(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブユニット軸受用の外輪に形成したフランジ部の周方向に複数箇所セレ−ションボルトが直接圧入されるセレ−ション孔を形成するボルト孔加工方法であって、前記ボルト孔の下孔を、ダイス孔を設けた下型と該ダイス孔に嵌合するポンチ工具とによるプレス加工により打ち抜きで形成する工程と、該下孔に、ダイス孔を設けた下型と該ダイス孔に嵌合するセレ−ションポンチ工具によりプレス加工による打ち抜き加工を行ってセレ−ション孔を形成する工程とを含み、前記セレ−ション孔の山数を該セレ−ション孔に圧入するボルトのセレ−ションの山数よりも多い整数倍とすることを特徴とするハブユニット軸受フランジ部のボルト孔加工方法。
【請求項２】
前記下孔を加工する工程の後に、該下孔に、そのまま、或いは該下孔の上側周囲縁又は該下孔の上下周囲縁に面取り部を形成し、或いは該下孔の上側周囲縁にボルト用座部と面取り部を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のハブユニット軸受フランジ部のボルト孔加工方法。
【請求項３】
ボルト孔であるセレ−ション孔の谷側の直径寸法は該セレ−ション孔に嵌合するボルトのセレ−ションの山側の直径寸法より少し小さく且つ前記セレ−ション孔の谷の幅はセレ−ションの山頂の幅より少し小さくなるように加工することを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載のハブユニット軸受フランジ部のボルト孔加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の車輪を装着するハブユニットの軸受の外輪のフランジ部のボルト孔の加工方法に関し、より詳しくはボルト孔加工に際してリ−マ加工を不要としボルト取付後のスリップトルク不良も生じにくいハブユニット軸受フランジ部のボルト孔加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車輪を装着するハブユニットは、図９に示すように、車輪（図示省略）を装着する外輪１と、車軸（図示省略）に嵌合固定される分割型の内輪２ａ、２ｂと、複列の玉（転動体）３、３と、保持器４、４、及びシ−ル部材５、６等で構成される。前記外輪１には、フランジ部１ｆが形成されると共に周方向に通常は４〜５本のボルト７が圧入固定してある。そして図示しない車輪のハブ部分に設けた穴にこのボルト７を通してナットで固定する。
【０００３】
前記外輪１のフランジ部１ｆには車輪回転中ボルト７が回らないよう固定されるが、この固定方法はセレ−ション嵌合によって固定される。即ち、先ず外輪１のフランジ部１ｆにボルト孔１ａを穿設しておき、基端部にボルト孔径より少し大きな径のセレ−ション７ｓを施したボルト７をボルト孔１ａに圧入する。こうしてボルト７自身を外輪１のフランジ部１ｆに固定することにより車輪を装着するようになっている。
【０００４】
通常、外輪１のフランジ部１ｆに穿設されるボルト孔１ａは、ドリル加工した後その加工表面が加工硬化を起こしていることがある。しかし、加工硬化しているボルト孔１ａにボルト７を圧入するとボルト７の基端部のセレ−ション７ｓが潰され十分な固定トルクを得ることができないことがある。このためドリル加工した後はリ−マ加工によりその孔の表面を更に切削加工している。
なお、従来のハブユニットの外輪には、図１０に示すように、外輪１のフランジ部１ｆに設けるボルト用の孔１ａの加工に際し、セレ−ションポンチでプレス加工により半抜きしてセレ−ション１ａ1 を転写し、次工程でこのセレ−ション１ａ1 の下側の抜孔１ａ2 をダイスにのせてパンチ工具で打ち抜くセレ−ション加工方法が提案されている（特開平０７−３１４０７１号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記するように、外輪１のフランジ部１ｆに穿設するボルト孔１ａをドリル加工した後リ−マ加工を施す加工方法は加工時間が長くなり、また、加工数量が多くなると機械台数の増加により対応しなければならなくなり、コストアップにつながる。さらに、外輪１のボルト孔１ａの加工をドリル加工した後リ−マ加工すると、今度はリ−マ加工による加工硬化が生じ孔の表面の硬度が高くなる。従って、リ−マ加工後ボルト７を圧入するとボルト７のセレ−ション７ｓが潰れ食い付きが悪くなりスリップトルク不良となる。更に、ドリル加工及びリ−マ加工を行う際には加工精度の向上を図るため高価な超硬ドリルを使用しているが、この超硬ドリルが加工費用のコスト増となっている。
【０００６】
この発明は上記する課題に着目してなされたものでり、リ−マ加工を必要とせずに加工時間を短縮し、ボルト孔とボルトとのセレ−ション嵌合を確実にし、更に、刃具費用等も低減することのできるハブユニット軸受フランジ部のボルト孔加工方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、この発明は上記する課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ハブユニット軸受フランジ部のボルト孔加工方法が、ハブユニット軸受用の外輪に形成したフランジ部の周方向に複数箇所セレ−ションボルトが直接圧入されるセレ−ション孔を形成するボルト孔加工方法であって、前記ボルト孔の下孔を、ダイス孔を設けた下型と該ダイス孔に嵌合するポンチ工具とによるプレス加工により打ち抜きで形成する工程と、該下孔に、ダイス孔を設けた下型と該ダイス孔に嵌合するセレ−ションポンチ工具によりプレス加工による打ち抜き加工を行ってセレ−ション孔を形成する工程とを含み、前記セレ−ション孔の山数を該セレ−ション孔に圧入するボルトのセレ−ションの山数よりも多い整数倍とすることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、前記下孔を加工する工程の後に、該下孔に、そのまま、或いは該下孔の上側周囲縁又は該下孔の上下周囲縁に面取り部を形成し、或いは該下孔の上側周囲縁にボルト用座部と面取り部を形成する工程を含むことを特徴としている。
【０００９】
更に、請求項３に記載の発明は、ボルト孔であるセレ−ション孔の谷側の直径寸法は該セレ−ション孔に嵌合するボルトのセレ−ションの山側の直径寸法より少し小さく且つ前記セレ−ション孔の谷の幅はセレ−ションの山頂の幅より少し小さくなるように加工することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１（Ａ）はこの発明のハブユニット軸受フランジ部のボルト孔加工方法によって加工されたハブユニットの軸受外輪の一部正面図であり、図１（Ｂ）は一部のボルト孔の縦断面図である。なお、重複記載を避けるため同一要素には従来技術で説明した図９の符号と同一の符号を使用する。
外輪１のフランジ部１ｆには、通常、周方向等配に４〜５箇所ボルト孔１ｐが穿設される。従来のボルト孔１ａ（図９参照）は上記したようにドリル加工後リ−マ加工を行い、その後ボルトを圧入することによってボルトの基端部に形成したセレ−ションを孔側に刻設（転写）するようにしていたが、この発明による加工方法では、後述するような方法により、外輪１のフランジ部１ｆのボルト孔１ｗにはあらかじめセレ−ション孔１ｐが形成される（以下、ボルト孔とセレーション孔とは同一であるので同じ符号１ｐを用いる）。
【００１１】
前記軸受の外輪１のフランジ部１ｆのボルト孔のセレ−ション孔１ｐは、先ずプレス加工により下孔明け用ポンチ工具１１を用いて下孔１ｗ（図２、図３参照）を穿設し、次にこの穿設した下孔１ｗを、下孔明け用ポンチ工具１１の径よりも若干大きな径のセレ−ションポンチ工具３１（図７参照）を用いてプレス加工するものである。次に、セレ−ション孔１ｐの加工方法について述べる。
【００１２】
図２は、外輪１のフランジ部１ｆの周方向に穿設する複数個の下孔の加工処理の種類を示す図である。先ず、外輪１のフランジ部１ｆにはプレス加工により下孔１ｗを穿設する。この下孔１ｗは図２（Ａ）に示すように、単にポンチ工具１１で下孔１ｗを穿設する場合と、図２（Ｂ）に示すように、穿設した下孔１ｗの上端のみ面押しして面取り部１ｈを形成する場合と、図２（Ｃ）に示すように、下孔１ｗの上下端を面押しして面取り部１ｈ，１ｉを形成する場合と、図２（Ｄ）に示すように、下孔１ｗのボルト用の座部１ｊと上端のみ面押しして面取り部１ｋを形成する場合とがある。そしてこれらのいずれかの下孔１ｗの加工処理をした後セレ−ション孔加工を行う。
【００１３】
次に、ポンチ工具１１によるプレス加工で下孔１ｗを穿設する工程と面押し加工の工程について説明する。
図３は、外輪１のフランジ部１ｆに下孔１ｗを穿設するための下孔加工装置の構成を示す図である。この装置は、ポンチ工具１１を嵌合するダイス孔１２ａを円周方向に複数個設けた外輪１をセットするための下型１２と、該外輪１を押さえポンチ工具１１を案内する孔１４ａを周方向複数箇所に設けたストリッパ１４と、下孔明け用のポンチ工具１１を周方向に複数箇所保持するポンチホルダ１３と、該ポンチホルダ１３の上側にバッキングプレ−ト１６を介して前記ポンチホルダ１３を保持するホルダ１５と、で構成される。前記下型１２には、下孔１ｗの径より僅かに大きな径とし切断された端材Ｒを落下させるため更に若干径を大きくした孔１２ｂが該ダイス孔１２ａに連続して設けてある。また、前記ストリッパ１４とバッキングプレ−ト１６との間には孔明け加工時、ホルダ１５が下死点から上死点へ移動する際下孔明け用ポンチ工具１１がフランジ部１ｆに穿設した下孔１ｗから容易に抜け出るよう付勢力を作用させるばね１８がストリッパボルト１９と共に周方向に複数個配置されている。前記ホルダ１５は図示しないプレスの偏心軸に取り付けられるスライドに装着されて上下動する。
【００１４】
図３の中心線より左側に示すように、ホルダ１５が下死点に来たとき外輪１の下孔１ｗは下孔明け用ポンチ工具１１とダイス孔１２ａを設けた下型１２によって穿設される。この場合、下孔１ｗは４〜５個同時に穿設してもよいし、外輪１を回転させ順番に穿設してもよい。そして該下孔１ｗの加工はプレス加工であるため該下孔１ｗの表面に加工硬化を生じることはない。従って、後述するようにセレ−ション孔加工する際にもスム−ズなセレ−ション孔加工が可能となる。なお、前記外輪１は予め鍛造により所定の形状に加工するとともにフランジ部１ｆ両面も平坦面及び所定の曲面となるように鍛造してからプレスによる打抜き加工を行うが、詳細は省略する。
【００１５】
前記外輪１のフランジ部１ｆの下孔１ｗには更にセレ−ション孔加工を行うが、図２（Ａ）に示すように、面押し加工しない状態の下孔１ｗにセレ−ション加工を施してもよい。しかし、図２（Ｂ）に示すセレ−ション加工の前に下孔１ｗの上端のみ面押しして面取り部１ｈを設ける場合には、図４に示すように、フランジ部１ｆに下孔１ｗを穿設した外輪１を下型２３にセットし、上ホルダ２２に取り付けた面押しポンチ工具２１で下孔１ｗの端部縁を面押し加工する。また、図２（Ｃ）に示すセレ−ション加工の前に下孔１ｗの上端及び下端両側に面押しして面取り部１ｈ、１ｉを設ける場合には、図５に示すように、上ホルダ２２取り付けた面押しポンチ工具２１及び下ホルダ２４に取り付けた面押しポンチ工具２５で下孔１ｗの端部縁を同時に面押し加工する。
或いはまた、図２（Ｄ）に示すセレ−ション加工の前に下孔１ｗの上端にボルト座面１ｊと面取り部１ｋを設ける場合には、図６に示すように、外輪１のフランジ部１ｆに下孔１ｗを穿設した後、該外輪１を下型２８にセットし、上ホルダ２６に取り付けた面押しポンチ工具２７で下孔１ｗの端部縁にボルト座面１ｊと面取り部１ｋを形成する。
【００１６】
図７は外輪１のフランジ部１ｆに予め加工穿設した前記下孔１ｗにセレ−ションを施すためのセレ−ション加工装置の構成を示す図である。この装置は、セレ−ション用ポンチ工具３１を嵌合するダイス孔３２ａを周方向複数箇所に設け外輪１をセットする下型３２と、該外輪１を押さえセレ−ション用ポンチ工具３１案内用の孔３４ａを周方向に複数箇所設けたストリッパ３４と、セレ−ション用ポンチ工具３１を周方向に保持するポンチホルダ３３と、該ポンチホルダ３３の上側にバッキングプレ−ト３６を介して前記ポンチホルダ３３を保持するホルダ３５と、より構成される。前記下型３２のダイス孔３２ａの下側には、切断された端材を落下させるため若干径を大きくした孔３２ｂが該ダイス孔３２ａに連続して設けてある。また、前記ストリッパ３４とバッキングプレ−ト３６との間には孔明け加工時、ホルダ３５が下死点から上死点へ移動する際下孔明け用ポンチ工具３１がフランジ部１ｆに穿設したセレ−ション孔１ｐから容易に抜け出るよう付勢力を作用させるばね３８がストリッパボルト３９と共に周方向に複数個配置されている。前記ホルダ３５は図示しないプレスの偏心軸に取り付けられるスライドに装着されて上下動する。
【００１７】
また、このセレ−ション加工装置では、位置決めピン３７が最低２本下型３２に配置されている。この位置決めピン３７は前記外輪１のフランジ部１ｆに穿設した下孔１ｗの位置出しを行うためのものである。外輪１をセットする際には下孔１ｗを該位置決めピン３７に嵌め入れて位置決めする。該位置決めピン３７は外輪１をセットしてフランジ部１ｆの下孔１ｗに嵌め入れ位置が決められるが、該位置決め用に使用された下孔１ｗのセレ−ション加工は、該外輪１を抜いて回転させ、プレス加工されたセレ−ション孔１ｐ（該セレ−ション孔１ｐの内径側は下孔１ｗの径と同じであるため位置決め用として使用可能）に再度位置決めピン３７を嵌め入れて位置を決めて行う。或いは、位置決めピン３７は、下型３２の下側から抜くようにするか、或いは下側をばね（図示省略）で支持しセレ−ション用ポンチ工具３１が下降してきたとき弾性変形で逃げるようにして１回のプレス加工ですべてのセレ−ション孔１ｐの穿設加工ができるようにしてもよい。
【００１８】
セレ−ション加工装置は以上のような構成から成り、図７の中心線より左側断面図に示すように、ホルダ３５が下死点に来たときボルトの下孔１ｗにはセレ−ション用ポンチ工具３１によってセレ−ション孔１ｐが形成される。このセレ−ション加工もプレス加工で行うためセレ−ションの表面に加工硬化を生じることはない。このことは後述するように、ボルト７の基端部に設けた後述する雄セレ−ション７ｓと嵌合させるときスム−ズな嵌合を可能とする。
【００１９】
次に、図８（Ａ）は上記したような方法で外輪１のフランジ部１ｆに形成されボルト嵌合用のセレ−ション孔１ｐの一部拡大図であり、図８（Ｂ）は前記セレ−ション孔１ｐに嵌合するボルト７のセレ−ション７ｓ（以下、雄セレ−ション７ｓとする）の一部拡大図である。外輪１のフランジ部１ｆに形成されたセレ−ション孔１ｐにはボルト７の雄セレ−ション７ｓを圧入することにより嵌合させる。この場合、前記セレ−ション孔１ｐと雄セレ−ション７ｓとは次に述べるように一定の関係をもって加工される。
【００２０】
前記外輪１のフランジ部１ｆに形成されるセレ−ション孔１ｐの山数はボルト７の雄セレ−ション７ｓの山数の整数倍となるように加工する。したがって、外輪１のフランジ部１ｆに形成されたセレ−ション孔１ｐとボルト７の雄セレ−ション７ｓとを嵌合させるとき、任意の位置で必ず嵌め合うことができる。
即ち、ボルト７を外輪１のフランンジ部１ｆのセレ−ション孔１ｐに圧入するときには、位相合わせをする必要がなく、圧入時お互いのセレ−ションがうまく嵌合しスリップトルクを満足させることができるのである。図８（Ａ）に示すように、従来のものはセレ−ション孔１ｐの山の寸法ｌが長いとお互いのセレ−ションの噛み合わせが悪くなり、位相合わせが必要となる。しかし、セレ−ション孔１ｐの山数をボルト７の雄セレ−ション７ｓの山数の整数倍とすることにより噛み合わせが良くなり位相合わせも不要となる。
【００２１】
また、ボルト７は、外輪１のフランジ部１ｆに設けたセレ−ション孔１ｐであるボルト孔に圧入するものであることからフランジ部１ｆのセレ−ション孔１ｐの寸法とボルト７の雄セレ−ション７ｓの寸法は次のようにする。
即ち、ボルト７の雄セレ−ション７ｓの山側の径は、セレ−ション孔１ｐの谷側の径より少し大きく形成する。つまりボルト７の雄セレ−ション７ｓの山側の径Ｄ1 としセレ−ション孔１ｐの谷側の径をＤ2 とすると『Ｄ1 ＞Ｄ2 』となるようにする。更に、セレ−ション孔１ｐの谷の幅は、雄セレ−ション７ｓの山頂の幅より少し小さくする。即ち、雄セレ−ション７ｓの山頂の幅をＢとすると、セレ−ション孔１ｐの谷の幅は（Ｂ−α）とする。つまり外輪１のフランジ部１ｆに穿設するボルト孔のセレ−ション寸法はボルト７のレ−ション寸法より少し小さくなるようにする。また、ボルト７の雄セレ−ション７ｓの一つの山の壁面と壁面とのなす角度と、フランジ部１ｆのセレ−ション孔１ｐの谷の両壁面のなす角度とは同じ角度（θ）となるようにするのが好ましいが多少誤差はあってもよい。
【００２２】
なお、セレ−ション孔１ｐの山数をボルト７のセレ−ション７ｓの山数の整数倍にする、またセレ−ション孔の寸法をボルトのセレ−ションの寸法より小さくすることが下孔を打ち抜いてから面取り部を形成し、セレ−ション孔を形成する加工方法において効果的であることを示したが、それ以外にも次のような加工方法においても適用可能である。
（１）下孔をプレス加工により打ち抜いてから、面取り部を形成し、シェ−ビング加工後セレ−ション孔を形成する加工方法。
（２）下孔をプレス加工により打ち抜いてから、セレ−ション孔を形成する加工方法。
（３）下孔をプレス加工０より打ち抜いてから、シェ−ビング加工を行い、セレ−ション孔を形成する加工方法。
（４）下孔をプレス加工により打ち抜いてから、シェ−ビング加工後、面取り部を形成し、次いでセレ−ション孔を形成する加工方法。
（５）セレ−ションポンチ工具によりプレス加工で打ち抜き加工をし、セレ−ション孔を形成する加工方法。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明のハブユニット軸受フランジ部のボルト孔加工方法によれば、従来のようにドリル加工及びリ−マ加工を行う必要がなく且つすべてのボルト孔を同時に加工することができるので大幅なコスト低減を図ることができる。この方法により製作されたハブユニット軸受の外輪には、セレ−ションボルトを位相合わせをする必要がなく、しかも確実に圧入することができる。  更に、外輪のフランジ部に圧入されたボルトはスリップトルクが低下する可能性が大幅に低下するため不良品の発生率も大幅に低減させることができる。更にまた、ドリルやリ−マ等の刃具や切削加工のための設備費用も大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１（Ａ）はこの発明のハブユニット軸受フランジ部のボルト孔加工方法によって加工されたハブユニットの軸受外輪の一部正面図であり、図１（Ｂ）は一部のボルト孔の縦断面図である。
【図２】  外輪のフランジ部に穿設する下孔の加工処理の種類を示す図であり、図２（Ａ）は単にポンチ工具で下孔を穿設する場合の図、図２（Ｂ）は下孔の上端のみ面押しして面取り部を形成する場合の図、図２（Ｃ）は下孔の上下端を面押しして面取り部を形成する場合の図、図２（Ｄ）は下孔にボルト用の座面と上端のみ面押しして面取り部を形成する場合の図である。
【図３】  外輪のフランジ部に下孔を穿設するための加工装置の構成を示す図である。
【図４】  外輪のフランジ部の下孔の上側に面取り部を形成する面押し装置の一部断面図である。
【図５】  外輪のフランジ部の下孔の上側と下側に面取り部を形成する面押し装置の一部断面図である。
【図６】  外輪のフランジ部の下孔の上側に座面と面取り部を形成する面押し装置の一部断面図である。
【図７】  外輪のフランジ部に予め加工穿設した下孔にセレ−ション孔を設けるためのセレ−ション加工装置の構成を示す図である。
【図８】  図８（Ａ）は外輪のフランジ部に設けたセレ−ション孔の一部断面図であり、図８（Ｂ）は  外輪のフランジ部に設けたセレ−ション孔に圧入するボルトの雄セレ−ションの一部段面図である。
【図９】  従来の自動車のハブユニットの縦断面図である。
【図１０】  従来の自動車のハブユニットの外輪のボルトを嵌合するセレ−ションを含む孔部分の断面図である。
【符号の説明】
１  外輪
１ｆ  フランジ部
１ｗ  下孔
１ｐ  セレ−ション孔
７  ボルト
７ｓ  セレ−ション
１１  ポンチ工具（下孔用）
１２  下型
１２ａ  ダイス孔
１３  ポンチホルダ
１５  ホルダ
２１、２５、２７  面押しポンチ工具
３１  セレ−ション用ポンチ工具
３２  下型
３７  位置決めピン
【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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