(57)【要約】【課題】大径のフランジ部付きの内輪もしくは外輪を安価に製造可能にする。【解決手段】内輪と外輪のうち、少なくとも一方（ハブ軸３１）を、本体３３とフランジ部３４とのツーピース構造としている。フランジ部３４には、たとえば車輪が取り付けられる。このフランジ部３４は、帯状金属板をその板面を含む面に直交する軸周りに湾曲させて両端部を結合することにより、リング状に形成されたものである。フランジ部３４を有する内輪もしくは外輪を造る場合、小径にまとまっている内輪等の本体３３のみを、比較的小型の鍛造機械、設備で鍛造すればよい。【選択図】図１
2005003140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置された複数の転動体と、前記内輪と前記外輪とのうち少なくとも一方に取り付けられるフランジ部とを備え、
前記フランジ部は、帯状金属板をその板面を含む面に直交する軸周りに湾曲させて両端部を結合することによりリング状に形成されたものである、ことを特徴とする転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、自動車の車輪を支持するための転がり軸受装置では、回転輪である軌道輪に径方向外向きに延びるフランジ部が設けられ、このフランジ部に車輪等が取り付けられるようになっている。このようなフランジ部と軌道輪とは、熱間鍛造等で製作される際に同一素材から一体成形されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３１７７５３号公報（図１および図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような構造の転がり軸受装置では、車輪を取り付けるためのフランジ部の径を例えば大径とするには、フランジ部が軌道輪と同一素材から成形されるために大型の製造設備が必要となり、製造コストの上昇を招く。
【０００５】
本発明は、フランジ部付き軌道輪を備えた転がり軸受装置において、フランジ部の大径化に対してもその製造コストの上昇を抑制することを解決すべき課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置された複数の転動体と、前記内輪と前記外輪とのうち少なくとも一方に取り付けられるフランジ部とを備え、前記フランジ部は、帯状金属板をその板面を含む面に直交する軸周りに湾曲させて両端部を結合することによりリング状に形成されたものである構成とすることにより、上述した課題を解決したものである。
【０００７】
上記構成によれば、フランジ部付きの軌道輪の製造に当たっては、フランジ部を有しない形状の外輪もしくは内輪の軌道輪本体とフランジ部とを別個に成形して、両者を熱圧着等の結合方法により一体化すればよい。
【０００８】
フランジ部を有しない外輪等の軌道輪本体は、小径にまとまっているので、比較的小型の鍛造用機械、設備により成形すればよい。フランジ部は、帯状金属板を曲げ加工する方法により、リング状に成形すればよい。フランジ部が例えば大径の場合でも、特に大型の鍛造用機械、設備を必要としない。なお、フランジ部と外輪等の軌道輪本体との結合は、熱圧着に限定されず、熱間鍛接、焼き嵌め、ろう付け、溶接等のすべてを含み、それら結合方法を適宜に選択してよい。
【０００９】
本発明の一実施態様として、外輪等の軌道輪本体とフランジ部とには、互いに異なる種類の素材を用いてもよい。こうした場合、各素材を適宜選択することで、各素材は、軌道輪本体とフランジ部とのそれぞれの機能に適合する。
【００１０】
本発明の一実施態様として、上記構成におけるフランジ部は、回転部材例えば車輪を取り付けるためのものであっても、転がり軸受装置の全体を例えば車体側に取り付けるためのものであってもよい。軌道輪は、回転輪であっても固定輪であってもよく、また、内輪でも外輪でもよい。
【００１１】
フランジ部が、回転部材、例えば車輪を取り付けるためのものであり、このフランジ部を結合して構成される一方の軌道輪が、回転輪として内輪である場合、内輪の本体の径に対してフランジ部の径方向外向きの張り出し量が大きくなる。この場合、内輪とフランジ部とを一体に、鍛造により成形しようとすると、大型の鍛造機械、設備が必要となるほか、フランジ部に充分な厚みをもたすことが難しい、等の問題が生じることがある。本発明を適用すると、大型の鍛造機械、設備が不要となるほか、フランジ部の厚みを自由に設定することができ、上述した従来の問題が生じにくい。
【００１２】
本発明におけるフランジ部は、たとえばフープ材である長尺の帯状金属板を、その板面を含む面に直交する軸周りに湾曲状に曲げ加工するとともに、その湾曲端どうしを溶接することで、リング状に成形されているから、打ち抜き等、他の方法による場合に比べ、充分な厚みを有し、かつ強度的に優れたフランジ部が得られる。
【００１３】
【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図面を参照して詳細に説明する。図１ないし図３は、本発明の一実施形態に係り、図１は転がり軸受装置の縦断側面図、図２は、図１の転がり軸受装置のハブ軸の縦断側面図、図３は、図１のハブ軸のフランジ部の斜視図である。図１の右側は車両インナー側を、また、左側は車両アウター側を示す。
【００１４】
本実施形態では、転がり軸受装置として車輪を備えた装置、例えば車両に適用したもので説明するが、本発明はこれに限定されず、回転する部材を備えた装置に適用することができる。
【００１５】
これらの図を参照して、符号１は、実施形態の転がり軸受装置全体を示す。
【００１６】
この転がり軸受装置１は、外輪部材２と、内輪部材３と、玉４，５と、保持器６，６と、シール７，８とを備える。外輪部材２は、その外周面にはフランジ部２ａが形成されている。フランジ部２ａは、車体の一部であるキャリアに固定される。
【００１７】
内輪部材３は、ハブ軸３１と、内輪３２とを含むものである。
【００１８】
ハブ軸３１は、ハブ軸本体３３とフランジ部３４とから構成されている。ハブ軸本体３３は、軸方向中途部の外周に玉４の軌道面を１列有するとともに、車体インナー側に小径部３３ａを有し、この小径部３３ａに前記内輪３２が外嵌されている。内輪３２の外端面はかしめ部３３ｂでかしめられている。ハブ軸本体３３は、また、外輪部材２より車体アウター側に突出している突出部３３ｄと円筒部３３ｃとを有する。
【００１９】
フランジ部３４は、ハブ軸本体３３の車体アウター側への突出部３１ｄから、径方向外向きに延びており、その側面には、回転部材としてディスクロータ１０や車輪１１が取り付けられる。ディスクロータ１０と車輪１１は、フランジ部３４の円周方向複数個所にある圧入孔３４ａそれぞれに圧入されたボルト１２とナット１３とにより固定される。
【００２０】
本実施形態では、ハブ軸３１を、ハブ軸本体３３と、このハブ軸本体３３とは別部材のフランジ部３４とのツーピース構造としていることに特徴を有する。
【００２１】
実施形態での結合は、ハブ軸本体３３とフランジ部３４とを、共に熱圧着による接合で行われているが、熱間鍛接、焼き嵌め、ろう付け、溶接等の方法が適宜に採用可能である。
【００２２】
フランジ部３４は、ほぼ扁平なリング状で、その素材はハブ軸本体３３と同じ素材で製作してもよく、たとえばハブ軸本体３３とフランジ部３４は共にＪＩＳ規格でＳ５５ＣやＳ２５Ｃにより成形してもよい。また、ハブ軸本体３３とは異なる種類の素材で成形してもよい。
【００２３】
フランジ部３４の成形には、各種の加工形態があり、例えば鋳造、打ち抜き等、いずれの加工方法でもよいが、本実施形態では、圧延金属を巻き取った、いわゆるフープ材からなる長尺の帯板材３４０に曲げやその他の加工を加えて成形している。
【００２４】
詳しくは、長尺の帯板材３４０を、その板面を含む面に直交する軸Ｐ周りに湾曲状に曲げ加工して螺旋状に巻回することで、帯板材３４０の螺旋体３４０Ｓが造られる。次いで、螺旋体３４０Ｓの１周分を切り取って、その湾曲端どうしを溶接で結合することで、扁平なリング状に成形されている。３４０ａは、その溶接部を示す。
【００２５】
ハブ軸本体３３とフランジ部３４との結合構造として、フランジ部３４の内周部に、車両インナー側に盛り上がった肉厚部３４ｃが形成され、この肉厚部３４ｃの内周に、車両アウター側が大径に広がる環状の段落部３４ｄが形成されている。
【００２６】
これに対応して、ハブ軸本体３３の突出部３３ｄの外周には、車両アウター側が大径となる環状の段落受け部３３ｅが形成されている。この段落受け部３３ｅにフランジ部３４の段落部３４ｄが嵌合した状態で、フランジ部３４がハブ軸本体３３の外周に結合されて両者は一体化されてフランジ部付きの軌道輪となる。
【００２７】
この結合構造によれば、フランジ部３４の一側面にディスクロータ１０と車輪１１とを取り付けて、これらをボルト１２とナット１３とで締め付けた場合、フランジ部３４の内周部と車輪１１との間に、ハブ軸本体３３の段落受け部３３ｅのうち、大径部分を挟み込むことになるから、ディスクロータ１０や車輪１１は、段落受け部３３ｅの大径部分を介して、ハブ軸３１に強固に取り付けられる。
【００２８】
なお、ハブ軸本体３３とフランジ部３４との結合面にセレーション等の細かい凹凸を形成して、この細かい凹凸を介してハブ軸本体３３とフランジ部３４とを結合するようにしてもよい。
【００２９】
ハブ軸３１の製造工程を説明する。
【００３０】
（１）ハブ軸本体３３の成形工程
所要大きさの素材ブロックを熱間鍛造してほぼハブ軸本体３３の形状に成形する。この場合、ハブ軸本体３３は、フランジ部３４を有しない構造であるから小型の鍛造機械、設備で鍛造できる。
【００３１】
（２）フランジ部３４の成形工程
図３に仮想線で示すように、フープ材（圧延鋼板等を巻き取ったもの）からなる長尺の帯板材３４０を、その板面を含む面に直交する軸Ｐ周りに湾曲状に曲げ加工して螺旋状に巻回することで、帯板材３４０の螺旋体３４０Ｓを造る。次いで、螺旋体３４０Ｓのうちから、１周分の湾曲した帯板材３４０を切り取って、その湾曲端どうしを溶接で結合することで、扁平なリング状に成形する。
【００３２】
この場合、フランジ部３４において肉厚部３４ｃや段落部３４ｄは、リング状に成形された後、切削等により形成するが、素材である帯板材３４０が真直である状態のときに、その幅方向一側に形成してもよいし、曲げ加工の際、この加工と同時的に形成してもよい。なお、湾曲端どうしを溶接すると、フランジ部３４に局部的に硬化される部分ができるので、焼き戻し等の熱処理により、全体の硬度を平均化しておくことが好ましい。
【００３３】
上記のように、帯板材３４０から曲げ加工と溶接とにより、リング状のフランジ部３４を造るようにすると、充分な厚みを有し、かつ強度的に優れたフランジが得られる。
【００３４】
（３）ハブ軸本体３３とフランジ部３４との一体結合工程
前記両（１）（２）の工程で各別に造られたハブ軸本体３３とフランジ部３４とを一体化する工程である。ハブ軸本体３３は、前記したように熱間鍛造により造られるが、このように造られたハブ軸本体３３が高温状態にあるうちに、別に造られたフランジ部３４を、高温に加熱した上で、ハブ軸本体３３に熱圧着する。これによって、両者を一体化する。こののち、フランジ部３４にボルト１２の圧入孔３４ａを穿設し、また軌道面の研削等の仕上げ加工を行うことで、フランジ部３４付きの軌道輪としてのハブ軸３１ができあがる。
【００３５】
前記のように、ハブ軸本体３３が高温である間にフランジ部３４を熱圧着するようにすれば、ハブ軸３１を迅速に製造できるばかりでなく、製造過程でのエネルギー消費を少なく抑えることができる。
【００３６】
本発明の他の実施形態を図４ないし図７を参照して説明する。
【００３７】
図４は他の実施形態の転がり軸受装置の要部を示し、ハブ軸本体３３の外周とフランジ部３４の内周とはテーパ面を介して結合されている。詳しく説明すると、フランジ部３４の内周部に、車両アウター側に開いたテーパ面３４ｅが形成され、ハブ軸本体３３の車両アウター側への突出部３３ｄの外周には、テーパ面３４ｅに合致するテーパ部３３ｆが形成されている。
【００３８】
この実施形態によるハブ軸本体３３とフランジ部３４との結合方法は、熱圧着等、上述した実施形態と同様でよい。この結合構造の場合、特にフランジ部３４をハブ軸本体３３に結合するときの芯合わせを容易にしかも的確に行うことができる。
【００３９】
図５はさらに他の実施形態の転がり軸受装置の要部を示し、ハブ軸本体３３とフランジ部３４とが軸方向の円筒面を介して接合により結合されている。この実施形態の場合、フランジ部３４の内周部に、車両インナー側に突出する円筒部３４ｆが一体に形成され、この円筒部３４ｆの内周面がハブ軸本体３３の円筒外周面３３ｇに結合されている。この結合方法は、上述した実施形態と同様でよい。この結合構造の場合、特に結合面の面積がより広くなるからより高い結合強度を得ることができる。
【００４０】
図６はさらに他の実施形態の転がり軸受装置を示し、内輪回転型で駆動輪用の軸受装置に実施している。この転がり軸受装置１においては図１のそれと同様にハブ軸３１は、ハブ軸本体３３に対してフランジ部３４が別部材でもって一体的に結合されている。この結合方法は、上述した実施形態と同様でよい。この結合構造の作用効果は上述の実施形態と同様である。
【００４１】
図７はさらに他の実施形態の転がり軸受装置を示し、外輪回転型で従動輪用の軸受装置に実施している。この転がり軸受装置１において、３５は外輪部材、３６，３７は内輪、３８，３９は、玉、４０，４１は保持器、４２，４３はシールである。この実施形態では、外輪部材３５が、ハブ軸として、ハブ軸本体４４とフランジ部４５とからなり、ハブ軸本体４４に対してフランジ部４５が上述した実施形態と同様にして一体的に結合されている。この結合方法は、上述した実施形態と同様でよい。この結合構造の作用効果は上述の実施形態と同様である。
【００４２】
本発明は、転動体として円すいころを用いた通称テーパユニットと呼ばれる内輪回転型の転がり軸受装置にも適用することができる。
【００４３】
本発明は、車体の一部に取り付けるためのフランジ部を有する軌道輪を備えた転がり軸受装置にも適用することができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、径方向外向きのフランジ部を備える外輪等の軌道輪を、効率よく製造できるようになるので、転がり軸受装置全体の製造コストを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る転がり軸受装置の縦断側面図
【図２】図１の転がり軸受装置のハブ軸の縦断側面図
【図３】図２のハブ軸のフランジ部の斜視図
【図４】本発明の他の実施形態の要部断面図
【図５】本発明のさらに他の実施形態の要部断面図
【図６】本発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置の縦断側面図
【図７】本発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置の縦断側面図
【符号の説明】
１  転がり軸受装置
３１  ハブ軸
３３  ハブ軸本体
３４  フランジ部
【図１】
2005003140.tif 000003
【図２】
2005003140.tif 000004
【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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