(57)【要約】【課題】耐クリープ性を確保しつつスプライン穴の内径収縮量を抑制可能な転がり軸受装置を簡易な構成で実現する。【解決手段】ハブユニット１（転がり軸受装置）は、ナックル２０（車体側部材）に固定され内周部に複列の軌道面２ａ，２ｂを有する外輪２（非回転部材）と、ブレーキディスクロータ３０（車輪側部材）に固定され外周部に軌道面３ｂを有する内軸３（回転部材）と、内軸３に一体形成された嵌め合い部３ａに外嵌圧入され外周部に軌道面４ａを有する内輪４と、軌道面２ａ，２ｂと軌道面４ａ，３ｂ間にそれぞれ配置された玉（転動体）５を備える。内軸３には、等速ジョイント４０のスプライン軸４１とスプライン結合するスプライン穴３ｄが形成される。内輪４は、スプライン穴３ｄと中心軸線Ｏ１方向で重なり合わない幅寸法に設定される。【選択図】図２
2010132119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両インナ側にて車体側部材に固定され内周部に複列の軌道面を有する非回転部材と、車両アウタ側にて車輪側部材に固定され外周部に前記複列の軌道面の一に対応する軌道面を有する回転部材と、前記回転部材の車両インナ側端に一体形成された円筒状の嵌め合い部に外嵌され外周部に前記複列の軌道面の他に対応する軌道面を有する内輪と、前記回転部材及び前記内輪の軌道面と前記非回転部材の軌道面との間にそれぞれ配置される転動体とを備えた転がり軸受装置であって、
前記回転部材には、車軸又は等速ジョイントのスプライン軸とスプライン結合するスプライン穴が形成されており、前記内輪は、前記スプライン穴と中心軸線方向で重なり合わない幅寸法に設定されていることを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
前記転動体は玉であり、前記内輪は、前記回転部材に形成された肩面と接触する小端面を備えるとともに、前記玉の中心に対応した軌道底部から前記小端面までの中心軸線方向における距離を該玉の直径の４分の１以下の値とする幅寸法に設定されている請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記内輪は、前記小端面から前記スプライン穴の車両インナ側端部までの中心軸線方向における距離を前記スプライン軸の軸径の２０％以上の値とする幅寸法に設定されている請求項２に記載の転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受装置に関し、特に自動車の車体と車輪間に介装される転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の転がり軸受装置として、内輪が回転部材に取り付けられるタイプのものが知られている。この転がり軸受装置では、車両に過大な横Ｇが発生した場合においても内輪が回転部材に対してクリープ（円周方向の滑り、位置ずれ）しないよう、内輪が回転部材の車両インナ側端に一体形成された嵌め合い部に外嵌圧入されている。ところで、上記転がり軸受装置を採用した駆動輪用の軸受装置では、例えば図３に示すように、回転部材としての内軸１００に、車軸又は等速ジョイントのスプライン軸とスプライン結合するスプライン穴１０１が形成されている（例えば下記特許文献１、２参照）。このような構成により、内輪１１０を内軸１００の嵌め合い部１０２に外嵌圧入すると、嵌め合い部１０２が図３にて矢印で示すように内側に撓み、スプライン穴１０１の車両インナ側部位が図３にて二点鎖線で誇張して示すように径方向に収縮して、スプライン軸をスプライン穴１０１に挿入できなくなるという問題があった。したがって、内輪１１０を内軸１００に組み付けた状態でスプライン穴１０１の径寸法が規定の範囲内に収まるよう、スプライン穴１０１の径寸法の公差レンジを大幅に絞って穴加工を行っているのが実状であり、コスト上昇の要因となっている。
なお、下記特許文献１に記載された転がり軸受装置では、等速ジョイントのマウス部からセレーション端部（応力集中部分）までの距離を組織荒れ範囲の領域を超える距離に設定し、セレーション端部の組織を安定化させた上でその端部を焼入れすることにより、ステム部の高強度化を図るようにしている。具体的には、セレーションの車両インナ側端部が組織荒れ範囲に差し掛からないようにセレーションの長さを従来のセレーションの長さよりも短く設定し、これに対応させて内軸のセレーション穴の長さを従来のセレーション穴の長さよりも短く設定するようにしている。
また、下記特許文献２に記載された転がり軸受装置では、スプライン穴のビトゥインピン径を車両インナ側へ拡径するテーパ状に形成するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−９６３１７号公報
【特許文献２】特開２００８−２５２４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、下記特許文献２に記載された転がり軸受装置のように、スプライン穴のビトゥインピン径寸法が所望の範囲内に収まるようにスプライン穴を拡径するものでは、その加工方法次第で実施が困難となり易く、却って加工コストの上昇を招くおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、耐クリープ性を確保しつつスプライン穴の内径収縮量を良好に抑制可能な転がり軸受装置を簡易な構成で実現することにある。
【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、車両インナ側にて車体側部材に固定され内周部に複列の軌道面を有する非回転部材と、車両アウタ側にて車輪側部材に固定され外周部に複列の軌道面の一に対応する軌道面を有する回転部材と、回転部材の車両インナ側端に一体形成された嵌め合い部に外嵌され外周部に複列の軌道面の他に対応する軌道面を有する内輪と、回転部材及び内輪の軌道面と非回転部材の軌道面との間にそれぞれ配置される転動体とを備えた転がり軸受装置であって、回転部材には、車軸又は等速ジョイントのスプライン軸とスプライン結合するスプライン穴が形成されており、内輪は、スプライン穴と中心軸線方向で重なり合わない幅寸法に設定されていることを特徴とする。この場合、例えば、内輪を嵌め合い部に圧入により外嵌し、あるいは焼嵌めにより外嵌することができる。
【０００７】
本発明の転がり軸受装置では、内輪が、スプライン穴と中心軸線方向で重なり合わない幅寸法に設定されている。すなわち、内輪の幅寸法が従来の転がり軸受装置の内輪の幅寸法に比べて短縮化されている。
【０００８】
このため、内輪を嵌め合い部へ外嵌するのに伴って、嵌め合い部が内側に撓んでも、嵌め合い部の撓みがスプライン穴の形成されている車両インナ側部位に与える影響を小さくすることができ、スプライン穴の内径収縮量を良好に抑制することができる。この場合、内輪の幅寸法を従来の転がり軸受装置の内輪の幅寸法に比べて短縮化すればよいので、上記した作用及び効果を簡易な構成で実現することができる。
【０００９】
本発明の実施に際して、転動体は玉であり、内輪は、回転部材に形成された肩面と接触する小端面を備えるとともに、玉の中心に対応した軌道底部から小端面までの中心軸線方向における距離を該玉の直径の４分の１以下の値とする幅寸法に設定されているとよい。
【００１０】
内輪の軌道面において、玉（転動体）の軌道として機能するのは、接触角を規定する荷重作用線方向の部位であり、少なくともその部位を確保する必要がある。また、内輪の軌道底部（中心軸線方向における玉の中心に対応）は、内輪の加工時等の基準寸法となる軌道底径を規定するために重要な部位であり、この軌道底部を基準とすれば小端面の位置を容易に特定することができる。さらに、小端面の隅部には、内軸の肩面と干渉しないよう円弧状の丸み（面取り幅）を持たせる必要もある。以上の観点から、内輪の幅寸法を、軌道底部から小端面までの距離が玉の直径の４分の１以下の値となるように設定することで、内輪としての機能を損なうことなく、その短縮化を図ることができる。
【００１１】
また、内輪は、小端面からスプライン穴の車両インナ側端部までの中心軸線方向における距離をスプライン軸の軸径の２０％以上の値とする幅寸法に設定されているとよい。
【００１２】
これによれば、嵌め合い部の撓みがスプライン穴の形成されている車両インナ側部位に与える影響をより一層小さくすることができ、スプライン穴の内径収縮量をより一層良好に抑制することができる。
【００１３】
この場合、例えば、嵌め合い部の内輪に対する締め代を、通常設定される締め代に比して大きく設定すると好適である（例えば、通常設定される締め代（２０〜３０μｍ）の２割増し程度（３０〜４０μｍ））。このように嵌め合い部の内輪に対する締め代を大きくすることで、耐クリープ性を良好に確保することができる。なお、嵌め合い部の内輪に対する締め代を大きくすると、嵌め合い部の内側への撓み量が増加することとなるが、内輪とスプライン穴とが中心軸線方向で重なり合わない構成では、スプライン軸をスプライン穴に組み付けるに際して支障が生じることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１は本発明に係る転がり軸受装置を備えたハブユニット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１における左側を示し、車両アウタ側とは図１における右側を示すものとする。
【００１５】
ハブユニット１は、例えば前輪駆動車の前輪用（駆動輪用）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、車体側のナックル２０（車体側部材）に固定される外輪２（非回転部材）と、この外輪２の中心軸線Ｏ１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３０（車輪側部材）に固定される内軸３（回転部材）と、内軸３の車両インナ側端に一体形成された嵌め合い部３ａの外周面に嵌着される内輪４と、外輪２と内軸３及び内輪４との間にて周方向に配置される複列の玉５（転動体）とを備えている。
【００１６】
外輪２の内周面には、車両インナ側に配列された玉５用の軌道面２ａと、車両アウタ側に配列された玉５用の軌道面２ｂとが形成されている。外輪２の外周面には、径方向に突出形成された車体取付フランジ部２ｃが形成されている。
【００１７】
内軸３の外周面には、外輪２の軌道面２ｂに対向する軌道面３ｂ（軌道面の一）が形成され、軌道面３ｂよりもさらに車両アウタ側には、径方向に突出形成された車輪取付フランジ部３ｃが形成されている。内軸３には、外輪２の中心軸線Ｏ１と同軸のスプライン穴３ｄが形成されている。スプライン穴３ｄは、等速ジョイント４０のスプライン軸４１とスプライン結合される。
【００１８】
内輪４は、嵌め合い部３ａに外嵌圧入され、嵌め合い部３ａと一体化されている。内輪４の外周面には、外輪２の軌道面２ａに対向する軌道面４ａ（軌道面の他）が形成されている。内輪４の軌道面４ａの軌道底径は、内軸３の軌道面３ｂの軌道底径とほぼ同径となるように構成されている。
【００１９】
外輪２と内軸３及び内輪４との間には、転動体としての玉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、車両アウタ側にてリング状のシール部材７により、車両インナ側にてリング状のシール部材８により、外輪２と内軸３及び内輪４とのそれぞれの相対回転を許容した状態で密封されている。
【００２０】
ところで、この実施形態では、内輪４がスプライン穴３ｄと中心軸線Ｏ１方向で重なり合わないよう、内輪４の幅寸法が、従来の転がり軸受装置の内輪（図３参照）の幅寸法に比べて短縮化されている。すなわち、内輪４は、図２に示すように、内軸３に形成された段部３ｅの肩面３ｅ１と接触する小端面４ｂを備えるとともに、小端面４ｂ（つまり肩面３ｅ１）からスプライン穴３ｄの車両インナ側端部Ｐ１までの中心軸線Ｏ１方向における距離Ｌ２をスプライン軸４１の軸径φＳの２０％以上とする幅寸法に設定されている（Ｌ２≧φＳ×０．２）。
【００２１】
また、内輪４は、玉５の中心Ｐ２に対応した軌道面４ａの軌道底部４ａ１から小端面４ｂ（つまり肩面３ｅ１）までの中心軸線方向Ｏ１における距離Ｌ１を玉５の直径φＢの４分の１以下の値とする幅寸法に設定されている（Ｌ１≦φＢ／４）。この設定は、内輪４の軌道面４ａにおいて、玉５の軌道として機能するのは接触角を規定する荷重作用線Ｏ２方向の部位であり、少なくともその部位が確保されていればよいこと、軌道面４ａの軌道底部４ａ１は、内輪４の加工時等の基準寸法となる軌道底径を規定するために重要な部位であり、この軌道底部４ａ１を基準とすれば小端面４ｂの位置の特定が容易であること、小端面４ｂの隅部４ｂ１には、内軸３の肩面３ｅ１と干渉しないよう円弧状の丸み（面取り幅）を持たせる必要があること等を考慮に入れたものである。
【００２２】
また、嵌め合い部３ａの内輪４に対する締め代が、通常設定される締め代（例えば、２０〜３０μｍ）に比べて２割増し程度大きく設定されている（例えば、３０〜４０μｍ）。このように締め代が設定されているので、耐クリープ性が良好に確保されている。
【００２３】
以上の説明からも明らかなように、この実施形態では、内輪４がスプライン穴３ｄと中心軸線方向Ｏ１で重なり合わない幅寸法に設定（短縮化）されている。したがって、内輪４を嵌め合い部３ａへ外嵌圧入するのに伴って、嵌め合い部３ａが内側に撓んでも、嵌め合い部３ａの撓みがスプライン穴３ｄの形成されている車両インナ側部位に与える影響を小さくすることができ、簡易な構成でスプライン穴３ｄの内径収縮量を良好に抑制することができる。その結果、スプライン穴３ｄの加工に際してのコストダウン（ブローチの長寿命化）を図ることができる。
【００２４】
また、内輪４の幅寸法の短縮化により、嵌め合い部３ａの外周面、及び内輪４の軌道面４ａの面積（研磨加工面積）が減少するため、スプライン加工コストに加えて、嵌め合い部３ａ及び内輪４の研削加工コストを抑制することもできる。
【００２５】
また、この実施形態では、内輪４の幅寸法を設定するに際して、小端面４ｂからスプライン穴３ｄの車両インナ側端部Ｐ１までの中心軸線Ｏ１方向における距離Ｌ２がスプライン軸４１の軸径φＳの２０％以上となり、かつ、玉５の中心Ｐ２に対応した軌道面４ａの軌道底部４ａ１から小端面４ｂまでの中心軸線方向Ｏ１における距離Ｌ１が玉５の直径φＢの４分の１以下の値となるようにした。
【００２６】
これにより、嵌め合い部３ａの撓みがスプライン穴３ｄの形成されている車両インナ側部位に与える影響をより一層小さくすることができ、スプライン穴３ｄの内径収縮量をより一層良好に抑制することができる。
【００２７】
なお、上記実施形態では、内輪４を嵌め合い部３ａに圧入により外嵌するように構成したが、これに代えて、例えば焼嵌めにより外嵌するようにしてもよい。この場合、高周波熱処理等により焼入れした内輪４の軌道面４ａが焼戻しされない程度の低温、例えば７０〜８０度の温度状態で焼嵌めを行うとよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る転がり軸受装置を備えたハブユニットの縦断面図。
【図２】図１の要部拡大図。
【図３】従来の転がり軸受装置において、内輪を内軸の嵌め合い部に外嵌圧入したときスプライン穴の内径が収縮する状態を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００２９】
１  ハブユニット（転がり軸受装置）
２  外輪（非回転部材）
３  内軸（回転部材）
３ａ  嵌め合い部
３ｅ  段部
３ｅ１  肩面
３ｄ  スプライン穴
４  内輪
４ａ  軌道面
４ａ１  軌道底部
４ｂ  小端面
４ｂ１  隅部
５  玉（転動体）
Ｐ１  スプライン穴３ｄの車両インナ側端部
Ｐ２  玉の中心
２０  ナックル（車体側部材）
３０  ブレーキディスクロータ（車輪側部材）
４０  等速ジョイント
４１  スプライン軸
【図１】
2010132119.tif 000003
【図２】
2010132119.tif 000004
【図３】
2010132119.tif 000005