(57)【要約】      （修正有）【課題】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、荷重負荷時のハブ輪の変形を抑制し、内輪クリープの発生を防止することのできる車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】内輪１０のインボード側の端面の内周縁に段差部１６を設ける。ハブ輪９のインボード側端に、内輪１０の段差部１６の軸方向に向く段面１６ｂに係合する加締部９ｃを拡径加締により設ける。加締部９ｃは、ハブ輪９のインボード側端の内周にハブ内径段差部１１ｃを設けて薄肉化した部分を拡径加締したものである。この薄肉化部の全体を、インボード側の軌道面４におけるボール接触角θを成す直線Ｌよりもインボード側に設ける。【選択図】図２
2008039106.tif 000002
【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、前記各軌道面に対向する軌道面を外周に有する内方部材と、これら対向する軌道面の間に介在した複列のボールとを備え、前記内方部材が車軸取付用のフランジをアウトボード側端の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部の外周に設けられた段差部状の内輪嵌合部に嵌合した内輪とでなり、前記ハブ輪および内輪に各列の前記軌道面を有し、前記内輪のインボード側の端面の内周縁に段差部を設け、ハブ輪のインボード側端に、前記内輪の前記段差部の軸方向に向く段面に係合する加締部を拡径加締により設けた車輪用軸受装置であって、
前記ハブ輪の加締部は、前記ハブ輪のインボード側端の内周にハブ内径段差部を設けて薄肉化した部分を拡径加締したものであり、この薄肉化部の全体を、インボード側の軌道面におけるボール接触角を成す直線よりもインボード側に設け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、ハブ輪における軌道面は焼入れ処理した表面硬化処理面とし、前記薄肉化部は非熱処理部とし、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３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間に転動体としてのボール２５を複列に介在させ、上記内方部材２２を、車輪取付用ハブフランジ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差部状の内輪嵌合部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差部３６を形成し、ハブ輪２９のインボード側端を外径側に拡径変形させて前記内輪３０の段差部３６を加締めている。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には、以下のような問題がある。
（１）ハブ輪２９の加締部２９ｂが大きいため、図３の一部を拡大して示す図４のように、内輪３０のインボード側端部に形成する段差部３６の径方向段差を半径差で５〜７mm程度とする必要がある。このように段差部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、図４のように内輪３０の段差部３６の軸方向長さを７〜８mm程度にする必要がある。このように内輪段差部３６の軸方向長さが長くなると、ボール接触角θの延長線Ｌ上に内輪段差部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、内輪段差部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３０全体の幅寸法を長くすれば回避できるが、それでは幅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、揺動加締加圧において、加締パンチが内輪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、車両への組立工程における内輪抜けを防止でき、荷重負荷時のハブ輪の変形を抑制し、内輪クリープの発生を防止することの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、前記各軌道面に対向する軌道面を外周に有する内方部材と、これら対向する軌道面の間に介在した複列のボールとを備え、前記内方部材が車軸取付用のフランジをアウトボード側端の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部の外周に設けられた段差部状の内輪嵌合部に嵌合した内輪とでなり、前記ハブ輪および内輪に各列の前記軌道面を有し、前記内輪のインボード側の端面の内周縁に段差部を設け、ハブ輪のインボード側端に、前記内輪の前記段差部の軸方向に向く段面に係合する加締部を拡径加締により設けたものであって、前記ハブ輪の加締部は、前記ハブ輪のインボード側端の内周にハブ内径段差部を設けて薄肉化した部分を拡径加締したものであり、この薄肉化部の全体を、インボード側の軌道面におけるボール接触角を成す直線よりもインボード側に設けたことを特徴とする。
【０００７】
この発明の車輪用軸受装置は、内輪の内周面に段差部を設け、ハブ輪の加締加工による加締部を前記段差部内に係合させているので、車両への組付工程において発生する外力による内輪のハブ輪からの抜けを防止できる。段差部は、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が少なく、等速自在継手の段面との接触面圧の増加が抑制され、内輪クリープ発生等による摩耗や異音の発生を防止できて軸受寿命低下を抑制できる。
前記内輪段差部は小さなものであるため、この内輪段差部に加締られるハブ輪の加締部を、ハブ輪のインボード側端の内周にハブ内径段差部を設けてこのハブ内径段差部の外周を薄肉化した薄肉化部を拡径加締したものとすることができる。これにより、揺動加締によらなくても、プレス加工による比較的簡易な方法で塑性変形させることが可能となる。加締部である上記薄肉化部は、全体がインボード側の軌道面におけるボール接触角を成す直線よりもインボード側に設けられているため、荷重負荷時のハブ輪軸部の変形を抑制することができる。このようにハブ輪軸部の変形を抑制することによっても、内輪クリープを防止することができる。
【０００８】
この発明において、ハブ輪における軌道面は焼入れ処理した表面硬化処理面とし、前記薄肉化部は非熱処理部とし、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ものとするのが良い。
ハブ輪における軌道面を焼入れ処理した表面化処理面とすると、転動寿命を確保できる。薄肉化部を非熱処理部とすると、薄肉化部の加締加工が容易に行える。内輪を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と、転動寿命に優れ、かつハブ輪との嵌合面の耐摩耗性に優れたものとなる。
【発明の効果】
【０００９】
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、前記各軌道面に対向する軌道面を外周に有する内方部材と、これら対向する軌道面の間に介在した複列のボールとを備え、前記内方部材が車軸取付用のフランジをアウトボード側端の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部の外周に設けられた段差部状の内輪嵌合部に嵌合した内輪とでなり、前記ハブ輪および内輪に各列の前記軌道面を有し、前記内輪のインボード側の端面の内周縁に段差部を設け、ハブ輪のインボード側端に、前記内輪の前記段差部の軸方向に向く段面に係合する加締部を拡径加締により設けたものであって、前記ハブ輪の加締部は、前記ハブ輪のインボード側端の内周にハブ内径段差部を設けて薄肉化した部分を拡径加締したものであり、この薄肉化部の全体を、インボード側の軌道面におけるボール接触角を成す直線よりもインボード側に設けたため、軸受機能へ悪影響を及ぼすことなく、車両への組立工程における内輪抜けを防止でき、荷重負荷時のハブ輪の変形を抑制し、内輪クリープの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明の実施形態を図１および図２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呼び、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間に介在した転動体としての複列のボール５とで構成される。この車輪用軸受装置は、複列外向きアンギュラ玉軸受型とされていて、ボール５は各列毎に保持器６で保持されている。上記軌道面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が背中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、シール手段７，８によりそれぞれ密封されている。
【００１１】
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、ハブ輪９と、このハブ輪９の軸部９ｂのインボード側端の外周に嵌合した内輪１０とでなる。ハブ輪９は、筒状の軸部９ｂと、この軸部９ｂのアウトボード側端の外周に設けた車輪取付用のハブフランジ９ａ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、表面から芯部まで全体が焼入れ処理により硬化させてある。
【００１２】
ハブ輪９は中心に貫通孔１１を有する。貫通孔１１の内周面は、貫通孔１１の大半を占めスプライン溝１１ａａが形成された一般径部１１ａと、この一般径部１１ａよりもインボード側で一般径部１１ａよりも大径の中間径部１１ｂと、この中間径部１１ｂよりもインボード側で中間径部１１ｂよりもさらに大径のハブ内径段差部１１ｃとからなる。
【００１３】
図２の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部１５が形成され、この内輪嵌合部１５に内輪１０が嵌合している。内輪１０のインボード側の端面の内周縁には段差部１６が設けられている。すなわち、内輪１０の内径面における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が設けられている。この段差部１６は、内輪１０の軌道面４のボール接触角θを成す直線Ｌよりもインボード側に位置する。段差部１６の内面は、円筒面からなるストレート部１６ａと、軸方向に向く段面１６ｂとでなる形状とされている。段面１６ｂは、軸方向に沿う断面が直線または曲線となる傾斜面とされている。なお、段面１６ｂは、軸方向に垂直な面であっても良い。
【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の軸方向に向く段面１６ｂに係合する加締部９ｃが設けてある。この加締部９ｃは、前記貫通孔１１のハブ内径段差部１１ｃの外周側部分を拡径加締したものであり、加締加工の前（図示せず）および後とも、内周面が他の部分よりも大径となって肉厚が薄い薄肉化部分とされている。なお、貫通孔１１のハブ内径段差部１１ｃから中間径部１１ｂにかけての内周面部分は、断面形状が円弧状とされている。
【００１５】
加締部９ｃの加締加工は、図示しない加締パンチを用いて行われ、図２のように、加締部９ｃを拡径状態に加締める。内輪段差部１６は小さなものであるため、加締部（薄肉化部）９ｃの拡径変形は、プレス加工による比較的簡易な方法で行なうことができる。拡径変形した加締部９ｃは、前記段差部１６の段面１６ｂに係合して、内輪１０のインボード側への移動を規制する。加締部９ｃは、段差部１６のストレート部１６ａと接触するものであっても、接触しないものであっても良い。また、加締部９ｃは、内輪１０の端面１０ａから突出しないものする。
【００１６】
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１１ａａ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）がハブボルト１７で取付けられる。
【００１７】
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の加締加工により加締部９ｃを前記段差部１６の軸方向を向く段面１６ｂに係合させているので、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、内輪クリープ発生等による摩耗や異音の発生を防止できて、軸受寿命の低下を抑制できる。
【００１８】
また、内輪段差部１６は小さなものであるため、この内輪段差部１６に加締られるハブ輪９の加締部９ｃを、ハブ輪９のインボード側端の内周にハブ内径段差部１１ｃを設けて薄肉化した部分を拡径加締したものとすることができる。これにより、揺動加締によらなくても、プレス加工による比較的簡易な方法で塑性変形させることが可能となる。加締部９ｃである上記薄肉化部は、全体がインボード側の軌道面４におけるボール接触角θを成す直線Ｌよりもインボード側に設けられているため、荷重負荷時のハブ輪軸部９ｂの変形を抑制することができる。このようにハブ輪軸部９ｂの変形を抑制することによっても、内輪クリープを防止することができる。
さらに、内輪段差部１６も前記直線Ｌよりもインボード側に位置しているため、荷重負荷時の内輪１０の変形を小さくでき、それだけ長寿命化が可能となる。また、内輪１０の段差部１６の軸方向長さが短いことから、ハブ輪９に対する内輪１０の嵌め合い長さ（面積）を十分に確保でき、内輪クリープの発生を抑えて、軸受寿命の長期化を図ることができる。
【００１９】
ハブ輪９の貫通孔１１は、スプライン溝１１ａａが形成された一般径部１１ａよりもインボード側の部分を、中間径部１１ｂとハブ内径段差部１１ｃとでなる２段の段付き形状としたため、中間径部１１ｂが、等速ジョイント外輪１３のステム部１３ａを挿入するときの案内となり、組立性がより向上する。
【００２０】
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、転動寿命が確保できる。加締部９ｃは非熱処理部としているため、加締加工が容易に行える。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、前記の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ができ、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】
【００２１】
【図１】この発明の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】車輪用軸受装置の従来例の断面図である。
【図４】同従来例の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
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…軸部
９ｃ…加締部（薄肉化部）
１０…内輪
１１…貫通孔
１１ｃ…ハブ内径段差部
１５…内輪嵌合部
１６…内輪段差部
１６ａ…内輪段差部のストレート部
１６ｂ…内輪段差部の段面
θ…転動体接触角
Ｌ…転動体接触角を成す直線
【図１】
2008039106.tif 000003
【図２】
2008039106.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008039106.tif 000006