JP5683776B2 - 駆動車輪用軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両の駆動車輪を回転自在に支承する駆動車輪用軸受装置に関し、特に、軸受部と等速自在継手とを着脱自在にユニット化した駆動車輪用軸受装置に関するものである。

自動車等の車両のエンジン動力を車輪に伝達する動力伝達装置は、エンジンから車輪へ動力を伝達すると共に、悪路走行時における車両のバウンドや車両の旋回時に生じる車輪からの径方向や軸方向変位、およびモーメント変位を許容する必要があるため、エンジン側と駆動車輪側との間に介装されるドライブシャフトの一端を摺動型の等速自在継手を介してディファレンシャルに連結し、他端を固定型の等速自在継手を含む駆動車輪用軸受装置を介して車輪に連結している。

近年、省資源あるいは公害等の面から燃費向上に対する要求は厳しいものがある。自動車部品において、中でも車輪用軸受装置の軽量化はこうした要求に応える要因として注目され、強く望まれて久しい。従来から軽量化を図った車輪用軸受装置に関する提案は種々のものがあるが、それと共に自動車等の組立現場あるいは補修市場において、組立・分解作業を簡略化して低コスト化を図ることも重要な要因となっている。

図９に示す駆動車輪用軸受装置は、こうした要求を満たした代表的な一例である。この駆動車輪用軸受装置は、図示しない複列のボール列用である複列の内側転走面５１ａ、５２ａを有している。一方の内側転走面５１ａ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を一体に有するハブ輪５１の外周に形成され、他方の内側転走面５２ａは、ハブ輪５１の外周に形成された円筒状の小径段部５１ｂに圧入された内輪５２に形成されている。この内輪５２は、小径段部５１ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部５４によってハブ輪５１に対して軸方向に固定されている。加締部５４の端面にはフェイススプライン５４ａが形成されている。

等速自在継手を構成する外側継手部材５５は、カップ状のマウス部５６と、このマウス部５６の底部となる肩部５７とを有している。この肩部５７には、加締部５４のフェイススプライン５４ａに係合するフェイススプライン５７ａが形成されている。肩部５７の内径には連結部５８が突設され、その内周に雌ねじ５８ａが形成されている。

連結部５８は、外径がテーパ状に形成された輪郭５９を有し、軸心６０に対して鋭角αで傾斜している。一方、連結部材６２は筒状に形成され、一端部に支持フランジ６１を一体に有し、他端部に連結部５８の雌ねじ５８ａに螺合する雄ねじ６２ａが形成されている。そして、ハブ輪５１と外側継手部材５５がこの連結部材６２によって軸方向に分離可能に結合されている。

ハブ輪５１と連結部材６２との間に形成される環状空間にはシールリング６３が装着され、外部から水分やゴミが侵入するのを防止している。また、ハブ輪５１の加締部５４と外側継手部材５５の肩部５７間の係合部６４は、カバー部材６５によって覆われている。このカバー部材６５はプラスチック製で、組立時にシールペースト等の弾性的なシール手段が塗布され、係合部６４に水分やゴミが侵入するのを防止している。
国際公開２００６／１１１１４６公報

然しながら、こうした駆動車輪用軸受装置では、プラスチック製のカバー部材６５によって加締部５４と肩部５７間の係合部６４が密封されているため、大きなモーメント荷重が負荷されてハブ輪５１等が変形した場合、カバー部材６５の追従性が低く、高い密封性を得ることは難しい。また、雰囲気温度が上昇した場合、このカバー部材６５の線膨張係数が外側継手部材５５よりも高いため、両者の嵌合部に隙間が生じて密封性が損なわれる恐れがあった。

また、組立時、カバー部材６５にシールペースト等の弾性的なシール手段が塗布されていれば、密封性を確保することもできるが、これでは、補修時、ハブ輪５１と外側継手部材５５とを分離する時の作業性が悪くなるだけでなく、例え分離できたとしても、シール手段を除去しなければならなく、分解・組立の作業性を向上させる必要があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、フェイススプラインの係合部の密封性を高めると共に、分解・組立時の作業性を向上させた駆動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、複列の転がり軸受と等速自在継手が着脱自在にユニット化された駆動車輪用軸受装置であって、前記複列の転がり軸受が、外周に車体に取り付けられるための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に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の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ると共に、前記等速自在継手が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、雌ねじが形成された円筒状の連結部とを一体に有する外側継手部材を備え、この外側継手部材の肩部と前記内方部材の端面にそれぞれフェイススプラインが形成されると共に、前記内方部材のアウター側の端面に当接して前記連結部の雌ねじに螺着された締結ボルトによって、前記両フェイススプラインが圧接支持され、前記複列の転がり軸受と等速自在継手とがトルク伝達可能に、かつ軸方向に分離可能に結合された駆動車輪用軸受装置において、前記ハブ輪の内径に所定の案内すきまを介して前記締結ボルトが内挿される小径部が形成され、トルク伝達部となる前記両フェイススプラインが冷間鍛造加工後の素材硬度のまま、前記締結ボルトの締め込みにより周方向および軸方向にガタなく一体に係合されると共に、前記外側継手部材の肩部の外径に外装シールが装着され、この外装シールが、当該肩部の外径に圧入される円筒状の芯金と、この芯金に加硫接着等で一体に接合されるシール部材とを備え、このシール部材が、径方向に傾斜して延びる二股状のサイドリップを有すると共に、研削加工によって所定の表面粗さに仕上げられた前記内輪または内輪部材の大端面に前記サイドリップを弾性接触させて前記両フェイススプラインの係合部を充填されたグリースと共に密封した。

このように、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を備え、外側継手部材の肩部と内方部材にそれぞれフェイススプラインが形成されると共に、内方部材のアウター側の端面に当接して軸部の雌ねじに螺着された締結ボルトによって、両フェイススプラインが圧接支持され、複列の転がり軸受と等速自在継手とがトルク伝達可能に、かつ軸方向に分離可能に結合された駆動車輪用軸受装置において、ハブ輪の内径に所定の案内すきまを介して締結ボルトが内挿される小径部が形成され、トルク伝達部となる両フェイススプラインが冷間鍛造加工後の素材硬度のまま、前記締結ボルトの締め込みにより周方向および軸方向にガタなく一体に係合されると共に、外側継手部材の肩部の外径に外装シールが装着され、この外装シールが、当該肩部の外径に圧入される円筒状の芯金と、この芯金に加硫接着等で一体に接合されるシール部材とを備え、このシール部材が、径方向に傾斜して延びる二股状のサイドリップを有すると共に、研削加工によって所定の表面粗さに仕上げられた内輪または内輪部材の大端面にサイドリップを弾性接触させて両フェイススプラインの係合部を充填されたグリースと共に密封したので、両フェイススプラインの係合部のガタが抑えられ、繰り返し接触によって摩耗することは少なく、また、両フェイススプラインの高硬度による靭性低下を防止することができ、かつ、外部から雨水やダスト等の異物が両フェイススプラインの係合部に侵入するのを防止することができると共に、内方部材や外側継手部材の製造誤差や組立誤差に起因して寸法バラツキがあってもシールリップが適度な弾性を有しているため、長期間に亘って高い密封性を得ることができ、分解・組立時の作業性を向上させた駆動車輪用軸受装置を提供することができる。

また、請求項２に記載の発明のように、前記小径段部に前記内輪が圧入され、前記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って所定の軸受予圧が付与された状態で前記内輪が軸方向に固定され、当該加締部の端面に前記フェイススプラインが形成されていても良い。

本発明に係る駆動車輪用軸受装置は、複列の転がり軸受と等速自在継手が着脱自在にユニット化された駆動車輪用軸受装置であって、前記複列の転がり軸受が、外周に車体に取り付けられるための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に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の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ると共に、前記等速自在継手が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、雌ねじが形成された円筒状の連結部とを一体に有する外側継手部材を備え、この外側継手部材の肩部と前記内方部材の端面にそれぞれフェイススプラインが形成されると共に、前記内方部材のアウター側の端面に当接して前記連結部の雌ねじに螺着された締結ボルトによって、前記両フェイススプラインが圧接支持され、前記複列の転がり軸受と等速自在継手とがトルク伝達可能に、かつ軸方向に分離可能に結合された駆動車輪用軸受装置において、前記ハブ輪の内径に所定の案内すきまを介して前記締結ボルトが内挿される小径部が形成され、トルク伝達部となる前記両フェイススプラインが冷間鍛造加工後の素材硬度のまま、前記締結ボルトの締め込みにより周方向および軸方向にガタなく一体に係合されると共に、前記外側継手部材の肩部の外径に外装シールが装着され、この外装シールが、当該肩部の外径に圧入される円筒状の芯金と、この芯金に加硫接着等で一体に接合されるシール部材とを備え、このシール部材が、径方向に傾斜して延びる二股状のサイドリップを有すると共に、研削加工によって所定の表面粗さに仕上げられた前記内輪または内輪部材の大端面に前記サイドリップを弾性接触させて前記両フェイススプラインの係合部を充填されたグリースと共に密封したので、両フェイススプラインの係合部のガタが抑えられ、繰り返し接触によって摩耗することは少なく、また、両フェイススプラインの高硬度による靭性低下を防止することができ、かつ、外部から雨水やダスト等の異物が両フェイススプラインの係合部に侵入するのを防止することができると共に、内方部材や外側継手部材の製造誤差や組立誤差に起因して寸法バラツキがあってもシールリップが適度な弾性を有しているため、長期間に亘って高い密封性を得ることができ、分解・組立時の作業性を向上させた駆動車輪用軸受装置を提供することができる。

複列の転がり軸受と等速自在継手が着脱自在にユニット化された駆動車輪用軸受装置であって、前記複列の転がり軸受が、外周に車体に取り付けられるための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に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の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、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の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軸方向に固定されていると共に、前記等速自在継手が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、雌ねじが形成された円筒状の連結部とを一体に有する外側継手部材を備え、この外側継手部材の肩部と前記加締部のそれぞれの端面にフェイススプラインが形成されると共に、前記ハブ輪の端面に当接して前記連結部の雌ねじに螺着された締結ボルトによって、前記両フェイススプラインが圧接支持され、前記複列の転がり軸受と等速自在継手とがトルク伝達可能に、かつ軸方向に分離可能に結合された駆動車輪用軸受装置において、前記ハブ輪の内径に所定の案内すきまを介して前記締結ボルトが内挿される小径部が形成され、トルク伝達部となる前記両フェイススプラインが冷間鍛造加工後の素材硬度のまま、前記締結ボルトの締め込みにより周方向および軸方向にガタなく一体に係合されると共に、前記外側継手部材の肩部の外径に外装シールが装着され、この外装シールが、当該肩部の外径に圧入される円筒状の芯金と、この芯金に加硫接着等で一体に接合され、径方向に傾斜して延びる二股状のサイドリップを有するシール部材とからなり、前記サイドリップが研削加工によって所定の表面粗さに仕上げられた前記内輪の大端面に弾性接触されて前記両フェイススプラインの係合部が充填されたグリースと共に密封されている。

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、本発明に係る駆動車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の等速自在継手を示す縦断面図、図３は、図１の外装シール部を示す要部拡大図、図４は、図３の外装シールの参考例を示す要部拡大図、図５は、図３の外装シールの他の参考例を示す要部拡大図、図６は、さらに他の参考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。

この駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪１と複列の転がり軸受２と等速自在継手３を着脱自在にユニット化した、所謂第３世代と称される構成を備えている。

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（ボール）９、９とを備えている。外方部材７はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、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７ｂを一体に有し、内周には複列の外側転走面７ａ、７ａが一体に形成されている。そして、少なくともこの複列の外側転走面７ａ、７ａには、高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。

一方、内方部材８は、前記した外方部材７の外側転走面７ａ、７ａに対向する複列の内側転走面１ａ、５ａが形成されている。これら複列の内側転走面１ａ、５ａのうち一方（アウター側）の内側転走面１ａがハブ輪１の外周に、他方（インナー側）の内側転走面５ａが内輪５の外周にそれぞれ一体に形成されている。この場合、内方部材８はハブ輪１と内輪５を指す。そして、複列の転動体９、９がこれら両転走面間にそれぞれ収容され、保持器１０、１０によって転動自在に保持されている。また、外方部材７と内方部材８との間に形成される環状空間の開口部にはシール１１、１２が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。

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４を一体に有し、外周に内側転走面１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂが形成されている。また、車輪取付フランジ４の周方向等配にハブボルト（図示せず）が固定されるボルト孔６が形成されている。このハブ輪１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、内側転走面１ａをはじめ、アウター側のシール１１が摺接するシールランド部から小径段部１ｂに亙る外周面に高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。これにより、車輪取付フランジ４の基部となるシールランド部は耐摩耗性が向上するばかりでなく、車輪取付フランジ４に負荷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１の耐久性が一層向上する。なお、内輪５および転動体９はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

内輪５はハブ輪１の小径段部１ｂに所定のシメシロを介して圧入され、小径段部１ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部１３によって所望の軸受予圧が付与された状態で軸方向に固定されている。そして、加締部１３の端面には、揺動加締時にフェイススプライン１３ａが塑性加工によって形成されている。なお、ここでは、転動体９にボールを使用した複列のアンギュラ玉軸受で構成された駆動車輪用軸受装置を例示したが、これに限らず、転動体９に円錐ころを使用した複列の円錐ころ軸受で構成されていても良い。

等速自在継手３は、外側継手部材１４と継手内輪１５とケージ１６およびトルク伝達ボール１７からなる。外側継手部材１４は、カップ状のマウス部１８と、このマウス部１８の底部をなす肩部１９と、この肩部１９から軸方向に延びる円筒状の連結部２０とを有し、マウス部１８の内周および継手内輪１５の外周には軸方向に延びる曲線状のトラック溝１８ａ、１５ａがそれぞれ形成されている。また、肩部１９の端面には加締部１３のフェイススプライン１３ａに係合するフェイススプライン１９ａが形成されると共に、連結部２０には雌ねじ２０ａが形成されている。外側継手部材１４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、トラック溝１８ａには高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。

また、連結部２０の雌ねじ２０ａに締結ボルト２１が螺着され、この締結ボルト２１によって、外側継手部材１４の肩部１９とハブ輪１の加締部１３の対向する両フェイススプライン１９ａ、１３ａが圧接支持され、複列の転がり軸受２と等速自在継手３とが着脱自在にユニット化されている。本実施形態では、ハブ輪１の内径に所定の案内すきまを介して締結ボルト２１が内挿される小径部１ｃが形成されているため、外側継手部材１４と内方部材８のセンタリングが容易にでき、装置の分解・組立作業が簡素化されると共に、両フェイススプライン１９ａ、１３ａが周方向および軸方向のガタなく係合することができる。

このように、両フェイススプライン１９ａ、１３ａの係合部のガタが抑えられているため、繰り返し接触によって摩耗することは少なく、また、加締部１３のフェイススプライン１３ａと肩部１９のフェイススプライン１９ａは、高硬度による靭性低下を防止するために高周波焼入れ等の硬化処理は施されず、鍛造加工後の素材硬度のままとされている。そして、両フェイススプライン１３ａ、１９ａの係合部にグリースが充填されている。なお、ここでは、歩留まりを向上させるためにフェイススプライン１３ａを加締部１３の揺動加締時に同時に冷間塑性加工によって形成するようにしているが、これに限らず、加締部１３を揺動加締により形成した後、切削加工等の機械加工によって形成しても良いし、加締部１３を揺動加締により途中形状まで形成した後、加締工具を交換し続けてフェイススプライン１３ａを冷間塑性加工によって形成しても良い。

ここで、本実施形態では、図２に示すように、外側継手部材１４の肩部１９に前述した両フェイススプライン１９ａ、１３ａの係合部を密封するための外装シール２２が装着されている。この外装シール２２は、肩部１９の外径に圧入される円筒状の芯金２３と、この芯金２３に加硫接着等で一体に接合されたシール部材２４とからなる。

芯金２３は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）や防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）等の防錆能を有する鋼板からプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成されている。一方、シール部材２４は、ＡＣＭ（ポリアクリルゴム）や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り、径方向に傾斜して二股状に延びる一対のサイドリップ（アキシアルリップ）２４ａ、２４ｂを有している。そして、図３に拡大して示すように、これらシールリップ２４ａ、２４ｂが内輪５の大端面５ｂに弾性接触している。

これにより、外部から雨水やダスト等の異物が両フェイススプライン１９ａ、１３ａの係合部に侵入するのを防止することができると共に、係合部に充填されたグリースが外部に漏洩するのを確実に防止することができ、両フェイススプライン１９ａ、１３ａの腐食や摩耗を抑制することができる。さらに、内方部材８や外側継手部材１４の製造誤差や組立誤差に起因して寸法バラツキがあってもサイドリップ２４ａ、２４ｂが適度な弾性を有すると共に、研削加工によって所定の表面粗さに仕上げられた内輪５の大端面５ｂに弾性接触しているため、長期間に亘って高い密封性を得ることができる。なお、シール部材２４は、前述したもの以外にも、例えば、耐熱性に優れたＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）等をはじめ、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはＥＰＭ（エチレン・プロピレンゴム）やシリコンゴム等を例示することができる。

図４は、前述した外装シール２２の変形例を示す要部拡大図である。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。

この外装シール２５は、外側継手部材１４の肩部１９の外径に圧入される第１の円筒部２６ａと、この第１の円筒部２６ａから径方向外方に傾斜して延びる傾斜部２６ｂと、この傾斜部２６ｂから軸方向に延びる第２の円筒部２６ｃなる芯金２６と、この芯金２６に加硫接着等で一体に接合されたシール部材２７とからなる。シール部材２７は、ＡＣＭやＮＢＲ等の合成ゴムからなり、二股状に形成された一対のラジアルリップ２７ａ、２７ｂを有している。これら一対のラジアルリップ２７ａ、２７ｂは、内輪５の外径に弾性接触している。これにより、外部から雨水やダスト等の異物が両フェイススプライン１９ａ、１３ａの係合部に侵入するのを防止することができると共に、係合部に充填されたグリースが外部に漏洩するのを確実に防止することができる。さらに、外装シール２５が一対のラジアルリップ２７ａ、２７ｂを有しているので、大きなモーメント荷重が負荷されてハブ輪１や外側継手部材１４が変形しても追従性が良く、高い密封性を得ることができる。

図５は、前述した外装シールの他の変形例を示す要部拡大図である。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。

この外装シール２８は、外側継手部材１４の肩部１９の外径に圧入される円筒状の芯金２９と、この芯金２９に加硫接着等で一体に接合されたシール部材３０とからなる。シール部材３０は、ＡＣＭやＮＢＲ等の合成ゴムからなり、先端が円弧状に形成されたアキシアルリップ３０ａを有している。このアキシアルリップ３０ａは内輪５の大端面５ｂに弾性接触している。これにより、外部から雨水やダスト等の異物が両フェイススプライン１９ａ、１３ａの係合部に侵入するのを防止することができると共に、係合部に充填されたグリースが外部に漏洩するのを確実に防止することができる。さらに、外装シール２８が簡素化され、アキシアルリップ３０ａの当接部が円弧状に形成されているので、大きなモーメント荷重が負荷されてハブ輪１や外側継手部材１４が変形しても追従性が良く、高い密封性を得ることができる。

図６は、前述した外装シールの他の変形例を示す要部拡大図である。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。

この外装シール３１は、外側継手部材１４の肩部１９の外径に圧入される円筒状の芯金３２と、この芯金３２に加硫接着等で一体に接合されたシール部材３３とからなる。シール部材３３は、ＡＣＭやＮＢＲ等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ３３ａと、径方向内方に傾斜して延びるラジアルリップ３３ｂを有している。サイドリップ３３ａは、インナー側のシール１２を構成するスリンガ３７の立板部３７ｂの側面に弾性接触すると共に、ラジアルリップ３３ｂは内輪５の外径に弾性接触している。

ここで、インナー側のシール１２は、外方部材７の端部に内嵌される断面略Ｌ字状の芯金３４、およびこの芯金３４に加硫接着により一体に接合されたシール部材３５からなる環状のシール板３６と、内輪５の外径に圧入される円筒部３７ａ、およびこの円筒部３７ａから径方向外方に延びる立板部３７ｂからなる断面略Ｌ字状のスリンガ３７とを備えた、所謂パックシールで構成されている。

シール部材３５はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、スリンガ３７の立板部３７ｂに所定の軸方向シメシロを介して摺接するサイドリップ３５ａと、二股状に形成され、円筒部３７ａに所定の径方向シメシロを介して摺接するグリースリップ３５ｂと中間リップ３５ｃとを有している。

こうした構成を採用することにより、外部から雨水やダスト等の異物が両フェイススプライン１９ａ、１３ａの係合部に侵入するのを防止することができると共に、係合部に充填されたグリースが外部に漏洩するのを確実に防止することができる。さらに、外装シール３１がスリンガ３７に接触するサイドリップ３３ａを有しているので、スリンガ３７と内輪５との嵌合部から軸受内部に雨水やダスト等の異物が侵入するのを防止することができ、軸受の耐久性を向上させることができる。

図７は、本発明に係る駆動車輪用軸受装置の参考例を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した実施形態（図１）と基本的には複列の転がり軸受の構成が異なるだけで、その他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。

複列の転がり軸受３８は、外方部材７と内方部材３９と複列の転動体９、９とを備えている。内方部材３９は、ハブ輪４０と、このハブ輪４０に内嵌された内輪部材４１とからなる。ハブ輪４０は、アウター側の端部に車輪取付フランジ４を一体に有し、外周に内側転走面１ａと、この内側転走面１ａから軸方向に延びる小径段部４０ａが形成され、内周には熱処理によって表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理された凹凸部４２が形成されている。なお、凹凸部４２はアヤメローレット状に形成され、旋削等により独立して形成された複数の環状溝と、ブローチ加工等により形成された複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝、あるいは、互いに傾斜した螺旋溝で構成した交叉溝からなる。また、凹凸部４２の凸部は良好な食い込み性を確保するために、その先端部が三角形状等の尖塔形状に形成されている。

ハブ輪４０はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、内側転走面１ａをはじめ、アウター側のシール１１が摺接するシールランド部から小径段部４０ａに亙る外周面に高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。

内輪部材４１は、内側転走面５ａから軸方向に延びる円筒部４３が一体に形成されている。この円筒部４３は、ハブ輪４０の小径段部４０ａに所定のシメシロを介して内嵌されるインロウ部４３ａと、このインロウ部４３ａの端部に形成され、ハブ輪４０の凹凸部４２に対向する嵌合部４３ｂとからなる。また、内輪部材４１のインナー側の端面にはフェイススプライン４４が形成されている。内輪部材４１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、冷間鍛造または熱間鍛造によって形成されている。冷間鍛造の場合は、鍛造時に同時にフェイススプライン４４を形成するか、冷間鍛造後にフェイススプライン４４を揺動加工等の冷間塑性加工、または切削加工等の機械加工で形成する。熱間鍛造の場合は、旋削後にフェイススプライン４４を揺動加工等の冷間塑性加工、または切削加工等の機械加工で形成する。内輪部材４１は内側転走面５ａからインロウ部４３ａに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。なお、嵌合部４３ｂは、鍛造加工後の素材硬さのままとされている。また、フェイススプライン４４の形成は高周波焼入れの後でも良い。

ここで、内輪部材４１の円筒部４３をハブ輪４０に内嵌すると共に、嵌合部４３ｂにマンドレル等の拡径治具を押し込んで嵌合部４３ｂを拡径し、この嵌合部４３ｂをハブ輪４０の凹凸部４２に食い込ませて加締め、所謂拡径加締によってハブ輪４０と内輪部材４１とが所望の軸受予圧が付与された状態で一体に塑性結合されている。これにより、従来のようにナット等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がないため、軽量・コンパクト化を図ることができると共に、ハブ輪４０の強度・耐久性を向上させ、かつ長期間その予圧量を維持することができる。

そして、連結部２０の雌ねじ２０ａに締結ボルト２１が螺着され、間座４５を介してこの締結ボルト２１によって、外側継手部材１４の肩部１９と内輪部材４１のインナー側端面の対向する両フェイススプライン１９ａ、４４が圧接支持され、複列の転がり軸受３８と等速自在継手３とが着脱自在にユニット化されている。間座４５は断面略Ｌ字状に形成され、ハブ輪４０のアウター側の端面に当接するフランジ部４５ａと、締結ボルト２１に外挿される円筒部４５ｂとを有している。これにより、間座４５によって外側継手部材１４と内方部材３９のセンタリングが容易にでき、装置の分解・組立作業が簡素化されると共に、両フェイススプライン１９ａ、４４が周方向および軸方向のガタなく係合することができる。

本実施形態において、前述した第１の実施形態の外装シール２２が外側継手部材１４の肩部１９に装着されると共に、この外装シール２２のサイドリップ２４ａ、２４ｂが内輪部材４１の平坦面４１ｂに弾性接触し、両フェイススプライン１９ａ、４４の係合部が密封されている。

これにより、外部から雨水やダスト等の異物が両フェイススプライン１９ａ、４４の係合部に侵入するのを防止することができると共に、係合部に充填されたグリースが外部に漏洩するのを確実に防止することができ、両フェイススプライン１９ａ、４４の腐食や摩耗を抑制することができる。

図８は、本発明に係る駆動車輪用軸受装置の他の参考例を示す縦断面図である。なお、本実施形態は、前述した参考例（図７）と基本的には複列の転がり軸受の構成がことなるだけで、その他前述した実施形態と同様の部品・部位あるいは同様の機能を有する部品・部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

複列の転がり軸受４６は、外方部材７と内方部材４７と複列の転動体９、９とを備えている。内方部材４７は、ハブ輪４０’と、このハブ輪４０’に所定のシメシロを介して圧入固定された内輪部材４８とからなる。ハブ輪４０’は、アウター側の端部に車輪取付フランジ４を一体に有し、外周に内側転走面１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部４０ａが形成されている。このハブ輪４０’はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、内側転走面１ａをはじめ、アウター側のシール１１が摺接するシールランド部から小径段部４０ａに亙る外周面と、内周面に高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。

内輪部材４８は、内側転走面５ａから軸方向に延びる円筒部４９が一体に形成されている。そして、この円筒部４９の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部４９ａによって内輪部材４８とハブ輪４０’とが所定の軸受予圧が付与された状態で一体に塑性結合されている。内輪部材４８はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、内側転走面５ａから円筒部４９に亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。なお、塑性加工される円筒部４９の端部は鍛造後の素材硬さのままとされ、加締部４９ａは、塑性硬化を含めて１５〜３５ＨＲＣの範囲に設定されている。これにより、塑性加工が容易にでき、この塑性加工に伴う微小クラックの発生を抑制できると共に、加締部４９ａの強度を確保して長期間に亘って強固な結合を維持することができる。

また、フェイススプライン４４を含む内輪部材４８は、前述した実施形態と同様、冷間鍛造または熱間鍛造によって形成されているが、鍛造後に調質（焼入れ後、高温焼戻し）処理されてもよい。この調質処理により、低硬度と高い靭性を確保することができる。

ここで、連結部２０の雌ねじ２０ａに締結ボルト２１が螺着され、間座５０を介してこの締結ボルト２１によって、外側継手部材１４と内輪部材４８の対向する両フェイススプライン１９ａ、４４が圧接支持され、複列の転がり軸受４６と等速自在継手３とが着脱自在にユニット化されている。間座５０は断面略Ｌ字状に形成され、加締部４９ａの端面に当接するフランジ部５０ａと、締結ボルト２１に外挿される円筒部５０ｂとを有している。これにより、間座５０によって外側継手部材１４と内方部材４７のセンタリングが容易にでき、装置の分解・組立作業が簡素化される。

なお、本実施形態では、内輪部材４８がハブ輪４０’の小径段部４０ａに圧入固定された構成を例示したが、これに限らず、図示はしないが、ハブ輪の内周にセレーションが形成され、内輪部材の円筒部に、このセレーションに係合するセレーションを形成して、これらセレーションを介して両部材が固定されていても良い。

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。

本発明に係る駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪を有する複列の転がり軸受と等速自在継手とを着脱自在にユニット化した駆動車輪用軸受装置に適用することができる。

本発明に係る駆動車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図である。 図１の等速自在継手を示す縦断面図である。 図１の外装シール部を示す要部拡大図である。 図３の外装シールの参考例を示す要部拡大図である。 図３の外装シールの他の参考例を示す要部拡大図である。 図３の外装シールのさらに他の参考例を示す要部拡大図である。 本発明に係る駆動車輪用軸受装置の参考例を示す縦断面図である。 本発明に係る駆動車輪用軸受装置の他の参考例を示す縦断面図である。 従来の駆動車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

符号の説明

１、４０、４０’・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ、５ａ・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
１ｂ、４０ａ・・・・・・・・・・・・・小径段部
１ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・小径部
２、３８、４６・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
３・・・・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
４・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
５ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・大端面
６・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボルト孔
７・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
８、３９、４７・・・・・・・・・・・・内方部材
９・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
１０・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
１１、１２・・・・・・・・・・・・・・シール
１３、４９ａ・・・・・・・・・・・・・加締部
１３ａ、１９ａ、４４・・・・・・・・・フェイススプライン
１４・・・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
１５・・・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
１５ａ、１８ａ・・・・・・・・・・・・トラック溝
１６・・・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
１７・・・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
１８・・・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
１９・・・・・・・・・・・・・・・・・肩部
２０・・・・・・・・・・・・・・・・・連結部
２０ａ・・・・・・・・・・・・・・・・雌ねじ
２１・・・・・・・・・・・・・・・・・締結ボルト
２２、２５、２８、３１・・・・・・・・外装シール
２３、２６、２９、３２、３４・・・・・芯金
２４、２７、３０、３３、３５・・・・・シール部材
２４ａ、２４ｂ、３３ａ、３５ａ・・・・サイドリップ
２６ａ・・・・・・・・・・・・・・・・第１の円筒部
２６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・傾斜部
２６ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・第２の円筒部
２７ａ、２７ｂ、３３ｂ・・・・・・・・ラジアルリップ
３０ａ・・・・・・・・・・・・・・・・アキシアルリップ
３５ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・グリースリップ
３５ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・中間リップ
３６・・・・・・・・・・・・・・・・・シール板
３７・・・・・・・・・・・・・・・・・スリンガ
３７ａ、４３、４５ｂ、４９、５０ｂ・・円筒部
３７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・立板部
４１、４８・・・・・・・・・・・・・・内輪部材
４１ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・平坦面
４２・・・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
４３ａ・・・・・・・・・・・・・・・・インロウ部
４３ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
４５、５０・・・・・・・・・・・・・・間座
４５ａ、５０ａ・・・・・・・・・・・・フランジ部
５１・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５１ａ、５２ａ・・・・・・・・・・・・内側転走面
５１ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
５２・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
５３・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５４・・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
５４ａ、５７ａ・・・・・・・・・・・・フェイススプライン
５５・・・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
５６・・・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
５７・・・・・・・・・・・・・・・・・肩部
５８・・・・・・・・・・・・・・・・・連結部
５８ａ・・・・・・・・・・・・・・・・雌ねじ
５９・・・・・・・・・・・・・・・・・輪郭
６０・・・・・・・・・・・・・・・・・軸心
６１・・・・・・・・・・・・・・・・・支持フランジ
６２・・・・・・・・・・・・・・・・・連結部材
６２ａ・・・・・・・・・・・・・・・・雄ねじ
６３・・・・・・・・・・・・・・・・・シールリング
６４・・・・・・・・・・・・・・・・・係合部
６５・・・・・・・・・・・・・・・・・カバー部材
α・・・・・・・・・・・・・・・・・・鋭角

Claims (2)

1. 複列の転がり軸受と等速自在継手が着脱自在にユニット化された駆動車輪用軸受装置であって、
   前記複列の転がり軸受が、外周に車体に取り付けられるための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に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の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ると共に、
   前記等速自在継手が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、雌ねじが形成された円筒状の連結部とを一体に有する外側継手部材を備え、
   この外側継手部材の肩部と前記内方部材の端面にそれぞれフェイススプラインが形成されると共に、
   前記内方部材のアウター側の端面に当接して前記連結部の雌ねじに螺着された締結ボルトによって、前記両フェイススプラインが圧接支持され、前記複列の転がり軸受と等速自在継手とがトルク伝達可能に、かつ軸方向に分離可能に結合された駆動車輪用軸受装置において、
   前記ハブ輪の内径に所定の案内すきまを介して前記締結ボルトが内挿される小径部が形成され、トルク伝達部となる前記両フェイススプラインが冷間鍛造加工後の素材硬度のまま、前記締結ボルトの締め込みにより周方向および軸方向にガタなく一体に係合されると共に、
   前記外側継手部材の肩部の外径に外装シールが装着され、この外装シールが、当該肩部の外径に圧入される円筒状の芯金と、この芯金に加硫接着等で一体に接合されるシール部材とを備え、このシール部材が、径方向に傾斜して延びる二股状のサイドリップを有すると共に、研削加工によって所定の表面粗さに仕上げられた前記内輪の大端面に前記サイドリップを弾性接触させて前記両フェイススプラインの係合部を充填されたグリースと共に密封したことを特徴とする駆動車輪用軸受装置。
2. 前記小径段部に前記内輪が圧入され、前記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って所定の軸受予圧が付与された状態で前記内輪が軸方向に固定され、当該加締部の端面に前記フェイススプラインが形成されている請求項１に記載の駆動車輪用軸受装置。

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