(57)【要約】【課題】重量軽減を図りながら製造コストの低減を図ることができると共に、複数のフランジ部の根元部近傍の強度を高めることができる車輪用軸受装置とその製造方法を提供する。【解決手段】転がり軸受４１が組み付けられる軸部１０と、この軸部１０の一端側に形成されかつ車輪の中心孔が嵌込まれる嵌合軸部３０と、軸部１０と嵌合軸部３０との間に位置する外周面に外径方向へ放射状に延出されかつ車輪を締め付けるハブボルト２７が配置されるボルト孔２４が貫設された複数のフランジ部２１とを有するフランジ付き軸部材１を備える。鍛造型装置７０の成形型７１、７２に形成されたキャビティ７５のうち、フランジ部２１に対応するフランジ成形部７８の少なくとも片側内壁面にフランジ部２１との間に隙間を保持する逃がし部８３が形成された成形型を用いてフランジ部２１を形成する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受が組み付けられる軸部と、この軸部の一端側に形成されかつ車輪の中心孔が嵌込まれる嵌合軸部と、前記軸部と前記嵌合軸部との間に位置する外周面に外径方向へ放射状に延出されかつ前記車輪を締め付けるハブボルトが配置されるボルト孔が貫設された複数のフランジ部とを有するフランジ付き軸部材を備えた車輪用軸受装置であって、
前記フランジ部は、冷間鍛造によって前記嵌合軸部の中心部端面に鍛造凹部が形成される際の側方押出加工によって形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
転がり軸受が組み付けられる軸部と、この軸部の一端側に形成されかつ車輪の中心孔が嵌込まれる嵌合軸部と、前記軸部と前記嵌合軸部との間に位置して外径方向に放射状に延出されかつ前記車輪を締め付けるハブボルトが配置されるボルト孔が貫設された複数のフランジ部とを有するフランジ付き軸部材を備えた車輪用軸受装置を製造する方法であって、
冷間鍛造の鍛造型装置によって前記嵌合軸部の中心部端面に鍛造凹部を形成しながら前記軸部と前記嵌合軸部との間の外周面に、側方押出加工によって前記フランジ部を形成する工程を備え、
前記鍛造型装置の成形型に形成されたキャビティのうち、前記フランジ部の両面に対応するフランジ成形部の両内壁面の少なくとも片側内壁面に前記フランジ部との間に隙間を保持する逃がし部が形成された成形型を用いて前記フランジ部を形成することを特徴とする車輪用軸受装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の車輪用軸受装置の製造方法であって、
成形型に形成されたキャビティのフランジ成形部の両内壁面にそれぞれ対応する部分に、前記フランジ部の両面との間に隙間をそれぞれ保持する両逃がし部が形成された成形型を用いて前記フランジ部を形成することを特徴とする車輪用軸受装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の車輪用軸受装置の製造方法であって、
成形型に形成されたキャビティのフランジ成形部には、両逃がし部の間の間隔寸法よりも小さい間隔寸法をもって対向し、かつ材料を流動案内する両案内面が形成された成形型を用いて前記フランジ部を形成することを特徴とする車輪用軸受装置の製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載の車輪用軸受装置の製造方法であって、
両逃がし部は、成形型のフランジ成形部の材料流入側が広く半径方向外方の奥側へ向かってしだいに狭くなるテーパ状に形成された成形型を用いて前記フランジ部を形成することを特徴とする車輪用軸受装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車輪用軸受装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車輪用軸受装置においては、転がり軸受が組み付けられる軸部と、この軸部の一端に形成されかつ前記軸部よりも大径で車輪の中心孔が嵌込まれる嵌合軸部と、軸部と嵌合軸部との間に位置する外周面に外径方向へ放射状に延出されかつ車輪を締め付けるハブボルトが配置されるボルト孔が貫設された複数のフランジ部とを有するフランジ付き軸部材（ハブホイールと呼ばれることもある）を備えた構造のものがある。
このような構造の車輪用軸受装置においては、例えば、特許文献１に開示されている。
これにおいては、フランジ付き軸部材（ハブホイール）が円筒管を母材として冷間鍛造により整形されると共に、この冷間鍛造した母材の一方の軸端部の円周方向複数箇所が径方向外向きに切り起こされることにより、複数のフランジ部（切り起こし片）が形成される。さらに、母材の一方の軸端部には、複数のフランジ部の間に軸方向に沿った形状で残存する複数の舌片よりなる嵌合軸部（車輪が嵌込まれて位置決めされる）が設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２５８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示されたような従来の車輪用軸受装置においては、円筒管を母材として冷間鍛造により整形された鍛造品の一方の軸端部に切り起こし片よりなる複数のフランジ部が形成されて、フランジ付き軸部材が構成される。
これによって、車輪用軸受装置（主にフランジ付き軸部材）の重量軽減を図ることが可能となる。
しかしながら、前記従来の車輪用軸受装置においては、冷間鍛造により鍛造品を製作した後、鍛造品の一方の軸端部に切り起こし片よりなる複数のフランジ部を形成しなければならず、製造コストが高くなる。
【０００５】
この発明の目的は、前記問題点に鑑み、重量軽減を図りながら製造コストの低減を図ることができる車輪用軸受装置とその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、この発明の請求項１に係る車輪用軸受装置は、転がり軸受が組み付けられる軸部と、この軸部の一端側に形成されかつ車輪の中心孔が嵌込まれる嵌合軸部と、前記軸部と前記嵌合軸部との間に位置する外周面に外径方向へ放射状に延出されかつ前記車輪を締め付けるハブボルトが配置されるボルト孔が貫設された複数のフランジ部とを有するフランジ付き軸部材を備えた車輪用軸受装置であって、
前記フランジ部は、冷間鍛造によって前記嵌合軸部の中心部端面に鍛造凹部が形成される際の側方押出加工によって形成されていることを特徴とする。
【０００７】
前記構成によると、冷間鍛造の側方押出加工によって軸部と嵌合軸部との間に位置する外周面に複数のフランジ部を放射状に形成することによって、重量軽減を図りながら製造コストの低減を図ることができる。
なお、フランジ部の根元部近傍の一側を同根元部近傍の反対側よりも厚肉に形成することによって、フランジ部の根元部近傍の強度を高めることが望ましい。
【０００８】
請求項２に係る車輪用軸受装置の製造方法は、転がり軸受が組み付けられる軸部と、この軸部の一端側に形成されかつ車輪の中心孔が嵌込まれる嵌合軸部と、前記軸部と前記嵌合軸部との間に位置して外径方向に放射状に延出されかつ前記車輪を締め付けるハブボルトが配置されるボルト孔が貫設された複数のフランジ部とを有するフランジ付き軸部材を備えた車輪用軸受装置を製造する方法であって、
冷間鍛造の鍛造型装置によって前記嵌合軸部の中心部端面に鍛造凹部を形成しながら前記軸部と前記嵌合軸部との間の外周面に、側方押出加工によって前記フランジ部を形成する工程を備え、
前記鍛造型装置の成形型に形成されたキャビティのうち、前記フランジ部の両面に対応するフランジ成形部の両内壁面の少なくとも片側内壁面に前記フランジ部との間に隙間を保持する逃がし部が形成された成形型を用いて前記フランジ部を形成することを特徴とする。
【０００９】
前記構成によると、請求項１に記載の車輪用軸受装置を容易に製造することができる。
しかも、フランジ部の両面に対応するフランジ成形部の両内壁面の少なくとも片側内壁面にフランジ部との間に隙間を保持する逃がし部が形成された成形型を用いてフランジ部を形成することによって、冷間鍛造の材料流動時における材料とキャビティのフランジ成形部との間の接触摩擦力を軽減することができる。これによって、成形型の摩耗を軽減して型寿命の向上を図ることが可能となる。また、成形型と素材との摩擦抵抗を軽減して成形時の素材を側方押出しするのに必要な荷重が小さくて済む。
【００１０】
請求項３に係る車輪用軸受装置の製造方法は、請求項２に記載の車輪用軸受装置の製造方法であって、
成形型に形成されたキャビティのフランジ成形部の両内壁面にそれぞれ対応する部分に、前記フランジ部の両面との間に隙間をそれぞれ保持する両逃がし部が形成された成形型を用いて前記フランジ部を形成することを特徴とする。
【００１１】
前記構成によると、成形型に形成されたキャビティのフランジ成形部の両内壁面にそれぞれ対応する部分に、フランジ部の両面との間に隙間をそれぞれ保持する両逃がし部が形成された成形型を用いてフランジ部を形成することによって、冷間鍛造の材料流動時における材料とキャビティのフランジ成形部との間の接触摩擦力をより一層軽減することができ、成形型の型寿命の向上に効果が大きい。また、側方押出しに必要な荷重をより小さくできる。
【００１２】
請求項４に係る車輪用軸受装置の製造方法は、請求項３に記載の車輪用軸受装置の製造方法であって、
成形型に形成されたキャビティのフランジ成形部には、両逃がし部の間の間隔寸法よりも小さい間隔寸法をもって対向し、かつ材料を流動案内する両案内面が形成された成形型を用いて前記フランジ部を形成することを特徴とする。
【００１３】
前記構成によると、冷間鍛造の材料流動時における材料とキャビティのフランジ成形部との間の接触摩擦力の軽減による成形型の型寿命の向上に効果がある。
【００１４】
請求項５に係る車輪用軸受装置の製造方法は、請求項３に記載の車輪用軸受装置の製造方法であって、
両逃がし部は、成形型のフランジ成形部の材料流入側が広く半径方向外方の奥側へ向かってしだいに狭くなるテーパ状に形成された成形型を用いて前記フランジ部を形成することを特徴とする。
【００１５】
前記構成によると、成形型のフランジ成形部の材料流入側が広く半径方向外方の奥側へへ向かってしだいに狭くなるテーパ状の両逃がし部が形成された成形型を用いてフランジ部を形成することによって、冷間鍛造の材料流動時における材料とキャビティのフランジ成形部との間の接触摩擦力の軽減による成形型の型寿命の向上に効果があると共に、両逃がし部の先端側ではフランジ部の先端を案内することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施例１に係る車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図２】同じくフランジ付き軸部材を示す縦断面図である。
【図３】同じくフランジ付き軸部材を嵌合軸部側から示す平面図である。
【図４】同じくフランジ付き軸部材の製造工程を示す説明図である。
【図５】同じく冷間鍛造装置の第１、第２の両成形型のキャビティに一次成形品がセットされて型閉じした状態を示す縦断面図である。
【図６】同じくパンチによって一次成形品の嵌合軸部の端面に鍛造凹部を形成しながら複数のフランジ部を側方押出加工によって形成する状態を示す縦断面図である。
【図７】同じく第１、第２の両成形型のキャビティのフランジ成形部を拡大して示す縦断面図である。
【図８】この発明の実施例２の第１、第２の両成形型のキャビティのフランジ成形部を拡大して示す縦断面図である。
【図９】同じくこの発明の実施例３の第１、第２の両成形型のキャビティのフランジ成形部を拡大して示す縦断面図である。
【図１０】この発明の実施例４に係る車輪用軸受装置のフランジ付き軸部材を嵌合軸部側から示す平面図である。
【図１１】同じく実施例４に係る車輪用軸受装置の製造方法に用いるパンチを示す斜視図である。
【図１２】この発明の実施例５に係る車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図１３】同じくフランジ付き軸部材を嵌合軸部側から示す平面図である。
【図１４】同じく図１３のＸＩＶーＸＩＶ線に沿うフランジ部の横断面図である。
【図１５】この発明の実施例５に係る車輪用軸受装置の製造方法に用いる冷間鍛造装置の第１、第２の両成形型を示す縦断面である。
【図１６】同じく図１５のＸＶＩーＸＶＩ線に沿うフランジ成形部の横断面図である。
【図１７】同じく第１、第２の両成形型のキャビティのフランジ成形部を拡大して示す縦断面図である。
【図１８】この発明の実施例１又は４又は５のフランジ付き軸部材のフランジ部及び中間軸部の平面投影面積に関する説明図である。
【図１９】この発明の実施例６に係る車輪用軸受装置のフランジ付き軸部材のフランジ部を拡大して示す縦断面図である。
【図２０】同じく図１９のＸＸ−ＸＸ線に沿うフランジ部の横断面図である。
【図２１】同じく車輪用軸受装置の製造方法に用いる冷間鍛造装置におけるフランジ成形部の横断面図である。
【図２２】この発明の実施例７に係る車輪用軸受装置の製造方法に用いる冷間鍛造装置の第１、第２の両成形型を示す縦断面である。
【図２３】この発明の実施例８に係る車輪用軸受装置の製造方法に用いる冷間鍛造装置の第１、第２の両成形型を示す縦断面である。
【図２４】この発明の実施例９に係る車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図２５】同じくフランジ付き軸部材を嵌合軸部側から示す平面図である。
【図２６】同じくフランジ付き軸部材を嵌合軸部側から示す斜視図である。
【図２７】同じく実施例９に係る車輪用軸受装置の製造方法に用いる冷間鍛造の第１、第２の両成形型のキャビティに一次成形品がセットされて型閉じした状態を示す縦断面図である。
【図２８】同じくパンチによって一次成形品の嵌合軸部の端面に鍛造凹部を形成しながら複数のフランジ部を側方押出加工によって形成する状態を示す縦断面図である。
【図２９】同じくパンチを示す斜視図である。
【図３０】この発明の車輪用軸受装置に用いられるフランジ付き軸部材において、フランジ部のローター支持面側の幅方向中央部に凹部が形成されてフランジ部が横断面コ字状に形成された実施態様を示す横断面図である。
【図３１】同じくフランジ部のボルト座面側の幅方向中央部に凹部が形成されてフランジ部が横断面コ字状に形成された実施態様を示す横断面図である。
【図３２】同じくフランジ部のローター支持面側及びボルト座面側の幅方向中央部に凹部がそれぞれ形成されてフランジ部が横断面Ｈ字状に形成された実施態様を示す横断面図である。
【図３３】同じくフランジ部のローター支持面側の幅寸法よりもボルト座面側の幅寸法が大きく設定されて横断面台形状にフランジ部が形成された実施態様を示す横断面図である。
【図３４】同じくフランジ部のボルト座面側の幅寸法よりもローター支持面側の幅寸法が大きく設定されて横断面台形状にフランジ部が形成された実施態様を示す横断面図である。
【図３５】同じくフランジ部の根元部（基部）からボルト孔の近傍付近にわたる領域が横断面コの字状に形成され、ボルト孔の周辺近傍から先端にわたる領域が横断面矩形状にフランジ部が形成された実施態様を示す平面図である。
【図３６】同じく図３５のＸＸＸＶＩ−ＸＸＸＶＩ線に沿うフランジ部の横断面図である。
【図３７】同じく図３５のＸＸＸＶＩＩ−ＸＸＸＶＩＩ線に沿うフランジ部の横断面図である。
【図３８】この発明の車輪用軸受装置の製造方法に用いられる冷間鍛造装置のフランジ成形部の逃がし部にガイドローラが配設された実施態様を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。
【実施例１】
【００１８】
先ず、この発明の実施例１に係る車輪用軸受装置を図１〜図３にしたがって説明する。
図１に示すように、車輪用軸受装置としての車輪用ハブユニットは、フランジ付き軸部材（ハブホイール）１と、転がり軸受としての複列のアンギュラ玉軸受４１とを一体状に有してユニット化されている。
フランジ付き軸部材１は、外周面に転がり軸受としての複列のアンギュラ玉軸受４１が組み付けられる軸部１０と、この軸部１０の一端側に形成されかつ軸部１０よりも大径で車輪（図示しない）の中心孔が嵌込まれる嵌合軸部３０と、軸部１０と嵌合軸部３０との間に位置するフランジ基部２０ａと、このフランジ基部２０ａの外周面に外径方向へ放射状に延出されかつ車輪を締め付けるハブボルト２７が圧入によって配置されるボルト孔２４が先端寄り部分に貫設された複数のフランジ部２１とを一体に有する。
また、嵌合軸部３０には、フランジ部２１側にブレーキロータ用嵌合部３１が形成され、先端側にブレーキロータ用嵌合部３１よりも若干小径の車輪用嵌合部３２が形成されている。
【００１９】
この実施例１において、フランジ付き軸部材１の軸部１０の外周面には環状の隙間を保って外輪部材４５が配置され、この外輪部材４５の内周面の軸方向に所定間隔を保って形成された両軌道面４６、４７と、軸部１０側の両軌道面４３、４４との間に転動体としての複数個の玉５０、５１が保持器５２、５３によって保持されてそれぞれ組み込まれることで複列のアンギュラ玉軸受４１が構成されている。
また、この実施例１においては、フランジ付き軸部材１の軸部１０は、フランジ部２１側が大径で先端側が小径に形成された段軸状に形成され、軸部１０の大径部１１の外周面に一方の軌道面４３が形成されている。
また、軸部１０の小径部１２の外周面には内輪体４２が嵌め込まれ、この内輪体４２の外周面に他方の軌道面４４が形成されている。
さらに、軸部１０の先端部には、小径部１２と同径の端軸部１５が延出されている。この端軸部１５の端面中心部には軸端凹部１６が形成され、端軸部１５の先端部が径方向外方へかしめられてかしめ部１７が形成されることによって小径部１２の外周面に内輪体４２が固定される。
【００２０】
また、外輪部材４５の外周面の軸方向中央部には車体側フランジ４８が一体に形成され、車輪用ハブユニットは、車体側フランジ４８において、車体側部材、例えば、車両の懸架装置（図示しない）に支持されたナックル、又はキャリアの取付面にボルトによって連結される。
【００２１】
図２と図３に示すように、フランジ付き軸部材１の複数のフランジ部２１は、冷間鍛造によって嵌合軸部３０の中心部端面に鍛造凹部３３が形成される際の側方押出加工によって形成される。また、フランジ部２１の根元部（基部）及びその近傍（以下、単に根元部近傍という）の一側（フランジ部２１のローター支持面２２を車外側面としたときに車内側面をなる側）には車内側に向けて突出された厚肉部２３が形成されている。
さらに、厚肉部２３はフランジ部２１の根元部（基部）側から同フランジ部２１のボルト孔２４側に向かって漸次減少する傾斜状に形成されている。この厚肉部２３の傾斜面２３ａの傾斜角度（フランジ付き軸部材１の回転中心軸線Ｓと直交する円環状平坦面２３ｃに対する角度）θ１は、冷間鍛造時の材料流れや成形後の脱型を考慮すると、「２０°≦θ１≦４５°」の関係に設定されることが望ましい。
【００２２】
また、図３に示すように、各フランジ部２１の幅方向両側面の根元部に応力が集中して作用することがないように、各フランジ部２１の幅方向両側面の根元部はフランジ基部２０ａの外周面に向かってしだいに幅広となる湾曲面（円弧面も含む）２１ｂをなすと共に、隣接する各フランジ部２１の湾曲面２１ｂはフランジ基部２０ａの外周面に連続している。
また、図３に示すように、各フランジ部２１の先端面は、嵌合軸部３０のブレーキロータ用嵌合部３１の直径寸法の約半分の半径をもつ円弧面２１ａに形成されている。すなわち、嵌合軸部３０のブレーキロータ用嵌合部３１の直径寸法をφＰとし、フランジ部２１の先端の円弧面２１ａの半径寸法をｒＱとしたときに、φＰ／２≒ｒＱとなるように形成されている。
【００２３】
また、フランジ基部２０ａの体積をＶｊとし、軸部１０の中心と同心上の中心からフランジ部２１の先端までの距離に相当する半径φＺ／２としかつフランジ部２１の板厚Ｈ１に相当する厚さをもつ円板部（仮想円板部）の体積をＶｋとしたときに、「２．５×Ｖｊ≦Ｖｋ≦３．５×Ｖｊ」の関係になるように設定されている。
なお、フランジ基部２０ａの体積Ｖｊは、フランジ基部２０ａの直径寸法をφＹとし、軸長さをＨ２としたときに、「Ｖｊ＝（φＹ／２）２×π×Ｈ２」となる。円板部（仮想円板部）の体積Ｖｋは、「Ｖｋ＝（φＺ／２）２×π×Ｈ１）」となる。
【００２４】
また、円板部（仮想円板部）の平面投影面積をＭ１とし、複数のフランジ部２１及びフランジ基部２０ａの平面投影面積をＭ２としたときに、「０．５０≦Ｍ２／Ｍ１≦０．６０」の関係となるように設定されることが望ましい。
この場合、図５と図６に示すように、成形型としての第１、第２成形型７１、７２の型合わせ面７１ａ、７２ａの面積が充分に確保される。このため、第１、第２成形型７１、７２の型閉じ状態において、第１、第２成形型７１、７２の型合わせ面７１ａ、７２ａに過大な圧力が作用することを回避することができ、成形型の型寿命が向上する。
なお、円板部（仮想円板部）の平面投影面積Ｍ１は、「Ｍ１＝（φＺ／２）２×π」となる。複数のフランジ部２１及び中間軸部２０の平面投影面積をＭ２は、フランジ部２１の個数をＮとし、フランジ部２１の幅寸法をＬとしたときに、「Ｍ２＝Ｎ×Ｌ×１／２（φＺ−φＹ）＋（φＹ／２）２×π」となる。
【００２５】
また、フランジ付き軸部材１の各部の強度、剛性を確保しながら軽量化を図るために、図２に示すように、嵌合軸部３０の端面に凹設される鍛造凹部３３は、開口側から底部に向けて複数の湾曲面が連続して形成されて深底状に形成されている。
この実施例１において、鍛造凹部３３は、嵌合軸部３０の車輪用嵌合部３２の先端面からフランジ部２１のローター支持面２２までの距離と略同じ深さで湾曲面（凹湾曲面）３５をなす浅底部３４と、この浅底部３４の中心部に凹設されたかつ浅底部３４と中間湾曲面（凸湾曲面）３６をもって連続する深底部３７とを有する段差状に形成されている。
さらに、鍛造凹部３３の深底部３７は、中心側に向かって漸次深くなる湾曲面（凹湾曲面）３８をなしている。
なお、湾曲面（凹湾曲面）３５、中間湾曲面（凸湾曲面）３６及び湾曲面（凹湾曲面）３８は、円弧面も含む。
【００２６】
図２に示すように、フランジ部２１の板厚寸法をＨ１とし、鍛造凹部３３と軸部１０のシール部材に対応するリップ摺接面１８との間の最小肉厚寸法をＨ３とし、鍛造凹部３３と軸部１０の軌道面４３との間の最小肉厚寸法をＨ４としたときに、「Ｈ１≦Ｈ３≦Ｈ４」、「Ｈ４≧４．５ｍｍ」の関係となるようにフランジ付き軸部材１が形成されることが望ましい。この場合には、ランジ付き軸部材１の各部の強度、剛性を充分に確保しながら軽量化を効率よく図ることができる。
【００２７】
図２に示すように、フランジ部２１にボルト孔２４の両開口縁のうち、一側（側方押出加工によってフランジ部２１に反りが発生したときの反りが向く側）の開口縁には第１面取り部２５が形成され、ボルト孔２４の反対側の開口縁には第２面取り部２６が形成されている。
さらに、第１面取り部２５の面取り深さをＴ１とし、第２面取り部２６の面取り深さをＴ２としたときに「Ｔ１＜Ｔ２」の関係となるように設定されている。
この実施例１において、側方押出加工によって、フランジ部２１が形成される際にフランジ部２１の根元部近傍の一側面に厚肉部２３が形成されている。
また、冷間鍛造の側方押出加工においては、ファイバーフローに沿う材料流動性によってフランジ部２１に、僅かではあるがフランジ部の先端が厚肉部２３側寄りに向かって変形する反りが発生しやすい。
このフランジ部２１の反りを軽減するため、フランジ部２１のボルト孔２４の両開口縁のうち、フランジ部２１の厚肉部２３が形成される側の一側開口縁に、第１面取り部２５が形成され、反対側の開口縁に、第２面取り部２６が形成されている。
【００２８】
上述したように構成されるこの発明の実施例１に係る車輪用軸受装置において、冷間鍛造の側方押出加工によって軸部１０と嵌合軸部３０との間に位置するフランジ基部２０ａの外周面に複数のフランジ部２１を放射状に形成することによって、重量軽減を図りながら製造コストの低減を図ることができる。
また、図２に示すように、フランジ部２１の根元部近傍の一側に厚肉部２３を形成することによって、フランジ部２１の根元部近傍の強度を良好に高めることができ、耐久性に優れる。
【００２９】
また、この実施例１において、厚肉部２３がフランジ部２１の根元部側からボルト孔２４側に向かって漸次減少する傾斜状に形成されるため、重量増加を抑制しながらフランジ部２１の根元部近傍の強度を効率よく高めることができる。
【００３０】
また、フランジ部２１の厚肉部２３の傾斜面２３ａの傾斜角度θ１が「２０°≦θ１≦４５°」の関係に設定される場合には、冷間鍛造の側方押出の材料の流れが円滑化すると共に成形型に対する脱型も容易となる。さらに、フランジ部２１のボルト孔２４の一側開口縁回りのボルト座面２１ｃを不足なく確保しやすくなる。
言い換えると、フランジ部２１の厚肉部２３の傾斜面２３ａの傾斜角度θ１が４５°よりも大きく設定されると冷間鍛造の側方押出の際の材料流れが悪くなったり、成形型に対する脱型性が悪くなる不具合が生じやすくなる。
また、フランジ部２１の厚肉部２３の傾斜面２３ａの傾斜角度θ１が２０°よりも小さく設定されると、厚肉部２３の傾斜面２３ａがフランジ部２１のボルト孔２４に向けて長くなり、ボルト座面２１ｃの確保が困難となる等の不具合が生じやすくなる。
しかしながら、前記したようにフランジ部２１の厚肉部２３の傾斜面２３ａの傾斜角度θ１を「２０°≦θ１≦４５°」の関係に設定することによって前記不具合が生じない。
【００３１】
また、この実施例１において、冷間鍛造の側方押出加工によって軸部１０と嵌合軸部３０との間に位置するフランジ基部２０ａの外周面に複数のフランジ部２１を放射状に形成することによって、重量軽減を図りながら製造コストの低減を図ることができる。
さらに、軸部１０の中心と同心上の中心からフランジ部２１の先端までの距離、すなわち半径をφＺ／２としかつフランジ部２１の板厚寸法Ｈ１に相当する厚さをもつ円板部（仮想円板部）の体積をＶｋとし、フランジ付き軸部材１のフランジ基部２０ａの体積をＶｊとしたときに、「２．５×Ｖｊ≦Ｖｋ≦３．５×Ｖｊ」の関係になるように設定される。
これによって、重量軽減を効率よく図ることができると共に、フランジ部２１の必要強度・剛性を良好に確保することができる。
すなわち、円板部（仮想円板部）の体積Ｖｋがフランジ基部２０ａの体積Ｖｊの２．５倍未満である場合には、フランジ部２１の必要強度・剛性を確保することが困難となる不具合が生じる。
また、円板部（仮想円板部）の体積Ｖｋが中間軸部２０の体積Ｖｊの３．５倍を超えると冷間鍛造の側方押出加工によってフランジ部２１を形成することが困難となる不具合が生じるが、前記したように「２．５×Ｖｊ≦Ｖｋ≦３．５×Ｖｊ」の関係に設定されることで、前記した不具合が生じない。
【００３２】
また、この実施例１において、嵌合軸部３０の端面の鍛造凹部３３が開口側から底部に向けて複数の湾曲面（円弧面も含む）が形成されて深底状に形成されるため、軽量化に効果が大きい。
この実施例１において、鍛造凹部３３は、浅底部３４と、深底部３７とを有する段差状に形成されるため、強度、剛性を確保しながら軽量化を効率よく図ることができる。
【００３３】
また、この実施例１において、鍛造凹部３３の深底部３７は、浅底部３４に中間湾曲面３６を介して連続すると共に、中心側に向かって漸次深くなる湾曲面３８をなすことによって、強度、剛性を確保しながら軽量化をより一層効率よく図ることができる。
例えば、フランジ付き軸部材１の軸部１０のフランジ部２１寄り部分の外周面にアンギュラ玉軸受４１の一方の軌道面４３が形成される場合、軌道面４３と鍛造凹部３３との間の最小肉厚寸法Ｈ４を必要とする大きさに容易に確保することができる。例えば、嵌合軸部３０の鍛造凹部３３の開口部から底部にわたって同一径の円筒状に形成されると、嵌合軸部３０の肉厚が必要以上に厚くなったり、あるいは、フランジ付き軸部材１の各部の肉厚が必要以下に薄くなる不具合が生じやすいが、鍛造凹部３３を、浅底部３４と、深底部３７とを有する段差状に形成することによってこのような不具合が生じない。
【００３４】
この実施例１において、フランジ部２１の板厚寸法をＨ１とし、鍛造凹部３３と軸部１０のシール部材に対応するリップ摺接面１８との間の最小肉厚寸法をＨ３とし、鍛造凹部３３と軸部１０の軌道面４３との間の最小肉厚寸法をＨ４としたときに、「Ｈ１≦Ｈ３≦Ｈ４」、「Ｈ４≧４．５ｍｍ」の関係となるようにフランジ付き軸部材１が形成される。
これによって、ランジ付き軸部材１の各部の強度、剛性を充分に確保しながら軽量化を効率よく図ることができる。
【００３５】
また、この実施例１において、図２に示すように、フランジ部２１にボルト孔２４の両端開口部に形成される第１、第２の両面取り部２５、２６において、フランジ部２１の厚肉部２３側に位置する第１面取り部２５の深さ寸法をＴ１とし、反対側の第２面取り部２６の深さ寸法をＴ２としたときに、「Ｔ１＜Ｔ２」の関係となるように設定される。
すなわち、フランジ部２１のボルト孔２４に、ハブボルト２７のセレーション軸部（軸部２９の根元部に形成される）２９ａを圧入した後の状態において、面取り部の深さ寸法が大きい側にフランジ部２１が微量ではあるが反り変形する特性をもつ。
このため、冷間鍛造の側方押出加工によってフランジ部２１の厚肉部２３側へ向かって「反り」が発生すると、その後、フランジ部２１のボルト孔２４にハブボルト２７が圧入されることで、前記したフランジ部２１の厚肉部２３側への「反り」が軽減される。
このため、フランジ部２１の反りによって、例えば、ブレーキロータの取り付けが不安定となる場合が想定されるが、前記したようにフランジ部２１の厚肉部２３側へ向かう「反り」の発生を軽減することでブレーキロータを安定よく取り付けることが可能となる。  また、フランジ部の「反り」がブレーキロータに影響して、このブレーキロータの制動面が変形し、ブレーキ作動時に異音や振動が生じることを防止できる。
【００３６】
次に、前記実施例１に係る車輪用軸受装置の製造方法を図４〜図７にしたがって説明する。
図４に示すように、構造用炭素鋼（例えば、Ｓ４５Ｃ、Ｓ５０Ｃ、Ｓ５５Ｃ等の炭素量０．５％前後の炭素鋼が望ましい）の丸棒材を所要長さに切断して軸状素材６０を形成する。
次に、軸状素材６０を、例えば８００℃前後に加熱した後、冷却し焼鈍する。
その後、冷間鍛造の前方押出加工の鍛造型装置（図示しない）を用いて軸状素材６０を前方押出加工し、これによって、軸部（大径部１１、小径部１２及び端軸部（この状態では軸端凹部１６が形成されていない）１５を含む）１０と、中間軸部（フランジ基部２０ａと嵌合軸部３０の一部を形成する）２０と、嵌合軸部（この状態では鍛造凹部３３やブレーキロータ用嵌合部３１が形成されていない）３０を形成し、冷間鍛造の前方押出加工による一次成形品６１を製作する。
【００３７】
次に、図４〜図７に示すように、冷間鍛造の側方押出加工の鍛造型装置７０によって嵌合軸部３０の中心部端面に鍛造凹部３３を形成しながら一次成形品６１の軸部１０と嵌合軸部３０との間に位置する中間軸部２０の外周面に複数のフランジ部２１を放射状に形成し、二次成形品６２を製作する。
【００３８】
図５〜図７に示すように、冷間鍛造の側方押出加工の鍛造型装置７０において、第１、第２の両成形型７１、７２の間には、一次成形品６１がセットされかつ複数のフランジ部２１を側方押出加工によって形成するための複数のフランジ成形部７８を放射状に有するキャビティ７５が形成される。
このフランジ成形部７８は、第１、第２の両成形型７１、７２にそれぞれ形成された成型溝部７６、７７によって構成されている。
すなわち、第１、第２の両成形型７１、７２の成型溝部７６、７７の上下両壁面の案内面８０、８１の対向間隔がフランジ部２１の板厚寸法と同等の大きさに設定され、両側壁面の案内面（図示しない）の対向間隔がフランジ部２１の幅寸法と同等の大きさに設定されている。そして、フランジ成形部７８の横断面形状は、フランジ部２１の横断面形状と同じ形状に形成されている。
【００３９】
また、フランジ部２１の根元部近傍の厚肉部２３と反対側の第２成形型７２の成型溝部７７において、その案内面８１の材料流入側近傍を除く奥側には、フランジ部２１との間に隙間Ｓ２を保持する逃がし部８４が形成されている。
一方、この実施例１において、フランジ部２１の根元部近傍の厚肉部２３側を形成する第１成形型７１の成型溝部７６の案内面８０は、逃がし部がない型構造に形成されている。
【００４０】
また、この実施例１において、第１成形型７１の成型溝部７６の材料流入側には、フランジ部２１の厚肉部２３を形成するための厚肉部成形用溝部８２が形成されている。この厚肉部成形用溝部８２の底面は、フランジ部２１の根元部側からボルト孔２４側に向かって漸次減少する傾斜面８２ａに形成されて案内面８０に連続している（図７参照）。
また、厚肉部成形用溝部８２底面の傾斜面８２ａの傾斜角度θ２は、フランジ部２１の厚肉部２３の傾斜面２３ａの傾斜角度θ１と同じ、すなわち、「２０°≦θ２≦４５°」の関係に設定される。
また、成型溝部７６、７７によって構成されるフランジ成形部７８の径方向の長さ寸法は、フランジ部２１の先端の円弧面２１ａが当たらない長さ寸法をもって設定されている（図６及び図７参照）。
【００４１】
そして、先ず、図５に示すように、鍛造型装置７０の第１成形型（下型）７１と第２成形型（上型）７２のうち、第１成形型７１に一次成形品６１をセットし、第１成形型７１に対し第２成形型７２を型閉じする。
その後、図６と図７に示すように、パンチ７３を一次成形品６１の嵌合軸部３０の中心部端面に向けて下降し、パンチ７３の先端部７４によって嵌合軸部３０の中心部端面に鍛造凹部３３を形成しながら一次成形品６１の軸部１０と嵌合軸部３０との間に位置する中間軸部２０の外周面を、第１、第２の両成形型７１、７２に形成されたキャビティ７５のフランジ成形部７８に側方押出することによって複数のフランジ部２１を形成すると共に、フランジ部２１の根元部近傍の一側に厚肉部２３を形成し、これによって側方押出加工による二次成形品６２を製作する。なお、中間軸部２０は冷間鍛造の変形によってフランジ基部２０ａ及び嵌合軸部３０の一部をなす。
【００４２】
次に、二次成形品６２の旋削が必要な各部を旋削加工する。そして、旋削加工によって、例えば、各フランジ部２１にボルト孔２４を形成すると共に、ボルト孔２４の両端開口部に第１、第２の両面取り部２５、２６を形成する。さらに、軸部１０の端軸部１５に軸端凹部１６を形成する。
その後、二次成形品６２を焼き入れした後、軸部１０の大径部１１の軌道面４３やフランジ部２１のローター支持面２２等を旋削加工または研磨加工することで完成品となるフランジ付き軸部材１を製作する。
また、軸状素材６０の重量をＮ１とし、二次成形品６２の重量をＮ２とし、フランジ付き軸部材１の重量をＮ３としたときに、「Ｎ１≒Ｎ２」、「０．９３×Ｎ１≧Ｎ３≧０．８６×Ｎ１」の関係となるように設定されることが望ましい。この場合には、軸状素材６０から材料歩留まりよくフランジ付き軸部材１を製造することができる。
【００４３】
また、この実施例１において、図２に示すように、フランジ部２１にボルト孔２４の両端開口部に形成される第１、第２の両面取り部２５、２６において、フランジ部２１の厚肉部２３側に位置する第１面取り部２５の深さ寸法をＴ１とし、反対側の第２面取り部２６の深さ寸法をＴ２としたときに、「Ｔ１＜Ｔ２」の関係となるように設定されることが望ましい。
すなわち、フランジ部２１のボルト孔２４に、ハブボルト２７のセレーション軸部（軸部２９の根元部に形成される）２９ａを圧入した後の状態において、面取り部の深さ寸法が大きい側にフランジ部２１が微量ではあるが反り変形する特性をもつ。
このため、仮に、側方押出加工によってフランジ部２１の厚肉部２３側へ向かって「反り」が発生したとしも、フランジ部２１のボルト孔２４にハブボルト２７が圧入されることで、前記したフランジ部２１の厚肉部２３側への「反り」が軽減される。
【００４４】
また、この実施例１において、図２に示すように、フランジ部２１の厚肉部２３が形成される一側面（ローター支持面２２と反対側の面）のハブボルト２７の頭部２７下面に接するボルト座面２１ｃはコイニング加工によって表面仕上げされ、これによってフランジ部２１の必要平面精度（例えば、直角度０．１以下）を確保しかつ強度を高めることが望ましい。
さらに、ボルト座面２１ｃの領域を越えかつフランジ部２１の厚肉部２３の傾斜面２３ａの境界Ｒ面２３ｂ又は、境界Ｒ面２３ｂ及び傾斜面２３ａにわたる範囲（図２のコイニング加工範囲Ｗ）にわたってコイニング加工によって表面仕上げすることでフランジ部２１の強度をより一層高めことが望ましい。
また、コイニング加工による表面硬さはＨＲＣ２５以上、表面粗さがＲａ６．３以下に仕上げられることが望ましい。
【００４５】
また、ボルト座面２１ｃを含むフランジ部２１の一側面の先端からフランジ部２１の厚肉部２３の傾斜面２３ａの境界Ｒ面２３ｂ又は、境界Ｒ面２３ｂ及び傾斜面２３ａにわたる範囲（図２のコイニング加工範囲Ｗ）にわたってコイニング加工によって表面仕上げすることが望ましい。
【００４６】
その後、二次成形品６２を焼き入れした後、軸部１０の大径部１１の軌道面４３やフランジ部２１のローター支持面２２等を旋削加工または研磨加工することで完成品となるフランジ付き軸部材１を製作する。
【００４７】
最後に、図１に示すように、フランジ付き軸部材１の軸部１０の外周面に、複数個の玉５０、５１と保持器５２、５３と外輪部材４５とがそれぞれ組み込まれる。
そして、軸部１０の小径部１２の外周面に内輪体４２が嵌め込まれた後、端軸部１５の先端部が径方向外方へかしめられてかしめ部１７が形成されることによって小径部１２の外周面に内輪体４２が固定される。
また、フランジ付き軸部材１の軸部１０の外周面にアンギュラ玉軸受４１が組み付けられる前、又は後において、フランジ部２１のボルト孔２４の第１面取り部２５側からハブボルト２７の軸部２９が挿入され、軸部２９のセレーション軸部２９ａがボルト孔２４に圧入されることによってフランジ部２１にハブボルト２７が固定される。
これをもって車輪用軸受装置が製造される。
【００４８】
なお、図１に示すように、内輪体４２の外周面には、速度センサ９０に対応する被検出部９５を周方向に有するパルサーリング９６が必要に応じて圧入固定される。この場合、外輪部材４５の端部内周面には、有蓋筒状のカバー部材９１が圧入固定され、このカバー部材９１の蓋板部９２に速度センサ９０が、その検出部をパルサーリング９６の被検出部９５に臨ませて取り付けられる。
【００４９】
前記したように構成されるこの発明の実施例１に係る車輪用軸受装置の製造方法において、フランジ部２１の根元部近傍の厚肉部２３側と反対側に対応する部分にフランジ部２１と第２成形型７２の成型溝部７７との間に隙間Ｓ２を保持する逃がし部８４が形成される。このため、パンチ７３の先端部７４によって嵌合軸部３０の中心部端面に鍛造凹部３３を形成しながらフランジ部２１を形成する際の冷間鍛造の材料流動時における材料と第２成形型７２の成型溝部７７との間の接触摩擦力を逃がし部８４に相当する分だけ軽減することができる。これによって、成形型、特に、第２成形型７２の摩耗を軽減して型寿命の向上を図ることが可能となる。
【００５０】
また、この実施例１において、第１成形型７１は、その成型溝部７６に逃がし部がない型構造とすることによって、冷間鍛造のファイバーフローに沿う材料流動性によるフランジ部２１の厚肉部２３側へ向かう「反り」の発生を良好に抑制することができる。
すなわち、冷間鍛造においては、ファイバーフローに沿う材料流動性によってフランジ部２１に、厚肉部２３側へ向かう反りが発生しやすくなる特性がある。このフランジ部２１の厚肉部２３側へ向かう反りによって、例えば、フランジ部２１のローター支持面２２の全面を平坦面に仕上げ加工することが困難となる恐れがある。フランジ部２１のローター支持面２２の全面が平坦面に仕上げ加工されていない場合、例えば、ブレーキロータ５５の取り付けが不安定となることが想定される。しかしながら、前述したようにフランジ部２１の厚肉部２３側へ向かう「反り」の発生を抑制することで、フランジ部２１のローター支持面２２の全面を平坦面に仕上げ加工すること容易となり、ブレーキロータ５５を安定よく取り付けることが可能となる。
【００５１】
また、この実施例１において、第１成形型７１の成型溝部７６の材料流入側に、フランジ部２１の厚肉部２３を形成するための厚肉部成形用溝部８２が形成され、この厚肉部成形用溝部８２の底面がフランジ部２１の根元部側からボルト孔２４側に向かって漸次減少する傾斜面８２ａに形成される。
そして、この第１成形型７１と、これに対応する第２成形型７２を用いて、二次成形品６２を形成することによって、フランジ部２１の根元部近傍の一側面に、フランジ部２１の根元部側からボルト孔２４側に向かって漸次減少する傾斜状の厚肉部２３を有する二次成形品６２を容易に形成することができる。
ひいては、二次成形品６２よりなるフランジ付き軸部材１を備えた車輪用軸受装置を容易に製造することができ、製造コストの低減に効果が大きい。
【００５２】
また、厚肉部成形用溝部８２底面の傾斜面８２ａの傾斜角度θ２が、フランジ部２１の厚肉部２３の傾斜面２３ａの傾斜角度θ１と同じ、すなわち、「２０°≦θ２≦４５°」の関係に設定された第１成形型７１と、これに対応する第２成形型７２を用いて、二次成形品６２を形成することによって、冷間鍛造の側方押出の材料の一部が傾斜角度θ２をもつ傾斜面８２ａに沿ってフランジ成形部７８に円滑に流れる。このため、第１成形型７１の摩耗を抑制して耐久性の向上を図ることができると共に、所望とするフランジ部２１を良好に形成することができる。また、フランジ部２１を形成した後の脱型も容易となる。
また、フランジ部２１のボルト孔２４の一側開口縁回りのボルト座面２１ｃを不足なく確保しやすくなる。
言い換えると、フランジ部２１の厚肉部２３の傾斜面２３ａの傾斜角度θ１が４５°よりも大きく設定されると材料流れが悪くなったり、第１成形型７１に対する脱型性が悪くなる不具合が生じやすくなる。また、フランジ部２１の厚肉部２３の傾斜面２３ａの傾斜角度θ１が２０°よりも小さく設定されると、厚肉部２３の傾斜面２３ａがフランジ部２１のボルト孔２４に向けて長くなり、ボルト座面２１ｃの確保が困難となる等の不具合が生じやすくなる。しかしながら、前記したようにフランジ部２１の厚肉部２３の傾斜面２３ａの傾斜角度θ１を「２０°≦θ１≦４５°」の関係に設定することによって前記不具合が生じない。
【００５３】
また、この実施例１において、冷間鍛造の側方押出加工によってフランジ部２１を形成し、このフランジ部２１にボルト孔２４を形成した後、フランジ部２１のボルト孔２４の一側開口縁回りのボルト座面２１ｃをコイニング加工によって平坦面に仕上げ加工することによって、フランジ部２１のボルト座面２１ｃを旋削加工する必要がなくなる。
さらに、フランジ部２１のボルト座面２１ｃをコイニング加工によって平坦面に仕上げ加工することによって、旋削加工する場合と比べ、フランジ部２１の強度を良好に高めることができる。
【００５４】
また、この実施例１においては、冷間鍛造の側方押出加工によって複数のフランジ部２１を放射状に形成する際、フランジ部２１の一側面に厚肉部２３を形成することによって、フランジ部２１の強度をより一層良好に高めることができる。
また、冷間鍛造の側方押出加工においては、ファイバーフローに沿う材料流動性によって、厚肉部２３側へ向かう反りがフランジ部２１に発生することがある。
仮に、厚肉部２３側へ向かう反りがフランジ部２１に発生が発生した場合、その後、フランジ部２１のボルト孔２４のボルト座面２１ｃをコイニング加工する際、前記したフランジ部２１の反りをコイニング加工によって矯正することができる。
【００５５】
また、ボルト座面２１ｃを含むフランジ部２１の一側面の先端から厚肉部２３の傾斜面２３ａの境界Ｒ面２３ｂ又は、境界Ｒ面２３ｂ及び傾斜面２３ａにわたる範囲（図２のコイニング加工範囲Ｗ）にわたってコイニング加工によって表面仕上げすることによって、フランジ部２１の強度を高めり、フランジ部２１の反りの矯正に効果が大きい。
すなわち、フランジ部２１の厚肉部２３側へ向かう反りによって、例えば、フランジ部２１のローター支持面２２の全面を平坦面に仕上げ加工することが困難となる恐れがある。フランジ部２１のローター支持面２２の全面が平坦面に仕上げ加工されていない場合、例えば、ブレーキロータ５５の取り付けが不安定となることが想定される。しかしながら、前述したようにフランジ部２１の厚肉部２３側へ向かう「反り」をコイニング加工によって矯正することで、フランジ部２１のローター支持面２２の全面を平坦面に仕上げ加工すること容易となり、ブレーキロータ５５を安定よく取り付けることが可能となる。
【実施例２】
【００５６】
次に、この発明の実施例２に係る車輪用軸受装置の製造方法を図８にしたがって説明する。
図８に示すように、この実施例２においては、フランジ成形部７８を構成する第１、第２の両成形型７１、７２の成型溝部７６、７７の両案内面８０、８１の材料流入側近傍を除く奥側に、フランジ部２１との間に隙間Ｓ１、Ｓ２を保持する逃がし部８３、８４がそれぞれ形成されている。
また、図８に示すように、第１成形型７１の逃がし部８３の隙間Ｓ１をなす成型溝部７６底面とフランジ部２１の一側面との隙間寸法をＡとし、第２成形型７２の逃がし部８４の隙間Ｓ２をなす成型溝部７７の底面とフランジ部２１の他側面との隙間寸法をＢとしたときに、「０．５ｍｍ＞Ａ≦Ｂ＜０．５ｍｍ」の関係に設定してフランジ部２１の厚肉部２３側に向かう反りの発生を抑制することが望ましい。
【００５７】
また、この実施例２において、フランジ部２１の根元部近傍の厚肉部２３側に位置する第１成形型７１の案内面８０の外径寸法φＣとし、反対側の第２成形型７２の案内面８１の外径寸法φＤとしたときに、「φＣ＞φＤ」の関係となるように設定される。
この実施例２のその他の構成は、実施例１と同様に形成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
【００５８】
したがって、この実施例２においては、前記した第１、第２の両成形型７１、７２を用いて二次成形品６２を形成することによって、冷間鍛造の材料流動時における材料とキャビティ７５のフランジ成形部７８との間の接触摩擦力をより一層軽減することができ、第１、第２の両成形型７１、７２の型寿命の向上に効果が大きい。
また、フランジ部２１の根元部近傍の厚肉部２３側に位置する第１成形型７１の案内面８０の外径寸法φＣとし、反対側の第２成形型７２の案内面８１の外径寸法φＤとしたときに、「φＣ＞φＤ」の関係となるように設定することによって、冷間鍛造の材料流動性によるフランジ部２１の厚肉部２３側へ向かう「反り」の発生を抑制することができる。
【実施例３】
【００５９】
次に、この発明の実施例３に係る車輪用軸受装置の製造方法を図９にしたがって説明する。
図９に示すように、この実施例３においては、フランジ成形部７８を構成する第１、第２の両成形型７１、７２の成型溝部７６、７７の両案内面８０、８１の材料流入側近傍を除く奥側に、フランジ部２１との間に隙間Ｓ３、Ｓ４を保持する逃がし部１８３、１８４がそれぞれ形成されている。
両逃がし部１８３、１８４は、フランジ成形部７８の材料流入側が広く、半径方向外方の奥側へ向かってしだいに狭くなるテーパ状に形成され、先端部分は平行面をなしている。
【００６０】
また、図９に示すように、第１成形型７１の逃がし部１８３の隙間Ｓ３をなす成型溝部７６底面とフランジ部２１の一側面との間の最大隙間寸法をＥとし、最小隙間寸法をＦとし、第２成形型７２の逃がし部１８４の隙間Ｓ４をなす成型溝部７７の底面とフランジ部２１の他側面との最大隙間寸法をＧとし、最小隙間寸法をＨとしたときに、「Ｅ＞Ｆ」、「Ｇ＞Ｈ」、「Ｆ≧０．０ｍｍ」、「Ｈ≧０．０ｍｍ」の関係に設定してフランジ部２１の反りの発生を抑制することが望ましい。
さらに、「１．０ｍｍ＞Ｅ≦Ｇ＜１．０ｍｍ」、及び「０．３ｍｍ＞Ｆ≦Ｈ＜０．３ｍｍ」の関係に設定してフランジ部２１の厚肉側に向かう「反り」の発生を抑制することがより望ましい。
この実施例３のその他の構成は、実施例１と同様に形成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
【００６１】
したがって、この実施例３においては、前記した第１、第２の両成形型７１、７２を用いて二次成形品６２を形成することによって、冷間鍛造の材料流動時における材料とフランジ成形部７８との間の接触摩擦力の軽減による成形型の型寿命の向上に効果があると共に、フランジ部２１の厚肉部２３側へ向かう「反り」の発生を抑制することができる。
【実施例４】
【００６２】
次に、この発明の実施例４に係る車輪用軸受装置を図１０にしたがって説明する。
図１０に示すように、冷間鍛造によって嵌合軸部３０の中心部端面に形成される鍛造凹部３３３の横断面形状が多角形に形成されている。
すなわち、鍛造凹部３３３は、フランジ部２１の数に対応した多角形で形成され、その多角形の各辺３１０は、フランジ部２１の側方押出方向に直交する方向に平坦状に形成されると共に、これた多角形の各辺３１０の交差点は、嵌合軸部３０の外形に沿った円弧形状の円弧部３２０に形成されている。これによって、鍛造凹部３３３におけるフランジ部２１の根元部（基部）に対応する部分が、フランジが形成されない他の部分よりも厚肉の鍛造凹部厚肉部３００が形成されている。
また、鍛造凹部３３３におけるフランジ部２１が形成されない多角形の隅部の部分には、嵌合軸部３０の外形に沿った円弧形状をなす円弧部３２０が形成されることによって薄肉状に形成されている。
また、この実施例４において、フランジ付き軸部材１に構成されるフランジ部２１は、中間軸部２０の外周面の外径方向へ放射状に４つ延出されて構成されており、これに対応して、鍛造凹部３３３は横断面が四角形に形成されている。
また、鍛造凹部３３３の四隅部に円弧部３２０が形成されることによって、これら円弧部３２０に応力が集中して作用することがないようになっている。
また、各円弧部３２０は、嵌合軸部３０のうちブレーキロータ用嵌合部３１（図１参照）の直径寸法の半分程度の半径をもって形成されている。
すなわち、嵌合軸部３０のブレーキロータ用嵌合部３１（図１参照）の直径寸法をφＰとし、鍛造凹部３３３の隅部の円弧部３２０の半径寸法をｒＵとしたときに、φＰ／２≒ｒＵとなるように形成されている。
なお、円弧部３２０の半径寸法ｒＵは、フランジ部２１の先端の円弧面２１ａの半径寸法ｒＱと略同一となる。
この実施例４のその他の構成は、実施例１と同様に構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
【００６３】
したがって、この発明の実施例４に係る車輪用軸受装置においても実施例１と同様の作用効果を奏する。
特に、この実施例４において、鍛造凹部３３３におけるフランジ部２１の根元部に対応する部分には、鍛造凹部厚肉部３００が形成され、当該部分の強度が良好に高められる。
このため、車輪側からの繰り返し荷重に伴う繰返し応力に対し充分耐え得る。
また、この鍛造凹部厚肉部３００の形成によって、鍛造凹部３３３におけるフランジ部２１の根元部に対応する部分のフランジ部２１への素材の流動性を確保することができるため、冷間鍛造の側方押出加工の成形性を確保することができる。
また、鍛造凹部３３３の隅部においては、フランジ部２１が形成されず繰返し応力が作用しにくい部位となるため、これら隅部に円弧部３２０を形成すると共に、薄肉にすることによって軽量化を良好に図ることができる。
【００６４】
次に、前記実施例４に係る車輪用軸受装置の製造方法を図１１にしたがって説明する。
この実施例４に係る車輪用軸受装置の製造方法に用いられる冷間鍛造の側方押出加工の鍛造型装置のパンチ３７３は、図１１に示すように、横断面形状を鍛造凹部３３３の横断面形状に対応する多角形状に形成される。
すなわち、パンチ３７３は、フランジ部２１の数に相当する多角形に形成され、多角形の各辺３１０ａは、フランジ部２１の側方押出方向に直交するように平坦に形成されている。また、各辺３１０ａの交差部の隅部は、嵌合軸部３０の外形に沿って円弧状をなす円弧部３２０ａが形成されている。
また、パンチ３７３の先端部３７４は、側方押出加工においてフランジ部２１を放射状に均一に形成するために、漸次縮径した滑らかな山形形状に形成され、先端が滑らかな曲面をなしている。これは、鍛造凹部３３３に応力が集中して作用することがないように滑らかな窪み形状を形成するためでもある。
また、実施例４に係る車輪用軸受装置の製造方法に用いられる冷間鍛造の側方押出加工の鍛造型装置のその他の構成は、実施例１又は２又は３と同様にして構成されるため、その説明は省略する。
【００６５】
したがって、この実施例４に係る車輪用軸受装置の製造方法によると、図１１に示すようなパンチ３７３を用いることによって、鍛造凹部３３３におけるフランジ部２１の根元部に対応する部分に、鍛造凹部厚肉部３００を形成することができる。
また、この鍛造凹部厚肉部３００の形成と同時に、側方押出加工によってフランジ部２１を形成することできる。そのため、車輪用軸受装置のフランジ部２１の根元部近傍の強度を良好に高めることができる。また、パンチ３７３における多角形の隅部は、嵌合軸部３０の外形に沿った円弧形状３２０ａで形成されており、鋭角な形状ではないためパンチ３７３寿命を確保することができる。
【実施例５】
【００６６】
次に、この発明の実施例５に係る車輪用軸受装置を図１２〜図１４にしたがって説明する。
この実施例５においては、図１２と図１３に示すように、フランジ付き軸部材５０１のフランジ部２１の側方押出方向端部の外径寸法（各フランジ部２１の先端がなす外径寸法）において、嵌合軸部３０側に構成されてブレーキロータを支持する面となるローター支持面２２側の端部位置の外径寸法をφＫとし、ロータ支持面２２の反対側面に構成された外径寸法をφＪとしたときに、「φＫ≧φＪ」の関係となるように設定されている。
【００６７】
また、図１４に示すように、フランジ部２１の長手方向に直交する横断面形状の角部２１ｅがＲ面取り形状に形成されている。例えば、フランジ部２１の板厚寸法が６ｍｍ〜８ｍｍ程度である場合、角部２１ｅは半径３ｍｍのＲ面に形成されることが望ましい。
この実施例５のその他の構成は、実施例１と同様にして構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
【００６８】
したがって、上述したように構成されるこの発明の実施例５に係る車輪用軸受装置においても実施例１と同様の作用効果を奏する。
特に、この実施例５においては、フランジ付き軸部材１のフランジ部２１の側方押出方向端部の外径寸法（各フランジ部２１の先端がなす外径寸法）において、嵌合軸部３０側に構成されてブレーキロータを支持する面となるローター支持面２２側の端部位置の外径寸法をφＫとし、ロータ支持面２２の反対側面に構成された外径寸法をφＪとしたときに、「φＫ≧φＪ」の関係となるように設定されている。
これにより、ローター支持面２２側の面積は、ボルト座面２１ｃ側の面積より大きい又は同一の面積で形成されるため剛性を確保することができる。このため、ブレーキロータは、より大きなフランジ面で支持することができ、ブレーキロータをより一層、安定よく取り付けることができる。
【００６９】
さらに、この実施例５においては、図１４に示すように、フランジ部２１の長手方向に直交する横断面形状の角部２１ｅがＲ面取り形状に形成されることによって、冷間鍛造の側方押出加工によってフランジ部２１が形成される際、図１６に示すように、フランジ部２１の横断面形状に対応して角部８０ｂ、８１ｂがＲ面に形成されたフランジ成形部（後述する）７８を有する成形型（後述する第１、第２成形型７１、７２）を用いてフランジ部２１を形成することができる。
このため、フランジ成形部７８の横断面形状の角部８０ｂ、８１ｂに冷間鍛造の材料流圧が集中して作用することを回避することができる。
この結果、フランジ成形部７８の横断面形状の角部８０ｂ、８１ｂの早期摩耗を防止して型寿命を向上させることができ、ひいては、車輪用軸受装置の製造コストを軽減することができる。
【００７０】
次に、前記実施例５に係る車輪用軸受装置の製造方法を図１５〜図１７にしたがって説明する。
図１５〜図１７に示すように、この実施例５に係る車輪用軸受装置の製造方法に用いられる冷間鍛造の側方押出加工の鍛造型装置５７０においては、第１、第２の両成形型７１、７２の成型溝部７６、７７の上下両壁面の案内面８０、８１の対向間隔がフランジ部２１の板厚寸法と同等の大きさに設定され、左右両側壁面の案内面８０ａ、８１ａの対向間隔がフランジ部２１の幅寸法と同等の大きさに設定されている。そして、フランジ成形部７８の長手方向に直交する横断面形状は、フランジ部２１の横断面形状と同じ形状に形成され、角部８０ｂ、８１ｂがＲ面（例えば、半径３ｍｍのＲ面）に形成されている。
【００７１】
また、図１５と、図１７に示すように、冷間鍛造の鍛造型装置５７０が備える第１、第２の両成形型７１、７２に形成されたキャビティ７５のうち、フランジ部２１に対応するフランジ成形部７８の側方押出方向線端には、側方押出時に、フランジ部２１の先端部が当接してフランジ部２１の押出長さ寸法を拘束する拘束面５８１が形成されいる。
図１７に示すように、拘束面５８１は、嵌合軸部３０側に構成されてブレーキロータを支持する面となるローター支持面２２側の端部位置の外径寸法φＫ及びロータ支持面の反対側面のボルト座面側の端部位置の外径寸法φＪにそれぞれ対応して形成されている。
また、第２の成形型７２に構成される成型溝部７７の側方押出方向端部は、フランジ面に垂直な垂直端面５７１で形成されている。これは、フランジ付き軸部材１の二次成形品６２の離型を可能とするために垂直端面５７１が形成されている。また、第１の成形型７１に構成される成型溝部７６の側方押出方向端部は、面取り形状をなすように傾斜する傾斜面５６１が形成されている。
これにより、冷間鍛造の鍛造型装置５７０の側方押出形成によって形成されるフランジ部２１の側方押出方向端部は、この垂直端面５７１、傾斜面５６１によって、側方押出の長さ寸法が拘束されるようになっている。
【００７２】
なお、上記した垂直端面５７１、傾斜面５６１で構成される拘束面５８１の周方向の形状は、フランジ部２１の先端形状の円弧面２１ａ形状に対応して形成されている。
また、この実施例５に係る車輪用軸受装置の製造方法に用いられる冷間鍛造の側方押出加工の鍛造型装置５７０のその他の構成は、実施例１に係る車輪用軸受装置の製造方法に用いられる冷間鍛造の側方押出加工の鍛造型装置７０と同様にして構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
【００７３】
したがって、この実施例５に係る車輪用軸受装置の製造方法においても、実施例１に係る車輪用軸受装置の製造方法と同様の工程順を経て実施例５のフランジ付き軸部材５０１が製造された後、車輪用軸受装置が製造される。
【００７４】
次に、前記実施例１又は４又は５に係る車輪用軸受装置に採用されるフランジ付き軸部材１（５０１）において、フランジ部２１及び中間軸部２０の平面投影面積に関する特徴について説明する。
図１８の斜線部は、冷間鍛造の二次成形において、フランジ部２１が延出される外径円の範囲内で第１成形型７１と第２成形型７２が接触する範囲を示す。言い換えれば、フランジ部２１が肉抜きされた部分である。
ここで、フランジ部２１の外径をφＫ、フランジ部２１の根元のフランジ基部２０ａの外径をφＹ、フランジ部２１の周方向の幅をＣ、フランジ部２１の数をＮとし、フランジ部２１及びフランジ基部２０ａの軸方向から見た面積（フランジ投影部の面積）をＳｆ、フランジ部２１の外径円の面積をＳａとすると、
Ｓｆ＝Ｎ×Ｃ×（１／２）×（φＫ−φＹ）＋（φＹ／２）×（φＹ／２）×π
Ｓａ＝（φＫ／２）×（φＫ／２）×π
と表すことができ、実施例１又は５においては、二次成形品６２のＳｆ／Ｓａが０．５３〜０．５６の範囲とされている。
【００７５】
このＳｆ／Ｓａは、フランジ部２１が延出される外径円の範囲内における第１成形型７１と第２成形型７２が非接触となる面積の外径円の面積に対する比率を表している。
このＳｆ／Ｓａが大きいほど、フランジ投影部の比率が大きくなるため鋼材の流動面積が大きくなり、押出加工による鋼材の流動性が良くなるため成形性が向上する。一方、Ｓｆ／Ｓａが大きいほど、第１成形型７１と第２成形型７２が接触する面積が小さくなり狭い面積で型圧を支えることが必要となるため型に対する負荷が増大する。
また、Ｓｆ／Ｓａが小さいほど、フランジ投影部の割合が小さくなるため鋼材の流動面積が狭くなり、押出加工による鋼材の流動性が悪くなるため成形性が低下する。一方、Ｓｆ／Ｓａが小さいほど、第１成形型７１と第２成形型７２が接触する面積が大きくなるため広い面積で型圧を支えればよいので型に対する負荷が減少する。
なお、Ｓｆ／Ｓａが異なる構成について試験した結果、Ｓｆ／Ｓａが０．６より大きい場合は、金型の接触面積が狭く、狭い面積で型圧を支えることが必要となり型が割れやすくなることがわかった。また、Ｓｆ／Ｓａが０．５より小さい場合は、鋼材の流動面積が狭くなり鋼材の流動性が悪くなるためフランジ部の成形性が悪くなり、フランジ部が予定した形状に成形されにくくなることがわかった。よって、Ｓｆ／Ｓａは０．５以上かつ０．６以下のとすることが好ましい。
【００７６】
ところで、図１８に斜線部で表された第１成形型７１と第２成形型７２が接触する面積をＳｓとすると、
Ｓｓ＝Ｓａ−Ｓｆ
と表すことができる。そして、実施例１では、Ｓｓは５０００平方ミリメートル以上かつ、６５００平方ミリメートル以下となるように構成されている。なお、この値は１．５リットルクラスの自動車用の車輪用軸受装置の値である。
すなわち、Ｓｓが５０００平方ミリメートルよりも小さくなると、第１成形型７１と第２成形型７２が接触する面積が小さくなり型が割れやすくなる。また、Ｓｓが６５００平方ミリメートルよりも大きくなると、鋼材の流動面積が狭くなり鋼材の流動性が悪くなるためフランジ部の成形性が悪くなる不具合が発生する場合があるが、
前記したように、Ｓｓ＝Ｓａ−Ｓｆの関係に設定されることで、前記不具合を防止することができる。
【実施例６】
【００７７】
次に、この発明の実施例６に係る車輪用軸受装置を図１９と図２０にしたがって説明する。
図１９と図２０に示すように、この実施例６においては、フランジ付き軸部材６０１のフランジ部６２１の長手方向に直交する横断面形状が幅方向中央部６２１ｆよりも両側部６２１ｇが薄肉にされた段差状に形成されている。
また、フランジ部６２１の幅方向中央部６２１ｆの幅寸法を、ハブボルト２７に対応する座面広さに設定することが望ましく、さらに、幅方向中央部６２１ｆの肉厚寸法は、ハブボルト２７を所望とする強度で圧入固定し得るだけの長さを確保できる大きさに設定することが望ましい。
また、フランジ部６２１の横断面形状の角部６２１ｅがＲ面取り形状に形成されることが望ましい。
この実施例６のその他の構成は実施例１又は５と同様に構成されるため、その説明は省略する。
【００７８】
したがって、この発明の実施例６に係る車輪用軸受装置においては、フランジ部６２１の長手方向に直交する横断面形状で幅方向中央部６２１ｆよりも両側部６２１ｇを薄肉に形成した分だけ重量軽減を図ることができる。
言い換えると、フランジ部６２１の幅方向中央部６２１ｆを所要とする板厚に形成し、当該部分にボルト孔６２４を貫設してハブボルト２７に対する座面確保や圧入長さの確保を図りながら、重量軽減を良好に図ることができる。
【００７９】
次に、前記実施例６に係る車輪用軸受装置の製造方法を図２１にしたがって説明する。
図２１に示すように、この実施例６においては、冷間鍛造の側方押出加工の鍛造型装置６７０の第１、第２の両成形型６７１、６７２の成型溝部６７６、６７７によって、フランジ成形部６７８が形成されている。このフランジ成形部６７８の横断面形状が前記したフランジ部６２１の横断面形状に対応して幅方向中央部６７７ａよりも両側部６７７ｂが小さく形成されている。
さらに、フランジ成形部６７８の横断面形状の角部６８０ｂ、６８１ｂがＲ面に形成されている。
この実施例６に係る車輪用軸受装置の製造方法のその他の構成は実施例５で述べた車輪用軸受装置の製造方法と同様に構成されるためその説明は省略する。
【００８０】
したがって、この発明の実施例６に係る車輪用軸受装置の製造方法によると、フランジ成形部６７８の長手方向に直交する横断面形状が、フランジ部６２１の横断面形状と同じ形状に形成され、角部６８０ｂ、６８１ｂがＲ面（例えば、半径３ｍｍのＲ面）に形成された第１、第２の両成形型６７１、６７２を用いて、フランジ付き軸部材６０１の二次成形品６６２を容易に形成することができる。
また、フランジ成形部６７８の横断面形状の角部６８０ｂ、６８１ｂがＲ面に形成されるため、冷間鍛造の材料流圧が集中して作用することを回避することができる。
この結果、フランジ成形部６７８の横断面形状の角部６８０ｂ、６８１ｂの早期摩耗を防止して型寿命を向上させることができ、ひいては、車輪用軸受装置の製造コストを軽減することができる。
【実施例７】
【００８１】
次に、この発明の実施例７に係る車輪用軸受装置の製造方法を図２２にしたがって説明する。
図２２に示すように、この実施例７においては、フランジ成形部７８を構成する第１、第２の両成形型７１、７２の成型溝部７６、７７の両案内面８０、８１の材料流入側近傍を除く奥側に、フランジ部２１との間に隙間Ｓ１、Ｓ２を保持する逃がし部８３、８４がそれぞれ形成されている。
また、図２２に示すように、第１成形型７１の逃がし部８３の隙間Ｓ１をなす成型溝部７６底面とフランジ部２１の一側面との隙間寸法をＡとし、第２成形型７２の逃がし部８４の隙間Ｓ２をなす成型溝部７７の底面とフランジ部２１の他側面との隙間寸法をＢとしたときに、「０．５ｍｍ＞Ａ≦Ｂ＜０．５ｍｍ」の関係に設定してフランジ部２１の厚肉部２３側に向かう反りの発生を抑制することが望ましい。
【００８２】
また、この実施例７において、フランジ部２１の根元部近傍の厚肉部２３側に位置する第１成形型７１の案内面８０の外径寸法φＣとし、反対側の第２成形型７２の案内面８１の外径寸法φＤとしたときに、「φＣ＞φＤ」の関係となるように設定される。
この実施例７のその他の構成は、実施例５と同様に形成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
【００８３】
したがって、この実施例７においては、前記した第１、第２の両成形型７１、７２を用いて二次成形品６２を形成することによって、冷間鍛造の材料流動時における材料とキャビティ７５のフランジ成形部７８との間の接触摩擦力をより一層軽減することができ、第１、第２の両成形型７１、７２の型寿命の向上に効果が大きい。また、側方押出しに必要な荷重をより小さくできる。
また、フランジ部２１の根元部近傍の厚肉部２３側に位置する第１成形型７１の案内面８０の外径寸法φＣとし、反対側の第２成形型７２の案内面８１の外径寸法φＤとしたときに、「φＣ＞φＤ」の関係となるように設定することによって、冷間鍛造の材料流動性によるフランジ部２１の厚肉部２３側へ向かう「反り」の発生を抑制することができる。
【実施例８】
【００８４】
次に、この発明の実施例８に係る車輪用軸受装置の製造方法を図２３にしたがって説明する。
図２２に示すように、この実施例８においては、フランジ成形部７８を構成する第１、第２の両成形型７１、７２の成型溝部７６、７７の両案内面８０、８１の材料流入側近傍を除く奥側に、フランジ部２１との間に隙間Ｓ３、Ｓ４を保持する逃がし部１８３、１８４がそれぞれ形成されている。
両逃がし部１８３、１８４は、フランジ成形部７８の材料流入側が広く、半径方向外方の奥側へ向かってしだいに狭くなるテーパ状に形成され、先端部分は平行面をなしている。
【００８５】
また、図２３に示すように、第１成形型７１の逃がし部１８３の隙間Ｓ３をなす成型溝部７６底面とフランジ部２１の一側面との間の最大隙間寸法をＥとし、最小隙間寸法をＦとし、第２成形型７２の逃がし部１８４の隙間Ｓ４をなす成型溝部７７の底面とフランジ部２１の他側面との最大隙間寸法をＧとし、最小隙間寸法をＨとしたときに、「Ｅ＞Ｆ」、「Ｇ＞Ｈ」、「Ｆ≧０．０ｍｍ」、「Ｈ≧０．０ｍｍ」の関係に設定してフランジ部２１の反りの発生を抑制することが望ましい。
さらに、「１．０ｍｍ＞Ｅ≦Ｇ＜１．０ｍｍ」、及び「０．３ｍｍ＞Ｆ≦Ｈ＜０．３ｍｍ」の関係に設定してフランジ部２１の厚肉側に向かう「反り」の発生を抑制することがより望ましい。
この実施例８のその他の構成は、実施例５と同様に形成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
【００８６】
したがって、この実施例８においては、前記した第１、第２の両成形型７１、７２を用いて二次成形品６２を形成することによって、冷間鍛造の材料流動時における材料とフランジ成形部７８との間の接触摩擦力の軽減による成形型の型寿命の向上に効果があると共に、フランジ部２１の厚肉部２３側へ向かう「反り」の発生を抑制することができる。
【実施例９】
【００８７】
次に、この発明の実施例９に係る車輪用軸受装置を図２４〜図２６にしたがって説明する。
図２４〜図２６に示すように、この実施例９において、フランジ付き軸部材７０１の嵌合軸部７３０は、隣接するフランジ部２１の間に位置して軸方向へ突出されて形成された複数の嵌合突出片７３０ａによって構成され、嵌合突出片７３０ａが形成されていない部分は、フランジ部２１のローター支持面２２と同一平面をなす平坦面７３０ｂに形成されている。
また、複数の嵌合突出片７３０ａの外側面には、フランジ部２１側にブレーキロータ用嵌合部７３１が形成され、先端側にブレーキロータ用嵌合部７３１よりも若干小径の車輪用嵌合部７３２が形成されている。
また、隣接する嵌合突出片７３０ａの間の間隔寸法は、フランジ部２１の幅寸法と同じ大きさに設定されている。
さらに、嵌合軸部７３０を構成する複数の嵌合突出片７３０ａは、冷間鍛造の側方押出加工によってフランジ部２１が形成されると同時に形成される。
また、この実施例９におけても、実施例１と同様にしてフランジ付き軸部材７０１に構成されるフランジ部２１は、中間軸部２０の外周面に外径方向へ放射状に４つ延出されて構成され、こられ各フランジ部２１の間に位置して４つの嵌合突出片７３０ａが形成されている。
この実施例９のその他の構成は、実施例１又は５と同様にして構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
【００８８】
したがって、この発明の実施例９に係る車輪用軸受装置によると、実施例１又は５と同様の作用効果を奏する。
特に、この実施例９において、嵌合軸部７３０は、隣接するフランジ部２１の間に位置して軸方向へ突出されて形成された複数の嵌合突出片７３０ａによって構成されることで、車輪からの繰り返し荷重に伴う繰返し応力がフランジ部２１の根元部に集中することを防ぐことができる。
また、嵌合軸部７３０を構成する複数の嵌合突出片７３０ａの外側面には、ブレーキロータ用嵌合部７３１と車輪用嵌合部７３２とがそれぞれ形成されるため、ブレーキロータ及び車輪の中心孔が嵌込まれる機能は損なわれない。
【００８９】
また、冷間鍛造の側方押出加工によって複数の嵌合突出片７３０ａを形成する際に、複数の嵌合突出片７３０ａの外側面に、ブレーキロータ用嵌合部７３１及び車輪用嵌合部７３２が同時に形成される。これによって、切削加工の手間を省くことが可能となる。
また、複数の嵌合突出片７３０ａの先端面を冷間鍛造の後工程で切削加工して、複数の嵌合突出片７３０ａの先端面を車輪用軸受装置の基準面としたり、アフターサービス時の基準面とすることも可能である。
【００９０】
また、この実施例９にフランジ付き軸部材７０１は、冷間鍛造の成形時に大きな圧縮力を受けることにより、成形後の材料の機械的性質が変化して表面硬化を得ることができるため強度の向上を図ることができる。
また、嵌合軸部７３０を構成する複数の嵌合突出片７３０ａは、フランジ部２１が形成される周方向の領域に形成されないため、この分だけ重量軽減を図ることができ、成形後に当該部分を削除するための旋削加工が不要となり、製造コストの低減を図ることができる。さらに、フランジ部２１を形成するための素材の流動性を確保することができ、冷間鍛造の側方押出加工の成形性を確保することができる。
【００９１】
次に、前記実施例９に係る車輪用軸受装置の製造方法を図２７〜図２９にしたがって説明する。
図２７〜図２９に示すように、この実施例９に係る車輪用軸受装置の製造方法に使用される冷間鍛造の側方押出加工の鍛造型装置７７０において、その鍛造型装置７７０に用いられるパンチ７７３と第２成形型７２の嵌合部との間には、複数の嵌合突出片７３０ａを形成するための成形空間が構成される。そして、冷間鍛造の側方押出加工によって鍛造凹部７３３を形成しながら一次成形品６１の中間軸部２０の外周面に複数のフランジ部２１と、フランジ基部２０ａを放射状に形成すると共に、嵌合軸部７３０を構成する複数の嵌合突出片７３０ａ及び平坦面７３０ｂを同時に形成するようになっている。
【００９２】
この実施例６に用いられるパンチ７７３は、図２９に示すように、その横断面の外周面に第２成形型７２と協働して複数の嵌合突出片７３０ａを形成するための成形空間を構成する成形凹部が７７３ａと、平坦面７３０ｂを形成するための凸部７７３ｂとが周方向に交互に形成されている。
また、パンチ７７３の先端部７７４は、側方押出加工においてフランジ部２１を放射状に均一に形成するために、漸次縮径した滑らかな山形形状に形成され且つ先端は滑らかな曲面で形成されている。これは、フランジ付き軸部材７０１の鍛造凹部７３３に応力が集中して作用することがないように滑らかな窪み形状を形成するようになっている。
【００９３】
この実施例９の冷間鍛造の側方押出加工の鍛造型装置７７０のその他の構成は、実施例１と同様にして構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
【００９４】
したがって、この実施例９に係る車輪用軸受装置の製造方法によると、実施例１又は５と同様の作用効果を奏する。
特に、この実施例９において、横断面の外周面に成形凹部が７７３ａと、凸部７７３ｂとが周方向に交互に形成されたパンチ７７３を用いることによって、冷間鍛造の側方押出加工によって鍛造凹部７３３を形成しながら一次成形品６１の中間軸部２０の外周面に複数のフランジ部２１と、フランジ基部２０ａを放射状に形成すると共に、嵌合軸部７３０を構成する複数の嵌合突出片７３０ａ及び平坦面７３０ｂを同時に形成することができる。これによって、製造コストの低減や重量軽減等を図ることができる。
【００９５】
なお、前記実施例９に係る車輪用軸受装置の製造方法において、複数の嵌合突出片７３０ａを形成するための成形凹部が７７３ａと、凸部７７３ｂとが周方向に交互に形成されたパンチ７７３が用いられる場合を例示したが、冷間鍛造の鍛造型装置７７０の第２成形型（上型）７７２の嵌合部の周方向に、成形凹部と、凸部とが周方向に交互に形成することで、パンチの外周面と協働して複数の嵌合突出片７３０ａを形成するための成形空間を構成することも可能である。
【００９６】
なお、この発明は前記実施例１〜９に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。
例えば、フランジ付き軸部材の複数のフランジ部の横断面形状を図３０〜図３６に示すように変更してもこの発明を実施可能である。
【００９７】
すなわち、図３０に示すように、フランジ付き軸部材の複数のフランジ部１０２１のローター支持面１０２２側の幅方向中央部に凹部１０２２ａを形成すると共に、凹部１０２２ａの幅方向両側部にリブ１０２２ｂを形成して横断面コ字状に形成してもよい。
この場合、凹部１０２２ａにハブボルト２７が圧入によって配置されるボルト孔１０２４が貫設される。
また、フランジ部１０２１の凹部１０２２ａが形成される部分の肉厚寸法は、ハブボルト２７を所望とする強度で圧入固定し得る大きさに設定することが望ましい。
前記したように、フランジ部１０２１を横断面コ字状に形成することによってフランジ部１０２１の必要とする強度を確保しながら軽量化を図ることができる。
また、ハブボルト２７が圧入されるボルト孔１０２が必要以上に長くなることがないため、ハブボルト２７の圧入によるフランジ部１０２１の変形を抑制することができる。
【００９８】
また、図３１に示すように、フランジ付き軸部材の複数のフランジ部１１２１のボルト座面側の幅方向中央部に凹部１１２２ｃを形成すると共に、凹部１１２２ｃの幅方向両側部にリブ１１２２ｄを形成して横断面コ字状に形成してもよい。
この場合、凹部１１２２ｃにハブボルト２７が圧入によって配置されるボルト孔１１２４が貫設される。
また、フランジ部１１２１の凹部１１２２ｃが形成される部分の肉厚寸法は、ハブボルト２７を所望とする強度で圧入固定し得る大きさに設定することが望ましい。
前記したように、フランジ部１１２１を横断面コ字状に形成することによってフランジ部１１２１の必要とする強度を確保しながら軽量化を図ることができる。
また、ハブボルト２７が圧入されるボルト孔１１２４が必要以上に長くなることがないため、ハブボルト２７の圧入によるフランジ部１１２１の変形を抑制することができる。
【００９９】
また、図３２に示すように、フランジ付き軸部材の複数のフランジ部１２２１のローター支持面１２２２側の幅方向中央部に凹部１２２２ａを形成すると共に、凹部１２２２ａの幅方向両側部にリブ１２２２ｂを形成する。さらに、フランジ部１２２１のボルト座面側の幅方向中央部に凹部１２２２ｃを形成すると共に、凹部１２２２ｃの幅方向両側部にリブ１２２２ｄを形成して横断面Ｈ字状に形成してもよい。
この場合、凹部１２２２ａ、１２２２ｃにハブボルト２７が圧入によって配置されるボルト孔１２２４が貫設される。
また、フランジ部１２２１の凹部１２２２ａ、１２２２ｃが形成される部分の肉厚寸法は、ハブボルト２７を所望とする強度で圧入固定し得る大きさに設定することが望ましい。
前記したように、フランジ部１２２１を横断面Ｈ字状に形成することによってフランジ部１２２１の必要とする強度を確保しながら軽量化をより一層良好に図ることができる。
また、ハブボルト２７が圧入されるボルト孔１２２４が必要以上に長くなることがないため、ハブボルト２７の圧入によるフランジ部１２２１の変形を抑制することができる。
【０１００】
また、図３３に示すように、フランジ付き軸部材の複数のフランジ部１３２１を、その横断面形状において、ローター支持面１３２２側の幅寸法よりもボルト座面側の幅寸法が大きく設定された横断面台形状に形成してもよい。
フランジ部１３２１が横断面台形状に形成されることで、横断面矩形状に形成される場合と比べ重量軽減を図りやすくなる。
また、フランジ部１３２１のボルト座面側の幅寸法がローター支持面１３２２側の幅寸法よりも大きく設定されることで、ハブボルト２７の座面の確保が容易となる。
【０１０１】
また、図３４に示すように、フランジ付き軸部材の複数のフランジ部１４２１を、その横断面形状において、ボルト座面側の幅寸法よりもローター支持面１４２２側の幅寸法が大きく設定された横断面台形状に形成してもよい。
フランジ部１４２１が横断面台形状に形成されることで、横断面矩形状に形成される場合と比べ重量軽減を図りやすくなる。
また、フランジ部１４２１のローター支持面１４２２側の幅寸法がボルト座面側の幅寸法よりも大きく設定されることで、ブレーキローターを安定よく支持することが可能となる。
【０１０２】
また、図３５〜図３７に示すように、フランジ付き軸部材の複数のフランジ部１５２１の根元部（基部）からボルト孔１５２４の近傍付近にわたる領域の片側面側（ローター支持面１３２２側又はボルト座面側）の幅方向中央部に凹部１５２２ａを形成すると共に、凹部１５２２ａの幅方向両側部にリブ１５２２ｂを形成して、図３６に示すように、横断面コの字状に形成する。さらに、フランジ部１５２１のボルト孔１５２４周辺近傍から先端にわたる領域を、図３７に示すように、横断面矩形状に形成してもよい。
この場合、フランジ部１５２１の根元部（基部）からボルト孔１５２４の近傍付近にわたる領域においては、凹部１５２２ａによって重量軽減を図りながらリブ１５２２ｂによって強度を確保することができる。
また、フランジ部１５２１のボルト孔１５２４周辺近傍から先端にわたる領域を横断面矩形状に形成して、ボルト座面を良好に確保することができる。
【０１０３】
また、図３８に示すように、冷間鍛造の側方押出加工の鍛造型装置１６７０のフランジ成形部１６７８を構成する第１、第２の両成形型１６７１、１６７２の成型溝部１６７６、１６７７の両案内面１６８０、１６８１の材料流入側近傍を除く奥側に、フランジ付き軸部材の複数のフランジ部１６２１との間に隙間Ｓ１、Ｓ２を保持する逃がし部１６８３、１６８４をそれぞれ形成する。さらに、両逃がし部１６８３、１６８４のうち、少なくとも一方（図３８においては双方）に、フランジ部１６２１の片側面側（図３８においてはローター支持面側及びボルト座面側）に接して回転することでフランジ部１６２１を押出案内するガイドローラ１６９８、１６９９を配設してもよい。
この場合には、冷間鍛造の材料流動時における材料（フランジ部１６２１）とフランジ成形部１６７８との間の摩擦を転がり摩擦に換えることができ、第１、第２の両成形型１６７１、１６７２の型寿命の向上に効果が大きい。また、側方押出しに必要な荷重をより小さくできる。
さらに、フランジ部１６２１の「反り」の発生も良好に抑制することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１  フランジ付き軸部材
１０  軸部
２０  中間軸部
２０ａ  フランジ基部
２１  フランジ部
２２  ローター支持面
２３  厚肉部
２４  ボルト孔
２７  ハブボルト
３０  嵌合軸部
３３  鍛造凹部
４１  アンギュラ玉軸受（転がり軸受）
４５  外輪部材
７０  鍛造型装置
７１  第１成形型
７２  第２成形型
７３  パンチ
７５  キャビティ
７８  フランジ成形部
８０、８１  案内面
８３、８４  逃がし部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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