(57)【要約】【課題】転がり軸受装置では、ハブ軸は熱間鍛造によって形成されているため大掛かりな製造が必要であり、また製品精度が悪く、旋削などの後加工が必要になって工程数が増加し、製造コストが高くなっている。【解決手段】軸体２２および第二の内輪部材９を冷間鍛造で形成しているため、小規模で安価な設備で製造することができ、傾斜部２０の傾斜端２０ａは、第一の内輪部材８と第二の内輪部材９とのほぼ中間部位に位置していて、車両アウタ側端面からかしめ予定部までの軸方向距離が短いので、軸体２２の円筒状軸部２３がかしめ時に変形してしまうのを防止でき、第一の内輪部材８の一方軌道部１０、および第二の内輪部材９の他方軌道部１５における端面どうしを確実に圧接させることができるとともに、両列の玉４，５に所定の予圧を確実に付与することができる。【選択図】　図１
2004116716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪部材と、前記外輪部材と同心に配置される内輪部材と、前記両部材間に転動自在に介装される複列の転動体とを含み、前記内輪部材は、軸方向一方側に配置されて一方列の転動体の内輪軌道面を有するとともに、ブレーキディスク取付け用のフランジを有する第一の内輪部材と、前記第一の内輪部材に軸方向他方側で当接して隣合う第二の内輪部材とを備え、
前記第二の内輪部材は、その外周面に他方列の内輪軌道面を有する軌道部と、この軌道部から縮径して前記第一の内輪部材の内周面に沿うように延長して嵌合される嵌合部とを含み、前記軌道部と嵌合部との連続部の内周面に、前記軌道部から嵌合部に縮径するのに伴なって段付面が形成され、
前記嵌合部に軸方向一方側から内嵌挿通される軸体が設けられ、この軸体の軸方向他方側端部が前記段付面にかしめられ、該軸体の軸方向一方側端部に径方向外向きに拡径された拡径部が形成され、この拡径部の端面が前記フランジの端面に圧接されている、転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１記載の転がり軸受装置において、
前記拡径部の外周面に、前記ブレーキディスクをフランジに重ねて取付ける際の案内面が形成された、転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輪転がり軸受装置に係り、特に車軸を支持するのに適した転がり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車軸用転がり軸受装置には、外輪部材と、この外輪部材に２列の玉を介して軸心回りに回転自在に支持されるハブ軸と、このハブ軸の端部外周面に嵌合される筒状の内輪部材とを備え、ハブ軸の端部を内輪部材に対してかしめることで所定量の予圧を付与するとともに、ハブ軸と内輪部材とを回転一体に取付けるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図６に基づいて、従動輪側の車軸の支持用に用いられる転がり軸受装置の概略構成を説明する。この転がり軸受装置は、外輪部材５０と、複数の玉５１ａ，５１ｂと、内輪部材５２とを有する。外輪部材５０は、その内周面に軸方向２列で玉５１ａ，５１ｂ用の軌道面を有し車体側に非回転に支持される。内輪部材５２は、外周面に一方の玉５１ａの軌道面を有するハブ軸５３と、外周面に他方の玉５１ｂの軌道面を有し、かつハブ軸５３に外嵌される環状部材５４とを含むもので、外輪部材５０に対して径方向内側で同心に配置される。
【０００４】
ハブ軸５３は、熱間鍛造によって中実断面に形成されるものであり、軸部５５と、ハブフランジ５６と、環状ガイド部５７とを備える。ハブフランジ５６は、ブレーキディスクおよびタイヤホイールを重ねて取付けるため、軸部５５の車両アウタ側外周面の径方向外向きに形成されている。環状ガイド部５７は、インロー部とも称され、ハブフランジ５６に対して車両アウタ側に突出して形成される。この環状ガイド部５７は、ブレーキディスクおよびタイヤホイールをハブフランジ５６に重ねる際のガイドとなる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３８００４号（第３頁，第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記転がり軸受装置のハブ軸５３では、熱間鍛造によって異なった三方向に張出す各部５５〜５７を一体に形成するために、大圧力を加えるためのプレス機など高価で大掛かりな製造設備が必要となる。特に熱間鍛造の場合、ハブ軸５３の製品精度を所要以上に確保しにくいために、鍛造後にハブ軸５３に対する旋削や研磨などの後加工が必要とされ製造工程数が増加し、製造コストも高くなる、などの不具合が指摘される。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の転がり軸受装置は、外輪部材と、前記外輪部材と同心に配置される内輪部材と、前記両部材間に転動自在に介装される複列の転動体とを含み、前記内輪部材は、軸方向一方側に配置されて一方列の転動体の内輪軌道面を有するとともに、ブレーキディスク取付け用のフランジを有する第一の内輪部材と、前記第一の内輪部材に軸方向他方側で当接して隣合う第二の内輪部材とを備え、前記第二の内輪部材は、その外周面に他方列の内輪軌道面を有する軌道部と、この軌道部から縮径して前記第一の内輪部材の内周面に沿うように延長して嵌合される嵌合部とを含み、前記軌道部と嵌合部との連続部の内周面に、前記軌道部から嵌合部に縮径するのに伴なって段付面が形成され、前記嵌合部に軸方向一方側から内嵌挿通される軸体が設けられ、この軸体の軸方向他方側端部が前記段付面にかしめられ、該軸体の軸方向一方側端部に径方向外向きに拡径された拡径部が形成され、この拡径部の端面が前記フランジの端面に圧接されている。
【０００８】
上記構成のように、第一の内輪部材と第二の内輪部材とを軸心回りに回転一体とするためのかしめ部分を第一の内輪部材と第二の内輪部材との中間位置に位置させたことにより、内輪部材の軸方向端面に対してかしめる場合に比べて、かしめ受面からの軸方向距離が小さくなるため、軸体のかしめ予定部をかしめる際に軸体が変形（座屈）するのを抑えることができ、第一の内輪部材と第二の内輪部材の端面どうしを確実に圧接して、かつ転動体に対して所定の予圧が付与され、十分な剛性を有し安定した転がり軸受装置となる。
【０００９】
また、本発明の転がり軸受装置は、前記拡径部の外周面に、前記ブレーキディスクをフランジに重ねて取付ける際の案内面が形成されている。
【００１０】
このように、軸体の拡径部を、ブレーキディスクをフランジに重ねて取付ける際の案内面に兼用することにより、ブレーキディスクを案内するための部材を軸体とは別に設ける必要がないので、部品点数の増加を抑えることができる。
【００１１】
さらに上記のように、内輪部材を、フランジを有する第一の内輪部材と、これとは別体の第二の内輪部材とから構成したことにより、高価で大掛かりな製造設備が不要となるばかりでなく、場合によっては研磨加工あるいは旋削加工などの後加工時間が短縮もしくは省略可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る転がり軸受装置を、従動輪側に用いられる車軸用転がり軸受を例に、図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係る転がり軸受装置の全体構成を示す断面図、図２は分解断面図、図３は転がり軸受装置の製造途中を示す一部拡大断面図、図４は転がり軸受装置の製造途中を示す全体断面図である。
【００１３】
図１および図２に示すように、この転がり軸受装置１は、外輪部材２と、この外輪部材２と同心に配置される内輪部材３と、保持器４ａ，５ａによって円周方向等配位置に保持された状態で外輪部材２および内輪部材３間に転動自在に介装される２列の玉４，５（転動体）とを有する。
【００１４】
外輪部材２は炭素鋼（例えばＪＩＳ規格Ｓ５５Ｃ）でもって熱間鍛造によって形成され、その内周面に各列の玉４，５の外輪軌道面が形成されている。外輪部材２の外周面に、径方向外向きに突出する取付けフランジ６が形成されている。この取付けフランジ６が、不図示の車体側に組込まれるナックルに取付けられることで、外輪部材２が車体に対して軸心回りに非回転に支持される。外輪部材２の車両インナ側端部に、不図示の車速センサーを内装する空間を確保するためのカバー７が嵌着されている。
【００１５】
内輪部材３は、軸方向一方側に配置される第一の内輪部材８と、この第一の内輪部材８に対して軸方向他方側に配置されるとともに、第一の内輪部材８に当接して隣合う第二の内輪部材９とから構成される。
【００１６】
第一の内輪部材８は炭素鋼（例えばＪＩＳ規格Ｓ５５Ｃ）でもって熱間鍛造によって形成され、一方列の玉４の内輪軌道面を有する円筒状の一方軌道部１０と、この一方軌道部１０の車両アウタ側部位で径方向外向きに突出形成されるブレーキディスク１１取付け用のハブフランジ１２を有する。このハブフランジ１２の円周方向等配位置に、ブレーキディスク１１およびホイール１３に形成された挿通孔１１ａ，１３ａに挿通するハブボルト１４が圧入されている。
【００１７】
第二の内輪部材９は、管状の素材（例えばＪＩＳ規格Ｓ５５Ｃからなる）から冷間鍛造によって形成される。この第二の内輪部材９は、他方列の玉５の内輪軌道面が形成された筒状の他方軌道部１５と、この他方軌道部１５から縮径して第一の内輪部材８の一方軌道部１０内周面に沿うように延長して形成される嵌合部１６とを有する。
【００１８】
一方軌道部１０の車両インナ側の端面１０ａと他方軌道部１５の車両アウタ側の端面１５ａとは、軸方向で当接している。他方軌道部１５と嵌合部１６との連続部に、他方軌道部１５から嵌合部１６に縮径するのに伴なう円錐環状の傾斜部２０が形成され、この傾斜部２０の内周面が傾斜段付面２１とされている。この傾斜部２０の傾斜端２０ａは、第一の内輪部材８の車両アウタ側端面と、第二の内輪部材９における車両インナ側端面のほぼ中間部位に位置している。
【００１９】
嵌合部１６に対して軸方向一方側、すなわち車両アウタ側から内嵌挿通される軸体２２が設けられている。この軸体２２は管状の素材（例えばＪＩＳ規格Ｓ５５Ｃからなる）から冷間鍛造によって形成される。軸体２２は、嵌合部１６に内嵌挿通して嵌着される円筒状軸部２３と、この円筒状軸部２３の車両アウタ側部位で径方向外向きに突出して形成された環状案内部（拡径部）２４とを有する。軸体２２の軸方向他方側端部の中心に、底有の凹部２２ａが形成されている。
【００２０】
この凹部２２ａが形成された部分は円筒形状となり、後述のかしめ部２６とされる部分である。なお、この凹部２２ａを軸方向に延長して、軸体２２に軸方向に貫通する穴を形成することにより、軸体２２を軽量化することができる。この場合、外部から穴を通じて軸受内部に水等が侵入するおそれあるので、当該穴を塞ぐためのキャップ等を軸体２２に設けるのが望ましい。
【００２１】
この環状案内部２４の中心部位に、車両インナ側に凹となる凹部２４ａが形成され、これにより、環状案内部２４の外周部位に、ブレーキディスク１１およびタイヤホイール１３をハブフランジ１２に対して重ねて取付けて案内する際に十分な軸方向長さを有した環状の案内面２５が形成されている。軸体２２における円筒状軸部２３の軸方向他方側端部が拡径されて、傾斜段付面２１に対してかしめられたかしめ部２６とされている。
【００２２】
すなわちかしめ予定部２６ａを拡径するようにして傾斜段付面２１に対してかしめることにより、環状案内部２４の車両インナ側端面が、前記ハブフランジ１２の端面に圧接されるとともに、第一の内輪部材８における一方軌道部１０および第二の内輪部材９における他方軌道部１５の端面１０ａ，１５ａどうしが軸方向で圧接され、両列の玉４，５に対して所定の予圧が付与された状態となる。
【００２３】
図中の符号２７はシール部材を示す。このシール部材２７は、外輪部材２の車両アウタ側端部内周面に嵌着され、外輪部材２と内輪部材３との間の環状空間内の潤滑剤が外部に漏れるのを防止するとともに、ハブフランジ１２と外輪部材２との間から環状空間内に泥水等が侵入するのを防止する機能を有する。
【００２４】
次に、上記構成における転がり軸受装置１の組立て方法を説明する。まず各列の玉４，５をそれぞれ保持器４ａ，５ａで円周方向等配位置に保持した組品とし、これら組品を外輪部材２の軸方向両側、すなわち車両インナ側（車両インナ側相当方向）および車両アウタ側（車両アウタ側相当方向）から外輪部材２内に挿入し、各列の玉４，５をそれぞれ外輪軌道面に接触させて保持しておく。
【００２５】
続いて、第一の内輪部材８の一方軌道部１０を外輪部材２の車両アウタ側から挿入し、一方列の玉４に一方軌道部１０の外周面に形成した内輪軌道面を当接させる。また第二の内輪部材９を外輪部材２の車両インナ側から挿入し、第二の内輪部材９の嵌合部１６を第一の内輪部材８の一方軌道部１０に内嵌するとともに、他方列の玉５に他方軌道部１５の外周面に形成した内輪軌道面を当接させる。このようにすることにより、第一の内輪部材８における一方軌道部１０および第二の内輪部材９における他方軌道部１５の端面１０ａ，１５ａどうしが軸方向で対向した状態となる。
【００２６】
ところで、一方列の玉４に一方軌道部１０の外周面に形成した内輪軌道面を当接させ、他方列の玉５を第二の内輪部材９の内輪軌道面に当接させた際、図３に示すように、端面１０ａ，１５ａどうしは圧接しないよう軌道面間の軸方向寸法、一方軌道部１０、他方軌道部１５の軸方向寸法等を設定しておく。
【００２７】
続いて、軸体２２における円筒状軸部２３を、車両アウタ側から第二の内輪部材９の嵌合部１６に内嵌挿通させ、環状案内部２４の車両インナ側端面をハブフランジ１２の端面に当てる。
【００２８】
このような状態を保持したまま、環状案内部２４の車両アウタ側端面、例えば図４に示すように、環状案内部２４の凹部２４ａにおける底面２４ｂを支持台３６に支持させる。そして、第二の内輪部材９の車両アウタ側からかしめ具３５を挿入して、その先端部を軸体２２の円筒状軸部２３の端部であるかしめ予定部２６ａの中心凹部２６ｂに挿入して、かしめ予定部２６ａを拡径するようにしてかしめ加工を行い、傾斜部２０の傾斜段付面２１に圧接させ、かしめ部２６を形成する。
【００２９】
こうすることにより、その際のかしめ力でもって環状案内部２４の車両インナ側端面がハブフランジ１２の端面に圧接し、第一の内輪部材８における一方軌道部１０および第二の内輪部材９における他方軌道部１５の端面１０ａ，１５ａどうしが軸方向で圧接されるとともに、両列の玉４，５に対して所定の予圧が付与される。
【００３０】
そして、傾斜部２０の傾斜端２０ａは、第一の内輪部材８の車両アウタ側端面と、第二の内輪部材９における車両インナ側端面のほぼ中間部位に位置しているので、車両アウタ側端面（環状案内部２４の凹部２４ａにおける底面２４ｂ）からかしめ予定部２６ａまでの軸方向距離が短い。従って軸体２２における円筒状軸部２３が、かしめ時に大きく変形してしまうという座屈現象を防止することができる。
【００３１】
以上のように、第一の内輪部材８における一方軌道部１０および第二の内輪部材９における他方軌道部１５の端面１０ａ，１５ａどうしを確実に軸方向で圧接させることができるとともに、両列の玉４，５に対して所定の予圧を確実に付与して、十分ば剛性を有し安定した転がり軸受装置１とすることができる。
【００３２】
上記のようにして転がり軸受装置１を組立てた後は、ブレーキディスク１１およびタイヤホイール１３を、これらの中心部に形成した中心穴を環状案内部２４の案内面２５で案内させてハブフランジ１２に対して重ねて取付ける。
【００３３】
そして上記構成の転がり軸受装置１は、車両が走行すると、不図示の車輪の回転とともに、第一の内輪部材８および第二の内輪部材９が軸体２２とともに軸心回りに回転する。
【００３４】
ところで、この転がり軸受装置１における軸体２２および第二の内輪部材９は、管状の素材を用いて冷間鍛造によって形成している。このため、従来例のように、ハブ軸を熱間鍛造によって中実断面に形成する場合に比べて、転がり軸受装置１の全体の容量および重量を低減させることができる。これにより、車両重量の低減（特に、ばね下重量の低減）が可能になる。
【００３５】
また従来例のように、ハブ軸を熱間鍛造によって中実断面に形成する場合に比べて、小規模で安価な製造設備であつても対応でき、しかも第二の内輪部材９を高精度に成形することができる。すなわち熱間鍛造の場合は製品の表面精度も低く、特に玉５の内輪軌道面を必要な精度とするための研磨加工時間を長く必要とし、場合によっては内輪軌道面以外の部分も研磨加工を必要としていた。これに対して、管状の素材を用い、冷間鍛造によって第二の内輪部材９を形成する場合は、材料コストも安価であり、また精度よく製造することができるので、内輪軌道面を必要な精度とするための研磨加工時間が短縮でき、内輪軌道面以外の部分の研磨加工をほとんど必要としない。これによって、製造コストを大幅に低減し得る。
【００３６】
図５は別の製造方法を示すもので、一方列の玉４と一方軌道部１０の内輪軌道面を当接させ、他方の玉５と他方軌道部１５の内輪軌道面とを当接させた時点で、図示のように、端面１０ａ，１５ａどうしが圧接し、両列の玉４，５に対して所定の予圧が付与されるよう軌道面間の軸方向寸法、一方軌道部１０、他方軌道部１５の軸方向寸法を設定しておく場合を示す。
【００３７】
そして、端面１０ａ，１５ａどうしが圧接し、両列の玉４，５に対して所定の予圧を付与した状態を保持して、第二の内輪部材９の車両アウタ側からかしめ具３５を挿入して、その先端部を軸体２２の円筒状軸部２３の端部であるかしめ予定部２６ａの中心凹部２６ｂに挿入して、これを拡径するようかしめ加工を行い、傾斜部２０の傾斜段付面２１に圧接させてかしめ部２６を形成する。
【００３８】
このように、予め端面１０ａ，１５ａどうしを圧接し、両列の玉４，５に対して所定の予圧を付与した状態を保持して傾斜部２０の傾斜段付面２１にかしめ予定部２６ａを変形させてかしめ、かしめ部２６を形成することによれば、かしめ時に玉４，５に対して不要な力が働くのを防止できるので、転がり軸受装置１の製造時に玉４，５に損傷（圧痕）を与えるのを防止することができる。あるいは、軌道面に損傷を与えるのを防止することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、軸体に座屈を発生させることなく第一の内輪部材と第二の内輪部材とを確実に一体化させることができるとともに転動体に対して予圧を付与することができる。さらに、高価で大掛かりな設備が不要となるばかりでなく、研磨加工あるいは旋削加工などの後加工時間を短縮もしくは省略でき、もって製造コストの低減を図り得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る転がり軸受装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】同じく分解斜視図である。
【図３】同じく製造途中の断面図である。
【図４】同じく転がり軸受装置の製造途中を示す全体断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る転がり軸受装置の別の製造方法を示す要部拡大断面図である。
【図６】従来の転がり軸受装置の全体構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１　　　転がり軸受装置
２　　　外輪部材
８　　　第一の内輪部材
９　　　第二の内輪部材
１０　　一方軌道部
１２　　ハブフランジ
１５　　他方軌道部
１６　　嵌合部
２０　　傾斜部
２１　　傾斜段付面
２２　　軸体
２４　　環状案内部
２６　　かしめ部
【図１】
2004116716.tif 000003
【図２】
2004116716.tif 000004
【図３】
2004116716.tif 000005
【図４】
2004116716.tif 000006
【図５】
2004116716.tif 000007
【図６】
2004116716.tif 000008