(57)【要約】【課題】軽量・コンパクト化と共に、低コスト化を図った車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】一端部に車輪取付フランジ１７を一体に有し、この車輪取付フランジ１７から軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂが形成されたハブ輪１と、小径段部１ｂに所定のシメシロを介して圧入され、複列の転がり軸受からなる車輪用軸受２と、ハブ輪１にトルク伝達可能に内嵌され、ねじ手段を介して分離可能に結合された等速自在継手３とを備えた車輪用軸受装置において、ハブ輪１が鋼板からプレス加工によって形成され、車輪取付フランジ１７が、基部２０から径方向外方に延びる取付部１７ａと、これから軸方向に所定深さ突出して形成された凸部１７ｂとで構成されると共に、等速自在継手３における外側継手部材１０の軸部１６に表面が硬化されたセレーション１６ａが形成され、これをハブ輪１の内周面に圧入させて食い込ませた。【選択図】図１
2007331457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部に車輪取付フランジを一体に有し、この車輪取付フランジ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と、
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、複列の転がり軸受からなる車輪用軸受と、
前記ハブ輪にトルク伝達可能に内嵌され、ねじ手段を介して軸方向に分離可能に結合された等速自在継手とを備えた車輪用軸受装置において、
前記ハブ輪が鋼板からプレス加工によって形成されると共に、前記等速自在継手における外側継手部材の軸部に表面が硬化されたセレーションが形成され、このセレーションを当該ハブ輪の内周面に圧入させて食い込ませたことを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記車輪取付フランジが、この車輪取付フランジの基部から径方向外方に延びる取付部と、これら取付部の間で軸方向に所定深さ突出して形成された凸部とで構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】
前記車輪取付フランジの周方向等配位置にハブボルトを固定するための複数のボルト孔が打ち抜き加工によって穿設され、このボルト孔の縁部が軸方向に突出して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】
前記ハブ輪のアウター側の端部に車輪を支持し、鋼板からプレス加工によって形成されたカップ状のパイロット部材が嵌合されると共に、このパイロット部材と前記外側継手部材とで前記ハブ輪が挟持された状態で固定されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により、前記車輪用軸受が予圧が付与された状態で前記ハブ輪に対して軸方向に固定されている請求項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、自動車等の車両の駆動車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、詳しくは、軽量・コンパクト化と共に、低コス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。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、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】
この車輪用軸受装置として従来から種々の構造のものが提案されているが、例えば、図３に示すようなものが知られている。この車輪用軸受装置５０は第１世代構造と呼称され、駆動輪ＷとブレーキロータＢを一端部に装着するハブ輪５１と、このハブ輪５１を回転自在に支承する複列の転がり軸受５２、およびハブ輪５１に連結され、ドライブシャフト（図示せず）の動力をハブ輪５１に伝達する固定型の等速自在継手５３を備えている。
【０００４】
ハブ輪５１は、一端部に駆動輪ＷおよびブレーキロータＢを取り付けるための車輪取付フランジ５４を一体に有し、この車輪取付フランジ５４から軸方向に延びる円筒状の小径段部５１ａが形成されている。
【０００５】
複列の転がり軸受５２は、懸架装置を構成するナックルＮに嵌合され、内周に複列の外側転走面５５ａ、５５ａが形成された外輪５５と、外周に複列の外側転走面５５ａ、５５ａに対向する内側転走面５６ａが形成された一対の内輪５６、５６と、両転走面５５ａ、５６ａ間に保持器５７を介して転動自在に収容された複列のボール５８、５８とを備えた複列のアンギュラ玉軸受で構成されている。
【０００６】
等速自在継手５３は、カップ状のマウス部（図示せず）とこのマウス部の底部をなす肩部５９と、この肩部５９から軸方向に延びる軸部６０とを一体に有する外側継手部材６１を備えている。この外側継手部材６１はセレーションを介して前記ハブ輪５１にトルク伝達可能に内嵌されている。そして、複列の転がり軸受５２の内輪５６に肩部５９が突き合わされるまで軸部６０がハブ輪５１に内嵌されると共に、軸部６０の端部に形成された雄ねじ６２に固定ナット６３が所定の締め付けトルクで締結され、ハブ輪５１と外側継手部材６１とが軸方向分離可能に結合されている。
【０００７】
こうした車両の駆動輪Ｗには、エンジン低速回転時、例えば車両発進時に、エンジンから摺動型の等速自在継手（図示せず）を介して大きなトルクが負荷され、ドライブシャフトに捩じれが生じることが知られている。その結果、このドライブシャフトを支持する複列の転がり軸受５２の内輪５６にも捩じれが生じることになる。このようにドライブシャフトに大きな捩じれが発生した場合、ハブ輪５１と、ハブ輪５１に内嵌された外側継手部材６１における軸部６０のセレーション間に周方向のすきまがあれば、外側継手部材６１と内輪５６との当接面で急激なスリップによる、所謂スティックスリップ音が発生する。
【０００８】
この対策手段として、この従来の車輪用軸受装置５０では、外側継手部材６１の肩部５９と当接する部分等に摩擦抵抗を小さくする表面処理が施され、スムーズな滑りが得られてスティックスリップ音を抑制する効果を発揮できる。
【特許文献１】特開２０００−１１０８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
然しながら、この従来の車輪用軸受装置では、内輪５６の端面等にグリース溝等からなる表面処理が施され、当接する相手部材との摩擦抵抗を小さくしてスティックスリップ音を抑制することができるが、複数の部位にこうした表面処理をする必要があり、加工工数が嵩み低コスト化を阻害する要因となっていた。
【００１０】
また、この種の車輪用軸受装置では、ハブ輪５１は鍛造加工や鋳造によって成形された後、車輪取付フランジ５４をはじめ各部位が旋削加工され、複列の転がり軸受５２が嵌合される小径段部５１ａの外周が熱処理されて最終的に研削加工されている。このような製造工程を採用する以上、この種の従来構造では低コスト化に限界があった。
【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・コンパクト化と共に、低コスト化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。
また、ハブ輪と外側継手部材と間の周方向ガタを抑制して、外側継手部材との当接面で急激なスリップによるスティックスリップ音が発生するのを防止することを他の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、この車輪取付フランジ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と、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、複列の転がり軸受からなる車輪用軸受と、前記ハブ輪にトルク伝達可能に内嵌され、ねじ手段を介して軸方向に分離可能に結合された等速自在継手とを備えた車輪用軸受装置において、前記ハブ輪が鋼板からプレス加工によって形成されると共に、前記等速自在継手における外側継手部材の軸部に表面が硬化されたセレーションが形成され、このセレーションを当該ハブ輪の内周面に圧入させて食い込ませた。
【００１３】
このように、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、この車輪取付フランジ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と、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、複列の転がり軸受からなる車輪用軸受と、ハブ輪にトルク伝達可能に内嵌され、ねじ手段を介して軸方向に分離可能に結合された等速自在継手とを備えた車輪用軸受装置において、ハブ輪が鋼板からプレス加工によって形成されると共に、等速自在継手における外側継手部材の軸部に表面が硬化されたセレーションが形成され、このセレーションを当該ハブ輪の内周面に圧入させて食い込ませたので、軽量・コンパクト化と共に、低コスト化を図ることができる。また、ハブ輪と外側継手部材と間の周方向ガタを抑制して、外側継手部材との当接面で急激なスリップによるスティックスリップ音が発生するのを防止することができる。
【００１４】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記車輪取付フランジが、この車輪取付フランジの基部から径方向外方に延びる取付部と、これら取付部の間で軸方向に所定深さ突出して形成された凸部とで構成されていれば、厚肉の鋼板を使用しなくても車輪取付フランジの強度・剛性を高めることができると共に、加工性を向上させて一層低コスト化を図ることができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明のように、前記車輪取付フランジの周方向等配位置にハブボルトを固定するための複数のボルト孔が打ち抜き加工によって穿設され、このボルト孔の縁部が軸方向に突出して形成されていれば、所定のハブボルトの嵌合面を確保することができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明のように、前記ハブ輪のアウター側の端部に車輪を支持し、鋼板からプレス加工によって形成されたカップ状のパイロット部材が嵌合されると共に、このパイロット部材と前記外側継手部材とで前記ハブ輪が挟持された状態で固定されていれば、ハブ輪の開口端部を閉塞して結合部に外部から雨水やダスト等が侵入するのを阻止し、結合部が発錆するのを防止することができる。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明のように、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により、前記車輪用軸受が予圧が付与された状態で前記ハブ輪に対して軸方向に固定されていれば、車輪用軸受に付与された予圧を長期間に亘って維持するセルフリテイン構造を提供することができると共に、固定ボルト等によって予圧を管理する手間が省け、組立ラインにおける管理工数を削減して低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
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一体に有し、この車輪取付フランジ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と、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、複列の転がり軸受からなる車輪用軸受と、前記ハブ輪にトルク伝達可能に内嵌され、ねじ手段を介して軸方向に分離可能に結合された等速自在継手とを備えた車輪用軸受装置において、前記ハブ輪が鋼板からプレス加工によって形成されると共に、前記等速自在継手における外側継手部材の軸部に表面が硬化されたセレーションが形成され、このセレーションを当該ハブ輪の内周面に圧入させて食い込ませたので、軽量・コンパクト化と共に、低コスト化を図ることができる。また、ハブ輪と外側継手部材と間の周方向ガタを抑制して、外側継手部材との当接面で急激なスリップによるスティックスリップ音が発生するの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】
【００１９】
一端部に車輪取付フランジを一体に有し、この車輪取付フランジ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と、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、複列の転がり軸受からなる車輪用軸受と、前記ハブ輪にトルク伝達可能に内嵌され、ねじ手段を介して軸方向に分離可能に結合された等速自在継手とを備えた車輪用軸受装置において、前記ハブ輪が鋼板からプレス加工によって形成され、前記車輪取付フランジが、この車輪取付フランジの基部から径方向外方に延びる取付部と、これら取付部の間で軸方向に所定深さ突出して形成された凸部とで構成されると共に、前記等速自在継手における外側継手部材の軸部に表面が硬化されたセレーションが形成され、このセレーションを当該ハブ輪の内周面に圧入させて食い込ませた。
【実施例】
【００２０】
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一実施形態を示す縦断面図、図２（ａ）は、図１のハブ輪単体を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。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。
【００２１】
この車輪用軸受装置は第１世代構造をなし、ハブ輪１と、このハブ輪１に装着される車輪用軸受２とを備えている。ハブ輪１には等速自在継手３がトルク伝達自在に内嵌され、固定ボルト４を介してハブ輪１と等速自在継手３が分離可能に一体化されている。
【００２２】
車輪用軸受２は、ナックル５に内嵌され、内周に複列の外側転走面６ａ、６ａが形成された外輪６と、外周に複列の外側転走面６ａ、６ａに対向する内側転走面７ａが形成された一対の内輪７、７と、両転走面間に保持器８を介して転動自在に収容された複列の転動体（ボール）９、９とを備え、背面合せタイプの複列のアンギュラ玉軸受を構成している。
【００２３】
等速自在継手３は、外側継手部材１０と継手内輪１１とケージ１２およびトルク伝達ボール１３とを備えている。外側継手部材１０は、カップ状のマウス部１４と、このマウス部１４の底部をなす肩部１５と、この肩部１５から軸方向に延びる軸部１６が一体に形成され、この軸部１６の外周にセレーション（またはスプライン）１６ａが形成され、端部には雌ねじ１６ｂが形成されている。ここで、セレーション１６ａは、高周波焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施される。
【００２４】
ハブ輪１は、アウター側の一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ１７を有し、この車輪取付フランジ１７から肩部１ａを介して軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂがプレス加工によって形成されている。このハブ輪１は、炭素量が比較的少ないＳＣｒ４２０やＳＣＭ４１５等の浸炭鋼からなる鋼板からなる。そして、浸炭焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。なお、後述する加締部１９は、防浸炭により素材硬さの生のままとされている。ハブ輪１の材質としてこれ以外にも、ＳＣＭ４４０や冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）やＳ４５Ｃ等の炭素鋼を例示することができる。冷間圧延鋼鈑や炭素鋼の場合、肩部１ａから小径段部１ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施される。これにより、車輪取付フランジ１７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と共に、小径段部１ｂの耐フレッティング性が向上し、ハブ輪１の耐久性が一段と向上する。
【００２５】
ハブ輪１のアウター側の端部には、図示しない車輪を支持するカップ状のパイロット部材１８が嵌合され、ハブ輪１の開口端部を閉塞している。これにより、結合部に外部から雨水やダスト等が侵入するのを阻止して結合部が発錆するのを防止することができる。このパイロット部材１８は、炭素量が比較的少ないＳＣｒ４２０やＳＣＭ４１５等の浸炭鋼からなる鋼板からプレス加工によって形成されている。そして、浸炭焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。
【００２６】
また、ハブ輪１の小径段部１ｂには車輪用軸受２が所定のシメシロを介して圧入され、アウター側の内輪７が肩部１ａに衝合した状態で小径段部１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部１９によって軸方向に固定されている。この加締部１９に前述した外側継手部材１０の肩部１５が衝合するまでハブ輪１に軸部１６が圧入され、ハブ輪１がパイロット部材１８と外側継手部材１０とで挟持された状態で固定ボルト４によって軸方向に分離自在に結合されている。これにより、車輪用軸受２に付与された予圧を長期間に亘って維持するセルフリテイン構造を提供することができると共に、固定ボルト４によって予圧を管理する手間が省け、組立ラインにおける管理工数を削減して低コスト化を図ることができる。
【００２７】
ここで、ハブ輪１に軸部１６を圧入する際、表面が硬化されたセレーション１６ａがハブ輪１の内周面に食い込み、ハブ輪１と外側継手部材１０と間の周方向ガタを抑制することができる。したがって、加締部１９と外側継手部材１０の肩部１５との当接面で急激なスリップによるスティックスリップ音が発生するのを防止することができる。また、当然のことながら、ハブ輪１にセレーションを形成する加工工程を削減することができ、低コスト化を一層図ることができる。
【００２８】
次に、図２を用いて、ハブ輪１の構成について詳細に説明する。
ハブ輪１は、圧延鋼板を所定の外径からなる円板形の素材に打ち抜くと共に、深絞り加工後に底部を打ち抜くことによって小径段部１ｂが形成される。車輪取付フランジ１７は、この車輪取付フランジ１７の基部２０から径方向外方に延びる略扇型をなす取付部１７ａと、これら取付部１７ａ、１７ａ間で軸方向に所定深さ突出して形成され、略扇型をなす凸部１７ｂとで構成されている。このように、車輪取付フランジ１７が、取付部１７ａと凸部１７ｂとで構成される波型に形成されているので、厚肉の鋼板を使用しなくても車輪取付フランジ１７の強度・剛性を高めることができると共に、加工性を向上させて低コスト化を図ることができる。
【００２９】
また、取付部１７ａの周方向等配位置にはハブボルト（図示せず）固定されるボルト孔２１が打ち抜き加工によって穿設されている。このボルト孔２１は、所定の嵌合面を確保するために、取付部１７ａのインナー側の側面に別体のリング部材２２が溶接によって接合されている。なお、リング部材２２を接合する代わりにボルト孔２１を打ち抜き後にバーリング加工によってボルト孔２１の縁部を突出させて形成しても良い。
【００３０】
本実施形態では、ハブ輪１が絞り加工、バーリング等の塑性加工で形成され、実質的に機械加工なしに製造されているので、生産性が向上すると共に、歩溜まりが良く低コスト化ができる。なお、ここでは、車輪用軸受２として転動体９にボールを使用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。また、ここでは、第１世代構造の車輪用軸受装置を例示したが、これに限らず、図示しないが、車輪用軸受の外輪にナックルに固定するための車体取付フランジを一体に有する第２世代構造であっても良い。
【００３１】
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】
【００３２】
本発明に係る車輪用軸受装置は、ハブ輪と、このハブ輪に圧入される車輪用軸受とを備え車輪用軸受装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）は、図１のハブ輪単体を示す縦断面図である。  （ｂ）は、（ａ）の側面図である。
【図３】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】
【００３４】
１・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ、１５・・・・・・・肩部
１ｂ・・・・・・・・・・小径段部
２・・・・・・・・・・・車輪用軸受
３・・・・・・・・・・・等速自在継手
４・・・・・・・・・・・固定ボルト
５・・・・・・・・・・・ナックル
６・・・・・・・・・・・外輪
６ａ・・・・・・・・・・外側転走面
７・・・・・・・・・・・内輪
７ａ・・・・・・・・・・内側転走面
８・・・・・・・・・・・保持器
９・・・・・・・・・・・転動体
１０・・・・・・・・・・外側継手部材
１１・・・・・・・・・・継手内輪
１２・・・・・・・・・・ケージ
１３・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
１４・・・・・・・・・・マウス部
１６・・・・・・・・・・軸部
１６ａ・・・・・・・・・セレーション
１６ｂ・・・・・・・・・雌ねじ
１７・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
１７ａ・・・・・・・・・取付部
１７ｂ・・・・・・・・・凸部
１８・・・・・・・・・・パイロット部材
１９・・・・・・・・・・加締部
２０・・・・・・・・・・基部
２１・・・・・・・・・・ボルト孔
２２・・・・・・・・・・リング部材
５０・・・・・・・・・・車輪用軸受装置
５１・・・・・・・・・・ハブ輪
５１ａ・・・・・・・・・小径段部
５２・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
５３・・・・・・・・・・等速自在継手
５４・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５５・・・・・・・・・・外方部材
５５ａ・・・・・・・・・外側転走面
５６・・・・・・・・・・内輪
５６ａ・・・・・・・・・内側転走面
５７・・・・・・・・・・保持器
５８・・・・・・・・・・ボール
５９・・・・・・・・・・肩部
６０・・・・・・・・・・軸部
６１・・・・・・・・・・外側継手部材
６２・・・・・・・・・・雄ねじ
６３・・・・・・・・・・固定ナット
Ｂ・・・・・・・・・・・ブレーキロータ
Ｎ・・・・・・・・・・・ナックル
Ｗ・・・・・・・・・・・車輪
【図１】
2007331457.tif 000003
【図２】
2007331457.tif 000004
【図３】
2007331457.tif 000005