JP2014020402A - Rolling device - Google Patents
Rolling device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014020402A JP2014020402A JP2012157293A JP2012157293A JP2014020402A JP 2014020402 A JP2014020402 A JP 2014020402A JP 2012157293 A JP2012157293 A JP 2012157293A JP 2012157293 A JP2012157293 A JP 2012157293A JP 2014020402 A JP2014020402 A JP 2014020402A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rolling
- orbital plane
- rolling device
- raceway surface
- polishing
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
本発明は転動装置に関し、特に転がり軸受や、リニアガイド、ボールねじなどの直動装置に用いることが出来る。 The present invention relates to a rolling device, and in particular, can be used for a linear motion device such as a rolling bearing, a linear guide, or a ball screw.
一般に、転がり軸受、リニアガイド、ボールねじ等の転動装置においては、転動装置を構成する内方部材、 外方部材と転動体との間で転がり運動が行われ、内方部材、
外方部材の軌道面及び転動体の転動面は高面圧下で剪断応力を繰り返し受ける。そのため、内方部材、 外方部材、 転動体を構成する材料には、硬い、転がり疲労寿命が長い等の性質が要求される。そこで、これらの部材を構成する材料には、SUJ2等の高炭素クロム軸受鋼や、SCr420、SCM420、SAE4320H等の肌焼鋼がよく使用される。そして、これらの材料は、転がり疲労寿命等の必要とされる性質を得るために、軸受鋼であれば焼入れ、焼戻しが施され、硬さがHRC58以上64以下とされている。
In general, in rolling devices such as rolling bearings, linear guides, ball screws, etc., a rolling motion is performed between an inner member, an outer member and a rolling element constituting the rolling device.
The raceway surface of the outer member and the rolling surface of the rolling element are repeatedly subjected to shear stress under high surface pressure. Therefore, the materials constituting the inner member, the outer member, and the rolling element are required to have properties such as being hard and having a long rolling fatigue life. Therefore, high carbon chrome bearing steel such as SUJ2 and case-hardened steel such as SCr420, SCM420, and SAE4320H are often used as materials constituting these members. In order to obtain the required properties such as rolling fatigue life, these materials are quenched and tempered in the case of bearing steel, and the hardness is set to HRC 58 or more and 64 or less.
しかしながら、近年においては、転動装置のメンテナンスフリー化や、転動装置を備えた自動車の低燃費化が求められているため、転動装置の使用条件が過酷なものとなっている。このため、転動装置を潤滑する潤滑剤中に混入する異物や転動装置の潤滑不良による軌道面や転動面の損傷及び剥離が問題となっており、上記のような厳しい使用条件下における転動装置の長寿命化に対する要求が高まっている。 However, in recent years, there has been a demand for maintenance-free rolling devices and reduction in fuel consumption of automobiles equipped with rolling devices, and the use conditions of the rolling devices have become severe. For this reason, the foreign matter mixed in the lubricant for lubricating the rolling device and the damage and peeling of the raceway surface and the rolling surface due to poor lubrication of the rolling device have become a problem. There is an increasing demand for extending the life of rolling devices.
このような要求に対して、先行技術の転動体の表面に凹凸を形成する加工として、特許文献1に示されているものがある。この技術では、平均粒径200μm以下の略球状のセラミック粒子を投射するショットピーニングにより表面に凹凸を形成した後、軌道面に平均粒径1.5mm以下の略球状のゴム粒子を投射するショットピーニングを施すものである。このゴム粒子でショットピーニングを施すことにより、凹凸の凸部を除去することを特徴としている。
In response to such a requirement, there is one disclosed in
しかしながら、セラミックス粒子を投射することで表面に粒子の突き刺さりが生じることや、転動体の形状が変化すること、さらにゴム粒子では表面の凸部を完全に除去することはできなく、粗さは小さくすることができてもうねりを小さくすることが出来ないなどの問題があった。このために軸受寿命が早期になるものや、音響・振動などの特性が悪くなるものがあるなどの問題があった。本発明は、この問題を解決するために転動体の形状を研磨で整えた後、粗い研磨やショットピーニング、塑性加工などで表面粗さRa(算術平均粗さ)を0.2μmほどまで粗くした後で、表面の仕上げ加工として研磨を行なうことで、凹部を表面に残すことを特徴とした発明考案である。これにより砥粒の突き刺さりや、形状の変化、うねりの発生などの問題を解消することができ、低トルクや耐焼付き性、発熱の抑制などの効果を確実に得ることができる。なお、本発明は上記転動体にMoS2のようなせん断力の小さい固体潤滑剤をショット加工やスパッタ加工などにより形成することにより、より一層の寿命の延長やトルクの低下が期待できる。 However, by projecting ceramic particles, particle sticking occurs on the surface, the shape of the rolling element changes, and rubber particles cannot completely remove the convex portions on the surface, and the roughness is small. There were problems such as being able to do it and not being able to reduce the bend anymore. For this reason, there have been problems such as those that have an early bearing life and those that have poor characteristics such as sound and vibration. In the present invention, in order to solve this problem, after rolling the shape of the rolling element, the surface roughness Ra (arithmetic average roughness) is roughened to about 0.2 μm by rough polishing, shot peening, plastic working or the like. The invention is characterized in that the concave portion is left on the surface by polishing as a finishing process of the surface later. As a result, problems such as piercing of abrasive grains, change in shape, and generation of waviness can be solved, and effects such as low torque, seizure resistance, and suppression of heat generation can be reliably obtained. The present invention can be expected to further extend the life and lower the torque by forming a solid lubricant having a small shearing force such as MoS2 on the rolling element by shot machining or sputtering.
上記の目的を達成するために本発明の転動装置は、軌道面を有する内方部材と、軌道面を有する外方部材と、前記内方部材軌道面及び前記外方部材軌道面間に転動自在に配設され、前記内方部材軌道面及び前記外方部材軌道面に対する転動面を有する複数の転動体と、転動体を転動自在に保持する保持器からなる転動装置において、転動体の表面にくぼみが形成されており、そのくぼみは、研磨加工を行なった後に面粗加工を行い、その後、仕上げ研磨加工を行い形成したものであることを特徴とする。また、前記くぼみが形成された転動体に固体潤滑剤が塗布されることが好ましい。 In order to achieve the above object, a rolling device according to the present invention includes an inner member having a raceway surface, an outer member having a raceway surface, and the inner member raceway surface and the outer member raceway surface. In a rolling device comprising a plurality of rolling elements that are movably arranged and have rolling surfaces with respect to the inner member raceway surface and the outer member raceway surface, and a holder that holds the rolling body in a freely rolling manner, A recess is formed on the surface of the rolling element, and the recess is formed by performing surface roughing after polishing and then performing finish polishing. Moreover, it is preferable that a solid lubricant is applied to the rolling elements in which the recesses are formed.
本発明では、耐焼付き性や耐摩耗性に優れた転動装置を、提供することができる。 In the present invention, a rolling device excellent in seizure resistance and wear resistance can be provided.
以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明に係る転動装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明に係る転動装置の一実施形態である転がり軸受の一種である玉軸受の構造を示す縦断面図である。この玉軸受は、外周面に軌道面1aを有する内方部材1(内輪)と、内方部材1の軌道面1aに対向する軌道面2aを内周面に有する外方部材2(外輪)と、両軌道面1a、2a間に転動自在に配された複数の転動体3(玉)と、内方部材1と外方部材2との間に転動体3を保持する保持器4と、を備えている。
An embodiment of a rolling device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a structure of a ball bearing which is a kind of rolling bearing which is an embodiment of a rolling device according to the present invention. This ball bearing includes an inner member 1 (inner ring) having a
内方部材1、外方部材2、及び転動体3の材質は特に限定されるものではなく、例えば高炭素クロム軸受鋼であるSUJ2製で浸炭窒化処理が施されたものでもよいし、SUJ2製でズブ焼き入れ又は高周波焼入れが施されたものでもよいし、クロムモリブデン鋼であるSCM420又はクロム鋼であるSCr420製で浸炭窒化処理又は浸炭処理が施されたものでもよい。また、保持器4の材質も特に限定されるものではなく、例えばプラスチックや鋼があげられる。さらに、内方部材1と外方部材2との間に形成される空間に、潤滑剤を封入してもよい。
The material of the
この転動体3の製造工程で、転動体を鍛造によりある程度の球の形状に形成し、熱処理を行なった後で研磨により表面形状の平滑化と形状を真球にする工程を行なう。通常の工程ではこの段階で転動体の表面粗さはRaで0.05〜0.15μmになっており、さらに研磨を繰り返すことで表面粗さを0.003〜0.010μmまでに平滑にする。
In the manufacturing process of the
しかし、本発明考案ではこの段階で、一度研磨工程から外し表面を粗い研磨やショットピーニング、塑性加工などの面粗加工により表面粗さRaを0.1μmから0.5μmにした上で、仕上の研磨をすることにより、表面粗さRaを0.003μmから0.04μmで凹部が直径数十μmのくぼみが形成されており、そのくぼみのうち深さ1μm以上のものが200μm以内の間隔で均一に配列することができる。面積率では3%から25%ほどになるのが好ましく、15%〜22%がより好ましい。 However, in this invention, at this stage, the surface roughness Ra is changed from 0.1 μm to 0.5 μm by surface roughing such as rough polishing, shot peening, plastic processing, etc. By polishing, recesses having a surface roughness Ra of 0.003 μm to 0.04 μm and recesses of several tens of μm in diameter are formed, and those with a depth of 1 μm or more are uniform at intervals of 200 μm or less. Can be arranged. The area ratio is preferably about 3% to 25%, more preferably 15% to 22%.
なお、上記塑性加工についてであるが、図2、図3に一例を示す。超硬合金などで作製した凹凸面に圧力をかけて玉を転がすことで、表面に凹凸を形成することができる。なおこの超硬合金の凹凸の形状を変えることによって、様々な形状の凹凸を玉の表面に形成することができる。 In addition, about the said plastic working, an example is shown in FIG. 2, FIG. Unevenness can be formed on the surface by rolling the ball by applying pressure to the uneven surface made of cemented carbide or the like. It is to be noted that various shapes of irregularities can be formed on the surface of the ball by changing the shape of the irregularities of the cemented carbide.
またこの転動体にMoS2のようなせん断力の小さい固体潤滑剤をショット加工やスパッタ加工により成膜することにより、通常の平滑な面ではすぐに除去される固体潤滑剤も、膜のアンカー効果やディンプル内の固体潤滑剤の放出により低トルクの持続性を向上させることができる。 In addition, by forming a solid lubricant having a small shearing force such as MoS2 on this rolling element by shot machining or sputtering, the solid lubricant that is immediately removed on a normal smooth surface can also be used as an anchor effect of the film. The durability of the low torque can be improved by releasing the solid lubricant in the dimple.
表1と表2に、実施例と比較例の面粗加工法、研磨時間、仕上げ粗さ、固体潤滑剤、面積率、トルク比、寿命比を記載した。寿命試験条件は以下の通りである。
荷重 : 6223N
回転速度: 3000min−1
潤滑油 : ISO粘度グレードがISOVG68であるタービン油
Tables 1 and 2 list the surface roughening method, polishing time, finish roughness, solid lubricant, area ratio, torque ratio, and life ratio of Examples and Comparative Examples. The life test conditions are as follows.
Load: 6223N
Rotational speed: 3000min-1
Lubricating oil: Turbine oil whose ISO viscosity grade is ISOVG68
表1と表2に示すように塑性加工で粗加工をした後で、仕上げ加工で粗さを0.15μmにした表面ではトルクが小さく、寿命が長いという結果になった。
さらに固体潤滑剤であるMoS2をショット加工で成膜することにより、さらにトルクが減少し、寿命が延長することが分かった。
As shown in Table 1 and Table 2, after roughing by plastic working, the surface having a roughness of 0.15 μm by finishing gave low torque and long life.
Furthermore, it was found that by forming a film of MoS2 that is a solid lubricant by shot processing, the torque is further reduced and the life is extended.
1 内方部材
1a、2a 軌道面
2 外方部材
3 転動体
4 保持器
5 凹凸面
DESCRIPTION OF
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012157293A JP2014020402A (en) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | Rolling device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012157293A JP2014020402A (en) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | Rolling device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014020402A true JP2014020402A (en) | 2014-02-03 |
Family
ID=50195561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012157293A Pending JP2014020402A (en) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | Rolling device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014020402A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017528659A (en) * | 2014-07-14 | 2017-09-28 | イタルトラクトル・イティエンメ・ソチエタ・ペル・アツィオーニITALTRACTOR ITM S.p.A. | Method of preventing seizure for processing materials |
-
2012
- 2012-07-13 JP JP2012157293A patent/JP2014020402A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017528659A (en) * | 2014-07-14 | 2017-09-28 | イタルトラクトル・イティエンメ・ソチエタ・ペル・アツィオーニITALTRACTOR ITM S.p.A. | Method of preventing seizure for processing materials |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8955225B2 (en) | Method for producing an actuator | |
JP2006250316A (en) | Rolling device | |
JP2017150597A (en) | Rolling bearing, rolling device and manufacturing method of rolling device | |
US11319994B2 (en) | Thrust roller bearing | |
JP2021127834A (en) | Tapered roller bearing | |
JP5974532B2 (en) | Roller bearing and manufacturing method thereof | |
JP2014020402A (en) | Rolling device | |
JP2009257416A (en) | Cage for rolling bearing, the rolling bearing, and manufacturing method of cage for the rolling bearing | |
JP2023036977A (en) | rolling bearing | |
JP5130707B2 (en) | Rolling device | |
JP2004324670A (en) | Roller bearing | |
JP2004116569A (en) | Rolling bearing | |
JP2008267403A (en) | Rolling device | |
JP2014077522A (en) | Bearing | |
JP7524531B2 (en) | Thrust roller bearing | |
JP2004144279A (en) | Rolling bearing and manufacturing method of the same | |
WO2015050183A1 (en) | Sliding component and manufacturing method therefor | |
JP7517086B2 (en) | Thrust roller bearing | |
JP2004011793A (en) | Linear guide | |
WO2016159137A1 (en) | Rolling device and rolling bearing | |
JP2004116766A (en) | Method of manufacturing rolling sliding member, rolling sliding member obtained by the method and anti-friction bearing using the same | |
JP2010139035A (en) | Self-aligning roller bearing | |
JP2013231501A (en) | Rolling device and method of manufacturing the same | |
JP2007260813A (en) | Working tool and roller vanishing working tool | |
JP2005034990A (en) | Functional member and its manufacturing method |