JP2002178706A - 車輪駆動用軸受ユニット - Google Patents

車輪駆動用軸受ユニット

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JP2002178706A
JP2002178706A JP2001245306A JP2001245306A JP2002178706A JP 2002178706 A JP2002178706 A JP 2002178706A JP 2001245306 A JP2001245306 A JP 2001245306A JP 2001245306 A JP2001245306 A JP 2001245306A JP 2002178706 A JP2002178706 A JP 2002178706A
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constant velocity
nut
velocity joint
race
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JP2001245306A
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Inventor
Hideo Ouchi
英男 大内
Original Assignee
Nsk Ltd
日本精工株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00Hubs
    • B60B27/0078Hubs characterised by the fixation of bearings
    • B60B27/0084Hubs characterised by the fixation of bearings caulking to fix inner race

Abstract

(57)【要約】 【課題】 予圧付与を確実に行なえ、しかも塑性変形に
基づくがたつきが発生する事のない車輪駆動用軸受ユニ
ットを、低コストで実現する。 【解決手段】 内輪5をかしめ部30aで抑え付ける事
により、各転動体6、6への予圧付与を行なう。車輪支
持用軸受ユニット1aと等速ジョイント2とは、ナット
24aの緊締により結合する。このナット24aの緊締
力を規制する事により、上記かしめ部30aの内端部と
等速ジョイント用外輪14の外端面との当接部の線荷重
を、125N/mm以下にする。

Description

【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駆動用軸
受ユニットは、等速ジョイントと車輪支持用軸受ユニッ
トとを一体化したもので、独立懸架式サスペンションに
支持された駆動輪{FF車(前置エンジン前輪駆動車)
の前輪、FR車(前置エンジン後輪駆動車)及びRR車
(後置エンジン後輪駆動車)の後輪、4WD車(四輪駆
動車)の全輪}を懸架装置に対して回転自在に支持する
と共に、上記駆動輪を回転駆動する為に利用する。
【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
み合わせた車輪支持用軸受ユニットが、各種使用されて
いる。又、独立懸架式サスペンションに駆動輪を支持す
ると共に、この駆動輪を回転駆動する為の車輪駆動用軸
受ユニットは、上記車輪支持用軸受ユニットと等速ジョ
イントとを組み合わせて、デファレンシャルギヤと駆動
輪との相対変位や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。図6は、この様な目的で車輪
支持用軸受ユニット1と等速ジョイント2とを組み合わ
せた、一般的な車輪駆動用軸受ユニットを示している。
【0003】このうちの車輪支持用軸受ユニット1は、
外輪3の内径側にハブ4及び内輪5を、複数個の転動体
6、6を介して回転自在に支持して成る。このうちの外
輪3は、その外周面に設けた第一のフランジ7により懸
架装置を構成する図示しないナックルに結合固定した状
態で、使用時にも回転しない。又、上記外輪3の内周面
には1対の外輪軌道8、8を設けて、この外輪3の内径
側に上記ハブ4及び内輪5を、この外輪3と同心に、回
転自在に支持している。
【0004】このうちのハブ4は、外周面の外端(外と
は、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側となる
側で、図6を含め、車輪支持用軸受ユニット全体を表し
た図面の左側)寄り部分に、車輪を支持する為の第二の
フランジ9を設けている。又、上記ハブ4の外周面の中
間部に第一の内輪軌道10を形成し、同じく内端(内と
は、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側とな
る側で、図6を含め、車輪支持用軸受ユニット全体を表
した図面の右側)部に形成した小径段部11に、その外
周面に第二の内輪軌道12を形成した上記内輪5を外嵌
固定している。又、上記ハブ4の中心部には、スプライ
ン孔13を設けている。
【0005】一方、前記等速ジョイント2は、等速ジョ
イント用外輪14と、等速ジョイント用内輪15と、複
数のボール16、16と、スプライン軸17とを備え
る。このうちの等速ジョイント用外輪14とスプライン
軸17とが、駆動軸部材18を構成する。即ち、このス
プライン軸17はこの駆動軸部材18の外半部に設けら
れて、上記スプライン孔13と係合自在であり、上記等
速ジョイント用外輪14は上記駆動軸部材18の内半部
に設けられている。この等速ジョイント用外輪14の内
周面の円周方向複数個所には外側係合溝19、19を、
それぞれこの円周方向に対し直角方向に形成している。
又、上記等速ジョイント用内輪15は、中心部に第二の
スプライン孔20を、その外周面で上記各外側係合溝1
9、19と整合する部分に内側係合溝21、21を、そ
れぞれ円周方向に対し直角方向に形成している。そし
て、これら各内側係合溝21、21と上記各外側係合溝
19、19との間に上記各ボール16、16を、保持器
22により保持した状態で、これら各係合溝21、19
に沿う転動自在に設けている。尚、上記等速ジョイント
2の構成各部の形状等に就いては、周知のツェッパ型或
はバーフィールド型の等速ジョイントの場合と同様であ
り、本発明の要旨とは関係しないので、詳しい説明は省
略する。
【0006】上述の様な等速ジョイント2と前述の様な
車輪支持用転がり軸受ユニット1とは、上記スプライン
軸17を上記ハブ4のスプライン孔13に、内側から外
側に向け挿通する。そして、上記スプライン軸17の外
端部で上記ハブ4の外端面から突出した部分に設けた雄
ねじ部23にナット24を螺合し、更に緊締する事によ
り、互いに結合固定する。この状態で、前記内輪5の内
端面は上記等速ジョイント用外輪14の外端面に当接す
るので、この内輪5が前記小径段部11から抜け出る方
向に変位する事はない。同時に、前記各転動体6、6に
適正な予圧が付与される。
【0007】更に、自動車の懸架装置への組み付け状態
では、前記等速ジョイント用内輪15の中心部に設けた
第二のスプライン孔20に、駆動軸25の外端部に設け
た雄スプライン部26をスプライン係合させる。そし
て、この雄スプライン部26の外端部外周面に全周に亙
って形成した係止溝27に係止した止め輪28を、上記
第二のスプライン孔20の外端開口周縁部に形成した係
止段部29に係合させて、上記雄スプライン部26が上
記第二のスプライン孔20から抜け出る事を防止する。
尚、上記駆動軸25の内端部は、図示しないデファレン
シャルギヤの出力軸部に設けた、やはり図示しないトリ
ポード型等速ジョイントのトラニオンの中心部に結合固
定する。従って、自動車の走行時に上記駆動軸25は、
等速回転する。
【0008】上述の図6に示した車輪駆動用軸受ユニッ
トは、前記第一、第二の内輪軌道10、12と前記各外
輪軌道8、8との間に設けた前記各転動体6、6に予圧
を付与すべく、前記内輪5を押圧する力を、前記雄ねじ
部23とナット24との螺合・緊締に基づいて得てい
る。従って、このナット24を緊締する力を大きくし
て、上記内輪5の押圧力を確保する必要があった。この
為、上記雄ねじ部23に対して上記ナット24を緊締す
る事に基づいて前記スプライン軸17に発生し、前記等
速ジョイント用外輪14の外端面を上記内輪5の内端面
に押し付ける軸力は、車輪駆動用軸受ユニットの大きさ
にもよるが、普通乗用車用のもので、(4〜9)×10
4 N程度と、相当に大きな値としていた。この様に大き
な軸力に基づいて、上記内輪5の内端面と前記等速ジョ
イント用外輪14の外端面との当接部に大きな面圧が加
わるが、これら両端面は、何れも中心軸に対し直角方向
に存在する平坦面である為、広い面積で当接する。従っ
て、上記両端面が、当接部で塑性変形する事はない。
【0009】又、特開平11−5404号公報には、図
7に示す様に、ハブ4aの内端部で小径段部11に外嵌
した内輪5よりも内方に突出した部分に存在する円筒部
を直径方向外方にかしめ広げて形成したかしめ部30に
より、上記内輪5を上記小径段部11の段差面31に向
け抑え付ける構造が記載されている。この従来構造の第
2例の場合には、上記かしめ部30による抑え付け力に
より、各転動体6、6に予圧を付与する。車輪支持用軸
受ユニット1aと等速ジョイント2との結合は、上述し
た従来構造の第1例の場合と同様に、スプライン軸17
の外端部に設けた雄ねじ部23とナット24との螺合・
緊締により行なっている。このナット24を緊締した状
態では、上記かしめ部30の内側面に設けた平坦面32
と等速ジョイント用外輪14の外端面とが当接する。こ
の様な従来構造の第2例の場合でも、上記雄ねじ部23
と上記ナット24との螺合・緊締に基づいて上記スプラ
イン軸17に発生する軸力は、上述した従来構造の第1
例の場合と同様に大きなものとする事を考慮して、上記
平坦面32を設けていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】図6に示した従来構造
の第1例の場合、予圧付与の為に雄ねじ部23に対する
ナット24の緊締力を大きくして、スプライン軸17に
大きな軸力を発生させている。この為、上記ナット24
を緊締する為に要するトルクが大きくなり、車輪駆動用
軸受ユニットの組立作業性が悪化する事が避けられな
い。図7に示した従来構造の第2例の場合も、同第1例
と同様の軸力を発生させる事を考慮して、かしめ部30
の内端面に平坦面32を形成している為、同様の問題を
発生する。又、図7に示した第2例の場合には、ナット
24を大きなトルクで緊締する作業によりコストが増大
する他、上記平坦面32を形成する事も、コスト増大の
要因となる。本発明は、この様な事情に鑑みて、ナット
24を緊締するトルクを小さくしても、各転動体6、6
に十分な予圧付与を行なえる構造を低コストで実現すべ
く発明したものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の車輪駆動用軸受
ユニットは、前述の図7に示した従来構造の第2例と同
様に、駆動軸部材と、ハブと、フランジと、第一の内輪
軌道と、小径段部と、内輪と、外輪と、転動体とを備え
る。このうちの駆動軸部材は、内半部に等速ジョイント
を構成する為の等速ジョイント用外輪を、外半部にスプ
ライン軸を、それぞれ設けている。又、上記ハブは、中
心部に設けたスプライン孔にこのスプライン軸を係合さ
せる事により、使用時に上記等速ジョイントを介して回
転駆動される。又、上記フランジは、このハブに車輪を
支持固定する為に、このハブの外端部外周面に設けられ
ている。又、上記第一の内輪軌道は、上記ハブの中間部
外周面に、直接又はこのハブとは別体の内輪を介して設
けたものである。又、上記小径段部は、上記ハブの内端
部に形成されたもので、この第一の内輪軌道を設けた部
分よりも外径寸法が小さくなっている。又、上記内輪
は、外周面に第二の内輪軌道を有し、上記小径段部に外
嵌されている。又、上記外輪は、上記第一の内輪軌道及
び上記第二の内輪軌道に対向する1対の外輪軌道を内周
面に有し、使用時にも回転しない。又、上記転動体は、
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られている。そして、上記小径
段部に外嵌した内輪は、上記ハブの内端部でこの小径段
部に外嵌した内輪よりも内方に突出した部分に存在する
円筒部を直径方向外方にかしめ広げて形成したかしめ部
により上記小径段部の段差面に向け抑え付け、且つ上記
各転動体に予圧を付与した状態で、上記ハブに結合固定
している。尚、上記円筒部は、かしめ加工を容易に行な
える様にすべく、完全な円筒形状ではなく、外周面と内
周面とのうちの少なくとも一方の周面をテーパ形状とし
て、内端に向かうに従って、径方向の厚さが小さくなる
様にしている。又、上記ハブは、外端面を前記駆動軸部
材の先端部に設けた雄ねじ部に螺合したナットの内端面
に、上記かしめ部の内端面を上記等速ジョイント用外輪
の外端面に、それぞれ当接させた状態で、上記ナットを
緊締する事により、上記駆動軸部材に結合固定してい
る。但し、本発明の場合には、前述の図7に示した従来
構造の第2例とは異なり、上記かしめ部の内端面には平
坦面を形成せず、このかしめ部の断面形状を凸円弧形の
ままとしている。そして、このかしめ部の内端面と上記
等速ジョイント用外輪の外端面とを線接触させている。
特に、本発明の車輪駆動用軸受ユニットに於いては、上
記ナットの緊締に伴って前記スプライン軸に加わる軸力
Fを、上記かしめ部の内端面と上記等速ジョイント用外
輪の外端面との当接部の平均直径の円周長さLa で除す
事により得られる線荷重F/La を、125N/mm以下
としている。尚、この線荷重F/La の値は、上記かし
め部の内端面の断面形状が、曲率半径が5mm以上の凸円
弧であり、上記等速ジョイント用外輪の外端面が平坦面
である場合に、特に有効である。
【0012】
【作用】上述の様に構成する本発明の車輪駆動用軸受ユ
ニットによれば、かしめ部の内端面と上記等速ジョイン
ト用外輪の外端面との当接部の線荷重F/La を低く抑
えている為、上記かしめ部の内端面に平坦面を形成しな
くても、上記両端面が塑性変形する事がない。又、各転
動体への予圧付与は、ハブの内端部に形成したかしめ部
で内輪の内端面を抑え付ける事により行なう為、上記線
荷重F/La を小さくすべく、ナットの緊締力を小さく
しても、上記内輪が上記ハブに対し、小径段部から抜け
出る方向に変位する事はなく、上記予圧付与は確実に行
なえる。
【0013】次に、上記線荷重F/La を125N/mm
以下に抑える事により、上記両端面の塑性変形を防止で
きる理由に就いて、図1を参照しつつ説明する。内輪5
の内端面を抑えるべく、ハブ4aの内端部に形成したか
しめ部30aの、ハブ4aの中心軸を含む仮想平面に関
する断面形状の曲率半径R30は、5mm以上となる。この
理由は、鋼製の上記ハブ4aの内端部に上記かしめ部3
0aを形成する作業を、加工コストが安い冷間鍛造で行
なう場合、上記曲率半径R30を小さくすると、加工作業
に伴ってクラック等の損傷を発生する為である。言い換
えれば、冷間鍛造により損傷のないかしめ部30aを形
成する為には、上記曲率半径R30を5mm以上確保する事
が必要である。尚、上記かしめ部30aの断面形状は、
単一円弧ではなく、曲率半径が互いに異なる複数の曲面
を連続させた複合曲面であるが、上記曲率半径R30を5
mm以上確保しなければならない部分は、等速ジョイント
用外輪14の外端面と当接する、最も内方に突出した部
分である。
【0014】一方、上記かしめ部30aのうちで、等速
ジョイント用外輪14の外端面と当接する内端部分の表
面硬度の最小値は、Hv300程度である。即ち、冷間鍛
造による塑性変形に基づいて上記かしめ部30aを形成
すべき、上記ハブ4aの内端部は、この塑性変形を容易
に(クラック等の損傷を発生させる事なく比較的小さな
力で)行なえる様にすべく、あまり硬くする事はできな
い。従って、冷間鍛造に基づくかしめ加工による加工硬
化や加工時の出来映えによる製品のばらつきを考慮する
と、上記かしめ部30aの内端部分の硬度の最小値は、
Hv300程度である。上記内端部の表面硬さの最小値を
Hv300以上確保する事を考慮すると、上記かしめ部3
0aにクラック等の損傷が発生し易くなる為、採用でき
ない。又、このかしめ部30aを、加工後に焼き入れ硬
化する事は、隣接する内輪5への悪影響やコスト増大を
考慮した場合、やはり採用する事は難しい。従って、上
記かしめ部30aの内端部の表面硬さの最小値はHv30
0程度となる。一方、上記ハブ4aを構成する鋼の許容
応力、言い換えれば塑性変形しにくさは、表面硬さによ
り定まる。そして、表面硬さの値が大きい程、上記許容
応力が高く、言い換えれば塑性変形しにくくなる。表面
硬さがHv300の場合の許容応力は凡そ950MPaであ
る。
【0015】又、二つの円筒が接する場合に於ける、接
触面の面圧の最大値Pmax は、周知のHertz の式から、
次の(1)式で求められる。
【数1】 尚、この(1)式中の符号の意味は、それぞれ次の通り
である。 E:縦弾性係数 車輪駆動用軸受ユニットを構成するハブ4aと等速ジョ
イント用外輪14は、何れも鋼により造られており、2
06000MPaである。 m:ポアソン数 鋼の場合は10/3である。 Σρ:上記二つの円筒の曲率(1/R1、1/R2)の和(=1/
R1+1/R2) この式中の符号R1 、R2 のうち、R1 はかしめ部30
aの断面形状の曲率半径R30に相当するもので、この曲
率半径R30は、前述の通り5mmである。又、R2 は等速
ジョイント用外輪14の外端面の断面形状の曲率半径に
相当するもので、R2 =∞であり、1/R2 =0であ
る。 F:上記二つの円筒の法線方向に加わる荷重[N] スプライン軸17に加わる軸力。 La :この二つの円筒の接触長さ[m] 接触部の平均直径をDとすると、La =πD
【0016】上記(1)式に、前述した様な、車輪駆動
用軸受ユニットを構成する上から定まる値を代入し、接
触面の面圧が許容応力以下になる様にすると、次の
(2)式の様になる。
【数2】 そして、この(2)式を解いて、線荷重F/La を求め
ると、 F/La ≦1.25×105 [N/m]=125[N/
mm] この結果から、上記線荷重F/La を125N/mm以下
に抑えるべく、スプライン軸17の外端部に形成した雄
ねじ部に螺合させたナットの緊締力を規制すれば、この
ナットの緊締に伴って前記かしめ部30aの内端部や上
記等速ジョイント用外輪14の外端面が塑性変形する事
がなくなり、この塑性変形に基づいて上記ナットが緩む
事はなくなる。尚、上述の計算は、上記かしめ部30a
の内端部の断面形状の曲率半径R30が5mmであるとして
行なったが、通常はこの曲率半径R30が5mm以上になる
様に上記かしめ部30aを加工している。従って、上記
線荷重F/La を125[N/mm]以下にさえすれば、
接触部の面圧が上記かしめ部30aの内端部及び上記等
速ジョイント用外輪14の外端面の許容応力を越える事
はない。又、上記ナットを緊締するトルクと、このナッ
トの緊締に基づいてスプライン軸17に発生する軸力と
の間には一定の関係式があるので、車輪駆動用軸受ユニ
ットを組み立てる際には、上記トルクの管理を行ない、
上記軸力を直接管理する事はない。
【0017】
【発明の実施の形態】図2は、本発明の実施の形態の第
1例を示している。尚、本発明の特徴は、ハブ4aの内
端部分に設けた小径段部11に外嵌した内輪5をこのハ
ブ4aの内端部に形成したかしめ部30aによりこの小
径段部11に固定すると共に、各転動体6、6に適正な
予圧を付与する構造を前提とし、上記かしめ部30aの
断面形状を円弧形としたままで、このかしめ部30aの
内端部と等速ジョイント用外輪14の外端面との当接部
に塑性変形が生じない様にする点にある。上記内輪5の
固定部分の構造に就いては前述の図7に示した従来構造
の第2例と、その他の部分の構造は前述の図6に示した
従来構造の第1例と、それぞれ同様であるから、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、本発明の特徴部分、並びに前述した従来
構造と異なる部分を中心に説明する。
【0018】上記ハブ4aは、炭素鋼である、S53C
の焼きなまし材により造っている。このハブ4aの中間
部外周面のうち、図2に斜格子で示した、第二のフラン
ジ9の基端部でシールリップ33を摺接させる部分、第
一の内輪軌道10部分、内輪5を外嵌固定する為の小径
段部11の外半部から段差面31にかけての部分は、高
周波焼き入れ等の熱処理により焼き入れ硬化させてい
る。このうち、第二のフランジ9の基端部分は、この第
二のフランジ9に加わるモーメント荷重に対する耐力を
向上させると共に、上記シールリップ33との摺接に伴
う耐摩耗性を向上させる為に焼き入れ硬化している。
又、上記第一の内輪軌道10部分は、転がり疲れ寿命を
確保する為に焼き入れ硬化している。又、上記小径段部
11の外半部から段差面31にかけての部分は、この小
径段部11に外嵌固定する内輪5に加わる荷重に拘ら
ず、塑性変形しない様にする為に焼き入れ硬化してい
る。
【0019】一方、上記ハブ4aの内端部でかしめ部3
0aを形成した部分は、焼き入れ硬化する事なく軟らか
いままとしている。この内端部の硬度は、上記かしめ部
30aを形成する以前の円筒部の状態でHv220〜28
0程度である。これに対して、冷間鍛造により上記かし
め部30aを形成した状態で、このかしめ部30aの表
面の硬度は、加工硬化により、Hv320程度になってい
る。尚、前述した通り、本発明の場合には、上記かしめ
部30aの内端面に、前述の図7に示した従来例の第2
例の様な平坦面32を形成せず、この内端面の断面形状
を凸円弧形としている。本例の場合には、上記かしめ部
30aの内端部で次述する等速ジョイント用外輪14の
外端面と当接する部分の断面形状の曲率半径R30を、
5.5mmとしている。尚、上記内輪5の内端面内周縁部
に形成した隅R部の断面形状の曲率半径は、一般的には
2〜6mm程度とするが、本例の場合には4mmとしてい
る。
【0020】又、上記ハブ4aに対し、ナット24aの
緊締に基づいて結合固定する駆動軸部材18に関して
も、炭素鋼により造り、図2に斜格子で示した部分を、
焼き入れ硬化させている。即ち、上記等速ジョイント用
外輪14の外端面と、スプライン軸17の基端部から中
間部先端寄りにかけての部分を、高周波焼き入れ等の熱
処理により焼き入れ硬化して、上記スプライン軸17の
付け根部の強度向上を図っている。尚、上記かしめ部3
0aの内端面は、先に述べた理由で、その表面硬度を高
くする事は難しいが、上記等速ジョイント用外輪14の
外端面を焼き入れ硬化する事は容易である。そこで、こ
の外端面を焼き入れ硬化する事により、上記付け根部の
強度向上を図ると共に、この外端面を塑性変形しにくく
している。これに対して、上記かしめ部30aの内端面
は、後述する様に、上記ナット24aの緊締力を規制す
る事により、塑性変形を防止している。
【0021】又、上記スプライン軸17の外端部に形成
した雄ねじ部23に螺合させたナット24aの外端面に
は円筒部34を形成し、この円筒部34の偶数個所(図
示の例では6個所)に切り欠き35、35を、円周方向
に関して互いに等間隔に形成している。これに対して、
上記雄ねじ部23の外端部で、上記ナット24aを螺合
・緊締した状態で上記切り欠き35、35に整合し得る
部分に貫通孔36を、上記雄ねじ23を直径方向に貫通
する状態で形成している。そして、上記雄ねじ部23に
ナット24aを螺合し、更に必要量緊締した状態で、上
記貫通孔36とこの貫通孔36の両端開口に整合する位
置に存在する1対の切り欠き35とに、図3に示す様な
割ピン37を挿通している。この割ピン37の先端部
(図2の手前側端部、図3の右端部)は、挿通後に図3
に鎖線で示す様にかしめ広げて、上記貫通孔36及び切
り欠き35から抜け出ない様にしている。この構成によ
り、上記ナット24aが、所定量緊締した状態位置に留
まる様にしている。尚、上記切り欠き35と貫通孔36
とが互いに整合した位置で、緊締力が設定された許容範
囲内(上限値と下限値との間)に収まる様に、上記ナッ
ト24aの回転角当り軸力の増加量が少ない、ピッチが
1mm程度の、細目ねじを使用する事が好ましい。
【0022】尚、上記貫通孔36を予め形成せず、上記
ナット24aを所定量緊締した状態で、作業の容易性で
選択する適当な1対の切り欠き35に整合する部分で、
上記スプライン軸17の外端部に貫通孔を形成し、この
貫通孔に上記割りピン37を挿通する事もできる。更に
は、ナット24aの外端面の円筒部34に切り欠きを形
成せず、上記ナット24aを所定量緊締した状態で、作
業の容易性で選択する適当な位置で、上記円筒部34と
上記スプライン軸17の外端部とに、互いに整合する貫
通孔を一挙に形成し、この貫通孔に上記割りピン37を
挿通する事もできる。何れの場合でも、貫通孔の形成作
業が多少面倒になる代わりに、予め形成しておいた切り
欠き35及び貫通孔36に割りピン37を挿通する場合
に比べて、上記ナット24aの緊締量を微調節できる。
【0023】何れにしても、上述の様なナット24aの
緊締力(緊締トルク)は、前記かしめ部30aの内端面
と等速ジョイント用外輪14の外端面との当接部の線荷
重F/La が125N/mm以下になる様に規制してい
る。本例の場合には、上記当接部の直径、即ち、上記か
しめ部30aの内端面が最も軸方向内方に突出した部分
の直径D30を50mmとし、上記ナット24aの緊締力
を、このナット24aの緊締に伴って前記スプライン軸
17に加わる軸力Fが15000N以下になる様に抑え
ている。この条件で、上記線荷重F/La を求めると、
次の様になる。 F/La =15000/(50π)≒99.5[N/m
m] この様に本例の場合には、上記両端面同士の当接部の線
荷重F/La を、125N/mm以下に抑えているので、
上記かしめ部30aの内端面及び上記等速ジョイント用
外輪14の外端面が塑性変形するのを防止できる。特
に、本例の場合には、上記かしめ部30aの断面形状の
曲率半径R30を、5.5mmと、F/La ≦125N/mm
となるべき条件を求めた場合の曲率半径R30の値(5m
m)よりも大きくしているので、上記塑性変形をより確
実に防止できる。
【0024】尚、上記線荷重F/La を低く抑える為に
は、上記ナット24aの緊締力を低く抑える必要がある
が、本発明の場合には、前記内輪5を上記かしめ部30
aにより抑え付けているので、上記緊締力を低く抑えて
も、各転動体6、6に付与した予圧が低下若しくは喪失
する事はない。又、上記かしめ部30aの内端面及び上
記等速ジョイント用外輪14の外端面が塑性変形するの
を防止する為には、上記ナット24aの緊締力の最大値
を規制すれば良く、上記塑性変形を抑える面からは、こ
の緊締力の最小値を規制する必要はない。但し、この最
小値は、運転時に駆動軸部材18に加わるスラスト荷重
に拘らず、この駆動軸部材18と前記ハブ4aとの間で
軸方向に関する相対変位が発生しない様にする面から規
制する。即ち、運転時には、デファレンシャルギヤ側に
設けるトリポード型等速ジョイント部分で発生する軸
力、更には旋回時に発生する遠心力により、上記駆動軸
部材18と上記ハブ4aとを軸方向に関して相対変位さ
せる方向の力が加わる。この様な力に拘らず、これら両
部材18、4a同士がずれ動かない様にする為に、上記
ナット24aの緊締力の最小値は、安全率を見込んで、
3500N程度確保する。従って、下限値は、上記線荷
重F/La ではなく、軸方向の力Fで規制する事が適当
である。
【0025】次に、図4は、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、上述した第1例の場
合とは異なり、ナット24bの外端面に形成した円筒部
34aに、特に切り欠き35、35(図2参照)は形成
していない。代わりに本例の場合には、スプライン軸1
7の外端部に形成した雄ねじ部23の外半部の円周方向
一部に、凹溝部38を形成している。この様な本例の場
合には、上記ナット24bを所定量緊締した状態で、上
記円筒部34aの一部で上記凹溝部38に整合する部分
を径方向内方に塑性変形させて(かしめ付けて)この凹
溝部38と凹凸係合させ、上記ナット24bが緩むのを
防止する。又、本例の場合には、ハブ4bに1対の内輪
5、5aを外嵌して、第一、第二の内輪軌道10、12
を設けている。従って本例の場合には、上記ハブ4b自
体に、内輪軌道として必要な程の硬度を確保する必要は
ない。この為本例の場合には、上記ハブ4bを、炭素鋼
であるS50Cにより造っている。そして、図4に斜格
子で示す様に、上記ハブ4bの外周面のうち、第二のフ
ランジ9の基端部から上記1対の内輪5、5aを外嵌し
た部分にかけて、焼き入れ硬化している。
【0026】この様な本例の場合も、上記ナット24b
の緊締力を、かしめ部30aの内端面と等速ジョイント
用外輪14の外端面との当接部の線荷重F/La が12
5N/mm以下になる様に規制している。本例の場合に
は、上記当接部の直径、即ち、上記かしめ部30aの内
端面が最も軸方向内方に突出した部分の直径D30を47
mmとし、上記ナット24bの緊締力を、このナット24
bの緊締に伴って前記スプライン軸17に加わる軸力F
が18000N以下になる様に抑えている。この条件
で、上記線荷重F/La を求めると、次の様になる。 F/La =18000/(47π)≒122.0[N/
mm] この様に本例の場合には、上記両端面同士の当接部の線
荷重F/La を、125N/mm以下に抑えているので、
上記かしめ部30aの内端面及び上記等速ジョイント用
外輪14の外端面が塑性変形するのを防止できる。特
に、本例の場合には、上記かしめ部30aの断面形状の
曲率半径R30を、6.0mmと、F/La ≦125N/mm
となるべき条件を求めた場合の曲率半径R30の値(5m
m)よりも大きくしているので、上記塑性変形をより確
実に防止できる。その他の構成及び作用は、前述した第
1例の場合と同様である。
【0027】次に、図5は、本発明の実施の形態の第3
例を示している。本例の場合は、前述した第1例及び上
述した第2例の場合とは異なり、外輪3aの外周面には
第一のフランジ7(図2、4)を形成せず、この外周面
を単なる円筒面としている。そして、上記外輪3aを、
懸架装置を構成するナックル39に設けた取付孔40に
内嵌すると共に、この取付孔40の内周面両端部に係止
した1対の止め輪41、41により、この取付孔40か
らの抜け止めを図っている。又、本例の場合も、前述し
た第1例の場合とは異なり、ナット24bの外端面に形
成した円筒部34aに、特に切り欠き35、35(図2
参照)は形成していない。代わりに、本例の場合には、
スプライン軸17の外端面に凹部42を形成して、この
スプライン軸17の外端部を円筒状に形成している。こ
の様な本例の場合には、上記ナット24bを所定量緊締
した状態で、上記スプライン軸17の外端部の周方向一
部を、上記円筒部34aと共に径方向外方に塑性変形さ
せて(かしめ広げて)この円筒部34aと凹凸係合さ
せ、上記ナット24bが緩むのを防止する。
【0028】この様な本例の場合も、このナット24b
の緊締力を、かしめ部30aの内端面と等速ジョイント
用外輪14の外端面との当接部の線荷重F/La が12
5N/mm以下になる様に規制している。本例の場合に
は、上記当接部の直径、即ち、上記かしめ部30aの内
端面が最も軸方向内方に突出した部分の直径D30を45
mmとし、上記ナット24bの緊締力を、このナット24
bの緊締に伴って前記スプライン軸17に加わる軸力F
が16000N以下になる様に抑えている。この条件
で、上記線荷重F/La を求めると、次の様になる。 F/La =16000/(45π)≒113.2[N/
mm] この様に本例の場合には、上記両端面同士の当接部の線
荷重F/La を、125N/mm以下に抑えているので、
上記かしめ部30aの内端面及び上記等速ジョイント用
外輪14の外端面が塑性変形するのを防止できる。特
に、本例の場合には、上記かしめ部30aの断面形状の
曲率半径R30を、6.5mmと、F/La ≦125N/mm
となるべき条件を求めた場合の曲率半径R30の値(5m
m)よりも大きくしているので、上記塑性変形をより確
実に防止できる。その他の構成及び作用は、前述した第
1〜2例の場合と同様である。
【0029】尚、以上の実施の形態の各例は何れも、転
動体6、6として玉を用いた場合に就いて示したが、重
量の嵩む自動車用の車輪駆動用軸受ユニットの場合に
は、転動体として円すいころを使用する場合もある。勿
論、この様に転動体として円すいころを使用する構造
も、本発明の技術的範囲に属する。
【0030】又、本発明の技術的範囲に属するものでは
ないが、前述の図7に示した様に、かしめ部30の内端
面に平坦面32を形成する構造の場合には、このかしめ
部30の内端面と等速ジョイント用外輪14の外端面と
の当接部の線荷重F/La を125N/mmよりも遥かに
大きな値とする事ができる。この場合の線荷重F/L a
の最大値は、上記当接部の面圧が950MPaになる条件
で求める。具体的な数値等、詳しい説明に就いては、本
発明の技術的範囲からは外れる為、説明は省略する。
【0031】
【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成され作
用するので、転動体への予圧付与を確実に行なえ、しか
も、塑性変形に基づくがたつきが発生する事のない車輪
駆動用軸受ユニットを、低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の作用を説明する為の、図2のA部に相
当する図。
【図2】本発明の実施の形態の第1例を示す断面図。
【図3】割ピンの斜視図。
【図4】本発明の実施の形態の第2例を示す断面図。
【図5】同第3例を示す断面図。
【図6】従来構造の第1例を示す断面図。
【図7】同第2例を示す半部断面図。
【符号の説明】
1、1a、1b 車輪支持用軸受ユニット 2 等速ジョイント 3、3a 外輪 4、4a、4b ハブ 5、5a 内輪 6 転動体 7 第一のフランジ 8 外輪軌道 9 第二のフランジ 10 第一の内輪軌道 11 小径段部 12 第二の内輪軌道 13 スプライン孔 14 等速ジョイント用外輪 15 等速ジョイント用内輪 16 ボール 17 スプライン軸 18 駆動軸部材 19 外側係合溝 20 第二のスプライン孔 21 内側係合溝 22 保持器 23 雄ねじ部 24、24a、24b ナット 25 駆動軸 26 雄スプライン部 27 係止溝 28 止め輪 29 係止段部 30、30a かしめ部 31 段差面 32 平坦面 33 シールリップ 34、34a 円筒部 35 切り欠き 36 貫通孔 37 割ピン 38 凹溝部 39 ナックル 40 取付孔 41 止め輪 42 凹部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内半部に等速ジョイントを構成する為の
    等速ジョイント用外輪を、外半部にスプライン軸を、そ
    れぞれ設けた駆動軸部材と、中心部に設けたスプライン
    孔にこのスプライン軸を係合させる事により、使用時に
    上記等速ジョイントを介して回転駆動されるハブと、こ
    のハブに車輪を支持固定する為に、このハブの外端部外
    周面に設けられたフランジと、このハブの中間部外周面
    に、直接又はこのハブとは別体の内輪を介して設けた第
    一の内輪軌道と、このハブの内端部に形成された、この
    第一の内輪軌道を設けた部分よりも外径寸法が小さくな
    った小径段部と、外周面に第二の内輪軌道を有し、この
    小径段部に外嵌された内輪と、上記第一の内輪軌道及び
    上記第二の内輪軌道に対向する1対の外輪軌道を内周面
    に有し、使用時にも回転しない外輪と、これら各外輪軌
    道と上記第一、第二の内輪軌道との間に、それぞれ複数
    個ずつ設けられた転動体とを備え、上記小径段部に外嵌
    した内輪は、上記ハブの内端部でこの小径段部に外嵌し
    た内輪よりも内方に突出した部分に存在する円筒部を直
    径方向外方にかしめ広げて形成したかしめ部により上記
    小径段部の段差面に向け抑え付け、且つ上記各転動体に
    予圧を付与した状態で、上記ハブに結合固定しており、
    このハブは、外端面を上記駆動軸部材の先端部に設けた
    雄ねじ部に螺合したナットの内端面に接触させると共
    に、上記かしめ部の内端面を上記等速ジョイント用外輪
    の外端面に線接触させた状態で、上記ナットを緊締する
    事により上記駆動軸部材に結合固定している車輪駆動用
    軸受ユニットに於いて、上記ナットの緊締に伴って上記
    スプライン軸に加わる軸力Fを、上記かしめ部の内端面
    と上記等速ジョイント用外輪の外端面との当接部の平均
    直径の円周長さLa で除す事により得られる線荷重F/
    a を、125N/mm以下とした事を特徴とする車輪駆
    動用軸受ユニット。
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