JP2006336759A - 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の内周面におけるインボード側端には、小径段差部１６ａおよび大径段差部１６ｂからなりインボード側が大径となる２段の段差部１６を設ける。ハブ輪９の加締加工による塑性変形部分９ｂを、内輪１０の小径段差部１６ａ及び大径段差部１６ｂの軸方向に向く面１６ａａ，１６ｂａ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。
【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４，図５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に揺動加締で加締めている。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、転動体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、車両への組立工程における内輪抜けを防止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、小径段差部および大径段差部からなりインボード側が大径となる２段の段差部を設け、前記ハブ輪の塑性加工により前記内輪の前記小径段差部および大径段差部の軸方向に向く面に係合する塑性変形部分を設け、この塑性変形部分は内輪の端面から突出しないものとしたことを特徴とする。
この構成によると、ハブ輪の塑性加工による塑性変形部分を、内輪の内周面に設けられた２段の段差部におけるの小径段差部および大径段差部の軸方向に向く面に係合させたため、車両への組立工程における内輪抜け耐力を、１段の段差部に比べて向上させることができる。また、内輪の段差部を、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、内輪の抜け耐力を確保しながら、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。

この発明において、前記ハブ輪の前記塑性変形部分は、内輪の前記小径段差部および大径段差部の軸方向に向く面のみに接触し、小径段差部および大径段差部の内径面に接触しないものとしても良い。
このようにハブ輪の前記塑性変形部分を内輪の段差部における軸方向に向く面のみに接触させることで、フープ応力の発生が防止される。

この発明において、前記ハブ輪は中心部に貫通孔を有し、かつ前記塑性変形部分の内径面をハブ輪の前記貫通孔の内径面よりも大径となる段差面部とし、前記ハブ輪の前記塑性加工は、ハブ輪のインボード側端を拡径させる拡径加工としても良い。
塑性変形部分を拡径加工とすることにより、揺動加締と異なり、前記段差部が僅かな半径差のものであっても、塑性変形部分を前記段差部に確実に係合させることができ、信頼性が向上する。

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、小径段差部および大径段差部からなりインボード側が大径となる２段の段差部を設け、前記ハブ輪の塑性加工により前記内輪の前記小径段差部および大径段差部の軸方向に向く面に係合する塑性変形部分を設け、この塑性変形部分は内輪の端面から突出しないものとしたため、軸受機能へ悪影響を及ぼすことなく、車両への組立工程における内輪抜けを防止できる。特に、前記段差部を２段の形状としたため、内輪の抜け耐力が向上する。

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は貫通孔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の付近には、この内輪１０のインボード側の端面１０ａまで続く段差部１６が設けてある。この段差部１６は、小径段差部１６ａおよび大径段差部１６ｂからなり、インボード側が大径となる２段の段差に形成されている。ハブ輪９のインボード側には、塑性加工により内輪１０の小径段差部１６ａおよび大径段差部１６ｂの軸方向に向く面１６ａａ，１６ｂａに係合する塑性変形部分９ｂが設けてある。

ここでは、塑性変形部分９ｂは、内輪１０の小径段差部１６ａおよび大径段差部１６ｂの軸方向に向く面１６ａａ，１６ｂａのみに接触し、小径段差部１６ａおよび大径段差部１６ｂの内径面に接触しないものとされる。また塑性変形部分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。なお、内輪１０における小径段差部１６ａおよび大径段差部１６ｂの軸方向に向く面１６ａａ，１６ｂａは、インボード側に向けて拡径変化するテーパ面とされている。ハブ輪９における塑性変形部分９ｂの上記塑性加工は、プレス加工等の方法で全周に渡り行われる。この塑性加工はハブ輪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の塑性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の貫通孔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１０の内周面におけるインボード側端に、段差部１６を設け、ハブ輪９の塑性加工による塑性変形部分９ｂを段差部１６の軸方向に向く面１６ａａ，１６ｂａに係合させたので、内輪１０の抜けが防止される。この場合に、前記段差部１６を、小径段差部１６ａおよび大径段差部１６ｂからなる２段形状とし、その小径段差部１６ａおよび大径段差部１６ｂの軸方向に向く面１６ａａ，１６ｂａに塑性変形部分９ｂを係合させるようにしたため、１段の段差部に比べて抜け耐力が向上し、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からの抜けを確実に防止できる。
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、内輪の抜け耐力を確保しながら、段差部１６をできるだけ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。このように、この車輪用軸受装置では、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、ハブ輪９の塑性変形部分９ｂは、内輪１０における小径段差部１６ａおよび大径段差部１６ｂの軸方向に向く面１６ａａ，１６ｂａのみに接触し、小径段差部１６ａおよび大径段差部１６ｂの内径面に接触しないようにしているので、フープ応力の発生を防止することができる。

さらに、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。塑性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、塑性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。

図３は、この発明の他の実施形態の部分拡大断面図を示す。この車輪用軸受装置では、先の実施形態において、内輪１０における小径段差部１６ａおよび大径段差部１６ｂの軸方向に向く面１６ａａ，１６ｂａを径方向に延びる垂直面としている。その他の構成は先の実施形態の場合と同様である。

なお、前記各実施形態では、塑性変形部分９ｂは、内輪１０の小径段差部１６ａおよび大径段差部１６ｂの軸方向に向く面１６ａａ，１６ｂａのみに接触するものとしたが、塑性変形部分９ｂは、小径段差部１６ａおよび大径段差部１６ｂの内径面にも接触するものとしても良い。

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。 この発明の他の実施形態にかかる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
９ｂａ…段差面部
１０…内輪
１０ａ…内輪の端面
１１…貫通孔
１６…内輪の段差部
１６ａ…小径段差部
１６ａａ…小径段差部の軸方向に向く面
１６ｂ…大径段差部
１６ｂａ…大径段差部の軸方向に向く面

Claims (3)

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、小径段差部および大径段差部からなりインボード側が大径となる２段の段差部を設け、前記ハブ輪の塑性加工により前記内輪の前記小径段差部および大径段差部の軸方向に向く面に係合する塑性変形部分を設け、この塑性変形部分は内輪の端面から突出しないもの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、前記ハブ輪の前記塑性変形部分は、内輪の前記小径段差部および大径段差部の軸方向に向く面のみに接触し、小径段差部および大径段差部の内径面に接触しないものとした車輪用軸受装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記ハブ輪は中心部に貫通孔を有し、かつ前記塑性変形部分の内径面をハブ輪の前記貫通孔の内径面よりも大径となる段差面部とし、前記ハブ輪の前記塑性加工は、ハブ輪のインボード側端を拡径させる拡径加工とした車輪用軸受装置。
   

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