JPWO2009044809A1 - 転がり軸受ユニット用軌道輪部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

転がり軸受ユニットの軌道輪部材の製造方法が提供される。この方法では、円筒状部分よりも小径の素円筒状部分を形成し、前記素円筒状部分を拡径して円筒状部分を形成し、前記円筒状部分の内外周面の一方に、その周方向に亙って軌道面を形成する。

Description

本発明は、各種転がり軸受ユニットの軌道輪部材を、炭素鋼等の金属材料を塑性変形させて製造する方法に関する。軌道輪部材は、その軸方向一部に円筒状部分を備え、この円筒状部分の内外両周面の何れかの全周に亙って軌道面が設けられる。

自動車の車輪及び制動用回転部材は、転がり軸受ユニットにより、懸架装置に対して回転自在に支持される。この様な車輪支持用転がり軸受ユニットには、自動車が旋回走行する際に大きなモーメントが加わる。従って、旋回走行時の安定性を確保する為には、大きなモーメント剛性を有する転がり軸受ユニットが必要である。この為、車輪支持用転がり軸受ユニットとして、転動体を複列に配置すると共に、これら両列の転動体に、予圧並びに背面組み合わせ型の接触角を付与した構造が、一般的に使用されている。更に、近年、転がり軸受ユニットの大型化を防止しつつ、より大きなモーメント剛性を確保する為に、両列の転動体のピッチ円直径や転動体直径を異ならせた構造が提案されている（例えば、特開２００３−２３２３４３号公報、特開２００４−１０８４４９号公報、特開２００４−３４５４３９号公報、特開２００６−１３７３６５号公報、および国際公開ＷＯ２００５／０６５０７７参照）。

図５は、特開２００６−１３７３６５号公報に記載された車輪支持用転がり軸受ユニット１を示している。この転がり軸受ユニット１は、ハブ２と、外輪３と、複列に配置された複数の玉４（転動体）と、を備える。ハブ２は、ハブ本体５と内輪６とを備える。ハブ２には、外周面の軸方向外端部に、車輪及び制動用回転部材を支持する為の取付フランジ７が、外周面の軸方向中間部及び内端部に複列の内輪軌道８ａ、８ｂがそれぞれ形成されている。以下の記載において、軸方向に関して外とは、転がり軸受ユニットを自動車へ組み付けた状態で車両の幅方向外側であり、図５および図６の左側である。軸方向に関して内とは、車両の幅方向中央側となる図５〜６の右側である。軸方向外側列の内輪軌道８ａの直径は、内側列の内輪軌道８ｂの直径よりも大きい。ディスク等の制動用回転体や車輪のホイールを取付フランジ７に支持固定するために、取付フランジ７には複数本のスタッド９の基端部が固定されている。

内輪軌道８ａ、８ｂの直径を異ならせる為に、ハブ本体５の軸方向中間部外周面で外側列の内輪軌道８ａよりも少し軸方向内側に寄った部分に、軸方向内側に向かう程外径が小さくなる方向に傾斜した、外週側傾斜段部１０が形成されている。この外週側傾斜段部１０よりも軸方向内側に寄った、ハブ本体５の軸方向内端部に、小径段部１１が形成されている。この小径段部１１には、外周面に内側列の内輪軌道８ｂが形成された内輪６が外嵌されている。この内輪６は、ハブ本体５の軸方向内端に形成されたかしめ部１２により、小径段部１１の軸方向外端部の段差面１３に向けて抑え付けられて、ハブ本体５に対して結合固定されている。内輪軌道８ａ、８ｂは、断面形状（母線形状）が円弧形で、互いに近付く程、即ち、ハブ２の軸方向中央に向う程、外径が小さくなる。

外輪３には、内周面に複列の外輪軌道１４ａ、１４ｂが、外周面に外輪３を懸架装置に結合固定する為の結合フランジ１５がそれぞれ形成されている。軸方向外側列の外輪軌道１４ａの直径は、内側列の外輪軌道１４ｂの直径よりも大きい。この為、外輪３の軸方向中間部内周面で外側列の外輪軌道１４ａよりも少し軸方向内側に寄った部分に、軸方向内側に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した、内周側傾斜段部１６が形成されている。外輪軌道１４ａ、１４ｂは、断面形状（母線形状）が円弧形で、互いに近付く程、即ち、ハブ２の軸方向中央に向う程、内径が小さくなる。

玉４は、内輪軌道８ａ、８ｂと、外輪軌道１４ａ、１４ｂとの間に、複列にそれぞれ複数個ずつ、転動自在に配置されている。この状態で、複列の玉４には、予圧と共に背面組み合わせ型（ＤＢ型）の接触角が付与されている。複列の玉４のピッチ円直径は、内輪軌道８ａ、８ｂの直径の差及び外輪軌道１４ａ、１４ｂの直径の差に応じて互いに異なっている。即ち、軸方向外側の列の玉４のピッチ円直径ＰＣＤ_OUTは、軸方向内側の列の玉４のピッチ円直径ＰＣＤ_INよりも大きい（ＰＣＤ_OUT＞ＰＣＤ_IN）。

上記構造によれば、外側列のピッチ円直径ＰＣＤ_OUTを大きくできる分、モーメント剛性を大きくして、旋回走行時の走行安定性向上と、車輪支持用転がり軸受ユニットの耐久性向上とを図る為の設計が容易になる。一方、内側列のピッチ円直径ＰＣＤ_INを大きくする必要がないので、懸架装置の一部（例えば、ナックルの取付孔）を特に大径化しなくても、走行安定性、並びに、耐久性向上を図れる。

図５に示した上記構造では、複列に配置された玉４の直径が等しい。一方、図６に示されるように、外側列の玉４ａの直径が、内側列の玉４ｂの直径よりも小さい車輪支持用転がり軸受ユニット１ａも提案されている。この場合には、外側列の玉４ａの数を内側列の玉４ｂの数よりも多くして、この外側列の剛性を内側列の剛性よりも高くしている。更に、図５および図６の例では、転動体として玉４（４ａ、４ｂ）を使用しているが、重量の嵩む自動車用の転がり軸受ユニットには、転動体として円すいころが使用される場合もある。

上述の様な転がり軸受ユニット１、１ａの外輪３を造るには、内外列の転動体のピッチ円直径が同じ転がり軸受ユニットの外輪の場合と同様に、図７の（Ａ）→（Ｆ）に示す様な工程で、中炭素鋼等の鉄系合金製の素材１７に、熱間鍛造加工を施す事が考えられる。即ち、この素材１７に塑性加工を施す事により、外輪３の外形よりも少しだけ大きな中間素材を造り、この中間素材に、旋削等の削り加工や研磨等の仕上加工を施す。削り加工及び仕上加工に先立って熱間鍛造加工等の塑性加工を行えば、外輪３の金属組織を緻密にして、この外輪３の強度を向上させられる。更には、材料の削り代を少なくして、材料の歩留向上及び加工時間の短縮によるコスト低減を図れる。

上記製造方法では、先ず、長尺材を所定長さに切断する事により、図７の（Ａ）に示される円柱状の素材１７が形成される。次いで、この素材１７を軸方向に押し潰して直径を拡げる据え込み加工により、図７の（Ｂ）に示されるビア樽型の第一中間素材１８が形成される。

その後、第一中間素材１８を押型（パンチ）と受型（カウンターパンチ）とを備えた金型ユニット内で塑性変形させる荒成形加工により、図７の（Ｃ）に示される予備第二中間素材１９が形成される。予備第二中間素材１９は、筒状壁２０及びこの筒状壁２０の内側の軸方向中間部を塞ぐ隔板部２１を有する。筒状壁２０の軸方向中間部外周面には、結合フランジ１５（図５〜６参照）となる素フランジ部２２が形成される。

予備第二中間素材１９を別の押型と受型とを備えた別の金型ユニット内で塑性変形させる仕上成形加工により、図７の（Ｄ）に示される次予備第二中間素材２３が形成される。予備第二中間素材１９を次予備第二中間素材２３に加工する工程では、隔板部２１及び素フランジ部２２の厚さを減少させつつ、全体の形状が整えられる。仕上成形加工により得られる次予備第二中間素材２３の第二素フランジ部２４の外周縁には、余肉によるバリ２５が形成される。そこで、このバリ２５を除去して、図７の（Ｅ）に示される第二中間素材２６が得られる。

第二中間素材２６には、隔板部２１を除去する為の打ち抜き加工を施され、図７の（Ｆ）に示される第三中間素材２７が得られる。

更に、この第三中間素材２７の筒状壁２０の内周面の軸方向２個所位置に、複列の外輪軌道１４ａ、１４ｂが旋削加工及び研削加工により形成され、複列の外輪軌道１４ａ、１４ｂと結合フランジ１５とを有する外輪３が得られる。

上述の様にして外輪３を造る場合、複列の外輪軌道の位置と直径とを設定する事に就いての自由度は、以下の理由により低い。

図７の（Ｂ）→（Ｃ）の塑性加工である熱間鍛造加工は、前後方押出加工と呼ばれ、ダイスの内側に互いに同心に配置した押型と受型との間で、加熱した第一中間素材１８の両端面が強く押圧される。この押圧によりこの第一中間素材１８の一部が押型の押し込み方向前方に押し出される（前方押出加工）と同時に、第一中間素材１８の残部が押型の押し込み方向後方に押し出される（後方押出加工）。

前方押出加工に要する荷重（変形抵抗）は、後方押出加工に要する荷重よりも大きい。即ち、図７の（Ｂ）→（Ｃ）の工程で行われる前方押出加工では、押型と受型との間で押し潰された金属材料を、押型の押し込み方向よりも前方のダイスの内周面と受型の外周面との間の環状隙間に移動させる。中炭素鋼等の鉄系合金製の第一中間素材１８の変形に対する抵抗は、熱間鍛造の為に加熱した程度では、未だ相当に大きい。従って、図７の（Ｃ）に示される隔板部２１の軸方向位置は、前方押出加工が可能な範囲に設定する必要がある。一方、完成後の外輪３の内周面に形成する１対の外輪軌道の位置は、隔板部２１を軸方向両側から挟む位置になる。逆に言えば、これら外輪軌道の設置位置により、前方押出加工の加工量が決まってしまう。

この様な条件下で、１対の外輪軌道１４ａ、１４ｂの直径が互いに異なる外輪３を低コストで造る事は難しい。即ち、図７の（Ｆ）に示される第三中間素材２７を造った状態で、１対の外輪軌道の直径の値はほぼ決まってしまう。即ち、これら外輪軌道の直径は、外輪軌道が形成される第三中間素材２７の部分の内径よりも、旋削、研削等の仕上加工に伴う削り代分大きい値になる。また、各外輪軌道の直径を、第三中間素材２７の内径の相違以上に異ならせる為には、何れか一方の外輪軌道を形成する際の削り代を、他方の外輪軌道を形成する際の削り代よりも多くする必要がある。この様にして両外輪軌道の直径を大きく異ならせる事は、加工時間を長くするだけでなく、材料の歩留も悪化させて、外輪３の製造コストを高くする原因となる。更に、上述の製造方法では、前方押出加工による加工量を或る程度多くせざるを得ず、その分、図７の（Ｂ）→（Ｃ）の工程を時間をかけて行う必要がある為、その面からも、加工時間を長くして、外輪３の製造コストを高くする。

本発明は、材料の歩留良く、且つ短い加工時間で転がり軸受ユニットの軌道輪部材を製造する方法と提供し、軌道輪部材の製造コストの低廉化を図ることを目的とする。

本発明の第１の態様によれば、転がり軸受ユニットの軌道輪部材の製造方法が提供される。この方法では、円筒状部分よりも小径の素円筒状部分を形成し、前記素円筒状部分を拡径して円筒状部分を形成し、前記円筒状部分の内外周面の一方に、その周方向に亙って軌道面を形成する。

本発明の第２の態様によれば、軌道輪部材は、内周面に複列の軌道面を有する複列アンギュラ型の転がり軸受ユニットの外輪であり、円筒状部分の内周面に、複列の軌道面の一方が形成される。

本発明の第３の態様によれば、外輪は、外周面の軸方向中間部から外向に突出する結合フランジを備える。結合フランジは、軸方向において、複列の軌道面の間に位置する。複列の軌道面の内径は互いに異なり、円筒状部分の内周面には、大きい内径を有する軌道面が形成される。

本発明の第４の態様によれば、円柱状の素材を軸方向に押し潰して樽型の第一中間素材を形成し、第一中間素材を、押型と受型とを備えた金型ユニット内で塑性変形させて、筒状壁と、筒状壁の内側を軸方向の一部で塞ぐ隔板部と、筒状壁の外周面の軸方向中間部に設けられた結合フランジとを備えた第二中間素材を形成し、第二中間素材から隔板部を除去して第三中間素材を形成する。素円筒状部分は、軸方向において前記結合フランジの片側の、前記第三中間素材の一部である。

本発明の第５の態様によれば、隔板部は、第二中間素材の軸方向一端部内に形成され、素円筒状部分は、隔板部が除去された第三中間素材の部分を含む。

本発明の第６の態様によれば、素円筒状部分の拡径では、素円筒状部分にパンチを押し込む。

本発明の第７の態様によれば、素円筒状部分の拡径では、素円筒状部分の内周面にローラを押し付け、素円筒状部分の内周面とローラとの接触部を、素円筒状部分の内周面の周方向及び軸方向に移動させる。

本発明の第８の態様によれば、素円筒状部分を拡径では、素円筒状部分の外周面を、円周方向に複数のブロックに分割可能な抑え型により抑え付ける。

本発明の第９の態様によれば、素円筒状部分の拡径では、素円筒状部分の温度を、素円筒状部分以外の部分の温度よりも高くする。

本発明の他の態様、及び効果は、以下の記載、図面、並びに請求項より明らかとなる。

本発明の第１実施例に係る製造方法を工程順に示す断面図。 図１の（Ｇ）→（Ｈ）の工程を具体的に示す断面図。 図１の（Ｇ）→（Ｉ）の工程を、より具体的に示す断面図。 本発明の第２実施例に係る製造方法の工程を順に示す断面図。 本発明の実施例に係る方法により製造される対象となる外輪を組み込んだ車輌用転がり軸受ユニットの第１例の断面図。 本発明の実施例に係る方法により製造される対象となる外輪を組み込んだ転がり軸受ユニットの第２例の断面図。 車輪支持用転がり軸受ユニットの外輪の一般的な製造方法を工程順に示す断面図。

以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。

以下の実施例では、本発明の方法により、軸方向外側の外輪軌道１４ａの直径が軸方向内側の外輪軌道１４ｂの直径よりも大きい、図５或いは図６に示されるような外輪３を製造する。軸方向外側は、図１の（Ｃ）乃至（Ｆ）及び図４の（Ｃ）乃至（Ｆ）の下側であり、図１の（Ｇ）乃至（Ｉ）、図４の（Ｇ）乃至（Ｉ）及び図２乃至図３の上側である。軸方向内側は、図１の（Ｃ）乃至（Ｆ）及び図４の（Ｃ）乃至（Ｆ）の上側であり、図１の（Ｇ）乃至（Ｉ）、図４の（Ｇ）乃至（Ｉ）及び図２乃至図３の下側である。尚、図１乃至図３（後述する図４も同様）の上下方向は、加工作業時に於ける上下方向と一致する。

第１実施例

図１乃至図３は、本発明の第１実施例を示している。

第1実施例に係る製造方法によれば、先ず、図１の（Ａ）に示される円柱状の素材１７を軸方向に押し潰して直径を拡げる据え込み加工により、図１の（Ｂ）に示されるビア樽型の第一中間素材１８を形成する。この工程は、図７の（Ａ）→（Ｂ）の工程と同様であり、熱間、温間、冷間の何れで行っても良い。

その後、第一中間素材１８を、ダイ、押型（パンチ）、及び受型（受パンチ）とを備えた金型ユニット内で塑性加工（熱間による鍛造加工）する。ダイのキャビティ、押型、及び受型は、互いに同心に配置されている。キャビティは、所望の内面形状、即ち、得るべき予備第二中間素材１９ａの外面形状に対応する内面形状を有する。塑性加工を施す為に、先ず、押型をキャビティ内から退避させた状態で、キャビティ内に第一中間素材１８を、キャビティと同心にセットする。この状態で、第一中間素材１８の軸方向一端面（下端面）が、受型の先端面（上端面）に突き当たる。次いで、押型をキャビティ内に進入させて、押型の先端面（下端面）を第一中間素材１８の軸方向他端面（上端面）に突き当てる。

押型及び受型の外径は、キャビティの内径よりも、得るべき予備第二中間素材１９ａの筒状壁２０ａ（図１の（Ｃ）参照）の径方向厚さに対応する分だけ小さく、第一中間素材１８の軸方向両端部の外径よりも小さい。又、ダイの軸方向一端面は、受型の先端面よりも少しだけ下方に位置する。従って、押型の先端面を受型の先端面に近づけつつ、第一中間素材１８の径方向中央部分をこれら両型の先端面同士の間で押し潰すと、第一中間素材１８が、これら両型の外面とキャビティの内面とに沿って変形し、予備第二中間素材１９ａが得られる。この予備第二中間素材１９ａは、筒状壁２０ａと、筒状壁２０ａの内側を軸方向一端寄り部分で塞ぐ隔板部２１ａと、筒状壁２０ａの外周面の軸方向中間部に設けられた、結合フランジ１５となる素フランジ部２２と、を備える。筒状壁２０ａの内周面形状は、押型の外周面形状に合わせて、開口寄り部分に傾斜段部２８を備えた、段付円筒面状となる。この傾斜段部２８には、後に、軸方向内側の外輪軌道１４ｂが形成される。

上述の様に、予備第二中間素材１９ａの隔板部２１ａは、押型の押し込み方向前方に偏った、筒状壁２０ａの軸方向一端部に形成される。従って、前方押し出し加工により形成される、隔板部２１ａよりも押型の押し込み方向前方に張り出した部分の軸方向長さは極く短い。即ち、筒状壁２０ａの大部分は、加工抵抗が比較的小さい後方押し出し加工により形成され、加工抵抗が大きい前方押し出し加工により形成される部分の割合は僅少である。この為、予備第二中間素材１９ａの加工に要する荷重は、図７の（Ｃ）に示される予備第二中間素材１９の加工に要する荷重と比べて小さい。この結果、加工の為の鍛造装置に組み込まれる、油圧シリンダ等の押圧装置の容量を小さくできて、鍛造装置の小型化と、運転経費の低減、更には加工時間の短縮とを図れる。

予備第二中間素材１９ａを別の押型と受型とを備えた別の金型ユニット内で塑性変形させる仕上成形加工により、図１の（Ｄ）に示される次予備第二中間素材２３ａが得られる。予備第二中間素材１９ａを次予備第二中間素材２３ａに加工する工程では、隔板部２１ａ及び素フランジ部２２の厚さを減少させると共に、筒状壁２０ａの軸方向寸法を増大させつつ、全体の形状が整えられる。次予備第二中間素材２３ａの第二素フランジ部２４の外周縁には、余肉によるバリ２５が形成される。このバリ２５を除去することによって、図１の（Ｅ）に示される第二中間素材２６ａが得られ、第二素フランジ部２４が結合フランジ１５となる。

次いで、第二中間素材２６ａに、隔板部２１ａを除去する為の打ち抜き加工を施す事により、図１の（Ｆ）に示される第三中間素材２７ａが得られる。第三中間素材２７ａの筒状壁２０ａの軸方向外半部（図１の（Ｆ）の下半部）が、拡径の対象となる素円筒状部分に対応する。

次いで、内周面に大径の外輪軌道１４ａ（図５〜６参照）を形成される第三中間素材２７ａの軸方向外半部（素円筒状部分）を拡径する。先ず、図１の（Ｆ）→（Ｇ）に示される様に、第三中間素材２７ａを上下反転させ、図１の（Ｈ）に示される様に、第三中間素材２７ａの軸方向外半部に、プレス加工機のラムにより下方に押圧されるパンチ２９を押し込める様にする。又、第三中間素材２７ａを上下反転させた状態で、軸方向外半部の温度を高く、軸方向内半部の温度を低くする。この理由は、パンチ２９の押し込みにより軸方向外半部を拡径し易くすると同時に、パンチ２９の押し込みに伴って軸方向内半部に有害な塑性変形が生じない様にする為である。言い換えれば、軸方向外半部の剛性を十分に低くする（軟質にする）と同時に、軸方向内半部の剛性を十分に高くしておく（硬質にしておく）。

上述の様に、軸方向外半部の温度を高く、軸方向内半部の温度を低くする為には、他の段取り等との関係を考慮しつつ、次の方法(1)(2)の少なくとも何れかが採用される。

(1) 軸方向外半部、即ち、図１の（Ｇ）及び図２の鎖線αよりも上側部分を加熱する。

この方法（1）は、図１の（Ｆ）に示した第三中間素材２７ａを加工した後、図１の（Ｈ）に示されるパンチ２９による拡径作業を行う迄に要する時間が長い為に、軸方向外半部の温度が安定した拡径作業を行えない程度にまで低下する様な場合に採用される。加熱方法は特に問わないが、高周波誘導加熱方法が、簡単な設備で、しかも短時間で加熱できる事から、適切である。

(2) 軸方向内半部、即ち、図１の（Ｇ）及び図２の鎖線αよりも下側部分を冷却する。

この方法（2）は、図１の（Ｆ）に示した第三中間素材２７ａを加工した後、図１の（Ｈ）に示されるパンチ２９による拡径作業を行う迄に要する時間が短く、軸方向外半部の温度が安定した拡径作業を行える程度に保持される様な場合に採用される。冷却方法は特に問わないが、冷凍機により冷やした冷気を吹き付ける方法が、簡単な設備で、しかも第三中間素材２７ａを汚損せずに冷却できる事から、適切である。この場合、鎖線α部分に仕切を設置し、冷気が軸方向外半部にまで達するのを防止する事が好ましい。

更に、軸方向外半部の拡径の容易化と、軸方向内半部の塑性変形防止とを、より確実に図る為に、上記(1)(2)の方法を併用してもよい。

上述の様に、第三中間素材２７ａの軸方向外半部を上にした状態で、この第三中間素材２７ａの軸方向外半部の温度を高く、軸方向内半部の温度を低くしたならば、軸方向外半部にパンチ２９を押し込んで、軸方向外半部を拡径する。この拡径作業では、図２の（Ａ）に示す様に、パンチ２９と第三中間素材２７ａとを互いに同心に配置した状態から、プレス加工機によりパンチ２９を下降させ、図１の（Ｈ）及び図２の（Ｂ）に示される様に、パンチ２９を軸方向外半部に押し込む。その結果、軸方向外半部が拡径されると同時に、軸方向外半部の内周面に、パンチ２９の外周面の形状が転写され、図１の（Ｉ）に示される第四中間素材３０が得られる。この第四中間素材３０の軸方向外半部が、軸方向外側の外輪軌道１４ａが形成される円筒状部分に対応する。

上述の拡径作業を安定して行う為には、この拡径作業を、図３に示される様にして行う事が好ましい。即ち、良質の第四中間素材３０を得る為には、軸方向外半部の直径を、拡径後の状態で所望の値に規制すると共に、軸方向外半部の内周面にパンチ２９の外周面の形状を、確実に転写する必要がある。この為には、抑え型３１により軸方向外半部の外周面を抑えつつ、軸方向外半部へのパンチ２９の押し込みを行う事が好ましい。又、抑え型３１は、この軸方向外半部の外周面を確実に、即ち、全周及び全長に亙り、径方向外方に過度に変位しない様に抑えられる構造で、且つ軸方向外半部の周囲に対する着脱を容易に行える様な構造である事が好ましい。

以上を鑑みて、図３に示される拡径装置は、第三中間素材２７ａの軸方向外半部（素円筒状部分）を拡径する際に、この軸方向外半部の外周面を、円周方向に複数に分割される抑え型３１により抑え付ける様に構成されている。抑え型３１は、それぞれが部分円筒形である複数個（例えば２〜３個）の抑えブロック３２を備える。各抑えブロック３２は、油圧シリンダ、送りねじ装置等、大きな支持剛性を確保できるアクチュエータにより、第三中間素材２７ａの径方向に沿って進退自在である。そして、抑えブロック３２が最も径方向内方に変位して、互いの円周方向端面同士を突き当てた状態で、上記所望の値に実質的に一致する（スプリングバックを考慮した上で、軸方向外半部の直径を所望の値に規制できる）内径を有する、円筒状の抑え型３１を構成する様にしている。

第三中間素材２７ａを第四中間素材３０に加工する拡径作業は、上述の抑え型３１を使用し、次の様にして行う。先ず、図３の（Ａ）に示される様に、第三中間素材２７ａを、受台３３上に載置する。具体的には、結合フランジ１５よりも軸方向内側に突出した第三中間素材２７ａの部分を受台３３の上部に形成した凹孔３４に内嵌すると共に、結合フランジ１５の軸方向内側面を受台３３の上面に当接させる。この際、各抑えブロック３２は、互いに遠ざかる方向に退避させておく。次いで、各抑えブロック３２を第三中間素材２７ａの軸方向外半部に向けて変位させ、各抑えブロック３２、３２の円周方向端面同士を突き当てる。この状態で、抑え型３１が第三中間素材２７ａの軸方向外半部の周囲に、この第三中間素材２７ａと同心に配置された状態となる。

そこで、図３の（Ａ）→（Ｂ）に示す様に、パンチ２９を下降させて、第三中間素材２７ａの軸方向外半部に押し込む。この結果、軸方向外半部が拡径されると同時に、軸方向外半部の内周面に、パンチ２９の外周面の形状が転写され、図１の（Ｉ）に示される第四中間素材３０が得られる。

次いで、図３の（Ｃ）に示される様に、パンチ２９を上昇させて第四中間素材３０から抜き出した後、各抑えブロック３２、３２を互いに遠ざかる方向に退避させてから、第四中間素材３０を取り出す。

この様にして第三中間素材２７ａの軸方向外半部を拡径すれば、優れた形状精度及び寸法精度を有する第四中間素材３０を得られる。尚、この拡径作業時に、抑え型３１の内周面の形状（例えば、型番を表す符号である凹凸形状等の任意形状）を軸方向外半部に転写する事も可能である。

第１実施例では、各抑えブロック３２の内周面の下部が、径方向内側に向けて突出している。拡径作業時において、この突出した各抑えブロック３２の内周面の下部は、結合フランジ１５の軸方向外側に隣接する第三中間素材２７ａの軸方向外半部の一部を径方向内側に向けて、即ちパンチ２９の外周面に向けて押圧し、当該部分の肉厚を減らす。このように、抑え型３１の内周面の形状に応じて、第三中間素材２７ａの軸方向外半部を部分的に軽量化することも可能である。

受台３３から取り出した第四中間素材３０は、後の仕上工程に送られ、旋削等の削り加工や研磨等の仕上加工により、内周面に複列の外輪軌道１４ａ、１４ｂ（図５〜６参照）を形成して、外輪３が得られる。

第２実施例

図４は、本発明の第２実施例に係る方法を示している。上述した第１実施例では、第三中間素材２７ａの軸方向外半部を拡径して第四中間素材３０を得る為に、軸方向に移動するパンチ２９を使用した。第２実施例では、図４の（Ｈ）に示される様に、ローラ３５により、第三中間素材２７ａの軸方向外半部を拡径する。即ち、押圧腕３６の先端部に回転自在に支持されたローラ３５の外周面を第三中間素材２７ａの軸方向外半部の内周面に強く押し付けた状態で、ローラ３５と第三中間素材２７ａとを相対回転させる。更に、第三中間素材２７ａと押圧腕３６とを、軸方向に相対変位させる事により、第三中間素材２７ａの軸方向外半部の内周面とローラ３５の外周面との転がり接触部を、軸方向外半部の内周面の周方向及び軸方向に移動させる。この動作により、軸方向外半部を拡径して、第四中間素材３０が得られる。尚、この様な拡径作業を行なう際には、第三中間素材２７ａの軸方向外半部の外周面を、第１実施例の抑え型３１の様な抑え型で抑える。その他の部分の構成及び作用は、第１実施例と同様であるから、同等部分に関する説明は省略する。

上記実施例に係る方法によれば、複列に配置された玉４（４ａ、４ｂ）のピッチ円直径が互いに異なる軸受ユニットの外輪３を、材料の歩留良く、しかも短い加工時間で製造することが出来る。従って、外輪３、延ては外輪３を組み込んだ転がり軸受ユニットの製造コストの低廉化を図れる。

即ち、ピッチ円直径が大きな玉列の為の外輪軌道１４ａを設ける、第四中間素材３０の軸方向外半部（円筒状部分）を、この軸方向外半部よりも小径の、第三中間素材２７ａの軸方向外半部を拡径して造る。この為、この拡径の程度を調節する事により、外輪軌道１４ａの直径を任意に調節できる。又、軸方向に関してこの外輪軌道１４ａと隣接する部分の形状に関しても、拡径時に、第１実施例のパンチ２９の外周面、或いは第２実施例のローラ３５の移動に合わせて、任意の形状に加工できる。

従って、図１の（Ｃ）および図４の（Ｃ）に示される予備第二中間素材１９ａに、受型と押型との突き合わせ部、即ち受型と押型とが最も近接した時の両型の先端面同士の間部分に対応して形成される隔板部２１ａを、外輪軌道の間位置に限らず、任意の位置、例えば予備第二中間素材１９ａの軸方向端部に形成することが出来る。この為、予備第二中間素材１９ａの筒状壁２０ａ大部分は、後方押し出し加工により形成される。言い換えれば、前述した様な理由により、コスト低減の面から不利な、前方押出加工の加工量を僅少（またはゼロ）にできる。

又、第四中間素材３０の軸方向外半部の内径を、外輪３の軸方向外半部の内径に近くできるので、外輪軌道１４ａを所望の寸法及び性状にする為の仕上加工時の削り代を少なく抑えて、材料の歩留向上及び加工時間短縮によるコスト低減を図れる。

上記実施例では、本発明の方法により、軸方向外側の外輪軌道の直径が軸方向内側の外輪軌道の直径よりも大きい、車輪支持用転がり軸受ユニットの外輪の製造する場合について説明した。しかしながら、本発明の方法は、車輪支持用転がり軸受ユニット以外の転がり軸受ユニットの外輪を製造する場合にも適用できる。又、互いに直径が同じである複列の外輪軌道を有する外輪の製造に適用する事もできる。又、例えば、図１の（Ｂ）→（Ｃ）の過程で、加工荷重を小さく抑える為に、先端部が細い押型を使用し、そのままでは小径側の外輪軌道の直径が小さくなり過ぎる様な場合に、この小径側の外輪軌道を形成する部分に関して、本発明の方法を適用する事もできる。更には、円筒状部分の外周面に全周に亙って内輪軌道を形成した内輪に就いても、本発明の方法が適用可能である。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることは当業者にとって明らかである。

本出願は、２００７年１０月２日出願の日本特許出願番号２００７−２５８６３２に基づくものであり、その内容は参照としてここに取り込まれる。

Claims (9)

1. 転がり軸受ユニットの軌道輪部材の製造方法であって、
   前記軌道輪部材を構成する円筒状部分よりも小径の素円筒状部分を形成し、
   前記素円筒状部分を拡径して円筒状部分を形成し、
   前記円筒状部分の内外周面の一方に、その周方向に亙って軌道面を形成する方法。
2. 前記軌道輪部材は、内周面に複列の軌道面を有する複列アンギュラ型の転がり軸受ユニットの外輪であり、
   前記円筒状部分の内周面に、前記複列の軌道面の一方が形成される、請求項１に記載の方法。
3. 前記外輪は、外周面の軸方向中間部から外向に突出する結合フランジを備え、
   前記結合フランジは、軸方向において、前記複列の軌道面の間に位置し、
   前記複列の軌道面の内径は互いに異なり、
   前記円筒状部分の内周面に、大きい内径を有する軌道面が形成される、請求項２に記載の方法。
4. 円柱状の素材を軸方向に押し潰して樽型の第一中間素材を形成し、
   前記第一中間素材を、押型と受型とを備えた金型ユニット内で塑性変形させて、筒状壁と、前記筒状壁の内側を軸方向の一部で塞ぐ隔板部と、前記筒状壁の外周面の軸方向中間部に設けられた結合フランジとを備えた第二中間素材を形成し、
   前記第二中間素材から隔板部を除去して第三中間素材を形成し、
   前記素円筒状部分は、軸方向において前記結合フランジの片側の、前記第三中間素材の一部である、請求項２に記載の方法。
5. 前記隔板部は、第二中間素材の軸方向一端部内に形成され、
   前記素円筒状部分は、前記隔板部が除去された第三中間素材の部分を含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記素円筒状部分の拡径では、前記素円筒状部分にパンチを押し込む、請求項１乃至５の何れか１項に記載の方法。
7. 前記素円筒状部分の拡径では、
   前記素円筒状部分の内周面にローラを押し付け、
   前記素円筒状部分の内周面とローラとの接触部を、前記素円筒状部分の内周面の周方向及び軸方向に移動させる、請求項１乃至５の何れか１項に記載の方法。
8. 前記素円筒状部分を拡径では、前記素円筒状部分の外周面を、円周方向に複数のブロックに分割可能な抑え型により抑え付ける、請求項１乃至７の何れか１項に記載の方法。
9. 前記素円筒状部分の拡径では、前記素円筒状部分の温度を、素円筒状部分以外の部分の温度よりも高くする、請求項１乃至８の何れか１項に記載の方法。

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