(57)【要約】【課題】ころおよび保持器の脱落を防止した揺動軸受用外輪を提供する。【解決手段】揺動軸受用外輪１１は、内径側に軌道面１２を含み、軸方向の両端部を内径側に折り曲げた鍔部１３ａ、１３ｂを備える。鍔部１３ａ、１３ｂには、軸方向の軌道面１２側に折り曲げられ、内径側に配置される保持器を抱え込む折曲げ部１７ａ、１７ｂが設けられている。こうすることにより、折曲げ部１７ａ、１７ｂによって保持器を抱え込むことができる。そうすると、保持器が揺動軸受用外輪１１の内径側に移動しようとしても、折曲げ部１７ａ、１７ｂに保持器が引っ掛かり、保持器の内径側への移動を規制して、ころおよび保持器の脱落を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径側に軌道面を含み、軸方向の両端部を内径側に折り曲げた鍔部を備える揺動軸受用外輪であって、
少なくとも一方の前記鍔部には、軸方向の前記軌道面側に折り曲げられ、内径側に配置される保持器を抱え込む折曲げ部が設けられている、揺動軸受用外輪。
【請求項２】
前記折曲げ部は、前記鍔部の周方向に連なって設けられている、請求項１に記載の揺動軸受用外輪。
【請求項３】
前記折曲げ部は、両方の前記鍔部に設けられている、請求項１または２に記載の揺動軸受用外輪。
【請求項４】
前記揺動軸受用外輪は、炭素含有量が、０．１５〜１．１重量％の使用材料に浸炭窒化処理を施したものである、請求項１〜３のいずれかに記載の揺動軸受用外輪。
【請求項５】
前記軌道面上に配置される複数のころと、
前記ころを保持するポケット、および前記ポケットの軸方向の両端側に位置し、周方向に連なる一対の連結部を含む保持器と、
請求項１〜４のいずれかに記載の揺動軸受用外輪とを備える、揺動軸受。
【請求項６】
前記連結部には、前記折曲げ部に係合する係合部が設けられている、請求項５に記載の揺動軸受。
【請求項７】
前記揺動軸受用外輪または前記ころの少なくとも一方は、窒素富化層を有し、かつ、オーステナイト結晶粒度の粒度番号が１０番を超え、かつ、残留オーステナイト量が１１体積％以上２５体積％以下であって、かつ、窒素含有量が０．１重量％以上０．７重量％以下である、請求項５または６に記載の揺動軸受。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかに記載の揺動軸受を備える、エアーディスクブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、揺動軸受用外輪、揺動軸受およびエアーディスクブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大型商用車やトラック、バス等においては、圧縮空気を利用したエアーディスクブレーキ装置が使用される。ここで、一般的なエアーディスクブレーキ装置の構成について簡単に説明する。図２３は、一般的なエアーディスクブレーキ装置の構成を示す概略断面図である。図２３を参照して、エアーディスクブレーキ装置１０１は、アクチュエータロッド１０２を備えるブレーキシリンダ（図示せず）と、アクチュエータロッド１０２の一方端に連結されるレバー１０３と、レバー１０３の他方端に連結される回転部材１０４と、回転部材１０４を回転自在に支持する揺動軸受１０５と、回転部材１０４の回転中心から偏心した位置に設けられる接続部１０７と、その一方端が接続部１０７に連結されるトラバース１０６と、トラバース１０６に連動する左右のブレーキパッド（図示せず）と、左右のブレーキパッドの間に配置されるロータ（図示せず）とを含む。エアーディスクブレーキ装置１０１は、ブレーキシリンダからの圧縮空気により、レバー１０３等を介してロータを左右のブレーキパッドで挟み込む。
【０００３】
なお、このような構成のエアーディスクブレーキ装置が、特表平８−５０４２５０号公報（特許文献１）やＷＯ２００６／００２９０５Ａ１（特許文献２）に開示されている。
【特許文献１】特表平８−５０４２５０号公報（図１等）
【特許文献２】ＷＯ２００６／００２９０５Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したエアーディスクブレーキ装置に含まれる揺動軸受の構成について、簡単に説明する。揺動軸受は、揺動軸受用外輪と、複数のころと、ころを保持する保持器とを備える。揺動軸受用外輪は、環状に連なっておらず、円筒状部材を周方向の任意の二箇所で切断した形状である。保持器についても同様に、円筒状部材を周方向の任意の二箇所で切断した形状であり、揺動軸受用外輪に沿う形状である。このような構成の揺動軸受は、まず、保持器のポケットにころを組入れ、ころを保持した保持器を揺動軸受用外輪の内径側に配置するようにして組立てられる。ここで、揺動軸受を組立てた後においては、保持器は、内径側への移動を規制されていない。そうすると、例えば、組立てた揺動軸受を上記した構成のエアーディスクブレーキ装置に取り付ける際に、保持器が内径側に移動して、ころおよび保持器が揺動軸受用外輪から脱落してしまう恐れがある。
【０００５】
この発明の目的は、ころおよび保持器の脱落を防止した揺動軸受用外輪を提供することである。
【０００６】
この発明の他の目的は、組立て性が良好な揺動軸受を提供することである。
【０００７】
この発明のさらに他の目的は、生産性が良好なエアーディスクブレーキ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る揺動軸受用外輪は、内径側に軌道面を含み、軸方向の両端部を内径側に折り曲げた鍔部を備える。ここで、少なくとも一方の鍔部には、軸方向の軌道面側に折り曲げられ、内径側に配置される保持器を抱え込む折曲げ部が設けられている。
【０００９】
このように構成することにより、揺動軸受の組立て時において、ころを保持した保持器を揺動軸受用外輪の内径面に配置した際に、折曲げ部によって保持器を抱え込むことができる。そうすると、保持器が揺動軸受用外輪の内径側に移動しようとしても、折曲げ部に保持器が引っ掛かり、保持器の内径側への移動を規制することができる。したがって、揺動軸受用外輪からのころおよび保持器の脱落を防止することができる。
【００１０】
好ましくは、折曲げ部は、鍔部の周方向に連なって設けられている。こうすることにより、周方向の広範囲にわたって保持器を抱え込むことができるため、より確実に保持器およびころの脱落を防止することができる。
【００１１】
さらに好ましくは、折曲げ部は、両方の鍔部に設けられている。こうすることにより、両方の鍔部側に設けられた折曲げ部によって、保持器を抱え込むことができる。そうすると、より確実に保持器およびころの脱落を防止することができる。
【００１２】
さらに好ましくは、揺動軸受用外輪は、炭素含有量が、０．１５〜１．１重量％の使用材料に浸炭窒化処理を施したものである。こうすることにより、高強度の揺動軸受用外輪を安価に製造することができる。このような揺動軸受用外輪は、高い負荷容量を有するため、破損の恐れは少ない。また、折曲げ部の強度も高くなるため、さらに確実に保持器およびころの脱落を防止することができる。
【００１３】
この発明の他の局面においては、揺動軸受は、軌道面上に配置される複数のころと、ころを保持するポケット、およびポケットの軸方向の両端側に位置し、周方向に連なる一対の連結部を含む保持器と、上記したいずれかの揺動軸受用外輪とを備える。
【００１４】
このような揺動軸受は、ころおよび保持器が揺動軸受用外輪から脱落する恐れがない。また、組立て時において、ころおよび保持器と揺動軸受用外輪との分離やずれを抑制することができるため、取付け不良を防止することもできる。したがって、組立て性を良好にすることができる。
【００１５】
好ましくは、連結部には、折曲げ部に係合する係合部が設けられている。こうすることにより、折曲げ部と係合部とを係合させて、さらに確実に保持器およびころの脱落を防止することができ、かつ、さらに組立て性を良好にすることができる。
【００１６】
さらに好ましくは、揺動軸受用外輪またはころの少なくとも一方は、窒素富化層を有し、かつ、オーステナイト結晶粒度の粒度番号が１０番を超え、かつ、残留オーステナイト量が１１体積％以上２５体積％以下であって、かつ、窒素含有量が０．１重量％以上０．７重量％以下である。
【００１７】
揺動軸受等の転がり軸受をコンパクトにすると、単位面積当たりに加わる荷重が増加するので、寿命が低下するという問題があった。このため、転がり軸受のコンパクト化を図りつつ、寿命の低下を抑止することはできなかった。
【００１８】
ここで、粒度番号が１０番を超えるほど上記した軸受部材のオーステナイト粒を微細化することにより、転動疲労寿命を大幅に改良することができる。オーステナイト粒径の粒度番号が１０番以下では、転動疲労寿命は大きく改善されないので、１０番を超える範囲とする。通常、１１番以上とするのがよい。また、平均結晶粒径を６μｍ以下としてもよい。オーステナイト粒径は細かいほど望ましいが、通常、１３番を超える粒度番号を得ることは難しい。上記のオーステナイト結晶粒度は、ＪＩＳに規定されている通常の方法で求めてもよいし、上記結晶粒度番号に対応する平均粒径を切片法により求めて換算してもよい。
【００１９】
なお、オーステナイト結晶粒は、窒素富化層が存在する表層部でも、それより内側の内部でも変化しない。したがって、上記の結晶粒度番号の範囲の対象となる位置は、表層部および内部とする。ここで、オーステナイト結晶粒とは、焼入加熱中に相変態したオ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に変態した後も、過去の履歴として残存しているものをいう。
【００２０】
また、残留オーステナイト量が１１体積％未満となると表面損傷寿命が大きく低下する傾向があり、残留オーステナイト量が２５体積％より多いと、残留オーステナイト量が通常の浸炭窒化処理を行った場合と差異がなくなってしまうため、経年寸法変化が悪くなる。
【００２１】
残留オーステナイト量は、研削後に転動面の表層５０μｍにおける値であって、例えば、Ｘ線回折法によるマルテンサイトα（２１１）と残留オーステナイトγ（２２０）との回折強度の比較で測定することができる。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化力を求めることによっても測定できる。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。
【００２２】
窒素富化層は、表層に形成された窒素含有量を増加した層であって、例えば、浸炭窒化、窒化、浸窒などの処理によって形成することができる。窒素富化層の窒素含有量が０．１重量％より少ないと効果がなく、特に表面損傷寿命が低下する。窒素含有量が０．７重量％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ったりして短寿命になる。窒素富化層の窒素含有量は、研削後の転動面の表層５０μｍ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。
【００２３】
上記から、このように構成することにより、このような揺動軸受用外輪またはころを含む揺動軸受の長寿命を図ることができる。
【００２４】
この発明のさらに他の局面においては、エアーディスクブレーキ装置は、上記したいずれかの揺動軸受を備える。
【００２５】
このようなエアーディスクブレーキ装置は、組立て性が良好な揺動軸受を含むため、生産性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、揺動軸受の組立て時において、ころを保持した保持器を揺動軸受用外輪の内径面に配置した際に、折曲げ部によって保持器を抱え込むことができる。そうすると、保持器が揺動軸受用外輪の内径側に移動しようとしても、折曲げ部に保持器が引っ掛かり、保持器の内径側への移動を規制することができる。したがって、揺動軸受用外輪からのころおよび保持器の脱落を防止することができる。
【００２７】
また、このような揺動軸受は、ころおよび保持器が揺動軸受用外輪から脱落する恐れがない。また、組立て時において、ころおよび保持器と揺動軸受用外輪との分離やずれを抑制することができるため、取付け不良を防止することもできる。したがって、組立て性を良好にすることができる。
【００２８】
また、このようなエアーディスクブレーキ装置は、組立て性が良好な揺動軸受を含むため、生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実施形態に係る揺動軸受用外輪を示す斜視図である。図１を参照して、揺動軸受用外輪１１の構成について説明する。揺動軸受用外輪１１は、円筒状部材を周方向の任意の二箇所において切断した形状である。揺動軸受用外輪１１は、内径側にころが転動する軌道面１２を含む。
【００３０】
揺動軸受用外輪１１の周方向の一方側の端部には、内径側に延びる突起部１４ａ、１４ｂが設けられている。揺動軸受用外輪１１の内径側に配置される保持器は、周方向に移動可能であるが、この突起部１４ａ、１４ｂにより、一方の端部側において、周方向の移動が規制される。
【００３１】
また、突起部１４ａ、１４ｂの間には、外径側に折曲げられた舌片状の凸部１５が設けられている。一方、揺動軸受用外輪１１の周方向の他方の端部側にも、舌片状の凸部１６が設けられている。この凸部１５、１６を利用して、揺動軸受用外輪１１をハウジング（図示せず）に取付け、揺動軸受用外輪１１の周方向の移動を規制して、ハウジングに固定する。
【００３２】
揺動軸受用外輪１１は、軸方向の両端部を内径側に折り曲げた鍔部１３ａ、１３ｂを備える。この鍔部１３ａ、１３ｂにより、揺動軸受用外輪１１の内径側に配置されるころおよび保持器の軸方向の移動を規制する。
【００３３】
ここで、両方の鍔部１３ａ、１３ｂには、軸方向の軌道面１２側に折り曲げられ、内径側に配置される保持器を抱え込む折曲げ部１７ａ、１７ｂが設けられている。折曲げ部１７ａ、１７ｂは、周方向に連なるように連続して設けられている。
【００３４】
次に、この発明の一実施形態に係る揺動軸受に含まれ、揺動軸受用外輪１１の内径側に配置される保持器の構成について説明する。図２は、揺動軸受用外輪１１の内径側に配置される保持器を示す斜視図である。図３および図４は、図２に示す保持器２１のポケット２２に、ころ２０を保持した状態を示す斜視図である。図３は、ころ２０を下方側にした状態を示し、図４はころ２０を上方側にした状態を示す。図１〜図４を参照して、保持器２１についても、上記した揺動軸受用外輪１１と同様に、円筒状部材を周方向の任意の二箇所において切断した形状であり、揺動軸受用外輪１１に沿う形状である。なお、保持器２１は、量産性等の観点から、樹脂製とすることが好ましい。
【００３５】
保持器２１は、ころ２０を保持するポケット２２、およびポケット２２の軸方向の両端側に位置し、周方向に連なる一対の連結部２３ａ、２３ｂを含む。各ポケット２２には、一つのころ２０が保持される。最も周方向の外側に位置するポケット２２と保持器２１の周方向の端部２５ａ、２５ｂとの間隔は、各ポケット２２間の間隔よりも大きく構成されている。なお、保持器２１の内径側には、エアーディスクブレーキ装置に含まれる回転部材（図示せず）が配置される。
【００３６】
一対の連結部２３ａ、２３ｂは、各ポケット２２間に位置し、軸方向に延びる柱部２４によって軸方向に連結されている。柱部２４は、ポケット２２に保持されるころ２０のＰＣＤ（Ｐｉｔｃｈ  Ｃｉｒｃｌｅ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ）よりも、内径側に設けられる。こうすることにより、保持器２１によって保持可能なころ２０の数を多くすることができる。そうすると、このような保持器２１を含む揺動軸受の負荷容量を大きくすることができる。また、揺動軸受を組立てた後において、揺動軸受用外輪１１の軌道面１２および柱部２４によって、ころ２０を挟み込むように保持し、ころ２０の径方向の移動を規制することができる。
【００３７】
一対の連結部２３ａ、２３ｂには、折曲げ部１７ａ、１７ｂに係合する形状の係合部２６が設けられている。係合部２６は、連結部２３ａ、２３ｂから軸方向に突出した形状である。係合部２６は、連結部２３ａ、２３ｂに沿って周方向に連なるように形成されておらず、連結部２３ａ、２３ｂの周方向の任意の位置に複数設けられている。
【００３８】
図５は、この発明の一実施形態に係る揺動軸受３０を示す斜視図である。図６は、係合部を含む断面で、図５に示す揺動軸受３０を切断した場合の断面図である。図１〜図６を参照して、この発明の一実施形態に係る揺動軸受３０の構成について説明する。揺動軸受３０は、揺動軸受用外輪１１と、複数のころ２０と、ころ２０を保持する保持器２１とを含む。揺動軸受３０は、ころ２０を保持した保持器２１を、揺動軸受用外輪１１の内径側に配置するようにして組立てられる。
【００３９】
ここで、保持器２１を揺動軸受用外輪１１の内径側に配置する際には、折曲げ部１７ａ、１７ｂと係合部２６とを係合させるようにして配置し、組立てる。このように構成することにより、揺動軸受用外輪１１は、折曲げ部１７ａ、１７ｂおよび係合部２６によって、保持器２１を抱え込むようにして保持することができる。そうすると、保持器２１が揺動軸受用外輪１１の内径側、すなわち、図５および図６中の矢印Ａの方向に移動しようとしても、保持器２１の係合部２６が折曲げ部１７ａ、１７ｂに引っ掛かり、保持器２１の内径側への移動を規制することができる。したがって、揺動軸受用外輪１１からのころ２０および保持器２１の脱落を防止することができる。この場合、折曲げ部１７ａ、１７ｂと係合部２６とを係合させて保持器２１を抱え込むようにして保持しているため、確実にころ２０および保持器２１の揺動軸受用外輪１１からの脱落を防止することができる。また、ころ２０や保持器２１の分離やずれを生じることもない。このような揺動軸受３０は、後述するエアーディスクブレーキ装置に取付けられる際に、取付け不良を引き起こす恐れが低減される。なお、組立てにおいては、ころ２０および保持器２１を図４に示す状態に組立てた後、図４における上方側から揺動軸受用外輪１１を嵌め込むようにして組立てる。こうすることにより、ころ２０をばらけさせることなく、容易に組立てることができる。
【００４０】
さらに、折曲げ部１７ａ、１７ｂは、周方向に連なるように連続して設けられているため、係合部２６の周方向の位置に関わらず、折曲げ部１７ａ、１７ｂと係合部２６とを係合させることができる。したがって、より確実に保持器２１およびころ２０の脱落を防止することができる。ここで、係合部２６は、周方向に連ねた形状としてもよい。この場合、周方向に連なるようにして設けられる折曲げ部１７ａ、１７ｂによって、周方向の広範囲にわたって保持器２１を抱え込むことができる。したがって、さらに安定して保持器２１を抱え込み、ころ２０および保持器２１の脱落を防止することができる。
【００４１】
なお、折曲げ部１７ａ、１７ｂは、周方向に連ねた構成とせず、周方向の任意の箇所に設けることにしてもよい。こうすることによっても、折曲げ部１７ａ、１７ｂによって保持器２１を抱え込み、ころ２０および保持器２１の脱落を防止することができる。
【００４２】
また、折曲げ部１７ａ、１７ｂは、両方の鍔部１３ａ、１３ｂに設けられているため、両方の鍔部１３ａ、１３ｂで保持器２１を抱え込むように保持することができる。したがって、さらに確実にころ２０および保持器２１の脱落を防止することができる。
【００４３】
なお、上記した構成において、保持器２１のうち、ポケット２２間に位置する柱部２４は、内径側に設けることにしたが、柱部２４を設ける際の柱部２４等の寸法関係については、以下の関係を有することが好ましい。図７は、揺動軸受３０を軸方向に垂直な平面で切断した場合の断面図である。図８は、図７中のＶＩＩＩで示す部分の拡大図である。
【００４４】
図７および図８を参照して、揺動軸受３０の内径側には、回転部材３１が配置される。ここで、柱部２４の内径をＢ１、外径をＢ２、回転部材３１の径をＢ３、ＰＣＤ３２をＢ４とすると、Ｂ３≦Ｂ１であって、かつ、Ｂ２＜０．９８×Ｂ４の関係を有することが好ましい。このように構成することにより、保持器２１に含まれるころ２０の数を多くすることができる。したがって、揺動軸受３０の負荷容量を大きくすることができる。
【００４５】
また、上記の実施の形態においては、折曲げ部は両方の鍔部に設けられており、係合部は両方の連結部に設けられていたが、これに限らず、一方側の鍔部および連結部にのみ、折曲げ部およびこれに係合する係合部を設けることにしてもよい。図９は、この場合における揺動軸受４１の一部を示す断面図であり、図６に対応する。図９を参照して、揺動軸受４１に含まれる揺動軸受用外輪４２のうち、一方の鍔部４５ｂ側にのみ、軸方向の軌道面４９側に折曲げられた折曲げ部４６が設けられている。他方の鍔部４５ａは、内径側に延びたままの形状である。保持器４３の一方の連結部４７ｂには、軸方向に突出する係合部４８が設けられている。他方の連結部４７ａには、係合部は設けられていない。このように構成することによっても、揺動軸受用外輪４２の折曲げ部４６と保持器４３の係合部４８とが係合し、保持器４３を抱え込むようにして保持することができる。したがって、揺動軸受用外輪４２からのころ４４および保持器４３の脱落を防止することができる。
【００４６】
また、上記の実施の形態においては、保持器は係合部を含むことにしたが、これに限らず、係合部を含まない構成としてもよい。図１０は、この場合における揺動軸受５１の一部を示す断面図であり、図６に対応する。図１０を参照して、揺動軸受５１に含まれる揺動軸受用外輪５２のうち、両方の鍔部５５ａ、５５ｂには、軸方向の軌道面５８側に折曲げられた折曲げ部５６ａ、５６ｂが設けられている。また、保持器４３の両方の連結部５７ａ、５７ｂには、軸方向に突出する係合部は設けられていない。このような構成であっても、揺動軸受用外輪５２の折曲げ部５６ａ、５６ｂによって、保持器５３の連結部５７ａ、５７ｂを抱え込むようにして保持器５３を保持することができる。そうすると、揺動軸受用外輪５２からのころ５４および保持器５３の脱落を防止することができる。なお、この場合においても、いずれか一方の鍔部側にのみ、折曲げ部を設ける構成としてもよい。
【００４７】
上記した構成の揺動軸受用外輪は、以下の製造方法で製造することにしてもよい。出発材料としては、炭素含有量が０．１５重量％以上、１．１重量％以下の炭素鋼を使用する。具体的には、炭素含有量が０．１５重量％以上、０．５重量％以下のＳＣＭ４１５やＳ５０Ｃ（いずれもＪＩＳ）等、または炭素含有量が０．５重量％以上、１．１重量％以下のＳＡＥ１０７０やＳＫ５（いずれもＪＩＳ）等が考えられる。
【００４８】
図１１は、揺動軸受用外輪の代表的な製造工程を示すフローチャートである。図１１を参照して、まず、上記した出発材料の鋼板を打ち抜く（図１１（Ａ））。次に、曲げ加工により鍔部等を曲げ、揺動軸受用外輪の外形を形成する（図１１（Ｂ））。次に、上記した熱処理を行う（図１１（Ｃ））。さらに磨きを施す磨き工程を行い、その後、洗浄等を経て、最終的な製品を得る。
【００４９】
ここで、熱処理は、浸炭窒化処理を施す。このように、０．１５重量％〜１．１重量％の使用材料に浸炭窒化処理を施すことにより、揺動軸受用外輪として必要な硬度を有する揺動軸受用外輪を安価に製造することができる。すなわち、このような揺動軸受用外輪は、高い負荷容量を有するため、破損の恐れは少ない。また、折曲げ部の強度も高くなるため、さらに確実に保持器およびころの脱落を防止することができる。
【００５０】
その他にも、熱処理として、浸炭焼入処理を施すことにしてもよい。浸炭焼入処理は、高温の鋼に炭素が固溶する現象を利用した熱処理方法であって、鋼内部は炭素量が低いまま、炭素量の多い表面層（浸炭硬化層）を得ることができる。これにより、表面は硬く、内部は軟らかく靭性の高い性質が得られる。また、このような焼入処理によると、設備費用を安価にすることができる。また、その他にも光輝焼入処理や高周波焼入処理等の熱処理を採用することもできる。
【００５１】
さらに、焼入によって生じた残留応力や内部ひずみを低減し、靭性の向上や寸法を安定化させるために、上記の焼入処理の後に焼戻を行うのが望ましい。
【００５２】
また、揺動軸受用外輪またはころの少なくとも一方は、窒素富化層を有し、かつ、オーステナイト結晶粒度の粒度番号が１０番を超え、かつ、残留オーステナイト量が１１体積％以上２５体積％以下であって、かつ、窒素含有量が０．１重量％以上０．７重量％以下とする構成としてもよい。このように構成することにより、揺動軸受の長寿命を図ることができる。
【００５３】
揺動軸受を構成する揺動軸受用外輪およびころのうち、少なくとも一方の部材に対して、これから説明する低温二次焼入法の熱処理を施すことにより、揺動軸受用外輪およびころのうち、少なくとも一方の部材の窒素富化層のオーステナイト結晶粒の粒度番号が１０番を超える範囲にあり、かつ、残留オーステナイト量が１１体積％以上２５体積％以下となり、かつ、窒素含有量が０．１重量％以上０．７重量％以下とすることができる。
【００５４】
次に、これら揺動軸受用外輪およびころの少なくとも一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。なお、以下においては、軸受部品として、ローラ（外輪）、ローラ軸（内輪）、およびころを含む転がり軸受を実施例として記載している。図１２は、上記した構成の軸受部品を得るための二段階の熱処理方法の一例を説明する図である。また、図１３は、図１２に示す二段階の熱処理方法の変形例を説明する図である。図１２は、一次焼入および二次焼入を行う方法を示す熱処理パターンであり、図１３は、焼入途中で材料をＡ１変態点温度以下に冷却し、その後、再加熱して最終的に焼入する方法を示す熱処理パターンである。いずれも、上記した構成の軸受部品を得ることができる。これらの図において、処理Ｔ１では鋼の素地に炭素や窒素を拡散させまた炭素の溶け込みを十分に行った後、Ａ１変態点以下に冷却する。次に、図中の処理Ｔ２において、処理Ｔ１よりも低温に再加熱し、そこから油焼入を施す。なお、上記した図１２および図１３に示す熱処理方法を、以下総称して二段階熱処理と呼ぶ。
【００５５】
上記の熱処理は普通焼入、すなわち浸炭窒化処理に引き続いてそのまま１回焼入するよりも、表層部分を浸炭窒化しつつ、割れ強度を向上させ、経年寸法変化率を減少することができる。上記の熱処理方法によれば、オーステナイト結晶粒の粒径を従来の２分の１以下となるミクロ組織を得ることができる。上記の熱処理を受けた軸受部品は、転動疲労特性が長寿命であり、割れ強度を向上させ、経年寸法変化率も減少させることができる。
【００５６】
図１４および図１５は軸受部品のミクロ組織、特にオーステナイト粒を示す図である。図１４は上記した熱処理方法を施した軸受部品であり、図１５は従来の軸受部品である。すなわち、上記した図１３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１４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１５に示す。また、図１６および図１７は、上記した図１４および図１５を図解したオーステナイト結晶粒界を示す図である。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はＪＩＳ規格の粒度番号で１０番以下の番号であり、また上記した二段階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１４の平均粒径は、切片法で測定した結果、５．６μｍであった。
【００５７】
以下、実施例について説明する。標準熱処理、浸炭窒化処理、および二段階熱処理の３種類の熱処理方法を用いて、ローラ、ローラ軸、およびころを製造した。ここでいう標準熱処理、浸炭窒化処理および二段階熱処理とは、以下の熱処理方法を示している。
【００５８】
標準熱処理：ＲＸガス雰囲気中で、加熱温度８４０℃、保持時間２０分で加熱した後、焼入を行い、次いで１８０℃で９０分間焼戻しを行った。
【００５９】
浸炭窒化処理：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８５０℃、保持時間１５０分間の条件で加熱した後、温度８５０℃から焼入を行い、次いで、１８０℃で９０分間焼戻しを行った。
【００６０】
二段階熱処理：浸炭窒化処理温度８５０℃、保持時間１５０分間の条件で浸炭窒化処理を行った。浸炭窒化処理中は、ＲＸガスとアンモニアガスとの混合ガスの雰囲気とした。その後、図１２に示す熱処理パターンに従って、浸炭窒化処理温度８５０℃から一次焼入を行い、次いで浸炭窒化処理温度より低い温度８００℃で２０分間加熱して二次焼入を行い、次いで、１８０℃で９０分間焼戻しを行った。
【００６１】
これらの熱処理方法により得られた部材の材質について表１に示す。
【００６２】
【表１】
2008106877.tif 000003
【００６３】
次に、材質調査方法について説明する。
【００６４】
オーステナイト結晶粒度：オーステナイト結晶粒度の測定は、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。
【００６５】
残留オーステナイト量：残留オーステナイト量の測定は、Ｘ線回折によるマルテンサイトα（２１１）と残留オーステナイトγ（２２０）の回折強度の比較で行った。残留オーステナイト量としては、研削後の転動面の表層５０μｍにおける値を採用した。
【００６６】
窒素含有量：窒素含有量の測定は、ＥＰＭＡを用いて行った。窒素含有量は研削後の転動面の表層５０μｍにおける値を採用した。
【００６７】
次に、表１に示した試験結果を説明する。
【００６８】
オーステナイト結晶粒度：二段階熱処理部材は、結晶粒度番号が１２と顕著に微細化されている。標準熱処理部材および浸炭窒化処理部材は、結晶粒度番号が９および８であり、二段階熱処理部材より粗大なオーステナイト結晶粒となっている。
【００６９】
残留オーステナイト量：二段階熱処理部材は、残留オーステナイト量が２１体積％であり、適度なオーステナイトが存在する。標準熱処理部材は、残留オーステナイト量が７体積％であり、二段階熱処理部材により少ない。また、浸炭窒化処理部材は、残留オーステナイト量が２９体積％であり、二段階熱処理部材より多い。以上のことから、二段階熱処理部材は、標準熱処理部材と浸炭窒化熱処理部材との間の残留オーステナイト量であることが分かる。
【００７０】
窒素含有量：二段階熱処理部材の窒素含有量は０．３０％である。標準熱処理部材は、浸炭窒化処理を行っていないため窒素含有量は０％であった。また、浸炭窒化処理部材の窒素含有量は、０．３１％であった。二段階熱処理部材の窒素含有量は、浸炭窒化処理部材の窒素含有量に比べ、若干低い傾向であった。これは、二段階熱処理が浸炭窒化処理後に浸炭窒化処理温度よりも低い温度８００℃で二次焼入を行うためであると考えられる。
【００７１】
続いて、上記３種類の熱処理方法を用いて製造されたローラ、ローラ軸、およびころを様々な組合せで組合わせて転がり軸受を製造し、試料１〜試料１１とした。このうち、試料１〜試料６の構造（寸法）を示す断面図を図１８に示し、試料７〜試料１１の構造（寸法）を示す断面図を図１９に示す。図１８に示すように、試料１〜試料６については、ローラ６２およびころ６４の幅を６．９ｍｍとし、ローラ軸６３の幅を１７．３ｍｍとした。一方、図１９に示すように、試料７〜試料１１については、ローラ６２およびころ６４の幅を５．５ｍｍとし、ローラ軸６３の幅を１５．９ｍｍとした。すなわち、試料７〜試料１１については、試料１〜試料６よりも２０％程度コンパクト化した。
【００７２】
次に、試料１〜試料１１について以下の方法により剥離寿命試験を行った。図２０は剥離寿命試験装置６５の要部を示す正面図であり、図２１は図２０のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿った断面図である。図２０および図２１に示すように、剥離寿命試験装置６５の駆動ロール６６とローラ６２とが接触するように転がり軸受６１を配置し、ローラ軸６３を固定する。そして、剥離寿命試験装置６５の駆動ロール６６から転がり軸受６１へラジアル荷重を加えた状態で、駆動ロール６６を図２０中の矢印方向に回転させることで、ローラ６２を回転させた。ローラ６２、ローラ軸６３、およびころ６４のうちいずれかに剥離が生じるまでの時間（寿命）を測定した。なお、駆動ロール６６から転がり軸受６１に加える荷重を２．５８ｋＮとし、ローラ６２の回転速度は、７０００ｒ／ｍｉｎとした。また、ころ６４と、ローラ６２およびローラ軸６３との間の潤滑油として、１０Ｗ−３０のエンジンオイルを用い、潤滑油の温度を１００℃とした。
【００７３】
各試料における部材の組合せと、各試料の剥離寿命とを表２および表３に示す。二段階熱処理品は、試料６、試料９、試料１０および試料１１である。なお、各試料の剥離寿命は、試料１の剥離寿命を１とした場合の比で表している。
【００７４】
【表２】
2008106877.tif 000004
【００７５】
【表３】
2008106877.tif 000005
【００７６】
表２に示すように、ローラ６２、ローラ軸６３、およびころ６４の全ての部材に二段階熱処理を行った試料６は、全ての部材に標準熱処理を行った試料１に比べて３．５倍の剥離寿命を有していることが分かる。また、表３に示すように、軸受をコンパクト化した場合であっても、ローラ６２およびローラ軸６３に浸炭窒化処理を行い、ころ６４に二段階熱処理を行った試料９は、試料１に比べて１．２倍の剥離寿命を有していることが分かる。また、ローラ６２およびころ６４に浸炭窒化処理を行い、ローラ軸６３に二段階熱処理を行った試料１０は、試料１に比べて１．５倍の剥離寿命を有していることが分かる。さらに、ローラ６２に浸炭窒化処理を行い、ころ６４およびローラ軸６３に二段階熱処理を行った試料１１は、試料１に比べて１．７倍の剥離寿命を有していることが分かる。以上の結果から、ローラ６２、ローラ軸６３、およびころ６４の全てが窒素富化層を有しており、ローラ６２およびころ６４の少なくとも一方の部材に二段階熱処理を行うことにより、軸受のコンパクト化を図りつつ、寿命の低下を抑止できることが分かる。
【００７７】
したがって、このような構成と同様の構成の揺動軸受用外輪、およびころを備える揺動軸受は、剥離寿命を延ばすことができる。したがって、長寿命を図ることができる。
【００７８】
次に、上記した揺動軸受を備えるエアーディスクブレーキ装置の構成について簡単に説明する。図２２は、この発明の一実施形態に係るエアーディスクブレーキ装置の一部を示す概略断面図である。図２２を参照して、エアーディスクブレーキ装置７１は、アクチュエータロッド７２を備えるブレーキシリンダ７９と、アクチュエータロッド７２の一方端に連結されるレバー７３と、レバー７３の他方端に連結される回転部材７４と、回転部材７４を回転自在に支持する揺動軸受７５と、回転部材７４の回転中心から偏心した位置に設けられる接続部８０と、その一方端が接続部８０に連結される伝達部７６と、伝達部７６に連動する左右のブレーキパッド７７ａ、７７ｂと、左右のブレーキパッド７７ａ、７７ｂの間に配置されるロータ７８とを含む。
【００７９】
ブレーキシリンダ７９内の圧縮空気の作用により、アクチュエータロッド７２がレバー７３を図２２中の矢印Ｃの方向に押す。そうすると、回転部材７４が回転し、接続部８０に連結された伝達部７６は、図２２中の矢印Ｄの方向に押される。そうすると、伝達部７６に連動して左右のブレーキパッド７７ａ、７７ｂがロータ７８を挟みこむ。なお、回転部材７４からの荷重が除去されれば、伝達部７６は、バネ８１の力により矢印Ｄと逆の方向に力が加えられ、元の位置に戻る。そして、ブレーキパッド７７ａ、７７ｂがロータ７８を挟み込む状態は解除される。このようにして、エアーディスクブレーキ装置７１は構成されている。
【００８０】
ここで、回転部材７４を回転可能に支持する揺動軸受７５は、上記した構成を有する。このような揺動軸受７５は、揺動軸受用外輪の内径側にころを保持した保持器を配置し、組立てた後においても、折曲げ部によって保持器を抱え込むように保持しているため、ころおよび保持器の揺動軸受用外輪からの脱落を防止することができる。また、組立て時において、ころおよび保持器の分離やずれを防止することができる。したがって、揺動軸受７５の組立て性は良好である。
【００８１】
このようなエアーディスクブレーキ装置７１は、組立て性が良好な揺動軸受７５を含むため、生産性を向上することができる。
【００８２】
なお、上記の実施の形態においては、揺動軸受に含まれる保持器は、ＰＣＤよりも内径側に柱部を有することにしたが、これに限らず、ＰＣＤ上または、ＰＣＤよりも外径側に柱部を有することにしても構わない。また、連結部を含まない保持器についても適用される。
【００８３】
また、上記の実施の形態においては、揺動軸受用外輪は、鋼板を打ち抜いて曲げ、最終的な外形形状とすることにしたが、これに限らず、削り加工によって製造することにしてもよい。
【００８４】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
この発明に係る揺動軸受用外輪は、良好な組立て性が要求される揺動軸受に使用される場合に有効に利用される。
【００８６】
この発明に係る揺動軸受は、良好な組立て性が要求される場合に有効に利用される。
【００８７】
この発明に係るエアーディスクブレーキ装置は、生産性の向上が要求される場合に有効に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】この発明の一実施形態に係る揺動軸受用外輪を示す斜視図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る揺動軸受に含まれる保持器を示す斜視図である。
【図３】ポケットにころを配置した状態の保持器であって、ころを下方側にした場合の斜視図である。
【図４】ポケットにころを配置した状態の保持器であって、ころを上方側にした場合の斜視図である。
【図５】この発明の一実施形態に係る揺動軸受を示す斜視図である。
【図６】図５に示す揺動軸受を、係合部を含む平面で切断した場合の断面図である。
【図７】図５に示す揺動軸受の断面を軸方向から見た図である。
【図８】図７中のＶＩＩＩで示す部分の拡大図である。
【図９】この発明の他の実施形態に係る揺動軸受用外輪を備える揺動軸受を、係合部を含む平面で切断した場合の断面図である。
【図１０】この発明のさらに他の実施形態に係る揺動軸受用外輪を備える揺動軸受を、係合部を含む平面で切断した場合の断面図である。
【図１１】揺動軸受用外輪の代表的な製造工程を示すフローチャートである。
【図１２】二段階の熱処理方法を説明する図である。
【図１３】二段階の熱処理方法の変形例を説明する図である。
【図１４】図１２に示す熱処理パターンを適用した軸受部品におけるミクロ組織、特にオーステナイト粒を示す図である。
【図１５】従来の軸受部品におけるミクロ組織、特にオーステナイト粒を示す図である。
【図１６】図１４に示すミクロ組織の模式図であり、図解したオーステナイト粒界を示す。
【図１７】図１５に示すミクロ組織の模式図であり、図解したオーステナイト粒界を示す。
【図１８】試料１〜試料６の構造（寸法）を示す断面図である。
【図１９】試料７〜試料１１の構造（寸法）を示す断面図である。
【図２０】剥離寿命試験装置の要部を示す正面図である。
【図２１】図２０のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿った断面図である。
【図２２】この発明の一実施形態に係るエアーディスクブレーキ装置の一部を示す概略断面図である。
【図２３】従来におけるエアーディスクブレーキ装置の一部を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１１，４２，５２  揺動軸受用外輪、１２，４９，５８  軌道面、１３ａ，１３ｂ，４５ａ，４５ｂ，５５ａ，５５ｂ  鍔部、１４ａ，１４ｂ  突起部、１５，１６  凸部、１７ａ，１７ｂ，４６，５６ａ，５６ｂ  折曲げ部、２０，４４，５４，６４  ころ、２１，４３，５３  保持器、２２  ポケット、２３ａ，２３ｂ，４７ａ，４７ｂ，５７ａ，５７ｂ  連結部、２４  柱部、２５ａ，２５ｂ  端部、２６，４８  係合部、３０，４１，５１，７５  揺動軸受、３１  回転部材、３２  ＰＣＤ、６１  転がり軸受、６２  ローラ、６３  ローラ軸、６５  剥離寿命試験装置、６６  駆動ロール、７１  エアーディスクブレーキ装置、７２  アクチュエータロッド、７３  レバー、７４  回転部材、７６  伝達部、７７ａ，７７ｂ  ブレーキパッド、７８  ロータ、７９  ブレーキシリンダ、８０  接続部、８１  バネ。
【図１】
2008106877.tif 000006
【図２】
2008106877.tif 000007
【図３】
2008106877.tif 000008
【図４】
2008106877.tif 000009
【図５】
2008106877.tif 000010
【図６】
2008106877.tif 000011
【図７】
2008106877.tif 000012
【図８】
2008106877.tif 000013
【図９】
2008106877.tif 000014
【図１０】
2008106877.tif 000015
【図１１】
2008106877.tif 000016
【図１２】
2008106877.tif 000017
【図１３】
2008106877.tif 000018
【図１４】
2008106877.tif 000019
【図１５】
2008106877.tif 000020
【図１６】
2008106877.tif 000021
【図１７】
2008106877.tif 000022
【図１８】
2008106877.tif 000023
【図１９】
2008106877.tif 000024
【図２０】
2008106877.tif 000025
【図２１】
2008106877.tif 000026
【図２２】
2008106877.tif 000027
【図２３】
2008106877.tif 000028