(57)【要約】【課題】車輪用転がり軸受装置の内軸に負荷変動が繰り返されても、嵌め込まれたインローが抜けないようにする。【解決手段】インロー１２は、内軸１とは別体であって、内軸１の軸端部に形成された穴１ｄに嵌め込まれる筒状部１２ａと、当該筒状部１２ａの基端側よりも軸方向の先端側で径方向に突出して形成された係合部１２ｅと、内軸１から軸方向に突出し、フランジ部１Ｆにホイール６やディスクロータ７を取り付ける際のガイドとなるガイド部１２ｄとを有する構成とする。また、内軸１側には、穴１ｄの奥に、係合部１２ｅを受け入れる凹部１ｅが形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪及び内軸の一方が他方に対して転動体を介して回転する回転部材となり、当該回転部材に、車輪側部材取付用のフランジ部と、当該フランジ部に車輪側部材を取り付ける際のガイドとなるインローとが設けられた車輪用転がり軸受装置において、
前記インローは、前記回転部材とは別体であって、前記回転部材の軸端部に形成された穴に嵌め込まれる筒状部と、当該筒状部の基端側よりも軸方向の先端側で径方向に突出して形成された係合部と、前記回転部材から軸方向に突出し、前記フランジ部に車輪側部材を取り付ける際のガイドとなるガイド部とを有し、
前記回転部材には、前記穴内において、前記係合部を受け入れる被係合部が形成されていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置。
【請求項２】
前記筒状部は、嵌め込まれる先端に底部を有し、当該底部の周囲が径方向に突出して前記係合部を成し、その突出量は、前記穴に嵌め込まれるときの前記筒状部の締め代の１〜２倍の範囲内である請求項１記載の車輪用転がり軸受装置。
【請求項３】
前記筒状部は、嵌め込まれる先端に底部を有し、前記係合部は、当該底部に予め形成されている軸方向への隆起を平坦化することにより当該底部の周囲が径方向外方に突出したものである請求項１記載の車輪用転がり軸受装置。
【請求項４】
前記係合部には、放射状にスリットが形成されている請求項１記載の車輪用転がり軸受装置。
【請求項５】
前記インローは、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｇを含む溶融亜鉛メッキ鋼板からなる請求項１記載の車輪用転がり軸受装置。
【請求項６】
外輪に対して転動体を介して回転する内軸に車輪側部材取付用のフランジ部が形成されている車輪用転がり軸受装置に対して、その内軸に形成された穴に、車輪側部材を取り付ける際のガイドとなるインローを取り付ける車輪用転がり軸受装置の製造方法であって、
嵌め込まれる部分が筒状でその先端が底部となっており、この底部の一部が、軸方向に隆起している前記インローを前記穴に嵌め込み、
隆起している部分を加圧により平坦化して当該底部の周囲を径方向外方に突出させることによって、これを係合部と成し、前記穴の奥に形成されている被係合部に入れる
ことを特徴とする車輪用転がり軸受装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪用転がり軸受装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪が装着される車輪用転がり軸受装置（ハブユニット）は、例えば、外輪の内側に２列の転動体を介して、内軸が回転自在に支持されている。内軸の軸端側にはフランジ部が形成されており、ここに、車輪側部材（車輪のホイールやディスクロータ）が装着される。この装着の際のガイドとなる部材であるインロー（印ろう）は、従来、内軸と一体に形成されていたが、インロー付け根への応力集中の緩和や製造コスト低減のため、別部材を嵌め込む構成が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９１６０４号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、内軸に嵌め込まれたインローは、自動車の走行によって内軸に負荷変動が繰り返されると、少しずつ抜け出ることがある。
かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、負荷変動が繰り返されても、嵌め込まれたインローが抜けない車輪用転がり軸受装置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】
【０００５】
本発明は、外輪及び内軸の一方が他方に対して転動体を介して回転する回転部材となり、当該回転部材に、車輪側部材取付用のフランジ部と、当該フランジ部に車輪側部材を取り付ける際のガイドとなるインローとが設けられた車輪用転がり軸受装置において、前記インローは、前記回転部材とは別体であって、前記回転部材の軸端部に形成された穴に嵌め込まれる筒状部と、当該筒状部の基端側よりも軸方向の先端側で径方向に突出して形成された係合部と、前記回転部材から軸方向に突出し、前記フランジ部に車輪側部材を取り付ける際のガイドとなるガイド部とを有し、前記回転部材には、前記穴内において、前記係合部を受け入れる被係合部が形成されていることを特徴とする。
上記のように構成された車輪用転がり軸受装置では、インローの係合部が回転部材の被係合部に受け入れられ、抜け止めされた状態となる。
【０００６】
また、上記車輪用転がり軸受装置において、筒状部は、嵌め込まれる先端に底部を有し、当該底部の周囲が径方向に突出して係合部を成し、その突出量は、穴に嵌め込まれるときの、筒状部の締め代の１〜２倍の範囲内であることが好ましい。
この場合、突出した係合部を穴に嵌め込むことが容易である。
【０００７】
また、上記車輪用転がり軸受装置において、筒状部は、嵌め込まれる先端に底部を有し、係合部は、当該底部に予め形成されている軸方向への隆起を平坦化することにより当該底部の周囲が径方向外方に突出したものであってもよい。
この場合、インローを穴に入れた後に係合部を形成して、抜け止めされた状態とすることができるので、インローを穴に入れる作業が極めて容易である。
【０００８】
また、上記車輪用転がり軸受装置において、係合部には、放射状にスリットが形成されていてもよい。
この場合、スリットを有する係合部は弾性に富むため、径方向への突出量を比較的大きくしても穴を通過させることができ、被係合部で弾性変形状態から戻ると深く入り込み、容易には抜け出ない構造となる。
【０００９】
また、上記車輪用転がり軸受装置において、インローは、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｇを含む溶融亜鉛メッキ鋼板からなるものであってもよい。
この場合、インローの端面で素地が露出していても、時間が経過すると、素地の露出部は酸化し、周辺のメッキ層から溶け出したＺｎ、Ａｌ、Ｍｇにより、緻密なＭｇ含有Ｚｎ系保護皮膜が、酸化した露出部を覆う。こうして、素地の露出部は、Ｚｎ系保護皮膜により保護される。従って、メッキ等の表面処理を行わずとも、防食の機能を得ることができるので、製造コストが削減される。
【００１０】
一方、本発明は、外輪に対して転動体を介して回転する内軸に車輪側部材取付用のフランジ部が形成されている車輪用転がり軸受装置に対して、その内軸に形成された穴に、車輪側部材を取り付ける際のガイドとなるインローを取り付ける車輪用転がり軸受装置の製造方法であって、嵌め込まれる部分が筒状でその先端が底部となっており、この底部の一部が、軸方向に隆起している前記インローを穴に嵌め込み、隆起している部分を加圧により平坦化して当該底部の周囲を径方向外方に突出させることによって、これを係合部と成し、前記穴の奥に形成されている被係合部に入れるようにしたものである。
このような製造方法では、インローを穴に入れた後に係合部を形成して抜け止めされた状態とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の車輪用転がり軸受装置によれば、インローの係合部が回転部材の被係合部に受け入れられ、抜け止めされた状態となるので、回転部材への負荷変動によりインローに対してこれを押し出す方向に力が付与されても、インローが抜け出ることはない。また、本発明の車輪用転がり軸受装置の製造方法によれば、インローを穴に入れた後に係合部を形成して抜け止めされた状態とすることができるので、インローを穴に入れる作業が極めて容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
《第１実施形態》
図１は、本発明の第１実施形態による車輪用転がり軸受装置を示す縦断面図である。この車輪用転がり軸受装置１００は複列アンギュラ玉軸受であり、車体側に支持される外輪２と、外輪２の内側に設けられた転動体としての２列の玉３ａ，３ｂと、これらの玉３ａ，３ｂによって回転自在に支持される回転部材である内軸１及び内輪部材５とを備えている。外輪２の内周面２ａには、外輪２とは別部材であって玉３ａ，３ｂ用の軌道面をそれぞれ有する環状軌道部材４ａ，４ｂが設けられている。
【００１３】
内軸１は、外輪２の内側に収められるハブ軸部１Ｈと、ハブ軸部１Ｈの車両アウター側（図の右側）の端部に形成され、外輪２の外に出ているフランジ部１Ｆとを有している。内輪部材５は、ハブ軸部１Ｈの左端から外嵌され、その後、ハブ軸部１Ｈの左端を図示のようにかしめて形成された抜け止め部１ｃにより、固定されている。内輪部材５には玉３ａの軌道面５ａが形成され、ハブ軸部１Ｈには玉３ｂの軌道面１ｂが形成されている。玉３ａは、内輪部材５及び環状軌道部材４ａの双方に、所定の接触角で接している。また、玉３ｂは、ハブ軸部１Ｈの軌道面１ｂ及び環状軌道部材４ｂの双方に、所定の接触角で接している。玉３ａ，３ｂの周方向間隔は、保持器８により保持されている。外輪２の左端は蓋９により塞がれ、右端と内軸１との隙間はシール部材１０によりシールされている。
【００１４】
フランジ部１Ｆには、車輪側部材としての車輪のホイール６やディスクブレーキのディスクロータ７を装着するための複数のボルト１１（１本のみ図示）が、周方向に等間隔で固定されている。また、内軸１の車両アウター側の軸端部（右端部）であってフランジ部１Ｆの中心部には、穴（丸孔）１ｄが形成されている。この穴１ｄの中心は、内軸１の中心軸Ｃ上にある。この穴１ｄに、内軸１とは別体のインロー１２の一部が圧入により嵌め込まれる。なお、穴１ｄの底面は、平面である。
【００１５】
インロー１２は、内軸１の穴１ｄに嵌め込まれる筒状部１２ａと、その嵌め込み側の先端に形成されている平面状の底部１２ｂと、筒状部１２ａの基端側（図の右端側）から径方向外方へ拡がる環状平板部１２ｃと、その外周から軸方向に延びる円筒状のガイド部１２ｄとを備えている。ガイド部１２ｄは、フランジ部１Ｆにホイール６やディスクロータ７を取り付ける際のガイドとなる。穴１ｄの深さＤは、環状平板部１２ｃと底部１２ｂとの軸方向への段差Ｈより小さい。従って、底部１２ｂを穴１ｄの底に押し当てるまで圧入しても、環状平板部１２ｃと内軸１（又はフランジ部１Ｆ）の右端面とは、接触することなく対面状となって、相互間に隙間Ｇ（＝Ｈ−Ｄ）が形成されている。内軸１の中心軸Ｃ、すなわち、車輪用転がり軸受１００全体の中心軸Ｃに対して、フランジ部１Ｆの取付面１ｓ及びインロー１２の環状平板部１２ｃは、直交する。
【００１６】
上記隙間Ｇは、荷重が作用した際に生ずるフランジ部１Ｆのたわみによる軸方向の変位量と、余裕寸法との和による値とされる。これにより、フランジ部１Ｆが倒れる方向に変形してもフランジ部１Ｆの取付面１ｓは環状平板部１２ｃに接触しない。従って、フランジ部１Ｆの倒れによってインロー１２が押し出されることはない。また、隙間Ｇを有するため、フランジ部１Ｆが変形しても、インロー１２がフランジ部１Ｆの変形を妨げることがなく、作用する荷重に応じてフランジ部１Ｆは弾性変形することができ、フランジ部１Ｆに応力集中が発生しない。なお、上記余裕寸法は、例えば０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とすることができる。この範囲であれば、隙間Ｇに異物が滞留することを防止できる。
【００１７】
図２は、図１のＰ部の拡大図である。図において、穴１ｄの内側面の最深部は、内径を拡げるように全周にわたって凹部１ｅが形成されている。一方、筒状部１２ａの先端であって底部１２ｂの周囲は、径方向に突出して、上記凹部１ｅを被係合部とする係合部１２ｅを形成している。また、その内周側には、係合部１２ｅを形成した際の、加圧痕としての凹部１２ｇが形成されている。
【００１８】
上記インロー１２は、圧入により図示の位置まで挿入され、圧入途中には穴１ｄの内側面によって係合部１２ｅが径方向内方へ弾性変形しながら前進し、図示の位置に達すると、弾性により径方向外方へ戻り、被係合部である凹部１ｅに受け入れられる。これにより、インロー１２は内軸１に係合して、抜け止めされた状態となる。従って、内軸１への負荷変動によりインロー１２に対してこれを押し出す方向に力が付与されても、インロー１２が抜け出ることはない。
【００１９】
上記インロー１２は、犠牲防食効果を有するＺｎ、Ａｌ、Ｍｇを含む溶融亜鉛メッキ鋼板をプレス成形したものであり、板厚は、１．２〜２．５ｍｍが適する。穴１ｄによる筒状部１２ａの締め代は、０．０２７〜０．１４８ｍｍが好ましい。また、筒状部１２ａに対する係合部１２ｅの径方向への突出量Δｈは、突出した係合部１２ｅを穴１ｄに押し込むことができるように、締め代の１〜２倍が好ましく、例えば０．０５〜０．１５ｍｍである。
【００２０】
インロー１２を作製する際には、溶融亜鉛メッキ鋼板をプレス成形した後、ガイド部１２ｄ（図１）の端面は切断される。そのため、端面には素地が露出している。端面にはホイール６が隣接しており、ホイール６がアルミ製である場合、両者間の隙間に浸入した水により電食が起きる。しかし、素地が露出した状態で時間が経過すると、素地の露出部は酸化し、周辺のメッキ層から溶け出したＺｎ、Ａｌ、Ｍｇにより、緻密なＭｇ含有Ｚｎ系保護皮膜が、酸化した露出部を覆う。こうして、素地の露出部は、Ｚｎ系保護皮膜により保護される。従って、プレス成型後に、メッキ等の表面処理を行わずとも、防食の機能を得ることができるので、製造コストが削減される。なお、インロー１２の材質は溶融亜鉛メッキ鋼板に限られるものではなく、電気亜鉛メッキ鋼板でもよい。
【００２１】
《第２実施形態》
図３は、本発明の第２実施形態による車輪用転がり軸受装置における、インロー及びその周辺を示す縦断面図である。この状態は、インロー２２を内軸１に圧入しただけで、まだ抜け止めされた状態ではない。インロー２２以外の車輪用転がり軸受装置の構成は第１実施形態と同様であるので、ここでは省略する。インロー２２は、第１実施形態のインロー１２と同様に、筒状部２２ａ、底部２２ｂ、環状平板部２２ｃ、ガイド部２２ｄを有するが、最初は、係合部を有していない。一方、底部２２ｂの中央には、嵌め込みと逆の軸方向に、隆起２２ｆが形成されている。隆起の程度は、実際には例えば０．３ｍｍである。
【００２２】
上記のようなインロー２２は、穴１ｄへの圧入により図３の状態とされた後、隆起２２ｆが治具（図示せず。）を用いた加圧により平坦化される。これにより、図４に示すように底部２２ｂの周囲が径方向に突出して係合部２２ｅを形成する。係合部２２ｅは、被係合部となる凹部１ｅに受け入れられ、インロー２２は内軸１に係合して、抜け止めされた状態となる。従って、内軸１への負荷変動によりインロー２２に対してこれを押し出す方向に力が付与されても、インロー２２が抜け出ることはない。
【００２３】
上記のようなインロー２２の構造によれば、インロー２２を穴１ｄに入れた後に係合部を形成して抜け止めされた状態とすることができるので、インロー２２を穴１ｄに圧入する作業が極めて容易である。また、圧入後に係合部２２ｅを形成するので、穴１ｄへの圧入時に係合部を破損する恐れもなく、信頼性の高い抜け止め構造とすることができる。
なお、係合させる前のインロー２２は、筒状部２２ａの先端部に径方向外方へ突出した部分がないので、プレス工程のみで作製可能であり、コスト低減に寄与する。
【００２４】
《第３実施形態》
図５は、本発明の第３実施形態による車輪用転がり軸受装置を示す縦断面図である。この車輪用転がり軸受装置２００は第１、第２実施形態と同様に複列アンギュラ玉軸受であるが、外輪２が回転部材となる点で異なる。すなわち、この車輪用転がり軸受装置２００は、車体側に支持される内軸１及び内輪部材５と、内軸１の外側に設けられた転動体としての２列の玉３ａ，３ｂと、これらの玉３ａ，３ｂによって回転自在に支持される回転部材である外輪２とを備えている。内軸１は、ハブ軸部１Ｈと、その左端側に形成され、車体側に支持させるための支持部１Ｓとを備えている。
【００２５】
外輪２の車両アウター側の端部には、フランジ部２Ｆが形成されている。内輪部材５は、内軸１の右端から外嵌され、その後、内軸１の右端を図示のようにかしめて形成された抜け止め部１ｃにより、固定されている。内軸１には玉３ａの軌道面１ａが形成され、内輪部材５には玉３ｂの軌道面５ｂが形成されている。玉３ａは、内軸１及び外輪２の双方に、所定の接触角で接している。また、玉３ｂは、内輪部材５及び外輪２の双方に、所定の接触角で接している。玉３ａ，３ｂの周方向間隔は、保持器８により保持されている。外輪２の左端と内軸１との隙間はシール部材１０によりシールされている。
【００２６】
フランジ部２Ｆには、ホイールやディスクロータ（図示略）を装着するための複数のボルト１１（３本のみ図示）が、周方向に等間隔で固定されている。また、外輪２の車両アウター側の軸端部（右端部）の内周側には、広径な穴（丸穴）２ｄが形成されている。この穴２ｄに、インロー３２の一部が圧入により嵌め込まれる。図６は、そのインロー３２の斜視図である。
【００２７】
図６，７において、インロー３２は、外輪２の穴２ｄに嵌め込まれる先端側の短い筒状部３２ａと、その嵌め込み側の先端に形成され、径方向外側へ広がっているとともに等間隔に多数の放射状のスリットＳＬが形成された係合部３２ｅと、筒状部３２ａの基端側（図の右端側）から径方向内方へ延びる環状平板部３２ｃと、その内周側から軸方向に延びる円筒状のガイド部３２ｄと、その軸端を閉じる底部３２ｂとを備えている。ガイド部３２ｄの機能は、第１実施形態におけるガイド部１２ｄと同様である。このようなインロー３２はプレス成形とスリットＳＬの切削加工により作製することができる。
【００２８】
図７は、図５におけるＱ部の拡大図である。穴２ｄの奥側には径方向外側に広がった凹部２ｅが形成されており、インロー３２の係合部３２ｅに対する被係合部となる。インロー３２が穴２ｄに圧入されるとき、スリットＳＬの存在により係合部３２ｅは縮径し、圧入を容易にする。穴２ｄを通過した係合部３２ｅは弾性により凹部２ｅで拡がり、被係合部としての凹部２ｅに受け入れられる。すなわち、インロー３２は外輪２に係合して、抜け止めされた状態となる。
【００２９】
また、多数のスリットＳＬを有する係合部３２ｅは弾性に富むため、径方向外側への突出量を比較的大きくしても穴２ｄを通過させることができ、凹部２ｅで拡がると径方向外側へ深く入り込み、容易には抜け出ない構造となる。従って、外輪２への負荷変動によりインロー３２に対してこれを押し出す方向に力が付与されても、インロー３２が抜け出ることはない。なお、筒状部３２ａは穴２ｄに対して所定の締め代となるように設計されている。これにより、軸受内部に対する一定のシール効果が得られる。また、図８に示すように、加硫成形したゴム（芯金付き）のシール１３をインロー３２と外輪２との隙間に装着すれば、シール性能をさらに向上させることができる。
【００３０】
なお、上記各実施形態のインロー１２，２２，３２は可動部材（内軸又は外輪）と別体であるため、ガイド部１２ｄ，２２ｄ，３２ｄの外径寸法が異なる複数種類のインローを用意すれば、軸受装置本体は共通のままで、被案内穴径の異なる各種ホイール、ディスクロータに容易に対応することができ、製造上至便である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態による車輪用転がり軸受装置を示す縦断面図である。
【図２】図１のＰ部の拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態による車輪用転がり軸受装置における、インロー及びその周辺を示す縦断面図である。
【図４】図３の状態からインローの係合部を内軸に係合させ、抜け止めされた状態を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態による車輪用転がり軸受装置を示す縦断面図である。
【図６】第３実施形態による車輪用転がり軸受装置におけるインローの斜視図である。
【図７】図５のＱ部の拡大図である。
【図８】図７の構成にシールを追加した図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    内軸
１ｄ  穴
１ｅ  凹部（被係合部）
１Ｆ  フランジ部
２    外輪
２Ｆ  フランジ部
３ａ，３ｂ    転動体
１２    インロー
１２ａ  筒状部
１２ｄ  ガイド部
１２ｅ  係合部
２２    インロー
２２ａ  筒状部
２２ｂ  底部
２２ｄ  ガイド部
２２ｅ  係合部
２２ｆ  隆起
３２    インロー
３２ａ  筒状部
３２ｄ  ガイド部
３２ｅ  係合部
１００，２００    車輪用転がり軸受装置
【図１】
2007320328.tif 000003
【図２】
2007320328.tif 000004
【図３】
2007320328.tif 000005
【図４】
2007320328.tif 000006
【図５】
2007320328.tif 000007
【図６】
2007320328.tif 000008
【図７】
2007320328.tif 000009
【図８】
2007320328.tif 000010