(57)【要約】      （修正有）【課題】軸受機能へ悪影響を及ぼすことなく、組立工程における内輪抜けを防止する。【解決手段】内周に複列の軌道面３を有する外方部材１と、軌道面３に対向する軌道面４を有する内方部材２と、対向する軌道面３，４間に介在した複列の転動体５とを備え、駆動輪を支持する。内方部材２は、ハブフランジ９ａを外周に有するハブ輪９と、ハブ輪９のインボード側端の外周に嵌合した内輪１０とでなり、ハブ輪９及び内輪１０に各列の軌道面４を形成する。内輪１０の内周面のインボード側端には、内輪１０のインボード側の端面１０ａまで続き、端面１０ａの内周縁に相当する深さの段差部１６を設ける。ハブ輪９に設けた加締筒部９ｂを拡径加工して内輪１０の段差部１６の軸方向に向く係止面１６ａに係合させる。加締筒部９ｂは、内輪１０の端面１０ａから突出しないものとする。加締筒部９ｂの肉厚ｔを１．５〜４mmとする。【選択図】      図３
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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部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、前記ハブ輪のインボード側端に、内周面が前記貫通孔の内周面よりも大径の段差面部となる加締筒部を形成し、この加締筒部は、前記内輪の段差部のアウトボード側端の付近から内輪の端面付近までインボード側へ延びたものであって、半径方向の肉厚を１．５〜４mmとし、この加締筒部を拡径加工により塑性変形させて前記内輪の前記段差部の軸方向に向く係止面に係合させ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７，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、そのため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。
【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、車両への組立性を確保しながら、組立工程における十分な内輪抜け耐力を確保できる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部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、前記ハブ輪のインボード側端に、内周面が前記貫通孔の内周面よりも大径の段差面部となる加締筒部を形成し、この加締筒部は、前記内輪の段差部のアウトボード側端の付近から内輪の端面付近までインボード側へ延びたものであって、半径方向の肉厚を１．５〜４mmとし、この加締筒部を拡径加工により塑性変形させて前記内輪の前記段差部の軸方向に向く係止面に係合させ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ハブ輪の加締筒部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、内輪の抜を防止しながら段差部を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。
この場合に、ハブ輪の加締筒部は、その内周面をハブ輪の貫通孔の内周面よりも大径となる段差面部としたため、加締筒部が薄くなってその拡径加工が容易に行える。また、加締筒部の内周が段差面部とされて大径となっているため、等速ジョイントのステム部をハブ輪の貫通孔に挿入したときに、次第に大径となるステム部基端が干渉することが回避される。ステム部基端の干渉は、上記ステム部の先端のナットを締め付けたときに、ハブ輪を径方向に押し上げ、内輪を変形させる恐れがあるため、干渉回避が必要である。
加締筒部の肉厚は、薄くなるに従って段差面部の内径が大きくなるため、等速ジョイントのステム部基端との干渉回避が確実となるが、４mm以下であると、十分に上記干渉が回避できる。
加締筒部の肉厚は、上記干渉回避の点からは薄い方が好ましいが、薄くなるに従い、加締筒部を拡径加工したときに、ハブ輪の貫通孔の入口部であるハブパイロット部の内径の縮径が大きくなる。ハブパイロット部の内径が縮径すると、このハブパイロット部に嵌合する部分である等速ジョイントのステム部パイロット部分が嵌まり難くなる。そのため、拡径加工時のハブパイロット部内径の縮径を抑えるために、加締筒部の肉厚は１．５mm以上にする必要がある。
加締筒部の肉厚は、車両への軸受組立時における内輪の抜け耐力にも影響し、薄過ぎると必要な抜け耐力が得られないが、肉厚が１．５mm以上あると、内輪の抜け耐力が確保される。
この鋼製の車輪用軸受装置によると、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る。
【０００７】
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、かつハブ輪に内周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】
【０００８】
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部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、前記ハブ輪のインボード側端に、内周面が前記貫通孔の内周面よりも大径の段差面部となる加締筒部を形成し、この加締筒部は、前記内輪の段差部のアウトボード側端の付近から内輪の端面付近までインボード側へ延びたものであって、半径方向の肉厚を１．５〜４mmとし、この加締筒部を拡径加工により塑性変形させて前記内輪の前記段差部の軸方向に向く係止面に係合させたため、軸受機能へ悪影響を及ぼすことなく、車両への組立性を確保しながら、組立工程における十分な内輪抜け耐力を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図６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はボール接触角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。
【００１０】
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は貫通孔１１を有し、ハブ輪９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。
【００１１】
図２および図３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を設けてある。段差部１６は、内輪軌道面４の接触角を成す直線Ｌよりもインボード側に位置している。段差部１６の内周面は円筒状面とされ、そのアウトボード側端に軸方向に向く係止面１６ａが設けられている。係止面１６ａは、内輪１０の軸心に対して傾斜したテーパ面とされている。
【００１２】
ハブ輪９のインボー側端には、拡径加工により加締めて内輪１０の段差部１６の軸方向に向く係止面１６ａに係合させた加締筒部９ｂが設けてある。
加締筒部９ｂは、図２のようにハブ輪１１のインボード側端に、内周面が貫通孔１１の内周面よりも大径の段差面部９ｂａを設けることで形成した部分であり、その加締前の形状は直円筒状とされている。段差面部９ｂａを設ける軸方向範囲は、内輪１０の段差部１６のアウトボード側端付近よりもインボード側の部分である。また、加締筒部９ｂは、その端面が内輪１０の端面１０ａから突出しないものとされる。加締筒部９ｂの肉厚ｔは、１．５〜４mmとしてある。加締筒部９ｂは、非熱処理部とされる。
加締筒部９ｂは加締め後の状態で、その塑性変形により、内輪１０の段差部１６内をほぼ充足する。なお、加締筒部９ｂの外周面と段差部１６の内周面との間に隙間が生じていても良い。上記拡径加工は、プレス加工等の方法で全周に渡り行われる。
【００１３】
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。
【００１４】
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）がボルト１７で取付けられる。
【００１５】
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の加締筒部９ｂを拡径加工により前記段差部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。
【００１６】
特に、ハブ輪９の加締筒部９ｂの内周面は、ハブ輪９の貫通孔１１の内周面よりも大径となる段差面部９ｂａとし、加締筒部９ｂの肉厚ｔを１．５〜４mmとしているので、以下に上げる理由により車両への組立性を確保しつつ、十分な内輪抜け耐力を確保できる。
（１）ハブ輪９の加締筒部９ｂは、その内周面をハブ輪９の貫通孔１１の内周面よりも大径となる段差面部９ｂａとしたため、加締筒部９ｂが薄くなってその拡径加工が容易に行える。また加締筒部９ｂの内周が段差面部９ｂａとされて大径となっているため、図６のように等速ジョイント１２のステム部１３ａをハブ輪９の貫通孔１１に挿入したときにクリアランスδが確保され、次第に大径となるステム部基端１３ｃが干渉することが回避される。ステム部基端１３ｃの干渉は、ステム部１３の先端のナット１４（図１）を締め付けたときに、ハブ輪を径方向に押し上げ、内輪１０を変形させる恐れがある。そのため干渉回避が必要である。
寸法で示すと、加締筒部９ｂの肉厚ｔを４mm以上とした場合、加締筒部９ｂの内周面である段差面部９ｂａの内径が小さくなるため、等速ジョイント１２の装着時にクリアランスδが得られず、等速ジョイント外輪１３と加締筒部９ｂが干渉する。この干渉を回避するために、内輪段差部１６の軸方向に向く係止面１６ａおよびハブ輪９の加締筒部９ｂをアウトボード側に後退させると、内輪段差部１６がボール接触角θを成す直線Ｌ上にかかってしまい、短寿命になる可能性がある。
【００１７】
（２）  ハブ輪９の加締筒部９ｂを拡径加工すると、ハブ輪９の貫通孔１１の入口部であるハブパイロット部１１ａの内径が縮径する。この場合に、図４に加締筒部９ｂの肉厚ｔとハブパイロット部１１ａの内径の縮径量との関係を示すように、加締筒部９ｂの肉厚ｔが小さくなるに従って、ハブパイロット部１１ａの内径の縮径量が多くなる。すなわち加締筒部９ｂの拡径加締により、ハブ輪９の内輪嵌合面部１５の外径が僅かに膨張する。しかし、内輪１０が嵌まっているため、内輪１０の環剛性（径方向の剛性）により、ハブ輪９は内径側へ収縮し、ハブパイロット部１１ａの内径が小さくなる。この場合に、加締筒部９ｂの肉厚ｔが薄いほど、内輪１０の剛性が比較的に大きくなるため、ハブパイロット部１１ａの内径の縮径量が大きくなる。
ハブパイロット部１１ａの内径と、このハブパイロット部１１ａに嵌合する部分である等速ジョイント１２のステム部パイロット部分１３ａａの外径との隙間を考慮すると、肉厚ｔが１．５mm未満では、ハブパイロット部１１ａの内径の縮径量が多くて等速ジョイント１２のステム部１３ａの挿入が難しくなるため、肉厚ｔは１．５mmとする必要がある。  また、加締筒部９ｂの肉厚ｔは、車両への軸受組立時における内輪１０の抜け耐力にも影響し、図５に示すように、肉厚ｔが薄くなるに従って抜け耐力が減少する。しかし、肉厚が１．５mm以上あると、内輪１０の抜け耐力が十分に確保される。
【００１８】
このような理由により、車両への組立性を確保しつつ、十分な内輪抜け耐力を確保する上で、加締筒部９ｂの肉厚ｔは１．５〜４mmとするのが望ましい。
このように、この車輪用軸受装置によると、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。
【００１９】
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硬化処理面としているため、転動寿命を確保できる。拡径加工を行う加締筒部９ｂは非熱処理部としているため、拡径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に内周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】
【００２０】
【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ハブ輪加締前の部分拡大断面図である。
【図３】同車輪用軸受装置のハブ輪加締後の部分拡大断面図である。
【図４】ハブ輪加締筒部の肉厚とハブ輪パイロット内径縮径量との関係を示すグラフである。
【図５】ハブ輪の加締筒部の肉厚と内輪抜け耐力との関係を示すグラフである。
【図６】ハブ輪の加締筒部と等速ジョイント外輪との干渉関係を示す説明図である。
【図７】従来例の断面図である。
【図８】従来例の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
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…加締筒部
９ｂａ…加締筒部の内周面
１０…内輪
１０ａ…内輪端面
１１…貫通孔
１６…内輪の段差部
１６ａ…内輪段差部の軸方向に向く面
ｔ…加締筒部の肉厚
【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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