JP2008279481A

JP2008279481A - 転がり軸受の内外輪の製造方法

Info

Publication number: JP2008279481A
Application number: JP2007125757A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Kobayashi; 一登小林; Hiroshi Koyama; 寛小山
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2007-05-10
Filing date: 2007-05-10
Publication date: 2008-11-20

Abstract

【課題】転がり軸受の内外輪を安定に成形することができる製造方法を提供する。
【解決手段】大径の外輪部４と小径の内輪部５とを有し、外輪部４の一方の端部内周に内輪部５の一方の端部外周が連結されており、且つ内輪部５の他方の端部内周に底６を有する成形品３を成形し、外輪部４と内輪部５との連結部位を切断して成形品３を外輪部４および内輪部５に分離し、内輪部５の底６を打ち抜き、互いに分離された外輪部４および内輪部５をローリング成形により所定の形状に成形する。ローリング成形工程に供される外輪部４において、内輪部５が連結されていた一方の第１端部４ａを、その端面の内周縁が他方の第２端部４ｂに接近するテーパ形状に成形しておき、また、ローリング成形工程に供される内輪部５において、底６が形成されていた一方の第１端部５ａを、その端面の内周縁が他方の第２端部５ｂに接近するテーパ形状に成形しておく。
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受の内外輪の製造方法に関する。

従来、１つの円柱状の材料から転がり軸受の内輪および外輪の２つの軌道輪を製造する方法が知られており、図１０および図１１に一例を示す（例えば、特許文献１参照）。

第１工程：熱間加工での据え込みにより、図１０（Ａ）に示す円柱状の材料２０１から図１０（Ｂ）に示す外周面の母線形状が円弧をなす円盤状の中間成形品２０２を形成する。
第２工程：型鍛造により、中間成形品２０２から図１０（Ｃ）に示す段付きの円筒状の成形品２０３を形成する。この成形品２０３は、大径の外輪部２０４の一方の端部内周において小径の内輪部２０５の一方の端部外周が連結しており、また、内輪部２０５の他方の端部内周には底２０６が形成されている。
第３工程：成形品２０３を外輪部２０４と内輪部２０５との連結部位で切断し、図１０（Ｄ）に示すように、成形品２０３を外輪部２０４および内輪部２０５に分離する。
第４工程：図１０（Ｅ）に示すように、分離された内輪部２０５から底２０６を打ち抜く。
第５工程：外輪部２０４および内輪部２０５をローリング成形により所定の形状に成形する。

上記第５工程では、図１１に示すように、成形ロール２１１とマンドレル２１２とで外輪部２０４（または内輪部２０５）を局部的に径方向に挟み、成形ロール２１１を回転させて成形ロール２１１とともに外輪部２０４を回転させる。回転する外輪部２０４にマンドレル２１２を押し付けることにより、外輪部２０４を拡径させ、またマンドレル２１２に形成された環状突起２１３により外輪部２０４に軌道溝２０７を転造している。

ここで、ローリング成形に供される外輪部２０４の一方の端部内周には、径方向内側に向けて凸となる段部２０８がある。この段部２０８は、上記第３工程において内輪部２０５との連結部位を切断する際に必然的に形成される。同様に、ローリング成形に供される内輪部２０５の一方の端部内周には、上記第４工程において底２０６を打ち抜く際に形成された段部がある。

外輪部２０４の外周面の母線が軸に平行な直線であると、その内周に段部２０８があることにより外輪部２０４の両端部における肉厚に差が生じ、良好なローリング成形に支障をきたす虞がある。そこで、上記第２工程において外輪部２０４の外周に径方向内側に向けて凹となる段部２０９を予め形成し、肉厚の均一化が図られている。内輪部２０５についても同様である。
特開平１１−２４４９８３号公報

しかしながら、例えば外輪部２０４について、その外周に段部２０９が形成された外輪部２０４をローリング成形の際に、図１２に示すように、段部２０９があることによって外輪部２０４が必然的に傾いてしまい、安定した成形が行えない。そして、外輪部２０４が傾くことにより、段部２０９が形成されている一方の端部の内周縁が軸方向外側に変位し、図１３に示すように、マンドレル２１２への乗り上げ、あるいは、マンドレル２１２の側面との摺動による割れ、といった問題が発生する。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、転がり軸受の内外輪を安定に成形することができる製造方法を提供することにある。

上記の目的は、本発明に係る下記（１）〜（１０）の転がり軸受の内外輪の製造方法により達成される。
（１）転がり軸受の内外輪の製造方法であって、大径の外輪部と小径の内輪部とを有し、該外輪部の一方の端部内周に該内輪部の一方の端部外周が連結されており、且つ該内輪部の他方の端部内周に底を有する成形品を成形する成形工程と、前記外輪部と前記内輪部との連結部位を切断して前記成形品を該外輪部および該内輪部に分離する分離工程と、前記分離工程の前または後で、前記内輪部の前記底を打ち抜く打ち抜き工程と、前記分離工程および前記打ち抜き工程を経て互いに分離された前記外輪部および前記内輪部をローリング成形により所定の形状に成形するローリング成形工程と、を備え、前記ローリング成形工程に供される前記内輪部において、その両端部のうち少なくとも前記底が形成されていた一方の第１端部を、その端面の内周縁が他方の第２端部に接近するテーパ形状に成形しておくことを特徴とする転がり軸受の内外輪の製造方法。
（２）前記ローリング成形工程に供される前記内輪部において、前記第１端部の外周に小径段部を形成しておくことを特徴とする（１）に記載の転がり軸受の内外輪の製造方法。
（３）前記分離工程において、前記内輪部と前記外輪部との連結部位を切断したダイスとポンチとで該内輪部を挟圧し、それにより、該内輪部の前記第１端部を前記テーパ形状に成形することを特徴とする（１）または（２）に記載の転がり軸受の内外輪の製造方法。
（４）前記打ち抜き工程において、前記内輪部の前記底を打ち抜いたダイスとポンチとで該内輪部を挟圧し、それにより、該内輪部の前記第１端部を前記テーパ形状に成形することを特徴とする（１）または（２）に記載の転がり軸受の内外輪の製造方法。
（５）前記成形工程において、前記成形品を型鍛造により成形し、該型により前記内輪部の前記第１端部を前記テーパ形状に成形することを特徴とする（１）または（２）に記載の転がり軸受の内外輪の製造方法。
（６）転がり軸受の内外輪の製造方法であって、大径の外輪部と小径の内輪部とを有し、該外輪部の一方の端部内周に該内輪部の一方の端部外周が連結されており、且つ該内輪部の他方の端部内周に底を有する成形品を成形する成形工程と、前記外輪部と前記内輪部との連結部位を切断して前記成形品を該外輪部および該内輪部に分離する分離工程と、前記分離工程の前または後で、前記内輪部の前記底を打ち抜く打ち抜き工程と、前記分離工程および前記打ち抜き工程を経て互いに分離された前記外輪部および前記内輪部をローリング成形により所定の形状に成形するローリング成形工程と、を備え、前記ローリング成形工程に供される前記外輪部において、その両端部のうち少なくとも前記内輪部が連結されていた一方の第１端部を、その端面の内周縁が他方の第２端部に接近するテーパ形状に成形しておくことを特徴とする転がり軸受の内外輪の製造方法。
（７）前記ローリング成形工程に供される前記外輪部において、前記第１端部の外周に小径段部を形成しておくことを特徴とする（６）に記載の転がり軸受の内外輪の製造方法。
（８）前記分離工程において、前記内輪部と前記外輪部との連結部位を切断したダイスとポンチとで該外輪部を挟圧し、それにより、該外輪部の前記第１端部を前記テーパ形状に成形することを特徴とする（６）または（７）に記載の転がり軸受の内外輪の製造方法。
（９）前記分離工程の前に前記打ち抜き工程を行い、前記打ち抜き工程において、前記内輪部の前記底を打ち抜いたダイスとポンチとで前記外輪部を挟圧し、それにより、該外輪部の前記第１端部を前記テーパ形状に成形することを特徴とする（６）または（７）に記載の転がり軸受の内外輪の製造方法。
（１０）前記成形工程において、前記成形品を型鍛造により成形し、該型により前記外輪部の前記第１端部を前記テーパ状に成形することを特徴とする（６）または（７）に記載の転がり軸受の内外輪の製造方法。

本発明に係る転がり軸受の内外輪の製造方法によれば、内輪部の底を打ち抜くことにより、底が形成されていた内輪部の第１端部の内周に凸状の段部が形成されるが、内輪部の第１端部を、その端面の内周縁が他方の第２端部に接近するテーパ形状に成形しておくことにより、ローリング成形された際の偏肉を低減することができる。
同様に、内輪部との連結部位を切断することにより、内輪部が連結されていた外輪部の第１端部の内周に凸状の段部が形成されるが、外輪部の第１端部を、その端面の内周縁が他方の第２端部に接近するテーパ形状に成形しておくことにより、ローリング成形された際の偏肉を低減することができる。
そのため、肉厚の均一化を図るために内輪部の第１端部および外輪部の第１端部の内周に形成される凸状の段部に対応してそれらの第１端部の外周に凹状の段部を形成せずともよく、内輪部および外輪部の外周面の母線を軸に平行な直線とすることができる。それにより、ローリング成形の際の内輪部および外輪部の傾きを防止して、マンドレルへの乗り上げやマンドレル側面との摺動による割れの発生を回避して、内輪部および外輪部を安定して成形することができる。

また、本発明に係る転がり軸受の内外輪の製造方法では、肉厚の均一化を図るために内輪部の第１端部および外輪部の第１端部の内周に形成される凸状の段部に対応してそれらの第１端部の外周に凹状の小径段部を形成してもよい。この場合、ローリング成形の際に、内輪部および外輪部は傾くこととなるが、上記のとおり、内輪部の第１端部および外輪部の第１端部は、それらの端面の内周縁が第２端部に接近するテーパ形状に成形されていることから、マンドレルへの乗り上げやマンドレル側面との摺動による割れの発生は回避され、内輪部および外輪部を安定して成形することができる。

そして、内輪部の第１端部および外輪部の第１端部のテーパ形状を、分離工程、打ち抜き工程、成形工程のいずれかにおいて同時に成形するようにすれば、工程数の増加を回避することができ、コストの削減に寄与することができて好ましい。

以下、図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の転がり軸受の内外輪の製造方法の第１実施形態に係り、製造工程を示す図、図２は図１に示す製造工程において型鍛造を行う成形装置の断面図、図３は図１に示す製造工程においローリング成形を行う成形装置の断面図である。

図１に示すように、本実施形態の転がり軸受の内外輪の製造方法は、１つの円柱状の材料から転がり軸受の内輪および外輪の２つの軌道輪を製造するものである。

＜成形工程＞
まず、図１（Ａ）に示す円柱状の材料１は、高炭素クロム軸受鋼、肌焼鋼、機械構造用鋼、等の鋼材からなり、この材料１を、熱間加工または温間加工での据え込みにより、図１（Ｂ）に示すような外周面の母線形状が円弧をなす円盤状の中間成形品２を形成する（ステップＳ１）。

そして、型鍛造により、中間成形品２から図１（Ｃ）に示す段付きの円筒状の成形品３を形成する（ステップＳ２）。図２に、中間成形品２の型鍛造を行う成形装置の一例を示す。図２（Ａ）に示す成形装置２０は、固定型２１と、可動型２２と、を備えている。

固定型２１は、段付き孔２３が形成されたダイ２４と、段付き孔２３内に配置された入れ駒２５と、を含んでいる。可動型２２は、ダイ２４の段付き孔２３の軸心上に配置され、ダイ２４に対して進退されるポンチ２６を有している。

固定型２１のダイ２４は、孔２３ａが形成された第１ダイ２４ａと、孔２３ａより小径の孔２３ｂが形成された第２ダイ２４ｂと、を有している。第１ダイ２４ａおよび第２ダイ２４ｂが、それらの孔２３ａ，２３ｂの軸心を一致させて隣接して配置されることで段付き孔２３が形成されている。

第１ダイ２４ａの大径孔２３ａ、および第２ダイ２４ｂの小径孔２３ｂの周面の母線は、軸と平行な直線に形成されている。また、第１ダイ２４ａと第２ダイ２４ｂとの間に形成される段２７は、その端面の内周縁が大径孔２３ａ側の段付き孔２３の開口に接近する向きに傾斜したテーパ形状に成形されている。

固定型２１の入れ駒２５は、第２ダイ２４ｂの小径孔２３ｂ内に同軸に配置されており、不図示の押し出しピンにより押圧されて、軸方向に進退される。小径孔２３ｂに臨む入れ駒２５の端面の中心部には突部２８が形成されており、突部２８を囲む周縁部２９は、その端面の内周縁が段付き孔２３の上記開口に接近する向きに傾斜したテーパ形状に成形されている。

可動型２２のポンチ２６には、基端側から第１突部３０と、その第１突部３０より小径に形成された第２突部３１と、が設けられている。第１突部３０および第２突部３１には抜き勾配が設けられ、先端に向かうに従って僅かに縮径するように成形されている。

中間成形品２は、図２（Ａ）に示すように、ダイ２４の段付き孔２３にセットされ、固定型２１および可動型２２との間で熱間加工または温間加工で成形される。図２（Ｂ）はその成形状態を示し、中間成形品２は、ダイ２４によって外径を成形されると共に、固定型２１の入れ駒２５の突部２８および可動型２２のポンチ２６によって内径を成形される。詳細には、第１ダイ２４ａとポンチ２６の第１突部３０との間で大径の外輪部４が形成され、第２ダイ２４ｂとポンチ２６の第２突部３１および入れ駒２５の突部２８との間で小径の内輪部５が形成され、大径の外輪部４の一方の端部内周に小径の内輪部５の一方の端部外周が連結しており、また、内輪部５の他方の端部内周に底６が形成された段付きの円筒状の成形品３に成形される。

成形品３の外輪部４において、その外周面は、第１ダイ２４ａの大径孔２３ａに対応して軸と平行な直線状の母線で構成されており、その内周面は、ポンチ２６の第１突部３０の抜き勾配に対応した傾斜面とされている。また、内輪部５が連結されている一方の第１端部４ａは、ダイ２４の段２７により、その端面の内周縁が他方の第２端部４ｂに接近する向きに傾斜したテーパ形状に成形されている。尚、ポンチ２６の第１突部３０の付け根であって第２端部４ｂに接触するポンチ２６の肩３２をテーパ形状に成形することにより、第２端部４ｂをテーパ形状に成形してもよい。

また、成形品３の内輪部５において、その外周面は、第２ダイ２４ｂの小径孔２３ｂに対応して直線状の母線で構成されており、その内周面は、ポンチ２６の第２突部３１の抜き勾配に対応した傾斜面とされている。また、底６が形成されている一方の第１端部５ａは、入れ駒２５の周縁部２９により、その端面の内周縁が他方の第２端部５ｂに接近する向きに傾斜したテーパ形状に成形されている。尚、ポンチ２６の第２突部３１の付け根であって第２端部５ｂに接触する肩３３をテーパ形状に成形することにより、第２端部５ｂをテーパ形状に成形してもよい。

成形品３は、可動型２２が固定型２１の段付き孔２３から抜かれた後、入れ駒２５の移動によって固定型２１から取り出される。

＜分離工程＞
次に、成形品３を外輪部４と内輪部５との連結部位で切断し、図１（Ｄ）に示すように、成形品３を外輪部４および内輪部５に分離する（ステップＳ３）。この切断に伴い、外輪部４の第１端部４ａの内周には、径方向内側に向けて凸となる段部４ｃが形成される。尚、成形品３の切断にはダイスおよびポンチを用いることができる。

＜打ち抜き工程＞
次に、図１（Ｅ）に示すように、分離された内輪部５から底６を打ち抜く（ステップＳ４）。この打ち抜きに伴い、内輪部５の第１端部５ａの内周には、径方向内側に向けて凸となる段部５ｃが形成される。尚、打ち抜きには、ダイスおよびポンチを用いることができる。

＜ローリング成形工程＞
そして、図１（Ｆ）に示すように、外輪部４および内輪部５をローリング成形により所定の形状に成形する（ステップＳ５）。外輪部４のローリング成形を図３に示す。図３に示すように、成形ロール１１とマンドレル１２とで外輪部４を局部的に径方向に挟み、成形ロール１１を回転させて成形ロールとともに外輪部４を回転させる。回転する外輪部４にマンドレル１２を押し付けることにより、外輪部４を拡径させ、またマンドレル１２に形成された環状突起１３により外輪部４に軌道溝７（図１（Ｆ）参照）を転造している。

ここで、図３に示すように、外輪部４の外周面の母線は軸と平行な直線であるから、成形ロール１１とマンドレル１２とで局部的に径方向に挟まれた際にも、外輪部４は傾くことなく成形ロール１１に支持される。そこで、外輪部４は安定に成形され、外輪部４のマンドレル１２への乗り上げやマンドレル１２の側面との摺動が回避される。

さらに、図３に示すように、外輪部４は、第１端部４ａの内周に径方向内側に向けて凸となる段部４ｃが形成されているが、第１端部４ａは、上記テーパ形状として段部４ｃによる第１端部４ａ側の肉量の増加を相殺するように成形されている。それにより、外輪部４の軸方向の中央を通る中心線Ｃ１を挟んで第１端部４ａ側と第２端部４ｂ側との体積が実質的に同一とされ、ローリング成形された際の偏肉が低減される。尚、第２端部４ｂもテーパ形状に成形する場合には、第２端部４ｂによっても第１端部４ａ側と第２端部４ｂ側との体積の調整が可能である。

同様に、内輪部５の外周面の母線は軸と平行な直線であるから、成形ロール１１とマンドレル１２とで局部的に径方向に挟まれた際にも、内輪部５は傾くことなく成形ロール１１に支持される。そこで、内輪部５は安定に成形され、内輪部５のマンドレル１２への乗り上げやマンドレル１２の側面との摺動が回避される。

さらに、内輪部５は、第１端部５ａの内周に径方向内側に向けて凸となる段部５ｃが形成されているが、第１端部５ａは、上記テーパ形状として段部５ｃによる第１端部５ａ側の肉量の増加を相殺するように成形されている。それにより、内輪部５の軸方向の中央を通る中心線を挟んで第１端部５ａ側と第２端部５ｂ側との体積が実質的に同一とされ、ローリング成形された際の偏肉が低減される。尚、第２端部５ｂもテーパ形状に成形する場合には、第２端部５ｂによっても第１端部５ａ側と第２端部５ｂ側との体積の調整が可能である。

そして、外輪部４の第１端部４ａおよび内輪部５の第１端部５ａの上記テーパ形状を、上記成形工程において同時に成形するようにしているので、工程数の増加が回避される。

（第２実施形態）
図４は本発明の転がり軸受の内外輪の製造方法の第２実施形態に係り、製造工程を示す図、図５は図４に示す製造工程において型鍛造を行う成形装置の断面図、図６は図４に示す製造工程において成形品の切断を行う切断装置の断面図、図７は図４に示す製造工程において底を打ち抜く打ち抜き装置の断面図、図８は図４に示す製造工程においローリング成形を行う成形装置の断面図である。

図４に示すように、本実施形態の転がり軸受の内外輪の製造方法は、１つの円柱状の材料から転がり軸受の内輪および外輪の２つの軌道輪を製造するものである。

＜成形工程＞
まず、図４（Ａ）に示す円柱状の材料１０１は、高炭素クロム軸受鋼、肌焼鋼、機械構造用鋼、等の鋼材からなり、この材料１０１を、熱間加工または温間加工での据え込みにより、図４（Ｂ）に示すような外周面の母線形状が円弧をなす円盤状の中間成形品１０２を形成する（ステップＳ１０１）。

そして、型鍛造により、中間成形品１０２から図４（Ｃ）に示す段付きの円筒状の成形品１０３を形成する（ステップＳ１０２）。図５に中間成形品２の型鍛造を行う成形装置の一例を示す。図５（Ａ）に示す成形装置１２０は、固定型１２１と、可動型１２２と、を備えている。

固定型１２１は、段付き孔１２３が形成されたダイ１２４と、段付き孔１２３内に配置された入れ駒１２５と、を含んでいる。可動型１２２は、ダイ１２４の段付き孔１２３の軸心上に配置され、ダイ１２４に対して進退されるポンチ１２６を有している。

固定型１２１のダイ１２４は、孔１２３ａが形成された第１ダイ１２４ａと、孔１２３ａより小径の孔１２３ｂが形成された第２ダイ１２４ｂと、を有している。第１ダイ１２４ａおよび第２ダイ１２４ｂが、それらの孔１２３ａ，１２３ｂの軸心を一致させて隣接して配置されることで段付き孔１２３が形成されている。

大径孔１２３ａを形成している第１ダイ１２４ａの内周面において、後述する外輪部１０４の第１端部１０４ａの外周を成形する部位には、径方向内側に向けて凸となる環状突起１３４が形成されており、また、小径孔１２３ｂを形成している第２ダイ１２４ｂの内周面において、後述する内輪部１０５の第１端部１０５ａの外周を成形する部位には、径方向内側に向けて凸となる環状突起１３５が形成されている。また、第１ダイ１２４ａと第２ダイ１２４ｂとの間の段１２７は、その端面が軸に直交する水平面となるように成形されている。

固定型１２１の入れ駒１２５は、第２ダイ１２４ｂの小径孔１２３ｂ内に同軸に配置されており、不図示の押し出しピンにより押圧されて、軸方向に進退される。小径孔１２３ｂに臨む入れ駒１２５の端面の中心部には突部１２８が形成されており、突部１２８を囲む周縁部１２９は、その端面が軸に直交する水平面となるように成形されている。

可動型１２２のポンチ１２６には、基端側から第１突部１３０と、その第１突部１３０より小径に形成された第２突部１３１と、が設けられている。第１突部１３０および第２突部１３１には抜き勾配が設けられ、先端に向かうに従って僅かに縮径するように成形されている。

中間成形品１０２は、図５（Ａ）に示すように、ダイ１２４の段付き孔１２３にセットされ、固定型１２１および可動型１２２との間で熱間加工または温間加工で成形される。図５（Ｂ）はその成形状態を示し、中間成形品１０２は、ダイ１２４によって外径を成形されると共に、固定型１２１の入れ駒１２５の突部１２８および可動型１２２のポンチ１２６によって内径を成形される。詳細には、第１ダイ１２４ａとポンチ１２６の第１突部１３０との間で大径の外輪部１０４が形成され、第２ダイ１２４ｂとポンチ１２６の第２突部１３１および入れ駒１２５の突部１２８との間で小径の内輪部１０５が形成され、大径の外輪部１０４の一方の端部内周に小径の内輪部１０５の一方の端部外周が連結しており、また、内輪部１０５の他方の端部内周には底１０６が形成された段付きの円筒状の成形品１０３に成形される。

成形品１０３の外輪部１０４において、内輪部１０５が連結されている一方の第１端部１０４ａの外周には、第１ダイ１２４ａの環状突起１３４に対応して径方向内側に向けて凹となる小径段部１０４ｄが形成されている。尚、ダイ１２４の段１２７の端面が上記のとおり水平面とされているので、成形品１０３の状態で外輪部１０４の第１端部１０４ａも、その端面が軸に直交する水平面となるように成形されている。

また、成形品１０３の内輪部１０５において、底１０６が形成されている一方の第１端部１０５ａの外周には、第２ダイ１２４ｂの環状突起１３５に対応して径方向内側に向けて凹となる小径段部１０５ｄが形成されている。尚、入れ駒１２５の周縁部１２９の端面が上記のとおり水平面とされているので、成形品１０３の状態で内輪部１０５の第１端部１０５ａも、その端面が軸に直交する水平面となるように成形されている。

成形品１０３は、可動型１２２が固定型１２１の段付き孔１２３から抜かれた後、入れ駒１２５の移動によって固定型１２１から取り出される。

＜分離工程＞
次に、成形品１０３を外輪部１０４と内輪部１０５との連結部位で切断し、図４（Ｄ）に示すように、成形品１０３を外輪部１０４および内輪部１０５に分離する（ステップＳ１０３）。成形品１０３を切断する切断装置の一例を図６に示す。図６（Ａ）に示す切断装置１４０は、成形品ダイス１４１と、ポンチ１４２と、を備えている。

ダイス１４１には、成形品１０３を収容する収容孔１４３が形成されている。この収容孔１４３は、成形品１０３の外輪部１０４が配置される大径孔１４３ａ、および成形品１０３の内輪部１０５が配置される小径孔１４３ｂで構成されており、収容孔１４３を形成するダイス１４１の内周面における大径孔１４３ａと小径孔１４３ｂとの境界には段１４４が形成されている。成形品１０３は、内輪部１０５を先にして、大径孔１４３ａ側の開口から収容孔１４３に挿入され、外輪部１０４の第１端部１０４ａを段１４４に載置させる。ダイス１４１の段１４４は、その端面の内周縁が、収容孔１４３の挿入開口に接近する向きに傾斜したテーパ形状に成形されており、その内周縁に切断刃が設けられている。

ポンチ１４２は、ダイス１４１の収容孔１４３の軸心上に配置され、ダイス１４１に対して進退される。このポンチ１４２には、収容孔１４３の大径孔１４３ａに進入する基部１４５と、基部１４５の先端に突設されて収容孔１４３の小径孔１４３ｂに進入する突部１４６と、が設けられており、突部１４６の端面の内周縁に切断刃が設けられている。

図６（Ｂ）に示すように、ポンチ１４２が移動され、成形品１０３の外輪部１０４と内輪部１０５との連結部位が、ダイス１４１の段１４４に設けられた切断刃とポンチ１４２の突部１４６に設けられた切断刃とによって切断され、成形品１０３は、外輪部１０４および内輪部１０５に分離される。この切断に伴い、外輪部１０４の第１端部１０４ａの内周には、径方向内側に向けて凸となる段部１０４ｃが形成される。

本実施形態では、外輪部１０４と内輪部１０５との連結部位を切断した後、さらにポンチ１４２を移動させ、図６（Ｃ）に示すように、ダイス１４１の段１４４とポンチ１４２の突部１４６の付け根である肩１４７とで外輪部１０４を挟圧している。ダイス１４１の段１４４に接触している外輪部１０４の第１端部１０４ａは、段１４４により、その端面の内周縁が他方の第２端部１０４ｂに接近する向きに傾斜したテーパ形状に成形される。尚、外輪部１０４の第２端部１０４ｂに接触するポンチ１４２の肩１４７をテーパ形状に成形することにより、第２端部１０４ｂをテーパ形状に成形してもよい。

＜打ち抜き工程＞
次に、図４（Ｅ）に示すように、分離された内輪部１０５から底１０６を打ち抜く（ステップＳ１０４）。図７に内輪部１０５から底１０６を打ち抜く打ち抜き装置の一例を示す。図７（Ａ）に示す打ち抜き装置１６０は、ダイス１６１と、ポンチ１６２と、を備えている。

ダイス１６１には、分離された内輪部１０５を収容する収容孔１６３が形成されている。この収容孔１６３は、内輪部１０５が配置される大径孔１６３ａ、および内輪部１０５から打ち抜かれた底１０６を収容する小径孔１６３ｂで構成されており、収容孔１６３を形成するダイス１６１の内周面における大径孔１６３ａと小径孔１６３ｂとの境界には段１６４が形成されている。内輪部１０５は、内周に底１０６が形成されている第１端部１０５ａを先にして、大径孔１６３ａ側の開口から収容孔１６３に挿入され、第１端部１０５ａを段１６４に載置させる。ダイス１６１の段１６４は、その端面の内周縁が、収容孔１６３の挿入開口に接近する向きに傾斜したテーパ形状に成形されており、その内周縁に切断刃が設けられている。

ポンチ１６２は、ダイス１６１の収容孔１６３の軸心上に配置され、ダイス１６１に対して進退される。このポンチ１６２には、収容孔１６３の大径孔１６３ａに進入する基部１６５と、基部１６５の先端に突設されて収容孔１６３の小径孔１６３ｂに進入する突部１６６と、が設けられており、突部１６６の端面の内周縁に切断刃が設けられている。

図７（Ｂ）に示すように、ポンチ１６２が移動され、内輪部１０５の第１端部１０５ａと底１０６との連結部位が、ダイス１６１の段１６４に設けられた切断刃とポンチ１６２の突部１６６に設けられた切断刃とによって切断され、底１０６が打ち抜かれる。この切断に伴い、内輪部１０５の第１端部１０５ａの内周には、径方向内側に向けて凸となる段部１０５ｃが形成される。

本実施形態では、底１０６を打ち抜いた後、さらにポンチ１６２を移動させ、図７（Ｃ）に示すように、ダイス１６１の段１６４とポンチ１６２の突部１６６の付け根である肩１６７とで内輪部１０５を挟圧している。ダイス１６１の段１６４に接触している内輪部１０５の第１端部１０５ａは、段１６４により、その端面の内周縁が他方の第２端部１０５ｂに接近する向きに傾斜したテーパ形状に成形される。尚、内輪部１０５の第２端部１０５ｂに接触するポンチ１６２の肩１６７をテーパ形状に成形することにより、第２端部１０５ｂをテーパ形状に成形してもよい。

＜ローリング成形工程＞
そして、図４（Ｆ）に示すように、外輪部１０４および内輪部１０５をローリング成形により所定の形状に成形する。外輪部１０４のローリング成形を図８に示す。図８に示すように、成形ロール１１とマンドレル１２とで外輪部１０４を局部的に径方向に挟み、成形ロール１１を回転させて成形ロールとともに外輪部１０４を回転させる。回転する外輪部１０４にマンドレル１２を押し付けることにより、外輪部１０４を拡径させ、またマンドレル１２に形成された環状突起１３により外輪部１０４に軌道溝１０７（図４（Ｆ）参照）を転造している。

ここで、図８に示すように、外輪部１０４の第１端部１０４ａの外周には径方向内側に向けて凹となる小径段部１０４ｄが設けられているため、成形ロール１１とマンドレル１２とで局部的に径方向に挟まれた際に外輪部１０４は傾いてしまう。しかしながら、外輪部１０４の第１端部１０４ａは、その端面の内周縁が第２端部１０４ｂに接近する向きに傾斜したテーパ形状に形成されおり、外輪部１０４が傾いた状態でも、その端面はマンドレル１２の周面に対して略直交するように配置される。そこで、外輪部１０４のマンドレル１２への乗り上げやマンドレル１２の側面との摺動が回避される。

さらに、図８に示すように、外輪部１０４は、第１端部１０４ａの内周に径方向内側に向けて凸となる段１０４ｃが形成されているが、第１端部１０４ａは、上記テーパ形状として段１０４ｃによる第１端部１０４ａ側の肉量の増加を相殺するように成形されている。それにより、外輪部１０４の軸方向の中央を通る中心線を挟んで第１端部１０４ａ側と第２端部１０４ｂ側との体積が実質的に同一とされ、ローリング成形された際の偏肉が低減される。

同様に、内輪部１０５の第１端部１０５ａの外周には径方向内側に向けて凹となる小径段部１０５ｄが設けられているため、成形ロール１１とマンドレル１２とで局部的に径方向に挟まれた際に内輪部１０５は傾いてしまう。しかしながら、内輪部１０５の第１端部１０５ａは、その端面の内周縁が第２端部１０５ｂに接近する向きに傾斜したテーパ形状に形成されおり、内輪部１０５が傾いた状態でも、その端面はマンドレル１２の周面に対して略直交するように配置される。そこで、内輪部１０５のマンドレル１２への乗り上げやマンドレル１２の側面との摺動が回避される。

さらに、内輪部１０５は、第１端部１０５ａの内周に径方向内側に向けて凸となる段１０５ｃが形成されているが、１端部１０５ａは、上記テーパ形状として段１０５ｃによる第１端部１０５ａ側の肉量の増加を相殺するように成形されている。それにより、内輪部１０５の軸方向の中央を通る中心線を挟んで第１端部１０５ａ側と第２端部１０５ｂ側との体積が実質的に同一とされ、ローリング成形された際の偏肉が低減される。

そして、外輪部１０４の第１端部１０４ａの上記テーパ形状を分離工程において同時に成形し、また、内輪部１０５の第１端部１０５ａの上記テーパ形状を打ち抜き工程において同時に成形するようにしているので、工程数の増加が回避される。

次に、図９を参照して、上述した第２実施形態の転がり軸受の内外輪の製造方法の変形例を説明する。尚、上述した第２実施形態の製造方法と共通する部材等には、同一符号を付すことにより、説明を省略あるいは簡略する。

本変形例の転がり軸受の内外輪の製造方法では、成形品１０３を外輪部１０４および内輪部１０５に分離する前に、内輪部１０５から底１０６を打ち抜いており（ステップＳ１０４´）、その後に、外輪部１０４と内輪部１０３との連結部位を切断するようにしている（ステップＳ１０３´）。

そして、底１０６を打ち抜く打ち抜き工程において、外輪部１０４の第１端部１０４ａの上記テーパ形状を成形しており、また、成形品１０３を外輪部１０４および内輪部１０５に分離する分離工程において、内輪部１０５の第１端部１０５ａの上記テーパ形状を成形している。

本変形例の転がり軸受の内外輪の製造方法の作用効果は、上述した第２実施形態の製造方法と同様であるので、説明を省略する。

以上、説明したとおり、本発明に係る転がり軸受の内外輪の製造方法によれば、内輪部の底を打ち抜くことにより、底が形成されていた内輪部の第１端部の内周に凸状の段部が形成されるが、内輪部の第１端部を、その端面の内周縁が他方の第２端部に接近するテーパ形状に成形しておくことにより、ローリング成形された際の偏肉を低減することができる。
同様に、内輪部との連結部位を切断することにより、内輪部が連結されていた外輪部の第１端部の内周に凸状の段部が形成されるが、外輪部の第１端部を、その端面の内周縁が他方の第２端部に接近するテーパ形状に成形しておくことにより、ローリング成形された際の偏肉を低減することができる。
そのため、肉厚の均一化を図るために内輪部の第１端部および外輪部の第１端部の内周に形成される凸状の段部に対応してそれらの第１端部の外周に凹状の段部を形成せずともよく、内輪部および外輪部の外周面の母線を軸に平行な直線とすることができる。それにより、ローリング成形の際の内輪部および外輪部の傾きを防止して、マンドレルへの乗り上げやマンドレル側面との摺動による割れの発生を回避して、内輪部および外輪部を安定して成形することができる。

本発明の転がり軸受の内外輪の製造方法の第１実施形態に係り、製造工程を示す図である。図１に示す製造工程において型鍛造を行う成形装置の断面図である。図１に示す製造工程においローリング成形を行う成形装置の断面図である。本発明の転がり軸受の内外輪の製造方法の第２実施形態に係り、製造工程を示す図である。図４に示す製造工程において型鍛造を行う成形装置の断面図である。図４に示す製造工程において成形品の切断を行う切断装置の断面図である。図４に示す製造工程において底を打ち抜く打ち抜き装置の断面図である。図４に示す製造工程においローリング成形を行う成形装置の断面図である。図４に示す転がり軸受の内外輪の製造方法の変形例に係り、製造工程を示す図である。従来の転がり軸受の内外輪の製造方法に係り、製造工程を示す図である。図１０に示す製造工程においてローリング成形を行う成形装置の断面図である。従来のローリング成形の課題を示す断面図である。従来のローリング成形の課題を示す断面図である。

符号の説明

３成形品
４外輪部
４ａ外輪部の第１端部
４ｂ外輪部の第２端部
４ｄ外輪部の小径段部
５内輪部
５ａ内輪部の第１端部
５ｂ内輪部の第２端部
５ｄ内輪部の小径段部
６底

Claims

転がり軸受の内外輪の製造方法であって、
大径の外輪部と小径の内輪部とを有し、該外輪部の一方の端部内周に該内輪部の一方の端部外周が連結されており、且つ該内輪部の他方の端部内周に底を有する成形品を成形する成形工程と、
前記外輪部と前記内輪部との連結部位を切断して前記成形品を該外輪部および該内輪部に分離する分離工程と、
前記分離工程の前または後で、前記内輪部の前記底を打ち抜く打ち抜き工程と、
前記分離工程および前記打ち抜き工程を経て互いに分離された前記外輪部および前記内輪部をローリング成形により所定の形状に成形するローリング成形工程と、
を備え、
前記ローリング成形工程に供される前記内輪部において、その両端部のうち少なくとも前記底が形成されていた一方の第１端部を、その端面の内周縁が他方の第２端部に接近するテーパ形状に成形しておく
ことを特徴とする転がり軸受の内外輪の製造方法。
前記ローリング成形工程に供される前記内輪部において、前記第１端部の外周に小径段部を形成しておくことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受の内外輪の製造方法。
前記分離工程において、前記内輪部と前記外輪部との連結部位を切断したダイスとポンチとで該内輪部を挟圧し、それにより、該内輪部の前記第１端部を前記テーパ形状に成形することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の転がり軸受の内外輪の製造方法。
前記打ち抜き工程において、前記内輪部の前記底を打ち抜いたダイスとポンチとで該内輪部を挟圧し、それにより、該内輪部の前記第１端部を前記テーパ形状に成形することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の転がり軸受の内外輪の製造方法。
前記成形工程において、前記成形品を型鍛造により成形し、該型により前記内輪部の前記第１端部を前記テーパ形状に成形することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の転がり軸受の内外輪の製造方法。
転がり軸受の内外輪の製造方法であって、
大径の外輪部と小径の内輪部とを有し、該外輪部の一方の端部内周に該内輪部の一方の端部外周が連結されており、且つ該内輪部の他方の端部内周に底を有する成形品を成形する成形工程と、
前記外輪部と前記内輪部との連結部位を切断して前記成形品を該外輪部および該内輪部に分離する分離工程と、
前記分離工程の前または後で、前記内輪部の前記底を打ち抜く打ち抜き工程と、
前記分離工程および前記打ち抜き工程を経て互いに分離された前記外輪部および前記内輪部をローリング成形により所定の形状に成形するローリング成形工程と、
を備え、
前記ローリング成形工程に供される前記外輪部において、その両端部のうち少なくとも前記内輪部が連結されていた一方の第１端部を、その端面の内周縁が他方の第２端部に接近するテーパ形状に成形しておく
ことを特徴とする転がり軸受の内外輪の製造方法。
前記ローリング成形工程に供される前記外輪部において、前記第１端部の外周に小径段部を形成しておくことを特徴とする請求項６に記載の転がり軸受の内外輪の製造方法。
前記分離工程において、前記内輪部と前記外輪部との連結部位を切断したダイスとポンチとで該外輪部を挟圧し、それにより、該外輪部の前記第１端部を前記テーパ形状に成形することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の転がり軸受の内外輪の製造方法。
前記分離工程の前に前記打ち抜き工程を行い、
前記打ち抜き工程において、前記内輪部の前記底を打ち抜いたダイスとポンチとで前記外輪部を挟圧し、それにより、該外輪部の前記第１端部を前記テーパ形状に成形することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の転がり軸受の内外輪の製造方法。
前記成形工程において、前記成形品を型鍛造により成形し、該型により前記外輪部の前記第１端部を前記テーパ状に成形することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の転がり軸受の内外輪の製造方法。