WO2007066634A1 - 車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する軌道輪部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

　取付フランジ１５及び位置決め筒部１６を備えたハブ本体１３ａの内端部に小径段部１８を、冷間鍛造により精度良く、しかも安定して加工できる製造方法を実現する。フローティングダイである下側ダイ３７と上側ダイ４３とにより中間素材４０の外周面を抑えた状態で、この中間素材４０を、下側パンチ３６と上側パンチ４６との間で押圧する。そして、この中間素材４０の一部を、この下側パンチ３６内に押し込み、上記小径段部１８を冷間塑性加工により形成する。

Description

明 細 書

車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する軌道輪部材の製造方法 技術分野

[0001] この発明は、車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する軌道輪部材の製造方法に 関する。

背景技術

[0002] 自動車の車輪を構成するホイール 1、及び、制動装置であるディスクブレーキを構 成し、制動用回転部材であるロータ 2は、例えば図 18に示す様な構造により、懸架装 置を構成するナックル 3に回転自在に支持されている。即ち、このナックル 3に形成し た円形の支持孔 4部分に、車輪支持用ハブユニット 5を構成する外輪 6を、複数本の ボルト 7により固定している。一方、この車輪支持用ハブユニット 5を構成するハブ 8に 上記ホイール 1及びロータ 2を、複数本のスタッド 9とナット 10とにより結合固定してい る。又、上記外輪 6の内周面には複列の外輪軌道 l la、 l ibを、外周面には結合フラ ンジ 12を、それぞれ形成している。この様な外輪 6は、この結合フランジ 12を上記ナ ックル 3に、上記各ボルト 7で結合する事により、このナックル 3に対し固定されている

[0003] 又、上記ハブ 8は、ハブ本体 13と内輪 14と力も成る。このうち、本発明の製造方法 の対象となる車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する軌道輪部材である、ハブ本体 13の外周面の一部で、上記外輪 6の外端開口力も突出した部分に、外向フランジで ある、取付フランジ 15を形成している。尚、軸方向に関して「外」とは、自動車への組 み付け状態で車両の幅方向外側となる、図 18、 19の左側を言う。反対に、自動車へ の組み付け状態で車両の幅方向中央側となる、図 18、 19の右側を、軸方向に関し て「内」と言う。又、上記ハブ本体 13の外端部には、パイロット部と呼ばれる位置決め 筒部 16を、このハブ本体 13と同心に設けている。上記ホイール 1及びロータ 2は、こ の位置決め筒部 16に外嵌する事により径方向の位置決めを図った状態で、上記取 付フランジ 15の外側面に、上記各スタッド 9とナット 10とにより結合固定している。

[0004] 又、上記ハブ本体 13の外周面の中間部分に形成され、円筒面部のうちの大径部 に相当する、中間部 26には、上記複列の外輪軌道 l la、 l ibのうちの外側の外輪軌 道 11aに対向する、内輪軌道 17aを形成している、又、同じく内端部には、円筒面部 のうちの小径部に相当する、小径段部 18を形成している。この小径段部 18と、上記 中間部 26と、これら両部 18、 26同士の間に存在する段差面 31とが、段付部を構成 している。そして、このうちの小径段部 18に、上記内輪 14を外嵌している。この内輪 1 4の外周面には、上記複列の外輪軌道 l la、 l ibのうちの内側の外輪軌道 l ibに対 向する、内輪軌道 17bを形成している。この様な内輪 14は、上記ハブ本体 13の内端 部を径方向外方に塑性変形させて形成したカゝしめ部 19により、このハブ本体 13に対 し固定している。そして、上記各外輪軌道 l la、 l ibと上記各内輪軌道 17a、 17bと の間に転動体 20を、それぞれ複数個ずつ転動自在に設けている。尚、図示の例で は、上記各転動体 20として玉を使用している力 重量の嵩む自動車用のハブュ-ッ トの場合には、円すいころを使用する場合もある。又、上記各転動体 20を設置した円 筒状の空間の両端開口部は、それぞれシールリング 2 la、 21bにより密閉されている

[0005] 更に、図示の例は、駆動輪 (FF車の前輪、 FR車及び RR車の後輪、 4WD車の全 車輪)用の車輪支持用ハブユニット 5である為、上記ハブ 8の中心部に、スプライン孔 22を形成している。そして、このスプライン孔 22に、等速ジョイント用外輪 23の外端 面に固設したスプライン軸 24を挿入している。これと共に、このスプライン軸 24の先 端部にナット 25を螺合し、更に緊締する事により、上記ハブ本体 13を、このナット 25 と上記等速ジョイント用外輪 23との間に挟持している。

[0006] 次に、図 19は、従来力も知られている車輪支持用ハブユニットの第 2例として、従 動輪 (FF車の後輪、 FR車及び RR車の前輪)用のものを示している。この第 2例の車 輪支持用ハブユニット 5aは、従動輪用である為、ハブ 8aを構成するハブ本体 13aの 中心部にスプライン孔を設けていない。尚、図示の例では、内輪 14の内端面を、上 記ハブ本体 13aの内端部に設けた力しめ部 19により抑えている。又は、上記内輪 14 の内端面を、上記ハブ本体 13aの内端部に螺合したナットにより抑える事もできる。こ の場合には、上記ハブ本体 13aの内端部に、上記ナットを螺合する為の雄ねじ部を 設ける。その他の部分の構造及び作用は、上述した第 1例の車輪支持用ハブュ-ッ ト 5の場合と同様である。

[0007] ところで、上述した様な各車輪支持用ハブユニット 5、 5aの場合、何れの構造の場 合も、ハブ本体 13、 13aの外周面に、外端部側から、位置決め筒部 16と、取付フラ ンジ 15と、外側の外輪軌道 17aを設ける為の中間部 26と、内輪 14を外嵌固定する 為の小径段部 18とを形成している。この様な各部を加工する為の方法としては、熱 間鍛造或いは冷間鍛造等の塑性加工の他、切削加工等が考えられる。但し、加工 能率を良好にし、材料の歩留を確保して、コスト低減を図る為には、塑性加工で行な う事が好ましい。又、塑性加工のうちで熱間鍛造は、被加工物を軟らかい状態で加工 できる為、成形荷重を小さく抑えられる反面、熱膨張量差等を考慮して、受型と押型 との嵌合部の公差を大きくする必要がある等、加工品の形状精度及び寸法精度を確 保しにくい。又、熱間鍛造の場合には、表面に脱炭層が生じる為、熱処理により表面 を硬化させる必要がある部分の場合には、熱間鍛造の後、上記脱炭層を除去する為 の切削加工が必要になる。この切削加工による取り代は或る程度嵩む為、この切削 加工により、加工能率が低下するだけでなく材料の歩留も悪ィ匕し、上記ハブ本体 13 、 13aの加工コストが嵩む原因になる。

[0008] この為上記熱間鍛造は、上記位置決め筒部 16や上記取付フランジ 15の加工には 利用できても、上記小径段部 18の加工には、コストを考慮した場合には利用できな い。この理由は、この小径段部 18は、上記内輪 14を適正な締め代の締り嵌めで外 嵌固定する必要上、寸法精度が要求されるのと、この内輪 14との嵌合面にフレツチ ング摩耗が発生するのを防止する為、表面に焼き入れ硬化層を形成する為である。 これらの事を考慮した場合に上記小径段部 18は、冷間での塑性加工或いは切削（ 旋肖 IJ)加工により形成する事になる。このうちの切削加工は、高精度の小径段部 18を 得られる反面、コストが嵩む。

[0009] これに対して、上記小径段部 18の加工を、冷間鍛造の 1種である扱き加工により行 なう事が考えられる。この場合には、図 20の (A)に示す様に、ハブ本体に加工すベ き素材 27を、パンチ 28によりダイ 29内に押し込み、同図の（B)に示す様に、この素 材 27の押し込み方向先端部に、小径段部 18を形成する。但し、この様な扱き加工に よりこの小径段部 18をカ卩ェする為には、上記ダイ 29内への押し込み前の外径 D と 押し込み後の外径 D との差 (D -D )が小さい事、及び、上記ダイ 29のァプロ

A B A 一 チ角 Θが小さい事が必要である。何れかの条件を満たさない場合には、上記素材 27 を上記ダイ 29に押し込む事ができない。具体的には、図 20の（C)に示す様に、この 素材 27がこのダイ 29内に押し込まれず、軸方向に圧縮されてしまう。この為、従来か ら知られている方法のままでは、上記小径段部 18を冷間鍛造により加工する事は難 しい。

[0010] 尚、特許文献 1〜3には、位置決め筒部と、取付フランジと、中間部と、小径段部と を備えたハブの構造に関する発明が記載されている。但し、上記特許文献 1〜3に記 載された発明は、何れも、位置決め筒部や取付フランジを容易に加工若しくは設置 できる様にする為の構造に関するものであり、ハブの内端部に小径段部を、冷間鍛 造により加工できる様にする技術を示唆するものではない。

特許文献 1：特開 2003 - 25803号公報

特許文献 2：特開 2003 - 291604号公報

特許文献 3：特開 2004 - 74815号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0011] 本発明は、上述の様な事情に鑑みて、例えば外向フランジ及び位置決め筒部を備 えたハブ本体の内端部に小径段部を、冷間鍛造により精度良ぐし力も安定してカロ ェできる製造方法を実現すべく発明したものである。

課題を解決するための手段

[0012] 本発明の製造方法の対象となる、車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する軌道 輪部材は、外向フランジと、位置決め筒部と、段付部とを備える。

[0013] このうちの外向フランジは、上記軌道輪部材の外周面の一部に設けられている。

[0014] 又、上記位置決め筒部は、上記外向フランジの軸方向片側に設けられている。

[0015] 更に、上記段付部は、この外向フランジに関して上記位置決め筒部と軸方向反対 側部分の外周面に設けられており、この外向フランジ側の大径部及びこの外向フラ ンジカも遠 、側の小径部を備える。

[0016] 上述の様な軌道輪部材を造る為に、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットを構 成する軌道輪部材の製造方法では、先ず、この軌道輪部材を造る為の、少なくとも上 記段付部の大径部の外径に一致する外径を有する円筒面部を備えた金属製素材を 用意する。尚、これら両外径は、必ずしも完全に一致する必要はない。加工に伴う僅 かな変形を考慮して、実質的に一致すれば良い事は、勿論である。

[0017] そして、上記金属製素材を加温する事なぐすなわち冷間のまま、上記円筒面部の うちで上記外向フランジと反対側の面である先端面を、上記小径部の外径に一致す る内径を有する受側パンチに突き当てる。同時に、上記円筒面部の外周面の少なく とも一部を、上記外向フランジに向いた弾力を付与された状態で、この円筒面部の軸 方向に変位可能に支持されたフローティングダイの内周面により支承する。次いで、 上記円筒面部の外周面の少なくとも一部をこのフローティングダイの内周面により支 承した状態で、上記金属製素材のうちで上記受側パンチに突き当てられた面と反対 側の面である基端面を押し側パンチにより、この受側パンチに向け押圧する。そして 、上記円筒面部の一部をこの受側パンチ内に押し込み、上記小径部を冷間塑性カロ ェにより形成する。

[0018] 尚、本発明の特徴は、上述の様に、段付部を構成する小径部の加工を、低コストで 精度良く行なうベぐこの小径部の加工を、フローティングダイを使用して冷間鍛造カロ ェにより行なう点にある。本発明を実施する場合に、上記小径部を加工する作業と、 前記外向フランジ及び位置決め筒部を形成する作業との前後は問わない。又、これ ら外向フランジ及び位置決め筒部の加工方法も特に問わない。

[0019] 例えば、金属製素材として、予め外向フランジ及び位置決め筒部を鍛造加工により 形成した中間素材を使用する事ができる。この場合には、押し側パンチによりこの中 間素材の円筒面部の一部を受側パンチ内に押し込む作業を、上記外向フランジ及 び位置決め筒部の表面を、この円筒面部の外周面を抑え付けているフローティング ダイとは別体で、このフローティングダイと共に軸方向に移動する第二のフローテイン グダイにより抑え付けた状態で行なう。

[0020] 或 、は、金属製素材として、未だ外向フランジ及び位置決め筒部を形成して ヽな ヽ 、少なくとも軸方向の一部が円柱状の素材を使用する事もできる。この場合には、こ の素材の一部外周面をフローティングダイにより抑えつつ小径部を加工して中間素 材とした後、この中間素材の残部外周面に上記外向フランジ及び位置決め筒部を形 成する。

[0021] 又、本発明を実施する場合に、例えば、外向フランジの厚さ寸法を仕上げる為のフ ランジ仕上工程を備える事もできる。このフランジ仕上工程では、上記外向フランジ に、この外向フランジの基部を含む部分を軸方向に圧縮して塑性変形させる据え込 み力卩ェを施す事により、この外向フランジの厚さ寸法を縮める。

[0022] 或いは、位置決め筒部の外径を仕上げる為の筒部仕上工程を備える事もできる。

この筒部仕上工程では、仕上げ後の値よりも大きな外径を有する素筒部に冷間で扱 き加工を施す事により、この素筒部の外径を縮めて、上記位置決め筒部とする。又は 、仕上げ後の値より小さくした素筒部の内径を拡げる事もできる。

発明の効果

[0023] 上述の様に構成する本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する軌道輪部 材の製造方法によれば、例えば、外向フランジ及び位置決め筒部を備えたハブの内 端部に、小径段部の様な小径部を、冷間鍛造により精度良ぐし力も安定して加工で きる。

[0024] 即ち、この小径部を冷間鍛造により加工する為、型及び被加工物 (金属製素材)の 熱膨張差等に基づく寸法誤差を極く小さく抑えて、寸法精度を良好にできる。又、被 加工物である金属製素材の外周面をフローティングダイにより抑えた状態で、この金 属製素材を押し側パンチにより受側パンチに押し込むので、この金属製素材が、前 述の図 20の（C)に示す様に、径方向外方に変形する事がない。この為、この金属製 素材の外径と上記小径部の外径との差が大き力つたり（断面積の減少率が大きかつ たり）、この小径部と残りの部分とを連続させる段差部の傾斜が急である様な場合 (段 差部が軸心に対し直角若しくは直角に近い場合）〖こも、上記小径部の加工を安定し て行なえる。

[0025] 又、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する軌道輪部材の製造方法に よれば、上記小径部の加工を、上記外向フランジ及び位置決め筒部の加工との前後 を問わずに行なえる。この為、加工量が多くなるこれら外向フランジ及び位置決め筒 部の加工を、上記小径部の加工に先立って、予め熱間鍛造により行なっておく事も できる。或いは、鍛造加工の一種である据え込み加工を複数回に分けて行なう事に より、冷間で上記外向フランジ及び位置決め筒部を形成しておく事もできる。又、や はり鍛造加工の一種である側方押し出し加工を行なう事により、冷間で上記外向フラ ンジを形成しておく事もできる。更には、上記据え込み加工と側方押し出し加工とを 組み合わせて、上記外向フランジ及び位置決め筒部を形成しておく事もできる。何れ の方法によっても、これら外向フランジ及び位置決め筒部の加工を、容易に、し力も 亀裂等の損傷を生じる可能性を極く少なく抑えて、歩留り良く行なえる。

[0026] 但し、上記外向フランジ及び位置決め筒部の加工は、上記小径部の加工後に行な う事もできる。この場合に於ける、上記外向フランジ及び位置決め筒部の加工は、上 述の様な冷間鍛造カ卩ェにより行なう。何れにしても、各部の加工の順序を自由に設 定できる為、各加工時に、加工装置内の荷重バランスを良好にできて、加工精度の 確保と加工装置の耐久性確保とを図る面で有利になる。

[0027] 又、外向フランジの厚さ寸法を据え込み加工により適正値にする為のフランジ仕上 工程を、或いは、位置決め筒部の内外径を扱き加工により適正値にする為の筒部仕 上工程を備えれば、低コストで、上記外向フランジ及び位置決め筒部の形状精度及 び寸法精度を良好にできる。即ち、上記据え込み加工或いは扱き加工によれば、形 状精度及び寸法精度を良好にする為に一般的に行なわれている旋削加工による場 合よりも、加工サイクルを短くすると共に材料の歩留りを良好にする等により、仕上カロ ェに要するコストの低減を図れる。又、加工硬化により、加工部分の強度 (硬度）を向 上させる事ちできる。

図面の簡単な説明

[0028] [図 1]図 1は本発明の実施の形態の第 1例を示す断面図である。

[図 2]図 2は同第 2例を示す断面図である。

[図 3]図 3は軌道輪部材の全加工工程の第 1例を順番に示す断面図及び端面図であ る。

[図 4]図 4は側方押し出し加工の実施状況の 1例を示す断面図である。

[図 5]図 5は軌道輪部材の全加工工程の第 2例を順番に示す断面図及び端面図であ る。 [図 6]図 6は据え込み加工の実施状況の 1例を示す断面図である。

圆 7]図 7は軌道輪部材の全加工工程の第 3例を順番に示す断面図及び端面図であ る。

圆 8]図 8は同第 4例を順番に示す断面図及び端面図である。

圆 9]図 9は同第 5例を順番に示す断面図及び端面図である。

圆 10]図 10は同第 6例を順番に示す断面図及び端面図である。

[図 11]図 11は同第 7例を順番に示す断面図及び端面図である。

圆 12]図 12は同第 8例を順番に示す断面図及び端面図である。

圆 13]図 13は軌道輪部材の仕上工程の第 1例を説明する為の断面図及び端面図で ある。

圆 14]図 14は同第 2例を説明する為の断面図及び端面図である。

圆 15]図 15は同第 3例を説明する為の断面図及び端面図である。

圆 16]図 16は同第 4例を説明する為の断面図及び端面図である。

圆 17]図 17は同第 5例を説明する為の断面図である。

[図 18]図 18は駆動輪用の車輪支持用ハブユニットの 1例を、ナックルに組み付けた 状態で示す断面図である。

[図 19]図 19は従動輪用の車輪支持用ハブユニットの 1例を示す断面図である。

[図 20]図 20は扱き加工によりハブを形成する状態に就いて示す断面図である。 符号の説明

1 ホイール

2 ロータ

3 ナックノレ

4 支持孔

5、 5a 車輪支持用ハブユニット

6 外輪

7 ボルト

8、 8a ノヽブ ナット

a, l ib 外輪軌道

結合フランジ

、 13a ノヽブ本体

、 14a 内輪

、 15a、 15bゝ 15c 取付フランジ 位置決め筒部

a、 17b 内輪軌道

小径段部

かしめ部

転動体

a, 21b シールリング

スプライン; ?L

等速ジョイント用外輪 スプライン軸

ナット

中間部

素材

パンチ

ダイ

段差面

基台

保持筒

、 34a 抑え板

、 35a 中心孔

、 36a 下側ノヽ⁰ンチ

下側ダイ

弾性部材 39 中心孔

40、 40a 中間素材

41 下側凹部

42 取付板

43 上側ダイ

44 中心孔

45 上側凹部

46 上側パンチ

47 外径側パンチ

48 内径側パンチ

49、 49a 円筒面部

50 マンドレノレ

51 中心孔

52、 52a 素材

53 第一中間素材

54 第二中間素材

55 第三中間素材

56 押型

57 受型

58 素取付フランジ

59 押型

60 受型

61、 61a, 61b、 61c

62 素筒部

発明を実施するための最良の形態

[実施の形態の第 1例]

図 1は、本発明の実施の形態の第 1例を示している。本例は、前述の図 19に示した 様な従動輪用の車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブ本体 (軌道輪部材） 1 3aを製造する事を意図したものである。尚、上記図 1中、右半部は加工開始直前の 状態を、左半部は加工終了直後の状態を、それぞれ示している。先ず、製造装置に 就いて説明する。

[0031] プレスカ卩工機のテーブル（図示省略)の上面に固定する基台 32の上面に、保持筒 33を固定している。又、この保持筒 33の下端部内側に抑え板 34を固定し、この抑え 板 34の中心孔 35の内側に、受側パンチに相当する、円筒状の下側パンチ 36の下 端部を支持固定している。又、上記保持筒 33の上部内側に、フローティングダイに 相当する、厚肉円筒状の下側ダイ 37を、上記保持筒 33の軸方向の変位 (昇降)を可 能に保持している。そして、この下側ダイ 37の下面と上記抑え板 34の上面との間に、 圧縮コイルばね、ゴムの如きエラストマ一等の弾性部材 38を挟持して、上記下側ダイ 37に、上方に向力 弾力を付与している。上記下側パンチ 36の上部はこの下側ダイ 37の中心孔 39に、密に、且つ、軸方向の変位を可能な状態で挿入している。又、こ の下側ダイ 37の上面で上記中心孔 39の周囲部分に、中間素材 40の外周面に形成 した、外向フランジに相当する取付フランジ 15の片半部 (使用状態で内半部)を嵌合 自在な、下側凹部 41を形成している。尚、上記下側ダイ 37に上方に向く弾力を付与 する為には、上記弾性部材 38による他、ガス圧或いは油圧を利用しても良い。

[0032] 一方、上記基台 32の上方に設けた、プレス加工機のラム（図示省略)の下面に取り 付け固定する取付板 42の下面に、第二のフローティングダイに相当する上側ダイ 43 を支持固定している。この上側ダイ 43には、上記中間素材 40の上端部 (使用状態で 外端部）に設けた位置決め筒部 16を密に内嵌できる中心孔 44を形成している。又、 上記上側ダイ 43の下面でこの中心孔 44の周囲部分には、上記取付フランジ 15の他 半部 (使用状態で外半部)を嵌合自在な、上側凹部 45を形成している。更に、上記 上側ダイ 43の内側に、押し側パンチに相当する上側パンチ 46を固定している。この 上側パンチ 46は、円筒状の外径側パンチ 47と、円柱状の内径側パンチ 48とから成 る。そして、このうちの外径側パンチ 47の先端面（下端面）により、上記位置決め筒部 16の先端面 (使用状態で外端面)を、上記内径側パンチ 48の先端面（下端面）によ り、上記中間素材 40の軸方向端面 (使用状態で外端面)のうちで上記位置決め筒部 16に囲まれた部分を、同時に押圧する様に、上記外径側、内径側両パンチ 47、 48 の先端部 (下端部)の形状及び寸法を、上記中間素材 40の上端部 (使用状態で外 端部)の形状及び寸法との関係で規制している。

[0033] 更に、他の各部の寸法を、次の様に規制している。先ず、上記取付フランジ 15の他 半部を上記上側凹部 45に嵌合した状態で、上記上側パンチ 46の先端面（下端面） 力 上記位置決め筒部 16の先端面 (使用状態で外端面）に突き当たる様に、各部の 寸法を規制している。又、上記下側ダイ 37の上面と上記上側ダイ 43の下面とを突き 合わせた状態で、上記下側凹部 41と上記上側凹部 45との間に上記取付フランジ 15 が密に収まる様に、これら両凹部 41、 45の形状及び寸法を規制している。又、上記 下側ダイ 37の中心孔 39の内径は、上記中間素材 40の軸方向中間部に存在する円 筒面部 49 (加工後に中間部 26及び小径段部 18となる）の外径に、押し込み可能な 微小隙間分を除き、実質的に一致している。更に、前記下側パンチ 36の内径は、加 ェすべき小径段部 18の外径に、塑性カ卩ェ時に生じる材料及びこの下側パンチ 36の スプリングバック分を考慮した上で、実質的に一致している。更に、各部の軸方向寸 法に関しても、上記中間素材 40 (図 1の右半部)及びノ、ブ本体 13a (同左半部）の軸 方向寸法に合わせて、適切に規制している。

[0034] 次に、上述の様な構成を有する製造装置により、上記中間素材 40を上記ハブ本体 13aに加工する工程に就いて説明する。先ず、この中間素材 40を、図 1の右半部に 示す様に、上記下側ダイ 37と上記上側ダイ 43との間にセットする。上記中間素材 40 は、予め上記取付フランジ 15及び前記位置決め筒部 16を、上半部 (使用状態で外 半部）に熱間鍛造加工により形成したもので、下半部 (使用状態で内半部）が、加工 すべき円筒面部 49である。この様な中間素材 40を上記下側ダイ 37の内側に、プレ ス加工機のラムと共に上記上側ダイ 43及び上記上側パンチ 46を上昇させた状態で 、上記円筒面部 49の側力も挿入する。この挿入作業により、上記取付フランジ 15の 片半部が上記下側凹部 41に嵌合すると共に、上記円筒面部 49の先端面外径寄り 部分が上記下側パンチ 36の上端面に突き当たる。この状態で、上記中間素材 40の セット作業 (加工作業の準備)が完了する。

[0035] そこで、それ迄上昇していた上記ラムを下降させ、先ず、図 1の右半部に示す様に 、上記下側ダイ 37の上面外径寄り部分と、前記上側ダイ 43の下面外径寄り部分とを 突き合わせる。次いで、上記ラムを更に下降させ、前記上側パンチ 46により上記中 間素材 40を、上記下側パンチ 36に向け、強く押圧する。この結果、この中間素材 40 の下半部に存在する上記円筒面部 49の先端部（下端部）が、塑性変形しつつ上記 下側パンチ 36内に押し込まれ、図 1の左半部に示す様に、前記小径段部 18が形成 される。その後、上記ラムを再び上昇させて、この小径段部 18を形成された上記ハブ 本体 13aを取り出す。この小径段部 18の表面を焼き入れ硬化する等の必要な仕上 加工を施してから、上記ハブ本体 13aと他の部材とを組み合わせ、前述の図 19に示 す様な、従動輪用の車輪支持用転がり軸受ユニットとする。尚、上記製造装置には、 加工後の上記ハブ本体 13aを上記下側ダイ 37から押し出す為のカウンターパンチを 設ける事が好ましい。プレス力卩ェの分野でカウンターパンチは周知であるから、図示 並びに詳 、説明は省略する。

[0036] 上述の様にして上記ハブ本体 13aを造れば、予め熱間鍛造カ卩ェにより前記取付フ ランジ 15及び位置決め筒部 16を形成した中間素材 40の内端部に上記小径段部 18 を、冷間鍛造により精度良ぐしかも安定して加工できる。

[0037] 即ち、上記小径段部 18を、上記中間素材 40を加熱せずに常温のまま塑性変形さ せる、冷間鍛造により加工する為、この中間素材 40及び前記下側パンチ 36の熱膨 張差等に基づく寸法誤差を極く小さく抑えて、寸法精度を良好にできる。又、被加工 物である上記中間素材 40 (力卩ェ後の上記ハブ本体 13a)の外周面を、上記取付フラ ンジ 15と上記位置決め筒部 16と上記円筒面部 49とを含み、フローティングダイであ る上記下側ダイ 37及び上記上側ダイ 43により抑えた状態で加工を行なうので、上記 中間素材 40 (加工後の上記ハブ本体 13a) 1S 前述の図 20の（C)に示す様に、径 方向外方に変形する事がない。この為、上記円筒面部 49と上記小径段部 18との外 径差が大きぐし力も、この小径段部 18とこの円筒面部 49のうちの残り部分（中間部 26)とを連続させる段差面の傾斜が急であっても、この小径段部 18の加工を安定し て行なえる。

[0038] 尚、本例の様に、上記取付フランジ 15と上記位置決め筒部 16との一方又は双方を 予め (熱間鍛造によるか冷間鍛造による力を問わず)形成した後、上記小径段部 18 の加工を行なう場合に、この小径段部 18の加工の容易化を図る為に、上記中間素 材 40を焼鈍（中間焼鈍)する事が考えられる。この様な中間焼鈍を行なうと、予め形 成しておいた上記取付フランジ 15と上記位置決め筒部 16との一方又は双方の強度 が不足する事も考えられる。そこで、この中間焼鈍を行なう場合には、上記取付フラ ンジ 15と上記位置決め筒部 16との一方又は双方を、完成後の大きさよりも少し大きく 形成しておき、中間焼鈍後（上記小径段部 18の加工との前後は問わない）に冷間で 完成後の大きさまで塑性加工すれば、加工硬化により、上記取付フランジ 15と上記 位置決め筒部 16との一方又は双方の強度を、必要な値にまで高くできる。

[0039] この様な、加工硬化により上記取付フランジ 15と上記位置決め筒部 16との一方又 は双方の強度を確保する方法としては、取付フランジ 15に関しては、例えば、この取 付フランジ 15の厚さ寸法を (適正値よりも大きな寸法から縮めて)適正値にする為の フランジ仕上工程を備える。より具体的には、このフランジ仕上工程で上記取付フラ ンジ 15に、この取付フランジ 15の基部 (径方向内端部）を含む部分を軸方向に圧縮 して塑性変形させる据え込み加工を施す。そして、上記取付フランジ 15の厚さ寸法 を上記適正値にすると同時に、少なくともこの取付フランジ 15の基部の強度を、必要 とする値にまで高くする。

[0040] 又、上記位置決め筒部 16に関しては、例えば、この位置決め筒部 16の内外径を（ 内径に関しては適正値よりも小さな寸法力 拡げ、外径に関しては適正値よりも大き な寸法力も縮めて)適正値にする為の筒部仕上工程を備える。より具体的には、この 筒部仕上工程で上記位置決め筒部 16に、上記適正値よりも大きな外径と同じく小さ な内径とを有する素筒部に冷間で扱き加工を施す。そして、この素筒部の内外径を 適正値すると共に強度を向上させて、上記位置決め筒部 16とする。

[0041] [実施の形態の第 2例]

図 2は、本発明の実施の形態の第 2例を示している。本例は、前述の図 18に示した 様な駆動輪用の車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブ本体 (軌道輪部材） 1 3を製造する事を意図したものである。この為に本例の場合には、製造装置を構成す る抑え板 34aの中心孔 35aに、円柱状のマンドレル 50の基端部（下端部）を支持固 定し、この抑え板 34aの上面でこのマンドレル 50の周囲に、円筒状の下側パンチ 36 aの基端部（下端部）を、このマンドレル 50と同心に固定している。又、その外周面に 小径段部 18を形成すべき中間素材 40aは、中心孔 51を有する円筒状としている。 尚、この中心孔 51は、未だ単なる円孔とする（雌スプラインは後から加工する）事が、 加工後の上記ハブ本体 13の取り出しを容易にする面からは好ましい。但し、仮に既 に雌スプラインが形成されている場合には、上記マンドレル 50の外周面に、この雌ス プラインと係合する雄スプラインを形成する事が、加工に伴ってこの雌スプラインが変 形するのを防止する面からは好ましい。

[0042] 上述の様な製造装置を使用して、上記中間素材 40aを上記ハブ本体 13に力卩ェす る作業は、この中間素材 40aの中心孔 51に上記マンドレル 50を挿入する以外、上述 した第 1例と同様にして行なう。本例の場合には、このマンドレル 50により、上記中間 素材 40aを上記ハブ本体 13に加工する過程で、この中間素材 40aの円筒面部 49a が内径側に変形する事を防止する。その他の構成及び作用は、上述した第 1例の場 合と同様であるから、重複する説明は省略する。

[0043] [軌道輪部材の全加工工程に就いて]

前述した通り、本発明を実施する場合に、小径段部 18を加工する作業と、取付フラ ンジ 15及び位置決め筒部 16を形成する作業との前後は問わない。又、これら取付フ ランジ 15及び位置決め筒部 16の加工方法も特に問わない。そこで、軌道輪部材で ある、従動輪用のハブ本体 13aの全加工工程と、上記取付フランジ 15及び位置決め 筒部 16の加工方法との具体例の幾つかに就いて、以下に説明する。尚、駆動輪用 のハブ 13本体に就いても、小径段部 18の加工時に上述したマンドレル 50を使用す る点以外、従動輪用とほぼ同様に実施できる。

[0044] [全工程の第 1例]

図 3の (A)に示した円柱状の素材 52に前方押し出し力卩ェを施して、同図の（B)に 示す様な、段付の第一中間素材 53を得る。そして、この第一中間素材 53を、金属製 素材として、本発明の製造方法、即ち、フローティングダイを使用した冷間鍛造加工（ 押し出し加工)を実施し、同図の (C)に示す様な第二中間素材 54とする。次いでこの 第二中間素材 54に、軸方向外側のアンギユラ型の内輪軌道 17a (図 19参照）を設け る為の段差部等を形成する段付加工を施して、同図の (D)に示す様な第三中間素 材 55とする。更に、この第三中間素材 55に側方押し出し加工及び上記内輪軌道 17 aを形成する加工を施して、同図の（E)に示す様なハブ本体 13aとする。

[0045] 上記側方押し出し加工は、例えば特願 2004— 298585号に開示されている方法 により行なう。即ち、図 4に示す様に、上記第三中間素材 55を押型 56と受型 57との 間で軸方向に押圧しつつ、金属材料を径方向外方に逃がし (フローさせて）、取付フ ランジ 15及び位置決め筒部 16を形成する。上記図 4中の右半部は加工開始直前の 状態を、同じく左半部は加工終了直後の状態を、それぞれ示している。尚、側方押し 出し力卩ェの詳細に就いては、上記特願 2004— 298585号に詳しく記載されており、 本発明の要旨とも関係しな!、為、詳 、説明は省略する。

[0046] [全工程の第 2例]

図 5の (A)に示した円柱状の素材 52に前方押し出し力卩ェを施して、同図の（B)に 示す様な、段付の第一中間素材 53を得る。そして、この第一中間素材 53を、金属製 素材として、本発明の製造方法、即ち、フローティングダイを使用した冷間鍛造加工（ 押し出し加工)を実施し、同図の (C)に示す様な第二中間素材 54とする。次いでこの 第二中間素材 54に、同図の（D)→ (E)→ (F)→ (G)に示す様に、複数段の据え込 み力卩ェを施して、各段の中間素材とした後、素取付フランジ 58の外周縁部の余肉を トリミングにより除去して、同図の（H)に示す様なハブ本体 13aとする。

[0047] 上記各段の据え込みカ卩ェは、例えば特願 2004— 335534号に開示されている方 法により行なう。即ち、図 5のうちの、ほぼ (F)→(G)の工程に対応する図 6に示す様 に、上記各段の中間素材を押型 59と受型 60との間で軸方向に押圧しつつ、金属材 料を径方向外方に逃がし (フローさせて）、取付フランジ 15及び位置決め筒部 16を 形成する。尚、上記各段の据え込み力卩ェの詳細に就いては、上記特願 2004— 335 534号に詳しく記載されており、本発明の要旨とも関係しない為、詳しい説明は省略 する。

[0048] [全工程の第 3例]

図 7の (A)に示した円柱状の素材 52aに、何れも熱間鍛造力卩ェの一種である頭部 据え込み加工 {同図の（B) }、頭部後方押し出し加工 {同図の（C) }、据え込み加工を 順次施して、同図の (D)に示す様な予備中間素材 61を得る。そして、この予備中間 素材 61を、金属製素材として、本発明の製造方法、即ち、フローティングダイを使用 した冷間鍛造加工 (押し出し加工)を実施し、同図の（E)に示した中間素材 40を得る 。この中間素材 40も、金属製素材であり、前述の実施の形態の第 1例の中間素材 40 に相当する。この中間素材 40に、前述の図 1に示した実施の形態の第 1例の如き、フ ローテイングダイを使用した冷間鍛造加工 (押し出し加工)を施して、同図の (F)に示 す様なハブ本体 13aとする。即ち、本例の場合には、本発明の製造方法を、前後 2回 実施する。

[0049] [全工程の第 4例]

図 8の (A)に示した円柱状の素材 52aに、何れも熱間鍛造力卩ェの一種である複数 段階の据え込み加工を順次施して、同図の (E)に示す様な予備中間素材 61aを得 る。そして、この予備中間素材 61aを、金属製素材として、本発明の製造方法を実施 し、同図の (F)に示した中間素材 40を得る。この中間素材 40も、金属製素材であり、 前述の実施の形態の第 1例の中間素材 40に相当する。この中間素材 40に、前述の 図 1に示した実施の形態の第 1例の如き、フローティングダイを使用した冷間鍛造カロ ェ (押し出し力卩ェ)力卩ェを施して、同図の（G)に示す様なハブ本体 13aとする。即ち、 本例の場合も、本発明の製造方法を、前後 2回実施する。

[0050] [全工程の第 5例]

図 9の (A)に示した円柱状の素材 52に、何れも冷間鍛造加工の一種である側方押 し出し加工 {同図の（B) }、据え込み加工 {同図の（C) }を順次施して、同図の（C)に 示す様な予備中間素材 61bを得る。そして、この予備中間素材 61bを、金属製素材 として、本発明の製造方法を実施し、同図の（D)に示した中間素材 40を得る。この中 間素材 40も、金属製素材であり、前述の実施の形態の第 1例の中間素材 40に相当 する。この中間素材 40に、前述の図 1に示した実施の形態の第 1例の如き、フローテ イングダイを使用した冷間鍛造加工 (押し出し加工)加工を施して、同図の（E)に示 す様なハブ本体 13aとする。即ち、本例の場合も、本発明の製造方法を、前後 2回実 施する。

[0051] [全工程の第 6例]

図 10の (A)に示した円柱状の素材 52に、何れも冷間鍛造力卩ェの一種である前方 押し出し加工 {同図の（B) }、側方押し出し加工 {同図の（C) }、据え込み加工 {同図 の（D) }を順次施して、同図の（D)に示す様な中間素材 40を得る。そして、この中間 素材 40を、金属製素材として、本発明の製造方法を実施し、同図の (E)に示す様な ハブ本体 13aとする。

[0052] [全工程の第 7例]

図 11の（A)に示した円柱状の素材 52に、同図の（B)→ (C)→ (D)→ (E)に示す 様に、何れも冷間鍛造加工の一種である複数段の据え込み加工を施して、同図の（ E)に示す様な予備中間素材 61cを得る。そして、この予備中間素材 61cを、金属製 素材として、本発明の製造方法を実施し、同図の (F)に示した中間素材 40を得る。こ の中間素材 40も、金属製素材であり、前述の実施の形態の第 1例の中間素材 40に 相当する。そこで、この中間素材 40に、前述の図 1に示した実施の形態の第 1例の 如き、フローティングダイを使用した冷間鍛造加工 (押し出し加工)加工を施して、同 図の（G)に示す様なハブ本体 13aとする。即ち、本例の場合も、本発明の製造方法 を、前後 2回実施する。

[0053] [全工程の第 8例]

図 12の (A)に示した円柱状の素材 52に冷間鍛造力卩ェの一種である前方押し出し 加工を施して、同図の (B)に示す様な、段付の第一中間素材 53とした後、この第一 中間素材 53に同図の（C)→ (D)→ (E)→ (F)に示す様に、何れも冷間鍛造加工の 一種である複数段の据え込み加工を施して、同図の (F)に示す様な中間素材 40を 得る。この中間素材 40は、金属製素材であり、前述の実施の形態の第 1例の中間素 材 40に相当する。この中間素材 40に、前述の図 1に示した実施の形態の第 1例の如 き、フローティングダイを使用した冷間鍛造加工 (押し出し加工)加工を施して、同図 の（G)に示す様なハブ本体 13aとする。

[0054] [軌道輪部材の仕上工程に就いて]

前述した通り、中間素材を焼鈍（中間焼鈍)した場合には、取付フランジ 15と位置 決め筒部 16との一方又は双方を、完成後の大きさよりも少し大きく形成しておき、中 間焼鈍後に冷間で完成後の大きさまで塑性加工し、加工硬化により、上記取付フラ ンジ 15と上記位置決め筒部 16との一方又は双方の強度を、必要な値にまで高くす る事が考えられる。この様な目的で行なう仕上加工工程の具体例の幾つかに就いて 、以下に説明する。

[0055] [仕上工程の第 1例]

図 13の (A)に示す様な、厚さ T なる円形の取付フランジ 15を得る為、同図の（B) に示す様に、この取付フランジ 15の基端部（内径側端部）の厚さ T を、同図の（

3 C) に示した、完成後の基端部の厚さ τ よりも大きく

2 (τ 1≤τ2 <τ )しておく。そして、

3

上記中間焼鈍後、据え込み加工により上記取付フランジ 15の基端部 {同図の（Β)の 上段に示す図の斜格子部 }を軸方向に押圧して、この基端部の厚さ寸法を Τ に迄

2 縮め、この取付フランジ 15の基端部の寸法精度を確保すると同時に、この基端部の 強度を向上させる。

[0056] [仕上工程の第 2例]

図 14の (Α)に示す様な、厚さ Τ なる放射状の取付フランジ 15aを得る為、同図の（

B)に示す様に、この取付フランジ 15aの基端部（内径側端部）の厚さ T を、同図の（

3

C)に示した、完成後の基端部の厚さ T よりも大きく

2 (τ 1≤τ2 <τ )しておく。そして

3

、上記中間焼鈍後、据え込み加工により上記取付フランジ 15aの基端部 {同図の（Β) の上段に示す図の斜格子部 }を軸方向に押圧して、この基端部の厚さ寸法を T に

2 迄縮め、この取付フランジ 15aの基端部の寸法精度を確保すると同時に、この基端 部の強度を向上させる。

[0057] [仕上工程の第 3例]

図 15の (A)に示す様な、基準となる部分の厚さが T で、外周縁部に厚さ寸法が小 さくなつた部分が存在する取付フランジ 15bを得る為、同図の（B)に示す様に、この 取付フランジ 15bの基端部（内径側端部）の厚さ T を、同図の

3 (C)に示した、完成後 の基端部の厚さ τ よりも大きく

2 (τ 1≤τ2 <τ )しておく。そして、上記中間焼鈍後、

3

据え込みカ卩ェにより上記取付フランジ 15bの基端部 {同図の（Β)の上段に示す図の 斜格子部 }を軸方向に押圧して、この基端部の厚さ寸法を T に迄縮め、この取付フ

2

ランジ 15bの基端部の寸法精度を確保すると同時に、この基端部の強度を向上させ る。

[0058] [仕上工程の第 4例]

図 16の (A)に示す様な、基準となる部分の厚さが T 、t で、厚さ寸法が互いに異 なる部分が存在し、且つ、この基準となる部分の厚さ 、 t_iなる部分が円周方向に 不連続である（円周方向に関して交互に存在する）取付フランジ 15cを得る為、同図 の（B)に示す様に、この取付フランジ 15cの基端部（内径側端部）の厚さ T 、t を、

3 3 同図の（C)に示した、完成後の基端部の厚さ T 、t よりも大きく (T ≤T <T 、t

2 2 1 2 3 1

≤t <t )しておく。そして、上記中間焼鈍後、据え込み加工により上記取付フラン

2 3

ジ 15cの基端部 {同図の（B)の上段に示す図の斜格子部 }を軸方向に押圧して、こ の基端部の厚さ寸法を T 、 t に迄縮め、この取付フランジ 15cの基端部の寸法精度

2 2

を確保すると同時に、この基端部の強度を向上させる。

[0059] [仕上工程の第 5例]

図 17の (A)に示す様な、外径が D なる位置決め筒部 16の外径を適正値にする 為に、同図の（B)に示す様に、この適正値 D よりも大きな外径 D を有する素筒部 6

1 2

2に冷間で扱き加工を施す事により、この素筒部 62の外径を D ( = D )迄縮めて、

3 1

同図の（C)に示す様な、外径を適正値とした上記位置決め筒部 16とする。この様に して得られた位置決め筒部 16は、外径 D ( = D )が適正値であると同時に、加工

3 1

硬化により十分な強度を得られる。尚、図示の例では、上記位置決め筒部 16の先端 部の外径を、上記適正値 D ( = D )よりも小さな、 D なる値として、この位置決め筒

3 1 4

部 16の先端部の強度をより一層向上させると共に、この位置決め筒部に、ホイール 等を外嵌し易くしている。

産業上の利用可能性

[0060] 本発明により、外向フランジと、位置決め筒部と、段付部とを備える、車輪支持用転 力 Sり軸受ユニットを構成する軌道輪部材 (車輪支持用ハブユニットのハブ）を、低コス トで精度よく製造できる。

Claims

請求の範囲

[1] 外周面の一部に設けられた外向フランジと、この外向フランジの軸方向片側に設け られた位置決め筒部と、この外向フランジに関してこの位置決め筒部と軸方向反対 側部分の外周面に設けられた、この外向フランジ側の大径部及びこの外向フランジ カゝら遠い側の小径部を備えた段付部とを備え、車輪支持用転がり軸受ユニットを構 成する軌道輪部材の製造方法であって、この軌道輪部材を造る為の、少なくとも上記 段付部の大径部の外径に一致する外径を有する円筒面部を備えた金属製素材を用 意し、この金属製素材を加温する事なぐこの円筒面部のうちで上記外向フランジと 反対側の面である先端面を、上記小径部の外径に一致する内径を有する受側パン チに突き当てると共に、上記円筒面部の外周面の少なくとも一部を、上記外向フラン ジに向いた弾力を付与された状態でこの円筒面部の軸方向に変位可能に支持され たフローティングダイの内周面により支承した状態で、上記金属製素材のうちで上記 受側パンチに突き当てられた面と反対側の面である基端面を、押し側パンチによりこ の受側パンチに向け押圧して、上記円筒面部の一部をこの受側パンチ内に押し込 み、上記小径部を冷間塑性加工により形成する車輪支持用転がり軸受ユニットを構 成する軌道輪部材の製造方法。

[2] 金属製素材が、予め外向フランジ及び位置決め筒部を鍛造加工により形成した中 間素材であり、押し側パンチによりこの中間素材の円筒面部の一部を受側パンチ内 に押し込む作業を、上記外向フランジ及び位置決め筒部の表面を、この円筒面部の 外周面を抑え付けて 、るフローティングダイとは別体で、このフローティングダイと共 に軸方向に移動する第二のフローティングダイにより抑え付けた状態で行なう、請求 項 1に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する軌道輪部材の製造方法。

[3] 金属製素材が、未だ外向フランジ及び位置決め筒部を形成していない、少なくとも 軸方向の一部が円柱状の素材であり、この素材の一部外周面をフローティングダイ により抑えつつ小径部を加工して中間素材とした後、この中間素材の残部外周面に 上記外向フランジ及び位置決め筒部を形成する、請求項 1に記載した車輪支持用転 力 Sり軸受ユニットを構成する軌道輪部材の製造方法。

[4] 外向フランジの厚さ寸法を仕上げる為のフランジ仕上工程を備え、このフランジ仕 上工程でこの外向フランジに、この外向フランジの基部を含む部分を軸方向に圧縮 して塑性変形させる据え込み加工を施す事により、この外向フランジの厚さ寸法を縮 める、請求項 1〜3のうちの何れか 1項に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットを構 成する軌道輪部材の製造方法。

[5] 位置決め筒部の外径を仕上げる為の筒部仕上工程を備え、この筒部仕上工程で は、仕上げ後の値よりも大きな外径を有する素筒部に冷間で扱き加工を施す事によ り、この素筒部の外径を縮めて、上記位置決め筒部とする、請求項 1〜4のうちの何 れカ 1項に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する軌道輪部材の製造方 法。

[6] 位置決め筒部の内径を仕上げる為の筒部仕上工程を備え、この筒部仕上工程で は、仕上げ後の値よりも小さな内径を有する素筒部に冷間で扱き加工を施す事により 、この素筒部の内径を拡げて、上記位置決め筒部とする、請求項 1〜5のうちの何れ カゝ 1項に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する軌道輪部材の製造方法