(57)【要約】【課題】外輪部材およびナックルにがたつきが生じることを抑制する車両用軸受装置、および車両用軸受装置の製造方法を提供する。【解決手段】車両用軸受装置１は、内輪部材１０、転動体２０、外輪部材３０、およびナックル４０を有する。外輪部材３０は、円筒部３１および突出部３４を有する。突出部３４は、外輪側接合面３５を有する。ナックル４０は、アーム部４１および連結部４３を有する。アーム部４１は、ナックル側接合面４４を有する。外輪側接合面３５およびナックル側接合面４４は、摩擦圧接により互いに接合されている。【選択図】図１
2014122680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用軸受装置であって、
前記車両用軸受装置は、ナックル、外輪部材、および内輪部材を有し、
前記内輪部材は、前記外輪部材の内周に配置され、
前記ナックルは、アーム部および連結部を有し、
前記アーム部は、車体に取り付け可能な構造を有し、
前記連結部は、開口部を有し、
前記開口部は、前記連結部を貫通し、
前記外輪部材は、前記開口部に挿入され、摩擦圧接により前記連結部に接合されている
車両用軸受装置。
【請求項２】
前記外輪部材は、円筒部および突出部を有し、
前記円筒部は、挿入側端部を有し、
前記挿入側端部は、前記開口部に挿入され、
前記突出部は、前記円筒部の外周に形成され、前記円筒部から径方向の外側に向けて突出し、摩擦圧接により前記連結部に接合されている
請求項１に記載の車両用軸受装置。
【請求項３】
車両用軸受装置の製造方法であって、
前記車両用軸受装置の製造方法により製造された車両用軸受装置は、ナックル、外輪部材、および内輪部材を有し、
前記内輪部材は、前記外輪部材の内周に配置され、
前記ナックルは、アーム部および連結部を有し、
前記アーム部は、車体に取り付け可能な構造を有し、
前記連結部は、開口部を有し、
前記開口部は、前記連結部を貫通し、
前記外輪部材は、前記開口部に挿入され、摩擦圧接により前記連結部に接合され、
前記車両用軸受装置の製造方法は、摩擦圧接工程を有し、
前記摩擦圧接工程は、前記外輪部材を前記開口部に挿入し、前記外輪部材を前記ナックルに対して回転させ、前記外輪部材と前記連結部とを摩擦圧接により接合する
車両用軸受装置の製造方法。
【請求項４】
前記摩擦圧接工程は、前記外輪部材を前記ナックルに対して回転させているとき、前記外輪部材を冷却する
請求項３に記載の車両用軸受装置の製造方法。
【請求項５】
前記摩擦圧接工程は、前記外輪部材を前記ナックルに対して回転させているとき、治具の円弧面により前記外輪部材の外周面を押さえる
請求項３または４に記載の車両用軸受装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用軸受装置および車両用軸受装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来の車両用軸受装置１００を示す。
車両用軸受装置１００は、外輪部材１１０およびナックル１２０を有する。ボルト１３０は、外輪部材１１０の外輪側摩擦面１１１をナックル１２０のナックル側摩擦面１２１に押し付けている。外輪部材１１０およびナックル１２０は、外輪側摩擦面１１１およびナックル側摩擦面１２１の摩擦力により互いに固定されている。なお、特許文献１は、従来の車両用軸受装置の一例を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２３６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両用軸受装置１００は、外輪側摩擦面１１１およびナックル側摩擦面１２１の摩擦力により外輪部材１１０およびナックル１２０を互いに固定している。このため、外輪部材１１０またはナックル１２０に外部から大きな力が作用したとき、外輪側摩擦面１１１およびナックル側摩擦面１２１に滑りが生じるおそれがある。外輪側摩擦面１１１およびナックル側摩擦面１２１に滑りが生じたとき、外輪部材１１０およびナックル１２０にがたつきが生じる。
【０００５】
本発明は、以上の背景をもとに創作されたものであり、外輪部材およびナックルにがたつきが生じることを抑制する車両用軸受装置、および車両用軸受装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本手段の一形態は、「車両用軸受装置であって、前記車両用軸受装置は、ナックル、外輪部材、および内輪部材を有し、前記内輪部材は、前記外輪部材の内周に配置され、前記ナックルは、アーム部および連結部を有し、前記アーム部は、車体に取り付け可能な構造を有し、前記連結部は、開口部を有し、前記開口部は、前記連結部を貫通し、前記外輪部材は、前記開口部に挿入され、摩擦圧接により前記連結部に接合されている車両用軸受装置」を含む。
【０００７】
本手段の一形態は、「車両用軸受装置の製造方法であって、前記車両用軸受装置の製造方法により製造された車両用軸受装置は、ナックル、外輪部材、および内輪部材を有し、前記内輪部材は、前記外輪部材の内周に配置され、前記ナックルは、アーム部および連結部を有し、前記アーム部は、車体に取り付け可能な構造を有し、前記連結部は、開口部を有し、前記開口部は、前記連結部を貫通し、前記外輪部材は、前記開口部に挿入され、摩擦圧接により前記連結部に接合され、前記車両用軸受装置の製造方法は、摩擦圧接工程を有し、前記摩擦圧接工程は、前記外輪部材を前記開口部に挿入し、前記外輪部材を前記ナックルに対して回転させ、前記外輪部材と前記連結部とを摩擦圧接により接合する車両用軸受装置の製造方法」を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本車両用軸受装置および車両用軸受装置の製造方法は、外輪部材およびナックルにがたつきが生じることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の車両用軸受装置の断面図。
【図２】第１実施形態の把持工程に関する図であり、軸方向において破断された外輪部材およびナックルの断面図。
【図３】第１実施形態の把持工程に関する図であり、図２のＺ２−Ｚ２線において断面された外輪部材およびナックルの断面図。
【図４】第１実施形態の挿入工程および回転工程に関する図であり、軸方向において破断された外輪部材およびナックルの断面図。
【図５】第２実施形態の外輪部材およびナックルの断面図。
【図６】第２実施形態の把持工程に関する図であり、軸方向において破断された外輪部材およびナックルの断面図。
【図７】第２実施形態の挿入工程および回転工程に関する図であり、軸方向において破断された外輪部材およびナックルの断面図。
【図８】従来の車両用軸受装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
図１を参照して、車両用軸受装置１の構成について説明する。
車両用軸受装置１は、内輪部材１０、複数の転動体２０、外輪部材３０、およびナックル４０を有する。車両用軸受装置１は、転動体２０として玉を有する。
【００１１】
内輪部材１０は、ハブフランジ１１および内輪体１６を有する。ハブフランジ１１は、円筒部１２およびフランジ部１５を有する。円筒部１２は、内輪体配置部１３および転動体配置部１４を有する。
【００１２】
内輪体配置部１３の外径は、転動体配置部１４の外径よりも小さい。内輪体配置部１３は、ハブフランジ１１の軸方向Ｘと直交する内輪体突当面１３Ａを有する。フランジ部１５は、円筒部１２の外周に形成されている。フランジ部１５は、円筒部１２から径方向の外側に向けて突出している。
【００１３】
内輪体１６は、内輪体配置部１３の外周に嵌め込まれている。内輪体１６は、内輪体突当面１３Ａに突き当てられている。内輪体配置部１３の外周面は、転動体２０の軌道面を形成している。内輪体１６の外周面は、転動体２０の軌道面を形成している。
【００１４】
外輪部材３０は、外周面３０Ａ、内周面３０Ｂ、円筒部３１、および突出部３４を有する。外輪部材３０は、炭素鋼により形成されている。内周面３０Ｂは、転動体２０の軌道面を形成している。内周面３０Ｂには、高周波熱処理が施されている。
【００１５】
円筒部３１は、挿入側端部３２および車外側端部３３を有する。挿入側端部３２は、円筒部３１のうちの軸方向Ｘの一方の端部を形成している。車外側端部３３は、円筒部３１のうちの軸方向Ｘの他方の端部を形成している。突出部３４は、外輪側接合面３５を有する。突出部３４は、円筒部３１の外周に形成されている。突出部３４は、円筒部３１から径方向の外側に向けて突出している。
【００１６】
ナックル４０は、アーム部４１および連結部４３を有する。ナックル４０は、鋳鉄により形成されている。アーム部４１は、車体（図示略）に取り付けるための取付孔４２を有する。
【００１７】
連結部４３は、外輪部材３０が取り付けられる部分として形成されている。連結部４３は、アーム部４１の内周に形成されている。連結部４３は、ナックル側接合面４４および開口部４５を有する。連結部４３は、円筒形状を有する。開口部４５は、連結部４３を貫通している。
【００１８】
ナックル側接合面４４は、軸方向Ｘと直交する面として形成されている。ナックル側接合面４４は、開口部４５の外周に形成されている。ナックル側接合面４４は、外輪側接合面３５と対向している。
【００１９】
ナックル側接合面４４および外輪側接合面３５は、摩擦圧接により互いに接合されている。ナックル側接合面４４および外輪側接合面３５は、外輪部材３０およびナックル４０を一体化している。
【００２０】
複数の転動体２０の一部は、内輪体１６の軌道面と外輪部材３０の軌道面との間に配置される。複数の転動体２０の一部は、転動体配置部１４の軌道面と外輪部材３０の軌道面との間に配置される。
【００２１】
図２〜図４を参照して、車両用軸受装置１の製造方法について説明する。
車両用軸受装置１の製造方法は、部品製造工程および摩擦圧接工程を有する。内輪部材１０、転動体２０、外輪部材３０、およびナックル４０は、部品製造工程において個別に製造される。
【００２２】
摩擦圧接工程は、把持工程、挿入工程、および回転工程を有する。摩擦圧接工程は、治具５０を用いる。治具５０は、図３に示されるとおり、３つの把持部５１を有する。各把持部５１は、円弧形状の円弧面５２を有する。各把持部５１の円弧面５２は、同一の仮想円上に位置する。
【００２３】
把持工程は、図２および図３に示される作業状態を形成する。ナックル４０は、固定部（図示略）により固定される。車外側端部３３は、治具５０により固定される。治具５０の各円弧面５２は、車外側端部３３の外周面に接触することにより、車外側端部３３を外輪部材３０の中心軸に向けて押えている。
【００２４】
挿入工程は、図４に示される作業状態を形成する。挿入側端部３２は、開口部４５に挿入される。外輪側接合面３５は、挿入側端部３２が開口部４５に挿入されることにより、ナックル側接合面４４に押し付けられる。
【００２５】
回転工程は、図４に示される作業状態を形成する。外輪部材３０は、外輪側接合面３５がナックル側接合面４４に押し付けられた状態において、治具５０により回転させられる。このため、外輪側接合面３５およびナックル側接合面４４は、摩擦熱を発生する。このため、外輪側接合面３５およびナックル側接合面４４は、発生した摩擦熱により互いに接合される。
【００２６】
車両用軸受装置１の作用について説明する。
車両用軸受装置１は、摩擦圧接により外輪部材３０およびナックル４０が一体化された構造を有する。このため、車両用軸受装置１は、外輪部材３０およびナックル４０がボルトにより固定されたと仮定した構成と比較して、外輪部材３０およびナックル４０のがたつきが生じにくい。また、車両用軸受装置１は、外輪部材３０およびナックル４０が溶接により一体化されたと仮定した構成と比較して、外輪部材３０およびナックル４０のひずみが小さい。
【００２７】
溶接は、部材の変形をともなう溶融により、異なる部材同士を互いに接合する。このため、外輪部材３０およびナックル４０が溶接により互いに接合されると仮定した場合、外輪部材３０およびナックル４０が大きく変形するおそれがある。一方、摩擦圧接は、異なる部材同士の接触面を摩擦熱により互いに接合する。このため、摩擦圧接は、溶接と比較して部材の変形が生じにくい。このため、車両用軸受装置１は、外輪部材３０およびナックル４０のひずみが小さい。
【００２８】
車両用軸受装置１は、以下の効果を奏する。
（１）車両用軸受装置１は、外輪部材３０およびナックル４０が摩擦圧接により一体化された構造を有する。このため、外輪部材３０およびナックル４０のがたつきが生じにくい。また、外輪部材３０およびナックル４０のひずみが小さい。
【００２９】
（２）外輪側接合面３５およびナックル側接合面４４は、回転工程において摩擦熱を発生する。このため、車外側端部３３は、径方向の外側に反る変形を生じるおそれを有する。一方、車外側端部３３は、治具５０の円弧面５２により押えられている。このため、摩擦熱により車外側端部３３の変形が生じることが抑制される。
【００３０】
（３）外輪部材３０は、摩擦圧接によりナックル４０と接合されている。このため、ボルトを挿入するためのボルト孔が突出部３４に形成されると仮定した構成と比較して、突出部３４を小さくすることができる。このため、外輪部材３０は、車両用軸受装置１の軽量化に貢献する。
【００３１】
（第２実施形態）
第２実施形態の車両用軸受装置１は、第１実施形態の車両用軸受装置１と比較して、以下の部分において異なる構成を有し、その他の部分において同一の構成を有する。なお、第２実施形態の車両用軸受装置１の説明は、第１実施形態の車両用軸受装置１と共通する構成に対して、第１実施形態の車両用軸受装置１と同一の符号を付している。
【００３２】
図５を参照して、車両用軸受装置１の構成について説明する。
第２実施形態の車両用軸受装置１は、第１実施形態の外輪部材３０から突出部３４を省略した構造を有する。外輪部材３０は、外周面３０Ａ、内周面３０Ｂ、および円筒部３１を有する。外周面３０Ａおよび開口部４５は、摩擦圧接により互いに接合されている。このため、外輪部材３０およびナックル４０が一体化されている。
【００３３】
図６および図７を参照して、摩擦圧接工程について説明する。
把持工程は、図６に示される作業状態を形成する。把持工程は、第１実施形態の把持工程と実質的に同じ内容を有する。ナックル４０は、固定具（図示略）により固定される。
【００３４】
挿入工程は、図７に示される作業状態を形成する。挿入側端部３２は、開口部４５に挿入される。挿入側端部３２の外周面３０Ａは、挿入側端部３２が開口部４５に挿入されることにより、開口部４５の壁面に接触する。
【００３５】
回転工程は、図７に示される作業状態を形成する。冷却装置６０は、外輪部材３０を冷却する。冷却装置６０は、外輪部材３０の内周面３０Ｂに冷却水を噴射する。冷却装置６０は、外輪部材３０の回転が開始する前から冷却水を噴射する。
【００３６】
外輪部材３０は、挿入側端部３２の外周面３０Ａが開口部４５の壁面に押し付けられた状態において、治具５０により回転させられる。このため、挿入側端部３２の外周面３０Ａおよび開口部４５の壁面は、摩擦熱を発生する。このため、挿入側端部３２の外周面３０Ａおよび開口部４５の壁面は、発生した摩擦熱により互いに接合される。
【００３７】
第２実施形態の車両用軸受装置１は、第１実施形態の車両用軸受装置１が奏する（１）〜（３）の効果と実質的に同じ効果を奏する。また、第２実施形態の車両用軸受装置１は、以下の効果を奏する。
【００３８】
（４）外輪部材３０は、回転工程において冷却装置６０により冷却される。このため、外輪部材３０の軌道面の熱が冷却水により吸収される。このため、外輪部材３０の軌道面に焼き鈍りが発生することが抑制される。
【００３９】
（その他の実施形態）
本車両用軸受装置は、上記各実施形態以外の実施形態を含む。以下、本車両用軸受装置のその他の実施形態としての上記各実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることができる。
【００４０】
・第２実施形態の外輪部材３０は、回転工程において冷却装置６０により冷却される。ただし、回転工程の内容は、第２実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の外輪部材３０は、冷却装置６０による冷却が省略される。
【００４１】
・第２実施形態の冷却装置６０は、外輪部材３０の内周面３０Ｂに冷却水を噴射する。ただし、冷却水の噴射箇所は、第２実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の冷却装置６０は、外輪部材３０の外周面３０Ａに冷却水を噴射する。
【００４２】
・第２実施形態の外輪部材３０は、突出部３４を有していない。ただし、外輪部材３０の構成は、第２実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の外輪部材３０は、突出部３４を有する。
【００４３】
・各実施形態の外輪部材３０は、回転工程において治具５０により回転させられる。ただし、回転工程の内容は、各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の外輪部材３０は、治具５０により挿入側端部３２が外輪部材３０の中心軸に向けて押えられ、治具５０とは異なる装置により回転させられる。
【００４４】
・各実施形態の把持部５１は、円弧面５２を有する。ただし、治具５０の構成は、各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の把持部５１は、円弧面５２に代えて爪部を有する。この爪部は、円弧面５２と比較して、外輪部材３０との接触面積が小さい。この爪部は、外輪部材３０を把持する。
【００４５】
・各実施形態のナックル４０は、鋳鉄により形成されている。ただし、ナックル４０の構成は、各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例のナックル４０は、アルミ合金により形成されている。
【００４６】
・各実施形態の車両用軸受装置１は、転動体２０として玉を有する。ただし、車両用軸受装置１の構成はこれに限られない。変形例の車両用軸受装置１は、転動体の一例として、ころを有する。
【００４７】
・各実施形態の車両用軸受装置１は、内輪体１６の外周面およびハブフランジ１１の外周面により転動体２０の内輪側の軌道面が形成される構造を有する。ただし、内輪側の軌道面の構成は、各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の車両用軸受装置１は、内輪体１６に代えて、軌道面が内輪体１６よりも大きい大型内輪体を有する。大型内輪体は、内輪側の軌道面の全部を形成する。
【００４８】
（実施形態の記載に基づく付記事項）
上記実施形態に記載の事項を上位概念化した事項を以下に記載する。
（付記１）前記円筒部は、挿入側端部を有し、前記挿入側端部は、前記開口部に挿入され、前記挿入側端部の外周面は、前記開口部の壁面に摩擦圧接により接合されている請求項１に記載の車両用軸受装置。
【符号の説明】
【００４９】
１…車両用軸受装置、１０…内輪部材、１１…ハブフランジ、１２…円筒部、１３…内輪体配置部、１３Ａ…内輪体突当面、１４…転動体配置部、１５…フランジ部、１６…内輪体、２０…転動体、３０…外輪部材、３０Ａ…外周面、３０Ｂ…内周面、３１…円筒部、３２…挿入側端部、３３…車外側端部、３４…突出部、３５…外輪側接合面、４０…ナックル、４１…アーム部、４２…取付孔、４３…連結部、４４…ナックル側接合面、４５…開口部、５０…治具、５１…把持部、５２…円弧面、６０…冷却装置。
【図１】
2014122680.tif 000003
【図２】
2014122680.tif 000004
【図３】
2014122680.tif 000005
【図４】
2014122680.tif 000006
【図５】
2014122680.tif 000007
【図６】
2014122680.tif 000008
【図７】
2014122680.tif 000009
【図８】
2014122680.tif 000010