JP5556297B2 - 車輪支持用転がり軸受ユニットの軌道輪部材の製造方法 - Google Patents
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特に、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの軌道輪部材の製造方法は、先ず、金属製の素材を塑性加工する事により、前記第二小径部及び前記アンダカット部を持たず、これら第二小径部及びアンダカット部となるべき部分を円筒部とした中間素材を形成する。その後、この円筒部の内径を、絞り加工や肉寄せ加工等の塑性加工により縮めて、前記第二小径部及び前記アンダカット部を形成する。
この様な本発明を実施するのに、具体的には、請求項2に記載した発明の様に、金属製で円柱状の素材を軸方向に押し潰す事により、一端面に開口し、他端部の内径が中間部乃至一端部よりも小さくなった円形凹孔と、この円形凹孔の底部を塞ぐ底板部とを備えた第一予備中間素材を形成する。その後、この底板部を打ち抜いて、軸方向に貫通する円筒部を備え、この円筒部の軸方向他端部を第一小径部とした中間素材とする。次いで、この中間素材の円筒部の軸方向端面からパンチを押し込む。
更に、この様な請求項2に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項3に記載した発明の様に、前記中間素材の円筒部の軸方向端面から、先ず、この軸方向端面を押圧する部分の軸方向に関する突出量が、径方向中間部で大きく、同じく径方向内端部で小さくなった予備成形用パンチを押し込む。そして、前記円筒部の一端寄り部分の金属材料を軸方向中央部に移動させ、内径寄り部分が軸方向一端側に突出した形状を有する予備第二小径部とする。その後、この予備第二小径部を押圧する部分の軸方向に関する突出量が、内径寄り部分で大きく、外径寄り部分で漸減する仕上成形用パンチを押し込む。そして、前記予備第二小径部の内径寄り部分の金属材料を軸方向中央部に移動させて第二小径部とする。
図1〜3は、本発明に関する参考例の第1例を示している。本参考例の製造方法では、図1の(G)に示す様な、完成後の外輪1のアンダカット部7(図10参照)に対応する部分の内径が大きくなった最終中間素材9を、塑性加工の一種である鍛造加工により造る。この最終中間素材9の形状は、前述の図10の(B)に示した中間素材8aと、基本的に同じである。尚、以下に述べる、素材10を順次塑性変形させて前記最終中間素材9とする鍛造加工は、熱間により(被加工物である素材乃至は各段階の中間素材を900℃を超える温度に加熱した状態で)行う事が、加工力(プレス機の容量)を小さく抑えると共に、被加工物に亀裂等の損傷を発生しにくくする面からは好ましい。但し、被加工物の形状や寸法によっては、温間で(被加工物を600〜900℃に加熱した状態で)行う事もできる。更に、被加工物の形状変化が比較的少ない、初期段階の加工は、被加工物の寸法によっては、冷間で行う事もできる。
この様にして造った前記第二中間素材12に、続いて第二段階の荒成形加工を施す事により、図1の(D)に示す様な第三中間素材13とする。この第三中間素材13は、円筒部14の外周面に素フランジ部15を、内径側部分に隔壁部16を、それぞれ有する。この円筒部14のうちでこの素フランジ部15よりも軸方向に関して片側(図1の下側)に存在する片側円筒部分17に関しては、直径及び径方向の厚さ寸法を、前記最終中間素材9のうちの該当する部分の直径及び厚さ寸法と同じとしている。これに対して、前記円筒部14のうちで前記素フランジ部15よりも軸方向に関して他側(図1の上側)に存在する他側円筒部分18に関しては、直径を前記最終中間素材9のうちの該当する部分の直径よりも大きく、径方向の厚さ寸法を該当する部分の厚さ寸法よりも小さくしている。
この様な前記第三中間素材13には、前記隔壁部16の外径側端部を除く、中央部分を打ち抜き除去するピアス(プレスによる打ち抜き)加工を施して、図1の(E)に示す様な、第四中間素材19とする。
又、以上の本発明に関する参考例は、前記図1の(E)に示した第四中間素材19を同じく(G)に示した最終中間素材9に加工する途中で、同じく(F)に示した第五中間素材20を成形する場合に就いて説明した。但し、前記第四中間素材19の他側円筒部分18を前記最終中間素材9の他側円筒部分18bに加工する程度(加工量の多寡)によっては、この工程を変更する事もできる。例えば、加工量が少ない(縮径する割合が低い)場合には、前記第五中間素材20の加工工程を省略し、前記第四中間素材19を、直接前記最終中間素材9に加工する事もできる。逆に、加工量が多い(縮径する割合が高い)場合には、この第四中間素材19から前記最終中間素材9への加工を、より多段階で行う事もできる。
図4は、本発明に関する参考例の第2例を示している。本参考例の場合には、前述の図1の(E)に示した第四中間素材19を加工する工程を省略し、同図の(D)に示した第三中間素材13を、直接、同図の(F)に示した第五中間素材20の形状に加工する事を意図している。この為に本参考例の場合には、予備成形用パンチユニット25aを構成する予備成形用インナパンチ26aの軸方向長さを、上述した本発明に関する参考例の第1例で使用する予備成形用インナパンチ26(図2参照)よりも長くすると共に、先端外周縁部を尖らせている。そして、図4の(A)→(B)に示す様に、前記第三中間素材13の内径側軸方向中間部に存在する隔壁部16の中央部を打ち抜いて、円形の中心孔35を形成すると同時(実際には時間的に、僅かに前後する)に、他側円筒部分18の直径を縮め、且つ、この他側円筒部分18の径方向に関する厚さ寸法を増大させる。そして、前述の図1の(F)に示した第五中間素材20の形状に加工する。この様な本参考例の加工方法は、前記中心孔35の内径が加工後の他側円筒部分18aの内径よりも小さい(殆どの場合にこの条件を満たす)場合に実施可能である。
その他の構成及び作用・効果は、前述した本発明に関する参考例の第1例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
図5〜9は、本発明の実施の形態の1例を示している。本例の製造方法では、図5の(G)に示す様な、完成後の外輪1のアンダカット部7(図10参照)に対応する部分の内径が大きくなった最終中間素材9aを、塑性加工の一種である鍛造加工により造る。この最終中間素材9aの形状に関しても、前述の図10の(B)に示した中間素材8a、及び、図1の(G)に示した最終中間素材9と、基本的に同じである。但し、図5と、図10及び図1とでは、軸方向位置が上下逆になっている。尚、以下に述べる、素材10を順次塑性変形させて前記最終中間素材9aとする鍛造加工に就いても、熱間により行う事が、加工力(プレス機の容量)を小さく抑えると共に、被加工物に亀裂等の損傷を発生しにくくする面からは好ましいが、被加工物の形状や寸法によっては、温間で行う事もできる。更に、被加工物の形状変化が比較的少ない、初期段階の加工は、被加工物の寸法によっては、冷間で行う事もできる。
この様にして造った前記第二中間素材12aに、続いて第二段階の荒成形加工を施す事により、図5の(D)に示す様な第三中間素材13aとする。この第三中間素材13aは、円筒部14aの外周面に素フランジ部15aを、この円筒部14aの片端部{図5の(D)の下端部}に底板部39を、それぞれ有する。又、この円筒部14aの片端寄り部分(前記素フランジ部15aよりも前記底板部39寄り部分)は、中間部乃至他端寄り部分(この素フランジ部15aに関して、この底板部39と反対側部分)よりも小径で、且つ、薄肉に形成している。前記第三中間素材13aが特許請求の範囲に記載した第一予備中間素材に、前記円筒部14aの内周面と前記底板部39の内面とにより囲まれた部分が、特許請求の範囲に記載した円形凹孔に、それぞれ相当する。
以上の加工により造られる第一〜第四中間素材11a〜13a、19aには、何れも金型を退避させる事に対する障害となるアンダカット部分がない。従って、従来から周知の鍛造加工方法により、容易に加工できる。この為、前記素材10から前記第四中間素材19aまでの加工方法に使用する金型等の、具体的な構造及び作用に就いては、図示並びに説明を省略する。
本例の場合には、前記小径部52を造る為に、前述の様な、内径側端部が軸方向一端側に突出した予備小径部51を形成してから、この予備小径部51の内径寄り部分を軸方向に押し潰して前記小径部52とする為、この小径部52の軸方向他端側に欠肉部が発生しにくい。即ち、この小径部52の軸方向両側面の形状を、何れも所望通りに仕上られる。これに対して、前記予備小径部51を形成する工程を省略する{図5の(E)に示した第四中間素材19aから、直接(G)に示した最終中間素材9aを加工しようとした場合}には、図9に鎖線αで示す様に、得られる小径部52の軸方向他端側に欠肉部が発生し易くなる。
2a、2b 外輪軌道
3 フランジ部
4 第一小径部
5 本体部分
6 第二小径部
7 アンダカット部
8、8a 中間素材
9、9a 最終中間素材
10 素材
11、11a 第一中間素材
12、12a 第二中間素材
13、13a 第三中間素材
14、14a 円筒部
15、15a 素フランジ部
16 隔壁部
17 片側円筒部分
18、18a、18b 他側円筒部分
19、19a 第四中間素材
20、20a 第五中間素材
21 予備成形用ダイス
22、22a 円孔部
23、23a 段差部
24、24a 凹孔部
25、25a 予備成形用パンチユニット
26、26a 予備成形用インナパンチ
27 予備成形用アウタパンチ
28 中心孔
29 小径部
30、30a 大径部
31、31a 段差部
32、32a ガイド傾斜面
33 仕上成形用ダイス
34 仕上成形用パンチユニット
35 中心孔
36 マンドレル
37 仕上成形用インナパンチ
38 仕上成形用アウタパンチ
39 底板部
40 片側円筒部分
41 他側円筒部分
42、42a マンドレル
43、43a 固定ダイス
44、44a 可動ダイス
45 凹部
46 予備成形用パンチ
47 予備成形用押圧部
48、48a 芯金部
49、49a 中間段部
50、50a 上部大径部
51 予備小径部
52 小径部
53 仕上成形用パンチ
54 仕上成形用押圧部
Claims (3)
- 金属材により略円筒状に造られて、内周面の軸方向中間部に軸方向両側部分よりも内径が小さくなった第一小径部を、この第一小径部から軸方向に離隔した部分に第二小径部を、それぞれ設け、これら第一、第二両小径部の間部分を、これら第一、第二両小径部よりも内径が大きいアンダカット部とした車輪支持用転がり軸受ユニットの軌道輪部材の製造方法であって、金属製の素材を塑性加工する事により、前記第二小径部及び前記アンダカット部を持たず、これら第二小径部及びアンダカット部となるべき部分を円筒部とした中間素材を形成した後、この円筒部の内径より大きく同じく外径より小さい外径を有するパンチをこの円筒部に、この円筒部の軸方向端面から押し込む事により、この円筒部を構成する金属材料の一部を、この円筒部の内径側で且つ軸方向の中央寄り部分に移動させて、前記第二小径部及び前記アンダカット部を形成する事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニットの軌道輪部材の製造方法。
- 金属製で円柱状の素材を軸方向に押し潰す事により、一端面に開口し、他端部の内径が中間部乃至一端部よりも小さくなった円形凹孔と、この円形凹孔の底部を塞ぐ底板部とを備えた第一予備中間素材を形成した後、この底板部を打ち抜いて、軸方向に貫通する円筒部を備え、この円筒部の軸方向他端部を第一小径部とした中間素材とし、次いで、この中間素材の円筒部の軸方向端面からパンチを押し込む、請求項1に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの軌道輪部材の製造方法。
- 中間素材の円筒部の軸方向端面から、先ず、この軸方向端面を押圧する部分の軸方向に関する突出量が、径方向中間部で大きく、同じく径方向内端部で小さくなった予備成形用パンチを押し込んで、前記円筒部の一端寄り部分の金属材料を軸方向中央部に移動させる事により、内径寄り部分が軸方向一端側に突出した形状を有する予備第二小径部とした後、この予備第二小径部を押圧する部分の軸方向に関する突出量が、内径寄り部分で大きく、外径寄り部分で漸減する仕上成形用パンチを押し込んで、前記予備第二小径部の内径寄り部分の金属材料を軸方向中央部に移動させて第二小径部とする、請求項2に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの軌道輪部材の製造方法。
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