(57)【要約】【課題】  希薄潤滑下及び高荷重下にも対応し得る品質を備え、しかも低コストで製造し得るスラスト受け機構を提供する。【解決手段】  第一の部材３に固定した第一の軌道輪９と中間輪１１との間に第一の保持器１３を介して複数の第一のころ１２を配置する。第二の部材４に固定した第二の軌道輪１０と中間輪１１との間に第二の保持器１５を介して複数の第二のころ１４を配置する。第一のころ１２の転動軸心と第二のころ１４の転動軸心とが直交するよう配置する。このスラスト受け機構８において、軌道輪９、１０および中間輪１１の少なくとも一つの輪体に高周波熱処理を行い、旧オーステナイト結晶粒界で閉じられた領域が視  野全体の１０％以下とする。【選択図】      図１
2007270932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互間で偏心回転運動を行う第一の部材と第二の部材との間に介在してスラスト荷重を支持するスラスト受け機構であって、第一の部材に固定した第一の軌道輪と、第二の部材に固定した第二の軌道輪と、第一の軌道輪と第二の軌道輪との間に配置した中間輪と、第一の軌道輪と中間輪との間に配置した複数の第一のころと、第一のころを転動軸心が互いに平行になるように保持するための複数のポケットを有する第一の保持器と、第二の軌道輪と中間輪との間に配置した複数の第二のころと、第二のころを転動軸心が互いに平行になるように保持するための複数のポケットを有する第二の保持器とを具備し、第一のころの転動軸心と第二のころの転動軸心とが直交し、且つ第一の部材から第一の軌道輪および第一の保持器を貫通して中間輪まで延在する第一のガイドピン、ならびに、第二の部材から第二の軌道輪および第二の保持器を貫通して中間輪まで延在する第二のガイドピンを具備し、第一のガイドピンが第一のころの転動軸線と直交する方向に、第一の保持器および中間輪の規制範囲内において移動可能で、第二のガイドピンが第二のころの転動軸線と直交する方向に、第二の保持器および中間輪の規制範囲内において移動可能としたことを特徴とするスラスト受け機構において、
それぞれ輪体である前記第一、第二の軌道輪および中間輪のうちの少なくとも一つの輪体が、高周波熱処理によって焼入硬化し、焼戻しされたものであって、この輪体の転走面に垂直な断面を鏡面研磨し、ピクリン酸飽和水溶液に界面活性剤を加えた腐食液に浸漬して前記鏡面研磨した面を腐食させ、光学顕微鏡による４００倍の倍率で前記断面の中央部を観察した場合に、旧オーステナイト結晶粒界で閉じられた領域が視野全体の１０％以下であることを特徴とするスラスト受け機構。
【請求項２】
請求項１において、前記第一、第二の軌道輪および中間輪のうちの前記少なくとも一つの輪体は、前記焼戻し後に旋削加工や研削加工を行うことなく使用されるものであって、表層部の粒界酸化層の厚さが１μｍ以下であるスラスト受け機構。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記第一、第二の軌道輪および中間輪のうちの前記少なくとも一つの輪体は、前記焼戻し後に旋削加工や研削加工を行うことなく使用されるものであって、これら複数の輪体の群から無作為に抽出した輪体の反り・うねりを測定した場合の平均値に、反り・うねりの標準偏差の３倍を加えた値が４０μｍ以下である輪体の群からとられたものであるスラスト受け機構。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記第一、第二の軌道輪および中間輪のうちの前記少なくとも一つの輪体は、前記焼戻し後に旋削加工や研削加工を行うことなく使用されるものであって、これら複数の輪体の群から無作為に抽出した輪体の反り・うねりを測定した場合に、反り・うねりが４０μｍ以上の輪体が検出される確率が０．１％以下である輪体の群からとられたものであるスラスト受け機構。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、軌道輪および中間輪の表面硬度および内部硬度が、ＨＶ６５３以上であるスラスト受け機構。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、軌道輪および中間輪の材料が、炭素を０．４質量％以上含む鋼であるスラスト受け機構。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、軌道輪および中間輪が、鋼板をプレス加工したものであるスラスト受け機構。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、軌道輪および中間輪は、ＣＯ２冷媒とＰＡＧオイル環境下で使用されるものであるスラスト受け機構。
【請求項９】
スラスト受け機構の軌道輪または中間輪の製造方法であって、材料に塑性加工を施して所定の形状に成形するプレス加工工程と、前記プレス加工工程で成形されたワークを変形しないよう保持した状態で高周波焼入れを行う焼入工程と、を備えるスラスト受け機構の軌道輪または中間輪の製造方法。
【請求項１０】
前記焼入工程でワークを保持した状態を保ちつつ、高周波焼戻しを行う焼戻工程をさらに備える請求項９記載のスラスト受け機構の軌道輪または中間輪の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スラスト受け機構に関し、例えば、スクロール圧縮機における旋回スクロール部材と静止スクロール部材等のように、相互間で偏心回転運動を行う二つの部材間でスラスト荷重を支持するスラスト受け機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロール圧縮機は、ヒートポンプ式給湯機等に多く使用されている。このようなスクロール圧縮機には、特許文献１ないし特許文献３に開示されたようなスラスト受け機構が用いられる。この種のスラスト受け機構は、相互間で偏心回転運動を行う第一の部材と第二の部材との間に介在してスラスト荷重を支持するスラスト受け機構であって、第一の部材に固定した第一の軌道輪と、第二の部材に固定した第二の軌道輪と、第一の軌道輪と第二の軌道輪との間に配置した中間輪と、第一の軌道輪と中間輪との間に配置した複数の第一のころと、第一のころを転動軸心が互いに平行になるように保持するための複数のポケットを有する第一の保持器と、第二の軌道輪と中間輪との間に配置した複数の第二のころと、第二のころを転動軸心が互いに平行になるように保持するための複数のポケットを有する第二の保持器とを具備し、第一のころの転動軸心と第二のころの転動軸心とが直交するよう構成されたスラスト受け機構からなるものが一例として挙げられる。
【０００３】
上記軌道輪或いは中間輪の製造工程としては、図６（Ｂ）に一例を示すように、鋼板を成形した後、表面硬化等のために熱処理し、タンブラー加工して仕上げる。鋼板には例えばＪＩＳ規格のＳＣＭ４１５やＳＵＪ２等が用いられている。熱処理としては、ＳＣＭ４１５等の炭素含有量の低い鋼の場合、浸炭熱処理や浸炭窒化熱処理が採用され、焼戻しの後、反りやうねり矯正のためにプレステンパーが行われる。ＳＵＪ２等の炭素含有量が高い鋼の場合は、浸炭熱処理の代わりに光輝熱処理が採用される。これら浸炭熱処理、浸炭窒化熱処理または光輝熱処理と焼戻しは、連続炉で行われる。
【特許文献１】特開２００２−２４２８５７号公報
【特許文献２】特開２００２−２４２９３９号公報
【特許文献３】特開２００２−２４２９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、ヒートポンプ式給湯機等の高機能化および低コスト化に伴い、スクロール圧縮機に使用されるスラスト受け機構の長寿命化、低コスト化、高品質化が要求されている。
また、自然冷媒（ＣＯ２）を採用するスクロール圧縮機等に使用されるスラスト受け機構は、希薄潤滑下および高荷重下で使用される。希薄潤滑下、高荷重下という厳しい条件下で使用されるため、摩耗や表面起点型剥離などの表面損傷での早期破損に対して抑制効果があり、また通常の荷重依存型の転動疲れによる内部起点型剥離にも抑制効果がある長寿命なスラスト受け機構が求められている。
【０００５】
詳しく説明すると、ヒートポンプ式給湯機のスラスト受け機構に使用されている潤滑用のオイルは低粘度である上に、更にスクロール圧縮機の冷却能力を向上させるため、オイル量を削減している。そして、地球温暖化への影響を考慮し、自然冷媒（ＣＯ２）を採用していることから、圧縮機内の高圧化が進み、さらに一層希薄潤滑下でスラスト受け機構が使用されることになる。これらのため、ころと軌道輪或いは中間輪間において、油膜切れを起こし金属接触となることがある。そのため、接触部が発熱し、摩耗や表面起点型の剥離などの表面損傷が発生し易くなる。
【０００６】
また、軸受の使用条件として、高荷重化への傾向が見られ、通常の荷重依存型の転動疲れによる内部起点型剥離も発生する。このような状況下で、客先要望としては、摩耗や表面起点型剥離などの表面損傷での早期破損に対して効果があり、通常の荷重依存型の転動疲れによる内部起点型剥離にも効果がある長寿命なスラスト受け機構が求められている。
【０００７】
従来の浸炭熱処理、浸炭窒化熱処理、光輝熱処理等で熱処理したスラスト受け機構の軌道輪或いは中間輪は、表面硬度はＨＶ６５３以上となるが、ＳＣＭ４１５等の炭素含有量の低い鋼を用いた場合の内部硬度はＨＶ４００程度であり、内部硬度が不足して、通常の荷重依存型の転動疲れによる内部起点型剥離に対して十分ではない。また、ＳＵＪ２等の炭素含有量が高い鋼を用い、光輝熱処理や浸炭窒化熱処理をした場合、表面硬度、内部硬度ともにＨＶ６５３以上となるが、浸炭熱処理、浸炭窒化熱処理、光輝熱処理等の雰囲気熱処理を施した軌道輪は、熱処理時の加熱時間が長くなるため、表面の旧オーステナイト結晶粒界の生成が進み、この結晶粒界は、はっきりとした粒状となる。この粒状の結晶粒界は、周囲の鋼組織と比べて著しく硬さが異なるため、摩耗や亀裂発生の起点となる恐れがあり、摩耗や亀裂の進展に対する抵抗性が小さい。そのため、結晶粒界が上記のように形成されると、希薄潤滑下でのころと軌道輪或いは中間輪間の油膜切れ（金属接触）により接触部が発熱し、摩耗や表面亀裂が発生することがある。
【０００８】
また、上記のようなスラスト受け機構の機能を低下させる要因の一つに、スラスト受け軌道輪或いは中間輪の反り・うねりがある。スラスト受け機構において、軌道輪或いは中間輪の反り・うねりが大きいと、転動体であるころの転走面が平坦ではなく、ころと軌道輪或いは中間輪との間で片当りが生じる。この片当りが生じることによって、油膜切れを起こし金属接触となり、接触部が発熱し、摩耗や表面起点型の剥離などの表面損傷が生じ易くなる。また、局部的に接触面圧が高くなり、内部起点型の剥離も発生し易くなる。さらに、軌道輪或いは中間輪の反り・うねりが大きいと騒音・振動等も大きくなってしまう。この反り・うねりを抑えるためには、機械加工（切削加工等）を追加したり、変形（反り・うねり）矯正の工程を追加する必要があることから、生産コスト高の原因にもなっている。
【０００９】
さらに、従来の浸炭熱処理、光輝熱処理等の雰囲気熱処理を行うものは、スラスト受け機構の生産ライン中に熱処理工程部が配置できず、生産性の向上、およびその生産性向上によるコスト低下が難しい。熱処理工程のインライン化ができないため、個々の軌道輪或いは中間輪毎の品質管理が難しく、高品質化実現の妨げとなっている。
【００１０】
この発明の目的は、希薄潤滑下、高荷重下で使用されても、摩耗や表面起点型剥離などの表面損傷での早期破損が生じ難く、また通常の荷重依存型の転動疲れによる内部起点型剥離も生じ難くて長寿命化が実現でき、さらに軌道輪或いは中間輪の反り・うねりを少なくして低騒音化も実現でき、かつ生産性の向上、生産設備の簡素化による低コスト化や、個別品質管理の容易化による高品質化が実現できるスラスト受け機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明のスラスト受け機構は、相互間で偏心回転運動を行う第一の部材と第二の部材との間に介在してスラスト荷重を支持するスラスト受け機構であって、第一の部材に固定した第一の軌道輪と、第二の部材に固定した第二の軌道輪と、第一の軌道輪と第二の軌道輪との間に配置した中間輪と、第一の軌道輪と中間輪との間に配置した複数の第一のころと、第一のころを転動軸心が互いに平行になるように保持するための複数のポケットを有する第一の保持器と、第二の軌道輪と中間輪との間に配置した複数の第二のころと、第二のころを転動軸心が互いに平行になるように保持するための複数のポケットを有する第二の保持器とを具備し、第一のころの転動軸心と第二のころの転動軸心とが直交し、且つ第一の部材から第一の軌道輪および第一の保持器を貫通して中間輪まで延在する第一のガイドピン、ならびに、第二の部材から第二の軌道輪および第二の保持器を貫通して中間輪まで延在する第二のガイドピンを具備し、第一のガイドピンが第一のころの転動軸線と直交する方向に、第一の保持器および中間輪の規制範囲内において移動可能で、第二のガイドピンが第二のころの転動軸線と直交する方向に、第二の保持器および中間輪の規制範囲内において移動可能としたことを特徴とするスラスト受け機構において、
それぞれ輪体である前記第一、第二の軌道輪および中間輪のうちの少なくとも一つの輪体が、高周波熱処理によって焼入硬化し、焼戻しされたものであって、この輪体の転走面に垂直な断面を鏡面研磨し、ピクリン酸飽和水溶液に界面活性剤を加えた腐食液に浸漬して前記鏡面研磨した面を腐食させ、光学顕微鏡による４００倍の倍率で前記断面の中央部を観察した場合に、旧オーステナイト結晶粒界で閉じられた領域が視野全体の１０％以下であることを特徴とする。上記輪体の表層および内部の双方において、この結晶粒界で閉じられた領域が視野全体の１０％以下となっていることが好ましい。
【００１２】
この構成によると、上記輪体の熱処理を高周波熱処理としたため、浸炭熱処理、浸炭窒化熱処理、光輝熱処理等の雰囲気熱処理を施した輪体に比べ昇温時間および加熱時間を短くすることができる。そのため、冷却前のオーステナイト結晶粒界の形成が完全に行われず、結晶粒界が明瞭に形成されない。旧オーステナイト結晶粒界で閉じられた領域は視野全体の１０％以下となる。このように結晶粒界が明瞭に形成されないため、摩耗や亀裂発生、進展に対する抵抗性が非常に大きくなる。さらに、内部起点型剥離の亀裂に対しても、長寿命化が図れる。これらのため、希薄潤滑下、高荷重下で使用されても、摩耗や表面起点型剥離などの表面損傷での早期破損が生じ難く、また通常の荷重依存型の転動疲れによる内部起点型剥離も生じ難くて長寿命化が実現できる。
また、高周波熱処理によるため、クリーンな電気エネルギーを用いた加熱であることから、運転効率が良く熱処理工程部のインライン化が容易で、生産性の向上にも役立つため、更なるコスト低減も可能である。すなわち、高周波熱処理による熱処理工程のインライン化により、製品の製造サイクルタイムが短縮でき、仕掛り在庫を持つ必要がなく、設備も簡素なものとできて、低コスト化が実現できる。また、熱処理工程をインライン化することにより、個々の輪体毎の品質管理、いわゆるピースバイピースの品質管理が可能となり、高品質化が実現できる。
【００１３】
この発明において、前記第一、第二の軌道輪および中間輪のうちの前記少なくとも一つの輪体を、前記焼戻し後に旋削加工や研削加工を行うことなく使用されるものとし、表層部の粒界酸化層の厚さを１μｍ以下としても良い。
高周波熱処理を用いることにより、浸炭熱処理、浸炭窒化熱処理、光輝熱処理等の雰囲気熱処理を施した輪体に比べ昇温時間および加熱時間を短くすることができるので、雰囲気による輪体表面の粒界酸化を抑制でき、表面の粒界酸化層の厚さは１μｍ以下となり、ほとんど発生しないに等しい。よって、摩耗や表面亀裂の発生を抑制することができる。雰囲気熱処理の場合、表面の粒界酸化層は、熱処理によって異なるが２〜１０μｍ程度発生する。熱処理後に旋削加工工程や研削加工工程等の切削加工工程がある場合は、輪体の表面を旋削加工や研削加工等の切削加工をすることにより、粒界酸化層は取り除かれるが、これらの加工工程がない場合は粒界酸化層が残ってしまうことになる。しかし、この構成によれば、粒界酸化層の発生がほとんどないに等しいから、熱処理後の旋削加工工程や研削加工工程等の切削加工工程がなくても、粒界酸化層が残ってしまう懸念がない。
【００１４】
この発明において、前記第一、第二の軌道輪および中間輪のうちの前記少なくとも一つの輪体を、前記焼戻し後に旋削加工や研削加工を行うことなく使用されるものとし、これら複数の輪体の群から無作為に抽出した輪体の反り・うねりを測定した場合の平均値に、反り・うねりの標準偏差の３倍を加えた値が４０μｍ以下である輪体の群からとられたものとしても良い。このような反り・うねり値は、従来のものに比べて極めて小さい。従って、従来のように、ころと輪体との間で生じる片当りによって、油膜切れを起こし金属接触となり、接触部が発熱し摩耗や表面起点型の剥離などの表面損傷が生じたり、局部的に接触面圧が高くなり、内部起点型の剥離が発生したりすることがない。更には、輪体の反り・うねりが大きいことにより、軸受使用時において、騒音・振動等も大きくなるようなことがなく、高精度・高機能化（長寿命、低騒音）が実現できる。
【００１５】
この発明において、前記第一、第二の軌道輪および中間輪のうちの前記少なくとも一つの輪体を、前記焼戻し後に旋削加工や研削加工を行うことなく使用されるものとし、これら複数の輪体の群から無作為に抽出した輪体の反り・うねりを測定した場合に、反り・うねりが４０μｍ以上の輪体が検出される確率が０．１％以下である輪体の群からとられたものとしても良い。このように、反り・うねりが４０μｍ以上の輪体が検出される確率が０．１％以下と極めて低いので、上記の高精度・高機能化（長寿命、低騒音）がより確実に実現できる。
【００１６】
この発明において、軌道輪および中間輪の表面硬度および内部硬度を、ビッカース硬さでＨＶ６５３以上としても良い。軌道輪および中間輪の硬度は、スラスト受け機構として機能するための最も重要な要素の一つである。スラスト受け機構では、軌道輪および中間輪の転走面の表面硬度がＨＶ６５３以上であることが望ましく、表面硬度がＨＶ６５３未満では、転動疲労寿命が低下する。表面硬度をＨＶ６５３以上とすることで、転動疲労寿命の低下を回避することができる。さらに、表面だけでなく軌道輪および中間輪の内部硬度もＨＶ６５３以上とすることで、表面のみＨＶ６５３以上である軌道輪および中間輪に比べて、軌道輪および中間輪に塑性変形が生じ難くなり、より転動疲労寿命が向上する。
ここで、表面硬度とは、軌道輪および中間輪においてころと接触する部分（すなわち転走面）の硬さを言う。また、内部硬度とは、軌道輪および中間輪においてころと接触する側の面に垂直な断面の中央部の硬さを言う。
【００１７】
また、この発明において、前記軌道輪および中間輪の材料を、炭素０．４質量％以上を含む鋼としても良い。炭素を０．４質量％以上を含む鋼とすると、容易にＨＶ６５３以上の硬度を得ることができる。
【００１８】
さらに、この発明において、軌道輪および中間輪を、鋼板をプレス加工したものとしても良い。鋼板をプレス加工したものとすることにより、旋削等の方法で形成した部材を用いるよりも、低コストな軌道輪および中間輪とすることができる。
【００１９】
この発明におけるスラスト受け機構は、軌道輪および中間輪が、ＣＯ２冷媒とＰＡＧオイル（ポリアルキレングリコール）環境下で使用されるものであっても良い。自然冷媒を採用した圧縮機等においては、圧縮機内の高圧化が進み、また冷却能力向上のためにＰＡＧオイル等を混在させた希薄潤滑下で使用される。しかし、この発明のスラスト受け機構は、軌道輪および中間輪のうちの少なくとも一つの輪体が、高周波焼入によって熱硬化されたものであって、旧オーステナイト結晶粒界で閉じられた領域が視野全体の１０％以下とし、さらには表面の粒界酸化層の厚さを１μｍ以下としたことにより、摩耗や表面および内部起点型剥離が生じ難くて長寿命化が得られるため、自然冷媒とＰＡＧオイル環境下で使用される圧縮機の場合に、上記の長寿命化の効果がより一層有効に発揮される。
【００２０】
この発明のスラスト受け機構の軌道輪または中間輪の製造方法は、材料に塑性加工を施して所定の形状に成形するプレス加工工程と、前記プレス加工工程で成形されたワークを変形しないよう保持した状態で高周波焼入れを行う焼入工程とを備える。
この発明のスラスト受け機構の軌道輪または中間輪の製造方法において、前記焼入工程でワークを保持した状態を保ちつつ、高周波焼戻しを行う焼戻工程をさらに備えるものとしてもよい。
この製造方法によれば、スラスト受け機構の軌道輪または中間輪の反り・うねりを小さくすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明のスラスト受け機構は、希薄潤滑下、高荷重下で使用されても、摩耗や表面起点型剥離などの表面損傷での早期破損が生じ難く、通常の荷重依存型の転動疲れによる内部起点型剥離も生じ難くて長寿命化が実現できる。また、作動に伴う騒音が低減される。さらに、熱処理工程のインライン化が可能で、生産性の向上、生産設備の簡素化による低コスト化、個別の軌道輪および中間輪の品質管理の容易化による高品質化が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
この発明の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。図１は図２のＡ〜Ｆ線に沿った断面図である。このスラスト受け機構８は、相互間で偏心回転運動を行う第一の部材３と第二の部材４との間に介在してスラスト荷重を支持する機構である。この例では、第二の部材４が固定側の部材、第一の部材３が偏心回転側の部材であり、第一の部材３は、その中心Ｃ１が第二の部材４の中心Ｃ２に対して偏心量ｅだけ偏心した状態で偏心回転運動を行う。
このスラスト受け機構８は、第一の部材３に固定された第一の軌道輪９と、第二の部材４に固定された第二の軌道輪１０と、第一の軌道輪９と第二の軌道輪１０との間に配置した中間輪１１と、第一の軌道輪９と中間輪１１との間に配置した複数の第一のころ１２…と、第一のころ１２…を転動軸心が互いに平行になるように保持するための複数のポケット１３ａ…を有する第一の保持器１３と、第二の軌道輪１０と中間輪１１との間に配置した複数の第二のころ１４…と、第二のころ１４…を転動軸心が互いに平行になるように保持するための複数のポケット１５ａ…を有する第二の保持器１５とを具備する。これらが第一のころ１２…の転動軸心と第二のころ１４…の転動軸心とが直交するように上下に積層されている。
【００２３】
第一の軌道輪９は、第一の部材３の下面に接し、第一の部材３に植え込まれた２本のガイドピン１６，１６によって位置決めおよび回り止めがなされている。また、第二の軌道輪１０は、第二の部材４の上面に接し、第二の部材４に植え込まれた２本のガイドピン１７，１７によって位置決めおよび回り止めがなされている。第一の軌道輪９および第二の軌道輪１０は、例えば鋼板をプレス加工して同一の形状・寸法のリング状に成形したもので、それぞれの径方向対向位置には、２個のピン孔９ａ，９ａおよび１０ａ，１０ａが設けられている。各ピン孔９ａ，９ａおよび１０ａ，１０ａは、上記ガイドピン１６，１６および１７，１７とほぼ同径とされ、各２本のガイドピン１６，１６および１７，１７は、それぞれ第一の軌道輪９および第二の軌道輪１０の径方向対向関係に位置し、かつその径方向は互いに直交する関係とされて、ピン孔９ａ，９ａおよび１０ａ，１０ａに挿通されている。
【００２４】
また、中間輪１１も上記同様鋼板をプレス加工してリング状に成形したもので、周方向に等間隔で４個のピン孔１１ａ…が設けられている。これらピン孔１１ａ…は、いずれも中間輪１１の径方向に延びる長孔とされており、その幅は上記ガイドピン１６，１６および１７，１７の径よりやや大とされ、上記ガイドピン１６，１６および１７，１７の先側部分がこれらピン孔１１ａ…に挿入されて、孔内をその長手方向に沿って相対摺動可能とされている。
【００２５】
第一の保持器１３および第二の保持器１５の案内はころ案内とする。第一の保持器１３および第二の保持器１５は、軌道輪９，１０および中間輪と同一形状・寸法のリング状であり、合成樹脂の成型体からなる。各保持器１３，１５は、周方向に配列した複数のポケット１３ａ…，１５ａ…を有し、それぞれのポケット１３ａ…，１５ａ…には、円筒状ころ１２…，１４…が収容保持されている。保持器１３および１５におけるそれぞれのポケット１３ａ…および１５ａ…は互いに平行に形成され、従って、ポケット１３ａ…および１５ａ…に保持されたころ１２…および１４…の転動軸線が平行となる。各保持器１３，１５は、径方向で対向する位置に、一対のピン孔１３ｂ，１３ｂおよび１５ａ，１５ａが設けられている。これらピン孔１３ｂ，１３ｂおよび１５ｂ，１５ｂは、保持器１３および１５の径方向に延びる長孔とされ、ピン孔１３ｂ，１３ｂおよび１５ｂ，１５ｂの長手方向軸線は互いに直交関係とされている。ピン孔１３ｂ，１３ｂおよび１５ｂ，１５ｂの幅寸法は、上記ガイドピン１６，１６および１７，１７の径よりやや大とされ、それぞれにガイドピン１６，１６および１７，１７がその長手方向に沿って摺動可能に挿通されている。
【００２６】
ころ１２，１４の径は、図４に示すように、保持器１３および１５の厚みよりやや大とされ、ポケット１３ａおよび１５ａの内側部には、ころ１２，１４を保持器１３および１５の厚み方向中央部に保持し得るよう、内向きの突起１３ｃ，１５ｃが形成されている。ころ１２，１４は、突起１３ｃ，１５ｃの弾性変形を伴い挿入することにより、ポケット１３ａおよび１５ａ内に脱落不能に保持される。ころ１２，１４が保持器１３および１５の厚み方向中央部に保持されることによって、保持器１３および１５の上下両面にころ１２，１４の一部が突出し、この突出によって、軌道輪９と保持器１３との間、保持器１３と中間輪１１との間、中間輪１１と保持器１５との間および保持器１５と軌道輪１０との間に一定の隙間が確保されることになる。
【００２７】
図５は、このスラスト受け機構８を備えたスクロール圧縮機の縦断面図である。旋回スクロール部材３と、これに対向して配置される固定スクロール部材４Ａとに螺旋状隔壁５，６を各々設け、両隔壁５，６間に形成される圧縮室７を、旋回スクロール部材３の偏芯回転に伴って容積変化させることによって圧縮室内の流体を圧縮させるものである。上記流体としては自然冷媒（例えば、ＣＯ２）を用いている。
上記旋回スクロール部材３と、固定スクロール部材４Ａに一体に固定された固定フレームである第二の部材４との間に、図１〜図４の実施形態にかかるスラスト受け機構８が介装されている。旋回スクロール部材３は、上記第一の部材となる。
【００２８】
上記旋回スクロール部材３の軸心Ｃ１は、上記出力軸の軸心Ｃ２に対して、所定の偏心量（公転半径）ｅだけ偏心しており、駆動モータ１が作動すると、旋回スクロール部材３が偏心量ｅに等しい公転半径で偏心回転する。中間輪１１、第一および第二の保持器１３，１５に設けたピン孔１１ａ，１３ｂ，１５ｂの長手方向の長さは、ガイドピン１６、１７がこれらピン孔１１ａ，１３ｂ，１５ｂの長手方向一端から他端まで移動し得る距離と、上記偏心量ｅとが等しくなるよう設定されている。従って、第一のころ１２の転動軸心と第二のころ１４の転動軸心とが互いに直交していること、および上記ガイドピン１６、１７がピン孔１１ａ，１３ｂ，１５ｂの長手方向一端から他端まで移動する距離と偏心量ｅとの関係によって、駆動モータ１が作動すると、ころ１２および１４が軌道溝９と中間輪１１との間および軌道輪１０と中間輪１１との間を転動し、旋回スクロール部材３の偏心量ｅに等しい公転半径での偏心回転がなされる。
【００２９】
これにより、旋回スクロール部材３の固定フレームである第二の部材４に対する偏芯回転運動の規制がなされる。上記偏心回転の際、旋回スクロール部材３には、これを自転させようとする力が働き、また、流体（冷媒）の圧縮動作に伴うスラスト荷重が負荷される。スラスト受機構８は、旋回スクロール部材３の偏心回転に伴うころ１２および１４の上記転動によって、旋回スクロール部材３の自転を防止すると共に、スラスト荷重を支持するべく機能する。そして、旋回スクロール部材３と、固定スクロール部材４Ａとに設けられた螺旋状隔壁５，６間に形成された圧縮室７を、旋回スクロール部材３の偏芯回転に伴って容積変化させることによって、圧縮室内の流体（ＣＯ２等の自然冷媒にＰＡＧオイルが混在）が圧縮される。
【００３０】
ＣＯ２を冷媒とするスクロール圧縮機のスラスト受け機構に適用させる場合、ＣＯ２とＰＡＧオイルとが混在した流体で潤滑されることになるが、この流体は水分を吸収しやすく、そのため、保持器１３，１５の材質は加水分解が生じないような耐薬品性を備えていることが必要である。
【００３１】
図６（Ａ）は、上記スラスト受け機構８の軌道輪９、１０および中間輪１１の製造工程の一例を示す。この軌道輪９、１０および中間輪１１に採用される鋼板の材質は、炭素を０．４質量％以上含むものであり、例えば、Ｓ４０Ｃ〜Ｓ５５Ｃ（機械構造用炭素鋼）、ＳＣＭ４４０〜ＳＣＭ４４５（機械構造用合金鋼）、ＳＭＮ４４３（機械構造用マンガン鋼）、ＳＫ５（炭素工具鋼）、ＳＵＪ２、ＳＡＥ１０７０等が使用される。これら鋼板をプレス加工にて上記のような所定の形状に加工する。これを拘束した状態で高周波熱処理として、高周波焼入れを施し、引き続き高周波焼戻しを行う。この高周波焼戻しの際も上記拘束状態を維持することが望ましい。
【００３２】
この場合、高周波焼入工程における加熱時間が、一般的焼入硬化処理である浸炭熱処理や、浸炭窒化熱処理、あるいは光輝熱処理等の雰囲気熱処理に比較して極めて短いため、冷却前のオーステナイト結晶粒界の形成が完全に行われない。そのため、旧オーステナイト結晶粒界で閉じられた領域を、視野全体の１０％以下とできる。
また、高周波焼入工程で軌道輪および中間輪を拘束しているから、反りやうねりの発生が抑制される。高周波焼戻工程においても、軌道輪および中間輪を拘束する場合、反りやうねりの発生がより抑制される。さらに、軌道輪および中間輪の表面硬度および内部硬度は、いずれもビッカース硬度でＨＶ６５３以上となる。次に、旋削加工や研削加工等の切削加工を行うことなく、例えば、タンブラーにより仕上げがなされる。
【００３３】
上記製造工程によれば、冷却前のオーステナイト結晶粒界の形成が完全に行われないので、この軌道輪および中間輪を上記のようなスラスト受け機構８に適用した場合、希薄潤滑下で、ころ１２と軌道輪９および中間輪１１との間、あるいはころ１４と軌道輪１０および中間輪１１との間の油膜切れ（金属接触）があっても、摩耗や亀裂発生、進展に対する抵抗性が非常に大きくなる。よって、摩耗や表面起点型剥離などの表面損傷、内部起点型剥離にも効果があり、長寿命化が図られる。
高周波熱処理設備は比較的小規模であり、しかも、取扱に注意が必要な浸炭ガス等も使用しないため、熱処理設備をインライン化して、加工工程と共に１つのラインを構成することができる。そのため、熱処理前および熱処理後の仕掛品が発生せず、これにより製造コストの低減化が図られる。また、製品の管理も容易となるため、ピースバイピースの品質管理を行うことができ、製品の高品質化が実現される。さらに、通常の雰囲気熱処理の場合は、焼戻工程終了時において軌道輪および中間輪の反りやうねりを生じ易いため、矯正のためのプレステンパー工程を必要とするが、高周波熱処理を採用した製造工程では、このような反りやうねりが生じ難いため、プレステンパーの工程は不要となり、これによっても製造コストの低減化が図られる。
【００３４】
一般に、焼入のための加熱工程の初期では、温度を加えることによる加工応力、ひずみの開放による変形と自重とによる変形があり、また、その後の加熱工程では、金属組織がフェライト＋セメンタイトからオーステナイト＋セメンタイトへの変態による変形と自重とによる変形、さらにはオーステナイト＋セメンタイトからマルテンサイト＋セメンタイトへの変態による変形がある。従来は、これを矯正するために、冷却工程でプレスクエンチの工程を追加している。また、焼戻工程では、残留応力の開放による変形と焼入マルテンサイトから焼戻マルテンサイトへの変態や残留オーステナイトから焼戻マルテンサイト＋セメンタイトへの変態による変形があり、これを矯正するため、従来は図６（Ｂ）に示すように、プレステンパーの工程を追加している。この発明は、このような矯正のための工程を不要としている。
【００３５】
図７〜図９は、この実施の形態における軌道輪９，１０および中間輪１１の製造工程で使用される高周波熱処理装置の例を示す。図７において、高周波熱処理装置１８は、高周波コイル１９と、下部拘束用治具２０と、上部拘束用治具２１と、中心軸２２と、治具押さえナット２３とを備えている。高周波コイル１９は、冷却水を矢示のように吐出するための複数の冷却水吐出口１９ａ…を有している。
【００３６】
この高周波熱処理装置１８における高周波熱処理の手順を説明する。先ず、下部拘束用治具２０に下方より中心軸２２を挿入し、中心軸２２にリング状軌道輪９，１０あるいは中間輪１１（以下、図７〜図９の説明において輪体と言う）を上から同心に複数個嵌め入れ、下部拘束用治具２０の平滑な上面に配置する。配置される輪体９（１０，１１）は、１枚でも良いが、高周波熱処理の効率向上の観点から複数枚であることが望ましい。複数枚を同時に高周波熱処理を行う場合、輪体９（１０，１１）は、中心軸２２を挟む両側に配置された高周波コイル１９による加熱が可能な範囲で、積み重ねて配置される。次いで、上部拘束用治具２１を、その平滑な下面が、積み重ねられた最上層の輪体９（１０，１１）の上面に接触するよう配置する。治具押さえナット２３を中心軸２２の上部に形成された雄ねじ部２２ａに所定のトルクで締め付け、これにより、輪体９（１０，１１）は、それぞれの転走面を押圧する向きの応力を転走部分全体に負荷される。
【００３７】
高周波コイル１９に高周波電流を通電すると輪体９（１０，１１）は、高周波誘導加熱される。輪体９（１０，１１）は、鋼がフェライトからオーステナイトに変態を開始する温度以上の温度で高周波焼入加熱され、この加熱状態で所定時間保持される（加熱工程）。その後、通電が停止されると共に高周波コイル１９の冷却水吐出口１９ａを通して冷却水が輪体９（１０，１１）に吹き付けられる。これにより、輪体９（１０，１１）は、オーステナイト化した鋼がマルテンサイト化を開始する温度にまで急速に冷却される（冷却工程）。以上の手順により、輪体９（１０，１１）は転走面を押圧する向きの応力を負荷された状態で、焼入硬化される。この焼入工程における加熱時間は一般的焼入硬化処理である浸炭熱処理や浸炭窒化処理、あるいは光輝熱処理等の雰囲気熱処理と比較して極めて短いため、粒界酸化層はほとんど形成されない。この高周波加熱処理の際、一様に加熱および冷却を行うため、回転矢印で示すように高周波加熱処理装置１８のうち高周波コイル１９以外の部分を、中心軸２２を回転軸として高周波コイル１９に対して相対的に回転させることが好ましい。
【００３８】
さらに、再度高周波コイル１９には高周波電流が通電され、輪体９（１０，１１）は、上記鋼がフェライトからオーステナイトに変態を開始する温度以下の温度に加熱される。その後輪体９（１０，１１）は所定の時間、所定の温度で保持された後、加熱が中止されることで冷却される（焼戻工程）。以上の手順により輪体９（１０，１１）は転走面を押圧する向きの応力を負荷された状態で焼戻しされる。このとき、一様に加熱を行うため、上記同様矢印で示すように高周波コイル１９以外の部分を中心軸２２を回転軸として軸回転させることが好ましい。
【００３９】
以上の工程により、輪体９（１０，１１）は、粒界酸化層がほとんど形成されることなく、かつ転走面を押圧する向きの応力が、少なくとも輪体９（１０，１１）の転走部分全体に対して負荷されながら焼入れおよび焼戻しされる。なお、上記拘束治具２０，２１による拘束応力は、焼戻工程においては必ずしも負荷し続ける必要はなく、必要に応じて解除することができるが、変形を抑制する観点および工程数を少なくする観点から、熱処理開始前に輪体９（１０，１１）を拘束し、かつ熱処理終了（焼戻工程の終了）まで拘束し続けることが望ましい。
この高周波加熱処理方法によれば、焼入硬化し、焼戻しされた後に旋削加工や研削加工等の切削加工を行うことなく使用される輪体９（１０，１１）の表層部の粒界酸化層の厚さを１μｍ以下とすることができ、反り・うねりも小さくすることができる。
【００４０】
図８は高周波熱処理装置の第一の変形例を示す。この高周波熱処理装置２４は、図７に示す高周波熱処理装置１８と基本的に同様の構成とされているが、上記のような中心軸２２およびこれに噛み合う治具押えナット２３を有さず、また、高周波コイル１９に加えて、焼戻工程の内径側に、高周波コイル２５が配置されている点で図７の誘導熱処理装置１８と異なっている。この内径側に配置される高周波コイル２５にも上記と同様の冷却水吐出口２５ａ…が設けられている。さらに、下部拘束治具２６上に配置された輪体９（１０，１１）に対して、上部拘束用治具２７が、たとえば油圧シリンダなどにより圧力を負荷される。これにより、転走面を押圧する向きの応力が、少なくとも輪体９（１０，１１）の転走部分全体に対して負荷される。そして、高周波加熱による焼入れおよび焼戻しは、輪体９（１０，１１）の外径側からだけでなく、内径側からも行われる。この第１の変形例の高周波熱処理装置２４によれば、輪体９（１０，１１）は、より均一に加熱される。そのため、反り・うねりの抑制に有利である。
【００４１】
図９は高周波熱処理装置の第二の変形例を示す。この高周波熱処理装置２８も、図７に示す高周波熱処理装置１８と基本的に同様の構成とされているが、高周波コイル１９に代えて、焼入用高周波コイル２９と焼戻用高周波コイル３０とがそれぞれ中心軸３１を挟む両側に配置されている点で図７の高周波熱処理装置１８と異なる。また、焼入用高周波コイル２９は第一の焼入用高周波コイル２９ａと、第一の焼入用高周波コイル２９ａに隣接し、かつ焼戻用高周波コイル３０との間に配置された第二の焼入用高周波コイル２９ｂとからなっている。第二の焼入用高周波コイル２９ｂは冷却水吐出口２９ｃを有している。また、図７の高周波熱処理装置１８では配置されたすべての輪体９（１０，１１）が同時に加熱可能に構成されているのに対し、この変形例では一部の輪体９（１０，１１）のみが加熱可能に構成されている。具体的には、一部の輪体９（１０，１１）の端面にのみ対向することができるように、高周波コイル２９，３０の高さはセットされた複数の輪体９（１０，１１）の高さよりも小さくなっている。さらに、高周波コイル２９，３０および中心軸３１の一方または両方が中心軸３１の軸方向に移動可能であることにより、中心軸３１が高周波コイル２９，３０に対して相対的に移動可能な構成となっている。
【００４２】
上記中心軸３１に対し、下部拘束用治具３２、上部拘束用治具３３および治具押えナット３４が、図７の場合と同様に組合せ構成され、中心軸３１にはめ入れられた複数の輪体９（１０，１１）は、下部拘束用治具３２、上部拘束用治具３３および治具押えナット３４によって締め付けられて拘束状態とされる。これにより、輪体９（１０，１１）の転走面を押圧する向きの応力が、少なくとも輪体９（１０，１１）の転走部分全体に対して負荷される。
【００４３】
高周波コイル２９および３０に高周波電流が通電されるとともに、中心軸３１は高周波コイル２９および３０に対して相対的に移動する。これに伴い、輪体９（１０，１１）は通電された第一の焼入用高周波コイル２９ａに挟まれる位置に到達する。これにより輪体９（１０，１１）は、鋼がフェライトからオーステナイトに変態を開始する温度以上の温度に高周波焼入加熱される。そして、加熱された輪体９（１０，１１）は、第１の焼入用高周波コイル２９ａに対して相対的に移動しつつ、第二の焼入用高周波コイル２９ｂに挟まれる位置に到達し、その間所定時間上記温度以上の温度に保持される。その後、輪体９（１０，１１）に対する第二の焼入用高周波コイル２９ｂによる加熱が中止されるとともに、輪体９（１０，１１）には冷却水吐出口２９ｃから冷却水が吹き付けられ、オーステナイト化した鋼がマルテンサイト化を開始する温度以下の温度に急速に冷却される。以上の手順により、輪体９（１０，１１）に転走面を押圧する向きの応力を負荷した状態で、焼入れされる。この焼入工程における加熱時間は一般的焼入硬化処理である浸炭熱処理や浸炭窒化処理、あるいは光輝熱処理等の雰囲気熱処理と比較して極めて短いため、粒界酸化層はほとんど形成されない。
【００４４】
さらに輪体９（１０，１１）は高周波コイル２９，３０に対して相対的に移動し、焼戻用高周波コイル３０に挟まれる位置に到達する。これにより、輪体９（１０，１１）は、鋼がフェライトからオーステナイトに変態を開始する温度以下の所定の焼戻温度に加熱される。そして、加熱された輪体９（１０，１１）は、焼戻用高周波コイル３０に対して相対的に移動しつつ、所定時間経過後加熱範囲から離脱することで、空冷される。これにより、輪体９（１０，１１）に転走面を押圧する向きの応力を負荷した状態で焼戻しされる。以上の工程により、輪体９（１０，１１）は、転走面を押圧する向きの応力が、少なくとも輪体９（１０，１１）の転走部分全体に対して負荷されながら焼入れおよび焼戻しされる。この変形例によれば、高周波コイル２９，３０の長さを超えて輪体９（１０，１１）を積み重ねても、輪体９（１０，１１）の熱処理を行うことができる。
【００４５】
反り・うねりの簡易的な測定（選別）方法としては、図１２に示すようなスリットに通す方法がある。すなわち、図１２に示す装置は、スリットゲージ３５であって、このスリットゲージ３５は、幅Ｔ１＋ｄのスリット３５ａを有している。ここで、Ｔ１は試験片の厚さであり、ｄは反り・うねりの上限値である。このスリット３５ａに試験片を挿入すると、試験片の反り・うねりがｄ以下であれば、通り抜けることができるが、ｄを超える場合は通り抜けることができない。これにより、反り・うねりがｄを超える試験片を選別することができる。この方法は、多くの軌道輪あるいは中間輪から反り・うねりが所定の値を超えるものを選別する際、特に量産工程において有効であり、適宜採用される。
【実施例】
【００４６】
上記製造工程に基づきスラスト受け機構用軌道輪あるいは中間輪を作成した。鋼板として、Ｓ５５Ｃ、ＳＡＥ１０７０、ＳＫ５、ＳＵＪ２を用い、プレス加工にて内径２５ｍｍ、外径４０ｍｍ、板厚１ｍｍの成形品を得た。図７に示す高周波加熱処理装置１８に４０枚の試験片を重ねて、拘束用治具２０，２１にて上下より拘束し、高周波コイル１９にて高周波（１０ｋＨｚ）加熱し、成形品全体が加熱された後、水冷し実施例５〜８の試験片を得た。また上記成形品を同様の工程に続けて、上記拘束状態のまま、２２０〜２３０℃で１０秒間保持し、高周波焼戻し（誘導焼戻し）して実施例１〜４の試験片を得た。
また、ＳＰＣ、ＳＣＭ４１５、ＳＣＭ４２０およびＳＵＪ２を、プレス加工して成形品を得、浸炭熱処理（８８０℃×４０分＋８２０℃×１０分、１６０℃×２時間）又は光輝熱処理（８５０℃×４０分）を施し、２００℃×１時間のプレステンパー（反り、うねり矯正）を行い比較例１〜４の試験片を作成した。
【００４７】
【表１】
2007270932.tif 000003
【００４８】
表１において、硬度は、ビッカース硬度計（１ｋｇｆ）を用いて測定した。また、反り・うねりは、真円度測定器（タリロンド２６５  テーラホブソン社製）を用いて平面度を測定し、内径部より１ｍｍ位置、外径部より１ｍｍ位置および中央部での反り・うねりを測定し、最大値を反り・うねりの値とした。図１０は、試験片の反り・うねりの測定部位を示す概略平面図であり、図１１は反り・うねりの測定によって得られるプロフィールの一例を示す図である。図１０における破線部分が反り・うねりの測定位置である。また、図１１に示すように、測定によって得られた高さのプロフィールから高さの最高点と最低点との差を読みとり、反り・うねりの値とした。
【００４９】
以下に示す熱処理後の試験片について、転走面に垂直な断面を鏡面研磨し、ピクリン酸飽和水溶液に界面活性剤を加えた腐食液に浸漬して前記鏡面研磨した面を腐食させ、光学顕微鏡による４００倍の倍率で前記断面の中央部を観察し、旧オーステナイト結晶粒界で閉じられた領域の視野全体に占める割合を算出したところ、この発明の実施例１〜４の場合、いずれも１０％以下であるの対し、比較例１〜４では１００％近くに達していることが分かった。
【００５０】
表１から、この発明の実施例１〜４の場合は、表面硬度および内部硬度は、全てＨＶ６５３以上を確保していることが分かる。また、この発明の実施例１〜４の場合、反り・うねり値の平均が１２〜１８μｍ、範囲が２〜２６μｍであるのに対し、比較例１〜４の場合、反り・うねり値の平均が７８〜８８μｍ、範囲が５２〜１６８μｍであって、この発明の実施例は比較例の約１／２〜１／８４となり、反り・うねりの矯正効果が大きいことが分かる。また、実施例５〜８の反り・うねり値測定を上記と同様に実施した。その結果を併せて表２に示す。これらの発明の実施例の試験片における反り・うねりの発生率を正規分布と仮定すると、測定個数ｎ＝５００で測定を実施した結果、平均値μ＝１２〜２２μｍ、標準偏差σ＝２〜６μｍの正規分布となった。これら複数の試験片から無作為に抽出した試験片の反り・うねり値を測定した場合の平均値に、反り・うねり値の標準偏差の３倍を加えた値が４０μｍ以下となる。また、反り・うねり値が４０μｍ以上の試験片が検出される確率が０．１％以下となることも分かる。
【００５１】
参考として、表１の実施例１〜４に対応する材料および製造方法で、内径６０ｍｍ、外径８５ｍｍ、板厚１ｍｍの試験片を作製し、反り・うねり値を測定したところ、反り・うねり値の最大値が２８μｍであって、実施例１〜４の場合と最大値に大差はなかった。
【００５２】
【表２】
2007270932.tif 000004
【００５３】
表２から、実施例５〜８の試験片の反り・うねり値は４０μｍ以下であるの対し、実施例１〜４の試験片の反り・うねり値は３０μｍ以下となることが分かる。冷却までの焼入工程においては、加工応力・ひずみの開放による変形、自重による変形、相変態による変形が変形要因となるが、実施例５〜８は、焼入工程では、拘束用治具２０，２１によって拘束されているから、その変形矯正が同時になされる。また、焼戻工程では、残留応力の開放による変形および相変態による変形が変形要因として加わることになるが、実施例１〜４は、この工程の間も上記拘束が継続されているから、変形矯正が同時になされ、その違いが実施例５〜８と実施例１〜４との差となって表れているものと考えられる。なお、硬度の測定も行ったが、実施例５〜８と実施例１〜４とで差がなかったので表２では記載を省略している。
【００５４】
〔許容静転動体荷重試験〕
実施例１〜４と比較例１〜４の試験片をそれぞれ３個（２個を軌道輪、１個を中間輪とする）ずつ使用し、各軌道輪と中間輪との間に転動体であるころと、ころを保持する保持器とを配置し、スラスト受け機構の形で許容静転動体荷重試験を行った。
上記試験片について、アムスラー試験機を用い、転動体（ころ）直径の０．０１％の総塑性変形量が発生する荷重を測定した。転がり軸受の分野において許容できる塑性変形の大きさは、転動体の変形量と軌道面の変形量和が転動体直径の０．０１％以下であることが経験的に知られている。このような小さい塑性変形ならば、普通の荷重を受ける軸受の滑らかな回転や疲労寿命に対して悪影響を及ぼさない。上記許容静転動体荷重試験結果に基づき、軌道輪および中間輪の材質（材料＋熱処理）による安全率を求めた。
【００５５】
安全率は次の数式で定義される。安全率の数値は小さい方が望ましい。
Ｓ０＝Ｃ０／Ｐ０ ｍａｘ          
（Ｓ０ ：許容安全率、Ｃ０ ：基本静定格荷重、Ｐ０ ｍａｘ：最大静転動体荷重）
このように求めた各実施例１〜４および比較例１〜４の安全率を表３に示す。
【００５６】
【表３】
2007270932.tif 000005
【００５７】
表３の結果から分かるように、この発明の実施例１〜４を比較例１〜３と比較すると、約６０％以上許容静転動体荷重が向上し、良好な結果が得られた。
これは、実施例１〜４の場合、軌道輪および中間輪全体（試験片全体）が、高周波加熱硬化処理されるため、表面硬度および内部硬度共にＨＶ６５３以上となり、軌道輪および中間輪に塑性変形（塑性変形）が発生し難く、その結果、許容静転動体荷重が向上するものと考えられる。
【００５８】
また、実施例４と比較例４とは、同じ材料を使用し、軌道輪および中間輪全体（試験片全体）を加熱硬化処理したものであるが、この加熱硬化処理方法が異なる。実施例４は比較例４に対し、許容静転動体荷重が高くなっている。
これは、この発明の実施例の場合、高周波加熱処理を用いることにより、冷却前のオーステナイト結晶粒界の形成が完全に行われず、結晶粒界が明瞭に形成されないため、変形抵抗があり、許容静転動体荷重が高くなっているものと考えられる。同様に、高周波加熱処理を用いることにより、軌道輪および中間輪の粒界酸化を抑制でき、表面の粒界酸化層は１μｍ以下となり、ほとんど発生しないため、表層部での変形が抑制され、これによっても許容静転動体荷重が高くなっているものと考えられる。
【００５９】
〔摩耗量確認試験〕
上記実施例４および比較例４に相当する材料および製造方法によって得た試験片（但し、各寸法は上記各実施例や比較例のものとは異なる）を用いて摩耗量確認試験を行った。
試験機は、図１７に示すように、相互間で偏心回転運動を行う第一の部材３３と第二の部材３４との間にスラスト受け機構８を介在させ、第一の部材３３にスラスト軸受３５、加圧部材３６、およびボール３７を介してスラスト荷重ＳＦを負荷するものである。スラスト受け機構８の第一の軌道輪９は第一の部材３３に固定し、第二の軌道輪１０は第二の部材３４に固定する。上記試験機における第二の部材３４は、基台３８に固定されている。基台３８に軸受３９を介して回転自在に支持された回転軸４０の偏心軸部４０ａに、第一の部材３３の下面に突出した筒部３３ａがニードル軸受４１を介して係合しており、回転軸４０の回転により第一の部材３３が偏心回転運動を行う。
【００６０】
試験条件は次の通りである。
スラスト荷重：１０００Ｎ（荷重位置：中心からオフセット量ＯＦＦが１２．５mmの位置）
回転速度：１５００ｒ／ｍｉｎ．（公転半径（＝偏心量ｅ）：２．５mm）
潤滑剤：ＰＡＧ＋白灯油
【００６１】
図１８（Ａ）に従来品の摩耗量確認試験結果を、同図（Ｂ）に発明品の摩耗量確認試験結果をそれぞれ示す。同図は、軌道面の母線形状曲線を示している。
【００６２】
図１８（Ａ），（Ｂ）を比較してわかるように、発明品の摩耗量は従来品の摩耗量の１／５程度であり、発明品は耐摩耗性が格段に向上していることが分かる。
これは、実施例の場合、反り・うねりが４０μｍ以下（表２参照）と良いため、ころと試験片の間で片当りが生じなくなるため、耐摩耗性が向上されると考えられる。また、高周波熱処理を施すことにより、冷却前のオーステナイト結晶粒界の形成が完全に行われず、結晶粒界が明瞭に形成されないため、摩耗発生、進展に対する抵抗性が非常に大きくなり、ころの滑りによる摩耗の発生が防止され、摩耗発生、進展に対する抵抗性が非常に大きくなることによって、耐摩耗性が向上すると考えられる。同様に、高周波熱処理を施すことにより、スラスト受け機構の軌道輪および中間輪表面の粒界酸化を抑制し、表面の酸化層の層厚が１μｍ以下となり、殆ど形成されないに等しい。このことにおいても、ころの滑りによる摩耗の発生を防止することができ、耐摩耗性が向上されたと考えられる。
【００６３】
〔寿命試験〕
実施例１〜８および比較例１〜４の試験片を用いて寿命試験を行った。ただし、この試験では、スラスト受け機構の代わりに、上記試験片を軌道輪として用いてスラスト軸受を組立て、スラスト軸受の形態で寿命試験を行った。ころおよび保持器については、スラスト軸受のものを用いた。試験条件を表４に示す。
【００６４】
【表４】
2007270932.tif 000006
【００６５】
表５に寿命試験結果を示す。この寿命試験結果では、比較例１の寿命を１とし、その相対比で示している。
【００６６】
【表５】
2007270932.tif 000007
【００６７】
表５の結果から分かるように、実施例１〜８の試験片の寿命が比較例１〜４の寿命より２倍以上向上し、良好な結果が得られた。これは、実施例の場合、反り・うねりが４０μｍ以下（表２参照）と良いため、ころと試験片の間で片当りが生じなくなると共に、摩耗や表面起点型の剥離などの表面損傷を防止できたためと考えられる。また、全体が高周波加熱硬化されているため、許容静転動体荷重が高くなり、かつ反り・うねりが４０μｍ以下であるので、接触面圧が比較例に比べて小さくなり、内部起点型剥離を防止できるため、長寿命となっていると考えられる。
【００６８】
また、高周波熱処理を施すことにより、冷却前のオーステナイト結晶粒界の形成が完全に行われず、結晶粒界が明瞭に形成されないため、摩耗や亀裂発生、進展に対する抵抗性が非常に大きくなり、さらに、内部起点型剥離の亀裂に対しても、亀裂発生、進展に対する抵抗性が非常に大きくなることによって、長寿命となるものと考えられる。同様に、高周波熱処理を施すことにより、スラスト受け機構の軌道輪および中間輪表面の粒界酸化を抑制し、表面の酸化層の層厚が１μｍ以下となり、殆ど形成されないに等しいから、摩耗や表面亀裂の発生が防止されることによっても、長寿命となるものと考えられる。
【００６９】
〔音響試験〕
反り・うねり値と音響との関係について、表６に示す試験条件で音響試験を実施した。音響試験についても、上記寿命試験と同じく、試験片でスラスト軸受を組立て、スラスト軸受の状態で試験を行った。
【００７０】
【表６】
2007270932.tif 000008
【００７１】
図１３に、試験片の反り・うねり値と音響との関係を示す。図１３における、音響試験の音響値は、一定の反り・うねり範囲におけるｎ＝１０の平均を採用した。図１３から分かるように、試験片の反り・うねり値が４５μｍを超えると音響が大きくなる。そして、反り・うねり値が５０μｍ以上では、８４ｄＢＡ以上と大きい値を示し、４５μｍ以下では８１ｄＢＡ以下と著しく小さくなっていることが分かる。これは、試験片の反り・うねり値が４５μｍ以下の場合、ころの挙動が安定し、軸受が滑らかな回転をすることができるからである。
【００７２】
図１４（Ａ）（Ｂ）は、旧オーステナイト結晶粒界の光学顕微鏡写真であり、また、図１５（Ａ）（Ｂ）は、旧オーステナイト結晶粒界の模式図であり、夫々の（Ａ）は実施例４の例であり、（Ｂ）は比較例４の例を示すものである。旧オーステナイト結晶粒界の観察は以下の手順は前記の通りであるが、さらに詳細には、上記軌道輪および中間輪を転走面に垂直な面で切断し、その断面を鏡面研磨した後、研磨された面を室温で腐食液に３０分間浸漬して腐食させた。腐食液は、ピクリン酸飽和水溶液に界面活性剤を加えたもの（ＪＩＳ  Ｇ  ０５５１  附属書１）を使用した。その後、断面の中央部を４００倍の倍率で光学顕微鏡観察すると共にその写真撮影を行った。
【００７３】
図１４および図１５において、図１４（Ｂ）の比較例では、明確な旧オーステナイト結晶粒界が観察されるのに対し、図１４（Ａ）のこの発明の実施例では、旧オーステナイト結晶粒界が不明確であることが観察される。これは、比較例の場合、図１５（Ｂ）に示すように旧オーステナイト結晶粒界の形成が十分に進行しているため、結晶粒界が明瞭に観察されたものと考えられる。これに対し、この発明の実施例の場合、図１５（Ａ）に示すように、旧オーステナイト結晶粒界の形成が十分に進行していないため、結晶粒界が明瞭に観察されなかったものと考えられる。このことから、この発明の実施例１〜４では、旧オーステナイト結晶粒界の形成が、比較例１〜４ほど進行していないことが理解される。
【００７４】
図１６（Ａ）（Ｂ）は、軌道輪および中間輪（試験片）の表層部の光学顕微鏡写真であり、（Ａ）は実施例４の例であり、（Ｂ）は比較例４の例を示すものである。この光学顕微鏡写真は、次の手順で得た。即ち、上記軌道輪および中間輪を転走面に垂直な面で切断し、その断面を鏡面研磨した後、研磨された面を室温で３％ナイタルに浸漬して腐食させた。浸漬時間は、２〜１０秒であるが、鋼種により腐食され易さが異なるため、腐食の進行状況を確認しながら、夫々の軌道輪および中間輪について適当な時間とした。その後、転走面直下の表層部を光学顕微鏡観察すると共にその写真撮影を行った。この光学顕微鏡観察の結果、この発明の実施例では、表層部の粒界酸化層の層厚は１μｍ以下であり、比較例では、表層部の粒界酸化層の層厚は６μｍ程度であることがわかった。
【００７５】
なお、上記実施形態において、保持器１３，１５は、合成樹脂体の保持器のみを記載したが、保持器１３，１５は、箱形保持器、アルミ保持器等、色々な形状のものが適用可能である。また、保持器１３，１５は、合成樹脂体とする場合は射出成形にて製作するが、削り出し保持器でも適用可能であり、合成樹脂体以外では、削り出し保持器、プレス保持器等、色々な製作，加工方法で作られたものも適用可能である。
また、この発明のスラスト受機構は、自然冷媒（ＣＯ２）とＰＡＧオイル環境下で使用されるスクロール圧縮機に望ましく採用されるが、これに限らず、その他の希薄潤滑下、高荷重下で用いられる圧縮幾にも有用である。
また、この明細書で開示された実施の形態は全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。この発明の範囲は、上記の説明だけでなく、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範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】この発明に一実施形態にかかるスラスト受け機構の断面図である。
【図２】図１のII-II 線矢視図である。
【図３】同スラスト受け機構の分解斜視図である。
【図４】図３におけるIV-IV 線断面図である。
【図５】同スラスト受け機構を備えたスクロール圧縮機の断面図である。
【図６】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれこの発明の一実施形態および従来例のスラスト受機構の軌道輪および中間輪の製造工程の一例を示す図である。
【図７】この発明の軌道輪および中間輪の製造工程で使用される高周波熱処理装置の例を示す概略縦断面図である。
【図８】同高周波熱処理装置の第一の変形例を示す同様図である。
【図９】同高周波熱処理装置の第二の変形例を示す同様図である。
【図１０】試験片の反り・うねりの測定部位を示す概略平面図である。
【図１１】試験片の反り・うねりの測定によって得られるプロフィールの一例を示す図である。
【図１２】試験片の反り・うねりの測定方法の一例を示す斜視図である。
【図１３】反り・うねり値と音響との関係を示すグラフである。
【図１４】（Ａ），（Ｂ）は、旧オーステナイト結晶粒界の光学顕微鏡写真であり、（Ａ）は実施例１〜４の例であり、（Ｂ）は比較例１〜４の例を示すものである。
【図１５】（Ａ），（Ｂ）は、旧オーステナイト結晶粒界の模式図であり、（Ａ）は実施例１〜４の例であり、（Ｂ）は比較例１〜４の例を示すものである。
【図１６】（Ａ），（Ｂ）は、軌道輪あるいは中間輪の表層部の光学顕微鏡写真であり、（Ａ）は実施例１〜４の例であり、（Ｂ）は比較例１〜４の例を示すものである。
【図１７】摩耗量確認試験の試験機を示す断面図である。
【図１８】同摩耗量確認試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７７】
３…第一の部材
４…第二の部材
８…スラスト受け機構
９…第一の軌道輪（輪体）
１０…第二の軌道輪（輪体）
１１…中間輪（輪体）
１２…第一のころ
１３…第一の保持器
１３ａ…ポケット
１４…第二のころ
１５…第二の保持器
１５ａ…ポケット
Ｓ…スクロール圧縮幾
【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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【図１８】
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