(57)【要約】【課題】内外輪の破損を防止し、長寿命のスラスト軸受を提供する。【解決手段】外周面に軌道面を有し、回転可能な内輪と、内周面に軌道面を有し、ハウジングに固定される外輪と、内輪の軌道面及び外輪の軌道面に転動自在に配置される複数の転動体と、複数の転動体を円周方向に亘って等間隔に保持する保持器とを備えるスラスト軸受において、少なくとも前記内輪が高清浄度鋼製で、かつ、特殊熱処理が施されていることを特徴とするスラスト軸受。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に軌道面を有し、回転可能な内輪と、内周面に軌道面を有し、ハウジングに固定される外輪と、内輪の軌道面及び外輪の軌道面に転動自在に配置される複数の転動体と、複数の転動体を円周方向に亘って等間隔に保持する保持器とを備えるスラスト軸受において、
少なくとも前記内輪が高清浄度鋼製で、かつ、特殊熱処理が施されていることを特徴とするスラスト軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧式無段変速機や油圧ポンプ、油圧モータ等に使用されるスラスト軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧式無段変速機や油圧ポンプ、油圧モータ等では、軸受としてスラスト軸受が組み込まれている。例えば、コンバインやトラクター、田植え機、芝刈り機等の農業機械では、ギアミッション方式から油圧式無段変速機への移行が進んでいる。このような油圧式無段変速機では、軸の回転力を油圧に変換させる際、または油圧を軸の回転力に変換させる際のピストン圧力を受ける部分に、スラスト軸受が採用されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１９４１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、油圧式無段変速機の小型化に伴って、それに組み込まれるスラスト軸受も小型化され、高荷重条件下で使用されている。そのため、スラスト軸受では、内外輪の軌道面、特に荷重の加わる内輪の軌道面に剥離が発生しやすく、場合によっては内輪あるいは内外輪が破損することがある。
【０００５】
また、油圧式無段変速機に限らず、油圧ポンプや油圧モータにおいても同様の傾向にある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内外輪の破損を防止し、長寿命のスラスト軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、外周面に軌道面を有し、回転可能な内輪と、内周面に軌道面を有し、ハウジングに固定される外輪と、内輪の軌道面及び外輪の軌道面に転動自在に配置される複数の転動体と、複数の転動体を円周方向に亘って等間隔に保持する保持器とを備えるスラスト軸受において、少なくとも前記内輪が高清浄度鋼製で、かつ、特殊熱処理が施されていることを特徴とするスラスト軸受を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のスラスト軸受では、少なくとも内輪、好ましくは内外輪が高清浄度鋼製で、更に特殊熱処理が施されており、一般的材料であるＳＵＪ２等と比べて高強度で、軌道面の剥離を抑える効果が高く、破損が抑えられて長寿命となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】油圧式無段変速機の一例を示す断面図である。
【図２】スラスト軸受の一例を示す断面図である。
【図３】試験１の結果を示すグラフである。
【図４】試験２の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、油圧式無段変速機を例示して、本発明のスラスト軸受について詳細に説明する。
【００１１】
図１は油圧式無段変速機の一例を示す断面図であるが、油圧式無段変速機３０は、図示しないエンジンから入力軸３１に伝達された回転駆動力を油圧力に変換する可変容量ポンプ３２と、油圧力を回転駆動力に戻して出力軸４０に伝達する可変容量モータ４１とを備えており、入力軸３１に伝達された回転駆動力を前進側、後進側の駆動力に無段階に変更して出力軸４０から出力したり、この出力を停止したりする。
【００１２】
可変容量ポンプ３２は、入力軸３１と一体回動するシリンダブロック３３と、シリンダブロック３３の周方向複数箇所に配置され、ピストン室３４内を往復動するノーズピストン３５と、ガイドブロック３６のガイド面に沿って回動する斜板３７とを備えている。可変容量ポンプ３２は、斜板３７が回動操作することで、ノーズピストン３５の往復動ストロークを変化し、ピストン室３４が吐出する油量を変化している。斜板３７には、スラスト軸受１０がノーズピストン３５の先端部と接触する位置に配置されており、スラスト軸受１０は斜板３７と共に回動する。
【００１３】
スラスト軸受１０は、図２に示すように、内輪軌道面１１を有する内輪１２と、外輪軌道面１３を有する外輪１４とを対向配置し、内輪軌道面１１と外輪軌道面１３との間に、転動体である複数の玉１５を転動自在に配置したものである。さらに、スラスト軸受１０は、複数の玉１５を円周方向に亘って等間隔に保持する保持器１６を備える。
【００１４】
また、内輪１２は回転可能であり、内輪軌道面１１が形成された面とは反対側の端面２１にノーズピストン３５の先端部が接触する。一方、外輪１４は、斜板３７に固定される。そのため、スラスト軸受１０はノーズピストン３５から受ける高荷重を内輪１２で受け、玉１５を介して、斜板３７に固定された外輪１４側へ逃がしている。
【００１５】
本発明では、少なくとも内輪１２、好ましくは内輪１２及び外輪１４を高清浄度鋼製とし、更に特殊熱処理を施す。高清浄度鋼は酸素含有量が少なく、更には鋼中の介在物の粒径も小さいため、軌道面における内部起点剥離の発生を抑えることができる。酸素含有量は少ないほど好ましく、６ｐｐｍ以下であることがより好ましい。また、介在物の粒径も小さいほど好ましく、３０μｍ以下であることがより好ましい。
【００１６】
また、特殊熱処理では浸炭処理、窒化処理または浸炭窒化処理を行い、高清浄度鋼の硬度を高める。特殊熱処理による硬化により、表面起点剥離を抑えることができる。
【００１７】
尚、玉１５は、一般的なＳＵＪ２鋼等をそのまま使用することができるが、特殊熱処理を施して硬化させることが好ましい。更に、高清浄度鋼製としてもよい。
【００１８】
また、転動体を玉１５に代えてころを用いたスラストころ軸受とすることもできる。
【００１９】
更には、上記のように、内輪１２はノーズピストン３５から高荷重を受けるため、外輪１４よりも肉厚にすることもできる。
【実施例】
【００２０】
以下に実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００２１】
（試験１）
高清浄度鋼を用いて日本精工株式会社製軸受「６２０６」の内輪及び外輪を作製し、試験軸受Ａとした。また、ＳＵＪ２製の内輪及び外輪からなる同軸受を、試験軸受Ｂとした。尚、試験軸受Ａ、Ｂとも、玉はＳＵＪ２製で、特殊熱処理を施したものを用い、同種の潤滑剤を封入した。そして、試験軸受Ａ、Ｂを、等価荷重Ｐと基本動定格荷重Ｃとの比（Ｐ／Ｃ）：０．７１、速度：３９００ｒｐｍにて回転させ、寿命を比較した。結果を図３に示すが、高清浄度鋼を用いることにより、軌道面の剥離が抑えられて寿命が５倍以上に延びている。
【００２２】
（試験２）
日本精工株式会社製軸受「６２０６」の内輪及び外輪をＳＵＪ２製とし、更に特殊熱処理（浸炭窒化処理）してビッカース硬さ５４０Ｈｖとし、試験軸受Ｃとした。また、ＳＵＪ２製の内輪及び外輪からなる同軸受を試験軸受Ｄとした。尚、試験軸受Ｃ、Ｄとも、玉はＳＵＪ２製で、特殊熱処理を施したものを用い、同種の潤滑剤を封入した。そして、試験軸受Ｃ、Ｄを、コンタミ条件下（粒径７４〜１４７μｍ）、等価荷重Ｐと基本動定格荷重Ｃとの比（Ｐ／Ｃ）：０．３２、速度：３０００ｒｐｍにて回転させ、寿命を比較した。結果を図４に示すが、特殊熱処理を施すことにより、軌道面の剥離が抑えられて寿命が２倍以上に延びている。
【００２３】
上記の試験１及び試験２から、内輪及び外輪を高清浄度鋼製とし、特殊熱処理を施すことにより、剥離発生が抑えられて長寿命になることがわかる。
【符号の説明】
【００２４】
１０  スラスト軸受
１２  内輪
１４  外輪
１５  玉
１６  保持器
３０  油圧式無段変速機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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