軌道輪部材の製造方法
【課題】軸方向の中間部に、軸方向に関して当該部分の両側よりも内径が大きくなった、アンダカット部を有するハブを、低コストで造れる製造方法を実現する。
【解決手段】先ず、（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）→（Ｄ）→（Ｅ）の様に、金属製の原素材１２ａを塑性加工する事により、小径部及びアンダカット部を持たず、これら小径部及びアンダカット部となるべき部分を円筒部２９とした第四中間素材３４を形成する。その後、（Ｅ）→（Ｆ）の様に、この円筒部２９を軸方向に縮めると共に、金属材料の一部を径方向内方に移動させて、内径が小さな肩部２４を形成し、前記アンダカット部２３を有する最終中間素材２６とする。
【解決手段】先ず、（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）→（Ｄ）→（Ｅ）の様に、金属製の原素材１２ａを塑性加工する事により、小径部及びアンダカット部を持たず、これら小径部及びアンダカット部となるべき部分を円筒部２９とした第四中間素材３４を形成する。その後、（Ｅ）→（Ｆ）の様に、この円筒部２９を軸方向に縮めると共に、金属材料の一部を径方向内方に移動させて、内径が小さな肩部２４を形成し、前記アンダカット部２３を有する最終中間素材２６とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車の車輪及びブレーキディスク等の制動用回転部材を懸架装置に対して回転自在に支持する為に利用する、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の改良に関する。具体的には、内周面の軸方向中間部に、軸方向両側部分よりも内径が大きくなった、所謂アンダカット部を有する軌道輪部材を造る際に必要とされる切削加工量を少なく抑えて、製造コストの低減を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪及びブレーキディスク等の制動用回転部材を懸架装置に対して回転自在に支持する為に、車輪支持用転がり軸受ユニットが広く使用されている。この様な車輪支持用転がり軸受ユニットとして、一般的には、図５〜６に示す様な内輪回転型のものが使用されているが、一部では、図７に示す様な外輪回転型のものも使用されている。
【０００３】
先ず、図５に示した内輪回転型の車輪支持用転がり軸受ユニット１は、従動輪（ＦＲ車及びＭＲ車の前輪、ＦＦ車の後輪）用のもので、外輪２と、ハブ３と、複数個の転動体４、４とを備える。このうちの外輪２は、内周面の軸方向２箇所位置に複列の外輪軌道５ａ、５ｂを、外周面の軸方向内端寄り部分（軸方向に関して「内」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側を言い、図５〜７の右側。反対に、車両の幅方向外側となる、図５〜７の左側を、軸方向に関して「外」と言う。本明細書全体で同じ。）に外向フランジ６を、それぞれ有する。又、前記ハブ３は、外周面の軸方向外端寄り部分に外向フランジ７を、同じく軸方向中間部乃至内端寄り部分の軸方向２箇所位置に複列の内輪軌道８ａ、８ｂを、それぞれ有する。そして、これら両内輪軌道８ａ、８ｂと前記両外輪軌道５ａ、５ｂとの間に前記転動体４、４を、両列毎に複数個ずつ配置して、前記外輪２の内径側での前記ハブ３の回転を可能としている。使用状態では、前記外輪２の外向フランジ６を、懸架装置を構成するナックルに結合固定すると共に、前記ハブ３の外向フランジ７に、車輪及び制動用回転部材を結合固定する。
【０００４】
又、図６に示した内輪回転型の車輪支持用転がり軸受ユニット１ａは、駆動輪（ＦＲ車及びＭＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、４ＷＤ車の全車輪）用のものである。この図６に示した車輪支持用転がり軸受ユニット１ａの場合には、ハブ３ａの径方向中心部に、使用時に駆動軸をスプライン係合させる為のスプライン孔９を、軸方向に形成している。
更に、図７に示した外輪回転型の車輪支持用転がり軸受ユニット１ｂは、従動輪用のもので、１対の内輪１０、１０と、ハブ１１と、複数個の転動体４、４とを備える。このうちの１対の内輪１０、１０は、それぞれが外周面に単列の内輪軌道８ａ、８ｂを有するもので、軸方向に並べて配置されている。又、前記ハブ１１は、内周面の軸方向２箇所位置に複列の外輪軌道５ａ、５ｂを、外周面の軸方向外端寄り部分に外向フランジ７を、それぞれ有する。そして、これら両外輪軌道５ａ、５ｂと前記両内輪軌道８ａ、８ｂとの間に前記各転動体４、４を、両列毎に複数個ずつ配置して、前記両内輪１０、１０の外径側での前記ハブ１１の回転を可能としている。使用状態では、これら両内輪１０、１０を、懸架装置に設けた車軸に外嵌固定すると共に、前記ハブ１１の外向フランジ７に、車輪及び制動用回転部材を結合固定する。
尚、上述した各車輪支持用転がり軸受ユニット１、１ａ、１ｂの場合には、前記各転動体４、４として玉を使用しているが、重量の嵩む車両用の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、転動体として円すいころを使用する場合もある。
【０００５】
上述した各車輪支持用転がり軸受ユニット１、１ａ、１ｂを構成する、外輪２やハブ１１の如き軌道輪部材、即ち、内周面の軸方向２個所位置に複列の外輪軌道５ａ、５ｂを、外周面の軸方向片側に寄った位置に外向フランジ６、７を、それぞれ有する軌道輪部材は、金属素材に鍛造加工を施した後、切削加工及び研削加工等の仕上げ加工を施す事によって造られる。この様な鍛造加工により軌道輪部材を造る方法は、例えば特許文献１〜２に記載される等により従来から広く知られている。
次に、従来の軌道輪部材の製造方法の１例に就いて、図８〜９に示す様な、内周面の軸方向２箇所位置に複列の外輪軌道５ａ、５ｂを、外周面のうちで軸方向片側（図８〜９に於ける上側）の外輪軌道５ａと径方向に重畳する位置に外向フランジ６を、それぞれ形成した外輪２の製造方法を例にして、前記図８〜９に図１０を加えて説明する。
【０００６】
この様な外輪２を製造する為に、先ず、図１０の（Ａ）に示す様な、金属製で円柱状の原素材１２を用意する。
そして、最初の据え込み工程で、この原素材１２を軸方向に押し潰す事により図１０の（Ｂ）に示す様な、第一中間素材１３を得る。この第一中間素材１３は、軸方向中間部の外径が軸方向両端部の外径よりも大きくなった、ビヤ樽若しくは厚肉円盤状の如き形状を有する。
この様な第一中間素材１３を得たならば、続く荒成形工程で、この第一中間素材１３の周囲を荒成形用ダイスにより囲んだ状態で、この第一中間素材１３の軸方向両端面の中央部に１対の荒成形用押圧パンチを押し付け、この第一中間素材１３を塑性変形させる。そして、図１０の（Ｃ）に示す様な、第二中間素材１４を得る。この第二中間素材１４は、軸方向両端面に開口する１対の凹部１５ａ、１５ｂと、これら両凹部１５ａ、１５ｂの底部同士の間に存在する隔壁部１６と、外周面の軸方向片側（図１０の上側）に寄った位置に径方向外方に突出する状態で形成された外向フランジ６とを備える。
【０００７】
この様な第二中間素材１４を得たならば、続く仕上げ成形工程で、この第二中間素材１４の周囲を、仕上げ成形用ダイスにより囲んだ状態で、この第二中間素材１４の軸方向両端面に１対の仕上げ成形用押圧パンチを押し付ける。これにより、前記隔壁部１６を、その厚さ寸法を縮める方向に押し潰すと共に、この隔壁部１６の周囲に存在する円筒状部分１７の形状を、図８〜９に示した外輪２の形状に近付ける。そして、図１０の（Ｄ）に示す様な、第三中間素材１８を得る。
この様な第三中間素材１８を得たならば、続く打ち抜き工程で、この第三中間素材１８の隔壁部１６を、その外周縁部分を除いて打ち抜き除去する事により、図１０の（Ｅ）に示す様な、第四中間素材１９を得る。
この様な第四中間素材１９を得たならば、続くバリ取り工程で、この第四中間素材１９の外向フランジ６の外周縁部に残っているバリ２０を除去する事により、図１０の（Ｆ）に示す様な、第五中間素材２１を得る。
その後、この第五中間素材２１の各部に、旋削等による切削加工や研削加工等の仕上げ加工を施す事により、図８〜９に示した外輪２を完成させる。
【０００８】
ところで、車輪支持用転がり軸受ユニットには、多くの仕様が存在し、しかも、近年に於ける要求の多様化により、従来とは異なる形状を実現する必要性が増大している。例えば、外輪の内周面に形成した複列の外輪軌道のうち、軸方向に関して中央寄り部分の外輪軌道部分の内径を、この外輪軌道の軸方向両側部分の内径よりも十分に大きくする形状、即ち、内周面の軸方向中間部にアンダカット部を有する外輪の提供を要求される場合もある。より具体的には、前述の図７に示した外輪回転型の車輪支持用転がり軸受ユニット１ｂで、ハブ１１の軸方向外端部に設けた、パイロット部と呼ばれる円筒部２２の内径を、軸方向外側の外輪軌道５ａの内径よりも小さくする仕様がある。この様な仕様の場合、これら円筒部２２と外輪軌道５ａとの間部分が、軸方向両側部分よりも内径が大きくなったアンダカット部となる。この様なアンダカット部を有する軌道輪を、上述の図１０に示した従来の製造方法で造った場合には、コストが嵩む。又、条件によっては、耐久性確保の面から不利になる可能性もある。この点に就いて、図１１〜１３を参照しつつ説明する。
【０００９】
造るべきハブ１１ａが、図１１に鎖線で示す様な一般的な形状のものであれば、前述の図１０に示した方法により、図１１に実線で示す様な形状を有する第五中間素材２１ａを得た後、この第五中間素材２１ａに仕上げの為の切削加工を施せば良い。この仕上加工時の切削量は特に多くならず、仕上加工が特に面倒になったり、材料の歩留まりが特に悪化する事はない。
これに対して、図１２に示す様な形状を有するハブ１１ｂを造る場合に、仕上加工が面倒になるだけでなく、材料の歩留まりが悪化する。このハブ１１ｂは、軸方向外端部に設けた円筒部２２ａの内径を、軸方向外側の外輪軌道５ａの内径よりも小さくしたもので、これら円筒部２２ａと外輪軌道５ａとの間部分が、軸方向両側部分よりも内径が大きくなったアンダカット部２３となっている。
【００１０】
即ち、図１２に示したハブ１１ｂは、前記アンダカット部２３となる前記外輪５ａ部分の内径Ｒ２３よりも、第二小径部である前記円筒部２２ａの内径Ｒ２２、及び、第一小径部である、複列の外輪軌道５ａ、５ｂの間部分に存在する肩部２４の内径Ｒ２４が小さい（Ｒ２３＞Ｒ２２、Ｒ２４）。この様なアンダカット部２３を有する形状の場合、金型を軸方向に抜き取る都合上、前記図１０に示した従来方法では、鍛造加工のみで、前記ハブ１１ｂに近い形状を造る事はできない。このハブ１１ｂを造るには、鍛造加工により図１３に実線で示した形状を有する中間素材２５を造ってから、この中間素材２５に切削加工を施し、前記図１３の実線と鎖線との間部分を削り取って、前記ハブ１１ｂとする。これら図１３の実線と破線とを比較すれば明らかな通り、前記アンダカット部２３が存在すると、このアンダカット部２３に対応する部分で、前記中間素材２５の内周面中間部を大きく削り取る必要がある。
【００１１】
この為、加工の手間が増大し、又、材料の歩留まりが悪化して製造コストが増大するだけでなく、前記両外輪軌道５ａ、５ｂ部分の表面性状を良好にしにくくなる。即ち、前記内周面中間部を大きく削り取るのに伴って、金属材料中の、所謂ファイバーフローの切断部が前記両外輪軌道５ａ、５ｂ部分の表面に露出し易くなる。又、前記中間素材２５を造る為の原材料である原素材１２｛図１０の（Ａ）参照｝を構成する金属材料のうちで、これら両外輪軌道５ａ、５ｂ部分の耐久性を確保する面から有利な清浄部分（原素材１２の径方向中間部分）を、これら両外輪軌道５ａ、５ｂ部分に露出させる事が難しくなる。
【００１２】
上述の様な問題を生じる、図１３に示す様な従前の製造方法に対して、図１２及び図１３に鎖線で示す様な、完成後のハブ１１のアンダカット部２３に対応する部分の内径が大きくなった中間素材を、鍛造等の塑性加工により造る事ができれば、上述の様な問題を総て解決できる。但し、従来から知られている鍛造加工方法では、上述の様な中間素材を造れない事は、前述した通りである。
【００１３】
アンダカット部を有する金属製部品を鍛造等の塑性加工により造る方法として従来から、特許文献３〜６に記載された方法が知られている。このうちの特許文献３に記載された製造方法では、円輪状部分の径方向中間部から軸方向に突出した円筒部を径方向内方に曲げ形成する事により、この円輪状部分の内径寄り部分とこの円筒部の先端寄り部分との間をアンダカット部とする。又、特許文献４に記載された製造方法では、軸方向一端部に大径部を有し、軸方向中間部乃至他端部を円柱部とした中間素材の軸方向中間部乃至他端部を軸方向に押し潰して別の大径部を形成し、この別の大径部と前記大径部との間をアンダカット部とする。
【００１４】
前記特許文献３に記載された製造方法では、アンダカット部を設ける部分の形状が限定される（部分円すい筒状の内径側部分に限定される）為、車輪支持用転がり軸受ユニットの軌道輪部材の製造には適さない。又、前記特許文献４〜６に記載された製造方法は、アンダカット部が外周面に存在する金属製部品を造る事を考慮しており、図１２に示したハブ１１ｂの様な、内周面にアンダカット部２３を有する車輪支持用転がり軸受ユニットの軌道輪部材の製造には適さない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−８３５１３号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／０９６４３４号パンフレット
【特許文献３】特開２００７−１２５６１４号公報
【特許文献４】特開２００８−１９４７０４号公報
【特許文献５】ドイツ国特許公開ＤＥ１９９１４９６９号公報
【特許文献６】ドイツ国特許公開ＤＥ１０２００７０１６０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、軸方向の中間部に、軸方向に関して当該部分の両側よりも内径が大きくなった、アンダカット部を有する外輪相当部材を、低コストで造れ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】
【００１７】
本発明の製造方法の対象となる軌道輪部材は、金属材により略円筒状に造られて、内周面の軸方向中間部に軸方向両側部分よりも内径が小さくなった第一小径部を、この第一小径部から軸方向に離隔した軸方向一端部に第二小径部を、それぞれ設けている。又、これら第一、第二両小径部の間部分を、これら第一、第二両小径部よりも内径が大きいアンダカット部とすると共に、このうちの第一小径部を軸方向両側から挟む部分に１対の外輪軌道を設けている。
この様な軌道輪部材を造る為の本発明の製造方法では、先ず、金属製の素材を塑性加工する事により、軸方向一端部に前記第二小径部を設け、前記第一小径部及び前記アンダカット部を持たず、これら第一小径部及びアンダカット部となるべき部分を円筒部とした中間素材を形成する。
その後、前記円筒部の軸方向中間部乃至軸方向他端寄り部分の直径を塑性加工により縮めて、前記第一小径部及び前記アンダカット部を形成する。
【００１８】
上述の様な本発明の軌道輪部材の製造方法を実施する場合、具体的には、請求項２に記載した発明の様に、前記軌道輪部材を、外周面に外向フランジを備え、車輪支持用転がり軸受を構成する外輪（外輪回転型のハブ）とする。又、前記アンダカット部を、この外向フランジの径方向内側に存在させる。そして、この外向フランジよりも軸方向他端寄り部分に存在する前記円筒部を軸方向に押し潰しつつ、金属材料の一部を径方向内側に移動させて前記第一小径部を形成する事により、この第一小径部と前記第二小径部との間を前記アンダカット部とする。
この様な請求項２に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、前記円筒部を軸方向に押し潰しつつ金属材料の一部を径方向内側に移動させる際に、この円筒部の外周面を金型により抑え付けて、この円筒部の外径が拡がる事を防止する。
【発明の効果】
【００１９】
上述の様に構成する本発明の軌道輪部材の製造方法によれば、軸方向の中間部に、軸方向に関して当該部分の両側よりも内径が大きくなったアンダカット部を有する外輪相当部材を、低コストで造れる。即ち、中炭素鋼等の金属製の素材に、鍛造加工等の塑性加工を施す事により、前記アンダカット部を含んで、完成後の状態に近い形状を有する中間素材に加工できる。この為、この中間素材の内周面中間部を大きく削り取る必要がなくなり、加工の手間の低減と、材料の歩留まり向上とにより、製造コストの低減を図れる。又、前記中間素材の内周面中間部を大きく削り取る必要が無くなるので、ファイバーフローの切断部が、前記外輪相当部材の内周面に設けた複列の外輪軌道の表面部分に露出したり、或は、前記素材中の非清浄部分がこれら両外輪軌道部分に露出したりするのを防止し易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を、工程順に示す断面図。
【図２】中間素材の中間部乃至他端部を、軸方向に押し潰しつつ内径を縮める為の絞り加工を、加工終了直後の状態で示す断面図。
【図３】鍛造加工により得られた中間素材と、この中間素材に仕上加工を施して造られるハブ（外輪）との関係を示す断面図。
【図４】完成後の外輪の内周面に設けられる複列の外輪軌道とファイバーフローの状況との関係を、本発明の製造方法による場合（Ａ）と従来の製造方法による場合（Ｂ）とで示す模式図。
【図５】本発明の製造方法の対象となり得る外輪を組み込んだ車輪支持用転がり軸受ユニットの第１例を示す断面図。
【図６】同第２例を示す断面図。
【図７】同第３例を示す断面図。
【図８】一般的な形状を有する外輪の１例を示す断面図。
【図９】同じく斜視図。
【図１０】この外輪を造る為の中間素材を鍛造加工により造る工程を順番に示す断面図。
【図１１】一般的な形状を有する外輪に関して、鍛造加工により得られた中間素材と、この中間素材に仕上加工を施して造られる外輪との関係を示す断面図。
【図１２】本発明の製造方法の対象となるハブ（外輪）の形状の１例を示す断面図。
【図１３】このハブを造る場合に、従来から知られている鍛造加工方法により造った中間素材と完成後のハブとの関係を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態の１例に就いて、図１〜４により説明する。本例の製造方法では、図１の（Ｆ）及び図３に示す様な、完成後のハブ１１ｂのアンダカット部２３（図３、１３の鎖線及び図１２参照）に対応する部分の内径が大きくなった最終中間素材２６を、塑性加工の一種である鍛造加工により造る。尚、以下に述べる、原素材１２ａを順次塑性変形させて前記最終中間素材２６とする鍛造加工は、熱間により（被加工物である素材乃至は各段階の中間素材を９００℃を超える温度に加熱した状態で）行う事が、加工力（プレス機の容量）を小さく抑えると共に、被加工物に亀裂等の損傷を発生しにくくする面からは好ましい。但し、被加工物の形状や寸法によっては、温間で（被加工物を６００〜９００℃に加熱した状態で）行う事もできる。更に、被加工物の形状変化が比較的少ない、初期段階の加工は、被加工物の寸法によっては、冷間で行う事もできる。
【００２２】
上述の様な最終中間素材２６を造る為に本例の製造方法の場合には、先ず、長尺材を所定長さに切断する事により、図１の（Ａ）に示す様な、円柱状の原素材１２ａを得る。次いで、この原素材１２ａを軸方向に押し潰して、軸方向寸法を縮めると共に外径を拡げる据え込み加工を施す事により、図１の（Ｂ）に示す様な、軸方向中央部の外径が最も大きくなった、ビヤ樽状の第一中間素材１３ａとする。
【００２３】
次に、この第一中間素材１３ａに荒成形加工を施す事により、図１の（Ｃ）に示す様な第二中間素材２７とする。この荒成形加工は、前記第一中間素材１３ａを、軸方向に関して遠近動する押型と受型との間で押し潰す、鍛造加工により行う。そして、軸方向一端側（図１の上側）を充実部２８とし、軸方向他端側（図１の下側）部分を円筒部２９とした、前記第二中間素材２７とする。この様な第二中間素材２７の加工は、従来から金属加工（鍛造加工）の分野で一般的に知られている様に、例えばダイスの内側で前記第一中間素材１３ａを、押型と受型と（１対のパンチ）により軸方向に強く押圧する、前方押出加工又は後方押出加工により、容易に行える。尚、前記円筒部２９の内外両周面には抜き勾配を設けて、軸方向寸法が長い、この円筒部２９を形成した後に於ける、金型との分離を容易にしている。
【００２４】
上述の様にして造った前記第二中間素材２７に、続いて予備仕上成形を施し、前記充実部２８を塑性変形させる事により、図１の（Ｄ）に示す様な第三中間素材３０とする。この第三中間素材３０は、前記充実部２８の軸方向寸法及び外径を縮めると共に、一端面中央部に凹部３１を形成する。この凹部３１を囲む小円筒部３２が、特許請求の範囲に記載した第二小径部である。そして、この凹部３１の底面と、前記円筒部２９の内側空間の奥端面との間に、隔壁部３３を形成する。この隔壁部３３はスクラップとなる部分であるから、できる限り薄くする。更に、前記充実部２８を縮めると共に前記凹部３１を形成する事に伴って生じた余肉を径方向外方に移動させて、外向フランジ６を形成する。この外向フランジ６の軸方向位置は、後から形成するアンダカット部２３｛図１の（Ｆ）、図２〜４、１２、１３参照｝の径方向外側位置とする。
上述の様な前記第三中間素材３０には、前記隔壁部３３全体を打ち抜き除去するピアス（プレスによる打ち抜き）加工を施して、図１の（Ｅ）に示す様な、第四中間素材３４とする。
【００２５】
以上の加工により造られる第一〜第四中間素材１３ａ、２７、３０、３４には、何れも金型を軸方向に退避させる事に対する障害となるアンダーカット部分がない（軸方向一端部に形成した前記小円筒部３２と軸方向他端開口部との間部分に、この他端開口部よりも内径が小さくなった部分が存在しない）。従って、例えば特許文献２等に記載されて従来から周知の鍛造加工方法により、容易に加工できる。この為、前記原素材１２ａから前記第四中間素材３４までの加工方法に使用する金型等の、具体的な構造及び作用に就いては、図示並びに説明を省略する。
【００２６】
前記第四中間素材３４には、前記円筒部２９部分に、本発明の特徴となる、鍛造による圧縮加工を施す事により、図１の（Ｆ）に示した、内周面に小径の肩部２４を有する、前記最終中間素材２６とする。この圧縮加工の際、前記小円筒部３２は、特に径方向寸法も軸方向寸法も変化させない。又、前記外向フランジ６に就いても、原則として、元の形状・寸法のままとする。又、前記円筒部２９に関しては、外径寸法を変化させずに、軸方向寸法を縮め、その結果生じた余分な金属材料を径方向内方に移動させて、前記アンダカット部２３及び前記肩部２４を形成する。以下、前記第四中間素材３４を、これらアンダカット部２３及び前記肩部２４を備えた前記最終中間素材２６とする工程に就いて、図２に基づいて説明する。
【００２７】
前記第四中間素材３４を前記最終中間素材２６に加工するには、この第四中間素材３４を、軸方向一端側に設けた小円筒部３２を、プレス加工機の基台に固定した受型３５にセットする。尚、図２には、前記第四中間素材３４の姿勢（上下位置関係）を図１と同じ状態で表しているが、必要に応じ、上下反転させても（図２の上下を逆転させても）良い。前記受型３５には、前記小円筒部３２を隙間なく内嵌できる環状凹部３６を設け、この環状凹部３６の周囲部分を、前記外向フランジ６の軸方向片面を突き当てる為の支承面３７としている。前記第四中間素材３４は、前記小円筒部３２を前記環状凹部３６に挿入すると共に、前記外向フランジ６の軸方向片面を前記支承面３７に突き当て、更に、前記円筒部２９にダイス３８を外嵌する。このダイス３８の内周面の軸方向中間部乃至上端部（前記外向フランジ６側端部）は、前記円筒部２９にほぼ隙間なく当接するテーパ面としている。これに対して、前記ダイス３８の内周面の下端部（前記外向フランジ６から遠い側の端部）は、軸方向に関して内径が変化しない円筒面として、次述するパンチ３９の軸方向変位を可能にしている。
【００２８】
前記パンチ３９は、下端部に設けた円板状の基板部４０の上面に、先端側の小径部４１と基端側の大径部４２とを曲面部４３により連続させて成る、段付円柱状の押圧部４４を設けて成る。この様なパンチ３９は、前記基板部４０を前記ダイス３８の下端部に、軸方向の変位を可能に内嵌しており、図示しないプレス装置により、前記受型３５に向けて、強く押圧される。
【００２９】
前記第四中間素材３４を、前記受型３５と前記パンチ３９との間で強く押圧すると、前記円筒部２９が軸方向に押し潰されつつ、金属材料の一部が径方向内側に移動する。そして、この円筒部２９の内周面の軸方向中間部に、特許請求の範囲に記載した第一小径部である、前記肩部２４を形成すると共に、この肩部２４と前記小円筒部３２との間部分を、前記アンダカット部２３とする。又、この肩部２４の軸方向両側面は、断面部分円弧状の凹曲面とする。
【００３０】
上述の様に、前記第四中間素材３４を、前記受型３５と前記ダイス３８と前記パンチ３９との間で強く抑え付ける事により造られた、前記最終中間素材２６は、これら受型３５とダイス３８とパンチ３９との間から取り出し、次の仕上加工工程（切削工程及び研削工程）に送って、ハブ１１ｂ（図３の鎖線参照）として完成する。本例の製造方法により造られる前記最終中間素材２６は、この図３に実線で示した様に、同じく鎖線で示したハブ１１ｂの断面形状よりも少しだけ大きな断面形状を有する。この為、前記仕上加工工程での削り代は少なくて済み、この仕上加工の能率化と、材料の歩留まり向上とにより、前記図１２に示す様な、アンダカット部２３を有する前記ハブ１１ｂを、低コストで造れる。
【００３１】
又、本例の場合には、前記図１の（Ｄ）に示した第三中間素材３０の段階で、スクラップとなる隔壁部３３が、図１の（Ｆ）に示した最終中間素材２６に形成する肩部２４から、軸方向に大きく外れた部分に存在する。金属材料中のファイバーフローは、図４に示す様に、スクラップとなる隔壁部３３に向けて多く流れる状態となる。又、前記肩部２４は、軸方向両側に前記両外輪軌道５ａ、５ｂを形成する。この為、図４の（Ｂ）に示す様に、前記肩部２４の内径側部分に隔壁部を形成し、これを打ち抜くと、前記両外輪軌道５ａ、５ｂの表面にファイバフローの切断部が露出し、これら両外輪軌道５ａ、５ｂの転がり疲れ寿命を確保する面から不利になる。これに対して本例の場合には、図４の（Ａ）に示した様に、前記肩部２４は金属材料を前記円筒部２９の径方向内方に移動させる事により形成し、前記隔壁部３３を打ち抜く事に伴って生じるファイバーフローの切断部が、前記両外輪軌道５ａ、５ｂの表面に露出する事がなくなる。この結果、これら両外輪軌道の転がり疲れ寿命を確保し易い。
尚、図示の例では、前記隔壁部３３の打ち抜き加工を、前記肩部２４及び前記アンダカット部２３を形成する以前に行っているが、この打ち抜き加工は、これら肩部２４及びアンダカット部２３を形成した後に行っても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の軌道輪部材の製造方法は、前述の図７に示した様な、外輪回転型の車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブを造るのに適している。但し、前述の図５〜６に示す様な、内輪回転型の車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する外輪の場合でも、端部の内径を外輪軌道の内径よりも小さくする形状を採用する必要があれば、適用できる。
【符号の説明】
【００３３】
１、１ａ、１ｂ 車輪支持用転がり軸受ユニット
２ 外輪
３、３ａ ハブ
４ 転動体
５ａ、５ｂ 外輪軌道
６ 外向フランジ
７ 外向フランジ
８ａ、８ｂ 内輪軌道
９ スプライン孔
１０ 内輪
１１、１１ａ、１１ｂ ハブ
１２、１２ａ 原素材
１３、１３ａ 第一中間素材
１４ 第二中間素材
１５ａ、１５ｂ 凹部
１６ 隔壁部
１７ 円筒状部分
１８ 第三中間素材
１９ 第四中間素材
２０ バリ
２１、２１ａ 第五中間素材
２２、２２ａ 円筒部
２３ アンダカット部
２４ 肩部
２５ 中間素材
２６ 最終中間素材
２７ 第二中間素材
２８ 充実部
２９ 円筒部
３０ 第三中間素材
３１ 凹部
３２ 小円筒部
３３ 隔壁部
３４ 第四中間素材
３５ 受型
３６ 環状凹部
３７ 支承部
３８ ダイス
３９ パンチ
４０ 基板部
４１ 小径部
４２ 大径部
４３ 曲面部
４４ 押圧部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車の車輪及びブレーキディスク等の制動用回転部材を懸架装置に対して回転自在に支持する為に利用する、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の改良に関する。具体的には、内周面の軸方向中間部に、軸方向両側部分よりも内径が大きくなった、所謂アンダカット部を有する軌道輪部材を造る際に必要とされる切削加工量を少なく抑えて、製造コストの低減を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪及びブレーキディスク等の制動用回転部材を懸架装置に対して回転自在に支持する為に、車輪支持用転がり軸受ユニットが広く使用されている。この様な車輪支持用転がり軸受ユニットとして、一般的には、図５〜６に示す様な内輪回転型のものが使用されているが、一部では、図７に示す様な外輪回転型のものも使用されている。
【０００３】
先ず、図５に示した内輪回転型の車輪支持用転がり軸受ユニット１は、従動輪（ＦＲ車及びＭＲ車の前輪、ＦＦ車の後輪）用のもので、外輪２と、ハブ３と、複数個の転動体４、４とを備える。このうちの外輪２は、内周面の軸方向２箇所位置に複列の外輪軌道５ａ、５ｂを、外周面の軸方向内端寄り部分（軸方向に関して「内」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側を言い、図５〜７の右側。反対に、車両の幅方向外側となる、図５〜７の左側を、軸方向に関して「外」と言う。本明細書全体で同じ。）に外向フランジ６を、それぞれ有する。又、前記ハブ３は、外周面の軸方向外端寄り部分に外向フランジ７を、同じく軸方向中間部乃至内端寄り部分の軸方向２箇所位置に複列の内輪軌道８ａ、８ｂを、それぞれ有する。そして、これら両内輪軌道８ａ、８ｂと前記両外輪軌道５ａ、５ｂとの間に前記転動体４、４を、両列毎に複数個ずつ配置して、前記外輪２の内径側での前記ハブ３の回転を可能としている。使用状態では、前記外輪２の外向フランジ６を、懸架装置を構成するナックルに結合固定すると共に、前記ハブ３の外向フランジ７に、車輪及び制動用回転部材を結合固定する。
【０００４】
又、図６に示した内輪回転型の車輪支持用転がり軸受ユニット１ａは、駆動輪（ＦＲ車及びＭＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、４ＷＤ車の全車輪）用のものである。この図６に示した車輪支持用転がり軸受ユニット１ａの場合には、ハブ３ａの径方向中心部に、使用時に駆動軸をスプライン係合させる為のスプライン孔９を、軸方向に形成している。
更に、図７に示した外輪回転型の車輪支持用転がり軸受ユニット１ｂは、従動輪用のもので、１対の内輪１０、１０と、ハブ１１と、複数個の転動体４、４とを備える。このうちの１対の内輪１０、１０は、それぞれが外周面に単列の内輪軌道８ａ、８ｂを有するもので、軸方向に並べて配置されている。又、前記ハブ１１は、内周面の軸方向２箇所位置に複列の外輪軌道５ａ、５ｂを、外周面の軸方向外端寄り部分に外向フランジ７を、それぞれ有する。そして、これら両外輪軌道５ａ、５ｂと前記両内輪軌道８ａ、８ｂとの間に前記各転動体４、４を、両列毎に複数個ずつ配置して、前記両内輪１０、１０の外径側での前記ハブ１１の回転を可能としている。使用状態では、これら両内輪１０、１０を、懸架装置に設けた車軸に外嵌固定すると共に、前記ハブ１１の外向フランジ７に、車輪及び制動用回転部材を結合固定する。
尚、上述した各車輪支持用転がり軸受ユニット１、１ａ、１ｂの場合には、前記各転動体４、４として玉を使用しているが、重量の嵩む車両用の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、転動体として円すいころを使用する場合もある。
【０００５】
上述した各車輪支持用転がり軸受ユニット１、１ａ、１ｂを構成する、外輪２やハブ１１の如き軌道輪部材、即ち、内周面の軸方向２個所位置に複列の外輪軌道５ａ、５ｂを、外周面の軸方向片側に寄った位置に外向フランジ６、７を、それぞれ有する軌道輪部材は、金属素材に鍛造加工を施した後、切削加工及び研削加工等の仕上げ加工を施す事によって造られる。この様な鍛造加工により軌道輪部材を造る方法は、例えば特許文献１〜２に記載される等により従来から広く知られている。
次に、従来の軌道輪部材の製造方法の１例に就いて、図８〜９に示す様な、内周面の軸方向２箇所位置に複列の外輪軌道５ａ、５ｂを、外周面のうちで軸方向片側（図８〜９に於ける上側）の外輪軌道５ａと径方向に重畳する位置に外向フランジ６を、それぞれ形成した外輪２の製造方法を例にして、前記図８〜９に図１０を加えて説明する。
【０００６】
この様な外輪２を製造する為に、先ず、図１０の（Ａ）に示す様な、金属製で円柱状の原素材１２を用意する。
そして、最初の据え込み工程で、この原素材１２を軸方向に押し潰す事により図１０の（Ｂ）に示す様な、第一中間素材１３を得る。この第一中間素材１３は、軸方向中間部の外径が軸方向両端部の外径よりも大きくなった、ビヤ樽若しくは厚肉円盤状の如き形状を有する。
この様な第一中間素材１３を得たならば、続く荒成形工程で、この第一中間素材１３の周囲を荒成形用ダイスにより囲んだ状態で、この第一中間素材１３の軸方向両端面の中央部に１対の荒成形用押圧パンチを押し付け、この第一中間素材１３を塑性変形させる。そして、図１０の（Ｃ）に示す様な、第二中間素材１４を得る。この第二中間素材１４は、軸方向両端面に開口する１対の凹部１５ａ、１５ｂと、これら両凹部１５ａ、１５ｂの底部同士の間に存在する隔壁部１６と、外周面の軸方向片側（図１０の上側）に寄った位置に径方向外方に突出する状態で形成された外向フランジ６とを備える。
【０００７】
この様な第二中間素材１４を得たならば、続く仕上げ成形工程で、この第二中間素材１４の周囲を、仕上げ成形用ダイスにより囲んだ状態で、この第二中間素材１４の軸方向両端面に１対の仕上げ成形用押圧パンチを押し付ける。これにより、前記隔壁部１６を、その厚さ寸法を縮める方向に押し潰すと共に、この隔壁部１６の周囲に存在する円筒状部分１７の形状を、図８〜９に示した外輪２の形状に近付ける。そして、図１０の（Ｄ）に示す様な、第三中間素材１８を得る。
この様な第三中間素材１８を得たならば、続く打ち抜き工程で、この第三中間素材１８の隔壁部１６を、その外周縁部分を除いて打ち抜き除去する事により、図１０の（Ｅ）に示す様な、第四中間素材１９を得る。
この様な第四中間素材１９を得たならば、続くバリ取り工程で、この第四中間素材１９の外向フランジ６の外周縁部に残っているバリ２０を除去する事により、図１０の（Ｆ）に示す様な、第五中間素材２１を得る。
その後、この第五中間素材２１の各部に、旋削等による切削加工や研削加工等の仕上げ加工を施す事により、図８〜９に示した外輪２を完成させる。
【０００８】
ところで、車輪支持用転がり軸受ユニットには、多くの仕様が存在し、しかも、近年に於ける要求の多様化により、従来とは異なる形状を実現する必要性が増大している。例えば、外輪の内周面に形成した複列の外輪軌道のうち、軸方向に関して中央寄り部分の外輪軌道部分の内径を、この外輪軌道の軸方向両側部分の内径よりも十分に大きくする形状、即ち、内周面の軸方向中間部にアンダカット部を有する外輪の提供を要求される場合もある。より具体的には、前述の図７に示した外輪回転型の車輪支持用転がり軸受ユニット１ｂで、ハブ１１の軸方向外端部に設けた、パイロット部と呼ばれる円筒部２２の内径を、軸方向外側の外輪軌道５ａの内径よりも小さくする仕様がある。この様な仕様の場合、これら円筒部２２と外輪軌道５ａとの間部分が、軸方向両側部分よりも内径が大きくなったアンダカット部となる。この様なアンダカット部を有する軌道輪を、上述の図１０に示した従来の製造方法で造った場合には、コストが嵩む。又、条件によっては、耐久性確保の面から不利になる可能性もある。この点に就いて、図１１〜１３を参照しつつ説明する。
【０００９】
造るべきハブ１１ａが、図１１に鎖線で示す様な一般的な形状のものであれば、前述の図１０に示した方法により、図１１に実線で示す様な形状を有する第五中間素材２１ａを得た後、この第五中間素材２１ａに仕上げの為の切削加工を施せば良い。この仕上加工時の切削量は特に多くならず、仕上加工が特に面倒になったり、材料の歩留まりが特に悪化する事はない。
これに対して、図１２に示す様な形状を有するハブ１１ｂを造る場合に、仕上加工が面倒になるだけでなく、材料の歩留まりが悪化する。このハブ１１ｂは、軸方向外端部に設けた円筒部２２ａの内径を、軸方向外側の外輪軌道５ａの内径よりも小さくしたもので、これら円筒部２２ａと外輪軌道５ａとの間部分が、軸方向両側部分よりも内径が大きくなったアンダカット部２３となっている。
【００１０】
即ち、図１２に示したハブ１１ｂは、前記アンダカット部２３となる前記外輪５ａ部分の内径Ｒ２３よりも、第二小径部である前記円筒部２２ａの内径Ｒ２２、及び、第一小径部である、複列の外輪軌道５ａ、５ｂの間部分に存在する肩部２４の内径Ｒ２４が小さい（Ｒ２３＞Ｒ２２、Ｒ２４）。この様なアンダカット部２３を有する形状の場合、金型を軸方向に抜き取る都合上、前記図１０に示した従来方法では、鍛造加工のみで、前記ハブ１１ｂに近い形状を造る事はできない。このハブ１１ｂを造るには、鍛造加工により図１３に実線で示した形状を有する中間素材２５を造ってから、この中間素材２５に切削加工を施し、前記図１３の実線と鎖線との間部分を削り取って、前記ハブ１１ｂとする。これら図１３の実線と破線とを比較すれば明らかな通り、前記アンダカット部２３が存在すると、このアンダカット部２３に対応する部分で、前記中間素材２５の内周面中間部を大きく削り取る必要がある。
【００１１】
この為、加工の手間が増大し、又、材料の歩留まりが悪化して製造コストが増大するだけでなく、前記両外輪軌道５ａ、５ｂ部分の表面性状を良好にしにくくなる。即ち、前記内周面中間部を大きく削り取るのに伴って、金属材料中の、所謂ファイバーフローの切断部が前記両外輪軌道５ａ、５ｂ部分の表面に露出し易くなる。又、前記中間素材２５を造る為の原材料である原素材１２｛図１０の（Ａ）参照｝を構成する金属材料のうちで、これら両外輪軌道５ａ、５ｂ部分の耐久性を確保する面から有利な清浄部分（原素材１２の径方向中間部分）を、これら両外輪軌道５ａ、５ｂ部分に露出させる事が難しくなる。
【００１２】
上述の様な問題を生じる、図１３に示す様な従前の製造方法に対して、図１２及び図１３に鎖線で示す様な、完成後のハブ１１のアンダカット部２３に対応する部分の内径が大きくなった中間素材を、鍛造等の塑性加工により造る事ができれば、上述の様な問題を総て解決できる。但し、従来から知られている鍛造加工方法では、上述の様な中間素材を造れない事は、前述した通りである。
【００１３】
アンダカット部を有する金属製部品を鍛造等の塑性加工により造る方法として従来から、特許文献３〜６に記載された方法が知られている。このうちの特許文献３に記載された製造方法では、円輪状部分の径方向中間部から軸方向に突出した円筒部を径方向内方に曲げ形成する事により、この円輪状部分の内径寄り部分とこの円筒部の先端寄り部分との間をアンダカット部とする。又、特許文献４に記載された製造方法では、軸方向一端部に大径部を有し、軸方向中間部乃至他端部を円柱部とした中間素材の軸方向中間部乃至他端部を軸方向に押し潰して別の大径部を形成し、この別の大径部と前記大径部との間をアンダカット部とする。
【００１４】
前記特許文献３に記載された製造方法では、アンダカット部を設ける部分の形状が限定される（部分円すい筒状の内径側部分に限定される）為、車輪支持用転がり軸受ユニットの軌道輪部材の製造には適さない。又、前記特許文献４〜６に記載された製造方法は、アンダカット部が外周面に存在する金属製部品を造る事を考慮しており、図１２に示したハブ１１ｂの様な、内周面にアンダカット部２３を有する車輪支持用転がり軸受ユニットの軌道輪部材の製造には適さない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−８３５１３号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／０９６４３４号パンフレット
【特許文献３】特開２００７−１２５６１４号公報
【特許文献４】特開２００８−１９４７０４号公報
【特許文献５】ドイツ国特許公開ＤＥ１９９１４９６９号公報
【特許文献６】ドイツ国特許公開ＤＥ１０２００７０１６０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、軸方向の中間部に、軸方向に関して当該部分の両側よりも内径が大きくなった、アンダカット部を有する外輪相当部材を、低コストで造れ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】
【００１７】
本発明の製造方法の対象となる軌道輪部材は、金属材により略円筒状に造られて、内周面の軸方向中間部に軸方向両側部分よりも内径が小さくなった第一小径部を、この第一小径部から軸方向に離隔した軸方向一端部に第二小径部を、それぞれ設けている。又、これら第一、第二両小径部の間部分を、これら第一、第二両小径部よりも内径が大きいアンダカット部とすると共に、このうちの第一小径部を軸方向両側から挟む部分に１対の外輪軌道を設けている。
この様な軌道輪部材を造る為の本発明の製造方法では、先ず、金属製の素材を塑性加工する事により、軸方向一端部に前記第二小径部を設け、前記第一小径部及び前記アンダカット部を持たず、これら第一小径部及びアンダカット部となるべき部分を円筒部とした中間素材を形成する。
その後、前記円筒部の軸方向中間部乃至軸方向他端寄り部分の直径を塑性加工により縮めて、前記第一小径部及び前記アンダカット部を形成する。
【００１８】
上述の様な本発明の軌道輪部材の製造方法を実施する場合、具体的には、請求項２に記載した発明の様に、前記軌道輪部材を、外周面に外向フランジを備え、車輪支持用転がり軸受を構成する外輪（外輪回転型のハブ）とする。又、前記アンダカット部を、この外向フランジの径方向内側に存在させる。そして、この外向フランジよりも軸方向他端寄り部分に存在する前記円筒部を軸方向に押し潰しつつ、金属材料の一部を径方向内側に移動させて前記第一小径部を形成する事により、この第一小径部と前記第二小径部との間を前記アンダカット部とする。
この様な請求項２に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、前記円筒部を軸方向に押し潰しつつ金属材料の一部を径方向内側に移動させる際に、この円筒部の外周面を金型により抑え付けて、この円筒部の外径が拡がる事を防止する。
【発明の効果】
【００１９】
上述の様に構成する本発明の軌道輪部材の製造方法によれば、軸方向の中間部に、軸方向に関して当該部分の両側よりも内径が大きくなったアンダカット部を有する外輪相当部材を、低コストで造れる。即ち、中炭素鋼等の金属製の素材に、鍛造加工等の塑性加工を施す事により、前記アンダカット部を含んで、完成後の状態に近い形状を有する中間素材に加工できる。この為、この中間素材の内周面中間部を大きく削り取る必要がなくなり、加工の手間の低減と、材料の歩留まり向上とにより、製造コストの低減を図れる。又、前記中間素材の内周面中間部を大きく削り取る必要が無くなるので、ファイバーフローの切断部が、前記外輪相当部材の内周面に設けた複列の外輪軌道の表面部分に露出したり、或は、前記素材中の非清浄部分がこれら両外輪軌道部分に露出したりするのを防止し易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を、工程順に示す断面図。
【図２】中間素材の中間部乃至他端部を、軸方向に押し潰しつつ内径を縮める為の絞り加工を、加工終了直後の状態で示す断面図。
【図３】鍛造加工により得られた中間素材と、この中間素材に仕上加工を施して造られるハブ（外輪）との関係を示す断面図。
【図４】完成後の外輪の内周面に設けられる複列の外輪軌道とファイバーフローの状況との関係を、本発明の製造方法による場合（Ａ）と従来の製造方法による場合（Ｂ）とで示す模式図。
【図５】本発明の製造方法の対象となり得る外輪を組み込んだ車輪支持用転がり軸受ユニットの第１例を示す断面図。
【図６】同第２例を示す断面図。
【図７】同第３例を示す断面図。
【図８】一般的な形状を有する外輪の１例を示す断面図。
【図９】同じく斜視図。
【図１０】この外輪を造る為の中間素材を鍛造加工により造る工程を順番に示す断面図。
【図１１】一般的な形状を有する外輪に関して、鍛造加工により得られた中間素材と、この中間素材に仕上加工を施して造られる外輪との関係を示す断面図。
【図１２】本発明の製造方法の対象となるハブ（外輪）の形状の１例を示す断面図。
【図１３】このハブを造る場合に、従来から知られている鍛造加工方法により造った中間素材と完成後のハブとの関係を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態の１例に就いて、図１〜４により説明する。本例の製造方法では、図１の（Ｆ）及び図３に示す様な、完成後のハブ１１ｂのアンダカット部２３（図３、１３の鎖線及び図１２参照）に対応する部分の内径が大きくなった最終中間素材２６を、塑性加工の一種である鍛造加工により造る。尚、以下に述べる、原素材１２ａを順次塑性変形させて前記最終中間素材２６とする鍛造加工は、熱間により（被加工物である素材乃至は各段階の中間素材を９００℃を超える温度に加熱した状態で）行う事が、加工力（プレス機の容量）を小さく抑えると共に、被加工物に亀裂等の損傷を発生しにくくする面からは好ましい。但し、被加工物の形状や寸法によっては、温間で（被加工物を６００〜９００℃に加熱した状態で）行う事もできる。更に、被加工物の形状変化が比較的少ない、初期段階の加工は、被加工物の寸法によっては、冷間で行う事もできる。
【００２２】
上述の様な最終中間素材２６を造る為に本例の製造方法の場合には、先ず、長尺材を所定長さに切断する事により、図１の（Ａ）に示す様な、円柱状の原素材１２ａを得る。次いで、この原素材１２ａを軸方向に押し潰して、軸方向寸法を縮めると共に外径を拡げる据え込み加工を施す事により、図１の（Ｂ）に示す様な、軸方向中央部の外径が最も大きくなった、ビヤ樽状の第一中間素材１３ａとする。
【００２３】
次に、この第一中間素材１３ａに荒成形加工を施す事により、図１の（Ｃ）に示す様な第二中間素材２７とする。この荒成形加工は、前記第一中間素材１３ａを、軸方向に関して遠近動する押型と受型との間で押し潰す、鍛造加工により行う。そして、軸方向一端側（図１の上側）を充実部２８とし、軸方向他端側（図１の下側）部分を円筒部２９とした、前記第二中間素材２７とする。この様な第二中間素材２７の加工は、従来から金属加工（鍛造加工）の分野で一般的に知られている様に、例えばダイスの内側で前記第一中間素材１３ａを、押型と受型と（１対のパンチ）により軸方向に強く押圧する、前方押出加工又は後方押出加工により、容易に行える。尚、前記円筒部２９の内外両周面には抜き勾配を設けて、軸方向寸法が長い、この円筒部２９を形成した後に於ける、金型との分離を容易にしている。
【００２４】
上述の様にして造った前記第二中間素材２７に、続いて予備仕上成形を施し、前記充実部２８を塑性変形させる事により、図１の（Ｄ）に示す様な第三中間素材３０とする。この第三中間素材３０は、前記充実部２８の軸方向寸法及び外径を縮めると共に、一端面中央部に凹部３１を形成する。この凹部３１を囲む小円筒部３２が、特許請求の範囲に記載した第二小径部である。そして、この凹部３１の底面と、前記円筒部２９の内側空間の奥端面との間に、隔壁部３３を形成する。この隔壁部３３はスクラップとなる部分であるから、できる限り薄くする。更に、前記充実部２８を縮めると共に前記凹部３１を形成する事に伴って生じた余肉を径方向外方に移動させて、外向フランジ６を形成する。この外向フランジ６の軸方向位置は、後から形成するアンダカット部２３｛図１の（Ｆ）、図２〜４、１２、１３参照｝の径方向外側位置とする。
上述の様な前記第三中間素材３０には、前記隔壁部３３全体を打ち抜き除去するピアス（プレスによる打ち抜き）加工を施して、図１の（Ｅ）に示す様な、第四中間素材３４とする。
【００２５】
以上の加工により造られる第一〜第四中間素材１３ａ、２７、３０、３４には、何れも金型を軸方向に退避させる事に対する障害となるアンダーカット部分がない（軸方向一端部に形成した前記小円筒部３２と軸方向他端開口部との間部分に、この他端開口部よりも内径が小さくなった部分が存在しない）。従って、例えば特許文献２等に記載されて従来から周知の鍛造加工方法により、容易に加工できる。この為、前記原素材１２ａから前記第四中間素材３４までの加工方法に使用する金型等の、具体的な構造及び作用に就いては、図示並びに説明を省略する。
【００２６】
前記第四中間素材３４には、前記円筒部２９部分に、本発明の特徴となる、鍛造による圧縮加工を施す事により、図１の（Ｆ）に示した、内周面に小径の肩部２４を有する、前記最終中間素材２６とする。この圧縮加工の際、前記小円筒部３２は、特に径方向寸法も軸方向寸法も変化させない。又、前記外向フランジ６に就いても、原則として、元の形状・寸法のままとする。又、前記円筒部２９に関しては、外径寸法を変化させずに、軸方向寸法を縮め、その結果生じた余分な金属材料を径方向内方に移動させて、前記アンダカット部２３及び前記肩部２４を形成する。以下、前記第四中間素材３４を、これらアンダカット部２３及び前記肩部２４を備えた前記最終中間素材２６とする工程に就いて、図２に基づいて説明する。
【００２７】
前記第四中間素材３４を前記最終中間素材２６に加工するには、この第四中間素材３４を、軸方向一端側に設けた小円筒部３２を、プレス加工機の基台に固定した受型３５にセットする。尚、図２には、前記第四中間素材３４の姿勢（上下位置関係）を図１と同じ状態で表しているが、必要に応じ、上下反転させても（図２の上下を逆転させても）良い。前記受型３５には、前記小円筒部３２を隙間なく内嵌できる環状凹部３６を設け、この環状凹部３６の周囲部分を、前記外向フランジ６の軸方向片面を突き当てる為の支承面３７としている。前記第四中間素材３４は、前記小円筒部３２を前記環状凹部３６に挿入すると共に、前記外向フランジ６の軸方向片面を前記支承面３７に突き当て、更に、前記円筒部２９にダイス３８を外嵌する。このダイス３８の内周面の軸方向中間部乃至上端部（前記外向フランジ６側端部）は、前記円筒部２９にほぼ隙間なく当接するテーパ面としている。これに対して、前記ダイス３８の内周面の下端部（前記外向フランジ６から遠い側の端部）は、軸方向に関して内径が変化しない円筒面として、次述するパンチ３９の軸方向変位を可能にしている。
【００２８】
前記パンチ３９は、下端部に設けた円板状の基板部４０の上面に、先端側の小径部４１と基端側の大径部４２とを曲面部４３により連続させて成る、段付円柱状の押圧部４４を設けて成る。この様なパンチ３９は、前記基板部４０を前記ダイス３８の下端部に、軸方向の変位を可能に内嵌しており、図示しないプレス装置により、前記受型３５に向けて、強く押圧される。
【００２９】
前記第四中間素材３４を、前記受型３５と前記パンチ３９との間で強く押圧すると、前記円筒部２９が軸方向に押し潰されつつ、金属材料の一部が径方向内側に移動する。そして、この円筒部２９の内周面の軸方向中間部に、特許請求の範囲に記載した第一小径部である、前記肩部２４を形成すると共に、この肩部２４と前記小円筒部３２との間部分を、前記アンダカット部２３とする。又、この肩部２４の軸方向両側面は、断面部分円弧状の凹曲面とする。
【００３０】
上述の様に、前記第四中間素材３４を、前記受型３５と前記ダイス３８と前記パンチ３９との間で強く抑え付ける事により造られた、前記最終中間素材２６は、これら受型３５とダイス３８とパンチ３９との間から取り出し、次の仕上加工工程（切削工程及び研削工程）に送って、ハブ１１ｂ（図３の鎖線参照）として完成する。本例の製造方法により造られる前記最終中間素材２６は、この図３に実線で示した様に、同じく鎖線で示したハブ１１ｂの断面形状よりも少しだけ大きな断面形状を有する。この為、前記仕上加工工程での削り代は少なくて済み、この仕上加工の能率化と、材料の歩留まり向上とにより、前記図１２に示す様な、アンダカット部２３を有する前記ハブ１１ｂを、低コストで造れる。
【００３１】
又、本例の場合には、前記図１の（Ｄ）に示した第三中間素材３０の段階で、スクラップとなる隔壁部３３が、図１の（Ｆ）に示した最終中間素材２６に形成する肩部２４から、軸方向に大きく外れた部分に存在する。金属材料中のファイバーフローは、図４に示す様に、スクラップとなる隔壁部３３に向けて多く流れる状態となる。又、前記肩部２４は、軸方向両側に前記両外輪軌道５ａ、５ｂを形成する。この為、図４の（Ｂ）に示す様に、前記肩部２４の内径側部分に隔壁部を形成し、これを打ち抜くと、前記両外輪軌道５ａ、５ｂの表面にファイバフローの切断部が露出し、これら両外輪軌道５ａ、５ｂの転がり疲れ寿命を確保する面から不利になる。これに対して本例の場合には、図４の（Ａ）に示した様に、前記肩部２４は金属材料を前記円筒部２９の径方向内方に移動させる事により形成し、前記隔壁部３３を打ち抜く事に伴って生じるファイバーフローの切断部が、前記両外輪軌道５ａ、５ｂの表面に露出する事がなくなる。この結果、これら両外輪軌道の転がり疲れ寿命を確保し易い。
尚、図示の例では、前記隔壁部３３の打ち抜き加工を、前記肩部２４及び前記アンダカット部２３を形成する以前に行っているが、この打ち抜き加工は、これら肩部２４及びアンダカット部２３を形成した後に行っても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の軌道輪部材の製造方法は、前述の図７に示した様な、外輪回転型の車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブを造るのに適している。但し、前述の図５〜６に示す様な、内輪回転型の車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する外輪の場合でも、端部の内径を外輪軌道の内径よりも小さくする形状を採用する必要があれば、適用できる。
【符号の説明】
【００３３】
１、１ａ、１ｂ 車輪支持用転がり軸受ユニット
２ 外輪
３、３ａ ハブ
４ 転動体
５ａ、５ｂ 外輪軌道
６ 外向フランジ
７ 外向フランジ
８ａ、８ｂ 内輪軌道
９ スプライン孔
１０ 内輪
１１、１１ａ、１１ｂ ハブ
１２、１２ａ 原素材
１３、１３ａ 第一中間素材
１４ 第二中間素材
１５ａ、１５ｂ 凹部
１６ 隔壁部
１７ 円筒状部分
１８ 第三中間素材
１９ 第四中間素材
２０ バリ
２１、２１ａ 第五中間素材
２２、２２ａ 円筒部
２３ アンダカット部
２４ 肩部
２５ 中間素材
２６ 最終中間素材
２７ 第二中間素材
２８ 充実部
２９ 円筒部
３０ 第三中間素材
３１ 凹部
３２ 小円筒部
３３ 隔壁部
３４ 第四中間素材
３５ 受型
３６ 環状凹部
３７ 支承部
３８ ダイス
３９ パンチ
４０ 基板部
４１ 小径部
４２ 大径部
４３ 曲面部
４４ 押圧部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材により略円筒状に造られて、内周面の軸方向中間部に軸方向両側部分よりも内径が小さくなった第一小径部を、この第一小径部から軸方向に離隔した軸方向一端部に第二小径部を、それぞれ設け、これら第一、第二両小径部の間部分を、これら第一、第二両小径部よりも内径が大きいアンダカット部とすると共に、このうちの第一小径部を軸方向両側から挟む部分に１対の外輪軌道を設けた軌道輪部材の製造方法であって、金属製の素材を塑性加工する事により、軸方向一端部に前記第二小径部を設け、前記第一小径部及び前記アンダカット部を持たず、これら第一小径部及びアンダカット部となるべき部分を円筒部とした中間素材を形成した後、この円筒部の軸方向中間部乃至軸方向他端寄り部分の直径を塑性加工により縮めて、前記第一小径部及び前記アンダカット部を形成する事を特徴とする軌道輪部材の製造方法。
【請求項２】
前記軌道輪部材が、外周面に外向フランジを備え、車輪支持用転がり軸受を構成する外輪であって、前記アンダカット部がこの外向フランジの径方向内側に存在するものであり、この外向フランジよりも軸方向他端寄り部分に存在する前記円筒部を軸方向に押し潰しつつ金属材料の一部を径方向内側に移動させて前記第一小径部を形成する事により、この第一小径部と前記第二小径部との間を前記アンダカット部とする、請求項１に記載した軌道輪部材の製造方法。
【請求項３】
前記円筒部を軸方向に押し潰しつつ金属材料の一部を径方向内側に移動させる際に、この円筒部の外周面を金型により抑え付けて、この円筒部の外径が拡がる事を防止する、請求項２に記載した軌道輪部材の製造方法。
【請求項１】
金属材により略円筒状に造られて、内周面の軸方向中間部に軸方向両側部分よりも内径が小さくなった第一小径部を、この第一小径部から軸方向に離隔した軸方向一端部に第二小径部を、それぞれ設け、これら第一、第二両小径部の間部分を、これら第一、第二両小径部よりも内径が大きいアンダカット部とすると共に、このうちの第一小径部を軸方向両側から挟む部分に１対の外輪軌道を設けた軌道輪部材の製造方法であって、金属製の素材を塑性加工する事により、軸方向一端部に前記第二小径部を設け、前記第一小径部及び前記アンダカット部を持たず、これら第一小径部及びアンダカット部となるべき部分を円筒部とした中間素材を形成した後、この円筒部の軸方向中間部乃至軸方向他端寄り部分の直径を塑性加工により縮めて、前記第一小径部及び前記アンダカット部を形成する事を特徴とする軌道輪部材の製造方法。
【請求項２】
前記軌道輪部材が、外周面に外向フランジを備え、車輪支持用転がり軸受を構成する外輪であって、前記アンダカット部がこの外向フランジの径方向内側に存在するものであり、この外向フランジよりも軸方向他端寄り部分に存在する前記円筒部を軸方向に押し潰しつつ金属材料の一部を径方向内側に移動させて前記第一小径部を形成する事により、この第一小径部と前記第二小径部との間を前記アンダカット部とする、請求項１に記載した軌道輪部材の製造方法。
【請求項３】
前記円筒部を軸方向に押し潰しつつ金属材料の一部を径方向内側に移動させる際に、この円筒部の外周面を金型により抑え付けて、この円筒部の外径が拡がる事を防止する、請求項２に記載した軌道輪部材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−１８０４３（Ｐ２０１３−１８０４３Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５５３４６（Ｐ２０１１−１５５３４６）
【出願日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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