JP2009168066A - Thrust roller bearing - Google Patents

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Tomoaki Kawamura
智明 川村
Kosuke Obayashi
光介 尾林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-cost thrust roller bearing for a swash plate compressor having excellent abrasion resistance and long operating life. <P>SOLUTION: The thrust roller bearing 11 comprises a plurality of rollers 14, and raceway disks 12, 13 formed by carrying out heat treatment of a polished strip steel of surface roughness Rmax≤2 μm obtained by cold rolling of a high carbon steel containing 0.9-1.2 wt.% carbon, 1.2-1.7 wt.% chromium, 0.1-0.5 wt.% manganese and 0.15-0.35 wt.% silicon. The raceway disks 12, 13 have a frist flat surface 12e and an inclined part 12f at one side in a thickness direction, and a second flat surface 12g and an edge part 12h at the other side. Supposing that thickness direction depth of the inclined part 12f is δ, and difference of thickness direction height between the second flat surface 12g and the edge part 12h is σ, ¾δ-20σ¾<0.05 mm is satisfied. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、スラストころ軸受に関し、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ころ軸受に関するものである。   The present invention relates to a thrust roller bearing, and more specifically to a thrust roller bearing used in a swash plate type 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 Application Laid-Open No. 2003-65226 (Patent Document 1) or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-316930 (Patent Document 2). A thrust roller bearing for a swash plate compressor as described above is used.

このスラストころ軸受は、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ころ軸受は、極めて厳しい条件下で使用されている。   The thrust 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. As described above, the thrust roller bearing for a swash plate compressor is used under extremely severe conditions.

上記構成のスラストころ軸受は、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、軌道盤およびころの接触面に表面損傷を発生させる原因となる。   The thrust roller bearing configured as described above is derived from its original structure, and differential slip occurs between the inner diameter side and the outer diameter side of the roller even during normal rotation. This slip has an adverse effect on the formation of an oil film on the rolling contact surface, and causes surface damage on the contact surface of the bearing disc and the roller.

この差動滑りの影響を小さくするためには、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。
特開2003−65226号公報 特開2004−316930号公報
In order to reduce the influence of this differential slip, the roller length of the roller may be shortened. However, when the roller length is shortened, the contact surface pressure of the rolling contact surface increases. Due to the increase of the contact surface pressure, a decrease in rolling fatigue life becomes a problem.
JP 2003-65226 A JP 2004-316930 A

上記のスラストころ軸受では、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ころの表面損傷は増加傾向にある。   In the above thrust roller bearing, a mixture of refrigerant and refrigeration oil is used as a lubricant. Therefore, due to the demand for improved compressor efficiency, the lubricity of the lubricant tends to decrease more and more, such as a reduction in the mixing ratio of refrigeration oil. is there. Under such lean lubrication, the surface damage of the washer or 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が要求される。   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, a thrust roller bearing for a car air conditioner is also required to have a low cost, further less wear, and an improved 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スラストころ軸受を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a thrust roller bearing for a swash plate compressor that is low in cost, excellent in wear resistance, and has a long service life.

この発明に係るスラストころ軸受は、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。このスラストころ軸受は、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軌道盤を備える。軌道盤は、厚み方向の一方側に第1の平坦面と、第1の平坦面の縁から厚み方向深さが次第に大きくなるように傾斜する傾斜部とを有し、他方側に第2の平坦面と、第2の平坦面の縁に第2の平坦面より厚み方向高さが高い縁部とを有する。そして、第1の平坦面の縁から径方向に最も離れて位置する傾斜部先端から、第1の平坦面に向かって、径方向に0.3mm離れた位置における傾斜部の厚み方向深さをδ、縁部から、第2の平坦面に向かって、径方向に0.3mm離れた位置における第2の平坦面と縁部との厚み方向高さの差をσとすると、|δ−20σ|<0.05mmを満たす。   The thrust roller bearing according to the present invention includes a thrust generated by a rotational movement of a main shaft of a swash plate compressor that reciprocates a piston and a reciprocating motion of the piston by rotating a swash plate fixed to the main shaft around the main shaft. In order to support a load, many are arranged at a position in contact with the swash plate. This thrust roller bearing has 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 There is provided a washer that is formed by subjecting a steel strip having a surface roughness of Rmax ≦ 2 μm, which is obtained by cold rolling a high carbon steel containing 0.35 wt% of silicon, to a heat treatment. The washer has a first flat surface on one side in the thickness direction and an inclined portion that is inclined so that the depth in the thickness direction gradually increases from the edge of the first flat surface, and the second flat on the other side. It has a flat surface and an edge having a height in the thickness direction higher than that of the second flat surface at the edge of the second flat surface. Then, the depth in the thickness direction of the inclined portion at a position 0.3 mm away in the radial direction from the tip of the inclined portion located farthest in the radial direction from the edge of the first flat surface toward the first flat surface. δ, where σ is the difference in height in the thickness direction between the second flat surface and the edge at a position 0.3 mm away in the radial direction from the edge toward the second flat surface, | δ−20σ | <0.05 mm is satisfied.

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炭化物の面積率を上記の範囲内とすることにより、転動疲労寿命および摺動特性が向上する。   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 area ratio of carbides in the surface nitrogen-enriched layer within the above range, rolling fatigue life and sliding characteristics are improved.

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、スラストころ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 roller bearing can be reduced. Furthermore, the surface nitrogen-enriched layer obtained by the heat treatment is not removed.

さらに、傾斜部の厚み方向深さδが大きくなると、エッジ応力を下げることができるものの、全体としての接触面圧は増大する。一方、傾斜部の厚み方向深さδを小さくすると、全体の接触面圧を低減することができると共に、第2の平坦面と縁部との厚み方向高さの差σも小さくなる傾向がある。その結果、軌道盤に作用する荷重により、バックアップ面に軌道盤形状が倣う際、反対面端部に生じるカエリ(盛上り)の影響が小さくなる。その結果、軌道盤の変形を有効に防止することができる。   Furthermore, when the thickness direction depth δ of the inclined portion is increased, the edge stress can be reduced, but the contact surface pressure as a whole increases. On the other hand, when the thickness direction depth δ of the inclined portion is decreased, the overall contact surface pressure can be reduced, and the thickness direction height difference σ between the second flat surface and the edge portion tends to decrease. . As a result, when the washer shape follows the backup surface due to the load acting on the washer, the influence of burrs (swelling) generated at the end of the opposite surface is reduced. As a result, it is possible to effectively prevent the washer from being deformed.

好ましくは、傾斜部の厚み方向深さδは、0.15mm≦δ≦0.20mmを満たす。また、好ましくは、第2の平坦面と縁部との厚み方向高さの差σは、0.0075mm≦σ≦0.01mmを満たす。   Preferably, the depth δ in the thickness direction of the inclined portion satisfies 0.15 mm ≦ δ ≦ 0.20 mm. Preferably, the thickness direction height difference σ between the second flat surface and the edge satisfies 0.0075 mm ≦ σ ≦ 0.01 mm.

好ましくは、軌道盤の全域において、傾斜部の厚み方向深さδのばらつきは0.04mm以下である。また、好ましくは、軌道盤の全域において、縁部の厚み方向高さσのばらつきは、0.01mm以下である。   Preferably, the variation in the thickness direction depth δ of the inclined portion is 0.04 mm or less over the entire area of the washer. Preferably, the variation in the thickness direction height σ of the edge portion is 0.01 mm or less over the entire area of the washer.

好ましくは、軌道盤の表面の負荷長さ率tpは95%以上である。負荷長さ率tpを上記の範囲内とすることにより、潤滑性、油膜形成能力、耐焼付き性、および耐摩耗性が向上し、長寿命のスラスト軸受を得ることができる。   Preferably, the load length ratio tp on the surface of the washer is 95% or more. By setting the load length ratio tp within the above range, lubricity, oil film forming ability, seizure resistance, and wear resistance are improved, and a long-life thrust bearing can be obtained.

好ましくは、軌道盤の表面における表面粗さパラメータRskは、−2<Rsk<0を満たす。Rsk<0の状態とは軌道盤の表面に凸形状部が存在していない状態である。すなわち、斜板式コンプレッサ用スラストころ軸受の接触面をそれぞれRsk<0とすれば、凸形状部同士の接触による応力集中を抑制することができる。一方、Rsk≦−2になると、凹み部の周囲に微小な凸部が発生し初期摩耗が生じやすくなる。   Preferably, the surface roughness parameter Rsk at the surface of the washer satisfies −2 <Rsk <0. The state of Rsk <0 is a state where no convex portion exists on the surface of the washer. That is, if the contact surfaces of the thrust roller bearings for swash plate compressors are set to Rsk <0, stress concentration due to contact between the convex portions can be suppressed. On the other hand, when Rsk ≦ −2, minute convex portions are generated around the concave portion, and initial wear tends to occur.

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、軌道盤の機械的性質が向上すると共に、転動疲労寿命、耐荷重性、および摺動特性が向上し、摩擦や摩耗を低減した斜板式コンプレッサ用スラストころ軸受を得ることができる。   According to the present invention, by manufacturing a washer using a steel plate obtained by cold rolling carbon steel having a predetermined chemical composition as a starting material, the mechanical properties of the washer are improved and the rolling fatigue life is improved. In addition, it is possible to obtain a swash plate type thrust roller bearing with improved load resistance and sliding characteristics and reduced friction and wear.

また、軌道盤の表面および裏面の形状を上記の範囲内とすることにより、接触面圧を低下することができると共に、カエリ(盛上り)からの影響を極小化することができる。さらには、上記の斜板式コンプレッサ用スラスト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。   Further, by making the shape of the front and back surfaces of the washer within the above range, the contact surface pressure can be reduced and the influence from burrs (climax) can be minimized. Furthermore, by adopting the above thrust roller bearing for a swash plate compressor, a long-life and highly reliable swash plate compressor can be obtained.

図8〜図10を参照して、この発明に係る斜板式コンプレッサ用スラストころ軸受11(以下「スラストころ軸受11」という)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8は片斜板タイプの斜板式コンプレッサ51を示す図、図9は両斜板タイプの斜板式コンプレッサ61を示す図、図10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. 8 to 10, swash plate compressors 51, 61, 71 employing a swash plate compressor thrust roller bearing 11 (hereinafter referred to as “thrust roller bearing 11”) according to the present invention will be described. 8 shows a swash plate compressor 51 of a swash plate type, FIG. 9 shows a swash plate compressor 61 of a double swash plate type, and FIG. 10 shows a swash plate compressor 71 of a variable capacity swash plate type. FIG.

まず、図8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. 8, a swash plate type swash plate compressor 51 mainly includes a casing 52, a main shaft 57, a single-side inclined plate 58, and a piston 59. The swash plate compressor 51 is used, for example, to compress refrigerant vapor of a car air conditioner.

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 casing 22 fixes a head case 53 having a low pressure chamber 55 and a high pressure chamber 56 and a cylinder case 54 having a cylinder 54a in which a piston 59 reciprocates with bolts.

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 low pressure chamber 55 has a suction port (not shown) provided in the head case 53, a suction hole 55a communicating with the cylinder 54a, and a valve (not shown) for preventing the reverse flow of the refrigerant vapor from the suction hole 55a. Then, the refrigerant vapor sucked from the suction port is supplied to the cylinder 54a through the suction hole 55a.

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に排出される。   On the other hand, the high-pressure chamber 56 includes a discharge port (not shown) provided in the head case 53, a discharge port 56a communicating with the cylinder 54a, and a valve 56b that prevents the reverse flow of the refrigerant vapor from the discharge port 56a. Then, the refrigerant vapor inside the cylinder 54a compressed by the piston 59 is discharged to the high pressure chamber 56 through the discharge port 56a.

主軸57は、ラジアルころ軸受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 main shaft 57 is rotatably supported with respect to the casing 52 by radial roller bearings 57a. A single-sided inclined plate 58 is held inside the cylinder case 54.

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 inclined plate 58 is fixedly connected to the main shaft 57 while being inclined at a predetermined angle with respect to a plane orthogonal to the rotation axis of the main shaft 57. A piston 59 is connected by a rod on the circumference.

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8中の上下方向)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8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 piston 59 is connected to the single-sided inclined plate 58, and reciprocates in the axial direction (vertical direction in FIG. 8) in the cylinder 54a as the main shaft 57 rotates. Further, a compression chamber for compressing the refrigerant vapor (in FIG. 8, the volume of the compression chamber is 0) is formed in a region surrounded by the cylinder 54a and the piston 59.

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 swash plate compressor 51 having the above configuration will be described.

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8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 main shaft 57 rotates, the piston 59 attached to the one-side inclined plate 58 reciprocates within the cylinder 54a. When the piston 59 moves in the direction of increasing the volume of the compression chamber (downward in FIG. 8), the valve provided in the suction hole 55a is opened, and the refrigerant vapor passes from the low pressure chamber 55 through the suction hole 55a. Move to. At this time, the valve 56b provided at the discharge port 56a is closed to prevent the refrigerant vapor in the high-pressure chamber 56 from flowing back to the compression chamber.

次に、ピストン59が圧縮室の容積を小さくする方向(図8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 piston 59 moves in the direction of decreasing the volume of the compression chamber (upward in FIG. 8), the piston 59 compresses the refrigerant vapor in the compression chamber and the valve 56b provided in the discharge port 56a is opened. Then, the compressed refrigerant vapor moves to the high pressure chamber 56 through the discharge port 56a. At this time, the valve provided in the suction hole 55 a is closed to prevent the refrigerant vapor in the compression chamber from flowing back to the low pressure chamber 55.

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ころ軸受11を配置する。   In the swash plate compressor 51 having the above-described configuration, the piston 59 reciprocates as the single-sided inclined plate 58 rotates integrally with the main shaft 52. At this time, a thrust load is generated by the rotational movement of the main shaft 57 and the reciprocating movement of the piston 59. Therefore, for the purpose of supporting this thrust load, the thrust roller bearing 11 is disposed at a position in contact with the one-side inclined plate 58.

また、斜板式コンプレッサの他の形態として、図9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10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8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。   As another form of the swash plate compressor, a swash plate type swash plate 61 in which the piston 69 is reciprocated by a double-sided inclined plate 68 fixed to the main shaft 67 as shown in FIG. 9, or as shown in FIG. There is a variable capacity swash plate type compressor 71 and the like in which a piston 79 is reciprocated by an inclined plate 78 attached to a main shaft 77 at a variable angle. The basic configuration is the same as that of the swash plate compressor 51 shown in FIG.

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、スラストころ軸受11で支持される。   Also in the swash plate compressors 61 and 71, since the inclined plates 68 and 78 receive a thrust load due to the rotational motion of the main shafts 67 and 77 and the reciprocating motion of the pistons 69 and 79, the inclined plates 68 and 78 are thrust roller bearings. 11 is supported.

次に、図1〜図6を参照して、この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受11およびスラストころ軸受11の軌道盤12,13の製造方法を説明する。なお、図1はスラストころ軸受11を示す図、図2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3は軌道盤12,13の主な製造工程を示すフロー図、図4は図1のP部の拡大図、図5は図1のR部の拡大図、図6は図1のQ部の拡大図である。   Next, with reference to FIGS. 1-6, the manufacturing method of the thrust roller bearing 11 and the washer 12 and 13 of the thrust roller bearing 11 which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. 1 is a diagram showing the thrust roller bearing 11, FIG. 2 is a flow chart showing the main manufacturing process of a polished steel plate as a starting material for the raceway 12 and 13, and FIG. 3 is the main production of the raceway 12 and 13. FIG. 4 is an enlarged view of part P in FIG. 1, FIG. 5 is an enlarged view of part R in FIG. 1, and FIG. 6 is an enlarged view of part Q in FIG.

まず、図1を参照して、スラストころ軸受11は、複数のころ14と、複数のころ14を保持する保持器15と、複数のころ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。なお、この実施形態における軌道盤12,13の厚み寸法は、3mm以下である。   First, referring to FIG. 1, a thrust roller bearing 11 includes a plurality of rollers 14, a cage 15 that holds the plurality of rollers 14, and a pair of raceways that clamp the plurality of rollers 14 from the thickness direction of the cage 15. Boards 12 and 13 are provided. In addition, the thickness dimension of the washer disks 12 and 13 in this embodiment is 3 mm or less.

上記構成のスラストころ軸受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ところ14との間に差動滑りが生じる。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、ころ14はころ長さが長いので、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 roller bearing 11 having the above-described configuration has various advantages such as being able to increase the load capacity and rigidity in a simple manner, while differential slip occurs between the bearings 12 and 13 and 14. The roller 14 is purely rolled at the center in the length direction, and relative slip increases linearly as it approaches both ends. In particular, since the roller 14 has a long roller length, the difference in peripheral speed at both ends of the roller 14 is large, and the slip amount is large compared to other bearings.

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 discs 12 and 13 is increased in a portion where a large differential slip occurs, and surface-origin type separation occurs in the vicinity of the end of the rolling track. In particular, the thrust roller bearing 11 has a large number of rollers and a narrow internal space, so that the lubricating oil does not easily reach the raceway surface. As a result, surface-origin type peeling is likely to occur due to insufficient lubrication compared to other bearings.

また、上記構成のスラストころ軸受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、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 discs 12 and 13 employed in the thrust roller bearing 11 having the above-described configuration by the rotational motion of the main shafts 57, 67 and 77 and the reciprocating motion of the pistons 58, 68 and 78. Furthermore, a predetermined hardness and surface smoothness are required for the raceway surface on which the roller 14 rolls.

そこで、図2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0.0010wt%以下とする。   Therefore, with reference to FIG. 2, a method for manufacturing a steel plate as a starting material for the washer 12 and 13 used in such an environment will be described. First, as materials, 0.9 wt% to 1.2 wt% carbon (C), 1.2 wt% to 1.7 wt% chromium (Cr), and 0.1 wt% to 0.5 wt% manganese (Mn). And a steel slab containing 0.15 wt% to 0.35 wt% of silicon (Si) and other inevitable impurities and iron (Fe) (S11). Moreover, the oxygen concentration in steel shall be 0.0010 wt% or less.

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 washer disks 12 and 13. Note that 0.9 wt% or more of carbon is required in order to make the hardness of the surfaces and cores of the washer disks 12 and 13 HRC 58 or more. On the other hand, if the carbon content exceeds 1.2 wt%, large carbides are generated on the surfaces of the bearings 12 and 13 to reduce the rolling fatigue life and load resistance, and increase friction and wear. Therefore, the carbon content is desirably in the range of 0.9 wt% to 1.2 wt%. “HRC” indicates Rockwell hardness.

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 washer 12 and 13, secures hardness by carbide, reduces friction and wear, and improves load resistance. It is an indispensable element. In order to obtain a predetermined carbide, 1.2 wt% or more of chromium is required. On the other hand, even if an amount exceeding 1.7 wt% is added, no remarkable effect of addition is observed. Furthermore, if it exceeds 5.0 wt%, large carbides are produced, rolling fatigue life and load resistance are reduced, and friction and wear increase. Therefore, the chromium content is desirably in the range of 1.2 wt% to 1.7 wt%.

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 washer 12 and 13. In order to sufficiently remove oxygen in steel, 0.1 wt% or more of manganese is required. On the other hand, if it exceeds 0.5 wt%, the material becomes brittle, and the washer disks 12 and 13 may be damaged during press working. Therefore, the manganese content is desirably in the range of 0.1 wt% to 0.5 wt%.

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 raceway 12 and 13 may be damaged during press working. Therefore, the silicon content is desirably in the range of 0.15 wt% to 0.35 wt%.

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0.0010wt%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 wt% 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、5wt%〜15wt%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, etc., and 5 wt% to 15 wt% of dilute hydrochloric acid 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 washer 12 and 13 are obtained (S14). By rolling at room temperature, a predetermined plate thickness can be obtained accurately and high smoothness can be obtained. Moreover, since the steel plate is work-hardened by rolling in a temperature region below the recrystallization temperature, the hardness of the steel plate is improved.

なお、軌道盤12,13の軌道面となる壁面は、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。   In addition, the wall surface serving as the raceway surface of the raceways 12 and 13 is required to have a surface roughness of Rmax ≦ 1.6 μm from the viewpoint of smooth rolling of the rollers 14. As will be described later, after the shape processing of the bearing discs 12 and 13, only barrel processing that can remove the surface roughness can be performed, and therefore the surface roughness after the cold rolling step is preferably Rmax ≦ 2 μm. Furthermore, from the viewpoint of preventing breakage during press forming, it is desirable that the hardness after the cold rolling step be Hv220 or less. Here, “Rmax” indicates the maximum height, and “Hv” indicates the Vickers hardness.

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3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3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2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. 3, a method for manufacturing the washer 12, 13 according to one embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a flowchart showing main manufacturing steps of the washer plates 12 and 13. First, a steel plate (polished steel plate) described with reference to FIG. 2 is adopted as a starting material (S21).

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 washer 12, 13 by press working (S22). Since the above-mentioned starting materials are already in a desired state such as plate thickness and surface roughness by the cold rolling process, steps such as turning can be omitted. As a result, the manufacturing process can be simplified, and the manufacturing cost of the thrust roller bearing 11 can be reduced. In addition, although this press work process is good also as a desired shape by one press work, it is good also as performing a press work in multiple times and obtaining a desired shape. Further, deburring may be performed after press working.

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 washer plates 12, 13, heat treatment including carbonitriding and high-temperature tempering at a tempering temperature of 230 ° C to 280 ° C is performed (S23). By performing the carbonitriding process, a nitrogen-enriched layer is formed on the surface layer of the washer 12, 13. This nitrogen-enriched layer is effective in improving rolling fatigue life and load resistance and reducing friction and wear. The “surface layer” refers to a layer having a thickness of 50 μm from the surface of the washer 12 or 13.

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。なお、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 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量を10vol%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。   Note that the tempering temperature needs to be 230 ° C. or higher in order to make the retained austenite amount 10 vol% or less. 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 washer 12 or 13 may not be maintained. Therefore, it is desirable to perform high temperature tempering within the range of 230 ° C to 280 ° C. The amount of retained austenite can be measured by comparing the diffraction intensities of martensite α (211) by X-ray diffraction and retained austenite γ (220).

また、転動疲労寿命および摺動特性を向上させる観点からは、球状化炭化物は多い程望ましい。具体的には、表面の窒素富化層における球状化炭化物の面積率を10%〜25%の範囲内に設定する。面積率が10%未満になると、転動疲労寿命や摺動特性の向上効果はほとんど期待できない。一方、面積率が25%を超えると、炭化物の粗大化や凝集によって材料の靭性が劣化する。なお、球状化炭化物の面積率は、研削後の転動面の表層50μmにおける値であって、材料表面をピクリン酸アルコール溶液(ピクラル)を用いて腐食させた後、光学顕微鏡(400倍)で観察することができる。また、本明細書中の「球状化炭化物」とは、炭化物のみならず窒化物をも含むものとする。   Further, from the viewpoint of improving the rolling fatigue life and the sliding characteristics, the more spheroidized carbide is more desirable. Specifically, the area ratio of the spheroidized carbide in the surface nitrogen-enriched layer is set within a range of 10% to 25%. When the area ratio is less than 10%, the rolling fatigue life and the effect of improving the sliding characteristics can hardly be expected. On the other hand, if the area ratio exceeds 25%, the toughness of the material deteriorates due to coarsening and aggregation of carbides. The area ratio of the spheroidized carbide is a value in the surface layer of 50 μm of the rolling surface after grinding, and after corroding the material surface with a picric acid alcohol solution (picral), using an optical microscope (400 times) Can be observed. In addition, the “spheroidized carbide” in this specification includes not only carbides but also nitrides.

さらに、軌道盤12,13のみならず保持器15にも高温焼戻しを施すのが望ましい。これにより、保持器15の硬度をころ12よりも低くすることができるので、組込時にころ12の表面に凹みや傷が生じるのを防止することができる。   Furthermore, it is desirable that high temperature tempering is performed not only on the washer 12 and 13 but also on the cage 15. Thereby, since the hardness of the retainer 15 can be made lower than that of the roller 12, it is possible to prevent the surface of the roller 12 from being dented or scratched when assembled.

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 washer 12, 13 by the heat treatment is removed (S24). As scale removal processing, there are mechanical methods such as barrel treatment and blast cleaning, and chemical methods such as pickling described above.

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 washer 12, 13, compound, and media are put in the container (barrel). According to this method, the scale can be removed, and the effect of improving the deburring and surface roughness of the washer 12 and 13 can be expected. As described above, the surface roughness of the starting material of the washer 12, 13 is already Rmax ≦ 2 μm after the cold rolling process, so it is necessary for the washer 12, 13 without providing an independent grinding process. A surface roughness Rmax ≦ 1.6 μm can be obtained.

また、上記工程を経て製造された軌道盤12,13の表面の負荷長さ率tp(以下「TP値」という)は95%以上、表面粗さパラメータRskは、−2<Rsk<0となっている。これにより、軌道盤12,13の表面にある程度の凹みを形成することができる。この凹みは油溜まりとして機能し、油膜強度、耐焼付き性、および耐摩耗性が向上する。   Further, the load length ratio tp (hereinafter referred to as “TP value”) of the surface of the washer 12, 13 manufactured through the above steps is 95% or more, and the surface roughness parameter Rsk is −2 <Rsk <0. ing. Thereby, a certain amount of dent can be formed in the surface of the washer disks 12 and 13. This dent functions as an oil reservoir and improves oil film strength, seizure resistance, and wear resistance.

Rsk<0の状態とは軌道盤の表面に凸形状部が存在していない状態である。すなわち、スラストころ軸受11の接触面をそれぞれRsk<0とすれば、凸形状部同士の接触による応力集中を抑制することができる。一方、Rsk≦−2になると、凹み部の周囲に微小な凸部が発生し初期摩耗が生じやすくなる。そこで、Rskの値を上記範囲内とすることにより、油膜形成能力、耐焼付き性、および耐摩耗性が向上し、長寿命の軌道盤12,13を得ることができる。   The state of Rsk <0 is a state where no convex portion exists on the surface of the washer. That is, if the contact surfaces of the thrust roller bearings 11 are Rsk <0, stress concentration due to contact between the convex portions can be suppressed. On the other hand, when Rsk ≦ −2, minute convex portions are generated around the concave portion, and initial wear tends to occur. Therefore, by setting the value of Rsk within the above range, the oil film forming ability, seizure resistance, and wear resistance are improved, and the long washer disks 12, 13 can be obtained.

なお、「負荷長さ率tp」は、JIS規格(Japanese Industrial Standards:B 0601−1994)で規定される表面粗さを示すパラメータである。また、負荷長さ率tpの切断レベルを0.3μm、最大高さRyに対する比を5%とする。「Rsk」は、JIS規格(B 0601)で規定される表面粗さを示すパラメータである。   The “load length ratio tp” is a parameter indicating the surface roughness defined by the JIS standard (Japan Industrial Standards: B 0601-1994). Further, the cutting level of the load length ratio tp is 0.3 μm, and the ratio to the maximum height Ry is 5%. “Rsk” is a parameter indicating the surface roughness defined by the JIS standard (B 0601).

また、図4を参照して、軌道盤12の軌道盤中心を通る径方向母線形状は、径方向内側領域12bと、径方向中央領域12cと、径方向外側領域12dとに区分される。そして、径方向中央領域12cは、径方向内側領域12b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4は縦方向を500倍、横方向を5倍に拡大した図である。また、図4の右側が図1のころ軸受11の中心側に対応し、図4の左側が図1のころ軸受の外周側に対応している。   Referring to FIG. 4, the radial bus bar shape passing through the center of the washer 12 is divided into a radially inner region 12b, a radially central region 12c, and a radially outer region 12d. And the radial direction center area | region 12c has a relatively low cross-sectional height compared with the radial direction inner side area | region 12b and the radial direction outer side area | region 12c, and the maximum height difference is set to 30 micrometers or less. FIG. 4 is an enlarged view of 500 times in the vertical direction and 5 times in the horizontal direction. 4 corresponds to the center side of the roller bearing 11 in FIG. 1, and the left side in FIG. 4 corresponds to the outer peripheral side of the roller bearing in FIG.

このように、軌道盤12の径方向中央領域12c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ころ軸受11を得ることができる。   Thus, by making the cross-sectional height of the radial center region 12c of the washer 12 lower than the other portions, a uniform oil film can be formed without hindering the flow of the lubricating oil. As a result, the thrust roller bearing 11 excellent in lubricity can be obtained.

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4のような形状としたスラストころ軸受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12bと径方向外側領域12d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4では、「径方向内側領域12b」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 roller bearing 11 having the surface of the washer 12 as shown in FIG. 4, the raceway surface of the washer 12 is elastically deformed, and the radially inner region 12b, the radially outer region 12d, and the like. The maximum height difference is reduced to about several μm (1 μm to 9 μm). As a result, it is possible to reduce the local contact surface pressure, in particular, the contact surface pressure at the highest position (in FIG. 4, “radial direction inner region 12b”).

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 washer 12 manufactured by the manufacturing process according to the embodiment of the present invention as shown in FIG. 3, the surface shape can be corrected to a uniform state by the tempering process (S23).

なお、少なくとも軌道盤12の一方側の表面、すなわちころ14と接触する軌道面12a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 washer 12, that is, the raceway surface 12 a contacting the roller 14 has the above-mentioned surface shape. Further, since the surface of the washer 13 is the same, the description thereof is omitted.

また、図5を参照して、上記工程で製造された軌道盤12の表面には、厚み方向の一方側に第1の平坦面12eと、この第1の平坦面12eの縁から厚み方向深さが次第に大きくなるように傾斜する傾斜部12fとが形成されている。   In addition, referring to FIG. 5, the surface of washer 12 manufactured in the above process has a first flat surface 12e on one side in the thickness direction and a depth in the thickness direction from the edge of the first flat surface 12e. An inclined portion 12f is formed so as to be gradually increased.

そして、第1の平坦面12eの縁から径方向に最も離れて位置する傾斜部先端を点Aとし、第1の平坦面12eに向かって点Aから径方向に0.3mm離れた位置を計測位置とすると、この計測位置における傾斜部12fの厚み方向深さδが、0.02mm≦δ≦0.3mm、さらに望ましくは、0.15mm≦δ≦0.20mmとなるように設定する。また、軌道盤12の全周において、計測位置における傾斜部12fの厚み方向深さδのばらつきは、0.04mm以下に設定する。   Then, the tip of the inclined portion that is located farthest in the radial direction from the edge of the first flat surface 12e is defined as a point A, and a position that is 0.3 mm away from the point A in the radial direction toward the first flat surface 12e is measured. In this case, the thickness direction depth δ of the inclined portion 12f at this measurement position is set to 0.02 mm ≦ δ ≦ 0.3 mm, and more preferably 0.15 mm ≦ δ ≦ 0.20 mm. In addition, the variation in the thickness direction depth δ of the inclined portion 12f at the measurement position is set to 0.04 mm or less over the entire circumference of the washer 12.

上記数値範囲の最小値(0.02mm)は、想定される接触面圧のエッジ応力を最大接触面圧以下に緩和できる値である。一方、最大値(0.3mm)は、軌道盤12に作用する荷重により、バックアップ面に軌道盤形状が倣う際、反対面端部に生じるカエリ(盛上り)からの影響が及ばない値である。   The minimum value (0.02 mm) in the above numerical range is a value that can relieve the assumed edge stress of the contact surface pressure below the maximum contact surface pressure. On the other hand, the maximum value (0.3 mm) is a value that is not affected by the burrs (swelling) generated at the end of the opposite surface when the washer shape follows the backup surface due to the load acting on the washer 12. .

なお、図1に示すスラストころ軸受11における第1の平坦面12eとは、軌道盤12のころ14と接触する軌道面12aを指す。また、傾斜部12fは、軌道面12aの内縁部および外縁部に形成される。さらには、軌道盤12に孔が形成されている場合には、その外縁部にも傾斜部が形成される。なお、軌道盤13も同様の構成であるので、説明は省略する。   In addition, the 1st flat surface 12e in the thrust roller bearing 11 shown in FIG. 1 points out the raceway surface 12a which contacts the roller 14 of the washer 12. The inclined portion 12f is formed at the inner edge portion and the outer edge portion of the raceway surface 12a. Furthermore, when a hole is formed in the washer disk 12, an inclined portion is also formed at the outer edge portion thereof. Since the washer 13 has the same configuration, the description thereof is omitted.

さらに、図6を参照して、上記工程で製造された軌道盤12には、その厚み方向一方側に軌道面12aが形成され、他方側に軌道面12aに平行な第2の平坦面12gと、この第2の平坦面12gの縁に第2の平坦面12gより厚み方向高さの高い縁部12hとが形成される。   Furthermore, referring to FIG. 6, in the washer 12 manufactured in the above-described process, a raceway surface 12a is formed on one side in the thickness direction, and a second flat surface 12g parallel to the raceway surface 12a is formed on the other side. The edge portion 12h having a height in the thickness direction higher than that of the second flat surface 12g is formed at the edge of the second flat surface 12g.

そして、第2の平坦面12gと縁部12hとの厚み方向高さの差σ(「カエリ量」という)を0.02mm以下に設定する。特に、第2の平坦面12gに向かって縁部12hから径方向に0.3mm離れた位置を計測位置とすると、この計測位置における縁部12hの厚み方向高さの差σが0.0075mm≦σ≦0.01mm(約8μm)となるように設定するのが望ましい。さらに、軌道盤12の全域において、縁部12hの厚み方向高さのばらつきを0.01mm以下に設定する。   Then, the difference σ (referred to as “burr amount”) in the thickness direction height between the second flat surface 12g and the edge 12h is set to 0.02 mm or less. In particular, when a position that is 0.3 mm away from the edge 12h in the radial direction toward the second flat surface 12g is taken as a measurement position, the difference σ in the thickness direction height of the edge 12h at this measurement position is 0.0075 mm ≦ It is desirable to set so that σ ≦ 0.01 mm (about 8 μm). Further, the variation in the height in the thickness direction of the edge 12h is set to 0.01 mm or less over the entire area of the washer 12.

プレス加工によって形成される軌道盤12において、縁部12hのカエリ量を0とするのは極めて困難である。しかし、このカエリ量が0.02mmより大きくなると、たわみによる取付け誤差の影響から、縁部12hのみが相手バックアップ面と接触する可能性が高くなる。この状態で荷重が負荷されると、軌道盤12が撓んで軌道面12aところ14との間のエッジ応力が増大し、回転不良やスラストころ軸受11の損傷の原因となる。そこで、上記の問題を解消するために、上記の数値範囲を満たすのが望ましい。   In the washer 12 formed by press working, it is extremely difficult to reduce the amount of burrs at the edge 12h to zero. However, if the amount of burrs is greater than 0.02 mm, there is a high possibility that only the edge 12h will come into contact with the mating backup surface due to the influence of mounting errors due to deflection. When a load is applied in this state, the washer 12 is bent and the edge stress between the raceway surface 12a and 14 is increased, which causes rotation failure and damage to the thrust roller bearing 11. Therefore, in order to solve the above problem, it is desirable to satisfy the above numerical range.

なお、図1に示すスラストころ軸受11における縁部12hとは、軌道面12aと反対側の面の内縁部および外縁部を指す。また、軌道盤13も同様の構成であるので、説明は省略する。   In addition, the edge part 12h in the thrust roller bearing 11 shown in FIG. 1 points out the inner edge part and outer edge part of the surface on the opposite side to the track surface 12a. Further, since the washer 13 has the same configuration, the description thereof is omitted.

さらに、傾斜部12fの厚み方向深さδ、および第2の平坦面12gと縁部12hとの厚み方向高の差σとの関係を、|δ−20σ|<0.05mmを満たすように設定するのが望ましい。   Furthermore, the relationship between the thickness direction depth δ of the inclined portion 12f and the thickness direction height difference σ between the second flat surface 12g and the edge portion 12h is set to satisfy | δ−20σ | <0.05 mm. It is desirable to do.

(δ−20σ)≧0.05mmとなると、十分なエッジ応力の緩和効果は期待できるものの、全体としての接触面圧が大きくなり過ぎる。一方、(20σ−δ)≧0.05mmとなると、接触面圧を小さくすることはできるが、カエリ(盛上り)からの影響が無視できなくなる。そこで、上記の範囲内とすることにより、軌道盤12に作用する荷重によってバックアップ面に軌道盤形状が倣う際、反対面端部に生じるカエリ(盛上り)からの軌道盤変形の影響を小さくすることができる。なお、軌道盤13も同様の構成であるので、説明は省略する。   When (δ-20σ) ≧ 0.05 mm, a sufficient edge stress relaxation effect can be expected, but the contact surface pressure as a whole becomes too large. On the other hand, when (20σ−δ) ≧ 0.05 mm, the contact surface pressure can be reduced, but the influence from burrs cannot be ignored. Therefore, by setting the value within the above range, when the washer shape follows the back-up surface due to the load acting on the washer 12, the influence of the washer deformation from the burrs (swelling) generated at the end of the opposite surface is reduced. be able to. Since the washer 13 has the same configuration, the description thereof is omitted.

この発明によれば、軌道盤12,13の機械的性質が向上すると共に、転動疲労寿命、耐荷重性、潤滑性、油膜形成性、および耐焼付き性が向上し、摩擦や摩耗が低減される。その結果、長寿命で信頼性の高い斜板式コンプレッサ51,61,71を得ることができる。   According to this invention, the mechanical properties of the washer 12 and 13 are improved, the rolling fatigue life, load resistance, lubricity, oil film formation, and seizure resistance are improved, and friction and wear are reduced. The As a result, long-life and highly reliable swash plate compressors 51, 61, 71 can be obtained.

また、出発材料の製造工程(図2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3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 process in the manufacturing process of the starting material (the process shown in FIG. 2), it is possible to obtain the plate thickness, hardness, surface roughness, and the like necessary for the bearing discs 12 and 13. If it does so, in the manufacturing process (process shown in FIG. 3) of the washer machines 12 and 13, it becomes possible to skip the process of turning or grinding. As a result, the manufacturing process of the washer 12 and 13 is simplified, and the manufacturing cost of the washer 12 and 13 can be reduced.

また、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。さらに、窒素富化層における窒素濃度、残留オーステナイト量、および球状化炭化物の面積率が軌道盤12,13の厚み方向の一方側壁面と他方側壁面とでほぼ均一となる。具体的には、窒素濃度の差が0.2wt%以内、残留オーステナイト量の差が2vol%以内、そして球状化炭化物の面積率の差が5%以内となる。   Further, since the grinding process after the heat treatment is omitted, the nitrogen-enriched layer formed on the surface layer of the washer 12 or 13 is not removed. As a result, it is possible to obtain the bearings 12 and 13 with improved rolling fatigue life and load resistance and reduced friction and wear. Furthermore, the nitrogen concentration, the amount of retained austenite, and the area ratio of the spheroidized carbide in the nitrogen-enriched layer are substantially uniform on one side wall surface and the other side wall surface in the thickness direction of the washer 12, 13. Specifically, the difference in nitrogen concentration is within 0.2 wt%, the difference in the amount of retained austenite is within 2 vol%, and the difference in the area ratio of the spheroidized carbide is within 5%.

なお、本明細書中「厚み方向の一方側壁面」または「厚み方向の他方側壁面」とは、軌道面または軌道面に対して厚み方向反対側の壁面を指すものとする。一方、「表面」とは、厚み方向一方側および他方側の壁面、外周面、および内周面等の軌道盤の表層面全体を指すものとする。   In the present specification, “one side wall surface in the thickness direction” or “the other side wall surface in the thickness direction” refers to the raceway surface or the wall surface on the opposite side to the raceway surface in the thickness direction. On the other hand, the “surface” refers to the entire surface layer surface of the washer such as the wall surface, the outer peripheral surface, and the inner peripheral surface on one side and the other side in the thickness direction.

次に、図7および表1を参照して、この発明の効果を確認するための試験について説明する。なお、図7は効果確認試験の試験装置41の正面図(左側)および側面図(右側)、表1は試験片44の組成および試験結果を示す。   Next, a test for confirming the effect of the present invention will be described with reference to FIG. 7 and Table 1. 7 shows a front view (left side) and a side view (right side) of the test apparatus 41 for the effect confirmation test, and Table 1 shows the composition of the test piece 44 and the test results.

Figure 2009168066
Figure 2009168066

まず、図7を参照して、試験装置41は、片持ち梁42にエアスライダ43を介して取り付けられている試験片44と、試験片44の下面に当接し、回転軸45の回転に伴って回転する回転部材46と、試験片44に荷重を負荷するウエイト47と、荷重を測定するロードセル48とを備える。なお、試験片44と回転部材46との当接部分には、50N(最大接触面圧0.49GPa)の荷重が負荷されている。   First, referring to FIG. 7, the test apparatus 41 is in contact with the test piece 44 attached to the cantilever 42 via the air slider 43, the lower surface of the test piece 44, and the rotation shaft 45 is rotated. A rotating member 46 that rotates, a weight 47 that applies a load to the test piece 44, and a load cell 48 that measures the load. A load of 50 N (maximum contact surface pressure 0.49 GPa) is applied to the contact portion between the test piece 44 and the rotating member 46.

試験片44は、図2および図3の工程を経て製造される。具体的には、図3の熱処理工程で、浸炭窒化処理と280℃での焼戻処理とを施した実施例1、浸炭窒化処理と230℃での焼戻処理とを施した実施例2、浸炭窒化処理と180℃での焼戻処理とを施した比較例1、および普通熱処理と180℃での焼戻処理とを施した比較例2の4種類を各10個ずつ用意する。なお、各材料中の残留オーステナイト量(vol%)、窒素濃度(wt%)、および表面硬さ(HRC)は、表1に示す。   The test piece 44 is manufactured through the steps of FIGS. Specifically, in the heat treatment step of FIG. 3, Example 1 was subjected to carbonitriding and tempering at 280 ° C., Example 2 subjected to carbonitriding and tempering at 230 ° C., Ten each of four types of Comparative Example 1 subjected to carbonitriding and tempering at 180 ° C. and Comparative Example 2 subjected to ordinary heat treatment and tempering at 180 ° C. are prepared. Table 1 shows the amount of retained austenite (vol%), nitrogen concentration (wt%), and surface hardness (HRC) in each material.

また、試験片44の表面は、表面粗さRaが0.10μm〜0.15μmの平坦面である。一方、回転部材46の表面は、曲率半径が60mmの曲面であって、表面粗さRaが0.05μmに設定されている。そして、試験片44の回転部材46との接触部分の形状は、長径0.63mm、短径0.31mmの楕円形状(「接触楕円」という)である。   The surface of the test piece 44 is a flat surface having a surface roughness Ra of 0.10 μm to 0.15 μm. On the other hand, the surface of the rotating member 46 is a curved surface with a curvature radius of 60 mm, and the surface roughness Ra is set to 0.05 μm. And the shape of the contact part with the rotating member 46 of the test piece 44 is an elliptical shape (referred to as a “contact ellipse”) having a major axis of 0.63 mm and a minor axis of 0.31 mm.

さらに、回転部材46の下部は潤滑油に浸かっており、試験片44と回転部材46との当接部分を潤滑する。潤滑油としては、多目的油(VG68)を使用する。また、油膜パラメータΛは、約0.3に設定する。   Furthermore, the lower part of the rotating member 46 is immersed in lubricating oil, and the contact portion between the test piece 44 and the rotating member 46 is lubricated. As the lubricating oil, multipurpose oil (VG68) is used. The oil film parameter Λ is set to about 0.3.

上記の試験条件の下、直径が40mmの回転軸45を0.05m/sの速度(回転速度:24r/min)で60分間回転させたときの摩耗体積比を算出した。結果を表1に示す。なお、表1中の各値は10個の試験片の平均値を示す。また、摩耗体積比は比較例2を基準とした値を示す。   Under the above test conditions, the wear volume ratio was calculated when the rotating shaft 45 having a diameter of 40 mm was rotated at a speed of 0.05 m / s (rotational speed: 24 r / min) for 60 minutes. The results are shown in Table 1. In addition, each value in Table 1 shows the average value of 10 test pieces. The wear volume ratio is a value based on Comparative Example 2.

表1を参照して、試験片44中の残留オーステナイト量は、焼戻温度が高くなる程少なくなることが確認された。なお、比較例2の残留オーステナイト量が少ないのは、普通熱処理によるオーステナイト析出量が浸炭窒化処理と比較して少ないことに起因する。一方、表面硬さは、焼戻温度が高くなる程低くなった。これにより、焼戻は、230℃〜280℃の範囲内で、残留オーステナイト量を減少させる観点からは高温で、表面硬さを向上させる観点からは低温で焼戻処理を行うのが望ましい。   Referring to Table 1, it was confirmed that the amount of retained austenite in the test piece 44 decreases as the tempering temperature increases. The reason why the amount of retained austenite in Comparative Example 2 is small is that the amount of precipitated austenite by ordinary heat treatment is small compared to carbonitriding. On the other hand, the surface hardness decreased as the tempering temperature increased. Thereby, tempering is preferably performed within a range of 230 ° C. to 280 ° C. at a high temperature from the viewpoint of reducing the amount of retained austenite and at a low temperature from the viewpoint of improving the surface hardness.

また、窒素濃度は、浸炭窒化処理を施した各材料(実施例1,2、比較例1)が0.3wt%〜0.4wt%であったのに対し、普通熱処理を施した比較例2が0wt%であった。   Further, the nitrogen concentration was 0.3 wt% to 0.4 wt% for each material subjected to carbonitriding treatment (Examples 1 and 2 and Comparative Example 1), whereas Comparative Example 2 subjected to ordinary heat treatment. Was 0 wt%.

さらに、摩耗体積比は、浸炭窒化処理を施した各材料(実施例1,2、比較例1)が、普通熱処理を施した比較例2に対して低くなり、焼戻温度が高くなる程低くなった。これにより、浸炭窒化処理およびより高い温度での焼戻処理によって耐摩耗性が向上することが確認された。   Further, the wear volume ratio of each material (Examples 1 and 2 and Comparative Example 1) subjected to carbonitriding is lower than that of Comparative Example 2 subjected to normal heat treatment, and is lower as the tempering temperature is higher. became. Thereby, it was confirmed that wear resistance is improved by carbonitriding and tempering at a higher temperature.

次に、この発明の効果を確認するための他の試験について説明する。試験に用いた軸受は、ころ径3mm、軌道盤内径60mm、軌道盤外径85mm、軌道盤厚さ1.5mmのころ軸受であって、TP値およびRsk値を変更した7種類のころ軸受(実施例3,4、比較例3〜7)である。   Next, another test for confirming the effect of the present invention will be described. The bearings used in the test were roller bearings having a roller diameter of 3 mm, a washer inner diameter of 60 mm, a washer outer diameter of 85 mm, and a washer thickness of 1.5 mm, and seven types of roller bearings with changed TP values and Rsk values ( Examples 3 and 4 and Comparative Examples 3 to 7).

また、試験は、60℃〜80℃の雰囲気中で、1000kgfの荷重を負荷した状態で、5000(r/min)で回転させたときの寿命比を比較例5を基準として測定した。さらに、潤滑油としては、多目的油VG2(油膜パラメータ0.1)を用いた。試験に用いたころ軸受のTP値、Rsk値、および試験結果を表2に示す。   In the test, the life ratio when rotating at 5000 (r / min) in an atmosphere of 60 ° C. to 80 ° C. under a load of 1000 kgf was measured based on Comparative Example 5. Furthermore, multipurpose oil VG2 (oil film parameter 0.1) was used as the lubricating oil. Table 2 shows the TP value, Rsk value, and test result of the roller bearing used in the test.

Figure 2009168066
Figure 2009168066

表2を参照して、TP値が大きくなる程、また、Rsk値が小さくなる程、軸受寿命が延伸されることが確認された。また、TP値が同一であれば、Rsk値が小さい程、軸受寿命は長くなる(実施例4、比較例3)。同様に、Rsk値が同一であれば、TP値が大きい程、軸受寿命は長くなる(実施例4、比較例4)。   Referring to Table 2, it was confirmed that the bearing life was extended as the TP value increased and the Rsk value decreased. Further, if the TP value is the same, the smaller the Rsk value, the longer the bearing life (Example 4, Comparative Example 3). Similarly, if the Rsk values are the same, the larger the TP value, the longer the bearing life (Example 4, Comparative Example 4).

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スラストころ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 a washer for a thrust roller bearing for a swash plate compressor.

この発明の一実施形態に係る斜板式コンプレッサ用スラストころ軸受を示す図である。It is a figure which shows the thrust roller bearing for swash plate type compressors which concerns on one Embodiment of this invention. 軌道盤を製造する主な工程を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the main processes which manufacture a washer. 鋼板から軌道盤を製造する主な工程を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the main processes which manufacture a washer from a steel plate. 図1のP部の拡大図である。It is an enlarged view of the P section of FIG. 図1のR部の拡大図である。It is an enlarged view of the R section of FIG. 図1のQ部の拡大図である。It is an enlarged view of the Q section of FIG. この発明の効果を確認するための試験装置を示す図である。It is a figure which shows the test device for confirming the effect of this invention. 片斜板タイプの斜板式コンプレッサを示す図である。It is a figure which shows the swash plate type swash plate type compressor. 両斜板タイプの斜板式コンプレッサを示す図である。It is a figure which shows the swash plate type swash plate type compressor. 可変容量片斜板タイプの斜板式コンプレッサを示す図である。It is a figure which shows a variable capacity swash plate type swash plate type compressor.

符号の説明Explanation of symbols

11 スラストころ軸受、12,13 軌道盤、12a,13a 軌道面、12b 径方向内側領域、12c 径方向中央領域、12d 径方向外側領域、12e,12g 平坦面、12f 傾斜面、12h 縁部、14 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 ラジアルころ軸受、58,68,78 斜板、58,68,78 ピストン。   11 Thrust roller bearing, 12, 13 washer, 12a, 13a raceway surface, 12b radial inner region, 12c radial central region, 12d radial outer region, 12e, 12g flat surface, 12f inclined surface, 12h edge, 14 Roller, 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 roller bearing, 58,68,78 Swash plate, 58,68,78 Piston.

Claims (7)

主軸に固定された斜板を前記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前記主軸の回転運動および前記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配置されるスラストころ軸受であって、
前記スラストころ軸受は、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軌道盤を備え、
前記軌道盤は、ころと接触する厚み方向の一方側に第1の平坦面と、前記第1の平坦面の縁から厚み方向深さが次第に大きくなるように傾斜する傾斜部とを有し、他方側に第2の平坦面と、前記第2の平坦面の縁に前記第2の平坦面より厚み方向高さが高い縁部とを有し、
前記第1の平坦面の縁から径方向に最も離れて位置する傾斜部先端から、前記第1の平坦面に向かって、径方向に0.3mm離れた位置における前記傾斜部の厚み方向深さをδ、前記縁部から、前記第2の平坦面に向かって、径方向に0.3mm離れた位置における前記第2の平坦面と前記縁部との厚み方向高さの差をσとすると、
|δ−20σ|<0.05mmを満たす、スラストころ軸受。
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 roller bearing arranged,
The thrust roller bearing 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 A bearing disc formed by subjecting a high-carbon steel containing 0.35 wt% of silicon to cold rolling of a high carbon steel with a heat treatment to a steel strip having a Rmax ≦ 2 μm thickness;
The washer has a first flat surface on one side in the thickness direction in contact with the rollers, and an inclined portion that is inclined so that the depth in the thickness direction gradually increases from the edge of the first flat surface, A second flat surface on the other side, and an edge having a height in the thickness direction higher than that of the second flat surface at an edge of the second flat surface;
The depth in the thickness direction of the inclined portion at a position 0.3 mm away in the radial direction from the tip of the inclined portion located farthest in the radial direction from the edge of the first flat surface toward the first flat surface. Δ, and σ is the difference in height in the thickness direction between the second flat surface and the edge at a position 0.3 mm away in the radial direction from the edge toward the second flat surface. ,
Thrust roller bearing satisfying | δ−20σ | <0.05 mm.
前記傾斜部の厚み方向深さδは、0.15mm≦δ≦0.20mmを満たす、請求項1に記載のスラストころ軸受。   2. The thrust roller bearing according to claim 1, wherein a thickness direction depth δ of the inclined portion satisfies 0.15 mm ≦ δ ≦ 0.20 mm. 前記第2の平坦面と前記縁部との厚み方向高さの差σは、0.0075mm≦σ≦0.01mmを満たす、請求項1または2に記載のスラストころ軸受。   3. The thrust roller bearing according to claim 1, wherein a difference σ in height in the thickness direction between the second flat surface and the edge satisfies 0.0075 mm ≦ σ ≦ 0.01 mm. 前記軌道盤の全域において、前記傾斜部の厚み方向深さδのばらつきは、0.04mm以下である、請求項1〜3のいずれかに記載のスラストころ軸受。   The thrust roller bearing according to any one of claims 1 to 3, wherein the variation in the thickness direction depth δ of the inclined portion is 0.04 mm or less in the entire area of the raceway. 前記軌道盤の全域において、前記縁部の厚み方向高さσのばらつきは、0.01mm以下である、請求項1〜4のいずれかに記載のスラストころ軸受。   The thrust roller bearing according to any one of claims 1 to 4, wherein a variation in height σ in the thickness direction of the edge portion is 0.01 mm or less in the entire area of the raceway. 前記軌道盤の表面の負荷長さ率tpは、95%以上である、請求項1〜5のいずれかに記載のスラストころ軸受。   The thrust roller bearing according to any one of claims 1 to 5, wherein a load length ratio tp on a surface of the raceway is 95% or more. 前記軌道盤の表面における表面粗さパラメータRskは、−2<Rsk<0を満たす、請求項1〜6に記載のスラストころ軸受。
The thrust roller bearing according to claim 1, wherein a surface roughness parameter Rsk on a surface of the bearing disc satisfies −2 <Rsk <0.
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