(57)【要約】  外周面の円周方向の複数箇所に径方向外方に向かって延設される外向フランジ部を有する金属製部材を製造する際のバリを発生させない、あるいはバリの発生量を低減することができる外向フランジ部付金属製部材の製造方法を提供する。  金属製の素材１５の周囲を固定ダイス２１及び可動ダイス２２により囲み、可動ダイス２２の先端面と固定ダイス２１の先端面とを突き合わせた状態で、温間又は熱間で、パンチ２３により素材１５の軸方向端面を押圧して塑性変形させ、フランジ成形用キャビティ３２内に素材１５の一部を充満させることにより、外向フランジ部７ａを形成する。
2009096434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面の軸方向一部で、円周方向の複数個所に、径方向外方にそれぞれ突出する外向フランジ部を有する外向きフランジ部付金属製部材の製造方法であって、
固定ダイスと、前記固定ダイスに向かう方向の弾力を付与された状態で設けられる可動ダイスとを含み、前記固定ダイスと前記可動ダイスの少なくとも一方によって、前記外向フランジ部を加工するためのフランジ成形用キャビティを形成するダイスと、前記可動ダイス内を貫通して移動可能なパンチと、を準備する工程と、
金属製の素材の周囲を前記ダイスにより囲み、前記可動ダイスの先端面と前記固定ダイスの先端面とを突き合わせた状態で、温間又は熱間で、前記パンチにより前記素材の軸方向端面を押圧して塑性変形させる工程と、を備え、
前記塑性変形工程は、前記フランジ成形用キャビティ内に前記素材の一部を充満させることにより、前記外向フランジ部を形成することを特徴とする外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
【請求項２】
前記可動ダイスを前記固定ダイスに向かう方向に押圧する弾力を、前記素材が前記フランジ成形用キャビティ内に充満した状態でも前記可動ダイスを前記固定ダイスに突き合わせた状態のままにできる大きさとすることを特徴とする請求項１に記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
【請求項３】
前記可動ダイスを前記固定ダイスに向かう方向に押圧する弾力を、前記パンチの下降に伴って前記可動ダイスを前記固定ダイスに突き合わせられるが、前記素材が前記フランジ成形用キャビティ内に充満した状態では、前記可動ダイスが前記固定ダイスから浮き上がることを阻止できない大きさとし、
前記素材が前記フランジ成形用キャビティ内に入り込む途中迄の状態では、前記弾力に加えて、前記素材の外周面と前記可動ダイスの内周面との当接部に作用する摩擦力に基づいて、前記可動ダイスを前記固定ダイスに突き合わせ、
それ以降、前記素材が前記フランジ成形用キャビティ内に充満する過程では、前記弾力及び前記摩擦力に加えて前記パンチの周囲に配置した弾性部材の弾力により、前記可動ダイスを前記固定ダイスに突き合わせた状態を維持することを特徴とする請求項１に記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
【請求項４】
前記弾性部材が皿板ばねであることを特徴とする請求項３に記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
【請求項５】
前記可動ダイスを前記パンチの周囲に、自重により下方への変位を可能に設置し、前記可動ダイスを前記固定ダイスに向かう方向に押圧する弾力を省略したことを特徴とする請求項３又は４に記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
【請求項６】
外向フランジ部付金属製部材が、車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブ本体であって、外周面のうちで前記外向フランジ部から軸方向に外れた部分に、内輪軌道、及び、別体の内輪を外嵌するための小径段部が設けられており、前記固定ダイスとして、前記内輪軌道及び前記小径段部を形成するためのキャビティが設けられるものを使用することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
【請求項７】
外向フランジ部付金属製部材が、車輪支持用転がり軸受ユニットを構成し、内周面に複列の外輪軌道を備える外輪であって、
前記素材を一対のパンチにより軸方向両側から押圧して塑性変形させ、軸方向両端部を前記一対のパンチの外周面形状に見合う内周面形状を有する円筒部とすると同時に、前記円筒部の外周面に前記外向フランジ部を形成する工程を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
【請求項８】
前記素材として、前記円筒部の外周面に前記外向フランジ部を形成するために必要とされる以上の容積を有するものを使用し、
前記固定ダイス、前記可動ダイス、及び前記パンチにより囲まれる部分に存在する前記フランジ成形用キャビティ内に前記素材の一部を充満させることにより、前記外向フランジ部を形成した後、
更に前記パンチにより前記素材を押圧することにより、前記可動ダイスを前記固定ダイスから、前記素材の余剰容積分に見合う分だけ浮き上がらせて、前記外向フランジ部の外周縁部にバリを形成することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
【請求項９】
前記可動ダイスは、前記外向フランジ部の先端部に対応する位置に前記素材を逃がすための溝部を有し、
前記塑性変形工程において、前記溝部に前記外向フランジ部の余肉を入り込ませることにより、前記外向フランジ部を形成することを特徴とする請求項１に記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
【請求項１０】
前記準備工程は、仕上げ用固定ダイスと、前記外向フランジ部の先端部に対応する位置に前記素材を逃がすための溝部を有する仕上げ用可動ダイスと、を含み、前記仕上げ用固定ダイスと前記仕上げ用可動ダイスの少なくとも一方によって、前記外向フランジ部を仕上げ成形するための他のフランジ成形用キャビティを形成する仕上げ用ダイスを更に備え、
前記仕上げ用ダイスを用いて前記外向フランジ部が形成された素材をプレスして、前記溝部に前記外向フランジ部の余肉を入り込ませることにより、前記外向フランジ部を仕上げ成形することを特徴とする請求項１に記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
【請求項１１】
前記溝部は、円形状に形成されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
【請求項１２】
前記準備工程は、仕上げ用固定ダイスと仕上げ用可動ダイスとを含み、前記仕上げ用固定ダイスと前記仕上げ用可動ダイスの少なくとも一方によって、前記外向フランジ部を仕上げ成形するための他のフランジ成形用キャビティを形成する仕上げ用ダイスを更に備え、
前記仕上げ用ダイスを用いて前記外向フランジ部が形成された素材をプレスして、前記外向フランジ部を厚さ方向に圧縮変形させることにより、前記外向フランジ部を仕上げ成形することを特徴とする請求項１に記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する軌道輪部材、即ち、外輪やハブのように、外周面に外向フランジ部が設けられる外向フランジ部付金属製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、及び、制動用回転部材であるディスク又はドラムを懸架装置としてのナックルに回転自在に支持するために、車輪支持用転がり軸受ユニットが広く使用されている。図２１は、従来から広く知られている、従動輪（ＦＲ車及びＭＲ車の前輪、ＦＦ車の後輪）用の車輪支持用転がり軸受ユニット１の１例を示している。この車輪支持用転がり軸受ユニット１は、外輪２の内径側にハブ３を、複数の転動体４、４を介して、回転自在に支持している。使用状態では、外輪２をナックルに結合固定し、ハブ３に車輪及び制動用回転部材を支持固定する。そして、これら車輪及び制動用回転部材をナックルに対して回転自在に支持する。【０００３】
外輪２は、その内周面に複列の外輪軌道５、５が形成される。また、外輪２の外周面の軸方向内寄り部分（軸方向に関して内とは、使用状態で車体の幅方向中央側となる側を言い、軸方向に関して外とは、使用状態で車体の幅方向外側となる側を言う。本明細書全体で同じ）には、外向フランジ部である取付部６が形成される。【０００４】
ハブ３は、その外周面に複列の内輪軌道８、８が形成される。また、ハブ３の外周面の外輪２よりも軸方向外方に突出した外端寄り部分には、車輪及び制動用回転部材を支持固定するための外向フランジ部である支持フランジ７が形成される。そして、外輪２の外輪軌道５、５とハブ３の内輪軌道８、８との間に、軌道毎に複数の転動体４が配置され、これにより、外輪２の内径側でハブ３が回転自在に支持される。【０００５】
なお、ハブ３は、ハブ本体９、内輪１０、及びナット１１からなり、内輪軌道８、８は、ハブ本体９の中間部及び内輪１０の外周面に形成される。また、内輪１０は、ハブ本体９の軸方向内端寄り部分に形成した小径段部１２に外嵌した状態で、ナット１１によりハブ本体９に固定される。なお、ハブ本体９の内端部に形成したかしめ部により、内輪１０をハブ本体９に固定する構造も広く知られている。【０００６】
そして、外輪２やハブ本体９等の外向フランジ部付金属製部材の一種である外向フランジ付の軌道輪部材は、炭素鋼等の金属材料に塑性加工を施すことにより造られる。この塑性加工の方法については、例えば、特許文献１、２等により、従来から広く知られている。【０００７】
図２２は、ハブ本体９を塑性加工（温間あるいは熱間鍛造）により造る状態を示している。まず、圧延成形等により造られた長尺な原材料を所定長さに切断することにより、（Ａ）に示す円柱状の素材１３を得る。次に、この素材１３を軸方向に押し潰す据え込み工程により、（Ｂ）に示すビヤ樽型の第１中間素材１４とする。次に、この第１中間素材１４の軸方向片半部（図２２の下半部、完成後のハブ本体９の軸方向内半部）を所定の内周面形状を有する金型（ダイス）内に押し込んで、上記軸方向片半部の外径を縮める荒成形工程により、（Ｃ）に示す第２中間素材１５とする。次に、この第２中間素材１５を所定の内周面形状を有するダイス内にセットした状態で、第２中間素材１５の軸方向他端面（図２２の上端面、完成後のハブ本体９の軸方向外端面）にパンチを押し付けて、この軸方向他端面を凹ませると共に、第２中間素材１５を構成する金属材料を径方向外方に流動させる仕上成形工程により、（Ｄ）に示す第３中間素材１６とする。そして、第３中間素材１６には、ダイスの突き合わせ面にバリ１７が形成されるので、このバリ１７をトリミングにより除去して、（Ｅ）に示す第４中間素材１８とする。そして、この第４中間素材１８に、所定の切削加工及び研削加工を施して、ハブ本体９とする。【０００８】
このようにして造られるハブ本体９の支持フランジ７として、従来一般的には、図２３の（Ａ）に示す円板状のものが使用されていた。図２２の（Ｃ）→（Ｄ）に示した仕上成形工程により円板状の支持フランジ７を形成する場合、上記バリ１７は、支持フランジ７の外周縁に全周に亘って生じる。このバリ１７の幅は狭く、上記トリミング時に除去するスクラップの量は少ないため、材料の歩留り悪化は限られる。また、除去すべきバリを生じないようにする、所謂フラッシュレス加工も、比較的容易に行える。【０００９】
一方、近年、バネ下荷重の低減により、乗り心地や走行安定性を初めとする走行性能向上や、材料費の低減によるコスト削減等のため、図２３の（Ｂ）に示すように、外周面に放射状の支持フランジ７ａを設けたハブ本体９ａを使用することが考えられている。【００１０】
そして、この複数の突出部１９、１９を放射状に配列した支持フランジ７ａを設けたハブ本体９ａを造るために、図２２の（Ｃ）→（Ｄ）に示すような仕上成形工程を行うと、図２２の（Ｄ）及び図２４の（Ａ）に示すように、大きなバリ１７、１７ａが形成される。即ち、支持フランジ７ａを構成する各突出部１９、１９の外周縁部だけでなく、円周方向に隣り合う突出部１９、１９間にも、バリ１７、１７ａが形成される。このような大きなバリ１７、１７ａは、上記仕上成形工程に続いて、図２２の（Ｄ）→（Ｅ）、図２４の（Ａ）→（Ｂ）で行うトリミングにより除去し、スクラップ片２０として廃棄する。このスクラップ片２０は、集めて再利用するにしても、材料の歩留り悪化によるコスト上昇の要因となるため、その量が多くなることは好ましくない。【００１１】
なお、上述のような問題は、外周面に放射状の支持フランジ７ａを設けたハブ本体９ａを造る場合に限らず、図２５の（Ａ）、（Ｂ）に示す外周面に非円形で外向フランジ状の取付部６を形成した外輪２を、熱間鍛造又は温間鍛造により造る場合にも生じる。【００１２】
【特許文献１】日本国特開２００６−１１１０７０号公報
【特許文献２】日本国特開２００５−８３５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、外周面の円周方向の複数箇所に径方向外方に向かって延設される外向フランジ部を有する金属製部材を製造する際のバリを発生させない、あるいはバリの発生量を低減することができる外向フランジ部付金属製部材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）外周面の軸方向一部で、円周方向の複数個所に、径方向外方にそれぞれ突出する外向フランジ部を有する外向きフランジ部付金属製部材の製造方法であって、固定ダイスと、前記固定ダイスに向かう方向の弾力を付与された状態で設けられる可動ダイスとを含み、前記固定ダイスと前記可動ダイスの少なくとも一方によって、前記外向フランジ部を加工するためのフランジ成形用キャビティを形成するダイスと、前記可動ダイス内を貫通して移動可能なパンチと、を準備する工程と、金属製の素材の周囲を前記ダイスにより囲み、前記可動ダイスの先端面と前記固定ダイスの先端面とを突き合わせた状態で、温間又は熱間で、前記パンチにより前記素材の軸方向端面を押圧して塑性変形させる工程と、を備え、前記塑性変形工程は、前記フランジ成形用キャビティ内に前記素材の一部を充満させることにより、前記外向フランジ部を形成することを特徴とする外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
（２）前記可動ダイスを前記固定ダイスに向かう方向に押圧する弾力を、前記素材が前記フランジ成形用キャビティ内に充満した状態でも前記可動ダイスを前記固定ダイスに突き合わせた状態のままにできる大きさとすることを特徴とする（１）に記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
（３）前記可動ダイスを前記固定ダイスに向かう方向に押圧する弾力を、前記パンチの下降に伴って前記可動ダイスを前記固定ダイスに突き合わせられるが、前記素材が前記フランジ成形用キャビティ内に充満した状態では、前記可動ダイスが前記固定ダイスから浮き上がることを阻止できない大きさとし、前記素材が前記フランジ成形用キャビティ内に入り込む途中迄の状態では、前記弾力に加えて、前記素材の外周面と前記可動ダイスの内周面との当接部に作用する摩擦力に基づいて、前記可動ダイスを前記固定ダイスに突き合わせ、それ以降、前記素材が前記フランジ成形用キャビティ内に充満する過程では、前記弾力及び前記摩擦力に加えて前記パンチの周囲に配置した弾性部材の弾力により、前記可動ダイスを前記固定ダイスに突き合わせた状態を維持することを特徴とする（１）に記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
（４）前記弾性部材が皿板ばねであることを特徴とする（３）に記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
（５）前記可動ダイスを前記パンチの周囲に、自重により下方への変位を可能に設置し、前記可動ダイスを前記固定ダイスに向かう方向に押圧する弾力を省略したことを特徴とする（３）又は（４）に記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
（６）外向フランジ部付金属製部材が、車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブ本体であって、外周面のうちで前記外向フランジ部から軸方向に外れた部分に、内輪軌道、及び、別体の内輪を外嵌するための小径段部が設けられており、前記固定ダイスとして、前記内輪軌道及び前記小径段部を形成するためのキャビティが設けられるものを使用することを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
（７）外向フランジ部付金属製部材が、車輪支持用転がり軸受ユニットを構成し、内周面に複列の外輪軌道を備える外輪であって、前記素材を一対のパンチにより軸方向両側から押圧して塑性変形させ、軸方向両端部を前記一対のパンチの外周面形状に見合う内周面形状を有する円筒部とすると同時に、前記円筒部の外周面に前記外向フランジ部を形成する工程を有することを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
（８）前記素材として、前記円筒部の外周面に前記外向フランジ部を形成するために必要とされる以上の容積を有するものを使用し、前記固定ダイス、前記可動ダイス、及び前記パンチにより囲まれる部分に存在する前記フランジ成形用キャビティ内に前記素材の一部を充満させることにより、前記外向フランジ部を形成した後、更に前記パンチにより前記素材を押圧することにより、前記可動ダイスを前記固定ダイスから、前記素材の余剰容積分に見合う分だけ浮き上がらせて、前記外向フランジ部の外周縁部にバリを形成することを特徴とする（１）〜（７）のいずれかに記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
（９）前記可動ダイスは、前記外向フランジ部の先端部に対応する位置に前記素材を逃がすための溝部を有し、前記塑性変形工程において、前記溝部に前記外向フランジ部の余肉を入り込ませることにより、前記外向フランジ部を形成することを特徴とする（１）に記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
（１０）前記準備工程は、仕上げ用固定ダイスと、前記外向フランジ部の先端部に対応する位置に前記素材を逃がすための溝部を有する仕上げ用可動ダイスと、を含み、前記仕上げ用固定ダイスと前記仕上げ用可動ダイスの少なくとも一方によって、前記外向フランジ部を仕上げ成形するための他のフランジ成形用キャビティを形成する仕上げ用ダイスを更に備え、前記仕上げ用ダイスを用いて前記外向フランジ部が形成された素材をプレスして、前記溝部に前記外向フランジ部の余肉を入り込ませることにより、前記外向フランジ部を仕上げ成形することを特徴とする（１）に記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
（１１）前記溝部は、円形状に形成されることを特徴とする（９）又は（１０）に記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。
（１２）前記準備工程は、仕上げ用固定ダイスと仕上げ用可動ダイスとを含み、前記仕上げ用固定ダイスと前記仕上げ用可動ダイスの少なくとも一方によって、前記外向フランジ部を仕上げ成形するための他のフランジ成形用キャビティを形成する仕上げ用ダイスを更に備え、前記仕上げ用ダイスを用いて前記外向フランジ部が形成された素材をプレスして、前記外向フランジ部を厚さ方向に圧縮変形させることにより、前記外向フランジ部を仕上げ成形することを特徴とする請求項１に記載の外向フランジ部付金属製部材の製造方法。【００１５】
なお、温間加工とは、６００〜９００℃の範囲で行う金属の塑性加工であり、熱間加工とは、それ以上に高い温度で行う金属の塑性加工を言う。これに対して、前述の特許文献１に記載された様な冷間加工とは、常温で行う金属の塑性加工を言う。本発明の製造方法では、炭素鋼等の金属材料を温間又は熱間で加工するので、冷間に比べて複雑な形状を加工でき、しかも加工に要する荷重を低く抑えられる。即ち、炭素鋼の場合、炭素量にもよるが、一般的には２００〜４００℃以上の領域で延性が向上し、塑性加工に要する荷重を低減できる。本発明の場合、このような延性が向上する温度以上（６００℃以上）で金属材料を塑性変形させるため、上述のように、複雑な形状を低荷重で加工できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の外向フランジ部付金属製部材の製造方法によれば、複雑な外向フランジ部を設けた金属製部材を低荷重で加工することができる。しかも、円周方向の複数個所をそれぞれ径方向外方に突出させて外周縁形状を非円形とした外向フランジ部を形成する際のバリの発生量を低減することができる。即ち、外向フランジ部間にバリを形成しないか、外向フランジ部の形状が複雑である等により、仮にバリを形成せざるを得ない場合でも、小さな（幅の狭い）バリを形成するのみで足りる。このため、トリミング等により除去して、スクラップとして廃棄しなければならない金属材料の量を少なく抑えることができるので、外向フランジ部付金属製部材の製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の外向フランジ部付金属製部材の製造方法の第１実施形態の工程を説明する素材から最終中間素材の断面図である。
【図２】図１に示す第２中間素材を最終中間素材に加工するための仕上成形工程を説明するための断面図である。
【図３】本発明の外向フランジ部付金属製部材の製造方法の第２実施形態の工程を説明する素材から最終中間素材の断面図である。
【図４】図３に示す第２中間素材を第３中間素材に加工するための第２据え込み工程を説明するための断面図である。
【図５】本発明の外向フランジ部付金属製部材の製造方法の第３実施形態の工程における第２中間素材を最終中間素材に加工するための仕上成形工程を説明するための断面図である。
【図６】加工の進行に伴って可動ダイスに加わる上下方向の力を説明するためのグラフ図及び断面図である。
【図７】金属材料から可動ダイスに加わる力を説明するための図６（Ｃ）のＸ部拡大図である。
【図８】本発明の外向フランジ部付金属製部材の製造方法の第４実施形態の工程を説明する素材から最終中間素材の断面図である。
【図９】図８に示す第２中間素材を第３中間素材に加工するための仕上成形工程を説明するための断面図である。
【図１０】図９の第３中間素材の取付部の周辺の拡大断面図である。
【図１１】図９に示す上側ダイスの拡大下面図である。
【図１２】バリや余肉を生じさせることなく複雑な形状の外向フランジ部を有する金属製部材を製造する場合を説明するための要部拡大断面図である。
【図１３】本発明の外向フランジ部付金属製部材の製造方法の第５実施形態の工程を説明する素材から最終中間素材の断面図である。
【図１４】図１３に示す第１中間素材を第２中間素材に加工するための荒成形工程を説明するための断面図である。
【図１５】図１３に示す第２中間素材を第３中間素材に加工するための仕上成形工程を説明するための断面図である。
【図１６】本発明の外向フランジ部付金属製部材の製造方法の第６実施形態の工程を説明する素材から最終中間素材の断面図である。
【図１７】図１６に示す第１中間素材を第２中間素材に加工するための荒成形工程を説明するための断面図である。
【図１８】図１６に示す第２中間素材を第３中間素材に加工するための仕上成形工程を説明するための断面図である。
【図１９】本発明の外向フランジ部付金属製部材の製造方法の第７実施形態の工程を説明する素材から最終中間素材の断面図である。
【図２０】本発明の外向フランジ部付金属製部材の製造方法の第８実施形態の工程を説明する素材から最終中間素材の断面図である。
【図２１】本発明の製造方法の対象となる外向フランジ部付金属製部材であるハブ本体及び外輪を備える車輪支持用転がり軸受ユニットの１例を示す断面図である。
【図２２】従来のハブ本体の製造方法の工程を説明するための断面図である。
【図２３】外周面に支持フランジを有するハブ本体の２例を示す斜視図である。
【図２４】放射状の支持フランジを形成する場合に生じるバリを除去する状態を工程順に示す斜視図である。
【図２５】外周面に取付部を有する外輪の２例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００１８】
１    車輪支持用転がり軸受ユニット
２    外輪（外向フランジ部付金属製部材）
３    ハブ
４    転動体
５    外輪軌道
６    取付部（外向フランジ部）
７    支持フランジ
７ａ  支持フランジ（外向フランジ部）
８    内輪軌道
９    ハブ本体
９ａ  ハブ本体（外向フランジ部付金属製部材）
１０    内輪
１１    ナット
１２    小径段部
１３、１３ａ  素材
１４、１４ａ  第１中間素材
１５    第２中間素材
１６    第３中間素材
１７、１７ａ  バリ
１８    第４中間素材
１９    突出部
２０    スクラップ片
２１    固定ダイス
２２    可動ダイス
２３    パンチ
２４    成形孔
２５、２５ａ、２５ｂ  成形用凹部
２６    取付板
２７    最終中間素材
２８    円形凹部
２９    円形凸部
３０    環状段差面
３１、３１ａ  弾性部材
３２、３２ａ  フランジ成形用キャビティ
３２ｂ  他のフランジ成形用キャビティ
３３、３３ａ、３３ｂ  第２中間素材
３４、３４ａ、３４ｂ  第３中間素材
３５    第４中間素材
３６、３６ａ、３６ｂ  最終中間素材
３７    バリ
３８    第１円形凹部
３９    第２円形凹部
４０、４０ａ  隔壁部
４１    押圧パンチ
４２    カウンターパンチ
４３    上側ダイス（可動ダイス）
４４    下側ダイス（固定ダイス）
４５    押し出しパンチ
４６    下側キャビティ
４７    隙間
４８    皿板ばね
５１、５３    溝部
５２、５４    余肉
６１    上側ダイス（仕上げ用可動ダイス）
６２    下側ダイス（仕上げ用固定ダイス）
６３    押し出しパンチ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［第１実施形態］
まず、図１〜図２を参照して、本発明に係る外向フランジ部付金属製部材の製造方法の第１実施形態について説明する。なお、本実施形態では、前述の図２３に示すようなハブ本体９ａを熱間鍛造により造る場合を例にして説明する。【００２０】
本実施形態では、まず、中炭素鋼の如き鉄系合金等の塑性加工後に焼き入れ硬化可能な金属材料を圧延成形する等により造られた、長尺な原材料を所定長さに切断することにより、図１の（Ａ）に示す円柱状の素材１３を得る。次に、この素材１３を軸方向に押し潰す据え込み工程により、（Ｂ）に示すビヤ樽型の第１中間素材１４とする。次に、第１中間素材１４の軸方向片半部（図１の下半部、完成後のハブ本体９ａの軸方向内半部）を所定の内周面形状を有する金型（ダイス）内に押し込んで、上記軸方向片半部の外径を縮める荒成形工程により、（Ｃ）に示す第２中間素材１５とする。なお、本実施形態では、この第２中間素材１５が本発明の素材に相当する。この図１の（Ａ）→（Ｃ）に示した工程は、前述の図２２に示した従来の製造方法と同様である。【００２１】
本実施形態の製造方法の特徴は、以下に述べる図１の（Ｃ）→（Ｄ）の仕上成形工程にある。この仕上成形工程では、図１の（Ｃ）に示した第２中間素材１５を、図２に示すように、固定ダイス２１と可動ダイス２２とで囲んだ状態で、パンチ２３によりこの第２中間素材１５を軸方向に押し潰し、図１の（Ｄ）に示した最終中間素材２７とする。【００２２】
固定ダイス２１の中心部には、得るべきハブ本体９ａの軸方向内半部に見合う内周面形状を有する成形孔２４が設けられる。この成形孔２４の内周面形状は、第２中間素材１５の軸方向内半部を塑性加工する（第２中間素材１５の金属材料を充満させる）ことにより、完成後のハブ本体９ａの軸方向内半部に比べて、必要となる削り代分大きな外形を有する最終中間素材２７の軸方向内半部を加工できるだけの形状及び大きさとしている。【００２３】
また、固定ダイス２１の上面には、成形用凹部２５を、成形孔２４の上端開口から径方向外方に連続する状態で形成している。この成形用凹部２５は、ハブ本体９ａの外周面の軸方向外端寄り部分に、本発明の外向フランジ部である支持フランジ７ａを形成するためのもので、図２３及び図２４に示す支持フランジ部７ａに見合う（所定の削り代分だけ大きな）形状及び大きさを有する。また、固定ダイス２１は、熱間鍛造を行うためのプレス加工機の基台の上面等に固定されている。【００２４】
一方、可動ダイス２２及びパンチ２３は、プレス加工機のラムの下面等に支持固定される取付板２６の下面に設置される。可動ダイス２２は、パンチ２３の周囲に昇降可能に外嵌される。パンチ２３は、取付板２６の下面中央部に、鉛直方向に配置された状態で結合固定され、可動ダイス２２内を貫通して上下方向に移動可能に設けられる。また、パンチ２３の断面形状は円形で、その下端部は、最終中間素材２７の軸方向外端面の形状に見合う形状である。即ち、パンチ２３の下端部に、最終中間素材２７の軸方向外端面の中央部に円形凹部２８を形成するための円形凸部２９と、この円形凸部２９の基端部の周囲に設けられる環状段差面３０とを形成している。【００２５】
また、可動ダイス２２と取付板２６との間には、圧縮コイルばね等の弾性部材３１、３１が設けられており、これにより、可動ダイス２２に下方に向かう（固定ダイス２１に向かう）弾力が付与される。弾性部材３１、３１の弾力は、相当に大きく、具体的には、ラムがパンチ２３を下方に押圧する力よりは小さいが、第２中間素材１５の塑性変形に伴って成形用凹部２５（後述するフランジ成形用キャビティ３２）内に流入した（充満した状態）金属材料が可動ダイス２２を上方に押圧する力よりは大きい。ラムに対する可動ダイス２２の下降量は、ラムと可動ダイス２２との間に設けられるストッパ機構により規制される。【００２６】
前述した固定ダイス２１、可動ダイス２２、及びパンチ２３を備えた鍛造加工装置により、図１の（Ｃ）に示した第２中間素材１５を図１の（Ｄ）に示した最終中間素材２７とするには、まず、図２の（Ａ）に示すように、可動ダイス２２及びパンチ２３を上昇させた状態で、第２中間素材１５の軸方向内半部を固定ダイス２１の成形孔２４内にセットする。次いで、プレス加工機のラムにより可動ダイス２２及びパンチ２３を下降させると、図２の（Ｂ）に示すように、可動ダイス２２の下面が固定ダイス２１の上面に突き当てられる。この状態で、可動ダイス２２と成形用凹部２５との間に、支持フランジ７ａを形成するためのフランジ成形用キャビティ３２が画成される。【００２７】
そして、この状態から、更にラムを下降させると、図２の（Ｃ）→（Ｄ）→（Ｅ）に示すように、可動ダイス２２をそのままの位置に止めたままパンチ２３が、各弾性部材３１、３１を弾性変形（圧縮）しつつ下降する。このパンチ２３の下端面により、第２中間素材１５を軸方向に強く押圧する。この押圧の初期から中間段階では、図２の（Ｂ）→（Ｃ）→（Ｄ）に示すように、第２中間素材１５の軸方向外端面の中央部を凹ませつつ、第２中間素材１５の軸方向内半部を成形孔２４に押し込む。これにより、第２中間素材１５の軸方向内半部の外面形状は、最終中間素材２７の軸方向内半部の外面形状に加工される。【００２８】
また、図２の（Ｂ）に示すように、フランジ成形用キャビティ３２を画成した状態から、ラムによりパンチ２３を更に下降させると、第２中間素材１５の軸方向内半部が軸方向に押し潰され、その結果、第２中間素材１５を構成する金属材料が、図２の（Ｃ）→（Ｄ）→（Ｅ）に示すように、フランジ成形用キャビティ３２に送り込まれる。この結果、放射状の支持フランジ７ａを有する最終中間素材２７が得られる。そこで、ラムにより可動ダイス２２及びパンチ２３を上昇させ、図示しないノックアウトピン等により、最終中間素材２７を固定ダイス２１の成形孔２４から取り出す。固定ダイス２１から取り出された最終中間素材２７は、次の工程に送られ、所定の切削加工及び研削加工が施されて図２３及び図２４に示すハブ本体９ａとなる。【００２９】
以上説明したように、本実施形態によれば、最終中間素材２７に設けた支持フランジ７ａ間にバリが形成されない（フラッシュレス）ので、材料の歩留り向上による製造コストの低減を図ることができる。また、バリを除去する工程とそのための金型が不要となるので、外向フランジ部付金属製部材の製造コストの低減を図ることができる。さらに、不要なバリを形成しない分だけ、鍛造時のプレス荷重を低減することができるので、小型のプレス加工機の使用が可能になり、消費エネルギー低減により運転コストを低減することができ、外向フランジ部付金属製部材の製造コストの低減を図ることができる。【００３０】
［第２実施形態］
次に、図３〜図４を参照して、本発明に係る外向フランジ部付金属製部材の製造方法の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態では、前述の図２５に示すような外輪２を熱間鍛造により造る場合を例にして説明する。【００３１】
本実施形態では、図３の（Ａ）に示す、中炭素鋼、軸受鋼、浸炭鋼の如き鉄系合金等の塑性加工後に焼き入れ硬化可能な金属製で円柱状の素材１３ａに、順次、塑性加工或いは打ち抜き加工を施す。そして、（Ｂ）に示す第１中間素材１４ａ、（Ｃ）に示す第２中間素材３３、（Ｄ）に示す第３中間素材３４、（Ｅ）に示す第４中間素材３５を経て、（Ｆ）に示す最終中間素材３６を得る。さらに、最終中間素材３６に、必要とする切削加工及び研削加工を施して、外輪２とする。素材１３ａの容積は、第４中間素材３５本来の容積よりも少しだけ（この第４中間素材３５に比べて後述するバリ３７の容積分だけ）大きくしている。【００３２】
以下、素材１３ａを最終中間素材３６に加工する工程について、順番に説明する。なお、以下の加工は、基本的には総て熱間若しくは温間で行うが、小型の車輪支持用転がり軸受ユニットを形成する場合等、可能であれば、冷間で行っても良い。【００３３】
まず、据え込み工程で、図３の（Ａ）→（Ｂ）に示すように、素材１３ａを軸方向に押し潰しつつ外径を拡げ、素材１３ａを、径方向中間部が膨らんだビヤ樽型の第１中間素材１４ａとする。【００３４】
次に、荒成形工程で、図３の（Ｂ）→（Ｃ）に示すように、第１中間素材１４ａを第２中間素材３３に塑性加工する。この荒成形工程では、鍛造加工の分野で広く知られている方法により、第１中間素材１４ａの径方向中央寄り部分を軸方向に押し潰し、この径方向中央寄り部分の金属材料を、径方向外方に移動させつつ、軸方向両側（前後両方向）に移動させる。なお、本実施形態では、この第２中間素材３３が本発明の素材に相当する。【００３５】
第２中間素材３３は、軸方向一端面（図３の上端面）側に開口する第１円形凹部３８及び軸方向他端面（図３の下端面）側に開口する第２円形凹部３９と、これら円形凹部３８、３９の底面間に存在する隔壁部４０と、を有する。本実施形態では、第１円形凹部３８の形状を、内径が小さい奥半部と内径が大きい開口側半部とを段差部で連続させた、段付形状とする。このため、押圧パンチとして、先半部の外径が小さく、基半部の外径が大きい、段付のものを使用する。【００３６】
次に、本実施形態の特徴である仕上成形工程で、第２中間素材３３を第３中間素材３４に塑性加工する。この仕上成形工程は、図４に示す仕上成形装置を使用して行われる。【００３７】
この仕上成形装置は、それぞれが一対のパンチに相当する押圧パンチ４１及びカウンターパンチ４２と、可動ダイスに相当する上側ダイス４３と、固定ダイスに相当する下側ダイス４４と、押し出しパンチ４５と、を備える。【００３８】
上側ダイス４３は、プレス加工機のラムの下面に、このラムに対して昇降可能に支持されており、圧縮コイルばね等の大きな弾力を有する弾性部材３１、３１により、下方に向いた大きな弾力が付与される。また、ラムに対する上側ダイス４３の下降量は、ラムと上側ダイス４３との間に設けたストッパ機構により規制される。また、上昇量は、例えば、ラムの下面と上側ダイス４３の上面とが突き当たることで制限される。従って、上側ダイス４３は、通常状態ではラムと共に昇降するが、上向きの大きな力が加わった場合は、各弾性部材３１、３１の弾力に抗し、ラムに対して上昇する。【００３９】
また、押圧パンチ４１は、上側ダイス４３内を上下方向に貫通した状態で、ラムに対し固定される。従って、上側ダイス４３は、押圧パンチ４１の周囲に上下方向移動可能に支持される。そして、ラムの下降時に上側ダイス４３の下端面は、押圧パンチ４１の下端面とカウンターパンチ４２の上端面との間で第２中間素材３３の隔壁部４０を強く挟持する以前に、下側ダイス４４の上端面に突き当たる。そして、この状態からラムが更に下降すると、上側ダイス４３はそのままの位置に止まり、押圧パンチ４１のみがラムと共に下降し、各弾性部材３１、３１が弾性変形する。【００４０】
一方、カウンターパンチ４２と下側ダイス４４は、プレス加工機の支持台の上面に同心に固定されており、互いの間に、第３中間素材３４の軸方向外半部の外面形状に見合う（凹凸が逆である）内面形状を有する下側キャビティ４６が設けられる。カウンターパンチ４２と下側ダイス４４とは、仕上成形工程の進行に伴って変位することはない。【００４１】
さらに、押し出しパンチ４５は、円筒状であり、その上端面により、下側キャビティ４６の下端部を仕切っている。押し出しパンチ４５は、プレス加工機の支持台に対し、昇降可能に支持される。そして、押し出しパンチ４５が下降し切った状態で、下側キャビティ４６の内面形状が、第３中間素材３４（第４中間素材３５）の軸方向外半部の外面形状に見合う形状になる。【００４２】
そして、本実施形態では、押圧パンチ４１の先端部及びカウンターパンチ４２の先端部は、何れも、先端面寄りの小径部と基端寄りの大径部とを段部で連続させた段付形状としている。また、下側キャビティ４６の上端部の円周方向複数個所（例えば４個所）に、それぞれ径方向外方に突出する成形用凹部２５ａを、下側ダイス４４の上面から凹む状態で形成している。【００４３】
そして、図４に示す仕上成形装置を使用して仕上成形工程を行うことにより、第２中間素材３３を第３中間素材３４とするには、まず、第２中間素材３３の軸方向外端寄り部分を下側ダイス４４内に挿入し、カウンターパンチ４２の上端部を、第２中間素材３３の軸方向外端面に形成した第２円形凹部３９内に嵌合させる。その後、ラムを下降させて、図４の（Ａ）に示すように、押圧パンチ４１を、第２中間素材３３の軸方向内端面に形成した第１円形凹部３８内に嵌合させると共に、下側ダイス４４の上端面と上側ダイス４３の下端面とを突き合わせる。この状態で、成形用凹部２５ａに対応し、両ダイス４４、４３の突き合わせ面間に、フランジ成形用キャビティ３２ａが画成される。【００４４】
この状態からラムを、図４の（Ｂ）（Ｃ）の矢印ａ、ａで示すように、更に下降させると、図４の（Ａ）→（Ｂ）に示すように、上側ダイス４３はそのままの位置に止まって、押圧パンチ４１のみが下方に移動する。この移動に伴って押圧パンチ４１が、第２中間素材３３の径方向中央部分を軸方向に押圧して、この部分を押し潰し、隔壁部４０を、厚さ寸法の小さい隔壁部４０ａとする。【００４５】
このように径方向中央部分を押し潰すことで押し出された金属材料は、下側キャビティ４６内に入り込んで当該部分を円筒形に形成すると共に、一部は、フランジ成形用キャビティ３２ａに向け、径方向外方に送られて、フランジ成形用キャビティ３２ａ内に、外向フランジ部である取付部６を形成する。【００４６】
また、本実施形態では、第２中間素材３３を得るための素材１３ａの容積が、第４中間素材３５本来の容積よりも少しだけ多いため、フランジ成形用キャビティ３２ａの隅部まで、十分に金属材料が入り込む。このため、加工すべき取付部６の形状が複雑であっても、この取付部６の加工を確実に（形状精度及び寸法精度を十分に確保した状態で）行える。【００４７】
フランジ成形用キャビティ３２ａ内に金属材料が充満した後、更に、押圧パンチ４１が、図４（Ｃ）に示すように、十分に下降し、フランジ成形用キャビティ３２ａ内に十分量の金属材料が押し込まれると、上述のように第２中間素材３３の金属材料が余分である分、フランジ成形用キャビティ３２ａ内の圧力が上昇し、上側ダイス４３を上方に押圧する力が大きくなる。そして、この力が、各弾性部材３１、３１の弾力よりも大きくなると、上側ダイス４３がこれら各弾性部材３１、３１の弾力に抗して、図４（Ｃ）に矢印ｂ、ｂで示すように上昇し、上側ダイス４３の下端面が下側ダイス４４の上端面から離隔して、これら両端面間に、図４の（Ｃ）に誇張して示すように、隙間４７が生じる。すると、フランジ成形用キャビティ３２ａ内に入り込んでいた金属材料の一部が隙間４７内に入り込み、取付部６の外周縁にバリ３７が形成される。この結果、図３の（Ｄ）に示す第３中間素材３４を得られる。この第３中間素材３４に形成した第１及び第２円形凹部３８、３９の内周面は、内径が小さい奥半部と内径が大きい開口側半部とを段差部で連続させた段付円筒面状である。【００４８】
本実施形態では、第３中間素材３４の加工完了の状態で、両ダイス４３、４４の先端面が互いに当接せず、これら両先端面間に隙間４７が介在する状態となる。そして、この隙間４７には、金属材料の余剰分が入り込んで、バリ３７を形成する。この第３中間素材３４は、押圧パンチ４１及び上側ダイス４３を上昇させてから、押し出しパンチ４５を上昇させることで、仕上成形装置から取り出される。そして、図３の（Ｄ）→（Ｅ）に示すように、バリ３７を打ち抜き除去して、第４中間素材３５とする。【００４９】
そして、最後に、図３の（Ｅ）→（Ｆ）に示すように、両円形凹部３８、３９間に存在する隔壁部４０ａを、プレス加工等により打ち抜き除去し、最終中間素材３６とする。この最終中間素材３６は、完成後の外輪２｛図３の（Ｄ）〜（Ｆ）の二点鎖線参照｝よりも厚肉である。そこで、この最終中間素材３６に、所定の切削（旋削）加工及び研削加工を施して、外輪２として完成する。【００５０】
以上説明したように、本実施形態によれば、外向フランジ部である取付部６の加工に伴ってバリ３７を生じるが、このバリ３７は、取付部６の形状精度を向上させるために必要な、小さなもので済む。このため、材料の歩留りをあまり悪化させることはなく、バリ３７を除去する作業も容易に行えるので、取付部６を備えた外輪２の製造コストの低減を図ることができる。【００５１】
［第３実施形態］
次に、図５〜図７を参照して、本発明に係る外向フランジ部付金属製部材の製造方法の第３実施形態について説明する。なお、本実施形態では、前述した第１実施形態と同様に、前述の図２３に示すようなハブ本体９ａを熱間鍛造により造る場合を例にして説明する。但し、前述した第１及び第２実施形態では、弾性部材３１、３１（図２、図４参照）に大きな弾力を持たせて、この弾性部材３１、３１の弾力のみで、第２中間素材１５（３３）を最終中間素材２７（第３中間素材３４）に塑性変形させる間中（加工工程の最終段階で、金属材料がフランジ成形用キャビティ３２、３２ａ内に充満した状態でも）、可動ダイス２２（上側ダイス４３）が固定ダイス２１（下側ダイス４４）から浮き上がらないようにしていた。【００５２】
本実施形態では、可動ダイス２２を固定ダイス２１に向け下方に押圧する弾性部材３１ａとして、伸縮ストロークが大きい代わりに弾力が小さな、圧縮コイルばねを使用している。この弾性部材３１ａは、可動ダイス２２内を上下方向に貫通するパンチ２３の基端部（上端部）から中間部に外嵌され、可動ダイス２２の上面中央部を下方に押圧している。【００５３】
弾性部材３１ａの弾力は、パンチ２３の下降に伴って可動ダイス２２の下面を固定ダイス２１の上面に確実に突き合わせられるだけの大きさとしている。言い換えれば、弾性部材３１ａの弾力は、金属材料がフランジ成形用キャビティ３２内に充満した状態では、可動ダイス２２が固定ダイス２１から浮き上がることを阻止できない程度の大きさとしている。なお、弾性部材３１ａは、前述したように、可動ダイス２２の設置状況によっては省略することもできる。【００５４】
弾性部材３１ａとして、弾性の小さなものを使用するか、更には省略する代わりに、本実施形態では、金属材料がフランジ成形用キャビティ３２内に入り込む途中までの状態、即ち、図５の（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）までの状態で、この金属材料の外周面、即ち、第２中間素材１５から最終中間素材２７の一部外周面と可動ダイス２２の内周面との当接部に作用する摩擦力（弾性部材３１ａを使用する場合は、可動ダイス２２の自重、弾性部材３１ａの弾力及び摩擦力、省略する場合は、可動ダイス２２の自重及び摩擦力のみ）に基づいて、可動ダイス２２の下面を固定ダイス２１の上面に突き合わせるようにしている。【００５５】
さらに、それ以降、即ち、図５の（Ｃ）→（Ｄ）に示すように、金属材料がフランジ成形用キャビティ３２内に充満する過程では、自重及び摩擦力（弾性部材３１ａを使用する場合には、弾性部材３１ａの弾力、自重及び摩擦力）に加えて、弾性部材である皿板ばね４８の弾力により、可動ダイス２２の下面を固定ダイス２１の上面に突き合わせた状態に維持する。この皿板ばね４８は、可動ダイス２２の上面でパンチ２３の周囲に配置したもので、伸縮ストロークが短い代わりに大きな弾性を有する。【００５６】
本実施形態がこのような構成を採用した理由は、温間又は熱間鍛造時の熱による火災の発生の可能性を抑え、しかも、製造装置の小型化を可能にして、外向フランジ部付金属製部材の製造コストを低減するためである。以下にこの理由について詳しく説明する。【００５７】
パンチ２３の周囲に可動ダイス２２を設置した、所謂フローティングダイ構造の金型を使用した鍛造加工時に、可動ダイス２２を固定ダイス２１に押し付けて、この金型を閉塞状態に維持するための力として一般的には、油圧シリンダや圧縮コイルばねの押し付け力（弾力）を利用することが考えられる。但し、本発明の外向フランジ部付金属製部材の製造方法は、温間又は熱間鍛造を意図しているため、被加工物の温度は、前述した通り、温間加工で６００〜９００℃、熱間鍛造の場合にはそれ以上に達する。金型の表面も、被加工物程ではないにしても、かなりの高温になる。このため、油圧シリンダから作動油が漏洩し、この作動油が高温部分に触れると、火災発生の可能性がある。このため、金型閉塞のために油圧シリンダを利用することは好ましくない。【００５８】
一方、圧縮コイルばねの場合には、伸縮ストロークの確保と弾力の確保とを両立させることが難しい。例えば、本発明の製造方法により、乗用車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を加工する場合、必要となる閉塞力（可動ダイス２２を固定ダイス２１に向け押圧する力）は、数１００ｋＮ〜１０００ｋＮ（数１０ｔｆ〜１００ｔｆ）程度に達する。また、この力を圧縮コイルばねにより得る場合は、この圧縮コイルばねに必要となる伸縮ストローク｛図２の（Ｂ）に示した状態と同じく（Ｅ）に示した状態との間での伸縮ストローク｝は、数１０ｍｍ程度になる。このような大きな伸縮ストロークの全範囲に亘り、上記大きな力を得られる程の弾力を有する圧縮コイルばねは、相当に大きなもの、或は相当の数が必要になる。この結果、圧縮コイルばねを組み込んだフローティングダイ構造の金型、更には、この金型をプレス装置に組み込んだ鍛造加工装置が大型化することは避けられない。このような大型化は、この鍛造加工装置を利用して造られる外向フランジ部付金属製部材の製造コストの増大に結び付くため、好ましくない。【００５９】
このような事情に鑑みて本実施形態では、有効ストロークが短いものであれば、小型でしかも大きな弾力が得られる皿板ばね４８により、鍛造加工の最終段階でのみ、可動ダイス２２を固定ダイス２１に向けて大きな力で弾性的に押圧するようにしている。即ち、図５の（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）に示した、鍛造加工の初期段階から中間段階までの間、具体的には、第２中間素材１５から最終中間素材２７を構成する金属材料の一部が、フランジ成形用キャビティ３２の内径寄り部分に入り込み始めるまでの間は、皿板ばね４８の弾力によらず、可動ダイス２２の下面を固定ダイス２１の上面に押し付けている。即ち、上記入り込み始めるまでの間は、可動ダイス２２の自重の他は、金属材料の外周面と可動ダイス２２の内周面との間に作用する摩擦力（弾性部材３１ａを使用する場合には、弾性部材３１ａの弾力及び摩擦力）により、プレス加工装置のラムからパンチ２３に伝えられた下降力を可動ダイス２２に伝え、可動ダイス２２の下面を固定ダイス２１の上面に押し付ける。【００６０】
そして、図５の（Ｃ）→（Ｄ）に示した、鍛造加工の最終段階で、パンチ２３の基端部（上端部）に設けた取付板２６の下面により皿板ばね４８を、可動ダイス２２の上面との間で圧縮し始める。この状態でこの可動ダイス２２には、摩擦力（弾性部材３１ａを使用する場合には、弾性部材３１ａの弾力及び摩擦力）に基づいてパンチ２３から可動ダイス２２に伝えられた下降力に加えて、皿板ばね４８の弾力が、固定ダイス２１に向いた力として加わる。この結果、フランジ成形用キャビティ３２内に金属材料が充満する過程で可動ダイス２２に加わる、図５の（Ｂ）→（Ｃ）に示した中間段階で加わる押し上げ力よりも大きな押し上げ力にも拘らず、可動ダイス２２の下面を固定ダイス２１の上面に突き合わせた状態のままに維持できる。【００６１】
以上説明したように、本実施形態によれば、油圧シリンダや大型の圧縮コイルばねを使用しなくても、最終中間素材２７の支持フランジ７ａの外周縁にバリを生じさせないか、仮に生じさせても小さいバリで済む（所謂フラッシュレス鍛造が可能になる）。また、皿板ばね４８を圧縮するのは、鍛造加工の最終段階だけであり、図５の（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）に示した初期段階から中間段階までは圧縮しない。従って、ラムを下降させる過程で、皿板ばね４８を弾性的に圧縮するストロークを短くできる。このため、皿板ばね４８を弾性的に圧縮するために余分なエネルギーを消費する必要がなくなるので、省エネルギー化による運転コストの低減を図ることができる。なお、皿板ばね４８の伸縮ストロークは、被加工物の形状及び大きさにより設計的に定めるが、例えば、乗用車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を加工する場合であれば、後述するように５ｍｍ程度あれば十分である。【００６２】
以下に、本実施形態の製造方法の理論的裏付けについて説明する。図６（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）→（Ｄ）に示すように、第２中間素材１５を最終中間素材２７に加工する過程で、パンチ２３の先端部が第２中間素材１５の上端面を押圧し、第２中間素材１５が塑性変形し始めると、第２中間素材１５を構成する金属材料の外周面が、図７の矢印ｃ、ｃに示すように、可動ダイス２２の内周面に押し付けられる。この結果、これら両周面の当接部に圧力（垂直抗力）が発生する。言い換えれば、金属材料の外周面と可動ダイス２２の内周面とが摩擦係合する。この状態からパンチ２３が更に下降する（更に成形が進行する）と、金属材料が固定ダイス２１に向けて下方に移動する。このため、上記両周面の摩擦係合に基づいて、可動ダイス２２が固定ダイス２１に向け、図７の矢印ｄで示すように下方に押圧される。【００６３】
この結果、可動ダイス２２の下面が固定ダイス２１の上面に向けて強く突き合わされる。即ち、金属材料自身の摩擦力により、両ダイス２２、２１の突き合わせ面を閉じたままにする閉塞力が発生する。本発明が意図する温間鍛造及び熱間鍛造（特に熱間鍛造）は、冷間鍛造に比べて、被加工物と金型（可動ダイス２２）との当接部の摩擦係数が高い。従って、金属材料自身が発生する摩擦力だけでも、数１００ｋＮ（数１０ｔｆ）程度の閉塞力を得ることができる。  このため、鍛造加工の初期段階から中間段階までは、上記摩擦力のみで、両ダイス２２、２１の突き合わせ面を閉じたままにできる。これに対して、フランジ成形用キャビティ３２内に金属材料が充満する過程では、図７に矢印ｅ、ｅで示すように、可動ダイス２２に押し上げ方向の力が加わる。そして、加工の最終段階では、この押し上げ方向の力が、上記矢印ｄで示した下降方向の力よりも大きくなる。従って、上記摩擦力だけでは、両ダイス２２、２１の突き合わせ面を閉じたままに維持できなくなる。【００６４】
図６（Ｅ）は、図６の（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）→（Ｄ）に示した、第２中間素材１５から最終中間素材２７への加工の進行に伴って可動ダイス２２の上下方向に加わる力を、有限要素解析により求めた結果を示している。図６（Ｅ）の線図で、横軸は、パンチ２３のストローク｛図６（Ｄ）に示すように、パンチ２３が加工終了時点まで下降した状態からの上昇量｝を表し、単位はｍｍである。また、縦軸は、可動ダイス２２に加わる上昇方向の力の大きさを表しており、単位はｔｆ（ｋＮ／９．８）である。この力は、上記摩擦力に基づいて可動ダイス２２を下方に押圧するマイナス（−）方向の力と、フランジ成形用キャビティ３２内に入り込んだ金属材料により可動ダイス２２を上方に押圧するプラス（＋）方向の力との和である。これら両方向の力の和である上昇方向の力の大きさが負（−）であるとは、上記摩擦力に基づいて両ダイス２２、２１の突き合わせ面を塞ぐ力が、フランジ成形用キャビティ３２内に入り込んだ金属材料により可動ダイス２２を上方に押圧する力に勝っている状態である。この状態では、可動ダイス２２にばね等による閉塞力を付与しなくても、突き合わせ面が開くことはない。【００６５】
これに対して、上昇方向の力の大きさが正（＋）であるとは、上記摩擦力に基づいて両ダイス２２、２１の突き合わせ面を塞ぐ力よりも、フランジ成形用キャビティ３２内に入り込んだ金属材料が可動ダイス２２を上方に押圧する力が勝っている状態である。この状態では、可動ダイス２２にばね等による閉塞力を付与しない限り、突き合わせ面が開く。但し、図６（Ｅ）の線図に表した曲線が、この線図のうちで、可動ダイス２２に加わる力の大きさが０ｔｆである線を通過する位置の値から明らかなように、可動ダイス２２が上方に押されるのは、加工工程の最終段階で、パンチ２３のストロークが残り１．５ｍｍ程度の範囲に限られる。【００６６】
例えば、乗用車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を加工する場合で、パンチ２３の全ストロークは３０ｍｍ程度に達するが、皿板ばね４８を押圧するのは、最後の１．５ｍｍ（全ストロークの１／２０）で足りる。余裕を持たせても、最後の３．０ｍｍ（全ストロークの１／１０）で足りる。また、皿板ばね４８の弾力は、余裕も持たせても、９８０ｋＮ（１００ｔｆ）程度あれば十分である。なお、皿板ばね４８は、完全に押し潰すと耐久性が損なわれるため、使用範囲に比べて伸縮ストロークに余裕を持たせることが好ましいが、その場合でも、５ｍｍ程度あれば十分である。弾力が９８０ｋＮ程度で伸縮ストロークが５ｍｍ程度の皿板ばねとしては、特に嵩張らずに小型のもの（例えば、軸方向厚さが３０ｍｍ程度のもの）を容易に調達できる。このことから、本実施形態によれば、フローティングダイ構造の金型、更には、この金型をプレス装置に組み込んだ鍛造加工装置を小型・軽量化して、この鍛造加工装置を利用して造られる外向フランジ部付金属製部材の製造コストの低減化を図る面から有利である。【００６７】
なお、本実施形態では、皿板ばね４８の弾力を、図６（Ｅ）の線図の最大値（７０ｔｆ）よりも少し小さくしておけば（閉塞力を弱め、例えば、３０〜５０ｔｆ程度に設定しておけば）、加工の最終段階で可動ダイス２２の下面を固定ダイス２１の上面から僅かに浮き上がらせて、支持フランジ７ａの外周縁に僅かなバリを生じさせる代りに、形状の複雑な支持フランジ７ａの形成を精度良く行うこともできる。【００６８】
［第４実施形態］
次に、図８〜図１１を参照して、本発明に係る外向フランジ部付金属製部材の製造方法の第４実施形態について説明する。なお、本実施形態では、前述の図２５に示すような外輪２を熱間鍛造により造る場合を例にして説明する。また、第１〜第３実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。【００６９】
本実施形態では、図８の（Ａ）に示す金属製で円柱状の素材１３ａに、順次、塑性加工又は打ち抜き加工を施すことにより、（Ｂ）に示す第１中間素材１４ａ、（Ｃ）に示す第２中間素材３３、（Ｄ）に示す第３中間素材３４ａを経て、（Ｅ）に示す最終中間素材３６ａを得て、この最終中間素材３６ａに、所定の切削加工及び研削加工を施して、外輪２とする。なお、本実施形態では、第２中間素材３３が本発明の素材に相当する。【００７０】
以下に、素材１３ａを最終中間素材３６ａに加工する工程について、順番に説明する。なお、下記の加工は、基本的には総て熱間又は温間で行うが、小型の車輪支持用転がり軸受ユニットを形成する場合等、可能であれば、冷間で行っても良い。【００７１】
まず、据え込み工程で、図８の（Ａ）→（Ｂ）に示すように、素材１３ａを軸方向に押し潰しつつ外径を拡げ、素材１３ａを、軸方向中間部が膨らんだビヤ樽型の第１中間素材１４ａとする。【００７２】
次に、荒成形工程で、図８の（Ｂ）→（Ｃ）に示すように、第１中間素材１４ａを第２中間素材３３に塑性加工する。この荒成形工程では、鍛造加工の分野で広く知られている方法により、第１中間素材１４ａの径方向中央寄り部分を軸方向に押し潰し、この径方向中央寄り部分の金属材料を、径方向外方に移動させつつ、軸方向両側（前後両方向）に移動させる。なお、本実施形態では、この荒成形工程は省略してもよい。【００７３】
次に、本実施形態の特徴である仕上成形工程で、図８の（Ｃ）→（Ｄ）に示すように、第２中間素材３３を第３中間素材３４ａに塑性加工する。この仕上成形工程は、図９に示す仕上成形装置を使用して行われる。【００７４】
この仕上成形装置は、それぞれが一対のパンチに相当する押圧パンチ４１及びカウンターパンチ４２と、可動ダイスに相当する上側ダイス４３と、固定ダイスに相当する下側ダイス４４と、押し出しパンチ４５と、押圧パンチ４１の取付板２６の下面と上側ダイス４３の上面との間に配置され、押圧パンチ４１の基端部から中間部に外嵌される弾性部材３１ａと、下側ダイス４４の上面で押圧パンチ４１の周囲に配置される皿板ばね４８と、を備える。そして、下側ダイス４４の上端面に成形用凹部２５ａが形成され、上側ダイス４３の下端面と下側ダイス４４の上端面との突き合わせ面間にフランジ成形用キャビティ３２ａが画成される。【００７５】
そして、図９〜図１１に示すように、本実施形態の上側ダイス４３の下面には、外向フランジ部である取付部６の先端部に対応する位置に素材である金属材料を逃がすための溝部５１が形成されており、この溝部５１は平面視において円形状に形成される。なお、溝部５１は、上側及び下側ダイス４３、４４の位相合わせがされる場合には、上記のように円形状ではなく、取付部６の先端部に対応する位置のみに形成されていてもよい。なお、図１１に示す一点鎖線は、外輪２の外形線を表している。【００７６】
従って、本実施形態の仕上成形工程では、図９に示す仕上成形装置を使用して第２中間素材３３を塑性加工することにより、上側ダイス４３の溝部５１に、第３中間素材３４ａの余肉５２が入り込んで取付部６が形成される。このため、フランジ成形用キャビティ３２ａの隅部まで、十分に金属材料が入り込むので、加工すべき取付部６の形状が複雑であっても、バリを生じさせることなく、取付部６を確実に形成することができる。また、余肉５２は、後述する所定の切削加工及び研削加工により除去されるので、余肉５２を除去する工程を別途用意する必要はない。【００７７】
次に、打ち抜き工程で、図８の（Ｄ）→（Ｅ）に示すように、第３中間素材３４ａの第１及び第２円形凹部３８、３９間に存在する隔壁部４０ａを、プレス加工等により打ち抜き除去することにより、第３中間素材３４ａを最終中間素材３６ａとする。【００７８】
そして、最終中間素材３６ａは、完成後の外輪２（図１０の一点鎖線参照）よりも厚肉であるので、所定の切削（旋削）加工及び研削加工が施されて、外輪２として完成する。【００７９】
以上説明したように、本実施形態によれば、上側ダイス４３の取付部６の先端部に対応する位置に素材（金属材料）を逃がすための溝部５１を設け、仕上成形工程において、溝部５１に取付部６の余肉５２を入り込ませることにより、取付部６を形成するため、バリを生じさせることなく、複雑な形状の取付部６を確実に形成することができる。これにより、スクラップとして廃棄しなければならない金属材料の量を少なくすることができるので、材料の歩留りを向上することができ、外輪（外向フランジ部付金属製部材）２の製造コストの低減を図ることができる。また、不要なバリを形成しない分だけ、鍛造時のプレス荷重を低減することができるので、小型のプレス加工機の使用が可能になり、消費エネルギー低減により運転コストを低減することができ、外輪（外向フランジ部付金属製部材）２の製造コストの低減を図ることができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１〜第３実施形態と同様である。【００８０】
ところで、上記第４実施形態の手法を用いずに、径方向外側に大きく突出するような複雑な形状の外向フランジ部（取付部６、支持フランジ７ａ）を有する金属製部材（外輪２、ハブ本体９ａ）を製造する場合、図１２に示すように、フランジ成形用キャビティ３２ａ（３２）の取付部６（支持フランジ７ａ）の先端部に対応する位置の隅部に空間Ｓが発生して、この空間Ｓにスケールや潤滑材が溜まってしまう場合がある。そして、この状態のままで、完成後の外輪２（ハブ本体９ａ）の外形（図１２の一点鎖線参照）を得るために所定の切削加工及び研削加工を施しても、取付部６（支持フランジ７ａ）に欠肉Ｐが発生して、不良品となってしまう。そこで、本発明では、第２実施形態では極めて小さなバリを生じさせ、第４実施形態では可動ダイスに形成した溝部に余肉を入り込ませることにより、複雑な形状の外向フランジ部を有する金属製部材の製造を可能にしている。【００８１】
［第５実施形態］
次に、図１３〜図１５を参照して、本発明に係る外向フランジ部付金属製部材の製造方法の第５実施形態について説明する。なお、本実施形態では、前述の図２５に示すような外輪２を熱間鍛造により造る場合を例にして説明する。また、第１〜第４実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。【００８２】
本実施形態では、図１３の（Ａ）に示す金属製で円柱状の素材１３ａに、順次、塑性加工又は打ち抜き加工を施すことにより、（Ｂ）に示す第１中間素材１４ａ、（Ｃ）に示す第２中間素材３３ａ、（Ｄ）に示す第３中間素材３４ａを経て、（Ｅ）に示す最終中間素材３６ａを得て、この最終中間素材３６ａに、所定の切削加工及び研削加工を施して、外輪２とする。なお、本実施形態では、第１中間素材１４ａが本発明の素材に相当する。【００８３】
以下に、素材１３ａを最終中間素材３６ａに加工する工程について、順番に説明する。なお、下記の加工は、基本的には総て熱間又は温間で行うが、小型の車輪支持用転がり軸受ユニットを形成する場合等、可能であれば、冷間で行っても良い。【００８４】
まず、据え込み工程で、図１３の（Ａ）→（Ｂ）に示すように、素材１３ａを軸方向に押し潰しつつ外径を拡げ、素材１３ａを、軸方向中間部が膨らんだビヤ樽型の第１中間素材１４ａとする。【００８５】
次に、本実施形態の特徴である荒成形工程で、図１３の（Ｂ）→（Ｃ）に示すように、第１中間素材１４ａを第２中間素材３３ａに塑性加工する。この荒成形工程は、図１４に示す荒成形装置を使用して行われる。【００８６】
この荒成形装置は、それぞれが一対のパンチに相当する押圧パンチ４１及びカウンターパンチ４２と、可動ダイスに相当する上側ダイス４３と、固定ダイスに相当する下側ダイス４４と、押し出しパンチ４５と、押圧パンチ４１の取付板２６の下面と上側ダイス４３の上面との間に配置され、押圧パンチ４１の基端部から中間部に外嵌される弾性部材３１ａと、下側ダイス４４の上面で押圧パンチ４１の周囲に配置される皿板ばね４８と、を備える。そして、下側ダイス４４の上端面に成形用凹部２５ａが形成され、上側ダイス４３の下端面と下側ダイス４４の上端面との突き合わせ面間にフランジ成形用キャビティ３２ａが画成される。【００８７】
そして、本実施形態では、第２中間素材３３ａの取付部６の板厚ｔ１が第３中間素材３４ａの取付部６の板厚ｔ２より若干厚くなるように、フランジ成形用キャビティ３２ａの高さｈ１が設定される。【００８８】
従って、本実施形態の荒成形工程では、図１４に示す荒成形装置を使用して第１中間素材１４ａを塑性加工することにより、第２中間素材３３ａの取付部６の板厚ｔ１は、第３中間素材３４ａの取付部６の板厚ｔ２より若干厚く形成される。なお、この荒成形工程では、フランジ成形用キャビティ３２ａの隅部まで金属材料が入り込む必要はなく、隅部にスケールや潤滑材が溜まっていても問題はない。【００８９】
次に、本実施形態の特徴である仕上成形工程で、図１３の（Ｃ）→（Ｄ）に示すように、第２中間素材３３ａを第３中間素材３４ａに塑性加工する。この仕上成形工程は、図１５に示す仕上成形装置を使用して行われる。【００９０】
この仕上成形装置は、仕上げ用可動ダイスに相当する上側ダイス６１と、仕上げ用固定ダイスに相当する下側ダイス６２と、下側パンチ６３と、押し出しパンチ６４と、を備える。【００９１】
そして、本実施形態では、下側ダイス６２の上端面に成形用凹部２５ｂが形成され、上側ダイス６１の下端面と下側ダイス６２の上端面との突き合わせ面間に他のフランジ成形用キャビティ３２ｂが画成される。また、他のフランジ成形用キャビティ３２ｂの高さｈ２は、上記フランジ成形用キャビティ３２ａの高さｈ１より小さく設定される。さらに、本実施形態では、上側ダイス６１の下面の取付部６の先端部に対応する位置に金属材料を逃がすための溝部５１が形成される。【００９２】
従って、本実施形態の仕上成形工程では、図１５に示す仕上成形装置を使用して第２中間素材３３ａを塑性加工することにより、第２中間素材３３ａの取付部６が軸方向に押し潰され、上側ダイス６１の溝部５１に第３中間素材３４ａの取付部６の余肉５２が入り込んで、第３中間素材３４ａの取付部６が仕上げ成形される。このため、他のフランジ成形用キャビティ３２ｂの隅部まで、十分に金属材料が入り込むので、加工すべき取付部６の形状が複雑であっても、バリを生じさせることなく、取付部６を確実に形成することができる。【００９３】
次に、打ち抜き工程で、図１３の（Ｄ）→（Ｅ）に示すように、第３中間素材３４ａの第１及び第２円形凹部３８、３９間に存在する隔壁部４０ａを、プレス加工等により打ち抜き除去することにより、第３中間素材３４ａを最終中間素材３６ａとする。【００９４】
そして、最終中間素材３６ａは、完成後の外輪２よりも厚肉であるので、所定の切削（旋削）加工及び研削加工が施されて、外輪２として完成する。
その他の構成及び作用効果については、上記第１〜第４実施形態と同様である。【００９５】
［第６実施形態］
次に、図１６〜図１８を参照して、本発明に係る外向フランジ部付金属製部材の製造方法の第６実施形態について説明する。なお、本実施形態では、前述の図２５に示すような外輪２を熱間鍛造により造る場合を例にして説明する。また、第１〜第５実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。【００９６】
本実施形態では、図１６の（Ａ）に示す金属製で円柱状の素材１３ａに、順次、塑性加工又は打ち抜き加工を施すことにより、（Ｂ）に示す第１中間素材１４ａ、（Ｃ）に示す第２中間素材３３ｂ、（Ｄ）に示す第３中間素材３４ｂを経て、（Ｅ）に示す最終中間素材３６ｂを得て、この最終中間素材３６ｂに、所定の切削加工及び研削加工を施して、外輪２とする。なお、本実施形態では、第１中間素材１４ａが本発明の素材に相当する。【００９７】
以下に、素材１３ａを最終中間素材３６ｂに加工する工程について、順番に説明する。なお、下記の加工は、基本的には総て熱間又は温間で行うが、小型の車輪支持用転がり軸受ユニットを形成する場合等、可能であれば、冷間で行っても良い。【００９８】
まず、据え込み工程で、図１６の（Ａ）→（Ｂ）に示すように、素材１３ａを軸方向に押し潰しつつ外径を拡げ、素材１３ａを、軸方向中間部が膨らんだビヤ樽型の第１中間素材１４ａとする。【００９９】
次に、本実施形態の特徴である荒成形工程で、図１６の（Ｂ）→（Ｃ）に示すように、第１中間素材１４ａを第２中間素材３３ｂに塑性加工する。この荒成形工程は、図１７に示す荒成形装置を使用して行われる。【０１００】
この荒成形装置は、それぞれが一対のパンチに相当する押圧パンチ４１及びカウンターパンチ４２と、可動ダイスに相当する上側ダイス４３と、固定ダイスに相当する下側ダイス４４と、押し出しパンチ４５と、押圧パンチ４１の取付板２６の下面と上側ダイス４３の上面との間に配置され、押圧パンチ４１の基端部から中間部に外嵌される弾性部材３１ａと、下側ダイス４４の上面で押圧パンチ４１の周囲に配置される皿板ばね４８と、を備える。そして、下側ダイス４４の上端面に成形用凹部２５ａが形成され、上側ダイス４３の下端面と下側ダイス４４の上端面との突き合わせ面間にフランジ成形用キャビティ３２ａが画成される。【０１０１】
そして、本実施形態の上側ダイス４３の下面には、外向フランジ部である取付部６に対応する位置に金属材料が流れ込む溝部５３が形成されており、この溝部５３は平面視において円形状に形成される。なお、溝部５３は、上側及び下側ダイス４３、４４の位相合わせがされる場合には、上記のように円形状ではなく、取付部６に対応する位置のみに形成されていてもよい。【０１０２】
従って、本実施形態の荒成形工程では、図１７に示す荒成形装置を使用して第１中間素材１４ａを塑性加工することにより、上側ダイス４３の溝部５３に、第２中間素材３３ｂの余肉５４が流れ込んで取付部６が形成される。これにより、第２中間素材３３ｂの取付部６は径方向外側に向かって次第に板厚が厚くなるように形成される。【０１０３】
次に、本実施形態の特徴である仕上成形工程で、図１６の（Ｃ）→（Ｄ）に示すように、第２中間素材３３ｂを第３中間素材３４ｂに塑性加工する。この仕上成形工程は、図１８に示す仕上成形装置を使用して行われる。【０１０４】
この仕上成形装置は、仕上げ用可動ダイスに相当する上側ダイス６１と、仕上げ用固定ダイスに相当する下側ダイス６２と、下側パンチ６３と、押し出しパンチ６４と、を備える。【０１０５】
そして、本実施形態では、下側ダイス６２の上端面に成形用凹部２５ｂが形成され、上側ダイス６１の下端面と下側ダイス６２の上端面との突き合わせ面間に他のフランジ成形用キャビティ３２ｂが画成される。また、他のフランジ成形用キャビティ３２ｂの高さｈ３は、第２中間素材３３ｂの取付部６の基端部の板厚ｔ３と略同一に設定される。【０１０６】
従って、本実施形態の仕上成形工程では、図１８に示す仕上成形装置を使用して第２中間素材３３ｂを塑性加工することにより、第２中間素材３３ｂの取付部６が軸方向に押し潰され、第３中間素材３４ｂの取付部６が仕上げ成形される。このため、他のフランジ成形用キャビティ３２ｂの隅部まで、十分に金属材料が入り込むので、加工すべき取付部６の形状が複雑であっても、バリを生じさせることなく、取付部６を確実に形成することができる。【０１０７】
次に、打ち抜き工程で、図１６の（Ｄ）→（Ｅ）に示すように、第３中間素材３４ｂの第１及び第２円形凹部３８、３９間に存在する隔壁部４０ａを、プレス加工等により打ち抜き除去することにより、第３中間素材３４ｂを最終中間素材３６ｂとする。【０１０８】
そして、最終中間素材３６ｂは、完成後の外輪２よりも厚肉であるので、所定の切削（旋削）加工及び研削加工が施されて、外輪２として完成する。
その他の構成及び作用効果については、上記第１〜第５実施形態と同様である。【０１０９】
［第７実施形態］
次に、図１９を参照して、本発明に係る外向フランジ部付金属製部材の製造方法の第７実施形態について説明する。なお、本実施形態では、前述の図２５に示すような外輪２を熱間鍛造により造る場合を例にして説明する。また、第１〜第６実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。【０１１０】
本実施形態では、図１９の（Ａ）に示す金属製で円柱状の素材１３ａに、順次、塑性加工又は打ち抜き加工を施すことにより、（Ｂ）に示す第１中間素材１４ａ、（Ｃ）に示す第２中間素材３３ｂ、（Ｄ）に示す第３中間素材３４ａを経て、（Ｅ）に示す最終中間素材３６ａを得て、この最終中間素材３６ａに、所定の切削加工及び研削加工を施して、外輪２とする。なお、本実施形態では、第１中間素材１４ａが本発明の素材に相当する。【０１１１】
以下に、素材１３ａを最終中間素材３６ａに加工する工程について、順番に説明する。なお、下記の加工は、基本的には総て熱間又は温間で行うが、小型の車輪支持用転がり軸受ユニットを形成する場合等、可能であれば、冷間で行っても良い。【０１１２】
まず、据え込み工程で、図１９の（Ａ）→（Ｂ）に示すように、素材１３ａを軸方向に押し潰しつつ外径を拡げ、素材１３ａを、軸方向中間部が膨らんだビヤ樽型の第１中間素材１４ａとする。【０１１３】
次に、本実施形態の特徴である荒成形工程で、図１９の（Ｂ）→（Ｃ）に示すように、第１中間素材１４ａを第２中間素材３３ｂに塑性加工する。この荒成形工程は、図１７に示す第６実施形態の荒成形装置を使用して行われる。【０１１４】
この荒成形装置は、それぞれが一対のパンチに相当する押圧パンチ４１及びカウンターパンチ４２と、可動ダイスに相当する上側ダイス４３と、固定ダイスに相当する下側ダイス４４と、押し出しパンチ４５と、押圧パンチ４１の取付板２６の下面と上側ダイス４３の上面との間に配置され、押圧パンチ４１の基端部から中間部に外嵌される弾性部材３１ａと、下側ダイス４４の上面で押圧パンチ４１の周囲に配置される皿板ばね４８と、を備える。そして、下側ダイス４４の上端面に成形用凹部２５ａが形成され、上側ダイス４３の下端面と下側ダイス４４の上端面との突き合わせ面間にフランジ成形用キャビティ３２ａが画成される。【０１１５】
そして、本実施形態の上側ダイス４３の下面には、外向フランジ部である取付部６に対応する位置に金属材料が流れ込む溝部５３が形成されており、この溝部５３は平面視において円形状に形成される。なお、溝部５３は、上側及び下側ダイス４３、４４の位相合わせがされる場合には、上記のように円形状ではなく、取付部６に対応する位置のみに形成されていてもよい。【０１１６】
従って、本実施形態の荒成形工程では、図１７に示す荒成形装置を使用して第１中間素材１４ａを塑性加工することにより、上側ダイス４３の溝部５３に、第２中間素材３３ｂの余肉５４が流れ込んで取付部６が形成される。これにより、第２中間素材３３ｂの取付部６は径方向外側に向かって次第に板厚が厚くなるように形成される。【０１１７】
次に、本実施形態の特徴である仕上成形工程で、図１９の（Ｃ）→（Ｄ）に示すように、第２中間素材３３ｂを第３中間素材３４ａに塑性加工する。この仕上成形工程は、図１５に示す第５実施形態の仕上成形装置を使用して行われる。【０１１８】
この仕上成形装置は、仕上げ用可動ダイスに相当する上側ダイス６１と、仕上げ用固定ダイスに相当する下側ダイス６２と、下側パンチ６３と、押し出しパンチ６４と、を備える。【０１１９】
そして、本実施形態では、下側ダイス６２の上端面に成形用凹部２５ｂが形成され、上側ダイス６１の下端面と下側ダイス６２の上端面との突き合わせ面間に他のフランジ成形用キャビティ３２ｂが画成される。また、他のフランジ成形用キャビティ３２ｂの高さｈ２は、第２中間素材３３ｂの取付部６の基端部の板厚ｔ３と略同一に設定される。さらに、本実施形態では、上側ダイス６１の下面の取付部６の先端部に対応する位置に金属材料を逃がすための溝部５１が形成される。【０１２０】
従って、本実施形態の仕上成形工程では、図１５に示す仕上成形装置を使用して第２中間素材３３ｂを塑性加工することにより、第２中間素材３３ｂの取付部６が軸方向に押し潰され、上側ダイス６１の溝部５１に第３中間素材３４ａの取付部６の余肉５２が入り込んで、第３中間素材３４ａの取付部６が仕上げ成形される。このため、他のフランジ成形用キャビティ３２ｂの隅部まで、十分に金属材料が入り込むので、加工すべき取付部６の形状が複雑であっても、バリを生じさせることなく、取付部６を確実に形成することができる。【０１２１】
次に、打ち抜き工程で、図１９の（Ｄ）→（Ｅ）に示すように、第３中間素材３４ａの第１及び第２円形凹部３８、３９間に存在する隔壁部４０ａを、プレス加工等により打ち抜き除去することにより、第３中間素材３４ａを最終中間素材３６ａとする。【０１２２】
そして、最終中間素材３６ａは、完成後の外輪２よりも厚肉であるので、所定の切削（旋削）加工及び研削加工が施されて、外輪２として完成する。
その他の構成及び作用効果については、上記第１〜第６実施形態と同様である。【０１２３】
［第８実施形態］
次に、図２０を参照して、本発明に係る外向フランジ部付金属製部材の製造方法の第８実施形態について説明する。なお、本実施形態では、前述の図２５に示すような外輪２を熱間鍛造により造る場合を例にして説明する。また、第１〜第６実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。【０１２４】
本実施形態では、図２０の（Ａ）に示す金属製で円柱状の素材１３ａに、順次、塑性加工又は打ち抜き加工を施すことにより、（Ｂ）に示す第１中間素材１４ａ、（Ｃ）に示す第２中間素材３３ａ、（Ｄ）に示す第３中間素材３４ｂを経て、（Ｅ）に示す最終中間素材３６ｂを得て、この最終中間素材３６ｂに、所定の切削加工及び研削加工を施して、外輪２とする。なお、本実施形態では、第１中間素材１４ａが本発明の素材に相当する。【０１２５】
以下に、素材１３ａを最終中間素材３６ｂに加工する工程について、順番に説明する。なお、下記の加工は、基本的には総て熱間又は温間で行うが、小型の車輪支持用転がり軸受ユニットを形成する場合等、可能であれば、冷間で行っても良い。【０１２６】
まず、据え込み工程で、図２０の（Ａ）→（Ｂ）に示すように、素材１３ａを軸方向に押し潰しつつ外径を拡げ、素材１３ａを、軸方向中間部が膨らんだビヤ樽型の第１中間素材１４ａとする。【０１２７】
次に、本実施形態の特徴である荒成形工程で、図２０の（Ｂ）→（Ｃ）に示すように、第１中間素材１４ａを第２中間素材３３ａに塑性加工する。この荒成形工程は、図１４に示す第５実施形態の荒成形装置を使用して行われる。【０１２８】
この荒成形装置は、それぞれが一対のパンチに相当する押圧パンチ４１及びカウンターパンチ４２と、可動ダイスに相当する上側ダイス４３と、固定ダイスに相当する下側ダイス４４と、押し出しパンチ４５と、押圧パンチ４１の取付板２６の下面と上側ダイス４３の上面との間に配置され、押圧パンチ４１の基端部から中間部に外嵌される弾性部材３１ａと、下側ダイス４４の上面で押圧パンチ４１の周囲に配置される皿板ばね４８と、を備える。そして、下側ダイス４４の上端面に成形用凹部２５ａが形成され、上側ダイス４３の下端面と下側ダイス４４の上端面との突き合わせ面間にフランジ成形用キャビティ３２ａが画成される。【０１２９】
そして、本実施形態では、第２中間素材３３ａの取付部６の板厚ｔ１が第３中間素材３４ｂの取付部６の板厚ｔ４より若干厚くなるように、フランジ成形用キャビティ３２ａの高さｈ１が設定される。【０１３０】
従って、本実施形態の荒成形工程では、図１４に示す荒成形装置を使用して第１中間素材１４ａを塑性加工することにより、第２中間素材３３ａの取付部６の板厚ｔ１は、第３中間素材３４ｂの取付部６の板厚ｔ４より若干厚く形成される。なお、この荒成形工程では、フランジ成形用キャビティ３２ａの隅部まで金属材料が入り込む必要はなく、隅部にスケールや潤滑材が溜まっていても問題はない。【０１３１】
次に、本実施形態の特徴である仕上成形工程で、図２０の（Ｃ）→（Ｄ）に示すように、第２中間素材３３ａを第３中間素材３４ｂに塑性加工する。この仕上成形工程は、図１８に示す第６実施形態の仕上成形装置を使用して行われる。【０１３２】
この仕上成形装置は、仕上げ用可動ダイスに相当する上側ダイス６１と、仕上げ用固定ダイスに相当する下側ダイス６２と、下側パンチ６３と、押し出しパンチ６４と、を備える。【０１３３】
そして、本実施形態では、下側ダイス６２の上端面に成形用凹部２５ｂが形成され、上側ダイス６１の下端面と下側ダイス６２の上端面との突き合わせ面間に他のフランジ成形用キャビティ３２ｂが画成される。また、他のフランジ成形用キャビティ３２ｂの高さｈ３は、上記フランジ成形用キャビティ３２ａの高さｈ１より小さく設定される。【０１３４】
従って、本実施形態の仕上成形工程では、図１８に示す仕上成形装置を使用して第２中間素材３３ａを塑性加工することにより、第２中間素材３３ａの取付部６が軸方向に押し潰され、第３中間素材３４ｂの取付部６が仕上げ成形される。このため、他のフランジ成形用キャビティ３２ｂの隅部まで、十分に金属材料が入り込むので、加工すべき取付部６の形状が複雑であっても、バリを生じさせることなく、取付部６を確実に形成することができる。【０１３５】
次に、打ち抜き工程で、図２０の（Ｄ）→（Ｅ）に示すように、第３中間素材３４ｂの第１及び第２円形凹部３８、３９間に存在する隔壁部４０ａを、プレス加工等により打ち抜き除去することにより、第３中間素材３４ｂを最終中間素材３６ｂとする。【０１３６】
そして、最終中間素材３６ｂは、完成後の外輪２よりも厚肉であるので、所定の切削（旋削）加工及び研削加工が施されて、外輪２として完成する。
その他の構成及び作用効果については、上記第１〜第６実施形態と同様である。【０１３７】
以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は、２００８年１月２９日出願の日本特許出願（特願２００８−０１７１６６）、２００８年９月２日出願の日本特許出願（特願２００８−２２４３８５）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【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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【国際調査報告】
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