JP4792206B2 - アンギュラ玉軸受の製造方法およびアンギュラ玉軸受 - Google Patents

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本発明は、アンギュラ玉軸受の製造方法とアンギュラ玉軸受に関する。
産業機械や建設機械などの減速機等に組み込まれ、比較的低回転数で使用されるアンギュラ玉軸受には、低価格での引き合いに対応するために、製造コストの低減対策を迫られているものがある。
このようなアンギュラ玉軸受の製造コストを低減する手段の一つとして、２つの軌道輪の製品部を、その軌道面の薄肉側で分割部を介して軸方向に連結するように一体部材として成形し、この一体部材を分割部で軸方向に分割することにより軌道輪を製造し、製品部を成形するための切削加工費等を低減する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたものでは、一体部材の分割部の内径面や外径面にノッチ溝を形成し、このノッチ溝を起点として破断によって２つの製品部に分割するようにしている。
特公昭５０−１１８６３号公報（第１−２頁、第１図）
上述した一体部材を破断によって２つの製品部に分割してアンギュラ玉軸受の軌道輪を製造する方法は、破断面となる分割面の凹凸を除去する仕上げ工程や、破断時に発生する可能性のあるクラックの有無を検査する検査工程等の余分の工程を必要とする問題がある。
そこで、本発明の課題は、一体部材を分割部で２つの製品部に分割して軌道輪を製造しても、余分の工程を不要として、アンギュラ玉軸受の製造コストをさらに低減することである。
上記の課題を解決するために、本発明のアンギュラ玉軸受の軌道輪の製造方法は、２つのアンギュラ玉軸受の軌道輪の製品部を、その軌道面の薄肉側で分割部を介して軸方向に連結するように一体部材として成形し、この一体部材を前記分割部で軸方向に分割することにより軌道輪を製造するアンギュラ玉軸受の製造方法において、前記分割部を両側の前記製品部よりも薄肉に形成し、この分割部で前記一体部材を軸方向に分割する手段を、カッタを用いた切断加工によるものとした方法を採用した。
すなわち、一体部材の分割部を両側の製品部よりも薄肉に形成し、この分割部で一体部材を軸方向に分割する手段を、カッタを用いた切断加工によるものとすることにより、分割面の仕上げ工程や、クラックの検査工程等の余分の工程を不要とし、アンギュラ玉軸受の製造コストをさらに低減できるようにした。なお、切断加工用のカッタとしては、ホイールカッタ等の切断工具のほかに、レーザカッタ等を用いることもできる。
前記分割部の厚みｔの前記軌道輪の内径ｄに対する比ｔ／ｄを０．００５以上とすることにより、切断加工中や切断加工前における一体部材の変形を防止することができる。なお、比ｔ／ｄの上限は特に限定されないが、切断加工の効率を良くするために０．０１程度以下とするのが好ましい。
前記分割部を、前記一体部材の内外径の少なくとも一方の面に環状溝を設けたものとし、この環状溝を、その両内側面が口拡がりの傾斜面とされ、その開口幅が前記カッタの切断代よりも広いものとすることにより、切断加工後に残存する環状溝の傾斜面で形成された両内側面を、製造された軌道輪の端面の面取りとして利用することができる。
前記環状溝の底面の幅を、前記カッタの切断代よりも狭くすることにより、環状溝の両内側面をそのまま軌道輪の端面の面取りとすることができる。
前記軌道輪の熱処理を、前記一体部材を分割する前に行うことにより、単体では断面形状が非対称である軌道輪を連結した一体部材の断面形状に対称性を持たせることができるので、この対称性の付与によって熱処理時の熱ひずみの発生を抑制することができる。
前記アンギュラ玉軸受を、その外径と内径の寸法比が１．３以下の薄型のものとすることにより、薄肉となる軌道輪を一体部材として剛性を高め、切削加工等による成形時の変形を抑制することができる。
また、本発明のアンギュラ玉軸受は、内外輪の少なくともいずれかの軌道輪に、上述したいずれかの製造方法で製造した軌道輪を用いた構成を採用することにより、その製造コストをさらに低減できるようにした。
本発明のアンギュラ玉軸受の製造方法は、２つの軌道輪の製品部を連結する一体部材の分割部を両側の製品部よりも薄肉に形成し、この分割部で一体部材を軸方向に分割する手段を、カッタを用いた切断加工によるものとしたので、分割面の仕上げ工程や、クラックの検査工程等の余分の工程を不要とし、アンギュラ玉軸受の製造コストをさらに低減することができる。
前記分割部の厚みｔの軌道輪の内径ｄに対する比ｔ／ｄを０．００５以上とすることにより、切断加工中や切断加工前における一体部材の変形を防止することができる。
前記分割部を、一体部材の内外径の少なくとも一方の面に環状溝を設けたものとし、この環状溝を、その両内側面が口拡がりの傾斜面とされ、その開口幅がカッタの切断代よりも広いものとすることにより、切断加工後に残存する環状溝の傾斜面で形成された両内側面を、製造された軌道輪の端面の面取りとして利用することができる。
前記環状溝の底面の幅を、カッタの切断代よりも狭くすることにより、環状溝の両内側面をそのまま軌道輪の端面の面取りとすることができる。
前記軌道輪の熱処理を一体部材を分割する前に行うことにより、単体では断面形状が非対称である軌道輪を連結した一体部材の断面形状は対称となるので、この対称性によって熱処理時の熱ひずみの発生を抑制することができる。
前記アンギュラ玉軸受を、その外径と内径の寸法比が１．３以下の薄型のものとすることにより、薄肉となる軌道輪を一体部材として剛性を高め、切削加工等による成形時の変形を抑制することができる。
本発明のアンギュラ玉軸受は、内外輪の少なくともいずれかの軌道輪に、上述したいずれかの製造方法で製造した軌道輪を用いたので、その製造コストをさらに低減することができる。
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。このアンギュラ玉軸受は、外径と内径の寸法比が１．３以下の薄型で、建設機械の走行用減速機の主軸に装着されるものであり、図１に示すように、それぞれ断面形状が非対称な軌道輪である内輪１と外輪２の各軌道面１ａ、２ａ間に、複数のボール３が保持器４で保持されている。
前記内輪１と外輪２は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、それぞれ２つの製品部５ａ、６ａをその軌道面１ａ、２ａの薄肉側で分割部５ｂ、６ｂを介して軸方向に連結した断面形状が対称な一体部材５、６として、切削加工により成形したのち熱処理し、これらの一体部材５、６を切断加工によって各分割部５ｂ、６ｂで軸方向に分割することにより、製造されたものである。なお、熱処理は各一体部材５、６を分割した後で行ってもよい。
前記各分割部５ｂ、６ｂは、それぞれ内外径の両方の面に環状溝７、８を設け、両側の各製品部５ａ、６ａよりも薄肉に形成したものであり、これらの環状溝７、８の底面７ａ、８ａの両側の内側面７ｂ、８ｂは口拡がりの傾斜面とされている。また、各分割部５ｂ、６ｂの厚みｔ1、ｔ2と各製品部５ａ、６ａの内径ｄ1、ｄ2との比ｔ1／ｄ1、ｔ2／ｄ2は、各一体部材５、６の変形を防止するとともに、分割のための切断加工の効率をよくするために、０．００５〜０．０１の範囲の値に設定されている。
以下に、図２（ａ）に示した内輪１用の一体部材５を切断加工によって分割する手順を説明する。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、この切断加工にはホイールカッタ９が用いられ、回転駆動されるホイールカッタ９の刃９ａは、一体部材５の外径側から分割部５ｂに送り込まれ、一体部材５の製品部５ａを２つの内輪１として分割する。
前記ホイールカッタ９による切断代は刃９ａの厚みＴで決定されるが、図３（ａ）に示すように、分割部５ｂを形成する各環状溝７の開口幅Ｗ1は刃９ａの厚みＴよりも広く、底面７ａの幅Ｗ2は刃９ａの厚みＴよりも狭くなっている。したがって、図３（ｂ）に示すように、ホイールカッタ９で切断された後の各製品部５ａ、すなわち各内輪１の切断側端面には、残存する各環状溝７の傾斜した内側面７ｂによって面取り１０が形成されている。
図示は省略するが、図２（ｂ）に示した外輪２用の一体部材６も同様の切断加工によって分割され、切断された後の各製品部６ａ、すなわち各外輪２の切断側端面には、残存する各環状溝８の傾斜した内側面８ｂによって面取りが形成される。
上述した実施形態では、一体部材の分割部の切断加工にホイールカッタを用いたが、他の切断工具やレーザカッタ等を用いることもできる。また、切断加工される分割部を、内外径の両方の面に設けた環状溝で薄肉に形成したが、この環状溝は内外径のいずれか一方の面のみに設けてもよい。
また、上述した実施形態では、製造されるアンギュラ玉軸受を単列のものとしたが、本発明は、両方の軌道輪を軸方向に組合わせた組合せアンギュラ玉軸受や、一方の軌道輪を軸方向に組合わせた複列アンギュラ玉軸受にも適用することができる。
アンギュラ玉軸受の実施形態を示す一部省略縦断面図 ａ、ｂは、それぞれ図１の内外輪を製造するための一体部材を示す一部省略縦断面図 ａ、ｂは、それぞれ図２（ａ）の一体部材を分割する手順を説明する断面図
符号の説明
１ 内輪
２ 外輪
１ａ、２ａ 軌道面
３ ボール
４ 保持器
５、６ 一体部材
５ａ、６ａ 製品部
５ｂ、６ｂ 分割部
７、８ 環状溝
７ａ、８ａ 底面
７ｂ、８ｂ 内側面
９ ホイールカッタ
９ａ 刃
１０ 面取り

Claims (4)

  1. ２つのアンギュラ玉軸受の軌道輪の製品部を、その軌道面の薄肉側で分割部を介して軸方向に連結するように一体部材として成形し、この一体部材を前記分割部で軸方向に分割することにより軌道輪を製造するアンギュラ玉軸受の製造方法において、前記２つのアンギュラ玉軸受のそれぞれを、前記軌道輪が１つの環状部品からなり、かつ該軌道輪の薄肉側の端面以外の表面を用いてアキシアル方向の位置決めを行う単列軸受に定め、前記分割部を両側の前記製品部よりも薄肉に形成し、この分割部で前記一体部材を軸方向に分割する手段を、カッタを用いた切断加工によるものとし、該切断加工で生じた分割面の仕上げ加工をせずに前記軌道輪を完成させ、前記分割部を、前記一体部材の内外径の両方の面に環状溝を設けたものとし、この環状溝を、底面の両側の内側面が口拡がりの傾斜面とされ、その開口幅が前記カッタの切断代よりも広いものとし、前記環状溝の底面の幅を前記カッタの切断代よりも狭くし、この底面をもった環状溝の採用により、前記環状溝の両内側面をそのまま軌道輪の端面の面取りとすることができるようにしたことを特徴とするアンギュラ玉軸受の製造方法。
  2. 前記分割部の厚みｔの前記軌道輪の内径ｄに対する比ｔ／ｄを０．００５とした請求項１に記載のアンギュラ玉軸受の製造方法。
  3. 前記軌道輪の熱処理を、前記一体部材を分割する前に行うようにした請求項１又は２に記載のアンギュラ玉軸受の製造方法。
  4. 前記アンギュラ玉軸受が、その外径と内径の寸法比が１．３以下の薄型のものである請求項１から３のいずれかに記載のアンギュラ玉軸受の製造方法。
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