(57)【要約】  ステンレス鋼を鍛造した後の切削対象面を均一な表面特性とし、高精度の切削加工を可能にするベアリング用リング部材のブランク構造を提供する。ベアリングの外輪２および内輪３に加工されるブランク１０が、ステンレス鋼の素材を鍛造により成形され、内周面１１ａ，１２ａおよび外周面１１ｂ，１２ｂの全面を表面共晶炭化物細分化層とした円筒部１１，１２と、円筒部１１，１２の一端部側に設けられたクランプ部１３とを備えている。
2008041406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベアリングのリング部材に加工されるブランクであって、ステンレス鋼の素材を鍛造することにより成形され、内周面および外周面の全面を共晶炭化物が一方向に配向する流動層とした円筒部と、該円筒部の一端部側に設けられたクランプ部とを備えるベアリング用リング部材のブランク。
【請求項２】
前記円筒部が同軸上に一対設けられ、前記クランプ部が両円筒部の中間に配置されている請求項１に記載のベアリング用リング部材のブランク。
【請求項３】
外輪用円筒部と、
該外輪用円筒部につながるクランプ部と、
該クランプ部を挟んで前記外輪用円筒部と対向し、かつ同軸につながる内輪用円筒部とを有するベアリング用リング部材のブランク。
【請求項４】
前記クランプ部の外径が前記外輪用円筒部の外径より大きいか等しいかのいずれかであることを請求項３に記載のベアリング用リング部材のブランク。
【請求項５】
前記クランプ部が中実である請求項１から請求項４のいずれかに記載のベアリング用リング部材のブランク。
【請求項６】
前記円筒部は、それぞれに共晶炭化物が内在し、該共晶炭化物が中心軸に平行に配列されている請求項１から請求項５のいずれかに記載のベアリング用リング部材のブランク。
【請求項７】
重量比で、Ｃが０．６〜１．２％、Ｃｒが１１〜１８％を含むマルテンサイト系ステンレス鋼からなる請求項１から請求項６のいずれかに記載のベアリング用リング部材のブランク。
【請求項８】
丸棒材を所定の長さの円柱状材に切断する切断工程と、
前記切断工程で切断された円柱状材を鍛造することにより内輪用円筒部および該内輪用円筒部につながるクランプ部を底部とするカップ状に成形する第１成形工程と、
前記クランプ部を挟んで前記内輪用円筒部と対向する位置に、同軸につなげて外輪用円筒部を成形する第２成形工程とを有するベアリング用リング部材のブランクの製造方法。
【請求項９】
前記丸棒材が、重量比で、Ｃが０．６〜１．２％、Ｃｒが１１〜１８％を含むマルテンサイト系ステンレス鋼からなる請求項８に記載のベアリング用リング部材のブランクの製造方法。
【請求項１０】
ステンレス鋼の素材を鍛造することにより成形され、内周面および外周面の全面を共晶炭化物が一方向に配向する流動層とした円筒部と、該円筒部の一端部側に設けられたクランプ部とを備えるブランクを加工して、ベアリングの内輪および外輪となるリング部材を製造するベアリング用リング部材の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から請求項７のいずれかに記載のベアリング用リング部材のブランクの前記クランプ部を半径方向に把持して切削加工もしくは研削加工することによりベアリング用リング部材の外形を形成するベアリング用リング部材の製造方法。
【請求項１２】
前記円筒部と前記クランプ部との接続位置から円筒部の先端に向かって下式で示される距離Ａ以上離れた範囲の円筒部からベアリング用リング部材を製造する請求項１１に記載のベアリング用リング部材の製造方法。
Ａ＝（ｔ×０．８）×（Ｒ／ｒ）
ここで、ｔは、円筒部の半径方向の厚さ寸法、Ｒは円筒部の外形寸法、ｒは円筒部の内径寸法である。
【請求項１３】
請求項１０から請求項１２のいずれかに記載のベアリング用リング部材の製造方法により製造された内輪用のリング部材および外輪用のリング部材と、これらのリング部材の間に挟まれるひとつ以上の球体とを備えるベアリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精密機器等の回転部に設けられるベアリングのリング部材（内輪および外輪）を製造する際に用いられるベアリング用リング部材のブランクとその製造方法、ベアリング用リング部材の製造方法、およびこの製造方法を用いて製造されたベアリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハードディスク装置においては装置全体の小型化やハードディスクの高密度化に対する要求が強くなっている。このため、例えばピボット用ベアリングのように、ハードディスク装置に不可欠なボールベアリングについても小型で高精度な製品が求められている。
図１３はボールベアリングの構成例を示す断面図である。図示のボールベアリング１は、内輪３と外輪２との間に挟まれる複数のボール（球体）４を備えている。以下の説明では、内輪３および外輪２を総称して「リング部材」と呼ぶことにする。【０００３】
ハードディスク装置等の精密機器に使用される従来のリング部材は、円柱形状のブランクを用いて成形される。はじめに、円柱形状のブランクを旋削加工するため、旋盤のチャックにて円柱形状のブランクを把持する。この後、円柱ブランクの中実である中心部にドリルによる穴あけ加工が行われる。この穴あけ加工により、略円筒状に変化したブランクに対し、内周面および外周面に切削加工を施して所望のリング形状に成形する。ここで、外輪および内輪の切削加工において、内周面および外周面の切削加工に比べ、ドリルによる穴空け加工では切削加工抵抗が格段に高くなる。したがって、ドリル加工に合わせてチャックの把持力を強くする必要がある。【０００４】
しかし、ベアリングの小型化に伴ってリング部材が薄肉化するので、チャックの把握力を受けることで円筒形状に変形を生じやすくなる。例えば、チャックの構造が三つ爪であれば円筒形状は三角形に、六つ爪であれば円筒形状は六角形に、真円度測定器によって変形を観察することができる。このため、上述した円柱形状のブランクからリング形状の旋削加工する場合、チャックの把持力調整に細心の注意が必要であり、不用意に把持力を強くするとリング部材の真円度は低下する。また、チャックの把持力を弱くすると加工抵抗が大きいドリル加工時に円柱形状のブランクが外れて生産が止まるなどの不具合が生じていた。【０００５】
一方、廃材となる材料を少なくして歩留まりを向上させるため、例えば図１４（ａ）に示すような軸受素形材の形成用素材５を型鍛造することにより成形する技術が開示されている。この形成用素材５は、外径が異なるとともに、それぞれが軸受の軌道輪素形材となる３本の円筒部Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を軸方向に段差をもって形成し、最小径の円筒部Ｒ３内に底部６を設けたものである（例えば、特許文献１参照。）。【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１６７６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に記載の従来技術によれば、図１４（ｂ）に示すように、型鍛造により成形した形成用素材５は、異径の円筒部間を連結している段差部が分離用ポンチにより順次打ち抜かれることにより、互いに径の異なる円筒部Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が分離独立して形成される。このため、ハードディスク装置用のベアリングに要求される耐食性等の対策としてステンレス鋼を素材とする場合、形成用素材５′から分離独立した円筒部Ｒ１の内周面には、鍛造により形成された上部の流動層部７と、打ち抜きにより形成された下部（高さｈ）の分離層部８とが存在する。同様に、形成用素材５′の外周面には、鍛造により形成された下部の流動層部７と、打ち抜きにより形成された上部（高さｈ）の分離層部８とが存在する。
なお、円筒部Ｒ１の外周面は全面が型鍛造により形成された面であり、したがって、全面が流動層部７となる。【０００８】
すなわち、ステンレス鋼を素材として型鍛造を行う場合には、型と接して形成された面が流動層部７となり、この流動層部７を打ち抜きにより分離・形成された高さｈの分離層部８と比較すると、硬度が高いなど異なる表面特性を有している。これは、流動層部７の表面では、分離層部８と異なり、結晶粒サイズが小さくなり、共晶炭化物が一方向に配向されているためである。【０００９】
このような表面特性の差異は、バイトに作用する切削負荷の変動など円筒部Ｒ１の内周面および外周面に施す仕上げの切削加工に悪影響を及ぼすので、ベアリングの円筒部材全体を同様の高精度に加工することは困難になる。したがって、ステンレス鋼を素材として鍛造する場合であっても、切削対象の全面を均一な表面特性にすることで、高精度の切削加工を可能にするベアリング用リング部材のブランクが望まれる。また、切削や研削加工などの除去加工において、結晶粒の脱落が加工精度を悪化する要因となるため、結晶粒サイズが小さくなるベアリング用リング部材のブランクの製造方法が望まれる。【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ステンレス鋼を鍛造した後の切削対象面を均一な表面特性とし、高精度の切削加工を可能にするベアリング用リング部材のブランクとその製造方法、ベアリング用リング部材の製造方法およびベアリングを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係るベアリング用リング部材のブランクは、ベアリングのリング部材に加工されるブランクであって、ステンレス鋼の素材を鍛造することにより成形され、内周面および外周面の全面を共晶炭化物が一方向に配向する流動層とした円筒部と、該円筒部の一端部側に設けられたクランプ部とを備える。【００１２】
このようなベアリング用リング部材のブランクによれば、円筒部の表面全面が共晶炭化物を一方向に配向させた流動層の表面となるので、表面の切削加工に際して均一な切削力により加工することができる。また、クランプ部を備えているので、リング部材に加工される円筒部が薄肉化してもチャックによる変形を防止できる。【００１３】
上記の発明においては、前記円筒部が同軸上に一対設けられ、前記クランプ部が両円筒部の中間に配置されていることが好ましく、これにより、素材の節約に有効なクランプ部の共用が可能になる。
なお、一対の円筒部は、内輪用ブランクどうし、外輪用ブランクどうし、あるいは、内輪用ブランクと外輪用ブランクとの組合せのいずれでもよい。【００１４】
また、本発明は、外輪用円筒部と、該外輪用円筒部につながるクランプ部と、該クランプ部を挟んで前記外輪用円筒部と対向し、かつ同軸につながる内輪用円筒部とを有するベアリング用リング部材のブランクを提供する。【００１５】
このようなベアリング用リング部材のブランクによれば、クランプ部を把持部としてチャックすることにより、外輪用円筒部および内輪用円筒部の外周および内周加工を行うことができる。円筒部が薄型化した場合でも、クランプ部を把持部としてチャックすること、および、高負荷加工となるドリル加工を行わないことでチャックの把持力調整が容易となり、円筒部を変形させることなく高精度の加工を行うことができる。また、外輪用円筒部とクランプ部と内輪用円筒部とを連結したため、素材の節約に有効なクランプ部の共用が可能になる。【００１６】
上記発明においては、前記クランプ部の外径が前記外輪用円筒部の外径より大きいか等しいかのいずれかであることが好ましい。
また、上記発明において、前記外輪用円筒部および前記内輪用円筒部は、それぞれに共晶炭化物が内在し、該共晶炭化物が中心軸に平行に配列されていてもよい。
円筒部の内周面および外周面の全面に共晶炭化物が配向されていることで、切削加工もしくは研削加工を施すブランクの表面は均質となり、加工負荷が安定して高精度の加工が実現される。【００１７】
また、上記発明においては、前記クランプ部が中実であることが好ましい。
このようにすることで、ベアリング用リング部材のブランクは切削加工もしくは研削加工の際に、クランプ部を把持部としてチャックすることにより強い把持力で固定できるので、円筒部が薄肉化してもチャックによる変形を防止できるとともに、加工速度を早くする際に生じる遠心力によるチャックの開きが低減され、高精度かつ高生産性が実現される。【００１８】
また、上記発明においては、重量比で、Ｃが０．６〜１．２％、Ｃｒが１１〜１８％を含むマルテンサイト系ステンレス鋼からなることが好ましい。
ここで、ＣおよびＣｒ以外の組成は、重量比で、Ｓｉが１％以下、Ｍｎが１％以下、Ｐが０．０４％以下、Ｓが０．０３％以下、Ｍｏが０．３％以下、Ｖが０．１５％以下、Ｔｉが１５ｐｐｍ以下、Ｏが３５ｐｐｍ以下で、残部がＦｅおよび不可避的に混入する元素からなるマルテンサイト系ステンレス鋼であることが望ましい。【００１９】
これにより、共晶炭化物および結晶粒の微細化が容易となり、イレギュラーに生じる共晶炭化物や結晶粒の脱落による精度の悪化を抑制し、切削加工および研削加工の精度を高めることができる。【００２０】
また、本発明は、丸棒材を所定の長さの円柱状材に切断する切断工程と、前記切断工程で切断された円柱状材を鍛造することにより内輪用円筒部および該内輪用円筒部につながるクランプ部を底部とするカップ状に成形する第１成形工程と、前記クランプ部を挟んで前記内輪用円筒部と対向する位置に、同軸につなげて外輪用円筒部を成形する第２成形工程とを有するベアリング用リング部材のブランクの製造方法を提供する。【００２１】
このようなベアリング用リング部材のブランクの製造方法によれば、円柱状材から内輪用円筒部および外輪用円筒部を鍛造するため、材料を無駄にしない成形ができる。
ここで丸棒材は、切断工程に途切れることなく連続して供給されるために、数メートルから数十メートルのコイル状であることが望ましい。丸棒材は切断工程に自動供給され、切断された円柱状材は、第１成形工程から第２成形工程と連続加工されることが含まれる。これらの加工設備は、切断工程と第１成形工程と第２成形工程に順送り機構を備えることで毎分数個の高速加工が実現できる。【００２２】
上記発明においては、前記丸棒材が、重量比で、Ｃが０．６〜１．２％、Ｃｒが１１〜１８％を含むマルテンサイト系ステンレス鋼からなることとしてもよい。
ここで、ＣおよびＣｒ以外の組成は、重量比で、Ｓｉが１％以下、Ｍｎが１％以下、Ｐが０．０４％以下、Ｓが０．０３％以下、Ｍｏが０．３％以下、Ｖが０．１５％以下、Ｔｉが１５ｐｐｍ以下、Ｏが３５ｐｐｍ以下で、残部がＦｅおよび不可避的に混入する元素からなるマルテンサイト系ステンレス鋼であることが望ましい。【００２３】
これにより、共晶炭化物および結晶粒の微細化が容易となるとともに共晶炭化物は円環中心軸に対して平行に円筒部表層に配向することとなる。したがって、次工程の切削加工もしくは研削加工においてイレギュラーに生じる共晶炭化物や結晶粒の脱落による精度の悪化を抑制し、加工精度を高めることができる。【００２４】
また、本発明に係るベアリング用リング部材の製造方法は、ステンレス鋼の素材を鍛造することにより成形され、内周面および外周面の全面を共晶炭化物が一方向に配向されている流動層とした円筒部と、該円筒部の一端部側に設けられたクランプ部とを備えるブランクを加工して、ベアリングの内輪および外輪となるリング部材を製造する。【００２５】
このようなベアリング用リング部材の製造方法によれば、共晶炭化物が一方向に配向された流動層からなる円筒部の表面全面に切削加工あるいは研削加工を施すので、高精度のリング部材を製造することができる。また、クランプ部を備えているので、リング部材となる円筒部が薄肉化してもチャックによる変形を防止でき、より高精度のリング部材を製造することができる。【００２６】
上記発明においては、円筒部とクランプ部との接続位置から円筒部の先端に向かって下式で示される距離Ａ以上離れた範囲の円筒部からベアリング用リング部材を製造することが好ましい。
Ａ＝（ｔ×０．８）×（Ｒ／ｒ）
ここで、ｔは、円筒部の半径方向の厚さ寸法、Ｒは円筒部の外形寸法、ｒは円筒部の内径寸法である。【００２７】
鍛造により内径を加工する際に発生する共晶炭化物の結晶粒の塑性流動は、厚さ寸法ｔの０．８倍が歪むため、厚さ寸法ｔが厚いほどリング部材を切り出した際に歪みが生じやすくなり、内径寸法ｒに対する外形寸法Ｒの比率に反比例してその密度が大きくなるので、Ｒ／ｒが小さいほど距離Ａが小さくなって材料を有効利用することができる。【００２８】
このようにすることで、流動層において共晶炭化物の結晶粒の配向方向が一様な円筒部のみを利用してベアリング部材を構成することができる。その結果、硬度が全面にわたって均一に高く、レース面の表面粗さを含めて形状精度の高いリング部材を製造することができる。したがって、摺動するボールに対する耐摩耗性が向上するとともに、ベアリングの摺動抵抗を低減可能なリング部材を製造することができる。【００２９】
また、本発明に係るベアリングは、上記ベアリング用リング部材の製造方法により製造された内輪用のリング部材および外輪用のリング部材と、これらのリング部材の間に挟まれるひとつ以上の球体とを備える。【００３０】
このようなベアリングによれば、内輪および外輪が、内周面および外周面の全面にわたって共晶炭化物が一方向に配向された流動層からなるブランクの円筒部を切削加工または研削加工して製造された高精度のリング部材を有するので、回転を高精度に支持することができ、また、使用中における不具合の発生も低減することができる。
【発明の効果】
【００３１】
上述した本発明によれば、ステンレス鋼の素材を鍛造することにより成形したベアリング用リング部材のブランクは、仕上げの切削加工または研削加工を施す加工対象面が全面にわたって流動層となるので、この流動層を切削または研削することにより、高精度のベアリング用リング部材を得ることができる。【００３２】
また、ブランクが、クランプ部を備えているため、円筒部を薄肉化してもチャックによる変形を防止することができる。
したがって、ステンレス鋼より製造されるベアリング用リング部材の小型化および高精度化が容易になるので、このリング部材を構成部品とするステンレス製ベアリングについても、同様の小型化および高精度化が可能になる。【００３３】
また、本発明に係るベアリングによれば、流動層の表面を加工して得られる内輪および外輪のレース面は、硬度が全面にわたって均一に高くなるので、球体との耐摩耗性が向上するとともに、ベアリングの摺動抵抗（摩擦力）が低減し、耐久性や信頼性の向上に顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るベアリング用リング部材のブランクを示す縦断面図である。
【図２】図１に示したブランクを切削加工する状態の要部断面図である。
【図３】図１のブランクの変形例を示す縦断面図である。
【図４】図１のブランクの他の変形例を示す縦断面図である。
【図５】図１のブランクの製造方法における切断工程を示す側面図である。
【図６】図１のブランクの製造方法における第１鍛造工程を示す側面図である。
【図７】図１のブランクの製造方法における第２鍛造工程を示す側面図である。
【図８】図１のブランクを用いたリング部材の製造方法における切削工程を示す外観図である。
【図９】図１のブランクからのリング部材の切り出しに有効な範囲を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るベアリング用リング部材のブランクを示す縦断面図である。
【図１１】図１０のブランクの変形例を示す縦断面図である。
【図１２】図１０のブランクの他の変形例を示す縦断面図である。
【図１３】ベアリングの構成例を示す縦断面図である。
【図１４】従来例を示す図で、（ａ）は型鍛造により成形した軸受素形材の形成用素材を示す部分断面斜視図、（ｂ）は円筒部を分離した状態を示す部分断面斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    ベアリング
２    外輪（リング部材）
３    内輪（リング部材）
４    ボール
１０，１０Ａ，１０Ｂ，２０，２０Ａ，２０Ｂ    ブランク
１１    外輪用円筒部
１１ａ，１２ａ，２１ａ    内周面（流動層部）
１１ｂ，１２ｂ，２２ｂ    外周面（流動層部）
１２    内輪用円筒部
１３，２２，２２Ａ，２２Ｂ    クランプ部
２１    円筒部
４０    円柱状材
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明に係るベアリング用リング部材のブランク１０について、その一実施形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
図１に示すブランク１０は、例えば、ハードディスク装置のピボット用ベアリングを構成する外輪２および内輪３の製造に用いられる。この外輪２および内輪３は、例えば、図１に示すように、両輪２，３のレース面２ａ，３ａ間にひとつ以上の数のボール（球体）４を配設してベアリング１を構成する。【００３７】
図示のブランク１０は、ステンレス鋼の丸棒材（中実素材）から型を用いた鍛造により成形されたものであり、同軸線上に設けた一対の円筒部として、ベアリング１の外輪２を製造するブランクとなる外輪用円筒部１１と、内輪３を製造するブランクとなる内輪用円筒部１２とを備えている。【００３８】
外輪用円筒部１１は、内周面１１ａおよび外周面１１ｂの全面を流動層とした円筒部である。
内輪用円筒部１２は、内周面１２ａおよび外周面１２ｂの全面を同様の流動層とした円筒部である。【００３９】
上述した流動層は、鍛造加工時に金属の素材に金型などで圧力を加えて塑性流動させて成形したとき、共晶炭化物が一方向に配向された部分であり、以下の説明では「流動層部」と呼ぶことにする。すなわち、この流動層部は、鍛造加工時に型と接して成形されることにより、共晶炭化物が一方向に配向されて硬度を増した面であるから、中実の素材から成形された外輪用円筒部１１および内輪用円筒部１２は、そのほぼ全体が流動層部となる。【００４０】
上述した外輪用円筒部１１および内輪用円筒部１２には、両円筒部１１，１２を連結する一端部側を塞ぐようにして連続する一体の底面１１ｃ，１２ｃが設けられている。この底面１１ｃ，１２ｃが存在する部分（軸方向の領域）は中実であるから、例えば、図２に示すように、切削加工時にブランク１０をチャック９で固定支持するチャック用のクランプ部１３として使用することができる。【００４１】
したがって、図１に示したブランク１０は、いわゆる「ファミリー取り」とよばれるものであり、外輪用円筒部１１と、クランプ部１３と、内輪用円筒部１２とが一体に連結されて同一軸線上に配置された構成となり、１つのブランク１０から２つの部品（外輪２および内輪３）を製造することができる。このような構成は、特にクランプ部１３を共用にすることで、素材を節約して廃材を低減することができる。【００４２】
上述したブランク１０から外輪２を製造する際には、例えば、図２に示すように、クランプ部（好適には外輪用円筒部１１の底面１１ｃを形成する部分）１３を工作機械のチャック９で把持した後、工作機械を動作させてバイトＢにより外輪用円筒部１１を所望の形状の外輪２（図２に破線で表示）に切削する。このとき、外輪円筒部１１の切削対象面は全て流動層部となるので、硬度等の表面特性は全面にわたって略均一になる。したがって、バイトＢに作用する切削負荷も略均一になるので、全面にわたる高精度の切削加工を容易に実施することができる。
また、ベアリング１の小型化により外輪２が薄肉化した場合であっても、切削加工時のチャック用として中実のクランプ部１３が設けられているので、変形により加工精度が低下することもない。【００４３】
一方、ブランク１０から内輪３を製造する際には、クランプ部１３を同様にチャックし、バイトＢにより内輪用円筒部１２を所望の形状に切削する。この場合も、内輪円筒部１２の切削対象面は全て流動層部となるので、硬度等の表面特性は全面にわたって略均一になり、したがって、全面にわたる高精度の切削加工を容易に実施することができる。【００４４】
また、ベアリング１の小型化により内輪３が薄肉化しても、切削加工時のチャック用として中実のクランプ部１３が設けられているので、変形により加工精度が低下することもない。なお、この場合にチャックするクランプ部１３は、内輪用円筒部１２の底面１２ｃを形成する部分を利用することが好ましい。【００４５】
上述したブランク１０およびリング部材（外輪２および内輪３）の製造方法により製造されたベアリング１は、外輪２のレース面２ａおよび内輪３のレース面３ａが全面にわたって均一に硬度の高い流動層部となる。このため、ボール４が摺動するレース面２ａ，３ａは、その耐摩耗性が向上するとともに、ベアリング１の摺動抵抗を低減することができる。【００４６】
図３は、上述したファミリー取りのブランク１０について、その変形例を示したものである。図示のブランク１０Ａは、クランプ部１３の両側に、同径の外輪用円筒部１１（あるいは内輪用円筒部１２）が一対、同軸上に設けられた構成例である。【００４７】
このブランク１０Ａもステンレス製の丸棒材から鍛造により成形されたものであり、したがって、円筒部１１，１２の内周面１１ａ，１２ａおよび外周面１１ｂ，１２ｂは全面にわたって共晶炭化物が細分化された流動層部となる。このため、切削対象面は、硬度等の表面特性が全面にわたって略均一になるので、全面にわたる高精度の切削加工を容易に実施することができる。また、クランプ部１３を備えているので、ベアリング１の小型化により外輪２および内輪３が薄肉化しても、切削加工時のチャックにより変形して加工精度が低下することもない。
この場合、各円筒部１１，１２からは、それぞれ１つずつの外輪２または内輪３用のリング部材を製造することとしてもよいし、図３に示されるよりも円筒部１１または円筒部１２の少なくともいずれかの軸方向長さを増大させて、複数のリング部材を製造することにしてもよい。【００４８】
また、上述したファミリー取りのブランク１０について、クランプ部１３を改善し、切削加工時のチャックを容易にする変形例の構造を図４に示す。図示のブランク１０Ｂは、クランプ部１３の両側に、外輪用円筒部１１と内輪用円筒部１２が一対、同軸上に設けられた構成例である。【００４９】
続いて、前述したベアリング用リング部材のブランク１０の製造方法、並びにそのブランク１０を用いたベアリング用リング部材の製造方法を図５〜図８に示して説明する。【００５０】
図５は、切断工程によって丸棒材を所定の長さの円柱状材４０に切断した状態の側面図を示す。両端面は略円形である。図６は、第１の鍛造成形工程によって円柱状材４０を鍛造して内輪用円筒部１１を形成し、その内周面１１ａ、外周面１１ｂおよび底面１１ｃを形成した状態の側面図を示す。図６に示すように、円柱状材４０は、底面４１ｃの奥の肉厚が厚いカップ状に成形される。【００５１】
図７は、第２の鍛造成形工程によって円柱状材４０をさらに鍛造し、内輪用円筒部１１と対向する位置に外輪用円筒部１２を形成し、その内周面１２ａ、外周面１２ｂおよび底面１２ｃを形成した状態の側面図を示す。図７に示すように、内輪用円筒部１１の内周面１１ａおよび外周面１１ｂと、外輪用円筒部１２の内周面１２ａおよび外周面１２ｂとは同軸につながっている。【００５２】
ここで、外輪用円筒部１２は一工程以上の鍛造工程を経て、円柱状材４０の外径よりも大きくすることが可能であり、内輪用円筒部１１と外輪用円筒部１２のように互いに外径の異なるベアリング用リング部材のブランク１０を製造することができる。【００５３】
ここで丸棒材は、切断工程に途切れることなく連続して供給されるために、数メートルから数十メートルのコイル状であることが望ましい。丸棒材は切断工程に自動供給され、切断された円柱状材４０は、第１の鍛造成形工程から第２の鍛造成形工程と連続加工されることが含まれる。これらの加工設備は、切断工程と第１の鍛造成形工程と第２の鍛造成形工程に順送り機構を備えることで毎分数個の高速加工が実現できる。【００５４】
次に、前述した製造工程を経て製造されたベアリング用リング部材のブランク１０を用いたベアリング用リング部材の製造方法を説明する。
図８はリング部材のブランク１０のクランプ部１３を旋盤のチャック９で把持した状態を示す外観図である。所望の把持力でブランク１０を固定しても、中実のクランプ部１３が円筒部の変形を防いでいる。また、ここでは、外輪用円筒部１２の内周面１２ａを内周旋削刃具４１ａで、外周面１２ｂを外周旋削刃具４１ａで加工するところを示している。同様に、外輪用円筒部１２を加工終了した後、ブランク１０を反転し、クランプ部１３を旋盤のチャック９で把持すれば内輪用円筒部１１の加工が可能となる。【００５５】
外輪用円筒部１２の内周面１２ａは鍛造によって穴あけ加工されているため、加工負荷の高いドリル加工が省略され、チャック９の把持力は内周旋削刃具４１ａと外周旋削刃具４１ｂの加工負荷に勝る力でブランク１０を固定するだけでよい。加工負荷が小さく、かつ、変動も少ないため、高精度の加工ができる。また、外輪用円筒部１２の底部１２ｃと内輪用円筒部１１の底面１１ｃとは両円筒部１１，１２を連結するクランプ部１３として共用しているため、材料の節約ができている。【００５６】
さらに、図示のブランク１０にマルテンサイト系ステンレス鋼の素材を用いた場合、鍛造加工時に金属の素材に金型で圧力を加えて塑性流動させて形成された円筒部１１，１２には、共晶炭化物および結晶粒の塑性流動が生じる。この塑性流動は円筒部１１，１２の中心軸に平行に均一に配向し、内輪用円筒部１１の内周面１１ａと外周面１１ｂ、外輪用円筒部１２の内周面１２ａと外周面１２ｂの表層に流動層が現れる。【００５７】
上述したように、本実施形態に係るベアリング用リング部材のブランク１０によれば、ハードディスク装置のような精密機器で使用されるステンレス製のベアリング１を製造する場合、ステンレス鋼の素材を鍛造により成形したブランク１０は、仕上げの切削加工を施す円筒部の切削対象面（内周面１１ａおよび外周面１１ｂ）が全面にわたって、共晶炭化物を同一方向に配向した流動層部となる。【００５８】
このため、流動層部となる外輪２および内輪３のレース面２ａ，３ａは、共晶炭化物および結晶粒が一方向に配向し、硬度が全面にわたって均一に高くなるので、レース面２ａ，３ａの表面粗さを含めて形状精度が高くなる。したがって、摺動するボール４に対する耐摩耗性が向上するとともに、ベアリング１の摺動抵抗（摩擦力）が低減する。その結果、外輪２、内輪３およびこれらを構成要素とするベアリング１は、その耐久性や信頼性が向上する。【００５９】
さらに、切削対象面の全面を均一な表面特性の流動層部にすることで高精度の切削加工を可能とし、さらに、クランプ部１３を設けたことで、外輪２および内輪３が薄肉化してもチャックによる変形を防止できる。したがって、ステンレス鋼より製造されるベアリング用リング部材の小型化および高精度化が容易になるので、このリング部材を構成部品とするステンレス製ベアリングについても、同様の小型化および高精度化が可能になる。【００６０】
この場合において、円筒部１１，１２の内、リング部材の素材として使用する範囲は、円筒部１１，１２の底面１１ａ，１２ａから、円筒部１１，１２の先端に向かって、下式で示される距離Ａ以上離れた部分とすることが好ましい。ここで、図９は、図１のブランクからのリング部材の切り出しに有効な範囲を示す側面図である。
Ａ＝（ｔ×０．８）×（Ｒ／ｒ）
ここで、ｔは、円筒部１１，１２の半径方向の厚さ寸法、Ｒは円筒部１１，１２の外形寸法、ｒは円筒部１１，１２の内径寸法である。【００６１】
鍛造により内径を加工する際に発生する共晶炭化物の結晶粒の塑性流動は、厚さ寸法ｔの０．８倍が歪むため、厚さ寸法ｔが厚いほどリング部材を切り出した際に歪みが生じやすくなり、内径寸法ｒに対する外形寸法Ｒの比率に反比例してその密度が大きくなるので、Ｒ／ｒが小さいほど距離Ａが小さくなって材料を有効利用することができる。【００６２】
＜第２の実施形態＞
続いて、円筒部が１つのブランク２０を図１０に示して説明する。
図示のブランク２０は、ベアリングの外輪２または内輪３に加工される鍛造成型品であり、型を用いた鍛造によりステンレス鋼の素材が成形されたものである。このブランク２０は、内周面２１ａおよび外周面２１ｂの全面を流動層部とした円筒部２１と、円筒部２１の一端部側に設けられたクランプ部２２とを備えている。【００６３】
円筒部２１の流動層部は、鍛造加工時に金属の素材に金型などで圧力を加えて塑性流動させて成形する際、表面の共晶炭化物が一方向に配向された部分であり、鍛造加工時に型と接して成形されることにより、表面の共晶炭化物が同一方向に配向されて硬度を増した面である。したがって、中実の素材から成形された円筒部２１は、内周面２１ａおよび外周面２１ｂの両面が全面にわたって流動層部となる。
クランプ部２２は、円筒部２１の底面２１ｃが存在する中実部分であり、円筒部２１の外周面から外側へ鍔状に突出している。【００６４】
このような構成のブランク２０もステンレス製の素材から鍛造により成形されたものであり、したがって、円筒部２１の内周面２１ａおよび外周面２１ｂは全面にわたって流動層部となる。このため、切削対象面は、硬度等の表面特性が全面にわたって略均一になるので、全面にわたる高精度の切削加工を容易に実施することができる。また、クランプ部２２を備えているので、ベアリングの小型化により外輪２および内輪３が薄肉化しても、切削加工時のチャックにより変形して加工精度が低下することもない。【００６５】
図１１に示すブランク２０Ａは、図１０に示したブランク２０の第１変形例を示している。ここでは、図１０に示したブランク２０と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
ブランク２０Ａのクランプ部２２Ａは、底部２１ｃの下端部側が、円筒部２１の外径より部分的に小径とされる。【００６６】
図１２に示すブランク２０Ｂは、図１０に示したブランク２０の第２変形例を示している。ここでは、図１０に示したブランク２０と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
ブランク２０Ｂのクランプ部２２Ｂは、底部２１ｃが円筒部２１の外径と同径とされ、円筒部２１の外周面に凹凸のない形状とされる。【００６７】
上述したように、本実施形態に係るブランク２０においても、第１の実施形態に係るブランク１０と同様に、仕上げの切削加工を施す円筒部の切削対象面（内周面２１ａおよび外周面２１ｂ）が全面にわたって、共晶炭化物を同一方向に配向した流動層部となる。【００６８】
このため、流動層部となる外輪２および内輪３のレース面２ａ，３ａは、共晶炭化物および結晶粒が一方向に配向し、硬度が全面にわたって均一に高くなるので、レース面２ａ，３ａの表面粗さを含めて形状精度が高くなる。したがって、摺動するボール４に対する耐摩耗性が向上するとともに、ベアリング１の摺動抵抗（摩擦力）が低減する。その結果、外輪２、内輪３およびこれらを構成要素とするベアリング１は、その耐久性や信頼性が向上する。【００６９】
さらに、切削対象面の全面を均一な表面特性の流動層部にすることで高精度の切削加工を可能とし、さらに、クランプ部２２を設けたことで、外輪２および内輪３が薄肉化してもチャックによる変形を防止できる。したがって、ステンレス鋼より製造されるベアリング用リング部材の小型化および高精度化が容易になるので、このリング部材を構成部品とするステンレス製ベアリングについても、同様の小型化および高精度化が可能になる。【００７０】
以上の説明では、ベアリング１がハードディスク装置のピボット用ベアリングとして説明したが、例えば、ハードディスク装置に使用される他のベアリングの他にも、テレビ、コンピュータ周辺機器等の精密機器に使用されるベアリング、特に小型で高精度を要求されるステンレス製のベアリングに適用可能なことはいうまでもない。【００７１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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