WO2023095701A1 - 軸受用リング部材の製造方法、及び反転加工用金型 - Google Patents

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WO2023095701A1
WO2023095701A1 PCT/JP2022/042608 JP2022042608W WO2023095701A1 WO 2023095701 A1 WO2023095701 A1 WO 2023095701A1 JP 2022042608 W JP2022042608 W JP 2022042608W WO 2023095701 A1 WO2023095701 A1 WO 2023095701A1
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WO
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work member
punch
bearing ring
manufacturing
die
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PCT/JP2022/042608
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English (en)
French (fr)
Inventor
謙二 手塚
信行 萩原
Original Assignee
日本精工株式会社
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Publication date
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/26—Deep-drawing for making peculiarly, e.g. irregularly, shaped articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/28—Deep-drawing of cylindrical articles using consecutive dies
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    • B21D53/16—Making other particular articles rings, e.g. barrel hoops
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K21/00—Making hollow articles not covered by a single preceding sub-group
    • B21K21/06—Shaping thick-walled hollow articles, e.g. projectiles

Definitions

  • One aspect of the present disclosure relates to a method for manufacturing a bearing ring member and a reversing mold.
  • Patent Document 1 describes a method of manufacturing a ring member used to manufacture the inner ring or outer ring of a bearing.
  • a ring member is formed through a step of performing reversal processing in which an annular work member is sandwiched between a punch and a die and the direction of the cross section is changed by 90 degrees.
  • the punch has a tapered shape
  • the die has a compound R shape in which a plurality of R surfaces with different radii are combined.
  • Patent Documents 2 to 5 also describe that a ring member for a bearing is formed by a similar reversing process.
  • an object of one aspect of the present disclosure is to provide a method for manufacturing a bearing ring member and a mold for reversing processing, which can facilitate design and manufacture of a bearing ring member by reversing processing.
  • a method for manufacturing a bearing ring member is a method for manufacturing a cylindrical bearing ring member, comprising: punching an annular work member on a first side in a predetermined direction; A reversing step of sandwiching and deforming with a die arranged on a second side opposite to the first side, wherein the punch has a first R surface formed in an arc shape in a cross section parallel to a predetermined direction, The die has a second R surface formed in an arc shape in a cross section parallel to a predetermined direction, and a taper formed on the second side of the second R surface and inclined toward the center side in the radial direction toward the second side.
  • the reversing step includes a first step of deforming the work member with a punch and a die while the first R surface and the second R surface are in contact with the work member, and after the first step, the first R surface and a second step of deforming the work member with the punch and die with the tapered surface in contact with the work member.
  • the punch has a first R surface formed in an arc shape in a cross section parallel to a predetermined direction
  • the die has a first R surface formed in an arc shape in a cross section parallel to the predetermined direction. It has a 2R surface and a tapered surface formed on the second side of the second R surface and inclined toward the center side in the radial direction toward the second side.
  • the punch and the die have a simple shape or a combination thereof, it is possible to determine in advance whether or not reversal processing can be performed satisfactorily based on geometrical calculations. . Therefore, according to this method of manufacturing a bearing ring member, it is possible to facilitate the design and manufacture of the bearing ring member.
  • the bending moment acting on the work member in the first step may be smaller than the predicted value M of the critical bending moment of the work member calculated by Equation (1). In this case, no slip occurs between the work member and the die in the first step, and the work member can be satisfactorily raised.
  • W W is the width of the work member
  • t is the thickness of the work member
  • Y is the yield stress of the work member.
  • the angle of inclination of the tapered surface with respect to the predetermined direction may be smaller than 30 degrees, and the formula (2) may be satisfied at the time when the angle of inclination ⁇ of the work member with respect to the predetermined direction is 30 degrees. In this case, the occurrence of biting of the punch into the work member can be suppressed, and the reversal processing of the work member can be performed satisfactorily. The details of bite will be described later.
  • Z d is the distance between the radially inner edge of the second end of the work member and the point of contact between the work member and the first R surface
  • W W is A is the width of the work member
  • A is a constant between 0.2 and 0.6.
  • the punch has a columnar main body on which a first R surface is formed, the inclination angle of the tapered surface with respect to a predetermined direction is smaller than 30 degrees, and the inclination angle ⁇ of the work member with respect to the predetermined direction is 30 degrees.
  • Equation (3) may be satisfied. In this case, the occurrence of biting of the punch into the work member can be suppressed, and the reversal processing of the work member can be performed satisfactorily.
  • Dp is the diameter of the body
  • rp is the radius of the first R surface
  • dbi is the inner diameter of the work member
  • Dbo is the outer diameter of the work member.
  • A is 2/5.
  • the punch has a columnar main body portion on which a first R surface is formed, and a protruding portion formed on a first side of the main body portion and protruding outward in a radial direction with respect to the main body portion;
  • the radially inner edge of the first end of the work member may be located radially inwardly of the outer edge of the projection. In this case, the work member can be reliably pushed in by the projecting portion of the punch, and the reversal processing of the work member can be performed satisfactorily.
  • the punch has a columnar main body portion on which a first R surface is formed, and a protruding portion formed on a first side of the main body portion and protruding outward in a radial direction with respect to the main body portion; Equation (4) may be satisfied at the beginning of .
  • the work member can be reliably pushed in by the projecting portion of the punch, and the reversal processing of the work member can be performed satisfactorily.
  • DpL is the diameter of the protrusion
  • Dh is the diameter of the opening defined by the second R-face in the die
  • rd is the radius of the second R-face
  • ⁇ is the inclination angle of the tapered surface with respect to a predetermined direction
  • t is the thickness of the work member
  • ZD is the radially outer edge at the first end of the work member
  • the distance between the work member and the second R is the distance between the points of contact with the surface.
  • the reversing step is performed in a state where the surface roughness of the first region that contacts the work member in the second step on the first R surface is greater than the surface roughness of the second region other than the first region on the first R surface good. In this case, the occurrence of biting of the punch into the work member can be further suppressed, and the reversal processing of the work member can be performed satisfactorily.
  • the reversing step may be performed in a state where the surface roughness of the tapered surface is greater than the surface roughness of the second R surface. In this case, the occurrence of biting of the punch into the work member can be further suppressed, and the reversal processing of the work member can be performed satisfactorily.
  • the surface roughness of the first region that contacts the work member in the second step on the first R surface is greater than the surface roughness of the second region other than the first region on the first R surface, and the surface roughness of the tapered surface is
  • the reversing step may be performed in a state where the surface roughness is greater than the surface roughness of the second R surface. In this case, the occurrence of biting of the punch into the work member can be further suppressed, and the reversal processing of the work member can be performed satisfactorily.
  • the reversing step is performed in a state where the surface roughness of the second region other than the first region that contacts the work member in the second step on the first R surface is greater than the surface roughness of the first region on the first R surface good.
  • the projecting portion of the punch can push the work member more reliably, and the work member can be reversed favorably.
  • the reversing step may be performed in a state where the surface roughness of the second R surface is greater than that of the tapered surface.
  • the projecting portion of the punch can push the work member more reliably, and the work member can be reversed favorably.
  • the surface roughness of the second region other than the first region that contacts the work member in the second step on the first R surface is greater than the surface roughness of the first region on the first R surface, and the surface roughness of the second R surface is greater than the surface roughness of the tapered surface.
  • the projecting portion of the punch can push the work member more reliably, and the work member can be reversed favorably.
  • the method of manufacturing a bearing ring member according to one aspect of the present disclosure may further include a step of polishing at least one of the punch and the die so as to achieve the above state before the reversing step. In this case, it is possible to prevent problems from occurring due to wear of at least one of the punch and the die that does not satisfy the above conditions.
  • the punch further has an outer peripheral surface formed on the first side of the first R surface
  • the die further has an inner peripheral surface formed on the second side of the tapered surface
  • the reversing step is the second step.
  • the method may further include a third step of ironing the work member by sandwiching the work member between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface.
  • the thickness of the radially inner portion of the work member decreases and the thickness of the radially outer portion increases.
  • the roundness of the resulting bearing ring member can be increased by ironing.
  • the gap between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface in the third step may be set equal to the thickness of the work member.
  • the thickness of the resulting bearing ring member can be adjusted to the thickness of the work member.
  • the gap between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface in the third step may be set smaller than the thickness of the work member.
  • the thickness of the resulting bearing ring member can be adjusted to the thickness of the radially inner portion of the work member whose thickness is reduced.
  • a mold for reversal processing is a work member having an annular shape.
  • a mold for reversing processing for manufacturing a cylindrical bearing ring member which is used for reversing processing that is sandwiched and deformed by and, the first R surface formed in an arc shape in a cross section parallel to a predetermined direction a second R surface formed in an arc shape in a cross section parallel to a predetermined direction; and a second R surface formed on the second side and inclined so as to approach the center side in the radial direction toward the second side.
  • the punch has a first R surface formed in an arc shape in a cross section parallel to a predetermined direction
  • the die has a second R surface formed in an arc shape in a cross section parallel to the predetermined direction. and a tapered surface that is formed on the second side of the second R surface and that is inclined toward the center side in the radial direction toward the second side.
  • the punch and the die have a simple shape or a combination thereof, it is possible to determine in advance whether or not reversal processing can be performed satisfactorily based on geometrical calculations. . Therefore, according to this reversing mold, it is possible to facilitate the design and manufacture of the bearing ring member.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a punch and die;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view at the start of the first step;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view in a state where the inclination angle of the work member is equal to the inclination angle of the tapered surface;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view at the start of the first step;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a work member with an inclination angle of 30 degrees; (a) and (b) are diagrams for explaining the positions of contact points between the work member and the first R surface. (a) and (b) are diagrams showing an example of a state in which the projecting portion of the punch does not press down the work member.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view in a state where the inclination angle of the work member is equal to the inclination angle of the tapered surface;
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the positions of contact points between the work member and the second R surface; 4 is a graph showing an example of bending moments acting on a work member during an inversion process; FIG.
  • FIG. 12A is a diagram showing a second modification, where (a) is a cross-sectional view of the punch and the work member at the start of the second step, and (b) is a cross-section of the die and the work member at the start of the second step; It is a diagram.
  • FIG. 13A is a diagram showing a third modification, where (a) is a cross-sectional view of the punch and the work member at the start of the second step, and (b) is a cross-section of the die and the work member at the start of the second step; It is a diagram. (a), (b) and (c) are cross-sectional views for explaining ironing.
  • the bearing ring member 1 shown in FIG. 1(a) is manufactured from the work member 10 shown in FIG. 1(b).
  • the bearing ring member 1 can be used, for example, as an inner ring or an outer ring of a bearing.
  • the manufactured bearing ring member 1 itself may be used as the inner ring or the outer ring, or the inner ring or the outer ring may be manufactured by subjecting the bearing ring member 1 to further processing.
  • the bearing ring member 1 is formed in a cylindrical shape.
  • the bearing to which the bearing ring member 1 is applied may be any bearing, for example, a needle bearing, a cylindrical roller bearing, a tapered roller bearing, a ball bearing, or the like.
  • the work member 10 is formed in an annular plate shape. 1(a) and 1(b) show cross sections parallel to the axial direction of the bearing ring member 1 and the work member 10. FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a punch 20 and a die 30 (reversing mold) used in the method for manufacturing a bearing ring member according to the embodiment.
  • This manufacturing method includes a reversing step of pinching and deforming the work member 10 between the punch 20 and the die 30 .
  • the direction of the cross section of the work member 10 is changed by 90 degrees by the reversing process, and the bearing ring member 1 is formed.
  • the punch 20 is arranged on the first side S1 in the direction DR (predetermined direction) with respect to the die 30, and the die 30 is arranged on the second side S1 in the direction DR with respect to the punch 20 ( It is arranged on the side opposite to the first side S1) S2.
  • the punch 20 and the die 30 have a common centerline CL, and each of the punch 20 and the die 30 has a uniform cross-sectional shape in the radial direction. [Punch and die shape]
  • the punch 20 has a body portion 21 and a projecting portion 22.
  • the body portion 21 is formed in a substantially cylindrical shape having an axis parallel to the direction DR.
  • a first R surface R1 is formed on the outer edge portion of the surface of the main body portion 21 on the second side S2.
  • the first R surface R1 is a curved surface formed by rounding the corners of the second side S2 of the body portion 21, and is formed in an arc shape in a cross section (FIG. 2) parallel to the direction DR.
  • the first R surface R1 extends over the entire circumference of the outer edge.
  • a central angle of the first R surface R1 in a cross section parallel to the direction DR is, for example, 90 degrees.
  • the body portion 21 has an outer peripheral surface 21a that is continuous with the first side S1 of the first R surface R1.
  • the protruding portion 22 is formed on the first side S1 of the main body portion 21 and protrudes radially outward from the main body portion 21 .
  • the protruding portion 22 is formed in a cylindrical shape having a diameter larger than that of the body portion 21, for example.
  • the projecting portion 22 has a stepped surface 22a facing the second side S2.
  • the stepped surface 22 a is continuous with the outer peripheral surface 21 a of the body portion 21 .
  • the die 30 is formed, for example, in a substantially cylindrical shape having an axis parallel to the direction DR.
  • the die 30 has a second R surface R ⁇ b>2 , a tapered surface 31 and an inner peripheral surface 32 .
  • the second R surface R2 is formed on the inner edge of the surface of the die 30 on the first side S1.
  • the second R surface R2 is a curved surface formed by rounding the corners of the first side S1 of the die 30, and is formed in an arc shape in a cross section (FIG. 2) parallel to the direction DR.
  • the second R surface R2 extends over the entire circumference of the inner edge.
  • the central angle of the second R surface R2 in a cross section parallel to the direction DR is, for example, (90 ⁇ ) degrees, where ⁇ is the inclination angle of the tapered surface 31 with respect to the direction DR.
  • the second R surface R2 defines an opening 30a of the die 30 that opens to the first side S1.
  • the tapered surface 31 is continuous with the second side S2 of the second R surface R2 and is inclined toward the center side in the radial direction toward the second side S2.
  • the inclination angle ⁇ of the tapered surface 31 with respect to the direction DR is smaller than 30 degrees, for example.
  • the inner peripheral surface 32 is continuous with the second side S ⁇ b>2 of the tapered surface 31 .
  • the work member 10 is sandwiched between the punch 20 and the die 30, and the work member 10 is subjected to reversal processing. More specifically, the reversing process includes a first process and a second process in this order.
  • the first step the work member 10 is deformed by the punch 20 and the die 30 while the first R surface R1 and the second R surface R2 are in contact with the work member 10 (for example, FIG. 6).
  • the second step the work member 10 is deformed by the punch 20 and the die 30 while the first R surface R1 and the tapered surface 31 are in contact with the work member 10 (eg, FIG. 9).
  • the work member 10 is deformed so as to stand up.
  • the second step the work member 10 slides on the tapered surface 31 and the work member 10 is drawn inside the die 30 together with the punch 20 .
  • the stepped surface 22a of the protruding portion 22 of the punch 20 contacts the end portion 10a of the first side S1 of the work member 10, and the work member 10 is pushed by the protruding portion 22.
  • the work member 10 is arranged between the outer peripheral surface 21 a of the body portion 21 of the punch 20 and the inner peripheral surface 32 of the die 30 .
  • the first condition is that the punch 20 does not bite into the work member 10 in the first step, and that the work member 10 does not get caught on the die 30 and slide down.
  • the punch 20 needs to keep pushing the radially inner portion of the work member 10 while the radially outer portion of the work member 10 is caught by the die 30 . If such an operation is not performed well and biting occurs, as illustrated in FIGS. You may be drawn in. Therefore, in the method for manufacturing a bearing ring member according to the embodiment, the first conditional expression described below is satisfied, and the occurrence of biting is suppressed.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view along a plane parallel to the direction DR at the start of the first step.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view in a state where the inclination angle ⁇ of the work member 10 with respect to the direction DR is equal to the inclination angle ⁇ of the tapered surface 31.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the work member 10 between FIGS. 4 and 5 when the inclination angle ⁇ is 30 degrees.
  • 7(a) and 7(b) are diagrams for explaining the position of the contact point B between the work member 10 and the first R surface R1. In FIGS. 4 to 6, hatching indicating cross sections is omitted.
  • the inclination angle ⁇ of the work member 10 is 30 degrees in the first step.
  • Z d is the distance between the radially inner edge 10ba at the end 10b of the second side S2 of the work member 10 and the contact point B between the work member 10 and the first R surface R1. is the distance
  • WW is the width of the work member 10
  • A is a constant between 0.2 and 0.6.
  • the contact point B is in the range of the length obtained by multiplying the width WW of the work member 10 by a constant A from the edge 10ba of the work member 10. It means that it is located inside
  • the constant A can be determined by experiments and/or simulations, depending on the shapes, materials, etc. of the work member 10, the punch 20 and the die 30, for example.
  • constant A is set to 2/5.
  • the inclination angle ⁇ of 30 degrees is, for example, a boundary value at which the work member 10 begins to slide on the die 30 (second R surface R2). That is, in this example, no slip occurs between the work member 10 and the second R surface R2 before the inclination angle decreases to 30 degrees, and the work member 10 slides after the inclination angle becomes smaller than 30 degrees. and the second R surface R2.
  • D bo be the outer diameter of the work member 10
  • d bi be the inner diameter of the work member 10
  • t be the thickness of the work member 10
  • Dp be the diameter of the main body 21 of the punch 20
  • rp be the radius of the first R surface R1
  • DpL be the diameter of the protrusion 22 of the punch 20.
  • the inner diameter of the die 30 (the distance between the inner peripheral surfaces 32) is Dd
  • the radius of the second R surface R2 is rd
  • the diameter of the opening 30a is Dh .
  • the diameter DpL of the protrusion 22 and the inner diameter Dd of the die 30 are set substantially equal.
  • the outer diameter D bo of the work member 10 is, for example, approximately 10 mm to 60 mm.
  • the distance between the edge 10ba of the work member 10 and the point Bs is expressed as (D p /2-r p )-d bi /2.
  • the distance between the point Bs and the contact point B is expressed as 2 ⁇ r p ⁇ (90° ⁇ )/360°.
  • (90°- ⁇ ) is the tilt angle of the work member 10 from the start of the first step until the tilt angle ⁇ reaches 30 degrees
  • 2 ⁇ r p ⁇ (90°- ⁇ )/360° is the length of the arc of radius r p corresponding to the angle in question.
  • the constant A is set to 2/5.
  • the second condition is that the end surface of the work member 10 can be pushed by the projecting portion 22 of the punch 20 in the second step. If the end surface of the work member 10 cannot be pushed in by the projecting portion 22 in the second step, the work member 10 is crushed by the projecting portion 22 as illustrated in FIGS. 8(a) and 8(b). There is a risk. Therefore, in the method of manufacturing the bearing ring member according to the embodiment, the second conditional expression described below as Expression (7) is satisfied, and the pressing of the work member 10 by the projecting portion 22 is ensured.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view in a state where the inclination angle ⁇ of the work member 10 is equal to the inclination angle ⁇ of the tapered surface 31.
  • FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining the position of the contact point C between the work member 10 and the second R surface R2. In FIG. 9, hatching indicating a cross section is omitted.
  • the inventors of the present invention have found that when the following formula (7) (second conditional formula) is satisfied at the start of the second step (the state shown in FIG. 9), the work member 10 is reliably pushed in by the projecting portion 22. I found that it can be done.
  • ZD is the distance between the radially outer edge 10ab at the end 10a of the first side S1 of the work member 10 and the contact point C between the work member 10 and the second R surface R2. Distance.
  • the second conditional expression expresses that the radially inner edge 10aa of the end portion 10a of the work member 10 is located radially inside the outer edge of the projecting portion 22 at the start of the second step. ing.
  • (D bo ⁇ D h )/2 in the first term on the right side is the distance between the edge 10ab in the radial direction and the contact point Cs between the workpiece 10 and the second R surface R2 at the start of the first step. (see Figure 4).
  • 2 ⁇ r d ⁇ (90° ⁇ )/360° in the second term on the right side is the distance between the point Cs and the contact point C.
  • the punch 20 has the first R surface R1 formed in an arc shape in a cross section parallel to the direction DR
  • the die 30 has a first R surface R1 in a cross section parallel to the direction DR. and a tapered surface 31 formed on the second side S2 of the second R surface R2 and inclined toward the center side in the radial direction toward the second side S2. are doing.
  • the first R surface R1 A second step of deforming the work member 10 with the punch 20 and the die 30 is carried out while the tapered surface 31 is in contact with the work member 10 .
  • the punch 20 and the die 30 have a simple shape or a combination thereof, it is possible to determine in advance whether or not the reversal processing can be performed satisfactorily based on geometric calculations. becomes. Therefore, according to this method of manufacturing the bearing ring member 1, it is possible to facilitate the design and manufacture of the bearing ring member 1.
  • FIG. Moreover, the design of the punch 20 and the die 30 can be facilitated, and differences between designers can be reduced. Also, the number of designers can be increased, and the load can be distributed. In addition, work efficiency can be improved, and trial production costs can be reduced.
  • the radially inner edge 10aa of the end portion 10a of the first side S1 of the work member 10 is located radially inside the outer edge of the projecting portion 22 of the punch 20.
  • slippage occurs between the work member 10 and the second R surface R2 in the range where the inclination angle of the work member 10 in the first step is less than 30 degrees. Slippage may not occur between the work member 10 and the second R surface R2 throughout the first step. According to the first modified example, it is possible to facilitate the manufacture of the bearing ring member 1 as in the above-described embodiment. Whether or not slippage occurs can be determined using a predicted value M of the critical bending moment of the work member 10, which will be described below.
  • Y is the yield stress of the work member 10 .
  • Yield stress is the stress that determines whether or not plastic deformation occurs in a material . The material deforms plastically when a stress larger than the yield stress acts, and the material deforms elastically when a stress smaller than the yield stress acts.
  • Formula (4) is, for example, written by Hideaki Kudo, "Basic Mechanical Engineering Complete Book 3 Plasticity", Morikita Publishing Co., Ltd., May 15, 1968, 1st edition, 1st edition, March 3, 1995, 1st edition, 18th edition stated in the publication.
  • the strain generated in the work member 10 is calculated from the amount of change in the width of the work member 10 in the reversing process, the stress is calculated from the strain, and the energy is calculated from the stress. can be theoretically calculated by calculating the bending moment from
  • FIG. 11 is a graph showing an example of bending moments acting on the work member 10 in the reversing process.
  • the horizontal axis of FIG. 11 represents the inclination angle ⁇ (°) of the work member 10 with respect to the horizontal direction (the direction perpendicular to the axial direction)
  • the vertical axis represents the bending moment (N ⁇ m) acting on the work member 10.
  • the bending moment is smaller than the predicted value M of the critical bending moment when the inclination angle ⁇ is in the range of 0 degrees or more and about 40 degrees or less. In this case, no slip occurs between the work member 10 and the die 30 in this range.
  • the work member 10 In order to perform the reversal processing of the work member 10 satisfactorily, the work member 10 needs to start to slide with respect to the die 30 within a range in which the bending moment acting on the work member 10 is smaller than the predicted value M of the critical bending moment. be.
  • the bending moment (maximum bending moment) acting on the work member 10 in the first step is smaller than the predicted value M of the limit bending moment of the work member 10 .
  • the shapes of the punch 20 and the die 30 are determined so that the bending moment acting on the work member 10 in the first step is smaller than the predicted value M.
  • FIG. 12A and 12B are diagrams showing a second modification
  • FIG. 12A is a cross-sectional view of the punch 20 and the work member 10 at the start of the second step
  • FIG. is a cross-sectional view of the die 30 and the work member 10 at the start of .
  • the first region 41 that contacts the work member 10 in the second step on the first R surface R1 is roughened.
  • the range of the roughened first region 41 is indicated by an arrow AR.
  • the surface roughness of the first region 41 is larger than the surface roughness of the second region 42 other than the first region 41 on the first R surface R1.
  • the surface roughness is the arithmetic mean roughness Ra (JIS B 0601 4.2.1).
  • the second region 42 and the outer peripheral surface 21a may be ground surfaces subjected to grinding or lapped surfaces subjected to lapping in order to improve slippage.
  • the tapered surface 31 is roughened.
  • the range of the roughened tapered surface 31 is indicated by an arrow AR.
  • the surface roughness of the tapered surface 31 is larger than the surface roughness of the second R surface R2.
  • the second R surface R2 and the inner peripheral surface 32 may be ground surfaces subjected to grinding processing or lap surfaces subjected to lapping processing in order to improve slippage.
  • the surface roughness of the first region 41 is greater than the surface roughness of the second region 42, and the surface roughness of the tapered surface 31 is greater than the surface roughness of the second R surface R2. is carried out.
  • the punch 20 may easily bite into the work member 10.
  • the occurrence of bite can be reliably suppressed, Reversal processing can be performed satisfactorily.
  • the method of manufacturing the bearing ring member 1 according to the second modification may include a step of polishing at least one of the punch 20 and the die 30 so as to achieve the above state before the reversing step.
  • the second region 42 of the punch 20 may be polished when the punch 20 wears due to repeated reversal processing and biting is likely to occur.
  • the second R surface R2 of the die 30 may be polished when the die 30 is worn and biting is about to occur.
  • the first condition is that the surface roughness of the first region 41 is greater than the surface roughness of the second region 42, and the surface roughness of the tapered surface 31 is greater than the surface roughness of the second R surface R2.
  • FIG. 13A and 13B are diagrams showing a third modification
  • FIG. 13A is a cross-sectional view of the punch 20 and the work member 10 at the start of the second step
  • FIG. is a cross-sectional view of the die 30 and the work member 10 at the start of .
  • the punch 20 of the third modified example the second region 42 of the first R surface R1 and a portion of the outer peripheral surface 21a continuing to the second region 42 are roughened.
  • the roughened range is indicated by an arrow AR.
  • the surface roughness of the second region 42 is larger than the surface roughness of the first region 41 .
  • the first region 41 and the portion other than the above portion of the outer peripheral surface 21a are a ground surface subjected to grinding processing or a lapping surface subjected to lapping in order to improve slippage. It may be.
  • the region including the second R surface R2 is roughened.
  • the roughened range is indicated by an arrow AR.
  • the surface roughness of the second R surface R2 is larger than the surface roughness of the tapered surface 31.
  • the tapered surface 31 and the inner peripheral surface 32 may be ground surfaces subjected to grinding or lap surfaces subjected to lapping in order to improve slippage.
  • the surface roughness of the second region 42 is greater than the surface roughness of the first region 41, and the surface roughness of the second R surface R2 is greater than the surface roughness of the tapered surface 31. is carried out. According to the third modification, it is possible to facilitate the manufacture of the bearing ring member 1 as in the above-described embodiment. Depending on the size of the work member 10, it may be difficult to push the work member 10 by the projecting portion 22 of the punch 20. Machining can be performed well.
  • the method of manufacturing the bearing ring member 1 according to the third modification may include a step of polishing at least one of the punch 20 and the die 30 so as to achieve the above state before the reversing step.
  • the first region 41 of the punch 20 may be polished when the punch 20 wears due to repeated reversal processing and a pressing failure is likely to occur.
  • the tapered surface 31 of the die 30 may be polished when the die 30 is worn and a pressing failure is about to occur. As a result, it is possible to prevent problems from occurring due to wear of at least one of the punch 20 and the die 30 that does not satisfy the above conditions.
  • the first condition is that the surface roughness of the second region 42 is greater than the surface roughness of the first region 41, and the surface roughness of the second R surface R2 is greater than the surface roughness of the tapered surface 31.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining ironing.
  • the first R surface R1, the second R surface R2, etc. are omitted.
  • the gap (radial gap) between the outer peripheral surface 21 a and the inner peripheral surface 32 in the third step may be set equal to the thickness of the work member 10 .
  • the thickness of the radially inner portion of the workpiece 10 decreases and the thickness of the radially outer portion increases.
  • the work member 10 can be squeezed (thinned) on the outer side in the radial direction where the thickness increases. Therefore, the thickness of the bearing ring member 1 obtained after processing can be matched with the thickness of the work member 10 .
  • the gap between the outer peripheral surface 21 a and the inner peripheral surface 32 in the third step may be set smaller than the thickness of the work member 10 .
  • the gap may be set equal to the thickness of the radially inner portion of the work member 10 after normal reversal processing.
  • the thickness of the bearing ring member 1 obtained after processing can be adjusted to the thickness of the radially inner portion of the work member 10 whose thickness is reduced.
  • the fourth modified example it is possible to facilitate the manufacture of the bearing ring member 1 as in the above embodiment. Further, by ironing between the outer peripheral surface 21a of the punch 20 and the inner peripheral surface 32 of the die 30, the roundness of the resulting bearing ring member 1 can be increased.
  • both the first conditional expression regarding biting and the second conditional expression regarding poor pressing are satisfied, but only one of the first conditional expression and the second conditional expression may be satisfied.
  • the punch 20 descends and approaches the die 30, so that the work member 10 is sandwiched between the punch 20 and the die 30, but the punch 20 and the die 30 move relatively.
  • the work member 10 may be sandwiched between the punch 20 and the die 30 by moving the members closer together.
  • the punch 20 (main body portion 21) is formed in a substantially cylindrical shape and the die 30 is formed in a substantially cylindrical shape.
  • the die 30 may be formed in a substantially cylindrical shape.
  • the first R surface R1 is formed on the inner edge portion of the surface of the body portion 21 of the punch 20 on the second side S2.
  • the second R surface R2 is formed on the outer edge of the surface of the die 30 on the first side S1.
  • the tapered surface 31 is inclined so as to approach the center side in the radial direction toward the first side S1 (farther away from the center in the radial direction toward the second side S2). That is, it is sufficient that the tapered surface 31 is inclined with respect to the direction DR (predetermined direction).

Abstract

軸受用リング部材の製造方法は、円環状のワーク部材を、所定方向における第１側に配置されたパンチと、第２側に配置されたダイスとによって挟み込んで変形させる反転工程を備える。パンチは、円弧状に形成された第１Ｒ面を有する。ダイスは、円弧状に形成された第２Ｒ面と、所定方向に対して傾斜したテーパ面と、を有する。反転工程は、第１Ｒ面と第２Ｒ面とがワーク部材に接触した状態でパンチ及びダイスによってワーク部材を変形させる第１工程と、第１Ｒ面とテーパ面とがワーク部材に接触した状態でパンチ及びダイスによってワーク部材を変形させる第２工程と、を含む。

Description

軸受用リング部材の製造方法、及び反転加工用金型
　本開示の一側面は、軸受用リング部材の製造方法、及び反転加工用金型に関する。
　特許文献１には、軸受の内輪又は外輪の製造に用いられるリング部材の製造方法が記載されている。この製造方法では、円環状のワーク部材をパンチとダイスとによって挟み込んで断面の方向を９０度変化させる反転加工を施す工程を経て、リング部材が形成される。パンチはテーパ形状を有しており、ダイスは、半径が互いに異なる複数のＲ面が組み合わされた複合Ｒ形状を有している。特許文献２～５にも、同様の反転加工により軸受用のリング部材を形成する点が記載されている。
特開２００６－３４１２５５号公報 特開２００６－０９０４０７号公報 特開２００６－０９７８０９号公報 特開２００６－１２３００３号公報 特開２０２０－０２２９８７号公報
　上述したような製造方法では、反転加工を良好に行えるようにパンチのテーパ形状及びダイスの複合Ｒ形状を設計することが容易ではなく、経験に頼り設計者による設計の違いが大きいといった問題があった。設計者による違いが大きいと、特定の設計者に設計作業が集中し、作業効率が低下するおそれがある。
　そこで、本開示の一側面は、反転加工による軸受用リング部材の設計・製造を容易化することができる軸受用リング部材の製造方法、及び反転加工用金型を提供することを目的とする。
　本開示の一側面に係る軸受用リング部材の製造方法は、円筒状の軸受用リング部材の製造方法であって、円環状のワーク部材を、所定方向における第１側に配置されたパンチと、第１側とは反対側の第２側に配置されたダイスとによって挟み込んで変形させる反転工程を備え、パンチは、所定方向に平行な断面において円弧状に形成された第１Ｒ面を有し、ダイスは、所定方向に平行な断面において円弧状に形成された第２Ｒ面と、第２Ｒ面の第２側に形成され、第２側に向かうほど径方向の中心側に近づくように傾斜したテーパ面と、を有し、反転工程は、第１Ｒ面と第２Ｒ面とがワーク部材に接触した状態でパンチ及びダイスによってワーク部材を変形させる第１工程と、第１工程の後に、第１Ｒ面とテーパ面とがワーク部材に接触した状態でパンチ及びダイスによってワーク部材を変形させる第２工程と、を含む。
　この軸受用リング部材の製造方法では、パンチが、所定方向に平行な断面において円弧状に形成された第１Ｒ面を有し、ダイスが、所定方向に平行な断面において円弧状に形成された第２Ｒ面と、第２Ｒ面の第２側に形成され、第２側に向かうほど径方向の中心側に近づくように傾斜したテーパ面と、を有している。そして、反転工程では、第１Ｒ面と第２Ｒ面とがワーク部材に接触した状態でパンチ及びダイスによってワーク部材を変形させる第１工程が実施された後に、第１Ｒ面とテーパ面とがワーク部材に接触した状態でパンチ及びダイスによってワーク部材を変形させる第２工程が実施される。このようにパンチ及びダイスが単純な形状又はその組み合わせからなる形状を有していることで、反転加工を良好に行えるか否かを幾何学的な計算に基づいて予め判断することが可能となる。よって、この軸受用リング部材の製造方法によれば、軸受用リング部材の設計・製造を容易化することが可能となる。
　第１工程では、ワーク部材と第２Ｒ面との間に滑りが発生せず、第２工程では、ワーク部材とテーパ面との間に滑りが発生してもよい。この場合、ワーク部材の反転加工を良好に行うことができる。
　第１工程においてワーク部材に作用する曲げモーメントは、式（１）により算出されるワーク部材の限界曲げモーメントの予測値Ｍよりも小さくてもよい。この場合、第１工程においてワーク部材とダイスとの間に滑りが発生せず、ワーク部材を良好に立ち上がらせることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 　式（１）において、ＷＷは、ワーク部材の幅であり、ｔは、ワーク部材の厚さであり、Ｙは、ワーク部材の降伏応力である。
　テーパ面の所定方向に対する傾斜角度は、３０度よりも小さく、ワーク部材の所定方向に対する傾斜角度θが３０度である時点において、式（２）が満たされていてもよい。この場合、ワーク部材へのパンチの食い付きの発生を抑制することができ、ワーク部材の反転加工を良好に行うことができる。食い付きの詳細については後述する。
　Ｚｄ＜ＷＷ×Ａ　…（２）
　式（２）において、Ｚｄは、ワーク部材の第２側の端部における径方向の内側の縁と、ワーク部材と第１Ｒ面との接触点との間の距離であり、ＷＷは、ワーク部材の幅であり、Ａは、０．２以上０．６以下の定数である。
　パンチは、第１Ｒ面が形成された円柱状の本体部を有し、テーパ面の所定方向に対する傾斜角度は、３０度よりも小さく、ワーク部材の所定方向に対する傾斜角度θが３０度である時点において、式（３）が満たされていてもよい。この場合、ワーク部材へのパンチの食い付きの発生を抑制することができ、ワーク部材の反転加工を良好に行うことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 　式（３）において、Ｄｐは、本体部の直径であり、ｒｐは、第１Ｒ面の半径であり、ｄｂｉは、ワーク部材の内径であり、Ｄｂｏは、ワーク部材の外径であり、Ａは、２／５である。
　パンチは、第１Ｒ面が形成された円柱状の本体部と、本体部の第１側に形成され、本体部に対して径方向の外側に突出した突出部と、を有し、第２工程の開始時点において、ワーク部材の第１側の端部における径方向の内側の縁が、径方向において突出部の外縁よりも内側に位置していてもよい。この場合、パンチの突出部によってワーク部材を確実に押し込むことができ、ワーク部材の反転加工を良好に行うことができる。
　パンチは、第１Ｒ面が形成された円柱状の本体部と、本体部の第１側に形成され、本体部に対して径方向の外側に突出した突出部と、を有し、第２工程の開始時点において、式（４）が満たされていてもよい。この場合、パンチの突出部によってワーク部材を確実に押し込むことができ、ワーク部材の反転加工を良好に行うことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 　式（４）において、ＤｐＬは、突出部の直径であり、Ｄｈは、ダイスにおいて第２Ｒ面により画定される開口の直径であり、ｒｄは、第２Ｒ面の半径であり、αは、テーパ面の所定方向に対する傾斜角度であり、ｔは、ワーク部材の厚さであり、ＺＤは、ワーク部材の第１側の端部における径方向の外側の縁と、ワーク部材と第２Ｒ面との接触点との間の距離である。
　第１Ｒ面における第２工程においてワーク部材に接触する第１領域の表面粗さが、第１Ｒ面における第１領域以外の第２領域の表面粗さよりも大きい状態で、反転工程を実施してもよい。この場合、ワーク部材へのパンチの食い付きの発生を一層抑制することができ、ワーク部材の反転加工を良好に行うことができる。
　テーパ面の表面粗さが第２Ｒ面の表面粗さよりも大きい状態で、反転工程を実施してもよい。この場合、ワーク部材へのパンチの食い付きの発生を一層抑制することができ、ワーク部材の反転加工を良好に行うことができる。
　第１Ｒ面における第２工程においてワーク部材に接触する第１領域の表面粗さが、第１Ｒ面における第１領域以外の第２領域の表面粗さよりも大きく、且つ、テーパ面の表面粗さが第２Ｒ面の表面粗さよりも大きい状態で、反転工程を実施してもよい。この場合、ワーク部材へのパンチの食い付きの発生を一層抑制することができ、ワーク部材の反転加工を良好に行うことができる。
　第１Ｒ面における第２工程においてワーク部材に接触する第１領域以外の第２領域の表面粗さが、第１Ｒ面における第１領域の表面粗さよりも大きい状態で、反転工程を実施してもよい。この場合、パンチの突出部によってワーク部材を一層確実に押し込むことができ、ワーク部材の反転加工を良好に行うことができる。
　第２Ｒ面の表面粗さがテーパ面の表面粗さよりも大きい状態で、反転工程を実施してもよい。この場合、パンチの突出部によってワーク部材を一層確実に押し込むことができ、ワーク部材の反転加工を良好に行うことができる。
　第１Ｒ面における第２工程においてワーク部材に接触する第１領域以外の第２領域の表面粗さが、第１Ｒ面における第１領域の表面粗さよりも大きく、且つ、第２Ｒ面の表面粗さがテーパ面の表面粗さよりも大きい状態で、反転工程を実施してもよい。この場合、パンチの突出部によってワーク部材を一層確実に押し込むことができ、ワーク部材の反転加工を良好に行うことができる。
　本開示の一側面に係る軸受用リング部材の製造方法は、反転工程の前に、上記状態となるようにパンチ及びダイスの少なくとも一方を磨く工程を更に備えてもよい。この場合、パンチ及びダイスの少なくとも一方の摩耗によって上記状態が満たされなくなることで不具合が生じてしまう事態を抑制することができる。
　パンチは、第１Ｒ面の第１側に形成された外周面を更に有し、ダイスは、テーパ面の第２側に形成された内周面を更に有し、反転工程は、第２工程の後に、外周面と内周面との間にワーク部材を挟み込むことによりワーク部材にしごき加工を施す第３工程を更に含んでいてもよい。通常の反転加工ではワーク部材における径方向の内側部分の厚さが減少して径方向の外側部分の厚さが増加するが、この場合、パンチの外周面とダイスの内周面との間でしごき加工を施すことで、得られる軸受用リング部材の真円度を高めることができる。
　第３工程における外周面と内周面との間の隙間は、ワーク部材の厚さと等しく設定されていてもよい。この場合、得られる軸受用リング部材の厚さを、ワーク部材の厚さに合わせることができる。
　第３工程における外周面と内周面との間の隙間は、ワーク部材の厚さよりも小さく設定されていてもよい。この場合、得られる軸受用リング部材の厚さを、厚さが減少するワーク部材における径方向の内側部分の厚さに合わせることができる。
　本開示の一側面に係る反転加工用金型は、円環状のワーク部材を、所定方向における第１側に配置されたパンチと、第１側とは反対側の第２側に配置されたダイスとによって挟み込んで変形させる反転加工に用いられる、円筒状の軸受用リング部材の製造のための反転加工用金型であって、所定方向に平行な断面において円弧状に形成された第１Ｒ面を有するパンチと、所定方向に平行な断面において円弧状に形成された第２Ｒ面と、第２Ｒ面の第２側に形成され、第２側に向かうほど径方向の中心側に近づくように傾斜したテーパ面と、を有するダイスと、を備える。
　この反転加工用金型では、パンチが、所定方向に平行な断面において円弧状に形成された第１Ｒ面を有し、ダイスが、所定方向に平行な断面において円弧状に形成された第２Ｒ面と、第２Ｒ面の第２側に形成され、第２側に向かうほど径方向の中心側に近づくように傾斜したテーパ面と、を有している。これにより、反転加工の際に、第１Ｒ面と第２Ｒ面とがワーク部材に接触した状態でパンチ及びダイスによってワーク部材を変形させる第１工程を実施した後に、第１Ｒ面とテーパ面とがワーク部材に接触した状態でパンチ及びダイスによってワーク部材を変形させる第２工程を実施することができる。このようにパンチ及びダイスが単純な形状又はその組み合わせからなる形状を有していることで、反転加工を良好に行えるか否かを幾何学的な計算に基づいて予め判断することが可能となる。よって、この反転加工用金型によれば、軸受用リング部材の設計・製造を容易化することが可能となる。
　本開示の一側面によれば、反転加工による軸受用リング部材の設計・製造を容易化することができる軸受用リング部材の製造方法、及び反転加工用金型を提供することが可能となる。
（ａ）は、軸受用リング部材の断面図であり、（ｂ）は、ワーク部材の断面図である。 パンチ及びダイスの断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、ワーク部材へのパンチの食い付きが発生した状態の例を示す図である。 第１工程の開始時点における断面図である。 ワーク部材の傾斜角度がテーパ面の傾斜角度と等しい状態における断面図である。 ワーク部材の傾斜角度が３０度である状態における断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、ワーク部材と第１Ｒ面との接触点の位置を説明するための図である。 （ａ）及び（ｂ）は、パンチの突出部によってワーク部材を押し込めていない状態の例を示す図である。 ワーク部材の傾斜角度がテーパ面の傾斜角度と等しい状態における断面図である。 ワーク部材と第２Ｒ面との接触点の位置を説明するための図である。 反転工程においてワーク部材に作用する曲げモーメントの例を示すグラフである。 第２変形例を示す図であり、（ａ）は、第２工程の開始時点におけるパンチ及びワーク部材の断面図であり、（ｂ）は、第２工程の開始時点におけるダイス及びワーク部材の断面図である。 第３変形例を示す図であり、（ａ）は、第２工程の開始時点におけるパンチ及びワーク部材の断面図であり、（ｂ）は、第２工程の開始時点におけるダイス及びワーク部材の断面図である。 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、しごき加工を説明するための断面図である。
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
　実施形態に係る軸受用リング部材の製造方法では、図１（ｂ）に示されるワーク部材１０から、図１（ａ）に示される軸受用リング部材１が製造される。軸受用リング部材１は、例えば、軸受の内輪又は外輪として用いられ得る。製造された軸受用リング部材１自体が内輪又は外輪として用いられてもよいし、軸受用リング部材１に更なる加工が施されることで内輪又は外輪が製造されてもよい。軸受用リング部材１は、円筒状に形成されている。軸受用リング部材１が適用される軸受は、任意の軸受であってよく、例えばニードル軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、玉軸受等であってよい。ワーク部材１０は、円環板状に形成されている。図１（ａ）及び図１（ｂ）には、軸受用リング部材１及びワーク部材１０の軸方向に平行な断面が示されている。
　図２は、実施形態に係る軸受用リング部材の製造方法において用いられるパンチ２０及びダイス３０（反転加工用金型）の断面図である。この製造方法は、パンチ２０とダイス３０とによってワーク部材１０を挟み込んで変形させる反転工程を備える。反転工程によりワーク部材１０の断面の方向が９０度変化し、軸受用リング部材１が形成される。反転工程の開始前には、パンチ２０は、ダイス３０に対して方向ＤＲ（所定方向）における第１側Ｓ１に配置されており、ダイス３０は、パンチ２０に対して方向ＤＲにおける第２側（第１側Ｓ１とは反対側）Ｓ２に配置されている。そして、パンチ２０を方向ＤＲに沿って移動（下降）させてダイス３０に近づけることにより、パンチ２０とダイス３０との間にワーク部材１０が挟み込まれ、ワーク部材１０に反転加工が施される。パンチ２０及びダイス３０は、互いに共通の中心線ＣＬを有しており、パンチ２０及びダイス３０の各々は、径方向に関して一様な断面形状を有している。
［パンチ及びダイスの形状］
　図２に示されるように、パンチ２０は、本体部２１と、突出部２２と、を有している。本体部２１は、方向ＤＲに平行な軸線を有する略円柱状に形成されている。本体部２１における第２側Ｓ２の表面の外縁部には、第１Ｒ面Ｒ１が形成されている。第１Ｒ面Ｒ１は、本体部２１における第２側Ｓ２の角部が丸められることにより形成された湾曲面であり、方向ＤＲに平行な断面（図２）において円弧状に形成されている。第１Ｒ面Ｒ１は、当該外縁部の全周にわたって延在している。方向ＤＲに平行な断面における第１Ｒ面Ｒ１の中心角は、例えば９０度である。本体部２１は、第１Ｒ面Ｒ１の第１側Ｓ１に連続する外周面２１ａを有している。
　突出部２２は、本体部２１の第１側Ｓ１に形成されており、本体部２１に対して径方向の外側に突出している。突出部２２は、例えば、本体部２１の直径よりも大きな直径を有する円柱状に形成されている。突出部２２は、第２側Ｓ２を向いた段差面２２ａを有している。段差面２２ａは、本体部２１の外周面２１ａに連続している。
　ダイス３０は、例えば、方向ＤＲに平行な軸線を有する略円筒状に形成されている。ダイス３０は、第２Ｒ面Ｒ２と、テーパ面３１と、内周面３２と、を有している。第２Ｒ面Ｒ２は、ダイス３０における第１側Ｓ１の表面の内縁部に形成されている。第２Ｒ面Ｒ２は、ダイス３０における第１側Ｓ１の角部が丸められることにより形成された湾曲面であり、方向ＤＲに平行な断面（図２）において円弧状に形成されている。第２Ｒ面Ｒ２は、当該内縁部の全周にわたって延在している。方向ＤＲに平行な断面における第２Ｒ面Ｒ２の中心角は、テーパ面３１の方向ＤＲに対する傾斜角度をαとすると、例えば（９０－α）度である。第２Ｒ面Ｒ２は、第１側Ｓ１に開口するダイス３０の開口３０ａを画定している。
　テーパ面３１は、第２Ｒ面Ｒ２の第２側Ｓ２に連続しており、第２側Ｓ２に向かうほど径方向の中心側に近づくように傾斜している。テーパ面３１の方向ＤＲに対する傾斜角度αは、例えば３０度よりも小さい。内周面３２は、テーパ面３１の第２側Ｓ２に連続している。
［反転工程］
　上述したとおり、反転工程では、パンチ２０とダイス３０との間にワーク部材１０が挟み込まれ、ワーク部材１０に反転加工が施される。より具体的には、反転工程は、第１工程及び第２工程をこの順に含んでいる。第１工程では、第１Ｒ面Ｒ１と第２Ｒ面Ｒ２とがワーク部材１０に接触した状態（例えば図６）で、パンチ２０及びダイス３０によってワーク部材１０を変形させる。第２工程では、第１Ｒ面Ｒ１とテーパ面３１とがワーク部材１０に接触した状態（例えば図９）で、パンチ２０及びダイス３０によってワーク部材１０を変形させる。
　第１工程では、ワーク部材１０が立ち上がるように変形させられる。第２工程では、ワーク部材１０がテーパ面３１上を滑り、パンチ２０と共にワーク部材１０がダイス３０の内側に引き込まれる。第２工程の開始後、パンチ２０が更に下降すると、パンチ２０の突出部２２の段差面２２ａがワーク部材１０の第１側Ｓ１の端部１０ａに接触し、ワーク部材１０が突出部２２によって押し込まれる。その後、ワーク部材１０がパンチ２０の本体部２１の外周面２１ａとダイス３０の内周面３２との間に配置された状態となる。以上の工程を経て、円筒状の軸受用リング部材１が得られる。以下、反転加工を良好に行うための条件について説明する。
［第１条件］
　第１条件として、第１工程においてワーク部材１０へのパンチ２０の食い付きが発生しないこと、及びワーク部材１０がダイス３０に引っ掛かって滑り落ちないことが挙げられる。第１工程においては、ワーク部材１０の径方向の外側部分がダイス３０に引っ掛かりながら、パンチ２０がワーク部材１０の径方向の内側部分を押し続ける必要がある。そのような動作が上手く行われずに食い付きが発生すると、図３（ａ）及び図３（ｂ）に例示されるように、ワーク部材１０が意図しない形状に変形した状態でダイス３０の内側に引き込まれてしまうおそれがある。そこで、実施形態に係る軸受用リング部材の製造方法では、以下に説明する第１条件式が満たされており、食い付きの発生が抑制されている。
　図４は、第１工程の開始時点における方向ＤＲに平行な平面に沿っての断面図である。図５は、ワーク部材１０の方向ＤＲに対する傾斜角度θがテーパ面３１の傾斜角度αと等しい状態における断面図である。図６は、図４と図５の間のワーク部材１０の傾斜角度θが３０度である状態における断面図である。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、ワーク部材１０と第１Ｒ面Ｒ１との接触点Ｂの位置を説明するための図である。図４から図６では、断面を示すハッチングが省略されている。
　本発明者らは、ワーク部材１０の傾斜角度θが３０度である時点において下記式（５）（第１条件式）が満たされていると、ワーク部材１０へのパンチ２０の食い付きの発生が抑制され得ることを見出した。本実施形態では、ワーク部材１０の傾斜角度θは、第１工程において３０度となる。
　Ｚｄ＜ＷＷ×Ａ　…（５）
　上記式（５）において、Ｚｄは、ワーク部材１０の第２側Ｓ２の端部１０ｂにおける径方向の内側の縁１０ｂａと、ワーク部材１０と第１Ｒ面Ｒ１との接触点Ｂとの間の距離であり、ＷＷは、ワーク部材１０の幅であり、Ａは、０．２以上０．６以下の定数である。
　第１条件式は、図６に示される傾斜角度θが３０度である時点において、接触点Ｂがワーク部材１０の縁１０ｂａからワーク部材１０の幅ＷＷに定数Ａを乗じた長さの範囲内に位置することを表している。定数Ａは、例えば、ワーク部材１０、パンチ２０及びダイス３０の形状、材料等に応じて、実験及び／又はシミュレーションにより決定され得る。この例では、定数Ａは２／５に設定されている。傾斜角度θの３０度は、例えば、ワーク部材１０がダイス３０（第２Ｒ面Ｒ２）上を滑り始める境界値である。すなわち、この例では、傾斜角度が３０度に減少する前まではワーク部材１０と第２Ｒ面Ｒ２との間に滑りが発生せず、傾斜角度が３０度よりも小さくなった後にはワーク部材１０と第２Ｒ面Ｒ２との間に滑りが発生する。
　式（５）について更に説明する。図４に示される第１工程の開始時点におけるワーク部材１０と第１Ｒ面Ｒ１，第２Ｒ面Ｒ２との接触点をそれぞれＢｓ，Ｃｓとする。第１工程の開始時点ではワーク部材１０の傾斜角度θは９０度であり、ワーク部材１０は主面が方向ＤＲと垂直な状態でパンチ２０とダイス３０との間に挟まれている。
　ワーク部材１０の外径をＤｂｏとし、ワーク部材１０の内径をｄｂｉとし、ワーク部材１０の厚さをｔとする。ワーク部材１０の幅ＷＷは、外径Ｄｂｏ及び内径ｄｂｉを用いてＷＷ＝（Ｄｂｏ－ｄｂｉ）／２と表される。パンチ２０の本体部２１の直径をＤｐとし、第１Ｒ面Ｒ１の半径をｒｐとし、パンチ２０の突出部２２の直径をＤｐＬとする。ダイス３０の内径（内周面３２同士の間の距離）をＤｄとし、第２Ｒ面Ｒ２の半径をｒｄとし、開口３０ａの直径をＤｈとする。この例では、突出部２２の直径ＤｐＬとダイス３０の内径Ｄｄとは、略等しく設定されている。ワーク部材１０の外径Ｄｂｏは、例えば１０ｍｍ～６０ｍｍ程度である。
　図４に示されるように、ワーク部材１０の縁１０ｂａと点Ｂｓとの間の距離は、（Ｄｐ／２－ｒｐ）－ｄｂｉ／２と表される。一方、図６及び図７に示されるように、点Ｂｓと接触点Ｂとの間の距離は、２πｒｐ×（９０°－θ）／３６０°と表される。（９０°－θ）は、第１工程の開始時点から傾斜角度θが３０度となるまでの間にワーク部材１０が傾いた角度であり、２πｒｐ×（９０°－θ）／３６０°は、当該角度に対応する半径ｒｐの円弧の長さである。したがって、縁１０ｂａと接触点Ｂとの間の距離Ｚｄは、Ｚｄ＝｛（Ｄｐ／２－ｒｐ）－ｄｂｉ／２｝＋２πｒｐ×（９０°－θ）／３６０°と表される。上述したとおり、ワーク部材１０の幅ＷＷはＷＷ＝（Ｄｂｏ－ｄｂｉ）／２と表されることから、第１条件式は、下記式（６）のようにも表され得る。すなわち、ワーク部材１０の傾斜角度θが３０度である時点において下記式（６）が満たされていると、ダイス３０に引っ掛かりながらワーク部材１０へのパンチ２０の食い付きの発生が抑制された状態が達成されている。上述したとおり、この例では定数Ａは２／５に設定されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 ［第２条件］
　第２条件として、第２工程においてパンチ２０の突出部２２によってワーク部材１０の端面を押し込むことができることが挙げられる。第２工程において突出部２２によってワーク部材１０の端面を押し込むことができないと、図８（ａ）及び図８（ｂ）に例示されるように、ワーク部材１０が突出部２２により潰されてしまうおそれがある。そこで、実施形態に係る軸受用リング部材の製造方法では、以下に式（７）として説明する第２条件式が満たされており、突出部２２によるワーク部材１０の押し込みが確実化されている。
　図９は、ワーク部材１０の傾斜角度θがテーパ面３１の傾斜角度αと等しい状態における断面図である。図１０は、ワーク部材１０と第２Ｒ面Ｒ２との接触点Ｃの位置を説明するための図である。図９では、断面を示すハッチングが省略されている。
　本発明者らは、第２工程の開始時点（図９に示される状態）において下記式（７）（第２条件式）が満たされていると、突出部２２によってワーク部材１０を確実に押し込むことができることを見出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 　上記式（７）において、ＺＤは、ワーク部材１０の第１側Ｓ１の端部１０ａにおける径方向の外側の縁１０ａｂと、ワーク部材１０と第２Ｒ面Ｒ２との接触点Ｃとの間の距離である。第２条件式は、第２工程の開始時点において、ワーク部材１０の端部１０ａにおける径方向の内側の縁１０ａａが、径方向において突出部２２の外縁よりも内側に位置していることを表している。
　式（７）について更に説明する。図９に示されるように、右辺の第１項の（Ｄｈ／２－ｒｄｃｏｓα）は、径方向における中心線ＣＬから接触点Ｃまでの距離である。右辺の第２項の｛ｔ／ｃｏｓα－（ＺＤ＋ｔ×ｔａｎα）ｓｉｎα｝は、径方向におけるワーク部材１０の縁１０ａａと接触点Ｃとの間の距離である。したがって、式（７）の右辺の全体は、径方向における中心線ＣＬからワーク部材１０の縁１０ａａまでの距離を表している。
　図９及び図１０に示されるように、ワーク部材１０の縁１０ａｂと接触点Ｃとの間の距離ＺＤは、ＺＤ＝（Ｄｂｏ－Ｄｈ）／２＋２πｒｄ×（９０°－α）／３６０°と表される。右辺の第１項の（Ｄｂｏ－Ｄｈ）／２は、径方向における縁１０ａｂと第１工程の開始時点でのワーク部材１０と第２Ｒ面Ｒ２との接触点Ｃｓとの間の距離である（図４参照）。右辺の第２項の２πｒｄ×（９０°－α）／３６０°は、点Ｃｓと接触点Ｃとの間の距離である。（９０°－α）は、第１工程の開始時点から傾斜角度θが角度αとなるまでの間にワーク部材１０が傾いた角度であり、２πｒｄ×（９０°－α）／３６０°は、当該角度に対応する半径ｒｄの円弧の長さである。また、図５に示されるように、直径Ｄｈに関して、例えば、Ｄｈ／２＝Ｄｄ／２＋３／４×ＷＷｓｉｎα＋ｒｄｃｏｓαとの関係が成り立つ。この場合、直径Ｄｈは、Ｄｈ＝Ｄｄ＋３／２×ＷＷｓｉｎα＋２ｒｄｃｏｓαと表される。
［作用及び効果］
　実施形態に係る軸受用リング部材１の製造方法では、パンチ２０が、方向ＤＲに平行な断面において円弧状に形成された第１Ｒ面Ｒ１を有し、ダイス３０が、方向ＤＲに平行な断面において円弧状に形成された第２Ｒ面Ｒ２と、第２Ｒ面Ｒ２の第２側Ｓ２に形成され、第２側Ｓ２に向かうほど径方向の中心側に近づくように傾斜したテーパ面３１と、を有している。そして、反転工程では、第１Ｒ面Ｒ１と第２Ｒ面Ｒ２とがワーク部材１０に接触した状態でパンチ２０及びダイス３０によってワーク部材１０を変形させる第１工程が実施された後に、第１Ｒ面Ｒ１とテーパ面３１とがワーク部材１０に接触した状態でパンチ２０及びダイス３０によってワーク部材１０を変形させる第２工程が実施される。このようにパンチ２０及びダイス３０が単純な形状又はその組み合わせからなる形状を有していることで、反転加工を良好に行えるか否かを幾何学的な計算に基づいて予め判断することが可能となる。よって、この軸受用リング部材１の製造方法によれば、軸受用リング部材１の設計・製造を容易化することが可能となる。また、パンチ２０及びダイス３０の設計を容易化することができ、設計者による違いを小さくすることができる。また、設計者の人数を多くすることができ、負荷を分散することができる。また、作業効率を向上することができ、試作コストを低減することができる。
　ワーク部材１０の方向ＤＲに対する傾斜角度θが３０度である時点において、上記式（５）及び式（６）が満たされている。これにより、ダイス３０に引っ掛かりながらワーク部材１０へのパンチ２０の食い付きの発生を抑制することができ、ワーク部材１０の反転加工を良好に行うことができる。
　第２工程の開始時点において、ワーク部材１０の第１側Ｓ１の端部１０ａにおける径方向の内側の縁１０ａａが、径方向においてパンチ２０の突出部２２の外縁よりも内側に位置している。これにより、突出部２２によってワーク部材１０を確実に押し込むことができ、ワーク部材１０の反転加工を良好に行うことができる。
　第２工程の開始時点において、上記式（７）が満たされている。これにより、パンチ２０の突出部２２によってワーク部材１０を確実に押し込むことができ、ワーク部材１０の反転加工を良好に行うことができる。
［変形例］
　第１変形例として、上記実施形態では第１工程におけるワーク部材１０の傾斜角度が３０度よりも小さく減少した範囲においてワーク部材１０と第２Ｒ面Ｒ２との間に滑りが発生していたが、第１工程の全体にわたってワーク部材１０と第２Ｒ面Ｒ２との間に滑りが発生しなくてもよい。第１変形例によっても、上記実施形態と同様に、軸受用リング部材１の製造を容易化することが可能となる。滑りが発生するか否かは、以下に説明するワーク部材１０の限界曲げモーメントの予測値Ｍを用いて判断することができる。
　ワーク部材１０に作用する曲げモーメント（最大曲げモーメント）が、下記式（８）により算出されるワーク部材１０の限界曲げモーメントの予測値Ｍよりも小さい場合、ワーク部材１０とダイス３０との間に滑りが発生せず、第１工程においてワーク部材１０がダイス３０上を滑ることなく立ち上がる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 　上記式（８）において、Ｙは、ワーク部材１０の降伏応力である。降伏応力は、材料に塑性変形が生じるかどうかの境界となる応力であり、前述のとおり、ＷＷは、ワーク部材１０の幅であり、ｔはワーク部材１０の厚さであり、降伏応力よりも大きい応力が作用すると材料は塑性変形し、降伏応力よりも小さい応力が作用すると材料は弾性変形する。式（４）は、例えば工藤英明著、「基礎機械工学全書　３　塑性学」、森北出版株式会社、１９６８年５月１５日第１版１刷発行、１９９５年３月３日第１版１８刷発行に記載されている。ワーク部材１０に作用する曲げモーメントは、例えば、反転工程におけるワーク部材１０の幅の変化量からワーク部材１０に発生する歪みを算出し、歪みから応力を算出し、応力からエネルギーを算出し、エネルギーから曲げモーメントを算出することにより、理論的に算出され得る。
　図１１は、反転工程においてワーク部材１０に作用する曲げモーメントの例を示すグラフである。図１１の横軸はワーク部材１０の水平方向（軸方向に垂直な方向）に対する傾斜角度θ（°）を表し、縦軸はワーク部材１０に作用する曲げモーメント（Ｎ・ｍ）を表している。図１１に示されるように、この例では、傾斜角度θが０度以上約４０度以下の範囲において曲げモーメントが限界曲げモーメントの予測値Ｍよりも小さくなっている。この場合、当該範囲においてはワーク部材１０とダイス３０との間に滑りが発生しない。
　ワーク部材１０の反転加工を良好に行うためには、ワーク部材１０に作用する曲げモーメントが限界曲げモーメントの予測値Ｍよりも小さい範囲内において、ワーク部材１０がダイス３０に対して滑り始める必要がある。上記第１変形例では、第１工程においてワーク部材１０に作用する曲げモーメント（最大曲げモーメント）が、ワーク部材１０の限界曲げモーメントの予測値Ｍよりも小さくなっている。換言すれば、第１工程においてワーク部材１０に作用する曲げモーメントが予測値Ｍよりも小さくなるように、パンチ２０及びダイス３０の形状が決定されている。これにより、第１工程においてはワーク部材１０とダイス３０の第２Ｒ面Ｒ２との間に滑りが発生せず、ワーク部材を良好に立ち上がらせることができると共に、第２工程においてはワーク部材１０がダイス３０のテーパ面３１上を滑り、ワーク部材１０をダイス３０の内側に確実に引き込むことができる。
　図１２は、第２変形例を示す図であり、図１２（ａ）は、第２工程の開始時点におけるパンチ２０及びワーク部材１０の断面図であり、図１２（ｂ）は、第２工程の開始時点におけるダイス３０及びワーク部材１０の断面図である。第２変形例のパンチ２０では、第１Ｒ面Ｒ１における第２工程においてワーク部材１０に接触する第１領域４１が、粗されている。図１２（ａ）では、粗された第１領域４１の範囲が矢印ＡＲで示されている。これにより、第１領域４１の表面粗さは、第１Ｒ面Ｒ１における第１領域４１以外の第２領域４２の表面粗さよりも大きくなっている。表面粗さは、算術平均粗さＲａである（ＪＩＳ　Ｂ　０６０１　４．２．１）。第２領域４２及び外周面２１ａは、滑りを良くするために、研削加工が施された研削面、又はラップ加工が施されたラップ面となっていてもよい。
　また、第２変形例のダイス３０では、テーパ面３１が粗されている。図１２（ｂ）では、粗されたテーパ面３１の範囲が矢印ＡＲで示されている。これにより、テーパ面３１の表面粗さは、第２Ｒ面Ｒ２の表面粗さよりも大きくなっている。第２Ｒ面Ｒ２及び内周面３２は、滑りを良くするために、研削加工が施された研削面、又はラップ加工が施されたラップ面となっていてもよい。
　第２変形例では、第１領域４１の表面粗さが第２領域４２の表面粗さよりも大きく、且つテーパ面３１の表面粗さが第２Ｒ面Ｒ２の表面粗さよりも大きい状態で、反転加工が実施される。第２変形例によっても、上記実施形態と同様に、軸受用リング部材１の製造を容易化することが可能となる。また、ワーク部材１０のサイズによっては、ワーク部材１０へのパンチ２０の食い付きが発生しやすい場合があるが、上記状態で反転加工を実施することで、食い付きの発生を確実に抑制し、反転加工を良好に行うことができる。
　第２変形例に係る軸受用リング部材１の製造方法は、反転工程の前に、上記状態となるようにパンチ２０及びダイス３０の少なくとも一方を磨く工程を含んでいてもよい。例えば、反転加工が繰り返し実施されることによりパンチ２０が摩耗し、食い付きが発生しそうになった場合に、パンチ２０の第２領域４２を磨いてもよい。或いは、ダイス３０が摩耗し、食い付きが発生しそうになった場合に、ダイス３０の第２Ｒ面Ｒ２を磨いてもよい。これにより、パンチ２０及びダイス３０の少なくとも一方の摩耗によって上記状態が満たされなくなることで食い付きの不具合が生じてしまう事態を抑制することができる。なお、第２変形例では、第１領域４１の表面粗さが第２領域４２の表面粗さよりも大きいとの第１条件、及びテーパ面３１の表面粗さが第２Ｒ面Ｒ２の表面粗さよりも大きいとの第２条件の両方が満たされていたが、第１条件及び第２条件のいずれか一方のみが満たされた状態で反転加工が実施されてもよい。
　図１３は、第３変形例を示す図であり、図１３（ａ）は、第２工程の開始時点におけるパンチ２０及びワーク部材１０の断面図であり、図１３（ｂ）は、第２工程の開始時点におけるダイス３０及びワーク部材１０の断面図である。第３変形例のパンチ２０では、第１Ｒ面Ｒ１の第２領域４２、及び外周面２１ａにおける第２領域４２に連続する一部が粗されている。図１３（ａ）では、粗された範囲が矢印ＡＲで示されている。これにより、第２領域４２の表面粗さは、第１領域４１の表面粗さよりも大きくなっている。第３変形例では、第１領域４１、及び外周面２１ａにおける上記一部以外の部分は、滑りを良くするために、研削加工が施された研削面、又はラップ加工が施されたラップ面となっていてもよい。
　また、第３変形例のダイス３０では、第２Ｒ面Ｒ２を含む領域が粗されている。図１３（ｂ）では、粗された範囲が矢印ＡＲで示されている。これにより、第２Ｒ面Ｒ２の表面粗さは、テーパ面３１の表面粗さよりも大きくなっている。第３変形例では、テーパ面３１及び内周面３２は、滑りを良くするために、研削加工が施された研削面、又はラップ加工が施されたラップ面となっていてもよい。
　第３変形例では、第２領域４２の表面粗さが第１領域４１の表面粗さよりも大きく、且つ第２Ｒ面Ｒ２の表面粗さがテーパ面３１の表面粗さよりも大きい状態で、反転加工が実施される。第３変形例によっても、上記実施形態と同様に、軸受用リング部材１の製造を容易化することが可能となる。また、ワーク部材１０のサイズによっては、パンチ２０の突出部２２によってワーク部材１０を押し込みにくい場合があるが、上記状態で反転加工を実施することで、押し込み不良の発生を確実に抑制し、反転加工を良好に行うことができる。
　第３変形例に係る軸受用リング部材１の製造方法は、反転工程の前に、上記状態となるようにパンチ２０及びダイス３０の少なくとも一方を磨く工程を含んでいてもよい。例えば、反転加工が繰り返し実施されることによりパンチ２０が摩耗し、押し込み不良が発生しそうになった場合に、パンチ２０の第１領域４１を磨いてもよい。或いは、ダイス３０が摩耗し、押し込み不良が発生しそうになった場合に、ダイス３０のテーパ面３１を磨いてもよい。これにより、パンチ２０及びダイス３０の少なくとも一方の摩耗によって上記状態が満たされなくなることで不具合が生じてしまう事態を抑制することができる。なお、第３変形例では、第２領域４２の表面粗さが第１領域４１の表面粗さよりも大きいとの第１条件、及び第２Ｒ面Ｒ２の表面粗さがテーパ面３１の表面粗さよりも大きいとの第２条件の両方が満たされていたが、第１条件及び第２条件のいずれか一方のみが満たされた状態で反転加工が実施されてもよい。
　第４変形例として、反転工程は、第２工程の後に、パンチ２０の外周面２１ａとダイス３０の内周面３２との間にワーク部材１０を挟み込むことによりワーク部材１０にしごき加工を施す第３工程を更に含んでいてもよい。図１４は、しごき加工を説明するための断面図である。図１４では、第１Ｒ面Ｒ１、第２Ｒ面Ｒ２等が省略して示されている。
　一例として、第３工程における外周面２１ａと内周面３２との間の隙間（径方向の隙間）は、ワーク部材１０の厚さと等しく設定されていてもよい。通常の反転加工ではワーク部材１０における径方向の内側部分の厚さが減少して径方向の外側部分の厚さが増加する。この例のように外周面２１ａと内周面３２との間の隙間をワーク部材１０の厚さと等しくすることで、厚さが増加する径方向の外側においてワーク部材１０をしごく（薄くする）ことができ、加工後に得られる軸受用リング部材１の厚さをワーク部材１０の厚さに合わせることができる。
　他の例として、第３工程における外周面２１ａと内周面３２との間の隙間は、ワーク部材１０の厚さよりも小さく設定されていてもよい。例えば、当該隙間は、通常の反転加工後のワーク部材１０における径方向の内側部分の厚さと等しく設定されていてもよい。この場合、加工後に得られる軸受用リング部材１の厚さを、厚さが減少するワーク部材１０における径方向の内側部分の厚さに合わせることができる。
　第４変形例によっても、上記実施形態と同様に、軸受用リング部材１の製造を容易化することが可能となる。また、パンチ２０の外周面２１ａとダイス３０の内周面３２との間でしごき加工を施すことで、得られる軸受用リング部材１の真円度を高めることができる。
　本開示は、上記実施形態及び変形例に限られない。上記実施形態では食い付きに関する第１条件式、及び押し込み不良に関する第２条件式の両方が満たされていたが、第１条件式及び第２条件式のいずれか一方のみが満たされていてもよい。上記実施形態の反転工程では、パンチ２０が下降してダイス３０に近づくことによりパンチ２０とダイス３０との間にワーク部材１０が挟み込まれたが、パンチ２０とダイス３０とが相対的に移動すればよく、例えば両部材が互いに近づくように移動することによりパンチ２０とダイス３０との間にワーク部材１０が挟み込まれてもよい。
　上記実施形態では、パンチ２０（本体部２１）が略円柱状に形成され、ダイス３０が略円筒状に形成されていたが、これとは逆に、パンチ２０（本体部２１）が略円筒状に形成され、ダイス３０が略円柱状に形成されてもよい。この場合、パンチ２０の本体部２１における第２側Ｓ２の表面の内縁部に、第１Ｒ面Ｒ１が形成される。ダイス３０においては、第２Ｒ面Ｒ２がダイス３０における第１側Ｓ１の表面の外縁部に形成される。テーパ面３１は、第１側Ｓ１に向かうほど径方向の中心側に近づくように（第２側Ｓ２に向かうほど径方向の中心から離れるように）傾斜する。すなわち、テーパ面３１は、方向ＤＲ（所定方向）に対して傾斜していればよい。
１…軸受用リング部材、１０…ワーク部材、１０ａ，１０ｂ…端部、１０ａａ，１０ａｂ，１０ｂａ…縁、２０…パンチ（反転加工用金型）、２１…本体部、２１ａ…外周面、２２…突出部、３０…ダイス（反転加工用金型）、３０ａ…開口、３１…テーパ面、３２…内周面、４１…第１領域、４２…第２領域、ＤＲ…方向（所定方向）、Ｒ１…第１Ｒ面、Ｒ２…第２Ｒ面、Ｓ１…第１側、Ｓ２…第２側。

 

Claims (19)

  1. 　円筒状の軸受用リング部材の製造方法であって、
    　円環状のワーク部材を、所定方向における第１側に配置されたパンチと、前記第１側とは反対側の第２側に配置されたダイスとによって挟み込んで変形させる反転工程を備え、
    　前記パンチは、前記所定方向に平行な断面において円弧状に形成された第１Ｒ面を有し、
    　前記ダイスは、前記所定方向に平行な断面において円弧状に形成された第２Ｒ面と、前記第２Ｒ面の前記第２側に形成され、前記所定方向に対して傾斜したテーパ面と、を有し、
    　前記反転工程は、
    　前記第１Ｒ面と前記第２Ｒ面とが前記ワーク部材に接触した状態で前記パンチ及び前記ダイスによって前記ワーク部材を変形させる第１工程と、
    　前記第１工程の後に、前記第１Ｒ面と前記テーパ面とが前記ワーク部材に接触した状態で前記パンチ及び前記ダイスによって前記ワーク部材を変形させる第２工程と、を含む、軸受用リング部材の製造方法。
  2. 　前記第１工程では、前記ワーク部材と前記第２Ｒ面との間に滑りが発生せず、
    　前記第２工程では、前記ワーク部材と前記テーパ面との間に滑りが発生する、請求項１に記載の軸受用リング部材の製造方法。
  3. 　前記第１工程において前記ワーク部材に作用する曲げモーメントは、式（１）により算出される前記ワーク部材の限界曲げモーメントの予測値Ｍよりも小さい、請求項１又は２に記載の軸受用リング部材の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
     　前記式（１）において、ＷＷは、前記ワーク部材の幅であり、ｔは、前記ワーク部材の厚さであり、Ｙは、前記ワーク部材の降伏応力である。
  4. 　前記テーパ面の前記所定方向に対する傾斜角度は、３０度よりも小さく、
    　前記ワーク部材の前記所定方向に対する傾斜角度θが３０度である時点において、式（２）が満たされている、請求項１～３のいずれか一項に記載の軸受用リング部材の製造方法。
    　Ｚｄ＜ＷＷ×Ａ　…（２）
    　前記式（２）において、Ｚｄは、前記ワーク部材の前記第２側の端部における径方向の内側の縁と、前記ワーク部材と前記第１Ｒ面との接触点との間の距離であり、ＷＷは、前記ワーク部材の幅であり、Ａは、０．２以上０．６以下の定数である。
  5. 　前記パンチは、前記第１Ｒ面が形成された円柱状の本体部を有し、
    　前記テーパ面の前記所定方向に対する傾斜角度は、３０度よりも小さく、
    　前記ワーク部材の前記所定方向に対する傾斜角度θが３０度である時点において、式（３）が満たされている、請求項１～４のいずれか一項に記載の軸受用リング部材の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
     　前記式（３）において、Ｄｐは、前記本体部の直径であり、ｒｐは、第１Ｒ面の半径であり、ｄｂｉは、前記ワーク部材の内径であり、Ｄｂｏは、前記ワーク部材の外径であり、Ａは、２／５である。
  6. 　前記パンチは、前記第１Ｒ面が形成された円柱状の本体部と、前記本体部の前記第１側に形成され、前記本体部に対して径方向の外側に突出した突出部と、を有し、
    　前記第２工程の開始時点において、前記ワーク部材の前記第１側の端部における径方向の内側の縁が、径方向において前記突出部の外縁よりも内側に位置している、請求項１～５のいずれか一項に記載の軸受用リング部材の製造方法。
  7. 　前記パンチは、前記第１Ｒ面が形成された円柱状の本体部と、前記本体部の前記第１側に形成され、前記本体部に対して径方向の外側に突出した突出部と、を有し、
    　前記第２工程の開始時点において、式（４）が満たされている、請求項１～６のいずれか一項に記載の軸受用リング部材の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
     　前記式（４）において、ＤｐＬは、前記突出部の直径であり、Ｄｈは、前記ダイスにおいて前記第２Ｒ面により画定される開口の直径であり、ｒｄは、前記第２Ｒ面の半径であり、αは、前記テーパ面の前記所定方向に対する傾斜角度であり、ｔは、前記ワーク部材の厚さであり、ＺＤは、前記ワーク部材の前記第１側の端部における径方向の外側の縁と、前記ワーク部材と前記第２Ｒ面との接触点との間の距離である。
  8. 　前記第１Ｒ面における前記第２工程において前記ワーク部材に接触する第１領域の表面粗さが、前記第１Ｒ面における前記第１領域以外の第２領域の表面粗さよりも大きい状態で、前記反転工程を実施する、請求項１～７のいずれか一項に記載の軸受用リング部材の製造方法。
  9. 　前記テーパ面の表面粗さが前記第２Ｒ面の表面粗さよりも大きい状態で、前記反転工程を実施する、請求項１～８のいずれか一項に記載の軸受用リング部材の製造方法。
  10. 　前記第１Ｒ面における前記第２工程において前記ワーク部材に接触する第１領域の表面粗さが、前記第１Ｒ面における前記第１領域以外の第２領域の表面粗さよりも大きく、且つ、前記テーパ面の表面粗さが前記第２Ｒ面の表面粗さよりも大きい状態で、前記反転工程を実施する、請求項１～７のいずれか一項に記載の軸受用リング部材の製造方法。
  11. 　前記第１Ｒ面における前記第２工程において前記ワーク部材に接触する第１領域以外の第２領域の表面粗さが、前記第１Ｒ面における前記第１領域の表面粗さよりも大きい状態で、前記反転工程を実施する、請求項１～７のいずれか一項に記載の軸受用リング部材の製造方法。
  12. 　前記第２Ｒ面の表面粗さが前記テーパ面の表面粗さよりも大きい状態で、前記反転工程を実施する、請求項１～７，１１のいずれか一項に記載の軸受用リング部材の製造方法。
  13. 　前記第１Ｒ面における前記第２工程において前記ワーク部材に接触する第１領域以外の第２領域の表面粗さが、前記第１Ｒ面における前記第１領域の表面粗さよりも大きく、且つ、前記第２Ｒ面の表面粗さが前記テーパ面の表面粗さよりも大きい状態で、前記反転工程を実施する、請求項１～７のいずれか一項に記載の軸受用リング部材の製造方法。
  14. 　前記反転工程の前に、前記状態となるように前記パンチ及び前記ダイスの少なくとも一方を磨く工程を更に備える、請求項８～１３のいずれか一項に記載の軸受用リング部材の製造方法。
  15. 　前記パンチは、前記第１Ｒ面の前記第１側に形成された外周面を更に有し、
    　前記ダイスは、前記テーパ面の前記第２側に形成された内周面を更に有し、
    　前記反転工程は、前記第２工程の後に、前記外周面と前記内周面との間に前記ワーク部材を挟み込むことにより前記ワーク部材にしごき加工を施す第３工程を更に含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載の軸受用リング部材の製造方法。
  16. 　前記第３工程における前記外周面と前記内周面との間の隙間は、前記ワーク部材の厚さと等しく設定されている、請求項１５に記載の軸受用リング部材の製造方法。
  17. 　前記第３工程における前記外周面と前記内周面との間の隙間は、前記ワーク部材の厚さよりも小さく設定されている、請求項１５に記載の軸受用リング部材の製造方法。
  18. 　前記テーパ面は、前記第２側に向かうほど径方向の中心側に近づくように傾斜している、請求項１～１７のいずれか一項に記載の軸受用リング部材の製造方法。
  19. 　円環状のワーク部材を、所定方向における第１側に配置されたパンチと、前記第１側とは反対側の第２側に配置されたダイスとによって挟み込んで変形させる反転加工に用いられる、円筒状の軸受用リング部材の製造のための反転加工用金型であって、
    　前記所定方向に平行な断面において円弧状に形成された第１Ｒ面を有する前記パンチと、
    　前記所定方向に平行な断面において円弧状に形成された第２Ｒ面と、前記第２Ｒ面の前記第２側に形成され、前記所定方向に対して傾斜したテーパ面と、を有する前記ダイスと、を備える、反転加工用金型。

     
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