(57)【要約】【課題】  ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材とが加締により一体に結合された第４世代型軸受装置において、転動体の肩乗り上げに起因する軌道面肩部の損傷が防止でき、耐久性に優れた車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】  内周に複列の軌道面２，３を有する外方部材１と、軌道面２，３に対向する複列の軌道面５，６を外周に有する内方部材４と、対向する軌道面２，３，５，６間に介在した複列の転動体７，８とを備える。内方部材４は、等速自在継手の外側継手部材１０と、この外側継手部材１０のステム部１１に基端側部分よりも段差１１ａをもって小径に形成されたステム部先端側部分１１ｂの外周に嵌合するハブ輪１２とでなる。ステム部１１の加締によってハブ輪１２と外側継手部材１０とが一体に結合されている。内方部材４の複列の軌道面５，６における互いの非隣接側の肩部５ａ，６ａ、および外方部材１の複列の軌道面２，３における互いの隣接側の肩部２ａ，３ａを、それぞれ面だらし形状部５ａａ，６ａａ，２ａａ，３ａａとする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に複列の軌道面を有する外方部材と、上記軌道面に対向する複列の軌道面を外周に有する内方部材と、上記対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、上記内方部材が、等速自在継手の外側継手部材と、この外側継手部材のステム部に基端側部分よりも段差をもって小径に形成されたステム部先端側部分の外周に嵌合するハブ輪とでなり、前記ハブ輪および外側継手部材に、前記各列の軌道面をそれぞれ有し、前記ステム部の加締によってハブ輪と外側継手部材とが一体に結合された複列外向きのアンギュラ玉軸受型の車輪用軸受装置において、
前記内方部材の複列の軌道面における互いの非隣接側の肩部、および外方部材の複列の軌道面における互いの隣接側の肩部を、それぞれ面だらし形状としたことを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
請求項１において、前記ステム部が中空軸状であり、前記ステム部の前記加締は、前記ステム部先端側部分を拡径させる拡径加締である車輪用軸受装置。
【請求項３】
請求項１において、前記ステム部の前記加締は、前記ステム部先端側部分の先端に設けられた円筒状部分を外径側へ鍔状に加締めた揺動加締である車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車における車輪用軸受装置に関し、特に、内方部材が、等速自在継手の外側継手部材と、この外側継手部材のステム部外周に嵌合するハブ輪とでなるアンギュラ玉軸受型の車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車輪用軸受装置では、ハブと軸受とが独立したタイプのもの（いわゆる第１世代型，第２世代型）から、ハブ輪のインボード側端に内輪を嵌合させ、ハブ輪および内輪に各列の軌道面を設けたもの（第３世代型）へと発展し、さらに、内方部材が、等速自在継手の外側継手部材と、そのステム部の外周に嵌合するハブ輪とでなるものとされて、これらハブ輪と外側継手部材とに軌道面を形成した形式のもの（第４世代型）へと発展している。
【０００３】
第４世代型の車輪用軸受装置において、外側継手部材とハブ輪との結合は、外側継手部材のステム部を拡径加締によってハブ輪とを結合したもの（例えば特許文献１）と、ステム部先端を揺動加締して外側継手部材とハブ輪とを結合したもの（例えば特許文献２）とがある。
【特許文献１】特開２００１−１８６０５号公報
【特許文献２】特開２００５−１６２２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
第４世代型の車輪用軸受装置は、インボード側の内輪軌道面が等速自在継手の外側継手部材と一体化されたものであるため、車両旋回に伴いモーメント荷重が加わったときに、ハブ輪の内輪軌道面形成部分と外側継手部材の内輪軌道面形成部分とがへの字形に変形する。このような、へ字形の変形が生じると、ボールからなる転動体が軌道面の肩部へ乗り上げる肩乗り上げが生じ易い。
第３世代形の車輪用軸受装置では、単にハブ輪にインボード側内輪が圧入嵌合されたものであるため、上記のようなへの字に変形する量が少ない。
そのため、第４世代型の車輪用軸受装置は、軸受軌道面の肩乗り上げが生じ易い構造であり、軸受軌道面の肩部に応力が集中し、欠けが生じる恐れがある。したがって耐久性の向上が難しい。
【０００５】
この発明の目的は、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材とが加締により一体に結合された第４世代型軸受装置において、転動体の肩乗り上げに起因する軌道面肩部の損傷が防止でき、耐久性に優れた車輪用軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、上記軌道面に対向する複列の軌道面を外周に有する内方部材と、上記対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、上記内方部材が、等速自在継手の外側継手部材と、この外側継手部材のステム部に基端側部分よりも段差をもって小径に形成されたステム部先端側部分の外周に嵌合するハブ輪とでなり、前記ハブ輪および外側継手部材に、前記各列の軌道面をそれぞれ有し、前記ステム部の加締によってハブ輪と外側継手部材とが一体に結合された複列外向きのアンギュラ玉軸受型の車輪用軸受装置において、前記内方部材の複列の軌道面における互いの非隣接側の肩部、および外方部材の複列の軌道面における互いの隣接側の肩部を、それぞれ面だらし形状としたことを特徴とする。ここで、面だらし形状とは、曲面状の面取り形状であることを意味する。
【０００７】
この構成によれば、ハブ輪と外側継手部材に軌道面を設けた形式のものであるため、車両走行時の旋回モーメント荷重が負荷されると、これらハブ輪と外側継手部材の軌道面形成部分がへ字形に変形し、この変形によって転動体が軌道面の肩に乗り上げる肩乗り上げが発生することがある。へ字形の変形に伴うこの肩乗り上げは、内方部材の複列の軌道面における互いの非隣接側の肩部、および外方部材の複列の軌道面における互いの隣接側の肩部に対して生じる。しかし、これらの軌道面の肩部は、いずれもなだらかな形状である面だらし形状としたため、転動体が乗り上げたときの応力の集中が生じ難い。そのため、応力集中によって軌道面肩部に欠けが生じたりすることがなく、軸受装置の耐久性が向上する。
【０００８】
この発明において、前記ステム部を中空軸状とし、ステム部の前記加締を、前記ステム部先端側部分を拡径させる拡径加締としてもよい。また、前記ステム部の前記加締を、ステム部先端側部分の先端に設けられた円筒状部分を外径側へ鍔状に加締めた揺動加締としてもよい。
いずれの加締形態であっても、ハブ輪と外側継手部材の軌道面形成部分間に上記のへ字状の変形が生じるが、この変形による車両旋回時の転動体肩乗り上げが発生しても、上記の面だらし形状によって、肩部の損傷防止による耐久性向上の効果が得られる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、上記軌道面に対向する複列の軌道面を外周に有する内方部材と、上記対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、上記内方部材が、等速自在継手の外側継手部材と、この外側継手部材のステム部に基端側部分よりも段差をもって小径に形成されたステム部先端側部分の外周に嵌合するハブ輪とでなり、前記ハブ輪および外側継手部材に、前記各列の軌道面をそれぞれ有し、前記ステム部の加締によってハブ輪と外側継手部材とが一体に結合された複列外向きのアンギュラ玉軸受型の車輪用軸受装置において、前記内方部材の複列の軌道面における互いの非隣接側の肩部、および外方部材の複列の軌道面における互いの隣接側の肩部を、それぞれ面だらし形状としたから、車両走行時の旋回モーメント荷重が負荷され、ハブ輪と等速自在継手の内側継手部材とがへの字型に変形しても、転動体の肩乗り上げによる肩部の応力集中が生じ難くて、肩部の欠けの発生が抑えられ、軸受の耐久性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明の一実施形態を図１ないし図３と共に説明する。図１は車輪用軸受装置の断面図、図２は図１の要部拡大図、図３は図２における外方部材および内方部材の形状を示す図である。
この車輪用軸受装置Ａは、複列の軌道面２，３を有する外方部材１と、この軌道面２，３に対向する軌道面５，６を外周に有する内方部材４と、これら対向する軌道面２，３および軌道面５，６間に介在した２列の転動体７，８とを備える。内方部材４は、等速自在継手９の外側継手部材１０と、この外側継手部材１０のステム部１１に基端側部分よりも段差１１ａをもって小径に形成されたステム部先端側部分１１ｂの外周に嵌合するハブ輪１２とでなる。これらハブ輪１２および外側継手部材１０に、前記各列の上記軌道面５，６がそれぞれ設けられている。ハブ輪１２と外側継手部材１０とは、ステム部１１の加締によって一体に結合されている。この車輪用軸受装置Ａは、転動体７，８がボールからなり、軌道面２，３，７，８の接触角が背面組み合わせとなるように形成された複列外向きのアンギュラ玉軸受型とされている。等速自在継手９の内側継手部材（図示せず）には、駆動軸（図示せず）が接続される。
【００１１】
ハブ輪１２は、車輪取付フランジ１２ａを有し、この車輪取付フランジ１２ａには車輪（図示せず）がボルト１２ｂによって取付けられる。外方部材１は、フランジ部１ａを備え、このフランジ部１ａに形成された雌ねじ孔等からなるボルト孔１ｂを介して車体（図示せず）の懸架装置におけるナックルに固定される。
外方部材１側の軌道面２，３と内方部材４側の軌道面５，６との間に介在された２列の転動体７，８は、保持器１３によって保持されている。また、外方部材１と内方部材４の間に形成される軸受空間の両端部には、パックシールタイプやその他の形態のオイルシール等の密封手段１４，１５により密封されている。
【００１２】
前記外側継手部材１０のステム部１１は、中空軸状とされ、この中空軸状のステム部１１における小径に形成されたステム部先端側部分１１ｂの拡径加締により、上記ハブ輪１２と外側継手部材１０との一体化がなされている。すなわち、ステム部先端側部分１１ｂを拡径状態に加締てハブ輪１２の内径面に押し当て食い込ます状態とすることで、その拡径加締部１６によりハブ輪１２と外側継手部材１０とが一体に結合されている。等速自在継手９における外側継手部材１０の基部側は、等速自在継手９の内側継手部材（図示せず）と接合されるマウス部１０a とされるが、このマウス部１０a と連通するステム部１１の中空部との境界部には、マウス部１０a に装填されるグリースの漏出を防止するためのキャップ部材１８が装着されている。
【００１３】
図２および図３に示すように、外方部材１の２列の軌道面２，３における互いの隣接側の肩部２ａ，３ａ、および内方部材４の２列の軌道面５，６における互いの非隣接側の肩部５ａ，６ａは、図３の拡大部分に示すように、それぞれ、その全体を面だらし形状とした面だらし部２ａａ，３ａａ，５ａａ，６ａａとしている。これら面だらし部２ａａ，３ａａ，５ａａ，６ａａは、円弧状の面取部である。なお、図３では、一部の肩部３ａ，６ａのみを拡大して示しているが、他の肩部２ａ、５ａも、この拡大部分で示されたと同様の形状とされている。
【００１４】
上記構成の車輪用軸受装置によると、ハブ輪１２と外側継手部材１０に軌道面５，６を設けた形式のものであるため、車両の旋回走行時のモーメント荷重が負荷されると、これらハブ輪１２と外側継手部材１０の軌道面５，６の形成部分がへ字形に変形し、この変形によって転動体７，８が軌道面２，３，５，６の肩部２ａ，３ａ，５ａ，６ａに乗り上げることがある。
しかし、これらの肩部２ａ，３ａ，５ａ，６ａを、面だらし形状部２ａａ，３ａａ，５ａａ，６ａａとしたため、転動体７，８の肩乗り上げが発生しても、この乗り上げによる肩部２ａ，３ａ，５ａ，６ａに対する影響が小さくなる。したがって、これら肩部２ａ，３ａ，５ａ，６ａにおける応力集中が緩和され、肩部２ａ，３ａ，５ａ，６ａでの欠けが生じる懸念もなくなり、車輪用軸受装置Ａ，Ｂの長寿命化が得られる。
【００１５】
図４は、外方部材側軌道面２，３および内方部材側軌道面５，６の形状についての他の変形例を示す。この例では、軌道面２，３における互いの隣接側の肩部２ａ，３ａおよび軌道面５，６における互いの非隣接側の肩部５ａ，６ａが、軌道面２，３，５，６の断面を構成する円弧状の曲線から滑らかに続く直線もしくは前記円弧状曲線より曲率の小さな曲線（図例では直線）からなる補助軌道面２ａｂ，３ａｂ，５ａｂ，６ａｂと、上記と同様の曲面状面取部である面だらし形状部２ａａ，３ａａ，５ａａ，６ａａとを、それぞれ有する形状とされている。面だらし形状部２ａａ，３ａａ，５ａａ，６ａａは、上記補助軌道面２ａｂ，３ａｂ，５ａｂ，６ａｂと、外方部材１の内径面または内方部材２の外径面とに対しても滑らかに続いている。
【００１６】
この構成の場合、補助軌道面２ａｂ，３ａｂ，５ａｂ，６ａｂを設けたため、軸受に大きなモーメント荷重が負荷されて、転動体７，８の軌道面２，３，５，６との接触角が増大したときに、接触楕円（図示せず）は軌道面２，３，５，６から補助軌道面２ａｂ，３ａｂ，５ａｂ，６ａｂにはみ出すことになる。しかし、この補助軌道面２ａｂ，３ａｂ，５ａｂ，６ａｂは、軌道面２，３，５，６の断面を構成する円弧状曲線から滑らかに続き、かつ直線からなる断面形状を有するため、接触楕円が補助軌道面２ａｂ，３ａｂ，５ａｂ，６ａｂにはみ出しても、エッジロード（肩乗り上げ衝撃）が発生することがない。しかも、この補助軌道面２ａｂ，３ａｂ，５ａｂ，６ａｂに続き、面だらし形状部２ａａ，３ａａ，５ａａ，６ａａが形成されているから、補助軌道面２ａｂ，３ａｂ，５ａｂ，６ａｂをはみ出した後の肩乗り上げ衝撃が、この面だらし形状部２ａａ，３ａａ，５ａａ，６ａａによって一層緩和され、肩部２ａ，３ａ，５ａ，６ａにおける応力集中による欠けの発生抑制がより効果的になされる。
【００１７】
図５は、外方部材側軌道面２，３および内方部材側軌道面５，６の形状についての他の変形例を示す。この例では、軌道面２，３における互いの隣接側の肩部２ａ，３ａおよび軌道面５，６における互いの非隣接側の肩部５ａ，６ａが、軌道面２，３，５，６の断面を構成する円弧状の曲線から続く上記と同様の面だらし形状部２ａａ，３ａａ，５ａａ，６ａａと、この面だらし形状部２ａａ，３ａａ，５ａａ，６ａａにさらに続く緩やかな傾斜面（断面が直線もしくは曲率の小さな曲線）２ａｃ，３ａｃ，５ａｃ，６ａｃとを、それぞれ備えている。
【００１８】
この構成の場合、軸受に大きなモーメント荷重が負荷された際における転動体の肩乗り上げ衝撃が、面だらし形状部２ａａ，３ａａ，５ａａ，６ａａによるなだらかな形状によって緩和され、さらにこれに続く傾斜面２ａｃ，３ａｃ，５ａｃ，６ａｃにおいて、この肩乗り上げ衝撃が一層緩和されるから、肩部２ａ，３ａ，５ａ，６ａにおける応力集中による欠けの発生抑制がより効果的になされる。
【００１９】
なお、図２，図３に示す第１の実施形態のように、肩部２ａ，３ａ，５ａ，６ａの全体が面だらし形状部２ａａ，３ａａ，５ａａ，６ａａとされているだけでも、第４世代型軸受装置における転動体の肩乗り上げの衝撃緩和に有効であるが、これに図４の例の補助軌道面２ａｂ，３ａｂ，５ａｂ，６ａｂ、あるいは図５の例の傾斜面２ａｃ，３ａｃ，５ａｃ，６ａｃを組み合わせればより効果的であり、これらは要求性能に応じて適宜選択採用される。
【００２０】
なお、上記各実施形態は、図１のように、ステム部１１の拡径加締によりハブ輪１２を外側継手部材１０と一体化した例につき説明したが、例えば図６に示すように、揺動加締によって一体化したものであっても良い。図６の車輪用軸受装置Ｂにおける前記ステム部１１は、中実軸状とされ、この中実軸状のステム部１１におけるステム部先端側部分１１ｂの先端に設けられた円筒状部分１１ｃを外径側へ鍔状に揺動加締によって加締め、この揺動加締部１７によりハブ輪１２と等速自在継手９の外側継手部材１０とが一体に結合されている。揺動加締は、円筒状部分１１ｃ内に金型（図示せず）を入れて円すい面状に揺動させることにより、円筒状部分１１ｃを円周方向の一部づつ順に加締める方法である。なお、この場合のステム部１１は、中空軸状であっても良い。
【００２１】
なお、この発明が対象とする第４世代型軸受装置としては、図例のものに限定されず、他の形態のものにもこの発明を適用することができる。さらに、等速自在継手１０の外側継手部材とハブ輪１２との一体結合のための加締として、例示の拡径加締あるいは揺動加締以外の加締を採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の一実施形態にかかる車輪用軸受装置を示す断面図である。
【図２】図１の部分拡大断面図である。
【図３】図２における外方部材および内方部材を示す断面図、およびその一部の拡大断面図である。
【図４】外方部材および内方部材の変形例を示す部分断面図である。
【図５】外方部材および内方部材の他の変形例の部分断面図である。
【図６】この発明の他の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１…外輪（外方部材）
２，３…軌道面
２ａ，３ａ…肩部
２ａａ，３ａａ…面だらし形状部
４…内方部材
５，６…軌道面
５ａ，６ａ…肩部
５ａａ，６ａａ…面だらし形状部
７，８…転動体
９…等速自在継手
１０…外側継手部材
１１…ステム部
１１ａ…段差
１１ｂ…ステム部先端側部分
１２…ハブ輪
１６…拡径加締部
１７…揺動加締部
Ａ…車輪用軸受装置
Ｂ…車輪用軸受装置
【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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