KR20180136487A - 원통상 링 부재, 베어링, 클러치, 차량, 및 기계의 제조 방법 - Google Patents

원통상 링 부재, 베어링, 클러치, 차량, 및 기계의 제조 방법 Download PDF

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KR20180136487A
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고우헤이 모리
?이치 가라사와
미즈키 와타나베
가즈토 고바야시
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닛본 세이고 가부시끼가이샤
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Abstract

원통상 링 부재의 제조 방법은, 원통부를 갖는 금속제의 중간 소재를 형성하는 공정과, 원통부의 축 방향 단면의 직경 방향 단부를, 금형 장치를 구성하는 금형에 형성된 원환상의 모따기 가공면 (55, 60) 에 가압함으로써, 원통부의 축 방향 단부 둘레 가장자리에 정규 모따기부 (61-62) 를 형성하는 공정인, 냉간 단조에 의한 모따기 가공 공정을 포함한다. 원통부의 축 방향 단부 둘레 가장자리에, 그 직경 방향의 폭 치수가 정규 모따기부의 직경 방향의 폭 치수보다 큰, 예비 모따기부 (36-37) 를 형성한 상태에서, 냉간 단조에 의한 모따기 가공 공정을 실시한다.

Description

원통상 링 부재, 베어링, 클러치, 차량, 및 기계의 제조 방법
본 발명은, 원통상 링 부재, 베어링, 클러치, 차량, 및 기계를 제조하는 방법의 개량에 관한 것이다. 원통상 링 부재는, 예를 들어 래디얼 롤링 베어링이나 일 방향 클러치 등을 구성하는 내륜 및 외륜을 제조하기 위한 소재가 된다.
각종 회전 기기의 회전 지지부에, 도 10 에 나타내는 바와 같은 래디얼 볼 베어링 (1) 이 장착되어 있다. 래디얼 볼 베어링 (1) 은, 단열 (單列) 심구 (深溝) 형이다. 래디얼 볼 베어링 (1) 은, 서로 동심으로 배치된 외륜 (2) 및 내륜 (3) 과, 외륜 (2) 및 내륜 (3) 사이에 설치된 복수 개의 볼 (4, 4) 로 이루어진다.
외륜 (2) 의 내주면의 축 방향 중간부에, 심구형의 외륜 궤도 (5) 를 전체 둘레에 걸쳐 형성하고 있다. 내륜 (3) 의 외주면의 축 방향 중간부에, 심구형의 내륜 궤도 (6) 를 전체 둘레에 걸쳐 형성하고 있다. 각 볼 (4, 4) 은, 유지기 (7) 에 의해 유지된 상태에서, 외륜 궤도 (5) 와 내륜 궤도 (6) 사이에 자유롭게 전동할 수 있도록 배치되어 있다. 그리고, 이 구성에 의해, 외륜 (2) 과 내륜 (3) 의 상대 회전을 자유롭게 하고 있다. 이와 같은 래디얼 볼 베어링 (1) 을 구성하는 외륜 (2) 및 내륜 (3) 의 축 방향 양 단면 (端面) 의 내외 양 둘레 가장자리부에는, 단면 (斷面) 형상이 원호형 또는 직선상인 모따기부 (75, 75) 를 형성하고 있다.
상기 서술한 바와 같은 래디얼 볼 베어링 (1) 을 구성하는, 외륜 (2) 이나 내륜 (3) 등의 궤도륜을 저비용으로 제조하는 방법으로서, 도 11 에 나타내는 바와 같은 공정을 채용하는 방법이 알려져 있다. 이 방법에서는, 도 11 의 (A) 에 나타낸 빌릿 (8) 의 하단부의 외경을 구속시킨 상태에서, 이 빌릿 (8) 을 축 방향으로 눌러 찌부러뜨리는 업세팅 가공을 실시한다. 이로써, 도 11 의 (B) 에 나타낸 바와 같은, 소경부 (9) 와 대경부 (10) 로 이루어지는, 제 1 중간 소재 (11) 를 형성한다.
이어서, 소경부 (9) 에 전방 압출 가공을 실시하여, 소경부 (9) 를 소경 원통부 (12) 로 가공함으로써, 도 11 의 (C) 에 나타낸 제 2 중간 소재 (13) 로 한다. 이어서, 대경부 (10) 에 후방 압출 가공을 실시하여, 대경부 (10) 를 대경 원통부 (14) 로 가공함으로써, 도 11 의 (D) 에 나타낸 제 3 중간 소재 (15) 로 한다. 이와 같은 도 11 의 (A) → (D) 의 가공은, 모두 냉간 단조에 의해 실시한다.
이어서, 제 3 중간 소재 (15) 에 타발 (打拔) 가공을 실시하여, 제 3 중간 소재 (15) 의 바닥판부 (16) 를 타발하여, 도 11 의 (E) 에 나타낸 제 4 중간 소재 (17) 로 한다. 이어서, 도 11 의 (F) 에 나타내는 바와 같이, 제 4 중간 소재 (17) 에 타발 가공을 실시하여, 제 4 중간 소재 (17) 로부터, 소경 원통부 (12) 에 상당하는 부분을 타발하여, 소경 원통상 링 부재 (18) 로 한다. 마지막으로, 도 11 의 (G) 에 나타내는 바와 같이, 대경 원통부 (14) 에 상당하는 부분으로부터 내향 플랜지부 (19) 를 타발하여, 대경 원통상 링 부재 (20) 로 한다.
상기 서술한 바와 같은 공정에 의해 얻어지는 소경 원통상 링 부재 (18), 및 대경 원통상 링 부재 (20) 는, 외륜 (2) 또는 내륜 (3) 의 소재가 되는 것이고, 이 상태에서는, 내경 치수, 외경 치수, 축 방향 치수, 및 내외 양 주면 (周面) 의 형상이, 외륜 (2) 또는 내륜 (3) 의 치수 및 형상으로 되어 있지 않다. 그래서, 이와 같은 소경 원통상 링 부재 (18), 및 대경 원통상 링 부재 (20) 에, 전조 (轉造), 절삭, 연삭 등의 적절한 후가공, 및, 적절한 열 처리를 실시하여, 외륜 (2) 및 내륜 (3) 으로 한다.
또, 상기 서술한 바와 같은 소경, 대경 각 원통상 링 부재 (18, 20) 로 외륜 (2) 및 내륜 (3) 을 제조하는 경우, 후가공시의 가공 여유 (절삭 여유) 를 줄이는 것이 가공 비용을 억제하는 면에서는 바람직하다. 이와 같은 사정을 감안하여, 예를 들어 특허문헌 1 에는, 냉간 단조 가공에 의해 중간 소재를 제조할 때에, 완성 후의 외륜 (2) 이나 내륜 (3) 의 모따기부 (75, 75) 에 대응하는 부분 (축 방향 단부 둘레 가장자리) 에, 단면 형상이 원호형인 R 모따기부를 형성하는 방법이 기재되어 있다.
특허문헌 1 에 기재된 종래 방법의 경우에는, 소경 원통부 (12) 나 대경 원통부 (14) 의 축 방향 단면의 직경 방향 단부를, 금형에 형성된 원환상의 R 모따기 가공면에 가압함으로써, 소경 원통부 (12) 나 대경 원통부 (14) 의 축 방향 단부 둘레 가장자리 (내측 둘레 가장자리 또는 외측 둘레 가장자리) 에 각 R 모따기부를 형성한다. 즉, 특허문헌 1 에 기재된 종래 방법의 경우에는, 소경 원통부 (12) 나 대경 원통부 (14) 의 축 방향 단면 중, 첨예한 단 (端) 가장자리인 둘레 가장자리가, R 모따기 가공면에 대해 최초로 접촉할 (가압될) 가능성이 있다.
이 상태에서, 소경 원통부 (12) 나 대경 원통부 (14) 의 축 방향 단면에 금형을 가압하면, 소경 원통부 (12) 나 대경 원통부 (14) 의 축 방향 단부 둘레 가장자리의 근방 부분에서 중간 소재를 구성하는 금속 재료의 유동이 원활하게 실시되지 않게 되어, R 모따기부의 형상을 안정시키기 어려워질 (형상 정밀도를 확보하기 어려워질) 가능성이 있다.
또, 이 R 모따기부를 형성한 후, 중간 소재를 금형 장치로부터 취출하기 쉽게 하기 위해, R 모따기 가공면을 형성한 금형의 내경측 또는 외경측에, 가동 부재로서의 슬리브를 배치하고 있는 경우, 이들 금형과 슬리브의 주면끼리의 사이에 금속 재료가 들어가, 당해 부분에 버가 형성될 가능성이 있다.
일본 공개특허공보 2009-279611호
본 발명은, 상기 서술한 바와 같은 사정을 감안하여, 원통부의 축 방향 단부 둘레 가장자리에 형성하는 모따기부의 형상 정밀도를 양호하게 할 수 있는 제조 방법을 실현하기 위하여 발명한 것이다.
제 1 양태의 원통상 링 부재의 제조 방법은, 예를 들어 금속제이고 원기둥상인 소재에 소성 가공을 실시함으로써, 원통부를 갖는 중간 소재 (원통부만으로 이루어지는 중간 소재를 포함한다) 를 형성하는 공정과, 냉간 단조에 의한 모따기 가공 공정을 포함한다.
구체적으로는, 상기 원통부의 축 방향 단면의 직경 방향 단부를, 금형 장치를 구성하는 금형에 형성된 원환상의 모따기 가공면에 가압함으로써, 상기 원통부의 축 방향 단부 둘레 가장자리에 정규 모따기부를 형성한다.
제 1 양태의 상기 원통부의 축 방향 단부 둘레 가장자리에, 그 직경 방향의 폭 치수가 상기 정규 모따기부의 직경 방향의 폭 치수보다 큰, 예비 모따기부를 형성한 상태에서, 상기 냉간 단조에 의한 모따기 가공 공정을 실시한다.
제 2 양태로서, 상기 금형 장치를, 상기 모따기 가공면과 동축으로 또한 직경 방향으로 인접하여 배치된 원륜상의 누름면을 갖는 제 2 금형을 추가로 구비해도 된다.
그리고, 상기 냉간 단조에 의한 모따기 가공 공정을, 상기 원통부의 축 방향 단면의 직경 방향 단부를 상기 모따기 가공면에 대해 축 방향으로 가압하고, 이 축 방향 단면 중에서 이 직경 방향 단부와 직경 방향으로 인접하는 부분을 상기 누름면에 대해 축 방향으로 가압함으로써 실시해도 된다.
그리고, 상기 냉간 단조에 의한 모따기 가공 공정을 실시할 때에, 상기 누름면을, 상기 원통부의 축 방향 단면의 직경 방향 중간부 (상기 예비 모따기부로부터 직경 방향으로 벗어난 부분) 에 최초로 접촉시켜도 된다.
제 3 양태로서, 상기 냉간 단조에 의한 모따기 가공 공정을 실시할 때에, 상기 누름면을, 상기 금형의 상기 모따기 가공면보다, 축 방향에 있어서, 상기 원통부의 축 방향 단면에 가까워지도록 배치함으로써, 상기 누름면을, 상기 원통부의 축 방향 단면의 직경 방향 중간부에 최초로 접촉시켜도 된다.
제 4 양태로서, 상기 냉간 단조에 의한 모따기 가공 공정의 종료 단계에서, 상기 누름면과, 상기 금형의 상기 모따기 가공면의 축 방향 단 가장자리의 축 방향 위치가 일치해도 된다.
제 5 양태로서, 상기 예비 모따기부를 형성하기 위한 가공과, 상기 중간 소재를 얻는 과정에서 실시되는 다른 부위를 형성하기 위한 가공을, 냉간 단조에 의해 동시에 (일 공정으로) 실시해도 된다.
상기 정규 모따기부 및 상기 예비 모따기부를, 각각 단면 형상이 원호형인 R 모따기부로 해도 된다. 그리고, 이 예비 모따기부의 곡률 반경을, 상기 정규 모따기부의 곡률 반경보다 크게 해도 된다.
상기 제 1 양태에 의하면, 원통부의 축 방향 단부 둘레 가장자리에 형성하는 모따기부 (정규 모따기부) 의 형상 정밀도를 양호하게 할 수 있다.
즉, 상기 원통부의 축 방향 단부 둘레 가장자리에, 그 직경 방향의 폭 치수가, 정규 모따기부의 직경 방향의 폭 치수보다 큰, 예비 모따기부를 형성한 상태에서, 상기 원통부의 축 방향 단면의 직경 방향 단부를, 상기 모따기 가공면에 가압함으로써, 이 원통부의 축 방향 단부 둘레 가장자리에 상기 정규 모따기부를 형성한다. 이 때문에, 전술한 특허문헌 1 에 기재된 종래 방법과 같이, 첨예한 단 가장자리가, 모따기 가공면에 대해 최초로 접촉하는 것을 회피할 수 있다. 이 결과, 냉간 단조에 의해 상기 모따기부를 형성할 때에, 상기 원통부의 축 방향 단부 둘레 가장자리에서, 상기 중간 소재를 구성하는 금속 재료의 유동을 원활하게 실시하게 할 수 있어, 상기 원통부의 축 방향 단부 둘레 가장자리에 형성하는 모따기부의 형상 정밀도를 양호하게 할 수 있다.
또, 상기 제 2 양태에 의하면, 냉간 단조에 의한 모따기 가공 공정을 실시할 때에, 누름면을, 상기 원통부의 축 방향 단면의 직경 방향 중간부에 최초로 접촉시킨다. 이 때문에, 상기 금속 재료가, 상기 모따기 가공면을 형성한 금형과, 상기 누름면을 형성한 제 2 금형의 주면끼리의 사이로 들어가 버가 형성된다는 사태를 잘 발생하지 않게 할 수 있다.
또, 상기 제 5 양태에 의하면, 상기 예비 모따기부를 형성하기 위한 가공을, 다른 부위를 형성하기 위한 가공과 동시에 실시하면, 이 예비 모따기부를 형성하는 것에 의한 제조 비용의 증대를 억제할 수 있다.
도 1(A) 및 도 1(B) 는, 실시형태의 제 1 예의, 제 1 공정을 나타내는 단면도이다.
도 2(A) 및 도 2(B) 는, 실시형태의 제 1 예의, 제 2 공정을 나타내는 단면도이다.
도 3 은, 실시형태의 제 1 예의, 제 3 공정을 나타내는 단면도이다.
도 4(A) 및 도 4(B) 는, 실시형태의 제 1 예의, 제 4 공정을 나타내는 단면도이다.
도 5(A) 는, 도 4(A) 의 A 부 확대도이고, 도 5(B) 는, 도 4(B) 의 B 부 확대도이다.
도 6(A) 및 도 6(B) 는, 도 5 와 동일한 확대도로, 도 6(A) 는, 비교예에 관한 제 4 공정의 도중 단계를 나타내고, 도 6(B) 는, 그 종료 단계 (B) 를 나타낸다.
도 7 은, 실시형태의 제 2 예의, 제 1 공정을 나타내는 단면도이다.
도 8 은, 실시형태의 제 2 예의, 제 2 공정을 나타내는 단면도이다.
도 9(A) 및 도 9(B) 는, 실시형태의 제 2 예의, 제 3 공정을 나타내는 단면도이다.
도 10 은, 외륜 및 내륜을 장착한 롤링 베어링의 일례를 나타내는, 부분 절단 사시도이다.
도 11(A) ∼ 도 11(G) 는, 원기둥상의 빌릿으로부터, 직경 치수가 상이한 1 쌍의 원통상 링 부재를 형성하기 위한 종래 방법의 일례를, 공정 순으로 나타내는 단면도이다.
[실시형태의 제 1 예]
본 발명의 실시형태의 제 1 예에 대해, 도 1 ∼ 6 을 참조하면서 설명한다.
본 예의 경우에는, 제 1 공정에서, 도 1 의 (A) 에 나타내는 바와 같은 원기둥상의 빌릿 (8) 을, 도 1 의 (B) 에 나타내는 바와 같은 제 1 중간 소재 (21) 로 한다. 다음으로, 제 2 공정에서, 제 1 중간 소재 (21) 를, 도 2 의 (B) 에 나타내는 바와 같은 제 2 중간 소재 (22) 로 한다. 다음으로, 제 3 공정에서, 이 제 2 중간 소재 (22) 를, 도 3 에 나타내는 바와 같은 제 3 중간 소재 (23) 로 한다. 다음으로, 제 4 공정에서, 이 제 3 중간 소재 (23) 를, 도 4 의 (B) 에 나타내는 바와 같은 제 4 중간 소재 (24) 로 한다. 또한, 그 후의 공정에서, 이 제 4 중간 소재 (24) 를, 예를 들어, 전술한 도 11 의 (F) → (G) 에 나타내는 바와 같이 타발 가공을 실시하여, 각각이 원통상이고 직경이 서로 상이한, 소경 원통상 링 부재 (18) 및 대경 원통상 링 부재 (20) 로 한다.
그래서, 이하, 이들 각 공정 중, 제 1 공정 ∼ 제 4 공정에 대해 구체적으로 설명한다. 또한, 본 예에 관한 이하의 설명 중, 상하 방향은, 도 1 ∼ 6 의 상하 방향을 의미한다. 단, 도 1 ∼ 6 의 상하 방향은, 반드시 가공시의 상하 방향과 일치한다고는 할 수 없다.
「제 1 공정」
제 1 공정에서는, 원기둥상의 빌릿 (8) 에 대해, 도 1 에 나타내는 바와 같은 금형 장치 (25) 에 의해, 냉간 단조에 의한 업세팅 가공을 실시하여, 제 1 중간 소재 (21) 로 한다. 금형 장치 (25) 는, 다이스 (26) 와, 다이스 핀 (27) 과, 펀치 (28) 를 구비한다.
다이스 (26) 는, 단 (段) 형성 원통상의 내주면을 갖는다. 즉, 다이스 (26) 의 내주면은, 서로 동축으로 배치된, 하측의 소경 원통면부 (29) 및 상측의 대경 원통면부 (30) 와, 소경 원통면부 (29) 및 대경 원통면부 (30) 의 중심축과 직교하는 원륜상의 단부 (段部) (31) 를 갖는 단 형성 원통상이다. 그리고, 소경 원통면부 (29) 및 대경 원통면부 (30) 는, 단부 (31) 에 의해 연속된다. 소경 원통면부 (29) 의 내경은, 빌릿 (8) 의 외경과 실질적으로 동일한 크기 (빌릿 (8) 을 직경 방향의 덜컹거림 없이 내측에 끼움 가능한 크기) 로 되어 있다.
또, 다이스 핀 (27) 은 원기둥상이다. 다이스 핀 (27) 은, 다이스 (26) 의 중심공의 소경 원통면부 (29) 의 하단부로부터 중간부에, 직경 방향의 덜컹거림 없이 내측에 끼워져 있다. 다이스 핀 (27) 의 상단면의 직경 방향 중앙부는, 중심축과 직교하는 원형의 평탄면으로 되어 있고, 다이스 핀 (27) 의 상단면의 직경 방향 외단부는, 상기 원형의 평탄면과 평행하게 또한 상기 원형의 평탄면보다 약간만 하방에 배치된 원륜상의 평탄면으로 되어 있다. 또한, 다이스 핀 (27) 의 상단면 중, 직경 방향에 관해서 이들 양 평탄면끼리의 사이에 위치하는 부분이, 제 1 예비 R 모따기 가공면 (32) 으로 되어 있다. 제 1 예비 R 모따기 가공면 (32) 은, 직경 방향 내측을 향할수록 상방을 향하는 방향으로 경사지고, 원환상이고, 단면 형상이 1/4 오목 원호형이다. 제 1 예비 R 모따기 가공면 (32) 의 단면 형상의 곡률 반경 (R1) 은, 후술하는 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 의 단면 형상의 곡률 반경 (r1) 보다 크게 되어 있다 (R1 ＞ r1).
또, 펀치 (28) 는 원기둥상으로 제조된다. 펀치 (28) 는, 다이스 (26) 의 중심공의 대경 원통면부 (30) 의 내측에 상방으로부터 삽입되고, 이 대경 원통면부 (30) 에 직경 방향의 덜컹거림 없이 내측에 끼워져 있다. 펀치 (28) 의 하단면의 직경 방향 중앙부는, 중심축과 직교하는 원형의 평탄면으로 되어 있고, 펀치 (28) 의 하단면의 직경 방향 외단부는, 상기 원형의 평탄면과 평행하게 또한 상기 원형의 평탄면보다 약간만 상방에 배치된 원륜상의 평탄면으로 되어 있다. 펀치 (28) 의 하단면 중, 직경 방향에 관해서 이들 양 평탄면끼리의 사이에 끼워진 부분이, 제 2 예비 R 모따기 가공면 (33) 으로 되어 있다. 제 2 예비 R 모따기 가공면 (33) 은, 직경 방향 내측을 향할수록 하방을 향하는 방향으로 경사지고, 원환상이고, 단면 형상이 1/4 오목 원호형이다. 제 2 예비 R 모따기 가공면 (33) 의 단면 형상의 곡률 반경 (R2) 은, 후술하는 제 2 정규 R 모따기 가공면 (60) 의 단면 형상의 곡률 반경 (r2) 보다 크게 되어 있다 (R2 ＞ r2).
또, 본 예의 경우, 제 1, 제 2 양 예비 R 모따기 가공면 (32, 33) 의 내경 및 외경, 그리고 단면 형상의 곡률 반경 (R1, R2) 은, 이들 제 1, 제 2 양 예비 R 모따기 가공면 (32, 33) 끼리에서, 각각 서로 동일한 크기로 되어 있다.
이와 같은 금형 장치 (25) 에 의해, 빌릿 (8) 에 대해, 상기 서술한 바와 같은 냉간 단조에 의한 업세팅 가공을 실시하는 경우에는, 도 1 의 (A) 에 나타내는 바와 같이, 금형 장치 (25) 에 빌릿 (8) 을 세트한다. 구체적으로는, 펀치 (28) 를 다이스 (26) 의 중심공의 내측에 삽입하기 전에, 빌릿 (8) 의 하단부를, 다이스 (26) 의 중심공의 소경 원통면부 (29) 의 상단부에 직경 방향의 덜컹거림 없이 내측에 끼움으로써, 빌릿 (8) 의 하단부의 외경을 구속한다. 이와 함께, 빌릿 (8) 을 다이스 핀 (27) 의 상단면에 재치 (載置) 한다 (빌릿 (8) 의 하단면을, 다이스 핀 (27) 의 상단면의 중앙부에 형성된 평탄면에 접하게 한다). 그리고, 이 상태에서, 펀치 (28) 를, 중심공의 대경 원통면부 (30) 의 내측에 상방으로부터 삽입하고, 펀치 (28) 의 하단면의 중앙부에 형성된 평탄면을, 빌릿 (8) 의 상단면에 접하게 한다.
그리고, 이 상태로부터, 펀치 (28) 를 더욱 하강시켜, 펀치 (28) 의 하단면과 다이스 핀 (27) 의 상단면 사이에서, 빌릿 (8) 을 축 방향으로 눌러 찌부러뜨린다. 그러면, 빌릿 (8) 이, 도 1 의 (A) → (B) 에 나타내는 바와 같이 소성 변형되어, 소경부 (34) 와 대경부 (35) 를 구비한, 제 1 중간 소재 (21) 가 된다.
제 1 중간 소재 (21) 의 소경부 (34) 의 외경은, 다이스 (26) 의 중심공의 소경 원통면부 (29) 의 내경과 동일하게 되어 있고, 제 1 중간 소재 (21) 의 대경부 (35) 의 외경은, 다이스 (26) 의 중심공의 대경 원통면부 (30) 의 내경과 동일하게 되어 있다.
또, 제 1 중간 소재 (21) 의 소경부 (34) 의 하단면은, 다이스 핀 (27) 의 상단면과 합치하는 형상으로 가공되어 있다. 특히, 제 1 중간 소재 (21) 의 소경부 (34) 의 하단면의 직경 방향 중간부에서, 제 1 예비 R 모따기 가공면 (32) 에 합치하는 부분은, 단면 형상이 1/4 볼록 원호형의 제 1 예비 R 모따기부 (36) 로 되어 있다. 제 1 예비 R 모따기부 (36) 의 단면 형상의 곡률 반경도, 제 1 예비 R 모따기 가공면 (32) 과 마찬가지로 R1 이다. 또한, 제 1 예비 R 모따기부 (36) 의 단면 형상은 1/4 볼록 원호형이기 때문에, 제 1 예비 R 모따기부 (36) 의 직경 방향 (및 축 방향) 의 폭 치수도 R1 이다.
또, 제 1 중간 소재 (21) 의 대경부 (35) 의 상단면은, 펀치 (28) 의 하단면과 합치하는 형상으로 가공되어 있다. 특히, 제 1 중간 소재 (21) 의 대경부 (35) 의 상단면의 직경 방향 중간부에서, 제 2 예비 R 모따기 가공면 (33) 과 합치하는 부분은, 단면 형상이 1/4 볼록 원호형의 제 2 예비 R 모따기부 (37) 로 되어 있다. 제 2 예비 R 모따기부 (37) 의 단면 형상의 곡률 반경도, 제 2 예비 R 모따기 가공면 (33) 과 마찬가지로 R2 이다. 또한, 제 2 예비 R 모따기부 (37) 의 단면 형상은 1/4 볼록 원호형이기 때문에, 제 2 예비 R 모따기부 (37) 의 직경 방향 (및 축 방향) 의 폭 치수도 R2 이다.
이와 같은 제 1 중간 소재 (21) 는, 예를 들어, 펀치 (28) 를 상승시킨 후, 다이스 핀 (27) 을 상승시킴으로써, 다이스 (26) 로부터 취출하여, 다음의 제 2 공정으로 보낸다. 또한, 본 예의 경우에는, 제 1, 제 2 각 예비 R 모따기부 (36, 37) 가, 각각 예비 모따기부에 상당한다.
「제 2 공정」
제 2 공정에서는, 제 1 중간 소재 (21) 에 대해, 도 2 에 나타내는 바와 같은 금형 장치 (38) 에 의해, 냉간 단조에 의한 전후방 압출 가공을 실시하여, 제 2 중간 소재 (22) 로 한다. 금형 장치 (38) 는, 플로팅 다이 (39) 와, 카운터 펀치 (40) 와, 펀치 (28a) 를 구비한다.
플로팅 다이 (39) 는, 단 형성 원통상의 내주면을 갖는다. 즉, 플로팅 다이 (39) 의 내주면은, 서로 동축으로 배치된, 하측의 소경 원통면부 (41) 및 상측의 대경 원통면부 (42) 와, 소경 원통면부 (41) 및 대경 원통면부 (42) 의 중심축과 직교하는 원륜상의 단부 (43) 를 갖는 단 형성 원통상이다. 그리고, 소경 원통면부 (41) 및 대경 원통면부 (42) 는, 단부 (43) 에 의해 연속된다. 또, 플로팅 다이 (39) 의 하방에는, 플로팅 다이 (39) 의 하강량을 제한하기 위한 스토퍼 (44) 가 형성되어 있다. 또한, 플로팅 다이 (39) 의 하단면과 스토퍼 (44) 의 상면 사이에, 압축 코일 스프링, 접시판 스프링 등의 탄성 부재 (45) 를 형성하여, 플로팅 다이 (39) 에, 상방을 향한 탄력을 부여하고 있다. 이 탄력은, 펀치 (28a) 의 가압력보다 작지만, 제 1 중간 소재 (21) 의 일부가 소성 변형될 정도로 크게 되어 있다.
또, 카운터 펀치 (40) 는, 원기둥상으로 제조된 것이다. 카운터 펀치 (40) 는, 플로팅 다이 (39) 의 중심공의 소경 원통면부 (41) 의 내측에, 소경 원통면부 (41) 와 동축으로 형성되어 있다. 카운터 펀치 (40) 의 외경은, 소경 원통면부 (41) 의 내경보다 작고, 제 1 중간 소재 (21) 의 소경부 (34) 의 하단면 중, 제 1 예비 R 모따기부 (36) 의 내경과 실질적으로 동일한 크기로 되어 있다. 또, 카운터 펀치 (40) 의 상단면은, 전체가, 카운터 펀치 (40) 의 중심축과 직교하는 평탄면으로 되어 있다.
또, 펀치 (28a) 는, 원기둥상으로 제조된 것이다. 펀치 (28a) 는, 플로팅 다이 (39) 의 중심공의 대경 원통면부 (42) 의 내측에 상방으로부터 삽입되고, 대경 원통면부 (42) 와 동축으로 형성되어 있다. 펀치 (28a) 의 외경은, 플로팅 다이 (39) 의 중심공의 소경 원통면부 (41) 의 내경 (및 제 1 중간 소재 (21) 의 대경부 (35) 의 상단면에 형성된 제 2 예비 R 모따기부 (37) 의 외경) 보다 크고, 또한, 대경 원통면부 (42) 의 내경 (및 제 1 중간 소재 (21) 의 대경부 (35) 의 외경) 보다 작게 되어 있다. 또, 펀치 (28a) 의 하단면은, 제 1 중간 소재 (21) 의 대경부 (35) 의 상단면 중, 직경 방향 외단부 (제 2 예비 R 모따기부 (37) 보다 직경 방향 외측에 형성된 원륜상의 평탄면의 직경 방향 외반부) 를 제외한 부분과 실질적으로 합치하는 형상을 갖고 있다.
이와 같은 금형 장치 (38) 에 의해, 제 1 중간 소재 (21) 에 대해, 상기 서술한 바와 같은 냉간 단조에 의한 전후방 압출 가공을 실시하는 경우에는, 도 2 의 (A) 에 나타내는 바와 같이, 금형 장치 (38) 에 제 1 중간 소재 (21) 를 세트한다. 구체적으로는, 펀치 (28a) 를 플로팅 다이 (39) 의 중심공의 내측에 삽입하기 전에, 제 1 중간 소재 (21) 의 소경부 (34) 를, 플로팅 다이 (39) 의 중심공의 소경 원통면부 (41) 에 직경 방향의 덜컹거림 없이 내측에 끼우고, 제 1 중간 소재 (21) 의 대경부 (35) 를, 플로팅 다이 (39) 의 중심공의 대경 원통면부 (42) 에 직경 방향의 덜컹거림 없이 내측에 끼운다. 이 상태에서, 제 1 중간 소재 (21) 를 플로팅 다이 (39) 의 중심공의 단부 (43) 에 재치한다 (대경부 (35) 의 직경 방향 외단부의 하면을, 단부 (43) 에 접하게 한다). 이와 함께, 제 1 중간 소재 (21) 의 소경부 (34) 의 하단면 중, 제 1 예비 R 모따기부 (36) 의 직경 방향 내측에 존재하는 원형의 평탄면을, 카운터 펀치 (40) 의 상단면에 접하게 한다.
그리고, 이 상태에서, 펀치 (28a) 를, 플로팅 다이 (39) 의 중심공의 대경 원통면부 (42) 의 내측에 상방으로부터 삽입하고, 펀치 (28a) 의 하단면을, 제 1 중간 소재 (21) 의 대경부 (35) 의 상면 중, 직경 방향 외단부를 제외한 부분에 합치시키도록 접하게 한다.
그리고, 이 상태로부터, 펀치 (28a) 를 더욱 하강시켜, 펀치 (28a) 의 하단면과 카운터 펀치 (40) 의 상단면 사이에서, 제 1 중간 소재 (21) 의 직경 방향 중앙부를 축 방향으로 눌러 찌부러뜨린다. 그러면, 도 2 의 (A) → (B) 에 나타내는 바와 같이, 이 눌러 찌부러뜨림에 의해 직경 방향 외측으로 압출된 금속 재료가, 카운터 펀치 (40) 의 외주면과 플로팅 다이 (39) 의 중심공의 소경 원통면부 (41) 사이로 들어감과 함께, 펀치 (28a) 의 외주면과 이 중심공의 대경 원통면부 (42) 사이로 들어간다. 이 결과, 도 2 의 (B) 에 나타내는 바와 같은, 제 2 중간 소재 (22) 가 된다.
제 2 중간 소재 (22) 는, 서로 동축으로 배치된, 하측의 소경 원통부 (46) 와, 상측의 대경 원통부 (47) 와, 소경 원통부 (46) 의 상단부 외주면과 대경 원통부 (47) 의 하단부 내주면을 연결하는 원환상의 연결부 (48) 와, 소경 원통부 (46) 의 상단 개구를 막는 원판상의 바닥판부 (49) 를 구비하고 있다. 또, 소경 원통부 (46) 의 하단면의 직경 방향 내단부에, 제 1 예비 R 모따기부 (36) 가 배치되고, 소경 원통부 (46) 의 상단면의 직경 방향 내단부에 제 2 예비 R 모따기부 (37) 가 배치된다.
또한, 도 2 의 (B) 에 나타낸 상태에서는, 플로팅 다이 (39) 의 하단면이 스토퍼 (44) 의 상면에 접하여, 플로팅 다이 (39) 의 하강이 정지된다. 이와 같이, 펀치 (28a) 를, 더 이상 하강하지 않는 상태로까지 (금속 재료가 가공용의 캐비티 내에 충만할 때까지) 하강시킴으로써, 제 2 중간 소재 (22) 를 고정밀도로 가공할 수 있다. 제 2 중간 소재 (22) 는, 예를 들어, 펀치 (28a) 를 상승시킨 후, 카운터 펀치 (40) 를 상승시킴으로써, 플로팅 다이 (39) 로부터 취출하여, 다음의 제 3 공정으로 보낸다.
「제 3 공정」
제 3 공정에서는, 제 2 중간 소재 (22) 에 타발 가공을 실시하여, 제 2 중간 소재 (22) 의 바닥판부 (49) 를 타발하여, 도 3 에 나타낸 제 3 중간 소재 (23) 로 한다. 또한, 도시한 예에서는, 바닥판부 (49) 의 타발 방향을 상방으로 하고 있지만, 타발 방향을 하방으로 해도 된다. 어느 쪽으로 해도, 상기 서술한 바와 같은 제 3 중간 소재 (23) 는, 타발 가공을 실시하기 위한 장치로부터 취출하여, 다음의 제 4 공정으로 보낸다.
「제 4 공정」
제 4 공정에서는, 제 3 중간 소재 (23) 에 대해, 도 4 ∼ 5 에 나타내는 바와 같은 금형 장치 (50) 에 의해, 냉간 단조에 의한 가공을 실시함으로써, 소경 원통부 (46) 의 형상 및 치수를, 최종 제품의 형상 및 치수에 근접시켜, 제 4 중간 소재 (24) 로 한다. 또한, 본 예의 경우에는, 이 제 4 공정이, 냉간 단조에 의한 모따기 가공 공정에 상당한다. 제 4 공정에서 사용하는, 금형 장치 (50) 는, 다이스 (26a) 와, 슬리브 (51) 와, 다이스 핀 (27a) 과, 펀치 (28b) 를 구비한다.
다이스 (26a) 는, 단 형성 원통상의 내주면을 갖는다. 즉, 다이스 (26a) 의 내주면은, 서로 동축으로 배치된, 하측의 소경 원통면부 (29a) 및 상측의 대경 원통면부 (30a) 와, 소경 원통면부 (29a) 및 대경 원통면부 (30a) 의 중심축과 직교하는 원륜상의 단부 (31a) 를 갖는 단 형성 원통상이다. 소경 원통면부 (29a) 및 대경 원통면부 (30a) 는, 단부 (31a) 에 의해 연속된다.
또, 제 2 금형에 상당하는, 슬리브 (51) 는, 원통상으로 제조된 것이다. 슬리브 (51) 는, 다이스 (26a) 의 중심공의 소경 원통면부 (29a) 의 하단부로부터 중간부에 직경 방향의 덜컹거림 없이 내측에 끼워져 있다. 또, 슬리브 (51) 의 내경은, 제 3 중간 소재 (23) 의 소경 원통부 (46) 의 내경보다 크고, 또한, 이 소경 원통부 (46) 의 하단부 내측 둘레 가장자리에 형성된 제 1 예비 R 모따기부 (36) 의 외경보다 약간만 작게 되어 있다. 또, 슬리브 (51) 의 상단면은, 슬리브 (51) 의 중심축과 직교하는 원륜상의 누름면 (52) 으로 되어 있다.
또, 금형에 상당하는, 다이스 핀 (27a) 은, 단 형성 원기둥상으로 제조된 것이다. 다이스 핀 (27a) 은, 슬리브 (51) 에 직경 방향의 덜컹거림 없이 내측에 끼워져 있다. 다이스 핀 (27a) 은, 서로 동축으로 배치된, 상단부에 위치하는 소경 원기둥부 (53) 와, 하단부로부터 중간부에 위치하는 대경 원기둥부 (54) 를 구비한다.
소경, 대경 양 원기둥부 (53, 54) 의 외주면끼리를, 모따기 가공면에 상당하는, 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 에 의해 연속시키고 있다. 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 은, 직경 방향 내측을 향할수록 상방을 향하는 방향으로 경사진, 단면 형상이 1/4 오목 원호형이고 원환상인 면이다. 전술한 바와 같이, 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 의 단면 형상의 곡률 반경 (r1) 은, 제 1 예비 R 모따기 가공면 (32) (제 1 예비 R 모따기부 (36)) 의 단면 형상의 곡률 반경 (R1) 보다 작게 되어 있다 (r1 ＜ R1). 또, 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 의 단면 형상은 1/4 오목 원호형이기 때문에, 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 의 직경 방향 (및 축 방향) 의 폭 치수도 r1 이다. 따라서, 본 예의 경우, 제 1 예비 R 모따기부 (36) 의 직경 방향 (및 축 방향) 의 폭 치수 (R1) 는, 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 의 직경 방향 (및 축 방향) 의 폭 치수 r1 보다 크게 되어 있다.
또, 다이스 핀 (27a) 의 대경 원기둥부 (54) 를, 슬리브 (51) 에 직경 방향의 덜컹거림 없이 내측에 끼운 상태에서, 다이스 핀 (27a) 의 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 을, 슬리브 (51) 의 상단면인 누름면 (52) 의 직경 방향 내측에 인접 배치하고 있다.
또, 금형 장치를 구성하는 금형에 상당하는, 펀치 (28b) 는, 단 형성 원기둥상으로 제조된 것이다. 펀치 (28b) 는, 다이스 (26a) 의 중심공의 대경 원통면부 (30a) 의 내측에 상방으로부터 삽입되고, 대경 원통면부 (30a) 와 동축으로 형성되어 있다. 펀치 (28b) 는, 서로 동축으로 배치된, 하단부에 위치하는 소경 원기둥부 (56) 과, 상단부로부터 중간부에 위치하는 대경 원기둥부 (57) 를 구비한다.
소경, 대경 양 원기둥부 (56, 57) 의 외주면끼리를, 단부 (58) 에 의해 연속시키고 있다. 단부 (58) 의 직경 방향 내단부를 제외한 부분은, 중심축과 직교하는 원륜상의 가압면 (59) 으로 되어 있다. 단부 (58) 의 직경 방향 내단부는, 모따기 가공면에 상당하는, 제 2 정규 R 모따기 가공면 (60) 으로 되어 있다. 제 2 정규 R 모따기 가공면 (60) 은, 직경 방향 내측을 향할수록 하방을 향하는 방향으로 경사진, 단면 형상이 1/4 오목 원호형이고 원환상인 면이다. 전술한 바와 같이, 제 2 정규 R 모따기 가공면 (60) 의 단면 형상의 곡률 반경 (r2) 은, 제 2 예비 R 모따기 가공면 (33) (제 2 예비 R 모따기부 (37)) 의 단면 형상의 곡률 반경 (R2) 보다 작게 되어 있다 (r2 ＜ R2). 또, 제 2 정규 R 모따기 가공면 (60) 의 단면 형상은 1/4 오목 원호형이기 때문에, 제 2 정규 R 모따기 가공면 (60) 의 직경 방향 (및 축 방향) 의 폭 치수도 r2 이다. 따라서, 본 예의 경우, 제 2 예비 R 모따기부 (37) 의 직경 방향 (및 축 방향) 의 폭 치수 (R2) 는, 제 2 정규 R 모따기 가공면 (60) 의 직경 방향 (및 축 방향) 의 폭 치수 r2 보다 크게 되어 있다. 또, 대경 원기둥부 (57) 의 외경 (가압면 (59) 의 외경) 은, 중심공의 대경 원통면부 (30a) 보다 작고, 이 중심공의 소경 원통면부 (29a) 의 내경과 실질적으로 동일한 크기로 되어 있다.
이와 같은 금형 장치 (50) 에 의해, 제 3 중간 소재 (23) 에 대해, 상기 서술한 바와 같은 냉간 단조에 의한 가공을 실시하는 경우에는, 도 4 의 (A) 및 도 5의 (A) 에 나타내는 바와 같이, 금형 장치 (50) 에 제 3 중간 소재 (23) 를 세트 한다. 구체적으로는, 펀치 (28b) 를 다이스 (26a) 의 중심공의 내측에 삽입하기 전에, 제 3 중간 소재 (23) 의 소경 원통부 (46) 를, 다이스 (26a) 의 중심공의 소경 원통면부 (29a) 에 직경 방향의 덜컹거림 없이 내측에 끼우고, 대경 원통부 (47) 를 다이스 (26a) 의 중심공의 대경 원통면부 (30a) 에 직경 방향의 덜컹거림 없이 내측에 끼우고, 제 3 중간 소재 (23) 를 단부 (31a) 에 재치한다 (단부 (31a) 에, 대경 원통부 (47) 및 연결부 (48) 의 하면을 접하게 한다). 이와 함께, 제 3 중간 소재 (23) 의 소경 원통부 (46) 의 하단면 중, 제 1 예비 R 모따기부 (36) 에 대해 직경 방향 외측에 인접한 부분을, 슬리브 (51) 의 상단면인 누름면 (52) 중, 직경 방향 내단 근처 부분 (직경 방향 내단 가장자리보다 약간만 직경 방향 외측으로 치우친 부분) 에 접촉시킨다.
또한, 이 상태에서, 다이스 핀 (27a) 에 형성된 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 은, 소경 원통부 (46) 의 하단면의 직경 방향 내단부에 형성된 제 1 예비 R 모따기부 (36) 와 접촉은 하지 않고, 축 방향으로 근접 대향한 상태가 된다. 그리고, 이 상태에서, 펀치 (28b) 를, 다이스 핀 (27a) 의 중심공의 대경 원통면부 (30a) 의 내측에 상방으로부터 삽입하고, 펀치 (28b) 의 소경 원기둥부 (56) 를, 소경 원통부 (46) 의 상단부에 직경 방향의 덜컹거림 없이 내측에 끼운다. 이와 함께, 펀치 (28b) 의 단부 (58) 중, 가압면 (59) 을, 소경 원통부 (46) 의 상단면 중에서, 제 2 예비 R 모따기부 (37) 의 직경 방향 외측에 인접하는 부분에 접하게 한다. 또한, 이 상태에서, 단부 (58) 중, 제 2 정규 R 모따기 가공면 (60) 은, 소경 원통부 (46) 의 상단면의 직경 방향 내단부에 형성된 제 2 예비 R 모따기부 (37) 와 접촉은 하지 않고, 축 방향으로 근접 대향한 상태가 된다.
또, 본 예의 경우에는, 이 상태에서, 슬리브 (51) 의 상단면인 누름면 (52) 을, 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 의 하단 가장자리 (직경 방향 외단 가장자리)보다 약간만 (치수 X 분만큼) 상측에 위치시키고 있다. 이 이유는, 다음과 같다. 즉, 본 예의 경우, 다음에 서술하는 제 4 공정의 가공의 종료 후에는, 펀치 (28b) 를 상승시킨 후, 다이스 (26a) 와 슬리브 (51) 와 다이스 핀 (27a) 중, 슬리브 (51) 만을 상승시키고, 가공 후의 워크 (제 4 중간 소재 (24)) 를, 다이스 (26a) 로부터 배출한다. 이 때문에, 본 예의 경우, 슬리브 (51) 는, 다이스 (26a) 나 다이스 핀 (27a) 과는 별체로, 다이스 (26a) 및 다이스 핀 (27a) 에 대해 상하 방향 (축 방향) 으로 변위 가능한, 가동 부품으로 하고 있다. 이와 같은 가동 부품인 슬리브 (51) 는, 다음에 서술하는 제 4 공정의 가공을 실시할 때에, 소경 원통부 (46) 로부터 가해지는 하방으로의 압력에 의해 가동 기구가 탄성 변형되거나 함으로써, 약간 (치수 X 분) 만 하방으로 변위한다. 이 때문에, 본 예의 경우에는, 상기 서술한 바와 같이 금형 장치 (50) 에 제 3 중간 소재 (23) 를 세트한 단계, 즉, 다음에 서술하는 제 4 공정의 가공의 개시 단계에서, 슬리브 (51) 의 상단면인 누름면 (52) 을, 당해 하방으로의 변위량의 분 (치수 X 분) 만큼, 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 의 하단 가장자리보다 상측에 위치시키고 있다. 이로써, 다음에 서술하는 제 4 공정의 가공의 종료 단계에서, 누름면 (52) 과 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 의 하단 가장자리의 상하 위치가 일치하도록 되어 있다.
그리고, 본 예의 경우에는, 상기 서술한 바와 같이 금형 장치 (50) 에 제 3 중간 소재 (23) 를 세트한 상태로부터, 도 4 의 (A) → (B) 의 순서, 및, 도 5 의 (A) → (B) 의 순서로 나타내는 바와 같이, 펀치 (28b) 를 더욱 하강시킨다. 이로써, 펀치 (28b) 의 단부 (58) (가압면 (59) 및 제 2 정규 R 모따기 가공면 (60)) 과, 슬리브 (51) 의 누름면 (52) 및 다이스 핀 (27a) 의 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 사이에서, 제 3 중간 소재 (23) 의 소경 원통부 (46) 를 축 방향으로 압축한다. 이것에 수반하여, 가압면 (59) 및 제 2 정규 R 모따기 가공면 (60) 을, 소경 원통부 (46) 의 상단면에 대해 축 방향으로 가압함과 함께, 누름면 (52) 및 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 을, 소경 원통부 (46) 의 하단면에 대해 축 방향으로 가압한다.
이로써, 소경 원통부 (46) 의 축 방향 치수를, 소정의 길이가 될 때까지 줄인다. 이와 동시에, 소경 원통부 (46) 의 상단면 중, 제 2 정규 R 모따기 가공면 (60) 을 가압한 부분인 직경 방향 내단부 (내측 둘레 가장자리) 에, 제 2 정규 R 모따기부 (62) 를 형성한다. 제 2 정규 R 모따기부 (62) 의 형상은, 제 2 정규 R 모따기 가공면 (60) 과 합치하고, 그 단면 형상이 1/4 볼록 원호형이다. 즉, 제 2 정규 R 모따기부 (62) 의 단면 형상의 곡률 반경은, 제 2 정규 R 모따기 가공면 (60) 과 마찬가지로 r2 가 된다.
또한, 이와 동시에, 소경 원통부 (46) 의 하단면 중, 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 에 가압한 부분인 직경 방향 내단부 (내측 둘레 가장자리) 에, 제 1 정규 R 모따기부 (61) 를 형성한다. 제 1 정규 R 모따기부 (61) 의 형상은, 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 과 합치하고, 그 단면 형상이 1/4 볼록 원호형이다. 즉, 이 제 1 정규 R 모따기부 (61) 단면 형상의 곡률 반경은, 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 과 마찬가지로 r1 이 된다.
또, 상기 서술한 바와 같이, 본 예의 경우에는, 제 4 공정의 가공에 수반하여, 누름면 (52) 이 소경 원통부 (46) 로부터 가해지는 하방으로의 압력에 기초하여 약간만 하방으로 변위한다. 그리고, 이 가공의 종료 단계에서, 누름면 (52) 과 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 의 하단 가장자리의 상하 위치가 일치한다. 또한, 본 예의 경우에는, 제 1, 제 2 각 정규 R 모따기부 (61, 62) 가, 각각 정규 모따기부에 상당한다.
이와 같이 하여 얻어진 제 4 중간 소재 (24) 에, 소경 원통부 (46) 를 타발하기 (소경, 대경 양 원통부 (46, 47) 를 분리하기) 위한 타발 가공이나, 연결부 (48) 를 제거하기 위한 타발 가공, 그 외, 연삭, 절삭 등의 후가공을 실시함으로써, 래디얼 볼 베어링 (1) 을 구성하는 외륜 (2) 및 내륜 (3) (도 10 참조) 을 제조한다.
특히, 본 예의 경우에는, 상기 서술한 바와 같은 제 4 공정의 가공에 관해서, 다음과 같은 효과가 얻어진다.
즉, 본 예의 경우, 소경 원통부 (46) 의 축 방향 양 단부 (상하 양 단부) 내측 둘레 가장자리, 그 직경 방향 (및 축 방향) 의 폭 치수 (R1 (R2)) 가, 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) (제 2 정규 R 모따기 가공면 (60)) 의 직경 방향의 폭 치수 (r1 (r2)) 보다 큰, 제 1 예비 R 모따기부 (36) (제 2 예비 R 모따기부 (37)) 를 형성한 상태에서, 상기 서술한 바와 같은 제 4 공정의 가공을 실시한다. 즉, 소경 원통부 (46) 의 하단면 (상단면) 의 직경 방향 내단부를, 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) (제 2 정규 R 모따기 가공면 (60)) 에 가압함으로써, 소경 원통부 (46) 의 축 방향 양 단부 내측 둘레 가장자리에 제 1 정규 R 모따기부 (61) (제 2 정규 R 모따기부 (62)) 를 형성한다.
이 때문에, 전술한 특허문헌 1 에 기재된 종래 방법과 같이, 첨예한 단 가장자리가, 단면 형상이 원호형인 모따기 가공면 (제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 이나 제 2 정규 R 모따기 가공면 (60)) 에 최초로 접촉하는 것을 회피할 수 있다. 이 결과, 냉간 단조에 의해 제 1, 제 2 양 정규 R 모따기부 (61, 62) 를 형성할 때에, 소경 원통부 (46) 의 축 방향 양 단부 내측 둘레 가장자리에서, 제 3 중간 소재 (23) 의 자재 (재료) 의 유동을 원활하게 실시하게 할 수 있어, 소경 원통부 (46) 의 상하 양 단부 내측 둘레 가장자리부에 형성하는 제 1 정규 R 모따기부 (61) 및 제 2 정규 R 모따기부 (62) 의 형상 정밀도를 양호하게 할 수 있다.
또한, 본 예의 경우, 상기 서술한 제 4 공정의 가공의 개시 단계에서, 누름면 (52) 중, 직경 방향 내단 근처 부분 (직경 방향 내단 가장자리로부터 벗어난 부분에서, 이 직경 방향 내단 가장자리보다 약간만 직경 방향 외측으로 치우친 부분) 을, 소경 원통부 (46) 의 하단면의 직경 방향 중간부(제 1 예비 R 모따기부 (36) 의 외측 둘레 가장자리보다 직경 방향 외측에 위치하는 부분) 에 최초로 접촉시킨다. 이 상태에서는, 소경 원통부 (46) 의 하단면 중, 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 과 축 방향과 대향하는 부분인, 제 1 예비 R 모따기부 (36) 는, 누름면 (52) 을 포함하는 가상 평면보다 상측에 위치한다.
이 때문에, 본 예의 경우에는, 상기 서술한 제 4 공정의 가공의 진행에 수반하여, 누름면 (52) 이, 소경 원통부 (46) 로부터 가해지는 압력에 기초하여 하방으로 변위하는 과정에서, 이 소경 원통부 (46) 의 하단부 내측 둘레 가장자리 (제 1 예비 R 모따기부 (36) 가 형성된 부분) 의 자재가, 누름면 (52) 을 포함하는 가상 평면보다 하측을 향하여 잘 유동하지 않게 할 수 있다. 이 결과, 본 예의 경우에는, 이 자재의 일부가, 누름면 (52) 과 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 의 경계의 내측 (슬리브 (51) 의 내주면과 다이스 핀 (27a) 의 대경 원기둥부 (54) 의 외주면 사이) 으로 들어가, 버가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
이에 반해, 본 예의 경우와는 달리, 소경 원통부 (46a) 의 하단부 내측 둘레 가장자리에, 미리 제 1 예비 R 모따기부 (36) 를 형성하지 않고, 소경 원통부 (46a) 의 하단면의 전체를 축 방향과 직교하는 평탄면 (또는 이와 같은 평탄면에 근사한 면) 으로 한 채로의 상태에서, 상기 서술한 제 4 공정의 가공을 실시한 경우를 생각한다.
이 경우, 이 가공의 개시 단계에서, 소경 원통부 (46a) 의 하단면 중, 첨예한 단 가장자리인 내측 둘레 가장자리가, 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 과 최초로 접촉할 가능성이 있다. 그리고, 상기 서술한 제 4 공정의 가공의 진행에 수반하여, 누름면 (52) 이, 소경 원통부 (46a) 로부터 가해지는 압력에 기초하여 하방으로 변위하는 과정에서, 도 6 의 (A) 에 나타내는 바와 같이, 이 소경 원통부 (46a) 의 하단부 내측 둘레 가장자리의 자재가, 누름면 (52) 을 포함하는 가상 평면보다 하측을 향하여 유동함과 함께, 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 과 누름면 (52) 사이에 존재하는 단차면 (슬리브 (51) 의 내주면의 상단부) (63) 에 접촉할 가능성이 있다.
그리고, 이와 같이 접촉한 경우에는, 그 후, 누름면 (52) 이 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 의 하단 가장자리와 동일한 상하 위치가 될 때까지 하방으로 변위하는 과정에서, 도 6 의 (B) 에 나타내는 바와 같이, 자재의 일부가, 누름면 (52) 과 제 1 정규 R 모따기 가공면 (55) 의 경계의 내측 (슬리브 (51) 의 내주면과 다이스 핀 (27a) 의 대경 원기둥부 (54) 의 외주면 사이) 으로 들어가, 버 (64) 가 형성될 가능성이 있다.
본 예의 경우에는, 이와 같은 버 (64) 가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 예의 경우, 제 1, 제 2 양 예비 R 모따기부 (36, 37) 를 형성하기 위한 가공을, 제 1 공정에 있어서, 소경부 (34) 및 대경부 (35) 를 형성하기 위한 가공과 동시에 실시하고 있다. 따라서, 제 1, 제 2 양 예비 R 모따기부 (36, 37) 를 미리 형성하는 것에 의한 제조 비용의 증대가 억제된다.
[실시형태의 제 2 예]
본 발명의 실시형태의 제 2 예에 대해, 도 7 ∼ 9 를 참조하면서 설명한다.
본 예에 대해서도, 이하, 공정 순으로 설명한다. 또한, 본 예에 관한 이하의 설명 중, 상하 방향은, 도 7 ∼ 9 의 상하 방향을 의미한다. 단, 도 7 ∼ 9 의 상하 방향은, 반드시 가공시의 상하 방향과 일치한다고는 할 수 없다.
「제 1 공정」
제 1 공정에서는, 상기 서술한 실시형태의 제 1 예의 제 4 공정에서 얻어진 제 4 중간 소재 (24) 에 대해, 도 7 에 나타내는 바와 같은 금형 장치 (65) 에 의해, 타발 가공을 실시한다. 그리고, 제 4 중간 소재 (24) 로부터, 소경 원통부 (46) 에 상당하는 부분을 타발하여, 소경 원통상 링 부재 (18a) 로 한다.
이와 같은 제 1 공정에서 사용하는, 금형 장치 (65) 는, 다이스 (26b) 와, 슬리브 (51a) 와, 펀치 (28c) 를 구비한다.
다이스 (26b) 는, 단 형성 원통상의 내주면을 갖는다. 즉, 이 다이스 (26b) 의 내주면은, 서로 동축으로 배치된, 하측의 소경 원통면부 (29b) 및 상측의 대경 원통면부 (30b) 와, 소경 원통면부 (29b) 및 상측의 대경 원통면부 (30b) 를 연속시키는 단부 (31b) 를 갖는 단 형성 원통상이다.
또, 슬리브 (51a) 는, 원통상으로 제조되고 있다. 슬리브 (51a) 는, 다이스 (26b) 의 중심공의 소경 원통면부 (29b) 에 직경 방향의 덜컹거림 없이 내측에 끼워져 있다.
또, 펀치 (28c) 는, 원기둥상으로 제조되고 있고, 다이스 (26b) 의 중심공의 내측에, 상방으로부터 삽입되어 있다.
이와 같은 금형 장치 (65) 에 의해, 제 4 중간 소재 (24) 에 대해, 상기 서술한 타발 가공을 실시하는 경우에는, 펀치 (28c) 를 다이스 (26b) 의 중심공의 내측에 삽입하기 전에, 제 4 중간 소재 (24) 의 소경 원통부 (46) 를 다이스 (26b) 의 중심공의 소경 원통면부 (29b) 에 직경 방향의 덜컹거림 없이 내측에 끼우고, 제 4 중간 소재 (24) 의 대경 원통부 (47) 를 다이스 (26b) 의 중심공의 대경 원통면부 (30b) 에 직경 방향의 덜컹거림 없이 내측에 끼운다. 또한, 제 4 중간 소재 (24) 의 대경 원통부 (47) 및 연결부 (48) 의 하단면을, 다이스 (26b) 의 중심공의 단부 (31b) 및 슬리브 (51a) 의 상단면에 의해 지지한다.
그리고, 이 상태에서, 펀치 (28c) 를, 다이스 (26b) 의 중심공의 내측에 상방으로부터 삽입하고, 펀치 (28c) 의 하단면의 외측 둘레 가장자리부와, 슬리브 (51a) 의 상단면의 내측 둘레 가장자리부에 의해, 소경 원통부 (46) 에 상당하는 부분을 타발한다. 이와 같이 하여 타발된 소경 원통상 링 부재 (18a) 에, 절삭이나 연삭 등의 후가공을 실시하여, 래디얼 볼 베어링 (1) 을 구성하는 내륜 (3) (도 10 참조) 을 얻는다.
또, 본 예의 경우에는, 단부 (31b) 를, 직경 방향 외측을 향할수록 상방을 향하는 방향으로 경사진, 단면 형상이 1/4 오목 원호형이고 원환상인 모따기 가공면으로 하고 있다. 그리고, 상기 서술한 타발 가공을 실시할 때에, 이 타발의 하중에 의해, 대경 원통면부 (30b) 의 하단면의 직경 방향 외단부를, 단부 (31b) 인 모따기 가공면에 축 방향으로 가압한다. 이로써, 이 직경 방향 외단부를, 단면 형상이 1/4 볼록 원호형인 제 4 정규 R 모따기부 (66) 로 가공한다.
「제 2 공정」
제 2 공정에서는, 상기 서술한 제 1 공정에서 소경 원통부 (46) 에 상당하는 부분을 분리한, 나머지 부분인 제 5 중간 소재 (67) 에 대해, 도 8 에 나타내는 바와 같은 금형 장치 (68) 에 의해, 냉간 단조에 의한 가공을 실시함으로써, 제 3 예비 R 모따기부 (69) 를 형성한 제 6 중간 소재 (71) 로 한다.
이와 같은 제 2 공정에서 사용하는, 금형 장치 (68) 는, 다이스 (26c) 와, 펀치 (28d) 를 구비한다.
다이스 (26c) 는, 단 형성 원통상의 내주면을 갖는다. 즉, 다이스 (26c) 의 내주면은, 서로 동축으로 배치된 하측의 소경 원통면부 (29c) 및 상측의 대경 원통면부 (30c) 와, 제 3 예비 R 모따기 가공면 (70) 을 갖는 단 형성 원통상이다. 제 3 예비 R 모따기 가공면 (70) 은, 직경 방향 외측을 향할수록 상방을 향하는 방향으로 경사지고, 원환상이며, 단면 형상이 1/4 오목 원호형이다. 제 3 예비 R 모따기 가공면 (70) 의 단면 형상의 곡률 반경 (R3) 은, 후술하는 제 3 정규 R 모따기 가공면 (73) 의 단면 형상의 곡률 반경 (r3) 보다 크게 되어 있다 (R3 ＞ r3).
또, 펀치 (28d) 는, 원기둥상으로 제조되고 있다. 펀치 (28d) 는, 다이스 (26c) 의 중심공의 대경 원통면부 (30c) 에, 상방으로부터 삽입되고, 직경 방향의 덜컹거림 없이 내측에 끼워져 있다.
이와 같은 금형 장치 (68) 에 의해, 제 5 중간 소재 (67) 에 대해, 상기 서술한 냉간 단조에 의한 가공을 실시하는 경우에는, 펀치 (28d) 를 다이스 (26c) 의 중심공에 삽입하기 전에, 제 5 중간 소재 (67) 를, 상하 반전시킨 상태 (연결부 (48) 를 상측에 배치한 상태) 에서, 다이스 (26c) 의 중심공의 대경 원통면부 (30c) 에 덜컹거림 없이 내측에 끼움과 함께, 제 5 중간 소재 (67) 의 대경 원통부 (47) 의 하단면 (도 7 에 있어서 상단면) 의 직경 방향 외단부를, 다이스 (26c) 의 중심공의 제 3 예비 R 모따기 가공면 (70) 에 의해 지지한다.
그리고, 이 상태에서, 펀치 (28d) 를, 다이스 (26c) 의 중심공의 내측에 상방으로부터 삽입하고, 이 펀치 (28d) 의 하단면에 의해, 제 5 중간 소재 (67) 의 상단면을 가압한다. 이로써, 대경 원통부 (47) 의 하단면의 직경 방향 외단부를, 제 3 예비 R 모따기 가공면 (70) 에 축 방향으로 가압함으로써, 대경 원통부 (47) 의 하단부 외측 둘레 가장자리에, 단면 형상이 1/4 볼록 원호형의 제 3 예비 R 모따기부 (69) 를 형성한다. 제 3 예비 R 모따기부 (69) 의 단면 형상의 곡률 반경은, 제 3 예비 R 모따기 가공면 (70) 과 마찬가지로 R3 이다. 또한, 제 3 예비 R 모따기부 (69) 의 단면 형상은 1/4 볼록 원호형이기 때문에, 제 3 예비 R 모따기부 (69) 의 직경 방향 (및 축 방향) 의 폭 치수도 R3 이다. 또한, 본 예의 경우에는, 제 3 예비 R 모따기부 (69) 가, 예비 모따기부에 상당한다.
「제 3 공정」
제 3 공정에서는, 상기 서술한 제 2 공정에서 얻어진 제 6 중간 소재 (71) 에 대해, 도 9 에 나타내는 바와 같은 금형 장치 (72) 에 의해, 연속부 (48) 를 제거하는 타발 가공을 실시함으로써, 대경 원통상 링 부재 (20a) 를 얻는다. 또한, 본 예의 경우에는, 이 제 3 공정이, 냉간 단조에 의한 모따기 가공 공정에 상당한다.
이와 같은 제 3 공정에서 사용하는, 금형 장치 (72) 는, 다이스 (26d) 와, 슬리브 (51b) 와, 펀치 (28e) 를 구비한다.
다이스 (26d) 는, 금형에 상당하는 것이고, 단 형성 원통상의 내주면을 갖는다. 즉, 다이스 (26d) 의 내주면은, 서로 동축으로 배치된, 하측의 소경 원통면부 (29d) 및 상측의 대경 원통면부 (30d) 와, 모따기 가공면에 상당하는 제 3 정규 R 모따기 가공면 (73) 을 갖는 단 형성 원통상이다. 소경 원통면부 (29d) 및 대경 원통면부 (30d) 는, 제 3 정규 R 모따기 가공면 (73) 에 의해 연속된다.
제 3 정규 R 모따기 가공면 (73) 은, 직경 방향 외측을 향할수록 상측을 향하는 방향으로 경사진, 단면 형상이 1/4 오목 원호형인 원환상의 면이다. 전술한 바와 같이, 제 3 정규 R 모따기 가공면 (73) 의 단면 형상의 곡률 반경 (r3) 은, 제 3 예비 R 모따기 가공면 (70) (제 3 예비 R 모따기부 (69)) 의 단면 형상의 곡률 반경 (R3) 보다 작게 되어 있다 (r3 ＜ R3). 또, 제 3 정규 R 모따기 가공면 (73) 의 단면 형상은 1/4 오목 원호형이기 때문에, 제 3 정규 R 모따기 가공면 (73) 의 직경 방향 (및 축 방향) 의 폭 치수도 r3 이다. 따라서, 본 예의 경우, 제 3 예비 R 모따기부 (69) 의 직경 방향 (및 축 방향) 의 폭 치수 (R3) 는, 제 3 정규 R 모따기 가공면 (73) 의 직경 방향 (및 축 방향) 의 폭 치수 r3 보다 크게 되어 있다.
또, 슬리브 (51b) 는, 제 2 금형에 상당하는 것이고, 원통상으로 제조된 것이다. 슬리브 (51b) 의 상단면은, 축 방향과 직교하는 원륜상의 누름면 (52a) 으로 되어 있다. 슬리브 (51b) 는, 다이스 (26d) 의 중심공의 소경 원통면부 (29d) 에 직경 방향의 덜컹거림 없이 내측에 끼워진다. 이 상태에서, 슬리브 (51b) 의 누름면 (52a) 을, 제 3 정규 R 모따기 가공면 (73) 의 직경 방향 내측에 인접 배치하고 있다.
또, 펀치 (28e) 는, 원기둥상으로 제조되고 있다. 펀치 (28e) 의 외경은, 제 6 중간 소재 (71) 의 대경 원통부 (47) 의 내경보다 약간만 크고, 슬리브 (51b) 의 내경과 실질적으로 동일한 크기로 되어 있다. 펀치 (28e) 는, 다이스 (26d) 의 중심공의 내측에, 상방으로부터 삽입되어 있다.
이와 같은 금형 장치 (72) 에 의해, 제 6 중간 소재 (71) 에 대해, 상기 서술한 냉간 단조에 의한 가공을 실시하는 경우에는, 펀치 (28e) 를 다이스 (26d) 의 중심공의 내측에 삽입하기 전에, 제 6 중간 소재 (71) 를, 연결부 (48) 를 상측에 배치한 채로의 상태에서, 다이스 (26d) 의 중심공의 대경 원통면부 (30d) 에 덜컹거림 없이 내측에 끼운다. 이와 함께, 제 6 중간 소재 (71) 의 대경 원통부 (47) 의 하단면 (도 7 에 있어서 상단면, 도 8 에 있어서 하단면) 을, 슬리브 (51b) 의 상단면인 누름면 (52a) 에 접촉시킨다. 구체적으로는, 대경 원통부 (47) 의 하단면 중, 제 3 예비 R 모따기부 (69) 에 대해 직경 방향 내측에 인접한 부분을, 누름면 (52a) 중, 직경 방향 외단 근처 부분 (직경 방향 외단 가장자리로부터 벗어난 부분에서, 이 직경 방향 외단 가장자리보다 약간만 직경 방향 내측으로 치우친 부분) 에 접촉시킨다. 또한, 이 상태에서, 제 3 정규 R 모따기 가공면 (73) 은, 대경 원통부 (47) 의 하단면의 직경 방향 외단부에 형성된 제 3 예비 R 모따기부 (69) 와는 접촉하지 않고, 축 방향으로 근접 대향한 상태가 된다.
또, 본 예의 경우에는, 이 상태에서, 슬리브 (51b) 의 상단면인 누름면 (52a) 을, 제 3 정규 R 모따기 가공면 (73) 의 하단 가장자리 (직경 방향 내단 가장자리) 보다 약간만 (치수 Y 분만큼) 상측에 위치시키고 있다. 이 이유는, 상기 서술한 실시형태의 제 1 예의 제 4 공정에서 사용한 슬리브 (51) (도 4 참조) 의 경우와 마찬가지로, 슬리브 (51b) 를, 다이스 (26d) 에 대해 상하 방향으로 변위 가능한 가동 부품 (이 다이스 (26d) 로부터 가공 후의 워크인 대경 원통상 링 부재 (20a) 를 취출하기 위한 부품) 으로 하고 있기 때문이다. 이와 같은 가동 부품인 슬리브 (51b) 가, 다음에 서술하는 제 3 공정의 가공을 실시할 때에, 대경 원통부 (47) 로부터 가해지는 하방으로의 압력에 의해 가동 기구가 탄성 변형되거나 함으로써, 약간 (치수 X 분) 만 하방으로 변위한다. 그래서, 본 예의 경우에는, 다음에 서술하는 제 3 공정의 가공의 개시 단계에서, 슬리브 (51b) 의 상단면인 누름면 (52a) 을, 당해 하방으로의 변위량의 분 (치수 X 분) 만큼, 제 3 정규 R 모따기 가공면 (73) 의 하단 가장자리보다 상측에 위치시키도록 되어 있다. 이로써, 다음에 서술하는 제 3 공정의 가공의 종료 단계에서, 누름면 (52a) 과 제 3 정규 R 모따기 가공면 (73) 의 하단 가장자리의 상하 위치가 일치하도록 되어 있다.
그리고, 본 예의 경우에는, 상기 서술한 바와 같이 금형 장치 (72) 에 제 6 중간 소재 (71) 를 세트한 상태에서, 펀치 (28e) 를, 다이스 (26d) 의 중심공의 내측에 상방으로부터 삽입함과 함께, 대경 원통부 (47) 의 내경측에 압입한다. 이로써, 연결부 (48) 를 위에서 아래로 눌러 찌부러뜨리면서 이동시켜 (이것에 수반하여, 대경 원통부 (47) 의 내경부를 위에서 아래로 당기면서), 하방으로 타발한다.
또, 이 때의 당김 및 타발의 하중에 의해, 대경 원통부 (47) 의 하단면의 직경 방향 외단부를, 제 3 정규 R 모따기 가공면 (73) 에 축 방향으로 가압함으로써, 대경 원통부 (47) 의 하단부 외측 둘레 가장자리에, 단면 형상이 1/4 볼록 원호형의 제 3 정규 R 모따기부 (74) 를 형성한다. 이 제 3 정규 R 모따기부 (74) 의 단면 형상의 곡률 반경도, 제 3 정규 R 모따기 가공면 (73) 과 마찬가지로 r3 이 된다. 또한, 본 예의 경우에는, 이 제 3 정규 R 모따기부 (74) 가, 정규 모따기부에 상당한다. 그리고, 본 예의 경우에는, 이와 같이 하여 얻어진 대경 원통상 링 부재 (20a) 에, 절삭이나 연삭 등의 후가공을 실시하여, 래디얼 볼 베어링 (1) 을 구성하는 외륜 (2) (도 10 참조) 을 얻는다.
이상과 같이, 본 예의 경우에는, 대경 원통부 (47) 의 하단부 외측 둘레 가장자리에, 그 직경 방향 (및 축 방향) 의 폭 치수 (R3) 가, 제 3 정규 R 모따기 가공면 (73) 의 직경 방향의 폭 치수 (r3) 보다 큰, 제 3 예비 R 모따기부 (69) 를 형성한 상태에서, 상기 서술한 바와 같은 제 3 공정의 가공을 실시한다. 즉, 대경 원통부 (47) 의 하단면의 직경 방향 외단부를, 제 3 정규 R 모따기 가공면 (73) 에 가압함으로써, 대경 원통부 (47) 의 하단부 외측 둘레 가장자리에 제 3 정규 R 모따기부 (74) 를 형성한다.
이 때문에, 전술한 특허문헌 1 에 기재된 종래 방법과 같이, 첨예한 단 가장자리가, 단면 형상이 원호형인 모따기 가공면 (제 3 정규 R 모따기 가공면 (73)) 에 최초로 접촉하는 것을 회피할 수 있다. 이 결과, 냉간 단조에 의해 제 3 정규 R 모따기부 (74) 를 형성할 때에, 대경 원통부 (47) 의 하단부 외측 둘레 가장자리에서, 제 6 중간 소재 (71) 의 자재 (재료) 의 유동을 원활하게 실시하게 할 수 있어, 대경 원통부 (47) 의 하단부 외측 둘레 가장자리에 형성하는 제 3 정규 R 모따기부 (74) 의 형상 정밀도를 양호하게 할 수 있다.
또한, 본 예의 제 3 공정의 경우에는, 누름면 (52a) 중, 직경 방향 외단 근처 부분 (직경 방향 외단 가장자리보다 약간만 직경 방향 내측으로 치우친 부분) 을, 대경 원통부 (47) 의 하단면의 직경 방향 중간부 (제 3 예비 R 모따기부 (69) 의 내측 둘레 가장자리보다 직경 방향 내측에 위치하는 부분) 에 최초로 접촉시킨다. 이 상태에서는, 대경 원통부 (47) 의 하단면 중, 제 3 정규 R 모따기 가공면 (73) 에 축 방향으로 대향하는 부분인, 제 3 예비 R 모따기부 (69) 는, 누름면 (52a) 을 포함하는 가상 평면보다 상측에 위치한다. 이 때문에, 본 예의 경우에는, 상기 서술한 제 3 공정의 가공의 진행에 수반하여, 누름면 (52a) 이, 대경 원통부 (47) 로부터 가해지는 압력에 기초하여 하방으로 변위하는 과정에서, 대경 원통부 (47) 의 하단부 외측 둘레 가장자리 (제 3 예비 R 모따기부 (69) 가 형성된 부분) 의 자재가, 누름면 (52a) 을 포함하는 가상 평면보다 하측을 향하여 잘 유동하지 않게 할 수 있다. 이 결과, 본 예의 경우에는, 이 자재의 일부가, 누름면 (52a) 과 제 3 정규 R 모따기 가공면 (73) 의 경계의 내측 (슬리브 (51b) 의 외주면과 다이스 (26d) 의 대경 원통면부 (30d) 의 내주면 사이) 으로 들어가, 버가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
본 출원은, 2016년 7월 19일 출원된 일본 특허출원 2016-141062에 기초하는 것이고, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들여진다.
산업상 이용가능성
본 발명의 제조 방법의 대상이 되는 원통상 링 부재는, 래디얼 볼 베어링을 구성하는 내륜이나 외륜을 제조하기 위한 소재에 한정하지 않고, 예를 들어, 래디얼 원통 롤러 베어링, 래디얼 원추 롤러 베어링 등의 다른 종류의 래디얼 롤링 베어링이나, 롤러 클러치, 캠 클러치 등의 각종 일 방향 클러치를 구성하는, 내륜이나 외륜을 제조하기 위한 소재로 할 수도 있다.
즉, 외륜과 내륜을 구비하는 베어링을 제조할 때에는, 외륜 및/또는 내륜은, 상기 서술한 원통상 링 부재의 제조 방법에 의해 제조된다.
또, 외륜과 내륜을 구비하는 클러치를 제조할 때에는, 외륜 및/또는 내륜은, 상기 서술한 원통상 링 부재의 제조 방법에 의해 제조된다.
또, 상기 베어링 또는 클러치를 구비하는 차량을 제조할 때에는, 상기 베어링 또는 클러치의 제조 방법에 의해 제조된다.
또, 상기 베어링 또는 클러치를 구비하는 기계를 제조할 때에는, 상기 베어링 또는 클러치의 제조 방법에 의해 제조된다.
본 발명을 실시하는 경우, 정규 모따기부나, 예비 모따기부는, R 모따기부에 한정하지 않고, 단면 형상이 직선상인 C 모따기부나, 단면 형상이 복합 곡선상인 모따기부로 할 수도 있다.
또, 정규 모따기부나, 예비 모따기부를, R 모따기부로 하는 경우, 이 R 모따기부의 단면 형상인 원호는, 반드시 1/4 원호가 아니어도 된다.
1 : 래디얼 볼 베어링
2 : 외륜
3 : 내륜
4 : 볼
5 : 외륜 궤도
6 : 내륜 궤도
7 : 유지기
8 : 빌릿
9 : 소경부
10 : 대경부
11 : 제 1 중간 소재
12 : 소경 원통부
13 : 제 2 중간 소재
14 : 대경 원통부
15 : 제 3 중간 소재
16 : 바닥판부
17 : 제 4 중간 소재
18, 18a : 소경 원통상 링 부재
19 : 내향 플랜지부
20, 20a : 대경 원통상 링 부재
21 : 제 1 중간 소재
22 : 제 2 중간 소재
23 : 제 3 중간 소재
24 : 제 4 중간 소재
25 : 금형 장치
26, 26a, 26b, 26c, 26d : 다이스 (금형)
27, 27a : 다이스 핀 (금형)
28, 28a, 28b, 28c, 28d, 28e : 펀치 (금형)
29, 29a, 29b, 29c, 29d : 소경 원통면부
30, 30a, 30b, 30c, 30d : 대경 원통면부
31, 31a, 31b : 단부
32 : 제 1 예비 R 모따기 가공면
33 : 제 2 예비 R 모따기 가공면
34 : 소경부
35 : 대경부
36 : 제 1 예비 R 모따기부 (예비 모따기부)
37 : 제 2 예비 R 모따기부 (예비 모따기부)
38 : 금형 장치
39 : 플로팅 다이
40 : 카운터 펀치
41 : 소경 원통면부
42 : 대경 원통면부
43 : 단부
44 : 스토퍼
45 : 탄성 부재
46, 46a : 소경 원통부
47 : 대경 원통부
48 : 연결부
49 : 바닥판부
50 : 금형 장치
51, 51a, 51b : 슬리브 (제 2 금형)
52, 52a : 누름면
53 : 소경 원기둥부
54 : 대경 원기둥부
55 : 제 1 정규 R 모따기 가공면
56 : 소경 원기둥부
57 : 대경 원기둥부
58 : 단부
59 : 가압면
60 : 제 2 정규 R 모따기 가공면 (모따기 가공면)
61 : 제 1 정규 R 모따기부 (정규 모따기부)
62 : 제 2 정규 R 모따기부 (정규 모따기부)
63 : 단차면
64 : 버
65 : 금형 장치
66 : 제 4 정규 R 모따기부
67 : 제 5 중간 소재
68 : 금형 장치
69 : 제 3 예비 R 모따기부
70 : 제 3 예비 R 모따기 가공면
71 : 제 6 중간 소재
72 : 금형 장치
73 : 제 3 정규 R 모따기 가공면 (모따기 가공면)
74 : 제 3 정규 R 모따기부 (정규 모따기부)
75 : 모따기부

Claims (11)

  1. 원통상 링 부재의 제조 방법으로서,
    원통부를 갖는 금속제의 중간 소재를 형성하는 공정과,
    상기 원통부의 축 방향 단면의 직경 방향 단부를, 금형 장치를 구성하는 금형에 형성된 원환상의 모따기 가공면에 가압함으로써, 상기 원통부의 축 방향 단부 둘레 가장자리에 정규 모따기부를 형성하는 공정인, 냉간 단조에 의한 모따기 가공 공정을 포함하고,
    상기 원통부의 축 방향 단부 둘레 가장자리에, 그 직경 방향의 폭 치수가 상기 정규 모따기부의 직경 방향의 폭 치수보다 큰, 예비 모따기부를 형성한 상태에서, 상기 냉간 단조에 의한 모따기 가공 공정을 실시하는, 원통상 링 부재의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금형 장치는, 상기 금형의 상기 모따기 가공면과 동축으로 또한 직경 방향으로 인접하여 배치된 원륜상의 누름면을 갖는 제 2 금형을 추가로 구비하고,
    상기 냉간 단조에 의한 모따기 가공 공정은, 상기 원통부의 축 방향 단면의 직경 방향 단부를, 상기 모따기 가공면에 대해 축 방향으로 가압하고, 상기 원통부의 축 방향 단면 중에서 상기 직경 방향 단부와 직경 방향으로 인접하는 부분을, 상기 누름면에 대해 축 방향으로 가압함으로써 실시하고,
    상기 냉간 단조에 의한 모따기 가공 공정을 실시할 때에, 상기 누름면을, 상기 원통부의 축 방향 단면의 직경 방향 중간부에 최초로 접촉시키는, 원통상 링 부재의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉간 단조에 의한 모따기 가공 공정을 실시할 때에,
    상기 누름면을, 상기 금형의 상기 모따기 가공면보다, 축 방향에 있어서, 상기 원통부의 축 방향 단면에 가까워지도록 배치함으로써,
    상기 누름면을, 상기 원통부의 축 방향 단면의 직경 방향 중간부에 최초로 접촉시키는, 원통상 링 부재의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 냉간 단조에 의한 모따기 가공 공정의 종료 단계에서, 상기 누름면과, 상기 금형의 상기 모따기 가공면의 축 방향 단 가장자리의 축 방향 위치가 일치하는, 원통상 링 부재의 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 예비 모따기부를 형성하기 위한 가공과, 상기 중간 소재를 얻는 과정에서 실시되는 다른 부위를 형성하기 위한 가공을, 냉간 단조에 의해 동시에 실시하는, 원통상 링 부재의 제조 방법.
  6. 외륜과 내륜을 구비하는 베어링의 제조 방법으로서,
    상기 외륜 및/또는 상기 내륜은, 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 원통상 링 부재의 제조 방법에 의해 제조되는, 베어링의 제조 방법.
  7. 외륜과 내륜을 구비하는 클러치의 제조 방법으로서,
    상기 외륜 및/또는 상기 내륜은, 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 원통상 링 부재의 제조 방법에 의해 제조되는, 클러치의 제조 방법.
  8. 상기 베어링을 구비하는 차량의 제조 방법으로서,
    상기 베어링은, 제 6 항에 기재된 베어링의 제조 방법에 의해 제조되는, 차량의 제조 방법.
  9. 상기 클러치를 구비하는 차량의 제조 방법으로서,
    상기 클러치는, 제 7 항에 기재된 클러치의 제조 방법에 의해 제조되는, 차량의 제조 방법.
  10. 상기 베어링을 구비하는 기계의 제조 방법으로서,
    상기 베어링은, 제 6 항에 기재된 베어링의 제조 방법에 의해 제조되는, 기계의 제조 방법.
  11. 상기 클러치를 구비하는 기계의 제조 방법으로서,
    상기 클러치는, 제 7 항에 기재된 클러치의 제조 방법에 의해 제조되는, 기계의 제조 방법.
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