JP2008036679A

JP2008036679A - 突出部付筒状部材の製造方法

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Publication number: JP2008036679A
Application number: JP2006215173A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Kobayashi; 一登小林; Yutaka Yasuda; 裕安田; Seiji Otsuka; 清司大塚
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-08-08
Filing date: 2006-08-08
Publication date: 2008-02-21

Abstract

【課題】外周面に結合フランジ１２を備えた外輪の材料となる第三中間素材６３を低コストで造るべく、この第三中間素材６３を、中心孔を持たない円柱状の素材３８から造れる製造方法を実現する。
【解決手段】（Ａ）に示した上記素材３８の軸方向他端面中央部にパンチを押し付けて、軸方向他端部乃至中間部を円筒部５９とすると共に、軸方向一端部外周面に外向フランジ状の素突出部４１を形成して、（Ｂ）に示した第一中間素材３９とする。この素突出部４１を押し潰して（Ｃ）に示した第二中間素材６０としてから、上記円筒部５９の端部を塞ぐ底板部６２を除去して、（Ｄ）に示した、上記第三中間素材６３とする。安価な円柱状の素材３８を利用する事で、上記課題を解決できる。
【選択図】図１

Description

この発明の対象となる突出部付筒状部材は、例えば、車輪支持用ハブユニットを構成する外輪、或いはこの外輪の内径側に駆動輪を支持する為のハブの如く、全体が筒状（一般的には円筒状）で、外周面に外向フランジ状の突出部を設けた金属製部材である。本発明は、この様な突出部付筒状部材を、低コストで精度良く加工できる製造方法の実現を図るものである。

自動車の車輪を構成するホイール１、及び、制動用回転部材であって制動装置であるディスクブレーキを構成するロータ２は、例えば図６に示す様な構造により、懸架装置を構成するナックル３に回転自在に支持している。即ち、このナックル３に形成した円形の支持孔４部分に、車輪支持用ハブユニット５を構成する外輪６を、複数本のボルト７により固定している。一方、この車輪支持用ハブユニット５を構成するハブ８に上記ホイール１及びロータ２を、複数本のスタッド９とナット１０とにより結合固定している。又、上記外輪６の内周面には複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂを、外周面には結合フランジ１２を、それぞれ形成している。この様な外輪６は、この結合フランジ１２を上記ナックル３に、上記各ボルト７で結合する事により、このナックル３に対し固定している。

又、上記ハブ８は、ハブ本体１３と内輪１４とから成る。このうち、ハブ本体１３の外周面の一部で、上記外輪６の外端開口から突出した部分に、取付フランジ１５を形成している。尚、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となる、図６の左側を言う。反対に、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側となる、図６の右側を、軸方向に関して「内」と言う。上記ホイール１及びロータ２は、上記取付フランジ１５の外側面に、上記各スタッド９とナット１０とにより結合固定している。

又、上記ハブ本体１３の外周面の中間部に、上記複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂのうちの外側の外輪軌道１１ａに対向する、内輪軌道１６ａを形成している。又、同じく内端部に形成した小径段部１７に、上記内輪１４を外嵌している。この内輪１４の外周面には、上記複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂのうちの内側の外輪軌道１１ｂに対向する、内輪軌道１６ｂを形成している。この様な内輪１４は、上記ハブ本体１３の内端部を径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部１８により、このハブ本体１３に対し固定している。そして、上記各外輪軌道１１ａ、１１ｂと上記各内輪軌道１６ａ、１６ｂとの間に転動体１９、１９を、それぞれ複数個ずつ転動自在に設けている。尚、図示の例では、上記各転動体１９、１９として玉を使用しているが、重量の嵩む自動車用のハブユニットの場合には、円すいころを使用する場合もある。又、上記各転動体１９、１９を設置した円筒状の空間の両端開口部は、それぞれシールリング２０ａ、２０ｂにより密閉している。

更に、図示の例は、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５である為、上記ハブ８の中心部に、スプライン孔２１を形成している。そして、このスプライン孔２１に、等速ジョイント用外輪２２の外端面に固設したスプライン軸２３を挿入している。これと共に、このスプライン軸２３の先端部にナット２４を螺合し、更に緊締する事により、上記ハブ本体１３を、このナット２４と上記等速ジョイント用外輪２２との間に挟持している。

上述した様な各車輪支持用ハブユニット５の場合、前記外輪６の外周面中間部に結合フランジ１２を、内周面に複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂを、それぞれ形成している。又、上記ハブ本体１３の外周面に取付フランジ１５を、外周面に内輪軌道１６ａ及び小径段部１７を、それぞれ形成している。上記外輪６及び上記ハブ本体１３の各部を加工する為の方法としては、熱間鍛造或いは冷間鍛造等の塑性加工の他、切削加工等が考えられる。但し、加工能率を良好にし、材料の歩留を確保して、コスト低減を図る為には、塑性加工で行なう事が好ましい。又、塑性加工のうちで熱間鍛造は、被加工物を軟らかい状態で加工できる為、成形荷重を小さく抑えられる反面、熱膨張量差等を考慮して、受型と押型との嵌合部の公差を大きくする必要がある等、加工品の形状精度及び寸法精度を確保しにくい。又、熱間鍛造の場合には、表面に脱炭層が生じる為、熱処理により表面を硬化させる必要がある部分の場合には、熱間鍛造の後、上記脱炭層を除去する為の切削加工が必要になる。この切削加工による取り代は或る程度嵩む為、この切削加工により、加工能率が低下するだけでなく材料の歩留も悪化し、上記外輪６及びハブ本体１３の加工コストが嵩む原因になる。

これらの事を考慮して、特許文献１に記載されている様に、それぞれの外周面に上記結合フランジ１２或いは上記取付フランジ１５を備えた、上記外輪６或いは上記ハブ本体１３を、冷間鍛造の１種である側方押し出し加工により造る事が考えられている。
先ず、図７は、上記特許文献１に記載された、上記外輪６の製造方法を工程順に示した、断面図及び端面図である。この従来の製造方法の第１例では、先ず、図７の（Ａ）に示す様な円筒状の素材２５に前方押し出し加工を施して、（Ｂ）に示す様な、内外両周面共に段付円筒状の第一中間素材２６とする。次いで、この第一中間素材２６の軸方向一端寄り部分（図７の上端寄り部分）に据え込み加工を施し、当該部分を軸方向に圧縮してこの部分の径方向の肉厚を部分的に増大させる事により、この部分の外周形状を非円形に加工して、（Ｃ）に示す様な第二中間素材２７とする。

次いで、第二の据え込み加工により、この第二中間素材２７の一部外径寄り部分を軸方向に圧縮して、上記結合フランジ１２の元となる素フランジ部２８を備えた、第三中間素材２９とする。次いで、段付け加工によりこのフランジ部２８のうちで不要になる部分を薄肉化して、（Ｅ）に示す様な、第二素フランジ部３０を備えた、第四中間素材３１とする。その後、この薄肉化した部分を、プレスによる打ち抜き等で除去（トリミング）し、上記第二素フランジ３０を完成後の結合フランジ１２の形状に加工して、（Ｆ）に示す様な第五中間素材３２とする。この第五中間素材３２には、必要とする孔あけ加工、研削加工、熱処理加工等を施して、上記外輪６とする。

次に、図８は、上記特許文献１に記載された、上記ハブ本体１３の製造方法を工程順に示した、断面図である。この従来の製造方法の第２例では、先ず、図８の（Ａ）に示す様な厚肉円筒状の素材３３に前方押し出し加工を施して、（Ｂ）に示す様な、外周面を段付円筒状とした第一中間素材３４とする。次いで、この第一中間素材３４の軸方向一端寄り部分（図８の上端寄り部分）に据え込み加工を施し、当該部分を軸方向に圧縮してこの部分の径方向の肉厚を部分的に増大させ、（Ｃ）に示す様な第二中間素材３５とする。

次いで、後方押し出し加工により、この第二中間素材３５の軸方向一端寄り部分の軸方向寸法を増大させると共に、軸方向中間部に段付加工を施して、（Ｄ）に示す様な第三中間素材３６とする。次いで、この第三中間素材３６の軸方向一端部に据え込み加工を施し、この部分の径方向外方に押し広げて、（Ｅ）に示す様な、外周面に取付フランジ１５を有する第四中間素材３７とする。この第四中間素材３７には、必要とする孔あけ加工、研削加工、熱処理加工等を施して、前記ハブ本体１３とする。

上述の様な、特許文献１に記載された製造方法によれば、上記外輪６或いは上記ハブ本体１３の如き、円筒部の外周面に外向フランジ状の突出部を備えた、突出部付筒状部材を、低コストで精度良く造れるが、より一層の低コスト化を図る面からは改良の余地がある。即ち、図７に示した上記外輪６の製造方法にしても、図８に示した上記ハブ本体１３の製造方法にしても、素材２５、３３として円筒状のものを使用している。中心孔を有する円筒状の素材は、中心孔を持たない円柱状の素材に比べて高価である為、その分、上記外輪６或いは上記ハブ本体１３の加工コストが嵩む事が避けられない。

特開２００６−１４２９８３号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、例えば外周面に結合フランジ或いは取付フランジを備えた外輪或いは駆動輪用のハブ本体等の突出部付筒状部材を低コストで造るべく、この突出部付筒状部材を中心孔を持たない円柱状の素材から造れる製造方法を実現すべく発明したものである。

本発明の突出部付筒状部材の製造方法は、押し出し工程と、底板部除去工程とを備える。
このうちの押し出し工程では、円柱状若しくは略円柱状の素材の軸方向一端面を支えると共に、この素材の外周面の軸方向一端部乃至中間部の外周面を、外径が拡がるのを阻止する状態で抑える。又、この状態のまま、上記素材の軸方向他端面中央部にパンチを押し付ける。そして、軸方向他端部乃至中間部を円筒部とすると共に、軸方向一端部外周面に、例えば外周縁の形状が非円形である、外向フランジ状の突出部を形成して、外周面にこの突出部を設けた、有底円筒状の中間素材とする。
又、上記底板部除去工程では、この中間素材の軸方向一端部に存在して上記円筒部の端部を塞ぐ、底板部を除去する。この底板部除去工程は、切削により行なう事もできるが、プレスによる打ち抜き加工により行なえば、この底板部除去工程を能率良く（短時間で）行なえる為、突出部付筒状部材の製造コストを抑える面からは好ましい。

上述の様な本発明の突出部付筒状部材の製造方法を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、上記押し出し工程で造る上記突出部（素突出部）の、上記中間素材の軸方向に関する投影面積を、完成状態での突出部付筒状部材の外周面に存在する突出部の、同方向の投影面積よりも小さくする。そして、上記押し出し工程で造った突出部（素突出部）を、据え込み加工により上記軸方向に押し潰す事で、この突出部のこの軸方向に関する厚さを小さくすると共に、この突出部の上記方向に関する投影面積を増大させる。

上述の様に構成する本発明の突出部付筒状部材の製造方法によれば、例えば外周面に結合フランジ或いは取付フランジを備えた、外輪或いは駆動輪用のハブ本体等の突出部付筒状部材を、低コストで造れる。
即ち、素材として、中心孔を持たない円柱状若しくは略円柱状のものを使用するので、素材の調達コストを抑えられる。そして、この様な安価な素材を使用しても、押し出し工程と底板部除去工程とを実施する事で、中心孔を有する筒状部材を得られる。この押し出し工程により、上記円柱状若しくは略円柱状の素材を、外周面にこの突出部を設けた有底円筒状の中間素材とする為に要する加工荷重は、特に大きくなる事はない。即ち、円柱状若しくは略円柱状の素材を有底円筒状に加工する為に要する荷重、或いは、円筒状の素材の外周面に突出部を形成する為に要する荷重と同等の荷重で済む。加工量（素材からの塑性変形量）は多くなるので、上記素材に対するパンチの相対変位量（ストローク）は多くなる。但し、この相対変位量の絶対値は限られているので、荷重が大きくならない限り、上記押し出し加工に使用するプレス加工機として、より大型のものを使用する必要はなく、上記相対変位量の増大が製造コストの増大に結び付く程度は低い（円柱状若しくは略円柱状の素材を使用する事によるコスト低減効果の方が支配的である）。この為、上記突出部付筒状部材の低コスト化を図れる。

又、請求項２に記載した様に、押し出し工程で造る突出部の投影面積を小さくすれば、この押し出し工程の際に、この突出部を形成する為の１対の金型（割型）同士が離れる事を防止する為に要する力を低く抑えられ、この面からのコスト低減を図れる。即ち、上記押し出し工程に使用する金型は、上記突出部を形成した中間素材の取り出しを可能にする必要上、この突出部でこの中間素材の軸方向に分割される、所謂割型を使用する必要がある。上記突出部を形成する為の空洞部分は、１対の金型同士の突き合わせ部に、上記素材を収納する為の円筒状空間から径方向に突出する状態で設けられる。

この様な割型を使用し、上記素材の外周面に上記突出部を形成する場合に、この素材の一部が塑性変形に伴って流動し、上記空洞部分に入り込む。この空洞部分に入り込んだ金属材料は、この空洞部分に充満して上記突出部となるが、この金属材料が、この空洞部分の内面を押す。このうち、この突出部の軸方向両側面がこの空洞部分の内面を押す力は、上記割型同士を離隔させる方向に加わる。又、この力の大きさは、上記突出部の、軸方向に関する投影面積に比例する。上記押し出し加工の際には、ばね力、流体圧等により、上記割型同士が離れる事を防止するが、上記離隔させる方向に加わる力が大きくなると、上記ばね力、流体圧等を大きくする必要が生じ、上記押し出し加工の為の加工装置が大型化する。これに対して、上記請求項２に記載した様な構成を採用すれば、上記押し出し加工に伴って形成される、上記突出部の投影面積を狭くして、その分、上記離隔させる方向に加わる力を小さく抑えられ、上記加工装置の大型化を抑えられる。

［実施の形態の第１例］
図１〜３は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の場合には、先ず、図１の（Ａ）に示した素材３８に押し出し加工を施す事により、（Ｂ）に示す様な第一中間素材３９とする。この素材３８は、中心孔を持たない略円柱状で、軸方向一端部（図１〜３の上端部）に、外径が残部の外径よりも少し大きな大径部４０を設けている。この様な大径部４０は、上記押し出し加工により上記素材３８の外周面に素突出部４１を加工する際に、加工量を少なく抑え、この押し出し加工を比較的小型の加工装置により行なえる様にする為に設けている。又、上記大径部４０を備えた上記素材３８の加工は、円柱状の前素材（図示せず）に前方押し出し加工｛前述の図８の（Ａ）→（Ｂ）の加工｝を施す事により行なう。この前方押し出し加工に就いても、加工荷重は低い為、小型の加工装置により行なえる。尚、押し出し加工に使用する加工装置の容量に余裕があれば、上記大径部４０を持たない、単なる（軸方向全長に亙り外径が変化しない）円柱状の素材を、一挙に上記第一中間素材３９に加工しても良い。

本例の場合には、上記大径部４０を備えた、略円柱状の素材３８に、図２に示す様な加工装置により押し出し加工を施し、上記第一中間素材３９とする。この加工装置を示す図２中、右半部は加工開始直前の状態を、左半部は加工終了直後の状態を、それぞれ示している。先ず、上記加工装置に就いて説明する。
プレス加工機のテーブル（図示省略）の上面に固定する基台４２の上面に、下側保持筒４３を固定している。又、この下側保持筒４３の下端部内側に抑え板４４を固定し、この抑え板４４の中心孔４５の内側に、パンチ４６の下端部を支持固定している。又、上記下側保持筒４３の上部内側に厚肉円筒状の下型４７を、上記下側保持筒４３の軸方向の変位（昇降）を可能に保持している。そして、この下型４７の下面と上記抑え板４４の上面との間に、圧縮コイルばね、ゴムの如きエラストマー等の弾性部材４８を挟持して、上記下型４７に、上方に向かう弾力を付与している。上記パンチ４６の上部はこの下型４７の中心孔４９に、軸方向の変位を可能な状態で挿入している。尚、本例の場合には、上記パンチ４６の外周面とこの中心孔４９の内周面との間にガイドスリーブ５０を設けて、これらパンチ４６の外周面と中心孔４９の内周面とを同心に保持している。又、上記下型４７の上面で上記中心孔４９の周囲部分に、上記大径部４０を前記素突出部４１に加工する為の、下側凹部５１を形成している。この下側凹部５１の平面形状は、図１の（Ｂ）に示した、上記素突出部４１の外周縁形状（異形花びら状）に一致している。尚、上記下型４７に上方に向く弾力を付与する為には、上記弾性部材４８による他、ガス圧或いは油圧を利用しても良い。

一方、上記基台４２の上方に設けた、プレス加工機のラム（図示省略）の下面に取り付け固定する取付板５２の下面に、上記下型４７と共に、押し出し加工の為の割型を構成する、上型５３を支持固定している。この為に本例の場合には、上記取付板５２の下面に上側保持筒５４を固定し、この上側保持筒５４の内径側に、上記上型５３とスペーサ５５とを保持している。上記上型５３の下面中央部には、上記下側凹部５１と合わさって上記素突出部４１に加工する為の空洞（キャビティ）を構成する為の上側凹部５６を形成している。この上側凹部５６の下端開口縁の形状及び大きさは、上記下側凹部５１の上端開口縁の形状及び大きさと同じであり、上記下型４７の上面と上記上型５３の下面とを突き合わせた状態で、上記両凹部５６、５１が上記キャビティを画成する。これら両凹部５６、５１同士の間で、上記異形花びら状の形状の位相を合致させる事は勿論である。

次に、上述の様な構成を有する加工装置により、前記図１の（Ａ）に示した素材３８に押し出し加工を施して、図１の（Ｂ）に示す様な第一中間素材３９に加工する工程に就いて説明する。先ず、上記素材３８を、図２の右半部に示す様に、上記下型４７と上記上型５３との間にセットする。このセット作業は、上記素材３８を上記下型４７の内側に、プレス加工機のラムと共に上記上型５３を上昇させた状態で、上記素材３８の軸方向他端部乃至中間部を、上記下型４７の中心孔４９に内嵌する。この状態で、この素材３８の軸方向一端部に設けられた前記大径部４０は、上記下側凹部５１の内径寄り部分に係止される。又、上記素材３８の軸方向他端面（図１〜３の下端面）は、（予め規制された寸法関係に基づき）前記パンチ４６の先端面（上端面）に当接若しくは近接対向する。この状態で、上記素材３８のセット作業（加工作業の準備）が完了する。

そこで、それ迄上昇していた上記ラムを下降させ、先ず、図２の右半部に示す様に、上記下型４７の上面外径寄り部分と、上記上型５３の下面外径寄り部分とを突き合わせる。次いで、上記ラムを更に下降させ、この上型５３により上記素材３８を、上記パンチ４６の先端面に向け、強く押圧する。この結果、この素材３８の中心部に、軸方向他端側が開口部となる円形凹部５８が形成され、この円形凹部５８の周囲に円筒部５９を構成する。そして、この円形凹部５８を形成する事に伴って押し除けられた金属材料の一部が、上記両凹部５６、５１により画成されるキャビティ内に入り込み、前記素突出部４１を構成すると同時に、残部が上記円筒部５９の軸方向長さを増大させる為に供される。この様に、上記下型４７と上記上型５３と上記パンチ４６との間で上記素材３８を強く押圧する、押し出し工程により、この素材３８を、図１の（Ｂ）及び図２の左半部に示した第一中間素材３９とする。

上記素材３８を上記第一中間素材３９とする為に要する加工荷重は、略円柱状の素材を有底円筒状に加工する為に要する加工荷重、或いは、円筒状の素材の外周面に突出部を形成する為に要する荷重と同等の加工荷重で済み、特に大きくなる事はない。即ち、上記素材３８の軸方向他端面中央部からこの素材３８内に上記パンチ４６を押し込んで上記円形凹部５８を形成するのに伴って、この円形凹部５８部分から押し除けられた金属材料が上記キャビティ内に、円滑に押し込まれる。又、このキャビティ内に押し込まれ切れない金属材料は、上記円筒部５９の軸方向寸法を長くする為に供される。尚、本例の場合には、上記第一中間素材３９の加工を完了した時点で、上記円筒部５９の先端面と前記ガイドスリーブ５０の上端面とが当接しない。上記素材３８の容積が規定からずれた（規定以上である）場合には、これら円筒部５９の先端面とガイドスリーブ５０の上端面との間の隙間の軸方向寸法を異ならせる（上記容積が規定通りであった場合よりも短くする）事で、上記容積のずれを吸収する。そこで、上記円筒部５９の先端部は、必要に応じて、最後に行なう切削加工により除去して、適正寸法を有する製品を得る。この切削加工は、旋盤により容易且つ短時間で行なえる為、あまりコストを増大させる事はない。

上述の様に、上記素材３８を上記第一中間素材３９に加工する過程では、加工量、即ち、この素材３８からこの第一中間素材３９に至る過程での金属材料の塑性変形量は多くなる。但し、加工荷重は、例えば略円柱状の素材３８を（素突出部４１を持たない単なる）有底円筒状に加工する為に要する加工荷重と同等で済む。加工量が多くなる分、上記素材３８に対するパンチ４６の相対変位量（前記ラムの下降量）は多くなるが、この相対変位量の絶対値は限られている。従って、上記加工荷重が大きくならない限り、上記押し出し加工に使用するプレス加工機として、より大型のものを使用する必要はなく、上記相対変位量の増大が製造コストの増大に結び付く程度は低い。即ち、材料として上記略円柱状の素材３８を使用する事によるコスト低減効果の方が支配的で、全体として、十分にコスト低減を図れる。

本例の場合には、上記押し出し加工により造る、上記第一中間素材３９の素突出部４１の、この第一中間素材３９の軸方向に関する投影面積を、完成状態での外輪６の外周面に存在する結合フランジ１２｛図１の（Ｃ）（Ｄ）及び図６参照｝の同方向の投影面積よりも小さくしている。これに合わせて、上記素突出部４１の軸方向に関する厚さＴ₄₁を、上記結合フランジ１２に必要とされる同方向の厚さＴ₁₂よりも大きく（Ｔ₄₁＞Ｔ₁₂）している。この様に、上記素突出部４１の投影面積を小さく抑える事で、上記押し出し工程の際に、この素突出部４１を形成する為の、前記下型４７と前記上型５３とが離れる事を防止する為に要する力を低く抑えられ、この面からのコスト低減を図れる。

この点に就いて、図３を参照しつつ説明する。上記押し出し工程に使用する金型は、上記素突出部４１を形成した上記第一中間素材３９の取り出しを可能にする必要上、前述した様な、下型４７と上型５３とを組み合わせた、割型構造とする必要がある。尚、型を径方向に分割する構造は、型の合わせ目に生じるバリの始末を考えた場合に、採用できない。上記第一中間素材３９の加工時に、前記下側、上側両凹部５１、５６により画成されたキャビティ内に入り込んだ金属材料は、このキャビティ部分に充満して上記素突出部４１となるが、この金属材料が、このキャビティ部分の内面を押す。このうち、この素突出部４１の軸方向両側面がこのキャビティ部分の内面を押す力は、上記下型４７と上記上型５３とを離隔させる方向に加わる。又、このキャビティ部分で発生してこれら両型４７、５３同士を離隔させようとする力の大きさは、上記素突出部４１の、軸方向に関する投影面積に比例する。上記押し出し加工の際には、前述した様に、弾性部材４８等により、上記両型４７、５３同士が離れる事を防止するが、上記離隔させる方向に加わる力が大きくなると、上記弾性部材４８等が発生する力を大きくする必要が生じ、上記押し出し加工の為の加工装置が大型化する。

これに対して本例の場合には、上記素突出部４１の厚さＴ₄₁を大きくする分、その投影面積を狭くしている為、上記キャビティ部分で発生して上記両型４７、５３同士を離隔させる方向に加わる力を小さく抑えられて、上記加工装置の大型化を抑えられる。尚、上記下型４７と上記上型５３とを離隔させる方向の力は、上記上型５３の下面中央部と前記パンチ４６の先端面との間でも加わるが、この部分に加わる力を小さくすべく、この部分の投影面積を狭くする為、上記パンチ４６の外径を小さくすると、円筒部５９の内径を広げる為の後加工が面倒になる。本例は、次述する様に後加工が容易な、上記素突出部４１の投影面積を小さくする事で、上記加工装置の大型化を抑える為、外輪６の製造コスト低減の面から（上記パンチ４６の外径を小さくするよりも）効果が大きい。

上述の様な押し出し加工により造った、前記第一中間素材３９には、上記素突出部４１の厚さを縮めると共に、軸方向の投影面積を拡げる据え込み加工を施して、図１の（Ｃ）に示す様な第二中間素材６０とする。この据え込み加工により、上記素突出部４１の径方向中間部乃至外径寄り部分を軸方向に押し潰して、所望の厚さ寸法及び外周縁形状を有する、突出部である結合フランジ１２とする。この様な結合フランジ１２を得る為の、上記据え込み加工を行なうには、上記素突出部４１を、この結合フランジ１２の外周縁形状に合致する内周面形状を有する、受型の受凹部の中心部にセットする。そして、上記素突出部４１の径方向中間部乃至外径寄り部分を、先端面に円形凹部を形成した押型により、上記受凹部の底面に向け強く押し付けて、上記素突出部４１を軸方向に押し潰す。この結果、この素突出部４１の径方向中間部乃至外径寄り部分が、厚さ寸法を（前記Ｔ₁₂迄）減少させつつ、その外周縁が上記受凹部の内周面に突き当たる迄、径方向外方に拡がり、上記結合フランジ１２となる。

この様にして加工した、上記第二中間素材６０の軸方向一端部には、上記押型により押されずに残った、突出部６１が形成される。この突出部６１は、上記第二中間素材６０に更に加工を施す事により得た外輪６の軸方向内端部をナックル３の支持孔４（図６参照）に内嵌する場合の位置決め部となる。従って、上記突出部６１の外径Ｄ₆₁は、規定通りの値に仕上げる。この外径Ｄ₆₁は、上記押型の先端面の円形凹部の内径を規制する事により、容易に規制できる。尚、この外径Ｄ₆₁を、完成後の状態よりも少しだけ大きくしておき、後から仕上加工を施しても良い。この様な仕上加工に就いても、旋盤により容易且つ短時間で行なえる為、あまりコストを増大させる事はない。

上述の様にして、上記第二中間素材６０を得たならば、この第二中間素材６０の軸方向他端部に存在して前記円筒部５９の端部を塞いでいる、底板部６２を除去して、図１の（Ｄ）に示す様な第三中間素材６３とする。この様な底板部除去工程は、切削により行なう事もできるが、プレスによる打ち抜き加工により行なえば、この底板部除去工程を能率良く（短時間で）行なえる為、突出部付筒状部材である外輪６の製造コストを抑える面からは好ましい。この様にして得た、上記第三中間素材６３には、焼き入れ、研削、切削等の、必要とする仕上加工を施して、上記外輪６とする。そして、この外輪６を、図６に示す様に、ハブ８、転動体１９、１９等の他の部材と組み合わせて、車輪支持様ハブユニット５とする。

尚、上記素突出部４１を上記結合フランジ１２とする据え込み加工と、上記底板部を除去する底板部除去工程とは、図１に示した順番で行なう事が、据え込み加工の際に円筒部５９の形状が歪むのを防止する面からは好ましい。但し、この据え込み加工に伴う円筒部５９の形状の歪みは極く僅かであり、後から行なう仕上加工により修正できるので、上記据え込み加工と上記底板部除去工程とを逆の順番で行なっても良い。又、加工工程の途中で、外周面或いは内周面から突出した余肉部を除去するトリミングを、適宜行なう事もできる。

［実施の形態の第２例］
図４も、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、上述した実施の形態の第１例に対して、素突出部４１の加工を２段階で行なう様にしている。即ち、図１の（Ａ）と（Ｂ）との間に、図４の（Ｂ）に示した予備押し出し加工工程を新たに加えている。図４の（Ａ）は図１の（Ａ）と、図４の（Ｃ）〜（Ｅ）は図１の（Ｂ）〜（Ｄ）と、それぞれ同じである。本例の場合、上記予備押し出し加工工程で、図４の（Ｂ）に示した様な、外周面に予備素突出部６４を有する、予備中間素材６５を得る。この様な予備中間素材６５を得る為の、上記予備押し出し加工の、基本的な実施状況は、前述の図２の通りである。本例の場合には、上記予備素突出部６４の投影面積を、素突出部４１の投影面積よりも小さくしている為、上記予備中間素材６５の加工をより容易に行なえる。この様な予備中間素材６５には、円筒部の軸方向寸法を長くする為の後方押し出し加工と、上記予備素突出部６４を押し潰して厚さ寸法を減少させると共に投影面積を増大させる据え込み加工とを施す事により、図４の（Ｃ）に示す様な第一中間素材３９とする。上記図４の（Ｂ）に示した予備押し出し加工工程を加えた点以外は、上述した実施の形態の第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。

［実施の形態の第３例］
図５も、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、図５の（Ａ）に示した素材３８に押し出し加工を施して図５の（Ｂ）に示した第一中間素材３９ａを得る際に、素突出部４１及び円筒部５９を形成すると同時に、この第一中間素材３９ａの軸方向一端部に素突出部６６を形成する様にしている。この素突出部６６は、外輪６の軸方向内端部をナックル３の支持孔４（図６参照）に内嵌する場合の位置決め部となる突出部６１ａ｛図５の（Ｄ）参照｝となるものである。

上記予備突出部６６を形成する為には、上記押し出し加工に使用する上型５３（図２〜３参照）の下面中央部に円形凹部を設けておく。この押し出し加工時に、パンチ４６（図２〜３参照）の先端面により押された上記素材３８の一部が上記円形凹部内に入り込んで、上記素突出部６６を形成する。この様に、上記第一中間素材３９ａの段階で既に素突出部６６を形成しておく為、この第一中間素材３９ａに更に加工を施す事により得られる、第二、第三両中間素材６０ａ、６３ａの軸方向一端部に存在する突出部６１ａの軸方向寸法Ｌ₆₁を大きくできる。上記押し出し加工と同時に上記予備突出部６６を形成する点以外は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。

［本発明を実施する場合の留意事項］
本発明を実施する場合に使用する円柱状若しくは略円柱状の素材の容積は、完成後の突出部付筒状部材の容積よりも大きくなければならない。但し、この素材の容積をこの突出部付筒状部材の容積よりも大きくする程度は、できるだけ小さく（好ましくは、スクラップとなる底板部の容積分だけに）する事が、材料の歩留を向上させると共に、後加工を容易に（取り代を少なく抑えて加工時間を短く）する面からは好ましい。

又、上記素材の表面の性状は、そのまま完成後の突出部付筒状部材の表面の性状として表れるので、この素材の表面には、酸化被膜や錆、傷等の欠陥があってはならない。一方、冷間での塑性加工（冷間鍛造）を容易にする為に、塑性加工前の素材は焼鈍する必要があり、この焼鈍により、表面に酸化被膜が形成される事が避けられない。これらの事を考慮すれば、上記素材を得る為の長尺材（バー材）を焼鈍してから、この長尺材の外周面に生じた酸化被膜を、磨き加工、バレル加工、ショット・ピーニング等により除去し、次いで、この長尺材を所定寸法に切断する事が、表面に酸化被膜を持たない良質の素材を得る面からは好ましい。但し、長尺材の外周面の酸化被膜を除去する事が、加工コスト等の面から難しければ、外周面を酸化被膜で覆われた長尺材を切断して得た定尺材の外周面に磨き加工を施して、上記素材を得る事もできる。この場合には、一般的な、スルーフィードのセンタレス研削盤による磨き加工で、上記酸化被膜の除去が可能になる。更に、上記長尺材を切断する方法は、精度確保の面からは旋盤による突っ切りが好ましい。但し、切断後に上記酸化膜の除去作業を行なう際に、切断面の性状も（例えば、バレル加工の為のメディア、或はショット・ピーニングの為のショットを切断面に当てる事で）整えられるのであれば、鋸引きにより切断しても良い。

本発明の製造方法及び製造装置は、外周面の一部に径方向外方に突出した突出部を形成した筒状部材であれば、図示の様な車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する外輪に限らず、例えば、図６、８に示した様な駆動輪用のハブ本体でも実施できる。更には、車輪支持用転がり軸受ユニット用の軌道輪部材以外でも実施できる。車輪支持用転がり軸受ユニット用の軌道輪に関して実施する場合でも、この車輪支持用転がり軸受ユニットの構造を特に限定しない事は勿論である。

本発明の実施の形態の第１例を加工工程順に示す、断面図及び端面図。前方押し出し加工の実施状況の１例を、加工開始直前の状態と加工終了直後の状態とで示す断面図。前方押し出し加工時に突出部の投影面積を小さく抑える事が好ましい理由を説明する為の、前方押し出し加工終了直後の状態を示す断面図。本発明の実施の形態の第２例を加工工程順に示す、断面図及び端面図。本発明の実施の形態の第３例を加工工程順に示す、断面図及び端面図。何れも本発明の製造方法の対象となる突出部付筒状部材である、外輪及びハブ本体を備えた、車輪支持用転がり軸受ユニットの１例を、ナックルに組み付けた状態で示す断面図。従来から知られている外輪の製造方法を加工工程順に示す、断面図及び端面図。従来から知られているハブ本体の製造方法を工程順に示す断面図。

符号の説明

１ホイール
２ロータ
３ナックル
４支持孔
５車輪支持用ハブユニット
６外輪
７ボルト
８ハブ
９スタッド
１０ナット
１１ａ、１１ｂ外輪軌道
１２結合フランジ
１３ハブ本体
１４内輪
１５取付フランジ
１６ａ、１６ｂ内輪軌道
１７小径段部
１８かしめ部
１９転動体
２０ａ、２０ｂシールリング
２１スプライン孔
２２等速ジョイント用外輪
２３スプライン軸
２４ナット
２５素材
２６第一中間素材
２７第二中間素材
２８素フランジ部
２９第三中間素材
３０第二素フランジ部
３１第四中間素材
３２第五中間素材
３３素材
３４第一中間素材
３５第二中間素材
３６第三中間素材
３７第四中間素材
３８素材
３９、３９ａ第一中間素材
４０大径部
４１素突出部
４２基台
４３下側保持筒
４４抑え板
４５中心孔
４６パンチ
４７下型
４８弾性部材
４９中心孔
５０ガイドスリーブ
５１下側凹部
５２取付板
５３上型
５４上側保持筒
５５スペーサ
５６上側凹部
５８円形凹部
５９円筒部
６０、６０ａ第二中間素材
６１、６１ａ突出部
６２底板部
６３、６３ａ第三中間素材
６４予備素突出部
６５予備中間素材
６６素突出部

Claims

円柱状若しくは略円柱状の素材の軸方向一端面を支えると共に、この素材の外周面の軸方向一端部乃至中間部の外周面を、外径が拡がるのを阻止する状態で抑えつつ、上記素材の軸方向他端面中央部にパンチを押し付けて、軸方向他端部乃至中間部を円筒部とすると共に、軸方向一端部外周面に外向フランジ状の突出部を形成して中間素材とする押し出し工程と、この中間素材の軸方向一端部に存在して上記円筒部の端部を塞ぐ底板部を除去する底板部除去工程とを備えた、突出部付筒状部材の製造方法。
押し出し工程で造る突出部の、中間素材の軸方向に関する投影面積を、完成状態での突出部付筒状部材の外周面に存在する突出部の同方向の投影面積よりも小さくし、上記押し出し工程で造った突出部を、据え込み加工により上記軸方向に押し潰す事で、この突出部のこの軸方向に関する厚さを小さくすると共に、この突出部の上記方向に関する投影面積を増大させる、請求項１に記載した突出部付筒状部材の製造方法。