(57)【要約】【課題】ドリリング摩耗が生じにくく、かつ軸受音響が小さいスラストころ軸受を提供する。【解決手段】本発明のスラストころ軸受１は、複数のころ２ａ、２ｂと、それぞれがころ２ａ、２ｂを保持するためのポケット５、６を複数有する環状の保持器３、４とを備えたスラストころ軸受である。そして、上記複数のころ２ａ、２ｂの各々の端面はＦ端面であって、端面精度は３０μｍ以下となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のころと、
それぞれが前記ころを保持するためのポケットを複数有する環状の保持器とを備えたスラストころ軸受であって、
前記複数のころの各々の端面はＦ端面であって、端面精度は３０μｍ以下である、スラストころ軸受。
【請求項２】
前記複数のころの各々は、前記複数のポケットの各々に前記保持器の径方向に単列で配置されている、請求項１に記載のスラストころ軸受。
【請求項３】
前記複数のころの各々は、前記複数のポケットの各々に前記保持器の径方向に複列で配置されている、請求項１に記載のスラストころ軸受。
【請求項４】
前記ころは針状ころである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のスラストころ軸受。
【請求項５】
前記保持器は鋼からなっている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のスラストころ軸受。
【請求項６】
前記保持器は、鋼板をプレス加工することにより形成されている、請求項５に記載のスラストころ軸受。
【請求項７】
前記保持器は、２枚の環状の保持器からなっている、請求項５または６に記載のスラストころ軸受。
【請求項８】
前記２枚の保持器のそれぞれは、径方向において前記ころの長さよりも長い矩形状の複数のポケットを有し、
前記複数のポケットのそれぞれの両側縁には対向する方向に突出するころ保持部が形成され、前記ころ保持部によって前記ころが上下方向から挟んで保持されている、請求項７に記載のスラストころ軸受。
【請求項９】
前記２枚の保持器は、前記ころ保持部の径方向における外側部および内側部が互いに上下方向に重合されるとともに、前記外側部の最外端部および前記内側部の最内端部を折り返すように折り曲げて加締められている、請求項８に記載のスラストころ軸受。
【請求項１０】
前記保持器の前記ころ保持部に対する径方向の外側部分および内側部分の上下方向の厚さは、前記ころ保持部の上下方向の厚さよりも薄い、請求項９に記載のスラストころ軸受。
【請求項１１】
前記ころ保持部の角部は、だらして形成されている、請求項８〜１０のいずれか１項に記載のスラストころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のオートマチックトランスミッションやコンプレッサー等に使用されるスラストころ軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スラスト針状ころ軸受は、針状ころと保持器、および軌道輪とで構成され、針状ころと軌道輪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、希薄潤滑下や高速回転下での運転等、苛酷な使用条件で使用する軸受として好適で、たとえば自動車のオートマチックトランスミッション用軸受やカーエアーコンプレッサー用軸受として広く使用されている。
【０００３】
従来、潤滑油の流入性および流出性の少なくとも一方を向上させることにより、通過する単位時間当たりの潤滑油量の増大を図ったスラスト針状ころ軸受が知られている（特許文献１参照）。そのスラスト針状ころ軸受について図９を用いて説明する。
【０００４】
図９（ａ）〜（ｃ）を参照して、このスラスト針状ころ軸受５０は、複数の針状ころ８０と２枚の環状保持器６０、７０とからなり、この２枚の保持器６０、７０のそれぞれが径方向において、ころ長よりも長い複数の窓６１、７１を有し、これら複数の窓６１、７１に形成されたころ保持部６４、７４で複数の針状ころ８０を上下方向に挟んで保持している。ここで、２枚の保持器６０、７０について、ころ保持部６４、７４の径方向長さｌａがころ長ｌよりも短くされ、かつ、２枚の保持器６０、７０のうちの少なくとも一方が折り曲げ加工されている。それにより、ころ保持部６４、７４に対して径方向の外側部分および内側部分の、少なくとも一方の上下方向の厚さｔ１、ｔ２が、ころ保持部６４、７４の上下方向の厚さｔ０よりも薄くされている。
【０００５】
これにより、ころ保持部６４、７４に対して厚さを薄くした径方向の外側部分および内側部分の、少なくとも一方側の潤滑油の流入性あるいは流出性が向上し、軸受を通過する単位時間当たりの潤滑油量を増加させることができる。さらに、保持器６０、７０によって潤滑油の通過が遮られにくくなるので潤滑油が滞留せず、油温の上昇を抑制することができ、軸受の耐久性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−７０８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この従来のスラスト針状ころ軸受５０にあっては、針状ころ８０の端面８１が遠心力によって窓６１、７１の壁面に押し付けられ、さらに針状ころ８０の自転による接触が加わって、窓６１、７１に異常摩耗（以下、ドリリング摩耗と呼ぶ）が生じるという問題があった。また、軸受音響が大きいという問題点があった。スラスト針状軸受５０は主に自動車に使用されているので、自動車の車内空間の静粛性が求められている近年において、スラスト針状軸受５０においても軸受音響の低下が求められていた。
【０００８】
したがって本発明の目的は、ドリリング摩耗が生じにくく、かつ軸受音響が小さいスラストころ軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従来のスラスト針状ころ軸受における、ドリリング摩耗が生じやすく、かつ軸受音響が大きいという問題は、ともに以下の原因によるものであることが本発明においてわかった。すなわち、スラスト針状ころ軸受に用いられている針状ころの各々の端面精度が大きい場合には、針状ころと保持器との接触部の摩擦抵抗が大きくなるので、これらがぶつかる際の摩擦によりドリリング摩耗が生じ、また、これらがぶつかる際の摩擦により生じる音により軸受音響が大きくなることがわかった。特に複列スラストころ軸受では、ころの端面同士も接触するため、ころの端面精度が悪いと軸受の音響値はさらに大きくなる傾向にあることもわかった。さらに本願発明者らは、スラストころ軸受において、ころの端面形状を所定の形状とし、かつその端面の精度を３０μｍ以下にすることによりドリリング摩耗と軸受音響を顕著に改善できることを見出した。
【００１０】
したがって、本発明のスラストころ軸受は、複数のころと、それぞれがころを保持するためのポケットを複数有する環状の保持器とを備えていて、複数のころの各々の端面はＦ端面であって、端面精度は３０μｍ以下である。これにより、ころと保持器との摩擦抵抗、およびころと隣のころとの摩擦抵抗が著しく小さくなる結果、これらがぶつかる際の摩擦によるドリリング摩耗が特に生じにくくなり、またこれらがぶつかる際の音により生じる軸受音響が特に小さくなる。
【００１１】
ここで、ころには針状ころと、棒状ころと、円筒ころとがある。ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）の規定に基づいて、針状ころとは直径が５ｍｍより小さく長さがその３〜１０倍のころを意味し、棒状ころとは直径が５ｍｍ以上１５ｍｍ以下で長さが直径の３〜１０倍のころを意味し、円筒ころとは長さが直径の３倍未満のころを意味している。
【００１２】
本発明のスラストころ軸受において好ましくは、複数のころの各々は、複数のポケットの各々に保持器の径方向に単列で配置されている。
【００１３】
これにより、ころと保持器との接触抵抗が小さくなる。その結果、ころと保持器とがぶつかる際の音により生じる軸受音響が特に小さくなり、またこれらがぶつかる際の摩擦によるドリリング摩耗が特に生じにくくなる。
【００１４】
本発明のスラストころ軸受において好ましくは、複数のころの各々は、複数のポケットの各々に保持器の径方向に複列で配置されている。
【００１５】
これにより、ころと隣のころおよび保持器との接触部の抵抗が小さくなる。その結果、ころと隣のころとがぶつかる際の音により生じる軸受音響が特に小さくなり、またこれらがぶつかる際の摩擦によるドリリング摩耗が特に生じにくくなる。さらに、ころの外径側部分と内径側部分との公転周速差が小さくなり、軌道面（図示せず）との滑りが抑制される。これにより、接触部の発熱が少なくなり、針状ころの表面損傷（スミアリング）が防止される。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明のスラストころ軸受は、複数のころと、それぞれがころを保持するためのポケットを複数有する環状の保持器とを備えていて、複数のころの各々の端面はＦ端面であって、端面精度は３０μｍ以下である。これにより、ころと保持器との摩擦抵抗、およびころと隣のころとの摩擦抵抗が著しく小さくなる結果、これらがぶつかる際の摩擦によるドリリング摩耗が特に生じにくくなり、またこれらがぶつかる際の音により生じる軸受音響が特に小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るスラスト針状ころ軸受の第１の実施形態を示す平面図（ａ）、（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線に沿った断面図（ｂ）、（ｂ）の要部拡大図（ｃ）、（ａ）のポケット部の要部拡大図（ｄ）、（ｃ）のＩｅ−Ｉｅ線に沿った拡大断面図（ｅ）である。
【図２】図１（ｃ）の要部斜視図である。
【図３】本発明に係るスラスト針状ころ軸受の使用状態を説明する部分断面図である。
【図４】端面精度の測定方法を示す模式図（ａ）、測定結果と端面精度との関係を示す図（ｂ）である。
【図５】針状ころの端面精度と軸受音響との関係を示す図である。
【図６】本発明に係るスラスト針状ころ軸受の第２の実施形態を示す平面図（ａ）、（ａ）のＶＩｂ−Ｏ−ＶＩｂ線に沿った断面図（ｂ）、（ａ）の底面図（ｃ）、（ｂ）のＡ部拡大図（ｄ）、（ｂ）のＢ部拡大図（ｅ）である。
【図７】本発明に係るスラスト針状ころ軸受の第３の実施形態を示す平面図（ａ）、（ａ）のＶＩＩｂ−Ｏ−ＶＩＩｂ線に沿った断面図（ｂ）、（ｂ）のＣ部拡大図（ｃ）、（ｂ）のＤ部拡大図（ｄ）である。
【図８】本発明に係るスラスト針状ころ軸受の第４の実施形態を示す平面図（ａ）、（ａ）のＶＩＩＩｂ−Ｏ−ＶＩＩＩｂ線に沿った断面図（ｂ）、（ｂ）のＥ部拡大図（ｃ）である。
【図９】従来のスラスト針状ころ軸受を示す部分平面図（ａ）、（ａ）のＩＸｂ−ＩＸｂ線に沿った断面図（ｂ）、（ｂ）のＩＸｃ−ＩＸｃ線に沿った断面図（ｃ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明に係るスラスト針状ころ軸受の第１の実施形態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線に沿った断面図、（ｃ）は（ｂ）の要部拡大図、そして（ｄ）は（ａ）のポケット部の要部拡大図、（ｅ）は（ｃ）のＩｅ−Ｉｅ線に沿った拡大断面図である。また、図２は図１（ｃ）の斜視図である。
【００１９】
図１（ａ）〜（ｄ）を参照して、このスラスト針状ころ軸受１は、複数の針状ころ２とこれら針状ころ２を周方向に所定ピッチで保持する２枚の環状の保持器３、４とからなっている。ここで、２枚の保持器３、４のそれぞれは、径方向において針状ころ２の長さＬよりも長い矩形状の複数のポケット５、６を有し、冷間圧延鋼鈑（ＳＰＣＣ）からなる鋼鈑をプレス加工にて形成されている。各ポケット５、６の両側縁には、対向する方向に突出するころ保持部５ａ、６ａが形成されている。これらころ保持部５ａ、６ａによって針状ころ２が上下方向に挟んで保持されている。なお、保持器３、４は、これ以外にもたとえば、ＳＣＭ４１５等の帯鋼をプレスで絞り成形してもよい。
【００２０】
針状ころ２は、外径側の針状ころ２ａと内径側の針状ころ２ｂで構成され、ポケット５、６内に複列で配置されている。各針状ころ２ａ、２ｂにおいて、外径側部分と内径側部分との公転周速差が小さくなり、軌道面（図示せず）との滑りが抑制されるので、接触部の発熱が少なく、表面損傷や表面起点型の剥離を防止することができる。なお、ここでは複列の針状ころ２ａ、２ｂの長さを同一としているが、使用条件によって外径を内径以下にするか、または外径を内径以上にするかを選択し、たとえば、外径と内径とのうち長い方を短い方の１．２倍の長さにすることにより、負荷容量を上げるようにしてもよい。
【００２１】
図１（ｃ）、図２を参照して、２枚の保持器３、４のうち、上側保持器３のころ保持部５ａの径方向外側は、ころ保持部５ａの外端から折り曲げられた傾斜延出部３ａと、この傾斜延出部３ａの下端から径方向に向けて折り曲げられた外側板部３ｂとで構成されている。また、上側保持器３のころ保持部５ａの径方向内側は、同じくころ保持部５ａの内端から折り曲げられた傾斜延出部３ｃと、この傾斜延出部３ｃの下端から径方向に向けて折り曲げられた内側板部３ｄとで構成されている。
【００２２】
また、上側保持器３と同一型でポケット抜きされた下側保持器４のころ保持部６ａの径方向外側は、ころ保持部６ａの外端から折り曲げられた傾斜延出部４ａと、この傾斜延出部４ａの下端から径方向に向けて折り曲げられた外側板部４ｂとで構成されている。また、下側保持器４のころ保持部６ａの径方向内側は、同じくころ保持部６ａの内端から折り曲げられた傾斜延出部４ｃと、この傾斜延出部４ｃの下端から径方向に向けて折り曲げられた内側板部４ｄとで構成されている。
【００２３】
そして、２枚の保持器３、４においては、外側板部３ｂ、４ｂが互いに上下方向に重合され、外側板部４ｂの最外端部が上方向に折り曲げられることで加締部７が形成されている。また、内側板部３ｄ、４ｄが互いに上下方向に重合され、内側板部３ｄの最内端部を下方向に折り曲げられることで加締部８が形成されている。これら加締部７、８により、２枚の保持器３、４は内外端部を加締固定されて強固に一体化されているため、運転中においても２枚の保持器３、４は分離することはない。また、外側板部３ｂ、４ｂおよび内側板部３ｄ、４ｄでは、針状ころ２の端面とポケット５、６との接触面積を広くとることができ、ドリリング摩耗が抑制される。
【００２４】
２枚の保持器３、４を固定した状態において、２枚の保持器３、４がなすころ保持部５ａ、６ａよりも径方向の外側部分の上下方向の厚さＴ１と径方向の内側部分の上下方向の厚さＴ２とは、傾斜延出部３ａ、４ａおよび３ｃ、４ｃが存在することから、ころ保持部５ａ、６ａの上下方向の厚さＴ０よりも薄い。
【００２５】
図１（ｄ）を参照して、ころ保持部５ａ、６ａの径方向の長さＬａはころ長さＬよりも短く形成されることで、ころ保持部５ａ、６ａの両端に形成された凹部５ｂ、６ｂによって潤滑油が容易に通過させることができる。なお、針状ころ２ａ、２ｂの端面は、フラットな形状に限らず円弧面で形成されてもよい。
【００２６】
図１（ｅ）を参照して、ころ保持部５ａ、６ａの角部は、プレスでポケット５、６を打抜きする際にだらして形成するか、打抜き後、内縁部を面押し加工により角部を滑らかにだらしている。針状ころ２ａ、２ｂの表面に形成された潤滑油膜を切ることなく、針状ころ２ａ、２ｂを安定して案内保持することができる。
【００２７】
図３を参照して、以上の構成を有するスラスト針状ころ軸受１は、第１軸（回転軸）９の軌道面９ａと、第２軸（固定軸）１０の軌道面１０ａとの間を針状ころ２が転動するように、上側保持器３の加締部８を案内面としてすきまばめされる。第１軸９が回転すると、保持器３、４もこの第１軸９とともに回転し、針状ころ２が第１軸９の軌道面９ａと第２軸１０の軌道面１０ａとの間を転動する。ここで、図示しない油圧供給源から油路を経由してスラスト針状ころ軸受１内に潤滑油が供給される。
【００２８】
潤滑油は、油路を矢印ａのように通ってから第２軸１０の軌道面１０ａと下側保持器４のころ保持部６ａに対して径方向内側部分との間を矢印ｂのように通る。その後、潤滑油は、針状ころ２の周囲および保持器３、４で形成される空間内を矢印ｃのように通って、針状ころ２の側面と保持器３、４のころ保持部５ａ、６ａとの間、針状ころ２の端面との間、および針状ころ２の側面と軌道面９ａ、１０ａとの間を潤滑し、第２軸１０の軌道面１０ａと保持器４のころ保持部６ａに対して径方向の外側部分との間、および第１軸９の軌道面９ａと保持器３のころ保持部５ａに対して径方向の外側部分との間を通って矢印ｄのように排出される。
【００２９】
この潤滑油による各部の潤滑に際し、２枚の保持器３、４がなすころ保持部５ａ、６ａに対して、径方向の外側部分、内側部分の上下方向の厚さＴ１、Ｔ２はころ保持部５ａ、６ａの上下方向の厚さＴ０よりも薄く形成されている（図１（ｃ）参照）。このため、第２軸１０の軌道面１０ａと下側保持器４のころ保持部６ａに対して径方向の内側部分との間の空間の断面積が従来に比べて大きくなり、潤滑油の流出性だけでなく流入性も向上している。したがって、軸受各部の焼付きが確実に防止されるとともに、針状ころ２の端面と保持器３、４のポケット５、６とのドリリング摩耗が抑制される。また、保持器３、４によって潤滑油の通過が遮られ難くなるため潤滑油が滞留し難くなるので、油温の上昇が抑制され、保持器の強度アップと相俟って軸受の耐久性が一層向上される。
【００３０】
本実施の形態において最も注目すべきは、針状ころ２ａ、２ｂの各々の端面５ｃ、６ｃはＦ端面であって、端面精度は３０μｍ以下である。Ｆ端面とはＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）に規定された記号Ｆの形状（平面形）を意味する。
【００３１】
ここで端面精度の測定方法について説明する。図４（ａ）は端面精度の測定方法を示す模式図である。図４（ａ）を参照して、まず、針状ころ２の端面５ｃ、６ｃにおける高さの変化が測定される。この測定は、図中矢印方向で示すように端面５ｃ、６ｃの直径方向に沿って行なわれ、かつ測定方向が互いに直角となるように各１回行なわれる。このようにして測定された図４（ｂ）に示す高さの変化から、ころ端面５ｃ、６ｃの高さの最高値（Ｈmax）と最低値（Ｈmin）とが抽出され、そのＨmaxとＨminとの差が端面精度として得られる。なお、端面精度を測定する装置としてはたとえばタリサーフ（テーラーホブソン社製）が用いられる。
【００３２】
ここで、従来のスラスト針状ころ軸受におけるドリリング摩耗が生じるという問題と軸受音響が大きいという問題とは、ともに以下の原因によるものであると本願発明者らは推測した。すなわち、スラスト針状ころ軸受１に用いられている針状ころ２ａ、２ｂの各々の端面精度が大きいために、針状ころ２ａと隣の針状ころ２ｂおよび保持器３、４との接触部の抵抗が大きくなり、これらがぶつかる際の摩擦によりドリリング摩耗が生じ、また、これらがぶつかる際の摩擦により生じる音により軸受音響が大きくなると推測した。そこで、スラスト針状ころ軸受１における針状ころ２ａ、２ｂの端面精度と軸受音響との関係が調べられた。
【００３３】
図５はスラスト針状ころ軸受における針状ころ２ａ、２ｂの端面精度と軸受音響との関係を示す図（グラフ）である。音響測定は以下の条件で行なわれた。すなわち、スラスト針状ころ軸受の回転速度：１８００ｒｐｍ、荷重：１００Ｎ、マイクロホンの位置：保持器の主表面の法線から４５度方向であって、スラスト針状ころ軸受から１００ｍｍの距離という条件で音響測定が行なわれた。
【００３４】
図５を参照して、軸受音響は、針状ころの端面精度が５０μｍ以上では８１ｄＢＡ以上と大きいのに対し、３０μｍ以下のときに７８ｄＢＡ以下と著しく小さくなっていることがわかる。これは針状ころの端面精度が３０μｍ以下の場合には、針状ころと隣の針状ころとの摩擦抵抗、および針状ころと保持器との摩擦抵抗が著しく小さくなっているためである。したがって針状ころの端面精度が３０μｍ以下の場合には、摩擦抵抗が著しく小さくなるので、ドリリング摩耗もまた生じにくくなる。
【００３５】
したがって、本実施の形態のスラスト針状ころ軸受１においては、針状ころ２ａ、２ｂの各々の端面精度は３０μｍ以下になされることにより、針状ころ２ａと隣の針状ころ２ｂとの摩擦抵抗、および針状ころ２ａ、２ｂと保持器３、４との摩擦抵抗が小さくなる結果、これらがぶつかる際の摩擦によるドリリング摩耗が特に生じにくくなり、またこれらがぶつかる際の音により生じる軸受音響が特に小さくなる。
【００３６】
次に本実施の形態に係るスラスト針状ころ軸受１の製造手順について詳細に説明する。一例として、針状ころ２ａ、２ｂは通常の外径研削などにより成形された後、研削やワイヤカット放電加工などにより端面が２次加工される。ここでワイヤカット放電とは、小径の導電性のワイヤを電極として材料を切断する加工方法をいう。これにより、針状ころ２ａ、２ｂの端面精度は３０μｍ以下とされる。
【００３７】
２枚の保持器３、４と、焼入れ焼戻し済みまたは未焼入れの針状ころ２がセットされ、外側板部４ｂの最外端部が上方向に折り曲げられて加締部７が形成されるとともに、内側板部３ｄの最内端部が下方向に折り曲げられて加締部８が形成され、２枚の保持器３、４が一体に固定される。ここで、針状ころ２の素材として、たとえば高炭素クロム軸受鋼の１種あるいは２種であるＳＵＪ軸受鋼が使用されいる。針状ころ２は、８４０℃×３０分で油焼入れされ、次いで１８０℃×９０分で焼戻しされることにより、表面硬さがビッカース硬度（Ｈｖ）で７００〜７５０程度になるようにされている。
【００３８】
その後、針状ころ２と２枚の保持器３、４がセットされた状態で浸炭焼入れ焼戻し、あるいは浸炭窒化処理が施されて製品が完成する。浸炭処理の場合、針状ころ２と２枚の保持器３、４が８５０℃×３５分浸炭され（ＲＸガス雰囲気中）、油中で焼入れされ、次いで１６５℃×６０分で焼戻される。また、浸炭窒化処理の場合、針状ころ２と２枚の保持器３、４が浸炭窒化雰囲気（ＲＸガスに容積比で１〜３％のアンモニア添加）で、８４０〜８５０℃×３５分間保持され浸炭窒化された後、直ちに油中にて急冷される。
【００３９】
ここで、予め２枚の保持器３、４が５７０〜５８０℃×３５分で軟窒化処理されることで強度アップされてもよい。また、針状ころ２は予め熱処理を施されなくてもよい。しかし、針状ころ２は、組み込みの前に予め熱処理、すなわちずぶ焼入れが施されれば、製造工程がそれだけ増加することになるが、その一方で、その後実施される浸炭あるいは浸炭窒化処理によってさらに強度が向上する。少なくとも２枚の保持器３、４および針状ころ２が別々に熱処理され、加締部が焼きなまされていた従来のものに比べ製造工程は簡略化されたものとなる。
【００４０】
前述した手順でスラスト針状ころ軸受１を製造することによって、下記に示すような具体的な特性を付与することができる。次に、これらの特性について詳細に説明する。
【００４１】
まず針状ころ２は、その表層部に浸炭層あるいは浸炭窒化層が形成されているので、表層の硬度は従来品と比べて高くなり、高硬度の異物を噛み込んでも圧痕が生じ難くなるので、長寿命となる。また、針状ころ２は、浸炭窒化処理において窒素富化層が形成され、かつその残留オーステナイト量が２０容積％以上となるようにすることができる。これは、軌道面９ａ、１０ａに高硬度の異物を噛み込むと、従来では圧痕周辺で応力集中源となっていたが、多量に存在する残留オーステナイトの塑性変形によってこうした応力集中が緩和されるので、これにより針状ころ２が高硬度となるとともに長寿命となる。なお、窒素富化層は、具体的には厚みを０．１ｍｍ以上、表面硬さ７５０Ｈｖ以上とすることができる。さらに、内部硬さも表面硬さと同程度に高めることができるので、針状ころ２全体の強度を向上させることができる。したがって、苛酷な条件、たとえば高荷重の条件であっても針状ころ２は使用可能となり、所望の寿命を満足することができる。
【００４２】
保持器３、４の場合は、針状ころ２と同様、その表層部に浸炭層あるいは浸炭窒化層が形成され、それにより表面硬さを７００Ｈｖ以上とすることができる。したがって、従来のものに比べ耐摩耗性が向上する。
【００４３】
図６（ａ）は、本発明に係るスラスト針状ころ軸受の第２の実施形態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩｂ−Ｏ−ＶＩｂ線に沿った断面図、（ｃ）は（ａ）の底面図、（ｄ）は（ｂ）のＡ部拡大図、そして（ｅ）は（ｂ）のＢ部拡大図である。この第２の実施形態は前述した第１の実施形態と保持器形状と加締方法が異なるのみで、その他同一部品同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４４】
図６（ａ）〜（ｅ）を参照して、このスラストころ軸受１１は、複数の針状ころ２と、これら針状ころ２を周方向に所定ピッチで保持する２枚の環状の保持器１３、１４とからなっている。２枚の保持器１３、１４のうち、上側保持器１３のころ保持部１５ａの径方向外側は、図６（ｄ）に示すように、ころ保持部１５ａの外端から折り曲げられた傾斜延出部１３ａと、この傾斜延出部１３ａの下端から径方向に向けて折り曲げられた外側板部１３ｂとで構成されている。
【００４５】
また、上側保持器１３のころ保持部１５ａの径方向内側は、同じくころ保持部１５ａの内端から折り曲げられた傾斜延出部１３ｃと、この傾斜延出部１３ｃの下端から径方向に向けて折り曲げられた内側板部１３ｄとで構成されている。また、上側保持器１３と同一型でポケット抜きされた下側保持器１４のころ保持部１６ａの径方向外側は、ころ保持部１６ａの外端から折り曲げられた傾斜延出部１４ａと、この傾斜延出部１４ａの下端から径方向に向けて折り曲げられた外側板部１４ｂとで構成されている。また、上側保持器１４のころ保持部１６ａの径方向内側は、同じくころ保持部１６ａの内端から折り曲げられた傾斜延出部１４ｃと、この傾斜延出部１４ｃの下端から径方向に向けて折り曲げられた内側板部１４ｄとで構成されている。
【００４６】
そして、２枚の保持器１３、１４においては、図６（ｄ）に示すように、外側板部１３ｂ、１４ｂが互いに上下方向に重合され、外側板部１４ｂの最外端部の一部が上方向に折り曲げられて、部分加締部１７が形成されている。一方、内側板部１３ｄ、１４ｄは互いに上下方向に重合され、内側板部１３ｄの最内端部が下方向に折り曲げられている。また、図６（ｅ）に示すように、外側板部１３ｂ、１４ｂが互いに上下方向に重合され、外側板部１４ｂの最外端部が上方向に折り曲げられている。さらに、傾斜延出部１３ｃ、１４ｃは互いに上下方向に重合され、内側板部１３ｄの最内端部の一部が下方向に折り曲げられることで部分加締部１８が形成されている。これら部分加締部１７、１８により、２枚の保持器１３、１４は内外端部を強固に一体化されるとともに、前述した第１の実施形態における全周加締に比べ、加締工程が格段に簡略化される。
【００４７】
位置決め部１９は２枚の保持器１３、１４の位相合わせ用のものである。たとえば、上側保持器１３の外縁に切欠き部（図示せず）が形成されるとともに、下側保持器１４の外縁に形成した突起部（図示せず）が係合され、加締加工などに両保持器１３、１４のポケット１５、１６のピッチがずれないようにされている。また、これらの部分加締部１７、１８は、たとえば周縁の４箇所に、その位相を４５°ずらして形成され、加締加工時における保持器変形への影響を防止している。なお、部分加締部は必ずしも４箇所に形成される必要はなく、２箇所以上に等配されれば加締加工時に保持器変形への影響が防止可能である。
【００４８】
図７（ａ）は、本発明に係るスラスト針状ころ軸受の第３の実施形態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩＩｂ−Ｏ−ＶＩＩｂ線に沿った断面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ部拡大図、そして（ｄ）は（ｂ）のＤ部拡大図である。この第３の実施形態は前述した第２の実施形態と加締方向が異なるのみで、その他同一部品同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４９】
図７（ａ）〜（ｄ）を参照して、このスラスト針状ころ軸受１１’は、複数の針状ころ２とこれら針状ころ２を周方向に所定ピッチで保持する２枚の環状の保持器１３’、１４’とからなっている。２枚の保持器１３’、１４’のうち、上側保持器１３’のころ保持部１５ａの径方向外側は、図７（ｃ）に示すように、ころ保持部１５ａの外端から折り曲げられた傾斜延出部１３ａと、この傾斜延出部１３ａの下端から径方向に向けて折り曲げられた外側板部１３ｂとで構成されている。また、上側保持器１３のころ保持部１５ａの径方向内側は、同じくころ保持部１５ａの内端から折り曲げられた傾斜延出部１３ｃと、この傾斜延出部１３ｃの下端から径方向に向けて折り曲げられた内側板部１３ｄ’とで構成されている。
【００５０】
また、下側保持器１４のころ保持部１６ａの径方向外側は、ころ保持部１６ａの外端から折り曲げられた傾斜延出部１４ａと、この傾斜延出部１４ａの下端から径方向に向けて折り曲げられた外側板部１４ｂとで構成されている。また、下側保持器１４のころ保持部１６ａの径方向内側は、同じくころ保持部１６ａの内端から折り曲げられた傾斜延出部１４ｃと、この傾斜延出部１４ｃの下端から径方向に向けて折り曲げられた内側板部１４ｄ’とで構成されている。
【００５１】
そして、２枚の保持器１３’、１４’は、図７（ｃ）に示すように、外側板部１３ｂ、１４ｂが互いに上下方向に重合されるとともに、外側板部１４ｂの最外端部の一部が上方向に折り曲げられることで部分加締部１７が形成されている。一方、内側板部１３ｄ’、１４ｄ’は互いに上下方向に重合されるとともに、内側板部１４ｄ’の最内端部が上方向に折り曲げられている。また、図７（ｄ）に示すように、内側板部１３ｄ’、１４ｄ’は互いに上下方向に重合されるとともに、内側板部１４ｄ’の最内端部の一部が上方向に折り曲げられることで部分加締部１８’が形成されている。これら部分加締部１７、１８’により、２枚の保持器１３’、１４’の内外端部が強固に一体化されるとともに、前述した第２の実施形態における部分加締と異なり、同一面に部分加締部１７、１８’が存在するため、加締加工のさらなる簡略化ができる。
【００５２】
図８（ａ）は、本発明に係るスラスト針状ころ軸受の第４の実施形態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩＩＩｂ−Ｏ−ＶＩＩＩｂ線に沿った断面図、（ｃ）は（ｂ）のＥ部拡大図である。この第４の実施形態は前述した第１〜３の実施形態とは２枚の保持器の固定手段が異なるのみで、その他同一部品同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５３】
図８（ａ）〜（ｃ）を参照して、このスラスト針状ころ軸受２１は、複数の針状ころ２とこれら針状ころ２を周方向に所定ピッチで保持する２枚の環状の保持器２３、２４とからなっている。２枚の保持器２３、２４のうち、上側保持器２３のころ保持部２５ａの径方向外側は、図８（ｃ）に示すように、ころ保持部２５ａの外端から折り曲げられた傾斜延出部２３ａと、この傾斜延出部２３ａの下端から径方向に向けて折り曲げられた外側板部２３ｂとで構成されている。また、上側保持器２３のころ保持部２５ａの径方向内側は、同じくころ保持部２５ａの内端から折り曲げられた傾斜延出部２３ｃと、この傾斜延出部２３ｃの下端から径方向に向けて折り曲げられた内側板部２３ｄとで構成されている。
【００５４】
また、下側保持器２４のころ保持部２６ａの径方向外側は、ころ保持部２６ａの外端から折り曲げられた傾斜延出部２４ａと、この傾斜延出部２４ａの下端から径方向に向けて折り曲げられた外側板部２４ｂとで構成されている。また、下側保持器２４のころ保持部２６ａの径方向内側は、同じくころ保持部２６ａの内端から折り曲げられた傾斜延出部２４ｃと、この傾斜延出部２４ｃの下端から径方向に向けて折り曲げられた内側板部２４ｄとで構成されている。
【００５５】
そして、２枚の保持器２３、２４は、図８（ｃ）に示すように、外側板部２３ｂ、２４ｂが互いに上下方向に重合されるとともに、外側板部２４ｂの最外端部が上方向に折り曲げられている。一方、内側板部２３ｄ、２４ｄは互いに上下方向に重合されるとともに、内側板部２４ｄの最内端部が上方向に折り曲げられている。この第４の実施形態では、２枚の保持器２３、２４を図８（ａ）に示すように、それぞれの外周部と内周部をスポット溶接部２７、２８で一体に固定している。これらの溶接部２７、２８は周方向等配に４箇所、互いに位相を４５°ずらして設けている。これにより、溶接による保持器変形への影響を防止している。なお、溶接箇所は周方向等配なら良く、４箇所に限らず、たとえば３箇所、あるいは５箇所以上であってもよい。
【００５６】
位置決め部２９は２枚の保持器２３、２４の位相を合わせるためのもので、上側保持器２３の外縁に突起部２９ａを形成されるとともに、下側保持器２４の外縁に形成した切欠き部２９ｂが係合され、これにより２枚の保持器２３、２４のポケット２５、２６の位相がずれないようにしている。なお、この位置決め部２９はこうした構成に限らず、たとえば、下側保持器２４の外縁部の一部を加締、上側保持器２３に係合させて固定する所謂ステ−キング方式や、ピンと孔による係合方式であってもよい。
【００５７】
本実施の形態においては、保持器が４つのころ保持部でころと線接触するものについて示したが、針状ころを保持するためのものであれば、たとえばころ保持部がＷ形（保持器のポケットを避けた部分の径方向に沿った断面形状がＷ字状）に形成され、６つの部分でころと線接触するものなどでもよい。
【００５８】
また本実施の形態においては、針状ころが用いられたスラストころ軸受について示したが、本発明は棒状ころや円筒ころが用いられたスラストころ軸受にも適用可能である。さらに本実施の形態においては、ころが複列に配列される場合について示したが、図９のように単列に配列される場合でも、複数のころの各々の端面がＦ端面であって端面精度が３０μｍ以下であれば、上述した実施の形態と同様の効果が得られる。ころの端面の２次加工の方法として研削やワイヤカット放電加工が示されたが、端面精度が３０μｍ以下にされる加工方法であればよい。
【００５９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない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。
【符号の説明】
【００６０】
１，１１，１１’，２１，５０  スラスト針状ころ軸受、２，２ａ，２ｂ，８０  針状ころ、３，１３，１３’，２３，６０  上側保持器、３ａ，３ｃ，４ａ，４ｃ，１３ａ，１３ｃ，１４ａ，１４ｃ，２３ａ，２３ｃ，２４ａ，２４ｃ  傾斜延出部、３ｂ，４ｂ，１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂ  外側板部、３ｄ，４ｄ，１３ｄ，１３ｄ’，１４ｄ，１４ｄ’，２３ｄ，２４ｄ  内側板部、４，１４，１４’，２４，７０  下側保持器、５，６，１５，１６，２５，２６  ポケット、５ａ，６ａ，１５ａ，１６ａ，２５ａ，２６ａ，６４，７４  ころ保持部、５ｂ，６ｂ  凹部、５ｃ，６ｃ，８１  ころ端面、７，８  加締部、９  第１軸、９ａ，１０ａ  軌道面、１０  第２軸、１７，１８，１８’  部分加締部、１９，２９  位置決め部、２７，２８  スポット溶接部、２９ａ  突起部、２９ｂ  切欠き部、６１，７１  窓。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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