JP2010105439A - 車輪用軸受装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加工コストを削減し得る車輪用軸受装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】ハブユニット１（車輪用軸受装置）は、ナックル２０（車体部材）に固定されて内周部に軌道面２ａ１，２ａ２を有する外輪２（非回転輪）と、ブレーキディスクロータ３０（車輪部材）に固定されて外周部に軌道面３ａ３，４ａを有するハブホイール３及び内輪４（回転輪）と、軌道面２ａ１，２ａ２と軌道面４ａ，３ａ３との間にそれぞれ配置される転動体５とを備える。ナックル２０には、車両アウタ側へ突出した環状の取付段部２１が形成される。外輪２の車両インナ側の端部には、取付段部２１の外周面２１ａと嵌まり合う円形状の取付孔２ｂ１を有する車体取付フランジ部２ｂが形成される。外輪２は、車体取付フランジ部２ｂの取付孔２ｂ１が取付段部２１の外周面２１ａにより径方向への位置決めがされた状態でナックル２０に取り付けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輪用軸受装置およびその製造方法に関する。

車輪用軸受装置は、例えば図３に示すように、ナックル２００等の車体部材に固定されて内周部に軌道面１１１を有する外輪１１０（非回転輪）と、ブレーキディスクロータ３００等の車輪部材に固定されて外周部に軌道面１２１を有するハブホイール１２０（回転輪）と、外輪１１０の軌道面１１１とハブホイール１２０の軌道面１２１との間に配置される複列の転動体１３０とを備えている（下記特許文献１参照）。この種の車輪用軸受装置１００は、外輪１１０の車両インナ側（ナックル２００側）の端部にて、車両インナ側へ突出した環状の外輪インロウ部１１２と、外輪１１０の径方向外向きに突出した車体取付フランジ部１１３とを備えている。ナックル２００には、外輪インロウ部１１２を収容するための収容孔２０１が形成されている。そして、外輪１１０は、外輪インロウ部１１２の外周面がナックル２００の収容孔２０１により径方向への位置決め（芯だし）がされた状態で、車体取付フランジ部１１３に形成されたねじ孔１１４及びナックル２００に形成されたねじ孔２０２にボルトがねじ結合されることにより、ナックル２００に取り付けられる。

特開２００２−４６４０９号公報

上記した車輪用軸受装置１００においては、外輪１１０のナックル２００に対する径方向への位置決めが、外輪インロウ部１１２の外周面を基準として行われる。このため、外輪インロウ部１１２の外周面には厳しい精度が要求されている。一方、外輪１１０における軌道面１１１の表面硬さを確保するため、粗旋削加工した後の外輪１１０に対して、高周波熱処理等の熱処理を行うのが一般的である。ところが、このような熱処理に起因して、比較的薄肉に設定された外輪インロウ部１１２に熱処理歪が発生することが多い。したがって、外輪インロウ部１１２の外周面の精度を確保するためには、外輪１１０を熱処理した後、外輪インロウ部１１２の外周面を再度旋削加工する旋削工程を追加せざるを得ないのが実情であり、加工工程の増加に伴って加工コストが増加するという問題があった。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、上記のような再度の旋削工程を不要として、加工コストを削減し得る車輪用軸受装置およびその製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記課題を解決するために、本発明は、車体部材に固定されて内周部に軌道面を有する非回転輪と、車輪部材に固定されて外周部に軌道面を有する回転輪と、非回転輪の軌道面と回転輪の軌道面との間に配置される転動体とを備えた車輪用軸受装置において、
車体部材には、車輪部材側へ突出した環状の取付段部が形成され、非回転輪の車体部材側の端部には、取付段部の外周面と嵌まり合う円形状の取付孔を有する車体取付フランジ部が形成され、非回転輪は、車体取付フランジ部の取付孔が取付段部の外周面により径方向への位置決めがされた状態で車体部材に取り付けられることを特徴とする。

本発明の車輪用軸受装置においては、車体部材にて、車輪部材側へ突出した環状の取付段部が形成されている。また、非回転輪の車体部材側の端部には、取付段部の外周面と嵌まり合う円形状の取付孔を有する車体取付フランジ部が形成されている。そして、非回転輪は、車体取付フランジ部の取付孔が取付段部の外周面により径方向への位置決め（芯だし）がされた状態で車体部材に取り付けられる。すなわち、従来、非回転輪に設けられていたインロウ部を廃止し、このインロウ部に比べて厚肉の車体取付フランジ部を設けるようにすることで、非回転輪の熱処理による熱処理歪の影響を抑制することが可能である。このため、非回転輪の熱処理後に、非回転輪を再度旋削加工する旋削工程が不要となって、加工コストを削減することができる。また、インロウ部を廃止することで、非回転輪の粗形となる鍛造形状を単純化することができるので、これによっても加工コストの削減を図ることができる。

この場合、非回転輪の内周部には、車体取付フランジ部の取付孔に隣接してシール部材を組み付けるためのシール組付孔が形成されており、車体取付フランジ部の取付孔はシール組付孔よりも大径に設定され、かつ車体取付フランジ部の取付孔及びシール組付孔には研磨加工が施されていると好適である。車体取付フランジ部の取付孔に研磨加工を施すことで、非回転輪の車体部材に対する径方向の位置決め精度をより一層向上させることができる。また、車体取付フランジ部の取付孔をシール組付孔よりも大径に設定することで、シール部材を車体取付フランジ部の取付孔内に通すときはシール組付孔内に圧入するときのような大きな力で押し込む必要がないため、シール部材をシール組付孔内に容易に装着することができる。

また、上記課題を解決するために、本発明は、車体部材に固定されて内周部に軌道面を有する非回転輪と、車輪部材に固定されて外周部に軌道面を有する回転輪と、非回転輪の軌道面と回転輪の軌道面との間に配置される転動体とを備え、非回転輪の車体部材側の端部には、該車体部材に形成されて車輪部材側へ向けて突出する環状の取付段部の外周面と嵌まり合う円形状の取付孔を有する車体取付フランジ部が形成され、非回転輪の内周部には、車体取付フランジ部の取付孔に隣接して該車体取付フランジ部の取付孔よりも小径に設定されたシール組付孔が形成されている車輪用軸受装置の製造方法であって、車体取付フランジ部の取付孔とシール組付孔とを同時に研磨加工する研磨工程を備えることを特徴とする。

本発明の車輪用軸受装置の製造方法においては、車体取付フランジ部の取付孔とシール組付孔とを同時に研磨加工する研磨工程を備えている。従来の車輪用軸受装置においても、非回転輪の内周部におけるシール組付孔には研磨加工を施していた。したがって、シール組付孔に隣接する車体取付フランジ部の取付孔に研磨加工を施すようにしても、単に研磨範囲が広がるに過ぎず、研磨工程自体は１回で済むので、加工工程を増やすことなく、車体取付フランジ部の取付孔の精度を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１は本発明の車輪用軸受装置を採用したハブユニット１の縦断面図である。なお、以下の説明において、車両インナ側とは図１における左側を示し、車両アウタ側とは図１における右側を示すものとする。

ハブユニット１は、例えば前輪駆動車の後輪側（従動輪側）のものであり、複列外向きのアンギュラ玉軸受構造とされている。具体的には、ハブユニット１は、車体側のナックル２０（車体部材）に固定される外輪２（非回転輪）と、この外輪２の中心線Ｏと同軸に配置されて車輪側のタイヤホイール（図示省略）及びブレーキディスクロータ３０（車輪部材）に固定されるハブホイール３（回転輪）と、ハブホイール３の車両インナ側端部の外周面に嵌着される内輪４と、外輪２とハブホイール３又は内輪４との間にて周方向に配置される複列の転動体５とを備えている。

外輪２は、軸方向に延びる円筒状の本体部２ａと、本体部２ａの車両インナ側の端部にて径方向外向きに突出形成された車体取付フランジ部２ｂとを備えている。本体部２ａの内周面には、車両インナ側に配列された転動体５用の軌道面２ａ１と、車両アウタ側に配列された転動体５用の軌道面２ａ２とが形成されている。車体取付フランジ部２ｂについては、後述する。

ハブホイール３は、軸方向に延び出し車両アウタ側にて外輪２から突出する段付き状の軸部３ａと、軸部３ａの車両アウタ側にて軸方向に突出形成された円筒状の内輪インロウ部３ｂと、軸部３ａの車両アウタ側にて径方向外向きに突出形成された車輪取付フランジ部３ｃとを備えている。

軸部３ａは、車両インナ側の先端に突出形成されたかしめ部３ａ１によるかしめにより、内輪４を車両アウタ側に押圧して段部３ａ２に押し当てた状態で内輪４と一体化されている。軸部３ａの外周面には、外輪２の軌道面２ａ２に対向する軌道面３ａ３が形成されている。また、内輪４の外周面には、外輪２の軌道面２ａ１に対向する軌道面４ａが形成されている。内輪インロウ部３ｂは、ブレーキディスクロータ３０の内輪収容孔３１の内側に挿入される。

車輪取付フランジ部３ｃには、タイヤホイール及びブレーキディスクロータ３０への取付けに使用される複数のボルト挿通孔３ｃ１が形成されており、これらボルト挿通孔３ｃ１にボルト６が圧入嵌合されることにより、タイヤホイール及びブレーキディスクロータ３０が車輪取付フランジ部３ｃに取り付けられる。

外輪２とハブホイール３との間には、転動体５を配置するための環状空間が形成されており、この環状空間は、車両インナ側にてリング状のシール部材７により、外輪２とハブホイール３との相対回転を許容した状態で密封されている。

ところで、ナックル２０には、車両アウタ側へ突出した環状の取付段部２１が形成されている。この取付段部２１に対応するように、車体取付フランジ部２ｂには、取付段部２１の外周面２１ａと嵌まり合う円形状の取付孔２ｂ１が形成されている。これにより、外輪２は、車体取付フランジ部２ｂの取付孔２ｂ１が取付段部２１の外周面２１ａにより径方向へ位置決めされつつ、車体取付フランジ部２ｂの車両インナ側の端面２ｂ２がナックル２０の取付段部２１の周縁部２２に当接して軸方向への移動が規制される。この車体取付フランジ部２ｂには、複数のねじ孔２ｂ３が形成されていて、これらねじ孔２ｂ３にボルト（図示省略）がねじ結合されることにより、ハブユニット１が外輪２を介してナックル２０に取り付けられる。

外輪２の内周部には、車体取付フランジ部２ｂの取付孔２ｂ１に隣接してシール部材７を組み付けるためのシール組付孔２ａ３が形成されている。車体取付フランジ部２ｂの取付孔２ｂ１は、シール組付孔２ａ３よりも大径に設定されている。そして、外輪２の内周部には、車体取付フランジ部２ｂの取付孔２ｂ１からシール組付孔２ａ３を経て両軌道面２ａ１，２ａ２に及ぶ範囲に渡って研磨加工が施されている。なお、外輪インロウ部を有する従来の外輪においても、軌道面における耐磨耗性や耐焼き付き性を向上させるとともに、シール部材による密封性を確保するために、シール組付孔から両軌道面に及び範囲には研磨加工が施されていた。

次に、上記した外輪２の製造方法について図２を用いて説明する。最初に、図２（ａ）に示すように、鍛造成形された外輪２の粗形品の外周部を、例えば切削工具Ｔ１により旋削加工する。同様に、外輪２の内周部を、例えば切削工具Ｔ２により旋削加工する。なお、外輪２を例えば精密鍛造により成形した場合は、外周部及び内周部の旋削加工を省略することができる。

外周部及び内周部の旋削加工後、軌道面２ａ１，２ａ２に相当する部位の表面硬さを高くするため、例えば高周波熱処理等の熱処理を行う。熱処理後、次の工程の基準面（例えばチャック把持部とするための基準面）を形成するために、外周部の所定部位を研削工具Ｔ１’により研磨加工し、外周研磨部Ｐｏｕｔを形成する。

次に、外周研磨部Ｐｏｕｔを基準として、図２（ｂ）に示すように、車体取付フランジ部２ｂの取付孔２ｂ１、シール組付孔２ａ３及び両軌道面２ａ１，２ａ２に相当する外輪２の内周部位を研削工具Ｔ３（例えば、超仕上げ砥石）により同時に研磨加工し、内周研磨部Ｐｉｎを形成する。

以上の説明からも明らかなように、この実施形態では、ナックル２０にて、車両アウタ側へ突出した環状の取付段部２１が形成されている。また、外輪２の車両インナ側の端部には、取付段部２１の外周面２１ａと嵌まり合う円形状の取付孔２ｂ１を有する車体取付フランジ部２ｂが形成されている。そして、外輪２は、車体取付フランジ部２ｂの取付孔２ｂ１が取付段部２１の外周面２１ａにより径方向へ位置決め（芯だし）された状態でナックル２０に取り付けられる。すなわち、従来、外輪に設けられていたインロウ部を廃止し、このインロウ部に比べて厚肉の車体取付フランジ部２ｂを設けるようにすることで、外輪２の熱処理による熱処理歪の影響を抑制することが可能である。これにより、外輪２の熱処理後に、外輪２を再度旋削加工する旋削工程が不要となって、加工コストを削減することができる。また、インロウ部を廃止することで、外輪２の粗形となる鍛造形状を単純化することができるので、これによっても加工コストの削減を図ることができる。

また、この実施形態では、外輪２の内周部にて、車体取付フランジ部２ｂの取付孔２ｂ１に隣接してシール部材７を組み付けるためのシール組付孔２ａ３が形成されており、車体取付フランジ部２ｂの取付孔２ｂ１はシール組付孔２ａ３よりも大径に設定され、かつ車体取付フランジ部２ｂの取付孔２ｂ１及びシール組付孔２ａ３には研磨加工が施されている。このように車体取付フランジ部２ｂの取付孔２ｂ１に研磨加工を施すことで、外輪２のナックル２０に対する径方向の位置決め精度をより一層向上させることができる。また、車体取付フランジ部２ｂの取付孔２ｂ１をシール組付孔２ａ３よりも大径に設定することで、シール部材７を車体取付フランジ部２ｂの取付孔２ｂ１内に通すときはシール組付孔２ａ３内に圧入するときのような大きな力で押し込む必要がないため、シール部材７をシール組付孔２ａ３内に容易に装着することができる。

また、この実施形態の車輪用軸受装置の製造方法においては、車体取付フランジ部２ｂの取付孔２ｂ１とシール組付孔２ａ３とを同時に研磨加工する研磨工程を備えている。従来の車輪用軸受装置においても、外輪の内周部におけるシール組付孔には研磨加工を施していた。したがって、シール組付孔２ａ３に隣接する車体取付フランジ部２ｂの取付孔２ｂ１に研磨加工を施すようにしても、単に研磨範囲が広がるに過ぎず、研磨工程自体は１回で済むので、加工工程を増やすことなく、車体取付フランジ部２ｂの取付孔２ｂ１の精度を向上させることができる。

本発明の車輪用軸受装置を採用したハブユニットの縦断面図。 本発明の車輪用軸受装置の製造方法を示す説明図。 従来の車輪用軸受装置を採用したハブユニットの縦断面図。

符号の説明

１ ハブユニット（車輪用軸受装置）
２ 外輪（非回転輪）
２ａ１，２ａ２ 軌道面
２ａ３ シール組付孔
２ｂ 車体取付フランジ部
２ｂ１ 取付孔
３ ハブホイール（回転輪）
３ａ３ 軌道面
４ 内輪（回転輪）
４ａ 軌道面
５ 転動体
７ シール部材
２０ ナックル（車体部材）
２１ 取付段部
２１ａ 外周面
３０ ブレーキディスクロータ（車輪部材）

Claims (3)

1. 車体部材に固定されて内周部に軌道面を有する非回転輪と、車輪部材に固定されて外周部に軌道面を有する回転輪と、前記非回転輪の軌道面と前記回転輪の軌道面との間に配置される転動体とを備えた車輪用軸受装置において、
   前記車体部材には、前記車輪部材側へ突出した環状の取付段部が形成され、前記非回転輪の前記車体部材側の端部には、前記取付段部の外周面と嵌まり合う円形状の取付孔を有する車体取付フランジ部が形成され、前記非回転輪は、前記車体取付フランジ部の取付孔が前記取付段部の外周面により径方向への位置決めがされた状態で前記車体部材に取り付けられることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記非回転輪の内周部には、前記車体取付フランジ部の取付孔に隣接してシール部材を組み付けるためのシール組付孔が形成されており、前記車体取付フランジ部の取付孔は前記シール組付孔よりも大径に設定され、かつ前記車体取付フランジ部の取付孔及び前記シール組付孔には研磨加工が施されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 車体部材に固定されて内周部に軌道面を有する非回転輪と、車輪部材に固定されて外周部に軌道面を有する回転輪と、前記非回転輪の軌道面と前記回転輪の軌道面との間に配置される転動体とを備え、前記非回転輪の前記車体部材側の端部には、該車体部材に形成されて前記車輪部材側へ向けて突出する環状の取付段部の外周面と嵌まり合う円形状の取付孔を有する車体取付フランジ部が形成され、前記非回転輪の内周部には、前記車体取付フランジ部の取付孔に隣接して該車体取付フランジ部の取付孔よりも小径に設定されたシール組付孔が形成されている車輪用軸受装置の製造方法であって、
   前記車体取付フランジ部の取付孔と前記シール組付孔とを同時に研磨加工する研磨工程を備えることを特徴とする車輪用軸受装置の製造方法。

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