JP2013023086A

JP2013023086A - 車輪支持用ハブユニット及び車輪支持用ハブユニットの製造方法

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Publication number: JP2013023086A
Application number: JP2011159913A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kaku; 宏賀来
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2013-02-04

Abstract

【課題】ハブを構成するハブ本体を冷間鍛造加工及び熱処理等により製造する際、ハブ本体に一体成形された回転フランジの強度及び剛性を確保しつつ、回転フランジに変形が生じにくい構造を実現する。
【解決手段】外輪２と、ハブ本体７ａと内輪８から構成されるハブ３とを備え、ハブ本体７ａは軸方向外端寄り部分の外周面に車輪を支持固定する為の回転フランジ１０ａを直接形成したものであり、前記回転フランジ１０ａが冷間での側方押し出しによって前記ハブ本体７ａと一体成形されていて、前記ハブ本体７ａの外周面のうちで、軸方向中間部分から軸方向内端寄り部分に掛けての部分のみに焼入れ硬化層１７ａを設けている。
【選択図】図２

Description

本発明は、懸架装置に対して車輪を回転自在に支持する為の車輪支持用ハブユニットの改良に関するものである。

従来より、懸架装置に対して車輪を回転自在に支持する為に、例えば図８に示す様な、車輪支持用ハブユニット１が使用されている。この車輪支持用ハブユニット１は、外輪２の内径側にハブ３を、複数個の転動体４、４を介して回転自在に支持している。上記外輪２は、内周面に複列の外輪軌道５、５を、外周面に、この外輪２を上記懸架装置を構成するナックル（不図示）に結合固定する為の、フランジ状の取付部６を、それぞれ設けている。又、上記ハブ３は、ハブ本体７と内輪８とを組み合わせて成り、外周面に複列の内輪軌道９ａ、９ｂを設けている。このうちのハブ本体７は、外周面の軸方向外端寄り（軸方向に関して外とは、懸架装置への組み付け状態で幅方向外側を言い、図１〜４、６〜９の左側）部分に車輪（不図示）を支持固定する為の回転フランジ１０を、同じく軸方向中間部外周面に軸方向外側の内輪軌道９ａを、更に軸方向内端寄り（軸方向に関して内とは、懸架装置への組み付け状態で幅方向中央側を言い、図１〜４、６〜９の右側）部分に小径段部１１を、それぞれ設けている。上記内輪８は、外周面に軸方向内側の内輪軌道９ｂを設けており、前記小径段部１１に外嵌した状態で、上記ハブ本体７の軸方向内端部を径方向外方に塑性変形させて成るかしめ部１２により、このハブ本体７に対し結合固定している。さらに、外輪２の軸方向外側端にはシール部材２２が内嵌固定されており、このシール部材２２を構成する複数のシールリップが、回転フランジ１０の軸方向内側面内径寄り端部、及びハブ本体７の外周面のうちで内輪軌道９ａの軸方向外側部分と摺接している。この様な車輪支持用ハブユニット１の使用時には、上記取付部６を懸架装置を構成するナックルに結合固定すると共に、上記回転フランジ１０の軸方向外側面である車輪取付面１９に車輪を支持固定する事により、懸架装置に対してこの車輪を回転自在に支持している。

上述の様な車輪支持用ハブユニット１を構成するハブ本体７を造るのに、材料の歩留向上や機械加工量の削減によるコスト低減及び軽量化等を目的として、冷間鍛造により造る事が考えられている。この様な、ハブ本体７を冷間鍛造により造る為の方法として、例えば特許文献１に記載された方法が知られている。図１０は、この特許文献１に記載された、冷間鍛造によりハブ本体７を造る方法の１例を示している。この冷間鍛造による製造方法では、先ず、（Ａ）に示した円柱状の素材１３を用意する。この素材１３には、予め軟化焼鈍処理を施して、常温でも塑性変形し易くしておく。この様な素材１３に前方押し出し加工を施して、（Ｂ）に示す様な、段付の第一中間素材１４を得る。そして、この第一中間素材１４を、フローティングダイを使用した冷間鍛造加工（押し出し加工）により、（Ｃ）に示す様な第二中間素材１５とする。次いでこの第二中間素材１５に、軸方向外側のアンギュラ型の内輪軌道９ａ（図８参照）を設ける為の段差部等を形成する段付加工を施して、（Ｄ）に示す様な第三中間素材１６とする。更に、この第三中間素材１６に、側方押し出し加工を施して回転フランジ１０を形成し、さらに上記内輪軌道９ａを形成する加工を施して、（Ｅ）に示す様なハブ本体７としている。

この様にして造ったハブ本体７の必要個所には、前記内輪８を結合固定するのに先立って、従来構造のハブ本体７を示す図９に斜格子で示す様に、高周波焼入れ等の熱処理により焼入れ硬化層１７を形成する。即ち、上記ハブ本体７の外周面のうち、小径段部１１から内輪軌道９ａを含め、回転フランジ１０の軸方向内側面内径寄り端部迄の部分に、上記焼入れ硬化層１７を形成する。この焼入れ硬化層１７のうち、上記小径段部１１部分は、この小径段部１１に外嵌固定した内輪８（図８参照）から加わる衝撃荷重に拘らず、この小径段部１１が塑性変形する事を防止する為に設ける。又、上記内輪軌道９ａ部分は、各転動体４、４（図８参照）から加わる荷重に拘らず、この内輪軌道９ａの転がり疲れ寿命を確保する為に設ける。又、上記回転フランジ１０の軸方向内側面内径寄り端部には、摺接するシール部材２２のシールリップ（図８参照）に対する耐摩耗性を確保する為に設ける。又、上記小径段部１１と上記内輪軌道９ａとの間部分は、上記モーメント等により上記ハブ本体７の軸方向中間部が塑性変形するのを防止する為に設ける。

さらに、ハブ本体７の回転フランジ１０には、不図示のホイール及びブレーキロータに締結するための取付けボルトであるスタッドボルト２０を固定するためのボルト固定穴３０が形成されている。さらに、ボルト固定穴３０の軸方向内側には、スタッドボルト２０の頭部２１が当接する環状平面部を有して凹んだ状態に設けられたボルト座面３１が形成されている。このボルト座面３１は、前述したハブ本体７の冷間鍛造による成形過程における図１０（Ｅ）の後に、仕上成形装置で押圧（スタンピング）を施すことによって形成し、その後、ドリルによりボルト固定穴３０を穿孔し、スタッドボルト２０を圧入固定する。図９に示すように、スタッドボルト２０の頭部２１は回転フランジ１０の軸方向内側に着座するが、着座する座面の平面度が悪くて座面と頭部２１が隙間無く密着していないと、スタッドボルト２０の首部が折れて頭部２１が脱落する虞がある。環状平面部を有するボルト座面３１をスタンピングにより形成することにより、スタッドボルト２０を強固かつ安定した状態でボルト固定穴３０に固定することができる。

ところで、前記焼入れ硬化層１７が形成された部分と、他の部分（前記冷間鍛造の側方押し出し加工により加工硬化した部分）との境界部１８には、焼入れ硬化層１７を形成する際の熱で焼鈍されることにより、硬度低下が生じた層が存在する事が知られている。そして、図９に示すように、ハブ本体７の外周面に形成された焼入れ硬化層１７は、回転フランジ１０の軸方向内側内径寄り端部まで形成されている。一方、回転フランジ１０を成形する冷間の側方押し出し加工では、回転フランジ１０の形状は根元から先端まで同じ断面積となるが、この回転フランジ１０の基端部は、使用時にこの回転フランジ１０に加わるモーメント荷重を支承する部分であり、高い強度及び剛性を確保する事が要求される。従って、境界部１８の硬度低下を考慮して、回転フランジ１０の基端部に必要な強度及び剛性を確保できるように設計すると、回転フランジ１０の断面積が増加し、ハブ本体７の重量が嵩むことになる。
尚、前記境界部１８とは、焼入れ硬化層１７から他の部分に向かうにつれて、硬度が次第に低下してＨＶ５００となる点を言う。
また、高周波焼入れにより焼入れ硬化層１７を形成する場合、回転フランジ１０とハブ本体７の軸部とが交わる隅Ｒ部２３では、加熱コイルの設置スペースの関係から加熱がしにくいため、隅Ｒ部２３の近傍部分（特に、回転フランジ１０の基端部から境界部１８に掛けての部分）と比較して焼入れ深さが浅い状態で硬化層が形成されている。そして、この焼入れ硬化層１７が形成された部分では、所謂マルテンサイト変体による体積膨張を生じる事が知られており、焼入れ深さ（焼入れされた体積）の違いにより、このマルテンサイト変態による体積の膨張率は、隅Ｒ部２３より、境界部１８の近傍側の方が大きくなる。従って、隅Ｒ部２３の焼き入れ硬化層１７は、ハブ本体７の軸部と回転フランジ１０の交角が鋭角となる変形を発生させ、回転フランジ１０の車輪取付面１９が中凸の円錐形状となる（図９の矢印Ａに示すように、回転フランジ１０の外径側が軸方向内側に傾斜する）可能性がある。回転フランジ１０が変形すると、車輪取付面１９の平面度悪化、スタッドボルト２０の傾斜等により、車輪側部材であるホイール及びブレーキロータの組み付けが困難になったり、車輪の回転振れが発生するなどの問題があった。

特開２００９−２５５７５１号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、ハブを構成するハブ本体を冷間鍛造加工及び熱処理等により製造する際、ハブ本体に一体成形された回転フランジの強度及び剛性を確保しつつ、回転フランジに変形が生じにくい構造、又は生じた変形を容易に矯正する製造方法、さらに回転フランジの変形に伴うスタッドボルトの位置精度悪化を矯正する構造を実現すべく発明したものである。

本発明の車輪支持用ハブユニットは、外輪と、ハブと、複数個の転動体とを備える。
このうちの、外輪は、内周面に複列の外輪軌道を有し、使用時にも回転しない。
又、前記ハブは、外周面に複列の内輪軌道を有し、使用時に車輪と共に回転するもので、ハブ本体と内輪とを結合固定して成る。このうちのハブ本体は、軸方向外端寄り部分の外周面に前記車輪を支持固定する為の回転フランジを、軸方向中間部外周面に軸方向外側の内輪軌道を、それぞれ直接形成している。又、前記回転フランジには前記車輪への取付ボルトを固定するためのボルト固定穴が形成されている。又、前記内輪は、外周面に軸方向内側の内輪軌道を形成したもので、前記ハブ本体の軸方向内端寄り部分に外嵌固定されている。
又、前記転動体は、前記両内輪軌道と前記両外輪軌道との間に、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けられている。
更に、前記回転フランジは冷間での側方押し出しによって前記ハブ本体と一体成形されている。

特に本発明の車輪支持用ハブユニットに於いては、前記ハブ本体の外周面のうちで、軸方向中間部分から軸方向内端寄り部分に掛けての部分に焼入れ硬化層を形成している。

又、本発明の車輪支持用ハブユニットの製造方法に於いては、前記冷間での側方押し出し加工により回転フランジの軸方向外側面が中凹の円錐形状となるように予め成形した後、前記ハブ本体の外周面に焼入れ硬化層を形成して、前記回転フランジの軸方向外側面が回転軸に対して垂直な平面とする。

又、本発明の車輪支持用ハブユニットに於いては、前記回転フランジには前記車輪への取付ボルトを固定するためのボルト固定穴が形成されると共に、取付ボルトの頭部が当接するボルト座面が設けられており、前記ハブ本体の外周面に焼入れ硬化層を形成し、前記ボルト座面が回転軸に対して垂直な平面である。

本発明によれば、ハブ本体を冷間鍛造加工及び熱処理等により製造する際に回転フランジに変形が生じにくくし、回転フランジに生じた変形も容易に矯正することにより、この回転フランジの強度及び軸方向外側面の平面度を高く保つことができる。
即ち、高周波焼入れ等によりハブ本体に熱処理を施す際、ハブ本体の焼入れ硬化層を、ハブ本体の外周面のうちで、軸方向中間部分から軸方向内端寄り部分に掛けての部分のみに形成することにより、熱処理の影響が回転フランジに及ぶことを抑制している。
また、冷間鍛造での側方押し出し加工において、回転フランジの軸方向外側面が中凹の円錐形状となるように予め成形した後、前記ハブ本体の外周面に焼入れ硬化層を設けることにより、前記回転フランジの軸方向外側面を回転軸に対して垂直な平面とすることができる。
更に、前記ボルト座面を回転軸に対して垂直な平面とすることにより、スタッドボルトの姿勢及び位置精度が向上して、車輪側部材であるホイール及びブレーキロータの組み付けを容易にすることができる。

本発明の実施の形態の第１例を示す、ハブ本体の断面図。本発明の実施の形態の第１例を示す、車輪支持用ハブユニットの断面図。本発明の実施の形態の第２例を示す、ハブ本体の断面図。本発明の実施の形態の第２例を示す、車輪支持用ハブユニットの断面図。本発明の実施の形態の第２例に係わるハブ本体を製造するための冷間鍛造加工装置を説明するための断面図。本発明の実施の形態の第３例を示す、熱処理前のハブ本体の断面図。本発明の実施の形態の第３例を示す、ハブ本体の断面図。従来構造の車輪支持用ハブユニットの構造を示す断面図。従来構造の車輪支持用ハブユニットのハブ本体を示す断面図。ハブ本体の冷間鍛造による製造方法の１例を工程順に示す図。

［実施の形態の第１例］
図１及び２は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本発明の車輪支持用ハブユニット１ａの特徴は、ハブを構成するハブ本体７ａの外周面に形成する焼入れ硬化層１７ａの位置関係を工夫した点にある。この特徴部分以外の構造は、前記図８，９に示した構造を含め、従来から知られている車輪支持用ハブユニットの構造とほぼ同様である。又、前記ハブ本体７ａの製造方法は、図１０を用いて説明した従来から考えられている製造方法と同様である。この為、従来と同様に構成する部分に就いては、図示並びに説明を、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

本例の車輪支持用ハブユニット１ａは、図８，９に示した従来構造と同様の基本構造を有している。また、この車輪支持用ハブユニット１ａを構成するハブ本体７ａは、図１０を用いて説明した従来から考えられている製造方法と同様に、例えば、Ｓ５０Ｃ〜Ｓ５８Ｃ程度（一般的にはＳ５３Ｃ又はＳ５５Ｃ、ＪＩＳＧ４０５１）の機械構造用炭素鋼製の素材を冷間鍛造により塑性変形させる事により造る。

特に、本例の車輪支持用ハブユニット１ａの場合、ハブ本体７ａの外周面のうちで、軸方向中間部分（内輪軌道９ａ）から軸方向内端寄り部分（小径段部１１）に掛けての部分に焼入れ硬化層１７ａを形成している。そして、この焼入れ処理により硬化した部分と、他の部分（焼入れ硬化せずに生のままである部分）との境界１８ａが、回転フランジ１０ａの軸方向内側面の基端部分と内輪軌道９ａとの軸方向に関するほぼ中央位置に存在している。尚、前記境界１８ａは、回転フランジ１０ａの軸方向内側面の基端部分と内輪軌道９ａとの間のうちの何れの位置に存在させる事もできる。但し、この境界１８ａに存在する、焼鈍による硬度低下が生じた層の厚さを考慮して、本例の様に、回転フランジ１０ａの軸方向内側面の基端部分と内輪軌道９ａとの間の軸方向に関するほぼ中央位置に存在させる事が好ましい。

上述の様に構成する本例の車輪支持用ハブユニットによれば、ハブ本体７ａを冷間鍛造加工及び熱処理等により製造する際、回転フランジ１０ａに変形が生じることを抑制すると共に、この回転フランジ１０ａの強度及び車輪取付面１９の平面度を高く保つことができる。
即ち、本例の場合には、焼入れ硬化層１７ａが形成された部分と他の部分との境界部１８ａを、回転フランジ１０ａの軸方向内側面の基端部分と内輪軌道９ａとの間に配置している。この為、焼入れ硬化層１７ａを形成する際の熱により焼鈍されて硬度低下が生じた層を、回転フランジ１０ａの軸方向内側面の基端部分と内輪軌道９ａとの間に配置している。言い換えれば、硬度低下した層が、回転フランジ１０ａのうちで変形し易い（外部からのモーメント荷重が大きい）、回転フランジ１０ａの基端部に存在しない。さらに、隅Ｒ部２３の硬化層形成に伴う熱処理変形の発生を回避して、前記回転フランジ１０ａに熱処理変形の影響が及ぶ事を抑えられる。この様な構造をとる事により、境界部１８ａによる硬度低下を考慮せずに回転フランジ１０ａに必要な強度及び剛性を確保する設計ができるので、回転フランジ１０ａの断面積を小さくする（ハブ本体７ａの軽量化）と共に、熱処理後の車輪取付面１９の平面度を良好に保つ事ができる。

一方、回転フランジ１０ａの軸方向内側面は熱処理による硬化処理が施されていないので、耐摩耗性の不足により、従来のように回転フランジ１０ａの軸方向内側面にシールリップを摺動させることはできない（図８参照）。従って、図２に示すように、本例の車輪支持用ハブユニット１ａは、シール部材２２ａは軸シールタイプとしており、シール部材２２ａのシールリップはハブ本体７ａの外周面に形成された焼入れ硬化層１７ａ上を摺動している。
なお、望ましくは、ドリルによるボルト固定穴３０の穿孔を、ハブ本体７ａへの焼入れ硬化層１７ａの形成後に行う。これにより、ボルト固定穴３０及びスタッドボルト２０の位置精度をさらに良好とすることができる。

以上のように、回転フランジの変形を抑制してその平面度高めることにより、ホイール及びブレーキロータ等の車輪側部材との締結を強固にすると共にフランジ強度を高めることとなり、結果的に車輪の回転振れを抑制することができる。

［実施の形態の第２例］
図３〜５は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本発明の車輪支持用ハブユニット１ｂの特徴は、ハブ本体７ｂの製造方法に関して、図１０を用いて説明した従来から考えられている製造方法とほぼ同様であるが、回転フランジ１０ｂの側方押し出し加工（図１０（Ｅ）参照）を工夫した点にある。この特徴部分以外の構造は、前記図８，９に示した構造を含め、従来から知られている車輪支持用ハブユニットの構造とほぼ同様である。この為、従来と同様に構成する部分に就いては、図示並びに説明を、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

本例の車輪支持用ハブユニット１ｂは、図８，９に示した従来構造と同様の基本構造を有している。また、この車輪支持用ハブユニット１ｂを構成するハブ本体７ｂは、図１０を用いて説明した従来から考えられている製造方法と同様に、例えば、Ｓ５０Ｃ〜Ｓ５８Ｃ程度（一般的にはＳ５３Ｃ又はＳ５５Ｃ、ＪＩＳＧ４０５１）の機械構造用炭素鋼製の素材を冷間鍛造により塑性変形させる事により造る。

特に、本例の車輪支持用ハブユニット１ｂの場合、回転フランジ１０ｂの冷間側方押し出し加工において、図３の破線で示すように、回転フランジ１０ｂの車輪取付面１９ｂが中凹の円錐形状（回転フランジ１０ｂの外径側が軸方向外側に傾斜する形状）となるように予め成形した後、ハブ本体７ｂの軸方向中間部の外周面から回転フランジ１０ｂの軸方向内側面の基端部に掛けて焼入れ硬化層１７を形成している。
なお、冷間側方押し出し加工により成形される車輪取付面１９ｂの傾斜量は、５〜８／１０００程度の微小な傾斜であるため、側方押出し口を傾けた金型により成形しても、押し出される素材全ての傾斜を同一、且つ均一にすることは困難である。そこで、図５に示す本実施例の冷間鍛造加工装置５０のように、回転フランジ１０ｂの冷間押し出し加工における側方押出し口は、ハブ本体７ｂの回転中心軸に垂直な方向に向かって放射状に設けられ、回転フランジ１０ｂの車輪取付面１９ｂ（図５の上側）と押出し口である上金型５２とが接触する長さを、回転フランジ１０ｂの軸方向内側面（図５の下側）と押し出し口である下金型５１とが接触する長さよりも長くしている。

冷間鍛造加工装置５０は、図５に示すように、固定金型である下金型５１と、可動金型である上金型５２と、上金型５２に摺動自在に嵌合されるリングパンチ５３及び押圧パンチ５４と、下金型５１に摺動自在に嵌合される押し出しパンチ５５と、を備える。そして、これらの金型及びパンチによって、回転フランジ１０ｂを成形するためのフランジ成形用キャビティ５６が径方向外方に向かって放射状に延設される。
上記した冷間鍛造加工装置５０による側方押し出し成形は、図１０（Ｄ）の第三中間素材１６を、冷間鍛造加工装置５０の内に配置した後、下金型５１及び上金型５２を閉じた状態において、第三中間素材１６の軸方向上端部をリングパンチ５３及び押圧パンチ５４で上方から押し潰すことにより、第三中間素材１６をフランジ成形用キャビティ５９に流動させる。即ち、第三中間素材１６は、フランジ成形用キャビティ５６に押し出される。この結果、回転フランジ１０ｂがハブ本体７ｂと一体に成形される。
この回転フランジ１０ｂの成形過程に於いて、その軸方向外側面である車輪取付面１９ｂ（図５の上側）と上金型５２とが接触する長さは、軸方向内側面（図５の下側）と下金型５１とが接触する長さよりも長いので、金型と素材との間の摩擦抵抗の差により、軸方向内側の素材の流動が軸方向外側より早くなるので、回転フランジ１０ｂが軸方向外側に反ることにより、車輪取付面１９ｂが中凹の円錐形状となる。
以上のように、フランジ傾斜量の調整は、素材と金型との接触長の調整により可能であり、個々の側方押し出し口の微小な傾斜調整よりもはるかに実施が容易であり、しかも、個々のフランジの傾斜量のばらつきを抑えることができる。

上述の様に構成する本例の車輪支持用ハブユニット１ｂによれば、ハブ本体７ｂを冷間鍛造加工及び熱処理等により製造する際、回転フランジ１０ｂに生じる熱処理変形を打ち消すように、予め車輪取付面１９ｂの形状を成形加工しておくことにより、回転フランジの変形を抑制すると共に、この回転フランジ１０ｂの強度及び軸方向外側面の平面度を高く保つことができる。
即ち、回転フランジ１０ｂを冷間押し出し加工する際に、回転フランジ１０ｂの車輪取付面１９ｂが予め中凹の円錐形状（回転フランジ１０ｂの外径側が軸方向外側に傾斜）となる様に成形加工を行い、その後、高周波焼入れなどの熱処理により焼入れ硬化層１７を形成する。焼入れ硬化層１７の部分とその他の部分との境界部１８（焼鈍状態の部分）が回転フランジ１０ｂの基端部に掛かることによるフランジの変形（回転フランジ１０ｂの外径側が軸方向内側に傾斜）が生じるが、その変形は成形加工において予め車輪取付面１９ｂに施した形状を打ち消す変形（逆方向の変形）であり、結果的に熱処理後の状態において車輪取付面１９ｂを回転軸に対して鉛直となる平面としている。

また、回転フランジ１０ｂの軸方向内側面には熱処理による硬化処理が施されているので、シール部材のシールリップが摺動しても耐摩耗性に問題は無く、図４に示す様に、３枚のリップシールを有するシール部材２２ｂが使用可能であり、ハブユニットのシール性能を大きく向上することができる。
なお、望ましくは、ドリルによるボルト固定穴３０の穿孔を、ハブ本体７ｂへの焼入れ硬化層１７の形成後に行う。これにより、ボルト固定穴３０及びスタッドボルト２０の位置精度をさらに良好とすることができる。

［実施の形態の第３例］
図６及び７は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本発明の車輪支持用ハブユニットの特徴は、ハブを構成するハブ本体７ｃに一体成形された回転フランジ１０ｃの軸方向内側に形成するボルト座面３１ｃの形状、及びこのボルト座面３１ｃとハブ本体７ｃの回転軸との位置関係を工夫した点にある。この特徴部分以外の構造は、前記図８，９に示した構造を含め、従来から知られている車輪支持用ハブユニットの構造とほぼ同様である。又、前記ハブ本体７ｃの製造方法は、図１０を用いて説明した従来から考えられている製造方法と同様である。この為、従来と同様に構成する部分に就いては、図示並びに説明を、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

本例の車輪支持用ハブユニットは、図８，９に示した従来構造と同様の基本構造を有している。また、この車輪支持用ハブユニットを構成するハブ本体７ｃは、図１０を用いて説明した従来から考えられている製造方法と同様に、例えば、Ｓ５０Ｃ〜Ｓ５８Ｃ程度（一般的にはＳ５３Ｃ又はＳ５５Ｃ、ＪＩＳＧ４０５１）の機械構造用炭素鋼製の素材を冷間鍛造により塑性変形させる事により造る。また、本例の車輪支持用ハブユニットの場合、ハブ本体７ｃの軸方向中間部の外周面からこのハブ本体７ｃの回転フランジ１０ｃの軸方向内側面の基端部に掛けて焼入れ硬化層１７を形成している。更に、回転フランジ１０ｃの軸方向内側面には、ボルト固定穴３０と同心の環状平面部を有して凹んだ状態に設けられ、取付ボルトの頭部２１が着座するボルト座面３１ｃを形成している。なお、前述したように、ボルト固定穴３０はボルト座面３１ｃの成形後に穿孔するので、ボルト座面３１ｃの中心に、ボルト固定穴３０の穿孔用ドリルを案内するセンタ穴（不図示）を併せて設けてもよい。

特に、本例の車輪支持用ハブユニットの場合、回転フランジ１０ｃの軸方向内側面に形成された前記ボルト座面３１ｃの環状平面部が、焼入れ硬化層１７を形成後の状態に於いて、ハブ本体７ｃの回転中心軸に対して垂直な平面としている。このボルト座面３１ｃは、ボルト固定穴３０と同心の環状平面部を有して凹んだ状態に設けられており、ハブ本体７ｃの冷間鍛造による成形過程の後で熱処理前に、仕上成形装置で押圧（スタンピング）を施すことによって形成される。尚、スタンピング加工におけるボルト座面３１ｃの環状平面部は、回転フランジ１０ｃの外径側に向かうに伴って軸方向外側に傾斜するように（回転フランジ１０ｃの外径側に向かうに伴って凹みの深さが大きくなるように）成形されている。

上述の様に構成する本例の車輪支持用ハブユニットによれば、ハブ本体７ｃを冷間鍛造加工及び熱処理等により製造する際に生じるスタッドボルト２０の傾斜及び位置ズレを容易に矯正すると共に、この回転フランジ１０ｃの強度を高く保つことができる。
即ち、本例の場合、スタンピングにより回転フランジ１０ｃにボルト座面３１ｃを成形する際に、ボルト座面３１ｃの環状平面部が外径側に向かうに伴って軸方向外側に傾斜する形状に予め成形加工を行い、その後、高周波焼入れなどの熱処理により焼入れ硬化層１７を形成する。焼入れ硬化層１７の部分とその他の部分との境界部１８（焼鈍状態の部分）が回転フランジ１０cの基端部に掛かることによるフランジの変形（回転フランジ１０ｃの外径側が軸方向内側に傾斜、図７の破線は熱処理前のフランジ）が生じるが、その変形は成形加工において予めボルト座面３１ｃに施した形状を打ち消す変形（逆方向の変形）であり、結果的に熱処理後の状態においてボルト座面３１ｃの環状平面部を回転軸に対して垂直となる平面としている。スタッドボルト２０の頭部２１が着座するボルト座面３１ｃの傾斜を矯正することにより、スタッドボルト２０の取付位置精度を高精度に保つことができる。
なお、ドリルによるボルト固定穴３０の穿孔を、ハブ本体７ｃへの焼入れ硬化層１７の形成後に行うことにより、ボルト固定穴３０及びスタッドボルト２０の位置精度をさらに良好とすることができる。又、前述したボルト固定穴３０の穿孔用センタ穴をボルト座面３１ｃに設けた場合、加工硬化によりドリルの歯が立ちにくくなったボルト座面３１ｃに、ボルト固定穴３０を位置精度よく穿孔することが可能となる。

以上のように、回転フランジ１０ｃに固定されたスタッドボルト２０の取付位置精度が向上することにより、ホイール及びブレーキロータ等の車輪側部材の組付け作業を容易にすることができる。さらに、車輪側部材との締結を強固にすると共にフランジ強度を高めることとなり、結果的に車輪の回転振れを抑制することができる。

本発明は、外周面に内輪軌道及び回転フランジを設けたハブ本体を備えた車輪支持用ハブユニットであれば、前述の図４に示した様な従動輪（ＦＦ車の後輪、ＦＲ車及びＭＲ車の前輪）用の構造に限らず、駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車及びＭＲ車の後輪、４ＷＤ車の全輪）用の構造でも実施できる。又、１対の外輪軌道と１対の内輪軌道との間に設ける転動体の種類にしても、上記図４に示す様な玉に限らず、円すいころとする事もできる。又、両列同士の間で転動体の種類を異ならせる事もできる。

本発明に係る車輪支持用ハブユニットは、一端部に回転フランジを有し、外周に内輪軌道が直接形成されたハブを有する車輪支持用軸受装置に適用することができる。

１，１ａ，１ｂ車輪支持用ハブユニット
２外輪
３．３ａ，３ｂハブ
４転動体
５外輪軌道
６取付部
７、７ａ、７ｂ、７ｃハブ本体
８内輪
９ａ、９ｂ内輪軌道
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ回転フランジ
１１小径段部
１２かしめ部
１３素材
１４第一中間素材
１５第二中間素材
１６第三中間素材
１７，１７ａ焼入れ硬化層
１８、１８ａ境界部
１９，１９ｂ，１９ｃ車輪取付面
２０スタッドボルト
２１頭部
２２、２２ａ、２２ｂシール部材
２３隅Ｒ部
３０ボルト固定穴
３１、３１ｃボルト座面
５０冷間鍛造加工装置
５１下金型
５２上金型
５３リングパンチ
５４押圧パンチ
５５押し出しパンチ
５６フランジ形成キャビティ

Claims

内周面に複列の外輪軌道を有し、使用時にも回転しない外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有し、使用時に車輪と共に回転するハブと、これら両内輪軌道と前記両外輪軌道との間に、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けられた転動体とを備え、
前記ハブは、ハブ本体と内輪とを結合固定して成るものであって、
このうちのハブ本体は、軸方向外端寄り部分の外周面に前記車輪を支持固定する為の回転フランジを、軸方向中間部外周面に軸方向外側の内輪軌道を、それぞれ直接形成したものであり、
前記内輪は、外周面に軸方向内側の内輪軌道を形成したもので、前記ハブ本体の軸方向内端寄り部分に外嵌固定されており、
前記回転フランジが冷間での側方押し出しによって前記ハブ本体と一体成形されている車輪支持用ハブユニットに於いて、
前記ハブ本体の外周面のうちで、軸方向中間部分から軸方向内端寄り部分に掛けての部分に焼入れ硬化層を形成していることを特徴とする車輪支持用ハブユニット。
内周面に複列の外輪軌道を有し、使用時にも回転しない外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有し、使用時に車輪と共に回転するハブと、これら両内輪軌道と前記両外輪軌道との間に、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けられた転動体とを備え、
前記ハブは、ハブ本体と内輪とを結合固定して成るものであって、
このうちのハブ本体は、軸方向外端寄り部分の外周面に前記車輪を支持固定する為の回転フランジを、軸方向中間部外周面に軸方向外側の内輪軌道を、それぞれ直接形成したものであり、
前記内輪は、外周面に軸方向内側の内輪軌道を形成したもので、前記ハブ本体の軸方向内端寄り部分に外嵌固定されており、
前記回転フランジが冷間での側方押し出しによって前記ハブ本体と一体成形されている車輪支持用ハブユニットに於いて、
前記冷間での側方押し出し加工により回転フランジの軸方向外側面が中凹の円錐形状となるように予め成形した後、前記ハブ本体の外周面に焼入れ硬化層を形成して、前記回転フランジの軸方向外側面が回転軸に対して垂直な平面とすることを特徴とする車輪支持用ハブユニットの製造方法。
内周面に複列の外輪軌道を有し、使用時にも回転しない外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有し、使用時に車輪と共に回転するハブと、これら両内輪軌道と前記両外輪軌道との間に、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けられた転動体とを備え、
前記ハブは、ハブ本体と内輪とを結合固定して成るものであって、
このうちのハブ本体は、軸方向外端寄り部分の外周面に前記車輪を支持固定する為の回転フランジを、軸方向中間部外周面に軸方向外側の内輪軌道を、それぞれ直接形成したものであり、前記回転フランジには前記車輪への取付ボルトを固定するためのボルト固定穴が形成されると共に、取付ボルトの頭部が当接するボルト座面が設けられており、
前記内輪は、外周面に軸方向内側の内輪軌道を形成したもので、前記ハブ本体の軸方向内端寄り部分に外嵌固定されており、
前記回転フランジが冷間での側方押し出しによって前記ハブ本体と一体成形されている車輪支持用ハブユニットに於いて、
前記ハブ本体の外周面に焼入れ硬化層を形成し、前記ボルト座面が回転軸に対して垂直な平面であることを特徴とする車輪支持用ハブユニット。