WO2017073325A1 - 軌道輪の製造方法、複列円すいころ軸受およびその製造方法 - Google Patents

軌道輪の製造方法、複列円すいころ軸受およびその製造方法 Download PDF

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鳥澤　秀斗
敬史 結城
大木　力
和寛 八木田
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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a race, a double row tapered roller bearing, and a method of manufacturing the same.
  • a bearing for a wind power generator for example, a main bearing that supports a shaft that transmits the rotational power of the blade, in addition to the load component caused by the weight of the blade and the rotor, the load component caused by the wind load also acts. That is, an axial load acts on the bearing in addition to the radial load. Therefore, it has been conventionally proposed to use a double-row tapered roller bearing as a bearing for a wind power generator (see, for example, JP-T-2008-546948).
  • a plurality of bolt holes are formed in the outer ring of a double row tapered roller bearing applied to a wind power generator, and the bolt holes are inserted through the outer ring. It is fixed to surrounding parts such as a wind power generator housing with bolts. Similarly, a bolt hole may be formed on the inner ring of the double row tapered roller bearing.
  • the plurality of bolt holes formed in the outer ring or the like requires high positional accuracy in order to accurately fix the double row tapered roller bearing to the surrounding parts. Therefore, if the bolt hole is formed after the heat treatment for the outer ring or the like is completed, there is no need to consider the deformation of the outer ring accompanying the heat treatment as in the case of forming the bolt hole before the heat treatment, and the work efficiency is also improved. Can be made. On the other hand, if the hardness of the outer ring or the like is increased by heat treatment, the machinability is lowered and machining becomes difficult. That is, when bearing steel is used as a material for an outer ring or the like and general quenching is performed as a heat treatment, there is a problem that it is difficult to process the above-described bolt hole.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a double-row tapered roller bearing with reduced manufacturing costs.
  • a method of manufacturing a bearing ring according to the present disclosure is a method of manufacturing a bearing ring of a double-row tapered roller bearing, in which a step of preparing a molded body, a step of forming a heating region, and heating of the molded body are stopped. A step of maintaining the state and a step of cooling.
  • a formed body is prepared, which is made of steel and has an annular groove formed on the outer peripheral surface, the bottom surface of which should be the rolling surface of the race.
  • the heating region including the bottom surface of the groove and heated to a temperature of A 1 point or higher is formed by induction heating of the molded body.
  • the entire heating region is simultaneously cooled to a temperature below the M s point.
  • the step of holding the molded body in a state where heating is stopped is performed after the step of forming the heating region and before the step of cooling.
  • the temperature variation in the circumferential direction in the heating region is suppressed to 20 ° C. or less.
  • a method of manufacturing a double-row tapered roller bearing according to the present disclosure includes a step of preparing a bearing ring, a step of preparing a tapered roller, and a step of assembling a double-row tapered roller bearing by combining the bearing ring place. .
  • the bearing ring is manufactured by the above-described manufacturing method of the bearing ring.
  • a method of manufacturing a bearing ring according to the present disclosure is a method of manufacturing a bearing ring of a double-row tapered roller bearing, in which a step of preparing a molded body, a step of forming a heating region, and heating of the molded body are stopped. A step of maintaining the state and a step of cooling.
  • % Of manganese 0.43 to 0.65 mass% carbon, 0.15 to 0.35 mass% silicon, and 0.60 to 1.10 mass%.
  • % Of manganese 0.30% by mass or more and 1.20% by mass or less of chromium, and 0.15% by mass or more and 0.75% by mass or less of molybdenum, and the balance iron and impurities.
  • a molded body in which an annular groove whose bottom surface is to be the rolling surface of the race is formed on the outer peripheral surface is prepared.
  • the heating region including the bottom surface of the groove and heated to a temperature of A 1 point or higher is formed by induction heating of the molded body.
  • the cooling step the entire heating region is simultaneously cooled to a temperature below the M s point.
  • the step of holding the molded body in a state where heating is stopped is performed after the step of forming the heating region and before the step of cooling. In the holding step, the temperature variation in the circumferential direction in the heating region is suppressed to 20 ° C. or less.
  • a formed body is prepared, which is made of a steel containing the remaining iron and impurities and having an annular groove formed on the outer peripheral surface of the bottom surface of the bearing ring.
  • the heating region including the bottom surface of the groove and heated to a temperature of A 1 point or higher is formed by induction heating of the molded body.
  • the entire heating region is simultaneously cooled to a temperature below the M s point.
  • the step of holding the molded body in a state where heating is stopped is performed after the step of forming the heating region and before the step of cooling.
  • the temperature variation in the circumferential direction in the heating region is suppressed to 20 ° C. or less.
  • the double-row tapered roller bearing according to the present disclosure includes an outer ring that is a raceway having an annular shape, an inner ring that is disposed on the inner peripheral side of the outer ring and has a ring shape, and rollers.
  • the inner ring has two rows of grooves with the bottom surface serving as a rolling surface on the outer peripheral surface facing the outer ring.
  • the roller is a conical roller that is disposed in the groove so as to be in contact with the rolling surface of the inner ring and is in contact with the outer ring.
  • the region adjacent to the groove is a hardened region extending from the inner peripheral surface of the groove to the region, and is disposed at a position farther from the groove than the hardened region and has a lower hardness than the hardened region. And a cured region.
  • the inner ring is composed of 0.43% to 0.65% carbon, 0.15% to 0.35% silicon, 0.60% to 1.10% manganese. And 0.30% by mass or more and 1.20% by mass or less of chromium and 0.15% by mass or more and 0.75% by mass or less of molybdenum, and the balance iron and impurities are used.
  • the double-row tapered roller bearing according to the present disclosure includes an outer ring that is a raceway having an annular shape, an inner ring that is disposed on the inner peripheral side of the outer ring and has a ring shape, and rollers.
  • the inner ring has two rows of grooves with the bottom surface serving as a rolling surface on the outer peripheral surface facing the outer ring.
  • the roller is a conical roller that is disposed in the groove so as to be in contact with the rolling surface of the inner ring and is in contact with the outer ring.
  • the region adjacent to the groove is a hardened region extending from the inner peripheral surface of the groove to the region, and is disposed at a position farther from the groove than the hardened region and has a lower hardness than the hardened region. And a cured region.
  • the inner ring is composed of 0.43% to 0.65% carbon, 0.15% to 0.35% silicon, 0.60% to 1.10% manganese. 0.30 mass% or more and 1.20 mass% or less of chromium, 0.15 mass% or more and 0.75 mass% or less of molybdenum, and 0.35 mass% or more and 0.75 mass% or less of nickel And it is comprised from the steel which consists of remainder iron and impurities.
  • FIG. 2 is a partial schematic cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG. It is a schematic diagram for demonstrating the wind power generator to which the double row tapered roller bearing shown in FIG. 1 is applied. It is a flowchart which shows the outline of the manufacturing method of the race of the double row tapered roller bearing shown in FIG. 1, and a double row tapered roller bearing. It is a cross-sectional schematic diagram of a molded object. It is a partial cross section schematic diagram of a molded object. It is a schematic diagram for demonstrating a hardening hardening process.
  • FIG. 8 is a schematic sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
  • FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a first example of a quench hardening process in the second embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a second example of a quench hardening process in the second embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a quench hardening process in a third embodiment. It is a partial cross-section schematic diagram of the bearing ring as a comparative example.
  • the double-row tapered roller bearing shown in FIG. 1 and FIG. 2 includes an outer ring 2 that is a race ring having an annular shape, and an inner ring 5 that is disposed on the inner peripheral side of the outer ring 2 and is a race ring having an annular shape.
  • a plurality of rollers 6 as rolling elements and a cage 7 that prescribes the arrangement of the plurality of rollers 6 are mainly provided.
  • Bolt holes 8 are formed in the outer ring 2.
  • the bolt hole 8 is formed to extend along the thrust direction of the double row tapered roller bearing.
  • the outer ring 2 is formed with two rolling surfaces on the inner peripheral surface thereof.
  • the two rolling surfaces include a hardened region 15. Further, the portion other than the portion where the hardened region 15 is formed in the outer ring 2 is a non-hardened region 18 having a hardness lower than that of the hardened region 15.
  • the inner ring 5 includes two inner ring members 3 a and 3 b and an inner ring spacer 4.
  • the two inner ring members 3a and 3b each have an annular shape.
  • the inner ring spacer 4 has an annular shape and is disposed between the inner ring members 3a and 3b.
  • the inner ring spacer 4 may not be provided.
  • a groove 19 having a bottom surface serving as a rolling surface is formed on the outer peripheral surface 16 facing the outer ring 2. That is, the inner ring 5 is formed with two rows of grooves 19.
  • the outer peripheral surface 16 means a surface portion extending along the central axis of the roller 6 in the inner ring members 3a and 3b.
  • the roller 6 is disposed inside the groove 19 so as to be in contact with the rolling surface of the inner ring 5 and is in contact with the outer ring 2.
  • the roller 6 is a conical roller.
  • a non-cured region 18 having a lower hardness than the cured region 15.
  • the region adjacent to the groove 19 on the outer peripheral surface 16 of the inner ring 5 shown in FIG. 2 is a region that sandwiches the groove 19 in the direction along the central axis 25 of the inner ring 5 and extends along the central axis of the roller 6.
  • the outer peripheral surface 16 of the inner ring 5 is adjacent to the annular groove 19 and has a hardened region 15 formed along the groove 19.
  • the boundary 17 between the hardened region 15 and the non-hardened region 18 is annularly arranged along the groove 19.
  • the hardened region 15 is formed so as to extend from the bottom and side surfaces of the groove 19 to the outer peripheral surface 16.
  • the angle ⁇ between the bottom surface of the groove 19 which is a rolling surface and the central axis 25 of the inner ring 5 is 40 ° or more and 50 ° or less. Further, the angle ⁇ may be 45 °.
  • the outer peripheral surface 16 of the inner ring 5 includes the non-cured region 18, so that machining such as drilling can be easily performed on the non-cured region 18. It can be carried out.
  • wheel 2 similarly has the non-hardening area
  • the angle ⁇ between the bottom surface of the groove 19 that is a rolling surface and the central shaft 25 of the inner ring 5 is 40 ° or more and 50 ° or less, and therefore only the double row tapered roller bearing 1.
  • a large working point distance can be obtained. For this reason, by applying the double-row tapered roller bearing 1 as a main shaft bearing of a wind power generator, a plurality of cylindrical roller bearings are applied as main shaft bearings. The size of the bearing portion can be reduced.
  • the wind power generator 10 mainly includes a main shaft 22, a blade 30, a speed increaser 40, a generator 50, and a main bearing 60.
  • the speed increaser 40, the generator 50 and the main bearing 60 are stored in the nacelle 90.
  • the nacelle 90 includes a housing and is supported by the tower 100. That is, the nacelle 90 is provided in the upper end part of the tower 100 of a wind power generator.
  • a plurality of blades 30 are attached to the rotor head 20 connected to the tip of the main shaft 22.
  • the main shaft 22 is supported inside the nacelle 90. The rotation of the main shaft 22 is transmitted to the generator 50 via the speed increaser 40.
  • the main shaft 22 is fixed so as to penetrate the inner ring of the main bearing 60, enters the nacelle 90 from the rotor head 20, and is connected to the input shaft of the speed increaser 40.
  • the main shaft 22 is rotatably supported by a main bearing 60.
  • the main shaft 22 transmits the rotational torque generated by the blade 30 receiving wind force to the input shaft of the speed increaser 40.
  • the blade 30 converts wind force into rotational torque and transmits it to the main shaft 22.
  • the main bearing 60 is fixed in the nacelle 90 and rotatably supports the main shaft 22. More specifically, the outer ring of the main bearing 60 is fixed to the housing of the nacelle 90.
  • the main bearing 60 is constituted by the double row tapered roller bearing 1 shown in FIGS. 1 and 2. Further, the double row tapered roller bearing 1 shown in FIGS. 1 and 2 used as the main bearing 60 is fixed to the nacelle 90 by a bolt inserted into the bolt hole 8 of the outer ring 2 shown in FIG.
  • the speed increaser 40 is provided between the main shaft 22 and the generator 50, and increases the rotational speed of the main shaft 22 to output to the generator 50.
  • the speed increaser 40 is configured by a gear speed increasing mechanism including a planetary gear, an intermediate shaft, a high speed shaft, and the like.
  • the generator 50 is connected to the output shaft 61 of the speed increaser 40, and generates power by the rotational torque received from the speed increaser 40.
  • the generator 50 is constituted by, for example, an induction generator.
  • the wind power generator is configured to be able to perform a yaw motion that rotates the nacelle 90 according to the wind direction with respect to the tower 100 fixed on the ground.
  • the nacelle 90 is rotated so that the blade 30 side is located on the windward side.
  • the wind power generator 10 may be configured to obtain an appropriate rotation by changing the angle (hereinafter referred to as pitch) of the blade 30 with respect to the wind direction according to the strength of the wind force.
  • pitch may be controlled.
  • each blade 30 may be controlled to swing several degrees even during one rotation of the main shaft 22. In this way, the amount of energy that can be obtained from the wind can be adjusted.
  • the wind receiving surface also referred to as a blade surface or a blade surface
  • the wind receiving surface of the blade is made parallel to the wind direction in order to suppress the rotation of the windmill.
  • a molded body preparation step is first performed as a step (S10).
  • a steel material having an arbitrary composition suitable for induction hardening for example, 0.43% to 0.65% carbon, and 0.15% to 0.35% by mass.
  • a steel material containing molybdenum and the balance iron and impurities is prepared, and by performing processing such as forging and turning, a molded body having a shape corresponding to the shape of a desired inner ring is produced.
  • a molded body corresponding to the shape of the inner ring having an inner diameter of 1000 mm or more is produced.
  • a steel material in which 0.35 mass% or more and 0.75 mass% or less of nickel is added in addition to the above alloy components is adopted. Also good.
  • the steel satisfying the above component composition include JIS standards S53C, SUP13, SCM445, SAE standard 8660H and the like.
  • the molded body is made of steel, and an annular groove 19 whose bottom surface is to be the rolling surface 11 of the race is formed on the outer peripheral surface.
  • the region adjacent to the groove 19 includes surplus portions 12 and 13 that extend outward from the position indicated by the dotted line 14 that should be the outer peripheral surface of the raceway ring (inner ring member 3b).
  • the thickness of the surplus portion 12 in the direction along the central axis of the molded body can be set to, for example, 1 mm or more and 5 mm or less.
  • the thickness of the surplus part 13 in the radial direction perpendicular to the central axis of the molded body can be set to, for example, 1 mm or more and 5 mm or less.
  • a normalizing step is performed as a step (S20).
  • the cooling rate at the time of cooling in the normalizing process may be a cooling rate at which the steel constituting the formed body is not transformed into martensite, that is, a cooling rate lower than the critical cooling rate.
  • the hardness of the molded body after the normalizing treatment is high when the cooling rate is large, and is low when the cooling rate is small. Therefore, desired hardness can be imparted to the molded body by adjusting the cooling rate.
  • This quench hardening process includes an induction heating process performed as a process (S30), a heating stop holding process performed as a process (S35), and a cooling process performed as a process (S40).
  • the coil 121 as the induction heating coil is formed on a part of the rolling surface 11 (annular region) that is a surface on which the rolling element should roll in the molded body. Arranged to face.
  • the induction heating region 121A which is a region that faces the rolling surface 11 and contributes to the heating of the rolling surface 11 in the coil 121, is included in the same plane as shown in FIGS. That is, the area
  • the compact is rotated around the central axis, specifically in the direction of the arrow ⁇ , and a high frequency current is supplied to the coil 121 from a power source (not shown).
  • a high frequency current is supplied to the coil 121 from a power source (not shown).
  • the surface layer region including the rolling surface 11 of the formed body is induction-heated to a temperature of A 1 point or more, and an annular heating region along the rolling surface 11 is formed.
  • the temperature of the surface of the rolling surface 11 is measured and managed by a thermometer 122 such as a radiation thermometer.
  • Specific conditions for induction hardening can be appropriately set in consideration of conditions such as the size, thickness, material, and power source capacity of the race (molded body). Specifically, for example with reference to FIG.
  • the outer d 1 is 2000 mm
  • the inner diameter d 2 is 1860Mm
  • width t is induction hardening the rolling surface 11 of the molded body of 100 mm
  • the frequency of the power supply can be 3 kHz
  • the total heating value by induction heating can be 250 kW.
  • the molded body in which the heating region is formed in the step (S30) is held in a state where heating is stopped.
  • the step (S35) is performed after the induction heating is completed and before cooling to a temperature equal to or lower than the M S point in order to suppress the temperature variation in the circumferential direction. More specifically, under the shape of the molded body and the heating conditions, for example, by maintaining the state where the heating is stopped for 3 seconds after the heating is completed, the temperature variation in the circumferential direction on the surface of the heated region is changed. It can suppress to about 20 degrees C or less.
  • step (S40) for example, water as a cooling liquid is sprayed on the entire formed body including the heating region formed in the step (S30), so that the entire heating region is equal to or lower than the MS point. At the same time to be cooled. Thereby, a heating area
  • induction hardening is performed and the quench hardening process is completed.
  • a tempering step is performed as a step (S50).
  • the molded body quenched and hardened in steps (S30) and (S40) is charged into, for example, a furnace, heated to a temperature of A 1 point or less, and held for a predetermined time.
  • the tempering process is performed.
  • a finishing step is performed as a step (S60).
  • the shape of the inner ring member 3a is adjusted by removing the surplus portions 12 and 13 of the molded body as shown in FIG. 9, and other necessary processing, for example, polishing processing for the rolling surface 11 is performed. Finishing processing such as is carried out.
  • the inner ring member 3a constituting the inner ring of the double row tapered roller bearing is completed.
  • the inner ring member 3a has an inner diameter of 1000 mm or more, and a hardened and hardened layer is uniformly formed along the entire rolling surface 11 by induction hardening.
  • the inner ring member 3a is removed from the groove 19 on the outer peripheral surface 16 of the inner ring member 3a by removing the surplus portions 12 and 13 after heat treatment as described above (in FIG. 9, from the groove 19 on the outer peripheral surface 16).
  • the hardened region 15 and the non-hardened region 18 are exposed in a region located near the center axis of the inner ring member 3a. Therefore, by detecting that the hardened region 15 and the non-hardened region 18 are formed on the outer peripheral surface 16 of the inner ring member 3a, the inner ring member 3a uses the raceway manufacturing method according to the present disclosure described above. Whether it is manufactured or not can be easily detected.
  • the width of the hardened region 15 on the outer peripheral surface 16, that is, the distance from the opening end of the groove 19 to the end of the hardened region 15 can be 2 mm or more and 10 mm or less.
  • both the hardened region 15 and the non-hardened region 18 are formed only in the region located near the central axis of the inner ring member 3 a when viewed from the groove 19 on the outer peripheral surface 16. Only the cured region 15 is exposed in the region located on the outer peripheral side as viewed from 19.
  • both the cured region 15 and the non-cured region 18 may be exposed only in the region on the outer peripheral side of the inner ring member 3 a as viewed from the groove 19. Both the area on the outer peripheral side as viewed from 19 and the area located near the central axis may be used.
  • the outer ring 2 in the inner ring member 3a as shown in FIG. A hardened region 15 is formed on the entire outer peripheral surface 16 which is an opposing surface. This is because the entire outer peripheral surface 16 of the inner ring member 3a is heated by induction heating because the surplus portions 12 and 13 do not exist.
  • an assembly process is performed as a process (S70).
  • the inner ring member 3a produced as described above and the inner ring member 3b and the outer ring 2 produced in the same manner as the inner ring member 3a are separately prepared as rollers 6 (FIG. 2), a cage 7 (see FIG. 2), an inner ring spacer 4 (see FIG. 2), and the like, thereby assembling the double row tapered roller bearing 1 as shown in FIGS.
  • the manufacturing method of the double row tapered roller bearing in the present embodiment is completed. From a different point of view, the manufacturing method of the double-row tapered roller bearing 1 shown in FIGS.
  • the bearing rings (inner ring members 3a, 3b) are manufactured by the above-described manufacturing method of the bearing rings.
  • the molded body is heated by relatively rotating the coil 121 arranged so as to face a part of the rolling surface 11 of the molded body along the circumferential direction. A region is formed. Therefore, it is possible to employ a small coil 121 with respect to the outer shape of the molded body, and the manufacturing cost of the quenching apparatus can be suppressed even when a large molded body is hardened by hardening. Moreover, in this Embodiment, the whole heating area
  • region 15 which is a cyclic
  • steel having an appropriate component composition that can realize sufficiently high hardness by quench hardening and suppress quench cracking while ensuring high hardenability is adopted as a material. ing.
  • the inner ring manufacturing method according to the present embodiment can uniformly form a hardened hardened layer along the rolling surface by induction hardening while suppressing the manufacturing cost of the quenching apparatus. It is a manufacturing method of a simple bearing ring.
  • the said process (S20) is not an essential process in the manufacturing method of the bearing ring of this invention
  • region other than a hardening hardening layer) of the bearing ring manufactured by implementing this is carried out.
  • the hardness of can be adjusted.
  • the adjustment of the hardness of the non-cured region can be achieved by performing a quenching process and a tempering process instead of the step (S20).
  • steel having the above-described component composition having a relatively high carbon content and high hardenability is adopted as a material, and therefore, cracking is likely to occur. Therefore, it is preferable to carry out a normalizing process as the step (S20) for adjusting the hardness of the non-cured region.
  • step (S30) a coil 121 having a shape in which the induction heating region is included in the same plane is used. Therefore, even when quenching the molded bodies (inner rings) 10 having different sizes and shapes, coils corresponding to the shapes of the respective molded bodies (inner rings) are not necessary, and the manufacturing cost of the quenching apparatus can be reduced. it can. Further, in the present embodiment, in the step (S35), the molded body is held in a state where heating is stopped. Therefore, temperature variations in the circumferential direction of the molded body can be suppressed.
  • the hardened hardened layer is uniformly formed along the rolling surface by induction hardening while suppressing the manufacturing cost of the quenching apparatus. can do.
  • a rolling bearing including a bearing ring in which a hardened hardened layer is uniformly formed over the entire circumference along the rolling surface by induction hardening is manufactured at low cost. can do.
  • the normalizing process implemented as said process (S20) is not an essential process in the manufacturing method of the bearing ring of this invention, However, Implementing this suppresses generation
  • the hardness of the molded body made of steel such as S53C, SUP13, SCM445, SAE standard 8660H can be adjusted.
  • shot blasting may be performed while the molded body is cooled by spraying hard particles together with gas on the molded body.
  • the shot blast process can be performed simultaneously with the blast cooling during the normalizing process, the scale generated in the surface layer portion of the molded body is removed, and the characteristics of the inner ring member 3a resulting from the generation of the scale.
  • the decrease in thermal conductivity due to the decrease and scale generation is suppressed.
  • grains projection material
  • grains which consist of steel, cast iron, etc. are employable, for example.
  • the molded body may be rotated at least once, but it is preferable to rotate a plurality of times in order to suppress temperature variation in the circumferential direction and achieve more uniform quench hardening. . That is, it is preferable that the coil 121 as the induction heating coil relatively rotate two or more times along the circumferential direction of the rolling surface 11 of the molded body. Thereby, the dispersion
  • the method for manufacturing a bearing ring according to the present disclosure shown in FIGS. 4 to 9 is a method for manufacturing a bearing ring of a double-row tapered roller bearing, and includes a step of preparing a molded body as described above (S10), and heating. A step of forming a region (S30), a step of holding the molded body in a state where heating is stopped (S35), a step of cooling (S40), and a step of removing (S60) are provided.
  • a formed body is prepared which is made of steel and has a bottom surface formed with an annular groove 19 to be the rolling surface 11 of the race.
  • the formed body is induction-heated to form a heating region including the bottom surface of the groove 19 and heated to a temperature of A 1 point or higher.
  • the step (S35) of holding the molded body in a state where heating is stopped is performed after the step (S30) of forming the heating region and before the step of cooling (S40).
  • the cooling step (S40) the entire heating region is simultaneously cooled to a temperature not higher than the Ms point.
  • the region adjacent to the groove 19 in the molded body includes surplus portions 12 and 13 that extend outward from the position that should be the outer peripheral surface of the race.
  • the surplus portions 12, 13 are removed from the molded body.
  • the quenching process is performed in a state where the surplus portions 12 and 13 are present adjacent to the groove 19 to be heated, the opening end portion of the groove 19 when there is no surplus portions 12 and 13, that is, the groove
  • the connection part (corner part) between the inner peripheral surface of 19 and the outer peripheral surface of the inner ring member 3a as a raceway ring is overheated or cooled down, thereby reducing the possibility of occurrence of defects such as burning cracks in the part. . That is, the above-described surplus portions 12 and 13 are formed, so that the heating state and the cooling state around the groove 19 in the heating region forming step (S30) and the cooling step (S40) are made uniform. be able to. If it says from a different viewpoint, generation
  • the molded body may have an annular shape as shown in FIG.
  • the surplus portions 12 and 13 of the molded body may be arranged in an annular shape so as to sandwich the groove 19 in the central axis direction of the molded body.
  • the surplus portions 12 and 13 are disposed so as to be adjacent to the entire circumference of the groove 19, it is possible to suppress the occurrence of uneven quenching of the entire groove 19.
  • an angle ⁇ (see FIG. 2) formed by the bottom surface of the groove 19 of the molded body and the central axis may be 40 ° or more and 50 ° or less.
  • the portion adjacent to the groove 19 and the groove on the outer circumferential surface of the raceway ring is in the numerical range as described above. Differences easily occur in the heating state and cooling state during the quenching process between the portion connected to the bottom surface of 19. Therefore, the track ring manufacturing method according to the present disclosure is particularly effective.
  • a molded body (S10), carbon of 0.43% to 0.65% by mass and silicon of 0.15% to 0.35% by mass are prepared. 0.60% by mass to 1.10% by mass manganese, 0.30% by mass to 1.20% by mass chromium, and 0.15% by mass to 0.75% by mass molybdenum.
  • a formed body may be prepared which is contained and made of steel composed of the remaining iron and impurities.
  • a process (S10) which prepares a molded object 0.43 mass% or more and 0.65 mass% or less carbon, and 0.15 mass% or more and 0.35 mass% or less. Silicon, 0.60 mass% or more and 1.10 mass% or less manganese, 0.30 mass% or more and 1.20 mass% or less chromium, and 0.15 mass% or more and 0.75 mass% or less molybdenum
  • the compact which is 0.35 mass% or more and 0.75 mass% or less of nickel, and consists of steel which consists of remainder iron and an impurity may be prepared.
  • Carbon 0.43 mass% or more and 0.65% mass% or less
  • the carbon content greatly affects the hardness of the raceway of the raceway after quench hardening. If the carbon content of the steel constituting the bearing ring is less than 0.43 mass%, it may be difficult to impart sufficient hardness to the rolling surface after quench hardening. On the other hand, when the carbon content exceeds 0.65% by mass, there is a concern about generation of cracks (quenching cracks) during quench hardening. Therefore, the carbon content is preferably 0.43% by mass or more and 0.65% by mass or less.
  • Silicon 0.15 mass% or more and 0.35 mass% or less Silicon contributes to the improvement of the temper softening resistance of steel.
  • the silicon content of the steel constituting the raceway is less than 0.15% by mass, the temper softening resistance becomes insufficient, and the rolling surface of the raceway surface is increased due to tempering after quench hardening and temperature rise during use of the raceway. Hardness can be significantly reduced.
  • the silicon content exceeds 0.35% by mass, the hardness of the material before quenching increases, and the workability in cold working when forming the material into a raceway ring may be reduced. Therefore, the silicon content is preferably 0.15% by mass or more and 0.35% by mass or less.
  • Manganese 0.60% by mass or more and 1.10% by mass or less Manganese contributes to improvement of hardenability of steel. If the manganese content is less than 0.60% by mass, this effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the manganese content exceeds 1.10% by mass, the hardness of the material before quenching increases, and the workability in cold working decreases. Therefore, the manganese content is preferably 0.60% by mass or more and 1.10% by mass or less.
  • Chromium 0.30% by mass or more and 1.20% by mass or less Chromium contributes to improvement of hardenability of steel. If the chromium content is less than 0.30% by mass, this effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the chromium content exceeds 1.20% by mass, there arises a problem that the material cost increases. Therefore, the chromium content is preferably 0.30% by mass or more and 1.20% by mass or less.
  • Molybdenum 0.15 mass% or more and 0.75 mass% or less Molybdenum also contributes to improving the hardenability of the steel. If the molybdenum content is less than 0.15% by mass, this effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the molybdenum content exceeds 0.75% by mass, there arises a problem that the material cost increases. Therefore, the molybdenum content is preferably 0.15% by mass or more and 0.75% by mass or less.
  • Nickel 0.35 mass% or more and 0.75 mass% or less Nickel also contributes to improvement of hardenability of steel.
  • Nickel is not an essential component in the steel constituting the raceway ring of the present invention, but may be added when the steel constituting the raceway ring requires particularly high hardenability, such as when the outer shape of the raceway ring is large. it can. If the nickel content is less than 0.35% by mass, the effect of improving hardenability cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if the nickel content exceeds 0.75% by mass, the amount of retained austenite after quenching increases, which may cause a decrease in hardness and a decrease in dimensional stability. Therefore, it is preferable that nickel is added to the steel constituting the race in a range of 0.35 mass% to 0.75 mass%.
  • the above-described method for manufacturing a bearing ring further includes a step of performing a normalizing process on the formed body before the step of forming the heating region.
  • a raceway ring that is manufactured by partially quenching and hardening the region including the rolling surface by induction hardening, it has a hardness that can secure a predetermined strength even in a region that is not hardened (non-hardened region). Need to be. And in order to ensure predetermined
  • the shot blasting process may be performed while the molded body is cooled by spraying hard particles together with gas on the molded body.
  • the double row tapered roller bearing manufacturing method shown in FIG. 1 and FIG. 2 assembles a double row tapered roller bearing by combining the step of preparing the race ring, the step of preparing the tapered roller, and the race ring place.
  • the inner ring members 3a and 3b constituting the bearing ring are manufactured by the method for manufacturing the bearing ring. In this way, it is possible to obtain the double-row tapered roller bearing 1 including the inner ring members 3a and 3b having sufficient characteristics without causing defects such as burning cracks and without increasing the manufacturing cost. .
  • Embodiment 2 which is another embodiment of the present invention will be described.
  • the manufacturing method of the inner ring and the rolling bearing in the second embodiment is basically performed in the same manner as in the first embodiment and has the same effects. However, the manufacturing method of the inner ring and the rolling bearing in the second embodiment is different from that in the first embodiment in the arrangement of the coil 121 in the step (S30).
  • a pair of coils 121 is arranged with the molded body interposed therebetween.
  • the molded body is rotated in the direction of the arrow ⁇ , and a high frequency current is supplied to the coil 121 from a power source (not shown).
  • a power source not shown.
  • the surface layer region including the rolling surface 11 of the formed body is induction-heated to a temperature of A 1 point or more, and an annular heating region 11A along the rolling surface 11 is formed.
  • a plurality of (three or more: six in this case) coils are formed along the rolling surface 11 formed on the outer peripheral surface of the molded body.
  • 121 is arranged.
  • the molded body is rotated in the direction of arrow ⁇ , and a high frequency current is supplied to the coil 121 from a power source (not shown).
  • the surface layer region including the rolling surface 11 of the formed body is induction-heated to a temperature equal to or higher than the A1 point, and an annular heating region 11A along the rolling surface 11 is formed.
  • the method for manufacturing the inner ring of the rolling bearing according to the second embodiment suppresses variation in temperature in the circumferential direction, and achieves uniform firing.
  • This is a method for manufacturing a raceway ring that can be cured.
  • the coils 121 are preferably arranged at equal intervals in the circumferential direction of the molded body.
  • Embodiment 3 which is still another embodiment of the present invention will be described.
  • the inner ring manufacturing method according to the third embodiment is basically performed in the same manner as in the first and second embodiments, and has the same effects.
  • the inner ring manufacturing method in the third embodiment is different from the first and second embodiments in the arrangement of the thermometer 122 in the step (S30).
  • the temperatures at a plurality of locations (here, 4 locations) of the rolling surface 11 that is the heating region are measured. More specifically, in the step (S30) of the third embodiment, a plurality of thermometers 122 are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the rolling surface 11 of the molded body.
  • the molded body may be fixed and the coil 121 may be rotated in the circumferential direction of the molded body.
  • the coil 121 may be relatively rotated along the circumferential direction of the molded body by rotating both of the molded bodies.
  • the coil 121 since the coil 121 requires wiring for supplying current to the coil 121, it is often reasonable to fix the coil 121 as described above.
  • the length of the coil 121 as the induction heating member in the circumferential direction of the molded body can be appropriately determined so as to achieve efficient and uniform heating.
  • the length of the region to be heated is 1 /
  • the length can be about 12, that is, the central angle with respect to the central axis of the compact (orbital ring) is 30 °.
  • the ring-shaped member to which the present invention is applicable is not limited thereto, For example, it may be an outer ring of a radial type rolling bearing or a raceway ring of a thrust type bearing.
  • the ring-shaped member to which the present invention can be applied is not limited to the bearing ring, and the present invention can be applied to heat treatment and production of various ring-shaped members made of steel.
  • the coil 121 may be disposed so as to face the rolling surface formed on the inner peripheral side of the molded body. Further, in the step (S30), for example, when heating the bearing ring of the thrust type rolling bearing, the coil 121 may be disposed so as to face the rolling surface formed on the end surface side of the molded body.
  • This embodiment is particularly advantageously applied to a double-row tapered roller bearing applied to a wind power generator.

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Abstract

製造コストが抑制された複列円すいころ軸受を提供するための、複列円すいころ軸受の軌道輪の製造方法であって、成形体を準備する工程と、加熱領域を形成する工程と、成形体を加熱が停止された状態に保持する工程と、冷却する工程とを備える。成形体を準備する工程では、鋼から構成され、底面が軌道輪の転走面（１１）となるべき環状の溝（１９）が外周面に形成された成形体を準備する。加熱領域を形成する工程では、成形体を誘導加熱することにより、溝（１９）の底面を含み、Ａ１点以上の温度に加熱された加熱領域を形成する。冷却する工程では、加熱領域全体をＭｓ点以下の温度に同時に冷却する。成形体を加熱が停止された状態に保持する工程は、加熱領域を形成する工程の後、冷却する工程の前に実施される。保持する工程においては、加熱領域における周方向の温度のばらつきが２０℃以下にまで抑制される。

Description

軌道輪の製造方法、複列円すいころ軸受およびその製造方法
　この発明は、軌道輪の製造方法、複列円すいころ軸受およびその製造方法に関する。
　風力発電機用の軸受、たとえばブレードの回転動力を伝達する軸を支持する主軸受については、ブレードやロータの自重に起因する荷重成分の他、風荷重に起因する荷重成分も作用する。つまり、当該軸受にはラジアル荷重に加えてアキシアル荷重も作用する。そのため、従来、風力発電機用の軸受として、複列円すいころ軸受を用いることが提案されている（たとえば、特表２００８－５４６９４８号公報参照）。
特表２００８－５４６９４８号公報
　上記特表２００８－５４６９４８号公報に開示されているように、風力発電機に適用された複列円すいころ軸受の外輪には複数のボルト用孔が形成されており、当該ボルト用孔に挿通したボルトにより風力発電機の筐体など周囲の部品と固定される。また、当該複列円すいころ軸受の内輪についても、同様にボルト用孔が形成される場合もある。
　このような複列円すいころ軸受の外輪や内輪に関しては、必要な硬度を得るために浸炭鋼を用いて浸炭焼入れを行う、というプロセスが採用されている。これは、以下のような理由による。
　すなわち、上述したように外輪などに形成された複数のボルト用孔については、複列円すいころ軸受を周囲の部品に対して正確に固定するため高い位置精度が求められる。そのため、外輪などに対する熱処理が終了した後に当該ボルト用孔を形成すれば、熱処理前にボルト用孔を形成する場合のように熱処理に伴う外輪の変形などを考慮する必要が無く、作業効率も向上させることができる。一方、熱処理によって外輪などの硬度が高くなると、被削性が低下して機械加工が難しくなる。つまり、外輪などの材料として軸受鋼を用い、熱処理として一般的な全体焼入れを行うと上述したボルト用孔の加工が難しくなるという問題がある。
　そこで、上述のように外輪などの材料として浸炭鋼を用い、ボルト用孔が形成されるべき領域に対しては防浸炭処理を施した状態で浸炭焼入れを行うと、防振処理をしていない領域については硬度を高めることができる一方、防浸炭処理を施した領域については硬度上昇を防止しているため、当該浸炭焼入れ後にボルト用孔を形成する加工を容易に行うことができる。
　しかし、上記のような浸炭熱処理を行うと、防浸炭処理を施すなど工程数が一般的な焼入れ処理より増加するとともに、一般的な全体焼入れより熱処理自体の処理時間も長くなるため、結果的に製造コストが増大するという問題があった。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、製造コストが抑制された複列円すいころ軸受を提供することである。
　本開示に係る軌道輪の製造方法は、複列円すいころ軸受の軌道輪の製造方法であって、成形体を準備する工程と、加熱領域を形成する工程と、成形体を加熱が停止された状態に保持する工程と、冷却する工程とを備える。成形体を準備する工程では、鋼から構成され、底面が軌道輪の転走面となるべき環状の溝が外周面に形成された成形体を準備する。加熱領域を形成する工程では、成形体を誘導加熱することにより、溝の底面を含み、Ａ１点以上の温度に加熱された加熱領域を形成する。冷却する工程では、加熱領域全体をＭｓ点以下の温度に同時に冷却する。成形体を加熱が停止された状態に保持する工程は、加熱領域を形成する工程の後、冷却する工程の前に実施される。保持する工程においては、加熱領域における周方向の温度のばらつきが２０℃以下にまで抑制される。
　本開示に係る複列円すいころ軸受の製造方法は、軌道輪を準備する工程と、円すい形状のころを準備する工程と、軌道輪ところとを組み合わせて複列円すいころ軸受を組立てる工程とを備える。軌道輪は上記軌道輪の製造方法により製造される。
　本開示に係る軌道輪の製造方法は、複列円すいころ軸受の軌道輪の製造方法であって、成形体を準備する工程と、加熱領域を形成する工程と、成形体を加熱が停止された状態に保持する工程と、冷却する工程とを備える。成形体を準備する工程では、０．４３質量％以上０．６５質量％以下の炭素と、０．１５質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．６０質量％以上１．１０質量％以下のマンガンと、０．３０質量％以上１．２０質量％以下のクロムと、０．１５質量％以上０．７５質量％以下のモリブデンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成され、底面が軌道輪の転走面となるべき環状の溝が外周面に形成された成形体を準備する。加熱領域を形成する工程では、成形体を誘導加熱することにより、溝の底面を含み、Ａ１点以上の温度に加熱された加熱領域を形成する。冷却する工程では、加熱領域全体をＭｓ点以下の温度に同時に冷却する。成形体を加熱が停止された状態に保持する工程は、加熱領域を形成する工程の後、冷却する工程の前に実施される。保持する工程においては、加熱領域における周方向の温度のばらつきが２０℃以下にまで抑制される。
　本開示に係る軌道輪の製造方法は、複列円すいころ軸受の軌道輪の製造方法であって、成形体を準備する工程と、加熱領域を形成する工程と、成形体を加熱が停止された状態に保持する工程と、冷却する工程とを備える。成形体を準備する工程では、０．４３質量％以上０．６５質量％以下の炭素と、０．１５質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．６０質量％以上１．１０質量％以下のマンガンと、０．３０質量％以上１．２０質量％以下のクロムと、０．１５質量％以上０．７５質量％以下のモリブデンと、０．３５質量％以上０．７５質量％以下のニッケルとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成され、底面が軌道輪の転走面となるべき環状の溝が外周面に形成された成形体を準備する。加熱領域を形成する工程では、成形体を誘導加熱することにより、溝の底面を含み、Ａ１点以上の温度に加熱された加熱領域を形成する。冷却する工程では、加熱領域全体をＭｓ点以下の温度に同時に冷却する。成形体を加熱が停止された状態に保持する工程は、加熱領域を形成する工程の後、冷却する工程の前に実施される。保持する工程においては、加熱領域における周方向の温度のばらつきが２０℃以下にまで抑制される。
　本開示に係る複列円すいころ軸受は、環状の形状を有する軌道輪である外輪と、外輪の内周側に配置され、環状の形状を有する軌道輪である内輪と、ころとを備える。内輪には外輪と対向する外周表面に、底面が転走面となる溝が２列形成されている。ころは、内輪の転走面と接するように溝の内部に配置されるとともに、外輪と接する円すい形状のころである。内輪の外周表面において、溝と隣接する領域は、溝の内周面から当該領域にまで延在する硬化領域と、硬化領域より溝から離れた位置に配置されるとともに硬化領域より硬度の低い非硬化領域とを含む。内輪は、０．４３質量％以上０．６５質量％以下の炭素と、０．１５質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．６０質量％以上１．１０質量％以下のマンガンと、０．３０質量％以上１．２０質量％以下のクロムと、０．１５質量％以上０．７５質量％以下のモリブデンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成される。
　本開示に係る複列円すいころ軸受は、環状の形状を有する軌道輪である外輪と、外輪の内周側に配置され、環状の形状を有する軌道輪である内輪と、ころとを備える。内輪には外輪と対向する外周表面に、底面が転走面となる溝が２列形成されている。ころは、内輪の転走面と接するように溝の内部に配置されるとともに、外輪と接する円すい形状のころである。内輪の外周表面において、溝と隣接する領域は、溝の内周面から当該領域にまで延在する硬化領域と、硬化領域より溝から離れた位置に配置されるとともに硬化領域より硬度の低い非硬化領域とを含む。内輪は、０．４３質量％以上０．６５質量％以下の炭素と、０．１５質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．６０質量％以上１．１０質量％以下のマンガンと、０．３０質量％以上１．２０質量％以下のクロムと、０．１５質量％以上０．７５質量％以下のモリブデンと、０．３５質量％以上０．７５質量％以下のニッケルとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成される。
　上記によれば、製造コストの増大を招くことなく、十分な特性の軌道輪を備えた複列円すいころ軸受を得ることができる。
実施形態１に係る複列円すいころ軸受の模式図である。 図１に示した線分ＩＩ－ＩＩにおける部分断面模式図である。 図１に示した複列円すいころ軸受を適用した風力発電装置を説明するための模式図である。 図１に示した複列円すいころ軸受の軌道輪および複列円すいころ軸受の製造方法の概略を示すフローチャートである。 成形体の断面模式図である。 成形体の部分断面模式図である。 焼入硬化工程を説明するための模式図である。 図７の線分ＶＩＩＩ－ＶＩＩＩにおける断面模式図である。 仕上工程を説明するための模式図である。 実施の形態２における焼入硬化工程の第１例を説明するための概略図である。 実施の形態２における焼入硬化工程の第２例を説明するための概略図である。 実施の形態３における焼入硬化工程を説明するための概略図である。 比較例としての軌道輪の部分断面模式図である。
　以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
　（実施の形態１）
　＜複列円すいころ軸受の構成＞
　図１および図２を参照しながら、実施形態１に係る複列円すいころ軸受の構成を説明する。
　図１および図２に示した複列円すいころ軸受は、環状の形状を有する軌道輪である外輪２と、外輪２の内周側に配置され、環状の形状を有する軌道輪である内輪５と、転動体としての複数のころ６と、複数のころ６の配置を規定する保持器７とを主に備える。外輪２にはボルト用孔８が形成されている。ボルト用孔８は、複列円すいころ軸受のスラスト方向に沿って延びるように形成されている。また、外輪２にはその内周面に２つの転走面が形成されている。２つの転走面は硬化領域１５を含む。また、外輪２において硬化領域１５が形成された部分以外は、上記硬化領域１５より硬度の低い非硬化領域１８である。
　内輪５は、２つの内輪部材３ａ、３ｂと内輪間座４とを含む。２つの内輪部材３ａ、３ｂはそれぞれ環状の形状を有する。内輪間座４は環状の形状を有し、内輪部材３ａ、３ｂの間に配置される。なお、内輪間座４はなくてもよい。内輪部材３ａ、３ｂのそれぞれには、外輪２と対向する外周表面１６に、底面が転走面となる溝１９が形成されている。つまり、内輪５には溝１９が２列形成されている。また異なる観点から言えば、外周表面１６は、内輪部材３ａ、３ｂにおいてころ６の中心軸に沿って延びる表面部分を意味する。ころ６は、内輪５の転走面と接するように溝１９の内部に配置されるとともに、外輪２と接する。ころ６は円すい形状のころである。内輪５の外周表面１６において、溝１９と隣接する領域は、溝１９の内周面から当該領域にまで延在する硬化領域１５と、硬化領域１５より溝１９から離れた位置に配置されるとともに硬化領域１５より硬度の低い非硬化領域１８とを含む。なお、図２に示した内輪５の外周表面１６において溝１９と隣接する領域とは、内輪５の中心軸２５に沿った方向において溝１９を挟むとともにころ６の中心軸に沿って延びる領域である。異なる観点から言えば、内輪５の外周表面１６では、環状の溝１９に隣接するとともに溝１９に沿って硬化領域１５が形成されている。また異なる観点から言えば、硬化領域１５と非硬化領域１８との境界部１７は溝１９に沿って環状に配置されている。硬化領域１５は溝１９の底面および側面から外周表面１６にまで延びるように形成されている。
　また、転走面である溝１９の底面が内輪５の中心軸２５となす角度θは４０°以上５０°以下である。また、当該角度θは４５°であってもよい。
　＜複列円すいころ軸受の作用効果＞
　図１および図２に示した複列円すいころ軸受１では、内輪５の外周表面１６が非硬化領域１８を含んでいるので、当該非硬化領域１８に対して穴あけ加工などの機械加工を容易に行うことができる。また、外輪２も同様に非硬化領域１８を有しているので、硬化領域１５を形成する熱処理を実施した後にボルト用孔８を容易に形成することができる。
　上記複列円すいころ軸受１において、転走面である溝１９の底面が内輪５の中心軸２５となす角度θは４０°以上５０°以下となっているので、当該複列円すいころ軸受１のみで大きな作用点距離を得ることができる。このため、風力発電装置の主軸用の軸受として当該複列円すいころ軸受１を適用することで、当該主軸用の軸受として円筒ころ軸受を複数適用するといった構成よりも、風力発電機の主軸用の軸受部の寸法を小さくすることができる。
　＜複列円すいころ軸受を適用した風力発電装置の構成＞
　図３を参照しながら、図１に示した複列円すいころ軸受を適用した風力発電装置の構成を説明する。
　図３を参照して、風力発電装置１０は、主軸２２と、ブレード３０と、増速機４０と、発電機５０と、主軸受６０とを主に備える。増速機４０、発電機５０および主軸受６０は、ナセル９０に格納されている。ナセル９０はハウジングを含んでおり、タワー１００によって支持される。つまり、風力発電装置のタワー１００の上端部には、ナセル９０が設けられている。
　主軸２２の先端部に接続されたロータヘッド２０には複数のブレード３０が取り付けられている。主軸２２はナセル９０内部で支持される。主軸２２の回転は、増速機４０を経由して発電機５０へと伝達される。
　主軸２２は、主軸受６０の内輪を貫通するように固定され、ロータヘッド２０からナセル９０内に進入して増速機４０の入力軸に接続される。主軸２２は主軸受６０によって回転自在に支持される。そして、主軸２２は、風力を受けたブレード３０により発生する回転トルクを、増速機４０の入力軸へ伝達する。ブレード３０は、風力を回転トルクに変換して主軸２２に伝達する。
　主軸受６０は、ナセル９０内において固設され、主軸２２を回転自在に支持する。より詳しくは、主軸受６０の外輪がナセル９０のハウジングに対して固定されている。主軸受６０は、図１および図２に示した複列円すいころ軸受１によって構成される。また、主軸受６０として用いられる図１および図２に示した複列円すいころ軸受１は、図２に示した外輪２のボルト用孔８に挿通されるボルトによりナセル９０に固定されている。
　増速機４０は、主軸２２と発電機５０との間に設けられ、主軸２２の回転速度を増速して発電機５０へ出力する。一例として、増速機４０は、遊星ギヤや中間軸、高速軸等を含む歯車増速機構によって構成される。発電機５０は、増速機４０の出力軸６１に接続され、増速機４０から受ける回転トルクによって発電する。発電機５０は、たとえば、誘導発電機によって構成される。
　風力発電装置は、地上に固定されたタワー１００に対して、風向に応じてナセル９０を回転させるヨー運動を行なうことが可能に構成されている。好ましくは、風上にブレード３０側が位置するようにナセル９０が回転される。
　また、風力発電装置１０は、風力の強さに応じてブレード３０の風の方向に対する角度（以下、ピッチと称する）を変化させることによって、適度な回転を得るように構成されていてもよい。また、風車の起動・停止を行なう場合にも同様に、ブレードピッチを制御するように構成されていてもよい。また、主軸２２を１回転させる間においても、各ブレード３０が数度揺動するように制御されていてもよい。このようにすることによって、風から得ることのできるエネルギーの量を調整することができる。たとえば、強風時などでは、風車の回転を抑制するためにブレードの風受け面（翼面、羽面ともいう）を風の方向と平行にする。
　＜複列円すいころ軸受の軌道輪および複列円すいころ軸受の製造方法＞
　図４～図９を参照しながら、複列円すいころ軸受の軌道輪および複列円すいころ軸受の製造方法を説明する。なお、軌道輪の製造方法としては主に内輪部材３ａ（図２参照）の製造方法について説明するが、内輪部材３ｂ（図２参照）や外輪２についても同様に製造することができる。
　図４を参照して、本実施の形態における内輪の製造方法では、まず工程（Ｓ１０）として成形体準備工程が実施される。この工程（Ｓ１０）では、高周波焼入処理に適した任意の成分組成を有する鋼材、たとえば０．４３質量％以上０．６５質量％以下の炭素と、０．１５質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．６０質量％以上１．１０質量％以下のマンガンと、０．３０質量％以上１．２０質量％以下のクロムと、０．１５質量％以上０．７５質量％以下のモリブデンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼材が準備され、鍛造、旋削などの加工が実施されることにより、所望の内輪の形状に応じた形状を有する成形体が作製される。より具体的には、１０００ｍｍ以上の内径を有する内輪の形状に応じた成形体が作製される。ここで、製造すべき内輪が特に大きく、鋼により高い焼入性が求められる場合、上記合金成分に加えて０．３５質量％以上０．７５質量％以下のニッケルを添加した鋼材を採用してもよい。上記成分組成を満足する鋼としては、たとえばＪＩＳ規格Ｓ５３Ｃ、ＳＵＰ１３、ＳＣＭ４４５、ＳＡＥ規格８６６０Ｈなどが挙げられる。
　図５および図６に示すように、成形体は鋼から構成され、底面が軌道輪の転走面１１となるべき環状の溝１９が外周面に形成されている。また、成形体においては、溝１９に隣接する領域が軌道輪（内輪部材３ｂ）の外周表面となるべき点線１４で示す位置より外側に延在する余肉部１２、１３を含む。ここで、成形体の中心軸に沿った方向における余肉部１２の厚みは、たとえば１ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることができる。また、成形体の中心軸に対して垂直な径方向における余肉部１３の厚みは、たとえば１ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることができる。
　次に、工程（Ｓ２０）として、焼ならし工程が実施される。この工程（Ｓ２０）では、工程（Ｓ１０）において作製された成形体がＡ１変態点以上の温度に加熱された後、Ａ１変態点未満の温度に冷却されることにより焼ならし処理が実施される。このとき、焼ならし処理の冷却時における冷却速度は、成形体を構成する鋼がマルテンサイトに変態しない冷却速度、すなわち臨界冷却速度未満の冷却速度であればよい。そして、焼ならし処理後の成形体の硬度は、この冷却速度が大きくなると高く、冷却速度が小さくなると低くなる。そのため、当該冷却速度を調整することにより、所望の硬度を成形体に付与することができる。
　次に、図４を参照して、焼入硬化工程が実施される。この焼入硬化工程は、工程（Ｓ３０）として実施される誘導加熱工程と、工程（Ｓ３５）として実施される加熱停止保持工程と、工程（Ｓ４０）として実施される冷却工程とを含んでいる。工程（Ｓ３０）では、図７および図８を参照して、誘導加熱コイルとしてのコイル１２１が、成形体において転動体が転走すべき面である転走面１１（環状領域）の一部に面するように配置される。ここで、コイル１２１において転走面１１に面して転走面１１の加熱に寄与する領域である誘導加熱領域１２１Ａは、図７および図８に示すように同一平面内に含まれている。すなわち、コイル１２１において転走面１１に対向する領域は、同一平面内に含まれる平面形状を有している。
　次に、成形体が中心軸周り、具体的には矢印αの向きに回転されるとともに、コイル１２１に対して電源（図示しない）から高周波電流が供給される。これにより、成形体の転走面１１を含む表層領域がＡ１点以上の温度に誘導加熱され、転走面１１に沿った円環状の加熱領域が形成される。このとき、転走面１１の表面の温度は、放射温度計などの温度計１２２により測定され、管理される。高周波焼入の具体的な条件は、軌道輪（成形体）の大きさ、肉厚、材質、電源の容量など条件を考慮して、適切に設定することができる。具体的には、たとえば図３を参照して、外形ｄ１が２０００ｍｍ、内径ｄ２が１８６０ｍｍ、幅ｔが１００ｍｍの成形体の転走面１１を高周波焼入する場合、成形体の回転速度は３０ｒｐｍ、電源の周波数は３ｋＨｚ、誘導加熱による総発熱量は２５０ｋＷとすることができる。
　次に、工程（Ｓ３５）として、工程（Ｓ３０）において加熱領域が形成された成形体は、加熱が停止された状態で保持される。工程（Ｓ３５）は、周方向における温度のばらつきを抑制するために、誘導加熱完了後、ＭＳ点以下の温度への冷却前に実施される。より具体的には、上記成形体の形状および加熱条件の下においては、たとえば加熱完了後３秒間加熱を停止した状態に保持することにより、加熱された領域の表面における周方向の温度のばらつきを２０℃以下程度にまで抑制することができる。
　次に、工程（Ｓ４０）においては、工程（Ｓ３０）において形成された加熱領域を含む成形体全体に対して、たとえば冷却液としての水が噴射されることにより、加熱領域全体がＭＳ点以下の温度に同時に冷却される。これにより、加熱領域がマルテンサイトに変態し、転走面１１を含む領域が硬化する。以上の手順により、高周波焼入が実施され、焼入硬化工程が完了する。
　次に、工程（Ｓ５０）として焼戻工程が実施される。この工程（Ｓ５０）では、工程（Ｓ３０）および（Ｓ４０）において焼入硬化された成形体が、たとえば炉内に装入され、Ａ１点以下の温度に加熱されて所定の時間保持されることにより、焼戻処理が実施される。
　次に、工程（Ｓ６０）として仕上工程が実施される。この工程（Ｓ６０）では、図９に示すように成形体の余肉部１２、１３を除去することで内輪部材３ａの形状を整えるとともに、その他の必要な加工、たとえば転走面１１に対する研磨加工などの仕上げ加工が実施される。以上のプロセスにより、複列円すいころ軸受の内輪を構成する内輪部材３ａが完成する。内輪部材３ａは、１０００ｍｍ以上の内径を有し、高周波焼入によって焼入硬化層が転走面１１に沿って全周にわたって均質に形成されている。
　また、内輪部材３ａは、上述のように熱処理後に余肉部１２、１３を除去することによって内輪部材３ａの外周表面１６において溝１９と隣接する領域（図９では、外周表面１６において溝１９から見て内輪部材３ａの中心軸寄りに位置する領域）に硬化領域１５と非硬化領域１８とが露出する。したがって、内輪部材３ａの外周表面１６において硬化領域１５と非硬化領域１８とが形成されていることを検出することで、当該内輪部材３ａが上述した本開示に係る軌道輪の製造方法を用いて製造されたものであるか否かを容易に検知することができる。外周表面１６において溝１９と隣接する領域に硬化領域１５と非硬化領域１８とが形成されていることを検出する方法は、硬度測定など従来周知の任意の方法を用いることができる。ここで、外周表面１６における硬化領域１５の幅、つまり溝１９の開口端部から硬化領域１５の端部までの距離は２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。また、図９では外周表面１６において溝１９から見て内輪部材３ａの中心軸寄りに位置する領域だけに、硬化領域１５と非硬化領域１８との両方が形成されており、外周表面１６において溝１９から見て外周側に位置する領域には硬化領域１５だけが露出している。しかし、本開示においては、外周表面１６において、硬化領域１５と非硬化領域１８との両方が露出するのは、溝１９からみて内輪部材３ａの外周側の領域のみであってもよいし、溝１９から見て外周側の領域および上記中心軸寄りに位置する領域の両方であってもよい。
　なお、上述のように熱処理を実施するときに余肉部１２、１３（図９参照）を形成しなかった場合には、図１３に示すように内輪部材３ａにおいて外輪２（図２参照）と対向する面である外周表面１６の全面に硬化領域１５が形成される。これは、余肉部１２、１３が存在しないため内輪部材３ａの外周表面１６の全体が誘導加熱により加熱されるためである。
　さらに、工程（Ｓ７０）として組立工程が実施される。この工程（Ｓ７０）では、上述のように作製された内輪部材３ａと、上記内輪部材３ａと同様に作製された内輪部材３ｂおよび外輪２とが、別途準備された転動体としてのころ６（図２参照）、保持器７（図２参照）、内輪間座４（図２参照）などと組み合わされることにより、図１および図２に示したような複列円すいころ軸受１が組み立てられる。以上の手順により、本実施の形態における複列円すいころ軸受の製造方法は完了する。また、異なる観点から言えば、図１および図２に示した複列円すいころ軸受１の製造方法は、軌道輪（図２に示す外輪２、内輪部材３ａ、３ｂ、内輪間座４）を準備する工程と、円すい形状のころ６を準備する工程と、軌道輪ところとを組み合わせて複列円すいころ軸受１を組立てる工程とを備える。軌道輪（内輪部材３ａ、３ｂ）は上述した軌道輪の製造方法により製造される。
　本実施の形態では、工程（Ｓ３０）において、成形体の転走面１１の一部に面するように配置されたコイル１２１を周方向に沿って相対的に回転させることにより、成形体に加熱領域が形成される。そのため、成形体の外形形状に対して小さいコイル１２１を採用することが可能となっており、大型の成形体を焼入硬化する場合でも、焼入装置の製作コストを抑制することができる。また、本実施の形態では、加熱領域全体がＭＳ点以下の温度に同時に冷却される。そのため、周方向に均質な環状の焼入硬化領域である硬化領域１５を形成することが可能となり、一部の領域に残留応力が集中することが抑制される。さらに、本実施の形態では、焼入硬化により十分に高い硬度を実現できるとともに、高い焼入性を確保しつつ焼割れを抑制することが可能な適切な成分組成を有する鋼が素材として採用されている。その結果、本実施の形態における内輪の製造方法は、焼入装置の製作コストを抑制しつつ、高周波焼入によって焼入硬化層を転走面に沿って全周にわたって均質に形成することが可能な軌道輪の製造方法となっている。
　なお、上記工程（Ｓ２０）は、本発明の軌道輪の製造方法において必須の工程ではないが、これを実施することにより、製造される軌道輪の非硬化領域（焼入硬化層以外の領域）の硬度を調整することができる。非硬化領域の硬度の調整は、工程（Ｓ２０）に代えて焼入処理および焼戻処理を実施することにより達成することも可能である。しかし、本実施の形態においては炭素含有量が比較的高く、かつ焼入性の高い上記成分組成を有する鋼が素材として採用されるため、焼割れが発生しやすい。そのため、非硬化領域の硬度調整には、工程（Ｓ２０）として焼ならし処理を実施することが好ましい。
　さらに、本実施の形態では、工程（Ｓ３０）において、誘導加熱領域が同一平面内に含まれる形状を有するコイル１２１が用いられる。そのため、大きさや形状の異なる成形体（内輪）１０の焼入を実施する場合でも、それぞれの成形体（内輪）の形状に応じたコイルは必要なく、焼入装置の製作コストを低減することができる。さらに、本実施の形態では、工程（Ｓ３５）において、成形体は加熱が停止された状態で保持される。そのため、成形体の周方向における温度のばらつきを抑制することができる。
　以上のように、本実施の形態における内輪の製造方法によれば、焼入装置の製作コストを抑制しつつ、高周波焼入によって焼入硬化層を転走面に沿って全周にわたって均質に形成することができる。
　また、本実施の形態における転がり軸受の製造方法によれば、高周波焼入によって焼入硬化層が転走面に沿って全周にわたって均質に形成された軌道輪を備える転がり軸受を低コストで製造することができる。
　なお、上記工程（Ｓ２０）として実施される焼きならし工程は、本発明の軌道輪の製造方法において必須の工程ではないが、これを実施することにより焼割れの発生を抑制しつつ、ＪＩＳ規格Ｓ５３Ｃ、ＳＵＰ１３、ＳＣＭ４４５、ＳＡＥ規格８６６０Ｈなどの鋼からなる成形体の硬度を調整することができる。
　この工程（Ｓ２０）では、成形体に気体とともに硬質の粒子が吹き付けられることにより、成形体が冷却されつつショットブラスト処理が実施されてもよい。これにより、焼ならし処理の際の衝風冷却と同時にショットブラスト処理を実施することができるため、成形体の表層部に生成したスケールが除去され、スケールの生成に起因した内輪部材３ａの特性低下やスケールの生成による熱伝導率の低下が抑制される。ここで、硬質の粒子（投射材）としては、たとえば鋼や鋳鉄などからなる金属製の粒子を採用することができる。
　さらに、上記工程（Ｓ３０）では、成形体は少なくとも１回転すればよいが、周方向における温度のばらつきを抑制し、より均質な焼入硬化を実現するためには、複数回回転することが好ましい。すなわち、誘導加熱コイルとしてのコイル１２１は、成形体の転走面１１の周方向に沿って相対的に２周以上回転することが好ましい。これにより、転走面の周方向における温度のばらつきを抑制し、均質な焼入硬化を実現することができる。
　＜上記製造方法の作用効果＞
　図４～図９に示した本開示に係る軌道輪の製造方法は、複列円すいころ軸受の軌道輪の製造方法であって、上述のように成形体を準備する工程（Ｓ１０）と、加熱領域を形成する工程（Ｓ３０）と、成形体を加熱が停止された状態に保持する工程（Ｓ３５）と、冷却する工程（Ｓ４０）と、除去する工程（Ｓ６０）とを備える。成形体を準備する工程（Ｓ１０）では、鋼から構成され、底面が軌道輪の転走面１１となるべき環状の溝１９が外周面に形成された成形体を準備する。加熱領域を形成する工程（Ｓ３０）では、成形体を誘導加熱することにより、溝１９の底面を含み、Ａ１点以上の温度に加熱された加熱領域を形成する。成形体を加熱が停止された状態に保持する工程（Ｓ３５）は、加熱領域を形成する工程（Ｓ３０）の後、冷却する工程（Ｓ４０）の前に、実施される。冷却する工程（Ｓ４０）では、加熱領域全体をＭｓ点以下の温度に同時に冷却する。成形体を準備する工程（Ｓ１０）では、成形体において溝１９に隣接する領域が軌道輪の外周表面となるべき位置より外側に延在する余肉部１２、１３を含む。除去する工程（Ｓ６０）では、冷却する工程（Ｓ４０）の後、成形体から余肉部１２、１３を除去する。
　このようにすれば、誘導加熱によって軌道輪を構成する内輪部材３ａの転走面１１となるべき溝１９の底面を含む加熱領域に選択的に焼入れ処理を行うことができるので、防浸炭処理を伴った浸炭熱処理を行う場合より軌道輪の製造工程を簡略化できるとともに、工程に要する時間も短縮できる。このため、軌道輪の製造コストを低減することができる。
　また、加熱対象となっている溝１９に隣接して余肉部１２、１３が存在する状態で焼入れ処理を行うので、余肉部１２、１３が無い場合における溝１９の開口端部、つまり溝１９の内周面と軌道輪としての内輪部材３ａの外周表面との接続部（角部）が過加熱あるいは過冷却されることで当該部分に焼割れなどの不具合が発生する可能性を低減できる。つまり、上述した余肉部１２、１３が形成されていることで、加熱領域を形成する工程（Ｓ３０）や冷却する工程（Ｓ４０）における溝１９の周囲での加熱状態や冷却状態を均一化することができる。異なる観点から言えば、当該余肉部１２、１３を形成することにより、溝１９の周囲における質量効果による焼入れのむらの発生を抑制できる。
　上記軌道輪の製造方法において、図７などに示すように成形体は環状の形状を有していてもよい。成形体を準備する工程（Ｓ１０）において、成形体の余肉部１２、１３は、成形体の中心軸方向において溝１９を挟むように環状に配置されていてもよい。この場合、溝１９の全周に隣接するように余肉部１２、１３を配置することになるので、溝１９全体について焼入れのむらの発生を抑制することができる。
　上記軌道輪の製造方法では、成形体を準備する工程（Ｓ１０）において、成形体の溝１９の底面が中心軸となす角度θ（図２参照）は４０°以上５０°以下であってもよい。この場合、上記角度θが上述のような数値範囲となる、いわゆる急勾配複列円すいころ軸受の軌道輪（内輪部材３ａ）においては、当該軌道輪の外周表面において溝１９と隣接する部分と溝１９の底面に連なる部分とで焼入れ処理時の加熱状態や冷却状態に差が発生し易い。そのため、本開示に係る軌道輪の製造方法が特に有効である。
　上記軌道輪の製造方法においては、成形体を準備する工程（Ｓ１０）では、０．４３質量％以上０．６５質量％以下の炭素と、０．１５質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．６０質量％以上１．１０質量％以下のマンガンと、０．３０質量％以上１．２０質量％以下のクロムと、０．１５質量％以上０．７５質量％以下のモリブデンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成される成形体が準備されてもよい。
　また、上記軌道輪の製造方法においては、成形体を準備する工程（Ｓ１０）では、０．４３質量％以上０．６５質量％以下の炭素と、０．１５質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．６０質量％以上１．１０質量％以下のマンガンと、０．３０質量％以上１．２０質量％以下のクロムと、０．１５質量％以上０．７５質量％以下のモリブデンと、０．３５質量％以上０．７５質量％以下のニッケルとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成される成形体が準備されてもよい。
　このような成分組成の鋼を素材として採用することにより、焼入硬化により十分に高い硬度を実現できるとともに、高い焼入性を確保しつつ焼割れを抑制することができる。
　ここで、成形体を構成する鋼の成分範囲、すなわち製造される軌道輪を構成する鋼の成分範囲を上記の範囲とすることが好ましい理由について説明する。
　炭素：０．４３質量％以上０．６５％質量％以下
　炭素含有量は、焼入硬化後における軌道輪の転走面の硬度に大きな影響を与える。軌道輪を構成する鋼の炭素含有量が０．４３質量％未満では、焼入硬化後における転走面に十分な硬度を付与することが困難となるおそれがある。一方、炭素含有量が０．６５質量％を超えると、焼入硬化の際の割れの発生（焼割れ）が懸念される。そのため、炭素含有量は０．４３質量％以上０．６５％質量％以下とすることが好ましい。
　珪素：０．１５質量％以上０．３５質量％以下
　珪素は、鋼の焼戻軟化抵抗の向上に寄与する。軌道輪を構成する鋼の珪素含有量が０．１５質量％未満では、焼戻軟化抵抗が不十分となり、焼入硬化後の焼戻や、軌道輪の使用中における温度上昇により転走面の硬度が大幅に低下する可能性がある。一方、珪素含有量が０．３５質量％を超えると、焼入前の素材の硬度が高くなり、素材を軌道輪に成形する際の冷間加工における加工性が低下するおそれがある。そのため、珪素含有量は０．１５質量％以上０．３５質量％以下とすることが好ましい。
　マンガン：０．６０質量％以上１．１０質量％以下
　マンガンは、鋼の焼入性の向上に寄与する。マンガン含有量が０．６０質量％未満では、この効果が十分に得られない。一方、マンガン含有量が１．１０質量％を超えると、焼入前の素材の硬度が高くなり、冷間加工における加工性が低下する。そのため、マンガン含有量は０．６０質量％以上１．１０質量％以下とすることが好ましい。
　クロム：０．３０質量％以上１．２０質量％以下
　クロムは、鋼の焼入性の向上に寄与する。クロム含有量が０．３０質量％未満では、この効果が十分に得られない。一方、クロム含有量が１．２０質量％を超えると、素材コストが高くなるという問題が生じる。そのため、クロム含有量は０．３０質量％以上１．２０質量％以下とすることが好ましい。
　モリブデン：０．１５質量％以上０．７５質量％以下
　モリブデンも、鋼の焼入性の向上に寄与する。モリブデン含有量が０．１５質量％未満では、この効果が十分に得られない。一方、モリブデン含有量が０．７５質量％を超えると、素材コストが高くなるという問題が生じる。そのため、モリブデン含有量は０．１５質量％以上０．７５質量％以下とすることが好ましい。
　ニッケル：０．３５質量％以上０．７５質量％以下
　ニッケルも、鋼の焼入性の向上に寄与する。ニッケルは、本発明の軌道輪を構成する鋼において必須の成分ではないが、軌道輪の外形が大きい場合など、軌道輪を構成する鋼に特に高い焼入性が求められる場合に添加することができる。ニッケル含有量が０．３５質量％未満では、焼入性向上の効果が十分に得られない。一方、ニッケル含有量が０．７５質量％を超えると、焼入後における残留オーステナイト量が多くなり、硬さの低下、寸法安定性の低下などの原因となるおそれがある。そのため、ニッケルは軌道輪を構成する鋼に０．３５質量％以上０．７５質量％以下の範囲で添加されることが好ましい。
　上記軌道輪の製造方法においては、加熱領域を形成する工程よりも前に、成形体に焼ならし処理を実施する工程をさらに備えている。
　高周波焼入により転走面を含む領域が部分的に焼入硬化されて製造される軌道輪においては、焼入硬化されない領域（非硬化領域）においても所定の強度を確保可能な硬度を有している必要がある。そして、非硬化領域において所定の硬度を確保するためには、高周波焼入処理前に成形体（軌道輪）全体に焼入処理を実施した後、さらに焼戻処理を実施してもよい。しかし、炭素含有量が比較的高く、かつ焼入性の高い成分組成を有する鋼が素材として採用される場合、焼割れが発生しやすいという問題がある。一方、そのような成分組成の鋼からなる成形体においては、焼ならし処理により十分な硬度を確保することができる。そのため、上記焼入および焼戻による硬度の確保に代えて、焼ならし処理を高周波焼入の前に実施しておくことにより、非硬化領域に適切な硬度を付与することができる。
　上記軌道輪の製造方法においては、焼ならし処理を実施する工程では、成形体に気体とともに硬質の粒子が吹き付けられることにより、成形体が冷却されつつショットブラスト処理が実施されてもよい。
　これにより、焼ならし処理の際の衝風冷却と同時にショットブラスト処理を実施することができる。そのため、焼きならし処理の加熱によって成形体の表層部に生成したスケールが除去され、スケールの生成に起因した軌道輪の特性低下やスケールの生成による熱伝導率の低下が抑制される。
　図１および図２に示した複列円すいころ軸受の製造方法は、軌道輪を準備する工程と、円すい形状のころを準備する工程と、軌道輪ところとを組み合わせて複列円すいころ軸受を組立てる工程とを備える。軌道輪を構成する内輪部材３ａ、３ｂは上記軌道輪の製造方法により製造される。このようにすれば、焼割れなどの不具合を発生させることなく、かつ製造コストの増大を招くことなく、十分な特性の内輪部材３ａ、３ｂを備えた複列円すいころ軸受１を得ることができる。
　（実施の形態２）
　次に、本発明の他の実施の形態である実施の形態２について説明する。実施の形態２における内輪および転がり軸受の製造方法は、基本的には実施の形態１の場合と同様に実施され、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態２における内輪および転がり軸受の製造方法は、工程（Ｓ３０）におけるコイル１２１の配置において、実施の形態１の場合とは異なっている。
　すなわち、図１０を参照して、実施の形態２における工程（Ｓ３０）では、成形体を挟んで一対のコイル１２１が配置される。そして、成形体が矢印αの向きに回転されるとともに、コイル１２１に対して電源（図示しない）から高周波電流が供給される。これにより、成形体の転走面１１を含む表層領域がＡ１点以上の温度に誘導加熱され、転走面１１に沿った円環状の加熱領域１１Ａが形成される。
　また、図１１を参照して、実施の形態２における工程（Ｓ３０）では、成形体の外周面に形成された転走面１１に沿って複数の（３つ以上：ここでは６個の）コイル１２１が配置される。そして、実施の形態１の場合と同様に、成形体が矢印αの向きに回転されるとともに、コイル１２１に対して電源（図示しない）から高周波電流が供給される。これにより、成形体の転走面１１を含む表層領域がＡ１点以上の温度に誘導加熱され、転走面１１に沿った円環状の加熱領域１１Ａが形成される。
　このように、コイル１２１が成形体の周方向に沿って複数個配置されることにより、実施の形態２における転がり軸受の内輪の製造方法は、周方向における温度のばらつきを抑制し、均質な焼入硬化を実現可能な軌道輪の製造方法となっている。また、周方向における温度のばらつきを一層抑制するためには、コイル１２１は成形体の周方向において等間隔に配置されることが好ましい。
　（実施の形態３）
　次に、本発明のさらに他の実施の形態である実施の形態３について説明する。実施の形態３における内輪の製造方法は、基本的には実施の形態１および２の場合と同様に実施され、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態３における内輪の製造方法は、工程（Ｓ３０）における温度計１２２の配置において、実施の形態１および２の場合とは異なっている。
　すなわち、図１２を参照して、実施の形態３における工程（Ｓ３０）では、加熱領域である転走面１１の複数箇所（ここでは４箇所）の温度が測定される。より具体的には、実施の形態３の工程（Ｓ３０）では、成形体の転走面１１の周方向に沿って等間隔に複数の温度計１２２が配置される。
　これにより、転走面１１の周方向において同時に複数箇所の温度が測定されるため、転走面１１の周方向において均質な加熱が実現されていることを確認した上で成形体を急冷し、焼入硬化処理を実施することができる。その結果、実施の形態３における転がり軸受の内輪の製造方法によれば、転走面１１の周方向において一層均質な焼入硬化を実現することができる。
　なお、上記実施の形態においてはコイル１２１を固定し、成形体を回転させる場合について説明したが、成形体を固定し、コイル１２１を成形体の周方向に回転させてもよいし、コイル１２１および成形体の両方を回転させることにより、コイル１２１を成形体の周方向に沿って相対的に回転させてもよい。ただし、コイル１２１には、コイル１２１に電流を供給する配線などが必要であるため、上述のようにコイル１２１を固定することが合理的である場合が多い。
　さらに、成形体の周方向における誘導加熱部材としてのコイル１２１の長さは、効率よく均質な加熱を実現するように適切に決定することができるが、たとえば加熱すべき領域の長さの１／１２程度、すなわち成形体（軌道輪）の中心軸に対する中心角が３０°となる程度の長さとすることができる。
　また、上記実施の形態においては、リング状部材の一例としてラジアル型転がり軸受の内輪の熱処理および製造が実施される場合について説明したが、本発明を適用可能なリング状部材はこれに限られず、たとえばラジアル型転がり軸受の外輪であってもよいし、スラスト型軸受の軌道輪であってもよい。さらに、本発明を適用可能なリング状部材は軸受の軌道輪に限られず、鋼からなるリング状の種々の部材の熱処理および製造に、本発明を適用することができる。ここで、工程（Ｓ３０）において、たとえばラジアル型転がり軸受の外輪を加熱する場合、コイル１２１を成形体の内周側に形成された転走面に面するように配置すればよい。また、工程（Ｓ３０）において、たとえばスラスト型転がり軸受の軌道輪を加熱する場合、コイル１２１を成形体の端面側に形成された転走面に面するように配置すればよい。
　さらに、上記実施の形態では、被処理物を部分的に焼入硬化することが可能な高周波焼入の特徴を利用して、転がり軸受の軌道輪の転走面を含む表層部のみを焼入硬化する部分焼入が実施される場合について説明したが、本発明は部分焼入のみに適用可能なものではなく、たとえば軌道輪の全体を焼入硬化する場合にも適用可能である。
　以上のように本発明の実施の形態について説明を行ったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。
　本実施形態は、風力発電装置に適用される複列円すいころ軸受に特に有利に適用される。
　１　軸受、２　外輪、３ａ，３ｂ　内輪部材、４　内輪間座、５　内輪、６　ころ、７　保持器、８　ボルト用孔、９　転走面、１０　風力発電装置、１１　転走面、１２，１３　余肉部、１４　点線、１５　硬化領域、１６　外周表面、１７　境界部、１８　非硬化領域、１９　溝、２０　ロータヘッド、２２　主軸、２５　中心軸、３０　ブレード、４０　増速機、５０　発電機、６０　主軸受、６１　出力軸、９０　ナセル、１００　タワー、１２１　コイル、１２１Ａ　誘導加熱領域、１２２　温度計。

Claims (25)

  1. 　複列円すいころ軸受の軌道輪の製造方法であって、
    　鋼から構成され、底面が前記軌道輪の転走面となるべき環状の溝が外周面に形成された成形体を準備する工程と、
    　前記溝の一部に面するように配置され前記成形体を誘導加熱する誘導加熱コイルを、前記溝の周方向に沿って相対的に回転させることにより、前記溝の前記底面を含み、Ａ１点以上の温度に加熱された加熱領域を形成する工程と、
    　前記加熱領域全体をＭｓ点以下の温度に同時に冷却する工程と、
    　前記加熱領域を形成する工程の後、前記冷却する工程の前に、前記成形体を加熱が停止された状態に保持する工程とを備え、
    　前記保持する工程においては、前記加熱領域における前記周方向の温度のばらつきを２０℃以下にまで抑制する、軌道輪の製造方法。
  2. 　前記成形体を準備する工程では、前記成形体において前記溝に隣接する領域が前記軌道輪の外周表面となるべき位置より外側に延在する余肉部を含み、さらに、
    　前記冷却する工程の後、前記成形体から前記余肉部を除去する工程を備える、請求項１に記載の軌道輪の製造方法。
  3. 　前記成形体は環状の形状を有し、
    　前記成形体を準備する工程において、前記成形体の前記余肉部は、前記成形体の中心軸方向において前記溝を挟むように環状に配置されている、請求項２に記載の軌道輪の製造方法。
  4. 　前記成形体を準備する工程において、前記成形体の前記溝の前記底面が前記中心軸となす角度は４０°以上５０°以下である、請求項３に記載の軌道輪の製造方法。
  5. 　前記加熱領域を形成する工程では、前記誘導加熱コイルは、前記周方向に沿って複数個配置される、請求項１～４のいずれか１項に記載の軌道輪の製造方法。
  6. 　前記加熱領域を形成する工程では、複数個の前記誘導加熱コイルは、前記周方向に沿って等間隔に配置される、請求項５に記載の軌道輪の製造方法。
  7. 　前記加熱領域を形成する工程では、前記誘導加熱コイルは、前記周方向に沿って相対的に２周以上回転する、請求項１～６のいずれか１項に記載の軌道輪の製造方法。
  8. 　前記加熱領域を形成する工程では、前記加熱領域の複数箇所の温度が測定される、請求項１～７のいずれか１項に記載の軌道輪の製造方法。
  9. 　前記成形体を準備する工程では、０．４３質量％以上０．６５質量％以下の炭素と、０．１５質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．６０質量％以上１．１０質量％以下のマンガンと、０．３０質量％以上１．２０質量％以下のクロムと、０．１５質量％以上０．７５質量％以下のモリブデンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成される前記成形体が準備される、請求項１～８のいずれか１項に記載の軌道輪の製造方法。
  10. 　前記成形体を準備する工程では、０．４３質量％以上０．６５質量％以下の炭素と、０．１５質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．６０質量％以上１．１０質量％以下のマンガンと、０．３０質量％以上１．２０質量％以下のクロムと、０．１５質量％以上０．７５質量％以下のモリブデンと、０．３５質量％以上０．７５質量％以下のニッケルとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成される前記成形体が準備される、請求項１～８のいずれか１項に記載の軌道輪の製造方法。
  11. 　前記加熱領域を形成する工程よりも前に、前記成形体に焼ならし処理を実施する工程をさらに備えた、請求項１～１０のいずれか１項に記載の軌道輪の製造方法。
  12. 　前記焼ならし処理を実施する工程では、前記成形体に気体とともに硬質の粒子が吹き付けられることにより、前記成形体が冷却されつつショットブラスト処理が実施される、請求項１１に記載の軌道輪の製造方法。
  13. 　軌道輪を準備する工程と、
    　円すい形状のころを準備する工程と、
    　前記軌道輪と前記ころとを組み合わせて複列円すいころ軸受を組立てる工程とを備え、
    　前記軌道輪は請求項１～１２のいずれか１項に記載の軌道輪の製造方法により製造される、複列円すいころ軸受の製造方法。
  14. 　複列円すいころ軸受の軌道輪の製造方法であって、
    　０．４３質量％以上０．６５質量％以下の炭素と、０．１５質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．６０質量％以上１．１０質量％以下のマンガンと、０．３０質量％以上１．２０質量％以下のクロムと、０．１５質量％以上０．７５質量％以下のモリブデンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成され、底面が前記軌道輪の転走面となるべき環状の溝が外周面に形成された成形体を準備する工程と、
    　前記溝の一部に面するように配置され前記成形体を誘導加熱する誘導加熱コイルを、前記溝の周方向に沿って相対的に回転させることにより、前記溝の前記底面を含み、Ａ１点以上の温度に加熱された加熱領域を形成する工程と、
    　前記加熱領域全体をＭＳ点以下の温度に同時に冷却する工程と、
    　前記加熱領域を形成する工程の後、前記冷却する工程の前に、前記成形体を加熱が停止された状態に保持する工程とを備え、
    　前記保持する工程においては、前記加熱領域における前記周方向の温度のばらつきを２０℃以下にまで抑制する、軌道輪の製造方法。
  15. 　複列円すいころ軸受の軌道輪の製造方法であって、
    　０．４３質量％以上０．６５質量％以下の炭素と、０．１５質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．６０質量％以上１．１０質量％以下のマンガンと、０．３０質量％以上１．２０質量％以下のクロムと、０．１５質量％以上０．７５質量％以下のモリブデンと、０．３５質量％以上０．７５質量％以下のニッケルとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成され、底面が前記軌道輪の転走面となるべき環状の溝が外周面に形成された成形体を準備する工程と、
    　前記溝の一部に面するように配置され前記成形体を誘導加熱する誘導加熱コイルを、前記溝の周方向に沿って相対的に回転させることにより、前記溝の前記底面を含み、Ａ１点以上の温度に加熱された加熱領域を形成する工程と、
    　前記加熱領域全体をＭＳ点以下の温度に同時に冷却する工程と、
    　前記加熱領域を形成する工程の後、前記冷却する工程の前に、前記成形体を加熱が停止された状態に保持する工程とを備え、
    　前記保持する工程においては、前記加熱領域における前記周方向の温度のばらつきを２０℃以下にまで抑制する、軌道輪の製造方法。
  16. 　前記加熱領域を形成する工程よりも前に、前記成形体に焼ならし処理を実施する工程をさらに備えた、請求項１４または１５に記載の軌道輪の製造方法。
  17. 　前記焼ならし処理を実施する工程では、前記成形体に気体とともに硬質の粒子が吹き付けられることにより、前記成形体が冷却されつつショットブラスト処理が実施される、請求項１６に記載の軌道輪の製造方法。
  18. 　前記加熱領域を形成する工程よりも前に、前記成形体全体に焼入処理を実施した後、焼戻処理を実施する工程をさらに備えた、請求項１４または１５に記載の軌道輪の製造方法。
  19. 　前記加熱領域を形成する工程では、前記誘導加熱コイルは、前記成形体の周方向に沿って相対的に２周以上回転する、請求項１４～１８のいずれか１項に記載の軌道輪の製造方法。
  20. 　前記加熱領域を形成する工程では、前記誘導加熱コイルは、前記成形体の周方向に沿って複数個配置される、請求項１４～１９のいずれか１項に記載の軌道輪の製造方法。
  21. 　前記加熱領域を形成する工程では、前記加熱領域の複数箇所の温度が測定される、請求項１４～２０のいずれか１項に記載の軌道輪の製造方法。
  22. 　環状の形状を有する軌道輪である外輪と、
    　前記外輪の内周側に配置され、環状の形状を有する軌道輪である内輪とを備え、
    　前記内輪には前記外輪と対向する外周表面に、底面が転走面となる溝が２列形成され、さらに、
    　前記内輪の前記転走面と接するように前記溝の内部に配置されるとともに、前記外輪と接する円すい形状のころを備え、
    　前記内輪の前記外周表面において、前記溝と隣接する領域は、前記溝の内周面から前記領域にまで延在する硬化領域と、前記硬化領域より前記溝から離れた位置に配置されるとともに前記硬化領域より硬度の低い非硬化領域とを含み、
    　前記内輪は、０．４３質量％以上０．６５質量％以下の炭素と、０．１５質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．６０質量％以上１．１０質量％以下のマンガンと、０．３０質量％以上１．２０質量％以下のクロムと、０．１５質量％以上０．７５質量％以下のモリブデンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成される、複列円すいころ軸受。
  23. 　環状の形状を有する軌道輪である外輪と、
    　前記外輪の内周側に配置され、環状の形状を有する軌道輪である内輪とを備え、
    　前記内輪には前記外輪と対向する外周表面に、底面が転走面となる溝が２列形成され、さらに、
    　前記内輪の前記転走面と接するように前記溝の内部に配置されるとともに、前記外輪と接する円すい形状のころを備え、
    　前記内輪の前記外周表面において、前記溝と隣接する領域は、前記溝の内周面から前記領域にまで延在する硬化領域と、前記硬化領域より前記溝から離れた位置に配置されるとともに前記硬化領域より硬度の低い非硬化領域とを含み、
    　前記内輪は、０．４３質量％以上０．６５質量％以下の炭素と、０．１５質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．６０質量％以上１．１０質量％以下のマンガンと、０．３０質量％以上１．２０質量％以下のクロムと、０．１５質量％以上０．７５質量％以下のモリブデンと、０．３５質量％以上０．７５質量％以下のニッケルとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成される、複列円すいころ軸受。
  24. 　前記転走面が前記内輪の中心軸となす角度は４０°以上５０°以下である、請求項２２または２３に記載の複列円すいころ軸受。
  25. 　風力発電装置において、前記内輪にはブレードに接続された主軸が貫通して固定され、前記外輪はハウジングに対して固定されることにより、前記主軸を前記ハウジングに対して回転自在に支持する、請求項２２～２４のいずれか１項に記載の複列円すいころ軸受。
PCT/JP2016/080236 2015-10-29 2016-10-12 軌道輪の製造方法、複列円すいころ軸受およびその製造方法 WO2017073325A1 (ja)

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