JP2006095629A - 複列アンギュラ玉軸受の外輪の軌道面の加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】研磨焼けや砥石負けといったトラブルの発生を防止して、製品の歩留り及び生産効率を向上させるとともに、肩角度の上限値を大きくして軌道面の設計自由度を高めることができる、複列アンギュラ玉軸受の外輪の軌道面の加工方法を提供する。
【解決手段】ボールが転動する軌道面を軸方向に２列備えた複列アンギュラ玉軸受における外輪１の軌道面３の加工方法。外輪１の内周面に、直線状の軌道底部３ａと、この軌道底部３ａに続く曲線状の軌道肩部３ｂとからなる軌道面３を、所定の間隔をあけて軌道肩部３ｂ同士が向き合うように２列形成する。ついで回転軸５を含む断面において、その研磨面６が、直線部６ａと、この直線部６ａに続く曲線部６ｂとを有する砥石４を用い、この砥石４の曲線部６ｂが前記軌道面３の軌道肩部３ｂに当たるように、接触角方向に砥石４を移動させて前記軌道面３を研磨する。
【選択図】 図１

Description

本発明は複列アンギュラ玉軸受の外輪の軌道面の加工方法に関する。

従来より、車両用ハブユニットにおいては複列アンギュラ玉軸受が多用されているが、この軸受の外輪の内周面には、ボールが転動する軌道面が軸方向に沿って２列形成されている。この軌道面は、断面が円弧状であり（例えば、特許文献１及び２参照）、図３に示されるように、予め外輪２１の内周面２１ａを円弧状に切削加工した後、それぞれが所定の軌道面の断面と略等しい断面部分を有しており、回転軸２５の軸方向に沿って配列された２組の砥石２４を外輪２１の半径方向に移動させて前記切削部分の研磨を行っている。

特開２００１−５９５２３号公報 特開２００３−２３２３６５号公報

しかしながら、従来の研磨方式では砥石を外輪の半径方向に移動させているため、図４に示されるように、軌道肩部の取代ｔ３が軌道底部の取代ｔ４の約２〜３倍にもなり、その結果、軌道肩部の肩角度αが大きくなると、この軌道肩部においていわゆる研磨焼けや砥石負けといったトラブルが発生し易くなる。こういったトラブルが発生すると、製品の歩留りが低下するとともに、砥石の交換作業等により生産効率も低下してしまう。
また、軌道肩部の肩角度αが大きくなると前記トラブルが発生し易くなるため、肩角度αの上限値は、通常７０〜７３°程度に限られてしまい、外輪の軌道面の設計上の制約となっている。

本発明は、このような従来技術の有する問題点を解消するためになされたものであり、研磨焼けや砥石負けといったトラブルの発生を防止して、製品の歩留り及び生産効率を向上させるとともに、肩角度の上限値を大きくして軌道面の設計自由度を高めることができる、複列アンギュラ玉軸受の外輪の軌道面の加工方法を提供することを目的としている。

本発明の複列アンギュラ玉軸受の外輪の軌道面の加工方法（以下、単に加工方法という）は、ボールが転動する軌道面を軸方向に２列備えた複列アンギュラ玉軸受における外輪の軌道面の加工方法であって、
前記外輪の内周面に、直線状の軌道底部と、この軌道底部に続く曲線状の軌道肩部とからなる軌道面を、所定の間隔をあけて軌道肩部同士が向き合うように２列形成し、
回転軸を含む断面において、その研磨面が、直線部と、この直線部に続く曲線部とを有する砥石を用い、この砥石の曲線部が前記軌道面の軌道肩部に当たるように、接触角方向に砥石を移動させて前記軌道面を研磨する
ことを特徴としている。

本発明の加工方法では、接触角方向に砥石を移動させて外輪の軌道面を研磨しているので、軌道肩部の取代と軌道底部の取代とが略等しくなり、この取代は、従来のように半径方向に砥石を移動させる方式における軌道肩部の取代の約１／２〜１／３である。したがって、砥石の研磨面全体に均等に負荷がかかり、従来のように軌道面の軌道肩部に対応する砥石部分に負荷が集中することがないので、当該砥石部分に研磨焼けや砥石負けといったトラブルが発生するのを防ぐことができる。これにより、砥石のトラブルに起因する不良品の発生を防いで、製品の歩留りを向上させることができる。また、砥石の交換頻度が減少するので、生産効率を向上させることもできる。
また、研磨時間を決めていた軌道肩部の取代を大きく削減することができるので、２列の軌道面を順次研磨しているにもかかわらず、全体として、外輪の軌道面加工のサイクルタイムを短縮することができる。
さらに、肩角度を大きくしても、軌道面の軌道肩部の取代は軌道底部の取代と略同じであり、軌道肩部に対応する砥石部分に負荷が集中することもないので、従来（７０〜７３°程度）よりも大きな角度（例えば、９０°も可能）を採用することができる。その結果、外輪の軌道面の設計自由度を高めることができる。

直線部の両側に曲線部を有する砥石を用い、一方の曲線部で前記２列のうち一方の軌道面の軌道肩部を研磨し、ついで前記砥石を軸方向に移動させたのちに、他方の曲線部で他
方の軌道面の軌道肩部を研磨することができる。その軸方向の前後に曲線部を有する砥石は、比較的形状が簡単であり、容易に且つ低コストで作製することができるので、外輪の軌道面の加工費を低減させるとともに、砥石両側曲線部の間隔が近いため加工時に砥石軸にかかる負荷が均等になり両軌道の径差を小さくすることができる。

また、直線部と、この直線部に続く曲線部とを有する研磨面が形成された環状凸部が、曲線部同士が互いに向き合うように軸方向に２条並設された砥石を用い、一方の環状凸部の曲線部で前記２列のうち一方の軌道面の軌道肩部を研磨し、ついで前記砥石を軸方向に移動させたのちに、他方の環状凸部の曲線部で他方の軌道面の軌道肩部を研磨することができる。外輪の軌道面の軌道肩部に対応して互いに離間した２つの曲線部を有する砥石を用いると、一方の軌道肩部を研磨した後に砥石をわずかに移動させるだけで他方の軌道肩部を研磨することができるので、作業時間を短縮することができる。

本発明の加工方法によれば、研磨焼けや砥石負けといったトラブルの発生を防止して、製品の歩留り及び生産効率を向上させるとともに、外輪の軌道面加工のサイクルタイムを短縮することができる。また、肩角度の上限値を大きくして軌道面の設計自由度を高めることができる。

以下、添付図面に基づいて、本発明の加工方法の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の加工方法の一実施の形態を示しており、分かり易くするために、複列アンギュラ玉軸受の外輪１と、この外輪１の一方の端縁１ａが当接するベースプレート２とを断面で表している。なお、図２〜３においても、同様にして外輪とベースプレートを断面で表している。

外輪１の内周面には、ボール（図示せず）が転動する軌道面３が当該外輪１の軸方向に沿って２列形成されており、この軌道面３は、軸方向の断面形状が直線状の軌道底部３ａと、この軌道底部３ａに続く、軸方向の断面形状が曲線状の軌道肩部３ｂとからなっている。２列の軌道面３は、所定の間隔ｄをあけて前記軌道肩部３ｂ同士が向き合うように配列されている。外輪１の軌道面３は、バイト等の切削具を用いて所定の形状に切削加工され、所定の硬さに熱処理された後に、砥石４で研磨される。研磨に際し外輪１は、治具（図示せず）によりその端縁１ａがベースプレート２に当接するように保持され、これにより外輪１の位置決めがなされる。

砥石４は、回転駆動源に連結された回転軸５に固定されており、外輪１の軸方向及び半径方向並びに外輪１の軌道面３の接触角方向に移動自在にされている。前記砥石４は、略短円柱形状を呈しており、その研磨面６は、軸方向中央付近の直線部６ａと、この直線部６ａに続き当該直線部６ａの両側に配置された曲線部６ｂとからなっている。これら直線部６ａ及び曲線部６ｂの寸法、形状は、研磨対象である軌道面３の寸法、形状に合わせて適宜選定される。なお、本明細書において、「直線部」又は「曲線部」という記載は、回転軸を含む、砥石の研磨面の断面において直線又は曲線を呈するということに基づく表現であり、実際の研磨面６の直線部６ａ及び曲線部６ｂは、いずれも周方向において曲面である。

図１に示される実施の形態では、位置決めされた外輪１の２列の軌道面３のうち、ベースプレート２と反対側の軌道面３から研磨される。その際、砥石４の先端側（図１において左側）の曲線部６ａが前記軌道面３の軌道肩部３ｂに当たるように、当該砥石４を接触角方向（矢印Ａ参照）に移動させて軌道面３の研磨を行う。研磨が終了すると、砥石４を矢印Ａと反対の方向に移動（後退）させ、ついで砥石４を、半径方向（図１において下方）に移動させた後に軸方向に移動（前進）させる。つぎに図１において２点鎖線で示される位置まで半径方向（図１において上方）に移動させた後、砥石４の後方側（図１において右側）の曲線部６ａが前記軌道面３の軌道肩部３ｂに当たるように、当該砥石４を接触角方向（矢印Ｂ参照）に移動させてベースプレート２側の軌道面３の研磨を行う。研磨が終了すると、砥石４を矢印Ｂと反対の方向に移動（後退）させ、ついで砥石４を半径方向（図１において下方）に移動させ、さらに初期位置まで軸方向に移動（後退）させ、外輪１を治具から解放して取り出すことで研磨工程が完了する。

図２は本発明の加工方法の他の実施の形態を示しており、この実施の形態は、使用する砥石の形状が図１に示されるものと異なっている。すなわち、この実施の形態における砥石１４は、直線部１６ａと、この直線部１６ａに続く曲線部１６ｂとを有する研磨面１６が形成された環状凸部１５が、曲線部１６ｂ同士が互いに向き合うように軸方向に２条並設されている。そして、２条の環状凸部１５間の距離ｄ２は、外輪１の２列の軌道面３間の間隔ｄ１よりもやや大きくなるように設定されている。また、各環状凸部１５の外径は等しくなるように設定されている。

図２に示される実施の形態では、外輪１の内周面の突部１７が、砥石１４の２条の環状凸部１５の中間に位置するように砥石１４を軸方向に移動させ（実線参照）、ついで軌道面３の軌道肩部３ｂと砥石１４の曲線部１６ｂとが全体に亘って略等しい距離だけ離れて対向するように砥石１４を半径方向（図２において上方）に移動させる（２点鎖線参照）。その後、後方側（図２において右側）の環状凸部１５の曲線部１６ｂが軌道肩部３ｂに当たるように、当該砥石４を接触角方向（矢印Ｃ参照）に移動させて軌道面３の研磨を行う。その際、図２において右側の軌道面３とともに左側の軌道面３の軌道底部３ａも研磨されるが、左側の軌道面３全体の研磨は後述する先端側の環状凸部１５により行われる。研磨が終了すると、砥石１４を矢印Ｃと反対の方向に移動（後退）させ、ついで砥石１４の先端側（図２において左側）の環状凸部１５の曲線部１６ａが軌道面３の軌道肩部３ｂに当たるように、当該砥石１４を接触角方向（矢印Ｄ参照）に移動させて軌道面３の研磨を行う。研磨が終了すると、砥石１４を矢印Ｄと反対の方向に移動（後退）させ、ついで砥石４を半径方向（図２において下方）に移動させ、さらに初期位置まで軸方向に移動（後退）させ、外輪１を治具から解放して取り出すことで研磨工程が完了する。

本発明では、このように砥石を接触角方向に移動させて軌道面の研磨を行っているので、図４に示されるように、軌道肩部における取代ｔ１と軌道底部における取代ｔ２は略等しくなる。したがって、同じ量（厚さないし深さ）だけ研磨をする場合、従来のように砥石を半径方向に移動させるのに比べて軌道肩部における取代を約１／２〜１／３にすることができる。そして、砥石の研磨面全体に均等に負荷がかかるので、軌道面の軌道肩部に対応する砥石部分に負荷が集中して当該砥石部分に研磨焼けや砥石負けといったトラブルが発生するのを防ぐことができる。
なお、図１〜２に関連して説明した砥石の移動プロセスは、単なる例示にすぎず、砥石を接触角方向に移動させて軌道面を研磨することができるかぎり、２列の軌道面の研磨順序や砥石の移動方向を適宜変更することができる。例えば、図１に示される例において、砥石の半径方向の移動を省略して、軸方向及び接触角方向の移動の組合せで軌道面の研磨をすることもできる。

本発明の加工方法の一実施の形態を示す説明図である。 本発明の加工方法の他の実施の形態を示す説明図である。 従来の加工方法を示す説明図である。 外輪の軌道面における取代を説明する図である。

符号の説明

１外輪
３軌道面
３ａ軌道底部
３ｂ軌道肩部
４、１４砥石
５回転軸
６、１６研磨面
６ａ、１６ａ直線部
６ｂ、１６ｂ曲線部
１５環状凸部

Claims (3)

1. ボールが転動する軌道面を軸方向に２列備えた複列アンギュラ玉軸受における外輪の軌道面の加工方法であって、
   前記外輪の内周面に、直線状の軌道底部と、この軌道底部に続く曲線状の軌道肩部とからなる軌道面を、所定の間隔をあけて軌道肩部同士が向き合うように２列形成し、
   回転軸を含む断面において、その研磨面が、直線部と、この直線部に続く曲線部とを有する砥石を用い、この砥石の曲線部が前記軌道面の軌道肩部に当たるように、接触角方向に砥石を移動させて前記軌道面を研磨する
   ことを特徴とする複列アンギュラ玉軸受の外輪の軌道面の加工方法。
2. 直線部の両側に曲線部を有する砥石を用い、一方の曲線部で前記２列のうち一方の軌道面の軌道肩部を研磨し、ついで前記砥石を軸方向に移動させたのちに、他方の曲線部で他方の軌道面の軌道肩部を研磨する請求項１に記載の加工方法。
3. 直線部と、この直線部に続く曲線部とを有する研磨面が形成された環状凸部が、曲線部同士が互いに向き合うように軸方向に２条並設された砥石を用い、一方の環状凸部の曲線部で前記２列のうち一方の軌道面の軌道肩部を研磨し、ついで前記砥石を軸方向に移動させたのちに、他方の環状凸部の曲線部で他方の軌道面の軌道肩部を研磨する請求項１に記載の加工方法。

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