JP6555426B2

JP6555426B2 - ハブユニット軸受およびその製造方法、並びに、自動車およびその製造方法

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Publication number: JP6555426B2
Application number: JP2018538911A
Authority: JP
Inventors: 信行萩原
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2018-04-20
Publication date: 2019-08-07
Anticipated expiration: 2038-04-20
Also published as: KR20200029396A; JPWO2019026358A1; CN110892165A; JP2019211084A; EP3546777A1; WO2019026358A1; EP3546777A4; CN110892165B; EP3546777B1; US20200072281A1; KR102507430B1; US10935077B2

Description

本発明は、自動車の車輪および制動用回転体を懸架装置に対して回転可能に支持するためのハブユニット軸受およびその製造方法、並びに、ハブユニット軸受を備える自動車およびその製造方法に関する。
本願は、２０１７年７月３１日に出願された特願２０１７−１４８４０６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

自動車の車輪および制動用回転体は、ハブユニット軸受により、懸架装置に対して回転自在に支持される。図７は、米国特許第５２２６７３８号公報に記載されている、ハブユニット軸受１の構造を示している。ハブユニット軸受１は、外輪２の内径側にハブ３を、複数個の転動体４を介して、回転自在に支持してなる。外輪２は、内周面に複列の外輪軌道５ａ、５ｂを有し、かつ、軸方向中間部に、外輪２を懸架装置のナックルに支持固定するための突出する静止フランジ６を有する。ハブ３は、外周面に複列の内輪軌道７ａ、７ｂを有し、かつ、外輪２の軸方向外端面よりも軸方向外方に突出した軸方向外側部に、回転フランジ８を有する。転動体４は、複列の外輪軌道５ａ、５ｂと複列の内輪軌道７ａ、７ｂとの間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ、転動自在に配置されている。このような構成により、ハブ３が、外輪２の内径側に回転自在に支持されている。

なお、図７の例では、転動体４として玉をしているが、円すいころを使用することもできる。また、軸方向に関して「外」とは、ハブユニット軸受１を自動車に組み付けた状態で車両の外側となる、図７の左側をいう。反対に、ハブユニット軸受１を自動車に組み付けた状態で車両の中央側となる、図７の右側を、軸方向に関して「内」という。

図７の例では、ハブ３は、ハブ本体９と、内輪１０とを組み合わせてなる。ハブ本体９は、軸方向中間部外周面に複列の内輪軌道７ａ、７ｂのうちの軸方向外側の内輪軌道７ａを有し、かつ、軸方向外側部に回転フランジ８を有する。また、ハブ本体９は、軸方向外側の内輪軌道７ａよりも軸方向内側に存在する軸方向内側部に、軸方向外側に隣接する部分よりも外径が小さい嵌合筒部１１を有する。

内輪１０は、外周面に、複列の内輪軌道７ａ、７ｂのうちの軸方向内側の内輪軌道７ｂを有する。このような内輪１０は、軸方向外端面を、嵌合筒部１１の外周面の軸方向外端部に存在する段差面１２に突き当てた状態で、嵌合筒部１１に外嵌される。この状態で、嵌合筒部１１の軸方向内端部から軸方向に伸長する円筒部を、径方向外方に塑性変形させることにより形成されたかしめ部１３により、内輪１０の軸方向内端面を抑え付けている。このような構成により、ハブ本体９に対する内輪１０の分離が防止されている。

このような米国特許第５２２６７３８号公報に記載の構造では、かしめ部１３が内輪１０の軸方向内端面を抑え付ける力が十分でないと、ハブ本体９と内輪１０との間で相対的な滑り（クリープ）が発生する可能性がある。

欧州特許出願公開第０９２７６５１号公報には、内輪の外周面と軸方向内端面とを接続する面取り部の表面粗さを粗くすることで、ハブ本体と内輪との間でのクリープの発生を防止する技術が記載されている。また、米国特許第５８２２８６０号公報には、内輪の外周面と軸方向内端面とを接続する面取り部の面取り寸法を、円周方向に関して変化させた構造が記載されている。

また、特開２００２−７０８５１号公報及び特開平８−９１１８７号公報には、かしめ部に凸部が設けられかつ内輪に窪みが設けられ、凸部と窪みが係合される構成が開示されている。

米国特許第５２２６７３８号公報欧州特許出願公開第０９２７６５１号公報米国特許第５８２２８６０号公報特開２００２−７０８５１号公報特開平８−９１１８７号公報

しかしながら、欧州特許出願公開第０９２７６５１号公報に記載の構造でも、かしめ部が内輪の軸方向内端面を抑え付ける力が十分でない場合には、ハブ本体と内輪との間でクリープが発生する可能性がある。特に、内輪の面取り部と、かしめ部との間に隙間が存在する構造の場合には、面取り部の表面粗さを粗くしたことによるクリープ防止効果を得ることはできない。

米国特許第５８２２８６０号公報に記載の構造では、かしめ部が内輪の軸方向内端面を抑え付ける力が円周方向に関して不均一になって、内輪が円周方向に不均一に歪んで、内輪軌道の真円度が低下する可能性がある。この結果、ハブユニット軸受の軸受性能が低下する可能性がある。

本発明は、ハブ本体と内輪との間でクリープが発生することを有効に防止することができるハブユニット軸受の構造を実現することを目的としている。

本発明のハブユニット軸受における一態様は、内周面に複列の外輪軌道を有する外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有するハブと、前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ、転動自在に配置された転動体とを備える。前記ハブは、内輪と、ハブ本体とを備える。前記内輪は、外周面に、前記複列の内輪軌道のうちの軸方向内側の内輪軌道を有する。前記ハブ本体は、軸方向中間部外周面に直接または他の部材を介して設けられた、前記複列の内輪軌道のうちの軸方向外側の内輪軌道と、前記軸方向外側の内輪軌道よりも軸方向内側に存在し、かつ、前記内輪を外嵌した嵌合筒部と、前記嵌合筒部の軸方向内端部から径方向外方に折れ曲がり、かつ、前記内輪の軸方向内端面を抑え付けるかしめ部とを有する。前記かしめ部は、円周方向における少なくとも１箇所に係合凹部を有する。前記内輪は、円周方向における少なくとも１箇所に、前記係合凹部と係合する係合凸部を有する。

前記内輪を、前記内輪の内周面と軸方向内端面とを接続する面取り部に、前記係合凸部を有するものとすることができる。この場合、前記面取り部を、断面形状が部分円弧形の凸曲面とし、前記係合凸部の断面形状の曲率半径を、前記面取り部のうち、前記係合凸部から円周方向に外れた部分の断面形状の曲率半径よりも小さくすることができる。また、前記面取り部を鍛造面とすることができる。また、前記かしめ部を、軸方向外側面を前記内輪の軸方向内端面に当接させた円輪状の抑え部と、前記抑え部の径方向内端部と前記嵌合筒部の軸方向内端部とを接続する断面部分円弧形の湾曲部とからなるものとし、前記湾曲部の外周面と、前記面取り部のうち、前記係合凸部から円周方向に外れた部分との間に隙間を存在させることができる。

前記係合凹部の内面を鍛造面とすることができる。

前記係合凹部の円周方向に関する幅寸法を、径方向外方に向かうほど大きくし、かつ、前記係合凸部の円周方向に関する幅寸法を、径方向外方に向かうほど大きくすることができる。

本発明のハブユニット軸受における別の一態様は、外輪軌道を有する外輪と、内輪軌道を有するハブと、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置される複数の転動体と、を備える。前記ハブは、外周面を有するハブ本体と、前記ハブ本体の前記外周面に配置されかつ前記ハブ本体に保持された内輪と、を有する。前記ハブ本体は、前記内輪に対するかしめ部と、前記かしめ部に設けられた凹部と、を有する。前記内輪は、前記かしめ部に面するランド面と、前記ランド面に設けられかつ前記凹部に係合された凸部と、を有する。

本発明のハブユニット軸受の製造方法の一態様は、上述のような本発明のハブユニット軸受を造るため、前記嵌合筒部に前記内輪を外嵌した状態で、前記嵌合筒部の軸方向内端部から軸方向内方に伸長し、かつ、円周方向における少なくとも１箇所に軸方向に伸長する軸方向凹部を有する円筒部を、径方向外方に塑性変形させることで、前記かしめ部を形成する。

本発明の自動車の一態様は、上述のような本発明のハブユニット軸受を備える。

本発明の自動車の製造方法の一態様は、ハブユニット軸受を、上述のような本発明のハブユニット軸受の製造方法により造る。

上述のような本発明のハブユニット軸受の態様によれば、ハブ本体と内輪との間でクリープが発生することを有効に防止することができる。

図１は、本発明の実施の形態の１例のハブユニット軸受を示す断面図である。図２は、図１の右方からハブを見た状態を示す部分端面図である。図３（Ａ）は、内輪のうち、係合凸部が設けられた部分から円周方向に外れた部分の断面図であり、図３（Ｂ）は、内輪のうち、係合凸部が設けられた部分の断面図である。図４は、ハブ本体と内輪とを示す断面斜視図であり、図４（Ａ）は、かしめ部を形成する以前の状態を示し、図４（Ｂ）は、かしめ部を形成した後の状態を示す。図５は、図４（Ｂ）のＸ部拡大図である。図６は、凹部の別の１例を示す部分断面図である。図７は、ハブユニット軸受の従来構造の１例を示す断面図である。

図１〜図５は、本発明の実施の形態の１例を示している。本例のハブユニット軸受１ａは、外輪２ａの内径側にハブ３ａを、複数個の転動体４ａ、４ｂを介して、回転自在に支持してなる。ハブユニット１ａは、外輪軌道５ｃ、５ｄを有する外輪２ａと、内輪軌道７ｃ、７ｄを有するハブ３ａと、外輪軌道５ｃ、５ｄと内輪軌道７ｃ、７ｄとの間に配置される複数の転動体転動体４ａ、４ｂと、を備える。

外輪２ａは、内周面に複列の外輪軌道５ｃ、５ｄを有し、かつ、軸方向中間部に径方向外方に突出した静止フランジ６を有する。一例において、外輪２ａは、中炭素鋼などの硬質金属製である。他の例において、外輪２ａは、別の材料で形成できる。一例において、複列の外輪軌道５ｃ、５ｄは、軸方向に関して互いに離れる方向に向かうほど直径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい状の凹面を有する。静止フランジ６は、径方向中間部の円周方向複数箇所にそれぞれ、支持孔１４を有する。外輪２ａは、懸架装置のナックルに設けられた通孔を挿通したボルトを、それぞれの支持孔１４に螺合することにより、ナックルに対し支持固定される。

ハブ３ａは、外輪２ａの内径側にこの外輪２ａと同軸に配置されている。ハブ３ａは、外周面に複列の内輪軌道７ｃ、７ｄを有する。また、ハブ３ａは、外輪２ａの軸方向外端面よりも軸方向外方に突出した軸方向外側部に、径方向外方に突出した回転フランジ８を有する。一例において、複列の内輪軌道７ｃ、７ｄは、軸方向に関して互いに離れる方向に向かうほど直径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい状の凸面を有する。回転フランジ８は、径方向中間部の円周方向複数箇所にそれぞれ、取付孔１５を有する。使用状態では、それぞれの取付孔１５にスタッドの基端部が圧入固定され、ディスクロータやドラムブレーキなどの制動用回転体および車輪を構成するホイールが、スタッドにより、ハブ３ａの回転フランジ８に対し支持固定される。

なお、軸方向に関して「外」とは、ハブユニット軸受１ａを自動車に組み付けた状態で車両の外側となる、図１および図３の左側、並びに、図４の下側をいう。反対に、ハブユニット軸受１ａを自動車に組み付けた状態で車両の中央側となる、図１および図３の右側、並びに、図４の上側を、軸方向に関して「内」という。また、図１および図４は、取付孔１５を省略して示している。

転動体４ａ、４ｂは、複列の外輪軌道５ｃ、５ｄと複列の内輪軌道７ｃ、７ｄとの間に、それぞれ複数個ずつ、保持器１６ａ、１６ｂにより保持された状態で、転動自在に配置されている。一例において、転動体４ａ、４ｂは、それぞれが軸受鋼などの硬質金属製あるいはセラミックス製である。他の例において、転動体４ａ、４ｂは、別の材料で形成できる。このような構成により、外輪２ａの内径側にハブ３ａが回転自在に支持されている。なお、図１の例では、転動体４ａ、４ｂとして、外径が軸方向一端部から他端部に向かうに従って漸次大きくなる円すいころを使用している。

ハブ３ａは、実質的に、ハブ本体９ａと、内輪１０ａとを組み合わせてなる。ハブ３ａは、外周面１１ａを有するハブ本体９ａと、ハブ本体９ａの外周面１１ａに配置されかつハブ本体９ａに保持された内輪１０ａと、を有する。ハブ本体９ａは、軸方向中間部外周面に、複列の内輪軌道７ｃ、７ｄのうちの軸方向外側の内輪軌道７ｃを有する。かつ、ハブ本体９ａは、軸方向外側の内輪軌道７ｃよりも軸方向外側に存在する軸方向外側部に回転フランジ８を有する。一例において、ハブ本体９ａは、中炭素鋼などの硬質金属製である。他の例において、ハブ本体９ａは、別の材料で形成できる。また、ハブ本体９ａは、軸方向外側の内輪軌道７ｃよりも軸方向内側に存在する軸方向内側部に、軸方向外側に隣接する部分よりも外径が小さい嵌合筒部１１（筒部１１）を有する。したがって、嵌合筒部１１の外周面１１ａの軸方向外端部には、軸方向内方を向いた段差面１２が存在する。さらに、ハブ本体９ａは、嵌合筒部１１の軸方向内端部から径方向外方に折れ曲がった、断面略Ｌ字形のかしめ部（crimp portion）１３ａを有する。換言すると、ハブ本体９ａは、内輪１０ａに対するかしめ部１３ａ（内輪１０ａの保持のためのかしめ部１３ａ）を有する。ハブ本体９ａの筒部１１は、軸方向に沿って少なくとも部分的に厚みが変化する周壁を有する。筒部１１の周壁において、壁厚が比較的大きい第１部分（厚肉部（thick part））に内輪１０ａの軸方向一端（第１軸端）が配され、壁厚が比較的小さい第２部分（薄肉部（thin part））に内輪１０ａの軸方向他端（第２軸端）が配される。ハブ本体９ａの周壁の第２部分において、周方向に延在する曲げを有し内輪１０ａの軸端部（第２軸端）を覆うかしめ部１３ａが設けられている。

かしめ部１３ａは、径方向及び周方向に延在し全体的な円輪状を有する抑え部（かしめフランジ（crimp flange）、環縁）１７と、抑え部１７の径方向内端部と嵌合筒部１１の軸方向内端部とを接続する、断面部分円弧形の湾曲部（曲げ部、接続部）１８と、凹部（凹溝、係合スリット、係合凹部、窪み、係合窪み）１９と、を有する。例えば、凹部１９の少なくとも１部が、かしめ部１３ａにおける内輪１０ａに面する側とその反対側との間で貫通して設けられている。一例において、凹部１９は、ハブ本体９ａの軸方向及び径方向に平行に、ハブ本体９ａに設けられた、スリット（係合スリット、貫通スリット）を有する、あるいは凹部１９はスリットの一部である。以下、一例として、適宜、凹部１９を係合スリット１９と称する。係合スリット１９は、かしめ部１３ａにおける円周方向の１箇所又は複数箇所に設けられている。係合スリット１９のうち、抑え部１７に形成された部分は、抑え部１７を軸方向に貫通するように設けられており、湾曲部１８に形成された部分は、湾曲部１８を径方向に貫通するように設けられている。このような係合スリット１９の円周方向に関する幅寸法は、径方向外方に向かうほど大きくなっている。すなわち、スリット１９において、径方向内方位置での周方向長さ（周方向幅、スリット幅）に比べて、径方向外方位置での周方向長さ（周方向幅、スリット幅）が大きい。他の例において、スリット１９における、径方向内方位置での周方向長さ（周方向幅、スリット幅）に対し、径方向外方位置での周方向長さ（周方向幅、スリット幅）が実質的に同じである。一例において、係合スリット１９の内面を、鍛造面としている。すなわち、係合スリット１９は、金属材料に鍛造加工を施して、ハブ本体９ａの大まかな形状を成形する際に、形成するようにしている。他の例において、係合スリットは、ハブ本体の大まかな形状を成形した後、切削加工により形成することができる。

内輪１０ａは、外周面に、複列の内輪軌道７ｃ、７ｄのうちの軸方向内側の内輪軌道７ｄを有する。図３及び図４に示すように、内輪１０ａは、ハブ本体９ａのかしめ部１３ａに面するランド面２５と、ランド面２５に設けられかつ凹部（係合スリット）１９に係合された凸部（係合凸部、突起）２１とを有する。ランド面２５は、ハブ本体９ａの径方向に沿ってかしめ部１３ａに面する第１領域２５ａと、ハブ本体９ａの軸方向に沿ってかしめ部１３ａに面する第２領域２５ｂと、第１領域２５ａと第２領域２５ｂとの間の遷移領域２５ｃとを含む。凸部２１の少なくとも一部は、遷移領域２５ｃに設けられる。一例において、凸部２１はランド面２５からの高さが変化する形状を有する。また、凸部２１は、遷移領域２５ｃにおいて最大の突出高さを有する。換言すると、内輪１０ａは、内周面（第１領域２５ａ）と軸方向内端面（第２領域２５ｂ）との間に面取り部（面取り面）２０を有する。面取り部２０に、凸部２１の少なくとも一部が設けられている。面取り部２０は、ランド面２５における遷移領域２５ｃを含む。一例において、面取り部２０は、断面形状が部分円弧形の凸曲面を有する。面取り部２０は、円周方向の１箇所又は複数箇所に、円周方向両側に隣接する部分よりも突出した係合凸部２１を有する。係合凸部２１の断面形状の曲率半径は、面取り部２０のうち、係合凸部２１から円周方向に外れた部分の断面形状の曲率半径よりも小さい。具体的には、例えば、係合凸部２１の断面形状の曲率半径を、１ｍｍ以上、２ｍｍ以下とし、面取り部２０のうち、係合凸部２１から円周方向に外れた部分の断面形状の曲率半径を、３ｍｍ以上、５ｍｍ以下とすることができる。上記数値は一例であり、他の数値が適用可能である。また、係合凸部２１の円周方向に関する幅寸法は、径方向外方に向かうほど大きくなるように形成できる。他の例において、面取り部２０は、斜面を有することができる。かしめ部１３ａに凹部１９としてのスリット１９が設けられている場合において、図４に示すように、かしめ部１３ａのかしめフランジ１７は、少なくとも部分的に、周方向に互いに離間した複数の片（図４において代表的に第１片１７ａ及び第２片１７ｂが示される）を有し、凸部２１は、ハブ本体９ａの周方向において２つの片の間のギャップ（第１片１７ａと第２片１７ｂとの間のギャップ）（スリット１９）に位置する。例えば、複数の片（第１片１７ａ及び第２片１７ｂ）の各々の全体形状は、軸方向に沿って見たときに実質的長方形状又は実質的扇形状を有する。実質的長方形状を有する各片（１７ａ、１７ｂ）の一例において、径方向内方位置での周方向の長さに比べて、径方向外方位置での周方向の長さが実質的に同じである又は少し大きい。実質的扇形状を有する各片（１７ａ、１７ｂ）の一例において、径方向内方位置での周方向の長さに比べて、径方向外方位置での周方向の長さが実質的に大きい。

一例において、鍛造プロセスを経ることにより面取り部２０が形成される。すなわち、面取り部２０は、研磨加工などの仕上げ加工が施されていない鍛造面として形成できる。内輪１０ａを造る際には、金属材料に鍛造加工を施して、内輪１０ａの大まかな形状を成形する。ただし、面取り部２０については、鍛造加工時点で完成状態の形状となるようにする。その後、軸方向内側の内輪軌道７ｄとなるべき部分などに、研磨加工などの仕上げ加工を施して内輪１０ａを得ることができる。

内輪１０ａは、軸方向外端部を、段差面１２に突き当てた状態で嵌合筒部１１に外嵌されている。軸方向内端面を、かしめ部１３ａの抑え部１７の軸方向外側面により抑え付けられている。換言すれば、内輪１０ａは、嵌合筒部１１に外嵌され、かつ、段差面１２と、かしめ部１３ａの抑え部１７との間で軸方向に挟持されている。このような構成により、ハブ本体９ａと内輪１０ａとが結合固定されている。一例において、かしめ部１３ａの湾曲部１８の外周面と、面取り部２０のうち、係合凸部２１から円周方向に外れた部分の内周面との間に、断面略三日月形の隙間２２が存在している。

一例において、ハブ本体９ａと内輪１０ａとが結合固定された状態で、かしめ部１３ａの係合スリット１９と、面取り部２０の係合凸部２１とが係合している。換言すれば、係合凸部２１が係合スリット１９の内側に位置し（係合凸部２１が係合スリット１９に挿入され）、かつ、係合凸部２１の円周方向両側面が、係合スリット１９の内側面に当接又は近接対向している。

一例において、ハブユニット軸受１ａは、次のようにして造られる。まず、金属素材に、鍛造加工及び／又は切削加工を施し、さらに研磨加工などの仕上げ加工を施すことにより、図４（Ａ）に示すような、かしめ部１３ａを形成する前のハブ本体９ｚを造る。すなわち、ハブ本体９ｚは、嵌合筒部１１の軸方向内端部から軸方向内方に伸長する円筒部２３を有する。円筒部２３は、円周方向複数箇所に軸方向に伸長する軸方向スリット２４を有する。ハブ本体９ｚにおいて、軸方向スリット２４の円周方向に関する幅寸法は、奥端部を除き、軸方向に関して一定となっている。このような軸方向スリット２４の円周方向に関する幅寸法の具体的な大きさは、かしめ部１３ａにより内輪１０ａの内端面を抑え付ける力やかしめ部１３ａの強度を確保できる限り、特に限定されるものではない。例えば、軸方向スリット２４の円周方向両内側面同士のなす角度が、３度以上３０度以下、好ましくは５度以上７度以下となるようにすることができる。上記数値は一例であり、他の数値が適用可能である。なお、かしめ部１３ａを形成する前の円筒部２３の外径は、回転フランジ８に支持される車輪の大きさなどにより異なるが、例えば一般的な乗用車用のハブユニット軸受１ａの場合、２５ｍｍ〜６０ｍｍとすることができる。上記数値は一例であり、他の数値が適用可能である。

このようなハブ本体９ｚのうち、軸方向外側の内輪軌道７ｃの周囲に、軸方向外側の転動体４ａを、軸方向外側の保持器１６ａにより保持した状態で配置した後、ハブ本体９ｚの周囲に外輪２ａを配置する。次に、軸方向内側の内輪軌道７ｄの周囲に軸方向内側の転動体４ｂを、軸方向内側の保持器１６ｂにより保持した状態で配置した内輪１０ａを、ハブ本体９ｚの嵌合筒部１１に外嵌する。そして、ハブ本体９ｚの軸方向スリット２４と、内輪１０ａの係合凸部２１との円周方向に関する位相を一致させた状態で、円筒部２３を径方向外方に塑性変形させる。これにより、円筒部２３をかしめ部１３ａとするとともに、軸方向スリット２４を係合スリット１９とし、係合スリット１９と係合凸部２１とを係合させて、ハブ本体９ａと内輪１０ａとを結合固定する。

なお、円筒部２３をかしめ部１３ａに加工する方法については、従来から知られている各種方法を採用できる。例えば、ハブ本体９ａの中心軸に対し傾斜した中心軸を有する押型を、円筒部２３に押し付けた状態で、押型を、ハブ本体９ａの中心軸の周りで、歳差運動による中心軸の軌跡のように振れ回り運動させる揺動かしめにより、かしめ部１３ａを形成することができる。あるいは、金型を軸方向に押し付ける平押しかしめにより、かしめ部１３ａを形成しても良い。

なお、ハブユニット軸受１ａを組み立てる工程は、矛盾を生じない限り、適宜変更することができる。すなわち、例えば、外輪２ａのうち、軸方向外側の外輪軌道５ｃの内径側に、軸方向外側の転動体４ａを、軸方向外側の保持器１６ａにより保持した状態で配置した後、外輪２ａおよび軸方向外側の転動体４ａを、ハブ本体９ｚの周囲に配置することもできる。また、外輪２ａのうち、軸方向内側の外輪軌道５ｄの内径側に、軸方向内側の転動体４ｂを、軸方向内側の保持器１６ｂにより保持した状態で配置した後、嵌合筒部１１と軸方向内側の転動体４ｂとの間に内輪１０ａを挿入することもできる。

本実施形態のハブユニット軸受１ａでは、ハブ本体９ａの係合スリット１９と、内輪１０ａの係合凸部２１とを係合させているため、ハブ本体９ａと内輪１０ａとの間でクリープが発生することを確実に防止することができる。また、本例では、係合凸部２１を有する面取り部２０を鍛造面としているため、内輪１０ａ、延いては、ハブユニット軸受１ａの製造コストを低減することができる。

本実施形態のハブユニット軸受１ａでは、軸受性能を良好に確保することができる。すなわち、ハブ本体と内輪とのクリープを防止すべく、かしめ部により内輪の軸方向内端面を強く抑え付けた場合には、内輪が、軸方向内側の内輪軌道が膨張するように弾性変形する。これに対し、本例では、係合スリット１９と係合凸部２１との係合により、ハブ本体９ａと内輪１０ａとのクリープを防止しているので、クリープ防止のために、かしめ部１３ａにより内輪１０ａの軸方向内端面を抑え付ける力を過度に大きくする必要はない。このため、内輪１０ａの弾性変形量を小さく抑えることができ、軸受性能を良好に確保することができる。

また、本実施形態では、円周方向複数箇所に軸方向スリット２４を有する円筒部２３を径方向外方に塑性変形させることにより、かしめ部１３ａとしている。このため、かしめ部１３ａを形成する際に、円筒部２３に、大きな応力が円周方向に加わることを防止できて、かしめ部１３ａに割れなどの損傷が生じるのを防止することができる。

本実施形態では、係合スリット１９の円周方向に関する幅寸法を、径方向外方に向かうほど大きくするとともに、係合スリット１９と係合する係合凸部２１の円周方向に関する幅寸法を、径方向外方に向かうほど大きくしている。このため、係合スリット１９の内側面と係合凸部２１の両側面との接触面積を十分確保することができ、ハブ本体９ａと内輪１０ａとを相対回転させようとする力が加わった場合でも、かしめ部１３ａに変形などの損傷が生じることを防止できる。

また、本実施形態では、円筒部２３を径方向外方に塑性変形させることで、円筒部２３をかしめ部１３ａとすると同時に、軸方向スリット２４を係合スリット１９としている。軸方向スリット２４は、円周方向に関する幅寸法が軸方向に関して一定となっているため、円筒部２３を径方向外方に塑性変形させ、軸方向スリット２４を係合スリット１９とする過程で、円周方向に関する幅寸法が径方向外方に向かうほど大きくなる。また、係合スリット１９と係合する係合凸部２１の円周方向に関する幅寸法を、径方向外方に向かうほど大きくしている。したがって、軸方向スリット２４の円周方向に関する幅寸法が、円筒部２３の塑性変形に伴い、径方向外方に向かうほど大きくなっても、かしめ部１３ａを形成した状態で、係合スリット１９と係合凸部２１とを円周方向に関するがたつきなく係合させることができる。

上記の本構成のハブ３ａにおいて、ハブ本体９ａのかしめ部１３ａに凹部１９が設けられ、内輪１０ａに凸部２１が設けられ、凹部１９と凸部２１が互いに係合している。本構成は、かしめ部に凸部が設けられかつ内輪に凹部が設けられる構成（比較構成）に比べて以下のような利点を有する。すなわち、比較構成では、内輪における凹部の形成箇所の厚みが小さい（局所的な薄肉箇所）ので、ハブ本体と内輪とを結合させる際に内輪に強い力が作用するのを回避する必要があるなど、加工条件等に大きな制約が生じる。本構成では、凹部１９の形成に伴う局所的な薄肉箇所を内輪１０ａが有さず、ハブ本体９ａと内輪１０ａとが確実に結合される。その結果、ハブ本体９ａと内輪１０ａとの間でクリープが発生することが有効に防止される。

上記の本構成の一例において、図４に示すように、ハブ３ａにおける、ハブ本体９ａのかしめ部１３ａに凹部としてのスリット（貫通スリット）１９を設けることができる。他の例において、図６に示すように、ハブ本体９ａのかしめ部１３ａに非貫通状態の凹部（窪み）１９ｍを設けることができる。凹部１９ｍと凸部（図４参照）とが係合される。図６に示すような窪み１９ｍを有する構成では、鍛造面を比較的滑らかにできる。一方で、窪み１９ｍを有する構成では、ハブ本体９ａの窪み（凹部）１９ｍと内輪１０ａの凸部２１（図４参照）の係合部が隠れた状態となるため、ハブ本体９ａと内輪１０ａとを結合させる際の位相合わせ、及び／又は係合状態の検査が難しい。図４に示すようなスリット１９を有する構成では、スリット（凹部）１９と凸部２１の位相合わせ及び／又は係合状態の検査が確実に実行可能であり、ハブ本体９ａと内輪１０ａとが確実に結合される。また、スリット１９を有する構成では、かしめ部１３ａ（抑え部１７）の外縁部分（片１７ａ、１７ｂ）がスリット１９を介して分断されている。そのため、かしめ部１３ａを形成するための鍛造（塑性変形、圧造、加圧成型、曲げ加工）の際に、かしめ部１３ａの外縁部分に作用する周方向の引張応力が小さく、かしめ部１３ａの破壊・割れが生じにくい。なお、スリット１９の形成に際しては、かしめ部１３ａの形成のための鍛造時にバリの巻き込みが生じないように、スリット１９に隣接する部分の角に対して面取り加工を行うのが好ましい。また、スリット１９は、応力集中を回避するために、径方向内方位置において角を有さない形状、すなわち、スリット１９の輪郭における直線部と直線部との間の部分が角を有さない（スリット１９の輪郭における直線部と直線部との間に湾曲が配される）のが好ましい。

かしめ部１３ａの形成において、揺動鍛造（揺動圧造、揺動かしめ）を用いることができる。揺動鍛造の一例において、揺動状態の押型が素材に押し付けられ、局所的な加圧成型が繰り返される。代替的及び／又は追加的に、揺動鍛造において、中心軸を傾けて配された押型が素材に押し付けられるとともに、素材の中心軸周りで押型が公転及び自転するように動かされ、連続的に局所的な加圧成型が行われる及び／又は局所的な加圧成型が繰り返される。

なお、上記の例では、転動体４ａ、４ｂとして円すいころを使用している。代替的及び／又は追加的に、転動体４ａ、４ｂとして玉（球体）又は他の形状の転動体を使用することができる。また、上記の例では、軸方向外側の内輪軌道７ｃを、ハブ本体９ａに直接形成している。他の例において、軸方向内側の内輪軌道７ｄと同様に、軸方向外側の内輪軌道を、別体の内輪を外嵌することにより設けることができる。さらに、本発明は、ハブ本体９ａが中実の従動輪用のハブユニット軸受に限定されない。例えば、ハブ本体の中心部に、駆動軸をトルク伝達可能に係合させるためのスプライン孔などの係合孔を有する駆動輪用のハブユニット軸受に本発明を適用することもできる。

１、１ａハブユニット軸受
２、２ａ外輪
３、３ａハブ
４、４ａ、４ｂ転動体
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ外輪軌道
６静止フランジ
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ内輪軌道
８回転フランジ
９、９ａ、９ｚハブ本体
１０、１０ａ内輪
１１嵌合筒部
１２段差面
１３、１３ａかしめ部
１４支持孔
１５取付孔
１６ａ、１６ｂ保持器
１７抑え部（かしめフランジ）
１８湾曲部
１９、１９ｍ係合スリット（凹部、スリット）
２０面取り部
２１係合凸部（凸部）
２２隙間
２３円筒部
２４軸方向スリット

Claims

内周面に複列の外輪軌道を有する外輪と、
外周面に複列の内輪軌道を有するハブと、
前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ、転動自在に配置された転動体とを備え、
前記ハブは、内輪と、ハブ本体とを備え、
前記内輪は、外周面に、前記複列の内輪軌道のうちの軸方向内側の内輪軌道を有し、
前記ハブ本体は、軸方向中間部外周面に直接または他の部材を介して設けられた、前記複列の内輪軌道のうちの軸方向外側の内輪軌道と、前記軸方向外側の内輪軌道よりも軸方向内側に存在し、かつ、前記内輪を外嵌した嵌合筒部と、前記嵌合筒部の軸方向内端部から径方向外方に折れ曲がり、かつ、前記内輪の軸方向内端面を抑え付けるかしめ部とを有し、
前記かしめ部が、円周方向における少なくとも１箇所に係合凹部を有し、
前記内輪が、円周方向における少なくとも１箇所に、前記係合凹部と係合する係合凸部を有し、
前記係合凹部は、円周方向において部分的に設けられ、
前記係合凹部の深さは、前記係合凸部の突出高さに比べて大きい、
ハブユニット軸受。
前記内輪が、前記内輪の内周面と軸方向内端面とを接続する面取り部に、前記係合凸部を有する、請求項１に記載のハブユニット軸受。
前記面取り部が、断面形状が部分円弧形の凸曲面であり、前記係合凸部の断面形状の曲率半径が、前記面取り部のうち、前記係合凸部から円周方向に外れた部分の断面形状の曲率半径よりも小さい、請求項２に記載のハブユニット軸受。
前記面取り部が鍛造面である、請求項２または３に記載のハブユニット軸受。
前記かしめ部が、軸方向外側面を前記内輪の軸方向内端面に当接させた円輪状の抑え部と、前記抑え部の径方向内端部と前記嵌合筒部の軸方向内端部とを接続する断面部分円弧形の湾曲部とからなり、
前記湾曲部の外周面と、前記面取り部のうち、前記係合凸部から円周方向に外れた部分との間に隙間が存在する、請求項２〜４のうちの何れか１項に記載のハブユニット軸受。
前記係合凹部は、前記ハブ本体に設けられたスリットの一部である、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載のハブユニット軸受。
前記係合凹部の内面が鍛造面である、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載のハブユニット軸受。
前記係合凹部の円周方向に関する幅寸法が、径方向外方に向かうほど大きくなっており、前記係合凸部の円周方向に関する幅寸法が、径方向外方に向かうほど大きくなっている、請求項１〜７のうちの何れか１項に記載のハブユニット軸受。
外輪軌道を有する外輪と、
内輪軌道を有するハブと、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置される複数の転動体と、
を備え、
前記ハブは、外周面を有するハブ本体と、前記ハブ本体の前記外周面に配置されかつ前記ハブ本体に保持された内輪と、を有し、
前記ハブ本体は、前記内輪に対するかしめ部と、前記かしめ部に設けられた凹部と、を有し、
前記内輪は、前記かしめ部に面するランド面と、前記ランド面に設けられかつ前記凹部に係合された凸部と、を有し、
前記凹部は、円周方向において部分的に設けられ、
前記凹部の深さは、前記凸部の突出高さに比べて大きい、
ハブユニット軸受。
前記ランド面は、前記ハブ本体の径方向に沿って前記かしめ部に面する第１領域と、前記ハブ本体の軸方向に沿って前記かしめ部に面する第２領域と、前記第１領域と前記第２領域との間の遷移領域とを含み、
前記凸部の少なくとも一部は、前記遷移領域に設けられる、請求項９に記載のハブユニット軸受。
前記ランド面は、前記ハブ本体の径方向に沿って前記かしめ部に面する第１領域と、前記ハブ本体の軸方向に沿って前記かしめ部に面する第２領域と、前記第１領域と前記第２領域との間の遷移領域とを含み、
前記凸部は、前記遷移領域において最大の突出高さを有する、請求項９又は１０に記載のハブユニット軸受。
前記かしめ部は、径方向に延在するかしめフランジを有し、
前記かしめフランジは、少なくとも部分的に、周方向に互いに離間した第１片及び第２片を有し、
前記凸部は、前記第１片と前記第２片との間のギャップに位置する、請求項９〜１１の何れか一項に記載のハブユニット軸受。
前記凹部は、前記かしめ部における前記内輪に面する側とその反対側との間で貫通して設けられている、請求項９〜１２の何れか一項に記載のハブユニット軸受。
前記凹部は、前記ハブ本体に設けられたスリットの一部である、請求項９〜１３の何れか一項に記載のハブユニット軸受。
前記スリットは、径方向内方位置での周方向幅に比べて、径方向外方位置での周方向幅が大きい又は実質的に同じである、請求項１４に記載のハブユニット軸受。
内周面に複列の外輪軌道を有する外輪と、
外周面に複列の内輪軌道を有するハブと、
前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ、転動自在に配置された転動体とを備え、
前記ハブは、内輪と、ハブ本体とを備え、
前記内輪は、外周面に、前記複列の内輪軌道のうちの軸方向内側の内輪軌道を有し、
前記ハブ本体は、軸方向中間部外周面に直接または他の部材を介して設けられた、前記複列の内輪軌道のうちの軸方向外側の内輪軌道と、前記軸方向外側の内輪軌道よりも軸方向内側に存在し、かつ、前記内輪を外嵌した嵌合筒部と、前記嵌合筒部の軸方向内端部から径方向外方に折れ曲がり、かつ、前記内輪の軸方向内端面を抑え付けるかしめ部とを有し、
前記かしめ部が、円周方向における少なくとも１箇所に係合凹部を有し、
前記内輪が、円周方向における少なくとも１箇所に、前記係合凹部と係合する係合凸部を有し、
前記係合凹部は、前記ハブ本体に設けられたスリットの一部である、
ハブユニット軸受。
内周面に複列の外輪軌道を有する外輪と、
外周面に複列の内輪軌道を有するハブと、
前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ、転動自在に配置された転動体とを備え、
前記ハブは、内輪と、ハブ本体とを備え、
前記内輪は、外周面に、前記複列の内輪軌道のうちの軸方向内側の内輪軌道を有し、
前記ハブ本体は、軸方向中間部外周面に直接または他の部材を介して設けられた、前記複列の内輪軌道のうちの軸方向外側の内輪軌道と、前記軸方向外側の内輪軌道よりも軸方向内側に存在し、かつ、前記内輪を外嵌した嵌合筒部と、前記嵌合筒部の軸方向内端部から径方向外方に折れ曲がり、かつ、前記内輪の軸方向内端面を抑え付けるかしめ部とを有し、
前記かしめ部が、円周方向における少なくとも１箇所に係合凹部を有し、
前記内輪が、円周方向における少なくとも１箇所に、前記係合凹部と係合する係合凸部を有し、
前記係合凹部は、前記かしめ部における前記内輪に面する側とその反対側との間で貫通して設けられている、
ハブユニット軸受。
前記内輪が、前記内輪の内周面と軸方向内端面とを接続する面取り部に、前記係合凸部を有する、請求項１６又は１７に記載のハブユニット軸受。
前記面取り部が、断面形状が部分円弧形の凸曲面であり、前記係合凸部の断面形状の曲率半径が、前記面取り部のうち、前記係合凸部から円周方向に外れた部分の断面形状の曲率半径よりも小さい、請求項１８に記載のハブユニット軸受。
前記面取り部が鍛造面である、請求項１８または１９に記載のハブユニット軸受。
前記かしめ部が、軸方向外側面を前記内輪の軸方向内端面に当接させた円輪状の抑え部と、前記抑え部の径方向内端部と前記嵌合筒部の軸方向内端部とを接続する断面部分円弧形の湾曲部とからなり、
前記湾曲部の外周面と、前記面取り部のうち、前記係合凸部から円周方向に外れた部分との間に隙間が存在する、請求項１８〜２０のうちの何れか１項に記載のハブユニット軸受。
前記係合凹部の内面が鍛造面である、請求項１６〜２１のうちの何れか１項に記載のハブユニット軸受。
前記係合凹部の円周方向に関する幅寸法が、径方向外方に向かうほど大きくなっており、前記係合凸部の円周方向に関する幅寸法が、径方向外方に向かうほど大きくなっている、請求項１６〜２２のうちの何れか１項に記載のハブユニット軸受。
外輪軌道を有する外輪と、
内輪軌道を有するハブと、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置される複数の転動体と、
を備え、
前記ハブは、外周面を有するハブ本体と、前記ハブ本体の前記外周面に配置されかつ前記ハブ本体に保持された内輪と、を有し、
前記ハブ本体は、前記内輪に対するかしめ部と、前記かしめ部に設けられた凹部と、を有し、
前記内輪は、前記かしめ部に面するランド面と、前記ランド面に設けられかつ前記凹部に係合された凸部と、を有し、
前記凹部は、前記ハブ本体に設けられたスリットの一部である、
ハブユニット軸受。
外輪軌道を有する外輪と、
内輪軌道を有するハブと、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置される複数の転動体と、
を備え、
前記ハブは、外周面を有するハブ本体と、前記ハブ本体の前記外周面に配置されかつ前記ハブ本体に保持された内輪と、を有し、
前記ハブ本体は、前記内輪に対するかしめ部と、前記かしめ部に設けられた凹部と、を有し、
前記内輪は、前記かしめ部に面するランド面と、前記ランド面に設けられかつ前記凹部に係合された凸部と、を有し、
前記凹部は、前記かしめ部における前記内輪に面する側とその反対側との間で貫通して設けられている、
ハブユニット軸受。
前記ランド面は、前記ハブ本体の径方向に沿って前記かしめ部に面する第１領域と、前記ハブ本体の軸方向に沿って前記かしめ部に面する第２領域と、前記第１領域と前記第２領域との間の遷移領域とを含み、
前記凸部の少なくとも一部は、前記遷移領域に設けられる、請求項２４又は２５に記載のハブユニット軸受。
前記ランド面は、前記ハブ本体の径方向に沿って前記かしめ部に面する第１領域と、前記ハブ本体の軸方向に沿って前記かしめ部に面する第２領域と、前記第１領域と前記第２領域との間の遷移領域とを含み、
前記凸部は、前記遷移領域において最大の突出高さを有する、請求項２４又は２５に記載のハブユニット軸受。
前記かしめ部は、径方向に延在するかしめフランジを有し、
前記かしめフランジは、少なくとも部分的に、周方向に互いに離間した第１片及び第２片を有し、
前記凸部は、前記第１片と前記第２片との間のギャップに位置する、請求項２４〜２７の何れか一項に記載のハブユニット軸受。
前記凹部は、径方向内方位置での周方向幅に比べて、径方向外方位置での周方向幅が大きい又は実質的に同じである、請求項２４〜２８の何れか一項に記載のハブユニット軸受。
請求項１〜２９のうちの何れか１項に記載したハブユニット軸受を備える自動車。
請求項１〜８、及び１６〜２３のうちの何れか１項に記載のハブユニット軸受を製造する方法であって、
前記嵌合筒部に前記内輪を外嵌した状態で、前記嵌合筒部の軸方向内端部から軸方向内方に伸長し、かつ、円周方向における少なくとも１箇所に軸方向に伸長する軸方向凹部を有する円筒部を、径方向外方に塑性変形させることで、前記かしめ部を形成する、ハブユニット軸受の製造方法。
前記かしめ部の形成において、揺動鍛造が用いられる、請求項３１に記載のハブユニット軸受の製造方法。
ハブユニット軸受を備える自動車の製造方法であって、
前記ハブユニット軸受を、請求項３１又は３２に記載したハブユニット軸受の製造方法により製造する、自動車の製造方法。