WO1999044780A1

WO1999044780A1 - Procede et appareil de fabrication de chapeau de palier

Info

Publication number: WO1999044780A1
Application number: PCT/JP1998/000895
Authority: WO
Inventors: Hiroyuki Oguro; Akihiro Goto
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 1998-03-04
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 1999-09-10

Description

明細書軸受押えの製造方法および製造装置

この発明は鉄道車両、工作機械などに於いてころがり軸受けを所定位置に押さえるために使用される機械部品である軸受押え（スぺーサあるいはカンザ）の製造方法および製造装置に関するものである。

図 5はこの発明を適用できる軸受押えの使用状態の一例を示す概略図である。図に於いて、回転軸 1は軸受 2を介して回転自在に構造部材 3に支持されている。軸受 2は、図示の例ではボールベアリングであり、内レース 4が回転軸 1に固着され、外レース 5は構造部材 3に形成されている段付きの軸受支持穴 6内で軸受押え 7により所定位置に保持されている。この軸受押え 7は更に押え板 8により軸受支持穴 6内に保持されている。軸受押え 7は金属製の断面 L字型の環状部材で、軸受 2との接触面 9に硬度を大きくするための硬化処理を施してある。

このような軸受押え 7を製造するための従来の方法は次のようなものであった。即ち、軸受押え 7として適切な金属材料の素材から機械加工によリ図 6に示す如き断面が略 L字型の環状部材 1 1を形成する。

この環状部材に浸炭処理をして環状部材 1 1の表面に炭素を進入させて浸炭部分 1 2を形成し、次に高周波焼入をしてこの環状部材 1 1の表面を硬度 8 0 0 H V程度に硬化させて硬化部材 1 3を得る（図 7 ) 。

この硬化部材 1 3の表面を研磨し、軸受押え 7としての形状および寸法を整えるのと同時に、軸受押え 7の軸受 2に接角 iして軸受 2を支持する表面を高い精度で研磨して接触面 9を形成する（図 8 ) 。この接触面 9は、寸法精度が高く硬い表面であるので、一般の軸受押えとしての使用に充分耐えるものであり、軸受 2 に通す回転軸の振動によリ軸受 2と軸受押え 7の接触面 9との間に擦れが発生しても摩耗に耐えるものである。

し力、しな力《ら、軸受 2の利用分野によっては、この接触面 9の硬度を更に高める必要があり、このために従来は例えば P V D (物理的蒸着）法あるいは C V D (化学的蒸着）法により接触面 9にコーティング処理を施して接触面 9上に硬度の大きな被膜 1 4を形成して、図 9に示すようなより強固な被膜付き軸受押え 1 5として用いていた（図 9 ) 。

ところが、 P V D法では軸受押え 7を真空槽内に入れて処理する必要があるため、処理時間が掛リ、様々な加工や処理をした被加工物に更に別の装置を用いた処理を行うことになり、工程全体が時間を要する複雑なものとなり、必要な設備も大掛かりとなる。また、 C V D法では 5 0 0 °C乃至 1 3 0 0 °Cという高温の処理温度を用いるために、硬化部材 1 3が高温に加熱され、先に高周波焼入により 8 0 0 H V程度にした硬度が低下してしまうとともに精度良く仕上げた軸受押え 7の寸法に狂いが生じてしまい、完成した軸受押え 1 5の寸法精度が悪くなつてしまう。

更に、 0法ぉょび〇 0法のぃずれにょっても、これらの方法によって形成された被膜 1 4は、基材である接触面 9に対する密着性が低いため、比較的容易に剥離して粉塵となり、軸受 2内に侵入してその寿命を縮めることになる。日月の矛、

この発明の軸受押えの製造方法によれば、軸受と接触する接触面を持つ軸受押えの概略形を呈する金属製の環状部材を用意し、この環状部材の上に放電加工によリ硬質被膜を形成できる材質の放電加工用電極を用意し、この放電加工用電極を用いて放電加工を行い、環状部材の表面上に硬質被膜を形成することによリ軸受押え力《製造される。

硬質被膜は形成後に研磨することができる。

放電加工用電極の材質は、 W、 T i、 T a、 Z r、 S iおよび Vの炭化物、硼化物、窒化物ならびにセラミックスからなる群れから選んだ少なくとも 1つで良い。

放電加工により形成された硬質被膜の材質は、 W、 T i、 T a、 Z r、 S iおよび Vの炭化物、硼化物、窒化物ならびにセラミックスからなる群れから選んだ少なくとも 1種あるいはこれらの反応物でも良い。

またこの発明の軸受押えの製造装置は、軸受と接触する接触面を持つ軸受押えの概略形を呈する金属製の環状部材を支持する環状部材支持装置と、環状部材の接触面に対して所定の放電間隙をもって対向する位置に放電加工用電極を支持する電極支持装置とを備えている。放電加工用電極が接触面の全面を走査するように、環状部材および放電加工用電極を相対的に移動させるために駆動装置が設けられており、また、放電加工用電極および環状部材間に放電電圧を印可する放電装置を備えていて、放電加工により環状部材の表面上に硬質被膜を形成することができる。囡面のな ^日月

図 1はこの発明の軸受押え製造方法に用いられ、接触面を持つ軸受押えの概略形を呈する金属製の環状部材を示す概略側面断面図である。

図 2はこの発明の軸受押え製造方法に用いる放電加工用電極の概略斜視図である。

図 3は軸受押え製造装置を用いて環状部材に放電加工による表面処理を施して硬質被膜を形成している状態を示す概略側面断面図である。

図 4は図 3の被膜付き軸受押えを研磨して最終製品として完成した軸受押えを示す概略側面断面図である。

図 5はこの発明の軸受押えの製造方法によって製造し得る軸受押えの使用例を示す概略側面断面図である。

図 6は従来の軸受押え製造方法に用いる環状部材を示す概略側面断面図である。図 7は環状部材に浸炭処理と高周波嫉き入れをした硬化部材を示す概略側面断面図である。

図 8は硬化部材を研磨して接触面を形成した軸受押えを示す概略側面断面図であ。

図 9はコ一ティング処理によリ硬質被膜が形成された被膜付き軸受押えを示す概略側面断面図である。発明》荬施するめの最电の形熊

図 1乃至図 4にはこの発明の軸受押え製造方法の工程を概略側面断面図で示し、図 1にはこの発明の軸受押え製造方法に用いる金属製の環状部材 2 1を示す。環状部材 2 1は炭素鋼等の軸受押えとして適当な金属材料製の素材から、機械加工等により図 1に示す如く断面が略し字型で、軸受と接触する接触面 2 2を持つ軸受押えの概略形を呈する環状部材 2 1として形成したものである。

図 2には、この発明の軸受押え製造方法に用いる放電加工用電極 2 3を示す。この放電加工用電極 2 3は、環状部材 2 1の接触面 2 2の近傍に配置して間にパルス状電圧を印可する放電加工により電極材料を主成分とする後述の硬質被膜 2 4を形成できる材質である。このような放電加工用電極 2 3として適切な材質は、 W、 T i、 T a、 Z r、 S iおよび Vの炭化物、硼化物、窒化物ならびにセラミックスからなる群れから選んだ少なくとも 1つである。

図 3には、図 1に示す環状部材 2 1に図 2に示す放電加工用電極 2 3により放電加工を行い、環状部材 2 1の接角虫面 2 2上に硬質被膜 2 4を形成している状態を示す。この放電加工を行う装置はこの発明の軸受押え製造装置 2 5である。この発明の軸受押え製造装置 2 5は、軸受押えの概略形を呈する金属製の環状部材 2 1を支持する環状部材支持装置 2 6と、環状部材 2 1の接 fell面 2 2に対して例えば 1 0 m乃至数 1 O mの所定の放電間隙をもって対向する位置に放電加工用電極 2 3を支持する電極支持装置 2 7とを備えている。環状部材支持装置 2 6は環状部材 2 1をその軸心 2 8周りに回転可能に支持するターンテーブル等で良い。軸受押え製造装置 2 5は更に、放電加工用電極 2 3が接触面 2 2の全面を上方で走査するように、環状部材 2 1および放電加工用電極 2 3を相対的に移動させて、接 ftfe面 2 2の全面に亘つて表面処理を施すことができるように相対移動させる駆動装置 2 9を備えている。駆動装置 2 9は、図示の例では環状部材支持装置 2 6を軸心 2 8周りに回転させる回転駆動装置 3 0と、放電加工用電極 2 3を環状部材 2 1の半径方向に往復運動させる往復駆動装置 3 1とを備えている。軸受押え製造装置 2 5はまた、放電加工用電極 2 3と環状部材 2 1との間にパルス状の放電電圧を印可する放電装置 3 2を備えている。放電装置 3 2は、環状部材 2 1と放電電極 2 3との間に接続され、電源 3 3と、抵抗器 3 4と、制御回路 3 5によリ開閉制御される開閉器 3 6とで構成された直列回路である。

軸受押え製造装置 2 5は更に、放電間隙に水あるいは油である加工液 3 7を吹きかけるためのノズル 3 8も備えている。

このような軸受押え製造装置 2 5を用い、軸受押えの概略形に形成された環状部材 2 1を環状部材支持装置 2 6によって支持して回転駆動装置 3 0により軸心 2 8周りに回転させる。一方、放電加工用電極 2 3を電極支持装置 2 7により支持して、電極 2 3と環状部材 2 1の接触面 2 2との間に 1 0 乃至数1 0 mの放電間隙を形成するように維持しながら、往復駆動装置 3 1により放電加工用電極 2 3を環状部材 2 1の半径方向に往復運動させて、放電加工用電極 2 3が接触面 2 2の上方で全面を走査すようにする。同時にノズル 3 8から加工液 3 6 を吹きかけながら、放電装置 3 2により放電加工用電極 2 3と環状部材 2 1との間にパルス状の放電電圧を印可する。放電加工用電極 2 3は放電のエネルギによリ消耗させられて、環状部材 2 1の接触面 2 2の全面に亘つて硬質被膜 2 4が一様に形成される。

このようにして放電加工により形成された硬質被膜 2 4の材質は、 W、 T i、 T a、 Z r、 S iおよび Vの炭化物、硼化物、窒化物ならびにセラミックスからなる群れから選んだ一種あるいはこれらが放電エネルギーによる反応をして生成された反応物である。図 4には、このようにして形成された硬質被膜 2 4を有する環状部材 2 1の硬質被膜 2 4を、グラインダ、砥石等（図示してない）により研磨仕上げして完成品としての軸受押え 3 9を得た状態を示す。 ±の 1 可

以上の説明の通り、この発明の軸受押え製造方法は、軸受と接触する接触面を持つ軸受押えの概略形を呈する金属製の環状部材の表面上に放電加工用電極を用いて放電加工によリ硬質被膜を形成する軸受押えの製造方法であり、硬質被膜を研磨することもできる。また、放電加工用電極の材質を、 W、 T i、 T a、 Z 、 S iおよび Vの炭化物、硼化物、窒化物ならびにセラミックスからなる群れから選んだ少なくとも 1つにすることもできる。また、放電加工により形成された硬質被膜の材質が、 W、 T i、 T a、 Z r、 S iおよび Vの炭化物、硼化物、窒化物ならびにセラミックスからなる群れから選んだ少なくとも 1つあるいはそれらの反応物である。従って、従来硬度の大きな軸受押えを製造するために必要であった浸炭処理、高周波焼入、高精度の研磨、 P V D法あるいは C V D法による処理が不必要であって、工程数が少なく、処理時間が短く、必要な設備も簡易である。また、 P V Dの高温処理により一旦高めた硬度が低下することがなく、寸法に狂いが生ずることも無く、硬質被膜が剥離して粉塵となり、軸受の寿命を縮めることがない。

更に、この発明の軸受押え製造装置は、軸受と接触する接触面を持つ軸受押えの概略形を呈する金属製の環状部材を支持する環状部材支持装置と、環状部材の接触面に対して所定の放電間隙をもって対向する位置に放電加工用電極を支持する電極支持装置と、放電加工用電極が接触面の全面を走査するように、環状部材および放電加工用電極を相対的に移動させる駆動装置と、放電加工用電極および環状部材間に放電電圧を印可する放電装置とを備えている。従って、この発明の軸受押えを容易に効率よく高品質で製造できる。

Claims

請求の範囲

1 . 軸受と接触する接触面を持つ軸受押えの概略形を呈する金属製の環状部材を用意する工程と、上記環状部材の上に放電加工によリ硬質被膜を形成できる材質の放電加工用電極を用意する工程と、上記電極を用いた放電加工によリ上記環状部材の表面上に硬質被膜を形成する工程とを備えた軸受押えの製造方法。

2 . 上記硬質被膜を研磨する工程を備えた請求項 1記載の軸受押えの製造方法。

3 . 放電加工用電極の材質が、 W、 T i、 T a、 Z r、 S iおよび Vの炭化物、硼化物、窒化物ならびにセラミックスからなる群れから選んだ少なくとも 1つである請求項 1記載の軸受押えの製造方法。

4 . 上記放電加工により形成された硬質被膜の材質が、 W、 T i、 T a、 Z r S iおよび Vの炭化物、硼化物、窒化物ならびにセラミックスからなる群れから選んだ少なくとも 1つあるいはそれらの反応物である請求項 1記載の軸受押えの製造方法。

5 . 軸受と接触する接触面を持つ軸受押えの概略形を呈する金属製の環状部材を支持する環状部材支持装置と、上記環状部材の上記接触面に対して所定の放電間隙をもって対向する位置に放電加工用電極を支持する電極支持装置と、上記放電加工用電極が上記接触面の全面を走査するように、上記環状部材および上記放電加工用電極を相対的に移動させる駆動装置と、上記放電加工用電極および上記環状部材間に放電電圧を印可する放電装置とを備え、放電加工によリ上記環状部材の表面上に硬質被膜を形成する軸受押えの製造装置。