JP2005036905A - Method of manufacturing wheel supporting hub unit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為の車輪支持用ハブユニットの製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a wheel support hub unit for rotatably supporting a wheel of an automobile with respect to a suspension device.
自動車の車輪は、車輪支持用ハブユニットにより懸架装置に支持する。図5は、この様な車輪支持用ハブユニットの従来構造の第1例として、従動輪(FF車の後輪、FR車及びRR車の前輪)用のものを示している。この車輪支持用ハブユニット1は、軸部材であるハブ2と、内輪3と、外輪4と、複数個の転動体5、5とを備える。
The wheels of the automobile are supported on the suspension device by a wheel supporting hub unit. FIG. 5 shows a driven wheel (rear wheel of FF vehicle, front wheel of FR vehicle and RR vehicle) as a first example of such a conventional wheel support hub unit. The wheel
このうちのハブ2の外周面の外端(軸方向に関して「外」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側を言い、図5の左側。反対に軸方向に関して「内」とは、車両の幅方向中央側を言い、図5の右側。)寄り部分には、車輪を支持する為のフランジ6を、同じく中間部には第一の内輪軌道7aを、同じく内端部にはこの第一の内輪軌道7aを形成した部分よりも外径寸法が小さくなった小径段部8を、それぞれ形成している。尚、上記第一の内輪軌道7aは、図示の様に上記ハブ2の中間部外周面に直接形成する場合の他、このハブ2の中間部に外嵌した別体の内輪の外周面に形成する場合もある。この場合には、ハブの外周面の内端部でこの別体の内輪よりも突出した部分が小径段部となり、この別体の内輪の内端面が、下述する段差面となる。
Outer end of the outer peripheral surface of the hub 2 ("outside" in the axial direction means the outside in the width direction of the vehicle in the assembled state in the automobile, and is the left side of Fig. 5. On the contrary, "inside" in the axial direction means The right side of FIG. 5 is the center side in the width direction of the vehicle.) The
上記内輪3は、上記小径段部8に外嵌している。この様な内輪3は、上記ハブ2の内端部に設けた円筒部10のうち、この内輪3の内端面から軸方向に突出した部分を径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部11により、上記小径段部8の基端部に存在する段差面9に抑え付けている。この様な内輪3の外周面には、第二の内輪軌道7bを形成している。
The
又、上記外輪4は、外周面に外向フランジ状の取付部12を、内周面に第一、第二の外輪軌道13a、13bを、それぞれ形成している。そして、これら第一、第二の各外輪軌道13a、13bと、上記第一、第二の各内輪軌道7a、7bとの間に、それぞれ複数個ずつの転動体5、5を設けている。尚、図示の例では、これら各転動体5、5として玉を使用しているが、重量の嵩む自動車用の車輪支持用ハブユニットの場合には、これら転動体としてテーパころを使用する場合もある。
The
又、上述の様に構成する車輪支持用ハブユニット1のうち、上記かしめ部11は、特許文献1〜3等に記載されている様に、次の様にして形成する。先ず、上記かしめ部11を形成する以前のハブ2に対し、図5に示した様に、内輪3、外輪4、及び複数個の転動体5、5を組み付ける。次いで、図6に示す様に、上記ハブ2を、各方向の変位を阻止した状態で支持する。図示の例では、このハブ2の径方向の変位を阻止する為に、上記内輪3の外周面を抑え片14により抑え付けている。この様にハブ2を支持したならば、次いで、成形用治具である押型15を使用して、このハブ2の内端部に形成した円筒部10にローリングプレス加工(揺動かしめ加工)を施す。
Further, in the wheel supporting
上記押型15は、先端面(図6〜7の下端面)の中央部に、その先端部を上記円筒部10の内側に挿入可能な円すい台状の凸部16を形成すると共に、同じくこの凸部16の周囲に断面円弧状の凹部17を、全周に亙り形成している。この様な押型15を使用して上記円筒部10にローリングプレス加工を施す場合には、先ず、図6に示す様に、上記ハブ2の中心軸Xに対して上記押型15の中心軸Yを傾斜角度θ(θ>0。例えば、θ=1〜10度程度。)だけ傾斜させた状態で、この押型15の先端面(上記凸部16の外周面及び上記凹部17の内面)の一部を、上記円筒部10の先端部(図6〜7の上端部)内周面の円周方向一部に当接させる。そして、この状態で、上記押型15を上記ハブ2の中心軸Xを中心として回転(傾斜角度θで揺動回転)させつつ、上記ハブ2の軸方向に関して上記押型15を上記円筒部10に向け強く押圧する。これにより、上記押型15の先端面から上記円筒部10の先端部内周面の円周方向一部に径方向外方に向く押圧力を、この押圧力の作用点を円周方向に移動させながら付加する。これにより、上記円筒部10の先端部を径方向外方に塑性変形させて、上記かしめ部11を形成する。
The
尚、上述した様なローリングプレス加工は、上記傾斜角度θを一定に保持して行なう(特許文献1、3参照)他、この傾斜角度θを途中で変化させて行なう(特許文献2参照)場合もある。何れにしても、従来の製造方法の場合には、上記円筒部10に対してローリングプレス加工のみを施す事により、上記かしめ部11を形成する。
In addition, the rolling press work as described above is performed with the inclination angle θ kept constant (see
上述の様に構成する車輪支持用ハブユニット1を自動車に組み付けるには、前記外輪4の外周面に形成した取付部12を懸架装置に結合固定すると共に、上記ハブ2の外端寄り部外周面に形成したフランジ6に車輪を固定する。この結果、この車輪を上記懸架装置に対して回転自在に支持する事ができる。
In order to assemble the wheel supporting
次に、図8は、従動輪用の車輪支持用ハブユニットの第2例を示している。この第2例の車輪支持用ハブユニット1aは、外輪4aの外端寄り部外周面に車輪を支持固定する為のフランジ6を設けると共に、この外輪4aの径方向内側に設けた軸部材19の内端部に、懸架装置を構成するナックルに結合固定する為の取付部12を設けている。又、第二の内輪軌道7bを上記軸部材19の中間部外周面に直接形成すると共に、第一の内輪軌道7aをこの軸部材19の外端部に設けた小径段部8に外嵌した内輪3の外周面に形成している。又、この小径段部8に外嵌した内輪3は、上記軸部材19の外端部に設けた円筒部10のうち、この小径段部8に外嵌した内輪3よりも軸方向外方に突出した先端部を径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部11により、上記小径段部8の段差面9に向け抑え付けている。そして、このかしめ部11による抑え付け力により、複数個の転動体5、5に予圧を付与している。この様なかしめ部11も、上述した従来構造の第1例の場合と同様にして形成する。
Next, FIG. 8 shows a second example of a wheel support hub unit for a driven wheel. The wheel
次に、図9は、駆動輪(FF車の前輪、FR車及びRR車の後輪、4WD車の全車輪)用の車輪支持用ハブユニットの1例を示している。この駆動輪用の車輪支持用ハブユニット1bの場合、軸部材であるハブ2aの中心部に、駆動軸であるスプライン軸を係合させる為の、スプライン孔20を設けている。その他の部分の構造及び作用は、かしめ部11の形成方法を含めて、前述の図5に示した車輪支持用ハブユニット1の場合と同様である。
Next, FIG. 9 shows an example of a wheel support hub unit for driving wheels (front wheels of FF vehicles, rear wheels of FR vehicles and RR vehicles, all wheels of 4WD vehicles). In the case of the wheel supporting hub unit 1b for driving wheels, a
前述した様に、従来の車輪支持用ハブユニットの製造方法の場合には、上記ハブ2、2a又は軸部材19の端部に形成した円筒部10に対し、ローリングプレス加工のみを施す事によって、上記かしめ部11を形成する。言い換えれば、このかしめ部11を形成する際に、上記円筒部10に対して最初からローリングプレス加工を施す。ところが、この様に円筒部10に対して最初からローリングプレス加工を施すと、次の様な不都合を生じる。
As described above, in the case of the conventional method for manufacturing a wheel-supporting hub unit, by performing only rolling press processing on the
即ち、上記円筒部10に対してローリングプレス加工を施す際には、前記押型15の先端面から上記円筒部10の先端部内周面の円周方向一部に押圧力を付加する。ところが、上記ハブ2、2a及び軸部材19の中心軸Xを基準とするこの押圧力の径方向成分(これらハブ2及び軸部材19を径方向に変位させようとする力)は、上記中心軸Xに対する上記円筒部10の先端部内周面の傾斜角度が小さい程、大きくなる。言い換えれば、上記押圧力の径方向成分は、上記円筒部10の先端部が未だ径方向外方に塑性変形していない初期状態で、最大となる。この為、上記円筒部10に対して最初からローリングプレス加工を施すと、この加工の初期段階で、上記押圧力の径方向成分が非常に大きくなる。従って、この様な大きな径方向成分に対して上記ハブ2、2a及び軸部材19が径方向に変位するのを確実に防止できる様にすべく、前記抑え片14を含んで構成する、成形機の支持構造の剛性を十分に確保する必要がある。この結果、従来の製造方法を実施する場合には、上記成形機のコストが高くなる。
That is, when rolling pressing is performed on the
又、上記円筒部10に対してローリングプレス加工を施す際に、この円筒部10の先端部内周面と上記押型15の先端面との当接部の面積は、この円筒部10の先端部が径方向外方に塑性変形して、この先端部内周面の断面形状が上記押型15の先端面の断面形状に近づく程、大きくなる。言い換えれば、上記当接部の面積は、上記円筒部10の先端部が未だ径方向外方に塑性変形していない初期状態で、最小となる。この為、上記円筒部10に対して最初からローリングプレス加工を施すと、この加工の初期段階で、上記当接部の面積が非常に小さくなり、結果としてこの当接部の面圧が非常に高くなる。この結果、上記押型15の先端面が損傷し易くなると共に、この損傷が上記円筒部10の先端部内周面に転写されて、形成後のかしめ部11の表面が粗くなる可能性がある。そして、これらの事態を招いた場合には、上記押型15と上記かしめ部11との寿命が短くなる。
Further, when the rolling process is performed on the
本発明の車輪支持用ハブユニットの製造方法は、上述の様な事情に鑑み、軸部材の支持構造の剛性を小さくできる様にして、この支持構造を含んで構成する成形機の低廉化を図る事、並びに、かしめ部を形成する際の成形用治具と円筒部との当接部の面圧を小さく抑える事により、これら成形用治具及びかしめ部の寿命延長を図る事を目的として発明したものである。 In view of the above-described circumstances, the wheel support hub unit manufacturing method of the present invention can reduce the rigidity of the support structure of the shaft member, thereby reducing the cost of the molding machine including the support structure. The invention also aims to extend the life of these forming jigs and caulking parts by reducing the surface pressure of the contact part between the forming jig and the cylindrical part when forming the caulking parts. It is a thing.
本発明の車輪支持用ハブユニットの製造方法が対象とする、車輪支持用ハブユニットは、内周面に複列の外輪軌道を有する外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有する内輪相当部材と、これら各外輪軌道と各内輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ設けた転動体とを備える。
又、このうちの内輪相当部材は、その外周面に上記複列の内輪軌道のうちの何れか一方の内輪軌道を直接又は別体の部材を介して形成した軸部材と、その外周面に他方の内輪軌道を形成した内輪とを備える。そして、上記軸部材の一端部に設けた小径段部に、この内輪を外嵌している。更にこの小径段部に外嵌した内輪を、上記軸部材の一端部に設けた円筒部のうちこの内輪の一端面から突出した先端部を径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部により、上記小径段部の基端部に存在する段差面に向け抑え付け、且つ上記各転動体に予圧を付与した状態で、上記軸部材に結合固定している。
そして、使用時には、上記外輪と上記内輪相当部材とのうちの何れか一方の部材を懸架装置を構成するナックルに結合固定すると共に、他方の部材に車輪を支持固定する。
A wheel support hub unit targeted by a method for manufacturing a wheel support hub unit according to the present invention includes an outer ring having a double row outer ring raceway on an inner peripheral surface and an inner ring equivalent member having a double row inner ring raceway on an outer peripheral surface. And a plurality of rolling elements provided between each outer ring raceway and each inner ring raceway.
Of these, the inner ring equivalent member includes a shaft member in which any one of the inner ring raceways in the double row is formed directly or via a separate member on the outer peripheral surface, and the other on the outer peripheral surface. And an inner ring forming an inner ring raceway. And this inner ring | wheel is externally fitted by the small diameter step part provided in the one end part of the said shaft member. Further, the inner ring fitted on the small-diameter step portion is formed by a caulking portion formed by plastically deforming a distal end portion projecting from one end surface of the inner ring in the cylindrical portion provided at one end portion of the shaft member radially outward. The shaft member is coupled and fixed to the shaft member in a state where it is suppressed toward the step surface existing at the base end portion of the small diameter step portion and preload is applied to each rolling element.
In use, one of the outer ring and the inner ring equivalent member is coupled and fixed to a knuckle constituting the suspension device, and the wheel is supported and fixed to the other member.
この様な車輪支持用ハブユニットを対象とする、本発明の車輪支持用ハブユニットの製造方法は、先ず、上記円筒部の先端部を径方向外方に所定量だけ塑性変形させる事に伴い、上記軸部材の中心軸に対するこの先端部内周面の傾斜角度を所定量だけ大きくする予備成形を行なう。その後、この先端部内周面の一部に押圧力を、この押圧力の作用点を円周方向に移動させながら付加する事により、上記先端部を更に径方向外方に塑性変形させて上記かしめ部を形成する本成形(例えば、前述したローリングプレス加工による成形)を行なう。 The method of manufacturing the wheel support hub unit of the present invention, which is intended for such a wheel support hub unit, first involves plastically deforming the tip of the cylindrical portion radially outward by a predetermined amount. Preliminary molding is performed to increase the inclination angle of the inner peripheral surface of the tip portion with respect to the central axis of the shaft member by a predetermined amount. After that, by applying a pressing force to a part of the inner peripheral surface of the tip portion while moving the point of action of the pressing force in the circumferential direction, the tip portion is further plastically deformed radially outward to cause the caulking. The main forming for forming the portion (for example, forming by the rolling press process described above) is performed.
又、請求項2に記載した車輪支持用ハブユニットの製造方法の場合には、上記予備成形を行なう為、円筒部の先端部内周面に押圧力を、全周に亙って均一に付加する事により、この先端部を径方向外方に所定量だけ塑性変形させる。 Further, in the case of the wheel support hub unit manufacturing method according to the second aspect, in order to perform the preforming, a pressing force is uniformly applied to the inner peripheral surface of the tip portion of the cylindrical portion over the entire circumference. By this, the tip is plastically deformed by a predetermined amount radially outward.
又、請求項3に記載した車輪支持用ハブユニットの製造方法の場合には、上記予備成形を行なう為、その外径寸法が軸方向基端側に向かう程大きくなる成形用治具の外周面を、上記軸部材の一端部に設けた円筒部の先端部内周面に全周に亙り当接させた状態で、上記成形用治具をこの円筒部の内側に押し込む事により、この成形用治具の外周面からこの円筒部の先端部内周面に押圧力を、全周に亙って均一に付加する事で、この先端部を径方向外方に所定量だけ塑性変形させる。
Further, in the case of the wheel support hub unit manufacturing method according to
又、請求項4に記載した車輪支持用ハブユニットの製造方法の場合には、上記予備成形と上記本成形とを、これら各成形を行なう為の成形用治具を組み付け可能な1台の成形機を使用して行なう。
特に、請求項5に記載した車輪支持用ハブユニットの製造方法の場合には、上記予備成形と上記本成形とで、1個の成形用治具を共用する。
Further, in the case of the wheel support hub unit manufacturing method according to
In particular, in the case of the wheel support hub unit manufacturing method according to the fifth aspect of the present invention, one preforming jig is shared by the preliminary molding and the main molding.
上述した様な本発明の車輪支持用ハブユニットの製造方法の場合、特に請求項2〜3に記載した発明で上記予備成形を行なう際には、上記円筒部の先端部内周面の全周に対して押圧力を均一に付加する為、上記軸部材の中心軸を基準とするこの押圧力の径方向成分(この軸部材を径方向に変位させようとする力)は、上記円筒部の全周で相殺されてゼロになる。一方、上記本成形を行なう際には、この円筒部の先端部内周面の円周方向一部に押圧力を、この押圧力の作用点を円周方向に移動させながら付加する為、上記軸部材の中心軸を基準とするこの押圧力の径方向成分が相殺されてゼロになる事はない。但し、上記本成形は、上記予備成形を行なった後、即ち、上記軸部材の中心軸に対する上記円筒部の先端部内周面の傾斜角度を或る程度大きくした状態で行なう為、上記円筒部の先端部内周面に付加した押圧力の径方向成分を小さく抑える事ができる。この理由は、上記円筒部の先端部内周面に付加した押圧力の径方向成分は、上記軸部材の中心軸に対するこの円筒部の先端部内周面の傾斜角度が大きくなる程小さくなる為である。
In the case of the method for manufacturing a wheel supporting hub unit of the present invention as described above, particularly when the preforming is performed in the invention described in
又、本発明の場合、特に請求項2〜3に記載した発明で上記予備成形を行なう際には、押圧力を付加する為に使用する成形用治具を、上記円筒部の先端部内周面の全周に対して当接させる事になる。この為、この当接部の面積を十分に確保できる。一方、上記本成形を行なう際には、押圧力を付加する為に使用する成形用治具を、上記円筒部の先端部内周面の円周方向一部にのみ当接させる事になる。但し、上記本成形を行なう際には、上記予備成形によって上記円筒部の先端部内周面が凸曲面となっている。この為、この本成形を行なう為の成形用治具として、前述した押型15の様に先端面の形状が凹曲面であるものを使用すれば、この本成形を行なう際に、上記円筒部の先端部内周面と成形用治具の先端面との当接部の面積を大きくする事ができる。従って、本発明の場合には、上記かしめ部を形成する際に、上記円筒部の先端部内周面と成形用治具の先端面との当接部の面圧を低く抑える事ができる。
Further, in the case of the present invention, in particular, when performing the preforming in the invention described in
尚、上述した本発明(特に、請求項2〜3に記載した発明)の場合とは異なり、上記かしめ部を、予備成形のみ(上記円筒部の先端部内周面に押圧力を、全周に亙り均一に付加する事により、この先端部を径方向外方に塑性変形させるのみ)で完成させる方法も考えられる。ところが、この様な方法では、上記かしめ部の形成作業の途中段階から非常に大きな押圧力が必要になる為、この押圧力を発生させる為の巨大な設備が必要になり、コストが嵩む。更には、上記円筒部の先端部内周面と成形用治具の先端面との当接部の面圧が過大となり、この成形用治具に損傷が生じ易くなる。これに対し、本発明(特に、請求項2〜3に記載した発明)の場合には、上述した通り、これらの不都合が生じる事はない。
Unlike the case of the present invention described above (particularly, the invention described in
又、請求項4〜5に記載した発明の場合には、上記予備成形と上記本成形とを1台の成形機を使用して行なう為、上記かしめ部の形成作業の能率化を図れる。特に、請求項5に記載した発明の場合には、上記予備成形と上記本成形とで、1個の成形用治具を共用する為、上記かしめ部の形成作業の能率化をより十分に図れる。
Further, in the case of the inventions described in
本発明の車輪支持用ハブユニットの製造方法は、以上に述べた様に構成され作用する為、かしめ部を形成する際に、軸部材に加わる径方向の力を小さく抑える事ができる。従って、成形機を構成する、この軸部材の支持構造の剛性を小さくする事ができ、この成形機の低廉化を図れる。又、上記かしめ部を形成する際に、上記軸部材の内端部に形成した円筒部と成形用治具との当接部に作用する面圧を低く抑える事ができる。この為、上記かしめ部とこの成形用治具とが損傷するのを防止する事ができ、結果として、これらかしめ部及び成形用治具の寿命延長を図れる。 Since the wheel support hub unit manufacturing method of the present invention is configured and operates as described above, the radial force applied to the shaft member can be kept small when the caulking portion is formed. Therefore, the rigidity of the support structure for the shaft member constituting the molding machine can be reduced, and the cost of the molding machine can be reduced. Further, when the caulking portion is formed, the surface pressure acting on the contact portion between the cylindrical portion formed at the inner end portion of the shaft member and the forming jig can be suppressed to a low level. For this reason, it is possible to prevent the caulking portion and the forming jig from being damaged, and as a result, the life of the caulking portion and the forming jig can be extended.
図1〜4は、本発明の実施の形態の1例(実施例1)を示している。尚、本例の特徴は、かしめ部11の形成方法にある。実施の対象となる車輪支持用ハブユニット1は、前述の図5に示したものである。この為、重複する説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
1 to 4 show an example of the embodiment of the present invention (Example 1). The feature of this example is the method for forming the
本例の場合、上記かしめ部11は、ハブ2の内端部に形成した円筒部10に対し、予備成形を行なった後、本成形を行なう事により形成する。又、本例の場合、これら予備成形と本成形とのそれぞれを、1台の成形機に組み付けた、1個の成形用治具を使用して行なう。本例の場合、この成形用治具として、前述した押型15(図6〜7)とほぼ同様の構造を有する押型15aを使用する。即ち、この押型15aは、先端面(図1〜3の下端面)の中央部に、その先端部を上記円筒部10の内側に挿入可能な円すい台状の凸部16aを形成すると共に、同じくこの凸部16aの周囲に断面円弧状の凹部17aを、全周に亙り形成している。
In the case of this example, the
この様な押型15aを使用して、上記予備成形及び本成形を行なう場合には、先ず、上記かしめ部11を形成する以前のハブ2に対し、図2〜3に示す様に、内輪3、外輪4、及び複数個の転動体5、5を組み付ける。次いで、上記ハブ2を、各方向の変位を阻止した状態で上記成形機に支持する。図示の例では、このハブ2の軸方向の変位を阻止する為に、このハブ2の外端部を下方に向けた状態で、このハブ2を支持台18の上面に載置している。又、このハブ2の径方向の変位を阻止する為に、上記内輪3の外周面を抑え片14により抑え付けている。この様にハブ2を支持したならば、次いで、上記押型15aを使用して、上記ハブ2の内端部に形成した円筒部10に対し、予備成形を行なう。
When the preforming and the main forming are performed using such a
予備成形では、先ず、図1に示す様に、上記ハブ2の中心軸Xに対する上記押型15aの中心軸Yの傾斜角度θ(図3参照)を0度にした状態で(これら両中心軸X、Y同士を互いに一致させた状態で)、上記凸部16aの先端部を上記円筒部10の内側に挿入する事により、この凸部16aの中間部外周面を上記円筒部10の先端部内周面(内周面の先端縁)に、全周に亙り当接させる。この状態で、本例の場合には、この当接部に引いた接線γと上記ハブ2の中心軸Xとのなす角度α/2が、この当接部の全周に亙って等しくなる様に、且つ、この当接部の直径方向反対側の2個所位置に引いた接線γ、γ同士のなす角度αが、60〜170度の範囲に収まる様に、上記押型15aの形状及び寸法を規制している。但し、本発明を実施する場合、上記角度αは、少なくとも1度≦α≦179度の範囲に収まる様にすれば良い。
In the preforming, first, as shown in FIG. 1, the inclination angle θ (see FIG. 3) of the central axis Y of the
上述の様に円筒部10の先端部内周面の全周に対して凸部16aの中間部外周面を当接させたならば、次いで、前記成形機を構成する油圧シリンダにより、上記押型15aを軸方向下方に強く押圧する。これにより、図1に示す様に、上記凸部16aの外周面から上記円筒部10の先端部内周面に力(上記ハブ2の中心軸Xを基準とする径方向成分Fr を持った力)Fを、全周に亙り均一に付加しつつ、図2に示す様に、上記凸部16aを上記円筒部10の内側に押し込む。これにより、同図に示す様に、上記円筒部10の先端部を径方向外方に所定量だけ塑性変形させて、上記中心軸Xに対するこの円筒部10の先端部内周面の傾斜角度を所定量(例えば1〜30度程度。好ましくは10〜30度程度。)だけ大きくする。この様に、この際の傾斜角度を1〜30度程度(好ましくは10〜30度程度)とする理由は、先ず、この傾斜角度を1度よりも小さくすると、後述する予備成形による効果を十分に得られなくなる(この効果を十分に得る為には、上記傾斜角度を10度以上とするのが好ましい)為である。又、上記傾斜角度を30度より大きくすると、予備成形を行なうのに必要な押圧力が大きくなり、この押圧力を発生させる為の巨大な設備が必要となってコストが嵩むだけでなく、上記円筒部10の先端部内周面と上記押型15aの先端面(上記凸部16aの外周面及び上記凹部17aの内面)との当接部の面圧が過大となり、この押型15aの先端面が損傷し易くなる為である。
If the intermediate part outer peripheral surface of the
尚、上記力Fは、上記凸部16aの外周面から上記円筒部10の先端部内周面に加わる押圧力(これら外周面と内周面との当接部に引いた接線γに垂直な力)と、この当接部に加わる摩擦力(上記接線γに平行な力)との合力である。上述した様に、この力Fは、上記円筒部10の先端部内周面に対し、全周に亙り均一に付加される。従って、この力Fの径方向成分(上記ハブ2を径方向に変位させようとする力)Fr は、上記円筒部10の全周で相殺されてゼロになる。尚、実際には、上記ハブ2及び上記押型15aの偏心誤差や、上記当接部に作用する摩擦力のばらつき等により、上記力Fが円周方向に関して均一にならない(ばらつく)場合がある。但し、この様な場合でも、上記力Fの径方向成分Fr は、その大部分が相殺される為、上記ハブ2に付加される径方向の力を問題が生じない程度(実際上、無視できる程度)にまで小さく抑える事ができる。
The force F is a pressing force applied from the outer peripheral surface of the
尚、上述した様な予備成形は、これを多く行なう程、次述する本成形の際に、上記ハブ2に加わる径方向の力を小さくできる。但し、図2に示す様に、上記円筒部10の先端部内周面が上記押型15aの先端面に形成した凹部17aの底部に当接した状態から、更に予備成形を続行すると、押圧力が大きくなり、この当接部に作用する面圧が過大となる。この結果、上記押型15aの先端面が損傷し易くなると言った不都合を生じる。この為、本例の場合には、上記予備成形を、図2に示す様に上記円筒部10の先端部内周面が上記凹部17aの底部に当接するまで(若しくは当接する直前まで)行ない、その後、次述する本成形を行なう様にしている。
In addition, the more the preforming as described above is performed, the smaller the radial force applied to the
予備成形が完了したならば、次いで、本成形を行なう。本例の場合、この本成形は、前述した従来技術の場合と同様、上記円筒部10に対してローリングプレス加工を施す事により行なう。この為に、先ず、図2に示した状態から、一度、上記押型15aを上昇させ、上記ハブ2の中心軸Xに対するこの押型15aの中心軸Yの傾斜角度θを、1〜35度の範囲の値に設定する。そして、この状態で、上記押型15aを下降させる事により、この押型15aの先端面の円周方向一部を、上記円筒部10の先端部内周面の円周方向一部に当接させる。そして、この状態で、前記油圧シリンダにより上記押型15aを上記ハブ2の軸方向下方に向け強く押圧しつつ、この押型15aをこのハブ2の中心軸Xを中心として回転(傾斜角度θで揺動回転)させる。これにより、この押型15aの先端面から上記円筒部10の先端部内周面の円周方向一部に押圧力を、この押圧力の作用点を円周方向に移動させながら付加する。そして、上記円筒部10の先端部を更に径方向外方に塑性変形させる事で、前記かしめ部11を形成する。尚、上述の様な押型15aを使用してローリングプレス加工を行なう場合、一般的には、この押型15aの揺動回転速度を10〜2500min-1 の範囲で設定するが、本例の場合には、50〜600min-1 の低速度範囲で設定する様にしている。
When the preforming is completed, the main molding is then performed. In the case of this example, this main forming is performed by performing a rolling press process on the
上述した様に、本成形を行なう際には、上記押型15aの先端面から上記円筒部10の先端部内周面の円周方向一部に押圧力を、この押圧力の作用点を円周方向に移動させながら付加する為、上記ハブ2の中心軸Xを基準とするこの押圧力の径方向成分(このハブ2を径方向に変位させようとする力)が相殺されてゼロになる事はない。但し、上記本成形は、前記予備成形を行なった後、即ち、上記ハブ2の中心軸Xに対する上記円筒部10の先端部内周面の傾斜角度を或る程度大きくした状態で行なう。又、上記押圧力の径方向成分は、上記ハブ2の中心軸Xに対する上記円筒部10の先端部内周面の傾斜角度が大きくなる程小さくなる。従って、上記本成形を行なう際には、上記押圧力の径方向成分を小さく抑える事ができる。
As described above, when performing the main molding, a pressing force is applied from the tip surface of the
次に、図4は、上述した予備成形と本成形とを行なう際の、前記油圧シリンダ(上記押型15aに押圧力を付与する押圧装置)内の油圧の変化を示している。図中の(A)〜(L)部は、それぞれ以下の状態を示している。
Next, FIG. 4 shows a change in hydraulic pressure in the hydraulic cylinder (a pressing device that applies a pressing force to the
<予備成形>
(A)部:予備成形開始前の停止状態。油圧ゼロ。
(B)部:油圧が上昇し、上記円筒部10の上方に配置した押型15a(傾斜角度θ=0度)が、この円筒部10に向けて下降する。
(C)部:上記押型15aの先端面が上記円筒部10の先端部内周面に当接し、油圧が大幅に上昇する。当接時の衝撃により、油圧が設定値{次述する(D)部の油圧}よりも高くなっている。
(D)部:上記押型15aを構成する凸部16aが上記円筒部10の内側に押し込まれ、この円筒部10の先端部が径方向外方に塑性変形する。この際の上記押型15aの軸方向押圧力は50〜200kN程度であり、その保持時間は0.1〜2sec 程度である。
(E)部:ここで予備成形が終了する。
<Preliminary molding>
(A) part: Stop state before the start of preforming. Zero hydraulic pressure.
Part (B): The hydraulic pressure rises, and the pressing die 15 a (inclination angle θ = 0 degree) arranged above the
Part (C): The tip surface of the
(D) part: The
Part (E): Preliminary forming ends here.
<本成形>
(F)部:上記押型15aが上昇し、油圧が低下する。この状態で、この押型15aの傾斜角度θが、1〜35度の範囲の値に設定される。
(G)部:上記押型15aが下降する事により、この押型15aの先端面の円周方向一部が上記円筒部10の先端部内周面の円周方向一部に当接し、油圧が大幅に上昇する。当接時の衝撃により、油圧が設定値{次述する(H)部の油圧}よりも高くなっている。
(H)部:上記押型15aによるローリングプレス加工が行なわれ、上記円筒部10の先端部が更に径方向外方に塑性変形する。この円筒部10の先端部外周面が前記内輪3の表面に当接するまでの間、油圧は一定である。
(I)部:上記円筒部10の先端部外周面が上記内輪3の表面に当接する事に伴い、油圧が少しだけ上昇する。この際の油圧の保持時間は、0.5〜15秒程度である。
(J)部:ここで本成形が終了する。
(K)部:上記押型15aが上昇し、油圧が低下する。
(L)部:本成形終了後の停止状態。油圧ゼロ。
<Main molding>
Part (F): The
Part (G): When the
Part (H): Rolling press work is performed by the
Part (I): The hydraulic pressure slightly increases as the tip outer peripheral surface of the
Part (J): The main forming ends here.
Part (K): The
(L) part: Stop state after completion of main forming. Zero hydraulic pressure.
上述した様な本例の車輪支持用ハブユニットの製造方法の場合には、前述した様に、予備成形と本成形とを行なう際に、それぞれハブ2に加わる径方向の力を小さくする事ができる。従って、成形機を構成する、上記ハブ2の支持構造の剛性を小さくする事ができ、この成形機の低廉化を図れる。
In the case of the manufacturing method of the wheel supporting hub unit of the present example as described above, the radial force applied to the
又、本例の場合、予備成形を行なう際には、押型15aの先端面を上記円筒部10の先端部内周面の全周に対して当接させる為、この当接部の面積を十分に確保できる。一方、本成形を行なう際には、上記押型15aの先端面を上記円筒部10の先端部内周面の円周方向一部にのみ当接させるが、この本成形を行なう段階では、上記円筒部10の先端部が或る程度径方向外方に塑性変形している事に伴い、この円筒部10の先端部内周面の断面形状が上記押型15aの先端面の断面形状に近づいている(曲線状になっている)為、これら円筒部10の先端部内周面と押型15aの先端面との当接部の面積を大きくする事ができる。従って、本例の場合には、上記かしめ部11を形成する際に、上記円筒部10の先端部内周面と上記押型15aの先端面との当接部の面圧を低く抑える事ができる。この結果、上記押型15aの先端面と上記かしめ部11の表面とに損傷を生じにくくして、これら押型15a及びかしめ部11の寿命延長を図れる。
In the case of this example, when preforming, the tip surface of the
又、本例の場合には、予備成形と本成形とを、1台の成形機に組み付けた1個の押型15aを使用して行なう為、上記かしめ部11の形成作業の能率化を図れる。
Further, in the case of this example, since the preliminary molding and the main molding are performed by using one
尚、上述した実施例1では、予備成形を行なう為に、円筒部の先端部内周面に押圧力を、全周に亙り均一に付加した。但し、本発明を実施する場合、予備成形は、必ずしもこの様にして行なう必要はない。例えば、予備成形を行なう為に、上記円筒部の先端部内周面の円周方向等間隔となる複数個所にそれぞれ等しい押圧力を、これら各押圧力の作用点を円周方向に移動させながら付加する事により、上記円筒部の先端部を径方向外方に塑性変形させる事もできる。この様にして予備成形を行なう場合も、ハブの中心軸を基準とする上記各押圧力の径方向成分を相殺できる為、この予備成形時にこのハブを径方向に変位させようとする力が作用する事を防止できる。又、本発明を実施する場合、ローリングプレス加工機を2台用意し、一方のローリングプレス加工機(ハブの径方向に関する支持強度を十分に確保したもの)により予備成形を行ない、その後、他方のローリングプレス加工機(ハブの径方向に関する支持強度を低くした安価なもの)により本成形を行なう事もできる。 In Example 1 described above, in order to perform the preliminary molding, a pressing force was uniformly applied to the inner peripheral surface of the tip portion of the cylindrical portion over the entire circumference. However, when carrying out the present invention, the preforming is not necessarily performed in this way. For example, in order to perform preforming, the same pressing force is applied to a plurality of locations that are equally spaced in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the tip of the cylindrical portion while moving the point of action of each pressing force in the circumferential direction. By doing so, the tip of the cylindrical portion can be plastically deformed radially outward. Even when preforming in this way, the radial component of each pressing force with respect to the central axis of the hub can be offset, so that a force is applied to radially displace the hub during the preforming. Can be prevented. When carrying out the present invention, two rolling press machines are prepared, and one of the rolling press machines (with sufficient support strength in the radial direction of the hub) is preformed, and then the other The main forming can also be performed by a rolling press machine (inexpensive one with low support strength in the radial direction of the hub).
尚、上述した実施例1では、本成形を行なう際の成形用治具の揺動回転速度を一定としたが、本発明を実施する場合、この揺動回転速度は、途中で変化させる事もできる。例えば、この揺動回転速度を、50〜200min-1 の範囲の値→200〜400min-1 の範囲の値→400〜600min-1 の範囲の値と段階的に大きくなる様に変化させたり、或は、400〜600min-1 の範囲の値→200〜400min-1 の範囲の値→50〜200min-1 の範囲の値と段階的に小さくなる様に変化させたり、更には、50〜200min-1 の範囲の値→400〜600min-1 の範囲の値→200〜400min-1 の範囲の値と言った様に変化させる事もできる。 In Example 1 described above, the rocking rotation speed of the forming jig when performing the main molding is constant. However, when the present invention is carried out, the rocking rotation speed may be changed midway. it can. For example, this rocking rotational speed, then the values stepwise larger change as the range of a range of values → 400~600min -1 values → 200~400min -1 ranging 50~200Min -1, Alternatively, or to values stepwise change as smaller range of the range of values → 50~200min -1 values → 200~400min -1 ranging 400~600Min -1, further, 50~200Min can also be varied as said that the value of the range of values → 200~400min -1 in the range of -1 in the range of value → 400~600min -1.
又、本成形を行なう際には、ハブの硬さやハブの内端部の寸法に応じて、上述した成形用治具の揺動回転速度の他、この成形用治具の傾斜角度、かしめ加工力、かしめ時間等をそれぞれ制御し、かしめ部による内輪の締結力や、この内輪の膨張量等が所定の規格内に収まる様にするのが好ましい。 In addition, when performing the main molding, depending on the hardness of the hub and the dimensions of the inner end of the hub, in addition to the rocking rotation speed of the molding jig described above, the inclination angle of the molding jig, and caulking It is preferable to control the force, the caulking time, and the like so that the fastening force of the inner ring by the caulking portion, the amount of expansion of the inner ring, and the like fall within predetermined standards.
又、本成形は、外輪を回転させつつ行なう事もできる。この様にして本成形を行なえば、かしめ部による内輪の押圧時に、内輪軌道及び外輪軌道と各転動体の転動面との当接部に圧痕が生じるのを有効に防止できる。 Moreover, this shaping | molding can also be performed, rotating an outer ring | wheel. If the main molding is performed in this manner, it is possible to effectively prevent indentation from being generated at the contact portion between the inner ring raceway and the outer ring raceway and the rolling surface of each rolling element when the inner ring is pressed by the caulking portion.
又、本発明を実施する場合、予備成形と本成形とは、それぞれ別々の成形用治具及び別々の成形機を使用して行なっても良い。又、予備成形は、同一又は異なる成形用治具を使用して、複数回に分けて行なっても良い。この様に予備成形と本成形とを別々の成形用治具により行なったり、或は予備成形を複数回に分けて行なうと、加工時間は長くなるが、1回の加工に必要な加工力を減少させる事ができ、成形用治具の寿命を長くする事ができる。 Moreover, when implementing this invention, you may perform a preforming and this shaping | molding using a separate shaping | molding jig | tool and a separate shaping | molding machine, respectively. Further, the preliminary molding may be performed in a plurality of times using the same or different molding jigs. In this way, if preforming and main forming are performed with separate molding jigs, or if preforming is performed in multiple steps, the processing time will be longer, but the processing force required for one processing will be increased. It can be reduced and the life of the forming jig can be extended.
又、本発明の製造方法は、上述した実施例1で示した車輪支持用ハブユニット1に限らず、軸部材の端部にかしめ部を形成する車輪支持用ハブユニットであれば、例えば前述の図8〜9に示した様な車輪支持用ハブユニット1a、1b等に対しても実施可能である。
Further, the manufacturing method of the present invention is not limited to the wheel
1、1a、1b 車輪支持用ハブユニット
2、2a ハブ
3 内輪
4、4a 外輪
5 転動体
6 フランジ
7a、7b 内輪軌道
8 小径段部
9 段差面
10 円筒部
11 かしめ部
12 取付部
13a、13b 外輪軌道
14 抑え片
15、15a 押型
16、16a 凸部
17、17a 凹部
18 支持台
19 軸部材
20 スプライン孔
DESCRIPTION OF
Claims (5)
The manufacturing method of the wheel support hub unit according to claim 4, wherein one preforming jig is shared between the preforming and the main forming.
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