JP2005306157A - 車輪支持用転がり軸受ユニット及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ロータを支持固定する為の取付フランジ１３の取付面１４を、ハブ８ｂの回転中心軸に対し直交する仮想平面に対し厳密に一致させ、制動時にジャダーが発生するのを防止する。
【解決手段】 上記取付フランジ１３に形成した下孔の内周面に加工用治具を押し込んで雌セレーションを形成して取付孔１５とした後、上記取付面１４に仕上加工を施す。その後、この取付孔１５にスタッド９の雄セレーション部１６を、緩く内嵌する。この結果、この雄セレーション部１６の嵌合に伴って上記取付面１４の精度が悪化する事を防止し、上記課題を解決できる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、自動車の車輪を懸架装置に支持する車輪支持用転がり軸受ユニットとその製造方法の改良に関する。特に、回転輪の外周面に形成したフランジに形成した取付孔にスタッドの基端部を嵌合支持する事に伴うこのフランジの変形が、制動時に不快な振動や騒音の発生に結び付かない様にできる、構造及び方法の実現を図るものである。

自動車の車輪を構成するホイール１、及び、制動用回転部材であって制動装置であるディスクブレーキを構成するロータ２は、例えば図１５に示す様な構造により、懸架装置を構成するナックル３に回転自在に支持している。即ち、このナックル３に形成した円形の支持孔４部分に、図１６に示す様な車輪支持用転がり軸受ユニット５を結合固定している。即ち、この車輪支持用転がり軸受ユニット５を構成する、特許請求の範囲に記載した静止輪である外輪６を上記ナックル３に対し、複数本のボルト７により結合固定している。一方、この車輪支持用転がり軸受ユニット５を構成する、特許請求の範囲に記載した回転輪であるハブ８に、上記ホイール１及びロータ２を、複数本のスタッド９とナット１０とにより結合固定している。

上記外輪６の内周面には複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂを、外周面には結合フランジ１２を、それぞれ形成している。この様な外輪６は、この結合フランジ１２を上記ナックル３に、上記各ボルト７で結合する事により、このナックル３に対し固定している。これに対し、上記ハブ８の外周面の一部で、上記外輪６の外端開口（軸方向に関して「外」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側となる、各図の右側を言う。反対に、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側となる、各図の左側を「内」と言う。本明細書全体で同じ。）から突出した部分には、特許請求の範囲に記載したフランジである、取付フランジ１３を形成している。上記ホイール１及びロータ２は、この取付フランジ１３の軸方向両側面のうちの外側面である取付面１４に、上記各スタッド９とナット１０とにより、結合固定している。

この為に具体的には、上記取付フランジ１３の外周寄り部分の円周方向複数個所に円形の取付孔１５を、それぞれこの取付フランジ１３を軸方向に貫通する状態で形成している。そして、これら各取付孔１５に上記各スタッド９を、上記取付フランジ１３の内側面側から挿入する事により、これら各スタッド９の基端（図１５の左端）寄り部外周面に設けた雄セレーション部１６を、上記各取付孔１５に圧入嵌合させている（高周波焼き入れ等の硬化処理を施した上記雄セレーション部１６を、上記各取付孔１５の内周面に食い込ませている）。これと共に、上記各スタッド９の基端部に設けた鍔部１７を、上記取付フランジ１３の内側面に当接させている。これにより、上記各スタッド９を上記取付フランジ１３に結合固定した状態で、これら各スタッド９の先端（図１５の右端）側部分に設けた雄ねじ部１８を上記取付フランジ１３の外側面から突出させている。そして、これら各スタッド９のうちこの取付フランジ１３の外側面から突出した部分を、上記ロータ２及びホイール１の内周寄り部分に設けた複数の通孔に挿通させると共に、上記ロータ２の内側面を上記取付フランジ１３の外側面に、上記ホイール１の内側面を上記ロータ２の外側面に、それぞれ重ね合わせている。そして更に、上記各雄ねじ部１８のうち上記ホイール１の外側面から突出した部分に、それぞれ上記ナット１０を螺合し、更に緊締する事により、上記ホイール１及びロータ２を上記取付フランジ１３の外側面に結合固定している。

又、前記ハブ８の中間部外周面で、前記複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂのうちの外側の外輪軌道１１ａに対向する部分には、内輪軌道１９ａを形成している。更に、上記ハブ８の内端部に形成した小径段部２０に、内輪２１を外嵌固定している。そして、この内輪２１の外周面に形成した内輪軌道１９ｂを、上記複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂのうちの内側の外輪軌道１１ｂに対向させている。そして、これら各外輪軌道１１ａ、１１ｂと各内輪軌道１９ａ、１９ｂとの間に転動体２２、２２を、それぞれ複数個ずつ、転動自在に設けている。

更に、図示の例は、駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車、ＭＲ車、ＲＲ車の後輪、４ＷＤ車の全輪）用の車輪支持用転がり軸受ユニット５である為、上記ハブ８の中心部に、スプライン孔２３を形成している。そして、このスプライン孔２３に、等速ジョイント２４のスプライン軸２５を挿入している。又、この様に構成する車輪支持装置の使用時には、上記ロータ２と、前記ナックル３に固定した図示しないサポート及びキャリパとを組み合わせて、制動用のディスクブレーキを構成する。制動時には、上記ロータ２を挟んで設けた１対のパッドを、このロータ２の両側面に押し付ける。

尚、上記ナックル３等の懸架装置に車輪を回転自在に支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットとしては、図１５〜１６に示した様な構造の他にも、図１７〜３０に示した様なものが知られている。
このうちの図１７に示した第２例の場合には、比較的大型の自動車用で、比較的大きなモーメント荷重を支承する必要がある場合に使用するもので、複列に配置した転動体２２、２２同士の、ハブ８ａの軸方向に関する間隔を、上記図１５〜１６に示した第１例の場合に比べて広くしている。
又、図１８に示した第３例の場合には、ハブ８ｂの内端部を径方向外方に塑性変形して成るかしめ部２６により、このハブ８ｂの小径段部２０に外嵌した内輪２１の内端面を抑え付けている。
又、図１９に示した第４例は、上記第３例の構造を従動輪（ＦＦ車の後輪、ＦＲ車、ＭＲ車、ＲＲ車の前輪）に適用したもので、ハブ８ｃとして、スプライン孔を持たない、充実体のものを組み込んでいる。
又、図２０に示した第５例の場合には、上述の第４例からかしめ部２６（図１９参照）を除き、代わりに、ハブ８ｄの内端部に螺合したナット２７により、このハブ８ｄの小径段部２０に外嵌した内輪２１の内端面を抑え付けている。
又、図２１に示した第６例の場合には、重量の嵩む自動車用の車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する為、各列毎に複数個ずつ設けた転動体２２ａ、２２ａとして、円すいころを使用している。これに合わせて、それぞれ複列ずつ設けた外輪軌道１１ｃ、１１ｄ及び内輪軌道１９ｃ、１９ｄを、円すい凹面状或は円すい凸面状としている。又、図示の例では、内側の内輪軌道１９ｄだけでなく、外側の内輪軌道１９ｃも、ハブ８ｅの中間部に外嵌した別体の内輪２１ａの外周面に形成している。
又、図２２に示した第７例の場合には、外側の内輪軌道１９ｃをハブ８ｅの中間部外周面に直接形成している。
又、図２３に示した第８例の場合には、静止輪である１対の内輪２１ｂ、２１ｂの周囲に回転輪であるハブ８ｆを、転動体２２、２２を介して回転自在に支持している。
更に、図２４〜３０に示した第９〜１５例の場合には、それぞれ取付フランジ１３に、ボルトを螺合する為のねじ孔３６を形成している。この取付フランジ１３にホイールを固定する場合には、このホイールを外側から挿通したボルトを上記ねじ孔３６に螺合し更に緊締する。
尚、上記図２４〜３０に示した第９〜１５例のうち、上記取付フランジ１３にスタッドを固定するのに代えて上記ねじ孔３６を形成する以外の構成に就いては、図２４に示した第９例は図１６に示した第１例と、図２５に示した第１０例は図１８に示した第３例と、図２６に示した第１１例は図１９に示した第４例と、図２７に示した第１２例は図２０に示した第５例と、図２８に示した第１３例は図２１に示した第６例と、図２９に示した第１４例は図２２に示した第７例と、図３０に示した第１５例は図２３に示した第８例と、それぞれ同じである。

上述の図１５〜２２に示した何れの構造を有する車輪支持用転がり軸受ユニットの場合も、ハブ８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆの外周面に形成した取付フランジ１３にホイール１やロータ２（図１５参照）を結合固定する為のスタッド９は、予めこの取付フランジ１３に支持固定しておく。即ち、図１５から明らかな通り、このスタッド９はこの取付フランジ１３に形成した取付孔１５に、軸方向内側から外側に挿通するが、車輪支持用転がり軸受ユニットを懸架装置に組み付けた状態では、ナックル３や等速ジョイント２４が邪魔になって、上記取付フランジ１３に上記スタッド９を組み付ける事が難しい。従ってこのスタッド９は、予め上記取付孔１５に挿通しておく必要がある。又、車輪支持用転がり軸受ユニットを、その製造工場から自動車の組立工場に搬送し、更にこの自動車の懸架装置に組み付ける迄の間、車輪支持用転がり軸受ユニット単品を取り扱う段階で、上記スタッド９が上記取付孔１５から抜け落ちるのを防止する必要がある。この理由は、脱落に伴ってスタッド９が紛失したり、上記取付孔１５への再組み付けする面倒をなくす為である。更には、上記取付フランジ１３に上記ホイール１やロータ２を結合固定すべく、上記スタッド９の先端部にナット１０（図１５参照）を螺合し更に緊締する際に、このスタッド９が回転しない様にする必要もある。

この為に従来から、前述した通り、上記各取付孔１５に上記各スタッド９を、上記取付フランジ１３の内側面側から挿入する事により、これら各スタッド９の中間部基端寄り部分の外周面に設けた雄セレーション部１６を、上記各取付孔１５に圧入嵌合させている。ところが、この様にして上記取付フランジ１３に上記各スタッド９を固定すると、この取付フランジ１３が、僅かとは言え変形する。即ち、この取付フランジ１３に形成した上記各取付孔１５に、上記各スタッド９の雄セレーション部１６を圧入すると、これら各取付孔１５の内周面がこの雄セレーション部１６により、図３１に矢印で示す様に、これら各取付孔１５の径方向外方に向け、強く押される。この結果、上記取付フランジ１３のうちでこれら各取付孔１５の周囲部分が、反る様に変形する。

又、上記雄セレーション部１６を圧入した部分では、上述した様に、上記各取付孔１５の内周面が押し広げられるだけでなく、これら各取付孔１５の内周面の周囲部分が圧入方向に押される。この結果、図３２に誇張して示す様に、この周囲部分の肉が圧入方向前方に流動し、上記取付フランジ１３の外側面のうち上記各取付孔１５の周囲部分に膨出部２８が形成される。この様にして形成された各膨出部２８の膨出量は、各膨出部２８の周方向に関して不均一になるだけでなく、各膨出部２８同士の間でも不均一になる。

この様に、上記取付フランジ１３は、上記各取付孔１５への上記各スタッド９の雄セレーション部１６への圧入に伴って変形する為、上記取付フランジ１３の取付面１４の精度が悪化する。具体的には、この取付面１４の、前記ハブ８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆの回転中心軸に直交する仮想平面からのずれが大きくなる。この様な精度が悪い取付面１４に前記ロータ２を支持固定した場合に、このロータ２の制動用摩擦面（外径側部分の両側面）の回転振れ精度が悪化し、上記ハブ８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆの回転に伴って、上記各制動用摩擦面が軸方向に振れる様になる。この結果、前記パッドと上記各制動用摩擦面とが偏摩耗したり、更には制動時にジャダーと呼ばれる異音が発生する様になる。

上述の様な不都合が発生するのを防止する為の技術として従来から、特許文献１〜３に記載されたものが知られている。このうちの特許文献１に記載された従来技術の第１例は、取付孔にスタッドを圧入嵌合させた後、この圧入嵌合に伴って取付フランジの外側面に形成された膨出部を、旋削加工や研削加工により削り取る方法に関する。又、特許文献２に記載された従来技術の第２例は、取付孔にスタッドを圧入嵌合するのに先立って、取付フランジの外側面のうちこの取付孔の周囲部分に凹部を形成する事により、上記圧入嵌合に伴って上記取付フランジの外側面に膨出部が形成されるのを防止する構造に関する。更に、特許文献３に記載された従来技術の第３例では、取付フランジに形成した取付孔に、スタッドに設けた雄セレーション部よりも少し小さな直径を有するダミープラグを圧入して上記取付フランジを変形させた状態で取付面の加工を行なう。その後、上記取付孔に、上記ダミープラグの代わりに上記スタッドの雄セレーション部を圧入する。

上述の様な各従来技術のうち、上記特許文献１に記載された第１例の場合には、上記取付フランジの外側面に形成された膨出部を削り取るべく、旋削加工や研削加工を施す際に生じる削り滓等が軌道面に付着する可能性がある。そして、付着した削り滓等をそのまま放置した場合には、車輪支持用転がり軸受ユニットの耐久性確保が難しくなる為、上記旋削加工や研削加工の後に、上記削り滓等を除去する洗浄作業が必要になり、上記車輪支持用転がり軸受ユニットの製造コストを高くする原因となる。
又、この車輪支持用転がり軸受ユニットを組み立てた状態で、上記旋削加工若しくは研削加工を行なう為、クーラントを用いる事ができない、この為、例えばこの切削加工に用いる切削工具の寿命は、クーラントを用いる場合に比べて低下し、上記車輪支持用転がり軸受ユニットの製造コストを高くする原因になる。又、上記切削加工時に発生してこの車輪支持用転がり軸受ユニットに付着した切粉が上記取付フランジの外側面に接触する事により、この外側面にカジリ等の損傷を起こして、この外側面の平坦度を却って悪化させる可能性もある。
又、上記特許文献２に記載された第２例の場合には、上記取付フランジの外側面に凹部を設ける為、この取付フランジの強度が低下するだけでなく、この取付フランジが反る方向の変形に対する対応はできない。
更に、特許文献３に記載された第３例の場合には、依然として、取付孔にスタッドの雄セレーション部を圧入する為、この圧入（締め代）に伴って取付フランジが、僅かとは言え変形する。近年、ロータの振れをより小さく抑える事が要求される様になっており、上記取付フランジの変形をより小さく抑える事が要求される様になっている為、上記第３例の場合も改良の余地がある。

米国特許第６４１５５０８号明細書 特開２００２−４６４０８号公報 特開２００３−３２６９０８号公報

本発明の車輪支持用転がり軸受ユニット及びその製造方法は、上述の様な事情に鑑みて、取付フランジにスタッドを支持する事に伴う、この取付フランジの取付面の精度悪化を極小さく抑えるベく発明したものである。

本発明の車輪支持用転がり軸受ユニット及びその製造方法の対象となる車輪支持用転がり軸受ユニットは何れも、互いに同心に且つ複数個の転動体を介して相対回転自在に組み合わされた静止輪及び回転輪と、この回転輪の外周面に設けられた、その軸方向側面である取付面に車輪及び制動用回転部材を支持固定する為のフランジと、このフランジを軸方向に貫通する状態でこのフランジの円周方向複数個所に設けられた取付孔とを備える。
又、請求項３〜６に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット及びその製造方法の対象となる車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、上記各取付孔に複数本のスタッドの基端部を、これら各スタッドの基端部に設けた雄セレーション部を上記各取付孔の内周面に形成した雌セレーションに内嵌する事により支持している。

特に、請求項１に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットに於いては、上記取付面は、上記静止輪と上記回転輪と上記各転動体とを組み合わせた状態で施されるバニシ仕上により、上記回転輪の回転中心軸に直交する平坦面とされている。
又、請求項２に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法の場合には、上記静止輪と上記回転輪と上記各転動体とを組み合わせた状態で、上記取付面にバニシ仕上を施す事により、この取付面を上記平坦面とする。
尚、バニシ仕上とは、ＪＩＳ Ｂ ０１０６に規定された加工方法で、被加工面（取付面）に硬い刃物を擦り付けてこの被加工面に塑性流動を発生させ、この被加工面から切り屑を発生させる事なく、この被加工面を所望の性状に仕上げる方法である。

又、請求項３に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットに於いては、上記各取付孔の内周面の雌セレーションは、上記各スタッドの基端部に設けた雄セレーション部よりも大きな直径を有する加工用治具を上記フランジに形成した複数の下孔に、上記取付面とは反対側の面からこの取付面に向けて挿通する事により形成されたものである。そして、上記取付面は、上記各取付孔の内周面に上記加工用治具により雌セレーションを形成した後に施される仕上加工により、上記回転輪の回転中心軸に直交する平坦面とされたものである。 又、請求項４に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法の場合には、上記フランジに形成した複数の下孔に、上記各スタッドの基端部に設けた雄セレーション部よりも大きな直径を有する加工用治具を、上記取付面とは反対側の面からこの取付面に向けて挿通する事により、上記各取付孔の内周面に雌セレーションを形成する。その後、上記取付面に仕上加工を施す事によりこの取付面を、上記回転輪の回転中心軸に直交する平坦面とし、次いで、上記各取付孔に上記各スタッドの基端部を嵌合する。

又、請求項５に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットに於いては、上記各取付孔の内周面の雌セレーションは、上記フランジに形成した複数の下孔にブローチ加工により、上記雄セレーション部よりも大径に形成されたものである。そして、上記取付面は、上記各取付孔の内周面にこのブローチ加工により雌セレーションを形成した後に施される仕上加工により、上記回転輪の回転中心軸に直交する平坦面とされたものである。
又、請求項６に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法の場合には、上記フランジに形成した複数の下孔にブローチ加工により、上記雄セレーション部よりも大径の雌セレーションを形成する。その後、上記取付面に仕上加工を施す事によりこの取付面を、上記回転輪の回転中心軸に直交する平坦面とし、次いで、上記各取付孔に上記各スタッドの基端部を嵌合する。
尚、請求項３〜６に記載された車輪支持用転がり軸受及びその製造方法で、雌セレーションと雄セレーション部とが、相対回転を阻止される状態にセレーション係合する事は勿論である。

上述の様に構成する本発明の車輪支持用転がり軸受ユニット及びその製造方法によれば、フランジに各スタッドを支持する事に伴う、このフランジの取付面の精度悪化を極小さく抑えられる。又、必要に応じて削り滓を生じさせずにこの取付面の精度を向上させる事ができる為、製造コストの上昇を抑える事もできる。
先ず、請求項１、２に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット及びその製造方法の場合には、上記車輪支持用転がり軸受ユニットを組み立てた状態で、上記取付面をバニシ仕上により所望の平坦面とする。この為、削り滓を生じさせる事なく、この取付面の精度向上を図れる。
又、請求項３〜６に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット及びその製造方法の場合には、各取付孔の内周面に雌セレーションを形成した後に上記取付面に仕上加工を施す為、この雌セレーションの加工に伴うこの取付面の精度悪化を補償できる。更に、上記各スタッドの雄セレーション部は、上記各取付孔に緩く嵌合する為、この雄セレーション部の嵌合に伴って上記取付フランジが変形する事はない。

本発明のうち、請求項３又は請求項５に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットを実施する場合に好ましくは、請求項７に記載した様に、各取付孔と各スタッドとの間に、これら各スタッドの基端部がこれら各取付孔から抜け出る事を防止する為の抜け止め手段を設る。
この抜け止め手段は、例えば請求項８に記載した様に、雌セレーションに対し雄セレーション部を接着する接着剤とする。
或は、請求項９に記載した様に、各スタッドの中間部でフランジの取付面から突出した部分に外嵌されたＯリングとする。この場合には、この取付面側の取付孔の開口周縁部に、このＯリングが少なくとも弾性的に圧縮された状態で収納される、面取り若しくは座ぐりを形成する。
この様に構成すれば、上記各スタッドの雄セレーション部を上記各取付孔に緩く嵌合した場合でも、車輪支持用転がり軸受ユニットをその製造工場から自動車の組立工場に搬送し、更にこの自動車の懸架装置に組み付ける迄の間、車輪支持用転がり軸受ユニット単品を取り扱う段階で、上記各スタッドが上記各取付孔から抜け落ちるのを防止できる。
又、請求項４又は請求項６に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法を実施する場合に好ましくは、請求項１０に記載した様に、取付面の仕上加工を、静止輪と回転輪と各転動体とを組み合わせ、この静止輪に対してこの回転輪を回転させつつ行なう。
この様に構成すれば、上記車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する各部材（静止輪、回転輪、各転動体）同士の組み合わせ誤差に拘らず、上記取付面をこの回転輪の回転中心軸に対し直交する仮想平面上に、高精度に一致させる事ができる。

図１〜６は、請求項３、４、７、８に対応する、本発明の実施例１を示している。本実施例の場合、先ず、図１に示す様なハブ８ｂを用意する。このハブ８ｂは、前述の図１８に示した車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する為のものであり、取付フランジ１３の円周方向等間隔複数個所に、下孔２９を形成している。この様なハブ８ｂは、従来から一般的に行なわれているハブの製造方法と同様に、鍛造加工、切削加工、穿孔加工、スプライン加工、研削加工等の機械加工、及び、熱処理、コーティング処理等の表面処理を施して造る。尚、上記穿孔加工により造る上記下孔２９の軸方向中間部の内径は、完成後の取付孔１５（図４〜５参照）の内径よりも小さく、軸方向両端開口部には、開口縁部に向かう程内径が大きくなる方向に傾斜した、摺鉢面状の面取り部３０、３０を形成している。尚、これら両面取り部３０、３０は必ずしも必要ではなく、一方又は双方の面取りを省略しても良い。或は、上記下孔２９の開口端部に、面取りに代えて座ぐりを形成する事もできる。

上述した各下孔２９は、図２〜４に示す様にして、上記取付孔１５とする。先ず、図２〜３に示す様に上記下孔２９に、加工用治具３１を圧入する。この加工用治具３１は、上記ハブ８ｂを構成する金属材料よりも硬い金属（例えば超鋼合金鋼、ハイス鋼、ダイス鋼、軸受鋼）である。又、上記加工用治具３１に対してコーティング等の、耐摩耗性向上の為の表面処理を施す事によって、この加工用治具３１の工具寿命を延ばすと共に、高精度の寸法並びに表面粗さを持った雌セレーション３２を設ける事が可能になる。上記加工用治具３１の先端部外周面には、上記下孔２９の内周面に雌セレーション３２（図４〜５参照）を形成する為の、加工用雄セレーション部３３を設けている。上記加工用治具３１の他の部分の外径は、この加工用雄セレーション部３３の溝底径よりも小さい。又、この加工用雄セレーション部３３の直径（歯先円直径、ピッチ円直径、溝底径）は、上記取付孔１５に内嵌すべきスタッド９の中間部基端寄り部分に設けた雄セレーション部１６（図６参照）の直径よりも少しだけ大きい。尚、この雄セレーション部１６の直径に比べて上記加工用雄セレーション部３３の直径を大きくする程度は、上記スタッド９等の加工誤差や、この加工用雄セレーション部３３の繰り返し使用に伴う摩耗に拘らず、上記両雄セレーション部１６、３３大小関係が逆転しない（この雄セレーション部１６の直径に比べてこの加工用雄セレーション部３３の直径が小さくなる事がない）範囲で、可及的僅少にする。一般的には、上記雄セレーション部１６の直径に比べて上記加工用雄セレーション部３３の直径を０．１mm程度大きくすれば十分であるが、加工に伴うスプリングバックを考慮して、これよりも少しだけ大きな値（例えば０．２mm程度）にする事もできる。何れにしても、上記加工用雄セレーション部３３の直径を決定する作業は、数回の実験の結果を勘案する事により、容易に行なえる。その際、 直径寸法の設定だけでなく、この実験の結果に基づき、上記雄セレーション部１６の諸元のうち、所謂歯圧寸法や接触角も考慮した、上記加工用雄セレーション部３３の設定を行なう。

上述の様な加工用治具３１の上記加工用雄セレーション部３３を、図２に示す状態から図３に示す状態にまで移動させて、この加工用雄セレーション部３３を前記下孔２９に押し込む事により、この下孔２９の内周面にこの加工用雄セレーション部３３の外周面形状が転写される。即ち、この下孔２９の内周面に雌セレーション３２が形成されて、上記取付孔１５とされる。そこで、図４に示す様に、上記加工用治具３１をこの取付孔１５から抜き取る。尚、図示の例では、上記加工用治具３１を往復移動させる事により、この加工用治具３１を押し込んだ側に抜き取っているが、この加工用治具３１を一方向にのみ移動させて、この加工用治具３１を押し込んだ側と反対側に抜き取っても良い。何れにしても、この加工用治具３１を抜き取った後には、その内周面に上記雌セレーション３２が形成された、上記取付孔１５が得られる。この雌セレーション３２の直径（溝底径、ピッチ円直径、歯先円直径）は、上記加工用雄セレーション部３３の直径（歯先円直径、ピッチ円直径、溝底径）と一致する（スプリングバックがない場合）し、上記雄セレーション部１６の直径よりも少しだけ大きい。尚、スプリングバックを無視できない場合には、上記加工用雄セレーション部３３の直径を少し大きめに設定するので、この場合でも、上記雌セレーション３２の直径は上記雄セレーション部１６の直径よりも少しだけ大きくなる。

何れにしても、上記加工用雄セレーション部３３を上記下孔２９に押し込んで（圧入して）、その内周面に上記雌セレーション３２を有する上記取付孔１５とする際には、前記取付フランジ１３の一部で上記下孔２９の周囲部分が、僅かとは言え歪む（変形する）。この歪みをそのままにして車輪支持用転がり軸受ユニットを組み立てると、前述した様に、上記取付フランジ１３の取付面１４に結合固定したロータ２（図１５参照）の軸方向振れが大きくなり、前述した様な問題を生じる。

そこで本実施例の場合には、上記加工用治具３１を上記取付孔１５から抜き取った後、図５に示す様に、上記取付面１４に仕上加工を施して、この取付面１４を、前記ハブ８ｂの回転中心軸に対し直交する方向の平坦面とする。この様に、上記取付面１４に仕上加工を施す方法は特に問わないが、本実施例の場合には、切削（旋削）加工により行なっている。そして、上記取付面１４を、上記回転中心軸に対し直交する方向に存在する、高精度の平坦面としている。尚、上記仕上加工の方法としては、研削加工等の切削加工以外の機械加工、或は、バニシ仕上等の塑性加工を採用する事もできる。何れの方法を採用しても、上記取付面１４を、上記回転中心軸に対し直交する方向に存在する、高精度の平坦面に加工できる。

上述の様にして、上記取付面１４を、上記回転中心軸に対し直交する方向に存在する、高精度の平坦面としたならば、上記取付孔１５に、前記スタッド９の中間部基端寄り部分に設けた雄セレーション部１６を内嵌する。この際、このスタッド９を上記取付孔１５に、上記取付面１４と逆側（軸方向内側）より、その先端側から挿入し、上記雄セレーション部１６と上記雌セレーション３２とをセレーション係合させる。前述した通り、この雄セレーション部１６の直径はこの雌セレーション３２の直径よりも小さい為、この雄セレーション部１６はこの雌セレーション３２に、隙間嵌で（但し、相対回転を阻止された状態で）嵌合する。従って、これら雄セレーション部１６と雌セレーション３２とのセレーション係合に伴い、前記取付フランジ１３が変形する事はなく、上記取付面１４は、上記高精度の平坦面のままである。

但し、隙間嵌の嵌合のままであると、上記取付孔１５から上記スタッド９が抜け落ちる可能性がある。そこで本実施例の場合には、上記雄セレーション部１６と上記雌セレーション３２とを接着剤により接着して、上記スタッド９が取付孔１５から抜け落ちない様にする。即ち、本実施例の場合には、上記雄セレーション部１６と上記雌セレーション３２とをセレーション係合に基づいて、上記スタッド９とナット１０（図１５参照）との螺合・緊締時に、このスタッド９が共回りする事を防止し、接着により、このスタッド９の脱落防止を図っている。

上述の様にして、上記各取付孔１５に上記各スタッド９の基端部を固定した、前記ハブ８ｂは、次いで、外輪６、転動体２２、２２、内輪２１等と組み合わせて、前述の図１８に示した様な車輪支持用転がり軸受ユニットとする。更に、必要に応じて、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）制御用の信号を得る為の回転速度検出センサ、上記ハブ８ｂの外端開口部を塞ぐ為のキャップ（何れも図示せず）等を組み付ける。
この様にして得られた、本実施例の車輪支持用転がり軸受ユニットの取付フランジ１３の取付面１４にロータ２を結合固定した場合に、このロータ２の制動用摩擦面は、軸方向に関する振れを小さく抑えられる。この為、前述した様な、パッドと各制動用摩擦面との偏摩耗、或は制動時に発生するジャダーと呼ばれる異音を抑えられる。
尚、上述の実施例は、本発明を前述の図１８に示した構造に適用した場合に就いて示しているが、本発明は、この図１８に示した構造に限らず、前述した図１６、１７、１９〜２３を含め、回転輪の外周面に取付フランジを有する、各種構造の車輪支持用転がり軸受ユニットに適用できる。

図７〜８は、請求項３、４、７、８、１０に対応する、本発明の実施例２を示している。本実施例の場合も、上述した実施例１の場合と同様に、図２〜４に示した工程により、ハブ８ｂの外周面に形成した取付フランジ１３の取付孔１５の内周面に雌セレーション３２を形成する。ここまでの工程に就いては、上記実施例１と同様であるから、重複する説明は省略する。本実施例の特徴は、上記取付孔１５の内周面に雌セレーション３２を形成した後、上記取付フランジ１３の取付面１４を高精度に、即ち、この取付面１４を上記ハブ８ｂの回転中心軸に直交する方向に存在する平坦面にする工程にある。

即ち、本実施例の場合には、上記取付孔１５の内周面に雌セレーション３２を形成した後、上記取付面１４に仕上加工を施す前に、上記ハブ８ｂを他の部材、即ち、外輪６、転動体２２、２２、内輪２１等と組み合わせて、図７に示す様な車輪支持用転がり軸受ユニットの完成品若しくは半完成品に組み立てる。そして、上記図７に示す様に、上記外輪６を固定した状態で、上記ハブ８ｂを回転駆動する。この為に本実施例の場合には、このハブ８ｂの中心部に設けたスプライン孔２３に駆動軸３４の先端部をスプライン係合させている。そして、この駆動軸３４により上記ハブ８ｂを回転させつつ、上記取付面１４にバニシ刃物３５を押し付けて、この取付面１４にバニシ仕上を施している。尚、この際に、上記外輪６を、上記ハブ８ｂよりも低速で回転させる事もできる。この外輪６を低速回転させる事で、上記バニシ刃物３５の押し付けに伴って加わる荷重が、この外輪６の内周面に設けた外輪軌道１１ａ、１１ｂの全周に亙り均等に加わり、これら両外輪軌道１１ａ、１１ｂの一部に圧痕等の損傷が発生する事を、より確実に防止できる。

尚、本実施例の様に、車輪支持用転がり軸受ユニットの完成品若しくは半完成品に組み立てた後、ハブを回転させながら取付フランジの取付面をバニシ加工を施す方法は、図７〜８に示す様な、ハブ８ｂの中心部にスプライン孔２３が設けられている構造に限らず、前述の図１９〜２０に示した従動輪用の車輪支持用転がり軸受ユニットにも適用可能である。但し、従動輪用の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、駆動輪の車輪支持用転がり軸受ユニットとは異なり、ハブの中心部にスプライン孔を設けていない為、図７に示
す様な雄スプライン部を備えた駆動軸３４でハブを回転させる事はできない。そこで、ハブの外端面中央部に形成した凹部３７（図１９参照）の内面と摩擦摩擦係合してこのハブを回転駆動できる駆動軸を用いるか、図２０に示す様に、凹部３７の円周方向の一部に径方向内方に突出する凸部３８を設け、この凸部３８の駆動軸の一部とを機械的に係合させて、ハブを回転駆動する。

何れにしても、本実施例の場合には、上記ハブ８ｂを実際に車輪支持用転がり軸受ユニットを構成した状態に組み立ててから、上記取付面１４の仕上加工を施す。この為、上記車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する各部材（ハブ８ｂ、外輪６、転動体２２、２２）同士の組み合わせ誤差に拘らず、上記取付面１４をこのハブ８ｂの回転中心軸に対し直交する仮想平面上に、高精度に一致させる事ができる。又、本実施例の場合には、上記取付面１４の仕上加工をバニシ仕上により行なっているので、この仕上加工に伴って切り屑が発生する事はなく、上記取付面１４を上記ハブ８ｂの回転中心軸に対し直交する仮想平面上に高精度に一致させる事ができ、且つ、前述した様な、上記取付面１４に切り屑が付着する事に伴う不具合を発生させる事もない。そして、上記取付面１４に仕上加工を施した後、図８に示す様に、上記取付孔１５にスタッド９の基端部に設けた雄セレーション部１６を嵌合させる。
その他の点に就いては、前述した実施例１と同様であるから、重複する説明は省略する。

図９〜１２は、請求項請求項３、４、７、８、１０に対応する、本発明の実施例３を示している。本実施例の場合には、前述の図２に示した様な、取付フランジ１３に下孔２９を形成したままの（内周面に未だ雌セレーション３２を形成していない）ハブ８ｂを、他の部材、即ち、外輪６、転動体２２、２２、内輪２１等と組み合わせて、図９に示す様な車輪支持用転がり軸受ユニットの完成品若しくは半完成品に組み立てる。

次いで、図１０〜１２に示す様に、上記下孔２９に加工用治具３１の加工用雄セレーション部３３を圧入して、この下孔２９の内周面に雌セレーション３２を形成し、取付孔１５とする。この様に下孔２９を取付孔１５とする工程に就いては、上記ハブ８ｂを他の部材と組み立てた後に行なう点を除き、前述の実施例１及び上述の実施例２と同様である。この様にして上記下孔２９を上記取付孔１５に加工したならば、上述した実施例２と同様に、図７に示す様にして、上記取付フランジ１３の取付面１４にバニシ仕上を施し、この取付面１４をこのハブ８ｂの回転中心軸に対し直交する仮想平面上に、高精度に一致させる。そして、上記取付面１４に仕上加工を施した後、図８に示す様に、上記取付孔１５にスタッド９の基端部に設けた雄セレーション部１６を嵌合させる。
上記下孔２９を取付孔１５とする工程を、上記ハブ８ｂと他の部材とを組み合わせた後に行なう以外の点に就いては、バニシ仕上による効果を含めて、前述した実施例２と同様であるから、重複する説明は省略する。

尚、以上に述べた各実施例では、下孔２９に加工用治具３１を押し込む事により、この下孔２９の内周面に雌セレーション３２を形成しているが、この雌セレーション３２を形成する方法は、この様な方法に限定するものではない。例えば、下孔を形成していない取付フランジに、適宜の形状を有する加工用治具を強く押し付けて、打ち抜き加工と同時に塑性加工を施しても、上述の様に、上記下孔２９に上記加工用治具３１を押し込む事により造ったものと同等の、内周面に雌セレーションを備えた取付孔を形成する事ができる。この取付孔を上述の様な方法により造れば、下孔加工を省略し、１工程でこの取付孔を形成できるので、加工コスト低減の面から有利である。更には、下孔の加工を打ち抜き若しくは塑性加工により行なった後、上記各実施例の場合と同様に、加工用雄セレーション部を有する加工用治具によっても、これら各実施例の場合と同等の、内周面に雌セレーション部を備えた取付孔を形成する事ができる。

図１３〜１４は、請求項１、２に対応する、本発明の実施例４を示している。本実施例の場合には、ハブ８ｂの取付フランジ１３の円周方向等間隔複数個所にねじ孔３６を、この取付フランジ１３を軸方向に貫通する状態で形成している。この様なハブ８ｂの取付フランジ１３に関しても、上記ねじ孔３６の加工に伴って、スタッドの基端部を圧入する場合程ではないしても、取付面１４の精度が悪化する可能性がある。そこで本実施例の場合には、上記ハブ８ｂを他の部材、即ち、外輪６、転動体２２、２２、内輪２１等と組み合わせて、図１４に示す様な車輪支持用転がり軸受ユニットの完成品若しくは半完成品に組み立てた状態で、上記ハブ８ｂを回転させつつ、上記取付面１４にバニシ刃物３５を押し付けて、この取付面１４にバニシ仕上を施し、この取付面１４を上記ハブ８ｂの回転中心軸に対し直交する仮想平面上に、高精度に一致させる。

この様な本実施例の場合、ホイール１及びロータ２（図１５参照）は、これらホイール１及びロータ２を外方から内方に挿通したボルトを上記ねじ孔３６に螺合し更に緊締する事により、上記取付フランジ１３に対し結合固定する。
その他の構成及び作用に就いては、バニシ仕上による効果を含めて、前述した実施例２と同様であるから、重複する説明は省略する。

実施例１〜３の途中工程で、下孔を設けたハブの断面図。 実施例１、２の途中工程で、下孔に加工用治具を圧入する直前の状態を示す断面図。 実施例１、２の途中工程で、下孔に加工用治具を圧入した状態を示す断面図。 実施例１、２の途中工程で、下孔から加工用治具を引き抜いた状態を示す断面図。 実施例１の途中工程で、取付面を仕上加工する状態を示す断面図。 実施例１の途中工程で、取付孔にスタッドを挿入した状態を示す断面図。 実施例２、３の途中工程で、取付面を仕上加工する状態を示す断面図。 実施例２、３の途中工程で、取付孔にスタッドを挿入した状態を示す断面図。 実施例３の途中工程で、下孔を設けたハブと他の構成部材とを組み合わせた状態を示す断面図。 実施例３の途中工程で、下孔に加工用治具を圧入する直前の状態を示す断面図。 実施例３の途中工程で、下孔に加工用治具を圧入した状態を示す断面図。 実施例３の途中工程で、下孔から加工用治具を引き抜いた状態を示す断面図。 実施例４の途中工程で、ねじ孔を設けたハブの断面図。 実施例４の途中工程で、取付面を仕上加工する状態を示す断面図。 本発明の対象となる車輪支持用転がり軸受ユニットの第１例を、組み付け状態で示す断面図。 第１例の車輪支持用転がり軸受ユニットを取り出して示す断面図。 本発明の対象となる車輪支持用転がり軸受ユニットの第２例を示す断面図。 同第３例を示す断面図。 同第４例を示す断面図。 同第５例を示す断面図。 同第６例を示す断面図。 同第７例を示す断面図。 同第８例を示す断面図。 同第９例を示す断面図。 同第１０例を示す断面図。 同第１１例を示す断面図。 同第１２例を示す断面図。 同第１３例を示す断面図。 同第１４例を示す断面図。 同第１５例を示す断面図。 スタッドの圧入に伴って取付フランジの取付面が変形する第一の理由を説明する為の部分拡大断面図。 同第二の理由を説明する為の部分拡大断面図。

符号の説明

１ ホイール
２ ロータ
３ ナックル
４ 支持孔
５ 車輪支持用転がり軸受ユニット
６ 外輪
７ ボルト
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆ ハブ
９ スタッド
１０ ナット
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 外輪軌道
１２ 結合フランジ
１３ 取付フランジ
１４ 取付面
１５ 取付孔
１６ 雄セレーション部
１７ 鍔部
１８ 雄ねじ部
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ 内輪軌道
２０ 小径段部
２１、２１ａ、２１ｂ 内輪
２２、２２ａ 転動体
２３ スプライン孔
２４ 等速ジョイント
２５ スプライン軸
２６ かしめ部
２７ ナット
２８ 膨出部
２９ 下孔
３０ 面取り部
３１ 加工用治具
３２ 雌セレーション
３３ 加工用雄セレーション部
３４ 駆動軸
３５ バニシ刃物
３６ ねじ孔
３７ 凹部
３８ 凸部

Claims (10)

1. 互いに同心に且つ複数個の転動体を介して相対回転自在に組み合わされた静止輪及び回転輪と、この回転輪の外周面に設けられた、その軸方向側面である取付面に車輪及び制動用回転部材を支持固定する為のフランジと、このフランジを軸方向に貫通する状態でこのフランジの円周方向複数個所に設けられた取付孔とを備えた車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、上記取付面は、上記静止輪と上記回転輪と上記各転動体とを組み合わせた状態で施されるバニシ仕上により、上記回転輪の回転中心軸に直交する平坦面とされている事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニット。
2. 互いに同心に且つ複数個の転動体を介して相対回転自在に組み合わされた静止輪及び回転輪と、この回転輪の外周面に設けられた、その軸方向側面である取付面に車輪及び制動用回転部材を支持固定する為のフランジと、このフランジを軸方向に貫通する状態でこのフランジの円周方向複数個所に設けられた取付孔とを備えた車輪支持用転がり軸受ユニットのうちで、上記取付面を上記回転輪の回転中心軸に直交する平坦面とする、車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法であって、上記静止輪と上記回転輪と上記各転動体とを組み合わせた状態で、上記取付面にバニシ仕上を施す事により、この取付面を上記平坦面とする事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法。
3. 互いに同心に且つ複数個の転動体を介して相対回転自在に組み合わされた静止輪及び回転輪と、この回転輪の外周面に設けられた、その軸方向側面である取付面に車輪及び制動用回転部材を支持固定する為のフランジと、このフランジを軸方向に貫通する状態でこのフランジの円周方向複数個所に設けられた、その内周面に雌セレーションを形成した取付孔と、これら各取付孔にそれぞれの基端部に設けた雄セレーション部を内嵌する事により上記フランジに支持した複数本のスタッドとを備えた車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、上記各取付孔の内周面の雌セレーションは、上記各スタッドの基端部に設けた雄セレーション部よりも大きな直径を有する加工用治具を上記フランジに形成した複数の下孔に、上記取付面とは反対側の面からこの取付面に向けて挿通する事により形成されたものであり、上記取付面は上記各取付孔の内周面に上記加工用治具により雌セレーションを形成した後に施される仕上加工により、上記回転輪の回転中心軸に直交する平坦面とされたものである車輪支持用転がり軸受ユニット。
4. 互いに同心に且つ複数個の転動体を介して相対回転自在に組み合わされた静止輪及び回転輪と、この回転輪の外周面に設けられた、その軸方向側面である取付面に車輪及び制動用回転部材を支持固定する為のフランジと、このフランジを軸方向に貫通する状態でこのフランジの円周方向複数個所に設けられた、その内周面に雌セレーションを形成した取付孔と、これら各取付孔にそれぞれの基端部に設けた雄セレーション部を内嵌する事により上記フランジに支持した複数本のスタッドとを備えた車輪支持用転がり軸受ユニットのうちで、上記取付面を上記回転輪の回転中心軸に直交する平坦面とする、車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法であって、上記フランジに形成した複数の下孔に、上記各スタッドの基端部に設けた雄セレーション部よりも大きな直径を有する加工用治具を、上記取付面とは反対側の面からこの取付面に向けて挿通する事により、上記各取付孔の内周面に雌セレーションを形成した後、上記取付面に仕上加工を施す事によりこの取付面を、上記回転輪の回転中心軸に直交する平坦面とし、次いで、上記各取付孔に上記各スタッドの基端部を嵌合する車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法。
5. 互いに同心に且つ複数個の転動体を介して相対回転自在に組み合わされた静止輪及び回転輪と、この回転輪の外周面に設けられた、その軸方向側面である取付面に車輪及び制動用回転部材を支持固定する為のフランジと、このフランジを軸方向に貫通する状態でこのフランジの円周方向複数個所に設けられた、その内周面に雌セレーションを形成した取付孔と、これら各取付孔にそれぞれの基端部に設けた雄セレーション部を内嵌する事により上記フランジに支持した複数本のスタッドとを備えた車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、上記各取付孔の内周面の雌セレーションは、上記フランジに形成した複数の下孔にブローチ加工により、上記雄セレーション部よりも大径に形成されたものであり、上記取付面は上記各取付孔の内周面にこのブローチ加工により雌セレーションを形成した後に施される仕上加工により、上記回転輪の回転中心軸に直交する平坦面とされたものである車輪支持用転がり軸受ユニット。
6. 互いに同心に且つ複数個の転動体を介して相対回転自在に組み合わされた静止輪及び回転輪と、この回転輪の外周面に設けられた、その軸方向側面である取付面に車輪及び制動用回転部材を支持固定する為のフランジと、このフランジを軸方向に貫通する状態でこのフランジの円周方向複数個所に設けられた、その内周面に雌セレーションを形成した取付孔と、これら各取付孔にそれぞれの基端部に設けた雄セレーション部を内嵌する事により上記フランジに支持した複数本のスタッドとを備えた車輪支持用転がり軸受ユニットのうちで、上記取付面を上記回転輪の回転中心軸に直交する平坦面とする、車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法であって、上記フランジに形成した複数の下孔にブローチ加工により、上記雄セレーション部よりも大径の雌セレーションを形成した後、上記取付面に仕上加工を施す事によりこの取付面を、上記回転輪の回転中心軸に直交する平坦面とし、次いで、上記各取付孔に上記各スタッドの基端部を嵌合する車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法。
7. 各取付孔と各スタッドとの間に、これら各スタッドの基端部がこれら各取付孔から抜け出る事を防止する為の抜け止め手段を設けている、請求項３又は請求項５に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
8. 抜け止め手段が、雌セレーションに対し雄セレーション部を接着する接着剤である、請求項７に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
9. 抜け止め手段が、各スタッドの中間部でフランジの取付面から突出した部分に外嵌されたＯリングであり、この取付面側の取付孔の開口周縁部に、このＯリングが少なくとも弾性的に圧縮された状態で収納される面取り若しくは座ぐりが形成されている、請求項７に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
10. 取付面の仕上加工を、静止輪と回転輪と各転動体とを組み合わせ、この静止輪に対してこの回転輪を回転させつつ行なう、請求項４又は請求項６に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法。

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