專利名稱：殼式滾針軸承、壓縮機主軸的支持結構及活塞泵驅動部的支持結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種殼式滾針軸承、采用該殼式滾針軸承的壓縮機主軸的支持結構及活塞泵驅動部的支持結構。
背景技術：
在沿著外環的內徑面排列多個滾針的滾針軸承中，有采用通過包括拉深工序的沖壓加工形成的殼式外環的滾針軸承。采用該殼式外環的殼式滾針軸承的用途，從制造成本廉價的經濟優越性而應用到多個方面，但是近年來要求長壽命化的用途增多。
以往的殼式外環的沖壓加工的主要工序如下。首先，用拉深工序將圓形坯料成型成杯狀，在微細擠壓工序中將杯底角部微細擠壓成規定的角半徑。其后，用沖底工序沖壓杯底中央部，形成外環的一方的凸緣，在修整工序中將杯上端部修整成均勻的高度。在拉深工序或微細擠壓工序后，有時也增加拉延(ironing)工序。通常，這些沖壓加工，采用連續自動沖床或連續沖床進行，在采用連續自動沖床時，大多還一同插入圓形坯料的沖壓工序。另外，外環的另一方的凸緣，通過在熱處理后的組裝工序中向內側折彎杯上端部而形成。
關于所述殼式外環的坯料原材料，采用SCM415等表面滲碳鋼的鋼板，為了確保規定的制品強度，在沖壓加工后實施滲碳淬火、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的r值低，所以將拉深工序中的拉深次數分為多次，較小地設定每次的拉深比。
如此，由于殼式外環經過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切削加工形成的外環，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行殼式外環的熱處理，并且，該熱處理是在滲碳氮化處理后再進行淬火、回火的處理，來提高外環的外徑圓度，同時也提高各軸承部件的強度的殼式滾針軸承的制造方法(例如，參照專利文獻1)。
另外，在空氣調節器用等的壓縮機中，有時采用通過主軸的旋轉驅動使壓縮工作部件工作，用配置在壓縮機內的滾針軸承支持該主軸的徑向負荷的支持結構(例如，參照專利文獻2)。滾針軸承具有以小的軸承投影面積比得到高負荷容量和高剛性的優點，能夠緊湊地設計壓縮機主軸的支持結構。
所述壓縮機主軸的支持結構中所用的滾針軸承，由于通過混入制冷劑等，潤滑狀態呈稀薄狀態，并且主軸高速旋轉，所以有時在滾針轉動的外環的內徑面發生蹭臟等表面損傷或表面起點型的剝離，軸承壽命縮短。此外，在汽車空調器用壓縮機中，要求降低伴隨滾針滾動的在軸承使用中的噪聲。
此外，在汽車的防滑煞車系統(ABS)或驅動控制器(TRC)等自動制動系統中，裝備將循環槽的制動液送入主氣缸的活塞泵。在壓送此種油等的活塞泵中，有在電動機的輸出軸即電樞軸上設置偏心部，對接支持由嵌接在該偏心部的滾動軸承往返驅動的活塞的活塞泵(例如，參照專利文獻3)。在對接支持如此的滾動軸承中，有采用滾針軸承的滾動軸承(例如，參照專利文獻4。)。
所述活塞泵驅動部的支持部所用的滾針軸承，由于通過混入低粘度的油(制動液)等，潤滑狀態呈稀薄狀態，并且滾針沿對接活塞的外環的內徑面高速轉動，所以容易在該轉動面產生油膜斷裂。因此，在外環的內徑面產生蹭臟等表面損傷或表面起點型的剝離，有時軸承壽命縮短。此外，即使在ABS或TRC等汽車的制動系統中裝備的活塞泵，也要求降低伴隨滾針滾動的在軸承使用中的噪聲。
專利文獻1特許第3073937號公報(第1-2頁、圖1-3)專利文獻2特許第2997047號公報(第2頁、圖10-12)專利文獻3特開平8-182254號公報(第2頁、圖7)
專利文獻4特開2001-187915號公報(第2頁、圖9)專利文獻1記載的殼式滾針軸承的制造方法，在軸承組裝后，通過進行熱處理，能夠降低殼式外環的熱變形，提高其外徑圓度，但由于殼式外環的沖壓加工工序與以往相同，所以不太能改進內徑圓度或筒部壁厚不均勻量。因此，以往的殼式外環的內徑圓度，在內徑25mm左右的殼式外環中，為15～40μm，即使是在專利文獻1記載的制造方法的圓度，也超過10μm。此外，筒部壁厚不均勻量，也包括在專利文獻1記載的制造方法，在內徑25mm左右的殼式外環中，為10～20μm。
因此，在包括潤滑的使用條件非常嚴酷的空氣調節器用等的壓縮機主軸的支持結構、或活塞泵驅動部的支持結構所用的殼式滾針軸承中，即使利用專利文獻1所述的制造方法，也不能達到能十分滿足的長壽命化。
此外，通過沖壓加工形成的殼式外環，其內徑面的表面粗糙度粗于通過切削加工形成的外環的內徑面的表面粗糙度。通常，切削加工形成的外環的內徑面的表面粗糙度為Ra0.05μm左右，而殼式外環的內徑面的表面粗糙度為Ra0.4μm左右。因此，以往的殼式滾針軸承，存在伴隨在內徑面的滾針的滾動的使用中的聲音大，尤其，不能在非常討厭發生噪聲的汽車用空氣調節器的壓縮機主軸的支持結構、及裝備在ABS或TRC等汽車制動系統中的活塞泵驅動部的支持結構等用途中應用的問題。
發明內容
為此，本發明的目的在于，使壓縮機主軸的支持結構或活塞泵驅動部等所用的殼式滾針軸承長壽命化，降低使用中的聲級。
為解決上述問題，本發明提供一種殼式滾針軸承，其沿著通過沖壓加工形成殼式外環的內徑面，排列多個滾針，其中，采用使所述外環的內徑面的表面粗糙度與外徑面的表面粗糙度相比更精細的構成。
即，通過使殼式外環的內徑面的表面粗糙度更精細于外徑面，能夠降低伴隨在內徑面的滾針的滾動產生的在使用中的聲級。
優選將所述外環內徑面的周向表面粗糙度設為Ra0.05～0.3μm。將周向表面粗糙度的下限設為Ra0.05μm是因為，如果周向表面粗糙度小于此值，內徑面過于光滑，滾動的滾針的彈性接觸區域保持的潤滑油減少，容易產生蹭臟等表面損傷。將周向表面粗糙度的上限設為Ra0.3μm是基于以下的理由。
本發明者們，通過對將殼式外環的內徑面的表面粗糙度進行改變的殼式滾針軸承，進行采用旋轉試驗機的聲音測定試驗，發現如果對內徑面的周向表面粗糙度進行精細化，能夠有效地降低軸承的聲級。如后面圖4所示，如果將其規定在Ra0.3μm以下，確認能夠大幅度降低聲級。
該內徑面的周向表面粗糙度對于聲級的降低特別有效果，其原因認為如下。即認為，相對于滾針的滾徑，滾針的滾轉方向的凹凸(周向表面粗糙度)粗化到某種程度以上，滾針的上下振動增大，發聲大的聲音。由于滾針的滾徑比較小，所以如果周向表面粗糙度超過0.3μm，就會發生大的聲音。
優選將所述外環內徑面的軸向表面粗糙度設為Ra0.3μm以下。滾針中，與滾徑相比滾長更大。因此認為，外環內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，如果軸向表面粗糙度超過Ra0.3μm，聲音變大。
此外，本發明是一種殼式滾針軸承，沿著通過沖壓加工形成殼式外環的內徑面，排列多個滾針，其中，也采用將所述外環的內徑圓度設為10μm以下的構成。
本發明者們，通過對變化殼式外環的內徑圓度的殼式滾針軸承進行軸承壽命試驗發現，如后面的圖5所示，外環的筒部壁厚不均勻量和軸承壽命具有良好的相關關系，如果將內徑圓度設為10μm以下，即使在今后要求的嚴酷的條件下，也能夠達到充分的長壽命化。
此外，本發明是一種殼式滾針軸承，沿著通過沖壓加工形成殼式外環的內徑面，排列多個滾針，其中，也采用將所述外環的筒部壁厚不均勻量設為低于10μm的構成。
本發明者們，通過對變化殼式外環的筒部壁厚不均勻量的殼式滾針軸承進行軸承壽命試驗發現，如后面的圖6所示，外環的筒部壁厚不均勻量和軸承壽命具有良好的相關關系，如果軸向壁厚不均勻量低于10μm，即使在嚴酷的使用條件下，也能夠達到充分的長壽命化。
所述殼式外環的內徑圓度或筒部壁厚不均勻量的降低對軸承的長壽命化具有效果，認為是因為，在內徑面的滾針的滾動流暢，能夠抑制由滾珠的滑移或晃動等造成的在內徑面的局部的磨損或應力集中。
作為將所述外環的內徑面的表面粗糙度設為與外徑面的表面粗糙度相比更精細的手段、將所述外環的內徑圓度設為10μm以下的手段、及將所述外環的筒部壁厚不均勻量設為低于10μm的手段，能夠采用在形成所述殼式外環的沖壓加工中設置拉延工序，將在成為該拉延工序中的所述外環的外徑面的外徑側拉延面的潤滑條件設為大致流體潤滑狀態的手段。
本發明者們，采用沖壓試驗機，進行了SCM415鋼板的拉深拉延試驗，研究了杯狀成型物的內外徑面的表面粗糙度、內徑圓度及筒部壁厚不均勻量。結果發現，如果在模具側(杯狀成型物的外徑側拉延面)涂布潤滑性優異的高粘度沖壓加工油，能夠使成為殼式外環的內徑面的杯狀成型物的內徑面上的表面粗糙度更精細于外徑面，并能改進內徑圓度和筒部壁厚不均勻量。
首先，關于所述表面粗糙度的研究結果，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，而杯狀成型物內徑面的表面粗糙度非常細，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太大的變化。另外，圖11所示的杯狀成型物內外徑面的表面粗糙度，都是在軸向測定的，但在周向測定的表面粗糙度也大致上述相同。該測定結果，與在通常的拉深拉延加工中觀察到的結果相反，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的表面粗糙度，而內徑面的表面粗糙度與坯料原材料的表面粗糙度無太大的變化。
按以下考慮上述研究結果。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太大變化，認為是在杯狀成型物的外徑側拉延面上，呈加工的原材料和模具幾乎不接觸的大致流體潤滑狀態。如果如此使模具側的潤滑條件形成大致流體潤滑狀態，在起因于與模具的摩擦的在外徑側拉延面的剪切力幾乎沒有，形成沖頭和模具間的拉延部上的應力在板厚方向均勻的壓縮應力狀態，如在下面的圖12中的驗證，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。為了驗證上述推斷，在模具側涂布潤滑性優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徑面沿著沖頭表面，向軸向相對移動，通過該相對移動與沖頭表面的滑動，內徑面的表面粗糙度變細。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，其外徑面側顯著向軸向延伸。這是因為，用起因于與模具的摩擦的剪切力優先拉延變形杯狀成型物外徑面側，而內徑面側不太拉延變形。如此，在內徑面側不太拉延變形的通常的拉深拉延加工中，由于杯狀成型物的內徑面與沖頭不相對移動，所以其表面粗糙度與原材料不太變化。
在將在外徑側拉延面的潤滑條件形成大致流體潤滑狀態的加工方法中，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，通過減小坯料口徑，也能夠減小拉深加工所需的沖壓負荷。
接著，關于所述內徑圓度和筒部壁厚不均勻量，如后面的表1所示，確認內徑圓度減小到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果。即，如上所述，認為如果拉延加工中的模具側的潤滑條件形成大致流體潤滑狀態，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，同時與沖頭接觸的杯狀成型物的內徑面沿著沖頭表面向軸向相對移動，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徑面側，與沖頭表面也幾乎不相對移動，所以不太改進杯狀成型物的內徑圓度或筒部壁厚不均勻量。
通過將在所述沖壓加工的拉深工序中的拉深次數規定在3次以下，將所述拉延工序設為與最終次的所述拉深工序同時進行，能夠減少沖壓加工用的金屬模數量和工序道次，能夠降低制造成本。此外，通過減少拉深次數，也能夠抑制起因于各金屬模的設定誤差等的外環的尺寸精度降低。
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力導致的沖頭肩部的破斷，確定拉深界限，但是在拉深加工中，由于來自作用于該沖頭肩部的凸緣側的拉伸應力在拉延部被遮斷，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設為1次，通過形成將在所述拉延工序設為與該1次的拉深工序同時進行的拉深拉延工序，能夠進一步促進制造成本的降低和外環的尺寸精度的提高。
此外，本發明是一種壓縮機主軸的支持結構，通過主軸的旋轉驅動使壓縮機的壓縮工作部件工作，用配置在壓縮機內的滾針軸承支持該主軸的徑向負荷，其中，采用將所述滾針軸承設為上述任何一種所述的殼式滾針軸承的構成。
另外，本發明是一種活塞泵驅動部的支持結構，用嵌接在電機輸出軸的偏心部的滾針軸承，對接支持活塞泵的驅動部，其中，采用將所述滾針軸承設為上述任何一種殼式滾針軸承的構成。
本發明的殼式滾針軸承，由于殼式外環的內徑面的表面粗糙度更精細于外徑面，優選將其周向的表面粗糙度設為Ra0.05～0.3μm，因此雖然是低成本的殼式，但不發生蹭臟等表面損傷，能夠降低軸承使用中的聲級。所以，能夠非常適合在討厭發生噪音的用途中使用。
此外，本發明的殼式滾針軸承，由于將殼式外環的內徑圓度設為10μm以下，因此能夠大幅度延長軸承壽命，能夠實現可充分滿足的長壽命化和低成本化。
另外，本發明的殼式滾針軸承，由于將殼式外環的筒部壁厚不均勻量設為低于10μm，因此能夠大幅度延長軸承壽命，能夠實現可充分滿足的長壽命化和低成本化。
通過將作為將所述外環的內徑面的表面粗糙度設為與外徑面的表面粗糙度相比更精細的手段、將外環的內徑圓度設為10μm以下的手段、或將外環的筒部壁厚不均勻量設為低于10μm的手段，設為在形成殼式外環的沖壓加工中設置拉延工序，將在成為該拉延工序中的外環的外徑面的外徑側拉延面的潤滑條件設定為大致流體潤滑狀態的工序，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，同時也能減輕拉深加工所需的沖壓負荷。
通過將在所述拉深工序的拉深次數設為3次以下，將拉延工序設為與最終次的拉深工序同時進行的拉深拉延工序，能夠減少沖壓加工用的金屬模具數量和工序道次，能夠降低制造成本。此外，通過減少拉深次數，還能夠抑制起因于各金屬模的設定誤差等的外環的尺寸精度下降。
通過將在所述拉深工序的拉深次數設為1次，將拉延工序設為與該1次拉深工序同時進行的拉深拉延工序，能夠更加促進制造成本的降低和外環的尺寸精度提高。
此外，本發明的壓縮機主軸的支持結構，由于對于支持壓縮機主軸的徑向負荷的滾針軸承，采用上述的任何一種殼式滾針軸承，所以能夠降低壓縮機運行中的噪聲，同時能夠使軸承部長壽命化。
另外，本發明的活塞泵驅動部的支持結構，由于對于對接支持活塞泵驅動部的滾針軸承，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，同時能夠使軸承部長壽命化。
圖1是表示殼式滾針軸承的實施方式的縱剖面圖。
圖2是表示圖1的殼式滾針軸承的簡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內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定試驗中的外環的周向表面粗糙度和聲級的曲線圖。
圖5是表示殼式滾針軸承的軸承壽命試驗中的殼式外環的內徑圓度和L10壽命的關系的曲線圖。
圖6是表示殼式滾針軸承的軸承壽命試驗中的殼式外環的筒部壁厚不均勻量和L10壽命的關系的曲線圖。
圖7是表示采用第1實施方式的壓縮機主軸的支持結構的空氣調節器用壓縮機的縱剖面圖。
圖8是表示采用第2實施方式的壓縮機主軸的支持結構的空氣調節器用壓縮機的縱剖面圖。
圖9是表示采用第3實施方式的壓縮機主軸的支持結構的空氣調節器用壓縮機的縱剖面圖。
圖10是表示采用本發明的活塞泵驅動部的支持結構的汽車的ABS用活塞泵和電動機的縱剖面圖。
圖11是表示拉深拉延試驗中的杯狀成型物內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，2a-內徑面，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-電動機，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。
具體實施例方式
以下，參照
實施本發明的實施方式。如圖1所示，該殼式(shelltype)滾針軸承1是，沿著通過沖壓加工形成的SCM415制殼式外環2的內徑面2a排列多個滾針3而成，各滾針3由通過相同沖壓加工形成的SPCC制保持器4保持。在外環2的兩端部形成凸緣5a、5b。
圖2表示制造所述殼式外環2的簡要制造工序。首先，通過沖壓加工，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，在微細擠壓工序中將杯底角部微細擠壓成規定的角半徑。在拉深拉延工序中，在模具側涂布潤滑性優異的沖壓加工油，使外徑側拉延面的潤滑條件形成大致流體潤滑狀態。接著，在沖底工序中沖壓杯底中央部，形成外環2的一方的凸緣5a(參照圖1)，在修整工序將杯上端部修整成均勻的高度。其后，在熱處理工序對沖壓加工的外環2實施滲碳淬火、回火處理，在最后的組裝工序，通過向內的折彎加工，形成另一方的凸緣5b(參照圖1)。
在上述的實施方式中，將外環的沖壓加工中的拉深工序只設為1次，將拉延工序設為與該1次拉深工序同時進行的拉深拉延工序，但也可以將拉深工序設為3次以下的多次，將拉延工序設為與最終次的拉深工序同時進行的拉深拉延工序，也可以在拉深工序或微細擠壓工序后另外進行拉延工序。此外，如專利文獻1中記載，也可以在軸承組裝后進行熱處理。
對按圖2的制造工序制造的殼式外環2，測定了其內徑面2a的周向和軸向的表面粗糙度。測定的外環2的尺寸為外徑28mm、長16mm、厚0.96mm。在該測定中，采用東京精密公司制造的表表面粗糙度測定儀(サ一フコム)，將外環2分割成半圓筒狀，測定內徑面2的表面粗糙度。周向表面粗糙度，從外環2在兩端的各2mm的位置和長度方向中央位置的3處測定，軸向表面粗糙度，在周向按90°的位相在4處測定。另外，如圖11所示，坯料原材料的表面粗糙度，在表內面都為Ra0.49μm左右，成為外環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定結果。圖3(a)是外環2的縱向中央位置測定的周向表面粗糙度，為Ra0.18μm，非常精細。圖示中雖省略，但在從兩端各2mm的位置測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。圖3(b)是在1個相位測定的軸向表面粗糙度，為Ra0.15μm。圖示中雖省略，但在其它相位測定的軸向表面粗糙度也都在Ra0.3μm以下，非常精細。
作為實施例，準備將上述外環內徑面的周向表面粗糙度設為Ra0.05～0.3μm的殼式滾針軸承。這些實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，也準備外環內徑面的周向表面粗糙度超過Ra0.3μm的殼式滾針軸承。關于殼式滾針軸承的尺寸，實施例、比較例都是外徑28mm、長16mm。
將上述實施例及比較例的各殼式滾針軸承安裝在旋轉試驗機上，進行聲音測定試驗。試驗條件，如下。
·旋轉速度4800rpm·徑向負荷180N
·潤滑涂布粘度2cSt油·聲音測定位置從軸承以45°方向距離100mm的位置圖4表示上述聲音測定試驗中的聲級的測定結果。該測定結果表明，將內徑面的周向表面粗糙度設為Ra0.05～0.3μm的實施例的聲級都在60dB以下，與比較例的結果相比，聲級顯著降低。
表1示出對按圖2的制造工序制造的殼式外環(實施例1～6)和按以往的制造工序制造的殼式外環(比較例1～6)，測定其內徑圓度和筒部壁厚不均勻量的結果。測定的外環2的尺寸為外徑28mm、長16mm、厚0.96mm，是與實施例A相同的尺寸。內徑圓度和筒部壁厚不均勻量的在軸向的測定位置，設為與所述內徑面的周向表面粗糙度的測定位置相同的3處，關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，合計在12處測定。在內徑圓度的測定中，采用Taylor Hobson公司制造的圓度測定儀(タリロンド)，在筒部壁厚不均勻量的測定中采用測微計。在實施例中，所有內徑圓度都在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1記載的制造方法制造的。
表1
對表1示出的實施例及比較例的殼式滾針軸承，進行了軸承壽命試驗。各實施例及比較例的試樣個數為8個，軸承壽命按L10壽命(試樣的90％不破損的可使用的時間)評價。試驗的條件如下。
·軸向負荷9.81kN·旋轉速度5000rpm·潤滑油軸潤滑油VG2圖5及圖6表示上述軸承壽命試驗的結果。圖5表示內徑圓度和L10壽命的關系，圖6表示筒部壁厚不均勻量和L10壽命的關系。在殼式外環的內徑圓度在10μm以下、筒部壁厚不均勻量低于10μm的各實施例中，所有L10壽命都超過200小時，軸承壽命大幅度延長。因此得知，具有按圖2的制造工序制造的殼式外環的殼式滾針軸承，不僅降低聲級，而且也能大幅度提高軸承壽命。
圖7表示采用本發明的第1實施方式的壓縮機主軸的支持結構的汽車的空氣調節器用壓縮機。該壓縮機是通過固定在主軸11上的斜板12的旋轉，經由沿著斜板12滑動的閘瓦13，使壓縮工作部件即活塞14往返運動的兩斜板式的壓縮機。被高速旋轉驅動的主軸11，在不存在制冷劑的外殼15內，由上述的根據本發明的2個殼式滾針軸承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，在圓周方向按等間隔形成多個氣缸筒17，在各洼窩17內，往返自如地收納兩頭形的活塞14。在各活塞14上跨過斜板12的外周部地形成凹部14a，在該凹部14a的軸向對峙面形成的球面座18上，放置球狀的軸瓦13。該軸瓦13為半球狀，進行將斜板12的旋轉運動順利地變換成各活塞14的往返運動的工作。
圖8表示采用第2實施方式的壓縮機主軸的支持結構的空氣調節器用壓縮機。該壓縮機為單斜板式的壓縮機，通過與主軸21連結的連結部件22的旋轉，搖動運動由滾珠23和推力滾針軸承24支持在連結部件22的傾斜面22a上的斜板25，經由活塞桿26，將該斜板25的搖動運動變換成單頭形的活塞27的往返運動。該主軸21在外殼28內，由根據本發明的1個殼式滾針軸承1沿徑向方向支持，經由連結部件22，沿推力方向由推力滾針軸承29支持。
圖9表示采用第3實施方式的壓縮機主軸的支持結構的空氣調節器用壓縮機。該壓縮機為單斜板式的可變容量壓縮機，與主軸31連結的連結部件32的傾斜角度，通過使嵌入主軸31的軸套33向軸向推力，能夠變更。由推力滾針軸承34支持在連結部件32上的斜板35的搖動運動，與第2實施方式相同，經由活塞桿36，變換成單頭形的活塞37的往返運動。該主軸31在外殼38內，由根據本發明的2個殼式滾針軸承1沿徑向方向支持，經由連結部件22，沿推力方向由推力滾針軸承39支持。
圖10表示采用本發明的活塞泵驅動部的支持結構的汽車的ABS用活塞泵41和驅動其的電動機42。電動機42的輸出軸即電樞43的電樞軸44，由一對滾珠軸承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上的根據本發明的殼式滾針軸承1上，對接支持活塞泵41的活塞47。因此，通過旋轉驅動電動機42，往返驅動對接支持在殼式滾針軸承1上的活塞47，從設在泵殼45上的吸引口48吸引制動液，從排出口49排出。另外，雖未圖示，但吸引口48與循環槽連接，排出口49與主氣缸連接。
權利要求
1.一種殼式滾針軸承，沿著通過沖壓加工形成殼式外環的內徑面，排列多個滾針，其特征是將所述外環的內徑面的表面粗糙度設成與外徑面的表面粗糙度相比更精細。
2.如權利要求1所述的殼式滾針軸承，其中，將所述外環內徑面的周向表面粗糙度設為Ra0.05～0.3μm。
3.如權利要求2所述的殼式滾針軸承，其中，將所述外環內徑面的軸向表面粗糙度設為Ra0.3μm以下。
4.一種殼式滾針軸承，沿著通過沖壓加工形成殼式外環的內徑面，排列多個滾針，其特征是將所述外環的內徑圓度設為10μm以下。
5.一種殼式滾針軸承，沿著通過沖壓加工形成殼式外環的內徑面，排列多個滾針，其特征是將所述外環的筒部壁厚不均勻量設為低于10μm。
6.如權利要求1～5中任何一項所述的殼式滾針軸承，其中，作為將所述外環的內徑面的表面粗糙度設為與外徑面的表面粗糙度相比更精細的手段、將所述外環的內徑圓度設為10μm以下的手段、或者將所述外環的筒部壁厚不均勻量設為低于10μm的手段，采用在形成所述殼式外環的沖壓加工中設置拉延工序，將在成為該拉延工序中的所述外環的外徑面的外徑側拉延面的潤滑條件設為大致流體潤滑狀態的手段。
7.如權利要求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規定在3次以下，將所述拉延工序設為與最終次的所述拉深工序同時進行的拉深拉延工序。
8.如權利要求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設為1次，將所述拉延工序設為與該1次的拉深工序同時進行的拉深拉延工序。
9.如權利要求6～8中任何一項所述的殼式滾針軸承，其中，將所述殼式外環的原材料設為磷酸鹽被膜處理鋼板。
10.一種壓縮機主軸的支持結構，通過主軸的旋轉驅動使壓縮機的壓縮工作部件工作，用配置在壓縮機內的滾針軸承支持該主軸的徑向負荷，其特征是將所述滾針軸承設為如權利要求2～9中任何一項所述的殼式滾針軸承。
11.一種活塞泵驅動部的支持結構，用嵌接在電機輸出軸的偏心部上的滾針軸承，對接支持活塞泵的驅動部，其特征是將所述滾針軸承設為如權利要求2～9中任何一項所述的殼式滾針軸承。
全文摘要
本發明的目的是使壓縮機主軸的支持結構或活塞泵驅動部的支持結構等所用的殼式滾針軸承長壽命化，降低使用中的聲級。通過設有拉延工序的沖壓加工，形成殼式滾針軸承(1)的殼式外環(2)，通過將在成為該拉延工序中的外環(2)的外徑面的外徑側拉延面的潤滑條件設為大致流體潤滑狀態，將其內徑面的周向表面粗糙度、內徑圓度及筒部壁厚不均勻量控制在規定的數值范圍，從而能夠使殼式滾針軸承長壽命化的同時，降低使用中的聲級。
文檔編號F04B53/00GK1853048SQ20048002662
公開日2006年10月25日 申請日期2004年9月15日 優先權日2003年9月16日
發明者大石真司, 新名正敏 申請人:Ntn株式會社