JP4826491B2 - 軌道輪部材の製造方法 - Google Patents
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Description
この為に、先ず、金属材製で円柱状の素材に、軸方向に押し潰す据え込み加工を施す事により、この素材を、軸方向中間部の外径が軸方向両端部の外径よりも大きくなった第一中間素材とする。
その後、上記第一中間素材に荒成形加工を施す。この荒成形加工では、この第一中間素材の軸方向両端面に1対のパンチを、この第一中間素材の周囲に荒成形用ダイスを配置した状態で押し付ける。そして、この第一中間素材を塑性変形させ、軸方向両端面に開口する1対の凹部と、外周面の軸方向中間部に径方向外方に突出する状態で形成された、上記外向フランジの外径よりも小さな外径及びこの外向フランジの厚さよりも大きな厚さを有する膨出部とを備えた、第二中間素材とする。
次いで、この第二中間素材に仕上成形加工を施す。この仕上成形加工では、上記膨出部を、軸方向に押し潰して外径を拡げつつ、上記外向フランジ部を設けるべき部分に向け軸方向に移動させる。そして、上記膨出部を、この膨出部よりも上記外向フランジに近く、余肉部を除去する事によりこの外向フランジを得られる形状に塑性変形させて、第三中間素材とする。
このうちの第一パンチは、前記第三中間素材の段階で前記外向フランジの内径側に位置する状態となる一方の凹部内に隙間なく内嵌するものとする。尚、本明細書及び特許請求の範囲で言う隙間なくとは、ワーク(各段階での中間素材)の表面を、当該表面部分の塑性変形を抑えられる様にバックアップできる状態を言う。塑性変形に結び付かない様な微小隙間が存在する状態も、隙間なくに相当する。
又、上記第一ダイスは、上記第一パンチの周囲にこの第一パンチと同期して移動する状態で設けられたものとする。即ち、上記第一ダイスは、この第一パンチと一体に造られるか、或いは別体に造られたものを結合固定している。この様な上記第一ダイスは、前記第二中間素材のうちで上記一方の凹部の開口周縁部に位置する軸方向一端面乃至この第二中間素材の外周面で上記第三中間素材の段階で上記外向フランジよりも軸方向の一方の側に突出する部分を覆う。
又、上記第二ダイスは、上記第二中間素材の外周面のうちで、少なくとも上記第三中間素材の段階で上記外向フランジよりも軸方向の他方の側に突出する部分を覆うものとする。
更に、上記第二パンチは、上記第二ダイスの内径側に軸方向の変位を可能に、且つ、上記第一パンチに向かう弾力を付与された状態で支持され、前記1対の凹部のうちの他方の凹部に内嵌する嵌合部、及び、上記第二中間素材のうちの軸方向他端面を抑え付ける抑え面部とを備えたものとする。
この様な仕上加工装置を使用して上記仕上成形加工を行なう際に、上記第一パンチ及び上記第一ダイスを上記第二ダイスに向け、上記第二パンチを上記弾力に抗して変位させながら押圧しつつ、上記第二中間素材を上記第二ダイスに押し込む。そして、前記膨出部をこの第二ダイスの軸方向端面と上記第一ダイスの軸方向端面との間に設けた、上記外向フランジ成形用のキャビティ部分で軸方向に押し潰す事で、上記膨出部を、この膨出部よりも上記外向フランジに近い形状に加工する。
更に、請求項7に記載した様に、第三中間素材を造った後(第三中間素材を造った後直ちに、或いは上記第四中間素材を造った後)、隔壁部を打ち抜き除去する。
又、請求項6に記載した様に、固定、可動両ダイスの先端面同士の間の隙間に対応して形成されたバリを打ち抜き除去すれば、加工コストを低く抑えつつ、上記外向フランジを含む、各部の寸法及び形状を、所望通り精度良く造れる。
更に、請求項7に記載した発明の軌道輪部材の製造方法によれば、余分な金属材料を除去して、軽量な車輪支持用転がり軸受ユニットを得られる。
図1〜3は、請求項1〜3、5〜7に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。本例の製造方法は、図1の(A)に示した、中炭素鋼、軸受鋼、浸炭鋼の如き鉄系合金等の、塑性加工後に焼き入れ硬化可能な、金属製で円柱状の素材16に、順次、塑性加工或いは打ち抜き加工を施す。そして、(B)に示した第一中間素材21、(C)に示した第二中間素材22、(D)に示した第三中間素材23、(E)に示した第四中間素材24を経て、(F)に示した最終段中間素材25を得る。更に、この最終段中間素材25に、必要とする切削加工及び研削加工を施して、前述の図6に示した様な、内輪回転型の車輪支持用転がり軸受ユニット1を構成する外輪2とする。上記素材16の容積は、上記第四中間素材24の容積よりも少しだけ(後述するバリ26の容積分だけ)大きくしている。以下、上記素材16を上記最終段中間素材25に加工する工程に就いて、順番に説明する。尚、以下の加工は、基本的には総て熱間若しくは温間で行なうが、小型のハブを形成する場合等、可能であれば、冷間で行なっても良い。
このうちの第一パンチ31は、上記第三中間素材23の段階で上記取付部6(となるべき部分)の内径側に位置する状態となる、一方の凹部である、前記段付形状の第一円形凹部27内に隙間なく内嵌するものである。この為に上記第一パンチ31は、先端側の小径部と基端側の大径部とを傾斜段部により連続させた、段付円柱状である。
そして、最後に、図1の(E)→(F)に示す様に、上記両円形凹部27、28同士の間に存在する隔壁部19を、プレス加工等により打ち抜き除去し、前記最終段中間素材25とする。この最終段中間素材25は、完成後の外輪2{図3の(A)の鎖線参照}よりも厚肉である。
図4〜5は、請求項1、2、4〜7に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。上述した実施の形態の第1例の場合、図1の(C)に示した第二中間素材22を図1の(D)に示した第三中間素材23に加工する過程で、軸方向寸法を実質的に変化させない。これに対して本例の場合には、図4の(C)に示した第二中間素材22aを図4の(D)に示した第三中間素材23aに加工する過程で、軸方向寸法を縮める。
2、2a、2b 外輪
3、3a ハブ
4 転動体
5 外輪軌道
6 取付部
7、7a 支持フランジ
8 内輪軌道
9、9a 内輪
10 ハブ
11 ハブ本体
12 中央寄り円柱部分の金属材料
13 中間円筒状部分の金属材料
14 外径寄り円筒状部分の金属材料
15 中間素材
16 素材
17 第一円形凹部
18 第二円形凹部
19、19a 隔壁部
20 中間素材
21 第一中間素材
22、22a 第二中間素材
23、23a 第三中間素材
24 第四中間素材
25 最終段中間素材
26 バリ
27 第一円形凹部
28、28a 第二円形凹部
29 膨出部
30 仕上加工装置
31 第一パンチ
32 第一ダイス
33 第二ダイス
34 第二パンチ
35 段差部
36 環状凹部
37 成形孔
38 成形用段部
39 ばね
40 嵌合部
41 鍔部
42 抑え面部
43 凸曲面部
44 素取付部
Claims (7)
- 円筒部の内周面の軸方向2個所位置に背面組み合わせ型の外輪軌道を、外周面に外向フランジを、それぞれ設けた軌道輪部材を造る為、金属材製で円柱状の素材に、軸方向に押し潰す据え込み加工を施す事により、この素材を、軸方向中間部の外径が軸方向両端部の外径よりも大きくなった第一中間素材とした後、この第一中間素材の軸方向両端面に1対のパンチを、この第一中間素材の周囲に荒成形用ダイスを配置した状態で押し付ける荒成形加工を施す事により、この第一中間素材を塑性変形させ、軸方向両端面に開口する1対の凹部と、外周面の軸方向中間部に径方向外方に突出する状態で形成された、上記外向フランジの外径よりも小さな外径及びこの外向フランジの厚さよりも大きな厚さを有する膨出部とを備えた第二中間素材とし、次いで、この膨出部を、軸方向に押し潰して外径を拡げつつ、上記外向フランジ部を設けるべき部分に向け軸方向に移動させる仕上成形加工を上記第二中間素材に施す事より、上記膨出部を、この膨出部よりも上記外向フランジに近く、余肉部を除去する事によりこの外向フランジを得られる形状に塑性変形させて、第三中間素材とする事を特徴とする軌道輪部材の製造方法。
- 荒成形加工時に、第三中間素材の段階で外向フランジの内径側に位置する状態となる一方の凹部を形成する為の一方のパンチとして、先端部の外径が基端部の外径よりも小さくなったものを使用し、第二中間素材に形成される1対の凹部のうちの上記一方の凹部の内径を、奥部で小さく開口部寄りで大きくすると共に、この一方の凹部の内周面の軸方向中間部で複列の外輪軌道のうちの一方の外輪軌道を設けるべき部分に段差部を形成する、請求項1に記載した軌道輪部材の製造方法。
- 仕上成形加工時に、第二中間素材の軸方向両端面に開口する1対の凹部に、荒成形加工で使用するパンチと同形状のパンチを内嵌する事により、これら両凹部の深さ及び内面形状を変化させずに、膨出部を、この膨出部よりも上記外向フランジに近い形状に塑性変形させる、請求項1〜2のうちの何れか1項に記載した軌道輪部材の製造方法。
- 荒成形加工時に、一方のパンチに加えて、他方のパンチとしても、先端部の外径が基端部の外径よりも小さくなったものを使用し、第二中間素材に形成される1対の凹部の内径を、一方の凹部だけでなく他方の凹部も含め、それぞれの奥部で小さく開口部寄りで大きくすると共に、仕上成形加工時に、上記一方の凹部に荒成形加工で使用するパンチと同形状の一方のパンチを内嵌する事により、この一方の凹部の深さ及び内面形状を変化させない状態としつつ、上記他方の凹部に、この他方の凹部のうちで内径が大きくなった部分にのみ内嵌する他方のパンチを内嵌し、この他方のパンチと上記一方のパンチとの間で上記両凹部の奥端面同士の間に存在する隔壁部のうちの外径寄り部分を軸方向に押し潰しつつ、膨出部を外向フランジ部を設けるべき部分に向け軸方向に移動させ、上記隔壁部のうちの外径寄り部分の押し潰しに伴ってこの外径寄り部分から押し出される金属材料を、上記他方の凹部の奥部の径方向中央寄り部分に移動させる、請求項1〜2のうちの何れか1項に記載した軌道輪部材の製造方法。
- 仕上成形加工を、第三中間素材の段階で外向フランジの内径側に位置する状態となる一方の凹部内に隙間なく内嵌する第一パンチと、この第一パンチの周囲にこの第一パンチと同期して移動する状態で設けられ、第二中間素材のうちで上記一方の凹部の開口周縁部に位置する軸方向一端面乃至この第二中間素材の外周面で上記第三中間素材の段階で上記外向フランジよりも軸方向の一方の側に突出する部分を覆う第一ダイスと、上記第二中間素材の外周面のうちで、少なくとも上記第三中間素材の段階で上記外向フランジよりも軸方向の他方の側に突出する部分を覆う第二ダイスと、この第二ダイスの内径側に軸方向の変位を可能に、且つ、上記第一パンチに向かう弾力を付与された状態で支持された、1対の凹部のうちの他方の凹部に内嵌する嵌合部及び上記第二中間素材のうちの軸方向他端面を抑え付ける抑え面部を備えた第二パンチとを備えた仕上加工装置を使用して行ない、上記第一パンチ及び上記第一ダイスを上記第二ダイスに向け、上記第二パンチを上記弾力に抗して変位させながら押圧しつつ、上記第二中間素材を上記第二ダイスに押し込み、膨出部を、この第二ダイスの軸方向端面と上記第一ダイスの軸方向端面との間に設けた、上記外向フランジ成形用のキャビティ部分で軸方向に押し潰す事で、上記膨出部を、この膨出部よりも上記外向フランジに近い形状に加工する、請求項1〜4のうちの何れか1項に記載した軌道輪部材の製造方法。
- 膨出部を、第一、第二両ダイスの軸方向端面同士の間部分に設けた、外向フランジ成形用のキャビティ部分で軸方向に押圧する事で、上記膨出部をこの外向フランジに近い形状として第三中間素材を造った後、上記両ダイスの軸方向端面同士の間の隙間に対応して、上記外向フランジに近い形状部分の外周面に、この外周面から径方向外方に突出する状態で形成されたバリを打ち抜き除去して、第四中間素材とする、請求項5に記載した軌道輪部材の製造方法。
- 第三中間素材を造った後、隔壁部を打ち抜き除去する、請求項1〜6のうちの何れか1項に記載した軌道輪部材の製造方法。
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