JP5752542B2

JP5752542B2 - 車輪用軸受装置

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Publication number: JP5752542B2
Application number: JP2011206578A
Authority: JP
Inventors: 修二持永; 乗松　孝幸; 孝幸乗松
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2015-07-22
Anticipated expiration: 2031-09-21
Also published as: JP2013068261A

Description

本発明は、例えば自動車の懸架装置に対して駆動車輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車の後輪、４ＷＤ車の全輪）を回転自在に支持する車輪用軸受装置に関する。

従来の車輪用軸受装置として、例えば、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材との分離を可能としてメンテナンス性に優れた車輪用軸受装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示された車輪用軸受装置は、図１０に示すように、ハブ輪１０１、内輪１０２、複列の転動体１０３，１０４および外輪１０５からなる車輪用軸受１２０と等速自在継手１０６とで主要部が構成されている。

ハブ輪１０１は、その外周面にアウトボード側の内側軌道面１０７が形成されると共に、車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ１０９を備えている。この車輪取付フランジ１０９の円周方向等間隔に、ホイールディスクを固定するためのハブボルト１１０が植設されている。このハブ輪１０１のインボード側外周面に形成された小径段部１１２に内輪１０２を嵌合させ、この内輪１０２の外周面にインボード側の内側軌道面１０８が形成されている。

内輪１０２は、クリープを防ぐために適当な締め代をもって圧入されている。ハブ輪１０１の外周面に形成されたアウトボード側の内側軌道面１０７と、内輪１０２の外周面に形成されたインボード側の内側軌道面１０８とで複列の軌道面を構成する。この内輪１０２をハブ輪１０１の小径段部１１２に圧入し、その小径段部１１２の端部を外側に加締めることにより、加締め部１１１でもって内輪１０２を抜け止めしてハブ輪１０１と一体化し、車輪用軸受１２０に予圧を付与している。

外輪１０５は、内周面にハブ輪１０１および内輪１０２の内側軌道面１０７，１０８と対向する複列の外側軌道面１１３，１１４が形成されている。この外輪１０５の外周面を車体の懸架装置（図示せず）から延びるナックルに嵌合させて固定することにより、車輪用軸受装置を車体に取り付けるようにしている。

車輪用軸受１２０は、複列のアンギュラ玉軸受構造で、ハブ輪１０１および内輪１０２の外周面に形成された内側軌道面１０７，１０８と外輪１０５の内周面に形成された外側軌道面１１３，１１４との間に転動体１０３，１０４を介在させ、各列の転動体１０３，１０４を保持器１１５，１１６により円周方向等間隔に支持した構造を有する。

この車輪用軸受１２０においては、インボード側に位置する転動体１０４（ボール）のＰＣＤ（ピッチ円径）とアウトボード側に位置する転動体１０３のＰＣＤとは同一に設定されている（ボールＰＣＤ：Ｄｉ＝Ｄｏ）。

車輪用軸受１２０の両端開口部には、ハブ輪１０１と内輪１０２の外周面に摺接するように、外輪１０５とハブ輪１０１および内輪１０２との環状空間を密封する一対のシール１１７，１１８が外輪１０５の両端部内径に嵌合され、内部に充填されたグリースの漏洩ならびに外部からの水や異物の侵入を防止するようになっている。

等速自在継手１０６は、内周面にトラック溝１２３が形成された外側継手部材１２４と、その外側継手部材１２４のトラック溝１２３と対向するトラック溝１２５が外周面に形成された内側継手部材１２６と、外側継手部材１２４のトラック溝１２３と内側継手部材１２６のトラック溝１２５との間に組み込まれたボール１２７と、外側継手部材１２４の内周面と内側継手部材１２６の外周面との間に介在してボール１２７を保持するケージ１２８とで構成されている。

外側継手部材１２４は、内側継手部材１２６、ボール１２７およびケージ１２８からなる内部部品を収容したマウス部１２９と、マウス部１２９から軸方向に一体的に延びるステム部１３０とで構成されている。内側継手部材１２６は、シャフト１２２の軸端が圧入されてスプライン嵌合によりトルク伝達可能に結合され、止め輪１２１により抜け止めされている。

等速自在継手１０６の外側継手部材１２４と、内側継手部材１２６から延びるシャフト１２２との間に、継手内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩を防ぐと共に継手外部からの異物侵入を防止するための樹脂製の蛇腹状ブーツ１３１を装着して、外側継手部材１２４の開口部をブーツ１３１で閉塞した構造としている。

このブーツ１３１は、外側継手部材１２４の外周面にブーツバンド１３２により締め付け固定された大径端部１３３と、中間シャフト１２２の外周面にブーツバンド１３４により締め付け固定された小径端部１３５と、大径端部１３３と小径端部１３５とを繋ぎ、その大径端部１３３から小径端部１３５へ向けて縮径した可撓性の蛇腹部１３６とで構成されている。

この車輪用軸受装置において、外側継手部材１２４のステム部１３０は、その外周面に軸方向に延びる複数の凸部１３７からなる雄スプラインが形成されている。これに対して、ハブ輪１０１の軸孔１３８は、その内周面に雌スプラインが形成されていない円筒状をなす。この外側継手部材１２４のステム部１３０をハブ輪１０１の軸孔１３８に圧入し、ステム部１３０の凸部１３７をハブ輪１０１の軸孔１３８の円筒状内周面に転写することにより凹部１４０を形成し、凸部１３７と凹部１４０との嵌合接触部位全域で密着する凹凸嵌合構造を構成している。

このような凹凸嵌合構造により、外側継手部材１２４とハブ輪１０１とをトルク伝達可能に結合させている。そして、外側継手部材１２４のステム部１３０の軸端に形成された雌ねじ１４１にボルト１４２を螺合させることにより、そのボルト１４２をハブ輪１０１の端面に係止させた状態で締め付けることで、等速自在継手１０６をハブ輪１０１に固定している。

特開２００９−９７５５７号公報

ところで、前述の特許文献１で開示された車輪用軸受装置における凹凸嵌合構造では、ステム部１３０をハブ輪１０１に圧入する際のハブ輪１０１の膨張で車輪用軸受１２０の内輪１０２の内側軌道面１０８にフープ応力による変形が発生し易くなる。このフープ応力の発生により、車輪用軸受１２０における転がり疲労寿命の低下やクラックの発生を招く可能性がある。

そのため、従来の車輪軸受装置では、前述のフープ応力による変形を抑制するため、凹凸嵌合構造が内輪１０２の内側軌道面１０８からできるだけ離隔するように、凹凸嵌合構造を、複列の転動体１０３，１０４間のアウトボード側寄り、つまり、インボード側に位置する転動体１０４とアウトボード側に位置する転動体１０３との間のアウトボード側寄りに配置する必要があった。その結果、外側継手部材１２４のステム部１３０の軸方向寸法が長くなり、その分、外側継手部材１２４の重量増となって、車輪用軸受装置の軽量化が困難であった。

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、フープ応力の発生による車輪用軸受の転がり疲労寿命低下やクラック発生を防止すると共に、ステム部の短縮による軽量化を図り得る車輪用軸受装置を提供することにある。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、内周に複列の外側軌道面が形成された外方部材と、外周に前記外側軌道面と対向する複列の内側軌道面を有し、ハブ輪およびハブ輪の外周に嵌合した内輪からなる内方部材と、前記外方部材の外側軌道面と内方部材の内側軌道面との間に介装された複列の転動体とからなる車輪用軸受を備え、前記ハブ輪の内径に等速自在継手の外側継手部材のステム部を嵌合することにより前記車輪用軸受に等速自在継手をねじ締め付け構造により分離可能に結合させた車輪用軸受装置において、前記複列の転動体のうち、インボード側に位置する前記転動体のＰＣＤをアウトボード側に位置する前記転動体のＰＣＤよりも大きくし、前記ハブ輪と前記外側継手部材のステム部のうちのいずれか一方に形成されて軸方向に延びる複数の凸部を、他方に形成された、前記凸部に対して締め代を有する複数の凹部に圧入し、その他方に、圧入した凸部による切削を伴って前記凸部の形状を転写することにより、前記凸部と凹部との嵌合接触部位全域が密着する凹凸嵌合構造を構成し、前記締め代が、前記凹部の径方向断面を凸部の径方向断面よりも小さくすることで与えられると共に、前記ねじ締め付け構造の軸力によるステム部の引き込みで前記凸部の圧入が可能となる大きさに設定され、前記凹凸嵌合構造を軸受中心よりもインボード側に配置すると共に、前記外側継手部材のステム部の先端面を軸受中心よりもインボード側に配置したことを特徴とする。

本発明では、複列の転動体のうち、インボード側に位置する転動体のＰＣＤをアウトボード側に位置する転動体のＰＣＤよりも大きくしたことにより、インボード側の内側軌道面が形成された内輪の肉厚を増大させることが可能となり、凸部の圧入によるフープ応力の発生を抑制することができる。その結果、凹凸嵌合構造を軸受中心よりもインボード側に配置することで、外側継手部材のステム部の軸方向寸法を短くすることができ、外側継手部材の軽量化が図れる。

本発明において、凸部の圧入位置を確認するための切り欠き孔をハブ輪に設けた構造が望ましい。このようにすれば、ハブ輪に設けられた切り欠き孔を利用することで、凸部の圧入位置を確認することができるので、安定した凸部の圧入状態を容易に確保することができる。これは、凹凸嵌合構造を軸受中心よりもインボード側に配置することで、外側継手部材のステム部の軸方向寸法を短くした場合に有効である。

本発明における凹凸嵌合構造は、複数の凸部を、凸部に対して締め代を有する複数の凹部が形成された他方に圧入した構造であり、凸部に対して締め代を有する凹部を予め形成している。これにより、凸部と凹部との嵌合接触部位全域で密着する際の圧入荷重を下げることができるので、車輪用軸受のハブ輪に外側継手部材を圧入して等速自在継手を車輪用軸受に結合させることが容易となる。

本発明では、ねじ締め付け構造により発生する軸力以下でハブ輪に対して外側継手部材を圧入可能としているので、車輪用軸受のハブ輪に外側継手部材のステム部を圧入するに際して、専用の治具を別に用意する必要がなく、車輪用軸受装置を構成する部品であるねじ締め付け構造でもって等速自在継手を簡易に車輪用軸受に結合させることができる。

本発明におけるねじ締め付け構造は、外側継手部材のステム部の軸端に形成された雌ねじ部と、その雌ねじ部に螺合した状態でハブ輪に係止される雄ねじ部とで構成された構造が可能である。この構造では、ステム部の雌ねじ部に雄ねじ部を螺合させることによりその雄ねじ部をハブ輪に係止させた状態で締め付けることで、等速自在継手をハブ輪に固定することになる。

本発明におけるねじ締め付け構造は、外側継手部材のステム部の軸端に形成された雄ねじ部と、その雄ねじ部に螺合した状態でハブ輪に係止される雌ねじ部とで構成された構造が可能である。この構造では、ステム部の雄ねじ部に雌ねじ部を螺合させることによりその雌ねじ部をハブ輪に係止させた状態で締め付けることで、等速自在継手をハブ輪に固定することになる。

本発明における凸部は外側継手部材のステム部に設けられ、凹部はハブ輪に設けられた構造が望ましい。このようにすれば、外側継手部材のステム部をハブ輪に圧入することにより、凸部と凹部との嵌合接触部位全域が密着する凹凸嵌合構造を容易に構成することできる。

本発明によれば、複列の転動体のうち、インボード側に位置する転動体のＰＣＤをアウトボード側に位置するＰＣＤよりも大きくしたことにより、インボード側の内側軌道面が形成された内輪の肉厚を増大させることが可能となり、凸部の圧入によるフープ応力の発生を抑制することができる。これにより、凹凸嵌合構造を軸受中心よりもインボード側に配置することで、外側継手部材のステム部の軸方向寸法を短くすることができ、外側継手部材の軽量化が図れる。その結果、フープ応力の発生による車輪用軸受の転がり疲労寿命低下やクラック発生を防止すると共に、外側継手部材のステム部の短縮による軽量化を図ることができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の実施形態で、車輪用軸受に等速自在継手を組み付けた後の状態を示す縦断面図である。図１の車輪用軸受に等速自在継手を組み付ける前の状態を示す縦断面図である。図１の車輪用軸受に等速自在継手を組み付ける途中の状態を示す縦断面図である。（Ａ）は車輪用軸受のハブ輪に外側継手部材のステム部を圧入する前の状態を示す要部拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。（Ａ）は車輪用軸受のハブ輪に外側継手部材のステム部を圧入する途中の状態を示す要部拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。（Ａ）は車輪用軸受のハブ輪に外側継手部材のステム部を圧入した後の状態を示す要部拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。図１の車輪用軸受装置において、デプスゲージによりステム部の圧入位置を確認する状態を示す縦断面図である。図１の車輪用軸受装置において、基準治具によりステム部の圧入位置を確認する状態を示す縦断面図である。本発明に係る車輪用軸受装置の他の実施形態で、車輪用軸受に等速自在継手を組み付けた後の状態を示す縦断面図である。従来の車輪用軸受装置の全体構成を示す縦断面図である。

本発明に係る車輪用軸受装置の実施形態を以下に詳述する。図１および図２に示す車輪用軸受装置は、内方部材であるハブ輪１および内輪２、複列の転動体３，４、外輪５からなる車輪用軸受２０と等速自在継手６とで主要部が構成されている。図１は車輪用軸受２０に等速自在継手６を組み付けた後の状態を示し、図２は車輪用軸受２０に等速自在継手６を組み付ける前の状態を示す。なお、以下の説明では、車体に組み付けた状態で、車体の外側寄りとなる側をアウトボード側（図面左側）と呼び、中央寄りとなる側をインボード側（図面右側）と呼ぶ。

ハブ輪１は、その外周面にアウトボード側の内側軌道面７が形成されると共に、車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ９を備えている。この車輪取付フランジ９の円周方向等間隔に、ホイールディスクを固定するためのハブボルト１０が植設されている。このハブ輪１のインボード側外周面に形成された小径段部１２に内輪２を嵌合させ、この内輪２の外周面にインボード側の内側軌道面８が形成されている。

内輪２は、クリープを防ぐために適当な締め代をもって圧入されている。ハブ輪１の外周面に形成されたアウトボード側の内側軌道面７と、内輪２の外周面に形成されたインボード側の内側軌道面８とで複列の軌道面を構成する。この内輪２をハブ輪１の小径段部１２に圧入し、その小径段部１２の端部を揺動加締めにより外側に加締めることにより、加締め部１１でもって内輪２を抜け止めしてハブ輪１と一体化し、車輪用軸受２０に予圧を付与している。

外輪５は、内周面にハブ輪１および内輪２の軌道面７，８と対向する複列の外側軌道面１３，１４が形成され、車体（図示せず）の懸架装置から延びるナックルに取り付けるための車体取付フランジ１９を備えている。この車体取付フランジ１９は、車体の懸架装置から延びるナックル（図示せず）に嵌合されてボルト等により固定される。

車輪用軸受２０は、複列のアンギュラ玉軸受構造で、ハブ輪１および内輪２の外周面に形成された内側軌道面７，８と外輪５の内周面に形成された外側軌道面１３，１４との間に転動体３，４を介在させ、各列の転動体３，４を保持器１５，１６により円周方向等間隔に支持した構造を有する。

この車輪用軸受２０において、複列の転動体（ボール）３，４のうち、インボード側に位置する転動体４のＰＣＤをアウトボード側に位置する転動体３のＰＣＤよりも大きくしている（ボールＰＣＤ：Ｄｉ＞Ｄｏ）。このように、インボード側に位置する転動体４のＰＣＤをアウトボード側に位置する転動体３のＰＣＤよりも大きくしたことにより、インボード側の内側軌道面８が形成された内輪２の肉厚を従来の車輪用軸受装置の内輪１０２（図１０参照）よりも増大させることが可能となる。

車輪用軸受２０の両端開口部には、ハブ輪１と内輪２の外周面に摺接するように、外輪５とハブ輪１および内輪２との環状空間を密封する一対のシール１７，１８が外輪５の両端部内径に嵌合され、内部に充填されたグリースの漏洩ならびに外部からの水や異物の侵入を防止するようになっている。

等速自在継手６は、内周面にトラック溝２３が形成された外側継手部材２４と、その外側継手部材２４のトラック溝２３と対向するトラック溝２５が外周面に形成された内側継手部材２６と、外側継手部材２４のトラック溝２３と内側継手部材２６のトラック溝２５との間に組み込まれたボール２７と、外側継手部材２４の内周面と内側継手部材２６の外周面との間に介在してボール２７を保持するケージ２８とで構成されている。

外側継手部材２４は、内側継手部材２６、ボール２７およびケージ２８からなる内部部品を収容したマウス部２９と、マウス部２９から軸方向に一体的に延びるステム部３０とで構成されている。内側継手部材２６は、シャフト２２の軸端が圧入されてスプライン嵌合によりトルク伝達可能に結合され、止め輪２１により抜け止めされている。

等速自在継手６の外側継手部材２４とシャフト２２との間に、継手内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩を防ぐと共に継手外部からの異物侵入を防止するための樹脂製の蛇腹状ブーツ３１を装着して、外側継手部材２４の開口部をブーツ３１で閉塞した構造としている。

このブーツ３１は、外側継手部材２４の外周面にブーツバンド３２により締め付け固定された大径端部３３と、シャフト２２の外周面にブーツバンド３４により締め付け固定された小径端部３５と、大径端部３３と小径端部３５とを繋ぎ、その大径端部３３から小径端部３５へ向けて縮径した可撓性の蛇腹部３６とで構成されている。

この車輪用軸受装置は、外側継手部材２４のステム部３０のインボード側外周面に円柱状の嵌合面６１を形成すると共に、ステム部３０のアウトボード側外周面に軸方向に延びる複数の凸部３７からなる雄スプラインを形成する。これに対して、ハブ輪１の軸孔３８のインボード側内周面に円筒状の嵌合面６２を形成すると共に、その軸孔３８のアウトボード側内周面に前述の凸部３７に対して締め代を有する複数の凹部３９を形成する（図２参照）。

この車輪用軸受装置では、外側継手部材２４のステム部３０をハブ輪１の軸孔３８に圧入し、相手側の凹部形成面であるハブ輪１の軸孔３８に凸部３７の形状を転写することにより凹部４０を形成し、凸部３７と凹部４０との嵌合接触部位全域Ｘが密着する凹凸嵌合構造Ｍを構成する（図１参照）。この凹凸嵌合構造Ｍは、軸受中心Ｌよりもインボード側に配置されている。ここで、軸受中心Ｌとは、アウトボード側に位置する転動体３とインボード側に位置する転動体４の軸方向中央位置（図１の一点鎖線参照）を意味する。

前述したように、複列の転動体３，４のうち、インボード側に位置する転動体４のＰＣＤをアウトボード側に位置する転動体３のＰＣＤよりも大きくしたことにより、インボード側の内側軌道面８が形成された内輪２の肉厚を従来の車輪用軸受装置の内輪１０２（図１０参照）よりも増大させることができる。この内輪２の肉厚の増大により、凸部３７の圧入によるフープ応力の発生を抑制できることから、凹凸嵌合構造Ｍを軸受中心Ｌよりもインボード側に配置すること、つまり、嵌合接触部位全域Ｘが内輪２の内側軌道面８の溝底に位置するハブ輪１の内周に配置することで、外側継手部材２４のステム部３０の軸方向寸法を短くすることができ、外側継手部材２４の軽量化が図れる。

この車輪用軸受装置は、以下のようなねじ締め付け構造Ｎ（図１参照）を具備する。このねじ締め付け構造Ｎは、外側継手部材２４のステム部３０の軸端に形成された雌ねじ部４１と、その雌ねじ部４１に螺合した状態でハブ輪１に係止される雄ねじ部であるボルト４２とで構成されている。この構造では、ステム部３０の雌ねじ部４１にボルト４２を螺合させることによりそのボルト４２をハブ輪１の端面に係止させた状態で締め付けることで、等速自在継手６をハブ輪１に固定する。なお、車輪用軸受２０は、加締め部１１でもって内輪２を抜け止めしてハブ輪１と一体化した構造となっていることから、等速自在継手６の外側継手部材２４と分離可能となっている。

図３に示すように、外側継手部材２４のステム部３０をハブ輪１の軸孔３８に圧入するに先立って、ステム部３０のインボード側外周面に円柱状の嵌合面６１を形成すると共に、ハブ輪１の軸孔３８のインボード側内周面に円筒状の嵌合面６２を形成していることから、ハブ輪１の軸孔３８の嵌合面６２にステム部３０の嵌合面６１を嵌合させることで、ハブ輪１に対するステム部３０の軸芯合わせを容易に行うことができる。

また、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、ハブ輪１のインボード側に位置する嵌合面６２とアウトボード側に位置する凹部３９との間に、圧入の開始をガイドするガイド部６４を設けている。このガイド部６４はステム部３０の凸部３７よりも大きめの凹部６５が形成されている（図２の拡大部分参照）。つまり、凸部３７と凹部６５との間に隙間ｍが形成されている〔図４（Ｂ）参照〕。このガイド部６４により、外側継手部材２４のステム部３０をハブ輪１に圧入するに際して、ステム部３０の凸部３７がハブ輪１の凹部３９に確実に圧入するように誘導することができるので、安定した圧入が可能となって圧入時の芯ずれや芯傾きなどを防止することができる。

ここで、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、前述の凹部３９が凸部３７に対して締め代ｎ〔図５（Ｂ）参照〕を有するように、その凹部３９を凸部３７よりも小さく設定している。このように、凹部３９を凸部３７よりも小さく設定するには、凹部３９の径方向寸法と周方向寸法を凸部３７よりも小さくすればよい〔図５（Ｂ）参照〕。

図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、ステム部３０のハブ輪１への圧入時、ハブ輪１の軸孔３８に凸部３７の形状を転写することにより凹部４０を形成した場合、凸部３７に対して締め代ｎを有する凹部３９、つまり、凸部３７よりも小さく設定された凹部３９を予め形成していることから、従来のように凸部をハブ輪の円筒状内周面に転写する場合よりも、凸部３７と凹部４０との嵌合接触部位全域Ｘで密着する際の圧入荷重を下げることができる。

その結果、ねじ締め付け構造Ｎにおけるボルト４２の締め付けにより発生する軸力以下という比較的小さな引き込み力の付与でハブ輪１の軸孔３８に外側継手部材２４のステム部３０を圧入することができる（図３参照）。これにより、専用の治具を別に用意する必要がなく、ボルト４２による圧入作業性の向上が図れる。さらに、大きな圧入荷重を付与しないので済むことから、凹凸嵌合構造Ｍでの凹凸が損傷する（むしれる）ことを防止でき、高品質で長寿命の凹凸嵌合構造Ｍを実現できる。

この外側継手部材２４のステム部３０をハブ輪１の軸孔３８に圧入するに際して、凸部３７による凹部形成面の塑性変形および切削加工を伴いながら、凸部３７が凹部形成面に食い込んでいくことによってハブ輪１の内径が僅かに拡径した状態となって、凸部３７の軸方向の相対的移動が許容される。この凸部３７の軸方向相対移動が停止すれば、ハブ輪１の内径が元の径に戻ろうとして縮径することになる。これによって、凸部３７と凹部４０との嵌合接触部位全域Ｘで密着し、外側継手部材２４とハブ輪１を強固に結合一体化することができる。

このような低コストで信頼性の高い結合により、ステム部３０とハブ輪１の嵌合部分の径方向および周方向においてガタが生じる隙間が形成されないので、嵌合接触部位全域Ｘが回転トルク伝達に寄与して安定したトルク伝達が可能であり、耳障りな歯打ち音を長期に亘り防止できる。このように嵌合接触部位全域Ｘで密着していることから、トルク伝達部位の強度が向上するため、車両用軸受装置の軽量コンパクト化が図れる。

外側継手部材２４のステム部３０をハブ輪１の軸孔３８に圧入するに際して、凸部３７の表面硬度を凹部３９の表面硬度よりも大きくする。その場合、凸部３７の表面硬度と凹部３９の表面硬度との差をＨＲＣで２０以上とする。これにより、圧入時における塑性変形および切削加工により、相手側の凹部形成面に凸部３７の形状を容易に転写することができる。

ハブ輪１の軸孔３８と外側継手部材２４のステム部３０との間に、圧入による凸部形状の転写によって生じる食み出し部６６を収容する収容部６７を設けている〔図５（Ａ）および図６（Ａ）参照〕。これにより、圧入による凸部形状の転写によって生じる食み出し部６６を収容部６７に保持することができ、その食み出し部６６が装置外の車両内などへ入り込んだりすることを阻止できる。その食み出し部６６を収容部６７に保持することで、食み出し部６６の除去処理が不要となり、作業工数の削減を図ることができ、作業性の向上およびコスト低減を図ることができる。

従来の車輪用軸受装置の場合、図１０に示すように、外側継手部材１２４のステム部１３０の先端面１７６をハブ輪１０１の内壁面１７１に接触させることによりステム部１３０の圧入位置を規制することで、凹凸嵌合構造の軸方向長さを確保するようにしている。しかしながら、ステム部１３０の先端面１７６がハブ輪１０１の内壁面１７１に接触して圧入が正規の位置で完了したか否かを外部から確認することができず、不完全な圧入により凹凸嵌合構造の軸方向長さが短いことから、安定したトルク伝達が困難となる可能性がある。

そこで、図７および図８に示すように、凸部３７の圧入位置を確認するための切り欠き孔７２をハブ輪１のボルト挿通孔７３に連設した構造とする。ボルト４２の締め付けによる引き込み力でもってハブ輪１の軸孔３８に外側継手部材２４のステム部３０を圧入した後、ボルト４２を一旦取り外し、ハブ輪１のボルト挿通孔７３に設けられた切り欠き孔７２からデプスゲージ７４（図７参照）や基準治具７５（図８参照）を装着してその先端をステム部３０の先端面７６に当接させることにより、ハブ輪１の外壁面７７からステム部３０の先端面７６までの軸方向寸法が規定値であるか否かを確認する。

デプスゲージ７４の場合、図７に示すようにハブ輪１の切り欠き孔７２からデプスゲージ７４の先端をステム部３０の先端面７６に当接させることにより、そのステム部３０の先端面位置を測定する。ハブ輪１の外壁面７７からステム部３０の先端面７６までの軸方向寸法である測定値が規定値となっている場合には、圧入が正規の位置で完了していることを示す。また、測定値が規定値から外れている場合には、ボルト４２を再度装着した上で調整すればよい。

一方、基準治具７５は、その先端長さが前述の規定値に加工されたものであり、図８に示すようにハブ輪１の切り欠き孔７２から基準治具７５の先端を挿入し、その先端がステム部３０の先端面７６に当接する場合には、圧入が正規の位置で完了していることを示す。また、基準治具７５の先端がステム部３０の先端面７６に当接しない場合には、ボルト４２を再度装着した上で調整すればよい。

このようにデプスゲージ７４あるいは基準治具７５をハブ輪１の切り欠き孔７２に装着することにより、凸部３７の圧入位置を確認することができるので、凸部３７の正規の圧入状態を容易に確保することができ、安定したトルク伝達を達成することができる。なお、基準治具７５の場合にはデプスゲージ７４のような測定が不要となる点で、作業性の向上が図れる。これらデプスゲージ７４や基準治具７５を用いた圧入状態の確認は、本発明のように凹凸嵌合構造Ｍを軸受中心Ｌよりもインボード側に配置することで、外側継手部材２４のステム部３０の軸方向寸法を短くした場合に有効である。

なお、以上の実施形態では、ステム部３０の雌ねじ部４１にボルト４２を螺合させることによりそのボルト４２をハブ輪１の端面に係止させた状態で締め付ける構造を例示したが、他のねじ締め付け構造として、図９に示すように、外側継手部材２４のステム部３０の軸端に形成された雄ねじ部６８と、その雄ねじ部６８に螺合した状態でハブ輪１の端面に係止される雌ねじ部であるナット６９とで構成することも可能である。この構造では、ステム部３０の雄ねじ部６８にナット６９を螺合させることによりそのナット６９をハブ輪１に係止させた状態で締め付けることで、等速自在継手６をハブ輪１に固定することになる。

また、以上の実施形態では、ハブ輪１および内輪２からなる内方部材に形成された複列の内側軌道面７，８の一方、つまり、アウトボード側の内側軌道面７をハブ輪１の外周に形成した（第三世代と称される）タイプの駆動車輪用軸受装置に適用した場合を例示したが、本発明はこれに限定されることなく、ハブ輪の外周に一対の内輪を圧入し、アウトボード側の軌道面７を一方の内輪の外周に形成すると共にインボード側の軌道面８を他方の内輪の外周に形成した（第一、第二世代と称される）タイプの駆動車輪用軸受装置にも適用可能である。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、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、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１内方部材（ハブ輪）
２内方部材（内輪）
３，４転動体
５外方部材（外輪）
６等速自在継手
７，８内側軌道面
１３，１４外側軌道面
２０車輪用軸受
２４外側継手部材
３０ステム部
３７凸部（雄スプライン）
３９凹部
４１雌ねじ部
４２雄ねじ部（ボルト）
６８雄ねじ部
６９雌ねじ部（ナット）
７２切り欠き孔
ｎ締め代
Ｍ凹凸嵌合構造
Ｎねじ締め付け構造
Ｘ嵌合接触部位全域

Claims

内周に複列の外側軌道面が形成された外方部材と、外周に前記外側軌道面と対向する複列の内側軌道面を有し、ハブ輪およびハブ輪の外周に嵌合した内輪からなる内方部材と、前記外方部材の外側軌道面と内方部材の内側軌道面との間に介装された複列の転動体とからなる車輪用軸受を備え、前記ハブ輪の内径に等速自在継手の外側継手部材のステム部を嵌合することにより前記車輪用軸受に等速自在継手をねじ締め付け構造により分離可能に結合させた車輪用軸受装置において、
前記複列の転動体のうち、インボード側に位置する前記転動体のＰＣＤをアウトボード側に位置する前記転動体のＰＣＤよりも大きくし、
前記ハブ輪と前記外側継手部材のステム部のうちのいずれか一方に形成されて軸方向に延びる複数の凸部を、他方に形成された、前記凸部に対して締め代を有する複数の凹部に圧入し、その他方に、圧入した凸部による切削を伴って前記凸部の形状を転写することにより、前記凸部と凹部との嵌合接触部位全域が密着する凹凸嵌合構造を構成し、
前記締め代が、前記凹部の径方向断面を凸部の径方向断面よりも小さくすることで与えられると共に、前記ねじ締め付け構造の軸力によるステム部の引き込みで前記凸部の圧入が可能となる大きさに設定され、
前記凹凸嵌合構造を軸受中心よりもインボード側に配置すると共に、前記外側継手部材のステム部の先端面を軸受中心よりもインボード側に配置したことを特徴とする車輪用軸受装置。
前記凸部の圧入位置を確認するための切り欠き孔を前記ハブ輪に設けた請求項１に記載の車輪用軸受装置。
前記ねじ締め付け構造は、前記外側継手部材のステム部の軸端に形成された雌ねじ部と、前記雌ねじ部に螺合した状態で前記ハブ輪に係止される雄ねじ部とで構成されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
前記ねじ締め付け構造は、前記外側継手部材のステム部の軸端に形成された雄ねじ部と、前記雄ねじ部に螺合した状態で前記ハブ輪に係止される雌ねじ部とで構成されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
前記凸部は前記外側継手部材のステム部に設けられ、前記凹部は前記ハブ輪に設けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。