(57)【要約】【課題】  軸受部の予圧低下や結合部の緩みを未然に防止し、より一層確実なフェールセーフ機能を発揮させる。【解決手段】  内周に複列の軌道面が形成された外輪１０４と、その外輪１０４の軌道面１１０，１１１と対向する軌道面１０６，１０７が外周に形成されたハブ輪１０１および等速自在継手１０５の肩部１３０と、外輪１０４とハブ輪１０１および等速自在継手１０５の肩部１３０のそれぞれの軌道面１０６，１０７間に介装された複列の転動体１０２，１０３と、ハブ輪１０１の内径に外側継手部材１２１のステム部１２７を挿入して拡径加締めし、ステム部１２７の軸端をハブ輪１０１の端部から突出させて揺動加締めした等速自在継手１０５とを備え、ハブ輪１０１の端部とステム部１２７の軸端の揺動加締め部１３５との間に、弾性変形を許容するリング体１３６を介在させる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に複列の軌道面が形成された外方部材と、その外方部材の軌道面と対向する軌道面が外周に形成されたハブ輪を含む内方部材と、前記外方部材と内方部材のそれぞれの軌道面間に介装された複列の転動体と、前記ハブ輪の内径に外側継手部材のステム部を挿入して拡径加締めし、前記ステム部の軸端をハブ輪の端部から突出させて揺動加締めした等速自在継手とを備え、前記ハブ輪の端部とステム部の軸端の揺動加締め部との間に、弾性変形を許容するリング体を介在させたことを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記内方部材は、複列の軌道面のうちの一方の軌道面を形成したハブ輪と、そのハブ輪の端部に突き合わされ、複列の軌道面のうちの他方の軌道面を形成した肩部を持つ等速自在継手の外側継手部材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】
前記リング体は、金属板と弾性層を交互に層状配置した積層体である請求項１又は２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記リング体は、厚肉の弾性層を金属板で挟み込み、その金属板の外側に薄肉の弾性層を配置した積層体である請求項３に記載の車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車輪用軸受装置に関し、詳しくは、自動車の懸架装置に対して駆動車輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車の後輪、４ＷＤ車の全輪）を回転自在に支持する駆動車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪用軸受装置には、従動車輪用と駆動車輪用があり、それぞれの用途に応じて種々の形式のものが提案されている。例えば、図７は駆動車輪用軸受装置で、ハブ輪１、複列の転動体２，３、外輪４、等速自在継手５を主要な構成要素としている（例えば、特許文献１の図１参照）。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、車両の内側寄りをインボード側と称する。
【０００３】
ハブ輪１は、その外周面にアウトボード側の軌道面６が形成されると共に、車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ８を備えている。この車輪取付フランジ８の円周方向等間隔に、ホイールディスクを固定するためのハブボルト９が植設されている。一方、等速自在継手５の外側継手部材２１の肩部３０の外周面にインボード側の軌道面７が形成されている。なお、ハブ輪１の内径のアウトボード側には、ローレット２９が形成されている。このように、ハブ輪１の外周面に形成されたアウトボード側の軌道面６と、等速自在継手５の肩部３０の外周面に形成されたインボード側の軌道面７とで複列の軌道面を構成する。
【０００４】
外輪５は、内周面にハブ輪１および等速自在継手５の軌道面６，７と対向する複列の軌道面１０，１１が形成され、車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ１２を備えている。この車体取付フランジ１２は、車体の懸架装置（図示せず）から延びるナックルに取り付け孔１３を利用してボルト固定される。
【０００５】
軸受部１４は、複列のアンギュラ玉軸受構造で、ハブ輪１および等速自在継手５の外周面に形成された軌道面６，７と外輪４の内周面に形成された軌道面１０，１１との間に転動体２，３を介在させ、各列の転動体２，３を保持器１５，１６により円周方向等間隔に支持した構造を有する。
【０００６】
軸受部１４の両端開口部には、ハブ輪１と等速自在継手５の外周面に摺接するように、外輪４とハブ輪１および等速自在継手５との環状空間を密封する一対のシール１７，１８が外輪４の両端部内径に嵌合され、内部に充填されたグリースの漏洩ならびに外部からの水や異物の侵入を防止するようになっている。
【０００７】
等速自在継手５は、内周面にトラック溝１９が形成された外側継手部材２１と、その外側継手部材２１のトラック溝１９と対向するトラック溝２０が外周面に形成された内側継手部材２２と、外側継手部材２１のトラック溝１９と内側継手部材２２のトラック溝２０との間に組み込まれたボール２３と、外側継手部材２１と内側継手部材２２間に介在してボール２３を円周方向等間隔に保持するケージ２４とからなる。なお、内側継手部材２２の軸孔に中間シャフト（図示せず）が圧入されてスプライン嵌合される。
【０００８】
外側継手部材２１は、内側継手部材２２、ケージ２４およびボール２３を収容したマウス部２６と、マウス部２６から軸方向に一体的に延びるステム部２７を有する。このステム部２７は、軸方向に貫通孔２８を有する中空状をなし、そのインボード側端部には、シールプレート３１が装着されている。
【０００９】
等速自在継手５とハブ輪１との結合手段としては、等速自在継手５の外側継手部材２１のステム部２７をハブ輪１の内径に挿入してそのアウトボード側で拡径加締めし、そのステム部２７の外周面をハブ輪１のローレット２９に食い込ませるようにしている（特許文献１の図１参照）。さらに、ハブ輪１の端部から突出したステム部２７の軸端を揺動加締めにより径方向外側へ塑性変形させることにより、そのステム部２７の軸端をハブ輪１の端部に係止するようにしている。
【００１０】
この拡径加締め部３４と揺動加締め部３５でもってステム部２７をハブ輪１に結合させることによりトルク伝達可能としている。また、外側継手部材２１のパイロット部３２とハブ輪１のインボード側端面３３との突き合わせ状態で、ステム部２７のハブ輪１への拡径加締めおよび揺動加締めにより軸力を作用させて軸受部１４に予圧を付与している。
【特許文献１】特開２００３−８９３０１号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、前述の特許文献１に開示された車輪用軸受装置では、車両旋回時などに過大なモーメント荷重が作用して等速自在継手５とハブ輪１との結合部に緩みが万一発生しても、大事には進展しないフェールセーフ機能を発揮させるため、等速自在継手５とハブ輪１を拡径加締め部３４と揺動加締め部３５により結合させる二重構造としている。
【００１２】
しかしながら、これら拡径加締め部３４と揺動加締め部３５の両者は、軸受装置のアウトボード側で近接しているため、拡径加締め後の揺動加締め時、その拡径加締め部３４により軸受部に予め付与されていた予圧が低下したり、あるいは、拡径加締め部３４に緩みが発生するおそれがあった。
【００１３】
また、車両旋回時などに過大なモーメント荷重が作用した時には、拡径加締め部３４と揺動加締め部３５の両者に緩みが同時に発生する可能性もあるため、フェールセーフ機能としては不十分な側面もあった。
【００１４】
前述したように車輪用軸受装置において、車輪を取り付けるハブ輪１と等速自在継手５の外側継手部材２１とを拡径加締めおよび揺動加締めからなる塑性変形によって結合する手段を採用しているため、製品の結合状況を非破壊方式で確認することは難しく、結合部の強度や耐久性に対する品質保証は、製品の抜き取り検査による破壊検査に委ねていた。こうした結合部の品質は、ハブ輪１、すなわち車輪の脱落に直結するため、フェールセーフ機能の観点で更なる信頼性の向上が要望されている。
【００１５】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、軸受部の予圧低下や結合部の緩みを未然に防止し、より一層確実なフェールセーフ機能を発揮し得る車輪用軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、内周に複列の軌道面が形成された外方部材と、その外方部材の軌道面と対向する軌道面が外周に形成されたハブ輪を含む内方部材と、外方部材と内方部材のそれぞれの軌道面間に介装された複列の転動体と、ハブ輪の内径に外側継手部材のステム部を挿入して拡径加締めし、ステム部の軸端をハブ輪の端部から突出させて揺動加締めした等速自在継手とを備え、ハブ輪の端部とステム部の軸端の揺動加締め部との間に、弾性変形を許容するリング体を介在させたことを特徴とする。
【００１７】
本発明では、ハブ輪の端部とステム部の軸端の揺動加締め部との間に、弾性変形を許容するリング体を介在させたことにより、拡径加締め部と揺動加締め部が軸受装置のアウトボード側で近接していても、拡径加締め後の揺動加締め時、その揺動加締めに伴う加工力をリング体の弾性変形で吸収することができるので、拡径加締め部により軸受部に予め付与されていた予圧が低下したり、あるいは、拡径加締め部に緩みが発生することを防止できる。
【００１８】
また、拡径加締め部が揺動加締め部よりもインボード側に位置することから、車両旋回時などに過大なモーメント荷重が作用した時、拡径加締め部に緩みが発生したとしても、拡径加締め部と揺動加締め部との間に介在するリング体の弾性変形により、その拡径加締め部が緩んだ後に揺動加締め部へ力を作用させることができる。このように拡径加締め部と揺動加締め部の両者の緩みに時間差を付与することができ、その緩みが拡径加締め部と揺動加締め部の両者で同時に発生することはない。
【００１９】
前述した構成におけるリング体は、金属板と弾性層を交互に層状配置した積層体であることが望ましく、特に、厚肉の弾性層を金属板で挟み込み、その金属板の外側に薄肉の弾性層を配置した積層体であることが好ましい。
【００２０】
このようにリング体の弾性変形時、リング体の厚み方向で中央部に位置する厚肉の弾性層は、拡径加締め部の緩みにより揺動加締め部へ力が作用した際に周方向外側へ突出する。その突出状態を外部から識別可能となる。また、リング体の厚み方向で両端部に位置する薄肉の弾性層は、ハブ輪の端部と揺動加締め部にそれぞれ接触することから、シール機能を発揮して拡径加締め部への泥水などの異物の侵入を防止する。
【００２１】
本発明は、前述の構成における内方部材が、複列の軌道面のうちの一方の軌道面を形成したハブ輪と、そのハブ輪の端部に突き合わされ、複列の軌道面のうちの他方の軌道面を形成した肩部を持つ等速自在継手の外側継手部材とで構成された車輪用軸受装置に適用可能である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ハブ輪の端部とステム部の軸端の揺動加締め部との間に、弾性変形を許容するリング体を介在させたことにより、拡径加締め後の揺動加締め時、その揺動加締めに伴う加工力をリング体の弾性変形で吸収することができるので、拡径加締め部により軸受部に予め付与されていた予圧が低下したり、あるいは、拡径加締め部に緩みが発生することを未然に防止できる。
【００２３】
また、車両旋回時などに過大なモーメント荷重が作用した時、リング体の弾性変形により、拡径加締め部と揺動加締め部の両者の緩みに時間差を付与することができるので、その緩みが拡径加締め部と揺動加締め部の両者で同時に発生することはなく、より一層確実なフェールセーフ機能を発揮させることができる。
【００２４】
その結果、耐久性に優れ、信頼性の高い車輪用軸受装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係る車輪用軸受装置の実施形態を以下に詳述する。図１に示す実施形態は駆動車輪用軸受装置で、ハブ輪１０１、複列の転動体１０２，１０３、外輪１０４、等速自在継手１０５を主要な構成要素としている。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、車両の内側寄りをインボード側と称する。
【００２６】
ハブ輪１０１は、その外周面にアウトボード側の軌道面１０６が形成されると共に、車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ１０８を備えている。この車輪取付フランジ１０８の円周方向等間隔に、ホイールディスクを固定するためのハブボルト１０９が植設されている。このハブ輪１０１の内径のアウトボード側には、ローレット１２９が形成されている。一方、等速自在継手１０５の外側継手部材１２１の肩部１３０の外周面にインボード側の軌道面１０７が形成されている。
【００２７】
このように、ハブ輪１０１と等速自在継手１０５の肩部１３０とで内方部材を構成している。また、このハブ輪１０１の外周面に形成されたアウトボード側の軌道面１０６と、等速自在継手１０５の肩部１３０の外周面に形成されたインボード側の軌道面１０７とで複列の軌道面を構成する。
【００２８】
外方部材である外輪１０４は、内周面にハブ輪１０１および等速自在継手１０５の軌道面１０６，１０７と対向する複列の軌道面１１０，１１１が形成され、車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ１１２を備えている。この車体取付フランジ１１２は、車体の懸架装置（図示せず）から延びるナックルに取り付け孔１１３を利用してボルト固定される。
【００２９】
軸受部１１４は、複列のアンギュラ玉軸受構造で、ハブ輪１０１および等速自在継手１０５の外周面に形成された軌道面１０６，１０７と外輪１０４の内周面に形成された軌道面１１０，１１１との間に転動体１０２，１０３を介在させ、各列の転動体１０２，１０３を保持器１１５，１１６により円周方向等間隔に支持した構造を有する。
【００３０】
軸受部１１４の両端開口部には、ハブ輪１０１と等速自在継手１０５の外周面に摺接するように、外輪１０４とハブ輪１０１および等速自在継手１０５との環状空間を密封する一対のシール１１７，１１８が外輪１０４の両端部内径に嵌合され、内部に充填されたグリースの漏洩ならびに外部からの水や異物の侵入を防止するようになっている。
【００３１】
等速自在継手１０５は、内周面にトラック溝１１９が形成された外側継手部材１２１と、その外側継手部材１２１のトラック溝１１９と対向するトラック溝１２０が外周面に形成された内側継手部材１２２と、外側継手部材１２１のトラック溝１１９と内側継手部材１２２のトラック溝１２０との間に組み込まれたボール１２３と、外側継手部材１２１と内側継手部材１２２間に介在してボール１２３を円周方向等間隔に保持するケージ１２４とからなる。なお、内側継手部材１２２の軸孔に中間シャフト（図示せず）が圧入されてスプライン嵌合される。
【００３２】
外側継手部材１２１は、内側継手部材１２２、ケージ１２４およびボール１２３を収容したマウス部１２６と、マウス部１２６から軸方向に一体的に延び、軸方向に貫通孔１２８を有する中空状のステム部１２７とからなる。この中空状をなすステム部１２７のインボード側端部には、シールプレート１３１が装着されている。
【００３３】
等速自在継手１０５とハブ輪１０１との結合手段としては、等速自在継手１０５の外側継手部材１２１のステム部１２７をハブ輪１０１の内径に挿入してそのアウトボード側で拡径加締めし、さらに、ハブ輪１０１の端部から突出したステム部１２７の軸端を揺動加締めする。
【００３４】
拡径加締めでは、外側継手部材１２１のステム部１２７を内径側から外径側へ向けて拡径させることにより塑性変形させ、そのステム部１２７の外径面をハブ輪１０１の内径面に形成されたローレット１２９に食い込ませる。この拡径加締め部１３４の形成は、図４に示す要領で行われる。
【００３５】
まず、ハブ輪１０１、複列の転動体１０２，１０３、外輪１０４および外側継手部材１２１を組み付けたサブアッセンブリ体１５０をベース６０にセッティングする。このサブアッセンブリ体１５０は、ベース６０の基台６１に立設された支持部６２上に、ハブ輪１０１の車輪取付フランジ１０８のブレーキロータ取り付け面を載置した状態でセッティングされる。なお、車輪取付フランジ１０８に植設されたハブボルト１０９は支持部６２に設けられた凹孔６３に収容されている。
【００３６】
この時、揺動加締め前の状態でハブ輪１０１の端部から突出するステム部１２７の軸端１３５’とそのハブ輪１０１の端部との間にリング体１３６が取り付けられている。このリング体１３６は、ステム部１２７の軸端１３５’の外周面に形成された凹部１４２に嵌入した状態で自重落下を防止している。
【００３７】
このセッティング状態から拡径加締め用治具５０を下降させて外側継手部材１２１のマウス部１２６側から挿入する。ここで、その治具５０の先端部５１の外径がステム部１２７のアウトボード側内径よりも若干大きく設定されていることから、治具５０の先端部５１をステム部１２７のアウトボード側まで圧入すると、ステム部１２７が内径側から外径側へ向けて拡径されて塑性変形し、そのステム部１２７の外径面がハブ輪１０１の内径面のローレット１２９に食い込む。これにより、拡径加締め部１３４が形成される。
【００３８】
また、前述した拡径加締め後の揺動加締めでは、ステム部１２７の軸端を径方向外側へ塑性変形させることにより、そのステム部１２７の軸端をリング体１３６を介してハブ輪１０１の端部に係止する。この揺動加締め部１３５の形成は、図５および図６に示す要領で行われる。
【００３９】
まず、ハブ輪１０１、複列の転動体１０２，１０３、外輪１０４および外側継手部材１２１を組み付けたサブアッセンブリ体１５０をベース７０にセッティングする。このサブアッセンブリ体１５０は、ベース７０上に、外側継手部材１２１のマウス部１２６の開口部を下にした状態でセッティングされる（図５参照）。
【００４０】
このセッティング状態から揺動加締め用治具８０を下降させてステム部１２７の軸端１３５’に当接させて押圧しながら揺動させる。これにより、治具８０の底面に形成された凹所８１に沿ってステム部１２７の軸端１３５’が径方向外側へ塑性変形し、ハブ輪１０１の端部との間でリング体１３６を挟み込んだ状態となる（図６参照）。これにより、揺動加締め部１３５が形成される。
【００４１】
この軸受装置では、これら二つの結合部、つまり、拡径加締め部１３４と揺動加締め部１３５でもってステム部１２７をハブ輪１０１に結合させることによりトルク伝達可能としている。また、外側継手部材１２１のパイロット部１３２とハブ輪１０１のインボード側端面１３３との突き合わせ状態で、外側継手部材１２１のステム部１２７とハブ輪１０１への拡径加締めおよび揺動加締めにより軸力を作用させて軸受部１１４に予圧を付与している。
【００４２】
なお、前述した拡径加締めによるハブ輪１０１と外側継手部材１２１との結合では、ローレット以外の他の凹凸構造による塑性変形を利用することも可能である。また、ローレットは、ハブ輪１０１のアウトボード側内径に形成する以外に、外側継手部材１２１のステム部１２７の外径面に形成することも可能である。
【００４３】
この実施形態では、ハブ輪１０１の端部と外側継手部材１２１のステム部１２７の軸端との間、つまり、ハブ輪１０１の端部のインボード側に隣接する拡径加締め部１３４とステム部１２７の軸端による揺動加締め部１３５との間に、弾性変形を許容するリング体１３６を介設する。
【００４４】
図２は図１のＡ部分を拡大したもので、リング体１３６は、図２に示すように金属板としての鋼板１３８と弾性層としてのゴム層１３７，１３９を交互に層状配置した積層体、つまり、厚肉のゴム層１３７を二枚の鋼板１３８で挟み込み、その鋼板１３８の外側に薄肉のゴム層１３９を配置した積層体としている。なお、鋼板１３８とゴム層１３７，１３９の接合は加硫接着などが好適である。
【００４５】
リング体１３６は、ハブ輪１０１のパイロット部１４０の凹所１４１内に収容されている。このリング体１３６の一方のゴム層１３９がハブ輪１０１の端部と接触し、他方のゴム層１３９がステム部１２７の軸端と接触した状態にあり、リング体１３６の端面は凹所１４１内で露呈した状態にある。
【００４６】
このように、ハブ輪１０１の端部（拡径加締め部１３４）とステム部１２７の軸端（揺動加締め部１３５）との間に前述のリング体１３６を介在させたことにより、拡径加締め部１３４と揺動加締め部１３５が軸受装置のアウトボード側で近接していても、拡径加締め後の揺動加締め時（図６参照）、その揺動加締めに伴う加工力をリング体１３６の弾性変形で吸収することができるので、拡径加締め部１３４により軸受部１１４に予め付与されていた予圧が低下したり、あるいは、拡径加締め部１３４に緩みが発生することを防止できる。
【００４７】
また、拡径加締め部１３４が揺動加締め部１３５よりもインボード側に位置することから、車両旋回時などに過大なモーメント荷重が作用した時、拡径加締め部１３４に緩みが発生したとしても、拡径加締め部１３４と揺動加締め部１３５との間に介在するリング体１３６の弾性変形により、その拡径加締め部１３４が緩んだ後に揺動加締め部１３５へ力を作用させることができる。このように拡径加締め部１３４と揺動加締め部１３５の両者の緩みに時間差を付与することができ、その緩みが拡径加締め部１３４と揺動加締め部１３５の両者で同時に発生することはない。
【００４８】
このリング体１３６の弾性変形時、リング体１３６の厚み方向で中央部に位置する厚肉のゴム層１３７は、拡径加締め部１３４の緩みにより揺動加締め部１３５へ力が作用した際に周方向外側へ突出する（図３参照）。そのゴム層１３７の突出状態を外部から目視で識別可能となるため、拡径加締め部１３４の緩みを認知することが可能となる。これは、製品の結合状況を非破壊方式で確認できることを意味する。なお、ゴム層１３７の突出状態を外部から目視で識別することを容易にするため、図２および図３の破線で示すように揺動加締め部１３５の先端部分１３５ａを揺動加締め後に除去するようにしてもよい。
【００４９】
また、リング体１３６の厚み方向で両端部に位置する薄肉のゴム層１３９は、ハブ輪１０１の端部およびステム部１２７の軸端とそれぞれ接触した状態にあることから、シール機能を発揮して拡径加締め部１３４への泥水などの異物の侵入を防止することができる。
【００５０】
以上で説明した実施形態では、内方部材に形成された複列の軌道面の一方、つまり、インボード側の軌道面１０７を等速自在継手１０５の肩部１３０の外周面に形成したタイプの車輪用軸受装置に適用した場合を例示したが、本発明はこれに限定されることなく、ハブ輪のインボード側端部に小径段部を形成し、その小径段部に別体の内輪を圧入した構造で、その内輪の外周面にインボード側の軌道面を形成したタイプの車輪用軸受装置にも適用可能である。
【００５１】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、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。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態で、車輪用軸受装置を示す断面図である。
【図２】図１のＡ部分を拡大した要部拡大断面図である。
【図３】図２において、拡径加締めの緩みによりリング体のゴム層が突出した状態を示す断面図である。
【図４】図１の車輪用軸受装置の製造工程において、拡径加締めの要領を説明するための断面図である。
【図５】図１の車輪用軸受装置の製造工程において、揺動加締めの要領を説明するための揺動加締め前の状態を示す断面図である。
【図６】図１の車輪用軸受装置の製造工程において、拡径加締めの要領を説明するための揺動加締め後の状態を示す断面図である。
【図７】車輪用軸受装置の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０１  内方部材（ハブ輪）
１０２，１０３  転動体
１０４  外方部材（外輪）
１０５  等速自在継手
１０６，１０７  軌道面
１１０，１１１  軌道面
１２１  外側継手部材
１２７  ステム部
１３０  肩部
１３４  拡径加締め部
１３５  揺動加締め部
１３６  リング体
１３７，１３９  弾性層（ゴム層）
１３８  金属板（鋼板）
【図１】
2007218314.tif 000003
【図２】
2007218314.tif 000004
【図３】
2007218314.tif 000005
【図４】
2007218314.tif 000006
【図５】
2007218314.tif 000007
【図６】
2007218314.tif 000008
【図７】
2007218314.tif 000009