(57)【要約】【課題】ハブ輪の内周に転がり軸受が嵌合され、この転がり軸受が止め輪によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、運転中に大きなモーメント荷重が負荷されても微小なクラックが発生するのを防止し、耐久性を向上させた車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】ハブ輪１の内周に転がり軸受１２が嵌合され、この転がり軸受１２が止め輪１３によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、止め輪１３が軸受中心ラインＢ／Ｃよりもインナー側に装着され、止め輪１３を装着するための止め輪溝１４が加締部８の近傍に断面略矩形状に形成されると共に、当該止め輪溝１４の両隅部１５、１６がそれぞれ異なる曲率半径からなる円弧面に形成され、隅部のうちアウター側の隅部１５の曲率半径がインナー側の隅部１６の曲率半径よりも大きく設定されている。【選択図】図１
2010280256.tif 000002
【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、
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、外周にこの車輪取付フランジ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所定のシメシロを介して圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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、
前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、
前記ハブ輪の内周に転がり軸受が嵌合され、この転がり軸受が止め輪によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、
前記止め輪が軸受中心ラインよりもインナー側に装着され、前記止め輪を装着するための止め輪溝が断面略矩形状に形成されると共に、当該止め輪溝の両隅部がそれぞれ異なる曲率半径からなる円弧面に形成され、前記隅部のうちアウター側の隅部の曲率半径がインナー側の隅部の曲率半径よりも大きく設定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ハブ輪に対して前記内輪が固定され、前記加締部の近傍に前記止め輪溝が形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記インナー側の隅部の曲率半径がＲ０．６以下に規制されると共に、前記アウター側の隅部の曲率半径がＲ１〜３の範囲に設定されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記アウター側の隅部が複数の曲率半径からなる複合Ｒで構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５】
前記アウター側の隅部の円弧面の開始位置が前記転がり軸受の外輪のインナー側の端面よりも所定の寸法だけインナー側に設定されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項６】
前記アウター側の隅部の円弧面の開始位置が、前記転がり軸受の外輪のインナー側の端面よりも前記止め輪の幅の略半分だけインナー側に設定されている請求項５に記載の車輪用軸受装置。
【請求項７】
前記止め輪が、断面が矩形状に形成されると共に、外径側の両角部にそれぞれ異なる寸法からなる面取り部が形成され、両角部のうちアウター側の角部の面取り部がインナー側の角部の面取り部よりも大きく設定されている請求項１乃至６いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項８】
前記インナー側の角部の面取り部が０．６ｍｍに規制され、前記アウター側の角部が１〜５ｍｍの範囲に設定されている請求項７に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、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、内輪がハブ輪に加締固定されるセルフリテイン構造において、ハブ輪の内周に軸受固定用の止め輪溝が形成されたものについて、このハブ輪の加締部の強度・耐久性向上を図った車輪用軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。この車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第１世代と称される構造から、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第２世代構造、また、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第３世代構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第４世代構造とに大別されている。
【０００３】
車輪は懸架装置に対して、複列の転がり軸受により回転自在に支承されるが、オフロードカーやトラック等、車体重量が嵩む車両には複列円錐ころ軸受から構成された車輪用軸受装置が使用されている。
【０００４】
なお、こうした車輪用軸受装置において、内輪回転タイプのものでは、ハブ輪に嵌合される内輪を軸方向に固定する方式として、ハブ輪のインナー側の端部を加締めて固定するもの、所謂セルフリテイン構造が採用されている。図７にこの代表的な一例を示す。この車輪用軸受装置は第２世代と称され、ハブ輪５１と、このハブ輪５１に圧入された車輪用軸受５２とからなる。
【０００５】
ハブ輪５１は、一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５３を一体に有し、外周にこの車輪取付フランジ５３から肩部５１ａを介して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セレーション５１ｃが形成されている。車輪取付フランジ５３の周方向等配位置には車輪を固定するハブボルト５３ａが植設されている。
【０００６】
車輪用軸受５２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５４ｂを一体に有し、内周に複列のテーパ状の外側転走面５４ａ、５４ａが形成された外方部材５４と、外周に複列の外側転走面５４ａ、５４ａに対向するテーパ状の内側転走面５５ａが形成された一対の内輪５５、５５と、両転走面間に保持器５６を介して転動自在に収容された複列の円錐ころ５７、５７とを備えている。内輪５５の内側転走面５５ａの大径側には円錐ころ５７を案内するための大鍔部５５ｂが形成されると共に、小径側には円錐ころ５７の脱落を防止するための小鍔部５５ｃが形成され、一対の内輪５５、５５の小鍔部５５ｃ側の端面（正面側端面）が突き合された状態でセットされ、背面合せタイプの複列の円錐ころ軸受を構成している。
【０００７】
車輪用軸受５２は、ハブ輪５１の肩部５１ａにアウター側の内輪５５の大端面５５ｄが衝合するように小径段部５１ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。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形成した加締部５８によって軸方向に固定されている。また、外方部材５４と一対の内輪５５、５５との間に形成される環状空間の開口部にはシール５９、５９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。
【０００８】
ここで、車輪取付フランジ５３の基部となる肩部５１ａから小径段部５１ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さが５０〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化層６０が形成されている。なお、加締部５８は鍛造後の表面硬さのままとされている。
【０００９】
この硬化層６０は、図８に示すように、インナー側の端部位置Ｐが、内輪５５における面取り部５５ｅの縁部Ｐ０から大鍔部５５ｂの高さ（大鍔部５５ｂの根元部）ａに対応する位置Ｐ１までの範囲に設定されている。これにより、内輪５５、５５の嵌合面におけるフレッティング摩耗が抑制されてハブ輪５１の耐久性が向上すると共に、ハブ輪５１における小径段部５１ｂの端部の拡径量を小さくすることができ、加締加工に伴う内輪５５の内側転走面５５ａおよび大鍔部５５ｂの変形を抑制することができる。したがって、円錐ころ５７との接触面圧を抑えてスムーズな案内を確保し、内輪５５の耐久性の向上を図ることができる。
【００１０】
また、内輪５５における面取り部５５ｅの曲率半径ｒがＲ１．０〜２．５の範囲に設定されている。これにより、曲げモーメント荷重が装置に負荷された時、加締部５８の根元部分に応力集中が起こるのを防止すると共に、加締加工による小径段部５１ｂの拡径量が大きくなって内輪５５の外径に過大なフープ応力が発生するのを防止することができ、内輪５５の強度・耐久性を向上させることができる。
【００１１】
さらに、ハブ輪５１における小径段部５１ｂの端部には環状の凹所６１が形成されている。この凹所６１は、内輪５５の大端面（インナー側の端面）５５ｄからｂ（５ｍｍ以下）になるように形成されている。これにより、ハブ輪５１の強度・剛性を維持しつつ所定の内輪固定力を確保できると共に、塑性変形を容易にし、内輪５５に発生するフープ応力を抑制することができる。このような従来の車輪用軸受装置では、内輪５５の嵌合面におけるフレッティング摩耗が抑制されてハブ輪５１の耐久性が向上すると共に、ハブ輪５１における小径段部５１ｂの端部の拡径量を小さくすることができ、加締加工に伴う内輪５５の内側転走面５５ａおよび大鍔部５５ｂの変形を抑制することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【００１２】
一方、２ＷＤ（２輪駆動）と４ＷＤ（４輪駆動）との切り換えが可能なパートタイム４ＷＤ車用とした仕様では、軸受内部にフリーで回転する駆動軸を回転自在に支承するために、ハブ輪の内径側に深溝玉軸受等の転がり軸受を内蔵する車輪用軸受装置がある（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００７−２９２１８４号公報
【特許文献２】特開２００７−２７１０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
然しながら、この従来の車輪用軸受装置のように、転動体中心より止め輪溝が車輪取付フランジ側に位置する仕様ではさほど問題にはならないが、例えば、図９に示すような、ハブ輪５１の内周面に転がり軸受６２が嵌合されるような仕様では幾つかの問題がある。すなわち、この車輪用軸受装置では、加締部５８の近傍に転がり軸受６２を位置決め固定する止め輪６３が装着され、ハブ輪６４の中心に駆動軸Ｄ／Ｓが挿入されている。駆動軸Ｄ／Ｓは、ハブ輪６４の内周に嵌合された転がり軸受６２によってハブ輪６４に対して回転自在に支承される。そして、クラッチ機構Ｃ／Ｓを介して、駆動軸Ｄ／Ｓとハブ輪６４とが断続自在に構成される。
【００１５】
この種のハブ輪６４では、図１０に示すように、小径段部６４ａの端部が、円筒部６５として形成され、車輪用軸受５２を組立後、加締用治具６６によってハブ輪６４の小径段部６４ａが揺動加締されるが、この場合、図１１に示すように、内周面に形成された止め輪溝６７を起点としてクラック６８が発生する恐れがある。このクラック６８は、目視検査では発見しずらい部位であると共に、微小なクラック６８が運転中に大きなモーメント荷重が負荷された時に成長し、加締部５８が脱落して重大欠陥を誘発させることがあるため、止め輪溝６７の加工や、加工後の検査には慎重、かつ、入念な配慮が必要であった。したがって、ハブ輪６４の加工工程および加締工程に多大な時間を要し、工程能力が低下して製造コストが高騰するという問題があった。
【００１６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ハブ輪の内周に転がり軸受が嵌合され、この転がり軸受が止め輪によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、運転中に大きなモーメント荷重が負荷されても微小なクラックが発生しするのを防止し、耐久性を向上させた車輪用軸受装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１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、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、外周にこの車輪取付フランジ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所定のシメシロを介して圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記ハブ輪の内周に転がり軸受が嵌合され、この転がり軸受が止め輪によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、前記止め輪が軸受中心ラインよりもインナー側に装着され、前記止め輪を装着するための止め輪溝が断面略矩形状に形成されると共に、当該止め輪溝の両隅部がそれぞれ異なる曲率半径からなる円弧面に形成され、前記隅部のうちアウター側の隅部の曲率半径がインナー側の隅部の曲率半径よりも大きく設定されている。
【００１８】
このように、ハブ輪の内周に転がり軸受が嵌合され、この転がり軸受が止め輪によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、止め輪が軸受中心ラインよりもインナー側に装着され、止め輪を装着するための止め輪溝が断面略矩形状に形成されると共に、当該止め輪溝の両隅部がそれぞれ異なる曲率半径からなる円弧面に形成され、隅部のうちアウター側の隅部の曲率半径がインナー側の隅部の曲率半径よりも大きく設定されているので、運転中に大きなモーメント荷重が負荷された時に応力を緩和して微小なクラックが発生しするのを防止し、耐久性を向上させることができる。
【００１９】
好ましくは、請求項２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ハブ輪に対して前記内輪が固定され、前記加締部の近傍に前記止め輪溝が形成されていれば、加締加工時に小径段部の端部が塑性変形され、止め輪溝の隅部に引張応力が生じても、この引張応力は主として止め輪溝のアウター側の隅部に発生するため、応力が緩和されてここを起点にクラックが発生するのを防止することができ、加締部の強度を確保することができる。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明のように、前記インナー側の隅部の曲率半径がＲ０．６以下に規制されると共に、前記アウター側の隅部の曲率半径がＲ１〜３の範囲に設定されていれば、小径段部に大きな引張応力が生じても充分応力を緩和することができる。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明のように、前記アウター側の隅部が複数の曲率半径からなる複合Ｒで構成されていれば、転がり軸受の外輪の嵌合面幅を確保することができる。
【００２２】
また、請求項５に記載の発明のように、前記アウター側の隅部の円弧面の開始位置が、前記転がり軸受の外輪のインナー側の端面よりも所定の寸法だけインナー側に設定されていれば、外輪の嵌合面幅を確保することができると共に、さらなるアウター側の隅部の曲率半径の拡大が可能となり、止め輪溝の隅部の応力集中を一層緩和することができる。
【００２３】
好ましくは、請求項６に記載の発明のように、前記アウター側の隅部の円弧面の開始位置が、前記転がり軸受の外輪のインナー側の端面よりも前記止め輪の幅の略半分だけインナー側に設定されていれば、外輪の嵌合面幅を充分確保することができる。
【００２４】
また、請求項７に記載の発明のように、前記止め輪が、断面が矩形状に形成されると共に、外径側の両角部にそれぞれ異なる寸法からなる面取り部が形成され、両角部のうちアウター側の角部の面取り部がインナー側の角部の面取り部よりも大きく設定されていれば、止め輪の固定を安定化させることができる。
【００２５】
好ましくは、請求項８に記載の発明のように、前記インナー側の角部の面取り部が０．６ｍｍに規制され、前記アウター側の角部が１〜５ｍｍの範囲に設定されていれば、止め輪溝のアウター側の隅部の曲率半径を拡大することが可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
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、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、外周にこの車輪取付フランジ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所定のシメシロを介して圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記ハブ輪の内周に転がり軸受が嵌合され、この転がり軸受が止め輪によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、前記止め輪が軸受中心ラインよりもインナー側に装着され、前記止め輪を装着するための止め輪溝が断面略矩形状に形成されると共に、当該止め輪溝の両隅部がそれぞれ異なる曲率半径からなる円弧面に形成され、前記隅部のうちアウター側の隅部の曲率半径がインナー側の隅部の曲率半径よりも大きく設定されているので、運転中に大きなモーメント荷重が負荷された時に応力を緩和して微小なクラックが発生するのを防止し、耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【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の止め輪部を示す要部拡大図である。
【図３】（ａ）は、図２の止め輪溝を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）の止め輪溝の変形例を示す要部拡大図である。
【図４】図２の止め輪部の変形例を示す要部拡大図である。
【図５】図４の止め輪部の変形例を示す要部拡大図である。
【図６】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７】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図８】図７の加締部を示す要部拡大図である。
【図９】他の従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図１０】加締加工の工程を示す説明図である。
【図１１】加締加工による不具合状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
外周に車体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、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所定のシメシロを介して圧入され、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、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、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ハブ輪に対して前記内輪が固定されると共に、前記ハブ輪の内周に転がり軸受が嵌合され、この転がり軸受が止め輪によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、前記止め輪が軸受中心ラインよりもインナー側に装着され、前記止め輪を装着するための止め輪溝が前記加締部の近傍に断面略矩形状に形成されると共に、当該止め輪溝の両隅部がそれぞれ異なる曲率半径からなる円弧面に形成され、前記隅部のうちアウター側の隅部の曲率半径がインナー側の隅部の曲率半径よりも大きく設定されている。
【実施例１】
【００２９】
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の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の止め輪部を示す要部拡大図、図３（ａ）は、図２の止め輪溝を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）の止め輪溝の変形例を示す要部拡大図、図４は、図２の止め輪部の変形例を示す要部拡大図、図５は、図４の止め輪部の変形例を示す要部拡大図である。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。
【００３０】
この車輪用軸受装置は駆動輪側に用いられ、ハブ輪１と、このハブ輪１に圧入された車輪用軸受２とからなる。ハブ輪１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３を一体に有し、外周に肩部１ａを介して軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂが形成され、内周にはトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）１ｃが形成されている。また、車輪取付フランジ３の周方向等配位置に車輪を固定するハブボルト３ａが植設されている。
【００３１】
車輪用軸受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４ｂを一体に有し、内周に外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面４ａ、４ａが一体に形成された外方部材４と、外周に複列の外側転走面４ａ、４ａに対向するテーパ状の内側転走面５ａが形成された一対の内輪５、５と、両転走面間に保持器６を介して転動自在に収容された複列の円錐ころ７、７とを備えている。内輪５の内側転走面５ａの大径側には円錐ころ７を案内するための大鍔部５ｂが形成されると共に、小径側には円錐ころ７の脱落を防止するための小鍔部５ｃが形成され、一対の内輪５、５の小鍔部５ｃ側の端面（正面側端面）が突き合された状態でセットされた背面合せタイプの複列の円錐ころ軸受を構成している。
【００３２】
外方部材４および内輪５、５はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。なお、外方部材４は、高炭素クロム鋼に限らず、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼（ＪＩＳ規格のＳＣ系機械構造用炭素鋼）で形成し、複列の外側転走面４ａ、４ａを高周波焼入れによって５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面を硬化処理しても良い。
【００３３】
ハブ輪１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、車輪取付フランジ３の基部となる肩部１ａから小径段部１ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さが５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。なお、加締部８は鍛造後の表面硬さ２５ＨＲＣ以下の生のままとされている。
【００３４】
外方部材４と内輪５、５との間に形成される環状空間の開口部にはシール９、９が装着されている。これらシール９、９は、断面が略Ｌ字状に形成されて互いに対向配置された環状のシール板１０とスリンガ１１とからなる、所謂パックシールを構成し、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。
【００３５】
車輪用軸受２は、ハブ輪１の肩部１ａにアウター側の内輪５の大端面５ｄが衝合するように小径段部１ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。そして、小径段部１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部８によって所定の予圧が付与された状態で固定されている。これにより、従来のように、ナットの締付トルク等を調整して予圧を管理することなく、長期間に亘って安定した予圧を維持できるセルフリテイン構造を提供することができる。なお、ここでは、転動体が円錐ころから複列円錐ころ軸受を例示したが、本発明に係る車輪用軸受装置はこれに限らず、例えば、図示はしないが、転動体にボールを用いた複列アンギュラ玉軸受であっても良い。
【００３６】
ここで、本実施形態では、ハブ輪１の内周面に深溝玉軸受からなる転がり軸受１２が嵌合され、軸受中心ラインＢ／Ｃよりもインナー側で、加締部８の近傍に転がり軸受１２を位置決め固定する止め輪１３が装着されている。すなわち、図２に示すように、小径段部１ｂの端部の内周に止め輪溝１４が形成され、この止め輪溝１４に装着された止め輪１３によって転がり軸受１２の外輪１２ａが軸方向に位置決め固定されている。この止め輪溝１４は、断面が略矩形状に形成されると共に、図３（ａ）に示すように、両隅部１５、１６が円弧面に形成され、それぞれの円弧面が異なる曲率半径Ｒｏ、Ｒｉに設定されている。具体的には、インナー側の隅部１６の円弧面の曲率半径Ｒｉは、通常Ｒ０．６以下に規制されているが、アウター側の円弧面の曲率半径Ｒｏが、インナー側の曲率半径Ｒｉよりも大きく（Ｒｏ＞Ｒｉ）、Ｒ１〜３の範囲に設定されている。これにより、加締加工時に小径段部１ｂの端部が塑性変形され、止め輪溝１４の隅部１５、１６に引張応力が生じても、この引張応力は主として止め輪溝１４のアウター側の隅部１５に発生するため、応力が緩和されてここを起点にクラックが発生するのを防止することができ、加締部８の強度を確保することができる。さらに運転中に大きなモーメント荷重が負荷された時に応力を緩和して微小なクラックが成長するのを防止し、耐久性を向上させることができる。また、止め輪１３は、止め輪溝１４の底部１４ａ、止め輪溝１４のインナー側の側面１４ｂおよび外輪１２ａの端面にて固定されるため、アウター側の隅部１５の曲率半径Ｒｏを拡大してもその機能を損なうことはない。
【００３７】
図３（ｂ）は、（ａ）の止め輪溝の変形例を示している。この止め輪溝１７は、断面が略矩形状に形成されると共に、両隅部１８、１６が異なる円弧面に形成されている。インナー側の隅部１６の円弧面の曲率半径Ｒｉは、通常Ｒ０．６以下に規制されているが、アウター側の隅部１８の円弧面は、複数（ここでは２つ）の曲率半径Ｒｏ１、Ｒｏ２からなる複合Ｒで構成されている。これにより、加締加工時に小径段部１ｂの端部が塑性変形され、止め輪溝１７の隅部１８に引張応力が生じても、ここを起点にクラックが発生するのを一層防止することができると共に、外輪１２ａの嵌合面幅を確保することができる。
【００３８】
図４は、図２の止め輪部の変形例を示している。なお、前述した実施形態と同一部品、同一部位あるいは同一機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。この止め輪溝１９は、断面が略矩形状に形成されると共に、両隅部１８ａ、１６が円弧面に形成され、それぞれの円弧面が異なる曲率半径Ｒｏ、Ｒｉに設定されている。そして、アウター側の隅部１８ａの曲率半径Ｒｏの中心、すなわち、円弧面の開始位置が外輪１２ａのインナー側の端面よりも止め輪１３の幅の略半分ｅだけインナー側に設定されている。これにより、外輪１２ａの嵌合面幅を確保することができ、さらなるアウター側の隅部１８ａの曲率半径Ｒｏの拡大が可能となり、加締加工時に小径段部１ｂの端部が塑性変形された時、止め輪溝１９の隅部１８ａの応力集中を一層緩和することができる。
【００３９】
図５は、図４の止め輪部の変形例を示している。なお、前述した実施形態と同一部品、同一部位あるいは同一機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。この止め輪２０は、断面が矩形状に形成されると共に、外径側の両角部に面取り部２０ａ、２０ｂが形成され、それぞれの面取り部２０ａ、２０ｂが異なる寸法に設定されている。インナー側の角部の面取り部２０ｂが０．６ｍｍに規制され、アウター側の角部２０ａがこれよりも大きな１〜５ｍｍの範囲に設定されている。これにより、加締加工時、止め輪溝１９の隅部に引張応力が生じるのを防止すると共に、止め輪２０の固定を安定化させることができる。
【実施例２】
【００４０】
図６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である。なお、前述した実施形態と同一部品、同一部位あるいは同一機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４１】
この車輪用軸受装置は駆動輪側の第３世代構造をなし、ハブ輪２１と、このハブ輪２１に圧入された内輪５とからなる内方部材２２と、外周に車体取付フランジ４ｂを一体に有し、内周に複列のテーパ状の外側転走面４ａ、４ａが一体に形成された外方部材４と、両転走面間に保持器６を介して転動自在に収容された複列の円錐ころ７、７とを備えている。
【００４２】
ハブ輪２１は、アウター側の端部に車輪取付フランジ３を一体に有し、外周に複列の外側転走面４ａ、４ａの一方（アウター側）に対向する内側転走面２１ａと、この内側転走面２１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部２１ｂが形成され、内周にはトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）１ｃが形成されている。そして、小径段部２１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部８によって所定の軸受予圧が付与された状態で固定されている。
【００４３】
ハブ輪２１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２１ａをはじめ、車輪取付フランジ３の基部から小径段部２１ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さが５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。
【００４４】
外方部材４と内方部材２２との間に形成される環状空間の開口部にはシール９、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。
【００４５】
ここで、前述した実施形態と同様、加締加工前の小径段部２１ｂの端部内周に止め輪溝１４が形成されている。この止め輪溝１４は、断面が略矩形状に形成されると共に、前述したように、両隅部１５、１６が円弧面に形成され、それぞれの円弧面が異なる曲率半径Ｒｏ、Ｒｉに設定されている。これにより、ハブ輪２１の強度・剛性を向上させると共に、加締加工時に小径段部２１ｂの端部が塑性変形され、止め輪溝１４の隅部に引張応力が生じても、ここを起点にクラックが発生するのを防止することができ、加締部８の強度を確保した車輪用軸受装置を提供することができる。
【００４６】
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】
【００４７】
本発明に係る車輪用軸受装置は、ハブ輪とこのハブ輪に嵌合された内輪を備え、特に、この内輪が揺動加締により固定された第１乃至第３世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１、２１  ハブ輪
１ａ  肩部
１ｂ、２１ｂ  小径段部
１ｃ  セレーション
２  車輪用軸受
３  車輪取付フランジ
３ａ  ハブボルト
４  外方部材
４ａ  外側転走面
４ｂ  車体取付フランジ
５  内輪
５ａ、２１ａ  内側転走面
５ｂ  大鍔部
５ｃ  小鍔部
５ｄ  大端面
６  保持器
７  円錐ころ
８  加締部
９  シール
１０  シール板
１１  スリンガ
１２  転がり軸受
１２ａ  外輪
１３、２０  止め輪
１４、１７、１９  止め輪溝
１４ａ  止め輪溝の底部
１４ｂ  止め輪溝のインナー側の側面
１５、１６、１８、１８ａ  止め輪溝の隅部
２０ａ  止め輪のアウター側の角部の面取り部
２０ｂ  止め輪のインナー側の角部の面取り部
２２  内方部材
５１、６４  ハブ輪
５１ａ  肩部
５１ｂ、６４ａ  小径段部
５１ｃ  セレーション
５２  車輪用軸受
５３  車輪取付フランジ
５３ａ  ハブボルト
５４  外方部材
５４ａ  外側転走面
５４ｂ  車体取付フランジ
５５  内輪
５５ａ  内側転走面
５５ｂ  大鍔部
５５ｃ  小鍔部
５５ｄ  大端面
５５ｅ  面取り部
５６  保持器
５７  円錐ころ
５８  加締部
５９  シール
６０  硬化層
６１  凹所
６２  転がり軸受
６３  止め輪
６５  円筒部
６６  加締用治具
６７  止め輪溝
ａ  大鍔部の高さ
ｂ  小径段部の凹所の内輪大端面からの深さ
Ｂ／Ｃ  軸受中心ライン
Ｃ／Ｓ  クラッチ機構
Ｄ／Ｓ  駆動軸
ｅ  止め輪溝の隅部の曲率中心の外輪の端面からの寸法
Ｐ  硬化層のインナー側の端部位置
Ｐ０  内輪における面取り部の縁部
Ｐ１  大鍔部の高さに対応する位置
ｒ  内輪の面取り部の曲率半径
Ｒｉ  止め輪溝のインナー側の隅部の曲率半径
Ｒｏ、Ｒｏ１、Ｒｏ２  止め輪溝のアウター側の隅部の曲率半径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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