(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪用転がり軸受の外輪部材の製造方法であって、
前記外輪部材は、車内側外輪軌道面と車外側外輪軌道面とを有し、
当該製造方法は、前記外輪部材の材料を鍛造加工することにより外輪鍛造品を形成する鍛造工程と、前記外輪鍛造品を旋削加工することにより前記外輪部材を形成する旋削工程とを有し、
前記鍛造工程において前記外輪部材の材料が鍛造加工されることにより、前記外輪鍛造品において、前記車内側外輪軌道面の肩部となる箇所の内径が前記車外側外輪軌道面の肩部となる箇所の内径より大きくなるとともに、前記車外側外輪軌道面の肩部となる箇所と前記車内側外輪軌道面の肩部となる箇所とを繋ぐ中心孔の断面形状が車外側から車内側に向けて孔径が大きくなるテーパ形状になり、
前記旋削工程において前記外輪鍛造品が旋削加工されることにより、前記部材において前記車内側外輪軌道面の肩部の内径が前記車外側外輪軌道面の肩部の内径より大きくなるとともに、前記中心孔の断面形状が車外側から車内側に向けて孔径が大きくなるテーパ形状になり、さらに、前記車外側外輪軌道面の断面形状である円弧の中心を通る鉛直線と前記車外側外輪軌道面の肩部のエッジ部とを結ぶ線とがなす角度が７０度から８５度の範囲内となり、
前記旋削工程では、前記外輪鍛造品の前記中心孔に対する旋削加工をストレート形状で行う、
車輪用転がり軸受の外輪部材の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の車輪用転がり軸受の外輪部材の製造方法であって、
前記旋削工程における、車外側外輪軌道面の肩部と車内側外輪軌道面の肩部とを繋ぐ中心孔の径が車外側から車内側に向けて孔径が大きくなる旋削加工は、前記車外側外輪軌道面の肩部の肩エッジ部近傍と、前記車内側外輪軌道面の肩部の肩エッジ部近傍とがそれぞれ円筒面に旋削加工され、該車外側の円筒面と車内側の円筒面とを繋ぐ面は、一定のテーパ角度をもつストレート形状のテーパ孔に形成される旋削加工であることを特徴とする車輪用転がり軸受の外輪部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車輪用転がり軸受の外輪部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車輪用転がり軸受の製造方法は、例えば、特許文献１に開示されている。
これにおいては、図６に示すように、外方部材２０２が丸棒材から所定の旋削取代を残した状態で鍛造加工により形成され、この鍛造工程で、複列の外側転走面２０２ａ、２０２ａの肩部２１７、２１７が、複列の外側転走面２０２ａ、２０２ａとなるべき部分の軸方向中央部に向って漸次縮径するテーパ状に形成される。そして、両テーパ部の略中間に円板部２１８が設けられると共に、この円板部２１８が打ち抜き加工によって削除され、その後、旋削加工により所定の寸法に形成される。
そして、旋削加工された製品としての外方部材（外輪部材）２０２も、複列の外側転走面２０２ａ、２０２ａの肩部２１７、２１７から軸方向中央部に向って漸次縮径するテーパ状に形成されている。
このため、特許文献１の発明によれば、鍛造工程により形成される外方部材２０２の形状と、旋削工程により形成される製品としての外方部材２０２の形状との差異が小さくなるので、旋削工程おける外方部材２０２に対する旋削加工の旋削取代が小さくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４５６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種、内方部材（内輪部材に相当する）と、外方部材２０２（外輪部材に相当する）との間に、車内側及び車外側の複列の玉が同等の配設ピッチ円上に転動可能に配設された車輪用転がり軸受装置においては、玉が外輪軌道肩部の肩エッジを乗り上げないようにする、いわゆる「玉の肩乗上げ防止性能」を確保することが必要とされる。この玉の肩乗上げ防止性能を確保するためには、過去の使用実績から、外側転走面２０２ａ（図６の右側に位置する車外側外輪軌道面）の円弧の中心０’を通る鉛直線Ｌ１’と、肩部２１７の肩エッジ部Ｐ’と円弧の中心０’とを結ぶ線Ｌ２’とがなす角度θ’が、７０度〜８５度の範囲に設定することが要求されている。
【０００５】
特許文献１の発明では、外方部材に対する旋削加工の旋削取代が小さくなるだけであり、車外側列の玉と車内側列の玉に要求される肩乗上げ防止性能の違いを考慮した素材使用量の減少を図りコスト低減を図る設計はなされていない。
【０００６】
而して、本発明が解決しようとする課題は、車輪用転がり軸受の外輪部材の対する旋削加工の旋削取代を小さくする製造法を取りながら素材使用量の減少を図りコスト低減を図るとともに、玉の肩乗上げ防止性能を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明に係る車輪用転がり軸受の外輪部材の製造方法は、前記外輪部材は、車内側外輪軌道面と車外側外輪軌道面とを有し、当該製造方法は、前記外輪部材の材料を鍛造加工することにより外輪鍛造品を形成する鍛造工程と、前記外輪鍛造品を旋削加工することにより前記外輪部材を形成する旋削工程とを有し、前記鍛造工程において前記外輪部材の材料が鍛造加工されることにより、前記外輪鍛造品において、前記車内側外輪軌道面の肩部となる箇所の内径が前記車外側外輪軌道面の肩部となる箇所の内径より大きくなるとともに、前記車外側外輪軌道面の肩部となる箇所と前記車内側外輪軌道面の肩部となる箇所とを繋ぐ中心孔の断面形状が車外側から車内側に向けて孔径が大きくなるテーパ形状になり、前記旋削工程において前記外輪鍛造品が旋削加工されることにより、前記部材において前記車内側外輪軌道面の肩部の内径が前記車外側外輪軌道面の肩部の内径より大きくなるとともに、前記中心孔の断面形状が車外側から車内側に向けて孔径が大きくなるテーパ形状になり、さらに、前記車外側外輪軌道面の断面形状である円弧の中心を通る鉛直線と前記車外側外輪軌道面の肩部のエッジ部とを結ぶ線とがなす角度が７０度から８５度の範囲内となり、前記旋削工程では、前記外輪鍛造品の前記中心孔に対する旋削加工をストレート形状で行うことを特徴とする。
【０００８】
本発明の製造方法では、鍛造工程にて、鍛造により形成される外輪部材の鍛造品において、旋削後に車内側外輪軌道面の肩部となる箇所における旋削前の内径が、旋削後に車外側外輪軌道面の肩部となる箇所における旋削前の内径よりも大きくなるように、外輪部材の素材が鍛造される。
そして、本発明の製造方法では、旋削工程にて、旋削加工がなされた外輪部材において、車内側外輪軌道面の肩部の内径が車外側外輪軌道面の肩部の内径よりも大きくなるように、外輪部材の鍛造品が旋削される。
このため、外輪部材の鍛造品の形状と、旋削加工がなされた外輪部材の形状と、の差異が小さくなる。この結果、旋削加工の旋削取代が小さくなる。なお、ここで「旋削取代」とは、精度を要する外輪部材の製品形状箇所を鍛造で形成する際に製品形状より大きく形成して旋削により精度良く形成するために必要とされる旋削加工代を言う。
【０００９】
次に、本発明の製造方法の外輪部材の製品形状は、車外側列の玉と車内側列の玉に要求される肩乗上げ防止性能の違いを考慮して、車内側の外輪軌道面の軌道肩部の肩エッジ部の内径寸法が、車輪外側の外輪軌道面の軌道肩部の肩エッジ部の内径寸法よりも大きく設定され、前記車外側の肩エッジ部と前記車内側の肩エッジ部とを繋ぐ中心孔が、車外側から車内側に向けて徐々に大きくなる形状とされる。これにより、鍛造加工により形成される鍛造品形状も製品形状に旋削取代を加えた形状として形成される。このため、本発明の場合の鍛造品形状及び製品形状のいずれの場合も、車外側の肩エッジ部と車内側の肩エッジ部とを繋ぐ中心孔は、車外側から車内側に向けて徐々に大径に形成されるものであり、従来一般的な形状である車外側の肩エッジ部と車内側の肩エッジ部とを繋ぐ中心孔を円筒面に形成するものと比較して、車外側から車内側に向けて徐々に大径に形成した分だけ外輪部材の素材使用量の減少を図ることができる。そして、この素材使用量の減少に対応する材料費等のコスト低減を図ることができる。
【００１０】
なお、本発明者が着目した、車外側列の玉と車内側列の玉に要求される肩乗上げ防止性能の違いについて説明すると、車両が旋回するときに発生するモーメント荷重が車外側列の玉に作用することにより、その車外側列の玉の接触角が、車両が旋回しないときの接触角よりも大きくなる。このため、車両が旋回するときは、車外側列の玉は車外側軌道肩部に肩乗り上げしやすい。このことから、前述の車外側外輪軌道面の円弧の中心を通る鉛直線と、車外側軌道肩部の肩エッジ部と円弧の中心とを結ぶ線とがなす角度も車外側列の肩エッジ部の角度を車内側列の肩エッジ部の角度より大きく設定するのが好ましいものである。逆の見方をすれば、車内側及び車外側の複列の玉が同等の配設ピッチ円上に配設される場合でも、前記肩エッジ部の角度を車外側列の角度より車内側列の角度を小さく設定することができて、車外側列と車内側の軌道肩部の肩エッジ部の内径寸法を異ならせて、車外側列より車内側の軌道肩部の肩エッジ部の内径寸法を小さく設定することが可能なものである。本発明者はこの点に着目して、本発明の製品形状とすることを着想したものである。
【００１１】
また、本発明の外輪部材の製造方法によれば、前述の車外側外輪軌道面の円弧の中心を通る鉛直線と、車外側軌道肩部の肩エッジ部と円弧の中心とを結ぶ線とがなす角度θは、過去の使用実績から要求される７０度〜８５度の範囲で形成されるので、車外側列の玉の肩乗上げ防止性能を確保することができる。なお、「玉の肩乗上げ防止性能」とは、本明細書では、玉が外輪軌道肩部の肩エッジを乗り上げないことを意味する。
【発明の効果】
【００１２】
上述した本発明の製造方法によれば、車輪用転がり軸受の外輪部材の対する旋削加工の旋削取代を小さくする製造法を取りながら素材使用量の減少を図りコスト低減を図るとともに、玉の肩乗上げ防止性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１に係る車輪用転がり軸受装置を示す縦断面図である。
【図２】同じく外輪部材を示す縦断面図である。
【図３】同じく外輪部材に対応する外輪鍛造品を示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施例２に係る外輪部材を示す縦断面図である。
【図５】同じく外輪部材に対応する外輪鍛造品を示す縦断面図である。
【図６】従来の外輪部材を示す縦断面図ある。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本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】
【００１５】
本発明の実施例１を図１〜図３にしたがって説明する。図１〜図２は本発明の製造方法により制作される最終製品形状の車輪用軸受装置の一例を示すものであり、図１は全体を示し、図２は外輪部材の１／２断面を拡大して示す。
図１に示すように、車輪用軸受装置（車輪用ハブユニットと呼ばれることもある）は、
ハブホイールとしての内輪部材１０と、この内輪部材１０の軸部１１外周面に環状空間を保って配設された外輪部材６０と、これら内外輪の両部材１０、６０の間に同等の配設ピッチ円上に転動可能に配設された車内側列及び車外側列の複列の玉５５、５６とを備え、複列のアンギュラ玉軸受を構成している。
【００１６】
内輪部材１０は、軸部１１と、軸部１１の一端部外周面に形成されたフランジ部２０とを一体に有する。
また、この実施例１において、内輪部材１０の軸部１１は、フランジ部２０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ている。また、内輪部材１０の軸部１１の大径部１２の外周面には車外側内輪軌道面５１が形成されている。
また、軸部１１の小径部１３の外周面には内輪体４５が嵌め込まれ、軸部１１の先端部が径方向外方へかしめられてかしめ部１４が形成されることによって、小径部１３の外周面に内輪体４５が固定される。この内輪体４５の外周面には車内側内輪軌道面５０が形成されている。
【００１７】
また、内輪部材１０のフランジ部２０の外側面（車幅方向外側面）の中心部には、軸部１１よりも大径の嵌合軸部３０が形成され、この嵌合軸部３０には、フランジ部２０側にブレーキロータ用嵌合部が形成され、先端側にブレーキロータ用嵌合部よりも若干小径の車輪用嵌合部が形成される。
また、内輪部材１０のフランジ部２０には、ブレーキロータを間に挟んで車輪を締め付け固定するハブボルト２５が圧入固定されている。
【００１８】
外輪部材６０は、内輪部材１０の軸部１１の外周面に環状空間を保って配設される。
この外輪部材６０の内周面には、内輪部材１０の車内側及び車外側の内輪軌道面５０、５１に対応する車内側及び車外側の外輪軌道面７０、７１が軸方向へ所定間隔を保って形成されている。
そして、内輪部材１０の車内側及び車外側の内輪軌道面５０、５１と、外輪部材６０の車内側及び車外側の外輪軌道面７０、７１との間には、車内側列及び車外側列の複列の玉５５、５６が保持器５７、５８によって保持された状態で転動可能に配設されている。
また、外輪部材６０の外周面には、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締結される固定フランジ６１が一体に形成されている。
【００１９】
車両が旋回するときに発生するモーメント荷重が車外側列の玉５６に作用することにより、車両が旋回するときの車外側列の玉５６の接触角が、車両が旋回しないときの車外側列の玉５６の接触角よりも大きくなる。このため、車両が旋回するとき、車外側列の玉５６は車外側軌道肩部７５に肩乗上げしやすくなる。この玉が外輪軌道肩部の肩エッジに乗上がるのを防止することができる性能を「肩乗上げ防止性能」と称する。
このようなことを考慮して、車外側列の玉５６の肩乗上げ防止性能を確保するため、図２に示すように、外輪部材６０の車外側外輪軌道面７１の円弧の中心０と通る鉛直線Ｌ１と、車外側軌道肩部７５の肩エッジ部７６と円弧の中心０とを結ぶ線Ｌ２とがなす角度θを、７０度〜８５度の範囲に設定されている。
【００２０】
また、外輪部材６０の素材使用量すなわち重量を削減するために、車内側外輪軌道面７０の車内側軌道肩部７２の肩エッジ部７３の内径寸法Ｂは、車外側外輪軌道面７１の車外側軌道肩部７５の肩エッジ部７６の内径寸法Ａよりも大きく設定されている。そして、車外側軌道肩部７５の肩エッジ部７６と、車内側軌道肩部７２の肩エッジ部７３とを繋ぐ中心孔６５は、車外側から車内側に向けて徐々に大径に形成されている。
なお、この実施例１においては、車外側軌道肩部７５の肩エッジ部７６と、車内側軌道肩部７２の肩エッジ部７３とを繋ぐ中心孔６５は、車外側から車内側に向けて徐々に大径に形成されるテーパ孔に形成されている。
【００２１】
この実施例１に係る車輪用転がり軸受装置は上述したように構成される。
したがって、車外側外輪軌道面７１の円弧の中心０と通る鉛直線Ｌ１と、車外側軌道肩部７５の肩エッジ部７６と円弧の中心０とを結ぶ線Ｌ２とがなす角度θを、７０度〜８５度の範囲に設定することによって、車外側列の玉５６の肩乗上げ防止性能を確保することができる。
そして、車外側軌道肩部７５の肩エッジ部７６と車内側軌道肩部７２の肩エッジ部７３とを繋ぐ中心孔６５が、車外側から車内側に向けて徐々に大径に形成されていることにより、中心孔６５が車外側の肩エッジ部７６の内径Ａの大きさで円筒面に形成される場合に比べて、中心孔６５が車外側から車内側に向けて徐々に大径に形成された分だけ素材使用量すなわち重量を削減することができて、材料費のコスト低減を図ることができると共に、装置全体としての重量軽減を図ることができる。
【００２２】
また、車外側軌道肩部７５の肩エッジ部７６と、車内側軌道肩部７２の肩エッジ部７３とを繋ぐ中心孔６５が、テーパ孔に形成される場合には、旋削加工をストレート形状で行うことができて、中心孔６５の旋削加工が容易となる。
【００２３】
次に、前記実施例１に係る車輪用転がり軸受装置に用いられる外輪部材の製造方法を説明する。
実施例１の外輪部材の製造方法は、鍛造工程と、旋削工程と、熱処理工程と、研磨工程とを備える。なお、本実施例では、鍛造工程は第１工程としての鍛造加工と、第２工程としての打抜加工を含めたものとして説明する。第１工程の鍛造加工のみで所定の鍛造品形状に加工できる場合は、第２工程の打抜加工は省くことができる。
先ず、鍛造工程（鍛造工程の第１工程）において、熱間鍛造又は冷間鍛造によって丸棒材を鍛造加工し、外輪部材６０に対応する形状の外輪鍛造品８０を製作する。
図３に示すように、鍛造加工によって外輪部材６０に対応する外輪鍛造品８０を製作する際、外輪鍛造品８０の両端部には、中間連結壁９０を間に残して車内側凹部８５と、車外側凹部８７とがそれぞれ形成される。
また、車内側凹部８５の内周壁面は、車内側外輪軌道面７０の内周側に旋削取代７０ａを確保してテーパ面８８（鍛造型の抜き勾配よりも大きい角度をもつテーパ面）に形成される。
また、車外側凹部８７の内周壁面は、車外側外輪軌道面７１の内周側に旋削取代７１ａを確保し、かつ鍛造型の抜き勾配をもつ円筒面に近い形状に形成される。
次に、打抜工程（鍛造工程の第２工程）において、外輪部材６０の中心孔６５の内周面に旋削取代８２を確保して外輪鍛造品８０の中間連結壁９０をポンチによって打ち抜き加工する。
【００２４】
その後、旋削工程において、車内側外輪軌道面７０の旋削取代７０ａと、車外側外輪軌道面７１の旋削取代７１ａと、中心孔６５の旋削取代８２と、その他の旋削取代８４とをぞれぞれ旋削加工する。
次に、熱処理工程において、車内側及び車外側の外輪軌道面７０、７１を熱処理（焼き入れ処理）する。
最後に研磨加工おいて、車内側及び車外側の外輪軌道面７０、７１を研磨加工することで、外輪部材６０が製作される。
【００２５】
前記した各工程を経ることで製品となる外輪部材６０を容易に製造することができる。
特に、鍛造工程において、外輪鍛造品８０の車内側凹部８５の内周壁面が、車内側外輪軌道面７０の内周側に旋削取代７０ａを確保するテーパ面８８に形成される。これによって、車内側凹部８５の内周壁面が円筒面に形成される場合と比較すると、内周壁面の円筒面はテーパ面の最小径で形成されることからテーパ形状分だけ材料を少なくすることができて、外輪鍛造品８０を材料歩留まりよく形成することができると共に、旋削取代、特に、車内側外輪軌道面７０の旋削取代７０ａを小さく削減することができる。この結果、材料コストや旋削コストの低減を図ることができる。
【実施例２】
【００２６】
次に、この発明の実施例２を図４と図５にしたがって説明する。
この実施例２においては、外輪部材１６０の車外側軌道肩部１７５の肩エッジ部１７６と、車内側軌道肩部１７２の肩エッジ部１７３とを繋ぐ中心孔１６５の形状を変更したものである。
すなわち、図４に示すように、外輪部材１６０の車外側軌道肩部１７５の肩エッジ部１７６と、車内側軌道肩部１７２の肩エッジ部１７３とを繋ぐ中心孔１６５は、車外側から車内側に向けて徐々に大径に形成されると共に、車外側軌道肩部１７５の肩エッジ部１７６近傍と、車内側軌道肩部１７２の肩エッジ部１７３近傍とがそれぞれ円筒面１６５ａ、１６５ｂ（軸方向に０．３ｍｍ以上の筒長をもつ円筒面）に形成されている。
【００２７】
また、車外側の円筒面１６５ｂと車内側の円筒面１６５ａとを繋ぐ面は、一定のテーパ角度をもつテーパ孔１６５ｃ又はテーパ角度が徐々に変化する湾曲テーパ面１６５ｄ（図４の二点鎖線参照）に形成されている。
この実施例２のその他の構成は実施例１と同様にして構成される。
また、前記した外輪部材１６０は、実施例１で述べた外輪部材の製造方法と同様にして、鍛造工程（含む、打抜工程）と、旋削工程と、熱処理工程と、研磨工程との順を経て製造される。
【００２８】
前記したように、この実施例２においては、図４に示すように、外輪部材１６０の車外側軌道肩部１７５の肩エッジ部１７６と、車内側軌道肩部１７２の肩エッジ部１７３とを繋ぐ中心孔１６５のうち、車外側軌道肩部１７５の肩エッジ部１７６近傍と、車内側軌道肩部１７２の肩エッジ部１７３近傍とがそれぞれ円筒面１６５ａ、１６５ｂに形成される。
このため、図５に示すように、打抜工程において、外輪鍛造品１８０の中間連結壁１９０を打ち抜き加工した後の、外輪部材１６０の中心孔１６５の内周面の旋削取代１８２を小さく削減することが可能となる。そして、外輪部材１６０の中心孔１６５の内周面の旋削取代１８２を小さくした分だけ旋削加工が容易となる。
【００２９】
なお、この発明は前記実施例１及び２に限定されることなく、その他、種々の形態で実施することができるものである。
【符号の説明】
【００３０】
１０  内輪部材
５０  車内側内輪軌道面
５１  車外側内輪軌道面
５５  車内側列の玉
５６  車外側列の玉
６０  外輪部材
６５  中心孔
７０  車内側外輪軌道面
７１  車外側外輪軌道面
７２  車内側軌道肩部
７３  肩エッジ部
７５  車外側軌道肩部
７６  肩エッジ部
８０  外輪鍛造品
８５  車内側凹部
８７  車外側凹部
９０  中間連結壁
【図１】
0005884401.tif 000002
【図２】
0005884401.tif 000003
【図３】
0005884401.tif 000004
【図４】
0005884401.tif 000005
【図５】
0005884401.tif 000006
【図６】
0005884401.tif 000007