(57)【要約】【課題】車輪取付フランジの強度・剛性を確保しつつ、ハブボルトのスリップトルクを増大させると共に、車輪取付フランジのフランジ振れ精度を向上させて信頼性を高め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６の周方向等配位置にボルト挿通孔６ａが穿設されると共に、車輪を締結するハブボルト７の首部にナール７ａが形成され、当該ハブボルト７がボルト挿通孔６ａに圧入固定された車輪用軸受装置において、ボルト挿通６ａ孔の開口部に面取り１０、１１が形成され、これら面取りのうちアウター側の面取り１１が所定の傾斜角β、γからなる２段の角面取り１１ａ、１１ｂで構成されると共に、内側の面取り１１ａの傾斜角βがボルト挿通孔６ａの内周面に対して２５〜３５°の範囲に設定され、外側の面取り１１ｂが車輪取付フランジ６のアウター側の側面６ｂに対して２５〜３５°の範囲に設定されている。【選択図】図２
2009149142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
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、
この内方部材および前記外方部材のそれぞれの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、
前記内方部材または外方部材のいずれか一方に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを有し、この車輪取付フランジの周方向等配位置にボルト挿通孔が穿設されると共に、
前記車輪を締結するハブボルトの首部にナールが形成され、当該ハブボルトが前記ボルト挿通孔に圧入固定された車輪用軸受装置において、
前記ボルト挿通孔の開口部に面取りが形成され、これら面取りのうち少なくともアウター側の面取りが２段の面取りで構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２段面取りが所定の傾斜角からなる角面取り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２段面取りのうち一方が、所定の曲率半径からなる円弧状のＲ面取り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４】
前記２段面取りのうち内側の面取りの傾斜角が前記ボルト挿通孔の内周面に対して２５〜３５°の範囲に設定されると共に、外側の面取りが前記車輪取付フランジのアウター側の側面に対して２５〜３５°の範囲に設定されている請求項２または３に記載の車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記ハブボルトのナールの表面に所定の硬化層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】
前記硬化層が表面硬化処理によって表面硬さを３５〜５０ＨＲＣの範囲に形成されている請求項５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が、前記ハブボルト挿通孔の近傍を除く部分を切欠いて、各ボルト挿通孔の形成部分と略同じ幅でもって環状の基部から放射状に突出するように形成した花形形状に形成されると共に、前記車輪取付フランジのインナーの側面に、その基部に向って漸次肉厚になるようにリブが形成されている請求項１乃至６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、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受装置、詳しくは、車輪を取り付けるハブボルトの圧入により車輪取付フランジの面振れが悪化するのを防止した車輪用軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、省資源あるいは公害等の面から燃費向上に対する要求は厳しいものがある。自動車部品、中でも車輪用軸受装置における軽量化はこうした要求に応える要因として注目され、強く望まれて久しい。特に、自動車等の車両の中でも軽四輪あるいはスモールカーをはじめとした軽車両において、低コスト化は言うまでもなく軽量化に対する要求は益々増大してきている。こうした状況において、従来から軽量化を図った車輪用軸受装置に関する提案は種々のものがある。しかし、軽量化と共に車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置においては、この軽量化と一面では相反するＮＶＨ（ノイズ・バイブレーション・ハーシュネス）を抑制させることも重要な要因となっている。
【０００３】
このＮＶＨの中でも特に、車両の低速走行時にブレーキを作動させた時に発生する低周波の不快な騒音、所謂ブレーキジャダーに関しては、未だその明確な原因が究明されていないが、一つの要因として、車輪取付フランジの面振れが指摘されている。この車輪取付フランジにはハブボルトが圧入され、このハブボルトによってホイールハブおよびブレーキロータが締結されているが、このハブボルトの圧入によって車輪取付フランジが変形して面振れが大きくなることで車両取付フランジとブレーキが平行に取り付けられなくなり、低速走行時の比較的弱いブレーキ操作によってビビリ振動が発生し、この振動に誘引されてブレーキジャダーが発生するものと考えられている。
【０００４】
一般に、ハブボルトを車輪取付フランジに固定するために、ハブボルトの外周にセレーションが形成され、このセレーションの外径をボルト挿通孔の内径より大径に形成し、セレーションがボルト挿通孔に食い込むように圧入されている。そして、このハブボルトのスリップトルクを増大させるために圧入代が大きく設定されている。ところが、圧入代が大きくなる程車輪取付フランジの歪みが増大して面振れが劣化する恐れがあり、この面振れがまた前記ブレーキジャダーを誘発させる要因となっている。
【０００５】
そこで、このハブボルト圧入によるフランジの歪みを少なくしたものが知られている。この車輪用軸受装置は、図７に示すように、外周に懸架装置に取り付けられる車体取付フランジ５１ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面５１ａ、５１ａが形成された外方部材５１と、一端部にホイールハブ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５２を一体に有し、外周に前記複列の外側転走面５１ａ、５１ａに対向する一方の内側転走面５３ａと、この内側転走面５３ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５３ｂが形成されたハブ輪５３、およびこのハブ輪５３の小径段部５３ｂに圧入され、外周に前記複列の外側転走面５１ａ、５１ａに対向する他方の内側転走面５４ａが形成された内輪５４とからなる内方部材５５と、この内方部材５５と外方部材５１との間に転動自在に収容された複列のボール５６、５６とを備えている。
【０００６】
車輪取付フランジ５２の円周等配にハブボルト５７が圧入されるボルト挿通孔５８が穿設されている。一方、ハブボルト５７は、図８に拡大して示すように、外周面５９の軸方向の一部にセレーション６０が形成されている。このセレーション６０の一方の軸方向端部６０ａと、車輪取付フランジ５２のボルト頭部６１側の端面５２ａとの間の第１距離Ｄは、車輪取付フランジ５２の軸方向の厚さＡの１８％に設定されている。また、セレーション６０の他方の軸方向端部６０ｂと、車輪取付フランジ５２のもう一方の端面５２ｂとの間の第２距離Ｃは、前記厚さＡの３０％に設定されている。そして、このセレーション６０の軸方向の中央部６２を車輪取付フランジ５２の厚さ方向の中央部に実質的に一致させている。
【０００７】
これにより、セレーション６０が車輪取付フランジ５２の両端面５２ａ、５２ｂから第１、第２距離Ｄ、Ｃだけ離れており、この第１、第２距離Ｄ、Ｃが、車輪取付フランジ５２の厚さＡの１３％を超えているため、車輪取付フランジ５２にハブボルト５７を圧入した時に、車輪取付フランジ５２の両端面５２ａ、５２ｂから遠い領域（厚さＡの１３％よりも深い領域Ｅ）においてだけ、セレーション６０がボルト挿通孔５８の内周面を押圧し、車輪取付フランジ５２の両端面５２ａ、５２ｂに近い領域（厚さの１３％よりも浅い領域Ｆ、Ｇ）ではセレーション６０がボルト挿通孔５８の内周面を押圧しない。
【０００８】
すなわち、ハブボルト５７のセレーション６０がボルト挿通孔５８の内周面を押圧する領域を車輪取付フランジ５２の両端面５２ａ、５２ｂから遠い領域に限ることによって、セレーション６０を車輪取付フランジ５２に圧入した時に、端面５２ａ、５２ｂの平坦面が悪化することを防止できる。したがって、平坦な端面５２ｂにブレーキロータＢを取り付けることができ、振動や異音の発生を防止できる。
【特許文献１】特許第３２８８９６９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、このような従来の車輪用軸受装置において、ハブボルト５７を車輪取付フランジ５２に圧入した時に、端面５２ａ、５２ｂの平坦面が悪化することを防止するために、第１、第２距離Ｄ、Ｃを長くすると、ハブボルト５７のセレーション６０のハメアイ長さが短くなってスリップトルクが減少して抜け力が低下する。一方、セレーション６０のハメアイ長さを変更せずに、ボルト挿通孔５８の開口部の径方向面取りを大きくした場合、車輪取付フランジ５２の端面５２ａ、５２ｂの面積が減少して剛性が低下する恐れがある。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、車輪取付フランジの強度・剛性を確保しつつ、ハブボルトのスリップトルクを増大させると共に、車輪取付フランジのフランジ振れ精度を向上させて信頼性を高めた車輪用軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、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、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、この内方部材および前記外方部材のそれぞれの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、前記内方部材または外方部材のいずれか一方に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを有し、この車輪取付フランジの周方向等配位置にボルト挿通孔が穿設されると共に、前記車輪を締結するハブボルトの首部にナールが形成され、当該ハブボルトが前記ボルト挿通孔に圧入固定された車輪用軸受装置において、前記ボルト挿通孔の開口部に面取りが形成され、これら面取りのうち少なくともアウター側の面取りが２段の面取りで構成されている。
【００１２】
このように、内方部材または外方部材のいずれか一方に車輪を取り付けるための車輪取付フランジが一体に設けられ、この車輪取付フランジの周方向等配位置にボルト挿通孔が穿設されると共に、車輪を締結するハブボルトの首部にナールが形成され、当該ハブボルトがボルト挿通孔に圧入固定された車輪用軸受装置において、ボルト挿通孔の開口部に面取りが形成され、これら面取りのうち少なくともアウター側の面取りが２段の面取りで構成されているので、ハブボルトの軸方向ハメアイ長さを確保してボルト圧入による側面の平坦度が悪化するのを防止し、フランジ振れ精度を高めることができる。したがって、車輪取付フランジの強度・剛性を確保しつつ、ハブボルトのスリップトルクを増大させると共に、車輪取付フランジのフランジ振れ精度を向上させて信頼性を高めた車輪用軸受装置を提供することができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明のように、前記２段面取りが所定の傾斜角からなる角面取りで構成されていても良いし、また、請求項３の発明のように、前記２段面取りのうち一方が、所定の曲率半径からなる円弧状のＲ面取りで構成されていても良い。
【００１４】
好ましくは、請求項４に記載の発明のように、前記２段面取りのうち内側の面取りの傾斜角が前記ボルト挿通孔の内周面に対して２５〜３５°の範囲に設定されると共に、外側の面取りが前記車輪取付フランジのアウター側の側面に対して２５〜３５°の範囲に設定されていれば、ハブボルトの圧入によって側面が盛上ってフランジ振れ精度が悪化するのを防止することができる。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明のように、前記ハブボルトのナールの表面に所定の硬化層が形成されていれば、車輪取付フランジの強度を高めると共に、ハブボルトとボルト挿通孔との間に充分な硬度差を確保することができ、ボルト挿通孔の内周面が塑性変形してハブボルトのナールがボルト挿通孔に充分食い込み、組立作業性を阻害することなくハブボルトの固定力を増大かつ安定化させることができる。したがって、信頼性を高め、ＮＶＨを抑制させた車輪用軸受装置を提供することができる。
【００１６】
好ましくは、請求項６に記載の発明のように、前記硬化層が高周波焼入れ等によって表面硬さを３５〜５０ＨＲＣの範囲に形成されていれば、比較的容易に所望の硬化層を形成することができると共に、ボルト挿通孔との充分な硬度差ができ、ハブボルトの固定力を増大かつ安定化させることができる。
【００１７】
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が、前記ハブボルト挿通孔の近傍を除く部分を切欠いて、各ボルト挿通孔の形成部分と略同じ幅でもって環状の基部から放射状に突出するように形成した花形形状に形成されると共に、前記車輪取付フランジのインナーの側面に、その基部に向って漸次肉厚になるようにリブが形成されていれば、車輪取付フランジの剛性を損なうことなく軽量化を達成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る車輪用軸受装置は、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、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、この内方部材および前記外方部材のそれぞれの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、前記内方部材または外方部材のいずれか一方に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを有し、この車輪取付フランジの周方向等配位置にボルト挿通孔が穿設されると共に、前記車輪を締結するハブボルトの首部にナールが形成され、当該ハブボルトが前記ボルト挿通孔に圧入固定された車輪用軸受装置において、前記ボルト挿通孔の開口部に面取りが形成され、これら面取りのうち少なくともアウター側の面取りが２段の面取りで構成されているので、ハブボルトの軸方向ハメアイ長さを確保してボルト圧入による側面の平坦度が悪化するのを防止し、フランジ振れ精度を高めることができる。したがって、車輪取付フランジの強度・剛性を確保しつつ、ハブボルトのスリップトルクを増大させると共に、車輪取付フランジのフランジ振れ精度を向上させて信頼性を高めた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】
【００１９】
外周に車体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、前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪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保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内輪との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記車輪取付フランジの周方向等配位置にボルト挿通孔が穿設されると共に、前記車輪を締結するハブボルトの首部にナールが形成され、当該ハブボルトが前記ボルト挿通孔に圧入固定された車輪用軸受装置において、前記ボルト挿通孔の開口部に面取りが形成され、これら面取りのうちアウター側の面取りが、所定の傾斜角からなる２段の角面取りで構成されると共に、当該２段面取りのうち内側の面取りの傾斜角が前記ボルト挿通孔の内周面に対して２５〜３５°の範囲に設定され、外側の面取りが前記車輪取付フランジのアウター側の側面に対して２５〜３５°の範囲に設定されている。
【実施例１】
【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第１の実施形態を示す縦断面図、図２（ａ）は、図１の車輪取付フランジを示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す要部拡大図、（ｃ）は、（ａ）の他の変形例を示す要部拡大図、図３（ａ）、（ｂ）は、図２の比較例を示す要部拡大図、図４は、ハメアイ試験の供試品を示す要部拡大図で、（ａ）は従来品、（ｂ）は本発明品、図５は、ハメアイ試験の結果を示すグラフである。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。
【００２１】
この車輪用軸受装置は駆動輪側の第３世代と称され、内方部材１と外方部材２、これら内方部材１と外方部材２間に収容された複列の転動体（ボール）３、３とを備えている。内方部材１は、ハブ輪４と、このハブ輪４に圧入された別体の内輪５とからなる。ハブ輪４は、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ６を一体に有し、この車輪取付フランジ６の円周等配位置には車輪を締結するためのハブボルト７が圧入されている。また、ハブ輪４の外周には一方（アウター側）の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部４ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン４ｄ）が形成されている。そして、外周に他方（インナー側）の内側転走面５ａが形成された内輪５がこの小径段部４ｂに圧入され、さらに、小径段部４ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部４ｃにより、ハブ輪４に対して内輪５が軸方向へ抜けるのを防止している。
【００２２】
外方部材２は、外周に車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ２ｂを一体に有し、内周には内方部材１の複列の内側転走面４ａ、５ａに対向する複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成されている。そして、それぞれの転走面４ａ、２ａと５ａ、２ａ間に複列の転動体３、３が収容され、保持器８、８によりこれら複列の転動体３、３が転動自在に保持されている。また、外方部材２と内方部材１との間に形成される環状空間の開口部にはシール９、９が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。
【００２３】
ここでは、ハブ輪４の外周に直接内側転走面４ａが形成された第３世代と呼称される車輪用軸受装置を例示したが、本発明に係る車輪用軸受装置はこうした構造に限定されず、例えば、図示はしないがハブ輪の小径段部に一対の内輪が圧入された、第１世代あるいは第２世代構造をはじめ、第４世代構造であっても良い。また、外方部材２に車輪取付フランジ６を設けた外輪回転タイプであっても良く、従動輪用、駆動輪用のどちらであっても良い。さらに、ここでは転動体３、３をボールとした複列アンギュラ玉軸受で構成されたものを例示したが、これに限らず転動体３に円すいころを使用した複列円すいころ軸受で構成されているものであっても良い。
【００２４】
ハブ輪４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、各部位の切削加工後にアウターの内側転走面４ａをはじめ、アウター側のシール９が摺接するシールランド部および小径段部４ｂに亙り高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。なお、加締部４ｃは、鍛造後の表面硬さ２５ＨＲＣ以下としている。これにより、ハブ輪４の強度が向上すると共に、内輪５との嵌合面のフレッティング摩耗を防止してハブ輪４の耐久性が向上する。また、加締部４ｃを塑性変形させる時の加工性が向上すると共に、加工時におけるクラック等の発生を防止してその品質の信頼性が向上する。なお、内輪５および転動体３はＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。
【００２５】
一方、外方部材２は、前記したハブ輪４と同様、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％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２ａ、２ａが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。
【００２６】
ハブ輪４の車輪取付フランジ６は、鍛造後にその円周等配位置にハブボルト７が圧入される複数のボルト挿通孔６ａが穿設され、このボルト挿通孔６ａにハブボルト７が圧入される。ハブボルト７はクロムモリブデン鋼（ＪＩＳ規格のＳＣＭ４３５系等）からなり、その首部にはナール（セレーション）７ａが形成されている。このナール７ａは高周波焼入れや浸炭焼入れ等の表面硬化処理によって表面硬さを３５〜５０ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。
【００２７】
これにより、表面層には高周波焼き入れ特有の非常に細かいマルテンサイト層が形成され、内層に進むに従ってマルテンサイトの量は減少し中心部は焼入れ前の組織となってハブボルト７の靭性が維持できると共に、所望の表面硬さを得ることができる。すなわち、車輪取付フランジ６の強度を高めると共に、ハブボルト７とボルト挿通孔６ａとの硬度差が１０ＨＲＣ以上になり、ボルト挿通孔６ａの内周面が塑性変形してハブボルト７のナールがボルト挿通孔６ａに充分食い込み、組立作業性を阻害することなくハブボルト７のスリップトルクを増大かつ安定化させることができる。ここで、５０ＨＲＣを超えて硬さを上げると、熱処理変形が大きくなって好ましくない。一方、３５ＨＲＣ未満ではボルト挿通孔６ａとの硬度差が小さくなり、ボルト挿通孔６ａにおける内周面の塑性変形量が減少してスリップトルクの増大が期待できない。
【００２８】
ここで、本実施形態では、図２（ａ）に拡大して示すように、車輪取付フランジ６のボルト挿通孔６ａの内周面が所定の幅に設定され、ハブボルト７のスリップトルクが確保されると共に、その開口部に面取り１０、１１が形成されている。インナー側の面取り１０は、所定の傾斜角αからなる角面取りで構成されると共に、アウター側の面取り１１は、傾斜角β、γからなる２段の角面取り１１ａ、１１ｂで構成されている。
【００２９】
ここでは、インナー側の面取り１０の傾斜角αは、内周面に対して２０〜３０°の範囲に設定されている。また、アウター側の面取り１１のうち一方（内側）の面取り１１ａの傾斜角βは、内周面に対して２５〜３５°の範囲に、他方（外側）の面取り１１ｂの傾斜角γは、車輪取付フランジ６のアウター側の側面６ｂに対して２５〜３５°の範囲に設定されている。これにより、ハブボルト７の軸方向ハメアイ長さを確保してボルト圧入による側面６ｂの平坦度が悪化するのを防止し、フランジ振れ精度を高めることができる。したがって、車輪取付フランジ６の強度・剛性を確保しつつ、ハブボルト７のスリップトルクを増大させると共に、車輪取付フランジ６のフランジ振れ精度を向上させて信頼性を高めた車輪用軸受装置を提供することができる。
【００３０】
ボルト挿通孔６ａの面取りはこうした構成に限らず、例えば、図２（ｂ）に示すような構成であっても良い。すなわち、インナー側の面取り１０が、所定の傾斜角αからなる角面取りで構成されると共に、アウター側の面取り１２が、所定の曲率半径ｒ１からなる円弧状のＲ面取り１２ａと、所定の傾斜角γからなる角面取り１１ｂとからなる２段の面取りで構成されている。さらに、（ｃ）に示すように、インナー側の面取り１０が、所定の傾斜角αからなる角面取りで構成されると共に、アウター側の面取り１３が、所定の傾斜角βからなる角面取り１１ｂと、所定の曲率半径ｒ２からなる円弧状のＲ面取り１３ａとからなる２段の面取りで構成されていても良い。
【００３１】
なお、これら以外にも、例えば、図３（ａ）に示すように、インナー側の面取り１０を所定の傾斜角αからなる角面取りで構成すると共に、アウター側の面取り１４を所定の傾斜角γからなる角面取りで構成、また、（ｂ）に示すように、インナー側の面取り１０を所定の傾斜角αからなる角面取りで構成すると共に、アウター側の開口部に座グリ状の環状溝１５を形成しても良いが、ハブボルト７の圧入によって側面６ｂが盛上ってフランジ振れ精度が悪化する恐れがあるため好ましくない。
【００３２】
次に、本出願人が実施したハメアイ試験結果について説明する。図４に、このハメアイ試験に使用した供試品を示す。図４（ａ）は従来品で、（ｂ）は、本発明品をそれぞれ示している。これらの供試品は図示した寸法でそれぞれ製作され、従来品は、ボルト挿通孔６ａのハブボルト７とのシメシロが３水準、一方、本発明品に関しては、ハブボルト７とのシメシロが２水準に設定されている。そして、供試品にハブボルト７を圧入し、車輪取付フランジ６の側面６ｂの圧入後におけるフランジ振れ変化量を比較検証した。その試験結果を図５に示す。
【００３３】
図５に示すグラフから判るように、従来品と本発明品のハメアイ長さは同一であるが、ボルト挿通孔６ａのアウター側の開口部に形成した面取り１１を２段面取りで構成した本発明品においては、ボルト圧入後のフランジ振れの変化量が従来品に比べ約７％減少している。
【００３４】
以上詳述した車輪取付フランジ６は円板状に形成されているが、これに限らず、軽量化を図るために車輪取付フランジ６を、ハブボルト挿通孔６ａの近傍を除く部分を切欠いて、各ボルト挿通孔６ａの形成部分と略同じ幅でもって環状の基部から放射状に突出するように形成した、所謂花形形状に形成されていても良い。すなわち、車輪取付フランジ６を円周方向に離れた複数の部分フランジに分割して形成し、さらに、車輪取付フランジのインナーの側面に、その基部に向って漸次肉厚になるようにリブを形成することにより、ハブ輪の剛性を損なうことなく軽量化を一層達成することができる。
【実施例２】
【００３５】
図６は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。なお、前述した実施形態と同一部品、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詳細な説明を省略する。
【００３６】
この車輪用軸受装置は駆動輪側の第３世代と称され、内方部材１６と外方部材１７、これら内方部材１６と外方部材１７間に収容された４列の転動体３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとを備え、タンデム形アンギュラ玉軸受を構成している。
【００３７】
内方部材１６は、ハブ輪１８と、このハブ輪１８に圧入された別体の内輪１９とからなる。ハブ輪１８は、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ６’を一体に有し、外周に複列の内側転走面１８ａ、１８ｂと、この内側転走面１８ａ、１８ｂから軸方向に延びる円筒状の小径段部１８ｃが形成されている。そして、外周に複列の内側転走面１９ａ、１９ｂが形成された内輪１９がこの小径段部１８ｃに圧入され、さらに、小径段部１８ｃの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部４ｃにより、ハブ輪１８に対して内輪１９が軸方向へ抜けるのを防止している。また、車輪取付フランジ６’のボルト挿通孔６ａ間には、組立時の治具が挿入される円孔２４が穿設されている。この円孔２４によって組立作業性が向上すると共に、軽量・コンパクト化を図ることができる。
【００３８】
外方部材１７は、外周に車体取付フランジ２ｂを一体に有し、内周に内方部材１６の４列の内側転走面１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂに対向する４列の外側転走面１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが一体に形成されている。そして、それぞれ転走面１８ａ、１７ａと、１８ｂ、１７ｂと、１９ａ、１７ｃと、１９ｂ、１７ｄとの間に４列の転動体３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが収容され、保持器２０、２１によりこれら４列の転動体３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが転動自在に保持されている。また、外方部材１７と内方部材１６との間に形成される環状空間の開口部にはシール２２、２３が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。
【００３９】
ここで、４列の転動体３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ列のうちアウター側の転動体３ａ列のピッチ円直径ＰＣＤａと、インナー側の転動体３ｃ列のピッチ円直径ＰＣＤｃが同一（ＰＣＤａ＝ＰＣＤｃ）に設定されると共に、中央の転動体３ｂ、３ｄ列のピッチ円直径ＰＣＤｂ、ＰＣＤｄが同一（ＰＣＤｂ＝ＰＣＤｄ）に設定されている。そして、両側の転動体３ａ、３ｃ列のピッチ円直径ＰＣＤａ、ＰＣＤｃが、中央の転動体３ｂ、３ｄ列のピッチ円直径ＰＣＤｂ、ＰＣＤｄよりも大径（ＰＣＤａ＝ＰＣＤｃ＞ＰＣＤｂ＝ＰＣＤｄ）に設定されている。なお、本実施形態では、両側の転動体３ａ、３ｃ列の個数Ｚａ、Ｚｃが、中央の転動体３ｂ、３ｄ列の個数Ｚｂ、Ｚｄよりも多く設定されている（Ｚａ＝Ｚｃ＞Ｚｂ＝Ｚｄ）。これにより、基本定格荷重が増大して剛性および寿命を向上させることができる。
【００４０】
ハブ輪１８はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、各部位の切削加工後に複列の内側転走面１８ａ、１８ｂをはじめ、アウター側のシール２２が摺接するシールランド部および小径段部１８ｃに亙り高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。なお、内輪１９はＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。
【００４１】
一方、外方部材１７は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％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１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。
【００４２】
ここで、前述した本実施形態と同様、車輪取付フランジ６’において、ボルト挿通孔６ａの開口部に形成される面取りのうち少なくともアウター側の側面６ｂ側の面取りが２段面取りで構成されているので、ハブボルト７の軸方向ハメアイ長さを確保してボルト圧入による側面６ｂの平坦度が悪化するのを防止し、フランジ振れ精度を高めることができる。したがって、車輪取付フランジ６’の強度・剛性を確保しつつ、ハブボルト７のスリップトルクを増大させると共に、車輪取付フランジ６’のフランジ振れ精度の向上によって信頼性を高めた車輪用軸受装置を提供することができる。
【００４３】
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】
【００４４】
本発明に係る車輪用軸受装置は、ハブボルトが圧入された車輪取付フランジを有する駆動輪用、従動輪用、あるいは内輪回転、外輪回転タイプのあらゆる車輪用軸受装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】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である。
【図２】（ａ）は、図１の車輪取付フランジを示す要部拡大図である。  （ｂ）は、（ａ）の変形例を示す要部拡大図である。  （ｃ）は、（ａ）の他の変形例を示す要部拡大図である。
【図３】（ａ）は、図２の比較例を示す要部拡大図である。  （ｂ）は、同上、他の比較例を示す要部拡大図である。
【図４】ハメアイ試験の供試品を示す要部拡大図で、（ａ）は従来品、（ｂ）は本発明品を示す。
【図５】ハメアイ試験の結果を示すグラフである。
【図６】本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。
【図７】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図８】同上、要部拡大図である。
【符号の説明】
【００４６】
１、１６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
２、１７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
２ａ、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ・・・・・外側転走面
２ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ・・・・・・・・・・転動体
４、１８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
４ａ、５ａ、１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂ・・内側転走面
４ｂ、１８ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
４ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
４ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セレーション
５、１９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
６、６’・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
６ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボルト挿通孔
６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジのアウター側の側面
７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ナール
８、２０、２１・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
９、２２、２３・・・・・・・・・・・・・・・・シール
１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・インナー側の面取り
１１、１２、１３、１４・・・・・・・・・・・・アウター側の面取り
１１ａ、１２ａ・・・・・・・・・・・・・・・・内側面取り
１１ｂ、１３ａ・・・・・・・・・・・・・・・・外側面取り
１５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・環状溝
２４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・円孔
５１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
５１ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
５１ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５２ａ、５２ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・端面
５３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５３ａ、５４ａ・・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
５３ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
５４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
５５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
５６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボール
５７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
５８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボルト挿通孔
５９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルトの外周面
６０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セレーション
６０ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セレーションの一方の軸方向端部
６０ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セレーションの他方の軸方向端部
６１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボルト頭部
６２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セレーションの軸方向の中央部
Ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジの軸方向の厚さ
Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ブレーキロータ
Ｃ、Ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・端面からの距離
Ｅ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・厚さＡの１３％よりも深い領域
Ｆ、Ｇ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・厚さＡの１３％よりも浅い領域
ＰＣＤａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・アウター側の転動体列のピッチ円直径
ＰＣＤｂ、ＰＣＤｄ・・・・・・・・・・・・・・中央の転動体列のピッチ円直径
ＰＣＤｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・インナー側の転動体列のピッチ円直径
ｒ１、ｒ２・・・・・・・・・・・・・・・・・・面取りの曲率半径
Ｗ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ホイールハブ
α、β、γ・・・・・・・・・・・・・・・・・・角面取りの傾斜角
【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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