(57)【要約】【課題】  表面仕上げ処理をする工程において変形や圧痕を生じないスラストころ軸受の軌道輪の製造方法を提供する。【解決手段】  打抜きプレスで発生したバリや熱処理で発生した酸化スケール等を取り除く表面仕上げ処理として、噴射材を高い圧力で衝突させるブラスト処理を行う。軌道輪２４の軌道面２５が上方となるように、軌道輪２４を回転台座２３の上に取り付ける。その後、回転軸２６を中心に、矢印Ｘの方向に回転台座２３を回転させる。ノズル２２から噴射された噴射材を、軌道輪２４の軌道面２５上に衝突させ、酸化スケールやバリを除去し、表面仕上げ処理を行う。【選択図】      図１
2007078114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ころを転動させる軌道面を備えるスラストころ軸受の軌道輪の製造方法であって、
前記軌道面の表面をブラスト加工法により表面仕上げ処理をする工程を含む、スラストころ軸受の軌道輪の製造方法。
【請求項２】
前記ブラスト加工法の条件のうち、前記軌道面に噴射する噴射材の材質がステンレスまたは鉄であり、
前記噴射材の硬度がＨＲＣ２０〜６０であり、
前記噴射材の粒径がφ０．０５〜０．３ｍｍであり、
前記噴射材の噴射時間が２〜１０秒であり、
前記噴射材の噴射圧が０．２〜０．８ＭＰａであり、
前記軌道面の硬度がＨｖ７００〜８００であり、
前記軌道面を回転させる回転速度が４０〜６０ｍｉｎ−１である、請求項１に記載のスラストころ軸受の軌道輪の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スラストころ軸受の軌道輪の製造方法に関し、特に、カーエアコン用コンプレッサやトランスミッション等に使用されるスラストころ軸受の軌道輪の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーエアコン用コンプレッサやトランスミッション等において、スラスト荷重が発生する箇所に使用されるころ軸受には、スラストころ軸受が使用される。スラストころ軸受は、針状ころに代表される複数のころと、ころを転動させる軌道面を有する軌道輪と、保持器とからなる。
【０００３】
ここで、上記したスラストころ軸受を構成する部材のうち、軌道輪の製造方法について、簡単に説明する。まず、素材である平板状の鋼板を用意し、打抜きプレスによって、軌道輪の外形形状に打ち抜く。その後、強度向上等のための熱処理を行う。熱処理後、プレスによって打ち抜かれた際に生じたバリや、熱処理によって軌道輪の表面に発生した酸化スケール（酸化鉄の被膜）を取り除くため、表面仕上げ処理を行う。処理後、洗浄を施し、所望の軌道輪を得る。なお、このようにして得られた軌道輪と、ころと、保持器とを組み込んで、スラストころ軸受が製造される。
【０００４】
前記軌道輪の表面仕上げ処理は、バレル研磨と呼ばれる方法が一般的である。そのバレル研磨方法とは、円筒状の固定槽と、その固定槽の底部に摺接させ回転する回転盤と、から構成される研磨槽を備えた流動バレル研磨装置を用いて研磨加工をする方法であって、前記研磨槽内に、研磨加工をするプレスによって打ち抜かれ熱処理が施された軌道輪と、研磨剤（以下「メディア」という）とを投入し、前記研磨槽の回転盤を回転させることにより、研磨槽内に軌道輪とメディアとが旋回流動する。この旋回流動によって、軌道輪とメディアとの間に接触圧が作用して擦れ合いながら、軌道輪のバリや酸化スケールをメディアが取り除く方法である。なお、このようなバレル研磨を行ったスラストころ軸受の軌道輪が、特開２００３−１７２３４６号公報（特許文献１）に記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１７２３４６号公報（段落番号００１１、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したバレル研磨においては、バリや酸化スケールの除去を主目的としており、そのためのバレル研磨条件、すなわち、バレルの回転速度や回転時間、メディアの形状やその大きさ、材質等を決定してバレル研磨を行っている。したがって、バレル研磨において、軌道輪が変形したり、軌道輪とメディアとの接触圧による擦れ合いおよび軌道輪同士の接触圧による擦れ合いによって、軌道輪の表面に圧痕を発生させるおそれがある。
【０００６】
この発明は、表面仕上げ処理をする工程において変形や圧痕を生じないスラストころ軸受の軌道輪の製造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】
【０００７】
この発明に係るスラストころ軸受の軌道輪の製造方法は、ころを転動させる軌道面を備えるスラストころ軸受の軌道輪の軌道面の表面仕上げ処理をする方法であって、その軌道面の表面をブラスト加工法により表面仕上げ処理をする工程を含む。
【０００８】
ブラスト加工法には、圧縮したエアーを利用して被加工物に研磨材（噴射材）を高速で衝突させて研磨するエアーブラスト法、モータを駆動源として回転するブレードの遠心力を利用して被加工物に研磨材（投射材）を高速で衝突させて研磨するショットブラスト法、高圧の液体を利用して被加工物に研磨材（噴射材）を高速で衝突させて研磨するウェットブラスト法、があって、この発明においては前記のいずれの方法であってもよく、バレル研磨法にあった、被加工物（軌道輪）と研磨材、あるいは軌道輪同士の接触圧による擦れ合いがないため、軌道輪の変形や圧痕を生じさせることがない。また、軌道輪の表面に研磨材を高速で衝突させるから、バレル研磨法にないピーニング効果によって、軌道輪の表層部に転動疲労寿命を長くする残留圧縮応力を付与することができる。ここで、「転動疲労寿命」とは、ころの転動時において、軌道輪の軌道面への圧痕や、その圧痕を起点とする割れ等が発生しにくく、ころが長時間転動することができることをいう。
【０００９】
好ましくは、ブラスト加工法の条件のうち、軌道面に噴射する噴射材の材質がステンレスまたは鉄であり、噴射材の硬度がＨＲＣ２０〜６０であり、噴射材の粒径がφ０．０５〜０．３ｍｍであり、噴射材の噴射時間が２〜１０秒であり、噴射材の噴射圧が０．２〜０．８ＭＰａであり、軌道面の硬度がＨｖ７００〜８００であり、軌道面を回転させる回転速度が４０〜６０ｍｉｎ−１である。
【００１０】
ブラスト加工法をこのような条件で行うことにより、軌道輪のバリや酸化スケールの未除去、表面粗さの劣化等、種々の問題を生じさせることなく、軌道面の表面を仕上げることができる。また、製造時間の短縮や、生産性の向上等も図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、表面仕上げ工程において、バレル研磨法にあった、被加工物（軌道輪）と研磨材、あるいは軌道輪同士の接触圧による擦れ合いがないため、軌道輪の変形や圧痕を生じさせることがない。
【００１２】
その結果、表面仕上げ処理をする工程において変形や圧痕を生じないスラストころ軸受の軌道輪の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図２は、この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受の軌道輪の製造方法によって製造された軌道輪を含むスラストころ軸受１１の要部を示す断面図である。図２を参照して、スラストころ軸受１１は、２つの平板状の軌道輪１２ａ、１２ｂと、複数のころ１３と、複数のころ１３の間隔を保持する保持器１４とを有する。ころ１３は、２つの軌道輪１２ａ、１２ｂの間で保持器１４により保持および案内される。軌道輪１２ａ、１２ｂの軌道面１５ａ、１５ｂは、後述する表面仕上げ処理がなされている。
【００１４】
次に、上記したスラストころ軸受１１に含まれる軌道輪１２ａの製造方法の一例について説明する。図３は、軌道輪１２ａの製造方法の概略を示すフローチャートである。図３を参照して、まず、素材である平板状の鋼板を、軌道輪１２ａの外形形状となるように、打ち抜き刃を有するプレスによって打ち抜く。その後、軌道輪１２ａの強度向上等のため、熱処理を行う。ここで、熱処理とは、具体的に、浸炭焼入処理、浸炭窒化処理、ズブ焼入れ処理等、種々の要求に応じて行う。
【００１５】
次に、プレスで打ち抜いた際に発生したバリや、熱処理で発生した酸化スケールを取り除く表面仕上げ処理を行う。表面仕上げ処理としては、噴射材を高い圧力で衝突させるブラスト処理を行う。ブラスト処理には、圧縮したエアーを使用して研磨材を噴射するエアーブラスト、モータを動力源として回転させたブレードの遠心力を利用して投射するショットブラスト、また、高圧液体を利用して噴射するウェットブラスト等の種類があり、本処理においては、いずれのブラスト処理を行っても構わない。
【００１６】
図１は、上述したブラスト処理を行う場合のブラスト処理装置２１の一例を示す概略図である。図１を参照して、具体的なブラスト処理の方法について説明する。まず、プレスによって打ち抜かれ、熱処理された軌道輪２４を、軌道面２５が上方となるように、すなわち、軌道面２５がノズル２２と相対する方向に配置するように、回転台座２３の上に取り付ける。その後、回転台座２３の回転軸２６を中心に、矢印Ｘの方向に回転台座２３を回転させる。そして、ノズル２２から矢印Ｗの方向に噴射する噴射材を、軌道輪２４の軌道面２５上に衝突させる。軌道輪２４の軌道面２５は、回転台座２３によって回転しているため、ノズル２２から噴射される噴射材は、軌道面２５に均等に衝突する。なお、噴射時間については、数秒程度でよい。
【００１７】
このようにして、熱処理において軌道面２５上に発生している酸化スケールや、プレスによって打ち抜かれた際に発生したバリを取り除く表面仕上げ処理を行う。
【００１８】
こうすることにより、表面仕上げ処理をする工程において、バレル研磨法にあった、被加工物（軌道輪）と研磨材、あるいは軌道輪同士の接触圧による擦れ合いがないため、軌道輪の変形や圧痕を生じさせることがない。また、軌道輪の表面に研磨材を高速で衝突させるから、バレル研磨法にないピーニング効果によって軌道輪の表層部に転動疲労寿命を長くする残留圧縮応力を付与することができる。
【００１９】
さらに、バレル処理後において必要な、軌道輪とメディアとを分別する工程も必要ないため、処理時間を短縮することができる。
【００２０】
なお、軌道面２５をブラスト処理した後、軌道輪２４を裏返して取り付け、その反対面に対しても、同様のブラスト処理を行えば、軌道輪２４をスラストころ軸受に組み込む際の方向性を気にする必要はない。さらに、軌道面２５の反対面側に発生した酸化スケール等についても、ブラスト処理において取り除くことができる。
【００２１】
ここで、図１において、ブラスト処理装置２１を構成する部品のうち、噴射材を噴射するノズル２２を一つだけの構成としているが、これに限らず、ノズルを多数とし、処理時間を短縮等することにしてもよい。
【００２２】
このようにして、軌道輪２４に対して、ブラスト処理による表面仕上げ処理を行う。その後、洗浄を行い、所望の軌道輪を得る。また、このようにして得られた軌道輪と、複数のころと、保持器とを組み込んで、スラストころ軸受が製造される。
【００２３】
ここで、ブラスト加工条件を種々変更し、軌道面の傷の発生等を確認する試験を行った。試験条件および結果を表１に示す。なお、表１中、「×」は、不満足な結果、「○」は、満足な結果であることを示す。また、表１中の「ワーク」とは、軌道面を示す。
【００２４】
【表１】
2007078114.tif 000003
【００２５】
表１によると、「スケール、バリ残り」、「ワークの傷、割れ」、「ワークへの噴射材の突き刺さり」、「表面粗さの劣化」といった不具合の項目に対し、すべてを満足させる条件は、軌道面に噴射する噴射材の材質がステンレスまたは鉄、噴射材の硬度がＨＲＣ２０〜６０、噴射材の粒径がφ０．０５〜０．３ｍｍ、噴射材の噴射時間が２〜１０秒、噴射材の噴射圧が０．２〜０．８ＭＰａ、軌道面の硬度がＨｖ７００〜８００、軌道面を回転させる回転速度が４０〜６０ｍｉｎ−１、という条件である。
【００２６】
また、この条件においては、軌道面の表層部には、９００ＭＰａの残留圧縮応力が付与される。残留圧縮応力が高ければ、転動疲労寿命を長くすることができる。したがって、このような条件によりブラスト加工法による表面仕上げ処理を行うと、上記した項目に対する不具合を発生させず、さらに、高い残留圧縮応力を付与することができる。
【００２７】
なお、上記の実施の形態については、軌道輪の外形形状が平板状の軌道輪について説明したが、これに限らず、軸方向に曲げられた鍔を有する鍔付軌道輪であってもよい。図４は、鍔付軌道輪４２ａ、４２ｂを含むスラストころ軸受４１の要部を示す断面図である。図４を参照して、スラストころ軸受４１は、鍔付軌道輪４２ａ、４２ｂと、複数のころ４４と、複数のころ４４の間隔を保持する保持器４５とを有する。鍔付軌道輪４２ａは、軌道輪の内径側の端部を、鍔付軌道輪４２ｂは、軌道輪の外径側の端部を、軸方向に折り曲げた鍔４３ａ、４３ｂを有する。このような鍔付軌道輪４２ａ、４２ｂについても、製造工程において、ブラスト加工法による表面仕上げ処理を行うことにより、変形や圧痕を生じることがない。
【００２８】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
この発明に係るスラストころ軸受の軌道輪の製造方法は、表面仕上げ処理をする工程において、変形や圧痕等を生じないため、不具合品を無くし、生産性を向上させたスラストころ軸受の軌道輪の製造方法に有効に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ブラスト処理装置２１により、軌道面２５にブラスト処理をしている状態を示す概略図である。
【図２】この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受の軌道輪の製造方法によって製造された軌道輪を含むスラストころ軸受１１の要部を示す断面図である。
【図３】軌道輪１２ａの製造工程の概略を示すフローチャートである。
【図４】鍔付軌道輪４２ａ、４２ｂを含むスラストころ軸受４１の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１，４１  スラストころ軸受、１２ａ，１２ｂ，２４  軌道輪、１３，４４  ころ、１４，４５  保持器、１５ａ，１５ｂ，２５  軌道面、２１  ブラスト処理装置、２２  ノズル、２３  回転台座、２６  回転軸、４２ａ，４２ｂ  鍔付軌道輪、４３ａ，４３ｂ  鍔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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