外圈231及内圈 232例如可通过上述实施方式8 实施方式10记载的轨道圈的制造方法制造。上述外圈 231及内圈232是内径为IOOOmm以上的风力发电装置用滚动轴承的轨道圈。此外,在外圈 231及内圈232上通过高频感应加热淬火沿着外圈滚走面231A及内圈滚走面232A在全周上均质地形成有淬火硬化层。即,外圈231及内圈232的内径为IOOOmm以上,且具有通过高频感应加热淬火形成、沿周向有相同深度的圆环状的淬火硬化层,该淬火硬化层的表面分别成为外圈滚走面231A及内圈滚走面232A。其结果是,上述外圈231及内圈232是不仅能抑制热处理成本、还能通过高频感应加热淬火沿滚走面在全周上均质地形成淬火硬化层的大型轨道圈,并且是在严酷环境下也能使用的构成风力发电装置用轴承的轨道圈。另外,本发明的轨道圈及滚动轴承的制造方法较佳地应用于制造大型滚动轴承的轨道圈及大型滚动轴承。在上述实施方式11中,对作为大型滚动轴承一例的风力发电装置用轴承进行了说明,但也能应用于其它大型滚动轴承。具体来说,还能将本发明的轨道圈及滚动轴承的制造方法较佳地应用于制造例如CT扫描仪用滚动轴承的轨道圈及CT扫描仪用滚动轴承,在该CT扫描仪用滚动轴承中,将设置有CT扫描仪的X射线照射部的旋转架台支承成相对于以与该旋转架台相对的方式配置的固定架台自由旋转。此外,本发明的轨道圈及滚动轴承的制造方法能应用于例如深沟球轴承、向心止推滚珠轴承、圆筒滚子轴承、圆锥滚子轴承、自动调心滚子轴承、推力滚珠轴承等任意的滚动轴承的轨道圈及滚动轴承。(实施方式12)接着,对实施方式12进行说明。参照图21,实施方式12的作为滚动轴承的多列圆锥滚子轴承301包括环状的外圈311 ;配置在外圈311内侧的环状的两个内圈312 ;以及配置在外圈311与内圈312之间的多个圆锥滚子313。在外圈311的内周面形成有两列外圈滚走面311A,在两个内圈312各自的外周面上形成有一列内圈滚走面312A。此外,将一个外圈311与两个内圈312配置成一方的内圈312的内圈滚走面312A与一方的外圈滚走面311A相对,且另一方的内圈312的内圈滚走面312A与另一方的外圈滚走面311A相对。 接着,多个圆锥滚子313沿着各外圈滚走面311A与外圈滚走面311A和内圈滚走面312A接触,并被保持器314保持成沿周向以规定节距配置来自由滚动地保持于两列圆环状的轨道上。根据以上结构,能使多列圆锥滚子轴承301的外圈311和内圈312彼此相对地旋转。而且,参照图21及图22,外圈311及内圈312具有IOOOmm以上的内径。上述外圈311及内圈312包括以包括供作为滚动体的滚子313滚走的面即滚走面311A、312A在内的方式沿着滚走面311A、312A在全周上形成的滚走面淬火层311C、312C;以包括与外壳、 轴等其它构件嵌合的嵌合面311B、312B在内的方式沿着嵌合面311B、312B形成的嵌合面淬火层311D、312D ;以及在滚走面淬火层311C、312C与嵌合面淬火层311D、312D之间形成的非固化区域311E、312E。此外,嵌合面淬火层311D、312D的厚度比滚走面淬火层311C、312C 的厚度小。在本实施方式中的外圈311及内圈312中,由于以包括滚走面311A、312A的方式沿着滚走面311A、312A在全周上形成滚走面淬火层311C、312C,因此,滚走面311A、312A具有足够的硬度,从而可确保对于伴随滚子313滚走的滚动疲劳具有足够的耐久性。此外,在外圈311及内圈312中,以包括嵌合面311B、312B在内的方式沿着嵌合面311B、312B形成嵌合面淬火层311D、312D。其结果是,嵌合面311B、312B具有足够的硬度,并能在外圈311 及内圈312与外壳、轴等构件之间确保足够的过盈量,因此,能抑制例如因蠕变等而导致外圈311及内圈312损伤。接着,在外圈311及内圈312中,在滚走面淬火层311C、312C与嵌合面淬火层 311D、312D之间形成有非固化区域311E、312E,并且嵌合面淬火层311D、312D的厚度比滚走面淬火层311C、312C的厚度小。藉此,可进一步提高外圈311及内圈312对滚动疲劳的耐久性。这样,本实施方式的外圈311及内圈312是沿着滚走面311A、312形成滚走面淬火层 311C、312C而使耐久性得到提高的大型滚动轴承的轨道圈。此外,包括上述外圈311及内圈 312的多列圆锥滚子轴承301成为耐久性优异的大型滚动轴承。另外,上述滚走面淬火层311C、312C及嵌合面淬火层311D、312D能如后所述通过高频感应加热淬火来形成。此外,较为理想的是,滚走面311A、312A在周向上的残余应力值的最大值与最小值之差的绝对值为平均值的绝对值的20%以下。藉此,能充分抑制应变或淬裂的出现。这种残余应力的状态也能通过采用后述本实施方式的轨道圈的制造方法来实现。此外,较为理想的是,上述外圈311及内圈312由含有0. 43质量%以上0. 65质量%以下的碳、0. 15质量%以上0. 35质量%以下的硅、0. 60质量%以上1. 10质量%以下的锰、0. 30质量%以上1. 20质量%以下的铬、0. 15质量%以上0. 75质量%以下的钼、余量为铁及杂质的钢构成。由于由上述成分组成的钢构成,因此,不仅能通过淬火硬化来实现高硬度,还能在确保高淬火性的同时抑制淬裂。在此,在所要制造的内圈311及内圈312特别大、要求作为原料的钢有更高淬火性的情况下,还可以采用在上述合金成分中添加0. 35质量%以上0.75质量%以下的镍的钢材。作为满足上述成分组成的钢,列举例如JIS标准
31SUP13、SCM445、SAE 标准 8660H 等。接着,对上述外圈311及内圈312以及多列圆锥滚子轴承301的制造方法的一例进行说明。在此,主要对外圈311及内圈312中的内圈312的制造方法进行说明,但也可以同样地制造外圈311。参照图23,在本实施方式的滚动轴承的制造方法中的内圈的制造方法中,首先实施作为工序(S310)的成型体准备工序。在该工序(S310)中,准备例如由JIS标准SUP13、 SCM445、SAE标准8660H构成的钢材,并通过实施锻造、车削等加工,由此制造出具有与所希望的内圈形状相适形状的成型体。更具体来说,制造出与内径为IOOOmm以上的内圈形状相适的成型体。接着,实施作为工序(S320)的正火工序。在该工序(S320)中,通过在将经工序 (S310)中制造出的成型体加热至A1的相变点以上的温度之后,冷却至低于A1相变点的温度,由此来实施正火处理。此时,正火处理的冷却时的冷却速度只要是构成成型体的钢没有相变成马氏体的冷却速度、即低于临界冷却速度的冷却速度即可。此外,正火处理后的成型体的硬度随正火处理的冷却速度变大而增高,随着冷却速度变小而降低。因此,通过调节该冷却速度,就能使成型体具有所希望的硬度。上述硬度与内圈312的非固化区域312E的硬度对应。接着,参照图21,实施滚走面淬火硬化工序。该滚走面淬火硬化工序包括作为工序 (S330)实施的感应加热工序和作为工序(S340)实施的冷却工序。在工序(S330)中,参照图M及图25,作为感应加热构件的线圈321配置成在成型体312上面向供滚动体(滚子) 滚走的面即滚走面312A的一部分。接着,成型体312绕着中心轴、具体来说是朝着箭头α 方向旋转,并由电源(未图示)对线圈321供给高频电流。藉此,成型体312的包含滚走面 312Α的表层区域被感应加热至A1点以上的温度,并形成与滚走面312Α相适的圆环状的加热区域312C。此时,滚走面312Α的表面温度通过放射温度计等温度计322来测定并管理。接着,在工序(S340)中,通过对包含在工序(S330)中形成的加热区域312C在内的成型体312整体喷射例如作为冷却液的水,从而能将加热区域312C整体同时冷却至Ms点以下的温度。藉此,加热区域312C相变成马氏体,并通过固化而成为滚走面淬火层312C。 按照上述步骤,就能实施高频感应加热淬火,完成滚走面淬火硬化工序。此外,通过如上所述采用在全周上将包括滚走面312Α在内的区域加热至A1点以上的温度的状态下,将该区域整体同时冷却至Ms点以下的温度的工艺,从而能降低沿滚走面312Α周向的方向上的残余应力的偏差,并能抑制残余应力集中在局部区域。接着,实施作为工序(S350)的嵌合面淬火硬化工序。在该工序(S350)中,对成型体312的包括嵌合面312Β在内的区域进行淬火硬化。具体来说,参照图沈,首先包括感应加热构件即线圈323和与线圈323相邻配置的作为冷却构件的冷却液喷射部3 在内的移动淬火装置325配置成面向嵌合面312B的一部分。接着,移动淬火装置325沿着嵌合面 312B朝周向(箭头β的方向)移动。此时,由电源(未图示)对线圈323供给高频电流。 藉此,成型体312的嵌合面312Β中与线圈323相对的区域被感应加热至A1点以上的温度。 另一方面,从冷却液喷射部3 朝成型体312的嵌合面312B喷射冷却液。其结果是,嵌合面312B中被线圈323感应加热至A1点以上的温度的区域会被从冷却液喷射部3 喷射出的冷却液冷却至Ms点以下的温度,并被淬火硬化。接着,伴随着移动淬火装置325的移动
32依次实施上述淬火硬化处理,从而形成图22所示的嵌合面淬火层312D。在此,在工序(S350)中,通过采用在嵌合面312B被加热之后立即冷却的上述移动淬火方式,就能避免在先前的工序(S330)及工序(S340)中形成的滚走面淬火层312C的硬度随着线圈323加热而大幅降低。此外,在工序(S350)中,以厚度比滚走面淬火层312C的厚度小的方式形成嵌合面淬火层312D。在此,能通过调节供给至线圈的电流频率、电源输出等方式来调节淬火层的厚度即通过感应加热被加热的区域的厚度。此外,在工序(S330) 工序(S350)中没有被淬火硬化的区域成为非固化区域312E。接着,实施作为工序(S360)的回火工序。在该工序(S360)中,通过将在工序 (S330) 工序(S350)中被局部淬火硬化后的成型体312装入例如炉内,加热至A1点以下的温度并保持规定时间,藉此来实施回火处理。接着,实施作为工序(S370)的精加工工序。在该工序(S370)中,例如对滚走面 312A实施研磨加工等精加工。按照以上工艺,完成内圈312,由此完成本实施方式的内圈制造。其结果是,参照图21及图22,完成具有IOOOmm以上的内径、且通过高频感应加热淬火沿着滚走面312A在全周上均质地形成有滚走面淬火层312C的内圈312。接着,实施作为工序(S380)的组装工序。在该工序(S380)中,通过将如上所述制造出的内圈312及和上述内圈312同样制造出的外圈311与另行准备的滚子313、保持器 314等组合,由此来组装出多列圆锥滚子轴承301。通过以上步骤,完成本实施方式中的滚动轴承的制造方法。另外,上述工序(S320)并非是本发明的轨道圈的制造方法的必要工序,通过实施上述工序(S320),能对所制造的轨道圈的非固化区域(淬火硬化层之外的区域)的硬度进行调节。除了工序(S320)之外,非固化区域的硬度调节还能够通过实施淬火处理及回火处理来实现。但是,在如上所述采用含碳量较高且淬火性高的JIS标准SUP13、SCM445、SAE规格8660H等钢作为原料时,容易出现淬裂。因此,在非固化区域的硬度调节中实施作为工序 (S320)的正火处理较为理想。而且,在上述工序(S330)中,成型体312只要至少旋转一圈即可,但为了抑制周向上温度的偏差来实现更均质的淬火硬化,较为理想的是旋转多圈。即,作为感应加热构件的线圈321沿着成型体312的滚走面312A的周向相对旋转两圈以上较为理想。此外,较为理想的是,在工序(S330)中,沿着滚走面312A的周向配置多个线圈 321。藉此,能抑制周向上温度的偏差,从而能实现更均质的淬火硬化。此时,较为理想的是, 多个线圈321在滚走面312A的周向上等间隔配置。而且,在工序(S330)中对作为加热区域的滚走面312A的多个部位的温度进行测定是较为理想的。藉此,能在周向上实现更均质的淬火硬化。此外,在上述实施方式12中,对在工序(S330)中将线圈321固定并使成型体312 旋转的情况进行了说明,但既可以将成型体312固定,而使线圈321朝成型体312的周向旋转,也可以通过使线圈321及成型体312两者旋转,来使线圈321沿着成型体312的周向相对旋转。但是,由于线圈321需要对线圈321供电的配线等,因此,在多数情况下如上所述将线圈321固定是合理的。而且,在工序(S330)中,作为感应加热构件的线圈321在成型体312的周向上的长度能以实现高效且均质的加热的方式适当确定,例如,能设定为所要加热区域长度的1/12左右的长度、即相对于成型体(内圈)312的中心轴的中心角为30°左右的长度。此外,在工序(S330)中,为了抑制周向上温度的偏差,较为理想的是,在感应加热完成之后,工序(S340)中冷却至Ms点以下的温度之前,设置将成型体312保持在停止加热的状态的工序。(实施方式13)接着,对本发明的滚动轴承被用作风力发电装置用轴承(风力发电装置用滚动轴承)的实施方式13进行说明。参照图27,风力发电装置350包括作为旋翼的叶片352 ;以包括叶片352的中心轴的方式在一端与叶片352连接的主轴351 ;以及与主轴351的另一端连接的增速器354。 而且,增速器3M包括输出轴355,输出轴355与发电机356连接。主轴351通过作为风力发电装置用滚动轴承的主轴用轴承303来绕轴线自由旋转地得到支承。此外,主轴用轴承 303在主轴351的轴向上排列配置多个(图27中为两个),并分别被外壳353保持。主轴用轴承303、外壳353、增速器3M和发电机356收纳于作为设备室的机舱359的内部。此夕卜,主轴351 —端从机舱359突出,并与叶片352连接。接着,对风力发电装置350的动作进行说明。参照图27,若受到风力使叶片352沿周向旋转,则连接于叶片352的主轴351 —边通过主轴用轴承303支承于外壳353,一边绕轴线旋转。主轴351的旋转被传递到增速器354以增速,并转换成输出轴355的绕轴线的旋转。此外,输出轴355的旋转被传递到发电机356,通过电磁感应作用产生电动势以实现发电。接着,对风力发电装置350的主轴351的支承结构进行说明。参照图观,作为风力发电装置用滚动轴承的主轴用轴承303包括作为风力发电装置用滚动轴承的轨道圈的环状外圈331 ;配置于外圈331内周侧的作为风力发电装置用滚动轴承的轨道圈的环状内圈 332 ;以及配置于外圈331与内圈332之间、并被圆环状的保持器334保持的多个滚子333。 外圈331的内周面形成有外圈滚走面331A,内圈332的外周面形成有内圈滚走面332A。此夕卜,将外圈331和内圈332配置成使内圈滚走面332A与外圈滚走面331A相对。而且,多个滚子333在滚子接触面333A上分别沿两个内圈滚走面332A与外圈滚走面331A和内圈滚走面332A接触,且通过被保持器334保持成沿周向以规定节距配置来自由滚动地保持于多列(两列)圆环状的轨道上。此外,外圈331形成有在径向上贯穿外圈331的通孔331E。 通过该通孔331E,能对外圈331与内圈332之间的空间供给润滑剂。根据上述结构,主轴用轴承303的外圈331和内圈332能彼此相对地旋转。另一方面,与叶片352连接的主轴351贯穿主轴用轴承303的内圈332,并且在外周面351A上与内圈的内周面即嵌合面332F接触,并嵌入内圈332。此外,主轴用轴承303 的外圈331以在外周面即嵌合面331F上与形成于外壳353的通孔的内壁353A接触的方式嵌入,从而相对于外壳353固定。根据上述结构,使能连接于叶片352的主轴351与内圈 332 一体地相对于外圈331和外壳353绕轴线旋转。而且,在内圈滚走面332A的宽度方向两端形成有朝向外圈331突出的凸缘部 332E。藉此,使叶片352受风的作用而产生的在主轴351轴向(轴向方向)上的载荷得到支承。此外,外圈滚走面331A具有球面形状。因此,在与滚子333的滚走方向垂直的截面上,外圈331和内圈332能以上述球面的中心为中心彼此构成角度。即、主轴用轴承303是复列自动调心滚子轴承。其结果是,即使在叶片352受风的作用而使主轴351挠曲的情况下,外壳353也能通过主轴用轴承303稳定且可自由旋转地保持主轴351。此外,实施方式13的作为风力发电装置用滚动轴承的轨道圈的外圈331及内圈 332具有与上述实施方式12的外圈311及内圈312相同的结构。S卩,外圈331及内圈332 与外圈311及内圈312同样地具有IOOOmm以上的内径。此外,外圈331及内圈332包括 以包括滚走面331A、332A在内的方式沿着滚走面331A、332A在全周上形成的滚走面淬火层 331G、332G;以包括与作为其它构件的外壳353嵌合的嵌合面331F、或与作为其它构件的主轴351嵌合的嵌合面332F在内的方式沿着嵌合面331F、332F形成的嵌合面淬火层331H、 332H ;以及在滚走面淬火层331G、332G与嵌合面淬火层331H、332H之间形成的非固化区域 3311、3321。接着,嵌合面淬火层331H、332H的厚度比滚走面淬火层331G、332G的厚度小。 其结果是,上述外圈331及内圈332是沿着滚走面331A、332A形成滚走面淬火层331G、332G 而使耐久性得到提高的大型滚动轴承的轨道圈。此外,包括上述外圈331及内圈332的主轴用轴承303(自动调心滚子轴承)成为耐久性优异的大型滚动轴承。另外,本发明的轨道圈及滚动轴承较佳地应用于大型滚动轴承的轨道圈及包括该轨道圈的滚动轴承。在上述实施方式13中,对作为大型滚动轴承一例的风力发电装置用轴承进行了说明,但也能应用于其它大型滚动轴承。具体来说,还能将本发明的轨道圈及滚动轴承较佳地应用于例如CT扫描仪用滚动轴承,在该CT扫描仪用滚动轴承中,将设置有CT 扫描仪的X射线照射部的旋转架台支承成相对于以与该旋转架台相对的方式配置的固定架台自由旋转。此外,本发明的轨道圈及滚动轴承能应用于例如深沟球轴承、向心止推滚珠轴承、圆筒滚子轴承、圆锥滚子轴承、自动调心滚子轴承、推力滚珠轴承等任意形态的轨道圈及滚动轴承。此外,在上述实施方式中,对内圈及外圈两者均是本发明的轨道圈的情况进行了说明,但本发明的滚动轴承不局限于此,还可以是内圈及外圈的一方为本发明的轨道圈。(实施方式14)接着,对实施方式14进行说明。以下,作为轨道圈的制造方法,主要对外圈的制造方法进行了说明,但同样也可以制造内圈。参照图29,在本实施方式的外圈的制造方法中,首先实施作为工序(S410)的成型体准备工序。在该工序(S410)中,准备具有适于进行高频感应加热淬火处理的任意成分组成的钢材,例如是含有0. 43质量%以上0. 65质量%以下的碳、0. 15质量%以上0. 35质量%以下的硅、0. 60质量%以上1. 10质量%以下的锰、0. 30质量%以上1. 20质量%以下的铬、0. 15质量%以上0. 75质量%以下的钼、余量为铁及杂质的钢,并通过实施锻造、车削等加工,来制造出具有与所希望的外圈形状相适形状的成型体。更具体来说,制造出与内径为IOOOmm以上的外圈形状相适的成型体。在此,在所要制造的外圈特别大、要求钢有更高淬火性的情况下,还可以采用在上述合金成分中添加0. 35质量%以上0. 75质量%以下的镍的钢材。作为满足上述成分组成的钢,列举例如JIS标准SUP13、SCM445、SAE标准8660H寸。接着,实施作为工序(S420)的正火工序。在该工序(S420)中,通过在将经工序 (S410)中制造出的成型体加热至A1的相变点以上的温度之后,冷却至低于A1相变点的温度,由此来实施正火处理。此时,正火处理的冷却时的冷却速度只要是构成成型体的钢没有相变成马氏体的冷却速度、即低于临界冷却速度的冷却速度即可。此外,正火处理后的成型体的硬度随正火处理的冷却速度变大而增高,随着冷却速度变小而降低。因此,通过调节该冷却速度,就能使成型体具有所希望的硬度。接着,参照图四,实施滚走面淬火硬化工序。该滚走面淬火硬化工序包括作为工序 (S430)实施的感应加热工序和作为工序(S440)实施的冷却工序。在工序(S430)中,参照图30及图31,作为感应加热构件的线圈421配置成在成型体(外圈)10上面向供滚动体滚走的面即滚走面411A(环状区域)的一部分。在此,线圈421以分别面向两列滚走面的方式配置两个。接着,成型体411绕着中心轴、具体来说是朝着箭头α方向旋转,并由电源(未图示)对线圈421供给高频电流。藉此,成型体411的包含滚走面411Α的表层区域被感应加热至A1点以上的温度,并形成与滚走面411Α相适的圆环状的加热区域411C。此时,滚走面 411Α的表面温度通过放射温度计等温度计422来测定并管理。接着,在工序(S440)中,通过对包含在工序(S430)中形成的加热区域411C在内的成型体411整体喷射例如作为冷却液的水,从而能将两列加热区域41IC整体同时冷却至礼点以下的温度。藉此,加热区域411C相变成马氏体,并通过固化而成为滚走面淬火层 411C。按照上述步骤,就能实施高频感应加热淬火,完成滚走面淬火硬化工序。接着,实施作为工序(S450)的嵌合面淬火硬化工序。在该工序(S450)中,对成型体411的包括嵌合面411Β在内的区域进行淬火硬化。具体来说,参照图32及图33,首先包括感应加热构件即线圈423和与线圈423相邻配置的作为冷却构件的冷却液喷射部4 在内的移动淬火装置425配置成面向嵌合面411B的一部分。接着,移动淬火装置425沿着嵌合面411B朝周向(箭头β的方向)移动。此时,由电源(未图示)对线圈423供给高频电流。藉此,成型体411的嵌合面411Β中与线圈423相对的区域被感应加热至A1点以上的温度。另一方面,从冷却液喷射部4 朝成型体411的嵌合面411Β喷射冷却液。其结果是,嵌合面411B中被线圈423感应加热至A1点以上的温度的区域会被从冷却液喷射部424 喷射出的冷却液冷却至Ms点以下的温度,并被淬火硬化。接着,伴随着移动淬火装置425的移动依次实施上述淬火硬化处理,从而如图33所示形成嵌合面淬火层411D。接着,实施作为工序(S460)的回火工序。在该工序(S460)中,通过将在工序 (S430) 工序(S450)中被局部淬火硬化后的成型体411装入例如炉内,加热至A1点以下的温度并保持规定时间,藉此来实施回火处理。接着,实施作为工序(S470)的精加工工序。在该工序(S470)中,例如对滚走面 411A实施研磨加工等精加工。按照以上工艺,完成外圈411,由此完成本实施方式的外圈制造。其结果是,完成具有IOOOmm以上的内径、且通过高频感应加热淬火沿着滚走面411A在全周上均质地形成有滚走面淬火层411C的外圈411。接着,实施作为工序(S480)的组装工序。在该工序(S480)中,通过将如上所述制造出的外圈411及和上述外圈411同样制造出的内圈412与另行准备的滚子413、保持器 414等组合,由此来组装出例如图34所示的多列圆锥滚子轴承401。通过以上步骤,完成本实施方式中的滚动轴承的制造方法。在此,参照图34,本实施方式的作为滚动轴承的多列圆锥滚子轴承401包括环状的外圈411 ;配置在外圈411内侧的环状的两个内圈412 ;以及配置在外圈411与内圈412之间的多个圆锥滚子413。在外圈411的内周面形成有两列外圈滚走面411A,在两个内圈 412各自的外周面上形成有一列内圈滚走面412A。此外,将一个外圈411与两个内圈412 配置成一方的内圈412的内圈滚走面412A与一方的外圈滚走面411A相对,且另一方的内圈412的内圈滚走面412A与另一方的外圈滚走面411A相对。接着,多个圆锥滚子413沿着各外圈滚走面41IA与外圈滚走面41IA和内圈滚走面412A接触,并被保持器414保持成沿周向以规定节距配置来自由滚动地保持于两列圆环状的轨道上。根据以上结构,能使多列圆锥滚子轴承401的外圈411和内圈412彼此相对地旋转。而且,参照图34及图35,外圈411及内圈412具有IOOOmm以上的内径。上述外圈411及内圈412包括以包括供作为滚动体的滚子413滚走的面即滚走面411A、412A在内的方式沿着滚走面411A、412A在全周上形成的滚走面淬火层411C、412C;以包括与外壳、 轴等其它构件嵌合的嵌合面411B、412B在内的方式沿着嵌合面411B、412B形成的嵌合面淬火层411D、412D ;以及在滚走面淬火层411C、412C与嵌合面淬火层411D、412D之间形成的非固化区域411E、412E。接着,嵌合面淬火层411D、412D的厚度比滚走面淬火层411C、412C 的厚度小。在本实施方式的轨道圈(外圈411)的制造方法中,通过使以面向所要形成滚走面 411A的环状区域的一部分的方式配置的感应加热构件即线圈421沿着周向相对旋转,藉此在成型体411上形成加热区域411C。因此,能使线圈421小型化来抑制淬火装置的制造成本。此外,由于在本实施方式中将加热区域整体同时冷却至Ms点以下的温度,因此,能在全周上同时形成淬火硬化层,从而可抑制残余应力集中在局部区域。而且,在本实施方式中, 由于如上所述通过移动淬火方式形成嵌合面淬火层411D,因此,被线圈423加热后的区域在加热之后立即被冷却液喷射部似4冷却,因而可抑制之前形成的滚走面淬火层41IC的硬度降低。其结果是,根据本实施方式的轨道圈的制造方法,不仅能通过高频感应加热淬火在全周上均质地形成滚走面淬火层411C,还能在抑制滚走面411A硬度降低的同时形成嵌合面淬火层411D。此外,根据本实施方式的滚动轴承的制造方法,能以低成本制造出包括轨道圈的多列圆锥滚子轴承401,其中,上述轨道圈不仅能通过高频感应加热淬火沿滚走面 41IA在全周上均质地形成有滚走面淬火层411C,还能在抑制滚走面41IA硬度降低的同时沿嵌合面41IB形成有嵌合面淬火层411D。另外,作为上述工序(S420)实施的正火工序并非是本发明的轨道圈的制造方法必要的工序,但通过实施上述工序(S420),不仅能抑制出现淬裂,还能调节由JIS标准 SUP13、SCM445、SAE标准8660H等钢构成的成型体的硬度。在该工序(S420)中,也可以通过将硬质粒子与气体一起喷至成型体411,在对成型体411进行冷却的同时实施喷砂处理。藉此,由于能与正火处理时的吹风冷却同时实施喷砂处理,因此,可除去在成型体411表层部产生的水垢,并可抑制因产生水垢而引起的外圈411的特性降低及因产生水垢而使导热率降低。在此,作为硬质粒子(喷射物),能采用例如由钢或铸铁等构成的金属制粒子。此外,在上述工序(S430)中,成型体411只要至少旋转一圈即可,但为了抑制周向上温度的偏差来实现更均质的淬火硬化,较为理想的是旋转多圈。即,作为感应加热构件的线圈421沿着成型体411的滚走面411A的周向相对旋转两圈以上较为理想。接着,在外圈411及内圈412中,在滚走面淬火层411C、412C与嵌合面淬火层411D、412D之间形成有非固化区域411E、412E,并且嵌合面淬火层411D、412D的厚度比滚走面淬火层411C、412C的厚度小。藉此,可进一步提高外圈411及内圈412对滚动疲劳的耐久性。在此,能通过调节供给至线圈的电流频率、电源输出等方式来调节淬火层的厚度即通过感应加热被加热的区域的厚度。(实施方式I5)接着,对本发明另一实施方式即实施方式15进行说明。实施方式15的外圈的制造方法基本上与实施方式14的制造方法同样实施,并起到同样的效果。但是,实施方式15 的外圈的制造方法在工序(S430)中线圈421的配置上与实施方式14的制造方法不同。S卩,参照图36,在实施方式15的工序(S430)中,配置一对线圈421作为感应加热构件。接着,成型体411朝着箭头α方向旋转,并由电源(未图示)对线圈421供给高频电流。藉此,成型体411的包含滚走面411Α的表层区域被感应加热至A1点以上的温度,并形成与滚走面411Α相适的圆环状的加热区域411C。这样,通过沿成型体411的周向配置多个(在本实施方式中为两个)线圈421,实施方式15的滚动轴承的外圈的制造方法便成为能抑制周向上温度的偏差、并能实现均质的淬火硬化的轨道圈的制造方法。此外,为了进一步抑制在周向上温度的偏差,较为理想的是,线圈421在成型体411的周向上等间隔配置。(实施方式I6)接着,对本发明又一实施方式即实施方式16进行说明。实施方式16的内圈的制造方法基本上与实施方式14及实施方式15的制造方法同样实施,并起到同样的效果。但是,实施方式16的内圈的制造方法在工序(S430)中温度计422的配置上与实施方式14及实施方式15的制造方法不同。S卩,参照图37,在实施方式16的工序(S430)中,对加热区域即滚走面411Α的多个位置(在此为四个位置)的温度进行测定。更具体来说,在实施方式16的工序(S430)中, 沿着成型体411的滚走面411Α的周向等间隔地配置多个温度计422,以测定在周向上等间隔的位置的温度。藉此,由于在滚走面411Α的周向上同时测定多个位置的温度,因此,在确认了滚走面411Α的周向上实现了均质的加热之后,对成型体411进行骤冷,从而能实施淬火硬化处理。其结果是,根据实施方式16的滚动轴承的外圈的制造方法,能在滚走面411Α的周向上实现更均质的淬火硬化。另外,在上述实施方式中,对将线圈421固定并使成型体411旋转的情况进行了说明,但既可以将成型体411固定,而使线圈421朝成型体411的周向旋转,也可以通过使线圈421及成型体411两者旋转,来使线圈421沿着成型体411的周向相对旋转。但是,由于线圈421需要对线圈421供电的配线等,因此,在多数情况下如上所述将线圈421固定是合理的。此外,在上述实施方式中,对制造作为轨道圈一例的多列圆锥滚子轴承的外圈的情况进行了说明,但能适用本发明的轨道圈不局限于此,例如也可以是径向型滚动轴承的轨道圈,还可以是推力型轴承的轨道圈。在此,在工序(S420)中,当对例如径向型滚动轴承的内圈进行加热时,只要将线圈421配置成面向形成于成型体外周侧的滚走面即可。此外, 在工序(S420)中,当对例如推力型滚动轴承的轨道圈进行加热时,只要将线圈421配置成面向形成于成型体端面侧的滚走面即可。而且,作为感应加热构件的线圈421在成型体411的周向上的长度能以实现高效且均质的加热的方式适当确定,例如,能设定为所要加热区域长度的1/12左右的长度、即相对于成型体(轨道圈)的中心轴的中心角为30°左右的长度。此外,为了抑制周向上温度的偏差,较为理想的是,在感应加热完成之后,冷却至 Ms点以下的温度之前,设置将成型体保持在停止加热的状态的工序。(实施方式17)接着,对将通过本发明的滚动轴承的制造方法制造出的滚动轴承被用作风力发电装置用轴承(风力发电装置用滚动轴承)的实施方式17进行说明。参照图38,风力发电装置450包括作为旋翼的叶片452 ;以包括叶片452的中心轴的方式在一端与叶片452连接的主轴451 ;以及与主轴451的另一端连接的增速器454。 而且,增速器妨4包括输出轴455,输出轴455与发电机456连接。主轴451通过作为风力发电装置用滚动轴承的主轴用轴承403来绕轴线自由旋转地得到支承。此外,主轴用轴承 403在主轴451的轴向上排列配置多个(图38中为两个),并分别被外壳453保持。主轴用轴承403、外壳453、增速器妨4和发电机456收纳于作为设备室的机舱459的内部。此夕卜,主轴451 —端从机舱459突出,并与叶片452连接。接着,对风力发电装置450的动作进行说明。参照图38,若受到风力使叶片452沿周向旋转,则连接于叶片452的主轴451 —边通过主轴用轴承403支承于外壳453,一边绕轴线旋转。主轴451的旋转被传递到增速器454以增速,并转换成输出轴455的绕轴线的旋转。此外,输出轴455的旋转被传递到发电机456,通过电磁感应作用产生电动势以实现发电。接着,对风力发电装置450的主轴451的支承结构进行说明。参照图39,作为风力发电装置用滚动轴承的主轴用轴承403包括作为风力发电装置用滚动轴承的轨道圈的环状外圈431 ;配置于外圈431内周侧的作为风力发电装置用滚动轴承的轨道圈的环状内圈 432;以及配置于外圈431与内圈432之间、并被圆环状的保持器434保持的多个滚子433。 外圈431的内周面形成有外圈滚走面431A,内圈432的外周面形成有内圈滚走面432A。此夕卜,将外圈431和内圈432配置成使内圈滚走面432A与外圈滚走面431A相对。而且,多个滚子433在滚子接触面433A上分别沿两个内圈滚走面432A与外圈滚走面431A和内圈滚走面432A接触,且通过被保持器434保持成沿周向以规定节距配置来自由滚动地保持于多列(两列)圆环状的轨道上。此外,外圈431形成有在径向上贯穿外圈431的通孔431E。 通过该通孔431E,能对外圈431与内圈432之间的空间供给润滑剂。根据上述结构,主轴用轴承403的外圈431和内圈432能彼此相对地旋转。另一方面,与叶片452连接的主轴451贯穿主轴用轴承403的内圈432,并且在外周面45IA上与内圈的内周面即嵌合面432F接触,并嵌入内圈432。此外,主轴用轴承403 的外圈431以在外周面即嵌合面431F上与形成于外壳453的通孔的内壁453A接触的方式嵌入,从而相对于外壳453固定。根据上述结构,使能连接于叶片452的主轴451与内圈 432 一体地相对于外圈431和外壳453绕轴线旋转。而且,在内圈滚走面432A的宽度方向两端形成有朝向外圈431突出的凸缘部 432E。藉此,使叶片452受风的作用而产生的在主轴451轴向(轴向方向)上的载荷得到
39支承。此外,外圈滚走面431A具有球面形状。因此,在与滚子433的滚走方向垂直的截面上,外圈431和内圈432能以上述球面的中心为中心彼此构成角度。即、主轴用轴承403是复列自动调心滚子轴承。其结果是,即使在叶片452受风的作用而使主轴451挠曲的情况下,外壳453也能通过主轴用轴承403稳定且可自由旋转地保持主轴451。此外,实施方式17的作为风力发电装置用滚动轴承的轨道圈的外圈431及内圈 432通过与上述实施方式14的外圈411及内圈412相同的制造方法制造出,具有相同的结构。S卩,外圈431及内圈432与外圈411及内圈412同样地具有IOOOmm以上的内径。此外, 外圈431及内圈432包括以包括滚走面431A、432A在内的方式沿着滚走面431A、432A在全周上形成的滚走面淬火层431G、432G;以包括与作为其它构件的外壳453嵌合的嵌合面 431F、或与作为其它构件的主轴451嵌合的嵌合面432F在内的方式沿着嵌合面431F、432F 形成的嵌合面淬火层431H、432H ;以及在滚走面淬火层431G、432G与嵌合面淬火层431H、 432H之间形成的非固化区域4311、4321。接着,嵌合面淬火层431H、432H的厚度比滚走面淬火层431G、432G的厚度小。其结果是,上述外圈431及内圈432是沿着滚走面431A、432A 形成滚走面淬火层431G、432G而提高耐久性的大型滚动轴承的轨道圈。此外,包括上述外圈431及内圈432的主轴用轴承403(自动调心滚子轴承)成为耐久性优异的大型滚动轴承。另外,本发明的轨道圈及滚动轴承较佳地应用于大型滚动轴承的轨道圈及包括该轨道圈的滚动轴承。在上述实施方式17中,对作为大型滚动轴承一例的风力发电装置用轴承进行了说明,但也能应用于其它大型滚动轴承。具体来说,还能将本发明的轨道圈及滚动轴承较佳地应用于例如CT扫描仪用滚动轴承,在该CT扫描仪用滚动轴承中,将设置有CT 扫描仪的X射线照射部的旋转架台支承成相对于以与该旋转架台相对的方式配置的固定架台自由旋转。此外,本发明的轨道圈及滚动轴承能应用于例如深沟球轴承、向心止推滚珠轴承、圆筒滚子轴承、圆锥滚子轴承、自动调心滚子轴承、推力滚珠轴承等任意形态的轨道圈及滚动轴承。此外,在上述实施方式中,对内圈及外圈两者均是通过本发明的轨道圈的制造方法制造而成的轨道圈的情况进行了说明,但本发明的滚动轴承不局限于此,还可以是内圈及外圈的一方是通过本发明的轨道圈的制造方法制造而成的轨道圈。(实施例)使用本发明的环状构件的热处理方法对钢制的成型体(滚动轴承的内圈)进行热处理,并进行研究该成型体特性的实验。实验的步骤如下所述。首先,参照图2及图3,准备由JIS标准S53C形成、外径(I1为2400、滚走面11的最小直径d2为2350mm、内径d3为2200、宽度为IOOmm的成型体10,通过实施与上述实施方式1中的工序(S20)及工序(S30)相同的工序,来对成型体10实施高频感应加热淬火。此时,电源的电力为65kW,电源的频率为IOkHz,成型体10的旋转速度为30rpm。接着,在工序 (S20)中滚走面11的温度达到950°C之后,在步骤(S30)将加热区域IlA整体同时冷却至 Ms点以下的温度(实施例)。另一方面,准备与上述实施例相同的成型体,并制造实施上述现有的移动淬火而残留有软带的成型体(比较例1)及如上述专利文献2所记载的,使用朝成型体的周向相反方向移动的两个线圈来避免形成软带的成型体(比较例2)。在比较例中,将电源的电力设为65kW,电源的频率设为10kHz,线圈的传送速度为2mm/s。接着,对于上述实施例及比较例的淬火后的成型体,研究滚走面附近的在深度方向上的残余应力分布及硬度分布。另外,对于比较例2,在最后实施淬火的区域处进行上述研究。此外,对于上述实施例及比较例的淬火后的成型体,进行正圆度的测定。接着,参照图40及图41来说明实验结果。在此,在图40及图41中,横轴表示距滚走面(表面)的深度。此外,图40的纵轴以拉伸应力为正、压缩应力为负来表示残余应力值,图41的纵轴表示维氏硬度。参照图40,在实施例B中,在内部残留有最大400MPa左右的拉伸应力,可能会出现淬裂。对此,在本发明的实施例中,内部中的拉伸应力的最大值可被抑制到200MI^程度。 此外,参照图41,在实施例及比较例中,滚走面附近的在深度方向上的硬度分布没有存在差别,可以说本发明的实施例具有良好的硬度分布。另一方面,进行正圆度测定的结果是,实施例的正圆度最佳,比较例A与比较例B 之间没有发现有很大的差别。按照上述实验结果,根据本发明的环状构件的热处理方法及环状构件的制造方法,确认可形成在周向上均质的环状淬火硬化区域,并能抑制淬裂的出现。另外,在上述实施方式及实施例中,对采用JIS标准S53C作为构成环状构件(成型体)的钢的情况进行了说明,但所能采用的钢不局限于此。例如,能采用S55C等机械结构用碳钢、SUJ2等高碳铬轴承钢等各种钢作为构成环状构件的钢。此外,在上述实施方式及实施例中,例示了滚动轴承的轨道圈作为环状构件的一例,但能适用本发明的环状构件不局限于此,能将本发明应用于需要进行淬火硬化处理的由钢构成的各种环状构件。而且, 本发明能特别理想地应用于大型滚动轴承的轨道圈,具体来说,特别理想地应用于CT扫描仪用滚动轴承的轨道圈和风力发电装置用轴承的轨道圈,其中,在上述CT扫描仪用滚动轴承的轨道圈中,将设置有CT扫描仪的X射线照射部的旋转架台支承成以与该旋转架台相对的方式配置的固定架台,在上述风力发电装置用轴承中,对风力发电用风车的主轴及回旋部进行支持。本次所公开的实施方式和实施例在所有点上为例示,不应当认为是对本发明作出了限制。本发明的范围是由权利要求书来表示的而不是由上述说明来表示的,本发明包括与权利要求书等同的意思和范围内的所有变更。(符号说明)3主轴用轴承10成型体11滚走面IlA加热区域21 线圈31 外圈3IA外圈滚走面3IE 通孔31F外周面32 内圈32A内圈滚走面
41
32E凸缘部32F内周面33 滚子33A滚子接触面34保持器50风力发电装置51主车由51A夕卜周面52 叶片53 外壳53A 内壁54增速器55输出轴56发电机59 机舱103主轴用轴承110成型体(内圈)111滚走面IllA加热区域121 线圈122温度计131 外圈131A外圈滚走面131E 通孔131F 外周面132 内圈132A内圈滚走面132E 凸缘部132F 内周面133 滚子133A滚子接触面134保持器150风力发电装置151 主轴151A 外周面152 叶片153夕卜壳153A 内壁154增速器
155输出轴156发电机159 机舱203主轴用轴承210成型体(内圈)211滚走面21IA加热区域221 线圈21IA加热区域222温度计231 外圈23IA外圈滚走面23IE 通孔23IF 嵌合面232 内圈232A内圈滚走面232E 凸缘部232F 嵌合面233 滚子233A滚子接触面234保持器250风力发电装置251 主轴251A 外周面252 叶片253夕卜壳253A 内壁254增速器255输出轴256发电机259 机舱301多列圆锥滚子轴承303主轴用轴承311 外圈33IA外圈滚走面311B、312B 嵌合面311C、312C滚走面淬火层311D、312D嵌合面淬火层311E.312E非固化区域
312内圈(成型体)312A内圈滚走面313 滚子314保持器321、323 线圈322温度计324冷却液喷射部325移动淬火装置331 外圈33IA外圈滚走面33IE 通孔331F.332F 嵌合面331G、332G滚走面淬火层331H、332H嵌合面淬火层3311,3321非固化区域332 内圈332A内圈滚走面332E 凸缘部333 滚子333A滚子接触面334保持器350风力发电装置351 主轴351A 外周面352 叶片353 外壳353A 内壁354增速器355输出轴356发电机359 机舱401多列圆锥滚子轴承403主轴用轴承411外圈(成型体)41IA外圈滚走面411B.412B 嵌合面411C、412C滚走面淬火层(加热区域)411D.412D嵌合面淬火层411E.412E非固化区域
412 内圈412A内圈滚走面413 滚子414保持器421、423 线圈422温度计424冷却液喷射部425移动淬火装置431 外圈43IA外圈滚走面43IE 通孔431F、432 F 嵌合面431G、432G滚走面淬火层431H、432H嵌合面淬火层4311,4321非固化区域432 内圈432A内圈滚走面432E 凸缘部433 滚子433A滚子接触面434保持器450风力发电装置451 主轴451A 外周面452 叶片453夕卜壳453A 内壁454增速器455输出轴456发电机459 机舱
权利要求
1.一种环状构件的热处理方法,其特征在于,包括通过使感应加热构件沿着由钢构成的环状成型体(10)的周向相对旋转,由此在所述成型体(10)上形成被加热至A1点以上的温度的环状加热区域(IlA)的工序,其中,所述感应加热构件配置成面向所述成型体(10)的一部分,并对所述成型体(10)进行感应加热;以及将所述加热区域(IlA)整体同时冷却至Ms点以下的温度的工序。
2.如权利要求1所述的环状构件的热处理方法,其特征在于,在形成所述加热区域 (IlA)的工序中,所述感应加热构件沿着所述成型体(10)的周向相对旋转两周以上。
3.如权利要求1所述的环状构件的热处理方法,其特征在于,在形成所述加热区域 (IlA)的工序中,所述感应加热构件沿着所述成型体(10)的周向配置有多个。
4.一种环状构件的制造方法,其特征在于,包括准备由钢构成的环状成型体(10)的工序;以及对所述成型体(10)进行淬火硬化的工序,在对所述成型体(10)进行淬火硬化的工序中,使用如权利要求1所述的环状构件的热处理方法来对所述成型体(10)进行淬火硬化。
5.一种环状构件(32),其特征在于,所述环状构件(32)是通过如权利要求4所述的环状构件的制造方法制造出的。
6.一种滚动轴承(3)的轨道圈(31、32),具有IOOOmm以上的内径,其特征在于,供滚动体(3 滚走的面即滚走面(31A、32A)的淬火硬化层通过高频感应加热淬火在全周上形成为具有相同的深度。
7.一种滚动轴承(3),其特征在于,包括内圈(32);外圈(31),该外圈(31)被配置成围住所述内圈(32)的外周侧;以及多个滚动体(33),这些滚动体(3 被配置在所述内圈(31)与所述外圈(31)之间,所述内圈(32)及所述外圈(31)中的至少任意一个是如权利要求6所述的滚动轴承的轨道圈(31,32) ο
8.如权利要求7所述的滚动轴承(3),其特征在于,在风力发电装置(50)中,在所述内圈(32)上贯穿地固定有与叶片(52)连接的主轴(51),通过将所述外圈(31)相对于外壳 (53)固定,从而将所述主轴(51)旋转支承成能相对于所述外壳(5 自由旋转。
9.一种滚动轴承(10 的轨道圈(131、13幻的制造方法,其特征在于,包括准备成型体(110)的工序,其中,所述成型体(110)由含有0.43质量%以上0.65质量%以下的碳、0. 15质量%以上0. 35质量%以下的硅、0. 60质量%以上1. 10质量%以下的锰、0. 30质量%以上1. 20质量%以下的铬、0. 15质量%以上0. 75质量%以下的钼、余量为铁及杂质的钢构成;通过使感应加热构件(121)沿着所述成型体(110)中所要形成所述轨道圈(131、132) 的滚走面(131A、132A)的环状区域(111)的周向相对旋转,由此在所述成型体(110)上形成被加热至A1点以上的温度的环状加热区域(IllA)的工序,其中,所述感应加热构件 (121)被配置成面向所述环状区域(111)的一部分,并对所述成型体(110)进行感应加热; 以及将所述加热区域(IllA)整体同时冷却至Ms点以下的温度的工序。
10.一种滚动轴承(103)的轨道圈(131、132)的制造方法,其特征在于,包括准备成型体(110)的工序,其中,所述成型体(110)由含有0.43质量%以上0.65质量%以下的碳、0. 15质量%以上0. 35质量%以下的硅、0. 60质量%以上1. 10质量%以下的锰、0. 30质量%以上1. 20质量%以下的铬、0. 15质量%以上0. 75质量%以下的钼、0. 35 质量%以上0. 75质量%以下的镍、余量为铁及杂质的钢构成;通过使感应加热构件(121)沿着所述成型体(110)中所要形成所述轨道圈(131、132) 的滚走面(131A、132A)的环状区域(111)的周向相对旋转,由此在所述成型体(110)上形成被加热至A1点以上的温度的环状加热区域(IllA)的工序,其中,所述感应加热构件 (121)配置成面向所述环状区域(111)的一部分,并对所述成型体(110)进行感应加热;以及将所述加热区域(IllA)整体同时冷却至Ms点以下的温度的工序。
11.一种内径为IOOOmm以上的滚动轴承(103)的轨道圈(131、132),其特征在于, 所述轨道圈(131、132)由含有0.43质量%以上0.65质量%以下的碳、0. 15质量%以上0. 35质量%以下的硅、0. 60质量%以上1. 10质量%以下的锰、0. 30质量%以上1. 20质量%以下的铬、0. 15质量%以上0. 75质量%以下的钼、余量为铁及杂质的钢构成, 通过高频感应加热淬火沿着滚走面(131A、132A)在全周上形成有淬火硬化层。
12.—种内径为IOOOmm以上的滚动轴承(103)的轨道圈(131、132),其特征在于, 所述轨道圈(131、132)由含有0.43质量%以上0.65质量%以下的碳、0. 15质量%以上0. 35质量%以下的硅、0. 60质量%以上1. 10质量%以下的锰、0. 30质量%以上1. 20质量%以下的铬、0. 15质量%以上0. 75质量%以下的钼、0. 35质量%以上0. 75质量%以下的镍、余量为铁及杂质的钢构成,通过高频感应加热淬火沿着滚走面(131A、132A)在全周上形成有淬火硬化层。
13.一种滚动轴承的轨道圈(231、23幻的制造方法,其特征在于,包括 准备由钢构成的成型体Ο ο)的工序;通过使感应加热线圈(221)沿着所述成型体O10)中所要形成所述轨道圈031、232) 的滚走面(231A、232A)的环状区域Qll)的周向相对旋转,由此在所述成型体(210)上形成被加热至A1点以上的温度的环状加热区域Q11A)的工序,其中,所述感应加热线圈 (221)配置成面向所述环状区域011)的一部分,并对所述成型体(210)进行感应加热;以及将所述加热区域OllA)整体同时冷却至Ms点以下的温度的工序, 在形成所述加热区域OllA)的工序中,使用具有如下形状的所述感应加热线圈 (221)面向所述环状区域011)且有助于加热所述环状区域011)的区域Q21A)包含在相同平面内。
14.一种内径为IOOOmm以上的滚动轴承(301)的轨道圈(311、312),其特征在于,包括滚走面淬火层(311C、312C),该滚走面淬火层(311C、312C)以包括供滚动体(31 滚走的面即滚走面(311A、312A)在内的方式沿着所述滚走面(311A、312A)在全周上形成; 嵌合面淬火层(311D、312D),该嵌合面淬火层(311D、312D)以包括与其它构件嵌合的嵌合面(311B、312B)的方式沿着所述嵌合面(311B、312B)形成;以及非固化区域(311E、312E),该非固化区域(311E、312E)形成在所述滚走面淬火层 (311C、312C)与所述嵌合面淬火层(311D、312D)之间,所述嵌合面淬火层(311D、312D)的厚度比所述滚走面淬火层(311C、312C)的厚度小。
15. 一种滚动轴承G01)的轨道圈011、412)的制造方法,其特征在于,包括 准备由钢构成的成型体011、412)的工序;通过使感应加热构件G21)沿着所述成型体Gll、412)中所要形成所述轨道圈011、 412)的滚走面G11A、412A)的环状区域011A、412A)的周向相对旋转,由此在所述成型体 (411,412)上形成被加热至A1点以上的温度的环状加热区域(411C、412C)的工序,其中,所述感应加热构件G21)配置成面向所述环状区域G11A、412A)的一部分,并对所述成型体 (411,412)进行感应加热;以及通过将所述加热区域G11C、412C)同时冷却至Ms点以下的温度,来沿着所述环状区域 (411A、412A)在全周上形成滚走面淬火层(411C、412C)的工序,通过使其它感应加热构件(423)沿着所述成型体Gll、412)中所要形成所述轨道圈 (411,412)的嵌合面(411B、412B)的区域的周向相对移动,并且利用跟着所述其它感应加热构件(423)移动的冷却构件GM),通过对被所述其它感应加热构件(423)加热后的区域进行冷却,来形成嵌合面淬火层G11D、412D)的工序,其中,所述其它感应加热构件023) 配置成面向所要形成所述嵌合面G11B、412B)的区域的一部分,并对所述成型体011、 412)进行感应加热。
全文摘要
一种环状构件的热处理方法,不仅能抑制淬火装置的制造成本,还能形成在周向上均质的环状淬火硬化区域,所述环状构件的热处理方法包括通过使线圈(21)沿着由钢构成的环状成型体(10)的周向相对旋转,由此在成型体(10)上形成被加热至A1点以上的温度的环状加热区域的工序,其中,所述线圈(21)配置成面向成型体(10)的滚走面(11),并对成型体(10)进行感应加热;以及将加热区域整体同时冷却至MS点以下的温度的工序。
文档编号C22C38/44GK102471820SQ201080031258
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月21日 优先权日2009年7月22日
发明者八木田和宽, 大木力, 结城敬史 申请人:Ntn株式会社
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1