(57)【要約】【課題】  疲労特性が長寿命で、高度の耐割れ強度を有し、経年寸法変化を抑えたコンプレッサの構成部品およびコンプレッサ用軸受を提供する。【解決手段】  コンプレッサ本体２００およびそのコンプレッサ本体２００に駆動力を伝達するコンプレッサ用プーリ機構４００を有するコンプレッサに組み込まれた、コンプレッサの構成部品であって、そのコンプレッサの構成部品のオーステナイト結晶粒の粒度番号を１０番を超える範囲にするか、破壊応力値を２６５０ＭＰａ以上とするか、水素含有率を０．５ｐｐｍ以下とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサ本体と、前記コンプレッサ本体に駆動力を伝達するプーリ機構とを有するコンプレッサに組み込まれた、コンプレッサの構成部品であって、
前記構成部品のオーステナイト結晶粒の粒度番号を１０番を超える範囲とした、コンプレッサの構成部品。
【請求項２】
コンプレッサ本体と、前記コンプレッサ本体に駆動力を伝達するプーリ機構とを有するコンプレッサに組み込まれた、コンプレッサの構成部品であって、
前記構成部品の破壊応力値を２６５０ＭＰａ以上とした、コンプレッサの構成部品。
【請求項３】
コンプレッサ本体と、前記コンプレッサ本体に駆動力を伝達するプーリ機構とを有するコンプレッサに組み込まれた、コンプレッサの構成部品であって、
前記構成部品の水素含有率を０．５ｐｐｍ以下とした、コンプレッサの構成部品。
【請求項４】
コンプレッサ本体と、前記コンプレッサ本体に駆動力を伝達するプーリ機構とを有するコンプレッサに使用されるコンプレッサ用軸受であって、
前記コンプレッサ用軸受に含まれる軌道面を有する部材および複数の転動体のうち少なくとも一つの部材のオーステナイト結晶粒の粒度番号を１０番を超える範囲とした、コンプレッサ用軸受。
【請求項５】
コンプレッサ本体と、前記コンプレッサ本体に駆動力を伝達するプーリ機構とを有するコンプレッサに使用されるコンプレッサ用軸受であって、
前記コンプレッサ用軸受に含まれる軌道面を有する部材および複数の転動体のうち少なくとも一つの部材の破壊応力値を２６５０ＭＰａ以上とした、コンプレッサ用軸受。
【請求項６】
コンプレッサ本体と、前記コンプレッサ本体に駆動力を伝達するプーリ機構とを有するコンプレッサに使用されるコンプレッサ用軸受であって、
前記コンプレッサ用軸受に含まれる軌道面を有する部材および複数の転動体のうち少なくとも一つの部材の水素含有率を０．５ｐｐｍ以下とした、コンプレッサ用軸受。
【請求項７】
前記コンプレッサ用軸受が、前記コンプレッサ本体の斜板と回転部材とを回転自在に支持する斜板支持軸受である、請求項４〜６のいずれかに記載のコンプレッサ用軸受。
【請求項８】
前記コンプレッサ用軸受が、前記コンプレッサ本体の回転部材と前記プーリ機構のプーリ用軸受支持部材とを回転自在に支持する回転部材・プーリ支持部材軸受である、請求項４〜６のいずれかに記載のコンプレッサ用軸受。
【請求項９】
前記コンプレッサ用軸受が、前記コンプレッサ本体の主軸と前記プーリ機構のプーリ用軸受支持部材とを回転自在に支持する主軸支持軸受である、請求項４〜６のいずれかに記載のコンプレッサ用軸受。
【請求項１０】
前記コンプレッサ用軸受が、前記プーリ機構のプーリとプーリ用軸受支持部材とを回転自在に支持するプーリ支持軸受である、請求項４〜６のいずれかに記載のコンプレッサ用軸受。
【請求項１１】
前記斜板支持軸受が、スラスト針状ころ軸受である、請求項７に記載のコンプレッサ用軸受。
【請求項１２】
前記回転部材・プーリ支持部材軸受が、スラスト針状ころ軸受である、請求項８に記載のコンプレッサ用軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンプレッサ本体とそのコンプレッサ本体に駆動力を伝達するプーリ機構とに使用するコンプレッサ用軸受およびコンプレッサの構成部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プーリ機構を備えたコンプレッサに組込まれている転がり軸受（以下、コンプレッサ用軸受という）に対して長寿命の転動疲労特性を与える熱処理方法として、焼入れ加熱時の雰囲気ＲＸガス中にさらにアンモニアガスを添加するなどして、その軸受部品の表層部に浸炭窒化処理を施す方法が従来から知られている。たとえば、浸炭窒化処理法を用いることによって、表層部を硬化させ、ミクロ組織中に残留オーステナイトを生成させ、転動疲労寿命をかなり向上させることができる（特許文献１および特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−１０１２４７号公報
【特許文献２】特開平８−４７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のコンプレッサ用軸受の部品の浸炭窒化処理方法は、炭素および窒素を拡散させる拡散処理であるので、高温に長時間、軸受部品を保持する必要がある。
【０００４】
軸受部品を高温に長時間保持すると、オーステナイト結晶粒径が粗大化し、かえって靭性が低下して鋼が脆化して、割れ強度が低下する問題があった。
【０００５】
また、オーステナイト結晶粒が粗大化して耐割れ強度の向上を図ることが困難であって、残留オーステナイトの増加による経年寸法変化率の増大も問題となっていた。
【０００６】
さらに、浸炭窒化処理方法は炭素および窒素を拡散させる拡散処理であるので、高温に長時間、軸受部品を保持しているために、組織が粗大化して耐割れ強度に相当する破壊応力値を引き上げることに限界があった。
【０００７】
一方、上記プーリ機構を備えたコンプレッサ用軸受に対して、（１）長寿命の転動疲労特性を確保し、（２）割れ強度を向上させ、（３）経年寸法変化率の増加を抑えたいという要求がある。
【０００８】
従来技術では、これらの機械的特性を得る１つの方法として、鋼の合金設計段階で組成を調整することによって対処する方法が採用されている。しかし、特殊な合金成分の原材料の入手が容易でなく、コストも高くなるなどの問題点があった。
【０００９】
プーリ機構を備えた今後のコンプレッサ用軸受には、使用環境の高荷重化、高温化に対応して、従来よりも、大きな荷重条件でかつより高温で使用できる機械的特性を備えることが要求されている。
【００１０】
したがって、上記のコンプレッサ用軸受では、高強度で、（１）転動疲労特性が長寿命で、（２）高度の耐割れ強度を有し、（３）経年寸法変化率の増加を抑えて寸法安定性を向上させることが必要になる。
【００１１】
本発明は、高強度で、（１）疲労特性（コンプレッサ用軸受では転動疲労特性）が長寿命で、（２）高度の耐割れ強度を有し、（３）経年寸法変化率の増加を抑えて寸法安定性を向上させたコンプレッサ用軸受およびコンプレッサの構成部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一のコンプレッサの構成部品は、コンプレッサ本体と、そのコンプレッサ本体に駆動力を伝達するプーリ機構とを有するコンプレッサに組み込まれた、コンプレッサの構成部品であって、構成部品のオーステナイト結晶粒の粒度番号を１０番を超える範囲としたことを特徴とするものである。
【００１３】
また本発明の一のコンプレッサ用軸受は、コンプレッサ本体と、そのコンプレッサ本体に駆動力を伝達するプーリ機構とを有するコンプレッサに使用されるコンプレッサ用軸受であって、そのコンプレッサ用軸受に含まれる軌道面を有する部材および複数の転動体のうち少なくとも一つの部材のオーステナイト結晶粒の粒度番号を１０番を超える範囲としたことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の一のコンプレッサの構成部品およびコンプレッサ用軸受によれば、オーステナイト粒径が微細であることにより、耐割れ強度、寸法安定性および疲労寿命（コンプレッサ用軸受である場合には転動疲労寿命）が大幅に改良される。オーステナイト粒径の粒度番号が１０番以下では、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。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。なお、コンプレッサの構成部品およびコンプレッサ用軸受のオーステナイト粒は、浸炭窒化処理の影響を大きく受けている表層部でも、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。
【００１５】
本発明の他のコンプレッサの構成部品は、コンプレッサ本体と、そのコンプレッサ本体に駆動力を伝達するプーリ機構とを有するコンプレッサに組み込まれた、コンプレッサの構成部品であって、構成部品の破壊応力値を２６５０ＭＰａ以上としたことを特徴とするものである。
【００１６】
また本発明の他のコンプレッサ用軸受は、コンプレッサ本体と、そのコンプレッサ本体に駆動力を伝達するプーリ機構とを有するコンプレッサに使用されるコンプレッサ用軸受であって、そのコンプレッサ用軸受に含まれる軌道面を有する部材および複数の転動体のうち少なくとも一つの部材の破壊応力値を２６５０ＭＰａ以上としたことを特徴とするものである。
【００１７】
本願発明者らは、鋼をＡ1変態点を超える浸炭窒化処理温度で浸炭窒化処理した後、Ａ1変態点未満の温度に冷却し、その後にＡ1変態点以上の焼入れ温度域に再加熱し焼入れを行なうことにより、窒素富化層を有する鋼の破壊応力値を、従来では得られなかった２６５０ＭＰａ以上にできることを見出した。これにより、従来と比較して破壊応力値に優れ、それにより強度の高いコンプレッサの構成部品およびコンプレッサ用軸受を得ることができる。
【００１８】
本発明のさらに他のコンプレッサの構成部品は、コンプレッサ本体と、そのコンプレッサ本体に駆動力を伝達するプーリ機構とを有するコンプレッサに組み込まれた、コンプレッサの構成部品であって、構成部品の水素含有率を０．５ｐｐｍ以下としたことを特徴とするものである。
【００１９】
また本発明のさらに他のコンプレッサ用軸受は、コンプレッサ本体と、そのコンプレッサ本体に駆動力を伝達するプーリ機構とを有するコンプレッサに使用されるコンプレッサ用軸受であって、そのコンプレッサ用軸受に含まれる軌道面を有する部材および複数の転動体のうち少なくとも一つの部材の水素含有率を０．５ｐｐｍ以下としたことを特徴とするものである。
【００２０】
本発明のさらに他のコンプレッサの構成部品およびコンプレッサ用軸受によれば、水素に起因する鋼の脆化を軽減することができる。鋼の水素含有率が０．５ｐｐｍを超えると鋼の割れ強度は低下する。したがってこのような鋼は、苛酷な荷重が加わる部分にはあまり適さなくなる。水素量は低い方が望ましい。しかし、０．３ｐｐｍ未満に減らすためには長時間の加熱が必要になり、オーステナイト粒径が粗大化し、かえって靭性が低下してしまう。このため、より望ましい水素含有率は０．３〜０．５ｐｐｍの範囲である。さらに望ましくは、０．３５〜０．４５ｐｐｍの範囲である。
【００２１】
なお、上記の水素含有率は、拡散性水素は測定の対象にはせず、所定温度以上で鋼から放出される非拡散性水素のみを測定の対象とするものである。サンプルサイズが小さければ、常温でもサンプルから放出され散逸してしまうので、拡散性水素量は測定の対象から外している。非拡散性水素は、鋼中の欠陥部などにトラップされており、所定の加熱温度以上ではじめてサンプルから放出される水素である。この非拡散性水素に限定しても、水素含有率は測定方法によって大きく変動する。上記の水素含有率範囲は熱伝導度法による測定方法による範囲である。さらに、後記するように、ＬＥＣＯ社製ＤＨ−１０３型水素分析装置またはそれに準じる測定装置を用いて測定することが望ましい。
【００２２】
上記のコンプレッサ用軸受において好ましくは、コンプレッサ用軸受が、コンプレッサ本体の斜板と回転部材とを回転自在に支持する斜板支持軸受である。
【００２３】
上記のコンプレッサ用軸受において好ましくは、コンプレッサ用軸受が、コンプレッサ本体の回転部材とプーリ機構のプーリ用軸受支持部材とを回転自在に支持する回転部材・プーリ支持部材軸受である。
【００２４】
上記のコンプレッサ用軸受において好ましくは、コンプレッサ用軸受が、コンプレッサ本体の主軸とプーリ機構のプーリ用軸受支持部材とを回転自在に支持する主軸支持軸受である。
【００２５】
上記のコンプレッサ用軸受において好ましくは、コンプレッサ用軸受が、プーリ機構のプーリとプーリ用軸受支持部材とを回転自在に支持するプーリ支持軸受である。
【００２６】
上記のコンプレッサ用軸受において好ましくは、斜板支持軸受が、スラスト針状ころ軸受である。
【００２７】
上記のコンプレッサ用軸受において好ましくは、回転部材・プーリ支持部材軸受が、スラスト針状ころ軸受である。
【００２８】
本発明のコンプレッサの構成部品（コンプレッサ用軸受を含む）の製造方法は、コンプレッサ本体と、そのコンプレッサ本体に駆動力を伝達するプーリ機構とを有するコンプレッサに組み込まれた、コンプレッサの構成部品の製造方法であって、構成部品を製造する工程が、たとえば軸受部品用の鋼をＡ1変態点を超える浸炭窒化処理温度で浸炭窒化処理した後、Ａ1変態点未満の温度に冷却し、その後、Ａ1変態点以上で浸炭窒化処理の温度未満の焼入れ温度域に再加熱し、焼入れを行なう工程を備えることを特徴とするものである。
【００２９】
本発明のコンプレッサの構成部品（コンプレッサ用軸受を含む）の製造方法によれば、浸炭窒化処理後Ａ1変態点未満の温度に冷却した後に最終的な焼入れを行なうので、オーステナイト粒径を細かくすることができる。この結果、シャルピー衝撃値、破壊靭性値、割れ強度、疲労寿命（コンプレッサ用軸受である場合には転動疲労寿命）などを向上させることができる。
【００３０】
さらに、たとえばオーステナイトが変態する温度にまで冷却することにより、浸炭窒化処理の際のオーステナイト粒界と最終焼入れの際のオーステナイト粒界とを無関係にすることができる。さらに、最終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及ぶ表層部における未溶解セメンタイト量は浸炭窒化処理のときよりも増大する。このため最終焼入れの加熱温度において、浸炭窒化処理のときより、未溶解セメンタイト量の比率が増大し、オーステナイト量の比率が低下する。しかも、鉄−炭素２元状態図から、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。
【００３１】
最終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セメンタイト量が多いために、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やベイナイトに変態した組織は炭素濃度が低いので、浸炭窒化処理温度から焼き入れた組織に比べて靭性に富んだ組織となる。
【００３２】
上記のコンプレッサの構成部品の製造方法において好ましくは、焼入れ温度域が７９０℃〜８３０℃の温度域である。
【００３３】
これにより、オーステナイト結晶粒の成長が生じにくい温度に再加熱して焼入れするので、オーステナイト粒径を細かくすることができる。
【００３４】
なお、本明細書における軌道面を有する部材は、内輪として機能する内方部材、外輪として機能する外方部材、スラスト軸受の軌道盤などを含む。内方部材、外方部材または軌道盤は、シャフト、ハウジングなどの部材と別体で設けられた内輪、外輪または軌道盤であってもよく、また、シャフト、ハウジングなどの部材と一体化された内輪、外輪または軌道盤として機能するものであってもよい。
【００３５】
また、オーステナイト粒という場合、焼入れ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、焼入れられた後のマルテンサイトやベイナイトなどのフェライト相にその痕跡を残している。焼入れ前のオーステナイト粒界を強調するために「旧」を付する場合もある。すなわち、オーステナイト粒と旧オーステナイト粒とは同じものを表現している。
【００３６】
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ッチングなど、粒界を顕出する処理を施して観察することができる結晶粒であればよい。低温焼入れ直前の加熱された時点での粒界という意味で、上記のように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から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ってもよい。
【００３７】
また、上記窒素富化層は、あとで説明するように、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いてもよいし、富化されていなくてもよい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明のコンプレッサの構成部品およびコンプレッサ用軸受は、以下に記載する本発明のすべての効果を同時に有している必要はなく、以下に記載する本発明の一つ以上の効果を有していればよい。
【００３９】
従来技術では、オーステナイト結晶粒が粗大化して耐割れ強度の向上を図ることが困難であったが、本発明ではオーステナイト結晶粒の粒度番号を１０番を超える範囲にできるため、残留オーステナイトの増加による経年寸法変化率を低減することができる。
【００４０】
また、従来技術では、転動疲労に対して長寿命、割れ強度の向上、経年寸法変化率の増加を抑えるために、組成を特殊な合金成分とした原材料の入手が困難であって原材料コストも高くなっていたが、本発明では破壊応力値を２６５０ＭＰａ以上にできるため、従来技術よりも破壊応力値を大にして、耐割れ強度を向上させることができる。
【００４１】
さらに、従来技術では、水素含有率が０．５ｐｐｍを超えていたために鋼が脆化し、割れ強度が低下して過酷な荷重が加わる部位の使用に適さなかったが、本発明では水素含有率を０．５ｐｐｍ以下にできるため、割れ強度を向上させることができる。
【００４２】
上記のように熱処理した軸受部材を使用して、コンプレッサの構成部品およびコンプレッサ用軸受の機械的特性として、（１）転動疲労に対して長寿命を確保し、（２）割れ強度を向上させ、（３）経年寸法変化率の増加を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
【００４４】
図１は、本発明の一実施の形態に係るコンプレッサの構成部品（コンプレッサ用軸受を含む）を組み込んだプーリ機構付きコンプレッサの概略断面図である。図１を参照して、このコンプレッサは、片斜板タイプの斜板式コンプレッサ２００とコンプレッサ用プーリ機構４００とを備えている。
【００４５】
［１］コンプレッサ
まず、片斜板タイプの斜板式コンプレッサ２００について説明する。
【００４６】
図１を参照して、片斜板タイプの斜板式コンプレッサ２００は、ハウジング２０２と、そのハウジング２０２にたとえばねじ止め固定されたプーリ用軸受支持部材４１８と、主軸２０４と、その主軸２０４に取り付けられた回転部材２１１と、その回転部材２１１の回転に伴って揺動運動をする斜板２０３と、その斜板２０３に連結されたピストンロッド２１５と、そのピストンロッド２１５の反対側に連結されたピストン２０７とを有している。
【００４７】
回転部材２１１とプーリ用軸受支持部材４１８との間には、スラスト荷重を受ける支持構造として複列のスラスト針状ころ軸受よりなる回転部材・プーリ支持部材軸受４０１が配置されている。また斜板２０３と回転部材２１１との間には、スラスト荷重を受ける支持構造として複列のスラスト針状ころ軸受よりなる斜板支持軸受４０４が配置されている。
【００４８】
このコンプレッサ２００では、主軸２０４の回転に伴って回転部材２１１が回転し、それにより斜板２０３が揺動運動する。この斜板２０３の揺動運動によりピストンロッド２１５が往復運動して、ピストンロッド２１５に連結されたピストン２０７がシリンダ内を往復運動する。
【００４９】
［２］コンプレッサ用プーリ機構
次に、コンプレッサ用プーリ機構４００について説明する。
【００５０】
図１を参照して、コンプレッサのハウジング２０２にプーリ用軸受支持部材４１８がねじ止め固定されている。また、プーリ用軸受支持部材４１８にクラッチ用電磁石４１９が固着されている。他方、主軸２０４の軸端に動力伝達部材４２４が嵌着されている。プーリ支持軸受４０３の外周にプーリ４２５が嵌合されている。
【００５１】
主軸２０４とプーリ用軸受支持部材４１８との間には、主軸支持軸受４０２が配置されている。またプーリ４２５とプーリ用軸受支持部材４１８との間には、プーリ支持軸受４０３が配置されている。
【００５２】
このプーリ機構４００では、クラッチ用電磁石４１９を励磁しまたは非励磁にすることによって、図示していない駆動力によって回転しているプーリ４２５の回転駆動力が主軸２０４に伝達されてコンプレッサが動作したり、またはプーリ４２５の回転駆動力が主軸２０４に伝達されなくなってコンプレッサが動作を停止したりする。
【００５３】
［３］コンプレッサ用軸受
コンプレッサ用軸受は、コンプレッサ本体２００に使用されるコンプレッサ用軸受とプーリ機構４００に使用されるコンプレッサ用軸受とに大別される。
【００５４】
コンプレッサ本体２００に使用されるコンプレッサ用軸受には、斜板２０３と回転部材２１１とを回転自在に支持する斜板支持軸受４０４、および回転部材２１１とプーリ用軸受支持部材４１８とを回転自在に支持する回転部材・プーリ支持部材軸受４０１が該当する。
【００５５】
また、プーリ機構４００に使用されるコンプレッサ用軸受には、主軸２０４とプーリ用軸受支持部材４１８とを回転自在に支持する主軸支持軸受４０２、およびプーリ４２５とプーリ用軸受支持部材４１８とを回転自在に支持するプーリ支持軸受４０３が該当する。
【００５６】
回転部材・プーリ支持部材軸受４０１および斜板支持軸受４０４には、後述する図９に示すスラスト針状ころ軸受が使用されている。主軸支持軸受４０２には、針状ころ軸受または後述する図７に示す円筒ころ軸受が使用されている。プーリ支持軸受４０３には、後述する図６（Ａ）に示す深溝玉軸受または図６（Ｂ）に示す復列アンギュラ玉軸受が使用されており、また図８に示す４点接触玉軸受が使用されてもよい。
【００５７】
図６（Ａ）、（Ｂ）は深溝玉軸受および複列アンギュラ玉軸受を示す断面図である。図６（Ａ）に示す深溝玉軸受は、外輪（軌道面を有する部材：外方部材）３１と、内輪（軌道面を有する部材：内方部材）３２と、転動体となる複数の玉３３と、保持器３４とを有している。また、図６（Ｂ）に示す複列アンギュラ玉軸受は、外輪（軌道面を有する部材：外方部材）３１と、内輪（軌道面を有する部材：内方部材）３２と、転動体となる複数の玉３３と、保持器３４とを有しており、転動体となる複数の玉３３が複列で配置されている。
【００５８】
図７は円筒ころ軸受を示す断面図である。図７に示す円筒ころ軸受は、外輪（軌道面を有する部材：外方部材）３１ａと、内輪（軌道面を有する部材：内方部材）３２ａと、転動体となる複数の円筒ころ３３ａと、保持器３４ａとを有している。
【００５９】
図８は４点接触玉軸受を示す断面図である。図８に示す４点接触玉軸受は、外輪（軌道面を有する部材：外方部材）３１ｂと、内輪（軌道面を有する部材：内方部材）３２ｂと、転動体となる複数の玉３３と、保持器３４ｂとを有している。
【００６０】
なお、図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図７および図８の各軸受として、外輪３１、３１ａ、３１ｂと、内輪３２、３２ａ、３２ｂとを有する軸受について説明したが、各軸受は外輪と内輪とを有していなくてもよい。この場合、図１において主軸支持軸受４０２においては主軸２０４が、またプーリ支持軸受４０３においてはプーリ用軸受支持部材４１８が、それぞれその外周面に軌道面（転走面）を有する部材であって内輪として機能する内方部材となる。また、主軸支持軸受４０２においてはプーリ用軸受支持部材４１８が、またプーリ支持軸受４０３においてはプーリ４２５が、それぞれその内周面に軌道面（転走面）を有する部材であって外輪として機能する外方部材となる。
【００６１】
図９（Ａ）はスラスト針状ころ軸受を示す部分断面斜視図であり、図９（Ｂ）は図９（Ａ）の針状ころ部分の要部拡大図であり、図９（Ｃ）は図９（Ａ）のＩＸｃ−ＩＸｃ線に沿った拡大断面図である。図９（Ａ）〜図９（Ｃ）に示すスラスト針状ころ軸受は、転動体となる複数の針状ころ２と、これら針状ころ２を円周方向に所定ピッチで保持する環状の針状ころ保持器３４ｃとを有している。複数の針状ころ２は、外径側の針状ころ２ａと内径側針状ころ２ｂとに分割されており、複列に配置されている。針状ころ保持器３４ｃは、２枚の環状の保持器３および保持器４から形成されている。
【００６２】
これらの２枚の保持器３および保持器４は、円周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およびポケット６を有している。ポケット５およびポケット６の両側縁には対向する方向に突出する長さＬａのころ保持部５ａおよびころ保持部６ａが形成されており、これらのころ保持部５ａおよびころ保持部６ａによって、針状ころ２が円周方向に挟まれて保持されている。
【００６３】
コンプレッサ本体２００に使用されるコンプレッサ用軸受には、ピストン２０７の衝撃に耐えるために、ころ径の大きいスラスト針状ころ軸受が使用されている。また、スラスト針状ころ軸受では、針状ころ２と後述する軌道面とが線接触する構造であって、針状ころ２と転がり線接触する軌道面は、軸受の回転中心から外径側に向かうほど周速度は大きくなる。
【００６４】
コンプレッサ本体２００に使用されるコンプレッサ用軸受であるスラスト針状ころ軸受は、通常の軸受のような軌道盤を有していないで、複数の針状ころ２が保持器３４ｃに保持されて軌道面に線接触して回転する。斜板支持軸受４０４においては、斜板２０３および回転部材２１１がそれぞれ軌道面を有する部材となり、回転部材・プーリ支持部材軸受４０１においては、回転部材２１１およびプーリ用軸受支持部材４１８がそれぞれ軌道面を有する部材となる。
【００６５】
［４］応用変形例
（１）プーリ機構を備えたコンプレッサ用軸受
図１０は、プーリ機構を備えたコンプレッサの他の例の構成を示す部分断面図である。図１０を参照して、このコンプレッサは、コンプレッサ（図示せず）とコンプレッサ用プーリ機構４００とを備えている。
【００６６】
（２）コンプレッサ用プーリ機構
図１０を参照して、コンプレッサのハウジングにプーリ用軸受支持部材４１８が固定されている。また、プーリ用軸受支持部材４１８にクラッチ用電磁石４１９が固着されている。他方、主軸２０４の軸端に動力伝達部材４２４が嵌着されている。プーリ支持軸受４０３の外周にプーリ４２５が嵌合されている。
【００６７】
なお図１および図１０のプーリ機構４００はクラッチ用電磁石４１９を備えていたが、クラッチ用電磁石を備えていないプーリ機構を使用してもよい。
【００６８】
（３）コンプレッサ
コンプレッサには、図１に示すカーエアコン用の片斜板タイプの斜板式コンプレッサが用いられてもよいが、これに限定されるものではなく、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が用いられてもよい。また、他のタイプの斜板式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、片斜板タイプの可変容量斜板式コンプレッサなどが用いられてもよい。
【００６９】
（４）コンプレッサ用軸受
コンプレッサ用軸受として、主軸支持軸受４０２ａ、４０２ｂと、プーリ支持軸受４０３とが設けられている。主軸支持軸受４０２ａ、４０２ｂには、たとえば図６（Ａ）に示す深溝玉軸受が使用されている。また、プーリ支持軸受４０３には、たとえば図６（Ｂ）に示す複列アンギュラ玉軸受が使用されている。コンプレッサ用軸受には、実施例に限定されることなく、目的にあった軸受が使用されればよい。
【００７０】
［５］本実施の形態の特徴
本実施の形態のコンプレッサ用軸受４０１、４０２、４０２ａ、４０２ｂ、４０３、４０４に含まれる軌道面を有する部材（主軸２０４、プーリ４２５、斜板２０３、回転部材２１１、プーリ用軸受支持部材４１８、外輪３１、３１ａ、３１ｂ、内輪３２、３２ａ、３２ｂ）と、転動体（玉３３、円筒ころ３３ａ、針状ころ２ａ、２ｂ）との少なくとも１つの部材が窒素富化層を有し、かつ１０番を超える範囲のオーステナイト結晶粒の粒度番号を有している。
【００７１】
また本実施の形態のコンプレッサ用軸受４０１、４０２、４０２ａ、４０２ｂ、４０３、４０４に含まれる軌道面を有する部材（主軸２０４、プーリ４２５、斜板２０３、回転部材２１１、プーリ用軸受支持部材４１８、外輪３１、３１ａ、３１ｂ、内輪３２、３２ａ、３２ｂ）と、転動体（玉３３、円筒ころ３３ａ、針状ころ２ａ、２ｂ）との少なくとも１つの部材が窒素富化層を有し、かつ２６５０ＭＰａ以上の破壊応力値を有している。
【００７２】
また本実施の形態のコンプレッサ用軸受４０１、４０２、４０２ａ、４０２ｂ、４０３、４０４に含まれる軌道面を有する部材（主軸２０４、プーリ４２５、斜板２０３、回転部材２１１、プーリ用軸受支持部材４１８、外輪３１、３１ａ、３１ｂ、内輪３２、３２ａ、３２ｂ）と、転動体（玉３３、円筒ころ３３ａ、針状ころ２ａ、２ｂ）との少なくとも１つの部材が窒素富化層を有し、かつ０．５ｐｐｍ以下の水素含有量を有している。
【００７３】
また本実施の形態のコンプレッサの構成部品（上記コンプレッサ用軸受４０１〜４０１の軌道面を有する部材、転動体、ピストンロッド２１５、ピストン２０７、動力伝達部材４２４などの少なくとも１つ）は窒素富化層を有し、かつ１０番を超える範囲のオーステナイト結晶粒の粒度番号を有している。
【００７４】
また本実施の形態のコンプレッサの構成部品（上記コンプレッサ用軸受４０１〜４０１の軌道面を有する部材、転動体、ピストンロッド２１５、ピストン２０７、動力伝達部材４２４などの少なくとも１つ）は窒素富化層を有し、かつ２６５０ＭＰａ以上の破壊応力値を有している。
【００７５】
また本実施の形態のコンプレッサの構成部品（上記コンプレッサ用軸受４０１〜４０１の軌道面を有する部材、転動体、ピストンロッド２１５、ピストン２０７、動力伝達部材４２４などの少なくとも１つ）は窒素富化層を有し、かつ０．５ｐｐｍ以下の水素含有量を有している。
【００７６】
［６］コンプレッサ用軸受に施す熱処理
次に、本実施の形態におけるコンプレッサの構成部品（コンプレッサ用軸受を含む）に行う浸炭窒化処理を含む熱処理について説明する。この熱処理を施すことにより、本実施の形態におけるコンプレッサの構成部品（コンプレッサ用軸受を含む）は上記の特性（水素含有量、オーステナイト結晶粒度、破壊応力値）を有する。
【００７７】
図２および図３に、本発明の実施の形態における熱処理方法を示す。図２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３は焼入れ途中で材料をＡ1変態点温度未満に冷却し、その後、再加熱して最終的に焼入れる方法を示す熱処理パターンである。どちらも本発明の実施の態様例である。
【００７８】
図２を参照して、まず、たとえば軸受部品用の鋼がＡ1変態点を超える浸炭窒化処理温度（８４５℃）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Ｔ1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れる。この後、軸受部品用の鋼は、処理Ｔ1の温度から油焼入れを施されて、Ａ1変態点未満の温度に冷却される。次いで１８０℃で焼戻しが行なわれるが、この焼戻しは省略することができる。
【００７９】
この後、軸受部品用の鋼がＡ1変態点以上の温度で上記の浸炭窒化処理の温度未満の温度（たとえば８００℃）に再加熱され、その温度で保持することにより処理Ｔ2が施された後、処理Ｔ2の温度から油焼入れを施されて、Ａ1変態点未満の温度に冷却される。次いで１８０℃で焼戻しが行なわれる。
【００８０】
図３を参照して、まず、たとえば軸受部品用の鋼がＡ1変態点を超える浸炭窒化処理温度（８４５℃）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Ｔ1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れる。この後、軸受部品用の鋼は焼入れされずにＡ1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Ａ1変態点以上の温度で上記の浸炭窒化処理の温度未満の温度（たとえば８００℃）に再加熱され、その温度で保持することにより処理Ｔ2が施された後、処理Ｔ2の温度から油焼入れを施されて、Ａ1変態点未満の温度に冷却される。次いで１８０℃で焼戻しが行なわれる。
【００８１】
上記の熱処理は、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。上述したように、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コンプレッサの構成部品およびコンプレッサ用軸受は、疲労寿命特性（コンプレッサ用軸受の場合には転動疲労寿命特性）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。
【００８２】
上記の熱処理のどちらによっても、その中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から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重量％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濃度などにも依存するが、通常の鋼では最大限０.０２５重量％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いてもよいことはいうまでもない。
【００８３】
上記図２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４（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４（Ｂ）に示す。また、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に、上記図４（Ａ）および図４（Ｂ）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はＪＩＳ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４（Ａ）の平均粒径は、切片法で測定した結果、５．６μｍであった。
【実施例】
【００８４】
次に本発明の実施例について説明する。
【００８５】
（実施例１）
ＪＩＳ規格ＳＵＪ２材（１．０重量％Ｃ−０．２５重量％Ｓｉ−０．４重量％Ｍｎ−１．５重量％Ｃｒ）を用いて、本発明の実施例１を行った。表１に示した各試料の製造履歴を以下に示す。
【００８６】
【表１】
2004316641.tif 000003
【００８７】
（試料Ａ〜Ｄ；本発明例）：温度８５０℃で１５０分間保持して浸炭窒化処理を施した。その浸炭窒化処理時の雰囲気は、ＲＸガスとアンモニアガスとの混合ガスとした。図２に示す熱処理パターンにおいて、浸炭窒化処理温度８５０℃から１次焼入れを行ない、次いで浸炭窒化処理温度より低い温度域７８０℃〜８３０℃に加熱して２次焼入れを行った。ただし、２次焼入れ温度７８０℃の試料Ａは焼入れ不足のため試験の対象から外した。
【００８８】
（試料Ｅ、Ｆ；本発明例）：浸炭窒化処理は、本発明例Ａ〜Ｄと同じ履歴で行い、２次焼入れ温度を浸炭窒化処理温度（８５０℃）以上の８５０℃〜８７０℃で行った。
【００８９】
（従来浸炭窒化処理品；比較例）：温度８５０℃で１５０分間保持して浸炭窒化処理を施した。その浸炭窒化処理時の雰囲気は、ＲＸガスとアンモニアガスとの混合ガスとした。その浸炭窒化処理時の温度からそのまま焼入れを行ない、２次焼入れは行わなかった。
【００９０】
（普通焼入れ品；比較例）：浸炭窒化処理を行なわずに、８５０℃に加熱して焼入れた。２次焼入れは行わなかった。
【００９１】
上記の各試料に対して、（１）水素量の測定、（２）結晶粒度の測定、（３）シャルピー衝撃試験、（４）破壊応力値の測定、（５）転動疲労試験、の各々を行った。その結果を表１に合わせて示す。
【００９２】
次にこれらの測定方法および試験方法について説明する。
【００９３】
（１）水素量の測定
水素量は、ＬＥＣＯ社製ＤＨ−１０３型水素分析装置により、鋼中の非拡散性水素量を分析した。拡散性水素量は測定していない。このＬＥＣＯ社製ＤＨ−１０３型水素分析装置の仕様を下記に示す。
【００９４】
分析範囲：０．０１〜５０．００ｐｐｍ
分析精度：±０．１ｐｐｍまたは±３％Ｈ（いずれか大なるほう）
分析感度：０．０１ｐｐｍ
検出方式：熱伝導度法
試料重量サイズ：１０ｍｇ〜３５ｇ（最大：直径１２ｍｍ×長さ１００ｍｍ）
加熱炉温度範囲：５０℃〜１１００℃
試薬：アンハイドロン（Ｍｇ（ＣｌＯ4）2）、アスカライト、ＮａＯＨ
キャリアガス：窒素ガス、ガスドージングガス：水素ガス、いずれのガスも純度９９．９９％以上、圧力４０ＰＳＩ（２．８ｋｇｆ／ｃｍ2）である。
【００９５】
測定手順の概要は以下のとおりである。専用のサンプラーで採取した試料をサンプラーごとに上記の水素分析装置に挿入する。内部の拡散性水素は窒素キャリアガスによって熱伝導度検出器に導かれる。この拡散性水素は本実施例では測定しない。次に、サンプラーから試料を取出し抵抗加熱炉内で加熱し、非拡散性水素を窒素キャリアガスによって熱伝導度検出器に導く。熱伝導度検出器において熱伝導度を測定することによって非拡散性水素量を知ることができる。
【００９６】
（２）結晶粒度の測定
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。
【００９７】
（３）シャルピー衝撃試験
シャルピー衝撃試験は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４２の金属材料のシャルピー衝撃試験方法に基づいて行った。試験片には、ＪＩＳ  Ｚ  ２２０２に示されたＵノッチ試験片（ＪＩＳ３号試験片）を用いた。なお、シャルピー衝撃値は、次式の吸収エネルギーＥを断面積（０．８ｃｍ2）で除した値である。
【００９８】
吸収エネルギー：Ｅ＝ＷｇＲ（ｃｏｓβ−ｃｏｓα）
Ｗ：ハンマー重量（＝２５．４３８ｋｇ）
ｇ：重力加速度（＝９．８０６６５ｍ／ｓｅｃ2）
Ｒ：ハンマー回転軸中心から重心までの距離（＝０．６５６９ｍ）
α：ハンマー持ち上げ角度（＝１４６°）、β：ハンマー降り上がり角度
（４）破壊応力値の測定
図１１に破壊応力値の測定に用いた試験片を示す。アムスラー万能試験機を用いて図中のＰ方向に荷重を負荷して試験片が破壊されるまでの荷重を測定する。その後、得られた破壊荷重を、下記に示す曲がり梁の応力計算式により応力値に換算する。なお、試験片は図１１に示す試験片に限られず、他の形状の試験片を用いてもよい。
【００９９】
図１１の試験片の凸表面における繊維応力をσ1、凹表面における繊維応力をσ2とすると、σ1およびσ2は下記の式によって求められる（機械工学便覧Ａ４編材料力学Ａ４−４０）。ここで、Ｎは円環状試験片の軸を含む断面の軸力、Ａは横断面積、ｅ1は外半径、ｅ2は内半径を表す。また、κは曲がり梁の断面係数である。
【０１００】
σ1=(N/A) +｛M/(Aρo)｝［1 + e1/｛κ(ρo + e1)｝]
σ2=(N/A) +｛M/(Aρo)｝［1 - e2/｛κ(ρo - e2)｝]
κ=-(1/A)∫A  ｛η/(ρo + η)｝dA
（５）転動疲労試験
転動疲労寿命試験の試験条件および試験装置の略図を、表２および図１２（Ａ）、（Ｂ）に示す。図１２（Ａ）、（Ｂ）において、転動疲労寿命試験片５２１は、駆動ロール５１１によって駆動され、ボール５１３と接触して回転している。ボール５１３は、（３／４）”のボールであり、案内ロール５１２にガイドされて、転動疲労寿命試験片５２１との間で高い面圧を及ぼし合いながら転動する。
【０１０１】
次に上記の測定結果および試験結果について説明する。
【０１０２】
（１）水素量
表１より、浸炭窒化処理したままの従来浸炭窒化処理品の鋼中水素量は、０．７２ｐｐｍと非常に高い値となっている。これは、浸炭窒化処理の雰囲気に含まれるアンモニア（ＮＨ3）が分解して水素が鋼中に侵入したためと考えられる。これに対して、試料Ｂ〜Ｆの鋼中水素量は０．３７〜０．４２ｐｐｍで０．５ｐｐｍ以下となっており、従来浸炭窒化処理品の半分近くにまで減少している。この鋼中水素量は普通焼入れ品と同じレベルである。
【０１０３】
上記の鋼中水素量の低減により、水素の固溶に起因する鋼の脆化を軽減することができる。すなわち、水素量の低減により、本発明例の試料Ｂ〜Ｆのシャルピー衝撃値および破壊応力値は大きく改善されている。
【０１０４】
（２）結晶粒度
表１より、結晶粒度は、２次焼入れ温度が浸炭窒化処理時の焼入れ（１次焼入れ）の温度より低い場合、すなわち試料Ｂ〜Ｄの場合、オーステナイト粒は、結晶粒度番号１１〜１２と顕著に微細化されている。試料ＥおよびＦならびに従来浸炭窒化処理品および普通焼入品のオーステナイト粒は、結晶粒度番号１０であり、試料Ｂ〜Ｄより粗大な結晶粒となっている。
【０１０５】
（３）シャルピー衝撃値
表１によれば、従来浸炭窒化処理品のシャルピー衝撃値は５．３３Ｊ／ｃｍ2であるのに比して、本発明例の試料Ｂ〜Ｆのシャルピー衝撃値は６．２０〜６．６５Ｊ／ｃｍ2と高い値が得られている。この中でも、２次焼入れ温度が低いほうがシャルピー衝撃値が高くなる傾向を示す。なお、普通焼入品のシャルピー衝撃値は６．７０Ｊ／ｃｍ2と高い。
【０１０６】
（４）破壊応力値
上記破壊応力値は、耐割れ強度に相当する。表１によれば、従来浸炭窒化処理品は２３３０ＭＰａの破壊応力値となっている。これに比して、試料Ｂ〜Ｆの破壊応力値は２６５０〜２８４０ＭＰａで２６５０ＭＰａ以上に改善されている。普通焼入品の破壊応力値は２７７０ＭＰａであり、試料Ｂ〜Ｆの破壊応力値と同等である。このような、試料Ｂ〜Ｆの改良された耐割れ強度は、オーステナイト結晶粒の微細化と並んで、水素含有率の低減による効果が大きいと推定される。
【０１０７】
（５）転動疲労試験
表１によれば、普通焼入品は窒素富化層を表層部に有しないことを反映して、転動疲労寿命Ｌ10は最も低い。これに比して従来浸炭窒化処理品の転動疲労寿命は３．１倍となる。試料Ｂ〜Ｄの転動疲労寿命は従来浸炭窒化処理品より大幅に向上する。試料Ｅ，Ｆは、従来浸炭窒化処理品とほぼ同等であった。
【０１０８】
上記をまとめると、本発明例の試料Ｂ〜Ｆでは、鋼中水素量が低くなり、破壊応力値やシャルピー衝撃値が向上する。しかし、転動疲労寿命まで含めて改良しうるのは、さらにオーステナイト結晶粒度を粒度番号で１１番程度以上に微細化した試料Ｂ〜Ｄである。したがって、本発明例に該当するのは試料Ｂ〜Ｆであるが、より望ましい本発明の範囲は、２次焼入れ温度を浸炭窒化処理温度より低くして結晶粒の微細化をさらに図った試料Ｂ〜Ｄの範囲である。
【０１０９】
（実施例２）
次に実施例２について説明する。
【０１１０】
下記のＸ材、Ｙ材およびＺ材について、一連の試験を行った。熱処理用素材には、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２材（１．０重量％Ｃ−０．２５重量％Ｓｉ−０．４重量％Ｍｎ−１．５重量％Ｃｒ）を用い、Ｘ材〜Ｚ材に共通とした。Ｘ材〜Ｚ材の製造履歴は次のとおりである。
（Ｘ材：比較例）：普通焼入れのみを行なった（浸炭窒化処理せず）。
（Ｙ材：比較例）：浸炭窒化処理後にそのまま焼き入れた（従来の浸炭窒化焼入れ）。浸炭窒化処理の温度を８４５℃とし、保持時間を１５０分間とした。また浸炭窒化処理の雰囲気を、ＲＸガス＋アンモニアガスとした。
（Ｚ材：本発明例）：軸受鋼に図２の熱処理パターンを施した。浸炭窒化処理の温度を８４５℃とし、保持時間を１５０分間とし、雰囲気をＲＸガス＋アンモニアガスとした。また、最終焼入れ温度を８００℃とした。
【０１１１】
（１）転動疲労寿命
転動疲労寿命試験の試験装置には上述した図１２（Ａ）、（Ｂ）の装置を用い、試験条件は表２に示す条件とした。この転動疲労寿命試験結果を表３に示す。
【０１１２】
【表２】
2004316641.tif 000004
【０１１３】
【表３】
2004316641.tif 000005
【０１１４】
表３によれば、浸炭窒化処理を施したＹ材（比較例）のＬ10寿命は、普通焼入れのみを施したＸ材（比較例）のＬ10寿命（試験片１０個中１個が破損する寿命）の３.１倍を示し、浸炭窒化処理による長寿命化の効果が認められる。これに対して、本発明例のＺ材は、Ｙ材の１．７４倍、またＸ材の５．４倍の長寿命を示している。この改良の主因はミクロ組織の微細化によるものと考えられる。
【０１１５】
（２）シャルピー衝撃試験
シャルピー衝撃試験は、Ｕノッチ試験片を用いて、上述のＪＩＳ  Ｚ  ２２４２に準じた方法により行なった。試験結果を表４に示す。
【０１１６】
【表４】
2004316641.tif 000006
【０１１７】
本発明例のＺ材では、普通焼入れのみを施したＸ材（比較例）と同等で、かつ浸炭窒化処理を施したＹ材（比較例）よりも高いシャルピー衝撃値が得られた。
【０１１８】
（３）静的破壊靭性値の試験
静的破壊靭性試験の試験片には、図１３に示す試験体を用い、亀裂を予め約１ｍｍ導入した後に、３点曲げによる静的荷重Ｐを加え、破壊荷重を求めた。破壊靭性値（ＫIC値）の算出には次に示す次式を用いた。また、試験結果を表５に示す。
【０１１９】
ＫIC＝（ＰＬ√ａ／ＢＷ2）｛５．８−９．２（ａ／Ｗ）＋４３．６（ａ／Ｗ）2−７５．３（ａ／Ｗ）3＋７７．５（ａ／Ｗ）4｝
【０１２０】
【表５】
2004316641.tif 000007
【０１２１】
予め導入した亀裂の深さが窒素富化層深さよりも大きくなったため、比較例のＸ材とＹ材とには違いはない。しかし、本発明例のＺ材では比較例のＸ材およびＹ材に対して約１．２倍の破壊靭性値（ＫIC値）を得ることができた。
【０１２２】
（４）静圧壊強度試験（破壊応力値の測定）
静圧壊強度試験片には、上述のように図１１に示す形状のものを用いた。図中、Ｐ方向に荷重を付加して、上記と同様にして静圧壊強度試験を行なった。試験結果を表６に示す。
【０１２３】
【表６】
2004316641.tif 000008
【０１２４】
浸炭窒化処理を施したＹ材（比較例）の静圧壊強度は普通焼入れのみを施したＸ材（比較例）の静圧壊強度よりもやや低い値である。しかしながら、本発明例のＺ材の静圧壊強度は、Ｙ材の静圧壊強度よりも向上し、Ｘ材の静圧壊強度よりもわずかに高いレベルになっている。
【０１２５】
（５）経年寸法変化率
温度１３０℃で５００時間保持した場合の経年寸法変化率を測定した。その測定結果を、表面硬度、残留オーステナイト量（表面から０．１ｍｍ深さでの）とともに表７に示す。
【０１２６】
【表７】
2004316641.tif 000009
【０１２７】
残留オーステナイト量（体積％）の多いＹ材の寸法変化率に比べて、本発明例のＺ材の寸法変化率は低く抑えられていることがわかる。
【０１２８】
（６）異物混入潤滑下における寿命試験
玉軸受６２０６を用い、標準異物を所定量混入させた異物混入潤滑下での転動疲労寿命を評価した。試験条件を表８に、また試験結果を表９に示す。
【０１２９】
【表８】
2004316641.tif 000010
【０１３０】
【表９】
2004316641.tif 000011
【０１３１】
Ｘ材に比べ、浸炭窒化処理を施したＹ材（比較例）では約２．５倍の、また本発明例のＺ材では約３．７倍の長寿命が得られた。本発明例のＺ材では、比較例のＹ材に比べて残留オーステナイトが少ないものの、窒素の侵入と微細化されたミクロ組織の影響とにより長寿命が得られている。
【０１３２】
上記の結果より、本発明例のＺ材、すなわち本発明の熱処理方法によって製造されたコンプレッサの構成部品およびコンプレッサ用軸受は、従来の浸炭窒化処理では困難であった疲労寿命（コンプレッサ用軸受においては転動疲労寿命）の長寿命化、割れ強度の向上、経年寸法変化率の低減の３項目を同時に満足することができることがわかった。
【０１３３】
なお、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へ変態した後も、過去の履歴として残存しているものをいう。
【０１３４】
また、たとえば針状ころ軸受は総ころタイプであっても、シェル型針状ころ軸受であってもよい。
【０１３５】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明は、転動疲労特性が長寿命で、高度の耐割れ強度や耐経年寸法変化を有するコンプレッサの構成部品またはコンプレッサ用軸受に特に有利に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明の一実施の形態に係るコンプレッサの構成部品（コンプレッサ用軸受を含む）を組み込んだプーリ機構付きコンプレッサの概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるコンプレッサの構成部品（コンプレッサ用軸受を含む）に施される熱処理方法を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるコンプレッサの構成部品（コンプレッサ用軸受を含む）に施される熱処理方法の変形例を説明する図である。
【図４】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。(Ａ)は本発明例の軸受部品であり、（Ｂ）は従来の軸受部品である。
【図５】（Ａ）は図４（Ａ）を図解したオーステナイト粒界を示し、（Ｂ）は図４（Ｂ）を図解したオーステナイト粒界を示す。
【図６】（Ａ）は深溝玉軸受を示す断面図であり、（Ｂ）は複列アンギュラ玉軸受を示す断面図である。
【図７】円筒ころ軸受を示す断面図である。
【図８】４点接触玉軸受を示す断面図である。
【図９】（Ａ）はスラスト針状ころ軸受を示す部分断面斜視図であり、（Ｂ）は図９（Ａ）の針状ころ部分の要部拡大図であり、（Ｃ）は図９（Ａ）のＩＸｃ−ＩＸｃ線に沿った拡大断面図である。
【図１０】プーリ機構を備えたコンプレッサの他の例の構成を示す部分断面図である。
【図１１】静圧壊強度試験（破壊応力値の測定）の試験片を示す図である。
【図１２】（Ａ）は転動疲労寿命試験機の概略正面図であり、（Ｂ）は転動疲労寿命試験機の概略側面図である。
【図１３】静的破壊靭性試験の試験片を示す図である。
【符号の説明】
【０１３８】
２  針状ころ、２ａ  外径側針状ころ、２ｂ  内径側針状ころ、３  上側保持器、４  下側保持器、５，６  ポケット、５ａ，６ａ  ころ保持部、３１，３１ａ，３１ｂ  外輪、３２，３２ａ，３２ｂ  内輪、３３  玉、３３ａ  円筒ころ、３４，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ  保持器、２００  コンプレッサ（本体）、２０２  ハウジング、２０３  斜板、２０４  主軸、２０７  ピストン、２１１  回転部材、２１５  ピストンロッド、４００  コンプレッサ用プーリ機構、４０１  回転部材・プーリ支持部材軸受、４０２，４０２ａ，４０２ｂ  主軸支持軸受、４０３  プーリ支持軸受、４０４  斜板支持軸受、４１８  プーリ用軸受支持部材、４１９  クラッチ用電磁石、４２４  動力伝達部材、４２５  プーリ、５１１  駆動ロール、５１２  案内ロール、５１３  ボール、５２１  転動疲労寿命試験片。
【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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