(57)【要約】【課題】ころ軸受の軌道輪ところの肩部との間で生じるエッジロードを軽減する。【解決手段】軸受用ころ３の転動面３ａとその両側の肩部３ｂ、３ｃに形成されるチャンファ８、１１とを滑らかに繋がるように研削することにより、チャンファ８、１１と転動面３ａとの間の繋ぎ部９、１２の滑らかな形状を周方向に均一に形成することができ、このころ３を組み込んだころ軸受の運転中に、ころ３の転動面３ａとチャンファ８、１１との間の繋ぎ部９、１２で発生するエッジロードを低く抑えられるようにしたのである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ころ軸受の外輪および内輪と接する転動面の両側にチャンファが形成された軸受用ころの両端面の中心部を支持し、外周面の断面形状がＲ形状とされた砥石の回転軸線を前記軸受用ころの軸方向に対して傾斜させ、その傾斜角度を保持したまま、前記軸受用ころをその軸心まわりに回転させ、前記砥石を回転させながら軸受用ころの軸方向と径方向へ相対的に平行移動させることにより、前記軸受用ころの外面の研削を行う外面研削方法において、前記軸受用ころの転動面とその両側のチャンファとが滑らかに繋がるように研削することを特徴とする軸受用ころの外面研削方法。
【請求項２】
前記軸受用ころの軸方向と平行な断面で、前記転動面とその両側のチャンファとの間にＲ形状の繋ぎ部を設け、前記繋ぎ部と転動面の境界で繋ぎ部の接線の方向を転動面の稜線の方向と一致させ、前記繋ぎ部とチャンファの境界で繋ぎ部の接線の方向をチャンファの稜線の方向と一致させたことを特徴とする請求項１に記載の軸受用ころの外面研削方法。
【請求項３】
前記軸受用ころの端面を研削する際に、前記砥石を前記軸受用ころの外周側から中心に向けて平行移動させて研削を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の軸受用ころの外面研削方法。
【請求項４】
前記軸受用ころは、その転動面が円筒形のものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の軸受用ころの外面研削方法。
【請求項５】
前記軸受用ころは、その転動面が円錐台形またはたる形のものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の軸受用ころの外面研削方法。
【請求項６】
前記軸受用ころは、一端面が他端面よりも大径に形成され、その一端面を前記外輪または内輪の端部に設けられた鍔部に案内されて転動するものであり、この軸受用ころの一端面とチャンファとが滑らかに繋がるように研削することを特徴とする請求項５に記載の軸受用ころの外面研削方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の外面研削方法で研削された軸受用ころを組み込んだころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転動面の両側にチャンファ（面取り部）が形成された軸受用ころの外面研削方法とそれによって研削されたころを用いたころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
内輪と外輪（以下、あわせて「軌道輪」ともいう。）の間に各種の軸受用ころ（以下、単に「ころ」ともいう。）を組み込んだころ軸受では、一般に、軌道輪やころの早期破損を防止するため、ころの肩部（軸方向端部）と軌道輪との間で発生する応力（以下、「エッジロード」と称する。）が高くならないように、ころの転動面の両側にチャンファを形成している。
【０００３】
ところが、実際のころの製造工程では、通常、ころの素材を鍛造や切削で成形した後、その素材の転動面や端面の研削は行うが、チャンファ部分は研削しないので（例えば、特許文献１参照。）、研削された転動面と素材の状態のまま残されたチャンファとが滑らかに繋がらず、その繋ぎ部でエッジロードが発生するおそれがある。このため、転動面や端面の研削加工後にころ全体に対するバレル加工を行って、転動面とチャンファとの間の繋ぎ部を丸めるようにしている場合もある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
上記特許文献２に記載されているようにころの研削加工後にバレル加工を行っても、研削を受けた転動面ところの素材成形時に形成したチャンファとの間の繋ぎ部の形状は、バレル加工の条件によって、またころの周方向位置によってもばらつきが生じやすく、必ずしも転動面とチャンファとを滑らかに繋ぐことができるとは限らない。したがって、このようなバレル加工を施したころを組み込んだころ軸受でも、ころの転動面とチャンファとの間の繋ぎ部で高いエッジロードが発生して軌道輪やころが早期破損するおそれがある。
【０００５】
一方、本出願人は、ころの両端面の中心部を支持し、外周面の断面形状がＲ形状とされた砥石の回転軸線をころの軸方向に対して傾斜させ、その傾斜角度を保持したまま、ころをその軸心まわりに回転させ、砥石を回転させながらころの軸方向と径方向へ相対的に平行移動させることにより、ころの転動面と両方の肩部を連続的に研削する外面研削方法を提案している（特許文献３参照。）。
【０００６】
この外面研削方法によれば、ころの転動面とその両側のチャンファとの間に未研削の繋ぎ部が残ることはなく、その繋ぎ部の形状もころの周方向位置によらず安定したものとすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３００１３３号公報
【特許文献２】特開平９−７６０２９号公報
【特許文献３】特開２００８−１６１９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３に記載の外面研削方法を採用しても、転動面とチャンファの形状によっては、その繋ぎ部で比較的高いエッジロードが発生するおそれがあり、必ずしも確実に軌道輪やころの早期破損を防止できるとは限らない。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、ころ軸受の軌道輪ところの肩部との間で生じるエッジロードを軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は、ころ軸受の外輪および内輪と接する転動面の両側にチャンファが形成された軸受用ころの両端面の中心部を支持し、外周面の断面形状がＲ形状とされた砥石の回転軸線を前記軸受用ころの軸方向に対して傾斜させ、その傾斜角度を保持したまま、前記軸受用ころをその軸心まわりに回転させ、前記砥石を回転させながら軸受用ころの軸方向と径方向へ相対的に平行移動させることにより、前記軸受用ころの外面の研削を行う外面研削方法において、前記軸受用ころの転動面とその両側のチャンファとが滑らかに繋がるように研削する構成を採用した。これにより、ころの転動面とチャンファの繋ぎ部の滑らかな形状を周方向に均一に形成することができ、このころを組み込んだころ軸受の運転中に、ころの転動面とチャンファの繋ぎ部で発生するエッジロードを低く抑えることができる。
【００１１】
ここで、前記軸受用ころの軸方向と平行な断面で、前記転動面とその両側のチャンファとの間にＲ形状の繋ぎ部を設け、前記繋ぎ部と転動面の境界で繋ぎ部の接線の方向を転動面の稜線の方向と一致させ、前記繋ぎ部とチャンファの境界で繋ぎ部の接線の方向をチャンファの稜線の方向と一致させるようにすれば、ころの転動面とチャンファとを一層滑らかに繋げることができ、エッジロードをさらに軽減することができる。
【００１２】
また、前記軸受用ころの端面を研削する際に、前記砥石を前記軸受用ころの外周側から中心に向けて平行移動させて研削を行うようにすれば、砥石を逆方向に移動させる場合に比べて、効率よくかつ高精度で研削を行うことができる。砥石の側面がころの端面と干渉することがなく、砥石の切込量を大きくしても、砥石の姿勢が不安定になりにくいからである。
【００１３】
本発明の外面研削方法は、前記軸受用ころの転動面が円筒形、円錐台形またはたる形である場合に有効に適用することができる。
【００１４】
ここで、前記軸受用ころが、円錐台形またはたる形の転動面を有し、一端面が他端面よりも大径に形成され、その一端面を前記外輪または内輪の端部に設けられた鍔部に案内されて転動するものである場合は、この軸受用ころの一端面とチャンファとが滑らかに繋がるように研削することにより、ころの一端面がこのころを組み込んだころ軸受の軌道輪の鍔部と摺動する際に、そのチャンファとの繋ぎ部と軌道輪の鍔部の間に発生する応力を軽減して、軌道輪やころの早期摩耗等の不具合を生じにくくすることができる。
【００１５】
本発明のころ軸受は、上記構成の外面研削方法で研削された軸受用ころを組み込んだものであり、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、自動調心ころ軸受またはスラスト自動調心ころ軸受に有効に適用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、上述したように、軸受用ころの転動面とその両側のチャンファとが滑らかに繋がるように研削するものであるから、このころを組み込んだころ軸受の運転中に、ころの転動面とチャンファの繋ぎ部で発生するエッジロードを低く抑えることができる。したがって、ころ軸受の軌道輪およびころに加わる局所的な負荷が軽減され、長寿命化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態のころ軸受の要部の縦断面図
【図２】図１のころの研削方法を説明する平面図
【図３】ａ、ｂは、それぞれ図２のころの一方の肩部付近および他方の肩部付近の拡大平面断面図
【図４】ａ、ｂは、それぞれ図２の砥石の移動方向によるころ端面研削態様の違いを説明する模式図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。このころ軸受は、図１に示すように、球面軌道１ａを有する外輪１と、二列の軌道溝２ａを有する内輪２と、外輪１の球面軌道１ａと内輪２の各軌道溝２ａとの間に組み込まれる複数の軸受用たる形ころ３と、各ころ３を周方向に等間隔で保持する保持器４とを備えた自動調心ころ軸受である。
【００１９】
前記ころ３は、図２に示すように、その外面が研削されて、転動面３ａがたる形に形成され、転動面３ａの両側の肩部３ｂ、３ｃにチャンファが形成されている。そして、一端面３ｄが他端面３ｅよりも大径に形成され（以下、「大端面」と称する。）、その大端面３ｄを内輪２の端部に設けられた鍔部２ｂに案内されて転動するようになっている（図１参照）。また、両側の端面３ｄ、３ｅの中心にはセンタ穴３ｆが設けられており、大端面３ｄはセンタ穴３ｆ周辺部を除いてころ３の軸方向と直交するように研削されている。
【００２０】
ここで、ころ３の研削に用いられる円筒研削盤は、ころ３を支持して回転駆動する主軸台５および心押し台６と、主軸台５の回転軸線ＷＡに対して傾斜した回転軸線ＴＡのまわりに回転駆動される砥石７とを備え、その砥石７がＣＮＣ装置（図示省略）の数値制御によって、ころ３の軸方向（Ｚ方向）と径方向（Ｘ方向）に移動するようになっている。
【００２１】
この円筒研削盤の砥石７は磨耗の非常に少ないＣＢＮ砥石であり、その外周面７ａの断面形状は、ディスク型ロータリドレッサを用いたプロファイル成形によりＲ形状とされている。なお、一般に、Ｒ形状を有する砥石で研削した面の理論粗さは、下記（１）式で算出される。
Ｒｙ＝Ｆ２／（８×Ｒ）×１０００  ・・・・（１）
ここで、Ｒｙ：最大高さ（μｍ）
Ｆ：砥石の送り（＝Ｚ方向速度／主軸回転数）（ｍｍ／ｒｅｖ）
Ｒ：砥石のＲ形状の曲率半径（ｍｍ）
この（１）式から、砥石のＲ形状の曲率半径が大きいほど研削面の粗さは小さくなることがわかる。したがって、この実施形態でも、砥石７のＲ形状はその加工時の制約条件内で可能な限り大きな曲率半径とする。
【００２２】
また、ＣＢＮ砥石を使用しているため、砥石の形状崩れが少ない、ドレスにより表面が新しくなり位置精度がずれない、加工変質層（白層）が生じない、プロセスゲージにより狙い寸法までの追込み研削が可能である、といった利点がある。なお、ＣＢＮ砥石の研削性能を高めるために、砥石周速は１２０ｍ／ｓｅｃ以上とすることが望ましい。
【００２３】
そして、この円筒研削盤では、主軸台５および心押し台６のセンタ５ａ、６ａをころ３の両端面３ｄ、３ｅのセンタ穴３ｆに嵌入してころ３を支持し、この状態でころ３をその軸心まわりに回転させながら、回転駆動された砥石７を図２中に実線で示した位置Ａから一点鎖線で示した各位置Ｂ、Ｃ、Ｄへと順次移動させることにより、砥石７の外周面７ａをＲ形状のいずれかの点でころ３の他方の肩部３ｃ、転動面３ａ、一方の肩部３ｂおよび大端面３ｄと点接触させて、いわゆるプロファイル研削を行えるようになっている。したがって、ころ３の外面を同一の回転軸線ＷＡで研削できるし、研削対象のころ３の長さの制限がない。
【００２４】
なお、転動面３ａおよび肩部３ｂ、３ｃ研削時（Ａ−Ｃ間）は、研削力が砥石７の回転軸線ＴＡに直交しており、砥石７が安定して支持されているので、前述の（１）式から求められる砥石７の送りが可能であるが、大端面３ｄ研削時（Ｃ−Ｄ間）は、研削力が砥石７の回転軸線ＴＡと平行に作用し、砥石７に大きなモーメントが生じて砥石７の支持が不安定になりやすいので、砥石７の送りをＡ−Ｃ間の６０〜８０％に遅くすることが望ましい。
【００２５】
ここで、ころ３外面の各部位の研削順序を上記のようにした理由について説明する。いま、仮に図４（ａ）に示すように、ころ３の大端面３ｄを研削する際に、砥石７をころ３の中心側から外周に向けて平行移動させると、砥石７の切込量によってはその側面がころ３の大端面３ｄと干渉し、研削抵抗が大きくなって砥石７が逃げてしまい、十分な研削精度が得られないおそれがある。一方、砥石７側面がころ大端面３ｄと干渉しないように砥石７の切込量を小さくすると、研削作業の効率が低下する。
【００２６】
これに対し、図４（ｂ）に示すように、ころ３の大端面３ｄを研削する際に、砥石７をころ３の外周側から中心に向けて平行移動させると、砥石７はＲ形状の外周面７ａのみでころ３に接触し、その側面がころ大端面３ｄと干渉することがない。このため、砥石７の切込量を大きくしても、研削中の砥石７の姿勢が安定しているので、図４（ａ）の場合に比べて、効率よくかつ高精度で研削を行うことができる。
【００２７】
したがって、実施形態では、ころ大端面３ｄ研削時の砥石７の移動方向が図４（ｂ）の方向となり、かつころ３の外周面と連続的に研削が行われるように、研削順序を決定している。なお、ころ３外面の各部位の研削順序は、必ずしも実施形態と同じにする必要はなく、例えば、ころ３の外周側をＣ→Ｂ→Ａの順に研削した後、大端面３ｄを図４（ｂ）の方向で研削するようにしてもよい。
【００２８】
上記の円筒研削盤でプロファイル研削されたころ３は、図３（ａ）に示すように、その軸方向と平行な断面で、一方の肩部３ｂの中央部分に単一のＲ形状のチャンファ８が設けられ、このチャンファ８と転動面３ａとの間にＲ形状の第１の繋ぎ部９が、大端面３ｄとの間にＲ形状の第２の繋ぎ部１０がそれぞれ設けられている。第１の繋ぎ部９は、その接線の方向が転動面３ａとの境界Ｋ１で転動面３ａの稜線の方向と一致し、チャンファ８との境界Ｋ２でチャンファ８の接線（稜線）の方向と一致するように形成されている。一方、第２の繋ぎ部１０は、その接線の方向がチャンファ８との境界Ｋ３でチャンファ８の接線（稜線）の方向と一致し、大端面３ｄとの境界Ｋ４で大端面３ｄの稜線の方向と一致するように形成されている。
【００２９】
また、図３（ｂ）に示すように、ころ３の他方の肩部３ｃには、ころ３の軸方向と平行な断面で、小径側の端面（他端面）３ｅに直接繋がるテーパ状のチャンファ１１が設けられ、このチャンファ１１と転動面３ａとの間にＲ形状の第３の繋ぎ部１２が設けられている。第３の繋ぎ部１２は、その接線の方向が転動面３ａとの境界Ｋ５で転動面３ａの稜線の方向と一致し、チャンファ１１との境界Ｋ６でチャンファ１１の稜線の方向と一致するように形成されている。
【００３０】
なお、このころ３は、図２に示すように、その両端面のセンタ穴３ｆで支持されて回転するので、一方の肩部３ｂと転動面３ａとの境界Ｋ１、一方の肩部３ｂと大端面３ｄとの境界Ｋ４および他方の肩部３ｃと転動面３ａとの境界Ｋ５は、すべて回転軸線ＷＡに対して同芯であり、ころ３をころ軸受に組み込んだときにころ３の回転を妨げるものではない。
【００３１】
このころ軸受は、上述したように、ころ３の外面をプロファイル研削して、その両方の肩部３ｂ、３ｃのチャンファ８、１１と転動面３ａとの間に断面Ｒ形状の繋ぎ部９、１２を設け、各繋ぎ部９、１２の接線の方向が、転動面３ａとの境界Ｋ１、Ｋ５で転動面３ａの稜線の方向と一致し、チャンファ８、１１との境界Ｋ２、Ｋ６でチャンファ８、１１の稜線の方向と一致するようにしたので、ころ３の転動面３ａとチャンファ８、１１とが周方向に均一に滑らかに繋がり、その繋ぎ部９、１２で高いエッジロードが発生することがない。また、ころ３の大端面３ｄと一方の肩部３ｂのチャンファ８も同様に滑らかに繋がっているので、大端面３ｄが内輪２の鍔部２ｂと摺動する際にその繋ぎ部１０に発生する応力を軽減することができる。
【００３２】
したがって、外輪１、内輪２およびころ３に加わる局所的な負荷が小さく、軌道輪１、２やころ３の破損や早期摩耗を生じにくいので、長期間にわたって安定して使用することができる。また、回転トルクが小さくなり、高精度の回転が得られるという利点もある。
【００３３】
なお、上述した実施形態では、ころ３の一方の肩部３ｂのチャンファ８の形状を、軸方向と平行な断面で単一のＲ形状としたが、他方の肩部３ｃのチャンファ１１と同様に単一のテーパ状としたり、ころ３の軸心となす角度が異なる複数のテーパを繋げたものとしてもよい。
【００３４】
また、本発明は、実施形態のような自動調心ころ軸受に限らず、スラスト自動調心ころ軸受や、転動面が円筒形のころを組み込んだ円筒ころ軸受、転動面が円錐台形のころを組み込んだ円錐ころ軸受にも有効に適用をすることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  外輪
２  内輪
３  ころ
３ａ  転動面
３ｂ、３ｃ  肩部
３ｄ  大端面（一端面）
３ｅ  他端面
４  保持器
５  主軸台
６  心押し台
７  砥石
８、１１  チャンファ
９、１０、１２  繋ぎ部
Ｋ１〜Ｋ６  境界
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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