技術資料

山特精鍛での熱間縦型リングローリングの紹介
中溝利尚*

1．はじめにており，ローリング機を交互に使用することにより，生産の効率化が図れる構成である。

山特精鍛（株）は，山陽特殊製鋼（株）の素形材事業強3．リングローリング加工化を目的として，2002年1月に設立され，同年11月から姫路にて本格的に生産を開始した。製造品種としては，ハ3・1

ブユニット，ボールジョイント等の型鍛造品，および熱間加工の概要

リングローリングは，環状部品の代表的な加工方法であ縦型リングローリングによるローリング品がある。

り，各種ベアリング素材や大型ギア素材の成形などに用いローリング製品は，小径品から大径品までの様々なサイられている。

ズ，またストレート品から異形断面を持つプロファイル品まで，多様な形状のベアリング用素材が製造可能である。

図1はリングローリングの加工方法を模式的に示した図本報では，当社の熱間リングローリングに関して，設備である。リングローリングとは，「リング状の材料を数個概要，製造方法，縦型リングローリングの特徴について述のロールを用いて，半径方向の厚みを減らすことによって，べる。

大きな直径のリングに成形する鍛造」のことであり，塑性加工のうち回転鍛造の1つに分類される。

2．製造設備と製造可能範囲
主ロール

マンドレル

表1に製造設備と製造可能範囲を示す。
リングローリングラインに関しては，プレス機5基，ロワークーリング機9基で生産を行っている。ほぼ全ラインが，プ
図1

レス機1基に対し，ローリング機2基のライン構成となっ表1
製造区分
Type of Forging
型鍛造
Forging

設備名称
Production Facility

プレス能力（TON）製品最大径（ φ mm）製品単重（kg）
Press

Max

Performance

DiameterMin

Max

Unit Weight

主な製品
Main Products

Forging No.1

1600

1401.22.1

BJ外輪 BJ outer race型鍛2号

Forging No.2

1600

1100.21.5

テーパーベアリング Tapered Bearing

3000トンForging No.3

30002001.57.5

HUBⅡ外輪，HUBⅢ内外輪 Hub unit Ⅱ，Ⅲ

ローリング1号 Rolling No.1

1600

320

0.3

9.2

2800.6

2.9

スフェリカル内外輪

280

1.3

7.0

Spherical Bearing race

250

3.0

9.0

250

1.6

7.0

150

0.5

4.3

ラジアル内外輪

150

0.5

4.3

Ball Bearing race

520

13.0

77.8

400

7.0

14.5

ローリング3号 Rolling No.3
熱間ローリング ローリング4号 Rolling No.4
ローリング5号 Rolling No.5
Hot Rolling
ローリング6号 Rolling No.6
ローリング7号 Rolling No.7
ローリング8号 Rolling No.8
ローリング9号 Rolling No.9

山特精鍛株式会社

製造設備と製造可能範囲

型鍛1号

ローリング2号 Rolling No.2*

リングローリング加工の模式図

製造部

1600
1000
800
2500

金型課

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Sanyo Technical Report Vol.11 (2004) No.1山特精鍛での熱間縦型リングローリングの紹介

鍛造にて予め成形・穴あけされた荒地を，外径側の駆動ーパー内輪のファイバーフローを示すが，軌道面に対主ロールと，内径側のマンドレルとで圧延を行い，リングして連続的に閉じたフローとなっている。の外径を大きくしながら，所定の寸法・形状を得る加工方

5）逐次成形により高い加工率が得られるため，良好で微法である。
3・2

細な内部組織が得られる。また，表面平滑度が優れ，リングローリングの特徴良好な寸法精度が得られる。

リングローリングの特徴を以下に述べる。

近年，冷間リングローリングの普及も著しく，ベアリン

1‐2）1）局所圧延による逐次成形であるため，他の鍛造法によグレースの一部では，旋削加工を省き，即，研磨加工が可る加工に比べると，少ない加工力にて成形が可能であ能な程度まで，ニアネットシェイプ化が進んできている。

る。製品重量に対する必要加工力の値が小さくて済む

しかし，冷間リングローリングは，加工範囲が中型の製品ため，重量物の加工に適している。

までとされており，大型の製品については，熱間リングロ2）小さい径でポンカスを抜きリング状の荒地とし，そこーリングが主体となっている。

から拡径するため，材料歩留まりが非常に良い。

4．当社のリングローリング加工

3）生産性が良いため，多品種少量・大量生産のいずれにも対応できる。

4・1

4）ファイバーフローが断面に沿って連続的で，かつ円周製造工程

方向に均一に並んでいるため，周方向の機械的強度が熱間リングローリング品の製造工程を図3に示す。材料良好で，熱処理ひずみなどの影響も小さい。図2にテはシャー切断もしくは鋸切断され，所定の温度まで加熱さ

軌道面据込

成形

ポンカス抜きリングローリングプレス

図2 テーパー内輪のファイバーフロー

切断

材料

加熱

素材
焼鈍
ショット
サイジング

据込

成形
ポンカス抜きリングローリング

図3 製造工程71

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山特精鍛での熱間縦型リングローリングの紹介れる。加熱後，プレスでの各工程を経て荒地と呼ばれるプ期には真円度を確保する役目を果たしている。製品の外径リフォームに成形される。ここで，荒地は製品形状に応じに応じた位置に3〜5個セットされ，そのセットには，製て体積配分された形状となるため，その形は様々である。

品の外径に合わせたセットゲージと呼ばれるゲージを用いその後，縦型ローリング機によって拡径することで，外径て行う。

φ 520までのベアリング素材を製造可能である。

4・34・2

設備概要

縦型リングローリングの特徴

この縦型リングローリング方式の特徴の1つとして，主当社でのリングローリングは，一般的に，斉藤式リング軸が水平方向に対し角度を有していることがある。

ローリングと呼ばれる縦型リングローリング方式を採用し図5に主ロールの挙動とワークとの関係を示す。主軸がている。簡単な構造図を図4に示す。

X軸から20°傾斜している場合を例にとる。この場合，主成形に関わる金型は，i）主ロール，ii）中ロール（マンロールの描く軌道は，Y軸に対し20°傾斜した円軌道となドレル），iii）控えロールの3つである。水平方向から，る。この状態で製品を圧延すると，圧延部位にはZ軸方向20°あるいは30°に傾けられた主軸が2本設けられておの圧延力とY軸方向の圧下力に加え，X軸方向の圧下力がり，一定の角速度にて回転している。この主軸に主ロール発生することになる。これは，常に製品幅面方向からの圧が各1枚取り付けられ固定されている。また，この主軸を下が行われていることを意味する。このX軸方向の圧下力組み込んだ主軸箱は，それ自体が可動式になっており，圧延位置を一定の範囲で移動させることができる。2枚の主ロールは，その組み合わせ位置にて製品断面を形成するよ20°

う設計されており，ここで製品の外径および幅面を拘束する。
中ロールはロールブロックに取り付けられており，作業Y者の操作にて，ロールブロック自体が油圧で上昇し，素材Xを圧下し成形させる役割を持つ。中ロールとロールブロッ

幅面の圧下力Z

クは，ニードルベアリングを介して取り付けられており，圧延時，材料との摩擦により回転する被駆動式である。

図5

控ロールは，圧延中のリング外周を保持しつつ，成形末

主ロール挙動とワークとの関係

主軸箱

主ロール
20°〜30°ワーク
ロールブロック

主軸中ロール

主ロール
中ロール
ワーク

控えロール

控えロール

図4

リングローリングの構造（左：正面図，右：側面図）

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山特精鍛での熱間縦型リングローリングの紹介

5．おわりには，主軸が水平の場合には発生しない力である。
リングローリング加工の場合，円周方向への変形が主で，リングローリングの特性や，変形途中の材料挙動などは，断面内の変形はそれほど期待できない。しかし，この幅面方向の圧下力が連続的に存在することにより，断面内の変未だに明確になっていない部分が多く，ものづくりに関し形能が向上し，より複雑な断面形状の製品を製造することては作業者の勘や経験によるところが多い。

が可能となる。また，圧延途中での断面形状を安定化させ，今後は，作業者の技能伝承はもちろん，変形特性の定量精度の高い製品を得ることにも寄与している。

的な把握や，作業の標準化などに取り組み，さらなる取代

4・4の削減（ニアネットシェイプ化）や，リングローリングの製品の特徴および紹介

代表的な製品の断面形状を図6に示す。自動調心ころ軸自動化を目指していきたい。そして，お客様の要望に沿っ受（スフェリカル）や，円すいころ軸受（テーパー），深た製品づくり，品質の向上，納期短縮に積極的に取り組ん

溝玉軸受（ラジアル）などが，その代表である。これらのでいく所存である。

製品は，後工程での旋削代を少なくするため，ニアネット

文シェイプで製造される。

献

当社での製品の特徴として，単なる異形断面の製品だけでなく，テーパー内外輪のような左右非対称の製品も製造

1）岩谷厳樹：鍛造技報，34（1988），43．

可能である。

2）日本塑性加工学会編：「回転加工−転造とスピニング−」（1990），106．

ストレート品（肉厚品）

テーパー外輪ダブルテーパー外輪

ピロー用玉軸受外輪

ピロー用玉軸受内輪

テーパー内輪
RCT軸受（鉄道車両用）

ストレート品（肉薄品）

ラジアル外輪スフェリカル外輪

ラジアル内輪

複列玉軸受外輪スフェリカル内輪

ダブルテーパー内輪

複列玉軸受内輪

半球面タイプ

図6 代表的な製品の断面形状

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