(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部と、この軸部の一端側に形成される嵌合軸部と、前記軸部と前記嵌合軸部との間に位置して外径方向に延出されるフランジ部とを有する車輪用転がり軸受装置の軸部材の製造方法であって、
構造用炭素鋼よりなる軸状素材を焼鈍して焼鈍済み軸状素材を形成する焼鈍処理工程と、
前記焼鈍済み軸状素材の表面に潤滑剤を被膜処理して被膜処理済み軸状素材を形成する被膜処理工程と、
前記被膜処理済み軸状素材を冷間鍛造して、前記軸部と、前記嵌合軸部と、前記フランジ部とを一体に有する冷間鍛造品を形成する冷間鍛造工程と、
前記冷間鍛造品の一部を旋削して旋削済み鍛造品を形成する旋削工程と、
前記旋削済み鍛造品を熱処理して熱処理済み鍛造品を形成する熱処理工程と、
前記熱処理済み鍛造品の軸部の外周面に内輪軌道面を研磨加工して軸部材を形成する研磨工程とを備えており、
前記旋削工程において、冷間鍛造品の少なくとも嵌合軸部の外周面の潤滑剤被膜は旋削することなく残すことを特徴とする車輪用転がり軸受装置の軸部材の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置の軸部材の製造方法によって製造される軸部材であって、
嵌合軸部の外周面に潤滑剤被膜が設けられていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置の軸部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車輪用転がり軸受装置の軸部材とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車輪用転がり軸受装置の軸部材を製造する方法においては、例えば、特許文献１に開示されている。
特許文献１に開示された軸部材の製造方法においては、中実のブランク材３３５（図６（ａ）参照）から冷間加工用成形金型にて素材３３６（図６（ｃ）参照）を成形する第１工程２１と、素材３３６から閉塞鍛造金型装置にて車輪取付用フランジ３３２を成形する第２工程２２とを備える。また、第１工程におけるブランク材投入前に、潤滑処理を行うとともに、第２工程２２の前には、軟化工程と潤滑処理とを行う。
そして、第１工程では、図６（ａ）に示すように、中実状の丸棒素材（ブランク材）３３５に前方押し出し成形を施すことにより、図６（ｂ）に示すように軸状部材３３５ａを成形する。次いで、軸状部材３３５ａの頭部をヘディングしてブレーキパイロット３０３の外径とほぼ同径まで潰すことで、図６（ｃ）に示すように、素材３３６を成形する。
第２工程２２では、素材（成形素材）３３６から閉塞鍛造金型装置を用いて押し込み方向と直交する側方に押し出し成形を施すことにより、図６（ｄ）に示すように、車輪取付用フランジ３０２とブレーキパイロット（位置決め用筒部）３０３を成形した後、図６（ｅ）に示すように、軸心孔３３７を形成する穴明けを行うことによって、ハブ３３１を成形するようになっている。
また、第１工程２１の前の潤滑処理は、例えばリン酸塩皮膜処理といわれる金属表面処理である。このリン酸塩皮膜処理は化成処理又はボンデ処理とも呼ばれる。潤滑処理の目的は、この金型と素材との間に生じる摩擦を軽減し、焼き付きを起こすことなく塑性加工を容易にすることである。
具体的には、リン酸塩皮膜処理としての潤滑処理は、リン酸塩処理と、このリン酸塩処理前に行う脱脂工程及びスケール除去（酸洗）と、このリン酸塩処理後に行う反応型石けん潤滑処理等の処理である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９４７４１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に開示された車輪用転がり軸受装置の軸部材の製造方法においては、第１工程２１で一次冷間鍛造と二次冷間鍛造とを順に行い、第２工程２２で三次冷間鍛造を行っている。
すなわち、先ず、第１工程２１において、一次冷間鍛造によってブランク材３３５から軸状部材３３５ａ（図６（ｂ）参照）を成形する。さらに、二次冷間鍛造によって軸状部材３３５ａから素材３３６（図６（ｃ）参照）を成形する。
その後、第２工程２２において、三次冷間鍛造によって素材３３６から車輪取付用フランジ３０２とブレーキパイロット（位置決め用筒部）３０３（図６（ｄ）参照）を成形するようになっている。
このため、一次、二次、及び三次の冷間鍛造が必要で、これら一次、二次、及び三次の各冷間鍛造にそれぞれ対応する多くの鍛造型装置が必要となり、コスト高となる。
【０００５】
この発明の目的は、前記問題点に鑑み、冷間鍛造の回数や冷間鍛造に要する鍛造型装置を軽減してコスト低減を図ることができる軸部材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に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材の製造方法は、軸部と、この軸部の一端側に形成される嵌合軸部と、前記軸部と前記嵌合軸部との間に位置して外径方向に延出されるフランジ部とを有する車輪用転がり軸受装置の軸部材の製造方法であって、
構造用炭素鋼よりなる軸状素材を焼鈍して焼鈍済み軸状素材を形成する焼鈍処理工程と、
前記焼鈍済み軸状素材の表面に潤滑剤を被膜処理して被膜処理済み軸状素材を形成する被膜処理工程と、
前記被膜処理済み軸状素材を冷間鍛造して、前記軸部と、前記嵌合軸部と、前記フランジ部とを一体に有する冷間鍛造品を形成する冷間鍛造工程と、
前記冷間鍛造品の一部を旋削して旋削済み鍛造品を形成する旋削工程と、
前記旋削済み鍛造品を熱処理して熱処理済み鍛造品を形成する熱処理工程と、
前記熱処理済み鍛造品の軸部の外周面に内輪軌道面を研磨加工して軸部材を形成する研磨工程とを備えており、
前記旋削工程において、冷間鍛造品の少なくとも嵌合軸部の外周面の潤滑剤被膜は旋削することなく残すことを特徴とする。
【０００７】
前記構成によると、冷間鍛造工程の前工程である被膜処理工程のさらに前工程の焼鈍処理工程において、構造用炭素鋼よりなる軸状素材（丸棒材）を変態点以上の温度で加熱し、焼鈍することで焼鈍済み軸状素材を形成する。この焼鈍済み軸状素材は、材料の延性が向上する。
その後、被膜処理工程において、焼鈍済み軸状素材の表面に潤滑剤を被膜処理（例えば、リン酸塩被膜処理）して被膜処理済み軸状素材を形成する。この被膜処理済み軸状素材は、その表面の潤滑剤被膜によって、鍛造成形型と素材（材料）との間に生じる摩擦力が低減する。
そして、前記した焼鈍処理工程及び被膜処理工程を経た被膜処理済み軸状素材は、鍛造性に優れた素材となるため、その後の冷間鍛造工程においては、鍛造回数を少なくして、軸部と、嵌合軸部と、フランジ部とを一体に有する冷間鍛造品を容易に形成することができる。
この結果、冷間鍛造の回数や冷間鍛造に要する鍛造型装置を軽減してコスト低減を図ることができる。
その後、旋削工程において、冷間鍛造品の一部を旋削して旋削済み鍛造品を形成する。
さらに、熱処理工程において、旋削済み鍛造品を熱処理（焼き入れ、焼き戻し）して熱処理済み鍛造品を形成し、研磨工程において、熱処理済み鍛造品の軸部の外周面に内輪軌道面を研磨加工して軸部材を形成する。
【０００９】
更に、前記構成によると、嵌合軸部の外周面に残存する潤滑剤被膜によって、嵌合軸部と、この嵌合軸部に嵌合される車輪（例えば、アルミ合金製ホイール）との間の接触部で発生する異種金属接触腐食や固着を防止することができる。
この結果、嵌合軸部の外周面に異種金属接触腐食を防止するための塗装やワックス塗布が不要となる。
【００１０】
請求項２に係る軸部材は、請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置の軸部材の製造方法によって製造される軸部材であって、
嵌合軸部の外周面に潤滑剤被膜が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
前記構成によると、嵌合軸部の外周面に設けられている潤滑剤被膜によって嵌合軸部と、この嵌合軸部に嵌合される車輪（例えば、アルミ合金製ホイール）との間の接触部で発生する異種金属接触腐食や固着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材の製造方法によって製造された軸部材が車輪用軸受装置に組み付けられた状態を示す軸方向断面図である。
【図２】同じく軸部材を鍛造凹部側から示す図１のＩＩ矢視図ある。
【図３】同じく軸部材を示す軸方向断面図である。
【図４】同じく軸部材の軸部、嵌合軸部及びフランジ部を拡大して示す軸方向断面図である。
【図５】同じく軸状素材から車輪用転がり軸受装置の軸部材を製造する工程を順に示す工程図であり、図５の（Ａ）は軸状素材を示し、図５の（Ｂ）は焼鈍済み軸状素材を示し、図５の（Ｃ）は被膜処理済み軸状素材を示し、図５の（Ｄ）は一次冷間鍛造品を示し、図５の（Ｅ）は二次冷間鍛造品を示し、図５の（Ｆ）は旋削済み鍛造品を示し、図５の（Ｇ）は熱処理済み鍛造品を示す。
【図６】従来の軸部材の製造方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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】
【００１４】
この発明の実施例１を図１〜図５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（車輪用ハブユニット）に採用される軸部材（ハブホイールと呼ばれることもある）１は、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２３と、このフランジ基部２３の外周面に外径方向へ放射状に延出された複数のフランジ部２１とを一体に有する。
【００１５】
また、この実施例１においては、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の外周面には、転がり軸受としての複列のアンギュラ玉軸受４１の一方の内輪軌道面１８が形成される。
また、軸部１０の小径部１２の外周面には、他方の内輪軌道面４４を外周面に有する内輪体４２が嵌め込まれる。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。
【００１６】
軸部材１の軸部１０の外周面には環状空間を保って外輪部材４５が配置される。
外輪部材４５の内周面には、軸部材１の内輪軌道面１８、４４に対応する外輪軌道面４６、４７が軸方向に所定間隔を保って形成される。そして、内輪軌道面１８、４４と外輪軌道面４６、４７との間には、各複数個の転動体（玉）５０、５１が保持器５２、５３によって保持されてそれぞれ転動可能に配設される。
なお、内輪軌道面１８、４４と外輪軌道面４６、４７との間に配設される各複数個の転動体（玉）５０、５１には、軸部１０の端軸部１５をかしめてかしめ部１７を形成する際のかしめ力に基づいて所要とする軸方向の予圧が付与される。
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が一体に形成される。この車体側フランジ４８は、車両の懸架装置（図示しない）に支持されたナックル、キャリア等の車体側部材の取付面にボルトによって締結される。
また、外輪部材４５の一端部内周面にはシール部材５６が圧入されて組み付けられ、このシール部材５６のリップ５８の先端部が、軸部材１の内輪軌道面１８の肩部に隣接して形成されたシール面１９に摺接される。
【００１７】
また、複数のフランジ部２１には、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が貫設されている。また、フランジ部２１の一側面（ブレーキロータ５５に対向する面）には、ローター支持面２２が平坦面に形成されている。
また、嵌合軸部３０には、フランジ部２１側にブレーキロータ５５に対応する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よりも若干小径で車輪に対応する車輪用嵌合部３２が形成されている。
また、嵌合軸部３０の中心部端面には、後に詳述する冷間鍛造による鍛造凹部３５が形成されている。
【００１８】
次に、この実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材の製造方法を図３〜図５の（Ａ）〜（Ｇ）にしたがって説明する。
この実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材の製造方法は、焼鈍処理工程と、被膜処理工程と、冷間鍛造工程と、旋削工程と、熱処理工程と、研磨工程とを備えている。
先ず、焼鈍処理工程に先だって、Ｓ４５Ｃ、Ｓ５０Ｃ、Ｓ５５Ｃ等の炭素量０．５％前後の構造用炭素鋼の丸棒材を所定長さに切断して軸状素材６０を形成する（図５の（Ａ）参照）。
そして、焼鈍処理工程において、軸状素材６０を変態点以上の温度、好ましくは、変態点温度よりも２０℃〜７０℃程度高い温度で加熱する。
これによって、軸状素材６０中の炭素成分を球状化させて球状化焼鈍することで焼鈍済み軸状素材６１を形成する（図５の（Ｂ）参照）。この焼鈍済み軸状素材６１は、これ自体の材料の延性が向上する。
【００１９】
次に、被膜処理工程において、焼鈍済み軸状素材６１の表面に潤滑剤を被膜処理して潤滑剤被膜３６を有する被膜処理済み軸状素材６２を形成する（図５の（Ｃ）参照）。
例えば、焼鈍済み軸状素材６１の表面に潤滑剤としてのリン酸塩を塗布して潤滑剤被膜（リン酸塩被膜）３６を有する被膜処理済み軸状素材６２を形成する。
被膜処理済み軸状素材６２は、その表面の潤滑剤被膜３６によって、冷間鍛造の成形型と素材（材料）との間に生じる摩擦力が低減する。
そして、前記した焼鈍処理工程及び被膜処理工程を経た被膜処理済み軸状素材６２は、冷間鍛造性に優れた素材となる。
【００２０】
冷間鍛造工程は、一次冷間鍛造工程と二次冷間鍛造工程を備える。
一次冷間鍛造工程において、冷間鍛造の前方押出加工の鍛造型装置（図示しない）を用いて被膜処理済み軸状素材６２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１５を含む）１０と、中間軸部（フランジ基部２３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３５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冷間鍛造品６３を製作する（図５の（Ｄ）参照）。
【００２１】
次に、二次冷間鍛造工程において、冷間鍛造の側方押出加工の鍛造型装置（図示しない）を用いて一次冷間鍛造品６３の嵌合軸部３０の中心部端面に鍛造凹部３５を形成しながら軸部１０と嵌合軸部３０との間に位置する中間軸部（フランジ基部２３）２０の外周面に複数のフランジ部２１を放射状に形成し、二次冷間鍛造品６４を製作する（図５の（Ｅ）参照）。
【００２２】
旋削工程において、二次冷間鍛造品６４の一部、例えば、フランジ部２１の一側面のローター支持面２２と、嵌合軸部３０の端面３３とを旋削し、フランジ部２１にボルト孔２４を孔明け加工して旋削済み鍛造品６５を形成する（図５の（Ｆ）参照）。
この旋削工程において、二次冷間鍛造品６４の少なくとも嵌合軸部３０の車輪用嵌合部３２の潤滑剤被膜３６は旋削することなく残す。
また、この実施例１では、図４に示すように、フランジ部２１のローター支持面２２の反対側面と、内輪軌道面１８の肩部に隣接して形成されたシール面１９と、鍛造凹部３５の表面と、軸部１０先端の端軸部１５端面においても潤滑剤被膜３６は旋削されることなく残される。そして、潤滑剤被膜３６を残した分だけ旋削加工範囲が小さくなり、旋削加工が容易となる。
【００２３】
次に、熱処理（焼き入れ、焼き戻し）工程において、図３、図４、及び図５の（Ｇ）の網掛け部分に示すように、旋削済み鍛造品６５の軸部１０の内輪軌道面１８と、この内輪軌道面１８に隣接する大径部１１の一部と、小径部１２の外周面と、大径部１１と小径部１２との間の段差面とを高周波焼き入れした後、焼き戻しすることにより、内輪軌道面等に必要な硬さを維持しつつ、車輪用転がり軸受装置の軸部材として必要な靱性も備えた熱処理済み鍛造品６６を形成する。
【００２４】
最後に、研磨工程において、熱処理済み鍛造品６６の内輪軌道面１８を含む熱処理部分の表面（図３、図４、及び図５の（Ｇ）に示す網掛け部分の表面）を研磨加工して軸部材１を形成する。
【００２５】
この実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材の製造方法は上述したように構成される。
したがって、冷間鍛造工程（一次及び二次冷間鍛造工程）の前工程である被膜処理工程のさらに前工程の焼鈍処理工程において、Ｓ４５Ｃ、Ｓ５０Ｃ、Ｓ５５Ｃ等の構造用炭素鋼の丸棒材よりなる軸状素材６０を変態点以上の温度で加熱し、焼鈍することで、材料の延性が向上した焼鈍済み軸状素材６１を形成する。
その後、被膜処理工程において、焼鈍済み軸状素材６１の表面に、冷間鍛造の成形型との間に生じる摩擦力を低減する潤滑剤被膜３６を施して被膜処理済み軸状素材６２を形成する。
これによって、被膜処理済み軸状素材６２は、鍛造性に優れた素材となる。
このため、その後の冷間鍛造工程においては、特許文献１に記載された一次、二次、及び三次の冷間鍛造が必要な製造方法と比べ、鍛造回数を少なくすることができる。
この実施例１では、一次冷間鍛造工程と二次冷間鍛造工程の二回の冷間鍛造工程によって、軸部１０と、嵌合軸部３０と、複数のフランジ部２１とを一体に有する冷間鍛造品（二次冷間鍛造品６４）を容易に形成することができる。
この結果、冷間鍛造の回数や冷間鍛造に要する鍛造型装置を軽減してコスト低減を図ることができる。
【００２６】
また、旋削工程において、冷間鍛造品（二次冷間鍛造品６４）の少なくとも嵌合軸部３０の車輪用嵌合部３２の潤滑剤被膜３６は旋削することなく残す。そして、車輪用嵌合部３２の外周面に残存する潤滑剤被膜３６によって、車輪用嵌合部３２と、この車輪用嵌合部３２に嵌合される車輪（例えば、アルミ合金製ホイール）との間の接触部で発生する異種金属接触腐食や固着を防止することができる。
この結果、車輪用嵌合部３２の外周面に、異種金属接触腐食を防止するための塗装やワックス塗布が不要となる。
【００２７】
また、この実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材の製造方法によって製造された軸部材１は、嵌合軸部３０の車輪用嵌合部３２の外周面に潤滑剤被膜３６が設けられるため、車輪（例えば、アルミ合金製ホイール）との間の接触部で発生する異種金属接触腐食や固着を防止することができる。
【００２８】
なお、この発明は前記実施例１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、種々の形態で実施することもできる。
【符号の説明】
【００２９】
１  軸部材
１０  軸部
１８  内輪軌道面
２１  フランジ部
３０  嵌合軸部
３２  車輪用嵌合部
３６  潤滑剤被膜
４１  アンギュラ玉軸受（転がり軸受）
４２  内輪体
４４  内輪軌道面
６０  軸状素材
６１  焼鈍済み軸状素材
６２  被膜処理済み軸状素材
６３  一次冷間鍛造品
６４  二次冷間鍛造品
６５  旋削済み鍛造品
６６  熱処理済み鍛造品
【図１】
0005776228.tif 000002
【図２】
0005776228.tif 000003
【図３】
0005776228.tif 000004
【図４】
0005776228.tif 000005
【図５】
0005776228.tif 000006
【図６】
0005776228.tif 000007