(57)【要約】【課題】寸法精度の良好な転がり軸受用軌道輪を、低コストで得られる製造方法を実現する。【解決手段】単一の素材２８に塑性加工を施して、外径寄り部分が転がり軸受用外輪を造る為に適正であり、同じく内径寄り部分が転がり軸受用内輪を造る為に適正である、中間素材４３とする。その後、この中間素材４３を径方向中間部で分離して、上記転がり軸受用外輪を造る為の外輪用素材３０と、上記転がり軸受用内輪を造る為の内輪用素材３１とする。上記内径寄り部分を上記転がり軸受用内輪を造る為に適正な形状にする加工に、バーリング加工を含む。又、上記外径寄り部分を上記転がり軸受用外輪を造る為に適正な形状にする加工に、絞り加工を含む。【選択図】図１
2007170586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが円環状で直径が互いに異なる転がり軸受用外輪と転がり軸受用内輪とを、板状である単一の素材から造るべく、この素材に塑性加工を施して、外径寄り部分が上記転がり軸受用外輪を造る為に適正であり、同じく内径寄り部分が上記転がり軸受用内輪を造る為に適正である、中間素材とした後、この中間素材を径方向中間部で分離して、上記転がり軸受用外輪を造る為の外輪用素材と上記転がり軸受用内輪を造る為の内輪用素材とする転がり軸受用軌道輪の製造方法に於いて、上記中間素材の内径寄り部分を上記転がり軸受用内輪を造る為に適正な形状にする加工に、バーリング加工を含む事を特徴とする転がり軸受用軌道輪の製造方法。
【請求項２】
中間素材の外径寄り部分を転がり軸受用外輪を造る為に適正な形状にする加工に、絞り加工を含む、請求項１に記載した転がり軸受用軌道輪の製造方法。
【請求項３】
それぞれが円環状で直径が互いに異なる転がり軸受用外輪と転がり軸受用内輪とを、板状である単一の素材から造るべく、この素材に塑性加工を施して、外径寄り部分が上記転がり軸受用外輪を造る為に適正であり、同じく内径寄り部分が上記転がり軸受用内輪を造る為に適正である、中間素材とした後、この中間素材を径方向中間部で分離して、上記転がり軸受用外輪を造る為の外輪用素材と上記転がり軸受用内輪を造る為の内輪用素材とする転がり軸受用軌道輪の製造方法に於いて、上記中間素材の外径寄り部分を上記転がり軸受用外輪を造る為に適正な形状にする加工に、絞り加工を含む事を特徴とする転がり軸受用軌道輪の製造方法。
【請求項４】
内輪用素材が円輪状であり、この内輪用素材に、内径寄り部分をバーリングすると同時に外径寄り部分を絞る反転加工を施す事により、この内輪用素材を円筒状の第二内輪用素材に加工する、請求項３に記載した転がり軸受用軌道輪の製造方法。
【請求項５】
中間素材の内径寄り部分が、押出加工により造られた円筒状部分である、請求項３に記載した転がり軸受用軌道輪の製造方法。
【請求項６】
所定の外径を有する棒材若しくは線材を所定長さに切断する事により得た円柱状の予備素材を軸方向に圧縮しつつ直径を拡げる据え込み加工により素材を造る、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載した転がり軸受用軌道輪の製造方法。
【請求項７】
外輪用素材の少なくとも一部を拡径して外輪とする、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載した転がり軸受用軌道輪の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば単列ラジアル円すいころ軸受を初めとする、各種転がり軸受を構成する内輪及び外輪を低コストで造る為の方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種産業機械や機械装置の回転支持部に転がり軸受が組み込まれているが、大きなラジアル荷重及びアキシアル荷重が加わる回転支持部を構成する為には、転動体として円すいころを使用した円すいころ軸受が使用される。図５はこの様な円すいころ軸受の１例として、特許文献１に記載されたものを示している。この円すいころ軸受１は、内周面に円すい凹面状の外輪軌道２を有する外輪３と、外周面に円すい凸面状の内輪軌道４を有する内輪５と、これら外輪軌道２と内輪軌道４との間に転動自在に設けられた、複数の円すいころ６、６とから構成される。又、これら各円すいころ６、６は、外周面を上記外輪軌道２及び内輪軌道４に接触する、円すい凸面状の転動面７としている。又、上記内輪５の外周面両端部のうち、大径側端部には大径側鍔部８を、小径側端部には小径側鍔部９を、それぞれ形成している。小径側鍔部９は省略する場合もある。この様に構成される円すいころ軸受１は、ラジアル荷重及びアキシアル荷重を支承しつつ、上記内、外輪５、３の相対回転を自在とする。この為、上記各円すいころ６、６は、それぞれの大径側端面である頭部１０と、上記大径側鍔部８の内側面１１とが接触した状態で、上記外輪軌道２と内輪軌道４との間を、自転しつつ公転する。
【０００３】
上述の様な円すいころ軸受１を構成する外輪３及び内輪５は、軸受鋼等の鉄系合金製の素材に、鍛造加工、切削加工、研削加工等の必要な加工を順次施す事より造っている。又、上記外輪３及び内輪５を、能率良く、しかも材料の歩留良く造る事で、これら外輪３及び内輪５の製造コスト低減を図る事を目的として、単一の素材の径方向外側から外輪を、同じく内側から内輪を、それぞれ造る方法も、特許文献２〜４に記載される等により、従来から知られている。
【０００４】
このうちの特許文献２には、単列深溝型玉軸受用の外輪及び内輪を造るのに適正な、転がり軸受用軌道輪の製造方法が記載されている。この従来方法の第１例の場合には、先ず、単一の素材を塑性変形させる事により外径寄り部分が転がり軸受用外輪を造る為に適正であり、同じく内径寄り部分が転がり軸受用内輪を造る為に適正である、中間素材を造る。その後、この中間素材を径方向中間部で分離すると共に中央部を打ち抜いて、上記転がり軸受用外輪を造る為の外輪用素材と、上記転がり軸受用内輪を造る為の内輪用素材とする。その後、これら外輪用素材と内輪用素材とに、それぞれ別個の塑性加工を施して、それぞれ内輪、外輪とする。
【０００５】
又、特許文献３に記載された製造方法の場合には、円柱状の素材に鍛造加工を施して造った円板状の中間素材に、更に鍛造加工を施す事により、外径寄り部分が転がり軸受用外輪を造る為に適正であり、同じく内径寄り部分が転がり軸受用内輪を造る為に適正である、第二の中間素材を造る。その後、この第二の中間素材を径方向中間部で分離すると共に中央部を打ち抜いて、転がり軸受用外輪を造る為の外輪用素材と、転がり軸受用内輪を造る為の内輪用素材とする。
更に、特許文献４に記載された製造方法の場合には、線材又は棒材に塑性加工を施すと共に中央部を打ち抜いて、大径部と小径部とを段部で連続させた、段付円筒状の中間素材を造る。そして、この中間素材を径方向中間の段部で切断して、外径寄り部分を転がり軸受用外輪を造る為の外輪用素材とし、内径寄り部分を転がり軸受用内輪を造る為の内輪用素材とする。
要するに、特許文献２〜４に記載された何れの製造方法の場合も、素材に塑性加工を施して中間素材とする際に、この素材を軸方向に押圧して金属材料を流動させる。そして、この中間素材の外径寄り部分を転がり軸受用外輪を造る為に、同じく内径寄り部分を転がり軸受用内輪を造る為に、それぞれ適正な形状とする。
【０００６】
上述の特許文献２〜４に記載された様な、従来の転がり軸受用軌道輪の製造方法の場合、素材を中間素材乃至外輪用素材及び内輪用素材に塑性加工する過程で、大きな力が必要になる。この為、設備の大型化（プレス装置の容量の増大）を防止する為、特許文献３に記載されている様に、上記塑性加工（鍛造）を熱間により行なう事が、一般的になる。ところが、熱間による塑性加工は、金型及び被加工物（素材及び中間素材等）の熱膨張差を考慮する必要上、寸法精度を十分に高くできない。しかも、熱間加工された被加工物は、その表面に脱炭層が存在する状態となる。そして、後工程で切削加工により除去すべき部分にこの脱炭層が含まれる結果、この除去すべき部分が多くなり、材料の歩留りが悪くなるだけでなく、加工時間が長くなって生産性が悪化する。これらにより、転がり軸受用軌道輪の製造コストが嵩んでしまう。
【０００７】
上述の様な問題は、上記塑性加工を冷間により行なう事で解決できる。但し、上記特許文献２〜４に記載された従来方法を、そのまま冷間により行なうと、設備が大型化（プレス装置の容量が増大）する事が避けられない。即ち、冷間による塑性加工（鍛造）は、熱間による塑性加工に比べて素材（金属材料）の変形抵抗が大きくなる（条件にもよるが、冷間では熱間の約４倍になる）ので、加工に要する荷重（＝変形抵抗×加工面積）が大きくなってしまう。
【０００８】
この様な、冷間による塑性加工を行なう際に必要となる荷重の増大は、造るべき転がり軸受用軌道輪の形状及び大きさに関係なく問題となるが、特に、径方向に関する厚さ寸法が小さい（薄肉の）転がり軸受用軌道輪を、材料の歩留を確保しつつ造る場合に、特に顕著になる。即ち、少なくとも一方が薄肉である内輪と外輪とを単一の素材から造り、しかもスクラップとして廃棄する部分を少なく抑える事を考慮しつつ、上記特許文献２〜４に記載された従来方法を実施しようとした場合、素材に塑性加工を施して中間素材とすべく、この素材を軸方向に押圧して金属材料を流動させる為に要する荷重が相当に大きくなる（上記問題が顕著になる）。勿論、この様な問題は、造るべき転がり軸受用軌道輪が大型化する程顕著になる。例えば、圧延機や印刷機等の産業機械装置の回転支持部の如く、大きなラジアル荷重及びスラスト荷重を支承する部分に組み込む大型の円すいころ軸受を構成する外輪と内輪とのうちの少なくとも一方の軌道輪を薄肉化する場合に、上記問題が最も顕著になる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１０８４２９号公報
【特許文献２】特開平５−２７７６１５号公報
【特許文献３】特開平１１−２４４９８３号公報
【特許文献４】特開２０００−７１０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、寸法精度の良好な転がり軸受用軌道輪を、低コストで得られる製造方法を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は何れも、それぞれが円環状で直径が互いに異なる転がり軸受用外輪と転がり軸受用内輪とを、板状である単一の素材から造る、転がり軸受用軌道輪の製造方法である。この為に、この素材に塑性加工を施して、外径寄り部分が上記転がり軸受用外輪を造る為に適正であり、同じく内径寄り部分が上記転がり軸受用内輪を造る為に適正である、中間素材とする。その後、この中間素材を径方向中間部で分離して、上記転がり軸受用外輪を造る為の外輪用素材と上記転がり軸受用内輪を造る為の内輪用素材とする。
【００１２】
特に、本発明のうちの請求項１に記載した転がり軸受用軌道輪の製造方法に於いては、上記中間素材の内径寄り部分を上記転がり軸受用内輪を造る為に適正な形状にする加工に、バーリング加工（予め下孔を形成した素材に、この下孔の内径よりも大きな外径を有するパンチを押し込んで、この下孔の内径を拡げつつこの下孔の周囲部分を上記素材と直角方向に塑性変形させ、拡げた孔の周縁部に円筒状部分を造る塑性加工）を含む。このバーリング加工は、冷間で行なう。
尚、この様な請求項１に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項２に記載した様に、上記中間素材の外径寄り部分を転がり軸受用外輪を造る為に適正な形状にする加工に、絞り加工を含ませる事もできる。この絞り加工に就いても、冷間で行なう。
【００１３】
又、請求項３に記載した転がり軸受用軌道輪の製造方法に於いては、上記中間素材の外径寄り部分を上記転がり軸受用外輪を造る為に適正な形状にする加工に、絞り加工（板状部分又は円すい状部分の直径を縮めて、この部分を円筒状とする塑性加工）を含む。この絞り加工に就いても、冷間で行なう。
この様な請求項３に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項４に記載した様に、内輪用素材を円輪状とし、この内輪用素材に、内径寄り部分をバーリングすると同時に外径寄り部分を絞る反転加工を施す事により、この内輪用素材を円筒状の第二内輪用素材に加工する事もできる。
或いは、上述の様な請求項３に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項５に記載した様に、中間素材の内径寄り部分を、押出加工により造られた円筒状部分とする事もできる。
【００１４】
又、上述した何れの発明を実施する場合にも、例えば請求項６に記載した様に、素材を、所定の外径を有する棒材若しくは線材を所定長さに切断する事により得た円柱状の予備素材を軸方向に圧縮しつつ直径を拡げる、据え込み加工により造る事もできる。
或いは、請求項７に記載した様に、外輪用素材の少なくとも一部を拡径して外輪とする事もできる。
【発明の効果】
【００１５】
上述した様な本発明の転がり軸受用軌道輪の製造方法によれば、寸法並びに形状精度の良好な転がり軸受用軌道輪を、低コストで得られる。この理由は、バーリング加工を含む加工により転がり軸受用内輪を造る為に適正な形状を（請求項１に記載した発明の場合）、絞り加工を含む加工により転がり軸受用外輪を造る為に適正な形状を（請求項３に記載した発明の場合）、それぞれ得る為、転がり軸受用軌道輪の加工を冷間で行なえる為である。要するに、本発明の転がり軸受用軌道輪の製造方法は、加工の為の荷重を鍛造加工に比べて低く抑えられるバーリング加工或いは絞り加工により行なうので、特に大型のプレス装置を使用しなくても、寸法並びに形状精度を確保し易い冷間加工により、上記転がり軸受用軌道輪を造れる。
【００１６】
特に、本発明の場合には、上記バーリング加工或いは絞り加工を、中間素材を径方向中間部で分離して外輪用素材と内輪用素材とする以前に行なうので、上記バーリング加工或いは絞り加工によるこれら外輪用素材或いは内輪用素材の加工を効果的に行なえる。この点に就いて、以下に説明する。
【００１７】
先ず、素材に塑性加工を施して、内径寄り部分の形状を転がり軸受用内輪を造る為に適正にする為のバーリング加工を施す状態では、上記素材の外径寄り部分に、転がり軸受用外輪を造る為の部分が、このバーリング加工を施すべき内径寄り部分の径方向外側に連続する状態で（一体に）存在する。従って、上記素材の外径寄り部分には、径方向に関する強度及び剛性が十分に大きく、径方向の力により容易には変形しない部分が存在する。この為、上記内径寄り部分を上記バーリング加工により円筒状に折り曲げる際に、上記素材が、直径が縮まる方向に変形する事は殆どない。この為、上記バーリング加工により上記内径寄り部分を、所望の径方向位置を中心として正確に折り曲げて、所望の直径及び形状を有する円筒形状、即ち、転がり軸受用内輪を造る為に適正な形状及び寸法に加工できる。
【００１８】
一方、素材に塑性加工を施して、外径寄り部分の形状を転がり軸受用外輪を造る為に適正にする為の絞り加工を施す状態では、上記素材の内径寄り部分に、転がり軸受用内輪を造る為の部分が、この絞り加工を施すべき外径寄り部分の径方向内側に連続する状態で（一体に）存在する。この絞り加工で板状の素材の外径寄り部分を、直径を縮めつつ円筒状に塑性変形させる際には、この円筒状に加工される部分に、或る程度金属材料が引っ張り込まれるが、この金属材料は、上記素材の内径寄り部分から供給される。又、上記絞り加工を行なう場合にも、絞り加工後の形状及び寸法精度を確保する為には、この絞り加工の基準となる部分の剛性が十分に確保されている事が必要である。この様な剛性の確保も、上記素材が上記絞り加工の基準となる部分よりも内径寄り部分に迄存在する為、十分に図れる。
【００１９】
尚、バーリング加工や絞り加工は、金属材料の一部を円周方向に引き延ばしたり（バーリング加工の場合）縮めたり（絞り加工の場合）するので、これらの加工を行なうと、得られた中間素材の厚さ寸法が、素材の厚さ寸法から変化する。又、引き延ばしたり縮めたりする量は、素材の径方向位置に応じて異なる為、厚さ寸法の変化量は、径方向位置に応じて異なる。例えば、バーリング加工を施した部分は、元の肉厚よりも薄くなり、且つ、先端に向かうに従って薄くなる程度が著しくなる。これに対して、絞り加工を施した部分は、元の肉厚よりも厚くなるし、厚くなる程度も不均一になる。この為、厚さ寸法が一定である板材に、そのまま上記バーリング加工や絞り加工を施して中間素材を造っても、この中間素材の各部の厚さ寸法を所望通りの値にする事は難しい。従って、厚さ寸法が一定である板材にそのまま上記バーリング加工や絞り加工を施して中間素材を造った場合には、厚さ寸法の分布を必要とする状態にする為には、この中間素材に、改めて扱き加工等の余分な加工が必要になる。この様な余分な加工は製造コストを高くする原因となる為、好ましくない。
【００２０】
これに対して、請求項６に記載した様に、円柱状（中実）の予備素材を軸方向に圧縮しつつ直径を拡げる据え込み加工により素材を造れば、この素材の径方向に関する肉厚の分布を所望通りに、容易に規制できる。そして、この素材にバーリング加工や絞り加工を施す事により得られる中間素材の各部の肉厚分布に関しても、所望の肉厚分布に調節できる。尚、据え込み加工により上記予備素材を上記素材に加工する工程は、冷間に限らず、温間で行なって、加工に要する荷重の低減を図る事もできる。特に、被加工物が大型で、上記据え込み加工に要する荷重が非常に大きくなる場合には、この据え込み加工を、冷間よりも温間で行なう事が、加工荷重の低減を図る面からは好ましい。即ち、上記予備素材から上記素材への加工は、この素材から中間素材への加工の場合程は、寸法精度及び形状精度を要求しない為、これらの精度確保が冷間に比べれば難しい、温間で行なっても良い。但し、表面に脱炭層が生じる様な、熱間での加工を行なう事は好ましくない。
【００２１】
又、請求項５に記載した様に、内輪用素材とすべき、中間素材の内径寄り部分を、押出加工により造られた円筒状部分とすれば、直径に比べて幅寸法（軸方向寸法）が大きい内輪を造れる。即ち、バーリング加工の場合には、下孔の周囲を円筒状に加工する為、直径に対し幅寸法が大きい内輪を加工する事は難しい。これに対して、上記押出加工によれば、直径と幅寸法との比による限定を、バーリング加工の場合に比べて受けにくく、直径に比べて幅寸法が大きい内輪を造れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
［実施の形態の第１例］
図１〜３は、請求項１、２、３、６、７に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の場合には、先ず、図示しないアンコイラから引き出した所定の外径を有する長尺な線材を所定長さに切断する事により、図１の（Ａ）に示す様な円柱状の予備素材（ビレット）１２を得る。この切断作業は、加工能率を考慮して、プレスによる剪断加工により行なうので、上記予備素材１２の軸方向両端面｛図１に破線を付した切断面部分（破断面）｝の形状は歪んでいる。そこで、この両端面に矯正型を押し付ける端面矯正加工を施して、図１の（Ｂ）に示す様な、第二予備素材１３とする。この第二予備素材１３の形状は、１対の矯正型同士の間で軸方向に押圧する事に伴って、ビヤ樽型に塑性変形している。
【００２３】
上述の様にして得た、上記第二予備素材１３は、図２に示す様な据え込み装置１４により軸方向に圧縮して、図１の（Ｃ）に示す様な、円板状の第三予備素材１５とする。この様に上記第二予備素材１３を軸方向に圧縮してこの第三予備素材１５とする際に、図２の（Ａ）〜（Ｃ）に示す様に、上記第二予備素材１３の軸方向両端部を拘束しつつこの第二予備素材１３を軸方向に押し潰す。そして、この第二予備素材１３の軸方向両端部の直径が拡がらない様に保持した状態のまま、上記第三予備素材１５とする。この様な加工を行なう為の加工装置は、図２に示す様に、固定ブロック１６と、ダイス１７と、カウンターパンチ１８と、リングパンチ１９と、パンチ２０とを備える。
【００２４】
このうちの固定ブロック１６は、工場の床面上に設置した、プレス加工装置のフレーム等に支持固定する。又、上記ダイス１７は、圧縮コイルばね等の複数の弾性部材２１、２１により、上記固定ブロック１６の上方に弾性支持している。従って上記ダイス１７は、非加工時の状態では、図２の（Ａ）に示す様に、上記固定ブロック１６の上方に浮き上がった状態となっているが、加工時に、金属材料のフローに基づいて、大きな加圧力が加わった状態では、図２の（Ｃ）に示す様に、上記各弾性部材２１、２１の弾力に抗して、上記固定ブロック１６の上面に当接するまで下降する。この様なダイス１７の中心部には、上記第二予備素材１３の下端部を内嵌自在な下側中心孔２２を設けている。そして、この下側中心孔２２に上記カウンターパンチ１８を、上記ダイス１７に対する昇降を可能に挿入している。
【００２５】
このカウンターパンチ１８の上下方向位置は、次の様に規制している。即ち、非加工時の状態では、図２の（Ａ）に示す様に、上記カウンターパンチ１８の上端面を上記ダイス１７の上面に設けた加工用凹部２３の底面よりも十分に下方に存在させる。この状態では、上記下側中心孔２２に上記第二予備素材１３の下端部を挿入する事により、この第二予備素材１３と上記ダイス１７の中心軸とを一致させられる。又、加工時にこのダイス１７の下面が上記固定ブロック１６の上面に当接した状態では、上記カウンターパンチ１８の上端面がこのダイス１７の上面（加工用凹部２３の底面）よりも少しだけ下方に凹んだ位置に存在し、加工の最終段階でも、前記破断面が径方向外方にフローしない様にする。
【００２６】
又、前記リングパンチ１９は、上記ダイス１７の上方に設けられたプレス加工機のラム２４の下方に、圧縮コイルばね等の複数の弾性部材２１ａ、２１ａにより、上記ダイス１７と同心に弾性支持している。従って上記リングパンチ１９は、非加工時の状態では、図２の（Ａ）に示す様に、上記ラム２４の下方に垂れ下がった状態となっているが、加工時に、金属材料のフローに基づいて、大きな加圧力が加わった状態では、図２の（Ｃ）に示す様に、上記各弾性部材２１ａ、２１ａの弾力に抗して、上記ラム２４の下面に当接するまで（このラム２４に対し）上昇する。又、上記リングパンチ１９の下端部は、上記ダイス１７の加工用凹部２３内に、がたつきなく挿入自在とし、挿入した状態で、このダイス１７と上記リングパンチ１９とを厳密に同心にする様にしている。この様なリングパンチ１９の中心部には、上記第二予備素材１３の上端部を内嵌自在な上側中心孔２５を設けている。
【００２７】
更に、前記パンチ２０は、上記上側中心孔２５に、上記リングパンチ１９に対する昇降を可能に挿通している。図示の例の場合には、上記パンチ２０を上記ラム２４に対し固定し、このラム２４に対する上記リングパンチ１９の昇降に伴って、上記パンチ２０とこのリングパンチ１９とが相対的に昇降する様にしている。このパンチ２０の上下方向位置は、次の様に規制している。即ち、非加工時の状態では、図２の（Ａ）に示す様に、上記パンチ２０の下端面を上記リングパンチ１９の下端面よりも十分に上方に位置させている。この状態では、上記上側中心孔２５に上記第二予備素材１３の上端部を挿入する事により、この第二予備素材１３の中心軸と上記リングパンチ１９の中心軸とを一致させられる。又、図２の（Ｃ）に示す様に、加工時にこのリングパンチ１９の上端面が上記ラム２４の下面に当接した状態では、上記パンチ２０の下端面がこのリングパンチ１９の下面よりも少しだけ上方に凹んだ位置に存在し、加工の最終段階でも、前記破断面が径方向外方にフローしない様にする。
【００２８】
上述の図２に示す様な製造装置により、図１の（Ｂ）に示す様な第二予備素材１３を軸方向に押し潰して、図１の（Ｃ）に示す様な第三予備素材１５とする作業は、次の様にして行なう。先ず、上記ラム２４と共に上記リングパンチ１９及びパンチ２０を上方に退避させた状態で、前記下側中心孔２２の上端部に、上記第二予備素材１３の下端部を、この第二予備素材１３の中心軸と前記ダイス１７の中心軸とを一致させた状態で内嵌する。次いで、上記ラム２４を下降させ、図２の（Ａ）に示す様に、上記リングパンチ１９の下端部を上記ダイス１７の加工用凹部２３に挿入すると共に、上記第二予備素材１３の上端部を、上記上側中心孔２５の下端部に内嵌する。この状態から更に上記ラム２４を下降させれば、図２の（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）に示す様に、上記第二予備素材１３が徐々に押し潰されて、この図２及び図１の（Ｃ）に示す様な第三予備素材１５となる。この第三予備素材１５で、前記破断面は、中央部の厚肉部分２６に留る。
【００２９】
本例の場合には、上述の様にして上記第三予備素材１５を形成した後、図１の（Ｄ）に示す様に、この第三予備素材１５の中央部で前記予備素材１２の軸方向両端面に対応する、上記破断面である部分を、ピアス加工により除去する事で円孔２７を形成し、円輪状の素材２８とする。このピアス加工により、上記破断面である部分が、スクラップ２９と共に、外輪用素材３０｛図１の（Ｈ）の上半部｝及び内輪用素材３１｛図１の（Ｈ）の下半部｝となるべき部分から除去される（上記素材２８部分に、上記破断面の履歴を残す部分が残らなくなる）。又、上記円孔２７が、次述するバーリング加工の為の下孔となる。
【００３０】
上述の様にして造られた、上記円輪状の素材２８には、この素材２８の内径側半部を全周に亙って軸方向片側に、全周に亙って折り曲げる、バーリング加工を施す。このバーリング加工は、上記素材２８の外径側半部を１対の抑え型同士の間に挟持固定した状態で、この素材２８の内径側半部に、上記円孔２７の内径よりも大きな外径を有するパンチを押し込む事により行なう。このパンチの押し込みに伴って、上記円孔２７の内径が拡がると共に、この円孔２７の周囲部分が上記素材２８と直角方向に塑性変形し、拡がった孔の周縁部に、円筒状部分３２が形成される。この結果、図１の（Ｅ）に示す様に、円輪状のフランジ部３４の内周縁から上記円筒状部分３２を連続させた、断面略Ｌ字形で全体が円環状の、第一予備中間素材３３を得られる。
【００３１】
この様な第一予備中間素材３３には、図３に示す様なサイジング装置３５により、上記円筒状部分３２の寸法精度及び形状精度を、後述する内輪用素材３１として適正なものとする為のサイジングを施す。上記サイジング装置３５は、それぞれが円筒状で互いに同心に組み合わされた外径側、内径側両ダイス３６、３７と、このうちの内径側ダイス３７の内側に緩く挿入自在な円柱状のマンドレル３８と、このマンドレル３８の周囲に、軸方向の移動可能に外嵌された円筒状のリングパンチ３９と、上記内径側ダイス３７の内側に軸方向の移動自在に内嵌された、円筒状のカウンターリング４０とから成る。この様なサイジング装置３５により、次述する様に、上記円筒状部分３２にサイジングを施すと同時に、上記フランジ部３４の形状を、後述する外輪用素材３０として適正なものに近づけるべく、このフランジ３４を部分円すい筒状に傾斜させる。
【００３２】
この様なサイジングを施すには、先ず、上記マンドレル３８及び上記リングパンチ３９を上記両ダイス３６、３７から遠ざけた（上昇させた）状態で、上記第一予備中間素材３３をこれら両ダイス３６、３７の内径側にセットする。即ち、この第一予備中間素材３３の円筒状部分３２をこのうちの内径側ダイス３７の上端部に内嵌すると共に、上記フランジ部３４をこの内径側ダイス３７の上端面に載置する。この状態でこのフランジ部３４の外周縁は、上記外径側ダイス３６の内周面に、全周に亙り当接若しくは近接対向する。従って、上記フランジ３４の外径が、実質的にそれ以上拡大する事はない。
【００３３】
この状態からサイジングを施すべく、図３の（Ａ）に示す様に上記マンドレル３８及び上記リングパンチ３９を下降させ始めると、このリングパンチ３９が上記フランジ部３４の上面の内径側半部を潰しつつ、上記円筒状部分３２を、上記マンドレル３８の外周面と上記内径側ダイス３７の内周面と上記カウンターリング４０の上端面とにより囲まれたサイジング空間４１内に押し込み、上記円筒状部分３２をサイジングする。この際、上記リングパンチ３９により上記フランジ部３４の内径側半部を押し潰す事に伴ってこの内径側半部から押し除けられた（フローした）金属材料の一部が、上記円筒状部分３２と合わさって上記サイジング空間４１内に充満する。この際、上記カウンターリング４０を上記マンドレル３８の下降に伴って、図１の（Ｂ）に示す様に、前記内輪用素材３１を成形する為に適正な位置に迄下降させる。或いは、上記カウンターリング４０及び上記マンドレル３８を、上記リングパンチ３９の下降に先立って、予め上記内輪用素材３１を成形する為に適正な位置に移動させておいても良い。何れにしても、上記リングパンチ３９の下端面により上記フランジ部３４の上面の内径側半部を押し潰す結果、上記円筒状部分３２の形状及び寸法が、上記内輪用素材３１として適正なものになる。
【００３４】
この様にして内輪用素材３１を成形した状態から上記リングパンチ３９を（上記マンドレル３８と共に）更に下降させ（或いはこの内輪用素材３１を成形しつつ）、このリングパンチ３９により上記フランジ部３４の内径側半部を更に押し潰すと、この内径側半部から押し除けられた金属材料は、このフランジ部３４の外径側に移動（フロー）する。この移動は、このフランジ部３４の厚さ方向及び径方向に行なわれるが、厚さ方向のうちの下側は前記内径側ダイス３７の上面により仕切られており、径方向外方は前記外径側ダイス３６の内周面により仕切られている。従って、上記内径側半部から押し除けられた金属材料の移動は、図３の（Ｂ）の矢印イで示した軸方向（上方）、及び、矢印ロで示した径方向外方に行なわれる。
【００３５】
この場合に於いて、上記フランジ部３４の外径側半部の上面と下面とで、このフランジ部３４の径方向に関する上記金属材料の移動速度を考えた場合、下面側の移動速度が上面側の移動速度よりも速くなる。この理由は、上面側では上記金属材料が径方向だけでなく軸方向にも移動するのに対し、下面側では径方向にのみ移動する為である。例えば、上記フランジ部３４の上下両面での上記金属材料の移動速度のうちの径方向成分を、リングパンチ３９の外周面に対応する、図３の（Ｂ）のハ点とニ点とで見た場合、下面側のハ点での速度が上面側のニ点での速度よりも速くなる。この結果、上記フランジ部３４の外径側半部が、図３の（Ｃ）に示す様に、外径側に向かう程上方に向かう方向に反り返る様に変形する。勿論、この様に変形した状態で、上記フランジ部３４の外径は上記外径側ダイス３６の内径に一致する。この状態で、このフランジ部３４の内径側半部及び前記円筒状部分３２が前記内輪用素材３１に見合う形状となった、図１の（Ｆ）及び図３の（Ｃ）に示す様な、第二予備中間素材４２を得られる。
【００３６】
この様な第二予備中間素材４２は、前記サイジング装置３５から取り出して、外径寄り部分を転がり軸受用外輪を造る為に適正な形状にする為の絞り加工を施す。この絞り加工は、この第二予備中間素材４２の外径側半部の直径を縮めつつ、径方向の厚さ寸法を縮める事により行なう。この為に、上記第二予備中間素材４２の円筒状部分及び上記フランジ部３４の内径側半部を保持型により保持すると共に、この保持型と直列に受型を、このフランジ部３４の外径側半部の内側に位置する状態で配置する。そして、この状態で、このフランジ部３４の外径側半部の外径側側面を絞り型で扱きつつ、上記受型の外周面に押し付けて、このフランジ部３４の外径側半部を、図１の（Ｇ）に示す様に、円筒状（部分円すい筒状）に塑性変形させる。この結果、この図１の（Ｇ）に示した中間素材４３が得られる。上記フランジ部３４の外径側半部は、上述したサイジングに伴って、絞り加工を行なう方向に予め傾斜しているので、上述の様な絞り加工に要する荷重（加工荷重）は、比較的小さくて済む。
【００３７】
上述の様に、上記第二予備中間素材４２を上記中間素材４３に加工する為の絞り加工を行なう際には、この第二予備中間素材４２の内径寄り部分に、上記内輪用素材３１となるべき部分が、上記絞り加工を施すべき上記フランジ部３４の外径側半部の径方向内側に連続する状態で存在する。この為、絞り加工する際に、この絞り加工の基準となる、上記フランジ部３４の内径側半部の剛性を十分に確保して、絞り加工後の形状及び寸法精度を確保できる。又、この絞り加工に伴って上記フランジ部３４の外径側半部を、直径を縮めつつ円筒状に塑性変形させる際には、この円筒状に加工される部分に、或る程度金属材料が引っ張り込まれるが、この金属材料は、上記フランジ部３４の内径側半部から供給される。この為、内径側半部を上記内輪用素材３１となるべき部分とし、外径側半部を同じく前記外輪用素材３０となるべき部分とした上記中間素材４３を、精度良く造れる。
【００３８】
この様な中間素材４３を造ったならば、この中間素材４３を径方向中間部で分離して、図１の（Ｈ）に示した様な、上記外輪用素材３０と上記内輪用素材３１とする。この分離の方法は特に問わないが、加工コストを抑える為にはプレスによる打ち抜き加工が好ましい。但し、切断面の性状を良好にし、後加工を容易にする為には、レーザカッタによる切断とする事もできる。この様にして上記中間素材４３を上記外輪用素材３０と上記内輪用素材３１とに分離したならば、このうちの内輪用素材３１は、そのまま、或いはローラによる転造加工等の形状矯正加工、熱処理、研磨加工等の必要な処理及び加工を施して、前述の図５に示した様な、円すいころ軸受用の内輪５として完成する。
【００３９】
これに対して、上記外輪用素材３０は、部分円すい筒状のうちの小径側を拡径しつつ、この小径側の金属材料を大径側に向け、軸方向に移動させる、拡径及び扱き加工を施して、図１の（Ｉ）に示す様な、外周面が円筒面であり内周面が部分円すい状凹面である素外輪４４に加工する。この際、上記外輪用素材３０を、この素外輪４４の外径に一致する内径を有する抑え型に内嵌した状態で、押型により、上記外輪用素材３０の内周面を扱く。得られた上記素外輪４４には、必要に応じて各部の形状及び寸法を矯正する為のサイジングを施して、図１の（Ｊ）に示した外輪３として完成する。
【００４０】
上述の様に実施する本例の転がり軸受用軌道輪の製造方法は、各工程を冷間（または温間）により行なうので、各段階での素材の形状精度及び寸法精度を良好にできる。又、表面に脱炭層が存在する事もなくなるので、後工程での切削代を減らす事ができ、材料の歩留り向上、切削に要する時間の短縮により、製造コストの低減を図れる。又、各工程で各素材に加える荷重が、冷間鍛造若しくは温間鍛造を行なう場合に比較して小さくて済む為、加工設備の大型化も防止できて、この面からのコスト低減も図れる。
【００４１】
又、本例の場合には、上記外輪用素材３０を前記内輪用素材３１から分離した後、この外輪用素材３０を拡径する為、これら外輪用素材３０と内輪用素材３１との直径寸法差を確保する為に、スクラップとなる部分を造る必要がない。即ち、前述の特許文献４の図８に記載されている様に、外輪用素材と内輪用素材との直径寸法差を確保する為に、これら両素材同士の間に径方向に存在する連続部を設け、この連続部をスクラップとして廃棄する場合には、材料の歩留りがこのスクラップの分だけ悪化する。これに対して本例の場合には、この様な部分が存在せず、スクラップとして廃棄する金属材料を少なく抑えられる為、材料の歩留り向上によるコスト低減を図れる。
【００４２】
尚、上記外輪用素材３０を上記内輪用素材３１から分離した後、この外輪用素材３０に、大径側部分に絞り加工を施すと共に小径側部分を拡径する反転成形を施す事もできる。この様な反転成形を施せば、外輪の最小内径Ｒmin ｛図１の（Ｊ）｝が内輪の最大外径Ｄmax ｛図１の（Ｈ）｝よりも小さな（Ｒmin ＜Ｄmax 、外輪の一部が内輪の一部よりも径方向内側に位置する）組み合わせを、単一の素材から造る事が可能になる。尚、何れにしても、上記外輪用素材３０の拡径を、冷間ローリング成形以外の、プレス加工により行なえば、プレス加工機以外の設備投資が不要になり、しかも、必ずしも高い生産性を得られない、ロールフォーマが不要になる。そして、設備投資の抑制と生産効率の向上とによるコスト低減を図れる。
【００４３】
［実施の形態の別例］
本発明は、図４に示す様な工程で実施する事もできる。この図４には、本発明の実施の形態の第２〜６例となる、５通りの加工方法を記載してあるが、以下、それぞれに就いて簡単に説明する。
［実施の形態の第２例］
この製造方法は、図４の（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）→（Ｄ）→（Ｅ）→（Ｆ）→（Ｇ）→（Ｈ）の順番で行なう。
先ず、（Ａ）に示した板状の素材に、（Ｂ）でピアス加工及びトリミング加工を施して円輪状の第一予備中間素材とし、更に（Ｃ）で潰し加工を施して、外径側に向かうに従って厚さ寸法が小さくなる方向に傾斜した、断面くさび形の第二予備中間素材とする。次に、（Ｄ）でこの第二予備中間素材の内径寄り部分にバーリング加工を施して内周縁部に円筒部を形成した後、（Ｅ）でサイジングを施す。次いで、（Ｆ）で外径側半部に絞り加工を施してから、（Ｇ）で外輪用素材と内輪用素材とを分離し、更に、（Ｈ）で、このうちの外輪用素材を拡径し、更にサイジングする。
【００４４】
［実施の形態の第３例］
この製造方法は、図４の（Ｉ）→（Ｊ）→（Ｋ）→（Ｌ）→（Ｄ）→（Ｅ）→（Ｆ）→（Ｇ）→（Ｈ）の順番で行なう。このうちの（Ｉ）→（Ｊ）→（Ｋ）→（Ｌ）の工程は、前述した実施の形態の第１例の（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）→（Ｄ）の工程と同じである。又、（Ｄ）以降の工程は、上述した実施の形態の第２例の通りである。
【００４５】
［実施の形態の第４例］
この製造方法は、図４の（Ｉ）→（Ｊ）→（Ｋ）→（Ｍ）→（Ｎ）→（Ｏ）の順番で行なう。このうちの（Ｉ）→（Ｊ）→（Ｋ）の工程は、前述した実施の形態の第１例の（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）の工程と同じである。本例の場合には、（Ｍ）で、円盤状の第三予備素材の外径寄り部分に絞り加工を施す事により、丸鉢状の中間素材とした後、（Ｎ）でこの中間素材の外径寄り部分を分離すると共に、中心部をピアスにより打ち抜き、外輪用素材と内輪用素材とを得る。次に、（Ｏ）で、このうちの外輪用素材を拡径し更にサイジングする。又、同じく内輪用素材に、内径寄り部分をバーリングすると同時に外径寄り部分を絞る反転加工を施す事により、上記内輪用素材を円筒状の第二内輪用素材に加工する。
【００４６】
［実施の形態の第５例］
この製造方法は、図４の（Ｉ）→（Ｊ）→（Ｐ）→（Ｑ）→（Ｓ）→（Ｔ）→（Ｕ）→（Ｖ）→（Ｗ）→（Ｘ）の順番で行なう。このうちの（Ｉ）→（Ｊ）の工程は、前述した実施の形態の第１例の（Ａ）→（Ｂ）の工程と、（Ｕ）→（Ｖ）→（Ｗ）→（Ｘ）の工程は前述した実施の形態の第２例の（Ｅ）→（Ｆ）→（Ｇ）→（Ｈ）の工程と、それぞれ同じである。本例の場合には、（Ｐ）で、円柱状の第二予備素材を更に押し潰すプリフォームを施す。次いで、（Ｑ）で、軸方向に押し潰す据え込み加工を施して、中央部が厚く、外径寄り部分が薄い予備素材とする。次に、（Ｓ）で、中央部を押し潰してその分の金属材料を径方向中間部に移動させ、この径方向中間部に円筒状部分を形成する、後方押し出し加工を施す。次に、（Ｔ）で、中央部を打ち抜くピアス加工を施す。
【００４７】
［実施の形態の第６例］
この製造方法は、図４の（Ｉ）→（Ｊ）→（Ｐ）→（Ｒ）→（Ｓ）→（Ｔ）→（Ｕ）→（Ｖ）→（Ｗ）→（Ｘ）の順番で行なう。このうちの（Ｉ）→（Ｊ）→（Ｐ）の工程、及び（Ｔ）→（Ｕ）→（Ｖ）→（Ｗ）→（Ｘ）の工程は、上述した実施の形態の第５例の場合と同様である。本例の場合には、（Ｒ）で、予備素材の軸方向片端面中央部を押し潰してその分の金属材料を周囲部分に移動させ、この周囲部分に円筒状部分を形成する後方押し出し加工を施す。そして、続く（Ｓ）で、この円筒状部分から軸方向に外れた部分を径方向外方に拡げる、据え込み加工を施す。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
上述した実施の形態の各例は、本発明を円すいころ軸受の外輪及び内輪を造る為に利用した場合に就いて示している。これに対して本発明は、アンギュラ型等の玉軸受を構成する外輪及び内輪を造る為に利用する事もできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を工程順に示す断面図。
【図２】据え込み加工を工程順に示す断面図。
【図３】サイジングを工程順に示す断面図。
【図４】本発明の実施の形態の別例を工程順に示す断面図。
【図５】本発明の製造方法の対象となる外輪及び内輪を組み込んだ円すいころ軸受の部分切断斜視図。
【符号の説明】
【００５０】
１    円すいころ軸受
２    外輪軌道
３    外輪
４    内輪軌道
５    内輪
６    円すいころ
７    転動面
８    大径側鍔部
９    小径側鍔部
１０    頭部
１１    内側面
１２    予備素材
１３    第二予備素材
１４    据え込み装置
１５    第三予備素材
１６    固定ブロック
１７    ダイス
１８    カウンターパンチ
１９    リングパンチ
２０    パンチ
２１、２１ａ  弾性部材
２２    下側中心孔
２３    加工用凹部
２４    ラム
２５    上側中心孔
２６    厚肉部分
２７    円孔
２８    素材
２９    スクラップ
３０    外輪用素材
３１    内輪用素材
３２    円筒状部分
３３    第一予備中間素材
３４    フランジ部
３５    サイジング装置
３６    外径側ダイス
３７    内径側ダイス
３８    マンドレル
３９    リングパンチ
４０    カウンターリング
４１    サイジング空間
４２    第二予備中間素材
４３    中間素材
４４    素外輪
【図１】
2007170586.tif 000003
【図２】
2007170586.tif 000004
【図３】
2007170586.tif 000005
【図４】
2007170586.tif 000006
【図５】
2007170586.tif 000007