JP2984127B2 - セラミックス製ころ及びその製造方法 - Google Patents
セラミックス製ころ及びその製造方法Info
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- JP2984127B2 JP2984127B2 JP3354598A JP35459891A JP2984127B2 JP 2984127 B2 JP2984127 B2 JP 2984127B2 JP 3354598 A JP3354598 A JP 3354598A JP 35459891 A JP35459891 A JP 35459891A JP 2984127 B2 JP2984127 B2 JP 2984127B2
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- Japan
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- sintering
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- ceramic
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- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、軸受用ころとしてセ
ラミックスで製作されたころ及びそのころの製造方法に
関する。
ラミックスで製作されたころ及びそのころの製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】炭化けい素（SiC)や窒化けい素(Si3N4)
等のファインセラミックスは高温・高強度材料として機
械部品の材料としても採用されるようになっている。こ
のファインセラミックスによる製品は図３に示すような
工程により製造される。即ち、人工的合成により製造さ
れた原料（例えばSiC 、Si3N4 等）を調合粉砕し、これ
を一定の顆粒状（造粒化）とした後、金型成形かラバ−
プレスか射出成形等（成形化）を行い、所定の形状に機
械加工（一次加工）した後、焼成（焼結）し、これを更
に加圧焼結法（熱間静水圧加圧法いわゆるＨＩＰ法か、
熱間加圧法いわゆるＨＰ法）によって焼結した焼結体を
素材の段階で各種の非破壊検査を行い合格した素材に対
してダイヤモンド砥石による研削加工（二次加工）を施
し、例えば最終製品たる軸受用ころとするのである。
尚、軸受の使用条件によっては、加圧焼結法を採用しな
い場合もある。
等のファインセラミックスは高温・高強度材料として機
械部品の材料としても採用されるようになっている。こ
のファインセラミックスによる製品は図３に示すような
工程により製造される。即ち、人工的合成により製造さ
れた原料（例えばSiC 、Si3N4 等）を調合粉砕し、これ
を一定の顆粒状（造粒化）とした後、金型成形かラバ−
プレスか射出成形等（成形化）を行い、所定の形状に機
械加工（一次加工）した後、焼成（焼結）し、これを更
に加圧焼結法（熱間静水圧加圧法いわゆるＨＩＰ法か、
熱間加圧法いわゆるＨＰ法）によって焼結した焼結体を
素材の段階で各種の非破壊検査を行い合格した素材に対
してダイヤモンド砥石による研削加工（二次加工）を施
し、例えば最終製品たる軸受用ころとするのである。
尚、軸受の使用条件によっては、加圧焼結法を採用しな
い場合もある。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】全ての構成部品にセラ
ミックス製品を用いた総セラミックス軸受或いは一部に
セラミックス製品を用いた組合せセラミックス軸受の転
動体がセラミックス円筒ころ或いはセラミックス針状こ
ろである場合、これらセラミックス円筒ころやセラミッ
クス針状ころの面取り部を焼結（即ち、加圧焼結法や常
圧焼結法による焼結）後ダイヤモンド砥石により研削加
工すると多大のコストアップとなり、また使用時の潤滑
剤の長期保持が難しいという問題がある。この発明はか
かる課題を解決するためになされたものであり、その目
的とする所は研削加工するに際しそのコスト低減を図る
と共に潤滑性も良くしたセラミックス製ころ及びその製
造方法を提供することにある。
ミックス製品を用いた総セラミックス軸受或いは一部に
セラミックス製品を用いた組合せセラミックス軸受の転
動体がセラミックス円筒ころ或いはセラミックス針状こ
ろである場合、これらセラミックス円筒ころやセラミッ
クス針状ころの面取り部を焼結（即ち、加圧焼結法や常
圧焼結法による焼結）後ダイヤモンド砥石により研削加
工すると多大のコストアップとなり、また使用時の潤滑
剤の長期保持が難しいという問題がある。この発明はか
かる課題を解決するためになされたものであり、その目
的とする所は研削加工するに際しそのコスト低減を図る
と共に潤滑性も良くしたセラミックス製ころ及びその製
造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】即ち、この発明は上記す
る課題を解決するために、セラミックス製ころが、焼
結加工により製造したセラミックス製ころの転動面と端
面とを研削加工すると共に面取り部を未研削とし、該面
取り部に残した未研削焼結面を前記転動面及び端面の粗
さよりも粗くしたことを特徴とする。或いはセラミッ
クス製ころの製造方法が、セラミックス粉末成形体を円
柱状で且つ角部に面取り部を形成するように加工するこ
ろ素材加工工程と、該ころ素材を焼結する焼結工程と、
該焼結ころ素材の転動面と端面とを研削加工すると共に
前記面取り部に焼結面を残して成る研削加工工程と、を
含むことを特徴とする。
る課題を解決するために、セラミックス製ころが、焼
結加工により製造したセラミックス製ころの転動面と端
面とを研削加工すると共に面取り部を未研削とし、該面
取り部に残した未研削焼結面を前記転動面及び端面の粗
さよりも粗くしたことを特徴とする。或いはセラミッ
クス製ころの製造方法が、セラミックス粉末成形体を円
柱状で且つ角部に面取り部を形成するように加工するこ
ろ素材加工工程と、該ころ素材を焼結する焼結工程と、
該焼結ころ素材の転動面と端面とを研削加工すると共に
前記面取り部に焼結面を残して成る研削加工工程と、を
含むことを特徴とする。
【０００５】
【作用】この発明にかかるセラミックス製ころを上記手
段により製造すると、該ころは未加工の状態で残される
面取り部は表面が粗い状態であるため潤滑剤が保持され
やすくなる。このように面取り部に潤滑剤が保持される
ようになると潤滑条件が悪くなった時この面取り部は潤
滑剤の供給源としての機能を果たす。また、この発明に
かかるセラミックス製の軸受用ころの製造方法を上記手
段とすれば、最も加工に要する時間と手間のかかる面取
り部の研削加工を省略することが出来るのでコスト低減
を図ることが出来る。
段により製造すると、該ころは未加工の状態で残される
面取り部は表面が粗い状態であるため潤滑剤が保持され
やすくなる。このように面取り部に潤滑剤が保持される
ようになると潤滑条件が悪くなった時この面取り部は潤
滑剤の供給源としての機能を果たす。また、この発明に
かかるセラミックス製の軸受用ころの製造方法を上記手
段とすれば、最も加工に要する時間と手間のかかる面取
り部の研削加工を省略することが出来るのでコスト低減
を図ることが出来る。
【０００６】
【実施例】以下、この発明の具体的実施例について図面
を参照して説明する。図１はこの発明にかかるセラミッ
クス製ころを軸受に配置した状態の一部断面図、図２は
該セラミックス製ころの一部拡大図である。この実施例
でのころは円筒ころ３とし軸受の外輪１と内輪２との間
に配置されている（保持器は省略）。
を参照して説明する。図１はこの発明にかかるセラミッ
クス製ころを軸受に配置した状態の一部断面図、図２は
該セラミックス製ころの一部拡大図である。この実施例
でのころは円筒ころ３とし軸受の外輪１と内輪２との間
に配置されている（保持器は省略）。
【０００７】前記円筒ころ３は次のような工程により製
造する。先ず、素材加工工程においては、原料粉末を顆
粒状とした後成形加工する。原料粉末としてはSi3N4 や
ALN やBNやTiN 等の窒化物、SiC やB4C やWCやTiC 等の
炭化物、或いはSi4-Z Alz O Z N3-ZやSi-M* -O-N（M
* :Be 、Li、Mg）等の酸窒化物、更にはAl2O3 やZrO2-
Y2O3 やAl2O3-ZrO2等の酸化物が用いられる。次に、成
形加工後円筒ころ３となる素材として機械加工（一次加
工）で予めほぼ最終製品の形である円柱状で且つ角部に
所定のｒの面取り部が形成されるように加工する。尚、
成形法としては加圧成形、静水圧成形、押し出し成形、
射出成形、泥漿鋳込み成形等がありいずれの方法でも可
能である。
造する。先ず、素材加工工程においては、原料粉末を顆
粒状とした後成形加工する。原料粉末としてはSi3N4 や
ALN やBNやTiN 等の窒化物、SiC やB4C やWCやTiC 等の
炭化物、或いはSi4-Z Alz O Z N3-ZやSi-M* -O-N（M
* :Be 、Li、Mg）等の酸窒化物、更にはAl2O3 やZrO2-
Y2O3 やAl2O3-ZrO2等の酸化物が用いられる。次に、成
形加工後円筒ころ３となる素材として機械加工（一次加
工）で予めほぼ最終製品の形である円柱状で且つ角部に
所定のｒの面取り部が形成されるように加工する。尚、
成形法としては加圧成形、静水圧成形、押し出し成形、
射出成形、泥漿鋳込み成形等がありいずれの方法でも可
能である。
【０００８】上記するようにして成形、機械加工されほ
ぼ最終製品の形である角部に面取り部を形成された円柱
状の素材を焼結工程、即ち、焼成及び加圧焼結法或いは
常圧焼結法による焼結工程で焼結を行う。加圧焼結法に
は、ＨＰ法（Hot pres法）と、ＨＩＰ法（Hot isostati
c pressprocess 法）とがある。ＨＰ法は、焼結助剤を
添加した原料粉末を型の中に入れ、加熱しながらプレス
により一軸方向の圧力を加えて焼結する方法であり焼結
温度も低くてよい。またＨＩＰ法は、焼結温度で軟化す
るガラス等の容器中に焼結助剤を添加した原料粉末を入
れて、その外部から高圧流体で加圧して焼結するカプセ
ル法と、粉末成形体を残留気孔が閉気孔となるまで予備
的に焼結しておき、次いで高圧ガス中で焼結する無カプ
セル法とがある。この発明にかかる円筒ころ３はいずれ
の方法も可能である。常圧焼結法は常圧又は減圧ガス雰
囲気中で焼結する方法であって複雑な形状の製品を量産
するのに適している。こうして焼結工程を経た角部に面
取り部を形成した円柱状素材を研削加工して円筒ころ３
とするのであるが、この場合図２にも示すように面取り
部３ｃは研削せずに残すように研削加工する。
ぼ最終製品の形である角部に面取り部を形成された円柱
状の素材を焼結工程、即ち、焼成及び加圧焼結法或いは
常圧焼結法による焼結工程で焼結を行う。加圧焼結法に
は、ＨＰ法（Hot pres法）と、ＨＩＰ法（Hot isostati
c pressprocess 法）とがある。ＨＰ法は、焼結助剤を
添加した原料粉末を型の中に入れ、加熱しながらプレス
により一軸方向の圧力を加えて焼結する方法であり焼結
温度も低くてよい。またＨＩＰ法は、焼結温度で軟化す
るガラス等の容器中に焼結助剤を添加した原料粉末を入
れて、その外部から高圧流体で加圧して焼結するカプセ
ル法と、粉末成形体を残留気孔が閉気孔となるまで予備
的に焼結しておき、次いで高圧ガス中で焼結する無カプ
セル法とがある。この発明にかかる円筒ころ３はいずれ
の方法も可能である。常圧焼結法は常圧又は減圧ガス雰
囲気中で焼結する方法であって複雑な形状の製品を量産
するのに適している。こうして焼結工程を経た角部に面
取り部を形成した円柱状素材を研削加工して円筒ころ３
とするのであるが、この場合図２にも示すように面取り
部３ｃは研削せずに残すように研削加工する。
【０００９】前記円筒ころ３は、加圧焼結法や常圧焼結
法による焼結後ダイヤモンド砥石により研削加工する
が、被加工円筒ころ３は相当硬くダイヤモンド砥石でも
相当の時間と労力を要する。そこで図２及び図３に示す
ように、転動面３ａと端面３ｂのみ研削代ｔの研削加工
を行い、面取り部３ｃは未加工の状態とする。従って面
取り部３ｃはＣ１及びＣ２部分が焼結された状態のまま
未加工（未研削）で残され、所定の寸法と表面粗さで加
工されることになる。通常、転動面３ａと端面３ｂの表
面粗さは０．２〜０．６Ｚである。尚、図３は説明上見
かけの研削代ｔを大きくしてあるが、実際は僅かの研削
代しかない。従って、この未加工状態の面取り部３ｃが
内外輪や保持器の表面と接触することはない。
法による焼結後ダイヤモンド砥石により研削加工する
が、被加工円筒ころ３は相当硬くダイヤモンド砥石でも
相当の時間と労力を要する。そこで図２及び図３に示す
ように、転動面３ａと端面３ｂのみ研削代ｔの研削加工
を行い、面取り部３ｃは未加工の状態とする。従って面
取り部３ｃはＣ１及びＣ２部分が焼結された状態のまま
未加工（未研削）で残され、所定の寸法と表面粗さで加
工されることになる。通常、転動面３ａと端面３ｂの表
面粗さは０．２〜０．６Ｚである。尚、図３は説明上見
かけの研削代ｔを大きくしてあるが、実際は僅かの研削
代しかない。従って、この未加工状態の面取り部３ｃが
内外輪や保持器の表面と接触することはない。
【００１０】この発明にかかるセラミックス製の軸受用
ころを上記構成とすれば、最も加工に要する時間と手間
のかかる面取り部の研削加工を省略することが出来るの
で製造コストを低減することが出来る。また、未加工の
状態で残される面取り部は表面が、研削加工された転動
面３ａや端面３ｂの数倍〜数十倍というような粗い状態
であるため潤滑剤が保持されやすい。このように面取り
部に潤滑剤が保持されるようになると潤滑条件が悪くな
った時この面取り部は潤滑剤の供給源としての機能を果
たすことになる。尚、この実施例では円筒ころや針状こ
ろで説明したが、円錐ころでも実施可能である。
ころを上記構成とすれば、最も加工に要する時間と手間
のかかる面取り部の研削加工を省略することが出来るの
で製造コストを低減することが出来る。また、未加工の
状態で残される面取り部は表面が、研削加工された転動
面３ａや端面３ｂの数倍〜数十倍というような粗い状態
であるため潤滑剤が保持されやすい。このように面取り
部に潤滑剤が保持されるようになると潤滑条件が悪くな
った時この面取り部は潤滑剤の供給源としての機能を果
たすことになる。尚、この実施例では円筒ころや針状こ
ろで説明したが、円錐ころでも実施可能である。
【００１１】
【発明の効果】この発明にかかるセラミックス製ころ及
びその製造方法は以上詳述したような構成としたので、
軸受用として用いれるセラミックス製の円筒ころや針状
ころの製作コストを大幅に低減することが出来る。この
発明にかかるセラミックス製ころの面取り部は内・外輪
や保持器と接触することはないので焼結変質層が存在し
ていても傷が付くことはなく軸受としての寿命に影響を
与えることはない。また、面取り部は潤滑剤の保持機能
を有することになるのでここが潤滑剤供給源となり円筒
ころや針状ころき軌道面（内・外輪）や保持器との間の
潤滑に効果が大となる。
びその製造方法は以上詳述したような構成としたので、
軸受用として用いれるセラミックス製の円筒ころや針状
ころの製作コストを大幅に低減することが出来る。この
発明にかかるセラミックス製ころの面取り部は内・外輪
や保持器と接触することはないので焼結変質層が存在し
ていても傷が付くことはなく軸受としての寿命に影響を
与えることはない。また、面取り部は潤滑剤の保持機能
を有することになるのでここが潤滑剤供給源となり円筒
ころや針状ころき軌道面（内・外輪）や保持器との間の
潤滑に効果が大となる。
【図１】この発明にかかるセラミックス製ころを軸受に
配置した状態の一部断面図である。
配置した状態の一部断面図である。
【図２】この発明にかかるセラミックス製ころの一部拡
大図である。
大図である。
【図３】ファインセラミックスによる製品の製造工程を
示す概念図である。
示す概念図である。
１ 軸受外輪 ２ 軸受内輪 ３ 円筒ころ ３ａ 転動面 ３
ｂ 端面 ３ｃ 面取り部
ｂ 端面 ３ｃ 面取り部
Claims (2)
- 【請求項１】 焼結加工により製造したセラミックス製
ころの転動面と端面とを研削加工すると共に面取り部を
未研削とし、該面取り部に残した未研削焼結面を前記転
動面及び端面の粗さよりも粗くしたことを特徴としたセ
ラミックス製ころ。 - 【請求項２】 セラミックス粉末成形体を円柱状で且つ
角部に面取り部を形成するように加工するころ素材加工
工程と、該ころ素材を焼結する焼結工程と、該焼結ころ
素材の転動面と端面とを研削加工すると共に前記面取り
部に焼結面を残して成る研削加工工程と、を含むセラミ
ックス製ころの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3354598A JP2984127B2 (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | セラミックス製ころ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3354598A JP2984127B2 (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | セラミックス製ころ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05164132A JPH05164132A (ja) | 1993-06-29 |
| JP2984127B2 true JP2984127B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=18438641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3354598A Expired - Lifetime JP2984127B2 (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | セラミックス製ころ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2984127B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6540367B1 (en) | 1999-04-07 | 2003-04-01 | 3M Innovative Properties Company | Structured surface articles containing geometric structures with compound faces and methods for making same |
| US8728610B2 (en) | 2000-02-25 | 2014-05-20 | 3M Innovative Properties Company | Compound mold and structured surface articles containing geometric structures with compound faces and method of making same |
| DE102004016285A1 (de) * | 2004-04-02 | 2005-10-20 | Fag Kugelfischer Ag | Keramikwälzkörper für ein Wälzlager und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US9869190B2 (en) | 2014-05-30 | 2018-01-16 | General Electric Company | Variable-pitch rotor with remote counterweights |
| US10072510B2 (en) | 2014-11-21 | 2018-09-11 | General Electric Company | Variable pitch fan for gas turbine engine and method of assembling the same |
| US20160290228A1 (en) * | 2015-04-06 | 2016-10-06 | General Electric Company | Fan bearings for a turbine engine |
| US10100653B2 (en) | 2015-10-08 | 2018-10-16 | General Electric Company | Variable pitch fan blade retention system |
| US11674435B2 (en) | 2021-06-29 | 2023-06-13 | General Electric Company | Levered counterweight feathering system |
| US11795964B2 (en) | 2021-07-16 | 2023-10-24 | General Electric Company | Levered counterweight feathering system |
| CN114454066A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-05-10 | 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司 | 一种去除陶瓷辊表面附着物的磨削装备 |
-
1991
- 1991-12-18 JP JP3354598A patent/JP2984127B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05164132A (ja) | 1993-06-29 |
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Legal Events
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