JP2007170448A - Raceway ring for thrust roller bearing and thrust roller bearing - Google Patents

Raceway ring for thrust roller bearing and thrust roller bearing Download PDF

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敦史 山下
Kosuke Obayashi
光介 尾林
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    • F16C2240/50—Crowning, e.g. crowning height or crowning radius

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a raceway ring for a thrust roller bearing with extended rolling fatigue life. <P>SOLUTION: A thrust inner ring 12a has the raceway surface 16a having rollers roll thereon. A thrust inner ring 12a has area closed by old austenite crystalline interface of 10% of whole view or less when a structure is observed by light microscope with 400 times magnification after the thrust inner ring 12a is cut in a direction vertical to the raceway surface 16a and the cut section is polished in a mirror surface and the mirror surface polished surface is corroded by dipping in liquid mixing detergent into picric acid saturated water solution, in an embodiment, liquid adding detergent to picric acid saturated water solution (JIS G 0551 appendix 1). A crowning shape is provided on the raceway surface 16a and the maximum height of a crowning part 17a from the raceway surface 16a is 0.001-0.013 mm. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、スラストころ軸受の軌道輪およびスラストころ軸受に関する。   The present invention relates to a bearing ring of a thrust roller bearing and a thrust roller bearing.

カーエアコン用コンプレッサやオートマチックトランスミッション等において、スラスト荷重が発生する箇所に使用されるころ軸受には、スラストころ軸受が使用される。スラストころ軸受は、針状ころに代表される複数のころと、ころを転動させる軌道面を有する軌道輪と、保持器とからなる。   Thrust roller bearings are used as roller bearings used in places where thrust loads are generated in car air conditioner compressors and automatic transmissions. The thrust roller bearing includes a plurality of rollers typified by needle rollers, a bearing ring having a raceway surface on which the rollers roll, and a cage.

図２２および図２３は、従来のスラストころ軸受の要部を示す断面図である。図２２を参照して、スラストころ軸受１１１は、軌道輪としてのスラスト内輪１１２ａおよびスラスト外輪１１２ｂと、複数のころ１１３と、複数のころ１１３を保持する保持器１１４とを備える。スラスト内輪１１２ａおよびスラスト外輪１１２ｂは、ころ１１３が転走する軌道面１１６ａ、１１６ｂを有する。また、スラスト内輪１１２ａの径方向中央部は、バーリング加工により開口されており、開口孔の縁側には、軸方向に延びた鍔部１１５ａが設けられている。同様に、スラスト外輪１１２ｂの径方向中央部も開口されており、その外径側には、軸方向に折り曲げられた鍔部１１５ｂが設けられている。   22 and 23 are cross-sectional views showing the main parts of a conventional thrust roller bearing. Referring to FIG. 22, the thrust roller bearing 111 includes a thrust inner ring 112 a and a thrust outer ring 112 b as raceway rings, a plurality of rollers 113, and a cage 114 that holds the plurality of rollers 113. The thrust inner ring 112a and the thrust outer ring 112b have raceway surfaces 116a and 116b on which the rollers 113 roll. The central portion in the radial direction of the thrust inner ring 112a is opened by burring, and a flange portion 115a extending in the axial direction is provided on the edge side of the opening hole. Similarly, the radial center portion of the thrust outer ring 112b is also opened, and a flange portion 115b bent in the axial direction is provided on the outer diameter side.

スラスト内輪１１２ａとスラスト外輪１１２ｂは、軌道面１１６ａ、１１６ｂが対面するように配置される。複数のころ１１３は、その間に配置され、軌道面１１６ａ、１１６ｂを転走する。なお、ころ１１３が転走する軌道面１１６ａ、１１６ｂには、サイジングやプレステンパーなどのそり直し工程およびバレル研磨処理がなされており、そりやうねりはほとんどなく、平らな形状となっている。   The thrust inner ring 112a and the thrust outer ring 112b are arranged so that the raceway surfaces 116a and 116b face each other. The plurality of rollers 113 are arranged between them and roll on the raceway surfaces 116a and 116b. The raceway surfaces 116a and 116b on which the roller 113 rolls are subjected to a warping process such as sizing and a press temper and a barrel polishing process, so that there is almost no warpage and swell and a flat shape.

また、図２２で示す鍔部１１５ａ、１１５ｂを有する軌道輪を備えるスラストころ軸受１１１の他に、図２３で示すように、スラストころ軸受１１１と同様の構成で、鍔部１１５ａ、１１５ｂを有さず、軌道輪１１７ａ、１１７ｂの形状が平板状であるスラストころ軸受１１８も存在する。   Further, in addition to the thrust roller bearing 111 having the bearing ring having the flange portions 115a and 115b shown in FIG. 22, as shown in FIG. 23, it has the same configuration as the thrust roller bearing 111 and has the flange portions 115a and 115b. There is also a thrust roller bearing 118 in which the shapes of the race rings 117a and 117b are flat.

次に、上記した従来のスラストころ軸受１１１に備えられる軌道輪であるスラスト内輪１１２ａの製造方法の一例について、簡単に説明する。図２４は、スラスト内輪１１２ａの製造方法の概略を示すフローチャートである。図２４を参照して、まず、スラスト内輪１１２ａの素材となる平板状の鋼板を用意する（図２４（Ａ））。ここで、スラスト内輪１１２ａ等の材質としては、ＳＰＣ材、ＳＣＭ材、ＳＫ材等が利用される。次に、打ち抜き刃を有する打ち抜きプレスによって外径を打ち抜き（図２４（Ｂ））、バーリング加工を行って、スラスト内輪１１２ａの径方向中央部を開口し、鍔部１１５ａを設ける（図２４（Ｃ））。   Next, an example of a manufacturing method of the thrust inner ring 112a, which is a raceway ring provided in the above-described conventional thrust roller bearing 111, will be briefly described. FIG. 24 is a flowchart showing an outline of a method for manufacturing the thrust inner ring 112a. Referring to FIG. 24, first, a flat steel plate is prepared as a material for the thrust inner ring 112a (FIG. 24A). Here, SPC material, SCM material, SK material or the like is used as the material of the thrust inner ring 112a or the like. Next, the outer diameter is punched by a punching press having a punching blade (FIG. 24B), burring is performed, the central portion in the radial direction of the thrust inner ring 112a is opened, and the flange 115a is provided (FIG. 24C). )).

その後、スラスト内輪１１２ａの硬度向上のため、連続炉において、浸炭焼入焼戻処理や、光輝熱処理等の熱処理が行われる（図２４（Ｄ）、（Ｅ））。なお、ここで、誘導コイル等による加熱を利用し、金型プレスを焼入れ媒体として軌道輪をプレスしながら冷却して焼入れを行う技術が、特開２００５−１１３１８６号公報（特許文献１）に開示されている。熱処理後、スラスト内輪１１２ａの軌道面１１６ａに発生しているそりやうねりをサイジングやプレステンパーなどのそり直し工程において除去し（図２４（Ｆ））、バレル研磨処理を施して平滑に仕上げ（図２４（Ｇ））、洗浄を行った後（図２４（Ｈ））、所望のスラスト内輪１１２ａを得る。   Thereafter, in order to improve the hardness of the thrust inner ring 112a, heat treatment such as carburizing, quenching and tempering or bright heat treatment is performed in a continuous furnace (FIGS. 24D and 24E). Here, a technique for performing quenching using heating by an induction coil or the like and pressing the raceway ring with a die press as a quenching medium is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-113186 (Patent Document 1). Has been. After the heat treatment, the warpage and undulation generated on the raceway surface 116a of the thrust inner ring 112a are removed in a re-shaping process such as sizing and press temper (FIG. 24 (F)), and a barrel polishing process is performed to finish it smoothly (FIG. 24 (G)), and after cleaning (FIG. 24 (H)), a desired thrust inner ring 112a is obtained.

なお、このようにして得られたスラスト内輪１１２ａと、同様の工程で得られたスラスト外輪１１２ｂと、ころと、保持器とを組み込んで、上記したスラストころ軸受が製造される。   The above-described thrust roller bearing is manufactured by incorporating the thrust inner ring 112a obtained in this way, the thrust outer ring 112b obtained in the same process, rollers and a cage.

ここで、スラスト内輪の軌道面にクラウニング形状を施し、ころのエッジロードの発生等を防止して軸受寿命を延ばした技術が、特許３６２８０３３号（特許文献２）に開示されている。特許文献２によると、スラスト内輪等の軌道面の径方向中央部に、軸方向に凸状のクラウニング形状を設けている。軌道面にクラウニング形状を設けることにより、ころの転走時におけるころの転動面と軌道面との片当たりを低減し、ころのエッジロードの発生等を防止している。こうすることにより、軌道輪の転動疲労寿命を長くし、ひいては、このような軌道輪を備えるスラストころ軸受の寿命を延ばしている。
特開２００５−１１３１８６号公報（段落番号００３４〜００３６） 特許３６２８０３３号（段落番号００１５〜００２１、図１等） Here, Japanese Patent No. 3628033 (Patent Document 2) discloses a technique in which a crowning shape is applied to the raceway surface of the thrust inner ring to prevent generation of an edge load of a roller and extend the bearing life. According to Patent Literature 2, a crowning shape that is convex in the axial direction is provided at the radial center of a raceway surface such as a thrust inner ring. By providing a crowning shape on the raceway surface, the contact between the rolling surface of the roller and the raceway surface during rolling of the roller is reduced, and the occurrence of edge load of the roller is prevented. By doing so, the rolling fatigue life of the bearing ring is extended, and as a result, the life of the thrust roller bearing provided with such a bearing ring is extended.
JP-A-2005-113186 (paragraph numbers 0034 to 0036) Patent 3628033 (paragraph numbers 0015 to 0021, FIG. 1 etc.)

昨今、製造時におけるコストダウンの観点から、そりやうねりを除去するサイジングやプレステンパーなどのそり直し工程は省略される傾向にある。その結果、軌道輪には、浸炭焼入焼戻処理や、光輝熱処理等の熱処理工程において発生したそりやうねりが残存することになる。そうすると、特許文献２のように、軌道面にクラウニング形状を設けていても、軌道輪にそりやうねりが残存するため、ころが片当たりするおそれがある。ころが片当たりすると、ころのエッジロードが軌道輪に発生し、軌道輪の転動疲労寿命が短くなるおそれがある。   Recently, from the viewpoint of cost reduction at the time of manufacturing, sizing and tempering processes such as sizing and pressing temper for removing warpage and undulation tend to be omitted. As a result, warpage and undulation generated in a heat treatment process such as carburizing, quenching and tempering or bright heat treatment remain on the race. If it does so, even if it provides crowning shape in a raceway surface like patent documents 2, since a sled and a wave will remain in a raceway, there is a possibility that a roller may hit one side. If the rollers come into contact with each other, an edge load of the rollers is generated on the raceway, and the rolling fatigue life of the raceway may be shortened.

特に、カーエアコン用コンプレッサ等に使用されるスラストころ軸受については、スラスト荷重が軸に対して非対称に加わり、偏荷重がかかるため、片当たりが発生しやすい。さらに、小型化や軽量化が望まれる方向性においては、より高荷重を受ける必要があり、さらにころのエッジロードが発生するおそれが高くなる。   In particular, for thrust roller bearings used in car air conditioner compressors and the like, a thrust load is applied asymmetrically with respect to the shaft, and an offset load is applied, so that one-piece contact is likely to occur. Furthermore, in a direction where a reduction in size and weight is desired, it is necessary to receive a higher load, and there is a higher risk of roller edge loading.

この場合、特許文献１に開示されるように、金型プレスを焼入れ媒体として軌道輪をプレスしながら冷却して焼入れを行うと、そりやうねりの発生を低減することができる。   In this case, as disclosed in Patent Document 1, when quenching is performed while pressing the raceway with a mold press as a quenching medium, generation of warpage and swell can be reduced.

しかし、平板状の軌道輪を金型プレスでプレスして焼入れを行う特許文献１に開示の技術では、クラウニング形状を設けた軌道輪に対し、クラウニング形状が損なわれることになるため、そのまま適用することはできない。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1 in which a flat raceway is pressed by a mold press and quenched, the crowning shape is impaired with respect to the raceway provided with the crowning shape, and therefore, the technique is applied as it is. It is not possible.

この発明の目的は、転動疲労寿命を長くしたスラストころ軸受の軌道輪を提供することである。   An object of the present invention is to provide a bearing ring for a thrust roller bearing having a long rolling fatigue life.

この発明の他の目的は、軸受寿命の長いスラストころ軸受を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a thrust roller bearing having a long bearing life.

この発明に係るスラストころ軸受の軌道輪は、ころを転動させる軌道面を有するスラストころ軸受の軌道輪である。また、スラストころ軸受の軌道輪は、軌道輪の軌道面に垂直な方向に、軌道輪を切断し、切断された断面を鏡面研磨し、ピクリン酸飽和水溶液に界面活性剤を加えた液に浸漬して鏡面研磨した面を腐食させた後、光学顕微鏡で４００倍に拡大し、その組織を観察した場合に、旧オーステナイト結晶粒界で閉じられた領域は、視野全体の１０％以下である。ここで、軌道面には、クラウニング形状が設けられており、軌道面からのクラウニングの最大高さは、０．００１〜０．０１３ｍｍである。   The bearing ring of the thrust roller bearing according to the present invention is a bearing ring of a thrust roller bearing having a raceway surface for rolling the roller. Also, the bearing ring of the thrust roller bearing is cut in the direction perpendicular to the raceway surface of the raceway ring, the cut section is mirror-polished, and immersed in a solution obtained by adding a surfactant to a picric acid saturated aqueous solution. Then, after corroding the mirror-polished surface, when magnified 400 times with an optical microscope and observing the structure, the area closed by the prior austenite grain boundaries is 10% or less of the entire visual field. Here, the raceway surface is provided with a crowning shape, and the maximum height of the crowning from the raceway surface is 0.001 to 0.013 mm.

旧オーステナイト結晶粒界とは、軌道輪の鋼組織が焼入れ工程においてオーステナイト化した際に形成される結晶粒界であって、鋼組織を腐食液により腐食させた場合、優先的に腐食されて出現する境界線をいう。旧オーステナイト結晶粒界で閉じられた領域が多くなるにつれ、内部起点型の亀裂等が発生しやすくなる。このように、旧オーステナイト結晶粒界で閉じられた領域を１０％以下とすることにより、内部起点型の亀裂の発生が抑制することができ、転動疲労寿命を延ばすことができる。   The former austenite grain boundary is a grain boundary formed when the steel structure of the raceway is austenitized in the quenching process. When the steel structure is corroded with a corrosive liquid, it appears preferentially corroded. This is the boundary line. As the area closed by the prior austenite grain boundaries increases, internal origin cracks and the like are more likely to occur. Thus, by setting the area closed by the prior austenite grain boundaries to 10% or less, the occurrence of internally initiated cracks can be suppressed, and the rolling fatigue life can be extended.

また、軌道面にクラウニング形状を設けることにより、ころの片当たりを防止することができるが、クラウニングの最大高さが低すぎたり、高すぎたりすると、クラウニングの効果が得られず、ころの片当たりを抑制することができない。ここで、クラウニングの最大高さを０．００１〜０．０１３ｍｍの範囲とすることにより、ころの片当たりを防止し、転動疲労寿命を延ばすことができる。   In addition, by providing a crowning shape on the raceway surface, it is possible to prevent the roller from hitting a piece, but if the maximum height of the crowning is too low or too high, the effect of the crowning cannot be obtained, and the roller piece I can't suppress the hit. Here, by making the maximum height of the crowning in the range of 0.001 to 0.013 mm, it is possible to prevent the roller from hitting the piece and to extend the rolling fatigue life.

好ましくは、スラストころ軸受の軌道輪は、ころを転動させる軌道面を有するスラストころ軸受の軌道輪であって、軌道輪の表層部における粒界酸化層の厚みは、１μｍ以下である。ここで、軌道面には、クラウニング形状が設けられており、軌道面からのクラウニングの最大高さは、０．００１〜０．０１３ｍｍである。   Preferably, the bearing ring of the thrust roller bearing is a thrust roller bearing having a raceway surface for rolling the roller, and the thickness of the grain boundary oxide layer in the surface layer portion of the bearing ring is 1 μm or less. Here, the raceway surface is provided with a crowning shape, and the maximum height of the crowning from the raceway surface is 0.001 to 0.013 mm.

粒界酸化層とは、軌道輪の最表面から、酸化物が形成されている領域の最も深い部分までを含む層をいう。粒界酸化層の厚みを１μｍ以下とすることにより、表面起点型の亀裂を抑制し、転動疲労寿命を延ばすことができる。また、上記したように、クラウニングの最大高さを０．００１〜０．０１３ｍｍの範囲とすることにより、ころの片当たりを防止することができ、転動疲労寿命を延ばすことができる。   The grain boundary oxide layer is a layer including from the outermost surface of the raceway to the deepest part of the region where oxide is formed. By setting the thickness of the grain boundary oxide layer to 1 μm or less, surface-origin cracks can be suppressed and the rolling fatigue life can be extended. Further, as described above, by setting the maximum height of the crowning to be in the range of 0.001 to 0.013 mm, it is possible to prevent the rollers from hitting each other and to extend the rolling fatigue life.

より好ましくは、軌道輪は、熱処理後にそり直し加工を行わずに使用される。こうすることにより、サイジングやプレステンパーなどのそり直し工程を省略することができるため、製造時におけるコストを低減し、より安価に製造することができる。   More preferably, the bearing ring is used without performing a warping process after the heat treatment. By doing so, since the sizing and pressing tempering steps such as press temper can be omitted, the manufacturing cost can be reduced and the manufacturing can be performed at a lower cost.

さらに好ましくは、軌道輪の硬度は、ＨＶ６５３以上である。こうすることにより、軌道輪の転動疲労寿命を満たす最低限の硬度を確保することができる。   More preferably, the hardness of the race is HV653 or higher. By doing so, it is possible to ensure a minimum hardness that satisfies the rolling fatigue life of the race.

さらに好ましくは、軌道輪の材質は、炭素含有率が０．４重量％以上であり、１．２重量％以下である炭素鋼を含む。炭素含有率が０．４重量％よりも少ないと、転動疲労寿命を満足するのに十分な硬度を得ることができない。また、炭素含有率が１．２重量％よりも多いと、焼入れ後において、マルテンサイト化せずにオーステナイトとして残る残留オーステナイト量が多くなり、結果として、この場合も硬度が低下する。したがって、炭素含有率を０．４重量％以上１．２重量％以下とすることにより、転動疲労寿命を満たす硬度を得ることができる。   More preferably, the material of the bearing ring includes carbon steel having a carbon content of 0.4% by weight or more and 1.2% by weight or less. If the carbon content is less than 0.4% by weight, sufficient hardness cannot be obtained to satisfy the rolling fatigue life. On the other hand, if the carbon content is higher than 1.2% by weight, the amount of retained austenite that remains as austenite without being martensite after quenching increases, and as a result, the hardness also decreases in this case. Therefore, the hardness satisfying the rolling fatigue life can be obtained by setting the carbon content to 0.4 wt% or more and 1.2 wt% or less.

さらに好ましくは、軌道輪は、鋼板をプレス加工して製造される。こうすることにより、容易に製造することができ、製造コストを低減することができる。   More preferably, the race is manufactured by pressing a steel plate. By carrying out like this, it can manufacture easily and can reduce manufacturing cost.

この発明の他の局面においては、スラストころ軸受は、上記したいずれかのスラストころ軸受の軌道輪と、ころとを備える。このようなスラストころ軸受は、転動疲労寿命が長い軌道輪を備えるため、軸受寿命も長い。また、製造工程において、サイジングやプレステンパーなどのそり直し加工を行っていない軌道輪を備えるため、安価に製造することができる。   In another aspect of the present invention, a thrust roller bearing includes any of the above-described thrust roller bearing raceways and rollers. Such a thrust roller bearing is provided with a bearing ring having a long rolling fatigue life, and therefore has a long bearing life. Moreover, since the bearing ring which has not performed the staking process, such as sizing and a press temper, is provided in a manufacturing process, it can manufacture at low cost.

この発明によると、スラストころ軸受の軌道輪は、その内部層のうち、旧オーステナイト結晶粒界で閉じられた領域を１０％以下とすることにより、内部起点型の亀裂の発生を抑制することができ、転動疲労寿命を延ばすことができる。また、軌道面にクラウニング形状を設け、クラウニングの最大高さを０．００１〜０．０１３ｍｍの範囲とすることにより、ころの片当たりを防止し、転動疲労寿命を延ばすことができる。   According to this invention, the bearing ring of the thrust roller bearing can suppress the occurrence of cracks of the internal origin type by setting the area closed by the prior austenite grain boundaries in the inner layer to 10% or less. And the rolling fatigue life can be extended. Further, by providing a crowning shape on the raceway surface and setting the maximum height of the crowning to be in the range of 0.001 to 0.013 mm, it is possible to prevent the rollers from hitting each other and extend the rolling fatigue life.

この発明に係るスラストころ軸受は、転動疲労寿命が長い軌道輪を備えるため、軸受寿命も長い。   The thrust roller bearing according to the present invention includes a bearing ring having a long rolling fatigue life, and therefore has a long bearing life.

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スラストころ軸受の軌道輪であるスラスト内輪の要部を示す断面図である。図１を参照して、スラスト内輪１２ａは、ころが転走する軌道面１６ａを有する。スラスト内輪１２ａの径方向中央部は、バーリング加工により開口され、開口孔の縁側には、鍔部１５ａが設けられている。軌道面１６ａの径方向中央部には、軸方向に凸状のクラウニング部１７ａが形成されている。軌道面１６ａの反対側に位置する面１９の径方向の中央部２０は、凸状のクラウニング部１７ａの形状に対応するように、凹状となっているが、これは、後述する製造方法においてプレス加工により成型されているためである。なお、クラウニング部１７ａが形成される径方向の寸法Ｌは、転走するころの軌道面に接触する長さよりも長く構成する。クラウニング部１７ａの高さＳについては、後述する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of a thrust inner ring which is a raceway ring of a thrust roller bearing according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, thrust inner ring 12a has a raceway surface 16a on which the rollers roll. A central portion in the radial direction of the thrust inner ring 12a is opened by burring, and a flange portion 15a is provided on the edge side of the opening hole. A crowning portion 17a that is convex in the axial direction is formed at the radial center of the raceway surface 16a. The central portion 20 in the radial direction of the surface 19 located on the opposite side of the raceway surface 16a is concave so as to correspond to the shape of the convex crowning portion 17a. This is because it is molded by processing. In addition, the dimension L in the radial direction in which the crowning portion 17a is formed is configured to be longer than the length in contact with the raceway surface of the rolling roller. The height S of the crowning portion 17a will be described later.

図２は、同様の方法で製造されたスラスト外輪の要部を示す断面図である。図２を参照して、スラスト外輪１２ｂは、径方向中央部が開口され、ころが転走する軌道面１６ｂを有し、外径側には、軸に垂直な方向に折り曲げられた鍔部１５ｂが設けられている。また、上記したスラスト内輪１２ａと同様に、軌道面１６ｂの径方向中央部には、軸方向に凸状のクラウニング部１７ｂが形成されている。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of a thrust outer ring manufactured by the same method. Referring to FIG. 2, the thrust outer ring 12b has a raceway surface 16b in which a radial center portion is opened and a roller rolls, and a flange portion 15b bent in a direction perpendicular to the axis on the outer diameter side. Is provided. Similarly to the thrust inner ring 12a described above, a crowning portion 17b that is convex in the axial direction is formed at the radial center of the raceway surface 16b.

なお、上記したスラスト内輪１２ａおよびスラスト外輪１２ｂの材質としては、炭素含有率が０．４重量％以上であり、１．２重量％以下である炭素鋼を使用する。０．４重量％よりも含有炭素量が少ないと、後述する焼入れ処理工程において、軸受寿命を満足するのに十分な硬度を得ることができないためである。また、１．２重量％よりも含有炭素量が多いと、焼入れ後において、マルテンサイト化せずにオーステナイトとして残る残留オーステナイト量が多くなり、結果として、この場合も硬度が低下するためである。このような条件を満たす炭素鋼の材質として、ＳＡＥ１０７０等がある。   In addition, as a material of the above-described thrust inner ring 12a and thrust outer ring 12b, carbon steel having a carbon content of 0.4% by weight or more and 1.2% by weight or less is used. This is because if the carbon content is less than 0.4% by weight, a hardness sufficient to satisfy the bearing life cannot be obtained in the quenching process described later. On the other hand, if the carbon content is greater than 1.2% by weight, the amount of retained austenite that remains as austenite without being martensite after quenching increases, and as a result, the hardness also decreases in this case. As a material of carbon steel that satisfies such conditions, there is SAE1070.

次に、上記したスラスト内輪１２ａおよびスラスト外輪１２ｂを備えるスラストころ軸受の構成について説明する。図３は、図１に示すスラスト内輪１２ａおよび図２に示すスラスト外輪１２ｂを備えるスラストころ軸受の要部を示す断面図である。図３を参照して、スラストころ軸受１１は、軌道輪としてのスラスト内輪１２ａおよびスラスト外輪１２ｂと、複数のころ１３と、複数のころ１３を保持する保持器１４とを備える。   Next, the structure of a thrust roller bearing provided with the above-described thrust inner ring 12a and thrust outer ring 12b will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main part of a thrust roller bearing including the thrust inner ring 12a shown in FIG. 1 and the thrust outer ring 12b shown in FIG. Referring to FIG. 3, the thrust roller bearing 11 includes a thrust inner ring 12 a and a thrust outer ring 12 b as raceway rings, a plurality of rollers 13, and a cage 14 that holds the plurality of rollers 13.

スラスト内輪１２ａおよびスラスト外輪１２ｂは、軌道面１６ａ、１６ｂが対面するように配置される。複数のころ１３は、その間に配置され、軌道面１６ａ、１６ｂに設けられたクラウニング部１７ａ、１７ｂを転走する。すなわち、ころ１３が転走する際には、ころ１３の転動面１８とスラスト内輪１２ａおよびスラスト外輪１２ｂのクラウニング部１７ａ、１７ｂとが当接することになる。   The thrust inner ring 12a and the thrust outer ring 12b are arranged so that the raceway surfaces 16a and 16b face each other. The plurality of rollers 13 are arranged between them and roll on crowning portions 17a and 17b provided on the raceway surfaces 16a and 16b. That is, when the roller 13 rolls, the rolling surface 18 of the roller 13 comes into contact with the crowning portions 17a and 17b of the thrust inner ring 12a and the thrust outer ring 12b.

次に、上記したスラスト内輪１２ａの製造方法の一例について説明する。図４は、スラスト内輪１２ａの製造方法の概略を示すフローチャートである。図１および図４を参照して、上記したスラスト内輪１２ａの製造方法について、説明する。まず、一連の製造方法を簡単に説明すると、始めに、スラスト内輪１２ａの素材となる上記した材質の平板状の鋼板を用意し（図４（Ａ））、打ち抜き刃を有するプレスによって外径を打ち抜く（図４（Ｂ））。その後、バーリング加工によって、スラスト内輪１２ａの径方向中央部を開口するとともに、内径側に鍔部１５ａを設ける（図４（Ｃ））。次に、スラスト内輪１２ａの軌道面１６ａに、後述するクラウニング形成装置を用いてクラウニング部１７ａを形成する（図４（Ｄ））。その後、クラウニング部１７ａが形成されたスラスト内輪１２ａを加熱処理した後、後述する焼入れプレス装置を用いて焼入れ処理を施し（図４（Ｅ））、焼戻しを施す（図４（Ｆ））。スケール落としを施した後（図４（Ｇ））、最後に、このようにして得られたスラスト内輪１２ａを洗浄し（図４（Ｈ））、所望のスラスト内輪１２ａを得る。なお、スラスト外輪１２ｂについても、同様の製造工程で製造される。   Next, an example of a method for manufacturing the thrust inner ring 12a will be described. FIG. 4 is a flowchart showing an outline of a method for manufacturing the thrust inner ring 12a. With reference to FIG. 1 and FIG. 4, the manufacturing method of the above-described thrust inner ring 12a will be described. First, a series of manufacturing methods will be briefly described. First, a plate-shaped steel plate of the above-described material that is a material of the thrust inner ring 12a is prepared (FIG. 4A), and the outer diameter is reduced by a press having a punching blade. Punching is performed (FIG. 4B). Thereafter, the central portion in the radial direction of the thrust inner ring 12a is opened by burring, and the flange portion 15a is provided on the inner diameter side (FIG. 4C). Next, a crowning portion 17a is formed on the raceway surface 16a of the thrust inner ring 12a using a crowning forming device described later (FIG. 4D). Thereafter, the thrust inner ring 12a on which the crowning portion 17a is formed is heat-treated, and then subjected to a quenching process using a quenching press apparatus described later (FIG. 4 (E)) and tempering (FIG. 4 (F)). After scale reduction (FIG. 4G), finally, the thrust inner ring 12a thus obtained is washed (FIG. 4H) to obtain the desired thrust inner ring 12a. The thrust outer ring 12b is also manufactured in the same manufacturing process.

次に、上記した製造工程のうち、図４（Ｄ）に示すクラウニング形成工程、図４（Ｅ）に示す焼入れ工程について、詳細に説明する。   Next, among the manufacturing steps described above, the crowning forming step shown in FIG. 4D and the quenching step shown in FIG.

まず、図４（Ｄ）に示すクラウニング形成工程について説明する。図５は、上記したクラウニング形成工程において使用されるクラウニング形成装置を示す概略断面図である。まず、図５を参照して、クラウニング形成装置２１の構成について説明すると、クラウニング形成装置２１は、上側に位置する凸状プレス冶具２２と、下側に位置する凹状プレス冶具２３とを備える。凸状プレス冶具２２は、スラスト内輪１２ａと位置決めを行う固定部２４と、凹状プレス冶具２３との位置決めを行う係合部２５と、軌道面１６ａの反対側の面１９からスラスト内輪１２ａを押す凸状クラウニング成型部２６とを備える。凹状プレス冶具２３は、スラスト内輪１２ａを固定し位置決めを行う固定孔２７と、凸状プレス冶具２２との位置決めを行う係合部２８と、軌道面１６ａに形成されるクラウニング部１７ａの形状に沿う凹状クラウニング形成部２９とを備える。なお、図５において、係合部２５は凹状であり、係合部２８は凸状であるが、凹凸形状は、いずれに設けられていても構わず、互いに係合することにより、凸状プレス冶具２２と凹状プレス冶具２３との位置決めができればよい。   First, the crowning forming step shown in FIG. FIG. 5 is a schematic sectional view showing a crowning forming apparatus used in the above-described crowning forming step. First, the configuration of the crowning forming device 21 will be described with reference to FIG. 5. The crowning forming device 21 includes a convex press jig 22 located on the upper side and a concave press jig 23 located on the lower side. The convex press jig 22 is a convex part that presses the thrust inner ring 12a from the fixing part 24 that positions the thrust inner ring 12a, the engaging part 25 that positions the concave press jig 23, and the surface 19 opposite to the raceway surface 16a. And a crowned molding part 26. The concave press jig 23 follows the shape of a fixing hole 27 for fixing and positioning the thrust inner ring 12a, an engaging portion 28 for positioning with the convex press jig 22, and a crowning portion 17a formed on the raceway surface 16a. And a concave crowning forming portion 29. In FIG. 5, the engaging portion 25 is concave and the engaging portion 28 is convex. However, the concave and convex shapes may be provided on either side, and the convex presses are formed by engaging each other. What is necessary is just to be able to position the jig 22 and the concave press jig 23.

次に、スラスト内輪１２ａの軌道面１６ａに、クラウニング部１７ａを形成する方法について説明する。まず、内径側に鍔部１５ａを有するスラスト内輪１２ａを、凹状プレス冶具２３の固定孔２７に、鍔部１５ａが固定孔２７の内径面にはめあうように取り付ける。次に、凸状プレス冶具２２を、図５中の矢印Ｂの方向に移動させる。そうすると、凸状クラウニング形成部２６が、スラスト内輪１２ａの軌道面１６ａの径方向中央部における反対側の面１９を押し込んでいく。そうすると、凹状クラウニング形成部２９に沿うような形状で、スラスト内輪１２ａの軌道面１６ａの径方向中央部に、クラウニング部１７ａが形成される。この場合、係合部２５、係合部２８により、クラウニング部１７ａが形成される径方向の位置は、大きくずれることはない。   Next, a method for forming the crowning portion 17a on the raceway surface 16a of the thrust inner ring 12a will be described. First, the thrust inner ring 12 a having the flange portion 15 a on the inner diameter side is attached to the fixing hole 27 of the concave press jig 23 so that the flange portion 15 a fits the inner diameter surface of the fixing hole 27. Next, the convex press jig 22 is moved in the direction of arrow B in FIG. Then, the convex crowning forming portion 26 pushes the surface 19 on the opposite side at the radial center of the raceway surface 16a of the thrust inner ring 12a. Then, the crowning portion 17a is formed at the radial center of the raceway surface 16a of the thrust inner ring 12a in a shape that follows the concave crowning forming portion 29. In this case, the radial position where the crowning portion 17a is formed by the engaging portion 25 and the engaging portion 28 does not deviate greatly.

なお、軌道面１６ａに設けられるクラウニング部１７ａの形状について、精度を求めない場合には、図６で示すようなクラウニング形成装置３１によって、スラスト内輪１２ａの軌道面１６ａに、クラウニング部１７ａを形成することにしてもよい。図６は、図５に示すクラウニング形成装置２１の他の態様であるクラウニング形成装置３１を示す概略断面図である。図５および図６を参照して、クラウニング形成装置３１と図５に示したクラウニング形成装置２１との相違は、凹状プレス冶具３３に、凹状クラウニング形成部２９の代わりに、逃げ部３５が設けられている点である。このような構成とすることにより、凸状プレス冶具３２に備えられた凸状クラウニング形成部３４を軌道面１６ａの反対側の面１９に押し当てて、クラウニング部１７ａを形成した場合、凸状クラウニング形成部３４の形状のみに沿って、クラウニング部１７ａが形成されることになる。この場合、軌道面１６ａ側に形成されるクラウニング部１７ａの形状は、フリーな状態で形成されるため、クラウニング部１７ａの形状の精度を確保することは困難であるが、容易に、クラウニング部１７ａを形成することができる。   Note that when the accuracy of the shape of the crowning portion 17a provided on the raceway surface 16a is not required, the crowning portion 17a is formed on the raceway surface 16a of the thrust inner ring 12a by the crowning forming device 31 as shown in FIG. You may decide. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a crowning forming apparatus 31 which is another embodiment of the crowning forming apparatus 21 shown in FIG. Referring to FIGS. 5 and 6, the difference between crowning forming device 31 and crowning forming device 21 shown in FIG. 5 is that concave pressing jig 33 is provided with relief portion 35 instead of concave crowning forming portion 29. It is a point. With such a configuration, when the convex crowning forming portion 34 provided in the convex press jig 32 is pressed against the surface 19 opposite to the raceway surface 16a to form the crowning portion 17a, the convex crowning is formed. The crowning portion 17a is formed along only the shape of the forming portion 34. In this case, since the shape of the crowning portion 17a formed on the raceway surface 16a side is formed in a free state, it is difficult to ensure the accuracy of the shape of the crowning portion 17a, but the crowning portion 17a can be easily obtained. Can be formed.

次に、図４（Ｅ）に示す焼入れ工程で使用する焼入れプレス装置について説明する。図７は、焼入れ工程で使用される焼入れプレス装置３６を示す概略断面図である。まず、図７を参照して、焼入れプレス装置３６の構成について説明すると、焼入れプレス装置３６は、金型の上型に該当する上型焼入れプレス冶具３７と、金型の下型に該当する下型焼入れプレス冶具３８とを備える。上型焼入れプレス冶具３７は、上記したクラウニング形成装置２１、３１における凸状プレス冶具２２、３２と同様に、スラスト内輪１２ａの径方向の位置決めおよび固定を行う固定部と、係合部とを備える。また、下型焼入れプレス冶具３８も、クラウニング形成装置２１、３１に含まれる凹状プレス冶具２３、３３と同様に、スラスト内輪１２ａの位置決めおよび固定を行う固定孔と、係合部とを備える。上型焼入れプレス冶具３７および下型焼入れプレス冶具３８には、その内部において周方向に連結する冷却孔３９、４０が設けられている。また、下型焼入れプレス冶具３８には、スラスト内輪１２ａが取り付けられた際に、軌道面１６ａに設けられたクラウニング部１７ａと干渉しないように、逃げ部４１が設けられている。このような逃げ部４１を設けることにより、クラウニング形成工程で形成したクラウニング部１７ａの形状を損なうことはない。また、逃げ部４１には、外部から焼入れ液体または焼入れ気体等の冷却媒体を送り込むため、下型焼入れプレス冶具３８の内部を通って外部と通じる注入孔４２が設けられている。   Next, a quenching press apparatus used in the quenching step shown in FIG. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a quenching press device 36 used in the quenching process. First, the configuration of the quenching press device 36 will be described with reference to FIG. 7. The quenching press device 36 includes an upper mold quenching press jig 37 corresponding to the upper mold of the mold and a lower mold corresponding to the lower mold of the mold. A mold quenching press jig 38. Similar to the convex press jigs 22 and 32 in the above-described crowning forming devices 21 and 31, the upper quenching press jig 37 includes a fixing portion that performs positioning and fixing in the radial direction of the thrust inner ring 12a, and an engagement portion. . Similarly to the concave press jigs 23 and 33 included in the crowning forming devices 21 and 31, the lower die quenching press jig 38 also includes a fixing hole for positioning and fixing the thrust inner ring 12 a and an engaging portion. The upper die quenching press jig 37 and the lower die quenching press jig 38 are provided with cooling holes 39 and 40 that are connected to each other in the circumferential direction. In addition, the lower mold quenching press jig 38 is provided with an escape portion 41 so as not to interfere with the crowning portion 17a provided on the raceway surface 16a when the thrust inner ring 12a is attached. By providing such a relief portion 41, the shape of the crowning portion 17a formed in the crowning forming step is not impaired. In addition, the escape portion 41 is provided with an injection hole 42 that communicates with the outside through the inside of the lower quenching press jig 38 in order to send a cooling medium such as a quenching liquid or a quenching gas from the outside.

次に、上記した焼入れプレス装置３６を用いて、スラスト内輪１２ａに焼入れ（加熱処理および焼入れ処理）を行う方法について説明する。まず、軌道面１６ａにクラウニング部１７ａが形成されたスラスト内輪１２ａを、所定の温度まで加熱する。ここで、スラスト内輪１２ａの加熱は、誘導コイル等を利用して、これに通電を行うことにより昇温する誘導加熱を行う。こうすることにより、極めて短時間で、所定の温度までスラスト内輪１２ａを昇温することができる。特に、スラスト内輪１２ａは、薄板状であるため、このような加熱方法においても、数秒程度で昇温することができる。   Next, a method for performing quenching (heating treatment and quenching treatment) on the thrust inner ring 12a using the above-described quenching press device 36 will be described. First, the thrust inner ring 12a in which the crowning portion 17a is formed on the raceway surface 16a is heated to a predetermined temperature. Here, the thrust inner ring 12a is heated by induction heating using an induction coil or the like to energize the inner coil 12a. By doing so, the thrust inner ring 12a can be heated to a predetermined temperature in a very short time. In particular, since the thrust inner ring 12a has a thin plate shape, even in such a heating method, the temperature can be raised in about several seconds.

次に、加熱したスラスト内輪１２ａを、下型焼入れプレス冶具３８にセットする。その後、上型焼入れプレス冶具３７を下方向に移動させて、上型焼入れプレス冶具３７および下型焼入れプレス冶具３８によりスラスト内輪１２ａを拘束した状態で、冷却し焼入れする。この時、冷却孔３９、４０に水等の液体や冷却用の気体を流して、上型焼入れプレス冶具３７および下型焼入れプレス冶具３８を冷却することにより、両焼入れプレス冶具の温度を加熱することなく一定温度にしながら、スラスト内輪１２ａを安定して焼入れを行うことができる。   Next, the heated thrust inner ring 12 a is set on the lower mold quenching press jig 38. Thereafter, the upper die quenching press jig 37 is moved downward, and the thrust inner ring 12a is constrained by the upper die quenching press jig 37 and the lower die quenching press jig 38 and cooled and quenched. At this time, a liquid such as water or a cooling gas is allowed to flow through the cooling holes 39 and 40 to cool the upper quenching press jig 37 and the lower quenching press jig 38, thereby heating the temperatures of both quenching press jigs. The thrust inner ring 12a can be hardened stably while keeping the temperature constant.

このように、加熱処理および焼入れ処理を行うことにより、クラウニング部１７ａの形状を損なうことはない。また、スラスト内輪１２ａを拘束した状態で冷却して焼入れを行っているため、スラスト内輪１２ａのそりやうねりを低減することができる。したがって、後の工程において、サイジングやプレステンパーなどのそり直し加工を施す必要はない。さらに、上型焼入れプレス冶具３７および下型焼入れプレス冶具３８といった金型を、冷却媒体として焼入れを行うことができるため、均一にスラスト内輪１２ａを焼入れすることができる。そうすると、スラスト内輪１２ａを均一な硬度分布とすることができ、転動疲労寿命等の点において有利な結晶組織の構造を、スラスト内輪１２ａの内部層および表面層に形成することができる。結晶構造の詳細については、後述する。   Thus, the shape of the crowning part 17a is not impaired by performing the heat treatment and the quenching treatment. Further, since the quenching is performed by cooling in a state where the thrust inner ring 12a is constrained, warpage and undulation of the thrust inner ring 12a can be reduced. Therefore, it is not necessary to re-shave such as sizing or press temper in the subsequent process. Furthermore, since the molds such as the upper quenching press jig 37 and the lower quenching press jig 38 can be quenched as a cooling medium, the thrust inner ring 12a can be uniformly quenched. As a result, the thrust inner ring 12a can have a uniform hardness distribution, and a crystal structure structure that is advantageous in terms of rolling fatigue life and the like can be formed in the inner layer and the surface layer of the thrust inner ring 12a. Details of the crystal structure will be described later.

なお、注入孔４２を通じて、外部側から逃げ部４１に、冷却媒体を送り込み、スラスト内輪１２ａに直接、冷却媒体を接触されるようにしてもよい。こうすることにより、スラスト内輪１２ａに対して、冷却を促進することができる。この場合、上型焼入れプレス冶具３７および下型焼入れプレス冶具３８内によって、スラスト内輪１２ａは拘束されているため、そりやうねりが発生するおそれはない。なお、注入孔４２は、複数設けてもよく、また、上型焼入れプレス冶具３７側に設けてもよい。   Alternatively, the cooling medium may be sent from the outside to the escape portion 41 through the injection hole 42 so that the cooling medium is directly brought into contact with the thrust inner ring 12a. By doing so, cooling can be promoted with respect to the thrust inner ring 12a. In this case, since the thrust inner ring 12a is constrained by the upper mold quenching press jig 37 and the lower mold quenching press jig 38, there is no possibility of warping or undulation. A plurality of injection holes 42 may be provided, or may be provided on the upper quenching press jig 37 side.

また、冷却孔３９、４０を上型焼入れプレス冶具３７等に設けられない場合や、加熱量が大きく、冷却孔３９等を利用した冷却のみでは十分ではない場合、図８に示すように、焼入れプレス装置４３の上型焼入れプレス冶具４４および下型焼入れプレス冶具４５の側面に、放熱用の冷却フィン４６、４７を設けてもよい。このように構成された焼入れプレス装置４３を用いると、冷却性能がより向上する。   In addition, when the cooling holes 39 and 40 are not provided in the upper quenching press jig 37 or the like, or when the heating amount is large and cooling alone using the cooling holes 39 or the like is not sufficient, as shown in FIG. Cooling fins 46 and 47 for radiating heat may be provided on the side surfaces of the upper mold quenching press jig 44 and the lower mold quenching press jig 45 of the press device 43. If the quenching press apparatus 43 comprised in this way is used, cooling performance will improve more.

なお、上記した同様の工程で、スラスト外輪１２ｂを製造することもできる。図９は、クラウニング形成工程の際に使用されるクラウニング形成装置５１の概略断面図である。図９を参照して、クラウニング形成装置５１は、凸状プレス冶具５２と、凹状プレス冶具５３とを備え、凸状プレス冶具５２は、固定部５４と、係合部５５と、凸状クラウニング形成部５６とを有する。また、凹状プレス冶具５３は、固定孔５７と、係合部５８と、凹状クラウニング形成部５９とを備える。   The thrust outer ring 12b can also be manufactured by the same process as described above. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a crowning forming apparatus 51 used in the crowning forming step. Referring to FIG. 9, the crowning forming device 51 includes a convex press jig 52 and a concave press jig 53, and the convex press jig 52 includes a fixing portion 54, an engaging portion 55, and a convex crowning formation. Part 56. The concave press jig 53 includes a fixing hole 57, an engagement portion 58, and a concave crowning forming portion 59.

次に、スラスト外輪１２ｂにクラウニング部を形成する方法について説明すると、まず、凹状プレス冶具５３にスラスト外輪１２ｂを取り付ける。次に、上方に位置する凸状プレス冶具５２を下方向に移動させ、スラスト外輪１２ｂの軌道面１６ｂの反対側の面から凸状クラウニング形成部５６を押し当てると、スラスト外輪１２ｂの軌道面１６ｂに、凸状のクラウニング部１７ｂが形成される。   Next, a method for forming the crowning portion on the thrust outer ring 12 b will be described. First, the thrust outer ring 12 b is attached to the concave press jig 53. Next, when the convex pressing jig 52 located above is moved downward and the convex crowning forming portion 56 is pressed from the surface opposite to the raceway surface 16b of the thrust outer ring 12b, the raceway surface 16b of the thrust outer ring 12b is pressed. In addition, a convex crowning portion 17b is formed.

このようにして、スラスト外輪１２ｂに、クラウニング部１７ｂを形成し、スラスト内輪１２ａと同様に加熱および焼入れを行って、スラスト外輪１２ｂを製造する。   In this way, the crowning portion 17b is formed on the thrust outer ring 12b, and heating and quenching are performed in the same manner as the thrust inner ring 12a to manufacture the thrust outer ring 12b.

また、上記の実施の形態については、クラウニング形成工程を行った後に、加熱工程および焼入れ工程を行うことにしたが、これに限らず、クラウニング形成工程および焼入れ工程を、同じ金型を用いて行うことにしてもよい。   Moreover, about said embodiment, after performing the crowning formation process, it decided to perform a heating process and a quenching process, However, Not only this but a crowning formation process and a quenching process are performed using the same metal mold | die. You may decide.

図１０は、クラウニング形成工程と焼入れ工程を同じ金型を用いて行う場合に使用するクラウニング形成兼焼入れプレス装置を示す断面図である。図１０を参照して、まず、クラウニング形成兼焼入れプレス装置６１の構成について説明する。クラウニング形成兼焼入れプレス装置６１は、凸状焼入れプレス冶具６２と、凹状焼入れプレス冶具６３とを備える。凸状焼入れプレス冶具６２は、上記したクラウニング形成装置２１に備えられた凸状プレス冶具２２と同様に、固定部６４と、係合部６５と、凸状クラウニング形成部６６とを有する。また、焼入れプレス装置３６に備えられた上型焼入れプレス冶具３７と同様に、冷却孔６７を有する。凹状焼入れプレス冶具６３についても、上記したクラウニング形成装置２１に備えられた凹状プレス冶具２３と同様に、固定孔６８と、係合部６９と、凹状クラウニング形成部７０とを有する。また、焼入れプレス装置３６に備えられた下型焼入れプレス冶具３８と同様に、冷却孔７１を有する。   FIG. 10 is a cross-sectional view showing a crowning forming and quenching press apparatus used when the crowning forming step and the quenching step are performed using the same mold. With reference to FIG. 10, first, the configuration of the crowning formation and quenching press apparatus 61 will be described. The crowning formation and quenching press device 61 includes a convex quenching press jig 62 and a concave quenching press jig 63. Similar to the convex press jig 22 provided in the above-described crowning forming device 21, the convex quenching press jig 62 includes a fixing portion 64, an engaging portion 65, and a convex crowning forming portion 66. Further, similar to the upper quenching press jig 37 provided in the quenching press device 36, the cooling hole 67 is provided. The concave quenching press jig 63 also has a fixing hole 68, an engaging portion 69, and a concave crowning forming portion 70, like the concave press jig 23 provided in the crowning forming device 21 described above. Further, similar to the lower mold quenching press jig 38 provided in the quenching press device 36, the cooling hole 71 is provided.

次に、クラウニング形成工程と焼入れ工程を同じ金型を用いて行う方法について、図１０を参照して説明する。まず、クラウニング形状が形成されていないスラスト内輪１２ａを、誘導コイル等で加熱する。その後、クラウニング形成兼焼入れプレス装置６１の凹状焼入れプレス冶具６３に取り付ける。次に、凸状焼入れプレス冶具６２を下方向に移動させ、スラスト内輪１２ａを加圧する。そうすると、凸状焼入れプレス冶具６２に設けられた凸状クラウニング形成部６６および凹状焼入れプレス冶具６３に設けられた凹状クラウニング形成部７０により、スラスト内輪１２ａの径方向中央部に、凹状クラウニング形成部７０の形状に沿ったクラウニング部１７ａが形成される。   Next, a method of performing the crowning forming step and the quenching step using the same mold will be described with reference to FIG. First, the thrust inner ring 12a in which the crowning shape is not formed is heated with an induction coil or the like. Then, it is attached to the concave quenching press jig 63 of the crowning forming and quenching press device 61. Next, the convex quenching press jig 62 is moved downward to pressurize the thrust inner ring 12a. Then, the concave crowning forming portion 70 provided in the radial center portion of the thrust inner ring 12a is formed by the convex crowning forming portion 66 provided in the convex quenching press jig 62 and the concave crowning forming portion 70 provided in the concave quenching press jig 63. A crowning portion 17a is formed along the shape.

ここで、凸状焼入れプレス冶具６２および凹状焼入れプレス冶具６３によって、スラスト内輪１２ａは拘束される。この状態で、冷却孔６７、７１に冷却媒体を送り込み、凸状焼入れプレス冶具６２および凹状焼入れプレス冶具６３を冷却して両プレス冶具６２、６３の温度を安定させて、スラスト内輪１２ａを冷却し、焼入れを行う。   Here, the thrust inner ring 12 a is restrained by the convex quenching press jig 62 and the concave quenching press jig 63. In this state, the cooling medium is fed into the cooling holes 67 and 71, the convex quenching press jig 62 and the concave quenching press jig 63 are cooled, the temperature of the press jigs 62 and 63 is stabilized, and the thrust inner ring 12a is cooled. , Quenching.

こうすることにより、クラウニング形成工程および焼入れ工程を同時に行うことができる。そうすると、焼入れ工程において使用される焼入れプレス６２、６３を使用し、同じ金型で軌道輪の軌道面にクラウニング形状を形成することができる。その結果、上記した効果、すなわち、均一な硬度分布、転動疲労寿命等の点における有利な結晶構造、スラスト内輪１２ａのそり、うねりの低減に加え、クラウニング形成工程におけるクラウニング形成装置を省略することができ、製造工程および製造設備の削減を図ることができる。特に、クラウニング部１７ａの形状に沿って、凸状焼入れプレス冶具６２および凹状焼入れプレス冶具６３がスラスト内輪１２ａを拘束して焼入れを行っているため、精度よくクラウニング部１７ａを形成することができる。   By carrying out like this, a crowning formation process and a quenching process can be performed simultaneously. Then, the quenching presses 62 and 63 used in the quenching process can be used to form a crowning shape on the raceway surface of the raceway ring with the same mold. As a result, in addition to the above-mentioned effects, that is, an advantageous crystal structure in terms of uniform hardness distribution, rolling fatigue life, etc., warpage of the thrust inner ring 12a, reduction of waviness, omission of the crowning forming apparatus in the crowning forming step is omitted. It is possible to reduce the number of manufacturing processes and manufacturing equipment. In particular, since the convex quenching press jig 62 and the concave quenching press jig 63 restrain the thrust inner ring 12a along the shape of the crowning portion 17a and perform quenching, the crowning portion 17a can be formed with high accuracy.

なお、この場合においても、冷却孔６７、７１の冷却能力だけでは不十分である場合には、図１１で示すように、クラウニング形成兼焼入れプレス装置７２の凸状焼入れプレス冶具７３および凹状焼入れプレス冶具７４に冷却フィン７５、７６を設けることにより、冷却性能を向上させることにしてもよい。   Even in this case, if the cooling capacity of the cooling holes 67 and 71 is not sufficient, as shown in FIG. 11, the convex quenching press jig 73 and the concave quenching press of the crowning forming and quenching press device 72 are used. The cooling performance may be improved by providing the cooling fins 75 and 76 on the jig 74.

また、上記した図８に示す焼入れプレス装置４３と同様に、クラウニング部の形状について、精度を要求しない場合には、図１２に示すように、クラウニング形成兼焼入れプレス装置７７の凹状焼入れプレス冶具７８に、逃げ部７９を設けるだけでもよい。なお、逃げ部７９と外部に通じる注入孔８０を設け、この注入孔８０を利用して、冷却媒体を流し込むことにしてもよい。   Further, as in the case of the quenching press device 43 shown in FIG. 8, when the accuracy of the shape of the crowning portion is not required, as shown in FIG. 12, the concave quenching press jig 78 of the crowning forming and quenching press device 77 is used. In addition, the escape portion 79 may be provided only. An injection hole 80 communicating with the escape portion 79 and the outside may be provided, and the cooling medium may be poured using the injection hole 80.

スラスト外輪１２ｂを製造する際も同様に、クラウニング形成工程および焼入れ工程を同時に行うことができる。図１３は、この場合に使用されるクラウニング形成兼焼入れプレス装置を表す概略断面図である。図１３を参照して、クラウニング形成兼焼入れプレス装置８１は、凸状焼入れプレス冶具８２と、凹状焼入れプレス冶具８３とを備える。凸状焼入れプレス冶具８２は、上記と同様、固定部８４と、係合部８５と、凸状クラウニング形成部８６とを有し、かつ、冷却孔８７および冷却能力の向上のための冷却フィン８８を有する。凹状焼入れプレス冶具８３についても同様に、固定孔８９と、係合部９０と、凹状クラウニング形成部９１とを有し、かつ、冷却孔９２および冷却能力の向上のための冷却フィン９３とを有する。スラスト外輪１２ｂを誘導コイル等によって加熱し、凹状焼入れプレス冶具８３に取り付け、凸状焼入れプレス冶具８２を下方向に移動して、クラウニング部１７ｂを形成する。また、これと同時に冷却孔８７、９２に冷却媒体を流し、焼入れを行う。   Similarly, when manufacturing the thrust outer ring 12b, the crowning forming step and the quenching step can be performed simultaneously. FIG. 13 is a schematic sectional view showing a crowning forming and quenching press apparatus used in this case. Referring to FIG. 13, the crowning and quenching press device 81 includes a convex quenching press jig 82 and a concave quenching press jig 83. Similarly to the above, the convex quenching press jig 82 has a fixing portion 84, an engaging portion 85, and a convex crowning forming portion 86, and has a cooling hole 87 and a cooling fin 88 for improving the cooling capacity. Have Similarly, the concave quenching press jig 83 has a fixing hole 89, an engaging portion 90, a concave crowning forming portion 91, and a cooling hole 92 and a cooling fin 93 for improving the cooling capacity. . The thrust outer ring 12b is heated by an induction coil or the like, attached to the concave quenching press jig 83, and the convex quenching press jig 82 is moved downward to form the crowning portion 17b. At the same time, a cooling medium is poured into the cooling holes 87 and 92 to perform quenching.

次に、このようにして得られたスラスト内輪１２ａ等の軌道輪の内部層および表面層の組織構造について説明する。   Next, the structure of the inner layer and the surface layer of the bearing ring such as the thrust inner ring 12a obtained in this way will be described.

また、図１４に、焼入れ処理とクラウニング形成処理を同じ金型で行う製造方法の概略フローチャートを示す。   FIG. 14 shows a schematic flowchart of a manufacturing method in which the quenching process and the crowning forming process are performed with the same mold.

上記したように、軌道輪には、図４（Ｅ）および図４（Ｆ）の工程において、誘導加熱による加熱処理および金型プレスを焼入れ媒体とした焼入れ処理が施されている。そうすると、軌道輪の内部層における旧オーステナイト結晶粒界は、非常に少なくなる。   As described above, the race is subjected to a heat treatment by induction heating and a quenching treatment using a die press as a quenching medium in the steps of FIGS. 4 (E) and 4 (F). As a result, the number of prior austenite grain boundaries in the inner layer of the raceway is very small.

ここで、軌道輪の内部におけるオーステナイト層の観察方法について説明すると、まず、軌道輪の軌道面に垂直な方向に、軌道輪を切断する。次に、切断された断面を鏡面研磨し、ピクリン酸飽和水溶液に界面活性剤を加えた液、たとえば、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 付属書１）に浸漬する。そして、鏡面研磨した面を腐食させた後、光学顕微鏡で４００倍に拡大し、その組織を観察する。   Here, the observation method of the austenite layer inside the raceway will be described. First, the raceway is cut in a direction perpendicular to the raceway surface of the raceway. Next, the cut section is mirror-polished and immersed in a solution obtained by adding a surfactant to a saturated picric acid aqueous solution, for example, a solution obtained by adding a surfactant to a picric acid saturated aqueous solution (JIS G 0551 Appendix 1). . And after corroding the mirror-polished surface, it magnifies 400 times with an optical microscope, and observes the structure | tissue.

このようにして観察された軌道輪の内部層の結晶組織の顕微鏡写真を、図１５（Ａ）、（Ｂ）に示す。ここで、図１５（Ａ）は、この発明の一実施形態に係る製造方法で製造された軌道輪の内部層の結晶組織を示す顕微鏡写真であり、図１５（Ｂ）は、従来の熱処理方法として光輝熱処理を施した軌道輪の内部層の結晶組織を示す顕微鏡写真である。なお、従来の熱処理としては、光輝熱処理炉において８５０℃で４０分間保持した後、油冷することにより焼入れを行っている。また、図１５（Ａ）を元に描いた旧オーステナイト結晶粒界の模式図を、図１６（Ａ）に、図１５（Ｂ）を元に描いた旧オーステナイト結晶粒界の模式図を、図１６（Ｂ）に示す。ここで、旧オーステナイト結晶粒界の存在比率を測定する際には、実サイズにおいて、２２５μｍ×１７５μｍの四角形状で仕切られた領域内の存在比率を測定することにしてもよい。   FIGS. 15A and 15B show micrographs of the crystal structure of the inner layer of the bearing ring thus observed. Here, FIG. 15 (A) is a micrograph showing the crystal structure of the inner layer of the bearing ring manufactured by the manufacturing method according to one embodiment of the present invention, and FIG. 15 (B) is a conventional heat treatment method. Is a photomicrograph showing the crystal structure of the inner layer of the race ring subjected to the bright heat treatment. In addition, as conventional heat treatment, quenching is performed by oil cooling after holding at 850 ° C. for 40 minutes in a bright heat treatment furnace. FIG. 16A is a schematic diagram of the former austenite crystal grain boundary drawn based on FIG. 15A. FIG. 16A is a schematic diagram of the former austenite crystal grain boundary drawn based on FIG. 16 (B). Here, when measuring the abundance ratio of prior austenite grain boundaries, the abundance ratio in a region partitioned by a square shape of 225 μm × 175 μm in the actual size may be measured.

図１５（Ａ）、（Ｂ）および図１６（Ａ）、（Ｂ）を参照して、まず、図１５（Ａ）および図１６（Ａ）において、内部層の結晶組織における旧オーステナイト結晶粒界は、ほとんど進行しておらず、全体の視野に比較して、１０％以下である。これは、上記した誘導加熱において、極めて短時間で昇温し、その後金型プレスを焼入れ媒体として焼入れしたことにより、オーステナイトの結晶化が進行せず、オーステナイト結晶粒界を生じさせなかったことによるものである。   15 (A), (B) and FIGS. 16 (A), (B), first, in FIG. 15 (A) and FIG. 16 (A), the prior austenite grain boundaries in the crystal structure of the inner layer Is hardly progressing and is 10% or less compared to the whole field of view. This is because in the induction heating described above, the temperature was raised in a very short time, and then the die press was quenched as a quenching medium, so that austenite crystallization did not progress and austenite grain boundaries were not generated. Is.

これに対し、図１５（Ｂ）および図１６（Ｂ）においては、内部層の結晶組織における旧オーステナイト結晶粒界の進行は進んでおり、ほとんどすべての視野に対し、旧オーステナイト結晶粒界が存在し、全体の視野に比較して、９０％以上である。これは、熱処理工程において、オーステナイトの結晶化が進行し、オーステナイト結晶粒界を生じさせたことによるものである。   On the other hand, in FIGS. 15B and 16B, the progress of the prior austenite grain boundaries in the crystal structure of the inner layer is progressing, and the prior austenite grain boundaries exist for almost all fields of view. However, it is 90% or more compared with the entire visual field. This is because austenite crystallization progressed and austenite grain boundaries were generated in the heat treatment step.

このような旧オーステナイト結晶粒界は、周辺組織と異なった組織構造であるため、内部起点型の亀裂が促進するおそれがある。したがって、この発明に係る焼入れ処理を行うことにより、旧オーステナイト結晶粒界を低減することができ、具体的には、全体視野の１０％以下とすることにより、内部起点型の亀裂の発生を抑制することができる。そうすると、軌道面の転動疲労寿命を長くすることができる。   Such a prior austenite grain boundary has a structure different from the surrounding structure, and therefore, there is a risk of promoting an internal origin type crack. Therefore, by performing the quenching treatment according to the present invention, the prior austenite grain boundaries can be reduced, and specifically, the occurrence of internally initiated cracks is suppressed by making the total field of view 10% or less. can do. If it does so, the rolling fatigue life of a raceway surface can be lengthened.

一方、軌道輪の表面層には、浸炭熱処理等により、鋼中のＣｒ、Ｍｎ等の合金元素と雰囲気ガス中に存在する酸素とが反応して、酸化物が形成される。ここで、最表面から酸化物が形成されている領域の最も深い部分までを含む粒界酸化層においては、周辺組織と異なった組織構造を有するため、この場合も硬度が低くなり、表面起点型の亀裂等が発生しやすくなる。   On the other hand, on the surface layer of the bearing ring, an oxide is formed by reaction of alloy elements such as Cr and Mn in steel with oxygen present in the atmosphere gas by carburizing heat treatment or the like. Here, in the grain boundary oxide layer including from the outermost surface to the deepest part of the region where the oxide is formed, since it has a structure different from the surrounding structure, the hardness is also reduced in this case, and the surface origin type Cracks and the like are likely to occur.

軌道輪の表面層における旧オーステナイト層の観察方法について説明する。まず、軌道輪を、軌道面に垂直な方向に切断する。次に、切断した面を鏡面研磨した後、研磨面を室温で３％ナイタルに浸漬して腐食させた。なお、腐食は、数秒程度で進行するが、軌道輪に使用される鋼種によって、腐食の進行状態は異なるので、腐食度合いを確認しながら浸漬する。   An observation method of the prior austenite layer in the surface layer of the raceway will be described. First, the raceway is cut in a direction perpendicular to the raceway surface. Next, the cut surface was mirror-polished, and then the polished surface was corroded by immersion in 3% night at room temperature. Although corrosion proceeds in about several seconds, the progress of the corrosion varies depending on the steel type used for the bearing ring, and soaking is performed while checking the degree of corrosion.

このようにして得られた表面層の断面を、光学顕微鏡により観察した。このときの顕微鏡写真を、図１７（Ａ）、（Ｂ）に示す。図１７（Ａ）は、この発明の一実施形態に係る製造方法で製造した軌道輪の表面層の結晶組織を示す顕微鏡写真であり、図１７（Ｂ）は、従来の熱処理方法として光輝熱処理を施した軌道輪の表面層の結晶組織を示す顕微鏡写真である。図１７（Ａ）および（Ｂ）を参照して、図１７（Ａ）においては、粒界酸化層はほとんど観察されず、最表面から少なくとも１μｍ以下である。これは、上記した誘導加熱において、極めて短時間で昇温し、その後焼入れしたことにより、表面層の酸化反応がほとんど進行しなかったことによるものである。一方、図１７（Ｂ）においては、最表面から６μｍ程度の位置まで、粒界酸化層が観察される。したがって、このように焼入れ工程を行うことにより、粒界酸化層をほどんど形成することはないため、表層起点型の亀裂の発生を抑制することができる。そうすると、軌道輪の転動疲労寿命を長くすることができる。   The cross section of the surface layer thus obtained was observed with an optical microscope. The micrographs at this time are shown in FIGS. FIG. 17 (A) is a photomicrograph showing the crystal structure of the surface layer of the race ring manufactured by the manufacturing method according to one embodiment of the present invention, and FIG. 17 (B) is a bright heat treatment as a conventional heat treatment method. It is a microscope picture which shows the crystal structure of the surface layer of the bearing ring which performed. Referring to FIGS. 17A and 17B, in FIG. 17A, the grain boundary oxide layer is hardly observed and is at least 1 μm or less from the outermost surface. This is because the oxidation reaction of the surface layer hardly progressed by raising the temperature in a short time and then quenching in the induction heating described above. On the other hand, in FIG. 17B, a grain boundary oxide layer is observed from the outermost surface to a position of about 6 μm. Therefore, by performing the quenching process in this manner, the grain boundary oxide layer is hardly formed, and therefore, generation of surface layer starting type cracks can be suppressed. If it does so, the rolling fatigue life of a bearing ring can be lengthened.

このように焼入れ工程を行うことにより、内部起点型および表層起点型の亀裂の発生を抑制することができるので、軌道輪の破損を防止することができ、転動疲労寿命を長くすることができる。   By performing the quenching process in this way, it is possible to suppress the occurrence of cracks of the internal origin type and the surface layer origin type, so that the raceway ring can be prevented from being damaged and the rolling fatigue life can be increased. .

ここで、上記したこの発明の一実施形態に係るスラストころ軸受の軌道輪の製造方法で製造された軌道輪および従来の製造方法で製造された軌道輪について、その軌道面のそり、うねりを測定した。この測定結果を表１に示す。図１８（Ａ）は、スラスト内輪１２ａを軸方向からみた図、図１８（Ｂ）は、スラスト内輪１２ａの断面図である。表１において、そり、うねりを測定した箇所は、図１８（Ａ）の点線で示すように、軌道面１６ａの軌道径の中央部である。測定器は、真円度測定器（タリロンド２６５：テーラーホブソン社製）を使用した。なお、この部分の母線形状曲線の例を、図１９に示す。   Here, with respect to the bearing ring manufactured by the method for manufacturing the bearing ring of the thrust roller bearing according to the embodiment of the present invention described above and the bearing ring manufactured by the conventional manufacturing method, the warpage and undulation of the raceway surface are measured. did. The measurement results are shown in Table 1. 18A is a view of the thrust inner ring 12a as viewed from the axial direction, and FIG. 18B is a cross-sectional view of the thrust inner ring 12a. In Table 1, the place where warpage and undulation were measured is the central portion of the track diameter of the track surface 16a as shown by the dotted line in FIG. As a measuring instrument, a roundness measuring instrument (Talirond 265: manufactured by Taylor Hobson) was used. An example of the bus shape curve of this part is shown in FIG.

表１を参照して、現行品である平板状のスラスト軌道輪のそり、うねりの平均値は、０．０７４ｍｍであるのに対し、この発明におけるスラストころ軸受の軌道輪の製造方法で製造されたクラウニング付平板状スラスト軌道輪のそり、うねりの平均値は、０．０２４ｍｍである。したがって、そり、うねりの平均値は、現行品と比較して、約１／３に低減されている。 Referring to Table 1, the average value of warpage and waviness of the flat thrust ring that is the current product is 0.074 mm, whereas it is manufactured by the method for manufacturing the ring of the thrust roller bearing according to the present invention. The average value of warpage and undulation of the flat thrust ring with a crowning is 0.024 mm. Therefore, the average value of warpage and undulation is reduced to about 1/3 compared with the current product.

また、軌道輪の硬度は、転動疲労寿命を考慮すると、一般的には、浸炭焼入焼戻処理または光輝熱処理等を行って得られる最低限の硬度であるＨＶ６５３以上が必要である。現行品の軌道輪が、ＨＶ７２０であるのに対し、この発明における製造方法で製造された軌道輪は、ＨＶ７８０であり、硬度においても、現行品よりも優れているとともに、ＨＶ６５３以上であり、転動疲労寿命を低下させることはない。   In consideration of the rolling fatigue life, the hardness of the bearing ring generally needs to be HV653 or more, which is the minimum hardness obtained by performing carburizing, quenching and tempering treatment or bright heat treatment. Whereas the current raceway ring is HV720, the raceway ring manufactured by the manufacturing method according to the present invention is HV780, which is superior to the current product in hardness, is HV653 or higher, and is rolling. It does not reduce the dynamic fatigue life.

次に、このような軌道輪を備えるスラストころ軸受の寿命を比較するための試験を行った。試験条件を表２に、試験結果を表３に示す。なお、寿命は、現行品に対する比である寿命比で算出した。   Next, a test for comparing the lifespan of a thrust roller bearing having such a bearing ring was conducted. Test conditions are shown in Table 2, and test results are shown in Table 3. The life was calculated as a life ratio, which is a ratio to the current product.

表３を参照して、現行における浸炭焼入れ処理をした平板状のスラスト軌道輪に対して、この発明に係る製造方法で製造したクラウニング付平板状スラスト軌道輪を含むスラストころ軸受は、寿命が３．８倍である。また、製造時において、クラウニング形状を設けず、焼入れプレスによる焼入れ処理を行った平板状スラスト軌道輪を含むスラストころ軸受は、現行品に対して、寿命が２．９倍程度であるため、これに対しても、より長寿命となっている。 Referring to Table 3, a thrust roller bearing including a plate-like thrust bearing ring with crowning manufactured by the manufacturing method according to the present invention has a life of 3 with respect to a plate-like thrust bearing ring subjected to carburizing and quenching treatment at present. .8 times. In addition, a thrust roller bearing including a flat thrust ring that has not been provided with a crowning shape and was quenched by a quenching press at the time of manufacture has a life of about 2.9 times that of the current product. However, it has a longer life.

また、ここで、上記したこの発明に係る製造方法で製造したスラスト内輪のクラウニング高さＳと、このようなスラスト内輪を含むスラストころ軸受の寿命との関係を試験した。なお、クラウニング高さＳとは、基準となる軌道面１６ａに対して、クラウニング部１７ａの最大高さを表し、図１における寸法Ｓで示される。図２０は、上記したこの発明に係る製造方法で製造したスラスト軌道輪のクラウニング高さＳと、このスラスト軌道輪を含むスラストころ軸受の寿命比との関係を表すグラフである。なお、ここで、寿命比とは、実際に寿命試験を行ったときに測定された寿命と、形状から算出した計算寿命との比であり、この寿命比の値が１から大きくなるほど、実寿命が長く、好ましい。また、この場合において、クラウニング高さＳがマイナスとは、図２１に示すように、たとえば、スラスト内輪９６の軌道面９７に形成されたクラウニング部９８が、軌道面９７よりも下方向に凹んでいる状態を示す。   Further, here, the relationship between the crowning height S of the thrust inner ring manufactured by the manufacturing method according to the present invention and the life of the thrust roller bearing including such a thrust inner ring was tested. The crowning height S represents the maximum height of the crowning portion 17a with respect to the reference track surface 16a, and is indicated by the dimension S in FIG. FIG. 20 is a graph showing the relationship between the crowning height S of the thrust bearing ring manufactured by the manufacturing method according to the present invention and the life ratio of the thrust roller bearing including the thrust bearing ring. Here, the life ratio is the ratio of the life measured when the life test is actually performed and the calculated life calculated from the shape. As the value of the life ratio increases from 1, the actual life is increased. Is long and preferable. Further, in this case, the crowning height S is negative, as shown in FIG. 21, for example, the crowning portion 98 formed on the raceway surface 97 of the thrust inner ring 96 is recessed downward from the raceway surface 97. Indicates the state.

図２０を参照して、クラウニング高さＳは、０．００１〜０．０１３ｍｍであれば、１よりも大きいため、長寿命を図ることができる。したがって、上記したこの発明における製造方法におけるクラウニング形成工程において、クラウニング部１７ａ等を形成する際には、スラスト内輪１２ａ等の材質、大きさ等を考慮して、クラウニング高さＳを０．００１〜０．０１３ｍｍとなるようにするとよい。   Referring to FIG. 20, if the crowning height S is 0.001 to 0.013 mm, the crowning height S is greater than 1, so a long life can be achieved. Therefore, when forming the crowning portion 17a and the like in the crowning forming step in the manufacturing method of the present invention described above, the crowning height S is set to 0.001 to 0.001 in consideration of the material, size, etc. of the thrust inner ring 12a and the like. It is good to set it as 0.013 mm.

以上より、この発明に係るスラストころ軸受の軌道輪は、その内部層のうち、旧オーステナイト結晶粒界で閉じられた領域を１０％以下とすることにより、転動疲労寿命を延ばすことができる。また、軌道面にクラウニング形状を設け、クラウニングの最大高さを０．００１〜０．０１３ｍｍの範囲とすることにより、ころの片当たりを防止し、転動疲労寿命を延ばすことができる。また、この発明に係るスラストころ軸受は、転動疲労寿命が長い軌道輪を備えるため、軸受寿命も長い。   As mentioned above, the bearing ring of the thrust roller bearing which concerns on this invention can extend a rolling fatigue life by making the area | region closed with the prior austenite grain boundary among the inner layers into 10% or less. Further, by providing a crowning shape on the raceway surface and setting the maximum height of the crowning to be in the range of 0.001 to 0.013 mm, it is possible to prevent the rollers from hitting each other and extend the rolling fatigue life. In addition, the thrust roller bearing according to the present invention includes a bearing ring having a long rolling fatigue life, and therefore has a long bearing life.

なお、上記の実施の形態においては、軌道輪を加熱処理する工程として、誘導加熱を行ったが、これに限らず、他の加熱方法により、軌道輪を加熱することにしてもよい。   In the above embodiment, induction heating is performed as the step of heat-treating the raceway. However, the present invention is not limited to this, and the raceway may be heated by another heating method.

また、上記したスラストころ軸受に含まれるころには、針状ころや棒状ころ、円筒ころ等が含まれる。また、上記した実施の形態において、スラストころ軸受は、複数のころの間隔を保持する保持器を有することとしたが、これに限らず、保持器を有しないスラストころ軸受についても、適用される。なお、上記の実施の形態においては、鍔部を有する軌道輪について説明したが、これに限らず、鍔部を有しない軌道輪についても適用される。   The rollers included in the thrust roller bearing described above include needle rollers, rod rollers, cylindrical rollers, and the like. Further, in the above-described embodiment, the thrust roller bearing has the cage that holds the interval between the plurality of rollers. However, the present invention is not limited to this, and the thrust roller bearing is also applied to a thrust roller bearing that does not have a cage. . In addition, in said embodiment, although the track ring which has a collar part was demonstrated, it is not restricted to this but is applied also to the track ring which does not have a collar part.

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。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.

この発明に係るスラストころ軸受の軌道輪およびスラストころ軸受は、寿命が長いため、長寿命が要求されるカーエアコン用コンプレッサやオートマチックトランスミッション等に有効に利用できる。   Since the bearing ring and the thrust roller bearing of the thrust roller bearing according to the present invention have a long life, they can be effectively used for a compressor for a car air conditioner or an automatic transmission that requires a long life.

この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受の軌道輪であるスラスト内輪の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the thrust inner ring | wheel which is a bearing ring of the thrust roller bearing which concerns on one Embodiment of this invention. この発明の他の実施形態に係るスラストころ軸受の軌道輪であるスラスト外輪の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the thrust outer ring which is a bearing ring of the thrust roller bearing which concerns on other embodiment of this invention. 図１に示すスラスト内輪および図２に示すスラスト外輪を備えるスラストころ軸受の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of a thrust roller bearing provided with the thrust inner ring | wheel shown in FIG. 1, and the thrust outer ring | wheel shown in FIG. スラスト内輪の製造方法の概略を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline of the manufacturing method of a thrust inner ring | wheel. スラスト内輪を製造する際に使用されるクラウニング形成装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the crowning formation apparatus used when manufacturing a thrust inner ring | wheel. 図５に示すクラウニング形成装置の他の実施形態である。It is other embodiment of the crowning formation apparatus shown in FIG. スラスト内輪を製造する際に使用される焼入れプレス装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the quenching press apparatus used when manufacturing a thrust inner ring | wheel. 図７に示す焼入れプレス装置の他の実施形態である。It is other embodiment of the quenching press apparatus shown in FIG. 図５に示すクラウニング形成装置のさらに他の実施形態である。6 is still another embodiment of the crowning forming apparatus shown in FIG. スラスト内輪を製造する際に使用されるクラウニング形成兼焼入れプレス装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of a crowning formation and quenching press apparatus used when manufacturing a thrust inner ring. 図１０に示すクラウニング形成兼焼入れプレス装置の他の実施形態である。It is other embodiment of the crowning formation and quenching press apparatus shown in FIG. 図１０に示すクラウニング形成兼焼入れプレス装置のさらに他の実施形態である。It is further another embodiment of the crowning formation and quenching press apparatus shown in FIG. 図１０に示すクラウニング形成兼焼入れプレス装置のさらに他の実施形態である。It is further another embodiment of the crowning formation and quenching press apparatus shown in FIG. スラスト内輪の他の製造方法の概略を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline of the other manufacturing method of a thrust inner ring | wheel. スラスト内輪の内部層の結晶組織の観察写真であり、（Ａ）従来における光輝熱処理による熱処理を施した軌道輪、（Ｂ）この発明に係る焼入れ処理を施した軌道輪を示す。It is the observation photograph of the crystal structure of the inner layer of a thrust inner ring, (A) The raceway ring which performed the heat processing by the bright heat processing in the past, (B) The raceway ring which performed the quenching process which concerns on this invention is shown. 図１５（Ａ）、（Ｂ）に表された内部組織の模式図である。It is a schematic diagram of the internal structure | tissue represented to FIG. 15 (A) and (B). スラスト内輪の表面層の結晶組織の観察写真であり、（Ａ）従来における光輝熱処理による熱処理を施した軌道輪、（Ｂ）この発明に係る焼入れ処理を施した軌道輪を示す。It is the observation photograph of the crystal structure of the surface layer of a thrust inner ring, (A) The raceway ring which performed the heat processing by the bright heat processing in the past, (B) The raceway ring which performed the quenching process which concerns on this invention is shown. スラスト軌道輪のそり、うねりを測定する箇所を示す図であり、（Ａ）スラスト軌道輪を軸方向からみた図、（Ｂ）スラスト軌道輪の断面図である。It is a figure which shows the location which measures the curvature of a thrust track ring, and a wave | undulation, (A) The figure which looked at the thrust track ring from the axial direction, (B) It is sectional drawing of a thrust track ring. 軌道面のそり、うねりの母線形状曲線の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the curve shape curve of the curvature of a track surface, and a wave | undulation. スラスト軌道輪のクラウニング高さＳと、スラスト軌道輪を含むスラストころ軸受の寿命比との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the crowning height S of a thrust track ring and the life ratio of the thrust roller bearing including a thrust track ring. クラウニング部がマイナスの値を示すスラスト内輪の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the thrust inner ring | wheel where a crowning part shows a negative value. 従来における鍔付スラストころ軸受の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the conventional thrust roller bearing with a flange. 従来における平板状のスラストころ軸受の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the conventional flat thrust roller bearing. 従来におけるスラストころ軸受の軌道輪の製造方法の概略を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline of the manufacturing method of the bearing ring of the conventional thrust roller bearing.

符号の説明Explanation of symbols

１１ スラストころ軸受、１２ａ，９６ スラスト内輪、１２ｂ スラスト外輪、１３ ころ、１４ 保持器、１５ａ，１５ｂ 鍔部、１６ａ，１６ｂ，９７ 軌道面、１７ａ，１７ｂ，９８ クラウニング部、１８ 転動面、１９ 面、２０ 中央部、２１，３１，５１ クラウニング形成装置、２２，３２，５２ 凸状プレス冶具、２３，３３，５３ 凹状プレス冶具、２４，５４，６４，８４ 固定部、２５，２８，５５，５８，６５，６９，８５，９０ 係合部、２６，３４，５６，６６，８６ 凸状クラウニング形成部、２７，５７，６８，８９ 固定孔、２９，５９，７０，９１ 凹状クラウニング形成部、３５，４１，７９ 逃げ部、３６，４３ 焼入れプレス装置、３７，４４ 上型焼入れプレス冶具、３８，４５ 下型焼入れプレス冶具、３９，４０，６７，７１，８７，９２ 冷却孔、４２，８０ 注入孔、４６，４７，７５，７６，８８，９３ 冷却フィン、６１，７２，７７，８１ クラウニング形成兼焼入れプレス装置、６２，７３，８２ 凸状焼入れプレス冶具、６３，７４，７８，８３ 凹状焼入れプレス冶具。   11 Thrust roller bearing, 12a, 96 Thrust inner ring, 12b Thrust outer ring, 13 Roller, 14 Cage, 15a, 15b Saddle, 16a, 16b, 97 Raceway surface, 17a, 17b, 98 Crowning part, 18 Rolling surface, 19 Surface, 20 central part, 21, 31, 51 crowning forming device, 22, 32, 52 convex press jig, 23, 33, 53 concave press jig, 24, 54, 64, 84 fixing part, 25, 28, 55, 58, 65, 69, 85, 90 engaging part, 26, 34, 56, 66, 86 convex crowning forming part, 27, 57, 68, 89 fixing hole, 29, 59, 70, 91 concave crowning forming part, 35, 41, 79 relief part, 36, 43 quenching press device, 37, 44 upper mold quenching press jig, 38, 45 lower quenching press jig, 39, 40, 67, 71, 87, 92 Cooling hole, 42, 80 Injection hole, 46, 47, 75, 76, 88, 93 Cooling fin, 61, 72, 77, 81 Crowning forming and quenching press apparatus, 62, 73,82 Convex quenching press jig, 63,74,78,83 Concave quenching press jig.

Claims (7)

ころを転動させる軌道面を有するスラストころ軸受の軌道輪であって、
前記軌道輪の軌道面に垂直な方向に、前記軌道輪を切断し、切断された断面を鏡面研磨し、ピクリン酸飽和水溶液に界面活性剤を加えた液に浸漬して鏡面研磨した面を腐食させた後、光学顕微鏡で４００倍に拡大し、その組織を観察した場合に、旧オーステナイト結晶粒界で閉じられた領域は、視野全体の１０％以下であり、
前記軌道面には、クラウニング形状が設けられており、
前記軌道面からの前記クラウニングの最大高さは、０．００１〜０．０１３ｍｍである、スラストころ軸受の軌道輪。 A bearing ring of a thrust roller bearing having a raceway surface for rolling rollers,
The raceway is cut in a direction perpendicular to the raceway surface of the raceway, the cut section is mirror-polished, and the mirror-polished surface is corroded by dipping in a solution of a surfactant in saturated picric acid solution. After that, when magnified 400 times with an optical microscope and observing the structure, the area closed by the prior austenite grain boundary is 10% or less of the entire visual field,
The raceway surface is provided with a crowning shape,
The maximum height of the crowning from the raceway surface is 0.001 to 0.013 mm. ころを転動させる軌道面を有するスラストころ軸受の軌道輪であって、
前記軌道輪の表層部における粒界酸化層の厚みは、１μｍ以下であり、
前記軌道面には、クラウニング形状が設けられており、
前記軌道面からの前記クラウニングの最大高さは、０．００１〜０．０１３ｍｍである、スラストころ軸受の軌道輪。 A bearing ring of a thrust roller bearing having a raceway surface for rolling rollers,
The thickness of the grain boundary oxide layer in the surface layer portion of the bearing ring is 1 μm or less,
The raceway surface is provided with a crowning shape,
The maximum height of the crowning from the raceway surface is 0.001 to 0.013 mm. 前記軌道輪は、熱処理後にそり直し加工を行わずに使用される、請求項１または２に記載のスラストころ軸受の軌道輪。 The bearing ring for a thrust roller bearing according to claim 1 or 2, wherein the bearing ring is used without being warped after heat treatment. 前記軌道輪の硬度は、ＨＶ６５３以上である、請求項１〜３のいずれかに記載のスラストころ軸受の軌道輪。 The thrust ring of the thrust roller bearing according to any one of claims 1 to 3, wherein the bearing ring has a hardness of HV653 or more. 前記軌道輪の材質は、炭素含有率が０．４重量％以上であり、１．２重量％以下である炭素鋼を含む、請求項１〜４のいずれかに記載のスラストころ軸受の軌道輪。 The bearing ring of the thrust roller bearing according to any one of claims 1 to 4, wherein a material of the bearing ring includes carbon steel having a carbon content of 0.4 wt% or more and 1.2 wt% or less. . 前記軌道輪は、鋼板をプレス加工して製造される、請求項１〜５のいずれかに記載のスラストころ軸受の軌道輪。 The bearing ring for a thrust roller bearing according to any one of claims 1 to 5, wherein the bearing ring is manufactured by pressing a steel plate. 請求項１〜６のいずれかに記載のスラストころ軸受の軌道輪と、ころとを備える、スラストころ軸受。 A thrust roller bearing comprising the thrust roller bearing according to any one of claims 1 to 6 and a roller.
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