(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に懸架装置に支持する為の第一の取付フランジを、内周面に複列の外輪軌道を、それぞれ有する外輪と、外周面の一端寄り部分に車輪を支持する為の第二の取付フランジを、同じく他端寄り部分に第一の内輪軌道を、それぞれ設けた筒状の第一の内輪部材と、外周面に第二の内輪軌道を有し、この第二の内輪軌道と上記第一の内輪軌道とを軸方向に亙り直列に配置した状態で上記第一の内輪部材と組み合わせた第二の内輪部材と、一端部を上記第一の内輪部材をがたつきなく外嵌固定する為の円筒部とし、他端部を等速ジョイントの外輪となるハウジング部とした駆動軸部材と、上記各外輪軌道と上記第一、第二の内輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ設けた転動体とを備えた車輪用転がり軸受ユニットに於いて、上記第一の内輪部材の内周面に、一端寄り部分の大径部と、他端寄り部分の小径部と、これら大径部と小径部とを連続させる、円周方向に亙る凹凸部であるセレーション溝若しくはスプライン溝を形成した連続部とを設けており、上記駆動軸部材の一端寄り部分に、上記小径部の内側にがたつきなく挿入自在な、上記円筒部を設けており、この円筒部の基半部をこの小径部の内側にがたつきなく挿通した状態でこの円筒部の先半部を直径方向外方にかしめ広げる事によりこの円筒部の先半部の径を大きくし、この円筒部の先半部外周面と上記セレーション溝若しくはスプライン溝とを互いに凹凸係合させ、更に、上記円筒部の先端部に内嵌した間座と上記円筒部とを溶接して、上記第一の内輪部材と第二の内輪部材と駆動軸部材とを結合している事を特徴とする車輪用転がり軸受ユニット。
【請求項２】
外周面に懸架装置に支持する為の第一の取付フランジを、内周面に複列の外輪軌道を、それぞれ有する外輪と、外周面の一端寄り部分に車輪を支持する為の第二の取付フランジを、同じく他端寄り部分に第一の内輪軌道を、それぞれ設けた筒状の第一の内輪部材と、外周面に第二の内輪軌道を有し、この第二の内輪軌道と上記第一の内輪軌道とを軸方向に亙り直列に配置した状態で上記第一の内輪部材と組み合わせた第二の内輪部材と、一端部を上記第一の内輪部材をがたつきなく外嵌固定する為の円筒部とし、他端部を等速ジョイントの外輪となるハウジング部とした駆動軸部材と、上記各外輪軌道と上記第一、第二の内輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ設けた転動体とを備えた車輪用転がり軸受ユニットに於いて、上記第一の内輪部材の内周面に、一端寄り部分の大径部と、他端寄り部分の小径部と、これら大径部と小径部とを連続させる、円周方向に亙る凹凸部であるセレーション溝若しくはスプライン溝を形成した連続部とを設けており、上記駆動軸部材の一端寄り部分に、上記小径部の内側にがたつきなく挿入自在な上記円筒部を設けており、この円筒部の基半部をこの小径部の内側にがたつきなく挿通した状態でこの円筒部の先半部を直径方向外方にかしめ広げる事によりこの円筒部の先半部の径を大きくし、この円筒部の先半部外周面と上記セレーション溝若しくはスプライン溝とを互いに凹凸係合させると共に、上記円筒部の先半部の内周面を、中心軸に対する傾斜角度が９度以下であり、先端開口部に向かう程内径が大きくなる円すい面とし、更に、上記円筒部の内側に外周面を円すい面とした支え筒を圧入する事により、この支え筒の外周面と上記円筒部の先半部内周面とを密接させて、上記第一の内輪部材と第二の内輪部材と駆動軸部材とを結合している事を特徴とする車輪用転がり軸受ユニット。
【請求項３】
駆動軸部材が第二の内輪部材と一体である、請求項１又は請求項２に記載した車輪用転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る車輪用転がり軸受ユニットは、ＦＦ車（前置エンジン前輪駆動車）又は４ＷＤ車（四輪駆動車）の前輪等の駆動輪を、懸架装置に対して回転自在に支持する為に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為に、外輪と内輪とを転動体を介して回転自在に組み合わせた車輪用転がり軸受ユニットが、各種使用されている。又、操舵輪であると同時に駆動輪でもあるＦＦ車或は４ＷＤ車の前輪を支持する為の車輪用転がり軸受ユニットは、等速ジョイントと組み合わせて、車輪に付与された舵角に拘らず、駆動軸の回転を上記車輪に対して円滑に（等速性を確保して）伝達する必要がある。この様な等速ジョイントと組み合わせて、しかも比較的小型且つ軽量に構成できる車輪用転がり軸受ユニットとして従来から、特開平７−３１７７５４号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
図１２は、この公報に記載された従来構造を示している。車両への組み付け状態で、懸架装置に支持した状態で回転しない外輪１は、外周面にこの懸架装置に支持する為の第一の取付フランジ２を、内周面に複列の外輪軌道２８、２８を、それぞれ有する。上記外輪１の内側には、第一、第二の内輪部材３、４を組み合わせて成るハブ５を配置している。このうちの第一の内輪部材３は、外周面の一端寄り（図１２の左寄り）部分に車輪を支持する為の第二の取付フランジ６を、同じく他端寄り（図１２の右寄り）部分に第一の内輪軌道７を、それぞれ設けた円筒状に形成している。又、この第一の内輪部材３の一端面には、上記第二の取付フランジ６に車輪を取り付ける際に、この車輪を上記ハブ５に対して位置決めする為の円筒部３５を設けている。これに対して、駆動軸部材と一体に形成した上記第二の内輪部材４は、一端部（図１２の左端部）を上記第一の内輪部材３を外嵌固定する為の円筒部８とし、他端部（図１２の右端部）を等速ジョイントの外輪となるハウジング部９とし、中間部外周面に第二の内輪軌道１０を設けている。そして、上記各外輪軌道２８、２８と上記第一、第二の内輪軌道７、１０との間に、それぞれ複数個ずつの転動体１１、１１を設ける事により、上記外輪１の内側に上記ハブ５を、回転自在に支持している。
【０００４】
又、上記第一の内輪部材３の内周面と上記第二の内輪部材４の外周面との互いに整合する位置には、それぞれ係止溝１２、１３を形成すると共に、止め輪１４を、これら両係止溝１２、１３に掛け渡す状態で設けて、上記第一の内輪部材３が上記第二の内輪部材４から抜け出るのを防止している。更に、上記第二の内輪部材４の一端面（図１２の左端面）外周縁部と、上記第一の内輪部材３の内周面に形成した段部１５の内周縁部とに溶接１６を施して、上記第一、第二の内輪部材３、４同士を結合固定している。
【０００５】
一方、上記外輪１の両端開口部と上記ハブ５の中間部外周面との間には、ステンレス鋼板等の金属製で略円筒状のカバー１９ａ、１９ｂと、ゴム、エラストマー等の弾性材製で円環状のシールリング２０ａ、２０ｂとを設けている。これらカバー１９ａ、１９ｂ及びシールリング２０ａ、２０ｂは、上記複数の転動体１１、１１を設置した部分と外部とを遮断し、この部分に存在するグリースが外部に漏出するのを防止すると共に、この部分に雨水、塵芥等の異物が侵入する事を防止する。又、上記第二の内輪部材４の中間部内側には、この第二の内輪部材４の内側を塞ぐ隔板部２１を設けて、この第二の内輪部材４の剛性を確保すると共に、この第二の内輪部材４の先端（図１２の左端）開口からこの第二の内輪部材４の内側に入り込んだ異物が、前記ハウジング部９の内側に設けた等速ジョイント部分にまで達する事を防止している。
【０００６】
上述の様に構成する車輪用転がり軸受ユニットを車両に組み付ける際には、第一の取付フランジ２により外輪１を懸架装置に支持し、第二の取付フランジ６により駆動輪でもある前輪を第一の内輪部材３に固定する。又、エンジンによりトランスミッションを介して回転駆動される、図示しない駆動力伝達軸の先端部を、等速ジョイントを構成する内輪１７の内側にスプライン係合させる。自動車の走行時には、上記内輪１７の回転を、複数の玉１８を介して第二の内輪部材４を含むハブ５に伝達し、上記前輪を回転駆動する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図１２に示した従来構造の場合には、第一、第二の内輪部材３、４同士の結合強度を確保する事が難しく、実用化が難しい。この理由は、次の通りである。第一、第二の内輪部材３、４同士の結合部には、自動車を走行させる為に大きなトルクが加わる。この様に大きなトルクに拘らず、上記結合部で上記第一、第二の内輪部材３、４同士が相対回転する事を防止する為には、上記第一、第二の内輪部材３、４同士を嵌合させただけでは不十分である。従って、実際には、上記第二の内輪部材４の一端面外周縁部と上記第一の内輪部材３の内周面に形成した段部１５の内周縁部との間に施した溶接１６部分により、上記トルクを支承する必要がある。
【０００８】
一方、上記溶接１６の近傍部分には第一の内輪軌道７が存在する。上記溶接１６部分の強度を十分に確保する為には、この溶接１６を、厚肉の全周肉盛り溶接にする事が好ましい。ところが、上記溶接１６を厚肉の全周肉盛り溶接にすると、上記第一の内輪軌道７部分に熱変形による歪みが発生し、車輪用転がり軸受ユニットとしての性能が悪化する。より具体的には、運転時に振動が発生し易くなる他、十分な耐久性を得られない。又、溶接時の熱により、上記第一の内輪軌道７の焼きが戻ってしまい、この第一の内輪軌道７の硬度を十分に維持できなくなり、この第一の内輪軌道７の転がり疲れ寿命が低下する。
本発明は、上述の様な不都合を解消して、小型且つ軽量に構成できる、実用的な車輪用転がり軸受ユニットを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の車輪用転がり軸受ユニットは何れも、前述した従来の車輪用転がり軸受ユニットと同様に、外周面に懸架装置に支持する為の第一の取付フランジを、内周面に複列の外輪軌道を、それぞれ有する外輪と、外周面の一端寄り部分に車輪を支持する為の第二の取付フランジを、同じく他端寄り部分に第一の内輪軌道を、それぞれ設けた筒状の第一の内輪部材と、外周面に第二の内輪軌道を有し、この第二の内輪軌道と上記第一の内輪軌道とを軸方向に亙り直列に配置した状態で上記第一の内輪部材と組み合わせた第二の内輪部材と、一端部を上記第一の内輪部材をがたつきなく外嵌固定する為の円筒部とし、他端部を等速ジョイントの外輪となるハウジング部とした駆動軸部材と、上記各外輪軌道と上記第一、第二の内輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ設けた転動体とを備える。
【００１０】
特に、本発明の車輪用転がり軸受ユニットのうちの請求項１に記載した車輪用転がり軸受ユニットに於いては、上記第一の内輪部材の内周面に、一端寄り部分の大径部と、他端寄り部分の小径部と、これら大径部と小径部とを連続させる、円周方向に亙る凹凸部であるセレーション溝若しくはスプライン溝を形成した連続部とを設けている。又、上記駆動軸部材の一端寄り部分に、上記小径部の内側にがたつきなく挿入自在な、上記円筒部を設けている。そして、この円筒部の基半部を上記小径部の内側にがたつきなく挿通した状態でこの円筒部の先半部を直径方向外方にかしめ広げる事によりこの円筒部の先半部の径を大きくし、この円筒部の先半部外周面と上記セレーション溝若しくはスプライン溝とを互いに凹凸係合させている。更に、上記円筒部の先端部に内嵌した間座と上記円筒部とを溶接して、上記第一の内輪部材と第二の内輪部材と駆動軸部材とを結合している。
【００１１】
一方、請求項２に記載した車輪用転がり軸受ユニットに於いては、上記第一の内輪部材の内周面に、一端寄り部分の大径部と、他端寄り部分の小径部と、これら大径部と小径部とを連続させる、円周方向に亙る凹凸部であるセレーション溝若しくはスプライン溝を形成した連続部とを設けている。又、上記駆動軸部材の一端寄り部分に、上記小径部の内側にがたつきなく挿入自在な上記円筒部を設けている。そして、この円筒部の基半部を上記小径部の内側にがたつきなく挿通した状態でこの円筒部の先半部を直径方向外方にかしめ広げる事によりこの円筒部の先半部の径を大きくし、この円筒部の先半部外周面と上記セレーション溝若しくはスプライン溝とを互いに凹凸係合させている。この様に凹凸係合させると共に、上記円筒部の先半部の内周面を、中心軸に対する傾斜角度が９度以下であり、先端開口部に向かう程内径が大きくなる円すい面とし、更に、上記円筒部の内側に外周面を円すい面とした支え筒を圧入する事により、この支え筒の外周面と上記円筒部の先半部内周面とを密接させて、上記第一の内輪部材と第二の内輪部材と駆動軸部材とを結合している。
【００１２】
【作用】
上述の様に構成する本発明の車輪用転がり軸受ユニットの場合には、円筒部の一部でかしめ広げに伴って径が大きくなった部分と凹凸部との凹凸係合に基づき、第一の内輪部材と第二の内輪部材と駆動軸部材とを、相対回転を確実に防止した状態で結合できる。従って、長期間に亙る使用によっても、上記第一の内輪部材と第二の内輪部材と駆動軸部材とを、相対回転を確実に防止した状態で結合したままに保持できて、等速ジョイントを介しての駆動輪の回転駆動を確実に行なえる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、本発明に関する参考例の第１例を示している。尚、本参考例の特徴は、ハブ５ａを構成する、それぞれが炭素鋼製である、第一の内輪部材３ａと、駆動軸部材と一体に形成した第二の内輪部材４ａとを、大きなトルクを伝達自在として確実に結合する為の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図１２に示した従来構造と同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本参考例の特徴部分を中心に説明する。
【００１４】
本参考例の車輪用転がり軸受ユニットを構成する上記第一の内輪部材３ａの内周面には、一端寄り（図１の左端寄り）部分の大径部２２と、他端寄り（図１の右端寄り）部分の小径部２３と、これら大径部２２と小径部２３とを連続させる連続部２４とを設けている。この連続部２４は、上記小径部２３から大径部２２に向かうに従って漸次内径が大きくなるテーパ面状に形成している。この様な連続部２４には、セレーション溝若しくはスプライン溝を形成し、更に高周波焼き入れ等の焼き入れ硬化処理を施している。更に、上記連続部２４の大径側端部と上記大径部２２との間には、段部２５を設けている。
【００１５】
一方、上記第二の内輪部材４ａの一端寄り部分には、上記小径部２３の内側にがたつきなく挿入自在な円筒部８ａを設けている。等速ジョイントを構成する為のハウジング部９、並びに上記円筒部８ａの基半部（図１〜２の右半部）で上記小径部２３に内嵌する部分には、高周波焼き入れ等の焼き入れ硬化処理を施している。これに対して、上記円筒部８ａの先半部（図１〜２の左半部）には、この様な焼き入れ硬化処理を施さず、生のままとしている。この様な円筒部８ａの外周面は、上記第一、第二の内輪部材３ａ、４ａを結合する以前の状態では、図２に示す様に単一円筒面状（ストレート形状）としている。
【００１６】
上述の様に構成する第一、第二の内輪部材３ａ、４ａ同士を結合固定してハブ５ａとするには、先ず、第二の内輪部材４ａの円筒部８ａに第一の内輪部材３ａの小径部２３をがたつきなく外嵌し、この小径部２３側の先端面（図１の右端面）を、上記円筒部８ａの基端部外周に設けた段部２６に突き当てる。そして、上記第一の内輪部材３ａをこの段部２６に突き当てたまま、上記円筒部８ａの先半部を直径方向外方に向けて強くかしめ広げ、更に上記円筒部８ａの先端部を、上記段部２５に向け更にかしめ広げて、この段部２５を抑え付ける。上記円筒部８ａの先半部は生のままであるから、直径方向外方へのかしめ広げ作業に伴い、前記連続部２４に形成したセレーション溝若しくはスプライン溝が、上記円筒部８ａの先半部外周面に食い込む。この状態で上記第一、第二の内輪部材３ａ、４ａ同士は、上記円筒部８ａの先半部外周面と連続部２４との間で、円周方向に亙り凹凸係合する。従って、上記第一、第二の内輪部材３ａ、４ａ同士の間で、大きなトルクを伝達自在となる。
【００１７】
尚、上記第一の内輪部材３ａの先端面を上記段部２６に突き当てた状態で各転動体１１、１１に適正な予圧が付与される様に、上記段部２６の位置等を規制している。又、自動車の旋回運動によって、転がり軸受ユニットにモーメント荷重が負荷されると、第二の内輪部材４ａの段部２６の根元の隅Ｒ部には大きな応力が発生する。この様な応力に耐え得る様にすべく、上記隅Ｒ部には、十分な深さを有する焼き入れ硬化層を設けると共に、上記隅Ｒ部を隔板部２１を直径方向に延長した仮想空間内に配置し、上記隅Ｒ部を含む部分の断面係数を十分に大きくする設計を行なう。
【００１８】
更に、本参考例の車輪用転がり軸受ユニットの場合には、上記円筒部８ａの先端縁と、上記第一の内輪部材３ａの内周面の一部で第二の取付フランジ６の内径側に位置する部分との間に、溶接１６ａを施している。この溶接１６ａには、第一、第二の内輪部材３ａ、４ａ同士の間でのトルク伝達の役目を持たせる必要はなく、次述する様に、上記円筒部８ａの先半部の直径が縮まるのを防止できれば足りる。従って、上記第一の内輪部材３ａの外周面他端寄り部分に形成した第一の内輪軌道７に熱による影響が生じない様に、小さな肉盛溶接、或は円周方向に亙り間欠的なスポット溶接を施せば足りる。尚、上記円筒部８ａの肉厚を十分に確保し、この円筒部８ａをかしめ広げて前記連続部２４に凹凸係合させた部分の剛性を確保すれば、上記溶接１６ａは不要になる。但し、上記円筒部８ａの肉厚を大きくすると、この円筒部８ａをかしめ広げる為に必要な力が大きくなるので、好ましくない。
【００１９】
上述の様に構成する本参考例の車輪用転がり軸受ユニットの場合には、上記円筒部８ａの先半部外周面とセレーション溝若しくはスプライン溝との係合に基づき、上記第一、第二の両内輪部材３ａ、４ａ同士を、相対回転を確実に防止した状態で結合できる。又、上記円筒部８ａの先半部でセレーション溝若しくはスプライン溝と係合した部分の内径が小さくなる事は、上記円筒部８ａの先端縁と第一の内輪部材３ａの内周面との間に施した溶接１６ａにより防止する。従って、上記円筒部８ａの先半部が、直径が小さくなる方向に変形する事を防止して、上記先半部の外周面と上記セレーション溝若しくはスプライン溝との係合が外れる事を確実に防止できる。この結果、長期間に亙る使用によっても、上記第一、第二の両内輪部材３ａ、４ａ同士を、相対回転を確実に防止した状態で結合したままに保持できて、等速ジョイントを介しての前輪の回転駆動を確実に行なえる。
【００２０】
次に、図３は、請求項１、３に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の場合には、駆動軸部材と一体に形成した第二の内輪部材４ａに設けた円筒部８ａの先半部を直径方向外方に向けかしめ広げ、この先半部の外周面と第一の内輪部材３ａの内周面の連続部２４に形成したセレーション溝若しくはスプライン溝とを凹凸係合させ、更に上記円筒部８ａの先端部により段部２５を抑え付けた状態で、上記円筒部８ａの先端部に間座２７を内嵌している。この間座２７の外周面は、上記円筒部８ａの先端部で直径方向にかしめ広げた部分にがたつきなく内嵌自在とすべく、このかしめ広げた部分の内周面とほぼ一致する形状としている。図示の場合には、上記間座２７を上記円筒部８ａの先端部に内嵌した状態で、これら間座２７と円筒部８ａの先端部との間に溶接１６ｂを施している。この様な本例の構造の場合も、長期間に亙る使用に拘らず、上記第一、第二の両内輪部材３ａ、４ａ同士を、相対回転を確実に防止した状態で結合したままに保持できて、等速ジョイントを介しての前輪の回転駆動を確実に行なえる。本例の場合には、上記間座２７を設ける事により、上記円筒部８ａの肉厚を特に大きくしなくても、この円筒部８ａの外周面と上記連続部２４との凹凸係合が外れるのを確実に防止できる。
【００２１】
次に、図４も、請求項１、３に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、間座２７ａを円筒部８ａの先端部に内嵌した状態で、これら間座２７ａと円筒部８ａの先端部で直径方向外方にかしめ広げた部分と第一の内輪部材３ａの内周面との間に、溶接１６ｃを施している。この様な本例の構造の場合も、長期間に亙る使用に拘らず、上記第一、第二の両内輪部材３ａ、４ａ同士を、相対回転を確実に防止した状態で結合したままに保持できて、等速ジョイントを介しての前輪の回転駆動を確実に行なえる。本例の場合には、上記間座２７ａを設ける事と溶接１６ｃを施す事とにより、上記円筒部８ａの肉厚を特に大きくしなくても、この円筒部８ａの外周面と上記連続部２４との凹凸係合が外れるのを確実に防止できる。
【００２２】
次に、図５〜８は、請求項２、３に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合も、駆動軸部材と一体に形成した第二の内輪部材４ａに設けた円筒部８ａの先半部を直径方向外方に向けかしめ広げ、この先半部の外周面と第一の内輪部材３ａの内周面の連続部２４に形成したセレーション溝若しくはスプライン溝とを凹凸係合させている。そして、この状態で上記円筒部８ａの先半部の内周面３８を、中心軸に対する傾斜角度θが９度以下である、円すい状凹面としている。更に、上記円筒部８ａの先端部により段部２５を抑え付けた状態で上記円筒部８ａの先半部に、支え筒３９を圧入している。
【００２３】
この支え筒３９は、鋼板等の金属板に深絞り加工等の塑性加工を施す事により、全体を円すい台状に形成している。即ち、上記支え筒３９は、円すい筒状の嵌合筒部４０と、この嵌合筒部４０の小径側開口を塞ぐ底板部４１とを備える。更に、上記嵌合筒部４０の大径側開口部周囲には、断面Ｌ字形の嵌合部４２を設けており、この嵌合部４２の基端部（図５の右端部）内周縁と上記嵌合筒部４０の大径側開口周縁部とを、円輪状の連結部４３により連続させている。本例の場合には、この様な支え筒３９を間座２７（図３に示した本発明の実施の形態の第１例）或は間座２７ａ（図４に示した本発明の実施の形態の第２例）に代えて、円筒部８ａの先半部で連続部２４に向けかしめ広げた部分の内側に圧入する事により、上記円筒部８ａの肉厚を特に大きくする事なく、この円筒部８ａの外周面と上記連続部２４との凹凸係合が外れるのを確実に防止している。
【００２４】
尚、上記嵌合筒部４０と嵌合部４２との位置関係は、嵌合筒部４０を上記円筒部８ａの先半部に圧入固定した状態で、上記嵌合部４２を第一の内輪部材３ａの外端開口部に圧入固定できる様に、前記第一、第二の内輪部材３ａ、４ａとの関係で規制している。尚、上記嵌合筒部４０と嵌合部４２との位置関係の多少の誤差は、上記連結部４３が軸方向（図５、７の左右方向）に変位する事により吸収する。更に、上記嵌合筒部４０の外周面４４の中心軸に対する傾斜角度θは、上記円筒部８ａの先半部の内周面３８と同様に９度以下として、上記嵌合部４２を第一の内輪部材３ａの外端開口部に圧入固定した状態で、これら両周面４４、３８同士が互いに密接する様にしている。
【００２５】
この様に、上記円筒部８ａの先半部に支え筒３９を圧入する理由は、前述した参考例の第１例及び実施の形態の第１〜２例の場合と同様に、車輪用転がり軸受ユニットの使用時に上記円筒部８ａの外周面と上記連続部２４との凹凸係合部に加わるラジアル荷重に拘らず、この凹凸係合部が外れるのを防止する為である。即ち、車輪用転がり軸受ユニットの使用時には第一、第二の内輪部材３ａ、４ａ間でのトルク伝達に伴って上記凹凸係合部に、図６に示す様に、接触面に垂直方向の力αが加わる。この接触面は上記円筒部８ａ及び支え筒３９の断面の直径方向に対し傾斜している為、この直径方向に関して内方に向く力が、上記力αの分力として発生する。この内方に向く力は、上記円筒部８ａの先半部の直径を縮め、上記凹凸係合部の係合を外す方向に作用するので、上記支え筒３９により上記円筒部８ａの先半部の直径が縮まるのを防止して、上記凹凸係合部の係合が外れない様にする。
【００２６】
又、上述の様に、組み付け状態で互いに密接する上記両周面４４、３８の傾斜角度θを９度以下とした理由は、これら両周面４４、３８同士の間に作用する摩擦力のみで、上記支え筒３９が上記円筒部８ａの内側から抜け出るのを確実に防止する為である。即ち、円すい面同士を嵌合させた場合には、図７に示す様に、嵌合面に作用する圧力に基づく力βが、この嵌合面の垂直方向に加わる。そして、この力βのうち、嵌合面に平行な分力が、上記支え筒３９を上記円筒部８ａから抜き出す方向の力として作用する。この分力の大きさはβ・tanθである。一方、上記嵌合面には、上記力βに基づく摩擦力が、上記支え筒３９を上記円筒部８ａから抜き出すのを阻止する方向の力として加わる。上記嵌合面の摩擦係数をμとした場合にこの阻止する力の大きさは、β・μである。上記支え筒３９が上記円筒部８ａの内側から抜け出るのを防止する為には、β・tanθ≦β・μでなければならない。又、上記支え筒３９及び円筒部８ａを構成する鋼同士の当接部の摩擦係数μは０．１６程度であるから、 tanθ≦０．１６であれば、上記支え筒３９が上記円筒部８ａの内側から抜け出るのを防止できる。そこで、上記各周面４４、３８の傾斜角度θを９度以下とした。
【００２７】
尚、図５で斜格子で示した部分は、表面硬度を高くする為、高周波焼き入れ等の表面硬化処理を施した部分である。即ち、これら斜格子で示した部分は、転動体の転動面と接触したり、第一、第二両内輪部材３ａ、４ａ同士が接触したり、円筒部８ａの外周面が食い込んだり、或は応力集中を生じる為、表面を硬化する事により、変形を防止したり強度を向上させたりしている。又、図示の例では、外輪１の両端部内周面に嵌合固定するシールリング２０ａ、２０ｂとして同種のものを使用できる様に、前記第一、第二の両内輪部材３ａ、４ａの中間部外周面で、上記外輪１の両端部内周面に対向する部分の形状及び大きさ（外径）を互いに対称にしている。更に、上記外輪１の内端部（車両への組み付け状態で幅方向内側となる端部を言い、図５の右端部）側のシール性を向上させるべく、上記外輪１の端部と上記第二の内輪部材４ａとの間にラビリンスシールを設けている。この為に、上記第二の内輪部材４ａの中間部外周面に土手状の突部４５を、全周に亙って形成し、この突部４５の端縁と上記外輪１の端縁とを近接対向させている。即ち、上記突部４５の外径を上記外輪１の内端開口部の内径よりも大きくし、この突部４５の外側面（図５の左側面）と上記外輪１の内端面（図５の右端面）との間に、直径方向に亙るラビリンス隙間４６を形成している。このラビリンス隙間４６の存在に基づき、走行時に車輪が跳ね上げる泥水や洗車時に吹き付ける水等が、内側のシールリング２０ｂに直接かかる事がなくなり、上記外輪１の内端部側のシール性向上を図れる。又、上記支え筒３９は、上記第一の内輪部材３ａの一端開口部を塞いでいる為、上記円筒部８ａの外周面と上記連続部２４とが凹凸係合する部分に泥水等が侵入しない。従って、凹凸係合する部分に錆が発生する事を防止できる。
【００２８】
尚、以上に述べた参考例の第１例及び実施の形態の第１〜３例の構造で、第二の内輪部材４ａに設けた円筒部８ａの外周面を、第一の内輪部材３ａ側の連続部２４に形成したスプライン溝に食い込ませる事が難しければ、上記円筒部８ａをかしめ広げる為のパンチの外周面に、雄スプライン溝の如き凹凸を形成しても良い。この様なパンチを使用して上記円筒部８ａをかしめ広げれば、図８に示す様に、上記円筒部８ａの外周面と連続部２４とが確実に凹凸係合する。尚、この様な構造を採用する場合には、円周方向に亙るスプライン溝の幅を大きくする事が、かしめ広げ作業を容易にする為に好ましい。又、この様な構造を上述した本発明の実施の形態の第３例に適用する場合には、支え筒３９ａの嵌合筒部４０ａにも、同様の凹凸を形成する。
【００２９】
次に、図９は、本発明に関する参考例の第２例を示している。本参考例の場合、ハウジング部９を備えた駆動軸部材３６と第二の内輪部材３０とを別体としている。又、第一の内輪部材３ｂは、内周面の形状を単一円筒面とすると共に、他端部（図９の右端部）外周面に小径の段部２９を形成している。そして、この段部２９に、外周面に第二の内輪軌道１０を形成した上記第二の内輪部材３０を外嵌している。この第二の内輪部材３０の軸方向寸法は、上記段部２９の軸方向寸法よりも大きくしている。従って、上記第二の内輪部材３０を上記段部２９に外嵌した状態でこの第二の内輪部材３０の他端部は、上記第一の内輪部材３ｂの軸方向他端面から突出する。又、上記第一の内輪部材３ｂの一端面（図９の左端面）の内周縁部には、放射方向に配置された複数の凹溝３１を円周方向に亙り間欠的に形成する事により、上記内周縁部の円周方向に亙る凹凸部３２を、全周に亙って設けている。
【００３０】
一方、上記駆動軸部材３６には、この駆動軸部材３６の中間部から一端部（図９の左端部）に亙り、上記第一の内輪部材３ｂの内径側にがたつきなく挿入自在な円筒部８ｂを設けている。等速ジョイントを構成する為のハウジング部９、並びに上記円筒部８ｂのうち先端部（図９の左端部）を除く部分で、上記第一の内輪部材３ｂの内側に内嵌する部分には、高周波焼き入れ等の焼き入れ硬化処理を施している。これに対して、上記円筒部８ｂの先端部は、中間部及び基端部に比べて薄肉に形成すると共に、上述の様な焼き入れ硬化処理を施さず、生のままとしている。この様な円筒部８ｂの外周面は、上記第一の内輪部材３ｂと第二の内輪部材３０と駆動軸部材３６とを結合する以前の状態では、単一円筒面状（ストレート形状）としている。
【００３１】
上述の様に構成する第一の内輪部材３ｂと第二の内輪部材３０と駆動軸部材３６とを結合固定してハブ５ｂとするには、先ず、第一の内輪部材３ｂの段部２９に第二の内輪部材３０を外嵌した後、上記第一の内輪部材３ｂを駆動軸部材３６の円筒部８ｂに外嵌し、上記第二の内輪部材３０の他端面を、上記円筒部８ｂの基端部外周に設けた段部２６に突き当てる。そして、上述の様に第二の内輪部材３０の他端面を上記段部２６に突き当てた状態で、上記円筒部８ｂの先端部で上記第一の内輪部材３ｂの一端面から突出した部分を直径方向外方に向け強くかしめ広げてかしめ部３７を形成し、更にこのかしめ部３７を上記凹凸部３２に強く押し付けて、上記第一の内輪部材３ｂを抑え付ける。上記かしめ部３７を形成する上記円筒部８ｂの先端部は、生のままであるから、上記凹凸部３２への押し付けに伴い、この凹凸部３２が上記かしめ部３７の片側面（図９の右側面）に食い込む。この状態で上記第一の内輪部材３ｂと駆動軸部材３６とは、上記円筒部８ｂの先端部に形成したかしめ部３７の片側面と上記第一の内輪部材３ｂの一端面内周縁部との間で、円周方向に亙り凹凸係合する。従って、駆動軸部材３６と上記第一の内輪部材３ｂとの間で、大きなトルクを伝達自在となる。
【００３２】
更に、本参考例の車輪用転がり軸受ユニットの場合には、上記円筒部８ｂの先端縁である、上記かしめ部３７の外周縁と、上記第一の内輪部材３ｂの一端面の一部で上記凹凸部３２の外周縁部との間に、溶接１６ｄを施している。この溶接１６ｄには、第一の内輪部材３ｂと駆動軸部材３６との間でのトルク伝達の役目を持たせる必要はなく、後述する様に、上記第一の内輪部材３ｂと駆動軸部材３６との間でのトルク伝達時に、上記かしめ部３７が上記凹凸部３２から離れる方向に変形するのを防止できれば足りる。従って、上記第一の内輪部材３ｂの中間部外周面に形成した第一の内輪軌道７に熱による影響が生じない様に、小さな肉盛溶接、或は円周方向に亙り間欠的なスポット溶接を施せば足りる。
【００３３】
上述の様に構成する本参考例の車輪用転がり軸受ユニットの場合には、上記円筒部８ｂの先端部に形成したかしめ部３７の片側面と凹凸部３２との係合に基づき、上記第一の内輪部材３ｂと駆動軸部材３６とを、相対回転を確実に防止した状態で結合できる。又、上記円筒部８ｂの先端部に形成したかしめ部３７が上記凹凸部３２から離れる方向に変形する事は、このかしめ部３７の外周縁と、上記第一の内輪部材３ｂの一端面の一部で上記凹凸部３２の外周縁部との間に施した、溶接１６ｄにより防止する。従って、上記かしめ部３７の片側面と上記凹凸部３２との係合が外れる事を確実に防止できる。この為、長期間に亙る使用によっても、上記駆動軸部材３６と第一の内輪部材３ｂとを、相対回転を確実に防止した状態で結合したままに保持できて、等速ジョイントを介しての前輪の回転駆動を確実に行なえる。
【００３４】
但し、本参考例の場合、上記かしめ部３７の外周縁と、上記第一の内輪部材３ｂの一端面の一部で上記凹凸部３２の外周縁との間部分には、必ずしも溶接１６ｄを施す必要はない。即ち、本参考例の場合、上記第一の内輪部材３ｂと駆動軸部材３６との間でのトルク伝達を確実に行なわせる為の凹凸係合は、これら第一の内輪部材３ｂと第二の内輪部材３０と駆動軸部材３６とにより構成するハブ５ｂの回転中心軸に対して垂直な面で行なっている。この為、上記凹凸係合を構成する為の凹溝３１の円周方向側面を、上記第一の内輪部材３ｂの一端面に対し垂直に形成すれば、上記第一の内輪部材３ｂと駆動軸部材３６との間でのトルク伝達時にも、上記かしめ部３７に、このかしめ部３７を上記凹凸部３２から離す方向の力はあまり加わらない。従って、本参考例の場合、小型自動車用の車輪用転がり軸受ユニットの様に、上記第一の内輪部材３ｂと駆動軸部材３６との間で伝達するトルクが比較的小さい場合には、上記溶接１６ｄを省略する事もできる。
【００３５】
次に、図１０は、本発明に関する参考例の第３例を示している。本参考例の場合、第一の内輪部材３ｃの段部２９に外嵌した第二の内輪部材３０ａの他端部内周面に、この内周面から直径方向外方に凹入する状態で、全周に亙り段部３３を設けている。そして、上記段部２９の先端部（図１０の右端部）を直径方向外方にかしめ広げて、この段部２９の先端部を上記段部３３の段差面に押し付ける事により、上記第二の内輪部材３０ａを上記第一の内輪部材３ｃに抑え付けている。又、この状態で、上記段部２９の先端部に形成したかしめ部３４の端面（図１０の右端面）は、上記第二の内輪部材３０ａの他端面よりも、駆動軸部材３６に形成した段部２６側（図１０の右側）に突出しない。従って、車輪用転がり軸受ユニットを組み立てた状態で、上記段部２６には、上記第二の内輪部材３０ａの他端面が当接する。
【００３６】
上述の様に構成する本参考例の車輪用転がり軸受ユニットの場合、上記段部２９の先端部を直径方向外方にかしめ広げているので、複数の転動体１１、１１への予圧付与に伴って生じるスラスト荷重の大部分は、上記かしめ部３４が支承する。この為、円筒部８ｂの一端部をかしめ広げて成るかしめ部３７には、予圧付与に伴うスラスト荷重は殆ど加わらない。従って、上記円筒部８ｂの一端部に形成したかしめ部３７は、第一の内輪部材３ｃと駆動軸部材３６との間でトルク伝達を行なえるものであれば足りる。この結果、上記円筒部８ｂの一端部を薄肉化して、上記かしめ部３７の加工性の向上を図れる。尚、本参考例の場合、駆動軸部材３６の円筒部８ｂの先端部に形成したかしめ部３７の外周縁と、上記第一の内輪部材３ｃの一端面の一部で上記凹凸部３２の外周縁部との間に施す溶接１６ｄ（図９）を省略している。又、本参考例の場合、第一の内輪部材３ｃの一端面には、前述した様な上記第一の内輪部材３ａ、３ｂの一端部に車輪を仮組み付けする為の位置決め用の円筒部３５（図１、３〜５、９、１２参照）を設けていない。但し、本参考例の場合には、上記円筒部８ｂの先端部に形成し、上記第一の内輪部材３ｃの一端面から突出したかしめ部３７に、上記円筒部３５と同様の役割を持たせている。その他の構成及び作用は、前述した参考例の第２例の場合と同様である。
【００３７】
次に、図１１は、本発明に関する参考例の第４例を示している。本参考例の場合、外輪１の内周面に形成した複列の外輪軌道２８、２８のうち、一方（図１１の右方）の外輪軌道２８と対向する第二の内輪軌道１０は、前述の図１２に示した従来構造及び図１〜５に示した参考例の第１例及び本発明の実施の形態の第１〜３例の場合と同様に、駆動軸部材と一体の、第二の内輪部材４ｃの中間部外周面に形成している。その他の構成及び作用は、上述した本発明に関する参考例の第３例の場合と同様である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の車輪用転がり軸受ユニットは、以上に述べた通り構成され作用するので、小型且つ軽量に構成できて、しかも実用的な車輪用転がり軸受ユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に関する参考例の第１例を示す部分断面図。
【図２】  第二の内輪部材のみを取り出して組み付け以前の状態で示す部分断面図。
【図３】  本発明の実施の形態の第１例を示す部分断面図。
【図４】  同第２例を示す部分断面図。
【図５】  同第３例を示す断面図。
【図６】  支え筒の役目を説明する為、図５のＡ−Ａ断面部を模式的に示す図。
【図７】  支え筒の傾斜角度を規制する理由を説明する為の、図５のＢ部拡大図。
【図８】  第一の内輪部材と円筒部と支え筒との係合部の形状の別例を示す、図６と同様の図。
【図９】  本発明に関する参考例の第２例を示す部分断面図。
【図１０】  同第３例を示す部分断面図。
【図１１】  同第４例を示す断面図。
【図１２】  従来構造の１例を示す部分断面図。
【符号の説明】
１  外輪
２  第一の取付フランジ
３、３ａ、３ｂ、３ｃ  第一の内輪部材
４、４ａ、４ｃ  第二の内輪部材
５、５ａ、５ｂ  ハブ
６  第二の取付フランジ
７  第一の内輪軌道
８、８ａ、８ｂ  円筒部
９  ハウジング部
１０  第二の内輪軌道
１１  転動体
１２  係止溝
１３  係止溝
１４  止め輪
１５  段部
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ  溶接
１７  内輪
１８  玉
１９ａ、１９ｂ  カバー
２０ａ、２０ｂ  シールリング
２１  隔板部
２２  大径部
２３  小径部
２４  連続部
２５  段部
２６  段部
２７、２７ａ  間座
２８  外輪軌道
２９  段部
３０、３０ａ  第二の内輪部材
３１  凹溝
３２  凹凸部
３３  段部
３４  かしめ部
３５  円筒部
３６  駆動軸部材
３７  かしめ部
３８  内周面
３９、３９ａ  支え筒
４０、４０ａ  嵌合筒部
４１  底板部
４２  嵌合部
４３  連結部
４４  外周面
４５  突部
４６  ラビリンス隙間
【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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