JP2009058048A - 車輪用転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 精度の高いボルト孔を形成することができる取付フランジ部を備えた車輪用転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】 本発明の転がり軸受装置１０は、軸線と平行に切削加工されたボルト孔２１を有するとともに車両側に取り付けられる取付フランジ部２０が外周面１１ｃに突設された外輪１１を有している。取付フランジ部２０の基端部には、当該取付フランジ部２０の側面部２３と外輪外周面１１ｃとを滑らかに繋ぐとともにボルト孔２１で切り欠かれている円弧状の凹曲面部２４が形成されている。凹曲面部２４を切り欠いているボルト孔２１の開口において、側面部２３を含む平面と、凹曲面部２４の延長面との交線Ｃが、ボルト孔２１の径方向において当該ボルト孔２１の軸中心Ａよりも外輪１１側に位置している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両の車輪等を支持するための車輪用転がり軸受装置に関する。

自動車などの車輪を支持する車輪用転がり軸受装置には、通常、車両側の懸架装置等に取り付けて固定するための取付フランジ部が複数突設されている。この取付フランジ部は、外輪外周面に突設されており、前記懸架装置と結合するためのボルトを螺合させる雌ねじを内周面に有するボルト孔が軸方向に形成されている（例えば特許文献１参照）。
前記取付フランジ部には、車輪からの外力が作用するので、比較的高い強度が求められる。このため、前記取付フランジ部と、前記外輪外周面との間を円弧状の凹曲面によって滑らかに繋ぐことで、当該取付フランジ部の基端部の強度を確保していた。

特開２０００−１６２２２２号公報（図１）

上記従来例のように外輪外周面と取付フランジ部とを繋ぐ凹曲面は、必要強度や外輪形状によっては、前記ボルト孔によって切り欠かれる位置にまで形成される場合があった。また、前記凹曲面は、取付フランジ部の車両外方側に向く面に対して形成され、車両内方側に向く面は、車両側の部材に当接するフランジ面とされる。
一般に、このような取付フランジ部に前記ボルト孔を形成するには、取付フランジ部を前記外輪と一体的に熱間鍛造等により形成した後、ドリルやエンドミル等の切削工具によって、貫通孔を形成し、その後タップ等によって内周面に雌ねじを形成する。また、取付フランジ部の車両内方側に向く面は、車両側部材に当接するフランジ面とされるため、通常、軸方向に直交する平面に加工される。

前記外輪の加工方法について詳細に説明すると、熱間鍛造によって成形された外輪の素材は、まず、エンドミルやドリル等によって、外輪内周面及び車両側部材に当接するフランジ面が形成される。そして、この形成された内周面及びフランジ面を、加工機等の基準面に当接することで軸方向の位置決めがなされ、他の部分の加工を行う。
このため、前記ボルト孔をフランジ部に形成する際、加工機等の基準面に当接されるフランジ面側からは、旋削加工を行うことができない。このフランジ面側から切削加工しようとすると、当該外輪素材の位置決めを正確に行うことができないばかりか、加工機への固定をし直す必要が生じ、生産効率上、好ましくない。従って、上記のようにボルト孔によって切り欠かれる位置にまで凹曲面が形成されている取付フランジ部にボルト孔を形成する場合には、凹曲面側から孔を明けるための切削加工が行われる。

このため、外輪外周面と取付フランジ部とを繋ぐ凹曲面が、前記ボルト孔によって大きく切り欠かれる位置にまで形成されていると、曲面に対してボルト孔を形成するための切削加工を行うこととなるため、ドリルやタップ等の切削工具の刃先の侵入角度が浅くなり、その結果、切削工具が外輪の径方向外方へ逃げて加工性が悪化したり、加工具の軸心がずれてボルト孔の精度が低下したりする場合があった。前記ボルト孔の精度が低下すると、当該転がり軸受装置を車両側部材に対して精度よく固定することができないという問題が生じる。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、精度の高いボルト孔を形成することができる取付フランジ部を備えた車輪用転がり軸受装置の提供をその目的とする。

本発明は、車両側に取り付けられるとともに軸線と平行に切削加工されたボルト孔を有する複数の取付フランジ部が、外周面に突設された外輪と、この外輪の内周内方に配置される内輪と、これら内外輪の間に転動自在に配置された複数の転動体と、を有し、前記取付フランジ部の基端部に、前記取付フランジ部の一側面と前記外輪の外周面とを滑らかに繋ぐとともに前記ボルト孔で切り欠かれている円弧状の凹曲面が形成された車輪用転がり軸受装置であって、前記凹曲面を切り欠いている前記ボルト孔の開口において、前記一側面を含む平面と、前記円弧状の凹曲面に沿って延長した延長面との交線が、前記ボルト孔の径方向において当該ボルト孔の軸中心よりも前記外輪側に位置していることを特徴としている。

上記のように構成された車輪用転がり軸受装置によれば、前記ボルト孔の軸中心は、前記一側面を含む平面上に位置することとなり、前記ボルト孔を加工する際には、前記ボルト孔を加工するための切削工具の軸中心を、前記フランジ部の一側面に位置させることができる。前記フランジ部の一側面においては、切削工具の刃先は、適正な侵入角度をもって接触し加工できるので、切削工具における外輪の径方向外方へ逃げを生じさせることなく、確実に加工を行うことができる。この結果、ボルト孔の加工性を向上させることができ、取付フランジ部に精度の高いボルト孔を形成することができる。

また、上記車輪用転がり軸受装置において、前記取付フランジ部における外輪周方向両端縁には、前記一側面に対して突出し、当該取付フランジ部の両側端縁に沿って前記外輪外周面まで延びるリブ部が形成されていることが好ましい。
この場合、前記ボルト孔の加工性を維持しつつ、リブ部によって、取付フランジ部及びその基端部の強度を高めることができる。

以上のように、本発明によれば、精度の高いボルト孔を形成することができる取付フランジ部を備えた車輪用転がり軸受装置を提供することができる。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第一の実施形態である車輪用転がり軸受装置の構成を示す断面図である。この車輪用転がり軸受装置１０は、自動車などの車両の車輪を回転自在に支持する装置として用いられるものである。

車輪用転がり軸受装置１０は、外輪１１と、外輪１１の内周内方側に配置された内輪としての内軸１２と、外輪１１と内軸１２間に転動自在に配置された複数の転動体としての玉１３と、これらの玉１３をそれぞれ保持する保持器１４と、外輪１１と内軸１２との隙間に取り付けられて軸受内部を密封するシール１５とを備えており、複列のアンギュラ玉軸受を構成している。
このうち、内軸１２は図示しない車輪が取り付けられる車軸を構成しており、内軸本体１６と、内輪部材１７とを組み合わせて成るものである。
内軸本体１６は、車輪を取り付けるためのインロー部１６ａ及びフランジ部１６ｂを一端側に備えている。フランジ部１６ｂには、車輪を固定するための複数本のハブボルト１６ｃが固定されている。

また、内軸本体１６の外周面には、第一の内輪軌道１２ａが形成されているとともに、内軸本体１６の他端側には内輪軌道１２ａよりも小径の小径部１６ｄが形成されている。この小径部１６ｄには、円環状に成形された内輪部材１７が圧入状態で挿入されている。この内輪部材１７の外周面には、第二の内輪軌道１２ｂが形成されている。内輪部材１７は、その一端面が内軸本体１６の外周面と小径部１６ｄとをつなぐ段部１６ｅに当接した状態で圧入されており、さらに、小径部１６ｄの先端部をかしめて形成された、かしめ部１６ｆによって、内軸本体１６に一体回転可能に固定されている。

外輪１１は、その内周面に第一及び第二の内輪軌道１２ａ，１２ｂに対向する第一及び第二の外輪軌道１１ａ，１１ｂが形成され、玉１３を介して内軸１２を回転自在に支持している。外輪１１の外周面には、外輪１１を車両側の懸架装置等に取り付けるための取付フランジ部２０が、周方向に沿って複数個突設されている。これら取付フランジ部２０には、それぞれ、内周面に車両側の懸架装置等と結合するためのボルトを螺合させる雌ねじを有するとともに、外輪１１の軸方向に平行なボルト孔２１が形成されている。

この外輪１１は、炭素鋼等を用いて熱間鍛造により形成される外輪素材を機械加工することにより外輪１１として形成されている。複数の取付フランジ部２０は、上記熱間鍛造の際に外輪１１と一体的に成形される。そして、これら取付フランジ部２０の一側面である側面部２３側から、ドリルやエンドミル等の切削工具によって貫通孔を形成した後、タップ等によってその内周面に雌ねじが形成されて、ボルト孔２１とされている。
また、取付フランジ部２０の基端部には、取付フランジ部２０の側面部２３と外輪外周面１１ｃとを円弧状の凹曲面で滑らかに繋ぐ凹曲面部２４が形成されている。

図２（ａ）は、図１中、取付フランジ部２０を拡大した断面図である。図中、側面部２３に沿って延ばされた側面延長線２３ａと、円弧状の凹曲面部２４に沿って延長した凹曲面延長線２４ａとは、交点Ｐで交わっている。この交点Ｐは、ボルト孔２１の軸中心Ａよりも外輪１１側に位置している。

図２（ｂ）は、図２（ａ）中、矢印Ｘの方向から見たときの取付フランジ部２０の正面図である。側面部２３と、凹曲面部２４とは、図２（ａ）中の交点Ｐを通過する交線Ｃを境界としている。また、凹曲面部２４は、ボルト孔２１によって図中破線Ｄの範囲で切り欠かれている。
また、この交線Ｃは、凹曲面部２４を切り欠いているボルト孔２１の開口においては、側面部２３及び側面延長線２３ａを含む平面と、凹曲面延長線２４ａを含むことで凹曲面部２４に沿って延長した延長面との間の交線を構成している。
また、この交線Ｃは、図２（ａ）にて示した交点Ｐを通過しているので、ボルト孔２１の径方向においてボルト孔２１の軸中心Ａよりも外輪１１側に位置している。
以上のように、取付フランジ部２０の側面部２３及び凹曲面部２４は、前記平面と前記延長面との境界である交線Ｃが軸中心Ａよりも外輪１１側に位置するように形成されている。

上記取付フランジ部２０は、上述したように、熱間鍛造で形成される外輪素材の段階で一体的に形成される。このとき、側面部２３、及び凹曲面部２４についても、上述の位置関係で形成される。つまり、ボルト孔２１が形成される前である外輪素材の段階で、取付フランジ部２０の側面部２３と、凹曲面部２４との境界が、その後の工程によって形成されるボルト孔２１の軸中心Ａよりも外輪側に位置するように形成される。このように形成された取付フランジ部２０に対して、ボルト孔２１を形成することで、図２に示すボルト孔２１を有するフランジ部２０とすることができる。

上記のように構成された車輪用転がり軸受装置１０において、ボルト孔２１の軸中心Ａは、側面部２３及び側面延長線２３ａを含む平面上に位置することとなり、ボルト孔２１を加工する際には、ボルト孔２１を加工するための切削工具の軸中心を、取付フランジ部２０の側面部２３に接触させることができる。側面部２３においては、切削工具の刃先は、適正な侵入角度をもって接触し加工できるので、切削工具における外輪１１の径方向への逃げを生じさせることなく、確実に加工を行うことができる。
この結果、本実施形態の車輪用転がり軸受装置１０よれば、ボルト孔２１の加工性を向上させることができ、精度の高いボルト孔２１を形成することができる取付フランジ部２０を有するものとすることができ、車両側の懸架装置等の部材に対して精度よく固定することができる。

図３（ａ）は、本発明の第二の実施形態に係る車輪用転がり軸受装置１の取付フランジ部２０の外観を示した斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の取付フランジ部２０の正面図である。本実施形態と第一の実施形態との主な相違点は、取付フランジ部２０における外輪周方向両端縁にリブ部３０が形成されている点である。

図３（ａ），（ｂ）において、取付フランジ部２０の両端縁に形成されているリブ部３０は、取付フランジ部２０の側面部２３に対して突出し、当該取付フランジ部２０の両側端縁に沿うとともに、外輪外周面１１ｃまで延びるように形成されている。また、このリブ部３０は、ボルト孔２１を加工するために、側面部２３側から取付フランジ部２０に切削工具を接触させたとしても、ボルト孔２１の加工を妨げないように形成されている。

取付フランジ部２０において、その両端縁に形成されたリブ部３０の間に位置する側面部２３は、上述の第一の実施形態と同様、凹曲面部２４によって、外輪外周面１１ｃに対して滑らかに繋がれている。そして、側面部２３と、凹曲面部２４とは、これら両者の境界である交線Ｃが、ボルト孔２１の径方向においてボルト孔２１の軸中心Ａよりも外輪１１側に位置するように形成されている。このため、凹曲面部２４は、ボルト孔２１によって図中破線Ｄの範囲で切り欠かれている。

本実施形態の取付フランジ部２０は、熱間鍛造で形成される外輪素材の段階で、上記リブ部３０、側面部２３、及び凹曲面部２４が一体的に形成される。
すなわち、外周面に突設された取付フランジ部２０を有し、この取付フランジ部２０の基端部に、側面部２３と外輪１１の外周面１１ｃとを上述の位置関係で滑らかに繋ぐ凹曲面部２４が形成されるとともに、取付フランジ部の両端縁には、前記一側面に対して突出し、当該取付フランジ部の両側端縁に沿って前記外輪外周面まで延びるリブ部が形成された外輪素材を熱間鍛造で形成する工程と、凹曲面部２４の一部を切り欠くように側面部２３側からボルト孔２１を取付フランジ部２０に形成する工程を含むことで、外輪１１は形成される。

上記構成の車輪用転がり軸受装置１０によれば、取付フランジ部２０の両側端縁に沿って外輪外周面１１ｃまで延びるリブ部３０を設けたので、ボルト孔２１の加工性を維持しつつ、取付フランジ部２０及びその基端部の強度を高めることができる。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

本発明の第一の実施形態である車輪用転がり軸受装置の構成を示す断面図である。 （ａ）は、図１中、取付フランジ部２０を拡大した断面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）中、矢印Ｘの方向から見たときの取付フランジ部２０の正面図である。。 （ａ）は、本発明の第二の実施形態に係る車輪用転がり軸受装置１の取付フランジ部２０の外観を示した斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の取付フランジ部２０の正面図である。

符号の説明

１０ 車輪用転がり軸受装置
１１ 外輪
１１ｃ 外輪外周面
１２ 内輪
１３ 玉（転動体）
２０ 取付フランジ部
２１ ボルト孔
２３ 側面部
２４ 凹曲面部
３０ リブ部
Ａ 軸中心
Ｃ 交線

Claims (2)

1. 車両側に取り付けられるとともに軸線と平行に切削加工されたボルト孔を有する複数の取付フランジ部が、外周面に突設された外輪と、
   この外輪の内周内方に配置される内輪と、
   これら内外輪の間に転動自在に配置された複数の転動体と、を有し、
   前記取付フランジ部の基端部に、前記取付フランジ部の一側面と前記外輪の外周面とを滑らかに繋ぐとともに前記ボルト孔で切り欠かれている円弧状の凹曲面が形成された車輪用転がり軸受装置であって、
   前記凹曲面を切り欠いている前記ボルト孔の開口において、前記一側面を含む平面と、前記円弧状の凹曲面に沿って延長した延長面との交線が、前記ボルト孔の径方向において当該ボルト孔の軸中心よりも前記外輪側に位置していることを特徴とする車輪用転がり軸受装置。
2. 前記取付フランジ部における外輪周方向両端縁には、前記一側面に対して突出し、当該取付フランジ部の両側端縁に沿って前記外輪外周面まで延びるリブ部が形成されている請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置。

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