JP4146308B2 - 車輪用軸受装置 - Google Patents
車輪用軸受装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4146308B2 JP4146308B2 JP2003206697A JP2003206697A JP4146308B2 JP 4146308 B2 JP4146308 B2 JP 4146308B2 JP 2003206697 A JP2003206697 A JP 2003206697A JP 2003206697 A JP2003206697 A JP 2003206697A JP 4146308 B2 JP4146308 B2 JP 4146308B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wheel
- hub
- diameter
- bearing device
- ring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
- F16C19/18—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
- F16C19/181—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact
- F16C19/183—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles
- F16C19/184—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement
- F16C19/187—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement with all four raceways integrated on parts other than race rings, e.g. fourth generation hubs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B27/00—Hubs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
- F16C19/18—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
- F16C19/181—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact
- F16C19/183—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles
- F16C19/184—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C43/00—Assembling bearings
- F16C43/04—Assembling rolling-contact bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2326/00—Articles relating to transporting
- F16C2326/01—Parts of vehicles in general
- F16C2326/02—Wheel hubs or castors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
- F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
- F16D3/22—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
- F16D3/223—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
- F16D2003/22326—Attachments to the outer joint member, i.e. attachments to the exterior of the outer joint member or to the shaft of the outer joint member
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の駆動車輪を支持する車輪用軸受装置に関するもので、特に、ハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化した車輪用軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、あるいは４ＷＤ車の全輪といった自動車の駆動輪は、車輪用軸受装置により懸架装置に支持する。近年、車輪用軸受装置は軽量・コンパクト化を狙って、ハブ輪と等速自在継手と軸受部とをユニット化する傾向にある。
【０００３】
図１４は従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図で、ハブ輪５０と、複列の転がり軸受６０と、等速自在継手７０とをユニット化して構成している。ハブ輪５０は車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５１を一体に有し、この車輪取付フランジ５１の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト５２を植設している。
【０００４】
複列の転がり軸受６０は外方部材６１と内方部材６２と複列の転動体６３、６３とからなり、外方部材６１は外周に車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ６４を一体に有し、内周には複列の外側転走面６１ａ、６１ａを形成している。一方、内方部材６２は、前記した外方部材６１の外側転走面６１ａ、６１ａに対向する複列の内側転走面５０ａ、７１ａを形成している。この一方の内側転走面５０ａはハブ輪５０の外周に一体形成し、他方の内側転走面７１ａは等速自在継手７０の外側継手部材７１の外周に一体形成している。複列の転動体６３、６３をこれら転走面６１ａ、５０ａと６１ａ、７１ａ間にそれぞれ収容し、保持器６５、６５で転動自在に保持している。この場合、内方部材６２はハブ輪５０と外側継手部材７１を指す。軸受部６０の端部にはシール６６、６７を装着し、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩と、外部からの雨水やダスト等の侵入を防止している。
【０００５】
等速自在継手７０は外側継手部材７１と図示しない継手内輪、ケージ、およびトルク伝達ボールとからなる。外側継手部材７１はカップ状のマウス部７２と、このマウス部７２から軸方向に延びる軸部７３を有し、マウス部７２の内周には軸方向に延びる曲線状のトラック溝７２ａを形成している。
【０００６】
中空に形成した外側継手部材７１の軸部７３をハブ輪５０に内嵌すると共に、ハブ輪５０の内周面に凹凸部５３を形成し、軸部７３を拡径してこの凹凸部５３に食い込ませ、その嵌合部を加締めてハブ輪５０と外側継手部材７１とを塑性結合している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
前記の車輪用軸受装置では、従来のセレーション等のトルク伝達手段に比べ嵌合部の緩みを防止でき、かつ嵌合部の摩耗を抑制することができるため、装置の耐久性と操縦安定性を向上させることができる。また、この結合部はトルク伝達手段と、ハブ輪と外側継手部材の結合手段とを併せ持つため、一層の軽量・コンパクト化に寄与する。
【０００８】
しかし、こうした車輪用軸受装置において、車輪を取付けるハブ輪５０と外側継手部材７１とを塑性結合する手段を採用しているため、製品の結合状況を非破壊方式で確認することは難しく、結合部の強度や耐久性に対する品質保証は、製品の抜取り検査による破壊検査に委ねていた。結合部の品質はハブ輪５０、すなわち車輪の脱落に直結するため、フェールセーフの観点でそのさらなる信頼性の向上が望まれていた。
【０００９】
この問題を解決するため、本出願人は図１３に示す車輪用軸受装置を既に提案している。この車輪用軸受装置は、ハブ輪５０’と外側継手部材７１’の嵌合部で、外径側に配設した部材（ここではハブ輪５０’）に硬化させた凹凸部５３を形成すると共に、この凹凸部５３に、内径側に配設した部材（ここでは外側継手部材７１’）を拡径させて食い込ませることにより、ハブ輪５０’と外側継手部材７１’とを塑性結合して一体化し、さらに、内径側に配設した部材７１’の端部を径方向外方に塑性変形させて加締部７４とし、この加締部７４により両部材５０’、７１’を軸方向に固定したものである（例えば、特許文献２参照。）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−１８６０５号公報（第４、５頁、第１図）
【特許文献２】
特開２００３−８９３０１号公報（第３、４頁、第１、２図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、車輪用軸受装置において、こうした加締部をはじめ、止め輪等の結合手段を付加することは、ハブ輪５０’と外側継手部材７１’とを塑性結合する工程に加え、さらに加締工程、あるいは止め輪装着工程等の工程が必要となる。これでは工数が嵩んでコストの高騰を招来することになる。最近は、こうした車輪用軸受装置において、軽量コンパクト化は無論のこと、その品質と信頼性向上に加え、低コスト化への要求は厳しいものがある。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、大きなモーメント荷重が装置に作用しても結合部に緩みが発生せず、かつ塑性の結合手段で所定の引抜力でも軸受部の予圧抜けが発生しない低コストな車輪用軸受装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化し、前記ハブ輪と前記等速自在継手の外側継手部材とを嵌合させ、前記ハブ輪と外側継手部材の嵌合部で、外径側に配設した部材の内周面に、独立して形成した複数の環状溝と複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝からなり、高周波焼入れにより硬化させた凹凸部を形成すると共に、内径側に配設した部材の嵌合部を前記凹凸部との硬度差を３０ＨＲＣ以上にした未焼入れ部とし、この未焼入れ部の嵌合部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませ、前記ハブ輪と外側継手部材とを塑性結合により一体化し、この結合部における軸方向の引抜耐力が１６０ｋＮ以上に設定されている。
【００１４】
このように、ハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化した車輪用軸受装置において、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材とを嵌合させ、ハブ輪と外側継手部材の嵌合部で、外径側に配設した部材の内周面に、独立して形成した複数の環状溝と複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝からなり、高周波焼入れにより硬化させた凹凸部を形成すると共に、内径側に配設した部材の嵌合部を凹凸部との硬度差を３０ＨＲＣ以上にした未焼入れ部とし、この未焼入れ部の嵌合部を拡径させて凹凸部に食い込ませ、ハブ輪と外側継手部材とを塑性結合により一体化し、この結合部における軸方向の引抜耐力が１６０ｋＮ以上に設定されているため、結合部に緩みが発生せず、所定のモーメント荷重が負荷されても複列の転がり軸受のすきま変動はなく、長期にわたって強度耐久性を維持できる低コストな車輪用軸受装置を提供することができる。
【００１５】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、内周に複列の外側転走面を有する外方部材と、前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面とを備えた車輪用軸受装置において、前記複列の内側転走面のうち一方の内側転走面を外周に形成した内輪を、車輪取付フランジを一体形成したハブ輪または他方の内側転走面を外周に形成した内輪に嵌合させ、前記ハブ輪と内輪、または、前記内輪同士の嵌合部で、外径側に配設した内輪の内周面に、独立して形成した複数の環状溝と複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝からなり、高周波焼入れにより硬化させた凹凸部を形成すると共に、内径側に配設した前記ハブ輪または内輪の嵌合部を前記凹凸部との硬度差を３０ＨＲＣ以上にした未焼入れ部とし、この未焼入れ部の嵌合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、または、前記内輪同士を塑性結合により一体化し、この結合部に軸方向の引抜耐力が１６０ｋＮ以上に設定されている構成を採用した。
【００１６】
このように、複列の内側転走面のうち一方の内側転走面を外周に形成した内輪を、車輪取付フランジを一体形成したハブ輪または他方の内側転走面を外周に形成した内輪に嵌合させ、前記ハブ輪と内輪、または、前記内輪同士の嵌合部で、外径側に配設した内輪の内周面に、独立して形成した複数の環状溝と複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝からなり、高周波焼入れにより硬化させた凹凸部を形成すると共に、内径側に配設した前記ハブ輪または内輪の嵌合部を前記凹凸部との硬度差を３０ＨＲＣ以上にした未焼入れ部とし、この未焼入れ部の嵌合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、または、前記内輪同士を塑性結合により一体化し、この結合部に軸方向の引抜耐力が１６０ｋＮ以上に設定されているため、結合部に緩みが発生せず、所定のモーメント荷重が負荷されても複列の転がり軸受のすきま変動はなく、長期にわたって強度耐久性を維持できる低コストな車輪用軸受装置を提供することができる。
【００１８】
好ましくは、請求項３に記載の発明のように、前記ハブ輪に前記等速自在継手の外側継手部材を内嵌させ、前記複列の転がり軸受における内側転走面のうち一方の内側転走面を前記ハブ輪に、他方の内側転走面を前記外側継手部材に形成した構成、また、請求項４に記載の発明のように、前記ハブ輪に前記等速自在継手の外側継手部材を外嵌させ、前記複列の転がり軸受における内側転走面のうち一方の内側転走面を前記ハブ輪に、他方の内側転走面を前記外側継手部材に形成した構成、所謂第４世代構造において、部品点数を最小限に削減でき、車両旋回時、装置に曲げモーメント荷重が負荷され、塑性結合部を含む外側継手部材の軸部が曲げられて繰返し応力が発生しても結合部の緩みを防止することができると共に、簡単な構成で引抜耐力の増大を図ることができる。
【００１９】
好ましくは、請求項５に記載の発明のように、ハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化し、前記ハブ輪と前記等速自在継手の外側継手部材とを嵌合させて着脱自在に結合し、前記複列の転がり軸受における内側転走面のうち一方の内側転走面を前記ハブ輪に、他方の内側転走面を前記ハブ輪に外嵌した別体の内輪に形成し、この内輪に硬化させた凹凸部を形成すると共に、この凹凸部に、前記ハブ輪を拡径させて食い込ませ、前記内輪とハブ輪とを塑性結合により一体化した、所謂第３世代構造であれば、当初の軸受すきま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、軸受部等の標準化による低コスト化を図ることができる。
【００２０】
また、請求項６に記載の発明は、前記凹凸部を形成した部材の端面よりも拡径する側の部材の嵌合部を軸方向に突出させたので、塑性結合部の引抜耐力に加え、この突出した環状の拡径部によってさらに結合部の引抜耐力を増大させることができる。
【００２１】
また、請求項７に記載の発明のように、前記凹凸部を、独立した複数の環状溝と複数の軸方向溝とを略直交させて形成した交叉溝で構成すると共に、前記軸方向に突出した嵌合部の外径を、前記環状溝の溝底径または前記軸方向溝の溝底径よりも大径に設定すれば、引抜耐力を環状溝、トルク伝達を軸方向溝でそれぞれ有効に確保できると共に、突出した拡径部のせん断力によって、結合部の引抜耐力を増大させることができる。前記複列の転がり軸受のうち、インボード側の軸受の負荷容量をアウトボード側よりも高く設定した
【００２２】
また、請求項８に記載の発明のように、前記複列の転がり軸受のうち、インボード側の軸受の負荷容量をアウトボード側よりも高く設定すれば、当初の軸受すきまが維持できると共に、長期にわたって所望の耐久性を確保することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
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である。この車輪用軸受装置は、ハブ輪１と、複列の転がり軸受２と、等速自在継手３とをユニット化して構成している。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（図面左側）となる側をアウトボード側、中央寄り側（図面右側）をインボード側という。
【００２４】
ハブ輪１は、アウトボード側の端部に車輪（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、その円周等配位置にハブボルト１０を植設している。ハブ輪１の内周面には凹凸部５を形成し、熱処理によって表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層を形成している。熱処理としては、局部加熱ができ、硬化層深さの設定が比較的容易にできる高周波誘導加熱による焼入れが好適である。
【００２５】
なお、凹凸部５は、図２に示すような複数列の溝を直交させた形状を例示することができる。（ａ）は、旋削等により独立して形成した複数の環状溝６ａと、ブローチ加工等により形成した複数の軸方向溝６ｂとを略直交させて構成した交叉溝６で、（ｂ）は互いに傾斜した螺旋溝で構成した交叉溝６’でアヤメローレット状を形成することができる。また、凹凸部５の凸部は良好な食い込み性を確保するために、三角形状等の尖塔形状に形成する。
【００２６】
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９、９とを備えている。外方部材７は外周に車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ７ａを一体に有し、内周には複列の外側転走面７ｂ、７ｂを形成している。一方、内方部材８は、ハブ輪１と後述する外側継手部材１４を指し、外方部材７の外側転走面７ｂ、７ｂに対向するアウトボード側の内側転走面１ａをハブ輪１の外周に、またインボード側の内側転走面１４ａを外側継手部材１４の外周にそれぞれ形成している。複列の転動体９、９をこれら転走面７ｂ、１ａと７ｂ、１４ａ間にそれぞれ収容し、保持器１１、１１で転動自在に保持している。複列の転がり軸受２の端部にはシール１２、１３を装着し、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩と、外部からの雨水やダスト等の侵入を防止している。ハブ輪１の外周において、シール１２のシールリップが摺接するシールランド部、内側転走面１ａ、および外側継手部材１４の肩部１６と当接するインロウ部１ｂの表面に高周波焼入れによって硬化層を形成している。ここで複列の転がり軸受２は転動体９、９をボールとした複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず転動体に円すいころを使用した複列円すいころ軸受であっても良い。
【００２７】
また、この種の車輪用軸受装置においては、複列の転がり軸受２のうち、インボード側は相対的に大きなモーメント荷重を負荷することになる。この左右の転動疲労寿命のバランスを図るため、本実施形態では、複列の転動体９、９のＰＣＤ（ピッチ円直径）を、アウトボード側とインボード側とで異ならせ、相対的に大きなモーメント荷重を負荷するインボード側のＰＣＤをアウトボード側よりも若干大径に設定して負荷容量の増大を図っている。これ以外にも、インボード側の転動体９の個数やサイズを変更し、インボード側軸受の負荷容量の増大を図るようにしても良い。
【００２８】
等速自在継手３は外側継手部材１４と図示しない継手内輪、ケージ、およびトルク伝達ボールとを備えている。外側継手部材１４はカップ状のマウス部１５と、このマウス部１５の底部をなす肩部１６と、この肩部１６から軸方向に延びる軸部１７を有し、マウス部１５の内周には軸方向に延びる曲線状のトラック溝１５ａを形成している。
【００２９】
中空に形成した外側継手部材１４の肩部１６の外周には前記した内側転走面１４ａを形成している。また、軸部１７はハブ輪１のインロウ部１ｂを圧入する小径段部１７ａと、ハブ輪１と嵌合する嵌合部１７ｂを有している。小径段部１７ａに圧入したハブ輪１のインロウ部１ｂを肩部１６によって突合せた状態で、嵌合部１７ｂをハブ輪１に内嵌すると共に、この嵌合部１７ｂの内径にマンドレルを挿入・抜脱させる等、嵌合部１７ｂを適宜な手段で拡径してハブ輪１の凹凸部５に食い込ませ、この嵌合部１７ｂを加締めてハブ輪１と外側継手部材１４とを塑性結合する。これにより、この結合部はトルク伝達手段と、ハブ輪１と外側継手部材１４の軸方向結合手段とを併せ持つため、従来のセレーション等のトルク伝達手段をハブ輪１や外側継手部材１４に形成し、さらに、それらを軸方向に結合する手段を設ける必要はなく、装置の軽量・コンパクト化を実現することができる。
【００３０】
外側継手部材１４において、マウス部１５の内周に形成したトラック溝１５ａとシール１３が摺接するシールランド部から内側転走面１４ａ、および小径段部１７ａに亙って表面硬化処理を施している。硬化処理として高周波誘導加熱による焼入れが好適である。また、拡径する嵌合部１７ｂは、鍛造後の素材表面硬さ２４ＨＲＣ以下の未焼入れ部とし、前記したハブ輪１の凹凸部５の表面硬さ５４〜６４ＨＲＣとの硬度差を３０ＨＲＣ以上に設定するのが好ましい。これにより、嵌合部１７ｂが凹凸部５に容易に、かつ深く食い込み、凹凸部５の先端が潰れることなく強固に両者を塑性結合することができる。なお、中空状の外側継手部材１４の内径に図示しないエンドキャップを装着して、マウス部１５に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と外部からのダスト侵入を防止している。
【００３１】
前述したように、ハブ輪１の内周面には凹凸部５を形成しているが、この凹凸部５の形成範囲は、車輪取付フランジ４を挟んで、車輪のパイロット部１ｃからアウトボード側の転動体９の作用線（転動体９と内側転走面１ａとの接触点と、転動体９の中心とを結んだ線を延長した線）の近傍までとしている。パイロット部１ｃの内径には座ぐり部１ｄを形成し、図３（ａ）に示すように、ハブ輪１の外端面１ｅよりも拡径部を突出させて形成している。これは予め凹凸部５の軸方向長さより軸部１７の嵌合部１７ｂを僅かに突出させ、拡径加締範囲Ｌを長く設定することにより、拡径後この嵌合部１７ｂが径方向および軸方向に伸びて拡径端部１８を形成することができる。嵌合部１７ｂの拡径により拡径端部１８だけは拘束されずより大きく拡径される。すなわち、拡径端部１８の外径φｄ１は凹凸部５を構成する環状溝６ａの溝底径φｄ２、あるいは（ｂ）に示すように、凹凸部５を構成する軸方向溝６ｂの溝底径φｄ３よりも大径になっている。したがって、この拡径端部１８によってハブ輪１と外側継手部材１４の結合部における軸方向の引抜耐力が増大することになる。なお、拡径端部１８の外径φｄ１は環状溝６ａの溝底径ｄ２または軸方向溝６ｂの溝底径φｄ３に対して１．０１〜１．１５倍の範囲に設定している。
【００３２】
図４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。前述した第１の実施形態と異なる点は、ハブ輪のパイロット部に座ぐりを形成していない点のみで、その他同一部品同一部位には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
この車輪用軸受装置は、ハブ輪１’と、複列の転がり軸受２と、等速自在継手３とをユニット化して構成している。ハブ輪１’のパイロット部１ｃの内径には第１の実施形態のような座ぐり部はなく、凹凸部５を座ぐり部に相当する分延長して形成している。これに伴い外側継手部材１４における軸部１７の嵌合部１７ｂ’も延長し、ハブ輪１’の外端面１ｅに対して僅かに突出して拡径端部１８を形成している。したがって、嵌合部１７ｂ’の拡径加締範囲Ｌ’は、第１の実施形態の拡径加締範囲Ｌよりも長く（Ｌ’＞Ｌ）なっており、拡径端部１８の形成と相俟って一層引抜耐力を増大することができる。
【００３４】
図５は本発明に係る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。この車輪用軸受装置は従来の拡径加締方式を採用すると共に、結合部の構成が異なる点のみで、その他同一部品同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３５】
ハブ輪１の内周面には硬化させた凹凸部５’を形成し、外側継手部材１４における軸部１７の嵌合部１７ｂ”をこの凹凸部５’に食込ませ、ハブ輪１と外側継手部材１４を塑性結合している。凹凸部５’の範囲は車輪取付フランジ４を挟んで、車輪パイロット部１ｃからアウトボード側における転動体９の作用線の近傍までとしている。また、ハブ輪１のアウトボード側端面に座ぐり部１ｄを形成している。
【００３６】
ここで、ハブ輪１の外端面１ｅと略面一になるように嵌合部１７ｂ”の長さを設定しているが、凹凸部５’に関しては、旋削等により独立して形成した複数の環状溝６ａと、ブローチ加工等により形成した複数の軸方向溝（図示せず）とを略直交させて構成した交叉溝を採用すると共に、環状溝６ａと軸方向溝の溝深さが略同一になるよう設定している。これにより、環状溝６ａと軸方向溝の個数、寸法等の最適化に加え、交叉溝の先端形状が略四角錐をなし、嵌合部１７ｂ”を拡径した時、凹凸部５’に嵌合部１７ｂ”を強固に食い込ませることができる。さらに、嵌合部１７ｂ”の拡径量について、材料の延性等を考慮し、嵌合部１７ｂ”の材料が凹凸部５’に有効に食い込むよう、ハブ輪１の凹凸部５’の内径、嵌合部１７ｂ”の内径、およびマンドレル等の拡径治具の外径をそれぞれ決定している。
【００３７】
図６は本発明に係る車輪用軸受装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。この車輪用軸受装置は、ハブ輪１９と、複列の転がり軸受２’と、等速自在継手２１とをユニット化して構成している。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
ハブ輪１９は、アウトボード側の端部に車輪（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、その円周等配位置にハブボルト１０を植設している。また、ハブ輪１９の外周面にはアウトボード側の内側転走面１ａを形成し、この内側転走面１ａから小径段部１９ａおよび嵌合部１９ｂを延設している。
【００３９】
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９、９とを備えている。外方部材７は外周に車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ７ａを一体に有し、内周には複列の外側転走面７ｂ、７ｂを形成している。一方、内方部材８’は、ハブ輪１９と後述する外側継手部材２０を指し、外方部材７の外側転走面７ｂ、７ｂに対向するアウトボード側の内側転走面１ａをハブ輪１９の外周に、またインボード側の内側転走面２０ａを外側継手部材２０の外周にそれぞれ形成している。複列の転動体９、９をこれら転走面７ｂ、１ａと７ｂ、２０ａ間にそれぞれ収容し、保持器１１、１１で転動自在に保持している。複列の転がり軸受２’の端部にはシール１２、１３を装着し、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩と、外部からの雨水やダスト等の侵入を防止している。
【００４０】
ハブ輪１９の外周において、シール１２のシールリップが摺接するシールランド部、内側転走面１ａ、および小径段部１９ａに亙って高周波誘導加熱による焼入れ硬化処理を施している。また、拡径する嵌合部１９ｂは、鍛造後の素材表面硬さ２４ＨＲＣ以下の未焼入れ部としている。
【００４１】
等速自在継手２１の外側継手部材２０は、Ｓ５３Ｃ等の中炭素鋼からなり、カップ状のマウス部１５と、このマウス部１５の底部をなす肩部２２を有し、この中空の肩部２２の外周面にはインボード側の内側転走面２０ａを直接形成している。また、肩部２２の内周面には凹凸部２３を形成し、熱処理によって表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層を形成している。熱処理としては、局部加熱ができ、硬化層深さの設定が比較的容易にできる高周波誘導加熱による焼入れが好適であるが、ＳＣｒ４２０等の肌焼き鋼を浸炭焼入れし、全表面に硬化層を形成しても良い。
【００４２】
ハブ輪１９の小径段部１９ａに圧入した外側継手部材２０の肩部２２をハブ輪１９と突合せ状態で、肩部２２をハブ輪１９の嵌合部１９ｂに外嵌する。次にこの嵌合部１９ｂを拡径して肩部２２の凹凸部２３に食い込ませ、ハブ輪１９と外側継手部材２０とを塑性結合させる。ここで、肩部２２の内端面２２ａよりも拡径部を軸方向に突出させ、拡径端部２４を形成している。嵌合部１９ｂの拡径により拡径端部２４だけは拘束されずより大きく拡径されるため、この拡径端部２４は、前述した第１、２の実施形態と同様、凹凸部２３を構成する軸方向溝または環状溝の溝底径よりも大径に形成され、ハブ輪１９と外側継手部材２０の結合部における軸方向の引抜耐力が増大する。
【００４３】
図７は本発明に係る車輪用軸受装置の第５の実施形態を示す縦断面図である。この車輪用軸受装置は、ハブ輪２５と、複列の転がり軸受２６と、等速自在継手２７とをユニット化して構成している。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
ハブ輪２５は、アウトボード側の端部に車輪（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、外周面にはアウトボード側の内側転走面２５ａを形成し、この内側転走面２５ａからインロウ部２５ｂを延設している。インロウ部２５ｂには別体の内輪２９を圧入し、所謂第３世代構造を構成している。また、内周面にはセレーション（またはスプライン）２８を形成し、その外端部には環状の係止溝２８ａを形成している。ハブ輪２５の外周において、シール１２のシールリップが摺接するシールランド部、内側転走面２５ａ、およびインロウ部２５ｂに亙って高周波誘導加熱による焼入れ硬化処理を施している。また、拡径するインロウ部２５ｂは、鍛造後の素材表面硬さ２４ＨＲＣ以下の未焼入れ部としている。
【００４５】
一方、内輪２９は外周面にインボード側の内側転走面２９ａを、内周面に凹凸部３０を形成している。この内輪２９は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硬化処理を施し、少なくとも表面硬さを５８〜６４ＨＲＣに設定している。そして、ハブ輪２５のインロウ部２５ｂを拡径してこの内輪２９の硬化された凹凸部３０に食い込ませることにより、ハブ輪２５と内輪２９を一体に塑性結合することができる。ここで、凹凸部３０よりもインロウ部２５ｂを軸方向に突出させることにより、拡径端部２５ｃは内輪２９の面取り部２９ｂに係止し、拡径に加えこのハブ輪２５と内輪２９の結合部における軸方向の引抜耐力が増大する。
【００４６】
等速自在継手２７の外側継手部材３１は、Ｓ５３Ｃ等の中炭素鋼からなり、カップ状のマウス部１５と、このマウス部１５の底部をなす肩部３２と、この肩部３２から軸方向に延びる軸部３３を有している。軸部３３にはハブ輪２５のインロウ部２５ｂを圧入する小径段部３３ａと、ハブ輪２５のセレーション２８に係合するセレーション（またはスプライン）３４を形成している。セレーション３４の先端部には係止溝３４ａを形成し、断面円形をなすクリップ３５を装着している。また、肩部３２から小径段部３３ａに亙って高周波誘導加熱による焼入れによって表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層を形成している。
【００４７】
内輪２９の端面を外側継手部材３１の肩部３２に突合せ状態で、セレーション３４の係止溝３４ａに装着したクリップ３５を縮径させながら、軸部３３をハブ輪２５に内嵌して行くが、ハブ輪２５のセレーション２８に形成した係止溝２８ａの位置でこのクリップ３５が弾性復帰し、係止溝２８ａに係止する。このように、クリップ３５を両係止溝２８ａ、３４ａに掛け渡すことにより、ハブ輪２５と外側継手部材３１とを軸方向に着脱自在に結合することができる。本実施形態では、ハブ輪２５と内輪２９とを塑性結合により強固に結合しているため、所定の引抜荷重がかかっても複列の転がり軸受２６の予圧抜けを抑制することができる。
【００４８】
図８は本発明に係る車輪用軸受装置の第６の実施形態を示す縦断面図である。この車輪用軸受装置は、ハブ輪３６と、複列の転がり軸受３７と、等速自在継手（図示せず）とをユニット化して構成している。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
ハブ輪３６は、アウトボード側の端部に車輪（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、外周面にはこの車輪取付フランジ４から円筒状のインロウ部３６ｂを延設している。インロウ部３６ｂには複列の転がり軸受３７を圧入し、所謂第１世代構造を構成している。また、内周面にはセレーション（またはスプライン）２８を形成している。ハブ輪３６は、Ｓ５３Ｃ等の中炭素鋼からなり、その外周面において、車輪取付フランジ４のインボード側の基部およびインロウ部３６ｂに亙って高周波誘導加熱による焼入れ硬化処理を施している。また、拡径するインロウ部３６ｂの端部における嵌合部３６ｃは、鍛造後の素材表面硬さ２４ＨＲＣ以下の未焼入れ部としている。
【００５０】
一方、複列の転がり軸受３７は、内周面に複列の外側転走面７ｂを形成した外輪３８と、一対の内輪３９、２９とを備えている。内輪３９は外周面にアウトボード側の内側転走面３９ａを形成している。また、内輪２９は外周面にインボード側の内側転走面２９ａを、内周面に凹凸部３０を形成している。これら外輪３８および内輪３９、２９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硬化処理を施し、少なくとも表面硬さを５８〜６４ＨＲＣに設定している。そして、ハブ輪３６のインロウ部３６ｂの嵌合部３６ｃを拡径して内輪２９の硬化された凹凸部３０に食い込ませることにより、ハブ輪３６と内輪２９を一体に塑性結合することができ、ハブ輪３６に複列の転がり軸受３７を一体固定している。
【００５１】
ハブ輪３６のセレーション２８、および内径から端面３６ｄ（図中一点鎖線）は、複列の転がり軸受３７を一体固定した後に形成している。そして、図示しない外側継手部材を内嵌して内輪２９の端面をこの外側継手部材の肩部に突合せ状態で、固定ナットあるいはクリップ等にて軸方向に着脱自在に結合している。本実施形態では、ハブ輪３６と内輪２９とを塑性結合により強固に結合しているため、所定の引抜荷重がかかっても複列の転がり軸受３７の予圧抜けを抑制することができる。
【００５２】
図９は、本発明に係る複列の転がり軸受を示す縦断面図で、前述した第６の実施形態（図８）の変形例となる第７の実施形態である。この実施形態は、複列の転がり軸受４０と、図示しないハブ輪と等速自在継手とをユニット化して構成している。なお、第６の実施形態と同一部品同一部位には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
複列の転がり軸受４０は、内周面に複列の外側転走面７ｂを形成した外輪３８と、一対の内輪４１、２９とを備えている。内輪４１は外周面にアウトボード側の内側転走面４１ａと、この内側転走面４１ａから小径のインロウ部４１ｂを形成している。インロウ部４１ｂには内輪２９を圧入し、所謂第１世代構造を構成している。ここで、内輪４１は、Ｓ５３Ｃ等の中炭素鋼からなり、内側転走面４１ａおよびインロウ部４１ｂに亙って高周波誘導加熱による焼入れ硬化処理を施している。また、拡径するインロウ部４１ｂの端部における嵌合部４１ｃは、鍛造後の素材表面硬さ２４ＨＲＣ以下の未焼入れ部としている。
【００５４】
そして、内輪４１の嵌合部４１ｃを拡径して内輪２９の硬化された凹凸部３０に食い込ませることにより、内輪４１と内輪２９を一体に塑性結合することができる。その後、内輪４１の内径から端面４１ｄ（図中一点鎖線）を研削により仕上げ加工し、図示しないハブ輪にこの複列の転がり軸受４０を圧入している。さらに、前述した第６の実施形態と同様、ハブ輪に外側継手部材を内嵌し、内輪２９の端面をこの外側継手部材の肩部に突合せ状態で、固定ナットあるいはクリップ等にて軸方向に着脱自在に結合している。
【００５５】
図１０は本発明に係る車輪用軸受装置の第８の実施形態を示す縦断面図である。この車輪用軸受装置は、ハブ輪３６と、複列の転がり軸受４２と、等速自在継手（図示せず）とをユニット化して構成している。この実施形態は、前述した第６の実施形態（図８）と複列の転がり軸受の構成が異なるのみで、その他第６の実施形態と同一部品同一部位には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
複列の転がり軸受４２は、車体に取り付けるための車体取付フランジ７ａを一体に有し、内周面に複列の外側転走面７ｂを形成した外方部材７と、一対の内輪３９、２９とを備えている。本実施形態では、この複列の転がり軸受４２をハブ輪３６のインロウ部３６ｂに圧入し、所謂第２世代構造を構成している。そして、インロウ部３６ｂの嵌合部３６ｃを拡径して内輪２９の硬化された凹凸部３０に食い込ませることにより、ハブ輪３６と内輪２９を一体に塑性結合し、ハブ輪３６に複列の転がり軸受３７を一体固定している。
【００５７】
図１１は、本発明に係る複列の転がり軸受を示す縦断面図で、前述した第８の実施形態（図１０）の変形例となる第９の実施形態である。この実施形態は、複列の転がり軸受４３と、図示しないハブ輪と等速自在継手とをユニット化して構成している。なお、第８の実施形態と同一部品同一部位には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５８】
複列の転がり軸受４３は、外周面に車体取付フランジ７ａを一体に有し、内周面に複列の外側転走面７ｂを形成した外方部材７と、一対の内輪４１、２９とを備えている。内輪４１は外周面にアウトボード側の内側転走面４１ａと、この内側転走面４１ａから小径のインロウ部４１ｂを形成している。このインロウ部４１ｂに内輪２９を圧入し、所謂第２世代構造を構成している。そして、内輪４１の嵌合部４１ｃを拡径して内輪２９の硬化された凹凸部３０に食い込ませることにより、内輪４１と内輪２９を一体に塑性結合している。その後、この複列の転がり軸受４０を圧入し、前述した第６の実施形態と同様、ハブ輪に外側継手部材を内嵌して固定ナットあるいはクリップ等にて軸方向に着脱自在に結合している。なお、第８および第９の実施形態とも、第６および第７の実施形態と同様、ハブ輪３６あるいは内輪４１の内径から端部３６ｄ、４１ｄ（図中一点鎖線）は、セレーション２８を含め、研削等により、拡径後、仕上げ加工をしている。
【００５９】
本出願人が実施した結合部の引抜試験では、外側継手部材の軸部の端部を径方向外方に塑性変形させて加締部を形成し、この加締部によりハブ輪と外側継手部材とを軸方向に固定した従来の結合手段（以下揺動加締という）よりも、こうした軸部の嵌合部を拡径し、ハブ輪の凹凸部に食い込ませて塑性結合した結合手段（以下拡径加締という）の方が高い引抜耐力を有していることが検証されている。また、同時に実施した耐久試験において、装置に所定のモーメント荷重を負荷させた場合、結合手段の結合力が弱いと、当初設定した複列の転がり軸受の予圧量が減少、所謂予圧抜けが発生して軸力の低下を招来することが判った。この軸力の低下は、ひいては結合部の破断に繋がる恐れがあり、結合部の引抜耐力と装置の耐久寿命との関係を検証することが重要であることに着目した。
【００６０】
本出願人は、従来の揺動加締方式および拡径加締方式で作製した種々のサンプルにより結合部の引抜試験を実施した。図１２はその引抜試験の結果を示している。ハブ輪と外側継手部材等の結合部を軸方向に分離させる引抜荷重を順次負荷していくにつれ、急激に結合部が変位する時点（結合部の滑り開始点）があることが判明した。すなわち、この滑り開始点が軸受の予圧抜けを誘発し、軸力の低下を招来することになる。また、この結合部の引抜耐力が装置の耐久寿命に対して支配的であることも判った。
【００６１】
図１２において、実施例Ｂ、Ｃは第１の実施形態（図１）、実施例Ａは第４の実施形態（図６）、実施例Ｄは第２の実施形態（図４）、また、実施例Ｅは第５の実施形態（図７）、Ｆは第３の実施形態（図５）の試験結果を示している。一方、比較例Ｇ、Ｈ、Ｊ、Ｋは、従来の揺動加締を用いた構造の試験結果を示している。
【００６２】
この結果から判るように、従来の揺動加締方式に比べ拡径加締方式は２倍以上の引抜耐力を備え、その結合部の変位量も小さく剛性が高い。また、従来の揺動加締方式では、略８０ｋＮまでの引抜力では結合部は僅かの変位量で止まっているが、それ以上の引抜力が生じると急激に滑りが発生し、軸受部の予圧抜けの発生が予想される。これに対して、拡径加締方式では、略２００ｋＮまでの引抜力では結合部は殆ど変位せず、充分な剛性を備えている。さらに、実施例Ｅのような従来の拡径加締構造であっても、凹凸部を構成する環状溝あるいは軸方向溝の仕様を最適条件に設定することにより、１６０ｋＮの引抜力において、充分な剛性を備えており、その結合部に滑りが発生することはない。
【００６３】
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。
【００６４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る車輪用軸受装置は、ハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化し、前記ハブ輪と前記等速自在継手の外側継手部材とを嵌合させ、前記ハブ輪と外側継手部材の嵌合部で、外径側に配設した部材の内周面に、独立して形成した複数の環状溝と複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝からなり、高周波焼入れにより硬化させた凹凸部を形成すると共に、内径側に配設した部材の嵌合部を前記凹凸部との硬度差を３０ＨＲＣ以上にした未焼入れ部とし、この未焼入れ部の嵌合部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませ、前記ハブ輪と外側継手部材とを塑性結合により一体化し、この結合部における軸方向の引抜耐力が１６０ｋＮ以上に設定されているので、結合部に緩みが発生せず、所定のモーメント荷重が負荷されても複列の転がり軸受のすきま変動はなく、長期にわたって強度耐久性を維持できる低コストな車輪用軸受装置を提供することができる。
【００６５】
また、本発明に係る車輪用軸受装置のように、内周に複列の外側転走面を有する外方部材と、前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面とを備えた車輪用軸受装置において、前記複列の内側転走面のうち一方の内側転走面を外周に形成した内輪を、車輪取付フランジを一体形成したハブ輪または他方の内側転走面を外周に形成した内輪に嵌合させ、前記ハブ輪と内輪、または、前記内輪同士の嵌合部で、外径側に配設した内輪の内周面に、独立して形成した複数の環状溝と複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝からなり、高周波焼入れにより硬化させた凹凸部を形成すると共に、内径側に配設した前記ハブ輪または内輪の嵌合部を前記凹凸部との硬度差を３０ＨＲＣ以上にした未焼入れ部とし、この未焼入れ部の嵌合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、または、前記内輪同士を塑性結合により一体化し、この結合部に軸方向の引抜耐力が１６０ｋＮ以上に設定されていても同様の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】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２】（ａ）は、本発明に係るハブ輪の凹凸部形状を示す縦断面図で、軸方向溝と独立した環状溝との交叉溝で構成したアヤメローレット形状を示す。
（ｂ）は同上、互いに傾斜した螺旋溝で構成したアヤメローレット形状を示す。
【図３】（ａ）は、本発明に係る車輪用軸受装置における第１の実施形態を示す要部断面図である。
（ｂ）は、同上部分側面図である。
【図４】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。
【図５】本発明に係る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。
【図６】本発明に係る車輪用軸受装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。
【図７】本発明に係る車輪用軸受装置の第５の実施形態を示す縦断面図である。
【図８】本発明に係る車輪用軸受装置の第６の実施形態を示す縦断面図である。
【図９】本発明に係る車輪用軸受装置の第７の実施形態を示す縦断面図で、第６の実施形態の変形例である。
【図１０】本発明に係る車輪用軸受装置の第８の実施形態を示す縦断面図である。
【図１１】本発明に係る車輪用軸受装置の第９の実施形態を示す縦断面図で、第８の実施形態の変形例である。
【図１２】ハブ輪と外側継手部材の結合部における引抜試験結果を示すグラフである。
【図１３】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図１４】同上
【符号の説明】
１、１’、１９、２５、３６・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ、１４ａ、２０ａ、２５ａ、２９ａ、３９ａ、４１ａ・・内側転走面
１ｂ、２５ｂ、３６ｂ、４１ｂ・・・・・・・・・・・・・・インロウ部
１ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・パイロット部
１ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・座ぐり部
１ｅ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外端面
２、２’、２６、３７、４０、４２、４３・・・・・・・・・複列の転がり軸受
３、２１、２７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５、５’、２３、３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
６、６’・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・交叉溝
６ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・環状溝
６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・軸方向溝
７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
８、８’・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
１２、１３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール
１４、２０、３１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
１５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
１５ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・トラック溝
１６、２２、３２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・肩部
１７、３３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・軸部
１７ａ、１９ａ、３３ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
１７ｂ、１７ｂ’、１７ｂ”、１９ｂ、３６ｃ、４１ｃ・・・・嵌合部
１８、２４、２５ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・拡径端部
２２ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内端面
２８、３４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セレーション
２８ａ、３４ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・係止溝
２９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
３５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・クリップ
３６ｄ、４１ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・後加工部
３８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外輪
５０、５０’・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５０ａ、７１ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
５１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
５３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
６０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
６１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
６１ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
６２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
６３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
６４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
６５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
６６、６７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール
７０、７０’・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
７１、７１’・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
７２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
７２ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・トラック溝
７３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・軸部
７４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
ｄ１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・拡径端部の外径
ｄ２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・環状溝の溝底径
ｄ３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・軸方向溝の溝底径
Ｌ、Ｌ’・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・拡径加締範囲
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の駆動車輪を支持する車輪用軸受装置に関するもので、特に、ハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化した車輪用軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、あるいは４ＷＤ車の全輪といった自動車の駆動輪は、車輪用軸受装置により懸架装置に支持する。近年、車輪用軸受装置は軽量・コンパクト化を狙って、ハブ輪と等速自在継手と軸受部とをユニット化する傾向にある。
【０００３】
図１４は従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図で、ハブ輪５０と、複列の転がり軸受６０と、等速自在継手７０とをユニット化して構成している。ハブ輪５０は車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５１を一体に有し、この車輪取付フランジ５１の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト５２を植設している。
【０００４】
複列の転がり軸受６０は外方部材６１と内方部材６２と複列の転動体６３、６３とからなり、外方部材６１は外周に車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ６４を一体に有し、内周には複列の外側転走面６１ａ、６１ａを形成している。一方、内方部材６２は、前記した外方部材６１の外側転走面６１ａ、６１ａに対向する複列の内側転走面５０ａ、７１ａを形成している。この一方の内側転走面５０ａはハブ輪５０の外周に一体形成し、他方の内側転走面７１ａは等速自在継手７０の外側継手部材７１の外周に一体形成している。複列の転動体６３、６３をこれら転走面６１ａ、５０ａと６１ａ、７１ａ間にそれぞれ収容し、保持器６５、６５で転動自在に保持している。この場合、内方部材６２はハブ輪５０と外側継手部材７１を指す。軸受部６０の端部にはシール６６、６７を装着し、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩と、外部からの雨水やダスト等の侵入を防止している。
【０００５】
等速自在継手７０は外側継手部材７１と図示しない継手内輪、ケージ、およびトルク伝達ボールとからなる。外側継手部材７１はカップ状のマウス部７２と、このマウス部７２から軸方向に延びる軸部７３を有し、マウス部７２の内周には軸方向に延びる曲線状のトラック溝７２ａを形成している。
【０００６】
中空に形成した外側継手部材７１の軸部７３をハブ輪５０に内嵌すると共に、ハブ輪５０の内周面に凹凸部５３を形成し、軸部７３を拡径してこの凹凸部５３に食い込ませ、その嵌合部を加締めてハブ輪５０と外側継手部材７１とを塑性結合している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
前記の車輪用軸受装置では、従来のセレーション等のトルク伝達手段に比べ嵌合部の緩みを防止でき、かつ嵌合部の摩耗を抑制することができるため、装置の耐久性と操縦安定性を向上させることができる。また、この結合部はトルク伝達手段と、ハブ輪と外側継手部材の結合手段とを併せ持つため、一層の軽量・コンパクト化に寄与する。
【０００８】
しかし、こうした車輪用軸受装置において、車輪を取付けるハブ輪５０と外側継手部材７１とを塑性結合する手段を採用しているため、製品の結合状況を非破壊方式で確認することは難しく、結合部の強度や耐久性に対する品質保証は、製品の抜取り検査による破壊検査に委ねていた。結合部の品質はハブ輪５０、すなわち車輪の脱落に直結するため、フェールセーフの観点でそのさらなる信頼性の向上が望まれていた。
【０００９】
この問題を解決するため、本出願人は図１３に示す車輪用軸受装置を既に提案している。この車輪用軸受装置は、ハブ輪５０’と外側継手部材７１’の嵌合部で、外径側に配設した部材（ここではハブ輪５０’）に硬化させた凹凸部５３を形成すると共に、この凹凸部５３に、内径側に配設した部材（ここでは外側継手部材７１’）を拡径させて食い込ませることにより、ハブ輪５０’と外側継手部材７１’とを塑性結合して一体化し、さらに、内径側に配設した部材７１’の端部を径方向外方に塑性変形させて加締部７４とし、この加締部７４により両部材５０’、７１’を軸方向に固定したものである（例えば、特許文献２参照。）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−１８６０５号公報（第４、５頁、第１図）
【特許文献２】
特開２００３−８９３０１号公報（第３、４頁、第１、２図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、車輪用軸受装置において、こうした加締部をはじめ、止め輪等の結合手段を付加することは、ハブ輪５０’と外側継手部材７１’とを塑性結合する工程に加え、さらに加締工程、あるいは止め輪装着工程等の工程が必要となる。これでは工数が嵩んでコストの高騰を招来することになる。最近は、こうした車輪用軸受装置において、軽量コンパクト化は無論のこと、その品質と信頼性向上に加え、低コスト化への要求は厳しいものがある。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、大きなモーメント荷重が装置に作用しても結合部に緩みが発生せず、かつ塑性の結合手段で所定の引抜力でも軸受部の予圧抜けが発生しない低コストな車輪用軸受装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化し、前記ハブ輪と前記等速自在継手の外側継手部材とを嵌合させ、前記ハブ輪と外側継手部材の嵌合部で、外径側に配設した部材の内周面に、独立して形成した複数の環状溝と複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝からなり、高周波焼入れにより硬化させた凹凸部を形成すると共に、内径側に配設した部材の嵌合部を前記凹凸部との硬度差を３０ＨＲＣ以上にした未焼入れ部とし、この未焼入れ部の嵌合部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませ、前記ハブ輪と外側継手部材とを塑性結合により一体化し、この結合部における軸方向の引抜耐力が１６０ｋＮ以上に設定されている。
【００１４】
このように、ハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化した車輪用軸受装置において、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材とを嵌合させ、ハブ輪と外側継手部材の嵌合部で、外径側に配設した部材の内周面に、独立して形成した複数の環状溝と複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝からなり、高周波焼入れにより硬化させた凹凸部を形成すると共に、内径側に配設した部材の嵌合部を凹凸部との硬度差を３０ＨＲＣ以上にした未焼入れ部とし、この未焼入れ部の嵌合部を拡径させて凹凸部に食い込ませ、ハブ輪と外側継手部材とを塑性結合により一体化し、この結合部における軸方向の引抜耐力が１６０ｋＮ以上に設定されているため、結合部に緩みが発生せず、所定のモーメント荷重が負荷されても複列の転がり軸受のすきま変動はなく、長期にわたって強度耐久性を維持できる低コストな車輪用軸受装置を提供することができる。
【００１５】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、内周に複列の外側転走面を有する外方部材と、前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面とを備えた車輪用軸受装置において、前記複列の内側転走面のうち一方の内側転走面を外周に形成した内輪を、車輪取付フランジを一体形成したハブ輪または他方の内側転走面を外周に形成した内輪に嵌合させ、前記ハブ輪と内輪、または、前記内輪同士の嵌合部で、外径側に配設した内輪の内周面に、独立して形成した複数の環状溝と複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝からなり、高周波焼入れにより硬化させた凹凸部を形成すると共に、内径側に配設した前記ハブ輪または内輪の嵌合部を前記凹凸部との硬度差を３０ＨＲＣ以上にした未焼入れ部とし、この未焼入れ部の嵌合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、または、前記内輪同士を塑性結合により一体化し、この結合部に軸方向の引抜耐力が１６０ｋＮ以上に設定されている構成を採用した。
【００１６】
このように、複列の内側転走面のうち一方の内側転走面を外周に形成した内輪を、車輪取付フランジを一体形成したハブ輪または他方の内側転走面を外周に形成した内輪に嵌合させ、前記ハブ輪と内輪、または、前記内輪同士の嵌合部で、外径側に配設した内輪の内周面に、独立して形成した複数の環状溝と複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝からなり、高周波焼入れにより硬化させた凹凸部を形成すると共に、内径側に配設した前記ハブ輪または内輪の嵌合部を前記凹凸部との硬度差を３０ＨＲＣ以上にした未焼入れ部とし、この未焼入れ部の嵌合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、または、前記内輪同士を塑性結合により一体化し、この結合部に軸方向の引抜耐力が１６０ｋＮ以上に設定されているため、結合部に緩みが発生せず、所定のモーメント荷重が負荷されても複列の転がり軸受のすきま変動はなく、長期にわたって強度耐久性を維持できる低コストな車輪用軸受装置を提供することができる。
【００１８】
好ましくは、請求項３に記載の発明のように、前記ハブ輪に前記等速自在継手の外側継手部材を内嵌させ、前記複列の転がり軸受における内側転走面のうち一方の内側転走面を前記ハブ輪に、他方の内側転走面を前記外側継手部材に形成した構成、また、請求項４に記載の発明のように、前記ハブ輪に前記等速自在継手の外側継手部材を外嵌させ、前記複列の転がり軸受における内側転走面のうち一方の内側転走面を前記ハブ輪に、他方の内側転走面を前記外側継手部材に形成した構成、所謂第４世代構造において、部品点数を最小限に削減でき、車両旋回時、装置に曲げモーメント荷重が負荷され、塑性結合部を含む外側継手部材の軸部が曲げられて繰返し応力が発生しても結合部の緩みを防止することができると共に、簡単な構成で引抜耐力の増大を図ることができる。
【００１９】
好ましくは、請求項５に記載の発明のように、ハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化し、前記ハブ輪と前記等速自在継手の外側継手部材とを嵌合させて着脱自在に結合し、前記複列の転がり軸受における内側転走面のうち一方の内側転走面を前記ハブ輪に、他方の内側転走面を前記ハブ輪に外嵌した別体の内輪に形成し、この内輪に硬化させた凹凸部を形成すると共に、この凹凸部に、前記ハブ輪を拡径させて食い込ませ、前記内輪とハブ輪とを塑性結合により一体化した、所謂第３世代構造であれば、当初の軸受すきま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、軸受部等の標準化による低コスト化を図ることができる。
【００２０】
また、請求項６に記載の発明は、前記凹凸部を形成した部材の端面よりも拡径する側の部材の嵌合部を軸方向に突出させたので、塑性結合部の引抜耐力に加え、この突出した環状の拡径部によってさらに結合部の引抜耐力を増大させることができる。
【００２１】
また、請求項７に記載の発明のように、前記凹凸部を、独立した複数の環状溝と複数の軸方向溝とを略直交させて形成した交叉溝で構成すると共に、前記軸方向に突出した嵌合部の外径を、前記環状溝の溝底径または前記軸方向溝の溝底径よりも大径に設定すれば、引抜耐力を環状溝、トルク伝達を軸方向溝でそれぞれ有効に確保できると共に、突出した拡径部のせん断力によって、結合部の引抜耐力を増大させることができる。前記複列の転がり軸受のうち、インボード側の軸受の負荷容量をアウトボード側よりも高く設定した
【００２２】
また、請求項８に記載の発明のように、前記複列の転がり軸受のうち、インボード側の軸受の負荷容量をアウトボード側よりも高く設定すれば、当初の軸受すきまが維持できると共に、長期にわたって所望の耐久性を確保することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
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である。この車輪用軸受装置は、ハブ輪１と、複列の転がり軸受２と、等速自在継手３とをユニット化して構成している。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（図面左側）となる側をアウトボード側、中央寄り側（図面右側）をインボード側という。
【００２４】
ハブ輪１は、アウトボード側の端部に車輪（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、その円周等配位置にハブボルト１０を植設している。ハブ輪１の内周面には凹凸部５を形成し、熱処理によって表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層を形成している。熱処理としては、局部加熱ができ、硬化層深さの設定が比較的容易にできる高周波誘導加熱による焼入れが好適である。
【００２５】
なお、凹凸部５は、図２に示すような複数列の溝を直交させた形状を例示することができる。（ａ）は、旋削等により独立して形成した複数の環状溝６ａと、ブローチ加工等により形成した複数の軸方向溝６ｂとを略直交させて構成した交叉溝６で、（ｂ）は互いに傾斜した螺旋溝で構成した交叉溝６’でアヤメローレット状を形成することができる。また、凹凸部５の凸部は良好な食い込み性を確保するために、三角形状等の尖塔形状に形成する。
【００２６】
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９、９とを備えている。外方部材７は外周に車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ７ａを一体に有し、内周には複列の外側転走面７ｂ、７ｂを形成している。一方、内方部材８は、ハブ輪１と後述する外側継手部材１４を指し、外方部材７の外側転走面７ｂ、７ｂに対向するアウトボード側の内側転走面１ａをハブ輪１の外周に、またインボード側の内側転走面１４ａを外側継手部材１４の外周にそれぞれ形成している。複列の転動体９、９をこれら転走面７ｂ、１ａと７ｂ、１４ａ間にそれぞれ収容し、保持器１１、１１で転動自在に保持している。複列の転がり軸受２の端部にはシール１２、１３を装着し、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩と、外部からの雨水やダスト等の侵入を防止している。ハブ輪１の外周において、シール１２のシールリップが摺接するシールランド部、内側転走面１ａ、および外側継手部材１４の肩部１６と当接するインロウ部１ｂの表面に高周波焼入れによって硬化層を形成している。ここで複列の転がり軸受２は転動体９、９をボールとした複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず転動体に円すいころを使用した複列円すいころ軸受であっても良い。
【００２７】
また、この種の車輪用軸受装置においては、複列の転がり軸受２のうち、インボード側は相対的に大きなモーメント荷重を負荷することになる。この左右の転動疲労寿命のバランスを図るため、本実施形態では、複列の転動体９、９のＰＣＤ（ピッチ円直径）を、アウトボード側とインボード側とで異ならせ、相対的に大きなモーメント荷重を負荷するインボード側のＰＣＤをアウトボード側よりも若干大径に設定して負荷容量の増大を図っている。これ以外にも、インボード側の転動体９の個数やサイズを変更し、インボード側軸受の負荷容量の増大を図るようにしても良い。
【００２８】
等速自在継手３は外側継手部材１４と図示しない継手内輪、ケージ、およびトルク伝達ボールとを備えている。外側継手部材１４はカップ状のマウス部１５と、このマウス部１５の底部をなす肩部１６と、この肩部１６から軸方向に延びる軸部１７を有し、マウス部１５の内周には軸方向に延びる曲線状のトラック溝１５ａを形成している。
【００２９】
中空に形成した外側継手部材１４の肩部１６の外周には前記した内側転走面１４ａを形成している。また、軸部１７はハブ輪１のインロウ部１ｂを圧入する小径段部１７ａと、ハブ輪１と嵌合する嵌合部１７ｂを有している。小径段部１７ａに圧入したハブ輪１のインロウ部１ｂを肩部１６によって突合せた状態で、嵌合部１７ｂをハブ輪１に内嵌すると共に、この嵌合部１７ｂの内径にマンドレルを挿入・抜脱させる等、嵌合部１７ｂを適宜な手段で拡径してハブ輪１の凹凸部５に食い込ませ、この嵌合部１７ｂを加締めてハブ輪１と外側継手部材１４とを塑性結合する。これにより、この結合部はトルク伝達手段と、ハブ輪１と外側継手部材１４の軸方向結合手段とを併せ持つため、従来のセレーション等のトルク伝達手段をハブ輪１や外側継手部材１４に形成し、さらに、それらを軸方向に結合する手段を設ける必要はなく、装置の軽量・コンパクト化を実現することができる。
【００３０】
外側継手部材１４において、マウス部１５の内周に形成したトラック溝１５ａとシール１３が摺接するシールランド部から内側転走面１４ａ、および小径段部１７ａに亙って表面硬化処理を施している。硬化処理として高周波誘導加熱による焼入れが好適である。また、拡径する嵌合部１７ｂは、鍛造後の素材表面硬さ２４ＨＲＣ以下の未焼入れ部とし、前記したハブ輪１の凹凸部５の表面硬さ５４〜６４ＨＲＣとの硬度差を３０ＨＲＣ以上に設定するのが好ましい。これにより、嵌合部１７ｂが凹凸部５に容易に、かつ深く食い込み、凹凸部５の先端が潰れることなく強固に両者を塑性結合することができる。なお、中空状の外側継手部材１４の内径に図示しないエンドキャップを装着して、マウス部１５に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と外部からのダスト侵入を防止している。
【００３１】
前述したように、ハブ輪１の内周面には凹凸部５を形成しているが、この凹凸部５の形成範囲は、車輪取付フランジ４を挟んで、車輪のパイロット部１ｃからアウトボード側の転動体９の作用線（転動体９と内側転走面１ａとの接触点と、転動体９の中心とを結んだ線を延長した線）の近傍までとしている。パイロット部１ｃの内径には座ぐり部１ｄを形成し、図３（ａ）に示すように、ハブ輪１の外端面１ｅよりも拡径部を突出させて形成している。これは予め凹凸部５の軸方向長さより軸部１７の嵌合部１７ｂを僅かに突出させ、拡径加締範囲Ｌを長く設定することにより、拡径後この嵌合部１７ｂが径方向および軸方向に伸びて拡径端部１８を形成することができる。嵌合部１７ｂの拡径により拡径端部１８だけは拘束されずより大きく拡径される。すなわち、拡径端部１８の外径φｄ１は凹凸部５を構成する環状溝６ａの溝底径φｄ２、あるいは（ｂ）に示すように、凹凸部５を構成する軸方向溝６ｂの溝底径φｄ３よりも大径になっている。したがって、この拡径端部１８によってハブ輪１と外側継手部材１４の結合部における軸方向の引抜耐力が増大することになる。なお、拡径端部１８の外径φｄ１は環状溝６ａの溝底径ｄ２または軸方向溝６ｂの溝底径φｄ３に対して１．０１〜１．１５倍の範囲に設定している。
【００３２】
図４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。前述した第１の実施形態と異なる点は、ハブ輪のパイロット部に座ぐりを形成していない点のみで、その他同一部品同一部位には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
この車輪用軸受装置は、ハブ輪１’と、複列の転がり軸受２と、等速自在継手３とをユニット化して構成している。ハブ輪１’のパイロット部１ｃの内径には第１の実施形態のような座ぐり部はなく、凹凸部５を座ぐり部に相当する分延長して形成している。これに伴い外側継手部材１４における軸部１７の嵌合部１７ｂ’も延長し、ハブ輪１’の外端面１ｅに対して僅かに突出して拡径端部１８を形成している。したがって、嵌合部１７ｂ’の拡径加締範囲Ｌ’は、第１の実施形態の拡径加締範囲Ｌよりも長く（Ｌ’＞Ｌ）なっており、拡径端部１８の形成と相俟って一層引抜耐力を増大することができる。
【００３４】
図５は本発明に係る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。この車輪用軸受装置は従来の拡径加締方式を採用すると共に、結合部の構成が異なる点のみで、その他同一部品同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３５】
ハブ輪１の内周面には硬化させた凹凸部５’を形成し、外側継手部材１４における軸部１７の嵌合部１７ｂ”をこの凹凸部５’に食込ませ、ハブ輪１と外側継手部材１４を塑性結合している。凹凸部５’の範囲は車輪取付フランジ４を挟んで、車輪パイロット部１ｃからアウトボード側における転動体９の作用線の近傍までとしている。また、ハブ輪１のアウトボード側端面に座ぐり部１ｄを形成している。
【００３６】
ここで、ハブ輪１の外端面１ｅと略面一になるように嵌合部１７ｂ”の長さを設定しているが、凹凸部５’に関しては、旋削等により独立して形成した複数の環状溝６ａと、ブローチ加工等により形成した複数の軸方向溝（図示せず）とを略直交させて構成した交叉溝を採用すると共に、環状溝６ａと軸方向溝の溝深さが略同一になるよう設定している。これにより、環状溝６ａと軸方向溝の個数、寸法等の最適化に加え、交叉溝の先端形状が略四角錐をなし、嵌合部１７ｂ”を拡径した時、凹凸部５’に嵌合部１７ｂ”を強固に食い込ませることができる。さらに、嵌合部１７ｂ”の拡径量について、材料の延性等を考慮し、嵌合部１７ｂ”の材料が凹凸部５’に有効に食い込むよう、ハブ輪１の凹凸部５’の内径、嵌合部１７ｂ”の内径、およびマンドレル等の拡径治具の外径をそれぞれ決定している。
【００３７】
図６は本発明に係る車輪用軸受装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。この車輪用軸受装置は、ハブ輪１９と、複列の転がり軸受２’と、等速自在継手２１とをユニット化して構成している。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
ハブ輪１９は、アウトボード側の端部に車輪（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、その円周等配位置にハブボルト１０を植設している。また、ハブ輪１９の外周面にはアウトボード側の内側転走面１ａを形成し、この内側転走面１ａから小径段部１９ａおよび嵌合部１９ｂを延設している。
【００３９】
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９、９とを備えている。外方部材７は外周に車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ７ａを一体に有し、内周には複列の外側転走面７ｂ、７ｂを形成している。一方、内方部材８’は、ハブ輪１９と後述する外側継手部材２０を指し、外方部材７の外側転走面７ｂ、７ｂに対向するアウトボード側の内側転走面１ａをハブ輪１９の外周に、またインボード側の内側転走面２０ａを外側継手部材２０の外周にそれぞれ形成している。複列の転動体９、９をこれら転走面７ｂ、１ａと７ｂ、２０ａ間にそれぞれ収容し、保持器１１、１１で転動自在に保持している。複列の転がり軸受２’の端部にはシール１２、１３を装着し、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩と、外部からの雨水やダスト等の侵入を防止している。
【００４０】
ハブ輪１９の外周において、シール１２のシールリップが摺接するシールランド部、内側転走面１ａ、および小径段部１９ａに亙って高周波誘導加熱による焼入れ硬化処理を施している。また、拡径する嵌合部１９ｂは、鍛造後の素材表面硬さ２４ＨＲＣ以下の未焼入れ部としている。
【００４１】
等速自在継手２１の外側継手部材２０は、Ｓ５３Ｃ等の中炭素鋼からなり、カップ状のマウス部１５と、このマウス部１５の底部をなす肩部２２を有し、この中空の肩部２２の外周面にはインボード側の内側転走面２０ａを直接形成している。また、肩部２２の内周面には凹凸部２３を形成し、熱処理によって表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層を形成している。熱処理としては、局部加熱ができ、硬化層深さの設定が比較的容易にできる高周波誘導加熱による焼入れが好適であるが、ＳＣｒ４２０等の肌焼き鋼を浸炭焼入れし、全表面に硬化層を形成しても良い。
【００４２】
ハブ輪１９の小径段部１９ａに圧入した外側継手部材２０の肩部２２をハブ輪１９と突合せ状態で、肩部２２をハブ輪１９の嵌合部１９ｂに外嵌する。次にこの嵌合部１９ｂを拡径して肩部２２の凹凸部２３に食い込ませ、ハブ輪１９と外側継手部材２０とを塑性結合させる。ここで、肩部２２の内端面２２ａよりも拡径部を軸方向に突出させ、拡径端部２４を形成している。嵌合部１９ｂの拡径により拡径端部２４だけは拘束されずより大きく拡径されるため、この拡径端部２４は、前述した第１、２の実施形態と同様、凹凸部２３を構成する軸方向溝または環状溝の溝底径よりも大径に形成され、ハブ輪１９と外側継手部材２０の結合部における軸方向の引抜耐力が増大する。
【００４３】
図７は本発明に係る車輪用軸受装置の第５の実施形態を示す縦断面図である。この車輪用軸受装置は、ハブ輪２５と、複列の転がり軸受２６と、等速自在継手２７とをユニット化して構成している。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
ハブ輪２５は、アウトボード側の端部に車輪（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、外周面にはアウトボード側の内側転走面２５ａを形成し、この内側転走面２５ａからインロウ部２５ｂを延設している。インロウ部２５ｂには別体の内輪２９を圧入し、所謂第３世代構造を構成している。また、内周面にはセレーション（またはスプライン）２８を形成し、その外端部には環状の係止溝２８ａを形成している。ハブ輪２５の外周において、シール１２のシールリップが摺接するシールランド部、内側転走面２５ａ、およびインロウ部２５ｂに亙って高周波誘導加熱による焼入れ硬化処理を施している。また、拡径するインロウ部２５ｂは、鍛造後の素材表面硬さ２４ＨＲＣ以下の未焼入れ部としている。
【００４５】
一方、内輪２９は外周面にインボード側の内側転走面２９ａを、内周面に凹凸部３０を形成している。この内輪２９は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硬化処理を施し、少なくとも表面硬さを５８〜６４ＨＲＣに設定している。そして、ハブ輪２５のインロウ部２５ｂを拡径してこの内輪２９の硬化された凹凸部３０に食い込ませることにより、ハブ輪２５と内輪２９を一体に塑性結合することができる。ここで、凹凸部３０よりもインロウ部２５ｂを軸方向に突出させることにより、拡径端部２５ｃは内輪２９の面取り部２９ｂに係止し、拡径に加えこのハブ輪２５と内輪２９の結合部における軸方向の引抜耐力が増大する。
【００４６】
等速自在継手２７の外側継手部材３１は、Ｓ５３Ｃ等の中炭素鋼からなり、カップ状のマウス部１５と、このマウス部１５の底部をなす肩部３２と、この肩部３２から軸方向に延びる軸部３３を有している。軸部３３にはハブ輪２５のインロウ部２５ｂを圧入する小径段部３３ａと、ハブ輪２５のセレーション２８に係合するセレーション（またはスプライン）３４を形成している。セレーション３４の先端部には係止溝３４ａを形成し、断面円形をなすクリップ３５を装着している。また、肩部３２から小径段部３３ａに亙って高周波誘導加熱による焼入れによって表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層を形成している。
【００４７】
内輪２９の端面を外側継手部材３１の肩部３２に突合せ状態で、セレーション３４の係止溝３４ａに装着したクリップ３５を縮径させながら、軸部３３をハブ輪２５に内嵌して行くが、ハブ輪２５のセレーション２８に形成した係止溝２８ａの位置でこのクリップ３５が弾性復帰し、係止溝２８ａに係止する。このように、クリップ３５を両係止溝２８ａ、３４ａに掛け渡すことにより、ハブ輪２５と外側継手部材３１とを軸方向に着脱自在に結合することができる。本実施形態では、ハブ輪２５と内輪２９とを塑性結合により強固に結合しているため、所定の引抜荷重がかかっても複列の転がり軸受２６の予圧抜けを抑制することができる。
【００４８】
図８は本発明に係る車輪用軸受装置の第６の実施形態を示す縦断面図である。この車輪用軸受装置は、ハブ輪３６と、複列の転がり軸受３７と、等速自在継手（図示せず）とをユニット化して構成している。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
ハブ輪３６は、アウトボード側の端部に車輪（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、外周面にはこの車輪取付フランジ４から円筒状のインロウ部３６ｂを延設している。インロウ部３６ｂには複列の転がり軸受３７を圧入し、所謂第１世代構造を構成している。また、内周面にはセレーション（またはスプライン）２８を形成している。ハブ輪３６は、Ｓ５３Ｃ等の中炭素鋼からなり、その外周面において、車輪取付フランジ４のインボード側の基部およびインロウ部３６ｂに亙って高周波誘導加熱による焼入れ硬化処理を施している。また、拡径するインロウ部３６ｂの端部における嵌合部３６ｃは、鍛造後の素材表面硬さ２４ＨＲＣ以下の未焼入れ部としている。
【００５０】
一方、複列の転がり軸受３７は、内周面に複列の外側転走面７ｂを形成した外輪３８と、一対の内輪３９、２９とを備えている。内輪３９は外周面にアウトボード側の内側転走面３９ａを形成している。また、内輪２９は外周面にインボード側の内側転走面２９ａを、内周面に凹凸部３０を形成している。これら外輪３８および内輪３９、２９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硬化処理を施し、少なくとも表面硬さを５８〜６４ＨＲＣに設定している。そして、ハブ輪３６のインロウ部３６ｂの嵌合部３６ｃを拡径して内輪２９の硬化された凹凸部３０に食い込ませることにより、ハブ輪３６と内輪２９を一体に塑性結合することができ、ハブ輪３６に複列の転がり軸受３７を一体固定している。
【００５１】
ハブ輪３６のセレーション２８、および内径から端面３６ｄ（図中一点鎖線）は、複列の転がり軸受３７を一体固定した後に形成している。そして、図示しない外側継手部材を内嵌して内輪２９の端面をこの外側継手部材の肩部に突合せ状態で、固定ナットあるいはクリップ等にて軸方向に着脱自在に結合している。本実施形態では、ハブ輪３６と内輪２９とを塑性結合により強固に結合しているため、所定の引抜荷重がかかっても複列の転がり軸受３７の予圧抜けを抑制することができる。
【００５２】
図９は、本発明に係る複列の転がり軸受を示す縦断面図で、前述した第６の実施形態（図８）の変形例となる第７の実施形態である。この実施形態は、複列の転がり軸受４０と、図示しないハブ輪と等速自在継手とをユニット化して構成している。なお、第６の実施形態と同一部品同一部位には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
複列の転がり軸受４０は、内周面に複列の外側転走面７ｂを形成した外輪３８と、一対の内輪４１、２９とを備えている。内輪４１は外周面にアウトボード側の内側転走面４１ａと、この内側転走面４１ａから小径のインロウ部４１ｂを形成している。インロウ部４１ｂには内輪２９を圧入し、所謂第１世代構造を構成している。ここで、内輪４１は、Ｓ５３Ｃ等の中炭素鋼からなり、内側転走面４１ａおよびインロウ部４１ｂに亙って高周波誘導加熱による焼入れ硬化処理を施している。また、拡径するインロウ部４１ｂの端部における嵌合部４１ｃは、鍛造後の素材表面硬さ２４ＨＲＣ以下の未焼入れ部としている。
【００５４】
そして、内輪４１の嵌合部４１ｃを拡径して内輪２９の硬化された凹凸部３０に食い込ませることにより、内輪４１と内輪２９を一体に塑性結合することができる。その後、内輪４１の内径から端面４１ｄ（図中一点鎖線）を研削により仕上げ加工し、図示しないハブ輪にこの複列の転がり軸受４０を圧入している。さらに、前述した第６の実施形態と同様、ハブ輪に外側継手部材を内嵌し、内輪２９の端面をこの外側継手部材の肩部に突合せ状態で、固定ナットあるいはクリップ等にて軸方向に着脱自在に結合している。
【００５５】
図１０は本発明に係る車輪用軸受装置の第８の実施形態を示す縦断面図である。この車輪用軸受装置は、ハブ輪３６と、複列の転がり軸受４２と、等速自在継手（図示せず）とをユニット化して構成している。この実施形態は、前述した第６の実施形態（図８）と複列の転がり軸受の構成が異なるのみで、その他第６の実施形態と同一部品同一部位には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
複列の転がり軸受４２は、車体に取り付けるための車体取付フランジ７ａを一体に有し、内周面に複列の外側転走面７ｂを形成した外方部材７と、一対の内輪３９、２９とを備えている。本実施形態では、この複列の転がり軸受４２をハブ輪３６のインロウ部３６ｂに圧入し、所謂第２世代構造を構成している。そして、インロウ部３６ｂの嵌合部３６ｃを拡径して内輪２９の硬化された凹凸部３０に食い込ませることにより、ハブ輪３６と内輪２９を一体に塑性結合し、ハブ輪３６に複列の転がり軸受３７を一体固定している。
【００５７】
図１１は、本発明に係る複列の転がり軸受を示す縦断面図で、前述した第８の実施形態（図１０）の変形例となる第９の実施形態である。この実施形態は、複列の転がり軸受４３と、図示しないハブ輪と等速自在継手とをユニット化して構成している。なお、第８の実施形態と同一部品同一部位には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５８】
複列の転がり軸受４３は、外周面に車体取付フランジ７ａを一体に有し、内周面に複列の外側転走面７ｂを形成した外方部材７と、一対の内輪４１、２９とを備えている。内輪４１は外周面にアウトボード側の内側転走面４１ａと、この内側転走面４１ａから小径のインロウ部４１ｂを形成している。このインロウ部４１ｂに内輪２９を圧入し、所謂第２世代構造を構成している。そして、内輪４１の嵌合部４１ｃを拡径して内輪２９の硬化された凹凸部３０に食い込ませることにより、内輪４１と内輪２９を一体に塑性結合している。その後、この複列の転がり軸受４０を圧入し、前述した第６の実施形態と同様、ハブ輪に外側継手部材を内嵌して固定ナットあるいはクリップ等にて軸方向に着脱自在に結合している。なお、第８および第９の実施形態とも、第６および第７の実施形態と同様、ハブ輪３６あるいは内輪４１の内径から端部３６ｄ、４１ｄ（図中一点鎖線）は、セレーション２８を含め、研削等により、拡径後、仕上げ加工をしている。
【００５９】
本出願人が実施した結合部の引抜試験では、外側継手部材の軸部の端部を径方向外方に塑性変形させて加締部を形成し、この加締部によりハブ輪と外側継手部材とを軸方向に固定した従来の結合手段（以下揺動加締という）よりも、こうした軸部の嵌合部を拡径し、ハブ輪の凹凸部に食い込ませて塑性結合した結合手段（以下拡径加締という）の方が高い引抜耐力を有していることが検証されている。また、同時に実施した耐久試験において、装置に所定のモーメント荷重を負荷させた場合、結合手段の結合力が弱いと、当初設定した複列の転がり軸受の予圧量が減少、所謂予圧抜けが発生して軸力の低下を招来することが判った。この軸力の低下は、ひいては結合部の破断に繋がる恐れがあり、結合部の引抜耐力と装置の耐久寿命との関係を検証することが重要であることに着目した。
【００６０】
本出願人は、従来の揺動加締方式および拡径加締方式で作製した種々のサンプルにより結合部の引抜試験を実施した。図１２はその引抜試験の結果を示している。ハブ輪と外側継手部材等の結合部を軸方向に分離させる引抜荷重を順次負荷していくにつれ、急激に結合部が変位する時点（結合部の滑り開始点）があることが判明した。すなわち、この滑り開始点が軸受の予圧抜けを誘発し、軸力の低下を招来することになる。また、この結合部の引抜耐力が装置の耐久寿命に対して支配的であることも判った。
【００６１】
図１２において、実施例Ｂ、Ｃは第１の実施形態（図１）、実施例Ａは第４の実施形態（図６）、実施例Ｄは第２の実施形態（図４）、また、実施例Ｅは第５の実施形態（図７）、Ｆは第３の実施形態（図５）の試験結果を示している。一方、比較例Ｇ、Ｈ、Ｊ、Ｋは、従来の揺動加締を用いた構造の試験結果を示している。
【００６２】
この結果から判るように、従来の揺動加締方式に比べ拡径加締方式は２倍以上の引抜耐力を備え、その結合部の変位量も小さく剛性が高い。また、従来の揺動加締方式では、略８０ｋＮまでの引抜力では結合部は僅かの変位量で止まっているが、それ以上の引抜力が生じると急激に滑りが発生し、軸受部の予圧抜けの発生が予想される。これに対して、拡径加締方式では、略２００ｋＮまでの引抜力では結合部は殆ど変位せず、充分な剛性を備えている。さらに、実施例Ｅのような従来の拡径加締構造であっても、凹凸部を構成する環状溝あるいは軸方向溝の仕様を最適条件に設定することにより、１６０ｋＮの引抜力において、充分な剛性を備えており、その結合部に滑りが発生することはない。
【００６３】
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。
【００６４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る車輪用軸受装置は、ハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化し、前記ハブ輪と前記等速自在継手の外側継手部材とを嵌合させ、前記ハブ輪と外側継手部材の嵌合部で、外径側に配設した部材の内周面に、独立して形成した複数の環状溝と複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝からなり、高周波焼入れにより硬化させた凹凸部を形成すると共に、内径側に配設した部材の嵌合部を前記凹凸部との硬度差を３０ＨＲＣ以上にした未焼入れ部とし、この未焼入れ部の嵌合部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませ、前記ハブ輪と外側継手部材とを塑性結合により一体化し、この結合部における軸方向の引抜耐力が１６０ｋＮ以上に設定されているので、結合部に緩みが発生せず、所定のモーメント荷重が負荷されても複列の転がり軸受のすきま変動はなく、長期にわたって強度耐久性を維持できる低コストな車輪用軸受装置を提供することができる。
【００６５】
また、本発明に係る車輪用軸受装置のように、内周に複列の外側転走面を有する外方部材と、前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面とを備えた車輪用軸受装置において、前記複列の内側転走面のうち一方の内側転走面を外周に形成した内輪を、車輪取付フランジを一体形成したハブ輪または他方の内側転走面を外周に形成した内輪に嵌合させ、前記ハブ輪と内輪、または、前記内輪同士の嵌合部で、外径側に配設した内輪の内周面に、独立して形成した複数の環状溝と複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝からなり、高周波焼入れにより硬化させた凹凸部を形成すると共に、内径側に配設した前記ハブ輪または内輪の嵌合部を前記凹凸部との硬度差を３０ＨＲＣ以上にした未焼入れ部とし、この未焼入れ部の嵌合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、または、前記内輪同士を塑性結合により一体化し、この結合部に軸方向の引抜耐力が１６０ｋＮ以上に設定されていても同様の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】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２】（ａ）は、本発明に係るハブ輪の凹凸部形状を示す縦断面図で、軸方向溝と独立した環状溝との交叉溝で構成したアヤメローレット形状を示す。
（ｂ）は同上、互いに傾斜した螺旋溝で構成したアヤメローレット形状を示す。
【図３】（ａ）は、本発明に係る車輪用軸受装置における第１の実施形態を示す要部断面図である。
（ｂ）は、同上部分側面図である。
【図４】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。
【図５】本発明に係る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。
【図６】本発明に係る車輪用軸受装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。
【図７】本発明に係る車輪用軸受装置の第５の実施形態を示す縦断面図である。
【図８】本発明に係る車輪用軸受装置の第６の実施形態を示す縦断面図である。
【図９】本発明に係る車輪用軸受装置の第７の実施形態を示す縦断面図で、第６の実施形態の変形例である。
【図１０】本発明に係る車輪用軸受装置の第８の実施形態を示す縦断面図である。
【図１１】本発明に係る車輪用軸受装置の第９の実施形態を示す縦断面図で、第８の実施形態の変形例である。
【図１２】ハブ輪と外側継手部材の結合部における引抜試験結果を示すグラフである。
【図１３】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図１４】同上
【符号の説明】
１、１’、１９、２５、３６・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ、１４ａ、２０ａ、２５ａ、２９ａ、３９ａ、４１ａ・・内側転走面
１ｂ、２５ｂ、３６ｂ、４１ｂ・・・・・・・・・・・・・・インロウ部
１ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・パイロット部
１ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・座ぐり部
１ｅ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外端面
２、２’、２６、３７、４０、４２、４３・・・・・・・・・複列の転がり軸受
３、２１、２７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５、５’、２３、３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
６、６’・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・交叉溝
６ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・環状溝
６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・軸方向溝
７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
８、８’・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
１２、１３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール
１４、２０、３１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
１５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
１５ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・トラック溝
１６、２２、３２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・肩部
１７、３３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・軸部
１７ａ、１９ａ、３３ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
１７ｂ、１７ｂ’、１７ｂ”、１９ｂ、３６ｃ、４１ｃ・・・・嵌合部
１８、２４、２５ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・拡径端部
２２ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内端面
２８、３４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セレーション
２８ａ、３４ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・係止溝
２９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
３５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・クリップ
３６ｄ、４１ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・後加工部
３８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外輪
５０、５０’・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５０ａ、７１ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
５１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
５３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
６０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
６１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
６１ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
６２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
６３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
６４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
６５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
６６、６７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール
７０、７０’・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
７１、７１’・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
７２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
７２ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・トラック溝
７３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・軸部
７４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
ｄ１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・拡径端部の外径
ｄ２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・環状溝の溝底径
ｄ３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・軸方向溝の溝底径
Ｌ、Ｌ’・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・拡径加締範囲
Claims (8)
- ハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化し、前記ハブ輪と前記等速自在継手の外側継手部材とを嵌合させ、前記ハブ輪と外側継手部材の嵌合部で、外径側に配設した部材の内周面に、独立して形成した複数の環状溝と複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝からなり、高周波焼入れにより硬化させた凹凸部を形成すると共に、内径側に配設した部材の嵌合部を前記凹凸部との硬度差を３０ＨＲＣ以上にした未焼入れ部とし、この未焼入れ部の嵌合部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませ、前記ハブ輪と外側継手部材とを塑性結合により一体化し、この結合部における軸方向の引抜耐力が１６０ｋＮ以上に設定されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
- 内周に複列の外側転走面を有する外方部材と、前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面とを備えた車輪用軸受装置において、
前記複列の内側転走面のうち一方の内側転走面を外周に形成した内輪を、車輪取付フランジを一体形成したハブ輪または他方の内側転走面を外周に形成した内輪に嵌合させ、前記ハブ輪と内輪、または、前記内輪同士の嵌合部で、外径側に配設した内輪の内周面に、独立して形成した複数の環状溝と複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝からなり、高周波焼入れにより硬化させた凹凸部を形成すると共に、内径側に配設した前記ハブ輪または内輪の嵌合部を前記凹凸部との硬度差を３０ＨＲＣ以上にした未焼入れ部とし、この未焼入れ部の嵌合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、または、前記内輪同士を塑性結合により一体化し、この結合部に軸方向の引抜耐力が１６０ｋＮ以上に設定されていることを特徴とする車輪用軸受装置。 - 前記ハブ輪に前記等速自在継手の外側継手部材を内嵌させ、前記複列の転がり軸受における内側転走面のうち一方の内側転走面を前記ハブ輪に、他方の内側転走面を前記外側継手部材に形成した請求項１に記載の車輪用軸受装置。
- 前記ハブ輪に前記等速自在継手の外側継手部材を外嵌させ、前記複列の転がり軸受における内側転走面のうち一方の内側転走面を前記ハブ輪に、他方の内側転走面を前記外側継手部材に形成した請求項１に記載の車輪用軸受装置。
- ハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化し、前記ハブ輪と前記等速自在継手の外側継手部材とを嵌合させて着脱自在に結合し、前記複列の転がり軸受における内側転走面のうち一方の内側転走面を前記ハブ輪に外嵌した内輪に、他方の内側転走面を前記ハブ輪に形成し、前記内輪に硬化させた凹凸部を形成すると共に、この凹凸部に、前記ハブ輪を拡径させて食い込ませ、前記内輪とハブ輪とを塑性結合により一体化した請求項２に記載の車輪用軸受装置。
- 前記凹凸部を形成した部材の端面よりも拡径する側の部材の嵌合部を軸方向に突出させた請求項１乃至５いずれかに記載の車輪用軸受装置。
- 前記凹凸部を、独立した複数の環状溝と複数の軸方向溝とを略直交させて形成した交叉溝で構成すると共に、前記軸方向に突出した嵌合部の外径を、前記環状溝の溝底径または前記軸方向溝の溝底径よりも大径に設定した請求項６に記載の車輪用軸受装置。
- 前記複列の転がり軸受のうち、インボード側の軸受の負荷容量をアウトボード側よりも高く設定した請求項１乃至７いずれかに記載の車輪用軸受装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003206697A JP4146308B2 (ja) | 2002-09-10 | 2003-08-08 | 車輪用軸受装置 |
| US10/658,520 US7220183B2 (en) | 2002-09-10 | 2003-09-09 | Bearing apparatus for a wheel of vehicle |
| EP03255614A EP1398181B1 (en) | 2002-09-10 | 2003-09-09 | Bearing apparatus for a wheel of a vehicle |
| CN031255396A CN1495052B (zh) | 2002-09-10 | 2003-09-09 | 一种车辆车轮的轴承装置 |
| DE60332199T DE60332199D1 (de) | 2002-09-10 | 2003-09-09 | Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002263969 | 2002-09-10 | ||
| JP2003206697A JP4146308B2 (ja) | 2002-09-10 | 2003-08-08 | 車輪用軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004155411A JP2004155411A (ja) | 2004-06-03 |
| JP4146308B2 true JP4146308B2 (ja) | 2008-09-10 |
Family
ID=31890562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003206697A Expired - Fee Related JP4146308B2 (ja) | 2002-09-10 | 2003-08-08 | 車輪用軸受装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7220183B2 (ja) |
| EP (1) | EP1398181B1 (ja) |
| JP (1) | JP4146308B2 (ja) |
| CN (1) | CN1495052B (ja) |
| DE (1) | DE60332199D1 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3967653B2 (ja) | 2002-09-26 | 2007-08-29 | Ｎｔｎ株式会社 | 車輪軸受装置 |
| JP4587205B2 (ja) * | 2004-06-24 | 2010-11-24 | Ｎｔｎ株式会社 | アクスルモジュール |
| WO2007043514A1 (ja) * | 2005-10-11 | 2007-04-19 | Ntn Corporation | 動力出力装置 |
| JP2007132513A (ja) * | 2005-10-11 | 2007-05-31 | Ntn Corp | 動力出力装置 |
| EP1950435A4 (en) * | 2005-11-07 | 2010-07-21 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | BEARING DEVICE |
| JP2007138477A (ja) * | 2005-11-16 | 2007-06-07 | Sekisui Jushi Co Ltd | 可倒式標示柱 |
| DE112006003288T5 (de) * | 2005-12-05 | 2008-12-11 | Ntn Corporation | Radlager-Stützanordnung und Verfahren zu deren Herstellung |
| US20070211975A1 (en) * | 2006-03-07 | 2007-09-13 | S & S Cycle, Inc. | Inner primary bearing race |
| JP2008064195A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Ntn Corp | 車輪用軸受装置 |
| JP2008114733A (ja) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Ntn Corp | 車輪用軸受装置 |
| JP5067787B2 (ja) * | 2007-02-06 | 2012-11-07 | Ｎｔｎ株式会社 | インホイールモータ駆動装置 |
| JP5570687B2 (ja) * | 2007-06-01 | 2014-08-13 | Ｎｔｎ株式会社 | 車輪用軸受装置 |
| US8616779B2 (en) | 2010-11-29 | 2013-12-31 | Honda Motor Co., Ltd. | Shortened driveshaft stem |
| IT1403432B1 (it) * | 2010-12-27 | 2013-10-17 | Skf Ab | Connessione di un anello flangiato di un'unita' cuscinetto-mozzo ad una ruota o al montante della sospensione di un veicolo a motore |
| DE102011052354A1 (de) * | 2011-08-02 | 2013-02-07 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Radlagereinheit |
| KR101699710B1 (ko) * | 2012-04-06 | 2017-01-25 | 주식회사 일진글로벌 | 휠 베어링 체결 구조 및 체결 방법 |
| CN103587349A (zh) * | 2013-11-07 | 2014-02-19 | 安徽工贸职业技术学院 | 一种机动车的驱动轴体 |
| DE102015009041A1 (de) * | 2015-07-13 | 2017-01-19 | Sram Deutschland Gmbh | Nabe für ein Fahrrad |
| CN106468306B (zh) * | 2015-08-21 | 2020-02-14 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 轴承 |
| CN106481664B (zh) * | 2015-08-31 | 2019-07-05 | 斯凯孚公司 | 车辆轮毂轴承单元及其使用方法 |
| CN111923662B (zh) * | 2020-07-20 | 2021-10-22 | 浙江零跑科技股份有限公司 | 汽车轮边动力传递系统 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6146022A (en) * | 1997-12-25 | 2000-11-14 | Ntn Corporation | Hub unit bearing for wheel |
| US6497515B1 (en) * | 1999-06-18 | 2002-12-24 | Ntn Corporation | Bearing apparatus for wheel |
| JP3875432B2 (ja) | 1999-07-06 | 2007-01-31 | Ｎｔｎ株式会社 | 駆動車輪用軸受装置 |
| US6780114B2 (en) * | 1999-12-15 | 2004-08-24 | Ntn Corporation | Drive wheel bearing assembly |
| DE60135712D1 (de) | 2000-08-10 | 2008-10-23 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | Lagereinheit für ein Antriebsrad eines Kraftfahrzeuges |
| US6702472B2 (en) * | 2000-08-24 | 2004-03-09 | Ntn Corporation | Wheel bearing device and method of crimping the same |
| JP3869197B2 (ja) * | 2000-08-31 | 2007-01-17 | 株式会社ジェイテクト | 車両用軸受装置 |
| JP2002114004A (ja) * | 2000-10-10 | 2002-04-16 | Koyo Seiko Co Ltd | 車両用軸受装置 |
| JP3942366B2 (ja) * | 2000-12-26 | 2007-07-11 | Ｎｔｎ株式会社 | 車輪軸受装置およびその製造方法 |
| JP2003089301A (ja) | 2001-09-18 | 2003-03-25 | Ntn Corp | 駆動車輪用軸受装置 |
-
2003
- 2003-08-08 JP JP2003206697A patent/JP4146308B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-09-09 CN CN031255396A patent/CN1495052B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-09-09 US US10/658,520 patent/US7220183B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-09-09 EP EP03255614A patent/EP1398181B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-09-09 DE DE60332199T patent/DE60332199D1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1398181A2 (en) | 2004-03-17 |
| CN1495052B (zh) | 2010-05-26 |
| US7220183B2 (en) | 2007-05-22 |
| US20040121847A1 (en) | 2004-06-24 |
| DE60332199D1 (de) | 2010-06-02 |
| EP1398181A3 (en) | 2005-06-22 |
| EP1398181B1 (en) | 2010-04-21 |
| CN1495052A (zh) | 2004-05-12 |
| JP2004155411A (ja) | 2004-06-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4146308B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP4315819B2 (ja) | 駆動車輪用軸受装置 | |
| JP2008174208A (ja) | 車輪用軸受装置のハブ輪およびその製造方法 | |
| JP2010137676A (ja) | 駆動車輪用軸受装置 | |
| JP4530291B2 (ja) | 駆動車輪用軸受装置の製造方法 | |
| JP4157323B2 (ja) | 駆動車輪用軸受装置 | |
| JP2007261577A5 (ja) | ||
| JP2013141861A (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP5252834B2 (ja) | 車輪用軸受装置の製造方法 | |
| JP2007069704A (ja) | 駆動車輪用軸受装置 | |
| WO2006019071A1 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP5331334B2 (ja) | 駆動車輪用軸受装置 | |
| JP2004090732A (ja) | 駆動車輪用軸受装置 | |
| JP4170046B2 (ja) | 駆動車輪用軸受装置 | |
| JP2004256039A (ja) | 駆動車輪用軸受装置 | |
| JP4307852B2 (ja) | 駆動車輪用軸受装置 | |
| JP2007162826A (ja) | 車輪用軸受装置およびこれを備えたアクスルモジュール | |
| JP2007192298A (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP4071965B2 (ja) | 駆動車輪用軸受装置 | |
| JP2012035798A (ja) | 車輪用軸受装置の製造方法 | |
| JP2007153247A (ja) | 車輪用軸受装置およびこの製造方法 | |
| JP2006052753A (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP4321714B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP4994713B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP4446336B2 (ja) | 車輪用軸受装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060323 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070921 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071002 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071130 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080318 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080516 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080617 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080619 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110627 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110627 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120627 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120627 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130627 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |