壳型滚针轴承、压缩机主轴及活塞泵驱动部的支承结构
阅读：499发布：2023-02-28
专利汇可以提供壳型滚针轴承、压缩机主轴及活塞泵驱动部的支承结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且涉及在 压缩机 主轴 的支承结构或 活塞 泵 驱动部的支承结构等中使用的壳型 滚针 轴承 ，其在不需要气氛调整的情况下以简单的 热处理 就能保证其壳型 外圈 的产品 质量 ，进一步降低制造成本。通过利用 碳 含有量大于等于0.3质量％的中高碳 钢 作为壳型外圈(1)用的被 冲压 加工的钢板的原材料，碳的含有量比现有所使用的低碳 合金 结构钢板或 冷轧 冲压用钢板的多，就不需要高价的 渗碳 淬火及渗碳氮化处理，能够降低壳型 滚针轴承 (A)的制造成本。，下面是壳型滚针轴承、压缩机主轴及活塞泵驱动部的支承结构专利的具体信息内容。
1.一种壳型滚针轴承，沿着由钢板的冲压加工形成的壳型外圈的内径 面排列有多个滚针，其中，
利用碳含有量大于等于0.3质量％的中高碳钢作为所述钢板的原材料。
2.根据权利要求1所述的壳型滚针轴承，其中，
对所述钢板的原材料实施球化退火。
3.根据权利要求2所述的壳型滚针轴承，其中，
利用所述球化退火使碳化物的球化率大于等于50％。
4.根据权利要求1～3的任意一项所述的壳型滚针轴承，其中，
对由所述冲压加工形成的外圈进行高频感应加热淬火或光亮淬火。
5.根据权利要求1～3的任意一项所述的壳型滚针轴承，其中，
所述钢板的原材料含有Si、Ni、Mo中至少任一种的合金元素，这些 合金元素的含有量分别小于等于0.35质量％。
6.根据权利要求5所述的壳型滚针轴承，其中，
对由所述冲压加工形成的外圈的至少内径面实施高频感应加热淬火、 炉回火或高频感应加热回火中任一种，使所述内径面的表面硬度以维氏硬 度计大于等于HV653。
7.根据权利要求5或6所述的壳型滚针轴承，其中，
所述外圈的内径面的高频感应加热淬火深度是没有达到其背面侧的 外径面的深度。
8.根据权利要求1～7的任意一项所述的壳型滚针轴承，其中，
所述外圈的内径面的周向表面粗糙度Ra为0.05～0.3μm。
9.根据权利要求1～8的任意一项所述的壳型滚针轴承，其中，
所述外圈的内径面的轴向表面粗糙度Ra小于等于0.3μm。
10.根据权利要求1～9的任意一项所述的壳型滚针轴承，其中，
在所述冲压加工的深冲工序中的深冲次数小于等于三次，最终次的深 冲工序为加入打薄加工的打薄深冲工序。
11.根据权利要求10所述的壳型滚针轴承，其中，
在所述深冲工序中的深冲次数为一次，该一次的深冲工序为加入打薄 加工的打薄深冲工序。
12.根据权利要求1～11的任意一项所述的壳型滚针轴承，其中，
对所述钢板的原材料实施了磷酸盐皮膜处理。
13.一种压缩机主轴的支承结构，其由旋转驱动压缩机的压缩动作部 件的主轴和在压缩机内支承该主轴的滚针轴承构成，其中，
所述滚针轴承是权利要求1～12中任一项所述的壳型滚针轴承。
14.根据权利要求13所述的压缩机主轴的支承结构，其中，
所述压缩机是斜板式的空调机。
15.一种活塞泵驱动部的支承结构，其由活塞泵的马达输出轴、嵌在 该马达输出轴的偏心部的滚针轴承以及由该滚针轴承支承的活塞构成，其 中，所述滚针轴承是权利要求1～12中任一项所述的壳型滚针轴承。
16.根据权利要求15所述的活塞泵驱动部的支承结构，其中，
所述活塞泵是汽车的防抱死系统用的活塞泵。
技术领域
本发明涉及壳型滚针轴承、使用了壳型滚针轴承的压缩机主轴的支承 结构及活塞泵驱动部的支承结构。
背景技术
对于沿着外圈的轨道面即内径面排列了多个滚针的滚针轴承包括使 用了由包括深冲工序的冲压加工形成的壳型外圈的壳型滚针轴承。对于被 冲压加工的壳型外圈的钢材原材料，使用SCM415等低碳素合金结构钢板 或SPC等冷轧冲压用钢板，为了确保强度或轨道面的表面硬度等产品质 量，在冲压加工后实施渗碳淬火或渗碳氮化处理等热处理(例如，参考专 利文献1)。另外，壳型外圈存在两轴端部开放的端部开放(open-ended) 型和一个的轴端部被封闭的端部封闭(closed-end)型。并且，滚针存在被 安装于护圈中再组入外圈的带护圈型和在整体滚状态下以单体组入外圈。
所述壳型外圈的制造工序如下所述。首先，在分几次深冲的深冲工序 中将钢板原材料的圆形坯料成形为杯状，在定型按压工序中将杯底拐角部 定型按压成规定的拐角半径。接着，端部开放型的壳型外圈，在去底工序 中冲裁掉杯底中央部来形成外圈的一个凸缘，端部封闭型的壳型外圈，省 略了去底工序，将杯底作为封闭端部来利用。接着，在整形工序中将杯上 端整形成均一的高度，并且对形成另一个凸缘进行减厚加工。其中，在热 处理工序进行渗碳淬火或渗碳氮化处理等，对形成另一个凸缘的减厚加工 部实施退火。最后，在组装工序中组装入滚针，将杯上端部向内侧弯折形 成另一个凸缘。
在空调机等的压缩机中，有采用了如下的支承结构的斜板式的压缩 机，即，通过主轴的旋转驱动来使压缩动作部件动作，利用在压缩机内配 置的滚针轴承来支承该主轴的径向负载(例如，参考专利文献2)。滚针轴 承具有如下的优点：即使轴承投影面积小，相对于其他类型轴承也可得到 高负载容量与高刚性，而能够紧凑地设计压缩机主轴的支承结构。
在这样的压缩机中，尤其是在汽车用空调机中使用的压缩机，近年来 要求在提高耐用性的同时，还要进一步的低价格化与紧凑化。进而，最近 出于节能或对环境的考虑，为了提高空调机的冷却效率，逐步发展对用于 以压缩机的轴承部为首的各部的润滑的油量进行削减的稀润滑化。通过这 样的稀润滑化的发展，在压缩机主轴的支承结构中采用的滚针轴承就可以 在恶劣的润滑条件下使用。
因此，对于支承高速旋转的压缩机主轴的径向负载的滚针轴承，在滚 针滚动的外圈的轨道面早期会产生表面起点型剥离等表面损伤，轴承寿命 明显变短。并且，汽车用空调机的压缩机，随着其高压缩比化支承压缩机 主轴的滚针轴承的负载荷载也有增大的倾向，在滚针轴承的外圈，因反复 的负载荷载而引起的内部起点型剥离也容易发生，难以保证轴承所要求的 基本特性即转动疲劳寿命。另外，在汽车用空调机的压缩机中，还希望降 低伴随着滚针的滚动的轴承使用中的噪音。
并且，在汽车的防抱死系统(ABS)或牵引力控制(TRC)等自动制 动系统中，装备有向主缸输送储液箱的制动液的活塞泵。在这种压送润滑 油等的活塞泵中，有的活塞泵是在电动马达的输出轴即电枢轴设置偏心 部，支承由嵌在该偏心部的滚动轴承往复驱动的活塞(例如，参考专利文 献3)。也可采用滚针轴承作为支承这样的活塞的滚动轴承(例如，参考专 利文献4)。
用于这样的汽车的制动系统的活塞泵，通过使用了液压的制动辅助系 统等的开发，要求进一步提高能力，并且也要求进一步低价格化与紧凑化。 作为对应于提高活塞泵的能力的对策，有增大电枢轴的偏心量的动向，作 为对应于紧凑化的一个方法，有将滚针轴承作为嵌在偏心部的滚动轴承来 小型化的动向。因此，用于这样的活塞泵驱动部的支承结构的滚针轴承的 负载荷载有增大的倾向，在其外圈因反复的负载荷载而引起的内部起点型 剥离也容易发生，难以保证轴承所要求的基本特性即转动疲劳寿命。
另外，用于所述活塞泵驱动部的支承结构的滚针轴承，通过混入低粘 度的润滑油(制动液)等而使得润滑状态变得稀薄，而且，由于滚针高速 在活塞冲击接触的外圈的轨道面滚动，所以在滚动面容易产生油膜断裂。 因此，在外圈的轨道面，早期会产生表面起点型剥离等表面损伤，轴承寿 命明显变短。另外，在用于汽车的制动系统的活塞泵中，还希望降低伴随 着滚针的滚动的轴承使用中的噪音。
专利文献1：日本特许第3073937号公报(第1-2页、第1-3图)
专利文献2：日本特许第2997047号公报(第2页、第10-12图)
专利文献3：日本特开平8-182254号公报(第2页、第7图)
专利文献4：日本特开2001-187915号公报(第2页、第9图)
用于上述现有的壳型外圈的钢板原材料的低碳合金钢板或冷轧冲压 用钢板，虽然由于加工性良好所以容易冲压加工，但是由于含碳量少，所 以为了保证作为产品质量的轨道面的表面硬度等，需要渗碳淬火或渗碳氮 化处理等可控气氛的热处理。因此，有以下的各问题点。
·不仅需要气氛炉等大的热处理设备，而且其管理也很麻烦。例如， 需要气氛气体、温度以及时间的设定，或淬火油的管理，炉的定期维护等， 在多品种少量生产中，需要对每个批次变更各个设定，非常麻烦。
·为了使碳或氮扩散而使得热处理时间变长。并且，由于为了使碳或 氮扩散到部件的内部而需要非常长的时间，所以不能怎么提高部件内部的 强度。
·由于一次不能处理多个部件而效率低，所以小批件的热处理效率变 低。如果集中相同的小批件来热处理，则半成品增多且研制周期变长。
·如果因突然的停电等使得热处理中断，则产生大量的不合格品。
·如果频繁的批次变更，则担心混进不同的产品。
·在带两凸缘的壳型外圈的情况下，为了在组装工序中弯折凸缘，需 要进行退火。
所述壳型外圈的制造工序如下所述。首先，在分几次深冲的深冲工序 中将钢板原材料的圆形坯料成形为杯状，在定型按压工序中将杯底拐角部 定型按压成规定的拐角半径。接着，端部开放型的壳型外圈，在去底工序 中冲裁掉杯底中央部来形成外圈的一个凸缘，端部封闭型的壳型外圈，省 略了去底工序，将杯底作为封闭端部来利用。接着，在整形工序中将杯上 端整形成均一的高度，并且对形成另一个凸缘进行减厚加工。其中，在热 处理工序进行渗碳淬火或渗碳氮化处理等，对形成另一个凸缘的减厚加工 部实施退火。最后，在组装工序中组装入滚针，将杯上端部向内侧弯折形 成另一个凸缘。
在空调机等的压缩机中，有采用了如下的支承结构的斜板式的压缩 机，即，通过主轴的旋转驱动来使压缩动作部件动作，利用在压缩机内配 置的滚针轴承来支承该主轴的径向负载(例如，参考专利文献2)。滚针轴 承具有如下的优点：即使轴承投影面积小，相对于其他类型轴承也可得到 高负载容量与高刚性，而能够紧凑地设计压缩机主轴的支承结构。
在这样的压缩机中，尤其是在汽车用空调机中使用的压缩机，近年来 要求在提高耐用性的同时，还要进一步的低价格化与紧凑化。进而，最近 出于节能或对环境的考虑，为了提高空调机的冷却效率，逐步发展对用于 以压缩机的轴承部为首的各部的润滑的油量进行削减的稀润滑化。通过这 样的稀润滑化的发展，在压缩机主轴的支承结构中采用的滚针轴承就可以 在恶劣的润滑条件下使用。
因此，对于支承高速旋转的压缩机主轴的径向负载的滚针轴承，在滚 针滚动的外圈的轨道面早期会产生表面起点型剥离等表面损伤，轴承寿命 明显变短。并且，汽车用空调机的压缩机，随着其高压缩比化支承压缩机 主轴的滚针轴承的负载荷载也有增大的倾向，在滚针轴承的外圈，因反复 的负载荷载而引起的内部起点型剥离也容易发生，难以保证轴承所要求的 基本特性即转动疲劳寿命。另外，在汽车用空调机的压缩机中，还希望降 低伴随着滚针的滚动的轴承使用中的噪音。
并且，在汽车的防抱死系统(ABS)或牵引力控制(TRC)等自动制 动系统中，装备有向主缸输送储液箱的制动液的活塞泵。在这种压送润滑 油等的活塞泵中，有的活塞泵是在电动马达的输出轴即电枢轴设置偏心 部，支承由嵌在该偏心部的滚动轴承往复驱动的活塞(例如，参考专利文 献3)。也可采用滚针轴承作为支承这样的活塞的滚动轴承(例如，参考专 利文献4)。
用于这样的汽车的制动系统的活塞泵，通过使用了液压的制动辅助系 统等的开发，要求进一步提高能力，并且也要求进一步低价格化与紧凑化。 作为对应于提高活塞泵的能力的对策，有增大电枢轴的偏心量的动向，作 为对应于紧凑化的一个方法，有将滚针轴承作为嵌在偏心部的滚动轴承来 小型化的动向。因此，用于这样的活塞泵驱动部的支承结构的滚针轴承的 负载荷载有增大的倾向，在其外圈因反复的负载荷载而引起的内部起点型 剥离也容易发生，难以保证轴承所要求的基本特性即转动疲劳寿命。
另外，用于所述活塞泵驱动部的支承结构的滚针轴承，通过混入低粘 度的润滑油(制动液)等而使得润滑状态变得稀薄，而且，由于滚针高速 在活塞冲击接触的外圈的轨道面滚动，所以在滚动面容易产生油膜断裂。 因此，在外圈的轨道面，早期会产生表面起点型剥离等表面损伤，轴承寿 命明显变短。另外，在用于汽车的制动系统的活塞泵中，还希望降低伴随 着滚针的滚动的轴承使用中的噪音。
专利文献1：日本特许第3073937号公报(第1-2页、第1-3图)
专利文献2：日本特许第2997047号公报(第2页、第10-12图)
专利文献3：日本特开平8-182254号公报(第2页、第7图)
专利文献4：日本特开2001-187915号公报(第2页、第9图)
用于上述现有的壳型外圈的钢板原材料的低碳合金钢板或冷轧冲压 用钢板，虽然由于加工性良好所以容易冲压加工，但是由于含碳量少，所 以为了保证作为产品质量的轨道面的表面硬度等，需要渗碳淬火或渗碳氮 化处理等可控气氛的热处理。因此，有以下的各问题点。
·不仅需要气氛炉等大的热处理设备，而且其管理也很麻烦。例如， 需要气氛气体、温度以及时间的设定，或淬火油的管理，炉的定期维护等， 在多品种少量生产中，需要对每个批次变更各个设定，非常麻烦。
·为了使碳或氮扩散而使得热处理时间变长。并且，由于为了使碳或 氮扩散到部件的内部而需要非常长的时间，所以不能怎么提高部件内部的 强度。
·由于一次不能处理多个部件而效率低，所以小批件的热处理效率变 低。如果集中相同的小批件来热处理，则半成品增多且研制周期变长。
·如果因突然的停电等使得热处理中断，则产生大量的不合格品。
·如果频繁的批次变更，则担心混进不同的产品。
·在带两凸缘的壳型外圈的情况下，为了在组装工序中弯折凸缘，需 要进行退火。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种在压缩机主轴的支承结构或活塞泵 驱动部的支承结构等中使用的壳型滚针轴承，其在不需要气氛调整的情况 下以简单的热处理就能保证其壳型外圈的产品质量，进一步降低制造成 本。
为了实现上述目的，本发明的壳型滚针轴承，沿着由钢板的冲压加工 形成的壳型外圈的内径面排列了多个滚针，其中，采用了利用碳含有量大 于等于0.3质量％的中高碳钢作为所述钢板的原材料的结构。
即，通过利用碳含有量大于等于0.3质量％的中高碳钢作为壳型外圈 用的被冲压加工的钢板的原材料，与现有所使用的低碳合金结构钢板或冷 轧冲压用钢板相比，由于碳含有量多，所以不需要高价的渗碳淬火或渗碳 氮化处理，能够降低制造成本。作为碳含有量大于等于0.3质量％的钢板 原材料，可以使用碳素结构钢S30C～S58C、SAE1040～1095或工具钢SK5 等。
通过对所述钢板的原材料实施球化退火，即使碳含有量高也具有足够 的延伸率与柔软性，能够进行用于形成壳型外圈的冲压加工。
通过利用所述球化退火使碳化物的球化率大于等于50％，能够更稳定 地冲压加工钢板原材料。另外，碳化物的球化率以下面的定义式来定义， 定义式中的纵横(aspect)比是碳化物的长直径尺寸与短直径尺寸的比。
球化率＝(纵横比没有达到2的碳化物个数)/(碳化物总个数)×100％
所述碳化物的球化率大于等于50％的理由如下。在壳型外圈的冲压加 工的深冲工序中，被深冲的杯底的拐角R部成为最大的板厚减少率(约为 10～20％)，在该拐角R部容易产生断裂。如后面的图2所示，碳含有量 大于等于0.3质量％的钢板原材料的延伸率与碳化物的球化率成比例地增 大，球化率约在50％则延伸率变成约大于等于20％。因此考虑到通过使球 化率大于等于50％，就能够经受深冲工序中的在杯底的拐角R部的板厚减 少，可以不会使钢板原材料断裂来进行深冲。
通过对由所述冲压加工形成的外圈进行高频感应加热淬火或光亮淬 火，能够以低价的热处理来保证外圈所必要的强度或硬度。在采用高频感 应加热淬火的情况下，不需要大的热处理设备，还能够缩短热处理时间。 并且，即使在进行光亮淬火的情况下，也不需要使碳或氮扩散的时间，能 够缩短热处理时间。
通过使所述钢板的原材料含有Si、Ni、Mo的至少任意一种的合金元 素，使这些合金元素的含有量分别小于等于0.35质量％，能够提高冲压加 工性。使Si、Ni、Mo的合金元素的含有量分别小于等于0.35质量％是因 为，虽然这些合金元素单独或共存来改善淬火性，但如果各自的含有量超 过了0.35质量％，则会使冲压加工性下降。
通过对由所述冲压加工形成的外圈的至少内径面实施高频感应加热 淬火、炉回火或高频感应加热回火的任意一种，使得所述内径面的表面硬 度以维氏硬度计都大于等于HV653，就能够充分满足作为轴承的基本的性 能。并且高频感应加热淬火，不需要调整气氛且用小的热处理设备即可， 也能够明显缩短热处理时间。炉回火或高频感应加热回火也不需要调整气 氛而可以简便地进行。
所述外圈的内径面的高频感应加热淬火深度可以是没有达到其背侧 的外径面的深度。
通过使所述外圈的内径面的周向表面粗糙度Ra为0.05～0.3μm，能够 降低伴随着在该外圈内径面的滚针的滚动的音响的等级，可以提高轴承使 用中的静音性。使周向表面粗糙度的下限Ra为0.05μm，是因为如果周向 表面粗糙度比该值还低则内径面变得过于光滑，则被保持于滚动的滚针的 弹性接触区域的润滑油变少，容易产生擦伤等表面损伤。使周向表面粗糙 度的上限Ra为0.3μm，理由如下。
本发明人，关于改变了外圈的内径面的表面粗糙度的壳型滚针轴承， 进行利用了旋转试验机的音响测定试验，如果内径面的周向表面粗糙度变 小，则发现轴承的音响等级明显降低，如图12所示，如果周向表面粗糙 度Ra小于等于0.3μm，则确认了能够大幅度地降低音响等级。该内径面 的周向表面粗糙度对音响等级的降低特别有效，可以如下的考虑。即，如 果相对于滚针的滚子直径、滚子的旋转方向的凹凸(周向表面粗糙度)大 于等于某种程度地变粗，则滚针的上下振动变大产生大的音响。由于滚针 的滚子直径比较小，所以如果周向表面粗糙度Ra超过了0.3μm，则会产 生大音响。
通过使所述外圈的内径面的轴向表面粗糙度Ra小于等于0.3μm，能 够进一步降低伴随着滚针的滚动的音响的等级，能够进一步提高轴成使用 中的静音性。由于与滚针的滚子直径相比，滚针的滚子长度长，所以外圈 内径面的宽度方向的凹凸(轴向表面粗糙度)也对滚针的上下振动产生影 响，如果轴向表面粗糙度Ra超过了0.3μm，，则音响会变大。
通过使在所述冲压加工的深冲工序中的深冲次数小于等于三次，最终 次的深冲工序为加入打薄加工的打薄深冲工序，能够减少冲压加工用的模 具数量与工序数量，能够进一步降低制造成本。并且，通过减少深冲次数， 也抑制了因各模具的设定误差等引起的杯成形物的尺寸精度的下降。
另外，在打薄深冲加工中，公知与简单的深冲加工相比能够得到大的 深冲比。即，在深冲加工中，由于压缩凸缘的变形阻力与由在凸缘部的防 皱装置力引起的拉伸应力，使得由在冲压机肩部的断裂来确定深冲界限， 但在打薄深冲加工中，由于作用于该冲压机肩部的来自凸缘侧的拉伸应力 被打薄部截断，所以即使是深冲性不太好的碳含有量大于等于0.3质量％ 的中高碳钢，也能够得到足够的深冲比。
通过使在所述深冲工序中的深冲次数为一次，该一次的深冲工序是加 入打薄加工的打薄深冲工序，能够进一步促进制造成本的降低与外圈的尺 寸精度提高。
通过对所述钢板的原材料实施磷酸盐皮膜处理，能够提高所述冲压加 工的冲压加工油的保持能力，能够利用更低级的冲压加工油来冲压加工外 圈。
并且，本发明的压缩机主轴的支承结构，由旋转驱动压缩机的压缩动 作部件的主轴、和在压缩机内支承该主轴的滚针轴承构成，其中，采用了 将所述滚针轴承形成为上述任意一种的壳型滚针轴承的结构。
所述压缩机可以是斜板式的空调机。
此外，本发明的活塞泵驱动部的支承结构，由活塞泵的马达输出轴、 嵌在该马达输出轴的偏心部的滚针轴承、以及由该滚针轴承支承的活塞构 成，其中，也采用了将所述滚针轴承形成为上述任意一种的壳型滚针轴承 的结构。
所述活塞泵可以是汽车的防抱死系统用的活塞泵。
发明效果
本发明的壳型滚针轴承，由于利用碳含有量大于等于0.3质量％的中 高碳钢作为壳型外圈用的被冲压加工的钢板的原材料，所以通过比现有所 使用的低碳合金结构钢板或冷轧冲压用钢板含碳量多，就不需要高价的渗 碳淬火或渗碳氮化处理，能够降低制造成本。
通过对所述钢板的原材料实施球化退火，即使碳含有量高也具有足够 的延伸率与柔软性，能够进行用于形成壳型外圈的冲压加工。
通过利用所述球化退火使碳化物的球化率大于等于50％，能够更稳定 地冲压加工钢板原材料。
通过对由所述冲压加工形成的外圈进行高频感应加热淬火或光亮淬 火，能够以低价的热处理来保证外圈所必要的强度或硬度。在采用高频感 应加热淬火的情况下，不需要大的热处理设备，还能够缩短热处理时间。 并且，即使在进行光亮淬火的情况下，也不需要使碳或氮扩散的时间，能 够缩短热处理时间。
通过使所述钢板的原材料含有Si、Ni、Mo的至少任意一种的合金元 素，使这些合金元素的含有量分别小于等于0.35质量％，能够提高冲压加 工性。
通过对由所述冲压加工形成的外圈的至少内径面实施高频感应加热 淬火、炉回火或高频感应加热回火的任意一种，使得所述内径面的表面硬 度以维氏硬度计都大于等于HV653，就能够充分满足作为轴承的基本的性 能。并且高频感应加热淬火，不需要调整气氛且用小的热处理设备即可， 也能够明显缩短热处理时间。炉回火或高频感应加热回火也不需要调整气 氛而可以简便地进行。
通过使所述外圈的内径面的周向表面粗糙度Ra为0.05～0.3μm，能够 降低伴随着在该外圈内径面的滚针的滚动的音响的等级，可以提高轴承使 用中的静音性。
通过使所述外圈的内径面的轴向表面粗糙度Ra小于等于0.3μm，能 够进一步降低伴随着滚针的滚动的音响的等级，能够进一步提高轴成使用 中的静音性。
通过使在所述冲压加工的深冲工序中的深冲次数小于等于三次，最终 次的深冲工序为加入打薄加工的打薄深冲工序，能够减少冲压加工用的模 具数量与工序数量，能够进一步降低制造成本。并且，通过减少深冲次数， 也抑制了因各模具的设定误差等引起的杯成形物的尺寸精度的下降。
通过使在所述深冲工序中的深冲次数为一次，该一次的深冲工序为加 入打薄加工的打薄深冲工序，能够进一步促进制造成本的降低与外圈的尺 寸精度提高。
通过对所述钢板的原材料实施磷酸盐皮膜处理，能够提高所述冲压加 工的冲压加工油的保持能力，能够利用更低级的冲压加工油来冲压加工外 圈。
并且，本发明的压缩机主轴的支承结构，由于利用上述任意一种的壳 型滚针轴承，来作为支承压缩机主轴的滚针轴承，所以能够降低其制造成 本。
此外，本发明的活塞泵驱动部的支承结构，由于利用上述任意一种的 壳型滚针轴承，来作为支承活塞的滚针轴承，所以能够降低其制造成本。
附图说明
图1是表示壳型滚针轴承的实施方式的纵剖视图；
图2是表示实施例2的外圈的钢板原材料的拉伸实验结果的曲线图；
图3是表示图1的外圈的概略的制造工序的工序图；
图4的a、b分别表示图1的外圈的内径面的周向表面粗糙度与轴向 表面粗糙度的曲线图；
图5是表示实施例1以及2的外圈的淬火图形的剖视图；
图6是表示实施例3的外圈与其变形例的外圈的淬火图形的剖视图；
图7是表示图1的壳型滚针轴承的轴承寿命实验的结果的曲线图；
图8是表示采用了第一实施方式的压缩机主轴的支承结构的空调机用 压缩机的纵剖视图；
图9是表示采用了第二实施方式的压缩机主轴的支承结构的空调机用 压缩机的纵剖视图；
图10是表示采用了第三实施方式的压缩机主轴的支承结构的空调机 用压缩机的纵剖视图；
图11是表示采用了本发明的活塞泵驱动部的支承结构的汽车的ABS 用活塞泵与电动马达的纵剖视图；
图12是表示壳型滚针轴承的音响测定实验的外圈内径面的周向表面 粗糙度与音响等级的关系的曲线图。
图中：A-壳型滚针轴承；1、1a、1b、1c、1d-外圈；2-内径面；3 -滚针；4a、4b-凸缘；5-护圈；11-主轴；12-斜板；13-滑履；14 -活塞；14a-凹部；15-外壳；16-推力滚针轴承；17-缸孔；18-球 面座；21-主轴；22-连结部件；22a-倾斜面；23-滚珠；24-推力滚 针轴承；25-斜板；26-活塞杆；27-活塞；28-外壳；29-推力滚针轴 承；31-主轴；32-连结部件；33-套筒；34-推力滚针轴承；35-斜板； 36-活塞杆；37-活塞；38-外壳；39-推力滚针轴承；41-活塞泵；42 -电动马达；43-电枢；44-电枢轴；44a-偏心部；45-泵外壳；45a- 凹部；46-滚珠轴承；47-活塞；48-吸引口；49-排出口。
为了实现上述目的，本发明的壳型滚针轴承，沿着由钢板的冲压加工 形成的壳型外圈的内径面排列了多个滚针，其中，采用了利用碳含有量大 于等于0.3质量％的中高碳钢作为所述钢板的原材料的结构。
即，通过利用碳含有量大于等于0.3质量％的中高碳钢作为壳型外圈 用的被冲压加工的钢板的原材料，与现有所使用的低碳合金结构钢板或冷 轧冲压用钢板相比，由于碳含有量多，所以不需要高价的渗碳淬火或渗碳 氮化处理，能够降低制造成本。作为碳含有量大于等于0.3质量％的钢板 原材料，可以使用碳素结构钢S30C～S58C、SAE1040～1095或工具钢SK5 等。
通过对所述钢板的原材料实施球化退火，即使碳含有量高也具有足够 的延伸率与柔软性，能够进行用于形成壳型外圈的冲压加工。
通过利用所述球化退火使碳化物的球化率大于等于50％，能够更稳定 地冲压加工钢板原材料。另外，碳化物的球化率以下面的定义式来定义， 定义式中的纵横(aspect)比是碳化物的长直径尺寸与短直径尺寸的比。
球化率＝(纵横比没有达到2的碳化物个数)/(碳化物总个数)×100％
所述碳化物的球化率大于等于50％的理由如下。在壳型外圈的冲压加 工的深冲工序中，被深冲的杯底的拐角R部成为最大的板厚减少率(约为 10～20％)，在该拐角R部容易产生断裂。如后面的图2所示，碳含有量 大于等于0.3质量％的钢板原材料的延伸率与碳化物的球化率成比例地增 大，球化率约在50％则延伸率变成约大于等于20％。因此考虑到通过使球 化率大于等于50％，就能够经受深冲工序中的在杯底的拐角R部的板厚减 少，可以不会使钢板原材料断裂来进行深冲。
通过对由所述冲压加工形成的外圈进行高频感应加热淬火或光亮淬 火，能够以低价的热处理来保证外圈所必要的强度或硬度。在采用高频感 应加热淬火的情况下，不需要大的热处理设备，还能够缩短热处理时间。 并且，即使在进行光亮淬火的情况下，也不需要使碳或氮扩散的时间，能 够缩短热处理时间。
通过使所述钢板的原材料含有Si、Ni、Mo的至少任意一种的合金元 素，使这些合金元素的含有量分别小于等于0.35质量％，能够提高冲压加 工性。使Si、Ni、Mo的合金元素的含有量分别小于等于0.35质量％是因 为，虽然这些合金元素单独或共存来改善淬火性，但如果各自的含有量超 过了0.35质量％，则会使冲压加工性下降。
通过对由所述冲压加工形成的外圈的至少内径面实施高频感应加热 淬火、炉回火或高频感应加热回火的任意一种，使得所述内径面的表面硬 度以维氏硬度计都大于等于HV653，就能够充分满足作为轴承的基本的性 能。并且高频感应加热淬火，不需要调整气氛且用小的热处理设备即可， 也能够明显缩短热处理时间。炉回火或高频感应加热回火也不需要调整气 氛而可以简便地进行。
所述外圈的内径面的高频感应加热淬火深度可以是没有达到其背侧 的外径面的深度。
通过使所述外圈的内径面的周向表面粗糙度Ra为0.05～0.3μm，能够 降低伴随着在该外圈内径面的滚针的滚动的音响的等级，可以提高轴承使 用中的静音性。使周向表面粗糙度的下限Ra为0.05μm，是因为如果周向 表面粗糙度比该值还低则内径面变得过于光滑，则被保持于滚动的滚针的 弹性接触区域的润滑油变少，容易产生擦伤等表面损伤。使周向表面粗糙 度的上限Ra为0.3μm，理由如下。
本发明人，关于改变了外圈的内径面的表面粗糙度的壳型滚针轴承， 进行利用了旋转试验机的音响测定试验，如果内径面的周向表面粗糙度变 小，则发现轴承的音响等级明显降低，如图12所示，如果周向表面粗糙 度Ra小于等于0.3μm，则确认了能够大幅度地降低音响等级。该内径面 的周向表面粗糙度对音响等级的降低特别有效，可以如下的考虑。即，如 果相对于滚针的滚子直径、滚子的旋转方向的凹凸(周向表面粗糙度)大 于等于某种程度地变粗，则滚针的上下振动变大产生大的音响。由于滚针 的滚子直径比较小，所以如果周向表面粗糙度Ra超过了0.3μm，则会产 生大音响。
通过使所述外圈的内径面的轴向表面粗糙度Ra小于等于0.3μm，能 够进一步降低伴随着滚针的滚动的音响的等级，能够进一步提高轴成使用 中的静音性。由于与滚针的滚子直径相比，滚针的滚子长度长，所以外圈 内径面的宽度方向的凹凸(轴向表面粗糙度)也对滚针的上下振动产生影 响，如果轴向表面粗糙度Ra超过了0.3μm，，则音响会变大。
通过使在所述冲压加工的深冲工序中的深冲次数小于等于三次，最终 次的深冲工序为加入打薄加工的打薄深冲工序，能够减少冲压加工用的模 具数量与工序数量，能够进一步降低制造成本。并且，通过减少深冲次数， 也抑制了因各模具的设定误差等引起的杯成形物的尺寸精度的下降。
另外，在打薄深冲加工中，公知与简单的深冲加工相比能够得到大的 深冲比。即，在深冲加工中，由于压缩凸缘的变形阻力与由在凸缘部的防 皱装置力引起的拉伸应力，使得由在冲压机肩部的断裂来确定深冲界限， 但在打薄深冲加工中，由于作用于该冲压机肩部的来自凸缘侧的拉伸应力 被打薄部截断，所以即使是深冲性不太好的碳含有量大于等于0.3质量％ 的中高碳钢，也能够得到足够的深冲比。
通过使在所述深冲工序中的深冲次数为一次，该一次的深冲工序是加 入打薄加工的打薄深冲工序，能够进一步促进制造成本的降低与外圈的尺 寸精度提高。
通过对所述钢板的原材料实施磷酸盐皮膜处理，能够提高所述冲压加 工的冲压加工油的保持能力，能够利用更低级的冲压加工油来冲压加工外 圈。
并且，本发明的压缩机主轴的支承结构，由旋转驱动压缩机的压缩动 作部件的主轴、和在压缩机内支承该主轴的滚针轴承构成，其中，采用了 将所述滚针轴承形成为上述任意一种的壳型滚针轴承的结构。
所述压缩机可以是斜板式的空调机。
此外，本发明的活塞泵驱动部的支承结构，由活塞泵的马达输出轴、 嵌在该马达输出轴的偏心部的滚针轴承、以及由该滚针轴承支承的活塞构 成，其中，也采用了将所述滚针轴承形成为上述任意一种的壳型滚针轴承 的结构。
所述活塞泵可以是汽车的防抱死系统用的活塞泵。
发明效果
本发明的壳型滚针轴承，由于利用碳含有量大于等于0.3质量％的中 高碳钢作为壳型外圈用的被冲压加工的钢板的原材料，所以通过比现有所 使用的低碳合金结构钢板或冷轧冲压用钢板含碳量多，就不需要高价的渗 碳淬火或渗碳氮化处理，能够降低制造成本。
通过对所述钢板的原材料实施球化退火，即使碳含有量高也具有足够 的延伸率与柔软性，能够进行用于形成壳型外圈的冲压加工。
通过利用所述球化退火使碳化物的球化率大于等于50％，能够更稳定 地冲压加工钢板原材料。
通过对由所述冲压加工形成的外圈进行高频感应加热淬火或光亮淬 火，能够以低价的热处理来保证外圈所必要的强度或硬度。在采用高频感 应加热淬火的情况下，不需要大的热处理设备，还能够缩短热处理时间。 并且，即使在进行光亮淬火的情况下，也不需要使碳或氮扩散的时间，能 够缩短热处理时间。
通过使所述钢板的原材料含有Si、Ni、Mo的至少任意一种的合金元 素，使这些合金元素的含有量分别小于等于0.35质量％，能够提高冲压加 工性。
通过对由所述冲压加工形成的外圈的至少内径面实施高频感应加热 淬火、炉回火或高频感应加热回火的任意一种，使得所述内径面的表面硬 度以维氏硬度计都大于等于HV653，就能够充分满足作为轴承的基本的性 能。并且高频感应加热淬火，不需要调整气氛且用小的热处理设备即可， 也能够明显缩短热处理时间。炉回火或高频感应加热回火也不需要调整气 氛而可以简便地进行。
通过使所述外圈的内径面的周向表面粗糙度Ra为0.05～0.3μm，能够 降低伴随着在该外圈内径面的滚针的滚动的音响的等级，可以提高轴承使 用中的静音性。
通过使所述外圈的内径面的轴向表面粗糙度Ra小于等于0.3μm，能 够进一步降低伴随着滚针的滚动的音响的等级，能够进一步提高轴成使用 中的静音性。
通过使在所述冲压加工的深冲工序中的深冲次数小于等于三次，最终 次的深冲工序为加入打薄加工的打薄深冲工序，能够减少冲压加工用的模 具数量与工序数量，能够进一步降低制造成本。并且，通过减少深冲次数， 也抑制了因各模具的设定误差等引起的杯成形物的尺寸精度的下降。
通过使在所述深冲工序中的深冲次数为一次，该一次的深冲工序为加 入打薄加工的打薄深冲工序，能够进一步促进制造成本的降低与外圈的尺 寸精度提高。
通过对所述钢板的原材料实施磷酸盐皮膜处理，能够提高所述冲压加 工的冲压加工油的保持能力，能够利用更低级的冲压加工油来冲压加工外 圈。
并且，本发明的压缩机主轴的支承结构，由于利用上述任意一种的壳 型滚针轴承，来作为支承压缩机主轴的滚针轴承，所以能够降低其制造成 本。
此外，本发明的活塞泵驱动部的支承结构，由于利用上述任意一种的 壳型滚针轴承，来作为支承活塞的滚针轴承，所以能够降低其制造成本。
附图说明
图1是表示壳型滚针轴承的实施方式的纵剖视图；
图2是表示实施例2的外圈的钢板原材料的拉伸实验结果的曲线图；
图3是表示图1的外圈的概略的制造工序的工序图；
图4的a、b分别表示图1的外圈的内径面的周向表面粗糙度与轴向 表面粗糙度的曲线图；
图5是表示实施例1以及2的外圈的淬火图形的剖视图；
图6是表示实施例3的外圈与其变形例的外圈的淬火图形的剖视图；
图7是表示图1的壳型滚针轴承的轴承寿命实验的结果的曲线图；
图8是表示采用了第一实施方式的压缩机主轴的支承结构的空调机用 压缩机的纵剖视图；
图9是表示采用了第二实施方式的压缩机主轴的支承结构的空调机用 压缩机的纵剖视图；
图10是表示采用了第三实施方式的压缩机主轴的支承结构的空调机 用压缩机的纵剖视图；
图11是表示采用了本发明的活塞泵驱动部的支承结构的汽车的ABS 用活塞泵与电动马达的纵剖视图；
图12是表示壳型滚针轴承的音响测定实验的外圈内径面的周向表面 粗糙度与音响等级的关系的曲线图。
图中：A-壳型滚针轴承；1、1a、1b、1c、1d-外圈；2-内径面；3 -滚针；4a、4b-凸缘；5-护圈；11-主轴；12-斜板；13-滑履；14 -活塞；14a-凹部；15-外壳；16-推力滚针轴承；17-缸孔；18-球 面座；21-主轴；22-连结部件；22a-倾斜面；23-滚珠；24-推力滚 针轴承；25-斜板；26-活塞杆；27-活塞；28-外壳；29-推力滚针轴 承；31-主轴；32-连结部件；33-套筒；34-推力滚针轴承；35-斜板； 36-活塞杆；37-活塞；38-外壳；39-推力滚针轴承；41-活塞泵；42 -电动马达；43-电枢；44-电枢轴；44a-偏心部；45-泵外壳；45a- 凹部；46-滚珠轴承；47-活塞；48-吸引口；49-排出口。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式。本发明的壳型滚针轴承A， 如图1所示，沿着利用钢板的冲压加工而形成的壳型外圈1的轨道面即内 径面2排列有多个滚针3。该外圈1是端部开放型，在两端部形成有凸缘 4a、4b。并且，滚针3是被组装于护圈5的带护圈的。
作为在所述冲压加工中形成外圈1的钢板的原材料，分别使用对：C含有量是0.4质量％的碳素结构钢S40C(实施例1)；通过对C含有量是 0.85质量％的工具钢SK5进行球化退火而得到的碳化物的球化率在50％以 上的钢(实施例2)；C含有量是0.55质量％、Si含有量是0.15～0.35质量 ％的碳素结构钢S55C(实施例3)，进行磷酸盐皮膜处理后的材料。该外 圈1的钢板原材料只要是C含有量在0.3质量％以上即可，除了这些实施 例的材料之外，也可以使用碳素结构钢S30C～S58C、SAE1040～1095或 轴承钢SUJ2等。
图2表示实施了对所述球化退火的钢板原材料即实施例2的工具钢 SK5进行了拉伸实验的结果。如前所述，各钢板原材料的延伸率与碳化物 的球化率成比例地增大，球化率在50％则延伸率在20％左右，球化率在 100％则延伸率在40％左右。另外，关于碳含有量在0.3质量％以上的碳素 结构钢S30C～S58C、SAE1040～1095或轴承钢SUJ2，也对实施了球化退 火后的这些材料进行了拉伸试验，得到了大致相同的结果。
图3表示制造所述各实施例的外圈1的概略的工序。首先通过冲压加 工，各钢板原材料的圆形坯料在一次的打薄深冲工序中成形为杯状，在定 型按压工序中将杯底拐角部定型按压成形为规定的拐角半径。接着，在去 底工序冲裁掉杯底中央部来形成外圈1的一个凸缘4a(参考图1)，在整 形工序中将杯上端部整形成均一的高度，并且减厚加工形成另一个凸缘4b (参考图1)的杯上端部。其中，被冲压加工的外圈1，在热处理工序中 实施高频感应加热淬火的等热处理，在最后的组装工序，组入被在护圈5 中组装的滚针3，通过向内侧弯折成直角的加工来形成另一个凸缘4b。该 壳型外圈1由于在一次的打薄深冲工序中成形为杯状，所以由模具的设定 误差等引起的尺寸精度下降的情况也很少。
图4表示所述外圈1的内径面2的周向表面粗糙度与轴向表面粗糙度。 图4(a)所示的周向表面粗糙度是在外圈1的长度方向中央位置测定的， Ra为0.18μm变得非常细。虽然省略了图示，但在距离两端各2mm的位 置测定的周向表面粗糙度Ra也进入了0.05～0.3μm的范围。并且，图4 (b)所示的轴向表面粗糙度是在周向上以90°的相位在四处测定的轴向 表面粗糙度的一个，Ra为0.15μm变得非常细。虽然省略了图示，但在其 他的相位测定的轴向表面粗糙度，Ra都是小于等于0.3μm、变得非常细。
图5表示对所述实施例1以及2的外圈1进行高频感应加热淬火时的 淬火图形的例子。施加了阴影线的部分是淬火部分，在该例子中，对内径 面2成为轨道面的圆筒部和通过冲裁杯底形成的一个凸缘4a部实施高频 感应加热淬火，在组装工序中通过弯折加工而形成的另一个凸缘4b部成 为没有硬化的状态。该凸缘4b部可以在淬火硬化后进行回火处理。高频 感应加热淬火由于按顺序在短时间内对局部进行加热、冷却，所以有个优 点是：即使在对外圈1的整体进行热处理的情况下、或在这样部分进行热 处理的情况下，也难以产生热变形。
图6对于所述实施例3的外圈、其变形例的外圈1a、1b、1c、1d，用 阴影线表示了被高频感应加热淬火的部分的淬火图形。变形例的外圈1a、 1b是与实施例3相同的端部开放型，外圈1a将两个凸缘4a、4b向内侧弯 折了180°，外圈1b只将另一个凸缘4b向内侧弯折了180°。并且，变 形例1c、1d是端部封闭型，外圈1c将另一个凸缘4b与实施例3同样地 向内侧弯折成直角，外圈1d将另一个凸缘4b向内侧弯折了180°。这些 实施例3的变形例的各壳型外圈1、1a、1b、1c、1d，在热处理工序中在 高频感应加热淬火之后实施炉回火或高频回火。
图6中，分别对于外圈1、1a、1b、1c、1d，在A、B、C的各列表示 了各三个淬火图形。施加了阴影线了部分都是淬火部分，各淬火图形，A 列的外圈是只对内径面2侧进行部分高频感应加热淬火，B列的外圈是对 整体进行高频感应加热淬火，C列的外圈是对内径面2与外径面3的两侧 进行部分高频感应加热淬火。在A列与C列的部分高频感应加热淬火的 外圈中，也有滚针3的端面接触的凸缘4a、4b的部分也被淬火的外圈。 这些淬火图形的外圈，内径面2的表面硬度以维氏硬度计都大于等于 HV653。另外，高频感应加热淬火由于按顺序在短时间内对局部进行加热、 冷却，所以有个优点是：即使在如B列的外圈那样对整体进行淬火的情况 下或在如A列或C列那样进行部分淬火的情况下，也难以产生热变形。
对上述实施例1的碳素结构钢S40C的钢板冲压加工，对于使用了以 如图5所示的淬火图形实施了高频感应加热淬火的壳型外圈的如图1所示 的壳型滚针轴承、和使用了作为比较例的冲压加工低碳素合金结构钢 SCM415的钢板并实施了渗碳淬火的壳型外圈的同样的壳型滚针轴承，将 它们安装于旋转试验机的旋转轴来进行轴承寿命试验。试验条件如下所 述，轴承寿命以L10寿命(样品的10％直到产生表面起点型剥离或内部起 点型剥离的时间)来评价。
·负载载荷：4776N
·转速：8000rpm
·润滑油：循环供给多功能油#5
图7表示上述轴承寿命试验的结果。可以看出，以实施例1的碳素结 构钢S40C形成壳型外圈并进行了高频感应加热淬火的轴承的L10寿命， 是接近以低碳素合金结构钢SCM415形成壳型外圈并进行了渗碳淬火的 比较例的轴承的三倍，可以明显延长直到产生表面起点型剥离或内部起点 型剥离的轴承寿命。另外，比较例的轴承因产生内部起点型剥离使得轴承 寿命变短。
图8表示采用了本发明的第一实施方式的压缩机主轴的支承结构的汽 车的空调机用压缩机。该压缩机是通过被固定于主轴11的斜板12的旋转， 经由在斜板12上滑动的滑履(shoe)13，使压缩动作部件即活塞14往复 动作的两斜板型的压缩机。被以高速旋转驱动的主轴11，在存有制冷剂的 外壳15内，在径向被上述本发明的两个壳型滚针轴承A支承，在轴向被 推力滚针轴承16支承。
在所述外壳15中在周向以等间隔形成有多个缸孔17，两头形的活塞 14往复自由地被收纳在各缸孔17内。在各活塞14以跨越斜板12的外周 部的方式形成有凹部14a，在形成于该凹部14a的轴向相对面的球面座18， 安装有球状的滑履13。该滑履13也可以为半球状，起到将斜板12的旋转 运动圆滑地转换成各活塞14的往复运动的功能。
图9表示采用了第二实施方式的压缩机主轴的支承结构的空调机用压 缩机。该压缩机是单斜板型的压缩机，通过连结于主轴21的连结部件22 的旋转，使由滚珠23与推力滚针轴承24支承在连结部件22的倾斜面22a 上的斜板25摆动运动，经由活塞杆26将该斜板25的摆动运动转换成单 头形的活塞27的往复运动。在外壳28内，该主轴21的径向被本发明的 一个壳型滚针轴承A支承，在轴向经由连结部件22被推力滚针轴承29支 承。
图10表示采用了第三实施方式的压缩机主轴的支承结构的空调机用 压缩机。该压缩机是单斜板型的可变容量压缩机，通过使被嵌入有主轴31 的套筒33向轴向滑动，可以改变与主轴31连结的连结部件32的倾斜角 度。在连结部件32被推力滚针轴承34支承的斜板35的摆动运动，与第 二实施方式相同，经由活塞杆36被转换成单头形的活塞37的往复运动。 在外壳38内，该主轴31的径向被本发明的两个壳型滚针轴承A支承，在 轴向被推力滚针轴承39支承。
图11表示采用了本发明的活塞泵驱动部的支承结构的汽车的ABS用 活塞泵41、驱动活塞泵41的电动马达42。电动马达42的输出轴即电枢 43的电枢轴44，被一对的滚珠轴承46支承在泵外壳45的与活塞泵41形 成为直角的凹部45a，嵌在其偏心部44a的本发明的壳型滚针轴承A冲击 支承活塞泵41的活塞47。因此，通过旋转驱动电动马达42，被壳型滚针 轴承1冲击支承的活塞47被往复驱动，从被设置于泵外壳45的吸引口48 吸引制动液，从排出口49排出。另外，虽然省略了图示，但吸引口48连 接于储液箱，排出口49连接于主缸。
在上述的实施方式中，外圈的冲压加工的深冲工序只有一次，该一次 的深冲工序为加上打薄加工的打薄深冲工序，也可以进行小于等于三次的 多次深冲工序，在最终次的深冲工序中加上打薄加工。并且，本发明的壳 型滚针轴承也可以采用于将滚针组装成整体滚状态的形式的轴承。
作为在所述冲压加工中形成外圈1的钢板的原材料，分别使用对：C含有量是0.4质量％的碳素结构钢S40C(实施例1)；通过对C含有量是 0.85质量％的工具钢SK5进行球化退火而得到的碳化物的球化率在50％以 上的钢(实施例2)；C含有量是0.55质量％、Si含有量是0.15～0.35质量 ％的碳素结构钢S55C(实施例3)，进行磷酸盐皮膜处理后的材料。该外 圈1的钢板原材料只要是C含有量在0.3质量％以上即可，除了这些实施 例的材料之外，也可以使用碳素结构钢S30C～S58C、SAE1040～1095或 轴承钢SUJ2等。
图2表示实施了对所述球化退火的钢板原材料即实施例2的工具钢 SK5进行了拉伸实验的结果。如前所述，各钢板原材料的延伸率与碳化物 的球化率成比例地增大，球化率在50％则延伸率在20％左右，球化率在 100％则延伸率在40％左右。另外，关于碳含有量在0.3质量％以上的碳素 结构钢S30C～S58C、SAE1040～1095或轴承钢SUJ2，也对实施了球化退 火后的这些材料进行了拉伸试验，得到了大致相同的结果。
图3表示制造所述各实施例的外圈1的概略的工序。首先通过冲压加 工，各钢板原材料的圆形坯料在一次的打薄深冲工序中成形为杯状，在定 型按压工序中将杯底拐角部定型按压成形为规定的拐角半径。接着，在去 底工序冲裁掉杯底中央部来形成外圈1的一个凸缘4a(参考图1)，在整 形工序中将杯上端部整形成均一的高度，并且减厚加工形成另一个凸缘4b (参考图1)的杯上端部。其中，被冲压加工的外圈1，在热处理工序中 实施高频感应加热淬火的等热处理，在最后的组装工序，组入被在护圈5 中组装的滚针3，通过向内侧弯折成直角的加工来形成另一个凸缘4b。该 壳型外圈1由于在一次的打薄深冲工序中成形为杯状，所以由模具的设定 误差等引起的尺寸精度下降的情况也很少。
图4表示所述外圈1的内径面2的周向表面粗糙度与轴向表面粗糙度。 图4(a)所示的周向表面粗糙度是在外圈1的长度方向中央位置测定的， Ra为0.18μm变得非常细。虽然省略了图示，但在距离两端各2mm的位 置测定的周向表面粗糙度Ra也进入了0.05～0.3μm的范围。并且，图4 (b)所示的轴向表面粗糙度是在周向上以90°的相位在四处测定的轴向 表面粗糙度的一个，Ra为0.15μm变得非常细。虽然省略了图示，但在其 他的相位测定的轴向表面粗糙度，Ra都是小于等于0.3μm、变得非常细。
图5表示对所述实施例1以及2的外圈1进行高频感应加热淬火时的 淬火图形的例子。施加了阴影线的部分是淬火部分，在该例子中，对内径 面2成为轨道面的圆筒部和通过冲裁杯底形成的一个凸缘4a部实施高频 感应加热淬火，在组装工序中通过弯折加工而形成的另一个凸缘4b部成 为没有硬化的状态。该凸缘4b部可以在淬火硬化后进行回火处理。高频 感应加热淬火由于按顺序在短时间内对局部进行加热、冷却，所以有个优 点是：即使在对外圈1的整体进行热处理的情况下、或在这样部分进行热 处理的情况下，也难以产生热变形。
图6对于所述实施例3的外圈、其变形例的外圈1a、1b、1c、1d，用 阴影线表示了被高频感应加热淬火的部分的淬火图形。变形例的外圈1a、 1b是与实施例3相同的端部开放型，外圈1a将两个凸缘4a、4b向内侧弯 折了180°，外圈1b只将另一个凸缘4b向内侧弯折了180°。并且，变 形例1c、1d是端部封闭型，外圈1c将另一个凸缘4b与实施例3同样地 向内侧弯折成直角，外圈1d将另一个凸缘4b向内侧弯折了180°。这些 实施例3的变形例的各壳型外圈1、1a、1b、1c、1d，在热处理工序中在 高频感应加热淬火之后实施炉回火或高频回火。
图6中，分别对于外圈1、1a、1b、1c、1d，在A、B、C的各列表示 了各三个淬火图形。施加了阴影线了部分都是淬火部分，各淬火图形，A 列的外圈是只对内径面2侧进行部分高频感应加热淬火，B列的外圈是对 整体进行高频感应加热淬火，C列的外圈是对内径面2与外径面3的两侧 进行部分高频感应加热淬火。在A列与C列的部分高频感应加热淬火的 外圈中，也有滚针3的端面接触的凸缘4a、4b的部分也被淬火的外圈。 这些淬火图形的外圈，内径面2的表面硬度以维氏硬度计都大于等于 HV653。另外，高频感应加热淬火由于按顺序在短时间内对局部进行加热、 冷却，所以有个优点是：即使在如B列的外圈那样对整体进行淬火的情况 下或在如A列或C列那样进行部分淬火的情况下，也难以产生热变形。
对上述实施例1的碳素结构钢S40C的钢板冲压加工，对于使用了以 如图5所示的淬火图形实施了高频感应加热淬火的壳型外圈的如图1所示 的壳型滚针轴承、和使用了作为比较例的冲压加工低碳素合金结构钢 SCM415的钢板并实施了渗碳淬火的壳型外圈的同样的壳型滚针轴承，将 它们安装于旋转试验机的旋转轴来进行轴承寿命试验。试验条件如下所 述，轴承寿命以L10寿命(样品的10％直到产生表面起点型剥离或内部起 点型剥离的时间)来评价。
·负载载荷：4776N
·转速：8000rpm
·润滑油：循环供给多功能油#5
图7表示上述轴承寿命试验的结果。可以看出，以实施例1的碳素结 构钢S40C形成壳型外圈并进行了高频感应加热淬火的轴承的L10寿命， 是接近以低碳素合金结构钢SCM415形成壳型外圈并进行了渗碳淬火的 比较例的轴承的三倍，可以明显延长直到产生表面起点型剥离或内部起点 型剥离的轴承寿命。另外，比较例的轴承因产生内部起点型剥离使得轴承 寿命变短。
图8表示采用了本发明的第一实施方式的压缩机主轴的支承结构的汽 车的空调机用压缩机。该压缩机是通过被固定于主轴11的斜板12的旋转， 经由在斜板12上滑动的滑履(shoe)13，使压缩动作部件即活塞14往复 动作的两斜板型的压缩机。被以高速旋转驱动的主轴11，在存有制冷剂的 外壳15内，在径向被上述本发明的两个壳型滚针轴承A支承，在轴向被 推力滚针轴承16支承。
在所述外壳15中在周向以等间隔形成有多个缸孔17，两头形的活塞 14往复自由地被收纳在各缸孔17内。在各活塞14以跨越斜板12的外周 部的方式形成有凹部14a，在形成于该凹部14a的轴向相对面的球面座18， 安装有球状的滑履13。该滑履13也可以为半球状，起到将斜板12的旋转 运动圆滑地转换成各活塞14的往复运动的功能。
图9表示采用了第二实施方式的压缩机主轴的支承结构的空调机用压 缩机。该压缩机是单斜板型的压缩机，通过连结于主轴21的连结部件22 的旋转，使由滚珠23与推力滚针轴承24支承在连结部件22的倾斜面22a 上的斜板25摆动运动，经由活塞杆26将该斜板25的摆动运动转换成单 头形的活塞27的往复运动。在外壳28内，该主轴21的径向被本发明的 一个壳型滚针轴承A支承，在轴向经由连结部件22被推力滚针轴承29支 承。
图10表示采用了第三实施方式的压缩机主轴的支承结构的空调机用 压缩机。该压缩机是单斜板型的可变容量压缩机，通过使被嵌入有主轴31 的套筒33向轴向滑动，可以改变与主轴31连结的连结部件32的倾斜角 度。在连结部件32被推力滚针轴承34支承的斜板35的摆动运动，与第 二实施方式相同，经由活塞杆36被转换成单头形的活塞37的往复运动。 在外壳38内，该主轴31的径向被本发明的两个壳型滚针轴承A支承，在 轴向被推力滚针轴承39支承。
图11表示采用了本发明的活塞泵驱动部的支承结构的汽车的ABS用 活塞泵41、驱动活塞泵41的电动马达42。电动马达42的输出轴即电枢 43的电枢轴44，被一对的滚珠轴承46支承在泵外壳45的与活塞泵41形 成为直角的凹部45a，嵌在其偏心部44a的本发明的壳型滚针轴承A冲击 支承活塞泵41的活塞47。因此，通过旋转驱动电动马达42，被壳型滚针 轴承1冲击支承的活塞47被往复驱动，从被设置于泵外壳45的吸引口48 吸引制动液，从排出口49排出。另外，虽然省略了图示，但吸引口48连 接于储液箱，排出口49连接于主缸。
在上述的实施方式中，外圈的冲压加工的深冲工序只有一次，该一次 的深冲工序为加上打薄加工的打薄深冲工序，也可以进行小于等于三次的 多次深冲工序，在最终次的深冲工序中加上打薄加工。并且，本发明的壳 型滚针轴承也可以采用于将滚针组装成整体滚状态的形式的轴承。
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