JP6171741B2 - 車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法及び車輪支持用転がり軸受ユニット用ハブの製造方法 - Google Patents
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Description
この様なハブ本体8は、外周面のうちで前記車輪支持用転がり軸受ユニットを前記図5に示す様に組み立てた状態で前記外輪1の軸方向外端開口から軸方向外方に突出する部分に車輪を支持固定する為の回転側フランジ10を、軸方向外端面の中央部でこの回転側フランジ10の内径側に位置する部分に、軸方向外端面に開口する凹部11を、それぞれ設けている。この凹部11を囲む部分は、前記ハブ本体8と同心で、前記回転側フランジ10の軸方向外側面よりも軸方向外方に突出する、パイロット部と呼ばれる円筒部12としている。前記車輪支持用転がり軸受ユニットの使用時にこの円筒部12には、制動装置を構成するディスクロータや車輪を構成するホイールの中心孔を外嵌して、前記ハブ2に対するこれらディスクロータや車輪の径方向に関する位置決めを図る。
例えば特許文献4には、図7に示す様に、鉄系合金製の素材に、熱間鍛造を施して造るハブ本体8bの内部に存在するファイバーフロー(メタルフロー)31、31の方向を、このハブ本体8bの軸方向中間部外周面に形成した外側内輪軌道13等の軌道面の母線の方向との関係で規制する事が記載されている。具体的には、前記各ファイバーフロー31、31の方向と前記軌道面との角度差を15度以下に抑えて(これら各ファイバーフロー31、31の方向をこの軌道面の母線の方向に近くして)、仕上加工時に於ける金属材料の取り代を抑えつつ、この軌道面に前記各ファイバーフロー31、31の端部が表れる事による、この軌道面の表面粗さの悪化を抑えている。
特許文献5には、ハブ本体を熱間鍛造で造る際に、ファイバーメタルフローの方向を、回転側フランジの内部で螺旋形にする事により、ハブ本体の強度確保と軽量化との両立を図る事を目的とした発明が記載さている。但し、この様な特許文献5に記載されて発明にしても、ファイバーフローの方向を外側内輪軌道やシール摺接面となる各面の母線に対し平行に近くし、且つ、ハブ本体の厚さ方向に関する、前記ファイバーフローの密度を高くできるものではない。
更に、特許文献6には、ハブ本体に設けた回転側フランジの外径側端部の軸方向厚さからこのハブ本体の軸方向中間部の径方向厚さを漸次大きくする事で、このハブ本体の鍛造加工性を向上させる発明が記載されている。但し、前記特許文献6に記載された発明の場合には、ファイバーフローの方向に就いては考慮しておらず、ファイバーフローの方向を外側内輪軌道やシール摺接面となる各面の母線に対し平行に近くし、且つ、ハブ本体の厚さ方向に関する、前記ファイバーフローの密度を高くできるものではない。
又、前記外輪は、内周面の軸方向に離隔した2箇所位置に、それぞれの断面形状が部分円弧状である外側外輪軌道及び内側外輪軌道を備え、使用時に懸架装置に支持された状態で回転しない。
又、前記ハブ本体は、外周面のうちで前記外輪の軸方向外端開口から軸方向外方に突出した部分に車輪を支持固定する為の回転側フランジを、同じく前記外輪の内径側に位置する部分のうちの軸方向中間部に、断面形状が部分円弧状である外側内輪軌道を、この外側内輪軌道の軸方向内側に隣接する部分に、この外側内輪軌道よりも外径が少しだけ(例えば、後述する各玉の直径の0.4〜0.6%程度)大きい内輪肩部を、前記外輪の内径側に位置する部分のうちの軸方向内端部に小径段部を、それぞれ設けている。更に、前記ハブ本体は、軸方向外端部で前記回転側フランジの内径側に位置する部分に、軸方向外端面に開口する凹部を設けている。
又、前記回転側フランジの軸方向内側面の径方向中間部に全周に亙り、内径側の厚肉部と外径側の薄肉部との軸方向内側面同士を連続させる、フランジ段部を形成している。そして、このフランジ段部の軸方向内端縁と、前記ハブ本体の軸方向中間部外周面のうちで前記外側内輪軌道よりも軸方向外側部分とを、断面形状が部分円弧形の凹曲面を含むシール摺接面により連続させている。
又、前記小径段部に、外周面に断面形状が部分円弧形である内側内輪軌道を設け、軸方向外端面の外径が、この小径段部の軸方向外端部に存在する段差面の外径と等しい前記内輪を、締り嵌めで外嵌固定している。
そして、前記両外輪軌道と前記両内輪軌道との間に、両列毎にそれぞれ複数個ずつの玉を転動自在に設ける事で、前記ハブを前記外輪の内径側に回転自在に支持している。更に、前記外輪の軸方向外端部に支持固定したシールリングを構成する複数本のシールリップの先端縁を、前記シール摺接面に摺接させている。
その後、内面形状を、この中間素材を塑性加工して得るべき最終中間素材の外面形状に見合う形状とした金型にセットしてから前記中間素材をこの金型内で押圧する熱間密閉鍛造を施して、前記中間素材の外面形状を前記最終中間素材の外面形状に変化させる。
その後、この最終中間素材の外周面に熱処理、及び、切削、研削を含む機械加工を施して、必要な硬さ、寸法精度及び表面粗さを備えた前記ハブ本体とする。
そして、この第一中間素材41に第二段階の据え込み加工を施す事により、図2の(C)に示す様な、インク壺型の第二中間素材47とする。前記第一中間素材41をこの第二中間素材47とする第二段階の据え込み加工は、この第一中間素材41の軸方向寸法を圧縮すると同時に、この圧縮に基づいて生じた余肉(余分な金属材料)を軸方向一端部から径方向外方に膨出させる態様で行う。この様な第二段階の据え込み加工により、前記図2の(C)に示す様な、軸方向一端部(軸方向外端部、図2の下端部)に外径寸法が大きな大径部42を、軸方向他端部(軸方向内端部、図2の上端部)に外径寸法が小さな小径部43を、軸方向中間部にこれら大径部42と小径部43とを連続させる、外周面が部分円すい凸面状である傾斜部44を、それぞれ備えた、前記第二中間素材47とする。尚、前記第一中間素材41の加工を省略し、前記素材40を直接この第二中間素材47に加工する事もできる。何れにしても、その後、この第二中間素材47に塑性加工を施す事で、図2の(D)に示す様な最終中間素材45を得る。具体的には、この第二中間素材47を、内面形状を、前記最終中間素材45の外面形状に見合う形状とした金型にセットする。
尚、図4中の梨地部分は、仕上段階で旋削、研削加工等の機械加工により、前記最終中間素材45から除去する部分を示す。
2、2a、2b ハブ
3 玉
4 シールリング
5、5a 外側外輪軌道
6、6a 内側外輪軌道
7 固定側フランジ
8、8a、8b ハブ本体
9 内輪
10 回転側フランジ
11、11a 凹部
12 円筒部
13、13a、13z 外側内輪軌道
14、14a 内輪肩部
15 小径段部
16 かしめ部
17、17a 内側内輪軌道
18 段差面
19 保持器
20 厚肉部
21、21a フランジ段部
22 凹曲面
23 芯金
24 弾性材
25 シールリップ
26、26a 軸受内部空間
27 キャップ
28 スプライン孔
29 組み合わせシールリング
30 薄肉部
31 ファイバーフロー
32 車輪支持用転がり軸受ユニット
33 凸曲面
34 平坦面
35 傾斜面
36 円筒面
37、37z 凹曲面
38 シール摺接面
39 環状凸部
40 素材
41 第一中間素材
42 大径部
43 小径部
44 傾斜部
45 最終中間素材
46 傾斜面
47 第二中間素材
48 予備最終中間素材
Claims (3)
- 内周面の軸方向に離隔した2箇所位置に、それぞれの断面形状が部分円弧状である外側外輪軌道及び内側外輪軌道を備え、使用時に懸架装置に支持された状態で回転しない外輪と、ハブ本体と内輪とを結合固定して成り、前記外輪の内径側に回転自在に支持されたハブとを備え、
このうちのハブ本体は、外周面のうちで前記外輪の軸方向外端開口から軸方向外方に突出した部分に車輪を支持固定する為の回転側フランジを、同じく前記外輪の内径側に位置する部分のうちの軸方向中間部に、断面形状が部分円弧状である外側内輪軌道を、この外側内輪軌道の軸方向内側に隣接する部分に、この外側内輪軌道よりも外径が大きい内輪肩部を、前記外輪の内径側に位置する部分のうちの軸方向内端部に小径段部を、それぞれ設けると共に、軸方向外端部で前記回転側フランジの内径側に位置する部分に、軸方向外端面の中央部に開口する凹部を設けたものであり、
前記回転側フランジの軸方向内側面の径方向中間部に全周に亙り、内径側の厚肉部と外径側の薄肉部との軸方向内側面同士を連続させる、フランジ段部を形成し、このフランジ段部の軸方向内端縁と、前記ハブ本体の軸方向中間部外周面のうちで前記外側内輪軌道よりも軸方向外側部分とが、断面形状が部分円弧形の凹曲面を含むシール摺接面により連続しており、
前記小径段部に、外周面に断面形状が部分円弧形である内側内輪軌道を設け、軸方向外端面の外径が、この小径段部の軸方向外端部に存在する段差面の外径と等しい前記内輪を、締り嵌めで外嵌固定しており、
前記両外輪軌道と前記両内輪軌道との間に、両列毎にそれぞれ複数個ずつの玉を転動自在に設けると共に、前記外輪の軸方向外端部に支持固定したシールリングを構成する複数本のシールリップの先端縁を、前記シール摺接面に摺接させており、
前記外側外輪軌道の内径が前記内側外輪軌道の内径よりも大きく、前記外側内輪軌道の外径が前記内側内輪軌道の外径よりも大きく、この外側内輪軌道と前記外側外輪軌道との間に設けられた外側列の玉のピッチ円直径が、前記内側内輪軌道と前記内側外輪軌道との間に設けられた内側列の玉のピッチ円直径よりも大きい車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法であって、
円柱状の素材に鍛造加工を施して、前記回転側フランジと前記凹部とを有する最終中間素材とした後、この最終中間素材の外周面に機械加工を施して前記ハブ本体を造る際に、鍛造加工完了時点での前記最終中間素材の軸方向中間部外周面のうちで、前記薄肉部の内周縁と前記内輪肩部の軸方向内端部との間部分の断面形状を、前記最終中間素材の径方向に関してこの内輪肩部の外方に位置する曲率中心点を中心とし、この曲率中心点と前記薄肉部の軸方向内側面との間の軸方向距離を半径とする仮想部分円弧を設定した場合に、前記凹曲面に機械加工される部分及び前記外側内輪軌道に機械加工される部分が、前記曲率中心点を中心とする仮想円の径方向に関して前記仮想部分円弧の外側に、これら凹曲面に機械加工される部分と外側内輪軌道に機械加工される部分との間に存在する環状凸部が、前記仮想円の径方向に関して前記仮想部分円弧の内側に、それぞれ存在するものとし、鍛造加工完了時点での前記最終中間素材の前記凹部の軸方向内半部内周面であって、且つ、前記仮想円の径方向に関して前記薄肉部の内周縁と前記外側内輪軌道に機械加工される部分の軸方向中間部との間部分と重畳する部分の断面形状を、前記曲率中心点を中心とする部分円弧形とする事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法。 - 内周面の軸方向に離隔した2箇所位置に、それぞれの断面形状が部分円弧状である外側外輪軌道及び内側外輪軌道を備え、使用時に懸架装置に支持された状態で回転しない外輪と、ハブ本体と内輪とを結合固定して成り、前記外輪の内径側に回転自在に支持されたハブとを備え、
このうちのハブ本体は、外周面のうちで前記外輪の軸方向外端開口から軸方向外方に突出した部分に車輪を支持固定する為の回転側フランジを、同じく前記外輪の内径側に位置する部分のうちの軸方向中間部に、断面形状が部分円弧状である外側内輪軌道を、この外側内輪軌道の軸方向内側に隣接する部分に、この外側内輪軌道よりも外径が大きい内輪肩部を、前記外輪の内径側に位置する部分のうちの軸方向内端部に小径段部を、それぞれ設けると共に、軸方向外端部で前記回転側フランジの内径側に位置する部分に、軸方向外端面の中央部に開口する凹部を設けたものであり、
前記回転側フランジの軸方向内側面の径方向中間部に全周に亙り、内径側の厚肉部と外径側の薄肉部との軸方向内側面同士を連続させる、フランジ段部を形成し、このフランジ段部の軸方向内端縁と、前記ハブ本体の軸方向中間部外周面のうちで前記外側内輪軌道よりも軸方向外側部分とが、断面形状が部分円弧形の凹曲面を含むシール摺接面により連続しており、
前記小径段部に、外周面に断面形状が部分円弧形である内側内輪軌道を設け、軸方向外端面の外径が、この小径段部の軸方向外端部に存在する段差面の外径と等しい前記内輪を、締り嵌めで外嵌固定しており、
前記両外輪軌道と前記両内輪軌道との間に、両列毎にそれぞれ複数個ずつの玉を転動自在に設けると共に、前記外輪の軸方向外端部に支持固定したシールリングを構成する複数本のシールリップの先端縁を、前記シール摺接面に摺接させている
車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブ本体を造るのに、
炭素鋼製で円柱状の素材を、前記炭素鋼のA3変態点以上の温度に加熱した後、軸方向寸法を圧縮すると共に径方向寸法を拡げる据え込み加工を施して、軸方向一端部に外径寸法が大きな大径部を、軸方向他端部に外径寸法が小さな小径部を、軸方向中間部にこれら大径部と小径部とを連続させる、外周面が部分円すい凸面状である傾斜部を、それぞれ備えた中間素材とした後、
この中間素材を前記炭素鋼のA3変態点以上の温度に加熱して、内面形状を、この中間素材を塑性加工して得るべき最終中間素材の外面形状に見合う形状とした仕上金型にセットしてからこの仕上金型内で押圧する熱間密閉鍛造を施して、前記中間素材の外面形状を前記最終中間素材の外面形状に変化させた後、
この最終中間素材の外周面に熱処理、及び、切削、研削を含む機械加工を施して、必要な硬さ、寸法精度及び表面粗さを備えた前記ハブ本体とする車輪支持用転がり軸受ユニット用ハブの製造方法に於いて、
前記最終中間素材を得る為の前記仕上金型として、この仕上金型の内面のうち、この最終中間素材の軸方向中間部外周面のうちの前記薄肉部の内周縁と前記内輪肩部の軸方向内端部との間部分に対応する部分の断面形状を、前記最終中間素材の径方向に関して、前記内輪肩部の外方に位置する曲率中心点を中心とし、この曲率中心点と前記薄肉部の軸方向内側面との間の軸方向距離を半径とする仮想部分円弧を設定した場合に、前記凹曲面に機械加工される部分及び前記外側内輪軌道に機械加工される部分にそれぞれ対応する部分が、前記曲率中心点を中心とする仮想円の径方向に関して前記仮想部分円弧の外側に、前記凹曲面に機械加工される部分と前記外側内輪軌道に機械加工される部分との間に存在する環状凸部に対応する部分が、前記仮想円の径方向に関して前記仮想部分円弧の内側に、それぞれ存在するものを使用し、
鍛造加工完了時点での前記最終中間素材の軸方向中間部外周面のうちで、前記薄肉部の内周縁と前記内輪肩部の軸方向内端部との間部分の断面形状を、前記凹曲面に機械加工される部分及び前記外側内輪軌道に機械加工される部分が、前記曲率中心点を中心とする仮想円の径方向に関して前記仮想部分円弧の外側に、前記環状凸部が、前記仮想円の径方向に関して前記仮想部分円弧の内側に、それぞれ存在するものとするとし、鍛造加工完了時点での前記最終中間素材の前記凹部の軸方向内半部内周面であって、且つ、前記仮想円の径方向に関して前記薄肉部の内周縁と前記外側内輪軌道に機械加工される部分の軸方向中間部との間部分と重畳する部分の断面形状を、前記曲率中心点を中心とする部分円弧形とする
車輪支持用転がり軸受ユニット用ハブの製造方法。 - 前記中間素材を、前記最終中間素材に加工する以前に、内面に前記仮想部分円弧に見合う形状を有する予備仕上金型内で塑性変形させて、軸方向中間部外周面の断面形状を前記仮想部分円弧とした予備最終中間素材とした後、この予備最終中間素材を前記仕上金型内にセットしてこの予備最終中間素材の軸方向中間部外周面を塑性変形させ、前記凹曲面に機械加工される部分、前記外側内輪軌道に機械加工される部分及び前記環状凸部を形成する、請求項2に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット用ハブの製造方法。
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