(57)【要約】【課題】加締加工に伴う内輪の変形を抑えると共に、加締部近傍の強度・剛性を高めて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２の小径段部２ｂに内輪３が圧入され、小径段部２ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部７により内輪３が固定された車輪用軸受装置において、小径段部２ｂの加締加工前の端部２２が円筒状に形成され、この外周に内輪３におけるインナー側の内径端部から大端面３ｃを越えて環状溝２３が形成されると共に、加締部７近傍の内径部２２ａに、内輪３の大端面３ｃからアウター側にＬ＝０〜１０ｍｍの範囲を起点に径方向内方に突出して環状の凸部２４が帯状に形成されている。【選択図】図２
2010095063.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、
一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に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圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された少なくとも一つの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、
前記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軸方向に固定された車輪用軸受装置において、
前記小径段部が円筒状に形成され、前記加締部近傍の内径部に環状の凸部が形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記凸部が、前記内輪の大端面からアウター側に０〜１０ｍｍの範囲を起点に径方向内方に突出して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】
前記凸部が、頂部が所定の曲率半径からなる断面が欠円形状に形成されると共に、前記凸部の両端部と前記内径部との交差部が所定の曲率半径からなる円弧面に形成されて滑らかに前記内径部に繋がっている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記凸部が、前記内輪の内側転走面と前記転動体との接触線の延長上に形成されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記小径段部の加締加工前の端部が円筒状に形成され、この外周に環状溝が形成されると共に、当該環状溝が、前記内輪におけるインナー側の内径端部から大端面を越えて形成され、深さが０．５〜１．０ｍｍの範囲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】
前記環状溝の両端部に所定の曲率半径Ｒｉ、Ｒｏからなる円弧面が形成され、インナー側の円弧面の曲率半径Ｒｉが、前記内輪の加締側の面取り部の曲率半径ｒ１よりも大きく、アウター側の円弧面の曲率半径Ｒｏよりも小さく設定され（ｒ１≦Ｒｉ≦Ｒｏ）、前記曲率半径ＲｉがＲ１〜１０の範囲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シールが装着されると共に、前記内輪の外径に、前記シールが装着される部位を除いて僅かに小径に形成された小径部が設けられている請求項１乃至６いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項８】
前記ハブ輪が、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ると共に、内周に等速自在継手の外側継手部材に係合するセレーションが形成されている請求項１乃至７いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項９】
前記凸部と前記外側継手部材のステム部との間に僅かな径方向すきまが設けられている請求項８に記載の車輪用軸受装置。
【請求項１０】
前記ハブ輪が、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、この小径段部の径方向内方部分が、円筒状の内径部と、この内径部からアウター側にすり鉢状に肉抜きされると共に、前記車輪取付フランジのインナー側の基部と前記内側転走面に対応する径方向内方部分がすり鉢状に肉抜きされて略同一肉厚に形成されている請求項１乃至７いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項１１】
前記車輪取付フランジのアウター側の基部にブレーキパイロット部が突設され、このブレーキパイロット部の内周面から前記肉抜きされた内周面に亙る範囲に高周波焼入れによって表面硬さが５４ＨＲＣ以上の硬化層が形成されている請求項１０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、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、ハブ輪の揺動加締によって内輪が固定されたセルフリテイン構造において、この加締加工に伴う内輪の変形を抑えると共に、加締部近傍の強度・剛性を高めて耐久性を向上させた車輪用軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両の車輪用軸受装置には、駆動輪用のものと従動輪用のものとがある。特に、自動車の懸架装置に対して車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置は、低コスト化は言うまでもなく、燃費向上のための軽量・コンパクト化が進んでいる。その従来構造の代表的な一例として、図６に示すような駆動輪用の車輪用軸受装置が知られている。
【０００３】
この車輪用軸受装置は第３世代と称され、外方部材５１と内方部材５２およびこれら両部材間に収容された複列のボール５３とからなる。内方部材５２は、ハブ輪５５と、このハブ輪５５に圧入された内輪５６とからなる。ハブ輪５５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５４を一体に有し、外周に内側転走面５５ａと、この内側転走面５５ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５５ｂが形成され、内周にトルク伝達用のスプライン５５ｄが形成されている。内輪５６は、外周に内側転走面５６ａが形成されてハブ輪５５の小径段部５５ｂに圧入され、小径段部５５ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５５ｃにより、ハブ輪５５に対して軸方向へ抜けるのを防止している。また、車輪取付フランジ５４の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト５７が植設されている。
【０００４】
外方部材５１は、外周に懸架装置５８に固定される車体取付フランジ５１ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面５１ａ、５１ａが一体に形成されている。この複列の外側転走面５１ａ、５１ａと、これら複列の外側転走面５１ａ、５１ａと対向する内方部材５２の内側転走面５５ａ、５６ａの間に保持器５９を介して複列のボール５３、５３が転動自在に収容されている。
【０００５】
ここで、図７に示すように、スプライン形成部分６０は、ハブ輪５５の内周面に形成されたスプライン５５ｄの軸方向両端面間における中空軸部分であって、スプライン５５ｄにおけるピッチ円線上の加締側端面をその加締側端部Ａとしている。加締部形成部分６１は、小径段部５５ｂの端部の屈曲開始点Ｂから端面までの部分である。内輪５６の加締部側の面取り部５６ｂは、中心Ｏから曲率半径Ｘ２の１／４円周で面取りされていて、その中心Ｏから径方向の線と面取り部５６ｂとの交点が前記屈曲開始点Ｂとされる。そして、緩衝部分６２は、加締側端部Ａと屈曲開始点Ｂとの間の中空軸部分となる。
【０００６】
小径段部５５ｂの外径Ｄｏとスプライン５５ｄのピッチ径Ｄｐとの差の１／２をＹ１、小径段部５５ｂの外径Ｄｏと内径Ｄｉとの差の１／２をＹ２、スプライン５５ｄの加締側端部Ａから屈曲開始点Ｂまでの軸方向距離（緩衝部分６２の軸方向長さに対応）をＸ１、屈曲開始点Ｂから内輪５６の加締側端面５６ｃまでの軸方向距離をＸ２とすると、緩衝部分６２の位置は次式（１）に従って設定されている。
【０００７】
（Ｘ１／Ｘ２）＞（Ｙ１／Ｙ２）・・・（１）
Ｘ１＞Ｘ２（Ｙ１／Ｙ２）・・・（２）
式（１）を変形して式（２）が得られる。Ｘ２は屈曲開始点Ｂから内輪５６の加締側端面５６ｃまでの軸方向距離であるが、内輪５６の面取り部５６ｂにおける曲率半径が大きくなる時、また、Ｙ２とＹ１との比率、つまりスプライン形成部分６０と加締部形成部分６１の肉厚比率が大きくなる時、スプライン形成部分６０に対する小径段部５５ｂの端部の加締の変形の影響が大きくなるから、緩衝部分６２の軸方向長さＸ１を長くすることにより、小径段部５５ｂの製作、つまりスプライン５５ｄの形成位置や加締部５５ｃとなる小径段部５５ｂの端部の設定等が容易となると共に、塑性変形に伴う小径段部５５ｂの変形が緩和もしくは抑制され、スプライン５５ｄの精度を確保することができる。
【特許文献１】特開２００７−２１１９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
然しながら、このような従来の車輪用軸受装置では、緩衝部分６２でスプライン形成部分６０における変形を緩和できるものの、加締加工に伴い内輪５６に引張応力（フープ応力）が発生し、内輪５６の強度・耐久性が低下すると共に、加締部５５ｃ近傍の強度不足が懸念される。すなわち、加締部５５ｃは、内輪５６の軸力（押付力）を付与しているため、無負荷状態の時であってもこの軸力が反作用していると共に、軸受に負荷される軸方向荷重やモーメント荷重によって加締部５５ｃが破断しないように強度・剛性を確保する必要がある。ここで、一般的に、軸受サイズアップや内輪の外径および肩部の幅をアップすることにより、揺動加締に伴い発生する内輪のフープ応力を低減させることができることが知られているが、単にサイズアップや内輪の外径および肩部の幅をアップさせることは軽量・コンパクト化を阻害することになって好ましくない。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、加締加工に伴う内輪の変形を抑えると共に、加締部近傍の強度・剛性を高めて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、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、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に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圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された少なくとも一つの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、前記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軸方向に固定された車輪用軸受装置において、前記小径段部が円筒状に形成され、前記加締部近傍の内径部に環状の凸部が形成されている。
【００１１】
このように、ハブ輪の小径段部に内輪が圧入され、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、ハブ輪に対して内輪が軸方向に固定された車輪用軸受装置において、小径段部が円筒状に形成され、加締部近傍の内径部に環状の凸部が形成されているので、加締部近傍の肉厚が増し、加締加工が容易にできると共に、この部位の強度・剛性を高め、加締加工に伴う小径段部の膨張を抑えて内輪に発生するフープ応力を減少させることができる。
【００１２】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記凸部が、前記内輪の大端面からアウター側に０〜１０ｍｍの範囲を起点に径方向内方に突出して形成されていれば、加締部近傍の強度・剛性を高め、加締加工に伴う小径段部の膨張を確実に抑えることができる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明のように、前記凸部が、頂部が所定の曲率半径からなる断面が欠円形状に形成されると共に、前記凸部の両端部と前記内径部との交差部が所定の曲率半径からなる円弧面に形成されて滑らかに前記内径部に繋がっていれば、加締加工時あるいはモーメント荷重が繰り返し負荷された時の応力集中を緩和することができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明のように、前記凸部が、前記内輪の内側転走面と前記転動体との接触線の延長上に形成されていれば、大きなモーメント荷重が負荷されても、小径段部の強度・剛性が増して耐久性を向上させることができる。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明のように、前記小径段部の加締加工前の端部が円筒状に形成され、この外周に環状溝が形成されると共に、当該環状溝が、前記内輪におけるインナー側の内径端部から大端面を越えて形成され、深さが０．５〜１．０ｍｍの範囲に設定されていれば、加締加工時に端部が変形し易くなり内輪の変形を抑えることができる。
【００１６】
好ましくは、請求項６に記載の発明のように、前記環状溝の両端部に所定の曲率半径Ｒｉ、Ｒｏからなる円弧面が形成され、インナー側の円弧面の曲率半径Ｒｉが、前記内輪の加締側の面取り部の曲率半径ｒ１よりも大きく、アウター側の円弧面の曲率半径Ｒｏよりも小さく設定され（ｒ１≦Ｒｉ≦Ｒｏ）、前記曲率半径ＲｉがＲ１〜１０の範囲に設定されていれば、所望の内輪内輪固定力が得られる。
【００１７】
また、請求項７に記載の発明のように、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シールが装着されると共に、前記内輪の外径に、前記シールが装着される部位を除いて僅かに小径に形成された小径部が設けられていれば、シールの嵌合長さを最小限に抑え、組立作業性を向上させると共に、加締加工に伴い内輪に発生するフープ応力を減少させることができる。
【００１８】
また、請求項８に記載の発明のように、前記ハブ輪が、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ると共に、内周に等速自在継手の外側継手部材に係合するセレーションが形成されていても良い。
【００１９】
好ましくは、請求項９に記載の発明のように、前記凸部と前記外側継手部材のステム部との間に僅かな径方向すきまが設けられていれば、車両の旋回時、モーメント荷重が負荷され、小径段部が弾性変形して両者が接触したとしても、軸受部に悪影響を及ぼすことはなく、所望の寿命を確保することができる。
【００２０】
また、請求項１０に記載の発明のように、前記ハブ輪が、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、この小径段部の径方向内方部分が、円筒状の内径部と、この内径部からアウター側にすり鉢状に肉抜きされると共に、前記車輪取付フランジのインナー側の基部と前記内側転走面に対応する径方向内方部分がすり鉢状に肉抜きされて略同一肉厚に形成されていれば、ハブ輪の軽量化を図ることができる。
【００２１】
好ましくは、請求項１１に記載の発明のように、前記車輪取付フランジのアウター側の基部にブレーキパイロット部が突設され、このブレーキパイロット部の内周面から前記肉抜きされた内周面に亙る範囲に高周波焼入れによって表面硬さが５４ＨＲＣ以上の硬化層が形成されていれば、ハブ輪の薄肉化を図ることができると共に、回転曲げ荷重の条件下でのハブ輪の強度・耐久性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
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、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に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圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された少なくとも一つの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、前記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軸方向に固定された車輪用軸受装置において、前記小径段部が円筒状に形成され、前記加締部近傍の内径部に環状の凸部が形成されているので、加締部近傍の肉厚が増し、加締加工が容易にできると共に、この部位の強度・剛性を高め、加締加工に伴う小径段部の膨張を抑えて内輪に発生するフープ応力を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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に対向する一方の内側転走面と、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圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の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、前記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軸方向に固定された車輪用軸受装置において、前記小径段部の加締加工前の端部が円筒状に形成され、この外周に前記内輪におけるインナー側の内径端部から大端面を越えて環状溝が形成されると共に、前記加締部近傍の内径部に、前記内輪の大端面からアウター側に０〜１０ｍｍの範囲を起点に径方向内方に突出して環状の凸部が帯状に形成されている。
【実施例１】
【００２４】
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の加締前の状態を示す要部拡大図、図３は、図２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。
【００２５】
この車輪用軸受装置は、内方部材１と外方部材１０、および両部材１、１０間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）８、８とを備えている。内方部材１は、ハブ輪２と、このハブ輪２に圧入された内輪３とからなる。
【００２６】
ハブ輪２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４を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面２ａと、この内側転走面２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部２ｂ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）５が形成されている。車輪取付フランジ４の円周等配位置には車輪を取り付けるハブボルト６が植設されている。
【００２７】
ハブ輪２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面２ａをはじめ、後述するアウター側のシール１１のシールランド部となる基部４ａから小径段部２ｂに亙り高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。そして、ハブ輪２の小径段部２ｂに内輪３が所定のシメシロを介して圧入され、小径段部２ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部７によって、所定の軸受予圧が付与された状態で内輪３が軸方向に固定されている。なお、加締部７は鍛造後の表面硬さのままの未焼入れ部とされている。また、内輪３はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、外周に他方（インナー側）の内側転走面３ａが形成されて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。
【００２８】
外方部材１０は、外周に車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ１０ｂを一体に有し、内周には前記内方部材１の内側転走面２ａ、３ａに対向する複列の外側転走面１０ａ、１０ａが一体に形成されている。また、これら複列の外側転走面１０ａ、１０ａ間の内径部には、軽量化を図るために余肉が除去された環状の凹所１０ｃが形成されている。
【００２９】
この外方部材１０はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面１０ａ、１０ａ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。そして、それぞれの転走面１０ａ、２ａと１０ａ、３ａ間に複列の転動体８、８が保持器９、９を介して転動自在に収容されている。また、外方部材１０と内方部材１との間に形成される環状空間の開口部にはシール１１、１２が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩を防止すると共に、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。
【００３０】
等速自在継手１３は、外側継手部材１４と継手内輪１５とケージ１６およびトルク伝達ボール１７を備えている。外側継手部材１４は、カップ状のマウス部１８と、このマウス部１８の底部をなす肩部１９と、この肩部１９から軸方向に延びるステム部２０を一体に有している。また、マウス部１８の内周および継手内輪１５の外周には軸方向に延びる曲線状のトラック溝１８ａ、１５ａがそれぞれ形成され、固定型の等速自在継手１３を構成している。外側継手部材１４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、トラック溝１８ａをはじめ、肩部１９からステム部２０の基部に亙る外周面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。
【００３１】
ステム部２０は、外周にハブ輪２のセレーション５に係合するセレーション（またはスプライン）２０ａと、このセレーション２０ａの端部に雄ねじ２０ｂが形成されている。組立は、加締部７に肩部１９が衝合するまで、内方部材１にこのステム部２０が嵌挿され、加締部７と肩部１９とが突き合わせ状態で、雄ねじ２０ｂに固定ナット２１が螺合され、内方部材１と外側継手部材１４が軸方向に分離可能に締結されている。
【００３２】
なお、ここでは、ハブ輪２の外周に直接内側転走面２ａが形成された第３世代と呼称される車輪用軸受装置を例示したが、本発明に係る車輪用軸受装置はこうした構造に限定されず、例えば、ハブ輪の小径段部に一対の内輪を圧入した、第１世代あるいは第２世代構造であっても良い。また、転動体８、８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８に円すいころを使用した複列円すいころ軸受で構成されたものであっても良い。
【００３３】
ここで、図２に示すように、内輪３の外径に、シール１２が装着される部位を除いて僅かに小径に形成された小径部３ｂが設けられている。これにより、シール１２の嵌合長さを最小限に抑え、組立作業性を向上させると共に、加締加工に伴い内輪３に発生するフープ応力を減少させることができる。
【００３４】
また、本実施形態では、加締加工前の小径段部２ｂの端部２２は円筒状に形成され、外周に環状溝２３が形成されている。この環状溝２３は、内輪３におけるインナー側の内径端部から大端面３ｃを越えて形成されている。この環状溝の深さｎは０．５〜１．０ｍｍの範囲に形成されると共に、両端部に所定の曲率半径Ｒｉ、Ｒｏからなる円弧面２３ａ、２３ｂが形成されている。インナー側の円弧面２３ａの曲率半径Ｒｉは、内輪３の加締側の面取り部３ｄの曲率半径ｒ１よりも大きく、アウター側の円弧面２３ｂの曲率半径Ｒｏよりも小さく設定され（ｒ１≦Ｒｉ≦Ｒｏ）、曲率半径ＲｉがＲ１〜１０の範囲に設定されている。
【００３５】
このように、小径段部２ｂの端部外周に所定の環状溝２３を形成することにより、加締加工時に端部が変形し易くなり内輪３の変形を抑えることができる。ただし、環状溝２３の深さｎが０．５ｍｍよりも小さいとその効果が期待できず、また、深さｎが１．０ｍｍを超えると、内輪押込み量（加締力）が不足して所望の内輪３の固定力が得られない。
【００３６】
また、小径段部２ｂの加締部７近傍の内径部２２ａに環状の凸部２４が形成されている。この凸部２４は、内輪３の大端面３ｃからアウター側にＬの範囲を起点に径方向内方に突出して帯状に形成されている。なお、ここでは、凸部２４の起点Ｌは０〜１０ｍｍの範囲に設定されている。これにより、小径段部２ｂの加締部７近傍の肉厚が増し、加締加工が容易にできると共に、この部位の強度・剛性を高め、加締加工に伴う小径段部２ｂの膨張（拡径）を抑えて内輪３に発生するフープ応力をさらに減少させることができる。
【００３７】
さらに、この凸部２４は、内輪３の内側転走面３ａと転動体３との接触線の延長上に形成されている。これにより、大きなモーメント荷重が負荷されても、小径段部２ｂの強度・剛性が増して耐久性を向上させることができる。
【００３８】
図３に前述した実施形態の変形例を示す。なお、この実施形態は、前述した実施形態と基本的には小径段部の凸部の構成が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同一の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００３９】
本実施形態では、前述した実施形態と同様、加締加工前の小径段部２ｂの端部２５は円筒状に形成され、外周に環状溝２３が形成されている。そして、小径段部２ｂの加締部７近傍の内径部２５ａに環状の凸部２６が形成されている。この凸部２６は、内輪３の大端面３ｃからアウター側にＬの範囲を起点に径方向内方に突出して形成されている。
【００４０】
本実施形態では、凸部２６は、頂部が曲率半径Ｒａからなる欠円形状に形成されている。そして、その両端部と内径部２５ａとの交差部は曲率半径Ｒｂからなり、滑らかに内径部２５ａに繋がっている。これにより、小径段部２ｂの加締部７近傍の肉厚が増して強度・剛性を高め、加締加工に伴う小径段部２ｂの膨張を抑えて内輪３に発生するフープ応力を減少させることができると共に、加締加工時あるいはモーメント荷重が繰り返し負荷された時の応力集中を緩和することができる。
【００４１】
ここで、この凸部２６の頂部と外側継手部材１４のステム部２０との間に僅かな径方向すきまδが設けられている。これにより、車両の旋回時、モーメント荷重が負荷されて小径段部２ｂが弾性変形して両者が接触したとしても、軸受部に悪影響を及ぼすことはなく、所望の寿命を確保することができる。
【実施例２】
【００４２】
図４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、図５は、図４の加締前の状態を示す要部拡大図である。なお、この実施形態は、前述した実施形態を従動輪側に適用したもので、前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同一の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００４３】
この車輪用軸受装置は従動輪側の第３世代と称され、内方部材２７と外方部材１０、および両部材間に収容された複列の転動体８、８とで構成されている。内方部材２７は、ハブ輪２８と、このハブ輪２８に圧入された内輪３とからなる。
【００４４】
ハブ輪２８は、一端部に車輪取付フランジ４を一体に有し、外周に内側転走面２８ａと、この内側転走面２８ａから軸方向に延びる小径段部２８ｂが形成されている。ハブ輪２８はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、内側転走面２８ａをはじめ、アウター側のシール１１のシールランド部となる基部４ａから小径段部２８ｂに亙って高周波焼入れによって表面が５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。
【００４５】
ここで、本実施形態では、軽量化を狙って小径段部２８ｂの径方向内方部分が、円筒状の内径部３３と、この内径部３３からアウター側にすり鉢状に肉抜きされると共に、車輪取付フランジ４のインナー側の基部４ａおよび内側転走面２８ａに対応する径方向内方部分がすり鉢状に肉抜きされて略同一肉厚に形成され、その内周面２９からブレーキパイロット部３０の内周面３１に亙る範囲に高周波焼入れによって表面硬さが５４ＨＲＣ以上、硬化層深さが０．５〜３ｍｍの硬化層が形成されている。これにより、ハブ輪２８の薄肉化が図れると共に、回転曲げ荷重の条件下でのハブ輪２８の強度・耐久性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。
【００４６】
ここでは、ハブ輪２８の外周に直接内側転走面２８ａが形成された第３世代構造の車輪用軸受装置を例示したが、本発明に係る車輪用軸受装置はこうした構造に限定されず、例えば、ハブ輪の小径段部に一対の内輪を圧入した、第１世代あるいは第２世代構造であっても良い。
【００４７】
本実施形態では、図５に示すように、加締加工前の小径段部２８ｂの端部３２が円筒状に形成され、外周に環状溝２３が形成されている。そして、小径段部２８ｂの加締部７近傍の内径部３２ａに環状の凸部３３が形成されている。この凸部３３は、内輪３の大端面３ｃからアウター側にＬの範囲を起点に径方向内方に突出して帯状に形成されている。これにより、前述した実施形態と同様、小径段部２８ｂの加締部７近傍の肉厚が増し、加締加工が容易にできると共に、この部位の強度・剛性を高め、加締加工に伴う小径段部２８ｂの膨張を抑えて内輪３に発生するフープ応力をさらに減少させることができる。
【００４８】
さらに、この凸部３３は、内輪３の内側転走面３ａと転動体８との接触線の延長上に帯状に形成されている。これにより、大きなモーメント荷重が負荷されても、小径段部２８ｂの強度・剛性が増して耐久性を向上させることができる。
【００４９】
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】
【００５０】
本発明に係る車輪用軸受装置は、ハブ輪の小径段部に内輪を圧入し、小径段部の端部を塑性変形させて形成した加締部によって内輪を固定した第１世代乃至第３世代のセルフリテイン構造の車輪用軸受装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【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の加締前の状態を示す要部拡大図である。
【図３】図２の変形例を示す要部拡大図である。
【図４】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５】図４の加締前の状態を示す要部拡大図である。
【図６】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図７】図６の要部拡大図である。
【符号の説明】
【００５２】
１、２７・・・・・・・・・・・・・内方部材
２、２８・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
２ａ、３ａ、２８ａ・・・・・・・・内側転走面
２ｂ、２８ｂ・・・・・・・・・・・小径段部
３・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
３ｂ・・・・・・・・・・・・・・・小径部
３ｃ・・・・・・・・・・・・・・・大端面
３ｄ・・・・・・・・・・・・・・・内輪の加締側の面取り部
４・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
４ａ・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジのインナー側の基部
５、２０ａ・・・・・・・・・・・・セレーション
６・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
７・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
８・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
９・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
１０・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
１０ａ・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
１０ｂ・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
１０ｃ・・・・・・・・・・・・・・凹所
１１・・・・・・・・・・・・・・・アウター側のシール
１２・・・・・・・・・・・・・・・インナー側のシール
１３・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
１４・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
１５・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
１５ａ、１８ａ・・・・・・・・・・トラック溝
１６・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
１７・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
１８・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
１９・・・・・・・・・・・・・・・肩部
２０・・・・・・・・・・・・・・・ステム部
２０ｂ・・・・・・・・・・・・・・雄ねじ
２１・・・・・・・・・・・・・・・固定ナット
２２、２５、３２・・・・・・・・・小径段部の加締前の端部
２２ａ、２５ａ、３２ａ・・・・・・内径部
２３・・・・・・・・・・・・・・・環状溝
２３ａ、２３ｂ・・・・・・・・・・円弧面
２４、２６、３３・・・・・・・・・凸部
５１・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
５１ａ・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
５１ｂ・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５２・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
５３・・・・・・・・・・・・・・・ボール
５４・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５５・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５５ａ、５６ａ・・・・・・・・・・内側転走面
５５ｂ・・・・・・・・・・・・・・小径段部
５５ｃ・・・・・・・・・・・・・・加締部
５５ｄ・・・・・・・・・・・・・・スプライン
５６・・・・・・・・・・・・・・・内輪
５６ｂ・・・・・・・・・・・・・・内輪の面取り部
５６ｃ・・・・・・・・・・・・・・内輪の加締側端面
５７・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
５８・・・・・・・・・・・・・・・懸架装置
５９・・・・・・・・・・・・・・・保持器
６０・・・・・・・・・・・・・・・スプライン形成部分
６１・・・・・・・・・・・・・・・加締側形成部分
６２・・・・・・・・・・・・・・・緩衝部分
Ａ・・・・・・・・・・・・・・・・スプラインの加締側端部
Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・屈曲開始点
Ｌ・・・・・・・・・・・・・・・・凸部の起点
Ｄｉ・・・・・・・・・・・・・・・小径段部の外径
Ｄｏ・・・・・・・・・・・・・・・小径段部の内径
Ｄｐ・・・・・・・・・・・・・・・スプラインのピッチ径
ｎ・・・・・・・・・・・・・・・・環状溝の深さ
ｒ１・・・・・・・・・・・・・・・内輪の加締側面取り部の曲率半径
Ｒａ・・・・・・・・・・・・・・・凸部の頂部の曲率半径
Ｒｂ・・・・・・・・・・・・・・・凸部と内径部との交差部の曲率半径
Ｒｉ、Ｒｏ・・・・・・・・・・・・環状溝の端部の曲率半径
δ・・・・・・・・・・・・・・・・凸部とステム部との径方向すきま
【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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