(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
材質がセラミックスで両端部にクラウニング部を有し、中央部及びクラウニング部共に表面のあらさが０．１Ｓを超えないことを特徴としたセラミックス製ベアリング用転動体であって、
次に示す１の工法又は複数の工法を組合せて実施することで円柱形状セラミックスの両端部にクラウニング部を形成したことを特徴とするセラミックス製ベアリング用転動体。
工法１：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる材料の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける。
工法２：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる平均粒径の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける。
工法３：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる供給量の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつけること。
工法４：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる性質のパッドで砥粒を介して加圧することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける。
工法５：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる振動数で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつけること。
【請求項２】
円柱形状セラミックスを被加工物とし、この被加工物の側面を一対の板で挟み、これらの板を振動させて被加工物を自転回転させつつ、この被加工物の周囲に被加工物よりも低硬度の砥粒を含む液を供給し、振動する板と自転する被加工物の側面との間に介在した砥粒で被加工物の側面表面を研磨することで中央部を研磨するとともに両端部にクラウニング部を成形することでセラミックス製ベアリング用転動体を製造することを特徴としたセラミックス製ベアリング用転動体の表面加工方法であって、
次に示す１の工法又は複数の工法を組合せて実施することで円柱形状セラミックスの両端部にクラウニング部を形成することを特徴とするセラミックス製ベアリング用転動体の表面加工方法。
工法１：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる材料の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける。
工法２：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる平均粒径の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける。
工法３：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる供給量の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつけること。
工法４：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる性質のパッドで砥粒を介して加圧することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける。
工法５：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる振動数で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつけること。
【請求項３】
セラミックスの被加工物の側面を挟む一対の板と、これらの板を振動させて被加工物を自転回転させる振動子と、前記被加工物の中央部と板との間へ被加工物よりも低硬度の砥粒を供給する第１の加工液供給手段と、前記被加工物の両端部と板との間へ前記第１の加工液供給手段での砥粒と異なる材質，異なる平均粒径又は異なる供給量の砥粒を供給する第２の加工液供給手段とで構成したことを特徴とするセラミックス製ベアリング用転動体の表面加工装置。
【請求項４】
円柱形状セラミックスの中央部をパッドを介して一対の板で挟み、この板を振動子で振動させるとともに、前記セラミックスの両端部をパッドを介して別の各一対の板で挟み、これらの板を振動子で振動させるセラミックス製ベアリング用転動体の表面加工装置において、前記中央部のパッドと両端部のパッドの性質を異ならせる又は中央部の振動数と両端部の振動数を異ならせる構成としたことを特徴とするセラミックス製ベアリング用転動体の表面加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセラミックス製ベアリング用転動体及びその加工方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開平６−４８８１３号公報「セラミックス製転動体」に、セラミックス製転動体が示され、金属製のベアリング用転動体を、高強度で軽量なセラミックス製のベアリング用転動体に置き換える研究が進んでいる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、転動体の相手側部材としてはインナレース，アウタレース，リテーナが挙げられるが、セラミックス製ベアリング用転動体はセラミックスを焼き固めたものであるから、表面は滑らかでなく、インナレースなどの相手側部材を削って傷める虞れがある。また、転動体が単純な円柱であると、端部に応力が集中し、高負荷を支えるベアリング転動体は、どうしても寿命が短くなる。
そこで、本発明の第１の目的は、これらの問題を解決したセラミックス製ベアリング用転動体を提供することにある。
【０００４】
上記課題を解決するための一方法としてダイヤモンド砥粒とラップ盤を使用してのセラミックス製ベアリング用転動体の表面を仕上加工する試みが為されている。しかし、通常のダイヤモンド砥粒をベースとしたラッピングではクラックを伝搬させながら脆性加工するため結果的に被加工物に傷がつくこと、また、ダイヤモンドが高価であって、生産コストが嵩むという不都合がある。
また、転動体端部における応力集中を緩和するためにクラウニング部を形成しようとしても、ダイヤモンド砥粒の脆性加工では滑らかで緩やかなクラウニング部が形成できない。ダイヤモンド砥粒による研磨については後述の比較例で説明する。
そこで、本発明の第２の目的は、難加工材であるセラミックス製ベアリング用転動体を滑らかに仕上げ且つ端部に好ましいクラウニング部を形成することができる表面加工法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１のセラミックス製ベアリング用転動体は、材質がセラミックスで両端部にクラウニング部を有し、中央部及びクラウニング部共に表面のあらさが０．１Ｓを超えないものとし、次に示す１の工法又は複数の工法を組合せて実施することで円柱形状セラミックスの両端部にクラウニング部を形成したことを特徴とする。
工法１：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる材料の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける。
工法２：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる平均粒径の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける。
工法３：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる供給量の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつけること。
工法４：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる性質のパッドで砥粒を介して加圧することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける。
工法５：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる振動数で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつけること。
従来のダイヤモンド研磨で得られる表面あらさは０．５Ｓ程度であるが、相手材の摩耗を考えると表面あらさは小さいほど良く、加工時間及びコストの点から０．０３Ｓ〜０．８Ｓの範囲が好しく、少くとも０．１Ｓにする必要がある。
従来のダイヤモンド研磨に比較して表面あらさが小さくなり且つ凹部が格段に少ないので、セラミックス製ベアリング用転動体自体の強度が高まるとともに相手側部材であるインナレース，アウタレース，リテーナの摩耗量が減少し、ベアリングの高寿命化が図れる。また、相手側部材の凝着を防止できるため、低摩擦化が図れる。
【０００６】
請求項２のセラミックス製ベアリング用転動体の表面加工方法は、円柱形状セラッミクスを被加工物とし、この被加工物の側面を一対の板で挟み、これらの板を振動させて被加工物を自転回転させつつ、この被加工物の周囲に被加工物よりも低硬度の砥粒を含む液を供給し、振動する板と自転する被加工物の側面との間に介在した砥粒で被加工物の側面表面を研磨し、この研磨方法により中央部を研磨できるとともに同時に両端部に滑らかで緩やかなクラウニング部を成形し、次に示す１の工法又は複数の工法を組合せて実施することで円柱形状セラミックスの両端部にクラウニング部を形成することを特徴とする。
工法１：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる材料の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける。
工法２：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる平均粒径の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける。
工法３：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる供給量の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつけること。
工法４：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる性質のパッドで砥粒を介して加圧することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける。
工法５：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる振動数で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつけること。
振動させることでセラミックスを自転回転させつつ加工するので、ワークを回転させる主軸台並びにモータが不要であるから、装置全体が簡単になる。
砥粒が低硬度であるから、セラミックスの表面に傷を付ける心配が無く、極めて良好な表面あらさが得られると共に、軟質砥粒と硬質ワークとの間で固相反応が発生するために加工能率が良く、加工所要時間の短縮をも図れる。すなわち、従来の脆性加工では脱落したワーク粉がワークに再度引っ掛かるという不都合があるが、本発明ではワークと砥粒とを反応させて、脱落したワーク粉を消失させることができる。さらに、振動は固相反応を促進させる効果と反応部を効率良く除去する効果とを併せ持つ。
【０００７】
上記工法１〜５を実施することで以下の作用を示す。
【０００８】
工法１は、円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる材料の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける加工方法である。  例えば、中央部にＦｅ３Ｏ４の砥粒、端部にＣｒ２Ｏ３の砥粒を供給することで円筒形状であった転動体の両端に連続的なクラウニング部を形成することができる。
振動と低硬度砥粒とで難加工材であるセラミックス製ベアリング用転動体の全体的な表面加工を実施でき、砥粒の材質を使い分けることでクラウニング部を形成できるから、１プロセスで研磨と成形とが実施でき生産プロセスが極めて簡単になる。
【０００９】
工法２は、円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる平均粒径の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける加工方法である。
例えば、中央部に１μｍの砥粒、端部に０．５μｍの砥粒を供給することで円筒形状であった転動体の両端に連続的なクラウニング部を形成することができる。
振動と低硬度砥粒とで難加工材であるセラミックス製ベアリング用転動体の全体的な表面加工を実施でき、砥粒の粒径を使い分けることでクラウニング部を形成できるから、１プロセスで研磨と成形とが実施でき生産プロセスが極めて簡単になる。
【００１０】
工法３は、円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる供給量の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける加工方法である。
例えば、中央部に対して５倍の量の砥粒を端部に供給することで円筒形状であった転動体の両端に連続的なクラウニング部を形成することができる。
振動と低硬度砥粒とで難加工材であるセラミックス製ベアリング用転動体の全体的な表面加工を実施でき、砥粒の供給量を使い分けることでクラウニング部を形成できるから、１プロセスで研磨と成形とが実施でき生産プロセスが極めて簡単になる。
【００１１】
工法４は、円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる性質のパッドで砥粒を介して加圧することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける加工方法である。
例えば、中央部をフェルト板のみ、端部を樹脂ゴムで付勢したフェルト板で研磨すると、円筒形状であった転動体の両端に連続的なクラウニング部を形成することができる。
振動と低硬度砥粒とで難加工材であるセラミックス製ベアリング用転動体の全体的な表面加工を実施でき、パッドを使い分けることでクラウニング部を形成できるから、１プロセスで研磨と成形とが実施でき生産プロセスが極めて簡単になる。
【００１２】
工法５は、円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる振動数で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける加工方法である。
例えば、中央部を２５０Ｈｚ、端部を３３０Ｈｚで研磨することで円筒形状であった転動体の両端に連続的なクラウニング部を形成することができる。
振動と低硬度砥粒とで難加工材であるセラミックス製ベアリング用転動体の全体的な表面加工を実施でき、振動数を部位に応じて使い分けることで先細りテーパ部を形成できるから、１プロセスで研磨と成形とが実施でき生産プロセスが極めて簡単になる。
【００１３】
請求項３は、セラミックスの被加工物の側面を挟む一対の板と、これらの板を振動させて被加工物を自転回転させる振動子と、被加工物の中央部と板との間へ被加工物よりも低硬度の砥粒を供給する第１の加工液供給手段と、被加工物の両端部と板との間へ第１の加工液供給手段での砥粒と異なる材質，異なる平均粒径又は異なる供給量の砥粒を供給する第２の加工液供給手段とで構成したことを特徴とする。
【００１４】
被加工物の中央部と板との間へ被加工物よりも低硬度の砥粒を供給する第１の加工液供給手段と、被加工物の両端部と板との間へ第１の加工液供給手段での砥粒と異なる材質，異なる平均粒径又は異なる供給量の砥粒を供給する第２の加工液供給手段とで構成したので、１プロセスで研磨とクラウニング部を形成できるので生産プロセスが極めて簡単になる。
【００１５】
請求項４は、円柱形状セラミックスの中央部をパッドを介して一対の板で挟み、この板と振動子で振動させるとともに、セラミックスの両端部をパッドを介して別の各一対の板で挟み、これらの板を振動子で振動させるセラミックス製ベアリング用転動体の表面加工装置において、中央部のパッドと両端部のパッドの性質を異ならせる又は中央部の振動数と両端部の振動数を異ならせる構成としたことを特徴とする。
中央部のパッドと両端部のパッドの性質を異ならせる又は中央部の振動数と両端部の振動数を異ならせる構成としたので、１プロセスで研磨とクラウニング部を形成できるので生産プロセスが極めて簡単になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明のセラミックス製ベアリング用転動体を備えたベアリングの斜視図であり、ベアリング１は、インナレース２と、アウタレース３との間に介在させた複数の転動体４・・・（・・・は複数を示す。以下同じ）と、この転動体４・・・を保持するリテーナ５とからなる。
【００１７】
図２（ａ），（ｂ）は本発明に係るセラミックス製ベアリング用転動体の説明図である。
（ａ）は中加工後の転動体を示し、転動体の中加工品１４は次の工程で製造されるものである。
圧粉成形工程→脱脂工程→焼結工程→ダイヤモンド砥粒による粗加工→ダイヤモンド砥粒による中加工。この段階での転動体の中加工品１４は単純円柱である。
（ｂ）は加工（含む超加工）済のセラミックス製ベアリング用転動体４を示し、本発明に係る装置及び方法にて、転動体４の円周面を全体的に研磨し、且つ中央部１１に比べて左右の端部１２，１２にクラウニングを施したしたことを特徴とする。
【００１８】
図３は本発明に係るセラミックス製ベアリング用転動体の表面加工装置の分解斜視図であり、セラミックス製ベアリング用転動体の表面加工装置２０（以下「表面加工装置２０」と記す。）は、例えば、ベース２１に一対の板としての固定壁２２及び可動壁２３を平行に配置し、固定壁２１の内側面中央部にパッドとしてのフェルト板２５、内面両側にゴム板２６，２６を貼りつけ、更にこのゴム板２６，２６の内側面にパッドとしてのフェルト板２７，２７を貼りつけ、一方、可動壁２３の内側面の中央及び両側に振動子２８と振動子２９，２９を貼りつけ、そのうちの中央の振動子２８の内側面にフェルト板２５を貼りつけ、両側の振動子２９，２９の内側面にゴム板２６，２６を貼りつけ、更にこのゴム板２６，２６の内側面にフェルト板２７，２７を貼りつけたものである。
【００１９】
３１は保持器であり、被加工材としての転動体の中加工品１４の軸方向及び径方向の一定以上の移動を抑え、寸法精度良く加工するための治具である。
３２，３２は固定壁２２から水平に延びたロッドであり、このロッド３２，３２にビス３３，３３（一方は不図示）で保持器３１を固定し、ビス３４，３４一方は不図示）で可動壁２３を固定する。
３５は第１の加工液供給手段としての中央の加工液容器、３６，３６は第２の加工液供給手段としての両側の加工液容器、３７，３７は中央の加工液供給管、３８・・・（・・・は複数個を示す。以下同様。）は両側の加工液供給管である。
【００２０】
図４は本発明のセラミックス製ベアリング用転動体の表面加工装置の端部断面図であり、保持器３１で保持した転動体の中加工品１４を左右のフェルト板２７，２７に接触させた状態を示す。このフェルト板２７，２７の当りは可動壁２３を図左右に移動させることで簡単に調整できると共に、ゴム板２６，２６の弾性付勢作用でフェルト板２７，２７を常に転動体の中加工品１４に当接させることができる。
【００２１】
以上の構成からなる表面加工装置の作用を次に述べる。
図５は本発明に係る表面加工原理図であり、転動体の中加工品１４の側面を一対のフェルト板２７，２７で挟み、一方のフェルト板２７をゴム板２６を介して振動子２９で振動させる。同時に転動体の中加工品１４の周囲に中加工品１４よりも低硬度の砥粒３９を含む加工液を供給し、振動するフェルト板２７と自転する中加工品１４の側面との間に介在した砥粒３９・・・で中加工品１４の側面表面を研磨する。
この際に、転動体の中加工品１４は、一定速度で自転する（回転方向は図の矢印と逆であることもある）。従って、転動体の中加工品１４を強制回転させる必要が無い。すなわち、従来の加工方法ではワークを主軸台でモータを駆動源として強制回転させるが、本発明では主軸台やモータが不要である。
【００２２】
低硬度の砥粒３９で高硬度のワークを加工することは、一見加工の常識に反するものであるが、軟質砥粒と硬質ワークとの間で固相反応が発生するために加工が進行する。この技術をメカノケミカルポリシング（ＭＣＰ）法と呼び、従来の機械的加工法と比較すると、化学的加工法であるといえる。
【００２３】
図６は本発明の加工装置の平面視作用説明図であり、本装置２０では転動体の中加工品１４の中央部１１と端部１２，１２を独立して加工することができるものである。
すなわち、想像線で示す加工液供給管３７，３７，３８・・・から加工液を滴下しつつ、振動子２８，２９，２９を作動させることで、フェルト板２５で中央部１１、ゴム板２６，２６付きフェルト板２７，２７で端部１２，１２を加工することができる。その結果、図２（ｂ）に示したセラミックス製ベアリング用転動体４が製造できる。
【００２４】
次に、装置２０において砥粒の材質や粒径、パッドの構造、振動数などのファクターについて調査した。細かいデータは省略し、結果のみを列挙する。
工法１：砥粒の材質；
Ｆｅ３Ｏ４をＣｒ２Ｏ３に変更することで、研磨能力が１．５倍になった。
工法２：砥粒の粒径；
砥粒の平均粒径を１．０μｍから０．５μｍに変更することで、研磨能力が３倍になった。
工法３：加工液濃度；
砥粒：水を１：３から１：１に変更することで、研磨能力が２倍になった。
【００２５】
工法４：加工液供給量；
加工液の供給量を１  ｍｌ／秒から５  ｍｌ／秒に変更することで、研磨能力が２倍になった。
工法５：パッドの構造；
フェルト板のみのパッドを樹脂ゴムつきフェルト板に変更することで、研磨能力が１．５倍になった。
工法６：振動数；
２５０Ｈｚを３３０Ｈｚに変更することで、研磨能力が１．０６倍になった。
【００２６】
上記工法１〜工法６を適用することにより、セラミックス製ベアリング用転動体の中央部に対して両端部を２０倍程度高い能力で研磨することができた。一方、中央部へ滴下した加工液と端部へ滴下した加工液とは、中央部と端部との境目で混合する。
この結果、中央部と端部との境目に段が発生せず、この部分が滑らかな斜面となり、図２（ｂ）の如く両端部にクラウニング部を有するセラミックス製ベアリング用転動体を製造することができたわけである。
勿論、上記工法１〜工法６全てを変更する必要はなく、要求に応じてそのうちの１つ又は複数を変更すれば、セラミックス製ベアリング用転動体にクラウニング部を形成することが可能である。
【００２７】
更にまた、砥粒は被加工物より低硬度の酸化物であればよい。なお、次に示す（化学式）は参考例を表記したものであり、当該化学式の物質に限るものではない。
例えば、被加工物が窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）のときには、チタン酸化物（ＴｉＯ，ＴｉＯ２），クロム酸化物（Ｃｒ２Ｏ３），鉄系酸化物（Ｆｅ２Ｏ３，Ｆｅ３Ｏ４），ケイ素酸化物（ＳｉＯ２），セリウム酸化物（ＣｅＯ２），バリウム炭酸化物（ＢａＣＯ３），カルシウム炭酸化物（ＣａＣＯ３），マグネシウム酸化物（ＭｇＯ）又はインジウム酸化物（Ｉｎ２Ｏ３）のうちの少なくとも１種とする。
【００２８】
被加工物が炭化ケイ素（ＳｉＣ）のときには、チタン酸化物（ＴｉＯ，ＴｉＯ２），クロム酸化物（Ｃｒ２Ｏ３），鉄系酸化物（Ｆｅ２Ｏ３，Ｆｅ３Ｏ４），ケイ素酸化物（ＳｉＯ２），セリウム酸化物（ＣｅＯ２），バリウム炭酸化物（ＢａＣＯ３），カルシウム炭酸化物（ＣａＣＯ３），マグネシウム酸化物（ＭｇＯ）又はインジウム酸化物（Ｉｎ２Ｏ３）のうちの少なくとも１種とする。
【００２９】
被加工物がアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）のときには、チタン酸化物（ＴｉＯ，ＴｉＯ２），ケイ素酸化物（ＳｉＯ２），鉄系酸化物（Ｆｅ２Ｏ３，Ｆｅ３Ｏ４）又はマグネシウム酸化物（ＭｇＯ）のうちの少なくとも１種とすればよい。
【００３０】
尚、本実施例の表面加工装置２０は、３個の独立した振動子２８，２９，２９を備えたのでセラミックス製ベアリング用転動体の部位に応じて振動数を変更するのに適している。しかし、振動数を一律にして、砥粒の材質、粒径、供給量を変更するだけでもクラウニング加工は可能であるから、本発明方法を実施するための装置は、表面加工装置２０に限るものではない。
【００３１】
【実施例】
図７は本発明に係るセラミックス製ベアリング用転動体の転がり疲れ寿命の試験機原理図である。
試験機４０は、固定台４１と、この固定台４１の上面に係合したベース板４２と、このベース板４２の上に置いた試験ピース４３・・・と、この試験ピース４３・・・を上方から押える押圧板４４と、この押圧板４４を保持する回転板４５と、この回転板４５と一体となった回転軸４６とからなる。
なお、４７はリテーナである。
さらに、ベース板４２には振動センサー４８を取付け、試験ピース４３・・・の焼き付け感知のための振動記録計４９を取付けてなる。
【００３２】
押圧板４４に所定の荷重をかけ、回転軸４６を一定回転させることにより、押圧板４４を回動させ、試験ピース４３・・・の転がり疲れ寿命を測定するものである。また、振動センサー４８によりベース板４２の振動をモニターし、この振動が一定のレベルを超えた時点で試験ピース４３・・・の焼き付けを判断する。
【００３３】
【表１】
0003651626.tif 000002
【００３４】
本発明に係る実施例の転がり疲れ寿命（耐久試験）について表１を参照の上、次に説明する。
１．実施例１及び比較例１との対比
共通試験条件；
リテーナ  ；材料（ＳＣＭ４２０−ＪＩＳ）＋表面処理（金メッキ）
荷重      ；４５０ｋｇ
回転数    ；３６００ｒｐｍ
潤滑油粘度；１０Ｗ−３０（ＳＥＡ粘度分類による）
【００３５】
実施例１；
試験ピース  ；
加工法；本発明に係る表面加工方法により研磨
形状  ；円柱
寸法  ；５ｍｍ直径×５ｍｍ長さ
材質  ；窒化けい素（Ｓｉ３Ｎ４）
サンプル数  ；５
クラウニング；無し
【００３６】
比較例１；
試験ピース  ；
加工法；従来のダイヤモンドの砥粒により研磨
形状  ；円柱
寸法  ；５ｍｍ直径×５ｍｍ長さ
材質  ；窒化けい素（Ｓｉ３Ｎ４）
サンプル数  ；５
クラウニング；無し
実施例１では２００時間の耐久試験を良好にて完了した。
比較例１では１００時間後にリテーナの損傷がひどく、潤滑油による黒色物が凝着した。１００時間にて耐久試験を中止する。
【００３７】
２．実施例２及び比較例２との対比
共通試験条件；
リテーナ  ；材料（ナイロン６６）
荷重      ；５５０ｋｇ
回転数    ；５５００ｒｐｍ
潤滑油粘度；１０Ｗ−３０（ＳＥＡ粘度分類による）
【００３８】
実施例２；
試験ピース  ；
加工法；本発明に係る表面加工方法により研磨
形状  ；円柱
寸法  ；５ｍｍ直径×５ｍｍ長さ
材質  ；窒化けい素（Ｓｉ３Ｎ４）
サンプル数  ；５
クラウニング；有り
【００３９】
比較例２；
試験ピース  ；
加工法；従来のダイヤモンドの砥粒により研磨
形状  ；円柱
寸法  ；５ｍｍ直径×５ｍｍ長さ
材質  ；窒化けい素（Ｓｉ３Ｎ４）
サンプル数  ；５
クラウニング；有り
実施例２では２００時間の耐久試験を良好にて完了した。
比較例２では１４時間後にリテーナの損傷が発生する。１４時間にて耐久試験を中止する。
【００４０】
以上の結果を考察すると、比較例１及び比較例２は硬いダイヤモンド砥粒で機械的にセラミックス製ベアリング用転動体表面を研磨するために、同表面に傷が残ること、表面が加工圧及び熱で変質すること、から面粗度が悪く、耐久性も小さくなる。
これに対して、実施例１及び実施例２は軟らかい酸化物で化学的にセラミックス製ベアリング用転動体表面を研磨するために、同表面に傷が残らず、表面が加工圧及び摩擦熱で変質する心配もないことから面粗度が良く、耐久性も大きく、転がり疲れ寿命の時間も長い。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、材質がセラミックスで両端部にクラウニング部を有し、中央部及びクラウニング部共に表面のあらさが０．１Ｓを超えないものとし、次に示す１の工法又は複数の工法を組合せて実施することで円柱形状セラミックスの両端部にクラウニング部を形成したことを特徴とする。
工法１：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる材料の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける。
工法２：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる平均粒径の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける。
工法３：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる供給量の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつけること。
工法４：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる性質のパッドで砥粒を介して加圧することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける。
工法５：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる振動数で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつけること。
従来のダイヤモンド研磨に比較して表面あらさが小さくなり且つ凹部が格段に少ないので、セラミックス製ベアリング用転動体自体の強度が高まるとともに相手側部材であるインナレース，アウタレース，リテーナの摩耗量が減少し、ベアリングの高寿命化が図れる。また、相手側部材の凝着を防止できるため、低摩擦化が図れる。
【００４２】
請求項２は、円柱形状セラッミクスを被加工物とし、この被加工物の側面を一対の板で挟み、これらの板を振動させて被加工物を自転回転させつつ、この被加工物の周囲に被加工物よりも低硬度の砥粒を含む液を供給し、振動する板と自転する被加工物の側面との間に介在した砥粒で被加工物の側面表面を研磨、次に示す１の工法又は複数の工法を組合せて実施することで円柱形状セラミックスの両端部にクラウニング部を形成したことを特徴とする。
工法１：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる材料の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける。
工法２：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる平均粒径の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける。
工法３：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる供給量の砥粒で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつけること。
工法４：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる性質のパッドで砥粒を介して加圧することで、中央部と両端部との研磨量に差をつける。
工法５：円柱形状セラミックスの中央部と両端部とを互いに異なる振動数で研磨することで、中央部と両端部との研磨量に差をつけること。
振動させることでセラミックスを自転回転させつつ加工するので、ワークを回転させる主軸台並びにモータが不要であるから、装置全体が簡単になる。
【００４３】
上記工法１〜５を実施することで以下の効果を示す。
【００４４】
振動と低硬度砥粒とで難加工材であるセラミックス製ベアリング用転動体の全体的な表面加工を実施でき、振動数を部位に応じて使い分けることでクラウニング部を形成できるから、１プロセスで研磨と成形とが実施でき生産プロセスが極めて簡単になる。
【００４５】
請求項３は、セラミックスの被加工物の側面を挟む一対の板と、これらの板を振動させて被加工物を自転回転させる振動子と、被加工物の中央部と板との間へ被加工物よりも低硬度の砥粒を供給する第１の加工液供給手段と、被加工物の両端部と板との間へ第１の加工液供給手段での砥粒と異なる材質，異なる平均粒径又は異なる供給量の砥粒を供給する第２の加工液供給手段とで構成したことを特徴とする。
【００４６】
被加工物の中央部と板との間へ被加工物よりも低硬度の砥粒を供給する第１の加工液供給手段と、被加工物の両端部と板との間へ第１の加工液供給手段での砥粒と異なる材質，異なる平均粒径又は異なる供給量の砥粒を供給する第２の加工液供給手段とで構成したので、１プロセスで研磨とクラウニング部を形成できるので生産プロセスが極めて簡単になる。
【００４７】
請求項４は、円柱形状セラミックスの中央部をパッドを介して一対の板で挟み、この板と振動子で振動させるとともに、セラミックスの両端部をパッドを介して別の各一対の板で挟み、これらの板を振動子で振動させるセラミックス製ベアリング用転動体の表面加工装置において、中央部のパッドと両端部のパッドの性質を異ならせる又は中央部の振動数と両端部の振動数を異ならせる構成としたことを特徴とする。
中央部のパッドと両端部のパッドの性質を異ならせる又は中央部の振動数と両端部の振動数を異ならせる構成としたので、１プロセスで研磨とクラウニング部を形成できるので生産プロセスが極めて簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のセラミックス製ベアリング用転動体を備えたベアリングの斜視図
【図２】  本発明に係るセラミックス製ベアリング用転動体の説明図
【図３】  本発明に係るセラミックス製ベアリング用転動体の表面加工装置の分解斜視図
【図４】  本発明のセラミックス製ベアリング用転動体の表面加工装置の端部断面図
【図５】  本発明に係る表面加工原理図
【図６】  本発明の加工装置の平面視作用説明図
【図７】  本発明に係るセラミックス製ベアリング用転動体の転がり疲れ寿命の試験機原理図
【符号の説明】
１…ベアリング、４…セラミックス製ベアリング用転動体（転動体）、１１…中央部、１２…両端部（端部）、１４…中加工品、２０…表面加工装置、２２…板（固定壁）、２３…板（可動壁）、２５，２７…パッド（フェルト板）、２６…ゴム板、２８，２９…振動子、３５，３６…加工液供給手段（加工液容器）、３７，３８…加工液供給管、３９…砥粒。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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