(57)【要約】【課題】軽量・コンパクト化を達成すると共に、大きなモーメント荷重が装置に作用しても塑性結合部が充分な強度を有し、耐久性のある駆動車輪用軸受装置を提供すると共に、ブローチ等の加工工具の耐久性を向上させること。【解決手段】複列の転がり軸受２の一方の内側転走面１ａをハブ輪１の外周に、他方の内側転走面１４ａを外側継手部材１４の外周にそれぞれ形成し、内周に硬化させた凹凸部５を形成したハブ輪１にステム部１７を内嵌すると共に、ステム部１７の嵌合部１７ｂを拡径させて凹凸部５に食い込ませることにより、ハブ輪１と外側継手部材１４とを一体に塑性結合した駆動車輪用軸受装置において、凹凸部５を独立した複数の環状溝と軸方向溝とを略直交させた交叉溝で構成し、環状溝の溝底径を軸方向溝の溝底径よりも小径に形成すると共に、軸方向溝の凸部の先端形状を鋭利に形成した。【選択図】      図１
2004306705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に車輪取付フランジを一体に有するハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化した駆動車輪用軸受装置であって、前記複列の転がり軸受の一方の内側転走面を前記ハブ輪の外周に、他方の内側転走面を前記等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ一体に形成し、前記ハブ輪の内周に硬化させた凹凸部を形成し、このハブ輪に前記外側継手部材に形成したステム部を内嵌すると共に、このステム部に形成した嵌合部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませることにより、前記ハブ輪と外側継手部材とを一体に塑性結合した駆動車輪用軸受装置において、
前記凹凸部を独立した複数の環状溝と軸方向溝とを略直交させた交叉溝で構成し、前記環状溝の溝底径を前記軸方向溝の溝底径よりも小径に形成すると共に、前記軸方向溝の凸部の先端形状を鋭利に形成したことを特徴とする駆動車輪用軸受装置。
【請求項２】
一端に車輪取付フランジを一体に有するハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化した駆動車輪用軸受装置であって、前記複列の転がり軸受の一方の内側転走面を前記ハブ輪の外周に、他方の内側転走面を前記ハブ輪に外嵌した別体の内輪の外周にそれぞれ一体に形成すると共に、前記内輪の内周に硬化させた凹凸部を形成し、前記ハブ輪のインロウ部を拡径させて前記凹凸部に食込ませることにより、前記ハブ輪と内輪とを一体に塑性結合した駆動車輪用軸受装置において、
前記凹凸部を独立した複数の環状溝と軸方向溝とを略直交させた交叉溝で構成し、前記環状溝の溝底径を前記軸方向溝の溝底径よりも小径に形成すると共に、前記軸方向溝の凸部の先端形状を鋭利に形成したことを特徴とする駆動車輪用軸受装置。
【請求項３】
一端に車輪取付フランジを一体に有するハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化した駆動車輪用軸受装置であって、前記複列の転がり軸受の一方の内側転走面を前記ハブ輪の外周に、他方の内側転走面を前記ハブ輪に内嵌した内輪部材の外周にそれぞれ一体に形成し、前記ハブ輪の内周に硬化させた凹凸部を形成し、前記内輪部材に形成した嵌合部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませることにより、前記ハブ輪と内輪部材とを一体に塑性結合した駆動車輪用軸受装置において、
前記凹凸部を独立した複数の環状溝と軸方向溝とを略直交させた交叉溝で構成し、前記環状溝の溝底径を前記軸方向溝の溝底径よりも小径に形成すると共に、前記軸方向溝の凸部の先端形状を鋭利に形成したことを特徴とする駆動車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記内輪部材の大径端部と前記等速自在継手における外側継手部材の肩部の外周にセレーションを形成し、これらセレーションに噛合するセレーションを内周に形成した連結環によって、前記等速自在継手からのトルクを前記ハブ輪に伝達するようにした請求項３に記載の駆動車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記請求項１乃至４いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置の製造方法であって、前記凹凸部の環状溝を旋削で形成した後、ブローチで軸方向溝を形成し、この交叉溝の最内径部の寸法を、前記軸方向溝で設定したことを特徴とする駆動車輪用軸受装置の製造方法。
【請求項６】
前記ブローチは、所定の形状・寸法に成形された切削歯を軸方向に多数独立して形成し、前記軸方向溝の凸部の先端を形成する２辺を、隣接する凸部の対向する辺を交互に加工した請求項５に記載の駆動車輪用軸受装置の製造方法。
【請求項７】
前記ブローチは、所定の形状・寸法に成形された切削歯を軸方向に多数独立して形成し、予め溝底を加工し、次いで前記軸方向溝の凸部の先端を形成する２辺を異なった切削歯で交互に加工した請求項５に記載の駆動車輪用軸受装置の製造方法。
【請求項８】
前記軸方向溝の凸部の先端を形成する２辺を、予め前記ブローチの切削歯で同時に加工した後、最終工程部の数列の切削歯で交互に加工した請求項６または７に記載の駆動車輪用軸受装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等、車両の駆動車輪を支持する駆動車輪用軸受装置およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の懸架装置に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置は、燃費向上のための軽量化が進んでいる。特に、後輪駆動車の後輪、前輪駆動車の前輪、あるいは４輪駆動車の全輪といった自動車の駆動車輪用軸受装置においては、さらに操縦安定性のため、剛性アップを図るユニット化が急速に進んでいる。
【０００３】
従来の駆動車輪用軸受装置は、図８に示すように、ハブ輪５０と複列の転がり軸受６０と等速自在継手７０とをユニット化して構成している。複列の内側転走面のうち、一方の内側転走面５１をハブ輪５０の外周に形成し、他方の内側転走面７２を等速自在継手７０の外側継手部材７１の外周にそれぞれ形成している。
ハブ輪５０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５３を一体に有し、この車輪取付フランジ５３の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト５４を植設している。
【０００４】
等速自在継手７０は外側継手部材７１と、図示しない継手内輪、ケージ、およびトルク伝達ボールとからなる。外側継手部材７１はカップ状のマウス部７３と、このマウス部７３の底部をなす肩部７４と、この肩部７４から軸方向に延びるステム部７５を有し、マウス部７３の内周には軸方向に延びる曲線状のトラック溝７６を形成すると共に、肩部７４の外周に前記内側転走面７２を形成している。この肩部７４にハブ輪５０のインロウ部５２の端面を突合せた状態で、ステム部７５をハブ輪５０のインロウ部５２に内嵌している。このようにハブ輪５０と外側継手部材７１との軸方向の位置決めをすることにより、内側転走面５１、７２の溝ピッチを規定し、軸受内部すきまを設定している。また、ステム部７５は、マウス部７３と連通した貫通孔７７を設けることにより中空としている。このため、マウス部７３に充填した潤滑グリースの漏洩を防止するため、貫通孔７７のマウス部７３側端部にはエンドプレート７８を装着している。
【０００５】
複列の転がり軸受６０は、外方部材６１と複列の転動体６２を備えている。外方部材６１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６３を一体に有し、内周には複列の外側転走面６４、６４を形成している。これら外側転走面６４、６４と、これに対向するハブ輪５０の内側転走面５１、および外側継手部材７１の内側転走面７２間に、保持器６５、６５によって複列の転動体６２、６２を転動自在に保持している。また、外方部材６１の端部にはシール６６、６７を装着し、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩と、外部からの雨水やダスト等の侵入を防止している。
【０００６】
ハブ輪５０の内径には硬化させた凹凸部５５を形成し、ステム部７５の嵌合部７５ｂを拡径することにより、この嵌合部７５ｂを凹凸部５５に食い込ませ、外側継手部材７１とハブ輪５０とを一体に塑性結合している。凹凸部５５は、例えば、図９に示すように、旋削等により独立して形成した複数の環状溝５５ａと、ブローチ加工等により形成した複数の軸方向溝５５ｂとを略直交させて構成した交叉溝でアヤメローレット状に形成している。また、凹凸部５５の凸部は良好な食い込み性を確保するために、三角形状等の尖塔形状に形成している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１８６０５号公報（第４、５頁、第１−３図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
駆動車輪用軸受装置において、車両旋回時、装置に曲げモーメント荷重が負荷された場合、車輪取付フランジ５３側（アウトボード側）の荷重は塑性結合部で受けることになる。この塑性結合部を含む外側継手部材７１のステム部７５が曲げられ、繰返し応力が発生する。こうした回転曲げ外力が作用する条件下で、塑性結合部に充分な強度を確保する必要がある。
【０００９】
ここで、装置のサイズを変更せずにステム部７５の肉厚を厚くすることによって強度を増大させようとすると、貫通孔７７の径が小さくなって拡径加工に支障を来たすだけでなく、装置の軽量化を阻害することになり強度アップには限界がある。また、ステム部７５の外径を上げて強度を増大させるには、転がり軸受の負荷容量不足等、レイアウト上の制約があり困難な場合が多い。
【００１０】
また、図１０は、前述した交叉溝のうち、ブローチ加工等により形成した複数の軸方向溝５５ｂの断面形状を示しているが、この凸部の先端形状を鋭利にすれば、拡径時の食い込み量が増し、ハブ輪５０とステム部７５の嵌合部７５ｂの抜け耐力等、静的結合力は強固となり、回転曲げ外力が作用する条件下で、塑性結合部に充分な強度を確保することができる。しかし、凸部の先端形状を鋭利に成形するためには、ブローチの歯元が鋭利である必要がある。ところが、ブローチを製作する砥石歯元は、摩耗等の加工工具の耐久性や加工性を考慮し少なくともＲ０．３程度は必要となるため、実際には鋭利な先端形状となっていないのが現状である。したがって、充分な塑性結合部の強度を得るには、こうした加工上の課題を解決する必要があった。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、軽量・コンパクト化を達成すると共に、大きなモーメント荷重が装置に作用しても塑性結合部が充分な強度を有し、耐久性のある駆動車輪用軸受装置を提供すると共に、ブローチ等の加工工具の耐久性を向上させることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、一端に車輪取付フランジを一体に有するハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化した駆動車輪用軸受装置であって、前記複列の転がり軸受の一方の内側転走面を前記ハブ輪の外周に、他方の内側転走面を前記等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ一体に形成し、前記ハブ輪の内周に硬化させた凹凸部を形成し、このハブ輪に前記外側継手部材に形成したステム部を内嵌すると共に、このステム部に形成した嵌合部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませることにより、前記ハブ輪と外側継手部材とを一体に塑性結合した駆動車輪用軸受装置において、前記凹凸部を独立した複数の環状溝と軸方向溝とを略直交させた交叉溝で構成し、前記環状溝の溝底径を前記軸方向溝の溝底径よりも小径に形成すると共に、前記軸方向溝の凸部の先端形状を鋭利に形成した。
【００１３】
このような第４世代の駆動車輪用軸受装置において、車両旋回時、装置に曲げモーメント荷重が負荷され、塑性結合部を含む外側継手部材のステム部が曲げられ、繰返し応力が発生しても、凹凸部に嵌合部を充分食い込ませることができ、捩り強度と引抜き強度等の動的強度と静的強度を増大させることができると共に、ブローチ等の加工工具の耐久性を向上させることができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明のように、一端に車輪取付フランジを一体に有するハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化した駆動車輪用軸受装置であって、前記複列の転がり軸受の一方の内側転走面を前記ハブ輪の外周に、他方の内側転走面を前記ハブ輪に外嵌した別体の内輪の外周にそれぞれ一体に形成すると共に、前記内輪の内周に硬化させた凹凸部を形成し、前記ハブ輪のインロウ部を拡径させて前記凹凸部に食込ませることにより、前記ハブ輪と内輪とを一体に塑性結合した第３世代の駆動車輪用軸受装置であっても良い。
【００１５】
さらに、請求項３に記載の発明のように、  一端に車輪取付フランジを一体に有するハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化した駆動車輪用軸受装置であって、前記複列の転がり軸受の一方の内側転走面を前記ハブ輪の外周に、他方の内側転走面を前記ハブ輪に内嵌した内輪部材の外周にそれぞれ一体に形成し、前記ハブ輪の内周に硬化させた凹凸部を形成し、前記内輪部材に形成した嵌合部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませることにより、前記ハブ輪と内輪部材とを一体に塑性結合した第３世代の駆動車輪用軸受装置であっても良い。
【００１６】
このように、軸受部の内部すきまを維持した状態でハブ輪とサブユニット化した、所謂セルフリテイン形式の第３世代構造の駆動車輪用軸受装置を提供することができる。また、等速自在継手と着脱が可能となり、軸受部の標準化ができ、組立性向上と共に、市場における補修性を各段に向上させることができる。
【００１７】
好ましくは、請求項４に記載の発明のように、前記内輪部材の大径端部と前記等速自在継手における外側継手部材の肩部の外周にセレーションを形成し、これらセレーションに噛合するセレーションを内周に形成した連結環によって、前記等速自在継手からのトルクを前記ハブ輪に伝達するようにすれば、歯数を多く設定することができ、その分セレーションの軸方向寸法を短縮することができる。
したがって、装置の軽量コンパクト化を一層達成することができる。
【００１８】
また、請求項５に記載の方法発明は、前記凹凸部の環状溝を旋削で形成した後、ブローチで軸方向溝を形成し、この交叉溝の最内径部の寸法を、前記軸方向溝で設定した駆動車輪用軸受装置の製造方法を採用したので、凹凸部の寸法をＢＰＤ（ビトウィンピン直径：Ｂｅｔｗｅｅｎ  Ｐｉｎｓ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ）で精度良く管理することができる。したがって、所望の凹凸部の凸部先端形状を確保することができ、食い込み力のバラツキを抑え、塑性結合部の安定した強度を確保することができる。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明のように、前記ブローチは、所定の形状・寸法に成形された切削歯を軸方向に多数独立して形成し、前記軸方向溝の凸部の先端を形成する２辺を、隣接する凸部の対向する辺を交互に加工しても良いし、また、請求項７に記載の発明のように、予め溝底を加工し、次いで前記軸方向溝の凸部の先端を形成する２辺を異なった切削歯で交互に加工しても良い。
【００２０】
このように、軸方向溝の凸部の先端を形成する２辺を、異なった切削歯で交互に加工することにより、先端を鋭利に形成することが可能となり、食い込み性を向上させて、塑性結合部の安定した強度を確保することができる。
【００２１】
好ましくは、請求項８に記載の発明のように、前記軸方向溝の凸部の先端を形成する２辺を、予め前記ブローチの切削歯で同時に加工した後、最終工程部の数列の切削歯で交互に加工するようにすれば、ブローチの製作が簡単になると共に、軸方向溝の加工性が向上する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
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、本発明に係る駆動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。
【００２３】
この駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪１と、複列の転がり軸受２と、等速自在継手３とをユニット化して構成している。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トボード側（図面左側）、中央寄り側をインボード側（図面右側）という。
【００２４】
ハブ輪１は、アウトボード側の端部に車輪（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、円周等配に車輪固定用のハブボルト４ａを植設している。ハブ輪１の内周面には凹凸部５を形成し、熱処理によって表面に５４〜６４ＨＲＣの範囲の硬化層を形成している。熱処理としては、局部加熱ができ、硬化層深さの設定が比較的容易にできる高周波誘導加熱による焼入れが好適である。
【００２５】
なお、凹凸部５は、図２に示すような複数列の溝を組み合せて構成した形状を例示することができる。（ａ）は旋削等により独立して形成した複数の環状溝５ａと、ブローチ加工等により形成した複数の軸方向溝５ｂとを略直交させて構成した交叉溝でアヤメローレット状に形成する。
【００２６】
図１において、複列の転がり軸受２は、外方部材７と内方部材８と複列の転動体９、９とを備えている。外方部材７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７ａを一体に有し、内周には複列の外側転走面７ｂ、７ｂを形成している。一方、内方部材８は、ハブ輪１と後述する等速自在継手３の外側継手部材１４を指し、外方部材７の外側転走面７ｂ、７ｂに対向するアウトボード側の内側転走面１ａをハブ輪１の外周に、またインボード側の内側転走面１４ａを外側継手部材１４の外周にそれぞれ一体に形成している。複列の転動体９、９をこれら転走面７ｂ、１ａと７ｂ、１４ａ間にそれぞれ収容し、保持器１０、１０で転動自在に保持している。複列の転がり軸受２の端部にはシール１１ａ、１１ｂを装着し、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩と、外部からの雨水やダスト等の侵入を防止している。ここで複列の転がり軸受２は転動体９、９をボールとした複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず転動体に円すいころを使用した複列円すいころ軸受であっても良い。
【００２７】
等速自在継手３は外側継手部材１４と図示しない継手内輪、ケージ、およびトルク伝達ボールとを備えている。外側継手部材１４はカップ状のマウス部１５と、このマウス部１５の底部をなす肩部１６と、この肩部１６から軸方向に延びるステム部１７を有し、マウス部１５の内周には軸方向に延びる曲線状のトラック溝１５ａを形成している。
【００２８】
外側継手部材１４を中空に形成し、この肩部１６の外周には前記した内側転走面１４ａを形成している。また、外側継手部材１４のステム部１７に小径段部１７ａと嵌合部１７ｂを形成している。ハブ輪１に形成したインロウ部１ｂをこの小径段部１７ａに圧入し、インロウ部１ｂの端面１９を外側継手部材１４の肩部１６に突合せる。次にハブ輪１の内径に嵌合したステム部１７の嵌合部１７ｂにマンドレルを挿入・抜脱させる等、適宜な手段で嵌合部１７ｂを拡径してハブ輪１の凹凸部５に食い込ませ、ハブ輪１と外側継手部材１４とを一体に塑性結合させる。これにより、この塑性結合部はトルク伝達手段と、ハブ輪１と外側継手部材１４の結合手段とを併せ持つため、従来のセレーション等のトルク伝達手段をハブ輪１や外側継手部材１４に形成する必要はなく、また、締結ナット等の固定手段も不要となるため、装置の一層の軽量・コンパクト化を実現することができる。
【００２９】
ここで、図２に示すように、ハブ輪１の内径に形成した凹凸部５において、独立して形成した複数の環状溝５ａの溝底径φｄ１を複数の軸方向溝５ｂの溝底径φｄ２よりも大径に形成した場合（φｄ１＞φｄ２）、ブローチ加工が複数の環状溝５ａを乗り越える、所謂断続切削となる。このブローチ加工の断続切削は、加工時の振動を誘発し、ブローチの寿命低下と共に、寸法精度の低下を招来して凹凸部５の食い込み力のバラツキが大きくなり、塑性結合部の安定した強度を確保することができなくなる恐れがある。本実施形態では、独立して形成した複数の環状溝５ａの溝底径φｄ１を、複数の軸方向溝５ｂの溝底径φｄ２よりも小径に形成している（φｄ１＜φｄ２）。これにより、ブローチ２２の断続切削を回避して加工時の振動を抑え、ブローチの耐久性向上と共に、寸法精度を高めて塑性結合部の安定した強度を確保することができる。
【００３０】
また、ハブ輪１の内径に形成した凹凸部５において、環状溝５ａと軸方向溝５ｂの凸部１２ａ、１２ｂの内径が完全に一致し、先端形状が四角錐となること、すなわち、周方向、軸方向の凸部の高さを一致させることが理想的である。しかし、実際には旋削とブローチ等の加工面が混在する構成であるため、内径寸法の管理は難しく、その製造公差の影響で完全な四角錐に形成することは難しい。
【００３１】
本実施形態では、旋削等で独立した複数の環状溝５ａを形成した後、ブローチ等で複数の軸方向溝５ｂを形成し、凸部１２ａ、１２ｂの最内径部の寸法を、常に軸方向溝５ｂで設定するようにしたため、凹凸部５の寸法管理をＢＰＤ（ビトウィンピン直径：Ｂｅｔｗｅｅｎ  Ｐｉｎｓ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ）で行うことができる。したがって、凹凸部５の凸部１２ａ、１２ｂの先端形状を可及的に四角錐とすることができ、食い込み力のバラツキを抑え、塑性結合部の安定した強度を確保することができる。
【００３２】
図１において、外側継手部材１４は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．６０ｗｔ％を含む中炭素鋼、あるいは、ＳＣＲ４３０等の肌焼き鋼で形成している。２１は、中空状の外側継手部材１４の内径に装着したエンドプレートで、マウス部１５に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と外部からのダスト侵入を防止している。ここで、シール１１ｂが摺接するシールランド部から転走面１４ａ、およびステム部１７の小径段部１７ａに亙って表面に硬化層を形成している。硬化処理として高周波誘導加熱による焼入れが好適である。また、拡径する嵌合部１７ｂは、鍛造後の素材表面硬さ２４ＨＲＣ以下の未焼入れ部とし、前記したハブ輪１の凹凸部５の表面硬さ５４〜６４ＨＲＣとの硬度差を３０ＨＲＣ以上に設定するのが好ましい。これにより、嵌合部１７ｂが凹凸部５に容易に、かつ深く食い込み、凹凸部５の先端が潰れることなく強固に両者を塑性結合することができる。
【００３３】
次に、凹凸部５の軸方向溝５ｂの加工方法について、図３乃至図５を用いて説明する。図３は、軸方向溝５ｂを加工するためのブローチを示している。このブローチ２２は、所定の形状・寸法に形成した切削歯２２ａを多数有している。各切削歯２２ａは環状溝２２ｂによって軸方向に独立している。例えば、軸方向に３０列の切削歯２２ａを形成し、その１列目から徐々にハブ輪１の内周面を切削していき、最終３０列目までに所望の軸方向溝５ｂの寸法・形状に仕上げていく。
【００３４】
図４および図５は、前述したブローチ２２を用いて軸方向溝５ｂを加工していく過程を模式的に示している。図４（ａ）は、軸方向溝５ｂを形成する最初の切削歯２２ａ−１が加工する面を示している。この図で判るように、軸方向溝５ｂの凸部１２ｂの先端を形成する２辺を従来のように同時に加工するのではなく、隣接する凸部１２ｂの対向する辺を加工している。
【００３５】
次に（ｂ）に示すように、２列目の切削歯２２ａ−２は、最初の切削歯２２ａ−１で加工した２辺に挟まれた溝を加工する。このように、凸部１２ｂの先端を形成する２辺を、異なる切削歯２２ａ−１、２２ａ−２で交互に加工することにより、先端を鋭利に形成することが可能となる。
【００３６】
図５（ａ）は、最初の切削歯２２ａ−１で予め溝底を加工し、次いで２列目の切削歯２２ａ−３で凸部１２ｂの先端を形成する２辺の一方を加工し、（ｂ）で、他方の辺を加工し、先端を形成する２辺を異なった切削歯２２ａ−３、２２ａ−４でもって交互に加工している。これにより、軸方向溝５ｂの凸部１２ｂの先端を鋭利に形成することが可能となる。なお、先端を形成する２辺を、最初から異なった切削歯２２ａ−３、２２ａ−４でもって交互に加工した例を示したが、これに限らず、例えば、最終工程の数列だけで交互に２辺を加工するようにしても良い。なお、軸方向溝５ｂを切削歯２２ａ−３、２２ａ−４のそれぞれ１回の切削で加工するのではなく、削り代等を考慮し、適宜多段に分けて切削することは言うまでもない。
【００３７】
図６は、本発明に係る駆動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。なお、前述した第１の実施形態と異なるのは軸受部の構成のみで、その他同一部位、同一部品には同一符号を付け、その詳細な説明を省略する。この駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪１’と複列の転がり軸受２’と等速自在継手（図示せず）とをユニット化した第３世代構造をなしている。
【００３８】
ハブ輪１’は、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、この車輪取付フランジ４の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト４ａを植設している。ハブ輪１’の外周にはアウトボード側の内側転走面１ａとインロウ部２３を形成している。このインロウ部２３に別体の内輪２４を圧入している。内輪２４の外周には内側転走面２４ａを形成し、内周には前述した加工方法によって凹凸部２５を形成している。内輪２４の内径に嵌合したインロウ部２３にマンドレルを挿入・抜脱させる等、適宜な手段でインロウ部２３を拡径して内輪２４の凹凸部２５に食い込ませ、ハブ輪１’と内輪２４とを一体に塑性結合させる。
【００３９】
複列の転がり軸受２’は、外方部材７と内方部材８’と複列の転動体９、９を備えている。外方部材７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７ａを一体に有し、内周には、複列の内側転走面１ａ、２４ａに対向する複列の外側転走面７ｂ、７ｂを一体に形成している。ここで、内方部材８’は、ハブ輪１’と別体の内輪２４を指す。また、それぞれの転走面７ｂ、１ａと７ｂ、２４ａ間には、保持器１０によって転動自在に保持した複列の転動体９、９を収容している。
【００４０】
ハブ輪１’は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．６０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成している。このハブ輪１’は、シール１１ａが摺接するシールランド部から内側転走面１ａおよびインロウ部２３に亙り、高周波焼入れによって表面を硬化処理している。一方、内輪２４は、炭素０．９５〜１．１０ｗｔ％からなる高炭素クロム軸受鋼で形成し、芯部まで５４〜６４ＨＲＣの範囲で焼入れ硬化させている。
【００４１】
こうして内輪２４を塑性結合したハブ輪１’に図示しない等速自在継手の外側継手部材をセレーション（またはスプライン）２６を介して内嵌し、ねじ等の固定手段で等速自在継手を着脱自在に軸方向に固定し、軸受部の内部すきまを維持した状態でハブ輪１’  複列の転がり軸受２’とをサブユニット化した、所謂セルフリテイン形式の第３世代構造の駆動車輪用軸受装置を提供することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、第３、４世代構造を例示したが、これに限らず、装置のアウトボード側にハブ輪と外側継手部材の塑性結合部を有する構造であれば、従来の第１、２世代構造であっても良い。すなわち、それぞれの構造の特徴を損なうことなく、車両旋回時、装置に曲げモーメント荷重が負荷され、塑性結合部を含む外側継手部材のステム部が曲げられ、繰返し応力が発生しても、塑性結合部の静的、動的な強度アップを図ることができる。
【００４３】
図７は、本発明に係る駆動車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。なお、前述した第１の実施形態と異なるのは軸受部の構成で、その他同一部位、同一部品には同一符号を付け、その詳細な説明を省略する。この駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪１と複列の転がり軸受２７と等速自在継手２９とをユニット化した第３世代構造をなしている。
【００４４】
ハブ輪１は、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、外周にはアウトボード側の内側転走面１ａと、軸方向に延びる円筒状のインロウ部１ｂを、そして内周には硬化させた凹凸部５を形成している。このインロウ部１ｂに内輪部材２８を圧入している。この内輪部材２８は、外周に内側転走面２８ａと、ハブ輪１のインロウ部１ｂに内嵌する小径段部２８ｂ、および嵌合部２８ｃを形成している。後述する外側継手部材３０の肩部３２と突合せ状態で組立てる。この内輪部材２８の大径端部２８ｄからシールランド部、内側転走面１ａおよび小径段部２８ｂに亙ってその表面に高周波焼入れによる硬化層を形成しているが、嵌合部２８ｃは未焼入れで生のままとしている。
【００４５】
等速自在継手２９は外側継手部材３０と継手内輪３３、ケージ３４、およびトルク伝達ボール３５とを備えている。外側継手部材３０は、カップ状をなすマウス部３１と、このマウス部３１の底部になる肩部３２とを有している。マウス部３１の内周には軸方向に延びる曲線状のトラック溝３１ａを形成している。
【００４６】
内輪部材２８の大径端部２８ｄの外周にはセレーション（またはスプライン）３６を形成している。一方、内輪部材２８の大径端部２８ｄに当接する外側継手部材３０の肩部３２の外周にもセレーション（またはスプライン）３７を形成している。これらセレーション３６、３７に噛合するセレーション（またはスプライン）３８を内周に形成した連結環３９が、内輪部材２８の大径端部２８ｄと外側継手部材３０の肩部３２に跨って外嵌され、等速自在継手２９からのトルクが内輪部材２８を介してハブ輪１に伝達される。そして、サブユニット化したハブ輪１と複列の転がり軸受２７を、外側継手部材３０の肩部３２の底部に締結した固定ボルト４０により、着脱自在に軸方向に固定する。
【００４７】
外側継手部材３０の外周には、このセレーション３８を含む肩部３２に亙って高周波誘導加熱による焼入れにより、表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層を形成している。一方、連結環３９のセレーション３８にも高周波誘導加熱等による焼入れにより、表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層を形成している。これにより、歯面の耐摩耗性を向上させると共に、セレーション３６、３７、３８の軸方向長さを短く設定することができ、装置の軸方向寸法が短くなって軽量コンパクト化を図ることができる。
【００４８】
ここで、内輪部材２８のセレーション３６と肩部３２のセレーション３７に、その軸線に対して所定角度傾斜した捩れ角を設け、連結環３９のセレーション３８との嵌合部に予圧が付与されるようにしている。捩れ角は０〜５０’、好ましくは１０’〜３０’の範囲に設定している。これにより、両セレーション３６、３７と連結環３９のセレーション３８の嵌合部における周方向のガタを殺し、装置の信頼性を高めると共に、操縦安定性を向上させることができる。なお、捩れ角が設けられた構成に限らず、例えば、両セレーション３６、３７の歯厚と連結環３９のセレーション３８の歯厚とがタイトになるように形成し、圧入してその嵌合部に予圧が付与されるようにしても良い。
【００４９】
従来、外側継手部材のステム部にセレーションが形成され、等速自在継手からのトルク伝達を行なっていたが、本発明に係る実施形態では、内輪部材２８および肩部３２の外径にセレーション３６、３７を形成しているため、歯数を多く設定することができ、その分セレーション３６、３７の軸方向寸法を短縮することができるので装置の軽量コンパクト化を達成することができる。
【００５０】
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。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る駆動車輪用軸受装置は、一端に車輪取付フランジを一体に有するハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化した駆動車輪用軸受装置であって、前記複列の転がり軸受の一方の内側転走面を前記ハブ輪の外周に、他方の内側転走面を前記等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ一体に形成し、前記ハブ輪の内周に硬化させた凹凸部を形成し、このハブ輪に前記外側継手部材に形成したステム部を内嵌すると共に、このステム部に形成した嵌合部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませることにより、前記ハブ輪と外側継手部材とを一体に塑性結合した駆動車輪用軸受装置において、前記凹凸部を独立した複数の環状溝と軸方向溝とを略直交させた交叉溝で構成し、前記環状溝の溝底径を前記軸方向溝の溝底径よりも小径に形成すると共に、前記軸方向溝の凸部の先端形状を鋭利に形成したので、第４世代の駆動車輪用軸受装置において、車両旋回時、装置に曲げモーメント荷重が負荷され、塑性結合部を含む外側継手部材のステム部が曲げられ、繰返し応力が発生しても、凹凸部に嵌合部を充分食い込ませることができ、捩り強度と引抜き強度等の動的強度と静的強度を増大させることができると共に、ブローチ等の加工工具の耐久性を向上させることができる。
【００５２】
また、一端に車輪取付フランジを一体に有するハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化した駆動車輪用軸受装置であって、前記複列の転がり軸受の一方の内側転走面を前記ハブ輪の外周に、他方の内側転走面を前記ハブ輪に外嵌した別体の内輪の外周にそれぞれ一体に形成すると共に、前記内輪の内周に硬化させた凹凸部を形成し、前記ハブ輪のインロウ部を拡径させて前記凹凸部に食込ませることにより、前記ハブ輪と内輪とを一体に塑性結合した第３世代の駆動車輪用軸受装置、あるいは、一端に車輪取付フランジを一体に有するハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化した駆動車輪用軸受装置であって、前記複列の転がり軸受の一方の内側転走面を前記ハブ輪の外周に、他方の内側転走面を前記ハブ輪に内嵌した内輪部材の外周にそれぞれ一体に形成し、前記ハブ輪の内周に硬化させた凹凸部を形成し、前記内輪部材に形成した嵌合部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませることにより、前記ハブ輪と内輪部材とを一体に塑性結合した第３世代の駆動車輪用軸受装置であれば、軸受部の内部すきまを維持した状態でハブ輪とサブユニット化した、所謂セルフリテイン形式の第３世代構造の駆動車輪用軸受装置を提供することができる。また、等速自在継手と着脱が可能となり、軸受部の標準化ができ、組立性向上と共に、市場における補修性を各段に向上させることができる。
【００５３】
また、本発明に係る駆動車輪用軸受装置の製造方法は、前記凹凸部の環状溝を旋削で形成した後、ブローチで軸方向溝を形成し、この交叉溝の最内径部の寸法を、前記軸方向溝で設定した方法を採用したので、凹凸部の寸法をＢＰＤ（ビトウィンピン直径：Ｂｅｔｗｅｅｎ  Ｐｉｎｓ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ）で精度良く管理することができる。
したがって、所望の凹凸部の凸部先端形状を確保することができ、食い込み力のバラツキを抑え、塑性結合部の安定した強度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る駆動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】（ａ）は、本発明に係る凹凸部を構成する独立して形成した複数の環状溝を示す縦断面図である。
（ｂ）は、同上複数の軸方向溝を示す横断面図である。
【図３】本発明に係る凹凸部の軸方向溝を加工するブローチを示した平面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は、本発明に係る凹凸部の軸方向溝を加工していく過程を示した模式図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、同上他の加工過程を示した模式図である。
【図６】本発明に係る駆動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７】本発明に係る駆動車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。
【図８】従来の駆動車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図９】（ａ）は、従来の駆動車輪用軸受装置における凹凸部を構成する独立して形成した複数の環状溝を示す縦断面図である。
（ｂ）は、同上複数の軸方向溝を示す横断面図である。
【図１０】従来の凹凸部を構成する複数の軸方向溝を示す要部を拡大した横断面図である。
【符号の説明】
１、１’・・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ、１４ａ、２４ａ、２８ａ・・内側転走面
１ｂ、２３・・・・・・・・・・・インロウ部
２、２’、２７・・・・・・・・・複列の転がり軸受
３、２９・・・・・・・・・・・・等速自在継手
４・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
４ａ・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
５、２５・・・・・・・・・・・・凹凸部
５ａ・・・・・・・・・・・・・・環状溝
５ｂ・・・・・・・・・・・・・・軸方向溝
７・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
７ａ・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
７ｂ・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
８、８’・・・・・・・・・・・・内方部材
９・・・・・・・・・・・・・・・転動体
１０・・・・・・・・・・・・・・保持器
１１ａ、１１ｂ・・・・・・・・・シール
１２・・・・・・・・・・・・・・環状溝
１２ａ・・・・・・・・・・・・・環状溝の凸部
１２ｂ・・・・・・・・・・・・・軸方向溝の凸部
１４、３０・・・・・・・・・・・外側継手部材
１５、３１・・・・・・・・・・・マウス部
１５ａ、３１ａ・・・・・・・・・トラック溝
１６、３２・・・・・・・・・・・肩部
１７・・・・・・・・・・・・・・ステム部
１７ａ、２８ｂ・・・・・・・・・小径段部
１７ｂ、２８ｃ・・・・・・・・・嵌合部
１９・・・・・・・・・・・・・・端面
２１・・・・・・・・・・・・・・エンドプレート
２２・・・・・・・・・・・・・・ブローチ
２２ａ・・・・・・・・・・・・・切削歯
２２ａ−１、−２、…−ｎ・・・・切削歯
２２ｂ・・・・・・・・・・・・・環状溝
２４・・・・・・・・・・・・・・内輪
２６、３６、３７、３８・・・・・セレーション
２８・・・・・・・・・・・・・・内輪部材
２８ｄ・・・・・・・・・・・・・大径端部
３３・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
３４・・・・・・・・・・・・・・ケージ
３５・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
３９・・・・・・・・・・・・・・連結環
４０・・・・・・・・・・・・・・固定ボルト
５０・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５１、７２・・・・・・・・・・・内側転走面
５２・・・・・・・・・・・・・・インロウ部
５３・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５４・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
５５・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
５５ａ・・・・・・・・・・・・・環状溝
５５ｂ・・・・・・・・・・・・・軸方向溝
６０・・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
６１・・・・・・・・・・・・・・外方部材
６２・・・・・・・・・・・・・・転動体
６３・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
６４・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
６５・・・・・・・・・・・・・・保持器
６６、６７・・・・・・・・・・・シール
７０・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
７１・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
７３・・・・・・・・・・・・・・マウス部
７４・・・・・・・・・・・・・・肩部
７５・・・・・・・・・・・・・・ステム部
７５ａ・・・・・・・・・・・・・小径段部
７５ｂ・・・・・・・・・・・・・嵌合部
７６・・・・・・・・・・・・・・トラック溝
７７・・・・・・・・・・・・・・貫通孔
７８・・・・・・・・・・・・・・エンドプレート
ｄ１・・・・・・・・・・・・・・環状溝の溝底径
ｄ２・・・・・・・・・・・・・・軸方向溝の溝底径
Ｒ・・・・・・・・・・・・・・・先端の曲率半径
【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】
2004306705.tif 000009
【図８】
2004306705.tif 000010
【図９】
2004306705.tif 000011
【図１０】
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