JP2022169996A - thrust ball bearing - Google Patents

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尚弘 岡田
Naohiro Okada
一弘 渡辺
Kazuhiro Watanabe
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NTN Corp
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NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

To provide a thrust ball bearing capable of improving rolling fatigue life.SOLUTION: A thrust ball bearing has a raceway disk made of steel. The raceway disk has a raceway surface. Arithmetic average roughness of the raceway surface is equal to or lower than 0.1 μm, and a maximum value of compressive residual stress in a circumferential direction applied to the raceway disk in a region at a distance up to 100 μm from the raceway surface is 700 MPa or more.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、スラスト玉軸受に関する。 The present invention relates to thrust ball bearings.

スラスト玉軸受の軌道盤の軌道面に対しては、超仕上げ加工による表面粗さの改善が困難である。そのため、スラスト玉軸受の軌道盤では、軌道面における潤滑不良に起因した表面起点型の剥離が生じやすい。表面起点型の剥離が生じる場合、内部起点型の剥離が生じる場合と比較して、軌道盤の寿命が短くなりやすい。スラスト玉軸受の軌道盤の軌道面における表面起点型の剥離を抑制するための方策として、スラスト玉軸受の軌道盤の軌道面に圧縮残留応力を付与することが考えられる。 It is difficult to improve the surface roughness of the raceway surface of the washer of a thrust ball bearing by superfinishing. Therefore, in the raceway washer of the thrust ball bearing, surface-originating flaking is likely to occur due to poor lubrication on the raceway surface. When flaking originates from the surface, the service life of the washer tends to be shorter than when flaking originates from the inside. As a measure for suppressing the surface-originating flaking on the raceway surface of the bearing washer of a thrust ball bearing, it is conceivable to apply compressive residual stress to the raceway surface of the bearing washer of the thrust ball bearing.

例えば特開2002-147557号公報(特許文献1)には、スラスト玉軸受が記載されている。特許文献1に記載のスラスト玉軸受は、鋼製の軌道盤を有している。軌道盤は、軌道面を有している。軌道盤の軌道面には、ショットピーニング加工が行われていることにより、圧縮残留応力が付与されている。 For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2002-147557 (Patent Document 1) describes a thrust ball bearing. The thrust ball bearing described in Patent Document 1 has a bearing washer made of steel. The bearing washer has a raceway surface. Compressive residual stress is imparted to the raceway surface of the bearing washer by performing shot peening.

特開2002-147557号公報JP-A-2002-147557

ショットピーニング加工では、スラスト玉軸受の軌道盤の軌道面に対して多数回の加工がなされる。そのため、特許文献1に記載のスラスト玉軸受では、軌道盤の軌道面にある鋼中の残留オーステナイトが加工誘起変態し、軌道盤の軌道面にある鋼中の残留オーステナイト量が低下する。 In shot peening, the raceway surface of the washer of the thrust ball bearing is processed many times. Therefore, in the thrust ball bearing described in Patent Document 1, the retained austenite in the steel on the raceway surface of the bearing washer undergoes deformation-induced transformation, and the amount of retained austenite in the steel on the raceway surface of the bearing washer decreases.

スラスト玉軸受の軌道盤の軌道面にある鋼中の残留オーステナイトは、金属摩耗粉等の異物噛み込みを原因とする早期剥離を抑制する効果がある。そのため、特許文献1に記載のスラスト玉軸受では、軌道盤の軌道面にある鋼中の残留オーステナイト量が低下する結果、異物噛み込みを原因とする早期剥離が生じるおそれがある。 Retained austenite in the steel on the raceway surface of the raceway washer of the thrust ball bearing has the effect of suppressing early flaking caused by inclusion of foreign matter such as metal wear powder. Therefore, in the thrust ball bearing disclosed in Patent Literature 1, the amount of retained austenite in the steel on the raceway surface of the bearing washer is reduced, and as a result, premature flaking may occur due to the inclusion of foreign matter.

ショットピーニング加工が行われることにより、スラスト玉軸受の軌道盤の軌道面の表面粗さが大きくなる。また、上記のとおり、スラスト玉軸受の軌道盤の軌道面は、超仕上げ加工を行うことにより表面粗さを改善することが困難である。そのため、特許文献1に記載のスラスト玉軸受では、軌道盤の軌道面に圧縮残留応力が付与されるものの、軌道盤の軌道面の表面粗さが大きくなって潤滑不良が生じやすくなる結果、表面起点型の剥離の抑制が不十分である。 The shot peening process increases the surface roughness of the raceway surface of the washer of the thrust ball bearing. Further, as described above, it is difficult to improve the surface roughness of the raceway surface of the raceway washer of the thrust ball bearing by performing superfinishing. Therefore, in the thrust ball bearing described in Patent Document 1, although compressive residual stress is applied to the raceway surface of the washer, the surface roughness of the raceway surface of the washer increases, and poor lubrication tends to occur. Insufficient suppression of origin-type peeling.

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本発明は、転動疲労寿命を改善することが可能なスラスト玉軸受を提供するものである。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above. More specifically, the present invention provides a thrust ball bearing capable of improving rolling contact fatigue life.

本発明のスラスト玉軸受は、鋼製の軌道盤を備える。軌道盤は、軌道面を有している。軌道面の算術平均粗さは、0.1μm以下である。軌道面からの距離が100μmまでの領域において軌道盤に加わっている周方向の圧縮残留応力の最大値は、700MPa以上である。 The thrust ball bearing of the present invention has a bearing washer made of steel. The bearing washer has a raceway surface. The arithmetic mean roughness of the raceway surface is 0.1 μm or less. The maximum value of the circumferential compressive residual stress applied to the bearing washer in the area up to 100 μm from the raceway surface is 700 MPa or more.

上記のスラスト玉軸受では、軌道面にバニシング加工が行われていてもよい。上記のスラスト玉軸受では、軌道面に浸炭窒化処理が行われていてもよい。 In the above thrust ball bearing, the raceway surface may be burnished. In the above thrust ball bearing, the raceway surface may be carbonitrided.

上記のスラスト玉軸受では、軌道面における鋼中の残留オーステナイト量が、10体積パーセント以上であってもよい。 In the above thrust ball bearing, the amount of retained austenite in the steel on the raceway surface may be 10% by volume or more.

上記のスラスト玉軸受では、軌道面からの距離が100μmまでの領域において軌道盤に加わっている径方向の圧縮残留応力の最大値が、1000MPa以上であってもよい。 In the above thrust ball bearing, the maximum value of radial compressive residual stress applied to the washer in a region up to 100 μm from the raceway surface may be 1000 MPa or more.

上記のスラスト玉軸受は、油圧式無段変速機(HST:Hydro-Static Transmission)用であってもよい。 The above thrust ball bearing may be used for a hydraulic continuously variable transmission (HST: Hydro-Static Transmission).

本発明のスラスト玉軸受によると、転動疲労寿命を改善することが可能である。 According to the thrust ball bearing of the present invention, rolling contact fatigue life can be improved.

スラスト玉軸受100の断面図である。2 is a cross-sectional view of thrust ball bearing 100. FIG. 軸軌道盤10の製造方法を示す工程図である。4A to 4C are process diagrams showing a method of manufacturing the shaft washer 10. FIG.

本発明の実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面では、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さないものとする。 Details of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings below, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description will not be repeated.

(実施形態に係るスラスト玉軸受の構成)
以下に、実施形態に係るスラスト玉軸受(以下「スラスト玉軸受100」とする)の構成を説明する。スラスト玉軸受100は、例えば、油圧式無段変速機用のスラスト玉軸受である。但し、スラスト玉軸受100は、他の用途に用いられるスラスト玉軸受であってもよい。
(Configuration of Thrust Ball Bearing According to Embodiment)
The configuration of the thrust ball bearing (hereinafter referred to as "thrust ball bearing 100") according to the embodiment will be described below. Thrust ball bearing 100 is, for example, a thrust ball bearing for a hydraulic continuously variable transmission. However, the thrust ball bearing 100 may be a thrust ball bearing used for other purposes.

図1は、スラスト玉軸受100の断面図である。図1に示されるように、スラスト玉軸受100は、軸軌道盤10と、ハウジング軌道盤20と、転動体30と、保持器40とを有している。軸軌道盤10の中心軸を、中心軸A1とする。ハウジング軌道盤20の中心軸を、中心軸A2とする。中心軸A1及び中心軸A2は、同一直線上にある。中心軸A1(中心軸A2)に沿う方向を、軸方向とする。中心軸A1(中心軸A2)を中心とする円周に沿う方向を、周方向とする。中心軸A1(中心軸A2)を通り、かつ中心軸A1(中心軸A2)に直交する方向を、径方向とする。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a thrust ball bearing 100. FIG. As shown in FIG. 1 , the thrust ball bearing 100 has a shaft washer 10 , a housing washer 20 , rolling elements 30 and a retainer 40 . A central axis of the shaft washer 10 is defined as a central axis A1. The center axis of the housing washer 20 is defined as a center axis A2. The central axis A1 and the central axis A2 are on the same straight line. A direction along the central axis A1 (the central axis A2) is defined as an axial direction. Let the direction along the circumference centering on central axis A1 (central axis A2) be a circumferential direction. A direction passing through the central axis A1 (the central axis A2) and orthogonal to the central axis A1 (the central axis A2) is defined as a radial direction.

軸軌道盤10は、環状である。軸軌道盤10は、内周面10aと、外周面10bと、第1端面10cと、第2端面10dとを有している。軸軌道盤10は、鋼により形成されている。より具体的には、軸軌道盤10は、焼入れ及び焼戻しが行われた鋼により形成されている。軸軌道盤10を構成している鋼は、例えば、JIS規格(JIS G 4805:2008)に規定されている高炭素クロム軸受鋼である。軸軌道盤10の表面(内周面10a、外周面10b、第1端面10c及び第2端面10d)には、浸炭窒化処理が行われていてもよい。 The shaft washer 10 is annular. The shaft washer 10 has an inner peripheral surface 10a, an outer peripheral surface 10b, a first end surface 10c, and a second end surface 10d. The shaft washer 10 is made of steel. More specifically, the shaft washer 10 is made of hardened and tempered steel. The steel forming the shaft washer 10 is, for example, high carbon chromium bearing steel specified in the JIS standard (JIS G 4805:2008). The surface of the shaft washer 10 (the inner peripheral surface 10a, the outer peripheral surface 10b, the first end surface 10c and the second end surface 10d) may be carbonitrided.

内周面10aは、中心軸A1側を向いている。内周面10aは、周方向に沿って延在している。軸軌道盤10は、内周面10aにおいて、軸(図示せず)に嵌め合わされる。外周面10bは、中心軸A1とは反対側を向いている。すなわち、外周面10bは、径方向における内周面10aの反対面である。外周面10bは、周方向に沿って延在している。 The inner peripheral surface 10a faces the central axis A1 side. The inner peripheral surface 10a extends along the circumferential direction. The shaft washer 10 is fitted to the shaft (not shown) at the inner peripheral surface 10a. The outer peripheral surface 10b faces away from the central axis A1. That is, the outer peripheral surface 10b is the opposite surface of the inner peripheral surface 10a in the radial direction. The outer peripheral surface 10b extends along the circumferential direction.

第1端面10cは、軸方向における軸軌道盤10の端面をなしている。第1端面10cは、軸方向における内周面10aの一端及び軸方向における外周面10bの一端に連なっている。第2端面10dは、軸方向における軸軌道盤10の端面をなしている。第2端面10dは、軸方向における第1端面10cの反対面である。第2端面10dは、軸方向における内周面10aの他端及び軸方向における外周面10bの他端に連なっている。 The first end surface 10c forms an end surface of the shaft washer 10 in the axial direction. The first end surface 10c continues to one end of the inner peripheral surface 10a in the axial direction and one end of the outer peripheral surface 10b in the axial direction. The second end face 10d forms an end face of the shaft washer 10 in the axial direction. The second end face 10d is the opposite face of the first end face 10c in the axial direction. The second end surface 10d continues to the other end of the inner peripheral surface 10a in the axial direction and the other end of the outer peripheral surface 10b in the axial direction.

第2端面10dには、軌道溝10daが形成されている。軌道溝10daは、周方向に沿って延在している。第2端面10dは、軌道溝10daにおいて第1端面10c側に窪んでいる。中心軸A1を通り、かつ中心軸A1に平行な断面視において、軌道溝10daは、例えば部分円弧形状である。軌道溝10daの表面には、転動体30が接触する。すなわち、軌道溝10daの表面が、軸軌道盤10の軌道面になっている。 A raceway groove 10da is formed in the second end face 10d. The raceway groove 10da extends along the circumferential direction. The second end surface 10d is recessed toward the first end surface 10c in the raceway groove 10da. In a cross-sectional view passing through the central axis A1 and parallel to the central axis A1, the raceway groove 10da has, for example, a partial arc shape. The rolling elements 30 come into contact with the surfaces of the raceway grooves 10da. That is, the surface of the raceway groove 10da is the raceway surface of the shaft washer 10. As shown in FIG.

軸軌道盤10の軌道面の算術平均粗さ(Ra)は、0.1μm以下である。軸軌道盤10の軌道面の算術平均粗さは、JIS規格(JIS B 0601:2001)にしたがって測定される。 The arithmetic mean roughness (Ra) of the raceway surface of the shaft washer 10 is 0.1 μm or less. The arithmetic mean roughness of the raceway surface of the shaft washer 10 is measured according to the JIS standard (JIS B 0601:2001).

軸軌道盤10の軌道面にはバニシング加工が行われている。軌道面からの距離が100μmまでの領域において軸軌道盤10に加わっている周方向の圧縮残留応力の最大値は、700MPa以上である。軌道面からの距離が100μmまでの領域において軸軌道盤10に加わっている周方向の圧縮残留応力の最大値は、800MPa以上であってもよい。 The raceway surface of the shaft washer 10 is subjected to burnishing. The maximum value of the circumferential compressive residual stress applied to the shaft washer 10 in the region up to 100 μm from the raceway surface is 700 MPa or more. The maximum value of the circumferential compressive residual stress applied to shaft washer 10 in a region up to 100 μm from the raceway surface may be 800 MPa or more.

軌道面からの距離が200μmの位置において軸軌道盤10に加わっている周方向の圧縮残留応力は、例えば、300MPa以下であってもよい。すなわち、軸軌道盤10の軌道面側に加わっている圧縮残留応力は、バニシング加工が行われていることにより、軌道面又は軌道面のごく近傍にピークがある分布になっている。 The circumferential compressive residual stress applied to the shaft washer 10 at a distance of 200 μm from the raceway surface may be, for example, 300 MPa or less. That is, the compressive residual stress applied to the raceway surface side of the shaft washer 10 has a distribution with a peak on the raceway surface or very close to the raceway surface due to the burnishing process.

軌道面からの距離が100μmまでの領域において軸軌道盤10に加わっている径方向の圧縮残留応力の最大値は、1000MPa以上であってもよい。軌道面からの距離が200μmの位置において軸軌道盤10に加わっている径方向の圧縮残留応力は、500MPa以下であってもよい。軸軌道盤10の軌道面側に加わっている残留応力は、X線回折法により測定される。 The maximum value of the radial compressive residual stress applied to shaft washer 10 in a region up to 100 μm from the raceway surface may be 1000 MPa or more. The radial compressive residual stress applied to the shaft washer 10 at a distance of 200 μm from the raceway surface may be 500 MPa or less. The residual stress applied to the raceway surface side of the shaft washer 10 is measured by an X-ray diffraction method.

軸軌道盤10の軌道面にある鋼中の残留オーステナイト量は、10体積パーセント以上であることが好ましい。軸軌道盤10の軌道面にある鋼中の残留オーステナイト量は、X線回折法により測定される。より具体的には、軸軌道盤10の表面におけるオーステナイトの回折ピークの積分強度と軸軌道盤10の表面におけるオーステナイト以外の相の回折ピークの積分強度とを比較することにより、軸軌道盤10の軌道面にある鋼中の残留オーステナイト量が測定される。 The amount of retained austenite in the steel on the raceway surface of the shaft washer 10 is preferably 10% by volume or more. The amount of retained austenite in the steel on the raceway surface of the shaft washer 10 is measured by an X-ray diffraction method. More specifically, by comparing the integrated intensity of the diffraction peak of austenite on the surface of shaft washer 10 and the integrated intensity of the diffraction peak of phases other than austenite on the surface of shaft washer 10, the The amount of retained austenite in the steel on the raceway surface is measured.

ハウジング軌道盤20は、環状である。ハウジング軌道盤20は、内周面20aと、外周面20bと、第1端面20cと、第2端面20dとを有している。ハウジング軌道盤20は、鋼により形成されている。より具体的には、ハウジング軌道盤20は、焼入れ及び焼戻しが行われた鋼により形成されている。ハウジング軌道盤20を構成している鋼は、例えば、JIS規格に規定されている高炭素クロム軸受鋼である。ハウジング軌道盤20を構成している鋼は、軸軌道盤10を構成している鋼と異なっていてもよい。ハウジング軌道盤20の表面(内周面20a、外周面20b、第1端面20c及び第2端面20d)には、浸炭窒化処理が行われていてもよい。 The housing washer 20 is annular. The housing washer 20 has an inner peripheral surface 20a, an outer peripheral surface 20b, a first end surface 20c, and a second end surface 20d. The housing washer 20 is made of steel. More specifically, the housing washer 20 is made of hardened and tempered steel. The steel forming the housing bearing washer 20 is, for example, high carbon chromium bearing steel specified in the JIS standard. The steel forming the housing washer 20 may be different from the steel forming the shaft washer 10 . The surfaces of the housing bearing washer 20 (the inner peripheral surface 20a, the outer peripheral surface 20b, the first end surface 20c and the second end surface 20d) may be carbonitrided.

内周面20aは、中心軸A2側を向いている。内周面20aは、周方向に沿って延在している。ハウジング軌道盤20は、ハウジング(図示せず)に嵌め合わされる。外周面20bは、中心軸A2とは反対側を向いている。すなわち、外周面20bは、径方向における内周面20aの反対面である。外周面20bは、周方向に沿って延在している。 The inner peripheral surface 20a faces the central axis A2 side. The inner peripheral surface 20a extends along the circumferential direction. The housing washer 20 is fitted to a housing (not shown). The outer peripheral surface 20b faces away from the central axis A2. That is, the outer peripheral surface 20b is the opposite surface of the inner peripheral surface 20a in the radial direction. The outer peripheral surface 20b extends along the circumferential direction.

第1端面20cは、軸方向におけるハウジング軌道盤20の端面をなしている。第1端面20cは、軸方向における内周面20aの一端及び軸方向における外周面20bの一端に連なっている。第2端面20dは、軸方向におけるハウジング軌道盤20の端面をなしている。第2端面20dは、軸方向における第1端面20cの反対面である。第2端面20dは、軸方向における内周面20aの他端及び軸方向における外周面20bの他端に連なっている。第2端面20dは、軸方向において、第2端面10dと間隔を空けて対向している。 The first end face 20c forms an end face of the housing raceway washer 20 in the axial direction. The first end surface 20c continues to one end of the inner peripheral surface 20a in the axial direction and one end of the outer peripheral surface 20b in the axial direction. The second end surface 20d forms an end surface of the housing washer 20 in the axial direction. The second end surface 20d is the opposite surface of the first end surface 20c in the axial direction. The second end surface 20d continues to the other end of the inner peripheral surface 20a in the axial direction and the other end of the outer peripheral surface 20b in the axial direction. The second end face 20d faces the second end face 10d with a gap therebetween in the axial direction.

第2端面20dには、軌道溝20daが形成されている。軌道溝20daは、周方向に沿って延在している。第2端面20dは、軌道溝20daにおいて第1端面20c側に窪んでいる。中心軸A2を通り、かつ中心軸A2に平行な断面視において、軌道溝20daは、例えば部分円弧形状である。軌道溝20daの表面には、転動体30が接触する。すなわち、軌道溝20daの表面が、ハウジング軌道盤20の軌道面になっている。軌道溝20daは、軸方向において、軌道溝10daと間隔を空けて対向している。 A raceway groove 20da is formed in the second end face 20d. The raceway groove 20da extends along the circumferential direction. The second end surface 20d is recessed toward the first end surface 20c in the raceway groove 20da. In a cross-sectional view passing through the central axis A2 and parallel to the central axis A2, the raceway groove 20da has, for example, a partial circular arc shape. The rolling elements 30 come into contact with the surfaces of the raceway grooves 20da. That is, the surface of the raceway groove 20da is the raceway surface of the housing raceway washer 20. As shown in FIG. The raceway groove 20da faces the raceway groove 10da with a gap therebetween in the axial direction.

ハウジング軌道盤20の軌道面の算術平均粗さ(Ra)は、0.1μm以下である。ハウジング軌道盤20の軌道面の算術平均粗さは、軸軌道盤10の軌道面の算術平均粗さと同様の方法により測定される。 The arithmetic average roughness (Ra) of the raceway surface of the housing raceway washer 20 is 0.1 μm or less. The arithmetic mean roughness of the raceway surface of the housing washer 20 is measured by the same method as the arithmetic mean roughness of the raceway surface of the shaft washer 10 .

ハウジング軌道盤20の軌道面には、バニシング加工が行われている。ハウジング軌道盤20の軌道面側に加わっている圧縮残留応力は、軌道面又は軌道面のごく近傍にピークがある分布になっている。 The raceway surface of the housing raceway washer 20 is subjected to burnishing. The compressive residual stress applied to the raceway surface side of the housing washer 20 has a distribution with a peak on the raceway surface or very close to the raceway surface.

より具体的には、軌道面からの距離が100μmまでの領域においてハウジング軌道盤20に加わっている周方向の圧縮残留応力の最大値は、700MPa以上である。軌道面からの距離が100μmまでの領域においてハウジング軌道盤20に加わっている周方向の圧縮残留応力の最大値は、800MPa以上であってもよい。軌道面からの距離が200μmの位置においてハウジング軌道盤20に加わっている周方向の圧縮残留応力は、300MPa以下であってもよい。 More specifically, the maximum value of the circumferential compressive residual stress applied to housing washer 20 in a region up to 100 μm from the raceway surface is 700 MPa or more. The maximum value of the circumferential compressive residual stress applied to housing washer 20 in a region up to 100 μm from the raceway surface may be 800 MPa or more. The circumferential compressive residual stress applied to housing washer 20 at a position 200 μm from the raceway surface may be 300 MPa or less.

軌道面からの距離が100μmまでの領域においてハウジング軌道盤20に加わっている径方向の圧縮残留応力の最大値は、1000MPa以上であってもよい。軌道面からの距離が200μmの位置においてハウジング軌道盤20に加わっている径方向の圧縮残留応力は、500MPa以下であってもよい。 The maximum value of the radial compressive residual stress applied to the housing raceway washer 20 in a region up to 100 μm from the raceway surface may be 1000 MPa or more. The radial compressive residual stress applied to the housing washer 20 at a distance of 200 μm from the raceway surface may be 500 MPa or less.

ハウジング軌道盤20の軌道面側に加わっている残留応力は、軸軌道盤10の軌道面側に加わっている残留応力と同様の方法により測定される。ハウジング軌道盤20の軌道面にある鋼中の残留オーステナイト量は、10体積パーセント以上であることが好ましい。ハウジング軌道盤20の軌道面にある鋼中の残留オーステナイト量は、軸軌道盤10の軌道面にある鋼中の残留オーステナイト量と同様の方法により測定される。 The residual stress applied to the raceway surface side of the housing washer 20 is measured by the same method as the residual stress applied to the raceway surface side of the shaft washer 10 . The amount of retained austenite in the steel on the raceway surface of the housing washer 20 is preferably 10% by volume or more. The amount of retained austenite in the steel on the raceway surface of the housing washer 20 is measured by the same method as for the amount of retained austenite in the steel on the raceway surface of the shaft washer 10 .

転動体30は、球状である。すなわち、転動体30は、玉である。転動体30は、第2端面10dと第2端面20dとの間に配置されている。より具体的には、転動体30は、軌道溝10daの表面(軸軌道盤10の軌道面)及び軌道溝20da(ハウジング軌道盤20の軌道面)に接触している。転動体30の数は、複数である。複数の転動体30は、周方向に沿って配列されている。 The rolling elements 30 are spherical. That is, the rolling elements 30 are balls. The rolling element 30 is arranged between the second end surface 10d and the second end surface 20d. More specifically, the rolling elements 30 are in contact with the surface of the raceway groove 10da (the raceway surface of the shaft washer 10) and the raceway groove 20da (the raceway surface of the housing raceway washer 20). The number of rolling elements 30 is plural. A plurality of rolling elements 30 are arranged along the circumferential direction.

転動体30は、例えば、鋼製である。転動体30を構成している鋼は、軸軌道盤10及びハウジング軌道盤20を構成している鋼と同一であってもよく、軸軌道盤10及びハウジング軌道盤20を構成している鋼と異なっていてもよい。 The rolling elements 30 are made of steel, for example. The steel forming the rolling elements 30 may be the same as the steel forming the shaft washer 10 and the housing washer 20. can be different.

保持器40は、環状である。保持器40は、第2端面10dと第2端面20dとの間に配置されている。複数の転動体30は、保持器40により保持されている。これにより、周方向において隣り合う2つの転動体30の間の間隔が、一定範囲内に保たれている。 The retainer 40 is annular. The retainer 40 is arranged between the second end face 10d and the second end face 20d. A plurality of rolling elements 30 are held by a retainer 40 . Thereby, the interval between the two rolling elements 30 adjacent in the circumferential direction is kept within a certain range.

<軌道盤の製造方法>
図2は、軸軌道盤10の製造方法を示す工程図である。図2に示されるように、軸軌道盤10の製造方法は、準備工程S1と、浸炭窒化処理工程S2と、焼入れ工程S3と、焼戻し工程S4と、加工工程S5と、バニシング加工工程S6とを有している。浸炭窒化処理工程S2は、準備工程S1の後に行われる。焼入れ工程S3は、浸炭窒化処理工程S2の後に行われる。焼戻し工程S4は、焼入れ工程S3の後に行われる。加工工程S5は、焼戻し工程S4の後に行われる。バニシング加工工程S6は、加工工程S5の後に行われる。なお、浸炭窒化処理工程S2は、行われなくてもよい。
<Manufacturing method of bearing washer>
FIG. 2 is a process diagram showing a method of manufacturing the shaft washer 10. As shown in FIG. As shown in FIG. 2, the method for manufacturing the shaft washer 10 includes a preparation step S1, a carbonitriding step S2, a quenching step S3, a tempering step S4, a working step S5, and a burnishing step S6. have. The carbonitriding step S2 is performed after the preparation step S1. The hardening step S3 is performed after the carbonitriding step S2. The tempering step S4 is performed after the hardening step S3. The working step S5 is performed after the tempering step S4. The burnishing process S6 is performed after the process S5. Note that the carbonitriding step S2 may not be performed.

準備工程S1では、加工対象部材が準備される。加工対象部材は、浸炭窒化処理工程S2、焼入れ工程S3、焼戻し工程S4、加工工程S5及びバニシング加工工程S6を経ことにより軸軌道盤10となる部材である。加工対象部材は、軸軌道盤10に近い形状となるように鍛造等により成形されている。 In the preparation step S1, a member to be processed is prepared. The member to be processed is a member that becomes the shaft washer 10 through the carbonitriding process S2, the quenching process S3, the tempering process S4, the working process S5, and the burnishing process S6. The member to be processed is formed by forging or the like so as to have a shape similar to that of the shaft washer 10 .

浸炭窒化処理工程S2では、加工対象部材の表面に対する浸炭窒化処理が行われる。より具体的には、浸炭窒化処理工程S2は、加工対象部材を炭素源及び窒素源を含む雰囲気ガス(例えば、RXガス及びアンモニアガスの混合ガス)中においてA変態点以上の温度で保持することにより行われる。 In the carbonitriding step S2, carbonitriding is performed on the surface of the member to be processed. More specifically, in the carbonitriding step S2, the member to be processed is held at a temperature equal to or higher than the A1 transformation point in an atmospheric gas containing a carbon source and a nitrogen source (for example, mixed gas of RX gas and ammonia gas). It is done by

焼入れ工程S3では、加工対象部材に対する焼入れが行われる。より具体的には、焼入れ工程S3は、加工対象部材を、A変態点以上の温度で保持した後にM変態点以下の温度に急冷することにより行われる。焼戻し工程S4では、加工対象部材に対する焼戻しが行われる。より具体的には、加工対象部材をA変態点未満の温度で保持することにより行われる。 In the quenching step S3, the member to be processed is quenched. More specifically, the quenching step S3 is performed by holding the member to be processed at a temperature equal to or higher than the A1 transformation point and then rapidly cooling it to a temperature equal to or lower than the M2 transformation point. In the tempering step S4, the member to be processed is tempered. More specifically, it is carried out by holding the member to be processed at a temperature below the A1 transformation point.

加工工程S5では、加工対象部材に対する機械加工(研削、研磨等)が行われる。これにより、加工対象部材の形状が、概ね軸軌道盤10の形状に一致する。 In the processing step S5, machining (grinding, polishing, etc.) is performed on the member to be processed. As a result, the shape of the member to be processed approximately matches the shape of the shaft washer 10 .

バニシング加工工程S6では、加工対象部材の表面のうちの第2端面10dとなる面に対して、バニシング加工が行われる。バニシング加工は、加工対象部材を中心軸回りに回転させながら、バニシングツールを加工対象部材の表面のうちの第2端面10dとなる面に押圧することにより行われる。なお、バニシング加工は、少なくとも軸軌道盤10の軌道面となる部分に対して行われればよい。 In the burnishing step S6, burnishing is performed on a surface of the surface of the member to be processed, which will be the second end face 10d. The burnishing process is performed by pressing a burnishing tool against the second end surface 10d of the surface of the member to be processed while rotating the member to be processed around the central axis. Note that the burnishing process may be performed on at least a portion of the shaft washer 10 that will be the raceway surface.

以上により、図1に示される構造の軸軌道盤10が製造される。なお、ハウジング軌道盤20も、軸軌道盤10と同様の方法により製造される。 As described above, the shaft washer 10 having the structure shown in FIG. 1 is manufactured. The housing washer 20 is also manufactured by the same method as the shaft washer 10 .

(スラスト玉軸受100の効果)
以下に、スラスト玉軸受100の効果を説明する。
(Effect of thrust ball bearing 100)
The effects of the thrust ball bearing 100 will be described below.

スラスト玉軸受100の軌道盤(軸軌道盤10及びハウジング軌道盤20)の軌道面には、バニシング加工が行われている。その結果、スラスト玉軸受100の軌道盤の軌道面からの距離が100μmまでの領域には、周方向において最大値が700MPa以上の圧縮残留応力が加わっている。この圧縮残留応力により、軌道面から深さ方向への亀裂の進展が抑制されるため、スラスト玉軸受100の軌道盤の軌道面における表面起点型の剥離の発生が抑制されている。 The raceway surfaces of the bearing washers (the shaft washer 10 and the housing washer 20) of the thrust ball bearing 100 are subjected to burnishing. As a result, a compressive residual stress with a maximum value of 700 MPa or more in the circumferential direction is applied to a region up to 100 μm from the raceway surface of the bearing washer of thrust ball bearing 100 . This compressive residual stress suppresses crack propagation in the depth direction from the raceway surface, thereby suppressing the occurrence of surface-originating flaking on the raceway surface of the raceway washer of thrust ball bearing 100 .

スラスト玉軸受の軌道盤の軌道面は、超仕上げ加工によりラジアル玉軸受の軌道輪の軌道面と同等の表面粗さを得ることが困難である。スラスト玉軸受の軌道盤の軌道面に対してショットピーニング加工により残留応力を付与する場合、ショットピーニング加工が表面粗さを増加させる加工であるため、スラスト玉軸受の軌道盤の軌道面に対してショットピーニング加工後に超仕上げ加工を行う必要がある。 It is difficult to superfinish the raceway surface of the raceway washer of a thrust ball bearing to obtain a surface roughness equivalent to that of the raceway surface of the raceway ring of a radial ball bearing. When residual stress is applied to the raceway surface of the washer of a thrust ball bearing by shot peening, the shot peening process increases the surface roughness. It is necessary to perform superfinishing after shot peening.

スラスト玉軸受100の軌道盤の軌道面には、バニシング加工により残留応力が付与されている。バニシング加工が行われる場合、超仕上げ加工が行われる場合よりも表面粗さが小さくなる。そのため、スラスト玉軸受100の軌道面は、圧縮残留応力をショットピーニング加工により付与した後に超仕上げ加工を行う場合と比較して、表面粗さが小さくなる。より具体的には、スラスト玉軸受100の軌道盤の軌道面の表面粗さを0.1μm以下にすることができる。そのため、スラスト玉軸受100では、軌道盤の軌道面における良好な潤滑状態を確保することができ、軌道盤の軌道面における表面起点型の剥離の発生が抑制されている。 Residual stress is applied to the raceway surface of the washer of the thrust ball bearing 100 by burnishing. When burnishing is performed, the surface roughness is less than when superfinishing is performed. Therefore, the surface roughness of the raceway surface of the thrust ball bearing 100 is reduced as compared with the case where superfinishing is performed after applying compressive residual stress by shot peening. More specifically, the surface roughness of the raceway surface of the washer of the thrust ball bearing 100 can be reduced to 0.1 μm or less. Therefore, in the thrust ball bearing 100, it is possible to ensure a good lubricating state on the raceway surface of the raceway washer, and the occurrence of surface-originating flaking on the raceway surface of the raceway washer is suppressed.

ショットピーニング加工が行われる場合、軌道盤の軌道面上の同一箇所が受ける加工の回数は、多数回に及ぶ。他方で、バニシング加工が行われる場合、軌道盤の軌道面上の同一箇所が受ける加工の回数は、多くても数回程度である。そのため、スラスト玉軸受100では、軌道盤の軌道面における残留オーステナイトが応力誘起変態しがたく、軌道盤の軌道面における残留オーステナイト量を確保することができる。その結果、スラスト玉軸受100では、軌道盤の軌道面における異物噛み込みに伴う早期剥離の発生を抑制することができる。以上のように、スラスト玉軸受100によると、転動疲労寿命を改善することが可能である。 When shot peening is performed, the same location on the raceway surface of the raceway washer is subjected to processing many times. On the other hand, when burnishing is performed, the number of times the same portion on the raceway surface of the bearing washer is subjected to the machining is several times at most. Therefore, in the thrust ball bearing 100, stress-induced transformation of the retained austenite on the raceway surface of the bearing washer is difficult to occur, and the amount of retained austenite on the raceway surface of the bearing washer can be secured. As a result, in the thrust ball bearing 100, it is possible to suppress the occurrence of premature flaking due to the entrapment of foreign matter on the raceway surface of the bearing washer. As described above, according to the thrust ball bearing 100, it is possible to improve the rolling contact fatigue life.

以上のように本発明の実施形態について説明を行ったが、上述の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。 Although the embodiment of the present invention has been described as above, it is also possible to modify the above-described embodiment in various ways. Also, the scope of the present invention is not limited to the embodiments described above. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, and is intended to include all changes within the meaning and scope of equivalence to the scope of claims.

上記の実施形態は、油圧式無段変速機用及びその他の用途に用いられるのスラスト玉軸受に特に有利に適用される。 The above embodiments are particularly advantageously applied to thrust ball bearings for hydraulic continuously variable transmissions and other applications.

100 スラスト玉軸受、10 軸軌道盤、10a 内周面、10b 外周面、10c 第1端面、10d 第2端面、10da 軌道溝、20 ハウジング軌道盤、20a 内周面、20b 外周面、20c 第1端面、20d 第2端面、20da 軌道溝、30 転動体、40 保持器、A1,A2 中心軸、S1 準備工程、S2 浸炭窒化処理工程、S3 焼入れ工程、S4 焼戻し工程、S5 加工工程、S6 バニシング加工工程。 100 thrust ball bearing 10 shaft washer 10a inner peripheral surface 10b outer peripheral surface 10c first end face 10d second end face 10da raceway groove 20 housing washer 20a inner peripheral surface 20b outer peripheral surface 20c first first end face End face 20d Second end face 20da Raceway groove 30 Rolling element 40 Cage A1, A2 Center shaft S1 Preparation process S2 Carbonitriding process S3 Quenching process S4 Tempering process S5 Processing process S6 Burnishing process process.

Claims (6)

スラスト玉軸受であって、
鋼製の軌道盤を備え、
前記軌道盤は、軌道面を有し、
前記軌道面の算術平均粗さは、0.1μm以下であり、
前記軌道面からの距離が100μmまでの領域において前記軌道盤に加わっている周方向の圧縮残留応力の最大値は、700MPa以上である、スラスト玉軸受。
A thrust ball bearing,
Equipped with a steel bearing washer,
The bearing washer has a raceway surface,
The arithmetic mean roughness of the raceway surface is 0.1 μm or less,
A thrust ball bearing, wherein a maximum value of circumferential compressive residual stress applied to the bearing washer in a region up to 100 μm from the raceway surface is 700 MPa or more.
前記軌道面には、バニシング加工が行われている、請求項1に記載のスラスト玉軸受。 2. The thrust ball bearing according to claim 1, wherein said raceway surface is subjected to burnishing. 前記軌道面には、浸炭窒化処理が行われている、請求項1又は請求項2に記載のスラスト玉軸受。 3. The thrust ball bearing according to claim 1, wherein the raceway surface is carbonitrided. 前記軌道面における前記鋼中の残留オーステナイト量は、10体積パーセント以上である、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のスラスト玉軸受。 The thrust ball bearing according to any one of claims 1 to 3, wherein the amount of retained austenite in the steel in the raceway surface is 10% by volume or more. 前記軌道面からの距離が100μmまでの領域において前記軌道盤に加わっている径方向の圧縮残留応力の最大値は、1000MPa以上である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のスラスト玉軸受。 The maximum value of the radial compressive residual stress applied to the bearing washer in a region up to 100 μm from the raceway surface is 1000 MPa or more, according to any one of claims 1 to 4. thrust ball bearing. 前記スラスト玉軸受は、油圧式無段変速機用である、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のスラスト玉軸受。 The thrust ball bearing according to any one of claims 1 to 5, wherein the thrust ball bearing is for a hydraulic continuously variable transmission.
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