(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブ輪、複列の軸受および等速自在継手のうち、ハブ輪と複列の軸受をユニット化し、前記ハブ輪と等速自在継手の継手外輪とをトルク伝達手段を介して嵌合し、軸方向固定手段により結合した駆動車輪用軸受装置において、前記ハブ輪は小径端部を有し、前記軸受の複列のインナーレースのうちの一方を形成した別体の内輪が圧入され、前記小径端部の端部を加締めることにより前記ハブ輪と軸受をユニット化し、前記ハブ輪の内径に継手外輪をトルク伝達手段を介して嵌合させ、前記ハブ輪の内径よりも小さい外径の小径部を前記継手外輪の端部に設け、その小径部の外周面に凹凸部を周方向に沿って形成し、前記ハブ輪の内径と小径部の外径間に、前記ハブ輪のトルク伝達手段の係合部と小径部の凹凸部とに弾性接触する舌片を一体に有するリング部材を装着し、前記トルク伝達手段は、その係合部のすきまが前記リング部材により抑制されていることを特徴とする駆動車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は駆動車輪用軸受装置に関し、詳しくは、自動車の駆動車輪を車体に回転自在に支持する駆動車輪用軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の駆動車輪用軸受装置には、その用途に応じて種々の形式のものが提案されている。図２７に示す駆動車輪用軸受装置（以下、単に軸受装置と称す）はその一例であり、ハブ輪１、軸受２および等速自在継手３をユニット化した構成を具備する。
【０００３】
ハブ輪１は、その外周面にアウトボード側のインナーレース４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６を備えている。この車輪取付フランジ６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７が植設されている。
【０００４】
等速自在継手３は、シャフト８の一端に設けられ、内周面にトラック溝９が形成された継手外輪１１と、その継手外輪１１のトラック溝９と対向するトラック溝１０が外周面に形成された継手内輪１２と、継手外輪１１のトラック溝９と継手内輪１２のトラック溝１０との間に組み込まれたトルク伝達ボール１３と、継手外輪１１と継手内輪１２間に介在してトルク伝達ボール１３を支持する保持器１４とからなる。なお、継手外輪１１とシャフト８間には、外部からの水や異物の侵入および内部からのグリース漏れを防止するためのブーツ１５が装着されている。
【０００５】
継手外輪１１は、継手内輪１２、ボール１３および保持器１４を収容したマウス部１６と、そのマウス部１６から軸方向に一体的に延び、外周面にセレーション部１７が形成されたステム部１９を有する。このステム部１９をハブ輪１の貫通孔に挿入し、ステム部１９の外周面および貫通孔の内周面に形成されたセレーション部１７，１８により両者を嵌合させることによって、ステム部１９からハブ輪１へのトルク伝達を可能としている。この継手外輪１１の軸端を塑性変形によりハブ輪１のアウトボード側端部に加締め、その加締め部２０により継手外輪１１をハブ輪１に固定して一体化している。
【０００６】
ハブ輪１の外周面に形成されたアウトボード側のインナーレース４と、継手外輪１１の肩部２１の外周面に形成されたインボード側のインナーレース５とで複列のインナーレースを構成する。このハブ輪１のインボード側軸方向から挿入される等速自在継手３の継手外輪１１をハブ輪１に加締めることにより、ハブ輪１のインボード側端部に継手外輪１１の肩部２１を突き合わせ、これにより予圧管理を行っている。
【０００７】
軸受２は、複列のアンギュラ玉軸受構造で、ハブ輪１および継手外輪１１の外周面に形成されたインナーレース４，５と外輪２２の内周面に形成されたアウターレース２３，２４との間に転動体２５，２６を介在させ、各列の転動体２５，２６を保持器２７，２８により円周方向等間隔に支持した構造を有する。外輪２２は、車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ２９を備えている。この車体取付フランジ２９は、車体の懸架装置（図示せず）から延びるナックルにボルトで固定されている。軸受２の両端開口部には、外輪２２とハブ輪１および継手外輪１１との環状空間を密封する一対のシール３０，３１が外輪２２の端部内径に嵌合され、内部からのグリース漏れおよび外部からの水や異物の侵入を防止する。
【０００８】
図２７の軸受装置は、ハブ輪１、軸受２および等速自在継手３をユニット化した非分離タイプの構造を有するのに対して、軸受装置の他例として、図２８および図２９に示す構造のものもある。この軸受装置は、ハブ輪１’と軸受２をユニット化し、ハブ輪１’に等速自在継手３をボルト３２又はナット３３により固定した分離可能タイプの構造を有する。
【０００９】
前述した非分離タイプの軸受装置と異なる点は以下のとおりである。なお、非分離タイプの軸受装置と同一部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。
【００１０】
このハブ輪１’のインボード側端部の外周面に形成された小径端部３４にハブ輪１’と別体の内輪３５を嵌合させ、この内輪３５の外周面にインボード側のインナーレース５が形成されている。内輪３５は、クリープを防ぐために適当な締め代をもって圧入されている。ハブ輪１’の外周面に形成されたアウトボード側のインナーレース４と、内輪３５の外周面に形成されたインボード側のインナーレース５とで複列のインナーレースを構成する。この内輪３５をハブ輪１’の小径端部３４に圧入し、ハブ輪１’の小径端部３４の突出端部を塑性変形により外径側へ加締め、その加締め部３６により内輪３５の抜け止めと予圧管理を行っている。
【００１１】
このタイプの軸受装置では、ハブ輪１’の小径端部３４の端部を加締め、その加締め部３６により内輪３５の抜け止めと予圧管理を行っているため、ハブ輪１’の貫通孔に継手外輪１１のステム部１９を挿通し、そのステム部１９に形成されたねじ孔３７にボルト３２を螺合させること（図２８参照）または継手外輪１１のステム部１９にナット３３を螺合させること（図２９参照）により、ハブ輪１’に継手外輪１１を抜脱しない程度に固定するようにしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図２７に示す非分離タイプの軸受装置では、継手外輪１１のステム部１９の端部を塑性変形により加締め、その加締め部２０により継手外輪１１をハブ輪１に固定して一体化した構造とし、ハブ輪１のインボード側端部に継手外輪１１の肩部２１を突き合わせ、これにより予圧管理を行っている。この軸受装置の組立の利便性を考慮した場合、ハブ輪１と継手外輪１１のステム部１９とのセレーション嵌合はルーズな状態であることが好ましい。
【００１３】
しかしながら、ハブ輪１とステム部１９とのセレーション嵌合がルーズな状態であると、ハブ輪１とステム部１９のセレーション部１７，１８間でガタツキが発生しやすく、このガタツキが原因としてドライブ・フィールの悪化や駆動系異音の発生を招来することがある。また、このタイプの構造では、ハブ輪１へのモーメント荷重に対して脆弱な構造となっているため、ステム部１９および加締め部２０の強度を十分に確保しようとすると、装置全体の軽量化を阻害することになる。
【００１４】
また、図２８および図２９に示す分離可能なタイプの軸受装置では、ハブ輪１’の小径端部３４の突出端部を加締め、その加締め部３６により内輪３５の抜け止めと予圧管理を行い、また、ハブ輪１’の貫通孔に継手外輪１１のステム部１９を挿通し、そのステム部１９にボルト３２又はナット３３を螺合させることによりハブ輪１’に等速自在継手３を固定している。このようにハブ輪１’の加締め部３６により内輪３５の抜け止めと予圧管理を行っているため、ボルト３２又はナット３３の締め付けトルクによる予圧管理が不要となり、ボルト３２又はナット３３の締め付けによりハブ輪１’に継手外輪１１を抜脱しない程度で固定できるようにしている。
【００１５】
しかしながら、軸受装置の組立の利便性から、ハブ輪１’と継手外輪１１のステム部１９とのセレーション嵌合がルーズな状態であると、ボルト３２又はナット３３の締め付け力が継手外輪１１がハブ輪１’から抜脱しない程度であることから、ハブ輪１’とステム部１９のセレーション部１７，１８間でガタツキが発生しやすく、このガタツキが原因としてドライブ・フィールの悪化や駆動系異音の発生を招来することがある。
【００１６】
そこで、本発明は前記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、ハブ輪と継手外輪のセレーション間でのガタツキを抑制し得る構造を具備した軸受装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための技術的手段として、請求項１の発明は、ハブ輪、複列の軸受および等速自在継手のうち、ハブ輪と複列の軸受をユニット化し、前記ハブ輪と等速自在継手の継手外輪とをトルク伝達手段を介して嵌合し、軸方向固定手段により結合した駆動車輪用軸受装置において、前記ハブ輪は小径端部を有し、前記軸受の複列のインナーレースのうちの一方を形成した別体の内輪が圧入され、前記小径端部の端部を加締めることにより前記ハブ輪と軸受をユニット化し、前記ハブ輪の内径に継手外輪をトルク伝達手段を介して嵌合させ、前記ハブ輪の内径よりも小さい外径の小径部を前記継手外輪の端部に設け、その小径部の外周面に凹凸部を周方向に沿って形成し、前記ハブ輪の内径と小径部の外径間に、前記ハブ輪のトルク伝達手段の係合部と小径部の凹凸部とに弾性接触する舌片を一体に有するリング部材を装着し、前記トルク伝達手段は、その係合部のすきまが前記リング部材により抑制されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る軸受装置では、前記ハブ輪の内径よりも小さい外径の小径部を前記継手外輪の端部に設け、その小径部の外周面に凹凸部を周方向に沿って形成し、前記ハブ輪の内径と小径部の外径間に、前記ハブ輪のトルク伝達手段の係合部と小径部の凹凸部とに弾性接触する舌片を一体に有するリング部材を装着し、ハブ輪と継手外輪間に設けられたトルク伝達手段の係合部のすきまをリング部材により抑制したことにより、トルク伝達手段の係合部にガタツキがあっても、ハブ輪のトルク伝達手段の係合部と小径部の凹凸部とに弾性接触する舌片の係合状態が得られ、これにより、装置組立の利便性からトルク伝達手段でルーズな嵌合状態にあったハブ輪と継手外輪をタイトな嵌合状態に変更することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る軸受装置の実施形態を以下に詳述する。図１乃至図４の軸受装置は、ハブ輪４１、軸受４２および等速自在継手４３をユニット化し、インボード側のインナーレース４５を継手外輪５１に形成した非分離タイプの構造についての各実施形態である。また、図５乃至図２６の軸受装置は、インナーレース４４，４５のそれぞれをハブ輪４１’と別体の内輪７５とに形成して軸受４２をユニット化し、ハブ輪４１’に等速自在継手４３をボルト７２又はナット７３により固定した分離可能タイプの構造についての各実施形態である。
【００２７】
図１に示す第１の実施形態の軸受装置を構成するハブ輪４１は、その外周面にアウトボード側のインナーレース４４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４６を備えている。この車輪取付フランジ４６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４７が植設されている。このハブ輪４１の貫通孔のアウトボード側開口部には、ホイールロータのパイロット部材３９が装着されている。このパイロット部材３９は、外部からの水や異物の侵入や内部からのグリース漏れを防止するキャップ機能も発揮し、耐食性に優れた軽量のメッキ鋼板又は樹脂製のものが好適である。
【００２８】
等速自在継手４３は、シャフト４８の一端に設けられ、内周面にトラック溝４９が形成された継手外輪５１と、その継手外輪５１のトラック溝４９と対向するトラック溝５０が外周面に形成された継手内輪５２と、継手外輪５１のトラック溝４９と継手内輪５２のトラック溝５０との間に組み込まれたトルク伝達ボール５３と、継手外輪５１と継手内輪５２間に介在してトルク伝達ボール５３を支持する保持器５４とからなる。なお、継手外輪５１とシャフト４８間には、外部からの水や異物の侵入および内部からのグリース漏れを防止するためのブーツ５５が装着されている。
【００２９】
継手外輪５１は、継手内輪５２、ボール５３および保持器５４を収容したマウス部５６と、そのマウス部５６から軸方向に一体的に延びる延設端部５９とからなる。この延設端部５９の外周面にインボード側のインナーレース４５が形成されている。ハブ輪４１の外周面に形成されたアウトボード側のインナーレース４４と、継手外輪５１の延設端部５９の外周面に形成されたインボード側のインナーレース４５とで複列のインナーレースを構成する。
【００３０】
軸受４２は複列のアンギュラ玉軸受構造で、ハブ輪４１および継手外輪５１の外周面に形成されたインナーレース４４，４５と外輪６２の内周面に形成されたアウターレース６３，６４との間に転動体６５，６６を介在させ、各列の転動体６５，６６を保持器６７，６８により円周方向等間隔に支持した構造を有する。外輪６２は、車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ６９を備えている。この車体取付フランジ６９は、車体の懸架装置（図示せず）から延びるナックルにボルトで固定されている。軸受４２の両端開口部には、外輪６２とハブ輪４１および継手外輪５１との環状空間を密封する一対のシール７０，７１が外輪６２の端部内径に嵌合され、内部からのグリース漏れおよび外部からの水や異物の侵入を防止する。
【００３１】
この第１の実施形態の軸受装置では、ハブ輪４１のインボード側端部を延在させて小径端部８１を形成し、その小径端部８１の外周面にセレーション部５７を形成すると共に、継手外輪５１の延設端部５９の内周面にセレーション部５８を形成する。継手外輪５１の延設端部５９をハブ輪４１の小径端部８１に外挿し、それら両者をセレーション部５７，５８により嵌合させることによって、継手外輪５１からハブ輪４１へのトルク伝達を可能としている。また、継手外輪５１の延設端部５９をハブ輪４１に突き合わせて軸受予圧を付与している。
【００３２】
このハブ輪４１と継手外輪５１とのセレーション部５７，５８は、軸受装置の組立の利便性から、その組立途中ではルーズな嵌合状態となっているが、以下の構造により組立完了時にはタイトな嵌合状態とする。ハブ輪４１の小径端部８１に中空部、つまり、貫通孔８３を軸方向に形成し、その貫通孔８３に軸受用転動体などの鋼球８２を押し込む。鋼球８２は貫通孔８３の内径よりも僅かに大きな外径を有するものを使用する。この鋼球８２の押し込みにより、ハブ輪４１の小径端部８１を塑性変形により内径側から外径側へ拡径させ、この拡径加締めによりルーズな嵌合状態であったセレーション部５７，５８をタイトな嵌合状態とする。なお、ハブ輪４１の小径端部８１の拡径には、前記鋼球８２以外に、円筒ころなどの拡径部材が使用可能である。
【００３３】
さらに、ハブ輪４１の小径端部８１に焼入れリング８４を外挿して継手外輪５１のマウス部５６の底部に係止させ、小径端部８１の突出端部をリベット加締めにより塑性変形させ、この加締め部８５により焼入れリング８４の抜け止めとしている。リベット加締めは、その加締め部８５が小さく、揺動加締めに対して治具のスペースを必要としない点で好適である。また、この焼入れリング８４は、前述した鋼球８２の押し込み拡径により、小径端部８１にある突出端部のリベット加締め強度および締結力を補助する目的を有し、その内径にローレット加工などの凹凸部を形成することで拡径加締め部を構成する。
【００３４】
拡径加締めとリベット加締めとを併用した同時加工によるハブ輪４１および継手外輪５１の固定は、図２および図３に示すような要領でもって行う。なお、図２は加締め前の状態、図３は加締め後の状態をそれぞれ示す。
【００３５】
図２に示すように固定配置された加締め荷重受け用治具８６に、ハブ輪４１、軸受４２および継手外輪５１からなるアッセンブリ体８７を位置決め載置する。このとき、加締め荷重受け用治具８６の先端に一体形成された突起部８８をハブ輪４１の貫通孔８３に挿入し、その突起部８８の周囲に設けられた受け面８９上にハブ輪４１の貫通孔８３周縁部を載置する。この受け面８９上にハブ輪４１の貫通孔８３周縁部を載置することにより、加締め加工用受圧面積を確保することができ、従来構造におけるパイロット端面の肉厚増加を防止すると共に車輪取付フランジの変形を防止できる。
【００３６】
また、ハブ輪４１の小径端部８１に焼入れリング８４を外挿して継手外輪５１のマウス部５６の底部に載置した状態で、鋼球８２をハブ輪４１の小径端部８１の貫通孔開口部に載置し、その上方にリベット加締め用治具９０を配置する。このリベット加締め用治具９０は、その先端中央に突状の鋼球受け部９１を一体に有し、その鋼球受け部９１の外側に環状凹部９２およびその外側にリング受け部９３が形成されている。
【００３７】
このリベット加締め用治具９０を下降させることにより、鋼球受け部９１に当接した鋼球８２をハブ輪４１の貫通孔８３内に押し込む。この鋼球８２は、前述したように貫通孔８３の内径よりも僅かに大きい外径を有するため、ハブ輪４１の小径端部８１が鋼球８２により内径側から外径側へ拡径され、焼入れリング８４の内径ローレット部との間で拡径加締め部を形成すると共に、ルーズな嵌合状態であったセレーション部５７，５８がタイトな嵌合状態となる。鋼球８２を貫通孔８３の最奥位置近傍まで押し込むと、リベット加締め用治具９０のリング受け部９３で焼入れリング８４を押さえ込むと共に環状凹部９２でハブ輪４１の小径端部８１の突出端部を加締める。
【００３８】
ここで、ハブ輪４１がモーメント荷重に対して十分な剛性を有するのであれば、拡径加締めにより押し込まれた鋼球８２を加締め後にアウトボード側へ抜脱するようにしてもよい。ハブ輪４１がモーメント荷重に対して十分な剛性を有さない虞がある場合には、加締め後も鋼球８２をハブ輪４１の貫通孔８３に残存させた構造とすることにより、モーメント荷重に対する十分な剛性を確保することが容易となる。このように鋼球８２は、ハブ輪４１の補強部材としての機能を発揮し、また、外部からの水や異物の侵入や内部からのグリース漏れを防止する機能も発揮する。一方、ハブ輪４１の小径端部８１の加締めについては、継手外輪５１のマウス部５６の内部スペースに制約があり、揺動加締めのためのスペースを確保することが困難であることから、加締め部８５を小さくすることが可能なリベット加締めが好適である。
【００３９】
次に、図４は第１の実施形態の変形例である第２の実施形態を示す。なお、図１に示す第１の実施形態と同一部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。
【００４０】
この第２の実施形態の軸受装置は、ハブ輪４１の小径端部８１の外周面にローレット加工などにより凹凸部５７’を形成する。継手外輪５１の延設端部５９をハブ輪４１の小径端部８１に外挿し、小径端部８１の凹凸部５７’を延設端部５９に食い込ませて両者を嵌合させることによって、継手外輪５１からハブ輪４１へのトルク伝達を可能としている。このトルク伝達および固定（軸受予圧の保持）を兼ねて、ハブ輪４１の小径端部８１の外径を継手外輪５１の延設端部５９の内径に鋼球８２による拡径加締めでもって直接的に固定した構造を具備する。なお、前記凹凸部は、継手外輪５１の延設端部５９の内周面に形成してもよい。
【００４１】
この鋼球８２による拡径加締めは、前述した第１の実施形態と同一の要領でもって行えばよい。このハブ輪４１と継手外輪５１との凹凸部５７’，５８’は、軸受装置の組立の利便性から、その組立途中ではルーズな嵌合状態となっているが、鋼球８２による拡径加締めにより組立完了時にはタイトな嵌合状態とする。
【００４２】
ハブ輪４１の小径端部８１の端部外周に環状溝９４を形成し、その環状溝９４に止め輪９５を係合させることにより抜け止めとしている。この止め輪９５は必ずしも必要なものではなく、ハブ輪４１の小径端部８１の外周面および継手外輪５１の内周面に形成された凹凸部５７’，５８’の形状によって鋼球８２による拡径加締めでもって軸方向の固定が可能であれば、止め輪９５を省略することができる。この止め輪９５がなければ、軸方向寸法の短縮化も実現容易となる。
【００４３】
ハブ輪４１の貫通孔８３のアウトボード側開口部には、外部からの泥水等の浸入や内部からのグリース漏れを防止する機能も発揮し、耐食性に優れた軽量のメッキ鋼板又は樹脂製のキャップ９６が装着されている。なお、ハブ輪４１のアウトボード側端部には、ホイール案内部およびブレーキ案内部を有するパイロット部９７が一体的に形成されているが、第１の実施形態のように別体のパイロット部材３９（図１参照）を装着した構造であってもよい。
【００４４】
図５はボルトにより分離可能なタイプの軸受装置で第３の実施形態を示す。なお、図１乃至図４と同一部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。
【００４５】
図５に示す第３の実施形態の軸受装置では、ハブ輪４１’のインボード側端部に設けられた小径端部７４にハブ輪４１’と別体の内輪７５を嵌合させ、この内輪７５の外周面にインボード側のインナーレース４５が形成されている。内輪７５は、クリープを防ぐために適当な締め代をもって圧入されている。ハブ輪４１’の外周面に形成されたアウトボード側のインナーレース４４と、内輪７５の外周面に形成されたインボード側のインナーレース４５とで複列のインナーレースを構成する。この内輪７５をハブ輪４１’の小径端部７４に圧入し、ハブ輪４１’の小径端部７４の突出端部を塑性変形により外径側へ加締め、その加締め部７６により内輪７５の抜け止めと軸受予圧の管理を行っている。
【００４６】
継手外輪５１は、継手内輪５２、ボール５３および保持器５４を収容したマウス部５６と、そのマウス部５６から軸方向に一体的に延び、外周面にセレーション部５７が形成されたステム部５９を有する。このステム部５９をハブ輪４１’の貫通孔に挿入し、ステム部５９の外周面および貫通孔の内周面に形成されたセレーション部５７，５８により両者を嵌合させることによって、ステム部５９からハブ輪４１’へのトルク伝達を可能としている。そのハブ輪４１’の貫通孔に継手外輪５１のステム部５９を挿通し、そのステム部５９に形成されたねじ孔７７にボルト７２を螺合させることにより、継手外輪５１をハブ輪４１’に固定している。ここで、前述したようにハブ輪４１’の小径端部７４の加締め部７６により内輪７５の抜け止めと軸受予圧の管理を行えるため、ボルト７２の締め付けトルクはハブ輪４１’から継手外輪５１が抜脱しない程度に設定されている。
【００４７】
この第３の実施形態では、継手外輪５１のステム部５９に中空部、つまり、貫通孔８３を形成し、その貫通孔８３の内径よりも僅かに大きな外径を有する鋼球８２をマウス部５６の底部側から押し込む。この鋼球８２の押し込みにより、ステム部５９を弾性変形の範囲内で内径側から外径側へ拡径させ、この拡径加締めによりルーズな嵌合状態であったセレーション部５７，５８をタイトな嵌合状態とすると共にステム部５９の外周面および貫通孔８３の内周面に形成されたパイロット部５７’’，５８’’も拡径嵌合される。なお、鋼球８２の抜け止め防止用として、貫通孔８３のマウス部開口側にプラグ９８を螺着することも可能であるが、ハブ輪４１’および軸受４２と等速自在継手４３との分解を容易にするためにはプラグ９８を装着しなくてもよい。
【００４８】
この鋼球８２による拡径は、前述した第１、第２の実施形態と同一の要領でもって行えばよい。このハブ輪４１’と継手外輪５１とのセレーション部５７，５８は、軸受装置の組立の利便性から、その組立途中ではルーズな嵌合状態となっているが、鋼球８２による拡径加締めにより組立完了時にはタイトな嵌合状態とする。第１、第２の実施形態における拡径加締めはハブ輪４１’を塑性変形させていたが、この第３の実施形態では、拡径加締めをステム部５９の弾性変形の範囲内としている。これにより、分解時に鋼球８２をインボード側に押し出すことで、ハブ輪４１’とステム部５９とのセレーション部５７，５８をルーズな嵌合状態に戻すことができ、分解を容易に行うことができる。
【００４９】
次に、第４の実施形態の軸受装置を図６に示す。この第４の実施形態が第３の実施形態と異なる点は以下の点である。つまり、鋼球８２の抜け止め防止用として、第３の実施形態では、貫通孔８３のマウス部開口側にプラグ９８を螺着したのに対して、第４の実施形態では、貫通孔８３のマウス部開口側に鋼板製のエンドキャップ９９を挿着した構造を具備する。このようにすれば、エンドキャップ９９により、鋼球８２の抜け止めとグリース漏れの防止を兼ねることができ、分解も容易に行うことができる。
【００５０】
図７は第５の実施形態の軸受装置を示す。この第５の実施形態では、継手外輪５１のステム部５９のアウトボード側端部に中空部８３’を形成し、その中空部８３’の底部に形成されたねじ孔７７にボルト７２を螺合させることにより、継手外輪５１をハブ輪４１’に固定している。このボルト７２の根元部位に焼入れリング１００を装着し、そのボルト７２の締め付けによる焼入れリング１００の押し込みにより、ステム部５９を弾性変形の範囲内で内径側から外径側へ拡径させ、この拡径加締めによりルーズな嵌合状態であったセレーション部５７，５８をタイトな嵌合状態とする。
【００５１】
図８に示す第６の実施形態のように前述したリング１００’をボルト７２と一体化することも可能である。また、図９に示す第７の実施形態のようにリングの代わりに保持器１０１を使用し、その保持器１０１により円周等配置された複数の鋼球８２’をボルト７２の締め付けにより押し込むことにより、ステム部５９を弾性変形の範囲内で内径側から外径側へ拡径させるようにしてもよい。さらに、図１０に示す第８の実施形態のようにボルト７２に球面リング１０２を装着し、その球面リング１０２が当接する貫通孔の内径を、アウトボード側からインボード側へ向けて縮径するテーパ状受け面１０３とし、ボルト７２の締め付けによる球面リング１０２の押し込みでもって、ステム部５９を弾性変形の範囲内で内径側から外径側へ拡径させるようにしてもよい。
【００５２】
次に、第９の実施形態の軸受装置を図１１に示す。この第９の実施形態では、ステム部５９の貫通孔８３のアウトボード側端部にねじ孔７７を形成すると共に、そのねじ孔７７に連通してテーパ部１０４を形成した構造を具備する。このテーパ部１０４は、鋼球８２の外径とほぼ同程度のアウトボード側から鋼球８２の外径よりも小さいインボード側へ向けて縮径するような内径を有する。これにより、ボルト７２の締め付けにより鋼球８２が貫通孔８３のテーパ部１０４にアウトボード側からインボード側へ向けて押し込まれることになり、この鋼球８２の押し込みにより、ステム部５９を弾性変形の範囲内で内径側から外径側へ拡径させ、この拡径加締めによりルーズな嵌合状態であったセレーション部５７，５８をタイトな嵌合状態とする。
【００５３】
第１０の実施形態の軸受装置を図１２に示す。この第１０の実施形態が第９の実施形態と異なる点は以下の点である。つまり、ステム部５９の貫通孔８３にねじ孔７７と連通するテーパ部を設けず、鋼球８２の外径よりも僅かに小さい内径を有するストレート状とし、鋼球８２の抜け止めとグリース漏れの防止を兼ねたエンドキャップ１０５を装着した構造を具備する。この第１０の実施形態では、分解時、鋼球８２をエンドキャップ１０５ごとインボード側へ押し出すことにより、ハブ輪４１’とステム部５９とのセレーション部５７，５８をルーズな嵌合状態に戻すことができ、分解も容易に行うことができる。
【００５４】
図１３は第１１の実施形態の軸受装置を示す。この第１１の実施形態では、軸受４２に予圧を付与するための筒状部材１０６をセレーション部５７ａ，５８ａを介してハブ輪４１’と嵌合させ、ハブ輪４１’のアウトボード側端部で塑性変形により加締めて固定する。継手外輪５１’のアウトボード側端部の外径にセレーション部５７ｂを形成し、筒状部材１０６の大径のインボード側端部の内径にセレーション部５８ｂを形成し、それら両者をセレーション部５７ｂ，５８ｂにより嵌合させることによって、継手外輪５１’からハブ輪４１’へのトルク伝達を可能としている。筒状部材１０６に挿通されたボルト７２’を継手外輪５１’にねじ孔７７’で螺合させ、そのボルト７２’のインボード側端部と継手外輪５１’との間に形成された環状空間に保持器１０１を収納した構造を有する。
【００５５】
この第１１の実施形態では、ボルト７２’の締め付けにより筒状部材１０６を介してハブ輪４１’と継手外輪５１’とを結合一体化し、そのボルト７２’の締め付け時、保持器１０１により円周等配置された複数の鋼球８２’を圧入保持することにより、継手外輪５１を弾性変形の範囲内で内径側から外径側へ拡径させ、この拡径加締めによりルーズな嵌合状態であったセレーション部５７ｂ，５８ｂをタイトな嵌合状態とする。なお、分解時には、ボルト７２’を取り外すことにより保持器１０１の鋼球８２’の圧入状態を解除し、継手外輪５１’と筒状部材１０６とのセレーション部５７ｂ，５８ｂをルーズな嵌合状態に戻すことができる。
【００５６】
次に、図１４はナットにより分離可能なタイプの軸受装置で第１２の実施形態を示す。なお、図５乃至図１３と同一部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。
【００５７】
この第１２の実施形態では、継手外輪５１のステム部５９に、ハブ輪４１’のセレーション部５８と嵌合するセレーション部５７が形成された部位よりも軸径が小さい小径部１０７を一体的に設け、その小径部１０７の外周面に凹凸部、例えばセレーション部１０８を形成し、図１５（ａ）（ｂ）に示すように小径部１０７のセレーション部１０８とハブ輪４１’のセレーション部５８間に鋼板製のリング部材１０９を装着する。このリング部材１０９は、内径側に彎曲した形状を有する複数の舌片１１０をアウトボード側に円周等配置し、かつ、外径側に彎曲した形状を有する複数の舌片１１１をインボード側に円周等配置したもので、焼入れ硬化されている。
【００５８】
このリング部材１０９をステム部５９の小径部１０７のセレーション部１０８とハブ輪４１’のセレーション部５８間に圧入することにより、リング部材１０９の舌片１１０，１１１を両セレーション部１０８，５８に引掛け係止することによりステム部５９とハブ輪４１’の両セレーション部５７，５８間でのガタツキを抑制する。なお、図１５（ｃ）に示す第１３の実施形態のようにリング部材１０９’を、そのアウトボード側を軸方向に延設してナット７３の端面に当接させた形状とすれば、ナット７３の締め付け時にそのナット端面がリング部材１０９’をインボード側へ押し込むことができ、これにより、リング部材１０９’をステム部５９の小径部１０７のセレーション部１０８とハブ輪４１’のセレーション部５８間に圧入することが容易となる。
【００５９】
図１６および図１７（ａ）は第１２、１３の実施形態の変形例である第１４の実施形態を示す。前述した第１３の実施形態では、ナット７３の締め付けによりリング部材１０９’を圧入固定した構造であるのに対して、第１４の実施形態の軸受装置では、リング部材１０９’’を継手外輪５１のステム部５９の軸端に装着したサークリップ１１２により圧入固定した構造である。前記リング部材１０９’’のアウトボード側端部には、彎曲成形された押え部１１３が一体的に延設され、サークリップ１１２の装着時には、その押え部１１３を介してリング部材１０９’’が圧入される。
【００６０】
また、図１７（ｂ）に示す第１５の実施形態のようにサークリップ１１２の装着時に、リング部材１０９’’の押え部１１３を軸方向に圧縮して弾性変形させた状態で固定すれば、継手外輪５１のステム部５９の軸方向動きを抑制することが可能である。さらに、図１７（ｃ）に示す第１６の実施形態のようにリング部材１０９’’の押え部１１３内にゴム等の弾性体１１４を収納保持した構造とすれば、第１５の実施形態と同様、サークリップ１１２の装着時にリング部材１０９’’の押え部１１３を軸方向に圧縮して弾性変形させた状態で固定すれば、その弾性体１１４によりサークリップ１１２の装着性が容易となる。
【００６１】
これら第１４乃至第１６の実施形態では、分解時の利便性を考慮してリング部材１０９’’をサークリップ１１２により固定した構造を有するものであったが、図１８に示す第１７乃至第１９の実施形態のようにサークリップ１１２の代わりにステム部５９の外周面に凹溝１１５を形成し、この凹溝１１５にリング部材１０９’’の押え部１１３の端部を引掛け係止した構造であってもよい。
【００６２】
図１８（ａ）〜（ｃ）に示す第１７乃至第１９の各実施形態は図１７（ａ）〜（ｃ）に示す第１４乃至第１６の各実施形態にそれぞれ対応する。なお、図１８（ｄ）に示す第２０の実施形態のようにリング部材１０９’’の押え部１１３の端部を軸方向に対して傾斜した形状とし、ステム部５９の凹溝１１５に引掛け係止した構造とすることも可能である。なお、図１８（ａ）〜（ｄ）中の矢印で示す部位にスリットを形成すれば、リング部材１０９’’の押え部１１３をステム部５９の凹溝１１５に引掛け係止することが容易となり、リング部材１０９’’の装着時の組み付け性が向上する。
【００６３】
また、図１９は第２１の実施形態の軸受装置を示す。この第２１の実施形態では、図２０に示すようにハブ輪４１’の貫通孔に予め圧入嵌合されたリング部材１１６のアウトボード側の端面とステム部５９に螺合するナット７３の端面とに、ナット７３の緩み方向にロックする形状で微小な歯１１７，１１８を形成している。
【００６４】
この第２１の実施形態では、ナット７３の締め付けによりステム部５９とハブ輪４１’の両セレーション部５７，５８間でのガタツキをリング部材１１６で抑制することができると共に、前述したナット７３とリング部材１１６間で噛み合った歯１１７，１１８によりナット７３の緩み止めも実現される。なお、リング部材１１６は、焼結体または鋼板製のいずれであってもよい。また、図２１（ａ）（ｂ）に示す第２２の実施形態のようにナット７３’を鋼板製とし、そのナット７３’の座面１１９にリング部材側へ切り起こした鍔部１２０を形成し、この鍔部１２０をリング部材１１６の歯１１７に引掛け係止するようにしてもよい。
【００６５】
ここで、ボルト又はナットによる締め付けトルクに対するステム部５９とハブ輪４１’の両セレーション部５７，５８間でのガタツキについて、図２２は従来品の特性、図２３は本発明品の特性をそれぞれ示す。両特性を比較すると、本発明品の方が、ステム部５９とハブ輪４１’の両セレーション部５７，５８間でのガタツキが抑制されていることが明らかである。
【００６６】
ところで、ハブ輪４１’と軸受４２をユニット化し、ハブ輪４１’に等速自在継手４３をナットにより固定した分離可能タイプの軸受装置では、前述したようにハブ輪４１’のインボード側端部を加締め、この加締め部７６により内輪７５の抜け止めと軸受予圧の管理を行っているが、この加締め部７６の肉厚分だけ等速自在継手４３のセンター位置がインボード側へ移動することになる。そうすると、ＦＦ車の場合に等速自在継手４３のセンター位置とキングピンのセンター位置とを合わせ難くなり、設計の自由度を損なうことになる。
【００６７】
そこで、ハブ輪４１’の加締め部７６による等速自在継手４３のセンター位置の移動を最小限に抑制する手段として、図２４に示す第２３の実施形態の軸受装置がある。通常、等速自在継手の継手外輪と継手内輪間に介挿されたトルク伝達ボールを６個使用するのに対して、第２３の実施形態では、等速自在継手４３の継手外輪５１と継手内輪５２間に介挿されたトルク伝達ボール５３’を８個使用したものである。このようにトルク伝達ボール５３’を８個とすることにより、各トルク伝達ボール５３’の外径を小さくすることができ、その分、等速自在継手４３の軸方向寸法を短縮できることにより等速自在継手４３のセンター位置の移動を最小限に抑制できる。
【００６８】
また、他の手段として、図２５に示す第２４の実施形態や図２６に示す第２５の実施形態がある。第２４、第２５の実施形態では、軸受４２の内輪７５’の径方向厚みを大きくして内輪７５’を大径とすることにより、インボード側転動体６６’のＰＣＤ（ピッチ円径）をアウトボード側転動体６５よりも大きくし、取り付けスパンが同等になるまでボールピッチ間を短くする。これにより、インボード側の転動体６６’をアウトボード側に寄せることができ、その分、等速自在継手４３の軸方向寸法を短縮できることにより等速自在継手４３のセンター位置の移動を最小限に抑制できる。なお、インボード側の転動体６６’の外径をアウトボード側の転動体の外径よりも小さくしてもよい。
【００６９】
図２５に示す第２４の実施形態では、継手外輪５１の加締め部７６が当接する部位に環状の凹所１２１を設け、この凹所１２１にハブ輪４１’の加締め部７６を収納した構造としている。さらに、図２６に示す第２５の実施形態では、内輪７５’の径方向厚みが大きくなったことから、その内輪７５’のインボード側端面に凹部１２２を形成し、継手外輪５１の凹所１２１および内輪７５’の凹部１２２にハブ輪４１’の加締め部７６を収納した構造としている。これらの構造により、等速自在継手４３の軸方向寸法を短縮できることにより等速自在継手４３のセンター位置の移動を最小限に抑制できる。なお、これらの構造では、継手外輪５１の凹所外周縁部を内輪７５’のインボード側端部１２３に当接させ、これにより、軸受に負荷されるモーメント荷重を支持することができて装置全体の剛性を向上させることができる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明に係る軸受装置によれば、ハブ輪の内径よりも小さい外径の小径部を継手外輪の端部に設け、その小径部の外周面に凹凸部を周方向に沿って形成し、ハブ輪の内径と小径部の外径間に、ハブ輪のトルク伝達手段の係合部と小径部の凹凸部とに弾性接触する舌片を一体に有するリング部材を装着し、ハブ輪と継手外輪間に設けられたトルク伝達手段の係合部のすきまをリング部材により抑制したことにより、装置組立の利便性からトルク伝達手段でルーズな嵌合状態にあったハブ輪と継手外輪をタイトな嵌合状態にすることができ、ハブ輪と継手外輪のセレーション間でのガタツキを抑制でき、ドライブ・フィールの悪化や駆動系異音の発生を防止することができて信頼性の高い高品質の軸受装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る軸受装置の第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態の軸受装置における加締め前の状態を示す断面図である。
【図３】第１の実施形態の軸受装置における加締め後の状態を示す断面図である。
【図４】本発明に係る軸受装置の第２の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明に係る軸受装置の第３の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明に係る軸受装置の第４の実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明に係る軸受装置の第５の実施形態を示す断面図である。
【図８】本発明に係る軸受装置の第６の実施形態を示す断面図である。
【図９】本発明に係る軸受装置の第７の実施形態を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る軸受装置の第８の実施形態を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る軸受装置の第９の実施形態を示す断面図である。
【図１２】本発明に係る軸受装置の第１０の実施形態を示す断面図である。
【図１３】本発明に係る軸受装置の第１１の実施形態を示す断面図である。
【図１４】本発明に係る軸受装置の第１２の実施形態を示す断面図である。
【図１５】（ａ）は（ｂ）（ｃ）のＺ−Ｚ線から見た矢視図、（ｂ）は図１４のリング部材を示すＡ部拡大断面図、（ｃ）は第１２の実施形態の変形例である第１３の実施形態におけるリング部材を示すＡ部拡大断面図である。
【図１６】本発明に係る軸受装置の第１４の実施形態を示す断面図である。
【図１７】（ａ）は図１６のリング部材を示すＢ部拡大断面図、（ｂ）は第１４の実施形態の変形例である第１５の実施形態におけるリング部材を示すＢ部拡大断面図、（ｃ）は第１４の実施形態の変形例である第１６の実施形態におけるリング部材を示すＢ部拡大断面図である。
【図１８】（ａ）は第１４の実施形態に対応した第１７の実施形態におけるリング部材を示す要部拡大断面図、（ｂ）は第１５の実施形態に対応した第１８の実施形態におけるリング部材を示す要部拡大断面図、（ｃ）は第１６の実施形態に対応した第１９の実施形態におけるリング部材を示す要部拡大断面図、（ｄ）は第２０の実施形態におけるリング部材を示す部分拡大断面図である。
【図１９】本発明に係る軸受装置の第２１の実施形態を示す断面図である。
【図２０】図１９のリング部材とナットとの当接端面を示すＸ矢視図である。
【図２１】（ａ）は本発明に係る軸受装置の第２２の実施形態におけるナットを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のナットを示す正面図である。
【図２２】従来品において、ボルト又はナットの締め付けトルクとセレーション部でのガタツキとの関係を示す特性図である。
【図２３】本発明品において、ボルト又はナットの締め付けトルクとセレーション部でのガタツキとの関係を示す特性図である。
【図２４】本発明に係る軸受装置の第２３の実施形態を示す断面図である。
【図２５】本発明に係る軸受装置の第２４の実施形態を示す断面図である。
【図２６】本発明に係る軸受装置の第２５の実施形態を示す断面図である。
【図２７】ハブ輪、軸受および等速自在継手をユニット化した非分離タイプの軸受装置の従来例を示す断面図である。
【図２８】ハブ輪、軸受をユニット化し、ハブ輪を等速自在継手にボルト締結で固定した分離可能タイプの軸受装置の従来例を示す断面図である。
【図２９】ハブ輪、軸受をユニット化し、ハブ輪を等速自在継手にナット締結で固定した分離可能タイプの軸受装置の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
４１，４１’  ハブ輪
４２  軸受
４３  等速自在継手
４４，４５  インナーレース
５１  継手外輪
５７，５８  トルク伝達手段の係合部（セレーション部）
８１  小径端部
８２  ガタツキ防止部材、拡径部材、軸受用転動体（鋼球）
８３  中空部（貫通孔）
９５  止め輪
１０７  小径部
１０８  凹凸部（セレーション部）
１０９  リング部材
１１０，１１１  舌片
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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