JP2009149141A - 駆動車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分解・組立時の作業性を向上させると共に、耐久性の向上を図った駆動車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】外側継手部材１４の肩部１９のフェイススプライン１９ａに係合するフェイススプライン５ｂが内輪部材５の端面に冷間鍛造によって当該内輪部材５と同時に形成されると共に、ハブ輪１の内周に硬化した凹凸部１３が形成され、この凹凸部１３に内輪部材５の円筒部６が内嵌されると共に、この円筒部６を拡径させて凹凸部１３に食い込ませ、ハブ輪１と内輪部材５とが所定の軸受予圧が付与された状態で一体に塑性結合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両の駆動車輪を回転自在に支承する駆動車輪用軸受装置に関するもので、特に、軸受部と等速自在継手とを着脱自在にユニット化した駆動車輪用軸受装置に関する。

自動車等の車両のエンジン動力を車輪に伝達する動力伝達装置は、エンジンから車輪へ動力を伝達すると共に、悪路走行時における車両のバウンドや車両の旋回時に生じる車輪からの径方向や軸方向変位、およびモーメント変位を許容する必要があるため、エンジン側と駆動車輪側との間に介装されるドライブシャフトの一端を摺動型の等速自在継手を介してディファレンシャルに連結し、他端を固定型の等速自在継手を含む駆動車輪用軸受装置を介して車輪に連結している。

近年、省資源あるいは公害等の面から燃費向上に対する要求は厳しいものがある。自動車部品において、中でも車輪用軸受装置の軽量化はこうした要求に応える要因として注目され、強く望まれて久しい。従来から軽量化を図った車輪用軸受装置に関する提案は種々のものがあるが、それと共に自動車等の組立現場あるいは補修市場において、組立・分解作業を簡略化して低コスト化を図ることも重要な要因となっている。

図６に示す駆動車輪用軸受装置は、こうした要求を満たした代表的な一例である。この駆動車輪用軸受装置は、複列の転がり軸受５１と等速自在継手５２とを着脱自在にユニット化して構成されている。複列の転がり軸受５１は、車体に取り付けるための車体取付フランジ５３ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面５３ａ、５３ａが形成された外方部材５３と、一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５４ｂを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面５３ａ、５３ａの一方に対向する内側転走面５４ａと、この内側転走面５４ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５４ｃが形成されたハブ輪５４、およびこのハブ輪５４の小径段部５４ｃに圧入され、外周に前記複列の外側転走面５３ａ、５３ａの他方に対向する内側転走面５５ａが形成された内輪５５からなる内方部材５６と、両転走面間に保持器５７を介して転動自在に収容された複列の転動体５８、５８とを備えている。そして、内輪５５は、小径段部５４ｃの端部を塑性変形させて形成した加締部５９によってハブ輪５４に対して軸方向に固定されている。さらに、この加締部５９の内端面にフェイススプライン５９ａが形成されている。ここで、加締部５９のフェイススプライン５９ａは加締加工時に同時に形成されている。

また、外方部材５３と内方部材５６との間に形成される環状空間の開口部にはシール６０、６１が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。

等速自在継手５２は、外側継手部材６２と継手内輪６３、ケージ６４、およびトルク伝達ボール６５とを備え、外側継手部材６２は、カップ状のマウス部６６と、このマウス部６６の底部をなす肩部６７と、この肩部６７から軸方向に延びる中空状の軸部６８を一体に有し、軸部６８の内周には雌ねじ６８ａが形成されている。また、肩部６７の端面にフェイススプライン６７ａが形成されている。このフェイススプライン６７ａは、加締部５９の内端面に形成されたフェイススプライン５９ａに係合し、ドライブシャフト（図示せず）からの回転トルクが等速自在継手５２および内方部材５６を介して車輪取付フランジ５４ｂに伝達される。

ここで、軸部６８の雌ねじ６８ａに締結ボルト６９が螺着され、この締結ボルト６９によって、外側継手部材６２と内方部材５６の対向する両フェイススプライン６７ａ、５９ａが圧接支持され、複列の転がり軸受５１と等速自在継手５２とが着脱自在にユニット化されている。これにより、軽量・コンパクト化を図ることができると共に、分解・組立作業が簡素化される。
特開昭６３−１８４５０１号公報

こうした駆動車輪用軸受装置は、加締部５９と同時にフェイススプライン５９ａが揺動加締時に形成されているので、作業性が向上すると共に、加工工数を削減させて低コスト化を図ることができる。また、フェイススプライン５９ａ、６７ａによってトルクを伝達するようにしたので、軽量・コンパクト化が達成できると共に、分解・組立作業が簡素化できると言う特徴を備えている。然しながら、内方部材５６と外側継手部材６２の両フェイススプライン５９ａ、６７ａを係合させ、さらに、両部材５６、６２の軸心を一致した状態に保持して締結ボルト６９で緊締しなければならないため、この締付工程が組立作業の工数アップの要因となっていた。

また、加締部５９のフェイススプライン５９ａが加締加工時に同時に形成されるため繰り返し加工となり、１回あたりの加工力は減少するが、フェイススプライン５９ａの歯のズレや繰り返し加工によるバラツキが生じるだけでなく、加締部５９のみの加締め加工の場合より内輪５５に発生するフープ応力が大きくなり、内輪５５の耐久性が低下する恐れがあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、分解・組立時の作業性を向上させると共に、耐久性の向上を図った駆動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、複列の転がり軸受と等速自在継手が着脱自在にユニット化された駆動車輪用軸受装置であって、前記複列の転がり軸受が、外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための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、およびこのハブ輪に内嵌され、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円筒状の内輪部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両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ると共に、前記等速自在継手が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、雌ねじが形成された円筒状の軸部とを一体に有する外側継手部材を備え、この外側継手部材の肩部と前記内方部材にそれぞれフェイススプラインが形成されると共に、前記内方部材の端面に当接して前記軸部の雌ねじに螺着された締結ボルトによって、前記両フェイススプラインが圧接支持され、前記複列の転がり軸受と等速自在継手とがトルク伝達可能に、かつ軸方向に分離可能に結合された駆動車輪用軸受装置において、前記内輪部材の端面にフェイススプラインが形成されると共に、前記ハブ輪と内輪部材が一体に塑性結合されている。

このように、外側継手部材の肩部と内方部材にそれぞれフェイススプラインが形成されると共に、内方部材の端面に当接して軸部の雌ねじに螺着された締結ボルトによって、両フェイススプラインが圧接支持され、複列の転がり軸受と等速自在継手とがトルク伝達可能に、かつ軸方向に分離可能に結合された駆動車輪用軸受装置において、内輪部材の端面にフェイススプラインが形成されると共に、ハブ輪と内輪部材が一体に塑性結合されているので、従来のように、完成品の状態でフェイススプラインを形成することによるフェイススプラインの歯のズレや繰り返し加工によるバラツキ等の不具合を回避でき、信頼性を高めることができると共に、分解・組立時の作業性を向上させつつ、耐久性の向上を図った駆動車輪用軸受装置を提供することができる。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記内輪部材のフェイススプラインが、当該内輪部材の冷間鍛造によって同時に形成されていれば、素材の歩留まりを向上させることができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記内輪部材の端部に段部が形成され、前記フェイススプラインが突出した端面に形成されていれば、段部に測定器の触針を接触させて所定の部位の寸法測定ができ、容易に軸受の予圧量の管理ができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記ハブ輪の内周に硬化した凹凸部が形成され、この凹凸部に前記内輪部材の円筒部が内嵌されると共に、この円筒部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませ、前記ハブ輪と内輪部材とが所定の軸受予圧が付与された状態で一体に塑性結合されていれば、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。

また、請求項５に記載の発明のように、前記ハブ輪に前記内輪部材の円筒部が内嵌されると共に、この円筒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って前記ハブ輪と内輪部材とが所定の軸受予圧が付与された状態で一体に塑性結合されていても良い。

また、請求項６に記載の発明のように、前記塑性加工される前記円筒部の端部が鍛造後の素材硬さのままとされると共に、前記加締部が１５〜３５ＨＲＣの範囲に設定されていれば、塑性加工が容易にでき、この塑性加工に伴う微小クラックの発生を抑制できると共に、加締部の強度を確保して長期間に亘って強固な結合を維持することができる。

また、請求項７に記載の発明のように、前記締結ボルトが間座を介して前記軸部の雌ねじに螺着されると共に、当該間座が断面略Ｌ字状に形成され、前記内方部材の端面に当接するフランジ部と、前記締結ボルトに外挿されて案内される円筒部とを有していれば、間座によって外側継手部材と内方部材のセンタリングが容易にでき、装置の分解・組立作業が簡素化されると共に、両フェイススプラインが周方向および軸方向のガタなく係合することができる。

また、請求項８に記載の発明のように、前記内輪部材の円筒部の内周に径方向内方に突出して案内部が形成され、この案内部に内挿されて前記締結ボルトが前記軸部の雌ねじに螺着されていれば、外側継手部材と内方部材のセンタリングが容易にでき、装置の分解・組立作業が簡素化される。

本発明に係る駆動車輪用軸受装置は、複列の転がり軸受と等速自在継手が着脱自在にユニット化された駆動車輪用軸受装置であって、前記複列の転がり軸受が、外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための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、およびこのハブ輪に内嵌され、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円筒状の内輪部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両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ると共に、前記等速自在継手が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、雌ねじが形成された円筒状の軸部とを一体に有する外側継手部材を備え、この外側継手部材の肩部と前記内方部材にそれぞれフェイススプラインが形成されると共に、前記内方部材の端面に当接して前記軸部の雌ねじに螺着された締結ボルトによって、前記両フェイススプラインが圧接支持され、前記複列の転がり軸受と等速自在継手とがトルク伝達可能に、かつ軸方向に分離可能に結合された駆動車輪用軸受装置において、前記内輪部材の端面にフェイススプラインが形成されると共に、前記ハブ輪と内輪部材が一体に塑性結合されているので、従来のように、完成品の状態でフェイススプラインを形成することによるフェイススプラインの歯のズレや繰り返し加工によるバラツキ等の不具合を回避でき、信頼性を高めることができると共に、分解・組立時の作業性を向上させつつ、耐久性の向上を図った駆動車輪用軸受装置を提供することができる。

複列の転がり軸受と等速自在継手が着脱自在にユニット化された駆動車輪用軸受装置であって、前記複列の転がり軸受が、外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための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、およびこのハブ輪に内嵌され、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円筒状の内輪部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両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ると共に、前記等速自在継手が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、雌ねじが形成された円筒状の軸部とを一体に有する外側継手部材を備え、この外側継手部材の肩部と前記内方部材にそれぞれフェイススプラインが形成されると共に、前記内方部材の端面に当接して前記軸部の雌ねじに螺着された締結ボルトによって、前記両フェイススプラインが圧接支持され、前記複列の転がり軸受と等速自在継手とがトルク伝達可能に、かつ軸方向に分離可能に結合された駆動車輪用軸受装置において、前記内輪部材の端面にフェイススプラインが冷間鍛造によって当該内輪部材と同時に形成されると共に、前記ハブ輪の内周に硬化した凹凸部が形成され、この凹凸部に前記内輪部材の円筒部が内嵌されると共に、この円筒部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませ、前記ハブ輪と内輪部材とが所定の軸受予圧が付与された状態で一体に塑性結合されている。

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、本発明に係る駆動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の軸受部を示す縦断面図である。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ター側（図１の左側）、中央寄り側をインナー側（図１の右側）という。

この駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪１と複列の転がり軸受２と等速自在継手３を着脱自在にユニット化した、所謂第３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７と内方部材８と複列の転動体（ボール）９、９とを備えている。外方部材７はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、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７ｂを一体に有し、内周には複列の外側転走面７ａ、７ａが形成されている。そして、少なくともこの複列の外側転走面７ａ、７ａには、高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。

一方、内方部材８は、前記した外方部材７の外側転走面７ａ、７ａに対向する複列の内側転走面１ａ、５ａが形成されている。これら複列の内側転走面１ａ、５ａのうち一方（アウター側）の内側転走面１ａがハブ輪１の外周に、他方（インナー側）の内側転走面５ａが内輪部材５の外周にそれぞれ一体に形成されている。この場合、内方部材８はハブ輪１と内輪部材５を指す。そして、複列の転動体９、９がこれら両転走面間にそれぞれ収容され、保持器１０、１０によって転動自在に保持されている。また、外方部材７と内方部材８との間に形成される環状空間の開口部にはシール１１、１２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、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ４を一体に有し、外周に内側転走面１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂが形成され、内周には熱処理によって表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理された凹凸部１３が形成されている（図中クロスハッチングにて示す）。なお、凹凸部１３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１３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。

ハブ輪１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、内側転走面１ａをはじめ、アウター側のシール１１が摺接するシールランド部から小径段部１ｂに亙る外周面に高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている（図中クロスハッチングにて示す）。これにより、車輪取付フランジ４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４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。

内輪部材５は、内側転走面５ａから軸方向に延びる円筒部６が一体に形成されている。この円筒部６は、ハブ輪１の小径段部１ｂに所定のシメシロを介して内嵌されるインロウ部６ａと、このインロウ部６ａの端部に形成され、ハブ輪１の凹凸部１３に対向する嵌合部６ｂとからなる。また、内輪部材５のインナー側の端面にはフェイススプライン５ｂが形成されている。内輪部材５はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、内側転走面５ａからインロウ部６ａに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている（図中クロスハッチングにて示す）。なお、嵌合部６ｂは、鍛造後の素材硬さのままとされている。

ここで、内輪部材５の円筒部６をハブ輪１に内嵌すると共に、嵌合部６ｂにマンドレル等の拡径治具を押し込んで嵌合部６ｂを拡径し、この嵌合部６ｂをハブ輪１の凹凸部１３に食い込ませて加締め、所謂拡径加締によってハブ輪１と内輪部材５とが所望の軸受予圧が付与された状態で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１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。なお、ここでは、転動体９にボールを使用した複列のアンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず、転動体９に円錐ころを使用した複列の円錐ころ軸受であっても良い。

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軸部２０とを有し、マウス部１８の内周および継手内輪１５の外周には軸方向に延びる曲線状のトラック溝１８ａ、１５ａがそれぞれ形成されている。また、肩部１９の端面には内輪部材５のフェイススプライン５ｂに係合するフェイススプライン１９ａが形成されると共に、軸部２０には雌ねじ２０ａが形成されている。外側継手部材１４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、トラック溝１８ａをはじめ、肩部１９から軸部２０に亙る外周面に高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。

ここで、軸部２０の雌ねじ２０ａに締結ボルト２１が螺着され、間座２２を介してこの締結ボルト２１によって、外側継手部材１４と内方部材８の対向する両フェイススプライン１９ａ、５ｂが圧接支持され、複列の転がり軸受２と等速自在継手３とが着脱自在にユニット化されている。間座２２は断面略Ｌ字状に形成され、ハブ輪１のアウター側の端面に当接するフランジ部２２ａと、締結ボルト２１に外挿される円筒部２２ｂとを有している。これにより、間座２２によって外側継手部材１４と内方部材８のセンタリングが容易にでき、装置の分解・組立作業が簡素化されると共に、両フェイススプライン１９ａ、５ｂが周方向および軸方向のガタなく係合することができる。

さらに、本実施形態では、図２に拡大して示すように、内輪部材５のインナー側の端部に段部２３が形成され、フェイススプライン５ｂはこの突出した端面に形成されている。複列の転がり軸受２の予圧量の管理は、拡径加締前後の軸受幅を測定することによって行われる。

具体的には、拡径加締前の軸受すきまは、ハブ輪１の小径段部１ｂと内輪部材５とを衝合させた状態での外方部材７の軸方向移動量を測定することによって行われる。なお、この状態で予圧が付与される設定では、ハブ輪１の小径段部１ｂと内輪部材５とを衝合させる前の軸受すきまと、ハブ輪１の小径段部１ｂと内輪部材５とを衝合させる前後の内方部材８の幅寸法変化量、すなわち、内輪部材５の段部２３に測定器の触針を接触させ、車輪取付フランジ４のアウター側の側面４ａと内輪部材５の段部２３との寸法変化量を測定することによって行うことができる。また、拡径加締後の軸受すきまは、加締加工前後の内方部材８の幅寸法変化量をもって演算される。このように、内輪部材５の端面にフェイススプライン５ｂが一体に形成されていても、内輪部材５の端部に段部２３が形成されていることにより、容易に軸受の予圧量の管理ができる。

また、本実施形態では、内輪部材５は、フェイススプライン５ｂを含めて冷間鍛造によって形成されている。その後、所定の形状・寸法に旋削加工が施され、熱処理後、少なくとも内側転走面５ａが研削加工される。これにより、従来のように、完成品の状態で加締部と同時にフェイススプラインを形成することによる不具合、すなわち、フェイススプラインの歯のズレや繰り返し加工によるバラツキ、あるいは、内輪に発生するフープ応力による耐久性の低下等を回避することができ、信頼性を高めることができる上、この不具合による完成品の廃棄による高コスト化を防止することができる。

なお、フェイススプライン５ｂは、ガタなしであるため、繰り返し接触によって摩耗することは少なく、また、高硬度による靭性低下を防止するために高周波焼入れ等の硬化処理は施されず、鍛造加工後の素材硬度のままとされている。さらに、ここでは、歩留まりを向上させるためにフェイススプライン５ｂを冷間鍛造（転造加工）によって形成するようにしているが、これに限らず、内輪部材５を熱間鍛造にて成形した後、旋削加工によって形成しても良いし、旋削加工した後に揺動転造等の塑性加工によって形成しても良い。

図３は、本発明に係る駆動車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図、図４は、図３の軸受部を示す縦断面図である。なお、前述した実施形態と同様の部品・部位あるいは同様の機能を有する部品・部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

この駆動車輪用軸受装置は、図３に示すように、ハブ輪２４と複列の転がり軸受２５と等速自在継手３を着脱自在にユニット化した第３世代と称される構成を備えている。

複列の転がり軸受２５は、図４に拡大して示すように、外方部材７と内方部材２６と複列の転動体９、９とを備えている。内方部材２６は、ハブ輪２４と、このハブ輪２４に内嵌された内輪部材２７とからなり、外方部材７の外側転走面７ａ、７ａに対向する複列の内側転走面１ａ、５ａが形成されている。

ハブ輪２４は、アウター側の端部に車輪取付フランジ４を一体に有し、外周に内側転走面１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂが形成されている。このハブ輪２４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、内側転走面１ａをはじめ、アウター側のシール１１が摺接するシールランド部から小径段部１ｂに亙る外周面と、内周面に高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている（図中内周面の硬化部分のみをクロスハッチングにて示す）。

内輪部材２７は、内側転走面５ａから軸方向に延びる円筒部２８が一体に形成されている。そして、この円筒部２８の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部２８ａによって内輪部材２７とハブ輪２４とが所定の軸受予圧が付与された状態で一体に塑性結合されている。内輪部材２７はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、内側転走面５ａから円筒部２８に亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている（図中クロスハッチングにて示す）。なお、塑性加工される円筒部２８の端部は鍛造後の素材硬さのままとされ、加締部２８ａは、塑性硬化を含めて１５〜３５ＨＲＣの範囲に設定されている。これにより、塑性加工が容易にでき、この塑性加工に伴う微小クラックの発生を抑制できると共に、加締部２８ａの強度を確保して長期間に亘って強固な結合を維持することができる。

また、フェイススプライン５ｂを含む内輪部材２７は、前述した実施形態と同様、冷間鍛造によって形成されているが、鍛造後に調質（焼入れ後、高温焼戻し）処理されてもよい。この調質処理により、低硬度と高い靭性を確保することができる。

本実施形態では、内輪部材２７がフェイススプライン５ｂを含めて冷間鍛造によって形成された後、所定の形状・寸法に旋削加工が施され、そして、所定の部位が熱処理された後、少なくとも内側転走面５ａが研削加工される。これにより、完成品の状態で加締部と同時にフェイススプラインを形成することによる不具合を回避し、この不具合による完成品の廃棄による高コスト化を防止することができる。

ここで、図３に示すように、軸部２０の雌ねじ２０ａに締結ボルト２１が螺着され、間座２９を介してこの締結ボルト２１によって、外側継手部材１４と内方部材２６の対向する両フェイススプライン１９ａ、５ｂが圧接支持され、複列の転がり軸受２５と等速自在継手３とが着脱自在にユニット化されている。間座２９は断面略Ｌ字状に形成され、加締部２８ａの端面に当接するフランジ部２９ａと、締結ボルト２１に外挿される円筒部２９ｂとを有している。これにより、間座２９によって外側継手部材１４と内方部材２６のセンタリングが容易にでき、装置の分解・組立作業が簡素化されると共に、４世代構造のように、複列の転がり軸受と等速自在継手をユニットで交換することなく単独で交換することもでき、トータルコストの低減に寄与することができる。

図５は、本発明に係る駆動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、前述した第２の実施形態（図３）と基本的には内輪部材の構成が一部異なるだけで、その他、第２の実施形態と同様の部品・部位あるいは同様の機能を有する部品・部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

この駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪２４と複列の転がり軸受３０と等速自在継手３を着脱自在にユニット化した第３世代と称される構成を備えている。

複列の転がり軸受３０は、外方部材７と内方部材３１と複列の転動体９、９とを備えている。内方部材３１は、ハブ輪２４と、このハブ輪２４に内嵌された内輪部材３２とからなり、外方部材７の外側転走面７ａ、７ａに対向する複列の内側転走面１ａ、５ａが形成されている。

内輪部材３２は、内側転走面５ａから軸方向に延びる円筒部３３が一体に形成されている。そして、この円筒部３３の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部２８ａによって内輪部材３２とハブ輪２４とが所定の軸受予圧が付与された状態で一体に塑性結合されている。内輪部材３２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、内側転走面５ａから円筒部３３に亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている（図中クロスハッチングにて示す）。また、フェイススプライン５ｂを含む内輪部材３２は、前述した実施形態と同様、冷間鍛造によって形成されているが、鍛造後に調質（焼入れ後、高温焼戻し）処理されてもよい。この調質処理により、低硬度と高い靭性を確保することができる。

本実施形態では、内輪部材３２がフェイススプライン５ｂを含めて冷間鍛造によって形成された後、所定の形状・寸法に旋削加工が施され、そして、所定の部位が熱処理された後、少なくとも内側転走面５ａが研削加工される。これにより、完成品の状態で加締部と同時にフェイススプラインを形成することによる不具合を回避し、この不具合による完成品の廃棄による高コスト化を防止することができる。

ここで、内輪部材３２の円筒部３３の内周には径方向内方に突出して形成された案内部３３ａが形成されている。そして、この案内部３３ａに内挿されて締結ボルト３４が軸部２０の雌ねじ２０ａに螺着され、この締結ボルト３４によって、外側継手部材１４と内方部材３１の両フェイススプライン１９ａ、５ｂが圧接支持され、複列の転がり軸受３０と等速自在継手３とが着脱自在にユニット化されている。これにより、前述した実施形態と異なり、間座を装着しなくても外側継手部材１４と内方部材３１のセンタリングが容易にでき、装置の分解・組立作業が簡素化される。

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。

本発明に係る駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪を有する複列の転がり軸受と等速自在継手とを着脱自在にユニット化した駆動車輪用軸受装置に適用することができる。

本発明に係る駆動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。 図１の軸受部を示す縦断面図である。 本発明に係る駆動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。 図３の軸受部を示す縦断面図である。 本発明に係る駆動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。 従来の駆動車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

符号の説明

１、２４・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ、５ａ・・・・・・・・・・・・内側転走面
１ｂ・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
２、２５、３０・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
３・・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
４・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
４ａ・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジのアウター側の側面
５、２７、３２・・・・・・・・・・内輪部材
５ｂ、１９ａ・・・・・・・・・・・フェイススプライン
６、２２ｂ、２８、２９ｂ、３３・・円筒部
６ａ・・・・・・・・・・・・・・・インロウ部
６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
７・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
８、２６、３１・・・・・・・・・・内方部材
９・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
１０・・・・・・・・・・・・・・・保持器
１１、１２・・・・・・・・・・・・シール
１３・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
１４・・・・・・・・・・・・・・・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・・・・・・・・・・・・・・・肩部
２０・・・・・・・・・・・・・・・軸部
２０ａ・・・・・・・・・・・・・・雌ねじ
２１、３４・・・・・・・・・・・・締結ボルト
２２、２９・・・・・・・・・・・・間座
２２ａ、２９ａ・・・・・・・・・・フランジ部
２３・・・・・・・・・・・・・・・段部
２８ａ・・・・・・・・・・・・・・加締部
３３ａ・・・・・・・・・・・・・・案内部
５１・・・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
５２・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
５３・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
５３ａ・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
５３ｂ・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５４・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５４ａ、５５ａ・・・・・・・・・・内側転走面
５４ｂ・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５４ｃ・・・・・・・・・・・・・・小径段部
５５・・・・・・・・・・・・・・・内輪
５６・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
５７・・・・・・・・・・・・・・・保持器
５８・・・・・・・・・・・・・・・転動体
５９・・・・・・・・・・・・・・・加締部
５９ａ、６７ａ・・・・・・・・・・フェイススプライン
６０、６１・・・・・・・・・・・・シール
６２・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
６３・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
６４・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
６５・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
６６・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
６７・・・・・・・・・・・・・・・肩部
６８・・・・・・・・・・・・・・・軸部
６８ａ・・・・・・・・・・・・・・雌ねじ
６９・・・・・・・・・・・・・・・締結ボルト

Claims (8)

1. 複列の転がり軸受と等速自在継手が着脱自在にユニット化された駆動車輪用軸受装置であって、
   前記複列の転がり軸受が、外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
   一端部に車輪を取り付けるための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、およびこのハブ輪に内嵌され、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円筒状の内輪部材からなる内方部材と、
   この内方部材と前記外方部材の両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ると共に、
   前記等速自在継手が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、雌ねじが形成された円筒状の軸部とを一体に有する外側継手部材を備え、
   この外側継手部材の肩部と前記内方部材にそれぞれフェイススプラインが形成されると共に、
   前記内方部材の端面に当接して前記軸部の雌ねじに螺着された締結ボルトによって、前記両フェイススプラインが圧接支持され、前記複列の転がり軸受と等速自在継手とがトルク伝達可能に、かつ軸方向に分離可能に結合された駆動車輪用軸受装置において、
   前記内輪部材の端面にフェイススプラインが形成されると共に、前記ハブ輪と内輪部材が一体に塑性結合されていることを特徴とする駆動車輪用軸受装置。
2. 前記内輪部材のフェイススプラインが、当該内輪部材の冷間鍛造によって同時に形成されている請求項１に記載の駆動車輪用軸受装置。
3. 前記内輪部材の端部に段部が形成され、前記フェイススプラインが突出した端面に形成されている請求項１または２に記載の駆動車輪用軸受装置。
4. 前記ハブ輪の内周に硬化した凹凸部が形成され、この凹凸部に前記内輪部材の円筒部が内嵌されると共に、この円筒部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませ、前記ハブ輪と内輪部材とが所定の軸受予圧が付与された状態で一体に塑性結合されている請求項１乃至３いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
5. 前記ハブ輪に前記内輪部材の円筒部が内嵌されると共に、この円筒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って前記ハブ輪と内輪部材とが所定の軸受予圧が付与された状態で一体に塑性結合されている請求項１乃至３いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
6. 前記塑性加工される前記円筒部の端部が鍛造後の素材硬さのままとされると共に、前記加締部が１５〜３５ＨＲＣの範囲に設定されている請求項５に記載の駆動車輪用軸受装置。
7. 前記締結ボルトが間座を介して前記軸部の雌ねじに螺着されると共に、当該間座が断面略Ｌ字状に形成され、前記内方部材の端面に当接するフランジ部と、前記締結ボルトに外挿されて案内される円筒部とを有している請求項１乃至６いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
8. 前記内輪部材の円筒部の内周に径方向内方に突出して案内部が形成され、この案内部に内挿されて前記締結ボルトが前記軸部の雌ねじに螺着されている請求項５または６に記載の駆動車輪用軸受装置。

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