JP2004299666A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車輪用軸受装置のフランジに形成したハブボルト孔にハブボルトのセレーション部分を圧入すると、その力によりフランジが変形し、このフランジに取り付けるブレーキロータが傾斜することにより片当たりを生じることがある。
【解決手段】 ハブホイール８のフランジ１３に設けたハブボルト孔１４に対してハブボルト９を圧入する際、予めハブボルト９のセレーション１６と同一または少し小さな治具を圧入し、その圧入により変形したブレーキロータ取付フランジ面１８を旋削加工等により高精度に平坦化する。この時の旋削加工は、ハブボルト孔１４に治具を圧入し抜き取った後で加工を行うか、或いは治具を圧入した状態で加工を行う。その他、ハブボルト孔の開口部に所定角度の面取を設ける。また、ハブボルト孔のブレーキロータ取付フランジ面側開口に座ぐりを設け、この座ぐりに支持治具を当てた状態でハブボルトを圧入する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車の車輪を懸架装置に支持する車輪用軸受装置に関し、特にハブボルト孔にハブボルトを圧入する際に生じるフランジの変形を防止することができるようにした車輪用軸受装置に関する。

自動車の車輪を構成するホイール１及び制動装置であるディスクブレーキを構成するディスクロータ２は、例えば図２０に示すような構造の車輪用軸受装置５により、懸架装置を構成するナックル３に回転自在に支承している。即ち、このナックル３に形成した円形の支持孔４部分に、本発明の対象となる車輪用軸受装置５を構成する、静止輪である外輪６の突出部を嵌合させ、この外輪６のフランジ１２部分を等間隔に配置した複数本のボルト７によりナックル３に固定している。

一方、ディスクブレーキのディスクロータ２はその内周側のフランジ１１において、前記車輪用軸受装置５を構成するハブホイール８のフランジ１３の外端面に対して、密着するように当てがわれた状態で取り付けられる。その際、このディスクロータ２は、例えば図２１にその拡大図を示すように、フランジ１３の円周方向数箇所に設けられるハブボルト孔１４に貫通状態で非分離に嵌入されるハブボルト９によって、そのフランジ１１部分で固定されている。

このディスクロータ２の取り付けは、車輪用軸受装置５を等速ジョイント２１のスプライン軸２２に対して取り付けた後で行われるために、フランジ１３のハブボルト孔１４に対してハブボルト９を予め取り付けておかないとディスクロータ２の取り付けを行うことができない。また、車輪用軸受装置５を車両への組立工程に搬送する以前の単品で取り扱う段階において、前記したハブボルト９が脱落すると紛失の恐れ、或いは再度の組み付け作業を行う必要が生じる等の問題を発生するため、ハブボルト９をハブボルト孔１４に対して非分離に取り付けるようにしている。

従来より用いられている車輪用軸受装置においては、前記のようにハブボルト９をハブボルト孔１４に対して非分離とするため、例えば図２１におけるハブボルト孔近傍部分の拡大図に示すように、ハブボルト９のねじ軸部１５において、頭部側の領域にのみセレーション部１６を形成しており、ハブボルト９のセレーション部１６を、ハブボルト孔１４の円形内周面１７に対して食い込ませるように嵌入し装着する形態を採用していた。

なお、車輪用軸受装置において、ハブボルトをハブボルト孔にセレーションによって圧入して非分離とする際に、フランジ面の平坦度が悪化することを防止するため、ハブボルト孔を予め所定の形状に形成する技術は特許文献１に開示されている。
特開２００１−１７３６８９号

しかしながら、前記のような従来のハブボルト９とハブボルト孔１４をセレーションによって嵌入し装着する形態の締結構造では、図２１に示すように、フランジ１３のハブボルト孔１４にハブボルト９を圧入したときに、ハブボルト孔１４の内周面１７がセレーション部１６によって矢印のように押圧され、フランジ１３に弾性変形及び塑性変形が発生する。

この変形は円環状のフランジ１３に複数個設けたハブボルト孔１４部分において特に生じることとなり、この変形によって円環状のフランジの表面に歪みを生じ、平坦度が悪化してしまう。このように、フランジ面の平坦度が悪化すると、特にブレーキロータを取り付るフランジ面であるブレーキロータ取付フランジ面１８に対してブレーキロータ２のフランジ１１を取り付ける際、このブレーキロータ２がブレーキロータ取付フランジ面１８に対して平行に取り付けられず、ブレーキの作動時にブレーキロータ２と図示しないブレーキパッドとの片当たりを招き、それにより振動、異音が発生するという問題がある。

したがってこの発明は、車輪用軸受装置のフランジ１３に形成されたハブボルト孔１４にハブボルト９を圧入したときに、フランジ面１８、１９の平坦度が悪化することを防止できる締結構造を提供することを目的とする。

本発明に係る車輪用軸受装置は、上記課題を解決するため、外周に設けたフランジにハブボルト孔を備え、前記ハブボルト孔に嵌入したハブボルトにブレーキロータを取り付ける車輪用軸受装置において、前記ハブボルト孔には、前記ハブボルト外周に形成したセレーション部と同一寸法もしくは少し小さい寸法のセレーション部を備えた治具を圧入することによって形成したセレーション部を備え、前記フランジは、前記ハブボルト圧入によるフランジ変形を前記治具が圧入されることにより予め塑性変形させた後、ブレーキロータ取付面となるフランジ面を平坦に加工して成形したものである。

また、本発明に係る他の車輪用軸受装置は、外周に設けたフランジにハブボルト孔を備え、前記ハブボルト孔に嵌入したハブボルトにブレーキロータを取り付ける車輪用軸受装置において、前記ハブボルト孔には、前記ハブボルト外周に形成したセレーション部と同一寸法もしくは少し小さい寸法のセレーション部を備えた治具を圧入することによって形成したセレーション部を備え、前記フランジは、前記治具の圧入によりハブボルト圧入によって発生するフランジの弾性変形及び塑性変形をフランジに発生させた状態で、ブレーキロータ取付面となるフランジ面を平坦に加工して成形したものである。

また、本発明に係る他の車輪用軸受装置は、外周に設けたフランジにハブボルト孔を備え、前記ハブボルト孔に嵌入したハブボルトにブレーキロータを取り付ける車輪用軸受装置において、前記ハブボルト孔には、前記ハブボルト外周に成形したセレーション部と同一寸法もしくは少し小さい寸法のセレーション部を備えたブローチ工具によって形成したセレーション部を備えたものである。

また、本発明に係る他の車輪用軸受装置は、外周に設けたフランジにハブボルト孔を備え、前記ハブボルト孔に嵌入したハブボルトにブレーキロータを取り付ける車輪用軸受装置において、前記ハブボルト孔にハブボルト孔径寸法より大きい外形寸法をもった治具を圧入することによって、ハブボルト圧入により発生するフランジ変形と同量の弾性変形及び塑性変形をフランジに発生させた状態で、ブレーキロータ取付面となるフランジ面を平坦に加工して成形されたものである。

また、本発明に係る他の車輪用軸受装置は、上記車輪用軸受装置において、前記セレーション部を形成したハブボルト孔にハブボルトを非分離に嵌入したものである。

また、本発明に係る他の車輪用軸受装置は、外周に設けたフランジにハブボルト孔を備え、前記ハブボルト孔に嵌入したハブボルトにブレーキロータを取り付ける車輪用軸受装置において、前記ハブボルト孔のブレーキロータ取付面側に設ける面取部の角度を３０度としたものである。

また、本発明に係る他の車輪用軸受装置は、外周に設けたフランジにハブボルト孔を備え、前記ハブボルト孔に嵌入したハブボルトにブレーキロータを取り付ける車輪用軸受装置において、前記フランジには、前記ハブボルト孔のブレーキロータ取付面側開口周囲に、ハブボルト孔にハブボルトを圧入するときに治具の端面を当接する座ぐり部を形成したものである。

なお、上記の各実施例は、車輪用軸受装置として特徴付けられる一方、各々車輪用軸受装置の製造方法としても特徴付けられるものであり、ここでの記載は省略する。

上記本発明の各種実施例において、ハブボルト孔にハブボルトを圧入することによるフランジの変形を、ハブボルト孔にハブボルトのセレーション部と同一寸法もしくは少し小さい寸法のセレーション部、または円筒部等をもった治具を圧入することにより予め塑性変形させて、治具を圧入状態のまま、または抜き出してから、フランジのブレーキロータ取付面となるフランジ面を加工して、フランジに高精度な平坦度をもつフランジ面を形成したもの、或いは、ハブボルト孔にハブボルト外周に成形したセレーション部と同一寸法もしくは少し小さい寸法のセレーション部を備えたブローチ工具によってセレーション部を形成したものにおいては、その後このハブボルト孔にハブボルトを圧入してもフランジの変形は発生しない。また同時にハブボルトの所定のスリップトルクを満足することができ、ハブボルトの脱落を防止することができる。

また、前記ハブボルト孔のブレーキロータ取付面側に設ける面取部の角度を３０度としたものにおいては、このハブボルト孔にハブボルトを圧入するとき、ハブボルト孔近傍の肉部が面取り部に微少流動するので、圧入によるフランジ変形が発生しない。

また、前記フランジにおける前記ハブボルト孔のブレーキロータ取付面側開口周囲に、ハブボルト孔にハブボルトを圧入するときに治具の端面を当接する座ぐり部を形成したものにおいては、ハブボルトの圧入時に作用する荷重がその荷重点に極めて近いところに位置する支持面で受けられるため、圧入によって発生する弾性変形・塑性変形がフランジ面にまで及ばなくなり、フランジの変形が発生しない。

したがってこれら全ての実施例において、ハブボルトをハブボルト孔へ圧入する際のフランジ面変形を抑制し、精度の高いフランジ面を確保することができ、またハブボルト孔に対するハブボルトのスリップトルクを維持することができ、ハブボルトの脱落を防止することができる。

ハブボルトをハブボルト孔へ圧入する際のフランジ面変形を抑制し、精度の高いフランジ面を確保することができ、またハブボルト孔に対するハブボルトのスリップトルクを維持することを、ハブボルト孔にハブボルトを圧入することによるフランジの変形を、ハブボルト孔にハブボルトのセレーション部と同一寸法もしくは少し小さい寸法のセレーション部、または円筒部等をもった治具を圧入することにより予め塑性変形させて、治具を圧入状態のまま、または抜き出してから、フランジのブレーキロータ取付面となるフランジ面を加工してフランジに高精度な平坦度をもつフランジ面を形成したもの、或いは、ハブボルト孔にハブボルト外周に成形したセレーション部と同一寸法もしくは少し小さい寸法のセレーション部を備えたブローチ工具によってセレーション部を形成することによって達成する。

本発明の各種実施例を図面に沿って説明する。図１は各実施例に対応している車輪用軸受装置５の全体構成を示す図であり、前記図２０に示す従来の車輪用軸受装置とほぼ同様の構成をなす車輪用軸受装置を示しており、したがって図１に示す車輪用軸受装置において図２１の車輪用軸受装置に対応する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本発明の第１の実施例を図２及び図３に基づいて説明する。図２（ａ）は図１の車輪用軸装置５におけるハブホイール８であって、組立前の単品の状態を示しており、その外周に設けたフランジ１３には円周方向に等間隔に複数個のハブボルト孔１４を備えている。図示のハブボルト孔１４には、フランジ１３におけるブレーキロータを取り付けるフランジ面であるブレーキロータ取付フランジ面１８側に開口する部分には第１面取２０を、またそのブレーキロータ取付フランジ面１８の裏側のフランジ面であって、ハブボルト９を挿入する側のフランジ面であるハブボルト挿入側フランジ面１９に開口する部分には第２面取２１を形成している。なお、本発明の第１の実施例においては、前記第１面取２０及び第２面取２１は２カ所とも省略してもかまわず、また、いずれか一方を省略しても良く、更に、前記各面取の代わりに、例えば座ぐり穴等を設けても良い。

図３（１）〜（５）は第１の実施例の車輪用軸受装置におけるハブホイールの形成過程を示す図であり、特にハブホイール８のフランジ１３におけるハブボルト孔１４近傍の拡大図を示している。このハブボルト孔１４に対して、図１に示すような最終的にこのハブボルト孔１４に挿入されるハブボルト９のセレーション部１６と同一寸法もしくは少し小さい寸法のセレーション部２３を備えた治具２４を、図３（１）中の黒矢印の方向に挿入し、最終的に図３（２）に示すように、その治具２４の先端がハブボルト孔１４を貫通して反対側から突出する状態まで圧入する。なお、この治具２４の先端には面取２５を設けてあり、この面取２５を設けることによって、ハブボルト孔１４と治具２４の圧入時の位置合わせを容易にしている。

前記のようなセレーション部２３を設けた治具２４を圧入することにより、従来のようなハブボルト孔１４にハブボルト９を圧入した際に生じる変形とほぼ同量の変形をフランジ１３の両フランジ面、特にブレーキ取付フランジ面１８に発生させることとなる。なお、前記治具２４を圧入した際にブレーキ取付フランジ面１８に生じる変形量をＡとする。

上記圧入完了後、図３（３）に示す黒矢印の方向にハブボルト孔１４から治具２４を抜き取ると、ハブボルト孔１４の内周面には、前記図２１に示すハブボルト９のセレーション部１６の寸法よりも少し小さい寸法のセレーション部２６が形成される。上記のような治具２４の圧入と抜き取りに際して、例えばこの治具２４のセレーション部２６が、ハブボルト９のセレーション部１６の寸法と同一寸法である場合でも、上記のような治具２４の圧入完了後にこれを抜き取るとハブボルト孔は内部に残存する弾性により復帰して縮径するため、そこに形成されたセレーション部２６はハブボルト９のセレーション部１６の寸法よりわずかに小さなものとなる。

この時、治具２４のセレーション部２３の長さをハブボルト孔１４より短くなるように設定する等によって、ハブボルト孔１４に形成するセレーション部２６を、図３（６）に示すようにハブボルト孔１４の途中まで形成する態様を採用しても良い。

図３（３）に示すように治具２４をハブボルト孔１４から抜き取った後は、特にブレーキロータ取付フランジ面１８には前記圧入完了時の変形量Ａのうちの塑性変形分が残ることとなる。その後、図３（４）に示すように、前記ブレーキロータ取付面１８に対して旋削工具２８にて旋削加工を実施し、前記治具２４を圧入したことによるブレーキロータ取付面１８に残る前記変形量Ａのうちの塑性変形分を削除する。それにより、最終的に図３（５）に示すように内面にセレーション２６が形成されたハブボルト孔１４を備え、フランジ１３に高精度な平坦度をもつブレーキロータ取付フランジ面１８を形成したハブホイール８が得られる。なお、上記の例においてはブレーキロータ取付フランジ面１８に対して旋削加工を施した例を示したが、これに限らず、例えば研削加工や切削加工等の種々の平坦面形成加工手段を採用することができる。

このように、予めハブボルト孔１４にセレーション部２３付きの治具２４を圧入して抜き取ることによってハブボルト孔１４に予めセレーション部２６が形成され、その後フランジ面を平坦に加工することとにより、前記図２（ａ）に示すハブホイール８は、同図（ｂ）に示すようなハブホイール８となる。

図２（ｂ）に示すように、旋削加工のような平坦面の成形加工を行うことにより、特にブレーキロータ取付フランジ面１８が高精度な平坦度となったフランジ１３をもつハブホイール８のハブボルト孔１４に対して、図１に示すようなハブボルト９を圧入しても、フランジ１３のブレーキロータ取付フランジ面１８には圧入による塑性変形は発生せず、高精度な平坦度を保つことができる。このように、ブレーキロータ取付フランジ面１８の平坦度が悪化することがないため、この面に対して前記図２０に示すようなブレーキロータ２を平行に取り付けることが可能となり、ブレーキロータ２と図示しないブレーキパッドとの片当たりを防止し、振動、異音の発生等の問題を解決することが可能となる。

また、前記治具２４を圧入することにより形成されたセレーション部２６の寸法は、弾性復帰によりハブボルト９のセレーション部１６の寸法よりも少し小さい寸法となっているため、ハブボルト９のセレーション部１６はハブボルト孔１４に形成されたセレーション部２６を内側から押圧するので、所定のスリップトルクを満足することができ、ボルトの落下を確実に防止することができる。

なお、ハブボルト孔１４に圧入する治具２４のセレーション部２３は、ハブボルト孔１４にその後圧入するハブボルト９のセレーション部１６と同位相であることが望ましく、それによりハブボルト孔１４にハブボルト９を圧入する際は、両セレーション部の位相が同一となり、フランジ１３に大きな力を与えることなく圧入することができ、またこのハブボルト９に対してブレーキロータを取り付け、或いは取り外す際にナットの確実な回り止めを行うことが可能となる。

図４は本発明の第２の実施例を示す図であり、前記図３と同様に、ハブホイール８のフランジ１３のハブボルト孔１４近傍の拡大図を示している。同図（１）に示すように、このハブボルト孔１４に対して、ハブボルト９のセレーション部１６と同一寸法もしくは少し小さい寸法のセレーション部２３を設けた治具２４を図中の黒矢印の方向に同図（２）に示す状態まで圧入する。この治具２４の先端には面取２５を設けてあり、この面取２５を設けることによって、ハブボルト孔１４に対して治具２４を圧入する時の位置合わせが容易になる。

前記のようにセレーション部２３を設けた治具２４を圧入することにより、ハブボルト孔１４にハブボルト９を圧入した際に生じる塑性変形と弾性変形を合わせた同量の変形をフランジ面、特にブレーキロータ取付フランジ面１８に発生させることとなる。なお、前記治具２４を圧入した際にブレーキ取付フランジ面１８に生じる変形量を前記と同様にＡとする。

次に、図４（３）に示すように、前記治具２４をハブボルト孔１４に対して圧入した状態のまま、前記図３（４）と同様にブレーキロータ取付フランジ面１８に旋削工具２８によって旋削加工を実施し、前記治具２４を圧入したことによるブレーキロータ取付フランジ面１８に発生していた前記変形量Ａを削除する。それにより、フランジ１３に高精度な平坦度をもつブレーキロータ取付フランジ面１８を形成することができる。なお、上記の例においてはブレーキロータ取付フランジ面１８に対して旋削加工を施した例を示したが、前記実施の態様と同様に、その他研削加工や切削加工等の種々の平坦面形成加工手段を採用することができる。また前記フランジ面を旋削加工する際に、同時にパイロット外径面やパイロット端面またそれぞれをつなぐＲ面を加工しても良い。

前記図４（３）に示すような平坦面形成加工を行った後、同図（４）に示すように、図中の黒矢印の方向にハブボルト孔１４から治具２４を抜き取ると、ハブボルト孔１４の内周面には、ハブボルト９のセレーション部１６の寸法よりも少し小さい寸法のセレーション部２６が形成される。この時、治具２４によるセレーション部２６は前記図３（６）に示すものと同様に、ハブボルト孔１４の途中までとしても良い。平坦面形成加工治具２４を抜き取ることにより治具２４の圧入状態を解除されたブレーキロータ取付フランジ面１８は、弾性変形していた部分が復帰して元に戻ることによって変形する。このとき、ハブボルト孔１４から前記治具２４を抜いたときに発生する変形量をＢとする。

以上の工程を経てブレーキロータ取付フランジ面１８に変形量Ｂをもったハブホイール８に対して、ハブボルト９をハブボルト孔１４に圧入することによりフランジ１３にその圧入による弾性変形が発生する。この時のブレーキロータ取付フランジ面１８に発生する変形量は−Ｂとなり、ハブボルト孔１４から治具２４を抜いたときに前記ブレーキロータ取付フランジ面１８に発生した変形量Ｂを相殺することとなる。そのため、フランジ１３のブレーキロータ取付フランジ面１８には、ハブボルト９の圧入による塑性変形は発生せず、高精度な平坦度の面を形成することができる。なお、それによる作用効果等は前記本発明の第１の実施例と同様であるので、詳しい説明を省略する。

図５は本発明の第３の実施例を示しており、この実施例は、車輪用軸受装置のフランジ１３に所定の形状のハブボルト孔１４を形成するものであって、図示実施例のハブボルト孔１４には、ブレーキロータ取付フランジ面１８側の第１面取２０と、そのフランジ面とは反対側のハブボルト挿入側フランジ面１９側の第２面取２１とを形成している。

図５に示す例においては、フランジ１３の厚さがＡであって、ハブボルト孔１４におけるブレーキロータ取付フランジ面１８側に設けた第１面取２０の軸方向の距離はＢであり、その面取角度をＣとしている。また、ハブボルト挿入側フランジ面１９に設けた第２面取２１の軸方向の距離はＤであり、その面取角度をＥとしている。

このようなハブボルト孔１４に対して同図に示すようなハブボルト９を圧入するものであり、このハブボルト９に形成したセレーション部１６がハブボルト孔１４の内周面に食い込むことにより強固に固定される。このように、フランジ１３のハブボルト孔１４にハブボルト９を圧入すると、フランジ１３のハブボルト孔１４の内周面がセレーション部１６に押圧されて、ハブボルト孔１４近傍の肉部が微少流動する。その流動する肉部はハブボルト孔１４の両側に設けた第１面取２０及び第２面取２１とハブボルト９との間に形成される隙間に流動することによって、前記圧入によって発生する弾性・塑性変形がフランジ１３のブレーキロータ取付フランジ面１８及びハブボルト挿入側フランジ面１９にまで変形が及びことがなくなる。

上記のような作用を行わせるために、前記の第１面取２０の軸方向の距離Ｂ、その面取角度をＣ、ハブボルト挿入側フランジ面１９に設けた第２面取２１の軸方向の距離Ｄ、その面取角度をＥの設定は重要であり、本発明者等は種々の寸法、及び角度に形成した部材に対して多くの実験を重ねた結果、第１面取２０については、その軸方向の距離Ｂはフランジ１３の軸方向の厚さＡに対して３６％、その面取角度Ｃを３０度とし、第２面取２１の軸方向の距離Ｄはフランジ１３の軸方向の厚さＡの２８％、その面取角度Ｅを２０度としたとき最も効果的であり、特に第１面取２０における面取角度Ｃを３０度に設定することが重要であることがわかった。

このように、ハブボルト孔にセレーション付のハブボルトを圧入したときでも、特にブレーキロータ取付フランジ面１８の平坦度が悪化することがないため、このフランジ面に対してブレーキロータを取り付ける際、平行に取り付けることが可能となり、ブレーキロータの片当たりを防止することができ、その片当たりに起因する振動、異音等の問題を解決することが可能となる。

次に本発明の第４の実施例について説明する。この実施例においては図６（ｂ）に示すように、ハブホイール８におけるフランジ１３のハブボルト孔１４におけるブレーキロータ取付フランジ面１８側に座ぐり２９を設け、その座ぐり２９における座ぐり面３０に同図（ａ）及び図７に示すような支持治具３１を押し当てながら、図８（ａ）に示すようにハブボルト９を圧入固定したものである。

即ち、この実施例においては、図６（ｂ）に示すようにハブボルト孔１４のブレーキロータ取付フランジ面１８側に、予め座ぐり２９を設けておく。なお、同図の実施例においては、フランジ１３のハブボルト挿入側フランジ面１９には第２面取２１を形成しており、ハブボルト孔１４が前記座ぐり２９に開口する部分には第１面取２０を形成した例を示しているが、これらの面取は必用に応じて採用され、いずれか片方、或いは両方とも形成しなくても良い。

ハブボルト圧入時に座ぐり２９の座ぐり面３０においてこの圧入時の力を支持する支持治具３１は、図７に示すように、基部３２に図示実施例においては等間隔に５個の通孔３３を形成しており、この通孔３３に焼入れ硬化した円筒状の支持筒３４を嵌合している。支持筒３４の図中左側端面部分には支持フランジ部３５を備え、この支持フランジ部３５の図中右側の支持面３６が基部３２の表面３７に当接し、支持フランジ部３５の図中左側面３８は前記座ぐり２９の座ぐり面３０に当接可能となっている。このような座ぐり２９を設けることにより支持治具３１とフランジ１３との位置合わせを確実且つ容易に行うことが可能となり、またハブボルト挿入作業時の位置ずれを防止することもできる。

図８はハブボルト圧入時の状態を示しており、支持治具３１の表面３７から突出した支持筒３４の支持面３８を座ぐり部２９の座ぐり面３０に押し当てた状態で、ハブボルト９を押圧治具２７によりハブボルト孔１４に対して圧入する。その際、ハブボルト９はハブボルト孔１４を貫通し、支持筒３４における中心孔３９内に貫入する。このとき、ハブボルト圧入時に作用する荷重は、その荷重点に極めて近いところに位置する支持面３８で受けているため、圧入によって発生する弾性変形・塑性変形がフランジのブレーキロータ取付フランジ面１８にまで及ぶことはない。

前記図３及び図４の実施例における治具２４は、ハブボルト孔１４に対して治具２４のセレーション部２３をハブボルト９と同様に圧入した例を示したが、この治具２４の代わりに例えば図９に示すようなブローチ治具４０を用いても本発明を実施することができる。即ち、図９に示す第５の実施例においては、同図（１）に示すように、ハブホイール８のフランジ１３におけるブレーキロータ取付フランジ面１８を基盤４３上に載置し、基盤４３に形成した通孔４４とフランジ１３のハブボルト孔１４とを一致させて相互に固定する。

このハブボルト孔１４に対して、図９（１）に示すような、最終的にこのハブボルト孔１４に挿入されるハブボルト９のセレーション部と同一もしくは少し小さい寸法で、且つセレーション歯数が同一数のセレーション形成刃部４１を備えたブローチ治具４０を、黒矢印の方向に挿入する。このとき、ブローチ治具４０の先端には面取り４２を設けているので、ハブボルト孔１４とセレーション治具４０との位置合わせが容易となる。

上記のようにハブボルト孔１４に対して挿入したブローチ治具４０は、図９（２）に示すように更に圧入状態で挿入され、ハブボルト孔１４の内面をそのセレーション形成刃部４１で削り、ハブボルト９のセレーション挿入部分を形成する。その後更にブローチ治具４０を押し込んで基盤４３の通孔４４を貫通させると、同図（１）のハブボルト孔１４の内面全体にハブボルトのセレーションが圧入されるハブボルト孔セレーション部４５が形成される。この状態は同図（３−１）に示される。なお、前記の同図（２）の状態からブローチ治具４０を図中上方に抜き出しても、同図（３−２）に示すようにハブボルトセレーション部４５が形成される。

このようにして形成されたハブボルト孔セレーション部４５は、前記のようにブローチ治具４０に設けたセレーション形成刃部４１が、最終的にこのハブボルト孔１４に挿入されるハブボルト９のセレーション部と少なくとも同一の大きさとしているので、上記のようにブローチ治具４０を圧入してこれを貫通させ、或いはこれを引き抜いた後のハブボルト孔セレーション部４５は内部の弾性復帰によってその直径が縮まり、このようにして形成されたハブボルト孔セレーション部４５にハブボルト９のセレーション部を挿入するとき、摩擦によってハブボルトを保持することができる。また、ブローチ治具４０に形成したセレーション形成刃部４１がハブボルトのセレーション部より小さい場合には、上記のようにして形成されたハブボルト孔セレーション部４５は更に強い力でここに挿入されるハブボルト９のセレーション部を保持することができる。

上記の例においては、ブローチ治具４０に形成したセレーション形成刃部４１をハブボルト孔１４より長く形成した例を示したが、例えば図１０に示す第６の実施例のように、セレーション形成刃部４７をハブボルト孔１４より短くなるように設定しても良い。図１０に示す実施例においては、セレーション形成刃部４７をハブボルト孔１４より短くなるように設定することにより、同図（１）の状態からブローチ治具４６のセレーション形成刃部４７をハブボルト孔１４内に同図（２）に示す最終位置まで押し込み、その後同図（３）に示すようにブローチ治具４６を引き抜くと、ハブボルト孔１４の途中までハブボルト孔セレーション部４８が形成されると共に、このハブボルトセレーション部４８が形成されない、同図（１）のハブボルト孔１４のままの丸孔部４９が残る。この丸孔部４９によってこのハブボルト孔１４に挿入されるハブボルトを確実に保持することができる。

なお、ここで使用するブローチ治具は、前記のような押しブローチの他、一般的に使用されている引きブローチを用いても良い。また、上記ブローチ治具４６の前記セレーション形成刃部４７から続く先端部に丸刃部を設け、その丸刃部をハブボルト孔１４より大径に設定することにより、所定の大きさの丸孔部４９を形成することもできる。このようなブローチの刃を用いることにより、ハブボルト孔セレーション部と所定大きさのハブボルト孔内面を同時に形成することができる。

上記の実施例においては、ブローチ治具による加工時に基盤４３上にハブホイール８を載置するに際して、その表面が平坦なブレーキロータ取付フランジ面１８側を載置した例を示したが、そのほか例えば図１１に示す第７の実施例のように、ハブホイール８のハブボルト挿入側フランジ面１９側を基盤４３上に載置しても良い。その際には、基盤４３側にフランジ１３の凸面や、ハブホイール８の本体部分が基盤４３側に面するので、基盤４３の受け面側にはその凸面に適合した凹面を形成し、また本体部分が嵌合する孔を設けることとなる。また、図１１に示す例においては前記実施例５の、セレーション形成刃部４７をハブボルト孔１４より長くなるように設定した例について示したが、そのほか図１２に示すように、前記図１０に示す実施例６と同様の態様を適用しても良い。

上記のようなブローチ加工に際しては、切削油剤を用いたブローチ加工の他、セミドライブローチ加工、ドライブローチ加工のいずれを用いても良い。

前記各実施例の説明においては、図２（ａ）に示した組み立て前の単品のハブボルト孔１４に対して本発明を適用した例を示したが、これに限らず、本発明を例えば図１３に示すようなハブホイール８に対して外輪６を組み立てることによって、車輪用軸受装置５を半完成品とした後に、前記各実施例に示した本発明を適用しても、前記と同様の効果を期待することができる。

このとき、図１３に示す半完成品の車輪用軸受装置５のハブボルト孔１４に対してブローチ加工を行う際には、セミドライ加工、もしくはドライ加工によって行うことが、ベアリング内部に対する切削油剤の侵入防止の点で望ましい。更に、車輪用軸受装置内にブローチ加工の際に発生する切り粉の混入、切り粉飛散防止のために、カバーなどを設けた後に上記のようなブローチ加工を行うようにしても良い。

上記のようなブローチ治具を用いてハブボルト孔１４の加工を行うことによって、ハブボルト孔１４に予めセレーション部が成形されて、前記図２（ａ）に示すハブホイール８から、同図（ｂ）に示すようなハブホイールを得ることができる。また、図１３に示すような半完成品の車輪用軸受装置５のフランジ８におけるハブボルト孔１４に、セレーションがブローチ治具によって形成されることとなる。

図３及び図４に示す実施例においては、ハブボルト孔１４に対して、後にここに挿入するハブボルトのセレーションと同じ大きさか或いはそれよりも小さな径のセレーションを治具の圧入によって形成し、治具を引き抜いた後、或いは治具を挿入した状態で、治具の圧入によって生じたブレーキロータ取付フランジ面１８を平坦に加工したものであるが、この実施例によって形成されたセレーションを備えているハブボルト孔１４にハブボルト９を挿入するときには、ハブボルト孔１４のセレーションの溝と、ハブボルトのセレーションの歯との位相を一致させてから挿入することとなる。このような位相合わせを行う必要がない手法として図１４に第９の実施例を示している。

即ち、図１４に示す実施例においては、前記図４に示す実施例に対応して示しており、図４に示す実施例においては治具２４の先端にセレーション部２３を設けているのに対して、図１４に示す実施例においては治具５０の先端には円筒加工部５１を設けている点で相違している。このような治具５０の円筒加工部５１をハブボルト孔１４に対して、同図（１）から（２）に示すように圧入することにより、ハブボルト孔１４にハブボルト９を圧入した際に生じる塑性変形と弾性変形を合わせた同量の変形をフランジ面、特にブレーキロータ取付フランジ面１８に発生させることとなる。ここで、前記治具５０の円筒加工部５１をハブボルト孔１４に圧入した際に、ブレーキロータ取付フランジ面１８に生じる変形量をＡとする。

なお、上記実施例においては治具５０の円筒加工部５１をハブボルト孔１４に対して圧入完了した位置において、円筒加工部５１の外径がハブボルト孔１４の内径に圧入状態で接している長さｃと、ハブボルト孔１４の深さ寸法Ｌとの関係はＬ＝ｃという例を示したが、これに限らず図１５（ａ）に示すようにＬ＞ｃであって、円筒加工部５１をハブボルト孔１４に圧入した状態で、円筒加工部５１の先端側にａだけ加工を行わない部分があるように設定しても良い。また、同図（ｂ）に示すようにＬ＞ｃであって、円筒加工部５１をハブボルト孔１４に圧入した状態で、円筒加工部５１の先端側にａと、円筒加工部５１の基部側にｂとの両方の加工を行わない部分があるように設定してもよく、更には、同図（ｃ）に示すようにＬ＞ｃであって、円筒加工部５１をハブボルト孔１４に圧入した状態で、円筒加工部５１の基部側にｂだけ加工を行わない部分があるように設定しても良い。

また、上記の例においては、治具５０の形状はハブボルト孔寸法よりも大きい径をもつ円筒状の治具の例を示したが、これに限らずその形状はテーパ状としてテーパ加工部を備えても良い。

次に図１４（３）に示すように、前記治具５０をハブボルト孔１４に対して圧入状態のまま、ブレーキロータ取付フランジ面１８に旋削工具２８によって旋削加工を実施し、前記治具５０の円筒加工部５１を圧入したことによる、ブレーキロータ取付フランジ面１８に発生していた前記変形量Ａを削除する。それにより、フランジ１３に高精度な平坦度をもつブレーキロータ取付フランジ面１８を形成することができる。なお、上記例においては、ブレーキロータ取付フランジ面１８に対して旋削加工を施した例を示したが、前記実施例の説明において述べたように、そのほか研削加工や切削加工等の種々の平坦面形成加工手段を採用することができる。また、先の実施例のように、前記ブレーキロータ取付フランジ面１８を旋削加工する際に、同時にパイロット外径面やパイロット端面またそれぞれをつなぐＲ面を加工しても良いことも同様である。

また、上記の例ではハブボルト孔１４に治具５０の円筒加工部５１を圧入した状態で、ブレーキロータ取付フランジ面１８に対して旋削加工もしくは他の成形加工を施したが、前記図３に示す実施例で説明したように、ハブボルト孔１４に治具５０の円筒加工部５１を圧入し、ハブボルト孔１４から前記治具５０の円筒加工部５１を抜いた後にブレーキロータ取付フランジ面１８に対して旋削加工もしくは他の成型加工を施しても良い。

図１４（３）に示すようなブレーキロータ取付フランジ面１８に平坦面形成加工を行った後、同図（４）に示すように、図中の黒矢印の方向にハブボルト孔１４から円筒加工部５１を抜き取ることにより、前記治具２４の円筒加工部５１による圧入状態を解除されたブレーキロータ取付フランジ面１８は、弾性変形していた部分が元に戻る弾性復帰によって変形する。このとき、ハブボルト孔１４から円筒加工部５１を抜いたときに発生する変形量をＢとする。

以上の工程を経ることによって、ブレーキロータ取付フランジ面１８に変形量Ｂをもったハブホイール８に対して、ハブボルト９をハブボルト孔１４に圧入することによりフランジ１３にその圧入による弾性変形及び塑性変形が発生する。このときのブレーキロータ取付フランジ面１８に発生する変形量はほぼＢとなり、前記ハブボルト孔１４から前記治具２４を抜いたときに発生した前記変形量Ｂを相殺することとなる。そのため、フランジ１３のブレーキロータ取付フランジ面１８には、ハブボルト９の圧入による変形は発生せず、高精度な平坦度の面を形成することができる。このように、ブレーキロータ取付フランジ面１８の平坦度が悪化することがないため、この面に対して前記図２０に示すようなブレーキロータ２を平行に取り付けることが可能となり、ブレーキロータ２が図示しないブレーキパッドとの片当たりを防止し、振動、異音の発生等の問題を解決することが可能となる。

なお、上記実施例においても、前記実施例の説明において述べたように、単品のハブボルト孔１４に対して適用する以外に、図１３に示すような半完成品の車輪用軸受装置５に対して適用することもできる。

また、本発明の前記全ての実施例において、前記図１に示した駆動輪用第三世代車輪用軸受装置に適用する以外に、例えば図１６〜１９に示すような従来より周知の種々の形式の車輪用軸受装置６１〜６４に適用しても良く、これらにおいても前記と同様の効果を期待することができる。

本発明の実施例が適用される車輪用軸受装置の断面図である。 図１の車輪用軸受装置の１要素であるハブフランジ単品の断面図であり、（ａ）は本発明を適用する前の状態を示し、（ｂ）は本発明を適用した後の状態を示す断面図である。 本発明の実施例を示す図であり、（１）〜（５）は製作過程を順に示し、（６）はセレーション形成の他の態様を示す図である。 本発明の他の実施例について製作過程（１）〜（４）を順に示す図である。 本発明の更に他の実施例を説明する図である。 本発明の更に他の実施例について、（ａ）は支持治具の断面図であり、（ｂ）は支持治具が適用されるハブフランジの断面図である。 同実施例に用いる支持治具を示す図であり、（ａ）はその断面図、（ｂ）は平面図である。 同実施例において支持治具を用いてハブボルト孔にハブボルトを圧入する状態を示す図であり、（ａ）はその圧入過程を示す断面図、（ｂ）は圧入完了状態を示す断面図である。 本発明の更に他の実施例を説明する図である。 本発明の更に他の実施例を説明する図である。 本発明の更に他の実施例を説明する図である。 本発明の更に他の実施例を説明する図である。 本発明が適用される車輪用軸受装置の半完成品状態を示す断面図である。 本発明の更に他の実施例を説明する図である。 本発明の更に他の実施例を説明する図である。 本発明を他の形態の車輪用軸受装置６１に適用した状態を示す断面図である。 本発明を更に他の形態の車輪用軸受装置６２に適用した状態を示す断面図である。 本発明を更に他の形態の車輪用軸受装置６３に適用した状態を示す断面図である。 本発明を更に他の形態の車輪用軸受装置６４に適用した状態を示す断面図である。 本発明が対象としている車輪用軸受装置の組み付け状態の一例を示す断面図である。 従来の車輪用軸受装置において、ハブボルト孔にハブボルトを圧入した状態における問題点を示す一部拡大断面図である。

符号の説明

５ 車輪用軸受装置
６ 外輪
８ ハブホイール
９ ハブボルト
１２ フランジ
１３ フランジ
１４ ハブボルト孔
１６ セレーション
１８ ブレーキロータ取付フランジ面
１９ ハブボルト挿入側フランジ面
２０ 第１面取
２１ 第２面取

Claims (7)

1. 外周に設けたフランジにハブボルト孔を備え、
   前記ハブボルト孔に嵌入したハブボルトにブレーキロータを取り付ける車輪用軸受装置において、
   前記ハブボルト孔には、前記ハブボルト外周に形成したセレーション部と同一寸法もしくは少し小さい寸法のセレーション部を備えた治具を圧入することによって形成したセレーション部を備え、
   前記フランジは、前記ハブボルト圧入によるフランジ変形を前記治具が圧入されることにより予め塑性変形させた後、ブレーキロータ取付面となるフランジ面を平坦に加工して成形されたものであることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 外周に設けたフランジにハブボルト孔を備え、
   前記ハブボルト孔に嵌入したハブボルトにブレーキロータを取り付ける車輪用軸受装置において、
   前記ハブボルト孔には、前記ハブボルト外周に形成したセレーション部と同一寸法もしくは少し小さい寸法のセレーション部を備えた治具を圧入することによって形成したセレーション部を備え、
   前記フランジは、前記治具の圧入によりハブボルト圧入によって発生するフランジの弾性変形及び塑性変形をフランジに発生させた状態で、ブレーキロータ取付面となるフランジ面を平坦に加工して成形されたものであることを特徴とする車輪用軸受装置。
3. 外周に設けたフランジにハブボルト孔を備え、
   前記ハブボルト孔に嵌入したハブボルトにブレーキロータを取り付ける車輪用軸受装置において、
   前記ハブボルト孔には、前記ハブボルト外周に成形したセレーション部と同一寸法もしくは少し小さい寸法のセレーション部を備えたブローチ工具によって形成したセレーション部を備えたことを特徴とする車輪用軸受装置。
4. 外周に設けたフランジにハブボルト孔を備え、
   前記ハブボルト孔に嵌入したハブボルトにブレーキロータを取り付ける車輪用軸受装置において、
   前記ハブボルト孔にハブボルト孔径寸法より大きい外形寸法をもった治具を圧入することによって、ハブボルト圧入により発生するフランジ変形と同量の弾性変形及び塑性変形をフランジに発生させた状態で、ブレーキロータ取付面となるフランジ面を平坦に加工して成形されたものであることを特徴とする車輪用軸受装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一つに記載した車輪用軸受装置において、前記ハブボルト孔にハブボルトを非分離に嵌入したことを特徴とする車輪用軸受装置。
6. 外周に設けたフランジにハブボルト孔を備え、
   前記ハブボルト孔に嵌入したハブボルトにブレーキロータを取り付ける車輪用軸受装置において、
   前記ハブボルト孔のブレーキロータ取付面側に設ける面取部の角度を３０度としたことを特徴とする車輪用軸受装置。
7. 外周に設けたフランジにハブボルト孔を備え、
   前記ハブボルト孔に嵌入したハブボルトにブレーキロータを取り付ける車輪用軸受装置において、
   前記フランジには、前記ハブボルト孔のブレーキロータ取付面側開口周囲に、ハブボルト孔にハブボルトを圧入するときに治具の端面を当接する座ぐり部を形成したことを特徴とする車輪用軸受装置。
   

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