JP3514746B2 - ベアリングレースの鍛造方法及びベアリングレース分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ベアリングレー
スの鍛造方法及びベアリングレース分離装置の改良に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】回転運動する軸を支えるベアリングは、
ベアリングレースを構成する外レースと内レースとの間
に玉やローラ等の転動体を保持器で保持した状態で介在
させている。上記ベアリングレースは、一般に軸受鋼の
鍛造品であり、通常は、図１９〜２３の工程を経て鍛造
成形される。その要領をビレットから外レースと内レー
スとが鍛造成形されるまでの形状変化を示す図１８を参
照しつつ説明する。

【０００３】（１） 軸受鋼からなる棒材を切断し、得
ようとするベアリングレースの寸法に見合った鍛造素材
（以下、「ビレット」という）１０１を得る（図１８
（ａ）参照）。

【０００４】（２） ビレット１０１をその種類、寸法
及び重量に応じて予め設定された温度で鍛造に適した温
度になるように加熱して据込み工程に搬入する。据込み
工程では、図１９に示すように、下型１０２と、その上
方に昇降可能に配置された上型１０３とからなる据込み
装置１０４が設けられており、上記ビレット１０１を下
型１０２に載置して上型１０３を下降させて圧縮し、偏
平な据込み圧縮体１０５を得る（図１８（ｂ）参照）。
その際、この据込み圧縮体１０５の外径は完成品として
のベアリングレースの外レースの外径に合わせる。

【０００５】（３） 据込み圧縮体１０５を鍛造供与材
として成形工程に搬入する。成形工程では、図２０に示
すように、円形の成形凹所１０６を有するダイ１０７
と、その上方に昇降可能に配置されたパンチ１０８とか
らなる成形装置１０９が設けられている。上記ダイ１０
７の成形凹所１０６底面には、据込み圧縮体１０５を支
える円環段部１１０と、この円環段部１１０よりも下方
に凹陥した円形凹部１１１とが外径側から順に同心円状
に形成され、その中心にはノックアウトピン１１２が出
退可能に配置されている。上記円環段部１１０はベアリ
ングレースの外レースを成形する箇所であり、上記円形
凹部１１１は内レースを成形する箇所である。一方、上
記パンチ１０８先端には、外レースの内周面を形成する
円形段部１１３と、この円形段部１１３よりも下方に突
出した円形突起１１４とが外径側から順に同心円状に形
成されている。

【０００６】そして、据込み圧縮体１０５をダイ１０７
の成形凹所１０６に入れて円環段部１１０で支え（図２
０参照）、図２１に示すように、パンチ１０８を下降さ
せてダイ１０７の成形凹所１０６内に進入させ、上記パ
ンチ１０８の円形段部１１３及び円形突起１１４で据込
み圧縮体１０５を塑性変形させて、その変形部分を上記
円形凹部１１１と、パンチ１０８の円形段部１１３と成
形凹所１０６側面との間の円環凹部１１５に流入させる
ことにより、外レース部１１６と内レース部１１７とが
一体になった内外レース一体成形体１１８を鍛造成形す
る。この段階では、内外レース一体成形体１１８には、
ベアリングレースの軸受孔となる部分は貫通しておら
ず、底壁１１９で塞がれている（図１８（ｃ）参照）。

【０００７】（４） パンチ１０８を上昇させた後、ノ
ックアウトピン１１２を上方に突出させて内外レース一
体成形体１１８を蹴り出し、内外レース一体成形体１１
８を底抜き工程に搬入する。底抜き工程では、図２２に
示すように、ダイ１２０と、その上方に昇降可能に配置
されたパンチ１２１とからなる底抜き装置１２２が設け
られており、上記ダイ１２０には、パンチ１２１先端が
挿入される円形の挿入孔１２３が貫通しているととも
に、この挿入孔１２３上端外周りには、内外レース一体
成形体１１８の内レース部１１７を外径側に移動しない
ように位置決めする円環突起１２４が突設されている。

【０００８】そして、上記内外レース一体成形体１１８
の内レース部１１７をダイ１２０の円環突起１２４内側
に嵌め込んで内外レース一体成形体１１８を位置決めし
た状態でダイ１２０に載置し、パンチ１２１を下降させ
て内外レース一体成形体１１８の底壁１１９を打ち抜
く。これにより、内外レース一体成形体１１８の内レー
ス部１１７に軸受孔１２５が貫通形成される（図１８
（ｄ）参照）。

【０００９】（５） 軸受孔１２５が形成された内外レ
ース一体成形体１１８を分離工程に搬入する。分離工程
では、図２３に示すように、ダイ１２６と、その上方に
昇降可能に配置されたパンチ１２７とからなるベアリン
グレース分離装置１２８が設けられており、上記ダイ１
２６には、パンチ１２７先端が挿入される円形の挿入孔
１２９が貫通しているとともに、この挿入孔１２９上端
外周りには、内外レース一体成形体１１８の外レース部
１１６を外径側に移動しないように位置決めする載置凹
所１３０が形成されている。

【００１０】そして、上記内外レース一体成形体１１８
の外レース部１１６をダイ１２６の載置凹所１３０に載
置して内レース部１１７を上記挿入孔１２９に挿入した
状態で、パンチ１２７を下降させて内外レース一体成形
体１１８を外レース１３１と内レース１３２とに分離す
る。これにより、内外レース一体成形体１１８の外レー
ス１３１に軸受孔１３３が貫通形成され、軸受孔１３３
を有する外レース１３１と、軸受孔１２５を有する内レ
ース１３２とでベアリングレース１３４が構成される
（図１８（ｅ）参照）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
の鍛造方法では、成形工程で内外レース一体成形体１１
８を鍛造成形する場合、図２０に示すように、パンチ１
０８の円形突起１１４がダイ１０７の成形凹所１０６内
に進入して据込み圧縮体１０５に接触し始めた状態で
は、その外周りの円形段部１１３よりも基端側部分は未
だ上記成形凹所１０６内に進入していないため、パンチ
１０８の円形段部１１３及び円形突起１１４で据込み圧
縮体１０５を塑性変形させる際にパンチ１０８に軸ブレ
が生じ、成形された内外レース一体成形体１１８に１．
０ｍｍ前後の偏肉が発生する。したがって、この偏肉を
見込んで取代を余分に取っておく必要があり、その分、
材料費が嵩むとともに旋削に時間が掛かって非常に不経
済である。

【００１２】また、据込み圧縮体１０５をダイ１０７の
成形凹所１０６底面の円環段部１１０で支えた状態で、
その内方の円形凹部１１１と据込み圧縮体１０５との間
には大きな空間が形成されているため、据込み圧縮体１
０５を塑性変形させる際、据込み圧縮体１０５の中央部
分は、パンチ１０８の円形突起１１４でダイ１０７の成
形凹所１０６底面の円形凹部１１１内に直線的に押し下
げられるだけで変形量はそれほど多くなく、しかも、そ
の流入方向はパンチ１０８の円形段部１１３と成形凹所
１０６側面との間の円環凹部１１５に対する流入方向と
上下逆方向で鍛造圧が上下に分散されるため、図１０
（ｂ）に示すように、内外レース一体成形体１０５には
鍛流線ははっきりと出ておらず、熱履歴により生じてい
る脱炭層がそのまま残って品質が低下する原因となる。
この脱炭層は一般に０．３ｍｍ前後であり、これを除去
するためには偏肉の場合と同様に、取代を余分に取って
おく必要があり、その分、材料費が嵩むとともに旋削に
時間が掛かって非常に不経済である。

【００１３】この発明はかかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、偏肉及び脱炭層が共
に少ないベアリングレースを鍛造することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明は、外レース部の内側に内レース部が嵌合
した２重構造の内外レース一体成形体を鍛造成形するこ
とを特徴とする。

【００１５】具体的には、この発明は、軸受鋼からなる
棒材を切断したビレットを加熱して偏平に圧縮した据込
み圧縮体からなる偏平な鍛造供与材から外レース部と内
レース部とが一体になった内外レース一体成形体を鍛造
成形した後、この内外レース一体成形体を外レースと内
レースとに分離するベアリングレースの鍛造方法、及び
このベアリングレースの鍛造方法において、内外レース
一体成形体を外レースと内レースとに分離する分離工程
で用いられるベアリングレース分離装置を対象とし、次
のような解決手段を講じた。

【００１６】すなわち、請求項１，２に記載の発明は前
者のベアリングレースの製造方法に関するものであり、
そのうち、請求項１に記載の発明は、底面が偏平な円形
の成形凹所を有するダイと、先端に円環突起、第１円環
凹部及び円形突起が外径側から順に同心円状に形成され
上記円環突起は外径が当該円環突起を除く基端側部分の
外径よりも小さく設定されて上記ダイの成形凹所側面と
の間に第２円環凹部を形成するパンチとを用意し、ま
ず、上記鍛造供与材を上記ダイの成形凹所底面に面接触
するように成形凹所に載置する。次いで、上記パンチを
下降させて上記ダイの成形凹所側面に上記円環突起を除
く基端側部分の外周面を摺接させながら成形凹所内に進
入させることにより上記パンチの進入方向と直交する方
向の動きを拘束した後、さらなるパンチの下降により上
記鍛造供与材の下方への動きを上記ダイの成形凹所底面
で拘束した状態で上記円環突起と円形突起とで上記鍛造
供与材を塑性変形させてその変形部分を上記第１円環凹
部と第２円環凹部とに集中して流入させることにより、
外レース部と内レース部とが一体になった内外レース一
体成形体を鍛造成形する。その後、上記内外レース一体
成形体から内レース部内側部分を打ち抜いた後、この内
外レース一体成形体を外レースと内レースとに分離する
ことを特徴とする。

【００１７】上記の構成により、請求項１に記載の発明
では、パンチ先端がダイの成形凹所内に進入して鍛造供
与材に接触し始めた状態では、既にその外周りの基端側
部分が上記成形凹所内に進入していて進入方向と直交す
る方向の動きが拘束されているため、上記パンチは鍛造
供与材を塑性変形させる際に軸ブレせず、成形された内
外レース一体成形体に偏肉がほとんど発生しない。した
がって、この偏肉を見込んで取代を多く取っておく必要
がなく、その分、材料費が節約できるとともに旋削に時
間があまり掛からず非常に経済的となる。

【００１８】また、鍛造供与材はダイの成形凹所に載置
した状態で成形凹所底面に面接触していて下方への動き
が拘束されているため、パンチで鍛造供与材を塑性変形
させる際、その変形部分が鍛造供与材に対して同じ側に
ある第１円環凹部と第２円環凹部とに集中して流入して
大きな鍛造圧で変形量が多くなり、脱炭層が大きく延伸
されてほとんどなきに等しい状態となって品質への影響
がほとんどなくなる。したがって、脱炭層を除去するた
めに取代を余分に取っておく必要がなく、その分、材料
費が節約できるとともに旋削に時間があまり掛からず非
常に経済的となる。

【００１９】請求項２に記載の発明は、底面に第１円環
凹部、円環突起、第２円環凹部及び円形突起が外径側か
ら順に同心円状に形成された円形の成形凹所を有するダ
イと、先端が偏平な円形に形成されたパンチとを用意
し、まず、上記鍛造供与材を上記ダイの成形凹所に載置
する。次いで、上記パンチを下降させて上記ダイの成形
凹所側面に先端外周面を摺接させながら成形凹所内に進
入させることにより上記パンチの進入方向と直交する方
向の動きを拘束した後、さらなるパンチの下降により上
記鍛造供与材の上方への動きを上記パンチの先端で拘束
した状態で上記円環突起と円形突起とで上記鍛造供与材
を塑性変形させてその変形部分を上記第１円環凹部と第
２円環凹部とに集中して流入させることにより、外レー
ス部と内レース部とが一体になった内外レース一体成形
体を鍛造成形する。その後、上記内外レース一体成形体
から内レース部内側部分を打ち抜いた後、この内外レー
ス一体成形体を外レースと内レースとに分離することを
特徴とする。

【００２０】上記の構成により、請求項２に記載の発明
では、パンチ先端がダイの成形凹所内に進入して鍛造供
与材に接触し始めた状態では、既にその外周りの基端側
部分が上記成形凹所内に進入していて進入方向と直交す
る方向の動きが拘束されているため、上記パンチは鍛造
供与材を塑性変形させる際に軸ブレせず、成形された内
外レース一体成形体に偏肉がほとんど発生しない。しか
も、鍛造供与材の塑性変形部分が流入する第１円環凹部
及び第２円環凹部はダイ側に形成されていて、ダイの成
形凹所側面と摺接するためにクリアランスを必要とする
パンチは関与していないため、偏肉防止が確実になる。
したがって、この偏肉を見込んで取代をほとんど取って
おく必要がなく、その分、材料費が節約できるとともに
旋削に時間がほとんど掛からず経済的効果が大きくな
る。

【００２１】また、鍛造供与材はパンチ先端の偏平面と
面接触していて上方への動きが拘束されているため、パ
ンチで鍛造供与材を塑性変形させる際、その変形部分が
鍛造供与材に対して同じ側にある第１円環凹部と第２円
環凹部とに集中して流入して大きな鍛造圧で変形量が多
くなり、脱炭層が大きく延伸されて品質への影響がほと
んどなくなる。したがって、請求項１と同様に、脱炭層
を除去するために取代を余分に取っておく必要がなく、
その分、材料費が節約できるとともに旋削に時間があま
り掛からず非常に経済的となる。

【００２２】請求項３に記載の発明は、後者のベアリン
グレース分離装置に関するものであり、上記内外レース
一体成形体を載置して外径側に移動しないように位置決
めする載置凹所を有するダイと、このダイの上方に昇降
可能に配置されたパンチとを備えている。そして、上記
パンチ先端側の外周には、位置決め手段が付勢手段でパ
ンチ先端側に付勢されて配置されている。上記位置決め
手段は、上記パンチと共に下降し、上記ダイの載置凹所
に載置された内外レース一体成形体の外レース部内周面
に当接して内外レース一体成形体を内径側に移動しない
ように位置決めするようになっている。上記パンチは、
内外レース一体成形体を上記位置決め手段で位置決めし
た状態で上記付勢手段の付勢力に抗して下降し、内外レ
ース一体成形体を外レースと内レースとに分離するよう
になっていることを特徴とする。

【００２３】上記の構成により、請求項３に記載の発明
では、内外レース一体成形体は、外径側への動きが載置
凹所側面で規制されるとともに、内径側への動きが位置
決め手段で規制されているため、降温により収縮しても
横ブレすることなく上記載置凹所にセンタリングされ、
外レースと内レースとに精度良く分離される。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面に基づいて説明する。

【００２５】（実施の形態１）図２〜８はこの発明の実
施の形態１に係るベアリングレースの鍛造方法の各工程
図であり、図１はビレットから外レースと内レースとが
鍛造成形されるまでの形状変化を示す図である。これら
の図を参照しつつベアリングレースを鍛造する要領につ
いて説明する。

【００２６】（１） 軸受鋼からなる棒材を切断し、得
ようとするベアリングレースの寸法に見合ったビレット
Ａ１を得る（図１（ａ）参照）。

【００２７】（２） ビレットＡ１をその種類、寸法及
び重量に応じて予め設定された温度で鍛造に適した温度
になるように加熱して据込み工程に搬入する。据込み工
程では、図２に示すように、下型１と、その上方に昇降
可能に配置された上型２とからなる据込み装置３が設け
られており、上記ビレットＡ１を下型１に載置して上型
２を下降させて圧縮し、偏平な据込み圧縮体Ａ２を得る
（図１（ｂ）参照）。その際、この据込み圧縮体Ａ２の
外径は完成品としてのベアリングレースの外レースの外
径に合わせる。

【００２８】（３） 据込み圧縮体Ａ２を粗成形工程に
搬入する。粗成形工程では、図３に示すように、円形の
貫通孔１２ａを有するダイ１２と、その上方に昇降可能
に配置されたパンチ１３とからなる粗成形装置１４が設
けられている。上記ダイ１２の貫通孔１２ａにはノック
アウトピン１５が出退可能に配置され、このノックアウ
トピン１５先端は偏平に形成されていて、この偏平面１
５ａと貫通孔１２ａとで成形凹所１１を構成している。
一方、上記パンチ１３先端面の外周部を除く部分には、
若干盛り上がった隆起部１３ａが形成されている。

【００２９】そして、据込み圧縮体Ａ２をダイ１２の成
形凹所１１に入れてノックアウトピン１５で支え、パン
チ１３を下降させてダイ１２の成形凹所１１内に進入さ
せ、上記据込み圧縮体Ａ２を塑性変形させて偏平な粗成
形体Ａ３を成形する。この粗成形体Ａ３は外周部の肉厚
がその内側の肉厚よりも若干厚くなっている（図１
（ｃ）参照）。これにより、その後の成形工程において
真円度を精度良く出すようになっている。

【００３０】（４） パンチ１３を上昇させた後、ノッ
クアウトピン１５を上方に突出させて粗成形体Ａ３を蹴
り出し、粗成形体Ａ３を鍛造供与材として本成形工程に
搬入する。本成形工程では、図４に示すように、円形の
貫通孔２２ａを有するダイ２２と、その上方に昇降可能
に配置されたパンチ２３とからなる本成形装置２４が設
けられている。上記ダイ２２の貫通孔２２ａにはノック
アウトピン２５が出退可能に配置され、このノックアウ
トピン２５先端は偏平に形成されていて、この偏平面２
５ａと貫通孔２２ａとで成形凹所２１を構成している。
一方、上記パンチ２３の先端には、円環突起２３ａ、第
１円環凹部２３ｂ及び円形突起２３ｃが外径側から順に
同心円状に形成されている。上記円環突起２３ａは、外
径が当該円環突起２３ａを除く基端側部分２３ｄの外径
よりも小さく設定されて上記ダイ２２の成形凹所２１側
面との間に第２円環凹部２３ｅを形成するようになって
いる。この第２円環凹部２３ｅはベアリングレースの外
レースを成形する箇所であり、上記第１円環凹部２３ｂ
は内レースを成形する箇所である。

【００３１】そして、粗成形体Ａ３をダイ２２の成形凹
所２１に入れてノックアウトピン２５で支え（図４参
照）、つまり、粗成形体Ａ３をダイ２２の成形凹所２１
底面に面接触するように成形凹所２１に載置し、図５に
示すように、パンチ２３を下降させてダイ２２の成形凹
所２１内に進入させる。

【００３２】この際、上記パンチ２３がダイ２２の成形
凹所２１内に進入して粗成形体Ａ３に接触し始めた状態
では、既にその外周りの基端側部分２３ｄが上記成形凹
所２１内に進入していて進入方向と直交する方向の動き
を拘束しているので、上記パンチ２３は粗成形体Ａ３を
塑性変形させる際に軸ブレせず、その後、成形された内
外レース一体成形体Ａ４に偏肉がほとんど発生しない。
したがって、この偏肉を見込んで取代を多く取っておか
ずに済み、その分、材料費を節約できるとともに旋削時
間を大幅に短縮できて非常に経済的なものにすることが
できる。

【００３３】上記パンチ２３の成形凹所２１内への進入
が進むと、パンチ２３の円環突起２３ａ及び円形突起２
３ｃが粗成形体Ａ３を塑性変形させて、その変形部分を
上記第１円環凹部２３ｂ及び第２円環凹部２３ｅに流入
させ、外レース部Ｒ′１と内レース部Ｒ′２とが一体に
なった内外レース一体成形体Ａ４が鍛造成形される。こ
の段階では、内外レース一体成形体Ａ４には、ベアリン
グレースの軸受孔となる部分は貫通しておらず、底壁Ｂ
で塞がれている（図１（ｄ）参照）。

【００３４】この際、粗成形体Ａ３はダイ２２の成形凹
所２１に載置した状態で成形凹所２１底面（ノックアウ
トピン２５先端の偏平面２５ａ）に面接触していて下方
への動きが拘束されているため、パンチ２３で粗成形体
Ａ３を塑性変形させる際、その変形部分が粗成形体Ａ３
に対して同じ側にある第１円環凹部２３ｂと第２円環凹
部２３ｅとに集中して流入して大きな鍛造圧で変形量が
多くなり、図１０（ａ）に示すように、内外レース一体
成形体Ａ４に鍛流線がはっきりと出ており、脱炭層が大
きく延伸されてほとんどなきに等しい状態となって品質
への影響をほとんどなくすることができる。したがっ
て、脱炭層を除去するために取代を余分に取っておかず
に済み、その分、材料費を節約できるとともに旋削時間
が大幅に短縮できて非常に経済的なものにすることがで
きる。

【００３５】（５） パンチ２３を上昇させた後、ノッ
クアウトピン２５を上方に突出させて内外レース一体成
形体Ａ４を蹴り出し、内外レース一体成形体Ａ４を底抜
き工程に搬入する。底抜き工程では、図６に示すよう
に、ダイ３１と、その上方に昇降可能に配置されたパン
チ３２とからなる底抜き装置３３が設けられており、上
記ダイ３１には、パンチ３２先端が挿入される円形の挿
入孔３１ａが貫通しているとともに、この挿入孔３１ａ
上端外周りには内外レース一体成形体Ａ４を外径側に移
動しないように位置決めする載置凹所３１ｂが形成され
ている。

【００３６】そして、上記内外レース一体成形体Ａ４の
外レース部Ｒ′１をダイ３１の載置凹所３１ｂに載置し
て内外レース一体成形体Ａ４を位置決めした状態で、パ
ンチ３２を下降させて内外レース一体成形体Ａ４の底壁
Ｂを打ち抜く。これにより、内外レース一体成形体Ａ４
の内レース部Ｒ′２に軸受孔Ｒ２−１が貫通形成される
（図１（ｅ）参照）。

【００３７】（６） 軸受孔Ｒ２−１が形成された内外
レース一体成形体Ａ４を分離工程に搬入する。分離工程
では、図７及び図８に示すように、ダイ４１と、その上
方に昇降可能に配置されたパンチ４２とを備えたベアリ
ングレース分離装置４３が設けられている。上記ダイ４
１には、パンチ４２先端が挿入される円形の挿入孔４１
ａが貫通しているとともに、その挿入孔４１ａ上端外周
りには、上記内外レース一体成形体Ａ４を載置して位置
決めする載置凹所４１ｂが形成されている。一方、上記
パンチ４２の基端は筒形のホルダ４４に挿入されてボル
ト４５で一体に固定され、パンチ４２先端には、内外レ
ース一体成形体Ａ４の外レース部Ｒ′１と内レース部
Ｒ′２との間に挿入可能な円環切断部４２ａが形成され
ている。また、上記パンチ４２先端側の外周には、位置
決め手段としての円形筒状の押さえ治具４６が付勢手段
としてのコイルスプリング４７でパンチ４２先端側に付
勢されて上記円環切断部４２ａの外周に位置するように
配置されている。上記押さえ治具４６は、上記パンチ４
２と共に下降し、上記ダイ４１の載置凹所４１ｂに載置
された内外レース一体成形体Ａ４の外レース部Ｒ′１内
周面に当接して内外レース一体成形体Ａ４を内径側に移
動しないように位置決めし、上記パンチ４２は、内外レ
ース一体成形体Ａ４を上記押さえ治具４６で位置決めし
た状態で上記コイルスプリング４７のバネ力に抗して下
降し、内外レース一体成形体Ａ４を外レースＲ１と内レ
ースＲ２とに分離するようになっている。

【００３８】そして、図７に示すように、上記内外レー
ス一体成形体Ａ４をダイ４１の載置凹所４１ｂに載置し
て内外レース一体成形体Ａ４を外径側に移動しないよう
に位置決めし、この状態で、パンチ４２を下降させて押
さえ治具４６で外レース部Ｒ′１を内径側に移動しない
ように位置決めする。その後、図８に示すように、さら
にパンチ４２の下降させ、内外レース一体成形体Ａ４を
外レースＲ１と内レースＲ２とに分離する。これによ
り、内外レース一体成形体Ａ４の外レースＲ１に軸受孔
Ｒ１−１が貫通形成され、軸受孔Ｒ１−１を有する外レ
ースＲ１と、軸受孔Ｒ２−１を有する内レースＲ２とで
ベアリングレースＲが構成される（図１（ｆ）参照）。
この分離された外レースＲ１と内レースＲ２は図９に示
すように組み合わされて使用される。

【００３９】このように、内外レース一体成形体Ａ４の
外径側への動きを載置凹所４１ｂ側面で規制するととも
に、内径側への動きを押さえ治具４６で規制しているこ
とから、内外レース一体成形体Ａ４が降温により収縮し
ても横ブレすることなく上記載置凹所４１ｂにセンタリ
ングすることができ、外レースＲ１と内レースＲ２とに
精度良く分離することができる。

【００４０】（実施の形態２）図１２〜１７はこの発明
の実施の形態２に係るベアリングレースの鍛造方法の各
工程図であり、図１１はビレットから外レースと内レー
スとが鍛造成形されるまでの形状変化を示す図である。
これらの図を参照しつつベアリングレースを鍛造する要
領について説明する。

【００４１】（１） 軸受鋼からなる棒材を切断し、得
ようとするベアリングレースの寸法に見合ったビレット
Ａ１を得る（図１１（ａ）参照）。

【００４２】（２） ビレットＡ１をその種類、寸法及
び重量に応じて予め設定された温度で鍛造に適した温度
になるように加熱して据込み工程に搬入する。据込み工
程では、図１２に示すように、下型１と、その上方に昇
降可能に配置された上型２とからなる据込み装置３が設
けられており、上記ビレットＡ１を下型１に載置して上
型２を下降させて圧縮し、偏平な据込み圧縮体Ａ２を得
る（図１１（ｂ）参照）。その際、この据込み圧縮体Ａ
２の外径は完成品としてのベアリングレースの外レース
の外径に合わせる。

【００４３】（３） 据込み圧縮体Ａ２を粗成形工程に
搬入する。粗成形工程では、図１３に示すように、円形
の貫通孔１２ａを有するダイ１２と、その上方に昇降可
能に配置されたパンチ１３とからなる成形金型１４が設
けられている。上記ダイ１２の貫通孔１２ａにはノック
アウトピン１５が出退可能に配置され、このノックアウ
トピン１５先端面１５ａの外周部を除く部分には、若干
盛り上がった隆起部が形成されていて、この先端面１５
ａと貫通孔１２ａとで上記成形凹所１１を構成してい
る。一方、上記パンチ１３先端は偏平に形成されて偏平
面１３ａを構成している。

【００４４】そして、据込み圧縮体Ａ２をダイ１２の成
形凹所１１に入れてノックアウトピン１５で支え、パン
チ１３を下降させてダイ１２の成形凹所１１内に進入さ
せ、上記据込み圧縮体Ａ２を塑性変形させて偏平な粗成
形体Ａ３を成形する。この粗成形体Ａ３は外周部の肉厚
がその内側の肉厚よりも若干厚くなっている（図１１
（ｃ）参照）。これにより、その後の成形工程において
真円度を精度良く出すようになっている。

【００４５】（４） パンチ１３を上昇させた後、ノッ
クアウトピン１５を上方に突出させて粗成形体Ａ３を蹴
り出し、粗成形体Ａ３を本成形工程に搬入する。本成形
工程では、図１４に示すように、円形の成形凹所２１を
有するダイ２２と、その上方に昇降可能に配置されたパ
ンチ２３とからなる本成形装置２４が設けられている。
上記ダイ２２の成形凹所２１の中心にはノックアウトピ
ン２５が出退可能に配置されている。上記成形凹所２１
底面には、第１円環凹部２１ａ、円環突起２１ｂ、第２
円環凹部２１ｃ及び円形突起２１ｄが外径側から順に同
心円状に形成されている。上記第１円環凹部２１ａはベ
アリングレースの外レースを成形する箇所であり、上記
第２円環凹部２１ｃは内レースを成形する箇所である。
一方、上記パンチ２３先端は偏平な円形に形成されて偏
平面２３ｆを構成している。

【００４６】そして、粗成形体Ａ３をダイ２２の成形凹
所２１に入れてノックアウトピン２５で支え（図１４参
照）、図１５に示すように、パンチ２３を下降させてダ
イ２２の成形凹所２１内に進入させる。

【００４７】この際、上記パンチ２３がダイ２２の成形
凹所２１内に進入して粗成形体Ａ３に接触し始めた状態
では、既にその外周りの基端側部分２３ｄが上記成形凹
所２１内に進入していて進入方向と直交する方向の動き
を拘束しているので、上記パンチ２３は粗成形体Ａ３を
塑性変形させる際に軸ブレせず、その後、成形された内
外レース一体成形体Ａ４に偏肉がほとんど発生しない。
しかも、粗成形体Ａ３の塑性変形部分が流入する第１円
環凹部２１ａ及び第２円環凹部２１ｃはダイ２２側に形
成されていて、ダイ２２の成形凹所２１と摺接するため
にクリアランスを必要とするパンチ２３は関与していな
いため、偏肉を確実に防止することができる。したがっ
て、この偏肉を見込んで取代をほとんど取っておかずに
済み、その分、材料費を節約できるとともに旋削時間を
さらに大幅に短縮できて非常に経済的なものにすること
ができる。

【００４８】上記パンチ２３の成形凹所２１内への進入
が進むと、ダイ２２の円環突起２１ｂ及び円形突起２１
ｄが粗成形体Ａ３を塑性変形させて、その変形部分を上
記第１円環凹部２１ａ及び第２円環凹部２１ｃに流入さ
せ、外レース部Ｒ′１と内レース部Ｒ′２とが一体にな
った内外レース一体成形体Ａ４が鍛造成形される。この
段階では、内外レース一体成形体Ａ４には、ベアリング
レースの軸受孔となる部分は貫通しておらず、底壁Ｂで
塞がれている（図１１（ｄ）参照）。

【００４９】この際、粗成形体Ａ３はパンチ２３先端の
偏平面２３ｆと面接触していて上方への動きが拘束され
ているため、パンチ２３で粗成形体Ａ３を塑性変形させ
る際、その変形部分が粗成形体Ａ３に対して同じ側にあ
る第１円環凹部２１ａと第２円環凹部２１ｃとに集中し
て流入して大きな鍛造圧で変形量が多くなり、図１０
（ａ）に示すように、内外レース一体成形体Ａ４に鍛流
線がはっきりと出ており、脱炭層が大きく延伸されてほ
とんどなきに等しい状態となって品質への影響をほとん
どなくすることができる。したがって、脱炭層を除去す
るために取代を余分に取っておかずに済み、その分、材
料費を節約できるとともに旋削時間が大幅に短縮できて
非常に経済的なものにすることができる。

【００５０】（５） パンチ２３を上昇させた後、ノッ
クアウトピン２５を上方に突出させて内外レース一体成
形体Ａ４を蹴り出し、内外レース一体成形体Ａ４を底抜
き工程に搬入する。底抜き工程では、図１６に示すよう
に、ダイ３１と、その上方に昇降可能に配置されたパン
チ３２とからなる底抜き装置３３が設けられており、上
記ダイ３１には、パンチ３２先端が挿入される円形の挿
入孔３１ａが貫通しているとともに、この挿入孔３１ａ
上端外周りには、内外レース一体成形体Ａ４を外径側に
移動しないように位置決めする円環突起３１ｃが突設さ
れている。

【００５１】そして、上記内外レース一体成形体Ａ４の
外レース部Ｒ′１と内レース部Ｒ′２との間をダイ３１
の円環突起３１ｃに嵌め込んで内外レース一体成形体Ａ
４を位置決めした状態で、パンチ３２を下降させて内外
レース一体成形体Ａ４の底壁Ｂを打ち抜く。これによ
り、内外レース一体成形体Ａ４の内レース部Ｒ′２に軸
受孔Ｒ２−１が貫通形成される（図１１（ｅ）参照）。

【００５２】（６） 軸受孔Ｒ２−１が形成された内外
レース一体成形体Ａ４を分離工程に搬入する。分離工程
では、図１７に示すように、ダイ４１と、その上方に昇
降可能に配置されたパンチ４２とからなるベアリングレ
ース分離装置４３が設けられており、上記ダイ４１に
は、パンチ４２先端が挿入される円形の挿入孔４１ａが
貫通しているとともに、この挿入孔４１ａ上端外周りに
は内外レース一体成形体Ａ４を載置して位置決めする載
置凹所４１ｂが形成されている。

【００５３】そして、上記内外レース一体成形体Ａ４を
ダイ４１の載置凹所４１ｂに載置して内外レース一体成
形体Ａ４を外径側に移動しないように位置決めした状態
で、パンチ４２を下降させて内外レース一体成形体Ａ４
を外レースＲ１と内レースＲ２とに分離する。これによ
り、外レースＲ１に軸受孔Ｒ１−１が貫通形成され、軸
受孔Ｒ１−１を有する外レースＲ１と、軸受孔Ｒ２−１
を有する内レースＲ２とでベアリングレースＲが構成さ
れる（図１１（ｆ）参照）。この分離された外レースＲ
１と内レースＲ２は図９に示すように組み合わされて使
用される。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１，２に係
る発明によれば、パンチをダイの成形凹所内に進入させ
て軸ブレしないようにした状態で、パンチで鍛造供与材
を塑性変形させるので、成形された内外レース一体成形
体に偏肉がほとんど発生しないようにすることができ、
この偏肉を見込んで取代を多く取っておく必要がない
分、材料費及び旋削時間を軽減して経済効果を高めるこ
とができる。また、鍛造供与材をダイ又はパンチに面接
触させて塑性変形の方向を一方向に設定しているので、
変形量を多くして脱炭層を品質に影響が出ないように大
きく延伸させることができ、これによっても、上述の如
く取代を少なくして材料費及び旋削時間を軽減して経済
効果を高めることができる。特に、請求項２では、鍛造
供与材の塑性変形部分が流入する第１円環凹部及び第２
円環凹部をダイ側に設けることで、パンチの如きクリア
ランスがない分、効果的に偏肉を防止することができ
る。

【００５５】請求項３に係る発明によれば、ダイの載置
凹所とパンチ側の位置決め手段とで内外レース一体成形
体の内外径両方向の移動を規制しているので、内外レー
ス一体成形体を横ブレすることなくセンタリングして、
外レースと内レースとに精度良く分離することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に係るベアリングレー
スの鍛造方法においてビレットから外レースと内レース
とが鍛造成形されるまでの形状変化を示す図であり、
（ａ）はビレット、（ｂ）は据込み圧縮体、（ｃ）は粗
成形体、（ｄ）は内外レース一体成形体、（ｅ）は底抜
きされた内外レース一体成形体、（ｆ）は内外レース一
体成形体が外レースと内レースとに分離された状態であ
る。

【図２】この発明の実施の形態１に係るベアリングレー
スの鍛造方法における据込み工程図である。

【図３】この発明の実施の形態１に係るベアリングレー
スの鍛造方法における粗成形工程図である。

【図４】この発明の実施の形態１に係るベアリングレー
スの鍛造方法における本成形工程でパンチが粗成形体に
接触し始めた状態を示す本成形開始工程図である。

【図５】この発明の実施の形態１に係るベアリングレー
スの鍛造方法における本成形終了工程図である。

【図６】この発明の実施の形態１に係るベアリングレー
スの鍛造方法における底抜き工程図である。

【図７】この発明の実施の形態１に係るベアリングレー
スの鍛造方法に用いたベアリングレース分離装置の分離
直前の状態を示す断面図である。

【図８】この発明の実施の形態１に係るベアリングレー
スの鍛造方法に用いたベアリングレース分離装置の分離
直後の状態を示す断面図である。

【図９】ベアリングレースを半分に切断した状態の斜視
図である。

【図１０】（ａ）はこの発明の実施の形態１に係るベア
リングレースの鍛造方法における本成形工程で鍛造成形
された内外レース一体成形体の断面を示す写真の複写
図、（ｂ）は従来例のベアリングレースの鍛造方法にお
ける本成形工程で鍛造成形された内外レース一体成形体
の断面を示す写真の複写図である。

【図１１】この発明の実施の形態２に係るベアリングレ
ースの鍛造方法においてビレットから外レースと内レー
スとが鍛造成形されるまでの形状変化を示す図であり、
（ａ）はビレット、（ｂ）は据込み圧縮体、（ｃ）は粗
成形体、（ｄ）は内外レース一体成形体、（ｅ）は底抜
きされた内外レース一体成形体、（ｆ）は内外レース一
体成形体が外レースと内レースとに分離された状態であ
る。

【図１２】この発明の実施の形態２に係るベアリングレ
ースの鍛造方法における据込み工程図である。

【図１３】この発明の実施の形態２に係るベアリングレ
ースの鍛造方法における粗成形工程図である。

【図１４】この発明の実施の形態２に係るベアリングレ
ースの鍛造方法における本成形工程でパンチが粗成形体
に接触し始めた状態を示す本成形開始工程図である。

【図１５】この発明の実施の形態２に係るベアリングレ
ースの鍛造方法における本成形終了工程図である。

【図１６】この発明の実施の形態２に係るベアリングレ
ースの鍛造方法における底抜き工程図である。

【図１７】この発明の実施の形態２に係るベアリングレ
ースの鍛造方法における分離工程図である。

【図１８】従来例のベアリングレースの鍛造方法におい
てビレットから外レースと内レースとが鍛造成形される
までの形状変化を示す図であり、（ａ）はビレット、
（ｂ）は据込み圧縮体、（ｃ）は内外レース一体成形
体、（ｄ）は底抜きされた内外レース一体成形体、
（ｅ）は内外レース一体成形体が外レースと内レースと
に分離された状態である。

【図１９】従来例のベアリングレースの鍛造方法におけ
る据込み工程図である。

【図２０】従来例のベアリングレースの鍛造方法におけ
る成形工程でパンチが据込み圧縮体に接触し始めた状態
を示す成形開始工程図である。

【図２１】従来例のベアリングレースの鍛造方法におい
て成形終了工程図である。

【図２２】従来例のベアリングレースの鍛造方法におけ
る底抜き工程図である。

【図２３】従来例のベアリングレースの鍛造方法におけ
る分離工程図である。

【符号の説明】

２１ 成形凹所 ２１ａ，２３ｂ 第１円環凹部 ２１ｂ，２３ａ 円環突起 ２１ｃ，２３ｅ 第２円環凹部 ２１ｄ，２３ｃ 円形突起 ２２，４１ ダイ ２３，４２ パンチ ２３ｄ 基端側部分 ４３ ベアリングレース分離装置 ４１ｂ 載置凹所 ４６ 押さえ治具（位置決め手段） ４７ コイルスプリング（付勢手段） Ａ３ 粗成形体（鍛造供与材） Ａ４ 内外レース一体成形体 Ｒ ベアリングレース Ｒ１ 外レース Ｒ′１ 外レース部 Ｒ２ 内レース Ｒ′２ 内レース部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ２１Ｊ 13/02 Ｂ２１Ｊ 13/02 Ｋ Ｆ１６Ｃ 33/64 Ｆ１６Ｃ 33/64 (56)参考文献 特開 昭53−102266（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−15636（ＪＰ，Ａ) 特開2000−71046（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−10272（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−14695（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21J 1/00 - 13/14 B21J 17/00 - 19/04 B21K 1/00 - 31/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受鋼からなる棒材を切断したビレット
   を加熱して偏平に圧縮した据込み圧縮体からなる偏平な
   鍛造供与材から外レース部と内レース部とが一体になっ
   た内外レース一体成形体を鍛造成形した後、この内外レ
   ース一体成形体を外レースと内レースとに分離するベア
   リングレースの鍛造方法であって、 底面が偏平な円形の成形凹所を有するダイと、 先端に円環突起、第１円環凹部及び円形突起が外径側か
   ら順に同心円状に形成され上記円環突起は外径が当該円
   環突起を除く基端側部分の外径よりも小さく設定されて
   上記ダイの成形凹所側面との間に第２円環凹部を形成す
   るパンチとを用意し、 上記鍛造供与材を上記ダイの成形凹所底面に面接触する
   ように成形凹所に載置し、 次いで、上記パンチを下降させて上記ダイの成形凹所側
   面に上記円環突起を除く基端側部分の外周面を摺接させ
   ながら成形凹所内に進入させることにより上記パンチの
   進入方向と直交する方向の動きを拘束した後、さらなる
   パンチの下降により上記鍛造供与材の下方への動きを上
   記ダイの成形凹所底面で拘束した状態で上記円環突起と
   円形突起とで上記鍛造供与材を塑性変形させてその変形
   部分を上記第１円環凹部と第２円環凹部とに集中して流
   入させることにより、外レース部と内レース部とが一体
   になった内外レース一体成形体を鍛造成形し、 その後、上記内外レース一体成形体から内レース部内側
   部分を打ち抜いた後、この内外レース一体成形体を外レ
   ースと内レースとに分離することを特徴とするベアリン
   グレースの鍛造方法。
2. 【請求項２】 軸受鋼からなる棒材を切断したビレット
   を加熱して偏平に圧縮した据込み圧縮体からなる偏平な
   鍛造供与材から外レース部と内レース部とが一体になっ
   た内外レース一体成形体を鍛造成形した後、この内外レ
   ース一体成形体を外レースと内レースとに分離するベア
   リングレースの鍛造方法であって、 底面に第１円環凹部、円環突起、第２円環凹部及び円形
   突起が外径側から順に同心円状に形成された円形の成形
   凹所を有するダイと、 先端が偏平な円形に形成されたパンチとを用意し、 上記鍛造供与材を上記ダイの成形凹所に載置し、 次いで、上記パンチを下降させて上記ダイの成形凹所側
   面に先端外周面を摺接させながら成形凹所内に進入させ
   ることにより上記パンチの進入方向と直交する方向の動
   きを拘束した後、さらなるパンチの下降により上記鍛造
   供与材の上方への動きを上記パンチ先端で拘束した状態
   で上記円環突起と円形突起とで上記鍛造供与材を塑性変
   形させてその変形部分を上記第１円環凹部と第２円環凹
   部とに集中して流入させることにより、外レース部と内
   レース部とが一体になった内外レース一体成形体を鍛造
   成形し、 その後、上記内外レース一体成形体から内レース部内側
   部分を打ち抜いた後、この内外レース一体成形体を外レ
   ースと内レースとに分離することを特徴とするベアリン
   グレースの鍛造方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のベアリングレー
   スの鍛造方法において、内外レース一体成形体を外レー
   スと内レースとに分離する分離工程で用いられるベアリ
   ングレース分離装置であって、 上記内外レース一体成形体を載置して外径側に移動しな
   いように位置決めする載置凹所を有するダイと、 このダイの上方に昇降可能に配置されたパンチとを備
   え、 上記パンチ先端側の外周には、位置決め手段が付勢手段
   でパンチ先端側に付勢されて配置され、 上記位置決め手段は、上記パンチと共に下降し、上記ダ
   イの載置凹所に載置された内外レース一体成形体の外レ
   ース部内周面に当接して内外レース一体成形体を内径側
   に移動しないように位置決めし、 上記パンチは、内外レース一体成形体を上記位置決め手
   段で位置決めした状態で上記付勢手段の付勢力に抗して
   下降し、内外レース一体成形体を外レースと内レースと
   に分離するようになっていることを特徴とするベアリン
   グレース分離装置。