專利名稱：殼式滾針軸承、壓縮機(jī)主軸的支持結(jié)構(gòu)及活塞泵驅(qū)動(dòng)部的支持結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種殼式滾針軸承、采用該殼式滾針軸承的壓縮機(jī)主軸的支持結(jié)構(gòu)及活塞泵驅(qū)動(dòng)部的支持結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在沿著外環(huán)的內(nèi)徑面排列多個(gè)滾針的滾針軸承中，有采用通過(guò)包括拉深工序的沖壓加工形成的殼式外環(huán)的滾針軸承。采用該殼式外環(huán)的殼式滾針軸承的用途，從制造成本廉價(jià)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性而應(yīng)用到多個(gè)方面，但是近年來(lái)要求長(zhǎng)壽命化的用途增多。
以往的殼式外環(huán)的沖壓加工的主要工序如下。首先，用拉深工序?qū)A形坯料成型成杯狀，在微細(xì)擠壓工序中將杯底角部微細(xì)擠壓成規(guī)定的角半徑。其后，用沖底工序沖壓杯底中央部，形成外環(huán)的一方的凸緣，在修整工序中將杯上端部修整成均勻的高度。在拉深工序或微細(xì)擠壓工序后，有時(shí)也增加拉延(ironing)工序。通常，這些沖壓加工，采用連續(xù)自動(dòng)沖床或連續(xù)沖床進(jìn)行，在采用連續(xù)自動(dòng)沖床時(shí)，大多還一同插入圓形坯料的沖壓工序。另外，外環(huán)的另一方的凸緣，通過(guò)在熱處理后的組裝工序中向內(nèi)側(cè)折彎杯上端部而形成。
關(guān)于所述殼式外環(huán)的坯料原材料，采用SCM415等表面滲碳鋼的鋼板，為了確保規(guī)定的制品強(qiáng)度，在沖壓加工后實(shí)施滲碳淬火、回火等熱處理。表面滲碳鋼的鋼板，與SPCC等軟鋼板相比碳含量高，由于成為拉深性的目標(biāo)的r值低，所以將拉深工序中的拉深次數(shù)分為多次，較小地設(shè)定每次的拉深比。
如此，由于殼式外環(huán)經(jīng)過(guò)多次沖壓加工工序而形成，所以因金屬模的精度誤差或每道加工工序的不均勻的變形的積累，筒部的圓度或壁厚不均勻量等尺寸精度劣于通過(guò)切削加工形成的外環(huán)，因而軸承的壽命短。以提高如此的殼式滾針軸承的壽命為目的，提出了在軸承組裝后進(jìn)行殼式外環(huán)的熱處理，并且，該熱處理是在滲碳氮化處理后再進(jìn)行淬火、回火的處理，來(lái)提高外環(huán)的外徑圓度，同時(shí)也提高各軸承部件的強(qiáng)度的殼式滾針軸承的制造方法(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
另外，在空氣調(diào)節(jié)器用等的壓縮機(jī)中，有時(shí)采用通過(guò)主軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)使壓縮工作部件工作，用配置在壓縮機(jī)內(nèi)的滾針軸承支持該主軸的徑向負(fù)荷的支持結(jié)構(gòu)(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。滾針軸承具有以小的軸承投影面積比得到高負(fù)荷容量和高剛性的優(yōu)點(diǎn)，能夠緊湊地設(shè)計(jì)壓縮機(jī)主軸的支持結(jié)構(gòu)。
所述壓縮機(jī)主軸的支持結(jié)構(gòu)中所用的滾針軸承，由于通過(guò)混入制冷劑等，潤(rùn)滑狀態(tài)呈稀薄狀態(tài)，并且主軸高速旋轉(zhuǎn)，所以有時(shí)在滾針轉(zhuǎn)動(dòng)的外環(huán)的內(nèi)徑面發(fā)生蹭臟等表面損傷或表面起點(diǎn)型的剝離，軸承壽命縮短。此外，在汽車(chē)空調(diào)器用壓縮機(jī)中，要求降低伴隨滾針滾動(dòng)的在軸承使用中的噪聲。
此外，在汽車(chē)的防滑煞車(chē)系統(tǒng)(ABS)或驅(qū)動(dòng)控制器(TRC)等自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)中，裝備將循環(huán)槽的制動(dòng)液送入主氣缸的活塞泵。在壓送此種油等的活塞泵中，有在電動(dòng)機(jī)的輸出軸即電樞軸上設(shè)置偏心部，對(duì)接支持由嵌接在該偏心部的滾動(dòng)軸承往返驅(qū)動(dòng)的活塞的活塞泵(例如，參照專利文獻(xiàn)3)。在對(duì)接支持如此的滾動(dòng)軸承中，有采用滾針軸承的滾動(dòng)軸承(例如，參照專利文獻(xiàn)4。)。
所述活塞泵驅(qū)動(dòng)部的支持部所用的滾針軸承，由于通過(guò)混入低粘度的油(制動(dòng)液)等，潤(rùn)滑狀態(tài)呈稀薄狀態(tài)，并且滾針沿對(duì)接活塞的外環(huán)的內(nèi)徑面高速轉(zhuǎn)動(dòng)，所以容易在該轉(zhuǎn)動(dòng)面產(chǎn)生油膜斷裂。因此，在外環(huán)的內(nèi)徑面產(chǎn)生蹭臟等表面損傷或表面起點(diǎn)型的剝離，有時(shí)軸承壽命縮短。此外，即使在ABS或TRC等汽車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)中裝備的活塞泵，也要求降低伴隨滾針滾動(dòng)的在軸承使用中的噪聲。
專利文獻(xiàn)1特許第3073937號(hào)公報(bào)(第1-2頁(yè)、圖1-3)專利文獻(xiàn)2特許第2997047號(hào)公報(bào)(第2頁(yè)、圖10-12)專利文獻(xiàn)3特開(kāi)平8-182254號(hào)公報(bào)(第2頁(yè)、圖7)
專利文獻(xiàn)4特開(kāi)2001-187915號(hào)公報(bào)(第2頁(yè)、圖9)專利文獻(xiàn)1記載的殼式滾針軸承的制造方法，在軸承組裝后，通過(guò)進(jìn)行熱處理，能夠降低殼式外環(huán)的熱變形，提高其外徑圓度，但由于殼式外環(huán)的沖壓加工工序與以往相同，所以不太能改進(jìn)內(nèi)徑圓度或筒部壁厚不均勻量。因此，以往的殼式外環(huán)的內(nèi)徑圓度，在內(nèi)徑25mm左右的殼式外環(huán)中，為15～40μm，即使是在專利文獻(xiàn)1記載的制造方法的圓度，也超過(guò)10μm。此外，筒部壁厚不均勻量，也包括在專利文獻(xiàn)1記載的制造方法，在內(nèi)徑25mm左右的殼式外環(huán)中，為10～20μm。
因此，在包括潤(rùn)滑的使用條件非常嚴(yán)酷的空氣調(diào)節(jié)器用等的壓縮機(jī)主軸的支持結(jié)構(gòu)、或活塞泵驅(qū)動(dòng)部的支持結(jié)構(gòu)所用的殼式滾針軸承中，即使利用專利文獻(xiàn)1所述的制造方法，也不能達(dá)到能十分滿足的長(zhǎng)壽命化。
此外，通過(guò)沖壓加工形成的殼式外環(huán)，其內(nèi)徑面的表面粗糙度粗于通過(guò)切削加工形成的外環(huán)的內(nèi)徑面的表面粗糙度。通常，切削加工形成的外環(huán)的內(nèi)徑面的表面粗糙度為Ra0.05μm左右，而殼式外環(huán)的內(nèi)徑面的表面粗糙度為Ra0.4μm左右。因此，以往的殼式滾針軸承，存在伴隨在內(nèi)徑面的滾針的滾動(dòng)的使用中的聲音大，尤其，不能在非常討厭發(fā)生噪聲的汽車(chē)用空氣調(diào)節(jié)器的壓縮機(jī)主軸的支持結(jié)構(gòu)、及裝備在ABS或TRC等汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中的活塞泵驅(qū)動(dòng)部的支持結(jié)構(gòu)等用途中應(yīng)用的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明的目的在于，使壓縮機(jī)主軸的支持結(jié)構(gòu)或活塞泵驅(qū)動(dòng)部等所用的殼式滾針軸承長(zhǎng)壽命化，降低使用中的聲級(jí)。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種殼式滾針軸承，其沿著通過(guò)沖壓加工形成殼式外環(huán)的內(nèi)徑面，排列多個(gè)滾針，其中，采用使所述外環(huán)的內(nèi)徑面的表面粗糙度與外徑面的表面粗糙度相比更精細(xì)的構(gòu)成。
即，通過(guò)使殼式外環(huán)的內(nèi)徑面的表面粗糙度更精細(xì)于外徑面，能夠降低伴隨在內(nèi)徑面的滾針的滾動(dòng)產(chǎn)生的在使用中的聲級(jí)。
優(yōu)選將所述外環(huán)內(nèi)徑面的周向表面粗糙度設(shè)為Ra0.05～0.3μm。將周向表面粗糙度的下限設(shè)為Ra0.05μm是因?yàn)?，如果周向表面粗糙度小于此值，?nèi)徑面過(guò)于光滑，滾動(dòng)的滾針的彈性接觸區(qū)域保持的潤(rùn)滑油減少，容易產(chǎn)生蹭臟等表面損傷。將周向表面粗糙度的上限設(shè)為Ra0.3μm是基于以下的理由。
本發(fā)明者們，通過(guò)對(duì)將殼式外環(huán)的內(nèi)徑面的表面粗糙度進(jìn)行改變的殼式滾針軸承，進(jìn)行采用旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)的聲音測(cè)定試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)如果對(duì)內(nèi)徑面的周向表面粗糙度進(jìn)行精細(xì)化，能夠有效地降低軸承的聲級(jí)。如后面圖4所示，如果將其規(guī)定在Ra0.3μm以下，確認(rèn)能夠大幅度降低聲級(jí)。
該內(nèi)徑面的周向表面粗糙度對(duì)于聲級(jí)的降低特別有效果，其原因認(rèn)為如下。即認(rèn)為，相對(duì)于滾針的滾徑，滾針的滾轉(zhuǎn)方向的凹凸(周向表面粗糙度)粗化到某種程度以上，滾針的上下振動(dòng)增大，發(fā)聲大的聲音。由于滾針的滾徑比較小，所以如果周向表面粗糙度超過(guò)0.3μm，就會(huì)發(fā)生大的聲音。
優(yōu)選將所述外環(huán)內(nèi)徑面的軸向表面粗糙度設(shè)為Ra0.3μm以下。滾針中，與滾徑相比滾長(zhǎng)更大。因此認(rèn)為，外環(huán)內(nèi)徑面的寬度方向的凹凸(軸向表面粗糙度)也影響滾針的上下振動(dòng)，如果軸向表面粗糙度超過(guò)Ra0.3μm，聲音變大。
此外，本發(fā)明是一種殼式滾針軸承，沿著通過(guò)沖壓加工形成殼式外環(huán)的內(nèi)徑面，排列多個(gè)滾針，其中，也采用將所述外環(huán)的內(nèi)徑圓度設(shè)為10μm以下的構(gòu)成。
本發(fā)明者們，通過(guò)對(duì)變化殼式外環(huán)的內(nèi)徑圓度的殼式滾針軸承進(jìn)行軸承壽命試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如后面的圖5所示，外環(huán)的筒部壁厚不均勻量和軸承壽命具有良好的相關(guān)關(guān)系，如果將內(nèi)徑圓度設(shè)為10μm以下，即使在今后要求的嚴(yán)酷的條件下，也能夠達(dá)到充分的長(zhǎng)壽命化。
此外，本發(fā)明是一種殼式滾針軸承，沿著通過(guò)沖壓加工形成殼式外環(huán)的內(nèi)徑面，排列多個(gè)滾針，其中，也采用將所述外環(huán)的筒部壁厚不均勻量設(shè)為低于10μm的構(gòu)成。
本發(fā)明者們，通過(guò)對(duì)變化殼式外環(huán)的筒部壁厚不均勻量的殼式滾針軸承進(jìn)行軸承壽命試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如后面的圖6所示，外環(huán)的筒部壁厚不均勻量和軸承壽命具有良好的相關(guān)關(guān)系，如果軸向壁厚不均勻量低于10μm，即使在嚴(yán)酷的使用條件下，也能夠達(dá)到充分的長(zhǎng)壽命化。
所述殼式外環(huán)的內(nèi)徑圓度或筒部壁厚不均勻量的降低對(duì)軸承的長(zhǎng)壽命化具有效果，認(rèn)為是因?yàn)椋趦?nèi)徑面的滾針的滾動(dòng)流暢，能夠抑制由滾珠的滑移或晃動(dòng)等造成的在內(nèi)徑面的局部的磨損或應(yīng)力集中。
作為將所述外環(huán)的內(nèi)徑面的表面粗糙度設(shè)為與外徑面的表面粗糙度相比更精細(xì)的手段、將所述外環(huán)的內(nèi)徑圓度設(shè)為10μm以下的手段、及將所述外環(huán)的筒部壁厚不均勻量設(shè)為低于10μm的手段，能夠采用在形成所述殼式外環(huán)的沖壓加工中設(shè)置拉延工序，將在成為該拉延工序中的所述外環(huán)的外徑面的外徑側(cè)拉延面的潤(rùn)滑條件設(shè)為大致流體潤(rùn)滑狀態(tài)的手段。
本發(fā)明者們，采用沖壓試驗(yàn)機(jī)，進(jìn)行了SCM415鋼板的拉深拉延試驗(yàn)，研究了杯狀成型物的內(nèi)外徑面的表面粗糙度、內(nèi)徑圓度及筒部壁厚不均勻量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如果在模具側(cè)(杯狀成型物的外徑側(cè)拉延面)涂布潤(rùn)滑性優(yōu)異的高粘度沖壓加工油，能夠使成為殼式外環(huán)的內(nèi)徑面的杯狀成型物的內(nèi)徑面上的表面粗糙度更精細(xì)于外徑面，并能改進(jìn)內(nèi)徑圓度和筒部壁厚不均勻量。
首先，關(guān)于所述表面粗糙度的研究結(jié)果，圖11表示其一例，但是坯料原材料的表面粗糙度在表里兩面都為Ra0.49μm左右，而杯狀成型物內(nèi)徑面的表面粗糙度非常細(xì)，為Ra0.15μm。杯狀成型物外徑面的表面粗糙度為Ra0.44μm，與坯料原材料的表面粗糙度無(wú)太大的變化。另外，圖11所示的杯狀成型物內(nèi)外徑面的表面粗糙度，都是在軸向測(cè)定的，但在周向測(cè)定的表面粗糙度也大致上述相同。該測(cè)定結(jié)果，與在通常的拉深拉延加工中觀察到的結(jié)果相反，在通常的拉深拉延加工中，用模具拉延的杯狀成型物外徑面的一方為細(xì)的表面粗糙度，而內(nèi)徑面的表面粗糙度與坯料原材料的表面粗糙度無(wú)太大的變化。
按以下考慮上述研究結(jié)果。即，杯狀成型物外徑面的表面粗糙度與原材料的表面粗糙度無(wú)太大變化，認(rèn)為是在杯狀成型物的外徑側(cè)拉延面上，呈加工的原材料和模具幾乎不接觸的大致流體潤(rùn)滑狀態(tài)。如果如此使模具側(cè)的潤(rùn)滑條件形成大致流體潤(rùn)滑狀態(tài)，在起因于與模具的摩擦的在外徑側(cè)拉延面的剪切力幾乎沒(méi)有，形成沖頭和模具間的拉延部上的應(yīng)力在板厚方向均勻的壓縮應(yīng)力狀態(tài)，如在下面的圖12中的驗(yàn)證，原材料在板厚方向均勻地拉延變形。
圖12表示所述杯狀成型物的上端部的板厚斷面照片。為了驗(yàn)證上述推斷，在模具側(cè)涂布潤(rùn)滑性優(yōu)異的沖壓加工油的杯狀成型物的上端部，在板厚方向均勻地向軸向延伸。如此認(rèn)為，如果原材料在板厚方向均勻地向軸向延伸，與沖頭接觸的杯狀成型物的內(nèi)徑面沿著沖頭表面，向軸向相對(duì)移動(dòng)，通過(guò)該相對(duì)移動(dòng)與沖頭表面的滑動(dòng)，內(nèi)徑面的表面粗糙度變細(xì)。另外，利用通常的拉深拉延加工形成的杯狀成型物的上端部，其外徑面?zhèn)蕊@著向軸向延伸。這是因?yàn)?，用起因于與模具的摩擦的剪切力優(yōu)先拉延變形杯狀成型物外徑面?zhèn)龋鴥?nèi)徑面?zhèn)炔惶幼冃?。如此，在?nèi)徑面?zhèn)炔惶幼冃蔚耐ǔ５睦罾蛹庸ぶ?，由于杯狀成型物的?nèi)徑面與沖頭不相對(duì)移動(dòng)，所以其表面粗糙度與原材料不太變化。
在將在外徑側(cè)拉延面的潤(rùn)滑條件形成大致流體潤(rùn)滑狀態(tài)的加工方法中，如圖12所示，由于杯狀成型物的上端面在板厚方向均勻，所以減小坯料口徑，也能夠提高成品率。此外，通過(guò)減小坯料口徑，也能夠減小拉深加工所需的沖壓負(fù)荷。
接著，關(guān)于所述內(nèi)徑圓度和筒部壁厚不均勻量，如后面的表1所示，確認(rèn)內(nèi)徑圓度減小到10μm以下，筒部壁厚不均勻量減小到低于10μm。按如下考慮這些研究結(jié)果。即，如上所述，認(rèn)為如果拉延加工中的模具側(cè)的潤(rùn)滑條件形成大致流體潤(rùn)滑狀態(tài)，原材料在板厚方向均勻拉延變形，就減小杯狀成型物的筒部壁厚不均勻量，同時(shí)與沖頭接觸的杯狀成型物的內(nèi)徑面沿著沖頭表面向軸向相對(duì)移動(dòng)，與沖頭外徑面的形狀相符，在從沖頭脫模后，也能夠良好地保持杯狀成型物的內(nèi)徑圓度。另外，在通常的拉深拉延加工中，由于不太拉延變形杯狀成型物的內(nèi)徑面?zhèn)?，與沖頭表面也幾乎不相對(duì)移動(dòng)，所以不太改進(jìn)杯狀成型物的內(nèi)徑圓度或筒部壁厚不均勻量。
通過(guò)將在所述沖壓加工的拉深工序中的拉深次數(shù)規(guī)定在3次以下，將所述拉延工序設(shè)為與最終次的所述拉深工序同時(shí)進(jìn)行，能夠減少?zèng)_壓加工用的金屬模數(shù)量和工序道次，能夠降低制造成本。此外，通過(guò)減少拉深次數(shù)，也能夠抑制起因于各金屬模的設(shè)定誤差等的外環(huán)的尺寸精度降低。
另外，已知在拉深拉延加工中，能夠得到比單一的拉深加工大的拉深比。即，在拉深加工中，根據(jù)由起因于收縮凸緣的變形阻力和在凸緣部的防皺力的拉伸應(yīng)力導(dǎo)致的沖頭肩部的破斷，確定拉深界限，但是在拉深加工中，由于來(lái)自作用于該沖頭肩部的凸緣側(cè)的拉伸應(yīng)力在拉延部被遮斷，因此拉深極限增大，能夠得到大的拉深比。
在所述拉深的拉深次數(shù)設(shè)為1次，通過(guò)形成將在所述拉延工序設(shè)為與該1次的拉深工序同時(shí)進(jìn)行的拉深拉延工序，能夠進(jìn)一步促進(jìn)制造成本的降低和外環(huán)的尺寸精度的提高。
此外，本發(fā)明是一種壓縮機(jī)主軸的支持結(jié)構(gòu)，通過(guò)主軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)使壓縮機(jī)的壓縮工作部件工作，用配置在壓縮機(jī)內(nèi)的滾針軸承支持該主軸的徑向負(fù)荷，其中，采用將所述滾針軸承設(shè)為上述任何一種所述的殼式滾針軸承的構(gòu)成。
另外，本發(fā)明是一種活塞泵驅(qū)動(dòng)部的支持結(jié)構(gòu)，用嵌接在電機(jī)輸出軸的偏心部的滾針軸承，對(duì)接支持活塞泵的驅(qū)動(dòng)部，其中，采用將所述滾針軸承設(shè)為上述任何一種殼式滾針軸承的構(gòu)成。
本發(fā)明的殼式滾針軸承，由于殼式外環(huán)的內(nèi)徑面的表面粗糙度更精細(xì)于外徑面，優(yōu)選將其周向的表面粗糙度設(shè)為Ra0.05～0.3μm，因此雖然是低成本的殼式，但不發(fā)生蹭臟等表面損傷，能夠降低軸承使用中的聲級(jí)。所以，能夠非常適合在討厭發(fā)生噪音的用途中使用。
此外，本發(fā)明的殼式滾針軸承，由于將殼式外環(huán)的內(nèi)徑圓度設(shè)為10μm以下，因此能夠大幅度延長(zhǎng)軸承壽命，能夠?qū)崿F(xiàn)可充分滿足的長(zhǎng)壽命化和低成本化。
另外，本發(fā)明的殼式滾針軸承，由于將殼式外環(huán)的筒部壁厚不均勻量設(shè)為低于10μm，因此能夠大幅度延長(zhǎng)軸承壽命，能夠?qū)崿F(xiàn)可充分滿足的長(zhǎng)壽命化和低成本化。
通過(guò)將作為將所述外環(huán)的內(nèi)徑面的表面粗糙度設(shè)為與外徑面的表面粗糙度相比更精細(xì)的手段、將外環(huán)的內(nèi)徑圓度設(shè)為10μm以下的手段、或?qū)⑼猸h(huán)的筒部壁厚不均勻量設(shè)為低于10μm的手段，設(shè)為在形成殼式外環(huán)的沖壓加工中設(shè)置拉延工序，將在成為該拉延工序中的外環(huán)的外徑面的外徑側(cè)拉延面的潤(rùn)滑條件設(shè)定為大致流體潤(rùn)滑狀態(tài)的工序，從而，杯狀成型物的上端面在板厚方向均勻地接近，所以能夠減小坯料口徑，提高成品率，同時(shí)也能減輕拉深加工所需的沖壓負(fù)荷。
通過(guò)將在所述拉深工序的拉深次數(shù)設(shè)為3次以下，將拉延工序設(shè)為與最終次的拉深工序同時(shí)進(jìn)行的拉深拉延工序，能夠減少?zèng)_壓加工用的金屬模具數(shù)量和工序道次，能夠降低制造成本。此外，通過(guò)減少拉深次數(shù)，還能夠抑制起因于各金屬模的設(shè)定誤差等的外環(huán)的尺寸精度下降。
通過(guò)將在所述拉深工序的拉深次數(shù)設(shè)為1次，將拉延工序設(shè)為與該1次拉深工序同時(shí)進(jìn)行的拉深拉延工序，能夠更加促進(jìn)制造成本的降低和外環(huán)的尺寸精度提高。
此外，本發(fā)明的壓縮機(jī)主軸的支持結(jié)構(gòu)，由于對(duì)于支持壓縮機(jī)主軸的徑向負(fù)荷的滾針軸承，采用上述的任何一種殼式滾針軸承，所以能夠降低壓縮機(jī)運(yùn)行中的噪聲，同時(shí)能夠使軸承部長(zhǎng)壽命化。
另外，本發(fā)明的活塞泵驅(qū)動(dòng)部的支持結(jié)構(gòu)，由于對(duì)于對(duì)接支持活塞泵驅(qū)動(dòng)部的滾針軸承，采用上述的任何一種殼式滾針軸承，所以能夠降低活塞泵使用中的聲級(jí)，同時(shí)能夠使軸承部長(zhǎng)壽命化。


圖1是表示殼式滾針軸承的實(shí)施方式的縱剖面圖。
圖2是表示圖1的殼式滾針軸承的簡(jiǎn)要制造工序的工序圖。
圖3(a)、(b)分別是表示在圖2的制造工序制造的殼式外環(huán)內(nèi)徑面的周向和軸向的表面粗糙度的曲線圖。
圖4是表示殼式滾針軸承的聲音測(cè)定試驗(yàn)中的外環(huán)的周向表面粗糙度和聲級(jí)的曲線圖。
圖5是表示殼式滾針軸承的軸承壽命試驗(yàn)中的殼式外環(huán)的內(nèi)徑圓度和L10壽命的關(guān)系的曲線圖。
圖6是表示殼式滾針軸承的軸承壽命試驗(yàn)中的殼式外環(huán)的筒部壁厚不均勻量和L10壽命的關(guān)系的曲線圖。
圖7是表示采用第1實(shí)施方式的壓縮機(jī)主軸的支持結(jié)構(gòu)的空氣調(diào)節(jié)器用壓縮機(jī)的縱剖面圖。
圖8是表示采用第2實(shí)施方式的壓縮機(jī)主軸的支持結(jié)構(gòu)的空氣調(diào)節(jié)器用壓縮機(jī)的縱剖面圖。
圖9是表示采用第3實(shí)施方式的壓縮機(jī)主軸的支持結(jié)構(gòu)的空氣調(diào)節(jié)器用壓縮機(jī)的縱剖面圖。
圖10是表示采用本發(fā)明的活塞泵驅(qū)動(dòng)部的支持結(jié)構(gòu)的汽車(chē)的ABS用活塞泵和電動(dòng)機(jī)的縱剖面圖。
圖11是表示拉深拉延試驗(yàn)中的杯狀成型物內(nèi)外徑面的表面粗糙度和坯料原材料的表面粗糙度的曲線圖。
圖12是拉深拉延試驗(yàn)中的杯狀成型物的上端部的板厚斷面照片。
圖中1-殼式滾針軸承，2-殼式外環(huán)，2a-內(nèi)徑面，3-滾針，4-保持器，5a、5b-凸緣，11-主軸，12-斜板，13-閘瓦(shoe)，14-活塞，14a-凹部，15-外殼，16-推力滾針軸承，17-氣缸筒，18-球面座，21-主軸，22-連結(jié)部件，22a-傾斜面，23-滾珠，24-推力滾針軸承，25-斜板，26-活塞桿，27-活塞，28-外殼，29-推力滾針軸承，31-主軸，32-連結(jié)部件，33-軸套，34-推力滾針軸承，35-斜板，36-活塞桿，37-活塞，38-外殼，39-推力滾針軸承，41-活塞泵，42-電動(dòng)機(jī)，43-電樞，44-電樞軸，44a-偏心部，45-泵殼，45a-凹部，46-滾珠軸承，47-活塞，48-吸引口，49-排出口。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式。如圖1所示，該殼式(shelltype)滾針軸承1是，沿著通過(guò)沖壓加工形成的SCM415制殼式外環(huán)2的內(nèi)徑面2a排列多個(gè)滾針3而成，各滾針3由通過(guò)相同沖壓加工形成的SPCC制保持器4保持。在外環(huán)2的兩端部形成凸緣5a、5b。
圖2表示制造所述殼式外環(huán)2的簡(jiǎn)要制造工序。首先，通過(guò)沖壓加工，用1道拉深拉延工序，將SCM415磷酸鹽被膜處理鋼板的圓形坯料形成為杯狀成型物，在微細(xì)擠壓工序中將杯底角部微細(xì)擠壓成規(guī)定的角半徑。在拉深拉延工序中，在模具側(cè)涂布潤(rùn)滑性優(yōu)異的沖壓加工油，使外徑側(cè)拉延面的潤(rùn)滑條件形成大致流體潤(rùn)滑狀態(tài)。接著，在沖底工序中沖壓杯底中央部，形成外環(huán)2的一方的凸緣5a(參照?qǐng)D1)，在修整工序?qū)⒈隙瞬啃拚删鶆虻母叨取Ｆ浜?，在熱處理工序?qū)_壓加工的外環(huán)2實(shí)施滲碳淬火、回火處理，在最后的組裝工序，通過(guò)向內(nèi)的折彎加工，形成另一方的凸緣5b(參照?qǐng)D1)。
在上述的實(shí)施方式中，將外環(huán)的沖壓加工中的拉深工序只設(shè)為1次，將拉延工序設(shè)為與該1次拉深工序同時(shí)進(jìn)行的拉深拉延工序，但也可以將拉深工序設(shè)為3次以下的多次，將拉延工序設(shè)為與最終次的拉深工序同時(shí)進(jìn)行的拉深拉延工序，也可以在拉深工序或微細(xì)擠壓工序后另外進(jìn)行拉延工序。此外，如專利文獻(xiàn)1中記載，也可以在軸承組裝后進(jìn)行熱處理。
對(duì)按圖2的制造工序制造的殼式外環(huán)2，測(cè)定了其內(nèi)徑面2a的周向和軸向的表面粗糙度。測(cè)定的外環(huán)2的尺寸為外徑28mm、長(zhǎng)16mm、厚0.96mm。在該測(cè)定中，采用東京精密公司制造的表表面粗糙度測(cè)定儀(サ一フコム)，將外環(huán)2分割成半圓筒狀，測(cè)定內(nèi)徑面2的表面粗糙度。周向表面粗糙度，從外環(huán)2在兩端的各2mm的位置和長(zhǎng)度方向中央位置的3處測(cè)定，軸向表面粗糙度，在周向按90°的位相在4處測(cè)定。另外，如圖11所示，坯料原材料的表面粗糙度，在表內(nèi)面都為Ra0.49μm左右，成為外環(huán)2的外徑面的杯狀成型物外徑面的表面粗糙度在周向和軸向都為Ra0.44μm左右。
圖3(a)、(b)表示一例上述表面粗糙度的測(cè)定結(jié)果。圖3(a)是外環(huán)2的縱向中央位置測(cè)定的周向表面粗糙度，為Ra0.18μm，非常精細(xì)。圖示中雖省略，但在從兩端各2mm的位置測(cè)定的周向表面粗糙度也在Ra0.05～0.3μm的范圍，比坯料原材料或外徑面的表面粗糙度相比更精細(xì)。圖3(b)是在1個(gè)相位測(cè)定的軸向表面粗糙度，為Ra0.15μm。圖示中雖省略，但在其它相位測(cè)定的軸向表面粗糙度也都在Ra0.3μm以下，非常精細(xì)。
作為實(shí)施例，準(zhǔn)備將上述外環(huán)內(nèi)徑面的周向表面粗糙度設(shè)為Ra0.05～0.3μm的殼式滾針軸承。這些實(shí)施例的殼式滾針軸承，其軸向表面粗糙度也在Ra0.3μm以下。作為比較例，也準(zhǔn)備外環(huán)內(nèi)徑面的周向表面粗糙度超過(guò)Ra0.3μm的殼式滾針軸承。關(guān)于殼式滾針軸承的尺寸，實(shí)施例、比較例都是外徑28mm、長(zhǎng)16mm。
將上述實(shí)施例及比較例的各殼式滾針軸承安裝在旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)上，進(jìn)行聲音測(cè)定試驗(yàn)。試驗(yàn)條件，如下。
·旋轉(zhuǎn)速度4800rpm·徑向負(fù)荷180N
·潤(rùn)滑涂布粘度2cSt油·聲音測(cè)定位置從軸承以45°方向距離100mm的位置圖4表示上述聲音測(cè)定試驗(yàn)中的聲級(jí)的測(cè)定結(jié)果。該測(cè)定結(jié)果表明，將內(nèi)徑面的周向表面粗糙度設(shè)為Ra0.05～0.3μm的實(shí)施例的聲級(jí)都在60dB以下，與比較例的結(jié)果相比，聲級(jí)顯著降低。
表1示出對(duì)按圖2的制造工序制造的殼式外環(huán)(實(shí)施例1～6)和按以往的制造工序制造的殼式外環(huán)(比較例1～6)，測(cè)定其內(nèi)徑圓度和筒部壁厚不均勻量的結(jié)果。測(cè)定的外環(huán)2的尺寸為外徑28mm、長(zhǎng)16mm、厚0.96mm，是與實(shí)施例A相同的尺寸。內(nèi)徑圓度和筒部壁厚不均勻量的在軸向的測(cè)定位置，設(shè)為與所述內(nèi)徑面的周向表面粗糙度的測(cè)定位置相同的3處，關(guān)于筒部壁厚不均勻量，在它們的各軸向位置，在周向以按90°的位相在4處，合計(jì)在12處測(cè)定。在內(nèi)徑圓度的測(cè)定中，采用Taylor Hobson公司制造的圓度測(cè)定儀(タリロンド)，在筒部壁厚不均勻量的測(cè)定中采用測(cè)微計(jì)。在實(shí)施例中，所有內(nèi)徑圓度都在10μm以下，筒部壁厚不均勻量都低于10μm。另外，比較例1是按專利文獻(xiàn)1記載的制造方法制造的。
表1

對(duì)表1示出的實(shí)施例及比較例的殼式滾針軸承，進(jìn)行了軸承壽命試驗(yàn)。各實(shí)施例及比較例的試樣個(gè)數(shù)為8個(gè)，軸承壽命按L10壽命(試樣的90％不破損的可使用的時(shí)間)評(píng)價(jià)。試驗(yàn)的條件如下。
·軸向負(fù)荷9.81kN·旋轉(zhuǎn)速度5000rpm·潤(rùn)滑油軸潤(rùn)滑油VG2圖5及圖6表示上述軸承壽命試驗(yàn)的結(jié)果。圖5表示內(nèi)徑圓度和L10壽命的關(guān)系，圖6表示筒部壁厚不均勻量和L10壽命的關(guān)系。在殼式外環(huán)的內(nèi)徑圓度在10μm以下、筒部壁厚不均勻量低于10μm的各實(shí)施例中，所有L10壽命都超過(guò)200小時(shí)，軸承壽命大幅度延長(zhǎng)。因此得知，具有按圖2的制造工序制造的殼式外環(huán)的殼式滾針軸承，不僅降低聲級(jí)，而且也能大幅度提高軸承壽命。
圖7表示采用本發(fā)明的第1實(shí)施方式的壓縮機(jī)主軸的支持結(jié)構(gòu)的汽車(chē)的空氣調(diào)節(jié)器用壓縮機(jī)。該壓縮機(jī)是通過(guò)固定在主軸11上的斜板12的旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由沿著斜板12滑動(dòng)的閘瓦13，使壓縮工作部件即活塞14往返運(yùn)動(dòng)的兩斜板式的壓縮機(jī)。被高速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的主軸11，在不存在制冷劑的外殼15內(nèi)，由上述的根據(jù)本發(fā)明的2個(gè)殼式滾針軸承1沿徑向方向支持，沿推力方向由推力滾針軸承16支持。
在所述外殼15內(nèi)，在圓周方向按等間隔形成多個(gè)氣缸筒17，在各洼窩17內(nèi)，往返自如地收納兩頭形的活塞14。在各活塞14上跨過(guò)斜板12的外周部地形成凹部14a，在該凹部14a的軸向?qū)χ琶嫘纬傻那蛎孀?8上，放置球狀的軸瓦13。該軸瓦13為半球狀，進(jìn)行將斜板12的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)順利地變換成各活塞14的往返運(yùn)動(dòng)的工作。
圖8表示采用第2實(shí)施方式的壓縮機(jī)主軸的支持結(jié)構(gòu)的空氣調(diào)節(jié)器用壓縮機(jī)。該壓縮機(jī)為單斜板式的壓縮機(jī)，通過(guò)與主軸21連結(jié)的連結(jié)部件22的旋轉(zhuǎn)，搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)由滾珠23和推力滾針軸承24支持在連結(jié)部件22的傾斜面22a上的斜板25，經(jīng)由活塞桿26，將該斜板25的搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)變換成單頭形的活塞27的往返運(yùn)動(dòng)。該主軸21在外殼28內(nèi)，由根據(jù)本發(fā)明的1個(gè)殼式滾針軸承1沿徑向方向支持，經(jīng)由連結(jié)部件22，沿推力方向由推力滾針軸承29支持。
圖9表示采用第3實(shí)施方式的壓縮機(jī)主軸的支持結(jié)構(gòu)的空氣調(diào)節(jié)器用壓縮機(jī)。該壓縮機(jī)為單斜板式的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)，與主軸31連結(jié)的連結(jié)部件32的傾斜角度，通過(guò)使嵌入主軸31的軸套33向軸向推力，能夠變更。由推力滾針軸承34支持在連結(jié)部件32上的斜板35的搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)，與第2實(shí)施方式相同，經(jīng)由活塞桿36，變換成單頭形的活塞37的往返運(yùn)動(dòng)。該主軸31在外殼38內(nèi)，由根據(jù)本發(fā)明的2個(gè)殼式滾針軸承1沿徑向方向支持，經(jīng)由連結(jié)部件22，沿推力方向由推力滾針軸承39支持。
圖10表示采用本發(fā)明的活塞泵驅(qū)動(dòng)部的支持結(jié)構(gòu)的汽車(chē)的ABS用活塞泵41和驅(qū)動(dòng)其的電動(dòng)機(jī)42。電動(dòng)機(jī)42的輸出軸即電樞43的電樞軸44，由一對(duì)滾珠軸承46支持在與活塞泵41呈直角地形成在泵殼45上的凹部45a上，在嵌接在該偏心部44a上的根據(jù)本發(fā)明的殼式滾針軸承1上，對(duì)接支持活塞泵41的活塞47。因此，通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)42，往返驅(qū)動(dòng)對(duì)接支持在殼式滾針軸承1上的活塞47，從設(shè)在泵殼45上的吸引口48吸引制動(dòng)液，從排出口49排出。另外，雖未圖示，但吸引口48與循環(huán)槽連接，排出口49與主氣缸連接。
權(quán)利要求
1.一種殼式滾針軸承，沿著通過(guò)沖壓加工形成殼式外環(huán)的內(nèi)徑面，排列多個(gè)滾針，其特征是將所述外環(huán)的內(nèi)徑面的表面粗糙度設(shè)成與外徑面的表面粗糙度相比更精細(xì)。
2.如權(quán)利要求1所述的殼式滾針軸承，其中，將所述外環(huán)內(nèi)徑面的周向表面粗糙度設(shè)為Ra0.05～0.3μm。
3.如權(quán)利要求2所述的殼式滾針軸承，其中，將所述外環(huán)內(nèi)徑面的軸向表面粗糙度設(shè)為Ra0.3μm以下。
4.一種殼式滾針軸承，沿著通過(guò)沖壓加工形成殼式外環(huán)的內(nèi)徑面，排列多個(gè)滾針，其特征是將所述外環(huán)的內(nèi)徑圓度設(shè)為10μm以下。
5.一種殼式滾針軸承，沿著通過(guò)沖壓加工形成殼式外環(huán)的內(nèi)徑面，排列多個(gè)滾針，其特征是將所述外環(huán)的筒部壁厚不均勻量設(shè)為低于10μm。
6.如權(quán)利要求1～5中任何一項(xiàng)所述的殼式滾針軸承，其中，作為將所述外環(huán)的內(nèi)徑面的表面粗糙度設(shè)為與外徑面的表面粗糙度相比更精細(xì)的手段、將所述外環(huán)的內(nèi)徑圓度設(shè)為10μm以下的手段、或者將所述外環(huán)的筒部壁厚不均勻量設(shè)為低于10μm的手段，采用在形成所述殼式外環(huán)的沖壓加工中設(shè)置拉延工序，將在成為該拉延工序中的所述外環(huán)的外徑面的外徑側(cè)拉延面的潤(rùn)滑條件設(shè)為大致流體潤(rùn)滑狀態(tài)的手段。
7.如權(quán)利要求6所述的殼式滾針軸承，其中，將所述沖壓加工的拉深工序中的拉深次數(shù)規(guī)定在3次以下，將所述拉延工序設(shè)為與最終次的所述拉深工序同時(shí)進(jìn)行的拉深拉延工序。
8.如權(quán)利要求7所述的殼式滾針軸承，其中，將所述拉深工序中的拉深次數(shù)設(shè)為1次，將所述拉延工序設(shè)為與該1次的拉深工序同時(shí)進(jìn)行的拉深拉延工序。
9.如權(quán)利要求6～8中任何一項(xiàng)所述的殼式滾針軸承，其中，將所述殼式外環(huán)的原材料設(shè)為磷酸鹽被膜處理鋼板。
10.一種壓縮機(jī)主軸的支持結(jié)構(gòu)，通過(guò)主軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)使壓縮機(jī)的壓縮工作部件工作，用配置在壓縮機(jī)內(nèi)的滾針軸承支持該主軸的徑向負(fù)荷，其特征是將所述滾針軸承設(shè)為如權(quán)利要求2～9中任何一項(xiàng)所述的殼式滾針軸承。
11.一種活塞泵驅(qū)動(dòng)部的支持結(jié)構(gòu)，用嵌接在電機(jī)輸出軸的偏心部上的滾針軸承，對(duì)接支持活塞泵的驅(qū)動(dòng)部，其特征是將所述滾針軸承設(shè)為如權(quán)利要求2～9中任何一項(xiàng)所述的殼式滾針軸承。
全文摘要
本發(fā)明的目的是使壓縮機(jī)主軸的支持結(jié)構(gòu)或活塞泵驅(qū)動(dòng)部的支持結(jié)構(gòu)等所用的殼式滾針軸承長(zhǎng)壽命化，降低使用中的聲級(jí)。通過(guò)設(shè)有拉延工序的沖壓加工，形成殼式滾針軸承(1)的殼式外環(huán)(2)，通過(guò)將在成為該拉延工序中的外環(huán)(2)的外徑面的外徑側(cè)拉延面的潤(rùn)滑條件設(shè)為大致流體潤(rùn)滑狀態(tài)，將其內(nèi)徑面的周向表面粗糙度、內(nèi)徑圓度及筒部壁厚不均勻量控制在規(guī)定的數(shù)值范圍，從而能夠使殼式滾針軸承長(zhǎng)壽命化的同時(shí)，降低使用中的聲級(jí)。
文檔編號(hào)F04B53/00GK1853048SQ20048002662
公開(kāi)日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2004年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月16日
發(fā)明者大石真司, 新名正敏 申請(qǐng)人:Ntn株式會(huì)社