(57)【要約】【課題】  軸受寿命の低下がなく、簡単な方法でクリープの発生を防止する車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】  ハブ輪２の外周に内側転走面２ａと、この内側転走面２ａから軸方向に延びる小径段部２ｂが形成され、この小径段部２ｂに内輪３が圧入された第３世代構造の車輪用軸受装置において、小径段部２ｂのインボード側の端部外周に環状の凸部１２が形成されると共に、この凸部１２が、内輪３における内側転走面３ａの内端部Ａに対応する位置から端面に亙って円筒状に形成され、この範囲のシメシロが、内輪３との圧入における他の部分のシメシロよりも大きく設定されているので、内輪３の内側転走面３ａに許容量以上の引張応力が発生して軸受寿命が低下するのを防止すると共に、簡単な方法で内輪のクリープの発生を防止することができる。【選択図】図２
2007002937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、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た内輪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を備えた車輪用軸受装置において、
前記ハブ輪における小径段部のインボード側の端部外周に凸部が形成されると共に、この凸部が、前記内輪における内側転走面の内端部に対応する位置に設けられ、この凸部の最大シメシロが、前記内輪との圧入における当該凸部以外のシメシロよりも大きく設定されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記小径段部が、総型砥石によって少なくとも前記内側転走面と同時に研削加工されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記小径段部と内輪とのシメシロが１０〜５０μｍの範囲に設定されると共に、前記凸部が前記小径段部の外径に対し直径で５０〜１００μｍの段差に形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】
前記凸部が円筒状に形成されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記凸部が前記端面に向って漸次大径になるように形成されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、軽量・コンパクト化を図ると共に、ハブ輪に圧入固定された内輪のクリープを防止した車輪用軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両の車輪用軸受装置には、駆動輪用のものと従動輪用のものとがある。特に、自動車の懸架装置に対して車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置は、低コスト化は言うまでもなく、燃費向上のための軽量・コンパクト化が進んでいる。その従来構造の代表的な一例として、図５に示すような駆動輪用の車輪用軸受装置が知られている。
【０００３】
この車輪用軸受装置は第３世代と称され、ハブ輪５１と内輪５２とからなる内方部材５３と、この内方部材５３に外挿された外方部材５４と、両部材５３、５４間に収容された複列の転動体５５、５５とを備えている。ハブ輪５１は、その一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５６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、内周にセレーション５１ｃが形成されている。また、車輪取付フランジ５６の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト５６ａが植設されている。ハブ輪５１の小径段部５１ｂには、外周に内側転走面５２ａが形成された内輪５２が圧入されている。
【０００４】
外方部材５４は、外周に車体取付フランジ５４ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面５４ａ、５４ａが形成され、この複列の外側転走面５４ａ、５４ａと対向する前記内側転走面５１ａ、５２ａの間に複列の転動体５５、５５が保持器５７を介して転動自在に収容されている。そして、この車輪用軸受装置は、図示しない等速自在継手がトルク伝達可能に連結されている。
【０００５】
ここで、内輪５２はハブ輪５１の小径段部５１ｂに所定のシメシロを介して圧入されているが、このシメシロが不足すると内輪５２がクリープを起こし、焼付いたり、短寿命を誘発する恐れがあった。ここで、クリープとは、嵌合シメシロ不足や嵌合面の加工精度不良等により軸受が周方向に微動して嵌合面が鏡面化し、場合によってはかじりを伴い焼付きや溶着する現象をいう。
【０００６】
このクリープの発生を防止するためにシメシロを大きく設定することが考えられるが、シメシロが大きくなればその分荷重が増大することになって軸受寿命が低下し好ましくない。したがって、こうした問題を回避するために従来の車輪用軸受装置では、試作試験においてクリープが発生した場合、ハブ輪５１と内輪５２とのシメシロを変更し、適切なシメシロを再設定して逐次対応してきた。なお、係る先行技術は文献公知発明に係るものでないため、記載すべき先行技術文献情報はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、こうした試作試験においてクリープの発生有無を確認し試行錯誤でシメシロを決定する方法では、試作に無駄な時間とコストが発生するため、こうした車輪用軸受装置において、軸受寿命の低下がなくクリープの発生を防止する手段が望まれていた。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、軸受寿命の低下がなく、簡単な方法でクリープの発生を防止する車輪用軸受装置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】
【０００９】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、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、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、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た内輪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を備えた車輪用軸受装置において、前記ハブ輪における小径段部のインボード側の端部外周に凸部が形成されると共に、この凸部が、前記内輪における内側転走面の内端部に対応する位置に設けられ、この凸部の最大シメシロが、前記内輪との圧入における当該凸部以外のシメシロよりも大きく設定されている構成を採用した。
【００１０】
このように、ハブ輪の外周に内側転走面と、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、この小径段部に内輪が圧入された第３世代構造の車輪用軸受装置において、小径段部のインボード側の端部外周に凸部が形成されると共に、この凸部が、内輪における内側転走面の内端部に対応する位置に設けられ、この凸部の最大シメシロが、内輪との圧入における凸部以外のシメシロよりも大きく設定されているので、内輪の内側転走面に許容量以上の引張応力が発生して軸受寿命が低下するのを防止すると共に、簡単な方法で内輪のクリープの発生を防止することができる。
【００１１】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記小径段部が、総型砥石によって少なくとも前記内側転走面と同時に研削加工されていれば、凸部を滑らかに、かつ容易に形成することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明のように、前記小径段部と内輪とのシメシロが１０〜５０μｍの範囲に設定されると共に、前記凸部が前記小径段部の外径に対し直径で５０〜１００μｍの段差に形成されていれば、内輪が弾性変形によって凸部を乗り越えて小径段部に圧入され、内輪に無理な応力が生じることはない。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明のように、前記凸部が円筒状に形成されていても良いし、また、請求項５に記載の発明のように、前記凸部が前記端面に向って漸次大径になるように形成されていても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る車輪用軸受装置は、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、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、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た内輪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を備えた車輪用軸受装置において、前記ハブ輪における小径段部のインボード側の端部外周に環状の凸部が形成されると共に、この凸部が、前記内輪における内側転走面の内端部に対応する位置から端面に亙って延設され、この範囲のシメシロが他よりも大きく設定されているので、小径段部のインボード側の端部外周に環状の凸部が形成されると共に、この凸部が、内輪における内側転走面の内端部に対応する位置から端面に亙って延設され、この範囲のシメシロが、前記内輪との圧入における他の部分のシメシロよりも大きく設定されているので、内輪の内側転走面に許容量以上の引張応力が発生して軸受寿命が低下するのを防止すると共に、簡単な方法で内輪の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】
【００１５】
外周に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円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、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た内輪と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を備えた車輪用軸受装置において、前記ハブ輪における小径段部のインボード側の端部外周に環状の凸部が形成されると共に、この凸部が、前記内輪における内側転走面の内端部に対応する位置から端面に亙って円筒状に延設され、この範囲のシメシロが、前記内輪との圧入における他の部分のシメシロよりも大きく設定されている。
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基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は図１の要部拡大図、図３は本発明に係るハブ輪の研削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。
【００１７】
この車輪用軸受装置は駆動輪側の第３世代と称され、内方部材１と外方部材１０、および両部材１、１０間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）６、６とを備えている。内方部材１は、ハブ輪２と、このハブ輪２に圧入された内輪３とからなる。
【００１８】
ハブ輪２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、この車輪取付フランジ４の円周等配位置に車輪を固定するためのハブボルト５が植設されている。また、ハブ輪２の外周には内側転走面２ａと、この内側転走面２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部２ｂが形成され、内周にはセレーション（またはスプライン）２ｃが形成されている。内輪３は外周に内側転走面３ａが形成され、ハブ輪２の小径段部２ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。
【００１９】
外方部材１０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１０ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面１０ａ、１０ａが形成されている。そして、それぞれの転走面１０ａ、２ａと１０ａ、３ａ間に複列の転動体６、６が収容され、保持器７、７によりこれら複列の転動体６、６が転動自在に保持されている。また、外方部材１０の端部にはシール８、９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部に侵入するのを防止している。
【００２０】
ハブ輪２は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中炭素鋼で形成され、シール８が摺接するシールランド部１１をはじめ、アウトボード側の内側転走面２ａから小径段部２ｂに亙り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。これにより、車輪取付フランジ４の基部となるシールランド部１１の耐摩耗性が向上するばかりでなく、車輪取付フランジ４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することになり、ハブ輪２の耐久性が向上する。
【００２１】
一方、内輪３は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。また、外方部材１０は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中炭素鋼で形成され、複列の外側転走面１０ａ、１０ａをはじめ、シール８、９が嵌合する端部内径面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。
【００２２】
ここで、本実施形態では、図２に拡大して示すように、ハブ輪２における小径段部２ｂの端部外周に環状の凸部１２が形成されている。この凸部１２は、内輪３における内側転走面３ａの内端部Ａに対応する位置から端面に亙って円筒状に延設されている。内輪３はこの小径段部２ｂの凸部１２を弾性変形して乗り越え、その小端面３ｃがハブ輪２の肩部２ｄに衝合するまで所定のシメシロ（１０〜５０μｍ）を介して圧入されるが、内輪３における内径の内端部は、この小径段部２ｂの凸部１２によって大きなシメシロ（５０〜１００μｍ）が得られる。小径段部２ｂの外径と内輪３の内径とのシメシロを図中クロスハッチングにて誇張して示すが、このように、内輪３の内側転走面３ａを避け、小径段部２ｂの外周に凸部１２が内側転走面３ａの内端部Ａに対応する位置から端面に亙って延設されているので、内側転走面３ａに許容量以上の引張応力が発生して軸受寿命が低下するのを防止すると共に、簡単な方法で内輪３のクリープの発生を防止することができる。
【００２３】
なお、ここで、凸部１２は円筒状に限らず、例えば、周方向に数箇所または一部に形成されていても良い。また、内輪３の内端側の面取り３ｂは、例えば、図示しない等速自在継手との干渉等を考慮して設定する必要がないため、可能な限り小さく形成すると共に、小径段部２ｂをインボード側に延ばすのが好ましい。この面取り３ｂを小さく設定し、小径段部２ｂを延ばすことにより、実質的に内輪３と小径段部２ｂとの嵌合面積が増え耐クリープに有利となる。
【００２４】
図３にハブ輪２の研削工程を示す。ここで、小径段部２ｂにおける環状の凸部１２は、総型砥石１３で研削加工によって一体に形成されている。すなわち、ハブ輪２のシールランド部１１をはじめ内側転走面２ａから小径段部２ｂに亙って所定の形状・寸法にドレッシングにて成形された総型砥石１３によって同時に研削加工されている。なお、凸部１２は、この総型砥石１３の内周面に環状の凹所１３ａを設けることにより滑らかに、かつ容易に形成することができる。
【００２５】
ここでは、駆動輪側の第３世代と呼称される車輪用軸受装置を例示したが、本発明に係る車輪用軸受装置は駆動輪側に限定されず、従動輪側の車輪用軸受装置であっても良い。また、転動体６、６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。
【実施例２】
【００２６】
図４は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す要部断面図である。なお、この実施形態は前述した実施形態とハブ輪の小径段部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。
【００２７】
ハブ輪２’における小径段部２ｂ’の端部外周には環状の凸部１４が形成されている。この凸部１４は、内輪３における内側転走面３ａの内端部Ａに対応する位置から端面に亙って漸次大径になるようにテーパ状に形成されている。内輪３はこの小径段部２ｂの凸部１４を弾性変形して乗り越え、その小端面３ｃがハブ輪２’の肩部２ｄに衝合するまで所定のシメシロを介して圧入される。そして、内輪３における内径の内端部は、この小径段部２ｂ’の凸部１４によって大きなシメシロが得られる（図中クロスハッチングにて示す）。このように、内輪３の内側転走面３ａを避け、小径段部２ｂの外周に凸部１４が内側転走面３ａの内端部Ａに対応する位置から端面に亙って漸次シメシロが拡大するように形成されているので、内側転走面３ａに過大な引張応力が発生するのを防止すると共に、内輪３のクリープの発生を確実に防止することができる。
【００２８】
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】
【００２９】
本発明に係る車輪用軸受装置は、ハブ輪の小径段部に内輪が圧入された第３世代構造の車輪用軸受装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【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】同上、要部拡大図である。
【図３】本発明に係るハブ輪の研削工程を示す説明図である。
【図４】本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す要部断面図である。
【図５】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】
【００３１】
１・・・・・・・・・内方部材
２、２’・・・・・・ハブ輪
２ａ、３ａ・・・・・内側転走面
２ｂ、２ｂ’・・・・小径段部
２ｃ・・・・・・・・セレーション
２ｄ・・・・・・・・肩部
３・・・・・・・・・内輪
３ｂ・・・・・・・・面取り
３ｃ・・・・・・・・小端面
４・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５・・・・・・・・・ハブボルト
６・・・・・・・・・転動体
７・・・・・・・・・保持器
８、９・・・・・・・シール
１０・・・・・・・・外方部材
１０ａ・・・・・・・外側転走面
１０ｂ・・・・・・・車体取付フランジ
１１・・・・・・・・シールランド部
１２、１４・・・・・凸部
１３・・・・・・・・総型砥石
１３ａ・・・・・・・凹所
５１・・・・・・・・ハブ輪
５１ａ、５２ａ・・・内側転走面
５１ｂ・・・・・・・小径段部
５１ｃ・・・・・・・セレーション
５２・・・・・・・・内輪
５３・・・・・・・・内方部材
５４・・・・・・・・外方部材
５４ａ・・・・・・・外側転走面
５４ｂ・・・・・・・車体取付フランジ
５５・・・・・・・・転動体
５６・・・・・・・・車輪取付フランジ
５６ａ・・・・・・・ハブボルト
５７・・・・・・・・保持器
Ａ・・・・・・・・・内側転走面の内端部
【図１】
2007002937.tif 000003
【図２】
2007002937.tif 000004
【図３】
2007002937.tif 000005
【図４】
2007002937.tif 000006
【図５】
2007002937.tif 000007