JP2009255130A - 金属製部材の塑性加工方法及び塑性加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】円筒部１９の先端縁部に欠肉等の欠陥が生じる事を防止して、この円筒部１９の先端縁部の形状が良好な金属製部品を安定して得られる塑性加工方法及び塑性加工装置を実現する。
【解決手段】主パンチ２９とリングパンチ３０とから成るパンチユニット２４を使用する。先ず、ダイス２３の成形孔２５内にこのパンチユニット２４を進入させ、前記主パンチ２９及び前記リングパンチ３０により素材１３を前記成形孔２５内に押し込み、この素材１３を構成する金属材料をこの成形孔２５内に充満させる。その後、前記主パンチ２９を更にこの成形孔２５内に押し込んで、前記金属材料の一部をこの成形孔２５の開口に向けて、前記リングパンチ３０を押圧しつつ流動させる。そして、この成形孔２５の内周面と前記主パンチ２９の外周面と前記リングパンチ３０の先端面とにより囲まれる部分で、前記円筒部１９を形成する。
【選択図】図３

Description

この発明は、車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブの如く、軸方向端部に、パイロット部、或いはインロー部と呼ばれる円筒部を設けた金属製部材の製造方法及び製造装置の改良に関する。具体的には、この円筒部の先端縁部に欠肉等の欠陥が生じる事を防止して、この円筒部の先端縁部の形状が良好な金属製部品を安定して得られる塑性加工方法及び塑性加工装置を実現する事を意図している。

自動車の車輪を構成するホイール、及び、制動用回転部材であるディスク或いはドラムを懸架装置を構成するナックルに回転自在に支持する為に、車輪支持用転がり軸受ユニットが広く使用されている。図１０は、従来から広く知られている、従動輪（ＦＲ車及びＭＲ車の前輪、ＦＦ車の後輪）用の車輪支持用転がり軸受ユニット１の１例を示している。この車輪支持用転がり軸受ユニット１は、外輪２の内径側にハブ３を、複数の転動体４、４を介して、回転自在に支持している。使用状態では、前記外輪２を前記ナックルに結合固定し、前記ハブ３に車輪及び制動用回転部材を支持固定する。そして、これら車輪及び制動用回転部材を前記ナックルに対し、回転自在に支持する。

この為に、前記外輪２の内周面の２個所位置に複列の外輪軌道５、５を、外周面の一部で、軸方向中央部よりも少し軸方向内寄り部分（軸方向に関して内とは、使用状態で車体の幅方向中央側となる側を言い、図１０の右側、図１〜９、１１〜１３の下側。反対に、使用状態で車体の幅方向外側となる、図１０の左側、図１〜９、１１〜１３の上側を、軸方向に関して外と言う。本明細書全体で同じ。）に外向フランジ状の取付部６を、それぞれ形成している。一方、前記ハブ３の外周面には、前記外輪２よりも軸方向外方に突出した外端寄り部分に、やはり外向フランジ状であって、車輪及び制動用回転部材を支持固定する為の支持フランジ７を、軸方向中間部乃至内端寄り部分に複列の内輪軌道８、８を、それぞれ形成している。そして、これら両列の内輪軌道８、８と前記両列の外輪軌道５、５との間に、両列毎に複数個ずつの前記転動体４、４を配置して、前記外輪２の内径側での前記ハブ３の回転を自在としている。

尚、前記ハブ３は、ハブ本体９と、内輪１０と、ナット１１とから成り、前記内輪軌道８、８は、このハブ本体９の中間部及びこの内輪１０の外周面に形成されている。又、この内輪１０は、このハブ本体９の軸方向内端寄り部分に形成した小径段部１２に外嵌した状態で、前記ナット１１により、前記ハブ本体９に対し固定している。尚、このハブ本体９の内端部に形成したかしめ部により、前記内輪１０をこのハブ本体９に対し固定する構造も、広く知られている。

上述の様な車輪支持用転がり軸受ユニット１を構成する、前記ハブ本体９は、炭素鋼等の金属材料に塑性加工を施す事により造る。この様な塑性加工の方法に就いては、例えば特許文献１〜３に記載される等により、従来から広く知られている。図１１は、前記ハブ本体９を塑性加工（冷間鍛造）により造る状態の第１例を示している。先ず、圧延成形等により造られた長尺な原材料を所定長さに切断する事により、（Ａ）に示す様な、円柱状の素材１３を得る。次いで、この素材１３に、軸方向に押し潰す据え込み加工を施す事により、（Ｂ）に示す様な、ビヤ樽型の第一中間素材１４とする。次に、この第一中間素材１４に、軸方向片半部（図１１の下半部、完成後のハブ本体９の軸方向内半部）を所定の内周面形状を有する金型（ダイス）内に押し込んで前記軸方向片半部の内径を縮める荒成形加工を施す事により、（Ｃ）に示す様な第二中間素材１５とする。次に、この第二中間素材１５を所定の内周面形状を有するダイス内にセットした状態で、この第二中間素材１５の軸方向他端面（図１１の上端面、完成後のハブ本体９の軸方向外端面）にパンチを押し付けて、この軸方向他端面を凹ませると共に、前記第二中間素材１５を構成する金属材料を径方向外方に流動させる仕上成形加工を施す事により、（Ｄ）に示す様な第三中間素材１６とする。この第三中間素材１６には、ダイスの突き合わせ面にバリ１７が形成されるので、トリミングによりこのバリ１７を除去して、（Ｅ）に示す様な第四中間素材１８とする。そして、この第四中間素材１８に、所定の切削加工及び研削加工を施して、前記ハブ本体９とする。

又、図１２に示した第２例の場合には、前記第一中間素材１４を得る為の据え込み加工を省略し、（Ａ）に示した円柱状の素材１３を、直接（Ｂ）に示した第二中間素材１５としている。この様な第２例の加工方法は、加工荷重が高くなる代わりに、加工の為の設備を簡略化できる。

何れの方法により前記ハブ本体９を造る場合でも、このハブ本体９の軸方向外端部には、円筒部１９を形成する。この円筒部１９は、パイロット部、或いはインロー部と呼ばれるもので、前記ハブ本体９を含むハブ３（図１０参照）に対し、ディスク或いはドラム等の制動用回転部材や車輪（ホイール）を支持する際に、前記ハブ３に対する制動用回転部材や車輪の心合わせを容易にする為に設けている。この様な円筒部１９の先端縁の好ましい断面形状は、本発明の実施の形態を示す図２の様に、内外両周縁部が角張ったものである。但し、単にダイスとパンチとの間で素材を塑性変形させる従来の製造方法の場合には、図１３に示す様に、前記円筒部１９の先端部の断面形状が、欠肉により円弧形になってしまう。しかも、この円筒部１９の先端部の形状が、周方向に関して不均一になる。この様に、形状が不均一な円筒部１９は、見映えが悪く、商品価値が下がるだけでなく、著しい場合には回転バランスに悪影響を及ぼす可能性もある。

特開２００６−１１１０７０号公報 特開２００６−１４２９８３号公報 特開２００５−８３５１３号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、円筒部の先端縁部に欠肉等の欠陥が生じる事を防止して、この円筒部の先端縁部の形状が良好な金属製部品を安定して得られる、塑性加工方法及び塑性加工装置を実現すべく発明したものである。

本発明の金属製部材の塑性加工方法及び塑性加工装置のうち、請求項１に記載した金属製部材の塑性加工方法の発明は、前述の図１１〜１２に示した従来の塑性加工方法と同様に、金属製で円柱状の素材に塑性加工を施す事により、軸方向一端寄り部分の外径を軸方向他端寄り部分の外径よりも小さくすると共に、軸方向他端部に円筒部を形成する。但し、本発明の製造方法は、好ましくは（冷間鍛造ではなく）、温間鍛造乃至は熱間鍛造により行う。この理由は、本発明の目的が、比較的薄肉（数mm乃至１０mm未満）である円筒部の欠肉を防止する点にあり、金属材料の流動性を確保する為である。

この様な本発明の金属製部材の塑性加工方法では、先ず、前記素材を、ダイスに設けられた、奥部寄り部分の内径が開口寄り部分内径よりも小さく、且つ、奥端部が塞がれた成形孔内に、軸方向一端面をこの成形孔の奥端面に対向させた状態で投入する。
その後、この成形孔内にパンチユニットを進入させる。このパンチユニットは、円柱状の主パンチと、円筒状でこの主パンチの周囲に、この主パンチに対する軸方向の変位を可能に、実質的に隙間なく外嵌された、前記成形孔の開口寄り部分に実質的に隙間なく挿入可能な外径を有するリングパンチとから成る。
次いで、このリングパンチを前記成形孔の奥端面に向け弾性的に押圧しつつ、前記主パンチにより前記素材を前記成形孔内に押し込み、この素材をこの成形孔内に充満させる。その後、この主パンチを更にこの成形孔内に押し込んで、この素材を構成する金属材料の一部をこの成形孔の開口に向けて、前記リングパンチをこの成形孔から抜け出す方向に押しつつ流動させる。そして、この成形孔の内周面と前記主パンチの外周面と前記リングパンチの先端面とにより囲まれる、円筒部成形用キャビティ部分で、前記円筒部を形成する。

上述の様な本発明の金属製部材の塑性加工方法を、車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブ本体の製造に利用する場合には、請求項２に記載した発明の様に、軸方向一端寄り部分の外径を軸方向他端寄り部分の外径よりも小さくすると共に、軸方向他端部に円筒部を形成した金属製部材に、更に塑性加工を施す。そして、軸方向中間部他端寄り部分に、車輪を支持固定する為の外向フランジ状の支持フランジを有するハブ本体とし、更に内輪と組み合わせてハブとする。

又、請求項３に記載した、金属製部材の塑性加工装置の発明は、ダイスと、パンチユニットと、押圧装置とを備える。
このうちのダイスは、奥部寄り部分の内径が開口寄り部分内径よりも小さく、且つ、奥端部が塞がれた成形孔を有する。
又、前記パンチユニットは、円柱状の主パンチと、この主パンチに対する軸方向の変位を可能に、実質的に隙間なく外嵌された、前記成形孔の開口寄り部分に実質的に隙間なく挿入可能な外径を有するリングパンチと、このリングパンチを前記成形孔の奥端に向け弾性的に押圧する弾性付与手段とから成る。この弾性付与手段としては、例えば、金属ばねと、ゴムと、油圧シリンダとのうちから選択される、１乃至複数種類の弾力発生機構を使用する。
更に、前記押圧装置は、前記パンチユニットをこの成形孔内に押し込む為のもので、プレス加工機を使用する。即ち、前記ダイスをこのプレス加工機のテーブルに固定すると共に、前記パンチユニットをこのプレス加工機のラムに固定する。

上述の様な本発明の金属製部材の塑性加工方法及び塑性加工装置によれば、円筒部の先端縁部に欠肉等の欠陥が生じる事を防止して、この円筒部の先端縁部の形状が良好な金属製部品を安定して得られる。即ち、この円筒部を形成する加工は、素材がダイスの成形孔内に充満し、それ以上この素材を構成する金属材料の行き場がなくなった状態で、主パンチによりこの素材を更に押圧し、リングパンチを弾性に抗して前記成形孔から押し出しつつ行う。この際、前記金属材料を、この成形孔の内周面と前記主パンチの外周面と前記リングパンチの先端面とにより囲まれる、円筒部成形用キャビティ部分に進入させる事に対して、前記リングパンチに付与されている弾性が抵抗として働く。この弾性は、前記主パンチの押圧力に基づいて前記金属材料が前記リングパンチを押圧する力よりは小さいが、この金属材料が前記円筒部成形用キャビティ部分に進入する事に対しては、或る程度大きな抵抗として作用する。この為、前記金属材料を前記円筒部成形用キャビティ部分に、全周に亙って均一に進入させる（行き渡らせる）事ができる。この結果、上述した様に、前記円筒部の先端縁部の形状が良好な金属製部品を安定して得られる。

図１〜５は、本発明の実施の形態の１例を示している。本例の場合には、先ず、圧延成形等により造られた長尺な原材料を所定長さに切断する事により、（Ａ）に示す様な、円柱状の素材１３を得る。次いで、この素材１３に、本発明の特徴である荒成形加工を施すす事により、（Ｂ）に示した第一中間素材２０とする。この荒成形加工は、温間乃至は熱間での前後方押出加工（温間鍛造乃至は熱間鍛造）により行う。

具体的には、軸方向片半部（特許請求の範囲に記載した軸方向一端寄り部分、図１の下半部、完成後のハブ本体９の軸方向内半部）を所定の内周面形状を有する金型（ダイス）内に押し込んで前記軸方向片半部の外径を縮めると共に、軸方向他半部（特許請求の範囲に記載した軸方向他端寄り部分、図１の上半部、完成後のハブ本体９の軸方向外半部）の外径を拡げ、更に、軸方向他端部（特許請求の範囲に記載した軸方向他端部、図１の上端部、完成後のハブ本体９の軸方向外端部）に円筒部１９を形成する。この荒成形加工の工程が本例の特徴であるから、後で詳しく説明する。

この様な荒成形加工により得た前記第一中間素材２０には、前述した従来方法と同様の仕上成形加工を施す事により、（Ｃ）に示す様な第二中間素材２１（図１１、１２の第三中間素材１６に相当）とする。更に、この第二中間素材２１に、バリ１７を除去する為のトリミングを施して、（Ｄ）に示す様な第三中間素材２２（図１１、１２に示した第四中間素材１８に相当）とする。そして、この第三中間素材２２に、所定の切削加工及び研削加工を施して、前述の図１０に示した様な車輪支持用転がり軸受ユニット１を構成するハブ本体９とする。この様な工程で造られるこのハブ本体９の軸方向外端部に形成された円筒部１９の形状は、全周に亙って均一に、且つ、図２に示す様に、欠肉のない角張った形状となる。

前記荒成形加工である前後方押出加工を行う為の塑性加工装置は、図３〜４に示す様に、ダイス２３と、パンチユニット２４と、図示しない押圧装置とを備える。
このうちのダイス２３は、十分な強度を有する金属材料により造られて、プレス加工機のテーブルの上面に支持固定されたもので、成形孔２５を有する。この成形孔２５は、奥部寄り部分の小径部２６と、開口寄り部分の大径部２７とを、開口寄りに向かう程内径が大きくなる方向に傾斜した傾斜部２８により滑らかに連続させたもので、奥端部が塞がれている。

又、前記パンチユニット２４は、円柱状の主パンチ２９の周囲にリングパンチ３０を、この主パンチ２９に対する軸方向の変位を可能に、実質的に隙間なく外嵌して成る。そして、弾性付与手段３１により前記リングパンチ３０に、前記主パンチ２９の先端に向かう方向（図３、４の下向き）の弾力を付与している。又、この主パンチ２９の先端面３２は、部分球面状の凸曲面とし、この先端面３２とこの主パンチ２９の外周面とを、この先端面３２よりも曲率半径が小さな面取り（Ｒ面取り）により、滑らかに連続させている。又、前記リングパンチ３０は、前記成形孔２５のうちで、開口寄り部分である前記大径部２７に実質的に隙間なく挿入可能な外径を有する。又、前記リングパンチ３０の先端面３３は、このリングパンチ３０の中心軸に対し直交する方向に存在する、平坦面としている。尚、本明細書及び特許請求の範囲で、「実質的に隙間なく」とは、相対変位を可能とする為の微小隙間は存在しても、材料の歩留り悪化に結び付く様なバリを生じさせる程の金属材料が侵入する隙間が存在しない状態を言う。

前記弾性付与手段３１を設ける為に本例の場合には、前記主パンチ２９及び前記リングパンチ３０の基端部外周面に、それぞれが外向フランジ状である鍔部３４、３５を形成している。そして、これら両鍔部３４、３５同士の間に、弾力発生機構３６を設置して、前記弾性付与手段３１を構成している。この弾力発生機構３６としては、金属ばね、ゴム、油圧シリンダ等が採用できる。即ち、これら金属ばね、ゴム、油圧シリンダとのうちの１乃至複数種類のものを前記両鍔部３４、３５同士の間に組み込む事で、これら両鍔部３４、３５同士の間に、互いに離れる方向の大きな弾力を付与する。そして、前記リングパンチ３０に、前記主パンチ２９の先端側に向かう方向の、大きな弾力を付与する。但しこのリングパンチ３０の先端面３３は、前記主パンチ２９の先端面３２よりも下方に突出する事はない。この為に、これら両パンチ２９、３０同士の間に、図示しないストッパ機構を設けている。

前記両鍔部３４、３５のうち、前記主パンチ２９の基端部に設けた鍔部３４は、押圧装置である、プレス加工機のラムの下端面に結合固定する。これに対して、前記ダイス２３は、このプレス加工機の上面に支持固定する。この状態で、このダイス２３の成形孔２５と前記パンチユニット２４とを、互いに同心に配置する。従って、前記ラムの昇降に伴ってこのパンチユニット２４が、前記成形孔２５内に出入自在となる。

以上の様に構成する塑性加工装置により、前述の図１の（Ａ）に示した素材１３を、同じく（Ｂ）に示した第一中間素材２０に加工する作業は、次の様にして行う。
先ず、前記素材１３を、前記ダイス２３の成形孔２５内に、軸方向一端面をこの成形孔２５の奥端面に対向させた状態で投入する。
その後、前記プレス加工機のラムを加工させ、図３、４の（Ａ）に示す様に、前記成形孔２５内に前記パンチユニット２４を進入させる。そして、この図３、４の（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）に示す様に、このパンチユニット２４により、前記素材１３を前記成形孔２５内に押し込む。

この押し込み作業の前半では、前記両パンチ２９、３０の先端面３２、３３は、軸方向に関してほぼ同位置に存在する。そして、前記素材１３を構成する金属材料が前記成形孔２５内に充満する迄の間は、前記パンチユニット２４を構成する前記主パンチ２９と前記リングパンチ３０とが、同期して（互いに軸方向に変位する事なく）、前記成形孔２５内に進入する。即ち、前記弾性付与手段３１により前記リングパンチ３０を前記主パンチ２９の先端側に押圧する弾力の大きさは、前記素材１３を構成する金属材料を前記成形孔２５内に充満させる為に要する力以上に設定している。従って、この金属材料がこの成形孔２５内に充満する以前の状態（この成形孔２５の内面と前記パンチユニット２４の先端面とにより囲まれる空間に未だ隙間が存在する状態）では、前記ラムの加工に伴って、前記パンチユニット２４を構成する前記主パンチ２９だけでなく、前記リングパンチ３０も、前記素材１３を構成する金属材料を前記成形孔２５の底部に向け押圧する。

この結果、図３、４の（Ｃ）に示す様に、前記素材１３を構成する金属材料が、前記成形孔２５の内面と前記パンチユニット２４の先端面とにより囲まれる空間内に充満する。そして、この状態から前記ラムにより前記主パンチ２９を、図３、４の（Ｃ）→（Ｄ）→（Ｅ）に示す様に更に下降させると、この主パンチ２９により押し退けられた、前記素材１３を構成する金属材料の一部が、前記リングパンチ３０を、前記弾性付与手段３１の弾力に抗して上昇させる。即ち、この状態では、前記金属材料の圧力が、前記主パンチ２９の下降に伴って、前記空間に隙間が存在した状態よりも高くなり、前記金属材料の圧力に基づいて前記リングパンチ３０が、前記弾性付与手段３１の弾力に抗して上昇する。この状態では、このリングパンチ３０の先端面３３と、前記主パンチ２９の先端部外周面と、前記成形孔２５の大径部２７の内周面とにより囲まれた円筒部成形用キャビティ部分に前記金属材料が隙間なく入り込んで、前記円筒部１９を形成する。

前記弾性付与手段３１の弾力は、前記主パンチ２９の押圧力に基づいて前記円筒部成形用キャビティ内に入り込んだ前記金属材料が、前記リングパンチ３０の先端面を押圧する力よりは小さい。但し、この金属材料が前記円筒部成形用キャビティ部分に進入する事に対しては、或る程度大きな抵抗として作用する。この為、前記金属材料を前記円筒部成形用キャビティ部分に、全周に亙って均一に進入させる（行き渡らせる）事ができる。即ち、この円筒部成形用キャビティの円周方向の一部にのみ金属材料が入り込んだ状態で、前記リングパンチ３０が上昇する事はなく、この金属材料を前記円筒部成形用キャビティ内に全周に亙り均等に入り込ませつつ、前記リングパンチ３０が上昇する。この結果、前述の図２に示した様に、前記円筒部１９の先端縁部の形状が良好な金属製部品である、前記第一中間素材２０を安定して得られる。

この様にして得た第一中間素材２０は、前述の図１の（Ｂ）→（Ｃ）→（Ｄ）に示す様に、更に塑性加工を施して、軸方向中間部他端寄り部分に、車輪を支持固定する為の外向フランジ状の支持フランジを有するハブ本体９とする。このハブ本体９を得る為の加工は、前述の特許文献１〜３に記載される等により従来から知られている製造方法により行う。そして、得られたハブ本体９を、内輪１０と組み合わせてハブ３とする。更に、このハブ３を、外輪２及び複数個の転動体４、４と組み合わせて、前述の図１０に示した様な車輪支持用転がり軸受ユニット１とする。

上述の様に本例の金属製部材の塑性加工方法及び塑性加工装置によれば、軸方向端部に良質の円筒部１９を有するハブ本体９を、安定して加工できる。更に本例の金属製部材の塑性加工方法及び塑性加工装置によれば、前記パンチユニット２４を前記主パンチ２９と前記リングパンチ３０とに分けて構成した事に基づき、次の２通りの理由により、前記円筒部１９の先端面外周縁部にバリが形成されない様にするか、仮に形成された場合でも小さなバリに止める事ができる。

第一の理由に就いて、図６、７を参照しつつ説明する。パンチにより素材をダイス内に押し込み、この素材の先半部を縮径すると共に基端部に円筒部を形成する、前後方押出加工を行う場合、この縮径を行う前方押出加工に要する荷重よりも、前記円筒部を形成する為の後方押出加工に要する荷重が低くて済む。この為、図６に示す様に、本例のパンチユニット２４を構成する主パンチ２９とリングパンチ３０とを一体とした如きパンチ３９を使用して、円柱状の素材１３をダイス２３の成形孔２５内に押し込むと、この素材１３を構成する金属材料がこの成形孔２５の小径部２６の奥端部に迄充満する以前に、この金属材料の一部が、この成形孔２５の大径部２７の内周面と前記パンチ３９の内周面との間の隙間内に入り込む。即ち、このパンチ３９の先端の小径部により前記素材が押し潰される事に伴って周囲に流動した金属材料が、前記隙間内に入り込む。この結果、図７に示す様に、前記円筒部１９の先端面外周縁部にバリ３８が、全周に亙って形成される。これに対して本例の場合には、前述の図３、４に示した様に、金属材料が成形孔の奥端部迄充満する以前には、後方押出加工を実質的に開始しないので、上述の様なバリ３８が発生しにくい。この為、材料の歩留りを向上させられる事に加えて、前記第一中間素材２０を加工した後、前記円筒部１９の先端面外周縁部のバリ３８を除去する作業が不要になるか、仮に必要になっても簡単な作業で済ませられる。

次に、第二の理由に就いて、図８、９を参照しつつ説明する。ダイス２３に設けた成形孔２５のうち、大径部２７の内径は素材１３の外径よりも大きい。従って、この素材１３をこの成形孔２５内に投入した状態で、これら素材１３の中心軸と成形孔２５の中心軸とが一致するとは限らない。多くの場合、図８の（Ａ）に示す様に、前記素材１３の中心軸が前記成形孔２５の中心軸に対し傾斜する。この状態から一体型のパンチ３９をこの成形孔２５内に、図８の（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）に示す様に押し込むと、前記素材１３の基端面が不均一に押圧される。そして、図９に示す様に、得られた円筒部１９の先端面外周縁部の円周方向の一部にバリ３８ａが形成される。又、この円筒部１９のうちで、このバリ３８ａが形成された部分と反対側部分に欠肉が生じる。これに対して本例の場合には、前記成形孔２５内に前記素材１３を傾斜させた状態で投入したり、或いは、端面が傾斜する等、変形した素材を用いた状態で成形を開始しても、図５の（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）に示した、素材１３の先端部を縮径する前方押出加工の過程で、この素材１３の傾斜や、この素材１３を造る過程で生じた、端面の傾斜等の変形が矯正される。そして、図５の（Ｃ）→（Ｄ）→（Ｅ）に示した、前記円筒部１９を形成する過程では、前記素材１３の金属材料と、前記パンチユニット２４を構成する、前記主パンチ２９及び前記リングパンチ３０との位置関係を適正にできる（前記パンチユニット２４により前記素材１３を、正しく軸方向に押圧できる）。この結果、前述した様に、得られる円筒部１９として、全周に亙り欠肉のない良質のものを得られるだけでなく、バリの発生も抑えられる。

図示の例では、本発明を、従動輪（ＦＦ車の後輪、ＦＲ車、ＲＲ車、ＭＲ車の前輪）用のハブを造る場合に就いて説明した。但し、本発明は、駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車、ＲＲ車、ＭＲ車の後輪、４ＷＤ車の全輪）用のハブを造る場合にも適用できる。

本発明の金属製部材の塑性加工方法を含む、車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブ本体の製造方法を工程順に示す断面図。 本発明の製造方法により造られた第二中間素材の断面図及び要部拡大断面図。 本発明の金属製部材の塑性加工方法の実施の形態の１例である、素材を、ハブ本体を造る為の第一中間素材に加工する方法を工程順に示す断面図。 図３の一部を拡大して工程順に示す断面図。 成形孔内に素材が傾斜して投入された場合に、加工の進行に伴ってこの傾斜が矯正される状態を示す、図４と同様の図。 本発明と異なるパンチを使用した場合に生じる第一の不都合を説明する為の、図４と同様の図。 第一の不都合を生じたハブ本体の断面図及び要部拡大断面図。 本発明と異なるパンチを使用した場合に生じる第二の不都合を説明する為の、図４と同様の図。 第二の不都合を生じたハブ本体の断面図及び要部拡大断面図。 本発明の製造方法の対象となるハブ本体を組み込んだ車輪支持用転がり軸受ユニットの１例を示す断面図。 従来の製造方法の第１例を工程順に示す断面図。 同第２例を工程順に示す断面図。 従来の製造方法により不都合を生じたハブ本体の断面図及び要部拡大断面図。

符号の説明

１ 車輪支持用転がり軸受ユニット
２ 外輪
３ ハブ
４ 転動体
５ 外輪軌道
６ 取付部
７ 支持フランジ
８ 内輪軌道
９ ハブ本体
１０ 内輪
１１ ナット
１２ 小径段部
１３ 素材
１４ 第一中間素材
１５ 第二中間素材
１６ 第三中間素材
１７ バリ
１８ 第四中間素材
１９ 円筒部
２０ 第一中間素材
２１ 第二中間素材
２２ 第三中間素材
２３ ダイス
２４ パンチユニット
２５ 成形孔
２６ 小径部
２７ 大径部
２８ 傾斜部
２９ 主パンチ
３０ リングパンチ
３１ 弾性付与手段
３２ 先端面
３３ 先端面
３４ 鍔部
３５ 鍔部
３６ 弾力発生機構
３７ パンチ
３８、３８ａ バリ

Claims (4)

1. 金属製で円柱状の素材に塑性加工を施す事により、軸方向一端寄り部分の外径を軸方向他端寄り部分の外径よりも小さくすると共に、軸方向他端部に円筒部を形成する、金属製部材の塑性加工方法であって、前記素材を、ダイスに設けられた、奥部寄り部分の内径が開口寄り部分内径よりも小さく、且つ、奥端部が塞がれた成形孔内に、軸方向一端面をこの成形孔の奥端面に対向させた状態で投入した後、この成形孔内に、円柱状の主パンチと、円筒状でこの主パンチの周囲に、この主パンチに対する軸方向の変位を可能に、実質的に隙間なく外嵌された、前記成形孔の開口寄り部分に実質的に隙間なく挿入可能な外径を有するリングパンチとから成るパンチユニットを進入させ、このリングパンチを前記成形孔の奥端面に向け弾性的に押圧しつつ、前記主パンチにより前記素材をこの成形孔内に押し込み、この素材をこの成形孔内に充満させた後、この主パンチを更にこの成形孔内に押し込んで、この素材を構成する金属材料の一部をこの成形孔の開口に向けて、前記リングパンチをこの成形孔から抜け出す方向に押しつつ流動させる事により、この成形孔の内周面と前記主パンチの外周面と前記リングパンチの先端面とにより囲まれる、円筒部成形用キャビティ部分で、前記円筒部を形成する事を特徴とする金属製部材の塑性加工方法。
2. 軸方向一端寄り部分の外径を軸方向他端寄り部分の外径よりも小さくすると共に、軸方向他端部に円筒部を形成した金属製部材に、更に塑性加工を施す事により、軸方向中間部他端寄り部分に、車輪を支持固定する為の外向フランジ状の支持フランジを有するハブとする、請求項１に記載した金属製部材の塑性加工方法。
3. 奥部寄り部分の内径が開口寄り部分内径よりも小さく、且つ、奥端部が塞がれた成形孔を有するダイスと、パンチユニットと、このパンチユニットをこの成形孔内に押し込む為の押圧装置とを備え、
   前記パンチユニットは、円柱状の主パンチと、この主パンチに対する軸方向の変位を可能に、実質的に隙間なく外嵌された、前記成形孔の開口寄り部分に実質的に隙間なく挿入可能な外径を有するリングパンチと、このリングパンチを前記成形孔の奥端に向け弾性的に押圧する弾性付与手段とから成るものである
   金属製部材の塑性加工装置。
4. 弾性付与手段が、金属ばねと、ゴムと、油圧シリンダとのうちから選択される、１乃至複数種類の弾力発生機構である、請求項３に記載した金属製部材の塑性加工装置。

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