【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＣＴスキャン等の回転支持部に用いられる大径で薄肉な転がり軸受の軌道輪の製造方法および該軌道輪を備えた転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
転がり軸受の軌道輪は、素材の丸棒から鍛造工程および旋削工程を経て、あるいは旋削工程のみでリング部材を成形した後、該リング部材を熱処理工程で硬化処理し、次いで、研磨工程で所定の寸法、粗さに仕上げて製造される（表１の従来例の欄参照）。
【０００３】
ＣＴスキャン等の回転支持部に用いられる大径で肉薄な転がり軸受の軌道輪についても上記同様の工程を経て製造されるが、大径であるために鍛造工程ではローリング鍛造が行われる。
ローリング鍛造は、図６（ａ）に示すように、熱間状態の素材リング１の内径面にマンドレル２、外径面にロール３をそれぞれ配置した状態で、マンドレル２とロール３を素材リング１の内外径面に圧接しながら回転させることで該素材リング１を所定の寸法に拡径して鍛造リング４とし（図６（ｂ）参照）、次いで、該鍛造リング４を焼鈍して加工可能な状態にした後、鍛造リング４を旋削して熱処理前のリング部材５を完成させる。
なお、この例では、１つ鍛造リング４で２つのリング部材５を得る場合を示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ローリング鍛造は、熱間鍛造で高精度な寸法を維持することが難しいために材料歩留まりが悪く、しかも大変大掛かりな特殊な設備を要し、かつ、大変手間のかかる作業であるため、素材リング１の材料供給から鍛造リング４を旋削してリング部材５を得るまでに時間がかかることから旋削段階での鍛造リング４を作り溜めしておく必要があり、旋削段階での材料在庫が多いという問題がある。
【０００５】
このように、軌道輪を製造するに際し、素材リング１の材料供給から鍛造リング４を旋削してリング部材５を得るまでに時間がかかり、旋削段階での材料（鍛造リング４）在庫が多いということは、転がり軸受の急な設計変更に対して納期が対応できないとか材料在庫を抱えるという問題で不利である。
【０００６】
また、転がり軸受の急な試作依頼に対して、通常の小径の転がり軸受では、材料歩留まりを気にしなければ、鍛造を省略し旋削のみでリング部材５を得て軌道輪を製造することができるが、径が大きな軌道輪を製造する場合には必ずローリング鍛造が必要となるため、対応が困難である。
【０００７】
本発明はこのような問題を解消するためになされたものであり、材料歩留りの向上を図ることができるとともに、材料在庫を減らすことができるようにして軌道輪の生産効率の向上を図り、これにより、大径で薄肉の軌道輪を備えた転がり軸受の急な設計変更や試作依頼に対して迅速に対応することができる軌道輪の製造方法および該軌道輪を備えた転がり軸受を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、転がり軸受の軌道輪の製造方法において、棒材をリング状に曲げ加工して周方向の両端を溶接したリング部材を用いて前記軌道輪を製造することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、一対の軌道輪間に複数の転動体が周方向の転動可能に配設された転がり軸受において、前記一対の軌道輪の内の少なくとも一方の軌道輪が、棒材をリング状に曲げ加工して周方向の両端を溶接したリング部材を用いて形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２において、ＣＴスキャンの回転支持部に用いることを特徴とする。
上記各構成によれば、素材としての棒材をリング状に曲げ加工して周方向の両端を溶接したリング部材を用いているため、素材リングをローリング鍛造して得られた従来のリング部材に比べて、肉厚精度が高くなって材料歩留まりの向上を図ることができ、しかもロール成形機等の簡単な設備で短時間でリング部材を得ることができるため旋削段階での材料在庫を減らすことができる。
この結果、軌道輪の生産効率の向上を図ることができ、大径で薄肉の軌道輪を備えた転がり軸受の急な設計変更や試作依頼に対して迅速に対応することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る軌道輪の製造方法を説明するための説明図、図２はリング部材を示す図、図３は融接の一例である突き合わせ抵抗溶接の説明図、図４は溶接部の断面を示す写真である。
【００１２】
本発明の一実施形態に係る軌道輪の製造方法は、図１に示すように、ロール成形機の互いに径の異なるロール１０ａ，１０ｂ間に、予め所定長さに切断された棒材２０を投入して曲げ加工を施すことで該棒材２０を所定のＲ寸法のリング状に成形し、次いで、図２に示すように、リング状成形体３０の周方向の両端を溶接してリング部材４０を得る。
【００１３】
溶接には溶接棒等の溶接材を使用する肉盛り溶接と溶接材を使用しない溶融溶接（以下、融接）があるが、溶接材を使用すると溶接部５０の強度が低下して軸受寿命の低下を招く虞れがあるため、この実施の形態では、融接を採用する。
融接の一例として、比較的安価に溶接ができる突き合わせ抵抗溶接の説明図を図３に示す。
【００１４】
突き合わせ抵抗溶接は、図１に示すロール成形機で成形されたリング状成形体３０の周方向に両端部にそれぞれ電極６０，６１を取り付け、端部同士を接触させた状態で通電すると同時に軸方向に圧力を加えることで、端部同士をアーク放電によるジュール熱により加熱して溶融接合する方法であり、比較的熱影響の少ない溶接ができる。
なお、図３において、符号６２は交流電流、６３は変圧器で、電極６１側は軸方向に移動可能に取り付けられている。
【００１５】
図４に溶接部５０の断面を示す。
ここで、溶接後の母材（リング状成形体３０）は、十分に焼鈍する必要がある、未焼鈍材であると溶接割れを起こす可能性がある。また、抵抗溶接では図４に示すようにばりが出ることからグラインダ等でばりを削り落とす必要がある。
更に、溶接部５０の品質を非溶接部の品質と同等とするために、必要に応じて焼鈍を行う必要がある。溶接部５０は、炭化物がすべて溶け込んでいるので、例えば高炭素の軸受鋼（ＳＵＪ２、ＳＵＪ３等）等の場合は、残留オーステナイト量が高い状態になって焼入れ後も硬さが非溶接部よりも低くなってしまうからである。この場合、球状化焼鈍が理想的であるが、軟化焼鈍でもよい。棒材１０として、前記軸受鋼でもよいが０．４５〜０．７５重量％の炭素を含有する材料を選定するのが好ましい。炭素含有量の下限値を０．４５重量％としたのは、軸受に必要な硬さＨＲＣ５８を得るためであり、上限を０．７５重量％としたのは、これを超えると残留オーステナイトが多くなり硬さが低下するからである。
【００１６】
そして、上記のようにして得られたリング部材４０に対して、熱処理の変形矯正焼入れの工程能力により旋削取代を設定し熱処理、研磨を行うか、或いはそのまま熱処理を行い、その後、旋削、研磨を行うことで転がり軸受の軌道輪が製造される。
表１に従来例と実施形態例の工程概略を示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
このようにこの実施の形態では、素材としての棒材２０をリング状に曲げ加工して周方向の両端を溶接したリング部材４０を用いているため、素材リングをローリング鍛造して得られた従来のリング部材に比べて、肉厚精度が高くなって材料歩留まりの向上を図ることができ、しかもロール成形機等の簡単な設備で短時間でリング部材４０を得ることができるため旋削段階での材料在庫を減らすことができる。
この結果、軌道輪の生産効率の向上を図ることができ、大径で薄肉の軌道輪を備えた転がり軸受の急な設計変更や試作依頼に対して迅速に対応することができる。
【００１９】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、リング状成形体３０の周方向の両端を突き合わせ抵抗溶接で接合する場合を例に採ったが、これに代えて、図５に示す電子ビーム溶接やレーザ溶接、ＴＩＧ溶接でも溶接棒をしなければ採用可能である。むしろ電子ビーム溶接やレーザ溶接は、熱影響が少なく、ばりの発生がほとんどないので大変有効な方法である。
【００２０】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明によれば、材料歩留りの向上を図ることができるとともに、材料在庫を減らすことができるので、軌道輪の生産効率が向上して大径で薄肉の軌道輪を備えた転がり軸受の急な設計変更や試作依頼に対して迅速に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る軌道輪の製造方法を説明するための説明図である。
【図２】リング部材を示す図である。
【図３】融接の一例である突き合わせ抵抗溶接の説明図である。
【図４】溶接部の断面を示す写真である。
【図５】電子ビーム溶接の説明図である。
【図６】ローリング鍛造の説明図である。
【符号の説明】
２０ 棒材
３０ リング状成形体
４０ リング部材
５０ 溶接部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a raceway of a large-diameter and thin-walled rolling bearing used for a rotation support portion such as a CT scan, and a rolling bearing provided with the raceway.
[0002]
[Prior art]
The bearing ring of a rolling bearing is formed from a round bar of a material through a forging process and a turning process, or after a ring member is formed only by a turning process, the ring member is hardened by a heat treatment process, and then a predetermined process is performed by a polishing process. It is manufactured after finishing to dimensions and roughness (see the column of the conventional example in Table 1).
[0003]
A large-diameter and thin bearing ring used for a rotary support portion such as a CT scan is manufactured through the same process as described above. However, because of the large diameter, rolling forging is performed in the forging process.
In the rolling forging, as shown in FIG. 6A, the mandrel 2 and the roll 3 are placed on the material ring 1 while the mandrel 2 is disposed on the inner diameter surface and the roll 3 is disposed on the outer diameter surface of the hot material ring 1. By rotating the material ring 1 to a predetermined size by rotating while pressing against the inner and outer diameter surfaces of the forging ring 4 (see FIG. 6B), the forging ring 4 can be processed by annealing. Then, the forged ring 4 is turned to complete the ring member 5 before the heat treatment.
In this example, a case where two ring members 5 are obtained with one forged ring 4 is shown.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, rolling forging is difficult to maintain high-precision dimensions by hot forging, so the material yield is low, and it requires very large-scale special equipment, and it is a very labor-intensive operation. Since it takes time from turning on the supply of the material of the ring 1 to turning the forged ring 4 to obtain the ring member 5, it is necessary to make and store the forged ring 4 in the turning stage, and there is a large stock of material in the turning stage. There is a problem.
[0005]
As described above, when manufacturing the bearing ring, it takes time from the supply of the material ring 1 to the turning of the forged ring 4 to obtain the ring member 5, and the stock of the material (forged ring 4) in the turning stage is large. This is disadvantageous in that the delivery date cannot be responded to a sudden change in the design of the rolling bearing and that the material stocks are kept.
[0006]
Also, in response to a sudden request for a trial production of a rolling bearing, a normal small-diameter rolling bearing can manufacture a raceway ring by obtaining the ring member 5 only by turning and omitting forging without worrying about the material yield. However, rolling forging is always required when manufacturing a raceway with a large diameter, which is difficult to cope with.
[0007]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and it is possible to improve the material yield and to reduce the material inventory, thereby improving the production efficiency of the bearing ring. To provide a method of manufacturing a bearing ring capable of promptly responding to a sudden design change or a prototype request of a rolling bearing having a large-diameter and thin-walled bearing ring, and a rolling bearing including the bearing ring. With the goal.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a method of manufacturing a race of a rolling bearing, wherein the raceway is formed by bending a rod into a ring shape and using a ring member welded at both ends in a circumferential direction. It is characterized by manufacturing wheels.
[0009]
The invention according to claim 2 is a rolling bearing in which a plurality of rolling elements are arranged between a pair of races so as to be able to roll in a circumferential direction, wherein at least one of the pair of races is a rod. The material is formed by using a ring member obtained by bending a material into a ring shape and welding both ends in a circumferential direction.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the invention is used for a rotation support section of a CT scan.
According to each of the above-described configurations, since a bar member as a material is bent into a ring shape and a ring member welded at both ends in the circumferential direction is used, a conventional ring member obtained by rolling forging a material ring is used. Compared with this, the wall thickness accuracy is higher, the material yield can be improved, and the ring member can be obtained in a short time with simple equipment such as a roll forming machine. Can be.
As a result, it is possible to improve the production efficiency of the bearing ring, and it is possible to quickly respond to a sudden design change or a trial production request of a rolling bearing having a large-diameter, thin-walled bearing ring.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is an explanatory view for explaining a method of manufacturing a bearing ring according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a ring member, and FIG. 3 is an explanatory view of butt resistance welding as an example of fusion welding. 4 is a photograph showing a cross section of the welded portion.
[0012]
As shown in FIG. 1, in the method for manufacturing a bearing ring according to one embodiment of the present invention, a bar 20 previously cut to a predetermined length is put between rolls 10a and 10b of a roll forming machine having different diameters. The rod member 20 is formed into a ring shape having a predetermined R dimension by performing a bending process, and then, as shown in FIG. Get.
[0013]
There are two types of welding: build-up welding using a welding material such as a welding rod and fusion welding without using a welding material (hereinafter referred to as fusion welding). In this embodiment, fusion welding is employed because there is a possibility of causing a decrease.
As an example of the fusion welding, FIG. 3 is an explanatory diagram of butt resistance welding that can be welded relatively inexpensively.
[0014]
In the butt resistance welding, electrodes 60 and 61 are attached to both ends in the circumferential direction of a ring-shaped formed body 30 formed by the roll forming machine shown in FIG. Is a method in which the ends are heated by Joule heat generated by arc discharge to perform fusion bonding, and welding with relatively little heat effect can be performed.
In FIG. 3, reference numeral 62 denotes an alternating current, 63 denotes a transformer, and the electrode 61 side is mounted so as to be movable in the axial direction.
[0015]
FIG. 4 shows a cross section of the welded portion 50.
Here, the base material (the ring-shaped formed body 30) after welding needs to be sufficiently annealed. If it is an unannealed material, there is a possibility that welding cracks may occur. Further, in resistance welding, burrs appear as shown in FIG. 4, so it is necessary to remove the burrs with a grinder or the like.
Further, in order to make the quality of the welded portion 50 equal to the quality of the non-welded portion, it is necessary to perform annealing as necessary. Since all the carbides are dissolved in the welded portion 50, for example, in the case of a high-carbon bearing steel (SUJ2, SUJ3, etc.), the amount of retained austenite is high, and the hardness after quenching is higher than that of the non-welded portion. It is because it becomes low. In this case, spheroidizing annealing is ideal, but softening annealing may be used. Although the above-mentioned bearing steel may be used as the rod 10, it is preferable to select a material containing 0.45 to 0.75% by weight of carbon. The reason why the lower limit of the carbon content is set to 0.45% by weight is to obtain hardness HRC58 required for the bearing, and the upper limit is set to 0.75% by weight. This is because the hardness decreases.
[0016]
Then, with respect to the ring member 40 obtained as described above, a turning allowance is set according to the process capability of deformation correction quenching of heat treatment and heat treatment and polishing are performed, or heat treatment is performed as it is, and then turning and polishing are performed. By doing so, the race of the rolling bearing is manufactured.
Table 1 shows an outline of the steps of the conventional example and the embodiment.
[0017]
[Table 1]
[0018]
As described above, in this embodiment, since the rod member 20 as a material is bent into a ring shape and the ring member 40 in which both ends in the circumferential direction are welded is used, the conventional material obtained by rolling forging the material ring is used. As compared with the ring member, the wall thickness accuracy is improved, the material yield can be improved, and the ring member 40 can be obtained in a short time with simple equipment such as a roll forming machine. Material stock can be reduced.
As a result, it is possible to improve the production efficiency of the bearing ring, and it is possible to quickly respond to a sudden design change or a trial production request of a rolling bearing provided with a large-diameter and thin-walled bearing ring.
[0019]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the case where the both ends in the circumferential direction of the ring-shaped molded body 30 are joined by butt resistance welding is taken as an example. However, instead of this, electron beam welding, laser welding, TIG shown in FIG. It is possible to use welding without welding rod. Rather, electron beam welding and laser welding are very effective methods because they have little thermal effect and hardly generate burrs.
[0020]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, the material yield can be improved, and the material inventory can be reduced. It is possible to respond promptly to sudden design changes and trial requests for rolling bearings with wheels.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a method for manufacturing a bearing ring according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a ring member.
FIG. 3 is an explanatory diagram of butt resistance welding as an example of fusion welding.
FIG. 4 is a photograph showing a cross section of a weld.
FIG. 5 is an explanatory diagram of electron beam welding.
FIG. 6 is an explanatory diagram of rolling forging.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 20 bar 30 ring-shaped formed body 40 ring member 50 welded part
