JP2010111920A - Fixture for surface treatment for spherical body, surface treatment method for spherical body and method for producing spherical component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、球状体の表面処理用治具、球状体の表面処理方法および球状部品の製造方法に関し、より特定的には、表面の全域に対して表面処理を実施することを可能とする球状体の表面処理用治具、球状体の表面処理方法および球状部品の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a spherical surface treatment jig, a spherical surface treatment method, and a spherical component manufacturing method, and more specifically, a spherical shape that enables surface treatment to be performed on the entire surface. The present invention relates to a body surface treatment jig, a spherical body surface treatment method, and a spherical part manufacturing method.
球状体に対して表面改質処理、コーティング処理などの表面処理を実施する場合、当該球状体を浮上させた状態で表面処理を実施しない限り、球状体と当該球状体を保持する治具などの支持部材とが接触した状態で表面処理が実施されることとなる。その結果、球状体の表面のうち、当該支持部材と接触する領域（接触領域）においては表面処理が十分に進行しないおそれがある。特に、接触領域が大きい場合や、接触領域以外の領域（非接触領域）からの拡散などによる接触領域における表面処理の進行が期待できない場合などにおいては、表面の全域に対して表面処理を実施することができないという問題が生じる。 When surface treatment such as surface modification treatment or coating treatment is performed on the spherical body, unless the surface treatment is performed in a state where the spherical body is floated, the spherical body and a jig for holding the spherical body, etc. Surface treatment will be performed in the state which contacted the support member. As a result, the surface treatment may not sufficiently proceed in a region (contact region) in contact with the support member on the surface of the spherical body. In particular, when the contact area is large, or when progress of surface treatment in the contact area due to diffusion from areas other than the contact area (non-contact area) cannot be expected, surface treatment is performed on the entire surface. The problem of being unable to do so arises.
一方、球状体を浮上させた状態で表面処理を実施することにより、球状体の表面の全域に対して表面処理を実施することが可能となる。しかし、球状体を浮上させた状態で表面処理を実施する場合、処理コストが上昇し、また球状体の数量、大きさ、重量などが制限されるという問題がある。 On the other hand, the surface treatment can be performed on the entire surface of the spherical body by performing the surface treatment with the spherical body floating. However, when the surface treatment is carried out in a state where the spherical body is floated, there are problems that the processing cost increases and the number, size, weight, etc. of the spherical body are limited.
これに対し、球状体を転動あるいは回転させつつ表面処理を実施する球状体の表面処理方法が提案されている（たとえば特許文献１〜３参照）。これにより、表面の全域に対して表面処理を実施することができる。
球状体の表面処理においては、球状体の温度が表面処理の速度や品質に影響を与える場合が多い。この場合、球状体の温度が測定されつつ表面処理が実施されることが好ましい。しかしながら、上述のように球状体を転動あるいは回転させつつ表面処理を実施する方法では、表面処理の進行中に球状体の温度を正確に把握することが難しいという問題がある。 In the surface treatment of a spherical body, the temperature of the spherical body often affects the speed and quality of the surface treatment. In this case, it is preferable that the surface treatment is performed while measuring the temperature of the spherical body. However, the method of performing the surface treatment while rolling or rotating the spherical body as described above has a problem that it is difficult to accurately grasp the temperature of the spherical body during the progress of the surface treatment.
そこで、本発明の目的は、球状体の温度を正確に把握しつつ、表面の全域に対して表面処理を実施することを可能とする球状体の表面処理用治具、球状体の表面処理方法および球状部品の製造方法を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a spherical surface treatment jig and a spherical surface treatment method capable of performing surface treatment on the entire surface while accurately grasping the temperature of the spherical body. And a method of manufacturing a spherical part.
本発明に従った球状体の表面処理用治具は、球状体が固定されて保持される複数の固定部と、球状体が案内されつつ転動することが可能な転がり案内部とを備えている。そして、当該複数の固定部は転がり案内部により接続されている。 A spherical surface treatment jig according to the present invention includes a plurality of fixing portions that hold a spherical body fixed, and a rolling guide portion that can roll while the spherical body is guided. Yes. And the said some fixing | fixed part is connected by the rolling guide part.
本発明の球状体の表面処理用治具を用いることにより、以下のような手順で表面処理を実施することができる。まず複数の固定部のうち一の固定部において球状体を保持しつつ表面処理を実施する。このとき、球状体は当該固定部において固定されて保持されているため、球状体の温度を正確に測定し、把握することができる。その後、転がり案内部を球状体が転動するように球状体を移動させ、転がり案内部により上記一の固定部に接続された他の固定部において球状体を保持する。そして、当該他の固定部において球状体を保持しつつ表面処理を実施する。このときも、球状体は当該他の固定部において固定されて保持されているため、球状体の温度を正確に測定し、把握することができる。また、一の固定部において保持されている場合と他の固定部において保持されている場合とで、球状体における表面処理用治具との接触領域を変化させることができるため、球状体の表面の全域に対して表面処理を実施することが可能となる。以上のように、本発明の球状体の表面処理用治具によれば、球状体の温度を正確に把握しつつ、表面の全域に対して表面処理を実施することを可能とする球状体の表面処理用治具を提供することができる。 By using the spherical surface treatment jig of the present invention, the surface treatment can be carried out in the following procedure. First, the surface treatment is performed while holding the spherical body in one of the plurality of fixing portions. At this time, since the spherical body is fixed and held in the fixing portion, the temperature of the spherical body can be accurately measured and grasped. Thereafter, the spherical body is moved so that the spherical body rolls in the rolling guide portion, and the spherical body is held by the rolling guide portion in the other fixed portion connected to the one fixed portion. And surface treatment is implemented, hold | maintaining a spherical body in the said other fixed part. Also at this time, since the spherical body is fixed and held in the other fixing portion, the temperature of the spherical body can be accurately measured and grasped. In addition, since the contact area with the surface treatment jig in the spherical body can be changed between the case where it is held in one fixing part and the case where it is held in another fixing part, the surface of the spherical body Surface treatment can be performed on the entire area. As described above, according to the spherical body surface treatment jig of the present invention, it is possible to perform the surface treatment on the entire surface of the spherical body while accurately grasping the temperature of the spherical body. A jig for surface treatment can be provided.
上記球状体の表面処理用治具においては、転がり案内部は溝とすることができる。これにより、転がり案内部において種々の大きさの球状体を転動させることが可能となるとともに、たとえばプラズマ窒化などの球状体と他の部材との間に電圧を印加する表面処理が実施された場合でも、転がり案内部におけるホローカソード（中空陰極）の発生を抑制することができる。 In the spherical surface treatment jig, the rolling guide portion can be a groove. As a result, various sizes of spherical bodies can be rolled in the rolling guide portion, and surface treatment for applying a voltage between the spherical body such as plasma nitriding and other members has been performed. Even in this case, generation of a hollow cathode (hollow cathode) in the rolling guide portion can be suppressed.
上記球状体の表面処理用治具においては、転がり案内部は貫通孔とすることができる。これにより、球状体の表面処理用治具における転がり案内部の形成が容易となる。 In the spherical surface treatment jig, the rolling guide portion may be a through hole. This facilitates formation of the rolling guide portion in the spherical surface treatment jig.
上記球状体の表面処理用治具において好ましくは、ベース部材と、ベース部材上に配置され、上記固定部および転がり案内部を含む保持部材と、ベース部材に対する上記転がり案内部の傾斜を変化させる傾斜調整部材とを備えている。 Preferably, in the spherical surface treatment jig, a base member, a holding member disposed on the base member and including the fixing portion and the rolling guide portion, and an inclination that changes an inclination of the rolling guide portion with respect to the base member. And an adjusting member.
これにより、表面処理を実施するための処理室の底面にベース部材を載置し、傾斜調整部材を動作させることにより、一の固定部において保持された球状体を、転がり案内部を転動させて他の固定部まで移動させることができる。また、傾斜調整部材の動作を処理室の外部から制御可能としておくことにより、処理室内の雰囲気や圧力を維持した状態で球状体を移動させることが可能となり、球状体の表面処理を効率よく実施することができる。 As a result, the base member is placed on the bottom surface of the processing chamber for performing the surface treatment, and the inclination adjusting member is operated to roll the spherical body held in the one fixed portion to the rolling guide portion. Can be moved to other fixed parts. In addition, by making it possible to control the operation of the tilt adjustment member from the outside of the processing chamber, it becomes possible to move the spherical body while maintaining the atmosphere and pressure in the processing chamber, and the surface treatment of the spherical body is efficiently performed. can do.
上記球状体の表面処理用治具において好ましくは、３以上の固定部を備えている。これにより、球状体の表面処理を３回以上に分けて実施することが可能となり、より確実に球状体の表面の全域に対して表面処理を実施することができる。 The spherical surface treatment jig preferably includes three or more fixing portions. As a result, the surface treatment of the spherical body can be carried out in three or more times, and the surface treatment can be more reliably carried out over the entire surface of the spherical body.
本発明に従った球状体の表面処理方法は、球状体を治具により支持する工程と、治具により支持された球状体に対して表面処理を実施する工程とを備えている。そして、表面処理を実施する工程は、球状体の第１の領域を治具により支持しつつ、球状体の表面処理を実施する工程と、球状体の第１の領域とは異なる第２の領域を治具により支持しつつ、球状体の表面処理を実施する工程とを含んでいる。 The spherical body surface treatment method according to the present invention includes a step of supporting a spherical body with a jig and a step of performing a surface treatment on the spherical body supported by the jig. The step of performing the surface treatment includes a step of performing the surface treatment of the spherical body while supporting the first region of the spherical body with a jig, and a second region different from the first region of the spherical body. And carrying out the surface treatment of the spherical body while supporting the substrate with a jig.
本発明の球状体の表面処理方法においては、表面処理を実施する工程において、まず球状体の第１の領域を治具により支持しつつ、球状体の表面処理を実施する。このとき、球状体は第１の領域が治具により支持されて固定されているため、球状体の温度を正確に測定し、把握することができる。その後、球状体の第２の領域を治具により支持しつつ、球状体の表面処理を実施する。このとき、球状体は第２の領域が治具により支持されて固定されているため、球状体の温度を正確に測定し、把握することができる。また、第１の領域において支持されている場合と第２の領域において支持されている場合とで、球状体における治具との接触領域を変化させることができるため、球状体の表面の全域に対して表面処理を実施することが可能となる。以上のように、本発明の球状体の表面処理方法によれば、球状体の温度を正確に把握しつつ、表面の全域に対して表面処理を実施することを可能とする球状体の表面処理方法を提供することができる。 In the spherical body surface treatment method of the present invention, in the surface treatment step, the spherical body is first subjected to the surface treatment while supporting the first region of the spherical body with a jig. At this time, since the first region of the spherical body is supported and fixed by the jig, the temperature of the spherical body can be accurately measured and grasped. Thereafter, the surface treatment of the spherical body is performed while supporting the second region of the spherical body with a jig. At this time, since the second region of the spherical body is supported and fixed by the jig, the temperature of the spherical body can be accurately measured and grasped. Moreover, since the contact area | region with the jig | tool in a spherical body can be changed with the case where it is supported in the 1st area | region and the case where it is supported in a 2nd area | region, it can cover the whole surface of a spherical body. The surface treatment can be performed on the surface. As described above, according to the spherical surface treatment method of the present invention, it is possible to perform the surface treatment on the entire surface of the spherical body while accurately grasping the temperature of the spherical body. A method can be provided.
上記球状体の表面処理方法において好ましくは、球状体に対して表面処理を実施する工程では、球状体の温度が測定されつつ表面処理が実施される。 In the spherical surface treatment method, preferably, in the step of performing the surface treatment on the spherical body, the surface treatment is performed while measuring the temperature of the spherical body.
これにより、球状体の温度を適切に制御しつつ表面処理を実施することが可能となるため、所望の表面処理の速度や品質を安定して得ることができる。 Thereby, since it becomes possible to implement surface treatment, controlling the temperature of a spherical body appropriately, the speed and quality of desired surface treatment can be obtained stably.
上記球状体の表面処理方法においては、球状体は導電体からなっているものとし、球状体に対して表面処理を実施する工程では、球状体と球状体に対向して配置される部材との間に電圧が印加されつつ球状体の表面処理が実施されてもよい。 In the spherical surface treatment method, the spherical body is made of a conductor, and in the step of performing the surface treatment on the spherical body, the spherical body and a member disposed opposite to the spherical body The surface treatment of the spherical body may be performed while a voltage is applied therebetween.
球状体と球状体に対向して配置される部材との間に電圧が印加されつつ実施される表面処理、たとえばプラズマ窒化処理、プラズマ浸炭処理、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；物理蒸着）、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；化学蒸着）などにおいては、球状体の温度が把握されつつ処理が実施されることが望ましい。そのため、本発明の球状体の表面処理方法を好適に適用することができる。 Surface treatment performed while a voltage is applied between a spherical body and a member arranged opposite to the spherical body, for example, plasma nitriding, plasma carburizing, PVD (Physical Vapor Deposition), CVD (Chemical) In Vapor Deposition (chemical vapor deposition), etc., it is desirable to carry out the treatment while grasping the temperature of the spherical body. Therefore, the spherical surface treatment method of the present invention can be suitably applied.
上記球状体の表面処理方法においては、表面処理はプラズマ窒化処理であってもよい。プラズマ窒化処理においては、球状体の温度調整が重要であるため、本発明の球状体の表面処理方法を特に好適に適用することができる。 In the spherical surface treatment method, the surface treatment may be a plasma nitriding treatment. In plasma nitriding, since the temperature control of the spherical body is important, the surface treatment method of the spherical body of the present invention can be particularly suitably applied.
上記球状体の表面処理方法において好ましくは、球状体に対して表面処理を実施する工程では、球状体同士の間隔が３０ｍｍ以上となるように複数の球状体が治具により支持されつつ、当該複数の球状体に対して同時に表面処理が実施される。 Preferably, in the spherical body surface treatment method, in the step of performing the surface treatment on the spherical body, the plurality of spherical bodies are supported by a jig so that the spacing between the spherical bodies is 30 mm or more. Surface treatment is simultaneously performed on the spherical bodies.
複数の球状体が同時に表面処理されることにより、効率よく球状体の表面処理を実施することができる。一方、プラズマ窒化処理を実施する場合、球状体同士の間隔が３０ｍｍ未満になると球状体同士の間にホローカソード状態が形成されるおそれがあり、球状体の温度調整が困難となる。そのため、球状体同士の間隔が３０ｍｍ以上となるように、複数の球状体が治具により支持されつつ表面処理が実施されることにより、容易に効率よく球状体の表面処理を実施することができる。 By subjecting a plurality of spherical bodies to the surface treatment at the same time, the surface treatment of the spherical bodies can be carried out efficiently. On the other hand, when performing the plasma nitriding treatment, if the distance between the spherical bodies is less than 30 mm, a hollow cathode state may be formed between the spherical bodies, making it difficult to adjust the temperature of the spherical bodies. Therefore, the surface treatment of the spherical bodies can be easily and efficiently performed by performing the surface treatment while the plurality of spherical bodies are supported by the jig so that the distance between the spherical bodies is 30 mm or more. .
上記球状体の表面処理方法において好ましくは、第１の領域を支持しつつ表面処理を実施する工程よりも後であって、第２の領域を支持しつつ表面処理を実施する工程よりも前に、治具に対して球状体を転動させることにより、球状体を、第１の領域において支持される位置から第２の領域において指示される位置にまで治具に対して移動させる工程をさらに備えている。 In the spherical surface treatment method, preferably, after the step of performing the surface treatment while supporting the first region, and before the step of performing the surface treatment while supporting the second region. The step of moving the spherical body relative to the jig from the position supported in the first region to the position designated in the second region by rolling the spherical body relative to the jig I have.
これにより、球状体において治具により支持される領域を容易に変化させることが可能となり、効率よく表面の全域に対して表面処理を実施することができる。 Thereby, it becomes possible to change easily the area | region supported by a jig | tool in a spherical body, and surface treatment can be efficiently implemented with respect to the whole surface.
上記球状体の表面処理方法において好ましくは、上記治具は、上述の本発明に従った球状体の表面処理用治具である。上述の本発明に従った球状体の表面処理用治具を使用することにより、上記本発明の球状体の表面処理方法を容易に実施することができる。 Preferably, in the spherical surface treatment method, the jig is a spherical surface treatment jig according to the present invention. By using the spherical surface treatment jig according to the present invention described above, the spherical surface treatment method of the present invention can be easily carried out.
本発明に従った球状部品の製造方法は、球状の成形体を準備する工程と、成形体の表面処理を実施する工程とを備えている。そして、当該表面処理は、上記本発明に従った球状体の表面処理方法を用いて実施される。 The manufacturing method of the spherical component according to the present invention includes a step of preparing a spherical molded body and a step of performing surface treatment of the molded body. And the said surface treatment is implemented using the surface treatment method of the spherical body according to the said this invention.
本発明の球状部品の製造方法によれば、球状体の温度を正確に把握しつつ、表面の全域に対して表面処理を実施することを可能とする上記本発明の球状体の表面処理方法を用いて表面処理が実施されることにより、良好に表面処理が実施された球状部品を製造することができる。 According to the method for manufacturing a spherical part of the present invention, the surface treatment method for a spherical body of the present invention, which makes it possible to perform surface treatment on the entire surface while accurately grasping the temperature of the spherical body. When the surface treatment is performed using the spherical component, it is possible to manufacture a spherical component that has been favorably subjected to the surface treatment.
上記球状部品の製造方法においては、球状部品は、転がり軸受の転動体であってもよい。良好に表面処理が実施された球状部品を製造することが可能な本発明の球状部品の製造方法は、表面全域の品質が重要な転がり軸受の転動体の製造方法として好適である。 In the method for manufacturing a spherical component, the spherical component may be a rolling element of a rolling bearing. The method for manufacturing a spherical component of the present invention that can manufacture a spherical component that has been satisfactorily surface-treated is suitable as a method for manufacturing a rolling element of a rolling bearing in which the quality of the entire surface is important.
以上の説明から明らかなように、本発明の球状体の表面処理用治具、球状体の表面処理方法および球状部品の製造方法によれば、球状体の温度を正確に把握しつつ、表面の全域に対して表面処理を実施することを可能とする球状体の表面処理用治具、球状体の表面処理方法および球状部品の製造方法を提供することができる。 As is apparent from the above description, according to the spherical surface treatment jig, the spherical surface treatment method, and the spherical part manufacturing method of the present invention, the surface It is possible to provide a spherical surface treatment jig, a spherical surface treatment method, and a spherical component manufacturing method that enable surface treatment to be performed on the entire region.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態である実施の形態１について説明する。図１は、実施の形態１における球状部品の製造方法の概略を示すフローチャートである。また、図２は、実施の形態１における球状体の表面処理用治具の構成を示す概略平面図である。また、図３は、図２の線分ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う概略断面図である。また、図４および図５は、球状体の表面処理用治具の動作を説明するための概略図である。なお、図４および図５は、図３と同じ側から見た球状体の表面処理用治具の側面図に相当する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, Embodiment 1 which is one embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a flowchart showing an outline of a method of manufacturing a spherical component in the first embodiment. FIG. 2 is a schematic plan view showing the configuration of the spherical surface treatment jig in the first embodiment. FIG. 3 is a schematic sectional view taken along line III-III in FIG. 4 and 5 are schematic views for explaining the operation of the spherical surface treatment jig. 4 and 5 correspond to side views of the spherical surface treatment jig viewed from the same side as FIG. 3.
図１を参照して、実施の形態１における球状部品の製造方法においては、まず、工程（Ｓ１０）として球状体準備工程が実施される。具体的には、工程（Ｓ１０）においては、たとえば転がり軸受の転動体（玉軸受の玉）の形状（球状）に成形加工され、焼入焼戻処理が実施された成形体が準備される。成形体の素材としては、たとえば鋼であるＡＭＳ規格５６３０（ＡＩＳＩ規格４４０Ｃ、ＪＩＳ規格ＳＵＳ４４０Ｃ）、ＡＭＳ規格６４９０（ＡＩＳＩ規格Ｍ５０）、ＡＭＳ規格５６２６（ＡＩＳＩ規格Ｔ１、ＪＩＳ規格ＳＫＨ２）などを採用することができる。 Referring to FIG. 1, in the method for manufacturing a spherical component in the first embodiment, first, a spherical body preparation step is performed as a step (S10). Specifically, in the step (S10), for example, a molded body that is molded into the shape (spherical) of a rolling element of a rolling bearing (ball of a ball bearing) and subjected to quenching and tempering processing is prepared. As the material of the molded body, for example, steel, AMS standard 5630 (AISI standard 440C, JIS standard SUS440C), AMS standard 6490 (AISI standard M50), AMS standard 5626 (AISI standard T1, JIS standard SKH2), etc. should be adopted. Can do.
次に、工程（Ｓ２０）〜（Ｓ５０）として、工程（Ｓ１０）において準備された球状の成形体の表面処理を実施する表面処理工程が実施される。本実施の形態においては、表面処理として、プラズマ窒化が実施される。具体的には、まず、工程（Ｓ２０）として球状体支持工程が実施される。この工程（Ｓ２０）においては、プラズマ窒化を実施するための処理室の内部に載置された実施の形態１における球状体の表面処理用治具により、当該成形体が支持される。ここで、実施の形態１における球状体の表面処理用治具について説明する。 Next, as steps (S20) to (S50), a surface treatment step for carrying out a surface treatment of the spherical molded body prepared in step (S10) is performed. In the present embodiment, plasma nitridation is performed as the surface treatment. Specifically, first, a spherical body supporting step is performed as a step (S20). In this step (S20), the molded body is supported by the spherical surface treatment jig in the first embodiment placed inside the processing chamber for performing plasma nitriding. Here, the spherical surface treatment jig in Embodiment 1 will be described.
図２〜図５を参照して、実施の形態１における球状体の表面処理用治具としての治具１は、ベース部材２３と、ベース部材２３上に配置された板状の保持部材２１と、ベース部材２３と保持部材２１とを接続する固定脚２４および伸縮脚３０とを備えている。固定脚２４は、ベース部材２３からベース部材２３の主面に対して交差する方向に突出するように設置されるとともに、接続部２５において保持部材２１に接続されている。また、固定脚２４と保持部材２１とは接続部２５において互いに回動可能に接続されており、後述するように伸縮脚３０が伸縮した場合でも、固定脚２４と保持部材２１との接続を維持することが可能となっている。伸縮脚３０は、ベース部材２３から固定脚２４と同じ側に突出するように設置され、円筒状の中空部を有するシリンダ部２６と、シリンダ部２６の中空部に少なくともその一部が挿入され、長手方向に移動可能に支持されたロッド部２７とを含んでいる。ロッド部２７と保持部材２１とは接続部３２において互いに回動可能に接続されており、後述するように伸縮脚３０が伸縮した場合でも、伸縮脚３０と保持部材２１との接続を維持することが可能となっている。ロッド部２７のうちシリンダ部２６の中空部に挿入されている領域が大きい状態では図４に示すように伸縮脚３０の長さは固定脚２４よりも短くなり、図５に示すようにシリンダ部２６から露出する領域が大きい状態では伸縮脚３０の長さは固定脚２４よりも長くなる。このように、伸縮脚３０は伸縮自在に構成されており、ベース部材２３に対する保持部材２１の転がり案内部（後述する）の傾斜を変化させる傾斜調整部材として機能する。 Referring to FIGS. 2 to 5, jig 1 as a spherical surface treatment jig in Embodiment 1 includes base member 23, plate-like holding member 21 disposed on base member 23, and Further, a fixed leg 24 and a telescopic leg 30 are provided to connect the base member 23 and the holding member 21. The fixed leg 24 is installed so as to protrude from the base member 23 in a direction intersecting the main surface of the base member 23, and is connected to the holding member 21 at the connection portion 25. In addition, the fixed leg 24 and the holding member 21 are connected to each other at the connecting portion 25 so as to be rotatable, and the connection between the fixed leg 24 and the holding member 21 is maintained even when the telescopic leg 30 is expanded and contracted as will be described later. It is possible to do. The telescopic legs 30 are installed so as to protrude from the base member 23 to the same side as the fixed legs 24, and at least a part thereof is inserted into the cylinder part 26 having a cylindrical hollow part, and the hollow part of the cylinder part 26, And a rod portion 27 supported so as to be movable in the longitudinal direction. The rod portion 27 and the holding member 21 are connected to each other at the connection portion 32 so as to be rotatable, and the connection between the extensible leg 30 and the holding member 21 is maintained even when the extensible leg 30 expands and contracts as will be described later. Is possible. When the region of the rod part 27 inserted into the hollow part of the cylinder part 26 is large, the length of the telescopic leg 30 is shorter than the fixed leg 24 as shown in FIG. 4, and the cylinder part is shown in FIG. In a state where the area exposed from 26 is large, the length of the extendable leg 30 is longer than that of the fixed leg 24. Thus, the telescopic legs 30 are configured to be telescopic, and function as an inclination adjusting member that changes the inclination of a rolling guide portion (described later) of the holding member 21 with respect to the base member 23.
板状の形状を有する保持部材２１には、図２および図３を参照して、当該保持部材２１を厚み方向に貫通するとともに、平面的に見て互いに平行な方向に延在する直線状の長穴形状を有する複数の貫通孔２２が形成されている。貫通孔２２は、互いに平行な方向に延びる一対の壁面を有する転がり案内部１２と、転がり案内部１２の両端に形成され、円弧状の壁面を有する第１固定部１１Ａおよび第２固定部１１Ｂとを備えている。この貫通孔２２上に球状体が載置されると、第１固定部１１Ａおよび第２固定部１１Ｂにおいて球状体を固定可能であるとともに、球状体は転がり案内部１２を案内されつつ転動することができる。すなわち、治具１は、球状体が固定されて保持される複数の（２つの）固定部としての第１固定部１１Ａおよび第２固定部１１Ｂと、球状体が案内されつつ転動することが可能な転がり案内部１２とを備えている。そして、第１固定部１１Ａと第２固定部１１Ｂとは転がり案内部１２により接続されている。 2 and 3, the holding member 21 having a plate shape penetrates the holding member 21 in the thickness direction and extends linearly in a direction parallel to each other when seen in a plan view. A plurality of through holes 22 having a long hole shape are formed. The through hole 22 has a rolling guide portion 12 having a pair of wall surfaces extending in directions parallel to each other, and a first fixing portion 11A and a second fixing portion 11B that are formed at both ends of the rolling guide portion 12 and have arcuate wall surfaces. It has. When a spherical body is placed on the through hole 22, the spherical body can be fixed at the first fixing portion 11A and the second fixing portion 11B, and the spherical body rolls while being guided by the rolling guide portion 12. be able to. That is, the jig 1 can roll while the spherical body is guided, and the first fixed part 11A and the second fixed part 11B as a plurality of (two) fixed parts on which the spherical body is fixed and held. A possible rolling guide 12 is provided. The first fixed portion 11A and the second fixed portion 11B are connected by a rolling guide portion 12.
次に、上記治具１を用いた工程（Ｓ２０）の具体的手順について説明する。図２〜図５を参照して、まずプラズマ窒化が実施されるプラズマ窒化炉の処理室の底壁上に、当該底壁にベース部材２３が接触するように、治具１が設置される。次に、工程（Ｓ１０）において準備された球状の成形体９１が、各貫通孔２２上に載置される。各貫通孔２２上には、成形体９１が１つずつ載置される。載置される成形体９１の直径は、転がり案内部１２の幅よりも大きいものとされる。ここで、工程（Ｓ２０）では、図４に示すように、伸縮脚３０の長さが固定脚２４の長さよりも短い状態とされる。その結果、成形体９１は、図２〜図４を参照して、第１固定部１１Ａに接触する位置に固定され、成形体９１の第１の接触部が治具１により支持される。 Next, a specific procedure of the step (S20) using the jig 1 will be described. Referring to FIGS. 2 to 5, jig 1 is first installed on the bottom wall of a processing chamber of a plasma nitriding furnace where plasma nitriding is performed so that base member 23 contacts the bottom wall. Next, the spherical molded body 91 prepared in the step (S10) is placed on each through hole 22. One molded body 91 is placed on each through-hole 22 one by one. The diameter of the molded body 91 to be placed is larger than the width of the rolling guide portion 12. Here, in the step (S <b> 20), as shown in FIG. 4, the length of the telescopic leg 30 is shorter than the length of the fixed leg 24. As a result, the molded body 91 is fixed at a position in contact with the first fixing portion 11 </ b> A with reference to FIGS. 2 to 4, and the first contact portion of the molded body 91 is supported by the jig 1.
次に、図１を参照して、工程（Ｓ３０）として第１プラズマ窒化工程が実施される。この工程（Ｓ３０）では、たとえばＡＭＳ６４９０からなる球状の成形体９１がプラズマ窒化される。具体的には、工程（Ｓ２０）において治具１に支持された成形体９１が、圧力５０Ｐａ以上１０００Ｐａ以下の窒素と水素との混合ガス雰囲気中において、放電電圧５０Ｖ以上６００Ｖ以下、放電電流０.００１Ａ以上３００Ａ以下の条件下で３５０℃以上５００℃以下の温度域に１時間以上５０時間以下保持された後、冷却されることによりプラズマ窒化される。つまり、工程（Ｓ３０）においては、成形体９１の第１の領域を治具１により支持しつつ、成形体９１のプラズマ窒化処理が実施される。また、工程（Ｓ３０）においては、成形体９１の温度が測定されるとともに、当該温度が上記範囲となるように調整され、かつ上記範囲の放電電圧および放電電流が達成されるように、成形体９１と成形体９１に対向して配置される部材である電極との間に電圧が印加されつつ成形体９１のプラズマ窒化処理が実施される。 Next, referring to FIG. 1, a first plasma nitriding step is performed as a step (S30). In this step (S30), for example, a spherical molded body 91 made of AMS6490 is plasma-nitrided. Specifically, the molded body 91 supported by the jig 1 in the step (S20) has a discharge voltage of 50 V to 600 V and a discharge current of 0.00 V in a mixed gas atmosphere of nitrogen and hydrogen at a pressure of 50 Pa to 1000 Pa. After being held in a temperature range of 350 ° C. to 500 ° C. for 1 hour to 50 hours under conditions of 001 A to 300 A, plasma nitriding is performed by cooling. That is, in the step (S30), the plasma nitriding treatment of the molded body 91 is performed while the first region of the molded body 91 is supported by the jig 1. Further, in the step (S30), the temperature of the molded body 91 is measured, the molded body 91 is adjusted so that the temperature falls within the above range, and the discharge voltage and discharge current within the above range are achieved. The plasma nitriding treatment of the molded body 91 is performed while a voltage is applied between 91 and an electrode which is a member disposed to face the molded body 91.
次に、工程（Ｓ４０）として球状体移動工程が実施される。この工程（Ｓ４０）では、治具１に対して成形体９１を転動させることにより、成形体９１を、第１の領域において支持される位置から第２の領域において指示される位置にまで治具１に対して移動させる。具体的には、図２〜図５を参照して、工程（Ｓ４０）では、図４に示すように、伸縮脚３０の長さが固定脚２４の長さよりも短い状態から、図５に示すように、伸縮脚３０の長さが固定脚２４の長さよりも長い状態に伸縮脚３０の長さが調整される。その結果、成形体９１は、転がり案内部１２を転動して移動して第２固定部１１Ｂに到達する。そして、成形体９１は、第２固定部１１Ｂに接触する位置に固定され、成形体９１の第２の接触部が治具１により支持される。 Next, a spherical body movement process is implemented as process (S40). In this step (S40), by rolling the molded body 91 with respect to the jig 1, the molded body 91 is cured from the position supported in the first area to the position designated in the second area. Move relative to the tool 1. Specifically, referring to FIG. 2 to FIG. 5, in step (S <b> 40), as shown in FIG. 4, the length of the extendable leg 30 is shorter than the length of the fixed leg 24, as shown in FIG. 5. As described above, the length of the telescopic leg 30 is adjusted so that the length of the telescopic leg 30 is longer than the length of the fixed leg 24. As a result, the molded body 91 rolls and moves on the rolling guide portion 12 and reaches the second fixed portion 11B. And the molded object 91 is fixed to the position which contacts the 2nd fixing | fixed part 11B, and the 2nd contact part of the molded object 91 is supported by the jig | tool 1. FIG.
次に、工程（Ｓ５０）として第２プラズマ窒化工程が実施される。この工程（Ｓ５０）では、成形体９１の第１の領域とは異なる第２の領域が治具１により支持される点を除き、工程（Ｓ３０）と同様に成形体９１のプラズマ窒化処理が実施される。以上の工程により、実施の形態１における表面処理工程が終了する。そして、実施の形態１における球状部品としての転がり軸受の転動体の製造方法は、その後必要に応じて表面の研磨などが実施される仕上げ工程が実施されることにより完了する。 Next, a second plasma nitriding step is performed as a step (S50). In this step (S50), plasma nitriding treatment of the molded body 91 is performed in the same manner as in the step (S30), except that the second region different from the first region of the molded body 91 is supported by the jig 1. Is done. Through the above steps, the surface treatment step in the first embodiment is completed. And the manufacturing method of the rolling element of the rolling bearing as a spherical component in Embodiment 1 is completed by performing the finishing process in which surface grinding | polishing etc. are implemented as needed after that.
本実施の形態における球状体の表面処理用治具としての治具１を用いた球状体の表面処理方法、および球状部品としての転がり軸受の転動体の製造方法においては、工程（Ｓ３０）において、第１固定部１１Ａで成形体９１が保持されつつプラズマ窒化が実施される。このとき、成形体９１は第１固定部１１Ａにおいて固定されて保持されているため、成形体９１の温度を正確に測定し、把握することができる。その後、工程（Ｓ４０）において、転がり案内部１２を転動するように成形体９１が移動し、転がり案内部１２により第１固定部１１Ａに接続された第２固定部１１Ｂで成形体９１が保持される。そして、工程（Ｓ５０）において、第２固定部１１Ｂで成形体９１が保持されつつプラズマ窒化が実施される。このときも、成形体９１は第２固定部１１Ｂにおいて固定されて保持されているため、成形体９１の温度を正確に測定し、把握することができる。また、工程（Ｓ３０）と工程（Ｓ５０）とで、成形体９１における治具１との接触領域を変化させることができるため、成形体９１の表面の全域に対してプラズマ窒化を実施することができる。 In the spherical body surface treatment method using the jig 1 as the spherical body surface treatment jig in the present embodiment and the rolling bearing rolling element production method as a spherical component, in step (S30), Plasma nitriding is performed while the molded body 91 is held by the first fixing portion 11A. At this time, since the molded body 91 is fixed and held in the first fixing portion 11A, the temperature of the molded body 91 can be accurately measured and grasped. Thereafter, in the step (S40), the molded body 91 moves so as to roll the rolling guide portion 12, and the molded body 91 is held by the second fixed portion 11B connected to the first fixed portion 11A by the rolling guide portion 12. Is done. In step (S50), plasma nitriding is performed while the molded body 91 is held by the second fixing portion 11B. Also at this time, since the molded body 91 is fixed and held in the second fixing portion 11B, the temperature of the molded body 91 can be accurately measured and grasped. Further, since the contact area of the molded body 91 with the jig 1 can be changed between the step (S30) and the step (S50), plasma nitriding may be performed on the entire surface of the molded body 91. it can.
その結果、本実施の形態における球状体の表面処理用治具としての治具１を用いた球状体の表面処理方法、および球状部品としての転がり軸受の転動体の製造方法によれば、球状体である成形体９１の温度を正確に把握しつつ表面の全域に対してプラズマ窒化が実施され、良好に表面処理が実施された転がり軸受の転動体を製造することができる。 As a result, according to the spherical surface treatment method using the jig 1 as the spherical surface treatment jig in the present embodiment and the rolling bearing rolling element manufacturing method as the spherical component, the spherical body The rolling body of the rolling bearing in which the plasma nitridation is performed on the entire surface while accurately grasping the temperature of the molded body 91 and the surface treatment is satisfactorily performed can be manufactured.
なお、工程（Ｓ２０）〜（Ｓ５０）においては、各貫通孔２２上には、成形体９１が複数個ずつ載置されてもよいが、上述のように１個ずつ載置されることにより成形体９１同士の衝突を回避することが容易となり、より確実に成形体９１の表面全体をプラズマ窒化処理することができる。また、本実施の形態における治具１の上記固定脚２４および伸縮脚３０と保持部材２１との接続部の構造は、上記機能を発揮可能な種々の構造を採用することができるが、たとえば固定脚２４および伸縮脚３０側に球状の嵌合部が形成されるとともに、保持部材２１側に当該嵌合部が嵌合する球状の中空領域が形成された構造を採用することができる。 In steps (S20) to (S50), a plurality of molded bodies 91 may be placed on each through-hole 22, but molding is performed by placing each one as described above. It becomes easy to avoid collisions between the bodies 91, and the entire surface of the molded body 91 can be plasma-nitrided more reliably. Further, as the structure of the connecting portion between the fixed leg 24 and the extendable / contractible leg 30 and the holding member 21 of the jig 1 in the present embodiment, various structures capable of exhibiting the above functions can be adopted. A structure in which a spherical fitting portion is formed on the leg 24 and the telescopic leg 30 side and a spherical hollow region in which the fitting portion is fitted is formed on the holding member 21 side can be adopted.
また、良好なプラズマ窒化処理が球状体（成形体９１）に対して実施されているか否かについては、球状体の表層における窒化深さの均一性によって評価することができる。具体的には、球状体の表層における窒化深さの最も大きい値と最も小さい値との差を最も大きい値で除した上で１００を乗じた値（以下、窒化深さの差（％））が、たとえば５０％以下となる程度に窒化深さの均一性が確保されていることが好ましい。 Whether or not a good plasma nitriding treatment is performed on the spherical body (molded body 91) can be evaluated by the uniformity of the nitriding depth in the surface layer of the spherical body. Specifically, a value obtained by dividing the difference between the largest value and the smallest value of the nitriding depth in the surface layer of the spherical body by the largest value and multiplying by 100 (hereinafter, the difference in nitriding depth (%)) However, it is preferable that the uniformity of the nitriding depth is ensured to an extent of, for example, 50% or less.
ここで、窒化深さは、たとえば断面における硬度分布の測定、窒素濃度分布の測定、断面における腐食組織（ミクロ組織）の観察などの方法により測定することができる。 Here, the nitriding depth can be measured by methods such as measurement of hardness distribution in the cross section, measurement of nitrogen concentration distribution, and observation of the corrosion structure (microstructure) in the cross section.
断面における硬度分布の測定では、たとえばプラズマ窒化処理が完了した球状体を表面に垂直な断面（平面）で切断し、当該断面において表面から中心に向かう方向に硬度分布を測定する。そして、所定値以上の硬度を有する領域の厚み、あるいは母材（窒化されていない領域）に対して所定値以上硬度の高い領域の厚みを窒化深さと考えることができる。 In measuring the hardness distribution in the cross section, for example, a spherical body that has been subjected to the plasma nitriding treatment is cut in a cross section (plane) perpendicular to the surface, and the hardness distribution is measured in the direction from the surface toward the center in the cross section. The thickness of a region having a hardness of a predetermined value or higher, or the thickness of a region having a hardness higher than a predetermined value with respect to the base material (non-nitrided region) can be considered as the nitriding depth.
また、窒素濃度分布の測定では、たとえば上記硬度分布の測定と同様の球状体の断面における窒素濃度分布をＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｓｅｒ）により調査し、所定の濃度（たとえば０．１質量％）以上となっている厚みを窒化深さと考えることができる。この窒素濃度分布は、プラズマ窒化処理が完了した球状体を表面に垂直な方向にスパッタリングしつつ、ＧＤＳ（ＧＤ−ＯＥＳ）分析（Ｇｌｏｗ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ；グロー放電分光分析）により、測定することもできる。 In the measurement of the nitrogen concentration distribution, for example, the nitrogen concentration distribution in the cross section of the spherical body similar to the measurement of the hardness distribution is investigated by EPMA (Electron Probe Micro Analyzer), and a predetermined concentration (for example, 0.1% by mass) or more. This thickness can be considered as the nitriding depth. The nitrogen concentration distribution may be measured by GDS (GD-OES) analysis (Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy) while sputtering the spherical body that has been subjected to plasma nitriding treatment in a direction perpendicular to the surface. it can.
さらに、断面における腐食組織（ミクロ組織）の観察では、たとえば上記硬度分布の測定と同様の球状体の断面を硝酸濃度３〜１０質量％程度のナイタル（硝酸アルコール溶液）にて腐食する。このとき、窒化層は母材に比べて濃く腐食される（腐食され易い）ため、腐食された断面を光学顕微鏡やＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；走査型電子顕微鏡）により観察して、窒化深さを測定することができる。 Furthermore, in the observation of the corrosive structure (micro structure) in the cross section, for example, the cross section of the spherical body similar to the measurement of the hardness distribution is corroded with a nital (nitric acid alcohol solution) having a nitric acid concentration of about 3 to 10% by mass. At this time, since the nitrided layer is deeply corroded (easily corroded) as compared with the base material, the corroded cross section is observed with an optical microscope or SEM (Scanning Electron Microscope) to determine the nitridation depth. Can be measured.
（実施の形態２）
次に、本発明の他の実施の形態である実施の形態２について説明する。図６は、実施の形態２における球状体の表面処理用治具の構成を示す概略断面図である。図６は、実施の形態１における図３に相当する保持部材２１の断面図である。
(Embodiment 2)
Next, Embodiment 2 which is another embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a spherical surface treatment jig in the second embodiment. FIG. 6 is a cross-sectional view of holding member 21 corresponding to FIG. 3 in the first embodiment.
実施の形態２における球状体の表面処理用治具を用いた球状体の表面処理方法、および球状部品としての転がり軸受の転動体の製造方法は、基本的には実施の形態１の場合と同様に実施され、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態２における治具１の保持部材２１には、実施の形態１の貫通孔２２に代えて、溝２８が形成されている点で実施の形態１とは異なっている。つまり、実施の形態２における治具１の保持部材２１には、底壁を有する複数の溝２８が互いに平行に並べて形成されている。実施の形態２における治具１を用いることにより、転がり案内部１２において種々の大きさの成形体９１を転動させることが可能となるとともに、プラズマ窒化に際して転がり案内部１２におけるホローカソードの発生を抑制することができる。 The spherical surface treatment method using the spherical surface treatment jig in the second embodiment and the method of manufacturing the rolling element of the rolling bearing as the spherical component are basically the same as those in the first embodiment. The same effect is achieved. However, the holding member 21 of the jig 1 according to the second embodiment is different from the first embodiment in that a groove 28 is formed instead of the through hole 22 of the first embodiment. That is, the holding member 21 of the jig 1 according to the second embodiment is formed with a plurality of grooves 28 having bottom walls arranged in parallel to each other. By using the jig 1 according to the second embodiment, it becomes possible to roll the compacts 91 of various sizes in the rolling guide portion 12 and to generate a hollow cathode in the rolling guide portion 12 during plasma nitriding. Can be suppressed.
（実施の形態３）
次に、本発明のさらに他の実施の形態である実施の形態３について説明する。図７は、実施の形態３における球状体の表面処理用治具の構成を示す概略平面図である。また、図８は、実施の形態３における球状部品の製造方法の概略を示すフローチャートである。なお、図７は、実施の形態１における図２に相当する平面図である。
(Embodiment 3)
Next, Embodiment 3 which is still another embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a schematic plan view showing the configuration of the spherical surface treatment jig in the third embodiment. FIG. 8 is a flowchart showing an outline of a method for manufacturing a spherical component in the third embodiment. FIG. 7 is a plan view corresponding to FIG. 2 in the first embodiment.
実施の形態３における球状体の表面処理用治具を用いた球状体の表面処理方法、および球状部品としての転がり軸受の転動体の製造方法は、基本的には実施の形態１の場合と同様に実施され、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態３における治具１の保持部材２１には、実施の形態１における貫通孔２２とは異なった形状の貫通孔２９が形成されている。 The spherical surface treatment method using the spherical surface treatment jig in the third embodiment and the method of manufacturing the rolling element of the rolling bearing as the spherical component are basically the same as those in the first embodiment. The same effect is achieved. However, the holding member 21 of the jig 1 in the third embodiment is formed with a through hole 29 having a shape different from that of the through hole 22 in the first embodiment.
すなわち、実施の形態３における保持部材２１には、図７を参照して、当該保持部材２１を厚み方向に貫通するとともに、平面的に見てＬ字状の形状を有する複数の貫通孔２９が、複数個形成されている。貫通孔２９は、円弧状の壁面を有し、平面的に見て一直線状に存在しないように配置された３つの固定部である第１固定部１１Ａ、第２固定部１１Ｂおよび第３固定部１１Ｃと、第１固定部１１Ａと第２固定部１１Ｂとを接続する転がり案内部１２と、第２固定部１１Ｂと第３固定部１１Ｃとを接続する転がり案内部１２とを備えている。そして、第１固定部１１Ａと第２固定部１１Ｂとを接続する転がり案内部１２同士、および第２固定部１１Ｂと第３固定部１１Ｃとを接続する転がり案内部１２同士が互いに平行になるように、複数の貫通孔２９は並べて配置されている。なお、実施の形態３においては、保持部材２１がベース部材２３に対して伸縮脚と固定脚とを組み合わせて、あるいは複数の伸縮脚のみで支持されることにより、治具１は以下のように動作することができる。 That is, referring to FIG. 7, the holding member 21 in the third embodiment has a plurality of through holes 29 that penetrate the holding member 21 in the thickness direction and have an L-shape when viewed in plan. A plurality are formed. The through-hole 29 has an arc-shaped wall surface, and is a first fixing portion 11A, a second fixing portion 11B, and a third fixing portion, which are three fixing portions arranged so as not to be in a straight line when seen in a plan view. 11C, a rolling guide portion 12 that connects the first fixing portion 11A and the second fixing portion 11B, and a rolling guide portion 12 that connects the second fixing portion 11B and the third fixing portion 11C. Then, the rolling guide portions 12 that connect the first fixed portion 11A and the second fixed portion 11B and the rolling guide portions 12 that connect the second fixed portion 11B and the third fixed portion 11C are parallel to each other. In addition, the plurality of through holes 29 are arranged side by side. In the third embodiment, the holding member 21 is supported by the base member 23 with a combination of a telescopic leg and a fixed leg or only with a plurality of telescopic legs, whereby the jig 1 is as follows. Can work.
次に、実施の形態３における球状部品としての転がり軸受の転動体の製造方法について説明する。図８を参照して、実施の形態３における転がり軸受の転動体の製造方法では、まず、実施の形態１の場合と同様に工程（Ｓ１０）が実施される。次に、工程（Ｓ２０）についても、基本的には実施の形態１の場合と同様に実施される。このとき、工程（Ｓ２０）においては、ベース部材２３と第１固定部１１Ａとの距離が第２固定部１１Ｂとの距離よりも小さくなるように、伸縮脚３０の長さが調整される。これにより、成形体９１は、第１固定部１１Ａに接触する位置に固定され、成形体９１の第１の接触部が治具１により支持される。 Next, the manufacturing method of the rolling element of the rolling bearing as a spherical component in Embodiment 3 is demonstrated. Referring to FIG. 8, in the method for manufacturing a rolling element of a rolling bearing according to the third embodiment, first, step (S <b> 10) is performed as in the case of the first embodiment. Next, step (S20) is also basically performed in the same manner as in the first embodiment. At this time, in the step (S20), the length of the telescopic leg 30 is adjusted so that the distance between the base member 23 and the first fixing portion 11A is smaller than the distance between the second fixing portion 11B. Thereby, the molded body 91 is fixed at a position in contact with the first fixing portion 11 </ b> A, and the first contact portion of the molded body 91 is supported by the jig 1.
次に、工程（Ｓ３０）が実施の形態１と同様に実施された後、工程（Ｓ４０）として第１球状体移動工程が実施される。この工程（Ｓ４０）では、ベース部材２３と第１固定部１１Ａとの距離が第２固定部１１Ｂとの距離よりも大きくなるように、伸縮脚３０の長さが調整される。これにより、成形体９１は、転がり案内部１２を転動して移動して第２固定部１１Ｂに到達する。そして、成形体９１は、第２固定部１１Ｂに接触する位置に固定され、成形体９１の第２の接触部が治具１により支持される。 Next, after the step (S30) is performed in the same manner as in the first embodiment, the first spherical body moving step is performed as the step (S40). In this step (S40), the length of the telescopic leg 30 is adjusted so that the distance between the base member 23 and the first fixing portion 11A is larger than the distance between the second fixing portion 11B. Thereby, the molded object 91 rolls and moves the rolling guide part 12, and reaches | attains the 2nd fixing | fixed part 11B. And the molded object 91 is fixed to the position which contacts the 2nd fixing | fixed part 11B, and the 2nd contact part of the molded object 91 is supported by the jig | tool 1. FIG.
次に、工程（Ｓ５０）が実施の形態１と同様に実施された後、工程（Ｓ６０）として第２球状体移動工程が実施される。この工程（Ｓ６０）では、ベース部材２３と第３固定部１１Ｃとの距離が第１固定部１１Ａおよび第２固定部１１Ｂとの距離よりも小さくなるように、伸縮脚３０の長さが調整される。これにより、成形体９１は、転がり案内部１２を転動して移動して第３固定部１１Ｃに到達する。そして、成形体９１は、第３固定部１１Ｃに接触する位置に固定され、成形体９１の第３の接触部が治具１により支持される。その後、工程（Ｓ７０）として、第３プラズマ窒化工程が実施される。この工程（Ｓ７０）は、工程（Ｓ３０）および（Ｓ５０）と同様に実施することができる。以上の工程により、実施の形態３における表面処理工程が終了する。そして、実施の形態３における球状部品としての転がり軸受の転動体の製造方法は、その後必要に応じて表面の研磨などが実施される仕上げ工程が実施されることにより完了する。 Next, after step (S50) is performed in the same manner as in the first embodiment, a second spherical body moving step is performed as step (S60). In this step (S60), the length of the telescopic leg 30 is adjusted so that the distance between the base member 23 and the third fixing part 11C is smaller than the distance between the first fixing part 11A and the second fixing part 11B. The Thereby, the molded object 91 rolls and moves the rolling guide part 12, and reaches | attains the 3rd fixing | fixed part 11C. And the molded object 91 is fixed to the position which contacts the 3rd fixing | fixed part 11C, and the 3rd contact part of the molded object 91 is supported by the jig | tool 1. FIG. Thereafter, a third plasma nitriding step is performed as a step (S70). This step (S70) can be performed in the same manner as steps (S30) and (S50). Through the above steps, the surface treatment step in Embodiment 3 is completed. And the manufacturing method of the rolling element of the rolling bearing as a spherical component in Embodiment 3 is completed by performing the finishing process in which surface grinding | polishing etc. are implemented as needed after that.
実施の形態３における球状体の表面処理用治具を用いた球状体の表面処理方法によれば、成形体９１のプラズマ窒化処理が３回に分けて実施されるため、より確実に球状体の表面の全域に対してプラズマ窒化層を形成することができる。また、実施の形態３における転がり軸受の転動体の製造方法によれば、より良好なプラズマ窒化層が形成された転がり軸受の転動体を製造することができる。 According to the spherical surface treatment method using the spherical surface treatment jig in the third embodiment, since the plasma nitriding treatment of the molded body 91 is performed in three times, the spherical body is more reliably A plasma nitride layer can be formed over the entire surface. In addition, according to the method for manufacturing a rolling element of a rolling bearing in the third embodiment, it is possible to manufacture a rolling element of a rolling bearing in which a better plasma nitrided layer is formed.
（実施の形態４）
次に、本発明のさらに他の実施の形態である実施の形態４について説明する。図９は、実施の形態４における球状体の表面処理用治具の構成を示す概略平面図である。なお、図９は、実施の形態１における図２に相当する平面図である。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment which is still another embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a schematic plan view showing the configuration of the spherical surface treatment jig in the fourth embodiment. FIG. 9 is a plan view corresponding to FIG. 2 in the first embodiment.
実施の形態４における球状体の表面処理用治具は、基本的には実施の形態３の場合と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態４における治具１の保持部材２１には、実施の形態３における貫通孔２２とは異なった形状の貫通孔の貫通孔３１が形成されている。 The spherical surface treatment jig in the fourth embodiment basically has the same configuration as that of the third embodiment, and has the same effect. However, the holding member 21 of the jig 1 in the fourth embodiment is formed with a through hole 31 having a shape different from that of the through hole 22 in the third embodiment.
すなわち、実施の形態４における保持部材２１には、図９を参照して、当該保持部材２１を厚み方向に貫通するとともに、平面的に見てＴ字状の形状を有する複数の貫通孔３１が、複数個形成されている。貫通孔３１は、円弧状の壁面を有し、平面的に見てＴ字形状の端部に配置された３つの固定部である第１固定部１１Ａ、第２固定部１１Ｂおよび第３固定部１１Ｃと、第１固定部１１Ａと第３固定部１１Ｃとを接続する転がり案内部１２と、第１固定部１１Ａと第３固定部１１Ｃとを接続する転がり案内部１２と第２固定部１１Ｂとを接続する転がり案内部１２とを備えている。そして、平面的に見てＴ字形状が同じ向きになるように、複数の貫通孔３１はマトリックス状に並べて配置されている。 That is, referring to FIG. 9, the holding member 21 in the fourth embodiment has a plurality of through holes 31 that penetrate the holding member 21 in the thickness direction and have a T-shape when viewed in a plan view. A plurality are formed. The through-hole 31 has an arc-shaped wall surface, and includes a first fixing portion 11A, a second fixing portion 11B, and a third fixing portion, which are three fixing portions disposed at the end of the T shape when viewed in plan. 11C, a rolling guide portion 12 that connects the first fixed portion 11A and the third fixed portion 11C, a rolling guide portion 12 that connects the first fixed portion 11A and the third fixed portion 11C, and a second fixed portion 11B And a rolling guide 12 for connecting the two. The plurality of through holes 31 are arranged in a matrix so that the T-shapes are in the same direction when viewed in a plan view.
そして、実施の形態４においては、実施の形態３の場合と同様に、成形体９１が順次第１固定部１１Ａ、第２固定部１１Ｂおよび第３固定部１１Ｃにおいて固定して保持されつつ、プラズマ窒化処理が実施される。これにより、実施の形態３の場合と同様に、実施の形態４における球状体の表面処理用治具を用いた球状体の表面処理方法によれば、成形体９１のプラズマ窒化処理が３回に分けて実施されるため、より確実に球状体の表面の全域に対してプラズマ窒化層を形成することができる。また、実施の形態４における転がり軸受の転動体の製造方法によれば、より良好なプラズマ窒化層が形成された転がり軸受の転動体を製造することができる。 In the fourth embodiment, similarly to the third embodiment, the molded body 91 is sequentially fixed and held in the first fixed portion 11A, the second fixed portion 11B, and the third fixed portion 11C, while the plasma is Nitriding is performed. Thus, as in the case of the third embodiment, according to the spherical body surface treatment method using the spherical body surface treatment jig in the fourth embodiment, the plasma nitriding treatment of the molded body 91 is performed three times. Since the steps are performed separately, the plasma nitrided layer can be more reliably formed over the entire surface of the spherical body. In addition, according to the method for manufacturing a rolling element of a rolling bearing in the fourth embodiment, it is possible to manufacture a rolling element of a rolling bearing in which a better plasma nitrided layer is formed.
なお、上記実施の形態においては、Ｌ字形状およびＴ字形状の貫通孔が保持部材２１に形成される場合について説明したが、貫通孔に代えて同様の形状の溝を採用してもよい。また、上記実施の形態においては保持部材２１が有する固定部が２つの場合および３つの場合について説明したが、たとえば貫通孔または溝がＮ字形状に形成されることにより固定部が４つ形成されてもよいし、Ｍ字形状に形成されることにより固定部が５つ形成されてもよい。さらに、本実施の形態においては、表面処理としてプラズマ窒化処理が実施される場合について説明したが、本発明を適用可能な表面処理はこれに限られず、たとえばプラズマ浸炭処理、ＰＶＤ処理、ＣＶＤ処理などであってもよい。 In the above-described embodiment, the case where the L-shaped and T-shaped through holes are formed in the holding member 21 has been described. However, grooves having the same shape may be employed instead of the through holes. In the above embodiment, the case where the holding member 21 has two and three fixing portions has been described. For example, four fixing portions are formed by forming a through hole or a groove in an N shape. Alternatively, five fixing portions may be formed by being formed in an M shape. Furthermore, in the present embodiment, the case where the plasma nitriding treatment is performed as the surface treatment has been described. However, the surface treatment to which the present invention can be applied is not limited to this, for example, plasma carburizing treatment, PVD treatment, CVD treatment, It may be.
また、上記実施の形態においては、傾斜調整部材としての伸縮脚３０の伸縮により球状体が複数の固定部間を移動する場合について説明したが、本発明の球状体の表面処理方法はこれに限られず、球状体の表面処理用治具自体が傾斜させられることにより球状体が移動してもよいし、他の治具により球状体が移動させられてもよい。また、本実施の形態においては、球状体が複数の固定部間を転動することにより移動して、治具との接触領域が変化する場合について説明したが、球状体は必ずしも転動する必要はなく、治具との接触領域が異なるように、複数回の表面処理が実施されればよい。さらに、上記実施の形態においては、本発明の球状部品の製造方法により製造される球状部品として、転がり軸受の転動体を例に説明したが、製造可能な球状部品はこれに限られず、等速ジョイントの転動体、直動案内装置の転動体などを製造することができる。 Moreover, in the said embodiment, although the case where a spherical body moved between several fixed parts by expansion-contraction of the expansion-contraction leg 30 as an inclination adjustment member was demonstrated, the surface treatment method of the spherical body of this invention is not restricted to this. Instead, the spherical body may be moved by tilting the spherical surface treatment jig itself, or the spherical body may be moved by another jig. Moreover, in this Embodiment, although the spherical body moved by rolling between several fixed parts, and the case where the contact area with a jig | tool changed was demonstrated, the spherical body does not necessarily roll. There is no need to perform the surface treatment a plurality of times so that the contact area with the jig is different. Further, in the above-described embodiment, the rolling element of the rolling bearing is described as an example of the spherical part manufactured by the method of manufacturing a spherical part of the present invention. However, the spherical part that can be manufactured is not limited to this, and is constant speed. A rolling element of a joint, a rolling element of a linear motion guide device, and the like can be manufactured.
ここで、上記実施の形態において製造される転がり軸受の転動体を備えた転がり軸受としては、たとえば以下に説明する深溝玉軸受を採用することができる。図１０は、本発明の一実施の形態における転がり軸受である深溝玉軸受の構成を示す概略断面図である。 Here, as the rolling bearing provided with the rolling elements of the rolling bearing manufactured in the above embodiment, for example, a deep groove ball bearing described below can be adopted. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a deep groove ball bearing which is a rolling bearing in an embodiment of the present invention.
図１０を参照して、深溝玉軸受５は、環状の外輪５１と、外輪５１の内側に配置された環状の内輪５２と、外輪５１と内輪５２との間に配置され、円環状の保持器５４に保持された転動体としての複数の玉５３とを備えている。外輪５１の内周面には外輪転走面５１Ａが形成されており、内輪５２の外周面には内輪転走面５２Ａが形成されている。そして、内輪転走面５２Ａと外輪転走面５１Ａとが互いに対向するように、外輪５１と内輪５２とは配置されている。さらに、複数の玉５３は、内輪転走面５２Ａおよび外輪転走面５１Ａに接触し、かつ保持器５４により周方向に所定のピッチで配置されることにより円環状の軌道上に転動自在に保持されている。以上の構成により、深溝玉軸受５の外輪５１および内輪５２は、互いに相対的に回転可能となっている。 Referring to FIG. 10, the deep groove ball bearing 5 is arranged between an annular outer ring 51, an annular inner ring 52 disposed inside the outer ring 51, and between the outer ring 51 and the inner ring 52. And a plurality of balls 53 as rolling elements held by 54. An outer ring rolling surface 51 </ b> A is formed on the inner circumferential surface of the outer ring 51, and an inner ring rolling surface 52 </ b> A is formed on the outer circumferential surface of the inner ring 52. The outer ring 51 and the inner ring 52 are arranged so that the inner ring rolling surface 52A and the outer ring rolling surface 51A face each other. Further, the plurality of balls 53 are in contact with the inner ring rolling surface 52A and the outer ring rolling surface 51A, and are arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction by the cage 54 so as to be able to roll on an annular track. Is retained. With the above configuration, the outer ring 51 and the inner ring 52 of the deep groove ball bearing 5 are rotatable relative to each other.
ここで、玉５３には、上記実施の形態における転がり軸受の玉が採用される。そのため、深溝玉軸受５は、長寿命な転がり軸受となっている。 Here, the ball 53 is the ball of the rolling bearing in the above embodiment. Therefore, the deep groove ball bearing 5 is a long-life rolling bearing.
以下、本発明の実施例１について説明する。鋼球に対するプラズマ窒化処理を実施した場合における本発明の効果を確認する実験を行なった。実験の手順は以下の通りである。 Embodiment 1 of the present invention will be described below. An experiment was conducted to confirm the effect of the present invention when plasma nitriding treatment was performed on a steel ball. The experimental procedure is as follows.
まず、本発明の範囲外である従来のプラズマ窒化処理方法を実施した。具体的には、焼入処理および焼戻処理されたＡＭＳ６４９０製の鋼球を、当該鋼球と３点において接触する治具に載置して、圧力２００〜３００Ｐａの窒素および水素ガスの混合雰囲気中において４３０℃に加熱し、１０時間保持する条件でプラズマ窒化した（比較例）。一方、上記実施の形態１における球状体の表面処理方法と同様の方法により、比較例と同様の鋼球に対してプラズマ窒化を実施した。プラズマ窒化は、第１プラズマ窒化工程、第２プラズマ窒化工程ともに圧力２００〜３００Ｐａの窒素および水素ガスの混合雰囲気中において４３０℃に加熱し、５時間保持する条件下で実施した（実施例Ａ）。さらに、上記実施の形態２における球状体の表面処理方法と同様の方法により、比較例と同様の鋼球に対してプラズマ窒化を実施した。プラズマ窒化は、第１プラズマ窒化工程、第２プラズマ窒化工程ともに圧力２００〜３００Ｐａの窒素および水素ガスの混合雰囲気中において４５０℃に加熱し、２時間保持する条件下で実施した（実施例Ｂ）。 First, a conventional plasma nitriding method outside the scope of the present invention was implemented. Specifically, a steel ball made of AMS6490 that has been quenched and tempered is placed on a jig that comes into contact with the steel ball at three points, and a mixed atmosphere of nitrogen and hydrogen gas at a pressure of 200 to 300 Pa. The sample was heated to 430 ° C. and plasma-nitrided under the condition of holding for 10 hours (Comparative Example). On the other hand, plasma nitridation was performed on the same steel ball as in the comparative example by the same method as the spherical body surface treatment method in the first embodiment. The plasma nitridation was performed under the conditions of heating to 430 ° C. and holding for 5 hours in a mixed atmosphere of nitrogen and hydrogen gas at a pressure of 200 to 300 Pa in both the first plasma nitridation step and the second plasma nitridation step (Example A). . Further, plasma nitriding was performed on the same steel ball as that of the comparative example by the same method as the surface treatment method of the spherical body in the second embodiment. The plasma nitridation was performed under the condition that the first plasma nitridation step and the second plasma nitridation step were heated to 450 ° C. in a mixed atmosphere of nitrogen and hydrogen gas at a pressure of 200 to 300 Pa and held for 2 hours (Example B). .
そして、比較例については治具に接触していた領域（治具接触部）および治具に接触していなかった領域（非接触部）、実施例Ａおよび実施例Ｂについては第１プラズマ窒化工程において治具と接触していた領域（１回目接触部）、第２プラズマ窒化工程において治具と接触していた領域（２回目接触部）、および第１プラズマ窒化工程および第２プラズマ窒化工程において治具と接触していなかった領域（非接触部）における深さ方向の硬さ分布を測定した。 For the comparative example, the region that was in contact with the jig (jig contact portion) and the region that was not in contact with the jig (non-contact portion), and Examples A and B were the first plasma nitriding step. In the region that was in contact with the jig (first contact portion), the region that was in contact with the jig in the second plasma nitriding step (second contact portion), and in the first and second plasma nitriding steps The hardness distribution in the depth direction in the region (non-contact portion) that was not in contact with the jig was measured.
次に、実験結果について説明する。図１１は、比較例における鋼球の深さ方向の硬さ分布を示す図である。また、図１２は、実施例Ａにおける鋼球の深さ方向の硬さ分布を示す図である。また、図１３は、実施例Ｂにおける鋼球の深さ方向の硬さ分布を示す図である。ここで、図１１〜図１３において、横軸は鋼球の表面からの深さ、縦軸は硬さ（ビッカース硬さ）を示している。また、図１１において、中実の丸印は治具接触部、中空の丸印は非接触部の直下における硬さの測定値を示している。さらに、図１２および図１３において、中実の丸印は１回目接触部、中空の丸印は２回目接触部、中実の三角印は非接触部の直下における硬さの測定値を示している。 Next, experimental results will be described. FIG. 11 is a diagram showing the hardness distribution in the depth direction of the steel ball in the comparative example. Moreover, FIG. 12 is a figure which shows the hardness distribution of the depth direction of the steel ball in Example A. As shown in FIG. Moreover, FIG. 13 is a figure which shows the hardness distribution of the depth direction of the steel ball in Example B. As shown in FIG. Here, in FIGS. 11 to 13, the horizontal axis indicates the depth from the surface of the steel ball, and the vertical axis indicates the hardness (Vickers hardness). In FIG. 11, solid circles indicate the measured values of the hardness immediately below the jig contact portion, and hollow circles indicate the non-contact portion. Further, in FIGS. 12 and 13, the solid circle indicates the first contact portion, the hollow circle indicates the second contact portion, and the solid triangle indicates the hardness measured immediately below the non-contact portion. Yes.
図１１を参照して、本発明の範囲外である従来のプラズマ窒化方法が実施された鋼球は、非接触部においてはプラズマ窒化処理が適切に進行し、表層部に内部よりも硬度の高い良好な窒化層が形成されていることが分かる。しかし、治具接触部においては、表層部の硬度がほとんど上昇しておらず、窒化層の形成が不十分であることが確認される。これは、治具接触部ではプラズマ窒化がほとんど進行しないため、従来のプラズマ窒化方法では、鋼球の表面全体を十分に硬化させることができないことを示している。 Referring to FIG. 11, in the steel ball on which the conventional plasma nitriding method which is outside the scope of the present invention is performed, the plasma nitriding treatment proceeds appropriately in the non-contact portion, and the surface layer portion has higher hardness than the inside. It can be seen that a good nitrided layer is formed. However, in the jig contact portion, the hardness of the surface layer portion is hardly increased, and it is confirmed that the formation of the nitride layer is insufficient. This indicates that the plasma nitriding hardly proceeds at the jig contact portion, so that the entire surface of the steel ball cannot be sufficiently cured by the conventional plasma nitriding method.
一方、図１２および図１３を参照して、本発明の実施例Ａおよび実施例Ｂでは、非接触部に比べて１回目接触部および２回目接触部の表層部の硬度が僅かに低いものの、ほぼ遜色ない硬度分布となっている。以上の実験結果より、本発明の球状体の表面処理方法によれば、球状体の温度を正確に把握しつつ表面の全域に対して表面処理を実施できることが確認された。 On the other hand, with reference to FIG. 12 and FIG. 13, in Example A and Example B of the present invention, although the hardness of the surface layer portion of the first contact portion and the second contact portion is slightly lower than that of the non-contact portion, The hardness distribution is almost comparable. From the above experimental results, it was confirmed that according to the spherical body surface treatment method of the present invention, the surface treatment can be performed on the entire surface while accurately grasping the temperature of the spherical body.
以下、本発明の実施例２について説明する。プラズマ窒化処理における球状体同士の好ましい間隔を調査する実験を実施した。実験の手順は以下の通りである。 Embodiment 2 of the present invention will be described below. Experiments were conducted to investigate the preferred spacing between spherical bodies in plasma nitriding. The experimental procedure is as follows.
まず、長さ６０ｍｍ、高さ１００ｍｍ、厚み１０ｍｍのＳ４５Ｃ（ＪＩＳ規格機械構造用炭素鋼）製の板を準備し、プラズマ窒化炉の処理室内に装入して、上記実施例Ｂの場合と同様の条件でプラズマ窒化を実施した。このとき、当該板を１枚のみ装入した場合と、３枚装入した場合との２通りのプラズマ窒化を実施した。いずれの場合も、温度制御用に板を別途１枚装入し、温度制御用の板の温度が４５０℃となるようにプラズマ窒化炉の出力を調節した。また、３枚装入した場合については、当該板同士の間隔を５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲で５段階変化させた。そして、それぞれの場合について、板の温度を測定した。 First, a plate made of S45C (JIS standard carbon steel for mechanical structure) having a length of 60 mm, a height of 100 mm, and a thickness of 10 mm is prepared, inserted into the processing chamber of the plasma nitriding furnace, and the same as in Example B above. Plasma nitriding was performed under the conditions of At this time, two types of plasma nitridation were performed, in which only one plate was loaded and in which three plates were loaded. In either case, one plate was inserted separately for temperature control, and the output of the plasma nitriding furnace was adjusted so that the temperature of the temperature control plate was 450 ° C. Moreover, about the case where 3 sheets were inserted, the space | interval of the said board was changed 5 steps in the range of 5 mm-50 mm. And the temperature of the board was measured about each case.
次に、実験の結果を説明する。図１４は、実施例２の実験結果を示す図である。図１４において、横軸は板を３枚装入した場合の板の間隔を示しており、縦軸は板の温度を示している。また、丸印は、板を３枚装入した場合における板の温度の測定値を示している。さらに、破線は、板を１枚のみ装入した場合における板の温度の測定値を示している。 Next, the results of the experiment will be described. FIG. 14 is a diagram illustrating experimental results of Example 2. In FIG. 14, the horizontal axis indicates the interval between the plates when three plates are inserted, and the vertical axis indicates the temperature of the plates. The circles indicate measured values of the plate temperature when three plates are loaded. Furthermore, the broken line has shown the measured value of the temperature of the board | plate when only one board is inserted.
図１４を参照して、板同士の間隔が５ｍｍとなるように板を３枚装入した場合、板の温度は１０５０℃以上にまで上昇している。これは、板同士の間隔が小さかったため、ホローカソード状態が形成されたことによるものと考えられる。そして、板同士の間隔が広くなるにつれて板の温度は低下し、間隔が３０ｍｍである場合、板を１枚のみ装入した場合に近い温度となった。さらに、間隔が５０ｍｍである場合、板の温度は板を１枚のみ装入した場合とほぼ同じ温度となった。このことから、上述のように２００〜３００Ｐａあるいはそれ以上の圧力下でプラズマ窒化処理を実施する場合、被処理物である球状体の間隔を３０ｍｍ以上とすることにより、温度の調整が容易となり、５０ｍｍ以上とすることにより、温度の調整がより容易となると考えられる。 Referring to FIG. 14, when three plates are inserted so that the distance between the plates is 5 mm, the temperature of the plates rises to 1050 ° C. or higher. This is probably because the hollow cathode state was formed because the distance between the plates was small. Then, the temperature of the plates decreased as the interval between the plates increased, and when the interval was 30 mm, the temperature was close to that when only one plate was inserted. Furthermore, when the interval was 50 mm, the temperature of the plate was almost the same as that when only one plate was loaded. From this, when performing the plasma nitriding treatment under a pressure of 200 to 300 Pa or more as described above, the temperature can be easily adjusted by setting the interval between the spherical bodies to be processed to 30 mm or more. By adjusting the thickness to 50 mm or more, it is considered that the temperature can be easily adjusted.
本発明の球状体の表面処理方法を用いて複数回に分けてプラズマ窒化された球状体における、プラズマ窒化の回数と窒化深さの差との関係の解析を行なった。まず、ＡＩＳＩ規格Ｍ５０からなる直径７／８インチの球状体を準備し、上記実施の形態１の工程（Ｓ３０）まで、すなわち球状体を治具により支持しつつ１回のプラズマ窒化処理を行なう工程を実施した。そして、この球状体を表面に垂直な断面で切断し、当該断面を研磨した後、腐食液としてナイタルを使用して断面を腐食した。 The relationship between the number of plasma nitridings and the difference in nitriding depth was analyzed in a spherical body that was plasma-nitrided in several steps using the spherical surface treatment method of the present invention. First, a 7/8 inch diameter spherical body made of AISI standard M50 is prepared, and the plasma nitriding process is performed once until the step (S30) of the first embodiment, that is, the spherical body is supported by a jig. Carried out. The spherical body was cut along a cross section perpendicular to the surface, the cross section was polished, and then the cross section was corroded by using night as a corrosive liquid.
図１５は、プラズマ窒化された球状体の断面の光学顕微鏡写真である。図１５においては、球状体の表面付近が撮影されており、濃く腐食されている領域が窒化層に相当する。一方、図１５において、領域αは、上記１回のプラズマ窒化処理において球状体を支持する治具と接触していた領域に相当する。図１５を参照して、治具と接触していた領域αにおいては、窒化層はほとんど形成されておらず、窒化深さはほぼ０となっている。 FIG. 15 is an optical micrograph of a cross section of a plasma-nitrided sphere. In FIG. 15, the vicinity of the surface of the spherical body is photographed, and the region that is heavily corroded corresponds to the nitride layer. On the other hand, in FIG. 15, a region α corresponds to a region in contact with the jig that supports the spherical body in the one plasma nitriding process. Referring to FIG. 15, in the region α that is in contact with the jig, almost no nitride layer is formed, and the nitridation depth is almost zero.
一方、プラズマ窒化処理による鋼の窒化は、近似的には拡散律速であると考えることができる。この場合、１回のプラズマ窒化により得られる窒化深さＤは、以下の式（１）で表すことができる。 On the other hand, nitriding of steel by plasma nitriding treatment can be considered to be diffusion-controlled in an approximate manner. In this case, the nitriding depth D obtained by one plasma nitriding can be expressed by the following formula (1).
Ｄ＝Ａ×ｔ１／２…（１）
ここで、ｔは窒化処理時間、Ａは定数である。そして、複数回のプラズマ窒化が実施される場合、１回目のプラズマ窒化により窒化されなかった領域が、２回目以降のプラズマ窒化により毎回窒化されると仮定すると、複数回のプラズマ窒化が実施された場合における窒化回数と窒化深さの差（％）との関係は以下のようになる。
D = A × t 1/2 (1)
Here, t is the nitriding time, and A is a constant. When a plurality of plasma nitridations are performed, assuming that a region that was not nitrided by the first plasma nitridation is nitrided each time by the second and subsequent plasma nitridations, a plurality of plasma nitridations were performed. In this case, the relationship between the number of nitridings and the difference (%) in the nitriding depth is as follows.
図１６は、複数回のプラズマ窒化が実施された場合における窒化回数と窒化深さの差との関係を示す図である。図１６において、横軸は窒化回数、縦軸は窒化深さの差を示している。 FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the number of nitridations and the difference in nitridation depth when a plurality of plasma nitridations are performed. In FIG. 16, the horizontal axis indicates the number of times of nitriding, and the vertical axis indicates the difference in nitriding depth.
図１６を参照して、窒化深さの差は窒化回数の増加に伴って急激に減少した後、その減少は緩やかになることが分かる。ここで、転がり軸受の玉などの一般的な球状体に要求される特性を考慮すると、窒化深さの差は５０％以下とすることが求められる。このことから、窒化回数は２回以上とすることが好ましいといえる。一方、プラズマ窒化処理に許容される一般的な熱処理コストを考慮すると、窒化回数が５回を超えることは好ましくないと考えられる。また、図１６を参照して、窒化回数が５回の時点において、窒化深さの差は１０％程度となっており、転がり軸受の玉などの一般的な球状体に要求される特性を考慮すると、すでに十分な窒化深さの均一性が確保されていると考えられる。したがって、窒化回数は、５回以下とすることが好ましいといえる。 Referring to FIG. 16, it can be seen that the difference in the nitriding depth decreases rapidly as the number of nitriding increases, and then the decrease becomes moderate. Here, in consideration of characteristics required for a general spherical body such as a ball of a rolling bearing, the difference in nitriding depth is required to be 50% or less. From this, it can be said that the number of times of nitriding is preferably 2 times or more. On the other hand, considering the general heat treatment cost allowed for the plasma nitriding treatment, it is considered not preferable that the number of nitriding times exceeds 5. Referring to FIG. 16, when the number of nitridings is 5, the difference in nitriding depth is about 10%, and the characteristics required for general spherical bodies such as balls of rolling bearings are taken into consideration. Then, it is considered that sufficient uniformity of the nitriding depth is already secured. Therefore, it can be said that the number of times of nitriding is preferably 5 times or less.
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments and examples disclosed herein are illustrative in all respects and should not be construed as being restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明の球状体の表面処理用治具、球状体の表面処理方法および球状部品の製造方法は、表面の全域に対して表面処理を実施することが求められる球状体の表面処理用治具、球状体の表面処理方法および球状部品の製造方法に、特に有利に適用され得る。 A spherical surface treatment jig, a spherical surface treatment method, and a spherical component manufacturing method according to the present invention include a spherical surface treatment jig required to perform surface treatment on the entire surface, The present invention can be applied particularly advantageously to the spherical surface treatment method and the spherical part manufacturing method.
１ 治具、５ 深溝玉軸受、１１Ａ 第１固定部、１１Ｂ 第２固定部、１１Ｃ 第３固定部、１２ 転がり案内部、２１ 保持部材、２２，２９，３１ 貫通孔、２３ ベース部材、２４ 固定脚、２５，３２ 接続部、２６ シリンダ部、２７ ロッド部、２８ 溝、３０ 伸縮脚、５１ 外輪、５１Ａ 外輪転走面、５２ 内輪、５２Ａ 内輪転走面、５３ 玉、５４ 保持器、９１ 成形体。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Jig, 5 Deep groove ball bearing, 11A 1st fixing part, 11B 2nd fixing part, 11C 3rd fixing part, 12 Rolling guide part, 21 Holding member, 22, 29, 31 Through hole, 23 Base member, 24 Fixing Leg, 25, 32 connection part, 26 cylinder part, 27 rod part, 28 groove, 30 telescopic leg, 51 outer ring, 51A outer ring rolling surface, 52 inner ring, 52A inner ring rolling surface, 53 balls, 54 cage, 91 molding body.
Claims (14)
前記球状体が案内されつつ転動することが可能な転がり案内部とを備え、
前記複数の固定部は前記転がり案内部により接続されている、球状体の表面処理用治具。 A plurality of fixing parts in which the spherical body is fixed and held;
A rolling guide portion capable of rolling while the spherical body is guided,
The plurality of fixing portions are connected to each other by the rolling guide portion, and are a spherical surface treatment jig.
前記ベース部材上に配置され、前記固定部および前記転がり案内部を含む保持部材と、
前記ベース部材に対する前記転がり案内部の傾斜を変化させる傾斜調整部材とを備えた、請求項１〜３のいずれか１項に記載の球状体の表面処理用治具。 A base member;
A holding member disposed on the base member and including the fixed portion and the rolling guide portion;
The spherical surface treatment jig according to claim 1, further comprising an inclination adjusting member that changes an inclination of the rolling guide portion with respect to the base member.
前記治具により支持された前記球状体に対して表面処理を実施する工程とを備え、
前記表面処理を実施する工程は、
前記球状体の第１の領域を前記治具により支持しつつ、前記球状体の表面処理を実施する工程と、
前記球状体の前記第１の領域とは異なる第２の領域を前記治具により支持しつつ、前記球状体の表面処理を実施する工程とを含んでいる、球状体の表面処理方法。 A step of supporting the spherical body with a jig;
And a step of performing a surface treatment on the spherical body supported by the jig,
The step of performing the surface treatment includes
Carrying out a surface treatment of the spherical body while supporting the first region of the spherical body with the jig;
A surface treatment method for a spherical body, including a step of performing a surface treatment of the spherical body while supporting a second region of the spherical body different from the first region by the jig.
前記球状体に対して表面処理を実施する工程では、前記球状体と前記球状体に対向して配置される部材との間に電圧が印加されつつ前記球状体の表面処理が実施される、請求項６または７に記載の球状体の表面処理方法。 The spherical body is made of a conductor,
In the step of performing a surface treatment on the spherical body, the surface treatment of the spherical body is performed while a voltage is applied between the spherical body and a member disposed to face the spherical body. Item 8. The spherical surface treatment method according to Item 6 or 7.
前記成形体の表面処理を実施する工程とを備え、
前記表面処理は、請求項６〜１２のいずれか１項に記載の球状体の表面処理方法を用いて実施される、球状部品の製造方法。 Preparing a spherical shaped body; and
A step of performing a surface treatment of the molded body,
The method for manufacturing a spherical component, wherein the surface treatment is performed using the method for treating a spherical body according to any one of claims 6 to 12.
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