JP2007083259A - ころ軸受用ころ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】後工程での研削加工の加工代を少なくして製造コストを低くすることができるとともに、成形荷重を安定することができるころ軸受用ころ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】中実素材１０から冷間鍛造によってころ３０を製造するころ軸受用ころの製造方法は、中実素材１０の軸方向両端面に有底孔１２を押し出し成形する工程と、移動側金型１３と固定側金型１４とを用いて押し出し成形された素材１５を軸方向に圧縮してサイジング成形する工程と、を備える。サイジング成形工程は、移動側金型１３と固定側金型１４との成形中の軸方向隙間Ｃが押し出し成形において有底孔１２が形成されていない軸方向部分に位置し、且つ有底孔１２の内周面の少なくとも一部が非拘束の状態で成形される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、円筒ころ軸受、球面ころ軸受及び円錐ころ軸受に用いられるころ軸受用ころ及びその製造方法に関する。

従来、ころ軸受用ころを製造するには、例えば、中実素材を移動側金型と固定側金型との間にセットし、移動側金型を固定側金型に向けて接近移動させることにより、移動側金型と固定側金型との隙間に余肉を出しながら中実素材を軸方向に圧縮成形し、後工程で余肉部分の除去及び外周面の仕上げを施して寸法、形状を確保している（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

図４、図５及び図６は、それぞれ円筒ころ、球面ころ及び円錐ころの従来の製造方法を示す。

円筒ころを製造するには、図４（ａ）に示すように、まず、軸方向長さＬ６を有する円柱状の中実素材１００を移動側ダイス１０１と固定側ダイス１０２との間にセットする。次に、図４（ｂ）に示すように、移動側ダイス１０１をパンチ１０３とともに固定側ダイス１０２に向けて接近移動させる。これにより、中実素材１００の両端面に深さＬ８を有する凹部１０４を設けて、中実素材１００は、軸方向長さＬ７（Ｌ６＞Ｌ７）に成形され、移動側ダイス１０１と固定側ダイス１０２との間の隙間Ｄには余肉１０５が膨出する。そして、後工程の研削工程で、余肉１０５の除去及び外周面の仕上げ加工が施される。

球面ころを製造するには、図５（ａ）に示すように、まず、軸方向長さＬ６を有する円柱状の中実素材１１０を凹球面状の型面を有する移動側ダイス１１１と固定側ダイス１１２との間に隙間Ｅを存してセットする。次に、図５（ｂ）に示すように、移動側ダイス１１１をパンチ１１３とともに固定側ダイス１１２に向けて接近移動させる。これにより、中実素材１１０の両端面に深さＬ８を有する凹部１１４を設けて、中実素材１１０は、軸方向長さＬ７（Ｌ６＞Ｌ７）に成形され、移動側ダイス１１１と固定側ダイス１１２との間の隙間Ｄには余肉１１５が膨出する。そして、後工程の研削工程で、余肉１１５の除去及び外周面の仕上げ加工が施される。

円錐ころを製造するには、図６（ａ）に示すように、まず、軸方向長さＬ６を有する円柱状の中実素材１２０をダイス１２１にセットする。その後、図６（ｂ）に示すように、パンチ１２２の打圧により、中実素材１２０の一端面に深さＬ８を有する凹部１２３を設けると共に、他端面と外周面との境部にコーナー部１２４を成形した、直径φＧを有する中間素材１２５を得る。

次に、図６（ｃ）に示すように、中間素材１２５を移動側ダイス１２６とテーパ形状の内周面を有する固定側ダイス１２７との間にセットし、移動側ダイス１２６をパンチ１２８とともに固定側ダイス１２７に向けて接近移動させる。これにより、中間素材１２５は、軸方向長さＬ７（Ｌ６＞Ｌ７）で、小径側直径φＨ（φＨ＜φＧ）のテーパ形状にしごき成形され、移動側ダイス１２６と固定側ダイス１２７との間の隙間Ｄに余肉１２９が膨出する。そして、後工程の研削工程で、余肉１２９の除去及び外周面の仕上げ加工が施される。
特開平８−２５７６６７号公報 特公平３−２３２５０号公報

ところで、上述した従来の円筒ころ、球面ころ及び円錐ころの製造方法においては、移動側ダイス１０１，１１１，１２６と固定側ダイス１０２，１１２，１２７との間の隙間Ｄに成形時の余肉１０５，１１２，１２７が膨出しているため、後工程において、余肉１０５，１１５，１２９の除去及び外周面の仕上げ加工に費やす研削加工代を多くしなければならず、製造コストが嵩むという問題がある。

また、移動側ダイス１０１，１１１，１２６と固定側ダイス１０２，１１２，１２７との間の隙間Ｄに成形時の余肉を膨出させているため、成形する面積が増加し、成形荷重が不安定になってしまうという問題がある。特に、円錐ころの製造においては、中間素材１２５の小径側では、外径部の余肉を隙間Ｄに移動させながらしごき成形するため、成形荷重が大きくなってしまう。

更に、球面ころの製造方法では、中実素材１１０の外周面を成形するための各ダイス１１１，１１２の内周面が凹球面状となっているため、中実素材１１０と各ダイス１１１，１１２との間の隙間Ｅが大きい。従って、移動側ダイス１１１を固定側ダイス１１２に向けて移動させて押し込み成形する際に、凹部１１４の押し出し成形による軸方向への材料流動と、中実素材１１と各ダイス１１１，１１２との隙間Ｅを埋めようとする半径方向の材料流動とが起こる。そのため、図５（ｂ）のＦ部では、軸方向と半径方向との材料流動が合成され、図５（ｃ）に示すように、凹部１１４の内周部に欠肉部１１６を発生させる虞がある。

本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、後工程での研削加工の加工代を少なくして製造コストを低くすることができるとともに、成形荷重を安定することができるころ軸受用ころ及びその製造方法を提供することにある。

本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
（１） 中実素材から冷間鍛造によってころを製造するころ軸受用ころの製造方法であって、
中実素材の少なくとも一方の軸方向端面に有底孔を押し出し成形する工程と、
移動側金型と固定側金型とを用いて押し出し成形された素材を軸方向に圧縮してサイジング成形する工程と、
を備え、
サイジング成形工程は、移動側金型と固定側金型との成形中の軸方向隙間が押し出し成形において有底孔が形成されていない軸方向部分に位置し、且つ有底孔の内周面の少なくとも一部が非拘束の状態で施されることを特徴とするころ軸受用ころの製造方法。
（２） ころは、円筒又は球面ころであって、
押し出し成形工程は、中実素材の軸方向の両端面にそれぞれ有底孔を成形し、
サイジング成形工程後の有底孔の深さは、ころの全長の１／４以上であることを特徴とする（１）に記載のころ軸受用ころの製造方法。
（３） サイジング成形工程は、有底孔の深さより長い軸方向長さを持った内周面をそれぞれ有する移動側金型と固定側金型とを用いて、軸方向端面とコーナー部と外周面とを同時に成形することを特徴とする（２）に記載のころ軸受用ころの製造方法。
（４） ころは、円錐ころであって、
押し出し成形工程は、中実素材の軸方向の一端面に有底孔を成形し、
サイジング成形工程後の有底孔の深さは、ころの全長の１／２以上であることを特徴とする（１）に記載のころ軸受用ころの製造方法。
（５） 押し出し成形された素材をテーパ形状の金型によって押込み成形する工程と、をさらに備え、
サイジング成形工程は、押込み成形工程と別工程或いは同一工程の終了前に、大径側端面と当接可能な移動側金型と、小径側端面と当接可能で、有底孔の深さより長い軸方向長さを持ったテーパ形状の内周面を有する固定側金型とを用いて、小径側及び大径側端面とコーナー部と外周面とを同時に成形することを特徴とする（４）に記載のころ軸受用ころの製造方法。
（６） （１）〜（５）のいずれかに記載の製造方法を用いて製造されることを特徴とするころ軸受用ころ。
（７） ころ軸受用のころであって、
少なくとも一方の軸方向端面には有底孔が形成され、該有底孔の内周面にはサイジング成形時の余肉部が残存することを特徴とするころ軸受用のころ。
（８） ころは、円筒又は球面ころであって、
軸方向両端面にそれぞれ有底孔が形成され、有底孔の深さは、全長の１／４以上であることを特徴とする（７）に記載のころ軸受用ころ。
（９） ころは、円錐ころであって、
小径側端面に有底孔が形成され、有底孔の深さは、全長の１／２以上であることを特徴とする（７）に記載のころ軸受用ころ。

本発明によれば、サイジング成形工程が、移動側金型と固定側金型との成形中の軸方向隙間が押し出し成形工程によって有底孔が形成されていない軸方向部分に位置し、且つ有底孔の内周面の少なくとも一部が非拘束の状態で施されるので、有底孔の内周面に余肉を逃がすことができる。これにより、移動側金型と固定側金型との隙間に余肉が膨出することがなく、後工程の研削加工は、ころ外周面の仕上げ加工だけにすることができ、研削加工代が少なくなって製造コストを低くすることができる。

また、移動側金型と固定側金型との隙間に余肉を出さないため、成形する面積が増加することなく、成形荷重を安定させることができる。

さらに、有底孔の深さを深く押し出し成形することにより、ころの体積が減るため、ころ、ひいては軸受の軽量化を図ることができ、しかも中実素材の材料コストを安くすることができる。

以下、本発明の各実施形態に係るころ軸受及びその製造方法について図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る円筒ころの製造方法は、中実素材１０から冷間鍛造を行うことで製造され、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、押し出し成形金型１１を用いて中実素材１０の軸方向両端面に有底孔１２を押し出し成形する工程と、図１（ｃ）に示すように、移動側金型１３と固定側金型１４とを用いて押し出し成形された中間素材１５を軸方向に圧縮してサイジング成形する工程とを備えている。

押し出し成形工程に用いられる押し出し成形金型１１は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、中実素材１０の外周面に対応する円筒状の内周面を有するダイス２０と、ダイス２０にセットされた中実素材１０の軸方向両端面に有底孔１２を押し出し成形する一対のパンチ２１とを備えている。

また、サイジング成形工程に用いられる移動側金型１３は、図１（ｃ）に示すように、円筒ころ３０の一方の軸方向端面３３ａと、湾曲したコーナー部３４ａと、一方の端面側の外周面３５ａに対応する型面を有した円筒状の移動側ダイス２２と、移動側ダイス２２内を進退し、円筒ころ３０の有底孔３１の開口縁に対応する形状の縁部を有するパンチ２３とを備える。

固定側金型１４は、円筒ころ３０の他方の軸方向端面３３ｂと、湾曲したコーナー部３４ｂと、他方の端面側の外周面３５ｂに対応する型面を有した円筒状の固定側ダイス２４と、固定側ダイス２４内を進退し、円筒ころ３０の有底孔３１の開口縁に対応する形状の縁部を有するパンチ２５とを備える。ここで、パンチ２５は、サイジング成形後の円筒ころ３０を離型する際のノックアウトピンとしても作用する。
なお、移動側金型１３及び固定側金型１４の各型面は、仕上げ加工前の円筒ころ３０の形状に対応するもので、以下の実施形態においても、移動側金型及び固定側金型の各型面は、仕上げ加工前のころ形状に対応するものとする。

移動側ダイス２２の型面の深さＬ４′及び固定側ダイス２３の型面の深さＬ４とサイジング成形工程で得られる円筒ころ３１の有底孔３２の深さＬ３との関係は、Ｌ３＜Ｌ４′，Ｌ４に設定されており、また、深さＬ４′及び深さＬ４と中間素材１５のＬ５との関係も、Ｌ５＜Ｌ４′，Ｌ４に設定されている。さらに、移動側ダイス２２の型面の深さＬ４′と固定側ダイス２３の型面の深さＬ４との関係は、Ｌ４′＜Ｌ４に設定されている。

次に、円筒ころ３０の製造方法について工程別に詳述する。
まず、押し出し形成工程では、図１（ａ）に示すように、軸方向長さＬを有する中実素材１０を押し出し成形金型１１にセットする。ここで、中実素材１０の軸方向長さＬは、従来の素材１００（図４（ａ）参照）の軸方向長さＬ６よりも短い。

そして、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、一対のパンチ２１によって中実素材１０の軸方向両端面に深さＬ５を有する有底孔１２を成形し、中間素材１５を得る。その際、中間素材１５の軸方向長さＬ１は、円筒ころ４１の全長Ｌ２よりも長く（Ｌ２＜Ｌ１）、有底孔１２の深さＬ５は、従来の凹部１０４（図４（ｂ）参照）の深さＬ８より深い。

次に、サイジング成形工程では、図１（ｃ）に示すように、押し出し成形金型１１から離型した中間素材１５を移動側金型１３及び固定側金型１４にセットし、移動側ダイス２２及びパンチ２３を含む移動側金型１３を固定側金型１４側に押し込んで中間素材１５を軸方向に圧縮成形する。

このとき、移動側金型１３と固定側金型１４との成形中の軸方向隙間Ｃは、中間素材１５の有底孔１２が形成されていない軸方向部分に位置し、且つ有底孔１２の内周面のパンチ２３の保持部分（開口縁）以外を非拘束の状態でサイジング成形する。

ここで、有底孔１２が形成されていないＡ−Ａ部分の断面積と有底孔１２が形成されるＢ−Ｂ部分の断面積とを比べると、Ａ−Ａ部分の断面積が大きい。そのため、移動側金型１３で中間素材１５を固定側金型１４側に押し込んだ時、断面積が大きいＡ−Ａ部分は応力が小さいために塑性変形を起こさないが、断面積が小さいＢ−Ｂ部分は応力が大きいために塑性変形を起こす。これにより、非拘束状態の有底孔１２の内周部に余肉３２を流しながら円筒ころ３０の軸方向両端面３３ａ，３３ｂと湾曲したコーナー部３４ａ，３４ｂと外周面３５ａ，３５ｂとが同時に成形される。

また、このようにサイジング成形された円筒ころ３０は、有底孔３１の深さＬ３と円筒ころ３０の全長Ｌ２とがＬ２／４≦Ｌ３の寸法関係となるように形成される。また、サイジング成形後、円筒ころ３０は外周面の仕上げ加工が施されるが、有底孔３１の内周面にはサイジング成形時の余肉部３２が残存し、この状態で使用される。

従って、本実施形態では、サイジング成形工程は、移動側金型３３と固定側金型３４との成形中の軸方向隙間Ｃが中間素材１５の有底孔１２が形成されていない軸方向部分に位置し、且つ有底孔１２の内周面の開口縁以外の部分が非拘束の状態で施されるので、円筒ころ３０の有底孔３１の内周面に余肉３２を逃がすことができる。これにより、移動側金型３３と固定側金型３４との軸方向隙間Ｃに余肉が膨出することがなく、後工程の研削加工を、従来のような余肉１０５のない、ころ外周面の仕上げ加工だけにすることができ、研削加工代が少なくなって製造コストを低くすることができる。

また、移動側金型１３と固定側金型１４との軸方向隙間に余肉を出さないため、成形する面積が増加することなく、成形荷重を安定させることができる。

さらに、有底孔３１の深さを深く押し出し成形することにより、円筒ころ３０の体積が減るため、円筒ころ３０、ひいては円筒ころ軸受の軽量化を図ることができ、しかも中実素材１０の材料コストを安くすることができる。

（第２実施形態）
次に、図２を参照して、本発明の第２実施形態に係る球面ころの製造方法について説明する。

第２実施形態に係る球面ころの製造方法は、中実素材４０から冷間鍛造を行うことで製造され、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、押し出し成形金型４１を用いて中実素材４０の軸方向両端面に有底孔４２を押し出し成形する工程と、図２（ｃ）に示すように、移動側金型４３と固定側金型４４とを用いて押し出し成形された中間素材４５を軸方向に圧縮してサイジング成形する工程とを備えている。

押し出し成形工程に用いられる押し出し成形金型４１は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、中実素材４０の外周面に対応する円筒状の内周面を有するダイス５０と、ダイス５０にセットされた中実素材４０の軸方向両端面に有底孔４２を押し出し成形する一対のパンチ５１とを備えている。

また、サイジング成形工程に用いられる移動側金型４３は、図２（ｃ）に示すように、球面ころ６０の一方の軸方向端面６３ａと、湾曲したコーナー部６４ａと、一方の端面側の外周面６５ａに対応する有底半球状の型面を有する円筒状の移動側ダイス５２と、移動側ダイス５２内を進退し、球面ころ６０の有底孔６１の開口縁に対応する形状の縁部を有するパンチ５３とを備える。

固定側金型４４は、球面ころ６０の他方の軸方向端面６３ｂと、湾曲したコーナー部６４ｂと、他方の端面側の外周面６５ｂに対応する有底半球状の型面を有した円筒状の固定側ダイス５４と、固定側ダイス５４内を進退し、球面ころ６０の有底孔６１の開口縁に対応する形状の縁部を有するパンチ５５とを備える。ここで、パンチ５５は、サイジング成形後の球面ころ５０を離型する際のノックアウトピンとしても作用する。

移動側ダイス５２の型面の深さＬ４′及び固定側ダイス５３の型面の深さＬ４とサイジング成形工程で得られる球面ころ６０の有底孔６１の深さＬ３との関係は、Ｌ３＜Ｌ４′，Ｌ４に設定されており、また、深さＬ４′及び深さＬ４と中間素材４５のＬ５との関係も、Ｌ５＜Ｌ４′，Ｌ４に設定されている。さらに、移動側ダイス５２の型面の深さＬ４′と固定側ダイス５３の型面の深さＬ４との関係は、Ｌ４′＜Ｌ４に設定されている。

次に、球面ころ６０の製造方法について工程別に詳述する。
まず、押し出し成形工程では、図２（ａ）に示すように、軸方向長さＬを有する中実素材４０を押し出し成形金型４１にセットする。ここで、中実素材４０の軸方向長さＬは、従来の中実素材１１０（図５（ａ）参照）の軸方向長さＬ６よりも短い。

そして、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、一対のパンチ５１によって中実素材４０の軸方向両端面に深さＬ５を有する有底孔４２を成形し、中間素材４５を得る。その際、中間素材４５の軸方向長さＬ１は、球面ころ６１の全長Ｌ２よりも長く（Ｌ２＜Ｌ１）、有底孔４２の深さＬ５は、従来の凹部１１４（図５（ｂ）参照）の深さＬ８より深い。

次に、サイジング成形工程では、図２（ｃ）に示すように、押し出し成形金型４１から離型した中間素材４５を移動側金型４３及び固定側金型４４にセットし、移動側ダイス５２及びパンチ５３を含む移動側金型４３を固定側金型４４側に押し込んで中間素材４５を軸方向に圧縮成形する。

このとき、移動側金型４３と固定側金型４４との成形中の軸方向隙間Ｃは、中間素材４５の有底孔４２が形成されていない軸方向部分に位置し、且つ有底孔４２の内周面のパンチ５３の保持部分（開口縁）以外を非拘束の状態で成形する。

ここで、有底孔４２が形成されていないＡ−Ａ部分の断面積と有底孔４２が形成されるＢ−Ｂ部分の断面積とを比べると、Ａ−Ａ部分の断面積が大きい。そのため、移動側金型４３で中間素材４５を固定側金型４４側に押し込んだ時、断面積が大きいＡ−Ａ部分は応力が小さいために塑性変形を起こさないが、断面積が小さいＢ−Ｂ断面は応力が大きいために塑性変形を起こす。これにより、非拘束状態の有底孔４２の内周部に余肉６２を流しながら球面ころ６１の軸方向両端面６３ａ，６３ｂと湾曲したコーナー部６４ａ，６４ｂと外周面６５ａ，６５ｂとが同時に成形される。

また、このようにサイジング成形された球面ころ６０は、有底孔６１の深さＬ３と球面ころ６０の全長Ｌ２とがＬ２／４≦Ｌ３の寸法関係となるように形成される。また、サイジング成形後、球面ころ６０は外周面の仕上げ加工が施されるが、有底孔６１の内周面にはサイジング成形時の余肉部６２が残存し、この状態で使用される。

従って、本実施形態では、サイジング成形工程は、移動側金型４３と固定側金型４４との成形中の軸方向隙間Ｃが中間素材４５の有底孔４２が形成されていない軸方向部分に位置し、且つ有底孔４２の内周面の開口縁以外の部分が非拘束の状態で成形されるので、球面ころ６０の有底孔６１の内周面に余肉６２を逃がすことができる。これにより、移動側金型４３と固定側金型４４との軸方向隙間Ｃに余肉が膨出することがなく、後工程の研削加工を、従来のような余肉１１５のない、ころ外周面の仕上げ加工だけにすることができ、研削加工代が少なくなって製造コストを低くすることができる。

また、移動側金型４３と固定側金型４４との軸方向隙間に余肉を出さないため、成形する面積が増加することなく、成形荷重を安定させることができる。

さらに、有底孔６１の深さを深く押し出し成形することにより、球面ころ６０の体積が減るため、球面ころ６０、ひいては球面ころ軸受の軽量化を図ることができ、しかも中実素材４０の材料コストを安くすることができる。

また、押し出し成形工程において、中実素材５１の外周面をダイス５６でほとんど隙間なく抱えた状態で、中実素材５１の端面の押し出し成形を行い、材料を軸方向だけに流動させながら、有底孔４２を成形するため、図５（ｃ）に示すような従来の欠肉部１１６を発生させることなく成形することができる。

（第３実施形態）
次に、図３を参照して、本発明の第３実施形態に係る円錐ころの製造方法について説明する。

第３実施形態に係る円錐ころの製造方法は、中実素材７０から冷間鍛造を行うことで製造され、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、押し出し成形金型７１を用いて中実素材７０の軸方向一端面に有底孔７２を軸方向他端面に凹部７３を押し出し成形する工程と、図３（ｃ）に示すように、移動側金型７４と固定側金型７５とを用いて押し出し成形された中間素材７６を軸方向に圧縮してサイジング成形する工程と、移動側金型７４と固定側金型７５とを用いて押し出し成形された中間素材７６を押込み成形する工程とを備えており、この実施形態では、サイジング成形工程と押込み成形工程とを同時に行うようにしている。

押し出し成形工程に用いられる押し出し成形金型７１は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、中実素材７０の外周面に対応する円筒状の型面を有するダイス８０と、ダイス８０にセットされた中実素材７０の軸方向一端面に有底孔７２を押し出し成形するパンチ８１と、中実素材７０の軸方向他端面に凹部７３を押し出し成形するパンチ８２とを備えている。

また、サイジング成形工程及び押込み工程に用いられる移動側金型７４は、図３（ｃ）に示すように、円錐ころ９０の大径側の軸方向端面９４ａと、湾曲したコーナー部９５ａに対応する型面を有する円筒状の移動側ダイス８３と、移動側ダイス８３内を進退し、円錐ころ９０の凹部９１を保持する縁部を有するパンチ８４とを備える。

固定側金型７５は、円錐ころ９０の小径側の軸方向端面９４ｂと、湾曲したコーナー部９５ｂと、外周面９６に対応するテーパ状の型面を有した円筒状の固定側ダイス８５と、固定側ダイス８５内を進退し、円錐ころ９０の有底孔９２の開口縁に対応する形状の縁部を有するパンチ８６とを備える。ここで、パンチ８６は、サイジング成形後の円錐ころ９０を離型する際のノックアウトピンとしても作用する。

固定側ダイス８５の型面の深さＬ４とサイジング成形工程で得られる円錐ころ９０の有底孔９１の深さＬ３との関係は、Ｌ３＜Ｌ４に設定されており、また、深さＬ４と押し出し成形工程で得られる中間素材７６の有底孔７２の深さＬ５との関係も、Ｌ５＜Ｌ４に設定されている。

次に、円錐ころ８１の製造方法について工程別に詳述する。
まず、押し出し成形工程では、図３（ａ）に示すように、軸方向長さＬを有する中実素材７０を押し出し成形金型７１にセットする。ここで、中実素材７０の軸方向長さＬは、従来の中実素材１２０（図６（ａ）参照）の軸方向長さＬ６よりも短い。

そして、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、パンチ８１によって中実素材７０の軸方向一端面に深さＬ５を有する有底孔７２を成形し、パンチ８２によって軸方向他端面に深さＬ７を有する凹部７３を成形して、中間素材７６を得る。その際、中間素材７６の軸方向長さＬ１は、円錐ころ８１の全長Ｌ２よりも長く（Ｌ２＜Ｌ１）、有底孔７２の深さＬ５は、従来の凹部１２３（図６（ｂ）参照）の深さＬ８より深く、凹部７２の深さＬ８は、従来の凹部１２３（図６（ｂ）参照）の深さＬ８と同等である。

次に、サイジング成形工程及び押込み工程では、図３（ｃ）に示すように、押し出し成形金型７１から離型した中間素材７６を、有底孔７２側の端部を固定側金型７５の型面で保持するように、移動側金型７４及び固定側金型７５に反転してセットし、移動側ダイス８３及びパンチ８４を含む移動側金型７４を固定側金型７５側に押し込んで中間素材７６を軸方向に圧縮成形するとともに、有底孔７２側の端部を押込み成形（しごき成形）する。

このとき、移動側金型７４と固定側金型７５との成形中の軸方向隙間Ｃは、中間素材７６の有底孔７２が形成されていない軸方向部分に位置し、且つ有底孔７２の内周面のパンチ８６の保持部分（開口縁）以外を非拘束の状態でサイジング成形する。

ここで、有底孔７２が形成されていないＡ−Ａ部分の断面積と有底孔７２が形成されるＢ−Ｂ部分の断面積とを比べると、Ａ−Ａ部分の断面積が大きい。そのため、移動側金型７４で中間素材７６を固定側金型７５側に押し込んだ時、断面積が大きいＡ−Ａ部分は応力が小さいために塑性変形を起こさないが、断面積が小さいＢ−Ｂ部分は応力が大きいために塑性変形を起こし、非拘束状態の有底孔７２の内周部に余肉９３を流しながら円錐ころ９０の小径側及び大径側端面９４ａ，９４ｂとコーナー部９５ａ，９５ｂと外周面９６とが同時に成形される。

また、このようにサイジング成形された円錐ころ９０は、有底孔９２の深さＬ３と円錐ころ８１の全長Ｌ２とは、Ｌ２／２≦Ｌ３の寸法関係となるように形成される。また、サイジング成形後、円錐ころ９０は外周面の仕上げ加工が施されるが、有底孔９２の内周面にはサイジング成形時の余肉部９３が残存し、この状態で使用される。

従って、本実施形態では、サイジング成形工程が、移動側金型７４と固定側金型７５との成形中の軸方向隙間Ｃが中間素材７６の有底孔７２が形成されていない軸方向部分に位置し、且つ有底孔７２の内周面の開口縁以外の部分が非拘束の状態で成形されるので、円錐ころ９０の有底孔９２の内周面に余肉９３を逃がすことができる。これにより、移動側金型７４と固定側金型７５との軸方向隙間に余肉が膨出することがなく、後工程の研削加工を、従来のような余肉１２９のない、ころ外周面の仕上げ加工だけにすることができ、研削加工代が少なくなって製造コストを低くすることができる。

また、移動側金型７４と固定側金型７５との軸方向隙間に余肉を出さないため、成形する面積が増加することなく、成形荷重を安定させることができ、また、外周面９６を小径側でしごき成形する際に、余肉を非拘束状態の有底孔９２の内周面に移動させながら成形させるので、成形荷重を小さくすることができる。

さらに、有底孔７２の深さを深く押し出し成形することにより、円錐ころ９０の体積が減るため、円錐ころ９０、ひいては円錐ころ軸受の軽量化を図ることができ、しかも中実素材７０の材料コストを安くすることができる。

なお、サイジング成形工程と押込み工程とは必ずしも同時に行う必要はなく、押込み工程の後にサイジング成形工程を行うようにしてもよい。

本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
上記実施形態において、各ころの軸方向端面に形成される有底孔に保持器の爪部が挿入保持される凹部を形成する場合には、移動側金型のパンチを押込んだ状態でサイジング成形工程を行うことで凹部を成形すればよい。

また、ピン形保持器が使用されるころ軸受に本発明のころを適用する場合には、サイジング成形工程後の有底孔の底面を穿孔することで両端面を貫通させればよい。この場合も、各ころは、ピンの外周面に応じた余肉の内径を確保することで、余肉が残余した状態で使用することができる。

本発明の第１の実施形態である円筒ころの製造方法を説明するためのもので、（ａ）は素材投入時、（ｂ）は押し出し成形工程、（ｃ）はサイジング成形工程を表す断面図である。 本発明の第２の実施形態である球面ころの製造方法を説明するためのもので、（ａ）は素材投入時、（ｂ）は押し出し成形工程、（ｃ）はサイジング成形工程を表す断面図である。 本発明の第３の実施形態である円錐ころの製造方法を説明するためのもので、（ａ）は素材投入時、（ｂ）は押し出し成形工程、（ｃ）はサイジング成形工程及び押し込み成形工程を表す断面図である。 従来の円筒ころの製造方法を説明するためのもので、（ａ）は素材投入時、（ｂ）はサイジング成形工程を表す断面図である。 従来の球面ころの製造方法を説明するためのもので、（ａ）は素材投入時、（ｂ）はサイジング成形工程を表す断面図で、（ｃ）は（ｂ）のＦ部詳細図である。 従来の円錐ころの製造方法を説明するためのもので、（ａ）は素材投入時、（ｂ）は押し出し成形工程、（ｃ）はサイジング成形工程及びしごき成形工程を表す断面図である。

符号の説明

１０，４０，７０ 中実素材
１２，３１，４２，６１，７２，９２ 有底孔
１３，４３，７４ 移動側金型
１４，４４，７５ 固定側金型
３０ 円筒ころ
６０ 球面ころ
９０ 円錐ころ
３２，６２，９３ 余肉

Claims (9)

1. 中実素材から冷間鍛造によってころを製造するころ軸受用ころの製造方法であって、
   前記中実素材の少なくとも一方の軸方向端面に有底孔を押し出し成形する工程と、
   移動側金型と固定側金型とを用いて前記押し出し成形された素材を軸方向に圧縮してサイジング成形する工程と、
   を備え、
   前記サイジング成形工程は、前記移動側金型と前記固定側金型との成形中の軸方向隙間が前記押し出し成形において前記有底孔が形成されていない軸方向部分に位置し、且つ前記有底孔の内周面の少なくとも一部が非拘束の状態で施されることを特徴とするころ軸受用ころの製造方法。
2. 前記ころは、円筒又は球面ころであって、
   前記押し出し成形工程は、前記中実素材の軸方向の両端面にそれぞれ前記有底孔を成形し、
   前記サイジング成形工程後の前記有底孔の深さは、前記ころの全長の１／４以上であることを特徴とする請求項１に記載のころ軸受用ころの製造方法。
3. 前記サイジング成形工程は、前記有底孔の深さより長い軸方向長さを持った内周面をそれぞれ有する前記移動側金型と前記固定側金型とを用いて、軸方向端面とコーナー部と外周面とを同時に成形することを特徴とする請求項２に記載のころ軸受用ころの製造方法。
4. 前記ころは、円錐ころであって、
   前記押し出し成形工程は、前記中実素材の軸方向の一端面に前記有底孔を成形し、
   前記サイジング成形工程後の前記有底孔の深さは、前記ころの全長の１／２以上であることを特徴とする請求項１に記載のころ軸受用ころの製造方法。
5. 前記押し出し成形された素材をテーパ形状の金型によって押込み成形する工程と、をさらに備え、
   前記サイジング成形工程は、前記押込み成形工程と別工程或いは同一工程の終了前に、大径側端面と当接可能な前記移動側金型と、小径側端面と当接可能で、前記有底孔の深さより長い軸方向長さを持ったテーパ形状の内周面を有する前記固定側金型とを用いて、前記小径側及び大径側端面とコーナー部と外周面とを同時に成形することを特徴とする請求項４に記載のころ軸受用ころの製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法を用いて製造されることを特徴とするころ軸受用ころ。
7. ころ軸受用のころであって、
   少なくとも一方の軸方向端面には有底孔が形成され、該有底孔の内周面にはサイジング成形時の余肉部が残存することを特徴とするころ軸受用のころ。
8. 前記ころは、円筒又は球面ころであって、
   軸方向両端面にそれぞれ前記有底孔が形成され、該有底孔の深さは、全長の１／４以上であることを特徴とする請求項７に記載のころ軸受用ころ。
9. 前記ころは、円錐ころであって、
   小径側端面に前記有底孔が形成され、該有底孔の深さは、全長の１／２以上であることを特徴とする請求項７に記載のころ軸受用ころ。

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