JP2006052753A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】
軽量・コンパクト化を図ると共に、軸受に所定の負すきまを容易かつ正確に設定・付与することができ、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】
内方部材５が塑性結合により一体化された車輪用軸受装置において、外方部材４が、第１の外方部材２１と、この内周に形成された環状凹所２１ｂに内嵌され、軸方向移動可能に配設された第２の外方部材２２とで構成され、この第２の外方部材２２の端部に径方向外方に延びる鍔部２４が突設されると共に、第２の外方部材２２を第１の外方部材２１から離反させ、第１の外方部材２１の端面と第２の外方部材２２の鍔部２４間に形成された間隙に所定の幅寸法からなるスペーサ２５が介装されている。これにより、軸受が予圧構造であっても負すきまを容易かつ正確に設定・付与することができ、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。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置に関するもので、特に、ハブ輪と複列の転がり軸受、さらには等速自在継手が塑性結合によってユニット化された車輪用軸受装置に関する。
ＦＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、あるいは４ＷＤ車の全輪といった自動車の駆動輪は、車輪用軸受装置により懸架装置に対して回転自在に支承されている。近年、この車輪用軸受装置は軽量・コンパクト化を狙って、ハブ輪と複列の転がり軸受、さらには等速自在継手をユニット化する傾向にある。
図６は従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図で、ハブ輪５０と複列の転がり軸受６０と等速自在継手７０とをユニット化して構成している。ハブ輪５０は車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５１を一体に有し、この車輪取付フランジ５１の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト５２が植設されている。
複列の転がり軸受６０は、外方部材６１と内方部材６２と複列の転動体（ボール）６３、６３とを備えている。外方部材６１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６４を一体に有し、内周には複列の外側転走面６１ａ、６１ａが形成されている。一方、内方部材６２は、前記外方部材６１の外側転走面６１ａ、６１ａに対向する複列の内側転走面５０ａ、７１ａが形成されている。これら複列の内側転走面５０ａ、７１ａのうち一方の内側転走面５０ａはハブ輪５０の外周に一体形成され、他方の内側転走面７１ａは等速自在継手７０を構成する外側継手部材７１の外周に一体形成されている。そして、複列の転動体６３、６３がこれら両転走面間にそれぞれ収容され、保持器６５、６５によって転動自在に保持されている。
また、ハブ輪５０には、内側転走面５０ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５０ｂが形成され、内周には高周波焼入れにより硬化した凹凸部５３が形成されている。この場合、内方部材６２はハブ輪５０と外側継手部材７１を指す。そして、外方部材６１の端部にはシール６６、６７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、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。
等速自在継手７０は、外側継手部材７１と図示しない継手内輪、ケージ、およびトルク伝達ボールとからなる。外側継手部材７１は、カップ状のマウス部７２と、このマウス部７２の底部をなす肩部７３と、この肩部７３から軸方向に延びる中空状の軸部７４を有し、マウス部７２の内周には軸方向に延びる曲線状のトラック溝７２ａが形成されている。また、軸部７４の外周には、前記ハブ輪５０の小径段部５０ｂに所定のシメシロを介して嵌合されるインロウ部７４ａと、このインロウ部７４ａから端部に亙って嵌合部７４ｂが形成されている。
ここで、外側継手部材７１の軸部７４をハブ輪５０に内嵌すると共に、軸部７４にマンドレル等の拡径治具を押し込んで嵌合部７４ｂを拡径し、この嵌合部７４ｂをハブ輪５０の凹凸部５３に食い込ませることによりハブ輪５０と外側継手部材７１とが一体に塑性結合されている。これにより、従来のようにナット等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がないため、軽量・コンパクト化を図ることができると共に、ハブ輪５０の強度・耐久性を向上させ、かつ長期間その予圧量を維持することができる。さらに、車両への組込性を簡便にすることができるという特徴を有している。
特開２００３−２０２０３３号公報
しかしながら、こうした従来の車輪用軸受装置は、ハブ輪５０と外側継手部材７１とからなる内方部材６２が、塑性結合によってユニット化され、さらに軸受が負すきま（予圧）に設定されているため、組立後の軸受すきまを直接測定することは難しい。したがって、組立（塑性結合）前後の軸受の起動トルクを測定し、初期の軸受すきまに対するすきま減少量を推定し、間接的に組立後の軸受すきまを測定する手段を採用している。ところが、軸受の起動トルクは、シール６６、６７の摺動トルクが支配的で、リップ部の油膜の形成状態や寸法バラツキ等によってトルクが安定しない。さらに、起動トルクは各部品の精度や軸受内部に封入されるグリース封入量等によってもバラツキ、製品品質の信頼性と言う面で課題を残していた。また、最終工程で軸受すきまの規格値を外れた製品が出た場合は必然的に廃棄せざるを得ない。これでは、作業効率が低下し、量産品としての低コスト化を著しく阻害することになって好ましくない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、軽量・コンパクト化を図ると共に、軸受に所定の負すきまを容易かつ正確に設定・付与することができ、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。
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、内周に複列の外側転走面を有する外方部材と、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、この車輪取付フランジ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嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向する少なくとも一方の内側転走面が形成された内輪または等速自在継手を構成する外側継手部材を有する内方部材と、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、前記内方部材が塑性結合により一体化された車輪用軸受装置において、前記外方部材が、第１の外方部材と、この第１の外方部材の内周に形成された環状凹所に内嵌され、軸方向移動可能に配設された第２の外方部材とで構成され、この第２の外方部材の端部に径方向外方に延びる鍔部が突設されると共に、前記第２の外方部材を前記第１の外方部材から離反させ、前記第１の外方部材の端面と前記第２の外方部材の鍔部間に形成された間隙に所定の幅寸法からなるスペーサが介装されている構成を採用した。
このように、内方部材が塑性結合により一体化された車輪用軸受装置において、外方部材が、第１の外方部材と、この第１の外方部材の内周に形成された環状凹所に内嵌され、軸方向移動可能に配設された第２の外方部材とで構成され、この第２の外方部材の端部に径方向外方に延びる鍔部が突設されると共に、第２の外方部材を第１の外方部材から離反させ、第１の外方部材の端面と第２の外方部材の鍔部間に形成された間隙に所定の幅寸法からなるスペーサが介装されているので、軸受が予圧構造であっても軸受の負すきまを容易かつ正確に設定・付与することができ、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。
また、前記内方部材が、請求項２に記載の発明のように、前記ハブ輪と、このハブ輪の小径段部に内嵌された中空状の軸部を一体に有する外側継手部材とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面が前記ハブ輪に、他方の内側転走面が前記外側継手部材にそれぞれ直接形成されると共に、前記外側継手部材の軸部が前記ハブ輪の小径段部に内嵌され、前記ハブ輪の内周に硬化して形成された凹凸部に前記軸部を拡径して食い込ませることにより、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合された構成でも良いし、また、請求項３に記載の発明のように、前記ハブ輪と、このハブ輪の小径段部に外嵌された内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面が前記ハブ輪に、他方の内側転走面が前記内輪にそれぞれ直接形成されると共に、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により、前記ハブ輪に対し前記内輪が軸方向に固定された構成であっても良い。
また、請求項４に記載の発明は、前記第１の外方部材の環状凹所に前記第２の外方部材の端面が当接した状態で前記内方部材が塑性結合され、この状態で前記第１の外方部材の端面と前記第２の外方部材の鍔部間に軸方向の間隙ｔ１が形成され、この時の初期の軸受すきまΔａ０がゼロあるいは正に設定されていると共に、前記スペーサの幅寸法ｔ２が、前記鍔部の間隙ｔ１に前記初期の軸受すきまΔａ０と所望の軸受すきまΔａの絶対値を加えた値ｔ２＝ｔ１＋Δａ０＋Δａに設定されているので、初期の軸受すきまΔａ０を容易にかつ正確に実測することができ、簡単な作業で軸受に所望の予圧量を付与することができる。
また、請求項５に記載の発明は、前記外方部材に前記スペーサがレーザビーム溶接により一体に接合されているので、スペーサが外方部材に強固に固定されると共に、スペーサと外方部材との間の密封性を高めることができる。
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を有する外方部材と、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、この車輪取付フランジ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嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向する少なくとも一方の内側転走面が形成された内輪または等速自在継手を構成する外側継手部材を有する内方部材と、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、前記内方部材が塑性結合により一体化された車輪用軸受装置において、前記外方部材が、第１の外方部材と、この第１の外方部材の内周に形成された環状凹所に内嵌され、軸方向移動可能に配設された第２の外方部材とで構成され、この第２の外方部材の端部に径方向外方に延びる鍔部が突設されると共に、前記第２の外方部材を前記第１の外方部材から離反させ、前記第１の外方部材の端面と前記第２の外方部材の鍔部間に形成された間隙に所定の幅寸法からなるスペーサが圧入されているので、軸受に所定の負すきまを容易かつ正確に設定・付与することができ、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。この鍔部と前記第１の外方部材の端面間にスペーサが介装されているので、軸受が予圧構造であっても軸受の負すきまを容易かつ正確に設定・付与することができ、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。
内周に複列の外側転走面を有する外方部材と、一端部に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に対向する一方の内側転走面と、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内嵌される中空状の軸部を一体に有し、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外側継手部材とからなる内方部材と、この内方部材と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、前記ハブ輪の内周に硬化して形成された凹凸部に前記軸部を拡径して食い込ませることにより、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合された車輪用軸受装置において、前記外方部材が、第１の外方部材と、この第１の外方部材の内周に形成された環状凹所に内嵌され、軸方向移動可能に配設された第２の外方部材とで構成され、この第２の外方部材の端部に径方向外方に延びる鍔部が突設されると共に、前記第２の外方部材を前記第１の外方部材から離反させ、前記第１の外方部材の端面と前記第２の外方部材の鍔部間に形成された間隙に所定の幅寸法からなるスペーサが圧入されている。
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の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は図１の要部拡大図である。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トボード側（図面左側）、中央寄り側をインボード側（図面右側）という。
この車輪用軸受装置は駆動輪用であって、ハブ輪１と複列の転がり軸受２と等速自在継手３をユニット化した、所謂第４世代と称される構成を備えている。
複列の転がり軸受２は、外方部材４と内方部材５と複列の転動体（ボール）６、６とを備えている。外方部材４は、後述する第１の外方部材２１と第２の外方部材２２とからなり、第１の外方部材２１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、第２の外方部材２２はＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼で形成されている。
第１の外方部材２１は、外周に車体（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ２３を有し、内周にはアウトボード側の外側転走面２１ａが一体に形成されている。この外側転走面２１ａには高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。一方、第２の外方部材２２は内周にインボード側の外側転走面２２ａが形成され、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。これら外側転走面２１ａ、２２ａによって外方部材４の複列の外側転走面２１ａ、２２ａが構成されている。
一方、内方部材５はハブ輪１と外側継手部材１４を指し、前記外方部材４の複列の外側転走面２１ａ、２２ａに対向する複列の内側転走面１ａ、１４ａが形成されている。これら複列の内側転走面１ａ、１４ａのうち一方の内側転走面１ａはハブ輪１の外周に、他方の内側転走面１４ａは等速自在継手３を構成する外側継手部材１４の外周にそれぞれ一体に形成されている。そして、複列の転動体６、６がこれら両転走面間にそれぞれ収容され、保持器７、７によって転動自在に保持されている。また、外方部材４の端部にはシール８、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、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。
ハブ輪１は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、アウトボード側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ１０を一体に有し、この車輪取付フランジ１０の円周等配位置には車輪を締結するためのハブボルト１１が植設されている。
また、ハブ輪１の外周には、前記した内側転走面１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂが形成され、アウトボード側のシール８が摺接するシールランド部から内側転走面１ａおよび小径段部１ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。これにより、車輪取付フランジ１０の基部となるシールランド部は耐摩耗性が向上するばかりでなく、車輪取付フランジ１０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、ハブ輪１の耐久性が一層向上する。
また、ハブ輪１の内周には凹凸部１２が形成され、熱処理によって表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。熱処理としては、局部加熱ができ、硬化層深さの設定が比較的容易にできる高周波誘導加熱による焼入れが好適である。
なお、凹凸部１２はアヤメローレット状に形成され、旋削等により独立して形成された複数の環状溝と、ブローチ加工等により形成された複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝、あるいは、互いに傾斜した螺旋溝で構成した交叉溝からなる。また、凹凸部１２の凸部は良好な食い込み性を確保するために、その先端部が三角形状等の尖塔形状に形成されている。
等速自在継手３は、外側継手部材１４と継手内輪１５とケージ１６、およびトルク伝達ボール１７とからなる。外側継手部材１４は、カップ状のマウス部１８と、このマウス部１８の底部をなす肩部１９と、この肩部１９から軸方向に延びる中空状の軸部２０とを一体に有している。マウス部１８の内周には軸方向に延びる曲線状のトラック溝１８ａが複数形成され、このトラック溝１８ａに対向するトラック溝１５ａが継手内輪１５の外周に形成されている。これら両トラック溝１８ａ、１５ａ間にトルク伝達ボール１７がケージ１６に保持された状態で収容されている。
軸部２０の外周には、前記したハブ輪１の小径段部１ｂに所定のシメシロを介して嵌合されるインロウ部２０ａと、このインロウ部２０ａから端部に亙って嵌合部２０ｂが形成されている。ここで、外側継手部材１４の軸部２０をハブ輪１に内嵌すると共に、軸部２０にマンドレル等の拡径治具を押し込んで嵌合部２０ｂを拡径し、この嵌合部２０ｂをハブ輪１の凹凸部１２に食い込ませることによりハブ輪１と外側継手部材１４とが一体に塑性結合されている。
なお、本実施形態では、ハブ輪１と外側継手部材１４とを一体化する方法として、外側継手部材１４の中空の軸部２０を拡径してハブ輪１に加締める加工方法を例示したが、これに限らず、図示しないが、外側継手部材の軸部を中実として、ハブ輪のアウトボード側端部に突出させた部分を径方向外方に塑性変形させることにより加締部が形成され、外側継手部材に対してこの加締部でハブ輪が軸方向に固定される、所謂揺動加締によって一体化しても良い。
本実施形態では、外方部材４は、図２に拡大して示すように、第１の外方部材２１と、この第１の外方部材２１の内周に形成された環状凹所２１ｂに内嵌され、軸方向移動可能に配設された第２の外方部材２２とで構成されている。また、第２の外方部材２２のインボード側端部には径方向外方に延びる鍔部２４が突設され、この鍔部２４と第１の外方部材２１の端面間にはスペーサ２５が介装されている。
ここで、図２および図３を用いて軸受すきまΔａの設定方法について説明する。
図３に示すように、まず、第１の外方部材２１の環状凹所２１ｂに第２の外方部材２２の端面２２ｂが当接した状態で複列の転がり軸受２が組み立てられ、前述したようにハブ輪１と外側継手部材１４が塑性結合される。この段階では初期の軸受すきまΔａ０はゼロあるいは正に設定されている。したがって、この初期の軸受すきまΔａ０は、内方部材５に対して外方部材４を軸方向に相対移動させることにより容易に、かつ正確に測定することができる。この時、第１の外方部材２１の端面と第２の外方部材２２の鍔部２４間には軸方向の間隙ｔ１が形成されている。
次に、第２の外方部材２２を第１の外方部材２１から離反させると共に、図２に示すように、第１の外方部材２１の端面と第２の外方部材２２の鍔部２４間にスペーサ２５が圧入される。このスペーサ２５の幅寸法ｔ２は、鍔部２４の間隙ｔ１に前記初期の軸受すきまΔａ０と所望の軸受すきまΔａの絶対値を加えた値に設定されている。すなわち、ｔ２＝ｔ１＋Δａ０＋Δａとなる。
本実施形態に係るスペーサ２５は、Ｓ５３Ｃ等の中炭素鋼に焼入れ硬化され、断面が矩形状に形成されたＣ型形状の有端リングからなる。なお、スペーサ２５は有端リングに限らず、外方部材４の径方向から圧入できる形状なら良く、例えば、半円状の二つ割れリングであっても良い。また、スペーサ２５の材質としては、中炭素鋼以外に、例えば、高炭素クロム軸受鋼（ＪＩＳ規格のＳＵＪ系等）やばね鋼（ＪＩＳ規格のＳＷＲＨ系等）、あるいはステンレス鋼（ＪＩＳ規格のＳＵＳ系等）を例示することができる。
さらに、スペーサ２５の圧入により所望の軸受すきまΔａ（負すきま）に設定された後、スペーサ２５が外方部材４から脱落しないように、スペーサ２５が外方部材４にレーザビーム溶接等によって接合されている。これにより、強固にスペーサ２５が固定されると共に、外方部材４との間の密封性を高めることができる。
本実施形態では、外方部材４が、第１の外方部材２１と、この第１の外方部材２１の環状凹所２１ｂに軸方向移動可能に内嵌された第２の外方部材２２とで構成され、ハブ輪１と外側継手部材１４が塑性結合された段階で初期の軸受すきまΔａ０を実測すると共に、第２の外方部材２２を第１の外方部材２１から離反させ、第１の外方部材２１の端面と第２の外方部材２２の鍔部２４間に形成された間隙に所定の幅寸法からなるスペーサ２５を圧入するようにしたので、軸受に所定の負すきまを容易かつ正確に設定・付与することができ、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４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、この実施形態は駆動輪側の第３世代の車輪用軸受装置で、前述した実施形態と同一部位、同一部品、あるいは同一の機能を有する部位には同じ符号を付けてその詳細な説明を省略する。
この車輪用軸受装置は、ハブ輪２６と複列の転がり軸受２７とをユニット化した構成を備えている。複列の転がり軸受２７は、外方部材４と内方部材２８、および両部材間に収容された複列の転動体６、６とを備えている。内方部材２８は、ハブ輪２６と、このハブ輪２６の小径段部２６ａに圧入された別体の内輪２９とからなる。
この車輪用軸受装置では、内輪２９をハブ輪２６の小径段部２６ａに圧入させた後、その小径段部２６ａの端部を径方向外方に塑性変形させることにより加締部２６ｂが形成され、ハブ輪２６に対してこの加締部２６ｂで内輪２９が軸方向に固定されている。
ハブ輪２６は、前述した実施形態と同様、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、アウトボード側のシール８が摺接するシールランド部から内側転走面１ａおよび小径段部２６ａに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。これにより、車輪取付フランジ１０の基部となるシールランド部は耐摩耗性が向上するばかりでなく、車輪取付フランジ１０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、ハブ輪２６の耐久性が一層向上する。さらに、小径段部２６ａに所定の硬化層が形成されていることにより、内輪２９との間の嵌合面に発生するフレッティング摩耗を最小限に抑えることができ、耐久性を一層向上させることができる。なお、小径段部２６ａの端部は表面硬さを２５ＨＲＣ以下の鍛造後の未焼入れ部とし、加締加工性の向上を図ると共に、加締加工による加締部２６ｂの微小クラック発生を防止している。
一方、小径段部２６ａに圧入される内輪２９はＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、外周に内側転走面２９ａが形成されている。そして、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。
ハブ輪２６の内周にはセレーション（またはスプライン）３０が形成され、等速自在継手３１を構成する外側継手部材３２が内嵌されている。等速自在継手３１は、この外側継手部材３２と図示しない継手内輪、ケージ、およびトルク伝達ボールとからなる。外側継手部材３２は、カップ状のマウス部１８と、このマウス部１８の底部をなす肩部３３と、この肩部３３から軸方向に延びる軸部３４とを一体に有している。
軸部３４の外周には、前記したハブ輪２６のセレーション３０に係合するセレーション（またはスプライン）３５と、このセレーション３５の端部に雄ねじ３６が形成されている。ここで、前記加締部２６ｂが肩部３３に当接するまでハブ輪２６に外側継手部材３２が嵌挿され、雄ねじ３６に固定ナット３７を締結することにより、車輪用軸受装置と等速自在継手３１とが軸方向分離可能に一体結合されている。
本実施形態では、前述した実施形態と同様、外方部材４が、第１の外方部材２１と、この第１の外方部材２１の環状凹所２１ｂに軸方向移動可能に内嵌された第２の外方部材２２とで構成されている。そして、ハブ輪２６と内輪２９が塑性結合された段階で初期の軸受すきまΔａ０を実測すると共に、第２の外方部材２２を第１の外方部材２１から離反させ、第１の外方部材２１の端面と第２の外方部材２２の鍔部２４間に形成された間隙に所定の幅寸法からなるスペーサ２５が圧入されている。これにより、軸受に所定の負すきまを容易かつ正確に設定・付与することができる。
図５は本発明に係る車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は駆動輪側の車輪用軸受装置で、前述した実施形態と同一部位、同一部品、あるいは同一の機能を有する部位には同じ符号を付けてその詳細な説明を省略する。
この車輪用軸受装置は、ハブ輪２６と複列の転がり軸受３８とをユニット化した構成を備えている。複列の転がり軸受３８は懸架装置を構成するナックルＮに圧入された外方部材３９と内方部材２８、および両部材間に収容された複列の転動体６、６とを備えている。
外方部材３９は、内周に外側転走面２１ａと環状凹所２１ｂが形成された第１の外方部材４０と、この第１の外方部材４０の環状凹所２１ｂに軸方向移動可能に内嵌された第２の外方部材２２とで構成されている。第１の外方部材４０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。また、第２の外方部材２２のインボード側端部には径方向外方に延びる鍔部２４が突設され、この鍔部２４と第１の外方部材４０の端面間にはスペーサ２５が介装されている。
本実施形態も前述した実施形態と同様、ハブ輪２６と内輪２９が塑性結合された段階で初期の軸受すきまΔａ０を実測すると共に、第２の外方部材２２を第１の外方部材４０から離反させ、第１の外方部材４０の端面と第２の外方部材２２の鍔部２４間に形成された間隙に所定の幅寸法からなるスペーサ２５が圧入されている。これにより、軸受に所定の負すきまを容易かつ正確に設定・付与することができる。
なお、ここでは、外周に直接内側転走面１ａが形成されたハブ輪２６を例示したが、これに限定されず、例えば、ハブ輪２６の小径段部２６ａに一対の内輪２９、２９を圧入した構造であっても良い（図中二点鎖線にて示す）。また、転動体６、６をボールとした複列アンギュラ玉軸受を例示したが、転動体６、６に円すいころを使用した複列円すいころ軸受であっても良い。
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。
本発明に係る車輪用軸受装置は、駆動輪用、従動輪用、あるいは転動体がボール、円すいころに拘わらず、車輪取付フランジを一体に有するハブ輪と複列の転がり軸受、さらには等速自在継手とが塑性結合によってユニット化された車輪用軸受装置に適用することができる。
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。 同上、要部拡大図である。 同上、軸受すきまを設定・付与する方法を説明するための説明図である。 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。 本発明に係る車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。 従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
符号の説明
１、２６・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ、１４ａ、２９ａ・・・・・・・内側転走面
１ｂ、２６ａ・・・・・・・・・・・小径段部
２、２７、３８・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
３、３１・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
４、３９・・・・・・・・・・・・・外方部材
５、２８・・・・・・・・・・・・・内方部材
６・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
７・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
８、９・・・・・・・・・・・・・・シール
１０・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
１１・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
１２・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
１４、３２・・・・・・・・・・・・外側継手部材
１５・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
１５ａ、１８ａ・・・・・・・・・・トラック溝
１６・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
１７・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
１８・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
１９、３３・・・・・・・・・・・・肩部
２０、３４・・・・・・・・・・・・軸部
２０ａ・・・・・・・・・・・・・・インロウ部
２０ｂ・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
２１、４０・・・・・・・・・・・・第１の外方部材
２１ａ、２２ａ・・・・・・・・・・外側転走面
２１ｂ・・・・・・・・・・・・・・環状凹所
２２・・・・・・・・・・・・・・・第２の外方部材
２２ｂ・・・・・・・・・・・・・・端面
２３・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
２４・・・・・・・・・・・・・・・鍔部
２５・・・・・・・・・・・・・・・スペーサ
２６ｂ・・・・・・・・・・・・・・加締部
２９・・・・・・・・・・・・・・・内輪
３０、３５・・・・・・・・・・・・セレーション
３６・・・・・・・・・・・・・・・雄ねじ
３７・・・・・・・・・・・・・・・固定ナット
５０・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５０ａ、７１ａ・・・・・・・・・・内側転走面
５０ｂ・・・・・・・・・・・・・・小径段部
５１・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５２・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
５３・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
６０・・・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
６１・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
６１ａ・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
６２・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
６３・・・・・・・・・・・・・・・転動体
６４・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
６５・・・・・・・・・・・・・・・保持器
６６、６７・・・・・・・・・・・・シール
７０・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
７１・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
７２・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
７２ａ・・・・・・・・・・・・・・トラック溝
７３・・・・・・・・・・・・・・・肩部
７４・・・・・・・・・・・・・・・軸部
７４ａ・・・・・・・・・・・・・・インロウ部
７４ｂ・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
Ｎ・・・・・・・・・・・・・・・・ナックル
ｔ１・・・・・・・・・・・・・・・軸方向の間隙
ｔ２・・・・・・・・・・・・・・・スペーサの幅寸法
Δａ・・・・・・・・・・・・・・・軸受すきま
Δａ０・・・・・・・・・・・・・・初期の軸受すきま

Claims (5)

  1. 内周に複列の外側転走面を有する外方部材と、
    一端部に車輪取付フランジを一体に有し、この車輪取付フランジ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嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向する少なくとも一方の内側転走面が形成された内輪または等速自在継手を構成する外側継手部材を有する内方部材と、
    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、前記内方部材が塑性結合により一体化された車輪用軸受装置において、
    前記外方部材が、第１の外方部材と、この第１の外方部材の内周に形成された環状凹所に内嵌され、軸方向移動可能に配設された第２の外方部材とで構成され、この第２の外方部材の端部に径方向外方に延びる鍔部が突設されると共に、前記第２の外方部材を前記第１の外方部材から離反させ、前記第１の外方部材の端面と前記第２の外方部材の鍔部間に形成された間隙に所定の幅寸法からなるスペーサが介装されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
  2. 前記内方部材が、前記ハブ輪と、このハブ輪の小径段部に内嵌された中空状の軸部を一体に有する外側継手部材とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面が前記ハブ輪に、他方の内側転走面が前記外側継手部材にそれぞれ直接形成されると共に、前記外側継手部材の軸部が前記ハブ輪の小径段部に内嵌され、前記ハブ輪の内周に硬化して形成された凹凸部に前記軸部を拡径して食い込ませることにより、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
  3. 前記内方部材が、前記ハブ輪と、このハブ輪の小径段部に外嵌された内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面が前記ハブ輪に、他方の内側転走面が前記内輪にそれぞれ直接形成されると共に、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により、前記ハブ輪に対し前記内輪が軸方向に固定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
  4. 前記第１の外方部材の環状凹所に前記第２の外方部材の端面が当接した状態で前記内方部材が塑性結合され、この状態で前記第１の外方部材の端面と前記第２の外方部材の鍔部間に軸方向の間隙ｔ１が形成され、この時の初期の軸受すきまΔａ０がゼロあるいは正に設定されていると共に、前記スペーサの幅寸法ｔ２が、前記鍔部の間隙ｔ１に前記初期の軸受すきまΔａ０と所望の軸受すきまΔａの絶対値を加えた値ｔ２＝ｔ１＋Δａ０＋Δａに設定されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  5. 前記外方部材に前記スペーサがレーザビーム溶接により一体に接合されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
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