JPH09280253A - セラミックス製ベアリング用転動体，同表面加工方法及び同表面加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 セラミックス製ベアリング用転動体の中
加工品１４の側面を一対の板２７，２７で挟み、これら
の板２７，２７を振動させて中加工品１４を自転回転さ
せつつ、この中加工品１４の周囲に中加工品１４よりも
低硬度の砥粒３９を含む液を供給し、振動する板２７と
自転する中加工品１４の側面との間に介在した砥粒で中
加工品１４の側面表面を研磨する。 【効果】 砥粒が低硬度であるから、転動体の表面に傷
を付ける心配が無く、極めて良好な面粗度が得られると
共に、軟質砥粒と硬質ワークとの間で固相反応が発生す
るために加工能率が良く、加工所要時間の短縮をも図れ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はセラミックス製ベア
リング用転動体及びその加工方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特開平６−４８８１３号公報
「セラミックス製転動体」に、セラミックス製転動体が
示され、金属製のベアリング用転動体を、高強度で軽量
なセラミックス製のベアリング用転動体に置き換える研
究が進んでいる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、転動体の相
手側部材としてはインナレース，アウタレース，リテー
ナが挙げられるが、セラミックス製ベアリング用転動体
はセラミックスを焼き固めたものであるから、表面は滑
らかでなく、インナレースなどの相手側部材を削って傷
める虞れがある。また、転動体が単純な円柱であると、
端部に応力が集中し、高負荷を支えるベアリング転動体
は、どうしても寿命が短くなる。そこで、本発明の第１
の目的は、これらの問題を解決したセラミックス製ベア
リング用転動体を提供することにある。

【０００４】上記課題を解決するための一方法としてダ
イヤモンド砥粒とラップ盤を使用してのセラミックス製
ベアリング用転動体の表面を仕上加工する試みが為され
ている。しかし、通常のダイヤモンド砥粒をベースとし
たラッピングではクラックを伝搬させながら脆性加工す
るため結果的に被加工物に傷がつくこと、また、ダイヤ
モンドが高価であって、生産コストが嵩むという不都合
がある。また、転動体端部における応力集中を緩和する
ためにクラウニング部を形成しようとしても、ダイヤモ
ンド砥粒の脆性加工では滑らかで緩やかなクラウニング
部が形成できない。ダイヤモンド砥粒による研磨につい
ては後述の比較例で説明する。そこで、本発明の第２の
目的は、難加工材であるセラミックス製ベアリング用転
動体を滑らかに仕上げ且つ端部に好ましいクラウニング
部を形成することができる表面加工法を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１は、材質がセラミックスで両端部にクラウ
ニング部を有し、中央部及びクラウニング部共に表面の
あらさが０．１Ｓを超えないものとした。従来のダイヤ
モンド研磨で得られる表面あらさは０．５Ｓ程度である
が、相手材の摩耗を考えると表面あらさは小さいほど良
く、加工時間及びコストの点から０．０３Ｓ〜０．８Ｓ
の範囲が好しく、少くとも０．１Ｓにする必要がある。
従来のダイヤモンド研磨に比較して表面あらさが小さく
なり且つ凹部が格段に少ないので、セラミックス製ベア
リング用転動体自体の強度が高まるとともに相手側部材
であるインナレース，アウタレース，リテーナの摩耗量
が減少し、ベアリングの高寿命化が図れる。また、相手
側部材の凝着を防止できるため、低摩擦化が図れる。

【０００６】請求項２は、円柱形状セラッミクスを被加
工物とし、この被加工物の側面を一対の板で挟み、これ
らの板を振動させて被加工物を自転回転させつつ、この
被加工物の周囲に被加工物よりも低硬度の砥粒を含む液
を供給し、振動する板と自転する被加工物の側面との間
に介在した砥粒で被加工物の側面表面を研磨する。この
研磨方法により中央部を研磨できるとともに同時に両端
部に滑らかで緩やかなクラウニング部を成形することが
できる。振動させることでセラミックスを自転回転させ
つつ加工するので、ワークを回転させる主軸台並びにモ
ータが不要であるから、装置全体が簡単になる。砥粒が
低硬度であるから、セラミックスの表面に傷を付ける心
配が無く、極めて良好な表面あらさが得られると共に、
軟質砥粒と硬質ワークとの間で固相反応が発生するため
に加工能率が良く、加工所要時間の短縮をも図れる。す
なわち、従来の脆性加工では脱落したワーク粉がワーク
に再度引っ掛かるという不都合があるが、本発明ではワ
ークと砥粒とを反応させて、脱落したワーク粉を消失さ
せることができる。さらに、振動は固相反応を促進させ
る効果と反応部を効率良く除去する効果とを併せ持つ。

【０００７】請求項３は、次に示す１の工法又は複数の
工法を組合せて実施することで円柱形状セラミックスの
両端にクラウニング部を形成した。 工法１：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互
いに異なる材料の砥粒で研磨することで、中央部と両端
部との研磨量に差をつける。 工法２：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互
いに異なる平均粒径の砥粒で研磨することで、中央部と
両端部との研磨量に差をつける。 工法３：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互
いに異なる供給量の砥粒で研磨することで、中央部と両
端部との研磨量に差をつける。 工法４：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互
いに異なる性質のパッドで砥粒を介して加圧すること
で、中央部と両端部との研磨量に差をつける。 工法５：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互
いに異なる振動数で研磨することで、中央部と両端部と
の研磨量に差をつける。

【０００８】工法１は、円柱形状セラミックスの中央部
と両端部とを互いに異なる材料の砥粒で研磨すること
で、中央部と両端部との研磨量に差をつける加工方法で
ある。例えば、中央部にＦｅ₃Ｏ₄の砥粒、端部にＣｒ₂
Ｏ₃の砥粒を供給することで円筒形状であった転動体の
両端に連続的なクラウニング部を形成することができ
る。振動と低硬度砥粒とで難加工材であるセラミックス
製ベアリング用転動体の全体的な表面加工を実施でき、
砥粒の材質を使い分けることでクラウニング部を形成で
きるから、１プロセスで研磨と成形とが実施でき生産プ
ロセスが極めて簡単になる。

【０００９】工法２は、円柱形状セラミックスの中央部
と両端部とを互いに異なる平均粒径の砥粒で研磨するこ
とで、中央部と両端部との研磨量に差をつける加工方法
である。例えば、中央部に１μｍの砥粒、端部に０．５
μｍの砥粒を供給することで円筒形状であった転動体の
両端に連続的なクラウニング部を形成することができ
る。振動と低硬度砥粒とで難加工材であるセラミックス
製ベアリング用転動体の全体的な表面加工を実施でき、
砥粒の粒径を使い分けることでクラウニング部を形成で
きるから、１プロセスで研磨と成形とが実施でき生産プ
ロセスが極めて簡単になる。

【００１０】工法３は、円柱形状セラミックスの中央部
と両端部とを互いに異なる供給量の砥粒で研磨すること
で、中央部と両端部との研磨量に差をつける加工方法で
ある。例えば、中央部に対して５倍の量の砥粒を端部に
供給することで円筒形状であった転動体の両端に連続的
なクラウニング部を形成することができる。振動と低硬
度砥粒とで難加工材であるセラミックス製ベアリング用
転動体の全体的な表面加工を実施でき、砥粒の供給量を
使い分けることでクラウニング部を形成できるから、１
プロセスで研磨と成形とが実施でき生産プロセスが極め
て簡単になる。

【００１１】工法４は、円柱形状セラミックスの中央部
と両端部とを互いに異なる性質のパッドで砥粒を介して
加圧することで、中央部と両端部との研磨量に差をつけ
る加工方法である。例えば、中央部をフェルト板のみ、
端部を樹脂ゴムで付勢したフェルト板で研磨すると、円
筒形状であった転動体の両端に連続的なクラウニング部
を形成することができる。振動と低硬度砥粒とで難加工
材であるセラミックス製ベアリング用転動体の全体的な
表面加工を実施でき、パッドを使い分けることでクラウ
ニング部を形成できるから、１プロセスで研磨と成形と
が実施でき生産プロセスが極めて簡単になる。

【００１２】工法５は、円柱形状セラミックスの中央部
と両端部とを互いに異なる振動数で研磨することで、中
央部と両端部との研磨量に差をつける加工方法である。
例えば、中央部を２５０Ｈｚ、端部を３３０Ｈｚで研磨
することで円筒形状であった転動体の両端に連続的なク
ラウニング部を形成することができる。振動と低硬度砥
粒とで難加工材であるセラミックス製ベアリング用転動
体の全体的な表面加工を実施でき、振動数を部位に応じ
て使い分けることで先細りテーパ部を形成できるから、
１プロセスで研磨と成形とが実施でき生産プロセスが極
めて簡単になる。

【００１３】請求項４は、セラミックスの被加工物の側
面を挟む一対の板と、これらの板を振動させて被加工物
を自転回転させる振動子と、被加工物の中央部と板との
間へ被加工物よりも低硬度の砥粒を供給する第１の加工
液供給手段と、被加工物の両端部と板との間へ第１の加
工液供給手段での砥粒と異なる材質，異なる平均粒径又
は異なる供給量の砥粒を供給する第２の加工液供給手段
とで構成したことを特徴とする。

【００１４】被加工物の中央部と板との間へ被加工物よ
りも低硬度の砥粒を供給する第１の加工液供給手段と、
被加工物の両端部と板との間へ第１の加工液供給手段で
の砥粒と異なる材質，異なる平均粒径又は異なる供給量
の砥粒を供給する第２の加工液供給手段とで構成したの
で、１プロセスで研磨とクラウニング部を形成できるの
で生産プロセスが極めて簡単になる。

【００１５】請求項５は、円柱形状セラミックスの中央
部をパッドを介して一対の板で挟み、この板と振動子で
振動させるとともに、セラミックスの両端部をパッドを
介して別の各一対の板で挟み、これらの板を振動子で振
動させるセラミックス製ベアリング用転動体の表面加工
装置において、中央部のパッドと両端部のパッドの性質
を異ならせる又は中央部の振動数と両端部の振動数を異
ならせる構成としたことを特徴とする。中央部のパッド
と両端部のパッドの性質を異ならせる又は中央部の振動
数と両端部の振動数を異ならせる構成としたので、１プ
ロセスで研磨とクラウニング部を形成できるので生産プ
ロセスが極めて簡単になる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。図１は本発明のセラミックス製
ベアリング用転動体を備えたベアリングの斜視図であ
り、ベアリング１は、インナレース２と、アウタレース
３との間に介在させた複数の転動体４…（…は複数を示
す。以下同じ）と、この転動体４…を保持するリテーナ
５とからなる。

【００１７】図２（ａ），（ｂ）は本発明に係るセラミ
ックス製ベアリング用転動体の説明図である。（ａ）は
中加工後の転動体を示し、転動体の中加工品１４は次の
工程で製造されるものである。圧粉成形工程→脱脂工程
→焼結工程→ダイヤモンド砥粒による粗加工→ダイヤモ
ンド砥粒による中加工。この段階での転動体の中加工品
１４は単純円柱である。（ｂ）は加工（含む超加工）済
のセラミックス製ベアリング用転動体４を示し、本発明
に係る装置及び方法にて、転動体４の円周面を全体的に
研磨し、且つ中央部１１に比べて左右の端部１２，１２
にクラウニングを施したしたことを特徴とする。

【００１８】図３は本発明に係るセラミックス製ベアリ
ング用転動体の表面加工装置の分解斜視図であり、セラ
ミックス製ベアリング用転動体の表面加工装置２０（以
下「表面加工装置２０」と記す。）は、例えば、ベース
２１に一対の板としての固定壁２２及び可動壁２３を平
行に配置し、固定壁２１の内側面中央部にパッドとして
のフェルト板２５、内面両側にゴム板２６，２６を貼り
つけ、更にこのゴム板２６，２６の内側面にパッドとし
てのフェルト板２７，２７を貼りつけ、一方、可動壁２
３の内側面の中央及び両側に振動子２８と振動子２９，
２９を貼りつけ、そのうちの中央の振動子２８の内側面
にフェルト板２５を貼りつけ、両側の振動子２９，２９
の内側面にゴム板２６，２６を貼りつけ、更にこのゴム
板２６，２６の内側面にフェルト板２７，２７を貼りつ
けたものである。

【００１９】３１は保持器であり、被加工材としての転
動体の中加工品１４の軸方向及び径方向の一定以上の移
動を抑え、寸法精度良く加工するための治具である。３
２，３２は固定壁２２から水平に延びたロッドであり、
このロッド３２，３２にビス３３，３３（一方は不図
示）で保持器３１を固定し、ビス３４，３４一方は不図
示）で可動壁２３を固定する。３５は第１の加工液供給
手段としての中央の加工液容器、３６，３６は第２の加
工液供給手段としての両側の加工液容器、３７，３７は
中央の加工液供給管、３８・・・（・・・は複数個を示す。以
下同様。）は両側の加工液供給管である。

【００２０】図４は本発明のセラミックス製ベアリング
用転動体の表面加工装置の端部断面図であり、保持器３
１で保持した転動体の中加工品１４を左右のフェルト板
２７，２７に接触させた状態を示す。このフェルト板２
７，２７の当りは可動壁２３を図左右に移動させること
で簡単に調整できると共に、ゴム板２６，２６の弾性付
勢作用でフェルト板２７，２７を常に転動体の中加工品
１４に当接させることができる。

【００２１】以上の構成からなる表面加工装置の作用を
次に述べる。図５は本発明に係る表面加工原理図であ
り、転動体の中加工品１４の側面を一対のフェルト板２
７，２７で挟み、一方のフェルト板２７をゴム板２６を
介して振動子２９で振動させる。同時に転動体の中加工
品１４の周囲に中加工品１４よりも低硬度の砥粒３９を
含む加工液を供給し、振動するフェルト板２７と自転す
る中加工品１４の側面との間に介在した砥粒３９・・・で
中加工品１４の側面表面を研磨する。この際に、転動体
の中加工品１４は、一定速度で自転する（回転方向は図
の矢印と逆であることもある）。従って、転動体の中加
工品１４を強制回転させる必要が無い。すなわち、従来
の加工方法ではワークを主軸台でモータを駆動源として
強制回転させるが、本発明では主軸台やモータが不要で
ある。

【００２２】低硬度の砥粒３９で高硬度のワークを加工
することは、一見加工の常識に反するものであるが、軟
質砥粒と硬質ワークとの間で固相反応が発生するために
加工が進行する。この技術をメカノケミカルポリシング
（ＭＣＰ）法と呼び、従来の機械的加工法と比較する
と、化学的加工法であるといえる。

【００２３】図６は本発明の加工装置の平面視作用説明
図であり、本装置２０では転動体の中加工品１４の中央
部１１と端部１２，１２を独立して加工することができ
るものである。すなわち、想像線で示す加工液供給管３
７，３７，３８・・・から加工液を滴下しつつ、振動子２
８，２９，２９を作動させることで、フェルト板２５で
中央部１１、ゴム板２６，２６付きフェルト板２７，２
７で端部１２，１２を加工することができる。その結
果、図２（ｂ）に示したセラミックス製ベアリング用転
動体４が製造できる。

【００２４】次に、装置２０において砥粒の材質や粒
径、パッドの構造、振動数などのファクターについて調
査した。細かいデータは省略し、結果のみを列挙する。 工法１：砥粒の材質；Ｆｅ₃Ｏ₄をＣｒ₂Ｏ₃に変更するこ
とで、研磨能力が１．５倍になった。 工法２：砥粒の粒径；砥粒の平均粒径を１．０μｍから
０．５μｍに変更することで、研磨能力が３倍になっ
た。 工法３：加工液濃度；砥粒：水を１：３から１：１に変
更することで、研磨能力が２倍になった。

【００２５】工法４：加工液供給量；加工液の供給量を
１ ｍｌ／秒から５ ｍｌ／秒に変更することで、研磨
能力が２倍になった。 工法５：パッドの構造；フェルト板のみのパッドを樹脂
ゴムつきフェルト板に変更することで、研磨能力が１．
５倍になった。 工法６：振動数；２５０Ｈｚを３３０Ｈｚに変更するこ
とで、研磨能力が１．０６倍になった。

【００２６】上記工法１〜工法６を適用することによ
り、セラミックス製ベアリング用転動体の中央部に対し
て両端部を２０倍程度高い能力で研磨することができ
た。一方、中央部へ滴下した加工液と端部へ滴下した加
工液とは、中央部と端部との境目で混合する。この結
果、中央部と端部との境目に段が発生せず、この部分が
滑らかな斜面となり、図２（ｂ）の如く両端部にクラウ
ニング部を有するセラミックス製ベアリング用転動体を
製造することができたわけである。勿論、上記工法１〜
工法６全てを変更する必要はなく、要求に応じてそのう
ちの１つ又は複数を変更すれば、セラミックス製ベアリ
ング用転動体にクラウニング部を形成することが可能で
ある。

【００２７】更にまた、砥粒は被加工物より低硬度の酸
化物であればよい。なお、次に示す（化学式）は参考例
を表記したものであり、当該化学式の物質に限るもので
はない。例えば、被加工物が窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）の
ときには、チタン酸化物（ＴｉＯ，ＴｉＯ₂），クロム
酸化物（Ｃｒ₂Ｏ₃），鉄系酸化物（Ｆｅ₂Ｏ₃，Ｆｅ
₃Ｏ₄），ケイ素酸化物（ＳｉＯ₂），セリウム酸化物
（ＣｅＯ₂），バリウム炭酸化物（ＢａＣＯ₃），カルシ
ウム炭酸化物（ＣａＣＯ₃），マグネシウム酸化物（Ｍ
ｇＯ）又はインジウム酸化物（Ｉｎ₂Ｏ₃）のうちの少な
くとも１種とする。

【００２８】被加工物が炭化ケイ素（ＳｉＣ）のときに
は、チタン酸化物（ＴｉＯ，ＴｉＯ₂），クロム酸化物
（Ｃｒ₂Ｏ₃），鉄系酸化物（Ｆｅ₂Ｏ₃，Ｆｅ₃Ｏ₄），ケ
イ素酸化物（ＳｉＯ₂），セリウム酸化物（ＣｅＯ₂），
バリウム炭酸化物（ＢａＣＯ₃），カルシウム炭酸化物
（ＣａＣＯ₃），マグネシウム酸化物（ＭｇＯ）又はイ
ンジウム酸化物（Ｉｎ₂Ｏ₃）のうちの少なくとも１種と
する。

【００２９】被加工物がアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）のときに
は、チタン酸化物（ＴｉＯ，ＴｉＯ₂），ケイ素酸化物
（ＳｉＯ₂），鉄系酸化物（Ｆｅ₂Ｏ₃，Ｆｅ₃Ｏ₄）又は
マグネシウム酸化物（ＭｇＯ）のうちの少なくとも１種
とすればよい。

【００３０】尚、本実施例の表面加工装置２０は、３個
の独立した振動子２８，２９，２９を備えたのでセラミ
ックス製ベアリング用転動体の部位に応じて振動数を変
更するのに適している。しかし、振動数を一律にして、
砥粒の材質、粒径、供給量を変更するだけでもクラウニ
ング加工は可能であるから、本発明方法を実施するため
の装置は、表面加工装置２０に限るものではない。

【００３１】

【実施例】図７は本発明に係るセラミックス製ベアリン
グ用転動体の転がり疲れ寿命の試験機原理図である。試
験機４０は、固定台４１と、この固定台４１の上面に係
合したベース板４２と、このベース板４２の上に置いた
試験ピース４３…と、この試験ピース４３…を上方から
押える押圧板４４と、この押圧板４４を保持する回転板
４５と、この回転板４５と一体となった回転軸４６とか
らなる。なお、４７はリテーナである。さらに、ベース
板４２には振動センサー４８を取付け、試験ピース４３
…の焼き付け感知のための振動記録計４９を取付けてな
る。

【００３２】押圧板４４に所定の荷重をかけ、回転軸４
６を一定回転させることにより、押圧板４４を回動さ
せ、試験ピース４３…の転がり疲れ寿命を測定するもの
である。また、振動センサー４８によりベース板４２の
振動をモニターし、この振動が一定のレベルを超えた時
点で試験ピース４３…の焼き付けを判断する。

【００３３】

【表１】

【００３４】本発明に係る実施例の転がり疲れ寿命（耐
久試験）について表１を参照の上、次に説明する。 実施例１及び比較例１との対比 共通試験条件； リテーナ ；材料（ＳＣＭ４２０−ＪＩＳ）＋表面処理
（金メッキ） 荷重 ；４５０ｋｇ 回転数 ；３６００ｒｐｍ 潤滑油粘度；１０Ｗ−３０（ＳＥＡ粘度分類による）

【００３５】実施例１； 試験ピース ； 加工法；本発明に係る表面加工方法により研磨 形状 ；円柱 寸法 ；５ｍｍ直径×５ｍｍ長さ 材質 ；窒化けい素（Ｓｉ₃Ｎ₄） サンプル数 ；５ クラウニング；無し

【００３６】比較例１； 試験ピース ； 加工法；従来のダイヤモンドの砥粒により研磨 形状 ；円柱 寸法 ；５ｍｍ直径×５ｍｍ長さ 材質 ；窒化けい素（Ｓｉ₃Ｎ₄） サンプル数 ；５ クラウニング；無し 実施例１では２００時間の耐久試験を良好にて完了し
た。比較例１では１００時間後にリテーナの損傷がひど
く、潤滑油による黒色物が凝着した。１００時間にて耐
久試験を中止する。

【００３７】実施例２及び比較例２との対比 共通試験条件； リテーナ ；材料（ナイロン６６） 荷重 ；５５０ｋｇ 回転数 ；５５００ｒｐｍ 潤滑油粘度；１０Ｗ−３０（ＳＥＡ粘度分類による）

【００３８】実施例２； 試験ピース ； 加工法；本発明に係る表面加工方法により研磨 形状 ；円柱 寸法 ；５ｍｍ直径×５ｍｍ長さ 材質 ；窒化けい素（Ｓｉ₃Ｎ₄） サンプル数 ；５ クラウニング；有り

【００３９】比較例２； 試験ピース ； 加工法；従来のダイヤモンドの砥粒により研磨 形状 ；円柱 寸法 ；５ｍｍ直径×５ｍｍ長さ 材質 ；窒化けい素（Ｓｉ₃Ｎ₄） サンプル数 ；５ クラウニング；有り 実施例２では２００時間の耐久試験を良好にて完了し
た。比較例２では１４時間後にリテーナの損傷が発生す
る。１４時間にて耐久試験を中止する。

【００４０】以上の結果を考察すると、比較例１及び比
較例２は硬いダイヤモンド砥粒で機械的にセラミックス
製ベアリング用転動体表面を研磨するために、同表面に
傷が残ること、表面が加工圧及び熱で変質すること、か
ら面粗度が悪く、耐久性も小さくなる。これに対して、
実施例１及び実施例２は軟らかい酸化物で化学的にセラ
ミックス製ベアリング用転動体表面を研磨するために、
同表面に傷が残らず、表面が加工圧及び摩擦熱で変質す
る心配もないことから面粗度が良く、耐久性も大きく、
転がり疲れ寿命の時間も長い。

【００４１】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、材質がセラミックスで両端部にクラ
ウニング部を有し、中央部及びクラウニング部共に表面
のあらさが０．１Ｓを超えないものとした。従来のダイ
ヤモンド研磨に比較して表面あらさが小さくなり且つ凹
部が格段に少ないので、セラミックス製ベアリング用転
動体自体の強度が高まるとともに相手側部材であるイン
ナレース，アウタレース，リテーナの摩耗量が減少し、
ベアリングの高寿命化が図れる。また、相手側部材の凝
着を防止できるため、低摩擦化が図れる。

【００４２】請求項２は、円柱形状セラッミクスを被加
工物とし、この被加工物の側面を一対の板で挟み、これ
らの板を振動させて被加工物を自転回転させつつ、この
被加工物の周囲に被加工物よりも低硬度の砥粒を含む液
を供給し、振動する板と自転する被加工物の側面との間
に介在した砥粒で被加工物の側面表面を研磨する。この
研磨方法により中央部を研磨できるとともに同時に両端
部に滑らかで緩やかなクラウニング部を成形することが
できる。振動させることでセラミックスを自転回転させ
つつ加工するので、ワークを回転させる主軸台並びにモ
ータが不要であるから、装置全体が簡単になる。

【００４３】請求項３は、次に示す１の工法又は複数の
工法を組合せて実施することで円柱形状セラミックスの
両端にクラウニング部を形成した。 工法１：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互
いに異なる材料の砥粒で研磨することで、中央部と両端
部との研磨量に差をつける。 工法２：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互
いに異なる平均粒径の砥粒で研磨することで、中央部と
両端部との研磨量に差をつける。 工法３：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互
いに異なる供給量の砥粒で研磨することで、中央部と両
端部との研磨量に差をつける。 工法４：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互
いに異なる性質のパッドで砥粒を介して加圧すること
で、中央部と両端部との研磨量に差をつける。 工法５：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互
いに異なる振動数で研磨することで、中央部と両端部と
の研磨量に差をつける。

【００４４】振動と低硬度砥粒とで難加工材であるセラ
ミックス製ベアリング用転動体の全体的な表面加工を実
施でき、振動数を部位に応じて使い分けることでクラウ
ニング部を形成できるから、１プロセスで研磨と成形と
が実施でき生産プロセスが極めて簡単になる。

【００４５】請求項４は、セラミックスの被加工物の側
面を挟む一対の板と、これらの板を振動させて被加工物
を自転回転させる振動子と、被加工物の中央部と板との
間へ被加工物よりも低硬度の砥粒を供給する第１の加工
液供給手段と、被加工物の両端部と板との間へ第１の加
工液供給手段での砥粒と異なる材質，異なる平均粒径又
は異なる供給量の砥粒を供給する第２の加工液供給手段
とで構成したことを特徴とする。

【００４６】被加工物の中央部と板との間へ被加工物よ
りも低硬度の砥粒を供給する第１の加工液供給手段と、
被加工物の両端部と板との間へ第１の加工液供給手段で
の砥粒と異なる材質，異なる平均粒径又は異なる供給量
の砥粒を供給する第２の加工液供給手段とで構成したの
で、１プロセスで研磨とクラウニング部を形成できるの
で生産プロセスが極めて簡単になる。

【００４７】請求項５は、円柱形状セラミックスの中央
部をパッドを介して一対の板で挟み、この板と振動子で
振動させるとともに、セラミックスの両端部をパッドを
介して別の各一対の板で挟み、これらの板を振動子で振
動させるセラミックス製ベアリング用転動体の表面加工
装置において、中央部のパッドと両端部のパッドの性質
を異ならせる又は中央部の振動数と両端部の振動数を異
ならせる構成としたことを特徴とする。中央部のパッド
と両端部のパッドの性質を異ならせる又は中央部の振動
数と両端部の振動数を異ならせる構成としたので、１プ
ロセスで研磨とクラウニング部を形成できるので生産プ
ロセスが極めて簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセラミックス製ベアリング用転動体を
備えたベアリングの斜視図

【図２】本発明に係るセラミックス製ベアリング用転動
体の説明図

【図３】本発明に係るセラミックス製ベアリング用転動
体の表面加工装置の分解斜視図

【図４】本発明のセラミックス製ベアリング用転動体の
表面加工装置の端部断面図

【図５】本発明に係る表面加工原理図

【図６】本発明の加工装置の平面視作用説明図

【図７】本発明に係るセラミックス製ベアリング用転動
体の転がり疲れ寿命の試験機原理図

【符号の説明】

１…ベアリング、４…セラミックス製ベアリング用転動
体（転動体）、１１…中央部、１２…両端部（端部）、
１４…中加工品、２０…表面加工装置、２２…板（固定
壁）、２３…板（可動壁）、２５，２７…パッド（フェ
ルト板）、２６…ゴム板、２８，２９…振動子、３５，
３６…加工液供給手段（加工液容器）、３７，３８…加
工液供給管、３９…砥粒。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 材質がセラミックスで両端部にクラウニ
   ング部を有し、中央部及びクラウニング部共に表面のあ
   らさが０．１Ｓを超えないことを特徴としたセラミック
   ス製ベアリング用転動体。
2. 【請求項２】 円柱形状セラミックスを被加工物とし、
   この被加工物の側面を一対の板で挟み、これらの板を振
   動させて被加工物を自転回転させつつ、この被加工物の
   周囲に被加工物よりも低硬度の砥粒を含む液を供給し、
   振動する板と自転する被加工物の側面との間に介在した
   砥粒で被加工物の側面表面を研磨することで中央部を研
   磨するとともに両端部にクラウニング部を成形すること
   でセラミックス製ベアリング用転動体を製造することを
   特徴としたセラミックス製ベアリング用転動体の表面加
   工方法。
3. 【請求項３】 次に示す１の工法又は複数の工法を組合
   せて実施することで円柱形状セラミックスの両端部にク
   ラウニング部を形成することを特徴とする請求項１又は
   請求項２記載のセラミックス製ベアリング用転動体の表
   面加工方法。 工法１：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互
   いに異なる材料の砥粒で研磨することで、中央部と両端
   部との研磨量に差をつける。 工法２：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互
   いに異なる平均粒径の砥粒で研磨することで、中央部と
   両端部との研磨量に差をつける。 工法３：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互
   いに異なる供給量の砥粒で研磨することで、中央部と両
   端部との研磨量に差をつけること。 工法４：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互
   いに異なる性質のパッドで砥粒を介して加圧すること
   で、中央部と両端部との研磨量に差をつける。 工法５：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互
   いに異なる振動数で研磨することで、中央部と両端部と
   の研磨量に差をつけること。
4. 【請求項４】 セラミックスの被加工物の側面を挟む一
   対の板と、これらの板を振動させて被加工物を自転回転
   させる振動子と、前記被加工物の中央部と板との間へ被
   加工物よりも低硬度の砥粒を供給する第１の加工液供給
   手段と、前記被加工物の両端部と板との間へ前記第１の
   加工液供給手段での砥粒と異なる材質，異なる平均粒径
   又は異なる供給量の砥粒を供給する第２の加工液供給手
   段とで構成したことを特徴とするセラミックス製ベアリ
   ング用転動体の表面加工装置。
5. 【請求項５】 円柱形状セラミックスの中央部をパッド
   を介して一対の板で挟み、この板を振動子で振動させる
   とともに、前記セラミックスの両端部をパッドを介して
   別の各一対の板で挟み、これらの板を振動子で振動させ
   るセラミックス製ベアリング用転動体の表面加工装置に
   おいて、前記中央部のパッドと両端部のパッドの性質を
   異ならせる又は中央部の振動数と両端部の振動数を異な
   らせる構成としたことを特徴とするセラミックス製ベア
   リング用転動体の表面加工装置。