(57)【要約】【課題】低粘度油環境下でも保持器の耐摩耗性及び耐焼付き性を向上することができるスラストころ軸受を提供する。【解決手段】複数のころ２を転動可能に保持するプレス成形品からなる保持器３を備えるスラストころ軸受１であって、保持器３の表面に窒化層Ｓ１及び酸化層Ｓ２を備える化合物層Ｓを形成し、窒化層Ｓ１を緻密層とする。【選択図】図２
2008032052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のころを転動可能に保持するプレス成形品からなる保持器を備えるスラストころ軸受であって、
前記保持器の表面に窒化層及び酸化層を備える化合物層を形成し、前記窒化層を緻密層とすることを特徴とするスラストころ軸受。
【請求項２】
外輪及び内輪を備え、前記外輪の支持部材と前記内輪の支持部材との偏心量をＥ１とし、前記外輪と前記保持器との外周側軸受内部すきまの１／２をＷ１とし、前記内輪と前記保持器との内周側軸受内部すきまの１／２をＷ２とすると、前記外輪、前記内輪、及び前記保持器を同心配置した状態で、Ｗ１＋Ｗ２＞Ｅ１＞（Ｗ１＋Ｗ２）／２の関係が成立することを特徴とする請求項１記載のスラストころ軸受。
【請求項３】
前記外輪及び前記内輪に、円周方向に複数箇所或いは円周方向全周に亘って、前記保持器に係止する係止部を設けることを特徴とする請求項１又は２記載のスラストころ軸受。
【請求項４】
外輪及び内輪相当部材を備え、前記外輪の支持部材と前記内輪相当部材との偏心量をＥ２とし、前記外輪と前記保持器との外周側軸受内部すきまの１／２をＷ１とすると、前記外輪及び前記保持器を同心配置した状態で、Ｗ１＞Ｅ１＞（Ｗ１）／２の関係が成立することを特徴とする請求項１記載のスラストころ軸受。
【請求項５】
外輪相当部材及び内輪を備え、前記外輪相当部材と前記内輪の支持部材との偏心量をＥ３とし、前記内輪と前記保持器との内周側軸受内部すきまの１／２をＷ２とすると、前記内輪及び前記保持器を同心配置した状態で、Ｗ２＞Ｅ１＞（Ｗ２）／２の関係が成立することを特徴とする請求項１記載のスラストころ軸受。
【請求項６】
外輪相当部材及び内輪相当部材を備え、前記外輪相当部材と前記内輪相当部材との偏心量をＥ４とし、前記外輪相当部材又は前記内輪相当部材と前記保持器との径方向の総すきまの１／２をＷ３とすると、前記外輪相当部材又は前記内輪相当部材と前記保持器とを同心配置した状態で、Ｗ３＞Ｅ４＞（Ｗ３）／２の関係が成立することを特徴とする請求項１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、一般産業機械, 自動車用部品, 工作機械, 鉄鋼機械等の回転支持部に用いられるスラストころ軸受に関し、特に、自動車のトランスミッションやトルクコンバータの回転支持部に好適に用いられるスラストころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
スラストころ軸受の保持器には、一般に、鋼板（ＳＰＣＣ，ＳＰＣＥ材等）、炭素鋼、クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ材）等に、ガス窒化や塩浴窒化等の窒化処理を施したものが用いられている（例えば、特許文献１参照）。保持器にこのような窒化処理を施すことにより、母材より硬化したＨｖ３５０〜６００程度の表面硬さが得られて優れた耐摩耗特性を示すようになる。また、表面に生成される窒素化合物が耐高温軟化特性を有することで、滑り摺動面に凝着や溶着が起こりにくくなり、耐焼付き性も良好となる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−９０７３４号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、自動車のトランスミッションやトルクコンバータ等では、ユニット性能の向上（低燃費）を狙った低粘度油の採用ニーズが多いが、低粘度油環境下では、軸受摺動面の油膜形成性が乏しく、摩耗による耐久性の低下につながるため、スラストころ軸受の保持器にも更なる耐久性の向上が求められている。
【０００５】
特に、スラストころ軸受は、ラジアル軸受と異なり、ころを保持する保持器が径方向に大きく動くため、保持器の内周面又は外周面と相手部材（内輪、外輪、ハウジング等）との間の摩耗量が大きくなり易く、耐摩耗性に劣るという課題がある。
【０００６】
また、自動車のトランスミッションやトルクコンバータに組付けられるスラストころ軸受は、レースところを保持する保持器とを非分離とした一体型のスラストころ軸受が、ユニットへの組み付けが簡便で取り扱いも容易なため、広く採用されている。しかし、一体型スラストころ軸受を、例えば、内輪及び外輪の各支持部材間の偏心量が大きな部位に組み付けて使用する場合、保持器にラジアル方向の過大な負荷（圧縮力）が作用し、保持器寿命が低下するという課題がある。
【０００７】
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、低粘度油環境下でも保持器の耐摩耗性及び耐焼付き性を向上することができるスラストころ軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  複数のころを転動可能に保持するプレス成形品からなる保持器を備えるスラストころ軸受であって、保持器の表面に窒化層及び酸化層を備える化合物層を形成し、窒化層を緻密層とすることを特徴とするスラストころ軸受。
（２）  外輪及び内輪を備え、外輪の支持部材と内輪の支持部材との偏心量をＥ１とし、外輪と保持器との外周側軸受内部すきまの１／２をＷ１とし、内輪と保持器との内周側軸受内部すきまの１／２をＷ２とすると、外輪、内輪、及び保持器を同心配置した状態で、Ｗ１＋Ｗ２＞Ｅ１＞（Ｗ１＋Ｗ２）／２の関係が成立することを特徴とする（１）に記載のスラストころ軸受。
（３）  外輪及び内輪に、円周方向に複数箇所或いは円周方向全周に亘って、保持器に係止する係止部を設けることを特徴とする（１）又は（２）に記載のスラストころ軸受。
（４）  外輪及び内輪相当部材を備え、外輪の支持部材と内輪相当部材との偏心量をＥ２とし、外輪と保持器との外周側軸受内部すきまの１／２をＷ１とすると、外輪及び保持器を同心配置した状態で、Ｗ１＞Ｅ１＞（Ｗ１）／２の関係が成立することを特徴とする（１）に記載のスラストころ軸受。
（５）  外輪相当部材及び内輪を備え、外輪相当部材と内輪の支持部材との偏心量をＥ３とし、内輪と保持器との内周側軸受内部すきまの１／２をＷ２とすると、内輪及び保持器を同心配置した状態で、Ｗ２＞Ｅ１＞（Ｗ２）／２の関係が成立することを特徴とする（１）に記載のスラストころ軸受。
（６）  外輪相当部材及び内輪相当部材を備え、外輪相当部材と内輪相当部材との偏心量をＥ４とし、外輪相当部材又は内輪相当部材と保持器との径方向の総すきまの１／２をＷ３とすると、外輪相当部材又は内輪相当部材と保持器とを同心配置した状態で、Ｗ３＞Ｅ４＞（Ｗ３）／２の関係が成立することを特徴とする（１）に記載のスラストころ軸受。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のスラストころ軸受によれば、保持器の表面に窒化層及び酸化層を備える化合物層を形成し、窒化層を緻密層とするため、低粘度油環境下でも保持器の耐摩耗性及び耐焼付き性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係るスラストころ軸受の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係るスラストころ軸受の一実施形態を説明するための要部断面図、図２は保持器の表面に形成される化合物層を説明するための模式図、図３は保持器の外周側軸受内部すきま、保持器の内周側軸受内部すきま、及び偏心量を説明するための説明図、図４は内輪及び外輪に設ける係止部を説明するための説明図、図５はファビリー式摩擦摩耗試験機を説明するための概略斜視図、図６は化合物層の酸化層厚さの時間的変化と摩擦係数との関係を示すグラフ図、図７は大越式摩耗試験機を説明するための概略説明図、図８は化合物層の窒化緻密層の厚さと摩耗量との関係を示すグラフ図である。
【００１１】
本実施形態のスラストころ軸受１は、図１に示すように、放射方向に配列される複数のころ（例えば、円筒ころ、針状ころ等）２と、全体を円環状に形成されて複数のころ２を転動自在に保持する保持器３と、保持器３を軸方向両側から挟持する外輪４及び内輪５と、を備える。
【００１２】
保持器３は、それぞれが断面略コの字状で全体を円環状にプレス成形された金属板を最中状に組み合わせる構造であり、ころ２と同数のポケット１０を放射方向に配列している。
【００１３】
また、外輪４及び内輪５は、それぞれ十分な硬度を有する金属板により円環状に形成され、一方の外輪４は、円環状の外輪レース部６と、この外輪レース部６の外周縁に全周に亘って形成される円筒状の外側フランジ７と、を備え、他方の内輪５は、円環状の内輪レース部８と、この内輪レース部８の内周縁に全周に亘って形成される内側フランジ９と、を備える。
【００１４】
また、外輪４の外側フランジ７の先端縁には、外側係止部（係止部）１１が形成され、この外側係止部１１は、外側フランジ７の全周に亘って折り曲げ加工により設けられる（図４（ａ）参照）。そして、外側係止部１１と保持器３の外周縁との係合により、保持器３と外輪４との分離防止を図っている。さらに、内輪５の内側フランジ９の先端縁には、内側係止部（係止部）１２が形成され、この内側係止部１２は、内側フランジ９の全周に亘って折り曲げ加工により設けられる（図４（ａ）参照）。そして、内側係止部１２と保持器３の内周縁との係合により、保持器３と内輪５との分離防止を図っている。なお、本実施形態では、外側係止部１１（内側係止部１２）は、外側フランジ７（内側フランジ９）の全周に亘って折り曲げ加工により設けられるが、これに限定されず、外側フランジ７（内側フランジ９）の円周方向の複数箇所に点在するように押し出し加工により設けられていてもよく（図４（ｂ）参照）、また、円周方向の複数箇所に延在するように折り曲げ加工により設けられていてもよい（図４（ｃ）参照）。また、内側係止部１２も同様に、内側フランジ９の全周或いは円周方向の複数箇所に折り曲げ加工或いは押し出し加工により設けられる。さらに、外側係止部１１及び内側係止部１２の組み合わせは自由である。
【００１５】
このように構成されたスラストころ軸受１は、図１に示すように、外輪４の外輪レース部６がハウジング（外輪支持部材）１３に支持されると共に、内輪５の内輪レース部８及び内側フランジ９が軸（内輪支持部材）１６の段部１７に支持されている。
【００１６】
そして、本実施形態では、図１及び図３に示すように、外輪支持部材であるハウジング１３の軸心Ｏ１と内輪支持部材である軸１６の軸心Ｏ２との偏心量をＥ１とし、外輪４と保持器３との外周側軸受内部すきまＣ１の１／２をＷ１とし、内輪５と保持器３との内周側軸受内部すきまＣ２の１／２をＷ２とすると、外輪４、内輪５、及び保持器３を同心配置した状態で、Ｗ１＋Ｗ２＞Ｅ１＞（Ｗ１＋Ｗ２）／２の関係が成立するように構成されている。この場合、Ｗ１＋Ｗ２＞Ｅ１の時、保持器に径方向の圧縮力が作用しないようにスラストころ軸受１が組み付けられる。一方、Ｅ１＞（Ｗ１＋Ｗ２）／２時は、保持器に径方向の圧縮力が作用するようにスラストころ軸受１が組み付けられる。
【００１７】
また、本実施形態では、プレス成形後の保持器３に窒化（軟窒化又は純窒化）処理を施して、この保持器３の表面に、図２に示すように、窒化層Ｓ１及び酸化層Ｓ２を備える化合物層Ｓを形成し、窒化層Ｓ１を緻密層としている。即ち、保持器３表面の拡散層Ａと母層Ｂの上部に形成される化合物層Ｓは、ε相（Ｆｅ２Ｎ，Ｆｅ３Ｎ）、ν’相（Ｆｅ４Ｎ）、鉄炭窒化物、僅か少量のＦｅ３Ｏ４を主成分とする酸化鉄から構成されており、鉄系基体である母材Ｂの表面に位置する窒化緻密層Ｓ１と、その外側に位置する空孔率１０〜６０％の酸化層Ｓ２と、からなる二層構造である。
【００１８】
酸化層Ｓ２は、初期なじみ性がよく、また潤滑油の油だまりとして機能し、油膜の保護に効果的な作用をもたらし焼付きを防止する。しかしながら、酸化層Ｓ２がある厚さ以上になると、表面の面荒れが進行して、上に油を塗布した状態でも油膜が均一に形成されずに粗さが残る場合がある。この場合、初期摩耗量は増大し、それによって剥離した摩耗粉が原因となって、軸受の内輪や外輪の転動面もしくは転動体に圧痕を付けたり、ヒッカキや掘り起こし摩耗を生じる。これらが油切れを加速して潤滑条件が悪化し、保持器が焼付きを起こしたりする。また、寸法精度も悪くなるという不具合を生じる。あらかじめ表面付近の余分な多孔質層を機械的な手段によって除去すれば、そうした問題を改善することができるが、しかしその場合はコスト高を招く。
【００１９】
逆に、酸化層Ｓ２の厚さが小さい場合は、油膜保護の効果が十分でないために、保持器と内輪や外輪の転動面もしくは転動体とが真接触して発熱を起こし、容易に摩耗や損傷焼付きが起きる結果、保持器は短寿命となる場合がある。
【００２０】
そこで、本発明者らは次の実験を行なって、酸化層Ｓ２の適切な厚さを明らかにした。即ち、図５に示すようなファビリー（Ｆａｖｉｌｌｅ−Ｌｅ  Ｖａｌｌｙ）式摩擦摩耗試験機を使用し、ガス窒化を施した試験体のテストピン２５を、シアーピン２６を介して回転装置２７に取付け、同じくガス窒化を施して対向させた一対のＶブロック２８，２８で挟んで荷重Ｆをかけつつ回転数３００ｍｉｎ−１で回転させて、テストピン２５の耐摩耗性を比較検討した。
【００２１】
ガス窒化は、雰囲気ガスをＮ２＋ＮＨ３とした純窒化を用い、処理温度は５６０℃とした。テストピン２５及びＶブロック２８に形成した化合物層Ｓについては、窒化緻密層Ｓ１の厚さを５μｍ一定とし、酸化層Ｓ２の厚さを０μｍ、０．１μｍ、２μｍ、４μｍ、５μｍの５種類に変化させて行った。供試油はタービン油を用い、摩擦速度は０．１５ｍ／ｓで行った。実験の結果を図６に示す。
【００２２】
図６から明らかなように、酸化層Ｓ２の厚さが０．１μｍ未満である場合は、油膜保護の効果が期待できず、短時間で摩擦係数μが急上昇して焼付きが発生した。酸化層Ｓ２の厚さが０．１μｍ以上、５μｍ未満（好ましくは０．１μｍ以上、２μｍ未満）の範囲である場合、耐焼付き性は大幅に向上する。
【００２３】
その後、酸化層Ｓ２の厚さを増大させるにしたがって、それは潤滑油の油だまりとして作用するため焼付き時間は伸び、耐焼付き性は良好となるが、その反面初期摩耗量が増大する。よって、図６中の酸化層Ｓ２の厚さ２μｍ及び４μｍの各グラフのように少量の初期摩耗（経過時間１５ｓｅｃ付近に摩擦係数μの上昇）の発生は、酸化層と軸との初期なじみ効果であるが、酸化層Ｓ２の厚さが５μｍ以上では、大量の初期摩耗が発生して初期なじみ効果はなく、その摩耗粉が潤滑条件を悪化させて短時間で焼付きを起こすようになる。従って、酸化層Ｓ２の厚さ上限を５μｍ未満とする。
【００２４】
つまり、化合物層Ｓの耐焼付き特性は酸化層Ｓ２厚さに依存し、酸化層Ｓ２の厚さを０．１μｍ以上、５μｍ未満（好ましくは０．１μｍ以上、２μｍ未満）にすることで耐焼付き特性が良好であり、使用条件の厳しいスラストころ軸受用保持器として好適に使用できると言える。
【００２５】
本発明者らは、さらに次の実験を行ない、窒化緻密層Ｓ１についてもその適切な厚さを明らかにした。即ち、図７に示すような大越式摩耗試験機を使用し、ガス窒化を施した板状のＳＰＣＣ製固定試験片３０を、ＳＵＪ２製の円環状の回転試験片３１に当てて荷重Ｆをかけて押し付けつつ回転試験を行い、固定試験片３０の耐摩耗性を比較検討した。
【００２６】
固定試験片３０のガス窒化は、雰囲気ガスをＮ２２０％＋ＮＨ３８０％とした純窒化を用い、処理温度は５６０°Ｃとした。こうして窒化形成した化合物層Ｓについては、酸化層Ｓの厚さを５μｍ一定とし、窒化緻密層Ｓ１の厚さを種々に変化させたものを使用した。回転試験片３１は、ＳＵＪ２材を８４０°Ｃで焼入れし、１７０°Ｃで焼戻しして用いた。試験条件は、無潤滑（ドライ）で、面圧：０．２〜４ｋｇ／ｍｍ２，摩擦速度：２．６ｍ／ｓ，摩擦距離（滑り距離）: ４００ｍとした。実験の結果を図８に示す。
【００２７】
図８から明らかなように、窒化緻密層Ｓ１の厚さが３μｍ未満では、摩耗量は非常に大きい。これに対して、窒化緻密層Ｓ１の厚さが３μｍ以上になると摩耗量は抑制される。これは、窒化緻密層Ｓ１の厚さが３μｍ未満と薄い場合には窒化層が均一とはならず、その結果、窒化ムラが生じていることが原因である。このように、窒化ムラのため部分的に窒化緻密層が形成されない個所があると、ＳＰＣＣ素地が内輪や外輪の転動面もしくは転動体の軸受鋼と真接触を生じ、すべり接触を行うことで保持器は早期に使用不能となる。従って、化合物層Ｓにおける窒化緻密層Ｓ１の厚さが３μｍ未満の窒化保持器の場合には、その耐摩耗特性は十分に期待できない。
【００２８】
一方、窒化緻密層Ｓ１の厚さが２０μｍを超える場合においても、摩耗量の増大が認められる。即ち、窒化緻密層Ｓ１の表面硬さは厚さ７〜１８μｍで最高の硬さを示し、それ以上厚くなると最高硬さ位置が内部へ移行することで逆に表面硬さは低下し、窒化緻密層Ｓ１の厚さが２０μｍを超えると表面硬さの著しい低下が認められる。つまり、単に窒化緻密層Ｓ１が厚ければそれだけ耐摩耗特性が向上するとはいえず、厚さ過大による緻密層の硬さの低下は、かえって保持器の破損や断裂などが起きる原因となる。従って、窒化保持器の窒化緻密層Ｓ１の厚さは２０μｍ以下であることが必要といえる。
【００２９】
これらの結果は酸化層Ｓ２の厚さを５μｍに限った場合のみではなく、酸化層Ｓ２厚さを変化させた場合も同様のことがいえる。つまり、化合物層Ｓの耐摩耗特性は窒化緻密層Ｓ１の厚さに依存し、窒化緻密層Ｓ１の厚さを３〜２０μｍ、好ましくは７〜１８μｍにすることで、耐摩耗特性の優れた窒化保持器の提供が可能である。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態のスラストころ軸受１によれば、保持器３の表面に窒化緻密層Ｓ１及び酸化層Ｓ２を備える化合物層Ｓを形成し、窒化緻密層Ｓ１の厚さを３μｍ以上２０μｍ以下、酸化層Ｓ２厚さを０．１μｍ以上５μｍ未満の範囲にコントロールするため、保持器３の耐摩耗性、耐焼付き性を向上することができる。これにより、低粘度油環境下（例えば、４０°Ｃで４０ｃＳｔ以下、１００°Ｃで１０ｃＳｔ以下）や保持器３にラジアル方向の過大な負荷（圧縮力）が作用する環境下においても、一体型のスラストころ軸受を採用することが可能となり、自動車のトランスミッションやトルクコンバータの回転支持部に好適に適用することができる。
【００３１】
なお、本実施形態の第１変形例として、図９に示すように、スラストころ軸受１は、外輪４の外輪レース部６及び外側フランジ７がハウジング１３の支持凹部１４に支持されると共に、内輪５の内輪レース部８が内輪支持部材４０に支持されていてもよい。
この場合も、外輪支持部材であるハウジング１３と内輪支持部材４０との偏心量をＥ１とし、外輪４と保持器３との外周側軸受内部すきまＣ１の１／２をＷ１とし、内輪５と保持器３との内周側軸受内部すきまＣ２の１／２をＷ２とすると、外輪４、内輪５、及び保持器３を同心配置した状態で、Ｗ１＋Ｗ２＞Ｅ１＞（Ｗ１＋Ｗ２）／２の関係が成立するように構成されている。
【００３２】
また、本実施形態の第２変形例として、図１０に示すように、内輪を備えていないスラストころ軸受１ａに本発明を適用してもよい、このスラストころ軸受１ａは、外輪４と内輪相当部材４１との間に複数のころ２を保持した保持器３が介装される。そして、外輪４の外輪レース部６及び外側フランジ７がハウジング１３の支持凹部１４に支持されている。
この場合、外輪支持部材であるハウジング１３と内輪相当部材４１との偏心量をＥ２（図３参照）とし、外輪４と保持器３との外周側軸受内部すきまの１／２をＷ１とすると、外輪４及び保持器３を同心配置した状態で、Ｗ１＞Ｅ２＞（Ｗ１）／２の関係が成立するように構成されている。
【００３３】
また、本実施形態の第３変形例として、図１１に示すように、外輪を備えていないスラストころ軸受１ｂに本発明を適用してもよい。このスラストころ軸受１ｂは、外輪相当部材４２と内輪５との間に複数のころ２を保持した保持器３が介装される。そして、内輪５の内輪レース部８及び内側フランジ９が軸１６の段部１７に支持されている。
この場合、外輪相当部材４２と内輪支持部材である軸１６との偏心量をＥ３（図３参照）とし、内輪５と保持器３との内周側軸受内部すきまの１／２をＷ２とすると、内輪５及び保持器３を同心配置した状態で、Ｗ２＞Ｅ３＞（Ｗ２）／２の関係が成立するように構成されている。
【００３４】
また、本実施形態の第４変形例として、図１２及び図１３に示すように、外輪及び内輪の両方を備えていないスラストころ軸受１ｃ，１ｄに本発明を適用してもよい。スラストころ軸受１ｃは、図１２に示すように、ハウジング（外輪相当部材）１３と内輪相当部材４１との間に複数のころ２を保持した保持器３が介装される。そして、保持器３の外周面がハウジング１３の支持凹部１４の内周面に緩く支持されている。
この場合、外輪相当部材であるハウジング１３と内輪相当部材４１との偏心量をＥ４（図３参照）とし、ハウジング１３の内周面と保持器３の外周面との径方向の総すきまの１／２をＷ３とすると、ハウジング１３と保持器３とを同心配置した状態で、Ｗ３＞Ｅ４＞（Ｗ３）／２の関係が成立するように構成されている。
【００３５】
また、スラストころ軸受１ｄは、図１３に示すように、外輪相当部材４２と軸（内輪相当部材）１６の段部１７との間に複数のころ２を保持した保持器３が介装される。そして、保持器３の内周面が軸１６の段部１７の外周面に緩く支持されている。
この場合、外輪相当部材４２と内輪相当部材である軸１６との偏心量をＥ４とし、軸１６の段部１７の外周面と保持器３の内周面との径方向の総すきまの１／２をＷ３とすると、軸１６と保持器３とを同心配置した状態で、Ｗ３＞Ｅ４＞（Ｗ３）／２の関係が成立するように構成されている。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、断面略コの字状の２枚の金属板を最中状に組み合わせる構造の保持器３に円筒形状のころ２を保持させているが、これに限定されず、図１４に示すように、ころ２ａの軸方向端面２ｂをそれぞれ球状凸面に形成して、ころ２ａの外周側の軸方向端面２ｂの中心部が、保持器３の外周側内周面に当接するように構成してもよい。この場合、遠心力によりころ２ａが保持器３の径方向外方に変位した状態であっても、ころ２ａの外周側の軸方向端面２ｂと保持器３の外周側内周面との擦れ合い部のＰＶ値を低く抑えることができるので、この擦れ合い部の摩耗を抑えることができる。
また、本実施形態では、保持器３は、２枚の金属板をプレス成形し、それぞれを最中状に組み合わせる構造であるが、これに代えて、図１５に示すように、一枚の金属板をプレス成形することにより構成される保持器３ａであってもよい。
【実施例】
【００３７】
以下に、本発明のスラストころ軸受の作用効果を確認するために行った各試験について説明する。
【００３８】
（耐久性試験）
本試験では、内外輪と保持器とを非分離とした図１と略同一構造の一体型スラストころ軸受を用い、図１６に示すように、内外輪を支持する外輪支持部材５０と内輪支持部材５１との間に、保持器にラジアル方向の負荷を発生させるような大きな偏心量を設定して、保持器の耐久性試験を行った。保持器の窒化処理は、タフトライド／ＮＶ窒化の２種類パラメータとして保持器表面に窒化緻密層及び酸化層からなる化合物層を形成した。そして、窒化緻密層及び酸化層の厚さを種々変更したものについて、定格寿命Ｌ１０（＝４０時間）後の保持器の内外周面の摩耗量を確認した。
【００３９】
なお、本試験では、保持器の内外周面に過大なラジアル方向の荷重が負荷されるため、摩耗の促進により保持器の外周縁部が破断する場合がある（図１７参照）。この場合、破断発生までの試験時間を確認した。また、試験に使用した潤滑油は、１００℃での動粘度が５．０ｃＳｔの低粘度油とした。結果を表１に示す。
【００４０】
試験条件は、次の通りである。
軸受サイズ：内径φ５５ｍｍ×外径φ８５ｍｍ×幅６ｍｍ
荷重      ：０．５Ｃａ（Ｃａ：動定格荷重（Ｎ））
軸受回転数：４０００ｍｉｎ−１
潤滑油    ：ＡＴＦ（１００℃での動粘度：５．０ｃＳｔ）
試験油温  ：１２０℃
偏心量    ：０．６ｍｍ
保持器窒化処理：タフトライド／ＮＶ窒化
【００４１】
【表１】
2008032052.tif 000003
【００４２】
表１から明らかなように、保持器の窒化緻密層の厚さが３μｍ未満、及び酸化層の厚さが０．１μｍ未満の場合は、保持器の摩耗が異常に進行し、短時間で保持器の破断に至った。また、窒化緻密層の厚さが３μｍ以上であっても。酸化層の厚さが５μｍを超えている場合は、保持器の破断は認められなかったものの、異常摩耗の発生が認められた。窒化緻密層の厚さが２０μｍを超え、酸化層の厚さが５μｍ以上の場合も、異常摩耗の発生が認められた。
これに対し、窒化緻密層の厚さが３μｍ以上２０μｍ以下の範囲で、且つ酸化層の厚さが０．１μｍ以上５μｍ未満の範囲では、保持器の破断及び異常摩耗は認められず、良好な結果が得られた。特に、酸化層の厚さが０．１μｍ以上２μｍ未満の範囲においては、更に安定した耐摩耗性が得られた。
【００４３】
（耐焼付き性試験）
本試験では、内外輪を備えない図１２と略同一構造のスラストころ軸受を用い、試験回転数を軸受の許容回転数の５倍に設定して、保持器の耐焼付き性試験を行った。保持器の窒化処理は、タフトライド／ＮＶ窒化の２種類パラメータとして保持器表面に窒化緻密層及び酸化層からなる化合物層を形成した。そして、窒化緻密層及び酸化層の厚さを種々変更したものについて、定格寿命Ｌ１０（＝１００時間）後の保持器の内外径面の摩耗量を確認した。
【００４４】
なお、本試験では、スラストころ軸受を軸受許容回転数の５倍で回転させるため、保持器に焼付きが発生する場合がある。この場合、焼付き発生までの時間を確認した。また、試験に使用した潤滑油は、１００°Ｃでの動粘度が５．０ｃＳｔの低粘度油とした。結果を表２に示す。
【００４５】
試験条件は、次の通りである。
軸受サイズ：内径φ４０ｍｍ×外径φ６０ｍｍ×ころ径φ２ｍｍ
荷重      ：０．２Ｃａ（Ｃａ：動定格荷重（Ｎ））
軸受回転数：３００００ｍｉｎ−１（軸受許容回転数：６０００ｍｉｎ−１）
潤滑油    ：ＡＴＦ（１００℃での動粘度：５．０ｃＳｔ）
試験油温  ：１２０℃
保持器窒化処理：タフトライド／ＮＶ窒化
【００４６】
【表２】
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【００４７】
表２から明らかなように、保持器の窒化緻密層の厚さが３μｍ未満、及び２０μｍを超える場合は、保持器に異常摩耗が認められた。また、酸化層の厚さが０．１μｍ未満、及び５μｍ異常の場合は、保持器に焼付きが発生した。
これに対して、窒化緻密層の厚さが３μｍ以上２０μｍ以下の場合は、保持器に異常摩耗は認められず、酸化層の厚さが０．１μｍ以上５μｍ未満の場合では、保持器に焼付きの発生は認められなかった。特に、酸化層の厚さが０．１μｍ以上２μｍ未満の範囲においては、効果的な耐摩耗性が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係るスラストころ軸受の一実施形態を説明するための要部断面図である。
【図２】保持器の表面に形成される化合物層を説明するための模式図である。
【図３】保持器の外周側軸受内部すきま、保持器の内周側軸受内部すきま、及び偏心量を説明するための説明図である。
【図４】内輪及び外輪に設ける係止部を説明するための説明図である。
【図５】ファビリー式摩擦摩耗試験機を説明するための概略斜視図である。
【図６】化合物層の酸化層厚さの時間的変化と摩擦係数との関係を示すグラフ図である。
【図７】大越式摩耗試験機を説明するための概略説明図である。
【図８】化合物層の窒化緻密層の厚さと摩耗量との関係を示すグラフ図である。
【図９】本発明に係るスラストころ軸受の第１変形例を説明するための要部断面図である。
【図１０】本発明に係るスラストころ軸受の第２変形例を説明するための要部断面図である。
【図１１】本発明に係るスラストころ軸受の第３変形例を説明するための要部断面図である。
【図１２】本発明に係るスラストころ軸受の第４変形例を説明するための要部断面図である。
【図１３】図１２のスラストころ軸受の他の組み付け例を示す要部断面図である。
【図１４】スラストころ軸受の保持器の変形例を示す要部断面図である。
【図１５】スラストころ軸受の保持器の他の変形例を示す要部断面図である。
【図１６】保持器に対するラジアル方向の負荷例を説明するための説明図である。
【図１７】（ａ）は破断前の保持器の斜視図、（ｂ）は破断後の保持器の斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ    スラストころ軸受
２    ころ
３    保持器
４    外輪
５    内輪
６    外輪レース部
７    外側フランジ
８    内輪レース部
９    内側フランジ
１０    ポケット
１１    外側係止部（係止部）
１２    内側形成部（係止部）
１３    ハウジング（外輪支持部材）
１４    支持凹部
１６    軸（内輪支持部材）
１７    段部
４０    内輪支持部材
４１    内輪相当部材
４２    外輪相当部材
Ｓ      化合物層
Ｓ１    窒化層（窒化緻密層）
Ｓ２    酸化層
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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