JP6523677B2 - Method of manufacturing hub wheel and inner member of wheel bearing device - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法、詳しくは、車輪取付フランジを有し、回転輪側の外方部材となる車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a hub wheel and an inward member of a wheel bearing device for supporting a wheel of an automobile or the like, and more specifically, a wheel bearing device having a wheel mounting flange and serving as an outward member of a rotating wheel side. The present invention relates to a method of manufacturing a hub ring and an inner member.
自動車の低燃費化と高性能化に伴い、軸受装置も軽量・コンパクト・高耐久性が求められているのが、現状である。自動車の車輪用軸受装置には従動輪用のものと、駆動輪用のものがあり、従動輪用の軸受装置も軽量化が進み、ハブ輪の車輪取付フランジ部を薄肉にして内周を貫通孔にするものがある。従動輪用の軸受装置は固定輪側の内方部材を車体に固定し、回転輪側のハブ輪は車輪から回転力および荷重を支持するように構成されている。 At present, lightweight, compact, and high-durability bearing devices are required with the improvement of fuel efficiency and performance of automobiles. There are two types of bearing devices for wheels of an automobile: one for driven wheels and one for driving wheels. The weight saving of the bearing devices for driven wheels is progressing, and the wheel mounting flange portion of the hub wheel is thinned to penetrate the inner circumference. There is something to make it a hole. The bearing device for the driven wheel fixes the inner member on the fixed wheel side to the vehicle body, and the hub wheel on the rotating wheel side is configured to support rotational force and load from the wheel.
この車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材は各々別々に円柱状鋼材を鍛造加工によって成形され、例えば、ハブ輪は一般的に鍛造加工により成形された後、ショットブラスト等で表面スケールを除去し、専用の旋削ラインによって内側転走面等の機能部位が切削加工され、高周波焼入れ工程、研削工程に移行される。この鍛造加工により成形されるハブ輪は、主としてS53C等の鋼材が使用され、内側転走面等の部位が高周波焼入れにより硬化処理が施される。 The hub wheel and the inward member of the wheel bearing device are each separately formed by forging a cylindrical steel material. For example, after the hub wheel is generally formed by forging, the surface scale is removed by shot blasting or the like. Then, a functional part such as an inner raceway is cut by a dedicated turning line, and transferred to an induction hardening process and a grinding process. A steel material such as S53C is mainly used for the hub ring formed by this forging process, and a portion such as the inner raceway is hardened by induction hardening.
車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の素材となる円柱状鋼材は、鉄鋼メーカーで押し出し成形された断面円形の長尺材を所定長さに切断されたものが使用されている。この円柱状鋼材の中には種々の介在物が含まれており、径方向においては中心から半径の40%までの中央寄り部分や中心から半径の80%よりも外周面側に非金属介在物が存在し易く、清浄度が低いことが知られている。清浄度が低い金属材料が軌道輪部材の周面に設けられた転走面のうちで、特に転動体の転動面が転がり接触する部分に露出すると、この部分の転がり疲労寿命を低下させる恐れがある。 The column-shaped steel material used as the raw material of the hub ring of bearing apparatus for wheels, and an inward member is what cut | disconnected the elongate material of the cross-sectional circular shape extrusion-formed by the steel maker in predetermined length. Various inclusions are contained in this column-shaped steel material, and in the radial direction, a portion close to the center from the center to 40% of the radius or a nonmetallic inclusion on the outer peripheral surface side than 80% of the radius from the center Is known to be present and to be less clean. If a metal material with a low degree of cleanliness is exposed to a portion of the rolling contact surface provided on the circumferential surface of the bearing ring member, particularly where the rolling surface of the rolling element makes rolling contact, the rolling fatigue life of this portion may be reduced. There is.
こうした問題を解決したものとして、外周に外向フランジを有し、内周に複列の外側転走面が形成された軌道輪部材を、円柱状鋼材を鍛造加工により成形する場合に、少なくとも転動体荷重が作用する部分に、素材のうちで清浄度の高い中間円筒状部分の金属材料を露出させられる図18に示す軌道輪部材の製造方法が提案されている。 In order to solve these problems, at least the rolling elements are formed when a bearing ring member having an outward facing flange on the outer periphery and a double row of outer raceways formed on the inner periphery is formed by forging a cylindrical steel material A manufacturing method of the bearing ring member shown in FIG. 18 has been proposed in which the metal material of the highly clean intermediate cylindrical portion of the material is exposed to the portion to which the load acts.
この軌道輪部材の製造方法は、(A)→(B)に示すように、素材101を軸方向に押し潰しつつ外径を拡げ、この素材101を、径方向中間部が膨らんだビヤ樽型の前段階中間素材102とする第一の据え込み工程と、(B)→(C)に示すように、前段階中間素材102の径方向中央寄り部分を軸方向に圧縮して、この径方向中央寄り部分の金属材料103を、径方向外方に移動させつつ、軸方向両側(前後両方向)に移動させて第二前段階中間素材104に塑性加工される前後方押し出し工程と、(C)→(D)に示すように、第二前段階中間素材104の径方向中央部分を軸方向に押圧して、この部分を押し潰し、隔壁部105を、厚さ寸法の小さい隔壁部106とする第二の据え込み工程と、(D)→(E)に示すように、のバリ取り工程と、(E)→(F)に示した打ち抜き工程とを経て、素材101を最終中間素材115に加工されている。
As shown in (A) → (B), the manufacturing method of this bearing ring member enlarges the outer diameter while crushing the
(C)→(D)の第二の据え込み工程では、両円形凹部107、108同士の間に存在する隔壁部105から押し出された金属材料103のうち多くの部分が取付部109((F)参照)となるなるべき突出部およびバリ110となり、外方部材111の複列の外側転走面111aの中心位置同士の間の径方向外方部分に存在するので、隔壁部106から押し出された金属材料103のうち多くの部分が複列の外側転走面111aに送られずに、これら複列の外側転走面111aをとなるべき部分の間を通って径方向外方に送られるため、予備後段階中間素材112(後段階中間素材113)の段階では、後から外側転走面111aを形成すべき部分には、清浄度の高い中間円筒状部分の金属材料114が存在する(例えば特許文献1参照)。
In the second setting step of (C) → (D), many parts of the
然しながら、このような従来の鍛造加工では、バリ110だけでなく、隔壁部106等のポンチカスと呼ばれる廃材が多く発生するため、歩留まりを低下させる原因となっている。この材料歩留まりを効率良く製造した、図19に示すような製造方法が知られている。
However, in such a conventional forging process, not only burrs 110 but also a large amount of waste material called punches such as the
この製造方法は、所謂、親子鍛造に関するもので、(a)に示す円柱状鋼材120を熱間成形温度に加熱して上型と下型間で据込み加工により拡径して(b)に示す据込み加工品121とし、さらに(c)に示すように、この据込み加工品121の上部に浅い皿状の窪み122を有する予備成形品123にパンチにより予備成形する。この予備成形品123から(d)に示す上部肉厚環状体124とこの上部肉厚環状体124の内径下部に肉厚環状体125をその外周上端部で接続し、さらにこの肉厚環状体125の下端部内径内の底部126とからなるタワー型の親子鍛造品129にパンチとダイにより熱間鍛造する。この親子鍛造品129を(e)に示す上部肉厚環状体124と底部126を有する下部肉厚環状体125に、さらに(f)に示すように肉厚環状体125から底部126をそれぞれ鍛造分離する。これらは1台の熱間鍛造機を用い、連続で鍛造される。
This manufacturing method relates to so-called parent and child forging, in which the
次いで、分離された上部肉厚環状体124はパンチとダイにより冷間鍛造をして外周上部の第2の円錐ころ軸受用のアウターレース素形品130とその下部内径に接続するインナーレース素形品131からなる(g)に示すタワー型の親子鍛造品132に成形する。さらにこの成形された親子鍛造品132を切削分離して(h)に示す円錐ころ軸受用のアウターレース素形品130とインナーレース素形品131に分離し、1組の円錐ころ軸受用レース素形品を得る。また下部肉厚環状体125は同様の製造方法により(i)に示すタワー型の親子鍛造品133に成形する。さらにこの成形された親子鍛造品133を切削分離して(j)に示す円錐ころ軸受用のアウターレース素形品134とインナーレース素形品135に分離し、1組の円錐ころ軸受用レース素形品を得る。
Then, the separated upper thick
こうした工程により1個の円柱状鋼材120から型番・寸法が異なる2組のアウターレース素形品130および134とインナーレース素形品131および135を歩留り良く効率的に製造できる。得られたこれらのレース素形品はさらに旋削加工して円錐ころ軸受用レースとされる(例えば特許文献2参照)。
By this process, two sets of outer race molded
前述した親子鍛造では、1個の円柱状鋼材120から型番・寸法が異なる2組のアウターレース素形品130および134とインナーレース素形品131および135を歩留り良く製造することができるが、車輪用軸受装置のように、車輪取付フランジを一体に有するハブ輪および内方部材を、例えば、転走面を形成すべき部分に清浄度の高い中間円筒状部分に配置するには課題があった。
In the parent and child forging described above, two sets of outer race molded
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ハブ輪と内方部材を同時に鍛造加工する親子鍛造に着目し、歩留まりを向上させて材料投入量の削減を図ると共に、介在物の影響による寿命低下を軽減し、かつ強度を向上させた車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, focusing on parent and child forging in which the hub ring and the inward member are simultaneously forged, to improve the yield and reduce the amount of material input, and to reduce the amount of inclusions. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a hub ring and an inner member of a bearing device for a wheel, in which the life reduction due to the influence is reduced and the strength is improved.
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項1に記載の発明は、アウター側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成されたハブ輪と、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面がそれぞれ形成された内方部材と、この内方部材と前記ハブ輪の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法において、円柱状鋼材を熱間成形温度に加熱し、上型と下型間で据え込み加工により拡径して据え込み加工品とし、この据え込み加工品が、上部環状体およびこの上部環状体の内径下部に外周上端部で接続された下部環状体からなるタワー型の親子鍛造品に成形され、この親子鍛造品を、前記上部環状体と下部環状体に分離することにより、前記ハブ輪と内方部材の仕上げ加工品とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
このように、アウター側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成されたハブ輪と、外周に複列の外側転走面に対向する内側転走面がそれぞれ形成された内方部材と、この内方部材とハブ輪の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法において、円柱状鋼材を熱間成形温度に加熱し、上型と下型間で据え込み加工により拡径して据え込み加工品とし、この据え込み加工品が、上部環状体およびこの上部環状体の内径下部に外周上端部で接続された下部環状体からなるタワー型の親子鍛造品に成形され、この親子鍛造品を、上部環状体と下部環状体に分離することにより、ハブ輪と内方部材の仕上げ加工品としたので、ハブ輪の鍛造後に打抜いて廃棄していた隔壁部を、そのまま内方部材の素材として有効に利用して歩留まりを向上させて材料投入量の削減を図ると共に、介在物の影響による寿命低下を軽減し、かつ強度を向上させた車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法を提供することができる。 Thus, the hub wheel integrally has a wheel mounting flange for attaching a wheel to the end on the outer side, and the double row of outer rolling surface is formed on the inner periphery, and the double row of outer rolling on the outer periphery For a wheel comprising an inner member in which inner rolling surfaces facing each other are formed, and a double row of rolling elements rollably housed between the inner member and both rolling surfaces of the hub wheel In a method of manufacturing a hub wheel and an inward member of a bearing device, a cylindrical steel material is heated to a hot forming temperature, and diameter expansion is performed between the upper and lower molds by upsetting to form a upset processed product. A processed product is formed into a tower type parent and child forging consisting of an upper annular body and a lower annular body connected to the lower inner diameter of the upper annular body at an outer peripheral upper end portion. By separating into the body, because it was a finished product of the hub ring and the inner member, The partition wall part which was punched out and discarded after forging of the wheel is used as it is as a material of the inward member to improve the yield and reduce the amount of material input, and the life reduction due to the influence of inclusions. It is possible to provide a method of manufacturing a hub wheel and an inner member of a wheel bearing device which is reduced and whose strength is enhanced.
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、据え込み加工品を、前記粗形品の外周面形状に対応する金型を用いて前方押出しを行い、上部に浅い皿状の凹部と、厚肉環状部および軸状部を有する粗形品に成形する粗成形工程と、中間成形品の外周面形状に対応して凹凸が逆になったダイス内にセットした状態で、互いに同心に配置された押圧パンチとカウンターパンチとの間で、前記粗形品の軸方向両端面の中央部を押圧し、この径方向中央寄り部分の素材を径方向外方に移動させつつ、軸方向に移動させて前記ダイスの内周面と押圧パンチおよびカウンターパンチの外周面とにより囲まれたキャビティ内に充満させ、軸方向一端面側に開口する円形凹部と、前記車輪取付フランジ部となるフランジ部と、軸方向他端面側に開口する円形凹部を有する軸状部に成形する中間成形工程と、前記中間成形品の一端側の円形凹部の深さを大きくしつつ、内周面を拡径して上部環状体に成形すると同時に、前記中間成形品の軸状部を軸方向に押し出し、外周面が前記内方部材の内側転走面となる軸状部と、他端側の円形凹部を打ち抜いて貫通孔を有する下部環状体に成形する仕上げ成形工程と、を備えていれば、ハブ輪となる上部環状体において、円形凹部の底部が押し出された素材のうち多くの部分がハブ輪のインナー側の外側転走面となるべき部分の下端を通って径方向外方に流動し、清浄度の低い中央寄り円柱状部分の素材がフランジ部となり、複列の外側転走面が形成される部分には、清浄度の高い中間円筒状部分の素材が多く存在すると共に、内方部材となる下部環状体において、円形凹部の底部が押し出された素材のうち多くの部分が内方部材の内側転走面となるべき部分の上端を通って径方向外方に流動し、清浄度の低い中央寄り円柱状部分の素材が外径部となり、内方部材の内側転走面が形成される部分には、清浄度の高い中間円筒状部分の素材が多く存在する。したがって、介在物の影響による寿命低下を軽減し、かつ強度を向上させることができる。 Preferably, as in the invention according to claim 2, the upset processed product is forward extruded using a mold corresponding to the outer peripheral surface shape of the roughly shaped product, and a shallow dish-like recess is provided on the upper part thereof; Arranged concentrically with each other in a rough forming process of forming into a rough product having a thick annular part and a shaft part, and in a die whose concavities and convexities are reversed corresponding to the outer peripheral surface shape of the intermediate formed product Between the pressed punch and the counter punch, the central portions of both end faces in the axial direction of the roughly shaped product are pressed, and the material in the radially central portion is moved in the axial direction while moving radially outward And filling the cavity surrounded by the inner peripheral surface of the die and the outer peripheral surface of the pressing punch and the counter punch, and forming a circular recess opening on one end surface side in the axial direction; , A circular recess opening on the other axial end side And forming the upper annular body while increasing the diameter of the inner peripheral surface while increasing the depth of the circular recess on one end side of the intermediate molded product, and at the same time the intermediate molding Finished by extruding the shaft of the product in the axial direction and punching out the shaft with the outer peripheral surface being the inner rolling surface of the inner member and the circular recess on the other end side to form a lower annular body with a through hole In the upper annular body which becomes a hub wheel, if a molding process is provided, the lower end of the portion where a large portion of the material from which the bottom of the circular recess is extruded is to be the outer raceway surface on the inner side of the hub wheel The material flows radially outward through the through hole, and the material of the less clean center-centered cylindrical part becomes the flange part, and the part where the outer rolling surface of the double row is formed is a highly clean intermediate cylindrical part Of the lower ring, which is the inner member, And a portion of the material from which the bottom of the circular recess is extruded flows radially outward through the upper end of the portion which is to be the inner rolling surface of the inner member, and the central portion is less clean In the portion where the material of the above becomes the outer diameter portion and the inner raceway surface of the inward member is formed, a large amount of material of the intermediate cylindrical portion with high cleanliness exists. Therefore, the life reduction due to the influence of inclusions can be reduced, and the strength can be improved.
また、請求項3に記載の発明のように、前記下部環状体の貫通孔にサポートポンチを挿入した状態で、セパレートポンチを前記上部環状体の円形凹部の底部のほぼ全面を押圧して、当該上部環状体と下部環状体との間を剪断すれば、セパレートポンチからの圧力が下部環状体に与えられても、これらの内側に位置する貫通孔内がサポートポンチで拘束されているため、下部環状体が変形しにくくなり、セパレートポンチの下降方向に沿った剪断力のみが、下部環状体における剪断面に加わるため、精度および効率良く両者を分離することが可能となる。 Further, as in the invention according to the third aspect, in a state where the support punch is inserted into the through hole of the lower annular body, the separate punch is pressed on almost the entire surface of the bottom of the circular recess of the upper annular body. By shearing between the upper annular body and the lower annular body, even if the pressure from the separate punch is applied to the lower annular body, the inside of the through hole located inside these is restrained by the support punch, so the lower side The annular body is less likely to be deformed, and only the shear force along the lowering direction of the separate punch is applied to the sheared surface in the lower annular body, so that both can be separated accurately and efficiently.
また、請求項4に記載の発明のように、前記複列の転動体のうちアウター側の転動体のピッチ円直径がインナー側の転動体のピッチ円直径PCDiよりも小径に設定されていれば、鍛造加工を容易にし、ファイバーフローを複列の外側転走面に沿って形成することができ、転がり疲労寿命を向上させることができる。 Further, as in the invention according to claim 4, if the pitch circle diameter of the rolling elements on the outer side among the rolling elements of the double row is set smaller than the pitch circle diameter PCDi of the rolling elements on the inner side The forging process can be facilitated, the fiber flow can be formed along the double row outer raceway surface, and the rolling fatigue life can be improved.
また、請求項5に記載の発明のように、前記ハブ輪の複列の外側転走面が熱間鍛造後に冷間鍛造によって成形されていれば、加工硬化による強度アップと共に、後工程の切削加工の切削代を低減して簡素化することができる。
Further, as in the invention according to
また、請求項6に記載の発明のように、前記内方部材が、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面が形成された内輪部材と、この内輪部材に圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪とからなり、前記内方部材のインナー側の端部に車体に取り付けられるための車体取付フランジまたは取付部が一体に形成されていても良い。
Further, as in the invention according to
また、請求項7に記載の発明のように、前記内輪部材と内輪のうち少なくとも一方が熱間鍛造後に冷間鍛造によって成形されていれば、加工硬化による強度アップと共に、後工程の切削加工の切削代を低減して簡素化することができる。
Further, as in the invention according to
本発明に係る車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法は、アウター側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成されたハブ輪と、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面がそれぞれ形成された内方部材と、この内方部材と前記ハブ輪の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法において、円柱状鋼材を熱間成形温度に加熱し、上型と下型間で据え込み加工により拡径して据え込み加工品とし、この据え込み加工品が、上部環状体およびこの上部環状体の内径下部に外周上端部で接続された下部環状体からなるタワー型の親子鍛造品に成形され、この親子鍛造品を、前記上部環状体と下部環状体に分離することにより、前記ハブ輪と内方部材の仕上げ加工品とするので、ハブ輪の鍛造後に打抜いて廃棄していた隔壁部を、そのまま内方部材の素材として有効に利用して歩留まりを向上させて材料投入量の削減を図ると共に、介在物の影響による寿命低下を軽減し、かつ強度を向上させた車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法を提供することができる。 A method of manufacturing a hub wheel and an inner member of a bearing device for a wheel according to the present invention integrally includes a wheel mounting flange for attaching a wheel at an end portion on an outer side, and double rows of outer raceway surfaces on an inner periphery. Between the two raceways of the inner ring and the hub wheel. In a method of manufacturing a hub ring and an inward member of a bearing device for a wheel including double-row rolling elements rotatably accommodated, a cylindrical steel material is heated to a hot forming temperature, and between an upper mold and a lower mold The diameter of the diameter is increased by upsetting process to make upset product, and the upset process product is a tower type parent and child consisting of an upper annular body and a lower annular body connected to an inner lower portion of the upper annular body at an outer peripheral upper end It is formed into a forged product, and this parent and child forged product is made into the upper annular body and the lower annular body Since the hub wheel and the inward member are finished by separating them from each other, the partition portion which has been punched and discarded after forging the hub wheel is effectively utilized as it is as a material of the inward member. It is possible to provide a method of manufacturing a hub ring and an inward member of a bearing device for a wheel, which is improved to reduce the amount of material input, reduce the life reduction due to the influence of inclusions, and improve the strength.
アウター側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成されたハブ輪と、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面がそれぞれ形成された内方部材と、この内方部材と前記ハブ輪の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法において、円柱状鋼材を熱間成形温度に加熱し、上型と下型間で据え込み加工により拡径して据え込み加工品とし、この据え込み加工品を、前記粗形品の外周面形状に対応する金型を用いて前方押出しを行い、上部に浅い皿状の凹部と、厚肉環状部および軸状部を有する粗形品に成形する粗成形工程と、中間成形品の外周面形状に対応して凹凸が逆になったダイス内にセットした状態で、互いに同心に配置された押圧パンチとカウンターパンチとの間で、前記粗形品の軸方向両端面の中央部を押圧し、この径方向中央寄り部分の素材を径方向外方に移動させつつ、軸方向に移動させて前記ダイスの内周面と押圧パンチおよびカウンターパンチの外周面とにより囲まれたキャビティ内に充満させ、軸方向一端面側に開口する円形凹部と、前記車輪取付フランジ部となるフランジ部と、軸方向他端面側に開口する円形凹部を有する軸状部に成形する中間成形工程と、前記中間成形品の一端側の円形凹部の深さを大きくしつつ、内周面を拡径して上部環状体に成形すると同時に、前記中間成形品の軸状部を軸方向に押し出し、外周面が前記内方部材の内側転走面となる軸状部と、他端側の円形凹部を打ち抜いて貫通孔を有する下部環状体からなる親子鍛造品に成形する仕上げ成形工程とを備え、前記上部環状体と下部環状体が鍛造分離される。 A wheel mounting flange for attaching a wheel is integrally formed at the end on the outer side, and a hub wheel having a double row of outer raceways formed on the inner periphery, and an outer raceway surface of the double rows on the outer periphery Bearing apparatus for a wheel comprising an inward member in which respective inward rolling surfaces are formed, and a double-row rolling element rotatably accommodated between the inward member and both rolling surfaces of the hub wheel In the hub wheel and inner member manufacturing method of the present invention, a cylindrical steel material is heated to a hot forming temperature, and diameter expansion is carried out between the upper mold and the lower mold by upsetting to obtain a upset processed product, and this upset processed product Rough forming is performed by forward extrusion using a mold corresponding to the outer peripheral surface shape of the rough shaped product, and forming into a rough shaped product having a shallow dish-like recess at the top, a thick annular portion and a shaft-like portion In a state where it is set in a die in which the unevenness is reversed corresponding to the process and the outer peripheral surface shape of the intermediate molded product, Center portions of both end faces in the axial direction of the roughly shaped product between the pressing punch and the counter punch, which are disposed concentrically, and the material of the radially central portion is moved radially outward A circular recess which is axially moved to fill in a cavity surrounded by the inner peripheral surface of the die and the outer peripheral surface of the pressing punch and the counter punch, and which is open on one axial end surface side; The inner peripheral surface, while increasing the depth of the circular recess on one end side of the intermediate molded product, in an intermediate molding step of forming into a shaft-like portion having a flange portion and a circular recess opening on the other axial end surface side. And the axial portion of the intermediate molded product is pushed out in the axial direction and the outer peripheral surface becomes the inner rolling surface of the inward member, and the other end side Lower annular part having a through hole by punching out a circular recess And a finishing forming step of forming the parent-child forgings made of, said upper annular body and a lower annular body is forged separated.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係る車輪用軸受装置の第1の実施形態を示す縦断面図、図2(a)〜(h)は、図1のハブ輪および内方部材の製造方法に係る前工程を示す工程図、図3(a)〜(f)は、図1のハブ輪の製造方法に係る後工程を示す工程図、図4(a)〜(e)は、図1の内方部材の製造方法に係る後工程を示す工程図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウター側(図1の左側)、中央寄り側をインナー側(図1の右側)という。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a bearing device for a wheel according to the present invention, and FIGS. 2 (a) to 2 (h) are front views related to a method of manufacturing a hub ring and an inner member of FIG. FIGS. 3 (a) to 3 (f) are process diagrams showing subsequent steps according to the method of manufacturing the hub ring of FIG. 1, and FIGS. 4 (a) to 4 (e) are inwards of FIG. It is process drawing which shows the back process concerning the manufacturing method of a member. In the following description, the side closer to the outer side of the vehicle in a state of being assembled to the vehicle is referred to as the outer side (left side in FIG. 1) and the side closer to the center as the inner side (right side in FIG. 1).
図1に示す車輪用軸受装置は外輪回転タイプの従動輪用で、内方部材1とハブ輪(外方部材)2、および両部材1、2間に転動自在に収容された複列の転動体(ボール)3、3とを備えている。内方部材1は、第1の内輪部材4と、この第1の内輪部材4に圧入された第2の内輪部材(内輪)5とからなる。
The wheel bearing device shown in FIG. 1 is for an outer ring rotation type driven wheel, and is a double row in which the
第1の内輪部材4は円環状をなし、外周にアウター側の内側転走面4aと、この内側転走面4aから軸方向に延びる円筒状の小径段部4bが形成されている。一方、第2の内輪部材5は、外周にインナー側の内側転走面5aと、この内側転走面5aの外径側から径方向外方に延び、車体に取り付けられるための車体取付フランジ6が一体に形成されると共に、この車体取付フランジ6のインナー側に円筒状のパイロット部7が形成されている。車体取付フランジ6の周方向等配に車体に締結されるための雌ねじ6bが形成されている。
The first inner ring member 4 has an annular shape, and an outer side
第2の内輪部材5は第1の内輪部材4の小径段部4bに所定のシメシロを介して圧入され、この小径段部4bの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部4cによって軸方向に固定されている。
The second
第1の内輪部材4はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面4aから小径段部4bに亙って高周波焼入れに50〜64HRCの範囲に表面が硬化処理されている。なお、加締部4bは鍛造加工後の表面硬さの生のままとされている。これにより第2の内輪部材5の嵌合部となる小径段部4bの耐フレッティング性が向上すると共に、微小なクラック等の発生がなく加締部4cの塑性加工をスムーズに行うことができる。
The first inner ring member 4 is made of medium-high carbon steel containing 0.40 to 0.80 wt% of carbon such as S53C, and is in the range of 50 to 64 HRC for induction hardening from the
第2の内輪部材5は第1の内輪部材4と同様、S53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼、または、SUJ2等の高炭素クロム鋼で形成され、中高炭素鋼の場合は、後述するシール11のランド部となる車体取付フランジ6のアウター側の基部6aから内側転走面5aに亙って高周波焼入れに50〜64HRCの範囲に表面が硬化処理されている。一方、高炭素クロム鋼の場合は、ズブ焼入れによって芯部まで58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。また、転動体3はSUJ2等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで62〜67HRCの範囲に硬化処理されている。
Similar to the first inner ring member 4, the second
ハブ輪2は、アウター側の端部外周に車輪(図示せず)を取り付けるための車輪取付フランジ8を一体に有し、内周に内方部材1の内側転走面4a、5aに対向する複列の外側転走面2a、2bが形成されている。そして、これら両転走面2a、4aおよび2b、5a間に保持器9、10を介して複列の転動体3、3が転動自在に収容されている。車輪取付フランジ8には車輪を固定するハブボルト8aが周方向等配に植設されている。
The hub wheel 2 integrally has a
ハブ輪2はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面2a、2bが高周波焼入れによって50〜64HRCの範囲に表面が硬化処理されている。また、ハブ輪2のインナー側の端部にはシール11が装着されると共に、アウター側の端部内周には内径部2cが形成され、この内径部2cにエンドキャップ(図示せず)が装着されている。これらシール11とエンドキャップにより、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩を防止すると共に、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。なお、キャップに変えてハブ輪2の内径部2cと第1の内輪部材4の外径部との間にシール(図示せず)を装着するようにしても良い。
The hub wheel 2 is formed of medium-high carbon steel containing 0.40 to 0.80 wt% of carbon such as S53C, and at least double row
本実施形態では、アウター側の転動体3のピッチ円直径PCDoがインナー側の転動体3のピッチ円直径PCDiよりも小径に設定されている(PCDo<PCDi)。そして、複列の転動体3、3のサイズは同じであるが、このピッチ円直径PCDo、PCDiの違いにより、インナー側の転動体3の個数がアウター側の転動体3の個数よりも多く設定されている。こうした構成を採用することにより、有効に軸受スペースを活用してアウター側に比べインナー側部分の軸受剛性を増大させることができ、軸受の長寿命化を図ることができる。また、後述する鍛造加工を容易にし、ファイバーフローを複列の外側転走面2a、2bに沿って形成することができ、転がり疲労寿命を向上させることができる。なお、本実施形態では、転動体3にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受構造を例示したが、これに限らず、例えば、転動体3に円錐ころを用いた複列の円錐ころ軸受構造であっても良い。
In the present embodiment, the pitch circle diameter PCDo of the outer rolling
ここで、本実施形態では、図2(a)に示すように、バー材を所定の長さに切断し、この円柱状鋼材12を1150℃〜1200℃の変態点温度以上の熱間成形温度に加熱して、(b)に示すように、上型と下型間で据え込み加工により拡径して据え込み加工品13とする。さらに、(c)に示すように、この据え込み加工品13を粗成形工程で、粗形品14の外周面形状に対応する金型を用いて前方押出しを行い、上部に浅い皿状の凹部14aと、厚肉環状部14bおよび軸状部14cを有する粗形品14に成形する。
Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 2A, the bar material is cut into a predetermined length, and this
次に、(d)に示す据え込み工程では、中間成形品15の外周面形状に対応して凹凸が逆になったダイス内にセットした状態で、互いに同心に配置された押圧パンチとカウンターパンチとの間で、粗形品14の軸方向両端面の中央部を押圧し、この径方向中央寄り部分の素材を径方向外方に移動させつつ、軸方向に移動させて中間成形品15に成形する。ここでは、下側に配置するカウンターパンチを固定した状態のまま、上側に配置する押圧パンチを、このカウンターパンチに押し付ける。そして、粗形品14の素材を移動させて、ダイスの内周面と押圧パンチおよびカウンターパンチの外周面とにより囲まれたキャビティ内に充満させ、軸方向一端面側(上部)に開口する円形凹部16と、車輪取付フランジ部となるフランジ部17と、軸方向他端面側(下部)に開口する円形凹部18を有する軸状部19に成形する。この中間成形品15の軸状部19は内方部材(第1の内輪部材)となる。
Next, in the upsetting process shown in (d), the pressing punch and the counterpunch arranged concentrically with each other in a state of being set in a die whose concavity and convexity are reversed corresponding to the outer peripheral surface shape of the intermediate molded
次に、(e)に示す仕上げ成形工程では、中間成形品15の円形凹部16の深さを大きくしつつ、内周面を拡径して円形凹部20とフランジ部21を有する上部環状体(親部材)22と、この上部環状体22の内径下部に下部環状体(子部材)23の外周上端部で接続され、さらにこの下部環状体23の底部とからなるタワー型の親子鍛造品24に成形される。また、同時に中間成形品15の軸状部19が軸方向に押し出され、外周面が内方部材の内側転走面となる軸状部25と、円形凹部18を打ち抜いて貫通孔26を有する下部環状体23に成形される。この仕上げ工程では、前述した(d)の据え込み工程と同様、下側に配置するカウンターパンチを固定した状態のまま、上側に配置する押圧パンチを、このカウンターパンチに押し付けて中間成形品15の素材を移動させて、ダイスの内周面と押圧パンチおよびカウンターパンチの外周面とにより囲まれたキャビティ内に充満させて行う。
Next, in the finish forming step shown in (e), while increasing the depth of the
ここでは、ハブ輪となる上部環状体22において、円形凹部20の底部27が押し出された素材のうち多くの部分がハブ輪のインナー側の外側転走面となるべき部分の下端を通って径方向外方に流動し、清浄度の低い中央寄り円柱状部分の素材がフランジ部21となる。したがって、この仕上げ工程では、複列の外側転走面が形成される部分には、清浄度の高い中間円筒状部分の素材が多く存在する。
Here, in the upper
また、内方部材となる下部環状体23において、円形凹部20の底部27が押し出された素材のうち多くの部分が内方部材の内側転走面となるべき部分の上端を通って径方向外方に流動し、清浄度の低い中央寄り円柱状部分の素材が外径部となる。したがって、この仕上げ工程では、内方部材の内側転走面が形成される部分には、清浄度の高い中間円筒状部分の素材が多く存在する。
Further, in the lower
こうして変態点温度以上の熱間温度で成形された親子鍛造品24は、例えば、炉冷却にて所定の冷却速度で冷却して、焼鈍処理が施された仕上げ成形品が得られる。親子鍛造品24は既に熱間鍛造にて熱間温度に加熱されているので、改めて加熱する必要がなく、効率良く焼鈍処理を行うことができる。すなわち、仕上げ成形工程にて、例えば、熱間鍛造工程時の温度よりも低い500℃となるまで、冷却設定温度、時間の冷却速度にて冷却されて球状化焼鈍されることで、剛性と延性が向上し、冷間鍛造に適した組成を備えた仕上げ成形品となる。なお、親子鍛造品24を、加熱時にオーステナイトが生成し始める、所謂AC1変態温度前後の温度にて所定の時間保持し、冷却設定温度、時間の冷却速度にて常温まで冷却(放置)しても良い。
Thus, for example, the parent and child forging 24 molded at a hot temperature equal to or higher than the transformation point temperature is cooled at a predetermined cooling rate by furnace cooling, and a finished formed article to which an annealing treatment is applied is obtained. Since the parent and child forgings 24 have already been heated to the hot temperature by hot forging, there is no need to heat them again, and the annealing can be performed efficiently. That is, in the finish forming step, for example, the temperature is set to 500 ° C. lower than the temperature at the time of the hot forging step, cooling is performed at a cooling setting temperature and a cooling rate of time, and rigidity and ductility are achieved. The result is an improved finished product with a composition suitable for cold forging. The parent and child forged
次に、熱間鍛造にて仕上げ成形品の表面に発生している酸化スケールを除去し、表面が滑らかにされた表面除去工程では、(f)に示すショットブラスト加工にて表面が滑らかにされると共に、変質部(酸化スケール部)が適切に除去され、(g)に示すように、仕上げ成形品(親子鍛造品)24の上部環状体22と下部環状体23が鍛造分離され、各部材加工へと送られる。
Next, the oxide scale generated on the surface of the finished molded product is removed by hot forging, and the surface is smoothed by the shot blasting shown in (f) in the surface removing step where the surface is smoothed. And the altered portion (oxidized scale portion) is appropriately removed, and as shown in (g), the upper
ここでは、下部環状体23の貫通孔26にサポートポンチを挿入した状態で、セパレート(分離)ポンチが上部環状体22の円形凹部20の底部27のほぼ全面を押圧して、係る上部環状体22と下部環状体23との間が剪断される。すなわち、(h)に拡大して示すように、セパレートポンチからの圧力が下部環状体23に与えられても、これらの内側に位置する貫通孔26内がサポートポンチで拘束されているため、下部環状体23が変形しにくくなる。この結果、セパレートポンチの下降方向に沿った剪断力のみが、下部環状体23における剪断面23a(クロスハッチングにて示す)に加わるため、精度および効率良く両者を分離することが可能となる。
Here, in a state where the support punch is inserted into the through
本発明に係る車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法では、ハブ輪となる上部環状体22と内方部材となる下部環状体23がタワー型の親子鍛造品24に成形され、その後、表面除去工程で表面が滑らかにされると共に、変質部が除去され、上部環状体22と下部環状体23が鍛造分離されるため、従来の外方部材と内方部材を個別に鍛造する方法において外方部材の鍛造後に打抜いて廃棄していた隔壁部(打抜き部)を、本発明では、そのまま内方部材の素材として有効に利用して歩留まりを向上させて材料投入量の削減を図ると共に、介在物の影響による寿命低下を軽減し、かつ強度を向上させた車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法を提供することができる。
In the method of manufacturing the hub wheel and the inward member of the bearing device for a wheel according to the present invention, the upper
その後、冷間鍛造工程に先立って、仕上げ成形品24の表面に、冷間鍛造における金型との摩擦を低減する潤滑剤としてのリン酸塩被膜が表面にコーティングされる。
Thereafter, prior to the cold forging step, the surface of the finished formed
次に、図3、4に示すように、分離された上部環状体22が冷間鍛造されると共に、上部環状体22と下部環状体23が旋削工程を経て組立工程へと送られる。具体的には、図3(a)に示すように、上部環状体22と下部環状体23が鍛造分離され、(b)に示すように、この上部環状体22が冷間鍛造(冷間ロールフォーミング)にて成形される。図3(a)では、分離される上部環状体22の冷間鍛造品28の形状および下部環状体23の形状を二点鎖線にて示す。図3(b)の冷間鍛造品28の成形形状は、ほとんど最終鍛造成形品に近い形状まで成形されるため、加工硬化による強度アップと共に、後工程の切削加工の切削代を低減して簡素化することができる。すなわち、フランジ部29、複列の外側転走面30、31および車輪およびブレーキロータ等のパイロット部となる内径部32とシールの嵌合部11aが、0.5mm以上1.5mm以下の切削(旋削)代を残して冷間鍛造品28に成形される。
Next, as shown in FIGS. 3 and 4, the separated upper
次に(c)に示すように、冷間鍛造品28のフランジ部29、複列の外側転走面30、31および内径部32とシールの嵌合部11aが旋削加工により切削され、車輪取付フランジ8や内径部2cと嵌合部11b、および所定の研削代を残した複列の外側転走面34、35を有する切削加工品33に形成される。ここでは、車輪取付フランジ8にハブボルト(図示せず)が圧入される挿入孔8bが鍛造により打ち抜かれる。車輪取付フランジ8にハブボルトの挿入孔8bをボーリング加工またはドリル・リーマ加工によって行っても良い。
Next, as shown in (c), the flange portion 29 of the cold forged
次に、(d)に示すように、複列の外側転走面34、35およびシールの嵌合部11aが高周波熱処理による焼入れ焼き戻しによって表面硬さ58HRC以上、64HRC以下の硬化層36、36(クロスハッチングにて示す)が形成される。この硬化層36は、(e)に拡大して示すように、その硬化層深さが0.5mm以上、4mm以下に設定されている。これにより、外側転走面34、35の転がり疲労寿命を確保することができる。最後に、(f)の前記複列の外側転走面34、35およびシールの嵌合部11aを研削および超仕上げ(スーパフィニッシュ)からなる研削工程を経て、組立工程へ送られる。
Next, as shown in (d), the double row outer raceway surfaces 34, 35 and the
図4(a)に示すように、上部環状体22と下部環状体23が鍛造分離され、(b)に示すように、この下部環状体23の軸状部37をはじめ幅面や外周面が旋削加工により切削され、所定の研削代を残した小径段部となる軸状部37と内側転走面38とを有する切削加工品39に形成される。図4(a)では、分離される下部環状体23の切削加工品39の形状および上部環状体22の形状を二点鎖線にて示す。
As shown in FIG. 4 (a), the upper
次に、(c)に示すように、軸状部37と内側転走面38が高周波熱処理による焼入れ焼き戻しによって表面硬さ50HRC以上、64HRC以下に硬化処理される。この硬化層40(クロスハッチングにて示す)は、(d)に拡大して示すように、その硬化層深さが0.5mm以上、4mm以下に設定されている。これにより、第2の内輪部材5の嵌合部となる軸状部37の耐フレッティング性が向上すると共に、内側転走面38の転がり疲労寿命を確保することができる。最後に、(e)の前記内側転走面38を研削および超仕上げ(スーパフィニッシュ)からなる研削工程を経て、組立工程へ送られる。
Next, as shown in (c), the shaft-
図1に戻って、本実施形態では、内方部材1を構成する第2の内輪部材5は、図示はしないが、熱間鍛造工程、切削工程、熱処理工程および研削工程を経て形成され、この第2の内輪部材5を第1の内輪部材4の小径段部4bに圧入後、この小径段部4bの端部を塑性変形(ローリング加締)により形成した加締部4cによって第2の内輪部材5が軸方向に固定される。
Returning to FIG. 1, in the present embodiment, the second
図5は、本発明に係る車輪用軸受装置の第2の実施形態を示す縦断面図、図6(a)〜(h)は、図5のハブ輪および内方部材の製造方法に係る前工程を示す工程図、図7(a)〜(f)は、図5のハブ輪の製造方法に係る後工程を示す工程図、図8(a)〜(e)は、図5の内方部材の製造方法に係る後工程を示す工程図である。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同じ機能を有する部品や部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。 FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the bearing device for a wheel according to the present invention, and FIGS. 6 (a) to 6 (h) are front views related to the method of manufacturing the hub wheel and inner member of FIG. FIGS. 7 (a) to 7 (f) are process diagrams showing subsequent steps according to the method of manufacturing the hub ring of FIG. 5, and FIGS. 8 (a) to 8 (e) are inwards of FIG. It is process drawing which shows the back process concerning the manufacturing method of a member. The same parts as the embodiment described above, or parts or parts having the same functions as those in the embodiment described above are designated by the same reference numerals and their detailed description will be omitted.
図5に示す車輪用軸受装置は第3世代と呼称される従動輪用であって、固定側部材となる内方部材41と、回転側部材となるハブ輪(外方部材)42、および両部材41、42間に転動自在に収容された複列の転動体3、3とを備えている。内方部材41は、内輪部材43と、この内輪部材43に所定のシメシロを介して圧入された内輪44とからなる。
The wheel bearing device shown in FIG. 5 is for a driven wheel referred to as the third generation, and includes an
内輪部材43は、外周に一方(インナー側)の内側転走面43aと、この内側転走面43aから段部43cを介して軸方向に延びる小径段部43bが形成されている。内輪44は、外周に他方(アウター側)の内側転走面44aが形成され、内輪部材43の小径段部43bに圧入されると共に、小径段部43bの端部を塑性変形させて形成した加締部43fによって軸方向に固定されている。なお、内輪44はSUJ2等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。
The
内輪部材43はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面43aから小径段部43bの外周面に亙って高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。これにより、内輪44の嵌合部となる小径段部43bの耐フレッティング性が向上すると共に、微小なクラック等の発生がなく加締部43fの塑性加工をスムーズに行うことができる。
The
ハブ輪42は、アウター側の端部に車輪取付フランジ8を一体に有し、この車輪取付フランジ8の周方向等配にハブボルト8aが植設されている。そして、車輪取付フランジ8のハブボルト8aの周辺に肉厚のリブ8cが形成されている。このリブ8cにより、ハブ輪42の軽量化と高剛性化を図ることができ、大きな曲げモーメント荷重がこの車輪取付フランジ8に負荷されても充分な強度を確保することができる。
The
また、ハブ輪42の内周には、内輪44の内側転走面44aに対向するアウター側の外側転走面2aと、この外側転走面2aから段部42aを介して内輪部材43の内側転走面43aに対向するインナー側の外側転走面2bが一体に形成されている。これら両転走面間に複列の転動体3、3が収容され、保持器9、10によって転動自在に保持されている。このハブ輪42はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面2a、2bが高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。
Further, on the inner periphery of the
内輪部材43の外郭形状は、内側転走面43aの溝底部からカウンタ部43dと、このカウンタ部43dから傾斜して形成された段部43c、および内輪44が突き合わされる肩部43eを介して小径段部43bに続いている。一方、ハブ輪42において、ピッチ円直径PCDi、PCDoの違いに伴い、インナー側の外側転走面2bがアウター側の外側転走面2aよりも拡径して形成され、アウター側の外側転走面2aから傾斜した段部42aを介してインナー側の外側転走面2bが形成されている。この段部42aの傾斜角は、内輪部材43の段部43cの傾斜角と略同一角度になるように設定されている。
The outer shape of the
こうした構成の車輪用軸受装置では、インナー側の転動体3のピッチ円直径PCDiをアウター側の転動体3のピッチ円直径PCDoをよりも大径に設定され、その分、転動体3の個数もインナー側の個数がアウター側の個数よりも多く設定されているため、有効に軸受スペースを活用してアウター側に比べインナー側部分の軸受剛性を増大させることができ、軸受の長寿命化を図ることができる。さらに、内輪部材43の段部43cとハブ輪42の段部42aの傾斜が略同一角度に設定されているので、装置の軽量・コンパクト化と高剛性化という、相反する課題を解決することができる。
In the wheel bearing device having such a configuration, the pitch circle diameter PCDi of the rolling
内輪部材43のインナー側の端部にはすり鉢状の凹所45を有する取付部46が形成されている。この凹所45の深さは肩部43e付近までとされ、内輪部材43のインナー側の端部が略均一な肉厚となっている。これにより、内輪部材43の強度を保ちつつ軽量化を図ることができる。本実施形態では、この取付部46にボルト孔46aが複数個形成され、これらボルト孔46aに締結される固定ボルト47によって懸架装置を構成するナックル(図示せず)に取り付けられる。
At the inner end of the
また、インナー側の外側転走面2bがアウター側の外側転走面2aよりも拡径して形成されているため、ハブ輪42の外郭形状は、車輪取付フランジ8のインナー側の基部に形成された断面円弧状の環状凹部42bからインナー側に向かって漸次拡径するテーパ面42cと、このテーパ面42cからインナー側の外側転走面2bの外径側となる円筒状の外周面42dで構成されている。環状凹部42bを形成することにより、車輪を固定するためのハブボルト8aの着脱が容易になり、製造工程における作業効率が向上すると共に、市場における補修作業を簡素化することができる。
Further, since the outer
ここで、本実施形態では、前述した第1の実施形態と同様、熱間の親子鍛造によって、ハブ輪と内方部材(内輪部材)が成形されるが、図6(a)〜(c)に関しては前述した工程と同様であるため、その説明を省略する。 Here, in the present embodiment, as in the first embodiment described above, the hub wheel and the inward member (inner ring member) are formed by parent-child hot forging, but FIGS. 6 (a) to 6 (c) Since the process is the same as the process described above, the description thereof is omitted.
そこで、図6(d)に示す据え込み工程では、中間成形品48の外周面形状に対応して凹凸が逆になったダイス内にセットした状態で、互いに同心に配置された押圧パンチとカウンターパンチとの間で、粗形品14の軸方向両端面の中央部を押圧し、この径方向中央寄り部分の素材を径方向外方に移動させつつ、軸方向に移動させて中間成形品48に成形する。ここでは、下側に配置するカウンターパンチを固定した状態のまま、上側に配置する押圧パンチを、このカウンターパンチに押し付ける。そして、粗形品14の素材を移動させて、ダイスの内周面と押圧パンチおよびカウンターパンチの外周面とにより囲まれたキャビティ内に充満させ、軸方向一端面側(上部)に開口する円形凹部49と、車輪取付フランジ部となるフランジ部17と、軸方向他端面側(下部)に開口する円形凹部18を有する軸状部50に成形する。この中間成形品48の軸状部50は内輪部材となる。
Therefore, in the upsetting process shown in FIG. 6 (d), the pressing punch and the counter which are disposed concentrically with each other in a state where they are set in a die whose concavity and convexity are reversed corresponding to the outer peripheral surface shape of the intermediate molded
次に、(e)に示す仕上げ成形工程では、中間成形品48の円形凹部49の深さを大きくしつつ、内周面を拡径して円形凹部51とフランジ部52を有する上部環状体(親部材)53と、この上部環状体53の内径下部に下部環状体(子部材)54の上端部で接続され、さらにこの下部環状体54の底部とからなるタワー型の親子鍛造品55に成形される。また、同時に中間成形品48の軸状部50が軸方向に押し出され、外周面が内方部材の内側転走面となる軸状部56を有する下部環状体54に成形される。この仕上げ工程では、前述した(d)の据え込み工程と同様、下側に配置するカウンターパンチを固定した状態のまま、上側に配置する押圧パンチを、このカウンターパンチに押し付けて中間成形品48の素材を移動させて、ダイスの内周面と押圧パンチおよびカウンターパンチの外周面とにより囲まれたキャビティ内に充満させて行う。
Next, in the finish forming step shown in (e), while increasing the depth of the
ここでは、ハブ輪となる上部環状体53において、円形凹部51の開口端部51aが押し出された素材のうち多くの部分がハブ輪のインナー側の外側転走面となるべき部分の上端を通って径方向外方に流動し、清浄度の低い中央寄り円柱状部分の素材がフランジ部52となる。したがって、この仕上げ工程では、複列の外側転走面が形成される部分には、清浄度の高い中間円筒状部分の素材が多く存在する。
Here, in the upper
また、内方部材となる下部環状体54において、円形凹部51の底部51bが押し出された素材のうち多くの部分が内方部材の内側転走面となるべき部分の下端を通って径方向外方に流動し、清浄度の低い中央寄り円柱状部分の素材が外径部となる。したがって、この仕上げ工程では、内方部材の内側転走面が形成される部分には、清浄度の高い中間円筒状部分の素材が多く存在する。
Further, in the lower
次に、熱間鍛造にて仕上げ成形品の表面に発生している酸化スケールを除去し、表面が滑らかにされた表面除去工程では、(f)に示すショットブラスト加工にて表面が滑らかにされると共に、変質部(酸化スケール部)が適切に除去され、(g)に示すように、仕上げ成形品(親子鍛造品)55の上部環状体53と下部環状体54が切削分離され、各部材加工へと送られる。
Next, the oxide scale generated on the surface of the finished molded product is removed by hot forging, and the surface is smoothed by the shot blasting shown in (f) in the surface removing step where the surface is smoothed. And the degraded portion (oxidized scale portion) is appropriately removed, and as shown in (g), the upper
ここでは、(h)に拡大して示すように、上部環状体53と下部環状体54の連結部が切断面54a(クロスハッチングにて示す)となるため、精度および効率良く両者を分離することが可能となる。
Here, as shown in the enlarged view of (h), since the connecting portion of the upper
本発明に係る車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法では、ハブ輪となる上部環状体53と内方部材となる下部環状体54がタワー型の親子鍛造品55に成形され、その後、表面除去工程で表面が滑らかにされると共に、変質部が除去され、上部環状体53と下部環状体54が切削分離されるため、従来の外方部材と内方部材を個別に鍛造する方法において外方部材の鍛造後に打抜いて廃棄していた隔壁部(打抜き部)を、本発明では、そのまま内方部材の素材として有効に利用して歩留まりを向上させて材料投入量の削減を図ると共に、介在物の影響による寿命低下を軽減し、かつ強度を向上させた車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法を提供することができる。
In the method of manufacturing the hub wheel and the inward member of the bearing device for a wheel according to the present invention, the upper
その後、冷間鍛造工程に先立って、仕上げ成形品55の表面に、冷間鍛造における金型との摩擦を低減する潤滑剤としてのリン酸塩被膜が表面にコーティングされる。 Thereafter, prior to the cold forging step, the surface of the finished molded article 55 is coated with a phosphate coating as a lubricant to reduce friction with the die in cold forging.
次に、図7、8に示すように、分離された上部環状体53が冷間鍛造されると共に、上部環状体53と下部環状体54が旋削工程を経て組立工程へと送られる。具体的には、図7(a)に示すように、上部環状体53と下部環状体54が切削分離され、(b)に示すように、この上部環状体53が冷間鍛造(冷間ロールフォーミング)にて成形される。図7(a)では、分離される下部環状体54の形状を二点鎖線にて示す。この冷間鍛造品57の成形形状は、ほとんど最終鍛造成形品に近い形状まで成形される。すなわち、フランジ部58、複列の外側転走面59、60および車輪およびブレーキロータ等のパイロット部となる内径部32とシールの嵌合部11aが、0.5mm以上1.5mm以下の切削(旋削)代を残して冷間鍛造品57に成形される。
Next, as shown in FIGS. 7 and 8, the separated upper
次に(c)に示すように、冷間鍛造品57の幅面をはじめ、フランジ部58、複列の外側転走面59、60および内径部32とシールの嵌合部11aが旋削加工により切削され、幅面をはじめ車輪取付フランジ8や内径部2cと嵌合部11a、および所定の研削代を残した複列の外側転走面61、62を有する切削加工品63に形成される。ここでは、車輪取付フランジ8にハブボルト(図示せず)が圧入される挿入孔8bが鍛造により打ち抜かれる。なお、車輪取付フランジ8にハブボルトの挿入孔8bをボーリング加工またはドリル・リーマ加工によって行っても良い。
Next, as shown in (c), the width surface of the cold forged
次に、(d)に示すように、複列の外側転走面61、62およびシールの嵌合部11aが高周波熱処理による焼入れ焼き戻しによって表面硬さ58HRC以上、64HRC以下の硬化層36、36(クロスハッチングにて示す)が形成される。この硬化層36は、(e)に拡大して示すように、その硬化層深さが0.5mm以上、4mm以下に設定されている。これにより、外側転走面61、62の転がり疲労寿命を確保することができる。最後に、(f)の前記複列の外側転走面61、62およびシールの嵌合部11aを研削および超仕上げ(スーパフィニッシュ)からなる研削工程を経て、組立工程へ送られる。
Next, as shown in (d), the outer
図8(a)に示すように、上部環状体53と下部環状体54が切削分離され、(b)に示すように、この下部環状体54の軸状部56をはじめ幅面や外周面が旋削加工により切削され、所定の研削代を残した小径段部となる軸状部64と内側転走面65とを有する切削加工品66に形成されると共に、取付部46に雌ねじ46aがタップ加工される。図8(a)では、分離される上部環状体53の形状を二点鎖線にて示す。
As shown in FIG. 8 (a), the upper
次に、(c)に示すように、軸状部64と内側転走面65が高周波熱処理による焼入れ焼き戻しによって表面硬さ50HRC以上、64HRC以下に硬化処理される。この硬化層40(クロスハッチングにて示す)は、(d)に拡大して示すように、その硬化層深さが0.5mm以上、4mm以下に設定されている。これにより、内輪の嵌合部となる軸状部64の耐フレッティング性が向上すると共に、内側転走面65の転がり疲労寿命を確保することができる。最後に、(e)の前記内側転走面65を研削および超仕上げ(スーパフィニッシュ)からなる研削工程を経て、組立工程へ送られる。
Next, as shown in (c), the shaft-
図5に戻って、本実施形態では、内方部材41を構成する内輪44は、図示はしないが、熱間鍛造工程、切削工程、熱処理工程および研削工程を経て形成され、この内輪44を内輪部材43の小径段部43bに圧入後、この小径段部43bの端部を塑性変形(ローリング加締)により形成した加締部43fによって内輪44が軸方向に固定される。
Referring back to FIG. 5, in the present embodiment, the
図9は、本発明に係る車輪用軸受装置の第3の実施形態を示す縦断面図、図10(a)〜(h)は、図9のハブ輪および内方部材の製造方法に係る前工程を示す工程図、図11(a)〜(e)は、図9のハブ輪の製造方法に係る後工程を示す工程図、図12(a)〜(f)は、図9の内輪の製造方法に係る後工程を示す工程図である。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同じ機能を有する部品や部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。 FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the bearing device for a wheel according to the present invention, and FIGS. 10 (a) to 10 (h) are front views related to the method of manufacturing the hub wheel and inner member of FIG. FIGS. 11 (a) to 11 (e) are process diagrams showing the subsequent steps of the method for manufacturing the hub ring of FIG. 9, and FIGS. 12 (a) to 12 (f) are diagrams of the inner ring of FIG. It is process drawing which shows the post process which concerns on a manufacturing method. The same parts as the embodiment described above, or parts or parts having the same functions as those in the embodiment described above are designated by the same reference numerals and their detailed description will be omitted.
図9に示す車輪用軸受装置は第3世代と呼称される従動輪用であって、固定側部材となる内方部材67と、回転側部材となるハブ輪(外方部材)68、および両部材67、68間に転動自在に収容された複列の転動体3、3とを備えている。内方部材67は、内輪部材69と、この内輪部材69に所定のシメシロを介して圧入された内輪44とからなる。
The wheel bearing device shown in FIG. 9 is for a driven wheel referred to as the third generation, and includes an
内輪部材69は、外周に一方(インナー側)の内側転走面4aと、この内側転走面4aから軸方向に延びる円筒状の小径段部4bが形成されている。内輪44は、外周に他方(アウター側)の内側転走面44aが形成され、内輪部材69の小径段部4bに圧入固定されている。内輪部材69はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面4aから小径段部4bの外周面に亙って高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。
The
ハブ輪68は、アウター側の端部に車輪取付フランジ8を一体に有し、内周には、内輪部材69の内側転走面4aに対向するアウター側の外側転走面2aと、内輪部材44の内側転走面44aに対向するインナー側の外側転走面2aが一体に形成されている。これら両転走面間に複列の転動体3、3が収容され、保持器9、9によって転動自在に保持されている。このハブ輪68はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面2a、2aが高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。
The
ここで、本実施形態では、前述した第2の実施形態と同様、熱間の親子鍛造によって、ハブ輪と内方部材(内輪)が成形されるが、図10(a)〜(c)に関しては前述した工程と同様であるため、その説明を省略する。 Here, in the present embodiment, as in the second embodiment described above, the hub ring and the inward member (inner ring) are formed by parent-child hot forging, with regard to FIGS. 10 (a) to (c). Since the process is the same as the process described above, the description thereof is omitted.
そこで、図10(d)に示す据え込み工程では、中間成形品70の外周面形状に対応して凹凸が逆になったダイス内にセットした状態で、互いに同心に配置された押圧パンチとカウンターパンチとの間で、粗形品14の軸方向両端面の中央部を押圧し、この径方向中央寄り部分の素材を径方向外方に移動させつつ、軸方向に移動させて中間成形品70に成形する。ここでは、下側に配置するカウンターパンチを固定した状態のまま、上側に配置する押圧パンチを、このカウンターパンチに押し付ける。そして、粗形品14の素材を移動させて、ダイスの内周面と押圧パンチおよびカウンターパンチの外周面とにより囲まれたキャビティ内に充満させ、軸方向一端面側(上部)に開口する円形凹部71と、車輪取付フランジ部となるフランジ部17と、軸方向他端面側(下部)に開口する円形凹部18を有する軸状部72に成形する。この中間成形品70の軸状部72は内輪部材となる。
Therefore, in the upsetting process shown in FIG. 10 (d), the pressing punch and the counter which are disposed concentrically with each other in a state where they are set in a die whose concavity and convexity are reversed corresponding to the outer peripheral surface shape of the intermediate molded
次に、(e)に示す仕上げ成形工程では、中間成形品70の円形凹部71の深さを大きくしつつ、内周面を拡径して円形凹部73とフランジ部52を有する上部環状体(親部材)74と、この上部環状体74の内径下部に下部環状体(子部材)75の上端部で接続されるタワー型の親子鍛造品76に成形される。また、同時に中間成形品70の軸状部72が軸方向に押し出され、外周面が内方部材の内側転走面となる軸状部77と、円形凹部18を打ち抜いて貫通孔26を有する下部環状体75に成形される。この仕上げ工程では、前述した(d)の据え込み工程と同様、下側に配置するカウンターパンチを固定した状態のまま、上側に配置する押圧パンチを、このカウンターパンチに押し付けて中間成形品70の素材を移動させて、ダイスの内周面と押圧パンチおよびカウンターパンチの外周面とにより囲まれたキャビティ内に充満させて行う。
Next, in the finish forming step shown in (e), while increasing the depth of the
ここでは、ハブ輪となる上部環状体74において、円形凹部73の開口端部51aが押し出された素材のうち多くの部分がハブ輪のインナー側の外側転走面となるべき部分の上端を通って径方向外方に流動し、清浄度の低い中央寄り円柱状部分の素材がフランジ部52となる。したがって、この仕上げ工程では、複列の外側転走面が形成される部分には、清浄度の高い中間円筒状部分の素材が多く存在する。
Here, in the upper
また、内方部材(内輪)となる下部環状体75において、中間成形品70の円形凹部71の底部71bが押し出された素材のうち多くの部分が内方部材の内側転走面となるべき部分の下端を通って径方向外方に流動し、清浄度の低い中央寄り円柱状部分の素材が外径部となる。したがって、この仕上げ工程では、内方部材の内側転走面が形成される部分には、清浄度の高い中間円筒状部分の素材が多く存在する。
Further, in the lower
次に、熱間鍛造にて仕上げ成形品の表面に発生している酸化スケールを除去し、表面が滑らかにされた表面除去工程では、(f)に示すショットブラスト加工にて表面が滑らかにされると共に、変質部(酸化スケール部)が適切に除去され、(g)に示すように、仕上げ成形品(親子鍛造品)76の上部環状体74と下部環状体75が鍛造分離され、各部材加工へと送られる。ここでは、(h)に拡大して示すように、上部環状体74と下部環状体75の連結部が僅かな剪断面75aとなるため、精度および効率良く両者を分離することが可能となる。
Next, the oxide scale generated on the surface of the finished molded product is removed by hot forging, and the surface is smoothed by the shot blasting shown in (f) in the surface removing step where the surface is smoothed. And the degraded portion (oxidized scale portion) is appropriately removed, and as shown in (g), the upper
本発明に係る車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法では、ハブ輪となる上部環状体74と内方部材となる下部環状体75がタワー型の親子鍛造品76に成形され、その後、表面除去工程で表面が滑らかにされると共に、変質部が除去され、上部環状体74と下部環状体75が鍛造分離されるため、従来の外方部材と内方部材を個別に鍛造する方法において外方部材の鍛造後に打抜いて廃棄していた隔壁部(打抜き部)を、本発明では、そのまま内方部材の素材として有効に利用して歩留まりを向上させて材料投入量の削減を図ると共に、介在物の影響による寿命低下を軽減し、かつ強度を向上させた車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法を提供することができる。
In the method of manufacturing the hub wheel and the inward member of the bearing device for a wheel according to the present invention, the upper
次に、図11、12に示すように、分離された上部環状体74と下部環状体75が、それぞれ旋削工程、冷間鍛造(冷間ロールフォーミング)を経て組立工程へと送られる。具体的には、図11(a)に示すように、上部環状体74と下部環状体75が鍛造分離され、(b)に示すように、上部環状体74の幅面をはじめフランジ部52と円形凹部73が旋削加工により切削され、幅面をはじめ車輪取付フランジ8や内径部2cと嵌合部11a、および所定の研削代を残した複列の外側転走面2a、2aを有する切削加工品78に形成される。ここでは、車輪取付フランジ8にハブボルト(図示せず)が圧入される挿入孔8bが鍛造により打ち抜かれる。なお、車輪取付フランジ8にハブボルトの挿入孔8bをボーリング加工またはドリル・リーマ加工によって行っても良い。
Next, as shown in FIGS. 11 and 12, the separated upper
次に、(c)に示すように、複列の外側転走面2a、2aおよびシールの嵌合部11aが高周波熱処理による焼入れ焼き戻しによって表面硬さ58HRC以上、64HRC以下の硬化層36、36(クロスハッチングにて示す)が形成される。この硬化層36は、(d)に拡大して示すように、その硬化層深さが0.5mm以上、4mm以下に設定されている。これにより、外側転走面2a、2aの転がり疲労寿命を確保することができる。最後に、(e)の前記複列の外側転走面2a、2aおよびシールの嵌合部11aを研削および超仕上げ(スーパフィニッシュ)からなる研削工程を経て、組立工程へ送られる。
Next, as shown in (c), the
図12(a)に示すように、上部環状体74と下部環状体75が鍛造分離され、(b)に示すように、この下部環状体75の内側転走面79と内径面80が冷間鍛造(冷間ロールフォーミング)により成形され、その後、(c)に示すように、所定の研削代を残した状態で、幅面をはじめ内側転走面81と内径面82とを有する切削加工品83に形成される。図12(a)では、鍛造分離される上部環状体74の形状を二点鎖線にて示す。
As shown in FIG. 12 (a), the upper
次に、(d)に示すように、幅面をはじめ内側転走面81と内径面82が高周波熱処理による焼入れ焼き戻しによって表面硬さ58HRC以上、64HRC以下に硬化処理される。この硬化層40(クロスハッチングにて示す)は、(e)に拡大して示すように、その硬化層深さが0.5mm以上、4mm以下に設定されている。これにより、内側転走面81の転がり疲労寿命を確保することができる。最後に、(f)の幅面をはじめ内径面82が研削されると共に、内側転走面81が研削および超仕上げ(スーパフィニッシュ)からなる研削工程を経て、組立工程へ送られる。
Next, as shown in (d), the
図13は、本発明に係る車輪用軸受装置の第4の実施形態を示す縦断面図、図14(a)〜(h)は、図13のハブ輪および内方部材の製造方法に係る前工程を示す工程図、図15(a)〜(e)は、図13のハブ輪の製造方法に係る後工程を示す工程図、図16(a)〜(f)は、図13の内輪の製造方法に係る後工程を示す工程図、図17(a)〜(f)は、図13の内輪部材の製造方法に係る後工程を示す工程図である。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同じ機能を有する部品や部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。 FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a fourth embodiment of a bearing device for a wheel according to the present invention, and FIGS. 14 (a) to 14 (h) are front views related to a method of manufacturing a hub ring and an inner member of FIG. FIG. 15 (a) to FIG. 15 (e) are process diagrams showing the subsequent steps of the method for manufacturing the hub ring of FIG. 13, and FIGS. 16 (a) to 16 (f) are steps of the inner ring of FIG. FIGS. 17 (a) to 17 (f) are process diagrams showing a rear process related to the manufacturing method of the inner ring member of FIG. The same parts as the embodiment described above, or parts or parts having the same functions as those in the embodiment described above are designated by the same reference numerals and their detailed description will be omitted.
図13に示す車輪用軸受装置は第3世代と呼称される従動輪用であって、固定側部材となる内方部材84と、回転側部材となるハブ輪(外方部材)85、および両部材84、85間に転動自在に収容された複列の転動体3、3とを備えている。内方部材84は、内輪部材86と、この内輪部材86に所定のシメシロを介して圧入された内輪44とからなる。
The wheel bearing device shown in FIG. 13 is for a driven wheel referred to as the third generation, and includes an inward member 84 serving as a stationary member, a hub ring (outward member) 85 serving as a rotating member, and both of them. It comprises double rows of rolling
内輪部材86は、外周に一方(インナー側)の内側転走面86aと、この内側転走面86aから軸方向に延びる円筒状の小径段部86bと、内側転走面86aの外径側から径方向外方に延びる車体取付フランジ6が一体に形成されている。内輪44は、外周に他方(アウター側)の内側転走面44aが形成され、内輪部材86の小径段部86bに圧入され、この小径段部86bの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部86cによって軸方向に固定されている。内輪部材86はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面86aから小径段部86bの外周面に亙って高周波焼入れによって表面硬さを50〜64HRCの範囲に硬化処理されている。
The
ハブ輪85は、アウター側の端部に車輪取付フランジ8を一体に有し、内周に内輪44の内側転走面44aに対向するアウター側の外側転走面2aと、内輪部材86の内側転走面86aに対向するアウター側の外側転走面85aが一体に形成されている。これら両転走面間に複列の転動体3、3が収容され、保持器9、87によって転動自在に保持されている。このハブ輪85はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面2a、85aが高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。
The
本実施形態では、アウター側の転動体3のピッチ円直径PCDoがインナー側の転動体3のピッチ円直径PCDiよりも大径に設定されている。そして、複列の転動体3、3のサイズは同じであるが、ピッチ円直径PCDo、PCDiの違いにより、アウター側の転動体3の個数がインナー側の転動体3の個数よりも多く設定されている。これにより、有効に軸受スペースを活用してインナー側に比べアウター側部分の軸受剛性を増大させることができ、軸受の長寿命化を図ることができる。
In the present embodiment, the pitch circle diameter PCDo of the rolling
ここで、本実施形態では、前述した第3の実施形態と同様、熱間の親子鍛造によって、ハブ輪と内方部材が成形されるが、図14(a)〜(c)に関しては前述した工程と同様であるため、その説明を省略する。 Here, in the present embodiment, as in the third embodiment described above, the hub wheel and the inward member are formed by hot forging parent-child forging, but as described above with reference to FIGS. 14 (a) to (c) Since the process is the same as the process, the description thereof is omitted.
そこで、図14(d)に示す据え込み工程では、中間成形品88の外周面形状に対応して凹凸が逆になったダイス内にセットした状態で、互いに同心に配置された押圧パンチとカウンターパンチとの間で、粗形品14の軸方向両端面の中央部を押圧し、この径方向中央寄り部分の素材を径方向外方に移動させつつ、軸方向に移動させて中間成形品88に成形する。ここでは、下側に配置するカウンターパンチを固定した状態のまま、上側に配置する押圧パンチを、このカウンターパンチに押し付ける。そして、粗形品14の素材を移動させて、ダイスの内周面と押圧パンチおよびカウンターパンチの外周面とにより囲まれたキャビティ内に充満させ、軸方向一端面側(上部)に開口する円形凹部89と、車輪取付フランジ部となるフランジ部17と、軸方向他端面側(下部)に開口する円形凹部18を有する軸状部90に成形する。この中間成形品88の軸状部90は内方部材(内輪部材と内輪)となる。
Therefore, in the upsetting process shown in FIG. 14 (d), the pressing punch and the counter which are disposed concentrically with each other in a state where they are set in a die whose concavity and convexity are reversed corresponding to the outer peripheral surface shape of the intermediate molded product 88. Between the punches, the central portions of both end faces in the axial direction of the roughly shaped
次に、(e)に示す仕上げ成形工程では、中間成形品88の円形凹部89の深さを大きくしつつ、内周面を拡径して円形凹部91とフランジ部52を有する上部環状体(親部材)92と、この上部環状体92の内径下部に下部環状体93の上端部で接続されるタワー型の親子鍛造品94に成形される。また、同時に中間成形品88の軸状部90が軸方向に押し出され、内輪となる軸状部93aと内輪部材となる軸状部93bおよび円形凹部18を打ち抜いて貫通孔26を有する下部環状体93に成形される。この仕上げ工程では、前述した(d)の据え込み工程と同様、下側に配置するカウンターパンチを固定した状態のまま、上側に配置する押圧パンチを、このカウンターパンチに押し付けて中間成形品88の素材を移動させて、ダイスの内周面と押圧パンチおよびカウンターパンチの外周面とにより囲まれたキャビティ内に充満させて行う。
Next, in the finish forming step shown in (e), while increasing the depth of the
ここでは、ハブ輪となる上部環状体92において、円形凹部91の開口端部51aが押し出された素材のうち多くの部分がハブ輪のインナー側の外側転走面となるべき部分の上端を通って径方向外方に流動し、清浄度の低い中央寄り円柱状部分の素材がフランジ部52となる。したがって、この仕上げ工程では、複列の外側転走面が形成される部分には、清浄度の高い中間円筒状部分の素材が多く存在する。
Here, in the upper
また、内方部材となる下部環状体93において、中間成形品88の円形凹部71の底部89aが押し出された素材のうち多くの部分が内方部材の内側転走面となるべき部分の下端を通って径方向外方に流動し、清浄度の低い中央寄り円柱状部分の素材が外径部となる。したがって、この仕上げ工程では、内方部材の内側転走面が形成される部分には、清浄度の高い中間円筒状部分の素材が多く存在する。
Further, in the lower
次に、熱間鍛造にて仕上げ成形品の表面に発生している酸化スケールを除去し、表面が滑らかにされた表面除去工程では、(f)に示すショットブラスト加工にて表面が滑らかにされると共に、変質部(酸化スケール部)が適切に除去され、(g)に示すように、仕上げ成形品(親子鍛造品)94の上部環状体92と下部環状体93が鍛造分離され、各部材加工へと送られる。ここでは、(h)に拡大して示すように、上部環状体92と軸状部93aの連結部が僅かな剪断面75aとなると共に、軸状部93aと軸状部93bの連結部が切断面93cとなるため、精度および効率良く各部材を分離することが可能となる。
Next, the oxide scale generated on the surface of the finished molded product is removed by hot forging, and the surface is smoothed by the shot blasting shown in (f) in the surface removing step where the surface is smoothed. And the altered portion (oxidized scale portion) is appropriately removed, and as shown in (g), the upper
次に、図15〜17に示すように、分離された上部環状体92と下部環状体93が、それぞれ旋削工程、冷間鍛造(冷間ロールフォーミング)を経て組立工程へと送られる。具体的には、図15(a)に示すように、上部環状体92と下部環状体93が鍛造分離され、(b)に示すように、上部環状体92の幅面をはじめフランジ部52と円形凹部91が旋削加工により切削され、車輪取付フランジ8や内径部2cと嵌合部11a、および所定の研削代を残した複列の外側転走面95a、95bを有する切削加工品95に形成される。ここでは、車輪取付フランジ8にハブボルト(図示せず)が圧入される挿入孔8bが鍛造により打ち抜かれる。なお、車輪取付フランジ8にハブボルトの挿入孔8bをボーリング加工またはドリル・リーマ加工によって行っても良い。
Next, as shown in FIGS. 15 to 17, the separated upper
次に、(c)に示すように、複列の外側転走面95a、95bおよびシールの嵌合部11aが高周波熱処理による焼入れ焼き戻しによって表面硬さ58HRC以上、64HRC以下の硬化層36、36(クロスハッチングにて示す)が形成される。この硬化層36は、(d)に拡大して示すように、その硬化層深さが0.5mm以上、4mm以下に設定されている。これにより、外側転走面95a、95bの転がり疲労寿命を確保することができる。最後に、(e)の前記複列の外側転走面2a、95bおよびシールの嵌合部11aを研削および超仕上げ(スーパフィニッシュ)からなる研削工程を経て、組立工程へ送られる。
Next, as shown in (c), the double row
図16(a)に示すように、上部環状体92と下部環状体93が鍛造分離され、(b)に示すように、この下部環状体93の軸状部93aの内側転走面79と内径面80が冷間鍛造(冷間ロールフォーミング)により成形され、その後、(c)に示すように、所定の研削代を残した状態で、幅面をはじめ内側転走面81と内径面82とを有する切削加工品83に形成される。
As shown in FIG. 16 (a), the upper
次に、(d)に示すように、幅面をはじめ内側転走面81と内径面82が高周波熱処理による焼入れ焼き戻しによって表面硬さ58HRC以上、64HRC以下に硬化処理される。この硬化層40(クロスハッチングにて示す)は、(e)に拡大して示すように、その硬化層深さが0.5mm以上、4mm以下に設定されている。これにより、内側転走面81の転がり疲労寿命を確保することができる。最後に、(f)の幅面をはじめ内径面82が研削されると共に、内側転走面81が研削および超仕上げ(スーパフィニッシュ)からなる研削工程を経て、組立工程へ送られる。
Next, as shown in (d), the
一方、図17(a)に示すように、下部環状体93を構成する軸状部93aと軸状部93bが切削分離され、(b)に示すように、この軸状部93bの内側転走面96と車体取付フランジ97および小径段部98が冷間鍛造(冷間ロールフォーミング)により成形され、その後、(c)に示すように、所定の研削代を残した状態で、幅面をはじめ内側転走面96aと車体取付フランジ6および小径段部98aを有する切削加工品99に形成される。ここでは、車体取付フランジ6に車体取付ボルト(図示せず)が螺合される雌ねじ6bの下孔が鍛造により打ち抜かれた後に雌ねじ6bが形成される。なお、車体取付フランジ6に車体取付ボルトの雌ねじ6bの下孔をボーリング加工またはドリル・リーマ加工によって行っても良い。
On the other hand, as shown in FIG. 17 (a), the shaft-
次に、(d)に示すように、幅面をはじめ内側転走面96aと小径段部98aが高周波熱処理による焼入れ焼き戻しによって表面硬さ50HRC以上、64HRC以下に硬化処理される。この硬化層40(クロスハッチングにて示す)は、(e)に拡大して示すように、その硬化層深さが0.5mm以上、4mm以下に設定されている。これにより、内側転走面96aの転がり疲労寿命を確保することができる。最後に、(f)の幅面をはじめ小径段部98aが研削されると共に、内側転走面96aが研削および超仕上げ(スーパフィニッシュ)からなる研削工程を経て、組立工程へ送られる。
Next, as shown in (d), the width surface and the
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments in any way, and is merely an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. The scope of the present invention is, of course, indicated by the description of the claims, and the meaning of equivalents described in the claims, and all modifications within the scope. Including.
本発明に係る車輪用軸受装置のハブ輪は、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、車輪取付フランジの基部からインナー側に突き出た軸部の外周に一方の内側転走面と、この内側転走面から肩部を介して軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成された第3世代構造の車輪用軸受装置のハブ輪に適用できる。 The hub wheel of the bearing device for a wheel according to the present invention has a wheel mounting flange integrally at one end, and one inner raceway surface on the outer periphery of a shaft portion protruding to the inner side from the base of the wheel mounting flange The present invention can be applied to a hub wheel of a bearing device for a wheel of a third generation structure in which a cylindrical small diameter step portion axially extending in the axial direction from an inner raceway surface via a shoulder portion is formed.
1、41、67、84 内方部材
2、42、68、85 ハブ輪
2a、2b、30、31、34、35、59、60、61、62、76、85a、95a、95b 外側転走面
2c、32 内径部
3 転動体
4 第1の内輪部材
4a、5a、38、43a、44a、65、79、81、86a、96、96a 内側転走面
4b、43b、86b、98、98a 小径段部
4c 加締部
5 第2の内輪部材
6、97 車体取付フランジ
6a 車体取付フランジのアウター側の基部
6b 雌ねじ
7 パイロット部
8 車輪取付フランジ
8a ハブボルト
8b 挿入孔
8c リブ
9、10、87 保持器
11 シール
11a、11b シールの嵌合部
12 円柱状鋼材
13 据え込み加工品
14 粗形品
14a 凹部
14b 厚肉環状部
14c、19、25、37、50、56、64、72、77、93a、93b 軸状部
15、48、70 中間成形品
16、18、20、49、51、71、73、91 円形凹部
17、21、29、52、58 フランジ部
22、53、74、92 上部環状体
23、54、75、93 下部環状体
23a、75a 剪断面
24、55、76、94 親子鍛造品
26 貫通孔
27 円形凹部の底部
28、57 冷間鍛造品
33、39、63、66、78、83、95、99 切削加工品
36、40 硬化層
42a、43c 段部
42b 環状凹部
42c テーパ面
42d 外周面
43 内輪部材
43d カウンタ部
43e 肩部
44 内輪
45 凹所
46 取付部
46a ボルト孔(雌ねじ)
47 固定ボルト
51a 円形凹部の開口端部
51b 円形凹部の底部
54a 切断面
80、82 内径面
101 素材
102 前段階中間素材
103 金属材料
104 第二前段階中間素材
105、106 隔壁部
107、108 円形凹部
109 取付部
110 バリ
111 外方部材
111a 外側転走面
112 予備後段階中間素材
113 後段階中間素材
114 金属材料
115 最終中間素材
120 円柱状鋼材
121 据込み加工品
122 皿状の窪み
123 予備成形品
124 上部肉厚環状体
125 肉厚環状体
126 肉厚環状体の底部
129、132、133 親子鍛造品
130、134 アウターレース素形品
131、135 インナーレース素形品
PCDo アウター側の転動体のピッチ円直径
PCDi インナー側の転動体のピッチ円直径
1, 41, 67, 84 Inner members 2, 42, 68, 85 Hub ring 2a, 2b, 30, 31, 34, 35, 59, 60, 61, 62, 76, 85a, 95a, 95b Outer raceway surface 2c, 32 Inner diameter portion 3 Rolling element 4 First inner ring member 4a, 5a, 38, 43a, 44a, 65, 79, 81, 86, 96, 96a Inner raceway surface 4b, 43b, 86b, 98, 98a Small diameter step Part 4c Crimping part 5 Second inner ring member 6, 97 Car body mounting flange 6a Base 6b on the outer side of car body mounting flange Female screw 7 Pilot part 8 Wheel mounting flange 8a Hub bolt 8b Insertion hole 8c Rib 9, 10, 87 Retainer 11 Seals 11a and 11b Seal fitting portion 12 Column-shaped steel material 13 Upset processed product 14 Rough shape product 14a Recess 14b Thick annular portion 14c, 19, 25, 37, 50, 56, 64, 2, 77, 93a, 93b Shaft-like portions 15, 48, 70 Intermediate molded products 16, 18, 20, 49, 51, 71, 73, 91 Circular recesses 17, 21, 29, 52, 58 Flanges 22, 53, 74, 92 upper annular body 23, 54, 75, 93 lower annular body 23a, 75a sheared surface 24, 55, 76, 94 parent and child forging 26 through hole 27 bottom of circular recess 28, 57 cold forging 33, 39, 63, 66, 78, 83, 95, 99 Cutting product 36, 40 Hardened layer 42a, 43c Step 42b Annular recess 42c Tapered surface 42d Outer peripheral surface 43 Inner ring member 43d Counter 43e Shoulder 44 Inner ring 45 Recessed 46 Attachment 46a bolt hole (female screw)
47
Claims (6)
外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面がそれぞれ形成された内方部材と、
この内方部材と前記ハブ輪の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法において、
円柱状鋼材を熱間成形温度に加熱し、上型と下型間で据え込み加工により拡径して据え込み加工品とし、この据え込み加工品が、上部環状体およびこの上部環状体の内径下部に外周上端部で接続された下部環状体からなるタワー型の親子鍛造品に成形され、この親子鍛造品を、前記上部環状体と下部環状体に分離することにより、前記ハブ輪と内方部材の仕上げ加工品とし、
前記据え込み加工品を、粗形品の外周面形状に対応する金型を用いて前方押出しを行い、上部に浅い皿状の凹部と、厚肉環状部および軸状部を有する粗形品に成形する粗成形工程と、
中間成形品の外周面形状に対応して凹凸が逆になったダイス内にセットした状態で、互いに同心に配置された押圧パンチとカウンターパンチとの間で、前記粗形品の軸方向両端面の中央部を押圧し、この径方向中央寄り部分の素材を径方向外方に移動させつつ、軸方向に移動させて前記ダイスの内周面と押圧パンチおよびカウンターパンチの外周面とにより囲まれたキャビティ内に充満させ、軸方向一端面側に開口する円形凹部と、車輪取付フランジ部となるフランジ部と、軸方向他端面側に開口する円形凹部を有する軸状部に成形する中間成形工程と、
前記中間成形品の一端側の円形凹部の深さを大きくしつつ、内周面を拡径して上部環状体に成形すると同時に、前記中間成形品の軸状部を軸方向に押し出し、外周面が前記内方部材の内側転走面となる軸状部と、他端側の円形凹部を打ち抜いて貫通孔を有する下部環状体に成形する仕上げ成形工程と、を備えていることを特徴とする車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法。 A hub wheel integrally formed with a wheel mounting flange for mounting a wheel at an end on the outer side, and having a double row of outer race surfaces formed on the inner periphery;
An inward member in which an inner raceway surface facing the outer raceway surface of the double row is formed on the outer periphery respectively;
In a method of manufacturing a hub ring and an inner member of a bearing device for a wheel comprising the inward member and a double row of rolling elements rollably accommodated between both rolling surfaces of the hub wheel,
A cylindrical steel material is heated to a hot forming temperature and diameter-increased by upset processing between the upper mold and the lower mold to make upset products, and this upset processed product is an upper annular body and an inner diameter of the upper annular body The forging is formed into a tower type parent-child forging consisting of a lower annular body connected to the lower portion at the outer peripheral upper end portion, and the parent and forged product is separated into the upper annular body and the lower annular body. Finished products of parts ,
The upset processed product is forward extruded using a mold corresponding to the outer peripheral surface shape of the coarsely shaped product to obtain a roughly shaped product having a shallow dish-like concave portion at the top, a thick annular portion and a shaft-like portion. A rough forming process for forming;
Between the pressing punch and the counterpunch arranged concentrically with each other in a state of being set in a die whose concavity and convexity are reversed corresponding to the outer peripheral surface shape of the intermediate molded product, both axial end surfaces of the roughly shaped product The center portion of the die is pressed, and the material of the radially center portion is moved radially outward while being moved radially, and is surrounded by the inner peripheral surface of the die and the outer peripheral surfaces of the pressing punch and the counter punch. An intermediate forming step of forming a shaft-like portion filled with the circular cavity having a circular recess opening in the axial direction one end surface side, a flange portion serving as a wheel mounting flange portion, and a circular recess opening in the axial direction When,
The diameter of the inner peripheral surface is enlarged while forming the upper annular body while increasing the depth of the circular recess on one end side of the intermediate molded product, and at the same time, the axial portion of the intermediate molded product is extruded in the axial direction And a final forming step of punching out a circular recess on the other end side to form a lower annular body having a through hole. A manufacturing method of a hub ring and an inner member of a bearing device for a wheel.
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