(57)【要約】【課題】分割軌道輪の切断面の乱れを抑制し、良好な切断面を得ることができる分割軌道輪およびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る分割内輪１１Ａは、円周方向に二分割された分割部１１ａ，１１ａを含む。各分割部１１ａは、隣接する分割部１１ａと組み合わせた状態で軌道面を形成する胴部１２ａと、胴部１２ａと軸方向端部１４ａ，１４ａとの間に形成される一対の鍔部１３ａと、を有する。各軸方向端部１４ａは、隣接する分割部１１ａと組み合わせた時に円周方向に隙間１７ａを形成し、一対の鍔部１３ａの少なくとも一方の円周方向端面近傍に平坦部１８ａが設けられる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に二以上に分割された分割部を含む分割軌道輪であって、
各分割部は、隣接する分割部と組み合わせた状態で軌道面を形成する胴部と、前記胴部と軸方向両端部との間に形成される一対の鍔部と、を有し、
前記軸方向両端部は、隣接する分割部と組み合わせた時に円周方向に隙間を形成し、
前記一対の鍔部の少なくとも一方の円周方向端面近傍に、平坦部が設けられる分割軌道輪。
【請求項２】
環状の軌道輪の軸方向両端部にスリットを設ける工程と、
前記軌道輪の少なくとも一方の前記スリットと軸方向に隣接する位置に平坦部を設ける工程と、
前記軌道輪の内径側に略多角柱形状の冶具を挿入する工程と、
前記冶具の上縁部により前記軌道輪の内径面を担持する工程と、
前記平坦部に圧力を加えることにより前記軌道輪を円周方向に分割する工程と、を有する分割軌道輪の製造方法。
【請求項３】
前記圧力は、前記軌道輪の軸方向中央位置からずれた位置を中心として加えられることを特徴とする請求項２に記載の分割軌道輪の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分割軌道輪およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示されるような鉄鋼用の圧延ロール１は、その軸方向端部２でサポート軸受３により支持されると共に、軸方向内側の小径部４において二つ割り軸受１０により支持される。小径部４の軸方向両側には大径部５が位置しているため、二つ割り軸受１０を取り付ける際には、内輪を円周方向で少なくとも二つに分割した分割部のそれぞれを、小径部４の外径側からそれぞれ取り付けた後、分割部同士をボルト等により結合する必要がある。
【０００３】
このように円周方向に二つに分割された軌道輪を得るため、従来、軌道輪に割り溝およびノッチを設けると共に、この割り溝およびノッチが位置しない箇所で軌道輪の外径面である円筒面に圧力を加えることによって軌道輪の分割を行っている（例えば、特許文献１参照）。このような方法によれば、割り溝およびノッチの両側から亀裂が進行し、軌道輪が分割される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−７２２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、二つ割り軸受は、大きな荷重がかかる環境下で使用されることが増加しており、強度の向上が望まれている。そのため、軌道輪の軌道面等、内径面や外径面に熱処理を施すことにより硬度を上げ、強度を向上することが行われている。これに加え、軌道輪に浸炭処理を施すことにより強度をさらに向上することが行われている。
【０００６】
しかしながら、軌道輪に浸炭処理が施された場合、表面は硬化されているが、内部は表面と比べて柔らかい状態のままである場合がある。軌道輪の内部が柔らかい場合には亀裂が進行する方向が定まらないおそれがあるため、上記した特許文献１に記載の方法では割り溝およびノッチの両側から進行した亀裂が合流点で一致せず、切断面が乱れ、平滑でないものとなるおそれがあった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、分割軌道輪の切断面の乱れを抑制し、良好な切断面を得ることができる分割軌道輪およびそ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】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  円周方向に二以上に分割された分割部を含む分割軌道輪であって、
各分割部は、隣接する分割部と組み合わせた状態で軌道面を形成する胴部と、前記胴部と軸方向両端部との間に形成される一対の鍔部と、を有し、
前記軸方向両端部は、隣接する分割部と組み合わせた時に円周方向に隙間を形成し、
前記一対の鍔部の少なくとも一方の円周方向端面近傍に、平坦部が設けられる分割軌道輪。
（２）  環状の軌道輪の軸方向両端部にスリットを設ける工程と、
前記軌道輪の少なくとも一方の前記スリットと軸方向に隣接する位置に平坦部を設ける工程と、
前記軌道輪の内径側に略多角柱形状の冶具を挿入する工程と、
前記冶具の上縁部により前記軌道輪の内径面を担持する工程と、
前記平坦部に圧力を加えることにより前記軌道輪を円周方向に分割する工程と、を有する分割軌道輪の製造方法。
（３）  前記圧力は、前記軌道輪の軸方向中央位置からずれた位置を中心として加えられることを特徴とする上記（２）に記載の分割軌道輪の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の分割軌道輪およびその製造方法によれば、分割軌道輪の切断面の乱れを抑制し、良好な切断面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】鉄鋼用の圧延ロールの一例を示す概略図である。
【図２】第１実施形態に係る分割軌道輪の製造方法を示す概略斜視図である。
【図３】図２の断面図である。
【図４】第１実施形態に係る分割軌道輪の製造方法における内輪の斜視図である。
【図５】図４の内輪の平面図である。
【図６】図４の内輪が分割された分割内輪の斜視図である。
【図７】第２実施形態に係る分割軌道輪の製造方法を示す概略斜視図である。
【図８】第２実施形態に係る分割軌道輪の製造方法における内輪の斜視図である。
【図９】図８の内輪の平面図である。
【図１０】第３実施形態に係る分割軌道輪の製造方法を示す概略斜視図である。
【図１１】図１０の側面図である。
【図１２】第３実施形態に係る分割軌道輪の製造方法による亀裂の進行状態を示す図である。
【図１３】比較例に係る分割軌道輪の製造方法を示す側面図である。
【図１４】図１３に示す比較例に係る分割軌道輪の製造方法による亀裂の進行状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る分割軌道輪およびその製造方法の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る分割軌道輪およびその製造方法について、図２〜５を参照して説明する。
【００１３】
第１実施形態において、分割内輪１１Ａ（図６参照）を製造する際には、図２、図３に示されるように、底面３１、頂面３２、および側面３３，３３を備える略直方体形状の冶具３０が、円筒状の内輪１１の内径側に挿入される。冶具３０の底面３１は柱３７，３７により軸方向両端で支持される。柱３７，３７の高さは、内輪１１が冶具３０により吊持されるような寸法であれば任意の寸法でよい。
【００１４】
図４、図５に示されるように、内輪１１は、外径面が転動体（不図示）の軌道面となる環状の胴部１２と、内輪１１の軸方向両端に形成された一対の軸方向端部１４，１４と、胴部１２と一対の軸方向端部１４，１４との間に形成された一対の鍔部１３，１３と、を備える。内輪１１の内径面および胴部１２の外径面は、浸炭処理等の熱処理を施すことにより硬度が向上されている。内輪１１を割りやすくするために、軸方向端部１４には軸方向に延びるスリット１７が設けられている。スリット１７，１７は、軸方向両側で直線上に位置するよう設けられている。また、これらスリット１７，１７が設けられた位置から円周方向に１８０°回転させた位置においても、スリット１７’、１７’が軸方向端部１４に設けられている。また、一方のスリット１７と軸方向に隣接する位置において、鍔部１３には平坦部１８が形成されている。また、同様に一方のスリット１７’と軸方向に隣接する位置において、鍔部１３には平坦部１８’が形成されている。平坦部１８，１８’は、軌道面上の転動体の運動を阻害しないように、軌道面を形成しない鍔部１３を切削することにより形成されるため、平坦部１８，１８’の寸法は内輪１１の強度を維持できる程度のものに設定される。
【００１５】
内輪１１は、スリット１７，１７が垂直方向上側に位置するように、内径側に挿入された冶具３０によって吊持される。内輪１１が冶具３０によって吊持されるとき、内輪１１の内径面は、冶具３０の頂面３２の上縁部３４，３４と接触している。上縁部３４，３４には、軸方向にわたって延びる円弧部３５，３５が形成されている。これにより、押圧装置３９により内輪１１に圧力がかけられたときに、内輪１１の内径面と接触する面積を大きくして、内輪１１の内径面にかかる力を緩和することができる。
【００１６】
冶具３０は略直方体形状であり、任意の寸法を有する柱３７，３７に載置されると共に内輪１１を吊持するのみであるので、様々な寸法の内輪１１に適用することが可能である。冶具３０は、熱処理等を施さず、機械構造用炭素鋼などの素材のままの硬度のまま形成されることが好ましい。これに対し、前述した通り、内輪１１の内径面は熱処理を施されており、冶具３０よりも内輪１１の内径面の方が硬度が高くなっているため、内輪１１の内径面に傷がつくことや、内輪１１が変形して内径面の真円度が悪化することを防止することができる。
【００１７】
尚、冶具３０は、内輪１１を形成する材料よりもヤング率の小さい材料、例えば、鋳鉄、銅系金属、アルミニウムなどから形成されていてもよい。冶具３０がこれらの材料により形成される場合には、円弧部３５と内輪１１の内径面との間の接触圧力が大きくなった場合でも、冶具３０が内輪１１の内径面よりも先に変形し、内輪１１の内径面に傷がつくことや、内輪１１が変形して内径面の真円度が悪化することを防止することができる。
【００１８】
図３に示されるように、内輪１１を割る際には、平坦部１８の上に直方体のブロック３８を置き、押圧装置３９によりブロック３８の垂直方向上側から平坦部１８に圧力を加える。平坦部１８，１８’にブロック３８が置かれることにより、圧力を加えてもブロック３８がずれ落ちることなく、内輪１１に圧力を安定的に加えることができる。加えられる圧力が増加するにつれて、スリット１７から亀裂が軸方向に進行する。このように、平坦部１８に隣接するスリット１７から亀裂が進行するため、切断面の乱れが抑制され、良好な切断面を得ることができる。内輪１１が一方のスリット１７から平坦部１８を経て軸方向に他方のスリット１７まで割れた後、内輪１１を円周方向に１８０°回転させて、平坦部１８’から再度圧力を加えることにより、内輪１１を完全に二つに分割することができる。
【００１９】
図６に示されるように、内輪１１が二つに分割されて得られた分割内輪１１Ａは、一対の分割部１１ａ，１１ａを有する。各分割部１１ａは、胴部１２ａと、胴部１２ａの軸方向両端に形成された一対の軸方向端部１４ａ，１４ａと、胴部１２ａと一対の軸方向端部１４ａ，１４ａとの間に形成された一対の鍔部１３ａ，１３ａと、を備える。本実施形態においては、内輪１１の一方の鍔部１３に形成されていた平坦部１８（１８’）が分割されることにより、各分割部１１ａの一方の鍔部１３ａの円周方向端面近傍に、平坦部１８ａ（１８ａ’）が形成されている。分割内輪１１Ａとして使用する際には、一対の分割部１１ａ，１１ａの円周方向端面を組み合わせ、ボルト等により結合する。このとき、軌道面を形成する胴部１２ａ，１２ａの境界部１９において、一対の分割部１１ａ，１１ａの円周方向端面同士は隙間なく密着する。これに対し、一対の軸方向端部１４ａ，１４ａの円周方向端面同士は密着せず、隙間１７ａ（１７ａ’）を形成する。この隙間１７ａ（１７ａ’）は、内輪１１に形成されていたスリット１７（１７’）に対応するものである。
【００２０】
このように、本実施形態に係る分割軌道輪およびその製造方法によれば、平坦部１８に隣接するスリット１７から亀裂を進行させて内輪１１を円周方向に分割するので、切断面の乱れが抑制され、良好な切断面を得ることができる。
【００２１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る分割軌道輪の製造方法について、図７〜９を参照して説明する。なお、第２実施形態の分割軌道輪の製造方法は、内輪の構造およびブロックと押圧装置の構造において、第１実施形態と異なる。このため、第１実施形態と同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００２２】
第２実施形態に係る分割軌道輪の製造方法においては、図８、９に示されるように、内輪２１が、外径面が環状の胴部２２と、胴部２２の軸方向両側に配置された環状の鍔部２３，２３と、内輪２１の軸方向両端に配置された端部２４，２４と、を備える。内輪２１を割りやすくするために、端部２４には軸方向に延びるスリット２７が設けられている。スリット２７，２７は、軸方向両側で直線上に位置するよう設けられている。また、これらスリット２７，２７が設けられた位置から円周方向に１８０°回転させた位置においても、スリット２７’、２７’が端部２４に設けられている。また、スリット２７，２７と軸方向に隣接する位置において、鍔部２３には平坦部２８，２８が形成されている。また、同様に、スリット２７’、２７’と軸方向に隣接する位置において、鍔部２３には平坦部２８’、２８’（不図示）が形成されている。
【００２３】
図７に示されるように、内輪２１を割る際には、直方体のブロック４８を平坦部２８，２８に載置するように置き、ブロック４８の上から押圧装置４９により圧力を加える。このとき、押圧装置４９は、ブロック４８の軸方向中央位置よりも軸方向にずれた位置（図７中、左方向にずれた位置）に配置されて、内輪２１に圧力を加える。これにより、押圧装置４９が配置された位置に近い方に位置する一方のスリット２７のみに高い引っ張り応力が発生するため、この一方のスリット２７から軸方向へと亀裂が進行する。このように、第２実施形態に係る分割軌道輪の製造方法においても、一方のスリット２７から亀裂が進行するため、切断面の乱れが抑制され、良好な切断面を得ることができる。
【００２４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る分割軌道輪の製造方法について、図１０、１１を参照して説明する。なお、第３実施形態の分割軌道輪の製造方法は、ブロックと押圧装置の構造において、第１実施形態と異なる。このため、第１実施形態と同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００２５】
第３実施形態に係る分割軌道輪の製造方法においては、図１０、１１に示されるように、内輪２１を割る際に、直方体の第１のブロック５８ａを平坦部２８，２８に載置するように置くと共に、直方体の第２のブロック５８ｂを第１のブロック５８ａの上に置き、第２のブロック５８ｂの上から押圧装置５９により圧力を加える。第２のブロック５８ｂは、第１のブロック５８ａの軸方向中央位置よりも軸方向にずれた位置（図１１中左方向にずれた位置）に配置されるので、押圧装置５９は、第１のブロック５８ａの軸方向中央位置よりも、軸方向にずれた位置から内輪２１に圧力を加える。これにより、押圧装置５９が配置された位置に近い方に位置する一方のスリット２７のみに高い引っ張り応力が発生するため、この一方のスリット２７から亀裂が軸方向に進行する。このように、第３実施形態に係る分割軌道輪の製造方法においても、一方のスリット２７から亀裂が進行するため、切断面の乱れが抑制され、良好な切断面を得ることができる。尚、前述した第１のブロック５８ａおよび第２のブロック５８ｂは一体に形成されていてもよい。
【実施例】
【００２６】
ここで、図１０、１１に示される第３実施形態に係る分割軌道輪の製造方法と、図１３に示される比較例に係る分割軌道輪の製造方法とによって内輪２１を分割し、亀裂の進行状態を有限要素法（ＦＥＭ）により検証した。いずれの例においても、内輪２１の寸法は内径１１０ｍｍ、軸方向幅１５０ｍｍである。
【００２７】
図１１に示されるように、第３実施形態に係る分割軌道輪の製造方法においては、内輪２１および第１のブロック５８ａの中心軸線Ｘと、押圧装置５９の中心軸線ｘとが、ギャップＧ（２０ｍｍ）だけずれている。したがって、押圧装置５９は、内輪２１の軸方向中央位置から、ギャップＧ（２０ｍｍ）だけずれた位置から圧力を加えることになる。
【００２８】
図１２は、第３実施形態に係る分割軌道輪の製造方法による亀裂の進行状態を示す。図中、細矢印は亀裂の進行を示している。図１２から明らかなように、第３実施形態に係る分割軌道輪の製造方法によれば、押圧装置５９により加えられる圧力が大きくなるにつれて、一方のスリット２７（図１２中左側のスリット２７）からのみ亀裂が進行している。
【００２９】
一方、図１３に示される比較例に係る分割軌道輪の製造方法においては、内輪２１およびブロック６８および内輪２１の中心軸線Ｘと、押圧装置６９の中心軸線ｘとは一致しており、押圧装置６９は内輪２１の軸方向中心に圧力を加えることとなる。
【００３０】
図１４は、比較例に係る分割軌道輪の製造方法による亀裂の進行状態を示す。図１４から明らかなように、第３実施形態に係る分割軌道輪の製造方法によれば、押圧装置６９により加えられる圧力が大きくなるにつれて、軸方向両側のスリット２７，２７から亀裂が進行し、軸方向中央付近で亀裂が合流している。
【００３１】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、変更、改良等が適宜可能である。前述した実施形態では、内輪１１を分割する場合を例に挙げて説明したが、外輪を分割する場合であっても、本発明を適用することができる。また、前述した実施形態では、略直方体形状の冶具を例に挙げて説明したが、冶具は任意の多角柱形状であってよく、分割される軌道輪の内径面を担持する上端部に円弧部が形成されていればよい。また、前述した実施形態では、軌道輪を二分割する場合を例に挙げて説明したが、軌道輪を三以上に分割してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、鉄鋼用圧延ロールを支持する二つ割り軸受の製造分野等において好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１０    二つ割り軸受
１１    内輪
１１Ａ    分割内輪
１１ａ    分割部
１２（１２ａ）    胴部
１３（１３ａ）    鍔部
１４（１４ａ）    軸方向端部
１７，１７’    スリット
１７ａ，１７ａ’    隙間
１８（１８ａ），１８’    平坦部
３０    冶具
３４    上縁部
３５    円弧部
３８    ブロック
３９    押圧装置
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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