KR20110020866A

KR20110020866A - 베어링용 롤러, 베어링, 및 베어링용 롤러 가공 방법

Info

Publication number: KR20110020866A
Application number: KR1020107029323A
Authority: KR
Inventors: 히데카즈 히라노
Original assignee: 엔티엔 가부시키가이샤
Priority date: 2008-07-01
Filing date: 2009-06-12
Publication date: 2011-03-03
Also published as: CN102076980B; EP2309143A4; WO2010001706A1; CN102076980A; EP2309143B1; EP2309143A1; JP2010014154A; JP5661235B2; KR101551316B1

Abstract

정밀하게 성형할 수 있고 또한 장기 수명화를 달성할 수 있는 베어링용 롤러, 및 베어링용 롤러의 가공 방법의 제공과, 회전 토크를 작게 할 수 있고 또한 회전 정밀도의 향상을 달성할 수 있는 베어링을 제공한다. 양단면의 센터 구멍(23, 24)에 지지된 상태에서 외경면(20a) 파지에 의해 그 축심 둘레로 회전시키면서 단면(20b, 20c) 및 R부(21, 22)에 있어서의 단면측 R부(21b, 22b)를 연삭한다. 양단면의 센터 구멍(23, 24)에 지지된 상태에서 적어도 어느 한쪽의 단면(20b, 20c)으로부터의 구동력 전달에 의해 그 축심 둘레로 회전시키면서 외경면(20a) 및 R부(21, 22)에 있어서의 외경면측 코너부(21a, 21b)를 연삭한다.

Description

베어링용 롤러, 베어링, 및 베어링용 롤러 가공 방법{BEARING ROLLER, BEARING, AND BEARING ROLLER PROCESSING METHOD}

본 발명은 베어링용 롤러, 베어링, 및 베어링용 롤러 가공 방법에 관한 것이다.

베어링에는 원통 롤러를 사용한 원통 롤러 베어링, 원추 롤러를 사용한 원추 롤러 베어링, 얼라이닝(aligning) 롤러를 사용한 얼라이닝 롤러 베어링 등이 있다. 원통 롤러 베어링은 내륜과 롤러가 선접촉됨과 아울러 외륜과 롤러가 선접촉되고 있는 것이다. 원통 롤러 베어링은 레이디얼(radial) 부하 능력이 큰 중하중용에 적합하다. 원추 롤러 베어링은 내륜의 궤도, 외륜의 궤도, 및 롤러가 각각 머리가 잘린 원추형이다. 그리고, 내륜의 궤도, 외륜의 궤도, 및 롤러 각각의 원추의 정점이 축선상의 1점에 모아지도록 설계되어 있다. 얼라이닝 롤러 베어링은 외륜의 궤도가 베어링 중심과 일치하는 점을 중심으로 한 구면으로 설계되고, 롤러는 배럴형이며 유지기와 함께 내륜에 장착되어 있다.

도 11은 얼라이닝 롤러 베어링을 나타내고, 이 베어링은 외경면에 2열의 궤도면(1a, 1b)이 형성된 내륜(1)과, 내경면에 내륜(1)의 각 궤도면(1a, 1b)에 대향되는 궤도면(2a)이 형성된 외륜(2)과, 내륜(1)과 외륜(2)의 궤도면(1a, 1b, 2a) 사이에 배열된 2열의 롤러(3)와, 이들 2열의 롤러(3)를 유지하는 일체의 유지기(4)를 구비한다. 또한, 내륜(1)은 그 궤도면(1a, 1b) 사이에 중간 플랜지부(5)가 형성됨과 아울러 축 방향 단부에 외측 플랜지부(6, 6)가 형성되어 있다. 이 때문에, 롤러(3)는 중간 플랜지부(5)와 외측 플랜지부(6) 사이에 개재된다.

이 경우, 롤러(3)는 외경면(3a)이 외륜(2)의 궤도면에 대응된 곡률을 갖는 구면이 되고, 대단면(大端面)(3b)이 외경면(3a)보다 큰 곡률을 갖는 구면이 되고, 소단면(小端面)(3c)이 스트레이트면으로 되어 있다.

또한, 외경면(3a)과 대단면(3b)의 경계, 및 외경면(3a)과 소단면(3c)의 경계에는 각각 R부(Ra, Ra)가 형성되어 있다. 이러한 R부(Ra, Ra)는 일반적으로는 소재 가공시 형성된 코너(R)를 남겨서 이것을 사용하고 있는 경우가 많다. 또한, 외경면(3a)의 가공, 단면(3b, 3c)의 가공, R부(Ra, Ra)의 가공은 각각 다른 회전 중심에서 행하고 있었다.

롤러(3)에는 도 12에 나타내는 바와 같은 것이 있다. 이 롤러(3)는 외경면(3a)과 대단면(3b)의 경계, 및 외경면(3a)과 소단면(3c)의 경계에는 각각 모따기 R부(Rb, Rc)가 실시되고, 외경면(3a)과 모따기 R부(Rb)는 제 1 R부(R1)를 통해서 매끄럽게 연속되고, 대단면(3b)과 모따기 R부(Rb)는 제 2 R부(R2)를 통해서 매끄럽게 연속되어 있다.

상기 도면 12에 나타내는 롤러(3)는 특허 문헌 1에 기재된 바와 같이, 도 13에 나타내는 바와 같은 연삭 지석(10)을 사용하는 것도 있다. 이 연삭 지석(10)은 롤러(3)의 외경면(3a)을 연삭하는 외경 연삭부(10a)와, 대단면(3b)을 연삭하는 대단면 연삭부(10b)와, 모따기 R부(Rb)를 연삭하는 모따기 연삭부(10Rb)와, 제 1 R 연삭부(10R1)와, 제 2 R 연삭부(10R2)를 구비한다. 제 1 R 연삭부(10R1)는 롤러(3)의 제 1 R(R1)에 대응된 곡률 반경을 갖고, 외경 연삭부(10a)와 모따기 연삭부(10Rb)를 매끄럽게 연속시키는 것이다. 제 2 R 연삭부(10R2)는 롤러(3)의 제 2 R(R2)에 대응된 곡률 반경을 갖고, 대단면 연삭부(10b)와 모따기 연삭부(10Rb)를 매끄럽게 연속시키는 것이다. 이 경우 롤러(3)의 외경면(3a), 대단면(3b), 모따기 R부(Rb)를 동시 연삭하게 된다.

: 일본 특허 제3539770호 공보

소재 가공시 형성된 코너 R을 남기고 사용할 경우 연속된 접선 R로는 되기 어렵다. 또한, 외경면(3a)의 가공, 단면(3b, 3c)의 가공, 모따기 R부(Rb, Rc)의 가공을 각각 다른 회전 중심에서 행하는 것에서는 각각의 가공면을 고정밀도로 가공할 수 있어도 각 가공면끼리의 관계가 불안정하게 된다. 즉, 완성품의 코너가 롤러의 자전 회전 중심과 동심원이 되지 않기도 한다. 이 때문에, 고정밀도의 제품(롤러)을 제공할 수 없을 우려가 있다.

또한, 특허 문헌 1에 기재된 것에서는 커팅 방향이 1방향이기 때문에 R부(Rb, Rc)를 한번(동시)에 가공할 수 없다. 이 때문에, 제 1 R부(Rb)와 제 2 R부(Rc) 중 어느 한쪽이 매끄럽게 연속되지 않게 될 우려가 있다.

또한, 도 13에 나타내는 바와 같은 연삭 지석(10)에서는 소재의 크기에 영향을 받고, 외경 치수를 맞추면 전체 길이 치수가 불균일하고, 전체 길이 치수를 맞추면 외경 치수가 불균일해져버릴 우려가 있다.

본 발명은 상기 과제를 감안해서 정밀하게 성형할 수 있고 또한 장기 수명화를 달성할 수 있는 베어링용 롤러, 및 베어링용 롤러의 가공 방법의 제공과, 회전 토크를 작게 할 수 있고 또한 회전 정밀도의 향상을 달성할 수 있는 베어링의 제공에 있다.

본 발명의 베어링용 롤러는 양단면에 각각 센터 구멍이 형성된 베어링용 롤러로서, 상기 센터 구멍에 지지된 상태에서 외경면, 및 단면과 외경면의 R부가 매끄럽게 연속되도록 가공되어서 이루어지는 것이다.

베어링에 있어서 엣지 로드(edge load)가 생길 경우가 있다. 여기서, 엣지 로드란 궤도륜(軌道輪)과의 접촉에 있어서 롤러의 형상이 부적절하면 국소적인 면압 증대가 단부에 생기고 거기를 기점으로 해서 조기 박리가 생기는 것이다. 이 때문에, 외경면, 및 단면과 외경면의 코너부가 매끄럽게 연속되어 있지 않으면 엣지 로드가 생길 우려가 있다. 그러나, 본 발명의 베어링용 롤러에 의하면 외경면, 및 단면과 외경면의 코너의 R부가 매끄럽게 연속되도록 가공되어 있으므로 이 롤러를 베어링에 조립한 경우 엣지 로드를 억제할 수 있음과 아울러 회전 토크를 작게 할 수 있다.

또한, 각 가공면을 센터 구멍에 지지된 상태에서 가공하고 있으므로 모든 가공 공정에서 별도로 가공된 부위도 동심이 된다.

원통 롤러이어도 원추 롤러이어도 얼라이닝 롤러이어도 좋다.

본 발명의 베어링은 상기 기재된 베어링용 롤러를 사용한 것이다.

본 발명의 베어링용 롤러의 가공 방법은 양단면의 센터 구멍에 지지된 상태에서 외경면 파지에 의해 그 축심 둘레로 회전시키면서 단면 및 R부에 있어서의 단면측 R부를 연삭하는 단면 연삭 공정과, 양단면의 센터 구멍에 지지된 상태에서 적어도 어느 한쪽의 단면으로부터의 구동력 전달에 의해 그 축심 둘레로 회전시키면서 외경면 및 R부에 있어서의 외경면측 코너부를 연삭하는 외경면 연삭 공정을 구비한 것이다.

본 발명의 베어링용 롤러의 가공 방법에 의하면 센터 구멍에 지지된 상태에서 단면 및 R부에 있어서의 단면측 R부를 연삭할 수 있고, 센터 구멍에 지지된 상태에서 외경면 및 R부에 있어서의 외경면측 코너부를 연삭할 수 있다. 이 때문에, 고품질의 가공이 가능해진다.

담금질 강 절삭으로 표면을 조가공(粗加工)한 후 상기 연삭 공정을 행하는 것이 바람직하다. 여기서, 담금질 강 절삭이란 열경화 처리(담금질) 후에 절삭하는 것이다. 이 때문에, 담금질 강 절삭시에 생긴 압축 응력이 롤러 표면에 남는다.

<발명의 효과>

본 발명의 베어링용 롤러를 조립한 베어링은 엣지 로드를 억제할 수 있으므로 내륜 및 외륜에 주는 부하가 저감되어 베어링의 장기 수명화를 도모할 수 있다. 또한, 회전 토크를 작게 할 수 있어 고정밀도의 회전을 얻을 수 있다. 롤러의 가공에서는 모든 가공 공정에서 센터 구멍을 지지해서 가공하기 때문에 별도로 가공한 부위도 동심이 되고, 외경면, 및 단면과 외경면의 코너부가 매끄럽게 연속되는 가공이 가능하다. 또한, 단면과 외경면을 나누어서 가공할 수 있기 때문에 치수 정밀도가 향상되고, 이와 같이 가공된 롤러를 사용한 베어링의 회전 정밀도가 향상된다.

담금질 강 절삭을 행하면 담금질 강 절삭시에 생긴 압축 응력이 롤러 표면에 남아 보다 장기 수명화를 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태를 나타내는 롤러의 측면도이다.
도 2는 상기 도 1에 나타내는 롤러의 대단면과 외경면 사이의 코너부의 확대도이다.
도 3은 상기 도 1에 나타내는 롤러의 소단면과 외경면 사이의 코너부의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태를 나타내는 베어링용 롤러 가공 방법의 간략 블록도이다.
도 5는 담금질 강 절삭 공정을 나타내는 간략도이다.
도 6은 단면 연삭 공정을 나타내는 간략도이다.
도 7은 도 6에 나타내는 지석의 요부 확대도이다.
도 8은 외경면 연삭 공정을 나타내는 간략도이다.
도 9는 도 8에 나타내는 지석의 요부 확대도이다.
도 10은 잔류 응력을 나타내는 그래프 도면이다.
도 11은 종래의 베어링을 나타내는 요부 단면도이다.
도 12는 상기 종래의 베어링용 롤러의 확대도이다.
도 13은 베어링용 롤러 가공에 사용되는 종래의 연삭 지석의 요부 단면도이다.

이하 본 발명의 실시형태를 도 1 ~ 도 10에 의거하여 설명한다.

도 1 ~ 도 3은 본 발명에 의한 베어링용 롤러를 나타내고, 이 베어링용 롤러(20)는 자동 얼라이닝 롤러이다. 자동 얼라이닝 롤러 베어링에는 롤러의 형상에 의해 비대칭 롤러 베어링과 대칭 롤러 베어링이 있다. 비대칭 롤러 베어링은 최대 직경의 위치가 길이의 중앙으로부터 떨어져 있는 비대칭 롤러를 사용한 것이다. 대칭 롤러 베어링에서는 최대 직경의 위치가 길이의 중앙에 있는 대칭 롤러가 사용된다.

이 실시형태의 롤러(20)는 비대칭 롤러로서 외경면(20a)의 최대 외경부(M)가 축 방향 센터 라인으로부터 어긋나 있다. 또한, 대단면(20b)은 외경면(20a)보다 큰 곡률을 갖는 구면이 되고, 소단면(20c)은 스트레이트면으로 되어 있다. 즉, 대단면(20b)의 외경 치수를 A로 하고, 최대 외경부(M)의 외경 치수를 B로 하고, 소단면(20c)의 외경 치수를 C로 했을 때에 B>A>C가 된다. 롤러의 축 방향 길이를 L로 하고, 최대 외경부(M)로부터 대단면(20b)까지의 축 방향 길이를 L1으로 하고, 최대 외경부(M)로부터 소단면(20c)까지의 축 방향 길이를 L2로 했을 경우 L1＋L2=L이며 L1<L2이다. 또한, 도 1에 있어서 Ob는 대단면(20b)의 곡률 중심을 나타내고 있다.

외경면(20a)과 대단면(20b)의 코너에는 R부(21)가 형성된다. 외경면(20a)과 소단면(20c)의 코너에는 R부(22)가 형성된다.

R부(21)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 외경면(20a)측의 외경면측 코너부(21a)와, 대단면(20b)측의 대단면측 코너부(21b)와, 외경면측 코너부(21a)와 대단면측 코너부(21b) 사이의 중간 R부(21c)로 이루어진다. 이 경우, 외경면측 코너부(21a)의 곡률 반경을 Ra로 하고, 대단면측 코너부(21b)를 Rb로 하고, 중간 R부(21c)를 Rc로 했을 때에 Rc>Ra=Rb로 되어 있다.

R부(22)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 외경면(20a)측의 외경면측 코너부(22a)와, 소단면(20c)측의 소단면측 코너부(22b)로 이루어진다. 이 경우, 외경면측 코너부(22a)의 곡률 반경을 ra로 하고, 대단면측 코너부(22b)를 rb로 했을 때에 rb>ra로 되어 있다.

외경면(20a), 및 대단면(20b)과 외경면(20a)의 R부(21)가 매끄럽게 연속되도록 가공되고, 외경면(20a), 및 소단면(20c)과 외경면(20a)의 R부(22)가 매끄럽게 연속되도록 가공되어 있다. 또한, 대단면(20b)과 소단면(20c)에는 도 1에 나타내는 바와 같이, 롤러 축선 상에 배치되는 센터 구멍(23, 24)이 형성되어 있다.

이어서, 발명에 따른 베어링용 롤러의 가공 방법을 설명한다. 이 경우의 롤러는 원추 롤러이며, 대단면(20b)측에는 외경면측 코너부(21a)와, 중간 R부(21c)와, 대단면측 코너부(21b)로 이루어지는 코너부(21)가 형성되고, 소단면(20c)측에는 외경면측 코너부(22a)와 소단면측 코너부(22b)로 이루어지는 코너부(22)가 형성되어 있다.

이 가공 방법은 도 4에 나타내는 바와 같이, 표면을 조가공하는 담금질 강 절삭 공정(70)과, 단면(20b, 20c) 및 R부(21, 22)에 있어서의 단면측 R부(21b, 22b)를 연삭하는 단면 연삭 공정(71)과, 외경면(20a) 및 R부(21, 22)에 있어서의 외경면측 코너부(21a, 22a)를 연삭하는 외경면 연삭 공정(72)을 구비한다.

담금질 강 절삭 공정(70)은 도 5에 나타내는 바와 같이, 롤러(20)의 센터 구멍(23, 24)을 지지하는 척 장치(30)를 사용한다. 척 장치(30)는 구동측 부재(31)와 종동측 부재(32)를 구비한다. 구동측 부재(31)는 회전체(33)와, 이 회전체(33)의 회전력을 롤러(20)의 소단면(20c)에 전달하는 전달체(34)와, 소단면(20c)의 센터 구멍(24)에 그 선단이 감입되는 센터(35)를 구비한다. 또한, 종동측 부재(32)는 그 축심 둘레에 프리하게 회전하는 회전체(36)와, 대단면(20b)의 센터 구멍(23)에 그 선단이 감입되는 센터(37)를 구비한다.

이 때문에, 구동측 부재(31)의 센터(35)와 종동측 부재(32)의 센터(37)에 의해 롤러(20)가 그 축선(O) 상에 배치된 상태로 지지된다. 이 상태에서, 구동측 부재(31)측의 회전체(33)가 회전 구동되면 이 회전력이 전달체(34)를 통해서 롤러(20)의 소단면(20c)에 전달되고, 롤러(20)는 그 축심(O) 둘레로 회전한다.

이 때 절삭 공구(40)로 절삭된다. 절삭 공구(40)는 절삭 공구 본체(42)와, 이 절삭 공구 본체(42)에 부착되는 바이트(43)를 구비한다. 이 절삭 공구(40)는 외경면(20a)을 따라 화살표 방향(A)으로 이동함으로써 외경면(20a)을 절삭할 수 있고, 단면(20b)을 따라 화살표 방향(B)으로 이동함으로써 단면(20b)을 절삭할 수 있다. 또한, 이 실시형태에 있어서는 외경면(20a)과 단면(20b)의 절삭을 1개의 절삭 공구(40)로 행하도록 되어 있지만 외경면용 절삭 공구와 단면용 절삭 공구를 구비한 것이어도 좋다.

이 경우의 절삭은 담금질 강 절삭이다. 이 때문에, 이 롤러 소재는 표면에 열처리에 의한 경화층이 형성된 것이며, 종래부터 이 종류의 롤러에 사용되고 있는 강재(예를 들면, 베어링강, 중탄소강 등)를 사용한다. 여기서, 담금질 강 절삭은 단지 절삭이며, 절삭은 통상 원재료의 상태에서 행하므로 열처리 후(담금질 후)의 절삭인 것을 명확히 하기 위해서 담금질 강 절삭으로 칭했다. 담금질 후에 절삭을 행하기 때문에 소재의 열처리 변형을 이 절삭 과정에서 제거할 수 있다. 담금질을 행하면 인장 잔류 응력이 남기 쉽고 그대로는 피로 강도가 저하된다. 이 때문에, 표면을 절삭하면 최표면부에 압축 잔류 응력을 부여할 수 있고, 이에 따라 피로 강도가 향상된다.

경화 처리(열처리)로서는 사용되는 재질에 따라 고주파 담금질(롤러의 열처리에는 그다지 사용되고 있지 않음)이나 (완전 담금질＋뜨임)이나 침탄 담금질 등이 행하여진다. 고주파 가열에 의한 담금질이란 고주파 전류가 흐르고 있는 코일 안에 담금질에 필요한 부분을 넣고, 전자 유도 작용에 의해 줄열을 발생시켜서 전도성 물체를 가열하는 원리를 응용한 담금질 방법이다. 침탄 담금질이란 활성화된 탄소를 많이 포함하는 가스, 액체, 고체 등의 침탄제 중에서 강을 장시간 가열함으로써 표면층으로부터 탄소를 함침시키는 처리(침탄 처리)를 행하고, 이 침탄된 강에 대해서 담금질 뜨임을 행하는 방법이다.

또한, 소단면(20c)측의 절삭에 대한 도시를 생략하고 있지만 대단면(20b)측을 구동측 부재(31)에 지지시키면 소단면(20c)을 절삭 공구(41)로 절삭할 수 있다.

이들 담금질 강 절삭 공정(70)에서는 대단면(20b)측에 있어서는 R부(21)의 중간 R부(21c)의 곡률 반경(Rc)과 같은 곡률 반경의 R부가 형성되고, 소단면(20c)에 있어서는 R부(22)의 소단면측 코너부(22b)의 곡률 반경(rb)과 같은 곡률 반경의 R부가 형성된다.

도 10에 표면으로부터의 깊이와 잔류 응력의 관계를 나타낸다. 도 10에 있어서 No.1의 ○ 및 No.2의 ●은 절삭값이 작은 절삭이며, △은 절삭값이 큰 중절삭을 나타내고 있다. 이와 같이, 담금질 강 절삭함으로써 표면에 압축 응력이 생기는 것을 알 수 있다.

이어서, 단면 연삭 공정(71)을 행해서 단면(20b, 20c)을 연삭한다. 이 경우 도 6에 나타내는 바와 같이, 드레스(dress)에 의해 성형된 지석(50)으로 플런지 커팅(plunge cutting)한다. 플랜지 커팅이란 지석을 반경 방향에 보내서 연삭하는 것이다. 지석(50)은 도 7에 나타내는 바와 같이, 단면 연삭부(51)와 코너부 연삭부(52)를 구비한다. 이 경우 단면 연삭부(51)는 연직면 상에 배치되고, 코너부 연삭부(52)는 단면 연삭부(51)에 대해서 소정 각도(θ2)(예를 들면, 약 30도)가 되도록 경사져 있다.

또한, 이 지석(50)을 사용할 때에는 도 6에 나타내는 바와 같은 척 장치(55)가 사용된다. 척 장치(55)는 구동측 부재(56)와 종동측 부재(57)를 구비한다. 구동측 부재(56)는 회전체(58)와, 이 회전체(58)의 회전력을 롤러(20)의 외경면(20a)에 전달하는 전달체(59)와, 소단면(20c)의 센터 구멍(24)에 그 선단이 감입되는 센터(60)를 구비한다. 또한, 종동측 부재(57)는 그 축심 둘레에서 프리하게 회전하는 회전체(61)와, 대단면(20b)의 센터 구멍(23)에 그 선단이 감입되는 센터(62)를 구비한다. 또한, 이 종동측 부재(57)로서는 상기 도 5에 나타낸 종동측 부재(32)와 동일 구조이므로 종동측 부재(32)를 사용할 수 있다.

이 때문에, 구동측 부재(56)의 센터(60)와 종동측 부재(57)의 센터(37)에 의해 롤러(20)가 그 축선(O) 상에 배치된 상태로 지지된다. 이 상태에서, 구동측 부재(56)측의 회전체(58)가 회전 구동되면 이 회전력이 전달체(59)를 통해서 롤러(20)의 외경면(20a)에 전달되고 롤러(20)는 그 축심(O) 둘레로 회전한다.

즉, 이 척 장치(55)에 의해 롤러(20)를 그 축심(O) 둘레로 회전시키면서 지석(50)에 의해 대단면(20b)과 R부(21)의 대단면측 코너부(21c)를 연삭할 수 있다.

또한, 소단면(20c)측의 연삭에 대한 도시를 생략하고 있지만 대단면(20b)측을 구동 부재(56)에 지지시키면 소단면(20c)을 상기 지석(50)과 같은 단면 연삭부와 코너부 연삭부를 구비한 지석으로 소단면(20c)과 R부(22)의 소단면측 코너부(22b)를 연삭할 수 있다.

이어서, 외경면 연삭 공정(72)을 행해서 도 8에 나타내는 바와 같이, 롤러의 외경면(20a)을 연삭한다. 이 경우도 드레스에 의해 성형된 지석(65)으로 플런지 커팅한다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 지석(65)은 외경면(20a)에 대해서 외삽 형상이 되는 오목부(66)를 구비하고, 오목부(66)의 저면이 외경면 연삭부(67)가 된다. 또한, 오목부(66)의 대단면측의 측면(68)의 외경면 연삭부측이 외경면측 코너부(21a)를 연삭하는 코너 절삭부(68a)가 된다. 오목부(66)의 소단면측의 측면(69)의 외경면 연삭부측이 외경면측 코너부(22a)를 연삭하는 코너 절삭부(69a)가 된다.

이 경우의 척 장치는 도 5에 나타내는 척 장치(30)를 사용할 수 있다. 이 때문에, 구동측 부재(31)의 센터(35)와 종동측 부재(32)의 센터(37)에 의해 롤러(20)가 그 축선 상에 배치되고, 구동측 부재(31)측의 회전체(33)가 회전 구동되면 이 회전력이 전달체(34)를 통해서 롤러(20)의 소단면(20c)에 전달되고, 롤러(20)는 그 축심 둘레로 회전한다.

즉, 이 척 장치(30)에 의해 롤러(20)를 그 축심 둘레로 회전시키면서 롤러(20)의 외경면(20a) 및 외경면측 코너부(21a, 22a)를 지석(65)으로 연삭한다. 이에 따라, 롤러(20)에 대한 연삭 작업(가공 작업)이 종료된다. 또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 외경면측 코너부(21a)의 경사 각도를 θ1로 했을 경우 예를 들면 30도가 되고, 외경면측 코너부(22a)의 경사 각도를 θ3로 했을 경우 예를 들면 20도가 된다.

그런데, 도 5 ~ 도 9에 나타내는 가공 설비는, 예를 들면 컴퓨터 수치 제어(CNC)의 지령에 의해 구동된다. CNC란 기계 공작에 있어서 공구의 이동량이나 이동 속도 등을 컴퓨터에 의해 수치로 제어하는 것이다.

도 5 ~ 도 9에 나타내는 가공 공정에서는 원추 롤러를 가공하는 것이었지만 도 1 ~ 도 3에 나타내는 바와 같이, 얼라이닝 롤러이어도 이 가공 공정과 같은 가공 공정으로 가공할 수 있다. 또한, 원통 롤러이어도 양단면에 센터 구멍(23, 24)이 형성되어 있는 것이면 이러한 가공 장치를 이용해서 센터 구멍(23, 24)에 지지된 상태에서 외경면(20a), 및 단면(20b, 20c)과 외경면(20a)의 코너의 R부(21, 22)가 매끄럽게 연속되도록 가공할 수 있다.

본 발명의 베어링용 롤러에 의하면 외경면(20a), 및 단면(20b, 20c)과 외경면(20a)의 R부(21, 22)가 매끄럽게 연속되도록 가공되어 있으므로, 이 롤러(20)를 베어링에 조립할 경우 엣지 로드를 억제하는 것이 가능함과 아울러 회전 토크를 작게 할 수 있다.

이와 같이, 엣지 로드를 억제할 수 있으므로 내륜 및 외륜에 부여되는 부하가 저감되어 베어링의 장기 수명화를 도모할 수 있다. 또한, 회전 토크를 작게 할 수 있어 고정밀도의 회전을 얻을 수 있다. 롤러(20)의 가공에서는 모든 가공 공정에서 센터 구멍(23, 24)을 지지해서 가공하므로 별도로 가공한 부위도 동심이 되므로 외경면(20a), 및 단면(20b, 20c)과 외경면(20a)의 코너부(21, 22)가 매끄럽게 연속되는 가공이 가능하다. 또한, 단면(20b, 20c)과 외경면(20a)을 분리해서 가공할 수 있기 때문에 치수 정밀도가 향상되고, 이와 같이 가공된 롤러를 사용한 베어링의 회전 정밀도가 향상된다.

담금질 강 절삭을 행하면 담금질 강 절삭시에 생긴 압축 응력이 롤러 표면에 남아 보다 장기 수명화를 달성할 수 있다. 또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 외경면(20a)의 연삭시에는 단면(20b)에 전달체(34)를 압착하는 것이다. 즉, 이 외경면(20a)의 연삭시를 도 7에 나타내는 바와 같이, 연삭된 단면(20b)을 기준면으로 하게 된다. 이 때문에, 축 방향의 위치 정밀도가 향상되어 가공되는 롤러의 치수 정밀도가 향상된다.

가공 설비로서 컴퓨터 수치 제어(CNC)의 지령에 의해 구동되는 것이면 연속된 가공면을 안정되게 가공할 수 있는 이점이 있다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했지만 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고 여러가지의 변형이 가능하며, 얼라이닝 롤러일 경우 대칭 롤러 베어링이어도 좋다. 또한, 각 코너부(21, 22)의 곡률 반경, 즉 외경면측 코너부(21a, 22a) 및 단면측 코너부(21a, 22b)의 곡률 반경을 임의로 설정할 수 있다. 또한, 가공의 거칠기가 필요할 경우에는 랩(lap) 가공을 행해도 좋다. 여기서, 랩 가공이란 연마의 일종으로서 가공 대상물과 공구 사이에 연삭용 입자를 개재시켜 서로 마찰시키는 가공이다.

원통 롤러이어도 원추 롤러이어도 얼라이닝 롤러이어도 좋다. 얼라이닝 롤러일 경우 대칭 롤러 베어링으로 할 수 있다.

20a : 외경면 20b : 대단면
20c : 소단면 21 : R부
22 : R부 23, 24 : 센터 구멍
70 : 담금질 강 절삭 공정 71 : 단면 연삭 공정
72 : 외경면 연삭 공정

Claims

양단면에 각각 센터 구멍이 형성된 베어링용 롤러로서:
상기 센터 구멍에 지지된 상태에서 외경면, 및 단면과 외경면의 코너의 R부가 매끄럽게 연속되도록 가공되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 베어링용 롤러.
제 1 항에 있어서,
원통 롤러인 것을 특징으로 하는 베어링용 롤러.
제 1 항에 있어서,
원추 롤러인 것을 특징으로 하는 베어링용 롤러.
제 1 항에 있어서,
얼라이닝 롤러인 것을 특징으로 하는 베어링용 롤러.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 베어링용 롤러를 사용한 것을 특징으로 하는 베어링.
양단면의 센터 구멍에 지지된 상태에서 외경면 파지에 의해 그 축심 둘레로 회전시키면서 단면, 및 R부에 있어서의 단면측 R부를 연삭하는 단면 연삭 공정; 및
양단면의 센터 구멍에 지지된 상태에서 적어도 어느 한쪽의 단면으로부터의 구동력 전달에 의해 그 축심 둘레로 회전시키면서 외경면, 및 R부에 있어서의 외경면측 코너부를 연삭하는 외경면 연삭 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 베어링용 롤러 가공 방법.
제 6 항에 있어서,
담금질 강 절삭으로 표면을 조가공한 후 상기 연삭 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 베어링용 롤러 가공 방법.