(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に複列の外側転走面が一体に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各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、
前記外方部材と内方部材のうちどちらか一方の部材のアウター側の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、この車輪取付フランジの周方向等配にボルト孔が形成され、これらボルト孔にハブボルトが固定されて前記車輪が固定される車輪用軸受装置において、
前記車輪取付フランジの外周の前記ボルト孔の近傍を避けて各ボルト孔間に切欠き部が形成され、この切欠き部が、その最深部と前記ボルト孔のピッチ円直径とが近接するように円弧状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】
前記切欠き部が、前記ボルト孔のピッチ円直径よりも外径側にあり、前記車輪取付フランジの外周面と滑らかに繋ると共に、前記切欠き部の曲率中心が、前記車輪取付フランジの中心から隣り合う前記各ボルト孔間の中心の延長線上にあって、その曲率半径Ｒ１が前記ボルト孔のピッチ円直径ＰＣＤｂに対してＲ１＝０．７〜１．５ＰＣＤｂに設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記車輪取付フランジのインナー側の側面に複数の補強リブが肉盛り状に設けられ、この補強リブが、前記各ボルト孔の形成部分と略同じ幅でもって、前記車輪取付フランジの環状の基部から放射状に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】
前記車輪取付フランジを有する部材が、熱間の密閉鍛造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。
【請求項５】
前記内方部材が前記車輪取付フランジを有し、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪と、このハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも１つの内輪で構成されている請求項１乃至４にいずれか記載の車輪用軸受装置。
【請求項６】
前記外方部材が前記車輪取付フランジを有し、前記内方部材が一対の内輪で構成されている請求項１乃至４にいずれか記載の車輪用軸受装置。
【請求項７】
前記内方部材が、アウター側の端部に前記車輪取付フランジを有し、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部と、内周に硬化された凹凸部がそれぞれ形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に嵌合され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる中空状のステム部が一体に形成された等速自在継手の外側継手部材で構成され、前記ハブ輪に内嵌される前記ステム部の嵌合部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませて加締め、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合されている請求項１乃至４にいずれか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、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、装置の軽量・コンパクト化と共に、車輪取付フランジの面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制した車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にディスクブレーキの普及によって制動力が増大してきた反面、このディスクブレーキのロータをブレーキパッドにて挟持して制動を行う場合、特に車両低速走行時に振動が発生し、低周波の不快な騒音を誘発することがある。こうした現象はブレーキジャダーと呼ばれ、車両の高性能化や静寂化に伴って、近年、この分析および改善が新しい技術課題として着目されている。
【０００３】
ブレーキジャダーの明確なメカニズムはまだ詳細には解明されてはいないが、その一要因としてブレーキロータのパッド摺接面の振れ精度が挙げられている。この振れ精度は、ブレーキロータ単体の振れ精度だけでなく、ブレーキロータを取り付ける車輪取付フランジの面振れ精度、転がり軸受のアキシアル振れ、転走面の精度、および転がり軸受の組立精度等々が累積され、最終的にブレーキロータ側面の面振れ精度となって現れてくる。
【０００４】
また、近年、低コスト化は言うに及ばず、省資源あるいは公害等の面から燃費向上のために軽量化を追求することにより、余肉を排除して車輪用軸受装置をスリム化させることと、操縦安定性のために車輪用軸受装置を剛性アップさせることがなされている。特に、自動車等の車両の中でも軽四輪あるいはスモールカーをはじめとした軽車両においては、この軽量化に対する要求は益々増大してきている。
【０００５】
図１３は、自動車に用いられ、軽量化を図った車輪用軸受装置の一例である。この車輪用軸受装置５０は駆動輪側に使用される代表的な構造で、ハブ輪５１と複列の転がり軸受５２とがユニット化して構成されている。
【０００６】
車輪用軸受装置５０のハブ輪５１は鍛造により形成されて中空構造をなし、図示しない車輪を取り付けるための車輪取付フランジ５３を一体に有し、その外周に複列の転がり軸受５２の一方の内側転走面５１ａと、この内側転走面５１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５１ｂが形成され、内周にトルク伝達用のスプライン５４が形成されている。
【０００７】
ハブ輪５１の小径段部５１ｂには別体の内輪５５が圧入されている。この内輪５５は、複列の転がり軸受５２の他方の内側転走面５５ａが外周に形成されている。そして、小径段部５１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて加締部５６が形成され、この加締部５６によって内輪５５がハブ輪５１に対して軸方向に固定されている。
【０００８】
一方、複列の転がり軸受５２を構成する外方部材５７は、懸架装置を構成するナックル５８に固定するための車体取付フランジ５７ｂを一体に有し、内周に前記内側転走面５１ａ、５５ａに対向する複列の外側転走面５７ａ、５７ａが一体に形成されている。このように、複列の転がり軸受５２は、ハブ輪５１と内輪５５と外方部材５７、および両転走面５１ａ、５７ａ、５５ａ、５７ａ間に転動自在に収容された複列のボール５９、５９を備えている。
【０００９】
ハブ輪５１において、車輪取付フランジ５３の円周４箇所等配にハブボルト５３ａが植設され、ブレーキロータ６０および車輪が締結される。このハブ輪５１は、図１４に示すように、車輪取付フランジ５３に、ハブボルト５３ａが固定されるボルト挿通孔６１が形成され、このボルト挿通孔６１の周辺を避けて、各ボルト挿通孔６１間において、車輪取付フランジ５３の外周にＲ形状の切欠き部６２が形成されている。
【００１０】
切欠き部６２は、ボルト挿通孔６１のピッチ円直径Ａより内径側で、かつ隣接するボルト孔６１の中心を結ぶ弦Ｂにその最深部６２ａが近接するように形成されている。さらに、車輪取付フランジ５３は、各ボルト挿通孔６１の外周近傍の肉厚が薄くされた薄肉部６３が形成されると共に、各ボルト挿通孔６１周辺を含んで内周側の肉厚は薄くせず、充分な曲げ剛性が得られるように通常の厚肉部６４とされている。これにより、軽量化を図りながらも、車輪取付フランジ５３の曲げ剛性が低下するのを防止している（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
この従来の車輪用軸受装置５０では、軽量化を狙って車輪取付フランジ５３のハブボルト５３ａ間の外周部分を排除して花形形状に形成されると共に、ハブ輪５１のスリム化を図りつつ車輪取付フランジ５３の曲げ剛性が低下するのを防止している。また、さらなる軽量化を図ったものとして、図１５に示す車輪用軸受装置７０が知られている。この車輪用軸受装置は、軽四輪あるいはスモールカーをはじめとした軽車両に使用され、ハブ輪７１と内輪７２からなる内方部材７３と外方部材７４、および両部材７３、７４間に転動自在に収容された複列のボール７５、７５とを備えている。
【００１２】
ハブ輪７１は、端部に車輪取付フランジ７６を一体に有し、外周に内側転走面７１ａと、この内側転走面７１ａから軸方向に延びる小径段部７１ｂが形成されている。この小径段部７１ｂには外周に内側転走面７２ａが形成された内輪７２が圧入され、小径段部７１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部７１ｃにより軸方向に固定されている。
【００１３】
この車輪取付フランジ７６の円周等配位置にはボルト挿通孔７６ａが穿設され、このボルト挿通孔７６ａに車輪を締結するためのハブボルト７６ｂが圧入されている。そして、ブレーキロータＲと車輪Ｗとが重ねて取り付けられる。
【００１４】
外方部材７４の内周には、内方部材７３の複列の内側転走面７１ａ、７２ａに対向する複列の外側転走面７４ａ、７４ａが一体に形成され、これら両転走面７１ａ、７４ａおよび７２ａ、７４ａ間に保持器７７を介して複列のボール７５、７５が転動自在に収容されている。また、外方部材７４の両端部にはシール７８、７９が装着され、外方部材７４と内方部材７３との間に形成される環状空間の開口部を密封している。
【００１５】
ハブ輪７１の車輪取付フランジ７６は、図１６に示すように、外周部分が、放射状に延びてそれぞれ先端にボルト挿通孔７６ａが形成された複数の部分フランジ８０により構成されている。車輪取付フランジ７６の反車輪取付側の側面には、放射方向に延びる複数の補強リブ８０ａが肉盛り状に設けられている。
【００１６】
このように、車輪取付フランジ７６の外周部分が、放射状に延びてそれぞれ先端にボルト挿通孔７６ａが形成された複数の部分フランジ８０からなると共に、放射方向に延びる複数の補強リブ８０ａが形成されているので、車輪取付フランジ７６が全周に連続するものに比べて軽量化が得られると共に、車輪取付フランジ７６に発生する応力が緩和されて耐久性が向上する（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−９４９０５号公報
【特許文献２】特開２００５−１１９５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
こうした従来の車輪用軸受装置５０、７０は、軽四輪あるいはスモールカーをはじめとした小型乗用車に使用されるが、小型乗用車の場合、こうしたハブ輪５１、７１の車輪取付フランジ５３、７６を花形形状や部分フランジ８０化による軽量・コンパクト化を実施しても、車輪取付フランジ５３、７６における面振れは精々１００μｍ以下で大きな問題はなかった。然しながら、中型乗用車以上のクラスになると、車両のＮＶＨ（ノイズ・バイブレーション・ハーシュネス）低減の要求が強くなり、特に前輪の場合は、車輪取付フランジ５３、７６の面振れが３０μｍ以下と高精度を要求される場合がある。
【００１８】
そこで、ハブ輪５１、７１の熱処理の影響を受けずに車輪取付フランジ５３、７６の面振れを抑制し、さらに軽量化を図ったフランジ形状が求められていた。また、車両旋回時の曲げモーメントが負荷されると車輪取付フランジ５３、７６が倒れ、これに伴い、ブレーキロータ６０、Ｒも倒れが発生する。この倒れを抑制する必要があるが、こうした従来の車輪取付フランジ５３、７６の形状では、ハブボルト５３ａ、７６ｂ間の肉がないため、ブレーキロータ６０、Ｒの倒れが一般的な円板状の形状より大きくなることは必至である。
【００１９】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、強度・剛性を確保しつつ軽量・コンパクト化を図ると共に、車輪取付フランジの面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制した車輪用軸受装置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】
【００２０】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、内周に複列の外側転走面が一体に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各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、前記外方部材と内方部材のうちどちらか一方の部材のアウター側の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、この車輪取付フランジの周方向等配にボルト孔が形成され、これらボルト孔にハブボルトが固定されて前記車輪が固定される車輪用軸受装置において、前記車輪取付フランジの外周の前記ボルト孔の近傍を避けて各ボルト孔間に切欠き部が形成され、この切欠き部が、その最深部と前記ボルト孔のピッチ円直径とが近接するように円弧状に形成されている。
【００２１】
このように、外方部材と内方部材のうちどちらか一方の部材のアウター側の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、この車輪取付フランジの周方向等配にボルト孔が形成され、これらボルト孔にハブボルトが固定されて車輪が固定される車輪用軸受装置において、車輪取付フランジの外周のボルト孔の近傍を避けて各ボルト孔間に切欠き部が形成され、この切欠き部が、その最深部とボルト孔のピッチ円直径とが近接するように円弧状に形成されているので、車輪取付フランジの強度・剛性を確保しつつ軽量・コンパクト化を図ると共に、熱処理変形を抑制して車輪取付フランジの側面の面振れ精度を高め、ブレーキジャダーの発生を抑制した車輪用軸受装置を提供することができる。
【００２２】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記切欠き部が、前記ボルト孔のピッチ円直径よりも外径側にあり、前記車輪取付フランジの外周面と滑らかに繋ると共に、前記切欠き部の曲率中心が、前記車輪取付フランジの中心から隣り合う前記各ボルト孔間の中心の延長線上にあって、その曲率半径Ｒ１が前記ボルト孔のピッチ円直径ＰＣＤｂに対してＲ１＝０．７〜１．５ＰＣＤｂに設定されていれば、切欠き部による軽量化効果を高め、また、鍛造素材の塑性流動が妨げられてヒケ等の発生によって精度が低下することはない。
【００２３】
また、請求項３に記載の発明のように、前記車輪取付フランジのインナー側の側面に複数の補強リブが肉盛り状に設けられ、この補強リブが、前記各ボルト孔の形成部分と略同じ幅でもって、前記車輪取付フランジの環状の基部から放射状に形成されていれば、車輪取付フランジの強度・剛性を確保しつつ、軽量化を一層図ることができる。
【００２４】
また、請求項４に記載の発明のように、前記車輪取付フランジを有する部材が、熱間の密閉鍛造により形成されていれば、車輪取付フランジの切欠き部がボルト孔のピッチ円直径よりも外径側にあり、各ボルト孔間に肉が存在するため、素材の塑性流動を妨げることなく鍛造加工を効率良く、かつ精度良く行うことができる。したがって、密閉鍛造にて素材の角部や段付、あるいは面取り部などが充分に成形でき、バリ除去を必要最小限に抑えることができるため、工数削減によって低コスト化を図ることができる。
【００２５】
また、請求項５に記載の発明のように、前記内方部材が前記車輪取付フランジを有し、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪と、このハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも１つの内輪で構成されていても良い。
【００２６】
また、請求項６に記載の発明のように、前記外方部材が前記車輪取付フランジを有し、前記内方部材が一対の内輪で構成されていても良い。
【００２７】
また、請求項７に記載の発明のように、前記内方部材が、アウター側の端部に前記車輪取付フランジを有し、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部と、内周に硬化された凹凸部がそれぞれ形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に嵌合され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる中空状のステム部が一体に形成された等速自在継手の外側継手部材で構成され、前記ハブ輪に内嵌される前記ステム部の嵌合部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませて加締め、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合されていても良い。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の外側転走面が一体に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各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、前記外方部材と内方部材のうちどちらか一方の部材のアウター側の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、この車輪取付フランジの周方向等配にボルト孔が形成され、これらボルト孔にハブボルトが固定されて前記車輪が固定される車輪用軸受装置において、前記車輪取付フランジの外周の前記ボルト孔の近傍を避けて各ボルト孔間に切欠き部が形成され、この切欠き部が、その最深部と前記ボルト孔のピッチ円直径とが近接するように円弧状に形成されているので、車輪取付フランジの強度・剛性を確保しつつ軽量・コンパクト化を図ると共に、熱処理変形を抑制して車輪取付フランジの側面の面振れ精度を高め、ブレーキジャダーの発生を抑制した車輪用軸受装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
外周に懸架装置に取り付けられる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一体に形成された外方部材と、アウター側の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、前記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、前記車輪取付フランジの外周の前記ボルト孔の近傍を避けて各ボルト孔間に切欠き部が形成され、この切欠き部が前記ボルト孔のピッチ円直径よりも外径側にあり、その最深部と前記ボルト孔のピッチ円直径とが近接するように円弧状に形成されて前記車輪取付フランジの外周面と滑らかに繋ると共に、前記切欠き部の曲率中心が、前記車輪取付フランジの中心から隣り合う前記各ボルト孔間の中心の延長線上にあって、その曲率半径Ｒ１が前記ボルト孔のピッチ円直径ＰＣＤｂに対してＲ１＝０．７〜１．５ＰＣＤｂに設定されている。
【実施例１】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基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第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の正面図、図３は、図１のハブ輪単体を示す正面図、図４は、車輪取付フランジの面振れの測定方法を示す説明図である。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１の左側）、中央寄り側をインナー側（図１の右側）という。
【００３１】
この車輪用軸受装置は、従動輪を回転自在に支承する第３世代と称されるもので、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。ここで、内方部材１は、ハブ輪４と、このハブ輪４に圧入された内輪５とを指す。
【００３２】
図１および図２に示すように、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が形成されている。車輪取付フランジ６には周方向等配にボルト孔６ａが形成され、このボルト孔６ａに車輪を締結するためのハブボルト６ｂが圧入固定されている。ハブ輪４の小径段部４ｂには内輪５が所定のシメシロを介して圧入されている。内輪５の外周には他方（インナー側）の内側転走面５ａが形成されている。そして、小径段部４ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて加締部４ｃが形成されている。内輪５はこの加締部４ｃによって軸受予圧が付与された状態で、ハブ輪４に対して軸方向に固定され、所謂セルフリテイン構造をなしている。これにより、ハブ輪４の強度・剛性を確保しつつ、軽量・コンパクト化を図ることができる。
【００３３】
外方部材２は、外周に懸架装置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、内周に内方部材１の複列の内側転走面４ａ、５ａに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。そして、これら両転走面２ａ、４ａおよび２ａ、５ａ間に保持器７、７を介して複列の転動体３、３が転動自在に収容されている。また、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潤滑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。
【００３４】
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６ｃから小径段部４ｂに亙り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。なお、加締部４ｃは、鍛造後の素材表面硬さ２５ＨＲＣ以下の未焼入れ部としている。これにより、ハブ輪４の強度・剛性を確保すると共に、内輪５との嵌合面のフレッティング摩耗を防止することができ、ハブ輪４の耐久性が向上する。また、加締部４ｃを塑性変形させる時の加工性が向上し、加工時におけるクラック等の発生を防止して品質の信頼性を向上させることができる。
【００３５】
また、外方部材２は、ハブ輪４と同様、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面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。一方、内輪５および転動体３はＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。なお、ここでは、転動体３をボールとした複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず転動体３に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受であっても良い。
【００３６】
ここで、本実施形態では、ハブ輪４の車輪取付フランジ６は、図３に示すように、車輪取付フランジ６のインナー側の側面に複数の補強リブ１０が肉盛り状に設けられている。この補強リブ１０は、各ボルト孔６ａの形成部分と略同じ幅でもって、環状の基部６ｃから放射状に形成されている。また、ボルト孔６ａの周囲には座ぐり部１０ａが形成されている。
【００３７】
また、車輪取付フランジ６はボルト孔６ａの近傍を避けて、各ボルト孔６ａ間において、車輪取付フランジ６の外周にＲ形状の切欠き部１１が形成されている。この切欠き部１１は、その最深部１１ａがボルト孔６ａのピッチ円直径（ＰＣＤｂ）に近接するように円弧状に形成されている。すなわち、切欠き部１１はボルト孔６ａのＰＣＤｂよりも外径側にあり、車輪取付フランジ６の外周面と滑らかに繋がっている。そして、その曲率中心が、ハブ輪４の中心から隣り合う各ボルト孔６ａ、６ａ間の中心の延長線上にあって、曲率半径Ｒ１がボルト孔６ａのＰＣＤｂに対してＲ１＝０．７〜１．５ＰＣＤｂに設定されている。これにより、ハブ輪４の強度・剛性を確保しつつ軽量・コンパクト化を図ると共に、熱処理変形を抑制して車輪取付フランジ６の面振れ精度を高め、ブレーキジャダーの発生を抑制した車輪用軸受装置を提供することができる。
【００３８】
なお、曲率半径Ｒ１がボルト孔６ａのＰＣＤｂに対してＲ１＜０．７ＰＣＤｂとなると、鍛造素材の塑性流動が妨げられ、ヒケ等の発生によって精度が低下し、また、Ｒ１＞１．５ＰＣＤｂでは、切欠き部１１による軽量化効果が見込まれず好ましくない。
【００３９】
一般的にこの種のハブ輪４は熱間鍛造によって形成されるが、従来のように各ボルト孔間に肉がない花形形状では、パンチまたはダイあるいはその両方によって据込まれた部分を拘束する、所謂密閉鍛造にて形成する場合、鍛造精度の向上を図るため、余分の鍛造素材を工具の間でバリとしてはみ出させる必要があるが、本実施形態に係るハブ輪４では、切欠き部１１がボルト孔６ａのＰＣＤｂよりも外径側にあり、各ボルト孔６ａ間に肉が存在するため、素材の塑性流動を妨げることなく鍛造加工を効率良く、かつ精度良く行うことができる。したがって、密閉鍛造にて素材の角部や段付、あるいは面取り部などが充分に成形でき、バリ除去を必要最小限に抑えることができるため、工数削減によって低コスト化を図ることができる。
【００４０】
なお、車輪取付フランジ６の面振れ測定は、図４に示すように、測定用の面板（治具）１２を使用して実施される。すなわち、車輪取付フランジ６は、切欠き部１１によってボルト孔６ａのＰＣＤｂの外径側に肉がなく、面振れの測定が断続測定となるため、外方部材２の車体取付フランジ２ｂを基台１３に支持し、車輪取付フランジ６のアウター側の側面６ｄに面板１２を密着させた状態で載置し、この面板１２にゲージ１４を接触させて行われる。
【実施例２】
【００４１】
図５は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図、図６は、図５の正面図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態と基本的にはハブ輪の構成が一部異なるだけで、その他同一の部品や部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００４２】
この車輪用軸受装置のハブ輪１５は、一端部に車輪取付フランジ１６を有し、周方向等配に雌ねじが切られたボルト孔１６ａが形成されている。そして、このボルト孔１６ａにハブボルトを螺着して図示しない車輪とブレーキロータが重ねた状態で固定される。車輪取付フランジ１６は、図６に示すように、インナー側の側面に複数の補強リブ１０が肉盛り状に設けられ、各ボルト孔１６ａの形成部分と略同じ幅でもって放射状に形成されている。
【００４３】
また、車輪取付フランジ１６は、ボルト孔１６ａの近傍を避け、各ボルト孔１６ａ間において、その最深部１１ａがボルト孔１６ａのピッチ円直径ＰＣＤｂに近接するように円弧状の切欠き部１１が形成されている。ハブ輪１５の強度・剛性を確保しつつ軽量・コンパクト化を図ると共に、熱処理変形を抑制して車輪取付フランジ１６の面振れ精度を高め、ブレーキジャダーの発生を抑制することができる。
【実施例３】
【００４４】
図７は、本発明に係る車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図、図８は、図７の正面図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態（図１）と基本的にはハブ輪の構成が異なるだけで、その他同一の部品や部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００４５】
この車輪用軸受装置は、駆動輪を回転自在に支承する第３世代と称されるもので、内方部材１７と外方部材２、および両部材１７、２間に転動自在に収容された複列の転動体３、３とを備えている。ここで、内方部材１７は、ハブ輪１８と、このハブ輪１８に圧入された内輪５とを指す。
【００４６】
図７および図８に示すように、ハブ輪１８は、アウター側の端部に車輪取付フランジ６を一体に有し、外周に一方の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部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）４ｄが形成されている。車輪取付フランジ６には周方向等配にボルト孔６ａが形成され、このボルト孔６ａに車輪を締結するためのハブボルト６ｂが圧入固定されている。
【００４７】
車輪取付フランジ６は、前述した実施形態と同様、ボルト孔６ａの近傍を避け、各ボルト孔６ａ間において、その最深部１１ａがボルト孔６ａのピッチ円直径ＰＣＤｂに近接するように円弧状の切欠き部１１が形成されている。これにより、ハブ輪１８の強度・剛性を確保しつつ軽量・コンパクト化を図ると共に、熱処理変形を抑制して車輪取付フランジ６の面振れ精度を高め、ブレーキジャダーの発生を抑制することができる。
【実施例４】
【００４８】
図９は、本発明に係る車輪用軸受装置の第４の実施形態を示す縦断面図、図１０は、図９の正面図である。なお、前述した実施形態と同一の部品、部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００４９】
この車輪用軸受装置は、従動輪を回転自在に支承する第２世代と称されるもので、外方部材１９と一対の内輪５、５、および両部材１９、５間に転動自在に収容された複列の転動体３、３とを備えている。
【００５０】
図９および図１０に示すように、外方部材１９は、アウター側の端部に車輪取付フランジ２０を一体に有し、内周に複列の外側転走面１９ａ、１９ａが一体に形成されている。車輪取付フランジ２０には周方向等配にボルト孔２０ａが形成され、このボルト孔２０ａに車輪を締結するためのハブボルト６ｂが圧入固定されている。
【００５１】
外方部材１９の複列の外側転走面１９ａ、１９ａと、一対の内輪５、５の内側転走面５ａ、５ａとの間に保持器７、７を介して複列の転動体３、３が転動自在に収容されている。また、外方部材１９とアウター側の内輪５との間にラビリンスシール２１が形成される共に、外方部材１９のインナー側の端部と内輪５との間に形成される環状空間の開口部にシール９が装着され、軸受内部に封入された潤滑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。
【００５２】
車輪取付フランジ２０は、ハブボルト６ｂ（ボルト孔２０ａ）の近傍を避け、各ハブボルト６ｂ間において、その最深部１１ａがハブボルト６ｂのピッチ円直径ＰＣＤｂに近接するように円弧状の切欠き部１１が形成されている。これにより、外方部材１９の強度・剛性を確保しつつ軽量・コンパクト化を図ると共に、熱処理変形を抑制して車輪取付フランジ２０の面振れ精度を高め、ブレーキジャダーの発生を抑制することができる。
【実施例５】
【００５３】
図１１は、本発明に係る車輪用軸受装置の第５の実施形態を示す縦断面図、図１２は、図１１のハブ輪の正面図である。なお、前述した実施形態と同一の部品、部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００５４】
この車輪用軸受装置は、ハブ輪２２と複列の転がり軸受２３および等速自在継手２４をユニット化して構成され、第４世代と称される構成を備えている。複列の転がり軸受２３は、外方部材２と内方部材２５、および両部材間に収容された複列の転動体３、３とを備えている。
【００５５】
内方部材２５は、ハブ輪２２と、このハブ輪２２に内嵌された後述する外側継手部材２８とを備えている。ハブ輪２２は、アウター側の端部に車輪取付フランジ２６を一体に有し、外周に複列の外側転走面２ａ、２ａに対向する一方（アウター側）の内側転走面２２ａと、この内側転走面２２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部２２ｂが形成されている。車輪取付フランジ２６の周方向等配にはボルト孔６ａが形成され、このボルト孔６ａに車輪を固定するハブボルト６ｂが圧入固定されている。
【００５６】
ハブ輪２２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面２２ａをはじめ、アウター側のシール８のシールランド部となる車輪取付フランジ２６のインナー側の基部６ｃから小径段２２ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。これにより、内側転走面２２ａの転がり疲労寿命が向上すると共に、小径段部２２ｂの強度・剛性が高くなり、ハブ輪２２の耐久性が向上する。
【００５７】
ここで、ハブ輪２２の内周には高周波焼入れによって硬化された凹凸部２７が形成されている。この凹凸部２７はアヤメローレット状に形成され、旋削等により独立して形成された複数の環状溝と、ブローチ加工等により形成された複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝、あるいは、互いに傾斜した螺旋溝で構成した交叉溝からなる。また、凹凸部２７の凸部は良好な食い込み性を確保するために、その先端部が三角形状等の尖塔形状に形成されている。
【００５８】
等速自在継手２４は、外側継手部材２８と、継手内輪２９と、ケージ３０およびトルク伝達ボール３１からなる。外側継手部材２８は、カップ状のマウス部３２と、このマウス部３２の底部をなす肩部３３と、この肩部３３から軸方向に延びる中空状のステム部３４が一体に形成されている。肩部３３の外周には、外方部材２の複列の外側転走面２ａ、２ａに対向する他方（インナー側）の内側転走面２８ａが形成されている。また、ステム部３４には、ハブ輪２２の小径段部２２ｂに所定のシメシロを介して円筒嵌合するインロウ部３４ａと、このインロウ部３４ａの端部に嵌合部３４ｂがそれぞれ形成されている。
【００５９】
外側継手部材２８はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、肩部３３の外周から内側転走面２８ａをはじめステム部３４のインロウ部３４ａの外周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。なお、嵌合部３４ｂは鍛造後の表面硬さの生のままとされている。
【００６０】
外方部材２と内方部材２５のそれぞれの転走面２ａ、２２ａと２ａ、２８ａ間に複列の転動体３、３が収容され、保持器７、７によりこれら複列の転動体３、３が転動自在にそれぞれ保持されている。
【００６１】
ここで、ハブ輪２２に外側継手部材２８のステム部３４が所定のシメシロで圧入され、小径段部２２ｂの端面に外側継手部材２８の肩部３３が衝合された状態で、嵌合部３４ｂの内径にマンドレル等の拡径治具をアウター側に押し込んで嵌合部３４ｂが拡径されている。すなわち、嵌合部３４ｂを塑性変形させてハブ輪２２の凹凸部２７に食い込ませて加締めることにより、ハブ輪２２と外側継手部材２８が一体に塑性結合されている。これにより、結合部の緩みを防止し、長期間に亙って初期に設定された予圧を維持することができる。符号３５、３６は、ハブ輪２２のアウター側の端部と、外側継手部材２８の肩部３３に嵌着されたエンドキャップで、外部から継手内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から継手内部に雨水やダスト等の異物が侵入するのを防止している。
【００６２】
ここで、本実施形態では、ハブ輪２２の車輪取付フランジ２６は、図１２に示すように、車輪取付フランジ２６のインナー側の側面に複数の補強リブ１０が肉盛り状に設けられている。この補強リブ１０は、各ボルト孔６ａの形成部分と略同じ幅でもって、環状の基部６ｃから放射状に形成されている。
【００６３】
また、車輪取付フランジ２６はハブボルト６ｂ（ボルト孔６ａ）の近傍を避けて、各ハブボルト６ｂ間において、車輪取付フランジ２６の外周にＲ形状の切欠き部１１が形成されている。この切欠き部１１は、その最深部１１ａがボルト孔６ａのピッチ円直径ＰＣＤｂに近接するように円弧状に形成されている。これにより、ハブ輪２２の強度・剛性を確保しつつ軽量・コンパクト化を図ると共に、熱処理変形を抑制して車輪取付フランジ２６の面振れ精度を高め、ブレーキジャダーの発生を抑制することができる。
【００６４】
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】
【００６５】
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、車輪取付フランジを一体に有するハブ輪または外方部材を備えた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】
【００６６】
【図１】本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図１のハブ輪単体を示す正面図である。
【図４】車輪取付フランジの面振れの測定方法を示す説明図である。
【図５】本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。
【図６】図５の正面図である。
【図７】本発明に係る車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。
【図８】図７の正面図である。
【図９】本発明に係る車輪用軸受装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。
【図１０】図９の正面図である。
【図１１】本発明に係る車輪用軸受装置の第５の実施形態を示す縦断面図である。
【図１２】図１１のハブ輪の正面図である。
【図１３】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図１４】従来のハブ輪単体を示す正面図である。
【図１５】他の従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図１６】（ａ）は、図１５のハブ輪の正面図である。  （ｂ）は、（ａ）におけるＩ−Ｏ−Ｉ矢視断面図である。  （ｃ）は、（ａ）におけるＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１、１７、２５・・・・・・・・・・・内方部材
２、１９・・・・・・・・・・・・・・外方部材
２ａ、１９ａ・・・・・・・・・・・・外側転走面
２ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
３・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
４、１５、１８、２２・・・・・・・・ハブ輪
４ａ、５ａ、２２ａ、２８ａ・・・・・内側転走面
４ｂ、２２ｂ・・・・・・・・・・・・小径段部
４ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
４ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・セレーション
５・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
６、１６、２０、２６・・・・・・・・車輪取付フランジ
６ａ、１６ａ、２０ａ・・・・・・・・ボルト孔
６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
６ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・基部
６ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジのアウター側の側面
７・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
８、９・・・・・・・・・・・・・・・シール
１０・・・・・・・・・・・・・・・・補強リブ
１０ａ・・・・・・・・・・・・・・・座ぐり部
１１・・・・・・・・・・・・・・・・切欠き部
１１ａ・・・・・・・・・・・・・・・最深部
１２・・・・・・・・・・・・・・・・面板
１３・・・・・・・・・・・・・・・・基台
１４・・・・・・・・・・・・・・・・ゲージ
１７・・・・・・・・・・・・・・・・面取り部
２１・・・・・・・・・・・・・・・・ラビリンスシール
２３・・・・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
２４・・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
２７・・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
２８・・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
２９・・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
３０・・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
３１・・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
３２・・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
３３・・・・・・・・・・・・・・・・肩部
３４・・・・・・・・・・・・・・・・ステム部
３４ａ・・・・・・・・・・・・・・・インロウ部
３４ｂ・・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
３５、３６・・・・・・・・・・・・・エンドキャップ
５０、７０・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受装置
５１、７１・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５１ａ、５５ａ、７１ａ、７２ａ・・・内側転走面
５１ｂ、７１ｂ・・・・・・・・・・・小径段部
５２・・・・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
５３、７６・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５３ａ、７６ｂ・・・・・・・・・・・ハブボルト
５４・・・・・・・・・・・・・・・・スプライン
５５、７２・・・・・・・・・・・・・内輪
５６、７１ｃ・・・・・・・・・・・・加締部
５７、７４・・・・・・・・・・・・・外方部材
５７ａ、７４ａ・・・・・・・・・・・外側転走面
５７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５８・・・・・・・・・・・・・・・・ナックル
５９、７５・・・・・・・・・・・・・ボール
６０、Ｒ・・・・・・・・・・・・・・ブレーキロータ
６１、７６ａ・・・・・・・・・・・・ボルト挿通孔
６２・・・・・・・・・・・・・・・・切欠き部
６３・・・・・・・・・・・・・・・・薄肉部
６４・・・・・・・・・・・・・・・・厚肉部
７３・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
７４ｂ・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
７７・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
７８、７９・・・・・・・・・・・・・シール
８０・・・・・・・・・・・・・・・・部分フランジ
８０ａ・・・・・・・・・・・・・・・補強リブ
Ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・ボルト孔のピッチ円直径
Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・ボルト孔の中心を結ぶ弦
ＰＣＤｂ・・・・・・・・・・・・・・ボルト孔のピッチ円直径
Ｒ１・・・・・・・・・・・・・・・・切欠き部の曲率半径
Ｗ・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪
【図１】
0005134340.tif 000002
【図２】
0005134340.tif 000003
【図３】
0005134340.tif 000004
【図４】
0005134340.tif 000005
【図５】
0005134340.tif 000006
【図６】
0005134340.tif 000007
【図７】
0005134340.tif 000008
【図８】
0005134340.tif 000009
【図９】
0005134340.tif 000010
【図１０】
0005134340.tif 000011
【図１１】
0005134340.tif 000012
【図１２】
0005134340.tif 000013
【図１３】
0005134340.tif 000014
【図１４】
0005134340.tif 000015
【図１５】
0005134340.tif 000016
【図１６】
0005134340.tif 000017