(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ円筒形状でかつ外周に車輪が軸方向に位置決めされた状態で取り付けられる位置決め部分を有するハブホイールと、ハブホイールの外周に配設されてハブホイールを車体側部材に対して回転自在に支持する転がり軸受とを備え、かつ前記転がり軸受の外輪が、車体側部材に軸方向に位置決めされた状態で取り付けられる位置決め部分を有する車軸用軸受装置であって、
前記ハブホイールおよび転がり軸受の外輪の少なくともいずれか一方が、円筒管を母材として冷間鍛造により整形されるとともに、
この冷間鍛造した母材の一方軸端の円周数ヶ所が径方向外向きに切り起こされることにより、この複数の切り起こし片が前記車輪または車体側部材の位置決め部分として用いられる一方で、前記複数の切り起こし片それぞれの間に軸方向に沿った形状で残存する複数の舌片が前記車輪または車体側部材を芯だしする部分として用いられることを特徴とする車軸用軸受装置。
【請求項２】
請求項１の車軸用軸受装置において、
前記切り起こし片が、さらに厚み方向に塑性変形されていることを特徴とする車軸用軸受装置。
【請求項３】
請求項１または２の車軸用軸受装置において、
前記ハブホイールに対して等速ジョイントが回転動力を伝達可能に結合されていることを特徴とする車軸用軸受装置。
【請求項４】
ほぼ円筒形状でかつ外周に車輪が軸方向に位置決めされた状態で取り付けられる位置決め部分を有するハブホイールと、このハブホイールの内周に同心に挿通されかつ非回転の支軸に外嵌固定される内輪と、前記ハブホイールと内輪との間の円周数ヶ所に介装される複数の転動体とを備える車軸用軸受装置であって、
前記ハブホイールが、円筒管を母材として冷間鍛造により整形されるとともに、
この冷間鍛造した母材の一方軸端の円周数ヶ所が径方向外向きに切り起こされることにより、この複数の切り起こし片が前記車輪の位置決め部分として用いられる一方で、前記複数の切り起こし片それぞれの間に軸方向に沿った形状で残存する複数の舌片が前記車輪を芯だしする部分として用いられることを特徴とする車軸用軸受装置。
【請求項５】
請求項４の車軸用軸受装置において、
前記切り起こし片が、さらに厚み方向に塑性変形されていることを特徴とする車軸用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輪を車体側部材に対して回転自在に支持するための車軸用軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記車軸用軸受装置は、従来から、いろいろな構造のものがあるが、ハブホイールや複列転がり軸受の外輪について旋削加工など旋盤技術により製作している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、ハブホイールや複列転がり軸受の外輪を旋削加工しているので、製造コストが高いために、近年におけるコスト低減の要求に答えられない。
【０００４】
これに対し、製造コストを低減する目的から、例えば特開平７−３１７７７５号公報に示すように、ハブホイールや複列転がり軸受の外輪について、板材を用いて深絞り加工により製作することが考えられている。
【０００５】
このように、ハブホイールや複列転がり軸受の外輪を深絞り加工で製作する場合、母材として十分な強度を確保するために、肉厚の厚い板材を用いると、加工しにくく、曲げ部分の形状精度が低下しやすいので、精度を向上するための精密技術が要求され、プレス加工であるにもかかわらず生産効率が悪くなってしまう。
【０００６】
また、従来例では、ハブホイールや転がり軸受の外輪に対して、車輪または車体側部材に対する芯だし部分を設けていないため、ハブホイールや転がり軸受の外輪に対して別体の芯出し部材を後付けするしかなく、その分、コスト増を余儀なくされる。
【０００７】
このような事情に鑑み、本発明は、車軸用軸受装置において、製造コストを低減することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明第１の車軸用軸受装置は、請求項１に示すように、ほぼ円筒形状でかつ外周に車輪が軸方向に位置決めされた状態で取り付けられる位置決め部分を有するハブホイールと、ハブホイールの外周に配設されてハブホイールを車体側部材に対して回転自在に支持する転がり軸受とを備え、かつ前記転がり軸受の外輪が、車体側部材に軸方向に位置決めされた状態で取り付けられる位置決め部分を有するもので、前記ハブホイールおよび転がり軸受の外輪の少なくともいずれか一方が、円筒管を母材として冷間鍛造により整形されるとともに、この冷間鍛造した母材の一方軸端の円周数ヶ所が径方向外向きに切り起こされることにより、この複数の切り起こし片が前記車輪または車体側部材の位置決め部分として用いられる一方で、前記複数の切り起こし片それぞれの間に軸方向に沿った形状で残存する複数の舌片が前記車輪または車体側部材を芯だしする部分として用いられる。
【０００９】
本発明第２の車軸用軸受装置は、請求項２に示すように、上記第１の構成において、前記切り起こし片が、さらに厚み方向に塑性変形されている。
【００１０】
本発明第３の車軸用軸受装置は、請求項３に示すように、上記第１または第２の構成において、前記ハブホイールに対して等速ジョイントが回転動力を伝達可能に結合されている。
【００１１】
本発明第４の車軸用軸受装置は、請求項４に示すように、ほぼ円筒形状でかつ外周に車輪が軸方向に位置決めされた状態で取り付けられる位置決め部分を有するハブホイールと、このハブホイールの内周に同心に挿通されかつ非回転の支軸に外嵌固定される内輪と、前記ハブホイールと内輪との間の円周数ヶ所に介装される複数の転動体とを備えるもので、前記ハブホイールが、円筒管を母材として冷間鍛造により整形されるとともに、この冷間鍛造した母材の一方軸端の円周数ヶ所が径方向外向きに切り起こされることにより、この複数の切り起こし片が前記車輪の位置決め部分として用いられる一方で、前記複数の切り起こし片それぞれの間に軸方向に沿った形状で残存する複数の舌片が前記車輪を芯だしする部分として用いられる。
【００１２】
本発明第５の車軸用軸受装置は、請求項５に示すように、上記第４の構成において、前記切り起こし片が、さらに厚み方向に塑性変形されている。
【００１３】
以上、本発明では、管材を母材として冷間鍛造加工、曲げ加工を施すことにより製作しているので、上記従来例の深絞り加工に対してプレスという概念で同じであるものの、母材形状が相違するため、従来例のような精密技術を必要としないなど、加工時間が短縮できる。
【００１４】
また、本発明では、管材の円周数ヶ所を切り起こすことによって、車輪や車体側部材に対する軸方向位置決めや芯出しを行う部分を設けているから、従来例のように別部材を後付けする必要がない。
【００１５】
なお、上記第１〜第５の車軸用軸受装置は、それぞれタイプが異なる構成であり、それぞれにおいてハブホイールと外輪とのいずれか一方を上述した方法で製作したものにしている。
【００１６】
また、第２および第５の構成では、切り起こし片を厚み方向で塑性変形させているので、母材厚みを厚くすることなく、切り起こし片の必要な強度を確保できるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１８】
図１から図５は本発明の一実施形態を示している。図１は、車軸用軸受装置を軸方向に沿って断面にした図、図２は、図１の車両アウタ側の端面を示す正面図、図３は、車両インナ側の端面を示す正面図、図４は、ハブホイールの製造手順を示す工程図、図５は、外輪の製造手順を示す工程図である。
【００１９】
図示例の車軸用軸受装置は、ハブホイール１と、転がり軸受２とを備えており、いわゆる第３世代の従動輪支持タイプと呼ばれるものである。
【００２０】
ハブホイール１は、中空の軸部１０の一方軸端側に、径方向外向きに延出する複数の切り起こし片１１と、軸方向に沿って延出する複数の舌片１２とを周方向交互に設けた構成である。なお、上記軸部１０の外周に対して転がり軸受２が外装され、切り起こし片１１の一側面に対して図示しない車輪やディスクブレーキ装置のディスクロータが軸方向に位置決めされた状態であてがわれて、切り起こし片１１に貫通固定されるボルト１３により取り付けられる。また、各舌片１２において付け根側には、径方向外向きの膨出部１２ａが設けられており、この膨出部１２ａそれぞれと前記ディスクロータの中心孔内周面とを密に接触させるように互いの寸法関係を規定することにより、ディスクロータの芯出しを行うようになっている。
【００２１】
転がり軸受２は、複列外向きアンギュラ玉軸受と呼ばれるタイプが採用されている。この転がり軸受２は、二列の軌道溝を有する単一の外輪２０と、上記ハブホイール１の軸部１０の小径部外周面に外嵌される単一軌道を有する内輪２１と、二列で配設される複数の玉２２と、二つの冠形保持器２３，２３とを備え、上記ハブホイール１の軸部１０を一方内輪として利用する構成になっている。外輪２０の内周面において軸方向２ヶ所には、玉２２の軌道溝２０ａ，２０ｂが設けられている。
【００２２】
なお、外輪２０の一方軸端側には、径方向外向きに延出する複数の切り起こし片２４と、軸方向に沿って延出する複数の舌片２５とが周方向交互に設けられている。この切り起こし片２４の一側に対して図示しないナックルと呼ばれる車体側部材が軸方向に位置決めされた状態であてがわれて、切り起こし片２４に対して図示しないボルトにより取り付けられる。
【００２３】
また、各舌片２５と車体側部材の貫通孔内周面とを密に接触させるように互いの寸法関係を規定することにより、車体側部材に対して転がり軸受２の芯出しを行うようになっている。
【００２４】
そして、上記ハブホイール１の軸部１０の小径側の端部は、例えばローリングかしめ技術により径方向外向きに屈曲させられて、内輪２１の外端面（車両インナ側）に対してかしめつけられており、これにより、転がり軸受２がハブホイール１に対して非分離に結合されている。このかしめは、例えばかしめ治具をローリングさせることにより行う。
【００２５】
この実施形態では、ハブホイール１および転がり軸受２の外輪２０について、円筒管を母材として、冷間鍛造加工、切り込み加工、曲げ加工を経て製作していることに特徴があるので、以下で詳細に説明する。
【００２６】
なお、ハブホイール１も外輪２０も同様の工程を経て製作されるが、まず、図４（ａ）および図５（ａ）に示すような金属製の円筒管１Ａ，２０Ａを母材として、受け金型と押し金型を用いる冷間鍛造により、図４（ｂ）および図５（ｂ）に示すような外形に整形する。このとき、各円筒管１Ａ，２０Ａに、転がり軸受２の転動体２２群が転動する軌道溝１０ａ，２０ａ，２０ｂが確保される。
【００２７】
この後、冷間鍛造した円筒管１Ａ，２０Ａの一方軸端の円周数ヶ所に、図４（ｃ）および図５（ｃ）に示すように、軸方向に沿う切り込み１４，２７を入れる。
【００２８】
円筒管１Ａ，２０Ａの一方軸端において、図４（ｄ）および図５（ｄ）に示すように、切り込み１４，２７により周方向に分離する分離片のうち、周方向１つおきの分離片を付け根側から径方向外向きに屈曲することにより、上記切り起こし片１１，２４とする。この屈曲工程では、切り起こし片１１，２４は、受け金型と押し金型とを用いて、径方向に沿わせた姿勢にするのであるが、このとき、受け金型と押し金型とに一対の凹凸を振り分けて設けておいて、この凹凸でもって、切り起こし片１１，２４の所定領域を軸方向に張り出させることにより、トータルの軸方向幅寸法を大きくして軽量化と強度確保の両立を図るようにしている。なお、前記屈曲していない分離片が上記舌片１２，２５となるが、この舌片１２，２５の長さ寸法については、必要に応じて設定される。
【００２９】
以上説明したように、ディスクロータや車体側部材の軸方向位置決め部分（切り起こし片１１，２４）や芯出し部分（舌片１２，２５）を備えた構造のハブホイール１や外輪２０を冷間鍛造加工と切り込み加工と曲げ加工とにより製作するようにしている。このうち冷間鍛造加工と曲げ加工は、いずれもプレス技術という概念に含まれるものであり、母材として円筒管を用いるので、特別な精密技術が不要であり、簡単に効率よく製作できるとともに、従来例のように芯出しのための部品を後付けする必要がないなど、製造コストの低減に貢献できるようになる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００３１】
例えば上記実施形態では、車軸用軸受装置として車両の従動輪支持に用いる構造を例に挙げたが、例えば車両の駆動輪支持に用いる構造とすることができる。その場合、例えばハブホイール１の中心孔に対して、図示しないが、車両のドライブシャフトや等速ジョイントの軸部をスプライン嵌合するとともに軸方向に位置決めするようにすればよい。
【００３２】
また、上記実施形態で示した車軸用軸受装置では、その転がり軸受２について、複列の軌道溝を有する外輪２０と、単列の軌道溝を有する１つの内輪２１とを用いて、他の内輪をハブホイール１で代用する構造としているが、２つの内輪を用いる構造などいろいろなタイプのものに本発明を適用できる。具体例として、図６から図８を示す。
【００３３】
図６に示す車軸用軸受装置は、いわゆる第２世代の従動輪支持タイプと呼ばれる構成であり、単一の外輪２０と、２つの内輪２１，２１と、二列で配設される複数の玉２２と、二つの冠形保持器２３，２３とを備え、外輪２０をハブホイールとして利用する構成である。この車軸用軸受装置では、外輪２０のみを上述した冷間鍛造加工、切り込み加工、曲げ加工により製作することができる。なお、４は支軸または従動軸である。
【００３４】
図７および図８に示す車軸用軸受装置は、いわゆる第４世代の駆動輪支持タイプと呼ばれる構成であり、ハブホイール１と、転がり軸受２と、等速ジョイント３とを備えている。なお、等速ジョイント３は、詳細に図示していないが、椀形外輪と、複数の玉と、保持器とを備える周知の構成であり、椀形外輪３１のみを図示している。この等速ジョイント３の椀形外輪３１の軸部３２をハブホイール１の内周に対してスプライン嵌合させて、この椀形外輪３１の軸部３２の端部をローリングかしめすることにより、ハブホイール１に対してかしめつけている。また、転がり軸受２は、内輪を持たず、ハブホイール１と等速ジョイント３の外輪３１を内輪として利用している。
【００３５】
そして、図７の例では、転がり軸受２の外輪２０のみを冷間鍛造加工、切り込み加工、曲げ加工により製作しており、この外輪２０の形状については、ほぼ上述した実施形態と同様にしている。
【００３６】
一方、図８の例では、上記図７の変形例であり、転がり軸受２の外輪２０だけでなく、ハブホイール１についても、上述した冷間鍛造加工、切り込み加工、曲げ加工により製作している。この場合、等速ジョイント３の椀形外輪３１における軸部を無くし、当該椀形外輪３１の小径開口部をハブホイール１の軸部１０に対してスプライン嵌合するとともに、ハブホイール１の軸部１０の内端を径方向外向きに屈曲させて等速ジョイント３の椀形外輪３１に対してかしめつけるようにしている。なお、３３は等速ジョイント３の内部を隠蔽するための蓋である。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１から５の発明では、冷間鍛造加工と切り込み加工と曲げ加工とにより、ディスクロータや車体側部材の軸方向位置決め部分（切り起こし片）や芯出し部分（舌片）を備えた構造のハブホイールや外輪を製作するようにしており、従来例の深絞り加工に対してプレスという概念で同じであるものの、母材形状が相違するため、従来例のような精密技術を必要とせずに済むとともに、従来例のように芯出しのための部品を後付けする必要がないなど、製造コストの低減に貢献できるようになる。
【００３８】
特に、請求項２，５の発明では、切り起こし片が厚み方向に塑性変形されることにより必要な強度が確保されるようになっているから、母材厚みを厚くせずに済むなど、無駄な重量増加を抑制するうえで有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車軸用軸受装置の軸方向に沿う断面図
【図２】図１の車両アウタ側の端面を示す正面図
【図３】車両インナ側の端面を示す正面図
【図４】ハブホイールの製造手順を示す工程図
【図５】転がり軸受の外輪の製造手順を示す工程図
【図６】本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の軸方向に沿う断面図
【図７】本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の軸方向に沿う断面図
【図８】本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の軸方向に沿う断面図
【符号の説明】
１      ハブホイール
１０      ハブホイールの軸部
１１      ハブホイールの切り起こし片
１２      ハブホイールの舌片
２      転がり軸受
２０      軸受の外輪
２４      外輪の切り起こし片
２５      外輪の舌片
【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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【図７】
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【図８】
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