JPH10110727A - 転動体の転走面を有する軸受部品の製造方法 - Google Patents

転動体の転走面を有する軸受部品の製造方法

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JPH10110727A
JPH10110727A JP26206996A JP26206996A JPH10110727A JP H10110727 A JPH10110727 A JP H10110727A JP 26206996 A JP26206996 A JP 26206996A JP 26206996 A JP26206996 A JP 26206996A JP H10110727 A JPH10110727 A JP H10110727A
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Masashiro Tomita
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Abstract

(57)【要約】 【課題】拡散接合を用いて複数の部材から軸受部品を生
産するに当たり、焼入れ処理後の軸受部品の品質を高め
ることができ、しかも生産工程を簡略化して製造コスト
の上昇を抑えることが可能な軸受部品の製造方法を提供
する。 【解決手段】転動体の転走面が形成された軸受本体及び
これに接合せんとする付設体とを真空炉内に収容して圧
接させると共に、該真空炉を所定の接合温度に加熱し、
拡散接合によって上記軸受本体と付設体とを接合する第
１工程と、上記軸受本体と付設体との接合状態を保持し
たまま、該真空炉を上記軸受本体の焼入れ処理に適した
熱処理温度に調温し、所定時間だけ該熱処理温度を保持
する第２工程と、上記真空炉内に冷却ガスを導入して互
いに接合された軸受本体と付設体とを冷却し、該軸受本
体の転走面に対して焼入れ処理を行う第３工程とからな
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボール又はローラ
等の転動体の転走面を有する軸受部品の製造方法に係
り、詳細には、複雑な形状の軸受部品を容易に形成する
ことが可能な製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ボールやローラ等の転動体の転走に伴っ
て一対の軸受部品が相対的に移動する転がり軸受におい
ては、該軸受部品に対して研削加工や転造加工等を施し
て転動体の転走面を高精度に形成する必要があるが、か
かる軸受部品の形状によっては該加工を実施しづらく、
これを精度良く形成するのが困難な場合もある。
【０００３】そこで、本願出願人はこのような軸受部品
の製造方法として、該軸受部品を転動体の転走面を有す
る軸受本体とその他の付設体とに分割して成形し、後に
これらを接合して単一の軸受部品とする製造方法を既に
提案している（特願平７−１１０００４号）。具体的に
は、螺旋状のボール転走面が形成されたボールねじ軸の
一端に対して拡散接合により延設部材を接合したボール
ねじの製造方法であり、かかる延設部材の外径がボール
ねじ軸の外径よりも大きい場合であっても、上記ボール
転走面を転造加工によって形成することができるといっ
た利点を有している。
【０００４】ここで、上記拡散接合とは、被接合材の融
点以下の温度条件の下、一対の被接合材を相互に密着さ
せ、塑性変形をできるだけ生じない程度に加圧して、接
合面間に生じる原子の拡散を利用して接合する方法（Ｊ
ＩＳ）であり、被接合材同志を直接圧接させて接合する
方法と、被接合材の間にアモルファスシート等のインサ
ート材を挟んで接合する方法とがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、転動体の転
走面の硬度を高めてその耐摩耗性を向上させるために
は、拡散接合の終了後に互いに接合された軸受本体及び
付設体に対して焼入れ処理を施す必要があるが、前述し
た製造方法では拡散接合の際に軸受本体及び付設体を接
合温度にまで加熱しており、該接合温度は通常軸受本体
の焼入れ処理温度よりも高温であることから、かかる拡
散接合の終了後に軸受本体及び付設体が冷却されれば、
特別な工程を設けずとも自然に上記軸受本体の転走面に
対して焼入れ処理が施されることになる。
【０００６】しかし、かかる接合温度から焼入れ処理を
行った場合、転走面に対して所望の硬度を与えることは
できるものの、金属組織の結晶粒が粗大化してしまうこ
とから、安定した金属組織を得られず、一定の品質を軸
受部品に確保できないという問題点があった。
【０００７】また、前述した従来の製造方法では高周波
誘導加熱によって拡散接合を実施しているが、かかる方
法だと接合温度での加熱時に軸受部品の肌が酸化してし
まうため、該接合の終了後にショット加工等によって酸
化スケールを削り落とす必要が生じ、やはり加工工程が
煩雑となる他、生産コストも嵩むといった問題点があっ
た。
【０００８】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、拡散接合を用い
て複数の部材から軸受部品を生産するに当たり、焼入れ
処理後の軸受部品の品質を高めることができ、しかも生
産工程を簡略化して製造コストの上昇を抑えることが可
能な軸受部品の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の軸受部品の製造方法は、転動体の転走面が
形成された軸受本体及びこれに接合せんとする付設体と
を雰囲気炉内に収容して圧接させると共に、該雰囲気炉
を所定の接合温度に加熱し、拡散接合によって上記軸受
本体と付設体とを接合する第１工程と、上記軸受本体と
付設体との接合状態を保持したまま、該雰囲気炉を上記
軸受本体の焼入れ処理に適した熱処理温度に調温し、所
定時間だけ該熱処理温度を保持する第２工程と、上記雰
囲気炉内に冷却ガスを導入して互いに接合された軸受本
体と付設体とを冷却し、該軸受本体の転走面に対して焼
入れ処理を行う第３工程とからなることを特徴とするも
のである。
【００１０】このように構成された本発明方法によれ
ば、拡散接合によって接合された軸受本体及び付設体を
該接合温度からいきなり冷却して焼入れ処理を行うので
はなく、これらを該軸受本体の焼入れ処理に適した熱処
理温度に所定時間だけ保持してから焼入れ処理を行って
いるので、かかる焼入れ処理後の金属組織の結晶粒の粗
大化を防止することができ、安定した品質を手に入れる
ことができる。
【００１１】また、雰囲気炉を用いて第１工程及び第２
工程における軸受本体及び付設体の加熱を行っているの
で、これらの表面に酸化スケールが発生し難く、焼入れ
処理の終了後にかかる酸化スケールを削り落とすための
工程を設ける必要がないことから、製造工程の簡略化、
製造コストの低減化を図ることが可能となる。
【００１２】特に、雰囲気炉内の雰囲気を不活性ガスで
置換して上記軸受本体及び付設体の加熱を行えば、これ
らの酸化を完全に防止することができるほか、不活性ガ
スの流量を増加させることによって第三工程における軸
受本体及び付設体の冷却を効果的に行うことも可能とな
る。
【００１３】更に、本発明方法の第３工程において、水
冷や油冷等の液冷ではなく、ガスによる気体冷却で焼入
れ処理を行っているのは、冷却速度を遅くすることによ
って製造品の熱処理歪みを抑え、完成した軸受部品の変
形や変寸を防止するためである。本願発明者が確認した
ところによれば、かかる冷却速度が０．２〜１０°Ｃ／
ｓｅｃであれば、熱処理歪みの発生を抑えながら転動体
の転走面に必要十分な硬度（ＨＲＣ５８〜６４、ＨＶ６
５３〜８００）を確保することができた。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の転動体の転走面を有する軸受部品の製造方法を詳細に
説明する。図１は本発明方法によって製造される平面運
動用転がり軸受を示すものである。この転がり軸受は、
固定部（図示せず）上に配設されると共に長手方向に沿
ってボール１０の転走面１を有する下部軌道レール２
と、テーブル（図示せず）の下面側に配設されて上記下
部軌道レール２と直交すると共に長手方向に沿ってボー
ル１０の転走面３を有する上部軌道レール４と、これら
下部及び上部軌道レール２，４の転走面と対向するボー
ル１０の転走面５を有すると共に当該ボール１０を介し
てこれら下部及び上部軌道レール２，４の双方と係合す
るスライダ１０６とから構成されており、かかるスライ
ダ６が下部軌道レール２に沿って運動すると共に上部軌
道レール４をその長手方向に沿って案内することによ
り、かかるスライダ６のみで前述のテーブルをＸＹ方向
へ同時に案内し得るようになっている。
【００１５】従来、かかるスライダ６の製造方法として
は、金属製の塊状ブロックを正六面体に加工した後に、
切削加工によってその底面及び上面に下部軌道レール２
及び上部軌道レール４が係合する凹所を形成する一方、
研削加工によって該凹所内の所定の位置に上記ボール１
０の転走面５を形成していた。
【００１６】しかし、図１に示す平面運動用転がり軸受
は図２に示す直線運動用転がり軸受、すなわち軌道レー
ル２０の長手方向に沿ってスライダ２１が運動する一般
的な直線運動用軸受を二つ組み合わせ、夫々のスライダ
２１を背面合わせに接合したものと同じ構成を有してい
る。
【００１７】従って、本実施例においては金属ブロック
からスライダ６を削りだす手間を省略するため、既存の
直線運動用軸受のスライダ２１の２個を所定の姿勢で接
合し、これによって上記平面運動用軸受のスライダ６を
製造している。
【００１８】以下に上記スライダ６の具体的な製造手順
を以下に示すが、この実施例でスライダ２１に使用した
金属材料の組成は表１の通りである。
【００１９】
【表１】
【００２０】先ずは、直線運動用軸受のスライダ２１を
２個用意した後、図３に示すように、これらスライダ２
１の上面を互いに向かい合わせ、且つ、軌道レール２０
の係合する凹所の向きが互いに直交するようにこれらを
重ね合わせる。このとき、これらスライダ２１の間には
インサート材としてのアモルファスシート２２を挟み込
んでおく。
【００２１】次に、このようにして重ね合わされた一対
のスライダ２１は図４に示す雰囲気炉２３に収容され、
ここで所定の接合温度にまで加熱されて両スライダ２
１，２１の間の拡散接合が行われる。このとき、各スラ
イダ２１とアモルファスシート２２が緊密に密着するよ
う、重ね合わされたスライダ２１は治具２４に拘束され
た状態で雰囲気炉２３に収容される。尚、図４中におけ
る符号２５は雰囲気炉２３内に設けられたヒータであ
る。
【００２２】この拡散接合における具体的な接合条件
は、雰囲気炉２３内の接合温度１２００°Ｃ、治具２４
による両スライダの圧接力２ＭＰａ、接合時間３０ｍｉ
ｎである。また、接合時の加熱によって上記スライダが
酸化するのを防止するため、雰囲気炉内の雰囲気は窒素
ガスによって置換され、炉内は１０-1〜１０-2ｔｏｒｒ
に減圧されている。
【００２３】このような条件下において、一対のスライ
ダ２１，２１に挟み込まれたアモルファスシート２２は
溶融し、上記スライダ２１の被接合面からその金属組織
中に拡散する。これにより、かかる拡散接合においては
両スライダ２１，２１が強固に一体化される一方、その
接合部位にバリが発生することもなく、外観に優れ且つ
接合強度も十分な平面運動用軸受のスライダ６を低コス
トで製造することができる。尚、本実施例ではインサー
ト材としてＦｅ−Ｃ−Ｓｉ−Ｂ系のアモルファスシート
を用いたが、スライダの材質によっては他のインサート
材によっても十分な接合強度を得ることができる。
【００２４】上記接合時間が終了したならば、図４に示
す接合時の状態を維持したまま、雰囲気炉２３内の温度
を焼入れ処理に最適な熱処理温度に変更し、かかる熱処
理温度を所定時間だけ保持する（図５参照）。この熱処
理温度及び保持時間はボール転走面５が形成されている
スライダ６（２１）の材質によって決定され、本実施例
では１０３０°Ｃで３０ｍｉｎである。
【００２５】熱処理時間が経過したならば、上記雰囲気
炉２３内における窒素ガスの流量を増加させ、これによ
って治具２４に保持されているスライダ６を冷却して焼
入れ処理を行う。これによって所望の硬度をボール転走
面５に与えることが可能となる。また、このようにガス
冷却によって焼入れ処理を行うと、その冷却速度が緩慢
なことから、焼入れ処理後のスライダ６に熱処理歪みが
発生するのを可及的に防止することが可能となる。
【００２６】図６は、本実施例に使用した金属材料にお
ける焼入れ処理の冷却速度と該処理後のスライダ６の硬
度との関係を示すグラフである。ボール転走面５に対し
て十分な耐摩耗性を与えるためにはビッカース硬度でＨ
Ｖ６５３〜８００程度必要であるが、このグラフからす
れば冷却速度が最も遅い場合であっても０．２°Ｃ／ｓ
ｅｃ以上であれば、かかる範囲の硬度をボール転走面５
に与えることが可能である。通常、水冷あるいは油冷に
よる冷却速度は２０°Ｃ／ｓｅｃ以上と極めて早いこと
から、焼入れ処理後のスライダに熱処理歪みが発生する
懸念がある。これに対して本実施例のようにガス冷却に
よって焼入れ処理を行えば、かかる冷却速度を０．２〜
１０°Ｃ／ｓｅｃ程度に抑えることができ、熱処理歪み
の発生を防止しながら所望の硬度をボール転走面５に与
えることができるものである。
【００２７】そして、以上の各工程が終了すると、図７
に示すように、一対のスライダ２１，２１が背面合わせ
に接合され、且つ、ボール転走面５に焼入れ処理が施さ
れたスライダ６が完成する。
【００２８】尚、本実施例では共にボール転走面か形成
された一対のスライダを拡散接合によって一体化した
が、例えば、内径に螺旋上のボール転走面が形成された
ボールねじナットの外径にフランジを接合する場合や、
螺旋状のボール転走面が形成されたボールねじ軸の一端
に延設部材を接合する場合等にも本発明を用いることが
できる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の軸受
部品の製造方法によれば、転動体の転走面が形成された
軸受本体に対して何らかの付設体を接合して軸受部品を
製造するに当たり、かかる接合処理に引き続いて上記転
走面の焼入れ処理を行っても、焼入れ処理後の金属組織
の結晶粒の粗大化、熱処理歪みの発生を防止して軸受部
品の品質の安定化を図ることが可能となる。
【００３０】また、軸受本体と付設体との接合時に酸化
スケールが発生するのを防止可能なことから、接合後の
ショット加工等によって軸受不品の肌を清浄化する必要
がなく、その分だけ製造工程を簡略化して生産コストの
削減を図ることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明方法によって製造された平面運動用転
がり軸受を示す斜視図である。
【図２】 図１に示す平面運動用転がり軸受の製造に使
用される直線運動用転がり軸受を示す斜視図である。
【図３】 本発明方法の第１工程を説明する分解斜視図
である。
【図４】 本発明方法の第２工程を説明する分解斜視図
である。
【図５】 本発明方法における雰囲気炉の加熱温度の推
移を示すグラフである。
【図６】 本発明方法における焼入れ処理速度と軸受部
品の硬度との関係を示すグラフである。
【図７】 本発明方法によって製造された軸受部品を示
す斜視図である。
【符号の説明】
１，３，５…転走面、２，４…軌道レール、６…スライ
ダ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 転動体の転走面が形成された軸受本体及
    びこれに接合せんとする付設体とを雰囲気炉内に収容し
    て圧接させると共に、該雰囲気炉を所定の接合温度に加
    熱し、拡散接合によって上記軸受本体と付設体とを接合
    する第１工程と、 上記軸受本体と付設体との接合状態を保持したまま、該
    雰囲気炉を上記軸受本体の焼入れ処理に適した熱処理温
    度に調温し、所定時間だけ該熱処理温度を保持する第２
    工程と、 上記雰囲気炉内に冷却ガスを導入して互いに接合された
    軸受本体と付設体とを冷却し、該軸受本体の転走面に対
    して焼入れ処理を行う第３工程とからなることを特徴と
    する軸受部品の製造方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の軸受部品の製造方法にお
    いて、上記第１工程では雰囲気炉内の雰囲気を不活性ガ
    スで置換して拡散接合を行う一方、上記第３工程では不
    活性ガスの流量を増加して雰囲気炉内の冷却を行うこと
    を特徴とする軸受部品の製造方法。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の軸受部品の製造方法にお
    いて、上記第３工程での冷却速度が０．２〜１０°Ｃ／
    ｓｅｃであることを特徴とする軸受部品の製造方法。
JP26206996A 1996-10-02 1996-10-02 転動体の転走面を有する軸受部品の製造方法 Pending JPH10110727A (ja)

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WO (1) WO1998014709A1 (ja)

Cited By (2)

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