JP2010280256A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ハブ輪の内周に転がり軸受が嵌合され、この転がり軸受が止め輪によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、運転中に大きなモーメント荷重が負荷されても微小なクラックが発生するのを防止し、耐久性を向上させた車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】ハブ輪1の内周に転がり軸受12が嵌合され、この転がり軸受12が止め輪13によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、止め輪13が軸受中心ラインB/Cよりもインナー側に装着され、止め輪13を装着するための止め輪溝14が加締部8の近傍に断面略矩形状に形成されると共に、当該止め輪溝14の両隅部15、16がそれぞれ異なる曲率半径からなる円弧面に形成され、隅部のうちアウター側の隅部15の曲率半径がインナー側の隅部16の曲率半径よりも大きく設定されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、内輪がハブ輪に加締固定されるセルフリテイン構造において、ハブ輪の内周に軸受固定用の止め輪溝が形成されたものについて、このハブ輪の加締部の強度・耐久性向上を図った車輪用軸受装置に関するものである。
従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。この車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第1世代と称される構造から、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第2世代構造、また、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第3世代構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第4世代構造とに大別されている。
車輪は懸架装置に対して、複列の転がり軸受により回転自在に支承されるが、オフロードカーやトラック等、車体重量が嵩む車両には複列円錐ころ軸受から構成された車輪用軸受装置が使用されている。
なお、こうした車輪用軸受装置において、内輪回転タイプのものでは、ハブ輪に嵌合される内輪を軸方向に固定する方式として、ハブ輪のインナー側の端部を加締めて固定するもの、所謂セルフリテイン構造が採用されている。図7にこの代表的な一例を示す。この車輪用軸受装置は第2世代と称され、ハブ輪51と、このハブ輪51に圧入された車輪用軸受52とからなる。
ハブ輪51は、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53を一体に有し、外周にこの車輪取付フランジ53から肩部51aを介して軸方向に延びる円筒状の小径段部51bが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション51cが形成されている。車輪取付フランジ53の周方向等配位置には車輪を固定するハブボルト53aが植設されている。
車輪用軸受52は、外周にナックル(図示せず)に取り付けられるための車体取付フランジ54bを一体に有し、内周に複列のテーパ状の外側転走面54a、54aが形成された外方部材54と、外周に複列の外側転走面54a、54aに対向するテーパ状の内側転走面55aが形成された一対の内輪55、55と、両転走面間に保持器56を介して転動自在に収容された複列の円錐ころ57、57とを備えている。内輪55の内側転走面55aの大径側には円錐ころ57を案内するための大鍔部55bが形成されると共に、小径側には円錐ころ57の脱落を防止するための小鍔部55cが形成され、一対の内輪55、55の小鍔部55c側の端面(正面側端面)が突き合された状態でセットされ、背面合せタイプの複列の円錐ころ軸受を構成している。
車輪用軸受52は、ハブ輪51の肩部51aにアウター側の内輪55の大端面55dが衝合するように小径段部51bに所定のシメシロを介して圧入されている。そして、小径段部51bの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部58によって軸方向に固定されている。また、外方部材54と一対の内輪55、55との間に形成される環状空間の開口部にはシール59、59が装着され、軸受内部に封入された潤滑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。
ここで、車輪取付フランジ53の基部となる肩部51aから小径段部51bに亙って高周波焼入れによって表面硬さが50〜64HRCの範囲に所定の硬化層60が形成されている。なお、加締部58は鍛造後の表面硬さのままとされている。
この硬化層60は、図8に示すように、インナー側の端部位置Pが、内輪55における面取り部55eの縁部P0から大鍔部55bの高さ(大鍔部55bの根元部)aに対応する位置P1までの範囲に設定されている。これにより、内輪55、55の嵌合面におけるフレッティング摩耗が抑制されてハブ輪51の耐久性が向上すると共に、ハブ輪51における小径段部51bの端部の拡径量を小さくすることができ、加締加工に伴う内輪55の内側転走面55aおよび大鍔部55bの変形を抑制することができる。したがって、円錐ころ57との接触面圧を抑えてスムーズな案内を確保し、内輪55の耐久性の向上を図ることができる。
また、内輪55における面取り部55eの曲率半径rがR1.0〜2.5の範囲に設定されている。これにより、曲げモーメント荷重が装置に負荷された時、加締部58の根元部分に応力集中が起こるのを防止すると共に、加締加工による小径段部51bの拡径量が大きくなって内輪55の外径に過大なフープ応力が発生するのを防止することができ、内輪55の強度・耐久性を向上させることができる。
さらに、ハブ輪51における小径段部51bの端部には環状の凹所61が形成されている。この凹所61は、内輪55の大端面(インナー側の端面)55dからb(5mm以下)になるように形成されている。これにより、ハブ輪51の強度・剛性を維持しつつ所定の内輪固定力を確保できると共に、塑性変形を容易にし、内輪55に発生するフープ応力を抑制することができる。このような従来の車輪用軸受装置では、内輪55の嵌合面におけるフレッティング摩耗が抑制されてハブ輪51の耐久性が向上すると共に、ハブ輪51における小径段部51bの端部の拡径量を小さくすることができ、加締加工に伴う内輪55の内側転走面55aおよび大鍔部55bの変形を抑制することができる(例えば、特許文献1参照。)。
一方、2WD(2輪駆動)と4WD(4輪駆動)との切り換えが可能なパートタイム4WD車用とした仕様では、軸受内部にフリーで回転する駆動軸を回転自在に支承するために、ハブ輪の内径側に深溝玉軸受等の転がり軸受を内蔵する車輪用軸受装置がある(例えば、特許文献2参照。)。
特開2007−292184号公報 特開2007−271044号公報
然しながら、この従来の車輪用軸受装置のように、転動体中心より止め輪溝が車輪取付フランジ側に位置する仕様ではさほど問題にはならないが、例えば、図9に示すような、ハブ輪51の内周面に転がり軸受62が嵌合されるような仕様では幾つかの問題がある。すなわち、この車輪用軸受装置では、加締部58の近傍に転がり軸受62を位置決め固定する止め輪63が装着され、ハブ輪64の中心に駆動軸D/Sが挿入されている。駆動軸D/Sは、ハブ輪64の内周に嵌合された転がり軸受62によってハブ輪64に対して回転自在に支承される。そして、クラッチ機構C/Sを介して、駆動軸D/Sとハブ輪64とが断続自在に構成される。
この種のハブ輪64では、図10に示すように、小径段部64aの端部が、円筒部65として形成され、車輪用軸受52を組立後、加締用治具66によってハブ輪64の小径段部64aが揺動加締されるが、この場合、図11に示すように、内周面に形成された止め輪溝67を起点としてクラック68が発生する恐れがある。このクラック68は、目視検査では発見しずらい部位であると共に、微小なクラック68が運転中に大きなモーメント荷重が負荷された時に成長し、加締部58が脱落して重大欠陥を誘発させることがあるため、止め輪溝67の加工や、加工後の検査には慎重、かつ、入念な配慮が必要であった。したがって、ハブ輪64の加工工程および加締工程に多大な時間を要し、工程能力が低下して製造コストが高騰するという問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ハブ輪の内周に転がり軸受が嵌合され、この転がり軸受が止め輪によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、運転中に大きなモーメント荷重が負荷されても微小なクラックが発生しするのを防止し、耐久性を向上させた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、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、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる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保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記ハブ輪の内周に転がり軸受が嵌合され、この転がり軸受が止め輪によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、前記止め輪が軸受中心ラインよりもインナー側に装着され、前記止め輪を装着するための止め輪溝が断面略矩形状に形成されると共に、当該止め輪溝の両隅部がそれぞれ異なる曲率半径からなる円弧面に形成され、前記隅部のうちアウター側の隅部の曲率半径がインナー側の隅部の曲率半径よりも大きく設定されている。
このように、ハブ輪の内周に転がり軸受が嵌合され、この転がり軸受が止め輪によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、止め輪が軸受中心ラインよりもインナー側に装着され、止め輪を装着するための止め輪溝が断面略矩形状に形成されると共に、当該止め輪溝の両隅部がそれぞれ異なる曲率半径からなる円弧面に形成され、隅部のうちアウター側の隅部の曲率半径がインナー側の隅部の曲率半径よりも大きく設定されているので、運転中に大きなモーメント荷重が負荷された時に応力を緩和して微小なクラックが発生しするのを防止し、耐久性を向上させることができる。
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前記ハブ輪に対して前記内輪が固定され、前記加締部の近傍に前記止め輪溝が形成されていれば、加締加工時に小径段部の端部が塑性変形され、止め輪溝の隅部に引張応力が生じても、この引張応力は主として止め輪溝のアウター側の隅部に発生するため、応力が緩和されてここを起点にクラックが発生するのを防止することができ、加締部の強度を確保することができる。
また、請求項3に記載の発明のように、前記インナー側の隅部の曲率半径がR0.6以下に規制されると共に、前記アウター側の隅部の曲率半径がR1〜3の範囲に設定されていれば、小径段部に大きな引張応力が生じても充分応力を緩和することができる。
また、請求項4に記載の発明のように、前記アウター側の隅部が複数の曲率半径からなる複合Rで構成されていれば、転がり軸受の外輪の嵌合面幅を確保することができる。
また、請求項5に記載の発明のように、前記アウター側の隅部の円弧面の開始位置が、前記転がり軸受の外輪のインナー側の端面よりも所定の寸法だけインナー側に設定されていれば、外輪の嵌合面幅を確保することができると共に、さらなるアウター側の隅部の曲率半径の拡大が可能となり、止め輪溝の隅部の応力集中を一層緩和することができる。
好ましくは、請求項6に記載の発明のように、前記アウター側の隅部の円弧面の開始位置が、前記転がり軸受の外輪のインナー側の端面よりも前記止め輪の幅の略半分だけインナー側に設定されていれば、外輪の嵌合面幅を充分確保することができる。
また、請求項7に記載の発明のように、前記止め輪が、断面が矩形状に形成されると共に、外径側の両角部にそれぞれ異なる寸法からなる面取り部が形成され、両角部のうちアウター側の角部の面取り部がインナー側の角部の面取り部よりも大きく設定されていれば、止め輪の固定を安定化させることができる。
好ましくは、請求項8に記載の発明のように、前記インナー側の角部の面取り部が0.6mmに規制され、前記アウター側の角部が1〜5mmの範囲に設定されていれば、止め輪溝のアウター側の隅部の曲率半径を拡大することが可能となる。
本発明に係る車輪用軸受装置は、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、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる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保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記ハブ輪の内周に転がり軸受が嵌合され、この転がり軸受が止め輪によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、前記止め輪が軸受中心ラインよりもインナー側に装着され、前記止め輪を装着するための止め輪溝が断面略矩形状に形成されると共に、当該止め輪溝の両隅部がそれぞれ異なる曲率半径からなる円弧面に形成され、前記隅部のうちアウター側の隅部の曲率半径がインナー側の隅部の曲率半径よりも大きく設定されているので、運転中に大きなモーメント荷重が負荷された時に応力を緩和して微小なクラックが発生するのを防止し、耐久性を向上させることができる。
本発明に係る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の止め輪部を示す要部拡大図である。 (a)は、図2の止め輪溝を示す要部拡大図、(b)は、(a)の止め輪溝の変形例を示す要部拡大図である。 図2の止め輪部の変形例を示す要部拡大図である。 図4の止め輪部の変形例を示す要部拡大図である。 本発明に係る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。 従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 図7の加締部を示す要部拡大図である。 他の従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 加締加工の工程を示す説明図である。 加締加工による不具合状態を示す模式図である。
外周に車体に取り付けられる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、前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された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保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記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前記ハブ輪に対して前記内輪が固定されると共に、前記ハブ輪の内周に転がり軸受が嵌合され、この転がり軸受が止め輪によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、前記止め輪が軸受中心ラインよりもインナー側に装着され、前記止め輪を装着するための止め輪溝が前記加締部の近傍に断面略矩形状に形成されると共に、当該止め輪溝の両隅部がそれぞれ異なる曲率半径からなる円弧面に形成され、前記隅部のうちアウター側の隅部の曲率半径がインナー側の隅部の曲率半径よりも大きく設定されている。
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の止め輪部を示す要部拡大図、図3(a)は、図2の止め輪溝を示す要部拡大図、(b)は、(a)の止め輪溝の変形例を示す要部拡大図、図4は、図2の止め輪部の変形例を示す要部拡大図、図5は、図4の止め輪部の変形例を示す要部拡大図である。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。
この車輪用軸受装置は駆動輪側に用いられ、ハブ輪1と、このハブ輪1に圧入された車輪用軸受2とからなる。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3を一体に有し、外周に肩部1aを介して軸方向に延びる円筒状の小径段部1bが形成され、内周にはトルク伝達用のセレーション(またはスプライン)1cが形成されている。また、車輪取付フランジ3の周方向等配位置に車輪を固定するハブボルト3aが植設されている。
車輪用軸受2は、外周にナックル(図示せず)に取り付けられるための車体取付フランジ4bを一体に有し、内周に外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面4a、4aが一体に形成された外方部材4と、外周に複列の外側転走面4a、4aに対向するテーパ状の内側転走面5aが形成された一対の内輪5、5と、両転走面間に保持器6を介して転動自在に収容された複列の円錐ころ7、7とを備えている。内輪5の内側転走面5aの大径側には円錐ころ7を案内するための大鍔部5bが形成されると共に、小径側には円錐ころ7の脱落を防止するための小鍔部5cが形成され、一対の内輪5、5の小鍔部5c側の端面(正面側端面)が突き合された状態でセットされた背面合せタイプの複列の円錐ころ軸受を構成している。
外方部材4および内輪5、5はSUJ2等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。なお、外方部材4は、高炭素クロム鋼に限らず、S53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼(JIS規格のSC系機械構造用炭素鋼)で形成し、複列の外側転走面4a、4aを高周波焼入れによって58〜64HRCの範囲に表面を硬化処理しても良い。
ハブ輪1はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、車輪取付フランジ3の基部となる肩部1aから小径段部1bに亙って高周波焼入れによって表面硬さが50〜64HRCの範囲に硬化処理が施されている。なお、加締部8は鍛造後の表面硬さ25HRC以下の生のままとされている。
外方部材4と内輪5、5との間に形成される環状空間の開口部にはシール9、9が装着されている。これらシール9、9は、断面が略L字状に形成されて互いに対向配置された環状のシール板10とスリンガ11とからなる、所謂パックシールを構成し、軸受内部に封入された潤滑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。
車輪用軸受2は、ハブ輪1の肩部1aにアウター側の内輪5の大端面5dが衝合するように小径段部1bに所定のシメシロを介して圧入されている。そして、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8によって所定の予圧が付与された状態で固定されている。これにより、従来のように、ナットの締付トルク等を調整して予圧を管理することなく、長期間に亘って安定した予圧を維持できるセルフリテイン構造を提供することができる。なお、ここでは、転動体が円錐ころから複列円錐ころ軸受を例示したが、本発明に係る車輪用軸受装置はこれに限らず、例えば、図示はしないが、転動体にボールを用いた複列アンギュラ玉軸受であっても良い。
ここで、本実施形態では、ハブ輪1の内周面に深溝玉軸受からなる転がり軸受12が嵌合され、軸受中心ラインB/Cよりもインナー側で、加締部8の近傍に転がり軸受12を位置決め固定する止め輪13が装着されている。すなわち、図2に示すように、小径段部1bの端部の内周に止め輪溝14が形成され、この止め輪溝14に装着された止め輪13によって転がり軸受12の外輪12aが軸方向に位置決め固定されている。この止め輪溝14は、断面が略矩形状に形成されると共に、図3(a)に示すように、両隅部15、16が円弧面に形成され、それぞれの円弧面が異なる曲率半径Ro、Riに設定されている。具体的には、インナー側の隅部16の円弧面の曲率半径Riは、通常R0.6以下に規制されているが、アウター側の円弧面の曲率半径Roが、インナー側の曲率半径Riよりも大きく(Ro>Ri)、R1〜3の範囲に設定されている。これにより、加締加工時に小径段部1bの端部が塑性変形され、止め輪溝14の隅部15、16に引張応力が生じても、この引張応力は主として止め輪溝14のアウター側の隅部15に発生するため、応力が緩和されてここを起点にクラックが発生するのを防止することができ、加締部8の強度を確保することができる。さらに運転中に大きなモーメント荷重が負荷された時に応力を緩和して微小なクラックが成長するのを防止し、耐久性を向上させることができる。また、止め輪13は、止め輪溝14の底部14a、止め輪溝14のインナー側の側面14bおよび外輪12aの端面にて固定されるため、アウター側の隅部15の曲率半径Roを拡大してもその機能を損なうことはない。
図3(b)は、(a)の止め輪溝の変形例を示している。この止め輪溝17は、断面が略矩形状に形成されると共に、両隅部18、16が異なる円弧面に形成されている。インナー側の隅部16の円弧面の曲率半径Riは、通常R0.6以下に規制されているが、アウター側の隅部18の円弧面は、複数(ここでは2つ)の曲率半径Ro1、Ro2からなる複合Rで構成されている。これにより、加締加工時に小径段部1bの端部が塑性変形され、止め輪溝17の隅部18に引張応力が生じても、ここを起点にクラックが発生するのを一層防止することができると共に、外輪12aの嵌合面幅を確保することができる。
図4は、図2の止め輪部の変形例を示している。なお、前述した実施形態と同一部品、同一部位あるいは同一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。この止め輪溝19は、断面が略矩形状に形成されると共に、両隅部18a、16が円弧面に形成され、それぞれの円弧面が異なる曲率半径Ro、Riに設定されている。そして、アウター側の隅部18aの曲率半径Roの中心、すなわち、円弧面の開始位置が外輪12aのインナー側の端面よりも止め輪13の幅の略半分eだけインナー側に設定されている。これにより、外輪12aの嵌合面幅を確保することができ、さらなるアウター側の隅部18aの曲率半径Roの拡大が可能となり、加締加工時に小径段部1bの端部が塑性変形された時、止め輪溝19の隅部18aの応力集中を一層緩和することができる。
図5は、図4の止め輪部の変形例を示している。なお、前述した実施形態と同一部品、同一部位あるいは同一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。この止め輪20は、断面が矩形状に形成されると共に、外径側の両角部に面取り部20a、20bが形成され、それぞれの面取り部20a、20bが異なる寸法に設定されている。インナー側の角部の面取り部20bが0.6mmに規制され、アウター側の角部20aがこれよりも大きな1〜5mmの範囲に設定されている。これにより、加締加工時、止め輪溝19の隅部に引張応力が生じるのを防止すると共に、止め輪20の固定を安定化させることができる。
図6は、本発明に係る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。なお、前述した実施形態と同一部品、同一部位あるいは同一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。
この車輪用軸受装置は駆動輪側の第3世代構造をなし、ハブ輪21と、このハブ輪21に圧入された内輪5とからなる内方部材22と、外周に車体取付フランジ4bを一体に有し、内周に複列のテーパ状の外側転走面4a、4aが一体に形成された外方部材4と、両転走面間に保持器6を介して転動自在に収容された複列の円錐ころ7、7とを備えている。
ハブ輪21は、アウター側の端部に車輪取付フランジ3を一体に有し、外周に複列の外側転走面4a、4aの一方(アウター側)に対向する内側転走面21aと、この内側転走面21aから軸方向に延びる円筒状の小径段部21bが形成され、内周にはトルク伝達用のセレーション(またはスプライン)1cが形成されている。そして、小径段部21bの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部8によって所定の軸受予圧が付与された状態で固定されている。
ハブ輪21はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面21aをはじめ、車輪取付フランジ3の基部から小径段部21bに亙って高周波焼入れによって表面硬さが58〜64HRCの範囲に硬化処理が施されている。
外方部材4と内方部材22との間に形成される環状空間の開口部にはシール9、9が装着され、軸受内部に封入された潤滑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。
ここで、前述した実施形態と同様、加締加工前の小径段部21bの端部内周に止め輪溝14が形成されている。この止め輪溝14は、断面が略矩形状に形成されると共に、前述したように、両隅部15、16が円弧面に形成され、それぞれの円弧面が異なる曲率半径Ro、Riに設定されている。これにより、ハブ輪21の強度・剛性を向上させると共に、加締加工時に小径段部21bの端部が塑性変形され、止め輪溝14の隅部に引張応力が生じても、ここを起点にクラックが発生するのを防止することができ、加締部8の強度を確保した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。
本発明に係る車輪用軸受装置は、ハブ輪とこのハブ輪に嵌合された内輪を備え、特に、この内輪が揺動加締により固定された第1乃至第3世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。
1、21 ハブ輪
1a 肩部
1b、21b 小径段部
1c セレーション
2 車輪用軸受
3 車輪取付フランジ
3a ハブボルト
4 外方部材
4a 外側転走面
4b 車体取付フランジ
5 内輪
5a、21a 内側転走面
5b 大鍔部
5c 小鍔部
5d 大端面
6 保持器
7 円錐ころ
8 加締部
9 シール
10 シール板
11 スリンガ
12 転がり軸受
12a 外輪
13、20 止め輪
14、17、19 止め輪溝
14a 止め輪溝の底部
14b 止め輪溝のインナー側の側面
15、16、18、18a 止め輪溝の隅部
20a 止め輪のアウター側の角部の面取り部
20b 止め輪のインナー側の角部の面取り部
22 内方部材
51、64 ハブ輪
51a 肩部
51b、64a 小径段部
51c セレーション
52 車輪用軸受
53 車輪取付フランジ
53a ハブボルト
54 外方部材
54a 外側転走面
54b 車体取付フランジ
55 内輪
55a 内側転走面
55b 大鍔部
55c 小鍔部
55d 大端面
55e 面取り部
56 保持器
57 円錐ころ
58 加締部
59 シール
60 硬化層
61 凹所
62 転がり軸受
63 止め輪
65 円筒部
66 加締用治具
67 止め輪溝
a 大鍔部の高さ
b 小径段部の凹所の内輪大端面からの深さ
B/C 軸受中心ライン
C/S クラッチ機構
D/S 駆動軸
e 止め輪溝の隅部の曲率中心の外輪の端面からの寸法
P 硬化層のインナー側の端部位置
P0 内輪における面取り部の縁部
P1 大鍔部の高さに対応する位置
r 内輪の面取り部の曲率半径
Ri 止め輪溝のインナー側の隅部の曲率半径
Ro、Ro1、Ro2 止め輪溝のアウター側の隅部の曲率半径

Claims (8)

  1. 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、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる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保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、
    前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、
    前記ハブ輪の内周に転がり軸受が嵌合され、この転がり軸受が止め輪によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、
    前記止め輪が軸受中心ラインよりもインナー側に装着され、前記止め輪を装着するための止め輪溝が断面略矩形状に形成されると共に、当該止め輪溝の両隅部がそれぞれ異なる曲率半径からなる円弧面に形成され、前記隅部のうちアウター側の隅部の曲率半径がインナー側の隅部の曲率半径よりも大きく設定されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
  2. 前記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前記ハブ輪に対して前記内輪が固定され、前記加締部の近傍に前記止め輪溝が形成されている請求項1に記載の車輪用軸受装置。
  3. 前記インナー側の隅部の曲率半径がR0.6以下に規制されると共に、前記アウター側の隅部の曲率半径がR1〜3の範囲に設定されている請求項1または2に記載の車輪用軸受装置。
  4. 前記アウター側の隅部が複数の曲率半径からなる複合Rで構成されている請求項1または2に記載の車輪用軸受装置。
  5. 前記アウター側の隅部の円弧面の開始位置が前記転がり軸受の外輪のインナー側の端面よりも所定の寸法だけインナー側に設定されている請求項1乃至4いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  6. 前記アウター側の隅部の円弧面の開始位置が、前記転がり軸受の外輪のインナー側の端面よりも前記止め輪の幅の略半分だけインナー側に設定されている請求項5に記載の車輪用軸受装置。
  7. 前記止め輪が、断面が矩形状に形成されると共に、外径側の両角部にそれぞれ異なる寸法からなる面取り部が形成され、両角部のうちアウター側の角部の面取り部がインナー側の角部の面取り部よりも大きく設定されている請求項1乃至6いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  8. 前記インナー側の角部の面取り部が0.6mmに規制され、前記アウター側の角部が1〜5mmの範囲に設定されている請求項7に記載の車輪用軸受装置。
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