JP2008032054A

JP2008032054A - 転がり軸受

Info

Publication number: JP2008032054A
Application number: JP2006203504A
Authority: JP
Inventors: Toru Harada; 徹原田; Takenobu Otsubo; 丈信大坪; Shigeo Matsuzawa; 茂雄松澤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2008-02-14

Abstract

【課題】高精度に加工された軌道輪を備える転がり軸受を提供する。
【解決手段】深溝玉軸受は、外周面に軌道面１ａを有する内輪１と、内輪１の軌道面１ａに対向する軌道面２ａを内周面に有する外輪２と、両軌道面１ａ，２ａ間に転動自在に配された複数の玉３と、内輪１及び外輪２の間に複数の玉３を保持する保持器４と、内輪１及び外輪２の間の隙間の開口を覆うシール５，５と、を備えている。そして、内輪１及び外輪２の少なくとも一方は、熱処理された丸棒材料を旋削加工することにより製造されたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受に関する。

転がり軸受の内輪及び外輪の製造方法としては、例えば特許文献１に開示の方法がある。すなわち、素材を旋削加工した上、熱処理を施すことにより、内輪及び外輪を製造する方法である。この方法においては、軌道面，内径面，外径面，及び両側面はいずれも旋削加工によって仕上げられており、研削加工は施されない。
また、特許文献２に開示の方法によれば、チタン合金を所定の形状に旋削加工した後に、溶体化処理及び時効処理が施されて、内輪及び外輪が製造される。
特開平８−２１０３５９号公報特開２００３−１４８４８７号公報

しかしながら、特許文献１，２に開示の製造方法では、リング状に旋削加工された素材に熱処理を施すため、熱処理による変形が生じてしまい、仕上げ加工後にもその影響が残って変形している場合があった。
また、リング状の素材を旋削盤に固定して内径面，外径面等を加工するので、内径面を加工する場合は素材の外径面をチャックで掴み、外径面を加工する場合は素材の内径面をチャックで掴むこととなる（すなわち、旋削加工時に掴み替えを行う）。よって、いずれの面を加工するかでチャックの基準が異なるため、両側面と軌道面との平行度、外輪の外径面と軌道面との同軸度、内輪の内径面と軌道面との同軸度が、不十分となるおそれがあった。
そこで、本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決し、高精度に加工された軌道輪を備える転がり軸受を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項１の転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転がり軸受において、前記内輪及び前記外輪の少なくとも一方が、熱処理された丸棒材料を旋削加工することにより製造されたものであることを特徴とする。
また、本発明に係る請求項２の転がり軸受は、請求項１に記載の転がり軸受において、前記旋削加工において素材の掴み替えが行われていないことを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項３の転がり軸受は、請求項１又は請求項２に記載の転がり軸受において、前記丸棒材料がチタン，難削材，又は軸受鋼で構成されることを特徴とする。

本発明の転がり軸受は、高精度に加工された軌道輪を備えているので、回転精度や寸法精度が優れている。

本発明に係る転がり軸受の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る転がり軸受の一実施形態である深溝玉軸受の構成を示す部分縦断面図である。
図１の深溝玉軸受は、外周面に軌道面１ａを有する内輪１と、内輪１の軌道面１ａに対向する軌道面２ａを内周面に有する外輪２と、両軌道面１ａ，２ａ間に転動自在に配された複数の玉３と、内輪１及び外輪２の間に複数の玉３を保持する保持器４と、内輪１及び外輪２の間の隙間の開口を覆うシール５，５と、を備えている。なお、保持器４やシール５は備えていなくてもよい。

この内輪１及び外輪２の少なくとも一方は、熱処理された丸棒材料を旋削加工することにより製造されたものである。ここで、図２，３を参照しながら、その製造方法を詳細に説明する。丸棒材料としては、チタン，難削材，又は軸受鋼で構成されたものが好適であるが、チタン製の丸棒材料から外輪を製造する方法を例にして説明する。チタン製の転がり軸受は、半導体ウエハの洗浄装置の搬送等のような特殊環境下で好適に使用される。

チタン製の丸棒材料に溶体化処理と時効処理を施し、硬さをＨｖ４７０以上とする。このような熱処理が施された丸棒材料を旋削盤にチャックで固定し、旋削加工を施して外輪を製造する。これ以降の工程は、通常の転がり軸受の製造方法と同様である。
旋削加工の詳細な内容について、図３を参照しながら説明する。まず、チャックで一端を固定した丸棒材料の他端側の端面に、ドリル等の切削工具を用いて穴を設ける（穴あけ工程）。次に、外輪の外径面及び側面に相当する部分に、仕上げ加工を施す（外径面仕上げ工程）。さらに、外輪の内径面に相当する部分に、軌道溝を形成するとともに仕上げ加工を施す（溝加工工程）。そして、軌道溝が形成され仕上げ加工が施された部分を切り離すことにより外輪を得る（突切り工程）。

上記のような製造方法によれば、軌道溝の形成や、軌道面，内径面，外径面，及び両側面の仕上げ加工など、全ての加工を旋削加工のみで行うことができ、研削加工等の他の加工は行う必要はない。よって、簡易且つ安価に転がり軸受を製造することができる。また、旋削加工後に熱処理を施す必要がないので、変形のない高精度に加工された軌道輪を備える転がり軸受を製造することができる。このような転がり軸受は、回転精度や寸法精度が優れている。

さらに、加工を施す部位によって素材の掴み替えを行う必要がなく、一度チャックで掴んだら全加工を行うことができるので（すなわち、前述した従来技術では旋削加工時に外輪を掴み替える必要があったが、本実施形態においては、素材の掴み替えを行うことなく丸棒材料から外輪を削り出すことができるので）、加工の精度は旋削盤の主軸の回転精度によって決定する。よって、両側面と軌道面との平行度、外輪の外径面と軌道面との同軸度、内輪の内径面と軌道面との同軸度が優れていて、研削仕上げされた転がり軸受に準じる精度が得られる。

なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、外輪を例にして製造方法を説明したが、同様の製造方法により内輪も製造することができる。また、切削工具の摩耗を抑制するために、外径面の取り代は必要最低限に設定することが重要であり、丸棒材料の直径は、製造する軌道輪の外径よりも０．２ｍｍ程度大きいものとすることが好ましい。さらに、チタンの場合は熱処理後の硬さがＨｖ４７０以上となるため、切削工具としては、超硬Ｋ種にチタンアルミナの多層コーティングを施した難削材用工具が適している。

さらに、本実施形態においては、深溝玉軸受を例示して説明したが、本発明の転がり軸受は様々な種類の転がり軸受に対して適用することができる。例えば、アンギュラ玉軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受，針状ころ軸受，自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受，スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。

本発明に係る転がり軸受の一実施形態である深溝玉軸受の構成を示す部分縦断面図である。転がり軸受の製造方法を説明する工程図である。旋削加工の内容を説明する図である。

符号の説明

１内輪
１ａ軌道面
２外輪
２ａ軌道面
３玉

Claims

内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転がり軸受において、前記内輪及び前記外輪の少なくとも一方が、熱処理された丸棒材料を旋削加工することにより製造されたものであることを特徴とする転がり軸受。
前記旋削加工において素材の掴み替えが行われていないことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
前記丸棒材料がチタン，難削材，又は軸受鋼で構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転がり軸受。