JP6123917B2

JP6123917B2 - 環状部材の製造方法

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Publication number: JP6123917B2
Application number: JP2015562744A
Authority: JP
Inventors: 小林　一登; 一登小林; 裕安田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2014-02-14
Filing date: 2015-02-12
Publication date: 2017-05-10
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Description

本発明は、環状部材の製造方法に関し、例えば、転がり軸受等の内輪や外輪に適用される環状部材の製造方法に関する。

従来より、１つの円柱状の材料から転がり軸受の内輪及び外輪の２つの軌道輪（環状部材）を製造する方法（いわゆる親子取り）が知られている（例えば、特許文献１参照）。この製造方法は、以下の第１工程〜第５工程を含む。

第１工程：熱間加工での据え込みにより、図１４（ａ）に示す円柱状の材料２０１から図１４（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１４（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１４（ｄ）に示すように、成形品２０３を外輪部２０４及び内輪部２０５に分離する。
第４工程：図１４（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及び内輪部２０５をローリング成形により所定の形状に成形する。

ここで、大径の円筒部材と小径の円筒部材の冷間ローリング前の質量を同じにし、小径の円筒部材のみ冷間ローリングして、大径の円筒部材（ローリングしないのでこのまま環状部材となる）と同径・同一形状の環状部材を作製する方法が特許文献２に開示されている。

また、上述の特許文献１には、一度の鍛造で、大径の円筒部材と小径の円筒部材とを作製し、小径の円筒部材を据え込んだ後ローリング成形し、鍛造時の大径の円筒部材を内輪としての環状部材とし、鍛造時の小径の円筒部材を外輪としての環状部材として作製する方法が開示されている。

特開２００９−２７９６２７号公報特開２００２−３６１３６１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術は、第一に、一度に多くの同径の円筒部材を作ろうとすると、一番小さい小径の円筒部材を冷間ローリングするときの拡径率をかなり大きく取らなければならないため割れが発生しやすいという点で改善の余地があった。
また、第二に、一番外側の円筒部材以外は、必ず冷間ローリングが必要となってしまい、加工時聞のかかる冷間ローリングを多く実施する必要がある（４個の環状部材を作製する揚合には３回のローリングが必要）という問題があった。すなわち、一度に多数個の鍛造を行うことで歩留りが良くなる一方、多数個取りすればする程、冷間ローリングの難易度が上がり（割れやすくなる）、工程数も多く必要となってしまう点で改善の余地があった。

また、特許文献２に開示された技術は、内径抜きのスクラップが従来のいわゆる親子取りよりも小さくできる方法であるが、ローリング成形により小径の円筒部材を外輪に仕上げるには拡径率が大きく必要となり、ローリング成形の加工時間が長くなってしまう点で改善の余地があった。
特に、近年では、更なるコストダウンが要望されており、より生産性の高い工法への要望は高まっている。

本発明は、上記従来の技術に鑑みてなされたものであって、歩留り良く、かつ生産効率の高い環状部材の製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための環状部材の製造方法のある態様は、丸棒材料から円環形状の円筒部分が複数接続された接合体を形成する鍛造工程と、
上記接合体を切断分離して複数の円筒部材を得る切断分離工程と、
上記複数の円筒部材のうち一部の円筒部材の内径寸法を拡径して環状部材を得るローリング成形工程とを含み、
上記接合体は、第１の円筒部分と、第１の円筒部分の内径寸法よりも小さい外径寸法を有する第２の円筒部分と、第１の円筒部分の内径寸法とほぼ同じ寸法に設定され、第２の円筒部分の外径寸法とほぼ同じに設定された内径寸法を有する第３の円筒部分と、第２の円筒部分の内径寸法とほぼ同じに設定された第４の円筒部分とが、径方向に接続されてなり、
上記鍛造工程は、第１の円筒部分及び第２の円筒部分の軸方向の一方の端部と、第３の円筒部分及び第４の円筒部分の軸方向の他方の端部とが、径方向に接続されてなる上記接合体を形成する工程であり、
上記ローリング成形工程は、第３の円筒部材の内径寸法が第１の円筒部材の内径寸法とほぼ同じになるように第３の円筒部材の内径寸法を拡径して第３の環状部材を得ると共に、第４の円筒部材の内径寸法が第２の円筒部材の内径寸法とほぼ同じになるように第４の円筒部材の内径寸法を拡径して第４の環状部材を得る工程である。

ここで、上記環状部材の製造方法においては、上記ローリング成形工程が、第３の円筒部材及び第４の円筒部材の少なくとも何れか一方の軸方向の高さを減少させながら内径寸法を拡径する工程であってもよい。

また、上記環状部材の製造方法においては、上記切断分離工程中、又は上記切断分離工程後に、第３の円筒部材及び第４の円筒部材の少なくとも一方を据込んでもよい。
また、上記環状部材の製造方法においては、上記ローリング成形工程が、第２の円筒部材の内径寸法を拡径する工程を含んでもよい。

本発明の一態様によれば、歩留り良く、かつ生産効率の高い環状部材の製造方法を提供することができる。

（ａ）〜（ｇ）は、環状部材の製造方法の第１実施形態における環状部材の加工概要を示す断面図である。環状部材の製造方法の第１実施形態における鍛造工程後の接合体の構成を示す断面図である。環状部材の製造方法の第１実施形態におけるローリング成形工程前後の円筒部材及び環状部材の構成を示す断面図である。（ａ）〜（ｆ）は、環状部材の製造方法の第２実施形態における環状部材の加工概要を示す断面図である。環状部材の製造方法の第３実施形態における鍛造工程後の接合体の構成を示す断面図である。（ａ）〜（ｇ）は、環状部材の製造方法の第３実施形態における環状部材の加工概要を示す断面図である。環状部材の製造方法の第３実施形態におけるローリング成形工程前後の円筒部材及び環状部材の構成を示す断面図である。（ａ），（ｂ）は、環状部材の製造方法の第３実施形態の他の態様におけるローリング成形工程の加工概要を示す概略図である。環状部材の製造方法の第４実施形態における鍛造工程後の接合体の構成を示す断面図である。（ａ）〜（ｇ）は、環状部材の製造方法の第４実施形態における環状部材の加工概要を示す断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、環状部材の製造方法の第４実施形態の他の態様における切断分離工程の加工概要を示す断面図である。環状部材の製造方法の第５実施形態における鍛造工程後の接合体の構成を示す断面図である。（ａ）〜（ｇ）は、環状部材の製造方法の第５実施形態における環状部材の加工概要を示す断面図である。従来の環状部材の製造方法における環状部材の加工概要を示す断面図である。

以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の細部について記載される。しかしながら、かかる特定の細部がなくても１つ以上の実施態様が実施できることは明らかであろう。他にも、図面を簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。

以下、本発明に係る環状部材の製造方法の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１（ａ）〜（ｅ）は、環状部材の製造方法の第１実施形態における環状部材の加工概要を示す断面図である。
本実施形態の環状部材の製造方法は、鍛造工程（図１（ａ）〜（ｄ））と、切断分離工程（図１（ｅ）〜（ｇ））と、ローリング成形工程とを含む。本実施形態は、この鍛造工程に特別な技術的特徴を有する。

＜鍛造工程＞
鍛造工程は、丸棒材料から円環形状の円筒部材が複数接続された接合体を形成する工程である。
まず、図１（ａ）に示す丸棒部材１を用いてプレス切断、鋸切断、突っ切りのいずれかの方法により、図１（ｂ）に示す切断ビレット２を製作する。このとき、プレス切断により切断ビレット２を切り出した場合、切断面の面粗さが良くないため、割れが生じやすく、切断面の軸方向に対する直角度が悪いので、切断ビレット２に対して据込み又は端面矯正を行う。なお、鋸切断、又は突っ切りにより切断ビレット２を得た場合、切断面の粗さや、切断面のビレット軸方向に対する直角度が良いので、据込み、端面矯正は行わなくても良い。

次に、図１（ｃ）に示すように切断ビレット２を鍛造して中間成形体３を経て、図１（ｄ）に示すような第１の円筒部分４Ａ_１と、第２の円筒部分４Ｂ_１と、第３の円筒部分４Ａ_２と、第４の円筒部分４Ｂ_２とが径方向に接続されてなる接合体４を形成する。

［接合体］
接合体４は、図２に示すように、第３の円筒部分４Ａ_２の外径寸法ｒ_２が、第１の円筒部分４Ａ_１の内径寸法ｒ_２とほぼ同じに設定される。また、第２の円筒部分４Ｂ_１の外径寸法ｒ_３は、第３の円筒部分４Ａ_２の内径寸法ｒ_３とほぼ同じに設定される。また、第４の円筒部分４Ｂ_２の外径寸法ｒ_４は、第２の円筒部分４Ｂ_１の内径寸法ｒ_４とほぼ同じに設定される。

また、第１の円筒部分４Ａ_１及び第２の円筒部分４Ｂ_１の軸方向の一方の端部と、第３の円筒部分４Ａ_２及び第４の円筒部分４Ｂ_２の軸方向の他方の端部とが、径方向に接続されている。なお、第１の円筒部分４Ａ_１、第２の円筒部分４Ｂ_１、第３の円筒部分４Ａ_２、及び第４の円筒部分４Ｂ_２のそれぞれの内径寸法及び外径寸法は、転がり軸受の製品としての寸法に、後述する切断分離工程における取り代を含んだ寸法である。

また、第１の円筒部分４Ａ_１の外径寸法ｒ_１、第３の円筒部分４Ａ_２の外径寸法（第１の円筒部分４Ａ_１の内径寸法）ｒ_２、第２の円筒部分４Ｂ_１の外径寸法（第３の円筒部分４Ａ_２の内径寸法）ｒ_３、第４の円筒部分４Ｂ_２の外径寸法（第２の円筒部分４Ｂ_１の内径寸法）ｒ_４、第１の円筒部分４Ａ_１の高さ寸法ｈ_１、及び第２の円筒部分４Ｂ_１の高さ寸法ｈ_１はそれぞれ製品寸法によって制約を受ける寸法である。
また、第１の円筒部分４Ａ_１の質量と第３の円筒部分４Ａ_２の質量とがほぼ同じとなるようにされると共に、第２の円筒部分４Ｂ_１の質量と第４の円筒部分４Ｂ_２の質量とがほぼ同じとなるようにされる。

このように、接合体４が、その内径側から、第４の円筒部分４Ｂ_２、第２の円筒部分４Ｂ_１、第３の円筒部分４Ａ_２、第１の円筒部分４Ａ_１の順で連なるように構成することで、鍛造時に４個の円筒部分をつなげた状態で効率良く成形できる。各円筒部分に相当する部分ごとに段々にしているのは、切断長さが短くなり、後工程である切断分離工程において分離して得られる円筒部材５を抜き易くできるからである。

＜切断分離工程＞
切断分離工程は、図１（ｅ）〜（ｇ）に示すように、４つの円筒部分４Ａ_１，４Ｂ_１，４Ａ_２，４Ｂ_２を切断分離してそれぞれ４つの円筒部材５Ａ_１，５Ｂ_１，５Ａ_２，５Ｂ_２を得る工程である。この切断分離工程においては、複数の円筒部分を１つの工程で切断し、分離してもよいし、内径抜き加工を切断分離工程と同時にしてもよい。

＜ローリング成形工程＞
ローリング成形工程は、上記切断分離工程によって得られた複数の円筒部材のうち、一部の円筒部材の内径寸法を拡径して環状部材を得る工程である。具体的には、第１の円筒部材５Ａ_１及び第２の円筒部材５Ｂ_１は、そのまま環状部材６Ａ_１及び６Ｂ_１とし、第３の円筒部材５Ａ_２及び第４の円筒部材５Ｂ_２について公知のローリング機を用いてローリング成形して内径寸法を拡径する工程である。このローリング工程では、第３の円筒部材５Ａ_２の内径寸法を第１の円筒部材５Ａ_１の内径寸法とほぼ同じになるように拡径して第３の環状部材６Ａ_２とすると共に、第４の円筒部材５Ｂ_２の内径寸法を第２の円筒部材５Ｂ_１の内径寸法とほぼ同じになるように拡径して第４の環状部材６Ｂ_２とする。

このようにして、外輪用の環状部材として、第１の環状部材６Ａ_１及び第３の環状部材６Ａ_２の２個の環状部材６を得ると共に、内輪用の環状部材として、第２の環状部材６Ｂ_１及び第４の環状部材６Ｂ_２の２個の環状部材６を得ることができる。
本実施形態の環状部材の製造方法によれば、図１（ｄ）に示すように、鍛造工程において内径を抜いた際に生じるスクラップＳは、４個の円筒部分当たりに１個であり、従来のいわゆる「親子取り」で２個の円筒部分当たりに生じる１個に比べ、大幅に歩留りが向上する。また、特許文献１，２に対しても同様に、大幅に歩留りを向上させることができる。

また、同一寸法の２個の環状部材を２セット作製するにあたり、第１の円筒部分４Ａ_１と第３の円筒部分４Ａ_２との寸法差、及び第２の円筒部分４Ｂ_１と第４の円筒部分４Ｂ_２との寸法差がそれぞれ小さいため、冷間ローリングでの拡径率を小さくすることができる。その結果、割れの心配なく円筒部材（環状部材）の４個取りができる。また、拡径率が小さいため、それだけ加工時間を短縮できるという効果を奏する。
また、４個（内外輪２個ずつ）の環状部材６を作製するのに、２回のローリング加工で済み、特に加工時間のかかるローリング加工の工程数を削減できる効果を奏する。

（第２実施形態）
次に、環状部材の製造方法の第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は、接合体の構成が第１実施形態と異なるだけであるので、上述の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略することがある。図４（ａ）〜（ｆ）は、環状部材の製造方法の第２実施形態における環状部材の加工概要を示す断面図である。

図４（ａ）〜（ｆ）に示すように、本実施形態では、接合体４を構成する複数の円筒部分が、それぞれの内径が大きくなる順に軸方向に沿って接続された態様である。具体的には、第１の円筒部分４Ａ_１の下方に、第１の円筒部分４Ａ_１の内径寸法よりも大の内径寸法の第２の円筒部分４Ｂ_１が同軸で接続されている。さらに、第２の円筒部分４Ｂ_１の下方に、第２の円筒部分４Ｂ_１の内径寸法よりも大の内径寸法の第３の円筒部分４Ａ_２が同軸で接続され、以降、下方に向かうに連れてある円筒部分の内径寸法よりも大の内径寸法の他の円筒部分が同軸で接続されている。
本実施形態では、接合体４がこのような構成をなすことによって、第１実施形態の形状に比べて、肉厚の薄い金型を使わなくて良くなるため、金型の寿命が向上するという効果を奏する。

（第３実施形態）
次に、環状部材の製造方法の第３実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は、ローリング成形の態様が第１実施形態と異なるだけであるので、上述の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略することがある。図５は、環状部材の製造方法の第３実施形態における鍛造工程後の接合体の構成を示す断面図である。また、図６（ａ）〜（ｇ）は、環状部材の製造方法の第３実施形態における環状部材の加工概要を示す断面図である。また、図７は、環状部材の製造方法の第３実施形態におけるローリング成形工程前後の円筒部材及び環状部材の構成を示す断面図である。また、図８（ａ），（ｂ）は、環状部材の製造方法の第３実施形態の他の態様におけるローリング成形工程の加工概要を示す概略図である。

図５に示すように、本実施形態の接合体４は、第１の円筒部分４Ａ_１の高さ寸法（軸方向に沿う寸法）ｈ_１と、第３の円筒部分４Ａ_２の高さ寸法ｈ_２と、第４の円筒部分４Ｂ_２の高さ寸法ｈ_３とが、ｈ_２＞ｈ_１及びｈ_２＜ｈ_３の関係を満たす。なお、第２の円筒部分４Ｂ_１の高さ寸法ｈ_１は、第１の円筒部分４Ａ_１の高さ寸法ｈ_１と同じとする。
ここで、上述した第１実施形態及び第２実施形態は、ローリング成形工程において高さ寸法をほぼ変化させずに４個の環状部材６を得ることができる態様である。

しかし、実際には、転がり軸受の軌道輪（内輪及び外輪）としての環状部材６は製品としての寸法が決まってしまっているため、上記鍛造工程で４個取りする場合であっても、図５に示すような高さ寸法の関係になることが多い。
これは、環状部材６Ａ_１となる円筒部分４Ａ_１の質量と、環状部材６Ａ_２となる円筒部分４Ａ_２の質量とを同じにしようとした結果、ｈ_２＞ｈ_１となってしまう場合が多い。同様に、環状部材６Ｂ_１となる円筒部分４Ｂ_１の質量と、環状部材６Ｂ_２となる円筒部分４Ｂ_２の質量とを同じにしようとした結果、ｈ_３＞ｈ_１となってしまう場合が多い。

そこで、本実施形態では、円筒部分４Ａ_１，４Ａ_２，４Ｂ_１，４Ｂ_２のそれぞれの高さ寸法がｈ_２＞ｈ_１及びｈ_３＞ｈ_１の少なくとも何れかであった場合、第３の円筒部材４Ａ_２及び第４の円筒部材４Ｂ_２の少なくとも何れか一方の高さ寸法を減少させながら内径寸法を拡径するローリング成形工程を含む。

なお、本実施形態の変形例として、上記切断分離工程において、円筒部分４Ａ_１，４Ａ_２，４Ｂ_１，４Ｂ_２のそれぞれの高さ寸法が同じになるように据え込んでもよい。また、円筒部分４Ａ_１，４Ａ_２，４Ｂ_１のそれぞれの高さ寸法がｈ_２＜ｈ_１であった場合には、ローリング成形工程において高さ方向で所定の寸法まで拘束せずに高さ寸法を伸ばせばよい。
具体的には、「鍛造工程」として、まず、図６（ａ）に示す丸棒部材１を用いてプレス切断、鋸切断、突っ切りのいずれかの方法により、図６（ｂ）に示す切断ビレット２を製作する。

次に、図６（ｃ）に示すように切断ビレット２を鍛造して中間成形体３を経て、図６（ｄ）に示すような第１の円筒部分４Ａ_１と、第２の円筒部分４Ｂ_１と、第３の円筒部分４Ａ_２と、第４の円筒部分４Ｂ_２とが径方向に接続されてなる接合体４を形成する。ここで、本実施形態の接合体４は、上述したように、第３の円筒部分４Ａ_２との高さ寸法ｈ_２が第４の円筒部分４Ｂ_２の高さ寸法ｈ_３よりも短いため、第４の円筒部分４Ｂ_２の軸方向の端面が第３の円筒部分４Ａ_２の軸方向の端面よりも突出している。

続いて、本実施形態の「切断分離工程」として、図６（ｅ）〜（ｇ）に示すように、４つの円筒部分４Ａ_１，４Ｂ_１，４Ａ_２，４Ｂ_２を切断分離してそれぞれ４つの円筒部材５Ａ_１，５Ｂ_１，５Ａ_２，５Ｂ_２を得る。

次に、本実施形態の「ローリング成形工程」として、第１の円筒部材５Ａ_１及び第２の円筒部材５Ｂ_１は、そのまま環状部材６Ａ_１及び６Ｂ_１とし、第３の円筒部材５Ａ_２及び第４の円筒部材５Ｂ_２について公知のローリング機を用いてローリング成形して内径寸法を拡径する。このとき、第３の円筒部材５Ａ_２及び第４の円筒部材５Ｂ_２の少なくとも何れか一方に対しては、軸方向の高さを減少させながら内径寸法を拡径するローリング成形が行われる。

ここで、このローリング成形工程は、特開２００２−２０５１０３号公報に開示されたアキシャルロールを備えたローリング成形機を用いることが好ましい。具体的には、図８（ａ），（ｂ）に示すように、メインロール１２、マンドレル１３、アキシャルロール１４、及びトレーサロール１５を有するローリング成形機を用いることが好ましい。メインロール１２は、固定されており、一定速度で回転しながら被圧延材である円筒部材５Ａ_２（５Ｂ_２）を一定外周速度で回転させる機能を有している。マンドレル１３は、従動で、円筒部材５Ａ_２（５Ｂ_２）の内径側に配置され、メインロール１２と共に円筒部材５Ａ_２（５Ｂ_２）を挟み付け、メインロール１２方向に移動して肉厚方向の圧下を行うようになっている。

アキシャルロール１４，１４は、一般にメインロール１２と円筒部材５Ａ_２（５Ｂ_２）の中心対称の位置に配置されて、円錐状のロールを円筒部材５Ａ_２（５Ｂ_２）を挟んで上下に有している。そして、片方又は両方のロールが駆動され、通常、上ロールが下方に移動して円筒部材５Ａ_２（５Ｂ_２）に対し高さ方向の圧下を行うようになっている。アキシャルロール１４，１４を円錐形状としているのは、円筒部材５Ａ_２（５Ｂ_２）の周速が、その内周側と外周側で異なり（内周側＜外周側）、その周速差を吸収させる必要があるためである。従って、アキシャルロール１４，１４は、円錐状ロールの先端が円筒部材５Ａ_２（５Ｂ_２）の中心に一致するように配置され、円筒部材５Ａ_２（５Ｂ_２）の径の成長とともにロール周面における円筒部材５Ａ_２（５Ｂ_２）に対する圧下位置が水平方向（拡径側）に移動していくようになっている。

トレーサロール１５は、メインロール１２と円筒部材５Ａ_２（５Ｂ_２）の中心対称の位置において、円筒部材５Ａ_２（５Ｂ_２）の外周面に転接して、その進退によって円筒部材５Ａ_２（５Ｂ_２）の外径寸法をトレーサロール１５及びメインロール１２のそれぞれの被圧延材に対する転接面間寸法として捉えるためのものである。

以上のように構成されたローリング成形機においては、トレーサロール１５により円筒部材５Ａ_２（５Ｂ_２）の径を検出しながら、円筒部材５Ａ_２（５Ｂ_２）をメインロール１２とマンドレル１３により半径方向の圧延を行い、上下のアキシャルロール１４，１４により円筒部材５Ａ_２（５Ｂ_２）の軸方向に沿う高さ方向の圧延を行う。

このようにして、外輪用の環状部材として、第１の環状部材６Ａ_１及び第３の環状部材６Ａ_２の２個の環状部材６を得ると共に、内輪用の環状部材として、第２の環状部材６Ｂ_１及び第４の環状部材６Ｂ_２の２個の環状部材６を得ることができる。特に、本実施形態では、ローリング成形工程において、第３の円筒部材５Ａ_２及び第４の円筒部材５Ｂ_２の少なくとも何れか一方の高さ寸法を減少させながら内径寸法を拡径しているので、高さ寸法のことを気にすることなく鍛造工程を実施することができる。

（第４実施形態）
次に、環状部材の製造方法の第４実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は、切断分離工程の態様が第３実施形態と異なるだけであるので、上述の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略することがある。本実施形態で用いられる接合体４は、図９に示すように、第１の円筒部分４Ａ_１の高さ寸法（軸方向に沿う寸法）ｈ_１と、第３の円筒部分４Ａ_２の高さ寸法ｈ_２と、第４の円筒部分４Ｂ_２の高さ寸法ｈ_３とが、ｈ_２＞ｈ_１及びｈ_２＜ｈ_３の関係を満たす。なお、第２の円筒部分４Ｂ_１の高さ寸法ｈ_１は、第１の円筒部分４Ａ_１の高さ寸法ｈ_１と同じとする。

本実施形態は、ローリング成形される第３の円筒部材５Ａ_２及び第４の円筒部材５Ｂ_２を接合体４から切断分離する際に、同時又はバラバラに第３の円筒部材４Ａ_２及び第４の円筒部材４Ｂ_２の少なくとも何れか一方の高さ寸法を減少させながら内径寸法を拡径するローリング成形工程を含むものである。
具体的には、「鍛造工程」として、まず、図１０（ａ）に示す丸棒部材１を用いてプレス切断、鋸切断、突っ切りのいずれかの方法により、図１０（ｂ）に示す切断ビレット２を製作する。

次に、図１０（ｃ）に示すように切断ビレット２を鍛造して中間成形体３を経て、図１０（ｄ）に示すような第１の円筒部分４Ａ_１と、第２の円筒部分４Ｂ_１と、第３の円筒部分４Ａ_２と、第４の円筒部分４Ｂ_２とが径方向に接続されてなる接合体４を形成する。ここで、本実施形態の接合体４は、上述したように、第３の円筒部分４Ａ_２との高さ寸法ｈ_２が第４の円筒部分４Ｂ_２の高さ寸法ｈ_３よりも短いため、第４の円筒部分４Ｂ_２の軸方向の端面が第３の円筒部分４Ａ_２の軸方向の端面よりも突出している。

続いて、本実施形態の「切断分離工程」として、図１０（ｅ）〜（ｇ）に示すように、４つの円筒部分４Ａ_１，４Ｂ_１，４Ａ_２，４Ｂ_２を切断分離してそれぞれ４つの円筒部材５Ａ_１，５Ｂ_１，５Ａ_２，５Ｂ_２を得る。

ここで、本実施形態では、図１０（ｅ）に示すように円筒部材５Ａ_１を切断分離した接合体４’から円筒部材５Ａ_２を分離すると共に据え込みを行う。具体的には、図１１（ａ）に示すように、円筒部分４Ｂ_１の底面、円筒部分４Ａ_２の内周面、及び円筒部分４Ｂ_２の外周面に当接する円環状の分離ダイ２２を備えた据込みダイ２３に、円筒部材５Ａ_１を切断分離した接合体４’を設置する。その後、図１１（ｂ）に示すように、その接合体４’に対して円筒部分４Ｂ_１の外周面、及び円筒部分４Ａ_２の上面に当接する円環状のパンチ２１で押圧して円筒部材５Ａ_２を分離する。そして、図１１（ｃ）に示すように、パンチ２１によって円筒部材５Ａ_２を据え込んで高さ寸法をｈ_３からｈ_１として環状部材６Ａ_２を得る。
本実施形態においては、円筒部分４Ａ_２の分離、及び円筒部分４Ａ_２の据込みはバラバラに行ってもよいが、これら分離と据込みとを同時に行うことで工程数の削減ができる。

このように、本実施形態では、切断分離工程において円筒部材５Ａ_２，５Ｂ_２を据え込むことで、ローリング成形工程前に高さ寸法を円筒部材５Ａ_１及び円筒部材５Ｂ_１と同一にしておくことができる。その結果、本実施形態のローリング成形工程では、高さ寸法を減少させずに拡径のみを行えばよくなるため、アキシャルロールの無い、より簡単な設備で成形することができる。

（第５実施形態）
次に、環状部材の製造方法の第５実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は、ローリング成形工程の態様が第３実施形態及び第４実施形態と異なるだけであるので、上述の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略することがある。

第３実施形態及び第４実施形態では、円筒部材５Ａ_２の高さ寸法をｈ_２とすることでその形状を調整した。しかし、環状部材６Ａ_２としての寸法によっては、円筒部分４Ａ_２の内径（ｒ_３）と外径（ｒ_２）との差Δｒ（図１２参照）が小さく、径方向に肉薄かつ、高さ方向に大きくなってしまうことがある。その結果、円筒部材５Ａ_２の高さ寸法を減少させる際、又は高さ寸法を減少させながらローリング成形するときに円筒部材５Ａ_２が座屈してしまう場合がある。

そこで、本実施形態では、環状部材６Ｂ_１の外径寸法を円筒部分４Ｂ_１の外径寸法ｒ_３よりも大きく設定すると共に、円筒部材５Ｂ_１に対してもローリング成形を行い、拡径により環状部材６Ｂ_１の製品としての寸法を所定の寸法に仕上げるようにする。

具体的には、「鍛造工程」として、まず、図１３（ａ）に示す丸棒部材１を用いてプレス切断、鋸切断、突っ切りのいずれかの方法により、図１３（ｂ）に示す切断ビレット２を製作する。

次に、図１３（ｃ）に示すように切断ビレット２を鍛造して中間成形体３を経て、図１３（ｄ）に示すような第１の円筒部分４Ａ_１と、第２の円筒部分４Ｂ_１と、第３の円筒部分４Ａ_２と、第４の円筒部分４Ｂ_２とが径方向に接続されてなる接合体４を形成する。
続いて、本実施形態の「切断分離工程」として、図１３（ｅ）〜（ｇ）に示すように、４つの円筒部分４Ａ_１，４Ｂ_１，４Ａ_２，４Ｂ_２を切断分離してそれぞれ４つの円筒部材５Ａ_１，５Ｂ_１，５Ａ_２，５Ｂ_２を得る。

次に、本実施形態の「ローリング成形工程」として、第１の円筒部材５Ａ_１は、そのまま環状部材６Ａ_１とし、第２の円筒部材５Ｂ_１、第３の円筒部材５Ａ_２、及び第４の円筒部材５Ｂ_２について公知のローリング機を用いてローリング成形して内径寸法を拡径する。すなわち、上述した実施形態と異なり、第２の円筒部材５Ｂ_１についてローリング成形して内径を拡径した環状部材６Ｂ_１を作製する。また、第４の円筒部材５Ｂ_２については、第２の円筒部材５Ｂ_１と同一の内径寸法となるように拡径するローリング成形が行われ、環状部材６Ｂ_２が作製される。

このようにして、外輪用の環状部材として、第１の環状部材６Ａ_１及び第３の環状部材６Ａ_２の２個の環状部材６を得ると共に、内輪用の環状部材として、第２の環状部材６Ｂ_１及び第４の環状部材６Ｂ_２の２個の環状部材６を得ることができる。特に、本実施形態では、第２の円筒部材５Ｂ_１に対してローリング成形を行ったとしても、第３の円筒部材５Ａ_２及び第４の円筒部材５Ｂ_２に比べて僅かな変化量の拡径を行うだけで済むので、第２の円筒部材５Ｂ_１をローリング成形する加工時間は僅かで済む。

したがって、生産性の損失を最小限に抑えつつも、４個取りのメリットである、鍛造工程の内径抜きのスクラップＳは４個の環状部材当たりに１個のスクラップＳという歩留りのよさを確保することができる。

以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例または実施形態も網羅すると解すべきである。

１丸棒部材
２切断ビレット
３中間成形体
４接合体
４Ａ_１第１の円筒部分
４Ｂ_１第２の円筒部分
４Ａ_２第３の円筒部分
４Ｂ_２第４の円筒部分
５円筒部材
５Ａ_１第１の円筒部材
５Ｂ_１第２の円筒部材
５Ａ_２第３の円筒部材
５Ｂ_２第４の円筒部材
６環状部材
６Ａ_１第１の環状部材
６Ｂ_１第２の環状部材
６Ａ_２第３の環状部材
６Ｂ_２第４の環状部材

Claims

丸棒材料から円環形状の円筒部分が複数接続された接合体を形成する鍛造工程と、
前記接合体を切断分離して複数の円筒部材を得る切断分離工程と、
前記複数の円筒部材のうち一部の円筒部材の内径寸法を拡径して環状部材を得るローリング成形工程とを含み、
前記接合体は、第１の円筒部分と、第１の円筒部分の内径寸法とほぼ同じ寸法に設定された外径寸法を有する第３の円筒部分と、第３の円筒部分の内径寸法とほぼ同じ寸法に設定された外径寸法を有する第２の円筒部分と、第２の円筒部分の内径寸法とほぼ同じに設定された外径寸法を有する第４の円筒部分とが、径方向に接続されてなり、
前記鍛造工程は、第１の円筒部分及び第２の円筒部分の軸方向の一方の端部と、第３の円筒部分及び第４の円筒部分の軸方向の他方の端部とが、径方向に接続されてなる前記接合体を形成する工程であり、
前記ローリング成形工程は、第３の円筒部材の内径寸法が第１の円筒部材の内径寸法とほぼ同じになるように第３の円筒部材の内径寸法を拡径して第３の環状部材を得ると共に、第４の円筒部材の内径寸法が第２の円筒部材の内径寸法とほぼ同じになるように第４の円筒部材の内径寸法を拡径して第４の環状部材を得る工程であることを特微とする環状部材の製造方法。
前記ローリング成形工程が、第３の円筒部材及び第４の円筒部材の少なくとも何れか一方の軸方向の高さを減少させながら内径寸法を拡径する工程である請求項１に記載の環状部材の製造方法。
前記切断分離工程中、又は前記切断分離工程後に、
第３の円筒部材及び第４の円筒部材の少なくとも一方を据込む請求項１に記載の環状部材の製造方法。
前記ローリング成形工程が、第２の円筒部材の内径寸法を拡径する工程を含む請求項１〜３の何れか１項に記載の環状部材の製造方法。