(57)【要約】【課題】針状ころ軸受の構成部材の製造方法であって、熱処理時の変形量を小さくしながら、耐フレッチング性および耐衝撃性を良好にできる方法を提供する。【解決手段】マルテンサイト系ステンレス、合金工具鋼、または高速度工具鋼からなる素材を用い、焼入れ処理後にフッ化処理を行い、次いで３００℃以上６００℃以下の温度で浸炭処理を行うことで、内輪軌道面１ａ、外輪軌道面２ａ、および針状ころ３の転動面の表層部の硬さをＨＲＣ６０以上とし、芯部の硬さをＨＲＣ５３以上とし、前記表層部の残留オーステナイト量を５体積％以上１５体積％以下にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
針状ころ軸受の構成部材である、内輪または内輪相当部材、外輪または外輪相当部材、および針状ころの製造方法において、
マルテンサイト系ステンレス、合金工具鋼、または高速度工具鋼からなる素材を用い、熱処理として、焼入れ処理後にフッ化処理を行い、次いで３００℃以上６００℃以下の温度で浸炭処理を行うことで、転がり面の表層部の硬さをＨＲＣ６０以上とし、芯部の硬さをＨＲＣ５３以上とし、前記表層部の残留オーステナイト量を５体積％以上１５体積％以下にすることを特徴とする針状ころ軸受の構成部材の製造方法。
【請求項２】
内輪または内輪相当部材、外輪または外輪相当部材、および針状ころの少なくとも一つが請求項１の方法で製造されたものである針状ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転動体として針状ころを用いる針状ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
針状ころ軸受の適用例としては、下記の特許文献１に記載された自動車用トランスミッションのプラネタリギヤ装置や、下記の特許文献２に記載されたカーエアコンのコンプレッサ用スラストニードル軸受が挙げられる。
プラネタリギヤ装置では、ピニオンシャフトの外周面が内輪軌道面に、ピニオンギヤの内周面が外輪軌道面になっており、ピニオンシャフト（内輪相当部材）とピニオンギヤ（外輪相当部材）の間に多数の針状ころが配置されている。スラストニードル軸受は、厚さの薄い円板状の内輪および外輪と針状ころとからなる。
【０００３】
針状ころ軸受の構成部材（内輪または内輪相当部材、外輪または外輪相当部材、針状ころ）の製造方法としては、過酷な使用条件に耐えられるようにする目的で、ＳＵＪ２やＳＫ５を素材として用い、熱処理として、９００〜９５０℃程度の温度で浸炭処理を行った後に、８４０〜８６０℃程度の温度で焼入れ処理を行い、次いで１６０〜１８０℃程度の温度で焼戻し処理を行うことで、表層部の硬さをＨＲＣ６０以上、残留オーステナイト量を１５〜４０質量％にする方法が挙げられる。
【０００４】
特に、ピニオンシャフトについては、フレッチングや衝撃荷重による劣化対策として、焼入れ後にサブゼロ処理をするか、焼戻しを２２０〜２４０℃程度の比較的高い温度で行うことで、軸受に必要な硬さを保持しながら残留オーステナイト量を低減する方法が挙げられる。しかしながら、この方法では、残留オーステナイト量を低減することによる転がり疲れ寿命の低下が懸念される。
また、ＳＵＪ２やＳＫ５からなる素材を用いた針状ころ軸受の構成部材に対して、９００〜９５０℃程度の温度で浸炭処理を行うと、反りやうねり等の変形が生じるという問題点がある。
【特許文献１】特開２００５−７６７８０号公報
【特許文献２】特開平８−３１２６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、針状ころ軸受の構成部材の製造方法として、熱処理時の変形量を小さくしながら、耐フレッチング性および耐衝撃性を良好にして、針状ころ軸受の転がり疲れ寿命を長くできる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、針状ころ軸受の構成部材である、内輪または内輪相当部材、外輪または外輪相当部材、および針状ころの製造方法において、マルテンサイト系ステンレス、合金工具鋼、または高速度工具鋼からなる素材を用い、熱処理として、焼入れ処理後にフッ化処理を行い、次いで３００℃以上６００℃以下の温度で浸炭処理を行うことで、転がり面（内輪軌道面、外輪軌道面、および針状ころの転動面）の表層部の硬さをＨＲＣ６０以上（好ましくはＨＲＣ６５以上）とし、芯部の硬さをＨＲＣ５３以上（好ましくはＨＲＣ５７以上）とし、前記表層部の残留オーステナイト量を５体積％以上１５体積％以下にすることを特徴とする針状ころ軸受の構成部材の製造方法を提供する。
【０００７】
本発明の方法によれば、マルテンサイト系ステンレス、合金工具鋼、または高速度工具鋼からなる素材（これらの素材は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖを合計で５質量％以上含有する）を用いることで、浸炭処理時に、Ｍ23Ｃ6 、Ｍ7 Ｃ3 、Ｍｏ2 Ｃ、ＶＣ等の硬質で微細な炭化物が析出する。この微細炭化物の存在により、軌道面および転動面の摺動摩耗が著しく抑制されて、転がり疲れ寿命が長くなる。
【０００８】
また、焼入れ処理後にフッ化処理を行い、次いで浸炭処理を行うため、フッ化処理により、浸炭性を阻害する元素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ）の酸化物からなる酸化膜が熱処理面から除去されて、活性の高いフッ化膜が形成される。これにより、次工程の浸炭処理で熱処理面に、安定的に均一な浸炭硬化層が形成される。フッ化処理は、例えば、ＮＦ3 等のフッ素系ガスを用いて２００〜４００℃で所定時間保持することにより行われる。
【０００９】
また、浸炭処理を３００℃以上６００℃以下の温度で行うことで、浸炭後の熱変形量を極めて小さくできる。この浸炭処理は焼戻し処理も兼ねており、例えば１０５０℃で焼入れを行って残留オーステナイト量が２０体積％になった場合に、焼戻し処理を兼ねた浸炭処理を５００℃で行うことにより、残留オーステナイト量を５体積％以上１５体積％以下にすることができる。
【００１０】
なお、浸炭処理温度が高いほど、残留オーステナイト量は少なく、変形量は大きくなるため、オーステナイトを比較的多く残し、変形量を少なくする目的で、浸炭処理温度の好ましい温度は３００℃以上５００℃以下の範囲である。
前記表層部の残留オーステナイト量が５体積％未満であると、オーステナイトによる繰り返し応力を分散させる作用が得られず、転がり疲れ寿命が短くなる。前記表層部の残留オーステナイト量が１５体積％を超えると、鋼の降伏応力が低下して、耐フレッチング性および耐衝撃性が劣化して、摩耗や圧痕が発生し易くなる。
【００１１】
すなわち、残留オーステナイト量を５体積％以上１５体積％以下とし、前記微細な炭化物を存在させることにより、熱処理による変形量を極めて小さくしながら、耐フレッチング性および耐衝撃性を良好にして、転がり疲れ寿命を長くできる。
また、内輪または内輪相当部材、外輪または外輪相当部材、および針状ころの少なくとも一つが本発明の方法で製造された針状ころ軸受は、耐フレッチング性および耐衝撃性が良好で、転がり疲れ寿命が長くなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の方法で得られた針状ころ軸受の構成部材は、熱処理時の変形量が小さく、軌道面および転動面の耐フレッチング性および耐衝撃性が良好になるため、転がり疲れ寿命の長い針状ころ軸受を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施例〕
図１に示すスラストニードル軸受を、以下の方法で作製した。このスラストニードル軸受は、第１の軌道板（内輪）１と第２の軌道板（外輪）２と針状ころ３と保持器４とからなる。このスラストニードル軸受の寸法は、内径：４０ｍｍ、外径：５８ｍｍ、高さ（軸方向の寸法）：５ｍｍであり、ＰＣＤ：４９ｍｍ、針状ころの直径：３ｍｍ、針状ころの長さ：６ｍｍである。また、第１の軌道板１の厚さ：１ｍｍであり、第２の軌道板２の厚さ：１ｍｍである。第１の軌道板１の針状ころ３との接触面１ａが内輪軌道面に、第２の軌道板２の針状ころ３との接触面２ａが外輪軌道面に相当する。
【００１４】
サンプルNo. １−１では、第１の軌道板１用としてＳＫＤからなる円板状の素材を、第２の軌道板２用としてＳＵＪ２からなる円板状の素材を、針状ころ３用としてＳＫＤからなる棒状の素材を用意した。各素材を切削加工で第１の軌道板１、第２の軌道板２、針状ころ３の形状に切り出した。次に、第１の軌道板１および針状ころ３に対しては、下記の熱処理条件Ａで焼入れ、フッ化処理、浸炭処理を行った。第２の軌道板２に対しては、下記の熱処理条件Ｂで焼入れ、焼戻しを行った。
【００１５】
サンプルNo. １−２では、第１の軌道板１用としてＳＵＳ４４０Ｃからなる円板状の素材を、第２の軌道板２用としてＳＵＳ４４０Ｃからなる円板状の素材を、針状ころ３用としてＳＵＪ２からなる棒状の素材を用意した。各素材を切削加工で第１の軌道板１、第２の軌道板２、針状ころ３の形状に切り出した。次に、第１の軌道板１および第２の軌道板２に対しては、下記の熱処理条件Ａで焼入れ、フッ化処理、浸炭処理を行った。針状ころ３に対しては、下記の熱処理条件Ｂで焼入れ、焼戻しを行った。
【００１６】
サンプルNo. １−３では、第１の軌道板１用としてＳＫＨからなる円板状の素材を、第２の軌道板２用としてＳＫＨからなる円板状の素材を、針状ころ３用としてＳＫＨからなる棒状の素材を用意した。各素材を切削加工で第１の軌道板１、第２の軌道板２、針状ころ３の形状に切り出した。次に、第１の軌道板１、第２の軌道板２、および針状ころ３に対して、下記の熱処理条件Ａで焼入れ、フッ化処理、浸炭処理を行った。
【００１７】
サンプルNo. １−４では、第１の軌道板１用としてＳＵＪ２からなる円板状の素材を、第２の軌道板２用としてＳＵＪ２からなる円板状の素材を、針状ころ３用としてＳＵＪ２からなる棒状の素材を用意した。各素材を切削加工で第１の軌道板１、第２の軌道板２、針状ころ３の形状に切り出した。次に、第１の軌道板１、第２の軌道板２、および針状ころ３に対して、下記の熱処理条件Ｂで焼入れ、焼戻しを行った。
【００１８】
サンプルNo. １−５では、第１の軌道板１用としてＳＫ５からなる円板状の素材を、第２の軌道板２用としてＳＫ５からなる円板状の素材を、針状ころ３用としてＳＫ５からなる棒状の素材を用意した。各素材を切削加工で第１の軌道板１、第２の軌道板２、針状ころ３の形状に切り出した。次に、第１の軌道板１、第２の軌道板２、および針状ころ３に対して、下記の熱処理条件Ｃで浸炭処理、焼入れ、焼戻しを行った。
【００１９】
サンプルNo. １−６では、第１の軌道板１用としてＳＵＪ２からなる円板状の素材を、第２の軌道板２用としてＳＵＪ２からなる円板状の素材を、針状ころ３用としてＳＵＪ２からなる棒状の素材を用意した。各素材を切削加工で第１の軌道板１、第２の軌道板２、針状ころ３の形状に切り出した。次に、第１の軌道板１、第２の軌道板２、および針状ころ３に対して、下記の熱処理条件Ｃで浸炭処理、焼入れ、焼戻しを行った。
【００２０】
サンプルNo. １−７では、第１の軌道板１用としてＳＫＤからなる円板状の素材を、第２の軌道板２用としてＳＵＪ２からなる円板状の素材を、針状ころ３用としてＳＫＤからなる棒状の素材を用意した。各素材を切削加工で第１の軌道板１、第２の軌道板２、針状ころ３の形状に切り出した。次に、第１の軌道板１および針状ころ３に対しては、下記の熱処理条件Ｄで焼入れ、フッ化処理、浸炭処理を行った。第２の軌道板２に対しては、下記の熱処理条件Ｂで焼入れ、焼戻しを行った。
【００２１】
サンプルNo. １−８では、第１の軌道板１用としてＳＫＨからなる円板状の素材を、第２の軌道板２用としてＳＫＨからなる円板状の素材を、針状ころ３用としてＳＫＨからなる棒状の素材を用意した。各素材を切削加工で第１の軌道板１、第２の軌道板２、針状ころ３の形状に切り出した。次に、第１の軌道板１、第２の軌道板２、および針状ころ３に対して、下記の熱処理条件Ｅで焼入れ、フッ化処理、浸炭処理を行った。
【００２２】
＜熱処理条件Ａ＞  
９００〜１１００℃で３分〜３０分加熱保持後に油冷する焼入れを行った後、３００〜４００℃のＮ2 ＋ＮＦ3 混合ガス（Ｎ2 ：ＮＦ3 ＝９：１）雰囲気でフッ化処理を行い、次いで、３００〜５００℃のアセチレン雰囲気で浸炭処理を行う。処理時間は、フッ化処理と浸炭処理の合計で１２〜４８時間とする。
＜熱処理条件Ｂ＞  
８４０〜８６０℃で１時間以内加熱保持後、油冷する焼入れを行った後、１６０〜１８０℃ＮＩ１．５〜２時間保持する焼戻しを行う。
【００２３】
＜熱処理条件Ｃ＞  
９００〜９５０℃のＲｘガス＋エンリッチガス雰囲気に２〜３時間保持する浸炭処理を行った後、８４０〜８６０℃で１時間以内加熱保持後、油冷する焼入れを行い、次いで１６０〜１８０℃に１．５〜２時間保持する焼戻しを行う。
＜熱処理条件Ｄ＞  
９００〜１１００℃で３分〜３０分加熱保持後、油冷する焼入れを行った後、３００〜４００℃のＮ2 ＋ＮＦ3 混合ガス（Ｎ2 ：ＮＦ3 ＝９：１）雰囲気でフッ化処理を行い、次いで、２８０℃のアセチレン雰囲気で浸炭処理を行う。処理時間は、フッ化処理と浸炭処理の合計で１２〜４８時間とする。
【００２４】
＜熱処理条件Ｅ＞  
９００〜１１００℃で３分〜３０分加熱保持後、油冷する焼入れを行った後、３００〜４００℃のＮ2 ＋ＮＦ3 混合ガス（Ｎ2 ：ＮＦ3 ＝９：１）雰囲気でフッ化処理を行い、次いで、６２０℃のアセチレン雰囲気で浸炭処理を行う。処理時間は、フッ化処理と浸炭処理の合計で１２〜４８時間とする。
【００２５】
なお、寸法精度を確保するために、熱処理条件Ａ、Ｄ、Ｅでは、焼入れ後でフッ化処理前に、焼戻しと研磨加工を行うとともに、浸炭処理後に仕上げ研磨加工を行い、熱処理条件Ｂ、Ｃでは、焼戻し後に研磨加工と仕上げ研磨加工を行う。
このようにして得られたサンプルNo. １−１〜１−８の第１の軌道板１、第２の軌道板２、および針状ころ３について、表層部の硬さ（ＨＲＣ）および残留オーステナイト量（γR ）と芯部の硬さ（ＨＲＣ）を測定した。
【００２６】
また、熱処理前後の軌道面のうねりを次の方法で測定した。第１の軌道板１および第２の軌道面２の軌道面１ａ，２ａの形状を熱処理後に測定して、各面のうねり量（面内の高低差）を調べ、両面のうねり量の平均値を算出した。
また、サンプル毎の第１の軌道板１、第２の軌道板２、および針状ころ３と、全サンプルで同じ保持器４とを用いて、スラストニードル軸受を組み立てて回転試験機にかけ、下記の条件で第１の軌道板１を回転させた。そして、第１の軌道板１、第２の軌道板２、針状ころ３のいずれかに破損が生じるまでの総回転時間を測定し、この時間を転がり疲れ寿命とした。これらの結果を下記の表１に示す。
【００２７】
＜回転試験条件＞
基本動定格荷重：２４０００Ｎ
基本静定格荷重：５５０００Ｎ
スラスト荷重：５０００Ｎ
回転速度：１００００ｍｉｎ-1
潤滑油：ＡＴＦ
潤滑油温度：１００℃
この条件による計算寿命（Ｌ10）は３１１時間である。
【００２８】
【表１】
2006316956.tif 000003
【００２９】
表１において、硬さはロックウエルＣ硬度（ＨＲＣ）の値、γR の単位は「体積％」であり、「軌道面うねり」は、前記両軌道面の熱処理によるうねり量の平均値である。また、表１の各構成で本発明の範囲から外れる部分に下線を施した。
表１から分かるように、No. １−１〜１−３のスラストニードル軸受は本発明の実施例に相当し、No.１−４〜１−８のスラストニードル軸受は本発明の比較例に相当する。そして、No. １−１〜１−３のスラストニードル軸受は、No.１−４〜１−８のスラストニードル軸受と比較して、転がり疲れ寿命が著しく長くなっている。また、軌道面のうねり量は、No.１−４〜１−６で大きく、No. １−１〜１−３，１−７，１−８で小さくなっている。
【００３０】
なお、No. １−７と１−８では、素材としてＳＫＤおよびＳＫＨを用いているが、熱処理条件Ｄでは浸炭処理の温度が２８０℃と低いことから残留オーステナイト量が多く、降伏応力が低下したため、転がり疲れ寿命が低下した。熱処理条件Ｅでは、浸炭処理の温度が６２０℃と高く、残留オーステナイト量が少なくダンパー効果が不十分で、転がり疲れ寿命が低下した。焼入れ温度を上げることで残留オーステナイト量を５体積％以上とすることができるが、そうするとオーステナイトおよびマルテンサイトの結晶粒径が大きくなって靱性が著しく低下する。
【００３１】
〔第２実施例〕
プラネタリギヤ装置のピニオンシャフト（内輪相当部材）、ピニオンギヤ（外輪相当部材）、両者の間に配置する針状ころからなる針状ころ軸受として、図２に示す軸受を作製して寿命試験を行った。
この針状ころ軸受は、ピニオンシャフト５とピニオンギヤ６の間に、複数の針状ころ７が転動自在に介装されており、ピニオンシャフト５の中央部５ａの表面が内輪軌道面として機能する。ピニオンギヤ６の内周面６ａが外輪軌道面として機能する。ピニオンシャフト５の外径は１６．７ｍｍである。針状ころ７の外径は３．５ｍｍで長さは１６ｍｍである。
【００３２】
このピニオンシャフト５の内部には、長さ方向の一端から中央部５ａの周面に向けて潤滑油を供給する給油路が設けてある。この給油路は、軸線に沿って延びる平行路５１と、軸の長さ方向中心位置で、軸の径方向に沿って延びる垂直路５２とからなる。これにより、平行路５１の開口端から導入された潤滑油が、垂直路５２の開口端からピニオンシャフト５と針状ころ７との間に供給される。
【００３３】
サンプルNo. ２−１では、ピニオンシャフト５用としてＳＫＨからなる棒状の素材を、ピニオンギヤ６用としてＳＫＨからなる円筒状の素材を、針状ころ７用としてＳＫＨからなる棒状の素材を用意した。各素材を切削加工でピニオンシャフト５、ピニオンギヤ６、針状ころ７の形状に切り出した。次に、ピニオンシャフト５、ピニオンギヤ６、針状ころ７に対して、前記熱処理条件Ａで焼入れ、フッ化処理、浸炭処理を行った。
【００３４】
サンプルNo. ２−２では、ピニオンシャフト５用としてＳＫＤからなる棒状の素材を、ピニオンギヤ６用としてＳＫＤからなる円筒状の素材を、針状ころ７用としてＳＵＳ２からなる棒状の素材を用意した。各素材を切削加工でピニオンシャフト５、ピニオンギヤ６、針状ころ７の形状に切り出した。次に、ピニオンシャフト５およびピニオンギヤ６に対しては、前記熱処理条件Ａで焼入れ、フッ化処理、浸炭処理を行った。針状ころ７に対しては、前記熱処理条件Ｂで焼入れ、焼戻しを行った。
【００３５】
サンプルNo. ２−３では、ピニオンシャフト５用としてＳＵＳ４４０Ｃからなる棒状の素材を、ピニオンギヤ６用としてＳＵＳ４４０Ｃからなる円筒状の素材を、針状ころ７用としてＳＵＪ２からなる棒状の素材を用意した。各素材を切削加工でピニオンシャフト５、ピニオンギヤ６、針状ころ７の形状に切り出した。次に、ピニオンシャフト５およびピニオンギヤ６に対しては、前記熱処理条件Ａで焼入れ、フッ化処理、浸炭処理を行った。針状ころ７に対しては、前記熱処理条件Ｂで焼入れ、焼戻しを行った。
【００３６】
サンプルNo. ２−４では、ピニオンシャフト５用としてＳＵＪ２からなる棒状の素材を、ピニオンギヤ６用としてＳＵＪ２からなる円筒状の素材を、針状ころ７用としてＳＵＪ２からなる棒状の素材を用意した。各素材を切削加工でピニオンシャフト５、ピニオンギヤ６、針状ころ７の形状に切り出した。次に、ピニオンシャフト５とピニオンギヤ６と針状ころ７に対して、前記熱処理条件Ｂで焼入れ、焼戻しを行った。
【００３７】
サンプルNo. ２−５では、ピニオンシャフト５用としてＳＫ５からなる円板状の素材を、ピニオンギヤ６用としてＳＫＤからなる円筒状の素材を、針状ころ７用としてＳＫ５からなる棒状の素材を用意した。各素材を切削加工でピニオンシャフト５、ピニオンギヤ６、針状ころ７の形状に切り出した。次に、ピニオンシャフト５と針状ころ７に対しては、前記熱処理条件Ｃで浸炭処理、焼入れ、焼戻しを行った。ピニオンギヤ６に対しては、前記熱処理条件Ｅで焼入れ、フッ化処理、浸炭処理を行った。
【００３８】
サンプルNo. ２−６では、ピニオンシャフト５用としてＳＵＪ２からなる棒状の素材を、ピニオンギヤ６用としてＳＫＨからなる円筒状の素材を、針状ころ７用としてＳＵＪ２からなる棒状の素材を用意した。各素材を切削加工でピニオンシャフト５、ピニオンギヤ６、針状ころ７の形状に切り出した。次に、ピニオンシャフト５と針状ころ７に対しては、前記熱処理条件Ｃで浸炭処理、焼入れ、焼戻しを行った。ピニオンギヤ６に対しては、前記熱処理条件Ｄで焼入れ、フッ化処理、浸炭処理を行った。
【００３９】
サンプルNo. ２−７では、ピニオンシャフト５用としてＳＫＤからなる棒状の素材を、ピニオンギヤ６用としてＳＫＤからなる円筒状の素材を、針状ころ７用としてＳＵＳ２からなる棒状の素材を用意した。各素材を切削加工でピニオンシャフト５、ピニオンギヤ６、針状ころ７の形状に切り出した。次に、ピニオンシャフト５およびピニオンギヤ６に対しては、前記熱処理条件Ｄで焼入れ、フッ化処理、浸炭処理を行った。針状ころ７に対しては、前記熱処理条件Ｂで焼入れ、焼戻しを行った。
【００４０】
サンプルNo. ２−８では、ピニオンシャフト５用としてＳＫＨからなる棒状の素材を、ピニオンギヤ６用としてＳＫＨからなる円筒状の素材を、針状ころ７用としてＳＫＨからなる棒状の素材を用意した。各素材を切削加工でピニオンシャフト５、ピニオンギヤ６、針状ころ７の形状に切り出した。次に、ピニオンシャフト５、ピニオンギヤ６、針状ころ７に対して、前記熱処理条件Ｅで焼入れ、フッ化処理、浸炭処理を行った。
このようにして得られたサンプルNo. ２−１〜２−８のピニオンシャフト５、ピニオンギヤ６、針状ころ７について、表層部の硬さ（ＨＲＣ）および残留オーステナイト量（γR ）と芯部の硬さ（ＨＲＣ）を測定した。
【００４１】
また、各サンプルのピニオンシャフト５、ピニオンギヤ６、針状ころ７を用いて図２の軸受を組み立てて回転試験機にかけ、下記の条件でピニオンシャフト５を回転させた。そして、ピニオンシャフト５、ピニオンギヤ６、針状ころ７のいずれかに破損が生じるまでの総回転時間を測定し、この時間を転がり疲れ寿命とした。また、回転試験後のピニオンシャフト５の直径の膨張量を測定した。これらの結果を下記の表２に示す。
＜回転試験条件＞
基本動定格荷重：２１５００Ｎ
基本静定格荷重：２２０００Ｎ
ラジアル荷重：１２０００Ｎ
回転速度：８０００ｍｉｎ-1
潤滑油：ＡＴＦ
潤滑油温度：１００℃
この条件による計算寿命（Ｌ10）は１５時間である。
【００４２】
【表２】
2006316956.tif 000004
【００４３】
表２において、硬さはロックウエルＣ硬度（ＨＲＣ）の値、γR の単位は「体積％」であり、「軸の膨張量」は、ピニオンシャフト５の直径の増加量である。また、表２の各構成で本発明の範囲から外れる部分に下線を施した。
表２から分かるように、No. ２−１〜２−３の針状ころ軸受は本発明の実施例に相当し、No.２−４〜２−８の針状ころ軸受は本発明の比較例に相当する。そして、No. ２−１〜２−３の針状ころ軸受は、No.２−４〜２−８の針状ころ軸受と比較して、転がり疲れ寿命が著しく長くなっている。また、軸の膨張量はNo. ２−４〜２−７で大きく、No. ２−１〜２−３，No. ２−８で「０」になっている。
【００４４】
No. ２−５〜２−８では、素材としてＳＫＤおよびＳＫＨを用いているが、熱処理条件Ｄでは浸炭処理の温度が２８０℃と低いことから残留オーステナイト量が多く、降伏応力が低下したため、転がり疲れ寿命が低下した。熱処理条件Ｅでは、浸炭処理の温度が６２０℃と高く、残留オーステナイト量が少なくダンパー効果が不十分で、転がり疲れ寿命が低下した。焼入れ温度を上げることで残留オーステナイト量を５体積％以上とすることができるが、そうするとオーステナイトおよびマルテンサイトの結晶粒径が大きくなって靱性が著しく低下する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施形態で作製したスラストニードルの形状を示す断面図である。
【図２】実施形態で作製した、ピニオンシャフトを内輪とし、ピニオンギヤを外輪とする針状ころ軸受を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  第１の軌道板（内輪）
１ａ  内輪軌道面
２  第２の軌道板（外輪）
２ａ  外輪軌道面
３  針状ころ
４  保持器
５  ピニオンシャフト（内輪相当部材）
５ａ  内輪軌道面
６  ピニオンギヤ（外輪相当部材）
６ａ  外輪軌道面
７  針状ころ
【図１】
2006316956.tif 000005
【図２】
2006316956.tif 000006