JP4612521B2

JP4612521B2 - 車輪用軸受装置

Info

Publication number: JP4612521B2
Application number: JP2005297105A
Authority: JP
Inventors: 和雄小森; 政浩木内; 啓藤村; 之秀本城; 泰律吉村; 英史猪飼
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; NTN Corp
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; NTN Corp
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2025-10-12
Also published as: JP2007107573A

Description

この発明は、自動車等の車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置に関する。

従来、駆動輪支持用の車輪用軸受装置として、図１１に示すものが提案されている（例えば特許文献１）。これは、外方部材２１と内方部材２２の対向する軌道面２３，２４間に複列にボール２５を介在させ、上記内方部材２２を、車輪取付用ハブフランジ２９ａを外周に有するハブ輪２９と、このハブ輪２９のインボード側端部の外周に嵌合した内輪３０とで構成した形式のものである。ハブ輪３０の中央孔３１には、等速ジョイントの外輪３３のステム部３３ａが挿通されてスプライン嵌合され、等速ジョイント外輪３３の段面３３ｂが内輪３０のインボード側端面３０ａに押し当てられる。この状態で、前記ステム部３３ａ先端にナット３４を螺合させることにより、等速ジョイント外輪３３とナット３４とで内方部材２２が幅締めされる。

図１１の一部を拡大して示す図１２のように、この提案例では、ハブ輪２９のインボード側端部の外周に形成した段部３５に内輪３０を外嵌させると共に、内輪３０のインボード側端部の内周に段部３６を形成し、ハブ輪２９のインボード側端部を外径側に拡径変形させて前記内輪３０の段部３６に加締めている。
特開平９−１６４８０３号公報

しかし、上記した車輪用軸受装置では、以下のような問題が有る。
（１）ハブ輪２９の加締部２９ｂが大きいため、内輪３０のインボード側端部に形成する段部３６の径方向段差を、半径差で５〜７mm程度とする必要が有る。このように段部３６の段差を大きくすると、内輪３０のインボード側端面３０ａの面積が小さくなるので、等速ジョイント外輪３３の段面３３ｂとの接触面圧が大きくなる。そのため、摩耗や異音の発生の原因となる。
（２）ハブ輪２９の加締部２９ｂを内輪３０のインボード側端面３０ａより内側（アウトボード側）に収めようとすると、内輪３０の段部３６の軸方向長さを７〜８mm程度にする必要が有る。このように内輪段部３６の軸方向長さが長くなると、ボール接触角の延長線上に内輪段部３６が位置する傾向があり、運転時の負荷荷重による内輪変形が大きくなって短寿命となる可能性がある。また、内輪段部３６の軸方向長さが長くなると、それだけハブ輪２９に対する内輪３０の嵌め合い長さ（面積）が減少するので、内輪クリープが発生し、軸受寿命が低下する可能性がある。これらの問題は、内輪全体の幅寸法を長くすれば回避できるが、それでは軸方向に余分なスペースが必要になる。
（３）また、ハブ輪２９の加締部２９ｂが大きいことから、揺動加締加工において、加締工具が内輪３０と干渉し、加工が困難である。

この発明の目的は、軸受機能へ悪影響を及ぼすことなく、車両への組立工程における内輪抜けを防止できる車輪用軸受装置を提供することである。

この発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、これら軌道面に対向する軌道面を有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複列のボールとを備え、上記内方部材が、車輪取付用のハブフランジを外周に有し中心に貫通孔を有するハブ輪と、このハブ輪のインボード側端部の外周の段差部状の内輪嵌合面部に嵌合した内輪とでなり、これらハブ輪および内輪に前記各列の軌道面を形成し、前記ハブ輪が等速ジョイントの外輪と結合されて前記内輪のインボード側に向く端面が前記等速ジョイントの外輪に設けられたアウトボード側に向く段面に押し付けられる駆動輪支持用の複列外向きアンギュラ玉軸受型のものである。
この車輪用軸受装置において、前記内輪の内周面におけるインボード側端に、この内輪のインボード側の端面まで続く段差部を設け、前記ハブ輪に加締加工により前記内輪の前記段差部に係合可能な塑性変形部分を設け、この塑性変形部分を前記内輪の端面から突出しないものとする共に、前記内輪の段差部を、前記塑性変形部分との係合により車両への組立工程における内輪の抜けを防止できる程度の小さな深さに形成し、前記内輪は、軌道面とアウトボード側において隣合う外周部分に軌道面の溝底径よりも大径となる内輪外周面部で形成されるカウンタボア部を有し、前記カウンタボア部と内輪の軌道面上のボールとの間に、このボールが前記カウンタボア部の縁部に当たるまで、前記ボールが内輪に対して相対的に軸方向に移動することが可能となる軸方向隙間であるカウンタボア・ボール間隙間を有し、前記内輪の前記段差部内の端面と前記塑性変形部分との間に軸方向隙間があり、この軸方向隙間を前記カウンタボア・ボール間隙間よりも小さくしたことを特徴とする。

この構成によると、内輪の内周面に設けられてハブ輪の加締加工による塑性変形部分を係合させる段差部を、内輪の内周縁というごく限られた範囲のものとしたため、内輪の抜け耐力を確保しながら、段差部をできるだけ小さなものとできる。このため、段差部を設けながら内輪のインボード側端面の面積の減少が少なくできて、等速ジョイント外輪の段面との接触面圧の増加が抑制され、摩耗や異音の発生を防止できる。内輪内周面の段差部を前記のように小さなものとしても、軸受の車両への組付け時に作用する抜け力に対して十分な耐力が得られる。このように、内輪の抜け耐力が確保できる範囲で、内輪段差部をできるだけ小さく設定することで、軸受機能へ悪影響を及ぼすことなく、車両への組立て構成における内輪抜けを防止することができる。

前記塑性変形部分の加締加工時に、内輪がハブ輪に対してインボード側へ僅かに移動し、そのままでは内輪軌道面の軸方向位置が適正位置からずれることがあるが、内輪をハブ輪に対して再度押し込むことで、内輪軌道面が適正位置に戻る。この戻し処理を行った場合、内輪の前記段差部内の端面と前記塑性変形部分との間に軸方向隙間が生じる。この軸方向隙間が大き過ぎると、内輪に大きな抜け方向荷重が作用したときに、内輪の軸方向移動によって、ボールが内輪のカウンタボア部を構成する内輪外周面部に当接し、軸受機能に悪影響を与える。しかしこの発明は、内輪の段差部内の端面と塑性変形部分との間の軸方向隙間をカウンタボア・ボール間隙間よりも小さくしたため、内輪に大きな抜け方向荷重が作用しても、ボールがカウンタボア部の内輪外周面部に当接することがなく、これによっても、軸受機能へ悪影響が及ぶのを回避できる。また、これにより、ハブ輪の加締加工をプレス加工のような簡単な方法で行うことができる。
この車輪用軸受装置は、このように、軸受機構へ悪影響を及ぼすことなく、車両への組立工程における内輪抜けを防止できる。

この発明において、前記内輪の前記段差部の径方向寸法を、内輪内周面との半径差で０．２５〜２．５mmとし、かつ前記段差部の軸方向範囲を、内輪のインボード側端面から０．２５mm以上で、かつ接触角を成す直線の延長線上にかからない範囲としても良い。
車輪用軸受装置において、車両に組付ける際の内輪抜けを防止するには、２ｔｏｎ以上の内輪抜け耐力が必要であることが分かった。この発明の車輪用軸受装置は、小型乗用車から大型乗用車にわたる一般的な乗用車に適用されるものであるが、そのいずれにおいても、２ｔｏｎ以上の内輪抜け耐力が必要である。この抜け耐力を得るために、上記各寸法範囲とすることが好ましい。
すなわち、内輪の段差部の上記径方向寸法は、０．２５mmよりも小さいと、ハブ輪の塑性変形部分との掛かり代が小さくて抜け耐力が確保できず、また２．５mmを超えると、内輪のインボード側端面の面積を大きく確保して、等速ジョイント外輪の段面との接触面圧を低下させることができなくなる。０．２５〜２．５mmの範囲であると、抜け耐力を確保しながら内輪のインボード側端面の面積確保，接触面圧低下による摩耗，異音防止の各効果が得られる。
また、内輪の段差部の軸方向範囲は、内輪のインボード側端面から０．２５mm未満であると、段差部に係合させるハブ輪の塑性変形部分が小さくなり過ぎて、抜け耐力が確保できない。この軸方向範囲が、接触角を成す直線の延長線上にかかる場合は、運転時の負荷荷重による内輪の変形が大きくなって短寿命となる可能性がある。上記のように軸方向範囲が、内輪のインボード側端面から０．２５mm以上で、接触角を成す直線の延長線上にかからない範囲であると、内輪の段差部の軸方向長さが短いことから、ハブ輪に対する内輪の嵌め合い長さを確保でき、内輪クリープの発生を抑えることができる。この点からも長寿命化が可能となる。また、嵌め合い長さの確保のために、内輪全体の幅寸法を長くする必要がないので、軸方向に余分なスペースが不要となる。

この発明において、前記内輪の前記段差部内の端面をテーパ面としても良い。段差部内の端面をテーパ面にすると、加締加工を行うハブ輪の塑性変形部分が、前記段差部内の端面に沿うように容易に加締加工することができる。そのため、適切な加締加工が行えて、抜け耐力の確保がより一層確実となる。

この発明において、前記ハブ輪の軌道面は焼入れ処理した表面硬化処理面とし、前記塑性変形部分は非熱処理部とし、前記内輪は表面から芯部までの全体を焼入れ処理により硬化させても良い。
ハブ輪の軌道面は転動寿命の向上の点から、表面硬化処理面として硬度を高くすることが好ましいが、加締加工を行う塑性変形部分は、加締加工の容易性の点から非熱処理部とすることが好ましい。内輪は小部品であって軌道面を有し、かつハブ輪に内径面が嵌合することから、表面から芯部までの全体を焼入れ処理により硬化させたものとすることが、転動寿命や嵌合面の耐摩耗性の向上の点で好ましい。

この発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、これら軌道面に対向する軌道面を有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複列のボールとを備え、上記内方部材が、車輪取付用のハブフランジを外周に有し中心に貫通孔を有するハブ輪と、このハブ輪のインボード側端部の外周の段差部状の内輪嵌合面部に嵌合した内輪とでなり、これらハブ輪および内輪に前記各列の軌道面を形成し、前記ハブ輪が等速ジョイントの外輪と結合されて前記内輪のインボード側に向く端面が前記等速ジョイントの外輪に設けられたアウトボード側に向く段面に押し付けられる駆動輪支持用の複列外向きアンギュラ玉軸受型の車輪用軸受装置において、前記内輪の内周面におけるインボード側端に、この内輪のインボード側端面まで続く段差部を設け、前記ハブ輪に加締加工により前記内輪の前記段差部に係合可能な塑性変形部分を設け、この塑性変形部分を前記内輪の端面から突出しないものとする共に、前記内輪の段差部を、前記塑性変形部分との係合により車両への組立工程における内輪の抜けを防止できる程度の小さな深さに形成し、前記内輪は、軌道面とアウトボード側において隣合う外周部分に軌道面の溝底径よりも大径となる内輪外周面部で形成されるカウンタボア部を有し、前記カウンタボア部と内輪の軌道面上のボールとの間に、このボールが前記カウンタボア部の縁部に当たるまで、前記ボールが内輪に対して相対的に軸方向に移動することが可能となる軸方向隙間であるカウンタボア・ボール間隙間を有し、前記内輪の前記段差部内の端面と前記塑性変形部分との間に軸方向隙間があり、この軸方向隙間を前記カウンタボア・ボール間隙間よりも小さくしたため、軸受機能へ悪影響を及ぼすことなく、車両への組立工程における内輪抜けを防止することができる。

この発明の第１の実施形態を図１ないし図９と共に説明する。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向外側寄りとなる側をアウトボード側と言い、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
この車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面３を形成した外方部材１と、これら各軌道面３に対向する軌道面４を形成した内方部材２と、これら外方部材１および内方部材２の軌道面３，４間に介在した複列のボール５とで構成される。この車輪用軸受装置は、複列外向きアンギュラ玉軸受型とされていて、ボール５は各列毎に保持器６で保持されている。上記各軌道面３，４は断面円弧状であり、各軌道面３，４はボール接触角θが背面合わせとなるように形成されている。外方部材１と内方部材２との間の軸受空間の両端は、シール７，８によりそれぞれ密封されている。

外方部材１は固定側の部材となるものであって、車体の懸架装置（図示せず）におけるナックルに取付けるフランジ１ａを外周に有し、全体が一体の部品とされている。
内方部材２は回転側の部材となるものであって、外周に車輪取付用のハブフランジ９ａを有するハブ輪９と、このハブ輪９のインボード側端部の外周に嵌合した内輪１０とでなる。これらハブ輪９および内輪１０に、前記各列の軌道面４が形成されている。ハブ輪９は中心に貫通孔１１を有し、その軌道面４は、焼入れ処理による表面硬化処理面とされている。内輪１０は、表面から芯部までの全体が焼入れ処理により硬化させてある。

図２に拡大断面図で示すように、ハブ輪９のインボード側端部の外周には、ハブ輪９の他の部分の外周よりも小径となった段差部状の内輪嵌合面部１５が形成され、この内輪嵌合面部１５に内輪１０が嵌合する。
内輪１０の内周面には、この内輪１０のインボード側の端面１０ａまで続き、この端面１０ａの内周縁に相当する深さの段差部１６を設け、ハブ輪９には加締加工により内輪１０の段差部１６に係合可能な塑性変形部分９ｂが設けてある。加締加工を行う塑性変形部分９ｂは非熱処理部とされている。内輪１０の段差部１６内の端面１６ａはテーパ面とされている。塑性変形部分９ｂは、内輪１０の段差部１６の内周面との間に隙間が生じる外径とし、かつ内輪１０の端面１０ａから突出しないものとしてある。また、ハブ輪９の塑性変形部分９ｂの内周面９ｂｃは、端部側が開くテーパ面とされている。

内輪１０の前記段差部１６の径方向寸法は、内輪内周面との半径差Δｒで０．２５〜２．５mmとされている。また、前記段差部１６の軸方向範囲Ｗは、内輪のインボード側端面１０ａから０．２５mm以上で、かつ内輪軌道面４のボール接触角θを成す直線Ｌの延長線上にかからない範囲とされている。なお、図３は、ハブ輪９における塑性変形部分９ｂのうち、内輪段差部１６内に入る部分９ｂａの断面を示す。

内輪１０は、軌道面４とアウトボード側において隣合う外周部分に軌道面４の溝底径よりも大径となる内輪外周面部１０ｂａで形成されるカウンタボア部１０ｂを有する。

図７〜図９には、ハブ輪９の塑性変形部分９ｂを内輪段差部１６へ加締加工する工程説明図を示す。この加締加工では、先ず、図７のようにハブ輪９のハブフランジ９ａをハブボルト１７で受け台１８に取付け、軸受装置をインボード側が上向きとなる姿勢で受け台１８の上に固定する。この固定状態で、図８（Ａ）のようにハブ輪９のインボード側端部の上に加締パンチ１９を下降させて、ハブ輪９の塑性変形部分９ｂを全周にわたりプレス加工する。これにより、図８（Ａ）の一部を拡大して示す図８（Ｂ）のように、ハブ輪９の塑性変形部分９ｂが内輪段差部１６に加締められる。なお、ハブ輪９の塑性変形部分９ｂとされる部分は、加締加工前の状態で円筒状となっていて、その内周面９ｂｃは、開口側が開くテーパ面とされている。加締パンチ１９の先端外周面部１９ａは、ハブ輪９の上記テーパ状の内周面９ｂｃに嵌合するテーパ面とされ、これにより上記加締加工が円滑に行われる。また、ハブ輪９の塑性変形部分９ｂとなる部分は、加締加工の前および後とも、内周面が他の部分よりも大径となって肉厚が薄くされている。

このように加締を行った後、図９のようにハブ輪９のインボード側端部から加締めパンチ１９を退避させると加締め加工が完了するが、この加締加工に伴い、内輪１０がハブ輪９に対してインボード側に、例えば２０μｍ程度浮き上がるという現象が生じる。
そこで、この内輪浮き上がりを無くすために、上記加締加工の後に、内輪端面１０ａの上に板材からなる内輪再圧入治具（図示せず）を載せ、この内輪再圧入治具の上から前記加締パンチ１９を押し付けることで内輪１０を再圧入する。

この再圧入では、図６に示すように、内輪段差部１６内の端面１６ａと塑性変形部分９ｂとの間に所定の軸方向隙間δが生じるが、この軸方向隙間δは、所定の寸法範囲内とする。具体的には、上記軸方向隙間δは、図４に示すカウンタボア・ボール間隙間Ｇよりも小さい値とする。ここで言うカウンタボア・ボール間隙間Ｇとは、次の隙間を言う。カウンタボア部１０ｂを構成する内輪外周面部１０ｂａと内輪１０の軌道面４上のボール５との間に、このボール５がカウンタボア部１０ｂの縁部１０ｂｂに当たるまで、ボール５が内輪１０に対して相対的に軸方向に移動することが可能となる軸方向隙間が設けられる。この軸方向隙間がカウンタボア・ボール間隙間Ｇである。

カウンタボア・ボール間隙間Ｇは、次に図５と共に示す方法により測定される。
・外方部材（外輪）１の単体にて、外方部材１の軌道面３の溝底径寸法（直径）φＡ、および溝曲率を求める。
・内輪１０の単体にて、内輪１０の溝底径寸法（直径）φＣ、並びに内輪１０の軌道面４の溝底位置からカウンタボア部１０ｂまで（すなわち内輪外周面部１０ｂａの縁部１０ｂｂまで）の軸方向寸法Ｅおよび形状を測定する。カウンタボア部１０ｂの軸方向寸法Ｈ、およびその内輪外周面部１０ｂａと内輪軌道面溝底４ａの位置までの径方向寸法Ｆについても測定する。
・ボール５の単体にて、ボール５の外径φｄ（図示せず）を測定する。
・このように測定した寸法，形状より、図５（Ｂ）のように、ボール５が外方部材３の溝底３ａにある状態で、かつボール５が内輪軌道面４に接した状態での図を作成する。この状態で、ボール５は、内輪軌道面４における溝底４ａよりもカウンタボア部１０ｂから離れる方向へ偏った位置（図５（Ｂ）の範囲Ｊのどこか）に接することになる。上記範囲Ｊの何処に接するかは、各部の寸法，形状によって異なる。なお、図５（Ｂ）は、概念的に分かりやすく示すための説明図であり、実際の寸法関係を反映した図ではない。
・このようにして、図５（Ｂ）に該当する図を正確に作成し、内輪１０のカウンタボア部１０ｂの軌道面４側の側部（すなわち内輪外周面部１０ｂａの縁部１０ｂｂ）とボール５との間の軸方向隙間Ｇの寸法を求める。この隙間Ｇは、図５（Ｂ）に相当する図をＣＡＤで作成した場合、ＣＡＤは寸法測定機能を有していて画面上に表示できるものが一般的であるため、その表示された寸法を用いれば良い。
このように測定された隙間Ｇの値が、カウンタボア・ボール間隙間Ｇである。

図６の内輪段差部１６内の端面１６ａと塑性変形部分９ｂとの間の軸方向隙間δは、次のように測定される。すなわち、ハブ輪９を固定した状態で内輪１０を抜け方向に引っ張り、内輪移動量と引抜き荷重の関係を測定する。このとき、引抜き荷重が急激に上昇したときの内輪移動量を、上記軸方向隙間δとする。

この車輪用軸受装置の車両への組付けにおいては、ハブ輪９の貫通孔１１に、等速ジョイント１２の片方の継手部材となる外輪１３のステム部１３ａを挿通させてスプライン嵌合させ、ステム部１３ａの先端に螺合するナット１４の締め付けにより、等速ジョイント外輪１３を内方部材２に結合する。このとき、等速ジョイント外輪１３に設けられたアウトボード側に向く段面１３ｂが、内輪１０のインボード側に向く端面１０ａに押し付けられ、等速ジョイント外輪１３とナット１４とで内方部材２が幅締めされる。車輪取付用のハブフランジ９ａはハブ輪９のアウトボード側端部に位置しており、このハブフランジ９ａにブレーキロータを介して車輪（いずれも図示せず）がハブボルト１７で取付けられる。

この構成の車輪用軸受装置によると、内輪１０の内周面に段差部１６を設け、ハブ輪９の加締加工による塑性変形部分９ｂを前記段差部１６に係合させたので、車両への組付工程において発生する外力による内輪１０のハブ輪９からの抜けを防止できる。
段差部１６は、内輪１０の内周縁というごく限られた範囲のものとしたため、内輪１０の抜け耐力を確保しながら、段差部１６をできるだけ小さなものとできる。このため、段差部１６を設けながら内輪１０のインボード側端面１０ａの面積の減少が少なく、等速ジョイント外輪１３の段面１３ｂとの接触面圧の増加が抑制され、摩耗や異音の発生を防止できる。

内輪段差部１６内の端面１６ａとハブ輪９の塑性変形部分９ｂとの間には軸方向隙間δが生じているが、この軸方向隙間δをカウンタボア・ボール間隙間Ｇよりも小さくしたため、内輪１０に例えば２ｔｏｎ以上の大きな抜け荷重が負荷されたときの内輪抜け量がカウンタボア・ボール間軸方向隙間Ｇより小さくなる。そのため、車両に組付ける際に２ｔｏｎ以上の内輪抜け荷重が作用しても、ボール５がカウンタボア部１０ｂの内輪外径面部１０ｂａに押し付けられることがなくて、軸受機能へ悪影響が及ぶことが回避できる。また、これにより、ハブ輪９の加締加工をプレス加工のような簡単な方法で行うことができる。

内輪段差部１６の上記寸法範囲は、次の理由により定めた。すなわち、車輪用軸受装置を車両に組付ける際の内輪１０の抜けを防止するためには、２ｔｏｎ以上の内輪抜け耐力が必要であることが、実験により分かった。この内輪抜け耐力が得られる範囲で、段差部１６の各寸法（Δｒ，Ｗ）を次の理由で設定した。
なお、第３世代型の車輪用軸受装置が採用される自動車は、一般的には乗用車であり、小型乗用車から大型乗用車までの一般的な乗用車に採用される各種寸法の車輪用軸受装置に適用できる範囲として、上記各寸法（Δｒ，Ｗ）を定めた。

〔径方向寸法Δｒ〕
径方向寸法Δｒの最小値：
内輪１０の抜け方向荷重が負荷された際に、ハブ輪９の加締加工による塑性変形部分９ｂにおける段面の面圧が降伏点応力以下となることが必要である。上記乗用車用の車輪用軸受装置において、２ｔｏｎの内輪抜け方向荷重が作用したときに、塑性変形部分９ｂの上記段面の面圧を降伏点応力以下とするには、径方向寸法Δｒが０．２５mm以上であることが必要である。
径方向寸法Δｒの最大値：
段差部１６の径方向寸法Δｒが大きくなると、内輪１０のインボード側端面１０ａが小さくなり、等速ジョイント外輪１３の段面１３ｂとの接触面圧が大きくなって、摩耗や異音発生の原因となる。上記乗用車の車輪用軸受装置の量産実績品と同水準を保ことのできる径方向寸法Δｒは、２．５mm以下である。

〔軸方向範囲Ｗ〕
軸方向範囲Ｗの最小値：
２ｔｏｎの内輪抜け方向荷重が負荷された際、ハブ輪９の塑性変形部分９ｂの内輪段差部内進入部分９ｂａのせん断応力が許容値以下となることが必要である。上記乗用車用の車輪用軸受装置において、２ｔｏｎの内輪抜け方向荷重が作用したときに、上記充足部分９ｂａのせん断応力を許容値以下とするには、軸方向範囲Ｗが内輪のインボード側端面１０ａから０．２５mm以上であることが必要である。
軸方向範囲Ｗの最大値：
ボール接触角θの延長線上に段差部１６が存在すると、運転時の負荷荷重による内輪１０の変形が大きくなり、短寿命になる可能性がある。このため、軸方向範囲Ｗの最大値は、ボール接触角θの延長線上に段差部１６がかからない長さである。

このように、内輪１０の段差部１６の径方向寸法を、内輪内周面との半径差Δｒで０．２５mm以上としているので、ハブ輪９の塑性変形部分９ｂの面圧を降伏点応力以下にできて、上記抜け耐力が確保される。また、上記径方向寸法を２．５mm以下と小さくしているので、内輪１０のインボード側端面１０ａの面積を大きく確保でき、等速ジョイント外輪１３の断面１３ｂとの接触面圧が大きくなって、車両へ組み立てた状態で摩耗や異音発生の原因となることがない。

また、内輪１０の前記段差部１６の軸方向範囲Ｗを、内輪のインボード側端面１０ａから０．２５mm以上としているので、段差部１６に係合させるハブ輪９の塑性変形部分９ｂの強度が確保できて、上記抜け耐力が確保される。また、この車輪用軸受装置は複列外向きアンギュラ玉軸受型であり、段差部１６の軸方向範囲Ｗを、ボール接触角θを成す直線Ｌの延長線上にかからない範囲としているので、運転時の負荷荷重による内輪１０の変形を小さくでき、それだけ長寿命化が可能となる。また、内輪１０の段差部１６の軸方向長さが短いことから、ハブ輪９に対する内輪１０の嵌め合い長さが確保でき、したがって嵌め合い面積を確保でき、内輪１０のクリープの発生を抑えることができる。この点からも長寿命化が可能となる。また、嵌め合い長さの確保等のために内輪１０の全体の幅寸法を長くする必要がないため、軸方向に余分なスペースが不要となる。

また、この車輪用軸受装置では、ハブ輪９における軌道面４を焼入れ処理した表面化処理面としているため、転動寿命が確保できる。塑性変形部分９ｂは非熱処理部としているため、加締加工が容易に行える。内輪１０は、小部品であって軌道面４を有し、かつハブ輪９に内径面が嵌合することから、前記のように表面から芯部までの全体を焼入れ処理により硬化させたものとすることで、転動寿命に優れ、かつ嵌合面の耐摩耗性に優れたものとなる。

また、内輪１０の段差部１６内の端面１６ａをテーパ面に形成しているので、加締加工を行うハブ輪９の塑性変形部分９ｂを内輪段差部端面に沿うように容易に加締加工するこ
とができる。そのため、塑性変形部分９ｂの内輪段差部１６に占めるスペースを小さくでき、その結果、内輪段差部１６の径方向寸法Δｒや軸方向範囲Ｗを短くすることができて、軸受の長寿命化や軸方向寸法の短縮化に寄与できる。

図１０は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態の車輪用軸受装置は、図１〜図９に示す第１の実施形態において、内輪１０の段差部１６内の端面１６ａを軸方向に対してほぼ垂直な面としたものである。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。

この発明の第１の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。同車輪用軸受装置の部分拡大断面図である。同車輪用軸受装置におけるハブ輪塑性変形部分の内輪段差部への充足部分を示す断面図である。同車輪用軸受装置におけるカウンタボア・ボール間隙間の説明図である。同車輪用軸受装置におけるカウンタボア・ボール間隙間の測定方法の一例を示す説明図である。同車輪用軸受装置における内輪段差部内の端面とハブ輪塑性変形部分との間の軸方向隙間の説明図である。同車輪用軸受装置の加締加工の前工程を示す説明図である。同車輪用軸受装置の加締加工の途中工程を示す説明図である。同車輪用軸受装置の加締加工完了を示す説明図である。この発明の他の実施形態に係る車輪用軸受装置の部分拡大断面図である。従来例の断面図である。同従来例の部分拡大断面図である。

符号の説明

１…外方部材
２…内方部材
３…外方部材の軌道面
４…内方部材の軌道面
５…ボール
９…ハブ輪
９ａ…ハブフランジ
９ｂ…塑性変形部分
１０…内輪
１０ａ…内輪のインボード側端面
１０ｂ…カウンタボア部
１１…貫通孔
１６…内輪の段差部
１６ａ…内輪段差部内の端面
δ…内輪段差部内端面と塑性変形部分との間の軸方向隙間
Ｇ…カウンタボア・ボール間隙間
Δｒ…内輪段差部の径方向寸法
Ｗ…内輪段差部の軸方向範囲
θ…ボール接触角
Ｌ…ボール接触角を成す直線

Claims

内周に複列の軌道面を有する外方部材と、これら軌道面に対向する軌道面を有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複列のボールとを備え、上記内方部材が、車輪取付用のハブフランジを外周に有し中心に貫通孔を有するハブ輪と、このハブ輪のインボード側端部の外周の段差部状の内輪嵌合面部に嵌合した内輪とでなり、これらハブ輪および内輪に前記各列の軌道面を形成し、前記ハブ輪が等速ジョイントの外輪と結合されて前記内輪のインボード側に向く端面が前記等速ジョイントの外輪に設けられたアウトボード側に向く段面に押し付けられる駆動輪支持用の複列外向きアンギュラ玉軸受型の車輪用軸受装置において、
前記内輪の内周面におけるインボード側端に、この内輪のインボード側端面まで続く段差部を設け、前記ハブ輪に加締加工により前記内輪の前記段差部に係合可能な塑性変形部分を設け、この塑性変形部分を前記内輪の端面から突出しないものとする共に、前記内輪の段差部を、前記塑性変形部分との係合により車両への組立工程における内輪の抜けを防止できる程度の小さな深さに形成し、前記内輪は、軌道面とアウトボード側において隣合う外周部分に軌道面の溝底径よりも大径となる内輪外周面部で形成されるカウンタボア部を有し、前記カウンタボア部と内輪の軌道面上のボールとの間に、このボールが前記カウンタボア部の縁部に当たるまで、前記ボールが内輪に対して相対的に軸方向に移動することが可能となる軸方向隙間であるカウンタボア・ボール間隙間を有し、前記内輪の前記段差部内の端面と前記塑性変形部分との間に軸方向隙間があり、この軸方向隙間を前記カウンタボア・ボール間隙間よりも小さくしたことを特徴とする車輪用軸受装置。
請求項１において、前記内輪の前記段差部の径方向寸法を、内輪内周面との半径差で０．２５〜２．５mmとし、かつ前記段差部の軸方向範囲を、内輪のインボード側端面から０．２５mm以上で、かつ接触角を成す直線の延長線上にかからない範囲とした車輪用軸受装置。
請求項１または請求項２において、前記内輪の前記段差部内の端面をテーパ面とした車輪用軸受装置。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記ハブ輪の軌道面は焼入れ処理した表面硬化処理面とし、前記塑性変形部分は非熱処理部とし、前記内輪は表面から芯部までの全体を焼入れ処理により硬化させた車輪用軸受装置。