JP2002257145A - Manufacturing method for rolling bearing and bearing ring of rolling bearing - Google Patents
Manufacturing method for rolling bearing and bearing ring of rolling bearingInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、比較的薄肉の転が
り軸受、及び、その軌道輪の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a relatively thin rolling bearing and a method for manufacturing a bearing ring thereof.
【０００２】また、本発明は、複写機（ディジタルＰＰ
Ｃ、カラーＰＰＣ等）、プリンター（カラーＬＢＰ、カ
ラーＬＥＤ方式のプリンタ等）などの電子写真プロセス
機器のロール支持装置に関する。Further, the present invention relates to a copying machine (digital PP).
C, color PPC, etc.), and a roll support device for electrophotographic process equipment such as a printer (color LBP, color LED type printer, etc.)
【０００３】[0003]
【従来の技術】例えば、電子写真プロセス機器において
は、装置のコンパクト化と低価格化の傾向が顕著であ
り、それに伴い、機器内で各種ロールをハウジングに対
して転がり軸受で回転自在に支持するロール支持装置に
も一層のコンパクト化と低コスト化が要求されるように
なってきた。特に、カラープリンタやカラー複写機等で
は、近年、４連タンデム方式と呼ばれる、４本の感光ド
ラムを併設した構成を画像形成部に採用する場合が多く
なってきており、ロール支持装置の転がり軸受や各種部
品に対するコンパクト化と低コスト化の要請は強い。2. Description of the Related Art For example, in electrophotographic process equipment, there is a remarkable tendency to reduce the size and cost of the apparatus, and accordingly, various rolls are rotatably supported by a rolling bearing with respect to a housing in the equipment. The roll supporting device has also been required to be further compact and low in cost. In particular, in recent years, in a color printer, a color copier, and the like, a configuration in which four photosensitive drums, which are called a four-drum tandem system, are provided in an image forming section has been often used. There is a strong demand for compact and low cost components and various parts.
【０００４】一般に、転がり軸受の軌道輪は、旋削、熱
処理、研削（軌道溝の超仕上げを含む）という工程で製
造される。研削工程は、熱処理工程で生じた変形（熱処
理変形）や酸化スケールの除去等を目的として行ない、
熱処理後の軌道輪の幅面、内径面、外径面、及び軌道溝
を研削によって所要の寸法形状に仕上げている。一方、
旋削工程では、後の研削工程での研削量を見込んで研削
取代を設けるが、ワーク（軌道輪）の熱処理変形量はそ
の寸法・形状、熱処理条件等によって多種多様であり、
研削取代は、通常、熱処理変形量が最も大きくなる場合
を想定して設定している。そのために、研削工程のサイ
クルタイムが長くなる傾向にあり、このことが軌道輪、
ひいては転がり軸受の生産性、コスト性に影響してく
る。[0004] In general, a bearing ring of a rolling bearing is manufactured by processes such as turning, heat treatment, and grinding (including super finishing of a raceway groove). The grinding process is performed for the purpose of removing deformation (heat treatment deformation) and oxide scale generated in the heat treatment process,
After heat treatment, the width, inner diameter, outer diameter, and raceway of the bearing ring are finished to required dimensions and shapes by grinding. on the other hand,
In the turning process, a grinding allowance is provided in anticipation of the amount of grinding in the subsequent grinding process, but the amount of heat treatment deformation of the work (track ring) varies depending on its size, shape, heat treatment conditions, etc.
The grinding allowance is usually set on the assumption that the heat treatment deformation amount is the largest. As a result, the cycle time of the grinding process tends to be longer, and this
As a result, it affects the productivity and cost of the rolling bearing.
【０００５】そこで、従来、比較的厚肉で大径の軌道輪
では、熱処理工程の焼入れ時に軌道輪（ワーク）の外周
を拘束型で拘束して、熱処理変形を修正することが試み
られてきた。Therefore, conventionally, in the case of a relatively thick and large-diameter race, it has been attempted to correct the deformation of the heat treatment by constraining the outer periphery of the race (work) at the time of quenching in the heat treatment step with a constraint type. .
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、焼入れ
時の変形修正は、ワークの瞬間的な寸法変化を利用する
ため、ワークと拘束型にかかる荷重が大きく、ワークを
拘束型から取り出す際に油圧プレス等の大きな外力を与
える装置が必要となる。また、ワークの取り出し時に、
拘束型とワークとの間に大きな摩擦力が発生して、ワー
クに損傷を与える可能性もある。特に、比較的薄肉の軌
道輪、とりわけ比較的薄肉で小径の軌道輪では、ワーク
自体の剛性が小さいこともあって、取り出し時の外力に
よってワークに変形等の問題が生じることが懸念され
る。However, since the deformation correction during quenching utilizes the instantaneous dimensional change of the work, the load applied to the work and the constraining die is large. A device that applies a large external force, such as the above, is required. Also, when taking out the work,
A large frictional force is generated between the constraint type and the work, which may damage the work. In particular, in the case of a relatively thin bearing ring, in particular, a relatively thin and small-diameter bearing ring, there is a concern that a problem such as deformation of the work may occur due to an external force at the time of removal because the rigidity of the work itself is small.
【０００７】本発明は、上記のような従来技術上の問題
点に鑑み、コンパクトかつ低コストで、比較的良好な精
度を有する転がり軸受を提供し、また、そのような転が
り軸受の軌道輪を比較的良好な精度を確保しつつ、簡易
な設備で簡易に製造することができる製造方法を提供す
ることを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, and provides a compact and low-cost rolling bearing having relatively good accuracy. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method capable of easily manufacturing with simple equipment while securing relatively good accuracy.
【０００８】本発明の他の目的は、電子写真プロセス機
器のロール支持装置の製造コスト低減を図ることにあ
る。Another object of the present invention is to reduce the manufacturing cost of a roll supporting device for an electrophotographic process device.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、内輪と、外輪と、内輪の軌道溝と外輪の
軌道溝との間に介在する複数の転動体とを有する転がり
軸受において、幅寸法Ｂと断面高さＨとの比Ｂ／Ｈが
１．５以上、２．０以下で、内輪および外輪のうち少な
くとも一方の軌道溝の表面が旋削面又は塑性加工面であ
る構成を提供する。In order to achieve the above object, the present invention provides a rolling bearing having an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements interposed between a raceway groove of the inner race and a raceway groove of the outer race. Wherein the ratio B / H of the width dimension B to the cross-sectional height H is 1.5 or more and 2.0 or less, and the surface of at least one of the raceways of the inner ring and the outer ring is a turned surface or a plastically worked surface. I will provide a.
【００１０】ここで、「幅寸法Ｂ」は外輪の軸方向幅寸
法を表し、「断面高さＨ」は（外輪外径−内輪内径）／
２を表す。比Ｂ／Ｈが大きいほど軸受の扁平度合いが高
まり、より薄肉で幅広（軸方向寸法が大）の軸受とな
る。従って、同じ内輪内径の軸受に対して、外輪外径が
コンパクトになり、また、幅広であることにより、必要
なグリース封入量を確保すると共に、ハメアイ面圧を低
減して、負荷容量の低下を抑制することが可能となる。
しかし、比Ｂ／Ｈが２．０を超えると、転動体の径、内
輪及び外輪の肉厚を必要程度に確保することが困難とな
り、負荷容量の低下が懸念されると同時に、グリース封
入量が過小となり、耐久性の低下が懸念される。一方、
比Ｂ／Ｈが１．５未満であると、薄肉で幅広であること
の効果が得られない。従って、比Ｂ／Ｈは１．５以上、
２．０以下とするのが最適である。Here, "width B" represents the axial width of the outer ring, and "cross-sectional height H" is (outer ring outer diameter-inner ring inner diameter) /
2 is represented. The larger the ratio B / H, the higher the degree of flatness of the bearing, resulting in a thinner and wider bearing (having a large axial dimension). Therefore, for bearings with the same inner ring inner diameter, the outer ring outer diameter is more compact and wider, so that the required amount of grease is secured and the load on the load is reduced by reducing the surface pressure of the seal. It becomes possible to suppress.
However, if the ratio B / H exceeds 2.0, it becomes difficult to secure the diameter of the rolling elements and the thicknesses of the inner ring and the outer ring to a necessary degree, and there is a concern that the load capacity may decrease. Is too small, and there is a concern that the durability may decrease. on the other hand,
If the ratio B / H is less than 1.5, the effect of being thin and wide cannot be obtained. Therefore, the ratio B / H is 1.5 or more,
Optimally, 2.0 or less.
【００１１】また、内輪および外輪のうち少なくとも一
方の軌道溝の表面を旋削面又は塑性加工面とすることに
より、研削加工を施した従来軸受に比べて製造コストの
低減を図ることができる。ここで、「旋削面」は旋削加
工によって形成された表面、「塑性加工面」は鍛造加
工、冷間ローリング加工等の塑性加工によって成形され
た表面をいう。[0011] Further, by making the surface of at least one of the raceways of the inner ring and the outer ring a turned surface or a plastically worked surface, the production cost can be reduced as compared with a conventional bearing which has been subjected to a grinding process. Here, the "turning surface" refers to a surface formed by turning, and the "plastic working surface" refers to a surface formed by plastic working such as forging or cold rolling.
【００１２】上記構成において、内輪および外輪のうち
少なくとも一方の軌道溝の溝底径不同を０．０３ｍｍ以
下とすることができる。これにより、転がり軸受として
の比較的良好な精度を確保することができる。ここで、
「溝底径不同」は、ＪＩＳＢ０１０４に準拠し、軌道溝
の溝底の最大直径と最小直径との直径差をいう。In the above configuration, the groove bottom diameter of at least one of the inner race and the outer race can be 0.03 mm or less. Thereby, relatively good precision as a rolling bearing can be secured. here,
The “groove bottom diameter difference” refers to the difference between the maximum diameter and the minimum diameter of the groove bottom of the raceway groove in accordance with JISB0104.
【００１３】上記少なくとも一方の軌道溝の表面粗さは
０．１μｍＲａ以上、好ましくは、０．１μｍＲａ以
上、０．８μｍ以下、より好ましくは、０．１μｍＲａ
以上、０．３μｍ以下とするのが良い。これにより、製
造コストを低減しつつ、転がり軸受としての比較的良好
な精度を確保することができる。The surface roughness of the at least one raceway groove is 0.1 μmRa or more, preferably 0.1 μmRa or more and 0.8 μm or less, more preferably 0.1 μmRa.
As described above, the thickness is preferably 0.3 μm or less. As a result, it is possible to secure relatively good precision as a rolling bearing while reducing manufacturing costs.
【００１４】本願発明は、特に、内輪の内径が１０ｍｍ
以上、３５ｍｍ以下の転がり軸受に好適で、とりわけ、
電子写真プロセス機器に装備されるロールをハウジング
に対して回転自在に支持する転がり軸受に好適である。In the present invention, in particular, the inner diameter of the inner ring is 10 mm.
Above, suitable for rolling bearings of 35 mm or less,
It is suitable for a rolling bearing that rotatably supports a roll provided in an electrophotographic process device with respect to a housing.
【００１５】また、本発明は、上記目的を達成するた
め、電子写真プロセス機器に装備されるロールをハウジ
ングに対して転がり軸受で回転自在に支持したロール支
持装置であって、転がり軸受の軌道輪の軌道溝の表面が
旋削面又は塑性加工面である構成を提供する。ロール支
持装置における転がり軸受の軌道輪の軌道溝の表面を旋
削面又は塑性加工面とすることにより、従来装置に比べ
て製造コストの低減を図ることができる。According to another aspect of the present invention, there is provided a roll supporting apparatus for rotatably supporting a roll mounted on an electrophotographic process apparatus with respect to a housing by a rolling bearing. In which the surface of the raceway groove is a turning surface or a plastic working surface. By making the surface of the raceway groove of the raceway of the rolling bearing in the roll support device a turned surface or a plastically processed surface, the manufacturing cost can be reduced as compared with the conventional device.
【００１６】また、本発明は、上記目的を達成するた
め、軌道輪を所要寸法形状に加工する加工工程と、前記
加工後の軌道輪に焼入れ処理を行なう焼入れ工程と、前
記焼入れ後の軌道輪の内径面に、該軌道輪の形成材料よ
りも線膨張係数の大きな材料からなる矯正型を挿入し、
前記軌道輪を前記矯正型と共に加熱して焼戻し処理を行
なう焼戻し工程とを含む軸受軌道輪の製造方法を提供す
る。Further, in order to achieve the above object, the present invention provides a processing step of processing a raceway into a required size and shape, a quenching step of quenching the raceway after the processing, and a raceway after the quenching. Insert a straightening die made of a material having a larger linear expansion coefficient than the material forming the race,
A tempering step of performing a tempering process by heating the bearing ring together with the straightening die.
【００１７】ここで、「加工工程」は、素材から軌道輪
を所要寸法形状に加工する工程である。軌道輪の形成材
料は特に限定されず、軸受鋼、肌焼鋼など、任意の金属
材料を用いることができる。また、「加工工程」におけ
る加工法も特に限定されず、旋削加工、鍛造加工、冷間
ローリング加工など、任意の加工法を採用することがで
きる。さらに、「焼入れ工程」における焼入れ法も特に
限定されず、ずぶ焼入れ、浸炭焼入れ、浸炭窒化焼入
れ、高周波焼入れなど、任意の焼入れ法を採用すること
ができる。Here, the "processing step" is a step of processing a bearing ring into a required size and shape from a material. The material for forming the bearing ring is not particularly limited, and any metal material such as bearing steel and case hardening steel can be used. Further, the processing method in the “processing step” is not particularly limited, and any processing method such as turning, forging, and cold rolling can be employed. Furthermore, the quenching method in the “quenching step” is not particularly limited, and any quenching method such as soot quenching, carburizing and quenching, carbonitriding and quenching, and induction hardening can be employed.
【００１８】「焼戻し工程」は、焼入れ処理後の軌道輪
を再加熱して、その組織を安定化すると共に、焼入れ処
理工程で生じた熱変形の修正および寸法調整を行なっ
て、軌道輪の形状・寸法精度を高める工程である。「焼
戻し工程」における焼戻し法は特に限定されず、低温焼
戻し、高温焼戻し、オーステンパーなど、任意の焼戻し
法を採用することができる。In the "tempering step", the orbital ring after the quenching treatment is re-heated to stabilize its structure, and at the same time, the thermal deformation generated in the quenching step is corrected and its size is adjusted, so that the shape of the orbital ring is adjusted.・ This is a step to improve dimensional accuracy. The tempering method in the “tempering step” is not particularly limited, and any tempering method such as low-temperature tempering, high-temperature tempering, and austempering can be adopted.
【００１９】焼戻し工程で用いる矯正型は、軌道輪の形
成材料よりも線膨張係数の大きな材料で形成され、軌道
輪の内径面が装着される外周面は所要精度の真円に仕上
げられる。矯正型の外径は、軌道輪を矯正型に装着し、
また矯正型から取り外す時の両者の温度（例えば、室温
程度）において、矯正型の外径が軌道輪の内径と同程度
か、僅かに小さくなるように設定される。そうすること
により、油圧プレス等の装置を使用することなく、また
軌道輪に損傷を与えることなく、軌道輪を矯正型に容易
に装着し、また矯正型から容易に取り外すことができ
る。尚、軌道輪の装着、取り外し時のカミコミを防止す
るため、矯正型の表面に摩擦力低減のための被覆層を形
成しても良い。この被覆層として、例えば、ＴｉＮ層を
挙げることができる。The straightening die used in the tempering step is formed of a material having a larger linear expansion coefficient than the material of the bearing ring, and the outer peripheral surface on which the inner diameter surface of the bearing ring is mounted is finished to a perfect circle with required accuracy. For the outer diameter of the correction type, attach the bearing ring to the correction type,
Further, at both temperatures (for example, about room temperature) at the time of removal from the straightening die, the outer diameter of the straightening die is set to be equal to or slightly smaller than the inner diameter of the bearing ring. By doing so, the bearing ring can be easily mounted on and removed from the straightening die without using a device such as a hydraulic press and without damaging the bearing ring. In addition, a coating layer for reducing the frictional force may be formed on the surface of the correction mold in order to prevent dents when mounting and removing the bearing ring. As this coating layer, for example, a TiN layer can be mentioned.
【００２０】焼戻し工程において、矯正型は軌道輪の内
径面に挿入され、軌道輪と共に加熱される。加熱に伴
い、両者の線膨張係数の違いから、矯正型の外周面が軌
道輪の内径面に圧接して、軌道輪を内径側から拘束す
る。これにより、軌道輪は矯正型にならって変形が修正
されて、所要精度の真円となる。In the tempering process, the straightening die is inserted into the inner diameter surface of the bearing ring, and is heated together with the bearing ring. With the heating, the outer peripheral surface of the correction mold is pressed against the inner diameter surface of the bearing ring due to the difference between the two coefficients of linear expansion, thereby restraining the bearing ring from the inner diameter side. As a result, the deformation of the bearing ring is corrected according to the correction type, and the bearing ring becomes a perfect circle with the required accuracy.
【００２１】本発明の製造方法によれば、焼入れ時の熱
変形が焼戻し工程で修正されて、焼戻し後の軌道輪の形
状・寸法精度が高められるので、従来行なわれていた研
削工程を廃止しても、完成後の軌道輪の形状・寸法精度
を比較的良好に確保することができる。また、焼戻し後
に研削加工を行なう場合でも、研削加工のサイクルタイ
ムを削減することができる。研削加工を廃止する場合、
焼戻し工程の後にタンブラー加工、ショットブラスト加
工などを付加しても良い。According to the manufacturing method of the present invention, thermal deformation during quenching is corrected in the tempering step, and the shape and dimensional accuracy of the orbital ring after tempering is enhanced, so that the grinding step conventionally performed is eliminated. However, the shape and dimensional accuracy of the completed bearing ring can be ensured relatively well. Further, even when grinding is performed after tempering, the cycle time of grinding can be reduced. When abolishing the grinding process,
Tumble processing, shot blast processing, etc. may be added after the tempering step.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
従って説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２３】図５は、４連タンデム型ドラムを備えた静
電転写複写機の主要部を概念的に示している。この静電
転写複写機は、４つの感光ドラム１１と、各感光ドラム
１１にそれぞれ対応して配設された現像部１２および帯
電電極１３と、中間転写体１５と、定着部１６と、画像
書き込み装置としてのポリゴンスキャナモータ１４とを
主要な要素として構成される。帯電電極１３により感光
ドラム１１に電荷が与えられ、さらにポリゴンスキャナ
モータ１４により露光が行われると、光の強弱に応じた
電荷が感光ドラム１１上に静電潜像を形成する。ここに
逆極性電荷をもつトナーが現像部１２から付着して可視
像ができ、この可視像が中間転写体１５に転写され、さ
らに中間転写体１５から用紙２１に転写される。そし
て、その用紙２１が定着部１６に送られ、加熱及び加圧
が行われてトナーが紙面に固着する。FIG. 5 conceptually shows a main part of an electrostatic transfer copying machine having a four-drum tandem type drum. The electrostatic transfer copying machine includes four photosensitive drums 11, a developing unit 12 and a charging electrode 13, which are disposed in correspondence with each photosensitive drum 11, an intermediate transfer body 15, a fixing unit 16, and an image writing unit. A polygon scanner motor 14 as a device is constituted as a main element. When charge is applied to the photosensitive drum 11 by the charging electrode 13 and exposure is performed by the polygon scanner motor 14, the charge corresponding to the intensity of light forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum 11. Here, the toner having the opposite polarity charge adheres from the developing unit 12 to form a visible image. This visible image is transferred to the intermediate transfer body 15, and further transferred from the intermediate transfer body 15 to the paper 21. Then, the sheet 21 is sent to the fixing unit 16, where heating and pressurization are performed, and the toner is fixed on the sheet surface.
【００２４】定着部１６には、例えば、加熱ロール１７
と、定着ロール１８と、加圧兼加熱ロール２０が配設さ
れる。加熱ロール１７および定着ロール１８には、ポリ
イミド等からなる樹脂シート１９が装着されており、加
熱ロール１７の熱を樹脂シート１９を介して用紙２１に
加える構成とされている。加熱ロール１７および加圧兼
加熱ロール２０の内部にはそれぞれヒータが内装され
る。The fixing unit 16 includes, for example, a heating roll 17
, A fixing roll 18 and a pressurizing / heating roll 20 are provided. A resin sheet 19 made of polyimide or the like is mounted on the heating roll 17 and the fixing roll 18, and heat of the heating roll 17 is applied to the paper 21 via the resin sheet 19. Heaters are provided inside the heating roll 17 and the pressure and heating roll 20, respectively.
【００２５】図６は、加圧兼加熱ロール２０の周辺部を
示している。加圧兼加熱ロール２０は、内部にヒータ２
０ａを備え、その両軸端部は耐熱ブッシュ２１および転
がり軸受２２を介してハウジング２３に嵌合される。ま
た、加圧兼加熱ロール２０の一端部に、例えば駆動スプ
ロケット２４が一体又は別体に設けられる。加圧兼加熱
ロール２０は、図示されていない駆動手段から動力伝達
手段を介して駆動スプロケット２４に入力される回転動
力によって回転駆動され、その回転が転がり軸受２２で
ハウジング２３に対して回転自在に支持される。FIG. 6 shows a peripheral portion of the pressure and heating roll 20. The pressurizing and heating roll 20 has a heater 2 inside.
0a, both ends of which are fitted to a housing 23 via a heat-resistant bush 21 and a rolling bearing 22. Further, at one end of the pressurizing and heating roll 20, for example, a driving sprocket 24 is provided integrally or separately. The pressurizing and heating roll 20 is rotationally driven by rotational power input from a driving means (not shown) to a driving sprocket 24 via a power transmission means, and the rotation is rotatable with respect to a housing 23 by a rolling bearing 22. Supported.
【００２６】図１は、加圧兼加熱ロール２０をハウジン
グ２３に対して回転自在に支持する転がり軸受２２を示
している。この実施形態において、転がり軸受２２は深
溝玉軸受であり、加圧兼加熱ロール２０の軸端部に耐熱
ブッシュ２１を介して嵌合される内輪１と、ハウジング
２３の内周に嵌合される外輪２と、内輪１の軌道溝１ａ
と外輪２の軌道溝２ａとの間に介在する複数の転動体と
してのボール３と、ボール３を円周所定間隔に保持する
保持器４と、軸受内部を密封するシール５及び６とを備
えている。軸受内部空間Ｓにはグリースが封入される。FIG. 1 shows a rolling bearing 22 that rotatably supports a pressurizing / heating roll 20 with respect to a housing 23. In this embodiment, the rolling bearing 22 is a deep groove ball bearing, and is fitted to the inner ring 1 fitted to the shaft end of the pressurizing and heating roll 20 via the heat-resistant bush 21 and to the inner periphery of the housing 23. Outer ring 2 and raceway groove 1a of inner ring 1
Ball 3 as a plurality of rolling elements interposed between the bearing 3 and the raceway groove 2a of the outer ring 2, a retainer 4 for holding the balls 3 at predetermined circumferential intervals, and seals 5 and 6 for sealing the inside of the bearing. ing. Grease is sealed in the bearing internal space S.
【００２７】この実施形態において、内輪１の内径ｄは
１０ｍｍ以上、３５ｍｍ以下の範囲で採択され、外輪２
の軸方向幅寸法Ｂと断面高さＨ｛Ｈ＝（外輪外径Ｄ−内
輪内径ｄ）／２｝との比Ｂ／Ｈは１．５以上、２．０以
下の範囲に設定される。尚、従来、この種の電子写真プ
ロセス機器に使用される転がり軸は、比Ｂ／Ｈが１．０
〜１．２程度のものが一般的である。また、内輪１の軌
道溝１ａの溝底径不同、外輪２の軌道溝２ａの溝底径不
同は、それぞれ０．０３ｍｍ以下、軌道溝１ａの表面粗
さ、軌道溝２ａの表面粗さは、それぞれ０．１μｍＲａ
以上、０．８μｍ以下である。また、内輪１および外輪
２の表面、特に軌道溝１ａおよび軌道溝２ａの表面は、
それぞれ、旋削加工によって形成された旋削面である。In this embodiment, the inner diameter d of the inner ring 1 is adopted in a range of 10 mm or more and 35 mm or less,
, The ratio B / H of the axial width B to the cross-sectional height H {H = (outer ring outer diameter D-inner ring inner diameter d) / 2} is set in the range of 1.5 or more and 2.0 or less. Conventionally, the rolling shaft used in this type of electrophotographic process equipment has a ratio B / H of 1.0.
Generally, the thickness is about 1.2. The groove bottom diameter of the raceway groove 1a of the inner ring 1 and the groove bottom diameter of the raceway groove 2a of the outer ring 2 are respectively 0.03 mm or less, and the surface roughness of the raceway groove 1a and the surface roughness of the raceway groove 2a are as follows: 0.1 μm Ra each
At least 0.8 μm. Also, the surfaces of the inner ring 1 and the outer ring 2, particularly the surfaces of the raceway grooves 1a and 2a,
Each is a turning surface formed by turning.
【００２８】比Ｂ／Ｈを上記範囲内に設定することによ
り、従来品に比べ、内輪内径ｄに対して外輪外径Ｄが相
対的に小さくなるため、加圧兼加熱ロール２０の両軸端
部周辺構造の設計自由度を高めることができ、また半径
方向寸法のコンパクト化を図ることが可能となる。ま
た、従来品では、外輪外径の制約が厳しくなると、耐熱
ブッシュ２１に配置が難しくなる場合があったが、実施
形態品では、同じ外輪外径Ｄに対して内輪内径ｄが相対
的に大きくなるため、耐熱ブッシュ２１の配置が可能で
ある。By setting the ratio B / H within the above range, the outer diameter D of the outer ring becomes relatively smaller than the inner diameter d of the inner ring as compared with the conventional product. The degree of freedom in designing the peripheral structure can be increased, and the size in the radial direction can be reduced. Further, in the conventional product, if the restriction on the outer diameter of the outer ring becomes strict, the arrangement of the heat-resistant bushing 21 becomes difficult in some cases. However, in the embodiment product, the inner ring inner diameter d is relatively larger than the same outer ring outer diameter D. Therefore, the heat-resistant bush 21 can be arranged.
【００２９】また、軌道溝１ａ及び軌道溝２ａの溝底径
不同、表面粗さが上記範囲内であることにより、この実
施形態の転がり軸受２２は、比較的良好な回転精度と耐
久寿命とを有する。Further, since the groove bottom diameters of the raceway groove 1a and the raceway groove 2a are not the same and the surface roughness is within the above-mentioned range, the rolling bearing 22 of this embodiment has relatively good rotational accuracy and durable life. Have.
【００３０】この実施形態の転がり軸受２２における内
輪１（外輪２）は、例えば以下に説明する加工工程→焼
入れ工程→焼戻し工程という主要工程を経て製造され
る。The inner ring 1 (outer ring 2) of the rolling bearing 22 of this embodiment is manufactured through, for example, the following main steps of a processing step, a quenching step, and a tempering step.
【００３１】まず、棒状又はパイプ状の金属素材から旋
削加工によって内輪１（外輪２）を図１に示す所要寸法
形状に加工する（加工工程）。ここで使用する金属素材
は、例えば軸受鋼材（ＳＵＪ２材等）である。つぎに、
所要寸法形状に加工した内輪１（外輪２）に対して焼入
れ処理を行ない（焼入れ工程）、その後、焼戻し処理を
行なう（焼戻し工程）。First, the inner ring 1 (outer ring 2) is formed into a required shape as shown in FIG. 1 by turning from a rod-shaped or pipe-shaped metal material (processing step). The metal material used here is, for example, a bearing steel material (SUJ2 material or the like). Next,
A quenching process is performed on the inner ring 1 (outer ring 2) processed into the required size and shape (quenching process), and thereafter, a tempering process is performed (tempering process).
【００３２】図２は、外輪２の焼戻し工程で使用する矯
正型１０を例示している｛内輪１の焼戻し工程で使用す
る矯正型１０’（図４参照）も同様の構成である。｝。
この矯正型１０は円筒状をなし、外輪２よりも線膨張係
数の大きな材料で形成される。外輪２を軸受鋼（ＳＵＪ
２等）で形成する場合、矯正型１０の形成材料としてオ
ーステナイト系ステンレス鋼、高マンガン鋼を挙げるこ
とができる。この実施形態では、安価で入手しやすいと
いう理由からオーステナイト系ステンレス鋼のＳＵＳ３
０３、ＳＵＳ３０４を採用した。ＳＵＪ２およびＳＵＳ
３０３の線膨張係数と、焼戻し工程におけるＳＵＪ２製
の内輪および外輪、ＳＵＳ３０３製の内輪用矯正型およ
び外輪用矯正型の熱膨張見込み量を下記に示す。FIG. 2 illustrates a straightening die 10 used in the tempering process of the outer race 2. The straightening die 10 ′ (see FIG. 4) used in the tempering process of the inner race 1 has the same configuration. ｝.
The correction mold 10 has a cylindrical shape and is formed of a material having a larger linear expansion coefficient than the outer ring 2. Outer ring 2 is made of bearing steel (SUJ
2), an austenitic stainless steel and a high manganese steel can be used as a material for forming the correction mold 10. In this embodiment, SUS3 of austenitic stainless steel is used because it is inexpensive and easily available.
03, SUS304 was adopted. SUJ2 and SUS
The linear expansion coefficient of 303 and the expected amounts of thermal expansion of the inner ring and outer ring made of SUJ2 and the inner ring correction type and outer ring correction type made of SUS303 in the tempering process are shown below.
【００３３】ＳＵＪ２の線膨張係数：１３．４×１０-6
／°Ｃ（２０〜３００°Ｃ） ＳＵＳ３０３の線膨張係数：１７．８×１０-6／°Ｃ
（０〜３１５°Ｃ） 内輪の熱膨張量：φ０．０８７ｍｍ 外輪の熱膨張量：φ０．１０２ｍｍ 内輪用矯正型の熱膨張量：φ０．１１６ｍｍ 外輪用矯正型の熱膨張量：φ０．１３６ｍｍ 矯正型１０の外周面には摩擦力低減のための被覆層、例
えばＴｉＮ層が形成され、その外周面は所要精度の真円
に仕上げられる。また、矯正型１０の外径は、所定温
度、例えば室温下において、外輪２の内径よりも僅かに
小さくなるように設定される。The linear expansion coefficient of SUJ2: 13.4 × 10 -6
/ ° C (20 to 300 ° C) Linear expansion coefficient of SUS303: 17.8 × 10 −6 / ° C
(0 to 315 ° C) Thermal expansion of inner ring: φ0.087 mm Thermal expansion of outer ring: φ0.102 mm Thermal expansion of straightening mold for inner ring: φ0.116 mm Thermal expansion of straightening mold for outer ring: φ0.136 mm Straightening A coating layer for reducing the frictional force, for example, a TiN layer, is formed on the outer peripheral surface of the mold 10, and the outer peripheral surface is finished to a perfect circle with required accuracy. The outer diameter of the correction mold 10 is set to be slightly smaller than the inner diameter of the outer ring 2 at a predetermined temperature, for example, at room temperature.
【００３４】外輪２の焼戻し工程を例にとると、図２に
示すように、まず、焼入れ処理後の外輪２を室温下で矯
正型１０の外周に装着する。その際、矯正型１０の外径
が外輪２の内径よりも小さく設定されているので、外輪
２を矯正型１０に容易に装着することができる。外輪２
の矯正型１０への装着は、例えば手作業でも可能であ
る。Taking the step of tempering the outer race 2 as an example, as shown in FIG. 2, first, the outer race 2 after the quenching treatment is mounted on the outer periphery of the straightening mold 10 at room temperature. At this time, since the outer diameter of the correction mold 10 is set smaller than the inner diameter of the outer ring 2, the outer ring 2 can be easily mounted on the correction mold 10. Outer ring 2
Can be attached to the correction mold 10 by, for example, a manual operation.
【００３５】そして、図３に示すように、矯正型１０に
複数の外輪２を装着した後、例えば焼戻し炉に入れ、複
数の外輪２を矯正型１０と共に所定温度で所定時間加熱
して焼戻し処理を行なう｛焼戻し条件は、例えば、常温
→加熱→２６０°Ｃ×２時間（雰囲気保持）→炉冷→常
温とする。｝。複数の外輪２を矯正型１０に装着して同
時に焼戻し処理を行なうことができるので、生産効率が
高い。外輪２は焼戻し処理によりその組織の安定化が図
られると同時に、焼き戻し炉内での加熱に伴い、熱膨張
量が大となる矯正型１０によって内径側から拘束される
（矯正型１０の外周面が外輪２の内径面に圧接す
る。）。そのため、外輪２は矯正型１０にならって変形
が修正されて、溝底径不同が０．０３ｍｍ以下に規制さ
れる。Then, as shown in FIG. 3, after the plurality of outer races 2 are mounted on the straightening die 10, they are put into, for example, a tempering furnace, and the plurality of outer races 2 are heated together with the straightening die 10 at a predetermined temperature for a predetermined time to perform a tempering process. The tempering conditions are, for example, normal temperature → heating → 260 ° C. × 2 hours (atmosphere holding) → furnace cooling → normal temperature. ｝. Since a plurality of outer races 2 can be mounted on the correction mold 10 and simultaneously tempered, the production efficiency is high. The structure of the outer ring 2 is stabilized by the tempering treatment, and at the same time, the outer ring 2 is restrained from the inner diameter side by the correction mold 10 having a large thermal expansion amount due to heating in the tempering furnace (the outer periphery of the correction mold 10). The surface comes into pressure contact with the inner diameter surface of the outer ring 2). For this reason, the deformation of the outer ring 2 is corrected following the correction mold 10, and the difference in groove bottom diameter is regulated to 0.03 mm or less.
【００３６】焼戻し処理の終了後、外輪２を矯正型１０
と共に焼戻し炉から取り出し、室温に戻った状態で外輪
２を矯正型１０から取り外す。その際、矯正型１０の外
径が外輪２の内径よりも小さく設定されているので、外
輪２を矯正型１０から容易に取り外すことができる。外
輪２の矯正型１０からの取り外しは、例えば手作業でも
可能である。After the completion of the tempering process, the outer ring 2 is
At the same time, the outer ring 2 is removed from the correction mold 10 in a state where the temperature has returned to room temperature. At this time, since the outer diameter of the correction mold 10 is set smaller than the inner diameter of the outer ring 2, the outer ring 2 can be easily removed from the correction mold 10. The outer ring 2 can be removed from the correction mold 10 by, for example, manual operation.
【００３７】以上の工程が終了した後、例えば、外輪２
にタンブラー加工を施して、外輪２の完成品とする。従
って、外輪２には研削加工は施されていない。After the above steps are completed, for example, the outer ring 2
Is subjected to tumbling to obtain a finished outer ring 2. Therefore, the outer ring 2 is not subjected to grinding.
【００３８】内輪１の場合は、図３に示すように、焼入
れ処理後、室温下で矯正型１０’の外周に装着して焼戻
し処理を行なう。矯正型１０’の構造および形成材料
は、外輪２で使用する矯正型１０と同様である。また、
その他の事項も外輪２の場合と同様である。In the case of the inner ring 1, as shown in FIG. 3, after the quenching process, it is mounted on the outer periphery of the straightening mold 10 'at room temperature and tempered. The structure and material of the correction mold 10 ′ are the same as those of the correction mold 10 used in the outer race 2. Also,
Other items are the same as in the case of the outer ring 2.
【００３９】尚、本発明の転がり軸受は、静電転写複写
機における定着部の加熱ロールや加圧ロール、感光ドラ
ム、その他のロールを支持する転がり軸受にも同様に適
用でき、また、電子写真プロセス機器一般、さらにはコ
ンパクト化と低コスト化が要求される用途に使用される
転がり軸受に広く適用できる。The rolling bearing of the present invention can be similarly applied to a rolling bearing for supporting a heating roll, a pressure roll, a photosensitive drum, and other rolls in a fixing section in an electrostatic transfer copying machine. The present invention can be widely applied to rolling bearings used in general for process equipment and for applications requiring compactness and low cost.
【００４０】[0040]
【実施例】内径φ２５ｍｍ×外径φ３２ｍｍ×幅７ｍｍ
の深溝玉軸受の内輪および外輪を旋削→焼入れ→焼戻し
（矯正型による矯正あり）で製造し（実施例品）、ま
た、旋削→焼入れ→焼戻し（矯正型による矯正なし）で
製造して（比較品）、両者の軌道溝の溝底径不同を比較
した。実施例品、比較品ともに、内輪および外輪を軸受
鋼（ＳＵＪ２）で形成し、旋削条件、加熱温度・時間等
の熱処理条件は同じとした。その結果を下記に示す。[Example] Inner diameter φ25 mm × outer diameter φ32 mm × width 7 mm
The inner ring and outer ring of deep groove ball bearings are manufactured by turning → quenching → tempering (with straightening by straightening type) (Example product), and by turning → quenching → tempering (without straightening by straightening type) (comparison) Product), and the difference in groove bottom diameter between the two raceway grooves was compared. The inner ring and the outer ring of both the example product and the comparative product were formed of bearing steel (SUJ2), and the turning conditions, heat treatment conditions such as heating temperature and time were the same. The results are shown below.
【００４１】 溝底径不同（実施例品） 溝底径不同（比較品） 内輪 Ｎｏ．１ ０．０１５ｍｍ ０．０５１ｍｍ Ｎｏ．２ ０．０１３ｍｍ ０．０４２ｍｍ Ｎｏ．３ ０．０１４ｍｍ ０．０４９ｍｍ 外輪 Ｎｏ．１ ０．０１４ｍｍ ０．０４７ｍｍ Ｎｏ．２ ０．０１４ｍｍ ０．０３７ｍｍ Ｎｏ．３ ０．０１４ｍｍ ０．０３５ｍｍ 上記の通り、実施例品では溝底径不同０．０１５ｍｍ以
下の好結果が得られ、比較品に比べて溝底径不同が大幅
に低減することが確認された。No groove bottom diameter (Example product) No groove bottom diameter (Comparative product) Inner ring No. 1 0.015mm 0.051mm No. 2 0.013mm 0.042mm No. 3 0.014mm 0.049mm Outer ring No. No. 1 0.014 mm 0.047 mm No. 2 0.014mm 0.037mm No. 3 0.014 mm 0.035 mm As described above, in the example product, good results with a groove bottom diameter difference of 0.015 mm or less were obtained, and it was confirmed that the groove bottom diameter difference was significantly reduced as compared with the comparative product.
【００４２】[0042]
【発明の効果】本発明は以下の効果を有する。The present invention has the following effects.
【００４３】（１）コンパクトかつ低コストで、比較的
良好な精度を有する転がり軸受を提供することができ
る。(1) A compact and low-cost rolling bearing having relatively good accuracy can be provided.
【００４４】（２）焼入れ時の熱変形が焼戻し工程で修
正されて、軌道輪の形状・寸法精度が高められるので、
従来行なわれていた研削工程を廃止しても、完成後の軌
道輪の形状・寸法を比較的良好に確保することができ
る。また、焼戻し後に研削加工を行なう場合でも、研削
加工のサイクルタイムを削減することができる。従っ
て、軌道輪の所要精度を確保しつつ、製造コストを低減
することができる。(2) Since the thermal deformation at the time of quenching is corrected in the tempering step, the shape and dimensional accuracy of the bearing ring is improved.
Even if the conventional grinding process is abolished, the shape and dimensions of the completed race can be ensured relatively well. Further, even when grinding is performed after tempering, the cycle time of grinding can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost while securing the required accuracy of the race.
【００４５】（３）油圧プレス等の装置を使用すること
なく、また軌道輪に損傷を与えることなく、軌道輪を矯
正型に容易に装着し、また矯正型から容易に取り外すこ
とができる。従って、軌道輪の所要精度を確保しつつ、
簡易な設備で簡易に製造することができる。この効果
は、矯正型の表面に摩擦力低減のための被覆層を形成す
ることによって、一層顕著になる。(3) The bearing ring can be easily mounted on and removed from the straightening die without using a device such as a hydraulic press and without damaging the bearing ring. Therefore, while ensuring the required accuracy of the raceway,
It can be easily manufactured with simple equipment. This effect becomes more remarkable by forming a coating layer for reducing the frictional force on the surface of the correction mold.
【００４６】（４）複数の軌道輪を矯正型に装着して、
同時に焼戻し処理を行なうことができるので、生産効率
が高い。(4) A plurality of races are mounted on the correction mold,
Since the tempering process can be performed at the same time, the production efficiency is high.
【００４７】（５）低コストなロール支持装置を提供す
ることができる。(5) A low-cost roll supporting device can be provided.
【図１】実施形態に係る転がり軸受を示す断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view showing a rolling bearing according to an embodiment.
【図２】外輪を矯正型に装着する時の状態を示す斜視図
である。FIG. 2 is a perspective view showing a state when the outer ring is mounted on a correction mold.
【図３】外輪を矯正型に装着した状態を示す断面図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where the outer ring is mounted on a correction mold.
【図４】内輪を矯正型に装着した状態を示す断面図であ
る。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state where the inner ring is mounted on a correction mold.
【図５】４連タンデム型ドラムを備えた静電転写複写機
の主要部を概念的に示す図である。FIG. 5 is a view conceptually showing a main part of an electrostatic transfer copying machine having a four-drum tandem type drum.
【図６】定着部における加圧兼加熱ロールの周辺部を示
す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a peripheral portion of a pressure and heating roll in a fixing unit.
１ 内輪 １ａ 軌道溝 ２ 外輪 ２ａ 軌道溝 ３ ボール １０ 矯正型 １０’ 矯正型 ２０ 加圧兼加熱ロール ２２ 転がり軸受 ２３ ハウジング REFERENCE SIGNS LIST 1 inner ring 1a raceway groove 2 outer race 2a raceway groove 3 ball 10 straightening type 10 'straightening type 20 pressurizing and heating roll 22 rolling bearing 23 housing
Claims (7)
軌道溝との間に介在する複数の転動体とを有する転がり
軸受において、 幅寸法Ｂと断面高さＨとの比Ｂ／Ｈが１．５以上、２．
０以下で、内輪および外輪のうち少なくとも一方の軌道
溝の表面が旋削面又は塑性加工面であることを特徴とす
る転がり軸受。A rolling bearing having an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements interposed between a raceway groove of the inner race and a raceway groove of the outer race, wherein a ratio B / B of a width dimension B to a cross-sectional height H is provided. H is 1.5 or more;
0 or less, wherein the surface of at least one of the raceway grooves of the inner ring and the outer ring is a turned surface or a plastically worked surface.
同が０．０３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１
記載の転がり軸受。2. A groove bottom diameter of at least one raceway groove is 0.03 mm or less.
The rolling bearing described.
が０．１μｍＲａ以上であることを特徴とする請求項１
又は２記載の転がり軸受。3. The at least one raceway groove has a surface roughness of 0.1 μm Ra or more.
Or the rolling bearing according to 2.
ｍ以下であることを特徴とする請求項１から３の何れか
に記載の転がり軸受。4. The inner ring has an inner diameter of 10 mm or more and 35 m or more.
The rolling bearing according to any one of claims 1 to 3, wherein m is equal to or less than m.
ルをハウジングに対して転がり軸受で回転自在に支持し
たロール支持装置であって、前記転がり軸受の軌道輪の
軌道溝の表面が旋削面又は塑性加工面であることを特徴
とする電子写真プロセス機器のロール支持装置。5. A roll support device in which a roll mounted on an electrophotographic process device is rotatably supported by a rolling bearing with respect to a housing, wherein a surface of a raceway groove of a race of the rolling bearing has a turned surface or a plastic surface. A roll support device for an electrophotographic process device, which is a processed surface.
程と、前記加工後の軌道輪に焼入れ処理を行なう焼入れ
工程と、前記焼入れ後の軌道輪の内径面に、該軌道輪の
形成材料よりも線膨張係数の大きな材料からなる矯正型
を挿入し、前記軌道輪を前記矯正型と共に加熱して焼戻
し処理を行なう焼戻し工程とを含む軸受軌道輪の製造方
法。6. A processing step of processing a bearing ring into a required size and shape, a quenching step of performing a quenching process on the processed bearing ring, and a material for forming the bearing ring on an inner diameter surface of the quenched bearing ring. A tempering step of inserting a straightening die made of a material having a larger coefficient of linear expansion than that of the straightening die, and heating and tempering the race with the straightening die.
被覆層を形成した請求項６記載の軸受軌道輪の製造方
法。7. The method for manufacturing a bearing race according to claim 6, wherein a coating layer for reducing frictional force is formed on the surface of the correction mold.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001005513A JP2002257145A (en) | 2000-12-28 | 2001-01-12 | Manufacturing method for rolling bearing and bearing ring of rolling bearing |
Applications Claiming Priority (3)
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- 2001-01-12 JP JP2001005513A patent/JP2002257145A/en not_active Withdrawn
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