JP2007024204A - 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、車両への組立工程における内輪抜けを防止でき、かつ工程の増加を削減できる車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】外方部材１と、内方部材２と、複列の転動体５とを備え、内方部材２は、車輪取付用のハブフランジ９ａを外周に有し中心に貫通孔１１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とでなり、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の加締加工による塑性変形部分９ｃを、内輪１０の段差部１６に係合させる。塑性変形部分９ｃは、内輪１０の端面１０ａから突出しないものとする。内輪１０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ものとし、この内輪１０の段差部１６の内面における軸方向を向く面１６ｂを、焼入れ処理よりも前に旋削した旋削仕上げ面とする。
【選択図】図３

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を形成する段部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、そのため、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、かつ工程の増加を削減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し中心に貫通孔を有するハブ輪と、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、次の構成としたことを特徴とする。
すなわち、前記内輪の内周面に、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、前記ハブ輪の加締加工により前記内輪の前記段差部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、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ものとする。この内輪の前記段差部の内面における軸方向を向く面を、前記焼入れ処理よりも前に旋削された旋削仕上げ面とする。

この構成によると、内輪の内周面に段差部を設け、ハブ輪の加締加工による塑性変形部分を前記段差部の軸方向に向く面に係合させたので、車両への組付工程において発生する外力による内輪のハブ輪からの抜けを防止できる。内輪の段差部は、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。
内輪の前記段差部はできるだけ小さなものとし、また焼き入れ処理するが、内輪の前記段差部の内面における軸方向を向く面を、焼入れ処理前に旋削された旋削仕上げ面とすることにより、必要な内輪抜け耐力を確保することができる。焼入れ処理前に旋削された旋削仕上げ面とするため、研削加工等の工程を追加する必要がない。
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、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。

この発明において、前記内輪の段差部の内面が、円筒面からなるストレート部と、このストレート部の端部から内輪の内周面に続くテーパ面とでなる形状とし、このテーパ面が前記段差部の内面における前記軸方向を向く面であっても良い。
内輪の段差部の内面をストレート部とテーパ面とでなる形状とした場合、ハブ輪の塑性変形部分が加締加工されるときに、隙間なく接触するように塑性変形し、段差部との係合の信頼性が優れたものとなる。そのため、塑性変形部分の加締加工が容易である。

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ても良い。ハブ輪における軌道面を焼入れ処理した表面硬化処理面とすることで、転動寿命を確保できる。

この発明において、前記ハブ輪の前記貫通孔は、前記等速自在継手のステム部の外周のスプラインと噛み合うスプライン溝を内周面に有し、前記貫通孔の内周面における前記スプライン溝が形成された一般径部分よりもインボード側の部分を、前記塑性変形部分の内周面となる大径段差部と、この大径段差部よりも小径で前記一般径部分よりも大径となる中間径段差部とでなる２段の段付き形状としても良い。この構成の場合、中間径段差部が、等速自在継手のステム部を挿入するときの案内となり、組立性がより向上する。

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し中心に貫通孔を有するハブ輪と、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、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、前記ハブ輪の加締加工により前記内輪の前記段差部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、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ものとし、この内輪の前記段差部の内面における軸方向を向く面を、前記焼入れ処理前に旋削された旋削仕上げ面としたため、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、内輪の段差部における軸方向を向く面を、焼入れ処理前に旋削された旋削仕上げ面としたため、研削加工等の工程を追加することなく、必要な内輪抜け耐力を確保することができる。

この発明の一実施形態を図１ないし図３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の軸部９ｂ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は中心に貫通孔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。また、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および図３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が設けられる。この段差部１６は、内輪１０の軌道面４の接触角θを成す直線Ｌ（図１）よりもインボード側に位置している。段差部１６の内面は、円筒面からなるストレート部１６ａと、このストレート部１６ａの端部から内輪１０の内周面に続くテーパ面１６ｂとでなる形状とされている。このテーパ面１６ｂは、前記焼入れ処理よりも前に旋削された旋削仕上げ面とされている。

ハブ輪９のインボード側端には、内輪１０の段差部１６の内面における軸方向を向く面である上記テーパ面１６ｂに加締加工により係合する塑性変形部分９ｃを設けてある。なお、図２は塑性変形部分９ｃの加締加工前の状態を、図３は加締加工後の状態をそれぞれ示す。塑性変形部分９ｃ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。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拡径加締めによって行われる。ハブ輪９の加締加工を行う塑性変形部分９ｃは非熱処理部とされている。

ハブ輪９の貫通孔１１の内周面は、スプライン溝１１ａａの形成された一般径部分１１ａを有する。また、この一般径部分１１ａよりもインボード側の部分は、上記塑性変形部分９ｃの内周面となる大径段差部１１ｂと、この大径段差部１１ｂよりも小径で前記一般径部分１１ａよりも大径となる中間径段差部１１ｃとでなる２段の段付き形状とされている。

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、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をハブ輪９の貫通孔１１に挿通させ、ステム部１３ａの外周のスプライン１３ａａ（図１）と貫通孔１１の内周面のスプライン溝１１ａａとを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９ｃを前記段差部１６の軸方向に向く面（ここではテーパ面１６ｂ）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。
内輪１０の前記段差部１６はできるだけ小さなものとし、また焼き入れ処理するが、内輪１０の段差部１６の内面における軸方向を向く面であるテーパ面１６ｂを、焼入れ処理前に旋削された旋削仕上げ面とすることにより、必要な内輪抜け耐力を確保することができる。焼入れ処理前に旋削された旋削仕上げ面とするため、研削加工等の工程を追加する必要がない。
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。

また、段差部１６の内面を、円筒面からなるストレート部１６ａと、このストレート部１６ａの端部から内輪１０の内周面に続くテーパ面１６ｂとしたので、このテーパ面１６ｂを垂直面とする場合に比べて、ハブ輪９の塑性変形部分９ｃが加締加工されるときに、隙間なく接触するように塑性変形し、段差部１６との係合の信頼性が優れたものとなる。そのため、塑性変形部分９ｃの加締加工が容易である。

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。

また、ハブ輪９の貫通孔１１は、スプライン溝１１ａａが形成された一般径部分１１ａよりもインボード側の部分を、塑性変形部分９ｃの内周面となる大径段差部１１ｂと、この大径段差部１１ｂよりも小径で前記一般径部分よりも大径となる中間径段差部１１ｃとでなる２段の段付き形状としたため、中間径段差部１１ｃが、等速ジョイント外輪１３のステム部１３ａを挿入するときの案内となり、組立性がより向上する。

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ハブ輪加締前の部分拡大断面図である。 同車輪用軸受装置のハブ輪加締後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
９ｃ…塑性変形部分
１０…内輪
１０ａ…内輪端面
１１…貫通孔
１１ａ…貫通孔の一般径部分
１１ａａ…スプライン溝
１１ｂ…貫通孔の大径段差部
１１ｃ…貫通孔の中間径段差部
１３…等速ジョイント外輪
１３ａ…等速ジョイント外輪のステム部
１３ａａ…ステム部のスプライン
１６…内輪の段差部
１６ａ…内輪段差部のストレート部
１６ｂ…内輪段差部のテーパ面

Claims (4)

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し中心に貫通孔を有するハブ輪と、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、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、前記ハブ輪の加締加工により前記内輪の前記段差部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、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ものとし、この内輪の前記段差部の内面における軸方向を向く面を、前記焼入れ処理よりも前に旋削された旋削仕上げ面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、前記内輪の段差部の内面を、円筒面からなるストレート部と、このストレート部の端部から内輪の内周面に続くテーパ面とでなる形状とし、このテーパ面が前記段差部の内面における前記軸方向を向く面である車輪用軸受装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記ハブ輪の軌道面は焼入れ処理した表面硬化処理面とした車輪用軸受装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記ハブ輪の前記貫通孔は、前記等速自在継手のステム部の外周のスプラインと噛み合うスプライン溝を内周面に有し、前記貫通孔の内周面における前記スプライン溝が形成された一般径部分よりもインボード側の部分を、前記塑性変形部分の内周面となる大径段差部と、この大径段差部よりも小径で前記一般径部分よりも大径となる中間径段差部とでなる２段の段付き形状とした車輪用軸受装置。

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