JPH0617823A - 旋回座用軸受とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大径の旋回座用軸受の内外輪転走面全周に、
高周波コイルの移動焼入れを行なって、表面硬化層を形
成するには、高周波加熱の始端と終端との間に未焼入れ
部を残して、焼割れを防止する。未焼入れ部は軟質で、
軸受荷重に制限を生ずるので、本発明は、転走面上の軟
質部を解消する。 【構成】 転走面の焼入れ始端と終端との間に転走面を
遮断して開口した栓孔を設け、当該栓孔を一端面に焼入
れ硬化した転走面を備えた栓体をもって封止し、転走面
全周に亘って均一な硬化面とする。また、当該栓孔を通
孔として、玉装入孔となす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建設機械や大型機械に
使用される旋回座用軸受とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】旋回座用軸受、通称ターンテーブル軸受
は、１個の軸受で、アキシャル荷重、モーメント荷重及
びラジアル荷重を受ける構造とされ、軌道輪の内輪また
は外輪には旋回用歯車を備え、また軌道輪自体に固定用
取付穴が設けられている。用途によって、大荷重を支持
する軸受や、特に精度と剛性が要求される軸受がある。

【０００３】旋回座用軸受の軌道輪は、大径のもので
は、構造用炭素鋼又は構造用合金鋼（ＳＣＭ４４０、Ｓ
ＣＭ４４５など）が使用され、転走面は高周波焼入れ・
焼戻しにより表面硬化層を備えて、耐摩耗性が付与され
ている。

【０００４】高周波焼入れは、単一の高周波コイルを転
走面に全周に均等に近接させて、一回の高周波誘導によ
って加熱されることが、転走面硬化層の均質化のために
は望ましいが、他方、軌道輪の寸法形状が変わるごとに
専用の高周波コイルを準備しなければならず、また、高
周波発振器に高出力を必要とする。そこで、大径の軌道
輪では、小コイルを転走面に近接させて、通常は軌道輪
を一定速度で回転させた状態で誘導加熱を行い、転走面
上の連続移動する誘導加熱部位にコイル通過直後に注水
急冷する方法が採用されている。

【０００５】この移動焼入れにおいては、転走面上の既
に焼入れした部分を再度加熱焼入れして焼入れ部位が重
複すると、重複部位に焼割れを生じたり、再加熱による
軟質部が生じて耐摩耗性が低下する。そこで、従来は、
転走面に焼入れ始端部と終端部との間に未焼入れ部を残
して軟質のままとしていた。

【０００６】旋回座用軸受には、図４に示すように、外
輪１及び内輪２の転走面１２，２２の断面形状が共に半
円状をなす単列玉軸受が、アキシャル荷重とともにラジ
アル荷重を受けることができ、構造が単純であることか
ら広く使用されている。この型式の玉軸受は、内輪２又
は外輪１に、転走面を含む周面に開口する通孔を設け、
軸受組立時には、内輪２と外輪１とを配置して、転走面
１２，２２が対向して形成される転走溝内に、上記通孔
より玉３を装入し、通孔に施栓をしていた。

【０００７】施栓は、一端面に転走面と同一形状の凹曲
面を設け、他端側にはピン止め孔を設けた鋼製の栓体を
当該通孔に嵌挿して、軌道輪の側面より当該止め孔にテ
ーパーピンを嵌入して、栓体の外れ・回転を防止してい
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】軌道輪の転走面の移動
焼入れに伴う未焼入れの軟質部は、耐摩耗性が低いた
め、旋回座用軸受として転走面上の負荷域に制限を生
じ、負荷が転走面全周にわたる様な軸受用途では、使用
中に摩耗し易い。

【０００９】また、上記の栓体は、玉転動体の装入後の
通孔施栓の際には、テーパーピンによる栓体の固定のた
めに機械加工を要するので、栓体端面がなす転走面は軟
質のままであり、上述同様の耐摩耗性の難点を有してい
た。

【００１０】本発明は、高周波移動加熱による焼入れに
伴って生じる大径の旋回座用軸受固有の転走面軟質部を
解消して、転走面を均質な焼入れ硬化面とし、耐摩耗性
と旋回精度にすぐれた旋回座用軸受とその製造方法を提
供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の旋回座用軸受
は、軌道輪の転走面に高周波加熱の移動焼入れによる表
面硬化層を備えた旋回座用軸受であるが、当該軌道輪
は、転走面を有する周面に転走面を切断した開口部を有
して軌道輪半径方向に穿孔された栓孔と、当該栓孔の開
口部を移動焼入れの始端及び終端とした当該表面硬化層
と、一端面に焼入れ硬化した凹曲面を備えて当該栓孔に
挿嵌固定された栓体と、を具備し、当該凹曲面をもって
転走面となして、転走面全周にわたって均一な表面硬化
層を備えたことを特徴とするものである。

【００１２】旋回座用軸受は、特に、当該栓孔を軌道輪
の半径方向に当該軌道輪を貫通して穿孔し、内輪転走面
と外輪転走面とが対向して形成する転走溝に玉を装入す
る装入用通孔としたものが採用される。

【００１３】また、その製造方法について、当該軌道輪
に転走面を形成する工程と、当該転走面幅より大径の開
口部が当該転走面を切断するように軌道輪半径方向に栓
孔を穿孔する工程と、ついで当該開口部を始端として高
周波コイルによる加熱部を当該転走面に連続移動させて
当該開口部を終端とする移動焼入れ工程と、別途に栓体
の一端面に凹曲面を形成して焼入れ硬化層を形成する工
程と、当該栓体を当該穿孔に挿嵌して固定する工程と、
から成り、当該凹曲面をもって転走面となして、転走面
全周にわたって均一な表面硬化層を備えたことを特徴と
している。

【００１４】

【実施例】本発明の旋回座用軸受の実施例を図面により
以下に説明する。

【００１５】旋回座用軸受は、図４に示した単列玉軸受
で、内輪２の内側に歯車２５を備えた形式のものであっ
て、構造用炭素鋼、例えばＳ５５Ｃ材により、又は、構
造用低合金鋼、例えばＳＣＭ４４０材、ＳＣＭ４４５材
などにより、リング状に鍛造して、内輪２及び外輪１を
成形する。

【００１６】図１は、外輪１の内周面１１を見た部分斜
視図であるが、外輪１の内周面１１には、外輪縦断面上
にほぼ半円形を成す転走面１２が旋削形成され、また、
転走面１２の幅より直径の大きい円形の開口部４０を有
する通孔４が、内周面１１から外周面１５にわたって外
輪１本体を貫通して設けられて、当該開口部４０が転走
面１２を切断している。

【００１７】内周面１１の転走面１２の焼入れ処理にお
いては、小型の高周波コイル（不図示）と注水管（不図
示）とを内周面１１に近接させて、外輪１を回転装置
（不図示）により回転させながら高周波誘導加熱と加熱
直後の注水により、転走面１２に全周にわたって高周波
焼入れを行なう。

【００１８】この高周波焼入れにおいて、転走面１２の
焼入れ加熱開始の始端を上記通孔４の開口部４０外縁９
１として、高周波誘導加熱部を内周面１１の転走面１２
上を周回させ、焼入れ加熱の終端を当該通孔４の開口部
４０の他方の外縁９２とする。

【００１９】このように、高周波加熱の始端９１と終端
９２を、外輪１に貫通する通孔４の開口部４０の周縁９
１，９２とするので、転走面１２上には、高周波加熱の
始端と終端が重複する部分が存在せず、また始端と終端
との間の未焼入れ部も形成されない。残余の転走面１２
は均質な焼入れ硬化面９となる。

【００２０】高周波焼入れ後は、焼戻しをおこなって、
焼入れ残留応力の一部を解放して靱性を高め、ロックウ
ェルＣ硬度Ｈ_RC５５〜６０程度に調整し、転走面１２の
精密研摩を行なう。

【００２１】内輪２についても、外周面２１の転走面２
２に同様の高周波焼入れを行なうが、内輪には内周に歯
車２５が刻設されているので、転走面２２に開口する孔
は通孔とせず、内輪本体内部で閉止された閉塞孔とする
点が異なる。

【００２２】図２（Ａ）は、内輪２の外周面２１に開孔
する上記閉塞孔４１に施栓した内輪部分断面図である。
施栓のための栓体５は構造用炭素鋼Ｓ５５Ｃ又は構造用
合金鋼ＳＣＭ４４０材等で形成され、図２（Ｂ，Ｃ）に
示すように外周が閉塞孔４１の内周に嵌合する外径寸法
を有し、一端には内輪２１の転走面２２と同一断面形状
の半円筒状凹曲面５２が形成され、他端側にはテーパー
状のピン孔６１が設けられている。当該凹曲面５２には
高周波焼入れによる硬化層９が設けられている。硬化層
９は、高周波焼入れ後に焼戻しを行い、転走面の表面硬
度と同程度のＨ_RC５５〜６０の表面硬度に調製される。
この栓体５を内輪２の閉塞孔４１に挿嵌して、テーパー
ピン６を内輪２の側面よりピン孔６１、６１に挿入し
て、栓体５を固定すれば、栓体５の凹曲面５２が外周面
２１の転走面２２と連続面をなして、玉３の荷重を支持
する転走面２２’となる。

【００２３】図３は、図１に示した外輪１の上記通孔４
に施栓されて組み立てた軸受の断面図を示している。外
輪１の通孔４は、軸受組立の際の玉３及び可撓性の間座
（保持器）（不図示）の転走溝１２、２２への装入孔と
して利用され、玉３装入後は、図２と同様の要領で、栓
体５が通孔４の外周面側開口部から挿嵌され、テーパー
ピン６により外輪１に固定されて、栓体５の焼入れ硬化
された半円状凹曲面５２が硬化した転走面１２’として
利用される。

【００２４】本実施例においては、内歯型旋回座用軸受
を例示したが、外歯型軸受にも同様に実施され、その場
合には歯車を有しない内輪に玉装入用通孔が設けられ
る。

【００２５】栓体５の焼入れ処理に関して、実施例は、
凹曲面５２に高周波焼入れするものを示したが、他の方
法としては、栓体５全体を一体焼入れ（ずぶ焼入れ）し
たもの、又は全体加熱後の凹曲面５２にのみ注水焼入れ
したものも適宜採用される。

【００２６】本実施例では、転走面１２、２２を含む軌
道輪周面に通孔・閉塞孔４を設けて後、当該孔を起点と
して、高周波焼入れの始端と終端を定めたが、本例に限
らず、先に高周波移動加熱焼入れを実施して後、その始
端と終端との間の僅かな未焼入れ部を切断開口する通孔
を設けてもよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明の旋回座軸受は、高周波焼入れ法
が転走面固方向への移動焼入れでありながら、転走面は
全周に亘って、均質な表面硬化層を具えて、耐摩耗性に
優れているから、転走面全域を高負荷面とする用途に広
く使用でき、旋回精度の向上に有用である。

【００２８】また、高周波焼入れ時には、大径高周波コ
イルによる加熱法は必要でなく、小出力高周波発振器と
小径高周波コイルとによって、多種・多様の大径軸受の
焼入れ処理が可能で、誘導加熱装置の汎用化と製造コス
ト低減に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】旋回座用軸受の外輪内周面側の部分斜視図。

【図２】内歯型軸受の内輪の栓体施栓部断面図（Ａ）、
栓体の断面図（Ｂ）と同正面図（Ｃ）。

【図３】外輪に栓体施栓部を有する旋回座用軸受の断面
図（Ａ）、栓体の断面図（Ｂ）と同正面図（Ｃ）。

【図４】旋回座用玉軸受の部分断面図。

【符号の説明】

１ 外輪 １２ 外輪転走面 ２ 内輪 ２２ 内輪転走面 ３ 玉 ４ 栓孔 ５ 栓体 ６ テーパーピン ９ 焼入れ硬化層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軌道輪の転走面に高周波加熱の移動焼入
   れによる表面硬化層を備えた旋回座用軸受において、 当該軌道輪は、転走面を有する周面に転走面を切断した
   開口部を有して軌道輪半径方向に穿孔された栓孔と、当
   該栓孔の開口部を移動焼入れの始端及び終端とした当該
   表面硬化層と、一端面に焼入れ硬化した凹曲面を備えて
   当該栓孔に挿嵌固定された栓体と、を具備し、当該凹曲
   面をもって転走面となして、転走面全周にわたって表面
   硬化層を備えたことを特徴とする旋回座用軸受。
2. 【請求項２】 当該栓孔が、内輪転走面と外輪転走面と
   が対向して形成する転走溝に玉を装入する装入用通孔で
   ある請求項１記載の旋回座用軸受。
3. 【請求項３】 軌道輪の転走面に高周波加熱の移動焼入
   れによる表面硬化層を備えた旋回座用軸受の製造方法に
   おいて、 当該軌道輪に転走面を形成する工程と、当該転走面幅よ
   り大径の開口部が当該転走面を切断するように軌道輪半
   径方向に栓孔を穿孔する工程と、ついで当該開口部を始
   端として高周波コイルによる加熱部を当該転走面に連続
   移動させて当該開口部を終端とする移動焼入れ工程と、
   別途に栓体の一端面に凹曲面を形成して焼入れ硬化層を
   形成する工程と、当該栓体を当該穿孔に挿嵌して固定す
   る工程と、から成り、 当該凹曲面をもって転走面となして、転走面全周にわた
   って表面硬化層を備えたことを特徴とする旋回座用軸受
   の製造方法。
4. 【請求項４】 当該栓孔を軌道輪の半径方向に当該軌道
   輪を貫通して穿孔し、内輪転走面と外輪転走面とが対向
   して形成する転走溝に玉を装入する装入用通孔とした請
   求項３記載の旋回座用軸受の製造方法。