JP5071540B2 - ころ軸受の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、内輪部材と外輪部材との間に複数のころを介在させるとともに、前記内輪部材と外輪部材とのうち少なくとも一方の部材の軸方向端部に、前記ころの端面をすべり接触で案内する案内面を有する鍔部を設けたころ軸受の製造方法に関する。
ころ軸受の一例の円錐ころ軸受は、例えば、図３に示されるように構成されている。
すなわち、この円錐ころ軸受は、外輪部材２、内輪部材３、その両部材２，３間に組み込まれた複数個の円錐ころ４と両部材２，３とがグリース等の潤滑剤で潤滑されるものである。
そして、従来においては、図４に示すように、円錐ころ４の端面４Ａの研磨痕１１が多数の同心円を形成するものとなっていた（図上は２条のみ）。一方、外周形状が円錐台状となる内輪部材３の鍔部７におけるころ端面４Ａとすべり接触する案内面８の研磨痕１４は、周方向に沿い複数条形成されていた。
したがって、上記従来構成の場合、ころ４は回転しながら内輪部材３の鍔部７の案内面８と端面４Ａにおいてすべり接触することになる。そのため、高荷重あるいは高速回転時に、このすべり接触面Ａにおいて潤滑油分が不足すると潤滑油膜の形成が難しくなり、潤滑油膜が切れ、焼き付きなど、不具合の生じるおそれがあった。
本発明は、このような事情に鑑み、軸受装置に対して高荷重・高速回転で運転されているときでも、ころ端面と内輪または外輪の鍔部の案内面とにおいて焼き付きなどの不具合の生じにくいころ軸受の製造方法を提供することを解決課題としている。
本発明のころ軸受の製造方法は、内輪部材と外輪部材との間に複数のころを介在させるとともに、前記内輪部材と外輪部材とのうち少なくとも一方の部材の軸方向端部に、前記ころの端面をすべり接触で案内する案内面を有する鍔部を設けたころ軸受の製造方法において、前記ころの前記端面の研磨痕を、特定方向でのみ研磨されるのでなく、研磨方向としてはアトランダムに研磨処理されて前記端面に沿う方向で不規則な無方向性にするものであって、前記ころの端面の研磨が、支持具で支持された前記ころの端面を該端面を研磨する砥石の研削作用面に対して遠近方向で往復移動できるよう対向させ、前記研削作用面と前記ころの端面とが平行となるこの対向状態が変わらないまま前記支持具を前記遠近方向で移動させて、きわめて短時間前記ころの端面を前記砥石に接触させ、その後ただちに研磨位置から退避させることを数回もしくは十数回繰り返すとともに、その繰り返す研磨ごとにころがころの軸心周りで異なる回転姿勢となるように設定して研磨を行うことを特徴としている。
本発明のころ軸受の製造方法は、好ましくは、前記ころの端面の研磨を該ころを前記砥石に遠近移動させて研磨を上記のように繰り返す工程において、前記ころを一定速度で回転させながら研磨する、又は回転を停止した状態できわめて短時間研磨した後研磨位置から退避し次の研磨時にはころをころの軸心周りで適宜角度回転させてから回転停止した状態で再び短時間研磨することを繰り返す。
本発明のころ軸受の製造方法によれば、その製造により得られたころにおける鍔部とすべり接触する端面の研磨痕が無方向性になっている。そのため、滑り面での潤滑油分の保持性が従来のころ軸受よりも高いので、潤滑油分の不足が起こりにくく、潤滑油膜が切れにくい。それにより、ころ端面と内輪鍔の間のすべり接触部において金属接触が起こりにくく、発熱が抑制されるため、焼き付きなどの不具合は抑制される。
本発明に係るころ軸受の製造方法としては、前記ころの前記端面をすべり接触で案内する前記鍔部の前記案内面の研磨痕を、特定方向でのみ研磨されるのでなく、研磨方向としてはアトランダムに研磨されて前記案内面に沿う方向で不規則な無方向性にしてあるものにも適用できる。
この場合も同様に、鍔部の案内面の研磨痕も無方向性であるから、従来の鍔部の研磨痕が円周方向もしくは１方向にある軸受と比べ、潤滑油分の保持性が高く、焼き付きなどの不具合は抑制される。
本発明のころ軸受の製造方法としては、円錐ころ軸受に適用できる。
特に、内輪部材にころ大径側端面とすべり接触する鍔部を設けた円錐ころ軸受は、前記鍔部案内面と前記ころ端面の接触部が荷重を受けて接触するため、この接触部での潤滑油膜の形成が厳しく、焼き付きなどの不具合を生じやすい。このため、前記円錐ころ軸受においては、前記円錐ころの大径側端面もしくは前記ころ大径側端面と滑り接触する前記内輪部材の鍔部の案内面の研磨痕を無方向にしてあることが好ましい。
本発明によれば、内輪部材または外輪部材の鍔部とすべり接触するころの端面の研磨痕が無方向性になっていて、研磨痕はその端面に沿う方向で不規則になっていることから、例え鍔部におけるころの端面をすべり接触で案内する面の研磨痕が周方向に沿うものとなっていても、その鍔部の研磨痕ところの端面の研磨痕とが従来のように摩擦接触箇所で平行またはほぼ平行な状態のまま互いに摩擦接触することは解消される。
したがって、鍔部の案内面の研磨痕と、ころの端面の研磨痕とは、接触箇所において必ず交差するものとなり、それによって、その接触箇所に対して潤滑剤の保持が円滑になされて、潤滑油膜が互いの摩擦面間から途切れるのを抑制できることになって摩擦に伴う発熱は低いものとなり、焼き付きなどの不具合は抑制されるという効果を奏する。
本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１から図３は本発明の一実施形態を示している。図１は、円錐ころの大径端面の研磨痕を示す正面図、図２は、砥石により円錐ころ端面を研磨する様子を示す斜視図、図３は、円錐ころ軸受の一部破断斜視図である。
図３において、ころ軸受の一例として、円錐ころ軸受１を示している。この円錐ころ軸受１は、外輪部材２、内輪部材３、その両輪部材２，３間に介在する状態で組み込まれた複数個の円錐ころ４、および各円錐ころ４を保持する保持器５により構成されているとともに、円錐ころ４と両輪部材２，３とが油潤滑されるものである。
軌道輪としての内輪部材３は円錐台状に形成されているとともに、その先すぼまりの端縁部と、底広がりの端縁部とのそれぞれに、鍔部６,７を形成している。
鍔部６,７のうち大径側の鍔部７は、各円錐ころ４の大径側の端面４Ａを案内面８ですべり接触する状態で案内するように構成している。
次に、本発明の特徴について説明する。
図１に示すように、各円錐ころ４の大径側の端面４Ａは、特定方向でのみ研磨されるのでなく、研磨方向としては、アトランダム（無方向）に研磨処理されるものであって、それにより、大径側の端面４Ａの研磨痕９は無方向性のものとなっている。なお、端面４Ａの中央部には、円形状の浅い凹みＰが形成されており、この凹みＰにおいては研磨加工がない。
すなわち、特定方向に揃った研磨痕とはなっておらず、その研磨痕の単一の方向性が認められない無秩序なものとなっている。
図２を参考に説明すると、各円錐ころ４は、例えば、研削用の円盤状の砥石Ｔにおける研削作用面Ｓに対して、研磨するための接触と該接触位置からの退避とをきわめて短時間ごとに繰り返すとともに、そのときに円錐ころ４は一定速度でころの軸心周りで回転させながら研磨する。
詳述すると、円錐ころ４をチャックなど支持具（図示せず）で支持する状態で、円錐ころ４の大径端面４Ａを砥石Ｔの研削作用面Ｓに対して遠近移動（図２におけるＹ方向に沿う往復移動）できるよう対向させ、研削作用面Ｓと大径端面４Ａとが平行となるこの対向状態が変わらないまま支持具を円錐ころ４の軸心周りで所定速度で回転（図２におけるＲ方向を周方向とする一定向きの回転）させることで円錐ころ４をその所定速度で回転させる。
そして、研削装置に備える制御手段の制御によって、支持具を図２のＹ方向で移動させて、きわめて短時間、円錐ころ４の大径端面４Ａが砥石Ｔに研磨されるように接触させ、ただちに研磨位置から退避させることを数回もしくは十数回繰り返す。なお、研磨のため大径端面４Ａを砥石Ｔの研磨作用面Ｓに接触させておく時間は、研磨作用面Ｓの移動速度と円錐ころ４の回転速度との関係に応じて、円錐ころ４が一周回転するよりも短い時間が好ましく、円錐ころ４が半周回転するよりも短い時間であることが一層好ましい。
これにより、円錐ころ４の大径端面４Ａにおいては円錐ころ４が上記のように回転していることもあって、砥石Ｔによる研磨方向が不特定となる状態でその研磨がなされる。
したがって、砥石Ｔの砥粒によって無方向性の研磨痕９が凹溝の条痕として円錐ころ４の大径端面４Ａに形成される。その研磨痕９の一例を図１に示している。
なお、上記方法では、円錐ころ４を一定速度で回転させながら研磨するものを示したが、研磨時には円錐ころ４の回転を停止した状態にして、きわめて短時間研磨した後研磨位置から退避し、次の研磨時には適宜円錐ころ４をころの軸心周りで適宜角度回転させてから回転停止した状態で再びきわめて短時間研磨することを繰り返すようにしても良い。
本発明者は、上記円錐ころ４を備える円錐ころ軸受で無給油焼き付き試験を行った。
試験条件は、標準型番ＨＭ８０４８４３／１０（ＪＩＳ規格）のころ軸受に対し、表１に示すように、ギアオイル（ＳＸ９０）を塗布して試験機に組み込み１０分放置した後、アキシャル荷重８ｋＮを加え、３８００ｒ／ｍｉｎで回転させ、回転開始から焼き付きまでの時間を測定した。
なお、回転開始から１５ｓで３８００ｒ／ｍｉｎに到達させた。
また、上記実施の形態では、内輪部材を軌道輪としてその端部に鍔部を備えるものを示したが、外輪部材を軌道輪としてその端部に鍔部を備える形態のころ軸受にも本発明を適用しても良い。
また、上記実施の形態では、内輪部材の底部側の鍔部で案内される円錐ころの大径側端面の研磨痕を無方向性としたものを示したが、内輪部材の先部側の鍔部で案内される円錐ころの小径側端面の研磨痕を無方向性とするものでも良い。
上記実施の形態では、円錐ころ軸受について説明したが、本発明は、円柱状や樽状のころを内輪部材と外輪部材との間に介在させて構成しているころ軸受に対しても適用可能である。
この場合、ころの両端の端面の研磨痕、もしくは軸方向での荷重が強く作用する側の端面のみの研磨痕を無方向性とするものでも良いとともに、ころの端面がすべり接触する内輪部材もしくは外輪部材の軸方向端部に備える鍔部の案内面の研磨痕も無方向性としても良い。
１ 円錐ころ軸受
２ 外輪部材
３ 内輪部材
４ 円錐ころ（ころ）
４Ａ 大径側の端面（端面）
７ 鍔部
９ 研磨痕
２ 外輪部材
３ 内輪部材
４ 円錐ころ（ころ）
４Ａ 大径側の端面（端面）
７ 鍔部
９ 研磨痕
Claims (2)
- 内輪部材と外輪部材との間に複数のころを介在させるとともに、前記内輪部材と外輪部材とのうち少なくとも一方の部材の軸方向端部に、前記ころの端面をすべり接触で案内する案内面を有する鍔部を設けたころ軸受の製造方法において、
前記ころの前記端面の研磨痕を、特定方向でのみ研磨されるのでなく、研磨方向としてはアトランダムに研磨処理されて前記端面に沿う方向で不規則な無方向性にするものであって、
前記ころの端面の研磨が、支持具で支持された前記ころの端面を該端面を研磨する砥石の研削作用面に対して遠近方向で往復移動できるよう対向させ、前記研削作用面と前記ころの端面とが平行となるこの対向状態が変わらないまま前記支持具を前記遠近方向で移動させて、きわめて短時間前記ころの端面を前記砥石に接触させ、その後ただちに研磨位置から退避させることを数回もしくは十数回繰り返すとともに、その繰り返す研磨ごとにころがころの軸心周りで異なる回転姿勢となるように設定して研磨を行う、ことを特徴とするころ軸受の製造方法。 - 請求項１に記載のころ軸受の製造方法において、
前記ころの端面の研磨を該ころを前記砥石に遠近移動させて研磨を上記のように繰り返す工程において、前記ころを一定速度で回転させながら研磨する、又は回転を停止した状態できわめて短時間研磨した後研磨位置から退避し次の研磨時にはころをころの軸心周りで適宜角度回転させてから回転停止した状態で再び短時間研磨することを繰り返す、ことを特徴とするころ軸受の製造方法。
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