JP6623792B2 - 車輪用軸受装置の製造方法、及び車輪用軸受装置 - Google Patents

車輪用軸受装置の製造方法、及び車輪用軸受装置 Download PDF

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Description

本発明は、車輪用軸受装置の製造方法、及び車輪用軸受装置に関する。
自動車等の車両には、車輪を車体側に対して回転自在に取り付けるための車輪用軸受装置が設けられている。この車輪用軸受装置は、ハブ軸を有するハブホイールと、ハブ軸の軸端部に固定された内輪部材と、ハブ軸の径方向外方に配設された外輪と、ハブ軸及び／又は内輪部材の外周に形成された内輪軌道と外輪の内周に形成された外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、を備えている（例えば、特許文献１参照）。
このような車輪用軸受装置の外輪およびハブ軸の各表面には、耐食性及び外観品質を向上するために、ニッケルメッキや亜鉛メッキ等を施す場合がある。この場合、メッキを施したハブ軸には、その外周に形成された小径部に内輪部材が嵌合される。そして、かしめ用パンチを用いて小径部の軸端部を径方向外方にかしめ加工することで、ハブ軸に内輪部材が固定される。
また、駆動輪用の車輪用軸受装置では、ハブホイールのハブ軸が筒軸形状に形成されており、メッキを施したハブ軸の内周には等速ジョイントのシャフトが挿通される。ハブ軸の内周には雌スプラインが形成されており、シャフトの外周面に形成された雄スプラインが前記雌スプラインに嵌合することで、シャフトとハブ軸とが回転方向に動力伝達可能に連結される。
特開２００５−２３９１１５号公報
上記車輪用軸受装置のハブ軸は、メッキを施した後に、軸端部をかしめ加工するため、ハブ軸のかしめ用パンチとの接触面においてメッキが剥がれる場合がある。この場合、剥がれたメッキが、かしめ用パンチとハブ軸のかしめ部との間に噛み込み、かしめ部の表面に圧痕や傷が発生して品質が低下するという問題や、かしめ用パンチの表面に傷が発生することでかしめ用パンチの寿命が低下するという問題が生じる。
また、メッキを施したハブ軸の内周に等速ジョイントのシャフトをスプライン嵌合させるので、ハブ軸の内周にシャフトが接触することで、ハブ軸の内周に施されたメッキが剥がれ、ハブ軸とシャフトとの嵌め合いが緩んでしまうという問題も生じる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ハブ軸のかしめ部の品質が低下するのを抑制しつつ、ハブ軸の耐食性および外観品質を向上させることができる車輪用軸受装置の製造方法、及び車輪用軸受装置を提供することを目的とする。
本発明の車輪用軸受装置の製造方法は、外輪の径方向内方に転動体を介して円筒形状のハブ軸が配設されており、前記ハブ軸の軸端部を径方向外方にかしめ加工して形成されたかしめ部により当該ハブ軸に外嵌された内輪部材が固定されており、前記ハブ軸の内周に等速ジョイントのシャフトが挿通される車輪用軸受装置の製造方法であって、前記ハブ軸の前記軸端部を含む所定領域にメッキを施すメッキ工程と、前記所定領域のうち前記軸端部の一部に施されたメッキを除去するメッキ除去工程と、前記メッキ除去工程よりも後に、前記軸端部をかしめ加工して、外周に第１平坦面を有する前記かしめ部を形成するかしめ工程と、を含み、前記メッキ除去工程においてメッキを除去する領域は、前記軸端部をかしめ加工するかしめ用パンチが当該軸端部に接触する接触領域を含み、かつ、前記第１平坦面となる領域を含まない。
本発明によれば、ハブ軸の軸端部を含む所定領域にメッキを施した後、その軸端部の一部に施されたメッキを除去してから当該軸端部をかしめ加工してかしめ部を形成する。このため、軸端部から剥がれたメッキがハブ軸のかしめ部とかしめ用パンチと間に噛み込むのを抑制することができる。その結果、剥がれたメッキによってハブ軸のかしめ部に圧痕や傷が発生するのを低減することができるので、かしめ部の品質が低下するのを抑制することができる。また、ハブ軸の前記所定領域のうち軸端部の上記一部を除く部分にはメッキが施されているので、ハブ軸の耐食性および外観品質を向上させることができる。
また、メッキ除去工程では、ハブ軸の軸端部においてかしめ用パンチが接触する接触領域に施されたメッキが除去されるので、かしめ加工時にハブ軸の軸端部からメッキが剥がれるのをさらに抑制することができる。
本発明の車輪用軸受装置は、外輪の径方向内方に転動体を介して円筒形状のハブ軸が配設されており、前記ハブ軸の軸端部を径方向外方にかしめ加工して形成されたかしめ部により当該ハブ軸に外嵌された内輪部材が固定されており、前記ハブ軸の内周に等速ジョイントのシャフトが挿通される車輪用軸受装置であって、前記ハブ軸は、メッキが施されたメッキ部と、メッキが施されていない非メッキ部と、を有し、前記非メッキ部は、前記軸端部をかしめ加工するかしめ用パンチが当該軸端部に接触する接触領域及びその周辺領域に形成されており、前記かしめ部は、その外周に第１平坦面を有し、前記メッキ部は、前記第１平坦面を含む。
本発明の車輪用軸受装置によれば、ハブ軸において軸端部をかしめ加工するかしめ用パンチが当該軸端部に接触する接触領域及びその周辺領域に、メッキが施されていない非メッキ部が形成されている。このため、非メッキ部を形成してから前記軸端部をかしめ加工することで、軸端部から剥がれたメッキがハブ軸のかしめ部とかしめ用パンチと間に噛み込むのを抑制することができる。これにより、剥がれたメッキによってハブ軸のかしめ部に圧痕や傷が発生するのを抑制することができるので、かしめ部の品質が低下するのを抑制することができる。また、ハブ軸はメッキが施されたメッキ部を有しているので、ハブ軸の耐食性および外観品質を向上させることができる。
前記車輪用軸受装置において、前記ハブ軸には、等速ジョイントのシャフトが挿通して嵌合される挿通孔が形成されており、前記非メッキ部は、前記挿通孔の周面にも形成されているのが好ましい。
この場合、ハブ軸の挿通孔の周面にはメッキが施されていない非メッキ部が形成されているので、前記挿通孔に等速ジョイントのシャフトを挿通して嵌合するときに、挿通孔の周面からメッキが剥がれることはない。このため、ハブ軸とシャフトとの嵌め合いが緩むのを防止することができる。
本発明によれば、ハブ軸のかしめ部の品質が低下するのを抑制しつつ、ハブ軸の耐食性および外観品質を向上させることができる。
本発明の一実施形態に係る車両用軸受装置を示す断面図である。 上記車輪用軸受装置の一部を示す拡大断面図である。 上記車輪用軸受装置の製造方法を示すフローチャートである。 上記車輪用軸受装置のハブホイールの製造途中の状態を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置を示す断面図である。
車輪用軸受装置１は、例えば自動車の車輪を車体側の懸架装置に対して回転自在に支持するものであり、図１では自動車の駆動輪側の車輪用軸受装置を示している。
車輪用軸受装置１は、転がり軸受２と、この転がり軸受２の軌道輪部材となる円筒形状のハブ軸３を有するハブホイール４とを備えている。ハブホイール４のハブ軸３は、軸方向一端側に形成された大径部６と、この大径部６よりも小径であり且つ当該大径部６から軸方向他端側に向かって段差面７を介して連続して形成された小径部８とを有している。
転がり軸受２は、例えば複列玉軸受からなり、内周面に一対の外輪軌道面１１ａ，１１ｂを有する外輪１１と、内周面がハブ軸３の小径部８に外嵌された内輪部材１２とを備えている。そして、小径部８の軸方向他端側の軸端部８ａを、図示しないかしめ用パンチにより径方向外方にかしめ加工してかしめ部９を形成することで、内輪部材１２は小径部８に外嵌された状態で固定されている。
かしめ部９の外側の表面には、断面視において、第１平坦面９ａ、テーパ面９ｂ、曲面９ｃ、及び第２平坦面９ｄがこの順に連続して形成されている。
内輪部材１２は、その外周に軸方向他端側の外輪軌道面１１ａに対向する内輪軌道面１３ａを有している。ハブ軸３の大径部６は、その外周面に軸方向一端側の外輪軌道面１１ｂに対向する軸軌道面１３ｂを有している。
また、転がり軸受２は、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１３ａとの間、及び外輪軌道面１１ｂと軸軌道面１３ｂとの間にそれぞれ転動自在に２列に配置された複数の玉（転動体）１４を備えている。これにより、ハブ軸３は、外輪１１の径方向内方に玉１４を介して配設されている。さらに、転がり軸受２は、２列に配置された玉１４をそれぞれ周方向に所定間隔毎で保持する一対の保持器１５を備えている。
外輪１１の外周面には、車輪用軸受装置１を、懸架装置に支持された車体側部材（図示省略）に取り付けるための固定フランジ１６が形成されている。また、外輪１１とハブホイール４との間に形成される環状空間には、当該環状空間を軸方向両端から封止するシール部材１７が設けられている。
ハブ軸３の軸方向一端側には、その外周面から径方向外方に向かって延びる円環状のフランジ部５が一体に形成されている。フランジ部５には、その厚さ方向に貫通するボルト孔５ａが周方向に複数形成されており、各ボルト孔５ａには、図示しない車輪のホイールやブレーキディスクを取り付けるためのハブボルト２１がそれぞれ圧入されて固定されている。
ハブ軸３には、図示しない等速ジョイントのシャフトが挿通して嵌合される挿通孔１０が形成されており、その挿通孔１０の周面には雌スプライン１０ａが形成されている。この雌スプライン１０ａに、前記シャフトの外周面に形成された雄スプライン（図示省略）が嵌合することで、ハブ軸３と前記シャフトとが回転方向に動力伝達可能に連結される。
図２は、車輪用軸受装置１の一部を示す拡大断面図である。ハブ軸３の表面における所定領域には、耐食性および外観品質を向上させるために、ニッケルメッキや亜鉛メッキ等のメッキが施されている。前記所定領域は、本実施形態ではハブ軸３の表面のうち、ボルト孔５ａ、軸軌道面１３ｂ、段差面７、及び小径部８の外周面を除く領域とされている。そして、前記所定領域には、その一部に対応するメッキを削り取ることで、他部にメッキが施されたメッキ部３１（図２で破線を添えている部分）と、前記一部においてメッキが施されていない非メッキ部３２とが形成されている。
本実施形態の非メッキ部３２は、かしめ部９の外側の表面に形成された第１の非メッキ部３２Ａと、挿通孔１０の周面（雌スプライン１０ａを含む）に形成された第２の非メッキ部３２Ｂとを有している。第１の非メッキ部３２Ａは、かしめ加工時にかしめ用パンチが軸端部８ａに接触する接触領域３３及びその周辺領域３４，３５に形成されている。
本実施形態において、第１の非メッキ部３２Ａの接触領域３３は、かしめ部９のテーパ面９ｂの径方向内側部分および曲面９ｃの全体となる領域である。また、周辺領域３４は、かしめ部９のテーパ面９ｂの径方向外側部分となる領域であり、周辺領域３５は、かしめ部９の第２平坦面９ｄの軸方他端側部分となる領域である。したがって、本実施形態では、かしめ部９の第１平坦面９ａの全体、及び第２平坦面９ｄの軸方向一端側部分となる領域は、メッキ部３１の一部分とされている。なお、本実施形態では、外輪１１の表面（外輪軌道面１１ａ，１１ｂを除く）にも、ハブ軸３と同様に、ニッケルメッキや亜鉛メッキ等のメッキが施されている。
図３は、車輪用軸受装置１の製造方法を示すフローチャートである。また、図４は、ハブホイール４の製造途中の状態を示す断面図である。以下、図３及び図４を参照しつつ、車輪用軸受装置１の製造方法について説明する。まず、素材を切削加工することにより、ハブホイール４の中間品４０を形成する（ステップＳＴ１）。この中間品４０では、ハブ軸３の小径部８の軸端部８ａが軸方向他端側にまっすぐ延びて形成されている。
次に、中間品４０の表面部に対して高周波焼入れ等の熱処理を行い、その表面部に硬化層を形成する（ステップＳＴ２）。そして、軸端部８ａの端面及び内周面、挿通孔１０の周面（雌スプライン１０ａを含む）、並びにフランジ部５の表面（ボルト孔５ａを除く）を含む所定領域（図４で破線を添えている領域）にメッキを施す（ステップＳＴ３，メッキ工程）。その際、非メッキ部３２となる部分にはマスキングしておく。
次に、上記所定領域のうち、軸端部８ａの端面及び内周面と、挿通孔１０の周面全体とに施されたメッキを旋削加工により削り取って除去する（ステップＳＴ４，メッキ除去工程）。本実施形態では、軸端部８ａの端面及び内周面においてメッキを除去する領域は、かしめ用パンチが軸端部８ａに接触する接触領域３３及びその周辺領域３４，３５とされている（図２参照）。これにより、図２に示すように、ハブ軸３には、メッキが施されたメッキ部３１と、メッキが施されていない非メッキ部３２とが形成される。
なお、メッキ除去工程では、周辺領域３４，３５のうち少なくとも一方の周辺領域に施されたメッキを除去すればよい。また、上記メッキを除去する領域は接触領域３３のみであってもよい。さらにこの場合には、接触領域３３の少なくとも一部に施されたメッキを除去すればよい。
次に、ハブ軸３の外周において、軸軌道面１３ｂ、シール部材１７が接触する接触面６ａ、及び内輪部材１２が圧入して嵌合される嵌合面８ｂに対して研磨加工する（ステップＳＴ５）。そして、図２に示すように、小径部８に内輪部材１２を外嵌するとともに、玉１４、保持器１５及び外輪１１等をハブ軸３に組み付ける（ステップＳＴ６）。
次に、かしめ用パンチにより小径部８の軸端部８ａを径方向外方にかしめ加工してかしめ部９（図２参照）を形成する（ステップＳＴ７，かしめ工程）。その際、かしめ用パンチは、軸端部８ａの接触領域３３（図２参照）にのみ接触する。これにより、図２に示すように、内輪部材１２は小径部８に外嵌された状態で固定される。
以上、本発明の実施形態に係る車輪用軸受装置１及びその製造方法では、ハブ軸３の軸端部８ａを含む所定領域にメッキを施した後、その軸端部８ａの一部に施されたメッキを除去してから当該軸端部８ａをかしめ加工してかしめ部９を形成する。このため、軸端部８ａから剥がれたメッキがハブ軸３のかしめ部９とかしめ用パンチと間に噛み込むのを抑制することができる。その結果、剥がれたメッキによってハブ軸３のかしめ部９に圧痕や傷が発生するのを抑制することができるので、かしめ部９の品質が低下するのを抑制することができる。また、ハブ軸３は、軸端部８ａの一部及び挿通孔１０を除く部分にメッキが施されたメッキ部３１を有するので、ハブ軸３の耐食性および外観品質を向上させることができる。
また、メッキ除去工程では、ハブ軸３の軸端部８ａにおいてかしめ用パンチが接触する接触領域３３に施されたメッキが除去されるので、かしめ加工時にハブ軸３の軸端部８ａからメッキが剥がれるのをさらに抑制することができる。
また、駆動輪側の車輪用軸受装置１では、ハブ軸３の挿通孔１０の周面にメッキが施されていない非メッキ部３２Ｂが形成されているので、挿通孔１０に等速ジョイントのシャフトを挿通して嵌合するときに、挿通孔１０の周面からメッキが剥がれることはない。このため、ハブ軸３とシャフトとの嵌め合いが緩むのを防止することができる。
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく適宜変更して実施可能である。例えば、上記実施形態における車輪用軸受装置は、ハブ軸３の外周に内輪軌道１３ａが直接形成された第３世代構造であるが、ハブ軸３に一対の内輪部材１２が圧入された第２世代構造であってもよい。また、転がり軸受２は、転動体として玉１４を用いているが、円すいころ等を用いたものであってもよい。
また、上記実施形態における車輪用軸受装置は、駆動輪側の車輪用軸受装置であるが、従動輪側の車輪用軸受装置であってもよい。但し、この場合、ハブ軸には挿通孔が形成されないため、非メッキ部３２は、軸端部８ａにおける第１の非メッキ部３２Ａのみとなる。
１：車輪用軸受装置、３：ハブ軸、８ａ：軸端部、９：かしめ部、１０：挿通孔、１１：外輪、１２：内輪部材、１４：玉（転動体）、３１：メッキ部、３２：非メッキ部、３３：接触領域、３４，３５：周辺領域

Claims (3)

  1. 外輪の径方向内方に転動体を介して円筒形状のハブ軸が配設されており、前記ハブ軸の軸端部を径方向外方にかしめ加工して形成されたかしめ部により当該ハブ軸に外嵌された内輪部材が固定されており、前記ハブ軸の内周に等速ジョイントのシャフトが挿通される車輪用軸受装置の製造方法であって、
    前記ハブ軸の前記軸端部を含む所定領域にメッキを施すメッキ工程と、
    前記所定領域のうち前記軸端部の一部に施されたメッキを除去するメッキ除去工程と、
    前記メッキ除去工程よりも後に、前記軸端部をかしめ加工して、外周に第１平坦面を有する前記かしめ部を形成するかしめ工程と、を含み、
    前記メッキ除去工程においてメッキを除去する領域は、前記軸端部をかしめ加工するかしめ用パンチが当該軸端部に接触する接触領域を含み、かつ、前記第１平坦面となる領域を含まない、車輪用軸受装置の製造方法。
  2. 外輪の径方向内方に転動体を介して円筒形状のハブ軸が配設されており、前記ハブ軸の軸端部を径方向外方にかしめ加工して形成されたかしめ部により当該ハブ軸に外嵌された内輪部材が固定されており、前記ハブ軸の内周に等速ジョイントのシャフトが挿通される車輪用軸受装置であって、
    前記ハブ軸は、メッキが施されたメッキ部と、メッキが施されていない非メッキ部と、を有し、
    前記非メッキ部は、前記軸端部をかしめ加工するかしめ用パンチが当該軸端部に接触する接触領域及びその周辺領域に形成されており、
    前記かしめ部は、その外周に第１平坦面を有し、
    前記メッキ部は、前記第１平坦面を含む、車輪用軸受装置。
  3. 前記ハブ軸には、等速ジョイントのシャフトが挿通して嵌合される挿通孔が形成されており、
    前記非メッキ部は、前記挿通孔の周面にも形成されている、請求項２に記載の車輪用軸受装置。
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