(57)【要約】【課題】  加締め時の内輪押し広げを防止する環状溝を設けた車輪用軸受装置において、過酷な軸受使用条件下でも環状溝にクラックが発生しないようにする。【解決手段】  この車輪用軸受装置は、外方部材と、内方部材２と、複列の転動体とを備える。内方部材２は、ハブ輪９と内輪とでなる。ハブ輪９の内輪嵌合部１２からインボード側に延びる環状端部９ｃを加締めて、内輪のインボード側の端面に係合する加締部とする。ハブ輪９の外周面における内輪のインボード側端の位置からアウトボード側にかけて、他の部分よりも小径に形成された環状溝１４を設け、この環状溝１４の表面を研削加工で平滑に仕上げる。【選択図】        図３
2009144879.tif 000002
【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、前記各軌道面に対向する軌道面を外周に有する内方部材と、これら対向する軌道面の間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材が車軸取付用のフランジを外周に有するハブ輪と、このハブ輪のインボード側部の外周に設けられた段部状の内輪嵌合部に嵌合した内輪とでなり、前記ハブ輪および内輪に各列の前記軌道面を有し、前記ハブ輪の内輪嵌合部からインボード側に延びる環状端部を加締めて、前記内輪のインボード側の端面に係合する加締部とした車輪用軸受装置であって、
前記ハブ輪の外周面における前記内輪のインボード側端の位置からアウトボード側にかけて、他の部分よりも小径に形成された環状溝を設け、この環状溝の表面を研削加工面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、前記環状溝の表面粗さを１．３μｍＲａ以下とした車輪用軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記環状溝のアウトボード側に続く前記ハブ輪の外周面を、環状溝の表面と同時に研削加工で仕上げた車輪用軸受装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記ハブ輪を、炭素量が０．４５ないし０．８Ｗｔ％の炭素鋼で形成し、所定の部位に高周波焼入れにより表面硬化層を形成した車輪用軸受装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記内輪を、炭素量が０．６ないし０．８Ｗｔ％の炭素鋼で形成し、芯部まで焼入れ硬化させた車輪用軸受装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記ハブ輪は車軸と一体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、自動車等の車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
外方部材と内方部材の対向する軌道面間にボールからなる転動体を複列に介在させ、上記内方部材を、車輪取付用ハブフランジを外周に有するハブ輪と、このハブ輪のインボード側端の外周に嵌合した内輪とで構成した形式の車輪用軸受装置がある（例えば特許文献１）。この形式の車輪用軸受装置では、ハブ輪のインボード側端部の外周に形成した段部状の内輪嵌合部に内輪を外嵌させ、ハブ輪の内輪嵌合部からインボード側に延びる環状端部を外径側に加締めて、内輪のインボード側の端面に係合する加締部とすることにより、外力による内輪の抜けを防止している。
【０００３】
特許文献１には、加締め時に内輪が外径側に押し広げられるのを抑制するために、加締め前のハブ輪の外周面に、その一部が内輪のインボード側の端面と軸方向位置が重なるように、他の部分よりも小径に形成された環状溝（環状溝）を設けることが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１３９０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記環状溝を設ける場合、従来は図７または図８に示すように、内輪１０と嵌合するハブ輪９の外周部分は研削加工で平滑に仕上げられるが、環状溝１４の外周面は鋳造された状態のままとされていた。図において、一点鎖線１５を付した箇所が研削加工された面を示す。図の状態から、ハブ輪９の環状端部９ｃを外径側に加締めて、内輪（図示せず）のインボード側の端面に係合させる。このような車輪用軸受装置では、環状溝１４の外周面の表面粗さが粗いため、車輪用軸受装置に外力が加わった場合に、環状溝１４表面の凹部で応力集中が生じやすい。そのため、過酷な軸受使用条件下で、環状溝１４にクラックが発生してハブ輪が破損することがあった。
【０００５】
この発明の目的は、加締め時の内輪押し広げを防止する環状溝を設けた車輪用軸受装置において、過酷な軸受使用条件下でも環状溝にクラックが発生しないようにすることである。
【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、前記各軌道面に対向する軌道面を外周に有する内方部材と、これら対向する軌道面の間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材が車軸取付用のフランジを外周に有するハブ輪と、このハブ輪のインボード側部の外周に設けられた段部状の内輪嵌合部に嵌合した内輪とでなり、前記ハブ輪および内輪に各列の前記軌道面を有し、前記ハブ輪の内輪嵌合部からインボード側に延びる環状端部を加締めて、前記内輪のインボード側の端面に係合する加締部とした車輪用軸受装置であって、前記ハブ輪の外周面における前記内輪のインボード側端の位置からアウトボード側にかけて、他の部分よりも小径に形成された環状溝を設け、この環状溝の表面を研削加工面としたことを特徴とする。環状溝の表面粗さは１．３μｍＲａ以下とするのが望ましい。
ハブ輪の内輪嵌合部からインボード側に延びる環状端部を加締めて、内輪のインボード側の端面に係合する加締部としてあるため、外力による内輪の抜けを防止できる。環状溝の表面が研削加工で平滑に仕上げられているため、環状溝の表面で応力集中が生じにくく、環状溝でのクラックの発生を防止できる。これにより、過酷な軸受使用条件下でも耐え得る車輪用軸受装置とすることができる。
【０００７】
この発明において、前記環状溝のアウトボード側に続く前記ハブ輪の外周面を、環状溝の表面と同時に研削加工で仕上げることができる。
環状溝と同時にハブ輪の外周面を研削加工すれば、加工能率がよい。
【０００８】
この発明において、前記ハブ輪を、炭素量が０．４５ないし０．８Ｗｔ％、好ましくは０．６ないし０．８Ｗｔ％の炭素鋼で形成し、所定の部位に高周波焼入れにより表面硬化層を形成することが望ましい。また、前記内輪を、炭素量が０．６ないし０．８Ｗｔ％の炭素鋼で形成し、芯部まで焼入れ硬化させることが望ましい。
ハブ輪および内輪を上記材質とすることにより、高炭素鋼よりも炭素量が少ない分、所望の転動疲労寿命を維持しながら、加工性（鍛造加工）を向上させることができる。また、ハブ輪については所望の部位に高周波焼入れによる表面硬化層、内輪について芯部までの焼入れ硬化により、硬度の低下を抑制して転動寿命疲労を向上させられる。
【０００９】
前記ハブ輪は車軸と一体とすることができる。
ハブ輪が車軸と一体であると、車輪用軸受装置の構造を簡略化でき、かつ重量を軽減できる。
【発明の効果】
【００１０】
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、前記各軌道面に対向する軌道面を外周に有する内方部材と、これら対向する軌道面の間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材が車軸取付用のフランジを外周に有するハブ輪と、このハブ輪のインボード側部の外周に設けられた段部状の内輪嵌合部に嵌合した内輪とでなり、前記ハブ輪および内輪に各列の前記軌道面を有し、前記ハブ輪の内輪嵌合部からインボード側に延びる環状端部を加締めて、前記内輪のインボード側の端面に係合する加締部とした車輪用軸受装置であって、前記ハブ輪の外周面における前記内輪のインボード側端の位置からアウトボード側にかけて、他の部分よりも小径に形成された環状溝を設け、この環状溝の表面を研削加工面としたため、過酷な軸受使用条件下でも環状溝にクラックが発生しないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図３と共に説明する。この実施形態は、第３世代型の内輪回転タイプで、かつ従動輪支持用の車輪用軸受装置に適用したものである。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
【００１２】
図１に示すように、この車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面３を形成した外方部材１と、これら各軌道面３に対向する軌道面４を形成した内方部材２と、これら外方部材１および内方部材２の軌道面３，４間に介在した複列のボールからなる転動体５とで構成される。この車輪用軸受装置は、複列外向きアンギュラ玉軸受型とされていて、転動体５は各列毎に保持器６で保持されている。外方部材１と内方部材２との間の軸受空間の両端は、シール手段７，８によりそれぞれ密封されている。
【００１３】
外方部材１は固定側の部材となるものであって、車体の懸架装置（図示せず）におけるナックルに取付けるフランジ１ａを外周に有し、全体が一体の部品とされている。
内方部材２は回転側の部材となるものであって、外周に車輪取付用のハブフランジ９ａを有するハブ輪９と、このハブ輪９の中実軸部９ｂのインボード側端の外周に嵌合した内輪１０とでなる。これらハブ輪９および内輪１０に、前記各列の軌道面４が形成されている。車輪（図示せず）はブレーキロータ（図示せず）と共に、ハブボルト１７でハブフランジ９ａに取付けられる。
【００１４】
ハブ輪９は、炭素量が０．４５ないし０．８Ｗｔ％、好ましくは０．６ないし０．８Ｗｔ％の炭素鋼からなり、軌道面４を含む外周面に高周波焼入れによる表面硬化層１１が形成されている。また、内輪１０は、炭素量が０．６ないし０．８Ｗｔ％の炭素鋼からなり、芯部まで焼入れ硬化させてある。
【００１５】
ハブ輪軸部９ｂのインボード側端の外周には、他の部分よりも小径となった段部状の内輪嵌合部１２が形成され、この内輪嵌合部１２に内輪１０が嵌合している。内輪嵌合部１２から内輪１０が脱落するのを防止するために、ハブ輪軸部９ｂの内輪嵌合部１２からインボード側に延びる環状端部９ｃ（図２）を外径側に加締めて、内輪１０のインボード側の端面に係合する加締部１３（図１）としてある。
【００１６】
図２は加締部１３を加締める前の状態を示す車輪用軸受装置の全体図、図３は同車輪用軸受装置のハブ輪９の部分拡大図である。加締部１３となる環状端部９ｃは、ハブ輪軸部９ｂと同じ外径を有するストレートな円筒状であり、その先端部は外周側および内周側共に断面円弧状の丸みが付けられている。ハブ輪軸部９ｂの外周面には、環状端部９ｃの根元部からアウトボード側にかけて、他の部分よりも小径に形成された環状溝１４が設けられている。環状端部９ｃの根元部は、内輪１０のインボード側端と軸方向同位置にある。
【００１７】
上記環状溝１４の外周面は、ハブ輪軸部９ｂの外周面と同様に、研削加工により表面が平滑に仕上げられている。図３において、一点鎖線１５を付した箇所が研削加工された面を示す。研削加工後の環状溝１４外周面の粗さは、１．３μｍＲａ以下とするのが望ましい。環状溝１４の外周面とハブ輪軸部９ｂの外周面とは、同時に研削加工するたことができる。同時に研削加工すれば、加工能率がよい
【００１８】
この構成の車輪用軸受装置によると、ハブ輪９の内輪嵌合部１２からインボード側に延びる環状端部９ｃを加締めて、内輪１０のインボード側の端面に係合する加締部１３としてあるため、外力による内輪１０の抜けを防止できる。環状溝１４の表面が研削加工で平滑に仕上げられているため、環状溝１４の表面で応力集中が生じにくく、環状溝１４でのクラックの発生を防止できる。これにより、過酷な軸受使用条件下でも耐え得る車輪用軸受装置とすることができる。
【００１９】
ハブ輪９は、炭素量が０．４５ないし０．８Ｗｔ％、好ましくは０．６ないし０．８Ｗｔ％の炭素鋼からなり、かつ内輪１０は、炭素量が０．６ないし０．８Ｗｔ％の炭素鋼からなり、両者共に、ＳＵＪ２（炭素量が０．９５ないし１．１Ｗｔ％）等の高炭素鋼よりも炭素量が少ない分、所望の転動疲労寿命を維持しながら、加工性（鍛造加工）を向上させることができる。なお、炭素量が０．８Ｗｔ％より多くなると、加工性、被切削性、および靭性が低下するため、０．８Ｗｔ％を上限とするのがよい。
また、ハブ輪９については、軌道面４に高周波焼入れによる表面硬化層１１を形成し、かつ内輪１０については、芯部まで焼入れ硬化させてあるため、硬度の低下を抑制して転動寿命疲労を向上させられる。
【００２０】
さらに、この実施形態では、ハブ輪９が車軸と一体とされているため、車輪用軸受装置の構造を簡略化でき、かつ重量を軽減できる。
【００２１】
図４ないし図６はこの発明の第２の実施形態を示す。この実施形態は、第３世代型の内輪回転タイプで、かつ駆動輪支持用の車輪用軸受装置に適用したものである。この車輪用軸受装置は駆動輪支持用であるため、従動輪支持用である第１の実施形態と異なり、ハブ輪９の中心に、車軸（図示せず）を挿通するための貫通孔１６を有する。貫通孔１６の内周面は、貫通孔１６の大半を占めスプライン溝１６ａａが形成された一般径部１６ａと、この一般径部１６ａよりもインボード側で一般径部１６ａよりも大径の大径部１６ｂとからなる。他の構成は第１の実施形態と同様であるので、同一構成箇所については、同一符合を付して表示し、説明は省略する。
【００２２】
この実施形態も、前記同様、内輪嵌合部１２から内輪１０が脱落するのを防止するために、ハブ輪軸部９ｂの内輪嵌合部１２からインボード側に延びる環状端部９ｃ（図５）を外径側に加締めて、内輪１０のインボード側の端面に係合する加締部１３（図４）としてある。
図５は加締部１２を加締める前の状態を示す車輪用軸受装置の全体図、図６は同車輪用軸受装置のハブ輪９の部分拡大図である。加締部１３となる環状端部９ｃは、ハブ輪軸部９ｂの内周面が大径部１６ｂである部分と同じ外径および内径を有するストレートな円筒状であり、その先端部は外周側および内周側共に断面円弧状の丸みが付けられている。ハブ輪軸部９ｂの外周面には、環状端部９ｃとの境界からアウトボード側にかけて、他の部分よりも小径に形成された環状溝１４が設けられている。ハブ輪軸部９ｂと環状端部９ｃの境界は、内輪１０のインボード側端と軸方向同位置である。また、環状溝１４の外周面およびハブ輪軸部９ｂの外周面は、研削加工により表面が平滑に仕上げられている。これにより、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００２３】
上記各実施形態は第３世代型の内輪回転タイプとしたが、この発明は、他のタイプの車輪用軸受装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。
【図２】同車輪用軸受装置のハブ輪加締加工前の断面図である。
【図３】同ハブ輪の部分拡大図である。
【図４】この発明の第２の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。
【図５】同車輪用軸受装置のハブ輪加締加工前の断面図である。
【図６】同ハブ輪の部分拡大図である。
【図７】従来の車輪用軸受装置の部分断面図である。
【図８】異なる従来の車輪用軸受装置の部分断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…外方部材
２…内方部材
３…外方部材の軌道面
４…内方部材の軌道面
５…転動体
９…ハブ輪
９ａ…ハブフランジ
９ｂ…軸部
９ｃ…環状端部
１０…内輪
１１…表面硬化層
１２…内輪嵌合部
１３…加締部
１４…環状溝
【図１】
2009144879.tif 000003
【図２】
2009144879.tif 000004
【図３】
2009144879.tif 000005
【図４】
2009144879.tif 000006
【図５】
2009144879.tif 000007
【図６】
2009144879.tif 000008
【図７】
2009144879.tif 000009
【図８】
2009144879.tif 000010