JP2010137676A - 駆動車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長期間に亘って締結ボルトの緩みを抑制してフェイススプラインの摩耗とガタを防止し、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】小径段部１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部１３により内輪５が固定され、加締部１３の端面にフェイススプライン１３ａが形成されると共に、ハブ輪１のアウター側の端面に当接して軸部２０の雌ねじ２０ａに螺着された締結ボルト２１によって両フェイススプライン１３ａ、１９ａ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、加締部１３のフェイススプライン１３ａが、当該加締部１３と同時に塑性加工によって形成されると共に、締結ボルト２１の雄ねじ部２１ａの表面に予め嫌気性接着剤からなるねじ止め剤２２が塗布されている。
【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８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６１と等速自在継手６２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６１は、車体に取り付けるための車体取付フランジ６３ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面６３ａ、６３ａが形成された外方部材６３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６４ｂを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面６３ａ、６３ａの一方に対向する内側転走面６４ａと、この内側転走面６４ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部６４ｃが形成されたハブ輪６４、およびこのハブ輪６４の小径段部６４ｃに圧入され、外周に前記複列の外側転走面６３ａ、６３ａの他方に対向する内側転走面６５ａが形成された内輪６５からなる内方部材６６と、両転走面間に保持器６７を介して転動自在に収容された複列のボール６８、６８とを備えている。そして、内輪６５は、小径段部６４ｃの端部を塑性変形させて形成した加締部６９によってハブ輪６４に対して軸方向に固定されている。さらに、この加締部６９の端面にフェイススプライン６９ａが形成されている。ここで、加締部６９のフェイススプライン６９ａは加締加工時に同時に形成されている。

また、外方部材６３と内方部材６６との間に形成される環状空間の開口部にはシール７０、７１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６２は、外側継手部材７２と継手内輪７３、ケージ７４、およびトルク伝達ボール７５とを備え、外側継手部材７２は、カップ状のマウス部７６と、このマウス部７６の底部をなす肩部７７と、この肩部７７から軸方向に延びる中空状の軸部７８を一体に有し、軸部７８の内周には雌ねじ７８ａが形成されている。また、肩部７７の端面にフェイススプライン７７ａが形成されている。このフェイススプライン７７ａは、加締部６９の端面に形成されたフェイススプライン６９ａ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６２および内方部材６６を介して車輪取付フランジ６４ｂに伝達される。

ここで、軸部７８の雌ねじ７８ａに締結ボルト７９が螺着され、この締結ボルト７９によって、外側継手部材７２と内方部材６６の対向する両フェイススプライン７７ａ、６９ａが圧接支持され、複列の転がり軸受６１と等速自在継手６２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６９と同時にフェイススプライン６９ａ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６９ａ、７７ａ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、外側継手部材７２と内方部材６６とを締結する締結ボルト７９が緩むと、圧接支持された両フェイススプライン７７ａ、６９ａにガタが生じて異音が発生すると共に、摩耗が促進され耐久性が低下する恐れがある。

ここで、締結ボルト７９の締付トルクを高くして緩みを防止することも考えられるが、これでは強度区分の高い締付ボルトを使用しなけれならないだけでなく、分解時や再組付け時の作業性が低下してコストアップの要因となり好ましくない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、長期間に亘って締結ボルトの緩みを抑制してフェイススプラインの摩耗とガタを防止し、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、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所定のシメシロを介して圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、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、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内輪が前記ハブ輪に固定されると共に、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加締部の端面にそれぞれフェイススプラインが形成され、前記ハブ輪のアウター側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、前記締結ボルトの雄ねじ部に緩み止め手段が設けられている。

このように、ハブ輪の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内輪がハブ輪に固定されると共に、外側継手部材の肩部と加締部の端面にそれぞれフェイススプラインが形成され、ハブ輪のアウター側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、締結ボルトの雄ねじ部に緩み止め手段が設けられているので、振動や衝撃によっても長期間に亘って締結ボルトの緩みを抑制してフェイススプラインの摩耗とガタを防止し、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、前記加締部のフェイススプラインが、当該加締部と同時に塑性加工によって形成されていれば、加工工数が削減でき、低コスト化を図ることができる。

本発明のうち請求項３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、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の一方に対向する内側転走面と、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、内周に熱処理によって硬化処理された凹凸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の他方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延び、前記ハブ輪の小径段部に内嵌されるインロウ部、およびこのインロウ部の端部に形成され、前記ハブ輪の凹凸部に対向する嵌合部からなる円筒部とが一体に形成された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、前記嵌合部を拡径して前記凹凸部に食い込ませて加締め、前記ハブ輪と内輪部材とが一体に塑性結合されると共に、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輪部材の端面にそれぞれフェイススプラインが形成され、前記ハブ輪のアウター側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、前記締結ボルトの雄ねじ部に緩み止め手段が設けられている。

このように、ハブ輪と、このハブ輪に内嵌された内輪部材が一体に塑性結合されると共に、外側継手部材の肩部と内輪部材の端面にそれぞれフェイススプラインが形成され、ハブ輪のアウター側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、締結ボルトの雄ねじ部に緩み止め手段が設けられているので、軽量・コンパクト化を図ることができると共に、振動や衝撃によっても長期間に亘って締結ボルトの緩みを抑制してフェイススプラインの摩耗とガタを防止し、耐久性の向上を図ることができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記締結ボルトの雄ねじ部の表面に予めねじ止め剤が塗布されていれば、雄ねじと雌ねじの合せ部分がねじ止め剤で固めることができ、シール効果が期待できると共に、振動や衝撃によっても長期間に亘って締結ボルトの緩みを抑制することができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記締結ボルトの雄ねじ部が、主雄ねじ部と、この主雄ねじ部の谷径よりも深い環状に形成された環状溝部と、この環状溝部を介して先端部に形成された副雄ねじ部とからなると共に、先端部の中心部に端面から前記環状溝部の全周に亙って凹所が形成され、前記主雄ねじ部と副雄ねじ部の位相が所定量変位して形成されていれば、振動等の外力によって主雄ねじ部が緩もうとする回転方向の力が加わると、副雄ねじ部のフランクに発生するトルクが締付方向に作用するため、締結ボルトの緩みを防止することができると共に、分解・再組立時に締結ボルトを再利用することができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記締結ボルトの雄ねじ部が、外周面が軸心と平行に形成された先端部と、この先端部からねじ底面に向けて傾斜した側面とからなり、前記先端部に径方向に延びるスリットが形成され、前記先端部の軸心方向両側に先端側圧接部が形成されると共に、前記側面にそれぞれ軸心方向外方に向けて突出する根元側圧接部が形成され、この根元側圧接部と前記先端側圧接部との間の側面が凹面に形成されていれば、締結ボルトを螺着した時、根元側圧接部が軸心に平行な方向に弾性変形し、スリットが広げられて先端側圧接部が弾性変形する。この結果、雄ねじ部の表面に大きな摩擦力が発生し、締結ボルトの緩みを防止することができる。

また、請求項７に記載の発明のように、前記締結ボルトの雄ねじ部の側壁に径方向に延びるスリットが形成されていれば、締結ボルトを螺着した時、雌ねじの側壁に摺接されて雄ねじ部のスリットが狭まり、このスリットのスプリングバックによって圧接部に反発力が生じてロックされ、締結ボルトの緩みを防止することができる。

また、請求項８に記載の発明のように、前記締結ボルトが鋼製で、強度区分が１０．９以下に設定されていても良いし、また、請求項９に記載の発明のように、前記締結ボルトがオーステナイト系ステンレス鋼製であっても良い。これにより、ねじ表面の結露等による遅れ破壊を防止することができ、長期間に亘って耐久性と信頼性を維持することができる。

また、請求項１０に記載の発明のように、前記締結ボルトがワッシャを介して前記軸部の雌ねじに螺着されると共に、当該ワッシャが断面略Ｌ字状に形成され、前記ハブ輪のアウター側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、ワッシャ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。

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、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所定のシメシロを介して圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、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、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内輪が前記ハブ輪に固定されると共に、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加締部の端面にそれぞれフェイススプラインが形成され、前記ハブ輪のアウター側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、前記締結ボルトの雄ねじ部に緩み止め手段が設けられているので、振動や衝撃によっても長期間に亘って締結ボルトの緩みを抑制してフェイススプラインの摩耗とガタを防止し、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。

また、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、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の一方に対向する内側転走面と、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、内周に熱処理によって硬化処理された凹凸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の他方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延び、前記ハブ輪の小径段部に内嵌されるインロウ部、およびこのインロウ部の端部に形成され、前記ハブ輪の凹凸部に対向する嵌合部からなる円筒部とが一体に形成された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、前記嵌合部を拡径して前記凹凸部に食い込ませて加締め、前記ハブ輪と内輪部材とが一体に塑性結合されると共に、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輪部材の端面にそれぞれフェイススプラインが形成され、前記ハブ輪のアウター側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、前記締結ボルトの雄ねじ部に緩み止め手段が設けられているので、軽量・コンパクト化を図ることができると共に、振動や衝撃によっても長期間に亘って締結ボルトの緩みを抑制してフェイススプラインの摩耗とガタを防止し、耐久性の向上を図ることができる。

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の一方に対向する内側転走面と、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所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内輪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、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内輪が前記ハブ輪に固定されると共に、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加締部の端面にそれぞれフェイススプラインが形成され、前記ハブ輪のアウター側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、前記加締部のフェイススプラインが、当該加締部と同時に塑性加工によって形成されると共に、前記締結ボルトの雄ねじ部の表面に予め嫌気性接着剤からなるねじ止め剤が塗布されている。

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、図３は、等速自在継手部を示す縦断面図、図４は、図１の締結ボルト単体を示す正面図である。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がユニット化された所謂第３世代と称される構成を備え、これに等速自在継手３が軸方向に着脱自在に連結されている。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が一体に形成されている。そして、少なくとも複列の外側転走面７ａ、７ａが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化層が形成されている。

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の外周に直接形成されると共に、他方（インナー側）の内側転走面５ａが内輪５の外周に形成されている。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、図２に拡大して示すように、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と、この内側転走面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。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のシールランド部となる車輪取付フランジ４のインナー側の基部４ａ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の範囲に硬化処理されている。なお、後述する加締部１３は、鍛造加工後の硬さ（１３〜３０ＨＲＣ）のままとされている。これにより、シールランド部の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。なお、内輪５および転動体９はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

内輪５はハブ輪１の小径段部１ｂに所定のシメシロを介して圧入され、小径段部１ｂの端部を塑性変形（揺動加締）させて形成した加締部１３によって所望の軸受予圧が付与された状態で軸方向に固定されている。そして、加締部１３の端面には、揺動加締時にフェイススプライン１３ａが塑性加工によって形成されている。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、図３に拡大して示すように、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円筒状の軸部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の端面には加締部１３のフェイススプライン１３ａに係合するフェイススプライン１９ａが、外側継手部材１４の冷間鍛造後に揺動加工などの冷間塑性加工、または切削加工等の機械加工により形成されると共に、軸部２０の内周には雌ねじ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が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。

これらの複列の転がり軸受２および等速自在継手３は、図１に示すように、軸部２０の雌ねじ２０ａに締結ボルト２１が螺着されることによって、外側継手部材１４の肩部１９とハブ輪１の加締部１３との対向する両フェイススプライン１９ａ、１３ａが圧接支持され、着脱自在にユニット化されている。

ここで、図４に示すように、締結ボルト２１の雄ねじ２１ａの表面に予めねじ止め剤（接着剤）２２（図中クロスハッチングにて示す）が塗布されている。このねじ止め剤２２としては、嫌気性接着剤や合成樹脂を主成分とした溶融系接着剤を例示することができる。これにより、雄ねじ２１ａと雌ねじ２０ａの合せ部分がねじ止め剤２２で固めることができシール効果が期待できると共に、振動や衝撃によっても長期間に亘って締結ボルト２１の緩みを抑制してフェイススプライン１３ａ、１９ａの摩耗とガタを防止し、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。

なお、締結ボルト２１の耐力（降伏点）を上げて耐久性を向上させるため、一般的にはこの種のボルトは強度区分１２．９（ＪＩＳ Ｂ １０５１）が採用されるが、ここでは、ねじ表面の結露等による遅れ破壊を防止するため、オーステナイト系ステンレス鋼製（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）を用いるか、締結ボルト２１の強度区分が１０．９以下に設定されている。これにより、長期間に亘って耐久性と信頼性を維持することができる。

図５は、本発明に係る駆動車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図、図６（ａ）は、図５の締結ボルト単体を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す正面図、（ｃ）は、他の変形例を示す正面図である。なお、この実施形態は前述した第１の実施形態と基本的には複列の転がり軸受と締結ボルトの構成が異なるだけで、その他前述した第１の実施形態と同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や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２３と、このハブ輪２３に外嵌固定された複列の転がり軸受２４からなる、所謂第２世代と称される構成を備えている。複列の転がり軸受２４は、外周に車体取付フランジ７ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面７ａ、７ａが一体に形成された外方部材７と、外周に複列の外側転走面７ａ、７ａに対向する内側転走面５ａ、５ａが形成された２つの内輪２５、５と、両転走面間に保持器１０、１０を介して転動自在に収容された複列の転動体９、９とを備えている。外方部材７と２つの内輪２５、５との間に形成される環状空間の開口部にはシール２６、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２３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、この車輪取付フランジ４から肩部２３ａを介して軸方向に延びる円筒状の小径段部２３ｂが形成されている。そして、複列の転がり軸受２４がハブ輪２３の小径段部２３ｂに所定のシメシロを介して肩部２３ａに衝合するまで圧入され、小径段部２３ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部２７によって所望の軸受予圧が付与された状態で軸方向に固定されている。そして、加締部２７の端面には、揺動加締後にフェイススプライン２７ａが切削加工によって形成されている。

ハブ輪２３はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、車輪取付フランジ４の肩部２３ａから小径段部２３ｂに亙る外周面に高周波焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層２８が形成されている（図中クロスハッチングにて示す）。なお、加締部２７は、鍛造加工後の硬さのままとされている。これにより、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２３の耐久性が向上すると共に、加締部２７の塑性加工とフェイススプライン２７ａの切削加工が容易にできる。

外方部材７の複列の外側転走面７ａ、７ａは、高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化層２８が形成されている（図中クロスハッチングにて示す）。また、内輪２５はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

ここで、ハブ輪２３に当接するワッシャ３０を介して軸部２０の雌ねじ２０ａに締結ボルト２９が螺着されることによって、外側継手部材１４の肩部１９とハブ輪２３の加締部２７との対向する両フェイススプライン１９ａ、２７ａが圧接支持され、着脱自在にユニット化されている。

締結ボルト２９は、図６（ａ）に示すように、六角柱状に形成された頭部３１と、この頭部３１から軸方向に延びるボルト軸部３２と、このボルト軸部３２の端部外周に形成された雄ねじ部３３とを備えている。雄ねじ部３３は、主雄ねじ部３３ａと、この主雄ねじ部３３ａの谷径よりも深い環状に形成された環状溝部３４と、この環状溝部３４を介して先端部に形成された副雄ねじ部３３ｂとからなる。また、先端部の中心部に端面から環状溝部３４の全周に亙って凹所３５が形成されている。そして、主雄ねじ部３３ａと副雄ねじ部３３ｂの位相が所定量変位して形成されている。ここで、振動等の外力によって主雄ねじ部３３ａが緩もうとする回転方向の力が加わると、副雄ねじ部３３ｂのフランクに発生するトルクが締付方向に作用するため、締結ボルト２９の緩みを防止することができる（特許第３７０９１８３号参照）。本実施形態では、こうした緩み止め手段を備えた締結ボルト２９を採用することにより、フェイススプライン１９ａ、２７ａの摩耗とガタを防止し、耐久性の向上を図ると共に、分解・再組立時に締結ボルト２９を再利用することができる。また、前述したねじ止め剤２２を塗布した締結ボルト２１と比較し、雄ねじ部３３の表面状態が変化しないため、ねじ止め剤２２の再塗布等の追加作業が不要となるため低コスト化を達成することができる。さらに、締付トルクを高くしなくても緩みを防止することができるため、締付時の作業性を向上させることができる。

図６（ｂ）に、（ａ）の緩み止め手段を備えた締結ボルト２９の変形例を示す。この締結ボルト３６は、六角柱状に形成された頭部３１と、この頭部３１から軸方向に延びるボルト軸部３２と、このボルト軸部３２の端部外周に形成された雄ねじ部３７とを備えている。雄ねじ部３７は、外周面が軸心と平行に形成された先端部３７ａと、この先端部３７ａからねじ底面３８に向けて傾斜した側面３７ｂとからなる。また、先端部３７ａには径方向に延びるスリット３９が形成されている。そして、先端部３７ａの軸心方向両側に先端側圧接部４０が形成されると共に、側面３７ｂにはそれぞれ軸心方向外方に向けて突出する根元側圧接部４１が形成され、この根元側圧接部４１と先端側圧接部４０との間の側面３７ｂは凹面に形成されている。ここで、締結ボルト３６を螺着した時、根元側圧接部４１が軸心に平行な方向に弾性変形し、スリット３９が広げられて先端側圧接部４０が弾性変形する。この結果、雄ねじ部３７の表面には大きな摩擦力が発生し、締結ボルト３６の緩みを防止することができる（特許第２７２４０９９号参照）。

図６（ｃ）に、緩み止め手段を備えた他の変形例を示す。この締結ボルト４２は、六角柱状に形成された頭部３１と、この頭部３１から軸方向に延びるボルト軸部３２と、このボルト軸部３２の端部外周に形成された雄ねじ部４３とを備えている。雄ねじ部４３は、側壁４３ａに径方向に延びるスリット４４が形成されている（螺着前の状態を破線にて示す）。ここで、締結ボルト４２を螺着した時、雌ねじ４５の側壁４５ａに摺接されて雄ねじ部４３のスリット４４が狭まり、このスリット４４のスプリングバックによって圧接部に反発力が生じてロックされ、締結ボルト４２の緩みを防止することができる。

図７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、前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や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４６と複列の転がり軸受４７がユニット化された所謂第３世代と称される構成を備え、これに等速自在継手３が軸方向に着脱自在に連結されている。複列の転がり軸受４７は、外方部材７と内方部材４８と複列の転動体９、９とを備えている。

内方部材４８は、ハブ輪４６と、このハブ輪４６に内嵌された内輪部材４９とからなる。ハブ輪４６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と、この内側転走面１ａから軸方向に延びる小径段部４６ａ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５０が形成されている。なお、凹凸部５０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５０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４６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のシールランド部となる基部４ａから小径段部４６ａ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。

内輪部材４９は、内側転走面５ａから軸方向に延びる円筒部５１が一体に形成されている。この円筒部５１は、ハブ輪４６の小径段部４６ａに内嵌されるインロウ部５１ａと、このインロウ部５１ａの端部に形成され、ハブ輪４６の凹凸部５０に対向する嵌合部５１ｂとからなる。また、内輪部材４９のインナー側の端面にはフェイススプライン５２が形成されている。内輪部材４９はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、冷間鍛造または熱間鍛造によって形成されている。冷間鍛造の場合は、鍛造時に同時にフェイススプライン５２を形成するか、冷間鍛造後にフェイススプライン５２を揺動加工等の冷間塑性加工、または切削加工等の機械加工で形成する。熱間鍛造の場合は、旋削後にフェイススプライン５２を揺動加工等の冷間塑性加工、または切削加工等の機械加工で形成する。内輪部材４９は内側転走面５ａからインロウ部５１ａ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。なお、嵌合部５１ｂは、鍛造加工後の素材硬さのままとされている。また、フェイススプライン５２の形成は高周波焼入れの後でも良い。

ここで、内輪部材４９の円筒部５１をハブ輪４６に内嵌すると共に、嵌合部５１ｂにマンドレル等の拡径治具を押し込んで嵌合部５１ｂを拡径し、この嵌合部５１ｂをハブ輪４６の凹凸部５０に食い込ませて加締め、所謂拡径加締によってハブ輪４６と内輪部材４９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、軽量・コンパクト化を図ることができると共に、ハブ輪４６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。

そして、軸部２０の雌ねじ２０ａに締結ボルト４２が螺着され、ワッシャ５３を介してこの締結ボルト４２によって、外側継手部材１４の肩部１９と内輪部材４９のインナー側端面の対向する両フェイススプライン１９ａ、５２が圧接支持され、複列の転がり軸受４７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。

ワッシャ５３は断面略Ｌ字状に形成され、ハブ輪４６のアウター側の端面に当接するフランジ部５３ａと、締結ボルト４２に外挿される円筒状の案内部５３ｂとを有している。これにより、ワッシャ５３によって外側継手部材１４と内方部材４８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、５２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。

そして、雄ねじ部４３の側壁４３ａにスリット４４が形成された締結ボルト４２を採用することにより、締結ボルト４２の緩みを長期間に亘って防止することができ、フェイススプライン１９ａ、５２の摩耗とガタを防止し、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。

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、ハブ輪と複列の転がり軸受とが加締部によってユニット化された第１世代乃至第３世代構造の軸受部と等速自在継手とがフェイススプラインを介して着脱自在に連結され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。 図１の等速自在継手を示す縦断面図である。 図１の締結ボルト単体を示す正面図である。 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。 （ａ）は、図５の締結ボルト単体を示す正面図である。 （ｂ）は、（ａ）の変形例を示す正面図である。 （ｃ）は、他の変形例を示す正面図である。 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、２３、４６・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ、５ａ・・・・・・・・・・・・内側転走面
１ｂ、２３ｂ、４６ａ・・・・・・・小径段部
２、２４、４７・・・・・・・・・・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インナー側の基部
５、２５・・・・・・・・・・・・・内輪
７・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
８、４８・・・・・・・・・・・・・内方部材
９・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
１０・・・・・・・・・・・・・・・保持器
１１、２６・・・・・・・・・・・・アウター側のシール
１２・・・・・・・・・・・・・・・インナー側のシール
１３、２７・・・・・・・・・・・・加締部
１３ａ、１９ａ、２７ａ、５２・・・フェイススプライン
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、２３ａ・・・・・・・・・・・肩部
２０・・・・・・・・・・・・・・・軸部
２０ａ、４５・・・・・・・・・・・雌ねじ
２１、２９、３６、４２・・・・・・締結ボルト
２１ａ・・・・・・・・・・・・・・雄ねじ
２２・・・・・・・・・・・・・・・ねじ止め剤
２８・・・・・・・・・・・・・・・硬化層
３０、５３・・・・・・・・・・・・ワッシャ
３１・・・・・・・・・・・・・・・頭部
３２・・・・・・・・・・・・・・・ボルト軸部
３３、３７、４３・・・・・・・・・雄ねじ部
３３ａ・・・・・・・・・・・・・・主雄ねじ部
３３ｂ・・・・・・・・・・・・・・副雄ねじ部
３４・・・・・・・・・・・・・・・環状溝部
３５・・・・・・・・・・・・・・・凹所
３７ａ・・・・・・・・・・・・・・先端部
３７ｂ・・・・・・・・・・・・・・側面
３８・・・・・・・・・・・・・・・ねじ底面
３９、４４・・・・・・・・・・・・スリット
４０・・・・・・・・・・・・・・・先端側圧接部
４１・・・・・・・・・・・・・・・根元側圧接部
４３ａ・・・・・・・・・・・・・・側壁
４５ａ・・・・・・・・・・・・・・雌ねじの側壁
４９・・・・・・・・・・・・・・・内輪部材
５０・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
５１・・・・・・・・・・・・・・・円筒部
５１ａ・・・・・・・・・・・・・・インロウ部
５１ｂ・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
５３ａ・・・・・・・・・・・・・・フランジ部
５３ｂ・・・・・・・・・・・・・・案内部
６１・・・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
６２・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
６３・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
６３ａ・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
６３ｂ・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
６４・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
６４ａ、６５ａ・・・・・・・・・・内側転走面
６４ｂ・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
６４ｃ・・・・・・・・・・・・・・小径段部
６５・・・・・・・・・・・・・・・内輪
６６・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
６７・・・・・・・・・・・・・・・保持器
６８・・・・・・・・・・・・・・・ボール
６９・・・・・・・・・・・・・・・加締部
６９ａ、７７ａ・・・・・・・・・・フェイススプライン
７０、７１・・・・・・・・・・・・シール
７２・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
７３・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
７４・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
７５・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
７６・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
７７・・・・・・・・・・・・・・・肩部
７８・・・・・・・・・・・・・・・軸部
７８ａ・・・・・・・・・・・・・・雌ねじ
７９・・・・・・・・・・・・・・・締結ボルト

Claims (10)

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、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所定のシメシロを介して圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
   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、
   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内輪が前記ハブ輪に固定されると共に、
   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加締部の端面にそれぞれフェイススプラインが形成され、前記ハブ輪のアウター側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、
   前記締結ボルトの雄ねじ部に緩み止め手段が設けられていることを特徴とする駆動車輪用軸受装置。
2. 前記加締部のフェイススプラインが、当該加締部と同時に塑性加工によって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. 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、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の一方に対向する内側転走面と、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、内周に熱処理によって硬化処理された凹凸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の他方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延び、前記ハブ輪の小径段部に内嵌されるインロウ部、およびこのインロウ部の端部に形成され、前記ハブ輪の凹凸部に対向する嵌合部からなる円筒部とが一体に形成された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、
   前記嵌合部を拡径して前記凹凸部に食い込ませて加締め、前記ハブ輪と内輪部材とが一体に塑性結合されると共に、
   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輪部材の端面にそれぞれフェイススプラインが形成され、前記ハブ輪のアウター側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、
   前記締結ボルトの雄ねじ部に緩み止め手段が設けられていることを特徴とする駆動車輪用軸受装置。
4. 前記締結ボルトの雄ねじ部の表面に予めねじ止め剤が塗布されている請求項１乃至３いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
5. 前記締結ボルトの雄ねじ部が、主雄ねじ部と、この主雄ねじ部の谷径よりも深い環状に形成された環状溝部と、この環状溝部を介して先端部に形成された副雄ねじ部とからなると共に、先端部の中心部に端面から前記環状溝部の全周に亙って凹所が形成され、前記主雄ねじ部と副雄ねじ部の位相が所定量変位して形成されている請求項１乃至３いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
6. 前記締結ボルトの雄ねじ部が、外周面が軸心と平行に形成された先端部と、この先端部からねじ底面に向けて傾斜した側面とからなり、前記先端部に径方向に延びるスリットが形成され、前記先端部の軸心方向両側に先端側圧接部が形成されると共に、前記側面にそれぞれ軸心方向外方に向けて突出する根元側圧接部が形成され、この根元側圧接部と前記先端側圧接部との間の側面が凹面に形成されている請求項１乃至３いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
7. 前記締結ボルトの雄ねじ部の側壁に径方向に延びるスリットが形成されている請求項１乃至３いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
8. 前記締結ボルトが鋼製で、強度区分が１０．９以下に設定されている請求項１乃至７いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
9. 前記締結ボルトがオーステナイト系ステンレス鋼製である請求項１乃至７いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
10. 前記締結ボルトがワッシャを介して前記軸部の雌ねじに螺着されると共に、当該ワッシャが断面略Ｌ字状に形成され、前記ハブ輪のアウター側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９いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。

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