(57)【要約】【課題】本発明の軸受ライニング方法は、溶接によって形成されるライニング層の強度の低下を防ぐことが容易にできる軸受ライニング方法を提供することを目的とする。【解決手段】軸受の軸受面５に対して、軸受面５に沿った第一方向に延在する一次肉盛溶接部１を、前記第一方向に直交する第二方向に向かって間隔をあけて順次形成する一次溶接工程Ｓ１と、軸受面５において隣り合う前記一次肉盛溶接部１の間に、前記第一方向に延在する二次肉盛溶接部２を、一次肉盛溶接部１を前記第二方向から挟むように順次形成する二次溶接工程Ｓ２と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受の軸受面に対して、該軸受面に沿った第一方向に延在する一次肉盛溶接部を、前記第一方向に直交する第二方向に向かって間隔をあけて順次形成する一次溶接工程と、
前記軸受面において隣り合う前記一次肉盛溶接部の間に、前記第一方向に延在する二次肉盛溶接部を、前記一次肉盛溶接部を前記第二方向から挟むように順次形成する二次溶接工程と、を備えることを特徴とする軸受ライニング方法。
【請求項２】
前記軸受面が、円筒形状をなす軸受の内周面であって、
前記第一方向が、前記軸受面の軸方向に向かうにしたがって該軸受面の周方向に捩じれる螺旋方向であり、
前記第二方向が、前記軸方向であることを特徴とする請求項１に記載の軸受ライニング方法。
【請求項３】
前記軸受面が、円筒形状をなす軸受の内周面であって、
前記第一方向が、前記軸受面の周方向であり、
前記第二方向が、前記軸受面の軸方向であることを特徴とする請求項１に記載の軸受ライニング方法。
【請求項４】
前記軸受面が、円筒形状をなす軸受の内周面であって、
前記第一方向が、前記軸受面の軸方向であり、
前記第二方向が、前記軸受面の周方向であることを特徴とする請求項１に記載の軸受ライニング方法。
【請求項５】
前記軸受面が、平面形状をなすことを特徴とする請求項１に記載の軸受ライニング方法。
【請求項６】
前記二次溶接工程の後に、前記軸受面における前記一次肉盛溶接部と前記二次肉盛溶接部との間に、前記第一方向に延在する追加肉盛溶接部を、前記第二方向に間隔をあけて順次形成する追加溶接工程を少なくとも一回備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の軸受ライニング方法。
【請求項７】
前記一次肉盛溶接部と前記二次肉盛溶接部とが、前記第二方向の幅を２ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲として形成されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の軸受ライニング方法。
【請求項８】
前記一次溶接工程と前記二次溶接工程における溶接速度が、
溶接速度と溶接品質とを関係づけた評価データと、
予め設定される溶接速度許容限度と、
予め設定される溶接品質許容限度と、
に基づいて決定されることをさらに有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の軸受ライニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受に対する肉盛溶接を用いた軸受ライニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な分野で使用されている軸受には、筒体状に形成された軸受本体（裏金）の内周面にホワイトメタルなどの低融点金属からなる軸受材料をライニングし、そのライニング層を規定厚まで切削研磨加工して製造されるものがある。ホワイトメタルを裏金にライニングするためには、予め裏金に錫あるいは半田メッキを施工し、遠心鋳造法等によって裏金の内周面にホワイトメタルをライニングする。遠心鋳造法は、筒体状の裏金を軸周りに回転させながら、その内周面に軸受材料を注ぎ込み、軸受材料を遠心力によって裏金の内周面に張り付けた状態で冷却凝固させ、ライニング層を得るものである。
【０００３】
ライニング層の成形に不良がある場合、即ち、ライニング層に欠陥や組織の粗大がある場合、軸受を使用中にライニング層が剥離などを起こし使用している自動車やタービン等に致命的な不具合を生じる可能性がある。
【０００４】
このような状態を回避するため、一般に自動車用軸受等の小物軸受は比較的安価であることから、長期間使用し使用不能となる前に新しいものと交換される。しかし、火力発電等に用いられるタービン等に用いられる大型軸受は高価であるため、使用不能な軸受を補修する方法が用いられる。補修方法は、裏金にライニングされたホワイトメタルを機械加工で削除した後、再び新規製造時と同様に遠心鋳造方法等を用いる方法がある。ただし、この方法では、鋳造を再び行うために鋳造設備等が備えられている作業可能な場所まで軸受を持ち帰る必要があり、現地での補修作業は難しく、さらに、補修を行っても裏金に変形を生じるという問題がある。
【０００５】
そこで、肉盛溶接によって裏金にライニングを施す軸受製造・補修方法が用いられている。例えば、特許文献１では、溶接ワイヤを用いる代りに低融点金属からなる板を内周面に嵌合するように成型して溶接し、偏析のない微細組織を得ることにより、軸受の耐久性向上を図る方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−７９１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、肉盛溶接を用いる方法では、入熱が大きくなることによって溶接部の冷却速度が低下することや、繰り返し入熱されることにより溶接部が局所的に高温となることによって結晶組織の成分に偏析が生じ、ライニング層の強度の低下を招く可能性がある。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、溶接によって形成されるライニング層の強度の低下を抑えることが容易にできる軸受ライニング方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の一態様に係る軸受ライニング方法は、軸受の軸受面に対して、該軸受面に沿った第一方向に延在する一次肉盛溶接部を、前記第一方向に直交する第二方向に向かって間隔をあけて順次形成する一次溶接工程と、前記軸受面において隣り合う前記一次肉盛溶接部の間に、前記第一方向に延在する二次肉盛溶接部を、前記一次肉盛溶接部を前記第二方向から挟むように順次形成する二次溶接工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、間をあけて一次肉盛溶接部を形成することで隣り合って形成される一次肉盛溶接部の入熱からの影響を抑えることができる。さらに、一次肉盛溶接部を形成した後に、前記第二方向から二次肉盛溶接部で一次肉盛溶接部を挟むように形成することで、一次肉盛溶接部を形成した後、時間を空けて二次肉盛溶接部を形成することになる。したがって、一次肉盛溶接部が冷却された後に二次肉盛溶接部を形成することができるため、局所的に与える入熱を小さくすることができる。これらによって，冷却速度の低下を抑えることができ、ライニング層の結晶組織を均一に形成できる。
【００１１】
また、本発明の他の態様に係る軸受ライニング方法は、前記軸受面が、円筒形状をなす軸受の内周面であって、前記第一方向が、前記軸受面の軸方向に向かうにしたがって該軸受面の周方向に捩じれる螺旋方向であり、前記第二方向が、前記軸方向であることを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、円筒形状の内周面である軸受面に対して、軸方向に向かうにしたがって該軸受面の周方向に捩じれる螺旋方向に一次肉盛溶接部を形成することで、螺旋状に軸方向に間隔をあけて連続して形成でき、同様に、二次肉盛溶接部も一次肉盛溶接部に沿うように螺旋状に形成することで連続して形成できる。つまり、一次肉盛溶接部と二次肉盛溶接部とをそれぞれ一回で形成することで、溶接によるライニング層を軸受面に対して容易に形成することができる。
【００１３】
さらに、本発明の他の態様に係る軸受ライニング方法は、前記軸受面が、円筒形状をなす軸受の内周面であって、前記第一方向が、前記軸受面の周方向であり、前記第二方向が、前記軸受面の軸方向であることを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、円筒形状の内周面である軸受面に対して、一次肉盛溶接部を周方向にリング状をなし軸方向に間隔をあけて複数形成した後に、二次肉盛溶接部も同様に、一次肉盛溶接部を挟むようにリング状に形成する。これにより、入熱の影響を抑えながら、局所的に与える入熱も小さくするような溶接によるライニング層を円筒形状の内周面に対して周方向に容易に形成することができる。
【００１５】
また、本発明の他の態様に係る軸受ライニング方法は、前記軸受面が、円筒形状をなす軸受の内周面であって、前記第一方向が、前記軸受面の軸方向であり、前記第二方向が、前記軸受面の周方向であることを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、円筒形状の内周面である軸受面に対して、一次肉盛溶接部を軸方向に直線状をなし周方向に間隔をあけて複数形成した後に、二次肉盛溶接部も同様に、一次肉盛溶接部を挟むように直線状に形成する。これにより、入熱の影響を抑えながら、局所的に与える入熱も小さくするような溶接によるライニング層を円筒形状の内周面に対して軸方向に容易に形成することができる。さらに、軸方向に直線状に形成することで、一次肉盛溶接部及び二次肉盛溶接部の一つ一つを形成する際に軸方向の往復に距離があり、次に溶接部を形成するまでに時間がかかるため、冷却を十分に行うことができる。
【００１７】
さらに、本発明の他の態様に係る軸受ライニング方法は、前記軸受面が、平面形状をなすことを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、平面形状をなす軸受面に対して一次肉盛溶接部を第一方向に直線状をなして延在させ、第二方向に間隔をあけて形成した後に、二次肉盛溶接部も同様に、一次肉盛溶接部を挟むように直線状に形成する。これにより、入熱の影響を抑えながら、局所的に与える入熱も小さくするような溶接によるライニング層を平面形状の軸受面に対して容易に形成することができる。
【００１９】
また、本発明の他の態様に係る軸受ライニング方法は、前記二次溶接工程の後に、前記軸受面における前記一次肉盛溶接部と前記二次肉盛溶接部との間に、前記第一方向に延在する追加肉盛溶接部を、前記第二方向に間隔をあけて順次形成する追加溶接工程を少なくとも一回備えることを特徴とする。
【００２０】
このような構成によれば、二次肉盛溶接部形成後に、二次肉盛溶接部と一次肉盛溶接部との間に、さらに追加肉盛溶接部を形成するため、一次肉盛溶接部同士及び二次肉盛溶接部同士の間隔さらに広げて溶接を行うことができ、一次肉盛溶接部や二次肉盛溶接部を形成する際の入熱からの影響をより抑えることができる。これにより、冷却速度の低下をより抑えることができ、ライニング層の結晶組織をより均一に形成できる
【００２１】
さらに、本発明の他の態様に係る軸受ライニング方法は、前記一次肉盛溶接部と前記二次肉盛溶接部とが、前記第二方向の幅を２ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲として形成されることを特徴とする。
【００２２】
このような構成によれば、各肉盛溶接部の幅を狭くすることで一つ一つの肉盛溶接部の入熱をさらに小さくすることが可能となる。これにより、冷却速度の低下をさらに抑えることができ、ライニング層の結晶組織をさらに均一に形成できる。
【００２３】
また、本発明の他の態様に係る軸受ライニング方法は、前記一次溶接工程と前記二次溶接工程における溶接速度が、溶接速度と溶接品質とを関係づけた評価データと、予め設定される溶接速度許容限度と、予め設定される溶接品質許容限度と、に基づいて決定されることをさらに有することを特徴とする。
【００２４】
このような構成によれば、実際に溶接を行う際に許容できる時間から算出される溶接速度許容限度と、必要とされる強度から算出される溶接品質限度とから、溶接速度を決定することで、必要な強度を有した溶接部を最適な溶接速度で形成することができ、溶接時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の軸受ライニング方法によれば、隣に形成される溶接部による入熱の影響を抑えたり、局所的に与える入熱を抑えたりすることで、冷却速度の低下を抑えてライニング層の結晶組織を均一に形成し、溶接によって形成されるライニング層の強度の低下を抑えることが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第一実施形態に係る軸受ライニング方法の行程を説明する模式図で、同図（ａ）は溶接工程完了後の側面図、同図（ｂ）は一次溶接工程後の横断面図、同図（ｃ）は二次溶接工程後の横断面図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る軸受ライニング方法の行程を説明する模式図で、同図（ａ）は溶接工程完了後の側面図、同図（ｂ）は一次溶接工程後の横断面図、同図（ｃ）は二次溶接工程後の横断面図である。
【図３】本発明の第三実施形態に係る軸受ライニング方法の行程を説明する模式図で、同図（ａ）は一次溶接工程後の側面図、同図（ｂ）は二次溶接工程後の側面図、同図（ｂ）は一次溶接工程後の横断面図、同図（ｃ）は二次溶接工程後の横断面図である。
【図４】本発明の第四実施形態に係る軸受ライニング方法の行程を説明する模式図で、同図（ａ）は一次溶接工程後の斜視図、同図（ｂ）は二次溶接工程後の斜視図である。
【図５】本発明の第五実施形態に係る軸受ライニング方法の行程を説明する模式図で、同図（ａ）は一次溶接工程後の横断面図、同図（ｂ）は二次溶接工程後の横断面図、同図（ｃ）は追加溶接工程後の横断面図である。
【図６】本発明の変形例に係る軸受ライニング方法の行程を説明する模式図で、同図（ａ）は一次平面渦溶接工程後の斜視図、同図（ｂ）は二次平面渦溶接工程後の斜視図である。
【図７】本発明の第六実施形態に係る軸受ライニング方法における溶接速度と溶接品質の関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る第一実施形態について図１を参照して説明する。
図１（ａ）に示すように、第一実施形態の軸受ライニング方法は、軸受４の軸受面５に対して、肉盛溶接によって一次肉盛溶接部１を形成する一次溶接工程Ｓ１と、一次溶接工程Ｓ１後に二次肉盛溶接部２を形成する二次溶接工程Ｓ２とを備える。
軸受４は、例えば、すべり軸受があり、軸線Ｏを中心とする円筒形状をなし、円筒形状の内周面である軸受面５を有している。
【００２８】
図１（ｂ）に示すように、一次溶接工程Ｓ１は、円筒形状の内周面である軸受面５上に螺旋形状をなす一次肉盛溶接部１を形成する。一次肉盛溶接部１は、第一実施形態における第二方向である軸方向へ進みながら軸受面５上を第一実施形態における第一方向である軸方向に向かうに従って軸受面５の周方向に捩じれる螺旋方向へ旋回して、螺旋形状を描きながら一条ごとに間隔をあけて連続して複数条が順次形成される。
【００２９】
図１（ｃ）に示すように、二次溶接工程Ｓ２は、一次溶接工程Ｓ１によって形成された一次肉盛溶接部１が充分に冷却された後に、螺旋形状をなす一次肉盛溶接部１の一条一条を軸方向から挟むように、二次肉盛溶接部２を形成する。二次肉盛溶接部２は、軸方向へ進みながら軸受面５上を螺旋方向へ旋回して、軸方向に向かうに従って軸受面５の周方向に捩じれる螺旋方向へ旋回して螺旋形状を描きながら一次肉盛溶接部１を二次肉盛溶接部２で挟むように一次肉盛溶接部１に沿って連続して複数条が順次形成される。
【００３０】
次に、上記構成の軸受ライニング方法の作用について説明する。
上記のような軸受ライニング方法によれば、一条ごとに間をあけて一次肉盛溶接部１を形成することで隣り合って形成される一次肉盛溶接部１の入熱からの影響を抑えることができる。さらに、一次肉盛溶接部１を形成した後に、一次肉盛溶接部１の一条一条の間に二次肉盛溶接部２を一次肉盛溶接部１で挟むように形成することで、一次肉盛溶接部１形成した後、時間を空けて二次肉盛溶接部２を形成することになる。したがって、一次肉盛溶接部１が冷却された後に二次肉盛溶接部２を形成することができるため、局所的に与える入熱を小さくすることができる。これらによって，冷却速度の低下を抑えることができ、ライニング層の結晶組織を均一に形成でき、ライニング層の強度の低下を抑えることができる。
【００３１】
また、円筒形状の内周面である軸受面５に対して、一次肉盛溶接部１を螺旋状に軸方向に一条ずつ間隔をあけて連続して形成でき、同様に、二次肉盛溶接部２も一次肉盛溶接部１に沿うように螺旋状に形成することで連続して形成できる。つまり、螺旋形状のため、間隔あけつつも一次肉盛溶接部１と二次肉盛溶接部２とをそれぞれ連続して一回で形成することで、溶接によるライニング層を軸受面５に対して容易に形成することができる。
【００３２】
次に、図２を参照して第二実施形態の軸受ライニング方法について説明する。
第二実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第二実施形態の軸受ライニング方法は、一次溶接工程Ｓ１と二次溶接工程Ｓ２について第一実施形態と相違する。
【００３３】
即ち、第二実施形態では、円筒形状の内周面である軸受面５に対して、肉盛溶接によって一次リング肉盛溶接部１１を形成する一次リング溶接工程Ｓ１１と、一次リング溶接工程Ｓ１１後に二次リング肉盛溶接部２１を形成する二次リング溶接工程Ｓ２１とを備える。
【００３４】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、一次リング溶接工程Ｓ１１は、円筒形状の内周面である軸受面５上にリング形状に一次リング肉盛溶接部１１を形成した後に、第二実施形態における第二方向である軸方向に間隔をあけて一次リング肉盛溶接部１１を複数形成する。一次リング肉盛溶接部１１は、軸受面５上を第二実施形態における第一方向である軸線Ｏを中心とする周方向に延在してリング形状をなして形成される。
【００３５】
図２（ｃ）に示すように、二次リング溶接工程Ｓ２１は、一次リング溶接工程Ｓ１１で形成された一次リング肉盛溶接部１１が充分に冷却された後に、一次リング溶接肉盛部と同様の方法で、一次リング肉盛溶接部１１を軸方向から挟むように、一次リング肉盛溶接部１１に沿って二次リング溶接肉盛部を複数形成する。二次リング肉盛溶接部２１は、軸線Ｏを中心とする周方向に軸受面５上を延在してリング形状をなして形成される。
【００３６】
上記のような第二実施形態の軸受ライニング方法によれば、円筒形状の内周面である軸受面５に対して、一次リング肉盛溶接部１１を周方向にリング形状をなすように軸方向に間隔をあけて複数形成し、二次リング肉盛溶接部２１も同様に、周方向にリング形状になすように、一次肉盛溶接部１を挟むように形成する。これによって、一次リング肉盛溶接部１１と二次リング肉盛溶接部２１とが互いに及ぼす入熱の影響を抑え、さらに、局所的に与える入熱も小さくするような溶接によるライニング層を、円筒形状の内周面に対して周方向に容易に形成することができる。
【００３７】
次に、図３を参照して第三実施形態の軸受ライニング方法について説明する。
第三実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第三実施形態の軸受４補修方法は、一次肉盛溶接部１と二次肉盛溶接部２の形状について第一実施形態と相違する。
【００３８】
即ち、第三実施形態では、円筒形状の内周面である軸受面５に対して、肉盛溶接によって一次直線肉盛溶接部１２を形成する一次直線溶接工程Ｓ１２と、一次直線溶接工程Ｓ１２後に二次直線肉盛溶接部２２を形成する二次直線溶接工程Ｓ２２とを備える。
【００３９】
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、一次直線溶接工程Ｓ１２は、円筒形状の内周面である軸受面５上に対して、直線状に一次直線肉盛溶接部１２を形成した後に、第三実施形態における第二方向である軸線Ｏを中心とする周方向を時計回りに間隔をあけて一次直線肉盛溶接部１２を複数形成する。一次直線肉盛溶接部１２は、軸受面５上を第三実施形態における第一方向である軸方向に延在して直線状をなすように形成される。
【００４０】
図３（ｃ）及び（ｄ）に示すように、二次直線溶接工程Ｓ２２は、一次直線溶接工程Ｓ１２で形成された一次直線肉盛溶接部１２が充分に冷却された後に、一次直線肉盛溶接部１２と同様の方法で、一次直線肉盛溶接部１２に沿って周方向から挟むように、二次直線肉盛溶接部２２を形成する。二次直線肉盛溶接部２２は、軸受面５上を軸方向に延在して直線状をなすように形成される。
【００４１】
上記のような第三実施形態の軸受ライニング方法によれば、円筒形状の内周面である軸受面５に対して、一次直線肉盛溶接部１２を軸方向に直線状をなし、軸線Ｏを中心とする周方向に間隔をあけて複数形成した後に、二次直線肉盛溶接部２２も同様に、一次直線肉盛溶接部１２を挟むように直線状に形成する。これによって、一次直線肉盛溶接部１２と二次直線肉盛溶接部２２とが互いに及ぼす入熱の影響を抑え、さらに、局所的に与える入熱も小さくするような溶接によるライニング層を、円筒形状の内周面に対して軸方向に容易に形成することができる。また、軸方向に直線状に形成することで、一次直線肉盛溶接部１２及び二次直線肉盛溶接部２２の一つ一つを形成する際に軸方向の往復に距離があり、次に溶接部を形成するまでに時間がかかるため、冷却を十分に行うことができ、ライニング層の強度の低下を効果的に抑えることができる。
【００４２】
次に、図４を参照して第四実施形態の軸受ライニング方法について説明する。
第四実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第四実施形態の軸受ライニング方法は、軸受面５の形状及び一次溶接工程Ｓ１と二次溶接工程Ｓ２について第一実施形態と相違する。
【００４３】
即ち、第四実施形態では、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、円筒形状の頂面をなす平面である平面軸受面５１に対して、肉盛溶接によって一次平面肉盛溶接部１３を形成する一次平面溶接工程Ｓ１３と、一次平面溶接工程Ｓ１３後に二次平面肉盛溶接部２３を形成する二次平面溶接工程Ｓ２３とを備える。
軸受４は、例えば、スラスト軸受があり、軸線Ｏを中心とする円筒形状をなし、円筒形状の頂面であり軸線Ｏと直交する平面である平面軸受面５１を有している。
【００４４】
図４（ａ）に示すように、一次平面溶接工程Ｓ１３は、平面軸受面５１に沿った第四実施形態における第一方向である第一平面方向Ｘ（図４紙面奥行方向）に向かって直線状に一次平面肉盛溶接部１３を形成した後に、第四実施形態における第一方向であり、軸受面５に沿って第一平面方向Ｘと直交する第二平面方向Ｙ（図４紙面左右方向）に間隔をあけて一次平面肉盛溶接部１３を複数形成する。一次平面肉盛溶接部１３は、平面軸受面５１上を第一平面方向Ｘに延在して直線状になすように形成される。
【００４５】
図４（ｂ）に示すように、二次平面溶接工程Ｓ２３は、一次平面溶接工程Ｓ１３で形成された一次平面肉盛溶接部１３が充分に冷却された後に、一次平面肉盛溶接部１３と同様の方法で、一次平面肉盛溶接部１３に沿って第二平面方向Ｙから挟むように、二次平面肉盛溶接部２３を形成する。二次平面肉盛溶接部２３は、第一平面方向Ｘに延在して直線状になすように形成される。
【００４６】
上記のような第四実施形態の軸受ライニング方法によれば、スラスト軸受のような平面形状をなす軸受面５に対して、一次平面肉盛溶接部１３を第一平面方向Ｘに直線状をなして延在させ、第二平面方向Ｙに間隔をあけて形成した後に、二次平面肉盛溶接部２３も同様に、一次平面肉盛溶接部１３を挟むように直線状に形成する。これによって、一次平面肉盛溶接部１３と二次平面肉盛溶接部２３とが互いに及ぼす入熱の影響を抑え、さらに、局所的に与える入熱も小さくするような溶接によるライニング層を、平面形状をなす平面軸受面５１に対して容易に溶接を行うことができる。
【００４７】
次に、図５を参照して第五実施形態の軸受ライニング方法について説明する。
第五実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第五実施形態の軸受ライニング方法は、一次溶接工程Ｓ１と二次溶接工程Ｓ２について第一実施形態と相違する。
【００４８】
即ち、第五実施形態では、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、円筒形状をなす軸受４の内周面である軸受面５に対して、肉盛溶接によって一次肉盛細溶接部１４を形成する一次細溶接工程Ｓ１４と、一次細溶接工程Ｓ１４後に二次細肉盛溶接部を形成する二次細溶接工程Ｓ２４と、さらに二次細溶接工程Ｓ２４後に追加肉盛溶接部３４を形成する追加溶接0工程Ｓ３４を備える。
【００４９】
図５（ａ）に示すように、一次細溶接工程Ｓ１４は、円筒形状の内周面である軸受面５上に、螺旋形状をなす一次肉盛細溶接部１４を形成する。一次肉盛細溶接部１４は、幅２〜３ｍｍをなし、第五実施形態における第二方向である軸方向に進みながら軸受面５上を第五実施形態における第一方向である螺旋方向へ旋回して螺旋形状を描きながら、一条ごとに略二条分の間隔をあけて連続して複数条が順次形成される。
【００５０】
図５（ｂ）に示すように、二次細溶接工程Ｓ２４は、一次細溶接工程Ｓ１４によって形成された一次肉盛細溶接部１４が充分に冷却された後に、螺旋形状をなす一次肉盛細溶接部１４の一条一条に重ならずに隣接するように、二次肉盛細溶接部２４を形成する。二次肉盛細溶接部２４は、幅２〜３ｍｍをなし、軸方向に進みながら軸受面５上を螺旋方向へ旋回して螺旋形状を描きながら、軸方向に間隔をあけて連続して複数条が順次形成される。
【００５１】
図５（ｃ）に示すように、追加溶接工程Ｓ３４は、二次細溶接工程Ｓ２４によって形成された二次肉盛細溶接部２４が充分に冷却された後に、二次肉盛細溶接部２４と一次肉盛細溶接部１４のそれぞれが形成する螺旋の一条一条に隣接するように、追加肉盛溶接部３４を形成する。追加肉盛溶接部３４は、幅２〜３ｍｍをなし、軸方向に進みながら軸受面５上を螺旋方向に旋回して螺旋形状で形成され、軸方向に間隔をあけて、二次肉盛細溶接部２４と一次肉盛溶接部１との間に挟まれるように連続して複数条が順次形成される。
【００５２】
上記のような第五実施形態の軸受ライニング方法によれば、二次肉盛細溶接部２４を形成後に、二次肉盛細溶接部２４と一次肉盛細溶接部１４との間に、さらに追加肉盛溶接部３４を形成するため、一次肉盛細溶接部１４同士及び二次肉盛細溶接部２４同士の間隔さらに広げて溶接を行うことができ、隣接する一次肉盛細溶接部１４や二次肉盛細溶接部２４を形成する際の入熱からの影響をより抑えることができる。これにより、冷却速度の低下をより抑え、ライニング層の結晶組織をより均一に形成でき、ライニング層の強度の低下をより効率的に抑えることができる。
【００５３】
また、一次肉盛細溶接部１４、二次肉盛細溶接部２４、及び、追加肉盛溶接部３４の幅を２ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲に、狭く設定することで一つ一つの溶接の入熱をさらに小さくすることが可能となる。これにより、冷却速度の低下をさらに抑え、ライニング層の結晶組織をさらに均一に形成でき、ライニング層の強度の低下をより一層効率的に抑えることができる。
【００５４】
なお、一次肉盛細溶接部１４、二次肉盛細溶接部２４及び追加肉盛溶接部３４は互いに間隔をあけて形成されてもよい。
また、さらに追加して溶接工程を行ってもよい。これにより、各溶接工程において形成される肉盛溶接部の間隔はさらに広がるため、入熱の影響をより抑えることができる。
【００５５】
次に、図６を参照して軸受ライニング方法の変形例について説明する。
変形例においては第四実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この変形例の軸受ライニング方法は、一次平面渦溶接工程Ｓ１５と二次平面渦溶接工程Ｓ２５について第一実施形態と相違する。
【００５６】
即ち、変形例では、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、第四実施形態と同様に円筒形状の頂面をなす平面である平面軸受面５１に対して、肉盛溶接によって一次平面渦肉盛溶接部１５を形成する一次平面渦溶接工程Ｓ１５と、一次平面渦溶接工程Ｓ１５後に二次平面渦肉盛溶接部２５を形成する二次平面渦溶接工程Ｓ２５とを備える。
【００５７】
図６（ａ）に示すように、一次平面渦溶接工程Ｓ１５は、平面軸受面５１上の径方向を第二方向として、径方向へ向かうに従って平面軸受面５１の周方向に捩じれる方向を第一方向として、渦形状を描きながら一条ごとに間隔をあけて連続して一次平面渦溶接部が複数条順次形成される。
【００５８】
図６（ｂ）に示すように、二次平面渦溶接工程Ｓ２５は、一次平面渦溶接工程Ｓ１５で形成された一次平面渦肉盛溶接部１５が充分冷却された後に、一次平面渦肉盛溶接部１５と同様の方法で、一次平面渦肉盛溶接部１５に沿って渦形状を描きながら二次平面渦肉盛溶接部２５を形成する。
【００５９】
上記のような変形例の軸受ライニング方法によれば、スラスト軸受のような平面形状をなす軸受面５に対して、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。即ち、平面形状をなす平面軸受面５１に対して、一次平面渦肉盛溶接部１５を渦状に一条ずつ間隔をあけて連続して形成でき、同様に、二次平面渦肉盛溶接部２５も一次平面渦肉盛溶接部１５に沿うように渦状に形成することで連続して形成できる。つまり、渦形状のため、間隔あけつつも一次平面渦肉盛溶接部１５と二次平面渦肉盛溶接部２５とをそれぞれ連続して一回で形成することで、溶接によるライニング層を平面軸受面５１に対して容易に形成することができる。
【００６０】
次に、第六実施形態の軸受ライニング方法について説明する。
第五実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第六実施形態の軸受ライニング方法は、一次溶接工程Ｓ１及び二次溶接工程Ｓ２に対し溶接速度Ｖを定めて行う点について第一実施形態と相違する。
【００６１】
即ち、第六実施形態では、軸受４が固定され回転しつつ、肉盛溶接を行う溶接トーチが軸方向に移動しながら一次溶接工程Ｓ１と二次溶接工程Ｓ２が行われ、溶接時の溶接速度Ｖが、予め得られている評価データベースと、予め設定される溶接速度許容限度Ｖ１と、予め設定される溶接品質許容限度Ｑ１とによって決定される。なお、一次溶接工程Ｓ１及び二次溶接工程Ｓ２で形成される溶接部は、第一実施形態と同様に、螺旋形状をなす一次肉盛溶接部１及び二次肉盛溶接部２である。
【００６２】
溶接速度Ｖは、軸受４が軸線Ｏを中心に周方向に回転する回転速度Ｖｒと、肉盛溶接を行う溶接トーチを軸線Ｏに沿って軸方向へ移動する速度である送り速度Ｖｆとによって定められる。評価データベースは、溶接速度Ｖと溶接品質Ｑとの関係を軸受４のサイズ毎によって事前にまとめた評価データの集合である。評価データは、例えば、図６に示すグラフなどで表される。溶接品質Ｑは、溶接部の強度であり、溶接部を電子顕微鏡等で組織の均一化レベルを観察することや引張試験等を行うことによって得られる。溶接速度許容限度Ｖｌは、実際に溶接を行う際に、軸受４へ溶接を行える時間から事前に算出される。溶接品質許容限度Ｑｌは、ライニング層を形成される軸受４に必要な強度等の機械的特性から事前に算出される。
【００６３】
図７に示すように、溶接速度Ｖは、軸受４のサイズを決定後に事前にまとめられた評価データベースから対象となる軸受４の評価データを選択する。その後、評価データに溶接速度許容限度Ｖ１と溶接品質許容限度Ｑ１とを入力することで、評価データから溶接速度許容限度Ｖ１以下の溶接速度Ｖであって、溶接品質許容限度Ｑ１以上の溶接品質Ｑを得られるポイントが導き出されることで、最適な溶接速度Ｖを決定することができる。
【００６４】
上記のような第六実施形態の軸受ライニング方法によれば、実際に一次溶接工程Ｓ１及び二次溶接工程Ｓ２を行う際に許容できる時間から算出される溶接速度許容限度Ｖ１と、必要な強度から算出される溶接品質許容限度Ｑ１とに基づいて、溶接速度Ｖを決定することで、必要な強度を有した一次肉盛溶接部１と二次肉盛溶接部２を最適な溶接速度Ｖで形成することができ、溶接時間を短縮することができる。
なお、溶接速度Ｖは、人によって必要なデータから算出して決定されてもよいし、プログラム等を用いて必要なデータを入力し機械的に決定されてもよい。
【００６５】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、クレームの範囲によってのみ限定される。
【００６６】
また、各実施形態において、一次肉盛溶接部１や二次肉盛溶接部２などの別の溶接工程で形成される溶接部は互いに隣接していてもよく、離間して形成されてもよい。
さらに、本発明の軸受ライニング方法については、軸受のライニング層を補修時する場合に各実施形態の方法を適用することができるだけでなく、新規製品製造時にも適用されてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
Ｏ…軸線  ４…軸受  ５…軸受面  Ｓ１…一次溶接工程  Ｓ２…二次溶接工程  １…一次肉盛溶接部  ２…二次肉盛溶接部  Ｓ１１…一次リング溶接工程  Ｓ２１…二次リング溶接工程  １１…一次リング肉盛溶接部  ２１…二次リング肉盛溶接部  Ｓ１２…一次直線溶接工程  Ｓ２２…二次直線溶接工程  １２…一次直線肉盛溶接部  ２２…二次直線肉盛溶接部  Ｘ…第一平面方向  Ｙ…第二平面方向  ５１…平面軸受面  Ｓ１３…一次平面溶接工程  Ｓ２３…二次平面溶接工程  １３…一次平面肉盛溶接部  ２３…二次平面肉盛溶接部  Ｓ１４…一次細溶接工程  Ｓ２４…二次細溶接工程  Ｓ３４…追加溶接工程  １４…一次肉盛細溶接部  ２４…二次肉盛細溶接部  ３４…追加肉盛溶接部  Ｓ１５…一次平面渦溶接工程  Ｓ２５…二次平面渦溶接工程  １５…一次平面渦肉盛溶接部  ２５…二次平面渦肉盛溶接部  Ｖ…溶接速度  Ｑ…溶接品質  Ｖｒ…回転速度  Ｖｆ…送り速度  Ｖ１…溶接速度許容限度  Ｑ１…溶接品質許容限度
【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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