(57)【要約】      （修正有）【課題】車両への組立工程での内輪抜けを防止し、組立性向上を図る車輪用軸受装置の提供。【解決手段】内周に複列の軌道面３を有する外方部材１と、これに対向する軌道面４を有する内方部材２と、軌道面３，４間に介在する転動体５とを備え、駆動輪を支持する。内方部材２は、車輪取付用のハブフランジ９ａと、中心に貫通孔１１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とからなる。内輪１０のインボード側の端面１０ａの内周縁に段差部１６を設ける。この段差部１６の内面は、円筒面からなるストレート部１６ａと、テーパ面１６ｂとからなる。ハブ輪９の加締加工による塑性変形部分９ｂを、内輪１０の段差部１６のテーパ面１６ｂに係合させる。塑性変形部分９ｂは、内輪１０の端面１０ａから突出しないものとし、内輪段差部１６のストレート部１６ａと接触しないものとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項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おけるインボード側端に、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段差部内端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段差部内端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ことを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
請求項１において、前記内輪の内周面に設けられた段差部の段差部内端面をテーパ面とした車輪用軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記ハブ輪の前記貫通孔は、等速ジョイント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。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の駆動輪となる車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動輪支持用の車輪用軸受装置として、図４，図５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２５を介在させ、上記内方部材２２を、車輪取付用のハブフランジ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の中央の貫通孔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の先端にナット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。
【０００３】
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部３６を形成し、ハブ輪２９のインボード側端を前記内輪３０の段部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。
【特許文献１】特開平９−１６４８０３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、上記した車輪用軸受装置では、以下のような問題が有る。
（１）ハブ輪２９の加締部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部３６の径方向段差を、半径差で５〜７mm程度とする必要がある。このように段部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の段面３３ｂとの接触面圧が大きくなる。そのため、摩耗や異音の発生の原因となる。
（２）ハブ輪２９の加締部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の段部３６の軸方向長さを７〜８mm程度にする必要がある。このように内輪段部３６の軸方向長さが長くなると、ボール接触角を成す直線上に内輪段部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、それでは軸方向に余分なスペースが必要になる。
（３）また、ハブ輪２９の加締部２９ｂが大きいことから、揺動加締加工において、加締工具が内輪３０と干渉し、加工が困難である。
（４）ハブ輪２９のインボード側端の加締部２９ｂを加締めるときに、内輪３０が膨張し、これにより内輪２９の軌道面２４の変形が生じて寿命低下等の原因となる。
また、加締部２９ｂを加締めることで、インボード側端の内径部（パイロット内径部２９ｂａ）が縮径変形する。そのため、ハブ輪２９の貫通孔３１に等速ジョイント外輪３３のステム部３３ａを挿入するときに、ステム部３３ａと、その案内部となるハブ輪２９の貫通孔の入口部分であるパイロット内径部２９ｂａとが干渉し、等速ジョイント外輪３３のハブ輪２９への装着が難しくなる。
【０００５】
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、車両への組立性向上が可能な車輪用軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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おけるインボード側端に、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段差部内端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段差部内端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ことを特徴とする。
この構成によると、内輪の内周面に設けられてハブ輪の加締加工による塑性変形部分を係合させる段差部を、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を少なくできて、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。
内輪の段差部は、上記のように小さなものとするが、この段差部に係合させるハブ輪の塑性変形部分は、前記段差部のストレート部と接触しないものとするため、塑性変形部の拡径加締等による加締加工によって内輪が拡径する量を小さく抑えることができる。このため、前記加締加工による内輪の軌道面の変形への影響が避けられ、内輪の軌道面の変形による寿命低下等の軸受機能の低下が防止される。
このように、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、車両への組立性向上が可能となる。
【０００７】
前記内輪の内周面に設けられた段差部の段差部内端面は、テーパ面であっても良い。テーパ面であると、塑性変形部分が、その加締加工時の塑性流動により段差部内端面に隙間なく係合し、確実な係合が行える。
【０００８】
この発明において、前記ハブ輪の前記貫通孔は、等速ジョイント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ても良い。
ハブ輪のインボード側端を上記のように２段の段付き形状とすることにより、上記塑性変形部分を加締加工するときに、ハブ輪貫通孔の一般径部分の入口部が縮径状態に変形することが抑制される。そのため、ハブ輪貫通孔に等速ジョイントのステム部を挿入するときに、干渉が生じず、等速ジョイントとの連結を確実に行える。また、ハブ輪における塑性変形部分の加締加工が、上記干渉を考慮することなく行えて、加締加工が容易に行える。中間径段差部は、縮径状態に変形してもステム部外径との径の差が大きいため、干渉の問題が生じない。中間径段差部は、等速ジョイントのステム部を挿入するときの案内となり、組立性がより向上する。
【０００９】
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。
【発明の効果】
【００１０】
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おけるインボード側端に、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段差部内端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段差部内端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ため、前記塑性変形部分の加締加工による内輪の変形を抑制でき、かつ等速ジョイント外輪の段面との接触面積を確保できて、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、車両への組立性向上が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の一実施形態を図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言い、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転動体５とで構成される。この車輪用軸受装置は、複列のアンギュラ玉軸受型とされていて、転動体５はボールからなり、各列毎に保持器６で保持されている。上記各軌道面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が背面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。
【００１２】
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。
【００１３】
図２に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の内周面のインボード側端には、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が設けられる。この段差部１６の内面は、円筒面からなるストレート部１６ａと、このストレート部１６ａの端部から内輪１０の内周面に続く段差部内端面であるテーパ面１６ｂとでなる形状とされている。上記テーパ面１６ｂは、転動体接触角（ボール接触角）を成す直線Ｌよりもインボード側に位置している。なお、テーパ面１６ｂの代わりに、軸受軸方向に垂直な面からなる段差部内端面としても良い。
【００１４】
ハブ輪９のインボード側端には、加締加工により内輪１０の段差部１６のテーパ面１６ｂに係合する塑性変形部分９ｂが設けてある。塑性変形部分９ｂは、内輪１０の段差部１６内をほぼ充足するが、内輪１０の端面１０ａから突出しないものとしてある。また、塑性変形部分９ｂは、内輪１０の段差部１６の前記ストレート部１６ａと接触しないものとしてある。上記加締加工は、プレス加工等の方法で全周に渡り行われる。この加締加工はハブ輪９のインボード側端の全周を拡径させるように行う。ハブ輪９の加締加工を行う塑性変形部分９ｂは非熱処理部とされている。
【００１５】
ハブ輪９の貫通孔１１の内周面は、そのスプライン溝が形成された一般径部分１１ａよりもインボード側の部分が、上記塑性変形部分９ｂの内周面となる大径段差部１１ｂと、この大径段差部１１ｂ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１１ｃとでなる２段の段付き形状とされている。
【００１６】
なお、この発明の車輪用軸受装置は、例えば小型乗用車から大型乗用車にわたる一般的な乗用車に適用されるものであり、これら一般的な乗用車に適用される各部の寸法のものとされている。
【００１７】
この車輪用軸受装置の車両への組付けにおいては、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をハブ輪９の貫通孔１１に挿通させ、ステム部１３ａの外周のスプライン１３ａａと貫通孔１１の内周面のスプライン溝とを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）がボルト１７で取付けられる。
【００１８】
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の段差部内端面となるテーパ面１６ｂ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。
【００１９】
また、内輪１０における段差部１６の内面を、円筒面からなるストレート部１６ａと、このストレート部１６ａの端部から内輪１０の内周面に続くテーパ面１６ｂとでなる形状とし、ハブ輪９の塑性変形部分９ｂは内輪段差部１６のストレート部１６ａと接触しないものとしたので、塑性変形部分９ｂの拡径加締等による加締加工によって内輪１０が拡径する量を小さく抑えることができる。このため、前記加締加工による内輪１０の軌道面４への変形の影響が避けられ、内輪軌道面４の変形による寿命低下等の軸受機能の低下が防止される。すなわち、図３の比較例のように、ハブ輪９の塑性変形部分９ｂを内輪段差部１６のストレート部１６ａに接触させると、塑性変形部分９ｂの加締加工により内輪１０を内径側から押し付けて内輪１０を拡径させることがあり、この拡径によって内輪軌道面４が変形する恐れがある。このような変形が、塑性変形部分９ｂと内輪段差部１６のストレート部１６ａとの間に隙間を設けることで防止される。
【００２０】
また、ハブ輪９の貫通孔１１のインボード側端は、上記のように２段の段付き形状としたため、ハブ輪９の上記塑性変形部分９ｂを加締加工するときに、ハブ輪貫通孔１１の一般径部分１１ａの入口部が縮径状態に変形することが抑制される。そのため、ハブ輪貫通孔１１に等速ジョイント外輪１３のステム部１３ａを挿入するときに、このステム部１３ａに対するパイロット部となる貫通孔１１の入口部との干渉が生じず、等速ジョイント外輪１３との連結を確実に行える。また、ハブ輪９における塑性変形部分９ｂの加締加工が、上記干渉を考慮することなく行えて、加締加工が容易に行える。
【００２１】
さらに、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硬化処理面としているため、転動寿命を確保できる。加締加工部である塑性変形部分９ｂは非熱処理部としているため、加締加工を容易に行える。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、前記した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で、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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の一実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。
【図２】同車輪用軸受装置の部分拡大断面図である。
【図３】同車輪用軸受装置との比較例を示す部分拡大断面図である。
【図４】従来例の断面図である。
【図５】従来例の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
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
１０ａ…内輪端面
１１…貫通孔
１１ａ…スプライン溝
１１ｂ…貫通孔の大径段差部
１１ｃ…貫通孔の中間径段差部
１３…等速ジョイント外輪
１３ａ…等速ジョイント外輪のステム部
１３ａａ…ステム部のスプライン
１６…内輪の段差部
１６ａ…内輪段差部のストレート部
１６ｂ…内輪段差部のテーパ面（段差部内端面）
【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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