(57)【要約】      （修正有）【課題】冷間鍛造後のスプリングバックによるフランジ部の反りを抑制することによってフランジ部の旋削取代を低減することができるフランジ付き軸部材の製造方法を提供する。【解決手段】外周面に内輪軌道面１８が形成される軸部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との間に位置して外径方向に放射状に延出される車輪締結用の複数のフランジ部２１とを有するフランジ付き軸部材１を製造する方法であって、冷間鍛造の鍛造型装置を用いて嵌合軸部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との間の外周面に、複数のフランジ部２１を側方押出によって形成する際、フランジ部２１の側方押出加工後のスプリングバックによる反り量に相当する分だけ、スプリングバックによる反り方向とは逆方向に湾曲した状態でフランジ部２１を形成する。【選択図】図４
2012183562.tif 000002
【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、
冷間鍛造の鍛造型装置を用い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、前記フランジ部を側方押出によって形成する際、前記フランジ部の側方押出加工後のスプリングバックによる反り量に相当する分だけ、前記スプリングバックによる反り方向とは逆方向に変形した状態で前記フランジ部を形成する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。
【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（ハブホイールと呼ばれることもある）を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輪用転がり軸受装置の軸部材は、外周面に内輪軌道面が形成される軸部と、この軸部の一端側に形成される嵌合軸部と、軸部と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して構成されるものが知られている。
このような車輪用転がり軸受装置の軸部材を冷間鍛造の鍛造型装置を用いて製造する方法としては、例えば、特許文献１に開示されている。
このような車輪用転がり軸受装置の軸部材の製造方法において、先ず、構造用炭素鋼の丸棒材を所定長さに切断して軸状素材を形成する。そして、軸状素材を焼鈍処理（球状化焼鈍処理）する。この軸状素材を冷間鍛造の前方押出によって加工することで一次成形品を形成する。
その後、図９に示すように、冷間鍛造の側方押出加工の鍛造型装置を構成する第１成形型１７１と、第２成形型１７２とのキャビティ１７５内に一次成形品１６１をセットする。そして、パンチ１７３によって一次成形品１６１の嵌合軸部１３０の中心部端面に鍛造凹部１３５を形成しながら、一次成形品１６１の軸部１１０と嵌合軸部１３０との間に位置する部分を外径方向に押し出すことによって、フランジ部１２１を有する二次成形品（軸部材）１６２を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１１０７０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、前記したように、冷間鍛造の側方押出加工によってフランジ部１２１を形成する方法においては、第１、第２の成形型１７１、１７２のキャビティ１７５から二次成形品（軸部材）１６２を取り出して開放すると、図１０に示すように、冷間鍛造のファイバーフローなどに起因するスプリングバックによって、二次成形品（軸部材）１６２のフランジ部１２１が軸部１１０側に向けて反ってしまう。すなわち、フランジ部１２１が図１０の二点鎖線に示す直線状態から実線に示す湾曲状態に反る。
このため、フランジ部１２１の厚さを反り量αに相当する分だけ厚く形成して旋削取代を設ける必要がある。
これによって、フランジ部１２１の反り量αに相当する旋削代の分だけ材料歩留りが悪化すると共に、旋削加工に多くの時間が必要となる。
【０００５】
この発明の目的は、前記問題点に鑑み、冷間鍛造後のスプリングバックによるフランジ部の反りを抑制することによってフランジ部の旋削取代を低減することができる車輪用転がり軸受装置の軸部材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、
冷間鍛造の鍛造型装置を用い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、前記フランジ部を側方押出によって形成する際、前記フランジ部の側方押出加工後のスプリングバックによる反り量に相当する分だけ、前記スプリングバックによる反り方向とは逆方向に変形した状態で前記フランジ部を形成することを特徴とする。
【０００７】
前記構成によると、フランジ部の側方押出加工後のスプリングバックによる反り量に相当する分だけ、スプリングバックによる反り方向とは逆方向に湾曲した状態でフランジ部を形成する。
これによって、鍛造型装置から軸部材を取り出して開放したときには、フランジ部の鍛造成形時の湾曲方向とは逆方向となるスプリングバックによってフランジ部が平坦となる。
前記したようにしてフランジ部の反りを抑制することができるため、フランジ部の旋削取代を低減して、材料歩留りの向上を図ることができると共に、旋削加工が容易となり、コスト低減に効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【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転がり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】同じく図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う軸部材の軸方向断面図である。
【図４】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示す順に示す工程図であり、図４の（Ａ）は軸状素材を示し、図４の（Ｂ）は一次冷間鍛造品を示し、図４の（Ｃ）は二次冷間鍛造品を示し、図４の（Ｄ）は旋削、研磨済みの軸部材を示す。
【図５】同じく側方押出の鍛造型装置の第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軸方向断面図である。
【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によって形成する状態を示す軸方向断面図である。
【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軸方向断面図である。
【図８】同じく側方押出の鍛造型装置から取り出されて開放されたときに二次成形品（軸部材）のフランジ部がスプリングバックによって平坦となった状態を示す軸方向断面図である。
【図９】従来の側方押出の鍛造型装置の第１、第２の両成形型のキャビティ内にセットされた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軸方向断面図である。
【図１０】同じく側方押出の鍛造型装置から取り出されて開放されたときに二次成形品（軸部材）のフランジ部がスプリングバックによって軸部側へ反った状態を示す軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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】
【００１０】
この発明の実施例１に係る軸部材を備えた車輪用転がり軸受装置を図１〜図３にしたがって説明する。
図１に示すように、車輪用転がり軸受装置（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。
【００１１】
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、複列の転がり軸受（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。
【００１２】
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。
【００１３】
軸部材１の複数のフランジ部２１は、嵌合軸部３０の中心部端面に鍛造凹部３５が形成される際の冷間鍛造の側方押出加工によって形成される。また、フランジ部２１のフランジ基部２３の外周に連続する部分の一側（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２３ａが形成され、この厚肉部２３ａはフランジ基部２３側から先端側に向かって漸次減少する傾斜状又は湾曲面に形成されている。
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、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。
【００１４】
次に、前記実施例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）の丸棒材が所要長さに切断された軸状素材６０を準備する。
この軸状素材６０は、例えば８００℃前後に加熱された後、冷却されて球状化焼鈍処理される。
また、軸状素材６０は、そ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）を形成することが望ましい。
【００１５】
その後、冷間鍛造の前方押出工程（一次冷間鍛造工程）において、前方押出用の鍛造型装置（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成形品６１を製作する（図４の（Ａ）参照）。
【００１６】
次に、冷間鍛造の側方押出工程（二次冷間鍛造工程）において、側方押出用の鍛造型（閉塞鋳造型）装置７０を用いて一次成形品６１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、二次成形品６２を製作する（図４の（Ｃ）参照）。
【００１７】
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８０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８０は、第１、第２の両成形型７１、７２にそれぞれ形成された湾曲溝部８１、８２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の湾曲溝部８１、８２の上下両壁面（底面）は、フランジ部２１の側方押出加工後のスプリングバックによる反り量βに相当する分β１、β２だけ、スプリングバックによる反り方向とは逆方向に湾曲した状態で形成されると共に、フランジ部２１の板厚寸法と同等の間隔を保って形成される。
言い換えると、下型となる第１成形型７１の湾曲溝部８１の底面は外径方向に向かってしだいに浅くなる湾曲面に形成され、上型となる第２成形型７２の湾曲溝部８２の底面は外径方向に向かってしだいに深くなる湾曲面に形成されている。
また、第１、第２の両成形型７１、７２の湾曲溝部８１、８２の幅寸法は、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。
また、この実施例１において、第１成形型７１の湾曲溝部８１の材料流入側には、フランジ基部２３の外周部に連続する厚肉部２３ａに対応する厚肉部成形用溝部８３が形成されている。
【００１８】
フランジ部２１の一側面には厚肉部２３が形成され、反対面はローター支持面２２をなす平坦面に形成される。これによってフランジ部２１の両面が非対称をなす。このため、  冷間の閉塞鍛造時に、ローター支持面２２側の材料流れが早く、厚肉部２３が遅くなることから、閉塞鍛造による側方押出加工後のスプリングバックによって、フランジ部２１が厚肉部２３側へ向けて反る。
このスプリングバックによるフランジ部２１の反り量βの平均値を試験して求め、これに基づいて、第１、第２の両成形型７１、７２の湾曲溝部８１、８２の上下両壁面の湾曲面を反り量βに相当する分β１、β２だけ湾曲させて形成した。
【００１９】
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する。そして、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３５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８０に側方押出する。これによって、基端部にフランジ基部２３及び厚肉部２３ａを有する複数のフランジ部２１を形成して二次成形品（軸部材１の旋削、研磨前の成形品）６２を製作する。
【００２０】
前記したように構成されるこの発明の実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材の製造方法において、キャビティ７５のフランジ成形部８０を構成する湾曲溝部８１、８２の上下両壁面は、フランジ部２１の側方押出加工後のスプリングバックによる反り量に相当する分だけ、スプリングバックによる反り方向とは逆方向に湾曲した状態で形成される。
そして、複数のフランジ部２１を側方押出によって形成する際、フランジ部２１の側方押出加工後のスプリングバックによる反り量βに相当する分β１、β２だけ、スプリングバックによる反り方向とは逆方向に湾曲した状態でフランジ部２１が形成される（図７と、図８の二点鎖線参照）。
これによって、鍛造型装置７０の第１成形型７１と第２成形型７２とを型開きした後、二次成形品（軸部材１に相当する）６２を取り出して開放したときには、図８の実線に示すように、フランジ部２１の鍛造成形時の湾曲方向とは逆方向となるスプリングバックによってフランジ部２１が軸部１０の軸線に対して直交する平坦となる。
前記したようにしてフランジ部２１の反りを抑制することができるため、フランジ部２１の旋削取代を低減して、材料歩留りの向上を図ることができると共に、旋削加工が容易となり、コスト低減に効果が大きい。
【００２１】
二次成形品６２の旋削が必要な各部、例えば、嵌合軸部３０の端面３３、フランジ部２１のボルト孔２４等が旋削加工される。また、フランジ部２１の一側面のローター支持面２２は必要に応じて旋削加工される。さらに、嵌合軸部３０のブレーキロータ用嵌合部３１及び車輪用嵌合部３２においても必要に応じて旋削加工される。なお、嵌合軸部３０のブレーキロータ用嵌合部３１及び車輪用嵌合部３２は、二次成形品６２を冷間鍛造する際に同時に形成することも可能である。
【００２２】
最後に、二次成形品６２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熱処理（高周波焼き入れ後、焼き戻し）した後、その熱処理部分を研磨加工して軸部材１を製作する。
【００２３】
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】
【００２４】
１  軸部材
１０  軸部
１８  内輪軌道面
２１  フランジ部
２２  ローター支持面
３０  嵌合軸部
７０  鍛造型装置
７１  第１成形型
７２  第２成形型
７５  キャビティ
８０  フランジ成形部
８１、８２  湾曲溝部
【図１】
2012183562.tif 000003
【図２】
2012183562.tif 000004
【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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