JP5056189B2 - 転がり軸受用軌道輪の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、単一の素材から、ラジアル玉軸受等の転がり軸受を構成する外輪及び内輪を製造する為の、転がり軸受用軌道輪の製造方法の改良に関する。

各種回転機器の回転支持部に、図４に示す様なラジアル玉軸受１が組み込まれている。このラジアル玉軸受１は、単列深溝型であって、互いに同心に配置された外輪２と内輪３との間に複数個の玉４、４を設置して成る。このうちの外輪２の内周面の軸方向中間部に深溝型の外輪軌道５を、内輪３の外周面の軸方向中間部に深溝型の内輪軌道６を、それぞれ全周に亙って形成している。上記各玉４、４は、保持器７により保持された状態で、上記外輪軌道５と上記内輪軌道６との間に転動自在に配置している。そして、この構成により、上記外輪２と上記内輪３との相対回転を自在としている。尚、図４に示した例では、上記保持器７として、金属製の波形保持器を使用しているが、合成樹脂製の冠型保持器を使用する場合も多い。又、上記外輪２の両端部内周面に形成した係止溝に、それぞれ密封板の外周縁を係止する構造を採用する場合も多い。この場合に上記両密封板の内周縁は、上記内輪３の両端部外周面に、全周に亙って摺接若しくは近接対向させる。

ところで、上述の様なラジアル玉軸受１を構成する上記外輪２及び上記内輪３を製造する為の製造方法としては、例えば特許文献１、２に記載される様に、単一の素材から、多段送り型の鍛造機（フォーマ）を用いた熱間鍛造を利用して製造する技術が知られている。図５は、上記特許文献１、２に記載された、上記外輪２及び上記内輪３の加工工程を示している。尚、図示の例では、（Ａ）に示した円柱状素材８を得る為の工程（切断工程）から、（Ｄ）に示した外輪用中間素材２４及び内輪用中間素材２５を得る為の工程（分離・打ち抜き工程）までを、多段送り型の鍛造機を用いて熱間により連続的に処理する。そして、（Ｅ）に示した外輪２及び内輪３を得る為の工程（拡径・軌道面形成工程）を、ロールフォーマにより冷間で行なう。

従来技術の場合、先ず、切断工程として、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）等の金属製の線材若しくは棒材を所定長さに切断して、図５の（Ａ）に示す様な、円柱状素材（ビレット）８を得る。その後、据え込み工程として、この円柱状素材８に、自由鍛造により軸方向に圧縮する据え込み加工を施して、（Ｂ）に示した様な、偏平状（円盤状）の第一中間素材９とする。

次いで、成形工程として、上記第一中間素材９に、図６に示す様に、受型であるダイ１０と押型であるパンチ１１とを用いて、型鍛造を施す。具体的には、図６の（Ｂ）に示す様に、上記ダイ１０として、開口側に位置する内周面側大径部１２と底部側に位置する内周面側小径部１３とを内側段差部１４で連続させた、段付形状の成形用孔１５を有するものを使用する。又、上記パンチ１１として、先端側に外周面側小径部１６を、基端側に外周面側大径部１７を、これら外周面側小径部１６と外周面側大径部１７との間に中径部１８を、それぞれ有する段付形状のものを使用する。そして、上記第一中間素材９の軸方向一端面（軸方向一端とは図１〜３、５、６の右端側を指し、反対に軸方向他端とは左端側を指す。本明細書全体で同じ。）のうちの外径寄り部分を、上記成形用孔１５の内周面に形成された上記内側段差部１４に当接させた状態で、上記パンチ１１により軸方向他端側から押し込む。これにより、上記第一中間素材９の外周面形状を上記成形用孔１５によって成形すると共に、同じく内周面形状を上記パンチ１１によって成形する。そして、図５及び図６の（Ｃ）に示した様な、内外両周面の軸方向中間部にそれぞれ段差部を有する、段付有底円筒状の第二中間素材１９を得る。この第二中間素材１９は、軸方向他端側の大径側筒部２０と、軸方向一端側の小径側筒部２１と、この小径側筒部２１の軸方向一端側開口を塞ぐ底部２２とから成る。
尚、図示の例では、上記成形用孔１５の底面２３を、上記ダイ１０に一体に設けた構造としているが、実際の場合には、この底面２３を、受型を構成する、上記第二中間素材１９を上記成形用孔１５から抜き取る為のカウンタースリーブやカウンターパンチ等の先端面によって構成する場合もある。

次いで、分離・打ち抜き工程として、上記第二中間素材１９を、上記大径側筒部２０と上記小径側筒部２１との境界位置でこれら大径側筒部２０と小径側筒部２１とに分離すると共に、上記第二中間素材１９の底部２２を打ち抜く。これにより、図５の（Ｄ）に示した様に、上記大径側筒部２０から外輪用中間素材２４を得ると共に、上記小径側筒部２１から内輪用中間素材２５を得る。

そして、上記外輪用中間素材２４及び上記内輪用中間素材２５を鍛造機から取り出した後、拡径・軌道面形成工程として、ロールフォーマを用いた冷間ローリング加工を施し、ラジアル玉軸受１を構成する外輪２及び内輪３とする。具体的には、成形用ロールとマンドレル（図示省略）とを用いて、上記外輪用中間素材２４及び上記内輪用中間素材２５の直径を拡大すると共に、この外輪用中間素材２４の軸方向中間部内周面に断面円弧形の外輪軌道５を、上記内輪用中間素材２５の軸方向中間部外周面に断面円弧形の内輪軌道６を、それぞれ形成する。これにより、図５の（Ｅ）に示した様な、外輪２及び内輪３を得る。又、この様な冷間ローリング加工を行なった後には、熱間鍛造（及び焼き鈍し）により生じた表面の酸化層及び脱炭層を取り除く為に、総形バイト等を用いた旋削加工を施して、表面全体を仕上げる。尚、上記外輪用中間素材２４の内周面に、上記冷間ローリング加工により、前記密封板の外周縁部を係止する為の係止溝を同時に形成する場合もある。

上述の様な加工工程を有する従来技術の場合、上記内輪３の外周面に、バリを捲れ込む事による欠陥部が発生する可能性がある。この様に、この内輪３の外周面に発生する欠陥部は、前記円柱状素材８を得る為に、金属製の線材若しくは棒材を切断した際に生じた、この円柱状素材８の軸方向端部外周縁のバリが原因となる。そして、この様な欠陥部が、上記内輪３の外周面のうちで、内輪軌道６部分若しくはこの内輪軌道６とこの内輪軌道６に隣接する円筒面部との境界部２６に発生した場合には、ラジアル玉軸受１を組み立てた状態で、転がり精度や耐久性を低下させる原因になる為、特に問題となる。

この為従来から、上記冷間ローリング加工後に行なう旋削加工時に、上記内輪軌道６部分若しくは上記境界部２６に生じた欠陥部を、酸化層等と同時に除去する（削り取る）事が行なわれていた。ところが、上記内輪３の外周面に施される旋削加工は、刃先面をこの内輪３の外周面の母線形状と一致させた、複雑な刃先形状を有する総形バイトを用いて行なわれる。この為、上記内輪軌道６部分若しくは上記境界部２６に生じた欠陥部を削り取る際に、刃先が欠損し易くなると言った問題を生じていた。尚、上記円柱状素材８の軸方向端部外周縁に発生するバリは、切断工程を、縦型鍛造機により冷間で行なう場合に比べて、横型（多段送り型）鍛造機により熱間で行なう場合に大きくなる。これは、材料（金属製の線材若しくは棒材）の硬度が低くなり延性が上昇する為であり、捲れ込みによる欠陥部の深さを大きくして、刃先の早期欠損を招き易くなる。そして、旋削加工に要する時間が長くなると共に、代えのバイトを複数用意する必要があり、加工効率の低下と加工コストの上昇とを招いてしまう。
以下、上記円柱状素材８の軸方向端部外周縁に発生したバリが、上記境界部２６に、このバリを捲れ込む事による欠陥部となって現れる過程に就いて、上記図５及び図６を用いて説明する。尚、これら各図に付した黒丸部分のうち、図５の（Ａ）に示した黒丸部分はバリを示しており、その他の黒丸部分は、このバリに基づく欠陥部の位置を示している。

上記円柱状素材８の軸方向端部外周縁に発生したバリは、その後の据え込み加工により押し潰されて、図５の（Ｂ）及び図６の（Ａ）に示す様に、第一中間素材９の軸方向両端面のうちの径方向中間部分に、欠陥部となって現れる。この第一中間素材９の軸方向端面に現れる欠陥部は円環状で、その直径ｄ_９ は、上記円柱状素材８の外径Ｄ_８ と同じか僅かに大きい程度である（ｄ_９ ≧Ｄ_８ ）。又、その後の成形工程に使用する前記ダイ１０の成形用孔１５の、内周面側小径部１３の内径ｒ_１３よりも小さい（ｄ_９ ＜ｒ_１３）。

この為、成形工程の際に、上記第一中間素材９の軸方向一端面に現れた欠陥部は、成形用孔１５の内周面に設けられた内側段差部１４により支えられる事なく、図６の（Ｂ）に示す様に、成形工程の進行に伴って、内周面側小径部１３の内径側に押し込まれ、この内周面側小径部１３の内周面に接触する。そして、熱間鍛造時には、型（ダイ１０）とワーク（第一中間素材９）との当接部の摩擦係数は相当に高くなる。従って、成形工程を終えるまでの間に、上記内周面側小径部１３の内周面に当接した欠陥部がこの内周面に対して相対変位する量は、僅かとなる。この為、上記内周面側小径部１３の内周面に欠陥部を当接させたままの状態で、上記第一中間素材９から第二中間素材１９が造られる。従って、図５及び図６の（Ｃ）にそれぞれ示した様に、この第二中間素材１９のうちで、上記内周面側小径部１３の内周面に対応する部分である、小径側筒部２１の外周面の軸方向中間部分に、欠陥部が現れる。この結果、その後の分離・打ち抜き工程、及び、拡径・軌道面形成工程を経て、図５の（Ｅ）に示す様に、内輪３の外周面のうちの境界部２６乃至内輪軌道６部分に、バリを捲れ込む事による欠陥部が現れる。

これに対し、上記第一中間素材９の軸方向他端面に現れた欠陥部に関しては、成形工程の際に、その内径側にパンチ１１の外周面側小径部１６が押し込まれ、この成形工程の進行に伴って、このパンチ１１の外周面側小径部１６と中径部１８とを連続する段差面に当接する。この為、成形工程後に得られる第二中間素材１９のうちで、上記パンチ１１の外周面側小径部１６と中径部１８とを連続する段差面に対応する部分である、小径側筒部２１の軸方向他端面に欠陥部が現れる。この結果、その後の分離・打ち抜き工程、及び、拡径・軌道面形成工程を経て、図５の（Ｅ）に示す様に、内輪３の軸方向他端面に欠陥部が現れる。この様にして、この内輪３の軸方向他端面に現れた欠陥部は、冷間ローリング加工後に施す旋削加工時に、刃先形状を平坦面とした片刃バイト等を用いて容易に除去する事ができる。この為、前述した様な刃先欠損の問題を生じる事はない。しかも、上記軸方向他端面に関しては、仮に欠陥部が残っても、転がり精度や耐久性を悪化させる原因にはなりにくい。この様に、上記内輪３の表面に表れる２種類の欠陥部のうちで問題となるのは、この内輪３の内輪軌道６部分若しくは境界部２６に生じる欠陥部のみである。

尚、上記内輪軌道６部分若しくは上記境界部２６に、バリを捲れ込む事による欠陥部が現れる事を防止する為に、例えば、切断工程により得られた円柱状素材８の軸方向端面に旋削加工を施して、予めこの円柱状素材８の軸方向端部外周縁に発生したバリを除去しておく事も考えられる。但し、この場合には、バリを除去する為だけの新たな工程を、せん断工程と据え込み工程との間に割り込ませる事になり、加工工程全体の流れを悪くして（サイクルタイムが長くなり）、加工効率を低下させてしまう為、好ましくない。

特開平１１−２５７３５７号公報 特開平１１−２４４９８３号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、円柱状素材の軸方向端部外周縁に発生するバリに基づく欠陥部を、除去作業が容易な内輪若しくは外輪の軸方向端面にのみ存在させる事のできる、転がり軸受用軌道輪の製造方法を実現すべく発明したものである。

本発明は、内周面の軸方向中間部に外輪軌道を全周に亙って形成した外輪と、外周面の軸方向中間部に内輪軌道を全周に亙って形成した内輪と、この内輪軌道と上記外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備えた転がり軸受を構成する、上記外輪と上記内輪とを単一の素材から造る、転がり軸受用軌道輪の製造方法に関し、切断工程と、据え込み工程と、成形工程と、分離・打ち抜き工程とを有する。
このうちの切断工程では、金属製の線材若しくは棒材を、所定長さに切断して円柱状素材とする。
又、上記据え込み工程では、上記円柱状素材を、軸方向に圧縮して円盤状の第一中間素材とする。
又、上記成形工程は、上記第一中間素材を、受型に形成された、開口側に位置する内周面側大径部と底部側に位置する内周面側小径部とを内側段差部で連続させた成形用孔内に、先端側に外周面側小径部を基端側に外周面側大径部を、これら外周面側小径部と外周面側大径部との間に中径部を、それぞれ有する押型により、軸方向に押し込む、熱間鍛造加工である。これにより、内外両周面の軸方向中間部にそれぞれ段差部を有し、軸方向片側を大径側筒部とし、同他側を小径側筒部とした、段付有底円筒状の第二中間素材とする。
又、上記分離・打ち抜き工程では、この第二中間素材を、上記大径側筒部と上記小径側筒部との境界位置でこれら大径側筒部と小径側筒部とに分離すると共に、上記第二中間素材の底部を打ち抜く。分離と打ち抜きとは、同時に行なっても、前後して行なっても良い。何れにしても、上記大径側筒部から得られる部分を外輪用中間素材とし、上記小径側筒部から得られる部分を内輪用中間素材とする。

特に、請求項１に記載した転がり軸受用軌道輪の製造方法にあっては、上記第一中間素材の軸方向端面のうちで上記円柱状素材の軸方向端部外周縁に相当する部分の直径を、上記受型の成形用孔のうちの上記内周面側小径部の内径よりも小さくする。
そして、上記第一中間素材から上記第二中間素材を造る為の成形工程を、この第一中間素材の軸方向端面のうちで上記円柱状素材の軸方向端部外周縁に相当する部分を、上記成形用孔の底面に当接させつつ行ない、上記円柱状素材の軸方向端部外周縁に生じたバリに基づく欠陥部を、上記第二中間素材を構成する上記小径側筒部の軸方向端面に位置させる。

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あっては、上記第一中間素材の軸方向端面のうちで上記円柱状素材の軸方向端部外周縁に相当する部分の直径を、上記受型の成形用孔のうちの上記内周面側小径部の内径よりも大きく、且つ、上記内周面側大径部の内径よりも小さくする。
そして、上記第一中間素材から上記第二中間素材を造る為の成形工程を、この第一中間素材の軸方向端面のうちで上記円柱状素材の軸方向端部外周縁に相当する部分を、上記成形用孔の内周面に設けられた上記内側段差部に当接させつつ行ない、上記円柱状素材の軸方向端部外周縁に生じたバリに基づく欠陥部を、上記第二中間素材を構成する上記大径側筒部の軸方向端面に位置させる。

又、上述した請求項１に記載した転がり軸受用軌道輪の製造方法を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、上記据え込み工程で、円盤状の本体部と、この本体部の径方向中央部に軸方向に突出した状態で設けられた、この本体部よりも小径の突部とから成る、第一中間素材を形成する。そして、上記成形工程を、この第一中間素材のうちの突部の軸方向端面を、上記成形用孔の底面に当接させつつ行なう。

又、上述した請求項１〜３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を実施する場合には、例えば請求項４に記載した様に、上記切断工程を、金属製の線材若しくは棒材にせん断加工を施す事により行なう。

上述の様に構成する本発明の転がり軸受用軌道輪の製造方法によれば、円柱状素材の軸方向端部外周縁に発生したバリが捲れ込む事により生じる欠陥部を、除去作業が容易で、仮に残留しても転がり軸受の性能を悪化させにくい、内輪若しくは外輪の軸方向端面にのみ存在させる事ができる。
即ち、請求項１に係る転がり軸受用軌道輪の製造方法にあっては、据え込み工程により、第一中間素材の軸方向端面に位置させた、円柱状素材の軸方向端部外周縁に相当する部分、即ち、この円柱状素材の軸方向端部外周縁に生じたバリに基づく欠陥部を、成形用孔の底面に当接させつつ成形工程を行なう。この為、この欠陥部を、この底面に当接させたままの状態で、上記第一中間素材から第二中間素材を造る事ができる。従って、この第二中間素材のうちで、上記成形用孔の底面に対応する部分である、小径側筒部の軸方向端面に、上記欠陥部を位置させる事ができる。この結果、その後に行なう分離・打ち抜き工程等を経て、最終的に、内輪の軸方向端面に上記欠陥部を位置させる事ができる。

又、請求項３に係る転がり軸受用軌道輪の製造方法にあっては、据え込み工程により、第一中間素材の軸方向端面に位置させた、円柱状素材の軸方向端部外周縁に相当する部分、即ち、この円柱状素材の軸方向端部外周縁に生じたバリに基づく欠陥部を、成形用孔の内周面に設けられた内側段差部に当接させつつ成形工程を行なう。この為、この欠陥部を、この内側段差面に当接させたままの状態で、上記第一中間素材から第二中間素材を造る事ができる。従って、この第二中間素材のうちで、上記成形用孔の内側段差部に対応する部分である、大径側筒部の軸方向端面に、上記欠陥部を位置させる事ができる。この結果、その後に行なう分離・打ち抜き工程等を経て、最終的に、外輪の軸方向端面に上記欠陥部を位置させる事ができる。

尚、上記成形用孔の底面（或いは内側段差部）に当接させる上記第一中間素材の軸方向端面とは軸方向反対側の端面に存在する、上記円柱状素材の軸方向端部外周縁に相当する部分（欠陥部）は、前述した従来技術の場合と同様に、内輪の軸方向端面に位置させる事ができる。
以上の様に、請求項１及び請求項３に係る発明の何れの場合にも、熱間鍛造時に、受型と第一中間素材との当接部の摩擦係数が高くなる事を利用して、バリを捲れ込む事による欠陥部の位置を、最終的に得られる内輪若しくは外輪の軸方向端面に規制する事ができる。この為、上記欠陥部の除去作業を平刃バイト等を用いて容易に行なう事ができる為、総形バイトの刃先が欠損すると言った問題が生じる事を防止できる。この結果、転がり軸受用軌道輪の加工効率の向上と加工コストの低減とを図る事ができる。

又、請求項２に係る転がり軸受用軌道輪の製造方法によれば、成形工程の初期の段階で（押型による押し込みを始めて直ぐに）、突部の軸方向端面（先端面）を、成形用孔の底面に当接させる事ができる。この為、この突部の軸方向端面に存在させた、バリに基づく欠陥部を、最終的に得られる内輪の軸方向端面に確実に位置させる事ができる。
又、請求項４に係る転がり軸受用軌道輪の製造方法によれば、円柱状素材の軸方向端部外周縁に発生するバリが大きくなる為、本発明を実施した場合の効果をより顕著に得られる。

［実施の形態の第１例］
図１、２は、請求項１、２、４に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、据え込み工程により得られる第一中間素材９ａの形状を工夫して、その後に行なう成形工程を、この第一中間素材９ａの軸方向端面をダイ１０に形成した成形用孔１５の底面２３に当接させつつ行なう点にある。その他の工程に就いては、前記図５、６に示した従来技術の場合と同様である。又、上記成形工程に用いる一組のダイ１０及びパンチ１１の構造に就いても、前述した従来技術の場合と同様である。従って、以下、本例の特徴となる工程及び上記第一中間素材９ａの形状を中心に説明する。又、図１、２中に付した黒丸部分は、上記図５、６に示した場合と同様に、バリ、或いは、このバリに基づく欠陥部の位置を示している。

本例の場合には、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）製の線材若しくは棒材に、熱間せん断加工を施す事により得られた、図１の（Ａ）に示す様な円柱状素材８に、熱間で軸方向に圧縮する据え込み加工を施して、（Ｂ）に示す様な、第一中間素材９ａを得る。本例の場合には、この第一中間素材９ａを、円盤状の本体部２７と、この本体部２７の径方向中央部に軸方向に突出した状態で設けられた、この本体部２７よりも小径の突部２８とから構成している。本例の場合には、上記本体部２７の外径Ｄ_２７を、成形工程に用いるダイ１０の内周面側小径部１３の内径ｒ_１３よりも大きく、且つ、内周面側大径部１２の内径ｒ_１２よりも小さくなる様に規制している（ｒ_１３＜Ｄ_２７＜ｒ_１２）。又、上記突部２８の外径Ｄ_２８を、上記内周面側小径部１３の内径ｒ_１３よりも小さくなる様に規制している（Ｄ_２８＜ｒ_１３）。尚、本例の場合には、上記突部２８の軸方向寸法Ｌ_２８は、上記内周面側小径部１３の軸方向深さＬ_１３よりも小さくしている（Ｌ_２８＜Ｌ_１３）。

本例の場合には、上述の様な形状を有する第一中間素材９ａを形成する為に、据え込み加工を、上記円柱状素材８の周囲に、内周面の形状を段付形状とした金型を配置した状態で行なっている。即ち、この円柱状素材８の軸方向一端側外周面を、金型の内周面のうちで内径の小さくなった部分の中心部に緩く挿入すると共に、上記円柱状素材８の軸方向他端側外周面の周囲に、内径の大きい部分を配置した状態で、据え込み加工を行なっている。そして、上記突部２８の軸方向端面の径方向中間部分に、上記円柱状素材８の軸方向端部外周縁に相当する部分、即ち、この円柱状素材８の軸方向端部外周縁部に生じたバリに基づく欠陥部を位置させている。この様に、上記突部２８の軸方向端面に現れる欠陥部は円環状で、その直径ｄ_９ａは、上記円柱状素材８の外径Ｄ_８ ｛図５の（Ａ）参照｝と同じか僅かに大きくなる（ｄ_９ａ≧Ｄ_８ ）。

本例の場合には、上述の様な構成を有する上記第一中間素材９ａから第二中間素材１９を得る為に、図２の（Ａ）→（Ｂ）に示す様に、この第一中間素材９ａを、上記突部２８側から上記ダイ１０の成形用孔１５内に挿入する。そして、この第一中間素材９ａを構成する本体部２７の側面（軸方向一端面）を、上記成形用孔１５の内周面に設けられた内側段差部１４に当接させる。そして、前述した従来技術の場合と同様に、パンチ１１を、上記第一中間素材９ａの軸方向他端側から押し込んでいく。これにより、成形工程の初期の段階で、上記突部２８の軸方向端面（先端面）を、上記成形用孔１５の底面２３に当接させる。

上述の様に、本例の場合には、成形工程の初期の段階で、上記突部２８の軸方向端面に存在する、上記円柱状素材８の軸方向端部外周縁に相当する部分、即ち、この円柱状素材８の軸方向端部外周縁に生じたバリに基づく欠陥部を、上記成形用孔１５の底面２３に当接させる事ができる。前述した様に、熱間鍛造時には、上記ダイ１０と上記第一中間素材９ａとの当接部の摩擦係数は相当に高くなる為、成形工程を終えるまでの間に、上記突部２８の軸方向端面に存在する欠陥部が、上記成形用孔１５の底面２３に対して相対変位する量は僅かとなる。この為、本例の場合には、上記突部２８の軸方向端面に存在する欠陥部を、上記底面２３に当接させたままの状態で、上記第一中間素材９ａから上記第二中間素材１９を造る事ができる。従って、この第二中間素材１９のうちで、上記成形用孔１５の底面２３に対応する部分である、小径側筒部２１の軸方向一端面に、上記欠陥部を位置させる事ができる。従って、図１の（Ｄ）に示した、分離・打ち抜き工程後の内輪用中間素材２５の軸方向一端面、更には（Ｅ）に示した、拡径・軌道面形成工程後の内輪３の軸方向一端面に、バリを捲れ込む事による欠陥部を位置させる事ができる。

尚、上記第一中間素材９ａの軸方向他端面に現れた欠陥部に就いては、前述した従来技術の場合と同様に、図２の（Ａ）→（Ｃ）に示した様に、その内径側にパンチ１１の外周面側小径部１６を押し込まれ、成形工程の進行に伴って、このパンチ１１の外周面側小径部１６と中径部１８との間に設けられた段差面に当接する。この為、本例の場合にも、上記第一中間素材９ａの軸方向他端面に現れた欠陥部を、上記第二中間素材１９のうちで小径側筒部２１の軸方向他端面に位置させる事ができる。この為、その後の分離・打ち抜き工程、拡径・軌道面形成工程を経て、図１の（Ｅ）に示した様に、上記内輪３の軸方向他端面に欠陥部を位置させる事ができる。

以上の様に、本例の場合には、前記円柱状素材８の軸方向端部外周縁に発生したバリに基づく欠陥部を、上記内輪３の軸方向両端面に位置させる事ができる。この為、冷間ローリング加工を施した後に、この内輪３の軸方向両端面に存在する欠陥部を、片刃バイト等を用いた旋削加工により容易に除去する事ができる。前述した従来技術の場合の様に、内輪軌道６部分若しくは境界部２６に欠陥部が発生する事がない為、総形バイトにより欠陥部を削り取る必要もない。この為、この総形バイトの刃先が欠損すると言った問題が生じる事を有効に防止できる。更に、仮に上記内輪３の軸方向端面に欠陥部が残留しても、この内輪３を含んで構成する転がり軸受の性能（転がり精度、耐久性）に問題を生じにくくできる。

特に本例の場合には、熱間せん断加工により、上記円柱状素材８を得る様にしている為、この円柱状素材８の軸方向端部外周縁には、大きなバリが発生し易い。但し、本例の場合には、上述の様に、バリを捲れ込む事による欠陥部を上記内輪３の軸方向端面にのみ位置させる事ができる為、この欠陥部の除去作業に伴って、バイトの刃先が早期に欠損する事はない。
従って、本例によれば、転がり軸受用軌道輪の加工効率の向上と加工コストの低減とを図る事ができる。

［実施の形態の第２例］
図３は、請求項３、４に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の特徴は、第一中間素材９ｂの軸方向端面に現れた欠陥部を、成形用孔１５の内周面に設けられた内側段差部１４に当接させつつ成形工程を行なう点にある。その他の工程及び構造は、上述した実施の形態の第１例、及び、前述した従来技術の場合とほぼ同じであるから、重複する説明及び図示は省略し、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

本例の場合、図３の（Ａ）に示す様に、第一中間素材９ｂとして、その軸方向端面に現れた欠陥部の直径ｄ_９ｂを、上述した実施の形態の第１例の場合の第一中間素材９ａに現れた欠陥部の直径ｄ_９ａ｛図１の（Ｂ）、図２の（Ａ）参照｝よりも大きくしている（ｄ_９ｂ＞ｄ_９ａ）。具体的には、この直径ｄ_９ｂを、後述する成形工程に使用するダイ１０の内周面側小径部１３の内径ｒ_１３｛図２の（Ｂ）参照｝よりも大きくし、且つ、内周面側大径部１２の内径ｒ_１２｛図２の（Ｂ）参照｝よりも小さくしている（ｒ_１３＜ｄ_９ｂ＜ｒ_１２）。

上述の様に、上記第一中間素材９ｂの軸方向端面に現れる欠陥部の直径ｄ_９ｂを規制する方法は特に問わないが、例えば、上述した実施の形態の第１例の場合に使用した金属製の線材若しくは棒材よりも、直径の大きいものを使用する事により実現できる。又は、据え込み工程で、円柱状素材８を軸方向に圧縮する為に使用する押型と、この円柱状素材８の軸方向端面との間に供給する潤滑剤を、上記第１例の場合よりも多くする、或いは、より潤滑性に優れたものに変更する事でも実現できる。即ち、上記押型と上記円柱状素材８の軸方向端面との間の摩擦係数を低くする事によって、この円柱状素材８の軸方向端面自体の直径が大きくなる様にする。

上述の様な構成を有する第一中間素材９ｂを使用する本例の場合には、続く成形工程で、この第一中間素材９ｂの軸方向一端面に現れた欠陥部を、ダイ１０の成形用孔１５の内周面に設けられた内側段差部１４に当接させる。そして、前述した従来技術の場合と同様に、パンチ１１を上記第一中間素材９ｂの軸方向他端側から押し込んでいく。この場合、熱間鍛造時に、上記ダイ１０と上記第一中間素材９ｂとの当接部の摩擦係数は相当に高くなる為、成形工程を終えるまでの間に、この第一中間素材９ｂの軸方向一端面のうちで上記内側段差部１４に当接した欠陥部が、この内側段差部１４に対して相対変位する量は僅かとなる。この為、上記第一中間素材９ｂの軸方向一端面に存在する欠陥部を、上記内側段差部１４に当接させたままの状態で、この第一中間素材９ｂから第二中間素材１９を造る事ができる。従って、この第二中間素材１９のうちで、上記成形用孔１５の内側段差部１４に対応する部分である、大径側筒部２０の軸方向一端面に、上記欠陥部を位置させる事ができる。従って、前述した第１例の場合と同様に、分離・打ち抜き工程、及び、拡径・軌道面形成工程を施す事により、外輪２の軸方向一端面に、バリを捲れ込む事による欠陥部を位置させる事ができる。

尚、本例の場合にも、上述した実施の形態の第１例、及び、前述した従来技術の場合と同様に、第一中間素材９ｂの軸方向他端面に現れた欠陥部を、最終的に得られる内輪３の軸方向他端面に位置させる事ができる。従って、本例の場合には、前記円柱状素材８の軸方向端部外周縁に発生したバリに基づく欠陥部を、外輪２の軸方向一端面、及び、内輪３の軸方向他端面に位置させる事ができる。この為、冷間ローリング加工を施した後に、上記外輪２及び内輪３の軸方向端面に位置する欠陥部を、片刃バイト等を用いた旋削加工により容易に除去する事ができる。従って、本例の場合にも、内輪軌道６部分及び境界部２６に欠陥部が発生する事がない為、総形バイトを用いてバリを除去する必要がなく、この総形バイトの刃先が欠損すると言った問題が生じる事を有効に防止できる。尚、本例の場合には、上記外輪２の内径側に上記内輪３を配置した状態で、欠陥部を同時に除去する事も可能である。

尚、本例の場合には、上述した様に、上記第一中間素材９ｂを得る為に、直径の大きい線材若しくは棒材を用いたり、使用する潤滑剤を工夫する必要がある為、何れの方法を採用した場合にも、上述した実施の形態の第１例の場合に比べてコストが嵩む。即ち、切断工程に要する時間が長くなったり、潤滑剤に必要なコストが高くなる。但し、本例の場合にも、総形バイトの刃先が欠損する事を防止できる為、前述した従来技術の場合に比べて、加工コストを抑える事ができる。
その他の工程並びに得られる作用及び効果は、上述した実施の形態の第１例、及び、前述した従来技術の場合と同様である。

前述した従来技術、及び、上述した実施の形態の各例に於いては、転がり軸受として、単列深溝型のラジアル玉軸受のみを例に挙げて説明したが、本発明は、この様な玉軸受に限定されるものではない。例えば、本発明は、円筒ころ軸受や円すいころ軸受等を構成する外輪及び内輪を製造する場合にも、実施する事ができる。

本発明の実施の形態の第１例の加工工程を示す断面図。 同じく成形工程の実施状況を模式的に示す断面図。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の図。 本発明による製造方法の対象となる内輪及び外輪を組み込んだラジアル玉軸受の１例を示す部分切断斜視図。 従来の加工工程を示す、図１と同様の図。 同じく図２と同様の図。

１ ラジアル玉軸受
２ 外輪
３ 内輪
４ 玉
５ 外輪軌道
６ 内輪軌道
７ 保持器
８ 円柱状素材
９、９ａ、９ｂ 第一中間素材
１０ ダイ
１１ パンチ
１２ 内周面側大径部
１３ 内周面側小径部
１４ 内側段差部
１５ 成形用孔
１６ 外周面側小径部
１７ 外周面側大径部
１８ 中径部
１９ 第二中間素材
２０ 大径側筒部
２１ 小径側筒部
２２ 底部
２３ 底面
２４ 外輪用中間素材
２５ 内輪用中間素材
２６ 境界部
２７ 本体部
２８ 突部

Claims (4)

1. 内周面の軸方向中間部に外輪軌道を全周に亙って形成した外輪と、外周面の軸方向中間部に内輪軌道を全周に亙って形成した内輪と、この内輪軌道と上記外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備えた転がり軸受を構成する、上記外輪と上記内輪とを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って、
   金属製の線材若しくは棒材を所定長さに切断して円柱状素材とする切断工程と、
   この円柱状素材を、軸方向に圧縮して円盤状の第一中間素材とする据え込み工程と、
   この第一中間素材を、受型に形成された、開口側に位置する内周面側大径部と底部側に位置する内周面側小径部とを内側段差部で連続させた成形用孔内に、先端側に外周面側小径部を基端側に外周面側大径部をこれら外周面側小径部と外周面側大径部との間に中径部をそれぞれ有する押型により軸方向に押し込んで、内外両周面の軸方向中間部にそれぞれ段差部を有し、軸方向片側を大径側筒部とし、同他側を小径側筒部とした段付有底円筒状の第二中間素材とする熱間鍛造加工である成形工程と、
   この第二中間素材を、上記大径側筒部と上記小径側筒部との境界位置でこれら大径側筒部と小径側筒部とに分離すると共に、上記第二中間素材の底部を打ち抜いて、このうちの大径側筒部から得られる部分を外輪用中間素材とし、上記小径側筒部から得られる部分を内輪用中間素材とする、分離・打ち抜き工程とを有し、
   上記第一中間素材の軸方向端面のうちで上記円柱状素材の軸方向端部外周縁に相当する部分の直径を、上記受型の成形用孔のうちの上記内周面側小径部の内径よりも小さくして、上記第一中間素材から上記第二中間素材を造る為の成形工程を、この第一中間素材の軸方向端面のうちで上記円柱状素材の軸方向端部外周縁に相当する部分を、上記成形用孔の底面に当接させつつ行ない、上記円柱状素材の軸方向端部外周縁に生じたバリに基づく欠陥部を、上記第二中間素材を構成する上記小径側筒部の軸方向端面に位置させる、転がり軸受用軌道輪の製造方法。
2. 据え込み工程により、円盤状の本体部と、この本体部の径方向中央部に軸方向に突出した状態で設けられた、この本体部よりも小径の突部とから成る第一中間素材を形成し、成形工程を、この第一中間素材のうちの突部の軸方向端面を、成形用孔の底面に当接させつつ行なう、請求項１に記載した転がり軸受用軌道輪の製造方法。
3. 内周面の軸方向中間部に外輪軌道を全周に亙って形成した外輪と、外周面の軸方向中間部に内輪軌道を全周に亙って形成した内輪と、この内輪軌道と上記外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備えた転がり軸受を構成する、上記外輪と上記内輪とを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って、
   金属製の線材若しくは棒材を所定長さに切断して円柱状素材とする切断工程と、
   この円柱状素材を、軸方向に圧縮して円盤状の第一中間素材とする据え込み工程と、
   この第一中間素材を、受型に形成された、開口側に位置する内周面側大径部と底部側に位置する内周面側小径部とを内側段差部で連続させた成形用孔内に、先端側に外周面側小径部を基端側に外周面側大径部をこれら外周面側小径部と外周面側大径部との間に中径部をそれぞれ有する押型により軸方向に押し込んで、内外両周面の軸方向中間部にそれぞれ段差部を有し、軸方向片側を大径側筒部とし、同他側を小径側筒部とした段付有底円筒状の第二中間素材とする熱間鍛造加工である成形工程と、
   この第二中間素材を、上記大径側筒部と上記小径側筒部との境界位置でこれら大径側筒部と小径側筒部とに分離すると共に、上記第二中間素材の底部を打ち抜いて、このうちの大径側筒部から得られる部分を外輪用中間素材とし、上記小径側筒部から得られる部分を内輪用中間素材とする、分離・打ち抜き工程とを有し、
   上記第一中間素材の軸方向端面のうちで上記円柱状素材の軸方向端部外周縁に相当する部分の直径を、上記受型の成形用孔のうちの上記内周面側小径部の内径よりも大きく、且つ、上記内周面側大径部の内径よりも小さくして、上記第一中間素材から上記第二中間素材を造る為の成形工程を、この第一中間素材の軸方向端面のうちで上記円柱状素材の軸方向端部外周縁に相当する部分を、上記成形用孔の内周面に設けられた上記内側段差部に当接させつつ行ない、上記円柱状素材の軸方向端部外周縁に生じたバリに基づく欠陥部を、上記第二中間素材を構成する上記大径側筒部の軸方向端面に位置させる、転がり軸受用軌道輪の製造方法。
4. 切断工程を、金属製の線材若しくは棒材にせん断加工を施す事により行なう、請求項１〜３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。

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