(57)【要約】【課題】異物混入下でも十分な寿命を確保できるころ軸受を、安価に造る。【解決手段】円筒ころ７、７に硬化処理を施すのに先立って、これら各円筒ころ７、７の軸方向両端縁に全周に亙りＲ状の面取り部を形成する為の面取り加工を施す。そして、この様に面取り加工を施した各円筒ころ７、７をバレル１１内に入れ、このバレル１１の回転に基づき、これら各円筒ころ７、７を衝突させ、これら各円筒ころ７、７の表面に硬化処理を施す。これら各円筒ころ７、７の軸方向両端縁とこれら各円筒ころ７、７の転動面とが衝突しても、この転動面に損傷を生じにくくでき、上記課題を解決できる。【選択図】図２
2009014126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに同心に配置された１対の軌道輪部材と、これら両軌道輪部材の互いに対向する面に形成された１対の軌道面と、これら両軌道面同士の間に転動自在に設けられた、それぞれが鋼製である複数個のころとを備えたころ軸受の製造方法であって、
上記各ころの軸方向両端縁に全周に亙って面取り部を形成する面取り加工を施すと共に、これら各ころに熱処理を施した後、筒状の容器内にこれら各ころを入れ、この容器の回転に基づきこの容器内で、これら各ころ同士を衝突させると共に、これら各ころをこの容器の内面に衝突させ、これら各ころの表面に硬化処理を施す、ころ軸受の製造方法。
【請求項２】
容器内に、各ころに加えて、それぞれが鋼製である複数の玉を入れ、この容器の回転に基づきこの容器内で、これら各ころと各玉同士を衝突させると共に、これら各ころを上記容器の内面に衝突させ、これら各ころの表面に硬化処理を施す、請求項１に記載したころ軸受の製造方法。
【請求項３】
硬化処理の前又は後に、各ころに研削加工を施す、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したころ軸受の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種回転機械装置（例えば車輪支持用ハブユニット、自動車用変速機、カークーラー用コンプレッサ、工作機械等）の回転支持部を構成する為のころ軸受｛例えば、（ラジアル又はスラスト）円筒ころ軸受、円すいころ軸受、調心ころ軸受、（ラジアル又はスラスト）ニードル軸受等｝の製造方法に関する。具体的には、異物混入下でも十分な寿命（耐久性）を確保できるころ軸受を、安価に造れる製造方法を実現する事を意図したものである。
【背景技術】
【０００２】
各種回転機械装置の回転支持部に転がり軸受が組み込まれているが、例えば大きな荷重が加わる回転支持部を構成する為の転がり軸受としては、転動体としてころ（円筒ころ、円すいころ、ニードル等）を使用したころ軸受が使用されている。又、例えば回転軸の軸心とハウジングの軸心とが不一致になり易い部分に組み込む転がり軸受として、同じくころ軸受の一種である調心ころ軸受（ころが球面ころのもの）も使用されている。図４は、これら各種ころ軸受の１例として、単列のラジアル円筒ころ軸受１を示している。この円筒ころ軸受１は、内周面の軸方向中間部に円筒面状の外輪軌道２を有する外輪３と、外周面の軸方向中間部に円筒面状の内輪軌道４を有する内輪５と、これら外輪軌道２と内輪軌道４との間に保持器６により保持した状態で転動自在に設けられた、複数の円筒ころ７とから成る。このうちの外輪３及び内輪４が、特許請求の範囲に記載した軌道輪部材に、上記外輪軌道２及び内輪軌道４が、特許請求の範囲に記載した軌道面に、それぞれ相当する。
【０００３】
ところで、上述の様なラジアル円筒ころ軸受１を含む各種ころ軸受の場合、近年、異物が入り込む環境（異物混入下）でも十分な寿命（耐久性）を確保できる事が求められている。この様な異物混入下での寿命（耐久性）の確保を図る為の方法の一つとして、例えば転がり軸受の構成部材にショット・ピーニングを施す事により、加工硬化と圧縮残留応力付与とに基づく、表面硬度並びに靱性、疲労強度の確保を図る技術が、例えば特許文献１等に記載されて従来から知られている。この様なショット・ピーニングを施した部材により転がり軸受を構成すれば、より具体的には、この転がり軸受を構成する各転動体の転動面の表面硬度並びに靱性、疲労強度の確保を図れば、上述の様な異物が入り込む環境（異物混入下）でも、十分な寿命（耐久性）を確保できる。但し、上述の様なショット・ピーニングを施す場合、微細なメディア（ショット、鋼球）を高エネルギーで衝突（投射）させる為、メディアのコストが嵩む他、高価な加工装置を必要とする分、製造コストが増大する可能性がある。又、上記ショット・ピーニングを行なう際の加工条件の設定によっては、例えば転動体であるころの表面に上記メディアが突き刺さり、当該部分を基点とした剥離等の損傷を生じ易くなる等、寿命（耐久性）の低下に繋がる可能性もある。
【０００４】
一方、特許文献２、３には、玉軸受を構成する各玉をバレル（筒状の容器）内に入れ、このバレル（容器）の回転に基づき、このバレル（容器）内でこれら各玉同士を互いに衝突させると共に、これら各玉をこのバレル（容器）の壁面に衝突させる事により、これら各玉の表面に硬化処理を施す技術が記載されている。この様な処理を施せば、加工硬化に基づく表面硬度の向上、並びに、残留圧縮応力付与に基づく靱性、疲労強度の向上を図れる。しかも、前述の様なショット・ピーニングを施す場合と異なり、メディア等の消耗品を必要としないだけでなく、安価なバレル装置（バレル回転装置）で一度に多量の玉の加工を行なえる為、優れた表面硬度並びに靱性、疲労強度を有する玉を、安価に提供できる。尚、一般的に「バレル加工」と呼ばれる加工方法は、バレル（容器）内に被加工物と共に研磨剤（例えば砥粒）を入れて行なう、バレル研磨加工を意味する（例えば「ＪＩＳ工業用語大辞典−第４版−」参照）。但し、上記特許文献２、３に記載された技術の場合には、バレル研磨加工に使用する様な研磨剤は用いていない｛被加工物である玉のみをバレル（容器）に入れて加工を行なっている（衝突させている）｝。
【０００５】
ところで、上述した様な硬化処理は、玉軸受を構成する各玉に施す事を前提としており、ころ軸受を構成する各ころに施す硬化処理として、そのまま採用する事はできない。即ち、上述した硬化処理は、バレル（容器）内に研磨剤を入れずに行なう。この為、このバレル（容器）内で上記各ころ同士を互いに衝突させると、これら各ころの軸方向両端縁、即ち、これら各ころの転動面と軸方向両端面とが交わる部分が、これら各ころの転動面と直接衝突し、例えばこの転動面に損傷を生じる可能性がある。又、上記各ころの表面は、上記各玉の表面の様に均一（一様）の面ではない。即ち、これら各玉の表面は全体に亙って均一な球面であるのに対して、上記各ころの表面は、転動面（円筒面、円錐面、球面等）と、この転動面に対して角をなす軸方向両端面（平坦面）と、これらを連続させる角面とを有する、不均一な面になる。そして、この様な不均一な面同士を衝突させて硬化処理を行なう場合、当該面を均一に硬化させにくくなる他、均一に硬化させる為には長時間の加工を要すると考えられる。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１９５０６９号公報
【特許文献２】特開昭６１−２７０３３１号公報
【特許文献３】特開平１１−１９８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、異物混入下でも十分な寿命（耐久性）を確保できるころ軸受を、安価に造れる製造方法を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の対象となるころ軸受は、前述した従来から知られているころ軸受｛例えば、（ラジアル又はスラスト）円筒ころ軸受、円すいころ軸受、調心ころ軸受、（ラジアル又はスラスト）ニードル軸受等｝と同様に、互いに同心に配置された１対の軌道輪部材（例えば外輪及び内輪、レース）と、これら両軌道輪部材の互いに対向する面に形成された１対の軌道面（例えば外輪軌道及び内輪軌道）と、これら両軌道面同士の間に転動自在に設けられた、それぞれが鋼製である複数個のころ（円筒ころ、円すいころ、球面ころ、ニードル等）とを備える。
特に、本発明のころ軸受の製造方法にあっては、上記各ころの軸方向両端縁に全周に亙ってＲ状の面取り部を形成する面取り加工を施す。又、これと共に、これら各ころに熱処理を施す（熱処理と面取り加工の前後は問はない）。そして、この様な面取り加工を施した後、筒状の容器（バレル）内に（研磨剤を入れる事なく）これら各ころ（のみ）を入れ（投入し）、この容器（バレル）の回転に基づきこの容器（バレル）内で、これら各ころ同士を衝突させると共に、これら各ころをこの容器（バレル）の内面に衝突させ、これら各ころの表面に硬化処理を施す。尚、上記各ころの表面の粗さを抑える場合には、必要に応じて少量の研磨剤を入れる事もできる。
【０００９】
尚、同じく請求項２に記載した様に、上記容器（バレル）内に上記各ころに加えて、それぞれが鋼製である複数の玉（鋼球）を入れ、上記容器（バレル）の回転に基づきこの容器（バレル）内で、これら各ころと各玉同士を衝突させると共に、これら各ころを上記容器（バレル）の内面に衝突させ、これら各ころの表面に硬化処理を施す事もできる。
尚、この様な本発明を実施する場合に好ましくは、例えば請求項３に記載した様に、上述の様な容器（バレル）を用いた硬化処理の前又は後に、上記各ころに研削加工を施す。
【００１０】
尚、上述の硬化処理に用いる容器（バレル）は、筒状（樽状）のものとすると共に、この容器（バレル）の回転中心軸に直交する方向の断面形状は、円形又は正多角形とする。尚、上記容器（バレル）内で各ころを均一に振り分け易くすると共に、この容器（バレル）内で上方から下方に落下させ易くし、これら各ころを効率良く衝突させる為には、断面を正多角形（例えば正６角形、正８角形、正１０角形等）とした容器（バレル）を採用する事が好ましい。又、断面を円形とした（円筒状の）容器（バレル）を採用する場合には、この円筒状の容器（バレル）の内面に、この内面から径方向内側に突出する状態で複数の凸部（堰板）を、例えば円周方向に亙って等間隔に設ける事が好ましい。この様な凸部を設ければ、上記容器（バレル）内で各ころを振り分け易くできると共に、この容器（バレル）内で上方から下方に落下させ易くでき、このバレル内でこれら各ころを効率良く衝突させられる。勿論、断面正多角形の容器（バレル）を採用する場合にも、上述の様な凸部を設ける事ができる。又、必要に応じて、上記容器（バレル）内で、この容器（バレル）の回転方向と逆方向に回転する羽根車を設け、この容器（バレル）内で上記各ころをこの羽根車に衝突させる様にする事もできる。尚、この様な容器（バレル）の構成、構造に関しては、前記特許文献２、３に詳しく記載されている。
【００１１】
又、本発明の場合には、上述の様な容器（バレル）を用いて行なう硬化処理に先立って、各ころの軸方向両端縁にＲ状の面取り部を形成する面取り加工を行なうが、この面取り加工は、次のものが挙げられる。
例えば、上記ころとなるべき素材の軸方向両端縁、即ち、転動面となるべき部分と軸方向両端面とが交わる部分に、旋削等の切削加工を施す事により、上記面取り部を形成する。
又は、線材を切断する事により形成した上記ころとなるべき素材に鍛造加工（例えば金型による鍛造成形）を施す際に、この素材の軸方向両端縁、即ち、転動面となるべき部分と軸方向両端面とが交わる部分をＲ状に成形する事により、上記面取り部を形成する。又、線材を切断した素材を熱処理する前の状態で多角形状のバレル（容器）に研磨剤と共に入れ、この素材にバレル加工を施す事により、上記面取り部を形成する。尚、このバレル加工は、本発明の硬化処理とは別の加工（硬化処理に先立って行なう加工）に相当する。
何れにしても、上記面取り加工は、上記各ころを上記容器（バレル）に入れる前の状態で、これら各ころの軸方向両端縁が角張らない様に、この両端縁に面取り部を設ける為の加工であれば、何れも採用できる。
【発明の効果】
【００１２】
上述の様に構成する、本発明のころ軸受の製造方法によれば、異物混入下でも十分な寿命（耐久性）を確保できるころ軸受を、安価に造れる。
即ち、容器（バレル）内で各ころを衝突させる硬化処理に先立って、これら各ころの軸方向両端縁にＲ状の面取り部を形成する面取り加工を施す。この為、これら各ころの軸方向両端縁（面取り部）とこれら各ころの転動面とが衝突しても、この転動面に損傷を生じにくくでき、必要な硬度並びに靱性、疲労強度を十分に確保できる。又、上記容器（バレル）内に各ころに加えて鋼球（鋼製の玉）を入れた場合（請求項２の構成の場合）には、これら各ころが、これら各ころ同士だけでなく、鋼球（鋼製の玉）とも衝突する。この為、これら各ころのみを入れた場合に比べて、これら各ころの表面を均一に硬化させ易くでき、加工時間の短縮を図れる。そして、何れの場合にも、ショット・ピーニングを施す場合と異なり、安価なバレル装置（バレル回転装置）で一度に多量のころの加工を行なえる為、優れた耐久性（表面硬度並びに靱性、疲労強度）を有するころ、延いては、ころ軸受を、安価に提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［実施の形態の第１例］
図１〜２は、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、円筒ころ軸受１（図４参照）を構成する各円筒ころ７、７に施す硬化処理、並びに、この硬化処理に先立って行なう前処理を工夫する事により、優れた耐久性を有する円筒ころ７、７、延いては、円筒ころ軸受１を、安価に提供する点にある。この円筒ころ軸受１の構成及び作用は、前述の図４に示した従来構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分である、上記円筒ころ軸受１を構成する各円筒ころ７、７の製造方法を中心に説明する。
【００１４】
本例の場合は、上記各円筒ころ７、７に硬化処理を施すのに先立って、図１に詳示する様に、これら各円筒ころ７、７の軸方向両端縁に全周に亙りＲ状（凸曲面状）の面取り部８、８を形成する為の面取り加工を施す。この為に、例えば、線材を切断する事により形成した、上記円筒ころ７、７となるべき素材に、鍛造加工（金型による鍛造成形）を施す際に、これら各素材の軸方向両端縁、即ち、転動面９（図１）となるべき部分と軸方向両端面１０、１０（図１）とが交わる部分を、Ｒ状に成形する。そして、当該部分に、上記両面取り部８、８を形成する。又は、上記円筒ころ７、７となるべき素材の軸方向両端縁、即ち、上記転動面９となるべき部分と上記軸方向両端面１０、１０とが交わる部分に、旋削等の切削加工を施す事により、当該部分に上記両面取り部８、８を形成する。
【００１５】
この様に上記各円筒ころ７、７に、上述の様な面取り加工を施したならば、図２に示す様に、筒状の容器であるバレル１１内に（研磨剤を入れる事なく）上記各円筒ころ７、７（のみ）を入れる。そして、図２の矢印αで示す様に、このバレル１１を所定方向に連続的に回転させ、この回転に基づきこのバレル１１内で上記各円筒ころ７、７に、同図の矢印βに示す様な動き（回転方向に沿って上方に上げてから落下させる動き）を惹起する。そして、この動きに基づき、これら各円筒ころ７、７同士を互いに衝突させると共に、これら各円筒ころ７、７を上記バレル１１の内面に衝突させ、これら各円筒ころ７、７の表面に硬化処理を施す。この様な硬化処理を施す為の上記バレル１１は、筒状（樽状）のものとし、回転中心軸に直交する方向の断面形状を正多角形（本例の場合は正８角形）としている。この様に正８角形とする事により、上記バレル１１内で上記各円筒ころ７、７を均一に振り分け易くすると共に、このバレル１１内で上方から下方に落下させ易くし、上記各円筒ころ７、７を効率良く衝突させられる様にしている。
【００１６】
尚、上述の様なバレル１１を用いた硬化処理を施す前に、上記各円筒ころ７、７に熱処理を施す。前記面取り加工を、例えば切削加工により行なう場合には、この面取り加工と上記熱処理とのどちらを先に行なうかは自由である（好ましくは、加工容易性を考慮して、面取り加工を先に行なう）。但し、上記面取り加工が鍛造加工の場合には、この鍛造加工（面取り加工）の後に熱処理を施す。又、この様な熱処理を施した場合、後工程として（仕上げの為に）研削加工を施すが、この研削加工は、上述のバレル１１を用いた硬化処理の前と後との何れの段階でも良い（バレル１１を用いた硬化処理は、研削加工の前後でもどちらでも良い）。研削加工の容易性確保と、完成後の上記円筒ころ７、７に要求される、表面粗さの程度とを勘案して決定する。
【００１７】
上述の様な硬化処理並びに熱処理を施した各円筒ころ７、７を組み込んだ本例の円筒ころ軸受１は、安価にも拘わらず、異物混入下でも十分な寿命（耐久性）を確保できる。
即ち、上記バレル１１内で上記各円筒ころ７、７を衝突させる硬化処理に先立って、これら各円筒ころ７、７の軸方向両端縁にＲ状の面取り部８、８を形成する面取り加工を施す。この為、これら各円筒ころ７、７の軸方向両端縁（面取り部８、８）とこれら各円筒ころ７、７の転動面９とが衝突しても、この転動面９に損傷を生じにくくでき、必要な硬度並びに靱性、疲労強度を十分に確保できる。そして、前述した様なショット・ピーニングを施す場合と異なり、メディア等の消耗品を必要としないだけでなく、安価なバレル装置（バレル回転装置）で一度に多量の円筒ころ７、７の加工を行なえる為、優れた表面硬度並びに靱性、疲労強度を有する円筒ころ７、７、延いては、円筒ころ軸受１を、安価に提供できる。
【００１８】
尚、図示は省略するが、上記バレル１１内に各円筒ころ７、７に加えて、それぞれが鋼製である複数の玉（鋼球）を入れ、このバレル１１の回転に基づきこのバレル１１内で、これら各円筒ころ７、７と上記各玉（鋼球）同士を衝突させると共に、これら各ころ７、７を上記バレル１１の内面に衝突させる事もできる。この場合には、これら各円筒ころ７、７がこれら各円筒ころ７、７同士だけでなく各玉（鋼球）とも衝突する為、これら各円筒ころ７、７のみを入れた場合に比べて、これら各円筒ころ７、７の表面を均一に硬化させ易くでき、加工時間の短縮を図れる。又、必要に応じて（表面の粗さを抑えるべく）少量の研磨剤を（複数の玉と共に、又は研磨剤単独で）入れることもできる。
【００１９】
［実施の形態の第２例］
図３は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、バレル１１ａの断面（回転中心軸に直交する方向の断面）を円形（円筒状）としている。これに合わせて本例の場合には、上記バレル１１ａの内面に、この内面から径方向内側に突出する状態で、それぞれが堰板状である複数の凸部１２、１２を、円周方向に亙り等間隔に設けている。そして、この様に凸部１２、１２を設ける事により、各円筒ころ７、７を上記バレル１１ａ内で振り分け易くすると共に、このバレル１１ａ内で上方から下方に落下させ易くして、このバレル１１ａ内でこれら各円筒ころ７、７同士、並びにこれら各円筒ころ７、７とこのバレル１１ａの内面とを、効率良く衝突させられる様にしている。又、本例の場合には、この様なバレル１１ａ内で、このバレル１１ａの回転方向（図２の矢印α方向）と逆方向（図２の矢印γ方向）に回転する羽根車１３を設けている。そして、このバレル１１ａ内で上記各円筒ころ７、７を、この羽根車１３を構成する平板状の羽根板１４、１４に衝突させる様にしている。
【００２０】
尚、これら各羽根板１４、１４の端縁（並びに前記凸部１２、１２の端縁）には、上記各円筒ころ７、７の軸方向両端縁に施した面取り部８、８（図１参照）の曲率よりも小さな曲率（大きな曲率半径）の面取りを設ける事が、これら円筒ころ７、７の表面に損傷を生じにくくする面から好ましい。この様な羽根車１３を設ければ、上記各円筒ころ７、７の衝突をより促進させ、更なる硬化処理の効率化（加工時間の短縮化）を図れる。尚、上述の様な凸部１２、１２や羽根車１３は、前述した実施の形態の第１例のバレル１１（図２参照）に適用する事もできる。又、本例の場合も、上記バレル１１ａ内に、各円筒ころ７、７だけでなく、これら各円筒ころ７、７と共にそれぞれが鋼製の複数の玉（鋼球）並びに必要に応じて少量の研磨剤を入れる事もできる。
その他の構成及び作用は、前述した第１例と同様である為、重複する説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
尚、上述した各例では、本発明の製造方法を、ラジアル円筒ころ軸受に適用した場合に就いて説明したが、これに限定されず、例えばスラスト円筒ころ軸受にも実施できる。又、ころとして円すいころを使用した、ラジアル円すいころ軸受、或いは、スラスト円すいころ軸受にも実施できる。又、回転軸の軸心とハウジングの軸心とが不一致になり易い部分に組み込む調心ころ軸受で実施する事もできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態の第１例により造られる円筒ころを示す側面図。
【図２】硬化処理の工程を示す模式図。
【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の図。
【図４】本発明の製造方法の対象となる円筒ころ軸受の部分断面図。
【符号の説明】
【００２３】
１    円筒ころ軸受
２    外輪軌道
３    外輪
４    内輪軌道
５    内輪
６    保持器
７    円筒ころ
８    面取り部
９    転動面
１０    軸方向端面
１１、１１ａ  バレル
１２    凸部
１３    羽根車
１４    羽根板
【図１】
2009014126.tif 000003
【図２】
2009014126.tif 000004
【図３】
2009014126.tif 000005
【図４】
2009014126.tif 000006