JP2011207374A

JP2011207374A - 車輪用軸受装置およびその製造方法

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Publication number: JP2011207374A
Application number: JP2010077965A
Authority: JP
Inventors: Hikari Umekida; 光梅木田; Hiroshi Kawamura; 浩志河村
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2011-10-20
Anticipated expiration: 2030-03-30
Also published as: JP5417239B2

Abstract

【課題】軽量・コンパクト化と共に、軸受の強度・耐久性の向上を図った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】車輪取付フランジ６を一体に有するハブ輪４を備えた車輪用軸受装置の製造方法において、車輪取付フランジ６が、ハブ輪４のアウター側の端部に花弁状に突設されたフランジ本体２３と、このフランジ本体２３に接合された補強板２４とで構成され、補強板２４が板材から塑性加工によって形成され、フランジ本体２３のアウター側の側面２３ａに当接するフランジ部２４ａと、このフランジ部２４ａから軸方向に延びる円筒状のパイロット部２４ｂを備えると共に、フランジ部２４ａの外径部にインロウ部２５が突設されてフランジ本体２３の外径に外嵌され、フランジ本体２３と補強板２４が接合された状態で、周方向等配にボルト挿通孔２７がフランジ本体２３側から打ち抜き加工によって穿設される。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両の駆動車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、詳しくは、軽量・コンパクト化と共に、軸受の強度・耐久性の向上を図った車輪用軸受装置およびその製造方法に関するものである。

従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を複列の転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。この車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第１世代と称される構造から、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第２世代構造、また、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第３世代構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第４世代構造とに大別されている。

従来、製造コストを低減する目的から、ハブ輪や複列アンギュラ玉軸受について、板材を用いて深絞り加工により製作することが考えられている。このように、ハブ輪や複列アンギュラ玉軸受を深絞り加工で製作する場合、母材として充分な強度を確保するために肉厚の厚い板材を用いると、加工がし難く、曲げ部分の形状・精度が低下し易いので、精度を向上させるための精密技術が要求され、プレス加工であるにもかかわらず、生産効率が悪くなってしまう。

こうした課題を解決したものとして、図５に示すような車輪用軸受装置が知られている。この車輪用軸受装置５０は第３世代構造と呼称され、ハブ輪５１と複列アンギュラ玉軸受５２とを備え、ハブ輪５１は、中空の軸部５３の一方の軸端側に、径方向外方に延出する複数の切り起し片５４と、軸方向に沿って延出する複数の舌片５５とが周方向交互に設けられた構造である。複列アンギュラ玉軸受５２は、軸部５３に外装され、切り起し片５４の一側面に対して図示しない車輪やブレーキロータが軸方向に位置決めされた状態で装着され、切り起し片５４に貫通固定されるハブボルト５６によって固定される。また、各舌片５５において、付根側には、径方向外向きの膨出部５５ａが設けられ、パイロット部が形成されている。

複列アンギュラ玉軸受５２は、内周に複列の外側転走面５７ａ、５７ａが形成された外方部材５７と、外周に一方の内側転走面５１ａが形成されたハブ輪５１と、このハブ輪５１の軸部５３の小径段部５３ａに外嵌され、外周に内側転走面５８ａが形成された内輪５８と、保持器５９を介して配列された複列のボール６０、６０とを備えている。

外方部材５７の一方の軸端側には、径方向外方に延出する複数の切り起し片６１と、軸方向に沿って延出する複数の舌片６２とが周方向交互に設けられている。この切り起し片６１の一側に対して図示しないナックルが軸方向に位置決めされた状態で装着され、図示しない固定ボルトにより固定されている。また、各舌片５５とナックルの貫通孔内周面とを密に接触させるように互いの寸法関係を規定することにより、ナックルに対して複列アンギュラ玉軸受５２の芯出しが行われる。そして、ハブ輪５１の軸部５３の小径段部５３ａの端部がローリング加締により径方向外方に屈曲され、内輪５８が軸方向に固定されている。

ハブ輪５１および複列アンギュラ玉軸受５２の外方部材５７は、円筒管を母材として、冷間鍛造加工、切り込み加工、曲げ加工を経て製作されているので、精密技術を必要とせずに済むと共に、芯出しのための部品を後付けする必要がないので、製造コストを低減することができる。

特開２００３−２５８０３号公報

然しながら、この従来の車輪用軸受装置５０では、ハブ輪５１や外方部材５７の切り起し片５４、６１に大きなモーメント荷重が負荷された場合、切り起し片５４、６１が１枚の板材を径方向外方に延出させて形成しているだけのため、強度・剛性が不足し、所望の耐久性が得られないと言った課題がある。さらに、ハブボルト５６がハブ輪５１の切り起し片５４に貫通固定されるが、ハブボルト５６の圧入幅が板厚分の長さのため固定力が不足し、ハブボルト５６が緩む恐れがあった。

ここで、母材として充分な強度を確保するために肉厚の厚い板材を用いると、加工がし難く、曲げ部分の形状・精度が低下し易いので、精度を向上させるための精密技術が要求される。これでは、プレス加工であるにもかかわらず、生産効率が悪くなってしまい製造コストがアップするだけでなく、軽量化を達成することが難しくなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、軽量・コンパクト化と共に、軸受の強度・耐久性の向上を図った車輪用軸受装置およびその製造方法を提供することを目的としている。

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、内周に複列の円弧状の外側転走面が一体に形成された外方部材と、アウター側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の転走面の一方に対向する円弧状の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する円弧状の内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列のボールと、前記外方部材と内方部材との間に形成された環状空間の両端開口部に装着されたシールとを備え、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって、前記ハブ輪に対して前記内輪が軸方向に固定された車輪用軸受装置において、前記ハブ輪と内輪および外方部材が板材またはパイプ材から塑性加工によって形成され、前記車輪取付フランジが、前記ハブ輪のアウター側の端部に花弁状に突設されたフランジ本体と、このフランジ本体に接合された補強板とで構成され、この補強板が板材から塑性加工によって形成され、前記フランジ本体のアウター側の側面に当接するフランジ部と、このフランジ部から軸方向に延び、前記車輪およびブレーキロータをガイドする円筒状のパイロット部を備えると共に、前記フランジ部の外径部にインロウ部が突設され、前記フランジ本体の外径に所定の嵌合すきまを介して外嵌されている。

このように、ハブ輪がアウター側の端部に車輪取付フランジを一体に有し、小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって、ハブ輪に対して内輪が軸方向に固定された車輪用軸受装置において、ハブ輪と内輪および外方部材が板材またはパイプ材から塑性加工によって形成され、車輪取付フランジが、ハブ輪のアウター側の端部に花弁状に突設されたフランジ本体と、このフランジ本体に接合された補強板とで構成され、この補強板が板材から塑性加工によって形成され、フランジ本体のアウター側の側面に当接するフランジ部と、このフランジ部から軸方向に延び、車輪およびブレーキロータをガイドする円筒状のパイロット部を備えると共に、フランジ部の外径部にインロウ部が突設され、フランジ本体の外径に所定の嵌合すきまを介して外嵌されているので、ハブ輪の軽量化を図りつつ、車輪取付フランジの強度・剛性を高めることができ、大きなモーメント荷重がこの車輪取付フランジに負荷されても耐久性を確保することができる。

また、請求項２に記載の発明のように、前記車輪取付フランジの周方向等配にボルト挿通孔が打ち抜き加工によって穿設されると共に、当該ボルト挿通孔の縁部に所定の面取り部がプレス加工によって形成されていれば、作業効率が向上して低コスト化を図ることができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記補強板の肉厚が、前記フランジ本体の肉厚に対し７０〜７５％程度の肉厚に設定されていれば、ハブ輪の軽量化を図りつつ、車輪取付フランジの強度・剛性を高めることができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記補強板のアウター側の側面に、前記ボルト挿通孔を包含する所定の幅からなる環状溝が切削加工によって形成されていれば、ハブボルトの圧入による側面への変形等の影響を最小限に抑制できる。

好ましくは、請求項５に記載の発明のように、前記ボルト挿通孔にハブボルトを圧入後、前記補強板のアウター側の側面が二次切削されていれば、ハブボルトの圧入によって増加した側面の面振れを可及的に抑制することができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記外方部材の外周にナックルに取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、この車体取付フランジが、前記外方部材のインナー側の端部に花弁状に突設されたフランジ本体と、このフランジ本体に接合された補強板とで構成され、この補強板が板材から塑性加工によって形成され、前記フランジ本体のインナー側の側面に当接するフランジ部と、このフランジ部から軸方向に延び、前記ナックルに嵌合される円筒状のパイロット部とを備えると共に、前記フランジ部の外径部にインロウ部が突設され、前記フランジ本体の外径に所定の嵌合すきまを介して外嵌されていれば、外方部材の軽量化を図りつつ、車体取付フランジの強度・剛性を高めることができ、大きなモーメント荷重がこの車体取付フランジに負荷されても耐久性を確保することができる。

また、請求項７に記載の発明のように、前記補強板の肉厚が、前記フランジ本体の肉厚に対し７０〜７５％程度の肉厚に設定されていれば、外方部材の軽量化を図りつつ、車体取付フランジの強度・剛性を高めることができる。

また、本発明のうち請求項８に記載の方法発明は、内周に複列の円弧状の外側転走面が一体に形成された外方部材と、アウター側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の転走面の一方に対向する円弧状の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する円弧状の内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列のボールと、前記外方部材と内方部材との間に形成された環状空間の両端開口部に装着されたシールとを備え、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって、前記ハブ輪に対して前記内輪が軸方向に固定された車輪用軸受装置の製造方法において、前記車輪取付フランジが、前記ハブ輪のアウター側の端部に花弁状に突設されたフランジ本体と、このフランジ本体に接合された補強板とで構成され、この補強板が板材から塑性加工によって形成され、前記フランジ本体のアウター側の側面に当接するフランジ部と、このフランジ部から軸方向に延び、前記車輪およびブレーキロータをガイドする円筒状のパイロット部を備えると共に、前記フランジ部の外径部にインロウ部が突設され、前記フランジ本体の外径に所定の嵌合すきまを介して外嵌され、前記フランジ本体と補強板が接合された状態で、周方向等配にボルト挿通孔が打ち抜き加工によって穿設されていれば、ハブボルトの圧入幅を確保することができ、長期間に亘ってハブボルトが緩むのを防止して固定力を高めることができると共に、車輪取付フランジがフランジ本体と補強板の別体であってもボルト挿通孔の寸法・位置精度が向上する。したがって、ハブボルトの圧入作業が効率良く行われ、ハブボルトが傾いて圧入固定されることはない。

好ましくは、請求項９に記載の発明のように、前記ボルト挿通孔が前記フランジ本体側から打ち抜き加工によって穿設されれば、孔開けピンの入口の破面がせん断面となり、有害なバリ等の発生を防止することができ、ハブボルトの座面に盛り上がり部が生じることがない。

また、請求項１０に記載の発明のように、前記外方部材の外周にナックルに取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、この車体取付フランジが、前記外方部材のインナー側の端部に花弁状に突設されたフランジ本体と、このフランジ本体に接合された補強板とで構成され、この補強板が板材から塑性加工によって形成され、前記フランジ本体のインナー側の側面に当接するフランジ部と、このフランジ部から軸方向に延び、前記ナックルに嵌合される円筒状のパイロット部とを備えると共に、前記フランジ部の外径部にインロウ部が突設され、前記フランジ本体の外径に所定の嵌合すきまを介して外嵌され、前記フランジ本体と補強板のフランジ部を一体に重ね合わせた状態でボルト下孔の打ち抜き加工が行われていれば、固定ボルトの圧入幅を確保することができ、長期間に亘って固定ボルトが緩むのを防止して固定力を高めることができると共に、車体取付フランジがフランジ本体と補強板の別体であってもボルト下孔の寸法・位置精度が向上する。

本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の円弧状の外側転走面が一体に形成された外方部材と、アウター側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の転走面の一方に対向する円弧状の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する円弧状の内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列のボールと、前記外方部材と内方部材との間に形成された環状空間の両端開口部に装着されたシールとを備え、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって、前記ハブ輪に対して前記内輪が軸方向に固定された車輪用軸受装置において、前記ハブ輪と内輪および外方部材が板材またはパイプ材から塑性加工によって形成され、前記車輪取付フランジが、前記ハブ輪のアウター側の端部に花弁状に突設されたフランジ本体と、このフランジ本体に接合された補強板とで構成され、この補強板が板材から塑性加工によって形成され、前記フランジ本体のアウター側の側面に当接するフランジ部と、このフランジ部から軸方向に延び、前記車輪およびブレーキロータをガイドする円筒状のパイロット部を備えると共に、前記フランジ部の外径部にインロウ部が突設され、前記フランジ本体の外径に所定の嵌合すきまを介して外嵌されているので、ハブ輪の軽量化を図りつつ、車輪取付フランジの強度・剛性を高めることができ、大きなモーメント荷重がこの車輪取付フランジに負荷されても耐久性を確保することができる。

また、本発明に係る車輪用軸受装置の製造方法は、内周に複列の円弧状の外側転走面が一体に形成された外方部材と、アウター側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の転走面の一方に対向する円弧状の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する円弧状の内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列のボールと、前記外方部材と内方部材との間に形成された環状空間の両端開口部に装着されたシールとを備え、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって、前記ハブ輪に対して前記内輪が軸方向に固定された車輪用軸受装置の製造方法において、前記ハブ輪と内輪および外方部材が板材またはパイプ材から塑性加工によって形成され、前記車輪取付フランジが、前記ハブ輪のアウター側の端部に花弁状に突設されたフランジ本体と、このフランジ本体に接合された補強板とで構成され、この補強板が板材から塑性加工によって形成されると共に、前記フランジ本体と補強板が接合された状態で、周方向等配にボルト挿通孔が打ち抜き加工によって穿設されているので、ハブボルトの圧入幅を確保することができ、長期間に亘ってハブボルトが緩むのを防止して固定力を高めることができると共に、車輪取付フランジがフランジ本体と補強板の別体であってもボルト挿通孔の寸法・位置精度が向上する。したがって、ハブボルトの圧入作業が効率良く行われ、ハブボルトが傾いて圧入固定されることはない。

本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。図１の正面図である。図１のハブ輪の加工工程を示す説明図で、（ａ）は、孔開け工程、（ｂ）は、面押し工程を示す。（ａ）は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）の要部断面図である。従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

内周に複列の円弧状の外側転走面が一体に形成された外方部材と、アウター側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の転走面の一方に対向する円弧状の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する円弧状の内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列のボールと、前記外方部材と内方部材との間に形成された環状空間の両端開口部に装着されたシールとを備え、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって、前記ハブ輪に対して前記内輪が軸方向に固定された車輪用軸受装置の製造方法において、前記ハブ輪と内輪および外方部材が板材またはパイプ材から塑性加工によって形成され、前記車輪取付フランジが、前記ハブ輪のアウター側の端部に花弁状に突設されたフランジ本体と、このフランジ本体に接合された補強板とで構成され、この補強板が前記フランジ本体の肉厚に対し７０〜７５％程度の肉厚に設定された板材から塑性加工によって形成されると共に、前記フランジ本体と補強板が接合された状態で、周方向等配にボルト挿通孔が前記フランジ本体側から打ち抜き加工によって穿設されている。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の正面図、図３は、図１のハブ輪の加工工程を示す説明図で、（ａ）は、孔開け工程、（ｂ）は、面押し工程を示す。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウター側（図１の左側）、中央寄り側をインナー側（図１の右側）という。

この車輪用軸受装置は従動輪側の第３世代構造と呼称され、内方部材１と外方部材２、および両部材１、２間に転動自在に収容された複列のボール３、３とを備えている。内方部材１は、ハブ輪４と、このハブ輪４に所定のシメシロを介して圧入された内輪５とからなる。

ハブ輪４は、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ６を一体に有し、外周に一方（アウター側）の円弧状の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから肩部４ｂを介して軸方向に延びる円筒状の小径段部４ｃが形成されている。車輪取付フランジ６にはハブボルト６ａが周方向等配に植設されると共に、これらハブボルト６ａ間には円孔６ｂが形成されている。この円孔６ｂは軽量化に寄与できるだけでなく、装置の組立・分解工程において、レンチ等の締結治具をこの円孔６ｂから挿入することができ作業を簡便化することができる。

内輪５は、外周に他方（インナー側）の円弧状の内側転走面５ａが形成されると共に、この内側転走面５ａの大径側から軸方向に延び、後述するシール２２の嵌合部となる円筒状の肩部７と、この肩部７から径方向内方に屈曲して形成された大端部８、および内側転走面５ａの小径側から軸方向に延びる円筒状の小端部９を備えている。そして、この小端部９がハブ輪４の肩部４ｂに突合せ状態で小径段部４ｃに圧入されて背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成すると共に、小径段部４ｃの端部を内輪５の大端部８の側面に沿って径方向外方に塑性変形させて形成した加締部４ｄによって所定の軸受予圧が付与された状態で軸方向に固定され、所謂セルフリテイン構造を構成している。このような構成を採用することにより、均一な肉厚で精度良く形成することができ、強度・剛性を高めることができると共に、所望の軸受予圧を容易に付与することができる。

外方部材２は、インナー側の端部にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ１０を有し、内周に径方向内方に突出する環状凸部１１と、この環状凸部１１の両側に複列の円弧状の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成されている。また、複列の外側転走面２ａ、２ａの両端部には後述するシール１５、１６の嵌合部１２、１３が形成されている。

内方部材１と外方部材２の両転走面間には複列のボール３、３が収容され、保持器１４、１４によって転動自在に保持されている。そして、内方部材１と外方部材２との間に形成される環状空間の両端開口部にはシール１５、１６が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。

アウター側のシール１５は、外方部材２のアウター側端部の内周に圧入される芯金１７と、この芯金１７に加硫接着により一体に接合されたシール部材１８とからなる一体型のシールで構成されている。芯金１７は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）や冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）をプレス加工にて形成されている。

一方、シール部材１８はＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して形成されたサイドリップ１８ａとダストリップ１８ｂ、および軸受内方側に傾斜して形成されたグリースリップ１８ｃを一体に有している。そして、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｃは断面が円弧状の曲面に形成され、この基部６ｃにサイドリップ１８ａとダストリップ１８ｂが所定のシメシロをもって摺接されると共に、グリースリップ１８ｃが所定の径方向すきまを介して対峙し、ラビリンスシールが構成されている。

一方、インナー側のシール１６は、互いに対向配置された環状のシール板１９とスリンガ２０とからなる、所謂パックシールで構成されている。シール板１９は、外方部材２の端部内周に圧入された芯金２１と、この芯金２１に加硫接着により一体に接合されたシール部材２２とからなる。芯金２１は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）や防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）等の防錆能を有する鋼板からプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成されている。

シール部材２２はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ２２ａと、二股状に形成されたグリースリップ２２ｂとダストリップ２２ｃとを有している。

一方、スリンガ２０は、フェライト系のステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）等の防錆能を有する鋼板からプレス加工によって断面略Ｌ字状に形成され、内輪５の肩部７に圧入される円筒部２０ａと、この円筒部２０ａから径方向外方に延びる立板部２０ｂとを備えている。そして、シール部材２２のサイドリップ２２ａが立板部２０ｂに所定の軸方向シメシロを介して摺接されると共に、グリースリップ２２ｂとダストリップ２２ｃが円筒部２０ａに所定の径方向シメシロを介して摺接されている。さらに、スリンガ２０における立板部２０ｂは、シール板１９と僅かな径方向すきまを介して対峙し、ラビリンスシールが構成されている。

ハブ輪４は、炭素量が比較的少ないＳＣｒ４２０やＳＣＭ４１５等の浸炭鋼からなる板材またはパイプ材をプレス加工または冷間のローリング加工（以下、塑性加工という）によって形成されている。具体的には、パイプ材からプレス加工および冷間のローリング加工によって形成されている。また、塑性加工でバリが発生する両端面は加工後に旋削加工されるか、必要に応じて研削加工が施される。そして、浸炭焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。なお、加締部４ｄは、防浸炭により素材硬さの生のままとされている。さらに、内側転走面４ａが研削加工によって所定の寸法、精度に形成されている。その後、必要に応じて超仕上げ加工が施される。これにより、車輪取付フランジ６に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、小径段部４ｃの耐フレッティング性が向上してハブ輪４の耐久性が一段と向上すると共に、微小なクラック等の発生がなく加締部４ｄの塑性加工をスムーズに行うことができる。

ハブ輪４の材質としてこれ以外にも、ＳＣＭ４４０等の浸炭鋼、あるいは冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）やＳ４５Ｃ等の炭素鋼を例示することができる。冷間圧延鋼鈑や炭素鋼の場合、内側転走面４ａをはじめ、アウター側のシール１５のシールランド部となる基部６ｃから小径段部４ｃに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施される。

外方部材２は、ＳＣｒ４２０やＳＣＭ４１５等の浸炭鋼からなる板材およびパイプ材から塑性加工によって形成されている。具体的には、パイプ材からプレス加工および冷間のローリング加工によって形成されている。そして、浸炭焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。外方部材２の材質として、これ以外にも、ＳＣＭ４４０等の浸炭鋼、あるいは冷間圧延鋼鈑やＳ４５Ｃ等の炭素鋼を例示することができる。冷間圧延鋼鈑や炭素鋼の場合、少なくとも外方部材２の複列の外側転走面２ａ、２ａが高周波焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。そして、複列の外側転走面２ａ、２ａが研削加工によって所定の寸法、精度に形成されている。なお、その後、必要に応じて超仕上げ加工が施される。

内輪５は、ＳＵＪ２等の軸受鋼やＳＣｒ４２０やＳＣＭ４１５等の浸炭鋼からなるパイプ材から塑性加工によって形成されている。そして、ズブ焼入れや浸炭焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。さらに、内側転走面５ａが研削加工によって所定の寸法、精度に形成されている。なお、その後、必要に応じて超仕上げ加工が施される。内輪５の材質としてこれ以外にも、ＳＣＭ４４０等の浸炭鋼、あるいは冷間圧延鋼鈑やＳ４５Ｃ等の炭素鋼を例示することができる。冷間圧延鋼鈑や炭素鋼の場合、少なくとも内側転走面５ａが高周波焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。

このように、本実施形態では、ハブ輪４と内輪５および外方部材２が板材またはパイプ材から塑性加工によって形成されているので、軽量・コンパクト化と共に、軸受の強度・耐久性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

ここで、ハブ輪４の車輪取付フランジ６は、ハブ輪４のアウター側の端部に花弁状に突設されたフランジ本体２３と、このフランジ本体２３に接合された補強板２４とで構成されている。この補強板２４は、ＳＣＭ４４０等の浸炭鋼、あるいは冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）やＳ４５Ｃ等の炭素鋼からプレス加工によって形成され、フランジ本体２３の肉厚に対し、７０〜７５％程度の肉厚からなる鋼鈑が使用されている。これにより、ハブ輪４の軽量化を図りつつ、車輪取付フランジ６の強度・剛性を高めることができ、大きなモーメント荷重がこの車輪取付フランジ６に負荷されても耐久性を確保することができる。

補強板２４は、フランジ本体２３のアウター側の側面２３ａに当接するフランジ部２４ａと、このフランジ部２４ａから軸方向に延び、車輪およびブレーキロータ（図示せず）をガイドする円筒状のパイロット部２４ｂを備えている。また、フランジ部２４ａの外径部にはインロウ部２５が突設され、フランジ本体２３の外径に所定の嵌合すきまを介して外嵌されている。このインロウ部２５によってハブ輪４と補強板２４との芯出し精度を高めることができる。

次に、図３を用いて車輪取付フランジ６の加工工程について詳細に説明する。
（ａ）は孔開け工程であって、フランジ本体２３と補強板２４が接合された状態で、補強板２４が下方に位置するように、基台（ダイス）２６上にハブ輪４が載置され、周方向等配にボルト挿通孔２７がインナー側（フランジ本体２３側）から打ち抜き加工によって穿設される。この打ち抜き加工は、周方向等配に孔開けピン２８ａが突設された打ち抜き工具（パンチ）２８によって行われる。ここで、打ち抜き加工をアウター側（補強板２４側）から行っても良いが、孔開けピン２８ａの出口側が破断面となり、打ち抜きによるバリが発生してハブボルト６ａの座面に盛り上がり部が生じて好ましくない。本実施形態のように、打ち抜き加工が、インナー側（フランジ本体２３側）から打ち抜き加工によって行われることにより、孔開けピン２８ａの入口の破面がせん断面となり、有害なバリ等の発生を防止することができる。

そして、（ｂ）に示す面押し工程では、補強板２４が上方に位置するように、基台２６上にハブ輪４が載置され、周方向等配に面押しピン２９ａが突設された面押し工具２９によってアウター側（補強板２４側）から面押し加工が行われる。面押しピン２９ａはボルト挿通孔２７よりも僅かに小径に設定され、その基部３０には３０〜６０°の範囲に設定されたテーパ面が形成され、面押しピン２９ａをボルト挿通孔２７に挿通させることにより、補強板２４側のボルト挿通孔２７の縁部に所定の面取り部２７ａがプレス加工によって形成される。これにより、作業効率が向上して低コスト化を図ることができる。なお、ハブ輪４を反転させ、同様に、フランジ本体２３側のボルト挿通孔２７の縁部に所定の面取り部２７ａがプレス加工によって形成される。

このように、本実施形態では、ハブ輪４の車輪取付フランジ６が、フランジ本体２３と、これに接合された補強板２４とで構成され、ハブ輪４のフランジ本体２３と補強板２４のフランジ部２４ａを一体に重ね合わせた状態でボルト挿通孔２７の打ち抜き加工および面押し加工が行われているので、ハブボルト６ａの圧入幅を確保することができ、長期間に亘ってハブボルト６ａが緩むのを防止して固定力を高めることができると共に、車輪取付フランジ６がフランジ本体２３と補強板２４の別体であってもボルト挿通孔２７の寸法・位置精度が向上する。したがって、ハブボルト６ａの圧入作業が効率良く行われ、ハブボルト６ａが傾いて圧入固定されることはない。

また、本実施形態では、図１に示すように、外方部材２の車体取付フランジ１０が、インナー側の端部に花弁状に突設されたフランジ本体３１と、このフランジ本体３１に接合された補強板３２とで構成されている。この補強板３２は、ＳＣＭ４４０等の浸炭鋼、あるいは冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）やＳ４５Ｃ等の炭素鋼からプレス加工によって形成され、フランジ本体３１の肉厚に対し、７０〜７５％程度の肉厚からなる鋼鈑が使用されている。これにより、外方部材２の軽量化を図りつつ、車体取付フランジ１０の強度・剛性を高めることができ、大きなモーメント荷重がこの車体取付フランジ１０に負荷されても耐久性を確保することができる。

補強板３２は、フランジ本体３１のインナー側の側面３１ａに当接するフランジ部３２ａと、このフランジ部３２ａから軸方向に延び、ナックル（図示せず）に嵌合される円筒状のパイロット部３２ｂとを備えている。また、フランジ部３２ａの外径部にはインロウ部３３が突設され、フランジ本体３１の外径に所定の嵌合すきまを介して外嵌されている。このインロウ部３３によって外方部材２と補強板３２との芯出し精度を高めることができる。

ここで、外方部材２のフランジ本体３１と補強板３２のフランジ部３２ａを一体に重ね合わせた状態でボルト下孔の打ち抜き加工および面押し加工が行われている。これにより、固定ボルト（図示せず）の圧入幅を確保することができ、長期間に亘って固定ボルトが緩むのを防止して固定力を高めることができると共に、車体取付フランジ１０がフランジ本体３１と補強板３２の別体であってもボルト下孔の寸法・位置精度が向上する。

図４（ａ）は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）の要部断面図である。なお、この実施形態は、前述した実施形態（図１）と基本的には補強板の構成が一部異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

ハブ輪３４の車輪取付フランジ３５は、ハブ輪３４のアウター側の端部に花弁状に突設されたフランジ本体２３と、このフランジ本体２３に接合された補強板３６とで構成されている。この補強板３６は、ＳＣＭ４４０等の浸炭鋼、あるいは冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）やＳ４５Ｃ等の炭素鋼からプレス加工によって形成され、フランジ本体２３の肉厚に対し、７０〜７５％程度の肉厚からなる鋼鈑が使用されている。

補強板３６は、フランジ本体２３のアウター側の側面２３ａに当接するフランジ部３６ａと、このフランジ部３６ａから軸方向に延びる円筒状のパイロット部２４ｂを備えている。また、フランジ部３６ａの外径部にはインロウ部２５が突設され、フランジ本体２３の外径に所定の嵌合すきまを介して外嵌されている。

そして、前述した実施形態と同様、周方向等配にボルト挿通孔２７がインナー側（フランジ本体２３側）から打ち抜き加工によって穿設されると共に、面押し工具によって面押し加工が行われ、ボルト挿通孔２７の縁部に所定の面取り部２７ａがプレス加工によって形成される。

また、面押し加工の後に、ブレーキロータ（図示せず）が当接される補強板３６のアウター側の側面３７に、ボルト挿通孔２７を包含する所定の幅からなる環状溝３８が切削加工によって形成されている。この環状溝３８を側面３７に形成することにより、ハブボルト（図示せず）の圧入による側面３７への変形等の影響を最小限に抑制できる。さらに、ハブボルトの圧入後、側面３７を二次切削すれば、ハブボルトの圧入によって増加した側面３７の面振れを可及的に抑制することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

本発明に係る車輪用軸受装置は、車輪取付フランジを一体に有するハブ輪と、このハブ輪に圧入される内輪とからなる内方部材を備えた車輪用軸受装置に適用できる。

１内方部材
２外方部材
２ａ外側転走面
３ボール
４、３４ハブ輪
４ａ、５ａ内側転走面
４ｂ、７肩部
４ｃ小径段部
４ｄ加締部
５内輪
６、３５車輪取付フランジ
６ａハブボルト
６ｂ円孔
６ｃ、３０基部
８内輪の大端部
９内輪の小端部
１０車体取付フランジ
１１環状凸部
１２、１３嵌合部
１４保持器
１５アウター側のシール
１６インナー側のシール
１７、２１芯金
１８、２２シール部材
１８ａ、２２ａサイドリップ
１８ｂ、２２ｃダストリップ
１８ｃ、２２ｂグリースリップ
１９シール板
２０スリンガ
２０ａ円筒部
２０ｂ立板部
２３、３１フランジ本体
２３ａフランジ本体のアウター側の側面
２４、３２、３６補強板
２４ａ、３２ａ、３６ａフランジ部
２４ｂ、３２ｂパイロット部
２５、３３インロウ部
２６基台
２７ボルト挿通孔
２７ａ面取り部
２８打ち抜き工具
２８ａ孔開けピン
２９面押し工具
２９ａ面押しピン
３１ａフランジ本体のインナー側の側面
３７フランジ部のアウター側の側面
３８環状溝
５０車輪用軸受装置
５１ハブ輪
５１ａ、５８ａ内側転走面
５２複列アンギュラ玉軸受
５３軸部
５３ａ小径段部
５４、６１切り起し片
５５、６２舌片
５５ａ膨出部
５６ハブボルト
５７外方部材
５７ａ外側転走面
５８内輪
５９保持器
６０ボール

Claims

内周に複列の円弧状の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
アウター側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の転走面の一方に対向する円弧状の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する円弧状の内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、
この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列のボールと、
前記外方部材と内方部材との間に形成された環状空間の両端開口部に装着されたシールとを備え、
前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって、前記ハブ輪に対して前記内輪が軸方向に固定された車輪用軸受装置において、
前記ハブ輪と内輪および外方部材が板材またはパイプ材から塑性加工によって形成され、前記車輪取付フランジが、前記ハブ輪のアウター側の端部に花弁状に突設されたフランジ本体と、このフランジ本体に接合された補強板とで構成され、この補強板が板材から塑性加工によって形成され、前記フランジ本体のアウター側の側面に当接するフランジ部と、このフランジ部から軸方向に延び、前記車輪およびブレーキロータをガイドする円筒状のパイロット部を備えると共に、前記フランジ部の外径部にインロウ部が突設され、前記フランジ本体の外径に所定の嵌合すきまを介して外嵌されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
前記車輪取付フランジの周方向等配にボルト挿通孔が打ち抜き加工によって穿設されると共に、当該ボルト挿通孔の縁部に所定の面取り部がプレス加工によって形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
前記補強板の肉厚が、前記フランジ本体の肉厚に対し７０〜７５％程度の肉厚に設定されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
前記補強板のアウター側の側面に、前記ボルト挿通孔を包含する所定の幅からなる環状溝が切削加工によって形成されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
前記ボルト挿通孔にハブボルトを圧入後、前記補強板のアウター側の側面が二次切削されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
前記外方部材の外周にナックルに取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、この車体取付フランジが、前記外方部材のインナー側の端部に花弁状に突設されたフランジ本体と、このフランジ本体に接合された補強板とで構成され、この補強板が板材から塑性加工によって形成され、前記フランジ本体のインナー側の側面に当接するフランジ部と、このフランジ部から軸方向に延び、前記ナックルに嵌合される円筒状のパイロット部とを備えると共に、前記フランジ部の外径部にインロウ部が突設され、前記フランジ本体の外径に所定の嵌合すきまを介して外嵌されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
前記補強板の肉厚が、前記フランジ本体の肉厚に対し７０〜７５％程度の肉厚に設定されている請求項６に記載の車輪用軸受装置。
内周に複列の円弧状の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
アウター側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の転走面の一方に対向する円弧状の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する円弧状の内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、
この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列のボールと、
前記外方部材と内方部材との間に形成された環状空間の両端開口部に装着されたシールとを備え、
前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって、前記ハブ輪に対して前記内輪が軸方向に固定された車輪用軸受装置の製造方法において、
前記ハブ輪と内輪および外方部材が板材またはパイプ材から塑性加工によって形成され、前記車輪取付フランジが、前記ハブ輪のアウター側の端部に花弁状に突設されたフランジ本体と、このフランジ本体に接合された補強板とで構成され、この補強板が板材から塑性加工によって形成され、前記フランジ本体のアウター側の側面に当接するフランジ部と、このフランジ部から軸方向に延び、前記車輪およびブレーキロータをガイドする円筒状のパイロット部を備えると共に、前記フランジ部の外径部にインロウ部が突設され、前記フランジ本体の外径に所定の嵌合すきまを介して外嵌され、前記フランジ本体と補強板が接合された状態で、周方向等配にボルト挿通孔が打ち抜き加工によって穿設されることを特徴とする車輪用軸受装置の製造方法。
前記ボルト挿通孔が前記フランジ本体側から打ち抜き加工によって穿設される請求項８に記載の車輪用軸受装置の製造方法。
前記外方部材の外周にナックルに取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、この車体取付フランジが、前記外方部材のインナー側の端部に花弁状に突設されたフランジ本体と、このフランジ本体に接合された補強板とで構成され、この補強板が板材から塑性加工によって形成され、前記フランジ本体のインナー側の側面に当接するフランジ部と、このフランジ部から軸方向に延び、前記ナックルに嵌合される円筒状のパイロット部とを備えると共に、前記フランジ部の外径部にインロウ部が突設され、前記フランジ本体の外径に所定の嵌合すきまを介して外嵌され、前記フランジ本体と補強板のフランジ部を一体に重ね合わせた状態でボルト下孔の打ち抜き加工が行われる請求項８に記載の車輪用軸受装置の製造方法。