(57)【要約】【課題】車体への組み付けにおける作業性を向上させ、組み付け時の部品の損傷を防止すると共に、車輪取付フランジの面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】車輪取付フランジ７にハブボルト７ａが植設され、これを包含する環状溝３３ａが側面３３に形成されると共に、ハブ輪２の内径に外側継手部材１８のステム部２３を嵌合してねじ締付構造により分離可能に結合された車輪用軸受装置において、外側継手部材１８のステム部２３の外周に硬化された軸方向に延びる凸部２９ａが形成され、この凸部２９ａをハブ輪２の嵌合孔１３に圧入して嵌合部全域が密着してハブ輪２と外側継手部材１８がプレスカット接合されると共に、ハブ輪２のアウター側の端部に凹所１１が形成され、この凹所１１の対向する内周面に突起３６が鍛造加工によって形成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に懸架装置を構成するナックル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、内周に複列の外側転走面が一体に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、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備え、
前記車輪取付フランジの周方向等配位置に前記車輪を締結するためのハブボルトが植設され、前記車輪取付フランジのアウター側の側面に前記ハブボルトを包含する環状溝が形成されると共に、
前記ハブ輪の内径に形成された円筒状の嵌合孔に等速自在継手の外側継手部材のステム部を嵌合することにより前記ハブ輪に前記等速自在継手をねじ締め付け構造により分離可能に結合された車輪用軸受装置において、
前記ハブ輪の嵌合孔と前記外側継手部材のステム部のうちどちらか一方に設けられた軸方向に延びる凸部を他方に圧入し、他方に前記凸部により凹部を形成することで、前記凸部と凹部との嵌合部全域が密着して前記ハブ輪と外側継手部材がプレスカット接合されると共に、前記ハブ輪のアウター側の端部に当該ハブ輪を回転させるための突起または凹みが形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記ハブ輪が、そのアウター側の端部に凹所と、この凹所と嵌合孔との間に内壁が形成され、この内壁の中心部に挿通孔が形成されると共に、前記外側継手部材のステム部にねじ孔が形成され、このねじ孔に前記挿通孔を介して固定ボルトを螺着することにより、前記ステム部と固定ボルトとで前記ハブ輪の内壁が挟持されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記ハブ輪のインナー側の端面に対して、前記外側継手部材の肩部が当接しない非接触状態とされている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記外側継手部材のステム部の外周に前記凸部が形成されると共に、前記外側継手部材の肩部から前記ステム部の凸部に亙って硬化層が形成され、この硬化層と未硬化部の前記ハブ輪の嵌合孔との硬度差がＨＲＣで２０ポイント以上とされている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記外側継手部材の端部外周に凸部と凹部とからなるスプライン部が形成され、前記凸部の断面が凸Ｒ状の頂点を有する三角形状をなし、圧入によって円周方向に隣合う前記凸部の間に、前記ハブ輪の嵌合孔よりも内径側に環状のすきまが形成されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項６】
前記車輪取付フランジの側面が、前記ハブボルト圧入後に切削加工した切削面とされている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項７】
前記車輪取付フランジのアウター側の側面の面振れが２０μｍ以下に規制されている請求項６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、自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置に関するもので、特に、車体への組み付けにおける作業性を向上させ、組み付け時の部品の損傷を防止すると共に、車輪取付フランジの面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に制動力が優れたディスクブレーキが普及してきた反面、このディスクブレーキのロータをブレーキパッドにて挟持して制動を行う場合、特に車両低速走行時に振動が発生し、低周波の不快な騒音を誘発することがある。こうした現象はブレーキジャダーと呼ばれ、車両の高性能化、静寂化に伴って、近年、この分析および改善が新しい技術課題として着目されている。
【０００３】
ブレーキジャダーの明確なメカニズムはまだ詳細には解明されてはいないが、その一要因としてブレーキロータのパッド摺接面の振れ精度が挙げられている。この振れ精度は、ブレーキロータ単体の振れ精度だけでなく、ブレーキロータを取り付ける車輪取付フランジの面振れ精度、転がり軸受のアキシアル振れ等、転走面の精度、および転がり軸受の組立精度等々が累積して最終的にブレーキロータ側面の面振れ精度となって現れてくる。
【０００４】
また、近年、低コスト化は言うに及ばず、燃費向上のために軽量化を追求することにより、車輪用軸受装置は可及的に余肉が排除されスリム化することと、操縦安定性のための、車輪用軸受装置の剛性アップといった両者相反する要求を満足しつつ、前述したブレーキロータ側面の面振れ精度対策が講じられている。
【０００５】
その一つとして、図７に示すような車輪用軸受装置が知られている。この車輪用軸受装置は、内方部材５０と外方部材６０と複列の転動体７０、７０とを備えている。内方部材５０は、ハブ輪５１と別体の内輪５２とからなり、ハブ輪５１の外周に形成した小径段部５３に内輪５２を圧入している。また、ハブ輪５１の外周に一方の内側転走面５１ａ、内輪５２の外周に他方の内側転走面５２ａをそれぞれ形成している。さらにハブ輪５１は車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５４を一端部に一体に有し、この車輪取付フランジ５４の円周等配位置には車輪（図示せず）を固定するためのハブボルト５５を植設している。
【０００６】
一方、外方部材６０は、外周に車体（図示せず）を取り付けるための車体取付フランジ６１を有し、内周に複列の外側転走面６０ａ、６０ａを一体に形成している。これら外側転走面６０ａ、６０ａと前述した内側転走面５１ａ、５２ａ間には保持器７１、７１で円周等配した複列のボール７０、７０をそれぞれ転動自在に収容している。
【０００７】
外方部材６０の両端にシール６２、６３を装着し、外方部材６０と内方部材５０との環状空間を密封し、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩を防止すると共に、外部からの雨水やダスト等の侵入を防止している。
【０００８】
車輪取付フランジ５４の側面５４ａに環状溝５６を形成し、この環状溝５６内にボルト穴５７を円周方向等配に穿設している。このボルト穴５７にハブボルト５５の外径に形成したナール５５ａ部を圧入固定し、ナット（図示せず）を螺合してブレーキロータ（図示せず）を介して車輪を締結している。
【０００９】
さらに、ハブボルト５５圧入後に車輪取付フランジ５４の側面５４ａを研削等の切削加工によって仕上げ加工するようにしている。このように、環状溝５６内にボルト穴５７を穿設し、ハブボルト５５の圧入によってボルト穴５７周縁の変形や車輪取付フランジ５４の側面５４ａに発生するうねりをこの環状溝５６内にとどめることができると共に、ハブボルト５５圧入による側面５４ａの面振れ精度への影響を実質的にゼロに抑制することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
一方、図８（ａ）に示す車輪用軸受装置は、ハブ輪８０の内径に等速自在継手の外側継手部材８１のステム部８２を嵌合することにより、車輪用軸受に等速自在継手をねじ締め付け構造により分離可能に結合させた車輪用軸受装置であって、外側継手部材８１のステム部８２に円柱形状の嵌合面８５が形成されると共に、端部側の外周面に軸方向に延びる複数の凸部８６からなる雄スプラインが形成されている。
【００１１】
これに対して、ハブ輪８０の内径に円筒形状のインナー側面８７が形成されると共に、その内周面に、凸部８６の周方向側壁部のみに対してシメシロを有する複数の凹部８８が形成されている。そして、外側継手部材８１のステム部８２をハブ輪８０の内径に圧入し、このハブ輪８０に凸部８６の周方向側壁部のみの形状を転写することにより、凸部８６と凹部８８との嵌合接触部位全域が密着する凹凸嵌合構造、所謂プレスカット接合を構成している。
【００１２】
なお、（ｂ）に示すように、ハブ輪８０の円筒形状のインナー側面８７と凹部８８との間には、圧入開始をガイドするガイド部８９が設けられ、このガイド部８９はステム部８２の凸部８６よりも大きめの凹部９０が形成されている。このガイド部８９により、外側継手部材８１のステム部８２をハブ輪８０に圧入するに際し、ステム部８２の凸部８６がハブ輪８０の凹部８８に確実に圧入されるよう誘導することができるので、安定した圧入が可能となって、圧入時の芯ずれや芯傾き等を防止することができる（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−１５４８０１号公報
【特許文献２】特開２０１３−２３０７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
然しながら、前述した従来の車輪用軸受装置のうち図７に示す車輪用軸受装置では、ハブ輪５１と、このハブ輪５１に挿通される等速自在継手のステム部（図示せず）とはすきま嵌め（ガタが存在する）のため、ハブ輪５１にダミーの等速自在継手（図示せず）を挿通し、車輪取付フランジ５４の側面５４ａを切削加工することができるが、図８（ａ）に示すような、ハブ輪８０と等速自在継手の外側継手部材８１のステム部８２（図示せず）がプレスカット接合される車輪用軸受装置では、ハブ輪８０とステム部８２にすきまがないため、ハブ輪８０にダミーの等速自在継手を挿通し、ハブ輪８０を回転させて車輪取付フランジ８３の側面８４を切削加工することができない。
【００１５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材がプレスカット接合される車輪用軸受装置において、軸受アッセンブリ後にハブ輪を容易に回転させて車輪取付フランジの側面を切削加工することができる構成に着眼し、車体への組み付けにおける作業性を向上させ、組み付け時の部品の損傷を防止すると共に、車輪取付フランジの面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制し、信頼性を向上させ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】
【００１６】
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、外周に懸架装置を構成するナックル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、内周に複列の外側転走面が一体に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、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備え、前記車輪取付フランジの周方向等配位置に前記車輪を締結するためのハブボルトが植設され、前記車輪取付フランジのアウター側の側面に前記ハブボルトを包含する環状溝が形成されると共に、前記ハブ輪の内径に形成された円筒状の嵌合孔に等速自在継手の外側継手部材のステム部を嵌合することにより前記ハブ輪に前記等速自在継手をねじ締め付け構造により分離可能に結合された車輪用軸受装置において、前記ハブ輪の嵌合孔と前記外側継手部材のステム部のうちどちらか一方に設けられた軸方向に延びる凸部を他方に圧入し、他方に前記凸部により凹部を形成することで、前記凸部と凹部との嵌合部全域が密着して前記ハブ輪と外側継手部材がプレスカット接合されると共に、前記ハブ輪のアウター側の端部に当該ハブ輪を回転させるための突起または凹みが形成されている。
【００１７】
このように、車輪取付フランジの周方向等配位置に車輪を締結するためのハブボルトが植設され、車輪取付フランジのアウター側の側面にハブボルトを包含する環状溝が形成されると共に、ハブ輪の内径に形成された円筒状の嵌合孔に等速自在継手の外側継手部材のステム部を嵌合することによりハブ輪に等速自在継手をねじ締め付け構造により分離可能に結合された車輪用軸受装置において、ハブ輪の嵌合孔と外側継手部材のステム部のうちどちらか一方に設けられた軸方向に延びる凸部を他方に圧入し、他方に凸部により凹部を形成することで、凸部と凹部との嵌合部全域が密着してハブ輪と外側継手部材がプレスカット接合されると共に、ハブ輪のアウター側の端部に当該ハブ輪を回転させるための突起または凹みが形成されているので、車輪取付フランジのアウター側の側面にハブボルトを包含する環状溝が切削加工によって形成することができ、車体への組み付けにおける作業性を向上させ、組み付け時の部品の損傷を防止すると共に、車輪取付フランジの面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。
【００１８】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記ハブ輪が、そのアウター側の端部に凹所と、この凹所と前記嵌合孔との間に内壁が形成され、この内壁の中心部に挿通孔が形成されると共に、前記外側継手部材のステム部にねじ孔が形成され、このねじ孔に前記挿通孔を介して固定ボルトを螺着することにより、前記ステム部と固定ボルトとで前記ハブ輪の内壁が挟持されていれば、ハブ輪と等速自在継手とを分離可能に結合することができると共に、車体への組み付けにおける作業性を向上させることができる。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明のように、前記ハブ輪のインナー側の端面に対して、前記外側継手部材の肩部が当接しない非接触状態とされていれば、ステム部の端面がハブ輪の内壁に当接するまで外側継手部材をハブ輪の嵌合孔にガタなく確実に圧入することができる。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明のように、前記外側継手部材のステム部の外周に前記凸部が形成されると共に、前記外側継手部材の肩部から前記ステム部の凸部に亙って硬化層が形成され、この硬化層と未硬化部の前記ハブ輪の嵌合孔との硬度差がＨＲＣで２０ポイント以上とされていれば、圧入力を軽減させることができ、組み付けにおける作業性を向上させることができる。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明のように、前記外側継手部材の端部外周に凸部と凹部とからなるスプライン部が形成され、前記凸部の断面が凸Ｒ状の頂点を有する三角形状をなし、圧入によって円周方向に隣合う前記凸部の間に、前記ハブ輪の嵌合孔よりも内径側に環状のすきまが形成されていれば、凹凸嵌合部位の密着度を上げることができると共に、圧入力の軽減を図ることができる。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明のように、前記車輪取付フランジの側面が、前記ハブボルト圧入後に切削加工した切削面とされていれば、簡便な旋削加工でも仕上げ加工ができ、作業工数削減による低コスト化を図ることができる。ハブボルトの圧入等による車輪取付フランジの面振れへの影響を抑制し、車輪取付フランジの面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制することができる。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明のように、前記車輪取付フランジのアウター側の側面の面振れが２０μｍ以下に規制されていれば、ブレーキロータの側面の面振れ精度を５０μｍ以下に抑制することができ、ブレーキジャダーの発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る車輪用軸受装置は、外周に懸架装置を構成するナックル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、内周に複列の外側転走面が一体に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、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備え、前記車輪取付フランジの周方向等配位置に前記車輪を締結するためのハブボルトが植設され、前記車輪取付フランジのアウター側の側面に前記ハブボルトを包含する環状溝が形成されると共に、前記ハブ輪の内径に形成された円筒状の嵌合孔に等速自在継手の外側継手部材のステム部を嵌合することにより前記ハブ輪に前記等速自在継手をねじ締め付け構造により分離可能に結合された車輪用軸受装置において、前記ハブ輪の嵌合孔と前記外側継手部材のステム部のうちどちらか一方に設けられた軸方向に延びる凸部を他方に圧入し、他方に前記凸部により凹部を形成することで、前記凸部と凹部との嵌合部全域が密着して前記ハブ輪と外側継手部材がプレスカット接合されると共に、前記ハブ輪のアウター側の端部に当該ハブ輪を回転させるための突起または凹みが形成されているので、車輪取付フランジのアウター側の側面にハブボルトを包含する環状溝が切削加工によって形成することができ、車体への組み付けにおける作業性を向上させ、組み付け時の部品の損傷を防止すると共に、車輪取付フランジの面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る車輪用軸受装置を構成する複列の転がり軸受の第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のハブ輪の車両外側から見た側面図である。
【図３】本発明に係る車輪用軸受装置の圧入前の状態を示す説明図である。
【図４】（ａ）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、（ｂ）は、（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿った要部断面図である。
【図５】本発明に係る車輪用軸受装置を構成する複列の転がり軸受の第２の実施形態を示す縦断面図である。
【図６】図５のハブ輪の車両外側から見た側面図である。
【図７】（ａ）は、従来の車輪用軸受装置を示す側面図、（ｂ）は、同上縦断面図である。
【図８】（ａ）は、従来の他の車輪用軸受装置を示し、車輪用軸受に等速自在継手を組み付ける前の状態を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
外周に懸架装置を構成するナックル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、内周に複列の外側転走面が一体に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の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面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、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪と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転動自在に収容された複列の転動体と、を備え、前記車輪取付フランジの周方向等配位置に前記車輪を締結するためのハブボルトが植設され、前記車輪取付フランジのアウター側の側面に前記ハブボルトを包含する環状溝が形成されると共に、前記ハブ輪の内径に形成された円筒状の嵌合孔に等速自在継手の外側継手部材のステム部を嵌合することにより前記ハブ輪に前記等速自在継手をねじ締め付け構造により分離可能に結合された車輪用軸受装置において、前記外側継手部材のステム部の外周に硬化された軸方向に延びる凸部が形成され、この凸部を前記ハブ輪の嵌合孔に圧入して凹部を形成することで、前記凸部と凹部との嵌合部全域が密着して前記ハブ輪と外側継手部材がプレスカット接合されると共に、前記ハブ輪のアウター側の端部に凹所が形成され、この凹所の対向する内周面に突起が鍛造加工によって形成されている。
【実施例１】
【００２７】
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を構成する複列の転がり軸受の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１のハブ輪の車両外側から見た側面図、図３は、本発明に係る車輪用軸受装置の圧入前の状態を示す説明図、図４（ａ）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、（ｂ）は、（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿った要部断面図である。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１の左側）、中央寄り側をインナー側（図１の右側）という。
【００２８】
図１に示す車輪用軸受装置は駆動輪用の第３世代と称され、複列の転がり軸受１と等速自在継手（図示せず）とが一体化されると共に、ハブ輪２と、このハブ輪２の内径に嵌挿される後述する等速自在継手１７の外側継手部材１８のステム部（軸部）２３とが凹凸嵌合構造からなるプレスカット接合により分離可能に結合されている。
【００２９】
複列の転がり軸受１は、ハブ輪２と、このハブ輪２に圧入された内輪３とからなる内方部材４と、この内方部材４に複列の転動体（ボール）５、５を介して外挿された外方部材６とを備えている。
【００３０】
ハブ輪２は、アウター側の端部に、図示しないブレーキディスク（またはブレーキドラム）を介して車輪を取り付けるための車輪取付フランジ７を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面２ａと、この内側転走面２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部２ｂが形成されている。また、車輪取付フランジ７の周方向等配位置には車輪を締結するためのハブボルト７ａが植設されている。
【００３１】
一方、内輪３は、外周に他方（インナー側）の内側転走面３ａが形成され、ハブ輪２の小径段部２ｂに所定のシメシロを介して圧入され、この小径段部２ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部２ｃによって、所定の軸受予圧が付与された状態で軸方向に固定されている。
【００３２】
ハブ輪２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面２ａをはじめ、後述するシール９のシールランド部となる車輪取付フランジ７のインナー側の基部７ｂから小径段部２ｂに亙って高周波焼入れによって５０〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。なお、加締部２ｃは鍛造加工後の表面硬さの生のままとされている。これにより、車輪取付フランジ７の基部７ｂの耐摩耗性が向上するばかりでなく、車輪取付フランジ７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３の嵌合部となる小径段部２ｂの耐フレッティング性が向上すると共に、微小なクラック等の発生がなく加締部２ｃの塑性加工をスムーズに行うことができる。
【００３３】
一方、内輪３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。また、転動体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６２〜６７ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。
【００３４】
外方部材６は、外周に懸架装置を構成するナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ６ｂを一体に有し、内周に内方部材４の内側転走面２ａ、３ａに対向する複列の外側転走面６ａ、６ａが一体に形成されている。そして、これら両転走面６ａ、２ａおよび６ａ、３ａ間に保持器８、８を介して複列の転動体５、５が転動自在に収容されている。
【００３５】
外方部材６はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面６ａ、６ａが高周波焼入れによって５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。また、外方部材６と内方部材４との間に形成される環状空間の両側開口部にシール９、１０が装着され、軸受内部に封入された潤滑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浸入するのを防止している。
【００３６】
なお、ここでは、転動体５にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受で構成された複列の転がり軸受を例示したが、これに限らず、転動体５に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受で構成されたものであっても良い。また、第３世代の構造を例示したが、これに限らず、図示はしないが、ハブ輪の小径段部に一対の内輪をハブ輪に圧入した、所謂第２世代構造であっても良い。
【００３７】
ここで、ハブ輪２は、アウター側の端部に凹所１１が形成されると共に、円筒状の内周面１２に嵌合孔１３が形成され、この嵌合孔１３に予めスプライン１６と、このスプライン１６のインナー側にガイドスプライン１３ｂが冷間鍛造またはプレス加工によって形成されている。そして、凹所１１と内周面１２との間に内壁１４が設けられ、この内壁１４の中心部に挿通孔１４ａが形成されると共に、内壁１４のインナー側の側面がテーパ面１４ｂに形成されている。
【００３８】
大径部１５と嵌合孔１３との間には、テーパ部１３ａが設けられ、後述するハブ輪２と外側継手部材１８を結合する際の圧入方向（アウター側方向）に沿って縮径している。ハブ輪２の内周面１２は鍛造加工後の表面硬さの生のまま（未硬化部）とされている。
【００３９】
等速自在継手１７は、図３に示すように、外側継手部材１８と、この外側継手部材１８に内嵌された継手内輪１９と、外側継手部材１８との間に介在してトルクを伝達する複数のトルク伝達ボール２０と、これらトルク伝達ボール２０を転動自在に収容するケージ２１とを備えている。
【００４０】
外側継手部材１８はインナー側の端部が開口するカップ状のマウス部２２と、このマウス部２２の底部から肩部１８ａを介してアウター側に延びるステム部２３とからなり、マウス部２２は、その凹球状の内周面２４に軸方向に延びる複数のトラック溝２２ａが円周方向等配に形成されている。一方、継手内輪１９は、その凸球状の外周面２５に、マウス部２２のトラック溝２２ａに対応して軸方向に延びる複数のトラック溝１９ａが円周方向等配に形成されている。これら対となるトラック溝２２ａ、１９ａで構成されるボールトラックに１個ずつトルク伝達ボール２０が転動自在に組み込まれている。
【００４１】
ケージ２１は外側継手部材１８と継手内輪１９との間に摺動自在に介装され、凸球状の外周面２１ａは外側継手部材１８の内周面２４と接し、凹球状の内周面２１ｂは継手内輪１９の外周面２５に接している。なお、この場合の等速自在継手１７としてはツエッパー型を例示したが、各トラック溝２２ａ、１９ａの溝底に直線状のストレート部を備えたアンダーカットフリー型等の他の等速自在継手であっても良い。
【００４２】
外側継手部材１８のステム部２３には、その軸心部に端面に開口するねじ孔２６が形成されると共に、外周にハブ輪２の嵌合孔１３と大径部１５にそれぞれ嵌挿される小径部２７と大径部２８が形成され、これら小径部２７と大径部２８の間に、ハブ輪２の嵌合孔１３のスプライン１６に圧入されるスプライン部２９が形成されている。このスプライン部２９はモジュールが０．５以下の小さい歯とされている。ここでいうモジュールとは、ピッチ円直径を歯数で割ったものである。
【００４３】
外側継手部材１８はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、マウス部２２のトラック溝２２ａをはじめ、肩部１８ａの壁面からステム部２３のスプライン部２９に亙って高周波焼入れによって表面硬さを５０〜６５ＨＲＣの範囲に所定の硬化層Ｈ（図中クロスハッチングにて示す）が形成され、ステム部２３の端部が鍛造後の生のままとされている。外側継手部材１８の硬化層Ｈと未硬化部のハブ輪２の内周面１２との硬度差は、ＨＲＣで２０ポイント以上とされている。
【００４４】
このスプライン部２９は、図４（ｂ）に示すように、凸部２９ａと凹部２９ｂとからなり、凸部２９ａは、その断面が凸Ｒ状の頂点を有する三角形状（山形状）をなし、従来からの公知公用の転造加工、切削加工、プレス加工、あるいは引き抜き加工等の種々の加工方法によって形成することができる。
【００４５】
ハブ輪２の嵌合孔１３のスプライン１６との凹凸嵌合部位は、２点鎖線にて示す範囲Ａであり、断面における山形状の中腹部から山頂に至る範囲である。ここでは、ハブ輪２の嵌合孔１３に予めスプライン１６が形成され、このスプライン１６と外側継手部材１８のスプライン部２９との間にはシメシロが付与されている。そして、円周方向の隣合う凸部２９ａ、２９ａ間は、圧入によって、ハブ輪２の嵌合孔１３よりも内径側に環状のすきま３０が形成されている。これにより、スプライン部２９をハブ輪２のスプライン１６に転写する場合、密着させるための圧入荷重を下げることができ、圧入機を使用することなく後述する固定ボルト３１の螺合のみで外側継手部材１８を引き込むことができ、組立作業性を格段に向上させることができる。また、環状のすきま３０を形成することにより、凹凸嵌合部位の密着度を上げることができると共に、圧入力の軽減を図ることができる。
【００４６】
次に、図３を用いて、ハブ輪２と外側継手部材１８を結合する方法について説明する。
ハブ輪２の嵌合孔１３の内径Ｄ、すなわち、スプライン１６の凹部の頂点を結ぶ外接円径は、ステム部２３のスプライン部２９の凸部２９ａの頂点を結ぶ外接円の直径Ｄ１よりも小径で、スプライン部２９の凹部２９ｂの谷底を結ぶ外接円の直径Ｄ２よりも大径に設定されている。すなわち、Ｄ２＜Ｄ＜Ｄ１とされている。また、ハブ輪２の内周面１２の大径部１５の内径Ｄ３よりもＤ１は小径に設定されているＤ１＜Ｄ３）。
【００４７】
そして、ハブ輪２の軸心と外側継手部材１８の軸心とを合わせた状態で、ハブ輪２に対して、外側継手部材１８のステム部２３を挿入（圧入）して行くことにより、ステム部２３におけるスプライン部２９の凸部２９ａがハブ輪２の嵌合孔１３のスプライン１６に食い込んで行く。この圧入は、図４（ａ）に示すように、ステム部２３の端面がハブ輪２の内壁１４のテーパ面１４ｂの近傍まで、すなわち、外側継手部材１８の肩部１８ａがハブ輪２の加締部２ｃに当接するまで行われる。これにより、相手側（ハブ輪２の嵌合孔１３のスプライン１６）にスプライン部２９の凸部２９ａの形状の転写を行うことになる。この際、スプライン部２９の凸部２９ａの圧入時にハブ輪２の嵌合孔１３が径方向に弾性変形し、この弾性変形分の予圧が凸部２９ａの歯面に付与される。このため、ステム部２９のスプライン部（雄スプライン）２９によって、ハブ輪２の嵌合孔１３にこのスプライン部２９に密着する雌スプライン（凹部）が形成されることになる。
【００４８】
その後、アウター側から内壁１４の挿通孔１４ａを介してステム部２３のねじ孔２６に固定ボルト３１を螺着する。この固定ボルト３１の螺合過程により外側継手部材１８を容易に引き込むことができる。この固定ボルト３１は、フランジ付き頭部３１ａと、ねじ軸部３１ｂとからなる。
【００４９】
本実施形態では、ハブ輪２の加締部２ｃの端面に当接するまで外側継手部材１８の肩部１８ａが圧入され、固定ボルト３１の螺合過程によって外側継手部材１８を引き込みながらハブ輪２と外側継手部材１８固定することができので、ハブ輪側に予めスプライン部等を形成しておく必要がなく、生産性に優れ、かつ、スプライン同士の位相合せが不要となって、組立性の向上を図ると共に、圧入時の歯面の損傷を回避することができ、安定した嵌合状態を維持することができる。
【００５０】
さらに、このプレスカット接合では、ステム部２３におけるスプライン部２９の凸部２９ａの凹凸嵌合部位が密着しているため、径方向および円周方向においてガタが生じるすきまが形成されない。このため、凹凸嵌合部位の全てが回転トルク伝達に寄与し、凹凸嵌合部位の摩耗を防止して長期間安定したトルク伝達が可能となって異音の発生も防止することができる。
【００５１】
また、本発明に係る車輪用軸受装置では、固定ボルト３１を取り外すことにより、ハブ輪２と外側継手部材１８を容易に分解することができると共に、圧入によってハブ輪２の嵌合孔１３に凹部が形成されているため、外側継手部材１８を再組立することもできる。
【００５２】
なお、ここでは、ハブ輪２の加締部２ｃの端面に当接するまで外側継手部材１８の肩部１８ａを圧入するようにしたが、これに限らず、図示はしないが、ステム部の先端をハブ輪のハブ輪２の内壁１４のテーパ面１４ｂに当接させ、加締部２ｃと外側継手部材１８の肩部１８ａとの間に軸方向のすきまが設けるようにしても良い。この場合、外部から雨水等の異物が侵入しないように軸方向のすきまを密封するＯリング等のシール部材を介装するのが好ましい。
【００５３】
ハブ輪２の加締部２ｃの端面に外側継手部材１８の肩部１８ａが当接した状態で組み立てた場合、例えば、車両発進時、ハブ輪２の加締部２ｃと外側継手部材１８の肩部１８ａとの間で、カッキン音と通称されるスティックスリップ音が発生する恐れがある。ここで、加締部２ｃと外側継手部材１８の肩部１８ａとの間に軸方向のすきまが設けるようにすることにより、スティックスリップ音の発生を防止することができる。
【００５４】
このスティックスリップ音は、車両発進時、静止状態にある車輪用軸受装置のハブ輪２に対して等速自在継手１７の外側継手部材１８から回転トルクが負荷されると、外側継手部材１８からハブ輪２へ回転トルクを伝達しようとするが、外側継手部材１８と車輪用軸受装置との間の伝達トルク変動と外側継手部材１８のねじれにより、ハブ輪２の加締部２ｃと外側継手部材１８の肩部１８ａとの当接面で急激な滑りが発生する。この急激な滑りが原因となってスティックスリップ音が発生する。
【００５５】
また、本実施形態では、ハブ輪２の嵌合孔１３に外側継手部材１８のステム部２３を圧入する際、ハブ輪２の嵌合孔１３と大径部１５と間に芯出し用のテーパ部１３ａが形成されると共に、ハブ輪２の嵌合孔１３とテーパ部１３ａとの間には、ステム部２３の凸部２９ａよりも大きめのガイドスプライン１３ｂが形成されている。これにより、外側継手部材１８のステム部２３をハブ輪２に圧入するに際し、ステム部２３の凸部２９ａがハブ輪２の嵌合孔１３に確実に圧入されるよう誘導することができる、安定した圧入が可能となって、圧入時の芯ずれや芯傾き等を防止することができる。
【００５６】
図１に戻って、本実施形態では、車輪取付フランジ７のアウター側（ブレーキディスクが装着される側）の側面３３が旋盤等の切削加工により一次切削されると共に、この側面３３に所定幅の環状溝（周方向溝）３３ａが形成されている。この環状溝３３ａの溝幅中央部にはボルト穴３４が円周方向等配に穿設されている。そして、ハブボルト７ａの外径に形成したナール部３５をこのボルト穴３４に圧入固定した後（軸受アッセンブリ後）、側面３３が旋盤により二次切削されている。なお、二次切削は旋盤に限らず、フライス盤や研削盤による切削であっても良い。
【００５７】
ここで、車輪取付フランジ７のアウター側の側面３３の面振れが２０μｍ以下に規制されている。これにより、この側面３３に当接されるブレーキロータの側面の面振れ精度を５０μｍ以下に抑制することができる。ブレーキロータの側面の面振れが５０μｍを超えると操安性、すなわち、ブレーキジャダーが顕著になり、通常の運転者に不快感を生じさせて好ましくない。
【００５８】
ここで、図２に示すように、ハブ輪２のアウター側の端部に形成された凹所１１の対向する内周面に突起３６、３６が鍛造加工によって形成されている。この突起３６は、図示しない旋盤の主軸上のドライブプレート等の回転をハブ輪２に伝える、所謂ケレの役割りをし、車輪取付フランジ７のアウター側の側面３３を、軸受アッセンブリの状態で切削加工することができる。
【００５９】
なお、ハブ輪２の凹所１１の内周に形成する突起３６は単一であっても良いが、対向する内周面に一対形成することにより、ハブ輪２の軽量化を図りつつ、強度・剛性を高めると共に、回転バランスを保つことができる。また、３３ｂは、車輪取付フランジ７に形成されたブレーキロータを固定するねじ孔である。
【００６０】
また、車輪取付フランジ７のアウター側の側面３３に形成された環状溝３３ａは、その溝幅寸法が大きければ、ハブボルト７ａの圧入後の側面３３における二次切削の作業性が良いが、ブレーキロータの側面（取付面）との接触面積が減少すると共に、車輪取付フランジ７の強度・剛性が低下し、ナット締結によって変形が生じる恐れがあって好ましくない。したがって、本実施形態では、ハブボルト７ａの外径から少なくとも環状溝３３ａまでの寸法を１ｍｍとすれば、ブレーキロータの側面との接触面積が大きく減少することはなく、車輪をナットで締結した時の車輪取付フランジ７の変形を抑制し、ブレーキロータの側面の面振れ精度の悪化を最小限に抑制できる。また、ハブボルト７ａの外径から１ｍｍ以上の間隙があれば、旋削バイト等の加工治具が切削時に干渉して作業性を低下させることもない。
【００６１】
このように、環状溝３３ａを車輪取付フランジ７のアウター側の側面３３に形成することにより、ハブボルト３ａの圧入による側面３３への変形等の影響を最小限に抑制できると共に、ハブボルト７ａの圧入後（軸受アッセンブリ後）、さらにブレーキロータの取付面となるアウター側の側面３３を二次切削すれば、ハブボルト７ａの圧入によって増加した側面３３の面振れを可及的に抑制することができ、車輪取付フランジ７の面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制することができる。
【００６２】
なお、ここでは、車輪取付フランジ７の側面３３を、予めハブボルト７ａの圧入前に一次切削し、圧入後に二次切削をする実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものではなく、例えば、ハブボルト７ａを圧入する前に、側面３３を粗旋削と中仕上げ旋削からなる一次切削を行い、ハブボルト７ａの圧入後に、二次切削（仕上げ旋削）を行っても良い。また、圧入前に旋削を行わず、鍛造肌のままとし、ハブボルト７ａの圧入後に二次切削（仕上げ旋削）を行っても良い。
【００６３】
このように、本実施形態では、ハブ輪２と、このハブ輪２の内径に嵌挿される等速自在継手１７の外側継手部材１８のステム部２３とがプレスカット接合により分離可能に結合されていると共に、ハブ輪２のアウター側の端部に形成された凹所１１の内周面に突起３６が形成されているので、車輪取付フランジ７のアウター側の側面３３にハブボルト７ａを包含する環状溝３３ａが切削加工によって形成することができ、車体への組み付けにおける作業性を向上させ、組み付け時の部品の損傷を防止すると共に、車輪取付フランジ７の面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。
【実施例２】
【００６４】
図５は、本発明に係る車輪用軸受装置を構成する複列の転がり軸受の第２の実施形態を示す縦断面図、図６は、図５のハブ輪の車両外側から見た側面図である。なお、この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態と基本的にはハブ輪の構成が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００６５】
図５に示す車輪用軸受装置は駆動輪用の第３世代と称され、複列の転がり軸受３７と等速自在継手（図示せず）とが一体化されると共に、ハブ輪３８と、このハブ輪３８の内径に嵌挿される等速自在継手の外側継手部材のステム部とがプレスカット接合により分離可能に結合される。
【００６６】
複列の転がり軸受３７は、ハブ輪３８と、このハブ輪３８に圧入された内輪３とからなる内方部材３９と、この内方部材３９に複列の転動体５、５を介して外挿された外方部材６とを備えている。
【００６７】
ハブ輪３８は、アウター側の端部に車輪取付フランジ７を一体に有し、外周に一方の内側転走面２ａと、この内側転走面２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部２ｂが形成され、前述した実施形態と同様、アウター側の端部に凹所４０が形成されると共に、円筒状の内周面１２に嵌合孔１３が形成され、この嵌合孔１３にスプライン１６が形成されている。そして、凹所４０と内周面１２との間に内壁１４が設けられ、この内壁１４の中心部に挿通孔１４ａが形成されると共に、内壁１４のインナー側の側面がテーパ面１４ｂに形成されている。
【００６８】
内周面１２は鍛造加工後の表面硬さの生のまま（未硬化部）とされ、嵌合孔１３と、この嵌合孔１３を挟んでインナー側の開口側に大径部１５を備えている。そして、大径部１５とスプライン１６との間にガイドスプライン１３ｂが形成されている。
【００６９】
ハブ輪３８はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面２ａをはじめ、車輪取付フランジ７のインナー側の基部７ｂから小径段部２ｂに亙って高周波焼入れによって５０〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。
【００７０】
また、車輪取付フランジ７のアウター側の側面３３に環状溝３３ａが形成され、この環状溝３３ａの溝幅中央部にボルト穴３４が円周方向等配に穿設されている。そして、ハブボルト７ａをこのボルト穴３４に圧入固定した後、側面３３が旋盤により二次切削されている。
【００７１】
ここで、ハブ輪３８における車輪取付フランジ７の基部にアウター側に延びる円筒状のブレーキパイロット部４１が形成され、ブレーキロータ（図示せず）の内径面を案内する。また、このブレーキパイロット部４１からさらにアウター側に延びるホイールパイロット部４２が形成されている。このホイールパイロット部４２は、ブレーキロータに重ねて装着される車輪の内径面を案内するもので、ブレーキパイロット部４１よりも小径に形成されている。そして、図６に示すように、このホイールパイロット部４２の円周方向の対向する端部に切欠き４３、４３が形成されている。この切欠き４３は、前述した実施形態の突起３６と同様、旋盤の主軸の回転をハブ輪３８に伝えるケレの役割りをする。
【００７２】
本実施形態では、前述した実施形態と同様、ハブ輪３８と、このハブ輪３８の内径に嵌挿される等速自在継手の外側継手部材のステム部とがプレスカット接合により分離可能に結合されていると共に、ハブ輪３８のアウター側の端部に形成されたホイールパイロット部４２の端部に切欠き４３が形成されているので、軸受アッセンブリの状態で、ハブ輪３８を回転させて車輪取付フランジ７のアウター側の側面３３が切削加工によって形成することができ、車体への組み付けにおける作業性を向上させ、組み付け時の部品の損傷を防止すると共に、車輪取付フランジ７の面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制することができる。
【００７３】
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】
【００７４】
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するハブ輪を備え、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材とがプレスカット接合により分離可能に結合された第２または第３世代構造の車輪用軸受装置に適用できる。
【符号の説明】
【００７５】
１、３７  複列の転がり軸受
２、３８  ハブ輪
２ａ、３ａ  内側転走面
２ｂ  小径段部
２ｃ  加締部
３  内輪
４、３９  内方部材
５  転動体
６  外方部材
６ａ  外側転走面
６ｂ  車体取付フランジ
７  車輪取付フランジ
７ａ  ハブボルト
７ｂ  車輪取付フランジのインナー側の基部
８  保持器
９、１０  シール
１１、４０  凹所
１２  ハブ輪の内周面
１３  嵌合孔
１３ａ  ハブ輪の内周面のテーパ部
１３ｂ  ガイドスプライン
１４  内壁
１４ａ  挿通孔
１４ｂ  テーパ面
１５  ハブ輪の内周面の大径部
１６  ハブ輪のスプライン
１７  等速自在継手
１８  外側継手部材
１８ａ  外側継手部材の肩部
１９  継手内輪
１９ａ、２２ａ  トラック溝
２０  トルク伝達ボール
２１  ケージ
２１ａ  ケージの外周面
２１ｂ  ケージの内周面
２２  マウス部
２３  ステム部
２４  マウス部の内周面
２５  継手内輪の外周面
２６  ねじ孔
２７  ステム部の小径部
２８  ステム部の大径部
２９  スプライン部
２９ａ  スプライン部の凸部
２９ｂ  スプライン部の凹部
３０  環状のすきま
３１  固定ボルト
３１ａ  固定ボルトのフランジ付き頭部
３１ｂ  固定ボルトのねじ軸部
３３  車輪取付フランジのアウター側の側面
３３ａ  環状溝
３３ｂ  ねじ孔
３４  ボルト穴
３５  ハブボルトのナール部
３６  突起
４１  ブレーキパイロット部
４２  ホイールパイロット部
４３  切欠き
５０  内方部材
５１、８０  ハブ輪
５１ａ、５２ａ  内側転走面
５２  内輪
５３  小径段部
５４、８３  車輪取付フランジ
５４ａ、８４  車輪取付フランジの側面
５５  ハブボルト
５５ａ  ナール
５６  環状溝
５７  ボルト穴
６０  外方部材
６０ａ  外側転走面
６１  車体取付フランジ
６２  シール
６３  シール
７０  ボール
７１  保持器
８１  外側継手部材
８２  ステム部
８５  外側継手部材の嵌合面
８６  凸部
８７  ハブ輪の嵌合面
８８、９０  凹部
８９  ガイド部
Ａ  凹凸嵌合部位
Ｄ  ハブ輪の嵌合孔の内径
Ｄ１  スプライン部の凸部の頂点を結ぶ外接円の直径
Ｄ２  スプライン部の凹部の谷底を結ぶ外接円の直径
Ｄ３  ハブ輪の大径部の内径
Ｈ  硬化層
【図１】
2017047716.tif 000003
【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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