(57)【要約】      （修正有）【課題】軽量化を図り、しかも強度を確保し得る転がり軸受装置を提供する。【解決手段】ハブユニット（転がり軸受装置）は、車体側に固定される外輪と、ブレーキディスクロータ等（車輪側）に固定されて外輪と同軸に配置されるハブホイール３（内輪）と、外輪と内輪３との間にて周方向に配置される転動体とを備える。ハブホイール３には、鍛造により軸線Ｏ回りに螺旋状に組織が配向したファイバーフローＦが形成される。ファイバーフローＦは、素材をパンチの進む方向に流動させて素材Ｂの断面積を減少させると同時に、素材Ｂに対して軸線Ｏ回りの捩り力を付与する前方押出し工程で形成される。【選択図】図３
2009287594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側に固定される外輪と、車輪側に固定されて前記外輪と同軸に配置される内輪と、前記外輪と前記内輪との間にて周方向に配置される転動体とを備えた転がり軸受装置において、
前記外輪又は前記内輪には、鍛造により該外輪又は該内輪の軸線回りに螺旋状に組織が配向したファイバーフローが形成されていることを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
車体側に固定される外輪と、車輪側に固定されて前記外輪と同軸に配置される内輪と、前記外輪と前記内輪との間にて周方向に配置される転動体とを備えた転がり軸受装置の製造方法において、
前記外輪又は前記内輪を構成する素材と該素材を加圧するパンチとを、軸線回りに相対回転させる鍛造工程を備えたことを特徴とする転がり軸受装置の製造方法。
【請求項３】
前記鍛造工程は、前記素材を前記パンチの進む方向に流動させて該素材の断面積を減少させると同時に、該素材に対して軸線回りの捩り力を付与する前方押出し工程である請求項２に記載の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、転がり軸受装置及びその製造方法に関し、特に自動車の車輪を支持する転がり軸受装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の転がり軸受装置には、近年における自動車の走行安定性の向上により、例えば旋回走行時に生じる高い横方向加速度等に耐え得るよう強度（剛性）の向上がますます求められている。その一方で、小型軽量化への要求も限りなくある。これら相反する要求を達成するために、例えば下記特許文献１，２には、転がり軸受装置の外方部材（外輪）又はハブ輪（内輪）における軌道面に対するファイバーフローの角度が所定角度以下となるように、外方部材又はハブ輪を鍛造により成形する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８３５１３号公報
【特許文献２】特開２００７−１４７０７９号公報
【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、上記特許文献１，２に記載された転がり軸受装置では、外方部材又はハブ輪における軌道面の転がり寿命を向上させることは可能であるものの、鍛造により得られるファイバーフローが外方部材又はハブ輪の軸線を含む切断面上に位置するように配向（正面視では直線状に見える）しているので、外方部材又はハブ輪の全体の強度を向上させることはできなかった。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、外輪（例えば外方部材）又は内輪（例えばハブ輪）の全体の強度を向上させ得る転がり軸受装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、車体側に固定される外輪と、車輪側に固定されて外輪と同軸に配置される内輪と、外輪と内輪との間にて周方向に配置される転動体とを備えた転がり軸受装置において、外輪又は内輪には、鍛造により外輪又は内輪の軸線回りに螺旋状に組織が配向したファイバーフローが形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の転がり軸受装置において、外輪又は内輪には、鍛造により外輪又は内輪の軸線回りに螺旋状に組織が配向したファイバーフローが形成されている。このため、外輪又は内輪の軸線回りの捩り剛性を、従来技術のものに比して高くすることが可能となって、外輪又は内輪の全体の強度を向上させることが可能である。
【０００８】
また、本発明の転がり軸受装置の製造方法は、車体側に固定される外輪と、車輪側に固定されて外輪と同軸に配置される内輪と、外輪と内輪との間にて周方向に配置される転動体とを備えた転がり軸受装置の製造方法において、外輪又は内輪を構成する素材と、素材を加圧するパンチとを軸線回りに相対回転させる鍛造工程を備えたことを特徴とする。この場合、鍛造工程は、例えば素材をパンチの進む方向に流動させて素材の断面積を減少させると同時に、素材に対して軸線回りの捩り力を付与する前方押出し工程であると好適である。
【０００９】
本発明の転がり軸受装置の製造方法においては、外輪又は内輪を構成する素材と、素材を加圧するパンチとを軸線回りに相対回転させる。このため、ファイバーフローを軸線回りに螺旋状に配向させることが可能である。特に、前方押出し工程時に、素材に対して軸線回りの捩り力を付与する構成とした場合には、拘束力の大きい素材の前部を基端として自由鍛造側の後部へ向けて捩れるファイバーフローを良好に形成することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の転がり軸受装置を採用したハブユニット１の配置構成図、図２は、図１に示したハブユニット１の縦断面図である。なお、以下の説明において、車両インナ側とは図２における左側を示し、車両アウタ側とは図２における右側を示すものとする。
【００１１】
ハブユニット１は、例えば前輪駆動車の後輪側（従動輪側）のものであり、複列外向きのアンギュラ玉軸受構造とされている。具体的には、ハブユニット１は、車体ＢＤ側のハブナックル１０に固定される外輪２と、この外輪２の軸線Ｏと同軸に配置されて車輪側のタイヤホイール（図示省略）及びブレーキディスクロータ２０に固定されるハブホイール３（内輪）と、ハブホイール３の車両インナ側端部の外周面に嵌着される内輪部材４と、ハブホイール３又は内輪部材４との間にて周方向に配置される複数の転動体５とを備えている。
【００１２】
外輪２は、軸方向に延びる円筒状の本体部２ａと、本体部２ａの車両インナ側にて軸方向に突出形成された円筒部２ｂと、本体部２ａの車両インナ側にて径方向に突出形成されたハブ取付けフランジ２ｃとを備えている。本体部２ａの内周面には、車両アウタ側に配置された転動体５用の軌道面２ａ１と、車両インナ側に配置された転動体５用の軌道面２ａ２とが形成されている。
【００１３】
円筒部２ｂは、ハブナックル１０の外輪収容孔１１の内側に挿入される。ハブ取付けフランジ２ｃは、ハブナックル１０の外輪収容孔１１の周縁部に当接し、本体部２ａのハブナックル１０に対する軸方向への移動を規制する。このハブ取付けフランジ２ｃには、複数のボルト挿通孔２ｄ１を有する外輪締結部２ｄが一体形成されていて、これらボルト挿通孔２ｄ１にボルト（図示省略）がねじ結合されることにより、外輪２がハブナックル１０に取り付けられる。
【００１４】
ハブホイール３は、軸方向に延び出し車両アウタ側にて外輪２から突出する段付き状の軸部３ａと、軸部３ａの車両アウタ側にて径方向に突出形成された車輪取付けフランジ３ｂと、軸部３ａの車両アウタ側にて軸方向に突出形成された円筒状のインロウ部３ｃとを備えている。本体部３ａの外周面には、外輪２の軌道面２ａ１に対応して軌道面３ａ１が形成されている。なお、内輪部材４の外周面には、外輪２の軌道面２ａ２に対応する軌道面４ａが形成されている。
【００１５】
軸部３ａには、軸線Ｏと同軸に所定大きさの貫通孔３ａ２が形成されており、貫通孔３ａ２には、補強材３１が挿入されている。補強材３１は、ハブホイール３を形成する例えばＳ５５Ｃ等の炭素鋼に比して比重が小さく、かつ線膨張率（線膨張係数）の大きい例えばアルミニウム、銅などの金属材料で形成されている。
【００１６】
車輪取付けフランジ３ｂには、タイヤホイール及びブレーキディスクロータ２０への取付けに使用される複数のボルト孔３ｂ１が形成されており、これらボルト挿通孔３ｂ１にボルト６が圧入嵌合されることにより、タイヤホイール及びブレーキディスクロータ２０が車輪取付けフランジ３ｂに取り付けられる。インロウ部３ｃは、ブレーキディスクロータ２０の内輪収容孔２１の内側に挿入される。
【００１７】
外輪２とハブホイール３との間には、転動体５を配置するための環状空間が形成されており、この環状空間は、車両インナ側及び車両アウタ側とでリング状のシール部材７，８により、外輪２とハブホイール３との相対回転を許容した状態で密封されている。
【００１８】
この実施形態のハブホイール３は、冷間による型鍛造で成形されている。ハブホイール３には、図３（ａ），（ｂ）に示すように、鍛造により軸線Ｏ回りに螺旋状に組織が配向したファイバーフローＦ（繊維状組織、鍛流線）が形成されている。具体的には、ハブホイール３は、前方押出し工程、据込み工程（ヘッディング）、後方押出し工程などを経て所定の外形形状に形成される。
【００１９】
前方押出し工程では、中空円筒状の素材Ｂをパンチ４１の進む方向に流動させ、ダイ４２の内周面に沿って素材Ｂの断面積を所定量だけ減少させる（図４（ａ）参照）。なお、図４（ａ）では、加工された素材Ｂを模式的に示しているが、この前方押出し工程により軸部３ａのおおよその原形（軌道面３ａ１に旋削仕上げ取り代を付加したほぼ仕上げ寸法に近い外形、図４（ｂ）についても同じ）が得られるようになっている。据込み工程では、車輪取付けフランジ３ｂの原形となる頭部Ｂ１を形成する（図４（ｂ）参照）。その後、据込み工程で得られた素材Ｂを別の型に移送し、後方押出し工程では、頭部Ｂ１から車輪取付けフランジ３ｂ及びインロウ部３ｃを形成する（図３参照）。
【００２０】
ところで、この実施形態では、前方押出し工程において、素材Ｂに対して軸線Ｏ回りの捩り力が付与される。すなわち、パンチ４１は、ボールねじ部４１ａを備えた構成とされていて、このボールねじ部４１ａがボールねじナット４１ｂに回転可能に支持されている。そして、ボールねじナット４１ｂが、駆動源Ｄ１によりダイ４２側へ加圧され、パンチ４１が、素材Ｂを所定の回転量だけ押し回すように駆動源Ｄ２により軸線Ｏ回りに回転駆動されるようになっている。
【００２１】
これにより、素材Ｂは、ダイ４２との摩擦抵抗力が大きい前部を基端として自由鍛造側の後部がパンチ４１の回転に伴って捩られるようになり、ファイバーフローＦが軸線Ｏ回りに螺旋状に配向するようになる。なお、パンチ４１の回転に伴って形成されるファイバーフローＦの捩れ角αは、４５°以下に設定するのが好ましい。４５°を超えると、曲げモーメントに対する軸剛性が低下するため、軸剛性を確保する必要があるからである。
【００２２】
以上の説明からも明らかなように、この実施形態では、鍛造によりハブホイール３の軸線Ｏ回りに螺旋状に組織が配向したファイバーフローＦが形成されている。その結果、図６（図３（ｂ）に対応）に示すように、従来技術の鍛造によりファイバーフローＦ１が形成されたハブホイール３００に比して、ハブホイール３の軸線Ｏ回りの捩り剛性を高くすることが可能となって、ハブホイール３の全体の強度を向上させることが可能である。
【００２３】
なお、上記実施形態では、貫通孔３ａ２を有するハブホイール３に本発明を適用したが、これに限らず、例えば図５に示すように、中実状のハブホイール１０３に本発明を適用してもよい。なお、その他の構成は上記した実施形態と同じであるため、上記した実施形態と同一の機能を果たす部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００２４】
また、上記実施形態では、内輪としてのハブホイール３に本発明を適用したが、外輪２についてもハブホイール３と同様にして、本発明を適用することができる。
【００２５】
また、上記実施形態では、素材Ｂに対してパンチ４１を軸線Ｏ回りに回転させることで、素材Ｂの前部を基端とする螺旋状のファイバーフローＦを形成したが、素材Ｂを受けるダイ４２側にパンチ４１に対して軸線Ｏ回りに回転可能な台座を組み込み、パンチ４１による素材Ｂの加圧時にその台座を回転させるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の転がり軸受装置の一実施形態に係るハブユニットの配置構成図。
【図２】図１のハブユニットの縦断面図。
【図３】（ａ）は、図２のハブホイールのファイバーフローを示す縦断面図。（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図４】（ａ）は、本発明における転がり軸受装置の製造方法の一実施形態に係る鍛造工程のうち前方押出し工程を示す説明図。（ｂ）は、（ａ）の後に行われる据込み工程を示す説明図。
【図５】本発明の転がり軸受装置の変形実施形態に係るハブホイールの縦断面図。
【図６】図３（ｂ）に対応し、従来技術の鍛造によるハブホイールのファイバーフローを示す断面図。
【符号の説明】
【００２７】
ＢＤ  車体
１  ハブユニット（転がり軸受装置）
２  外輪
３，１０３  ハブホイール（内輪）
３ａ  軸部
３ａ２  貫通孔
３ｂ  車輪取付けフランジ
３ｃ  インロウ部
５  転動体
１０  ハブナックル
２０  ブレーキディスクロータ
３１  補強材
４１  パンチ
４１ａ  ボールねじ部
４１ｂ  ボールねじナット
４２  ダイ
Ｂ  素材
Ｆ  ファイバーフロー
【図１】
2009287594.tif 000003
【図２】
2009287594.tif 000004
【図３】
2009287594.tif 000005
【図４】
2009287594.tif 000006
【図５】
2009287594.tif 000007
【図６】
2009287594.tif 000008