(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブユニットの構成部品である内軸であって、
前記内軸は、軸方向の一部に小径部を有し、
前記内軸がハブユニットの他の構成部品である内輪部材と組み立てられる前の状態で、前記内軸の前記小径部の外周面は、径方向外方へ凸状に湾曲して膨出する膨出面と、前記膨出面の軸方向両側に配置され、前記ハブユニットの軸心を中心として一定の半径を有する円筒状の円筒面と、前記膨出面と前記円筒面との間に配置され、凹状に湾曲して前記膨出面と前記円筒面とを滑らかに接続する接続面とを有し、
前記内輪部材と組み立てられたときに、前記小径部の外周面全体が前記内輪部材の内周面全体に密着される、ハブユニットの構成部品である内軸。
【請求項２】
前記膨出面の膨出量が、５．０〜７０．０μｍの範囲内で設定されている、請求項１に記載のハブユニットの構成部品である内軸。
【請求項３】
ハブユニットの構成部品である内輪部材であって、
前記内輪部材の内周面は、径方向の内方へ凸状に湾曲して膨出する膨出面と、前記膨出面の軸方向両側に配置され、前記ハブユニットの軸心を中心として一定の半径を有する円筒状の円筒面と、前記膨出面と前記円筒面との間に配置され、凹状に湾曲して前記膨出面と前記円筒面とを滑らかに接続する接続面とを有し、
前記内輪部材の内周面全体が、前記ハブユニットの他の構成部品である内軸の外周面全体に密着される、ハブユニットの構成部品である内輪部材。
【請求項４】
前記膨出面の膨出量が、５．０〜７０．０μｍの範囲内で設定されている、請求項３に記載のハブユニットの構成部品である内輪部材。
【請求項５】
軸方向の一部に小径部を有する内軸と、前記小径部の外周面に嵌合された内輪部材とを備え、前記内軸の軸方向端部を径方向外側に塑性変形させたカシメ部によって前記内軸に前記内輪部材を固定しているハブユニットの製造方法であって、
前記小径部の外周面、及びこの外周面に嵌合される前記内輪部材の内周面のいずれか一方に、他方側へ向けて凸状に湾曲して膨出する膨出面と、前記膨出面の軸方向両側に配置され、一定の半径を有する円筒状の円筒面と、前記膨出面と前記円筒面との間に配置され、凹状に湾曲して前記膨出面と前記円筒面とを滑らかに接続する接続面とを形成する第1の工程と、
前記第１の工程の後に、前記小径部の外周面に前記内輪部材の内周面を嵌合させる第２の工程と、
前記第２の工程の後に、前記内軸の軸方向端部を塑性変形させてカシメ部を形成し、前記内輪部材の内周面全体と前記小径部の外周面全体とを密着させる第３の工程とを有している、ハブユニットの製造方法。
【請求項６】
前記膨出面、前記円筒面、及び前記接続面は、研磨加工により同一の工程で形成される、請求項５に記載のハブユニットの製造方法。
【請求項７】
前記膨出面、前記円筒面、及び前記接続面は、切削加工により同一の工程で形成される、請求項５に記載のハブユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハブユニット及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するためにハブユニットが用いられている。このハブユニットは、転がり軸受と、この転がり軸受の軌道部材となる円筒形状のハブ軸を有するハブホイールとを備えている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１記載のハブ軸は、フランジ部を一体に有する内軸と、この内軸の軸方向の一部を構成する小径部の外周面に嵌合された内輪部材とを備えている。内輪部材は、内軸の軸方向端部を径方向外側に塑性変形させたカシメ部によって軸方向に関する位置が固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２４５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６に示すように、内軸１２１の軸方向端部を径方向外側に塑性変形させてカシメ部１２４を形成すると、内軸１２１の小径部１２３が径方向内方に歪み、小径部１２３の外周面と内輪部材１３２の内周面との間に隙間Ｓが生じ、両者の密着度が低下することがある。このような密着度の低下は内輪部材１３２の保持力の低下に繋がり、内輪部材１３２のクリープ発生の原因となるため、好ましくない。
【０００５】
本発明は、以上のような実情に鑑み、カシメ部を形成することによる内輪部材と内軸の小径部との密着度の低下を抑制することができるハブユニット及びそ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】
本発明は、ハブユニットの構成部品である内軸であって、前記内軸は、軸方向の一部に小径部を有し、前記内軸がハブユニットの他の構成部品である内輪部材と組み立てられる前の状態で、前記内軸の前記小径部の外周面は、径方向外方へ凸状に湾曲して膨出する膨出面と、前記膨出面の軸方向両側に配置され、前記ハブユニットの軸心を中心として一定の半径を有する円筒状の円筒面と、前記膨出面と前記円筒面との間に配置され、凹状に湾曲して前記膨出面と前記円筒面とを滑らかに接続する接続面とを有し、前記内輪部材と組み立てられたときに、前記小径部の外周面全体が前記内輪部材の内周面全体に密着されるものである。
本発明は、ハブユニットの構成部品である内輪部材であって、前記内輪部材の内周面は、径方向の内方へ凸状に湾曲して膨出する膨出面と、前記膨出面の軸方向両側に配置され、前記ハブユニットの軸心を中心として一定の半径を有する円筒状の円筒面と、前記膨出面と前記円筒面との間に配置され、凹状に湾曲して前記膨出面と前記円筒面とを滑らかに接続する接続面とを有し、前記内輪部材の内周面全体が、前記ハブユニットの他の構成部品である内軸の外周面全体に密着される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、カシメ部を形成することによる内輪部材と内軸の小径部との密着度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るハブユニットの断面図である。
【図２】図１に示されるハブユニットの内軸及び内輪部材を拡大して示す断面図である。
【図３】内軸の小径部に内輪部材を嵌合させる前の状態を示す断面図である。
【図４】内軸に形成された膨出面、円筒面、及び接続面を示す説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るハブユニットの内軸及び内輪部材を拡大して示す断面図である。
【図６】従来技術に係るハブユニットの内軸及び内輪部材を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るハブユニットの断面図である。なお、本明細書では、図１の左右方向をハブユニット１０の軸方向といい、図１の左側を車両アウタ側（又は軸方向外側）、右側を車両インナ側（又は軸方向内側）という。
【００１０】
ハブユニット１０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る。ハブユニット１０は、転がり軸受１１と、この転がり軸受１１の軌道輪部材を有するハブホイール１２とを備えている。
ハブホイール１２は、ハブ軸２０とフランジ部２６とを有している。ハブ軸２０は、円筒形状に形成され、転がり軸受１１の内輪として機能する。ハブ軸２０は、内軸２１と内輪部材３２とを有している。
【００１１】
内軸２１は、大径部２２と小径部２３とカシメ部２４とを一体的に有している。内軸２１の大径部２２は車両アウタ側に配置され、小径部２３は車両インナ側に配置されている。小径部２３は、大径部２２の軸方向内側に連続して形成されている。また、小径部２３の外径は、大径部２２の外径よりも小さい。カシメ部２４は、小径部２３よりも車両インナ側の内軸２１の軸方向端部を径方向外側に屈曲させるように塑性変形させたものである。
【００１２】
内輪部材３２は、内周面３２ｃが小径部２３の外周面２３ｃに密着するように嵌合されている。
フランジ部２６は、大径部２２の径方向外端部から径方向外方へ突出している。フランジ部２６には、その厚さ方向に貫通するボルト孔２６ａが周方向に複数形成されている。各ボルト孔２６ａ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２７がそれぞれ圧入されることによって固定されている。
【００１３】
転がり軸受１１は、複列の玉軸受とされている。転がり軸受１１は、外輪３１と、内輪を構成する前述のハブ軸２０と、複数の玉（転動体）３３と、保持器３４とを有している。
外輪３１は、その内周面に一対の外輪軌道面３１ａ，３１ｂを有している。一対の外輪軌道面３１ａ，３１ｂは、軸方向に並べて配置されている。外輪３１の外周面には、ハブユニット１０を、懸架装置に支持された車体側部材（図示せず）に取り付けるための固定フランジ３５が形成されている。
【００１４】
ハブ軸２０の内輪部材３２は、その外周面に内輪軌道面３２ａを有している。内輪軌道面３２ａは、車両インナ側の外輪軌道面３１ａの径方向内側に対向している。
ハブ軸２０における内軸２１の大径部２２は、その外周面に内輪軌道面２２ｂを有している。この内輪軌道面２２ｂは、車両アウタ側の外輪軌道面３１ｂの径方向内側に対向している。
【００１５】
複数の玉３３は、外輪軌道面３１ａと内輪軌道面３２ａとの間、及び外輪軌道面３１ｂと内輪軌道面２２ｂとの間にそれぞれ転動自在に配置されている。したがって、複数の玉３３は、軸方向に関して２列に並べて配置されている。
保持器３４は、２列の玉３３にそれぞれ対応して一対設けられている。そして、各保持器３４は、各列の複数の玉３３を周方向に関して所定の間隔で保持している。
【００１６】
図２は、図１に示されるハブユニット１０の内軸２１及び内輪部材３２を拡大して示す断面図である。
内輪部材３２は、ハブユニット１０の軸心Ｃと略平行に延びる内周面３２ｃを有している。この内周面３２ｃよりも車両インナ側及び車両アウタ側には、それぞれ円弧状に湾曲するアール面３２ｄ，３２ｅが形成されている。
【００１７】
一方、内軸２１の小径部２３は、ハブユニット１０の軸心Ｃと略平行に延びる外周面２３ｃを有している。小径部２３よりも車両インナ側に形成されたカシメ部２４の外周面２４ｄは、内輪部材３２のアール面３２ｄに沿って円弧状に湾曲し、当該アール面３２ｄに密着している。また、小径部２３の外周面２３ｃよりも車両アウタ側には、内輪部材３２のアール面３２ｅに沿って円弧状に湾曲し、当該アール面３２ｅに密着するアール面２３ｅが形成されている。
【００１８】
内輪部材３２の内周面３２ｃは、その軸方向の略全体が小径部２３の外周面２３ｃに締まり嵌めの状態で嵌合され、当該外周面２３ｃに密着している。つまり、内輪部材３２の内径寸法と小径部２３の外径寸法との間には、締め代が設けられている。そのため、内輪部材３２は、小径部２３に対する周方向の相対回転が規制され、クリープの発生が防止されている。
【００１９】
図３は、内軸２１の小径部２３に内輪部材３２を嵌合させる前の状態を示す断面図である。
内軸２１の軸方向端部２４’は、塑性変形によってカシメ部２４（図２参照）を形成する前は、小径部２３の車両インナ側に連続して軸方向に沿って延びている。そして、矢印Ｘに示すように、小径部２３に内輪部材３２を嵌合させた後、図示しない治具を用いることによって内軸２１の軸方向端部２４’を径方向外方（矢印ａ方向）に塑性変形させ、アール面３２ｄに沿った形状のカシメ部２４を形成する。これによってハブユニット１０のハブホイール１２が製造される。
【００２０】
内軸２１の軸方向端部２４’を塑性変形させてカシメ部２４を形成する際、内軸２１の小径部２３には、カシメ部２４が屈曲する方向ａとは反対側（径方向内側）に若干の歪みが生じる。従来は、図６に示すように、内軸１２１の小径部１２３の歪みによって内輪部材１３２と小径部１２３との間に隙間Ｓが生じ、小径部１２３の外周面と内輪部材１３２の内周面との密着度が低下し、内軸１２１による内輪部材１３２の保持力が低下するという問題があった。
【００２１】
本実施形態のハブユニット１０は、図３及び図４に示すように、内軸２１を製造する段階で、小径部２３の外周面２３ｃが、膨出面２３ｃ１、円筒面２３ｃ２、及び接続面２３ｃ３を有するように形成される。
膨出面２３ｃ１は、径方向外方へ向けて凸状に湾曲して膨出している。具体的に、本実施形態の膨出面２３ｃ１は、径方向外方へ向けて断面円弧状に膨出している。
【００２２】
また、円筒面２３ｃ２は、膨出面２３ｃ１よりも車両インナ側及び車両アウタ側に配置され、ハブユニット１０の軸心Ｃを中心として一定の半径を有する円筒状に形成されている。
さらに、接続面２３ｃ３は、膨出面２３ｃ１と円筒面２３ｃ２との間に配置され、凹状に湾曲して形成されている。この接続面２３ｃ３は、膨出面２３ｃ１と円筒面２３ｃ２との間で断面形状が急激に変化しないように膨出面２３ｃ１と円筒面２３ｃ２とを滑らかに接続している。本実施形態の接続面２３ｃ３は、断面円弧状のアール面とされている。
【００２３】
車両インナ側の接続面２３ｃ３は、カシメ部２４の起点Ｐ（小径部２３の外周面２３ｃとアール面２４ｄとの境界）よりも車両アウタ側に配置されている。ただし、当該接続面２３ｃ３は、起点Ｐと重複していてもよい。
膨出面２３ｃ１の断面円弧の曲率半径は、例えば、２５０ｍｍに設定することができる。また、膨出面２３ｃ１と円筒面２３ｃ２との境界の接続面２３ｃ３の断面円弧の曲率半径は、例えば、１０ｍｍに設定することができる。
【００２４】
以上のような膨出面２３ｃ１を小径部２３の外周面２３ｃに形成することで、カシメ部２４を形成することによって小径部２３が径方向内側に歪んだとしても、外周面２３ｃ全体を内輪部材３２の内周面３２ｃに締まり嵌めの状態で密着させることができる。そのため、小径部２３の外周面２３ｃと内輪部材３２の内周面３２ｃとの密着度が低下することがなく、内輪部材３２の保持力を維持することができる。
【００２５】
なお、本明細書において、「密着度」とは、小径部２３の外周面２３ｃと内輪部材３２の内周面３２ｃとが密に接触する程度をいい、例えば両者２３ｃ，３２ｃが隙間なく接触する面積の大きさを指標とすることができる。また、「保持力」とは、内軸２１と内輪部材３２とが相対回転しないように内軸２１が内輪部材３２を保持する力をいい、例えば小径部２３の外周面２３ｃと内輪部材３２の内周面３２ｃとの間に発生する摩擦力を指標とすることができる。
【００２６】
図４に示すように、膨出面２３ｃ１の膨出量Ｈ、すなわち円筒面２３ｃ２に対する膨出面２３ｃ１の頂点の高さは、小径部２３が径方向内側に歪んだとしても、内輪部材３２の内周面３２ｃとの間で締まり嵌めが維持される寸法に設定される。具体的には、カシメ部２４を形成したときの小径部２３の歪み量を実験的に求め、この歪み量に基づいて膨出面２３ｃ１の膨出量Ｈを設定することができる。例えば、膨出量Ｈは、５．０μｍ〜７０．０μｍの範囲内で設定することができる。また、膨出面２３ｃ１よりも車両インナ側及び車両アウタ側に配置された円筒面２３ｃ２も、内輪部材３２の内周面３２ｃとの間で締まり嵌めとなる外径寸法に形成されている。
【００２７】
一般に、内軸２１の小径部２３の外周面２３ｃは、研磨加工又は切削加工によって形成される。そして、従来、小径部の外周面は、本実施形態のような膨出面や接続面を有していないので、円筒面のみの加工を行っていた。本実施形態では、膨出面２３ｃ１及び接続面２３ｃ３が、研磨加工又は切削加工により円筒面２３ｃ２と同一の工程によって形成される。したがって、膨出面２３ｃ１及び接続面２３ｃ３を形成することに伴って従来よりも工程数が増加することもない。
【００２８】
図５は、本発明の第２の実施形態に係るハブユニットの内軸及び内輪部材を拡大して示す断面図である。
上記第１の実施形態では、内軸２１の小径部２３の外周面２３ｃが膨出面２３ｃ１を有していたが、本実施形態では、内輪部材３２の内周面３２ｃが膨出面３２ｃ１を有している。また、内輪部材３２の内周面３２ｃは、膨出面３２ｃ１よりも車両アウタ側及び車両インナ側に、一定の半径を有する円筒面３２ｃ２を有している。さらに、内輪部材３２の内周面３２ｃは、膨出面３２ｃ１と円筒面３２ｃ２との間に、両者を滑らかに接続する接続面３２ｃ３を有している。
【００２９】
この膨出面３２ｃ１及び接続面３２ｃ３は、第１の実施形態における膨出面２３ｃ１及び接続面３２ｃ３と膨出する方向又は凹む方向が異なるだけで、その形状（膨出量等）は第１の実施形態の膨出面２３ｃ１及び接続面３２ｃ３と同一とすることができる。
本実施形態においても、内輪部材３２の膨出面３２ｃ１、円筒面３２ｃ２、及び接続面３２ｃ３は、研磨加工又は切削加工により同一の工程で形成される。したがって、膨出面３２ｃ１及び接続面３２ｃ３を形成することに伴って工程数が増加することもない。
【００３０】
本実施形態では、内軸２１の軸方向端部２４’を塑性変形させることによってカシメ部２４を形成し、これによって小径部２３が径方向内側に歪んだとしても、その歪んだ部分に膨出面３２ｃ１が入り込み、内輪部材３２の内周面３２ｃと小径部２３の外周面２３ｃとを密着させた締まり嵌めの状態を維持する。したがって、小径部２３の外周面２３ｃと内輪部材３２の内周面３２ｃとの密着度が損なわれることがなく、内輪部材３２の保持力を維持することができる。
【００３１】
なお、上記実施形態によって説明した、図３〜図５における膨出面２３ｃ１，３２ｃ１の図示や、図６における隙間Ｓの図示は、それらの存在を分かりやすくするために誇張して示したものである。故に、それらの寸法は勿論、他の部分との相対的な比率等も実物とは異なったものになっている。
【００３２】
本発明は、上記実施形態に限定されることなく特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変更できるものである。
膨出面は、カシメ部を形成した後は、軸心Ｃと略平行な面に形成されていてもよいし、径方向に膨出した形状とされていてもよい。また、膨出面は、曲率半径が一定な断面円弧形状のものに限らず、曲率半径が変化する形状であってもよい。接続面についても、曲率半径が一定な断面円弧形状のものに限らず、曲率半径が変化する形状であってもよい。
ハブユニットの転がり軸受は、玉軸受に限らずころ軸受とすることができる。
ハブユニットの内軸は、円筒状に形成されたものに限らず、中実形状のものであってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１０：ハブユニット、１１：転がり軸受、１２：ハブホイール、２１：内軸、２３：小径部、２３ｃ：外周面、２３ｃ１：膨出面、２３ｃ２：円筒面、２３ｃ３：接続面、２４：カシメ部、３２：内輪部材、３２ｃ：内周面、３２ｃ１：膨出面、３２ｃ２：円筒面、３２ｃ３：接続面、Ｈ：膨出量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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