专利名称：车轮用轴承装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及车轮用轴承装置及其制造方法。
背景技术：
在车轮用轴承装置中，有具备带凸缘的轴部件(有时也叫做轮毂)该带凸缘的轴部件具有如下的各个部分组装滚动轴承的轴部；形成在该轴部的一端且直径比上述轴部的大而嵌入车轮的中心孔的嵌合轴部；在位于轴部和嵌合轴部之间的外周面向外径方向放射状延伸且贯穿设置有供紧固车轮的轮毂螺栓配置的螺栓孔的多个凸缘部。
例如在日本特开2003-25803号公报中公开了这样构造的车轮用轴承装置。
其中，带凸缘的轴部件(轮毂)以圆筒管作为母材通过冷锻而矫形，该经过冷锻的母材的一个轴端部的圆周方向多处被朝径方向外侧切起，由此形成多个凸缘部(切起片)。进而，在母材的一个轴端部设置有由以在多个凸缘部之间沿着轴方向的形状残存的多个舌片构成的嵌合轴部(车轮嵌入而被定位)。
另外，在日本特开2003-25803号公报中公开的现有的车轮用轴承装置中，以圆筒管作为母材通过冷锻而矫形的锻造品的一个轴端部形成有由切起片构成的多个凸缘部，构成带凸缘的轴部件。
由此，能够实现车轮用轴承装置(主要是带凸缘的轴部件)的重量减轻。
但是，在上述现有的车轮用轴承装置中，在通过冷锻制作锻造品之后，必须在锻造品的一个轴端部形成由切起片构成的多个凸缘部，制造成本变高。
发明内容
本发明提供一种能够实现重量减轻并削减制造成本的车轮用轴承装置及其制造方法。
本发明的一方面所涉及的车轮用轴承装置具备带凸缘的轴部件，该带凸缘的轴部件具有下述部分组装滚动轴承的轴部；形成在该轴部的一端侧且嵌入车轮的中心孔的嵌合轴部；和多个凸缘部，该凸缘部在位于上述轴部和上述嵌合轴部之间的外周面呈放射状向外径方向延伸，且在该凸缘部上贯穿设置有供紧固上述车轮的轮毂螺栓配置的螺栓孔，上述凸缘部是在通过冷锻在上述嵌合轴部的中心部端面形成锻造凹部时利用侧方挤压加工而形成的，上述凸缘部的与长度方向正交的横截面形状的角部形成为R倒角形状。
根据上述结构，通过利用冷锻的侧方挤压加工在位于轴部和嵌合轴部之间的外周面形成多个呈放射状的凸缘部，能够实现重量减轻并且能够实现制造成本的减少。
另外，通过将凸缘部的与长度方向正交的横截面形状的角部形成为R倒角形状，能够在利用冷锻的侧方挤压加工形成凸缘部时，使用具有对应于凸缘部的横截面形状而将角部形成为R面的凸缘成形部的成形模来形成凸缘部。
因此，能够避免材料流体压力集中作用在成形模的凸缘成形部的横截面形状的角部。
结果能够防止成形模的凸缘成形部的横截面形状的角部因应力集中引起的早期磨损，提高模具寿命，进而能够削减车轮用轴承装置的制造成本。
本发明的一方面的车轮用轴承装置的制造方法，是制造车轮用轴承装置的方法，该车轮用轴承装置具备带凸缘的轴部件，该带凸缘的轴部件具有下述部分组装滚动轴承的轴部；形成在该轴部的一端侧且直径大于上述轴部而嵌入车轮的中心孔的嵌合轴部；和多个凸缘部，该凸缘部位于上述轴部和上述嵌合轴部之间而呈放射状向外径方向延伸，且在该凸缘部上贯穿设置有供紧固上述车轮的轮毂螺栓配置的螺栓孔，其中具备下述工序通过冷锻的锻造模装置在上述嵌合轴部的中心部端面形成锻造凹部，并且通过侧方挤压加工在上述轴部和上述嵌合轴部之间的外周面形成上述凸缘部的工序，使用下述的成形模来形成上述凸缘部在形成于上述锻造模装置的成形模的型腔之中，与上述凸缘部对应的凸缘成形部的与长度方向正交的横截面形状，与第一方式所述的凸缘部的横截面形状对应地将角部形成为R面。
根据上述结构，能够容易地制造车轮用轴承装置，并且提高了锻造模装置的模具寿命，削减车轮用轴承装置的制造成本。
通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的其他特征、构件、过程、步骤、特性及优点会变得更加清楚。
图1是表示本发明的实施例1涉及的车轮用轴承装置的纵截面图。
图2是表示带凸缘的轴部件的纵截面图。
图3是表示从嵌合轴部侧观察带凸缘的轴部件的平面图。
图4是表示基于图3的IV-IV线的凸缘部的横截面图。
图5是表示带凸缘的轴部件的制造工序的说明图。
图6是表示在冷锻装置的第一、第二两成形模的型腔内放置一次成形品并合模的状态的纵截面图。
图7是基于图6的VII-VII线的凸缘部的横截面图。
图8是表示一边通过冲头在一次成形品的嵌合轴部的端面形成锻造凹部一边通过侧方挤压加工形成多个凸缘部的状态的纵截面图。
图9是放大表示第一、第二的两成形模的型腔的凸缘成形部的纵截面图。
图10是放大表示本发明的实施例2的车轮用轴承装置的带凸缘的轴部件的凸缘部的纵截面图。
图11是基于图10的XI-XI线的凸缘部的横截面图。
图12是表示冷锻的第一、第二两成形模的凸缘成形部的横截面图。
图13是表示实施例3涉及的车轮用轴承装置的带凸缘的轴部件的纵截面图。
图14是从嵌合轴部侧观察本发明的实施例3所涉及的车轮用轴承装置的冷锻的二次成形品的平面图。
图15是表示实施例4涉及的车轮用轴承装置的带凸缘的轴部件的侧视图。
图16是图15的XVI-XVI线截面图。
图17是表示实施例7涉及的车轮用轴承装置的带凸缘的轴部件的平面图。
图18是图17的XVIII-XVIII线截面图。
图19是表示实施例8涉及的车轮用轴承装置的带凸缘的轴部件的凸缘部的平面图。
图20是基于图19的XX-XX线的凸缘部的横截面图。
图21是放大表示本发明的实施例8所涉及的车轮用轴承装置的冷锻的第一、第二的两成形模的型腔的凸缘成形部的纵截面图。
图22是图21的XXII-XXII线截面图。
具体实施例方式 根据实施例对用于实施本发明的方式进行说明。
实施例1
首先，参照图1～图3对本发明的实施例1涉及的车轮用轴承装置进行说明。
如图1所示，作为车轮用轴承装置的车轮用轮毂单元，一体地具有带凸缘的轴部件(轮毂)1和作为滚动轴承的多列角接触球轴承41而单元化。
带凸缘的轴部件1一体地具有在外周面组装作为滚动轴承的多列角接触球轴承41的轴部10；在该轴部10的一端侧形成且其直径大于轴部10的直径而被嵌入车轮(未图示)的中心孔的嵌合轴部30；位于轴部和嵌合轴部30之间的凸缘基部20a；以及多个凸缘部21，其在该凸缘基部20a的外周面向外径方向呈放射状延伸，且在靠前端的部分贯穿设置有可通过压入而配置紧固车轮的轮毂螺栓27的螺栓孔24。
此外，在嵌合轴部30，在凸缘部21侧形成有制动转子用嵌合部31，在前端侧形成有直径比制动转子用嵌合部31稍小的车轮用嵌合部32。
在该实施例1中，在带凸缘的轴部件1的轴部10的外周面隔开环状的间隙配设有外圈部件45，通过保持器52、53将作为滚动体的多个滚珠50、51保持并分别组装到在该外圈部件45的内周面的轴方向上隔开规定间隔形成的两滚道面46、47和轴部10侧的两滚道面43、44之间，从而构成多列角接触球轴承41。
此外，在该实施例1中，带凸缘的轴部件1的轴部10形成为在凸缘部21侧直径较大而在前端侧直径较小的段轴状，在轴部10的大径部11的外周面形成有一个滚道面43。
此外，在轴部10的小径部12的外周面嵌入内圈体42，在该内圈体42的外周面形成有另一个滚道面44。
进而，在轴部10的前端部延伸形成有与小径部12同径的端轴部15。在该端轴部15的端面中心部形成有轴端凹部16，端轴部15的前端部向径方向外方铆接而形成铆接部17，由此将内圈体42固定在小径部12的外周面。
此外，在外圈部件45的外周面的轴方向中央部一体地形成有车体侧凸缘48，车轮用轮毂单元，在车体侧凸缘48中，通过螺栓与支承于车体侧部件，例如车辆的悬架装置(未图示)的转向节或支架的安装面连结。
如图2和图3所示，带凸缘的轴部件1的多个凸缘部21是利用通过冷锻在嵌合轴部30的中心部端面形成锻造凹部33时的侧方挤压加工而形成的。此外，在凸缘部21的根部(基部)及其附近(以下简称为根部附近)的一侧(将凸缘部21的转子支承面22设为车外侧面时成为车里侧面侧)形成有朝向车内侧突出的厚壁部23。
进而，厚壁部23形成为从凸缘部21的根部(基部)朝向该凸缘部21的螺栓孔24侧逐渐减少的倾斜状。该厚壁部23的倾斜面23a的倾斜角度(相对与带凸缘的轴部件1的旋转中心轴线S正交的圆环状平坦面23c的角度)θ1，当考虑到冷锻时的材料流动和成形后的脱模，优选设定成“20°≤θ1≤45°”的关系。
此外，如图3所示，为了不使应力集中而作用于各凸缘部21的宽度方向两侧面的根部，各凸缘部21的宽度方向两侧面的根部作成随着朝向凸缘基部20a的外周面而变宽的弯曲面(也包括圆弧面)21b，并且相邻的各凸缘部21的弯曲面21b与凸缘基部20a的外周面连接。
此外，如图3所示，各凸缘部21的前端面形成为圆弧面21a，该圆弧面21a具有嵌合轴部30的制动转子用嵌合部31的直径尺寸的大约一半的半径。即，当令嵌合轴部30的制动转子用嵌合部31的直径尺寸为
凸缘部21的前端的圆弧面21a的半径尺寸为rQ时，形成为
在该实施例1中，在通过冷锻的侧方挤压加工形成各凸缘部21的同时，如图4所示，将凸缘部21的与长度方向正交的横截面形状的角部21e形成为R倒角形状。
例如，当凸缘部21的板厚尺寸为6mm～8mm左右时，角部21e最好形成半径为3mm的R面。
在按照上述方式构成的本发明的实施例1涉及的车轮用轴承装置中，通过冷锻的侧方挤压加工在位于轴部10和嵌合轴部30之间的凸缘基部20a的外周面形成多个呈放射状的凸缘部21，从而能够实现重量减轻并且实现制造成本的减少。
另外，如图4所示，凸缘部21的与长度方向正交的横截面形状的角部21e形成R倒角形状，由此在利用冷锻的侧方挤压加工形成凸缘部21时，能够使用具有对应于凸缘部21的横截面形状且角部80b、81b形成为R面的凸缘成形部(后述)78的成形模(后述的第一、第二成形模71、72)形成凸缘部21。
因此，能够避免冷锻的材料流体压力集中而作用于凸缘成形部78的横截面形状的角部80b、81b。
结果，能够防止凸缘成形部78的横截面形状的角部80b、81b的早期磨损而使模具寿命提高，进而能够削减车轮用轴承装置的制造成本。
接着，参照图4～图7对上述实施例1涉及的车轮用轴承装置的制造方法进行说明。
如图4所示，将构造用碳素钢(优选为例如S45C、S50C、S55C等的碳素量0.5％左右的碳素钢)的圆棒材切割所需长度而形成轴状原材60。
接着，将轴状原材60加热到例如800℃左右后，进行冷却并退火。
之后，使用冷锻的前方挤压加工的锻造模装置(未图示)对轴状原材60进行前方挤压加工，由此，形成轴部(包括大径部11、小径部12和端轴部(在该状态下不形成轴端凹部16)15)10、中间轴部(形成凸缘基部20a和嵌合轴部30的一部分)20、和嵌合轴部(在该状态下不形成锻造凹部33、制动转子用嵌合部31)30，制作基于冷锻的前方挤压加工的一次成形品61。
接着，如图5～图9所示，通过冷锻的侧方挤压加工的锻造模装置70在嵌合轴部30的中心部端面形成锻造凹部33并且在位于一次成形品61的轴部10和嵌合轴部30之间的中间轴部20的外周面形成多个呈放射状的凸缘部21，制作二次成形品62。
如图6～图9所示，在冷锻的侧方挤压加工的锻造模装置70中，在第一、第二的两成形模71、72之间形成型腔75，该型腔75放置一次成形品61且具有用于通过侧方挤压加工形成多个凸缘部21的多个呈放射状的凸缘成形部78。
该凸缘成形部78由在第一、第二成形模71、72分别形成的成型槽部76、77构成。
即，如图6、图7所示，将第一、第二成形模71、72的成型槽部76、77的上下两壁面的引导面80、81的相对间隔设定成与凸缘部21的板厚尺寸相同的大小，将两侧壁面的引导面80a、81a的相对间隔设定为与凸缘部21的宽度尺寸相同的大小。而且，凸缘成形部78的与长度方向正交的横截面形状形成为与凸缘部21的横截面形状相同的形状，角部80b、81b形成为R面(例如半径为3mm的R面)。
此外，在该实施例1中，在与凸缘部21的根部附近的厚壁部23相反一侧的第二成形模72的成型槽部77，如图9所示，该引导面81的除去材料流入侧附近的里侧形成有与凸缘部21之间保持间隙S2的避让部84。
另一方面，在该实施例1中，形成凸缘部21的根部附近的厚壁部23侧的第一成形模71的成型槽部76的引导面80形成没有避让部的模具构造。
此外，在该实施例1中，在第一成形模71的成型槽部76的材料流入侧，形成有用于形成凸缘部21的厚壁部23的厚壁部成形用槽部82。该厚壁部成形用槽部82的底面形成为从凸缘部21的根部侧朝向螺栓孔24侧逐渐减少的倾斜面82a并与引导面80连续(参照图7)。
此外，厚壁部成形用槽部82底面的倾斜面82a的倾斜角度θ2被设定成与凸缘部21的厚壁部23的倾斜面23a的倾斜角度θ1相同，即设定成“20°≤θ2≤45°”的关系。
此外，由成型槽部76、77构成的凸缘成形部78的径方向的长度尺寸设定为具有不与凸缘部21的前端的圆弧面21a相当的长度尺寸(参照图6和图7)。
而且，首先，如图6所示，在锻造模装置70的第一成形模(下模)71和第二成形模(上模)72之中，在第一成形模71中放置一次成形品61，将第二成形模72相对第一成形模71进行合模。
然后，如图6和图8所示，使冲头73朝向一次成形品61的嵌合轴部30的中心部端面下降，通过冲头73的前端部74在嵌合轴部30的中心部端面形成锻造凹部33并且将一次成形品61的位于轴部10和嵌合轴部30之间的中间轴部20的外周面向侧方挤压到由第一、第二的两成形模71、72形成的型腔75的凸缘成形部78，从而形成多个凸缘部21。与此同时，将凸缘部21的与长度方向正交的横截面形状的角部21e形成为R倒角形状。
并且，通过上述的侧方挤压加工，在凸缘部21的根部附近的一侧形成厚壁部23，由此制作基于侧方挤压加工的二次成形品62。其中，中间轴部20通过冷锻的变形而成为凸缘基部20a和嵌合轴部30的一部分。
接着，对二次成形品的需要做车削的各部进行车削加工。然后，利用车削加工例如在各凸缘部21形成螺栓孔24，并且在螺栓孔24的两端开口部形成第一、第二的两倒角部25、26。进而，在轴部10的端轴部15形成轴端凹部16。
之后，在对二次成形品62进行淬火之后，通过对轴部10的大径部11的滚道面43、凸缘部21的转子支承面22等进行车削加工或研磨加工来制作成为成品的带凸缘的轴部件1。
如图2所示，在形成于凸缘部21的螺栓孔24的两端开口部上所形成的第一、第二两倒角部25、26中，当令位于凸缘部21的壁厚部23侧的第一倒角部25的深度尺寸为T1、相反侧的第二倒角部26的深度尺寸为T2时，设定成立“T1＜T2”的关系。
即，在将轮毂螺栓27的锯齿形花键轴部(形成在轴部29的根部)29a压入凸缘部21的螺栓孔24后的状态下，具有下述特性尽管弯曲得较小但凸缘部21的前端仍会在倒角部的深度尺寸大的一侧发生翘曲变形。
因此，尽管由于侧方挤压加工使凸缘部21产生朝向厚壁部23侧的“翘曲”，通过将轮毂螺栓27压入凸缘部21的螺栓孔24中，仍能够减轻上述的凸缘部21朝向厚壁部23侧的“翘曲”。
此外，如图2所示，优选利用精压加工对凸缘部21的形成有厚壁部23的一侧面(与转子支承面22相反一侧的面)的与轮毂螺栓27的头部27下面接触的螺栓座面21c进行表面精加工，由此确保凸缘部21的必要平面精度(例如直角度0.1以下)并且提高强度。
进而，优选通过利用精压加工对越过螺栓座面21c的区域且至凸缘部21的厚壁部23的倾斜面23a的边界R面23b或至遍及边界R面23b和倾斜面23a的范围(图2的精压加工范围W)进行表面精加工，来进一步提高凸缘部21的强度。
此外，优选利用精压加工精加工成表面硬度为HRC25以上、表面粗糙度为Ra6.3以下。
最后，如图1所示，在带凸缘的轴部件1的轴部10的外周面分别组装多个滚珠50、51，保持器52、53和外圈部件45。
然后，在内圈体42嵌入轴部10的小径部12的外周面之后，端轴部15的前端部向径方向外方铆接而形成铆接部17，由此将内圈体42固定在小径部12的外周面。
此外，在将角接触球轴承41组装在带凸缘的轴部件1的轴部10的外周面之前或之后，从凸缘部21的螺栓孔24的第一倒角部25侧插入轮毂螺栓27的轴部29，将轴部29的锯齿形花键轴部29a压入螺栓孔24，从而将轮毂螺栓27固定在凸缘部21上。
由此制造车轮用轴承装置。
另外，如图1所示，根据需要将在周方向上具有与速度传感器90对应的被检测部95的脉冲环96压入固定在内圈体42的外周面。在该情况下，将有盖筒状的罩部件91压入固定在外圈部件45的端部内周面，将速度传感器90以其检测部面向脉冲环96的被检测部95的方式安装在该罩部件91的盖板部92上。
根据按照上述方式构成的本发明的实施例1涉及的车轮用轴承装置的制造方法，使用如下的第一、第二两成形模71、72，其中凸缘成形部78的与长度方向正交的横截面形状形成为与凸缘部21的横截面形状相同的形状，且角部80b、81b形成为R面(例如半径3mm的R面)，能够容易地形成带凸缘的轴部件1的二次成形品62。
另外，由于将凸缘成形部78的横截面形状的角部80b、81b形成为R面，因此能够避免冷锻的材料流体压力集中作用。
此外，如图2所示，通过在凸缘部21的根部附近的一侧形成厚壁部23，能够大大提高凸缘部21的根部附近的强度，耐久性优异。
在与凸缘部21的根部附近的厚壁部23侧的相反一侧对应的部分形成有在凸缘部21和第二成形模72的成型槽部77之间保持间隙S2的避让部84。因此，能够将利用冲头73的前端部74在嵌合轴部30的中心部端面形成锻造凹部33，并且能够使形成凸缘部21之际的材料在冷锻的材料流动时与第二成形模72的成型槽部77之间的接触摩擦力减少与避让部84相当的量。由此，能够减少成形模与原材之间的摩擦阻力而防止载荷增大。
此外，在该实施例1中，如图6、图8、图9所示，通过将第一成形模71作成在其成型槽部76没有避让部的模具构造，能够良好地抑制由于冷锻的材料沿纤维流的流动性引起的凸缘部21向厚壁部23侧的“翘曲”的发生。
即，在冷锻中，具有由于材料沿着纤维流的流动性而易于在凸缘部21产生向厚壁部23侧的翘曲的特性。担心该凸缘部21朝向厚壁部23侧的翘曲会导致例如难以将凸缘部21的转子支承面22的整个面精加工成平坦面。在无法将凸缘部21的转子支承面22的整个面精加工成平坦面的情况下，例如可想象到会使制动转子55的安装变得不稳定。但是，通过按照上述方式抑制凸缘部21朝向厚壁部23的“翘曲”的发生，容易将凸缘部21的转子支承面22的整个面精加工成平坦面，并能够稳定地安装制动转子55。
实施例2
接着，参照图10和图11对本发明的实施例2涉及的车轮用轴承装置进行说明。
如图10所示，在该实施例2中，带凸缘的正边界101的多个凸缘部121也是通过利用冷锻在嵌合轴部130的中心部端面形成锻造凹部133时的侧方挤压加工而形成的。
如图11所示，在该实施例2中，凸缘部121的与长度方向正交的横截面形状形成为相比宽度方向中央部121f两侧部121g较薄。而且凸缘部121的横截面形状的角部121e形成为R面倒角形状。
该实施例2的其他结构与实施例1相同地构成，因此省略对其的说明。在以后的实施例中同样如此。
因而，在如上构成的本发明的实施例2所涉及的车轮用轴承装置中，能够将重量减轻与下述部分对应的量在凸缘部121的与长度方向正交的横截面形状中，将两侧部121g形成为相比宽度方向中央部121f减薄。
换言之，将凸缘部121的宽度方向中央部121f形成所需要的板厚，并在该部分贯穿设置螺栓孔124，从而确保相对于轮毂螺栓的压入长度，并且良好地实现重量减轻。
接着，参照图12对上述实施例2涉及的车轮用轴承装置的制造方法进行说明。
如图12所示，在该实施例2中，利用冷锻的侧方挤压加工的锻造模装置170的第一、第二的两成形模171、172的成型槽部176、177，形成凸缘成形部178。该凸缘成形部178的横截面形状与上述凸缘部121的横截面形状对应而形成两侧部176b比宽度方向中央部176a小。
进而，凸缘成形部178的横截面形状的角部180b、181b形成为R面。
该实施例2涉及的车轮用轴承装置的制造方法的其他结构与实施例1所叙述的车轮用轴承装置的制造方法同样地构成，因此省略对其说明。
根据按照上述方式构成的本发明的实施例2涉及的车轮用轴承装置的制造方法，使用凸缘成形部178的与长度方向正交的横截面形状形成为与凸缘部121的横截面形状相同的形状，角部180b、181b形成为R面(例如半径为3mm的R面)的第一、第二的两成形模171、172，能够容易地形成带凸缘的轴部件101的二次成形品162。
此外，由于凸缘成形部178的横截面形状的角部180b、181b形成为R面，所以能够避免冷锻的材料流体压力集中发生作用。
结果，能够防止凸缘成形部178的横截面形状的角部180b、181b的早期磨损而使模具寿命提高，进而能够削减车轮用轴承装置的制造成本。
实施例3
接着参照图13、图14对本发明的实施例3涉及的车轮用轴承装置进行说明。
如图13所示图示的那样，通过冷锻将密封滑动部57形成为规定的精度。并且密封滑动部57通过润滑处理被膜或二硫化钼膜而形成为表面摩擦系数较低的状态。
另外，对于实施例3中的凸缘部21及凸缘基部20a的从轴向观察的面积的特征进行说明。图14的斜线部表示在冷锻的二次成形中，在凸缘部21延伸出的外径圆的范围内第一成形模71和第二成形模72接触的范围。换言之，凸缘部21是经过去肉后的部分。
在此，当令凸缘部21的外径为
凸缘部21的根部的凸缘基部20a的外径为
凸缘部21的周方向的宽度为C、凸缘部21的个数为N，并令凸缘部21和凸缘基部20a的沿轴方向观察的面积(凸缘投影部的面积)为Sf、凸缘部21的外径圆的面积为Sa时，能够表示成 Sf＝N×C×(1/2)×(φA-φB)+(φB/2)×(φB/2)×π Sa＝(φA/2)×(φA/2)×π 在实施例1中，二次成形品62的Sf/Sa在0.53～0.56的范围内。
该Sf/Sa表示凸缘部21延伸出的外径圆的范围内的第一成形模71和第二成形模72的作为非接触的面积相对外径圆的面积的比率。
该Sf/Sa越大，凸缘投影部的比率就变得越大，因此钢材的流动面积变大，基于挤压加工的钢材的流动性变得良好，故成形性提高。另一方面，Sf/Sa越大，第一成形模71和第二成形模72接触的面积就变得越小，需要用狭小的面积支持模压，因此对模具的载荷增大。
此外，由于Sf/Sa越小凸缘投影部的比例越小，所以钢材的流动面积变得狭小，基于挤压加工的钢材的流动性较差，因此成形性下降。另一方面，由于Sf/Sa越小第一成形模71和第二成形模72接触的面积越大，可以较大的面积支持模压，因此对模具的载荷减小。
另外，对Sf/Sa不同的结构进行了试验，从试验结果可见当Sf/Sa比0.6大时，模具的接触面积变得狭小，需要以狭小的面积支持模压，模具容易破裂。此外，当Sf/Sa比0.5小时，钢材的流动面积变得狭小，钢材的流动性较差，因此凸缘部的成形性较差，难以将凸缘部成形为预定的形状。因此，优选Sf/Sa为0.5以上且0.6以下。
该实施例3的其他结构与实施例1和实施例2相同地构成，因此省略对其的说明。
在按照上述方式构成的本发明的实施例x所涉及的车轮用轴承装置中，由于将密封滑动部57通过冷锻形成为规定的精度，因此能够省去车削加工。并且由于密封滑动部57通过润滑处理被膜或二硫化钼膜而形成为表面摩擦系数较低的状态，因此能够省去研磨加工。
另外，在该实施例3中，由于凸缘投影部的面积Sf与投影部21的外径圆的面积Sa的比Sf/Sa被设为0.53以上0.56以下，因此在冷锻的二次成形中的凸缘部21的挤压加工中，不会对模具施加过度的负担，凸缘部21的成形性良好，因此能够兼顾模具寿命与成形性。
接着，参照图5、6、8、9、14对上述实施例3所涉及的车轮用轴承装置的制造方法进行说明。
在该实施例3中示出车轮用轴承装置的制造方法相关的特征点。
如图5所示，将构造用碳素钢(优选为例如S45C、S50C、S55C等的碳素量0.5％左右的碳素钢)的圆棒材切割所需长度而形成轴状原材60。接着，将轴状原材60加热到例如800℃左右后，进行冷却并退火。
接着对轴状原材60进行金属表面处理在轴状原材60的表面形成磷酸盐被膜，来提高成型后的脱模性。
接着，为提高锻造工序时的模具的润滑性，进行润滑处理，或者为根据需要而提高抗烧焦性，亦可对轴状原材60涂覆二硫化钼并使之干燥。
之后，使用冷锻的前方挤压加工的锻造模装置(未图示)对轴状原材60进行前方挤压加工，由此，形成轴部10(包括大径部11、小径部12和端轴部15(在该状态下不形成轴端凹部16))、中间轴部20和嵌合轴部30(在该状态下不形成锻造凹部33、制动转子用嵌合部31)，制作基于冷锻的前方挤压加工的一次成形品61。
这里，由于在冷锻前为对轴状原材60进行金属表面处理及润滑处理，因此锻造工序时的模具的润滑良好，能够延长模具寿命，成形后的脱模性也较好。并且由于在一次成形中不进行加热来成形轴状原材60，因此在一次成形品61上会保存通过金属表面处理及润滑处理而形成在表面的被膜。
接着，如图5、6、8、9所示，通过冷锻的侧方挤压加工的锻造模装置70在嵌合轴部30的中心部端面形成锻造凹部33并且在位于一次成形品61的轴部10和嵌合轴部30之间的中间轴部20的外周面形成多个呈放射状的凸缘部21，制作二次成形品62。
这里，由于在一次成形品61上会保存通过金属表面处理及润滑处理而形成在表面的被膜，因此在二次成形中，亦可使得锻造工序时的模具的润滑良好，能够延长模具寿命，成形后的脱模性也较好。
该实施例3所涉及的车轮用轴承装置的制造方法的其他的结构与上述实施例1及实施例2所述的车轮用轴承装置的制造方法同样地构成，因此省去对其的说明。
根据按照上述方式构成的本发明的实施例3所涉及的车轮用轴承装置的制造方法，由于通过对被施以金属表面处理及润滑处理的轴状原材60的冷锻而制造出带凸缘的轴部件1，因此模具的润滑良好，故延长模具寿命，成型后的脱模性也较好。而且，由于锻造时不加热原材，因此加工精度良好，能够省去对密封滑动部57的车削加工。并且，利用润滑处理中形成的被膜的润滑功能，冷锻过程中带凸缘的轴部件的表面较为光滑，表面摩擦系数被加工得很低，因此能够省去密封滑动部57的研磨加工。
由此，根据本发明，能够提供可实现重量减轻且削减制造成本的车轮用轴承装置的制造方法。
实施例4
接着参照图15、图16对本发明的实施例4涉及的车轮用轴承装置进行说明。如图15所示，带凸缘的轴部件1A的凸缘部21A的形状与实施例1不同。在实施例4中，如图16所示，凸缘部21A的周方向的截面形成为凸型形状，轮毂螺栓27的座面的宽度范围形成为后壁部63，周方向的两端形成为薄壁部64。由此确保了轮毂螺栓27的必要嵌合长度，而且确保了作为支承车轮外侧的制动转子的必要的接触面的面积，实现了凸缘部21A的体积的削减。并且，如图16所示，将凸缘部21A的轴方向截面上的角部全部形成为R2以上，实现成形模的寿命的提高。
其中，凸缘部21A以外的形状与实施例1至3共通，带凸缘的轴部件1A的制造方法包括锻造前进行润滑处理及金属表面处理在内与实施例1至3的带凸缘的轴部件1共通，因此省去详细的说明。
根据该实施例4，能够实现轻量化而无损凸缘部的强度。
实施例5
接着参照图14对本发明的实施例5涉及的车轮用轴承装置进行说明。
在该实施例5中，当令在图14中用斜线部表示的第一成形模71和第二成形模72接触的面积为Ss时，能够表示为 Ss＝Sa-Sf 而且，在实施例5中，Ss为5000平方毫米以上且6500平方毫米以下。其中该值是1.5升等级的汽车用的车轮用轴承装置的值。而且如果Ss比5000平方毫米小，则第一成形模71和第二成形模72接触的面积变小，模具容易破裂。此外，如果Ss比6500平方毫米大，则钢材的流动面积变得狭小，钢材的流动性较差，因此凸缘部的成形性较差。
该实施例5的其他结构与实施例1至4同样地构成，而且该车轮用轴承装置的制造方法的其他部分也与上述实施例1至4所述的制造方法同样地构成，因此省去对其的说明。
根据该实施例5，在冷锻的二次成形中的凸缘部21的挤压加工中，由于不会对模具施以负担凸缘部21的形成性又良好，因此能够兼顾模具寿命和成形性。
实施例6
接着对本发明的实施例6所涉及的车轮用轴承装置进行说明。
作为该车轮用轴承装置的车轮用轮毂单元构成的带凸缘的轴部件，使用满足下述所有条件的钢材其中炭素的质量含有率为0.47％～0.58％，钛的质量含有率为20ppm～30ppm，铜的质量含有率为0.10％～0.20％，镍的质量含有率为0.10％～0.20％，钼的质量含有率为0.75％～0.85％，硫黄的质量含有率为0.005％以下。
该实施例6的其他的结构与实施例1至5同样地构成，因此省去对其的说明。
按照上述方式构成的本发明的实施例5所涉及的车轮用轴承装置中，炭素等的含有率在上述的范围的钢材，其冷锻时的成形性良好，高频淬火后能使滚道圈得到必要的表面硬度，因此优选作为构成带凸缘的轴部件1的钢材。
该实施例6的车轮用轴承装置的制造方法的其他的部分与上述实施例1至5所述的制造方法同样地构成，因此省去对其的说明。
根据按照上述方式构成的本发明的实施例6所涉及的车轮用轴承装置的制造方法，对于作为带凸缘的轴部件1的原材的轴状原材60，由于使用满足下述所有条件的钢材其中炭素的质量含有率为0.47％～0.58％，钛的质量含有率为20ppm～30ppm，铜的质量含有率为0.10％～0.20％，镍的质量含有率为0.10％～0.20％，钼的质量含有率为0.75％～0.85％，硫黄的质量含有率为0.005％以下。因此，轴状原材60因冷锻而成形性良好。并且在对带凸缘的轴部件1成形施以必要的车削加工并进行高频淬火后，能够得到滚道圈所需的表面硬度。
这里，炭素的质量含有率不足0.47％时，钢材较软，尽管冷锻时的成形性良好，但即便进行高频淬火仍无法获取滚道圈所需的表面硬度。而当炭素的质量含有率超过0.58时，钢材又过硬，不适用冷锻的加工。因此，至少炭素的质量含有率在0.47％～0.58％为必要。
此外，钛具有防止钢材的结晶粒度的粗大化的性质，当钛的质量含有率为20ppm～30ppm时，可防止钢材的结晶粒度的粗大化，因此冷锻时的成形性良好，较为优选。
当钛的质量含有率超过30ppm时，钛可能析出而刮伤轴承的滚珠，不为优选。
另外对于铜、镍、钼而言，具有含有量越多钢材的结晶粒度越细，钢材变软的性质。因此，只要满足铜的质量含有率为0.10％～0.20％、镍的质量含有率为0.10％～0.20％、钼的质量含有率为0.75％～0.85％中的至少一个，钢材的结晶粒度就会变细，冷锻时的成形性良好。其中当铜、镍、钼中任一的含有率超过上述的范围的上限时，添加的铜、镍、钼会导致成本增加，且难以通过高频淬火获取所需的必要的表面硬度，因此不被优选。
另外，硫黄具有随着含有量增多钢材变脆而易于破裂的性质，而只要硫黄的质量含有率不在0.005％以下，则钢材不易变脆而破裂，因此冷锻时的成形性良好。其中当硫黄的质量含有量超过0.005％时，钢材会变脆而易于破裂因此不被优选。
实施例7
接着对实施例7所涉及的车轮用轴承装置进行说明。实施例7中如图17、图18所示，带凸缘的轴部件1B的嵌合轴部30B的形状及凸缘部21B的根部附近的形状与实施例1至实施例6不同。实施例7中，嵌合轴部30B形成为凸缘部21B的根部附近较厚、其他的部分较薄。此外，嵌合轴部30B的内径面形成为与凸缘部21B的个数对应的多边形状。而且，形成嵌合轴部30B的内径面的锻造凹部33B的角部32a形成为圆弧状，并将角部32a的半径r1、嵌合轴部30B的制动转子用嵌合部31B的外径侧的半径r2设定成几乎相等，来确保冷锻中冲头寿命。
此外，在嵌合轴部30B的外径侧未形成凸缘部21B的位置形成环状的凸缘基部20b，凸缘部21B的根部附近与凸缘基部20b平滑连续而与凸缘基部20b成为一体。其中，带凸缘的轴部件1B的材质、凸缘部21B与除其根部附近外的部分的形状与实施例1至实施例6共通，带凸缘的轴部件1B的制造方法也与实施例1至实施例6的带凸缘的轴部件1共通，因此省去详细的说明。
根据该实施例7，能够确保钢材向凸缘部21B的流动性，而且能够在相对难以被施加反复应力的凸缘部21B的根部附近以外的部分使嵌合轴部30B薄壁化，能够兼顾带凸缘的轴部件1B的强度确保和轻量化。并且通过使凸缘部21B的根部附近和凸缘基部20b一体化，能够实现使施加在凸缘部21B的根部的应力分散。
实施例8
接着参照图19和图20对本发明的实施例8所涉及的车轮用轴承装置进行说明。
如图19所示，在该实施例2中，带凸缘的轴部件801的多个凸缘部821也是通过利用冷锻在嵌合轴部830的中心部端面形成锻造凹部833时的侧方挤压加工而形成的。
另外，如图20所示，凸缘部821的与长度方向正交的横截面形状的角部形成为角部821e和角部821f两种R倒角形状。
详细而言，如图19及图20所示，在凸缘部821的根部附近的厚壁部23侧形成了角部821e，在嵌合轴部830侧形成了角部821f。并且该角部821f形成为大于821e的R面。
该实施例8的其他的结构与实施例1至实施例7同样地构成，因此省去对其的说明。按照上述方式构成的本发明的实施例8所涉及的车轮用轴承装置中，该凸缘部821因凸缘成形时的原材的流动性得到提高故能够形成成形性较好的凸缘。
接着，参照图21和图22对本发明的实施例8所涉及的车轮用轴承装置的制造方法进行说明。
如图21所示，凸缘部821是利用锻造模装置的成形模由第一成形模871和第二成形模872构成的成形模形成的。
在形成于该第一成形模871和第二成形模872的型腔中，在对应于凸缘部821的凸缘成形部878的位置形成第一成形模871与第二成形模872的分型位置U。该分型位置U形成为相比凸缘部821的厚度方向的中心H更靠向嵌合轴部830。详细而言，从第二成形模872至分型位置U的距离877U相比从第一成形模871至分型位置U的距离876U形成得更短。
如图21和图22所示，第一成形模871的成形槽876对应于凸缘部821的横截面形状的角部821e(参照图20)的R倒角形状形成为角部880e的R面。另外，第二成形模872的成形槽877对应于凸缘部821的横截面形状的角部821f(参照图20)的R倒角形状形成为角部881f的R面。利用该第一成形模871的成形槽876和第二成形模872的成形槽877构成凸缘成形部878，并由此形成凸缘部821。
另外，在该实施例8中，模具结构为在第一成形模871的成型槽部876的引导面880和第二成形模872的成型槽部877的引导面881不形成避让部。该实施例8所涉及的车轮用轴承装置的制造方法的其他的结构与上述实施例1至7所述的车轮用轴承装置的制造方法同样地构成，因此省去对其的说明。
根据按照上述方式构成的本发明的实施例8所涉及的车轮用轴承装置的制造方法，能够避免冷锻的材料流体压力集中作用于凸缘成形部878的横截面形状的角部881f。结果能够防止应力对凸缘成形部878的横截面形状的角部881f的集中，进而提高模具寿命，能够削减车轮用轴承装置的制造成本。并且能够提高凸缘821的成形时的原材的流动性，因此能够形成成形性良好的凸缘821。
另外，在该实施例8中，模具结构为在第一成形模871的成型槽部876的引导面880和第二成形模872的成型槽部877的引导面881不形成避让部。但是将第一成形模871与第二成形模872的分型位置U形成得相比凸缘部821的厚度方向的中心H更靠近嵌合轴部830寄，并且第二成形模872的成形槽877的角部881f的R面以大于第一成形模871的成形槽876的角部880e的R面的R面来形成。由此能够避免在第二成形模872的成形槽877的角部881f产生破裂，实现成形模寿命的提高。
实施例9
接着，参照图5和图14对本发明的实施例9所涉及的车轮用轴承装置的制造方法进行说明。
如图5、图14所示，该实施例9中的车轮用轴承装置的制造方法在对前方挤压成形所成形的一次成形品61和在侧方挤压成形所成形的二次成形品62的轴向尺寸的特定方面具有特征。车轮用轴承装置的制造方法在通过侧方挤压加工而形成凸缘部21的前序工序中具有冷锻的前方挤压成形的工序。
该前方挤压成形形成由带凸缘的轴部件1的轴部10(包括大径部11、小径部12及端轴部15(该状态下未形成轴端凹部16))、和用于形成在凸缘部21的宽度方向两侧面的根部形成的凸缘基部20a及嵌合轴部30的中间轴部20构成的一次成形品61。当令进行该前方挤压成形的工序中形成的中间轴部20的外径为
进行侧方挤压成形的工序中形成的凸缘基部20a的外径为
时，设定为中间轴部20的外径
相对于凸缘基部20a的外径
满足
换言之，在由侧方挤压加工形成凸缘部21的工序的前序工序中，具有形成一次成形品61的冷锻的前方挤压成形的工序，该一次成形品61由带凸缘的轴部件1的轴部10、和用于形成在凸缘部21的宽度方向两侧面的根部形成的凸缘基部20a及嵌合轴部30的中间轴部20构成，进行前方挤压成形的工序中形成的中间轴部20的外径
被设定成达到进行侧方挤压成形的工序中形成的凸缘基部20a的外径
的0.8倍以上。
另外，如图5所示，该实施例9中的车轮用轴承装置的制造方法在对前方挤压成形中的一次成形品61的轴向尺寸的特定上也具有特征。
即，当令进行前方挤压成形的工序中形成的一次成形品61的中间轴部20的外径为
轴部10的端轴部15(该状态下未形成轴端凹部16)的外径为
时，中间轴部20的
的截面积为
轴部10的端轴部15的外径
的截面积为
设定该两截面积的关系满足(SD-SE)/SD≤0.85。
换言之，从进行前方挤压成形的工序中形成的一次成形品61的中间轴部20的截面积向轴部10的端轴部15的截面积的截面减少率被设定在0.85倍以下。该实施例9所涉及的车轮用轴承装置的制造方法的其他的结构与上述实施例1至8所述的车轮用轴承装置的制造方法同样地构成，因此省去对其的说明。因此
只要设定成满足
和(SD-SE)/SD≤0.85这两者的关系即可。
根据按照上述方式构成的本发明的实施例9所涉及的车轮用轴承装置的制造方法，通过抑制从进行前方挤压成形的工序中形成的中间轴部20到进行侧方挤压成形的工序中形成的凸缘基部20a的扩大量，能够抑制进行侧方挤压成形的工序中形成的凸缘部21的前端的塑性形变。而且能够制造出凸缘部21的前端的破裂较少的良好的冷锻制的带凸缘的轴部件1，能够削减车轮用轴承装置的制造成本。并且能够实现减轻车轮用轴承装置的重量。
另外，当从进行前方挤压成形的工序中形成的中间轴部20向轴部10的端轴部15的截面的减少率较大时，加工固化会使轴部10的端轴部15的硬度上升。在将该带凸缘的轴部件1与各构成部件一起组装成车轮用轴承装置时，进行该轴部10的端轴部15的铆接加工。此时，该轴部10的端轴部15的硬度过高会导致铆接性降低，故不为优选。但根据上述的结构，能够抑制轴部10的端轴部15的加工固化。
其中，本发明并不局限于上述实施例1至实施例9，只要在不脱离本发明的思想的范围内，还能够以各种方式进行实施。
例如，在上述实施例1中，虽然例示出形成在锻造模装置70的第二成形模72的成型槽部77、与凸缘部21的根部附近的厚壁部23侧的相反侧部分之间保持隙间S2的避让部84的情况，但即便是没有避让部84的模具构造亦可实施本发明。
如上所述，本发明的第一方式所涉及的车轮用轴承装置，具备带凸缘的轴部件，该带凸缘的轴部件具有下述部分组装滚动轴承的轴部；形成在该轴部的一端侧且嵌入车轮的中心孔的嵌合轴部；和多个凸缘部，该凸缘部在位于上述轴部和上述嵌合轴部之间的外周面呈放射状向外径方向延伸，且在该凸缘部上贯穿设置有供紧固上述车轮的轮毂螺栓配置的螺栓孔，上述凸缘部是在通过冷锻在上述嵌合轴部的中心部端面形成锻造凹部时利用侧方挤压加工而形成的，上述凸缘部的与长度方向正交的横截面形状的角部形成为R倒角形状。
根据上述结构，通过利用冷锻的侧方挤压加工在位于轴部和嵌合轴部之间的外周面形成多个呈放射状的凸缘部，能够实现重量减轻并且能够实现制造成本的减少。
另外，通过将凸缘部的与长度方向正交的横截面形状的角部形成为R倒角形状，能够在利用冷锻的侧方挤压加工形成凸缘部时，使用具有对应于凸缘部的横截面形状而将角部形成为R面的凸缘成形部的成形模来形成凸缘部。
因此，能够避免材料流体压力集中作用在成形模的凸缘成形部的横截面形状的角部。
结果能够防止成形模的凸缘成形部的横截面形状的角部的因应力其中而引起的早期磨损，提高模具寿命，进而能够削减车轮用轴承装置的制造成本。
本发明的第二方式所涉及的车轮用轴承装置在第一方式所涉及的车轮用轴承装置基础上，将凸缘部的与长度方向正交的横截面形状形成为相比宽度方向中央部两侧部较薄，并将上述凸缘部的横截面形状的角部形成为R倒角形状。
根据上述构成，在凸缘部的与长度方向正交的横截面形状中，能够减轻两侧部相比宽度方向中央部所减薄形成的对应部分的重量。
换言之，将凸缘部的宽度方向中央部形成所需要的板厚，并在该部分贯穿设置螺栓孔，从而确保相对于轮毂螺栓的压入长度，能够实现重量减轻。
本发明的第三方式所涉及的车轮用轴承装置在第一方式所涉及的车轮用轴承装置基础上，对于上述冷锻中进行的侧方挤压加工而言，锻造模装置的成形模由第一成形模和第二成形模构成，在形成于上述锻造模装置的成形模的型腔中，在与上述凸缘部对应的凸缘成形部的位置形成上述第一成形模和第二成形模的分型位置，上述分型位置相比上述凸缘厚度方向中心形成靠向嵌合轴部，上述凸缘部由上述成形模形成。
根据上述构成，对于冷锻中进行的侧方挤压加工而言，锻造模装置的成形模由第一成形模和第二成形模构成，在形成于上述锻造模装置的成形模的型腔中，在与凸缘部对应的凸缘成形部的位置形成上述第一成形模和第二成形模的分型位置，该分型位置相比凸缘厚度方向中心形成靠向嵌合轴部。
由此能够避免在第二成形模的成形槽的角部出现破裂。
本发明的第四方式所涉及的车轮用轴承装置的制造方法，是制造车轮用轴承装置的方法，该车轮用轴承装置具备带凸缘的轴部件，该带凸缘的轴部件具有下述部分组装滚动轴承的轴部；形成在该轴部的一端侧且直径大于上述轴部而嵌入车轮的中心孔的嵌合轴部；和多个凸缘部，该凸缘部位于上述轴部和上述嵌合轴部之间而呈放射状向外径方向延伸，且在该凸缘部上贯穿设置有供紧固上述车轮的轮毂螺栓配置的螺栓孔，其中具备下述工序通过冷锻的锻造模装置在上述嵌合轴部的中心部端面形成锻造凹部，并且通过侧方挤压加工在上述轴部和上述嵌合轴部之间的外周面形成上述凸缘部的工序，使用下述的成形模来形成上述凸缘部在形成于上述锻造模装置的成形模的型腔之中，与上述凸缘部对应的凸缘成形部的与长度方向正交的横截面形状，与第一方式所述的凸缘部的横截面形状对应地将角部形成为R面。
根据上述构成，能够容易地制造本发明的第一方式所述的车轮用轴承装置，并且能够提高锻造模装置的模具寿命，进而削减车轮用轴承装置的制造成本。
本发明的第五方式所涉及的车轮用轴承装置的制造方法，在第四方式所述的车轮用轴承装置的制造方法的基础上，将锻造模装置的成形模的凸缘成形部的与长度方向正交的横截面形状，与第二方式所述的凸缘部的横截面形状对应地形成为两侧部比宽度方向中央部较小，并将上述凸缘成形部的横截面形状的角部形成为R面。
根据上述构成，能够容易地制造出第二方式所述的车轮用轴承装置。
本发明的第六方式所涉及的车轮用轴承装置的制造方法，在第四方式所述的车轮用轴承装置的制造方法基础上，上述冷锻的锻造模装置的成形模由第一成形模和第二成形模构成，在形成于上述锻造模装置的成形模的型腔中，在与上述凸缘部对应的凸缘成形部的位置形成上述第一成形模和第二成形模的分型位置，上述分型位置形成为相比上述凸缘厚度方向中心更靠向嵌合轴部。
根据上述构成，冷锻的锻造模装置的成形模由第一成形模和第二成形模构成。在形成于该成形模的型腔中，在与凸缘部对应的凸缘成形部的位置形成第一成形模和第二成形模的分型位置，该分型位置形成为相比凸缘厚度方向中心更靠向嵌合轴部。
通过将分型位置形成为相比凸缘厚度方向中心更靠向嵌合轴部凸缘，能够防止在第二成形模的成形槽的角部出现破裂，实现成形模具寿命的提高。
本发明的第七方式所涉及的车轮用轴承装置的制造方法，在第四方式所述的车轮用轴承装置的制造方法的基础上，在由上述侧方挤压加工形成上述凸缘部的工序的前序工序中，具有形成一次成形品的冷锻的前方挤压成形的工序，该一次成形品由上述带凸缘的轴部件的上述轴部、和用于形成在上述凸缘部的宽度方向两侧面的根部形成的凸缘基部及上述嵌合轴部的中间轴部构成，令进行上述前方挤压成形的工序中形成的上述中间轴部的外径为
进行上述侧方挤压成形的工序中形成的上述凸缘基部的外径为
则上述中间轴部的外径
相对于上述凸缘基部的外径
设定成满足
根据上述构成，通过抑制从进行前方挤压成形的工序中形成的中间轴部到进行侧方挤压成形的工序中形成的凸缘基部的扩大量，能够降低进行侧方挤压成形的工序中形成的凸缘部的前端的塑性形变。而且能够制造出凸缘部的前端的破裂较少的良好的冷锻制的带凸缘的轴部件，能够削减车轮用轴承装置的制造成本。并且能够实现减轻车轮用轴承装置的重量。
此外，对于上述构成，换言之可表现如下“在第四方式所述的车轮用轴承装置的制造方法中，在由上述侧方挤压加工形成上述凸缘部的工序的前序工序中，具有形成一次成形品的冷锻的前方挤压成形的工序，该一次成形品由上述带凸缘的轴部件的上述轴部、和用于形成在上述凸缘部的宽度方向两侧面的根部形成的凸缘基部及上述嵌合轴部的中间轴部构成，进行上述前方挤压成形的工序中形成的上述中间轴部的外径
被设定为达到进行上述侧方挤压成形的工序中形成的上述凸缘基部的外径
的0.8倍以上。” 本发明的第八方式所涉及的车轮用轴承装置的制造方法，在第四方式所述的车轮用轴承装置的制造方法基础上，当令进行上述前方挤压成形的工序中形成的一次成形品的上述中间轴部的外径为
上述轴部的端部外径为
且 上述中间轴部
的截面积
上述轴部的端部外径
的截面积
时，设定满足(SD-SE)/SD≤0.85。
当从进行前方挤压成形的工序中形成的中间轴部向轴部的端轴部的截面的减少率较大时，加工固化会使轴部的硬度上升。在将该带凸缘的轴部件与各构成部件一起组装成车轮用轴承装置时，进行该轴部的端部的铆接加工。此时，该轴部的端部的硬度过高会导致铆接性降低，故不为优选。
根据上述的结构，能够抑制轴部的端部的加工固化。
另外，对于上述构成，换言之可表现如下“第四方式所述的车轮用轴承装置的制造方法中，从进行上述前方挤压成形的工序中形成的一次成形品的上述中间轴部的截面积向上述轴部的端部的截面积的截面减少率被设定为0.85倍以下。”
权利要求
1.一种车轮用轴承装置，其特征在于，
具备带凸缘的轴部件，该带凸缘的轴部件具有下述部分组装滚动轴承的轴部；形成在该轴部的一端侧且嵌入车轮的中心孔的嵌合轴部；和多个凸缘部，该凸缘部在位于上述轴部和上述嵌合轴部之间的外周面呈放射状向外径方向延伸，且在该凸缘部上贯穿设置有供紧固上述车轮的轮毂螺栓配置的螺栓孔，
上述凸缘部是在通过冷锻在上述嵌合轴部的中心部端面形成锻造凹部时利用侧方挤压加工而形成的，
上述凸缘部的与长度方向正交的横截面形状的角部形成为R倒角形状。
2.根据权利要求1所述的车轮用轴承装置，其特征在于，
将凸缘部的与长度方向正交的横截面形状形成为两侧部比宽度方向中央部薄，
并将上述凸缘部的横截面形状的角部形成为R倒角形状。
3.根据权利要求1所述的车轮用轴承装置，其特征在于，
对于上述冷锻中进行的侧方挤压加工而言，锻造模装置的成形模由第一成形模和第二成形模构成，
在形成于上述锻造模装置的成形模的型腔中，在与上述凸缘部对应的凸缘成形部的位置形成上述第一成形模和第二成形模的分型位置，
上述分型位置相比上述凸缘厚度方向中心形成为靠向嵌合轴部，
上述凸缘部由上述成形模形成。
4.一种车轮用轴承装置的制造方法，该车轮用轴承装置具备带凸缘的轴部件，该带凸缘的轴部件具有下述部分组装滚动轴承的轴部；形成在该轴部的一端侧且直径大于上述轴部而嵌入车轮的中心孔的嵌合轴部；和多个凸缘部，该凸缘部位于上述轴部和上述嵌合轴部之间而呈放射状向外径方向延伸，且在该凸缘部上贯穿设置有供紧固上述车轮的轮毂螺栓配置的螺栓孔，该车轮用轴承装置的制造方法的特征在于，
具备下述工序通过冷锻的锻造模装置在上述嵌合轴部的中心部端面形成锻造凹部，并且通过侧方挤压加工在上述轴部和上述嵌合轴部之间的外周面形成上述凸缘部的工序，
使用下述的成形模来形成凸缘部在形成于上述锻造模装置的成形模的型腔之中，与上述凸缘部对应的凸缘成形部的与长度方向正交的横截面形状，与权利要求1所述的凸缘部的横截面形状对应地将角部形成为R面。
5.根据权利要求4所述的车轮用轴承装置的制造方法，其特征在于，
将锻造模装置的成形模的凸缘成形部的与长度方向正交的横截面形状，与权利要求2所述的凸缘部的横截面形状对应地形成为两侧部比宽度方向中央部小，并将上述凸缘成形部的横截面形状的角部形成为R面。
6.根据权利要求4所述的车轮用轴承装置的制造方法，其特征在于，
上述冷锻的锻造模装置的成形模由第一成形模和第二成形模构成，
在形成于上述锻造模装置的成形模的型腔中，在与上述凸缘部对应的凸缘成形部的位置形成上述第一成形模和第二成形模的分型位置，
上述分型位置形成为相比上述凸缘厚度方向中心靠向嵌合轴部。
7.根据权利要求4所述的车轮用轴承装置的制造方法，其特征在于，
在由上述侧方挤压加工形成上述凸缘部的工序的前序工序中，
具有形成一次成形品的冷锻的前方挤压成形的工序，该一次成形品由上述带凸缘的轴部件的上述轴部、和用于形成在上述凸缘部的宽度方向两侧面的根部形成的凸缘基部及上述嵌合轴部的中间轴部构成，
令进行上述前方挤压成形的工序中形成的上述中间轴部的外径为
进行上述侧方挤压成形的工序中形成的上述凸缘基部的外径为
则上述中间轴部的外径
相对于上述凸缘基部的外径
设定成满足
8.根据权利要求4或7所述的车轮用轴承装置的制造方法，其特征在于，
当令进行上述前方挤压成形的工序中形成的一次成形品的上述中间轴部的外径为
上述轴部的端部外径为
且上述中间轴部
的截面积
上述轴部的端部外径
的截面积
时，设定成满足(SD-SE)/SD≤0.85。
全文摘要
本发明提供一种车轮用轴承装置及其制造方法。本发明的车轮用轴承装置，具备带凸缘的轴部件(1)，该带凸缘的轴部件具有下述部分组装滚动轴承(41)的轴部(10)；形成在该轴部(10)的一端侧且嵌入车轮的中心孔的嵌合轴部(30)；和多个凸缘部(21)，该凸缘部在位于轴部(10)和嵌合轴部(30)之间的外周面呈放射状向外径方向延伸，且在该凸缘部上贯穿设置有供紧固车轮的轮毂螺栓(27)配置的螺栓孔(24)。凸缘部(21)是在通过冷锻在嵌合轴部(30)的中心部端面形成锻造凹部(33)时利用侧方挤压加工而形成的，凸缘部(21)的与长度方向正交的横截面形状的角部(21e)形成为R倒角形状。
文档编号B23P15/00GK101804770SQ201010117759
公开日2010年8月18日 申请日期2010年2月11日 优先权日2009年2月17日
发明者增田善纪, 横田龙哉, 中尾一纪 申请人:株式会社捷太格特