JP4506129B2 - 転がり軸受軌道輪の製造方法転がり軸受軌道輪の製造装置転がり軸受 - Google Patents
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Description
本発明は、軸受軌道輪などの熱処理リングを高精度且つ効率的に製造する方法、該方法に使用される製造装置およびこの製造方法により製造される軌道輪を組み込んだ転がり軸受に関するものである。
従来、例えば薄肉転がり軸受軌道輪の製造においては、素材から旋削加工、熱処理、平面研削、外面粗研削、内面粗研削、外面仕上研削、内面仕上研削という多工程を経て完成部品としている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特開平０６−２４６５４６号公報
特開平０６−２４６５４７号公報
しかしながら、薄肉転がり軸受軌道輪にあっては、従来の工程では旋削工程でのチャックによる変形、熱処理焼入時の変形が一般的な転がり軸受軌道輪に比べ大きく、研削工程の取代を増やす要因となっている。また熱処理後の薄肉リングは内部組織の残留応力により外径研削後、内径研削すると外径の真円精度が悪くなる為、複数回の折り返し加工を経て真円精度が確保される。これらは加工時間を長くし、また加工工程数を増やさなければならないなど、製造コストを引き上げる問題点である。
そこで本願発明者は、熱処理後のパイプ状素材から軌道輪個別形状に形成する点、該パイプ状素材を、該素材の径に影響を与えることなくチャックする点、該チャック状態で主な軌道輪個別形状に加工・複数個取りする点に着目し、従来の加工方法で発生した旋削時、熱処理時の変形を大幅に抑制することを解決すべく本発明に至った。
本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたもので、転がり軸受軌道輪における真円精度、偏肉精度を確保することを目的とする。
そこで本願発明者は、熱処理後のパイプ状素材から軌道輪個別形状に形成する点、該パイプ状素材を、該素材の径に影響を与えることなくチャックする点、該チャック状態で主な軌道輪個別形状に加工・複数個取りする点に着目し、従来の加工方法で発生した旋削時、熱処理時の変形を大幅に抑制することを解決すべく本発明に至った。
本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたもので、転がり軸受軌道輪における真円精度、偏肉精度を確保することを目的とする。
上記課題を解決するため本発明がなした技術的手段は、次の通りである。
第１の発明は、転がり軸受の軌道輪を製造する方法であって、
筒状に形成するとともに、筒径方向に突出した鍔部を一端に備えたパイプ状素材を熱処理する工程と、
該熱処理したパイプ状素材の鍔部をクランプ治具でパイプ状素材の軸方向にクランプし、該クランプ治具を第一主軸のチャックで径方向に保持する工程と、
該クランプ治具を介して第一主軸のチャックで保持されたパイプ状素材の反チャック側端部に、旋削加工と研削加工の一方若しくは双方を行うことでパイプ状素材の反チャック側に連続した軌道輪外径形状の環状部材を形成する工程と、
該パイプ状素材の反チャック側端部端面を、第一主軸と対向する第二主軸のチャックで保持した後に、軌道輪形状が形成されたパイプ状素材の反チャック側端部を突き切り切断し、前記第二主軸に保持された軌道輪形状の環状部材を形成する工程と、
前記第二主軸に保持された環状部材の反チャック側端面に、旋削加工と研削加工のいずれか一方若しくは双方を行うことで軌道輪を仕上げ形成する工程と、からなることを特徴とする転がり軸受軌道輪の製造方法としたことである。
第１の発明は、転がり軸受の軌道輪を製造する方法であって、
筒状に形成するとともに、筒径方向に突出した鍔部を一端に備えたパイプ状素材を熱処理する工程と、
該熱処理したパイプ状素材の鍔部をクランプ治具でパイプ状素材の軸方向にクランプし、該クランプ治具を第一主軸のチャックで径方向に保持する工程と、
該クランプ治具を介して第一主軸のチャックで保持されたパイプ状素材の反チャック側端部に、旋削加工と研削加工の一方若しくは双方を行うことでパイプ状素材の反チャック側に連続した軌道輪外径形状の環状部材を形成する工程と、
該パイプ状素材の反チャック側端部端面を、第一主軸と対向する第二主軸のチャックで保持した後に、軌道輪形状が形成されたパイプ状素材の反チャック側端部を突き切り切断し、前記第二主軸に保持された軌道輪形状の環状部材を形成する工程と、
前記第二主軸に保持された環状部材の反チャック側端面に、旋削加工と研削加工のいずれか一方若しくは双方を行うことで軌道輪を仕上げ形成する工程と、からなることを特徴とする転がり軸受軌道輪の製造方法としたことである。
第２の発明は、第１の発明において、パイプ状素材の反チャック側に連続した軌道輪外径形状の環状部材を形成する工程では、
パイプ状素材の反チャック側端面、外面、および内面を旋削加工し、次に前記外面、前記端面、前記内面、および軌道面となる溝を研削加工し、
軌道輪を仕上げ形成する工程では、
切断された軌道輪形状の環状部材の切断側端面を旋削加工し、次に該端面を研削加工することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受軌道輪の製造方法としたことである。
第３の発明は、第１の発明において、パイプ状素材の反チャック側に連続した軌道輪外径形状の環状部材を形成する工程では、
パイプ状素材の反チャック側端面、外面、および内面を旋削加工し、
軌道輪を仕上げ形成する工程では、
切断された軌道輪形状の環状部材の切断側端面を旋削加工し、次に該端面を研削加工することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受軌道輪の製造方法としたことである。
第４の発明は、第１の発明において、パイプ状素材の反チャック側に連続した軌道輪外径形状の環状部材を形成する工程では、
パイプ状素材の反チャック側端面、外面、および内面を旋削加工し、次に軌道面となる溝研削加工をし、
軌道輪を仕上げ形成する工程では、
切断された軌道輪形状の環状部材の切断側端面を旋削加工し、次に該端面を研削加工することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受軌道輪の製造方法としたことである。
第５の発明は、第１の発明において、パイプ状素材の反チャック側に連続した軌道輪外径形状の環状部材を形成する工程では、
パイプ状素材の反チャック側端面、外面、および内面を旋削加工し、次に前記外面、前記内面および軌道面となる溝を研削加工し、
軌道輪を仕上げ形成する工程では、
切断された軌道輪形状の環状部材の切断側端面を旋削加工することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受軌道輪の製造方法としたことである。
パイプ状素材の反チャック側端面、外面、および内面を旋削加工し、次に前記外面、前記端面、前記内面、および軌道面となる溝を研削加工し、
軌道輪を仕上げ形成する工程では、
切断された軌道輪形状の環状部材の切断側端面を旋削加工し、次に該端面を研削加工することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受軌道輪の製造方法としたことである。
第３の発明は、第１の発明において、パイプ状素材の反チャック側に連続した軌道輪外径形状の環状部材を形成する工程では、
パイプ状素材の反チャック側端面、外面、および内面を旋削加工し、
軌道輪を仕上げ形成する工程では、
切断された軌道輪形状の環状部材の切断側端面を旋削加工し、次に該端面を研削加工することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受軌道輪の製造方法としたことである。
第４の発明は、第１の発明において、パイプ状素材の反チャック側に連続した軌道輪外径形状の環状部材を形成する工程では、
パイプ状素材の反チャック側端面、外面、および内面を旋削加工し、次に軌道面となる溝研削加工をし、
軌道輪を仕上げ形成する工程では、
切断された軌道輪形状の環状部材の切断側端面を旋削加工し、次に該端面を研削加工することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受軌道輪の製造方法としたことである。
第５の発明は、第１の発明において、パイプ状素材の反チャック側に連続した軌道輪外径形状の環状部材を形成する工程では、
パイプ状素材の反チャック側端面、外面、および内面を旋削加工し、次に前記外面、前記内面および軌道面となる溝を研削加工し、
軌道輪を仕上げ形成する工程では、
切断された軌道輪形状の環状部材の切断側端面を旋削加工することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受軌道輪の製造方法としたことである。
第６の発明は、第１乃至第５のいずれかに記載の発明において、鍔部がパイプ状素材の内径側に設けられていることを特徴とする転がり軸受軌道輪の製造方法としたことである。
第７の発明は、第１乃至第５のいずれかに記載の発明において、鍔部がパイプ状素材の外径側に設けられていることを特徴とする転がり軸受軌道輪の製造方法としたことである。
第８の発明は、第１乃至第７のいずれかに記載の発明において、軌道輪は、薄肉転がり軸受の軌道輪であることを特徴とする転がり軸受軌道輪の製造方法としたことである。
第７の発明は、第１乃至第５のいずれかに記載の発明において、鍔部がパイプ状素材の外径側に設けられていることを特徴とする転がり軸受軌道輪の製造方法としたことである。
第８の発明は、第１乃至第７のいずれかに記載の発明において、軌道輪は、薄肉転がり軸受の軌道輪であることを特徴とする転がり軸受軌道輪の製造方法としたことである。
本発明によれば、パイプ状素材を一般的な油圧チャックでクランプするが、専用のクランプ治具に予め固定され、クランプ治具そのものをクランプするものである為、チャック時の素材変形が無く、旋削から最終研削工程まで高精度に仕上げられる。
また、本願により作られた軸受は、熱処理後、必ずチャンファー部がハードターニング加工されており外観的に熱処理工程で発生するスケールが除去されたものである。またチャンファー部は研削面と同一のチャック基準で加工されている為、偏芯が無い事が偏肉測定からも判断できる。外輪の場合、外径とチャンファー部の偏肉が無いことから軸受をハウジングに挿入する際、挿入性が良い（容易に行える利点がある。）。
また、本願により作られた軸受は、熱処理後、必ずチャンファー部がハードターニング加工されており外観的に熱処理工程で発生するスケールが除去されたものである。またチャンファー部は研削面と同一のチャック基準で加工されている為、偏芯が無い事が偏肉測定からも判断できる。外輪の場合、外径とチャンファー部の偏肉が無いことから軸受をハウジングに挿入する際、挿入性が良い（容易に行える利点がある。）。
以下、本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。なお、本実施形態は本発明の一実施形態にすぎずなんらこれに限定して解釈されるものではなく、本発明の範囲内で適宜設計変更可能である。
図１は、本発明製造装置の一実施形態を示し、図中１１は第一主軸、２８は第二主軸、２３は加工装置、Ｗはパイプ状素材を示す。
本発明は、少なくとも次の（ａ）乃至（ｅ）に記載の製造工程からなり、例えば、これにより製造された軌道輪４で肉厚比率４％以下の薄肉転がり軸受を提供する。また、軌道輪４には面取りｒが旋削してある（図７・図８参照）。
なお、本実施形態では、転がり玉軸受軌道輪４を一例として説明するが、これに限定されるものではなく、ころ軸受など他の軸受形態の軌道輪とすることも本発明の範囲内で可能である。また、本実施形態では、軌道輪の一形態として外輪をもって説明するが、内輪に適用することも勿論可能である。
（ａ）一端に鍔部１を備えて筒状に形成したパイプ状素材Ｗを熱処理する工程
↓
（ｂ）該熱処理したパイプ状素材Ｗをクランプ治具１４を介してチャックする工程
↓
（ｃ）該クランプ治具１４を介してチャックされたパイプ状素材Ｗを旋削加工と研削加工の一方若しくは双方を介し、略軌道輪形状となった所望環状形状にする工程
↓
（ｄ）前記工程を経て所望形状の環状部材１０に形成した後に、該環状部材１０を切断する工程
↓
（ｅ）該環状部材１０を保持し、切断された側の端面５´旋削加工と研削加工のいずれか一方若しくは双方を行う工程。
以下、各工程および各工程にて使用される装置の一実施形態の詳細を説明する。
図１は、本発明製造装置の一実施形態を示し、図中１１は第一主軸、２８は第二主軸、２３は加工装置、Ｗはパイプ状素材を示す。
本発明は、少なくとも次の（ａ）乃至（ｅ）に記載の製造工程からなり、例えば、これにより製造された軌道輪４で肉厚比率４％以下の薄肉転がり軸受を提供する。また、軌道輪４には面取りｒが旋削してある（図７・図８参照）。
なお、本実施形態では、転がり玉軸受軌道輪４を一例として説明するが、これに限定されるものではなく、ころ軸受など他の軸受形態の軌道輪とすることも本発明の範囲内で可能である。また、本実施形態では、軌道輪の一形態として外輪をもって説明するが、内輪に適用することも勿論可能である。
（ａ）一端に鍔部１を備えて筒状に形成したパイプ状素材Ｗを熱処理する工程
↓
（ｂ）該熱処理したパイプ状素材Ｗをクランプ治具１４を介してチャックする工程
↓
（ｃ）該クランプ治具１４を介してチャックされたパイプ状素材Ｗを旋削加工と研削加工の一方若しくは双方を介し、略軌道輪形状となった所望環状形状にする工程
↓
（ｄ）前記工程を経て所望形状の環状部材１０に形成した後に、該環状部材１０を切断する工程
↓
（ｅ）該環状部材１０を保持し、切断された側の端面５´旋削加工と研削加工のいずれか一方若しくは双方を行う工程。
以下、各工程および各工程にて使用される装置の一実施形態の詳細を説明する。
「熱処理工程」
本発明では、加工装置２３による旋削等の加工工程に入る以前に、一端内面に径方向に突出する鍔部１を備えると共に所望径・所望肉厚の筒状に形成（生旋削加工）したパイプ状素材Ｗを熱処理する。図２は、本実施形態にて用いられる内面側に鍔部１を備えたパイプ状素材Ｗの一部を示す断面図で、図中斜線部分で示す箇所は、製造予定軌道輪４を示す。
このパイプ状素材Ｗ構造は単なる一例であり限定されるものではない。
すなわち、本実施形態では、鍔部１は径方向所望長さ・筒軸方向所望幅を有する環状（連続円環状）に形成されているが、例えばこの鍔部１は周方向に断続的に形成されている（周方向所望間隔で突片状に鍔部が形成されている）ものであってもよい。
なお、熱処理方法は、周知の熱処理方法が適宜選択使用される。パイプ状素材Ｗは軸受鋼などからなり、特にその素材に限定はされないが、例えば以下に説明する第二主軸２８の構成を採用する場合には、該第二主軸２８の磁力によりマグネットチャック可能な材質とする。
本発明では、加工装置２３による旋削等の加工工程に入る以前に、一端内面に径方向に突出する鍔部１を備えると共に所望径・所望肉厚の筒状に形成（生旋削加工）したパイプ状素材Ｗを熱処理する。図２は、本実施形態にて用いられる内面側に鍔部１を備えたパイプ状素材Ｗの一部を示す断面図で、図中斜線部分で示す箇所は、製造予定軌道輪４を示す。
このパイプ状素材Ｗ構造は単なる一例であり限定されるものではない。
すなわち、本実施形態では、鍔部１は径方向所望長さ・筒軸方向所望幅を有する環状（連続円環状）に形成されているが、例えばこの鍔部１は周方向に断続的に形成されている（周方向所望間隔で突片状に鍔部が形成されている）ものであってもよい。
なお、熱処理方法は、周知の熱処理方法が適宜選択使用される。パイプ状素材Ｗは軸受鋼などからなり、特にその素材に限定はされないが、例えば以下に説明する第二主軸２８の構成を採用する場合には、該第二主軸２８の磁力によりマグネットチャック可能な材質とする。
「パイプ状素材のチャック工程」
上記熱処理されたパイプ状素材Ｗを、専用のクランプ冶具１４を介してクランプした後、該クランプ冶具１４を第一主軸１１の先端チャック１２で把持する。本実施形態では、パイプ内面Ｗ１の径方向に突出した鍔部１を、クランプ冶具１４によりパイプ軸方向にクランプしている。
これにより、パイプ状素材Ｗは、クランプ冶具１４を介して間接的に第一主軸１１に固定され、第一主軸１１先端に同軸状に保持される（図３参照）。
よって、本実施形態によれば、クランプ冶具１４を第一主軸１１でチャックすることにより、チャック１２による押圧はクランプ冶具１４には及ぶが、鍔部１には及ばず、さらにクランプ冶具１４によるクランプが、鍔部１の平面２方向、すなわちパイプ軸方向のクランプであるため、パイプ状素材Ｗの径方向の変形が全くなく、加工後の真円、偏肉精度を確保できる（図１１の比較データ参照。図１１中、ワークはパイプ状素材をいう。図１１中、ワークNo.１はチャック圧７kg/cm2、No.2およびNo.3はチャック圧４kg/cm2。）
上記熱処理されたパイプ状素材Ｗを、専用のクランプ冶具１４を介してクランプした後、該クランプ冶具１４を第一主軸１１の先端チャック１２で把持する。本実施形態では、パイプ内面Ｗ１の径方向に突出した鍔部１を、クランプ冶具１４によりパイプ軸方向にクランプしている。
これにより、パイプ状素材Ｗは、クランプ冶具１４を介して間接的に第一主軸１１に固定され、第一主軸１１先端に同軸状に保持される（図３参照）。
よって、本実施形態によれば、クランプ冶具１４を第一主軸１１でチャックすることにより、チャック１２による押圧はクランプ冶具１４には及ぶが、鍔部１には及ばず、さらにクランプ冶具１４によるクランプが、鍔部１の平面２方向、すなわちパイプ軸方向のクランプであるため、パイプ状素材Ｗの径方向の変形が全くなく、加工後の真円、偏肉精度を確保できる（図１１の比較データ参照。図１１中、ワークはパイプ状素材をいう。図１１中、ワークNo.１はチャック圧７kg/cm2、No.2およびNo.3はチャック圧４kg/cm2。）
第一主軸１１は、その先端に一般的な油圧チャック１２を備え、該チャック１２により専用のクランプ冶具１４をチャックし、該クランプ冶具１４によりクランプされているパイプ状素材Ｗを間接的に保持する。
クランプ冶具１４は、パイプ状素材Ｗの径方向鍔部１を軸方向にクランプ可能な構造を採用している（図３参照）。例えば本実施形態では、第一主軸１１のチャック爪１３により把持可能な外径ｄ３を有すると共に、鍔部内径ｄ１よりも小径の保持部１７を先端に突設した受け部材１５と、該受け部材１５とボルト１８を介してボルト締めされ、パイプ内径ｄ５よりも外径ｄ４を小径とする締め付け部材１９とで構成されている。受け部材１５の保持部１７を鍔部内径ｄ１に挿入すると共に、パイプ内に配した締め付け部材１９をボルト１８で締め付けていくことにより、締め付け部材１９の端面２０と受け部材の端面（段差部）１６とで軸方向に挟み込んでクランプする。
上記クランプ治具１４は、本実施形態では、受け部材１５は、全体が環状に形成されると共に端面１６が径方向所望長さ・筒軸方向所望幅を有する環状に形成されている。締め付け部材１９は、全体が所望径所望幅の環状に形成されている。本実施形態のクランプ治具１４は、単なる一例であり限定されるものではない。すなわち、例えば受け部材１５・締め付け部材１９は周方向に断続的に形成されているものであってもよく、受け部材１５と締め付け部材１９が鍔部１を締め付け可能な構成を有しているものであればよく、クランプ治具１４と鍔部１は本発明の範囲内で適宜設計変更可能である。
また、本実施形態では、ボルト１８を介してボルト締めすることにより受け部材１５と締め付け部材の間隔を広狭調整することでパイプ状素材Ｗの鍔部１を挟み込んでクランプする構成であるが、ボルト１８に代えて他の部材を使用することももちろん可能である。また、受け部材１５と締め付け部材１９自身が夫々の対向面に締め付け構成を有し、両者の間隔を広狭調整して鍔部１をクランプ可能なものとしてもよい。例えば、受け部材１５の対向面に雄ねじ部を、締め付け部材１９の対向面に雌ねじ部を夫々直接一体形成し、これらの螺合作用により締め付け構造とすることも可能である。
クランプ冶具１４は、パイプ状素材Ｗの径方向鍔部１を軸方向にクランプ可能な構造を採用している（図３参照）。例えば本実施形態では、第一主軸１１のチャック爪１３により把持可能な外径ｄ３を有すると共に、鍔部内径ｄ１よりも小径の保持部１７を先端に突設した受け部材１５と、該受け部材１５とボルト１８を介してボルト締めされ、パイプ内径ｄ５よりも外径ｄ４を小径とする締め付け部材１９とで構成されている。受け部材１５の保持部１７を鍔部内径ｄ１に挿入すると共に、パイプ内に配した締め付け部材１９をボルト１８で締め付けていくことにより、締め付け部材１９の端面２０と受け部材の端面（段差部）１６とで軸方向に挟み込んでクランプする。
上記クランプ治具１４は、本実施形態では、受け部材１５は、全体が環状に形成されると共に端面１６が径方向所望長さ・筒軸方向所望幅を有する環状に形成されている。締め付け部材１９は、全体が所望径所望幅の環状に形成されている。本実施形態のクランプ治具１４は、単なる一例であり限定されるものではない。すなわち、例えば受け部材１５・締め付け部材１９は周方向に断続的に形成されているものであってもよく、受け部材１５と締め付け部材１９が鍔部１を締め付け可能な構成を有しているものであればよく、クランプ治具１４と鍔部１は本発明の範囲内で適宜設計変更可能である。
また、本実施形態では、ボルト１８を介してボルト締めすることにより受け部材１５と締め付け部材の間隔を広狭調整することでパイプ状素材Ｗの鍔部１を挟み込んでクランプする構成であるが、ボルト１８に代えて他の部材を使用することももちろん可能である。また、受け部材１５と締め付け部材１９自身が夫々の対向面に締め付け構成を有し、両者の間隔を広狭調整して鍔部１をクランプ可能なものとしてもよい。例えば、受け部材１５の対向面に雄ねじ部を、締め付け部材１９の対向面に雌ねじ部を夫々直接一体形成し、これらの螺合作用により締め付け構造とすることも可能である。
また、本発明にて使用されるパイプ状素材Ｗは、上記実施形態のようにパイプ状素材Ｗの内面径方向に鍔部１を突設する形態の他に、外面径方向に鍔部１を突設した形態とすることも可能である。この時、クランプ冶具１４は、例えば図９に例示する構造を採用する。
すなわち、第一主軸１１のチャック爪１３により把持可能な外径ｄ６を有すると共に、パイプ状素材内径ｄ５よりも小径の保持部２１を先端に突設した受け部材１５と、該受け部材１５とボルト１８を介してボルト締めされ、パイプ状素材外径ｄ７よりも大径で、かつ鍔部外径ｄ２よりも小径の挿入口２２を有する締め付け部材１９とで構成されている。受け部材１５の保持部２１を鍔部内径ｄ１に挿入すると共に、パイプ外に配した締め付け部材１９をボルトで締め付けていくことにより、締め付け部材１９の端面２０と受け部材１５の端面（段差部）１６とで軸方向に挟み込んでクランプする。
すなわち、第一主軸１１のチャック爪１３により把持可能な外径ｄ６を有すると共に、パイプ状素材内径ｄ５よりも小径の保持部２１を先端に突設した受け部材１５と、該受け部材１５とボルト１８を介してボルト締めされ、パイプ状素材外径ｄ７よりも大径で、かつ鍔部外径ｄ２よりも小径の挿入口２２を有する締め付け部材１９とで構成されている。受け部材１５の保持部２１を鍔部内径ｄ１に挿入すると共に、パイプ外に配した締め付け部材１９をボルトで締め付けていくことにより、締め付け部材１９の端面２０と受け部材１５の端面（段差部）１６とで軸方向に挟み込んでクランプする。
「環状部材の製造工程・切断工程」
上記のように第一主軸１１により保持されたパイプ状素材Ｗの反チャック側３を、所望な加工装置２３により、ハードターニング（旋削加工）から研削加工まで連続的に行う（図８）。
すなわち、まず、反チャック側端面５に加工装置２３の旋削バイト２４を当てて端面５の旋削加工をする（図８(a)）。そして次に、旋削バイト２４を外面６に当てて外面６の旋削加工をする（図８(b)）。次に、旋削バイト２４を内面７に当てて内面７の旋削加工をする（図８(c)）。また、内面７には軌道面となる溝８も旋削加工される（図８(c)）。そしてその後に、研削砥石２５を外面６に当てて外面６の研削加工をする（図８(d)）。次に研削砥石２５を端面５に当てて端面５の研削加工をする（図８(e)）。次に、研削砥石２５を内面７に当てて内面７の研削加工をし（図８(f)）、その後溝研削用砥石２６に変えて溝８の研削加工をする（図８(g)）。このような各部位の旋削・研削工程を経ることで所望肉厚・所望幅の環状部材（軌道輪）１０を形成する。
なお、各部位の旋削順序・研削順序はこれに限定されず本発明の範囲内で設計変更可能である。
上記のように第一主軸１１により保持されたパイプ状素材Ｗの反チャック側３を、所望な加工装置２３により、ハードターニング（旋削加工）から研削加工まで連続的に行う（図８）。
すなわち、まず、反チャック側端面５に加工装置２３の旋削バイト２４を当てて端面５の旋削加工をする（図８(a)）。そして次に、旋削バイト２４を外面６に当てて外面６の旋削加工をする（図８(b)）。次に、旋削バイト２４を内面７に当てて内面７の旋削加工をする（図８(c)）。また、内面７には軌道面となる溝８も旋削加工される（図８(c)）。そしてその後に、研削砥石２５を外面６に当てて外面６の研削加工をする（図８(d)）。次に研削砥石２５を端面５に当てて端面５の研削加工をする（図８(e)）。次に、研削砥石２５を内面７に当てて内面７の研削加工をし（図８(f)）、その後溝研削用砥石２６に変えて溝８の研削加工をする（図８(g)）。このような各部位の旋削・研削工程を経ることで所望肉厚・所望幅の環状部材（軌道輪）１０を形成する。
なお、各部位の旋削順序・研削順序はこれに限定されず本発明の範囲内で設計変更可能である。
加工装置２３は、例えば、旋削部に一般的な旋削バイト２４を備え、研削部に一般的な研削砥石２５を備えてなる研削砥石スピンドル付きＣＮＣ旋盤を採用する（図１・図８参照）。なお、旋削バイト２４・研削砥石２５は特に限定されない。本実施形態では、上記パイプ状素材Ｗを旋削・研削加工する加工装置と、切断後の環状部材１０を旋削・研削加工する加工装置は、同一の加工装置２３を使用する。また、突き切り装置２７も周知の構造が採用され特に限定はされない。なお、上記パイプ状素材Ｗを旋削・研削加工する加工装置と、切断後の環状部材１０を旋削・研削加工する加工装置とは、夫々別個の装置とすることもできる。
そして上述した通り、各部位の旋削・研削工程が終了した後に形成された環状部材１０の連結箇所９を、突き切り装置２７を介して突き切り（切断）する（図８(h)）。ここで、環状部材１０の突き切り工程にあっては、第二主軸２８で保持しつつ行うものとする（図６・図７状態）。
すなわち、本実施形態では、第二主軸２８の内径保持部３０（図１・図６・図７参照）を環状部材１０の内径に挿入すると共に、マグネットチャック面板２９としていることにより、環状部材１０の反チャック側（反連結側）の端面５を吸着保持した状態で、その連結箇所９を突き切りして、略外輪形状とする環状部材１０を分離する。
図４には、突き切り時の真円精度を維持する為、旋削加工までの加工形状を示す（図５は図４の拡大図）。 この時点では突き切り部肉厚、研削取代を必要最小限に抑えることにより残留応力を抑えることが可能となり、連続的な外面、内面研削加工により最終製品寸法、真円度、偏肉を確保できる。
すなわち、本実施形態では、第二主軸２８の内径保持部３０（図１・図６・図７参照）を環状部材１０の内径に挿入すると共に、マグネットチャック面板２９としていることにより、環状部材１０の反チャック側（反連結側）の端面５を吸着保持した状態で、その連結箇所９を突き切りして、略外輪形状とする環状部材１０を分離する。
図４には、突き切り時の真円精度を維持する為、旋削加工までの加工形状を示す（図５は図４の拡大図）。 この時点では突き切り部肉厚、研削取代を必要最小限に抑えることにより残留応力を抑えることが可能となり、連続的な外面、内面研削加工により最終製品寸法、真円度、偏肉を確保できる。
「切断側端面の加工工程」
上記第二主軸２８のマグネットチャック面板２９にて保持しながら突き切り分離された軌道輪形状の環状部材１０を、第二主軸２８側で端面仕上研削を行い完成部品４（軌道輪）とする（図８(i)乃至(k)）。
すなわち、本実施形態では、上記環状部材１０の形成時に使用した加工装置２３を使用し、まず突き切りした側の端面５´を旋削バイト２４にて旋削加工する（図８(i)）。そして次に研削砥石２５にて旋削後の端面５´を研削加工する（図８(j)）ことで軌道輪４完成（図８(k)）となる。
上記第二主軸２８のマグネットチャック面板２９にて保持しながら突き切り分離された軌道輪形状の環状部材１０を、第二主軸２８側で端面仕上研削を行い完成部品４（軌道輪）とする（図８(i)乃至(k)）。
すなわち、本実施形態では、上記環状部材１０の形成時に使用した加工装置２３を使用し、まず突き切りした側の端面５´を旋削バイト２４にて旋削加工する（図８(i)）。そして次に研削砥石２５にて旋削後の端面５´を研削加工する（図８(j)）ことで軌道輪４完成（図８(k)）となる。
第二主軸２８は、マグネットチャック面板２９を有すると共に、環状部材１０の内径に挿入可能な外径ｄ８とする内径保持部３０を先端に備えてなり、環状部材１０の内径に内径保持部３０を挿入すると共に、端面５をマグネットチャック面板２９にて吸着する（図６・図７参照）。すなわち、第二主軸２８には、突き切り時の軌道輪（環状部材）保持方法と突き切り側端面５の研削加工精度を確保する為のチャック方法を有する。この保持方法では突き切り時の抵抗マグネットチャック面板２９と内径保持部３０により受け、第二主軸２８側での端面５加工を可能にし、またマグネットチャック面板振れを予め無くしておくことにより突き切り側端面研削加工後の製品幅不同を確保できる。
なお、本実施形態では、マグネットチャック構造としたが、これに限定されるものではなく、第一主軸１１との間で環状部材１０を保持可能で、突き切り後、環状部材１０を保持しつつ、加工装置２３による旋削・研削が可能な構造であればよく限定はされない。
なお、本実施形態では、マグネットチャック構造としたが、これに限定されるものではなく、第一主軸１１との間で環状部材１０を保持可能で、突き切り後、環状部材１０を保持しつつ、加工装置２３による旋削・研削が可能な構造であればよく限定はされない。
本発明の他の実施形態として、例えば上記一連の工程からすべての研削工程若しくは溝研削以外の研削工程を省略することもできる。また端面研削のみを省略することもできる。
すなわち、例えば、上記軌道輪４は、パイプ状素材Ｗの反チャック側端面５、外面６、および内面７を旋削加工（図８(a)(b)(c)）し、そしてその後切断（図８(h)）された環状部材１０の切断側端面５´を旋削加工（図８(i)）し、次に該端面５´を研削加工（図８(j)）することにより製造してもよい。
また、パイプ状素材Ｗの反チャック側端面５、外面６、および内面７を旋削加工（図８(a)(b)(c)）し、次に溝８研削加工（図８(g)）をし、そしてその後切断（図８(h)）された環状部材１０の切断側端面５´を旋削加工（図８(i)）し、次に該端面５´を研削加工（図８(j)）することにより製造してもよい。
また、パイプ状素材Ｗの反チャック側端面５、外面６、および内面７を旋削加工（図８(a)(b)(c)）し、次に外面６、内面７および溝８を研削加工（図８(d)(f)(g)）し、そしてその後切断（図８(h)）された環状部材１０の切断側端面５´を旋削加工（図８(i)）することにより製造してもよい。
すなわち、例えば、上記軌道輪４は、パイプ状素材Ｗの反チャック側端面５、外面６、および内面７を旋削加工（図８(a)(b)(c)）し、そしてその後切断（図８(h)）された環状部材１０の切断側端面５´を旋削加工（図８(i)）し、次に該端面５´を研削加工（図８(j)）することにより製造してもよい。
また、パイプ状素材Ｗの反チャック側端面５、外面６、および内面７を旋削加工（図８(a)(b)(c)）し、次に溝８研削加工（図８(g)）をし、そしてその後切断（図８(h)）された環状部材１０の切断側端面５´を旋削加工（図８(i)）し、次に該端面５´を研削加工（図８(j)）することにより製造してもよい。
また、パイプ状素材Ｗの反チャック側端面５、外面６、および内面７を旋削加工（図８(a)(b)(c)）し、次に外面６、内面７および溝８を研削加工（図８(d)(f)(g)）し、そしてその後切断（図８(h)）された環状部材１０の切断側端面５´を旋削加工（図８(i)）することにより製造してもよい。
ここで、本発明により製造された薄肉転がり軸受軌道輪（本願ともいう）と従来の薄肉転がり軸受軌道輪（従来ともいう）の肉厚比率と偏肉の相関関係を図１０に示す。本願は、上記実施形態の製造方法により製造された形態、従来は、シュータイプセンタレス研削盤（内面・外面）による研削方法により製造された形態とした。これによれば、肉厚比５パーセント以上に近づけば本願と従来との偏肉（μm）はある程度近づくが、４パーセント以下になるとその差が顕著に現れる。すなわち、従来は軌道輪の肉厚比が４パーセント以下となると急激に偏肉するが、本願の場合肉厚比が１パーセント近くとなっても然程の変化もなく偏肉の度合いが少ない。
本実施形態によれば、研削工程前に環状部材（個別形状）にする際、突き切り補助溝を設け、突き切り代を最小にする事により、突き切り後の変形を最小に抑えることが可能となる。
しかも第二主軸のチャック構造により突き切り側端面の仕上加工が行なえ、本製造工程設備１台で軌道輪完成部品ができ、製造所要時間の大幅な短縮が図れる。
しかも第二主軸のチャック構造により突き切り側端面の仕上加工が行なえ、本製造工程設備１台で軌道輪完成部品ができ、製造所要時間の大幅な短縮が図れる。
１：鍔部
２：平面
３：反チャック側
４：軌道輪
５：端面
６：外面
７：内面
８：溝
１０：環状部材
１１：第一主軸
１２：チャック
１４：クランプ治具
１５：受け部材
１８：ボルト
１９：締め付け部材
２３：加工装置
２４：旋削バイト
２５：研削砥石
２８：第二主軸
２９：チャック面板
３０：内径保持部
２：平面
３：反チャック側
４：軌道輪
５：端面
６：外面
７：内面
８：溝
１０：環状部材
１１：第一主軸
１２：チャック
１４：クランプ治具
１５：受け部材
１８：ボルト
１９：締め付け部材
２３：加工装置
２４：旋削バイト
２５：研削砥石
２８：第二主軸
２９：チャック面板
３０：内径保持部
Claims (8)
- 転がり軸受の軌道輪を製造する方法であって、
筒状に形成するとともに、筒径方向に突出した鍔部を一端に備えたパイプ状素材を熱処理する工程と、
該熱処理したパイプ状素材の鍔部をクランプ治具でパイプ状素材の軸方向にクランプし、該クランプ治具を第一主軸のチャックで径方向に保持する工程と、
該クランプ治具を介して第一主軸のチャックで保持されたパイプ状素材の反チャック側端部に、旋削加工と研削加工の一方若しくは双方を行うことでパイプ状素材の反チャック側に連続した軌道輪外径形状の環状部材を形成する工程と、
該パイプ状素材の反チャック側端部端面を、第一主軸と対向する第二主軸のチャックで保持した後に、軌道輪形状が形成されたパイプ状素材の反チャック側端部を突き切り切断し、前記第二主軸に保持された軌道輪形状の環状部材を形成する工程と、
前記第二主軸に保持された環状部材の反チャック側端面に、旋削加工と研削加工のいずれか一方若しくは双方を行うことで軌道輪を仕上げ形成する工程と、
とからなることを特徴とする転がり軸受軌道輪の製造方法。 - パイプ状素材の反チャック側に連続した軌道輪外径形状の環状部材を形成する工程では、
パイプ状素材の反チャック側端面、外面、および内面を旋削加工し、次に前記外面、前記端面、前記内面、および軌道面となる溝を研削加工し、
軌道輪を仕上げ形成する工程では、
切断された軌道輪形状の環状部材の切断側端面を旋削加工し、次に該端面を研削加工することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受軌道輪の製造方法。 - パイプ状素材の反チャック側に連続した軌道輪外径形状の環状部材を形成する工程では、
パイプ状素材の反チャック側端面、外面、および内面を旋削加工し、
軌道輪を仕上げ形成する工程では、
切断された軌道輪形状の環状部材の切断側端面を旋削加工し、次に該端面を研削加工することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受軌道輪の製造方法。 - パイプ状素材の反チャック側に連続した軌道輪外径形状の環状部材を形成する工程では、
パイプ状素材の反チャック側端面、外面、および内面を旋削加工し、次に軌道面となる溝研削加工をし、
軌道輪を仕上げ形成する工程では、
切断された軌道輪形状の環状部材の切断側端面を旋削加工し、次に該端面を研削加工することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受軌道輪の製造方法。 - パイプ状素材の反チャック側に連続した軌道輪外径形状の環状部材を形成する工程では、
パイプ状素材の反チャック側端面、外面、および内面を旋削加工し、次に前記外面、前記内面および軌道面となる溝を研削加工し、
軌道輪を仕上げ形成する工程では、
切断された軌道輪形状の環状部材の切断側端面を旋削加工することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受軌道輪の製造方法。 - 鍔部がパイプ状素材の内径側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の転がり軸受軌道輪の製造方法。
- 鍔部がパイプ状素材の外径側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の転がり軸受軌道輪の製造方法。
- 軌道輪は、薄肉転がり軸受の軌道輪であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の転がり軸受軌道輪の製造方法。
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