(57)【要約】【課題】ベアリングレースの外輪および内輪の製造歩留まりを改善し、寸法精度を維持する。【解決手段】軸受鋼管を、軸受鋼管の中心軸に対してほぼ垂直に所定の幅で切断して、切断リングを製造し、切断リングの内径面および外径面をそれぞれ所定の径に旋削して、鍛造前素材を製造し、鍛造前素材を、鍛造前素材の内径面を拘束しながら切断面および旋削面のほぼ全面が鍛造肌仕上げとなるように冷間鍛造して素形材を製造し、素形材を、ベアリングレースの外輪素形材と内輪素形材とに分離し、外輪素形材と内輪素形材との、所定の面については切削仕上げとするとともに、他の面については鍛造肌のままとして、ベアリングレースの外輪及び内輪を製造することを特徴とする。【選択図】図１
2007130673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受鋼管を、該軸受鋼管の中心軸に対して略垂直に所定の幅で切断して、切断リングを製造し、
前記切断リングの内径面および外径面をそれぞれ所定の径に旋削して、鍛造前素材を製造し、
前記鍛造前素材を、前記鍛造前素材の内径面を拘束しながら切断面および旋削面のほぼ全面が鍛造肌仕上げとなるように冷間鍛造して、素形材を製造し、
前記素形材を、ベアリングレースの外輪素形材と内輪素形材とに分離し、
前記外輪素形材と前記内輪素形材との、所定の面については切削仕上げとするとともに、他の面については鍛造肌のままとして、ベアリングレースの外輪及び内輪を製造する
ことを特徴とするベアリングレースの外輪および内輪の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベアリングレースの外輪および内輪の製造方法に関し、特に、軸受鋼管から作製された中空素材を冷間鍛造することによるベアリングレースの外輪および内輪の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベアリングレースの外輪および内輪の製造方法は、軸受鋼からなる中実円柱素材を複数の熱間または冷間鍛造工程において、外輪及び内輪の外径を含む中間素材にそれぞれ成形して、せん断して得られる一対のリング状部品を、切削加工または転造して得るという方法が一般的である。
【０００３】
また、特許文献１には、同一の丸棒材から円状バルクを形成し、この円状バルクを冷間鍛造により周溝等を形成した後に、この円状バルクを打ち抜いて、ベアリングレースの内輪と外輪とを同時に製作する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１５４４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のベアリングレースの内輪と外輪との製造方法には、以下の問題点がある。従来の一般的な製造方法である熱間鍛造で加工する場合は、寸法精度が維持しにくく、全面切削及び余肉等の多くの部分を切削・除去作業が別途必要となる。また、特許文献１による製造方法では、中央凹部の材料をトリミング（打抜き）等により除去する必要があるため、材料歩留まりが悪いという問題点がある。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、軸受鋼管から作製された中空素材を冷間鍛造してベアリングレースを製造することにより、歩留まりが良好であり、寸法精度を維持することが可能なベアリングレースの外輪および内輪の製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明のベアリングレースの外輪および内輪の製造方法は、軸受鋼管を、軸受鋼管の中心軸に対して略垂直に所定の幅で切断して、切断リングを製造し、切断リングの内径面および外径面をそれぞれ所定の径に旋削して、鍛造前素材を製造し、鍛造前素材を、鍛造前素材の内径面を拘束しながら切断面および旋削面のほぼ全面が鍛造肌仕上げとなるように冷間鍛造して素形材を製造し、素形材を、ベアリングレースの外輪素形材と内輪素形材とに分離し、外輪素形材と内輪素形材との、所定の面については切削仕上げとするとともに、他の面については鍛造肌のままとして、ベアリングレースの外輪及び内輪を製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
軸受鋼管から切削加工して得られた中空素材を用いてベアリングレースを冷間鍛造することにより、材料歩留まりが良好となるという効果がある。
【０００８】
また、冷間鍛造の寸法精度および表面肌が良好である利点を生かし、冷間鍛造後に全面切削を行う必要がないように冷間鍛造を行うため、生産コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態であるベアリングレースの外輪および内輪の製造方法について、図を参照して詳細に説明をする。なお、本実施形態においては、主に、テーパローラベアリングの内外輪の製造方法について説明するが、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、一般的なベアリングにも適用しうるものである。
【００１０】
図１（ａ）は、本実施形態のベアリングレースの外輪および内輪の製造方法に使用する軸受鋼管の外形を示す図である。図に示すように本実施形態に使用する軸受鋼管１０は、外径φａ１、内径φａ２を有する。また、本実施形態に使用する軸受鋼管１０は、例えばJIS  SUJ2鋼管などを使用することができる。
【００１１】
図１（ｂ）は、本実施形態のベアリングレースの外輪および内輪の製造工程における切断リングを製造する工程を示す図である。軸受鋼管１０を所定の幅ｂ３に、軸受鋼管１０の中心軸Ｚに対してほぼ垂直に切断することにより、切断リング２０を製造する。切断リング２０は、外形φｂ１（＝φａ１）、内径φｂ２（＝φａ２）、幅ｂ３を有することとなる。なお、軸受鋼管１０の切断方法にはいくつか種類があり、例えば、鋸切断による方法、またディスクによる切断がある。
【００１２】
図１（ｃ）は、本実施形態のベアリングレースの外輪および内輪の製造工程における鍛造前素材を製造する工程を示す図である。
【００１３】
切断リング２０の内径面２０ａを所定の径φｃ２（＞φａ２）にまで旋削することにより、鍛造前素材３０の内径面３０ａを形成する。切断リング２０の外径面２０ｂを所定の径φｃ１（＜φａ１）にまで旋削することにより、鍛造前素材３０の外径面３０ｂを形成する。
【００１４】
切断リングに切断後、直ちに鍛造加工を行う方式が一般的であり、この場合は、材料歩留まりは向上する。しかしながら、直ちに鍛造加工を行う場合には、鋼管の真円度がやや悪いという問題がある。したがって、真円度を向上させるためには、鍛造前または鍛造後のいずれかに切削加工が必要となる。
【００１５】
鍛造加工後に切削加工を行う方法は従来から行われているが、この場合は切削代が増加するというデメリットがあり、また、冷間鍛造肌をそのまま利用するというメリットが失われることとなる。
【００１６】
本実施形態においては、鍛造加工前に切削することで、鋼管の真円度を確保するとともに、鍛造肌のままで製品とすることを可能としている。
【００１７】
同様に、旋削加工により、切断リング２０の外径面２０ｂの一部に外径テーパ部３０ｃを形成する。テーパ３０ｃがあることにより、冷間鍛造を行う際、ワークをダイ１２０にセットした時、ワークがダイ１２０の内部で安定し、適切な冷間鍛造が行われることとなる。
【００１８】
図１（ｄ）は、本実施形態のベアリングレースの外輪および内輪の製造工程における素形材を製造する工程を示す図である。
【００１９】
鍛造前素材３０を冷間鍛造することにより素形材４０を製造する。冷間鍛造に際しては、鍛造前素材３０の内径部３０ａを拘束しながら鍛造を行う。
【００２０】
図２は、本実施形態の冷間鍛造におけるワーク、ダイ及びパンチの配置を示す図である。図２（ａ）は、冷間鍛造前のワーク、ダイ及びパンチの配置を示す図であり、図２（ｂ）は、冷間鍛造後のワーク、ダイ及びパンチの配置を示す図である。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、ダイ１２０と鍛造前素材３０とパンチ１１０との各中央孔に、マンドレル１３０を貫通させてセットする。
【００２２】
マンドレル１３０は、ほぼ円柱状の形態を有し、その直径は、図１（ｄ）に示す素形材４０の下部内周部４０ｃの直径にほぼ等しい。パンチ１１０は、中空円柱または円錐台状の形態を有し、中心軸部には、マンドレル１３０の直径に対応する中心孔が形成されている。また、パンチ１１０の先端部には所定の形状を有する先端面１１０ａが形成されている。ダイ１２０は、ほぼ中空円筒状の形態を有し、内面には所定の形状を有する内周面１２０ａが形成されている。内周面１２０ａの下部は、マンドレル１３０の直径に対応する直径を有している。
【００２３】
図２（ａ）に示すように、鍛造前素材３０の内径部３０ａを、マンドレル１３０により拘束しながら鍛造を行う。
【００２４】
図２（ｂ）は、冷間鍛造後の冷間鍛造後のワーク、ダイ及びパンチの配置を示す図である。パンチ１１０とダイ１２０とで圧縮する冷間鍛造により、鍛造前素材３０は素形材４０へと変形する。素形材４０の上部内周面４０ａは、パンチ１１０の先端面１１０ａにより、その形態及び表面性状の加工がなされ、素形材４０の下部内周面４０ｃは、マンドレル１３０の外周面１３０ａにより、その形態及び表面性状の加工がなされる。また、素形材４０の外周面４０ｂは、ダイ１２０の内周面１２０ａにより、その形態及び表面性状の加工がなされる。
【００２５】
本実施形態の冷間鍛造においては、素形材４０の切断面および旋削面のほぼ全面を鍛造肌仕上げとすることが可能となる。そして、製品を鍛造肌仕上げとすることにより、精度を確保するための仕上げ切削が不要となり、工数削減と歩留まり向上が可能となる。
【００２６】
図１（ｄ）は、冷間鍛造により製造された素形材４０を示す図である。図１（ｃ）に示す鍛造前素材３０の軸方向断面の各位置Ａ〜Ｅは、冷間鍛造により、図１（ｄ）に示す素形材４０の軸方向断面の各位置Ａ〜Ｅへ変位することとなる。図に示すように、素形材４０は冷間鍛造により、主に、部材の幅方向（軸方向）に材料が流動し、上部のリング部と、上部のリング部より外径の小さい下部のリング部との、２段のリング部からなる形状となる。また、部材の幅が増加して部材の親子取りが可能となる。
【００２７】
そして、このような親子取り冷間鍛造により、素形材４０の上部のリング部は、最終的には外輪７０となる部分として形成され、素形材４０の下部のリング部は、最終的には内輪８０となる部分として形成される。また、素形材４０の上部内周面４０ａは、最終的に製造されるベアリングレースの外輪７０の内周面となり、素形材４０の下部内周面４０ｃは、最終的に製造されるベアリングレースの内輪８０の内周面となる。
【００２８】
図１（ｅ）は、本実施形態のベアリングレースの外輪および内輪の製造工程における内外輪の分離工程を示す図である。素形材４０の上部内周面４０ａと下部内周面４０ｃとの境界部である図中のＸ部で、素形材４０を中心軸Ｚに対して垂直に切断することにより、ベアリングレースの内輪素形材６０と外輪素形材５０とに分離する。
【００２９】
図１（ｆ）は、本実施形態のベアリングレースの外輪および内輪の製造工程における内外輪の切削工程を示す図である。
【００３０】
ベアリングレースの外輪７０に関しては、切断面である外輪素形材５０の両端面を切削することにより、切削面７０ｂと７０ｄとを形成し、外輪素形材５０の外周面を切削することにより、外周面７０ｃを形成する。外輪素形材５０の内周面に関しては切削加工を行わず、素形材４０の上部内周面４０ａが、そのまま外輪７０の内周面７０ａとなる。
【００３１】
ベアリングレースの内輪８０に関しては、切断面である内輪素形材６０の両端面を切削することにより、切削面８０ｂと８０ｄとを形成し、内輪素形材６０の外周面を切削することにより、溝部を有する外周面８０ｃを形成する。内輪素形材６０の内周面に関しては切削加工を行わず、素形材４０の下部内周面４０ｃが、そのまま内輪８０の内周面８０ａとなる。
【００３２】
このように、本実施形態によれば、ベアリングレースの外輪７０及び内輪８０の内周面７０ａ及び８０ａに関しては、冷間鍛造時の鍛造肌がそのまま、最終的な製品の外周面となる。これにより、従来に比べ切削代の大幅な低減が可能となる。
【００３３】
以上説明したように本実施形態のベアリングレースの外輪および内輪の製造方法によれば、軸受鋼管から内外面切削により鍛造前の中空素材を作製し、ベアリングレースの冷間鍛造に用いることで、中空素材で冷鍛を行うため、中央凹部の除去が不必要となり、バー素材で鍛造を行う場合に比べ、材料歩留まりが良好となる。
【００３４】
また、冷間鍛造の特徴のひとつである、鍛造後の寸法精度が良好であるという特徴を生かし、素材作製時の切断面および内径又は外径切削面を鍛造のままで仕上げることが可能となり、従来に比べ切削代の大幅な低減が可能となり、生産コストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態のベアリングレースの外輪および内輪の製造方法の製造工程を示す図である。
【図２】本実施形態の冷間鍛造におけるワーク、ダイ及びパンチの配置を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０：軸受鋼管
２０：切断リング
３０：鍛造前素材
４０：素形材
５０：外輪素形材
６０：内輪素形材
７０：外輪
８０：内輪
【図１】
2007130673.tif 000003
【図２】
2007130673.tif 000004