JP6943749B2 - Orbital ring manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、転がり軸受に用いられる軌道輪の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a raceway ring used for a rolling bearing.
転がり軸受は、機械設備、自動車、化学プラント等、様々な分野で使用されており、構成部品の接続部を回転運動させるために用いられている。また、近年では、携帯型情報機器、ウェアラブル端末、医療分野における支援ロボット等の用途として、小型かつ軽量な転がり軸受が求められている。 Rolling bearings are used in various fields such as mechanical equipment, automobiles, chemical plants, etc., and are used to rotate the connection parts of components. Further, in recent years, small and lightweight rolling bearings have been required for applications such as portable information devices, wearable terminals, and support robots in the medical field.
一般に、転がり軸受は、内輪及び外輪からなる軌道輪、内輪と外輪との間に配置される転動体及び転動体を保持する保持器で主に構成される。内輪の外周及び外輪の内周には、ボール形状又は円柱形状の転動体が転動するための軌道溝が設けられる（例えば、特許文献１参照）。
転がり軸受が荷重を受けて回転している状態では、軌道輪は、軌道溝において転動体から繰り返し大きな応力を受ける。
In general, a rolling bearing is mainly composed of a raceway ring composed of an inner ring and an outer ring, a rolling element arranged between the inner ring and the outer ring, and a cage for holding the rolling element. On the outer circumference of the inner ring and the inner circumference of the outer ring, raceway grooves for rolling a ball-shaped or cylindrical rolling element are provided (see, for example, Patent Document 1).
In a state where the rolling bearing is rotated under a load, the raceway ring is repeatedly subjected to a large stress from the rolling element in the raceway groove.
転がり軸受を軽量化するために、軌道輪を軽量化することが求められるが、軌道輪は軌道溝において転動体から大きな応力を受けるため、強度も必要である。 In order to reduce the weight of rolling bearings, it is required to reduce the weight of the raceway ring, but since the raceway ring receives a large stress from the rolling element in the raceway groove, strength is also required.
従って、本発明は、強度を保ちつつ軽量化された転がり軸受に用いられる軌道輪の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a raceway ring used for a rolling bearing which is reduced in weight while maintaining strength.
本発明は、複数の転動体と、該複数の転動体を挟んで径方向の内側と外側に配置される軌道輪と、を備える転がり軸受に用いられ、環状板部と前記転動体を受ける受け部とを備える軌道輪の製造方法であって、円盤状又は中空円盤状の軌道輪用素材を鍛造して前記環状板部となる円板部又は前記環状板部を形成すると共に、前記円板部の外周又は前記環状板部の内周に軸方向の両側に突出した突出部を形成する鍛造工程と、前記突出部を径方向に変形させて、前記円板部又は前記環状板部の軸方向の両側それぞれに円錐台状板部を形成して前記受け部を得る受け部形成工程と、を含む軌道輪の製造方法に関する。 The present invention is used for a rolling bearing including a plurality of rolling elements and raceway rings arranged inside and outside in the radial direction with the plurality of rolling elements interposed therebetween, and receives an annular plate portion and the rolling elements. A method for manufacturing a raceway ring including a portion, wherein a disk-shaped or hollow disk-shaped material for a raceway ring is forged to form a disk portion or the annular plate portion to be the annular plate portion, and the disk portion is formed. A forging step of forming protruding portions on both sides in the axial direction on the outer periphery of the portion or the inner circumference of the annular plate portion, and the shaft of the disk portion or the annular plate portion by deforming the protruding portion in the radial direction. The present invention relates to a method for manufacturing a raceway ring, which includes a receiving portion forming step of forming a truncated cone-shaped plate portion on each side of the direction to obtain the receiving portion, and a receiving portion forming step.
また、本発明は、複数の転動体と、該複数の転動体を挟んで径方向の内側と外側に配置される軌道輪と、を備える転がり軸受に用いられ、環状板部と、該前記環状板部の前記転動体が配置される側の周の軸方向の両側にそれぞれ配置される２つの円錐台状板部により構成されて前記転動体を受ける受け部と、を備える軌道輪の製造方法であって、円盤状又は中空円盤状の軌道輪用素材を鍛造して前記環状板部となる円板部又は前記環状板部を形成すると共に、前記円板部の外周又は前記環状板部の内周に軸方向の両側に突出した突出部を形成する鍛造工程と、前記突出部を切削して、前記円板部又は前記環状板部の軸方向の両側それぞれに前記円錐台状板部を形成して前記受け部を得る受け部形成工程と、を含む軌道輪の製造方法に関する。 Further, the present invention is used for a rolling bearing including a plurality of rolling elements and raceway rings arranged on the inner and outer sides in the radial direction with the plurality of rolling elements interposed therebetween, and the annular plate portion and the annular plate portion. A method for manufacturing a raceway ring including a receiving portion formed by two truncated cone-shaped plate portions arranged on both sides in the axial direction of the circumference on the plate portion on which the rolling element is arranged and receiving the rolling element. A disk-shaped or hollow disk-shaped material for a raceway ring is forged to form a disk portion or the annular plate portion to be the annular plate portion, and the outer periphery of the disk portion or the annular plate portion. A forging step of forming protruding portions on both sides in the axial direction on the inner circumference, and cutting the protruding portions to form the truncated cone-shaped plate portions on both sides of the disk portion or the annular plate portion in the axial direction. The present invention relates to a receiving portion forming step of forming and obtaining the receiving portion, and a method for manufacturing a raceway ring including the receiving portion.
また、前記鍛造工程において、前記突出部のうち前記円板部側又は前記環状板部側の面は、前記円錐台状板部の前記円板部側又は前記環状板部側の面を構成し、前記受け部形成工程において、前記突出部は、前記円板部とは反対側又は前記環状板部とは反対側の面が切削されることが好ましい。 Further, in the forging step, the surface of the protruding portion on the disk portion side or the annular plate portion side constitutes a surface of the truncated cone-shaped plate portion on the disk portion side or the annular plate portion side. In the receiving portion forming step, it is preferable that the surface of the protruding portion on the side opposite to the disk portion or the surface on the side opposite to the annular plate portion is cut.
また、前記軌道輪用素材は、特殊鋼又はステンレス鋼からなることが好ましい。 Further, the material for the raceway ring is preferably made of special steel or stainless steel.
また、前記軌道輪用素材は、特殊鋼板又はステンレス鋼板から加工されて形成されたものであることが好ましい。 Further, the material for the raceway ring is preferably formed by processing from a special steel plate or a stainless steel plate.
本発明の軌道輪の製造方法によれば、軌道輪の受け部の強度を保ちつつ環状板部の厚みを薄く構成できるので、強度を保ちつつ軽量化が可能である。
また、本発明の軌道輪の製造方法によれば、鍛造により軌道輪の環状板部の厚みを薄くでき、受け部の形成も容易に可能である。
According to the method for manufacturing a raceway ring of the present invention, the thickness of the annular plate portion can be reduced while maintaining the strength of the receiving portion of the raceway ring, so that the weight can be reduced while maintaining the strength.
Further, according to the method for manufacturing a raceway ring of the present invention, the thickness of the annular plate portion of the raceway ring can be reduced by forging, and the receiving portion can be easily formed.
以下、本発明の軌道輪の製造方法の好ましい各実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the method for manufacturing a raceway ring of the present invention will be described with reference to the drawings.
＜実施形態＞
図１は、本実施形態に係る軌道輪１が内輪１Ａ及び外輪１Ｂに用いられる転がり軸受１００の断面図である。
転がり軸受１００は、内輪１Ａと、外輪１Ｂと、転動体１１０と、転動体１１０を保持する保持器（不図示）と、を備える。
<Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view of a rolling bearing 100 in which the
The rolling
軌道輪１としての内輪１Ａは、環状板部１０Ａと、転動体１１０を受ける受け部２０Ａと、を含んで構成され、径方向の内側に転動体１１０を挟んで外輪１Ｂと対向して配置される。
The
環状板部１０Ａは、所定の板厚を有する環状の板により構成される。環状板部１０Ａの板厚は、受け部２０Ａの軸方向の長さよりも薄く構成される。よって、転がり軸受１００と部品とを固定する際の取り付け孔を環状板部１０Ａに設ける場合に、板厚が薄いので、取り付け孔を切削等により開ける加工を容易に行うことができる。
The
受け部２０Ａは、環状板部１０Ａの転動体が配置される側である外周に配置され、軸方向の一方側に設けられる第１円錐台状板部２１Ａ及び軸方向の他方側に設けられる第２円錐台状板部２２Ａにより構成される。より詳しく説明すると、第１円錐台状板部２１Ａ及び第２円錐台状板部２２Ａは、環状板部１０Ａから軸方向の一方側及び他方側にそれぞれ向かうにつれて、拡径していく中空の円錐台である。よって、受け部２０Ａは、軸を含む面で切断された断面形状がＹ字状となる。尚、円錐台状板部とは、所定の肉厚で円錐台形に形成され内部が中空のものをいう。以下の説明においても同様である。
The receiving
本実施形態では、第１円錐台状板部２１Ａ及び第２円錐台状板部２２Ａが、環状板部１０Ａに対して対称となるように構成した。よって、受け部２０Ａは、転動体１１０からかかる荷重を軸方向について均等に受けることができる。尚、第１円錐台状板部２１Ａ及び第２円錐台状板部２２Ａがそれぞれ環状板部１０Ａとなす角度を、転動体１１０の形状に応じて異ならせてもよい。
また、第１円錐台状板部２１Ａと第２円錐台状板部２２Ａとの間の挟角（以下、受け部２０Ａの挟角とする）は、転動体１１０が配置可能な角度に設定すればよく、製造時の加工条件から７５°以上とすることが可能であり、また、転動体１１０を受けるために、１０５°以下とすることが望ましい。本実施形態では、９０°とした。
このように、受け部２０Ａを構成する２つの円錐台状板部２１Ａ及び２２Ａが、軌道輪１の軸方向に対して傾斜しているため、径方向だけでなく、軸方向等、様々な方向からの荷重を受けることができる。
In the present embodiment, the first truncated cone-
Further, the sandwiching angle between the first truncated cone-
As described above, since the two truncated
軌道輪１としての外輪１Ｂは、環状板部１０Ｂと、転動体１１０を受ける受け部２０Ｂと、を含んで構成され、径方向の外側に転動体１１０を挟んで内輪１Ａと対向して配置される。
The
環状板部１０Ｂは、所定の板厚を有する環状の板により構成される。環状板部１０Ｂの板厚は、受け部２０Ｂの軸方向の大きさよりも薄く構成される。よって、転がり軸受１００と部品とを固定する際の取り付け孔を環状板部１０Ｂに設ける場合に、板厚が薄いので、取り付け孔を切削等により開ける加工を容易に行うことができる。
The
受け部２０Ｂは、環状板部１０Ｂの転動体が配置される側である内周に配置され、軸方向の一方側に設けられる第１円錐台状板部２１Ｂ及び軸方向の他方側に設けられる第２円錐台状板部２２Ｂにより構成される。より詳しく説明すると、第１円錐台状板部２１Ｂ及び第２円錐台状板部２２Ｂは、環状板部１０Ｂから軸方向の一方側及び他方側にそれぞれ向かうにつれて、縮径していく。よって、受け部２０Ｂは、軸を含む面で切断された断面形状がＹ字状となる。
The receiving
本実施形態では、内輪１Ａと同様に外輪１Ｂにおいても、第１円錐台状板部２１Ｂ及び第２円錐台状板部２２Ｂが、環状板部１０Ｂに対して対称となるように構成した。よって、受け部２０Ｂは、転動体１１０からかかる荷重を軸方向について均等に受けることができる。尚、第１円錐台状板部２１Ｂ及び第２円錐台状板部２２Ｂがそれぞれ環状板部１０Ｂとなす角度を、転動体１１０の形状に応じて異ならせてもよい。
第１円錐台状板部２１Ｂと第２円錐台状板部２２Ｂとの間の挟角（以下、受け部２０Ｂの挟角とする）は、転動体１１０が配置可能な角度に設定すればよく、製造時の加工条件から７５°以上とすることが可能であり、また、転動体１１０を受けるために、１０５°以下とすることが望ましい。本実施形態では、９０°とした。
このように、受け部２０Ｂを構成する２つの円錐台状板部２１Ｂ、２２Ｂが、軌道輪１の軸方向に対して傾斜しているため、径方向だけでなく、軸方向等、様々な方向からの荷重を受けることができる。
In the present embodiment, in the
The sandwiching angle between the first truncated cone-shaped
As described above, since the two truncated cone-shaped
転動体１１０は、内輪１Ａの受け部２０Ａと外輪１Ｂの受け部２０Ｂとの間に両者に接触した状態で複数配置され、内輪１Ａ及び外輪１Ｂが相対的に回転すると転動する。
本実施形態では、ボール形状の転動体１１０を用いたので、転動体１１０は、受け部２０Ａを構成する第１円錐台状板部２１Ａ及び第２円錐台状板部２２Ａ、受け部２０Ｂを構成する第１円錐台状板部２１Ａ及び第２円錐台状板部２２Ａとそれぞれ接触する。よって、１つの転動体１１０につき４点で、転がり軸受１００にかかる荷重を支えるので、様々な方向の荷重を受けることができる。転動体１１０の形状がボール形状の場合は、受け部２０Ａ及び２０Ｂの挟角が９０°でなくても同じ角度にすることで、転動体１１０は受け部２０Ａと受け部２０Ｂとの間で転動することが可能である。
また、図２に示すように直径と高さが同じである円柱形状の転動体１１０を用いてもよい。この場合は、受け部２０Ａ及び２０Ｂの挟角を９０°とする必要がある。円柱形状の転動体１１０は、受け部２０Ａ及び２０Ｂと２辺で接触するので、点接触のボール形状の転動体１１０と比較して大きい荷重を受けることができる。また、隣接する転動体１１０の回転軸が直交するように転動体１１０を受け部２０Ａと受け部２０Ｂとの間に配置することで、様々な方向の荷重を受けることができる。
A plurality of rolling
In the present embodiment, since the ball-shaped
Further, as shown in FIG. 2, a
保持器は、複数の転動体１１０を、内輪１Ａの受け部２０Ａと外輪１Ｂの受け部２０Ｂとの間で一定の間隔で正しい位置に保持すると共に、転動体１１０が転がり軸受１００から脱落することを防ぐ。
The cage holds the plurality of rolling
上述のように軌道輪１（内輪１Ａ、外輪１Ｂ）を構成することにより、軌道輪１の受け部２０Ａ、２０Ｂの強度を保ちつつ環状板部１０Ａ、１０Ｂの厚みを薄くして軽量化することができる。尚、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、内輪及び外輪のうちいずれか一方に本発明の内輪１Ａ又は外輪１Ｂを用い、他方に従来の外輪１ｂ又は内輪１ａを用いる構成としてもよい。
By configuring the raceway ring 1 (
以上説明した本実施形態の軌道輪１（内輪１Ａ、外輪１Ｂ）によれば、以下のような効果を奏する。
According to the raceway ring 1 (
（１）軌道輪１を、環状板部１０Ａ（又は１０Ｂ）と、環状板部１０Ａ（又は１０Ｂ）の転動体１１０が配置される側の周の軸方向の両側にそれぞれ配置される２つの円錐台状板部２１Ａ（又は２１Ｂ）、２２Ａ（又は２２Ｂ）により構成され、転動体を受ける受け部２０Ａ（又は２０Ｂ）と、を備えるものとした。これにより、軌道輪１の受け部２０Ａ（又は２０Ｂ）の強度を保ちつつ、環状板部１０Ａ（又は１０Ｂ）の厚みを薄く構成できるので、軌道輪１の強度を保ちつつ軽量化が可能である。また、受け部２０Ａ（又は２０Ｂ）を構成する２つの円錐台状板部２１Ａ（又は２１Ｂ）、２２Ａ（又は２２Ｂ）が、軌道輪１の軸方向に対して傾斜しているため、径方向だけでなく、軸方向等、様々な方向からの荷重を負荷することができる。
(1) Two cones in which the
（２）２つの円錐台状板部２１Ａ、２２Ａ（又は２１Ｂ、２２Ｂ）を、環状板部１０Ａ（又は１０Ｂ）に対して対称に形成するものとした。これにより、受け部２０Ａ（又は２０Ｂ）は、転動体１１０からかかる荷重を軸方向について均等に受けることができ、強度を高めることができる。
(2) The two truncated cone-shaped
（３）２つの円錐台状板部の間の挟角を略９０°となるように構成した。これにより、ボール形状の転動体１１０だけでなく、直径と高さが同じ円柱形状の転動体１１０も受け部２０Ａ（又は２０Ｂ）により受けることができる。
(3) The sandwiching angle between the two truncated cone-shaped plate portions is configured to be approximately 90 °. As a result, not only the ball-shaped
次に、本実施形態の軌道輪１を製造する第１の製造方法について、図４〜図９を参照して説明する。
Next, a first manufacturing method for manufacturing the
図４は、第１の製造方法における内輪１Ａ及び外輪１Ｂの製造工程について、概略を示したものである。図４に示すように、製造工程は、（１）ブランク加工工程、（２）鍛造工程、（３）受け部形成工程及び（４）穴開け工程を経て、必要に応じて焼入れ工程及び仕上げ加工工程を行う。
FIG. 4 shows an outline of the manufacturing process of the
以下、各工程について詳細に説明する。
＜ブランク加工工程＞
１つの原素材から軌道輪用素材１’としての内輪用素材１Ａ’と、軌道輪用素材１’としての外輪用素材１Ｂ’とを、打ち抜き加工やワイヤー放電加工により得る。原素材としては、機械構造用炭素鋼、工具鋼、軸受鋼等の特殊鋼の鋼板やステンレス鋼の鋼板、丸棒材を切断して据込んで円盤状にしたもの等を用いることができる。ここで、本発明の製造方法によれば、軌道輪用素材１’の板厚は、受け部２０Ａ、２０Ｂの軸方向の大きさと同程度のものではなく、薄肉に構成される環状板部１０Ａ、１０Ｂの板厚に近く、やや厚いものを用いる必要がある。よって、丸棒材から薄い円盤状の原素材を得るよりは、所定の板厚を有する鋼板を用いる方が好ましい。
本実施形態では、１枚の鋼板からワイヤー放電加工により軌道輪用素材１Ａ’及び１Ｂ’を得る。軌道輪用素材１’を鋼板から加工して得ることで、丸棒材を切断する工程や据込み工程が不要となり、製造工程を簡素化することができる。
本実施形態では、図５（ａ）に示す内輪用素材１Ａ’は、一例として、厚さｔ＝４ｍｍ、直径Ｄ＝２４ｍｍの円盤状の形状を有し、図５（ｂ）に示す外輪用素材１Ｂ’は、厚さｔ＝４ｍｍ、外径Ｄ＝４８ｍｍ、内径ｄ＝３２ｍｍの中空円盤状の形状を有する。
Hereinafter, each step will be described in detail.
<Blank processing process>
From one raw material, an inner ring material 1A'as a raceway ring material 1'and an
In the present embodiment, materials 1A'and 1B'for raceway rings are obtained from one steel plate by wire electric discharge machining. By processing the material 1'for the raceway ring from a steel plate, the step of cutting the round bar and the step of setting up become unnecessary, and the manufacturing process can be simplified.
In the present embodiment, the material 1A'for the inner ring shown in FIG. 5A has, for example, a disk-shaped shape having a thickness t = 4 mm and a diameter D = 24 mm, and is used for the outer ring shown in FIG. 5B. The material 1B'has a hollow disk-like shape with a thickness t = 4 mm, an outer diameter D = 48 mm, and an inner diameter d = 32 mm.
鍛造工程以降の各工程について、まず内輪１Ａについて説明し、後に外輪１Ｂについて説明する。
＜鍛造工程（内輪）＞
図６を参照して、内輪１Ａの鍛造工程について説明する。
ブランク加工工程で得られた内輪用素材１Ａ’に対して鍛造工程を行う。
図６に示すように、内輪用の分流鍛造金型２００Ａは、内輪用素材１Ａ’の上部に配置される上部金型２１０Ａと、下部に配置される下部金型２２０Ａと、径方向外側に配置される側面金型２３０Ａと、で構成される。内輪用素材１Ａ’、上部金型２１０Ａ、下部金型２２０Ａ及び側面金型２３０Ａは、それぞれの中心軸が一致するように配置される。
上部金型２１０Ａは、内輪用素材１Ａ’の外径（Ｄ＝２４ｍｍ）よりも小さい所定の直径（Ｄ＝１８ｍｍ）の円柱形状を有し、上下に移動可能である。
下部金型２２０Ａは、内輪用素材１Ａ’の外径よりも小さい上部金型２１０Ａと一致する所定の直径（Ｄ＝１８ｍｍ）の円柱形状を有し、下部に固定される。
側面金型２３０Ａは、内輪用素材１Ａ’の外径と一致する内径（ｄ＝２４ｍｍ）の円環形状を有し、下部に固定される。
For each step after the forging step, the
<Forging process (inner ring)>
The forging process of the
A forging process is performed on the inner ring material 1A'obtained in the blanking process.
As shown in FIG. 6, the
The
The
The
図６（ａ）に示すように内輪用素材１Ａ’を内輪用の分流鍛造金型２００Ａに配置して、図６（ｂ）に示すように、上部金型２１０Ａを所定量押し込むことにより、図６（ｃ）に示す内輪中間成形体１Ａ’’が形成される。
内輪中間成形体１Ａ’’は、環状板部１０Ａとなる所定の直径及び所定の板厚を有する円板部１０Ａ’と、円板部１０Ａ’の外周に軸方向の両側に突出した突出部２０Ａ’と、を備える。
円板部１０Ａ’の板厚Ｈ３は、上部金型２１０Ａの押し込み量Ｈ１によって調整することができ、内輪用素材１Ａ’の板厚ｔから押し込み量Ｈ１を減ずることにより算出することができる（図６（ｃ）参照）。
突出部２０Ａ’は、軸方向に所定の大きさＨ２を有し、上部に突出した上部突出部２１Ａ’と下部に突出した下部突出部２２Ａ’で構成される。
As shown in FIG. 6A, the inner ring material 1A'is arranged in the
The inner ring intermediate molded
The plate thickness H3 of the disk portion 10A'can be adjusted by the pushing amount H1 of the
The protruding portion 20A'has a predetermined size H2 in the axial direction, and is composed of an upper protruding portion 21A'protruding upward and a lower protruding
＜受け部形成工程（内輪）＞
次に図７を参照して、内輪１Ａの受け部形成工程について説明する。
図７に示すように、内輪用の受け部形成金型３００Ａは、内輪中間成形体１Ａ’’の上部に配置される上部金型３１０Ａと、下部に配置される下部金型３２０Ａ及び下部金型３２１Ａ、で構成される。
上部金型３１０Ａは、小径が上部金型２１０Ａの直径（Ｄ＝１８ｍｍ）と一致し、母線が中心軸に対して所定の角度θをなす円錐台形状を有し、上下に移動可能である。
下部金型３２０Ａは、直径が下部金型２２０Ａの直径（Ｄ＝１８ｍｍ）と一致する円柱形状を有し、下部に固定される。
下部金型３２１Ａは、上部金型３１０Ａを上下反転させたものと同様の形状を有し、下部に固定される。
<Receiving part forming process (inner ring)>
Next, the step of forming the receiving portion of the
As shown in FIG. 7, the receiving
The
The
The
鍛造工程で得られた内輪中間成形体１Ａ’’を、図７（ａ）に示すように上部金型３１０Ａ及び下部金型３２０Ａとの間に配置して、図７（ｂ）に示すように、上部金型３１０Ａで内輪中間成形体１Ａ’’を加圧して、上部突出部２１Ａ’を径方向に変形させて、円錐台状板部２１Ａを形成する。その後、図７（ｃ）に示すように下部に配置する金型を下部金型３２１Ａに換えて、内輪中間成形体１Ａ’’を上下反転させ、図７（ｄ）に示すように、上部金型３１０Ａで内輪中間成形体１Ａ’’を加圧して、下部突出部２２Ａ’を径方向に変形させて、円錐台状板部２２Ａを形成する。このように、円錐台状板部２１Ａ及び２２Ａからなる受け部２０Ａは、突出部２０Ａ’が外径方向に伸びが生じる伸びフランジ変形により、軸を含む面で切断された断面形状がＹ字状となるように形成される。尚、上部金型３１０Ａ及び下部金型３２１Ａを用いて、同時に上部突出部２１Ａ’及び下部突出部２２Ａ’を径方向に変形させてもよい。
The inner ring intermediate molded
＜穴開け工程＞
鍛造工程又は受け部形成工程の後に、内輪中間成形体１Ａ’’を構成する円板部１０Ａ’の中心部に所定の直径を有する円形の穴を開けて環状板部１０Ａが形成される。
<Drilling process>
After the forging step or the receiving portion forming step, the
以上、説明したブランク加工工程、鍛造工程、受け部形成工程及び穴開け工程を経て、内輪１Ａが得られる。内輪１Ａについて、硬度を高める必要があるものは、次の工程で焼入れを行う。また、受け部２０Ａについて、より高精度に形成する必要があるものは、軽度に切削、研削及び研磨等の仕上げ加工工程を行う。
The
次に、外輪１Ｂの鍛造工程以降の各工程について説明する。
＜鍛造工程（外輪）＞
図８を参照して、外輪１Ｂの鍛造工程について説明する。
ブランク加工工程で得られた外輪用素材１Ｂ’に対して鍛造工程を行う。
図８に示すように、外輪用の分流鍛造金型２００Ｂは、外輪用素材１Ｂ’の上部に配置される上部金型２１０Ｂと、外輪用素材１Ｂ’に貫通して下部に配置される下部金型２２０Ｂと、外輪用素材１Ｂ’の外周側の下部に配置される側面金型２３０Ｂと、で構成される。外輪用素材１Ｂ’、上部金型２１０Ｂ、下部金型２２０Ｂ及び側面金型２３０Ｂは、それぞれの中心軸が一致するように配置される。
上部金型２１０Ｂは、上部円環２１１Ｂと下部円環２１２Ｂとを含んで構成される。上部円環２１１Ｂは、外輪用素材１Ｂ’の外径（Ｄ＝４８ｍｍ）よりも小さく、外輪用素材１Ｂ’の内径よりも大きい所定の内径（ｄ＝３８ｍｍ）を有する。下部円環２１２Ｂは、外輪用素材１Ｂ’の外径と一致する所定の内径（ｄ＝４８ｍｍ）を有する。
下部金型２２０Ｂは、外輪用素材１Ｂ’の内径（ｄ＝３２ｍｍ）と一致する所定の直径（Ｄ＝３２ｍｍ）の円柱形状を有し、下部に固定される。
側面金型２３０Ｂは、円環状の形状を有し、下部に固定される。側面金型２３０Ｂは、外輪用素材１Ｂ’の外径と一致する所定の外径（Ｄ＝４８ｍｍ）を有し、上部円環２１１Ｂの内径と一致する所定の内径（ｄ＝３８ｍｍ）を有する。
Next, each step after the forging step of the
<Forging process (outer ring)>
The forging process of the
A forging process is performed on the outer ring material 1B'obtained in the blanking process.
As shown in FIG. 8, the
The
The
The
図８（ａ）に示すように、外輪用素材１Ｂ’は、下部金型２２０Ｂが貫通した状態で、側面金型２３０Ｂにより支持されて配置される。図８（ｂ）に示すように、上部金型２１０Ｂを所定量押し込むことにより、図８（ｃ）に示す外輪中間成形体１Ｂ’’が形成される。
外輪中間成形体１Ｂ’’は、環状板部１０Ｂと、環状板部１０Ｂの内周に軸方向の両側に突出した突出部２０Ｂ’と、備える。
環状板部１０Ｂの板厚Ｈ３は、上部金型２１０Ｂの押し込み量Ｈ１によって調整することができ、外輪用素材１Ｂ’の板厚ｔから押し込み量Ｈ１を減ずることにより算出することができる（図８（ｃ）参照）。
突出部２０Ｂ’は、軸方向に所定の大きさＨ２を有し、上部に突出した上部突出部２１Ｂ’と下部に突出した下部突出部２２Ｂ’で構成される。
As shown in FIG. 8A, the outer ring material 1B'is arranged while being supported by the
The outer ring intermediate molded
The plate thickness H3 of the
The protruding portion 20B'has a predetermined size H2 in the axial direction, and is composed of an upper protruding portion 21B'protruding upward and a lower protruding
＜受け部形成工程（外輪）＞
次に図９を参照して、外輪１Ｂの受け部形成工程について説明する。
図９に示すように、外輪用の受け部形成金型３００Ｂは、外輪中間成形体１Ｂ’’の上部に配置される上部金型３１０Ｂと、下部に配置される下部金型３２０Ｂと、で構成される。
上部金型３１０Ｂは、上方側を上面、下方側を底面とする円錐台がくり抜かれた形状を備え、上下に移動可能である。くり抜かれた底面の直径は、上部金型２１０Ｂの上部円環２１１Ｂの内径と一致し、円錐台の母線は中心軸に対して所定の角度θをなす。
下部金型３２０Ｂは、直径が側面金型２３０Ｂの内径（ｄ＝３８ｍｍ）と一致する円環形状を有し、下部に固定される。
下部金型３２１Ｂは、上部金型３１０Ｂを上下反転させたものと同様の形状を有し、下部に固定される。
<Receiving part forming process (outer ring)>
Next, the step of forming the receiving portion of the
As shown in FIG. 9, the receiving
The
The
The
鍛造工程で得られた外輪中間成形体１Ｂ’’を、図９（ａ）に示すように上部金型３１０Ｂ及び下部金型３２０Ｂとの間に配置して、図９（ｂ）に示すように、上部金型３１０Ｂで外輪中間成形体１Ｂ’’を加圧して、上部突出部２１Ｂ’を径方向に変形させて、円錐台状板部２１Ｂを形成する。その後、図９（ｃ）に示すように下部に配置する金型を下部金型３２１Ｂに換えて、外輪中間成形体１Ｂ’’を上下反転させ、図９（ｄ）に示すように、上部金型３１０Ｂで外輪中間成形体１Ｂ’’を加圧して、下部突出部２２Ｂ’を径方向に変形させて、円錐台状板部２２Ｂを形成する。このように、円錐台状板部２１Ｂ及び２２Ｂからなる受け部２０Ｂは、突出部２０Ｂ’が内径方向に縮みが生じる縮みフランジ変形により、軸を含む面で切断された断面形状がＹ字状となるように形成される。尚、上部金型３１０Ｂ及び下部金型３２１Ｂを用いて、同時に上部突出部２１Ｂ’及び下部突出部２２Ｂ’を径方向に変形させてもよい。
The outer ring intermediate molded
以上、説明したブランク加工工程、鍛造工程及び受け部形成工程を経て、外輪１Ｂが得られる。外輪１Ｂについて、硬度を高める必要があるものは、次の工程で焼入れを行う。また、受け部２０Ｂについて、より高精度に形成する必要があるものは、軽度に切削、研削及び研磨等の仕上げ加工工程を行う。
The
以上、説明した本発明の軌道輪１の第１の製造方法によれば、以下の効果を奏する。
According to the first manufacturing method of the
（４）軌道輪１を、円盤状又は中空円盤状の軌道輪用素材１Ａ’（又は１Ｂ’）を鍛造して環状板部１０Ａとなる円板部又は環状板部１０Ｂを形成すると共に、円板部１０Ａ’の外周又は環状板部１０Ｂの内周に軸方向の両側に突出した突出部２０Ａ’、２０Ｂ’を形成する鍛造工程と、突出部２０Ａ’、２０Ｂ’を径方向に変形させて、円板部１０Ａ’又は環状板部１０Ｂの軸方向の両側それぞれに円錐台状板部２１Ａ及び２２Ａ、２１Ｂ及び２２Ｂを形成して受け部２０Ａ、２０Ｂを得る受け部形成工程と、を含んで製造するものとした。これにより、転動体１１０を受ける受け部２０Ａ、２０Ｂを切削などによらずに形成することができる。また、環状板部を切削によらず薄肉に形成することができる。よって、環状板部及び受け部を鍛造によらず全て切削により形成する場合に比べて、製造時間を短縮でき、切削量を減らすことができるので、工具寿命の低下を抑制し、材料歩留まりを向上させることができる。
(4) The
（５）軌道輪用素材１’（１Ａ’、１Ｂ’）を、特殊鋼又はステンレス鋼からなるものとした。特殊鋼又はステンレス鋼を用いて高強度の軌道輪１を製造する場合であっても、小さい製造負荷で製造することができる。
(5) The material 1'(1A', 1B') for the raceway ring was made of special steel or stainless steel. Even when the high-
次に、本実施形態の軌道輪１を製造する第２の製造方法について、図１０〜図１４を参照して説明する。
Next, a second manufacturing method for manufacturing the
図１０は、第２の製造方法における内輪１Ａ及び外輪１Ｂの製造工程について、概略を示したものである。図１０に示すように、製造工程は、（１）ブランク加工工程、（２）鍛造工程、（３）受け部形成工程及び（４）穴開け工程を経て、必要に応じて焼入れ工程及び仕上げ加工工程を行う。（１）ブランク加工工程及び（４）穴開け工程は、第１の製造方法におけるものと同様であるので説明を省略し、（２）鍛造工程及び（３）受け部形成工程について、以下に詳しく説明する。
FIG. 10 shows an outline of the manufacturing process of the
＜鍛造工程（内輪）＞
図１１を参照して、内輪１Ａの鍛造工程について説明する。
ブランク加工工程で得られた内輪用素材１Ａ’に対して鍛造工程を行う。
図１１に示すように、内輪用の分流鍛造金型４００Ａは、内輪用素材１Ａ’の上部に配置される上部金型４１０Ａと、下部に配置される下部金型４２０Ａと、径方向外側に配置される側面金型４３０Ａと、で構成される。内輪用素材１Ａ’、上部金型４１０Ａ、下部金型４２０Ａ及び側面金型４３０Ａは、それぞれの中心軸が一致するように配置される。
<Forging process (inner ring)>
The forging process of the
A forging process is performed on the inner ring material 1A'obtained in the blanking process.
As shown in FIG. 11, the
上部金型４１０Ａは、上面を内輪用素材１Ａ’側に向けた逆円錐台形状部分４１１Ａと、この逆円錐台形状部分４１１Ａの上部（底面側）に配置される円柱形状（円板形状）部分４１２Ａと、を備え、上下に移動可能である。逆円錐台形状部分４１１Ａは、母線が中心軸に対して所定の角度θをなし、所定の直径（Ｄ＝１８ｍｍ）の上面と、内輪用素材１Ａ’の外径（Ｄ＝２４ｍｍ）と一致する直径の底面と、を有する。円柱形状部分４１２Ａは、内輪用素材１Ａ’の外径（Ｄ＝２４ｍｍ）と一致する直径を有する。
The
下部金型４２０Ａは、上部金型４１０Ａを上下反転させたものと同様の形状を有する。
側面金型４３０Ａは、内輪用素材１Ａ’の外径と一致する内径（ｄ＝２４ｍｍ）の円環形状を有し、下部に固定される。
The
The
図１１（ａ）に示すように内輪用素材１Ａ’を内輪用の分流鍛造金型４００Ａに配置して、図１１（ｂ）に示すように、上部金型４１０Ａを所定量押し込むことにより、図１１（ｃ）に示す内輪中間成形体１Ａ’’’が形成される。
内輪中間成形体１Ａ’’’は、環状板部１０Ａとなる所定の直径及び所定の板厚を有する円板部１０Ａ’と、円板部１０Ａ’の外周に軸方向の両側に突出した突出部２０Ａ’’と、を備える。
円板部１０Ａ’の板厚Ｈ３は、上部金型４１０Ａの押し込み量Ｈ１によって調整することができ、内輪用素材１Ａ’の板厚ｔから押し込み量Ｈ１を減ずることにより算出することができる（図１１（ｃ）参照）。
突出部２０Ａ’’は、軸を含む面で切断された断面形状が三角形状となるように形成され、軸方向に所定の大きさＨ２を有する。また、突出部２０Ａ’’のうち径方向内側の面（円板部１０Ａ’側の面）は、後に説明する受け部形成工程によらず、鍛造工程だけで、受け部２０Ａの径方向内側の面を構成する。
As shown in FIG. 11A, the inner ring material 1A'is arranged in the
The inner ring intermediate molded
The plate thickness H3 of the disk portion 10A'can be adjusted by the pushing amount H1 of the
The
＜受け部形成工程（内輪）＞
次に図１２を参照して、内輪１Ａの受け部形成工程について説明する。第２の製造方法では、鍛造工程により形成された突出部２０Ａ’’（図１２（ａ）参照）のうち径方向外側の面を切削することにより、円板部１０Ａ’の軸方向の両側それぞれに円錐台状板部２１Ａ及び２２Ａを形成して受け部２０Ａを形成する。図１２（ｂ）に示すように、受け部２０Ａは、軸を含む面で切断された断面形状がＹ字状となるように形成される。
<Receiving part forming process (inner ring)>
Next, the step of forming the receiving portion of the
尚、第２の製造法の鍛造工程において、第１の製造方法の鍛造工程で用いられる金型と同様の金型を用いて突出部を形成後、受け部形成工程において、突出部の全面を切削することにより受け部２０Ａを形成してもよい。しかしながら、上述のように鍛造工程において受け部２０Ａの片面側を形成し、受け部形成工程においてもう片面側を切削に形成して受け部２０Ａを得る方が、切削量を低減することができるため好ましい。
In the forging step of the second manufacturing method, after forming the protruding portion using the same mold as the mold used in the forging step of the first manufacturing method, in the receiving portion forming step, the entire surface of the protruding portion is covered. The receiving
以上、説明したブランク加工工程、鍛造工程、受け部形成工程及び穴開け工程を経て、内輪１Ａが得られる。内輪１Ａについて、硬度を高める必要があるものは、次の工程で焼入れを行う。また、受け部２０Ａについて、より高精度に形成する必要があるものは、軽度に切削、研削及び研磨等の仕上げ加工工程を行う。
The
次に、第２の製造方法における外輪１Ｂの鍛造工程以降の各工程について説明する。
＜鍛造工程（外輪）＞
図１３を参照して、外輪１Ｂの鍛造工程について説明する。
ブランク加工工程で得られた外輪用素材１Ｂ’に対して鍛造工程を行う。
図１３に示すように、外輪用の分流鍛造金型４００Ｂは、外輪用素材１Ｂ’を貫通するように外輪用素材１Ｂ’の上部に配置される上部金型４１０Ｂと、外輪用素材１Ｂ’の外周側の下部に配置される下部金型４２０Ｂと、径方向外側に配置される側面金型４３０Ｂと、で構成される。外輪用素材１Ｂ’、上部金型４１０Ｂ、下部金型４２０Ｂ及び側面金型４３０Ｂは、それぞれの中心軸が一致するように配置される。
Next, each step after the forging step of the
<Forging process (outer ring)>
The forging process of the
A forging process is performed on the outer ring material 1B'obtained in the blanking process.
As shown in FIG. 13, the
上部金型４１０Ｂは、外輪用素材１Ｂ’を貫通する円柱形状部分４１１Ｂと、外輪用素材１Ｂ’の外周側の上部に配置される円環形状部分４１２Ｂと、を備え、上下に移動可能である。円柱形状部分４１１Ｂは、外輪用素材１Ｂ’の内径（ｄ＝３２ｍｍ）と一致する所定の直径（Ｄ＝３２ｍｍ）を有する（図５参照）。円環形状部分４１２Ｂは、外輪用素材１Ｂ’の外径（Ｄ＝４８ｍｍ）と一致する直径の円柱から、上方側を上面、下方側を底面とする円錐台がくり抜かれた形状の小径部分と、この小径部分の上部に配置され小径部分よりも大径の大径部分とを有する。くり抜かれた円錐台の底面の直径は、外輪１Ｂの環状板部１０Ｂの内径と一致し、上面の直径は、外輪用素材１Ｂ’の内径（ｄ＝３２ｍｍ）と一致し、円錐台の母線は中心軸に対して所定の角度θをなす。
The
下部金型４２０Ｂは、外輪用素材１Ｂ’の下部に上部金型４１０Ｂの円環形状部分４１２Ｂを上下反転させたものと同様の円環形状部分４２１Ｂと、この円環形状部分４２１Ｂの下部に上部金型４１０Ｂの円柱形状部分４１１Ｂが貫通可能であり、外輪用素材１Ｂ’の外径及び内径と一致する外径及び内径を有する円環形状部分４２２Ｂと、を備える。
The
側面金型４３０Ｂは、円環状の形状を有し、外輪用素材１Ｂ’、上部金型４１０Ｂの円環形状部分４１２Ｂ及び下部金型４２０Ｂの側面に配置され、外輪用素材１Ｂ’の外径と一致する所定の内径（Ｄ＝４８ｍｍ）を有する。
The
図１３（ａ）に示すように、外輪用素材１Ｂ’は、上部金型４１０Ｂが貫通した状態で、下部金型４２０Ｂにより支持されて配置される。図１３（ｂ）に示すように、上部金型４１０Ｂを所定量押し込むことにより、図１３（ｃ）に示す外輪中間成形体１Ｂ’’’が形成される。
外輪中間成形体１Ｂ’’’は、環状板部１０Ｂと、環状板部１０Ｂの内周に軸方向の両側に突出した突出部２０Ｂ’’と、備える。
環状板部１０Ｂの板厚Ｈ３は、上部金型２１０Ｂの押し込み量Ｈ１によって調整することができ、外輪用素材１Ｂ’の板厚ｔから押し込み量Ｈ１を減ずることにより算出することができる（図１３（ｃ）参照）。
突出部２０Ｂ’’は、軸方向に所定の大きさＨ２を有し、軸を含む面で切断された断面形状が三角形状となるように形成される。また、突出部２０Ｂ’’のうち径方向外側の面は、後に説明する受け部形成工程によらず、鍛造工程だけで、受け部２０Ｂの径方向外側の面を構成する。
As shown in FIG. 13A, the outer ring material 1B'is supported and arranged by the
The outer ring intermediate molded
The plate thickness H3 of the
The
＜受け部形成工程（外輪）＞
次に図１４を参照して、外輪１Ｂの受け部形成工程について説明する。第２の製造方法では、鍛造工程により形成された突出部２０Ｂ’’（図１４（ａ）参照）のうち径方向内側の面を切削することにより、環状板部１０Ｂの軸方向の両側それぞれに円錐台状板部２１Ｂ及び２２Ｂを形成して受け部２０Ｂを形成する。図１４（ｂ）に示すように、受け部２０Ｂは、軸を含む面で切断された断面形状がＹ字状となるように形成される。
<Receiving part forming process (outer ring)>
Next, the step of forming the receiving portion of the
尚、第２の製造法の鍛造工程において、第１の製造方法の鍛造工程で用いられる金型と同様の金型を用いて突出部２０Ｂ’’を形成後、受け部形成工程において、突出部２０Ｂ’’の全面を切削することにより受け部２０Ｂを形成してもよい。しかしながら、上述のように鍛造工程において受け部２０Ｂの片面側を形成し、受け部形成工程においてもう片面側を切削に形成して受け部２０Ｂを得る方が、切削量を低減することができるため好ましい。
In the forging step of the second manufacturing method, after forming the protruding
以上、説明したブランク加工工程、鍛造工程及び受け部形成工程を経て、外輪１Ｂが得られる。外輪１Ｂについて、硬度を高める必要があるものは、次の工程で焼入れを行う。また、受け部２０Ｂについて、より高精度に形成する必要があるものは、軽度に切削、研削及び研磨等の仕上げ加工工程を行う。
The
以上、説明した本発明の軌道輪１の第２の製造方法によれば、以下の効果を奏する。
According to the second manufacturing method of the
（６）軌道輪１を、円盤状（又は中空円盤状）の軌道輪用素材１Ａ’（又は１Ｂ’）を鍛造して環状板部１０Ａとなる円板部（又は環状板部１０Ｂ）を形成すると共に、円板部１０Ａ’の外周（又は環状板部１０Ｂの内周）に軸方向の両側に突出した突出部２０Ａ’’（又は２０Ｂ’’）を形成する鍛造工程と、突出部２０Ａ’’（又は２０Ｂ’’）を切削して、円板部１０Ａ’（又は環状板部１０Ｂ）の軸方向の両側それぞれに円錐台状板部２１Ａ及び２２Ａ（又は２１Ｂ及び２２Ｂ）を形成して受け部２０Ａ（又は２０Ｂ）を得る受け部形成工程と、を含んで製造するものとした。これにより、転動体１１０を受ける受け部２０Ａ、２０Ｂを鍛造及び切削により形成することができる。また、環状板部を切削によらず薄肉に形成することができる。よって、環状板部及び受け部を鍛造によらず全て切削により形成する場合に比べて、製造時間を短縮でき、切削量を減らすことができるので、工具寿命の低下を抑制し、材料歩留まりを向上させることができる。
(6) The
（７）軌道輪１を、鍛造工程において、突出部２０Ａ’’（又は２０Ｂ’’）のうち環状板部１０Ａとなる円板部側（又は環状板部１０Ｂ側）の面が、円錐台状板部２１Ａ及び２２Ａ（又は２１Ｂ及び２２Ｂ）の円板部側（又は環状板部１０Ｂ側）の面を構成し、受け部形成工程において、突出部２０Ａ’’（又は２０Ｂ’’）のうち、円板部とは反対側（又は環状板部１０Ｂとは反対側）の面を切削して受け部２０Ａ（又は２０Ｂ）を形成して製造するものとした。これにより、鍛造工程で形成された突出部の全面を切削することにより受け部を形成する場合に比べて、切削量を低減することができる。
(7) In the forging process of the
＜加工条件＞
次に、本発明の第１の製造方法による加工条件を確認した結果について説明する。下記の表１に供試材それぞれについての強度や硬度などを示す。供試材はいずれも素板厚さは４ｍｍである。
鍛造工程及び受け部形成工程において、プレス装置は、８００ＫＮサーボプレス（アイダエンジニアリング株式会社製）を用い、プレスモーションはクランクとした。金型は、ＳＫＤ材を用いた。潤滑油は、Ｇ−３４５６の工作油を用いた。
<Processing conditions>
Next, the result of confirming the processing conditions by the first production method of the present invention will be described. Table 1 below shows the strength and hardness of each of the test materials. All of the test materials have a base plate thickness of 4 mm.
In the forging process and the receiving portion forming process, an 800KN servo press (manufactured by Aida Engineering Co., Ltd.) was used as the press device, and the press motion was a crank. An SKD material was used as the mold. As the lubricating oil, the working oil of G-3456 was used.
表１に示した供試材を用いて、内輪１Ａについて、鍛造工程の加工条件を確認した結果を表２に、受け部形成工程の加工条件を確認した結果を表３に示す。
Table 2 shows the results of confirming the processing conditions of the forging process for the
表２において、Ｈ１は、上部金型２１０Ａの押し込み量（ｍｍ）を示し、Ｈ２は、突出部２０Ａ’の軸方向における大きさ（ｍｍ）を示し、Ｈ３は、内輪１Ａの環状板部１０Ａの板厚と同じとなる円板部１０Ａ’の板厚（ｍｍ）を示し、Ｈ３＝ｔ−Ｈ１（内輪用素材１Ａ’の板厚ｔ＝４ｍｍ）の関係を満たす（図６参照）。また、〇は、良好に加工できたものを示し、×は、上部金型を押し込めなくなった場合や、金型が破損した場合を示す。
表２に示すように、各供試材とも上部金型２１０Ａの押し込み量Ｈ１を調整することにより、所定の板厚Ｈ３を有する円板部１０Ａ’を得ることができる。また、各供試材とも、押し込み量Ｈ１を２．８ｍｍよりも大きくして円板部１０Ａ’の板厚Ｈ３を１．２ｍｍよりも小さく形成しようとした場合、素材の流動が生じなくなるために分流鍛造が行えず、良好に加工することができなかった。尚、第２の製造方法における金型４００Ａを用いた場合でも、同様の結果を示した。
In Table 2, H1 indicates the pushing amount (mm) of the
As shown in Table 2, by adjusting the pushing amount H1 of the
表３において、θは、上部金型３１０Ａが有する円錐台形状の母線が中心軸に対してなす角度であり、突出部２０Ａ’を外径方向に変形させる量が大きいほど、角度が大きくなる（図７参照）。また、〇は、良好に加工できたものを示し、×は、突出部２０Ａ’が伸びフランジ変形により、突出部２０Ａ’と円板部１０Ａ’（環状板部１０Ａ）との間で割れが生じたものを示す。
表３に示すように、θが５２．５°までは、割れを生じさせずに良好に加工することができた。よって、受け部２０Ａの挟角は、７５°以上とすることが可能である。
In Table 3, θ is the angle formed by the truncated cone-shaped generatrix of the
As shown in Table 3, until θ was 52.5 °, it was possible to process satisfactorily without causing cracks. Therefore, the sandwiching angle of the receiving
表１に示した供試材を用いて、外輪１Ｂについて、鍛造工程の加工条件を確認した結果を表４に、受け部形成工程の加工条件を確認した結果を表５に示す。
Table 4 shows the results of confirming the processing conditions of the forging process for the
表４において、Ｈ１は、上部金型２１０Ｂの押し込み量（ｍｍ）を示し、Ｈ２は、突出部２０Ｂ’の軸方向における大きさ（ｍｍ）を示し、Ｈ３は、外輪１Ｂの環状板部１０Ｂの板厚と同じとなる円板部１０Ｂ’の板厚（ｍｍ）を示し、Ｈ３＝ｔ−Ｈ１（外輪用素材１Ｂ’の板厚ｔ＝４ｍｍ）の関係を満たす（図８参照）。また、〇は、良好に加工できたものを示し、×は、上部金型を押し込めなくなった場合や、金型が破損した場合を示す。
表４に示すように、各供試材とも上部金型２１０Ｂの押し込み量Ｈ１を調整することにより、所定の板厚Ｈ３を有する環状板部１０Ｂを得ることができる。また、各供試材とも、押し込み量Ｈ１を２．４ｍｍよりも大きくして環状板部１０Ｂの板厚Ｈ３を１．６ｍｍよりも小さく形成しようとした場合、素材の流動が生じなくなるために分流鍛造が行えず、良好に加工することができなかった。尚、第２の製造方法における金型４００Ｂを用いた場合でも、同様の結果を示した。
In Table 4, H1 indicates the pushing amount (mm) of the
As shown in Table 4, by adjusting the pushing amount H1 of the
表５において、θは、上部金型３１０Ｂが有する円錐台形状の母線が中心軸に対してなす角度であり、突出部２０Ｂ’を内径方向に変形させる量が大きいほど、角度が大きくなる（図９参照）。また、〇は、良好に加工できたものを示し、×は、突出部２０Ｂ’が縮みフランジ変形により、突出部２０Ｂ’と環状板部１０Ｂとの間で割れが生じたものを示す。
表５に示すように、θが５２．５°までは、割れを生じさせずに良好に加工することができた。よって、受け部２０Ｂの挟角は、７５°以上とすることが可能である。
In Table 5, θ is the angle formed by the cone-shaped bus of the
As shown in Table 5, until θ was 52.5 °, it was possible to process satisfactorily without causing cracks. Therefore, the sandwiching angle of the receiving
＜強度評価＞
次に、実施例として本発明の製造方法により製造した軌道輪１及び比較例として従来の製造方法により製造した軌道輪の静的強度、転動疲労性、及び騒音レベルを測定した結果について、表６に示す。静的強度はＪＩＳ Ｂ１５１８、転動疲労性はＪＩＳ Ｂ１５１９、騒音レベルはＪＩＳ Ｂ１５４８の方法に準拠し、基準を達成した場合は○、未達成の場合は×で表記した。
<Strength evaluation>
Next, the table shows the results of measuring the static strength, rolling fatigue, and noise level of the
製造した軌道輪の性能を評価するため、内輪は表２記載のＨ１＝２．０ｍｍ、表３記載の４５°の条件で試作品を製作し、外輪は表４記載のＨ２＝１．２ｍｍ、表５記載の４５°の条件で試作品を製作した。転動体は軌道輪と同鋼種を用いて直径３ｍｍのボール形状のものを機械加工（切削加工）で製作し、外輪と内輪の溝に嵌め込み転がり軸受けを製作した。比較例として、同形状の内輪、外輪及び転動体を機械加工（切削加工）により製造したものを供した。各種評価の結果、いずれの鋼種においても実施例の部品は従来の製造方法で試作したものと同等の性能を満足していた。 In order to evaluate the performance of the manufactured raceway ring, a prototype was manufactured under the conditions of H1 = 2.0 mm shown in Table 2 and 45 ° shown in Table 3, and the outer ring was H2 = 1.2 mm shown in Table 4. A prototype was produced under the conditions of 45 ° shown in Table 5. The rolling element was manufactured by machining (cutting) a ball shape having a diameter of 3 mm using the same steel type as the raceway ring, and fitted into the grooves of the outer ring and the inner ring to manufacture a rolling bearing. As a comparative example, an inner ring, an outer ring and a rolling element having the same shape manufactured by machining (cutting) were provided. As a result of various evaluations, the parts of the examples of all steel types satisfied the same performance as those prototyped by the conventional manufacturing method.
以上、本発明の軌道輪及びその製造方法について実施形態及び実施例について説明したが、本発明は、上述した実施形態及び実施例に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、上述の実施形態では、転がり軸受を構成する内輪及び外輪の両方とも本発明の軌道輪を用いる構成としたが、どちらか一方のみに本発明の軌道輪を用いる構成としてもよい。
Although embodiments and examples of the raceway ring and the method for manufacturing the same of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and can be appropriately modified.
For example, in the above-described embodiment, both the inner ring and the outer ring constituting the rolling bearing are configured to use the raceway ring of the present invention, but the raceway ring of the present invention may be used for only one of them.
また、上述の実施形態では、転動体としてボール形状及び円柱形状のものを示したが、この限りではない。受け部により転動体を受けることが可能であれば、転動体の形状はどのようなものでもよい。 Further, in the above-described embodiment, the rolling elements have a ball shape and a cylindrical shape, but the present invention is not limited to this. The shape of the rolling element may be any shape as long as the rolling element can be received by the receiving portion.
１Ａ 内輪（軌道輪）
１Ａ’ 内輪用素材（軌道輪用素材）
１Ｂ 外輪（軌道輪）
１Ｂ’ 外輪用素材（軌道輪用素材）
１０Ａ、１０Ｂ 環状板部
１０Ａ’ 円板部
２０Ａ、２０Ｂ 受け部
２０Ａ’、２０Ａ’’、２０Ｂ’、２０Ｂ’’ 突出部
２１Ａ、２１Ｂ 第１円錐台状板部（円錐台状板部）
２２Ａ、２２Ｂ 第２円錐台状板部（円錐台状板部）
１００ 転がり軸受
１１０ 転動体
1A Inner ring (orbital ring)
1A'Inner ring material (orbit ring material)
1B outer ring (orbital ring)
1B'Outer ring material (track ring material)
10A, 10B Circular plate
22A, 22B Second cone-shaped plate part (conical cone-shaped plate part)
100 Rolling bearing 110 Rolling element
Claims (5)
円盤状又は中空円盤状の軌道輪用素材を鍛造して前記環状板部となる円板部又は前記環状板部を形成すると共に、前記円板部の外周又は前記環状板部の内周に軸方向の両側に突出した突出部を形成する鍛造工程と、
前記突出部を径方向に変形させて、前記円板部又は前記環状板部の軸方向の両側それぞれに円錐台状板部を形成して前記受け部を得る受け部形成工程と、
を含む軌道輪の製造方法。 It is used for a rolling bearing including a plurality of rolling elements and raceway rings arranged on the inner and outer sides in the radial direction with the plurality of rolling elements interposed therebetween, and includes an annular plate portion and a receiving portion for receiving the rolling elements. It is a method of manufacturing bearing rings.
A disk-shaped or hollow disk-shaped material for a raceway ring is forged to form a disk portion or the annular plate portion to be the annular plate portion, and a shaft is formed on the outer circumference of the disk portion or the inner circumference of the annular plate portion. Forging process to form protruding parts on both sides in the direction,
A receiving portion forming step of deforming the protruding portion in the radial direction to form a truncated cone-shaped plate portion on both sides of the disk portion or the annular plate portion in the axial direction to obtain the receiving portion.
A method for manufacturing a raceway ring including.
円盤状又は中空円盤状の軌道輪用素材を鍛造して前記環状板部となる円板部又は前記環状板部を形成すると共に、前記円板部の外周又は前記環状板部の内周に軸方向の両側に突出した突出部を形成する鍛造工程と、
前記突出部を切削して、前記円板部又は前記環状板部の軸方向の両側それぞれに前記円錐台状板部を形成して前記受け部を得る受け部形成工程と、
を含む軌道輪の製造方法。 It is used for a rolling bearing including a plurality of rolling elements and raceway rings arranged radially inside and outside of the plurality of rolling elements, and the annular plate portion and the rolling element of the annular plate portion. A method for manufacturing a raceway ring, which comprises two truncated cone-shaped plate portions arranged on both sides in the axial direction of the circumference on the side on which the rolling element is arranged, and a receiving portion for receiving the rolling element.
A disk-shaped or hollow disk-shaped material for a raceway ring is forged to form a disk portion or the annular plate portion to be the annular plate portion, and a shaft is formed on the outer circumference of the disk portion or the inner circumference of the annular plate portion. Forging process to form protruding parts on both sides in the direction,
A receiving portion forming step of cutting the protruding portion to form the truncated cone-shaped plate portion on both sides of the disk portion or the annular plate portion in the axial direction to obtain the receiving portion.
A method for manufacturing a raceway ring including.
前記受け部形成工程において、前記突出部のうち、前記円板部とは反対側又は前記環状板部とは反対側の面が切削されて前記受け部が形成される請求項２に記載の製造方法。 In the forging step, the surface of the protruding portion on the disk portion side or the annular plate portion side constitutes the surface of the truncated cone-shaped plate portion on the disk portion side or the annular plate portion side.
The production according to claim 2, wherein in the receiving portion forming step, a surface of the protruding portion opposite to the disk portion or the side opposite to the annular plate portion is cut to form the receiving portion. Method.
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