(57)【要約】【課題】  製品品質の信頼性を高めると共に、加工工数を低減して低コスト化を図った車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】  第３世代構造の車輪用軸受装置において、外方部材１０におけるカウンタボア１３が、外側転走面１０ａの溝底から軸方向に延びる平坦部１３ａと、この平坦部１３ａから外径に所定の段差を介して軸方向に延びるカウンタ広がり部１３ｂとで構成され、平坦部１３ａが外側転走面１０ａの溝底を残してストレート状に形成されると共に、カウンタ広がり部１３ｂの内径ｄ１が溝底径ｄ０よりも大径に設定されているので、軸受組立時にボール６に打ち傷が発生するのを防止して製品品質の信頼性を高めると共に、鍛造重量の低減と加工工数を低減して低コスト化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪相当部材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を備えた車輪用軸受装置において、
前記外方部材におけるカウンタボアの内径が、前記外側転走面の溝底径よりも大径に設定されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記外方部材が、炭素の含有量が０．４０〜０．８０重量％である炭素鋼製の素材から熱間鍛造が施されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記カウンタボアが、前記外側転走面の溝底から軸方向に延びる平坦部と、この平坦部から外径に所定の段差を介して軸方向に延びるカウンタ広がり部とで構成され、前記平坦部が前記外側転走面の溝底を残してストレート状に形成されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記内方部材が、前記ハブ輪と、このハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪とからなり、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り、軸受予圧が付与された状態で前記ハブ輪に対して前記内輪が軸方向に固定されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、低コスト化と共に、品質向上を図った車輪用軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両の車輪用軸受装置には、駆動輪用のものと従動輪用のものとがある。特に、自動車の懸架装置に対して車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置は、低コスト化は言うまでもなく、燃費向上のための軽量・コンパクト化が進んでいる。その従来構造の代表的な一例として、図５に示すような従動輪用の車輪用軸受装置が知られている。
【０００３】
この車輪用軸受装置は第３世代と称され、ハブ輪５１と内輪５２と外輪５３、および複列のボール５４、５４とを備えている。ハブ輪５１は、その一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５５を一体に有し、外周に内側転走面５１ａと、この内側転走面５１ａから軸方向に延びる小径段部５１ｂが形成されている。また、車輪取付フランジ５５の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト５６が植設されている。
【０００４】
ハブ輪５１の小径段部５１ｂには、外周に内側転走面５２ａが形成された内輪５２が圧入されている。そして、ハブ輪５１の小径段部５１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５１ｃにより、ハブ輪５１に対して内輪５２が軸方向へ抜けるのを防止している。
【０００５】
外輪５３は、外周に車体取付フランジ５３ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面５３ａ、５３ａが形成されている。この複列の外側転走面５３ａ、５３ａと対向する内側転走面５１ａ、５２ａの間には複列のボール５４、５４が転動自在に収容されている。そして、外輪５３の端部にはシール５７およびエンドキャップ５８がそれぞれ装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、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。
【０００６】
ハブ輪５１は、炭素の含有量が０．４０〜０．８０重量％である炭素鋼製の素材に鍛造を施すことにより一体に形成され、斜格子で示した部分、すなわち、車輪取付フランジ５５の基部から内側転走面５１ａ、および小径段部５１ｂに亙って高周波焼入れ等によって表面が硬化処理されている。なお、加締部５１ｃは、鍛造後の素材表面硬さの生のままとしている。一方、内輪５２は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼のような高炭素鋼製とし、芯部まで焼入れ硬化されている。
【０００７】
これにより、低コストで充分な耐久性を有する車輪用軸受装置が実現でき、加締部５１ｃに亀裂等の損傷が発生することを防止すると共に、この加締部５１ｃによりハブ輪５１に固定される内輪５２の内径が実用上問題になる程度変化するのを防止できる。そして、この内輪５２がその固定作業に伴って損傷する可能性を低くすると共に、予圧を適正値に維持でき、しかも部品点数、部品加工、組立工数の削減によってコスト低減が図れる。
【特許文献１】特開平１１−１２９７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような従来の車輪用軸受装置では、加締作業に伴って予圧や転がり疲労寿命等の耐久性に影響を及ぼす程、内輪５２の内径を大きく変形させるような力が作用するのを防止することができる。然しながら、最近では、こうした品質の信頼性をさらに向上させる要求が厳しくなっていると共に、市場の価格競争に対応すべく、一層の低コスト化を図るためのデザインレビューが活発に実施されている。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、製品品質の信頼性を高めると共に、加工工数を低減して低コスト化を図った車輪用軸受装置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】
【００１０】
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、外周に車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪相当部材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を備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材におけるカウンタボアの内径が、前記外側転走面の溝底径よりも大径に設定されている構成を採用した。
【００１１】
このように、第３世代あるいは第４世代構造の車輪用軸受装置において、外方部材におけるカウンタボアの内径が、外側転走面の溝底径よりも大径に設定されているので、軸受組立時にボールに打ち傷が発生するのを防止して製品品質の信頼性を高めると共に、加工工数を低減して低コスト化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記外方部材が、炭素の含有量が０．４０〜０．８０重量％である炭素鋼製の素材から熱間鍛造が施されていれば、鍛造重量が低減でき、軽量化と共に鍛造コストが削減できる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明のように、前記カウンタボアが、前記外側転走面の溝底から軸方向に延びる平坦部と、この平坦部から外径に所定の段差を介して軸方向に延びるカウンタ広がり部とで構成され、前記平坦部が前記外側転走面の溝底を残してストレート状に形成されていれば、溝底径を正確に計測することができる。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明のように、前記内方部材が、前記ハブ輪と、このハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪とからなり、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り、軸受予圧が付与された状態で前記ハブ輪に対して前記内輪が軸方向に固定されていれば、軽量・コンパクト化と共に、長期間に亘って適正な軸受予圧を維持することができるセルフリテイン構造を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る車輪用軸受装置は、外周に車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪相当部材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を備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材におけるカウンタボアの内径が、前記外側転走面の溝底径よりも大径に設定されているので、軸受組立時にボールに打ち傷が発生するのを防止して製品品質の信頼性を高めると共に、加工工数を低減して低コスト化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
外周に車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる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圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪と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り、軸受予圧が付与された状態で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、前記外方部材におけるカウンタボアが、前記外側転走面の溝底から軸方向に延びる平坦部と、この平坦部から外径に所定の段差を介して軸方向に延びるカウンタ広がり部とで構成され、前記平坦部が前記外側転走面の溝底を残してストレート状に形成されると共に、前記カウンタ広がり部の内径が前記溝底よりも大径に設定されている。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基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一実施形態を示す縦断面図、図２は図１の要部拡大図、図３は、図２との比較をするための説明図である。図４（ａ）は、本発明に係る外方部材の旋削取代を示す模式図、（ｂ）は、従来の外方部材の旋削取代を示す模式図である。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トボード側（図面左側）、中央寄り側をインボード側（図面右側）という。
【００１７】
この車輪用軸受装置は従動輪側の第３世代と称され、内方部材１と外方部材１０、および両部材１、１０間に転動自在に収容された複列のボール６、６とを備えている。内方部材１は、ハブ輪２と、このハブ輪２に所定のシメシロを介して圧入された内輪３とからなる。
【００１８】
ハブ輪２は、アウトボード側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ４を一体に有し、この車輪取付フランジ４の円周等配位置に車輪を固定するためのハブボルト５が植設されている。また、ハブ輪２の外周には内側転走面２ａと、この内側転走面２ａから軸方向に延びる軸状の小径段部２ｂが形成されている。そして、外周に内側転走面３ａが形成された内輪３がこの小径段部２ｂに圧入され、さらに、小径段部２ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部２ｃにより、所定の軸受予圧が付与された状態で、ハブ輪２に対して内輪３が軸方向に固定されている。これにより、軽量・コンパクト化と共に、長期間に亘って適正な軸受予圧を維持することができるセルフリテイン構造を提供することができる。
【００１９】
外方部材１０は、外周に車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ１０ｂを一体に有し、内周に前記内方部材１の内側転走面２ａ、３ａに対向する複列の外側転走面１０ａ、１０ａが一体に形成されている。そして、それぞれの転走面１０ａ、２ａと１０ａ、３ａ間に複列のボール６、６が収容され、保持器７、７によりこれら複列のボール６、６が転動自在に保持されている。また、外方部材１０の端部にはシール８、９が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、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。
【００２０】
ハブ輪２は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中炭素鋼で形成され、アウトボード側の内側転走面２ａをはじめ、シール８が摺接するシールランド部、および小径段部２ｂに亙り高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層１１が形成されている（図中クロスハッチングにて示す）。なお、加締部２ｃは、鍛造後の素材表面硬さ２５ＨＲＣ以下の未焼入れ部としている。このような焼入れパターンによって、車輪取付フランジ４の基部となるシールランド部は耐摩耗性が向上するばかりでなく、車輪取付フランジ４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、ハブ輪２の耐久性が一層向上する。一方、内輪３は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。
【００２１】
また、外方部材１０は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中炭素鋼で形成され、複列の外側転走面１０ａ、１０ａをはじめ、シール８、９が嵌合する端部内径面に亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層１２が形成されている（図中クロスハッチングにて示す）。こうした焼入れパターンによって、軽量化のために薄肉化された外方部材１０であっても充分な機械的強度を有し、所望の耐久性を確保することができる。
【００２２】
ここで、本出願人はデザインレビューを繰り返し実施し、製品品質の信頼性を高めると共に、さらなる低コスト化を図るために、鍛造重量の低減と旋削取代および研削取代の低減に伴う工数削減に着目した。
【００２３】
本実施形態では、図２に拡大して示すように、外方部材１０における外側転走面１０ａのカウンタボア１３が、外側転走面１０ａの溝底から軸方向に延びる平坦部１３ａと、この平坦部１３ａから外径に０．１〜０．５ｍｍの範囲の段差を介して軸方向に延びるストレート状のカウンタ広がり部１３ｂとで構成され、カウンタ広がり部１３ｂの内径ｄ１が外側転走面１０ａの溝底径ｄ０より大径に設定されている（ｄ１＞ｄ０）。これにより、鍛造重量が低減できると共に、旋削取代および研削取代が低減でき、加工工数の削減を図ることができる。なお、カウンタボア１３の平坦部１３ａは、外側転走面１０ａの溝底からストレート状に延びていても良いが、溝底径ｄ０を正確に計測する上で、溝底を残してストレート状に形成されるのが好ましい。また、カウンタ広がり部１３ｂは、軸受外方側に漸次大径になるテーパ状に形成されていても良い。
【００２４】
外方部材１０は、旋削取代を残した状態で素材を熱間鍛造によって形成されるが、この種の外方部材１０においては、図４（ａ）（ｂ）に示すように、外側転走面１０ａの部位、すなわち、アンダーカット部には離型性を考慮して僅かな抜け勾配が設けられている。そして、旋削取代は、カウンタボア１３、１３’の内径を基準として決定されるため、従来の外方部材１０’では、図４（ｂ）に示すように、外側転走面１０ａ’のアンダーカット量が大きくなり、それに伴って外側転走面１０ａ’の旋削取代（図中ハッチングにて示す）および研削取代が多くなって加工工数が著しく増大することになる。
【００２５】
一方、本発明に係る外方部材１０では、図４（ａ）に示すように、カウンタボア１５が外側転走面１０ａの溝底径よりも大径に形成されているため、外側転走面１０ａのアンダーカット量が減少し、外側転走面１０ａの旋削取代（図中ハッチングにて示す）が格段に低減でき、加工工数の削減を図ることができる。さらには、後工程での研削取代も低減でき、鍛造重量の低減に伴う鍛造コストの削減に加え、切削コストが削減でき低コスト化を図ることができる。
【００２６】
一般的に単列のアンギュラ玉軸受や車輪用軸受として適用される複列アンギュラ玉軸受、すなわち、内周に複列の外側転走面が形成された外輪（外方部材）と、外周にこの複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された一対の内輪とを備えた第１世代構造、あるいは、外輪に懸架装置に固定するための車体取付フランジが一体に形成された第２世代および第３世代構造においては、図３に示すように、軸受組立時や搬送時に内輪３および保持器（図示せず）で保持されたボール６が外輪１０’から脱落しないように、内輪３だけでなく、外輪１０’にもカウンタボア１３’が形成され、このカウンタボア１３’の内径ｄ２が、外側転走面１０ａの溝底径ｄ０に対して所定の直径シメシロ（かかり代）だけ小径に設定されている。
【００２７】
然しながら、本発明に係る第３世代の車輪用軸受装置の場合、ハブ輪２の小径段部２ｂに内輪３が圧入されて内輪３の位置決め固定が完了するため、軸受組立時（シール９の装着や揺動加締工程等）や搬送時に外方部材１０から内輪３およびボール６が脱落することはない。
【００２８】
さらに、本実施形態では、カウンタボア１３が、外側転走面１０ａの溝底から軸方向に延びる平坦部１３ａと、この平坦部１３ａから外径に段差を介して軸方向に延びるカウンタ広がり部１３ｂとで構成され、このカウンタ広がり部１３ｂの内径ｄ１が溝底径ｄ０より大径に形成されているため、外方部材１０の外側転走面１０ａにボール６を挿入する工程において、ボール６がカウンタボア１３に干渉することはなく作業性が格段に向上すると共に、ボール６に打ち傷が発生するのを防止し、製品品質の信頼性を向上させることができる。
【００２９】
なお、ここでは、ハブ輪２の小径段部２ｂに内輪３を圧入し、小径段部２ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部２ｃによって内輪３を固定した、所謂第３世代のセルフリテイン構造の車輪用軸受装置について説明したが、こうしたセルフリテイン構造に限らず、本発明に係る車輪用軸受装置は、図示はしないが、ハブ輪の小径段部に単に内輪が圧入固定された第３世代構造、あるいはハブ輪の外周と、等速自在継手を構成する外側継手部材の外周に内側転走面がそれぞれ直接形成された第４世代構造であっても良い。
【００３０】
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。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に係る車輪用軸受装置は、外周に車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周にアウトボード側の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる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圧入され、外周にインボード側の内側転走面が形成された内輪からなる内方部材とを備えた駆動輪側および従動輪側の第３世代構造の車輪用軸受装置、あるいは前記ハブ輪の小径段部に嵌合され、インボード側の内側転走面が形成された外側継手部材を備えた第４世代構造の車輪用軸受装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】同上、要部拡大図である。
【図３】図２との比較をするための説明図である。
【図４】（ａ）は、本発明に係る外方部材の旋削取代を示す模式図である。  （ｂ）は、従来の外方部材の旋削取代を示す模式図である。
【図５】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・・・・・・・内方部材
２・・・・・・・・・ハブ輪
２ａ、３ａ・・・・・内側転走面
２ｂ・・・・・・・・小径段部
２ｃ・・・・・・・・加締部
３・・・・・・・・・内輪
４・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５・・・・・・・・・ハブボルト
６・・・・・・・・・ボール
７・・・・・・・・・保持器
８・・・・・・・・・アウトボード側のシール
９・・・・・・・・・インボード側のシール
１０、１０’・・・・外方部材
１０ａ、１０ａ’・・外側転走面
１０ｂ・・・・・・・車体取付フランジ
１１、１２・・・・・硬化層
１３、１３’・・・・カウンタボア
１３ａ・・・・・・・平坦部
１３ｂ・・・・・・・カウンタ広がり部
５１・・・・・・・・ハブ輪
５１ａ、５２ａ・・・内側転走面
５１ｂ・・・・・・・小径段部
５１ｃ・・・・・・・加締部
５２・・・・・・・・内輪
５３・・・・・・・・外輪
５３ａ・・・・・・・外側転走面
５３ｂ・・・・・・・車体取付フランジ
５４・・・・・・・・ボール
５５・・・・・・・・車輪取付フランジ
５６・・・・・・・・ハブボルト
５７・・・・・・・・シール
５８・・・・・・・・エンドキャップ
ｄ０・・・・・・・・外側転走面の溝底径
ｄ１、ｄ２・・・・・カウンタボアの内径
【図１】
2006316874.tif 000003
【図２】
2006316874.tif 000004
【図３】
2006316874.tif 000005
【図４】
2006316874.tif 000006
【図５】
2006316874.tif 000007