JP2006329268A - Rolling bearing for planetary gear mechanism - Google Patents

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JP2006329268A JP2005151433A JP2005151433A JP2006329268A JP 2006329268 A JP2006329268 A JP 2006329268A JP 2005151433 A JP2005151433 A JP 2005151433A JP 2005151433 A JP2005151433 A JP 2005151433A JP 2006329268 A JP2006329268 A JP 2006329268A
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Naoki Shibamoto
直樹 柴本
Akihiko Katayama
昭彦 片山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling bearing highly strong corresponding to severe working conditions, of a long life to surface damage such as surface starting separation or inside starting separation, and easy to caulk at the end. <P>SOLUTION: The rolling bearing 20 for a planetary gear mechanism comprises an inward member 17 and an outward member 13 arranged in a concentric manner, and rolling elements laid between both members. At least one of the inward member 17 and the outward member 13 has a nitrogen enriched layer. At least one member has an austenite crystal grain size of No.11 or more and hardness of HV653 or more at the surface layer portion in a rolling surface region where the rolling elements 18 roll. It has a hardness of HV550 or more at the sectional center of a rolling surface central portion. The inward member has a hardness of HV300 or less at the end. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明はプラネタリギヤ機構用転がり軸受、より詳しくは、プラネタリギヤ機構の遊星歯車を支持するための転がり軸受に関する。   The present invention relates to a rolling bearing for a planetary gear mechanism, and more particularly to a rolling bearing for supporting a planetary gear of a planetary gear mechanism.

最近の転がり軸受の中には、たとえばプラネタリギヤ機構に使用される転がり軸受のように、保持器を用いない総ころタイプの軸受でありながら、高速、高荷重用途の要求が増えている。以下では、とくに総ころ軸受と他の転がり軸受とを区別せず、すべて転がり軸受と記する。保持器のない転がり軸受では、ころ同士の干渉が避けられず、また、潤滑剤が軸受内部にうまく供給されないことにより、ころや転走面の表面を起点にする剥離を生ずることがある。   Among recent rolling bearings, for example, a rolling bearing used in a planetary gear mechanism is a full-roller type bearing that does not use a cage, but there is an increasing demand for high-speed and high-load applications. In the following, all roller bearings and other rolling bearings are not particularly distinguished, and all are described as rolling bearings. In a rolling bearing without a cage, interference between the rollers is unavoidable, and the lubricant may not be supplied well into the bearing, which may cause separation from the surface of the roller or the rolling surface.

また、ころの回転速度が高速になると、組付け誤差や偏荷重の影響によりころに表面損傷が生じたり、スムーズにころ位置が制御されずスキューを起こしたりしやすい。このため、滑りによる表面起点剥離や局部的な面圧上昇による内部起点剥離が生じることもある。その結果、滑り発熱や局部的な面圧上昇が起こり、ピーリング、スミアリング、表面起点剥離などの表面損傷や、荷重依存型の内部起点剥離が生じやすかった。   Further, when the rotation speed of the roller becomes high, surface damage is likely to occur on the roller due to the effects of assembly errors and offset load, and the roller position is not controlled smoothly and skew is likely to occur. For this reason, surface origin separation due to slipping or internal origin separation due to local increase in surface pressure may occur. As a result, sliding heat generation and local surface pressure increase occurred, and surface damage such as peeling, smearing, and surface-origin separation, and load-dependent internal origin delamination were likely to occur.

プラネタリギヤ機構の内方部材は、ころの転走面では高強度を必要とするが、端部はかしめ成形が可能となるように軟質であることが望ましい。この点を考慮した開発も多くされてきた(特許文献1、2参照)。
特開2003−301933号公報 特開2004−003627号公報
The inner member of the planetary gear mechanism requires high strength on the rolling surface of the roller, but the end is preferably soft so that it can be crimped. Many developments that take this into account have also been made (see Patent Documents 1 and 2).
JP 2003-301933 A JP 2004-003627 A

今後、自動車のA/Tミッションなどのプラネタリギヤ機構は高速化および大荷重化と、潤滑油の低粘度化とが加速され、より過酷になることが避けられない。このような使用条件下におかれた転がり軸受において、転動寿命の長寿命化と、高強度化または高い割れ疲労強度とを達成することが求められている。   In the future, planetary gear mechanisms such as A / T transmissions for automobiles will inevitably become more severe due to acceleration of higher speed and higher load and lower viscosity of lubricating oil. In a rolling bearing placed under such usage conditions, it is required to increase the rolling life and achieve high strength or high crack fatigue strength.

この発明の主要な目的は、過酷な使用条件に対応して高強度化された上で表面起点剥離などの表面損傷や内部起点剥離に対して長寿命で、かつ、端部でのかしめ加工が容易な転がり軸受を提供することにある。   The main object of the present invention is to increase the strength in response to severe use conditions, to have a long life against surface damage such as surface-origination peeling and internal origin peeling, and to perform caulking at the end. It is to provide an easy rolling bearing.

この発明のプラネタリギヤ機構用転がり軸受は、同心状に配置した内方部材と外方部材および前記両部材間に介在する転動体を備え、前記内方部材および外方部材のうち少なくとも一方の部材が窒素富化層を有し、前記少なくとも一方の部材において、前記転動体が転走する転走面領域の表層部のオーステナイト結晶粒度が11番以上で、かつ、硬さがHV653以上であり、転走面中央部の断面中心部の硬度がHV550以上であり、前記内方部材の端部の硬さがHV300以下であることを特徴とするものである。   A rolling bearing for a planetary gear mechanism according to the present invention comprises an inner member and an outer member arranged concentrically and a rolling element interposed between the two members, and at least one of the inner member and the outer member is The austenite grain size of the surface layer portion of the rolling surface region where the rolling element rolls is 11 or more and the hardness is HV653 or more in the at least one member. The hardness of the central portion of the cross section of the running surface central portion is HV550 or more, and the hardness of the end portion of the inner member is HV300 or less.

この構成により、転走面の領域の表層部において、表面起点型剥離などの表面損傷および内部起点剥離を抑制して長寿命を実現することができる。また、内方部材の端部では硬さを上記のように制限しているのでかしめ成形が行いやすくなる。さらに、たとえば、内方部材、外方部材の高強度化をはかり、割れ疲労強度を向上させることも可能である。転走面の表層部のオーステナイト結晶粒度が11番未満では過酷な使用条件下での転動疲労寿命を長くすることができないので、表層部のオーステナイト結晶粒度を11番以上とする。また、窒素富化層を配置するのは、窒素富化層を高周波焼入れすることによりミクロ組織を微細化して強靭化するためである。なお、オーステナイト結晶粒とは、焼入れ加熱中に相変態したオーステナイトの結晶粒のことであり、これは、冷却によりマルテンサイトに変態した後も、過去の履歴として残存しているものをいう。オーステナイト結晶粒は、対象とする部材の金相試料に対してエッチングなど、粒界を顕出させる処理を施して観察することができる粒界であればよい。焼入れ直前の加熱された時点での粒界という意味で、旧オーステナイト粒と呼ぶ場合がある。測定は、上述のようにJIS規格の粒度番号の平均値から平均粒径に換算して求めてもよいし、切片法などにより金相組織に重ねたランダム方向の直線が粒界と会合する間の間隔長さの平均値をとり、補正係数をかけて2次元から3次元の間隔長さにしてもよい。   With this configuration, it is possible to realize a long life by suppressing surface damage such as surface-initiated separation and internal origin separation at the surface layer portion in the region of the rolling surface. Moreover, since the hardness is limited as described above at the end portion of the inner member, it is easy to perform caulking. Furthermore, for example, it is possible to increase the strength of the inner member and the outer member to improve the crack fatigue strength. If the austenite grain size of the surface layer portion of the rolling surface is less than 11, the rolling fatigue life under severe use conditions cannot be increased, so the austenite grain size of the surface layer portion is 11 or more. The reason why the nitrogen-enriched layer is disposed is that the microstructure is refined and toughened by induction hardening the nitrogen-enriched layer. The austenite crystal grains are austenite crystal grains that have undergone phase transformation during quenching and heating, and that remain as past history even after transformation to martensite by cooling. The austenite crystal grain may be a grain boundary that can be observed by performing a process of revealing the grain boundary, such as etching, on the gold phase sample of the target member. In the sense that it is a grain boundary at the time of heating just before quenching, it may be referred to as prior austenite grains. The measurement may be obtained by converting the average value of the JIS standard particle size number to the average particle size as described above, or while the random direction straight line superimposed on the metal phase structure by the intercept method or the like is associated with the grain boundary. An average value of the interval lengths may be taken, and a two-dimensional to three-dimensional interval length may be obtained by applying a correction coefficient.

なお、窒素富化層は、あとで説明するように浸炭窒化処理により形成されるが、窒素富化層に炭素が富化されていてもよいし富化されていなくてもよい。   The nitrogen-enriched layer is formed by carbonitriding as will be described later. However, the nitrogen-enriched layer may or may not be enriched with carbon.

上記転走面領域の表層部以外において、そのミクロ組織がフェライトと炭化物とを有する領域が含まれるようにしてもよい(請求項2)。   In a region other than the surface layer portion of the rolling surface region, a region in which the microstructure includes ferrite and carbide may be included (claim 2).

ここで、フェライトは鉄のα相のことであり、マルテンサイトなどのように転位を高密度に含まないフェライトを指す。オーステナイト(γ)相から徐冷されて生成するフェライトや、焼入れされた後に十分に焼戻しされたフェライトがこれに対応する。このような転位密度の低いフェライトに対応したセメンタイトなどの炭化物は、凝集粗大化した状態で分散している。したがって、上記のフェライトと炭化物とを有するミクロ組織は、典型的な軟化された状態に対応する。この軟化されたミクロ組織は、転走面の領域の表層部以外の領域に存在すればよい。とくに内方部材の端部における硬さはHV300以下が前提であるので、内方部材の端部に上記軟化組織を配置することになる。   Here, the ferrite is an α phase of iron and refers to a ferrite that does not contain dislocations at a high density such as martensite. Corresponding to this is ferrite formed by slow cooling from the austenite (γ) phase, and ferrite that has been quenched and sufficiently tempered. Carbides such as cementite corresponding to ferrite having such a low dislocation density are dispersed in an agglomerated and coarsened state. Thus, the microstructure with the ferrite and carbide described above corresponds to a typical softened state. The softened microstructure may be present in a region other than the surface layer portion of the rolling surface region. In particular, since the hardness at the end of the inner member is premised on HV300 or less, the softened tissue is arranged at the end of the inner member.

炭化物は主にセメンタイトFe3Cをさすが、窒素富化層では炭素ほどではないが窒素を多く含むため、Fe3(C、N)のように炭窒化物というべきである。しかし、説明を簡単にするため、炭化物というときは炭窒化物も含むこととする。また、通常、鋼材はMnなどを含むため、炭化物の中に固溶して(Fe、Mn)3(C、N)のような形態をとるが、このような形態をも当然含む。さらに、焼戻しが高温で行われるとき、M3C型の炭化物だけでなく、M236型の炭化物やその他の炭化物をも含むが、上記炭化物にはそのような炭化物も含まれる。 Carbide mainly refers to cementite Fe 3 C, but in a nitrogen-enriched layer, it contains much nitrogen but not carbon, so it should be called carbonitride like Fe 3 (C, N). However, for the sake of simplicity, the term “carbide” includes carbonitride. Moreover, since steel materials usually contain Mn and the like, they are dissolved in carbides and take a form such as (Fe, Mn) 3 (C, N), but such a form is also naturally included. Further, when tempering is performed at a high temperature, not only M 3 C type carbides but also M 23 C 6 type carbides and other carbides are included, and the above carbides include such carbides.

転走面領域を高周波焼入れして形成することができる(請求項3)。この構成により、短時間の処理工程で微細粒の硬化組織を得ることができる。この結果、耐表面損傷性、耐転動疲労寿命性などを劣化させずに軸受の高強度化、または高い割れ疲労強度を安価に実現することができる。   The rolling surface region can be formed by induction hardening (Claim 3). With this configuration, a fine grained hardened structure can be obtained in a short processing step. As a result, high bearing strength or high crack fatigue strength can be realized at low cost without deteriorating surface damage resistance, rolling fatigue life resistance, and the like.

転走面の表層部の硬度をHV653以上とし、また、その転走面領域の断面中心部の硬度をHV550以上とすることができる。この構成により、転走面の表層部における表面損傷や内部起点剥離を確実に抑制することにより長寿命を実現し、また、その転走面の断面中心部の高強度化、または内方部材、外方部材の高い割れ疲労強度を得ることができる。転走面の表層部の硬度がHV653未満では上記の条件下での長寿命化は難しく、また、転走面の断面中心部の硬度がHV550未満ではプラネタリギヤ機構の高速化、大荷重化の要請に応える高い強度を得ることができない。   The hardness of the surface layer portion of the rolling surface can be HV653 or more, and the hardness of the central portion of the cross section of the rolling surface region can be HV550 or more. With this configuration, long life is achieved by reliably suppressing surface damage and internal origin separation at the surface layer portion of the rolling surface, and the strength of the central portion of the cross section of the rolling surface is increased, or an inner member, High crack fatigue strength of the outer member can be obtained. If the hardness of the surface part of the rolling surface is less than HV653, it is difficult to extend the life under the above conditions, and if the hardness of the center part of the cross section of the rolling surface is less than HV550, the planetary gear mechanism needs to be increased in speed and load. High strength that meets the requirements cannot be obtained.

転走面の領域の表層部において残留オーステナイトが10体積%以上50体積%以下を占めるようにし、転走面の断面中心部において残留オーステナイトが存在するようにすることができる(請求項4)。この構成により、表層部では、表面起点剥離や内部起点剥離における亀裂進展を抑制することができ、断面中心部においては高周波焼入れの結果により強度レベルを高めることができる。表層部において残留オーステナイトが10体積%未満では過酷な使用条件下での長寿命を得ることができず、50体積%を超えると微細な残留オーステナイトにならず、かえって上記の使用条件下での寿命を短くする。また、断面中心部では高周波焼入れにより硬化されるため、表層部ほど多くはないが残留オーステナイトが生成する。すなわち、断面中心部まで硬化されるため残留オーステナイトが存在する。   Residual austenite may occupy 10 volume% or more and 50 volume% or less in the surface layer part of the area of the rolling surface, and residual austenite may exist in the center of the cross section of the rolling surface. With this configuration, the surface layer portion can suppress the crack propagation in the surface-origination separation and the internal origin separation, and the strength level can be increased in the center portion of the cross section due to the induction hardening. If the retained austenite in the surface layer is less than 10% by volume, a long life under severe use conditions cannot be obtained, and if it exceeds 50% by volume, it does not become fine retained austenite. To shorten. Moreover, since it hardens | cures by induction hardening in the center part of a cross section, although it is not so much as a surface layer part, a retained austenite produces | generates. That is, residual austenite exists because it is cured to the center of the cross section.

残留オーステナイトの測定は、X線回折法、透過型電子顕微鏡観察(TEM: Transmission Electron Microscopy)など周知の方法で行うことができる。オーステナイトはフェライトやセメンタイトと異なり強磁性体ではないことを利用して、磁気天秤などの磁気測定装置を用いて測定することもできる。   The residual austenite can be measured by a known method such as X-ray diffraction or transmission electron microscopy (TEM). Austenite can be measured using a magnetic measuring device such as a magnetic balance by utilizing the fact that austenite is not a ferromagnetic material unlike ferrite and cementite.

内方部材、外方部材すなわち上記の少なくとも一方の部材は、A1点以上で浸炭窒化処理した後にA1点未満にまで徐冷し、次いで転走面の領域を高周波焼入れする処理をすることができる(請求項5)。上記のA1点は共析温度に対応しており、たとえばFe−C系では723℃である。また、転がり軸受に通常用いられる鋼材のA1点もその付近の温度である。 The inner member, the outer member, that is, at least one of the above members, is subjected to carbonitriding at A 1 or higher and then gradually cooled to less than A 1 and then subjected to induction hardening of the rolling surface region. (Claim 5). The above A 1 point corresponds to the eutectoid temperature is 723 ° C. In example Fe-C system. Further, the point A 1 of a steel material usually used for a rolling bearing is also a temperature in the vicinity thereof.

上記の処理によれば、表層部において損傷を受け難いため長寿命であり、その他の部分でかしめ加工しやすい部材を得ることができる。高周波焼入れされる部分で、オーステナイト結晶粒度(JIS規格)が11番以上で、残留オーステナイトが10体積%以上50体積%以下で、硬度HV653以上になるのは、浸炭窒化処理と、転走面を含む領域に高周波焼入れとが施されるためである。また、内方部材の端部など高周波焼入れの影響が及ばない部位で、硬度がHV300以下になるのは、浸炭窒化処理後に徐冷するか、または急冷しても調質(焼戻し)処理するからである。   According to said process, since it is hard to receive a damage in a surface layer part, it is long-life, and it can obtain the member which is easy to caulk in another part. In the part to be induction hardened, the austenite grain size (JIS standard) is No. 11 or more, the residual austenite is 10% by volume or more and 50% by volume or less, and the hardness is HV653 or more. This is because induction hardening is performed on the region to be included. In addition, the hardness of HV300 or less at a part not affected by induction hardening, such as the end of the inner member, is that the steel is gradually cooled after carbonitriding or is tempered (tempered) even when quenched. It is.

この発明によれば、外方部材および内方部材の少なくとも一方の部材が窒素富化層を有し、かつ、内方部材の端部は軟化されているので、優れた耐損傷性とかしめ加工性を得ることができる。さらに、高周波焼入れを行うことにより、内方部材、外方部材における、高い割れ疲労強度および転動疲労強度、ならびに耐表面損傷性を、短時間で簡単な処理工程で確保することができる。とくに表層部において残留オーステナイトを所定範囲有することにより、繰り返し荷重により発生し進展する亀裂の抑止に有効に作用する。   According to this invention, at least one of the outer member and the inner member has the nitrogen-enriched layer, and the end portion of the inner member is softened, so that excellent damage resistance and caulking are achieved. Sex can be obtained. Furthermore, by performing induction hardening, high crack fatigue strength and rolling fatigue strength and surface damage resistance in the inner member and the outer member can be ensured in a short time with a simple treatment process. In particular, having a predetermined range of retained austenite in the surface layer portion effectively acts to suppress cracks generated and propagated by repeated loading.

以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。ここで、図1にプラネタリギヤ機構の構成を概略的に示し、図2にプラネタリギヤ機構を組み込んだ自動変速機の構成を概略的に示す。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, FIG. 1 schematically shows the configuration of the planetary gear mechanism, and FIG. 2 schematically shows the configuration of the automatic transmission incorporating the planetary gear mechanism.

図1および図2に示すように、プラネタリギヤ機構10は、自動変速機内の太陽歯車軸11と内歯歯車軸16との間にあって、太陽歯車12と内歯歯車15と複数の遊星歯車13とを含んでいる。太陽歯車12は外周に歯が形成してあり、太陽歯車軸11と一体的な関係にある。内歯歯車15は内周面に歯が形成してあり、内歯歯車軸16と一体的な関係にある。各遊星歯車13は、太陽歯車12と内歯歯車15との間にあって、太陽歯車12および内歯歯車15の双方とかみあって、自転しながら太陽歯車12の外周を公転することが可能である。プラネタリギヤ機構10の歯車は常時かみあっており、太陽歯車12または遊星枠14または内歯歯車15のいずれかに駆動力を与えたり、いずれかをロックしたりすることによって、太陽歯車軸11に対する内歯歯車軸16の回転数、回転方向、トルクなどを変化させることができる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the planetary gear mechanism 10 is located between a sun gear shaft 11 and an internal gear shaft 16 in an automatic transmission, and includes a sun gear 12, an internal gear 15, and a plurality of planetary gears 13. Contains. The sun gear 12 has teeth formed on the outer periphery and is in an integral relationship with the sun gear shaft 11. The internal gear 15 has teeth formed on the inner peripheral surface, and is in an integral relationship with the internal gear shaft 16. Each planetary gear 13 is located between the sun gear 12 and the internal gear 15, meshes with both the sun gear 12 and the internal gear 15, and can revolve the outer periphery of the sun gear 12 while rotating. The gears of the planetary gear mechanism 10 are always meshed, and by applying a driving force to one of the sun gear 12, the planetary frame 14, or the internal gear 15, or by locking any of them, the internal teeth for the sun gear shaft 11 can be locked. The rotation speed, rotation direction, torque, and the like of the gear shaft 16 can be changed.

遊星歯車13は、プラネタリギヤ機構10の転がり軸受20によって、遊星歯車軸17に対して回転可能に支持されている。なお、遊星歯車軸17は、軸を介して回転自在に遊星枠14に支持されている。周知のとおり、転がり軸受は内輪(内方部材)と外輪(外方部材)と転動体とで構成され、内輪の外側軌道と外輪の内側軌道との間で転動体が転動するようになっている。この実施の形態では、転がり軸受20は図3に示すようなラジアル型の針状ころ軸受であって、複数の針状ころ18が保持器19により一定の間隔で正しい位置に保持されている。そして、遊星歯車軸17の外周面が内側軌道を提供し、遊星歯車13の内周面が外側軌道を提供する。したがって、この場合、遊星歯車軸17と遊星歯車13が転がり軸受20の内方部材と外方部材を構成する。   The planetary gear 13 is rotatably supported with respect to the planetary gear shaft 17 by the rolling bearing 20 of the planetary gear mechanism 10. The planetary gear shaft 17 is supported by the planetary frame 14 so as to be rotatable through the shaft. As is well known, a rolling bearing is composed of an inner ring (inner member), an outer ring (outer member), and a rolling element, and the rolling element rolls between the outer raceway of the inner ring and the inner raceway of the outer ring. ing. In this embodiment, the rolling bearing 20 is a radial needle roller bearing as shown in FIG. 3, and a plurality of needle rollers 18 are held at correct positions by a cage 19 at regular intervals. The outer peripheral surface of the planetary gear shaft 17 provides an inner track, and the inner peripheral surface of the planetary gear 13 provides an outer track. Therefore, in this case, the planetary gear shaft 17 and the planetary gear 13 constitute an inner member and an outer member of the rolling bearing 20.

なお、転がり軸受20の内方部材として、遊星歯車軸17とは別体の、遊星歯車軸17の外周に固定した内輪を使用してもよい。同様に、転がり軸受20の外方部材として、遊星歯車13とは別体の、遊星歯車13の内周に固定した外輪を使用してもよい。   Note that an inner ring fixed to the outer periphery of the planetary gear shaft 17, which is separate from the planetary gear shaft 17, may be used as the inner member of the rolling bearing 20. Similarly, an outer ring fixed to the inner periphery of the planetary gear 13, which is separate from the planetary gear 13, may be used as the outer member of the rolling bearing 20.

転がり軸受20を構成する部品すなわち軸受部品のうち、内方部材としての遊星歯車軸17は、これから説明する熱処理を施され、その表層部が超微細オーステナイト粒とされている。   Among the components constituting the rolling bearing 20, that is, the bearing components, the planetary gear shaft 17 as an inner member is subjected to heat treatment to be described below, and the surface layer portion thereof is made of ultrafine austenite grains.

この実施の形態における転がり軸受では、内方部材である遊星歯車軸17が窒素富化層を有し、転動体が転走する転走面の領域の表層部に高周波焼入れが施されてオーステナイト結晶粒度が11番以上(JIS規格による)と超微細であり、かつ、硬度がHV653以上である。前記転走面の領域(表層部および軸中心部)以外では、オーステナイト結晶粒度は10番以下と比較的粗く、また、とくに端部の硬度は低くHV300以下の範囲となる部分がある。転動体が転走する転走面の領域では高周波焼入れが施されているために、表層部では残留オーステナイトが10体積%以上50体積%以下である。転走面中央の軸中心部では上記表層部の高周波焼入れの際にともに高周波加熱され焼入れされるので、硬化され、また、残留オーステナイトが生成する。この結果、表層部では表面損傷および荷重依存型の内部起点剥離がともに生成しにくく、少なくとも転走面において軸中心部から表層部にわたって高硬度化され、割れ疲労強度が向上する。一方、端部など他の部位では硬度が低いためにかしめ加工しやすい。このため、遊星歯車軸の両端はかしめ加工され、遊星歯車軸支持部の面取り部にかしめ加工固定部を形成している。   In the rolling bearing in this embodiment, the planetary gear shaft 17 which is an inner member has a nitrogen-enriched layer, and induction hardening is applied to the surface layer portion in the region of the rolling surface on which the rolling element rolls to austenite crystals. The particle size is 11 or more (according to the JIS standard) and is very fine, and the hardness is HV653 or more. Except for the region of the rolling surface (surface layer portion and axial center portion), the austenite grain size is relatively coarse as 10 or less, and there is a portion where the hardness of the end portion is particularly low and HV300 or less. Since induction hardening is performed in the region of the rolling surface on which the rolling elements roll, the retained austenite is 10% by volume or more and 50% by volume or less in the surface layer portion. At the center of the axis of the rolling surface, both are induction-heated and hardened during induction hardening of the surface layer, so that they are hardened and residual austenite is generated. As a result, both surface damage and load-dependent internal origin separation are less likely to occur in the surface layer portion, and at least the rolling surface has increased hardness from the axial center portion to the surface layer portion, thereby improving crack fatigue strength. On the other hand, it is easy to caulk because other parts such as the end have low hardness. For this reason, both ends of the planetary gear shaft are caulked and a caulking fixed portion is formed at the chamfered portion of the planetary gear shaft support portion.

次に、遊星歯車軸17に施す浸炭窒化処理を含む熱処理について説明する。図4はA1点以上で浸炭窒化処理を行った後、そのまま徐冷する熱処理パターンであり、図5は浸炭窒化処理を行った後、急冷し、次いでA1点未満で調質処理すなわち焼戻し処理を行う熱処理パターンである。図4の熱処理パターンにおける徐冷処理、また図5における調質処理は、互いに対応しており、内方部材全体の硬度を低くすることに寄与している。図4および図5の熱処理パターンのどちらもその後で、転走面の領域(表層部〜軸中心部)に高周波焼入れを施し、その後、低温焼戻しを施す。   Next, heat treatment including carbonitriding treatment performed on the planetary gear shaft 17 will be described. FIG. 4 shows a heat treatment pattern in which carbonitriding is performed at a point A1 or higher and then gradually cooled, and FIG. This is a heat treatment pattern to be performed. The slow cooling process in the heat treatment pattern of FIG. 4 and the tempering process in FIG. 5 correspond to each other and contribute to reducing the hardness of the entire inner member. Both of the heat treatment patterns of FIGS. 4 and 5 are thereafter subjected to induction hardening in the region of the rolling surface (surface layer portion to shaft center portion), and then subjected to low temperature tempering.

上記のいずれかの熱処理を軸受の内方部材に施すことができる。そして、上記のいずれの熱処理によってもその中の浸炭窒化処理によって、「浸炭窒化処理層」である窒素富化層が形成される。浸炭窒化処理において素材となる鋼の炭素濃度が高いため、通常の浸炭窒化処理の雰囲気から炭素が鋼の表面に侵入しにくい場合がある。たとえば、炭素濃度が高い鋼の場合、それ以上高い炭素濃度の浸炭層が生成する場合もあるし、それ以上高い炭素濃度の浸炭層は生成しにくい場合もある。しかし、窒素濃度は、Cr濃度などにも依存するが、通常の素材の鋼では最大限0.025重量%程度以下と低いので、素材の鋼の炭素濃度によらず窒素富化層が明瞭に生成される。   Any of the above heat treatments can be applied to the inner member of the bearing. Then, by any of the heat treatments described above, a nitrogen-enriched layer that is a “carbonitriding layer” is formed by carbonitriding treatment therein. Since the carbon concentration of steel used as a material in the carbonitriding process is high, carbon may not easily enter the steel surface from the normal carbonitriding process atmosphere. For example, in the case of steel having a high carbon concentration, a carburized layer having a higher carbon concentration may be generated, or a carburized layer having a higher carbon concentration may be difficult to generate. However, although the nitrogen concentration depends on the Cr concentration, etc., it is as low as about 0.025% by weight or less for normal steel, so the nitrogen-enriched layer is clear regardless of the carbon concentration of the steel. Generated.

次に、図4および図5の各処理ごとにミクロ組織がどのように生成されてゆくか説明する。まず、たとえばA1点以上で浸炭窒化処理を行う。この浸炭窒化処理において、軸受部品ここでは内方部材である遊星歯車軸17に窒素富化層を形成する。この窒素富化層では、鉄原子Feに対する侵入型元素であるC、Nが過共析に侵入し、たとえばオーステナイト中に炭化物が析出している(2相共存)。すなわち、窒素富化層では過共析鋼となっている。また、浸炭窒化処理されない内部では、素材であるもともとの鋼材の組成により、オーステナイト相となっている。また、素材である鋼材がフェライトとオーステナイトとの2相、またはオーステナイトとセメンタイトとの2相、が共存する温度で浸炭窒化処理を行ってもよい。   Next, how the microstructure is generated for each process of FIGS. 4 and 5 will be described. First, for example, carbonitriding is performed at a point A1 or higher. In this carbonitriding process, a nitrogen-enriched layer is formed on the planetary gear shaft 17 which is an inner member of the bearing component, here. In this nitrogen-enriched layer, C and N, which are interstitial elements for iron atom Fe, invade hypereutectoid, for example, carbide is precipitated in austenite (two-phase coexistence). That is, the nitrogen-enriched layer is hypereutectoid steel. Further, inside the carbonitriding process, an austenite phase is formed due to the composition of the original steel material. Further, the carbonitriding treatment may be performed at a temperature at which the steel material as a raw material coexists with two phases of ferrite and austenite, or two phases of austenite and cementite.

次いで、冷却する際に、図4のパターン(ヒートパターンH1とする)では、浸炭窒化処理温度から徐冷する。この徐冷の目的は、組織を軟化させてかしめ加工性を向上させることにある。この徐冷中に、内部では上記のオーステナイトから、フェライトとセメンタイトとで構成されるパーライトが生成するが、パーライト中のセメンタイトを層状化させずに凝集粗大化させることにより、軟化を促進する。したがって、徐冷する温度域は浸炭窒化処理温度〜(A1点−100℃)程度まででよい。これより低い温度まで徐冷してもセメンタイトの凝集粗大化は期待できず、時間ばかりかかり能率を低下させる。目安としては620℃程度まででよい。その後は、時間短縮のために空冷してもよいし、水冷や油冷を行ってもよい。 Next, when cooling, in the pattern of FIG. 4 (referred to as heat pattern H 1 ), cooling is gradually performed from the carbonitriding temperature. The purpose of this slow cooling is to soften the tissue and improve the caulking processability. During this slow cooling, pearlite composed of ferrite and cementite is produced from the above-mentioned austenite inside, but softening is promoted by agglomerating and coarsening the cementite in the pearlite without layering. Therefore, the temperature range for slow cooling may be from the carbonitriding temperature to about (A 1 point-100 ° C.). Even if it is gradually cooled to a temperature lower than this, agglomeration and coarsening of cementite cannot be expected, and it takes time and efficiency is lowered. As a guide, it may be up to about 620 ° C. Thereafter, air cooling may be performed to shorten the time, or water cooling or oil cooling may be performed.

窒素富化層では、炭化物+オーステナイト組織のオーステナイトからパーライトが生成し、その中の炭化物が凝集粗大化する。   In the nitrogen-enriched layer, pearlite is generated from austenite having a carbide + austenite structure, and the carbide in the aggregate is coarsened.

図5のパターン(ヒートパターンH2とする)では、浸炭窒化処理温度から、たとえば油冷などして焼入れする。この場合、内部では、もともとの鋼材の組成によりオーステナイトからマルテンサイトなどが生成する。このマルテンサイト組織は硬い。このままでは、かしめ加工は困難なので、上記焼戻し処理(調質処理)を行う。焼戻しはA1点〜680℃の範囲で行うことが望ましい。この焼戻しにより、マルテンサイト組織における高い転位密度は消失し、転位密度の低いフェライトと凝集粗大化したセメンタイトとの組織が得られる。 In the pattern of FIG. 5 (referred to as heat pattern H 2 ), quenching is performed from the carbonitriding temperature, for example, by oil cooling. In this case, martensite and the like are generated from austenite inside due to the composition of the original steel material. This martensite structure is hard. Since the caulking process is difficult as it is, the tempering process (tempering process) is performed. Tempering is desirably performed within a range of A 1 point to 680 ° C. By this tempering, the high dislocation density in the martensite structure disappears, and a structure of ferrite having a low dislocation density and aggregated and coarsened cementite is obtained.

窒素富化層では、油冷などの焼入れによって加熱時に生成している組織(炭化物+オーステナイト)のオーステナイトからマルテンサイトが生成する。マルテンサイトは、上記の焼戻しにより、同様に軟化する。もともとあった炭化物は凝集する。なお、上記のミクロ組織の説明では、上述したように、窒素やより複雑な実際のミクロ組織における副次的な要因は無視している。   In the nitrogen-enriched layer, martensite is generated from austenite of the structure (carbide + austenite) generated during heating by quenching such as oil cooling. Martensite is similarly softened by the above tempering. The original carbides agglomerate. In the above description of the microstructure, as described above, secondary factors in nitrogen and a more complicated actual microstructure are ignored.

次に、ヒートパターンH1およびH2ともに、高周波焼入れを行う。この高周波焼入れの前段階では、窒素富化層は、凝集した炭化物(比率大)と、フェライトとが混在した組織であった。高周波焼入れでは急速加熱され、このとき、炭化物が固溶しながらオーステナイトを核発生させる。分散している炭化物の密度は非常に高いため、オーステナイト核発生密度は非常に高く、発生したオーステナイトが互いに会合して形成されるオーステナイト組織の結晶粒は超微細である。また、窒素富化層は過共析鋼なので、炭化物が共存し、この炭化物ができたばかりで超微細なオーステナイト粒の成長を阻止する。このため、窒素富化層において、超微細なオーステナイト粒を得ることができる。急速加熱の温度が高くなるにつれ炭化物は固溶し、超微細オーステナイトの多くの炭素が固溶される。また、軸中心部では、窒素富化層ではないという影響は受けるが、基本的には上記の表層部における変化と同様に変化する。 Next, induction hardening is performed on both the heat patterns H 1 and H 2 . In the previous stage of induction hardening, the nitrogen-enriched layer had a structure in which agglomerated carbides (large ratio) and ferrite were mixed. In the induction hardening, rapid heating is performed, and at this time, austenite is nucleated while the carbide is dissolved. Since the density of the dispersed carbide is very high, the austenite nucleus generation density is very high, and the austenite structure crystal grains formed by associating the generated austenite with each other are ultrafine. In addition, since the nitrogen-enriched layer is a hypereutectoid steel, carbides coexist, and the carbides are just formed, preventing the growth of ultrafine austenite grains. For this reason, ultrafine austenite grains can be obtained in the nitrogen-enriched layer. As the temperature for rapid heating increases, the carbide dissolves, and many carbons of ultrafine austenite are dissolved. In addition, the shaft center portion is affected by the fact that it is not a nitrogen-enriched layer, but basically changes in the same manner as the change in the surface layer portion.

次に、高周波焼入れ、すなわち急速加熱した後に焼入れを行うと、オーステナイトはマルテンサイトに変態する。このとき炭素を多く固溶しているためにオーステナイトが安定化され、マルテンサイトの間の微細な領域に未変態のオーステナイトが取り残される。これが残留オーステナイトである。この残留オーステナイトはマルテンサイトの間に形成されるため非常に微細である。体積率にして残留オーステナイトは10体積%以上50体積%以下とする。   Next, when induction hardening is performed, that is, quenching is performed after rapid heating, austenite is transformed into martensite. At this time, since a large amount of carbon is dissolved, austenite is stabilized, and untransformed austenite is left behind in a fine region between martensites. This is retained austenite. This retained austenite is very fine because it is formed between martensite. In terms of volume ratio, the retained austenite is 10% by volume or more and 50% by volume or less.

この後、180℃程度で硬度をあまり落とさない程度の焼戻しを行う。この180℃程度の焼戻しでは、高密度の転位はほとんど消失しないで維持される。この焼戻しは組織を安定化するために行う。この焼戻しでは、セメンタイトの凝集は生じないし、軟化もほとんど生じない。上記の残留オーステナイトを含んだ高周波焼入れ組織は、強靭であり、過酷な使用条件下で長寿命を実現することができる。   Thereafter, tempering is performed at a temperature of about 180 ° C. so as not to significantly reduce the hardness. In this tempering at about 180 ° C., high-density dislocations are maintained with almost no loss. This tempering is performed to stabilize the structure. In this tempering, cementite does not aggregate and hardly softens. The induction-quenched structure containing the above retained austenite is tough and can realize a long life under severe use conditions.

上記の熱処理を行うことにより、転走面の領域(表層部および軸中心部)のオーステナイト粒度を11番以上の超微細粒にすることができる。また、表層部の硬度をHV653以上とし、残留オーステナイトを10体積%以上50体積%以下、好ましくは15体積%以上35体積%以下の範囲にすることができる。また、軸中心部の硬度をHV550以上とし、残留オーステナイトが存在するようにできる。一方、転走面の領域以外の部分、たとえば端部の硬度をHV300以下とすることができる。したがって、上記の熱処理を受けた内方部材は、高強度化または高い割れ疲労強度を保持し、転動疲労特性が長寿命であり、また、かしめ加工が容易である。   By performing the above heat treatment, the austenite grain size in the region of the rolling surface (surface layer part and axial center part) can be changed to 11 or more ultrafine grains. Further, the hardness of the surface layer portion can be HV653 or more, and the retained austenite can be in the range of 10 to 50% by volume, preferably 15 to 35% by volume. Further, the hardness of the shaft center portion can be set to HV550 or more so that residual austenite exists. On the other hand, the hardness of the portion other than the region of the rolling surface, for example, the end can be set to HV300 or less. Therefore, the inner member subjected to the above heat treatment has high strength or high crack fatigue strength, has a long rolling fatigue characteristic, and is easily caulked.

軸受鋼SUJ2を用いて、図6に示すヒートパターンH1(図4に対応)および図7に示すヒートパターンH2(図5に対応)の熱処理を施した。すなわち、鋼管または冷間加工された鋼材に、まずA1点以上で浸炭窒化処理を施し、その後、ヒートパターンH1またはH2に応じて、(ヒートパターンH1)A1点以下に徐冷(炉冷)するか、または(ヒートパターンH2)A1点以下に急冷後に焼戻し(調質)する。その後、転走面に対応する領域(表層部〜軸中央部)に高周波焼入れを施す。上記のヒートパターンH1、H2における温度は、図6および図7に示すとおりである。   Heat treatment of heat pattern H1 (corresponding to FIG. 4) shown in FIG. 6 and heat pattern H2 (corresponding to FIG. 5) shown in FIG. 7 was performed using the bearing steel SUJ2. That is, the steel pipe or the cold-worked steel material is first subjected to carbonitriding at A1 or higher, and then gradually cooled (furnace cooling) to (A1) or lower (heat pattern H1) according to the heat pattern H1 or H2. Or (heat pattern H2) tempering (tempering) after quenching to A1 point or less. Then, induction hardening is performed to the area | region (surface layer part-axial center part) corresponding to a rolling surface. The temperatures in the heat patterns H1 and H2 are as shown in FIGS.

遊星歯車軸17を試料として、上記の熱処理により作製された試験体では、表層部で残留オーステナイトが10体積%以上50体積%以下、より好ましくは15体積%以上35体積%以下であり、オーステナイト結晶粒度が11番以上と超微細化される。また、転走面の領域の軸中心部では、上記表層面とともに高周波加熱され焼入れされており、残留オーステナイトが残存している。この試験体について硬度測定を行った。また、比較のために、表層面に高周波焼入れのみを行った従来例の試験体Jについても硬度測定を行った。表1に測定結果を示す。各試験体の形状および硬度測定位置を図8に示す。図8(a)は試験体の正面図であり、図8(b)は試験体中央(点Aを通る)の横断面図である。図8において、試験体の転走面32の領域は、表層部〜軸中心部にわたって高周波焼入れ硬化された部分31を有する。   In the specimen prepared by the above heat treatment using the planetary gear shaft 17 as a sample, the retained austenite is 10% by volume or more and 50% by volume or less, more preferably 15% by volume or more and 35% by volume or less in the surface layer portion. The particle size is 11th or more and ultrafine. Moreover, in the axial center part of the area | region of a rolling surface, it is induction-heated and quenched with the said surface layer surface, and a retained austenite remains. The hardness of this specimen was measured. For comparison, the hardness of the conventional specimen J, in which only surface induction hardening was performed on the surface, was also measured. Table 1 shows the measurement results. The shape and hardness measurement position of each specimen are shown in FIG. FIG. 8A is a front view of the test body, and FIG. 8B is a cross-sectional view of the center of the test body (through point A). In FIG. 8, the area | region of the rolling surface 32 of a test body has the part 31 by which induction hardening hardening was carried out over the surface layer part-axial center part.

Figure 2006329268
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表1によれば、本発明品の試験体1および2では、転走面32の領域(表層部〜軸中心部)では、表層部A、Bにおいて硬度がHV790〜800、また軸中心部E(図8(b)参照)においてHV710〜730と非常に高く、また、転走面の領域以外のCおよびDではHV250〜270となっている。この、部位CおよびDにおける硬度はかしめ加工に適切な硬度である。一方、従来例の試験体Jでは、転走面の領域において、表層部AおよびBでは硬度が735〜780、軸中心部EではHV215と非常に低い。また、高周波焼入れの影響が及ばない測定位置CおよびDの硬度はHV210〜220となっている。   According to Table 1, in the specimens 1 and 2 of the present invention, in the region of the rolling surface 32 (surface layer portion to shaft center portion), the hardness is HV 790 to 800 in the surface layer portions A and B, and the shaft center portion E. (Refer to FIG. 8 (b)), it is very high as HV710 to 730, and HV250 to 270 in C and D other than the region of the rolling surface. The hardness at the portions C and D is appropriate for caulking. On the other hand, in the test body J of the conventional example, in the region of the rolling surface, the hardness is 735 to 780 in the surface layer portions A and B, and HV215 is very low in the shaft center portion E. Moreover, the hardness of the measurement positions C and D where the influence of induction hardening does not reach is HV210-220.

Figure 2006329268
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また、表2に示すように、本発明品の試験体1,2はオーステナイト結晶粒度番号が12番と非常に微細であるが、従来例の試験体Jでは10.5とやや粗大である。また、A点での残留オーステナイトは、本発明品の試験体1では24.7体積%、試験体2では25.5体積%と、適切な範囲に入っている。一方、従来例の試験体Jでは7.5体積%と、表面損傷等を防止することができる範囲から低いほうに外れている。   Further, as shown in Table 2, the specimens 1 and 2 of the present invention have a very fine austenite grain size number of 12, but the conventional specimen J is slightly coarser at 10.5. Further, the retained austenite at the point A is in an appropriate range of 24.7% by volume in the specimen 1 of the present invention and 25.5% by volume in the specimen 2. On the other hand, the test piece J of the conventional example is 7.5% by volume, which is out of the range where surface damage or the like can be prevented.

本発明品の試験体1,2と従来例の試験体Jとに対して割れ疲労試験を行い高強度化の検証を行った。試験方法は、図9に示すように、試験体30の両端を支点27によって支持した状態で、試験体30の中央部に荷重負荷部28により繰返し荷重を負荷する方法である。試験条件は表3に示すとおりである。負荷荷重を変えて破損にいたるまでの繰返し回数をプロットして、負荷荷重−破損回数線を求めた。試験結果を表4に示す。   A crack fatigue test was performed on the test bodies 1 and 2 of the present invention and the test body J of the conventional example to verify the increase in strength. As shown in FIG. 9, the test method is a method in which a load is repeatedly applied to the central portion of the test body 30 by the load load section 28 in a state where both ends of the test body 30 are supported by the fulcrum 27. The test conditions are as shown in Table 3. The number of repetitions until the load was changed to breakage was plotted to obtain a load load-breakage number line. The test results are shown in Table 4.

Figure 2006329268
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Figure 2006329268
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表4には、負荷回数106回で破損する負荷荷重が、従来例の試験体Jにおける値を1として比率で示されている。本発明品の試験体1では1.32であり、従来例に比べて32%増大している。また、本発明品の試験体2では1.28であり、従来例に比べて28%増大している。この結果、高い割れ疲労強度が実現されていると確認することができた。 In Table 4, the load load that breaks at a load count of 10 6 is shown as a ratio with a value of 1 in the test specimen J of the conventional example as 1. In the specimen 1 of the product of the present invention, it is 1.32, an increase of 32% compared to the conventional example. Moreover, in the test body 2 of the product of the present invention, it is 1.28, an increase of 28% compared to the conventional example. As a result, it was confirmed that high crack fatigue strength was achieved.

次に、上記の試験体1および2に対して外輪回転型疲労寿命試験を行った。試験体のA点(表層部)におけるオーステナイト結晶粒度番号および残留オーステナイトを表2に、試験条件を表5に示す。外輪回転型疲労寿命試験の試験装置を図10に示す。この試験装置では、試験体30の外側上下から挟むようにローラ35が配置され、ローラ35が試験体30の表層部に外側から密着して外圧を加えながら回転して試験体30に荷重が負荷される。   Next, an outer ring rotation type fatigue life test was performed on the above-described specimens 1 and 2. Table 2 shows the austenite grain size number and retained austenite at point A (surface layer part) of the test specimen, and Table 5 shows the test conditions. FIG. 10 shows a test apparatus for the outer ring rotation type fatigue life test. In this test apparatus, a roller 35 is disposed so as to be sandwiched from the upper and lower sides of the test body 30, and the roller 35 rotates while applying close pressure to the surface layer portion of the test body 30 while applying external pressure. Is done.

Figure 2006329268
Figure 2006329268

上記の試験条件によれば、試験中に表面損傷または内部起点剥離が発生する。したがって、本試験を実施することにより、表面損傷および内部起点剥離の両方の寿命を確認することができる。この疲労試験の結果を表6に示す。   According to the above test conditions, surface damage or internal origin delamination occurs during the test. Therefore, by carrying out this test, the lifetimes of both surface damage and internal origin peeling can be confirmed. The results of this fatigue test are shown in Table 6.

Figure 2006329268
Figure 2006329268

表6によれば、本発明品の試験体1および2は従来例の試験体Jの3.3〜3.8倍超寿命を有する。従来例の試験体Jでは、浸炭窒化処理を行わないこと、表層部から軸中心部にわたって高周波焼入れ処理を行わないことに起因する金属組織(オーステナイト結晶粒度、残留オーステナイト量)のために疲労寿命が短いものと考えられる。   According to Table 6, the specimens 1 and 2 of the present invention have a lifespan that is 3.3 to 3.8 times longer than that of the specimen J of the conventional example. In the specimen J of the conventional example, the fatigue life is due to the metal structure (austenite grain size, residual austenite amount) resulting from not performing the carbonitriding process and not performing the induction hardening process from the surface layer part to the shaft center part. It is considered short.

ここに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。この発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味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。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

(a)はプラネタリギヤ機構の正面図、(b)は同じく縦断面図、(c)は同じく斜視図である。(A) is a front view of a planetary gear mechanism, (b) is a longitudinal sectional view, and (c) is a perspective view. 自動変速機の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of an automatic transmission. 針状ころ軸受の一部を破断した斜視図である。It is the perspective view which fractured | ruptured a part of needle roller bearing. ヒートパターン図である。It is a heat pattern figure. ヒートパターン図である。It is a heat pattern figure. ヒートパターン図である。It is a heat pattern figure. ヒートパターン図である。It is a heat pattern figure. (a)は試験体の縦断面図、(b)は同じく横断面図である。(A) is the longitudinal cross-sectional view of a test body, (b) is a cross-sectional view similarly. 割れ疲労試験方法を説明するための略図である。It is the schematic for demonstrating the crack fatigue test method. 疲労寿命試験装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a fatigue life test apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10 プラネタリギヤ機構
11 太陽歯車軸
12 太陽歯車
13 遊星歯車
14 遊星枠
15 内歯歯車
16 内歯歯車軸
17 遊星歯車軸
18 針状ころ
19 保持器
20 針状ころ軸受(プラネタリギヤ機構用転がり軸受)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Planetary gear mechanism 11 Sun gear shaft 12 Sun gear 13 Planet gear 14 Planetary frame 15 Internal gear 16 Internal gear shaft 17 Planetary gear shaft 18 Needle roller 19 Cage 20 Needle roller bearing (Rolling bearing for planetary gear mechanism)

Claims (5)

同心状に配置した内方部材と外方部材および前記両部材間に介在する転動体を備え、前記内方部材および外方部材のうち少なくとも一方の部材が窒素富化層を有し、前記少なくとも一方の部材において、前記転動体が転走する転走面領域の表層部のオーステナイト結晶粒度が11番以上で、かつ、硬さがHV653以上であり、転走面中央部の断面中心部の硬度がHV550以上であり、前記内方部材の端部の硬さがHV300以下である、プラネタリギヤ機構用転がり軸受。   A concentric inner member and an outer member, and a rolling element interposed between the two members, wherein at least one of the inner member and the outer member has a nitrogen-enriched layer, In one member, the austenite grain size of the surface layer portion of the rolling surface area where the rolling element rolls is 11 or more, the hardness is HV653 or more, and the hardness of the central portion of the cross section of the rolling surface center portion Is a rolling bearing for a planetary gear mechanism, wherein HV550 or higher and the hardness of the end portion of the inner member is HV300 or lower. 前記転走面領域の表層部と転走面中央部の断面中心部以外において、そのミクロ組織がフェライトと炭化物とを有する領域が含まれる、請求項1のプラネタリギヤ機構用転がり軸受。   The rolling bearing for a planetary gear mechanism according to claim 1, wherein a region having a microstructure including ferrite and carbide is included in a portion other than a surface layer portion of the rolling surface region and a central portion of the cross section of the rolling surface central portion. 前記転走面領域は高周波焼入れされている、請求項1または2のプラネタリギヤ機構用転がり軸受。   The rolling bearing for a planetary gear mechanism according to claim 1 or 2, wherein the rolling surface region is induction-hardened. 前記転走面領域の表層部において残留オーステナイトが10体積%以上50体積%以下を占め、前記転走面中央部の断面中心部に残留オーステナイトが存在する、請求項1ないし3のいずれかのプラネタリギヤ機構用転がり軸受。   The planetary gear according to any one of claims 1 to 3, wherein residual austenite occupies 10% by volume or more and 50% by volume or less in a surface layer portion of the rolling surface region, and residual austenite is present in a central portion of a cross section of the central portion of the rolling surface. Rolling bearing for mechanism. 前記少なくとも一方の部材は、A1点以上で浸炭窒化処理した後にA1点未満まで冷却し、次いで前記転走面領域を高周波焼入れした、請求項1ないし4のいずれかのプラネタリギヤ機構用転がり軸受。 Wherein at least one of the members, and cooled to less than A 1 point after the carbonitriding process by A 1 point or more, then the rolling surface area was induction hardening, the rolling bearing for one of the planetary gear mechanism of claims 1 to 4 .
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