(57)【要約】【課題】加工工数とマテリアルロスの削減による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】ボルト孔１４が形成される部分を径方向外方に突出させて形成された車体取付フランジ２ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面２ａが形成された外方部材２を備えた車輪用軸受装置において、車体取付フランジ２ｂの幅方向略中央部に鍛造金型の合せ面が設定され、車体取付フランジ２ｂのインナー側の側面１１に、ナックルが嵌合する外径面１３周辺の環状基部１２ａから径方向外方に延びるリブ１２と、ボルト孔１４の周辺を避けて、ボルト孔１４間に所定の段差δを有する凹所１５が鍛造加工により形成され、この凹所１５により車体取付フランジ２ｂの肉厚が、環状基部１２ａから径方向外方に向って漸次薄肉となるように形成されると共に、リブ１２と外径面１３が切削加工により所定の形状・寸法に形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周にナックルに固定されるための複数のボルト孔が形成された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、
外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、
前記車体取付フランジが、前記ボルト孔が形成される部分を径方向外方に突出させて形成され、この車体取付フランジの幅方向略中央部に鍛造金型の合せ面が設定され、当該車体取付フランジのインナー側の側面に、前記ナックルが嵌合する外径面周辺の環状基部から径方向外方に延びるリブと、前記ボルト孔の周辺を避けて、当該ボルト孔間に所定の段差を有する凹所が鍛造加工により形成されると共に、前記リブと外径面が機械加工により所定の形状・寸法に形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記車体取付フランジの肉厚が、前記環状基部から径方向外方に向って漸次薄肉となるよう、前記凹所が所定の段差に形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記車体取付フランジの両外縁部に所定の曲率半径からなる円弧状の面取り部が鍛造加工により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】
前記リブの外縁部に所定の曲率半径からなる円弧状の面取り部が鍛造加工により形成されている請求項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、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、加工工数とマテリアルロスの削減による低コスト化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】
従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。この車輪用軸受装置には、所望の軸受剛性を有し、ミスアライメントに対しても耐久性を発揮すると共に、燃費向上の観点から回転トルクが小さい複列アンギュラ玉軸受が多用されている。この複列アンギュラ玉軸受は、固定輪と回転輪との間に複数のボールを介在させ、このボールに所定の接触角を付与して固定輪および回転輪に接触させている。
【０００３】
また、車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第１世代と称される構造から、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第２世代構造、また、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第３世代構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第４世代構造とに大別されている。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ター側（図面左側）、中央寄り側をインナー側（図面右側）という。
【０００４】
こうした複列の転がり軸受で構成された車輪用軸受装置において、丸棒状の素材に鍛造加工を施して外方部材を製造する方法で、厳しい条件下で使用する場合でも、転走面に早期剥離が発生するのを防止して耐久性を充分に確保したものとして図３に示すものが知られている。
【０００５】
この車輪用軸受装置における外方部材５０は、外周にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ５０ｂを一体に有し、内周に断面円弧状の複列の外側転走面５０ａ、５０ａが形成されている。この外方部材５０は、中心軸を含む切断面で、複数の輪状のフローラインが中心から外側に向って重なってなる略年輪状のファイバーフローのうち、最も中心部に位置するフローラインにより、その外縁を規定される内側部分（図中梨地で示すイ部）を、軸方向に関して複列の外側転走面５０ａ、５０ａから外れたこれら複列の外側転走面５０ａ、５０ａ同士の間に位置させている。
【０００６】
この外方部材５０は、図４に示すような工程で製造される。先ず、第１工程として、外方部材５０を構成する炭素鋼で軸方向寸法が長い丸棒状の素材５１に、加熱しつつ、軸方向に圧縮する据え込み加工が施される（ａ）。そして、この据え込み加工により、軸方向寸法が短く、かつ、直径が大きい短円柱状の第１中間素材５２が得られる（ｂ）。次いで、第２工程として、この第１中間素材５２に鍛造加工が施され、外方部材５０の大まかな形状を有し、車体取付フランジ５０ｂが形成された第２中間素材５３が得られる（ｃ）。この第２工程で、第２中間素材５３の軸方向両端面の中心部に、それぞれ凹部５３ａ、５３ｂが形成される。また、後工程で打ち抜き加工により打ち抜くべき円板部５４が、この第２中間素材５３の両凹部５３ａ、５３ｂの間部分で、軸方向に関して複列の外側転走面５０ａ、５０ａが形成されるべき部分同士の間部分に設けられる。次に、第３工程として、前記第２中間素材５３の中間部に設けられた円板部５４が打ち抜き加工を施すことによって削除されて内径部５６が形成され、第３中間素材５５が得られる（ｄ）。
【０００７】
前記第２工程により、この第３中間素材５５の中心軸を含む切断面で、複数の輪が中心から外側に向って重なってなる略年輪状のファイバーフローのうち、最も中心部に位置するフローラインにより、その外縁を規定する内側部分（図３のイ部）が、軸方向に関して複列の外側転走面５０ａ、５０ａから外れたこれら複列の外側転走面５０ａ、５０ａ同士の間に位置するように鍛造加工が施されている。これにより、外側転走面５０ａ付近に非金属介在物が生じ難くでき、厳しい条件下で使用する場合でも、これら複列の外側転走面２ａ、２ａでの早期剥離の発生を防止して耐久性を充分確保することができる。また、これら複列の外側転走面２ａ、２ａ付近に偏析も生じ難くすることができるため、高周波焼入れ時の焼入れ性の向上を図ることができる。
【特許文献１】特開２００５−１８０６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
こうした従来の外方部材５０は、鍛造工程で所定の鍛造形状、すなわち、ナックル（図示せず）が嵌合する車体取付フランジ５０ｂのインナー側の側面５７と外径面５８をはじめ、両端面から内周面に亙って所定の旋削取代を残した鍛造形状に形成され、その後、旋削加工によって所定の形状・寸法に仕上げられる。通常、図５（ａ）に示すように、車体取付フランジ５０ｂのインナー側の側面５７に対応する部位が鍛造金型の合せ面とされ、この合せ面を起点にインナー側の側面５７と外径面５８が旋削加工される（図中二点鎖線にて示す）。
【０００９】
然しながら、インナー側の側面５７が鍛造金型の合せ面となっているので、図５（ｂ）にクロスハッチングにて示すように、必要以上のエリアを旋削加工せざるを得ない。これでは、この部位の旋削加工量が増えて加工工数が嵩むだけでなく、鍛造素材の投入量が増大してマテリアルロスが多くなり、製品の低コスト化を図る上で阻害要因となる。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、加工工数とマテリアルロスの削減による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している。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、外周にナックルに固定されるための複数のボルト孔が形成された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、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、前記車体取付フランジが、前記ボルト孔が形成される部分を径方向外方に突出させて形成され、この車体取付フランジの幅方向略中央部に鍛造金型の合せ面が設定され、当該車体取付フランジのインナー側の側面に、前記ナックルが嵌合する外径面周辺の環状基部から径方向外方に延びるリブと、前記ボルト孔の周辺を避けて、当該ボルト孔間に所定の段差を有する凹所が鍛造加工により形成されると共に、前記リブと外径面が機械加工により所定の形状・寸法に形成されている。
【００１２】
このように、外周にナックルに固定されるための複数のボルト孔が形成された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を備えた車輪用軸受装置において、車体取付フランジが、ボルト孔が形成される部分を径方向外方に突出させて形成され、この車体取付フランジの幅方向略中央部に鍛造金型の合せ面が設定され、インナー側の側面に、ナックルが嵌合する外径面周辺の環状基部から径方向外方に延びるリブと、ボルト孔の周辺を避けて、当該ボルト孔間に所定の段差を有する凹所が鍛造加工により形成されると共に、リブと外径面が機械加工により所定の形状・寸法に形成されているので、加工工数とマテリアルロスの削減による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。
【００１３】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記車体取付フランジの肉厚が、前記環状基部から径方向外方に向って漸次薄肉となるよう、前記凹所が所定の段差に形成されていれば、車体取付フランジの強度・剛性を確保しつつ、軽量化を図ることができると共に、鍛造加工も容易となる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明のように、前記車体取付フランジの両外縁部に所定の曲率半径からなる円弧状の面取り部が鍛造加工により形成されていれば、さらなる面取り加工が不要となり、車体取付フランジの強度・剛性を確保しつつ、加工工数とマテリアルロスの削減による低コスト化を図ることができる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明のように、前記リブの外縁部に所定の曲率半径からなる円弧状の面取り部が鍛造加工により形成されていれば、加工工数とマテリアルロスの削減による低コスト化を一層図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る車輪用軸受装置によれば、外周にナックルに固定されるための複数のボルト孔が形成された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、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、前記車体取付フランジが、前記ボルト孔が形成される部分を径方向外方に突出させて形成され、この車体取付フランジの幅方向略中央部に鍛造金型の合せ面が設定され、当該車体取付フランジのインナー側の側面に、前記ナックルが嵌合する外径面周辺の環状基部から径方向外方に延びるリブと、前記ボルト孔の周辺を避けて、当該ボルト孔間に所定の段差を有する凹所が鍛造加工により形成されると共に、前記リブと外径面が機械加工により所定の形状・寸法に形成されているので、車体取付フランジの強度・剛性を確保しつつ、マテリアルロスの削減による軽量化を図ることができると共に、切削加工のエリアを最小限に抑えることができ、切削量と切削工数を削減して低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
外周にナックルに固定されるための複数のボルト孔が形成された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、一端部に車輪を取り付けるための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所定のシメシロを介して圧入され、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転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、前記車体取付フランジが、前記ボルト孔が形成される部分を径方向外方に突出させて形成され、この車体取付フランジの幅方向略中央部に鍛造金型の合せ面が設定され、当該車体取付フランジのインナー側の側面に、前記ナックルが嵌合する外径面周辺の環状基部から径方向外方に延びるリブと、前記ボルト孔の周辺を避けて、当該ボルト孔間に所定の段差を有する凹所が鍛造加工により形成され、この凹所により前記車体取付フランジの肉厚が、前記環状基部から径方向外方に向って漸次薄肉となるように形成されると共に、前記リブと外径面が切削加工により所定の形状・寸法に形成されている。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づ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（ａ）は、図１の外方部材単体を示す（ｂ）のＩＩ−Ｏ線に沿った断面図、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。
【００１９】
この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される駆動輪用であって、内方部材１と外方部材２、および両部材１、２間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）３、３とを備えている。内方部材１は、ハブ輪４と、このハブ輪４に所定のシメシロを介して圧入された内輪５とからなる。
【００２０】
ハブ輪４は、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ６を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる小径段部４ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）４ｃが形成されている。車輪取付フランジ６にはハブボルト６ａが周方向等配に植設されている。
【００２１】
内輪５は、外周に他方（インナー側）の内側転走面５ａが形成され、ハブ輪４の小径段部４ｂに圧入されて背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成している。なお、内輪５および転動体３はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。
【００２２】
ハブ輪４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面４ａをはじめ、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部４ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。これにより、車輪取付フランジ６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、内輪５の嵌合部となる小径段部４ｂの耐フレッティング性が向上する。
【００２３】
外方部材２は、外周にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ２ｂを一体に有し、内周にハブ輪４の内側転走面４ａと内輪５の内側転走面５ａにそれぞれ対向する複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成されている。車体取付フランジ２ｂは、外周から径方向外方に突出して形成され、この部分にボルト孔１４が形成されている。そして、両転走面間に複列の転動体３、３が収容され、保持器７、７によって転動自在に保持されている。
【００２４】
この外方部材２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面２ａ、２ａが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。そして、外方部材２と内方部材１との間に形成される環状空間の開口部にはシール８、９が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、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。なお、ここでは、駆動輪側の第３世代構造を例示したが、これに限らず、外方部材の外周に車体取付フランジを有する第２あるいは第４世代構造であっても良い。また、転動体３にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受で構成されたものを例示したが、これに限らず、円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受で構成されていても良い。
【００２５】
ここで、本実施形態では、外方部材２は、図２に示すように、車体取付フランジ２ｂの幅方向略中央部に鍛造金型の合せ面が設定されている。この鍛造工程で、車体取付フランジ２ｂの両側面１０、１１のうちインナー側の側面１１に花弁状のリブ１２が形成されている。すなわち、ナックル（図示せず）が嵌合する外径面１３周辺の環状基部１２ａから径方向外方に延びるリブ１２が形成されると共に、ボルト孔１４の周辺を避けて、各ボルト孔１４間に凹所１５が形成されている。
【００２６】
リブ１２は、環状基部１２ａおよびボルト孔１４の部位が厚肉部に形成されると共に、外径面１３周辺の環状基部１２ａから径方向外方に向って車体取付フランジ２ｂの肉厚が漸次薄肉となるよう凹所１５は所定の段差δに形成されている。そして、鍛造工程後、車体取付フランジ２ｂにボルト孔１４が形成されると共に、アウター側の側面１０は切削加工されずに鍛造肌のままとされ、インナー側の側面１１のリブ１２と外径面１３が所定の形状・寸法に機械加工によって形成される（図中二点鎖線とクロスハッチングにて示す）。ここで、機械加工とは、旋盤等による切削加工や研削盤等による研削加工、あるいは、切削加工と研削加工の両加工を実施することを含む。
【００２７】
このように、車体取付フランジ２ｂの幅方向略中央部に鍛造金型の合せ面が設定されているので、各ボルト孔１４間に所定の段差δを有する凹所１５を形成することができると共に、車体取付フランジ２ｂの外縁部に比較的大きな曲率半径Ｒ１、Ｒ２からなる円弧状の面取り部１６、１７、１８を形成することができ、さらなる面取り加工が不要となるので、車体取付フランジ２ｂの強度・剛性を確保しつつ、マテリアルロスの削減による軽量化と低コスト化を図ることができる。
【００２８】
また、車体取付フランジ２ｂが、ボルト孔１４が形成される部分を径方向外方に突出させて形成されると共に、この車体取付フランジ２ｂのインナー側の側面１１に、ナックルが嵌合する外径面１３周辺の環状基部１２ａから径方向外方に延びるリブ１２が形成されているので、切削加工のエリアを最小限に抑えることができ、切削量と切削工数を削減して一層の低コスト化を図ることができる。
【００２９】
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】
【００３０】
本発明に係る車輪用軸受装置は、駆動輪用、従動輪用に拘わらず、外方部材の外周に車体取付フランジを一体に有する第２乃至第４世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【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】（ａ）は、図１の外方部材単体を示す（ｂ）のＩＩ−Ｏ線に沿った断面図である。  （ｂ）は、（ａ）の側面図である。
【図３】従来の車輪用軸受装置の外方部材を示す縦断面図である。
【図４】図３の外方部材の製造工程を示す説明図である。
【図５】（ａ）は、図３の外方部材単体を示す（ｂ）のＶ−Ｏ線に沿った断面図である。  （ｂ）は、（ａ）の側面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
２・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
２ａ・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
２ｂ・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
３・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
４・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
４ａ、５ａ・・・・・・・・・・・・内側転走面
４ｂ・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
５・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
６・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
６ａ・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・基部
７・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
８、９・・・・・・・・・・・・・・シール
１０・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジのアウター側の側面
１１・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジのインナー側の側面
１２・・・・・・・・・・・・・・・リブ
１２ａ・・・・・・・・・・・・・・環状基部
１３・・・・・・・・・・・・・・・外径面
１４・・・・・・・・・・・・・・・ボルト孔
１５・・・・・・・・・・・・・・・凹所
１６、１７、１８・・・・・・・・・面取り部
５０・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
５０ａ・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
５０ｂ・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５１・・・・・・・・・・・・・・・素材
５２・・・・・・・・・・・・・・・第１中間素材
５３・・・・・・・・・・・・・・・第２中間素材
５３ａ、５３ｂ・・・・・・・・・・凹部
５４・・・・・・・・・・・・・・・円板部
５５・・・・・・・・・・・・・・・第３中間素材
５６・・・・・・・・・・・・・・・内径部
５７・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジのインナー側の側面
５８・・・・・・・・・・・・・・・外径面
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３・・・・・・・・・面取り部の曲率半径
【図１】
2008173995.tif 000003
【図２】
2008173995.tif 000004
【図３】
2008173995.tif 000005
【図４】
2008173995.tif 000006
【図５】
2008173995.tif 000007