JP2008190581A - Thrust bearing - Google Patents
Thrust bearing Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008190581A JP2008190581A JP2007024198A JP2007024198A JP2008190581A JP 2008190581 A JP2008190581 A JP 2008190581A JP 2007024198 A JP2007024198 A JP 2007024198A JP 2007024198 A JP2007024198 A JP 2007024198A JP 2008190581 A JP2008190581 A JP 2008190581A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- washer
- region
- radial
- thrust
- thrust bearing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
この発明は、スラスト滑り軸受や、複数の転動体と複数の転動体を保持する保持器と複数の転動体を保持器の厚み方向から挟持する軌道盤とを有するスラスト転がり軸受の軌道盤に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thrust plain bearing, and a bearing base for a thrust rolling bearing having a plurality of rolling elements, a cage for holding the plurality of rolling elements, and a bearing disc for clamping the plurality of rolling elements from the thickness direction of the cage. It is.
スラスト転がり軸受やスラストすべり軸受の軌道盤、およびスラスト受け機構の軌道盤等(以下、これらを総称して「スラスト軸受構成部品」という)には、高い機械的性質と高い加工精度が要求される。したがって、スラスト軸受構成部品の製造に際しては、出発材料の選定および材料に応じた最適な加工方法の選択が必要不可欠となる。 High mechanical properties and high machining accuracy are required for thrust rolling bearings, thrust plain bearing washer, and thrust receiving mechanism washer (hereinafter collectively referred to as “thrust bearing components”). . Therefore, when manufacturing the thrust bearing component, it is indispensable to select a starting material and an optimum processing method according to the material.
例えば、スラスト軸受構成部品と構造が類似するシンクロナイザリングの製造方法が、特開平11−223225号公報(特許文献1)に記載されている。図6を参照して、同公報に記載されているシンクロナイザリングの製造方法を説明する。 For example, a method of manufacturing a synchronizer ring having a structure similar to that of a thrust bearing component is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-223225 (Patent Document 1). With reference to FIG. 6, the manufacturing method of the synchronizer ring described in the publication will be described.
まず、同公報に記載されているシンクロナイザリングは、0.6wt%〜1.2wt%の炭素(C)と、0.1wt%〜0.9wt%のマンガン(Mn)と、0.3wt%〜1.0wt%のクロム(Cr)と、0.01wt%〜0.15wt%のシリコン(Si)とを含む炭素鋼を熱間圧延して得られる鋼板を出発材料として使用する。 First, the synchronizer ring described in the same publication includes 0.6 wt% to 1.2 wt% carbon (C), 0.1 wt% to 0.9 wt% manganese (Mn), and 0.3 wt% to A steel plate obtained by hot rolling carbon steel containing 1.0 wt% chromium (Cr) and 0.01 wt% to 0.15 wt% silicon (Si) is used as a starting material.
そして、シンクロナイザリングは、上記の出発材料をプレス加工して所定の形状に加工する工程と、旋削加工等の機械加工によって所定の寸法を得る工程と、焼入および焼戻を含む熱処理によって所定の硬度を得る工程と、および研削加工によって表面を平滑に仕上げる工程とを経て製造されると記載されている。 The synchronizer ring has a step of pressing the above starting material into a predetermined shape, a step of obtaining a predetermined dimension by machining such as turning, and a heat treatment including quenching and tempering. It is described that it is manufactured through a process of obtaining hardness and a process of finishing the surface smoothly by grinding.
また、自動車や一般産業機械等に使用されている従来のスラストころ軸受は、例えば、特開2005−195148号公報(特許文献2)に記載されている。同公報に記載されているスラストころ軸受は、複数のころと、複数のころを保持する保持器と、複数のころを保持器の厚み方向から挟持する軌道盤とを有する。 Moreover, the conventional thrust roller bearing used for a motor vehicle, a general industrial machine, etc. is described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-195148 (patent document 2), for example. The thrust roller bearing described in the publication includes a plurality of rollers, a cage that holds the plurality of rollers, and a bearing disc that clamps the plurality of rollers from the thickness direction of the cage.
上記構成のスラストころ軸受に採用される軌道盤は、例えば、図6に示す製造方法によって所定の形状に成形された後、熱処理として浸炭窒化処理および230℃での焼戻処理が行われる。これにより、軌道盤表層部に窒素富化層が形成される。また、窒素富化層における残留オーステナイト量は5体積%以上25体積%以下、窒素含有量は0.1wt%〜0.7wt%となる。 For example, the bearing disc employed in the thrust roller bearing having the above-described configuration is formed into a predetermined shape by the manufacturing method shown in FIG. 6 and then subjected to carbonitriding and tempering at 230 ° C. as heat treatment. As a result, a nitrogen-enriched layer is formed on the surface layer of the washer. The amount of retained austenite in the nitrogen-enriched layer is 5% by volume to 25% by volume, and the nitrogen content is 0.1 wt% to 0.7 wt%.
軌道盤を上記組成とすることにより、表面起点型剥離等の表面損傷による早期破損を防止し、荷重依存型の転動疲れにも効果がある長寿命なスラストころ軸受を得ることができると記載されている。
近年、自動車や一般産業機械は、省エネ、低トルク化のためにオイル量が削減されると共に低粘度オイルが使用されている。このような希薄潤滑下で使用されるスラストころ軸受においては、表面起点型剥離や摩耗などの表面損傷による早期破損が問題となる。さらに、機械装置自体の小型化や高出力化に伴って、通常の荷重依存型の転動疲れによる内部起点型剥離も発生する。 In recent years, in automobiles and general industrial machines, the amount of oil is reduced and low-viscosity oil is used for energy saving and torque reduction. In such thrust roller bearings used under lean lubrication, early breakage due to surface damage such as surface-origin peeling or wear becomes a problem. Furthermore, along with the miniaturization and high output of the mechanical device itself, internal origin type separation due to normal load-dependent rolling fatigue also occurs.
また、熱間圧延によって得られる鋼板を出発材料として軌道盤を製造する場合、表面粗さ、酸化層、および脱炭層等の表面性状の問題から、図6に示すように熱処理後の研削加工を省略することができない。この研削加工は、熱処理によって得られた表面の窒素富化層を研削加工によって除去してしまうので、長寿命効果や耐摩耗性効果が低下するという問題が生じる。 Moreover, when manufacturing a washer using a steel plate obtained by hot rolling as a starting material, due to surface properties such as surface roughness, oxide layer, and decarburized layer, grinding after heat treatment is performed as shown in FIG. It cannot be omitted. In this grinding process, the surface nitrogen-enriched layer obtained by the heat treatment is removed by the grinding process, resulting in a problem that the long life effect and the wear resistance effect are lowered.
そこで、この発明の目的は、製造工程を簡素化すると共に、機械的性質をさらに向上することによって、低コストで長寿命のスラスト軸受を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a low-cost and long-life thrust bearing by simplifying the manufacturing process and further improving mechanical properties.
この発明に係るスラスト軸受は、軌道面を有する円環形状の軌道盤を備える。この軌道盤は、0.9wt%〜1.2wt%の炭素と、1.2wt%〜1.7wt%のクロムと、0.1wt%〜0.5wt%のマンガンと、0.15wt%〜0.35wt%のシリコンとを含有する高炭素鋼を冷間圧延して得られる表面粗さがRmax≦2μmのみがき帯鋼に熱処理を施して形成される。そして、軌道面は径方向内側領域、径方向中央領域および径方向外側領域に区分され、径方向中央領域は、径方向内側領域および径方向外側領域と比較して相対的に断面高さが低く、その最大高低差は30μm以下である。 A thrust bearing according to the present invention includes an annular washer having a raceway surface. This washer includes 0.9 wt% to 1.2 wt% carbon, 1.2 wt% to 1.7 wt% chromium, 0.1 wt% to 0.5 wt% manganese, and 0.15 wt% to 0 wt%. The surface roughness obtained by cold rolling high carbon steel containing .35 wt% silicon is formed by subjecting the steel strip to a heat treatment of only Rmax ≦ 2 μm. The raceway surface is divided into a radial inner region, a radial central region, and a radial outer region, and the radial central region has a relatively low cross-sectional height compared to the radial inner region and the radial outer region. The maximum height difference is 30 μm or less.
上記の化学成分の炭素鋼を使用することにより、軌道盤の機械的性質が向上する。具体的には、焼入性の改善、転動疲労寿命や耐荷重性の向上、摩擦や摩耗の低減、硬さの向上、およびプレス加工等による軌道盤の破損を防止することができる。 By using carbon steel having the above chemical components, the mechanical properties of the washer are improved. Specifically, it is possible to improve hardenability, improve rolling fatigue life and load resistance, reduce friction and wear, improve hardness, and prevent damage to the washer due to press working.
また、冷間圧延工程を経て製造された鋼板は、所望の寸法、表面の平滑性、および硬さを得ることができるので、軌道盤の製造工程中で寸法を調整する旋削工程や表面を平滑にする研削工程等を省略することができる。これにより、軌道盤の製造工程が簡素化されるので、スラスト軸受の製造コストを低減することができる。さらに、熱処理によって得られた表面の窒素富化層が除去されることがない。 In addition, the steel sheet manufactured through the cold rolling process can obtain the desired dimensions, surface smoothness, and hardness, so the turning process and surface to adjust the dimensions during the manufacturing process of the washer are smooth. The grinding step and the like can be omitted. Thereby, since the manufacturing process of a washer is simplified, the manufacturing cost of a thrust bearing can be reduced. Furthermore, the surface nitrogen-enriched layer obtained by the heat treatment is not removed.
さらに、軌道盤の表面形状を上記のようにすることにより、潤滑性が向上すると共に、面圧低減による耐摩耗性や耐焼付き性が向上する。その結果、長寿命でかつコストを低減可能なスラスト軸受を得ることができる。なお、「軌道面」とは、転がり軸受における軌道盤の転動体とが接触する面、すべり軸受における軌道面の相互に接触する摺動面の両方を含む概念である。 Furthermore, by making the surface shape of the washer as described above, the lubricity is improved and the wear resistance and seizure resistance due to the reduction of the surface pressure are improved. As a result, it is possible to obtain a thrust bearing that has a long life and can reduce costs. The “track surface” is a concept that includes both a surface that contacts the rolling elements of the raceway disk in the rolling bearing and a sliding surface that contacts the raceway surfaces in the slide bearing.
好ましくは、径方向中央領域が、径方向内側領域および径方向外側領域と比較して相対的に断面高さが低く、その最大高低差が30μm以下の形状は、軌道盤の中心を通る母線形状において、同一面に常に形成されている。軌道盤の一部でのみ上記の関係が成立してもこの発明の効果を得ることができるが、軌道面の円周方向の全ての位置で成立していれば、より高い効果が期待できる。 Preferably, the shape in which the radial center region has a relatively low cross-sectional height as compared with the radially inner region and the radially outer region, and the maximum height difference is 30 μm or less is a generatrix shape passing through the center of the washer Are always formed on the same surface. Although the effect of the present invention can be obtained even if the above relationship is established only at a part of the washer, a higher effect can be expected if it is established at all positions in the circumferential direction of the raceway surface.
この発明によれば、所定の化学成分の炭素鋼を冷間圧延して得られた鋼板を出発材料として軌道盤を製造することにより、低コストで機械的性質に優れたスラスト軸受を得ることができる。 According to this invention, it is possible to obtain a thrust bearing excellent in mechanical properties at low cost by manufacturing a washer using a steel plate obtained by cold rolling carbon steel having a predetermined chemical composition as a starting material. it can.
図1〜図4を参照して、この発明の一実施形態に係るスラスト針状ころ軸受11およびスラスト針状ころ軸受11の軌道盤12,13の製造方法を説明する。なお、図1は図2のP部の天地を逆にした拡大図、図2はスラスト針状ころ軸受11を示す図、図3は軌道盤12,13の出発材料となるみがき鋼板の主な製造工程を示すフロー図、図4は軌道盤12,13の主な製造工程を示すフロー図である。
With reference to FIGS. 1-4, the thrust needle roller bearing 11 which concerns on one Embodiment of this invention, and the manufacturing method of the
まず、図2を参照して、スラスト針状ころ軸受11は、複数の針状ころ14と、複数の針状ころ14を保持する保持器15と、複数の針状ころ14を保持器15の厚み方向から挟持する一対の軌道盤12,13とを備える。
First, referring to FIG. 2, the thrust needle roller bearing 11 includes a plurality of
上記構成のスラスト針状ころ軸受11は、単純な形式で負荷容量や剛性を大きくすることができる等の種々の利点を有する一方で、軌道盤12,13と針状ころ14との間に差動すべりが生じる。針状ころ14は、その長さ方向中央部で純転がりとなり、両端に近づくにつれて相対すべりが直線的に増加する。特に、針状ころ軸受14はころ長さが長いので、針状ころ14の両端部における周速の差が大きくなり、他の軸受に比べてすべり量が大きくなる。
The thrust needle roller bearing 11 configured as described above has various advantages such as being able to increase the load capacity and rigidity in a simple manner, while being different between the
このため、大きな差動すべりを生じる部分で軌道盤12,13の摩耗量が大きくなり、転走跡エッジ部で表面起点型の剥離が生じる。特に、スラスト針状ころ軸受11は、ころ本数が多く、内部空間が狭いため、潤滑油が軌道面に行き渡りにくい。その結果、他の軸受に比べて表面起点型の剥離が発生しやすい。
For this reason, the wear amount of the
また、上記構成のスラスト針状ころ軸受11に採用される軌道盤12,13には大きなスラスト荷重が負荷される。さらに、針状ころ14が転動する軌道面には、所定の硬さや表面平滑性が求められる。
In addition, a large thrust load is applied to the
そこで、図3を参照して、このような環境で使用される軌道盤12,13の出発材料となる鋼板の製造方法を説明する。まず素材として、0.9wt%〜1.2wt%の炭素(C)と、1.2wt%〜1.7wt%のクロム(Cr)と、0.1wt%〜0.5wt%のマンガン(Mn)と、0.15wt%〜0.35wt%のシリコン(Si)と、その他の不可避不純物および鉄(Fe)とを含む鋼片を用いる(S11)。また、鋼中の酸素濃度は0.0010%以下とする。
Therefore, with reference to FIG. 3, a method for manufacturing a steel plate as a starting material for the
炭素(C)は、軌道盤12,13に必要な強度を確保するのに必要不可欠の元素である。なお、軌道盤12,13の表面および芯部の硬さをHRC58以上とするためには0.9wt%以上の炭素が必要となる。一方、炭素含有量が1.2wt%を超えると、軌道盤12,13の表面に大型の炭化物が生成して転動疲労寿命および耐荷重性が低下すると共に、摩擦や摩耗が増大する。そこで、炭素含有量は0.9wt%〜1.2wt%の範囲内とするのが望ましい。なお、「HRC」は、ロックウェル硬さを示す。
Carbon (C) is an indispensable element for securing the strength required for the
また、クロム(Cr)は、軌道盤12,13の焼入性や転動疲労寿命を改善し、炭化物による硬さを確保し、摩擦や摩耗を低減し、かつ耐荷重性を向上するのに必要不可欠な元素である。なお、所定の炭化物を得るためには1.2wt%以上のクロムが必要となる。一方、1.7wt%を超える量を添加しても著しい添加効果は認めらない。さらに、5.0wt%を超えると大型の炭化物を生成して転動疲労寿命や耐荷重性が低下すると共に、摩擦や摩耗が増大する。そこで、クロム含有量は1.2wt%〜1.7wt%の範囲内とするのが望ましい。
Chromium (Cr) also improves the hardenability and rolling fatigue life of the
また、マンガン(Mn)は、鋼を製造する際の脱酸に用いられる元素であって、軌道盤12,13の出発材料としては必要不可欠の元素である。なお、鋼中の酸素を十分に除去するためには0.1wt%以上のマンガンが必要となる。一方、0.5wt%を超えると材料が脆くなり、プレス加工時に軌道盤12,13が破損する恐れがある。そこで、マンガンの含有量は0.1wt%〜0.5wt%の範囲内とするのが望ましい。
Manganese (Mn) is an element used for deoxidation when manufacturing steel, and is an indispensable element as a starting material for the
また、シリコン(Si)は、鉄鋼材料に不可避の元素であり、含有量の下限値を0.15%としている。一方、0.35wt%を超えるとプレス加工時に軌道盤12,13が破損する恐れがある。そこで、シリコンの含有量は0.15wt%〜0.35wt%の範囲内とするのが望ましい。
Silicon (Si) is an element unavoidable for steel materials, and the lower limit of the content is 0.15%. On the other hand, if it exceeds 0.35 wt%, the
さらに、酸素は、鋼中で酸化物を形成して非金属介在物として疲労破壊の起点となるので、転動疲労寿命や耐荷重性が低下すると共に、摩擦や摩耗が増大する。そこで、鋼中の酸素濃度は0.0010%以下とするのが望ましい。 Furthermore, oxygen forms oxides in steel and becomes a starting point for fatigue failure as a non-metallic inclusion, so that the rolling fatigue life and load resistance are reduced, and friction and wear are increased. Therefore, the oxygen concentration in the steel is desirably 0.0010% or less.
次に、熱間圧延加工によって上記の素材から鋼板を得る(S12)。加熱状態で圧延することにより、巨大な鋳造組織が微細かつ良質な圧延組織となる。また、再結晶温度以上の温度領域で圧延することにより材料の加工硬化を防止することができるので、厚みを一気に薄くすることができる。 Next, a steel plate is obtained from the above material by hot rolling (S12). By rolling in a heated state, a huge cast structure becomes a fine and high-quality rolled structure. Moreover, since the work hardening of the material can be prevented by rolling in a temperature range equal to or higher than the recrystallization temperature, the thickness can be reduced at a stretch.
なお、熱間圧延工程の後に圧延加工された鋼板を焼鈍しする工程をさらに追加してもよい。焼鈍しによって結晶粒が微細化されると共に、結晶の方向性が調整されるので、表面の精度および加工性が向上する。 In addition, you may further add the process of annealing the steel plate rolled after the hot rolling process. The crystal grains are refined by annealing, and the crystal orientation is adjusted, so that the surface accuracy and workability are improved.
次に、防錆や鋼板の表面に付着した酸化被膜(スケール)の除去を目的として酸洗を行う(S13)。酸化被膜は、機械加工における工具の寿命を短くして生産効率を低下させると共に、鋼板の表面に物理的および化学的変化を生じさせて表面処理の効果を低下させる。そこで、酸洗によって酸化被膜を除去しておくことにより、以降の工程における生産効率および製品品質を向上することができる。なお、酸洗液には、塩酸、硫酸、硝酸等があり、5%〜15%の希塩酸水を40℃〜50℃程度で使用することが多い。 Next, pickling is performed for the purpose of rust prevention and removal of an oxide film (scale) attached to the surface of the steel sheet (S13). The oxide film shortens the tool life in machining and lowers the production efficiency, and causes physical and chemical changes on the surface of the steel sheet to reduce the effect of the surface treatment. Therefore, by removing the oxide film by pickling, production efficiency and product quality in the subsequent steps can be improved. The pickling solution includes hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and the like, and 5% to 15% dilute hydrochloric acid water is often used at about 40 ° C to 50 ° C.
次に、冷間圧延加工によって、所定の寸法の鋼板を得ると共に、軌道盤12,13に必要な硬さや表面平滑性等の機械的性質を得る(S14)。常温で圧延を行うことにより、正確に所定の板厚を得ることができると共に、高い平滑性が得られる。また、再結晶温度未満の温度領域で圧延を行うことにより鋼板が加工硬化するので、鋼板の硬度が向上する。
Next, a steel plate having a predetermined size is obtained by cold rolling, and mechanical properties such as hardness and surface smoothness required for the
なお、軌道盤12,13の軌道面となる壁面は、針状ころ14の円滑な転動の観点からRmax≦1.6μmの表面粗さが要求される。後述するように、軌道盤12,13の形状加工後は、面粗さの山が取れる程度のバレル加工しかできないため、冷間圧延工程後の表面粗さはRmax≦2μmとするのが望ましい。さらに、プレス成形時の破損を防止する観点から、冷間圧延工程後の硬さはHv220以下とするのが望ましい。ここで、「Rmax」は最大高さを、「Hv」はビッカース硬さを示す。
Note that the wall surface serving as the raceway surface of the
ここで、冷間圧延工程によって得られる鋼板の表面粗さ、硬さ、および板厚は、圧延ロールの表面粗さ、圧延ロールの撓み、圧延率(圧延前後の板厚の比)、圧延ロール間の隙間(ギャップ)および回転速度等の影響を受ける。したがって、所望の表面粗さ、硬さ、および板厚を得るためには、これらの要素を適切に設定する必要がある。 Here, the surface roughness, hardness, and plate thickness of the steel sheet obtained by the cold rolling process are the surface roughness of the rolling roll, the bending of the rolling roll, the rolling rate (ratio of the plate thickness before and after rolling), the rolling roll. It is affected by the gap (gap) and the rotation speed. Therefore, in order to obtain a desired surface roughness, hardness, and plate thickness, it is necessary to appropriately set these elements.
また、上記の熱間圧延工程および冷間圧延工程は、それぞれ1回の圧延工程で所定の厚みを得ることとしてもよいが、粗圧延、中間圧延、および仕上圧延等、複数回に分けて所定の厚みを得ることとしてもよい。 The hot rolling step and the cold rolling step may each have a predetermined thickness in one rolling step, but may be divided into a plurality of times such as rough rolling, intermediate rolling, and finish rolling. It is good also as obtaining the thickness of.
次に、図4を参照して、この発明の一実施形態に係る軌道盤12,13を製造する方法を説明する。なお、図4は軌道盤12,13の主な製造工程を示すフロー図である。まず、図3を参照して説明した鋼板(みがき鋼板)を出発材料として採用する(S21)。
Next, with reference to FIG. 4, a method for manufacturing the
次に、プレス加工によって鋼板を軌道盤12,13の形状に成形する(S22)。上記の出発材料は、冷間圧延工程によって板厚や表面粗さ等が既に所望の状態になっているので、旋削加工等の工程を省略することが可能となる。その結果、製造工程を簡素化することができるので、スラスト針状ころ軸受11の製造コストを低減することが可能となる。なお、このプレス加工工程は、1度のプレス加工によって所望の形状としてもよいが、プレス加工を複数回行って所望の形状を得ることとしてもよい。また、プレス加工後にバリ取り加工を行ってもよい。
Next, the steel plate is formed into the shape of the
次に、軌道盤12,13に必要な機械的性質を得るために、浸炭窒化処理と焼戻温度を230℃〜280℃とする高温焼戻とを含む熱処理を施す(S23)。浸炭窒化処理を行うことにより、軌道盤12,13の表面層に窒素富化層が形成される。この窒素富化層は、転動疲労寿命や耐荷重性の向上、および摩擦や摩耗の低減に有効である。なお、「表面層」とは、軌道盤12,13の表面から厚さ50μmの層を指すものとする。
Next, in order to obtain the mechanical properties required for the
ここで、この窒素富化層における窒素濃度は、0.1wt%〜0.9wt%の範囲内であることが望ましい。窒素濃度が0.1wt%未満となると上記の効果が低く、特に表面損傷寿命が低下する。一方、窒素濃度が0.9wt%を超えると、材料中にボイドと呼ばれる空孔を生じたり、残留オーステナイト量が多くなりすぎて硬度が低下し、短寿命となる。なお、窒素富化層は、浸炭窒化処理に代えて、窒化処理や浸窒処理等によっても得られる。また、窒素濃度は、例えば、EPMA(波長分散型X線マイクロアナライザ)で測定することができる。 Here, the nitrogen concentration in the nitrogen-enriched layer is preferably within a range of 0.1 wt% to 0.9 wt%. When the nitrogen concentration is less than 0.1 wt%, the above effect is low, and particularly the surface damage life is reduced. On the other hand, when the nitrogen concentration exceeds 0.9 wt%, voids called voids are generated in the material, or the amount of retained austenite increases so much that the hardness is lowered and the life is shortened. The nitrogen-enriched layer can also be obtained by nitriding or nitriding instead of carbonitriding. The nitrogen concentration can be measured by, for example, EPMA (wavelength dispersion X-ray microanalyzer).
また、高温焼戻を行うことにより、耐高温特性が向上するばかりでなく、残留オーステナイトが焼戻マルテンサイトと結晶粒の微細な炭化物(粒径5μm以下)とに分解される。これにより、特に高荷重条件での転動疲労寿命や耐荷重性の向上、および摩擦や摩耗の低減に有効である。 Moreover, by performing high temperature tempering, not only the high temperature resistance is improved, but also retained austenite is decomposed into tempered martensite and fine carbides of crystal grains (particle size of 5 μm or less). This is particularly effective for improving rolling fatigue life and load resistance under high load conditions and reducing friction and wear.
なお、残留オーステナイトを10%以下とするためには焼戻温度を230℃以上とする必要がある。一方、焼戻温度が280℃以上になると、硬さHRC60以下となって軌道盤12,13に必要な硬さを維持できないおそれがある。そこで、230℃〜280℃の範囲内で高温焼戻を行うのが望ましい。なお、残留オーステナイト量は、X線回折によるマルテンサイトα(211)と、残留オーステナイトγ(220)の回折強度の比較で測定することができる。
In order to make the retained austenite 10% or less, the tempering temperature needs to be 230 ° C. or more. On the other hand, if the tempering temperature is 280 ° C. or higher, the hardness becomes HRC 60 or lower and the required hardness for the
最後に、熱処理によって軌道盤12,13の表面に生じた酸化被膜(スケール)を除去する(S24)。スケール除去加工としては、バレル処理やブラストクリーニング等の機械的方法と、前述した酸洗等の化学的方法がある。
Finally, the oxide film (scale) generated on the surface of the
ここで、「バレル処理」とは、容器(バレル)に軌道盤12,13、コンパウンド、およびメディアを入れた状態で、容器を回転若しくは振動させる処理である。この方法によれば、スケールを除去することができると共に、軌道盤12,13のバリ取りや表面粗さの改善効果も期待できる。前述の通り軌道盤12,13の出発材料の表面粗さは、冷間圧延工程後の段階で既にRmax≦2μmとなっているので、独立した研削工程を設けなくとも軌道盤12,13に必要な表面粗さRmax≦1.6μmを得ることができる。
Here, the “barrel process” is a process in which the container is rotated or vibrated in a state where the
さらに、上記工程で製造された軌道盤12の図2のP部における軌道盤中心を通る径方向母線形状を図1に示す。図1の母線形状は、径方向内側領域12aと、径方向中央領域12bと、径方向外側領域12cとに区分される。そして、径方向中央領域12bは、径方向内側領域12aおよび径方向外側領域12cと比較して、断面高さが相対的に低くなっており、その最大高低差は30μm以下に設定されている。なお、図1は縦方向を500倍、横方向を5倍に拡大した図である。
Further, FIG. 1 shows a radial bus bar shape passing through the center of the washer in the P part of FIG. 2 of the
このように、軌道盤12の径方向中央領域12bの断面高さをその他の部分より低くすることにより、潤滑油の流れを阻害することなく、均一な油膜を形成することができる。その結果、潤滑性に優れたスラスト針状ころ軸受11を得ることができる。
Thus, by making the cross-sectional height of the
また、図6に示したような従来の製造工程によって製造された軌道盤のように、研削加工によって軌道面を完全な平坦面とした場合、取付誤差等によって接触部分にエッジ応力を生じるおそれがある。これは、軌道盤の内縁部および外縁部で特に顕著である。 Further, when the raceway surface is made to be a completely flat surface by grinding as in the washer manufactured by the conventional production process as shown in FIG. 6, there is a possibility that edge stress may be generated in the contact portion due to an attachment error or the like. is there. This is particularly noticeable at the inner and outer edges of the washer.
一方、軌道盤12の表面を図1のような形状としたスラスト針状ころ軸受11に荷重が作用すると、軌道盤12の軌道面が弾性変形して、径方向内側領域12aと径方向外側領域12cとの最大高さの差が数μm(1μm〜9μm)程度に縮小する。その結果、局所的な接触面圧の低減、特に最も高い位置(図1では、「径方向内側領域12a」を指す)での接触面圧を低減することができる。
On the other hand, when a load is applied to the thrust
さらに、図6に示したような従来の製造工程によって製造された軌道盤は、熱処理によってうねりを生じる等、表面形状が不均一となっていた。これは、局所的な接触を助長させたり、潤滑油の流れを阻害したりするおそれがあった。しかし、図3および図4に示したようなこの発明の一実施形態に係る製造工程によって製造された軌道盤12では、焼戻処理(S23)によって表面形状を均一な状態に矯正することができる。
Furthermore, the washer manufactured by the conventional manufacturing process as shown in FIG. 6 has a non-uniform surface shape such as swell caused by heat treatment. This may promote local contact and obstruct the flow of the lubricating oil. However, in the
なお、少なくとも軌道盤12の一方側の表面、すなわち針状ころ14と接触する軌道面(スラストすべり軸受においては「摺動面」)を上記の表面形状とすればこの発明の効果を得ることができる。また、軌道盤13の表面も同様であるので、説明は省略する。
The effect of the present invention can be obtained if at least one surface of the
この発明によれば、上記の化学成分の炭素鋼を用いることにより、軌道盤12,13の様々な機械的性質が向上する。その結果、転動疲労寿命な耐荷重性が向上し、摩擦や摩耗が低減された軌道盤12,13を得ることができる。
According to this invention, various mechanical properties of the
また、出発材料の製造工程(図3に示す工程)に冷間圧延工程を含めることによって、軌道盤12,13に必要な板厚、硬さ、および表面粗さ等を得ることができる。そうすると、軌道盤12,13の製造工程(図4に示す工程)において、旋削加工や研削加工の工程を省略することが可能となる。その結果、軌道盤12,13の製造工程が簡素化され、軌道盤12,13の製造コストを低減することができる。
Further, by including a cold rolling step in the manufacturing process of the starting material (step shown in FIG. 3), the plate thickness, hardness, surface roughness and the like necessary for the
さらに、熱処理後の研削加工を省略したことにより、軌道盤12,13の表面層に形成された窒素富化層を除去してしまうことがない。その結果、転動疲労寿命や耐荷重性が向上すると共に、摩擦や摩耗を低減した軌道盤12,13を得ることができる。
Furthermore, by omitting the grinding process after the heat treatment, the nitrogen-enriched layer formed on the surface layer of the
なお、上記の実施形態においては、スラスト針状ころ軸受11の軌道盤12,13を製造する方法を説明したが、これに限ることなく、この発明は他のスラスト軸受の製造にも適用することができる。例えば、転動体が円筒ころや玉であるスラスト転がり軸受であってもよいし、転動体を有さないスラストすべり軸受であってもよい。図5を参照して、この発明の他の実施形態に係るスラスト軸受を説明する。なお、上段が斜視図、下段が側断面図を示す。
In the above-described embodiment, the method of manufacturing the
の発明の他の実施形態に係るスラストすべり軸受21は、2枚の軌道盤22,23を備える。この軌道盤22,23は、それぞれ中央部に穴22a,23aを有する円盤形状の部材であって、互いの軌道面22b,23bを当接させるように重ね合わせる。
A thrust slide bearing 21 according to another embodiment of the invention includes two
このスラストすべり軸受21は、例えば、軌道盤22を回転軸(図示省略)に固定し、軌道盤23をハウジング(図示省略)に固定する。軌道盤22は軌道盤23上をすべりながら回転運動するので、回転軸を回転自在に支持することができる。なお、上記の回転軸は一定方向に回転するものだけでなく、揺動運動するものも含むものとする。また、軌道盤23は回転軸と相対回転する他の回転軸に固定されている場合も含むものとする。
For example, the thrust slide bearing 21 fixes the
スラストすべり軸受21を構成する軌道盤22,23にも大きなスラスト荷重が負荷されると共に、軌道面22b,23bには所定の硬さや表面平滑性が求められる。そこで、スラストすべり軸受21の軌道盤22,23のうちの少なくとも一方を図3および図4に示す製造方法で製造することにより、この発明の効果を得ることができる。
A large thrust load is applied to the
なお、本明細書中における「軌道盤」は、スラスト軸受の軌道輪や中間輪を含むものとして広く解釈されるべきである。具体的には、図2および図5に示したような円盤形状の軌道輪12,13,22,23、およびスラスト受け機構(図示省略)の軌道輪や中間輪等が該当する。 In addition, the “bearing disc” in the present specification should be broadly interpreted as including a thrust bearing raceway ring and an intermediate ring. Specifically, the disk-shaped race rings 12, 13, 22, and 23 as shown in FIGS. 2 and 5 and the race and intermediate wheels of a thrust receiving mechanism (not shown) are applicable.
また、この発明の効果を得るためには、軌道盤12,13,22,23の少なくとも一部で図1に示したような寸法関係が成立していればよい。ただし、軌道盤12,13,22,23の円周方向の全ての位置で成立していれば、より高い効果が期待できる。
Further, in order to obtain the effect of the present invention, it is only necessary that the dimensional relationship as shown in FIG. 1 is established in at least a part of the
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.
この発明は、スラスト転がり軸受やスラストすべり軸受の軌道盤等の製造に有利に利用される。 The present invention is advantageously used in the manufacture of thrust rolling bearings, raceway disks for thrust sliding bearings, and the like.
11 スラスト針状ころ軸受、12,13,22,23 軌道盤、12a 径方向内側領域、12b 径方向中央領域、12c 径方向外側領域、14 針状ころ、15 保持器、21 スラストすべり軸受、22a,23a 穴、22b,23b 軌道面。 11 Thrust needle roller bearings, 12, 13, 22, 23 bearing disc, 12a radial inner region, 12b radial central region, 12c radial outer region, 14 needle rollers, 15 cage, 21 thrust plain bearing, 22a , 23a Hole, 22b, 23b Track surface.
Claims (2)
前記軌道盤は、
0.9wt%〜1.2wt%の炭素と、1.2wt%〜1.7wt%のクロムと、0.1wt%〜0.5wt%のマンガンと、0.15wt%〜0.35wt%のシリコンとを含有する高炭素鋼を冷間圧延して得られる表面粗さがRmax≦2μmのみがき帯鋼に熱処理を施して形成され、
前記軌道面は、径方向内側領域、径方向中央領域および径方向外側領域に区分され、
前記径方向中央領域は、前記径方向内側領域および前記径方向外側領域と比較して相対的に断面高さが低く、その最大高低差は、30μm以下である、スラスト軸受。 A thrust bearing comprising a ring-shaped washer having a raceway surface,
The washer is
0.9 wt% to 1.2 wt% carbon, 1.2 wt% to 1.7 wt% chromium, 0.1 wt% to 0.5 wt% manganese, and 0.15 wt% to 0.35 wt% silicon. The surface roughness obtained by cold rolling a high carbon steel containing is formed by subjecting only a post-roll strip steel with Rmax ≦ 2 μm to heat treatment,
The raceway surface is divided into a radially inner region, a radially central region and a radially outer region,
The thrust bearing, wherein the radial central region has a relatively low cross-sectional height compared to the radial inner region and the radial outer region, and the maximum height difference is 30 μm or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007024198A JP2008190581A (en) | 2007-02-02 | 2007-02-02 | Thrust bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007024198A JP2008190581A (en) | 2007-02-02 | 2007-02-02 | Thrust bearing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008190581A true JP2008190581A (en) | 2008-08-21 |
Family
ID=39750869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007024198A Withdrawn JP2008190581A (en) | 2007-02-02 | 2007-02-02 | Thrust bearing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008190581A (en) |
-
2007
- 2007-02-02 JP JP2007024198A patent/JP2008190581A/en not_active Withdrawn
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5202978B2 (en) | Thrust roller bearing | |
JP5057578B2 (en) | Thrust roller type thrust roller bearing | |
JP4781937B2 (en) | Thrust needle bearing | |
JP2014020538A (en) | Rolling bearing, method for manufacturing rolling bearing, high frequency thermal treatment equipment | |
JP4810866B2 (en) | Mold for heat treatment of bearing race and method of manufacturing bearing race | |
JP5058611B2 (en) | Thrust bearing | |
JP2008174822A (en) | Thrust bearing | |
JP2008196033A (en) | Thrust bearing | |
JP2009150415A (en) | Thrust roller bearing | |
JP2007182926A (en) | Manufacturing method for needle-like roll bearing raceway member, needle-like roll bearing raceway member, and needle-like roll bearing | |
JP2009150508A (en) | Thrust roller bearing | |
JP2008082379A (en) | Method for manufacturing thrust bearing component part | |
JP2009150507A (en) | Thrust roller bearing | |
JP2008190581A (en) | Thrust bearing | |
JP2008215476A (en) | Thrust bearing | |
JP2008202731A (en) | Thrust bearing | |
JP2008240748A (en) | Thrust bearing | |
JP2008075101A (en) | Component of thrust bearing | |
JP2008075132A (en) | Component of thrust bearing | |
JP2008189971A (en) | Thrust bearing | |
JP2006200724A (en) | Thrust bearing for automatic transmission | |
JP2009168066A (en) | Thrust roller bearing | |
JP2008075133A (en) | Component of thrust bearing | |
JP2008075102A (en) | Component of thrust bearing | |
JP2008075142A (en) | Thrust bearing component |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20100406 |