JP2008240759A - Thrust bearing - Google Patents
Thrust bearing Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008240759A JP2008240759A JP2007078090A JP2007078090A JP2008240759A JP 2008240759 A JP2008240759 A JP 2008240759A JP 2007078090 A JP2007078090 A JP 2007078090A JP 2007078090 A JP2007078090 A JP 2007078090A JP 2008240759 A JP2008240759 A JP 2008240759A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- washer
- thrust
- swash plate
- thrust bearing
- region
- 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- Withdrawn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
- Compressor (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
この発明は、スラスト軸受に関し、より具体的には、カーエアコンの斜板式コンプレッサに用いられるスラスト軸受に関するものである。 The present invention relates to a thrust bearing, and more specifically to a thrust bearing used in a swash plate compressor of a car air conditioner.
従来、カーエアコン等に用いられる斜板式コンプレッサの斜板を支持する軸受としては、例えば、特開2003−65226号公報(特許文献1)または特開2004−316930号公報(特許文献2)に記載されているような斜板式コンプレッサ用スラスト針状ころ軸受が用いられる。 Conventionally, as a bearing for supporting a swash plate of a swash plate compressor used in a car air conditioner or the like, for example, described in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-65226 (Patent Document 1) or Japanese Patent Laid-Open No. 2004-316930 (Patent Document 2) A thrust needle roller bearing for a swash plate type compressor is used.
このスラスト針状ころ軸受は、8000(r/min)程度の高速で回転すると共に、軸受回転軸心からずれた位置(オフセット)にスラスト荷重が作用する。また、カーエアコンに用いられる潤滑剤は、冷媒と冷凍機油との混合物であって、潤滑性に乏しい。このように、斜板式コンプレッサ用スラスト針状ころ軸受は、極めて厳しい条件下で使用されている。 The thrust needle roller bearing rotates at a high speed of about 8000 (r / min), and a thrust load acts on a position (offset) deviated from the bearing rotation axis. Further, the lubricant used in the car air conditioner is a mixture of a refrigerant and refrigerating machine oil and has poor lubricity. Thus, swash plate type thrust needle roller bearings for compressors are used under extremely severe conditions.
上記構成のスラスト針状ころ軸受は、その本来の構造に由来して、正常回転時においても針状ころの内径側と外径側との間に差動滑りが生じる。この滑りは、転がり接触面の油膜形成に悪影響を及ぼし、軌道盤および針状ころの接触面に表面損傷を発生させる原因となる。 The thrust needle roller bearing having the above configuration is derived from its original structure, and differential slip occurs between the inner diameter side and the outer diameter side of the needle roller even during normal rotation. This slip has an adverse effect on the oil film formation on the rolling contact surface, and causes surface damage on the contact surfaces of the raceway and the needle rollers.
この差動滑りの影響を小さくするためには、針状ころのころ長さを短くすればよいが、ころ長さを短くすると転がり接触面の接触面圧が上昇する。この接触面圧の上昇により、転がり疲労寿命の低下が問題となる。
上記のスラスト針状ころ軸受では、冷媒と冷凍機油との混合物を潤滑剤として使用するので、コンプレッサの効率向上の要請から、冷凍機油の混合割合が減るなど、益々潤滑剤の潤滑性が低下する傾向にある。この様な希薄潤滑下で、差動滑りに起因する軌道盤または針状ころの表面損傷は増加傾向にある。 In the above thrust needle roller bearing, since a mixture of refrigerant and refrigeration oil is used as a lubricant, the lubricity of the lubricant is further reduced due to a reduction in the mixing ratio of the refrigeration oil due to a demand for improving the efficiency of the compressor. There is a tendency. Under such lean lubrication, the surface damage of the bearing disc or needle roller due to differential slip tends to increase.
近年の技術傾向として、省資源、省エネルギー、部品構造のコンパクト化がより一層進み、使用条件はより過酷になっている。このため、カーエアコン用のスラスト針状ころ軸受においても、低コストでさらに摩耗が少なく、かつ、剥離寿命を向上したもの要求される。 As recent technical trends, resource saving, energy saving, and downsizing of component structures have further progressed, and usage conditions have become more severe. For this reason, thrust needle roller bearings for car air conditioners are also required to be low in cost, further reduced in wear, and improved in peeling life.
そこで、この発明の目的は、低コストで、かつ耐摩耗性に優れ、長寿命な斜板式コンプレッサ用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 thrust bearing for a swash plate compressor that is low in cost, excellent in wear resistance, and has a long life.
この発明に係るスラスト軸受は、主軸に固定された斜板を主軸の周りに回転させることにより、ピストンを往復運動させる斜板式コンプレッサの主軸の回転運動およびピストンの往復運動に伴って発生するスラスト荷重を支持するために、多くが斜板に接する位置に配置される。このスラスト軸受は、厚み方向一方側の壁面に軌道面を有する軌道盤を備える。そして、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。さらに、この軌道面は、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。 The thrust bearing according to the present invention includes a rotational load of a main shaft of a swash plate compressor that reciprocates a piston by rotating a swash plate fixed to the main shaft around the main shaft, and a thrust load generated along with the reciprocating motion of the piston. In order to support this, many are arranged at a position in contact with the swash plate. This thrust bearing includes a washer having a raceway surface on a wall surface on one side in the thickness direction. The washer is composed of 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 The surface roughness obtained by cold rolling a high carbon steel containing 0.35 wt% silicon is formed by subjecting the steel strip to a heat treatment of Rmax ≦ 2 μm. Further, the raceway surface is divided into a radially inner region, a radially central region, and a radially outer region, and the radial center region has a relatively high sectional height compared to the radially inner region and the radially 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。特に、表面の窒素富化層における残留オーステナイト量を10%以下とすることにより、残留オーステナイトが焼戻マルテンサイトと微細な炭化物(粒径5μm以下)とに分解され、高荷重下での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. In particular, by setting the amount of retained austenite in the surface nitrogen-enriched layer to 10% or less, the retained austenite is decomposed into tempered martensite and fine carbides (particle size of 5 μm or less), and rolling under high load. Fatigue life and load resistance are improved, and friction and wear can be reduced.
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.
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、滑り軸受における軌道盤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 “race surface” is a concept including both a surface of the rolling bearing that contacts the rolling elements of the washer and a sliding surface of the slide bearing that contacts each other.
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.
一実施形態として、スラスト軸受は、複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器と、複数の針状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スラスト針状ころ軸受である。この発明は、上記構成のスラストころ軸受の他、スラスト滑り軸受の軌道盤にも適用することができる。 As one embodiment, the thrust bearing has a plurality of needle rollers, a retainer that holds the plurality of needle rollers, and a bearing needle that holds the plurality of needle rollers from the thickness direction of the retainer. It is a roller bearing. In addition to the thrust roller bearing having the above-described configuration, the present invention can be applied to a washer of a thrust slide bearing.
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、軌道盤の潤滑性を向上させ、面圧低減により耐摩耗性や耐焼付き性も向上させることにより、長寿命かつ低コストのスラスト軸受を得ることができる。 According to the present invention, by producing a washer by using a steel plate obtained by cold rolling carbon steel having a predetermined chemical composition as a starting material, the lubricity of the washer is improved and wear resistance is reduced by reducing the surface pressure. By improving the property and seizure resistance, a long-life and low-cost thrust bearing can be obtained.
さらには、上記の斜板式コンプレッサ用スラスト針状ころ軸受を採用することにより、長寿命で信頼性の高い斜板式コンプレッサを得ることができる。 Furthermore, by adopting the above thrust needle roller bearing for a swash plate compressor, a long-life and highly reliable swash plate compressor can be obtained.
図5〜図7を参照して、この発明に係るスラスト軸受を採用した斜板式コンプレッサ51,61,71を説明する。なお、図5は片斜板タイプの斜板式コンプレッサ51を示す図、図6は両斜板タイプの斜板式コンプレッサ61を示す図、図7は可変容量片斜板タイプの斜板式コンプレッサ71を示す図である。
With reference to FIGS. 5-7, the swash
まず、図5を参照して、片斜板タイプの斜板式コンプレッサ51は、ケーシング52と、主軸57と、片面傾斜板58と、ピストン59とを主に備える。この斜板式コンプレッサ51は、例えば、カーエアコンの冷媒蒸気を圧縮するのに利用される。
First, referring to FIG. 5, a swash plate type
ケーシング22は、低圧室55および高圧室56を有するヘッドケース53と、ピストン59が往復運動するシリンダ54aを有するシリンダケース54とをボルトによって固定している。
The
低圧室55は、ヘッドケース53に設けられた吸入ポート(図示省略)と、シリンダ54aに連通する吸入孔55aと、吸入孔55aから冷媒蒸気の逆流を防止する弁(図示省略)とを有する。そして、吸入ポートから吸入した冷媒蒸気を吸入孔55aを通じてシリンダ54aに供給する。
The
一方、高圧室56は、ヘッドケース53に設けられた吐出ポート(図示省略)と、シリンダ54aに連通する吐出口56aと、吐出口56aから冷媒蒸気の逆流を防止する弁56bとを有する。そして、ピストン59によって圧縮されたシリンダ54a内部の冷媒蒸気が吐出口56aを通じて高圧室56に排出する。
On the other hand, the high-
主軸57は、ラジアル針状ころ軸受57aによってケーシング52に対して回転自在に支持されている。また、シリンダケース54の内部で片面傾斜板58を保持している。
The
片面傾斜板58は、主軸57の回転軸線に直交する平面に対して所定角度傾いた状態で主軸57に固定連結されている。また、その円周上にはピストン59がロッドによって連結されている。
The single-sided
ピストン59は、片面傾斜板58に連結されており、主軸57の回転に伴ってシリンダ54aの内部を軸線方向(図5中の左右方向)に往復運動する。また、シリンダ54aとピストン59と囲まれる領域には、冷媒蒸気を圧縮する圧縮室(図5では、圧縮室の容積は0となっている)が形成されている。
The
上記構成の斜板式コンプレッサ51の動作を説明する。
The operation of the
まず、主軸57が回転すると、片面傾斜板58に取り付けられたピストン59がシリンダ54aの内部を往復運動する。ピストン59が圧縮室の容積を大きくする方向(図5中の下方向)に移動すると、吸入孔55aに設けられた弁が開放されて冷媒蒸気が低圧室55から吸入孔55aを通って圧縮室に移動する。このとき、吐出口56aに設けられた弁56bは閉鎖されて高圧室56内の冷媒蒸気が圧縮室に逆流するのを防止している。
First, when the
次に、ピストン59が圧縮室の容積を小さくする方向(図5中の上方向)に移動すると、ピストン59が圧縮室内の冷媒蒸気を圧縮すると共に、吐出口56aに設けられた弁56bが開放されて圧縮された冷媒蒸気が吐出口56aを通って高圧室56に移動する。このとき、吸入孔55aに設けられた弁は閉鎖されて圧縮室内の冷媒蒸気が低圧室55に逆流するのを防止している。
Next, when the
上記構成の斜板式コンプレッサ51は、主軸52と一体回転する片面傾斜板58の回転によって、ピストン59が往復運動する。このとき、主軸57の回転運動およびピストン59の往復運動によってスラスト荷重が発生する。そこで、このスラスト荷重を支持することを目的として、片面傾斜板58に接する位置にスラスト針状ころ軸受11を配置する。
In the
また、斜板式コンプレッサの他の形態として、図6に示すような主軸67に固定した両面傾斜板68でピストン69を往復運動させる両斜板タイプの斜板式コンプレッサ61、または、図7に示すような主軸77に角度可変に取り付けた傾斜板78でピストン79を往復運動させる可変容量片斜板タイプのコンプレッサ71等がある。なお、基本構成は図5に示す斜板式コンプレッサ51と共通するので、詳しい説明は省略する。
Further, as another form of the swash plate compressor, a swash plate type
上記の斜板式コンプレッサ61,71についても、傾斜板68,78が、主軸67,77の回転運動およびピストン69,79の往復運動によってスラスト荷重を受けるので、傾斜板68,78は、スラスト針状ころ軸受11で支持される。
Also in the
次に、図2〜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。
Next, with reference to FIGS. 2-4, the thrust
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
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との間に差動滑りが生じる。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滑りが直線的に増加する。特に、針状ころ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、他の軸受に比べて滑り量が大きくなる。
The thrust
このため、大きな差動滑りを生じる部分で軌道盤12,13の摩耗量が大きくなり、転走跡端部付近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、他の軸受に比べて潤滑不足による表面起点型の剥離が発生しやすい。
For this reason, the wear amount of the bearing
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、主軸57,67,77の回転運動およびピストン58,68,78の往復運動によって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 bearing
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). By removing the oxide film by pickling, production efficiency and product quality in 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、この表面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。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 surface nitrogen-enriched layer is preferably in the 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 concentration can be measured by, for example, EPMA (wavelength dispersion type 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
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、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。 In addition, when the raceway surface is made to be a completely flat surface by grinding as in a washer manufactured by a conventional manufacturing process, there is a possibility that edge stress may be generated at the contact portion due to an attachment error or the like. 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、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 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の厚み方向一方側の壁面、すなわち針状ころ14と接触する軌道面(スラスト滑り軸受においては「他方側の軌道盤と接触する摺動面」)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。
At least the wall surface on one side in the thickness direction 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、転動疲労寿命や耐荷重性が向上し、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滑り軸受であってもよい。図8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
まず、図8を参照して、この発明の他の実施形態に係るスラスト滑り軸受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、互いの摺動面22b,23bを当接させるように重ね合わせる。
First, referring to FIG. 8, a thrust slide bearing 21 according to another embodiment of the present invention includes two bearing
このスラスト滑り軸受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上を滑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。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。
The thrust slide bearing 21 fixes, for example, 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、斜板式コンプレッサ用のスラスト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 for manufacturing a thrust bearing washer for a swash plate compressor.
11 スラスト針状ころ軸受、21 スラスト滑り軸受、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、22a,23a 穴、22b,23b 摺動面、14 針状ころ、15 保持器、51,61,71 斜板式コンプレッサ、52 ケーシング、53 ヘッドケース、54 シリンダケース、54a シリンダ、55 低圧室、55a 吸入孔、56 高圧室、56a 吐出口、56b 弁、57,67,77 主軸、57a ラジアル針状ころ軸受、58,68,78 斜板、58,68,78 ピストン。 11 Thrust Needle Roller Bearing, 21 Thrust Sliding Bearing, 12, 13, 22, 23 Raceway, 12a Radial Inner Region, 12b Radial Central Region, 12c Radial Outer Region, 22a, 23a Hole, 22b, 23b Sliding Surface, 14 needle rollers, 15 cage, 51, 61, 71 swash plate compressor, 52 casing, 53 head case, 54 cylinder case, 54a cylinder, 55 low pressure chamber, 55a suction hole, 56 high pressure chamber, 56a discharge port, 56b Valve, 57, 67, 77 Main shaft, 57a Radial needle roller bearing, 58, 68, 78 Swash plate, 58, 68, 78 Piston.
Claims (3)
前記スラスト軸受は、厚み方向一方側の壁面に軌道面を有する軌道盤を備え、
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。 To support the rotational movement of the main shaft of the swash plate compressor that reciprocates the piston and the thrust load generated by the reciprocating movement of the piston by rotating a swash plate fixed to the main shaft around the main shaft. A thrust bearing arranged,
The thrust bearing comprises a washer having a raceway surface on the wall surface on one side in the thickness direction,
The 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. A surface roughness obtained by cold rolling a high carbon steel containing .35 wt% silicon is formed by subjecting the steel strip to a heat treatment of Rmax ≦ 2 μm,
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 a maximum height difference thereof is 30 μm or less.
複数の針状ころと、
前記複数の針状ころを保持する保持器と、
前記複数の針状ころを前記保持器の厚み方向から挟持する前記軌道盤とを有するスラスト針状ころ軸受である、請求項1または2に記載のスラスト軸受。 The thrust bearing is
A plurality of needle rollers;
A cage for holding the plurality of needle rollers;
The thrust bearing according to claim 1 or 2, which is a thrust needle roller bearing having the raceway for sandwiching the plurality of needle rollers from the thickness direction of the cage.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007078090A JP2008240759A (en) | 2007-03-26 | 2007-03-26 | Thrust bearing |
PCT/JP2008/053420 WO2008108248A1 (en) | 2007-03-02 | 2008-02-27 | Thrust bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007078090A JP2008240759A (en) | 2007-03-26 | 2007-03-26 | Thrust bearing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008240759A true JP2008240759A (en) | 2008-10-09 |
Family
ID=39912377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007078090A Withdrawn JP2008240759A (en) | 2007-03-02 | 2007-03-26 | Thrust bearing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008240759A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020513266A (en) * | 2016-12-01 | 2020-05-14 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | Calibration method and system for oral cleaning device |
-
2007
- 2007-03-26 JP JP2007078090A patent/JP2008240759A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020513266A (en) * | 2016-12-01 | 2020-05-14 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | Calibration method and system for oral cleaning device |
JP7121006B2 (en) | 2016-12-01 | 2022-08-17 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | Calibrating method and system for oral cleaning device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5057578B2 (en) | Thrust roller type thrust roller bearing | |
JP5202978B2 (en) | Thrust roller bearing | |
US8709173B2 (en) | Thrust bearing component | |
JP2009150415A (en) | Thrust roller bearing | |
JP5199728B2 (en) | Rotary compressor | |
JP2009150508A (en) | Thrust roller bearing | |
JP2009150507A (en) | Thrust roller bearing | |
JP2008174822A (en) | Thrust bearing | |
JP5058611B2 (en) | Thrust bearing | |
JP2008196033A (en) | Thrust bearing | |
JP2008240759A (en) | Thrust bearing | |
JP2009168066A (en) | Thrust roller bearing | |
JP2008196034A (en) | Thrust bearing | |
JP5148147B2 (en) | Thrust bearing for swash plate compressor | |
JP2005308137A (en) | Thrust needle bearing and raceway ring thereof | |
JP2008082379A (en) | Method for manufacturing thrust bearing component part | |
JP2008286100A (en) | Thrust bearing | |
JP2008196573A (en) | Thrust bearing | |
JP2009250371A (en) | Rolling bearing for hydrogen gas compressor | |
JP2005226683A (en) | Thrust needle roller bearing | |
JP2008215476A (en) | Thrust bearing | |
JP2008215474A (en) | Thrust bearing | |
JP2006200719A (en) | Thrust bearing for compressor of car air conditioner | |
JP2008190581A (en) | Thrust bearing | |
JP2008202731A (en) | Thrust bearing |
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: 20100601 |