專利名稱：動(dòng)作裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動(dòng)作裝置及其制造方法。在此所說(shuō)的動(dòng)作裝置是由滾動(dòng)體、和經(jīng)由該滾動(dòng)體進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)部件所構(gòu)成的裝置的總稱。因此，動(dòng)作裝置中包括由滾動(dòng)體和夾持該滾動(dòng)體的2個(gè)滾道圈構(gòu)成的軸承；由滾動(dòng)體、和借助于該滾動(dòng)體進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)的導(dǎo)軌及滑塊所構(gòu)成的直線導(dǎo)軌；以及由滾動(dòng)體和借助于該滾動(dòng)體進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)的絲杠軸及螺母所構(gòu)成的滾珠絲杠。此外，滾動(dòng)體包括圓柱滾子、圓錐滾子、針狀滾子、滾珠等各種滾動(dòng)體。根據(jù)以上內(nèi)容，可以將本發(fā)明的動(dòng)作裝置改稱為由滾動(dòng)體、和經(jīng)由該滾動(dòng)體進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)部件所構(gòu)成的裝置，此外，當(dāng)將本發(fā)明的應(yīng)用限定在軸承、直線導(dǎo)軌或滾珠絲杠時(shí)，也可以將發(fā)明的名稱改稱為軸承、直線導(dǎo)軌或滾珠絲杠。
背景技術(shù)：
以往，以汽車的差動(dòng)裝置或變速裝置為首，在使用滾動(dòng)軸承和其他的所述動(dòng)作裝置的領(lǐng)域中，正在向小型化、高輸出化發(fā)展。因此，潤(rùn)滑油的低粘度化等使用環(huán)境存在高載荷、高溫化的傾向。因此，對(duì)于軸承等動(dòng)作裝置來(lái)說(shuō)，正在向比以前更加嚴(yán)峻的潤(rùn)滑環(huán)境變化，越來(lái)越容易發(fā)生因潤(rùn)滑不良而導(dǎo)致的摩損或表面剝離。因此，為了改善這種潤(rùn)滑環(huán)境，提出有下述這樣的技術(shù)在滾動(dòng)體和經(jīng)由該滾動(dòng)體進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的2個(gè)部件中的至少任一個(gè)的、相對(duì)地滾動(dòng)接觸或滑動(dòng)接觸的面上形成積油槽。例如，在專利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了對(duì)內(nèi)圈的凸緣面實(shí)施噴丸處理來(lái)設(shè)置凹凸的技術(shù)。此外，在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了下述技術(shù)利用投射粒子的投射，在滑動(dòng)部件的滑動(dòng)面形成多個(gè)由凹面構(gòu)成的微小凹坑。此外，在專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了下述技術(shù)使用砂輪對(duì)滾子的端面或凸緣面進(jìn)行精加工，從而形成由光滑的平滑部、和在該平滑部隨機(jī)形成的谷部所構(gòu)成的精加工面。此外，在專利文獻(xiàn)4 6中公開(kāi)了下述技術(shù)在滾動(dòng)體的滾動(dòng)面和端面、以及內(nèi)外圈的滾道面和內(nèi)圈的大凸緣面隨機(jī)形成無(wú)數(shù)個(gè)微小凹形的凹坑。并且，如果將設(shè)置凹坑的面的表面粗糙度參數(shù)Ryni設(shè)為0. 4 ii m I. 0 ii m、將Rymax設(shè)為0. 4 y m I. 0 y m、且將表示粗糙度曲線的畸變度的Sk值設(shè)為-I. 6以下，并且，將凹坑的面積率設(shè)為5% 20%，將平均面積設(shè)為30 ii m2 100 u m2，則能夠延長(zhǎng)滾子軸承的壽命。此外，在專利文獻(xiàn)7中公開(kāi)了下述技術(shù)使無(wú)數(shù)的谷部隨機(jī)分散在滾子端面，將三維表面粗糙度的參數(shù)中的算術(shù)平均粗糙度Sa設(shè)為0. I ii m以下,將衰減谷部粗糙度Svk設(shè)為0. 15 ii m 0. 30 ii m,以提高耐燒結(jié)性。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)平5-241235號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特表2009-526126號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)平7-42746號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 :日本特開(kāi)2006-9962號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5 :日本特開(kāi)2006-9963號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6 :日本特開(kāi)2006-9964號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)7 :日本特開(kāi)2003-269468號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題 可是，在所有的文獻(xiàn)中，將球形等的微小顆粒與進(jìn)行滾動(dòng)接觸或滑動(dòng)接觸的面碰撞，將所述面壓潰而使其凹陷并發(fā)生塑性變形，從而形成微小的凹部。因此，由于所述塑性變形，所述面在凹部及其周圍不得不進(jìn)行加工硬化。這樣，如果作為積油槽的凹部或其周圍硬化，則當(dāng)對(duì)象部件在凹部表面移動(dòng)時(shí)，凹部本應(yīng)該借助對(duì)象部件發(fā)生彈性變形而暫時(shí)被壓潰(潰+)，然而卻會(huì)出現(xiàn)凹部的壓潰量較小或完全沒(méi)有被壓潰的情況。這樣，積存在凹部?jī)?nèi)的潤(rùn)滑油不會(huì)從凹部溢出至所述的進(jìn)行接觸的面，或即使溢出，其溢出的量也變得較少，因此，存在所述的滾動(dòng)接觸或滑動(dòng)接觸的面變得潤(rùn)滑不充分這樣的不良情況。因此，本發(fā)明解決了這種不良情況，提供一種潤(rùn)滑性能高因而摩擦阻力降低的動(dòng)作裝置及其制造方法。用于解決課題的手段作為用于解決上述課題的手段，本發(fā)明的第I方式是由滾動(dòng)體和經(jīng)由該滾動(dòng)體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)部件構(gòu)成的動(dòng)作裝置，其特征在于，在相互滾動(dòng)接觸或滑動(dòng)接觸的兩個(gè)面中的至少一個(gè)面上形成有無(wú)數(shù)個(gè)獨(dú)立的凹部，所述凹部通過(guò)將該面以0. 5iim IOOiim的范圍內(nèi)的徑切削為凹狀而成，將該凹部作為積油槽。作為所述的相互滾動(dòng)接觸的面，如果動(dòng)作裝置是軸承，則包括滾子的滾動(dòng)面或滾珠的外表面、和與它們接觸的滾道面。此外，如果動(dòng)作裝置是直線導(dǎo)軌，則包括滾子的滾道面或滾珠的外表面、以及與它們接觸的導(dǎo)軌和滑塊的滾道面。此外，如果動(dòng)作裝置是滾珠絲杠，則包括滾珠的外表面、和與該滾珠的外表面接觸的絲杠軸和螺母各自的螺紋槽。此外，在使用滾子的軸承中，所述的相互滑動(dòng)接觸的面包括滾子的端面、和與該滾子的端面接觸的軸承的滾道圈的凸緣的面。此外，在使用滾子的直線導(dǎo)軌中，相互滑動(dòng)接觸的面包括滾子的端面、和與該滾子的端面接觸的對(duì)象面。并且，在本發(fā)明及其方式的說(shuō)明中，只要沒(méi)有特別限定，徑是指直徑。第2方式的特征在于，進(jìn)一步對(duì)形成于所述凹部的邊緣的凸部進(jìn)行砂輪研磨，第3方式的特征在于，同樣地進(jìn)行滾磨，第4方式的特征在于，同樣地利用將硬質(zhì)粒子固定在橡膠狀的彈性體的外周而成的彈性碰撞件進(jìn)行研磨。此外，第5方式的特征在于，所述凹部的深度為I U m以上，而間隔為200 U m以下，并且所述凹部彼此分開(kāi)形成而不連續(xù)。這樣，潤(rùn)滑性能變得良好，且載荷的承擔(dān)能力也得以維持。此外，第6方式的特征在于，將形成有通過(guò)所述切削而成的凹部的面的面積中的、將所述無(wú)數(shù)的凹部的面積合計(jì)起來(lái)的面積的比例設(shè)定在10%以上且40%以下的范圍內(nèi)。更加優(yōu)選的是，將所述面積的比例設(shè)定在15%以上且30%以下的范圍內(nèi)。為了潤(rùn)滑性能的提高(即，對(duì)旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作裝置實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)矩化)，所述面積率的上限越大越好，但是，為了維持動(dòng)作裝置的承載能力，所述面積率的上限越小越好。因此，設(shè)定為所述的面積率，在提高潤(rùn)滑性能的同時(shí)維持了承載能力。此外，第7方式的特征在于，將三維粗糙度Sa (算術(shù)平均粗糙度)設(shè)為0. I y m以上，將Rsk(表面高度分布的偏心度、偏斜度)設(shè)為-I以上。此外，第8方式是動(dòng)作裝置的制造方法，其特征在于，在由滾動(dòng)體和經(jīng)由該滾動(dòng)體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)部件構(gòu)成的動(dòng)作裝置中，相互滾動(dòng)接觸或滑動(dòng)接觸的兩個(gè)面中的至少一個(gè)面上形成有無(wú)數(shù)個(gè)獨(dú)立的凹部，所述凹部通過(guò)使微粒碰撞來(lái)將所述至少一個(gè)面以0. 5iim IOOiim的徑切削成凹狀而成，所述凹部成為積油槽，所述微粒由比形成該面的材料硬的材料構(gòu)成，且在表面存在角部。此外，第9方式的特征在于，通過(guò)砂輪研磨將在制造所述動(dòng)作裝置時(shí)形成于所述凹部的邊緣的微小凸部去除。第10方式可以是在進(jìn)行第9方式的去除時(shí)，將多個(gè)在滾動(dòng)體和經(jīng)由該滾動(dòng)體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)部件中的、要形成所述凹部的部件保持于夾具，通過(guò)依次使所述微粒與該被保持的各部件碰撞，在各部件的表面形成無(wú)數(shù)個(gè)所述凹部，然后，維持將所述多個(gè)部件保持在所述夾具的狀態(tài)，利用砂輪依次研磨形成有所述凹部的面以去除所述微小的凸部。此外，第11方式的特征在于，在制造動(dòng)作裝置時(shí)，通過(guò)滾磨來(lái)進(jìn)行所述微小的凸部的去除，第12方式的特征在于，使將硬質(zhì)粒子固定在橡膠狀的彈性體的外周而成的彈性碰撞件碰撞以進(jìn)行相同的去除。在此，第13方式是，作為所述第12方式的所述彈性碰撞件，是利用粘結(jié)劑將無(wú)數(shù)個(gè)硬質(zhì)粒子固定在球狀的橡膠狀彈性體的外周而成的，通過(guò)向切削成所述凹狀的面發(fā)射該無(wú)數(shù)個(gè)彈性碰撞件來(lái)研磨并去除所述凸部。此外，第14方式的特征在于，在制造動(dòng)作裝置時(shí)，作為用于形成所述凹部的微粒，使用徑為0. 5iim IOOiim的微粒。在此,第15方式也可以是,作為在所述第14方式中使用的所述微粒，使用通過(guò)將所述較硬的材料破碎而在表面形成有角部的微粒，利用該微粒的角部來(lái)切削所述至少一個(gè)面以形成凹部。第16方式也可以是，將該微粒作為發(fā)射件使用，通過(guò)噴丸處理來(lái)切削所述至少一個(gè)面。此外，第17方式是作為動(dòng)作裝置的制造方法的其他方式，所述動(dòng)作裝置具備內(nèi)圈，其具有滾道面；外圈，其具有與所述內(nèi)圈的滾道面對(duì)置的滾道面；以及多個(gè)滾子，所述多個(gè)滾子以能夠滾動(dòng)自如的方式配置在所述兩個(gè)滾道面之間，所述動(dòng)作裝置的制造方法的特征在于，所述動(dòng)作裝置的制造方法具備下述工序第一工序，在該工序中，對(duì)所述內(nèi)圈、所 述外圈以及所述滾動(dòng)體中的至少一個(gè)實(shí)施使具備至少一個(gè)角部的粒子進(jìn)行碰撞的噴丸加工，從而在其全部表面形成因所述碰撞而產(chǎn)生的圓形凹部、和由該圓形凹部的余部構(gòu)成的凸部；和第二工序，在該工序中，將所述凸部的一部分去除以減小所述凸部。在此，由于被制造的動(dòng)作裝置具備內(nèi)圈、外圈以及多個(gè)滾子，因此，具體來(lái)說(shuō)，是滾子軸承。此外，第18方式的特征在于，在所述第17方式的動(dòng)作裝置的制造方法中，所述第二工序是下述這樣的處理，使在表面具備多個(gè)硬質(zhì)粒子的彈性體粒子與所述內(nèi)圈、所述外圈以及所述滾動(dòng)體中的實(shí)施了所述噴丸加工的部件碰撞。在此，第19方式是，在所述第17或第18方式中還具備第三工序，在該工序中，研磨所述內(nèi)圈的滾道面、所述外圈的滾道面以及所述滾動(dòng)體的滾動(dòng)面中的實(shí)施了所述噴丸加工的面，去除所述減小了的凸部以平滑化，僅殘留所述凹部。此外，第20方式是作為動(dòng)作裝置的其他方式，所述動(dòng)作裝置具備內(nèi)圈，其具有滾道面；外圈，其具有與所述內(nèi)圈的滾道面對(duì)置的滾道面；以及多個(gè)滾子，所述多個(gè)滾子以能夠滾動(dòng)自如的方式配置在所述兩個(gè)滾道面之間，所述動(dòng)作裝置的特征在于，在所述內(nèi)圈、所述外圈以及所述滾動(dòng)體中的至少一個(gè)的全部表面具有圓形凹部，所述圓形凹部通過(guò)具備至少一個(gè)角部的粒子的碰撞而形成，該凹部中的深度為Ium以上的凹部以200iim以下的間隔均勻配置。在此，作為第21方式可以是，在所述第20方式的所述內(nèi)圈、所述外圈以及所述滾動(dòng)體中的具有所述凹部的部件中，所述內(nèi)圈的滾道面、所述外圈的滾道面以及所述滾動(dòng)體的滾動(dòng)面中的、除了所述凹部以外的部分成為平滑面，除了所述內(nèi)圈的滾道面、所述外圈的滾道面以及所述滾動(dòng)體的滾動(dòng)面以外的表面由所述凹部、凸部以及平滑面構(gòu)成。由于該動(dòng)作裝置也具備內(nèi)圈、外圈以及多個(gè)滾子，因此，具體來(lái)說(shuō)，是滾子軸承。 發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，作為積油槽的凹部通過(guò)對(duì)動(dòng)作裝置的滾動(dòng)接觸或滑動(dòng)接觸的部件的面進(jìn)行切削而形成，因此，幾乎或完全沒(méi)有塑性變形，凹部或周圍沒(méi)有被硬化。因此，雖然凹部因接觸的對(duì)象部件而彈性變形，并暫時(shí)被壓曲而變小，但由于該凹部是獨(dú)立地形成，因此，不會(huì)使?jié)櫥土鞒鲋疗渌疾?，而是將蓄積在凹部?jī)?nèi)的潤(rùn)滑油從凹部擠出至形成有該凹部的部件的表面，從而在所述部件的表面與對(duì)象部件的表面這兩個(gè)面之間進(jìn)行潤(rùn)滑，因此使得該動(dòng)作裝置的摩擦阻力降低。因此，能夠降低使用該動(dòng)作裝置的設(shè)備的驅(qū)動(dòng)力，如果在旋轉(zhuǎn)裝置等之中使用該動(dòng)作裝置，則有助于實(shí)現(xiàn)在低速區(qū)域的低轉(zhuǎn)矩化。此外，利用所述潤(rùn)滑，能夠提高旋轉(zhuǎn)裝置等在高速區(qū)域的耐燒結(jié)性。


圖I是示出表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的圓錐滾子軸承的一部分的剖視圖。圖2是示出噴丸處理的加工例的說(shuō)明圖。圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施方式中的凹部的面積率和轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系的曲線圖。圖4是示出本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的一個(gè)例子所使用的彈性碰撞件的圖，圖4(a)示出整體，圖4(b)是圖4(a)的局部放大圖。圖5是示出表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的圓錐滾子軸承的結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。圖6是示出圖5的變形例的縱剖視圖。圖7是立式內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)式試驗(yàn)機(jī)的剖視圖。圖8是示出耐燒結(jié)性的試驗(yàn)結(jié)果的圖。圖9是示出因噴丸加工而導(dǎo)致的母材硬化的圖。圖10是示出測(cè)量圓錐滾子軸承的初始轉(zhuǎn)矩的結(jié)果的圖。
具體實(shí)施例方式以下，利用附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。第I實(shí)施方式圖I作為本發(fā)明涉及的動(dòng)作裝置的一個(gè)實(shí)施方式示出單列圓錐滾子軸承I的一部分。該滾子軸承I由相當(dāng)于本發(fā)明的滾動(dòng)體的圓錐滾子2、經(jīng)由該圓錐滾子2進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)的內(nèi)圈3和外圈4、以及圓錐滾子2的保持器5構(gòu)成，在內(nèi)圈3形成有大凸緣31和小凸緣32。在內(nèi)圈3與外圈4之間內(nèi)設(shè)圓錐滾子2的空隙部?jī)?nèi)配置有潤(rùn)滑劑。作為該潤(rùn)滑劑，可以是含有基礎(chǔ)油和增稠劑的潤(rùn)滑脂組合物，也可以是潤(rùn)滑油。在到此為止的說(shuō)明范圍內(nèi)，軸承I是眾所周知的，作為本發(fā)明的動(dòng)作裝置，除了該單列圓錐滾子軸承I之外，還能夠應(yīng)用于其他形態(tài)的軸承或直線導(dǎo)軌或滾珠絲杠。如果將本發(fā)明應(yīng)用于該軸承1，可以在從圓錐滾子2的大端面21、小端面22以及滾動(dòng)面23中選擇的一個(gè)面或多個(gè)面形成作為積油槽的無(wú)數(shù)個(gè)凹部?？墒牵谠搶?shí)施方式中，在大端面21形成該凹部。這是因?yàn)榇蠖嗣?1是在圓錐滾子2之中進(jìn)行滑動(dòng)接觸的面積最大的，因此大端面21是通過(guò)降低此處的摩擦阻力最能夠有助于降低軸承轉(zhuǎn)矩的部位?？墒?，本發(fā)明并不排除在其他零件或部位形成積油槽的凹部。特別是，也可以在大端面21和小端面22上都形成凹部。這是因?yàn)橛捎谶@些面是進(jìn)行滑動(dòng)接觸的面，因此這些面是通過(guò)降低此處的摩擦阻力最能夠有助于降低軸承轉(zhuǎn)矩的部位。在圓錐滾子2形成凹部的一個(gè)例子如下述這樣。即，如圖2所示，將多個(gè)圓錐滾子2以將其大端面21朝向旋轉(zhuǎn)外側(cè)的方式等間隔地設(shè)置于能夠旋轉(zhuǎn)的夾具6的外周。然后，一邊使夾具6連續(xù)或間歇地旋轉(zhuǎn)，一邊從圓錐滾子2的外側(cè)向大端面21發(fā)射微粒。如果像這樣排列圓錐滾子2并依次加工，則由于各圓錐滾子2不相互接觸，還能夠減少癟痕等不良情況。作為發(fā)射件的微粒是材質(zhì)比圓錐滾子2的材料硬的微粒，且使用在表面具有角部的微粒。作為微粒，也能夠使用其他的材料，但在此使用碳化硅(SiC 維氏硬度500以上)，使碳化硅的塊破碎而形成為有棱角的形狀。作為在噴丸處理中使用的微粒，在此使用徑為0. 5 ii m 100 ii m的微粒。SP，使微粒的最大尺寸為100 u m,使最小尺寸為0. 5 y m,使用在這種范圍之內(nèi)的微粒。這是為了借助這種微粒以后述的面積率切去圓錐滾子2的大端面21，以形成相同尺寸的范圍內(nèi)的凹部。因此，在所述的橢圓等的情況下，將較長(zhǎng)的徑作為本發(fā)明的凹部的徑。為了切去進(jìn)行滾動(dòng)接觸或滑動(dòng)接觸的部件的表面而形成凹部，作為發(fā)射件的微粒，即使是碳化硅以外的材料，也優(yōu)選維氏硬度在500以上且表面具有一個(gè)或兩個(gè)以上的角部的材料。部件的表面被切去時(shí)，在微粒與部材表面碰撞并且微粒的角部切削部件的動(dòng)作中，考慮下述這樣的情況。第1，微粒切削部件后彈回并飛開(kāi)，而沒(méi)有大幅度改變姿勢(shì)。第2，微粒與部件碰撞而一邊像陀螺那樣旋轉(zhuǎn)一邊挖掉部件并飛開(kāi)。第3，微粒一邊以拱起(掬^取3 )部件表面的方式旋轉(zhuǎn)一邊彈回并飛開(kāi)?？梢酝茢喑觯谖⒘Ｖ谢旌嫌羞@些各種動(dòng)作。在形成該凹部的例子中，將發(fā)射的壓力設(shè)為1470kPa以下，將發(fā)射時(shí)間設(shè)為20分鐘以下?？墒?，設(shè)定壓力及時(shí)間、發(fā)射次數(shù)等發(fā)射條件以滿足下述條件深度為Ium以上的凹部彼此之間的間隔為200 iim以下，且凹部彼此不連續(xù)。在圖2所示的例子中，以600kPa的發(fā)射壓力發(fā)射10分鐘。 通過(guò)這樣發(fā)射微粒，利用微粒的角部在圓錐滾子2的大端面21形成無(wú)數(shù)個(gè)徑在0. 5 iim IOOiim的范圍內(nèi)且被切削為凹狀而成的獨(dú)立的凹部。在此，由于在圓錐滾子2的大端面21不存在原材料的壓縮等塑性變形，因此表面不會(huì)被加工硬化。因此，能夠?qū)⒈砻媾c發(fā)射前的硬度相同的凹部作為積油槽。所述凹部彼此之間的間隔為200 以下，且所述凹部彼此分開(kāi)形成而 不連續(xù)。另外，可以在預(yù)定時(shí)間內(nèi)重復(fù)幾次進(jìn)行微粒的發(fā)射，還可以在短時(shí)間內(nèi)發(fā)射一次。此外，理想的是，從正面觀察形成凹部的面時(shí)，凹部的形狀為圓形或接近圓形的形狀，但也不一定必須是圓形。即，本發(fā)明中的凹部構(gòu)成為，凹部借助于所接觸的對(duì)象部件發(fā)生彈性變形而被暫時(shí)壓潰，從而容積變小。由此，積存在凹部?jī)?nèi)的潤(rùn)滑油被從凹部擠出至部件的表面(在該實(shí)施方式中為圓錐滾子2的大端面21)，從而在所述部件的表面與對(duì)象部件(在該實(shí)施方式中為內(nèi)圈3的大凸緣31)的表面這兩個(gè)面之間進(jìn)行潤(rùn)滑。因此，凹部為下述程度的獨(dú)立的形狀即可在凹部受到對(duì)象部件的擠壓而暫時(shí)被壓潰時(shí)，內(nèi)部的潤(rùn)滑油失去逃逸空間(逃(f場(chǎng))而被擠出至該部件的表面。因此，凹部的形狀也取決于對(duì)象部件的形狀，但只要是由對(duì)象部件在某個(gè)定時(shí)將整個(gè)表面同時(shí)蓋住的大小即可。因此，在凹部呈線狀地較長(zhǎng)時(shí)，內(nèi)部的潤(rùn)滑油如上述那樣失去逃逸空間的情況較少，所以將如上述那樣細(xì)長(zhǎng)的凹部作為本發(fā)明的凹部是不合適的?？墒牵?dāng)從正面觀察凹部時(shí)，只要最短的徑和、與其正交的方向的徑的比值在I : 2以內(nèi)，則即使是楕圓等的凹部，由對(duì)象部件在某個(gè)定時(shí)將凹部的整個(gè)表面同時(shí)蓋住，因而也可以作為本發(fā)明的凹部。將形成有所述凹部的面的面積中的、將所述無(wú)數(shù)個(gè)凹部的面積合計(jì)起來(lái)的面積所占的比例、即面積率設(shè)定為10%以上且40%以下的范圍，優(yōu)選設(shè)定為15%以上且30%以下。關(guān)于面積率中的下限，當(dāng)對(duì)在圓錐滾子2的大端面21形成有上述尺寸的積油槽的凹部的圓錐滾子軸承改變上述面積率來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)矩時(shí)，得到圖3的曲線圖所示的結(jié)果。對(duì)其觀察可知，在凹部的面積率從5%增加至10%的期間，軸承的轉(zhuǎn)矩急劇降低，當(dāng)?shù)竭_(dá)10%時(shí)，轉(zhuǎn)矩的降低變緩，并且，當(dāng)?shù)竭_(dá)15%時(shí)，轉(zhuǎn)矩的降低進(jìn)一步變緩。S卩，可知當(dāng)凹部的面積率的下限成為10%時(shí)，轉(zhuǎn)矩的減少得以充分地顯示，下限成為15%乃至25%時(shí)，轉(zhuǎn)矩的減少進(jìn)一步變得顯著。此外，雖然沒(méi)有在圖3中顯示，如果積油槽的面積率增加，則潤(rùn)滑功能增大，因此能夠推斷即使面積率超過(guò)25%，雖然是一點(diǎn)一點(diǎn)的，但轉(zhuǎn)矩會(huì)進(jìn)一步降低。可是，當(dāng)該面積率增加時(shí)，在該實(shí)施方式中，圓錐滾子2的大端面21與內(nèi)圈3的大凸緣31的接觸面積會(huì)減少，因此，作為軸承的負(fù)載容量(承載能力)降低，并且形成凹部的面的粗糙度會(huì)變差。因此，為了防止負(fù)載容量的降低和表面粗糙度的變差，應(yīng)該確定所述面積率的上限。根據(jù)這一點(diǎn)，上述面積率的上限為40%，為了更充分地確保負(fù)載容量，如上所述，將上限同樣設(shè)定為30%。如果利用三維表面粗糙度參數(shù)表示進(jìn)行了所述噴丸加工后的圓錐滾子2的大端面21，則將Sa(算術(shù)平均粗糙度)設(shè)為0. Iiim以上，將Rsk(表面高度分布的偏心度(skewness :偏斜度))設(shè)為-I以上，將Rku(表面高度分布的尖度(kurtosis :峰度))設(shè)為10以下。在此，Sa、Rsk, Rku是在IS025178中規(guī)定的參數(shù)，所述的值是發(fā)明者們利用非接觸表面形狀測(cè)量?jī)x(Zygo)測(cè)量的結(jié)果。在圓錐滾子2形成凹部的其他例子如下述這樣。即，將多個(gè)圓錐滾子2隨機(jī)放入具有開(kāi)口部的能夠旋轉(zhuǎn)的框體中。然后，一邊使框體連續(xù)旋轉(zhuǎn)一邊從框體的開(kāi)口部向圓錐滾子2發(fā)射微粒，由此，對(duì)圓錐滾子2的所有的面實(shí)施噴丸加工。這樣，并不將進(jìn)行噴丸加工的面特定為圓錐滾子2的大端面21，而是在圓錐滾子2的所有的面形成無(wú)數(shù)個(gè)作為積油槽的凹部。在該例子中，也在下述條件下設(shè)定壓力及時(shí)間、發(fā)射次數(shù)等發(fā)射條件將發(fā)射件的微粒設(shè)為在表面形成有角部的直徑在100 u m以下的碳化硅，將發(fā)射的壓力設(shè)在1470kPa以下，將發(fā)射時(shí)間設(shè)在20分鐘以下。作為噴丸加工的條件，將框體的轉(zhuǎn)速設(shè)為Smin—1，并以對(duì)圓錐滾子2為600kPa的發(fā)射壓力發(fā)射5分鐘來(lái)制作出圓錐滾子2。通過(guò)如上述那樣發(fā)射微粒，利用微粒的角部在圓錐滾子2的所有的面以0. 5 100 y m的范圍內(nèi)的徑形成無(wú)數(shù)個(gè)切削為深度在I U m以上(且優(yōu)選在5 i! m以下)的凹狀而成的獨(dú)立的凹部。此時(shí)，所述凹部彼此之間的間隔在200 iim以下，且所述凹部彼此分開(kāi)形成而不連續(xù)。
如果利用表面粗糙度參數(shù)來(lái)表示進(jìn)行了所述噴丸加工的圓錐滾子2的表面，則處于下述狀態(tài)使Ra(算術(shù)平均高度)滿足0. I 0.2 iim的范圍，使Rsk(偏斜度)滿足-I -0.2的范圍，使Rku(峰度)滿足3 7的范圍。因此，通過(guò)因凹部而實(shí)現(xiàn)的油膜形成能力的提高，能夠獲得良好的降低轉(zhuǎn)矩的效果。作為具有圖I的結(jié)構(gòu)的滾子軸承1，制作了標(biāo)稱號(hào)為HTFR45-24(內(nèi)徑45mm，外徑95. 25mm,最大寬度35mm,圓錐滾子的大徑13. 779mm)的圓錐滾子軸承作為試驗(yàn)用，并比較了與以往的產(chǎn)品(未進(jìn)行噴丸處理的產(chǎn)品)的轉(zhuǎn)矩。在試驗(yàn)中，一邊以比通常的供給量(300ml/min)少的200ml/min的供給量供給溫度為60°C ±3°C的礦物油(VG68)，一邊以軸向載荷為4kN、轉(zhuǎn)速為SOOmirT1的條件使內(nèi)圈3旋轉(zhuǎn)24小時(shí)，然后測(cè)量了轉(zhuǎn)矩。將結(jié)果在下述的表I中示出。表I
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)作裝置，該動(dòng)作裝置由滾動(dòng)體和經(jīng)由該滾動(dòng)體進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)部件構(gòu)成，其特征在于， 在相互滾動(dòng)接觸或滑動(dòng)接觸的兩個(gè)面中的至少一個(gè)面上形成有無(wú)數(shù)個(gè)獨(dú)立的凹部，所述凹部通過(guò)將該面以0. 5 i! m 100 i! m的范圍內(nèi)的徑切削為凹狀而構(gòu)成，將該凹部作為積油槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的動(dòng)作裝置，其特征在于， 進(jìn)一步對(duì)形成于所述凹部的邊緣的凸部進(jìn)行砂輪研磨。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的動(dòng)作裝置，其特征在于， 進(jìn)一步對(duì)形成于所述凹部的邊緣的凸部進(jìn)行滾磨。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的動(dòng)作裝置，其特征在于， 進(jìn)一步利用將硬質(zhì)粒子固定在橡膠狀的彈性體的外周而成的彈性碰撞件對(duì)形成于所述凹部的邊緣的凸部進(jìn)行研磨。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中的任一項(xiàng)所述的動(dòng)作裝置，其特征在于， 所述凹部的深度為I U m以上，而所述凹部的間隔為200 u m以下，并且所述凹部彼此分開(kāi)形成而不連續(xù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5中的任一項(xiàng)所述的動(dòng)作裝置，其特征在于， 將形成有所述凹部的面的面積中的、將所述無(wú)數(shù)個(gè)凹部的面積合計(jì)起來(lái)的面積所占的比例設(shè)定在10%以上且40%以下的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 6中的任一項(xiàng)所述的動(dòng)作裝置，其特征在于， 將三維粗糙度Sa (算術(shù)平均粗糙度)設(shè)為0. I ii m以上，將Rsk (表面高度分布的偏心度、偏斜度)設(shè)為-I以上。
8.一種動(dòng)作裝置的制造方法，其特征在于， 在由滾動(dòng)體和經(jīng)由該滾動(dòng)體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)部件構(gòu)成的動(dòng)作裝置中，在相互滾動(dòng)接觸或滑動(dòng)接觸的兩個(gè)面中的至少一個(gè)面上形成有無(wú)數(shù)個(gè)獨(dú)立的凹部，所述凹部通過(guò)使微粒碰撞來(lái)將所述至少一個(gè)面以0. 5 ii m 100 ii m的徑切削成凹狀而成，所述凹部成為積油槽，所述微粒由比形成該面的材料硬的材料構(gòu)成且在表面存在角部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的動(dòng)作裝置的制造方法，其特征在于， 進(jìn)一步通過(guò)砂輪研磨將形成于所述凹部的邊緣的微小凸部去除。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的動(dòng)作裝置的制造方法，其特征在于， 將多個(gè)在滾動(dòng)體和經(jīng)由該滾動(dòng)體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)部件中的、要形成所述凹部的部件保持于夾具，通過(guò)依次使所述微粒與該被保持的各部件碰撞，在各部件的表面形成無(wú)數(shù)個(gè)所述凹部，然后，維持將所述多個(gè)部件保持在所述夾具的狀態(tài)，利用砂輪依次研磨形成有所述凹部的面以去除所述微小的凸部。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的動(dòng)作裝置的制造方法，其特征在于， 利用滾磨將在形成所述凹部時(shí)在形成了該凹部的面所形成的凸部去除。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的動(dòng)作裝置的制造方法，其特征在于， 使通過(guò)將硬質(zhì)粒子固定在橡膠狀的彈性體的外周而成的彈性碰撞件與所述切削后的面碰撞，以將在進(jìn)行所述切削時(shí)形成于所述凹部的邊緣的凸部去除。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的動(dòng)作裝置的制造方法，其特征在于，所述彈性碰撞件通過(guò)借助粘結(jié)劑將無(wú)數(shù)個(gè)硬質(zhì)粒子固定在球狀的橡膠狀彈性體的外周而成，通過(guò)向切削成所述凹狀的面發(fā)射無(wú)數(shù)個(gè)所述彈性碰撞件來(lái)研磨并去除所述凸部。
14.根據(jù)權(quán)利要求8 13中的任一項(xiàng)所述的動(dòng)作裝置的制造方法，其特征在于， 所述微粒使用徑為0. 5 ii m 100 ii m的微粒。
15.根據(jù)權(quán)利要求8 14中的任一項(xiàng)所述的動(dòng)作裝置的制造方法，其特征在于， 作為所述微粒，使用通過(guò)將所述較硬的材料破碎而在表面形成有角部的微粒，利用該微粒的角部來(lái)切削所述至少一個(gè)面以形成凹部。
16.根據(jù)權(quán)利要求8 15中的任一項(xiàng)所述的動(dòng)作裝置的制造方法，其特征在于， 將所述微粒作為發(fā)射件使用，通過(guò)噴丸處理來(lái)切削所述至少一個(gè)面。
17.一種動(dòng)作裝置的制造方法，所述動(dòng)作裝置具備 內(nèi)圈，其具有滾道面； 外圈，其具有與所述內(nèi)圈的滾道面對(duì)置的滾道面；以及 多個(gè)滾子，所述多個(gè)滾子以能夠滾動(dòng)自如的方式配置在所述兩個(gè)滾道面之間， 所述動(dòng)作裝置的制造方法的特征在于， 所述動(dòng)作裝置的制造方法具備下述工序 第一工序，在該工序中，對(duì)所述內(nèi)圈、所述外圈以及所述滾動(dòng)體中的至少一個(gè)實(shí)施使具備至少一個(gè)角部的微粒進(jìn)行碰撞的噴丸加工，從而在其全部表面形成因所述碰撞而產(chǎn)生的圓形凹部、和由該圓形凹部的余部構(gòu)成的凸部；和 第二工序，在該工序中，將所述凸部的一部分去除以減小所述凸部。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的動(dòng)作裝置的制造方法，其特征在于， 所述第二工序是下述這樣的處理，使在表面具備多個(gè)硬質(zhì)粒子的彈性體粒子與所述內(nèi)圈、所述外圈以及所述滾動(dòng)體中的實(shí)施了所述噴丸加工的部件碰撞。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或權(quán)利要求18所述的動(dòng)作裝置的制造方法，其特征在于， 所述動(dòng)作裝置的制造方法具備第三工序，在該工序中，對(duì)所述內(nèi)圈的滾道面、所述外圈的滾道面以及所述滾動(dòng)體的滾動(dòng)面中的實(shí)施了所述噴丸加工的面進(jìn)行研磨，去除所述減小了的凸部以平滑化，僅殘留所述凹部。
20.一種動(dòng)作裝置，其具備 內(nèi)圈，其具有滾道面； 外圈，其具有與所述內(nèi)圈的滾道面對(duì)置的滾道面；以及 多個(gè)滾子，所述多個(gè)滾子以能夠滾動(dòng)自如的方式配置在所述兩個(gè)滾道面之間， 所述動(dòng)作裝置的特征在于， 在所述內(nèi)圈、所述外圈以及所述滾動(dòng)體中的至少一個(gè)的全部表面具有圓形的凹部，所述凹部通過(guò)具備至少一個(gè)角部的粒子的碰撞而形成，該凹部中的深度為I U m以上的凹部以200 m以下的間隔均勻配置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的動(dòng)作裝置，其特征在于， 在所述內(nèi)圈、所述外圈以及所述滾動(dòng)體中的具有所述凹部的部件中，所述內(nèi)圈的滾道面、所述外圈的滾道面以及所述滾動(dòng)體的滾動(dòng)面中的、除了所述凹部以外的部分成為平滑面，除了所述內(nèi)圈的滾道面、所述外圈的滾道面以及所述滾動(dòng)體的滾動(dòng)面以外的表面由所述凹部、凸部以及平滑面構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種動(dòng)作裝置及其制造方法。以往，使球撞擊滑動(dòng)接觸的面以發(fā)生塑性變形而形成凹部，表面會(huì)發(fā)生加工硬化，因此，凹部的壓潰量不充分，從而導(dǎo)致凹部?jī)?nèi)的潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑量不充分。圓錐滾子軸承(1)的圓錐滾子(2)的大端面(21)形成有無(wú)數(shù)個(gè)下述凹部，所述凹部是發(fā)射被破碎而在表面形成有角部的碳化硅的徑在0.5μm～100μm的微粒、并將該面以0.5μm～100μm的范圍內(nèi)的徑切削成凹狀而成，所述凹部的深度為1μm以上，間隔為200μm以下，且相互分開(kāi)形成而不連續(xù)，將這些凹部作為積油槽。由于凹部是被切削而成的凹部，而不是通過(guò)塑性變形形成的凹部，所以表面不會(huì)硬化。
文檔編號(hào)F16H25/24GK102639890SQ20118000299
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者小林將人, 齋藤智治, 田中孝道, 藤田慎治 申請(qǐng)人:日本精工株式會(huì)社