JP4262851B2 - 車輪軸受装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の車輪を支持するための車輪軸受装置、より詳しくは、車輪軸受と等速自在継手をユニット化した、駆動車輪用の車輪軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に、車輪軸受１と等速自在継手７をユニット化した車輪軸受装置の従来例を示す。車輪軸受１は、車体に取り付けられる外方部材２と、外方部材２との間に複列のボール３を介在させて回転自在に支持された内方部材４とで構成されている。内方部材４は、車輪を取り付けるためのフランジを有するハブ輪５と、このハブ輪５に嵌合した別体の内輪６とからなり、外方部材２の複列の軌道面２ａ，２ｂに対向する軌道面４ａ，４ｂをハブ輪５と内輪６とに配分的に設けてある。
【０００３】
車両の幅方向で見て内側すなわちインボード側の軌道面４ｂを有する内輪６はハブ輪５の円筒形端部に圧入されているため、この車輪軸受１は車体に組み付ける前のたとえば搬送時でもばらけることはない。ここで、内輪６は軌道溝の肩の一方をおとした肩おとし内輪であって、小端面側の外径は軌道溝の溝底径と等しいか、それよりも小さい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図５の車輪軸受装置は、ハブ輪５に内輪６を嵌合させ、そのハブ輪５をさらに等速自在継手７に嵌合させる、といった二段の嵌合構造であるため、ハブ輪５の肉厚が厚くなる傾向にある。ハブ輪５と内輪６をそれぞれ等速自在継手７に直接嵌合させるならば、ハブ輪の肉厚を薄くすることができ、軽量化あるいはスプライン部の大径化が可能となる。しかしながら、その場合、ハブ輪５と内輪６が分離しているため、等速自在継手７に組み付ける前の搬送時等に、内輪６やボール３のばらけ防止を図る必要がある。
【０００５】
これに関し、たとえば実開昭６３−１８０７２１号公報には、図６（Ａ）に示すように、ケージ８に内径側に突出した突起８ａを設け、この突起８ａを内輪９に設けた溝９ａにはめこみ、搬送時のばらけ防止を図る技術が示されている。また、玉軸受一般としては、図６（Ｂ）に示すように、肩おとし内輪ａの溝底近傍に凸部ａ２を設けて内輪ａ同士を日分離とすることが知られている。しかし、従来、軌道面ａ１、凸部ａ１、小端面ａ３を別々に研削していたため、次のような問題が存在した。
【０００６】
すなわち、軌道面ａ１の溝底径ｄ１と凸部ａ２の外径ｄ２との半径差δが内輪ａを軸方向へ組み立てる時のかち込み代となるが、このかち込み代の公差は溝底径ｄ１の公差と凸部外径ｄ２の公差が累積したものとなるため、かち込み代δの公差は数十μｍは必要であった。したがって、かち込み代δのばらつきが大きすぎてかち込み時にボールｂに圧痕をつけてしまう可能性が大きい。それゆえ、外輪ｃを加熱することによりボール内接円径を大きくして内輪ａを組み込む必要があった。また、アキシャルすきまを決定する芯差すなわち溝底から小端面ａ３までの距離の公差は軌道面ａ１の公差と小端面ａ３の公差の累積したものとなるため、軌道面ａ１と小端面ａ３を別々に研削すると芯差の公差が大きくなる。この芯差の公差も数十μｍは必要であった。それゆえ、初期アキシャルすきま範囲を小さく抑えられないか、無理に抑えようとすると選択嵌合（マッチング）が必要であった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、従来の車輪軸受装置の上記問題点を解消し、かち込み代の設定を一定に保つことが可能で、初期すきま設定を極小化して予圧ばらつきを抑えることができる車輪軸受装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、内周に複列の軌道面を有し、車体に取り付けられる外方部材と、車輪取付けフランジを有し、前記外方部材との間に複列のボールを介在させて回転自在に支持された内方部材とからなり、
前記内方部材が、車輪取付けフランジを一体に有するハブ輪と、前記ハブ輪とは別体の内輪とからなり、前記ハブ輪が前記外方部材の複列の軌道面のうちの一方と対向する軌道面を有し、前記内輪が前記外方部材の複列の軌道面のうちの他方と対向する軌道目を有し、
前記ハブ輪は等速自在継手の外側継手部材のステム部とはめあい及びスプラインにより嵌合し、前記内輪は前記外側継手部材のステム部とはめあいにより嵌合し、前記ハブ輪の小端面と前記内輪の小端面が当接し、
前記内方部材が軌道面の溝底近傍に前記ボールの内接円径よりも大径の凸部を有し、かつ、前記内方部材の軌道面と凸部外周面と小端面を同時研削することによって前記内方部材の軌道面の溝底径と凸部の外径との半径差および軌道面の溝底から小端面までの芯差が所定の規格値内に規制されていることを特徴とする車輪軸受装置である。
【０００９】
軌道面と凸部外周面と小端面の同時研削により、工数が削減できるばかりでなく、公差のばらつきが小さく抑えられるので予圧ばらつき範囲を小さくできる。さらに、軌道面と凸部外周面と小端面に加えて、内輪の場合は肩、ハブ輪の場合はシールランドも同時研削することができる（請求項５、請求項６）。それにより、ハブ輪のシールランドあるいは内輪の肩の外周面が円周方向に走るリード目のない研削面となるため、シール性の向上が望める。
【００１０】
請求項２および請求項３に記載のように、前記内方部材の軌道面の溝底径と凸部の外径との半径差、および、前記内方部材の軌道面の溝底から小端面までの芯差は、いずれも、公差上限を２０μｍ、好ましくは１０μｍとする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まず、図２および図３に従って車輪軸受装置の構成を説明すると、この車輪軸受装置は車輪軸受と等速自在継手とからなり、車輪軸受は、外方部材１０と、内方部材（３０、４０）と、両者間に介在する複列のボール２０とで構成されている。
【００１３】
外方部材１０は外周にフランジ１２を一体に形成してあり、このフランジ１２にて懸架装置のナックル６８にボルト６９で締結される。外方部材１０の内周には複列の軌道面１４を形成してある。
【００１４】
内方部材はハブ輪３０と内輪４０とで構成され、外方部材１０の複列の軌道面１４に対向する軌道面３４，４４をハブ輪３０と内輪４０に配分的に設けてあり、ボール２０を介して回転自在に外方部材１０に支持される。
【００１５】
ハブ輪３０は、車輪を取り付けるためのフランジ３１を外周に一体的に形成し、フランジ３１の円周方向等分位置にハブボルト３３を植設してある。フランジ３１の基端部付近から軌道面３４に至る部分はシール６４のシールリップが摺接するシールランド３２となる。内輪４０はハブ輪３０とは別体で、軌道溝の肩の一方をおとした肩おとし内輪の形態をしている。
【００１６】
内方部材（３０，４０）は等速自在継手の外側継手部材５０と結合している。ハブ輪３０は、はめあい部３５とスプライン孔部３７とを設けた貫通孔を有し、はめあい部３５にて外側継手部材５０のステム部のはめあい部５５と嵌合し、スプライン孔部３７にて外側継手部材５０のステム部のスプライン軸部５７とスプライン嵌合している。内輪４０は外側継手部材５０のステム部のはめあい部５４と嵌合している。なお、内側継手部材、ボール、ケージといった外側継手部材５０以外の等速自在継手の部品は図示を省略してある。
【００１７】
車輪軸受と等速自在継手との軸方向の固定には、ねじ締結やかしめを採用することができる。図２はねじ締結の場合を例示したものである。すなわち、内輪４０を外側継手部材５０のステム部のはめあい部５４に圧入して大端面４１（図１参照）を外側継手部材５０の肩面５２に当接させ、続いてハブ輪３０を外側継手部材５０のステム部に圧入してその小端面３８（図１参照）を内輪４０の小端面４８（図１参照）に当接させる。そして、外側継手部材５０のステム部の端部に形成されたねじ孔５８にボルト６０を締め込むことにより、内方部材（３０，４０）と外側継手部材５０とが締結され、車輪軸受と等速自在継手とがユニット化される。
【００１８】
なお、図２の実施の形態では、互いに別体のハブ輪３０と内輪４０を突き合わせただけであるため、ボルト６０を取り外して車輪軸受を外側継手部材５０から抜き出そうとすると、内輪４０とその軌道面４４上にあるボール２０は外側継手部材５０上に残ってしまう。このようにハブ輪３０と内輪４０が分離すると軸受内部が開放されることになるため、異物が混入したり、ボールや軌道面にきずを付けるおそれがあり好ましくない。したがって、図２の実施の形態はハブ輪３０と内輪４０を分離しない、非分離型として取り扱う必要がある。それゆえ、この実施の形態の場合、車輪軸受と等速自在継手との結合に、図示するようなねじ締結に代えて、かしめを採用することもある。
【００１９】
一方、図３に示す実施の形態では、ハブ輪３０と内輪４０とが連結環６２によって一体化されている。連結環６２は、環状の本体６１の両側に外径面側へ突き出したつば６３を形成したもので、ハブ輪３０と内輪４０の内周面に形成した環状溝３９，４９につば６３を係合させて装着し、ハブ輪３０と内輪４０を連結して一体化させる。この実施の形態の場合、外側継手部材５０からハブ輪３０を抜き出そうとすると内輪４０も同時に外側継手部材５０から抜き出される。したがって、内輪４０を含む車輪軸受全体を等速自在継手から分離させることができる（分離型）。
【００２０】
次に、図１は内方部材（ハブ輪３０または内輪４０）の軌道面まわりの寸法関係を示す。ハブ輪３０の場合、軌道面３４の溝底径ｄ１と凸部３６の外径ｄ２との半径差δがかち込み代となる。軌道面３４の溝底から小端面３８までの距離Ｌを芯差と呼ぶ。内輪４０の場合、軌道面４４の溝底径ｄ１と凸部４６の外径ｄ２との半径差δがかち込み代である。軌道面４４の溝底から小端面４８までの距離Ｌが芯差である。
【００２１】
図４は内輪４０の研削過程を示す。図示するような輪郭の総型砥石７０を用いて、内輪４０の肩４２の外周面、軌道面４４、凸部４６の外周面、小端面４８を同時研削することによって、それぞれの寸法ばらつきを極小にする。このようにすることで、内輪４０の軌道面４４の溝底径と凸部４６の外径との半径差すなわちかち込み代δ、および、軌道面の溝底から小端面までの芯差ともに２０μｍ以下に公差を抑えることが可能になった。アンギュラフィードとすることにより研削性が向上する。内輪４０を例にとって述べたが、ハブ輪３０についても同様に当てはまる。
【００２２】
また、ハブ輪３０の場合、シールランド３２はプランジカットとなり、その研削面に円周方向に走る研削目つまりリード目が生じないためシール性が向上する。内輪４０の場合、肩４２の外周面がプランジカットとなり、その研削面に円周方向に走る研削目つまりリード目が生じないため、シールランドとして機能する場合にはシール性が向上する。すなわち、図２は、内輪４０の肩４２にパルサーリング６６を取り付け、このパルサーリング６６に対向させて車輪速度センサ６７を配置してあり、かつ、シール６５のシールリップが摺接するシールランド５６を外側継手部材５０に形成した場合を示しているが、パルサーリング６６と車輪速度センサ６７を別の位置に設置してシール６５を内輪４０の肩４２の外周面に摺接させるようにしてもよい。その場合、肩４２の外周面４２はシールランドとなる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の車輪軸受装置は、内周に複列の軌道面を有し、車体に取り付けられる外方部材と、車輪取付けフランジを有し、前記外方部材との間に複列のボールを介在させて回転自在に支持された内方部材とからなり、
前記内方部材が、車輪取付けフランジを一体に有するハブ輪と、前記ハブ輪とは別体の内輪とからなり、前記ハブ輪が前記外方部材の複列の軌道面のうちの一方と対向する軌道面を有し、前記内輪が前記外方部材の複列の軌道面のうちの他方と対向する軌道目を有し、
前記ハブ輪は等速自在継手の外側継手部材のステム部とはめあい及びスプラインにより嵌合し、前記内輪は前記外側継手部材のステム部とはめあいにより嵌合し、前記ハブ輪の小端面と前記内輪の小端面が当接し、
前記内方部材が軌道面の溝底近傍に前記ボールの内接円径よりも大径の凸部を有し、かつ、前記内方部材の軌道面と凸部外周面と小端面を同時研削することによって前記内方部材の軌道面の溝底径と凸部の外径との半径差および軌道面の溝底から小端面までの芯差が所定の規格値内に規制したものであるため、初期すきま設定を極小化でき、予圧ばらつきを少なくすることができる。
【００２４】
また、かち込み代の設定を一定に保つことが可能となり、組立作業の能率が向上する。従来のように外方部材を加熱したりする必要がないため、そのための設備も不要となる。さらに、加工工数が削減されることは言うまでもない。
【００２５】
軌道面と凸部外周面と小端面を同時研削するときシールランド（ハブ輪のシールランドあるいは内輪の肩）も同時に研削するようにすれば、シールランドと軌道面の同軸度を極小化できるのでシール性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内方部材の要部拡大断面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す車輪軸受装置の縦断面図である。
【図３】別の実施の形態を示す車輪軸受装置の縦断面図である。
【図４】内輪の研削過程を説明する断面図である。
【図５】従来の車輪軸受装置の縦断面図である。
【図６】従来の技術を説明する断面図である。
【符号の説明】
１０ 外方部材
１４ 軌道面
２０ ボール
３０ ハブ輪
３４ 軌道面（アウトボード側）
４０ 内輪
４４ 軌道面（インボード側）
４６ 凸部
４８ 小端面
５１ 外側継手部材
６１ 連結環
７０ 砥石
δ かち込み代
Ｌ 芯差

Claims (5)

  1. 内周に複列の軌道面を有し、車体に取り付けられる外方部材と、車輪取付けフランジを有し、前記外方部材との間に複列のボールを介在させて回転自在に支持された内方部材とからなり、
    前記内方部材が、車輪取付けフランジを一体に有するハブ輪と、前記ハブ輪とは別体の内輪とからなり、前記ハブ輪が前記外方部材の複列の軌道面のうちの一方と対向する軌道面を有し、前記内輪が前記外方部材の複列の軌道面のうちの他方と対向する軌道面を有し、
    前記ハブ輪は等速自在継手の外側継手部材のステム部とはめあい及びスプラインにより嵌合し、前記内輪は前記外側継手部材のステム部とはめあいにより嵌合し、前記ハブ輪の小端面と前記内輪の小端面が当接し、
    前記内方部材が軌道面の溝底近傍に前記ボールの内接円径よりも大径の凸部を有し、かつ、前記内方部材の軌道面と凸部外周面と小端面を同時研削することによって前記内方部材の軌道面の溝底径と凸部の外径との半径差および軌道面の溝底から小端面までの芯差が所定の規格値内に規制されていることを特徴とする車輪軸受装置。
  2. 前記内方部材の軌道面の溝底径と凸部の外径との半径差の公差上限を２０μｍとしたことを特徴とする請求項１に記載の車輪軸受装置。
  3. 前記内方部材の軌道面の溝底から小端面までの芯差の公差上限を２０μｍとしたことを特徴とする請求項１に記載の車輪軸受装置。
  4. 前記内輪の肩の外周面がリード目のない研削面であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項の車輪軸受装置。
  5. 前記ハブ輪が、前記フランジの基端部付近から前記軌道面に至る部分にシールランドを有し、前記シールランドがリード目のない研削面であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項の車輪軸受装置。
JP2000002339A 2000-01-11 2000-01-11 車輪軸受装置 Expired - Fee Related JP4262851B2 (ja)

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