JP2004100867A - 転がり軸受用軌道輪の製造方法および転がり軸受用軌道輪 - Google Patents
転がり軸受用軌道輪の製造方法および転がり軸受用軌道輪 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004100867A JP2004100867A JP2002265727A JP2002265727A JP2004100867A JP 2004100867 A JP2004100867 A JP 2004100867A JP 2002265727 A JP2002265727 A JP 2002265727A JP 2002265727 A JP2002265727 A JP 2002265727A JP 2004100867 A JP2004100867 A JP 2004100867A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- track
- manufacturing
- ball
- roller burnishing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
【解決手段】曲面を有する凹部形状の軌道3を有し、少なくともその軌道3の表面が金属材料からなる転がり軸受用軌道輪の製造方法において、予め最終的な軌道3の形状よりも小さい形状の軌道1が形成された中間素材2を作製しておき、この中間素材2の軌道1に前記最終的な軌道3の形状と実質的に同一形状を有するローラバニシング加工用の加工体(セラミックス製のボール)4を押しつけた状態で、その軌道1に沿わせながら相対的に転がり接触させるようにした。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、玉軸受等の転がり軸受の構成部材として用いられ、しかも曲面を有する凹部形状の軌道を備えた転がり軸受用軌道輪を製造する方法および玉軸受用軌道輪の製造方法、並びに転がり軸受用軌道輪および玉軸受用軌道輪に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、玉軸受等の転がり軸受用の軌道輪は、繰り返し荷重がかかるために寿命が短いという問題がある。この問題に対して、本発明者らは、所定形状に加工した機械構造用炭素鋼からなる軌道部材用のブランクを熱処理して、少なくとも軌道部を硬化させた後、当該軌道部を旋削または研削によって仕上げ、さらに当該軌道部にローラバニシング加工を施して、軌道部の表面から少なくとも0.2mmの深さの硬さをHv800以上に加工硬化させる軸受軌道部材の製造方法を提案し、既に出願している(特願2002−138970号、平成14年5月14日出願)。このように軌道部に対しローラバニシング加工を施すことで、従来よりも長寿命化を実現している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の製造方法では、図4に示すように、曲面を有する凹部形状の軌道11に対しローラバニシング加工用の球体12を周方向に相対的に転がり接触させるだけでなく、周方向と直交する方向にも転がり接触させなければならないため、加工方法が煩雑であり、寸法精度を出すのに高度な技術を要するという問題がある。また、曲面を有する軌道を旋削または研削によって仕上げたのちにローラバニシング加工を施すことから、工程数が多いという問題もある。
【0004】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、寸法精度が良好で長寿命な転がり軸受用軌道輪を簡単に製造することができる方法およびそれを用いた玉軸受用軌道輪の製造方法、並びに転がり軸受用軌道輪および玉軸受用軌道輪の提供をその目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、曲面を有する凹部形状の軌道を有する転がり軸受用軌道輪について、長寿命なものを容易に製造する技術を開発すべく鋭意研究を重ねていた。その過程で、ローラバニシング加工の対象が、曲面を有する凹部形状の軌道である点に着目し、その軌道の形状と一致するような形状をもつ加工体を用いてローラバニシング加工を行えば、簡単に、寸法精度が良好で長寿命な転がり軸受用軌道輪を得ることができることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0006】
本発明の転がり軸受用軌道輪の製造方法は、曲面を有する凹部形状の軌道を有し、少なくともその軌道の表面が金属材料からなる転がり軸受用軌道輪の製造方法であって、予め最終的な軌道の形状よりも小さい形状の軌道が形成された中間素材を作製しておき、この中間素材の軌道に前記最終的な軌道の形状と実質的に同一形状を有するローラバニシング加工用の加工体を押しつけた状態で、その軌道に沿わせながら相対的に転がり接触させることを特徴としている(請求項1)。
【0007】
上記の製造方法であれば、ローラバニシング加工用の加工体を被加工体である中間素材の軌道に押しつけた状態でその軌道に沿わせながら転がり接触させるので、中間素材の軌道を平滑となるように仕上げながら、その寸法を拡張することができる。したがって、精度良く製造するのが難しい曲面を有する凹部形状の軌道を簡単に製造することができる。また、ローラバニシング加工を行っているので、軌道表面に残留応力を付与できるとともに、硬度を高くでき、その結果として疲労強度が高い長寿命な転がり軸受用軌道輪を製造することができる。
【0008】
ここで、本発明において、「実質的に同一形状」としたのは、ローラバニシング加工後の転がり軸受用軌道輪の軌道の形状がスプリングバックにより僅かに小さくなってしまうことを考慮したためである。
また、本発明において、ローラバニシング加工とは、表面を塑性加工する処理の一種であり、ローラやボールにより表面の凸部を局部的に押しならす方式がある。
【0009】
本発明の玉軸受用軌道輪の製造方法は、上記した転がり軸受用軌道輪の製造方法において、前記ローラバニシング加工用の加工体が球体であることを特徴としている(請求項2)。この製造方法によれば、ローラバニシング加工によって最終的な軌道の凹部形状が断面半円形状となるので、玉軸受に適した軌道輪を提供できる。
【0010】
また、上記の製造方法において、前記ローラバニシング加工用の球体と玉軸受を構成する転動体としての玉とが実質的に同一形状であることが好ましい(請求項3)。このようになっておれば、玉軸受として実際に使用する場合に軌道輪の軌道と転動体としての玉とが一致するので、良好な玉軸受になるという利点がある。ここで、「実質的に同一形状」としたのは、設計寸法上は完全に同一形状であっても実際に製造されたものには誤差があることを考慮したためである。
【0011】
また、上記の玉軸受用軌道輪の製造方法において、前記中間素材の軌道の形状が軸方向に曲率を有するものであり、かつ、前記ローラバニシング加工用の球体が、前記中間素材の軌道の形状についての軸方向曲率の99.995%以下の曲率を有するものとしてもよい(請求項4)。上記構成であれば、ローラバニシング加工用の球体の寸法と被加工体である中間素材の軌道の寸法との関係が適切となるので、軌道を特に寸法精度良く形成できるとともに、軌道表面を特に平滑にすることができる。
【0012】
また、上記の玉軸受用軌道輪の製造方法において、前記中間素材の軌道の形状が軸方向に曲率を有するものであり、かつ、前記ローラバニシング加工用の球体が、前記中間素材の軌道の形状についての軸方向の曲率半径よりも1〜3μm大きい曲率半径を有するものとしてもよい(請求項5)。上記構成であれば、ローラバニシング加工用の球体の寸法と被加工体である中間素材の軌道の寸法との関係が適切となるので、軌道を特に寸法精度良く形成できるとともに、軌道表面を特に平滑にすることができる。
【0013】
本発明の転がり軸受用軌道輪は、曲面を有する凹部形状の軌道を有し、少なくともその軌道の表面が金属材料からなる転がり軸受用軌道輪であって、前記軌道が、この軌道の形状と実質的に同一形状を有するローラバニシング加工用の加工体を用いて形成されてなることを特徴としている(請求項6)。このような構成であれば、寸法精度が高く、表面が平滑な軌道となるので、転がり軸受用の軌道輪として好適なものとなる。
【0014】
本発明の玉軸受用軌道輪は、曲率を有する凹部形状の軌道を有し、少なくともその軌道の表面が金属材料からなる玉軸受用軌道輪であって、前記軌道が、この軌道の形状と実質的に同一形状を有するローラバニシング加工用の球体を用いて形成されてなることを特徴としている(請求項7)。このような構成であれば、寸法精度が高く、表面が平滑な軌道となるので、玉軸受用の軌道輪として好適なものとなる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の転がり軸受用軌道輪の製造方法について、その一実施の形態である玉軸受用の内輪を例として、図面に基づいて具体的に説明する。
【0016】
まず、図1および図2に示すように、軸受鋼からなる素材に対し、公知の鍛造、旋削、熱処理、粗研磨の各処理を施して、外周方向に断面半円形状の軌道1が形成された内輪素材2を作製する。この軌道1は、最終的な軌道3の断面半円形状の寸法よりも小さくなっている(図中、破線3は最終的な軌道寸法を示す)。
【0017】
ついで、図3に示すように、内輪素材2の断面半円形状よりも大きく、最終的な内輪の断面半円形状と実質的に同一形状を有するローラバニシング加工用のセラミックス製のボール(球体)4を、内輪素材2の軌道1に強圧で押しつける。そして、その状態のまま、ローラバニシング加工用のボール4側を固定し、内輪素材2を軸受回転軸周りに回転させることで、内輪素材2の軌道1に対してローラバニシング加工を施す。これにより、軌道3の断面半円形状を最終的な寸法となるように拡張できるとともに、軌道3の表面が平滑になる。また、ローラバニシング加工の条件によっては、軸受使用時に最大剪断応力が作用する深さ(通常、表面より0.08〜0.3mm程度)における残留圧縮応力800MPa以上を付与したり、硬さHvを800以上にしたりできるので、疲労強度を高めることができる。このようにして、玉軸受用の内輪を製造することができる。
【0018】
ここで、中間素材2の材料として軸受鋼を用い、ローラバニシング加工条件を、セラミックス製のボール(直径6.3mm)、ワーク回転数100m/min、ツール送り0.1mm/rev、加工液は循環させずに新品を利用する、とした場合、ローラバニシング加工ツールの油圧を1000Nにすると、断面半円形状の曲率半径が2μm大きくなり、かつ表面粗さRzが0.2μm以下になることを確認している。また、同様の条件で、油圧を780Nにすると、断面半円形状の曲率半径が1μm大きくなり、かつ表面粗さRzが0.2μm以下になることも確認している。
【0019】
上記の製造方法において、ボール4の曲率は、内輪素材2の断面半円形状における軸方向曲率の99.995%以下に設定されていることが好ましい。特に好ましくは99.992〜99.994%である。軸方向曲率の大きいものを用いると、寸法精度が低くなってしまったり、表面粗さが大きくなるおそれがあるからである。
【0020】
また、ボール4の曲率半径は、内輪素材2の断面半円形状における軸方向の曲率半径よりも1〜3μm大きいものを用いることが好ましい。このような範囲内でないと、寸法精度が低くなってしまったり、表面粗さが大きくなるおそれがあるからである。
【0021】
なお、上記のようにして得られた玉軸受用の内輪と、ローラバニシング加工を行わずに粗研磨、仕上げ、超仕上げを行うことにより得られた玉軸受用の内輪とを用いて、寿命試験を行った結果、上記のようにして得られた玉軸受用の内輪の方が、約2.2倍寿命が長くなったことを確認している。
【0022】
(その他の事項)
上記では、内輪素材2を回転させることでローラバニシング加工を行う方法を説明したが、内輪素材2を固定した状態でセラミックス製のボール4を軌道に沿って転がり接触させるようにしてもよい。
また、ローラバニシング加工用のボール4として、セラミックス製のものを用いたが、加工する中間素材2の軌道1表面よりも硬いものであれば特に制限はなく、例えば、高硬度の鋼製のボールを用いてもよい。
さらに、上記では中間素材2の材料として軸受鋼を用いたが、これに限定するものではなく、転がり軸受用の軌道輪の材料として従来から用いられている各種の金属材料を用いてもよい。
また、上記では、粗研磨後にローラバニシング加工を行う場合を説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、ローラバニシング加工用の加工体を損傷させる等の不具合がないようであれば、粗研磨を行わず、熱処理のあと直ぐにローラバニシング加工を行うようにしてもよい。
さらに、上記では、玉軸受用の内輪について説明したが、外輪であっても同様にして製造することができる。
【0023】
【発明の効果】
以上のように、本発明の転がり軸受用軌道輪の製造方法によれば、ローラバニシング加工用の加工体を被加工体である中間素材の軌道に押しつけた状態でその軌道に沿わせながら転がり接触させるので、簡単に、長寿命な転がり軸受用軌道輪を製造することができる。
【0024】
また、上記した製造方法において、ローラバニシング加工用の加工体として球体を用いれば、玉軸受に適した軌道輪を製造することができる。また、ローラバニシング加工用の加工体としての球体と玉軸受を構成する転動体としての玉とが実質的に同一形状であれば、玉軸受として実際に使用する場合に軌道輪の軌道と転動体としての玉とが一致するので、寸法的に非常に良好な玉軸受を提供できる。
【0025】
さらに、ローラバニシング加工用の加工体の曲率と被加工体である中間素材の軌道の曲率、あるいはローラバニシング加工用の加工体の曲率半径と被加工体である中間素材の軌道の曲率半径が特定の関係を満たしたものであれば、最終的な軌道を特に寸法精度良く形成できるとともに、軌道表面を特に平滑にすることができる。
【0026】
本発明の転がり軸受用軌道輪によれば、寸法精度が高く、表面が平滑な軌道となるので、転がり軸受用の軌道輪として好適なものとなる。また、本発明の玉軸受用軌道輪によれば、寸法精度が高く、表面が平滑な軌道となるので、玉軸受用軌道輪として好適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の転がり軸受用軌道輪(玉軸受用の内輪)の製造方法で用いられる中間素材を示す模式的な斜視図である。
【図2】図1に示す中間素材のX−X矢視断面図である。
【図3】本発明の転がり軸受用軌道輪(玉軸受用の内輪)の製造方法を説明するための模式的な断面図である。
【図4】従来のローラバニシング加工を説明するための断面図である。
【符号の説明】
1 軌道
2 中間素材
3 最終的な軌道
4 セラミックス製のボール
Claims (7)
- 曲面を有する凹部形状の軌道を有し、少なくともその軌道の表面が金属材料からなる転がり軸受用軌道輪の製造方法であって、予め最終的な軌道の形状よりも小さい形状の軌道が形成された中間素材を作製しておき、この中間素材の軌道に前記最終的な軌道の形状と実質的に同一形状を有するローラバニシング加工用の加工体を押しつけた状態で、その軌道に沿わせながら相対的に転がり接触させることを特徴とする転がり軸受用軌道輪の製造方法。
- 請求項1に記載の転がり軸受用軌道輪の製造方法において、前記ローラバニシング加工用の加工体が球体である玉軸受用軌道輪の製造方法。
- 請求項2に記載の玉軸受用軌道輪の製造方法において、前記ローラバニシング加工用の球体と玉軸受を構成する転動体としての玉とが実質的に同一形状である玉軸受用軌道輪の製造方法。
- 請求項2または3に記載の玉軸受用軌道輪の製造方法において、前記中間素材の軌道の形状が軸方向に曲率を有するものであり、かつ、前記ローラバニシング加工用の球体が、前記中間素材の軌道の形状についての軸方向曲率の99.995%以下の曲率を有するものである玉軸受用軌道輪の製造方法。
- 請求項2または3に記載の玉軸受用軌道輪の製造方法において、前記中間素材の軌道の形状が軸方向に曲率を有するものであり、かつ、前記ローラバニシング加工用の球体が、前記中間素材の軌道の形状についての軸方向の曲率半径よりも1〜3μm大きい曲率半径を有するものである玉軸受用軌道輪の製造方法。
- 曲面を有する凹部形状の軌道を有し、少なくともその軌道の表面が金属材料からなる転がり軸受用軌道輪であって、前記軌道が、この軌道の形状と実質的に同一形状を有するローラバニシング加工用の加工体を用いて形成されてなることを特徴とする転がり軸受用軌道輪。
- 曲率を有する凹部形状の軌道を有し、少なくともその軌道の表面が金属材料からなる玉軸受用軌道輪であって、前記軌道が、この軌道の形状と実質的に同一形状を有するローラバニシング加工用の球体を用いて形成されてなることを特徴とする玉軸受用軌道輪。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002265727A JP4284951B2 (ja) | 2002-09-11 | 2002-09-11 | 玉軸受用軌道輪の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002265727A JP4284951B2 (ja) | 2002-09-11 | 2002-09-11 | 玉軸受用軌道輪の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004100867A true JP2004100867A (ja) | 2004-04-02 |
JP4284951B2 JP4284951B2 (ja) | 2009-06-24 |
Family
ID=32264784
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002265727A Expired - Fee Related JP4284951B2 (ja) | 2002-09-11 | 2002-09-11 | 玉軸受用軌道輪の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4284951B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8116128B2 (en) | 2004-05-25 | 2012-02-14 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device |
WO2018074186A1 (ja) * | 2016-10-18 | 2018-04-26 | 日本精工株式会社 | 軌道溝の加工方法、軸受、ボールねじ装置、機械及び車両の製造方法 |
JP2019167995A (ja) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | Ntn株式会社 | 転動部品、軸受およびそれらの製造方法 |
CN114193317A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-03-18 | 洛阳普瑞森精密轴承有限公司 | 一种x射线管转子芯轴滚道超精装置及超精方法 |
WO2022065171A1 (ja) * | 2020-09-28 | 2022-03-31 | 日本精工株式会社 | アンギュラ玉軸受 |
-
2002
- 2002-09-11 JP JP2002265727A patent/JP4284951B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8116128B2 (en) | 2004-05-25 | 2012-02-14 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device |
WO2018074186A1 (ja) * | 2016-10-18 | 2018-04-26 | 日本精工株式会社 | 軌道溝の加工方法、軸受、ボールねじ装置、機械及び車両の製造方法 |
JP6365796B1 (ja) * | 2016-10-18 | 2018-08-01 | 日本精工株式会社 | 軌道溝の加工方法、ボールねじ装置、機械及び車両の製造方法 |
CN109803790A (zh) * | 2016-10-18 | 2019-05-24 | 日本精工株式会社 | 滚道槽加工方法、轴承、滚珠丝杠装置、机器和车辆的制造方法 |
US10464151B2 (en) | 2016-10-18 | 2019-11-05 | Nsk Ltd. | Raceway groove machining method, bearing, ball screw device, machine and vehicle production method |
JP2019167995A (ja) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | Ntn株式会社 | 転動部品、軸受およびそれらの製造方法 |
US11371559B2 (en) | 2018-03-22 | 2022-06-28 | Ntn Corporation | Rolling component, bearing, and method of manufacturing the same |
JP7240815B2 (ja) | 2018-03-22 | 2023-03-16 | Ntn株式会社 | 転動部品の製造方法および軸受の製造方法 |
WO2022065171A1 (ja) * | 2020-09-28 | 2022-03-31 | 日本精工株式会社 | アンギュラ玉軸受 |
CN114193317A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-03-18 | 洛阳普瑞森精密轴承有限公司 | 一种x射线管转子芯轴滚道超精装置及超精方法 |
CN114193317B (zh) * | 2021-12-23 | 2023-11-07 | 洛阳普瑞森精密轴承有限公司 | 一种x射线管转子芯轴滚道超精装置及超精方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4284951B2 (ja) | 2009-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2017080442A1 (zh) | 薄壁轴承的制作方法、其薄壁内圈/外圈的加工方法以及精密柔性轴承 | |
KR101551316B1 (ko) | 베어링용 롤러, 베어링, 및 베어링용 롤러 가공 방법 | |
JP4575899B2 (ja) | ディンプル形成バニシング工具および加工方法 | |
JP5845746B2 (ja) | 軸受用内外輪の製造方法 | |
JPH06246546A (ja) | 転がり軸受の軌道輪製造方法 | |
KR20140104906A (ko) | 베어링 링을 성형하기 위한 냉간 압연 방법 | |
JP6365796B1 (ja) | 軌道溝の加工方法、ボールねじ装置、機械及び車両の製造方法 | |
JP2004100867A (ja) | 転がり軸受用軌道輪の製造方法および転がり軸受用軌道輪 | |
JP4186568B2 (ja) | 転がり軸受及び転がり軸受の内輪の製造方法 | |
JP7179991B2 (ja) | 被加工物上のボール軌道、および、そのようにして製造されたボール軌道を有するボールねじナットの製造方法 | |
JP2003329048A (ja) | 軸受軌道部材の製造方法 | |
WO2019103039A1 (ja) | 転動部品、軸受およびそれらの製造方法 | |
JP7240815B2 (ja) | 転動部品の製造方法および軸受の製造方法 | |
JP2005271197A (ja) | 金属製半加工品仕上げ方法 | |
JP2004116766A (ja) | 転がり摺動部材の製造方法およびそれにより得られた転がり摺動部材、並びにそれを用いた転がり軸受 | |
JP4284956B2 (ja) | 転がり摺動部材の製造方法 | |
JP7073193B2 (ja) | 転動部品、軸受およびそれらの製造方法 | |
JP4186626B2 (ja) | 転がり摺動部材の製造方法 | |
JP2021142606A (ja) | 軌道輪の製造方法 | |
RU2325261C2 (ru) | Комбинированный способ шлифования и поверхностного пластического деформирования | |
JP2005226714A (ja) | 転動部品及びこれを用いた転動装置、並びにこれらの製造方法 | |
JP2002168256A (ja) | 転がり軸受とその製造方法 | |
JP2007100835A (ja) | トリポード型等速自在継手のトラニオン及びその製造方法 | |
JP2020197288A (ja) | 軸受 | |
RU2319595C1 (ru) | Комбинированное устройство для шлифования и поверхностного пластического деформирования |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050729 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070618 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070626 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20080311 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20080512 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081209 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20090116 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090303 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20090316 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |