JP2018048674A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】治具を使用することなくフープ応力の発生を防止することができる車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】内周に複列の外側転走面であるインナー側の外側転走面２ｃとアウター側の外側転走面２ｄが一体に形成された外方部材である外輪２と、ハブ輪３、およびこのハブ輪３に設けられた少なくとも一つの内輪４からなり、外周にインナー側の外側転走面２ｃとアウター側の外側転走面２ｄに対向する複列の内側転走面３ｇ・４ａが形成された内方部材であるハブ輪３と内輪４と、この内方部材と前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体であるインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂと、を備えた車輪用軸受装置１において、ハブ輪３の小径段部３ａにハブ輪側ねじ３ｂが形成され、内輪４の内周に内輪側ねじ４ｂが形成され、ハブ輪側ねじ３ｂが内輪側ねじ４ｂにねじ込まれることでハブ輪３と内輪４とがねじ締結される。【選択図】図２

Description

本発明は車輪用軸受装置に関する。詳しくはハブ輪に内輪が組み合わされた車輪用軸受装置に関する。

従来、自動車等の懸架装置において車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置が知られている。車輪用軸受装置は、車輪に接続されるハブ輪が転動体を介して外輪に回転自在に支持されている。車輪用軸受装置は、車両のナックルに外輪の取り付けフランジを介して固定されている。つまり、車輪用軸受装置は、外輪が車両のナックルに固定された状態で車輪が接続されているハブ輪を回転自在に支持している。ハブ輪には、転動体に予圧をあたえるための内輪が嵌合されている。内輪は、ハブ輪に圧入嵌合され、かつハブ輪の端部が径方向外側に塑性変形されることでハブ輪にかしめられている。

このような車輪用軸受装置において、ハブ輪にかしめ固定される内輪は、ハブ輪に圧入嵌合によって引っ張り応力（フープ応力）が発生している。このため、内輪は、内周面または外周面に傷等が生じている場合、フープ応力によってその傷を起点とする割れ等が生じる可能性がある。そこで、ハブ輪に圧入嵌合された内輪の外径を治具で拘束した状態でかしめ加工が行われる車輪用軸受装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１に記載の車輪用軸受装置は、内輪にハブ輪が圧入嵌合されるとともに、ハブ輪の端部が径方向外側に塑性変形されて内輪がハブ輪にかしめられている。内輪は、複数のパーツに分割された環状の治具によって外周面が締め付けられた状態でかしめられる。これにより、車輪用軸受装置は、かしめ加工時に加えられる外力による内輪の径方向外側への変形が治具によって抑制される。従って、車輪用軸受装置は、治具が装着されていない場合に比べてかしめ加工時に内輪に発生するフープ応力が減少し、内輪の変形や割れの発生を防止することができる。しかし、特許文献１の技術は、かしめ加工によって内輪に外力がくわえられるため、治具によって内輪を締め付けても内輪の径方向外側への変形を完全に防止できない。つまり、車輪用軸受装置は、かしめ加工時に内輪にフープ応力が発生している。このため、車輪用軸受装置は、かしめ加工時に内輪の変形や割れが発生する可能性があった。また、治具は、適切な締め付け力で内輪を締め付けられる状態を維持するために定期的に交換しなければならない。このため、車輪用軸受装置は、治具の性能を維持するためのコストが発生する点で不利であった。

特開２０１１−３１２６０号公報

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、治具を使用することなくフープ応力の発生を防止することができる車輪用軸受装置の提供を目的とする。

即ち、車輪用軸受装置においては、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、ハブ輪、およびこのハブ輪に設けら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それぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、前記ハブ輪の外周に軸方向に延びる小径段部が形成され、前記小径段部の外周にハブ輪側ねじが形成され、前記内輪の内周に内輪側ねじが形成され、前記ハブ輪側ねじが前記内輪側ねじにねじ込まれることで前記ハブ輪と前記内輪とがねじ締結されるものである。

車輪用軸受装置においては、前記ハブ輪の前記小径段部の端面にハブ輪側係合部が形成され、前記内輪のハブ輪側軸方向端面に内輪側係合部が形成され、前記ハブ輪側ねじが前記内輪側ねじにねじ込まれ、前記小径段部の端面と前記ハブ輪側軸方向端面とが接触した際、前記ハブ輪側係合部と前記内輪側係合部とが係合するものである。

車輪用軸受装置においては、前記ハブ輪側係合部と前記内輪側係合部とが周方向に複数形成されるものである。

車輪用軸受装置においては、前記ハブ輪側係合部が周方向に等間隔で複数形成される凸部から構成され、前記内輪側係合部が周方向に等間隔で複数形成される凸部から構成され、前記ハブ輪側係合部を構成する複数の凸部と前記内輪側係合部を構成する複数の凸部とのうち、少なくとも一方の複数の凸部が他方の複数の凸部の間にそれぞれ嵌合されるものである。

車輪用軸受装置においては、前記小径段部の外周の一部にハブ輪側嵌合部が形成され、前記内輪の内周の一部に内輪側嵌合部が形成され、互いの軸心を一致させるように前記ハブ輪側嵌合部が前記内輪側嵌合部に嵌合されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

即ち、車輪用軸受装置は、内輪をハブ輪によってかしめる必要がないので内輪に径方向外側の力が加わらない。これにより、治具を使用することなくフープ応力の発生を防止することができる。

車輪用軸受装置は、内輪がハブ輪にかしめられることなくハブ輪の軸方向における所定の位置に配置される。これにより、治具を使用することなくフープ応力の発生を防止することができる。

車輪用軸受装置は、内輪がハブ輪にかしめられることなくハブ輪の軸方向における所定の位置に固定される。これにより、治具を使用することなくフープ応力の発生を防止することができる。また、ハブ輪の外周を内輪が周方向に移動（回転）するクリープ現象も防止することができる。

車輪用軸受装置は、内輪がハブ輪にかしめられることなくハブ輪の軸方向における所定の位置に確実に固定される。これにより、治具を使用することなくフープ応力の発生を防止することができる。また、ハブ輪の外周を内輪が周方向に移動（回転）するクリープ現象も防止することができる。

車輪用軸受装置は、内輪がハブ輪にかしめられることなくハブ輪の軸方向および径方向における所定の位置に確実に固定される。これにより、治具を使用することなくフープ応力の発生を防止することができる。また、ハブ輪の外周を内輪が周方向に移動（回転）するクリープ現象も防止することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態および第二実施形態における全体構成を示す斜視図。 本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態および第二実施形態における全体構成を示す断面図。 本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態におけるハブ輪のインナー側端部を示す拡大部分側面図およびインナー側端面図。 本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態および第二実施形態における内輪を示す断面図およびアウター端面図。 （ａ）本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態におけるハブ輪に内輪がねじ込まれている途中の状態を示す拡大部分側面図、（ｂ）同じくハブ輪のハブ輪側係合部と内輪の内輪側係合部とが接触している状態を示す拡大部分側面図およびＡ矢視図、（ｂ）おなじくハブ輪のハブ輪側係合部と内輪の内輪側係合部とが係合している状態を示す拡大部分側面図およびＢ矢視図。 本発明に係る車輪用軸受装置の第二実施形態におけるハブ輪のインナー側端部を示す部分断面を含む拡大部分側面図およびインナー側端面図。 （ａ）本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態におけるハブ輪のハブ輪側係合部と内輪の内輪側係合部とが接触している状態を示す拡大部分側面図およびＣ矢視図、（ｂ）おなじくハブ輪のハブ輪側係合部と内輪の内輪側係合部とが係合している状態を示す拡大部分側面図およびＤ矢視図。 本発明に係る車輪用軸受装置の第三実施形態における全体構成を示す断面図。

以下に、図１と図２とを用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態である車輪用軸受装置１について説明する。

図１に示すように、車輪用軸受装置１は、自動車等の車両の懸架装置において車輪を回転自在に支持するものである。車輪用軸受装置１は、外方部材である外輪２、内方部材を構成するハブ輪３、内方部材を構成する内輪４、転動列であるインナー側ボール列５ａ（図２参照）、アウター側ボール列５ｂ（図２参照）、インナー側シール部材６、アウター側シール部材７（図２参照）を具備する。ここで、インナー側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車体側を表し、アウター側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車輪側を表す。

図２に示すように、外方部材である外輪２は、内方部材（ハブ輪３と内輪４）を支持するものである。外輪２は、略円筒状に形成されたＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。外輪２において、車載時に車体側に配置されるインナー側端部には、インナー側シール部材６が嵌合可能なインナー側開口部２ａが形成されている。外輪２において、車載時に車輪側に配置されるアウター側端部には、アウター側シール部材７が嵌合可能なアウター側開口部２ｂが形成されている。

外輪２の内周面には、環状に形成されているインナー側の外側転走面２ｃとアウター側の外側転走面２ｄとが周方向に互いに平行になるように形成されている。インナー側の外側転走面２ｃとアウター側の外側転走面２ｄとのピッチ円直径は、等しい大きさに構成されている。なお、インナー側の外側転走面２ｃとアウター側の外側転走面２ｄとのピッチ円直径は、異なる大きさに構成してもよい。インナー側の外側転走面２ｃとアウター側の外側転走面２ｄとには、高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲とする硬化層が形成されている。外輪２の外周面には、図示しない車両の懸架装置のナックルに取り付けられるための車体取り付けフランジ２ｅがインナー側開口部２ａの近傍に一体に形成されている。

内方部材を構成するハブ輪３は、図示しない車両の車輪を回転自在に支持するものである。ハブ輪３は、円筒状に形成されたＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。ハブ輪３において、車載時に車体側に配置されるインナー側端部には、インナー側端から軸方向に所定の範囲だけ外径が小さい部分である小径段部３ａが形成されている。小径段部３ａの外周には、雄ねじであるハブ輪側ねじ３ｂが形成されている。ハブ輪側ねじ３ｂは、ねじ径Ｍ２２以上、ピッチ１．０〜２．０が望ましく、ねじの巻き方向は限定しない。また、小径段部３ａの端面である段差面３ｃには、ハブ輪側係合部として複数のハブ輪側凸部３ｄが形成されている（図３参照）。ハブ輪３において、車載時に車輪側に配置されるアウター側端部には、車輪を取り付けるための車輪取り付けフランジ３ｅが一体的に形成されている。ハブ輪３のアウター側（車輪取り付けフランジ３ｅ側）の外周面には、周方向に環状のシール摺動面３ｆと環状の内側転走面３ｇとが形成されている。ハブ輪３は、アウター側に形成されている内側転走面３ｇが外輪２のアウター側の外側転走面２ｄに対向するように配置されている。

ハブ輪３は、インナー側の小径段部３ａからアウター側の内側転走面３ｇまでを高周波焼入れにより表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。これにより、ハブ輪３は、車輪取り付けフランジ３ｅに付加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３の耐久性が向上する。ハブ輪３には、小径段部３ａに内輪４が設けられる。ハブ輪３の内周は、トルク伝達用のセレーション（またはスプライン）が形成されている。

内輪４は、転動列であって車載時に車体側に配置されるインナー側ボール列５ａと車載時に車輪側に配置されるアウター側ボール列５ｂとに予圧を与えるものである。内輪４は、円筒状に形成されている。内輪４は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。内輪４の外周面には、周方向に環状の内側転走面４ａが形成されている。内輪４の内周には、ハブ輪３の小径段部３ａに形成されているハブ輪側ねじ３ｂと同一の巻き方向、ねじ径およびピッチからなる雌ねじである内輪側ねじ４ｂが形成されている。また、内輪４のアウター側（ハブ輪３側）端面４ｃには、内輪側係合部として複数の内輪側凸部４ｄが形成されている（図４参照）。内輪４は、内輪側ねじ４ｂにハブ輪３のハブ輪側ねじ３ｂがねじ込まれてハブ輪３に締結されている。つまり、内輪４は、ハブ輪３にねじ締結によって固定されている。内輪４は、ハブ輪３の小径段部３ａに固定されることでハブ輪３のインナー側に内側転走面４ａを構成している。内輪４は、内側転走面４ａが外輪２のインナー側の外側転走面２ｃに対向するように配置されている。

転動列であるインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、ハブ輪３を回転自在に支持するものである。車載時に車体側に配置されるインナー側ボール列５ａと車載時に車輪側に配置されるアウター側ボール列５ｂとは、転動体である複数のボールが保持器によって環状に保持されている。インナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。インナー側ボール列５ａは、内輪４に形成されている内側転走面４ａと、それに対向している外輪２のインナー側の外側転走面２ｃとの間に転動自在に挟まれている。アウター側ボール列５ｂは、ハブ輪３に形成されている内側転走面３ｇと、それに対向している外輪２のアウター側の外側転走面２ｄとの間に転動自在に挟まれている。つまり、インナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、外輪２に対してハブ輪３と内輪４とを回転自在に支持している。

車輪用軸受装置１は、外輪２とハブ輪３と内輪４とインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとから複列アンギュラ玉軸受が構成されている。なお、本実施形態において、車輪用軸受装置１には、複列アンギュラ玉軸受が構成されているがこれに限定されるものではなく、複列円錐ころ軸受等で構成されていても良い。

インナー側シール部材６は、外輪２と内輪４との隙間を塞ぐものである。インナー側シール部材６は、略円筒状のシール板と略円筒状のスリンガとを具備する。インナー側シール部材６は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）等から構成されているシール板に、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）等の合成ゴムからなる複数のインナー側シールリップが加硫接着されている。スリンガは、シール板と同等の鋼板から構成されている。インナー側シール部材６は、シール板が外輪２のインナー側開口部２ａに嵌合され、スリンガの円筒部分が内輪４に嵌合され、パックシールを構成している。スリンガは、その鍔部分が外側（インナー側）に向くようにして内輪４に固定されている。インナー側シール部材６は、シール板のインナー側シールリップが油膜を介してスリンガと接触することでスリンガに対して摺動可能に構成されている。これにより、インナー側シール部材６は、外輪２のインナー側開口部２ａからのグリースの漏れ、および雨水や粉塵等の内部への入り込みを防止する。

アウター側シール部材７は、外輪２とハブ輪３との隙間を塞ぐものである。アウター側シール部材７はニトリルゴム等の合成ゴムからなる複数のアウター側シールリップが加硫接着によって略円筒状に形成された芯金に一体に接合されている。アウター側シール部材７は、外輪２のアウター側開口部２ｂに円筒部分が嵌合され、ハブ輪３の外周面に複数のアウター側シールリップが接触している。アウター側シール部材７は、アウター側シールリップが油膜を介してハブ輪３の外周面と接触することでハブ輪３に対して摺動可能に構成されている。これにより、アウター側シール部材７は、外輪２のアウター側開口部２ｂからのグリースの漏れ、および雨水や粉塵等の内部への入り込みを防止する。

このように構成される車輪用軸受装置１は、外輪２とハブ輪３と内輪４とインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとから複列アンギュラ玉軸受が構成され、ハブ輪３がインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂを介して外輪２に回転自在に支持されている。また、車輪用軸受装置１は、外輪２のインナー側開口部２ａと内輪４との隙間をインナー側シール部材６で塞がれ、外輪２のアウター側開口部２ｂとハブ輪３との隙間をアウター側シール部材７で塞がれている。これにより、車輪用軸受装置１は、内部からのグリースの漏れ、および雨水や粉塵等の内部への入り込みを防止しつつ外輪２に支持されているハブ輪３が回転可能に構成されている。

次に、図３から図５を用いて、車輪用軸受装置１におけるハブ輪３と内輪４との締結の態様について詳細に説明する。

図３に示すように、ハブ輪３の小径段部３ａの外周には、雄ねじであるハブ輪側ねじ３ｂが形成されている。ハブ輪３の小径段部３ａの段差面３ｃには、ハブ輪側係合部である複数のハブ輪側凸部３ｄが軸方向に突出して複数形成されている。ハブ輪側凸部３ｄは、ハブ輪３の軸心を中心とする直径Ｄの円周上に等間隔で配置されている。本実施形態において、各ハブ輪側凸部３ｄは、突出高さ０．５ｍｍ以上で所定の幅および周長Ｌ１からなる円弧形状から構成され、直径Ｄの円周における周長Ｌ２の間隔で３０°毎に形成されている。

図４に示すように、内輪４の内周には、雌ねじである内輪側ねじ４ｂが形成されている。内輪４のアウター側端面４ｃには、内輪側係合部である複数の内輪側凸部４ｄが軸方向に突出して複数形成されている。内輪側凸部４ｄは、内輪４の軸心を中心とする直径Ｄの円周上に等間隔で配置されている。本実施形態において、各内輪側凸部４ｄは、突出高さ０．５ｍｍ以上で所定の幅および周長Ｌ２からなる円弧形状から構成され、直径Ｄの円周における周長Ｌ１の間隔で３０°毎に形成されている。

図５（ａ）に示すように、内輪４は、内輪側ねじ４ｂにハブ輪３のハブ輪側ねじ３ｂがねじ込まれる。内輪４は、内輪側ねじ４ｂがハブ輪側ねじ３ｂに係合することで回転運動から直進運動に変換されてハブ輪３の小径段部３ａの段差面３ｃに向かって移動される。つまり、内輪４は、ハブ輪３の小径段部３ａがねじ締結されながら挿入されている。内輪４は、アウター側端面４ｃに形成されている内輪側凸部４ｄが小径段部３ａの段差面３ｃに形成されているハブ輪側凸部３ｄに接触するまでねじ込まれる。内輪４は、各内輪側凸部４ｄの一部分がハブ輪３の各ハブ輪側凸部３ｄにそれぞれ接触する。

図５（ｂ）に示すように、内輪４は、各内輪側凸部４ｄ（薄墨部分）の一部分が各ハブ輪側凸部３ｄにそれぞれ接触した状態でハブ輪３の小径段部３ａにねじ込まれる（白塗矢印参照）。各内輪側凸部４ｄは、内輪４のねじ込みにより発生する軸力によってハブ輪側凸部３ｄに押圧される（黒塗矢印参照）。同時に、内輪側凸部４ｄは、内輪４のねじ込みによる回転角度に応じてハブ輪側凸部３ｄの表面を周方向に摺動される。この際、ハブ輪側凸部３ｄと内輪側凸部４ｄとは、内輪４のねじ込みにより発生する軸力に応じて軸方向に弾性変形される。

図５（ｃ）に示すように、内輪４は、内輪側凸部４ｄ（薄墨部分）がハブ輪側凸部３ｄに押圧された状態から更にハブ輪３の小径段部３ａにねじ込まれる（白塗矢印参照）。周長Ｌ２に形成されている各内輪側凸部４ｄは、周方向の移動によって周長Ｌ２の間隔を空けて隣り合うように形成されているハブ輪側凸部３ｄとハブ輪側凸部３ｄとの間に入り込む。同時に、周長Ｌ１に形成されている各ハブ輪側凸部３ｄは、各内輪側凸部４ｄの周方向の移動によって周長Ｌ１の間隔を空けて隣り合うように形成されている内輪側凸部４ｄと内輪側凸部４ｄとの間に入り込む。

ハブ輪側凸部３ｄの周長Ｌ１と隣り合う内輪側凸部４ｄの間隔である周長Ｌ１とは、略同一の周長に構成されている。また、隣り合うハブ輪側凸部３ｄの間隔である周長Ｌ２と内輪側凸部４ｄの周長Ｌ２とは、略同一の周長に構成されている。すなわち、内輪４は、隣り合う内輪側凸部４ｄの間にハブ輪側凸部３ｄがそれぞれ嵌合されるとともに、各内輪側凸部４ｄがハブ輪３の隣り合うハブ輪側凸部３ｄの間にそれぞれ嵌合されることによって、ハブ輪３に対する周方向の移動が規制される。さらに、内輪４は、内輪側凸部４ｄがハブ輪３の小径段部３ａの段差面３ｃに接触するとともに、内輪４のアウター側端面４ｃにハブ輪側凸部３ｄが接触することによって、ハブ輪３に対する軸方向の移動が規制される。

このように構成することで、車輪用軸受装置１は、ハブ輪３と内輪４とがねじ締結されるとともに、複数のハブ輪側凸部３ｄと複数の内輪側凸部４ｄとが互いに嵌合し合うことで内輪４の緩みを防止し、ハブ輪３に対する内輪４の軸方向の位置を決定することができる。つまり、車輪用軸受装置１は、内輪４をハブ輪３ねじ込むだけでハブ輪３の所定の位置に内輪４が固定される。従って、車輪用軸受装置１は、内輪４にかしめ加工による径方向外側の力が加わらない。これにより、治具を使用することなくフープ応力の発生を防止することができる。また、ハブ輪の外周を内輪が周方向に移動（回転）するクリープ現象も防止することができる。

なお、本実施形態において、ハブ輪３のハブ輪側凸部３ｄと内輪４の内輪側凸部４ｄとは、等間隔で直径Ｄの円周の全周に渡って形成されているがこれに限定するものではなく、内輪４が振動やたわみ等によって緩まない程度の強度を有する程度の数、配置であればよい。また、ハブ輪側凸部３ｄと内輪側凸部４ｄとは、所定の幅および所定の周長からなる円弧形状の凸部から形成されているが、軸方向の側面が斜面に形成されているテーパ形状に形成してもよい。

以下に、図６と図７とを用いて、車輪用軸受装置の第二実施形態である車輪用軸受装置８について説明する。なお、以下の実施形態に係る車輪用軸受装置８は、図１から図５に示す車輪用軸受装置１において、車輪用軸受装置１に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、記号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。

図６に示すように、ハブ輪３の小径段部３ａの外周には、雄ねじであるハブ輪側ねじ３ｂが形成されている。ハブ輪３の小径段部３ａの段差面３ｃには、ハブ輪側係合部である複数のハブ輪側凹部３ｈが軸方向に埋没して複数形成されている。ハブ輪側凹部３ｈは、ハブ輪３の軸心を中心とする直径Ｄの円周上に等間隔で配置されている。本実施形態において、各ハブ輪側凹部３ｈは、埋没深さ０．５ｍｍ以上で所定の幅および周長Ｌ３からなる円弧形状から構成され、直径Ｄの円周における周長Ｌ４の間隔で３０°毎に形成されている。

図７（ａ）に示すように、内輪４は、各内輪側凸部４ｄ（薄墨部分）が小径段部３ａの段差面３ｃに接触した状態でハブ輪３の小径段部３ａにねじ込まれる（白塗矢印参照）。各内輪側凸部４ｄは、内輪４のねじ込みにより発生する軸力によって小径段部３ａの段差面３ｃに押圧される（黒塗矢印参照）。同時に、各内輪側凸部４ｄは、内輪４のねじ込みによる回転角度に応じて小径段部３ａの段差面３ｃの表面を周方向に摺動される。この際、内輪側凸部４ｄは、内輪４のねじ込みにより発生する軸力に応じて軸方向に弾性変形される。

図７（ｂ）に示すように、内輪４は、内輪側凸部４ｄ（薄墨部分）が小径段部３ａの段差面３ｃに押圧された状態から更に小径段部３ａにねじ込まれる。周長Ｌ３に形成されている各内輪側凸部４ｄは、周方向の移動によって周長Ｌ３の円弧状の凹みに形成されている各ハブ輪側凹部３ｈに入り込む。

ハブ輪側凹部３ｈの周長Ｌ３と内輪側凸部４ｄの周長Ｌ２とは、略同一の周長に構成されている。また、隣り合うハブ輪側凹部３ｈの間隔である周長Ｌ４と隣り合う内輪側凸部４ｄの間隔である周長Ｌ１とは、略同一の周長に構成されている。すなわち、内輪４は、各ハブ輪側凹部３ｈに各内輪側凸部４ｄが嵌合されることによって、ハブ輪３に対する周方向の移動が規制される。さらに、内輪４は、ハブ輪３の小径段部３ａの段差面３ｃと内輪４のアウター側端面４ｃとが接触することによって、ハブ輪３に対する軸方向の移動が規制される。

このように構成することで、車輪用軸受装置８は、ハブ輪３と内輪４とがねじによって締結されるとともに、複数のハブ輪側凹部３ｈと複数の内輪側凸部４ｄとが互いに嵌合し合うことでハブ輪３にねじ締結されている内輪４の緩みを防止し、ハブ輪３に対する内輪４の軸方向の位置を決定することができる。つまり、車輪用軸受装置８は、内輪４をハブ輪３にねじ込むだけでハブ輪３の所定の位置に内輪４が固定される。これにより、治具を使用することなくフープ応力の発生を防止することができる。また、ハブ輪の外周を内輪が周方向に移動（回転）するクリープ現象も防止することができる。

なお、本実施形態において、ハブ輪３に埋没形状であるハブ輪側凹部３ｈが形成され、内輪４に突出形状である内輪側凸部４ｄが形成されているがこれに限定するものではなく、ハブ輪３に凸部からなるハブ輪側係合部が形成され、内輪４に凹部からなる内輪側係合部が形成されてもよい。

以下に、図８を用いて、車輪用軸受装置の第三実施形態である車輪用軸受装置９について説明する。

図８に示すように、車輪用軸受装置９は、自動車等の車両の懸架装置において車輪を回転自在に支持するものである。車輪用軸受装置９は、外方部材である外輪２、内方部材を構成するハブ輪１０、内方部材を構成する内輪１１、転動列であるインナー側ボール列５ａ、アウター側ボール列５ｂ、インナー側シール部材６、アウター側シール部材７を具備する。

内方部材を構成するハブ輪１０は、図示しない車両の車輪を回転自在に支持するものである。ハブ輪１０のインナー側端部には、インナー側端から軸方向に所定の範囲だけ外径が小さい部分である小径段部１０ａが形成されている。小径段部１０ａの外周には、雄ねじであるハブ輪側ねじ１０ｂが形成されている。また、小径段部１０ａの端面である段差面１０ｃには、ハブ輪側係合部（図示せず）が形成されている。さらに、小径段部１０ａのインナー側端から軸方向に所定の範囲だけ外径が小径段部１０ａよりも小さい部分であるハブ輪側嵌合部１０ｈが形成されている。

内輪１１は、転動列であってインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとに予圧を与えるものである。内輪１１の内周には、ハブ輪１０の小径段部１０ａに形成されているハブ輪側ねじ１０ｂと同一の巻き方向、ねじ径およびピッチからなる雌ねじである内輪側ねじ１１ｂが形成されている。さらに、内周のインナー側端から軸方向に所定の範囲だけ内径が内輪側ねじ１１ｂよりも小さい部分である内輪側嵌合部１１ｅが形成されている。内輪側嵌合部１１ｅは、ハブ輪１０のハブ輪側嵌合部１０ｈに位置決め嵌合可能な内径に形成されている。また、内輪１１のアウター側（ハブ輪１０側）端面には、内輪側係合部（図示せず）が形成されている。

内輪１１は、内輪側ねじ１１ｂにハブ輪１０のハブ輪側ねじ１０ｂがねじ込まれている。内輪１１は、ハブ輪１０の小径段部１０ａにねじ締結されている。内輪１１は、内輪側ねじ１１ｂにハブ輪１０のハブ輪側ねじ１０ｂが更にねじ込まれることで、ハブ輪１０のハブ輪側嵌合部１０ｈが内輪側嵌合部１１ｅに挿入される。内輪１１は、内輪側嵌合部１１ｅにハブ輪側嵌合部１０ｈが挿入されることで、ハブ輪側嵌合部１０ｈの軸心に内輪側嵌合部１１ｅの軸心が一致するように配置される。つまり、内輪１１は、ハブ輪側嵌合部１０ｈを基準としてハブ輪１０に対する径方向の位置が決定される。これにより、内輪１１は、ハブ輪１０とのねじ締結による軸心のずれを抑制することができる。

このように構成することで、車輪用軸受装置９は、ハブ輪１０と内輪１１とがねじ締結されるとともに、ハブ輪側係合部と内輪側係合部とが互いに嵌合し合うことで内輪１１の緩みを防止することができる。さらに、車輪用軸受装置９は、ハブ輪側嵌合部１０ｈと内輪側嵌合部１１ｅとが嵌合することにより、ねじ締結によるハブ輪１０と内輪１１との軸心のずれが抑制される。つまり、車輪用軸受装置９は、内輪１１をハブ輪１０ねじ込むだけでハブ輪１０の軸方向および径方向における所定の位置に固定される。これにより、治具を使用することなくフープ応力の発生を防止することができる。

以上、発明の実施の形態について、車輪用軸受装置１、８、９は、ハブ輪１０の外周にインナー側ボール列５ａの内側転走面３ｇが直接形成されている第３世代構造の車輪用軸受装置として構成されているがこれに限定するものではなく、ハブ輪３・１０に一対の内輪４・１１が圧入固定された第２世代構造であっても良い。また、本発明は各実施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。

１ 車輪用軸受装置
２ 外輪
２ｃ インナー側転走面
２ｄ アウター側転走面
２ｂ 他側開口部
３ ハブ輪
３ａ 小径段部
３ｇ 内側転走面
４ 内輪
４ａ 内側転走面
５ａ インナー側ボール列
５ｂ アウター側ボール列

Claims (5)

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、
   ハブ輪、およびこのハブ輪に設けら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それぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、
   前記ハブ輪の外周に軸方向に延びる小径段部が形成され、前記小径段部の外周にハブ輪側ねじが形成され、前記内輪の内周に内輪側ねじが形成され、
   前記ハブ輪側ねじが前記内輪側ねじにねじ込まれることで前記ハブ輪と前記内輪とがねじ締結される車輪用軸受装置。
2. 前記ハブ輪の前記小径段部の端面にハブ輪側係合部が形成され、前記内輪のハブ輪側軸方向端面に内輪側係合部が形成され、
   前記ハブ輪側ねじが前記内輪側ねじにねじ込まれ、前記小径段部の端面と前記ハブ輪側軸方向端面とが接触した際、前記ハブ輪側係合部と前記内輪側係合部とが係合する請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記ハブ輪側係合部と前記内輪側係合部とが周方向に複数形成される請求項２に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記ハブ輪側係合部が周方向に等間隔で複数形成される凸部から構成され、前記内輪側係合部が周方向に等間隔で複数形成される凸部から構成され、
   前記ハブ輪側係合部を構成する複数の凸部と前記内輪側係合部を構成する複数の凸部とのうち、少なくとも一方の複数の凸部が他方の複数の凸部の間にそれぞれ嵌合される請求項３に記載の車輪用軸受装置。
5. 前記小径段部の外周の一部にハブ輪側嵌合部が形成され、前記内輪の内周の一部に内輪側嵌合部が形成され、互いの軸心を一致させるように前記ハブ輪側嵌合部が前記内輪側嵌合部に嵌合される請求項１から請求項４に記載の車輪用軸受装置。

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