JP2006336757A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受機能へ悪影響を及ぼすことなく、組立工程における内輪抜けを防止する。
【解決手段】内周に複列の軌道面３を有する外方部材１と、軌道面３に対向する軌道面４を有する内方部材２と、対向する軌道面３，４間に介在した複列の転動体５とを備え、駆動輪を支持する。内方部材２は、ハブフランジ９ａを外周に有するハブ輪９と、ハブ輪９のインボード側端の外周に嵌合した内輪１０とでなり、ハブ輪９及び内輪１０に各列の軌道面４を形成する。内輪１０の内周面には、内輪１０のインボード側の端面１０ａまで続き、端面１０ａの内周縁に相当する深さの段差部１６を設ける。ハブ輪９の加締による塑性変形部分９ｂを、内輪１０の段差部１６の軸方向に向く係止面１６ａに係合させる。塑性変形部分９ｂは、内輪１０の端面１０ａから突出しないものとする。ハブ輪９における内輪１０の嵌合面１５と塑性変形部分９ｂの外径面との段差Ｗを０．１３mm以上とする。
【選択図】図２

Description

この発明は、自動車等の駆動輪となる車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置に関する。

従来、駆動輪支持用の車輪用軸受装置として、図３，図４に示すものが提案されている（例えば特許文献１）。これは、外方部材２１と内方部材２２の対向する軌道面２３，２４間に複列にボール２５を介在させ、上記内方部材２２を、車輪取付用のハブフランジ２９ａを外周に有するハブ輪２９と、このハブ輪２９のインボード側端の外周に嵌合した内輪３０とで構成した形式のものである。ハブ輪２９の中央孔３１には、等速ジョイントの外輪３３のステム部３３ａが挿通されてスプライン嵌合され、等速ジョイント外輪３３の段面３３ｂが内輪３０のインボード側端面３０ａに押し当てられる。この状態で、前記ステム部３３ａの先端にナット３４を螺合させることにより、等速ジョイント外輪３３とナット３４とで内方部材２２が幅締めされる。

この提案例では、ハブ輪２９のインボード側端部の外周に形成した段部３５に内輪３０を外嵌させると共に、内輪３０のインボード側端部の内周に段部３６を形成し、ハブ輪２９のインボード側端を前記内輪３０の段部３６に加締めている。これにより、車両への組付け時に発生する外力による内輪３０の抜けを防止している。
特開平９−１６４８０３号公報

しかし、上記した車輪用軸受装置では、以下のような問題が有る。
（１）ハブ輪２９の加締部２９ｂが大きいため、内輪３０のインボード側端部に形成する段部３６の径方向段差を、半径差で５〜７mm程度とする必要がある。このように段部３６の段差を大きくすると、内輪３０のインボード側端面３０ａの面積が小さくなるので、等速ジョイント外輪３３の段面３３ｂとの接触面圧が大きくなる。そのため、摩耗や異音の発生の原因となる。
（２）ハブ輪２９の加締部２９ｂを内輪３０のインボード側端より内側（アウトボード側）に収めようとすると、内輪３０の段部３６の軸方向長さを７〜８mm程度にする必要がある。このように内輪段部３６の軸方向長さが長くなると、ボール接触角を成す直線上に内輪段部３６が位置する傾向があり、運転時の負荷荷重による内輪変形が大きくなって短寿命となる可能性がある。また、内輪段部３６の軸方向長さが長くなると、それだけハブ輪２９に対する内輪３０の嵌め合い長さ（面積）が減少するので、内輪クリープが発生し、軸受寿命が低下する可能性がある。これらの問題は、内輪全体の幅寸法を長くすれば回避できるが、それでは軸方向に余分なスペースが必要になる。
（３）また、ハブ輪２９の加締部２９ｂが大きいことから、揺動加締加工において、加締工具が内輪３０と干渉し、加工が困難である。

この発明の目的は、軸受機能へ悪影響を及ぼすことなく、車両への組立時における十分な内輪の抜け耐力が確保できる車輪用軸受装置を提供することである。

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、これら軌道面に対向する軌道面を有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、上記内方部材が、車輪取付用の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なり、これらハブ輪および内輪に前記各列の軌道面を形成した駆動輪支持用の車輪用軸受装置において、前記内輪の内周面におけるインボード側端に、この内輪のインボード側の端面まで続き、この端面の内周縁に相当する深さの段差部を設け、前記ハブ輪の拡径加工により前記内輪の前記段差部の軸方向に向く係止面に係合する塑性変形部分を設け、この塑性変形部分は前記内輪の端面から突出しないものとし、かつハブ輪における内輪の嵌合面と前記塑性変形部分の外径面との段差を０．１３mm以上としたことを特徴とする。
この構成によると、内輪の内周面に設けられてハブ輪の加締加工による塑性変形部分を係合させる段差部を、内輪の内周縁というごく限られた範囲のものとしたため、内輪の抜けを防止しながら、段差部をできるだけ小さなものとできる。このため、段差部を設けながら内輪端面の面積の減少を少なくできて、等速ジョイント外輪の段面との接触面圧の増加が抑制され、摩耗や異音の発生を防止できる。この場合に、ハブ輪における内輪の嵌合面と前記塑性変形部分の外径面との段差を０．１３mm以上としているので、十分な内輪抜け耐力を確保できる。このように、この車輪用軸受装置によると、軸受機能へ悪影響を及ぼすことなく、車両への組立工程における内輪の抜け耐力が確保され、内輪抜けを防止できる。

この発明において、前記ハブ輪の軌道面は焼入れ処理した表面硬化処理面とし、前記加締加工部は非熱処理部とし、前記内輪は表面から芯部までの全体を焼入れ処理により硬化させても良い。
ハブ輪の軌道面は転動寿命の向上の点から、表面硬化処理面として硬度を高くすることが好ましいが、加締加工を行う部分は、加締加工の容易性の点から非熱処理部とすることが好ましい。内輪は、小部品であって軌道面を有し、かつハブ輪に内径面が嵌合することから、表面から芯部までの全体を焼入れ処理により硬化させたものとすることが、転動寿命や嵌合面の耐摩耗性の向上の点で好ましい。

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、これら軌道面に対向する軌道面を有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、上記内方部材が、車輪取付用の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なり、これらハブ輪および内輪に前記各列の軌道面を形成した駆動輪支持用の車輪用軸受装置において、前記内輪の内周面におけるインボード側端に、この内輪のインボード側の端面まで続き、この端面の内周縁に相当する深さの段差部を設け、前記ハブ輪の拡径加工により前記内輪の前記段差部の軸方向に向く係止面に係合する塑性変形部分を設け、この塑性変形部分は前記内輪の端面から突出しないものとし、かつハブ輪における内輪の嵌合面と前記塑性変形部分の外径面との段差を０．１３mm以上としたため、軸受機能へ悪影響を及ぼすことなく、車両への組立時における十分な内輪の抜け耐力が確保され、内輪抜けを防止できる。

この発明の第１の実施形態を図１および図２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、かつ駆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言い、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
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転動体５とで構成される。この車輪用軸受装置は、複列のアンギュラ玉軸受型とされていて、転動体５はボールからなり、各列毎に保持器６で保持されている。上記各軌道面３，４は断面円弧状であり、各軌道面３，４はボール接触角θが背面合わせとなるように形成されている。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７，８によりそれぞれ密封されている。

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。ハブ輪９は中央孔１１を有し、その軌道面４は、焼入れ処理による表面硬化処理面とされている。内輪１０は、表面から芯部までの全体が焼入れ処理により硬化させてある。

図２に拡大断面図で示すように、ハブ輪９のインボード側端の外周には、ハブ輪９の他の部分の外周よりも小径となった段差部状の内輪嵌合面部１５が形成され、この内輪嵌合面部１５に内輪１０が嵌合する。内輪１０の内周面におけるインボード側端には、この内輪１０のインボード側の端面１０ａまで続き、この端面１０ａの内周縁に相当する深さの段差部１６を設け、ハブ輪９の加締加工により内輪１０の段差部１６の軸方向に向く係止面１６ａに係合する塑性変形部分９ｂが設けてある。係止面１６ａは、内輪１０の軸方向に対して傾斜したテーパ面とされている。また、係止面１６ａは、インボード側の内輪軌道面４におけるボール接触角を成す直線Ｌよりもインボード側に位置している。

塑性変形部分９ｂは、内輪１０の段差部１６内をほぼ充足するが、内輪１０の端面１０ａから突出しないものとしてある。また、ハブ輪９における内輪嵌合面部１５と前記塑性変形部分９ｂの外径面との段差Ｗは、０．１３mm以上とされている。上記加締加工は、プレス加工等の方法で全周に渡り行われる。この加締加工はハブ輪９のインボード側端の全周を拡径させるように行う。ハブ輪９の加締加工を行う塑性変形部分９ｂは非熱処理部とされている。

なお、この発明の車輪用軸受装置は、例えば小型乗用車から大型乗用車にわたる一般的な乗用車に適用されるものであり、これら一般的な乗用車に適用される各部の寸法のものとされている。

この車輪用軸受装置の車両への組付けにおいては、ハブ輪９の中央孔１１に、等速ジョイント１２の片方の継手部材となる外輪１３のステム部１３ａを挿通させてスプライン嵌合させ、ステム部１３ａの先端に螺合するナット１４の締め付けにより、等速ジョイント外輪１３を内方部材２に結合する。このとき、等速ジョイント外輪１３に設けられたアウトボード側に向く段面１３ｂが、内輪１０のインボード側に向く端面１０ａに押し付けられ、等速ジョイント外輪１３とナット１４とで内方部材２が幅締めされる。車輪取付用のハブフランジ９ａはハブ輪９のアウトボード側端に位置しており、このハブフランジ９ａにブレーキロータを介して車輪（いずれも図示せず）がボルト１７で取付けられる。

この構成の車輪用軸受装置によると、内輪の内周面に段差部１６を設け、ハブ輪９の加締加工による塑性変形部分９ｂを前記段差部１６に係合させたので、車両への組付工程において発生する外力による内輪１０のハブ輪９からの抜けを防止できる。
段差部１６は、内輪１０の内周縁というごく限られた範囲のものとしたため、内輪の抜けを防止しながら、段差部１６を小さなものとできる。このため、段差部１６を設けながら内輪１０の端面１０ａの面積の減少が少なく、等速ジョイント外輪１３の段面１３ｂとの接触面圧の増加が抑制され、摩耗や異音の発生を防止できる。

特に、ハブ輪９における内輪嵌合面部１５と前記塑性変形部分９ｂの外径面との段差を０．１３mm以上としているので、十分な内輪抜け耐力を確保できる。すなわち、本発明者等の実験によると、前記段差Ｗを０．１３mmとしたときの内輪抜け耐力は４０ｋＮ程度であることが確認済みである。一方、車輪用軸受装置を車両に組付ける際の内輪抜けを防止するためには、２ｔｏｎ以上の内輪抜け耐力が必要であることが、実験により確認されている。このことから、前記段差Ｗをこの実施形態のように０．１３mm以上に設定することで、十分な内輪抜け耐力を確保できることとなる。このように、この車輪用軸受装置によると、軸受機能へ悪影響を及ぼすことなく、車両への組立工程における内輪抜けを防止できる。

また、この車輪用軸受装置では、ハブ輪９における軌道面４を焼入れ処理した表面硬化処理面としているため、転動寿命を確保できる。加締加工部である塑性変形部分９ｂは非熱処理部としているため、加締加工を容易に行える。内輪１０は小部品であって軌道面４を有し、かつハブ輪９に内径面が嵌合することから、前記したように表面から芯部までの全体を焼入れ処理により硬化させたものとすることで、転動寿命に優れ、かつ嵌合面の耐摩耗性に優れたものとなる。

この発明の一実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。 同車輪用軸受装置の部分拡大断面図である。 従来例の断面図である。 従来例の部分拡大断面図である。

符号の説明

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…塑性変形部分
１０…内輪
１０ａ…内輪端面
１５…ハブ輪の内輪嵌合面部
１６…内輪の段差部
１６ａ…内輪段差部の軸方向に向く係止面
１６ｂ…内輪の内径面
Ｗ…内輪嵌合面部と塑性変形部分外径面との段差

Claims (2)

1. 内周に複列の軌道面を有する外方部材と、これら軌道面に対向する軌道面を有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、上記内方部材が、車輪取付用の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なり、これらハブ輪および内輪に前記各列の軌道面を形成した駆動輪支持用の車輪用軸受装置において、
   前記内輪の内周面におけるインボード側端に、この内輪のインボード側の端面まで続き、この端面の内周縁に相当する深さの段差部を設け、前記ハブ輪の拡径加工により前記内輪の前記段差部の軸方向に向く係止面に係合する塑性変形部分を設け、この塑性変形部分は前記内輪の端面から突出しないものとし、かつハブ輪における内輪の嵌合面と前記塑性変形部分の外径面との段差を０．１３mm以上としたことを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 請求項１において、前記ハブ輪の軌道面は焼入れ処理した表面硬化処理面とし、前記加締加工部は非熱処理部とし、前記内輪は表面から芯部までの全体を焼入れ処理により硬化させた車輪用軸受装置。

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