JP2016020529A - Production method of bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸受の製造方法に関し、詳しくは、軸受を構成する部材の熱処理方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a bearing, and more particularly, to a method for heat treatment of members constituting the bearing.
自動車等の車両は、複数の車輪を備える。複数の車輪の各々は、軸受により、回転可能に支持される。 A vehicle such as an automobile includes a plurality of wheels. Each of the plurality of wheels is rotatably supported by a bearing.
軸受は、例えば、外輪と、内軸と、内輪と、複数の第1転動体と、複数の第2転動体とを含む。外輪は、筒形状を有する。外輪は、第1軌道面と、第2軌道面とを含む。第1軌道面及び第2軌道面は、外輪の内周面に形成され、外輪の軸方向に離れている。内軸は、外輪の内側に配置される。内輪は、内軸に固定される。内軸は、軌道面を含む。当該軌道面は、内軸の外周面に形成される。内輪は、軌道面を含む。当該軌道面は、内輪の外周面に形成される。複数の第1転動体は、外輪が有する第1軌道面と、内軸が有する軌道面とに接触する。複数の第2転動体は、外輪が有する第2軌道面と、内輪が有する軌道面とに接触する。 The bearing includes, for example, an outer ring, an inner shaft, an inner ring, a plurality of first rolling elements, and a plurality of second rolling elements. The outer ring has a cylindrical shape. The outer ring includes a first raceway surface and a second raceway surface. The first raceway surface and the second raceway surface are formed on the inner peripheral surface of the outer ring and are separated in the axial direction of the outer ring. The inner shaft is disposed inside the outer ring. The inner ring is fixed to the inner shaft. The inner shaft includes a raceway surface. The track surface is formed on the outer peripheral surface of the inner shaft. The inner ring includes a raceway surface. The track surface is formed on the outer peripheral surface of the inner ring. The plurality of first rolling elements are in contact with the first raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner shaft. The plurality of second rolling elements are in contact with the second raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring.
外輪及び内軸は、硬化層を含む。外輪の硬化層は、例えば、第1軌道面を含む部位と、第2軌道面を含む部位とに形成される。内軸の硬化層は、例えば、軌道面を含む部位と、内輪と重なる面を含む部位とに形成される。硬化層の硬度は、例えば、特開2009−191912号公報や、特開2005−98320号公報に記載のように、焼入れ及び焼戻しによって調整される。 The outer ring and the inner shaft include a hardened layer. The hardened layer of the outer ring is formed, for example, at a part including the first raceway surface and a part including the second raceway surface. The hardened layer of the inner shaft is formed in, for example, a part including the raceway surface and a part including a surface overlapping the inner ring. The hardness of the hardened layer is adjusted by quenching and tempering, for example, as described in JP-A-2009-191912 and JP-A-2005-98320.
外輪及び内軸は、取付部を含む。取付部は、外周面に形成されている。外輪の取付部は、例えば、懸架装置に取り付けられる。内軸の取付部は、例えば、車輪(具体的には、ホイール)やブレーキディスク等に取り付けられる。 The outer ring and the inner shaft include a mounting portion. The attachment portion is formed on the outer peripheral surface. The outer ring attachment portion is attached to a suspension device, for example. The attachment portion of the inner shaft is attached to, for example, a wheel (specifically, a wheel), a brake disk, or the like.
焼戻しには、誘導加熱コイルが用いられる。複数の部位に硬化層を形成する場合、取付部と、硬化層を形成すべき複数の部位(複数の被加熱部位)と、誘導加熱コイルとの位置関係によっては、複数の被加熱部位を均一に加熱することが難しくなる。 An induction heating coil is used for tempering. When forming a hardened layer in a plurality of parts, depending on the positional relationship between the mounting portion, the plurality of parts (a plurality of heated parts) where the hardened layer is to be formed, and the induction heating coil, the plurality of heated parts are uniform. It becomes difficult to heat.
本発明の目的は、軸受の製造方法であって、複数の被加熱部位を均一に加熱する方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a bearing, which uniformly heats a plurality of heated portions.
本発明の実施の形態による軸受の製造方法は、工程(A)と、工程(B)とを含む。工程(A)では、ワークと、加熱装置とを準備する。加熱装置は、ワークを誘導加熱する。工程(B)では、加熱装置により、ワークを誘導加熱する。ワークは、加熱装置による誘導加熱の後に軸受を構成する部材として用いられる。当該部材は、軌道面を含む。軌道面は、軸受が備える複数の転動体と接触する。ワークは、本体と、取付部とを含む。取付部は、本体の外周面に形成されている。本体は、複数の被加熱部位を含む。複数の被加熱部位は、本体の中心軸線が延びる軸方向に離れて位置する。複数の被加熱部位は、少なくとも上記軌道面を含む。加熱装置は、誘導加熱コイルと、遮蔽部材とを含む。誘導加熱コイルは、ワークの周囲に配置される。遮蔽部材は、軟磁性材料からなる。遮蔽部材は、上記軸方向と交差する方向で、ワークと、誘導加熱コイルとの間に配置される。上記軸方向から見て、誘導加熱コイルは、取付部に重なる。 A bearing manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes a step (A) and a step (B). In the step (A), a work and a heating device are prepared. The heating device induction heats the workpiece. In the step (B), the work is induction heated by a heating device. The workpiece is used as a member constituting the bearing after induction heating by the heating device. The member includes a raceway surface. The raceway surface is in contact with a plurality of rolling elements provided in the bearing. The workpiece includes a main body and a mounting portion. The attachment portion is formed on the outer peripheral surface of the main body. The main body includes a plurality of heated portions. The plurality of heated portions are located apart in the axial direction in which the central axis of the main body extends. The plurality of heated portions include at least the raceway surface. The heating device includes an induction heating coil and a shielding member. The induction heating coil is disposed around the work. The shielding member is made of a soft magnetic material. The shielding member is disposed between the work and the induction heating coil in a direction crossing the axial direction. When viewed from the axial direction, the induction heating coil overlaps the mounting portion.
本発明の実施の形態による軸受の製造方法においては、複数の被加熱部位を均一に加熱することができる。 In the bearing manufacturing method according to the embodiment of the present invention, a plurality of heated parts can be heated uniformly.
本発明の実施の形態による軸受の製造方法は、工程(A)と、工程(B)とを含む。工程(A)では、ワークと、加熱装置とを準備する。加熱装置は、ワークを誘導加熱する。工程(B)では、加熱装置により、ワークを誘導加熱する。ワークは、加熱装置による誘導加熱の後に軸受を構成する部材として用いられる。当該部材は、軌道面を含む。軌道面は、軸受が備える複数の転動体と接触する。ワークは、本体と、取付部とを含む。取付部は、本体の外周面に形成されている。本体は、複数の被加熱部位を含む。複数の被加熱部位は、本体の中心軸線が延びる軸方向に離れて位置する。複数の被加熱部位は、少なくとも上記軌道面を含む。加熱装置は、誘導加熱コイルと、遮蔽部材とを含む。誘導加熱コイルは、ワークの周囲に配置される。遮蔽部材は、軟磁性材料からなる。遮蔽部材は、上記軸方向と交差する方向で、ワークと、誘導加熱コイルとの間に配置される。上記軸方向から見て、誘導加熱コイルは、取付部に重なる。 A bearing manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes a step (A) and a step (B). In the step (A), a work and a heating device are prepared. The heating device induction heats the workpiece. In the step (B), the work is induction heated by a heating device. The workpiece is used as a member constituting the bearing after induction heating by the heating device. The member includes a raceway surface. The raceway surface is in contact with a plurality of rolling elements provided in the bearing. The workpiece includes a main body and a mounting portion. The attachment portion is formed on the outer peripheral surface of the main body. The main body includes a plurality of heated portions. The plurality of heated portions are located apart in the axial direction in which the central axis of the main body extends. The plurality of heated portions include at least the raceway surface. The heating device includes an induction heating coil and a shielding member. The induction heating coil is disposed around the work. The shielding member is made of a soft magnetic material. The shielding member is disposed between the work and the induction heating coil in a direction crossing the axial direction. When viewed from the axial direction, the induction heating coil overlaps the mounting portion.
誘導加熱コイルへの通電に起因して、磁界が発生する。誘導加熱コイルの内側に配置されたワークには、当該磁界を打ち消す渦電流が流れる。渦電流に起因するジュール熱により、複数の被加熱部位の各々が加熱される。 A magnetic field is generated due to energization of the induction heating coil. An eddy current that cancels the magnetic field flows through the work disposed inside the induction heating coil. Each of the plurality of heated parts is heated by Joule heat resulting from the eddy current.
ここで、複数の被加熱部位のうち、軸方向で取付部に最も近い被加熱部位は、他の被加熱部位と比べて、加熱され難い。そのため、複数の被加熱部位の間で、加熱にばらつきが生じるおそれがある。 Here, among the plurality of heated portions, the heated portion closest to the attachment portion in the axial direction is less likely to be heated than the other heated portions. Therefore, there is a possibility that the heating may vary among the plurality of heated parts.
上記製造方法においては、本体と、誘導加熱コイルとの間には、軟磁性材料からなる遮蔽部材が配置される。そのため、誘導加熱コイルへの通電に起因して発生する磁界は、本体には弱く作用し、取付部には強く作用する。その結果、本体内には弱い渦電流が発生し、取付部内には強い渦電流が発生する。ジュール熱の大きさは、渦電流の強弱に起因する。つまり、本体は加熱され難くなるが、取付部は加熱され易くなる。ここで、軸方向で取付部に最も近い被加熱部位は、主に取付部からの熱伝導により加熱される。他の被加熱部位は、主に本体内に発生する渦電流に起因するジュール熱により加熱される。そのため、例えば、遮蔽部材の形状や厚み(軸方向に垂直な方向での厚み)、遮蔽部材とワークとの位置関係などを適当に設定することにより、軸方向で取付部に最も近い被加熱部位の加熱量と、他の被加熱部位の加熱量との差を少なくできる。その結果、軸方向で取付部に最も近い被加熱部位と、他の被加熱部位との間で、加熱にばらつきが生じ難くなる。 In the above manufacturing method, a shielding member made of a soft magnetic material is disposed between the main body and the induction heating coil. Therefore, the magnetic field generated due to energization of the induction heating coil acts weakly on the main body and acts strongly on the mounting portion. As a result, a weak eddy current is generated in the main body, and a strong eddy current is generated in the mounting portion. The magnitude of Joule heat is due to the strength of eddy currents. That is, the main body is hardly heated, but the attachment portion is easily heated. Here, the heated portion closest to the attachment portion in the axial direction is heated mainly by heat conduction from the attachment portion. The other heated parts are heated mainly by Joule heat caused by eddy currents generated in the main body. Therefore, for example, by appropriately setting the shape and thickness of the shielding member (thickness in the direction perpendicular to the axial direction), the positional relationship between the shielding member and the workpiece, the heated portion closest to the mounting portion in the axial direction The difference between the amount of heating and the amount of heating of other heated parts can be reduced. As a result, the heating is less likely to vary between the heated portion closest to the mounting portion in the axial direction and the other heated portion.
誘導加熱コイルは、軸方向から見た場合に、取付部に重なる。これにより、軸方向から見た場合に取付部が誘導加熱コイルの内側に位置する場合と比べて、誘導加熱コイルを本体に近づけて配置することができる。その結果、誘導加熱コイルへの通電量を少なくすることができる。 The induction heating coil overlaps the mounting portion when viewed from the axial direction. Thereby, when viewed from the axial direction, the induction heating coil can be disposed closer to the main body as compared with the case where the attachment portion is located inside the induction heating coil. As a result, the energization amount to the induction heating coil can be reduced.
複数の被加熱部位の1つは、軸方向に垂直な方向から見たときに、取付部の少なくとも一部に重なっていてもよい。 One of the plurality of heated portions may overlap at least a part of the attachment portion when viewed from a direction perpendicular to the axial direction.
上記製造方法によれば、このような場合であっても、複数の被加熱部位の間で、加熱のばらつきを抑えることができる。 According to the above manufacturing method, even in such a case, it is possible to suppress variation in heating among the plurality of heated portions.
複数の被加熱部位は、第1被加熱部位を含んでいてもよい。第1被加熱部位は、軸方向に垂直な方向から見て、取付部に最も近い。軸方向に垂直な方向から見たとき、第1被加熱部位は、取付部から離れている。軸方向に垂直な方向から見たとき、第1被加熱部位と、取付部との距離は、10mm以下である。 The plurality of heated parts may include a first heated part. The first heated portion is closest to the attachment portion when viewed from the direction perpendicular to the axial direction. When viewed from a direction perpendicular to the axial direction, the first heated portion is separated from the attachment portion. When viewed from a direction perpendicular to the axial direction, the distance between the first heated portion and the mounting portion is 10 mm or less.
上記製造方法によれば、このような場合であっても、複数の被加熱部位の間で、加熱のばらつきを抑えることができる。 According to the above manufacturing method, even in such a case, it is possible to suppress variation in heating among the plurality of heated portions.
なお、「軸方向に垂直な方向から見たときの第1被加熱部位と取付部との距離」は、第1被加熱部位の取付部に近いほうの端と、取付部の第1被加熱部位に近いほうの端との距離である。 The “distance between the first heated portion and the attachment portion when viewed from the direction perpendicular to the axial direction” is the end closer to the attachment portion of the first heated portion and the first heated portion of the attachment portion. The distance from the end closer to the part.
複数の被加熱部位は、第2被加熱部位を含んでいてもよい。第2被加熱部位は、軸方向に垂直な方向から見て、取付部から最も離れている。誘導加熱コイルは、軸方向において、取付部よりも第2被加熱部位の近くに配置される。つまり、誘導加熱コイルは、取付部に対して第2被加熱部位が位置するほうに配置される。 The plurality of heated parts may include a second heated part. The second heated portion is farthest from the mounting portion when viewed from the direction perpendicular to the axial direction. The induction heating coil is disposed closer to the second heated portion than the attachment portion in the axial direction. That is, the induction heating coil is disposed so that the second heated portion is located with respect to the attachment portion.
この場合、誘導加熱コイルをワークの周囲に配置しやすくなる。 In this case, it becomes easy to arrange the induction heating coil around the workpiece.
好ましくは、軸方向に垂直な方向から見て、誘導加熱コイルの軸方向での両端は、遮蔽部材に重なる。 Preferably, when viewed from the direction perpendicular to the axial direction, both ends of the induction heating coil in the axial direction overlap the shielding member.
この場合、誘導加熱コイルへの通電に起因して発生する磁界が本体に弱く作用することを確保できる。その結果、複数の被加熱部位間で、加熱のばらつきを抑えやすくなる。 In this case, it can be ensured that the magnetic field generated due to energization of the induction heating coil acts weakly on the main body. As a result, it becomes easy to suppress variation in heating among a plurality of heated parts.
好ましくは、遮蔽部材の軸方向での長さは、誘導加熱コイルの軸方向での長さと同じである。遮蔽部材は、軸方向において、誘導加熱コイルと同じ位置に配置される。 Preferably, the length of the shielding member in the axial direction is the same as the length of the induction heating coil in the axial direction. The shielding member is disposed at the same position as the induction heating coil in the axial direction.
この場合、遮蔽部材の軸方向での長さを必要最小限の大きさにすることができる。 In this case, the length of the shielding member in the axial direction can be set to the minimum necessary size.
軟磁性材料は、例えば、鉄、珪素鋼、パーマロイ、センダスト、パーメンジュール、ソフトフェライト等である。軟磁性材料は、好ましくは、珪素鋼である。 Examples of the soft magnetic material include iron, silicon steel, permalloy, sendust, permendur, and soft ferrite. The soft magnetic material is preferably silicon steel.
好ましくは、遮蔽部材は、誘導加熱コイルに固定される。 Preferably, the shielding member is fixed to the induction heating coil.
この場合、遮蔽部材と誘導加熱コイルとを一体的に取り扱うことができる。 In this case, the shielding member and the induction heating coil can be handled integrally.
遮蔽部材を誘導加熱コイルに固定する方法は、特に限定されない。例えば、遮蔽部材を誘導加熱コイルにボルトで固定してもよいし、遮蔽部材を誘導加熱コイルに接着剤で固定してもよい。 The method for fixing the shielding member to the induction heating coil is not particularly limited. For example, the shielding member may be fixed to the induction heating coil with a bolt, or the shielding member may be fixed to the induction heating coil with an adhesive.
[実施の形態]
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。図中同一又は相当部分には、同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
[Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
図1は、軸受10を示す。軸受10は、本発明の実施の形態による製造方法で製造される軸受の一例である。上記製造方法で製造される軸受は、図1に示す構成に限定されない。
FIG. 1 shows a
[軸受の構成]
図1を参照して、軸受10は、外輪12と、内軸14と、内輪16と、複数の転動体18と、複数の転動体20とを含む。なお、図1では、複数の転動体18を保持する保持器、複数の転動体20を保持する保持器、外輪12と内軸14との間に配置されるシール部材、及び、外輪12に取り付けられるカバーについて、図示は省略している。
[Bearing configuration]
Referring to FIG. 1, bearing 10 includes an
外輪12は、例えば、軸受鋼からなる。外輪12は、本体121を含む。本体121は、筒形状を有する。
The
本体121は、軌道面12Aと、軌道面12Bとを含む。軌道面12A及び軌道面12Bは、本体121の内周面に形成されている。軌道面12A及び軌道面12Bは、軸方向に離れている。ここで、軸方向は、本体121、つまり、外輪12の中心軸線L1が延びる方向である。
The
外輪12は、さらに、フランジ22を含む。フランジ22は、本体121の外周面に形成されている。フランジ22は、中心軸線L1周りの周方向に連続して形成されている。つまり、フランジ22は、環状に形成されている。
The
フランジ22は、複数の取付部22Aを含む。複数の取付部22Aは、例えば、周方向に等間隔に形成されている。
The
複数の取付部22Aの各々は、孔24を含む。孔24に挿入されるボルトにより、外輪12に懸架装置が固定される。
Each of the plurality of
内軸14は、例えば、軸受鋼からなる。内軸14は、外輪12の内側に配置される。内軸14は、外輪12と同軸上に配置される。つまり、内軸14は、中心軸線L1上に配置される。
The
内軸14は、本体141を含む。本体141は、大径部14A、中径部14B及び小径部14Cを含む。
The
外輪12と、大径部14Aとの間には、シール部材が配置される。シール部材は、外輪12に固定される芯金と、芯金と一体的に形成されるシールゴムとを含む。大径部14Aの外周面には、シールゴムが摺動する摺動面25が形成されている。
A seal member is disposed between the
中径部14Bは、大径部14Aよりも小さな直径を有する。中径部14Bは、軸方向において、大径部14Aの隣に位置する。中径部14Bは、軌道面26を含む。
The
小径部14Cは、中径部14Bよりも小さな直径を有する。小径部14Cは、軸方向において、中径部14Bの隣に位置する。小径部14Cは、外周面32を含む。
The small diameter portion 14C has a smaller diameter than the
内軸14は、さらに、フランジ14Dを含む。フランジ14Dは、本体141の外周面に形成されている。フランジ14Dは、周方向に連続して形成されている。つまり、フランジ14Dは、環状に形成されている。フランジ14Dは、大径部14Aよりも大きな直径を有する。フランジ14Dは、軸方向において、大径部14Aの隣に位置する。
The
フランジ14Dは、複数の孔28を含む。複数の孔28は、例えば、周方向に等間隔に形成されている。複数の孔28の各々に挿入されるボルト29により、内軸14に車輪(具体的には、ホイール)やブレーキディスク等が取り付けられる。
The
内輪16は、内軸14に固定される。具体的には、内輪16は、小径部14Cの周囲に配置され、小径部14Cが備えるかしめ部30によって固定される。
The
内輪16は、軌道面16Aを含む。軌道面16Aは、内輪16の外周面に形成されている。
The
複数の転動体18は、外輪12と内軸14との間に配置される。複数の転動体18は、保持器により、周方向に等間隔に配置される。複数の転動体18の各々は、軌道面12Bと軌道面26とに接触する。
The plurality of rolling
複数の転動体20は、外輪12と内輪16との間に配置される。複数の転動体20は、保持器により、周方向に等間隔に配置される。複数の転動体20の各々は、軌道面12Aと軌道面16Aとに接触する。
The plurality of rolling
[軸受の製造方法]
軸受10は、例えば、以下の製造方法によって製造される。
[Bearing manufacturing method]
The
先ず、外輪12を内軸14の周囲に配置する。このとき、軌道面12Bと軌道面26との間に、複数の転動体18を配置する。なお、シール部材は、外輪12に圧入する。
First, the
続いて、内輪16を内軸14に固定する。具体的には、先ず、内輪16を小径部14Cの周囲に配置する。このとき、軌道面12Aと軌道面16Aとの間に、複数の転動体20を配置する。その後、かしめ部30により、内輪16を内軸14に固定する。これにより、軸受10が製造される。
Subsequently, the
[外輪及び内軸の焼戻し]
外輪12及び内軸14には、硬化層が形成されている。具体的には、外輪12の硬化層は、軌道面12Aを含む部位と、軌道面12Bを含む部位とに形成されている。内軸14の硬化層は、摺動面25を含む部位と、軌道面26を含む部位と、小径部14Cの外周面32を含む部位とに形成されている。これらの硬化層は、例えば、焼入れによって形成された後、焼戻しによって硬度が調整される。
[Tempering outer ring and inner shaft]
A hardened layer is formed on the
図2は、加熱装置100の一例を示す。加熱装置100は、焼戻しによって硬化層の硬度を下げるために用いられる。加熱装置100は、いわゆる誘導加熱装置である。なお、焼入れには、別の加熱装置が用いられる。
FIG. 2 shows an example of the
図2を参照して、加熱装置100は、誘導加熱コイル102と、遮蔽部材104と、高周波電源106と、整合部108とを備える。
Referring to FIG. 2,
誘導加熱コイル102は、ワーク110を誘導加熱する。遮蔽部材104は、誘導コイル102への通電に起因して発生する磁界を弱める。ワーク110、誘導加熱コイル102及び遮蔽部材104の詳細については、後述する。
The
高周波電源106は、高周波エネルギーを生成する。高周波電源106は、生成した高周波エネルギーを整合部108に供給する。
The high
整合部108は、いわゆるトランスである。整合部108は、高周波電源106から供給された高周波エネルギーを整合して、誘導加熱コイル102に供給する。
The
具体的には、整合部108は、誘導加熱コイル102に対して、所定の周波数の交番電流を供給する。これにより、磁界が発生する。その結果、ワーク110に渦電流が発生する。渦電流に起因するジュール熱により、ワーク110において硬化層を形成すべき部位(被加熱部位)を加熱することができる。
Specifically, the
なお、ワーク110は、誘導加熱のときに、周方向に回転してもよいし、回転しなくてもよい。 In addition, the workpiece | work 110 may rotate to the circumferential direction at the time of induction heating, and does not need to rotate.
図3を参照しながら、ワーク110、誘導加熱コイル102及び遮蔽部材104の詳細について説明する。図3は、誘導加熱コイル102と、遮蔽部材104と、ワーク110との位置関係を示す。なお、図3では、ワーク110の中心軸線L1が延びる方向(以下、軸方向と称する)が上下方向と一致している。
Details of the
ワーク110は、焼戻しが行われた後に外輪12又は内軸14として使用される部材である。ワーク110は、本体110Aと、取付部110Bとを含む。
The
ワーク110が焼戻し後に外輪12として使用される部材である場合、本体110Aは本体121に相当し、取付部110Bは取付部22Aに相当する。ワーク110が焼戻し後に内軸14として使用される部材である場合、本体110Aは本体141に相当し、取付部110Aはフランジ14Dに相当する。
When the
図3を参照して、誘導加熱コイル102は、ワーク110の周囲に配置される。具体的には、誘導加熱コイル102は、本体110Aの周囲であって、且つ、取付部110Bの上方に配置される。つまり、誘導加熱コイル102は、軸方向において、取付部110Bよりも軸方向一方(上方)に配置される。
Referring to FIG. 3,
誘導加熱コイル102は、例えば、金属等の導電性材料からなるパイプをらせん状に曲げ加工することで形成してもよい。或いは、金属等の導電性材料からなるパイプを略円状に曲げ加工することで形成された周回部を上下方向に複数配置し、且つ、上下方向で隣り合う2つの周回部の各々の周方向一端を上下方向に延びる連結部で連結して形成してもよい。
The
本実施形態では、誘導加熱コイル102は、本体110Aの周囲を2周回している。つまり、誘導加熱コイル102は、第1周回部102Aと、第2周回部102Bとを含む。第1周回部102Aは、軸方向において、第2周回部102Bよりも、取付部110Bの近くに位置する。
In the present embodiment, the
誘導加熱コイル102の巻数は、2回に限定されない。誘導加熱コイル102の巻数は、例えば、ワーク110の形状等に応じて、適宜、増減される。
The number of turns of the
第1周回部102Aと本体110Aとの間に形成される隙間の大きさは、好ましくは、第2周回部102Bと本体110Aとの間に形成される隙間の大きさと同じである。これにより、本体110Aの軸方向での加熱のばらつきを抑制することができる。
The size of the gap formed between the
誘導加熱コイル102と本体110Aとの間に形成される隙間が軸方向で変化する場合、上記隙間が大きい部分では、誘導加熱コイル102の巻数を多くし、上記隙間が小さい部分では、誘導加熱コイル102の巻数を少なくしてもよい。これにより、本体110Aの軸方向での加熱のばらつきを抑制することができる。
When the gap formed between the
誘導加熱コイル102と取付部110Bとの間に形成される隙間の大きさは、誘導加熱コイル102と本体110Aとの間に形成される隙間の大きさと同じであってもよいし、異なっていてもよい。
The size of the gap formed between the
誘導加熱コイル102が金属等の導電性材料からなるパイプを曲げ加工することで形成される場合、パイプの断面形状は、特に限定されない。例えば、円形であってもよいし、矩形であってもよい。
When the
誘導加熱コイル102は、軸方向から見たときに取付部110Bと重なる位置に配置される。誘導加熱コイル102は、本体110Aと同軸上に配置される。
The
図3を参照して、遮蔽部材104は、軸方向に垂直な方向(以下、径方向と称する)で、本体110Aと誘導加熱コイル102との間に配置される。つまり、遮蔽部材104は、誘導加熱コイル102と取付部110Bとの間には配置されない。
Referring to FIG. 3, shielding
遮蔽部材104は、軟磁性材料からなる。軟磁性材料は、例えば、鉄、珪素鋼、パーマロイ、センダスト、パーメンジュール、ソフトフェライト等である。
The shielding
遮蔽部材104は、例えば、珪素鋼板を筒状に曲げ加工することで形成される。この場合、遮蔽部材104の周方向一端と周方向他端との間には、隙間が形成される。当該隙間には、合成樹脂等の絶縁材料からなる絶縁部材が配置される。これにより、通電に起因する遮蔽部材104の破損を防ぐことができる。
The shielding
なお、遮蔽部材104は、軸方向から見たときに円弧状に湾曲している板材を複数含んでいてもよい。この場合、中心軸線L1周りの周方向で隣り合う2つの板材の間には、隙間が形成される。当該隙間には、合成樹脂等の絶縁材料からなる絶縁部材が配置される。
The shielding
遮蔽部材104の径方向の厚みは、例えば、筒状に曲げ加工された珪素鋼板を径方向に重ね合わせて配置する場合に、重ね合わせる枚数を変更することで調整できる。
The radial thickness of the shielding
遮蔽部材104の上下方向の長さは、好ましくは、誘導加熱コイル102の上下方向の長さ以上である。
The length of the shielding
具体的には、遮蔽部材104の上下方向の中心と、誘導加熱コイル102の上下方向の中心とを、軸方向で同じ位置に合わせた状態で、径方向から見たときに、誘導加熱コイル102の上端及び下端が、遮蔽部材104に重なることが好ましい。ここで、誘導加熱コイル102の上下方向の上端及び下端が遮蔽部材104に重なる場合には、誘導加熱コイル102の上端が遮蔽部材104の上端と同じ位置にあり、且つ、誘導加熱コイル102の下端が遮蔽部材104の下端と同じ位置にある場合を含む。
Specifically, when the center of the shielding
なお、厳密な意味において、遮蔽部材104の上端は、誘導加熱コイル102の上端と同じ位置にある必要はない。誘導加熱コイル102への通電に起因して発生する磁界がワーク110に作用するのを弱めることができるのであれば、遮蔽部材104の上端は、誘導加熱コイル102の上端よりも下方に位置していてもよい。
In a strict sense, the upper end of the shielding
同様に、遮蔽部材104の下端は、誘導加熱コイル102の下端と同じ位置にある必要はない。誘導加熱コイル102への通電に起因して発生する磁界がワーク110に作用するのを弱めることができるのであれば、遮蔽部材104の下端は、誘導加熱コイル102の下端よりも上方に位置していてもよい。
Similarly, the lower end of the shielding
なお、誘導加熱コイル102を取付部110Bの近くに配置するためには、遮蔽部材104の下端は、誘導加熱コイル102の下端と同じ位置か、誘導加熱コイル102の下端よりも上方に位置させることが好ましい。
In order to arrange the
遮蔽部材104は、誘導加熱コイル102に固定されていてもよいし、誘導加熱コイル102以外の部材に固定されていてもよい。遮蔽部材104を誘導加熱コイル102に固定する方法としては、例えば、ボルトによる固定や、接着剤による接着等が考えられる。遮蔽部材104と誘導加熱コイル102との間には、隙間が形成されていてもよい。
The shielding
遮蔽部材104の径方向の厚みは、上下方向で略一定であってもよいし、上下方向で変化してもよい。遮蔽部材104の径方向の厚みを上下方向で変化させる方法としては、例えば、高さが異なる複数の板状部材を径方向で重ね合わせること等が考えられる。因みに、図3に示す例では、遮蔽部材104の厚みは、上下方向で略一定である。
The radial thickness of the shielding
続いて、図4を参照しながら、ワーク110が焼戻し後に外輪12として使用される部材である場合において、硬化層を形成すべき部位(被加熱部位)と、誘導加熱コイル102との関係を説明する。なお、図4では、ワーク110の軸方向(中心軸線L1が延びる方向)が上下方向と一致している。
Next, with reference to FIG. 4, the relationship between the part (heated part) where the hardened layer is to be formed and the
ワーク110は、複数の被加熱部位112A、112Bを含む。複数の被加熱部位112A、112Bは、軸方向に離れている。被加熱部位112Aは、軌道面12Aを含む。被加熱部位112Bは、軌道面12Bを含む。
The
被加熱部位112Aの少なくとも一部は、径方向(軸方向に垂直な方向)から見て、フランジ22(取付部22A)に重なる。つまり、被加熱部位112Aは、軸方向において、被加熱部位112Bよりも、フランジ22(取付部22A)の近くに位置する。
At least a part of the
誘導加熱コイル102は、フランジ22よりも上方に配置される。ここで、第1周回部102Aの少なくとも一部は、径方向から見て、被加熱部位112Bに重なる。第2周回部102Bの少なくとも一部は、径方向から見て、被加熱部位112Bよりも上方に位置する部分に重なる。第1周回部102Aと本体121との間に形成される隙間の大きさは、第2周回部102Bと本体121との間に形成される隙間の大きさと略同じである。
The
誘導加熱コイル102による誘導加熱では、誘導加熱コイル102の上下方向の中心に位置する部分が最も加熱され易い。ここで、誘導加熱コイル102の上下方向の中心とは、径方向から見て、第1周回部102Aの下端から第2周回部102Bの上端までの距離を2等分する位置をいう。
In the induction heating by the
被加熱部位112Bは、被加熱部位112Aよりも、誘導加熱コイル102の上下方向の中心の近くに位置する。つまり、被加熱部位112Aは、被加熱部位112Bよりも加熱され難い。
The
ここで、遮蔽部材104は、誘導加熱コイル102と本体121との間には配置されているが、誘導加熱コイル102とフランジ22との間には配置されていない。そのため、誘導加熱コイル102への通電に起因して発生する磁界は、本体121には弱く作用し、フランジ22(特に、取付部22A)には強く作用する。その結果、本体121内には弱い渦電流が発生し、フランジ22(特に、取付部22A)内には強い渦電流が発生する。ジュール熱の大きさは、渦電流の強弱に起因する。つまり、本体121は加熱され難くなるが、フランジ22(特に、取付部22A)は加熱され易くなる。ここで、被加熱部位112Aは、主にフランジ22(特に、取付部22A)からの熱伝導により加熱される。被加熱部位112Bは、主に本体121内に発生する渦電流に起因するジュール熱により加熱される。そのため、例えば、遮蔽部材104の形状や厚み、遮蔽部材104とワーク110との位置関係などを適当に設定することにより、被加熱部位112Aの加熱量と、被加熱部位112Bの加熱量との差を少なくすることができる。その結果、被加熱部位112Aと、被加熱部位112Bとの間で、加熱にばらつきが生じ難くなる。
Here, the shielding
図4に示す例では、径方向から見て、被加熱部位112Aの少なくとも一部は、フランジ22(取付部22A)に重なっていたが、例えば、図5に示すように、径方向から見て、被加熱部位112Aがフランジ部22(取付部22A)から離れていてもよい。被加熱部位112Aとフランジ部22(取付部22A)との軸方向での離隔距離D1は、例えば、10mm以下である。この場合、図4に示す場合と同様に、被加熱部位112Aは、被加熱部位112Bよりも加熱され難いが、誘導加熱コイル102と本体121との間に遮蔽部材104が配置され、且つ、誘導加熱コイル102とフランジ22(取付部22A)との間に遮蔽部材104が配置されていないことにより、被加熱部位112Aと被加熱部位112Bとの間で、加熱にばらつきが生じ難くなる。
In the example shown in FIG. 4, at least a part of the heated portion 112 </ b> A overlaps with the flange 22 (
続いて、図6を参照しながら、ワーク110が焼戻し後に内軸14として使用される部材である場合において、硬化層を形成すべき部位(被加熱部位)と、誘導加熱コイル102との関係を説明する。なお、図6では、ワーク110の軸方向(中心軸線L1が延びる方向)が上下方向と一致している。
Next, with reference to FIG. 6, in the case where the
ワーク110は、複数の被加熱部位114A、114B、114Cを含む。複数の被加熱部位114A、114B、114Cは、軸方向に離れている。被加熱部位114Aは、摺動面25を含む。被加熱部位114Bは、軌道面26を含む。被加熱部位114Cは、外周面32を含む。被加熱部位114Aは、軸方向において、被加熱部位114Bや、被加熱部位114Cよりも、フランジ部14Dの近くに位置する。
The
誘導加熱コイル102は、フランジ14Dよりも上方に配置される。ここで、第1周回部102Aの少なくとも一部は、径方向から見て、被加熱部位114Aに重なる。第2周回部102Bの少なくとも一部は、径方向から見て、被加熱部位114Cに重なる。第1周回部102Aの内径は、第2周回部102Bの内径よりも大きい。第1周回部102Aと本体141との間に形成される隙間の大きさは、第2周回部102Bと本体141との間に形成される隙間の大きさと略同じである。
The
遮蔽部材104は、大径部104A、円環部104B及び小径部104Cを含む。
The shielding
大径部104Aは、軸方向に延びている。大径部104Aの少なくとも一部は、径方向から見て、第1周回部102Aに重なる。
The
小径部104Cは、軸方向に延びている。小径部104Cの少なくとも一部は、径方向から見て、第2周回部102Bに重なる。
The
円環部104Bは、径方向に広がる。円環部104Bは、大径部104Aの上端と、小径部104Cの下端とを連結する。
The
なお、図6に示す遮蔽部材104は、例えば、複数の板材を周方向(中心軸線L1周りの方向)に並べることで実現される。ここで、複数の板材の各々は、上下方向から見たときに円弧状に湾曲しており、且つ、上下方向の中間部分に段差を有している。周方向で隣り合う2つの板材の間には、絶縁材料からなる絶縁部材が配置される。
In addition, the shielding
誘導加熱コイル102による誘導加熱では、誘導加熱コイル102の上下方向の中心に位置する部分が最も加熱され易い。誘導加熱コイル102の上下方向の中心は、径方向から見て、被加熱部位114Bと被加熱部位114Cとの間に位置する。
In the induction heating by the
上述のように、被加熱部位114Aは、軸方向において、被加熱部位114Bや、被加熱部位114Cよりも、フランジ部14Dの近くに位置する。誘導加熱コイル102の上下方向の中心は、径方向から見て、被加熱部位114Bと被加熱部位114Cとの間に位置する。そのため、被加熱部位114Aは、被加熱部位114Bや被加熱部位114Cよりも、誘導加熱コイル102の上下方向の中心から離れている。その結果、被加熱部位114Aは、被加熱部位114Bや被加熱部位114Cよりも加熱され難い。
As described above, the
ここで、遮蔽部材104は、誘導加熱コイル102と本体141との間には配置されているが、誘導加熱コイル102とフランジ14Dとの間には配置されていない。そのため、誘導加熱コイル102への通電に起因して発生する磁界は、本体141には弱く作用し、フランジ14Dには強く作用する。その結果、本体141内には弱い渦電流が発生し、フランジ14D内には強い渦電流が発生する。ジュール熱の大きさは、渦電流の強弱に起因する。つまり、本体141は加熱され難くなるが、フランジ14Dは加熱され易くなる。ここで、被加熱部位114Aは、主にフランジ14Dからの熱伝導により加熱される。被加熱部位114B及び被加熱部位114Cは、主に本体141内に発生する渦電流に起因するジュール熱により加熱される。そのため、例えば、遮蔽部材104の形状や厚み、遮蔽部材104とワーク110との位置関係などを適当に設定することにより、各被加熱部位114A、114B、114Cの加熱量の差を少なくすることができる。その結果、複数の被加熱部位114A、114B、114Cの間で、加熱にばらつきが生じ難くなる。
Here, the shielding
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、上述の実施の形態によって、何等、限定されない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail, these are illustrations to the last, Comprising: This invention is not limited at all by the above-mentioned embodiment.
例えば、上記実施の形態では、軸受10は、内軸14及び内輪16が外輪12の内側に配置される構成であったが、軸受は、内軸を備えていない構成であってもよい。
For example, in the above embodiment, the
10:軸受、121:本体、141:本体、14D:フランジ、22A:取付部、100:加熱装置、102:誘導加熱コイル、104:遮蔽部材、110:ワーク、110A:本体、110B:取付部、112A:被加熱部位、112B:被加熱部位、114A:被加熱部位、114B:被加熱部位、114C:被加熱部位 10: bearing, 121: main body, 141: main body, 14D: flange, 22A: mounting portion, 100: heating device, 102: induction heating coil, 104: shielding member, 110: work, 110A: main body, 110B: mounting portion, 112A: heated part, 112B: heated part, 114A: heated part, 114B: heated part, 114C: heated part
Claims (6)
ワークと、前記ワークを誘導加熱する加熱装置とを準備する工程と、
前記加熱装置により、前記ワークを誘導加熱する工程とを備え、
前記ワークは、
前記加熱装置による誘導加熱の後に前記軸受を構成する部材として用いられ、
本体と、
前記本体の外周面に形成された取付部とを含み、
前記本体は、
前記本体の中心軸線が延びる軸方向に離れて位置し、前記軸受が備える複数の転動体と接触する軌道面を含む複数の被加熱部位を含み、
前記加熱装置は、
前記ワークの周囲に配置される誘導加熱コイルと、
前記ワークの前記軸方向と交差する方向で、前記ワークと、前記誘導加熱コイルとの間に配置され、軟磁性材料からなる遮蔽部材とを含み、
前記軸方向から見て、前記誘導加熱コイルは、前記取付部に重なる、製造方法。 A bearing manufacturing method comprising:
Preparing a workpiece and a heating device for induction heating the workpiece;
A step of induction heating the workpiece by the heating device,
The workpiece is
Used as a member constituting the bearing after induction heating by the heating device;
The body,
Including an attachment portion formed on the outer peripheral surface of the main body,
The body is
A plurality of heated portions including a raceway surface that is located in the axial direction in which the central axis of the main body extends and is in contact with a plurality of rolling elements included in the bearing;
The heating device is
An induction heating coil disposed around the workpiece;
A shield member made of a soft magnetic material, disposed between the workpiece and the induction heating coil in a direction intersecting the axial direction of the workpiece;
The manufacturing method in which the induction heating coil overlaps the mounting portion when viewed from the axial direction.
前記軸方向に垂直な方向から見て、前記複数の被加熱部位の1つは、前記取付部の少なくとも一部に重なる、製造方法。 The manufacturing method according to claim 1,
As viewed from a direction perpendicular to the axial direction, one of the plurality of heated portions overlaps at least a part of the attachment portion.
前記複数の被加熱部位は、
前記軸方向に垂直な方向から見て、前記取付部に最も近い第1被加熱部位を含み、
前記軸方向に垂直な方向から見たとき、
前記第1被加熱部位は、前記取付部から離れており、
前記第1被加熱部位と、前記取付部との距離は、10mm以下である、製造方法。 The manufacturing method according to claim 1,
The plurality of heated parts are:
A first heated portion closest to the attachment portion when viewed from a direction perpendicular to the axial direction;
When viewed from a direction perpendicular to the axial direction,
The first heated part is separated from the attachment part,
The distance between the said 1st to-be-heated site | part and the said attaching part is a manufacturing method which is 10 mm or less.
前記複数の被加熱部位は、
前記軸方向に垂直な方向から見て、前記取付部から最も離れた第2被加熱部位を含み、
前記誘導加熱コイルは、前記軸方向において、前記取付部よりも前記第2被加熱部位の近くに配置される、製造方法。 The manufacturing method according to claim 1,
The plurality of heated parts are:
A second heated portion farthest from the mounting portion when viewed from a direction perpendicular to the axial direction,
The said induction heating coil is a manufacturing method arrange | positioned in the said axial direction near the said 2nd to-be-heated part rather than the said attaching part.
前記軸方向に垂直な方向から見て、前記誘導加熱コイルの前記軸方向での両端は、前記遮蔽部材に重なる、製造方法。 The manufacturing method according to claim 1,
The manufacturing method in which both ends in the axial direction of the induction heating coil overlap the shielding member when viewed from a direction perpendicular to the axial direction.
前記軟磁性材料は、珪素鋼である、製造方法。 The manufacturing method according to claim 1,
The manufacturing method, wherein the soft magnetic material is silicon steel.
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