WO2005066513A1 - スラスト針状ころ軸受、カーエアコン・コンプレッサのスラスト荷重を受ける支持構造、オートマチックトランスミッションのスラスト荷重を受ける支持構造、無段変速機用の支持構造、およびマニュアルトランスミッションのスラスト荷重を受ける支持構造 - Google Patents

スラスト針状ころ軸受、カーエアコン・コンプレッサのスラスト荷重を受ける支持構造、オートマチックトランスミッションのスラスト荷重を受ける支持構造、無段変速機用の支持構造、およびマニュアルトランスミッションのスラスト荷重を受ける支持構造 Download PDF

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thrust
thrust load
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Yasuyuki Watanabe
Kousuke Obayashi
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Definitions

  • Thrust needle roller bearings support structure that receives the thrust load of the car air conditioner's compressor, support structure that receives the thrust load of the automatic transmission, support structure for the continuously variable transmission, and support structure that receives the thrust load of the manual transmission
  • the present invention relates to a thrust needle roller bearing, a support structure for receiving a thrust load of a car air conditioner, a compressor, a support structure for receiving a thrust load of an automatic transmission, a support structure for a continuously variable transmission, and a thrust for a manual transmission.
  • a thrust needle roller bearing for receiving a thrust load of a car air conditioner, a compressor, a support structure for receiving a thrust load of an automatic transmission, a support structure for a continuously variable transmission, and a thrust for a manual transmission.
  • a thrust needle roller bearing is composed of a needle roller, a cage and a bearing washer, and has a structure in which the needle roller and the track disk are in line contact with each other. It has the advantage of high rigidity. Therefore, thrust needle roller bearings are used, for example, in support structures for car air conditioners and compressors, and in transmissions (manual transmissions, automatic transmissions, and continuously variable transmissions).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-70872.
  • the oil used in car air conditioner's compressors has low viscosity, and the amount of oil is reduced in order to improve the compressor capacity (cooling capacity). Since it is used under such severe conditions under dilute lubrication, if the differential slip of the rollers is large, there is a possibility that premature breakage may occur due to surface damage such as surface-initiated delamination.
  • Oil containing additives has a poorer lubricating performance on bearings than ordinary oil, so the differential sliding of the rollers is large.V With the current thrust bearings, improvement from the viewpoint of surface damage such as surface-start-type delamination is possible. Hope I will.
  • Patent Document 1 JP-A-2002-70872
  • Conventional thrust needle roller bearings include a bearing washer made of a low carbon structural steel, a cold-rollable steel, and a cold-rollable steel plate and a steel strip.
  • a bearing washer made of a low carbon structural steel, a cold-rollable steel, and a cold-rollable steel plate and a steel strip.
  • Rolled steel sheet, steel strip, medium carbon steel or bearing steel is used.
  • Heat treatment of the bearing washer is performed by carburizing or carbonitriding when low carbon structural steel, cold rolled steel plate or steel strip is used, and when medium carbon steel or bearing steel is used. Is subjected to bright quenching or induction quenching.
  • bearing steel is used as a material for the rollers of the conventional thrust needle roller bearing, and bright quenching or carbonitriding is performed for the heat treatment.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and has an effect on at least early damage due to surface damage such as surface-originated separation by changing at least the properties of the washer.
  • Another object of the present invention is to provide a long-life thrust needle roller bearing which is effective for the load-dependent rolling fatigue of the above.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and at least changes the properties of the washer. This is effective for early breakage due to surface damage such as surface-originated peeling, and is effective for normal load-dependent rolling fatigue. It is another object to provide a structure.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and is effective for early damage due to surface damage such as surface-initiated peeling of a thrust needle roller bearing.
  • Another object of the present invention is to provide a support structure for receiving a thrust load of a long-lived automatic transmission, which is effective for ordinary load-dependent rolling fatigue.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and is effective against early damage due to surface damage such as surface-initiated peeling of a thrust needle roller bearing. It is still another object of the present invention to provide a long-life support structure for a continuously variable transmission, which is effective for ordinary load-dependent rolling fatigue.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and is effective for early damage due to surface damage such as surface-initiated peeling of a thrust needle roller bearing. It is still another object of the present invention to provide a support structure that receives a thrust load of a long-lasting manual transmission, which is effective for ordinary load-dependent rolling fatigue.
  • the thrust needle roller bearing of the present invention is a thrust needle roller bearing having a washer having a thin-walled steel plate strength and a needle roller, wherein at least the washer has a nitrogen-enriched layer on a surface portion thereof.
  • the residual austenite amount in the surface layer portion is 5% by volume or more and 25% by volume or less, and the austenite grain size number in the surface layer portion is 11th or more.
  • the nitrogen content of the surface layer is 0.1% by mass to 0.7% by mass.
  • the support structure for receiving the thrust load of the car air conditioner'compressor of the present invention can reduce the thrust load of the car air conditioner'compressor, in which the swash plate rotates with the rotation of the main shaft, whereby the piston swings.
  • a thrust needle roller bearing that receives a thrust load generated by the rotation of a swash plate and has a washer made of thin steel plate and needle rollers, at least the washer side has nitrogen on the surface layer. It has an enriched layer, the austenite content of the surface layer is 5% by volume or more and 25% by volume or less, and the austenite grain size number of the surface layer is 1%. Number one or more.
  • the nitrogen content in the surface layer is preferably in the range of 0.1% to 0.7% by mass.
  • the support structure for receiving a thrust load of the automatic transmission of the present invention is a support structure for receiving a thrust load of an automatic transmission including a torque converter having an impeller and a turbine facing each other with a stator interposed therebetween, A thrust needle roller bearing having a washer made of a thin steel plate and needle rollers is provided at least between the stator and the impeller and between the stator and the turbine. At least the bearing washer has a nitrogen-enriched layer in the surface layer, the amount of retained austenite in the surface layer is 5% by volume or more and 25% by volume or less, and the austenite grain size number in the surface layer is 11th or more.
  • the nitrogen content of the surface layer is preferably in the range of 0.1% by mass to 0.7% by mass.
  • the support structure for a continuously variable transmission is a support structure for a continuously variable transmission in which the rotation of the input shaft changes steplessly and is transmitted to the output shaft.
  • a thrust needle roller bearing that receives a thrust load generated by rotation of either the input shaft or the output shaft and has a washer made of thin steel plate and needle rollers, at least the washer has nitrogen on the surface layer. It has an enriched layer, the amount of austenite in the surface layer is 5% by volume or more and 25% by volume or less, and the austenite grain size number in the surface layer is 11th or more.
  • the nitrogen content of the surface layer is in the range of 0.1% by mass to 0.7% by mass.
  • the support structure of the manual transmission of the present invention which receives a thrust load is provided by the combination of the input shaft gear and the countershaft gear and the combination of the countershaft gear and the output shaft gear.
  • a support structure that receives the thrust load of a manual transmission that can gradually change the rotation speed of the output shaft with respect to the rotation speed of the input shaft.
  • a thrust needle roller bearing that receives a thrust load on any of the output shaft and the thin steel plate and has a needle washer and a needle roller, at least the washer side has a nitrogen-enriched layer in the surface layer portion, and the surface layer has a nitrogen-enriched layer.
  • the austenite content of the part is 5% by volume or more and 25% by volume or less.
  • the austenitic grain size number of the layer part is 11 or more.
  • the nitrogen content of the surface layer is 0.1% by mass to 0.7% by mass. Range.
  • the bearing washer is made of a material having a small crystal grain size and heat resistance, the surface-initiated type peeling (surface damage such as peeling, smearing, etc.) and the life are improved. , And the internal origin type peeling life can be improved.
  • the washer is made of a material having a small crystal grain size and heat resistance, surface-originated peeling (pilling, smearing) is performed. It is possible to improve both the service life (surface damage such as surface damage) and the internal origin type peeling life.
  • the bearing washer of the thrust needle roller bearing is made of a material having a small crystal grain size and heat resistance, so that the surface starting type is formed. Both the life of peeling (surface damage such as peeling and smearing) and the life of internal origin type peeling can be improved.
  • the bearing washer of the thrust needle roller bearing is made of a material having a small crystal grain size and heat resistance, so that surface-initiated peeling (peeling) can be achieved.
  • peeling both the life of surface damage such as smearing and the like and the life of internal origin type peeling can be improved.
  • the bearing washer of the thrust needle roller bearing is made of a material having a small crystal grain size and heat resistance, so that surface-start-type peeling ( It is possible to improve both the life of surface damage (peeling, smearing, etc.) and the life of internal origin type peeling.
  • residual austenite present in the nitrogen-enriched layer in the surface layer causes a reduction in surface hardness. Therefore, after carbonitriding, it is reheated to a temperature lower than the temperature during carbonitriding and then quenched. It is necessary to reduce the amount of retained austenite by performing the treatment compared to the carbonitrided product. In the present invention, since the retained austenite in the surface layer portion is suppressed to 25% by volume or less, a decrease in surface hardness can be suppressed.
  • processing and heat treatment are applied to apply a compressive stress to the surface layer and further increase the hardness, thereby extending the life.
  • processing and heat treatment include (bl) shot peening, (b2) barrel processing, (b3) rolling, (b4) carburizing + carbonitriding, (b5) carbonitriding + sub-zero, b6) Techniques such as carbonitriding treatment + secondary quenching + sub-zero treatment can be performed as they are or in combination with the (bl) method (b6).
  • At least one of the washer and the rollers is subjected to the carbonitriding treatment at or above the A transformation point.
  • It may be heated to the quenching temperature and quenched from the quenching temperature.
  • the cooling may be performed to a temperature at which the austenite transformation ends at a predetermined value or more.
  • a metal structure having a nitrogen-enriched layer, fine austenite grains, and containing an appropriate amount of retained austenite can be obtained. Therefore, both the surface-originated peeling life and the internal-origin peeling life can be improved.
  • thrust needle roller bearings that minimize dimensional changes over time, car air conditioners, support structures that receive the thrust load of compressors, and automatic transmission A support structure for receiving a last load, a support structure for a continuously variable transmission, and a support structure for receiving a thrust load of a manual transmission can be obtained.
  • the nitrogen-enriched layer is formed by carbonitriding as described above. However, the nitrogen-enriched layer may be enriched with carbon. You don't have to.
  • the quenching temperature may be in a temperature range in which carbide and Z or nitride and an austenitic phase coexist at least in the surface layer of carbonitrided steel.
  • the heating temperature during quenching is lower than the heating temperature during carbonitriding, the amount of undissolved carbide and Z or nitride in the surface layer to which carbonitriding is effective is greater than in carbonitriding. Also increase. For this reason, when the quenching temperature is in the above coexistence temperature range, at the quenching temperature, the ratio of the amount of undissolved carbide Z nitride increases and the ratio of the amount of austenite decreases during carbonitriding. Judging from the iron-carbon binary phase diagram, in the coexistence region of carbide (cementite) and austenite, the concentration of carbon dissolved in austenite decreases as the quenching temperature decreases.
  • the steel used for bearings has a low V content of other alloying elements such as Si (silicon) and Mn (manganese).
  • the temperature range and the formation layer can be discussed. Nitrogen, like carbon, forms a solid solution in iron as an interstitial element, and forms a nitride with iron similar to cementite in a certain temperature range. Can be.
  • the austenite grains become fine because the amount of undissolved carbide and Z or nitride that hinder the growth of austenite grains is large. Further, the structure transformed from austenite to martensite by quenching has a slightly lower carbon concentration in the above heat treatment, and therefore has a structure slightly higher in toughness than the structure quenched by the carbonitriding temperature. That is, (cl) undissolved carbide Z And (c2) the carbon concentration is lower than before!
  • the above quenching temperature may be 780 ° C-830 ° C. By applying this temperature range to almost all steel materials, it is possible to easily control the quenching temperature.
  • At least one of the washer and the rollers may be subjected to cold working such as pressurizing before carbonitriding treatment!
  • At least one of the washer and the rollers described above may be provided with a compressive stress of 500 MPa or more.
  • the working life and the heat treatment can be further applied to the above-mentioned microstructure to apply a compressive stress to the above-mentioned surface layer, thereby further extending the life.
  • the austenite grain size number in the present specification is a grain size number of austenite as defined according to the austenitic grain size test method of JIS G 0551.
  • the austenite crystal grains in the present specification are austenite crystal grains that have undergone phase transformation during quenching and heating, and are the same as those obtained after cooling to martensite by cooling. What remains!
  • the austenitic crystal grains may be any grain boundaries that can be observed by applying a process such as etching to a gold phase sample of a target member to reveal grain boundaries. It may be called old austenite grains in the sense that it is the grain boundary at the time of heating immediately before quenching, and in a sense.
  • the measurement may be obtained by converting the average value of the particle size number of JIS standard into the average particle size, or the length of the interval between the alignment of the random direction straight line superimposed on the metal phase structure by the intercept method and the grain boundary. May be taken and averaged and multiplied by a correction coefficient to obtain a two-dimensional to three-dimensional interval length.
  • the austenitic phase is a non-magnetic material and the ferrite phase is It can also be measured by determining the magnetic force using a magnetic balance or the like, utilizing the fact that it is a ferromagnetic material. In addition, it can be easily measured using a commercially available measuring device.
  • the austenite phase is transformed into martensite or the like, but the retained austenite is untransformed to room temperature, for example, between adjacent martensite bundles transformed along different crystal planes. Refers to the remaining austenite. Therefore, there is no direct relationship with the austenitic crystal grains in which the range of the average particle size is limited.
  • the nitrogen content in the surface layer is less than 0.1% by mass, the effect is ineffective, particularly, the rolling life under the condition of foreign matter contamination is reduced.
  • the nitrogen content is more than 0.7% by mass, voids called voids are formed, and the amount of retained austenite becomes too large, resulting in short life due to insufficient hardness.
  • the nitrogen-enriched layer formed on the washer the nitrogen content is the value at the surface layer of 50 ⁇ on the track surface after grinding.
  • the EPMA Electrode
  • Micro-Analysis can be measured with a wavelength dispersive X-ray microanalyzer.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing a configuration of a thrust needle roller bearing according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another configuration of the thrust needle roller bearing according to Embodiment 1 of the present invention, showing a configuration of a thrust needle roller bearing in which rollers are arranged in multiple rows.
  • FIG. 3 is a view for explaining a heat treatment method for a thrust needle roller bearing of the present invention.
  • FIG. 4 is a view illustrating a modification of the heat treatment method for a thrust needle roller bearing of the present invention.
  • FIG. 5A is a view showing a microstructure of a bearing component of the present invention, particularly austenite grains.
  • FIG. 5B is a view showing a microstructure of a conventional bearing component, particularly, austenite grains.
  • FIG. 6A is a diagram showing austenite grain boundaries illustrating FIG. 5A.
  • FIG. 6B is a diagram showing austenite grain boundaries illustrating FIG. 5B.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a double-swash plate type swash plate compressor.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a single-swash plate type swash plate compressor.
  • FIG. 9 is a sectional view schematically showing a configuration of a single-swash plate type variable displacement swash plate compressor.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a support structure of the automatic transmission according to the second embodiment of the present invention that receives a thrust load.
  • FIG. 11 is a schematic sectional view showing a support structure that receives a thrust load by a gear mechanism of an automatic transmission according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic sectional view showing a region P in FIG. 11 in an enlarged manner.
  • FIG. 13 is a schematic sectional view showing a support structure for a continuously variable transmission according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 14 is an enlarged sectional view showing a P part in FIG. 13.
  • FIG. 15 is a schematic sectional view showing a configuration of a manual transmission according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing a configuration of a thrust needle roller bearing according to Embodiment 1 of the present invention.
  • this thrust needle roller bearing 10A is composed of a pair of washers 1, 1 having a thin steel plate force, and a plurality of needle rollers 2 rolling between a pair of washers 1, 1. And an annular cage 3 for holding the plurality of needle rollers 2 at a predetermined pitch in the circumferential direction.
  • the bearing washer 1 has a through hole la at the center for inserting a shaft or the like.
  • At least washer 1 of thrust needle roller bearing 10A has a nitrogen-enriched layer in the surface layer, and the residual austenite amount in the surface layer is 5% by volume or more and 25% by volume or less.
  • the austenite grain size number of the part is 11 or more.
  • the nitrogen concentration of the surface layer is 0.05% by mass or more and 0.4% by mass or less.
  • the washer 1 not only the washer 1 but also the needle rollers 2 or the cage 3 have a nitrogen-enriched layer in the surface layer, and the amount of retained austenite in the surface layer is 5% by volume or more and 25% by volume or less.
  • the austenite grain size number of the surface layer may be 11 or more.
  • the nitrogen concentration in the surface layer may be from 0.05% by mass to 0.4% by mass.
  • thrust needle roller bearing 10B has double-row needle rollers 2 each including inner diameter needle rollers 2a and outer diameter needle rollers 2b.
  • the retainer 3 is configured such that two annular members 3a and 3b are overlapped so as to be in contact with each other.
  • the inner diameter side end of the annular member 3a is bent toward the annular member 3b and caulked, and the outer diameter end of the annular member 3b is bent toward the annular member 3a and caulked. Is preferred.
  • the two annular members 3a and 3b can be caulked and fixed to be firmly integrated.
  • L1 ⁇ L2 and L2 ⁇ L1 can be selected.
  • L1 ⁇ L2 and L2 ⁇ L1 can be selected.
  • To increase the load capacity of the outer diameter side by making the length L2 of the outer diameter side needle rollers 2b longer than the length L1 of the inner diameter needle rollers 2a, for example, 1.2 times longer. Is preferred,.
  • the configuration of the thrust needle roller bearing 10B other than the above is substantially the same as the configuration of the above-described thrust needle roller bearing 10A, so that the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof. Omitted.
  • FIGS. 3 and 4 show a heat treatment method for forming the thrust needle roller bearing of the present invention.
  • Fig. 3 is a heat treatment pattern showing the method of performing primary quenching and secondary quenching.
  • Fig. 4 cools the material to below the A transformation point temperature during quenching,
  • tempering is performed at 230 ° C.
  • the steel for bearing parts is cooled to a temperature below the A transformation point without quenching. . After that, if the steel for bearing parts is at a temperature above the A transformation point,
  • tempering is performed at 230 ° C.
  • a nitrogen-enriched layer which is a "carbonitrided layer" is formed on the surface layer of steel for bearing parts. Since the carbon concentration of the steel used as the material in the carbonitriding process is high, the atmospheric force of the normal carbonitriding process may make it difficult for carbon to penetrate the steel surface. For example, in the case of steel with a high carbon concentration (steel of about 1% by mass), a carburized layer with a higher carbon concentration may be generated, and a carburized layer with a higher carbon concentration may not be easily generated. However, the nitrogen concentration is a force that also depends on the Cr (chromium) concentration. Since ordinary steel is as low as about 0.020 mass% or less, a nitrogen-enriched layer is clearly generated regardless of the carbon concentration of the material steel. . It goes without saying that the nitrogen-enriched layer is enriched with carbon.
  • the surface layer portion is carbonitrided while preventing early damage due to surface damage such as surface-initiated peeling.
  • the thrust needle roller bearing has a long life because it has an effect and also has an effect on the internal origin type peeling due to ordinary load-dependent rolling fatigue.
  • FIG. 5A shows the austenite grain size of the bearing steel to which the heat treatment pattern shown in FIG. 3 is applied.
  • Fig. 5B shows the austenitic grain size of the bearing steel by the conventional heat treatment method.
  • FIG. 6A and FIG. 6B show the austenite grain size illustrated in FIG. 5A and FIG. 5B.
  • the conventional austenite grain size is 10 in the grain size number of the IS (Japanese Industrial Standard) standard, and according to the heat treatment method of the present invention, it is possible to obtain the 12th fine grain. Can be.
  • the average particle size in FIG. 5A was 5.6 m as measured by the section method.
  • FIG. 7 shows a compressor using a thrust needle roller bearing according to Embodiment 1 of the present invention. It is a schematic sectional drawing which shows the structure of.
  • a swash plate type compressor 100 of, for example, a double swash plate type is shown as a compressor.
  • a piston 107 reciprocates via a shoe 109 sliding on the swash plate 103 by rotation of a swash plate 103 fixed to a main shaft 104.
  • the housing 102 is rotatably supported via a main shaft 104 to which a swash plate 103 is fixed and a radial bearing 105.
  • a plurality of cylinder bores 106 are formed in the housing 102 at equal intervals in the circumferential direction, and a double-headed piston 107 is slidably accommodated in each bore 106.
  • a recess 108 is formed at the center of each piston 107 so as to straddle the outer periphery of the swash plate 103, and a spherical seat is formed on an axially facing surface of the recess 108 to seat a spherical or hemispherical shoe 109. Let me do it.
  • a shoe 109 is interposed between the swash plate 103 and the piston 107 and functions to smoothly convert the rotational movement of the swash plate 103 into a reciprocating movement of the piston 107.
  • the swash plate 103 is fixed to the main shaft 104 and rotates together with the main shaft 104. Since the swash plate 103 functions to reciprocate the piston 107 as described above, a thrust load is generated in the axial direction of the main shaft 104. Therefore, the thrust needle roller bearing 10B is used as a support structure that receives the thrust load.
  • the thrust needle roller bearing 10B includes the pair of washers 1 and 1, the double row needle rollers 2a and 2b, and the retainer 3 as described above. One of the pair of washers 1 is assembled to the swash plate 103, and the other of the pair of washers 1 is assembled to the housing 102 side.
  • a double swash plate type swash plate type compressor has been described as a compressor, but the thrust needle roller bearing of the present invention is applicable to other types of swash plate type compressors, scroll type compressors and the like. Can also be applied.
  • Another type of swash plate compressor includes, for example, a single swash plate type swash plate compressor / a single swash plate type variable displacement swash plate compressor.
  • Double row thrust needle roller bearing 10B of the present embodiment is arranged as a supporting structure for receiving weight.
  • the connecting member 211 is a part for connecting the swash plate 203 and the piston 207. Material.
  • the swash plate 203 rotates with the rotation of the main shaft 204, whereby the connecting member 211 swings, whereby the piston 207 reciprocates in the cylinder via the piston rod 215.
  • Double row thrust needle roller bearing 10B of the present embodiment is arranged. Also, between the housing 302 and the sleeve 314 of the main shaft 304, the double-row thrust needle roller bearing 10B of the present embodiment is disposed as a support structure for receiving a thrust load.
  • the journal 303 (swash plate) rotates with the rotation of the main shaft 304, whereby the piston support 312 swings, so that the piston 307 moves in the cylinder through the piston rod 315. Reciprocate.
  • the inclination angle of the journal 303 can be changed by sliding the sleeve 314 connected to the drive pin 313 in the axial direction with respect to the main shaft 304. It has been realized.
  • the force described in the case where the car air conditioner's compressor is provided with a double-row thrust needle roller bearing 10B is replaced with a single-row thrust needle roller bearing 10B shown in FIG.
  • the thrust needle roller bearing 10A may be provided.
  • the thrust needle roller bearing is used for a support structure that receives a thrust load of a car air conditioner's compressor.
  • the thrust needle roller bearing of the present invention may be used in such a case.
  • it may be used as a support structure that receives the thrust load of a manual transmission.
  • FIG. 10 is a schematic sectional view showing a support structure for receiving a thrust load of the automatic transmission according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the automatic transmission usually includes a torque converter 500 and a planetary gear mechanism (not shown).
  • Torque converter 500 mainly includes impeller 501, stator 502, and turbine 503. Support for receiving the thrust load of the automatic transmission of the present embodiment
  • the structure is, for example, a thrust needle roller bearing 510 assembled between the impeller 501 and the stator 502 and between the stator 502 and the turbine 503.
  • an impeller 501 connected to the output shaft of the engine and a turbine 503 connected to the input shaft of the automatic transmission are arranged so as to face each other.
  • the stator 502 is attached to a stator shaft fixed to a casing via a one-way clutch 504.
  • the stator 502 flows the fluid returning between the bowl-shaped impeller blade 501a and the turbine blade 503a when returning the turbine 503 side force to the impeller 501 side on the inner diameter side.
  • a forward rotational force is applied to the impeller 501 to amplify the transmission torque.
  • the thrust needle roller bearing 510 between the impeller 501 and the stator 502 includes the needle rollers 2, the retainer 3, and the washer 505a and 505b.
  • the bearing washer 505a is assembled to the impeller hub 501b, and the washer 505b is assembled to the stator 502 side.
  • the thrust needle roller bearing 510 between the stator 502 and the turbine 503 includes the needle rollers 2, two cages 3, and bearing plates 506a and 506b.
  • the bearing washer 506a is mounted on the turbine knob 503b, and the bearing washer 506b is mounted on the stator 502 side.
  • each of thrust needle roller bearings 510 assembled between impeller 501 and stator 502 and between stator 502 and turbine 503 has the thrust needle shape shown in FIG. It is composed of a roller bearing 10A or a thrust needle roller bearing 10B shown in FIG.
  • the bearing washer 505a and 505b of the thrust needle roller bearing 510 and the bearing washer 506a and 506b correspond to the bearing washer 1 of the thrust needle roller bearings 10A and 10B.
  • the configuration of the thrust needle roller bearing 510 and the heat treatment method performed on each member are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will not be repeated.
  • the support structure for receiving the thrust load in the torque converter portion of the automatic transmission has been described.
  • the thrust needle roller bearing for receiving the thrust load in the gear mechanism portion of the automatic transmission has been described in the second embodiment. 2 thrust needle roller bearings can be used.
  • automatic The embodiment is applied to a support structure for receiving a thrust load in a gear mechanism of a transmission.
  • thrust needle roller bearing adopted in 1 The case where the thrust needle roller bearing adopted in 1 is applied will be described as an example.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a support structure that receives a thrust load in the automatic transmission gear mechanism according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic sectional view showing a region P in FIG. 11 in an enlarged manner.
  • a shaft 551 is a main shaft, and is rotatably supported by front and rear bearings 553 in case 552.
  • a synchro hub 554 is provided on the outer periphery of the shaft 551, and an idle gear 555 is rotatably provided via a rolling bearing 558 adjacent to one side thereof.
  • the idle gear 555 is a third-speed main gear, and has a clutch gear 555a on the synchro hub 554 side.
  • An enlarged diameter portion 559 is formed on the outer periphery of the shaft 551 on the right side of the idle gear 555 serving as the third speed main gear, and on the right side of the enlarged diameter portion 559 is another contact with the right step surface 559a.
  • An idle gear 557 is rotatably provided on the shaft 551 via a rolling bearing. This idle gear 557 is a second-speed main gear that is disengaged from another synchro hub.
  • the shaft 561 is a counter shaft, and is rotatably supported by the shaft 551 and a bearing such as a parallel lever case 563 in a parallel lever case 552.
  • the shaft 561 is provided with gears 565, 567 which are engaged with the idle gears 555, 557 on the shaft 551 side in a fixed state.
  • idle gear 555 serving as the third speed main gear and the left step surface 559b of shaft enlarged portion 559 of shaft 551 serving as the main shaft
  • the diameter of idle gear 555 is the same and the number of teeth is slightly smaller.
  • Different scissor gears (ie, intervening gears) 568 forces are provided rotatably on shaft 551 in contact with the width surface of idle gear 555!
  • the idle gear 555 and the scissors gear 568 mate with the same gear 565 on the shaft 561 that is the countershaft.
  • the scissor gear 568 may be any gear that can engage with the same gear 565 as the idle gear 555.
  • the pitch circle, the addendum circle, and the root It has the same diameter as gear 5 55.
  • the difference in the number of teeth between the scissors gear 568 and the idle gear 555 is preferably one or more.
  • a thrust needle roller bearing 510 as a support structure is interposed between the scissor gear 568 and the left step surface 559b of the shaft enlarged-diameter portion 559.
  • the thrust needle roller bearing 510 includes the needle roller 2 and the cage. 3 and a washer 1.
  • the gear-side bearing washer 570 of the thrust needle roller bearing 510 which is in contact with the scissor gear 568 is rotatable with respect to the shaft 551, and the bearing washer 571 which is in contact with the left step surface 559b of the shaft enlarged diameter portion 559 is attached to the shaft 551. It is often fixed with a key.
  • the needle rollers 2 are composed of double-row needle rollers 2a and 2b.
  • Embodiments 2 and 3 the force described in the case of the automatic transmission is applied to a thrust support structure widely used in transmissions in general. ) May be applied to the thrust support structure used in
  • FIG. 13 is a schematic sectional view showing a support structure for a continuously variable transmission according to Embodiment 4 of the present invention.
  • a driving force generated by an engine (not shown) is transmitted from a crankshaft (not shown) to a continuously variable transmission mechanism 600 via a torque converter (not shown) and a forward / reverse switching mechanism 610. Being transmitted to
  • the forward / rearward section 610 has a planetary gear mechanism and multi-plate clutches 615 and 616.
  • the planetary gear mechanism includes a ring gear 613a fixed to the shaft 601a via a support member 613, a sun gear 601b fixed to the primary shaft 601 and a planetary pinion 612a rotatably supported by the support member 612. Do! / This planetary pioneer 612a It is engaged with each of the ring gear 613a and the sun gear 601b.
  • the multi-plate clutch 615 is incorporated as a reverse brake between the outer periphery of the support member 612 and the inner periphery of the housing 606.
  • the multi-plate clutch 616 is incorporated as a forward clutch between the outer periphery of the primary shaft 601 and the inner periphery of the support member 613. Further, a mechanism (not shown) capable of supplying hydraulic pressure to each of the multiple disc clutches 615 and 616 is provided.
  • the continuously variable transmission mechanism 600 includes an input-side primary shaft 601 connected to a forward / reverse switching structure 610, a primary pulley 602 provided on the primary shaft 601 and an output parallel to the primary shaft 601. Side secondary shaft 603, a secondary pulley 604 provided on the secondary shaft 603, and a velorette 605 that is bridged over both the primary pulley 602 and the secondary pulley 604.
  • the primary pulley 602 has a fixed pulley 602a fixed to the primary shaft 601 and a movable pulley 602b opposed thereto and slidably mounted in the primary shaft 601 in the axial direction by a ball spline or the like. T! / By sliding the movable pulley 602b in the axial direction, the gap between the cone surfaces of the pulley, that is, the pulley groove width is variable.
  • the secondary pulley 604 has a fixed pulley 604a fixedly mounted on the secondary shaft 603, and a movable pulley 604b mounted on the secondary shaft 603 so as to be slidable in the axial direction by a ball spline or the like opposed thereto. Then! / Puru.
  • the gap between the cone surfaces of the pulley that is, the pulley groove width is variable.
  • the contact diameter of the belt 605 with the pulley 602 and the insect contact diameter with the pulley 604 are changed.
  • the ratio of the winding diameter of the belt 605 to the respective pulleys 602, 604 changes. Therefore, the rotation of the primary shaft 601 is continuously changed and transmitted to the secondary shaft 603.
  • the thrust needle roller bearing 10 is provided to receive the thrust load of the input side shaft 601a and the primary shaft 601 and the output side secondary shaft 603.
  • FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view showing a portion P in FIG. 13 showing an arrangement of thrust needle roller bearings.
  • thrust needle roller bearing 10 is provided, for example, between the inner ring of rolling bearing 611 that rotatably supports primary shaft 601 and support member 612, between support member 612 and sun gear 601b, and sun gear 601b. And between the support member 613 and the support member 613 and the housing 606.
  • Each thrust needle roller bearing 10 has a needle roller 2 and two cages 3 and 4 for holding the needle roller 2.
  • the needle rollers 2 are composed of, for example, double rows of needle rollers 2a and 2b.
  • Each of the thrust needle roller bearings 10 in the present embodiment is configured by a thrust needle roller bearing 10B shown in FIG. Further, it may be constituted by a thrust needle roller bearing 10A shown in FIG.
  • the configuration of the thrust needle roller bearing 10 and the heat treatment method performed on each member are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • FIG. 15 is a schematic sectional view showing a configuration of a manual transmission according to the fifth embodiment of the present invention.
  • a manual transmission 650 is an always-matched manual transmission, which includes four thrust needle roller bearings 10A, an input shaft 661, an output shaft 662, a counter shaft 663, and a gear shaft. (Gears) 664a—Mainly have 664k and Nosing 665!
  • the input shaft 661 is rotatably supported by the housing 665 by a rolling bearing 660A.
  • a gear 664a is formed on the outer periphery of the input shaft 661, and a gear 664b is formed on the inner periphery.
  • the output shaft 662 is rotatably supported on the housing 665 by a rolling bearing 660B on one side (left side in the figure), and is rotatable on the input shaft 661 by a rolling bearing 660C on the other side (right side in the figure). It is supported by.
  • the output shaft 662 is fitted with a gear 664c—664g force!
  • the gear 664c and the gear 664d are respectively formed on the outer periphery and the inner periphery of the same member.
  • the member formed with the gear 664c and the gear 664d is rotatably supported on the output shaft 662 by a rolling bearing 660D.
  • Gear 664e rotates with output shaft 662. Mounted on the output shaft 662 so as to be slidable in the axial direction of the output shaft 662.
  • each of the gear 664f and the gear 664g is formed on the outer periphery of the same member.
  • the member on which the gear 664f and the gear 664g are formed is attached to the output shaft 662 so as to rotate together with the output shaft 662 and to slide in the axial direction of the output shaft 662.
  • the gear 664f can be combined with the gear 664b, and when the member slides to the right in the drawing, the gear 664g and the gear 664d connect. It is possible.
  • the counter shaft 663 has gears 664h to 664k and the like.
  • Four thrust needle roller bearings 10A are arranged between the countershaft 663 and the housing 665, whereby the axial load (thrust load) of the countershaft 663 is supported.
  • Gear 664h is always in mesh with gear 664a, and gear 664i is always in mesh with gear 664c.
  • the gear 664j can be engaged with the gear 664e when the gear 664e slides to the left in the drawing.
  • the gear 664k can be engaged with the gear 664e when the gear 664e slides to the right in the drawing.
  • the rotation of the input shaft 661 is transmitted to the counter shaft 663 by the combination of the gear 664a of the input shaft 661 and the gear 664h of the counter shaft 663. Then, the gear 664i of the countershaft 663—the 664k and the gears 664c and 664e of the output shaft 662 are combined, or the gear 664d of the output shaft 662 is combined with the gear 664g to rotate the countershaft 663. It is transmitted to the output shaft 662. Thus, the rotation of the input shaft 661 is transmitted to the output shaft 662.
  • the shift operation of the manual transmission 650 will be described below in more detail.
  • the gear 664f does not match the S gear 664b
  • the gear 664g does not match the S gear 664d
  • the gear 664e Is engaged with the gear 664j, the driving force of the input shaft 661 is transmitted to the output shaft 662 via the gear 664a, the gear 664h, the gear 664j, and the gear 664e. This is the first speed, for example.
  • the driving force of the input shaft 661 is the gear 664a, the gear 664h, the gear 664i, the gear 664c, and the gear 664d. And transmitted to the output shaft 662 via the gear 664g. This is, for example, the second speed.
  • the support structure of the manual transmission 650 that receives the thrust load has four thrust needle roller bearings 10 A that receive the thrust load of the countershaft 663.
  • Each of the thrust needle roller bearings 10A is constituted by a thrust needle roller bearing 10A shown in FIG. Further, it may be constituted by a thrust needle roller bearing 10B shown in FIG.
  • the configuration of the thrust needle roller bearings 10A and 10B and the heat treatment method performed on each member are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof will be omitted.
  • the force shown in the case where the support structure of the manual transmission that receives the thrust load has the thrust needle roller bearing 10A that receives the thrust load of the countershaft 663, the manual transmission of the present invention.
  • the support structure that receives the thrust load may have a thrust needle roller bearing that receives the thrust load of the input shaft or the output shaft.
  • SUJ2 material JIS standard: high carbon chromium bearing steel
  • SCM415M JIS standard: chromium molybdenum steel
  • S70C CFIS standard carbon steel for machine structural use
  • a washer thickness of 3 mm or less
  • the heat treatment includes heat treatment of the heat pattern (special heat treatment), carbonitriding, quenching (subbing quenching, high-temperature quenching, twice quenching) and carburizing as shown in Figs.
  • the steel sheet was kept at a temperature of 880 ° C for a certain period of time, then subjected to a thermal quenching, and further tempered at a temperature of 230 ° C.
  • the amount of retained austenite was measured by X-ray diffraction at a depth of 0.05 mm below each surface at four positions on the raceway surface.
  • the average value of 10 test samples created under the same conditions was determined.
  • the nitrogen content of the surface layer of the washer was measured by an analysis using an EPMA cut perpendicular to the raceway surface. The average of five test samples created under the same conditions was determined.
  • a thrust needle roller bearing was formed by combining the above-mentioned bearing members, and a life test of the thrust needle roller bearing was performed.
  • Table 2 shows the life test conditions and Table 3 shows the life test results.
  • the present invention particularly relates to a thrust needle roller bearing for a car air conditioner's compressor and transmission (manual transmission, automatic transmission, and continuously variable transmission).
  • the present invention particularly relates to a thrust needle Long-life stepless, effective for early breakage due to surface damage such as die separation from the surface starting point of roller bearings, and also for normal load-dependent rolling fatigue of thrust needle roller bearings It relates to a support structure for a transmission.

Abstract

 薄肉鋼板からなる軌道盤(1)と針状ころ(2)とを有するスラスト針状ころ軸受(10A)において、少なくとも軌道盤(1)が表層部に窒素富化層を有し、その表層部の残留オーステナイト量が5体積%以上25体積%以下であり、その表層部のオーステナイト結晶粒度番号が11番以上である。これにより、表面起点型剥離などの表面損傷での早期破損に対して効果があり、通常の荷重依存型の転動疲れにも効果がある長寿命なスラスト針状ころ軸受を提供することができる。

Description

明 細 書
スラスト針状ころ軸受、カーエアコン'コンプレッサのスラスト荷重を受ける 支持構造、オートマチックトランスミッションのスラスト荷重を受ける支持構造、無 段変速機用の支持構造、およびマニュアルトランスミッションのスラスト荷重を受け る支持構造
技術分野
[0001] 本発明は、スラスト針状ころ軸受、カーエアコン'コンプレッサのスラスト荷重を受け る支持構造、オートマチックトランスミッションのスラスト荷重を受ける支持構造、無段 変速機用の支持構造、およびマニュアルトランスミッションのスラスト荷重を受ける支 持構造に関する。
背景技術
[0002] スラスト針状ころ軸受は、針状ころ、保持器および軌道盤で構成され、針状ころと軌 道盤とが線接触する構造であるため、軸受投影面積が小さい割に高負荷容量と高剛 性が得られる利点を有している。したがって、スラスト針状ころ軸受は、たとえばカー エアコン.コンプレッサの支持構造や、トランスミッション(マニュアルトランスミッション、 オートマチックトランスミッション、および無段変速機)の支持構造などに使用されてい る。
[0003] このようなスラスト針状ころ軸受は、たとえば以下の特許文献 1 (特開 2002— 70872 号公報)に開示されている。
[0004] カーエアコン'コンプレッサに使用されているオイルは低粘度であるうえ、コンプレツ サ能力(冷却能力)を向上させるため、オイル量が削減されている。このような希薄潤 滑下での過酷な条件で使用されているため、ころの差動滑りが大きい場合は、表面 起点型剥離などの表面損傷での早期破損が発生する恐れがある。
[0005] また、自動車メーカやオートマチックトランスミッションメーカ各社において省エネル ギ化の観点から、従来オイルに添加剤を入れて使用する場合がある。添加剤入りの オイルは、軸受への潤滑性能が通常のオイルよりも劣るため、ころの差動滑りが大き V、現行のスラスト軸受では、表面起点型剥離などの表面損傷での観点から改善が望 まれる。
[0006] また、カーエアコン'コンプレッサおよびトランスミッションの使用条件として、高荷重 化への傾向が見られ、通常の荷重依存型の転動疲れによる内部起点型剥離の観点 からも改善が望まれている。
[0007] このため、表面起点型剥離などの表面損傷での早期破損に対して効果があり、通 常の荷重依存型の転動疲れによる内部起点型剥離にも効果がある長寿命の軸受が 求められている。
特許文献 1:特開 2002-70872号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 従来のスラスト針状ころ軸受における軌道盤の材質には、プレス加工が可能な鋼板 および鋼帯の材料であって加工性、入手性のよい材料として、低炭素構造用鋼、冷 間圧延鋼板、鋼帯、中炭素鋼あるいは軸受鋼が使用されている。また、軌道盤の熱 処理としては、低炭素構造用鋼、冷間圧延鋼板または鋼帯が用いられる場合には浸 炭または浸炭窒化処理が行なわれ、中炭素鋼または軸受鋼が用いられる場合には 光輝焼入れまたは高周波焼入れ処理が行なわれる。
[0009] また、従来のスラスト針状ころ軸受のころの材質には軸受鋼が用いられ、その熱処 理には光輝焼入れまたは浸炭窒化処理が行なわれる。
[0010] スラスト針状ころ軸受の場合、ころの差動滑りによる発熱などにより、表面起点型剥 離などの損傷を誘発するが、この表面起点型剥離などの表面損傷に対する軌道盤 の強化が望まれている。
[0011] また、高荷重の作用する条件下の場合、通常の荷重依存型の転動疲れによる内部 起点型剥離も発生することがあり、長寿命化が望まれている。
[0012] 本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、少なくとも軌道盤の性状を変更 することにより、表面起点型剥離などの表面損傷での早期破損に対して効果があり、 通常の荷重依存型の転動疲れにも効果がある長寿命なスラスト針状ころ軸受を提供 することを一の目的とする。
[0013] 本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、少なくとも軌道盤の性状を変更 することにより、表面起点型剥離などの表面損傷での早期破損に対して効果があり、 通常の荷重依存型の転動疲れにも効果がある長寿命なカーエアコン'コンプレッサ のスラスト荷重を受ける支持構造を提供することを他の目的とする。
[0014] 本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、スラスト針状ころ軸受の表面起 点型剥離などの表面損傷での早期破損に対して効果があり、スラスト針状ころ軸受の 通常の荷重依存型の転動疲れにも効果がある、長寿命なオートマチックトランスミツ シヨンのスラスト荷重を受ける支持構造を提供することを他の目的とする。
[0015] 本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、スラスト針状ころ軸受の表面起 点型剥離などの表面損傷での早期破損に対して効果があり、スラスト針状ころ軸受の 通常の荷重依存型の転動疲れにも効果がある、長寿命な無段変速機用の支持構造 を提供することをさらに他の目的とする。
[0016] 本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、スラスト針状ころ軸受の表面起 点型剥離などの表面損傷での早期破損に対して効果があり、スラスト針状ころ軸受の 通常の荷重依存型の転動疲れにも効果がある、長寿命なマニュアルトランスミツショ ンのスラスト荷重を受ける支持構造を提供することをさらに他の目的とする。
課題を解決するための手段
[0017] 本発明のスラスト針状ころ軸受は、薄肉鋼板力もなる軌道盤と針状ころとを有するス ラスト針状ころ軸受において、少なくとも軌道盤が表層部に窒素富化層を有し、その 表層部の残留オーステナイト量が 5体積%以上 25体積%以下であり、表層部のォー ステナイト結晶粒度番号が 11番以上であることを特徴とするものである。
[0018] 上記のスラスト針状ころ軸受において好ましくは、表層部の窒素含有量が 0. 1質量 %— 0. 7質量%である。
[0019] 本発明のカーエアコン'コンプレッサのスラスト荷重を受ける支持構造は、主軸の回 転に伴って斜板が回転し、それによりピストンが揺動運動するカーエアコン'コンプレ ッサのスラスト荷重を受ける支持構造であって、斜板の回転により生じたスラスト荷重 を受け、かつ薄肉鋼板からなる軌道盤と針状ころとを有するスラスト針状ころ軸受に おいて、少なくとも軌道盤側が表層部に窒素富化層を有し、表層部のオーステナイト 量が 5体積%以上 25体積%以下であり、表層部のオーステナイト結晶粒度番号が 1 1番以上である。
[0020] 上記のカーエアコン'コンプレッサのスラスト荷重を受ける支持構造において好まし くは、表層部の窒素含有量が 0. 1質量%— 0. 7質量%の範囲である。
[0021] 本発明のオートマチックトランスミッションのスラスト荷重を受ける支持構造は、ステ ータを挟んで互いに対面するインペラとタービンとを有するトルクコンバータを備えた オートマチックトランスミッションのスラスト荷重を受ける支持構造であって、ステータと インペラとの間およびステータとタービンとの間の少なくともいずれかに、薄肉鋼板か らなる軌道盤と針状ころとを有するスラスト針状ころ軸受を備えている。少なくとも軌道 盤が表層部に窒素富化層を有し、表層部の残留オーステナイト量が 5体積%以上 25 体積%以下であり、表層部のオーステナイト結晶粒度番号が 11番以上である。
[0022] 上記のオートマチックトランスミッションのスラスト荷重を受ける支持構造にぉ 、て好 ましくは、表層部の窒素含有量が 0. 1質量%— 0. 7質量%の範囲である。
[0023] 本発明の無段変速機の支持構造は、入力軸の回転が無段階に変化して出力軸に 伝達される無段変速機用の支持構造である。入力軸および出力軸のいずれかの回 転により生じたスラスト荷重を受け、かつ薄肉鋼板からなる軌道盤と針状ころとを有す るスラスト針状ころ軸受において、少なくとも軌道盤が表層部に窒素富化層を有し、 表層部のオーステナイト量が 5体積%以上 25体積%以下であり、表層部のオーステ ナイト結晶粒度番号が 11番以上である。
[0024] 上記の無段変速機用の支持構造において好ましくは、スラスト針状ころ軸受におい て、表層部の窒素含有量が 0. 1質量%— 0. 7質量%の範囲である。
[0025] 本発明のマニュアルトランスミッションのスラスト荷重を受ける支持構造は、入力シャ フトの歯車とカウンターシャフトの歯車との嚙み合わせおよびカウンターシャフトの歯 車と出力シャフトの歯車との嚙み合わせにより、入力シャフトの回転速度に対して出 力シャフトの回転速度を段階的に変化させることが可能なマ-ユアルトランスミツショ ンのスラスト荷重を受ける支持構造であって、入力シャフト、カウンターシャフト、およ び出力シャフトのいずれかのスラスト荷重を受け、かつ薄肉鋼板からなる軌道盤と針 状ころとを有するスラスト針状ころ軸受において、少なくとも軌道盤側が表層部に窒素 富化層を有し、表層部のオーステナイト量が 5体積%以上 25体積%以下であり、表 層部のオーステナイト結晶粒度番号が 11番以上である。
[0026] 上記のマニュアルトランスミッションのスラスト荷重を受ける支持構造にぉ 、て好まし くは、スラスト針状ころ軸受において、表層部の窒素含有量が 0. 1質量%— 0. 7質 量%の範囲である。
発明の効果
[0027] 本発明のスラスト針状ころ軸受では、軌道盤の結晶粒度が細かぐかつ耐熱性のあ る材質とされることにより、表面起点型剥離 (ピーリング、スミアリングなどの表面損傷) 寿命と、内部起点型剥離寿命との双方を向上させることができる。
[0028] 本発明のカーエアコン'コンプレッサのスラスト荷重を受ける支持構造では、軌道盤 の結晶粒度が細かぐかつ耐熱性のある材質とされることにより、表面起点型剥離 (ピ 一リング、スミアリングなどの表面損傷)寿命と、内部起点型剥離寿命との双方を向上 させることがでさる。
[0029] また、本発明のオートマチックトランスミッションのスラスト荷重を受ける支持構造で は、スラスト針状ころ軸受の軌道盤が、結晶粒度の細かぐかつ耐熱性のある材質と されることにより、表面起点型剥離 (ピーリング、スミアリングなどの表面損傷)寿命と、 内部起点型剥離寿命との双方を向上させることができる。
[0030] 本発明の無段変速機用の支持構造では、スラスト針状ころ軸受の軌道盤が、結晶 粒度の細かぐかつ耐熱性のある材質とされることにより、表面起点型剥離 (ピーリン グ、スミアリングなどの表面損傷)寿命と、内部起点型剥離寿命との双方を向上させる ことができる。
[0031] 本発明のマニュアルトランスミッションのスラスト荷重を受ける支持構造では、スラスト 針状ころ軸受の軌道盤が、結晶粒度の細かぐかつ耐熱性のある材質とされることに より、表面起点型剥離 (ピーリング、スミアリングなどの表面損傷)寿命と、内部起点型 剥離寿命との双方を向上させることができる。
[0032] 具体的には、軸受鋼、中炭素鋼などの素材の加工または熱処理パターンの工夫に より、 11番以上のオーステナイト結晶粒度を確保した浸炭窒化組織 (窒素富化層)を 得ることができる。このような組織を得ることにより、亀裂の発生、進展に対する抵抗性 を非常に大きくすることができる。この結果、滑りによる表層発熱や接線力による表面 亀裂の発生を抑えることができる。さらに、内部起点型剥離の亀裂に対しても、相当 な長寿命化が図れることを本願発明者らは見出した。
[0033] 特に表面起点型剥離などの表面損傷に対しては、表層部に微細な炭化物が析出 している耐熱性のある窒素富化層が形成されている必要がある。本発明では、表層 部に窒素富化層が形成されており、かつその表層部に残留オーステナイトが 5体積 %以上存在し、かつ表層部のオーステナイト結晶粒度が 11番以上と微細であるため 、表面起点型剥離などの表面損傷を抑制することができる。
[0034] また、表層部の窒素富化層に存在する残留オーステナイトは、表面硬さを低下させ る要因になるため、浸炭窒化処理後に浸炭窒化処理時の温度より低い温度に再カロ 熱し焼入れる処理を行なうことにより、浸炭窒化処理品よりも残留オーステナイト量を 少なくする必要がある。本発明では、その表層部の残留オーステナイトが 25体積% 以下と抑えられているため、表面硬さの低下を抑制することができる。
[0035] 上記のミクロ組織をベースに、さらに加工処理や熱処理を加え、上記の表層に圧縮 応力を与え、さらに硬度を上昇させることにより長寿命化を図ることができる。これらの 加工処理や熱処理には、(bl)ショットピー-ング、(b2)バレル加工、(b3)ローリング 加工、(b4)浸炭処理 +浸炭窒化処理、(b5)浸炭窒化処理 +サブゼロ処理、 (b6) 浸炭窒化処理 + 2次焼入れ +サブゼロ処理のような手法を、そのまま、または (bl) 一 (b6)の手法を組み合わせて行なうことができる。
[0036] また、上記軌道盤およびころの少なくとも 1つが、 A変態点以上で浸炭窒化処理を
1
施され、その後 A変態点未満の温度に冷却された後、浸炭窒化処理の温度より低い
1
焼入れ温度に加熱され、その焼入れ温度から焼入れられてもよ ヽ。
[0037] 上記浸炭窒化温度で浸炭窒化処理した後に A点未満に冷却する工程では、油冷
1
などにより室温まで冷却してもよいし、オーステナイト変態が所定値以上終了する温 度まで冷却する処理であってもよい。上記製造方法により、窒素富化層を有し、ォー ステナイト粒が微細であり、かつ適切な量の残留オーステナイトを含む金属組織を得 ることができる。このため、表面起点型剥離寿命、内部起点型剥離寿命ともに向上さ せることができる。また、経年寸法変化を抑制したスラスト針状ころ軸受、カーエアコン .コンプレッサのスラスト荷重を受ける支持構造、オートマチックトランスミッションのス ラスト荷重を受ける支持構造、無段変速機用の支持構造、およびマニュアルトランスミ ッシヨンのスラスト荷重を受ける支持構造を得ることができる。
[0038] なお、上記窒素富化層は、上述のように、浸炭窒化処理により形成されるが、上記 窒素富化層に炭素が富化されて 、てもよ 、し、富化されて 、なくてもょ 、。
[0039] このようなミクロ組織では、浸炭窒化処理から一度冷却された後に浸炭窒化処理の 温度よりも低 、焼入れ温度力 焼き入れられるので、非常に微細なオーステナイト結 晶粒を得ることができる。上記の浸炭窒化処理温度より低 ヽ焼入れ温度に加熱し焼 入れる処理を、その処理の順序から 2次焼入れまたは最終焼入れと呼ぶ場合がある
[0040] また、上記の焼入れ温度が、少なくとも浸炭窒化された鋼の表層部にぉ 、て、炭化 物および Zまたは窒化物とオーステナイト相とが共存する温度域であるとしてもよい。
[0041] 焼入れの際の加熱温度が浸炭窒化処理時の加熱温度よりも低いので、浸炭窒化 処理の効果がおよぶ表層部における未溶解の炭化物および Zまたは窒化物の量は 浸炭窒化処理のときよりも増大する。このため、焼入れ温度が上記の共存温度域の 場合、焼入れ温度において、浸炭窒化処理のときょり、未溶解の炭化物 Z窒化物の 量の比率が増大し、オーステナイト量の比率が低下する。し力も、鉄 炭素 2元状態 図から判断して、炭化物(セメンタイト)とオーステナイトとの共存領域において、焼入 れ温度の低下にともないオーステナイトに固溶する炭素濃度も低くなる。なお、軸受 に用いられる鋼は、 Si (シリコン)や Mn (マンガン)などの他の合金元素の含有率が低 V、ので、鉄 -炭素 2元系状態図を用いて十分高 、精度で各温度領域や生成層を論 じることができる。また、窒素は炭素と同様に、鉄中に侵入型元素として固溶し、また 所定の温度域では、セメンタイトに類似した鉄との窒化物を生成するので、近似的に 炭素と同じとみることができる。
[0042] 焼入れ温度に加熱したとき、オーステナイト粒の成長を妨げる未溶解の炭化物およ び Zまたは窒化物の量が多いために、オーステナイト粒は微細となる。また、焼入れ によってオーステナイトからマルテンサイトに変態した組織は、上記の熱処理の場合 、炭素濃度がやや低いので、浸炭窒化処理温度力 焼入れた組織に比べて若干靭 性に富んだ組織となる。すなわち、(cl)従来よりその量が多い未溶解の炭化物 Z窒 化物と、 (c2)炭素濃度が従来より低!、焼入れ組織となる。
[0043] 上記の焼入れ温度は、 780°C— 830°Cとされてもよい。ほとんど全ての鋼素材に対 してこの温度域を適用し、焼入れ温度の管理を簡単ィ匕することができる。
[0044] また、上記の軌道盤およびころの少なくとも 1つにおいて、浸炭窒化処理前にプレ スカ卩ェのような冷間加工が施されて 、てもよ!/、。
[0045] このような冷間加工の適用により、熱処理の際のオーステナイト粒の核発生密度が 増し、細粒組織を得ることができる。
[0046] さらに、上記の軌道盤およびころの少なくとも 1つにおいて、 500MPa以上の圧縮 応力が付与されていてもよい。
[0047] 上述したように、上記のミクロ組織をベースに、さらに加工処理や熱処理を加え、上 記の表層に圧縮応力を与えることにより、さらに長寿命化を図ることができる。
[0048] なお、本明細書におけるオーステナイト結晶粒度番号とは、 JIS G 0551のオース テナイト結晶粒度試験方法にぉ 、て定義されて 、るオーステナイトの粒度番号であ る。
[0049] また、本明細書におけるオーステナイト結晶粒とは、焼入加熱中に相変態したォー ステナイトの結晶粒のことであり、これは、冷却によりマルテンサイトへ変態した後も、 過去の履歴として残存して 、るものを!、う。
[0050] また、上記オーステナイト結晶粒は、対象とする部材の金相試料に対してエツチン グなど、粒界を顕出する処理を施して観察することができる粒界であればよい。低温 焼入れ直前の加熱された時点での粒界と!/、う意味で、旧オーステナイト粒と呼ぶ場 合がある。測定は、 JIS規格の粒度番号の平均値力 平均粒径に換算して求めてもよ いし、切片法などにより金相組織に重ねたランダム方向の直線が粒界と会合する間 の間隔長さの平均値をとり、補正係数をかけて 2次元から 3次元の間隔長さにしてもよ い。
[0051] 残留オーステナイトの測定は、各種の X線回折法を用いて、オーステナイト相の適 当な面指数の回折強度を求め、フ ライト相の適当な面指数からの回折強度との比 をとるなどして測定される。その際、回折ピークの高さを用いてもよいし、回折ピーク の面積を用いてもよい。その他、オーステナイト相が非磁性体であり、フェライト相が 強磁性体であることを利用して、磁気天秤などにより磁ィ匕力を求めることによつても測 定できる。その他、市販の測定装置を用いて簡単に測定することができる。
[0052] また、上記低温焼入れの際にオーステナイト相はマルテンサイトなどに変態するが 、上記残留オーステナイトは、異なる結晶面に沿って変態する隣り合うマルテンサイト の束の間などに、未変態のまま室温まで残ってしまったオーステナイトを指す。したが つて、上記の平均粒径の範囲が限定されるオーステナイト結晶粒と直接の関係はな い。
[0053] また表層部の窒素含有量が 0. 1質量%より少ないと効果がなぐ特に異物混入条 件での転動寿命が低下する。窒素含有量が 0. 7質量%より多いと、ボイドと呼ばれる 空孔ができたり、残留オーステナイトが多くなりすぎて硬度が出なくなつたりして短寿 命になる。軌道盤に形成された窒素富化層については、窒素含有量は、研削後の軌 道面の表層 50 πιにおける値であって、例えば EPMA (Electron Probe
Micro-Analysis: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。
図面の簡単な説明
[0054] [図 1]本発明の実施の形態 1におけるスラスト針状ころ軸受の構成を示す概略断面図 である。
[図 2]本発明の実施の形態 1におけるスラスト針状ころ軸受の他の形態であり、ころが 複列に配置されたスラスト針状ころ軸受の構成を示す概略断面図である。
[図 3]本発明のスラスト針状ころ軸受の熱処理方法を説明する図である。
[図 4]本発明のスラスト針状ころ軸受の熱処理方法の変形例を説明する図である。
[図 5A]本発明の軸受部品のミクロ組織、とくにオーステナイト粒を示す図である。
[図 5B]従来の軸受部品のミクロ組織、とくにオーステナイト粒を示す図である。
[図 6A]図 5Aを図解したオーステナイト粒界を示す図である。
[図 6B]図 5Bを図解したオーステナイト粒界を示す図である。
[図 7]両斜板タイプの斜板式コンプレッサの構成を概略的に示す断面図である。
[図 8]片斜板タイプの斜板式コンプレッサの構成を概略的に示す断面図である。
[図 9]片斜板タイプの可変容量斜板式コンプレッサの構成を概略的に示す断面図で ある。 [図 10]本発明の実施の形態 2におけるオートマチックトランスミッションのスラスト荷重 を受ける支持構造を示す概略断面図である。
[図 11]本発明の実施の形態 3におけるオートマチックトランスミッションのギヤ機構に てスラスト荷重を受ける支持構造を示す概略断面図である。
[図 12]図 11の領域 Pを拡大して示す概略断面図である。
[図 13]本発明の実施の形態 4に係る無段変速機用の支持構造を示す概略断面図で ある。
[図 14]図 13の P部を拡大して示す断面図である。
[図 15]本発明の実施の形態 5におけるマ-ユアルトランスミッションの構成を示す概略 断面図である。
符号の説明
1, 505a, 505b, 506a, 506b, 570, 571 軌道盤、 la 貫通孔、 2, 2a, 2b 針 状ころ、 3 保持器、 3a, 3b 環状の部材、 10, 10A, 10B, 510 スラスト針状ころ軸 受、 100 両斜板式コンプレッサ、 102, 202, 302, 606 ノヽウジング、 103 斜板、 104 主軸、 105 ラジアル軸受、 106 シリンダボア、 107 ピストン、 108 凹陥部、 109 シユー、 200 片斜板式コンプレッサ、 203 斜板、 204, 304 主軸、 207 ピ ストン、 211 連結部材、 215 ピストンロッド、 300 可変容量斜板式コンプレッサ、 3 03 ジャーナル、 307 ピストン、 312 ピストンサポート、 313 ドライブピン、 314 ス リーブ、 315 ピストンロッド、 500 トノレタコンノ ータ、 501 インペラ、 501a インペラ ブレード、 501b インペラノヽブ、 502 ステータ、 503 タービン、 503a タービンブ レード、 503b タービンハブ、 504 一方向クラッチ、 551, 561, 601a 軸、 552 ケース、 553, 558, 563 軸受、 554 シンクロノ、ブ、 555, 557 アイドルギヤ、 555 a クラッチギヤ、 559 軸拡径部、 559a 右側段面、 559b 左側段面、 565, 567 ギヤ、 568 シザーズギヤ、 600 無段変速機構、 601 プライマリ軸、 601b サンギ ァ、 602 プライマリプーリ、 602a 固定プーリ、 602b 可動プーリ、 603 セカンダリ 軸、 604 セカンダリプーリ、 604a 固定プーリ、 604b 可動プーリ、 605 ベルト、 6 10 前後進切換機構、 611 転がり軸受、 612 支持部材、 612a プラネタリピ-ォ ン、 613 支持部材、 613a リングギア、 615, 616 多板クラッチ、 650 マニュアル トランスミッション、 661 入力シャフト、 662 出力シャフト、 663 カウンターシャフト、 664a一 664k ギア、 665 ノヽウジング、 660A一 660D 転力り軸受。
発明を実施するための最良の形態
[0056] 以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
[0057] (実施の形態 1)
図 1は、本発明の実施の形態 1におけるスラスト針状ころ軸受の構成を示す概略断 面図である。図 1を参照して、このスラスト針状ころ軸受 10Aは、薄肉鋼板力 なる 1 対の軌道盤 1、 1と、 1対の軌道盤 1、 1の間で転動する複数の針状ころ 2と、複数の針 状ころ 2を周方向に所定ピッチで保持する環状の保持器 3とを有している。軌道盤 1 は、軸などを挿入するための貫通孔 laを中央部に有している。
[0058] このスラスト針状ころ軸受 10Aの少なくとも軌道盤 1は、表層部に窒素富化層を有し 、その表層部の残留オーステナイト量が 5体積%以上 25体積%以下であり、その表 層部のオーステナイト結晶粒度番号が 11番以上である。また、その表層部の窒素濃 度が 0. 05質量%以上 0. 4質量%以下であることが好ましい。
[0059] また、軌道盤 1だけでなく針状ころ 2または保持器 3が、表層部に窒素富化層を有し 、その表層部の残留オーステナイト量が 5体積%以上 25体積%以下であり、その表 層部のオーステナイト結晶粒度番号が 11番以上であってもよい。また、その表層部 の窒素濃度が 0. 05質量%以上 0. 4質量%以下であってもよい。
[0060] 上記においては、複数の針状ころ 2が単列で配置された構成について説明した力 図 2に示すように複数の針状ころ 2が複列で配置されて 、てもよ 、。
[0061] 図 2を参照して、スラスト針状ころ軸受 10Bは、内径側の針状ころ 2aと外径側の針 状ころ 2bとからなる複列の針状ころ 2を有している。この場合、保持器 3は、 2枚の環 状の部材 3aと 3bとが互 、に接するように重ね合わされて構成されて 、ることが好まし い。この環状の部材 3aの内径側端部が環状の部材 3b側へ折り曲げられて加締めら れ、かつ環状の部材 3bの外径側端部が環状の部材 3a側へ折り曲げられて加締めら れていることが好ましい。これにより、 2枚の環状の部材 3a、 3bを加締固定して強固 に一体ィ匕させることができる。
[0062] なお、ここでは複列の針状ころ 2a、 2bの長さ Ll、 L2を同一としている力 使用条件 によって L1≤L2、 L2≤L1を選択できる。外径側の針状ころ 2bの長さ L2を内径側の 針状ころ 2aの長さ L1よりも長ぐたとえば 1. 2倍の長さとすることにより、外径側の負 荷容量を上げることが好まし 、。
[0063] なお、上記以外のスラスト針状ころ軸受 10Bの構成は、上述のスラスト針状ころ軸受 10Aの構成とほぼ同じであるため同一の部材については同一の符号を付し、その説 明を省略する。
[0064] 次に、本実施の形態のスラスト針状ころ軸受 10A、 10Bの各々における軌道盤 1、 針状ころ 2および保持器 3の少なくとも 1つの軸受部品に行う浸炭窒化処理を含む熱 処理について説明する。
[0065] 図 3および図 4に、本発明のスラスト針状ころ軸受を形成するための熱処理方法を 示す。図 3は 1次焼入れおよび 2次焼入れを行なう方法を示す熱処理パターンであり 、図 4は焼入れ途中で材料を A変態点温度未満に冷却し、その後、再加熱して最終
1
的に焼入れる方法を示す熱処理パターンである。どちらも本発明のスラスト針状ころ 軸受の熱処理例である。
[0066] 図 3を参照して、まず軸受部品用の鋼が A変態点以上の浸炭窒化処理温度 T (8
1 1
45°C)に加熱され、その温度で軸受部品用の鋼に浸炭窒化処理が施される。温度処 理 Tでは鋼の素地に炭素や窒素が拡散され、また炭素が鋼に十分に溶け込ませら
1
れる。この後、軸受部品用の鋼は、処理 T
1の温度から油焼入れを施されて、 A
1変態 点未満の温度に冷却される。次いで 230°Cで焼戻しが行なわれる力 この焼戻しは 省略することができる。
[0067] この後、軸受部品用の鋼が A変態点以上の温度で上記の浸炭窒化処理の温度未
1
満の温度 T (たとえば 800°C)に再加熱され、その温度で保持することにより処理 T
2 2 が施された後、処理 Tの温度から油焼入れを施されて、 A変態点未満の温度に冷
2 1
却される。次 、で 230°Cで焼戻しが行なわれる。
[0068] 図 4を参照して、まず軸受部品用の鋼が A変態点以上の浸炭窒化処理温度 T (8
1 1
45°C)に加熱され、その温度で軸受部品用の鋼に浸炭窒化処理が施される。温度処 理 Tでは鋼の素地に炭素や窒素が拡散され、また炭素が鋼に十分に溶け込ませら
1
れる。この後、軸受部品用の鋼は焼入れされずに A変態点以下の温度に冷却される 。この後、軸受部品用の鋼が A変態点以上の温度で上記の浸炭窒化処理の温度未
1
満の温度 T (たとえば 800°C)に再加熱され、その温度で保持することにより処理 T
2 2 が施された後、処理 Tの温度から油焼入れを施されて、 A変態点未満の温度に冷
2 1
却される。次 、で 230°Cで焼戻しが行なわれる。
[0069] 上記の浸炭窒化処理により「浸炭窒化処理層」である窒素富化層が軸受部品用の 鋼の表層部に形成される。浸炭窒化処理において素材となる鋼の炭素濃度が高い ため、通常の浸炭窒化処理の雰囲気力も炭素が鋼の表面に侵入しにくい場合がある 。たとえば炭素濃度が高い鋼の場合(1質量%程度の鋼)、それ以上高い炭素濃度 の浸炭層が生成する場合もあるし、それ以上高い炭素濃度の浸炭層は生成しにくい 場合がある。しかし、窒素濃度は、 Cr (クロム)濃度にも依存する力 通常の鋼では 0. 020質量%程度以下と低いので、素材の鋼の炭素濃度によらず窒素富化層が明瞭 に生成される。上記窒素富化層には炭素が富化されて 、てもよ 、ことは 、うまでもな い。
[0070] 上記の熱処理では、普通焼入れ (すなわち浸炭窒化処理に引き続いてそのまま 1 回焼入れ)するよりも、表層部を浸炭窒化しつつ、表面起点型剥離などの表面損傷 での早期破損に対して効果があり、かつ通常の荷重依存型の転動疲れによる内部 起点型剥離にも効果があるため、スラスト針状ころ軸受の寿命を長寿命とすることが できる。
[0071] 上記図 3に示す熱処理パターンを適用した軸受鋼のオーステナイト結晶粒度を図 5 Aに示す。また、比較のため、従来の熱処理方法による軸受鋼のオーステナイト結晶 粒度を図 5Bに示す。また、図 6Aおよび図 6Bに、上記図 5Aおよび図 5Bを図解した オーステナイト結晶粒度を示す。これらオーステナイト結晶粒度を示す組織より、従 来のオーステナイト粒径 ίお IS (Japanese Industrial Standard)規格の粒度番号で 10 番であり、また本発明による熱処理方法によれば 12番の細粒を得ることができる。ま た、図 5Aの平均粒径は、切片法で測定した結果、 5. 6 mであった。
[0072] 次に、本実施の形態のスラスト針状ころ軸受 10B (図 2)を用いたカーエアコン'コン プレッサについて説明する。
[0073] 図 7は、本発明の実施の形態 1におけるスラスト針状ころ軸受を用いたコンプレッサ の構成を示す概略断面図である。図 7を参照して、コンプレッサとしてたとえば両斜板 タイプの斜板式コンプレッサ 100が示されている。この斜板式コンプレッサ 100は、主 軸 104に固定された斜板 103の回転により、斜板 103上を摺動するシユー 109を介 してピストン 107が往復作動するようにしたものである。
[0074] ハウジング 102内に、斜板 103を固定した主軸 104力 ラジアル軸受 105を介して 回転自在に支持されている。ハウジング 102には円周方向の等間隔位置に複数のシ リンダボア 106が形成され、各ボア 106内に両頭形のピストン 107が摺動自在に収容 されている。各ピストン 107の中央部分に斜板 103の外周部を跨ぐようにして凹陥部 108が形成され、この凹陥部 108の軸方向対向面に球面座を形成して球または半球 状のシユー 109を着座させてある。シユー 109が斜板 103とピストン 107との間に介 在して斜板 103の回転運動をピストン 107の往復運動に円滑に変換させる働きをす る。
[0075] 斜板 103は主軸 104に固定されていて、主軸 104とともに回転する。そして、上述 のように斜板 103はピストン 107を往復運動させる働きをするものであるため、主軸 1 04の軸方向にスラスト荷重が発生する。それゆえ、そのスラスト荷重を受ける支持構 造として、スラスト針状ころ軸受 10Bが使用されている。このスラスト針状ころ軸受 10B は、上述したように 1対の軌道盤 1、 1と、複列の針状ころ 2a、 2bと、保持器 3とを有し ている。 1対の軌道盤 1の一方は斜板 103に組み付けられており、 1対の軌道盤 1の 他方はハウジング 102側に組み付けられている。
[0076] また、上記の実施の形態においては、コンプレッサとしてたとえば両斜板タイプの斜 板式コンプレッサについて説明したが、本発明のスラスト針状ころ軸受は他のタイプ の斜板式コンプレッサ、スクロール形コンプレッサなどにも適用することができる。また 、他のタイプの斜板式コンプレッサとしては、たとえば片斜板タイプの斜板式コンプレ ッサゃ片斜板タイプの可変容量斜板式コンプレッサがある。
[0077] 片斜板タイプの斜板式コンプレッサ 200の場合には、図 8に示すように連結部材 21 1とハウジング 202との間および連結部材 211と斜板 203との間の各々に、スラスト荷 重を受ける支持構造として本実施の形態の複列のスラスト針状ころ軸受 10Bが配置 されている。なお、連結部材 211とは、斜板 203とピストン 207とを連結するための部 材である。このコンプレッサ 200では、主軸 204の回転に伴って斜板 203が回転し、 それにより連結部材 211が揺動運動することでピストンロッド 215を介してピストン 20 7がシリンダ内を往復運動する。
[0078] また、片斜板タイプの可変容量斜板式コンプレッサ 300の場合には、図 9に示すよ うに斜板に対応するジャーナル 303とピストンサポート 312との間に、スラスト荷重を 受ける支持構造として本実施の形態の複列のスラスト針状ころ軸受 10Bが配置され る。また、ハウジング 302と主軸 304のスリーブ 314との間にも、スラスト荷重を受ける 支持構造として本実施の形態の複列のスラスト針状ころ軸受 10Bが配置される。
[0079] このコンプレッサ 300では、主軸 304の回転に伴ってジャーナル 303 (斜板)が回転 し、それによりピストンサポート 312が揺動運動することでピストンロッド 315を介してピ ストン 307がシリンダ内を往復運動する。なお、このコンプレッサ 300では、ドライブピ ン 313と連結されたスリーブ 314を主軸 304に対して軸方向にスライドさせることによ りジャーナル 303の傾斜角度を変更することが可能であり、それにより可変容量が実 現されている。
[0080] なお、上記においてはカーエアコン'コンプレッサに複列のスラスト針状ころ軸受 10 Bを設けた場合について説明した力 この複列のスラスト針状ころ軸受 10Bの代わり に図 1に示す単列のスラスト針状ころ軸受 10Aが設けられてもよ 、。
[0081] なお、上記においてはスラスト針状ころ軸受をカーエアコン'コンプレッサのスラスト 荷重を受ける支持構造に用いた場合について示したが、本発明のスラスト針状ころ 軸受はこのような場合の他、たとえばマニュアルトランスミッションのスラスト荷重を受 ける支持構造として用いられてもよ ヽ。
[0082] (実施の形態 2)
図 10は、本発明の実施の形態 2に係るオートマチックトランスミッションのスラスト荷 重を受ける支持構造を示す概略断面図である。図 10を参照して、オートマチックトラ ンスミッションは、通常、トルクコンバータ 500と、プラネタリギア機構(図示せず)とで 成り立つている。
[0083] トルクコンバータ 500は、インペラ 501と、ステータ 502と、タービン 503とを主に有し て 、る。本実施の形態のオートマチックトランスミッションのスラスト荷重を受ける支持 構造は、たとえばインペラ 501とステータ 502との間、およびステータ 502とタービン 5 03との間に組み付けられたスラスト針状ころ軸受 510である。
[0084] このトルクコンバータ 500においては、エンジンの出力軸に連結されるインペラ 501 と、オートマチックトランスミッションの入力軸に連結されるタービン 503とが互いに対 向するように配置されている。また、ステータ 502は、ケーシングに固定されたステー タシャフトに一方向クラッチ 504を介して取り付けられている。このステータ 502は、そ れぞれ椀状に形成されたインペラブレード 501aとタービンブレード 503aとの間で還 流する流体を、これらの内径側でタービン 503側力もインペラ 501側へ戻す際に、流 体の流れ方向を変えてインペラ 501に順方向の回転力を付与し、伝達トルクを増幅 するものである。
[0085] インペラ 501とステータ 502との間のスラスト針状ころ軸受 510は、針状ころ 2と、保 持器 3と、軌道盤 505a、 505bとを有している。軌道盤 505aはインペラハブ 501bに 組み付けられており、軌道盤 505bはステータ 502側に組み付けられて 、る。
[0086] ステータ 502とタービン 503との間のスラスト針状ころ軸受 510は、針状ころ 2と、 2 枚の保持器 3と、軌道盤 506a、 506bとを有している。軌道盤 506aはタービンノヽブ 5 03bに組み付けられており、軌道盤 506bはステータ 502側に組み付けられている。
[0087] 本実施の形態において、上記のインペラ 501とステータ 502との間およびステータ 5 02とタービン 503との間に組み付けられるスラスト針状ころ軸受 510の各々は、図 1 に示されるスラスト針状ころ軸受 10Aもしくは図 2で示されるスラスト針状ころ軸受 10B で構成されている。なお、スラスト針状ころ軸受 510の軌道盤 505a、 505bおよび軌 道盤 506a、 506bの各々は、スラスト針状ころ軸受 10Aおよび 10Bの軌道盤 1に対 応している。スラスト針状ころ軸受 510の構成および各部材に対して行なう熱処理方 法については、実施の形態 1と同様であるので、その説明を省略する。
[0088] (実施の形態 3)
上記実施の形態 2においては、オートマチックトランスミッションのトルクコンバータ 部におけるスラスト荷重を受ける支持構造について説明したが、オートマチックトラン スミッションのギヤ機構部におけるスラスト荷重を受けるスラスト針状ころ軸受として上 記実施の形態 2のスラスト針状ころ軸受を用いることができる。以下、オートマチックト ランスミッションのギヤ機構部においてスラスト荷重を受ける支持構造に、実施の形態
1に採用したスラスト針状ころ軸受を適用した場合を例に挙げて説明する。
[0089] 図 11は、本発明の実施の形態 3におけるオートマチックトランスミッションのギヤ機 構にてスラスト荷重を受ける支持構造を示す概略断面図である。また、図 12は、図 1 1の領域 Pを拡大して示す概略断面図である。
[0090] 図 11と図 12とを参照して、軸 551はメインシャフトであり、ケース 552内に前後の軸 受 553で回転自在に支持されている。軸 551の外周には、シンクロハブ 554が設けら れ、その片側に隣接してアイドルギヤ 555が転がり軸受 558を介して回転自在に設 けられている。アイドルギヤ 555は、 3速メインギヤとなるものであり、シンクロハブ 554 側にクラッチギヤ 555aを有している。 3速メインギヤとなるアイドルギヤ 555の右方に おける軸 551の外周には、拡径部 559が形成されており、この拡径部 559の右側に は、その右側段面 559aに接して別のアイドルギヤ 557が転がり軸受を介して軸 551 に回転自在に設けられている。このアイドルギヤ 557は、別のシンクロハブに係脱す る 2速メインギヤとなるものである。
[0091] 軸 561はカウンターシャフトであり、上記軸 551と平行〖こケース 552内〖こ軸受 563 等の軸受で回転自在に支持されて 、る。この軸 561には軸 551側の上記アイドルギ ャ 555、 557に嚙み合うギヤ 565、 567力 ^各々固定状態に設けられている。
[0092] 3速メインギヤとなるアイドルギヤ 555の幅面と、メインシャフトとなる軸 551の軸拡径 部 559の左側段面 559bとの間には、アイドルギヤ 555と径が同じで歯数が若干異な るシザーズギヤ(すなわち介在用のギヤ) 568力 アイドルギヤ 555の幅面に接して 軸 551に回転自在に設けられて!/、る。これらアイドルギヤ 555およびシザーズギヤ 56 8は、カウンターシャフトである軸 561の同じギヤ 565に嚙み合う。なお、シザーズギ ャ 568は、アイドルギヤ 555と同じギヤ 565に嚙み合い可能なものであれば良いが、 本実施の形態では、ピッチ円、歯先円、および歯元円のいずれの径もアイドルギヤ 5 55と同じ径としてある。シザーズギヤ 568とアイドルギヤ 555の歯数の違いは、一枚 以上とすることが好ま 、。上記シザーズギヤ 568と上記軸拡径部 559の左側段面 5 59bとの間には支持構造としてスラスト針状ころ軸受 510が介在させてある。
[0093] また、このスラスト針状ころ軸受 510は、実施の形態 1と同様、針状ころ 2と、保持器 3と、軌道盤 1とを有している。このスラスト針状ころ軸受 510の上記シザーズギヤ 568 に接するギヤ側軌道盤 570は軸 551に対して回転自在とされており、軸拡径部 559 の左側段面 559bに接する軌道盤 571は軸 551にキー等で固定される場合が多い。
[0094] このスラスト針状ころ軸受 510では、針状ころ 2が複列の針状ころ 2a、 2bよりなつて いる。
[0095] この構成によると、シンクロハブ 554がアイドルギヤ 555のクラッチギヤ 555aに嚙み 合うシフト状態のとき、軸 551とアイドルギヤ 555は同期回転する力 シザーズギヤ 56 8の歯数はアイドルギヤ 555と若干異ならせてあるので、軸 551とシザーズギヤ 568と は相対回転することになる。その結果、スラスト針状ころ軸受 510におけるギヤ側軌 道盤 570と軸固定側軌道盤 571との間に相対回転が生じ、針状ころ 2も自転 '公転す ることになる。
[0096] また、実施の形態 2および 3においては、オートマチックトランスミッションの場合に ついて説明した力 本発明は広くトランスミッション全般に用いられるスラスト支持構造 に適用され、特にトランスミッションの添加剤入りのオイル (潤滑油)中で使用されるス ラスト支持構造に適用され得る。
[0097] また、スラスト荷重を受ける支持構造をタービンとステータとの間、およびステータと インペラとの間に組み込んだ場合について説明したが、本発明はこれに限定されるも のではなぐこれ以外のオートマチックトランスミッション内でスラストを受ける部分に適 用することちでさる。
[0098] (実施の形態 4)
図 13は、本発明の実施の形態 4に係る無段変速機用の支持構造を示す概略断面 図である。図 13を参照して、エンジン(図示せず)により発生された駆動力はクランク シャフト(図示せず)からトルクコンバータ(図示せず)と前後進切 構 610とを介し て無段変速機構 600に伝達されるようになって 、る。
[0099] 前後進切浦構 610は、プラネタリギア機構と、多板クラッチ 615、 616とを有して いる。プラネタリギア機構は、軸 601aに支持部材 613を介して固定されたリングギア 613aと、プライマリ軸 601に固定されたサンギア 601bと、支持部材 612に回転可能 に支持されたプラネタリピ-オン 612aとを有して!/、る。このプラネタリピ-オン 612aは リングギア 613aおよびサンギア 601bの各々に嚙み合っている。
[0100] 多板クラッチ 615は、支持部材 612の外周とハウジング 606の内周との間に後退用 ブレーキとして組み込まれている。また、多板クラッチ 616は、プライマリ軸 601の外 周と支持部材 613の内周との間に前進用クラッチとして組み込まれている。また、多 板クラッチ 615、 616の各々に油圧を供給できる機構(図示せず)が設けられている。
[0101] 油圧を供給して多板クラッチ (前進用クラッチ) 616を接続状態にすると、軸 601aの 回転はプライマリ軸 601に正方向に伝達される。また、油圧を供給して多板クラッチ( 後退用ブレーキ) 615を接続状態にすると、軸 601aの回転はプライマリ軸 601に逆 方向に伝達される。これにより、前進と後進とを制御することができる。
[0102] 無段変速機構 600は、前後進切 構 610に連結される入力側のプライマリ軸 60 1と、このプライマリ軸 601に設けられるプライマリプーリ 602と、プライマリ軸 601に平 行となった出力側のセカンダリ軸 603と、セカンダリ軸 603に設けられるセカンダリプ ーリ 604と、プライマリプーリ 602およびセカンダリプーリ 604の双方に掛け渡される ベノレト 605とを有して!/、る。
[0103] プライマリプーリ 602は、プライマリ軸 601に固定された固定プーリ 602aと、これに 対向してプライマリ軸 601にボールスプラインなどにより軸方向に摺動自在に装着さ れる可動プーリ 602bとを有して!/、る。この可動プーリ 602bが軸方向に摺動すること により、プーリのコーン面間隔、つまりプーリ溝幅が可変となっている。
[0104] セカンダリプーリ 604は、セカンダリ軸 603〖こ固定された固定プーリ 604aと、これに 対向してセカンダリ軸 603にボールスプラインなどにより軸方向に摺動自在に装着さ れる可動プーリ 604bとを有して!/ヽる。この可動プーリ 604bが軸方向に摺動すること により、プーリのコーン面間隔、つまりプーリ溝幅が可変となっている。
[0105] 両方のプーリの溝幅を変化させることにより、ベルト 605のプーリ 602との接触径と プーリ 604との接虫径とカ S変ィ匕する。これにより、それぞれのプーリ 602、 604に対す るベルト 605の卷付け径の比率が変化する。このため、プライマリ軸 601の回転が無 段階に変速されてセカンダリ軸 603に伝達されることなる。
[0106] 本実施の形態では、この入力側の軸 601aおよびプライマリ軸 601や、出力側のセ カンダリ軸 603のスラスト荷重を受けるためにスラスト針状ころ軸受 10が設けられてい る。
[0107] 図 14は、スラスト針状ころ軸受の配置の様子を示す図 13の P部を拡大して示す断 面図である。図 14を参照して、スラスト針状ころ軸受 10は、たとえばプライマリ軸 601 を回転可能に支持する転がり軸受 611の内輪と支持部材 612との間、支持部材 612 とサンギア 601bとの間、サンギア 601bと支持部材 613との間、支持部材 613とハウ ジング 606との間などに配置されている。各スラスト針状ころ軸受 10は、針状ころ 2と 、その針状ころ 2を保持するための 2枚の保持器 3、 4とを有している。この針状ころ 2 は、たとえば複列の針状ころ 2a、 2bよりなつている。
[0108] 本実施の形態におけるスラスト針状ころ軸受 10の各々は、図 2に示されるスラスト針 状ころ軸受 10Bで構成されている。また、図 1で示されるスラスト針状ころ軸受 10Aで 構成されていてもよい。スラスト針状ころ軸受 10の構成および各部材に対して行なう 熱処理方法については、実施の形態 1と同様であるので、その説明を省略する。
[0109] (実施の形態 5)
図 15は、本発明の実施の形態 5におけるマ-ユアルトランスミッションの構成を示す 概略断面図である。図 15を参照して、マニュアルトランスミッション 650は、常時嚙合 い式のマニュアルトランスミッションであって、 4つのスラスト針状ころ軸受 10Aと、入 力シャフト 661と、出力シャフト 662と、カウンターシャフト 663と、ギア(歯車) 664a— 664kと、ノヽウジング 665とを主に有して! /、る。
[0110] 入力シャフト 661は、転がり軸受 660Aによりハウジング 665に回転可能に支持され ている。この入力シャフト 661の外周にはギア 664aが形成されており、内周にはギア 664b力形成されて!ヽる。
[0111] 出力シャフト 662は、一方側(図中左側)において転がり軸受 660Bによりハウジン グ 665に回転可能に支持されており、他方側(図中右側)において転がり軸受 660C により入力シャフト 661に回転可能に支持されている。この出力シャフト 662には、ギ ァ 664c— 664g力取り付けられて!/、る。
[0112] ギア 664cおよびギア 664dはそれぞれ同一部材の外周と内周に形成されている。
ギア 664cおよびギア 664dが形成された部材は転がり軸受 660Dにより出力シャフト 662に回転可能に支持されている。ギア 664eは、出力シャフト 662と一緒に回転す るように、かつ出力シャフト 662の軸方向にスライド可能なように、出力シャフト 662に 取り付けられている。
[0113] また、ギア 664fおよびギア 664gの各々は同一部材の外周に形成されている。ギア 664fおよびギア 664gが形成された部材は、出力シャフト 662と一緒に回転するよう に、かつ出力シャフト 662の軸方向にスライド可能なように出力シャフト 662に取り付 けられている。ギア 664fおよびギア 664gが形成された部材が、図中左側にスライド した場合にはギア 664fはギア 664bと嚙合 、可能であり、図中右側にスライドした場 合にはギア 664gとギア 664dとが嚙合い可能である。
[0114] カウンターシャフト 663は、ギア 664h— 664kなどを有している。カウンターシャフト 663とハウジング 665との間には、 4つのスラスト針状ころ軸受 10Aが配置されており 、これによつてカウンターシャフト 663の軸方向の荷重 (スラスト荷重)が支持されて ヽ る。ギア 664hはギア 664aと常時嚙合っており、かつギア 664iはギア 664cと常時嚙 合っている。また、ギア 664jは、ギア 664eが図中左側にスライドした場合に、ギア 66 4eと嚙合い可能である。ギア 664kはギア 664eが図中右側にスライドした場合に、ギ ァ 664eと嚙合 、可能である。
[0115] 次に、マ-ユアルトランスミッション 650の変速動作について説明する。
[0116] マニュアルトランスミッション 650では、入力シャフト 661のギア 664aと、カウンター シャフト 663のギア 664hとの嚙み合わせによって、入力シャフト 661の回転がカウン ターシャフト 663へ伝達される。そして、カウンターシャフト 663のギア 664i— 664kと 出力シャフト 662のギア 664c、 664eとの嚙み合わせ、または出力シャフト 662のギア 664dとギア 664gとの嚙み合わせ〖こよって、カウンターシャフト 663の回転が出力シ ャフト 662へ伝達される。これにより、入力シャフト 661の回転が出力シャフト 662へ伝 達される。
[0117] 入力シャフト 661の回転が出力シャフト 662へ伝達される際には、入力シャフト 661 およびカウンターシャフト 663の間で嚙合うギアと、カウンターシャフト 662および出力 シャフト 663の間で嚙合うギアとを変えることによって、入力シャフト 661の回転速度 に対して出力シャフト 662の回転速度を段階的に変化させることができる。また、カウ ンターシャフト 663を介さずに入力シャフト 661のギア 664bと出力シャフト 662のギア 664fとを直接嚙合わせることによって、入力シャフト 661の回転を出力シャフト 662へ 直接伝達することもできる。
[0118] 以下に、マ-ユアルトランスミッション 650の変速動作をより具体的に説明すると、ギ ァ 664f力 Sギア 664bと嚙合わず、ギア 664g力 Sギア 664dと嚙合わず、力つギア 664e がギア 664jと嚙合う場合には、入力シャフト 661の駆動力は、ギア 664a、ギア 664h 、ギア 664jおよびギア 664eを介して出力シャフト 662に伝達される。これはたとえば 第 1速とされる。
[0119] ギア 664g力 Sギア 664dと嚙合い、ギア 664eがギア 664jと嚙合わない場合には、入 力シャフト 661の駆動力は、ギア 664a、ギア 664h、ギア 664i、ギア 664c、ギア 664 dおよびギア 664gを介して出力シャフト 662に伝達される。これはたとえば第 2速とさ れる。
[0120] ギア 664f力 Sギア 664bと嚙合い、ギア 664eがギア 664jと嚙合わない場合には、入 力シャフト 661はギア 664bおよびギア 664fとの嚙合いにより出力シャフト 662に直結 され、入力シャフト 661の駆動力は直接出力シャフト 662に伝達される。これはたとえ ば第 3速 (トップ)とされる。
[0121] 本実施の形態では、マニュアルトランスミッション 650のスラスト荷重を受ける支持構 造は、カウンターシャフト 663のスラスト荷重を受ける 4つのスラスト針状ころ軸受 10A を有している。スラスト針状ころ軸受 10Aの各々は、図 1に示されるスラスト針状ころ軸 受 10Aで構成されている。また、図 2で示されるスラスト針状ころ軸受 10Bで構成され ていてもよい。スラスト針状ころ軸受 10A, 10Bの構成および各部材に対して行なう 熱処理方法については、実施の形態 1と同様であるので、その説明を省略する。
[0122] なお、本実施の形態では、マニュアルトランスミッションのスラスト荷重を受ける支持 構造がカウンターシャフト 663のスラスト荷重を受けるスラスト針状ころ軸受 10Aを有 する場合に付いて示した力 本発明のマニュアルトランスミッションのスラスト荷重を受 ける支持構造はこのような場合の他、入力シャフトや出力シャフトのスラスト荷重を受 けるスラスト針状ころ軸受を有して 、てもよ 、。
実施例
[0123] 次に本発明の実施例について説明する。 [0124] SUJ2材 (JIS規格:高炭素クロム軸受鋼鋼材)、 SCM415M (JIS規格:クロムモリブ デン鋼鋼材)、および S70C CFIS規格:機械構造用炭素鋼鋼材)のそれぞれからなる 、プレス加工が可能な鋼板および鋼帯製の軌道盤 (厚み 3mm以下)と、ころとを準備 した。この軌道盤ところとに各種の熱処理を施した。この熱処理としては、図 3および 図 4に示すようなヒートパターンの熱処理 (特殊熱処理)、浸炭窒化処理、焼入れ (ズ ブ焼入れ、高温焼入れ、 2回焼入れ)、浸炭などである。
[0125] 特殊熱処理では、 RXガスとアンモニアガスとの混合ガスの雰囲気中で温度 840°C で一定時間保持して浸炭窒化処理を施した後、その温度から 1次焼入れを行ない、 さらに温度 230°Cで焼戻しを行なった。次 、で浸炭窒化処理を施した温度より低 ヽ 温度 800°Cに再加熱してその温度で一定時間保持してから 2次焼入れを行な 、、さ らに温度 230°Cで焼戻しを行なった。
[0126] 浸炭窒化処理では、温度 840°Cで一定時間保持して浸炭窒化処理を施した後、そ の温度力も焼入れを行な 、、さらに温度 230°Cで焼戻しを行なった。
[0127] 浸炭窒化処理 +焼入れ処理では、温度 840°Cで一定時間保持して浸炭窒化処理 を施した後、その温度力も焼入れを行ない、さらに温度 230°Cで焼戻しを行なった。 次!、で温度 840°Cに再加熱してその温度で一定時間保持した後、その温度から焼 入れを行な 、、さらに温度 230°Cで焼戻しを行なった。
[0128] 浸炭処理では、温度 850°Cで一定時間保持して浸炭処理を施した後、その温度か ら焼入れを行な 、、さらに温度 230°Cで焼戻しを行なった。
[0129] ズブ焼入れ処理では、温度 850°Cで一定時間保持した後、その温度から焼入れを 行な 、、さらに温度 230°Cで焼戻しを行なった。
[0130] 高温焼入れ処理では、温度 880°Cで一定時間保持した後、その温度力 焼入れを 行な 、、さらに温度 230°Cで焼戻しを行なった。
[0131] 2回焼入れ処理では、温度 840°Cで一定時間保持した後、その温度から 1回目の 焼入れを行ない、さらに温度 230°Cで焼戻しを行なった。次いで温度 840°Cに再カロ 熱してその温度で一定時間保持した後、その温度力 2回目の焼入れを行ない、さら に温度 230°Cで焼戻しを行なった。
[0132] これらの各処理を施した軌道盤の結晶粒番号、残留オーステナイト量および表層 部の窒素含有量を表 1に示す。
[0133] なお、結晶粒度の測定は、 JIS G 0551の鋼のオーステナイト結晶粒度試験方法 に基づいて行った。また、同一の条件で作成した 10個の試験サンプルの平均値を求 めた。
[0134] また、残留オーステナイト量の測定は、 X線回折法により軌道面の 4箇所の位置の それぞれの表面下 0. 05mmの深さで行なった。また、同一の条件で作成した 10個 の試験サンプルの平均値(つまり 10個 X 4箇所の平均値)を求めた。
[0135] また、軌道盤の表層部の窒素含有量の測定は、軌道面に対して垂直に切断して E PMAを用いた分析により行なった。また、同一の条件で作成した 5個の試験サンプ ルの平均値を求めた。
[0136] [表 1] 試験サンプルの材質
Figure imgf000026_0001
[0137] 表 1の結果から、特殊熱処理を施した軌道盤の試料サンプルでは、 SUJ2、 SCM4 15Mおよび S70Cのいずれにおいても、表層部に窒素富化層が確認され、表層部 のオーステナイトの結晶粒度番号が 11番以上であり、残留オーステナイト量が 5体積 %以上 25体積%以下であり、かつ表層部の窒素含有量が 0. 1質量%以上 0. 7質 量%以下であった。
[0138] 一方、特殊熱処理以外の熱処理を施した軌道盤の試料サンプルでは、 11番以上 のオーステナイト結晶粒度番号および 5体積%以上 25体積%以下の残留オーステ ナイト量のいずれか一方または双方が得られな力つた。
[0139] 次に、上記の各軌道盤ところとを組み合わせてスラスト針状ころ軸受を作成し、その スラスト針状ころ軸受の寿命試験を行なった。寿命試験の試験条件を表 2に、また寿 命試験の試験結果を表 3に示す。
[0140] [表 2] 試験条件
Figure imgf000027_0001
[0141] [表 3]
事 寿命比
No. 特 徴
例 (L10)
1 軌這輪' ころ SUJ2 特殊熱処理 17. 2
SUJ2 特殊熱処理
1 軌 輪 16.5
ころ SUJ2 浸炭窒化処理
本 SCM415M 特殊熱処理
3 軌 輪 10.8
ころ
発 SUJ2 特殊熱処理
明 5M 特殊熱処理
4 軌道輪 SC 41
8. 5
例 <_ろ SUJ2 浸炭窒化処理
5 軌道輪 S70C 特殊熱処理
14. 2
ころ SUJ2 特殊熱処理
S70C 特殊熱処理
6 軌 ia輪 13. 1
ころ SUJ2 浸炭窒化処理
M415M 浸炭窒化処理
7 軌道輪 SC
3. 0
ころ SUJ2 浸炭窒化処理
SCM415H 浸炭窒化処理 +焼入
8 軌這輪 3. 3
ころ SUJ2 浸炭窒化処理
M415H 浸炭窒化処理
9 軌迨輪 SC
1.5
ころ SUJ2 ス'フ'焼入
10 軌 illfe, ころ SUJ2 浸炭窒化処理 4.2
S70C 浸炭窒化処理
11 軌道輪 3.4
ころ SUJ2 浸炭窒化処理
SCP15M 浸炭
12 軌道輪
比 1.0
ころ SUJ2 浸炭窒化処理
較 軌 輪 SCM415M 浸炭
例 13 0. 5
ころ SUJ2 Xフ'焼入
軌 輪 SUJ2 ス'フ'焼入
14 0. 9
ころ SUJ2 浸炭窒化処理
SUJ2 高温焼入
15 軌: il輪 1.0
ころ SUJ2 浸炭窒化処理
輪 SUJ2 2回焼入
16 軌 0. 9
ころ SUJ2 浸炭窒化処理
ス'フ'焼入
17 軌 輪 SUJ2
0. 4
ころ SUJ2 X r焼入
18 軌 ii輪 S70C ス '焼入 0. 4
ころ SUJ2 ス'フ'焼入
※特殊熱処理:開発熱処理 表 3の結果から、特殊熱処理が施された軌道盤を有するスラスト針状ころ軸受では 、特殊熱処理以外の熱処理を施された軌道盤を有するスラスト針状ころ軸受と比較し て、 L10寿命 (サンプルとなるスラスト針状ころ軸受の 90%が破損しないで使える負 荷回数)が向上し、長寿命となっている。また、軌道盤同士ところ同士が同じ材質であ つても、軌道盤だけでなくころにも特殊熱処理を施すことによりさらに L 10寿命が向上 し長寿命となることがわかる。
[0143] 今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的な ものではな!/、と考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許 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および範囲内でのすべ ての変更が含まれることが意図される。
産業上の利用可能性
[0144] 本発明は、特にカーエアコン'コンプレッサおよびトランスミッション(マニュアルトラ ンスミッション、オートマチックトランスミッション、および無段変速機)用のスラスト針状 ころ軸受に関するものである、また、本発明は、特にスラスト針状ころ軸受の表面起点 型剥離などの表面損傷での早期破損に対して効果があり、スラスト針状ころ軸受の通 常の荷重依存型の転動疲れにも効果がある、長寿命な無段変速機用の支持構造に 関するものである。

Claims

請求の範囲
[1] 薄肉鋼板力もなる軌道盤(1)と針状ころ (2)とを有するスラスト針状ころ軸受(10A, 10B)において、少なくとも前記軌道盤(1)が表層部に窒素富化層を有し、前記表層 部の残留オーステナイト量が 5体積%以上 25体積%以下であり、前記表層部のォー ステナイト結晶粒度番号が 11番以上であることを特徴とする、スラスト針状ころ軸受( lOA, 10B)。
[2] 前記表層部の窒素含有量が 0. 1質量%— 0. 7質量%の範囲であることを特徴とす る、請求の範囲第 1項に記載のスラスト針状ころ軸受(lOA, 10B)。
[3] 主軸(104, 204, 304)の回転に伴って斜板(103, 203, 303)力 S回転し、それに よりピストン(107, 207, 307)が揺動運動するカーエアコン'コンプレッサ(100, 20 0, 300)のスラスト荷重を受ける支持構造(10A, 10B)であって、
前記斜板(103, 203, 303)の回転により生じたスラスト荷重を受け、かつ薄肉鋼板 力もなる軌道盤(1)と針状ころ(2)とを有するスラスト針状ころ軸受(10A, 10B)にお いて、少なくとも前記軌道盤(1)側が表層部に窒素富化層を有し、前記表層部のォ ーステナイト量が 5体積%以上 25体積%以下であり、前記表層部のオーステナイト結 晶粒度番号が 11番以上であることを特徴とする、カーエアコン'コンプレッサのスラス ト荷重を受ける支持構造(10A, 10B)。
[4] 前記表層部の窒素含有量が 0. 1質量%— 0. 7質量%の範囲であることを特徴とす る、請求の範囲第 3項に記載のカーエアコン'コンプレッサのスラスト荷重を受ける支 持構造(10A, 10B)。
[5] ステータ(502)を挟んで互いに対面するインペラ(501)とタービン(503)とを有す るトルクコンバータ(500)を備えたオートマチックトランスミッションのスラスト荷重を受 ける支持構造(510)であって、
前記ステータ(502)と前記インペラ(501)との間および前記ステータ(502)と前記 タービン(503)との間の少なくともいずれかに、薄肉鋼板力もなる軌道盤(1)と針状こ ろ(2)とを有するスラスト針状ころ軸受(10A, 10B)を備え、
少なくとも前記軌道盤 (1)が表層部に窒素富化層を有し、前記表層部の残留ォー ステナイト量が 5体積%以上 25体積%以下であり、前記表層部のオーステナイト結晶 粒度番号が 11番以上であることを特徴とする、オートマチックトランスミッションのスラ スト荷重を受ける支持構造 (510)。
[6] 前記表層部の窒素含有量が 0. 1質量%— 0. 7質量%の範囲であることを特徴とす る、請求の範囲第 5項に記載のオートマチックトランスミッションのスラスト荷重を受け る支持構造 (510)。
[7] 入力軸 (601)の回転が無段階に変化して出力軸 (603)に伝達される無段変速機 ( 600)用の支持構造(10)であって、
前記入力軸(601)および前記出力軸(603)の 、ずれかの回転により生じたスラス ト荷重を受け、かつ薄肉鋼板力もなる軌道盤(1)と針状ころ (2)とを有するスラスト針 状ころ軸受(10A, 10B)において、少なくとも前記軌道盤(1)側が表層部に窒素富 化層を有し、前記表層部のオーステナイト量が 5体積%以上 25体積%以下であり、 前記表層部のオーステナイト結晶粒度番号が 11番以上であることを特徴とする、無 段変速機 (600)用の支持構造 ( 10)。
[8] 前記表層部の窒素含有量が 0. 1質量%— 0. 7質量%の範囲であることを特徴とす る、請求の範囲第 7項に記載の無段変速機 (600)用の支持構造 (10)。
[9] 入力シャフト(661)の歯車(664a, 664b)とカウンターシャフト(663)の歯車(664 h— 664k)との嚙み合わせおよびカウンターシャフト(663)の歯車(664h— 664k)と 出力シャフト(662)の歯車(664c— 664g)との嚙み合わせにより、前記入力シャフト (661)の回転速度に対して前記出力シャフト(662)の回転速度を段階的に変化させ ることが可能なマニュアルトランスミッション (650)のスラスト荷重を受ける支持構造(1 OA, 10B)であって、
前記入力シャフト(661)、前記カウンターシャフト(663)、および前記出力シャフト( 662)のいずれかのスラスト荷重を受け、かつ薄肉鋼板力もなる軌道盤(1)と針状ころ (2)とを有するスラスト針状ころ軸受(10A, 10B)において、少なくとも前記軌道盤(1 M則が表層部に窒素富化層を有し、前記表層部のオーステナイト量が 5体積%以上 2 5体積%以下であり、前記表層部のオーステナイト結晶粒度番号が 11番以上である ことを特徴とする、マニュアルトランスミッション(650)のスラスト荷重を受ける支持構 造(10A, 10B)。 [10] 前記表層部の窒素含有量が 0. 1質量%— 0. 7質量%の範囲であることを特徴とす る、請求の範囲第 9項に記載のマニュアルトランスミッション(650)のスラスト荷重を受 ける支持構造(10A, 10B)。
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