(57)【要約】【課題】自動機による組立により組立工数の削減を図った車輪用軸受装置およびその組立方法を提供する。【解決手段】ハブ輪１の内径に硬化した凹凸部１５が形成され、円筒部１０の嵌合部１０ｂを拡径させて凹凸部１５に食い込ませてハブ輪１と内輪部材７が一体に塑性結合された車輪用軸受装置の組立方法において、保持器１２に円錐ころ６が保持され、外方部材４のアウター側の外側転走面４ａに嵌挿され、その後、外方部材４のアウターの端部にシール１４が圧入されて反転され、縦置きにされたハブ輪１に嵌挿され、円錐ころ６が、保持器１３により内側転走面７ａに保持された状態で、インナー側の外側転走面４ａに嵌挿されつつ円筒部１０がハブ輪１に内嵌され、最後に、外方部材４と内輪部材７間にシール１４が装着されると共に、ハブ輪１に対して外方部材４を回転運動させつつ拡径加締により内方部材５が塑性結合される。【選択図】図３
2007139073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成されると共に、この内側転走面から軸方向に延びる円筒部が形成された内輪部材または等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、
この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、
前記外方部材と内方部材とで形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、
前記ハブ輪の内径に硬化した凹凸部が形成され、前記円筒部の端部に形成された嵌合部を拡径させて当該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または外側継手部材とが一体に塑性結合された車輪用軸受装置において、
前記複列の転動体のうち少なくともインナー側の転動体が円錐ころで構成されると共に、前記内側転走面の大径側に前記円錐ころを案内する大鍔が形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記内方部材が、前記ハブ輪と、このハブ輪に内嵌された内輪部材とからなり、この内輪部材のインナー側に円筒状の連結部が突設されると共に、当該内輪部材が、前記外側継手部材とセレーションを介してトルク伝達可能かつ分離可能に結合されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記保持器が合成樹脂から射出成形によって形成され、少なくともアウター側の保持器が、前記転動体をポケット内に脱落阻止状態に保持可能に構成されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向するアウター側の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向するインナー側の内側転走面が形成されると共に、この内側転走面から軸方向に延びる円筒部が形成された内輪部材または等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、
この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、
前記外方部材と内方部材とで形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、
前記ハブ輪の内径に硬化した凹凸部が形成され、前記円筒部の端部に形成された嵌合部を拡径させて当該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または外側継手部材とが一体に塑性結合された車輪用軸受装置の組立方法において、
前記アウター側の保持器に前記転動体が保持され、縦置きにされた前記外方部材のアウター側の外側転走面に嵌挿され、その後、前記外方部材のアウターの端部に前記アウター側のシールが圧入されると共に、当該外方部材が反転され、縦置きにされた前記ハブ輪に嵌挿され、前記円錐ころが、前記インナー側の保持器により前記内側転走面に保持された状態で、前記インナー側の外側転走面に嵌挿されつつ前記円筒部が前記ハブ輪に内嵌され、最後に、前記外方部材と内方部材とで形成される環状空間に前記インナー側のシールが装着されると共に、前記ハブ輪に対して前記外方部材を回転または揺動運動させつつ拡径加締により前記内方部材が塑性結合されることを特徴とする車輪用軸受装置の組立方法。
【請求項５】
前記外方部材を回転駆動するモータと、このモータの回転トルクを検出するトルク検出器と、検出された回転トルクを予め設定された所定値と比較する判定器とを備えた予圧モニター装置が配設され、前記外方部材の回転トルクを測定して組立時の異常の有無を検出すると共に、この回転トルクを媒体として予圧量を換算し、所定の軸受予圧量に設定するようにした請求項４に記載の車輪用軸受装置の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承し、円錐ころ軸受を備えた複列の転がり軸受で構成された車輪用軸受装置およびその組立方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を複列の転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。また、この車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第１世代と称される構造から、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第２世代構造、また、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第３世代構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第４世代構造とに大別されている。
【０００３】
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・コンパクト化が進んでいる。とりわけ、ＦＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、あるいは４ＷＤ車の全輪といった駆動側の車輪用軸受装置においては、これに加え、操縦安定性のための剛性アップを図るため、ハブ輪を備えた軸受部と等速自在継手とをユニット化する傾向にある。こうした車輪用軸受装置として、本出願人は図６に示すような車輪用軸受装置を既に提案している。
【０００４】
この車輪用軸受装置は、ハブ輪５１と、複列の転がり軸受５２と、等速自在継手５３とをユニット化して構成している。複列の転がり軸受５２は、外方部材５４と内方部材５５およびこれら両部材間に収容された複列のボール５６とを備えている。内方部材５５は、ハブ輪５１と円筒状の内輪部材５７とからなる。
【０００５】
ハブ輪５１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５８を一体に有し、外周に内側転走面５１ａと、この内側転走面５１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５１ｂが形成され、内周には熱処理によって硬化された凹凸部５９が形成されている。
【０００６】
一方、内輪部材５７は、外周に内側転走面５７ａが形成され、この内側転走面５７ａの両側に円筒部６０と連結部６１が一体に突設されている。円筒部６０にはハブ輪５１の小径段部５１ｂに内嵌されるインロウ部６０ａと、凹凸部５９に係合する嵌合部６０ｂとが形成されている。また、連結部６１には外周に雄スプライン（またはセレーション）６１ａが形成され、後述する外側継手部材６４の肩部６９内周に形成された雌スプライン（またはセレーション）６９ａに係合する。また、この雄スプライン６１ａの端部には環状溝６１ｂが形成されている。
【０００７】
外方部材５４は、外周に懸架装置を構成するナックル（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ５４ｂを一体に有し、内周に前記内側転走面５１ａ、５７ａに対向する複列の外側転走面５４ａ、５４ａが形成されている。そして、外方部材５４の両端部にはシール６２、６３が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内に侵入するのを防止している。
【０００８】
ハブ輪５１と内輪部材５７との結合は、まず、内輪部材５７の肩部５７ｂにハブ輪５１の小径段部５１ｂの端面が衝合され、突合せ状態になるまで内輪部材５７の円筒部６０にハブ輪５１が外嵌される。そして、嵌合部６０ｂの内径にポンチ等の拡径治具（図示せず）が圧入され、凹凸部５９に嵌合部６０ｂを拡径させて食い込ませ、ハブ輪５１と内輪部材５７とが一体に塑性結合されている。
【０００９】
等速自在継手５３は、外側継手部材６４と継手内輪６５とトルク伝達ボール６６およびケージ６７とからなる。外側継手部材６４は中空状をなし、カップ状のマウス部６８と、このマウス部６８よりも小径に形成された肩部６９とからなる。マウス部６８の開口端とハーフシャフト７０にはブーツ７１がブーツバンド７１ａ、７１ｂによって固定され、継手内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が侵入するのを防止している。
【００１０】
外側継手部材６４の肩部６９内周には雌スプライン６９ａが形成され、内輪部材５７における連結部６１の雄スプライン６１ａに係合されている。そして、雄スプライン６１ａの環状溝６１ｂに装着されたクリップ７２を雌スプライン６９ａの切り上がり部に係合させて内輪部材５７と外側継手部材６４とが軸方向に分離可能に一体結合されている。これにより、簡単な構成で軸受部と等速自在継手とを分離可能にワンタッチで固定することができると共に、市場における補修点検時に、ユニット交換ではなく不具合のある一部の部品を交換することができる。
【特許文献１】特開２００３−１１２５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
こうした車輪用軸受装置は、ハブ輪５１と、複列の転がり軸受５２と、等速自在継手５３とをユニット化して軽量・コンパクト化を図ると共に、等速自在継手５３を分離可能に固定して補修性を向上させる特徴を備えている。然しながら、このような複列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置は、第３世代に止まらず第４世代のものまで開発されているが、複列円錐ころ軸受で構成される車輪用軸受装置においては、オフロードカーやトラック等、車体重量が嵩む車両に使用されるため、比較的コンパクト化のニーズが少なくて開発が進んでいないのが現状である。
【００１２】
さらに、複列円錐ころ軸受で構成される車輪用軸受装置の開発が進んでいない原因として以下の問題が挙げられる。それは、アンギュラ玉軸受と円錐ころの組立性の違いによるもので、その一つは、第２世代の円錐ころタイプでは、内輪、保持器、円錐ころをアセンブリし、サブユニット化して外方部材に組立可能であるが、第３世代となると、車輪取付フランジを一体に有し、外周に内側転走面が直接形成されたハブ輪と、これに嵌合される内輪または内輪部材を後から外方部材に組み立てる必要がある。そのため、保持器が円錐ころを抱き込んだまま保持できる構成でなければ、組立工程で円錐ころが保持器から脱落して自動機による組立に不具合が生じる。
【００１３】
もう一つは、軸受組立時、円錐ころが各転走面の母線方向に擦れ合うため、これら各面同士の当接部からグリース等の潤滑剤が退避して金属接触に近い状態となり、これら各当接部の摩擦係数が大きくなる。このため、大鍔に円錐ころがスムーズに移動せずに不整列な状態のまま組み立てられる恐れがある。これでは、内部すきまを負とすべき場合にも正の内部すきまとなり、所望の予圧を正確に付与できなくなる可能性がある。特に、円錐ころの中心軸が正規の自転軸に対して傾いてしまう、所謂スキューが発生すると、このような問題がさらに顕著になる。増してや、等速自在継手を構成する外側継手部材の外周に直接転走面が形成される第４世代構造となると、さらに自動機による組立が難しくなるためである。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、自動機による組立により組立工数の削減を図ると共に、正確な予圧設定が可能な車輪用軸受装置およびその組立方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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、外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成されると共に、この内側転走面から軸方向に延びる円筒部が形成された内輪部材または等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材とで形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記ハブ輪の内径に硬化した凹凸部が形成され、前記円筒部の端部に形成された嵌合部を拡径させて当該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または外側継手部材とが一体に塑性結合された車輪用軸受装置において、前記複列の転動体のうち少なくともインナー側の転動体が円錐ころで構成されると共に、前記内側転走面の大径側に前記円錐ころを案内する大鍔が形成されている。
【００１６】
このように、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に複列の外側転走面に対向するアウター側の内側転走面が直接形成されたハブ輪と、外周に複列の外側転走面に対向するインナー側の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒部が形成された内輪部材または外側継手部材とからなる内方部材と、両部材間に転動自在に収容された複列の転動体と、外方部材と内方部材とで形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、ハブ輪の内径に硬化した凹凸部が形成され、円筒部の端部に形成された嵌合部を拡径させて当該凹凸部に食い込ませることにより、ハブ輪と内輪部材または外側継手部材とが一体に塑性結合された車輪用軸受装置において、複列の転動体のうち少なくともインナー側の転動体が円錐ころで構成されると共に、内側転走面の大径側に円錐ころを案内する大鍔が形成されているので、軽量・コンパクト化を図りつつ、複列の軸受列の負荷容量あるいは剛性を高めた車輪用軸受装置を提供することができる。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明のように、前記内方部材が、前記ハブ輪と、このハブ輪に内嵌された内輪部材とからなり、この内輪部材のインナー側に円筒状の連結部が突設されると共に、当該内輪部材が、前記外側継手部材とセレーションを介してトルク伝達可能かつ分離可能に結合されていれば、市場における補修点検時に、ユニット交換ではなく不具合のある一部の部品を交換することができる。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明のように、前記保持器が合成樹脂から射出成形によって形成され、少なくともアウター側の保持器が、前記転動体をポケット内に脱落阻止状態に保持可能に構成されていれば、外方部材の外側転走面と保持器によって転動体を保持して保持器から脱落するのを確実に防止することができるため、自動組立装置による組立の容易化や組立工数の大幅な削減ができる。
【００１９】
また、本発明のうち請求項４に記載の方法発明は、外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向するアウター側の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向するインナー側の内側転走面が形成されると共に、この内側転走面から軸方向に延びる円筒部が形成された内輪部材または等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材とで形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記ハブ輪の内径に硬化した凹凸部が形成され、前記円筒部の端部に形成された嵌合部を拡径させて当該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または外側継手部材とが一体に塑性結合された車輪用軸受装置の組立方法において、前記アウター側の保持器に前記転動体が保持され、縦置きにされた前記外方部材のアウター側の外側転走面に嵌挿され、その後、前記外方部材のアウターの端部に前記アウター側のシールが圧入されると共に、当該外方部材が反転され、縦置きにされた前記ハブ輪に嵌挿され、前記円錐ころが、前記インナー側の保持器により前記内側転走面に保持された状態で、前記インナー側の外側転走面に嵌挿されつつ前記円筒部が前記ハブ輪に内嵌され、最後に、前記外方部材と内方部材とで形成される環状空間に前記インナー側のシールが装着されると共に、前記ハブ輪に対して前記外方部材を回転または揺動運動させつつ拡径加締により前記内方部材が塑性結合されるので、円錐ころがスムーズに各転走面上を移動して大鍔に安定して整列され、所定の予圧を精度良く付与することができる。こうした組立方法を採用することにより、自動機による組立が可能となり、組立工数の削減を図ることができる。
【００２０】
また、請求項５に記載の発明のように、前記外方部材を回転駆動するモータと、このモータの回転トルクを検出するトルク検出器と、検出された回転トルクを予め設定された所定値と比較する判定器とを備えた予圧モニター装置が配設され、前記外方部材の回転トルクを測定して組立時の異常の有無を検出すると共に、この回転トルクを媒体として予圧量を換算し、所定の軸受予圧量に設定するようにしたので、軸受の予圧量を精度良くかつ安定して測定・管理することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る車輪用軸受装置は、外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成されると共に、この内側転走面から軸方向に延びる円筒部が形成された内輪部材または等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材とで形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記ハブ輪の内径に硬化した凹凸部が形成され、前記円筒部の端部に形成された嵌合部を拡径させて当該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または外側継手部材とが一体に塑性結合された車輪用軸受装置において、前記複列の転動体のうち少なくともインナー側の転動体が円錐ころで構成されると共に、前記内側転走面の大径側に前記円錐ころを案内する大鍔が形成されているので、軽量・コンパクト化を図りつつ、複列の軸受列の負荷容量あるいは剛性を高めた車輪用軸受装置を提供することができる。
【００２２】
また、本発明に係る車輪用軸受装置の組立方法は、請求項１乃至３に記載した車輪用軸受装置の組立方法であって、前記アウター側の保持器に前記転動体が保持され、縦置きにされた前記外方部材のアウター側の外側転走面に嵌挿され、その後、前記外方部材のアウターの端部に前記アウター側のシールが圧入されると共に、当該外方部材が反転され、縦置きにされた前記ハブ輪に嵌挿され、前記円錐ころが、前記インナー側の保持器により前記内側転走面に保持された状態で、前記インナー側の外側転走面に嵌挿されつつ前記円筒部が前記ハブ輪に内嵌され、最後に、前記外方部材と内方部材とで形成される環状空間に前記インナー側のシールが装着されると共に、前記ハブ輪に対して前記外方部材を回転または揺動運動させつつ拡径加締により前記内方部材が塑性結合されるので、円錐ころがスムーズに各転走面上を移動して大鍔に安定して整列され、所定の予圧を精度良く付与することができる。こうした組立方法を採用することにより、自動機による組立が可能となり、組立工数の削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周にそれぞれ外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向するテーパ状のアウター側の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向するテーパ状のインナー側の内側転走面が形成されると共に、この内側転走面から軸方向に延びる円筒部が形成された内輪部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の円錐ころと、前記外方部材と内方部材とで形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記ハブ輪の内径に硬化した凹凸部が形成され、前記円筒部の端部に形成された嵌合部を拡径させて当該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が一体に塑性結合された車輪用軸受装置の組立方法において、前記アウター側の保持器に前記円錐ころが保持され、縦置きにされた前記外方部材のアウター側の外側転走面に嵌挿され、その後、前記外方部材のアウターの端部に前記アウター側のシールが圧入されると共に、当該外方部材が反転され、縦置きにされた前記ハブ輪に嵌挿され、前記円錐ころが、前記インナー側の保持器により前記内側転走面に保持された状態で、前記インナー側の外側転走面に嵌挿されつつ前記円筒部が前記ハブ輪に内嵌され、最後に、前記外方部材と内輪部材とで形成される環状空間に前記インナー側のシールが装着されると共に、前記ハブ輪に対して前記外方部材を回転運動させつつ拡径加締により前記内方部材が塑性結合される。
【実施例１】
【００２４】
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、本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図、図２（ａ）〜（ｃ）は、図１の車輪用軸受装置の組立方法を示す説明図、図３は、図１の車輪用軸受装置の拡径加締工程を示す説明図である。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ター側（図面左側）、中央寄り側をインナー側（図面右側）という。
【００２５】
この車輪用軸受装置は、ハブ輪１と複列の転がり軸受２とがサブユニット化され、等速自在継手３と分離可能にユニット化されている。複列の転がり軸受２は、外方部材４と内方部材５と複列の円錐ころ６、６とを備えている。外方部材４は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、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４ｂを一体に有し、内周にそれぞれ外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面４ａ、４ａが形成され、高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。
【００２６】
一方、内方部材５は、ハブ輪１と、このハブ輪１に内嵌された円筒状の内輪部材７とを有している。ハブ輪１は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、アウター側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ８を有し、この車輪取付フランジ８の周方向等配に複数のハブボルト８ａが植設されている。また、ハブ輪１の外周には、前記複列の外側転走面４ａ、４ａに対向するテーパ状の一方（アウター側）の内側転走面１ａと、この内側転走面１ａの大径側に円錐ころ６を案内する大鍔１ｃが形成されている。また、内側転走面１ａの小径側には円錐ころ６の脱落を防止する小鍔が形成されておらず、小径側端部から軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂが形成されている。そして、後述するアウター側のシール１４が嵌合する車輪取付フランジ８の基部８ｂから内側転走面１ａおよび小径段部１ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。これにより、車輪取付フランジ８に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、ハブ輪１の耐久性が一層向上する。
【００２７】
内輪部材７は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、外周に、前記複列の外側転走面４ａ、４ａに対向するテーパ状の他方（インナー側）の内側転走面７ａと、この内側転走面７ａを挟んでアウター側には小鍔９と、この小鍔９から軸方向に延びる円筒部１０が形成されると共に、インナー側には後述する外側継手部材２０に連結される円筒状の連結部１１が形成されている。なお、内側転走面７ａの大径側には円錐ころ６を案内する大鍔７ｂが形成されている。
【００２８】
円筒部１０は、ハブ輪１の小径段部１ｂに所定のシメシロを介して圧入されるインロウ部１０ａと、このインロウ部１０ａの端部に嵌合部１０ｂがそれぞれ形成されている。また、連結部１１の内周にはセレーション（またはスプライン）１１ａが形成されている。そして、内側転走面７ａをはじめその両側の円筒部１０および連結部１１が高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。なお、円筒部１０の嵌合部１０ｂは鍛造後の生のままとされている。
【００２９】
外方部材４の複列の外側転走面４ａ、４ａと、これらに対向する内方部材５の内側転走面１ａ、７ａ間には複列の円錐ころ６、６が収容され、保持器１２、１３によって転動自在に保持されている。この車輪用軸受装置は、両転走面４ａ、１ａおよび４ａ、７ａに加わる力の作用方向の作用線が軸心に向うほど軸方向に離反する、所謂背面合せタイプの複列円錐ころ軸受を構成している。また、外方部材４と内方部材５とで形成される環状空間の開口部にはシール１４、１４が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。
【００３０】
ここで、ハブ輪１の内周には凹凸部１５が形成され、熱処理によって表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。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。なお、凹凸部１５はアヤメローレット状に形成され、旋削等により独立して形成された複数の環状溝と、ブローチ加工等により形成された複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝、あるいは、互いに傾斜した螺旋溝で構成した交叉溝からなる。また、凹凸部１５の凸部は良好な食い込み性を確保するために、その先端部が三角形状等の尖塔形状に形成されている。
【００３１】
ハブ輪１と内輪部材７との結合は、まず、内輪部材７の小鍔９の端面にハブ輪１の小径段部１ｂの端面が衝合され、突合せ状態になるまで内輪部材７の円筒部１０にハブ輪１が外嵌される。そして、この円筒部１０における嵌合部１０ｂの内径にポンチ等の拡径治具を押し込んで嵌合部１０ｂを拡径し、この嵌合部１０ｂをハブ輪１の凹凸部１５に食い込ませて加締め、ハブ輪１と内輪部材７とが一体に塑性結合されている。これにより、従来のようにナット等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がないため、軽量・コンパクト化を図ることができると共に、ハブ輪１の強度・耐久性を向上させ、かつ長期間その予圧量を維持することができる。
【００３２】
本実施形態では、保持器１２、１３は、ＰＡ（ポリアミド）６６等の熱可塑性樹脂をベースにＧＦ（グラスファイバー）等の強化材が添加され、射出成形によって形成されている。なお、アウター側の保持器１２は、円錐ころ６をポケット内に脱落阻止状態に保持可能に構成されている。すなわち、保持器１２におけるポケットの外径側開口部の幅は、円錐ころ６がテーパ状となった側面で接して外径側へ抜け出さずに案内される幅とされると共に、内径側開口部の幅は、円錐ころ６の対応部分の外径よりも若干狭い幅であって、保持器１２の弾性変形により、内径側から円錐ころ６をポケット内に押込み可能で、かつ押込み完了状態では、円錐ころ６は自然には内径側へ脱落しない幅とされている。
【００３３】
また、シール１４は、芯金１６と、この芯金１６に一体に加硫接着されたシール部材１７とからなる環状のシール板１８と、このシール板１８に対向配置され、断面が略Ｌ字状に形成されたスリンガ１９とからなり、所謂パックシールを構成している。芯金１６およびスリンガ１９は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて形成されている。
【００３４】
等速自在継手３は、外側継手部材２０と継手内輪２１、ケージ２２、およびトルク伝達ボール２３とからなる。外側継手部材２０は、カップ状のマウス部２４と、このマウス部２４の底部をなす肩部２５と、この肩部２５から軸方向に延びる円筒状の連結部２６とを有している。マウス部２４の内周には軸方向に延びる曲線状のトラック溝２４ａが形成されると共に、継手内輪２１の外周には、このトラック溝２４ａに対応するトラック溝２１ａが形成されている。また、連結部２６の外周には、前述した内輪部材７の連結部１１に形成されたセレーション１１ａに係合するセレーション（またはスプライン）２６ａが形成されている。
【００３５】
本実施形態では、内輪部材７の連結部１１が外側継手部材２０の肩部２５に突き合わされ、両連結部１１、２６がセレーション１１ａ、２６ａを介してトルク伝達可能に嵌合されると共に、外側継手部材２０の連結部２６に雌ねじ２６ｂが形成され、この雌ねじ２６ｂに固定ボルト２７を締結することにより、内輪部材７と外側継手部材２０が分離可能に軸方向に緊締されている。こうした構成を採用することにより、軽量・コンパクト化を図りつつ、複列の軸受列の負荷容量あるいは剛性を高めた車輪用軸受装置を提供することができる。
【００３６】
次に、図２（ａ）〜（ｃ）および図３を用いて本実施形態に係る車輪用軸受装置の組立方法について詳細に説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、保持器１２に円錐ころ６が保持されてころアセンブリが構成されると共に、このころアセンブリが、縦置きにされた外方部材４のアウター側の外側転走面４ａに嵌挿され、その後、外方部材４のアウターの端部にシール１４のシール板１８が圧入される。そして、（ｂ）に示すように、アウター側のころアセンブリが仮組みされた外方部材４は、この時点で反転されてハブ輪１に嵌挿される。この時、円錐ころ６が保持器１２で保持されているため内径側に脱落することはない。さらに、（ｃ）に示すように、外方部材４が、基台Ｂ上に縦置きに載置されたハブ輪１に嵌挿された後、内輪部材７と円錐ころ６および保持器１３がアセンブリされサブユニット化された後、インナー側の外側転走面４ａに嵌挿される。それに伴い、内輪部材７の円筒部１０がハブ輪１の内径に嵌挿され、外方部材４のインナー側の端部内周と内輪部材７の連結部１１の外周とで形成される環状空間にシール１４が装着される。ここで、ハブ輪１と同様、内輪部材７の小鍔９を廃止すると共に、円錐ころ６を脱落阻止状態に保持できる保持器（図示せず）を用いることで、外方部材４のインナー側の外側転走面４ａに予めころアセンブリを嵌挿し、最後に内輪部材７を外方部材４に嵌挿するようにしても良い。
【００３７】
次に、図３に示すように、ハブ輪１の内径にポンチＰが矢印の方向に押し込まれ、内輪部材７の嵌合部１０ｂを拡径し、この嵌合部１０ｂをハブ輪１の凹凸部１５に食い込ませて加締める、所謂拡径加締工程では、ハブ輪１が基台Ｂ上に回転不可に載置され、このハブ輪１に対して外方部材４を回転運動させつつ拡径加締が行われる。これにより、複列の円錐ころ６、６がスムーズに各転走面上を移動して大鍔１ｃ、７ｂに安定して整列され、所定の予圧を精度良く付与することができる。こうした組立方法を採用することにより、自動機による組立が可能となり、組立工数の削減を図ることができる。なお、外方部材４をハブ輪１と相対的に揺動（往復回転）させるようにしても良い。
【００３８】
さらに、本実施形態では、車輪用軸受装置に予圧モニター装置３０が配設されている。この予圧モニター装置３０は、車輪用軸受装置の拡径加締時に回転させる外方部材４の回転トルクを測定し、組立時の異常の有無を検出すると共に、この回転トルクを媒体として予圧量を換算し、所定の軸受予圧量に設定するようにした。
【００３９】
この予圧モニター装置３０は、図示しない減速機を介して外方部材４を回転駆動するモータＭと、このモータＭの回転トルクを検出する電力計からなるトルク検出器３１と、検出された回転トルクを予め設定された所定値と比較する判定器３２とを備えている。予圧モニター装置３０では、モータＭを駆動し、減速機を介して外方部材４を回転させ、外方部材４の回転トルクをトルク検出器３１で検出する。そして、検出された回転トルクに基き予圧量を求め、この予圧量が予め設定された所定値、つまり車輪用軸受装置に適した予圧量に達した時に拡径加締を終了させる。こうした予圧モニター装置３０を拡径加締装置に配設したので、軸受の予圧量を精度良くかつ安定して測定・管理することができる。
【実施例２】
【００４０】
図４（ａ）は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。なお、この実施形態は、前述した実施形態（図１）と基本的にはアウター側の軸受の構成が異なるのみで、その他同一部品同一部位あるいは同一の機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４１】
この車輪用軸受装置は、ハブ輪３３と複列の転がり軸受３４とがサブユニット化され、等速自在継手３５と分離可能にユニット化されている。複列の転がり軸受３４は、外方部材３６と内方部材３７、および両部材間に収容された複数のボール４０と円錐ころ６とを備え、複列の軸受列の負荷容量あるいは剛性のバランスを保つと共に、装置を軸方向にコンパクト化したものである。
【００４２】
外方部材３６は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、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４ｂを一体に有し、内周に円弧状のアウター側の内側転走面３６ａと、テーパ状のインナー側の外側転走面４ａが形成され、高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。
【００４３】
一方、内方部材３７は、ハブ輪３３と、このハブ輪３３に内嵌された円筒状の内輪部材３８とを有している。ハブ輪３３は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、アウター側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ８を有し、外周に円弧状のアウター側の内側転走面３３ａと、この内側転走面３３ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部３３ｂが形成されている。そして、アウター側のシール４２が摺接する車輪取付フランジ８の基部８ｂから内側転走面３３ａおよび小径段部３３ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。
【００４４】
一方、内輪部材３８は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、外周に、前記外方部材３６の外側転走面４ａに対向するテーパ状のインナー側の内側転走面７ａと、この内側転走面７ａを挟んでアウター側には小鍔９と、この小鍔９から軸方向に延びる円筒部１０が形成されると共に、インナー側には後述する外側継手部材に連結される円筒状の連結部３９が形成されている。この連結部３９の外周にはセレーション（またはスプライン）３９ａが形成されている。
【００４５】
外方部材３６の複列の外側転走面３６ａ、４ａと、これらに対向する内方部材３７の内側転走面３３ａ、７ａ間には複数のボール４０と円錐ころ６がそれぞれ収容され、保持器４１、１３によって転動自在に保持されている。また、外方部材３６と内方部材３７とで形成される環状空間の開口部にはシール４２、１４が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。なお、ハブ輪３３の端部および外側継手部材４５の内周にエンドキャップ４３、４４が装着され、塑性結合部に雨水等が浸入してその部位が発錆するのを防止すると共に、マウス部２４内に封入されたグリースが外部に漏洩するのを防止している。
【００４６】
等速自在継手３５は、外側継手部材４５と継手内輪２１、ケージ２２、およびトルク伝達ボール２３とからなる。外側継手部材４５は、カップ状のマウス部２４と、このマウス部２４の底部から円筒状に延びる連結部４６とを有している。この連結部４６の内周には、前述した内輪部材３８の連結部３９に形成されたセレーション３９ａに係合するセレーション（またはスプライン）４６ａが形成されている。
【００４７】
本実施形態では、図４（ｂ）に拡大して示すように、内輪部材３８の端面が外側継手部材４５の連結部４６にＯリング等からなる弾性部材４７を介して突き合わされ、両連結部３９、４６がセレーション３９ａ、４６ａを介してトルク伝達可能に嵌合されている。また、セレーション３９ａ、４６ａの端部には環状溝３９ｂ、４６ｂが形成されると共に、これら環状溝３９ｂ、４６ｂに有端リングからなるクリップ４８が装着され、内輪部材３８と外側継手部材４５が軸方向に分離可能に一体結合されている。これにより、簡単な構成で複列の転がり軸受３４と等速自在継手３５とを分離可能にワンタッチで固定することができる。
【００４８】
本実施形態においても、ハブ輪３３の内径にポンチ等の拡径治具が押し込まれ、内輪部材３８の嵌合部１０ｂを拡径し、この嵌合部１０ｂをハブ輪３３の凹凸部１５に食い込ませて加締められるが、この拡径加締工程では、ハブ輪３３に対して外方部材３６を回転運動させつつ拡径加締が行われる。これにより、インナー側の円錐ころ６がスムーズに内側転走面７ａ上を移動して大鍔７ｂに安定して整列され、所定の予圧を精度良く付与することができる。
【実施例３】
【００４９】
図５は、本発明に係る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、前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同一の機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５０】
この車輪用軸受装置は第４世代と呼称され、ハブ輪１と複列の転がり軸受８０および等速自在継手８１とがユニット化して構成されている。複列の転がり軸受８０は、内方部材８２と外方部材４、および両部材８２、４間に転動自在に収容された複列の円錐ころ６、６とを備えている。内方部材８２は、ハブ輪１と、このハブ輪１に内嵌されて塑性結合された外側継手部材８３とからなる。
【００５１】
等速自在継手８１は、外側継手部材８３と継手内輪２１、ケージ２２、およびトルク伝達ボール２３とからなる。外側継手部材８３はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、カップ状のマウス部２４と、このマウス部２４の底部をなす肩部８４と、この肩部８４から軸方向に延びる円筒部１０とが一体に形成されている。肩部８４の外周には、外方部材４の複列の外側転走面４ａ、４ａに対向するテーパ状のインナー側の内側転走面７ａと、この内側転走面７ａの大径側に円錐ころ６を案内する大鍔７ｂと、小径側からストレートに延びる円筒部８３ａとがそれぞれ一体に形成されている。そして、トラック溝２４ａと、シール１４が嵌合する肩部８４から内側転走面７ａおよび円筒部１０に亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。
【００５２】
外方部材４の複列の外側転走面４ａ、４ａと、これらに対向する複列の内側転走面１ａ、７ａ間には複列の円錐ころ６、６が収容されると共に、保持器１２、１２によって転動自在に、かつ脱落不可に保持され、背面合せタイプの複列円錐ころ軸受を構成している。
【００５３】
本実施形態においても、ハブ輪１の内径にポンチ等の拡径治具が押し込まれ、外側継手部材８３の嵌合部１０ｂを拡径し、この嵌合部１０ｂをハブ輪１の凹凸部１５に食い込ませて加締める拡径加締工程では、ハブ輪１に対して外方部材４を回転運動させつつ拡径加締が行われる。これにより、複列の円錐ころ６、６がスムーズに内側転走面１ａ、７ａ上を移動して大鍔１ｃ、７ｂに安定して整列され、所定の予圧を精度良く付与することができる。
【００５４】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る車輪用軸受装置は、一端部に車輪取付フランジを有し、外周に内側転走面が直接形成されたハブ輪を有する第３または第４世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る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）〜（ｃ）は、図１の車輪用軸受装置の組立方法を示す説明図である。
【図３】図１の車輪用軸受装置の拡径加締工程を示す説明図である。
【図４】（ａ）は、本発明に係る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。  （ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。
【図５】本発明に係る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６】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１、３３・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ、７ａ、３３ａ・・・・・・・・内側転走面
１ｂ・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
１ｃ、７ｂ・・・・・・・・・・・・大鍔
２、３４、８０・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
３、３５、８１・・・・・・・・・・等速自在継手
４、３６・・・・・・・・・・・・・外方部材
４ａ・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
４ｂ・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５、３７、８２・・・・・・・・・・内方部材
６・・・・・・・・・・・・・・・・円錐ころ
７、３８・・・・・・・・・・・・・内輪部材
８・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
８ａ・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
８ｂ・・・・・・・・・・・・・・・基部
９・・・・・・・・・・・・・・・・小鍔
１０、８３ａ・・・・・・・・・・・円筒部
１０ａ・・・・・・・・・・・・・・インロウ部
１０ｂ・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
１１、２６、３９、４６・・・・・・連結部
１１ａ、２６ａ、３９ａ、４６ａ・・セレーション
１２、１３、４１・・・・・・・・・保持器
１４、４２・・・・・・・・・・・・シール
１５・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
１６・・・・・・・・・・・・・・・芯金
１７・・・・・・・・・・・・・・・シール部材
１８・・・・・・・・・・・・・・・シール板
１９・・・・・・・・・・・・・・・スリンガ
２０、４５、８３・・・・・・・・・外側継手部材
２１・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
２１ａ、２４ａ・・・・・・・・・・トラック溝
２２・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
２３・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
２４・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
２５、８４・・・・・・・・・・・・肩部
２６ｂ・・・・・・・・・・・・・・雌ねじ
２７・・・・・・・・・・・・・・・固定ボルト
３０・・・・・・・・・・・・・・・予圧モニター装置
３１・・・・・・・・・・・・・・・トルク検出器
３２・・・・・・・・・・・・・・・判定器
３９ｂ、４６ｂ・・・・・・・・・・環状溝
４０・・・・・・・・・・・・・・・ボール
４３、４４・・・・・・・・・・・・エンドキャップ
４７・・・・・・・・・・・・・・・弾性部材
４８・・・・・・・・・・・・・・・クリップ
５１・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５１ａ、５７ａ・・・・・・・・・・内側転走面
５１ｂ・・・・・・・・・・・・・・小径段部
５２・・・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
５３・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
５４・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
５４ａ・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
５４ｂ・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５５・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
５６・・・・・・・・・・・・・・・ボール
５７・・・・・・・・・・・・・・・内輪部材
５８・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５９・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
６０・・・・・・・・・・・・・・・円筒部
６０ａ・・・・・・・・・・・・・・インロウ部
６０ｂ・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
６１・・・・・・・・・・・・・・・連結部
６１ａ・・・・・・・・・・・・・・雄スプライン
６１ｂ・・・・・・・・・・・・・・環状溝
６２、６３・・・・・・・・・・・・シール
６４・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
６５・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
６６・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
６７・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
６８・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
６９・・・・・・・・・・・・・・・肩部
６９ａ・・・・・・・・・・・・・・雌スプライン
７０・・・・・・・・・・・・・・・ハーフシャフト
７１・・・・・・・・・・・・・・・ブーツ
７１ａ、７１ｂ・・・・・・・・・・ブーツバンド
７２・・・・・・・・・・・・・・・クリップ
Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・基台
Ｍ・・・・・・・・・・・・・・・・モータ
【図１】
2007139073.tif 000003
【図２】
2007139073.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007139073.tif 000006
【図５】
2007139073.tif 000007
【図６】
2007139073.tif 000008