CN102483093A - 滚子轴承及其制造方法 - Google Patents

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CN102483093A CN2011800034587A CN201180003458A CN102483093A CN 102483093 A CN102483093 A CN 102483093A CN 2011800034587 A CN2011800034587 A CN 2011800034587A CN 201180003458 A CN201180003458 A CN 201180003458A CN 102483093 A CN102483093 A CN 102483093A
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Abstract

在圆锥滚子(3)的表面,投射直径100μm以下的正球状的二氧化硅微粒以形成凹凸之后,投射研磨粒子以去除凸部。研磨粒子为在直径1mm的橡胶粒子的表面以5质量%的比例粘接平均粒径为10μm的金刚石磨粒而成的粒子。由此,在圆锥滚子(3)的表面以200μm以下的间隔形成大量凹坑,所述凹坑具有直径在50μm以下的圆形的开口部。该凹坑成为合适的储油槽,从而使得对滚子表面的油膜形成能力提高,因此,能够降低圆锥滚子轴承的扭矩。

Description

滚子轴承及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于支承机动车驱动***(差速器、变速器、分动器)的旋转轴的圆锥滚子轴承等滚子轴承与其制造方法。
背景技术
对于在机动车的差速器中使用的圆锥滚子轴承,特别要求在低速区域降低扭矩。为了降低滚子轴承的扭矩,有效的是,总是在滚子的表面充分地形成油膜。
在专利文献1~3中记述有下述内容:使滚子的端面与具有其引导面的凸缘部中的任何一方的表面状态为能够在两者之间形成有充分的油膜。在专利文献1中,通过喷丸处理在凸缘部的滚子引导面形成有微小凹部。在专利文献2中记述有下述内容:通过由安装有粒度不同的磨粒的砂轮等进行的加工,来制作在平滑面随机地形成有谷部的精加工面。
在专利文献3中记述有下述内容:规定表面粗糙度,形成使预定深度的谷分散在预定的平滑面的表面状态。作为该方法,记述有在每个短时间内反复使圆盘状砂轮与被研磨面接触、和使圆盘状砂轮从被研磨面退出的方法。
在专利文献4~6中记述有下述内容:在滚子的滚动面、滚子的端面以及轨道圈的轨道面中的任意一个表面随机地设置无数个微小凹形状的凹坑,将其表面粗糙度规定在特定的范围内,由此获得优异的油膜形成作用。并且记述有下述内容:能够通过使用滚磨或喷丸等的方法来加工该凹坑。
在专利文献7中记述有下述内容:通过将由纯度在99%以上的二氧化硅构成的大致球状的投射粒子投射至铝合金制滑动部件的滑动面,来在滑动面形成被转印有二氧化硅的转印层。在该方法中,在投射二氧化硅粒子之前,通过磨削加工将滑动面的表面粗糙度精加工为Ra0.3μm左右。
在专利文献8中,作为对被研磨物的表面进行精磨的方法,记述有下述方法:将由橡胶、热塑性弹性体等弹性材料构成、且含有#2000以上的磨粒的研磨粒子以90°以下的角度投射向被研磨物。由此,在磨削加工中扎入并残留在被研磨物中的磨粒被去除,同时,磨削纹路和磨削线也被良好地去除,从而得到清洁且粗糙度良好的表面。通过利用该方法对滚子的滚动面进行精磨,能够期待滚子轴承的耐烧伤寿命等的提高。
另一方面,在专利文献9中,作为现有技术的机动车的分动器,记述有图4所示的结构。该分动器在壳体(齿轮箱)100内配置有锥形小齿轮轴5、环形齿轮(ring gear)6以及差速器7。锥形小齿轮轴5经由相互隔开间隔的两个圆锥滚子轴承10A被壳体100支承。这些圆锥滚子轴承10A被带螺纹牙的部件110沿轴向施加有预载(予压:preload)。
差速器7由差速器壳71、固定在小齿轮轴72的两端的小齿轮(差动齿轮)73、以及与各小齿轮73相啮合的侧齿轮(输出用齿轮)74构成。车轴8的末端与各侧齿轮74相结合。
锥形小齿轮轴5的末端的锥形小齿轮51与环形齿轮6相啮合。该环形齿轮6被固定在差速器壳71的凸肩部71a。差速器壳71的两端的圆筒部71b经由圆锥滚子轴承10B被壳体100支承。通过锥形小齿轮轴5的旋转,差速器7经由锥形小齿轮51与环形齿轮6被驱动。
在该分动器中存在下述这样的问题:在构成圆锥滚子轴承10A的圆锥滚子的端面与内圈的边缘部之间产生磨损,并发生滑动摩擦。为了解决该问题,在专利文献9中记述有:以特定形状的多列角接触球轴承、而不是圆锥滚子轴承10A来支承锥形小齿轮轴5。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平6-241235号公报
专利文献2:日本特开平7-42746号公报
专利文献3:日本特开2003-269468号公报
专利文献4:日本特开2006-9962号公报
专利文献5:日本特开2006-9963号公报
专利文献6:日本特开2006-9964号公报
专利文献7:日本特开2009-526126号公报
专利文献8:日本特开2009-113189号公报
专利文献9:特许第4058241号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1~8的方法中,在用于支承机动车驱动***(差速器、变速器、分动器)的旋转轴的圆锥滚子轴承的降低扭矩这一点上,存在改进的余地。并且,在专利文献9的机动车用分动器中,通过使用特定形状的多列角接触球轴承代替圆锥滚子轴承来进行应对。
本发明的课题在于降低用于支承机动车驱动***的旋转轴的圆锥滚子轴承等滚子轴承的扭矩。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题,本发明的第1方式所涉及的滚子轴承包括:内圈,其具有内圈轨道面;外圈,其具有外圈轨道面;以及滚子,其滚动自如地配置于所述两个轨道面之间,在所述内圈轨道面、外圈轨道面、滚子的滚动面、滚子的端面以及与滚子的端面接触的凸缘面之中的至少任意一个对象面,以10μm以上且200μm以下的间隔形成有大量的凹坑,所述凹坑具有直径在10μm以上且在50μm以下的圆形的开口部。
所述对象面优选的是,表示表面粗糙度的粗糙度曲线的算术平均高度(Ra)为0.1~0.2μm,偏斜度(Rsk)为-1.0~-0.2,峰度(Rku)为3~7。
作为所述第1方式的滚子轴承,列举出下述这样的滚子轴承:所述对象面的、距离表面的深度在10μm以下的表层部比距离表面的深度超过10μm的芯部硬。
作为所述第1方式的滚子轴承,可以列举出这样的滚子轴承(机动车驱动***用圆锥滚子轴承):所述滚子为圆锥滚子,所述滚子轴承被使用在对机动车的差速器、变速器或分动器的旋转轴进行支承的用途。
关于本发明的第2方式所涉及的滚子轴承的制造方法,所述滚子轴承包括:内圈,其具有内圈轨道面;外圈,其具有外圈轨道面;以及滚子,其滚动自如地配置于所述两个轨道面之间,作为对所述滚子轴承的、由所述内圈轨道面、外圈轨道面、滚子的滚动面、滚子的端面以及与滚子的端面接触的凸缘面之中的至少任意一方构成的被处理面进行表面处理的表面处理工序,对所述被处理面进行如下的喷丸处理工序:通过投射莫氏硬度在6以上、直径在10μm以上且在100μm以下的球状粒子(例如,二氧化硅粒子、氧化铝粒子、钢制粒子)来形成凹凸。
通过所述喷丸处理工序,能够使所述被处理面成为下述状态:以10μm以上且200μm以下的间隔形成有大量凹坑,所述凹坑具有直径在10μm以上且在50μm以下的圆形开口部,表示表面粗糙度的粗糙度曲线的算术平均高度(Ra)为0.1~0.2μm,偏斜度(Rsk)为-1.0~-0.2,峰度(Rku)为3~7。
优选的是:使用正球状且纯度在99%以上的二氧化硅微粒作为所述球状粒子来进行所述喷丸处理工序。
优选的是:作为所述表面处理工序,在进行喷丸处理工序后,进行将在喷丸处理工序中产生的凸部去除的凸部去除工序。
能够使由弹性体和磨粒形成的研磨粒子与所述喷丸处理工序后的被处理面撞击来进行所述凸部去除工序。
由于所述凹坑的开口部为圆形,因此,与开口部为线形或楕圆形的凹坑相比较,其作为储油槽的效果较高。开口部为线形或楕圆形的凹坑容易在接触面积较小的部分将油排除。此外,当凹坑的开口部圆的直径在10μm以上且在50μm以下、并且凹坑的设置间隔在10μm以上且在200μm以下时,可以成为合适的储油槽,因此形成有所述凹坑的表面具有优异的油膜形成能力。
所述对象面(形成有凹坑的面)中,表示表面粗糙度的粗糙度曲线的算术平均高度(Ra)为0.1~0.2μm,偏斜度(Rsk)为-1.0~-0.2,且峰度(Rku)为3~7,由此,与不满足这些条件的情况相比较,所述对象面成为了平面部与凹坑(储油槽)共存的良好的平坦面,因此具有优异的油膜形成能力。
因此,在将所述第1方式的圆锥滚子轴承使用于支承机动车驱动***的旋转轴的用途的情况下,即使在低速区域的驱动时也能够减小滑动磨损,从而使扭矩降低。
对于形成有所述凹坑的表面,优选的是,凹坑的开口部的比例以面积率计为5%~20%。此外,对于形成有所述凹坑的表面,优选的是,在沿着凹坑的开口部的直径方向的直线上,凹坑的总直径占到5%~50%的比例。如果凹坑的面积率超过20%,则凹坑以外的表面(平滑面)的支承载荷的作用和油膜形成作用会变得不充分。如果凹坑的总直径比例超过50%,则凹坑的周缘部的压力变小,难以形成油膜。
如果所述凹坑的深度不足1μm,则因初期磨损而使其不再为凹坑的可能性较高,如果所述凹坑的深度超过5μm,则贮存于凹坑的油移动至平滑面以形成油膜的能力会变小。因此,优选的是,所述凹坑的深度在最浅的部分为1μm以上,在最深的部分为5μm以下。
能够利用具有喷丸处理工序和凸部去除工序的方法来形成所述结构的凹坑,在所述喷丸处理工序中,通过对凹坑的形成面(被处理面)投射玻璃珠来形成凹凸,在所述凸部去除工序中,将在喷丸处理工序中产生的凸部(比处理前的表面突出的部分)去除。
所述凸部去除工序能够通过研磨加工来进行,但优选的是,使由弹性体和磨粒形成的研磨粒子与所述喷丸处理工序后的被处理面撞击来进行所述凸部去除工序。
通过采用投射玻璃珠的喷丸处理工序、和利用所述研磨粒子的撞击进行的凸部去除工序,即使在被处理面较大的情况、或被处理面的形状复杂的情况下,也能够简单地形成开口部为圆形、且大小、深度和设置间隔等得到了控制的凹坑。
能够使用下述这样的二氧化硅微粒作为所述玻璃珠来进行所述喷丸处理工序:所述二氧化硅微粒为直径在10μm以上且在100μm以下的正球状,莫氏硬度在6以上,纯度在99%以上。
在对由高碳铬轴承钢二类(SUJ2)构成的原材料实施一般的热处理而得到的内圈、外圈和圆锥滚子的情况下,以压力为1470kPa以下、处理时间为20分钟以下的条件进行使用了所述二氧化硅粒子的投射,然后,进行通过所述研磨粒子的撞击实现的凸部去除工序,由此,能够形成所述结构的凹坑。此外,在该情况下,以算术平均粗糙度(Ra)计,能够使凸部去除工序之前的被处理面的表面粗糙度达到0.1μm左右。并且,通过所述凸部去除工序,能够使最大粗糙度高度(Rz)达到0.4~2.0μm。
并且,当通过使所述研磨粒子撞击的加工来进行所述凸部去除工序时,加工后的平滑面(凹坑以外的表面)的高度容易变得不均匀,与此相对,当通过滚磨加工来进行所述凸部去除工序时,能够使加工后的平滑面形成为均匀的高度。由此,不会导致表面压力局部升高,且能够在所述凹坑形成面形成均匀厚度的油膜,因此,与通过使所述研磨粒子撞击的加工来进行所述凸部去除工序相比,通过滚磨加工来进行所述凸部去除工序能够得到较高的降低扭矩的效果。
发明效果
根据本发明的滚子轴承,通过在滚子的表面或与滚子接触的面上形成特定的凹坑,使得对于滚子表面的油膜形成能力较高,因此,使得扭矩降低。
特别是,对于用于支承构成机动车差速器的小齿轮轴的圆锥滚子轴承,扭矩所造成的损失较大,因此,通过本发明的应用,使得扭矩降低,由此能够得到较高的改善燃料消耗率的效果。
附图说明
图1是示出与本发明的一个实施方式相当的圆锥滚子轴承的剖视图。
图2是示出在实施方式中使用的立式内圈旋转式试验机的剖视图。
图3是示出能够在仅对圆锥滚子的大径部的端面进行二氧化硅粒子投射和研磨粒子投射的情况下使用的夹具的图。
图4是示出专利文献9所述的现有技术的机动车的分动器的剖视图。
图5是示出在第2实施方式中测量出的、从表面开始在深度方向上的硬度变化的曲线图,其中(a)示出了样本No.6的结果,(b)示出了样本No.7的结果。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明。
【第1实施方式】
图1的圆锥滚子轴承10由下述部分构成:内圈1,其具有内圈轨道面1a;外圈2,其具有外圈轨道面2a;多个圆锥滚子3,其滚动自如地配置于两个轨道面1a、2a之间;以及保持器4。在内圈1,通过在轴向两端部设置凸缘部11、12而形成有与圆锥滚子3的端面接触的凸缘面11a、12a。
作为具有图1的结构的圆锥滚子轴承10,制作了编号为HTFR45-24(内圈:45mm、外圈:95.25mm、最大宽度:35mm、圆锥滚子的大径:13.779mm)的圆锥滚子轴承用作试验。
如下述这样制作了内圈1、外圈2以及圆锥滚子3。首先,在将由SUJ2构成的原材料加工成各自的形状之后,在840℃的混合气体气氛(Rx气体+浓缩煤气+氨气)中进行3小时氰化处理。接下来,进行了油淬火和回火。由此,使得内圈1、外圈2以及圆锥滚子3各自的表层部(从表面至250μm深度的部分)成为如下状态:残留奥氏体量为15~40体积%的范围,且硬度为HRC62~67(Hv746~900)的范围。
接下来,以下述方法进行了对圆锥滚子3投射玻璃珠的喷丸处理工序。作为喷丸处理装置,使用了下述这样的装置:将产品装入筐状的容器,一边使该容器旋转,一边从喷嘴将玻璃珠投射至容器内。容器的入口大幅敞开,投射喷嘴的末端被配置在该入口。
作为玻璃珠,使用了利用熔化法制造成正球状的、平均粒径为40μm、莫氏硬度在6以上、且纯度在99%以上的二氧化硅(SiO2)粒子。熔化法为下述这样的方法:通过利用2500℃左右的燃烧器对加入有原料粉末的耐热容器进行加热,来将容器内的原料粉末加热至1100℃以使其熔化,并进行球状化。
作为喷丸处理工序的条件,使容器的转速为5rpm,在对圆锥滚子3的投射压力为600kPa的速度下进行投射,并使投射时间为10分钟。
接下来,以下述方法对该圆锥滚子3进行凸部去除工序。作为研磨粒子,准备了下述这样的研磨粒子:在直径1mm的橡胶(丙烯腈丁二烯橡胶(アクリロブタジエンゴム))粒子的表面粘接有平均粒径为10μm的金刚石磨粒。该研磨粒子中的金刚石磨粒的含有率为5质量%。
使用气流式喷射装置(エア一式ブラスト装置),使该研磨粒子相对于喷丸处理工序后的圆锥滚子3的各表面倾斜地(10~60度)进行撞击。作为气流喷射条件,使空气压力为0.4MPa,使喷嘴与工件的间隔为150mm。此外,处理时间对应于各个样本而在3~12分钟之间变化。
对于样本No.1~4,在利用前述的方法进行了喷丸处理工序和凸部去除工序之后,测量了圆锥滚子3的表面状态,调查了最大粗糙度高度(Rz)、凹坑的开口部的尺寸以及凹坑的间隔。
此外,还准备了下述这样的圆锥滚子3:没有进行喷丸处理工序和凸部去除工序、而进行了滚磨(バレル)工序的圆锥滚子3(样本No.5);以及没有进行喷丸处理工序、凸部去除工序和滚磨工序中的任何工序的圆锥滚子3(样本No.6),并对它们也调查了最大粗糙度高度(Rz)、凹坑的开口部的尺寸以及凹坑的间隔。并且,以通常的条件进行了样本No.5的滚磨工序。
使用如上述那样得到的内圈1、外圈2以及No.1~6的各圆锥滚子3、和SPCC(一般用冷轧碳素钢薄板及钢带)制成的筐形保持器4,来装配成No.1~6的圆锥滚子轴承,并使用图2所示的装置进行了旋转试验。
图2的装置为立式内圈旋转式试验机,其由主轴21、支承轴承22、主体部23以及静压轴承24构成。支承轴承22设置于主轴21的轴向一端部21a。静压轴承24设置于主体部23的轴向上端面。使作为试验轴承的圆锥滚子轴承10的内圈1外嵌于主轴21、并使外圈2内嵌于主体部23来使用该试验机。
能够从静压轴承24的上方施加轴向载荷Fa。测压元件26经由杆件25与主体部23的侧面连接。能够利用该测压元件26检测出施加至主体部23的动摩擦扭矩。在主体部23形成有用于将润滑油J供给至试验轴承10的通道27。该通道27在主体部23的侧面开口。还具备用于测量试验轴承10的温度的热电偶28。
将试验轴承10安装于该装置,并测量了在一边以比通常的供给量(300ml/min)少的200ml/min的供给量供给温度为60℃±3℃的矿物油(VG68)、一边以Fa=4kN、转速为300min-1的条件使内圈1旋转24小时后的扭矩。此外,根据No.1~5的圆锥滚子轴承的扭矩测量值,计算出了将No.6的圆锥滚子轴承的扭矩作为“1”时的扭矩比。
在下述表1中示出了该结果。表1的凹坑的最大深度为最大粗糙度高度(Rz)的测量值。
【表1】
Figure BDA0000137491290000081
对于No.1~4的圆锥滚子,由于在二氧化硅粒子投射后进行的研磨粒子的投射时间不同,从而在凹坑的最大深度上产生了差异。使用了凹坑的最大深度为1.0μm的No.2的圆锥滚子的圆锥滚子轴承的扭矩最小,为No.6的一半。对于在No.1~4的圆锥滚子的表面形成的凹坑,其开口部为圆形,开口部的直径为10~50μm。此外,凹坑的间隔为10~200μm。
在No.3与No.5中,圆锥滚子的凹坑的最大深度相同,但在二氧化硅粒子投射后进行了研磨粒子投射的No.3的扭矩比小于进行了滚磨加工的No.5的转矩比。对于在进行了滚磨加工的圆锥滚子的表面形成的凹坑,其开口部不是圆形,而是线状。
此外,对于No.1~4的圆锥滚子,表示表面粗糙度的粗糙度曲线的算术平均高度(Ra)为0.1~0.2μm、偏斜度(Rsk)为-1.0~-0.2,峰度(Rku)满足3~7的范围。
并且,在该实施方式中,仅在圆锥滚子轴承的圆锥滚子3的表面,通过在二氧化硅粒子投射后进行研磨粒子投射而设置有开口部为圆形的微细的凹坑,但也可以在圆锥滚子3、内圈轨道面1a、外圈轨道面2a以及凸缘面11a、12a的全部或一部分上设置该凹坑。此外,即使是圆锥滚子轴承以外的滚子轴承,本发明也能获得相同的效果。
此外,在仅对圆锥滚子3的大径部的端面进行二氧化硅粒子投射和研磨粒子投射的情况下,如图3所示,能够将圆锥滚子3排列安装至圆板状的夹具9,一边使该夹具9旋转,一边进行粒子投射。特别是,在对差速器的小齿轮轴进行支承的圆锥滚子轴承(例如,图4的圆锥滚子轴承10A)的情况下,由于在圆锥滚子的大径部的端面产生较大的滑动摩擦,因此,即使是仅在该端面设置有前述的凹坑的情况,也能够充分地降低扭矩。
【第2实施方式】
作为样本No.7,准备了下述这样的圆锥滚子:该圆锥滚子为图1的圆锥滚子轴承10的圆锥滚子3,对该圆锥滚子以与样本No.1~4相同的方法进行至喷丸处理工序为止,但没有进行凸部去除工序。
作为样本No.8,准备了下述这样的圆锥滚子:该圆锥滚子为图1的圆锥滚子轴承10的圆锥滚子3,除了使用氧化铝粒子来代替二氧化硅粒子以外,对该圆锥滚子以与样本No.1~4相同的方法进行至喷丸处理工序为止,但没有进行凸部去除工序。作为氧化铝(Al2O3)粒子,使用了通过熔化法制造成正球状的、平均粒径为40μm、莫氏硬度在6以上、且纯度在99%以上的氧化铝(Al2O3)粒子。
测量了样本No.7和No.8的圆锥滚子3的端面的表面状态,并调查了表示表面粗糙度的粗糙度曲线的算术平均高度(Ra)、偏斜度(Rsk)、峰度(Rku)、最大粗糙度高度(Rz)、凹坑的开口部的尺寸以及凹坑的间隔。此外,对于样本No.7和No.6(连喷丸处理工序也没有进行的样本)的圆锥滚子3的端面,调查了从表面开始在深度方向上的硬度的变化。
此外,使用在第1实施方式中制作出的内圈1、外圈2以及No.7、8的各圆锥滚子3、和SPCC制成的筐形保持器4,来装配成No.7、8的圆锥滚子轴承,并使用图2所示的装置进行与第1实施方式相同的旋转试验,测量出了扭矩。并且,根据No.7、8的圆锥滚子轴承的扭矩测量值,计算出了在将No.6的圆锥滚子轴承的扭矩作为“1”的情况下的扭矩比。
在下述的表2和图5示出了这些结果。图5是示出从表面开始在深度方向上的硬度变化的测量结果的曲线图,其中(a)示出了样本No.6的结果,(b)示出了No.7的结果。
【表2】
此外,对于在No.7、8的圆锥滚子的表面形成的凹坑,其开口部为圆形,开口部的直径为10~50μm。此外,凹坑的间隔为10~200μm。
根据该结果可知,即使在没有进行凸部去除工序的情况下,也能够使圆锥滚子的表面成为下述状态,从而获得良好的降低扭矩的效果:以10μm以上且200μm以下的间隔形成有大量凹坑,所述凹坑具有直径在10μm以上且在50μm以下的圆形的开口部,且所述圆锥滚子的表面的算术平均高度(Ra)满足0.1~0.2μm,偏斜度(Rsk)满足-1.0~-0.2,峰度(Rku)满足3~7。
此外,根据图5的(a)与(b)的比较可知,通过使用莫氏硬度在6以上的正球状粒子进行喷丸处理加工,能够使距离表面的深度在10μm以下的表层部成为比距离表面的深度超过10μm的芯部硬的状态。
标号说明
1:内圈;
1a:内圈轨道面;
11、12:凸缘部;
11a、12a:凸缘面;
2:外圈;
2a:外圈轨道面;
3:圆锥滚子;
4:保持器;
5:锥形小齿轮轴;
6:环形齿轮;
7:差速器;
71:差速器壳;
71a:凸肩部;
71b:圆筒部;
72:小齿轮轴;
73:小齿轮(差动齿轮);
74:侧齿轮(输出用齿轮);
8:车轴;
9:夹具;
10:圆锥滚子轴承;
10A:圆锥滚子轴承;
10B:圆锥滚子轴承;
100:壳体(齿轮箱);
110:带螺纹牙的部件。

Claims (9)

1.一种滚子轴承,其特征在于,所述滚子轴承包括:内圈,其具有内圈轨道面;外圈,其具有外圈轨道面;以及滚子,其滚动自如地配置于所述两个轨道面之间,
在所述内圈轨道面、外圈轨道面、滚子的滚动面、滚子的端面以及与滚子的端面接触的凸缘面之中的至少任意一个对象面,
以10μm以上且200μm以下的间隔形成有大量的凹坑,所述凹坑具有直径在10μm以上且在50μm以下的圆形的开口部。
2.根据权利要求1所述的滚子轴承,其特征在于,
所述对象面中,表示表面粗糙度的粗糙度曲线的算术平均高度(Ra)为0.1~0.2μm,偏斜度(Rsk)为-1.0~-0.2,峰度(Rku)为3~7。
3.根据权利要求1或2所述的滚子轴承,其中,
所述对象面的、距离表面的深度在10μm以下的表层部比距离表面的深度超过10μm的芯部硬。
4.根据权利要求1或2所述的滚子轴承,其中,
所述滚子为圆锥滚子,所述滚子轴承被使用在对机动车的差速器、变速器或分动器的旋转轴进行支承的用途。
5.一种滚子轴承的制造方法,其特征在于,所述滚子轴承包括:内圈,其具有内圈轨道面;外圈,其具有外圈轨道面;以及滚子,其滚动自如地配置于所述两个轨道面之间,作为对所述滚子轴承的、由所述内圈轨道面、外圈轨道面、滚子的滚动面、滚子的端面以及与滚子的端面接触的凸缘面之中的至少任意一方构成的被处理面进行表面处理的表面处理工序,
对所述被处理面进行如下的喷丸处理工序:通过投射莫氏硬度在6以上、直径在10μm以上且在100μm以下的球状粒子来形成凹凸。
6.根据权利要求5所述的滚子轴承的制造方法,其中,
使用正球状且纯度在99%以上的二氧化硅微粒作为所述球状粒子来进行所述喷丸处理工序。
7.根据权利要求5所述的滚子轴承的制造方法,其中,
作为所述表面处理工序,在进行喷丸处理工序后,进行将在喷丸处理工序中产生的凸部去除的凸部去除工序。
8.根据权利要求7所述的滚子轴承的制造方法,其中,
使研磨粒子与所述喷丸处理工序后的被处理面撞击来进行所述凸部去除工序,所述研磨粒子由弹性体和磨粒形成。
9.根据权利要求5~8中的任一项所述的滚子轴承的制造方法,其中,
所述滚子为圆锥滚子,所述滚子轴承被使用在对机动车的差速器、变速器或分动器的旋转轴进行支承的用途。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102658464A (zh) * 2012-06-01 2012-09-12 厦门大学 一种轴承沟道的加工方法
CN109070289A (zh) * 2016-03-31 2018-12-21 株式会社不二制作所 机械加工刀具的刀刃部结构及其表面处理方法
CN110312875A (zh) * 2017-02-21 2019-10-08 Ntn株式会社 圆锥滚子轴承
CN110753799A (zh) * 2017-06-21 2020-02-04 舍弗勒技术股份两合公司 噪音和磨损被优化的用于支承轴的滚动轴承
CN111085943A (zh) * 2019-12-24 2020-05-01 中国航发哈尔滨轴承有限公司 一种应用于轴承套圈工作表面的装置及其喷丸强化方法
KR20210130797A (ko) * 2019-03-25 2021-11-01 닛본 세이고 가부시끼가이샤 원추 롤러 베어링
CN113646126A (zh) * 2019-04-04 2021-11-12 马自达汽车株式会社 双曲面齿轮的制造方法
US11542985B2 (en) 2018-09-26 2023-01-03 Ntn Corporation Rolling bearing and wind power generation rotor shaft support device

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5866801B2 (ja) * 2011-05-24 2016-02-17 日本精工株式会社 ころ軸受
JP5831131B2 (ja) * 2011-10-24 2015-12-09 日本精工株式会社 ころ軸受およびその製造方法
JP7024189B2 (ja) * 2017-02-24 2022-02-24 日本精工株式会社 円錐ころ軸受
JP6858051B2 (ja) * 2017-03-28 2021-04-14 Ntn株式会社 円錐ころ軸受
WO2018181412A1 (ja) * 2017-03-28 2018-10-04 Ntn株式会社 円錐ころ軸受
US11221040B2 (en) 2017-09-28 2022-01-11 Ntn Corporation Tapered roller bearing
EP3690265B1 (en) * 2017-09-28 2022-12-14 NTN Corporation Conical roller bearing
JP2019066041A (ja) * 2017-09-28 2019-04-25 Ntn株式会社 円錐ころ軸受
WO2020067334A1 (ja) * 2018-09-26 2020-04-02 Ntn株式会社 転がり軸受、および風力発電用主軸支持装置
CN113669371B (zh) * 2021-08-02 2022-12-23 广州大学 圆锥滚子轴承内圈滚道表面微流互通微结构及加工方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004301317A (ja) * 2002-12-27 2004-10-28 Nissan Motor Co Ltd 摺動部材およびその製造方法
CN1590790A (zh) * 2003-08-28 2005-03-09 Ntn株式会社 用于机动车传动的圆锥滚子轴承
JP2006038000A (ja) * 2004-07-22 2006-02-09 Brother Ind Ltd 転がり軸受け及び主軸装置
JP2009202308A (ja) * 2008-02-28 2009-09-10 Nsk Ltd 転動摺動装置部材の研磨方法及び転動摺動装置部材

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60139101A (ja) 1983-12-26 1985-07-23 Teito Kousokudo Kotsu Eidan 情報送信装置
JPH06241235A (ja) 1993-02-17 1994-08-30 Koyo Seiko Co Ltd ころ軸受
JPH0742746A (ja) 1993-07-30 1995-02-10 Ntn Corp ころ軸受
JP2003269468A (ja) 2002-03-13 2003-09-25 Koyo Seiko Co Ltd ころ軸受
JP2006009962A (ja) 2004-06-25 2006-01-12 Ntn Corp 転がり軸受
JP2006009964A (ja) 2004-06-25 2006-01-12 Ntn Corp 転がり軸受
JP2006009963A (ja) 2004-06-25 2006-01-12 Ntn Corp 転がり軸受
JP2006090402A (ja) * 2004-09-22 2006-04-06 Nsk Ltd ターボチャージャ用回転支持装置
JP4453624B2 (ja) * 2005-07-21 2010-04-21 株式会社ジェイテクト カムフォロア
US20090092796A1 (en) 2006-02-06 2009-04-09 Yoshinori Ishida Sliding member and method for manufacturing the same
JP2008019965A (ja) * 2006-07-12 2008-01-31 Nsk Ltd 遊星歯車装置及び転がり軸受
JP2009113189A (ja) 2007-11-09 2009-05-28 Nsk Ltd 転動摺動装置部材の研磨方法及び転動摺動装置部材

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004301317A (ja) * 2002-12-27 2004-10-28 Nissan Motor Co Ltd 摺動部材およびその製造方法
CN1590790A (zh) * 2003-08-28 2005-03-09 Ntn株式会社 用于机动车传动的圆锥滚子轴承
JP2006038000A (ja) * 2004-07-22 2006-02-09 Brother Ind Ltd 転がり軸受け及び主軸装置
JP2009202308A (ja) * 2008-02-28 2009-09-10 Nsk Ltd 転動摺動装置部材の研磨方法及び転動摺動装置部材

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102658464B (zh) * 2012-06-01 2014-07-09 厦门大学 一种轴承沟道的加工方法
CN102658464A (zh) * 2012-06-01 2012-09-12 厦门大学 一种轴承沟道的加工方法
CN109070289A (zh) * 2016-03-31 2018-12-21 株式会社不二制作所 机械加工刀具的刀刃部结构及其表面处理方法
TWI682833B (zh) * 2016-03-31 2020-01-21 日商不二製作所股份有限公司 機械加工工具之刃前緣部構造及其表面處理方法
CN110312875A (zh) * 2017-02-21 2019-10-08 Ntn株式会社 圆锥滚子轴承
CN110753799A (zh) * 2017-06-21 2020-02-04 舍弗勒技术股份两合公司 噪音和磨损被优化的用于支承轴的滚动轴承
US11542985B2 (en) 2018-09-26 2023-01-03 Ntn Corporation Rolling bearing and wind power generation rotor shaft support device
US11846317B2 (en) 2019-03-25 2023-12-19 Nsk Ltd. Tapered roller bearing
CN113631821B (zh) * 2019-03-25 2024-03-19 日本精工株式会社 圆锥滚子轴承
KR20210130797A (ko) * 2019-03-25 2021-11-01 닛본 세이고 가부시끼가이샤 원추 롤러 베어링
CN113631821A (zh) * 2019-03-25 2021-11-09 日本精工株式会社 圆锥滚子轴承
KR102647465B1 (ko) 2019-03-25 2024-03-13 닛본 세이고 가부시끼가이샤 원추 롤러 베어링
CN113646126A (zh) * 2019-04-04 2021-11-12 马自达汽车株式会社 双曲面齿轮的制造方法
CN113646126B (zh) * 2019-04-04 2023-10-20 马自达汽车株式会社 双曲面齿轮的制造方法
CN111085943A (zh) * 2019-12-24 2020-05-01 中国航发哈尔滨轴承有限公司 一种应用于轴承套圈工作表面的装置及其喷丸强化方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011105077A1 (ja) 2011-09-01
EP2458237A1 (en) 2012-05-30
JP2011196543A (ja) 2011-10-06

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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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