特開 2024-73241 逃げ部加工装置、逃げ部加工方法、および軸受用外輪製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024073241

(43)【公開日】2024-05-29

(54)【発明の名称】逃げ部加工装置、逃げ部加工方法、および軸受用外輪製造方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 19/08 20060101AFI20240522BHJP

   B24B 41/06 20120101ALI20240522BHJP

   B24B 49/10 20060101ALI20240522BHJP

   B24B 47/22 20060101ALI20240522BHJP

   B24B 5/04 20060101ALI20240522BHJP

   B23B 31/36 20060101ALI20240522BHJP

   B23Q 17/22 20060101ALI20240522BHJP

   B23B 5/18 20060101ALI20240522BHJP

   F16C 33/64 20060101ALI20240522BHJP

【ＦＩ】

B24B19/08 A

B24B41/06 J

B24B49/10

B24B47/22

B24B5/04

B23B31/36 Z

B23Q17/22 A

B23B5/18

F16C33/64

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022184343

(22)【出願日】2022-11-17

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 徹也

(72)【発明者】

【氏名】平野 秀和

【テーマコード（参考）】

3C029

3C032

3C034

3C043

3C045

3C049

3J701

【Ｆターム（参考）】

3C029AA15

3C032GG13

3C034AA01

3C034BB39

3C034BB72

3C034BB92

3C034CA13

3C034CB01

3C043AA01

3C043AA11

3C043CC03

3C043CC13

3C043DD02

3C043DD03

3C043DD05

3C043DD06

3C045BA31

3C045CA15

3C049AA03

3C049AA12

3C049AA14

3C049AA16

3C049AB01

3C049AB04

3C049AC02

3C049BA07

3C049BB02

3C049BB06

3C049BB08

3C049BC01

3C049BC02

3C049CB01

3C049CB03

3J701AA02

3J701AA42

3J701AA52

3J701BA54

3J701BA56

3J701DA11

3J701FA35

3J701FA44

(57)【要約】

【課題】加工時間の短縮が見込め、かつ、既存の研削装置を簡単な改造で安定して逃げ面を形成できる逃げ部加工装置、逃げ部加工方法、および軸受用外輪製造方法を提供する。
【解決手段】円筒面の外径面を有するワークの前記外径面の一部に、外径面の曲率と異なる曲率を有する逃げ面を加工する逃げ面加工装置である。ワークの外径面を研削又は切削する加工具と、加工具と主軸との接近・離間方向にワーク軸心を偏心した状態でチャックするチャック機構を備える。ワークを主軸回転中心に対して偏心回転させて、回転軸廻りに回転する加工具で、偏心頂点部である加工具接触点から一定量の切り込みを可能とした。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒面の外径面を有するワークの前記外径面の一部に、外径面の曲率と異なる曲率を有する逃げ面を加工する逃げ面加工装置であって、
前記ワークの外径面を研削又は切削する加工具と、前記加工具と主軸との接近・離間方向にワーク軸心を偏心した状態でチャックするチャック機構と、ワークを主軸回転中心に対して偏心回転させて、回転軸廻りに回転する加工具で、偏心頂点部である加工具接触点から一定量の切り込みを可能としたことを特徴とする逃げ面加工装置。

【請求項2】

前記チャック機構は、ワークの内径面を把持する機構であることを特徴とする請求項１に記載の逃げ面加工装置。

【請求項3】

前記チャック機構は、ワークの軸方向両端面を挟持する機構であることを特徴とする請求項１に記載の逃げ面加工装置。

【請求項4】

前記チャック機構は、ワークの内径面を把持、及びワークの軸方向両端面を挟持する機構であることを特徴とする請求項１に記載の逃げ面加工装置。

【請求項5】

前記ワークが、転がり軸受の外方の軌道輪であることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の逃げ面加工装置。

【請求項6】

円筒面の外径面を有するワークの前記外径面の一部に、外径面の曲率と異なる曲率を有する逃げ面を加工する逃げ面加工方法であって、
前記ワークの外径面を研削又は切削する加工具と主軸との接近・離間方向にワーク軸心を偏心した状態でワークをチャックし、前記ワークを主軸回転中心に対して偏心回転させて、前記回転軸廻りに回転する加工具で、偏心頂点部である加工具接触点から一定量を切り込むことを特徴とする逃げ面加工方法。

【請求項7】

接触検知手段にて、前記加工具とワークとの接触を検知し、その検知データに基づいて砥石の切り込み量を制御することを特徴とする請求項６に記載の逃げ面加工方法。

【請求項8】

前記接触検知手段にＡＥセンサを用いることを特徴とする請求項７に記載の逃げ面加工方法。

【請求項9】

円筒面の外径面の一部に、外径面の曲率と異なる曲率を有する逃げ面を形成した軸受用外輪の製造方法であって、
前記軸受用外輪の外径面を研削又は切削する加工具と主軸との接近・離間方向に外輪軸心を偏心した状態で軸受用外輪をチャックし、前記軸受用外輪を主軸回転中心に対して偏心回転させて、前記回転軸廻りに回転する加工具で、偏心頂点部である加工具接触点から一定量を切り込むことで前記逃げ面を形成することを特徴とする軸受用外輪の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、逃げ部加工装置、逃げ部加工方法、および軸受用外輪製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

回転軸線に垂直な断面が非真円形状であるようなワークの外周面を研削する場合、従来では、ＮＣ工作機を用い、ワーク主軸の回転位相に合わせてワークと砥石の相対位置を制御しつつクリープフィード研削するものがあった（特許文献１）。

【0003】

ここで、クリープフィード研削とは、研削加工の一種で、非常に遅い速度でテーブルを送る代わりに、通常研削の数十倍から数百倍の切り込み量を与えて、工作物を1パスで加工する研削方法である。

【0004】

自動車のトランスミッションの軸を転がり軸受を介してハウジングに支持する軸受装置では、ハウジングへの組み付けを容易にするため、転がり軸受の外方の軌道輪がハウジングにすきま嵌めされている。このため、荷重負荷時や高速回転時の軸のアンバランス荷重などにより、外方の軌道輪がクリープすることがある。

【0005】

そのクリープの機序として、軌道輪の表面に進行波が発生し、その進行波が軌道輪自体を移送させることが知られている。すなわち、転動体荷重が軌道輪の軌道面に作用すると、その直下で軌道輪の表面が突出し、波打つ。軸受が回転すると転動体も公転するため、 その表面の波打ちが進行波となる。軌道輪の表面に発生する進行波は、転がり軸受の負荷圏にわたり円周方向および半径方向へのぜん動運動的な挙動をとる。その進行波が相手部材を転動体の公転方向と逆方向に移送しようとするが、相手部材（軸又はハウジング）の抵抗で逆に押し戻される形となり、結果、軌道輪が転動体の公転方向、すなわち軸受回転と同方向に回転するクリープを起こすことになる。

【0006】

そこで、従来では、軌道輪の外周面の一部に逃げ面を形成することによって、クリープを抑制できるように構成したものがある(特許文献２及び特許文献３)。すなわち、このような逃げ面を形成することによって、転がり軸受に負荷されるラジアル荷重の範囲内で最大のラジアル荷重を負荷された場合の荷重負荷圏で軌道輪と相手部材間に径方向隙間を残せるように形成したものである。

【0007】

この場合、逃げ面としては、略円弧面状とされ、その曲率半径を、軌道輪の外周面（嵌め合い面）の曲率半径よりも大きく設定し、その円弧面状の中心線（曲率中心）は、嵌め合い面の中心線から径方向の一方向にずらされて設定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特許第５４２５５７０号公報

【特許文献2】特開２０２０－４５９８７号公報

【特許文献3】特開２０２０－１６５４９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

前記特許文献２や特許文献３に記載の逃げ面を、円筒面である外径面の一部に、特許文献１に記載のようなクリープフィード研削にて形成しようとした場合、主軸の回転と砥石の回転の切り込むタイミングを調整する必要があり、この調整としては簡単に行えない。また、加工時には負荷が大きい(高い)ことから、真円形状のワークに前記した逃げ面を形成する場合、ワークが薄肉の場合、加工時において、真円度が悪化するおそれがある。このため、特許文献１に記載されているようなクリープフィード研削では、前記した逃げ面の形成は困難である。また、一般的なコレットチャックやシューセンタレス方式の加工方法では、真円形状の加工は可能であるが、真円形状の外周面の一部に、異なる曲率の円弧部(逃げ面)を形成するのは困難である。

【0010】

そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、加工時間の短縮が見込め、かつ、既存の研削装置を簡単な改造で安定して逃げ面を形成できる逃げ面加工装置、逃げ面加工方法、および軸受用外輪の製造方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の逃げ面加工装置は、円筒面の外径面を有するワークの前記外径面の一部に、外径面の曲率と異なる曲率を有する逃げ面を加工する逃げ面加工装置であって、前記ワークの外径面を研削又は切削する加工具と、前記加工具と主軸との接近・離間方向にワーク軸心を偏心した状態でチャックするチャック機構と、ワークを主軸回転中心に対して偏心回転させて、回転軸廻りに回転する加工具で、偏心頂点部である加工具接触点から一定量の切り込みを可能とした
ものである。

【0012】

本発明の逃げ面加工装置によれば、ワークを主軸回転中心に対して偏心回転させて、前記回転軸廻りに回転する加工具で、偏心頂点部である加工具接触点から一定量の切り込みを可能としたので、ワークの外径面の一部に、外径面の曲率と異なる曲率を有する逃げ面を加工することができる。この場合、逃げ面は略円弧面状とされ、その曲率半径を、ワークの外径面の曲率半径よりも大きく設定し、その円弧面状の中心線（曲率中心）は、ワークの外径面の中心線から径方向の一方向にずらすように設定できる。

【0013】

しかも、主軸の回転と加工具の回転の切り込むタイミングを調整する必要がなく、加工全体時間の短縮化を図れ、また、加工時にはあまり大きな負荷がかからない。また、チャック機構として、加工具と主軸回転中心との接近・離間方向にワーク軸心を偏心した状態でチャックできればよいので、従来の一般的な既存の研削装置のワーク側の主軸側の改造のみでよい。

【0014】

前記チャック機構は、ワークの内径面を把持する機構であっても、ワークの軸方向両端面を挟持する機構であっても、ワークの内径面を把持、及びワークの軸方向両端面を挟持する機構であってもよい。これらの機構であれば、ワークの外径面に逃げ面を形成する際に、チャック機構が逃げ面を加工（研削）する際の妨げとならず、しかも、ワークを安定して偏心回転させることができる。

【0015】

前記ワークが、転がり軸受の外方の軌道輪であるのが好ましい。すなわち、本逃がし面加工装置によれば、ワークである軌道輪の外径面の一部に、外径面の曲率と異なる曲率を有する逃げ面を加工することができる。この場合、逃げ面としては、略円弧面状とされ、その曲率半径を、軌道輪の外周面（嵌め合い面）の曲率半径よりも大きく設定し、その円弧面状の中心線（曲率中心）は、嵌め合い面の中心線から径方向の一方向にずらして設定することができる。これにより、自動車のトランスミッションの軸を、本逃がし面加工装置にて加工された逃げ面を有する軌道輪(外方の軌道輪)を有する転がり軸受を介してハウジングに支持する軸受装置では、外方の軌道輪のクリープを安定して抑制できる。

【0016】

本発明の逃げ面加工方法は、円筒面の外径面を有するワークの前記外径面の一部に、外径面の曲率と異なる曲率を有する逃げ面を加工する逃げ面加工方法であって、前記ワークの外径面を研削又は切削する加工具と主軸との接近・離間方向にワーク軸心を偏心した状態でワークをチャックし、前記ワークを主軸回転中心に対して偏心回転させて、前記回転軸廻りに回転する加工具で、偏心頂点部である加工具接触点から一定量を切り込むものである。

【0017】

本発明の逃げ面加工方法によれば、ワークを主軸回転中心に対して偏心回転させて、前記回転軸廻りに回転する加工具で、偏心頂点部である加工具接触点から一定量の切り込みを可能としたので、ワークの外径面の一部に、外径面の曲率と異なる曲率を有する逃げ面を加工することができる。

【0018】

接触検知手段にて、前記加工具とワークとの接触を検知し、その検知データに基づいて砥石の切り込み量を制御するものであってもよい。このように加工具の切り込み量を制御するものであれば、所望の曲率を有する逃げ面を形成でき、しかも、この逃げ面の円周方向長さも所望のものに設定できる。

【0019】

前記接触検知手段にＡＥセンサを用いることができる。ＡＥ（アコースティックエミッション）は、固体が変形あるいは破壊する際に、それまで蓄えられていたエネルギーが解放されて、その一部が弾性波（ＡＥ波）として放出される現象と定義される。このため、砥石とワークが接触する際には、ＡＥ波が発生するので、このＡＥ波(弾性波)をＡＥセンサにより検出することができ、これにより加工具とワークとの接触状態を検知することができる。このため、砥石のワークに対する切込量を制御することができる。

【0020】

本発明の軸受用外輪の製造方法は、円筒面の外径面の一部に、外径面の曲率と異なる曲率を有する逃げ面を形成した軸受用外輪の製造方法であって、前記軸受用外輪の外径面を研削又は切削する加工具と主軸との接近・離間方向に外輪軸心を偏心した状態で軸受用外輪をチャックし、前記軸受用外輪を主軸回転中心に対して偏心回転させて、前記回転軸廻りに回転する加工具で、偏心頂点部である加工具接触点から一定量を切り込むことで前記逃げ面を形成するものである。

【0021】

本発明の軸受用外輪の製造方法では、外周面(外径面)の一部に逃げ面を有する外輪（軸受用外輪）を形成することができる。これによって、軌道輪(外輪)のクリープを抑制することができる軸受（転がり軸受）を安定して製造することができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明では、加工時間の短縮が見込め、かつ、既存の研削装置を簡単な改造で安定して逃げ面を形成できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明に係る逃げ面加工装置を示し、加工具に砥石を用いた装置の要部斜視図である。

【図2】本発明に係る逃げ面加工装置を示し、加工具に砥石を用いた装置の要部正面図である。

【図3】本発明に係る逃げ面加工装置を示し、加工具に砥石を用いた装置の要部側面図である。

【図4】チャック機構の簡略正図である。

【図5】ワークと、加工具である砥石との関係を示す簡略図である。

【図6】制御部の簡略構成図である。

【図7】本発明に係る逃げ面加工装置を示し、加工具に切削工具を用いた装置の要部正面図である。

【図8】本発明に係る逃げ面加工装置を示し、加工具に他の切削工具を用いた装置の要部正面図である。

【図9】本発明に係る逃げ面加工装置を用いて逃げ面を形成した外方の軌道輪を有する転がり軸受を用いた軸受装置の正面図である。

【図10】図９のＸ－Ｘ線断面図である。

【図11】図９に示す軸受装置の外方の軌道輪の拡大正面図である。

【図12】図１１に示す外方の軌道輪の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下本発明の実施の形態を図１～図１２に基づいて説明する。図９は本発明に係る逃げ面加工装置を用いて逃げ面を形成した外方の軌道輪を有する転がり軸受を用いた軸受装置を示す。この軸受装置は、軸１と、軸１を取り囲むハウジング２と、軸１とハウジング２との間に介在する転がり軸受３とを備える。以下、転がり軸受３の設計上の回転中心線と軸１の回転中心線とが一致する理想的な状態において、その回転中心に沿った方向のことを「軸方向」という。また、その回転中心線回りに一周する円周に沿った方向のことを「円周方向」という。また、その回転中心線に直交する方向のことを「径方向」という。

【0025】

軸１は、ハウジング２に対して相対的に回転する。軸１は、例えば、自動車のトランス
ミッションに備わる伝達軸である。軸１は、円周方向に延びる嵌め合い面１ａを有する。この嵌め合い面１ａは、軸１の回転中心線と同心の円筒面状に形成されている。ハウジング２は、軸１に対して静止し、転がり軸受３を径方向に支持する。ハウジング２は、例えば、自動車のトランスミッションケースの一部として形成された隔壁である。

【0026】

ハウジング２は、円周方向に延びる嵌め合い面２ａを有する。この嵌め合い面２ａは、軸１の嵌め合い面１ａを外方から取り囲む円筒面状に形成されている。嵌め合い面２ａの中心線は、軸１の回転中心と同心に設定されている。

【0027】

転がり軸受３は、ハウジング２に対して軸１を回転自在に支持し、軸１とハウジング２間で作用するラジアル荷重を受ける。この軸受装置では、ラジアル荷重の荷重方向が一方向のものを想定している。この軸受装置の運転中、軸１の嵌め合い面１ａとハウジング２の嵌め合い面２ａ間で転がり軸受３にラジアル荷重が負荷される。

【0028】

転がり軸受３は、軸１に取り付けられた内方の軌道輪４と、ハウジング２に取り付けられた外方の軌道輪５と、これら両軌道輪４、５間に介在する複数の転動体６と、これら転動体６間の円周方向の間隔を保つ保持器７とを備える。転がり軸受３として深溝玉軸受が例示されている。

【0029】

内方の軌道輪４は、外周側で円周方向に延びる軌道面４ａを有し、内周側で円周方向に延びる嵌め合い面４ｂを有する環状の軸受部品である。軌道面４ａは、円周方向全周において転動体６と呼び接触角０°で接触可能になっている。その嵌め合い面４ｂは、軸１の嵌め合い面１ａと同心の円筒面状に形成されている。その嵌め合い面４ｂの幅（軸方向長さ）は、円周方向全周で一定である。

【0030】

内方の軌道輪４の嵌め合い面４ｂと軸１の嵌め合い面１ａ間の嵌め合いは、締め代をもったしまり嵌めに設定されている。内方の軌道輪４は、そのしまり嵌めにより、軸１と一体に回転するように固定されている。

【0031】

外方の軌道輪５は、内周側で円周方向に延びる軌道面５ａを有し、外周側で円周方向に延びる嵌め合い面５ｂを有する環状の軸受部品である。軌道面５ａは、円周方向全周において転動体６と呼び接触角０°で接触可能になっている。

【0032】

外方の軌道輪５は、軸１とハウジング２のうちのいずれか一方である相手部材としてのハウジング２とすきま嵌めされている。

【0033】

図１１及び図１２に、外方の軌道輪５に荷重が負荷されていない自然状態における軌道輪５の形状を示す。外方の軌道輪５の嵌め合い面５ｂは、円弧面状に形成されている。その嵌め合い面５ｂは、外方の軌道輪５の外径を規定する。その嵌め合い面５ｂの径寸は、嵌め合い面５ｂに外接する仮想円Ｃの直径に相当する。その嵌め合い面５ｂにおける円弧面状は、図９及び図１０に示す内方の軌道輪４の嵌め合い面４ｂと同心に設定されている。その嵌め合い面５ｂの幅（軸方向長さ）は、円周方向全周で一定である。

【0034】

外方の軌道輪５の嵌め合い面５ｂの径寸は、ハウジング２の嵌め合い面２ａの直径よりも小径である。外方の軌道輪５の嵌め合い面５ｂと、ハウジング２の嵌め合い面２ａとは、軸１から転がり軸受３に負荷されるラジアル荷重によって接触させられる。

【0035】

外方の軌道輪５とハウジング２のうち、外方の軌道輪５のみが、当該軌道輪５の嵌め合い面５ｂを全幅に亘って分断する逃げ面５ｃを有する。その逃げ面５ｃは、その嵌め合い面５ｂの全幅に亘るので、嵌め合い面５ｂを円周方向に完全に二分している。

【0036】

図１１に示すように、逃げ面５ｃは、分断する嵌め合い面５ｂの径寸に対して逃げ面５ｃの円周方向長さの中央部で最大の径方向深さδをもち、かつ当該中央部から円周方向に遠い位置である程に当該径方向深さを小さくした形状である。最大の径方向深さδは、仮想円Ｃと逃げ面５ｃ間の径方向距離に相当する。

【0037】

図示例において、逃げ面５ｃは、軸方向に沿った略円弧面状を成すように、分断する嵌め合い面５ｂの円周方向両端ｅ，ｅ間に連続している。その略円弧面状の曲率半径は、嵌め合い面５ｂよりも大きく、その円弧面状の中心線（曲率中心）は、嵌め合い面５ｂの中心線から径方向の一方向にずれた位置（図１１において下方向）に設定されている。

【0038】

逃げ面５ｃの円周方向長さは、軸１の回転中心線回りの角度αで規定することができる。ここで、図９に示す転動体６間のピッチ角度をθとしたとき、図１１に示す逃げ面５ｃの円周方向長さに対応の角度αは、例えば、０＜α≦２θに設定することができる。ラジアル荷重による外方の軌道輪５のたわみ、応力を抑えた形状にするため、０．５θ≦α≦θに設定することが好ましい。

【0039】

図１２に示すように、外方の軌道輪５の軌道面５ａと嵌め合い面５ｂ間で径方向に最小の肉厚を外輪肉厚Ｈとしたとき、図１１に示す逃げ面５ｃの最大の径方向深さδは、例えば、０．００５Ｈ≦δ≦０．１Ｈに設定することができる。ラジアル荷重による外方の軌道輪５のたわみ、応力を抑えた形状にするため、逃げ面５ｃの最大の径方向深さδは、０．０１Ｈ≦δ≦０．０５Ｈに設定することが好ましい。

【0040】

逃げ面５ｃは、図９及び図１０に示すように、外方の軌道輪５の外周とハウジング２の嵌め合い面２ａとの間に径方向隙間ｇを生じさせる。その径方向隙間ｇは、外方の軌道輪５の外径を規定する嵌め合い面５ｂの全幅を分断する逃げ面５ｃによって形成されるので、外方の軌道輪５の外周とハウジング２の内周の嵌め合いの全幅（嵌め合い面５ｂの全幅に相当）に及び、外方の軌道輪５の外周とハウジング２の嵌め合い面２ａ間を軸方向に貫通する空間となる。

【0041】

逃げ面５ｃは、転がり軸受３に最大のラジアル荷重Ｆを負荷された場合の荷重負荷圏で、外方の軌道輪５の外周とハウジング２の嵌め合い面２ａとの間に径方向隙間ｇを残せるように形成されている。ここで、最大のラジアル荷重Ｆは、この軸受装置の運転中に転がり軸受３に負荷されるラジアル荷重の変動範囲内で最も大きなラジアル荷重である。

【0042】

転がり軸受３のうち、ラジアル荷重を受ける荷重負荷圏は、転がり軸受３の略半周に及ぶ。その荷重負荷圏の円周方向中央部は、そのラジアル荷重の荷重方向に対応の位置となる（図９においてラジアル荷重Ｆの矢線方向延長上の位置に相当）。外方の軌道輪５は、その荷重負荷圏において転動体６を介してラジアル荷重を軌道面５ａで受けるため、弾性変形を生じる。このとき、転がり軸受３の荷重負荷圏においては、外方の軌道輪５の嵌め合い面５ｂや逃げ面５ｃ（特に軌道面５ａの直下の部位）が波状に変形することになる。その波状の径方向高さは、その荷重負荷圏の円周方向中央部で最大となり、その円周方向中央部から遠くなる程に小さくなる。

【0043】

図１１に示す逃げ面５ｃの最大の径方向深さδは、最大のラジアル荷重Ｆを負荷された場合の転がり軸受３の荷重負荷圏において、前述の波状の最大の径方向高さよりも大きく設定されている。また、逃げ面５ｃの径方向深さは、前述の円周方向位置に応じた波状の径方向高さ減少分を超えないように、逃げ面５ｃの円周方向長さの中央部から嵌め合い面５ｂの端ｅに向かって次第に小さくなっている。

【0044】

なお、図９の径方向隙間ｇ、図１１の最大の径方向深さδは、その大きさを誇張して描いている。実際に生じる軌道輪５の波状変形では、嵌め合い面５ｂに対する波状の比高が最大でも数μｍのオーダーである。

【0045】

外方の軌道輪５は、嵌め合い面５ｂのうち、図９に示す転がり軸受３の荷重負荷圏内に位置する部分と、ハウジング２の嵌め合い面２ａとの接触部において径方向に支持されることになる。その接触部においては、嵌め合い面５ｂの僅かな波状変形部が嵌め合い面２ａに接する。最大のラジアル荷重Ｆを転がり軸受３に負荷された場合でも、その荷重負荷圏に位置する前述の接触部において、僅かな波状変形を受ける嵌め合い面２ａからの反力は軌道輪５をクリープさせる程の力にならない。

【0046】

このような逃げ面５ｃによって図９及び図１０に示す径方向隙間ｇが形成されているため、最大のラジアル荷重Ｆを負荷された場合の転がり軸受３の荷重負荷圏において、外方の軌道輪５の外周（嵌め合い面５ｂや逃げ面５ｃ）が波状に変形しても径方向隙間ｇが残り、その径方向隙間ｇが残る円周方向領域では、外方の軌道輪５の波状変形部とハウジング２の嵌め合い面２ａとが接触できない。すなわち、この軸受装置の運転中、径方向隙間ｇが残る円周方向領域では、外方の軌道輪５の外周に生じる波状変形部と、ハウジング２の嵌め合い面２ａとの接触が発生しない。このため、転がり軸受３の荷重負荷圏において外方の軌道輪５の外周に生じる波状変形が軌道輪５をクリープさせる進行波として作用することがない。したがって、軌道輪の最大の弾性変形部（波状変形部）がクリープ抑制用周溝の溝底や溝縁に接触し得る場合に比して、この軸受装置は、軌道輪５のクリープをより抑制することができる。

【0047】

図１～図３は、本発明に係る逃げ面加工装置を示し、この加工装置(例えば、研削装置)は、円筒面の外径面Ｗａを有するワーク(例えば、前記した転がり軸受の外方の軌道輪であって、軸受用外輪)Ｗの外径面Ｗａの一部に、外径面Ｗａの曲率と異なる曲率を有する逃げ面５ｃを加工することができる。

【0048】

加工装置は、図１及び図５に示すように、回転軸１１に軸心線Ｏ１が、研削装置本体Ｓの主軸１２(研削装置本体の軸心線Ｏ)と平行に配設される加工具５０としての砥石１３と、前記砥石１３の回転軸１１と主軸１２の回転中心との接近・離間方向にワーク軸心ＷOを偏心した状態でチャックするチャック機構１５とを備える。なお、図１等では、加工具５０を砥石１３にて構成し、ワークＷの外径面Ｗａを研削するものであるが、後述する図７や図８に示す加工装置では、加工具５０を切削工具１４にて構成し、ワークＷの外径面Ｗａを切削するものである。

【0049】

砥石１３は、例えば、円筒体からなり、回転軸１１に外嵌固定されている。砥石１３としては、溶融アルミナ系砥粒、炭化珪素系砥粒、セラミックス砥粒などの一般砥粒や、ＣＢＮ砥粒、ダイヤモンド砥粒などの超砥粒などが、無機質、有機質、或いは金属等の結合材によって結合されたビトリファイド砥石、レジノイド砥石、メタルボンド砥石、電着砥石等のよく知られた研削砥石である。また、回転軸１１は、砥石用駆動源(駆動用モータ)Ｍ１（図６参照）にて回転駆動し、主軸１２は、主軸用駆動源(駆動用モータ)Ｍ２（図６参照）にて回転駆動が可能となっている。なお、回転軸１１の回転方向と、主軸１２の回転方向は逆方向とする。

【0050】

また、チャック機構１５は、図４に示すように、円筒形状のワークＷの内径面Ｗｂを把持する機構、つまり内径把持チャック機構である。この場合、基板１６と、この基板１６に付設される複数個(例えば、図例のように３個)の爪部材１７とを備える。この各爪部材１７は、図示省略の往復動機構にて、径方向に沿って往復動する。すなわち、各爪部材１７をワークＷの内径面Ｗｂよりも内径側に位置させて、爪部材１７にワークＷを外嵌状に配置し、この状態で、各爪部材１７を径方向外方へスライドさせることにより、各爪部材１７をワークＷの内径面に圧接させれば、ワークＷをチャックすることができる。

【0051】

ところで、基板１６は、図１に示すように、主軸１２の先端側の先端軸部（砥石側の回転軸１１と、同一水平面内で平行に配設される軸部）に設けられた支持板２０に付設されるものであり、この支持板２０に対して、水平方向（主軸１２と回転軸１１とが、一水平面内で接近・離間する方向）にスライド可能に取り付けられる。この場合、支持板２０及び基板１６が、先端軸部が挿通される挿通孔を有し、支持板２０は主軸１２と一体に回転駆動する。

【0052】

基板１６には、図４に示すように、水平方向に延びる複数個の長孔２１が設けられ、支持板２０には、この長孔２１に対向するねじ孔(図示省略)が設けられている。そして、長孔２１を介してボルト部材２２(図１参照)がねじ孔に螺着される。このため、基板１６の支持板２０に対する水平方向の位置調整を行うことができ、基板１６の軸心を支持板２０の軸心、つまり、主軸１２の軸心Ｏに対して水平に位置ズレさせることができる。

【0053】

ところで、基板１６には、ワークＷを内径面把持するための爪部材１７を有するもので、ワークＷを、その軸心ＷOが基板１６の軸心に一致させた状態で把持している。このため、ワークＷの軸心を主軸１２の軸心に対して、水平方向に沿って所定寸だけ偏心させた状態とすることができる。また、ワークＷと基板１６との間に、スペーサ２４が介在され、主軸１２の先端軸部にワーク押え２５が取り付けられる。すなわち、スペーサ２４とワーク押え２５とで、ワークＷを挟持した状態となっている。なお、ワーク押え２５は、先端軸部の先端面に螺着されるボルト部材２６にて、先端軸部の先端面に固定される。

【0054】

図６は、本逃げ面加工装置の制御部を示し、この装置は、各駆動源Ｍ１、Ｍ２がコンピュータ３０にて制御される。ここで、コンピュータ３０は、基本的には、入力機能を備えた入力手段と、出力機能を備えた出力手段と、記憶機能を備えた記憶手段と、演算機能を備えた演算手段と、制御機能を備えた制御手段にて構成される。入力機能は、外部からの情報を、コンピュータに読み取るためのものであって、読み込まれたデータやプログラムは、コンピュータシステムに適した形式の信号に変換される。出力機能は、演算結果や保存されているデータなどを外部に表示するものである。記憶手段は、プログラムやデータ、処理結果などを記憶して保存するものである。演算機能は、データをプログラムの命令に随って、計算や比較して処理するものである。制御機能は、プログラムの命令を解読し、各手段に指示を出すものであり、この制御機能はコンピュータの全手段の統括をする。入力手段には、キーボード、マウス、タブレット、マイク、ジョイスティック、スキャナ、キャプチャーボード等がある。また、出力手段には、モニタ、スピーカー、プリンタ等がある。記憶手段には、メモリ、ハードディスク、ＣＤ・ＣＤ－Ｒ，ＰＤ・ＭＯ等がある。演算手段には、ＣＰＵ等があり、制御手段には、ＣＰＵやマザーボード等がある。

【0055】

また、この装置には、図６に示すように、砥石１３とワークＷの接触を検知する接触検知手段３１が設けられている。この接触検知手段３１としては、ＡＥセンサを使用することができる。ＡＥ（アコースティックエミッション）は、固体が変形あるいは破壊する際に、それまで蓄えられていたエネルギーが解放されて、その一部が弾性波（ＡＥ波）として放出される現象と定義される。このため、砥石１３とワークＷが接触する際には、ＡＥ波が発生するので、このＡＥ波(弾性波)をＡＥセンサにより検出することができ、これにより砥石とワークとの接触状態を検知することができる。このため、砥石１３のワークＷに対する切込量を制御することができる。

【0056】

このため、本装置は、図６に示すように、砥石切込量調整機構３２を備える。砥石切込量調整機構３２は、砥石側を位置調整するもので、回転軸及び駆動源を載置しているテーブルを移動させることができる。

【0057】

次に、上述のように構成された逃げ面加工装置を用いて、ワークの外径面の一部に逃げ面を加工する方法を説明する。まず、ワークＷを主軸１２の回転中心Ｏに対して所定寸だけ偏心させた状態で、ワークＷを主軸１２の先端軸部１２ａに装着する。

【0058】

この状態で、主軸１２及び砥石１３の回転軸１１を回転駆動させる。この場合、図５に示すように、主軸１２を矢印Ａ方向に回転させた場合、回転軸１１を矢印Ａ方向と逆方向の矢印Ｂ方向に回転させる。そして、主軸１２とワークＷの回転を複数回行うことになり、この回転によって、ワークＷを主軸１２の回転中心Ｏに対して偏心回転させて、回転軸１１廻りに回転する砥石１３で、偏心頂点部Ｐ１である砥石接触点Ｔ１から一定量の切り込みｈを可能をとして主軸１２の回転中心に対して偏心回転させているので、図１１等に示す円弧形状の逃げ面を形成することができる。すなわち、最初に１回転目の加工によって偏心頂点部Ｐ１に対応する部位が、最深部となり、この偏心頂点部Ｐ１よりも時計廻り方向および反時計廻り方向に向かって、順次浅くなる形状となる。すなわち、砥石１３がワークＷに接触した部位から次第に切込量が深く(大きく)なって、偏心頂点部において、最深部となり、この部位から次第に切込量が浅く(小さく)なって、砥石１３がワークＷから離間する。２回転目以降の加工では同じ切込深さの取り代で繰り返し加工を行い、複数回転させることによって、図１１に示すような逃げ面５ｃを加工することになる。

【0059】

ところで、逃げ面加工装置では、接触検知手段３１にて、砥石１３とワークＷとの接触を検知し、その検知データに基づいて砥石の切り込み量を制御するものであるので、所望の曲率を有する逃げ面５ｃを形成でき、しかも、この逃げ面５ｃの円周方向長さも所望のものに設定できる。

【0060】

接触検知手段３１にＡＥセンサを用いることができるので、砥石１３とワークＷとの接触状態を安定して確実に検知することができ、砥石１３のワークＷに対する切込量を精度よく制御することができる。

【0061】

前記実施形態では、チャック機構１５は、ワークＷの内径面Ｗａを把持する機構であるので、ワークＷの外径面に逃げ面を形成する際に、チャック機構１５が逃げ面５ｃを加工（研削）する際の妨げとならず、しかも、ワークＷを安定して偏心回転させることができる。

【0062】

ところで、チャック機構Ｗとして、逃げ面５ｃを加工（研削）する際の妨げとならないものであればよいので、スペーサ２４と、ワーク押えでワークＷの軸方向両端面を挟持する機構のみの場合であっても、ワークＷの内径面Ｗｃを把持する機構のものであってもよい。

【0063】

このため、この逃げ面加工装置によれば、ワークＷを主軸１２の回転中心に対して偏心回転させて、回転軸１１廻りに回転する砥石で、偏心頂点部Ｔ１である砥石接触点Ｐ１から一定量の切り込みを可能としたので、ワークＷの外径面Ｗａの一部に、外径面Ｗａの曲率と異なる曲率を有する逃げ面５ｃを加工することができる。すなわち、主軸１２の回転と砥石１３の回転の切り込むタイミングを調整する必要がなく、加工全体時間の短縮化を図れ、また、加工時にはあまり大きな負荷がかからない。また、チャック機構１５として、砥石１３の回転軸１１と主軸１２の回転中心との接近・離間方向にワーク軸心Ｗoを偏心した状態でチャックできればよいので、従来の一般的な既存の研削装置のワーク側の主軸側の改造のみでよい。

【0064】

従って、加工時間の短縮が見込め、かつ、既存の研削装置を簡単な改造で安定して逃げ面を形成できる。

【0065】

ところで、図１等に示す加工装置では、加工具５０を砥石１３にて構成していたが、図７に示すように、加工具５０を切削工具１４にて構成し、ワークＷの外径面Ｗａを研削するものであってもよい。

【0066】

図７に示すものは、その回転軸Ｌ１が主軸１２と平行とされて、その外径面１４ａでワークＷの外径面Ｗａを切削するものである。図７に示す加工装置の他の構成は、図１等に示す加工装置と同様の構成であるので、同一部材は、図１及び図２に示す符号と同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

【0067】

このため、図７に示す加工装置においても、図１等に示す加工装置の動作を行うことによって、切削工具１４がワークＷに接触した部位から次第に切込量が深く(大きく)なって、偏心頂点部において、最深部となり、この部位から次第に切込量が浅く(小さく)なって、切削工具１４がワークＷから離間する。

【0068】

これによって、円筒面の外径面Ｗａを有するワークＷの外径面Ｗａの一部に、外径面Ｗａの曲率と異なる曲率を有する逃げ面５ｃを加工することができる。

【0069】

図８に示すものは、その回転軸Ｌ２が主軸１２と直交するように配設され、その端面１４ｂでワークＷの外径面Ｗａを切削するものである。このため、この場合のチャック機構１５は、切削工具１４の端面１４ｂと主軸１２の回転中心との接近・離間方向にワーク軸心を偏心した状態でチャックすることになる。図８に示す加工装置の他の構成は、図１等に示す加工装置と同様の構成であるので、同一部材は、図１及び図２に示す符号と同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

【0070】

このため、図８に示す加工装置においても、図１等に示す加工装置の動作を行うことによって、切削工具１４がワークＷに接触した部位から次第に切込量が深く(大きく)なって、偏心頂点部において、最深部となり、この部位から次第に切込量が浅く(小さく)なって、切削工具１４がワークＷから離間する。

【0071】

これによって、円筒面の外径面Ｗａを有するワークＷの外径面Ｗａの一部に、外径面Ｗａの曲率と異なる曲率を有する逃げ面５ｃを加工することができる。

【0072】

本発明に係る逃げ面加工装置を用いた逃げ面加工方法によって、本発明に係る軸受用外輪の製造方法を構成できる。すなわち、軸受用外輪５の外径面を研削又は切削する加工具５０と主軸１２との接近・離間方向に外輪軸心を偏心した状態で軸受用外輪５をチャックし、軸受用外輪５を主軸回転中心Ｏに対して偏心回転させて、回転軸Ｏ１廻りに回転する加工具５０で、偏心頂点部Ｐ１である加工具接触点Ｔ1から一定量を切り込むことで逃げ面５ｃを形成することができる。このため、軌道輪(外輪)のクリープを抑制することができる軸受（転がり軸受）を安定して製造することができる。

【0073】

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、実施形態では、チャック機構１５として、いわゆる内径把持三つ爪チャックであるが、この場合、爪部材１７の数の増加は自由である。また、チャック機構として、内径把持用コレットチャックであってもよい。ワークＷとして、転がり軸受の軌道輪に限るものではない。

【符号の説明】

【0074】

５ 軌道輪
５ｃ 逃げ面
１１ 回転軸
１２ 主軸
１３ 砥石
１５ チャック機構
３１ 接触検知手段
Ｏ 回転中心(主軸)
Ｏ１ 軸心(回転軸)
Ｗ ワーク
Ｗａ 外径面
Ｗｂ 内径面
Ｗｃ、Ｗｄ 端面
Ｗo ワーク軸心

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】