(57)【要約】【課題】装置の軽量・コンパクト化を図ると共に、組立の容易化や組立工数の大幅な削減を図った車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】背面合せタイプの複列円錐ころ軸受で構成された第４世代構造の車輪用軸受装置において、外側継手部材１６に円筒状の軸部２３が一体に形成され、この軸部２３を拡径させ、ハブ輪１２の内径に形成された凹凸部１７に食い込ませることにより、ハブ輪１２と外側継手部材１６とが一体に塑性結合されると共に、保持器７が射出成形によって形成され、ポケット１０間の柱部１１が、円錐ころ３のピッチ円直径よりも内径側に位置し、ポケット１０の内径側開口部の幅Ｗが、円錐ころ３が柱部１１のテーパ状となった側面で接して内径側へ抜け出さずに案内される幅に設定され、外方部材２の外側転走面２ａの大径側に円錐ころ３を案内する大鍔２ｂが一体に形成されている。【選択図】図４
2007132455.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テーパ状の他方の内側転走面が形成された内輪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、背面合せタイプの複列円錐ころ軸受で構成された車輪用軸受装置において、
前記保持器が合成樹脂から射出成形によって形成され、隣り合うポケット間の柱部が、前記円錐ころのピッチ円直径よりも内径側に位置し、前記ポケットの内径側開口部の幅が、前記円錐ころが前記柱部のテーパ状となった側面で接して内径側へ抜け出さずに案内される幅に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】
前記内方部材の内側転走面の両端に大鍔および小鍔を有せず、前記外方部材の外側転走面の大径側に前記円錐ころを案内する大鍔が一体に形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記内方部材が、前記ハブ輪と、このハブ輪に内嵌される外側継手部材とからなり、この外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなし、外周に前記内側転走面が直接形成された肩部、およびこの肩部から軸方向に延びる軸部が一体に形成され、この軸部の端部を塑性変形させて前記ハブ輪に加締ることにより前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記ハブ輪の内径に硬化した凹凸部が形成され、前記軸部の端部に形成された中空状の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、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合されている請求項３に記載の車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記シールのうち少なくともインナー側のシールが、前記内方部材に圧入されるスリンガと、前記外方部材に圧入される芯金、およびこの芯金に一体に加硫接着されたシール部材からなる環状のシール板とを備え、それぞれ断面略Ｌ字状に形成されて互いに対向配置されると共に、前記シール部材が、前記スリンガに摺接するサイドリップを一体に有している請求項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、自動車等の車輪を回転自在に支承する複列円錐ころ軸受からなる車輪用軸受装置、特に、軽量・コンパクト化を図った車輪用軸受装置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。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。この車輪用軸受装置には、所望の軸受剛性を有し、ミスアライメントに対しても耐久性を発揮すると共に、燃費向上の観点から回転トルクが小さい複列アンギュラ玉軸受が多用されている。一方、オフロードカーやトラック等、車体重量が嵩む車両には複列円錐ころ軸受が使用されている。
【０００３】
また、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。
【０００４】
ここで、複列円錐ころ軸受からなる車輪用軸受装置は、トラック等、比較的重量が嵩む車両に用いられるため、軽量・コンパクト化へのニーズが少なく、複列アンギュラ玉軸受に比べ開発が遅れ第２世代構造のものまでしか開発されてないのが現状である。しかし、最近は、ワンボックスカー等のワゴン車の需要が増大し、多機能化が求められていることから、複列円錐ころ軸受が必要な負荷容量の大きな車輪用軸受装置においても、軽量・コンパクト化が望まれるようになってきている。
【０００５】
こうした車輪用軸受装置の一例を図６に示す。この車輪用軸受装置５０は、外周にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ５１ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面５１ａ、５１ａが形成された外方部材５１と、外周に複列の外側転走面５１ａ、５１ａに対向する複列の内側転走面５２ａ、５４ａが形成された内方部材５５と、両転走面間に収容された複列の円錐ころ５６、５６と、これら複列の円錐ころ５６、５６を転動自在に保持する保持器５７、５７とを備えた複列円錐ころ軸受からなる。
【０００６】
内方部材５５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、外周に前記外方部材５１の複列の外側転走面５１ａ、５１ａに対向する一方の内側転走面５２ａと、この内側転走面５２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５２ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション５２ｃが形成されたハブ輪５２と、このハブ輪５２の小径段部５２ｂに圧入され、外周に前記外方部材５１の複列の外側転走面５１ａ、５１ａに対向する他方の内側転走面５４ａが形成された内輪５４とからなり、駆動輪側の第３世代構造を構成している。
【０００７】
なお、車輪取付フランジ５３の周方向等配に車輪を締結するハブボルト６０が植設されると共に、外方部材５１と内方部材５５との間に形成される環状空間の開口部にはシール５８、５９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。
【０００８】
ここで、ハブ輪５２および内輪５４の内側転走面５２ａ、５４ａの大径側には円錐ころ５６を案内する大鍔５２ｄ、５４ｂが形成されているが、小径側にはころ脱落防止用の小鍔が形成されていない。そのため、保持器５７は、未組み込み状態で、円錐ころ５６をポケット６１内に脱落阻止状態に保持している。すなわち、保持器５７は合成樹脂を射出成形によって形成され、図７に示すように、保持器５７の隣り合うポケット６１、６１間の柱部６２は、外径側部分６２ａの断面形状が内径側へ狭まる台形状となり、この外径側部分６２ａから内径突出部分６２ｂが突出する形状になっている。そして、このポケット６１の外径側部分６２ａ、６２ａ間の幅は、円錐ころ５６が柱部６２の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ていると共に、内径突出部分６２ｂ、６２ｂ間の幅Ｗは、円錐ころ５６の対応部分の外径よりも若干狭い幅であって、保持器５７の弾性変形により、内径側から円錐ころ５６をポケット６１に押込み可能で、かつ押込み完了状態では、円錐ころ５６は二点鎖線で示すように、内径突出部分６２ｂに接して自然には円錐ころ５６が内径側へ脱落しない幅とされている。これにより、部品点数の削減や製品コストの低減のみならず、自動組立装置による組立の容易化や組立工数の削減を実現している。
【特許文献１】特開平１１−４４３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
こうした従来の車輪用軸受装置５０では、円錐ころ５６が保持器５７の内径突出部分６２ｂに接して自然には内径側へ脱落しないように構成されているが、この内径突出部分６２ｂ、６２ｂ間の幅Ｗを狭く設定すると、保持器５７の弾性変形によって内径側から円錐ころ５６をポケット６１に押込むことが難しくなる。したがって、組立性を向上させると共に、確実に円錐ころ５６の脱落を防止するためには、この入口幅Ｗをバラツキなく所定の幅寸法に規制しなければならなく、量産性を考慮したこうした射出成形では限界があった。さらに、保持器５７を弾性変形させて円錐ころ５６をポケット６１内に挿入する形式のため、円錐ころ５６を同時に挿入することは難しく、組立工数が嵩んで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には限界があった。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、装置の軽量・コンパクト化を図ると共に、組立の容易化や組立工数の大幅な削減を図った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】
【００１１】
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テーパ状の他方の内側転走面が形成された内輪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、背面合せタイプの複列円錐ころ軸受で構成された車輪用軸受装置において、前記保持器が合成樹脂から射出成形によって形成され、隣り合うポケット間の柱部が、前記円錐ころのピッチ円直径よりも内径側に位置し、前記ポケットの内径側開口部の幅が、前記円錐ころが前記柱部のテーパ状となった側面で接して内径側へ抜け出さずに案内される幅に設定されている。
【００１２】
このように、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、アウター側の端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に一方の内側転走面が直接形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合され、外周に他方の内側転走面が形成された内輪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、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、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、背面合せタイプの複列円錐ころ軸受で構成された第３または第４世代構造の車輪用軸受装置において、保持器が合成樹脂から射出成形によって形成され、隣り合うポケット間の柱部が、円錐ころのピッチ円直径よりも内径側に位置し、ポケットの内径側開口部の幅が、円錐ころが柱部のテーパ状となった側面で接して内径側へ抜け出さずに案内される幅に設定されているので、保持器の寸法精度を厳しく規制しなくても、外方部材の外側転走面と保持器によって円錐ころを保持し、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。
【００１３】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記内方部材の内側転走面の両端に大鍔および小鍔を有せず、前記外方部材の外側転走面の大径側に前記円錐ころを案内する大鍔が一体に形成されていれば、組立性が向上すると共に、外方部材に円錐ころが仮組みされた状態で、保持器が移動してシールに干渉することはない。したがって、保持器干渉によるシールの変形や損傷を防止してシールの密封性能の向上を図ることができる。
【００１４】
また、請求項３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る外側継手部材とからなり、この外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなし、外周に前記内側転走面が直接形成された肩部、およびこの肩部から軸方向に延びる軸部が一体に形成され、この軸部の端部を塑性変形させて前記ハブ輪に加締ることにより前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合されていれば、ナット等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がなく、軽量・コンパクト化を図ることができると共に、ハブ輪の強度・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。
【００１５】
好ましくは、請求項４に記載の発明のように、前記ハブ輪の内径に硬化した凹凸部が形成され、前記軸部の端部に形成された中空状の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、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合されていれば、装置の軽量・コンパクト化を一層図ることができる。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明のように、前記シールのうち少なくともインナー側のシールが、前記内方部材に圧入されるスリンガと、前記外方部材に圧入される芯金、およびこの芯金に一体に加硫接着されたシール部材からなる環状のシール板とを備え、それぞれ断面略Ｌ字状に形成されて互いに対向配置されると共に、前記シール部材が、前記スリンガに摺接するサイドリップを一体に有していれば、長期間に亘って密封性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
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テーパ状の他方の内側転走面が形成された内輪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、背面合せタイプの複列円錐ころ軸受で構成された車輪用軸受装置において、前記保持器が合成樹脂から射出成形によって形成され、隣り合うポケット間の柱部が、前記円錐ころのピッチ円直径よりも内径側に位置し、前記ポケットの内径側開口部の幅が、前記円錐ころが前記柱部のテーパ状となった側面で接して内径側へ抜け出さずに案内される幅に設定されているので、保持器の寸法精度を厳しく規制しなくても、外方部材の外側転走面と保持器によって円錐ころを保持し、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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テーパ状の他方の内側転走面が形成された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、背面合せタイプの複列円錐ころ軸受で構成された車輪用軸受装置において、前記外側継手部材が、外周に前記内側転走面が直接形成された肩部と、この肩部から軸方向に延びる円筒状の軸部が一体に形成され、この軸部を拡径させて前記ハブ輪の内径に硬化して形成された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が一体に塑性結合されると共に、前記保持器が合成樹脂から射出成形によって形成され、前記保持器が合成樹脂から射出成形によって形成され、隣り合うポケット間の柱部が、前記円錐ころのピッチ円直径よりも内径側に位置し、前記ポケットの内径側開口部の幅が、前記円錐ころが前記柱部のテーパ状となった側面で接して内径側へ抜け出さずに案内される幅に設定されると共に、前記外方部材の外側転走面の大径側に前記円錐ころを案内する大鍔が一体に形成されている。
【実施例１】
【００１９】
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は、図１の要部拡大図、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った拡大断面図である。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。
【００２０】
この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される駆動輪用であって、内方部材１と外方部材２、および両部材１、２間に転動自在に収容された複列の円錐ころ３、３とを備えている。内方部材１は、ハブ輪４と、このハブ輪４に所定のシメシロを介して圧入された内輪５とからなる。
【００２１】
ハブ輪４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６を一体に有し、外周にテーパ状の一方（アウター側）の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる小径段部４ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）４ｃが形成されている。車輪取付フランジ６にはハブボルト６ａが周方向等配に植設されている。内輪５は、外周にテーパ状の他方（インナー側）の内側転走面５ａが形成され、ハブ輪４の小径段部４ｂに圧入されている。内輪５はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。なお、ハブ輪４および内輪５の内側転走面４ａ、５ａの両端部には、従来のようなころ案内用の大鍔やころ保持用の小鍔が形成されておらず、後述する外方部材２の外側転走面２ａに大鍔２ｂが一体に形成されている。
【００２２】
ハブ輪４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、内側転走面４ａをはじめ、車輪取付フランジ６のインナー側に円弧状に形成された基部６ｂから小径段部４ｂ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。これにより、シール８のシールランド部となる基部６ｂの耐摩耗性が向上すると共に、車輪取付フランジ６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、内輪５の嵌合部となる小径段部４ｂの耐フレッティング性が向上する。
【００２３】
外方部材２は、外周にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ２ｂを一体に有し、内周に内方部材１の複列の内側転走面４ａ、５ａに対向し、それぞれ外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成されている。これら両転走面間に複列の円錐ころ３、３が収容され、保持器７、７によって転動自在に保持されている。この外方部材２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、複列の外側転走面２ａ、２ａ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。
【００２４】
また、外方部材２と内方部材１との間に形成される環状空間の開口部にはシール８、９が装着されている。具体的には、アウター側のシール８は、車輪取付フランジ６の基部６ｂに摺接し、インナー側のシール９は、外方部材２の端部内周と内輪５の外周に装着される、所謂パックシールで構成されている。これらのシール８、９によって、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、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。なお、ここでは、駆動輪側の第３世代構造を例示したが、本発明に係る車輪用軸受装置はこれに限らず、ハブ輪に内側転走面が一体に形成されたものであれば従動輪側であっても良い。
【００２５】
ここで、本実施形態では、図２に拡大して示すように、外方部材２における外側転走面２ａの大径側には円錐ころ３を案内する大鍔２ｂが一体に形成されている。そして、この大鍔２ｂの内周にアウター側のシール８が装着されている。また、保持器７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。この保持器７は、図３に示すように、隣り合うポケット１０、１０間の柱部１１が、円錐ころ３のピッチ円直径（ＰＣＤ）よりも内径側に位置し、ポケット１０の内径側開口部の幅Ｗが、円錐ころ３が柱部１１のテーパ状となった側面で接して内径側へ抜け出さずに案内される幅に設定されている。これにより、保持器７の寸法精度を厳しく規制しなくても、外方部材２の外側転走面２ａと保持器７によって円錐ころ３を保持し、保持器７から脱落するのを確実に防止することができる。
【００２６】
また、軸受の組立は、外方部材２の外側転走面２ａに円錐ころ３を所定間隔に整列させた後、円錐ころ３がポケット１０内に同時に嵌合されるように保持器７を内径側から嵌挿すると共に、ハブ輪４と内輪５を両側から挿入するだけで容易にできるため、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。
【００２７】
さらに、外方部材２における外側転走面２ａの大径側に円錐ころ３を案内する大鍔２ｂが形成されているので、外方部材２に円錐ころ３が組み込まれた状態で、従来のように保持器７が軸方向に移動することはない。したがって、保持器７がシール８に干渉し、シール８が変形あるいは損傷してシール８の密封性が低下することはない。
【実施例２】
【００２８】
図４は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図、図５は、本発明に係る車輪用軸受装置の組立方法を示す説明図である。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。
【００２９】
この車輪用軸受装置は第４世代と呼称され、ハブ輪１２と複列の転がり軸受１３および等速自在継手１４がユニット化して構成されている。複列の転がり軸受１３は、内方部材１５と外方部材２、および両部材１５、２間に転動自在に収容された複列の円錐ころ３、３を備えている。内方部材１５は、ハブ輪１２と、このハブ輪１２に内嵌され、塑性結合された外側継手部材１６とからなる。
【００３０】
ハブ輪１２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６を一体に有し、外周にテーパ状の一方（アウター側）の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる小径段部１２ａが形成されている。ハブ輪１２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、内側転走面４ａをはじめ、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部１２ａ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。これにより、車輪取付フランジ６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。
【００３１】
また、ハブ輪１２の内周には凹凸部１７が形成され、熱処理によって表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。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１７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１７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。
【００３２】
等速自在継手１４は、外側継手部材１６と継手内輪１８、ケージ１９、およびトルク伝達ボール２０とからなる。外側継手部材１６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２１と、このマウス部２１の底部をなす肩部２２と、この肩部２２から軸方向に延びる円筒状の軸部２３とが一体に形成されている。この軸部２３は、ハブ輪１２に所定の径方向すきまを介して円筒嵌合するインロウ部２３ａと、このインロウ部２３ａの端部に嵌合部２３ｂがそれぞれ形成されている。
【００３３】
マウス部２１の内周には曲線部を有する軸方向に延びるトラック溝２１ａが形成されると共に、継手内輪１８の外周には、このトラック溝２１ａに対応するトラック溝１８ａが形成されている。そして、これら両トラック溝２１ａ、１８ａ間にケージ１９を介してトルク伝達ボール２０が収容されている。また、肩部２２の外周には、前記複列の外側転走面２ａ、２ａに対向するテーパ状の他方（インナー側）の内側転走面１６ａが形成されている。そして、トラック溝２１ａと、後述するシール２４が摺接するシール嵌合部から内側転走面１６ａおよび軸部２３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。ここで、軸部２３のうち嵌合部２３ｂは鍛造後の生のままとされている。
【００３４】
外方部材２の複列の外側転走面２ａ、２ａと、これらに対向する複列の内側転走面４ａ、１６ａ間には複列の円錐ころ３、３が収容され、保持器７、７によって転動自在に保持されている。また、外方部材２の両端部にはシール２４、２４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。これらの複列の転がり軸受１３は、両転走面２ａ、４ａおよび２ａ、１６ａ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。
【００３５】
ここで、本実施形態では、前述した実施形態と同様、外方部材２における外側転走面２ａの大径側に円錐ころ３を案内する大鍔２ｂが一体に形成され、ハブ輪１２および外側継手部材１６の内側転走面４ａ、１６ａの両端部には、ころ案内用の大鍔やころ保持用の小鍔が形成されていない。そして、保持器７の柱部１１が、円錐ころ３のピッチ円直径よりも内径側に位置し、円錐ころ３が保持器７から脱落するのを防止している。
【００３６】
シール２４は、車輪取付フランジ６の基部６ｂに圧入されるスリンガ２５と、このスリンガ２５に対向して外方部材２の大鍔２ｂに内嵌され、断面略Ｌ字状に形成されてシール部材を有する環状のシール板２６とからなる、所謂パックシールを構成している。スリンガ２５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断面が略Ｌ字状に形成されている。
【００３７】
次に、図５を用いて本実施形態に係る車輪用軸受装置の組立方法を詳細に説明する。
まず、外方部材２の複列の外側転走面２ａ、２ａに円錐ころ３、３が整列され、これら複列の円錐ころ３、３とポケット１０とを対応させた状態で、保持器７が弾性変形して内径側から嵌挿される。そして、外方部材２の両端部にシール２４を構成するシール板２６がそれぞれ装着される。その後、車輪取付フランジ６の基部６ｂと肩部２２にシール２４を構成するスリンガ２５がそれぞれ圧入されると共に、これらハブ輪１２と外側継手部材１６が外方部材２の両側から矢印の方向に内挿される。そして、ハブ輪１２の小径段部１２ａの端面に外側継手部材１６の肩部２２が衝合され、突合せ状態になるまでハブ輪１２に軸部２３が内嵌される。さらに、この軸部２３における嵌合部２３ｂの内径にマンドレル等の拡径治具を押し込んで嵌合部２３ｂを拡径し、この嵌合部２３ｂをハブ輪１２の凹凸部１７に食い込ませて加締め、ハブ輪１２と外側継手部材１６とが一体に塑性結合されて完了する。
【００３８】
こうした構成により、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、装置の軽量・コンパクト化を図ることができると共に、ハブ輪１２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。なお、ハブ輪１２の開口端部と中空の軸部２３にはエンドキャップ２７、２８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２１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。
【００３９】
なお、複列円錐ころ軸受からなる複列の転がり軸受１３では、軸受組立時、円錐ころ３、３が各転走面の母線方向に擦れ合うため、拡径加締工程で安定した軸受内部すきまを確保することは難しい。すなわち、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、円錐ころ３、３が案内される大鍔２ｂ、２ｂにスムーズに移動せずに不整列な状態で組み立てられる。例えば、この内部すきまを負とすべき場合にも正の内部すきまのままとなり、所望の予圧を付与できなくなる可能性がある。特に、円錐ころ３、３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。
【００４０】
本実施形態では、このような不具合を避けるために、前述した拡径加締工程では、ハブ輪１２と外側継手部材１６および外方部材２とを、相対的に揺動（往復回転）もしくは回転（一方向回転）させつつ塑性結合が行われる。実際には、ハブ輪１２を作業台の上面に支持した状態で、外方部材２をこのハブ輪１２に対して揺動させつつ、外側継手部材１６の軸部２３に拡径治具を押し込んで両者を塑性結合するようにしている。こうすることにより、複列の円錐ころ３、３はスムーズに各転走面上を擦り上って大鍔２ｂ、２ｂ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。
【００４１】
なお、ハブ輪１２と外側継手部材１６とを塑性結合する手段として例示した構成以外にも、例えば、図示はしないが、ハブ輪に外側継手部材の軸部を内嵌すると共に、この軸部の端部を径方向外方に塑性変形させて加締部を形成し、この加締部で両部材を軸方向に固定する、所謂揺動加締方式を採用しても良い。
【００４２】
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】
【００４３】
本発明に係る車輪用軸受装置は、ハブ輪の外周にテーパ状の内側転走面が直接形成された第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】
【００４４】
【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】図１の要部拡大図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った拡大断面図である。
【図４】本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。
【図５】図４の車輪用軸受装置の組立方法を示す説明図である。
【図６】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図７】図６のころアセンブリを示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１、１５・・・・・・・・・・・・・内方部材
２・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
２ａ・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
２ｂ・・・・・・・・・・・・・・・大鍔
３・・・・・・・・・・・・・・・・円錐ころ
４、１２・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
４ａ、５ａ、１６ａ・・・・・・・・内側転走面
４ｂ、１２ａ・・・・・・・・・・・小径段部
４ｃ・・・・・・・・・・・・・・・セレーション
５・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
６・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
６ａ・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・基部
７・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
８、９、２４・・・・・・・・・・・シール
１３・・・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
１４・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
１６・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
１７・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
１８・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
１８ａ、２１ａ・・・・・・・・・・トラック溝
１９・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
２０・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
２１・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
２２・・・・・・・・・・・・・・・肩部
２３・・・・・・・・・・・・・・・軸部
２３ａ・・・・・・・・・・・・・・インロウ部
２３ｂ・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
２５・・・・・・・・・・・・・・・スリンガ
２６・・・・・・・・・・・・・・・シール板
２７、２８・・・・・・・・・・・・エンドキャップ
５０・・・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受装置
５１・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
５１ａ・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
５１ｂ・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５２・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５２ａ、５４ａ・・・・・・・・・・内側転走面
５２ｂ・・・・・・・・・・・・・・小径段部
５２ｃ・・・・・・・・・・・・・・セレーション
５２ｄ、５４ｂ・・・・・・・・・・大鍔
５３・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５４・・・・・・・・・・・・・・・内輪
５５・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
５６・・・・・・・・・・・・・・・円錐ころ
５７・・・・・・・・・・・・・・・保持器
５８、５９・・・・・・・・・・・・シール
６０・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
６１・・・・・・・・・・・・・・・ポケット
６２・・・・・・・・・・・・・・・柱部
６２ａ・・・・・・・・・・・・・・外径側部分
６２ｂ・・・・・・・・・・・・・・内径突出部分
Ｗ・・・・・・・・・・・・・・・・入口幅
【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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