JP5029427B2 - 転がり軸受 - Google Patents
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Description
したがって、この種のエンジンルーム内で使用される転がり軸受は、高温により残留オーステナイトの分解に起因した組織変化を伴う寸法変化が生じやすく、これにより、軸受隙間が小さくなり、早期剥離や焼付き等が生じやすく、寿命低下等の軸受性能の低下が生じるおそれがあった。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、自動車のエンジンルーム内において高温環境下で使用されても、寸法変化が生じにくく長寿命な転がり軸受を提供することを課題としている。
すなわち、上記課題を解決するために、本発明は、内輪、外輪、およびこれら内輪と外輪の間に転動自在に配された複数の転動体を備え、自動車のエンジンルーム内で使用される転がり軸受であって、前記転動体は、その平均残留オーステナイト量が6体積%以下、硬さがHRC57以上となっており、さらに、その表面に形成されたSi−Mn系炭窒化物の面積率が1.0%以上であることを特徴としている。
以下に、一方向クラッチとリングギヤと玉軸受とを備えるアイドリングストップシステムの構造について、図1を参照しながら詳細に説明する。なお、図1は、その玉軸受を備えるアイドリングストップシステムの構造を示す縦断面図である。
そして、エンジンが運転を開始することで、その出力によって、クランク軸11に連動するアウターレース支持部材34の回転がリングギヤ12の回転よりも速くなると、一方向クラッチ13は解放状態となる。これにより、ピニオンギヤ14とリングギヤ12の歯部12aとが常時噛み合った状態でも、クランク軸11の回転はスタータモータ側に伝達されないので、エンジン始動後のスタータモータの過回転を防止することができる。なお、上記玉軸受1および一方向クラッチ13には、潤滑のためにエンジンオイルが供給される。
なお、大径とは、玉軸受1のPCDと玉4の直径dとの比(PCD/玉4の直径d)が17以上24以下であり、且つ、玉軸受1のPCDと2列の玉4の中心間距離aとの比(PCD/2列の玉4の中心間距離a)が12以上24以下であることを意味する。また、幅狭とは、軸受幅bと玉4の直径dとの比(軸受幅b/玉4の直径d)が2.8以上3.2以下であることを意味する。さらに、薄肉とは、玉軸受1のPCDと内外輪2,3の径方向の幅(厚さ)ti,toとの比(PCD/内外輪2,3の径方向の幅ti,to)が25以上35以下であることを意味する。本実施形態の玉軸受1は、玉4の直径dが3.5〜4.8mm程度で、玉軸受1のPCDが80〜120mm程度である。また、保持器5のポケットのPCDと径方向の幅tとの比(PCD/径方向の幅t)は、36以上60以下が好ましく、40以上50以下がより好ましい。
さらに、転動体である玉4は、SUJ3鋼を用いて所定の寸法安定化処理が施されて、その平均残留オーステナイト量の合計は6体積%以下とされ、硬さがHRC57以上となっている。なお、硬さがHRC57未満であると早期剥離が生じやすくなる。さらに、この玉4は、その表面に形成されたSi−Mn系炭窒化物の面積率が1.0%以上である。
ここで、高温下においては残留オーステナイトの分解に起因する寸法変化(膨張)が生じる。しかし、仮に内輪または外輪のみに寸法変化を抑制する処理を施しても、逆に内輪2と玉4間、および外輪3と玉4間の隙間のバランスが崩れてしまうと、かえって隙間詰まりが生じてしまい、短寿命となる可能性がある。
例えば、本実施形態においては、転がり軸受として複列のアンギュラ玉軸受を例示して説明したが、本発明の転がり軸受は、他の種類の様々な玉軸受に対して適用することができる。例えば、深溝玉軸受,自動調心玉軸受である。さらに、本実施形態において転動体は2列の玉であったが、単列でもよいし3列以上でもよい。また、この玉軸受1は、3点接触軸受でもよいし、4点接触軸受でもよい。また、転動体の形状も玉に限らず、例えばローラであってもよい。
以下、本発明の実施例を示してより具体的に説明する。
呼び番号6206の深溝玉軸受を、以下のようにして製造し、本発明の実施例1〜6、および比較例1〜5用として11種類の深溝玉軸受を用意した。まず、内輪2および外輪3は、いずれも共通とし、SUJ2製の素材を用いて所定形状に加工し、その後、840℃〜860℃で0.5〜1時間加熱した後に焼入を施し、さらに160℃〜180℃で1〜2時間の焼戻しを施すことによって同様に製作した。
荷重 :P/C(P:動等価荷重、C:基本動定格荷重)=0.46
回転速度 :3000min−1
潤滑剤 :ISO粘度グレードがISO VG68であるオイル
雰囲気温度:130℃
このことから、高温環境下においては残留オーステナイトの分解に起因する寸法変化(膨張)が生じるが、転動体の平均残留オーステナイト量が6体積%以下であると寸法変化が生じにくくなり、これにより隙間詰まりが抑制され、内輪と転動体間、あるいは外輪と転動体間の摩擦係数を低減できるため、摩擦に伴う発熱を低減することができ、長寿命になったと考えられる。
以上の寿命試験の結果から、転がり軸受の転動体を、SUJ3を用いて浸炭窒化を施し、その平均残留オーステナイト量を6体積%以下、硬さをHRC57以上、その表面に形成されたSi−Mn系炭窒化物の面積率を1.0%以上とすることによって、130℃程度の高温環境下で使用された場合であっても、長寿命にできることがわかる。
2 内輪
3 外輪
4 玉(転動体)
5 保持器
6 止め輪
11 クランク軸
12 リングギヤ
Claims (1)
- 内輪、外輪、およびこれら内輪と外輪の間に転動自在に配された複数の転動体を備え、自動車のエンジンルーム内で使用される転がり軸受であって、
前記転動体は、その平均残留オーステナイト量が6体積%以下、硬さがHRC57以上となっており、さらに、その表面に形成されたSi−Mn系炭窒化物の面積率が1.0%以上であり、日本工業規格に規定されたSUJ3で構成されているとともに、浸炭窒化焼入れが施された後に230℃以上380℃以下で焼戻しが施されていることを特徴とする転がり軸受。
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