特開 2024-83997 転がり軸受及び転がり軸受の製造方法

(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】P2024083997

(43)【公開日】2024-06-24

(54)【発明の名称】転がり軸受及び転がり軸受の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/58 20060101AFI20240617BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20240617BHJP

   F16C 33/64 20060101ALI20240617BHJP

   B24B 19/06 20060101ALI20240617BHJP

   B23P 15/00 20060101ALI20240617BHJP

【ＦＩ】

F16C33/58

F16C19/06

F16C33/64

B24B19/06

B23P15/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022198139

(22)【出願日】2022-12-12

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100122781

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 寛

(72)【発明者】

【氏名】藤岡 達也

(72)【発明者】

【氏名】石橋 豊

(72)【発明者】

【氏名】西井 大樹

【テーマコード（参考）】

3C049

3J701

【Ｆターム（参考）】

3C049AA03

3C049AB04

3C049CA01

3C049CB01

3C049CB03

3J701AA03

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA52

3J701AA62

3J701BA53

3J701BA54

3J701BA56

3J701DA11

3J701EA03

3J701FA04

3J701FA35

3J701FA44

3J701FA60

(57)【要約】

【課題】クリープが抑制されるとともに、製造における工数が抑えられる転がり軸受及びその製造方法を提供する。
【解決手段】玉軸受１は、内輪２と、外輪３と、内輪２と外輪３との間に配置される玉４と、を備え、外輪３が固定輪とされる。外輪３の外周面１１は、周方向全周に亘って存在し円柱面をなす嵌め合い面１３と、周方向に交差して螺旋状に延在し嵌め合い面１３から凹むように形成されたクリープ抑制溝１５と、を備え、嵌め合い面１３は、研削処理がされた研削面であり、クリープ抑制溝１５の底面１５ａは、研削処理がされていない非研削面である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置される転動体と、を備え、前記内輪と前記外輪とのうちの一方が固定輪とされる転がり軸受であって、
前記固定輪の相手部材との嵌合部は、
周方向全周に亘って存在し円柱面をなす嵌め合い面と、
周方向に交差して螺旋状に延在し前記嵌め合い面から凹むように形成された溝と、を備え、
前記嵌め合い面は、研削処理がされた研削面であり、
前記溝の底面は、研削処理がされていない非研削面である、転がり軸受。

【請求項2】

前記溝の螺旋のピッチは、前記嵌合部の軸方向の全幅以下である、請求項１に記載の転がり軸受。

【請求項3】

前記溝は、前記嵌合部の軸方向の一端部から他端部まで途切れずに延在している、請求項１に記載の転がり軸受。

【請求項4】

前記溝は、前記嵌合部の軸方向の一端部から他端部まで、途中で分断された箇所を含んで延在している、請求項１に記載の転がり軸受。

【請求項5】

前記溝の最浅部の深さは、最大ラジアル荷重が負荷されたときの前記固定輪の弾性変形量よりも大きい、請求項１～３の何れか１項に記載の転がり軸受。

【請求項6】

内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置される転動体と、を備え、前記内輪と前記外輪とのうちの一方が固定輪とされる転がり軸受の製造方法であって、
前記固定輪の相手部材との嵌合部が旋削され、周方向全周に亘って存在し円柱面をなす嵌め合い面と、周方向に交差して螺旋状に延在し前記嵌め合い面から凹むように形成された溝と、が形成される旋削工程と、
前記旋削工程の後、前記嵌め合い面と前記溝とを含む前記嵌合部が心なし研削処理で研削される研削工程と、を備える、転がり軸受の製造方法。

【請求項7】

前記旋削工程と前記研削工程との間で、前記固定輪が熱処理される熱処理工程を更に備える、請求項６に記載の転がり軸受の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、転がり軸受及び転がり軸受の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、内輪と外輪とのうちの一方を固定輪とし他方を回転輪として使用される転がり軸受が知られている。固定輪は相手部材にすきま嵌めされ、回転輪は相手部材に締まり嵌めされる。この転がり軸受にラジアル荷重が作用すると、固定輪に弾性変形が生じ、弾性変形による進行波が固定輪の嵌め合い面に発生する。この進行波が嵌め合い面から相手部材に伝播されることで、固定輪を周方向に送る力が生じ、固定輪のクリープが発生する。クリープが発生すると相手部材が摩耗するなどの問題がある。このようなクリープを抑制する転がり軸受として、下記の特許文献１及び特許文献２の玉軸受が知られている。

【0003】

特許文献１の玉軸受では、固定輪である外輪の嵌め合い面に環状溝が形成されている。嵌め合い面における進行波が環状溝内で生じることで、外輪からハウジングに伝播される進行波が低減され、進行波によるクリープが抑制されるとされている。また、嵌め合い面には黒色酸化皮膜が形成されており、嵌め合い面とハウジングとの静摩擦係数が高められることで、連れ回りによる外輪のクリープも抑制されるとされている。また、仮にクリープが発生したとしても、黒色酸化皮膜とハウジングとの動摩擦係数は低いので、ハウジングの摩耗を抑制することができるとされている。特許文献２の玉軸受では、外輪の軸方向全幅に亘る逃げ面が表面処理によって形成されている。逃げ面が形成された区間では外輪とハウジングとの間に軸方向全幅に亘る径方向の隙間が生じている。この隙間により、弾性変形する逃げ面はハウジングに接触せず、外輪からハウジングに伝播される進行波が低減され、進行波によるクリープが抑制されるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開2019-113126号公報

【特許文献2】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】

【0005】

特許文献１，２の玉軸受を製造する際には、通常の玉軸受の製造工程に加えて嵌め合い面に加工が施される。しかしながら、このようなクリープ抑制のための加工工程を安易に追加すれば、軸受の製造における工数が増加し、製造コスト低減の妨げになる。本発明は、クリープが抑制されるとともに、製造における工数が抑えられる転がり軸受及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】

【0006】

本発明の要旨は次の通りである。

【0007】

〔１〕内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置される転動体と、を備え、前記内輪と前記外輪とのうちの一方が固定輪とされる転がり軸受であって、前記固定輪の相手部材との嵌合部は、周方向全周に亘って存在し円柱面をなす嵌め合い面と、周方向に交差して螺旋状に延在し前記嵌め合い面から凹むように形成された溝と、を備え、前記嵌め合い面は、研削処理がされた研削面であり、前記溝の底面は、研削処理がされていない非研削面である、転がり軸受。

【0008】

この転がり軸受によれば、固定輪の溝の底面が相手部材に直接接触しない。従って、溝の位置では、荷重により弾性変形した底面が相手部材に接触しにくく、固定輪から相手部材に進行波が伝播され難い。このように、溝の存在により相手部材に伝播される進行波が低減されるので、進行波に起因する固定輪のクリープが抑制される。

【0009】

また、固定輪の弾性変形が発生する位置は、転がり軸受に作用するラジアル荷重とアキシアル荷重との合力に応じて、嵌合部上で軸方向に変動する。弾性変形の発生箇所が溝以外の位置にあればクリープ発生により固定輪が回転し得る。このとき、回転移動した溝が弾性変形の発生箇所を横切る時点でクリープ抑制効果が発生する。上記転がり軸受によれば、溝が周方向に交差して螺旋状に延在しているので、弾性変形の発生箇所が軸方向に変動した場合にも、回転移動した溝の何れかの部分が弾性変形の発生箇所を横切る可能性が高く、クリープ抑制効果が得られやすい。

【0010】

また、嵌め合い面は研削処理がされた研削面であり溝の底面は研削処理がされていない非研削面である。よって、この固定輪の製作においては、溝の底面を研削する処理を行なう必要がなく、その結果、転がり軸受の製造における工数が抑えられる。

【0011】

〔２〕前記溝の螺旋のピッチは、前記嵌合部の軸方向の全幅以下である、〔１〕に記載の転がり軸受。

【0012】

この構成によれば、溝は嵌合部を周方向に少なくとも一周するように延びるので、嵌合部の周方向全周に亘って溝が存在する。

【0013】

〔３〕前記溝は、前記嵌合部の軸方向の一端部から他端部まで途切れずに延在している、〔１〕又は〔２〕に記載の転がり軸受。

【0014】

この構成によれば、弾性変形の発生箇所が軸方向のどの位置であっても、回転移動した溝の何れかの部分が弾性変形の発生箇所を横切ることになる。従って、転がり軸受に作用するラジアル荷重とアキシアル荷重との状態に関わらず、溝によるクリープ抑制効果が得られやすい。

【0015】

〔４〕前記溝は、前記嵌合部の軸方向の一端部から他端部まで、途中で分断された箇所を含んで延在している、〔１〕又は〔２〕に記載の転がり軸受。

【0016】

〔５〕前記溝の最浅部の深さは、最大ラジアル荷重が負荷されたときの前記固定輪の弾性変形量よりも大きい、〔１〕～〔３〕の何れか１項に記載の転がり軸受。

【0017】

この構成によれば、溝において固定輪から相手部材に進行波が伝播されないので、進行波に起因する固定輪のクリープが更に確実に抑制される。

【0018】

〔６〕内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置される転動体と、を備え、前記内輪と前記外輪とのうちの一方が固定輪とされる転がり軸受の製造方法であって、前記固定輪の相手部材との嵌合部が旋削され、周方向全周に亘って存在し円柱面をなす嵌め合い面と、周方向に交差して螺旋状に延在し前記嵌め合い面から凹むように形成された溝と、が形成される旋削工程と、前記旋削工程の後、前記嵌め合い面と前記溝とを含む前記嵌合部が心なし研削処理で研削される研削工程と、を備える、転がり軸受の製造方法。

【0019】

この製造方法では、溝の形成が、固定輪の嵌め合い面を旋削する旋削工程の中で一連に行なわれる。そして研削工程では、嵌合部が心なし研削処理で研削されることで、嵌め合い面は高精度に研削される一方で、当該嵌め合い面から凹んだ溝は完全には研削されずに残される。この製造方法によれば、例えば研削工程後に溝を形成する場合に比較して、固定輪の製作における工数が抑えられ、転がり軸受の製造における工数が抑えられる。また、完成後の転がり軸受においては、固定輪の嵌合部に溝が存在することで、進行波に起因する固定輪のクリープが抑制される。

【0020】

〔７〕前記旋削工程と前記研削工程との間で、前記固定輪が熱処理される熱処理工程を更に備える、〔６〕に記載の転がり軸受の製造方法。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、クリープが抑制されるとともに、製造における工数が抑えられる転がり軸受及びその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】実施形態に係る玉軸受の斜視図である。

【図2】玉軸受の回転軸線を含む断面における断面図である。

【図3】外輪の外周面を平面に展開した展開図である。

【図4】玉軸受の製造方法を示すフローチャートである。

【図5】（ａ），（ｂ）は、各材料リングの回転軸線を通る断面の断面図である。（ｃ），（ｄ）は、それぞれ旋削済みの内輪，外輪の回転軸線を通る断面の断面図である。

【図6】外輪の外周面が心なし研削盤で研削される状態を示す図である。

【図7】外輪の嵌め合い面がハウジングに嵌め合わされた状態を示す断面図である。

【図8】外輪とハウジングの端面との位置関係を示す斜視図である。

【図9】（ａ）は、変形例に係る外輪を示す斜視図であり、（ｂ）は、他の変形例に係る外輪の外周面を平面に展開した展開図である。

【図10】（ａ）は、更に他の変形例に係る内輪を示す断面図であり、（ｂ）は、更に他の変形例に係る外輪を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面を参照しながら本発明に係る転がり軸受及びその製造方法の実施形態について詳細に説明する。

【0024】

図１に示される玉軸受１は、本発明の転がり軸受の一実施形態である。図１は、玉軸受１の斜視図であり、図２は、玉軸受１の回転軸線を含む断面における断面図である。玉軸受１は、例えば回転軸を軸支する深溝玉軸受である。玉軸受１は、例えば自動車のトランスミッション用の軸受として使用されるものである。特に、玉軸受１は、一方向の大きなラジアル荷重と、変動するアキシアル荷重と、が作用する条件で好適に使用される。以下の説明において、断りなく「軸方向」、「径方向」、「周方向」というときには、それぞれ、玉軸受１の回転軸線方向、回転径方向、回転周方向を意味するものとする。各図中において、軸方向を矢印Ａで、径方向を矢印Ｒで、周方向を矢印Ｃで示す場合がある。

【0025】

図１及び図２に示されるように、玉軸受１は、内輪２、外輪３、複数の玉４、保持器５、及び一対のシール６を備えている。なお、図１においてはシール６の図示が省略されている。内輪２は円環状の部材であり、内輪２の外周面には、周方向に延びる内輪軌道面２ａ及び一対のシール溝２ｂが設けられている。外輪３は、内輪２と同心の円環状の部材であり、外輪３の内周面には、周方向に延びる外輪軌道面３ａ及び一対のシール溝３ｂが設けられている。

【0026】

複数の玉４（転動体）は、それぞれ球形状をなし、内輪２の内輪軌道面２ａと外輪３の外輪軌道面３ａとの間に挟み込まれ、保持器５に保持された状態で周方向に１列に並ぶように配置されている。保持器５は、内輪２と外輪３との間に当該内輪２及び外輪３と同心で配置された環状の部材である。保持器５は、複数の玉４をそれぞれ転動自在に保持するとともに玉４同士の周方向間隔を規制する。保持器５に保持された各玉４は、例えば周方向に等ピッチで並んでいる。シール６は、玉軸受１の内部の空間を塞ぐ円環状の部材である。例えば、シール６は非接触式シールであり、シール６の外周側端部６ａが外輪３のシール溝３ｂに嵌め込まれ、内周側端部６ｂが内輪２のシール溝２ｂ内に接触しないように差し込まれている。一対のシール６，６は、互いに同じ構成をなしている。

【0027】

玉軸受１は、内輪２及び外輪３のうち一方が固定輪とされ他方が回転輪とされて使用される。以下では、外輪３が固定輪とされ内輪２が回転輪とされる場合を例として説明する。固定輪である外輪３は相手部材のハウジング２１（図７参照）にすきま嵌めで取付けられ、回転輪である内輪２には回転軸（図示せず）が締まり嵌めで取付けられる。玉軸受１が、例えば、一方向の大きなラジアル荷重を受ける条件で使用される場合を考えると、玉軸受１の回転中にラジアル荷重が玉４を介して外輪３に作用し、玉４が通過する場合とそれ以外の場合とで外輪３に作用する荷重が異なるので、外輪３には周期的な弾性変形が生じる。この弾性変形による進行波が外輪３の外周面１１に生じハウジングに伝播されると、外輪３を周方向に送る力が生じ、外輪３のクリープが発生し得る。クリープが発生すると、ハウジングが摩耗するなどの問題があるので、玉軸受１はクリープ抑制のために、進行波を低減するためのクリープ抑制溝１５を備えている。

【0028】

図３は、外輪３の外周面１１を平面に展開した展開図である。図１～図３に示されるように、ハウジングに嵌合される外輪３の外周面１１（嵌合部）には、ハウジングの内周面に嵌め合わされる嵌め合い面１３と、クリープを抑制するためのクリープ抑制溝１５と、が形成されている。嵌め合い面１３は、周方向全周に亘って延在するとともに、外周面１１の軸方向の全幅に亘って形成されており、玉軸受１の回転軸線を円柱軸とする円柱面をなす。クリープ抑制溝１５は、嵌め合い面１３から僅かな深さで凹むように、当該嵌め合い面１３に形成された溝である。クリープ抑制溝１５の深さは一定ではなくバラツキがあり、実際の深さは例えば約１００μｍであるが、各図では溝の深さが誇張されている。

【0029】

クリープ抑制溝１５は、玉軸受１の回転軸線を中心軸として螺旋状に延在し、外周面１１の軸方向の一端部１１ａから他端部１１ｂまで途切れずに延在している。外輪３の外周面１１を平面に展開した展開図（図３）においては、クリープ抑制溝１５は、軸方向Ａ及び周方向Ｃの両方に対し交差する方向に、傾斜して直線状に延在している。クリープ抑制溝１５の螺旋ピッチは、外周面１１の軸方向の全幅以下であることが好ましい。この場合、クリープ抑制溝１５は外周面１１を周方向に少なくとも一周するように延び、外周面１１の周方向全周に亘ってクリープ抑制溝１５が存在することになる。図３の例では、クリープ抑制溝１５の螺旋ピッチは外周面１１の軸方向の全幅に等しく、クリープ抑制溝１５は一端部１１ａから他端部１１ｂまで外周面１１をちょうど一周するように延びている。

【0030】

クリープ抑制溝１５の軸方向の溝幅は外周面１１の軸方向の全幅よりも狭い。また、クリープ抑制溝１５の軸方向の溝幅は嵌め合い面１３の軸方向の全幅よりも狭い。クリープ抑制溝１５には、段差を介して嵌め合い面１３の一部が軸方向に隣接している。外周面１１のうち周方向の何れの箇所にも、嵌め合い面１３とクリープ抑制溝１５との両方が存在している。また、外周面１１のうち軸方向の何れの箇所にも、嵌め合い面１３とクリープ抑制溝１５との両方が存在している。

【0031】

なお、次に説明する玉軸受１の製造方法に起因して、クリープ抑制溝１５の形成精度はあまり高くない。従って、クリープ抑制溝１５が高精度に上記説明の通りの形状をなしているとは限らない。

【0032】

玉軸受１の製造方法は次の通りである。図４に示されるように、この製造方法では、旋削工程Ｓ１０１と、熱処理工程Ｓ１０２と、研削工程Ｓ１０３と、組立・検査工程Ｓ１０４と、がこの順に実行される。以下、各工程Ｓ１０１～Ｓ１０４について説明する。

【0033】

〔旋削工程Ｓ１０１〕
図５（ａ），（ｂ）は、それぞれ材料リング２Ｒ，３Ｒの回転軸線を通る断面の断面図である。図５（ｃ），（ｄ）は、それぞれ旋削済みの内輪２，外輪３の回転軸線を通る断面の断面図である。まず、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されるように、内輪２及び外輪３の各材料として、例えば鍛造で製作された円環状の材料リング２Ｒ，３Ｒが準備される。その後、図５（ｃ）に示されるように、旋削工程Ｓ１０１では、材料リング２Ｒが旋削されて研削しろ等が残された比較的粗い精度の内輪２が製作される。ここでは、内輪２の内周面１０に比較的粗い精度の嵌め合い面１２が形成される。また、シール溝２ｂ，２ｂ及び内輪軌道面２ａも比較的粗い精度で形成される。同様に、図５（ｄ）に示されるように、材料リング３Ｒが旋削されて研削しろ等が残された比較的粗い精度の外輪３が製作される。ここでは、外輪３の外周面１１に比較的粗い精度の嵌め合い面１３が形成される。また、シール溝３ｂ，３ｂ及び外輪軌道面３ａも比較的粗い精度で形成される。

【0034】

更に、旋削工程Ｓ１０１では、クリープ抑制溝１５を形成する溝形成処理が行なわれる。溝形成処理では、クリープ抑制溝１５が、嵌め合い面１３から僅かな深さで凹むように形成される。ここでは、クリープ抑制溝１５は、溝幅が一定で溝の深さが一定になるように形成される。ここで形成されたクリープ抑制溝１５は、玉軸受１の回転軸線を中心軸として螺旋状に延在し、外周面１１の軸方向の一端部１１ａから他端部１１ｂまで途切れずに延在している。外輪３の外周面１１を平面に展開した展開図（図３）においては、クリープ抑制溝１５は、軸方向Ａ及び周方向Ｃの両方に対し交差する方向に、傾斜して直線状に延在している。クリープ抑制溝１５の螺旋ピッチは外周面１１の軸方向の全幅に等しく、クリープ抑制溝１５は一端部１１ａから他端部１１ｂまで外周面１１をちょうど一周するように延びている。クリープ抑制溝１５の軸方向の溝幅は外周面１１の軸方向の全幅よりも狭い。また、クリープ抑制溝１５の軸方向の溝幅は嵌め合い面１３の軸方向の全幅よりも狭い。クリープ抑制溝１５には、段差を介して嵌め合い面１３の一部が軸方向に隣接している。外周面１１のうち周方向の何れの箇所にも、嵌め合い面１３とクリープ抑制溝１５との両方が存在している。また、外周面１１のうち軸方向の何れの箇所にも、嵌め合い面１３とクリープ抑制溝１５との両方が存在している。

【0035】

この溝形成処理では、材料リング３Ｒに旋削で形成された嵌め合い面１３に対し更に所定の深さで旋削が施されてクリープ抑制溝１５が形成される。このとき、旋削条件（例えば、回転数、送り量、切込み量等の設定）が適切に設定されることで、上記のような螺旋状に延在するクリープ抑制溝１５が形成される。

【0036】

〔熱処理工程Ｓ１０２〕
熱処理工程Ｓ１０２では、旋削工程Ｓ１０１後の内輪２及び外輪３が所定の熱処理方法で熱処理される。例えばここでは、一般的な玉軸受の内輪及び外輪に対して従来から行なわれている公知の熱処理が行われればよい。

【0037】

〔研削工程Ｓ１０３〕
研削工程Ｓ１０３では、熱処理工程Ｓ１０２で熱処理された内輪２及び外輪３の表面が研削され、高精度の内輪２及び外輪３が製作される。ここでは、内輪２の嵌め合い面１２、内輪軌道面２ａ、外輪３の嵌め合い面１３、外輪軌道面３ａ等が、心なし研削処理によって高精度に形成される。

【0038】

図６は、外輪３の外周面１１が心なし研削盤９０で研削される状態を示す図である。前述の通り、外輪３のクリープ抑制溝１５には、段差を介して嵌め合い面１３の一部が軸方向に隣接している。この構成によれば、外周面１１にクリープ抑制溝１５が存在していても、当該クリープ抑制溝１５に軸方向に隣接する嵌め合い面１３が心なし研削盤９０のシュー９１，９１に案内される。なお、ここで使用されるシュー９１，９１の軸方向幅は、外周面１１の軸方向の全幅よりも広い。従って、外周面１１の研削が正確に実行され、嵌め合い面１３は周方向全周に亘って高精度の円柱面に研削される。

【0039】

この研削工程Ｓ１０３では、嵌め合い面１３が研削されることで、相対的にクリープ抑制溝１５の溝深さもやや浅くなる。しかしながら、心なし研削盤９０の研削砥石９３は、クリープ抑制溝１５の底面１５ａには届かない。従って、クリープ抑制溝１５には未研削の底面１５ａが残される。

【0040】

〔組立・検査工程Ｓ１０４〕
研削工程Ｓ１０３で製作された内輪２及び外輪３と、別途製作された保持器５、玉４、及びシール６と、が組立てられ、検査を経て、クリープ抑制溝１５を含む玉軸受１が完成する。

【0041】

以上のような製造方法で製造された玉軸受１について説明する。この製造方法によれば、旋削工程Ｓ１０１で外輪３の外周面１１に嵌め合い面１３とクリープ抑制溝１５とが形成される。その後、熱処理工程Ｓ１０２により、嵌め合い面１３及びクリープ抑制溝１５には熱処理変形が生じる。その後の研削工程Ｓ１０３では、嵌め合い面１３は研削されるが、クリープ抑制溝１５には研削されていない底面１５ａが残される。

【0042】

従って、完成後の玉軸受１において、嵌め合い面１３は、熱処理がされ研削処理がされた研削面であり、高精度な円柱面をなしている。一方、クリープ抑制溝１５の底面１５ａは、熱処理がされてはいるが研削処理がされていない非研削面である。なお、クリープ抑制溝１５の側面１５ｂ（図２）も同様に、熱処理がされてはいるが研削処理がされていない非研削面である。

【0043】

このように、クリープ抑制溝１５の底面１５ａ及び側面１５ｂは研削されていないので、クリープ抑制溝１５には熱処理変形の影響が残留している。従って、前述した通り、完成後の玉軸受１におけるクリープ抑制溝１５の形成精度はあまり高くない。具体的には、クリープ抑制溝１５の深さが不規則に変動している可能性がある。また、研削工程Ｓ１０３における研削砥石９３がクリープ抑制溝１５の底面１５ａに届く箇所が存在する場合がある。このような箇所でクリープ抑制溝１５が削り取られることで、クリープ抑制溝１５が周方向に複数に分断されている場合もある。また、クリープ抑制溝１５の軸方向の溝幅が一定ではない可能性もある。

【0044】

玉軸受１の完成後に必要な深さのクリープ抑制溝１５を確実に得るために、上記のような熱処理変形の影響を勘案した上で、旋削工程Ｓ１０１におけるクリープ抑制溝１５の切削深さと、研削工程Ｓ１０３における研削厚みと、が適切に設定される。このような設定により、完成後の玉軸受１におけるクリープ抑制溝１５は、図７に示されるような深さの部位を有することが好ましい。図７は、完成後の玉軸受１において、外輪３の嵌め合い面１３がハウジング２１に嵌め合わされた状態を示す断面図である。図７に示されるように、玉軸受１の使用条件下での最大ラジアル荷重Ｆｒが玉軸受１に負荷された場合を考え、このとき発生する外輪３の弾性変形量をδとし、完成後の玉軸受１におけるクリープ抑制溝１５の深さをＤとする。そして、図７に示される部位においては、Ｄ＞δとの条件が満足されている。

【0045】

なお、上記のようなＤ＞δの条件は、少なくともクリープ抑制溝１５のうちの一部位で満足されることが好ましい。換言すれば、上記のＤ＞δの条件がクリープ抑制溝１５の最深部において満足されることが好ましい。すなわち、クリープ抑制溝１５のうちの最深部の深さＤmaxが、Ｄmax＞δを満足することが好ましい。また、上記のようなＤ＞δの条件は、クリープ抑制溝１５の全体で満足されることが更に好ましい。換言すれば、上記のＤ＞δの条件がクリープ抑制溝１５の最浅部において満足されることが更に好ましい。すなわち、クリープ抑制溝１５のうちの最浅部の深さＤminが、Ｄmin＞δを満足することが更に好ましい。なお、前述の通り、クリープ抑制溝１５は旋削工程Ｓ１０１の時点で深さ一定になるように形成されるが、その後の熱処理変形の影響で溝の深さがバラつき、完成後の玉軸受１に上記のような最深部・最浅部が生じる。従って、上記の最深部・最浅部はクリープ抑制溝１５のランダムな位置に存在するものである。

【0046】

本実施形態の玉軸受１及びその製造方法による作用効果について説明する。この玉軸受１によれば、クリープ抑制溝１５の底面１５ａがハウジング２１に直接接触しない。従って、クリープ抑制溝１５の位置では、ラジアル荷重により弾性変形した底面１５ａがハウジング２１に接触しにくく、外輪３からハウジング２１に進行波が伝播され難い。このように、クリープ抑制溝１５の存在によりハウジング２１に伝播される進行波が低減されるので、進行波に起因する外輪３のクリープが抑制される。

【0047】

特に、前述のようにクリープ抑制溝１５のうちの最深部の深さＤmaxが、Ｄmax＞δを満足する場合には、当該最深部において、ラジアル荷重で弾性変形した底面１５ａがハウジングに接触せず、外輪３からハウジングに進行波が伝播されない。従って、外輪３の弾性変形が発生する箇所（以下「弾性変形発生箇所」という）がクリープ抑制溝１５の最深部であれば、ハウジング２１に伝播される進行波が当該最深部において途切れるので、進行波に起因する外輪３のクリープが更に抑制される。更に、前述のようにクリープ抑制溝１５のうちの最浅部の深さＤminが、Ｄmin＞δを満足する場合には、弾性変形発生箇所がクリープ抑制溝１５の何れの位置であっても、ハウジング２１に伝播される進行波が当該位置において途切れるので、進行波に起因する外輪３のクリープが更に抑制される。

【0048】

弾性変形発生箇所の位置は、玉軸受１に作用するラジアル荷重とアキシアル荷重との合力に応じて、外周面１１上で軸方向に変動する。弾性変形発生箇所がクリープ抑制溝１５以外の位置にあればクリープが発生し外輪３が回転し得る。このとき、回転移動したクリープ抑制溝１５が弾性変形発生箇所を横切る時点で前述のようなクリープ抑制効果が発生する。本実施形態の玉軸受１では、クリープ抑制溝１５が螺旋状をなし外周面１１の軸方向の一端部１１ａ（図３）から他端部１１ｂ（図３）まで途切れずに延在している。この構成によれば、弾性変形発生箇所が軸方向のどの位置であっても、回転移動したクリープ抑制溝１５の何れかの部分が弾性変形発生箇所を横切ることになる。従って、玉軸受１に作用するラジアル荷重とアキシアル荷重との状態に関わらず、クリープ抑制溝１５によるクリープ抑制効果が得られる。その結果、この玉軸受１は、荷重（ラジアル荷重、アキシアル荷重）の条件が異なる種々の用途に使用され、クリープ抑制効果を奏することができる。

【0049】

図８に示されるように、玉軸受１が、外輪３の軸方向の端面３ｈを、ハウジング２１の端面２１ｈに軸方向に突当てるようにして設置される場合を考える。この玉軸受１の外輪３がクリープで回転したとき、螺旋状をなすクリープ抑制溝１５の縁部とハウジング２１の内周面２１ａとの摺動に起因して、クリープ抑制溝１５は内周面２１ａに対してネジのように挙動する。このネジのような挙動により、外輪３には軸方向（矢印Ａ１方向）の推進力が発生し、この推進力によって外輪３の端面３ｈがハウジング２１の端面２１ｈに押し当てられる。そうすると、端面３ｈと端面２１ｈとの摩擦力がクリープによる外輪３の回転を阻害するので、外輪３のクリープが抑制される。

【0050】

また、嵌め合い面１３は研削処理がされた研削面でありクリープ抑制溝１５の底面１５ａは研削処理がされていない非研削面である。よって、この外輪３の製作においては、クリープ抑制溝１５の底面１５ａを研削する処理を行なう必要がなく、玉軸受１の製造における工数が抑えられる。

【0051】

玉軸受１の他の製造方法としては、熱処理工程Ｓ１０２よりも後にクリープ抑制溝１５を形成することも考えられる。仮にこのようにすれば、クリープ抑制溝１５に熱処理変形の影響が残留しないので、完成後の玉軸受１におけるクリープ抑制溝１５の形成精度は向上する。しかしながら、この場合、研削工程Ｓ１０３の前又は後に、外輪３を改めて他の切削機械等で加工するなどの別の工程が必要になる。これに対して本実施形態の製造方法では、クリープ抑制溝１５の形成が、外輪３の嵌め合い面１３等を旋削する旋削工程Ｓ１０１の中で一連に行なわれる。そして研削工程Ｓ１０３では、外輪３の外周面１１が心なし研削処理で研削されることで、嵌め合い面１３は高精度に研削される一方で、当該嵌め合い面１３から径方向内側に凹んだクリープ抑制溝１５は、完全には研削されずに残される。このような製造方法によれば、熱処理工程Ｓ１０２よりも後にクリープ抑制溝１５を形成する場合に比較して、外輪３の製作における工数が抑えられ、玉軸受１の製造における工数が抑えられる。すなわち、玉軸受１の製造における工数を抑えながら、クリープ抑制溝１５を設けて玉軸受１のクリープ抑制を図ることができる。

【0052】

また、熱処理工程Ｓ１０２よりも後にクリープ抑制溝１５を形成するとすれば、熱処理済みで硬くなった外周面１１に切削等の加工を施す必要がある。これに対して、本実施形態の製造方法によれば、熱処理がされていない比較的軟らかい外周面１１にクリープ抑制溝１５が旋削されるので、加工が比較的容易である。

【0053】

本実施形態の製造方法によれば、前述の通り、クリープ抑制溝１５に熱処理変形の影響が残留するので、完成後の玉軸受１におけるクリープ抑制溝１５の形成精度はあまり高くない。しかしながら、クリープ抑制に必要な溝の深さがクリープ抑制溝１５に確保されていればほとんど問題はない。また、熱処理変形の影響でクリープ抑制溝１５が浅くなった部分において、十分なクリープ抑制の効果が得られなかったとしても、例えば、玉軸受１が自動車のトランスミッション用の軸受として使用される場合には、同じ運転条件が長時間続くことはほとんどなく、荷重バランスも変動するので、ほとんど問題はない。

【0054】

また、仮に、クリープ抑制溝１５が外輪３の外周面１１の軸方向の全幅に亘って存在するものであるとすれば、外周面１１は正確な円柱面ではないので、研削工程Ｓ１０３において外周面１１を心なし研削盤９０で研削することができない。よって、嵌め合い面１３を研削処理するためには、心なし研削処理とは別の処理が必要になる。これに対し、玉軸受１のクリープ抑制溝１５は、嵌め合い面１３の軸方向の全幅よりも狭い溝幅で存在するものである。そして、クリープ抑制溝１５には、段差を介して嵌め合い面１３の一部が軸方向に隣接している。この構成によれば、前述の通り、心なし研削盤９０による外周面１１の研削が可能であるので、嵌め合い面１３の研削を一連の心なし研削処理の中で実行することができ、その結果、玉軸受１の製造における工数が抑えられる。

【0055】

本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して、下記の変形例を構成することも可能である。各実施形態等の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。

【0056】

図９（ａ）は、変形例に係る外輪３を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、他の変形例に係る外輪３の外周面１１を平面に展開した展開図である。図１０（ａ）は、更に他の変形例に係る内輪２を示す断面図であり、図１０（ｂ）は、更に他の変形例に係る外輪３を示す斜視図である。

【0057】

図９（ａ）に示されるように、クリープ抑制溝１５の螺旋の巻き方向は反転されてもよい。この場合、図８で説明した外輪３の矢印Ａ１方向の推進力の方向が反転する。クリープ抑制溝１５の螺旋の巻き方向は、玉軸受１の回転方向に応じて、上記の推進力が所望の方向に現れるように選択されればよい。

【0058】

また、クリープ抑制溝１５の螺旋ピッチについても、実施形態のようなものには限定されず、適宜設計されればよい。例えば、図９（ｂ）に示されるようなものであってもよい。この図９（ｂ）の例では、クリープ抑制溝１５の螺旋ピッチが、外周面１１の軸方向全幅の１／３になっている。

【0059】

また、玉軸受１の内輪２が固定輪とされ外輪３が回転輪とされる場合には、図１０（ａ）に示されるように、所定の軸にすきま嵌めされる内輪２の内周面１０（嵌合部）にクリープ抑制溝１５が設けられてもよい。内周面１０には所定の軸の外周面に嵌め合わされる嵌め合い面１２と、当該嵌め合い面１２から径方向外側に凹むクリープ抑制溝１５と、が形成される。このような図１０（ａ）の内輪２を備える玉軸受１では、前述の実施形態と同様に、内輪２のクリープが抑制される。また、前述の実施形態と同様に、旋削工程Ｓ１０１でクリープ抑制溝１５が旋削され、研削工程Ｓ１０３で心なし研削により嵌め合い面１２が研削されることで、内輪２の製作における工数が抑えられ、玉軸受１の製造における工数が抑えられる。完成後の玉軸受１における内輪２の嵌め合い面１２は、熱処理工程Ｓ１０２の後に高精度な円柱面に研削された研削面であり、クリープ抑制溝１５の底面１５ａは熱処理工程Ｓ１０２の後に研削処理がされていない非研削面である。また、図１０（ａ）にはクリープ抑制溝１５の一部のみが現れているが、クリープ抑制溝１５は、内周面１０の軸方向の一端部１０ａから他端部１０ｂまで途切れずに延在している。

【0060】

また、図１０（ｂ）に示されるように、クリープ抑制溝１５が、外周面１１に断続的に複数設けられてもよい。前述の通り、外輪３の熱処理変形に起因して、研削工程Ｓ１０３でクリープ抑制溝１５の一部が削り取られてクリープ抑制溝１５が周方向に複数に分断される場合がある。このようにして複数のクリープ抑制溝１５が外周面１１に設けられたものであってもよい。

【0061】

また、実施形態では、本発明を深溝玉軸受に適用した例を説明したが、本発明は、他の種類のラジアル転がり軸受にも適用することができる。本発明が適用可能なラジアル転がり軸受としては、ラジアル玉軸受、ラジアルころ軸受、等がある。上記ラジアル玉軸受としては、深溝玉軸受の他、アンギュラ玉軸受等があり、上記ラジアルころ軸受としては、円筒ころ軸受等がある。

【符号の説明】

【0062】

１…玉軸受（転がり軸受）、２…内輪、３…外輪、４…玉（転動体）、１０…内周面（嵌合部）、１０ａ…一端部、１０ｂ…他端部、１１…外周面（嵌合部）、１１ａ…一端部、１１ｂ…他端部、１２…嵌め合い面、１３…嵌め合い面、１５…クリープ抑制溝、１５ａ…底面、２１…ハウジング（相手部材）、Ｆｒ…最大ラジアル荷重、Ｄ…深さ、δ…弾性変形量。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】