(57)【要約】【課題】内輪の圧入に伴うハブ輪の小径段部の縮径を考慮して、等速自在継手の組付けを容易に、かつスムーズに行うことができる車輪用軸受装置の製造方法を提供する。【解決手段】ハブ輪４の外周に内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延び、内輪５が圧入され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４ｃが形成される第３世代構造の車輪用軸受装置の製造方法において、ハブ輪４の小径段部４ｂに内輪５が圧入された時、当該小径段部４ｂの弾性変形によって縮径するセレーション４ｃの縮径量を予め確認しておくと共に、ハブ輪４の内周面におけるセレーション４ｃ形成範囲のうち、内輪５の圧入の影響を受ける範囲が部分的に風冷により冷却され、それ以外の範囲が高周波誘導加熱で部分的に昇温された状態で、ハブ輪４の内周面にセレーション４ｃがブローチ加工によって形成される。【選択図】図１
2012035798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に車体に取り付けられるための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、
一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が形成され、内周にトルク伝達用のセレーションが形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、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が形成された内輪からなる内方部材と、
この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して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の製造方法において、
前記ハブ輪の小径段部に前記内輪が圧入された時、当該小径段部の弾性変形によって縮径する前記セレーションの縮径量を予め確認しておくと共に、前記ハブ輪の内周面における前記セレーション形成範囲のうち、前記内輪の圧入の影響を受ける範囲の内周面を前記縮径量に相当する量だけ変形させた状態で、前記ハブ輪の内周面に前記セレーションがブローチ加工によって形成されることを特徴とする車輪用軸受装置の製造方法。
【請求項２】
前記ハブ輪の内周面における前記セレーション形成範囲のうち、前記内輪の圧入の影響を受ける範囲と、それ以外の範囲に、前記縮径量に相当する量だけ温度差を生じさせて熱変形させた状態で、前記ハブ輪の内周面に前記セレーションがブローチ加工によって形成される請求項１に記載の車輪用軸受装置の製造方法。
【請求項３】
前記ハブ輪の内周面における前記セレーション形成範囲のうち、前記内輪の圧入の影響を受ける範囲が部分的に冷却された状態で、当該ハブ輪の内周面に前記セレーションがブローチ加工によって形成される請求項２に記載の車輪用軸受装置の製造方法。
【請求項４】
前記ハブ輪の内周面における前記セレーション形成範囲のうち、前記内輪の圧入の影響を受ける範囲以外の範囲が高周波誘導加熱で部分的に昇温された状態で、当該ハブ輪の内周面に前記セレーションがブローチ加工によって形成される請求項２または３に記載の車輪用軸受装置の製造方法。
【請求項５】
前記ハブ輪の小径段部に前記内輪が圧入された時、当該小径段部の弾性変形によって縮径する前記セレーションの縮径量を予め確認しておくと共に、前記ハブ輪を支持する固定治具のチャック範囲を、前記内輪の圧入により縮径する部位に設定し、前記固定治具に前記縮径量に相当するチャック力を付与して当該チャック範囲を弾性変形させた状態で、前記ハブ輪の内周面に前記セレーションがブローチ加工によって形成される請求項１に記載の車輪用軸受装置の製造方法。
【請求項６】
前記ハブ輪の小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により前記内輪が軸方向に固定されるセルフリテイン構造において、前記塑性変形によって縮径する前記セレーションの縮径量を予め確認しておくと共に、前記ハブ輪の内周面における前記セレーション形成範囲のうち、前記加締加工によって影響を受ける範囲の内周面を前記加締加工による縮径量だけ変形させた状態で、前記ハブ輪の内周面に前記セレーションがブローチ加工によって形成される請求項１乃至５いずれかに記載の車輪用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、自動車等の車両を回転自在に支承する車輪用軸受装置に関し、詳しくは、駆動輪（前輪駆動車の前輪、後輪駆動車の後輪および四輪駆動車の全輪）を、懸架装置に対して回転自在に支持する車輪用軸受装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車輪用軸受装置においては、図４に示すように、外方部材５０の内径側に複数のボール５１を介して、ハブ輪５２および内輪５３を回転自在に支持している。複数のボール５１は保持器５５によって保持されている。外方部材５０は、その内周に複列の外側転走面５０ａ、５０ａが形成され、外周に車体取付フランジ５０ｂを一体に有し、懸架装置を構成するナックル（図示せず）に固定されている。
【０００３】
ハブ輪５２には、その外端部に、駆動輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５４を一体に有し、外周の中間部に内側転走面５２ａが一体に形成され、内端部の小径段部５２ｂに内輪５３が外嵌固定されている。この内輪５３には、外周に内側転走面５３ａが形成されている。駆動輪用の車輪用軸受装置では、ハブ輪５２の中心部に図示しない等速ジョイントの雄セレーションをセレーション嵌合して固定するための雌セレーション５２ｃが形成されている。
【０００４】
ここで、ハブ輪５２の内周面に、予めブローチ加工を施して、雌セレーション５２ｃが形成されるが、ハブ輪５２の小径段部５２ｂに内輪５３を外嵌・圧入して固定する際、ハブ輪５２の小径段部５２ｂの外径寸法と内輪５３の内径寸法との間にはシメシロを設ける必要があるため、圧入によって、ハブ輪５２の小径段部５２ｂの内周部が縮径し、ハブ輪５２の内周に形成された雌セレーション５２ｃのビトゥインピン径も、同様に、縮径してしまうことになる。その結果、ハブ輪５２のビトゥインピン径に対して、等速自在継手の雄セレーションのオーバーピン径の方が大きくなり、シメシロを持ってしまうことになる。そして、最悪の場合は、ハブ輪５２の雌セレーション５２ｃに、等速自在継手の雄セレーションを挿入することができないといった恐れがある。
【０００５】
こうした問題を解決するために、ここでは、内輪５３をハブ輪５２の小径段部５２ｂに圧入した後に、ハブ輪５２の内周に軸方向に延びるセレーション５２ｃを形成するためのブローチ加工を施し、完成品としている。これにより、ハブ輪５２の内端部の縮径を防止して、等速自在継手の組付けを容易に且つスムーズに行うことができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４０９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の車輪用軸受装置では、ハブ輪５２の小径段部５２ｂに内輪５３が圧入された後、ハブ輪５２の内周にブローチ加工が施される訳であるから、完成品の状態、すなわち、ボール５１が既に組み込まれていることになる。然しながら、全ての部品が組み立てられた状態でブローチ加工を実施した場合、加工油だけでなく切削粉等がボール５１等に付着する恐れが出てくる。そのため、加工油による汚染を防止する対策が別途必要となる。
【０００８】
また、ブローチ加工が最終工程となるため、軸受メーカでブローチ加工をすることになり、設備スペースの確保が難しくなるだけでなく、品質保証の面から加工効率が低下し、製造コストが高騰する問題があった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、内輪の圧入に伴うハブ輪の小径段部の縮径を考慮して、等速自在継手の組付けを容易に、かつスムーズに行うことができる車輪用軸受装置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】
【００１０】
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、外周に車体に取り付けられるための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、一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が形成され、内周にトルク伝達用のセレーションが形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、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が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して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の製造方法において、前記ハブ輪の小径段部に前記内輪が圧入された時、当該小径段部の弾性変形によって縮径する前記セレーションの縮径量を予め確認しておくと共に、前記ハブ輪の内周面における前記セレーション形成範囲のうち、前記内輪の圧入の影響を受ける範囲の内周面を前記縮径量に相当する量だけ変形させた状態で、前記ハブ輪の内周面に前記セレーションがブローチ加工によって形成される。
【００１１】
このように、ハブ輪の外周に直接内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延び、内輪が圧入される円筒状の小径段部が形成され、内周にトルク伝達用のセレーションが形成される第３世代構造の車輪用軸受装置の製造方法において、ハブ輪の小径段部に内輪が圧入された時、当該小径段部の弾性変形によって縮径するセレーションの縮径量を予め確認しておくと共に、ハブ輪の内周面におけるセレーション形成範囲のうち、内輪の圧入の影響を受ける範囲の内周面を縮径量に相当する量だけ変形させた状態で、ハブ輪の内周面にセレーションがブローチ加工によって形成されるので、ブローチ加工後に内輪の圧入の影響を受ける範囲が、それ以外の範囲に比べて膨張し、組立工程で小径段部に内輪を圧入した際、圧入による縮径でこの膨張量が相殺され、所望の形状・寸法のセレーションを提供することができ、最終組立ラインにおける等速自在継手の組付けを容易に、かつスムーズに行うことができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、前記ハブ輪の内周面における前記セレーション形成範囲のうち、前記内輪の圧入の影響を受ける範囲と、それ以外の範囲に、前記縮径量に相当する量だけ温度差を生じさせて熱変形させた状態で、前記ハブ輪の内周面に前記セレーションがブローチ加工によって形成されれば、ブローチ加工後に常温に戻った時、内輪の圧入の影響を受ける範囲が、それ以外の範囲に比べて膨張していることになり、その結果、組立工程で小径段部に内輪を圧入した際、圧入による縮径でこの膨張量が相殺され、所望の形状・寸法のセレーションを提供することができる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明のように、前記ハブ輪の内周面における前記セレーション形成範囲のうち、前記内輪の圧入の影響を受ける範囲が部分的に冷却された状態で、当該ハブ輪の内周面に前記セレーションがブローチ加工によって形成されても良い。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明のように、前記ハブ輪の内周面における前記セレーション形成範囲のうち、前記内輪の圧入の影響を受ける範囲以外の範囲が高周波誘導加熱で部分的に昇温された状態で、当該ハブ輪の内周面に前記セレーションがブローチ加工によって形成されても良い。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明のように、前記ハブ輪の小径段部に前記内輪が圧入された時、当該小径段部の弾性変形によって縮径する前記セレーションの縮径量を予め確認しておくと共に、前記ハブ輪を支持する固定治具のチャック範囲を、前記内輪の圧入により縮径する部位に設定し、前記固定治具に前記縮径量に相当するチャック力を付与して当該チャック範囲を弾性変形させた状態で、前記ハブ輪の内周面に前記セレーションがブローチ加工によって形成されれば、ブローチ加工後、チャック範囲が復元し、他の部分に比べて膨張していることになり、組立工程で、小径段部に内輪を圧入した際、圧入による縮径でこの膨張量が相殺され、所望のセレーションを提供することができる。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明のように、前記ハブ輪の小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により前記内輪が軸方向に固定されるセルフリテイン構造において、前記塑性変形によって縮径する前記セレーションの縮径量を予め確認しておくと共に、前記ハブ輪の内周面における前記セレーション形成範囲のうち、前記加締加工によって影響を受ける範囲の内周面を前記加締加工による縮径量だけ変形させた状態で、前記ハブ輪の内周面に前記セレーションがブローチ加工によって形成されれば、加締加工による塑性変形の範囲が、ハブ輪のセレーションのインナー側の端部にまで及ぶことがなく、所望の形状・寸法のセレーションが得られる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る車輪用軸受装置の製造方法は、外周に車体に取り付けられるための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、一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が形成され、内周にトルク伝達用のセレーションが形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、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が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して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の製造方法において、前記ハブ輪の小径段部に前記内輪が圧入された時、当該小径段部の弾性変形によって縮径する前記セレーションの縮径量を予め確認しておくと共に、前記ハブ輪の内周面における前記セレーション形成範囲のうち、前記内輪の圧入の影響を受ける範囲の内周面を前記縮径量に相当する量だけ変形させた状態で、前記ハブ輪の内周面に前記セレーションがブローチ加工によって形成されるので、ブローチ加工後に内輪の圧入の影響を受ける範囲が、それ以外の範囲に比べて膨張し、組立工程で小径段部に内輪を圧入した際、圧入による縮径でこの膨張量が相殺され、所望の形状・寸法のセレーションを提供することができ、最終組立ラインにおける等速自在継手の組付けを容易に、かつスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図２】図１のハブ輪の製造加工方法を示す説明図である。
【図３】図１のハブ輪の他の加工方法を示す説明図である。
【図４】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
外周に車体に取り付けられるための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、一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が形成され、内周にトルク伝達用のセレーションが形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、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が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して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の製造方法において、前記ハブ輪の小径段部に前記内輪が圧入された時、当該小径段部の弾性変形によって縮径する前記セレーションの縮径量を予め確認しておくと共に、前記ハブ輪の内周面における前記セレーション形成範囲のうち、前記内輪の圧入の影響を受ける範囲が部分的に風冷により冷却され、それ以外の範囲が高周波誘導加熱で部分的に昇温された状態で、前記ハブ輪の内周面に前記セレーションがブローチ加工によって形成される。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づ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を示す縦断面図、図２は、図１のハブ輪の製造加工方法を示す説明図、図３は、同上ハブ輪の他の加工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。
【００２１】
この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される駆動輪用であって、内方部材１と外方部材２と複列の転動体（ボール）３、３とを備えている。内方部材１は、ハブ輪４と、このハブ輪４に固定された別体の内輪５とからなる。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）４ｃが形成されている。また、車輪取付フランジ６の周方向等配位置にはハブボルト６ａが植設されている。内輪５は、外周に他方（インナー側）の内側転走面５ａが形成され、ハブ輪４の小径段部４ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。
【００２２】
一方、外方部材２は、外周にナックル（図示せず）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、内周に前記内方部材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。これら両転走面間には保持器７で円周等配された複列の転動体３、３がそれぞれ転動自在に収容されている。
【００２３】
外方部材２の両端にはシール８、９が装着され、外方部材２と内方部材１との間に形成された環状空間の開口部を密封し、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩を防止すると共に、外部からの雨水やダスト等の侵入を防止している。
【００２４】
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６ｂから小径段部４ｂ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。これにより、車輪取付フランジ６に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、内輪５の嵌合部となる小径段部４ｂの耐フレッティング性が向上してハブ輪４の耐久性が向上する。また、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の範囲に硬化処理されている。
【００２５】
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。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で構成された車輪用軸受装置を例示したが、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構成されたものであっても良い。
【００２６】
次に、図２を用いてハブ輪４の製造工程および加工方法について詳細に説明する。
ハブ輪４は、素材が熱間鍛造により鍛造仕上がり品とされ、この鍛造仕上がり品に旋削加工が施される。旋削工程では、車輪取付フランジ６をはじめ、ハブ輪４の外周面や、後述するセレーション４ｃの下穴となる内周面が旋削加工される。その後、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６ｂから小径段部４ｂに亙る高周波焼入れ、焼戻し、ハブ輪４の内周面のブローチ加工、そして、内側転走面４ａや小径段部４ｂの研削工程を経て組立工程の順序で行なわれる。
【００２７】
ここで、組立工程において、ハブ輪４の小径段部４ｂに内輪５が圧入されるが、この圧入によって小径段部４ｂが縮径し、セレーション４ｃのＢＰＤ（ビトゥインピン径）が狙いより小径にならないよう、この小径段部４ｂの縮径量を考慮した上でハブ輪４の内周面のブローチ加工が行われる。すなわち、ハブ輪４の小径段部４ｂに内輪５を圧入した際、小径段部４ｂの弾性変形によって縮径するセレーション４ｃの縮径量を予め確認しておくと共に、セレーション４ｃの形成範囲の全長のうち、内輪５の圧入の影響を受ける範囲Ａと、それ以外の範囲Ｂに温度差（範囲Ａの温度＜範囲Ｂの温度）を生じさせて熱変形させた状態でブローチ加工を行う。
【００２８】
具体的には、範囲Ａには風冷により部分的に冷却すると共に、範囲Ｂには高周波誘導加熱等で部分的に昇温させる。これにより、ブローチ加工後に常温に戻った時、範囲Ａが範囲Ｂに比べて膨張（拡径）していることになる。その結果、組立工程で、小径段部４ｂに内輪５を圧入した際、圧入による縮径でこの膨張量が相殺され、所望の形状・寸法のセレーション４ｃを提供することができ、最終組立ラインにおける等速自在継手の組付けを容易に、かつスムーズに行うことができる。
【００２９】
前述した方法以外にも、内輪５の圧入時の縮径状態を再現するようにしても良い。すなわち、図３に示すように、内輪５を圧入した際の縮径量を予め確認しておくと共に、ハブ輪４を支持する固定治具のチャック範囲Ｓを内輪５の圧入により縮径する部位に設定し、固定治具に予め確認した縮径量に相当するチャック力を付与してチャック範囲Ｓを弾性変形させた状態でブローチ加工を行う。これにより、ブローチ加工後、チャック範囲Ｓが復元し、他の部分に比べて膨張（拡径）していることになる。その結果、組立工程で、小径段部４ｂに内輪５を圧入した際、圧入による縮径でこの膨張量が相殺され、所望のセレーション４ｃを提供することができる。
【００３０】
なお、ハブ輪４における小径段部４ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により内輪５が軸方向に固定される、所謂セルフリテイン構造の場合、本出願人の加締試験では、加締加工によって小径段部４ｂの内径部が縮径することが検証されている。この縮径量はサイズや加締条件等によって若干異なるも、６０〜８０μｍの範囲でバラツクことが判った。
【００３１】
本実施形態では、加締加工による塑性変形の範囲が、ハブ輪４のセレーション４ｃのインナー側の端部にまで及ぶことがないよう、加締加工による縮径量に相当する量だけ、固定治具に付与してチャック範囲Ｓを弾性変形させた状態でブローチ加工を行い、その後、加締加工を行うと良い。また、セレーション４ｃの全長のうち、内輪５の圧入の影響を受ける範囲Ａと、それ以外の範囲Ｂに温度差を生じさせた状態でブローチ加工を行うようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、外周に内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成され、内周にトルク伝達用のセレーションが形成されたハブ輪に内輪が圧入された第３世代構造の駆動輪側の車輪用軸受装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  内方部材
２  外方部材
２ａ  外側転走面
２ｂ  車体取付フランジ
３  転動体
４  ハブ輪
４ａ、５ａ  内側転走面
４ｂ  小径段部
４ｃ  セレーション
５  内輪
６  車輪取付フランジ
６ａ  ハブボルト
６ｂ  車輪取付フランジのインナー側の基部
７  保持器
８  アウター側のシール
９  インナー側のシール
５０  外方部材
５０ａ  外側転走面
５０ｂ  車体取付フランジ
５１  ボール
５２  ハブ輪
５２ａ、５３ａ  内側転走面
５２ｂ  小径段部
５２ｃ  セレーション
５３  内輪
５４  車輪取付フランジ
５５  保持器
Ａ  内輪の圧入の影響を受ける範囲
Ｂ  その他の範囲
Ｓ  チャック範囲
【図１】
2012035798.tif 000003
【図２】
2012035798.tif 000004
【図３】
2012035798.tif 000005
【図４】
2012035798.tif 000006