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Title:
METHOD FOR MANUFACTURING THE OUTER RACE OF SELF-ALIGNING BEARING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/123381
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a method for manufacturing the outer race of a self-aligning bearing, which can prevent a turning tool or a grinding tool from being chipped or a raceway track from being damaged, at the step of turning or grinding the raceway track after a heat treatment. An annular material is turned to form a blank (12), and an oil hole (7) is formed in the blank (12). Before the heat treatment, an annular groove (2b) is formed in such a portion of the raceway track (2a) of an outer race (2) as corresponds to the oil hole (7), and the intermittent turning or intermittent grinding by the oil hole (7) is avoided in the turning step or the grinding step of the raceway track (2a) after the heat treatment.

Inventors:
KURASHITA YOSHIKAZU (JP)
ADACHI TAKEHIRO (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/055965
Publication Date:
October 16, 2008
Filing Date:
March 27, 2008
Export Citation:
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Assignee:
JTEKT CORP (JP)
KURASHITA YOSHIKAZU (JP)
ADACHI TAKEHIRO (JP)
International Classes:
B23P13/02; F16C23/08; F16C33/64
Foreign References:
JPH11336753A1999-12-07
JPH07243439A1995-09-19
JP2000199553A2000-07-18
JPH0398011A1991-04-23
JPH11336753A1999-12-07
Other References:
See also references of EP 2130640A4
Attorney, Agent or Firm:
SUGAHARA, Ichiro (Petit Chateau Gouda 205 2-8-25, Tamagawa-gakuen, Machida-sh, Tokyo 41, JP)
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Claims:
 環状素材を旋削して軌道に所定の取り代を有するブランクを形成する第1旋削工程と、
 前記ブランクに軌道側及び外周側に開口する油孔を形成する孔開け工程と、
 前記油孔を形成したブランクを所定の硬さに硬化させる熱処理工程と、
 熱処理工程後に前記軌道を旋削する第2旋削工程と、
を含む自動調心軸受の外輪の製造方法であって、
 前記熱処理工程よりも前に、前記軌道の油孔に対応する部分に旋削加工を施して、前記第2旋削工程で当該油孔により断続切削が生じるのを回避するための環状溝を形成することを特徴とする自動調心軸受の外輪の製造方法。
 環状素材を旋削して軌道に所定の取り代を有するブランクを形成する第1旋削工程と、
 前記ブランクに軌道側及び外周側に開口する油孔を形成する孔開け工程と、
 前記油孔を形成したブランクを所定の硬さに硬化させる熱処理工程と、
 熱処理工程後に前記軌道を研削代を残して旋削する第2旋削工程と、
 第2旋削工程後に軌道を研削仕上げする研削工程と、
を含む自動調心軸受の外輪の製造方法であって、
 前記熱処理工程よりも前に、前記軌道の油孔に対応する部分に旋削加工を施して、前記第2旋削工程および研削工程で当該油孔により断続切削および断続研削がそれぞれ生じるのを回避するための環状溝を形成することを特徴とする自動調心軸受の外輪の製造方法。
 環状素材を旋削して軌道に所定の研削代を有するブランクを形成する旋削工程と、
 前記ブランクに軌道側及び外周側に開口する油孔を形成する孔開け工程と、
 前記油孔を形成したブランクを所定の硬さに硬化させる熱処理工程と、
 熱処理工程後に軌道を研削仕上げする研削工程と
を含む自動調心軸受の外輪の製造方法であって、
 前記熱処理工程よりも前に、前記軌道の油孔に対応する部分に旋削加工を施して、前記研削工程で当該油孔により断続研削が生じるのを回避するための環状溝を形成することを特徴とする自動調心軸受の外輪の製造方法。
Description:
自動調心軸受の外輪の製造方法

 本発明は、自動調心軸受の外輪の製造方 に関する。

 風力発電機の主軸や連続鋳造設備のロー 支持等には自動調心ころ軸受が用いられる とがある。従来の自動調心ころ軸受として 図7に示すように、外輪102と内輪103とを互い に同軸に配置し、これら外輪102と内輪103との 間に、凸面ころからなる複数の転動体104を介 在したものが知られている。前記外輪102の内 周には球面状の外側軌道102aが、前記内輪103 外周には内側軌道103aが、それぞれ形成され おり、これら各軌道102a,103aとの間に保持器1 05で保持された前記転動体104が複列にて転走 能に配列されている。また、外輪102外周の 方向中央部には、環状の油溝106が形成され おり、その内方に軸受内部に潤滑油を供給 るための油孔107が複数個形成されている(例 えば、特許文献1参照)。

 前記自動調心ころ軸受101の外輪102の製造 法は、例えば図8に示すように、熱間鍛造等 で形成された環状素材に旋削加工を施して、 外周、軌道及び側面に所定の取り代を有する ブランクを形成する第1旋削工程110と、前記 ランクに内周側及び外周側に開口する油孔 形成する孔開け工程111と、前記油孔を形成 たブランクを所定の硬さに硬化させる熱処 工程112と、熱処理工程後に前記軌道を研削 を残して旋削する第2旋削工程113と、第2旋削 工程後に外周、軌道及び側面を研削仕上げす る研削工程114とをこの順に行うものである。

特開平11-336753号公報

 ところが、前記外輪102には油孔107が形成 れているため、前記第2旋削工程113において 当該油孔107部分を旋削する際に断続切削が生 じる。このため、外輪102が熱処理硬化されて いる点と相まって、旋削工具に強い衝撃が繰 り返し作用することになる。この結果、旋削 工具の刃先が欠けてその寿命が短くなるとと もに、この刃先の欠けた旋削工具により外側 軌道102aが損傷するという問題があった。

 また、前記外輪102には油孔107が形成され いるため、前記研削工程において当該油孔1 07部分を研削する際に断続研削が生じる。こ ため、砥石に強い衝撃が繰り返し作用する とになる。よって、通常の研削条件で研削 ると、砥石が破損し易く、砥石の寿命が短 なる。この結果、前記外輪軌道102aの研削条 件ではこの衝撃を緩和するために、例えば、 研削時の砥石の回転速度を低下させる必要が あり、十分な研削を行うには研削時間を延長 する必要があることから、研削工程の効率が 悪化するという問題点があった。

 本発明は、前記問題点に鑑みてなされた のであり、熱処理後の旋削工程における断 切削を回避することができ、旋削工具が欠 たり軌道が損傷したりするのを防止し、ま 、研削工程における砥石の寿命延長と研削 効率向上を図ることができる自動調心軸受 外輪の製造方法を提供することを目的とす 。

 前記目的を達成するための本発明の自動調 軸受の外輪の製造方法は、環状素材を旋削 て軌道に所定の取り代を有するブランクを 成する第1旋削工程と、前記ブランクに軌道 側及び外周側に開口する油孔を形成する孔開 け工程と、前記油孔を形成したブランクを所 定の硬さに硬化させる熱処理工程と、熱処理 工程後に前記軌道を旋削する第2旋削工程と を含む自動調心軸受の外輪の製造方法であ て、前記熱処理工程よりも前に、前記軌道 油孔に対応する部分に旋削加工を施して、 記第2旋削工程で当該油孔により断続切削が じるのを回避するための環状溝を形成する とを特徴としている。
 本発明によれば、前記環状溝によって前記 2旋削工程において断続切削が生じるのを回 避することができるので、旋削工具が欠ける のを防止することができる。

 また、本発明の自動調心軸受の外輪の製造 法は、環状素材を旋削して軌道に所定の取 代を有するブランクを形成する第1旋削工程 と、前記ブランクに軌道側及び外周側に開口 する油孔を形成する孔開け工程と、前記油孔 を形成したブランクを所定の硬さに硬化させ る熱処理工程と、熱処理工程後に前記軌道を 研削代を残して旋削する第2旋削工程と、第2 削工程後に軌道を研削仕上げする研削工程 、を含む自動調心軸受の外輪の製造方法で って、前記熱処理工程よりも前に、前記軌 の油孔に対応する部分に旋削加工を施して 前記第2旋削工程および研削工程で当該油孔 により断続切削および断続研削がそれぞれ生 じるのを回避するための環状溝を形成するこ とを特徴としている。
 本発明によれば、前記環状溝によって前記 2旋削工程において断続切削が生じるのを回 避することができるので、旋削工具が欠ける のを防止し、また、研削工程における砥石の 寿命延長と研削の効率向上を図ることができ る。

 また、本発明の自動調心軸受の外輪の製造 法は、環状素材を旋削して軌道に所定の研 代を有するブランクを形成する旋削工程と 前記ブランクに軌道側及び外周側に開口す 油孔を形成する孔開け工程と、前記油孔を 成したブランクを所定の硬さに硬化させる 処理工程と、熱処理工程後に軌道を研削仕 げする研削工程とを含む自動調心軸受の外 の製造方法であって、前記熱処理工程より 前に、前記軌道の油孔に対応する部分に旋 加工を施して、前記研削工程で当該油孔に り断続研削が生じるのを回避するための環 溝を形成することを特徴としてもよい。
 この場合、研削工程における砥石の寿命延 と研削の効率向上を図ることができる。

 本発明の自動調心軸受の外輪の製造方法 よれば、断続切削に起因して旋削工具が欠 るのを防止することができるので、当該工 の寿命を延ばすことができるとともに、軌 が損傷するのを防止することができる。

 また、断続研削に起因して砥石が破損す のを抑制することができるので、砥石の寿 を延ばすことができるとともに、研削の効 向上を図ることができる。

本発明の製造方法により製造された外 を組み付けた自動調心軸受を示す要部断面 である。 同じく要部拡大断面図である。 本件発明の自動調心軸受の外輪の製造 法の一実施形態を示す工程図である。 本発明の他の製造方法により製造され 外輪を組み付けた自動調心軸受を示す要部 面図である。 図4の要部拡大断面図である。 本件発明の自動調心軸受の外輪の製造 法の他の実施形態を示す工程図である。 従来の自動調心軸受を示す要部断面図 ある。 従来の自動調心軸受の外輪の製造方法 工程順に示す説明図である。

 以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形 を説明する。
 図1は、本発明の製造方法により製造された 外輪が組み付けられた自動調心軸受を示す断 面図である。この自動調心ころ軸受1は、内 に球面状の外側軌道2aが形成された外輪2と 外周にこの内輪の中心軸を含む断面におい 前記外側軌道2aの半径と同じ半径を有する断 面円弧状の内側軌道3aが形成された内輪3とが 、互いに同軸に配置され、これら外輪2と内 3との間に複数の転動体4を介在している。

 前記外輪2には、その外周の軸方向中央部に 沿って環状の油溝6が形成されており、その 方に軸受内部に潤滑油を供給するための油 7が、周方向に沿って所定間隔毎に貫通形成 れている。この油孔7は、3個から8個程度形 されている。
 図2も参照して、前記外輪2の内周には、環 溝2bが形成されている。この環状溝2bは、前 油孔7に対応させて設けられており、この環 状溝2bの底部に各油孔7が開口している。この 環状溝2bは、図の場合円弧状断面のものであ 、その軸方向幅Cは、油孔7の孔径dよりも大 く、かつ内輪3の軸線が外輪2の軸線に対し 最大限傾斜した状態で、転動体4の転走面が 状溝2bにかからない範囲に設定されている この環状溝2bは、後述する第2切削工程や研 工程において油孔7により断続切削及び断続 削が生じるのを回避するためのものである

 転動体4は、熱処理にて硬化された軸受用 鋼からなる凸面ころで構成されており、外輪 2の外側軌道2aと内輪3の内側軌道3aとの間に、 複列にて転動自在に介在している。なお、各 転動体4は、保持器5によって所定間隔毎に保 されている。

 図3は前記した自動調心軸受の外輪2の製 方法を示す工程図である。この製造方法に いては、まず軸受鋼等の鋼素材を熱間鍛造 て環状素材11を作製し(図3(a)参照)、この環状 素材11に旋削加工を施して、外周、外側軌道2 a及び側面に所定の取り代を有するブランク12 を形成する(第1旋削工程:図3(b)参照)。

 次に、前記ブランク12の外周に前記油溝6 、内周に前記環状溝2bをそれぞれ旋削にて 成する(図3(c)参照)。ここで、ブランク12の内 周に旋削によって形成する前記環状溝2bの軸 を含む断面形状は周方向に同じ形状として る。これは、前記環状溝2bの旋削を効率的 行うとともに、環状溝2bとブランク12の内周 との境界が環状になり、第2旋削工程や研削 工程において、断続旋削や断続研削が生じに くくするためである。その後、前記ブランク 12に外周側の油溝6と内周側の環状溝2bとに開 する複数の油孔7を形成する(孔開け工程:図3 (d)参照)。この油孔7はドリルによって外輪2を 切削して径方向に貫通させることにより形成 する。

 前記油孔7を形成した後、ブランク12に焼入 焼き戻し等の熱処理を施して、当該ブラン 12を軸受外輪に要求される所定の硬さ、例 ばHRC58~64程度に硬化させる。
 この熱処理工程が終了すると、前記外側軌 2aをバイト等の旋削工具を用いて研削代を した状態で旋削する(第2旋削工程:図3(e)参照) 。この際、前記環状溝2bによって油孔7部分の 切削を省略することができるので、当該油孔 7に起因する断続切削を回避することができ 。
 第2旋削工程が終了すると、外周、軌道2a及 側面を研削仕上げする(研削工程:図3(f)参照) 。この際、前記環状溝2bによって、油孔7部分 の研削を省略することができるので、当該油 孔7に起因する断続研削を回避することがで る。さらに、軌道2aを超仕上げすることによ り、外輪2の製造が完了する。

 以上のように、本発明の自動調心ころ軸 の製造方法によれば、熱処理後に外側軌道2 aを旋削する第2旋削工程において、油孔7によ り断続切削が生じるのを環状溝2bによって回 することができるので、旋削工具に強い衝 が作用して刃先が欠けるという不具合が発 するのを防止することができる。このため 旋削工具の寿命を長くすることができると もに、軌道が損傷するのを防止することが きる。

 また、本発明の自動調心ころ軸受の製造 法によれば、熱処理後の研削工程において 油孔7により断続研削が生じるのを環状溝2b よって回避することができるので、砥石に い衝撃が作用して砥石が破損するという不 合が発生するのを抑制することができる。 のため、砥石の寿命を長くすることができ とともに、研削工程の効率を向上させるこ ができる。

 なお、前記実施の形態においては、油孔7 を形成する孔開け工程の前に環状溝2bを形成 る場合を示したが、油孔7を形成した後に環 状溝2bを形成してもよく、要するに熱処理工 の前に環状溝2bを形成すればよい。

 また、前記実施の形態においては、第2旋 削工程後に外側軌道2aを研削仕上げする場合 示したが、研削工程を省略する場合もある また、第2旋削工程後の外側軌道2aの研削工 に替えて、第2旋削工程後に外側軌道2aをラ プ加工するなど、研削仕上げ以外の工程を うことができることはもちろんである。

 図4は、本発明の他の製造方法により製造 された外輪を組み付けた自動調心軸受を示す 要部断面図である。この自動調心ころ軸受21 、内周に球面状の外側軌道22aが形成された 輪22と、外周にこの内輪の中心軸を含む断 において前記外側軌道22aの半径と同じ半径 有する断面円弧状の内側軌道23aが形成され 内輪23とが、互いに同軸に配置され、これら 外輪22と内輪23との間に複数の転動体24を介在 している。

 前記外輪22には、その外周の軸方向中央部 沿って環状の油溝26が形成されており、その 内方に軸受内部に潤滑油を供給するための油 孔27が、周方向に沿って所定間隔毎に貫通形 されている。この油孔27は、3個から8個程度 形成されている。
 図5も参照して、前記外輪22の内周には、環 溝22bが形成されている。この環状溝22bは、 記油孔27に対応させて設けられており、こ 環状溝22bの底部に各油孔27が開口している。 この環状溝22bは、図の場合円弧状断面のもの であり、その軸方向幅Cは、油孔27の孔径dよ も大きく、かつ内輪23の軸線が外輪22の軸線 対して最大限傾斜した状態で、転動体24の 走面が環状溝22bにかからない範囲に設定さ ている。この環状溝22bは、後述する研削工 において油孔27により断続研削が生じるのを 回避するためのものである。

 転動体24は、熱処理にて硬化された軸受 鋼からなる凸面ころで構成されており、外 22の外側軌道22aと内輪23の内側軌道23aとの間 、複列にて転動自在に介在している。なお 各転動体24は、保持器25によって所定間隔毎 に保持されている。

 図6は前記した自動調心軸受の外輪22の製 方法を示す工程図である。この製造方法に いては、まず軸受鋼等の鋼素材を熱間鍛造 て環状素材31を作製し(図6(a)参照)、この環 素材31に旋削加工を施して、外周、外側軌道 22a及び側面に所定の研削代を有するブランク 32を形成する(第1旋削工程:図6(b)参照)。

 次に、前記ブランク32の外周に前記油溝26 を、内周に前記環状溝22bをそれぞれ旋削にて 形成する(図6(c)参照)。ここで、ブランク32の 周に旋削によって形成する前記環状溝22bの 線を含む断面形状は周方向に同じ形状とし いる。これは、前記環状溝22bの旋削を効率 に行うとともに、環状溝22bとブランク32の 周面との境界が環状になり、研削工程にお て、断続研削が生じにくくするためである その後、前記ブランク32に外周側の油溝26と 周側の環状溝22bとに開口する複数の油孔27 形成する(孔開け工程:図6(d)参照)。この油孔2 7はドリルによって外輪22を切削して径方向に 貫通させることにより形成する。

 前記油孔27を形成した後、ブランク32に焼入 れ焼き戻し等の熱処理を施して、当該ブラン ク32を軸受外輪に要求される所定の硬さ、例 ばHRC58~64程度に硬化させる。
 この熱処理工程が終了すると、外周、軌道2 a及び側面を研削仕上げする(研削工程:図6(f) 照)。この際、前記環状溝22bによって、油孔2 7部分の研削を省略することができるので、 該油孔27に起因する断続研削を回避すること ができる。さらに、軌道2aを超仕上げするこ により、外輪2の製造が完了する。

 本発明の自動調心ころ軸受の製造方法に れば、熱処理後の研削工程において、油孔2 7により断続研削が生じるのを環状溝22bによ て回避することができるので、砥石に強い 撃が作用して砥石が破損するという不都合 発生するのを抑制することができる。この め、砥石の寿命を長くすることができると もに、研削工程の効率を向上させることが きる。

 なお、前記実施の形態においては、油孔2 7を形成する孔開け工程の前に環状溝22bを形 する場合を示したが、油孔27を形成した後に 環状溝22bを形成してもよく、要するに熱処理 工程の前に環状溝22bを形成すればよい。