JP2007153105A - 車輪用軸受装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受機能へ悪影響を及ぼすことなく、車両への組立工程における内輪抜けを防止できる車輪用軸受装置と、車輪用軸受装置を常に精度良く安定して製造することのできる製造方法を提供する。
【解決手段】内方部材２は、ハブ輪９とそのインボード側端の外周に嵌合した内輪１０とでなる。内輪の内周面には、端面１０ａの内周縁に相当する深さの段差部１６を設け、その内面は、ストレート部１６ｂと、このストレート部の端部から内輪の内周面に続くテーパ面１６ａとでなる。ハブ輪の加締加工により、その塑性変形部分９ｂを内輪の段差部のテーパ面に係合させ、塑性変形部分は段差部のストレート部と接触しないものとする。塑性変形部分は、先端外周面がテーパ状となった加締パンチをハブ輪のインボード側端の内周に押し込むことで拡径状態に加締める。この加締パンチを押し込む軸方向のストロークを調整することで、加締後の塑性変形部分の外径を調整する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、自動車等の車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置に関する。

従来、駆動輪支持用の車輪用軸受装置として、図８に示すものが提案されている（例えば特許文献１）。これは、外方部材２１と内方部材２２の対向する軌道面２３，２４間に複列にボール状の転動体２５を介在させ、上記内方部材２２を、車輪取付用ハブフランジ２９ａを外周に有するハブ輪２９と、このハブ輪２９のインボード側端の外周に嵌合した内輪３０とで構成した形式のものである。ハブ輪２９の中央孔３１には、等速ジョイントの外輪３３のステム部３３ａが挿通されてスプライン嵌合され、等速ジョイント外輪３３の段面３３ｂが内輪３０のインボード側端面３０ａに押し当てられる。この状態で、前記ステム部３３ａ先端にナット３４を螺合させることにより、等速ジョイント外輪３３とナット３４とで内方部材２２が幅締めされる。

図８の一部を拡大して示す図９のように、この提案例では、ハブ輪２９のインボード側端部の外周に形成した段部３５に内輪３０を外嵌させると共に、内輪３０のインボード側端部の内周に段差部３６を形成し、ハブ輪２９のインボード側端を、揺動加締により外径側に拡径変形させ、その塑性変形部分２９ｂを前記内輪３０の段差部３６に加締めている。これにより、車両への組付け時に発生する外力による内輪３０の抜けを防止している。

また、内輪の抜け防止を施した車輪用軸受装置としては、上記揺動加締加工によるものとは別に、図１０に示すように、内輪４０をハブ輪４１の突当て面４１ａに押付け、軸方向に拘束した状態で、冷間成形ツール（パンチ）４２を挿入し、図１１に示すように、内輪４０の段差部４０ａに充足するまで、ハブ輪４１のインボード側端部４１ｂを断面Ｓ字状に塑性加工したものが特許文献２に記載されている。

特開平９−１６４８０３号公報 米国特許第６４８５１８７号明細書

特許文献１に記載の車輪用軸受装置には、以下のような問題が有る。
（１）ハブ輪２９の塑性変形部分２９ｂが大きいため、内輪３０のインボード側端部に形成する段差部３６の径方向段差を大きく（例えば半径差で５〜７mm程度）とる必要が有る。このような段差部３６の段差を大きくすると、内輪３０のインボード側端面３０ａの面積が小さくなるので、等速ジョイント外輪３３の断面３３ｂとの接触面圧が大きくなる。そのため、磨耗や異音の発生原因となる。
（２）ハブ輪２９の塑性変形部分２９ｂを内輪３０のインボード側端より内側（アウトボード側）に収めようとすると、内輪３０の段差部３６の軸方向長さを長く（例えば７〜８mm程度）する必要が有る。このように内輪段差部３６の軸方向長さが長くなると、転動体接触角の延長線上に内輪段差部３６が位置する傾向があり、運転時の負荷荷重による内輪変形が大きくなって短寿命となる可能性がある。また、内輪段差部３６の軸方向長さが長くなると、それだけハブ輪２９に対する内輪３０の嵌め合い長さ（面積）が減少するので、内輪クリープが発生し、軸受寿命が低下する可能性がある。これらの問題は、内輪全体の幅寸法を長くすれば回避できるが、それでは幅方向に余分なスペースが必要になる。
（３）また、ハブ輪２９の塑性変形部分２９ｂが大きいことから、揺動加締加圧において、加締パンチ１９が内輪３０と干渉し、加工が困難である。

また、特許文献２に記載の車輪用軸受装置の場合は、内輪４０の段差部４０ａに加締めを完全充足させて、段差部４０ａにＳ字形状を形成するため、加締めによる内輪４０の径膨張が大きくなり、内輪割れの原因となる。特に、段差部４０ａが充足するまで軸端を塑性加工するためには、非常に大きな加工荷重を要し、加工中にも内輪割れが発生する可能性がある。

このような課題を解決するものとして、図１２に示すように、内輪３０の段差部３６を内輪端面３０ａの内周縁に相当する深さとなる浅いものとしたものを試みた。段差部３６をこのような浅いものとしても、軸受の車両への組付け時に作用する抜け力に対する十分な耐力が得られる。

このような小さな段差部３６に対する塑性変形部分２９ｂであると、加締加工を行う場合、揺動加締によらなくても加締加工が可能である。例えば、図１３に示すように、軸受装置をインボード側が上向きとなる姿勢で固定し、その状態で、ハブ輪２９のインボード側端の上に加締パンチ１９を下降させて、ハブ輪２９の塑性変形部分２９ｂを全周にわたりプレス加工するという方法がとれる。塑性変形部分２９ｂの加締量は、次のように荷重制御する。すなわち、狙ったハブ輪２９のインボード側端部の拡径変形および突起高さを得るために、ハブ輪２９の軸径、ハブ輪２９のインボード側端部の肉厚および軸方向長さ、内輪段差部３６の形状等の要因を考慮して、加締パンチ１９の加圧荷重を決定する。

しかし、予め決められた加圧荷重でプレスをすると、母材の硬さ、熱処理範囲、塑性変形部分の寸法等の被加工物による加工精度のばらつき要因や、パンチ挿入荷重へ影響を与える加締パンチの状態（表面の劣化、付着した油の状態等）に対応することができず、常に安定した加締形状を得ることが難しいという問題があった。

この発明の目的は、軸受機能へ悪影響を及ぼすことなく、車両への組立工程における内輪抜けを防止できる車輪用軸受装置を提供すると共に、その車輪用軸受装置を常に精度良く安定して製造することのできる製造方法を提供することである。

この発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、これら軌道面と対向する軌道面を有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材が、車軸取付用のハブフランジを外周に有し中心に貫通孔を有するハブ輪と、このハブ輪のインボード側端の外周に嵌合した内輪とでなり、これらハブ輪および内輪に前記各列の軌道面を形成した駆動輪支持用のものである。
この車輪用軸受装置において、前記内輪の内周面に、この内輪のインボード側の端面まで続き、この端面の内周縁に相当する深さの段差部を設け、この段差部の内面を、円筒面からなるストレート部と、このストレート部の端部から内輪の内周面に続くテーパ面とでなる形状とし、前記ハブ輪の加締加工により前記内輪の前記段差部の前記テーパ面に係合する塑性変形部分を設け、この塑性変形部分は前記内輪の端面から突出せず、かつ前記段差部の前記ストレート部と接触しないものとし、前記塑性変形部分は、先端外周面がテーパ状となった加締パンチをハブ輪のインボード側端の内周に押し込むことで拡径状態に加締めたものであることを特徴とする。

この発明の車輪用軸受装置は、ハブ輪のインボード側端部を加締加工による塑性変形で拡径させ、この塑性変形部分を内輪段差部のテーパ面に係合させて、内輪の抜けを規制する構成である。この構成において、前記内輪段差部を、内輪の内周縁というごく限られた範囲のものとしたため、内輪の抜け耐力を確保しながら、段差部をできるだけ小さなものとできる。このため、段差部を設けながら内輪端面の面積の減少が少なくできて、等速ジョイント外輪の段面との接触面圧の増加が抑制され、摩耗や異音の発生を防止できる。内輪内周面の段差部を前記のように小さなものとしても、軸受の車両への組付け時に作用する抜け力に対して十分な耐力が得られる。このように、内輪の抜け耐力が確保できる範囲で、内輪段差部をできるだけ小さく設定することで、軸受機能へ悪影響を及ぼすことなく、車両への組立工程における内輪抜けを防止することができる。

前記ハブ輪の塑性変形部分を加締加工した時に、この塑性変形部分が内輪段差部の内径ストレート部に接触しないため、塑性変形部分以外のハブ輪各部および内輪各部に余分な負荷がかからず、ハブ軸における等速ジョイントのステム部が嵌合する箇所の変形、および内輪の膨張を小さく抑えることができる。これにより、軸受機能へ悪影響が及ぶのを回避できる。この加締加工の際、ハブ輪の塑性変形部分を前記内輪段差部のテーパ面に沿って容易に塑性変形させることができる。このため、適切な加締加工を行えて、抜け耐力の確保がより一層確実となる。
また、ハブ輪のインボード側端部の加締加工は、先端外周面がテーパ状となった加締パンチをハブ輪のインボード側端の内周に押し込むことによって行うものであるため、加締加圧時に加締パンチが内輪と干渉することがなく、この加工を容易に行うことができる。

この発明において、前記ハブ輪の前記貫通孔は、等速自在継手のステム部の外周のスプラインと噛み合うスプライン溝を内周面に有し、前記貫通孔の内周面における前記スプライン溝が形成された一般径部分よりもインボード側の部分を、前記塑性変形部分の内周面となる大径段差部と、この大径段差部よりも小径で前記一般径部分よりも大径となる中間径段差部とでなる２段の段付き形状とするのが良い。
この構成とした場合、貫通孔の大径段差部が内周面となるハブ輪のインボード側端部を塑性変形部分として加締加工して、車両への組立工程における内輪抜け防止とし、かつ貫通孔の一般径部分に形成されたスプライン溝に等速自在継手のステム部外周のスプラインを噛み合わせて、貫通孔に等速自在継手のステム部をスプライン嵌合させる。
前記塑性変形部分は、ハブ輪における内径が大きく肉厚の薄い部分であり、全体の体積が小さいため、前記内輪段差部を小さなものとすることを可能とし、かつ加締加工を容易にしている。また、貫通孔は、インボード側ほど内径が大きい２段の段付き形状とされているので、貫通孔の一般径部分に等速自在継手のステム部をスプライン嵌合させる際に、等速自在継手のステム部をインボード側から挿入しやすく、組立作業が容易である。

この発明において、前記ハブ輪の軌道面は焼入れ処理した表面硬化処理面とし、前記加締加工部は非熱処理部とし、前記内輪は表面から芯部までの全体を焼入れ処理により硬化させても良い。
ハブ輪の軌道面は転動寿命の向上の点から、表面硬化処理面として硬度を高くすることが好ましいが、加締加工を行う部分は、加締加工の容易性の点から非熱処理部とすることが好ましい。内輪は小部品であって軌道面を有し、かつハブ輪に内径面が嵌合することから、表面から芯部までの全体を焼入れ処理により硬化させたものとすることが、転動寿命や嵌合面の耐摩耗性の向上の点で好ましい。

この発明の車輪用軸受装置の製造方法は、上記車輪用軸受装置に適用されるものであって、前記塑性変形部分は、変形前の形状を円筒形とし、先端外周面がテーパ状となった加締パンチをハブ輪のインボード側端の内周に軸方向に押し込むことで拡径状態に加締め、前記加締パンチを押し込む軸方向のストロークを調整することで、加締後の前記塑性変形部分の外径を調整することを特徴とする。

この製造方法によれば、被加工物による加工精度のばらつき要因や、加締パンチの状態に応じて、加締パンチを押し込む軸方向のストロークを調整することができる。このため、前記塑性変形部分の径方向の拡がりや突起高さが一定となるよう常に安定してプレス加工することができ、完成品の内輪抜け防止が確実なものとなる。この加締加工は、先端外周面がテーパ状となった加締パンチをハブ輪のインボード側端の内周に軸方向に押し込むことによって行うものであるため、加締加圧時に加締パンチが内輪と干渉することがなく、この加工を容易に行うことができる。

この発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、これら軌道面と対向する軌道面を有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材が、車軸取付用のハブフランジを外周に有し中心に貫通孔を有するハブ輪と、このハブ輪のインボード側端の外周に嵌合した内輪とでなり、これらハブ輪および内輪に前記各列の軌道面を形成した駆動輪支持用の車輪用軸受装置において、前記内輪の内周面に、この内輪のインボード側の端面まで続き、この端面の内周縁に相当する深さの段差部を設け、この段差部の内面を、円筒面からなるストレート部と、このストレート部の端部から内輪の内周面に続くテーパ面とでなる形状とし、前記ハブ輪の加締加工により前記内輪の前記段差部の前記テーパ面に係合する塑性変形部分を設け、この塑性変形部分は前記内輪の端面から突出せず、かつ前記段差部の前記ストレート部と接触しないものとし、前記塑性変形部分は、先端外周面がテーパ状となった加締パンチをハブ輪のインボード側端の内周に押し込むことで拡径状態に加締めたものであるため、軸受機能へ悪影響を及ぼすことなく、車両への組立工程における内輪抜けを防止できる。

また、この発明の車輪用軸受装置の製造方法は、上記車軸用軸受装置に適用される製造方法であって、前記塑性変形部分は、変形前の形状を円筒形とし、先端外周面がテーパ状となった加締パンチをハブ輪のインボード側端の内周に軸方向に押し込むことで拡径状態に加締め、前記加締パンチを押し込む軸方向のストロークを調整することで、加締後の前記塑性変形部分の外径を調整するため、加工精度のばらつきが少なく、車輪用軸受装置を常に精度良く安定して製造することができる。

この発明の実施形態を図１ないし図３と共に説明する。この実施形態は、第３世代型の内輪回転タイプで、かつ駆動輪支持用の車輪用軸受装置に適用したものである。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
この車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面３を形成した外方部材１と、これら各軌道面３に対向する軌道面４を形成した内方部材２と、これら外方部材１および内方部材２の軌道面３，４間に介在した複列のボール状の転動体５とで構成される。この車輪用軸受装置は、複列外向きアンギュラ玉軸受型とされていて、転動体５は各列毎に保持器６で保持されている。上記軌道面３，４は断面円弧状であり、各軌道面３，４は転動体接触角θが背中合わせとなるように形成されている。外方部材１と内方部材２との間の軸受空間の両端は、シール７，８によりそれぞれ密封されている。

外方部材１は固定側の部材となるものであって、車体の懸架装置（図示せず）におけるナックルに取付けるフランジ１ａを外周に有し、全体が一体の部品とされている。
内方部材２は回転側の部材となるものであって、外周に車輪取付用のハブフランジ９ａを有するハブ輪９と、このハブ輪９のインボード側端の外周に嵌合した内輪１０とでなる。これらハブ輪９および内輪１０に、前記各列の軌道面４が形成されている。ハブ輪９は中心に貫通孔１１を有し、その軌道面４は、焼入れ処理による表面硬化処理面とされている。内輪１０は、表面から芯部までの全体が焼入れ処理により硬化させてある。

前記ハブ輪９の貫通孔１１は、アウトボード側端からインボード側端付近までを占める一般径部分１１ａと、この一般径部分１１ａよりインボード側で、かつ一般径部分１１ａよりも大径である中間径段差部１１ｂと、この中間径段差部１１ｂよりさらにインボード側で、かつ中間径段差部１１ｂよりも大径である大径段差部１１ｃとからなる２段の段付き形状とされている。一般径部分１１ａの内周面には、等速自在継手１２のステム部１３ａの外周のスプラインと噛み合うスプライン溝１１ｄが形成されている。

図２の拡大断面図で示すように、ハブ輪９のインボード側端の外周には、ハブ輪９の他の部分の外周よりも小径となった段差部状の内輪嵌合面部１５が形成され、この内輪嵌合面部１５に内輪１０が嵌合する。
内輪１０の内周面には、この内輪１０のインボード側の端面１０ａまで続き、この端面１０ａの内周縁に相当する深さの段差部１６を設けられている。この段差部１６の内面は、アウトボード側で内輪１０の内周面に連なり、インボード側にいくにしたがい前記深さまでテーパ状に径が大きくなるテーパ面１６ａと、このテーパ面１６ａに続き内輪１０のインボード側端まで至る前記深さの円筒面からなるストレート部１６ｂとよりなる。段差部１６の軸方向範囲Ｗは、内輪軌道面４の転動体接触角θを成す直線Ｌの延長線上にかからない範囲とされている。

一方、ハブ輪９のインボード側端部は、加締加工により塑性変形させて拡径される塑性変形部分９ｂとなっている。この塑性変形部分９ｂは、加締加工が容易であるように非熱処理部とされている。塑性変形部分９ｂの内周面は、前記貫通孔１１の大径段差部１１ｃである。
塑性変形部分９ｂは、図３（Ａ）に示すように、加締加工前の形状は円筒状で、図３（Ｂ）に示すように、加締加工後は拡径変形される。拡径変形した塑性変形部分９ｂは、前記段差部１６のテーパ面１６ａに係合して、内輪１０のインボード側への移動を規制する。また、加締加工後の塑性変形部分９ｂは、前記段差部１６のストレート部１６ｂと接触せず、塑性変形部分９ｂと段差部１６との間に隙間Ｅが残存するものとされ、かつ内輪１０の端面１０ａからインボード側に突出しないものとされる。なお、加締加工後の塑性変形部分９ｂの内径面９ｂｃは、端部側が開くテーパ面となる。

この車輪用軸受装置の車両への組付けにおいては、ハブ輪９の貫通孔１１に、等速ジョイント１２の片方の継手部材となる外輪１３のステム部１３ａを挿通させてスプライン嵌合させ、ステム部１３ａの先端に螺合するナット１４の締め付けにより、等速ジョイント外輪１３を内方部材２に結合する。このとき、等速ジョイント外輪１３に設けられたアウトボード側に向く段面１３ｂが、内輪１０のインボード側に向く端面１０ａに押し付けられ、等速ジョイント外輪１３とナット１４とで内方部材２が幅締めされる。車輪取付用のハブフランジ９ａはハブ輪９のアウトボード側端に位置しており、このハブフランジ９ａにブレーキロータを介して車輪（いずれも図示せず）がハブボルト１７で取付けられる。

この構成の車輪用軸受装置によると、内輪１０の内周面に段差部１６を設け、ハブ輪９の加締加工による塑性変形部分９ｂを前記段差部１６に係合させたので、車両への組付工程において発生する外力による内輪１０のハブ輪９からの抜けを防止できる。
段差部１６は、内輪１０の内周縁というごく限られた範囲のものとしたため、内輪１０の抜け耐力を確保しながら、段差部１６をできるだけ小さなものとできる。このため、段差部１６を設けながら内輪１０の端面１０ａの面積の減少が少なく、等速ジョイント外輪１３の段面１３ｂとの接触面圧の増加が抑制され、摩耗や異音の発生を防止できる。

また、この車輪用軸受装置は複数外向きアンギュラ玉軸受型であり、段差部１６の軸方向範囲Ｗを、転動体接触角θを成す直線Ｌの延長線上にかからない範囲としているので、運転時の負荷荷重による内輪１０の変形を小さくでき、それだけ長寿命化が可能となる。また、内輪１０の段差部１６の軸方向長さが短いことから、ハブ輪９に対する内輪１０の嵌め合い長さが確保でき、したがって嵌め合い面積を確保でき、内輪１０のクリープの発生を抑えることができる。この点からも長寿命化が可能となる。また、嵌め合い長さの確保等のために内輪１０の全体の幅寸法を長くする必要がないため、軸方向に余分なスペースが不要となる。

ハブ輪９の塑性変形部分９ｂを加締加工した時に、この塑性変形部分９ｂが内輪段差部１６の内径ストレート部１６ｂに接触しないため、塑性変形部分９ｂ以外のハブ輪９各部および内輪１０各部に余分な負荷がかからず、等速ジョイント１２のステム部１３ａが嵌合するハブ輪９の貫通孔１１の変形、および内輪１０の膨張を小さく抑えることができる。これにより、軸受機能へ悪影響が及ぶのを回避できる。この加締加工の際、ハブ輪９の塑性変形部分９ｂを内輪段差部１６のテーパ面１６ａに沿って容易に塑性変形させることができる。このため、適切な加締加工を行えて、抜け耐力の確保がより一層確実となる。

貫通孔１１の大径段差部１１ｃを内周面とする塑性変形部分９ｂは、ハブ輪９における内径が大きく肉厚の薄い部分であり、全体の体積が小さいため、加締加工が容易である。また、塑性変形部分９ｂが小さいため、拡径させた場合でもその突起高さｈが必要以上に高くならず、内輪段差部１６の段差を小さなものとしても、塑性変形部分９ｂが内輪段差部１６のストレート部１６ｂに接触しないことを可能としている。また、貫通孔１１は、インボード側ほど内径が大きい２段の段付き形状とされているため、貫通孔１１の一般径部分１１ａに等速自在継手１２のステム部１３ａをスプライン嵌合させる際に、その挿入がしやすく、組立作業が容易である。

また、この車輪用軸受装置では、ハブ輪９における軌道面４を焼入れ処理した表面化処理面としているため、転動寿命が確保できる。塑性変形部分９ｂは非熱処理部としているため、加締加工が容易に行える。内輪１０は、小部品であって軌道面４を有し、かつハブ輪９に内径面が嵌合することから、前記のように表面から芯部までの全体を焼入れ処理により硬化させたものとすることができ、転動寿命に優れ、かつ嵌合面の耐摩耗性に優れたものとなる。

次に、図４〜図７に基づいて、ハブ輪９の塑性変形部分９ｂを内輪段差部１６へ加締加工する方法について説明する。この加締加工では、先ず、図４のようにハブ輪９のハブフランジ９ａをハブボルト１７で受け台１８に取付け、軸受装置をインボード側が上向きとなる姿勢で受け台１８の上に固定する。この固定状態で、図５（Ａ）に示すように、先端外周面１９ａがテーパ状になった加締パンチ１９をハブ輪９のインボード側端の上に下降させ、テーパ状となった先端部をハブ輪９の内周に押し込むことにより、ハブ輪９の塑性変形部分９ｂを全周にわたりプレス加工する。内輪１０は、外径面を非拘束として、上記加締パンチ１９の押し込みを行う。その際、加締パンチ１９を押し込む軸方向のストロークを制御することにより、加締後の塑性変形部分９ｂの外径を調整する。ストローク制御には、次の3通りの方法がある。

図６（Ａ）は、ハブ輪９の端面を加締パンチ１９のストローク基準（ゼロ点）として、加締パンチ１９のストロークを制御する方法を示す。この方法は、被加工物であるハブ輪９の端面を制御の基準面とするため、加工度を制御するのに適している。
図６（Ｂ）は、内輪１０の端面１０ａを加締パンチ１９のストローク基準（ゼロ点）として、加締パンチ１９のストロークを制御する方法を示す。この方法は、研磨仕上げ面である内輪１０の端面１０ａを制御の基準面とするため、精度の良い制御を行うことができる。
図６（Ｃ）は、ハブ輪９に加締パンチ１９が接触した位置をストローク基準（ゼロ点）として、そこから一定ストロークだけ加締パンチ１９を下降させるように、加締パンチ１９のストロークを制御する方法を示す。この方法は、塑性加工の開始点を制御の基準点とするため、ハブ輪９の内径、端面位置等の公差のばらつきの影響を受けず、安定した加工度を得ることができる。
いずれの制御方法についても、加締パンチ１９を押し込む軸方向のストロークを調整することで、加締後の塑性変形部分９ｂの外径を調整するため、被加工物であるハブ輪９起因する加工精度のばらつき要因（母材硬さ、熱処理範囲、塑性変形部分９ｂの形状および寸法等）や、加締パンチの状態（表面の劣化、付着した油の状態等）の影響を受けることが少なく、車輪用軸受装置を常に精度良く安定して製造することができる。上記のように各制御方法は、それぞれ利点および適性が若干異なるため、軸受の形態や用途等の諸条件に合わせて、最も適正な制御方法を選択すればよい。

上記制御方法のうちのいずれかにより加締パンチ１９のストロークを調整しながらプレス加工を行うことにより、図５（Ａ）の一部を拡大して示す図５（Ｂ）のように、ハブ輪９の塑性変形部分９ｂが内輪段差部１６に加締められる。加締パンチ１９の先端外周面部１９ａはテーパ面とされるため、上記加締加工が円滑に行われる。また、ハブ輪９の塑性変形部分９ｂとなる部分は、加締加工の前および後とも、内径面が他の部分よりも大径となって肉厚が薄くされている。
このように加締を行った後、図７のようにハブ輪９のインボード側端から加締パンチ１９を退避させると加締加工が完了する。

この製造方法によれば、被加工物であるハブ輪９による加工精度のばらつき要因や、加締パンチ１９の状態に応じて、加締パンチ１９を押し込む軸方向のストロークを調整することができる。このため、塑性変形部分９ｂの径方向への突起高さｈが一定となるよう常に安定してプレス加工することができ、完成品の内輪抜け防止が確実なものとなる。この加締加工は、先端外周面がテーパ状となった加締パンチ１９をハブ輪９のインボード側端の内周に軸方向に押し込むことによって行うものであるため、加締加圧時に加締パンチ１９が内輪１０と干渉することがなく、この加工を容易に行うことができる。

この発明の第１の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。 同車輪用軸受装置の部分拡大断面図である。 ハブ輪塑性変形部分および内輪段差部とその周辺部の拡大図で、（Ａ）は加締加工前の状態を示し、（Ｂ）は加締加工後の状態を示す。 同車輪用軸受装置の加締加工の前工程を示す説明図である。 (Ａ)は同車輪用軸受装置の加締加工の途中工程を示す説明図、(Ｂ）はその部分拡大図である。 同車輪用軸受装置の加締加工における加締パンチのストローク制御を示す説明図で、（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ異なる制御方法を示す。 同車輪用軸受装置の加締加工完了を示す説明図である。 車輪用軸受装置の従来例の断面図である。 同従来例の部分拡大断面図である。 車輪用軸受装置の異なる従来例の断面図である。 同従来例の部分拡大断面図である。 試案例である車輪用軸受装置の部分拡大断面図である。 同試案例の加締加工を示す説明図である。

符号の説明

１…外方部材
２…内方部材
３…外方部材の軌道面
４…内方部材の軌道面
５…転動体
９…ハブ輪
９ａ…ハブフランジ
９ｂ…塑性変形部分
１０…内輪
１０ｂ…内輪の端面
１１…貫通孔
１１ａ…一般径部分
１１ｂ…中間径段差部
１１ｃ…大径段差部
１６…内輪の段差部
１６ａ…内輪段差部のテーパ面
１６ｂ…内径段差部のストレート部
１９…加締パンチ
Ｗ…内輪段差部の軸方向範囲
θ…転動体接触角
Ｌ…ボール接触角を成す直線

Claims (4)

1. 内周に複列の軌道面を有する外方部材と、これら軌道面と対向する軌道面を有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材が、車軸取付用のハブフランジを外周に有し中心に貫通孔を有するハブ輪と、このハブ輪のインボード側端の外周に嵌合した内輪とでなり、これらハブ輪および内輪に前記各列の軌道面を形成した駆動輪支持用の車輪用軸受装置において、
   前記内輪の内周面に、この内輪のインボード側の端面まで続き、この端面の内周縁に相当する深さの段差部を設け、この段差部の内面を、円筒面からなるストレート部と、このストレート部の端部から内輪の内周面に続くテーパ面とでなる形状とし、前記ハブ輪の加締加工により前記内輪の前記段差部の前記テーパ面に係合する塑性変形部分を設け、この塑性変形部分は前記内輪の端面から突出せず、かつ前記段差部の前記ストレート部と接触しないものとし、前記塑性変形部分は、先端外周面がテーパ状となった加締パンチをハブ輪のインボード側端の内周に押し込むことで拡径状態に加締めたものであることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 請求項１において、前記ハブ輪の前記貫通孔は、等速自在継手のステム部の外周のスプラインと噛み合うスプライン溝を内周面に有し、前記貫通孔の内周面における前記スプライン溝が形成された一般径部分よりもインボード側の部分を、前記塑性変形部分の内周面となる大径段差部と、この大径段差部よりも小径で前記一般径部分よりも大径となる中間径段差部とでなる２段の段付き形状とした車輪用軸受装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記ハブ輪の軌道面は焼入れ処理した表面硬化処理面とし、前記加締加工部は非熱処理部とし、前記内輪は表面から芯部までの全体を焼入れ処理により硬化させた車輪用軸受装置。
4. 内面に複列の軌道面を有する外方部材と、これら軌道面に対向する軌道面を有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、上記内方部材が、車輪取付内方部材と、対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材が、車軸用のハブフランジを外周に有し中心に貫通孔を有するハブ輪と、このハブ輪のインボード側端の外周に嵌合した内輪とでなり、これらハブ輪および内輪に前記各列の軌道面を形成し、前記内輪の内周面に、この内輪のインボード側の端面まで続き、この端面の内周縁に相当する深さの段差部を設け、この段差部の内面を、円筒面からなるストレート部と、このストレート部の端部から内輪の内周面に続くテーパ面とでなる形状とし、前記ハブ輪の加締加工により前記内輪の前記段差部の前記テーパ面に係合する塑性変形部分を設け、この塑性変形部分は前記内輪の端面から突出せず、かつ前記段差部の前記ストレート部と接触しないものとした車輪用軸受装置を製造する方法であって、
   前記塑性変形部分は、変形前の形状を円筒形とし、先端外周面がテーパ状となった加締パンチをハブ輪のインボード側端の内周に軸方向に押し込むことで拡径状態に加締め、前記加締パンチを押し込む軸方向のストロークを調整することで、加締後の前記塑性変形部分の外径を調整することを特徴とする車輪用軸受装置の製造方法。

Images