JP2011143470A - 車輪用軸受装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハブユニットに組み込まれた軸受において、ＣＲＦに替えて軸受の外輪の軸方向に形状を付すことが可能な鍛造方法により、軸受外輪のリング状素形材の構造を脆弱化しない形状としたリング状素形材の製造方法を提供する。
【解決手段】ボール又はころからなる転動体を転動させる軌道輪を内周面に有するリング状の軸受用のアウターレース素形材１において、アウターレース素形材１のリング内周面の形状を維持した状態を保って外周面１ａ又は上下のリング端部５のいずれかを縮小した形状の凹溝４又は凹状切欠き部５ａとしたアウターレース素形材１を製造する。
【選択図】図６

Description

本願の発明は、棒鋼材から熱間鍛造によりリングを製造し、さらに、このリングを適宜長さに切断し、切断したリングの表面を旋削し、次いでショットブラストし、さらに潤滑処理をした後、冷間鍛造により製造する自動車における第１世代のハブ外輪にユニットとして組み込まれた軸受の外輪の素形材、特に軽量化した形状とした第１世代のハブに組み込まれた軸受の外輪の素形材の製造方法に関する。

一般的には、自動車に要求される性能には、（１）動力性能や制動性能や操縦性能等の走行性能、（２）乗り心地や社内騒音や等の快適性、（３）保守整備が容易で燃料消費が少ない等の経済性、（４）機能と美しさが調和したスタイリングや室内デザインや趣味の要素などを備えた商品性、（５）事故につながらないための対策や万一の事故に対して被害を最小限にとどめ、かつ事故後に被害が広がらないようになっている安全性、および（６）二酸化炭素や有害廃棄物を排出することのない低公害性である。これらの要求性能をのうち、上記の動力性能や制動性能や操縦性能等の走行性能や、燃料消費が少ない経済性あるいは二酸化炭素や有害廃棄物を排出することのない低公害性を図るために、これらの性能を低下することなく、コストを可能な限り低減して、自動車の車体の駆動機構における第１世代のハブに組み込まれた軸受の外輪部材の製造方法が求められている。

ところで、従来の自動車の車体の駆動機構における第１世代のハブに組み込まれた軸受の外輪は、主として棒鋼材を熱間鍛造によりリングとし、このリングを焼鈍し、焼鈍したリングの表面をショットブラストした後、冷間ローリング加工（以下、「ＣＲＦ」という。）する工程により製造されていた。上記の製造工程では、最終段階で回転加工する工程すなわちＣＲＦによる加工が行われるため、製品である軸受における外輪の軸方向のリング状の外表面には、ＣＲＦにより周方向の形状化はできても軸方向の形状化はできなかった。

従来の自動車の技術分野では、自動車の車体に固定する外側部材と車体に取り付ける内側部材と、これらの外側部材と内側部材の間に配置される転動部材と保持器とを具備し、内側部材を外側部材に転動部材を介して回転自在に支持する構造としたホイール用軸受ユニットが知られている。この自動車のホイール用軸受ユニットにおいて、上記の内側部材の端部に取り付けられ外端部に凹部が形成された凹部材と、この凹部材の内周面に設けられ回転数に応じた信号を発するエンコーダ部と、上記の外側部材に固定され上記の凹部材を覆う密封部材と、上記の凹部内に位置すると共に、上記のエンコーダ部と半径方向に対向するように、上記の密封部材に固定され、上記のエンコーダ部から発生した信号を検出する回転検出器とを具備した自動車のホイール用軸受ユニットが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、このものは、回転検出器およびエンコーダ部の存在する場所に、運転時に外部から土砂や泥水が進入する虞れを無くし、精度のよい回転数の検出が長期にわたってできるものとしたものであり、形状を付することによりエンコーダ部を取り付けるようにしたものである。

さらに、他の従来の自動車の技術分野では、自動車等の車輪を自転自在に支承する車輪用軸受装置の製造において、パイプ材を所要の長さに切断し、この切断したパイプ材の両端のバリ取りを行い、このバリ取りをしたパイプ材の内径面と外径面を旋削し、この旋削したパイプ材の内径内に、外周面を形状面としたマンドレルを挿入し、外周面に凹部が形状化された成形ロールをパイプ材の外周に配置し、パイプ材を挟んで該成形ロールとマンドレルの少なくとも一方を回転させることによりパイプの内周面にわたって所望の形状を形成するすなわちＣＲＦする（例えば、特許文献２参照。）技術がある。このものはパイプの外径に形状を付けることにより、後工程での仕上げ加工を容易としている。しかし、この技術は製品を、円の中心をとおり軸方向に直角な断面で切断した場合、ＣＲＦでは、どの断面形状も同一となる製品しか得られない。また、棒鋼から熱鍛し切削加工する方法により、外周面への長手方向への凹溝や端面の凹状切欠きを付与する場合、回転切削時の被加工材の方向に対して凹みのために被加工材が同一半径とならないため旋盤のように回転しながら削れず、被加工材を固定して凹み部を１ヶ所ずつ削ることになる。このためＣＲＦのような塑性加工の場合に比べてこの技術は生産性・歩留が悪い。

特開平１−２５４４０１号公報 特開２００８−１３８８６０号公報

本発明が解決しようとする課題は、ハブに組み込まれた軸受の製造方法において、軸受の外輪の軸方向に形状を付すことが不可能であったＣＲＦに替えて、軸受外輪の軸方向に形状を付すことを可能とした手段によって、軸受外輪のリング状素形材を脆弱化しない形状とした軸受における外輪のリング状素形材の製造方法を提供することである。

上記の課題を解決するための本発明の手段は、熱間鍛造により棒鋼材から製造した成形リングあるいは鋼管を切断して適宜長さとした切断リングとし、このリングを切削により切削リングとし、この表面にショットブラストした後、潤滑処理を施して、さらに冷間鍛造により製造する、自動車用のハブに組み込まれた軸受における外輪素形材の製造方法であって、特に軽量化した軸受のリング状の外輪素形材の製造方法である。

すなわち、請求項１の発明は、ボール又はころからなる転動体を転動させる軌道輪を内周面に有するリング状の軸受用の外輪（以下、外輪を「アウターレース」という。）素形材の鍛造による製造方法である。このアウターレース素形材のリング内周面の形状を維持した状態に保ってアウターレース素形材の外周面に軸方向の凹溝を等間隔に離間して又は外周面の形状は維持した状態で上下のリング端面に凹状に縮小した形状を等間隔に離間して形状化したアウターレース素形材を鍛造により製造することを特徴とするハブユニットに組み込むための軽量化したアウターレース素形材の製造方法である。

請求項２の発明は、アウターレース素形材のリング内周面の形状を維持した状態に保って外周面に軸方向の凹溝を等間隔に離間して形成する方法は、アウターレース素形材のリング外周面に、等間隔に離間して軸方向の凸条を内周面に有するリング状ダイと棒状の下パンチおよび棒状の上パンチを用いて、該リング状ダイに鋼材からなる環状リングを装着し該鋼材からなる環状リングの内周面に該棒状の下パンチを下方から挿入して押し当て、かつ棒状の上パンチを上方からリング状ダイ内に挿入して押し当てた後、棒状の上パンチを下方に加圧して該鋼材からなる環状リングを棒状の上パンチおよび棒状の下パンチを環状リング中に挿入してリングの軸方向のスリット状凹溝を該鋼材からなる環状リング外周面に等間隔に配設することにより、軸方向のスリット状凹溝の部分の肉厚を凹溝部以外の肉厚よりも薄くしたアウターレース素形材を鋼材からなる環状リングから鍛造により形成することを特徴とする請求項１に記載の軽量化したアウターレース素形材の製造方法である。

請求項３の発明は、アウターレース素形材のリング内周面の形状を維持した状態に保って上下のリング端面を縮小して形状化する方法は、該リング内周面の形状と同様にアウターレース素形材のリング外周面の形状も維持した状態に保って、アウターレース素形材を環状内周面を有するリング状ダイに鋼材からなる環状リングを装着し該鋼材からなる環状リングの内周面に、端部の環状面に等間隔に配置の凸状部を有する棒状の下パンチを下方からリング状ダイ内に挿入して押し当て、かつ、端部の環状面に等間隔に配置の凸状部を有する棒状の上パンチを上方からリング状ダイ内に挿入して押し当てた後、該凸状部を有する棒状の上パンチを下方に加圧して鋼材からなる環状リングのリング端面の環状面に軸方向の凹状切欠きを等間隔に形成して、この凹状切欠きの部分の深さをアウターレースの内面に有する軌道輪に達しない範囲としたアウターレース素形材を鋼材からなる環状リングから鍛造により形成することを特徴とする請求項１に記載の軽量化したアウターレース素形材の製造方法である。

本願は上記の請求項１の発明の方法のアウターレース素形材の製造方法は、鍛造方法で製造することにより、鋼材からなる環状リングの内周面の形状を維持した状態を保って外周面のみ軸方向の凹条からなる縮小した形状の軽量化したアウターレース素形材、又は鋼材からなる環状リングの内周面および外周面の形状は環状面に維持して環状リングの両端面に等間隔に離間した凹状切欠きを形成して、ＣＲＦでは製造が困難であった軽量化したアウターレース素形材を鍛造により容易に製造することができる。さらに、請求項２の発明の方法のアウターレース素形材の製造方法は、アウターレース素形材の内周面は管状面に保って、外周面にリングの軸方向の凹状溝を等間隔に配設して鍛造により製造することで、軽量化したアウターレース素形材が容易に形成できる。さらに請求項３の発明の手段のアウターレース素形材のリング端部に等間隔の凹状切欠き部を鍛造により形成することで容易に形状化を図ることができる。この場合、軸受の軌道輪の転動体の転動状態に障害などの悪影響を及ぼすことなく、これらのアウターレース素材から形成の軸受をハブユニットに組み込んで軽量化したアウターレースを得ることができ、この軽量化したアウターレースをハブユニットに用いることで、ガソリン自動車にあっては燃料費を改善すると共に公害の元となる排ガス量を減少でき、あるいは、電気自動車にあっては電気の消費量を減少でき、このことにより自動車の軽量化の一助に役立たせることができる。

（ａ）は本発明における凹溝を形成したアウターレース素形材、（ｂ）は（ａ）に示すアウターレース素形材における凹溝の大きさを示す図である。 本願発明のリング状素材をＳＵＪ２鋼管から製造するための模式的流れ図である。 本願発明の他の実施例の棒鋼からなる（ａ）のリング状素材と、このリング状素材から形成した（ｂ）のバー材を示す模式図である。 図３のバー材から（ａ）の据込体、（ｂ）のカップ体、（ｃ）の成形リングに形成する方法の流れ図を示す。 本願の請求項２に係る発明である第２の実施の形態の製造方法を模式的に示す図で、（ａ）は冷間鍛造前を示し、（ｂ）は加圧成型後の状態を示す。 本願発明の請求項２に係る発明の成形工程を模式的に示す図で、（ａ）は切削リングであるリング状素材、（ｂ）はリング状ダイ中のリング状素材、（ｃ）はアウターレース素形材の斜視図を流れ図で示し、（ｄ）はリング状ダイの平面図、（ｅ）はアウターレース素形材の断面図、（ｆ）はリング端部に凹状切欠き部を有するアウターレース素形材の側面断面図、（ｇ）は（ｆ）の斜視図をそれぞれ示す模式図である。 本願の請求項３に係る発明である第３の実施の形態の製造方法を模式的断面図により示す図で、（ａ）は冷間鍛造前を示し、（ｂ）は加圧成型後の状態を示す。 本願の発明の製造方法に使用する冷間鍛造装置を示す側面図で、（ａ）はリング状素材を下パンチに装着した加圧前の段階を示し、（ｂ）はリング状素材を上パンチで加圧してアウターレース素形材に成形した状態を示す側面図である。 本発明に使用しうるアウターレース素形材の各大きさを示す図である。 本発明のアウターレース素形材から形成した軸受を組み込んだ第１世代のハブユニットを示す図である。

本願の発明を実施するための実施の形態について図面を参照して以下に説明する。第１の実施の形態では、ボール２ａ又はころ２ｂからなる転動体２を転動させる軌道輪３を内周面１ｂに有するリング状の軸受用のアウターレース素形材１の製造方法である。このアウターレース素形材１から、図８に示す第１世代のハブユニット２０に組み込むアウターレース２１が形成される。このアウターレース２１はハブユニット２０に組み込むために軽量化したアウターレース２１となっている。この第１の実施の形態の手段では、上記のアウターレース素形材１の軌道輪３を有するリング内周面１ｂの形状は変更することなく、その形状を維持した状態を保って外周面１ａの形状のみの外周面１ａ又は上下のリング端部５のいずれかを縮小した形状に形成している。この外周面１ａの形状のみを縮小した形状としたことで、アウターレース素形材１の重量をその縮小した分だけ軽量化して製造する。

第２の実施の形態では、アウターレース素形材１のリング内周面１ｂの形状は変更することなくそのままの形状に維持した状態を保って、外周面１ａのみを縮小した形状である上記の実施の形態１における方法である。その形状は図１の（ａ）に示すように、アウターレース素形材１の外径の寸法が例えばφ８５．３ｍｍで内径がφ７３．５ｍｍのあるリング外周面１ａにリングの軸方向のスリット状の凹溝４を等間隔に６個を配設したものである。そしてこの凹溝４の部分の外周面１ａと内周面１ｂの間の肉厚を凹溝部以外の外周面１ａと内周面１ｂの間の肉厚よりも薄く形成した形状のアウターレース素形材１から形成している。このように凹溝４の部分の外周面１ａと内周面１ｂの間の肉厚を薄く形成したことで、アウターレース素形材１の重量をその薄くした分だけ軽量化している。しかし、外周面の凹溝部以外の部分では外周面１ａと内周面１ｂの間の肉厚は薄くすることなくそのままの状態であるので、アウターレース素形材１の強度は軸受としての必要強度を維持できる程度に等間隔に配設した凹溝４の溝幅とその個数を設けている。この場合、図１の（ｂ）に示すように、リングの軸方向のリング中心点１ｃからアウターレース素形材１へ角度２０°で結んだ２本の線の間を外周面１ａから内周面１ｂへ例えば１．５ｍｍだけ凹めて凹溝４に形成している。このアウターレース素形材１の寸法は外径は上記のとおりφ８５．３ｍｍで、内径はφ７３．５ｍｍとしている。

上記の第２の実施の形態のアウターレース素形材１の外周面１ａにリングの軸方向のスリット状の凹溝４を等間隔に６個を配設した方法では、スリット１箇所につき９．０ｇ軽量化できるので、６個の合計で５４．０ｇ軽量化でき、アウターレース素形材１の重さの約１０％を軽量化できる。

第３の実施の形態では、図１の（ｃ）に示すように、外径の寸法が例えばφ８５．３ｍｍで内径がφ７３．５ｍｍの大きさであるアウターレース素形材１のリングの外周面１ａおよび内周面１ｂの形状は変更することなく、そのままの形状に維持した状態を保って、リング端面５の上下の円周部に凹状切欠き部５ａを等間隔に配設した製造する。この場合、その凹状切欠き部５ａの大きさは、図１の（ｄ）に示すように、深さは２ｍｍ、Ｒ３２ｍｍの円弧に形成している。この場合、上記したようにリング端面５の上下の円周部に凹状切欠き部５ａを等間隔に配設して、両端にそれぞれ４個ずつ設けている。これらの場合、リング端面５の上下の円周部に凹状切欠き部５ａは、切欠き１箇所につき１．５ｇ軽量化できるので、リング端面５の円周部の凹状切欠き部５ａは上下で計８個であるので、合計で１２．０ｇ軽量化でき、アウターレース素形材１の重さの約２％を軽量化できることとなる。なお、この図１の（ｃ）では、リング外周面１ａにリングの軸方向のスリット状の凹溝４を省略している。

ここで、先ず、図６の（ｃ）に示す第２の実施の形態について説明する。上記したアウターレース素形材１の製造方法を説明するに当たり、先ず、以下の慣用手段を利用した第１の方法について説明する。この方法では、鋼材としてＪＩＳ規格の高炭素クロム軸受鋼鋼材のＪＩＳ Ｇ ４８０５のＳＵＪ２からなる棒鋼をアッセルミルにより熱間で圧延製管又は熱間押出により製管し、図２の（ａ）に示す、外径φ８６．２ｍｍ、内径φ６９．５ｍｍのＳＵＪ２鋼管１６を得て、これを、図２の（ｂ）に示す、長さ４６．５ｍｍに切断して切断リング１７とする。
さらに他の手段を利用した第２の方法について説明する。この第２の方法の場合も、鋼材は同じく棒鋼である。すなわち、鋼材としてＪＩＳ規格の高炭素クロム軸受鋼鋼材のＪＩＳ Ｇ ４８０５のＳＵＪ２からなる棒鋼を熱間圧延により、図３の（ａ）の径φ４６ｍｍの素材２５とする。この素材２５をシャー切断して図３の（ｂ）の長さ７３．２ｍｍのバー材２６とする。さらに、このバー材２６を１１５０℃に加熱し、第１工程で据込んで、図４の（ａ）に示す形状の、径φ８５ｍｍ、厚さ２１．４ｍｍの据込体２７とし、第２工程で熱間鍛造して図４の（ｂ）に示す形状の外径φ８６．２ｍｍ、内径φ６９．５ｍｍ、底厚さ７ｍｍ、長さ４６．５ｍｍの重量９５２ｇのカップ体２８とする。さらに第３工程で、該カップ体２８の底２８ａをパンチによりいわゆるポン抜きして、図４の（ｃ）に示す外径φ８６．２ｍｍ、内径φ６９．５ｍｍ、長さ４６．５ｍｍの重量７４４ｇの成形リング２９とする。ポン抜きしたポンカスの重量は２０８ｇであった。
さらに、これらの第１の方法あるいは第２の方法で得られた、図２の（ｂ）に示す外径φ８６．２ｍｍ、内径φ６９．５ｍｍ、長さ４６．５ｍｍの切断リング１７あるいは図４の（ｃ）に示す外径φ８６．２ｍｍ、内径φ６９．５ｍｍ、長さ４６．５ｍｍの成形リング２９を切削加工して、図２の（ｃ）に示す長さ４６．０ｍｍ、外径φ８５．０ｍｍ、内径φ７０．５ｍｍの大きさの冷鍛ブランクである切削リング１８とする。これらの切削リング１８をショットブラストした後、一液処理からなる潤滑処理を全面に施す。さらに、この潤滑処理を施した切削リング１８を、図５の（ａ）に示すようにリング状ダイ１４の中に挿入して下パンチ１３に載置し、上方から上パンチ１２により矢印方向に加圧して、図５の（ｂ）に示す冷間鍛造を行う。この結果、長さ４６．７ｍｍ、外径φ８５．３ｍｍ、内径７３．５ｍｍからなり、凹溝４を両端に有し、これらの凹溝４、４の間から軸心側へ突出する幅１２ｍｍ、内径φ６０ｍｍの内周面凸状部６を有する、図２の（ｄ）に示す、リング状素材１９が得られた。これらのリング状素材１９は、図６の（ａ）に示す長さ４６．０ｍｍ、外径φ８５．０ｍｍ、内径φ７０．５ｍｍのリング状素材１１（このリング状素材１１は図２の（ｃ）の切削リング１８と同一である。）を、図６の（ｄ）の平面図に示す凸条１４ａを内周面に有するリング状ダイ１４に、挿入し、図７の下パンチ１３と上パンチ１２により加圧鍛造して、図６の（ｂ）に示す長さ４６．７ｍｍ、径φ８５．３ｍｍの外周面１ａ、径φ７３．５ｍｍの内周面、内径φ６０ｍｍの内周面凸状部６を有するリング状素材１９とし、このリング状素材１９を図７のリング状ノックアウト１５で取り出して、図６の（ｃ）に示す、軸方向の凹溝４を外周面１ａに有するアウターレース素形材１を製造する。なお、軸方向の凹溝４を外周面１ａに付与することは、切削加工でも可能である。

次いで、図６の（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）に示す第３の実施の形態について説明する。図１の（ａ）に示すように、例えば外径φ８５．３ｍｍで内径φ７３．５ｍｍの大きさであるアウターレース素形材１のリングの外周面１ａおよび内周面１ｂの形状は変更することなく、そのままの形状に維持した状態を保って、図１の（ｃ）に示すように、リング端部５の上下の円周部に凹状切欠き部５ａを等間隔に配設する製造法について、第１の手段の方法として説明する。この第１の手段の方法では、先ず、鋼材としてＪＩＳ規格の高炭素クロム軸受鋼鋼材のＪＩＳ Ｇ ４８０５のＳＵＪ２からなる棒鋼をアッセルミルにより熱間で圧延製管又は熱間押出により製管し、図２に（ａ）に示すように、外径φ８６．２ｍｍ、内径φ６９．５ｍｍのＳＵＪ２鋼管１６を得て、これを切断して、図２の（ｂ）に示すように、長さ４６．５ｍｍの切断リング１７とする。
次いで、上記の手段の方法に代えた、他の第２の方法の手段について説明する。この第２の手段の方法も、鋼材は同じく棒鋼である。鋼材としてＪＩＳ規格の高炭素クロム軸受鋼鋼材のＪＩＳ Ｇ ４８０５のＳＵＪ２からなる棒鋼を熱間圧延により図３の（ａ）の径φ４６ｍｍの素材２５とする。この素材２５をシャー切断して図３の（ｂ）の長さ７３．２ｍｍのバー材２６とする。さらに、このバー材２６を１１５０℃に加熱し、第１工程で据込んで、図４の（ａ）に示す形状の、径φ８５ｍｍ、厚さ２１．４ｍｍの据込体２７とし、第２工程で熱間鍛造して図４の（ｂ）に示す形状の外径φ８６．２ｍｍ、内径φ６９．５ｍｍ、底厚さ７ｍｍ、長さ４６．５ｍｍの重量９５２ｇのカップ体２８とする。さらに第３工程で、該カップ体２８の底２８ａをパンチによりいわゆるポン抜きして、図４の（ｃ）に示す外径φ８６．２ｍｍ、内径φ６９．５ｍｍ、長さ４６．５ｍｍの重量７４４ｇの成形リング２９とする。なを、ポン抜きしたポンカスの重量は２０８ｇであった。
さらに、これらの第１の手段または第２の手段の方法で得られた、図２の（ｂ）に示す外径φ８６．２ｍｍ、内径φ６９．５ｍｍ、長さ４６．５ｍｍの切断リング１７あるいは図４の（ｃ）に示す外径φ８６．２ｍｍ、内径φ６９．５ｍｍ、長さ４６．５ｍｍの成形リング２９を切削加工して、図２の（ｄ）に示す、長さ４６．０ｍｍ、外径φ８５．０ｍｍ、内径φ７０．５ｍｍの大きさの切削リング１８からなる冷鍛ブランクとする。この切削リング１８にショットブラスとした後、潤滑処理を一液処理で全面に施し、さらに、この潤滑処理を施した切削リング１８を、図７の（ａ）に示すようにリング状ダイ１４の中に挿入し、切削リング１８のリング状周縁部の上面に、等間隔の円弧状凸状部１３ｂを有するリング状下パンチ１３ａおよび該リング状パンチ１３ａ内に挿入し得る外周面を有する下パンチ１３の上に挿入した切削リング１８を載置し、さらに下面に円弧状凸状部１２ｂを有するリング状上パンチ１２ａおよびその中に挿入し得る外周面を有する上パンチ１２により、図７の（ｂ）に示すように、これらの切削リングの上方および下方から同時に加圧し冷間鍛造を行う。

上記の方法において、切削リング１８の下面のリング状周縁部に等間隔に配置された円弧状凸状部１３ｂを有するリング状下パンチ１３ａおよび切削リング１８の上面のリング状周縁部に等間隔の円弧状凸状部１２ｂを有するリング状上パンチ１２ａはそれぞれリング状ノックアウト１５を兼用するものとなっている。図７の（ａ）に示すように、ダイ１４の中に円弧状の凸状部１３ｂを等間隔で有するリング状下パンチ１３ａおよび下パンチ１３ａを挿入し、さらに切削リング１８をこれらのリング状下パンチ１３ａおよび下パンチ１３ａの上に装着し、この切削リング１８の上から円弧状の凸状部１２ｂを等間隔で有するリング状上パンチ１２ａおよび上パンチ１２により同時に加圧することにより冷間鍛造することで、その凹状切欠き部５ａの大きさは、図１の（ｄ）に示すように、深さは２ｍｍ、Ｒ３２ｍｍの円弧に形成されて、図１の（ｃ）に示す外径の寸法が、例えばφ８５．３ｍｍで内径がφ７３．５ｍｍの大きさであるアウターレース素形材１が得られる。そして、その結果、このリング端面５の上下の円周部には、凹状切欠き部５ａが等間隔に配設されて、上下にそれぞれ４個ずつ設けられることとなる。さらに本発明では、リング端部５の凹状切欠き部５ａに加えて上記したリング外周面１ａに凹溝４を同時に付加した形状にしてもよい。

図８は本発明の冷鍛加工方法に使用する鍛造装置の側面図で、（ａ）は、リング状素材１１を下パンチ１３上に装着して上パンチ１２を加圧する前の段階を示す図で、上パンチはリング状素材１１から１８０．８ｍｍ上部に位置して待機している。１４はリング状のダイで、１５は上下のリング状ノックアウトである。（ｂ）は上パンチ１２を押し下げて加圧してリング状素材１１をアウターレース素形材１に成形した状態を示す図である。これらの図８の（ａ）および（ｂ）において矢印で示す数値は距離を示し、単位はｍｍである。なお、前述した第２の実施の形態や第３の実施の形態において、母材をリングに代えて直径５０ｍｍの棒鋼を用い、これを１１５０℃に加熱して長さ５５ｍｍに切断し、そのまま鍛造して図２の（ｂ）に示すように、外径φ８６．２ｍｍ、内径φ６９．５ｍｍ、長さ４６．５ｍｍの鍛造リングを得て、これを以下同様に加工した場合についても、凹溝を有するアウターレースや凹状切欠き部を有するアウターレースを得られた。

図９は本発明の方法に使用しうるアウターレース素形材１の各大きさを示す図で、アウターレース素形材１の外径はφ５０〜１１０ｍｍ、内周面凸状部６の内径はφ３０〜１００ｍｍ、リング長さは２０〜６０ｍｍの範囲で変動できる。しかし、それぞれの値は略比例して上記の範囲で大きさを変動することが好ましい。

図１０は、本願のアウターレース素形材１からなるアウターレース２１とインナーレース２２とボール２ａとその保持器２３を有するベアリングを有する自動車の車体の駆動部における第１世代のハブユニット２０の断面図を示す図である。同図において２０ａはハブユニットの回転軸で２４はそのハブユニット中心線を示している。このハブユニットにおいては、本発明におけるアウターレース２１を有する軸受を採用することで、ハブユニット全体として軽量化が達成されている。

１ アウターレース素形材
１ａ 外周面
１ｂ 内周面
１ｃ リング中心点
２ 転動体
２ａ ボール
２ｂ ころ
３ 軌道輪
４ 凹溝
５ リング端部
５ａ 凹状切欠き部
６ 内周面凹状部
１１ リング状素材
１２ 上パンチ
１２ａ リング状上パンチ
１２ｂ 円弧状凸状部
１３ 下パンチ
１３ａ リング状下パンチ
１３ｂ 円弧状凸状部
１４ リング状ダイ
１４ａ 凸条
１５ リング状ノックアウト
１６ ＳＵＪ２鋼管
１７ 切断リング
１８ 切削リング
１９ リング状素材
２０ ハブユニット
２０ａ 回転軸
２１ アウターレース
２２ インナーレース
２３ 保持器
２４ ハブユニット中心線
２５素材
２６ バー材
２７ 据込体
２８ カップ体
２８ａ 底（カップ体の）
２９成形リング

Claims (3)

1. ボール又はころからなる転動体を転動させる軌道輪を内周面に有するリング状の軸受用の外輪（以下、外輪を「アウターレース」という。）素形材の鍛造による製造方法において、アウターレース素形材のリング内周面の形状を維持した状態に保ってアウターレース素形材の外周面に軸方向の凹溝を等間隔に離間して又は／および外周面の形状は維持した状態でリング端面に凹状に縮小した形状を等間隔に離間して形状に成形したアウターレース素形材を鍛造により製造することを特徴とするハブユニットに組み込むための軽量化したアウターレース素形材の製造方法。
2. アウターレース素形材のリング内周面の形状を維持した状態に保って外周面に軸方向の凹溝を等間隔に離間した形状に形成する方法は、アウターレース素形材のリング外周面に、等間隔に離間して軸方向の凸条を内周面に有するリング状ダイと棒状の下パンチおよび棒状の上パンチを用いて、該リング状ダイに鋼材からなる環状リングを装着し該鋼材からなる環状リングの内周面に該棒状の下パンチを下方から挿入して押し当て、かつ棒状の上パンチを上方からリング状ダイ内に挿入して押し当てた後、棒状の上パンチを下方に加圧して該鋼材からなる環状リングを棒状の上パンチおよび棒状の下パンチを環状リング中に挿入してリングの軸方向のスリット状凹溝を該鋼材からなる環状リング外周面に等間隔に配設することにより、軸方向のスリット状凹溝の部分の肉厚を凹溝部以外の肉厚よりも薄くしたアウターレース素形材を鋼材からなる環状リングから鍛造により形成することを特徴とする請求項１に記載の軽量化したアウターレース素形材の製造方法。
3. アウターレース素形材のリング内周面の形状を維持した状態に保って上下のリング端面を縮小した形状に形状化する方法は、該リング内周面の形状と同様にアウターレース素形材のリング外周面の形状も維持した状態に保って、アウターレース素形材を環状内周面を有するリング状ダイに鋼材からなる環状リングを装着し該鋼材からなる環状リングの内周面に、端部の環状面に等間隔に配置の凸状部を有する棒状の下パンチを下方からリング状ダイ内に挿入して押し当て、かつ、端部の環状面に等間隔に配置の凸状部を有する棒状の上パンチを上方からリング状ダイ内に挿入して押し当てた後、該凸状部を有する棒状の上パンチを下方に加圧して鋼材からなる環状リングのリング端面の環状面に軸方向の凹状切欠きを等間隔に形成して、この凹状切欠きの部分の深さをアウターレースの内面に有する軌道輪に達しない範囲としたアウターレース素形材を鋼材からなる環状リングから鍛造により形成することを特徴とする請求項１に記載の軽量化したアウターレース素形材の製造方法。

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