(57)【要約】【課題】円すいころ軸受の軌道輪のように、軸方向の一方から他方に向かって肉厚が漸次変化する断面形状を有する環状部材を熱処理した時の、完成品の形状からのズレを抑えて、加熱処理後の矯正工程の負荷を軽減する。【解決手段】鋼からなり、軸方向における肉厚が、軸方向の一端から他端に向かって薄くなっている外周面を有する環状部材の熱処理方法であって、熱処理による変形量に見合う量にて、厚肉側を大径に、薄肉側を小径にした環状部材を出発部材とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼からなり、軸方向における肉厚が、軸方向の一端から他端に向かって薄くなっている外周面を有する環状部材の熱処理方法であって、
熱処理による変形量に見合う量にて、
厚肉側を大径に、薄肉側を小径にした環状部材を出発部材とし、熱処理を行うことを特徴とする環状部材の熱処理方法。
【請求項２】
前記環状部材が、鍔付きまたは鍔無しの円すいころ軸受の内輪であることを特徴とする請求項１記載の環状部材の熱処理方法。
【請求項３】
前記出発部材の内輪軌道面の傾斜角度を、熱処理して得られる完成品の内輪軌道面の傾斜角度に対して、厚肉側よりも薄肉側で大きくしたことを特徴とする請求項２記載の環状部材の熱処理方法。
【請求項４】
前記環状部材の内径が、１０００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の環状部材の熱処理方法。
【請求項５】
鋼からなり、軸方向における肉厚が、軸方向の一端から他端に向かって厚くなっている内周面を有する環状部材の熱処理方法であって、
熱処理による変形量に見合う量にて、
厚肉側を大径に、薄肉側を小径にした環状部材を出発部材とし、熱処理を行うことを特徴とする環状部材の熱処理方法。
【請求項６】
前記環状部材が、鍔付きまたは鍔無しの円すいころ軸受の外輪であることを特徴とする請求項５記載の環状部材の熱処理方法。
【請求項７】
前記出発部材の外輪軌道面の傾斜角度を、熱処理して得られる完成品の外輪軌道面の傾斜角度に対して、厚肉側よりも薄肉側で小さくしたことを特徴とする請求項６記載の環状部材の熱処理方法。
【請求項８】
前記熱処理が、高周波熱処理であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の環状部材の熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円すいころ軸受の内輪や外輪のように、肉厚が、軸方向の一方の端部から他方の端部に向かって漸次変化する断面形状を有する環状部材の熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、円すいころ軸受（但し、保持器は不図示）の完成形状を示す断面図である。内輪１は、内周面２が半径Ｒｉの円筒状であり、外周面３には大径側鍔部４ａと小径側鍔部４ｂとの間に内輪軌道面５が形成されている。この内輪軌道面５は、内輪１の軸方向の一方の面１０（図では上端であり、以下では「上端面１０」という。）から他方の面２０（図では下端であり、以下では「下端面２０」という。）に向かって肉厚が漸次減少している傾斜面である。また、大径側顎部４ａは肉厚に、小径側顎部４ｂは薄肉になっている。
【０００３】
一方、外輪１００は、外周面１０３が半径Ｒｏの円筒状であり、内周面が上端面１１０から下端面１２０に向かって肉厚が漸次増加している傾斜面からなる外輪軌道面１０５を有する。
【０００４】
そして、内輪１の内輪軌道面５と外輪１００の外輪軌道面１０５との間に、円すいころ５０を配置し、図示は省略する保持器で保持して円すいころ軸受となる。
【０００５】
ところで、円すいころ軸受では、耐摩耗性の向上などを目的として、熱処理により内輪軌道面５及び外輪軌道面１０５の硬度を高めることが一般に行われている。しかし、この熱処理により変形が起こり、完成形状に合わせて図１に示す形状に加工した出発部材を用いた場合、図２に示すように、内輪１の内周面２は、上端面１０から下端面２０に向って漸次大径になるように傾斜した断面形状を呈するようになる。また、上端面１０が、内周面２の端縁から外周面３に向かって上昇する傾斜面となり、下端面２０も、内周面２の端縁から外周面３に向かって上昇する傾斜面となる。尚、図中の一点鎖線Ａは、図１に示した完成品における上端面１０の位置であり、一点鎖線Ｂは下端面２０の位置をそれぞれ示している。即ち、全体として、外周面側に上昇傾斜した形状に変形する。
【０００６】
また、外輪１００も、図１に示す完成形状に合わせて加工した出発部材を用いると、図３に示すように、外周面１０３は、上端面１１０から下端面１２０に向かって漸次大径になるように傾斜した断面形状を呈するようになる。また、上端面１１０が外輪軌道面１０５の端縁から外周面１０３に向かって降下する傾斜面となり、下端面１２０が外輪軌道面１０５の端縁から外周面１０３に向かって降下する傾斜面となる。尚、一点鎖線ＡまたはＢは、図２と同様である。即ち、全体として、外周面側に降下傾斜した形状に変形する。
【０００７】
そのため、熱処理後に完成形状に加工する矯正工程が必要になるが、図２及び図３に示すように、加工部が、軸方向全体にわたり、一方から他方に向かって肉厚が漸次変化する略台形状の断面形状であり、上端面や下端面も傾斜している。そのため、加工代が軸方向全体にわたり変わり、加工に手間がかかる。このような背景から、本出願人は、特許文献１において、熱処理後の内輪や外輪を金型に圧入して塑性変形させ、矯正することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３８１７７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記したような熱処理による変形は軸受が大径になるほど顕著になり、特許文献１の矯正方法では矯正装置も大きくなり、また金型への圧入も困難になる。
【００１０】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、円すいころ軸受の軌道輪のように、軸方向の一方から他方に向かって肉厚が漸次変化する断面形状を有する環状部材を熱処理した時の、完成品の形状からのズレを抑える新たな方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は下記の熱処理方法を提供する。
（１）鋼からなり、軸方向における肉厚が、軸方向の一端から他端に向かって薄くなっている外周面を有する環状部材の熱処理方法であって、
熱処理による変形量に見合う量にて、
厚肉側を大径に、薄肉側を小径にした環状部材を出発部材とし、熱処理を行うことを特徴とする環状部材の熱処理方法。
（２）前記環状部材が、鍔付きまたは鍔無しの円すいころ軸受の内輪であることを特徴とする上記（１）記載の環状部材の熱処理方法。
（３）前記出発部材の前記内輪軌道面の傾斜角度を、熱処理して得られる完成品の内輪軌道面の傾斜角度に対して、厚肉側よりも薄肉側で大きくしたことを特徴とする上記（２）記載の環状部材の熱処理方法。
（４）前記環状部材の内径が、１０００ｍｍ以上であることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか１項に記載の環状部材の熱処理方法。
（５）鋼からなり、軸方向における肉厚が、軸方向の一端から他端に向かって厚くなっている内周面を有する環状部材の熱処理方法であって、
熱処理による変形量に見合う量にて、
厚肉側を大径に、薄肉側を小径にした環状部材を出発部材とし、熱処理を行うことを特徴とする環状部材の熱処理方法。
（６）前記環状部材が、鍔付きまたは鍔無しの円すいころ軸受の外輪であることを特徴とする上記（５）記載の環状部材の熱処理方法。
（７）前記出発部材の前記外輪軌道面の傾斜角度を、熱処理して得られる完成品の外輪軌道面の傾斜角度に対して、厚肉側よりも薄肉側で小さくしたことを特徴とする上記（６）記載の環状部材の熱処理方法。
（８）前記熱処理が、高周波熱処理であることを特徴とする上記（１）〜（７）の何れか１項に記載の環状部材の熱処理方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、熱処理による変形とは逆の方向に傾斜させた出発部材を用いて熱処理を行うため、熱処理後の環状部材の形状は完成品の形状に近く、熱処理後の矯正工程における加工量や加工時間、労力等の負荷を大幅に軽減することができ、場合によっては矯正工程を省略することもでき、製造コストを大幅に低減することができる。特に、大径の環状部材への適用において有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】円すいころ軸受の完成形状を示す断面図である。
【図２】図１に示す形状の内輪を出発部材としたときの熱処理後の変形状態を示す断面図である。
【図３】図１に示す形状の外輪を出発部材としたときの熱処理後の変形状態を示す断面図である。
【図４】図１に示す内輪の出発部材を示す断面図である。
【図５】図１に示す外輪の出発部材を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に図面を参照して本発明を詳細に説明するが、本実施形態では、環状部材として図１に示した円すいころ軸受の内輪及び外輪を例にして説明する。
【００１５】
上記したように、図１に示した円すいころ軸受の内輪１は、熱処理後には図２に示す変形を起こす。即ち、内輪１の内周面２が、上端面１０から下端面２０に向かって漸次大径になり、かつ、上端面１０及び下端面２０が共に内周面２の端縁から外周面に向かって上昇する傾斜面となるように変形する。
【００１６】
そこで本発明では、このような変形を考慮して、図４に示す断面形状の出発部材を用いて熱処理を行う。内周面２は、図２とは逆の傾斜面になるように、上端面１０から下端面２０に向かって漸次小径にする。また、上端面１０及び下端面２０を、内周面側から外周面側に降下する傾斜面にする。尚、図中の一点鎖線Ａは図１に示した完成品における上端面１０の位置であり、一点鎖線Ｂは完成品における下端面２０の位置である。
【００１７】
更に、内輪軌道面５については、完成品の内輪軌道面５の傾斜角度に対して、上端面側（肉厚側）を他端面側（薄肉側）よりも大きくする。
【００１８】
一方、出発部材の外輪１００についても同様に、図３とは逆の方向に傾斜した断面形状の出発部材を用いる。即ち、図５に示すように、上端面１１０及び下端面１２０を、内周面側から外周面側に上昇する傾斜面にする。尚、図中の一点鎖線Ａ、３は図４と同様である。
【００１９】
また、外輪軌道面１０５については、完成品の内輪軌道面１０５の傾斜角度に対して、上端面側を他端面側よりも小さくする。
【００２０】
尚、内周面２、内輪軌道面５、外輪軌道面１０５、上端面１０，１１０及び下端面２０，１２０の各傾斜角度は、実際に図１に示す完成品の内輪１や外輪１００を熱処理し、図２や図３に示したような各部の変形の度合いから設定する。
【００２１】
このように、図４及び図５に示す内輪１及び外輪１００の各出発部材を用い、熱処理することにより、熱処理後に得られる内輪１及び外輪１００は完成形状に近いものとなり、矯正工程での負荷を大幅に軽減することができる。また、特許文献１のように、矯正用の金型を用いることもないため、大径の内輪１や外輪１００、具体的には内径が１０００ｍｍを超えるような内輪１や外輪１００にも容易に対応することができる。
【００２２】
尚、熱処理方法に制限はないが、処理面の表層部のみに熱処理ができ、変形を小さくできること、大径の内輪１や外輪１００でも熱処理用装置の大型化を招くことがないこと、多品種に対応できることなどの理由から、高周波熱処理が好適である。
【００２３】
また、上記では鍔付きの円すいころ軸受を例示して説明したが、鍔無しの円すいこる軸受、即ち小径側鍔部４ｂが無い内輪１を用いた円すいころ軸受においても、同様の出発部材を用いることにより、矯正作業を施すことなく、完成形状に近い内輪１及び外輪１００を得ることができる。
【００２４】
更には、円すいころ軸受に限らず、肉厚が軸方向で変化した断面形状の環状部材、例えばアンギュラ玉軸受の軌道輪にも本発明を応用することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１  内輪
２  内周面
３  外周面
４ａ  大径側顎部
４ｂ  小径側顎部
５  内輪軌道面
１０  上端面
２０  下端面
５０  円すいころ
１００  外輪
１０３  外周面
１０５  外輪軌道面
１１０  上端面
１２０  下端面
【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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