JP2006105343A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハブ輪と内輪との嵌合部におけるクリープの防止と、内輪の抜け防止とが簡単な構成で行え、低コストで前記各防止が可能な車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】 内周に複列の転走面４を有する外方部材１と、前記各転走面４に対向する転走面５を外周に有する内方部材２とを設け、対向する転走面４，５間に複列の転動体３を介在させる。内方部材２は、車輪取付用のフランジ２ａを有するハブ輪２Ａと、このハブ輪２Ａの外周に嵌合した内輪２Ｂとでなる。ハブ輪２Ａのインボード側端に対応する内輪２Ｂの内径面の円周方向の一部に、係止凹部１０を設ける。ハブ輪２Ａと内輪２Ｂの嵌合部を縮径または拡径することにより、ハブ輪２Ａに、内輪２Ｂの前記係止凹部１０内に塑性流動して係合した係止突部１１を設ける。
【選択図】 図１

Description

この発明は、自動車等の車両の車輪を支持する車輪用軸受装置に関する。

従来、車輪用軸受装置として、ハブ輪とその外周に圧入した内輪とで回転側輪を構成したものがある。この形式の車輪用軸受装置において、内輪を簡易に固定する構造として、ハブ輪のインボード側端を外径側に加締め、この加締部を内輪の幅面に押し当てることにより、軸方向に予圧を与えた状態で内輪をハブ輪に固定するものがある。

しかし、車両旋回時等の重荷重が発生する状況下において、ハブ輪に圧入固定された愛輪はクリープを起こし、軸受隙間が大きくなって短寿命となることがある。

そこで、このような不具合を解消する車輪用軸受装置として、図７に示すものが提案されている（特許文献１）。この車輪用軸受装置は、ハブ輪２２Ａと、その外周に嵌合した内輪２２Ｂの両者を、ハブ輪２２Ａと内輪２２Ｂの嵌合面のうち、いずれか一方または両方に凹凸部２３を形成して嵌合部を拡径または縮径させることにより塑性結合させたものである。凹凸部２３としては、ねじのような螺旋状のものや、アヤメローレット、セレーション等が挙げられる。
特開２００１−１８６０４号公報

しかし、特許文献１に開示された構成では、ハブ輪２２Ａと内輪２２Ｂを塑性結合させる凹凸部２３の加工に手間がかかり、コストアップを招くという問題がある。

この発明の目的は、ハブ輪と内輪との嵌合部におけるクリープの防止と、内輪の抜け防止とが簡単な構成で行え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、内周に複列の転走面を有する外方部材と、前記各転走面に対向する転走面を外周に有する内方部材と、これら対向する転走面の間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材が車輪取付用のフランジを有するハブ輪とこのハブ輪の外周に嵌合した内輪とでなり、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置であって、次の構成としたものである。すなわち、前記ハブ輪のインボード側端に対応する内輪の内径面の円周方向の一部に係止凹部を設け、前記ハブ輪と内輪の嵌合部の縮径または拡径により、前記ハブ輪に、前記内輪の前記係止凹部内に塑性流動して係合した係止突部を設ける。係止凹部は、円周方向の１か所であっても良いが、複数箇所とすることが好ましい。
この構成によると、円周方向の一部に係止凹部を設け、ハブ輪の係止突部を係合させたものであるため、これら係止凹部と係止突部との係合によって内輪の回転が阻止され、クリープの発生が防止される。また、これら係止凹部と係止突部との係合により、内輪の抜けが防止される。前記係止凹部は、内輪の円周方向の一部に設けた簡素な形状のもので良く、また係止突部はハブ輪と内輪の嵌合部の拡径による塑性流動で形成されるので、これら係止凹部および係止突部の形成および組立が容易であり、低コストで形成することができる。

前記係止凹部は、前記内輪のインボード側の端面から軸方向に伸びる溝状であっても良い。この場合、前記係止凹部はキー溝と同様な作用で回転阻止の機能を果たす。
また、前記係止凹部は、前記内輪のインボード側の端面と内径との角部に形成され、この係止凹部の底面形状が、内輪中心軸を含む断面において、円弧状を成す形状であっても良い。係止凹部をこのように円弧状に形成する場合、係止凹部の加工が簡単で、その加工のためのコストをより一層低減できる。

この発明において、前記ハブ輪のインボード端側に対応する内輪の内径面の全周に、この内径面よりも大径となる段部を設け、この段部における内周面の一部に前記係止凹部を設け、前記ハブ輪と内輪の嵌合部の縮径または拡径により、前記ハブ輪に、前記内輪の前記段部および前記係止凹部内にそれぞれ塑性流動して係合した係止段部および前記係止突部を設けても良い。
このように全周に渡る段部とこれに係合する係止段部を設けた場合、ハブ輪に対する内輪の抜け耐力をさらに強固にできる。

この発明において、前記内方部材は、前記ハブ輪および前記内輪に前記各列の転走面が形成されたものであっても良い。すなわち第３世代型の車輪用軸受装置であっても良い。このような片方の列の転走面のみを内輪で形成する車輪用軸受装置の場合、円周方向の一部の係止凹部とこれに係合するハブ輪の係止突部との係合という簡素な構成で、必要なクリープ防止および内輪抜け防止の効果を十分に得ることが容易である。

この発明において、前記係止突部は、前記ハブ輪のインボード側端を拡径させる加締により形成したものであり、前記ハブ輪における転走面は焼入れ処理した表面硬化処理面とし、前記加締を行うインボード側端は非熱処理部とし、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。
ハブ輪の転走面は、転動寿命の向上の観点から、表面硬化処理面として硬度を高めておくことが好ましいが、加締加工を行う部分は、加締加工の容易のために、生材のままの非熱処理部とすることが好ましい。内輪は、小部品であって転走面を有し、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面で好ましい。

この発明の車輪用軸受装置は、ハブ輪のインボード側端に対応する内輪の内径面の円周方向の一部に係止凹部を設け、前記ハブ輪と内輪の嵌合部の縮径または拡径により、前記ハブ輪に、内輪の前記係止凹部内に塑性流動して係合する係止突部を設けたものであるため、ハブ輪と内輪との嵌合部におけるクリープの防止と、内輪の抜け防止とが簡単な構成で行え、これらの防止のための加工が低コストで行える。

この発明の第１の実施形態を図１および図２と共に説明する。この実施形態の車輪用軸受装置は第３世代型の内輪回転タイプで、かつ駆動輪支持用の車輪用軸受に適用した例である。なお、この発明において、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。図１では、左側がアウトボード側、右側がインボード側となる。
図１において、この車輪用軸受装置は、内周に複列の転走面４を有する外方部材１と、これら転走面４にそれぞれ対向する転走面５を外周に有する内方部材２と、これら複列の転走面４，５間に介在させた複列の転動体３とを備える。この軸受装置は、複列のアンギュラ玉軸受とされていて、上記各転走面４，５は断面円弧状であり、各転走面４，５は接触角が背面合わせとなるように形成されている。転動体３はボールからなり、各列毎に保持器６で保持されている。外方部材１と内方部材２との間に形成される環状空間の両端は接触式のシール７，８によりそれぞれ密封される。

外方部材１は、固定側の部材となるものであって、車体の懸架装置のナックル（図示せず）に固定するための車体取付フランジ１ａを外周に有し、全体が一体の部材とされている。車体取付フランジ１ａは、前記ナックルにボルト（図示せず）で締結される。

内方部材２は回転側の部材となるものであって、車輪取付用フランジ２ａを外周に有するハブ輪２Ａと、このハブ輪２Ａのインボード側の端部の外周に嵌合した内輪２Ｂとからなる。これらハブ輪２Ａおよび内輪２Ｂに、前記各列の転走面５が形成されている。ハブ輪２Ａには軸継手の継手部材である等速ジョイントの外輪（図示せず）が連結される。
ハブ輪２Ａは、インボード側の端部の外周に、段部を構成する内輪嵌合面９を有し、この内輪嵌合面９に内輪２Ｂが嵌合する。ハブ輪２Ａのフランジ２ａには、そのボルト挿通孔１７を貫通するハブボルト１８、およびこのハブボルト１８に螺合するハブナット（図示せず）により、ディスクブレーキ装置のブレーキロータと車輪（いずれも図示せず）とが重ねて取付けられる。

ハブ輪２Ａにおける転走面５は焼入れ処理した表面硬化処理面とされ、後に説明する加締処理を行う部分となるインボード側端は非熱処理部とされている。ハブ輪２Ａの内輪嵌合面９は、インボード側の部分が上記非熱処理部とされるが、それよりもアウトボード側の部分は、転走面５に続く表面硬化処理面とされる。内輪２Ｂ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ある。

内輪２Ｂの内径面の円周方向の一部（ここでは周角度で１２０°互いに隔てた３箇所）には、図２のように係止凹部１０が設けられる。係止凹部１０は、内輪２Ｂのインボード側の端面から軸方向に伸びるキー溝状とされている。
これら各係止凹部１０にそれぞれ係合する係止突部１１が、図１のように、ハブ輪２Ａに設けられる。この係止突部１１は、ハブ輪２Ａに内輪２Ｂを嵌合させた状態で、ハブ輪２Ａのインボード側端を拡径させる加締めによって形成される。すなわち、ハブ輪２Ａの拡径によって、ハブ輪２Ａの素材が係止凹部１０内に塑性流動して係止突部１１が形成される。このとき、係止突部１１は、係止凹部１０に係合するように形成される。
なお、係止突部１１の形成は、ハブ輪２Ａと内輪２Ｂの嵌合部の縮径または拡径によって行えば良く、内輪２Ｂを縮径させることで形成しても良いが、内輪２Ｂの転走面５の精度確保の容易などのために、ハブ輪２Ａを拡径させる方が簡単である。

この車輪用軸受装置によると、内輪２Ｂの円周方向の一部に係止凹部１０を設け、ハブ輪２Ａの係止突部１１を係合させたため、これら係止凹部１０と係止突部１１との円周方向の係合によって内輪２Ｂの回転が阻止され、クリープの発生が防止される。また、これら係止凹部１０と係止突部１１との軸方向の係合により、内輪２Ｂの抜けが防止される。 前記係止凹部１０は、内輪２Ｂの円周方向の一部に設けたキー溝状の簡素な形状のものであり、また係止突部１１はハブ輪２Ａと内輪２Ｂの嵌合部の拡径による塑性流動で形成されるので、これら係止凹部１０および係止突部１１の形成および組立が容易であり、低コストで形成することができる。例えば、前記従来例のようにアヤメローレットやセレーション等の凹凸部を加工するものに比べて、加工コストが安価となる。

また、ハブ輪２Ａにおける転走面５は焼入れ処理した表面硬化処理面とし、係止突部１１の形成のための加締を行うインボード側端は非熱処理部とし、内輪２Ｂ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いるため、ハブ輪２Ａの加締が妨げられることなく、各転走面５の転動寿命が確保できる。

図３は、第１の実施形態における内輪２Ｂの係止凹部１０の他の例を示す。この例の係止凹部１０は、内輪２Ｂのインボード側の端面と内径面との角部に形成され、この係止凹部１０の底面形状が、内輪中心軸を含む断面において、単一の円弧状を成す形状としてある。
係止凹部１０をこのような円弧状に形成することにより、係止凹部１０の加工が簡単に行え、その加工のためのコストを低減できる。

図４および図５は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態では、図１に示す第１の実施形態の車輪用軸受装置において、図５のように内輪２Ｂの内径面の全周に、この内径面よりも大径となる段部１２を設けると共に、この段部１２における内周面の一部（ここでは周角度で１２０°互いに隔てた３箇所）に、図２の場合と同様の係止凹部１０を設けたものである。ハブ輪２Ａと内輪２Ｂの嵌合部を拡径させることは、第１の実施形態の場合と同じである。この拡径により、図４に示すように、内輪２Ｂの前記段部１２および係止凹部１０内にそれぞれ塑性流動して係合した係止段部１３および係止凸部１１がハブ輪２Ａに設けられる。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。

この実施形態では、内輪２Ｂに部分的な係止凹部１０の他に、内輪２Ｂの内径面全周にわたる段部１２が設けられ、ハブ輪２Ａの係止段部１３が全周に渡って係合するため、ハブ輪２Ａに対する内輪２Ｂの抜け耐力をさらに強固にできる。

図６は、この発明のさらに他の実施形態を示し、第２世代型に適用したものである。
この車輪用軸受装置は、第１の実施形態と同じく、内方部材２が、ハブ輪２Ａと、このハブ輪２Ａの外径面に嵌合される内輪２Ｂとからなるが、内輪２Ｂが軸方向に並ぶ２つの内輪２Ｂ１，２Ｂ２とされ、各内輪２Ｂ１，２Ｂ２に各列の転走面５が形成されている。第１の実施形態における係止凹部１０は、ここではハブ輪２Ａのインボード側端に対応する内輪２Ｂ２に形成される。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。 （Ａ）は同車輪用軸受装置における内輪の断面図、（Ｂ）は同内輪の正面図である。 （Ａ）は同車輪用軸受装置における内輪の他の例を示す断面図、（Ｂ）は同内輪の正面図である。 この発明の他の実施形態にかかる車輪用軸受装置の部分断面図である。 （Ａ）は同車輪用軸受装置における内輪の断面図、（Ｂ）は同内輪の正面図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。 従来例の断面図である。

符号の説明

１…外方部材
２…内方部材
２ａ…車輪取付用フランジ
２Ａ…ハブ輪
２Ｂ，２Ｂ１，２Ｂ２…内輪
３…転動体
４，５…転走面
６…保持器
７，８…シール
９…内輪嵌合面
１０…係止凹部
１１…係止突部
１２…段部
１３…係止段部

Claims (6)

1. 内周に複列の転走面を有する外方部材と、前記各転走面に対向する転走面を外周に有する内方部材と、これら対向する転走面の間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材が車輪取付用のフランジを有するハブ輪とこのハブ輪の外周に嵌合した内輪とでなり、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、
   前記ハブ輪のインボード側端に対応する内輪の内径面の円周方向の一部に係止凹部を設け、前記ハブ輪と内輪の嵌合部の縮径または拡径により、前記ハブ輪に、前記内輪の前記係止凹部内に塑性流動して係合した係止突部を設けたことを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 請求項１において、前記係止凹部が、前記内輪のインボード側の端面から軸方向に伸びる溝状である車輪用軸受装置。
3. 請求項１において、前記係止凹部が、前記内輪のインボード側の端面と内径との角部に形成され、この係止凹部の底面形状が、内輪中心軸を含む断面において、円弧状を成す形状である車輪用軸受装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記ハブ輪のインボード端側に対応する内輪の内径面の全周に、この内径面よりも大径となる段部を設け、この段部における内周面の一部に前記係止凹部を設け、前記ハブ輪と内輪の嵌合部の縮径または拡径により、前記ハブ輪に、前記内輪の前記段部および前記係止凹部内にそれぞれ塑性流動して係合した係止段部および前記係止突部を設けたことを特徴とする車輪用軸受装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記内方部材は、前記ハブ輪および前記内輪に前記各列の転走面が形成されたものである車輪用軸受装置。
6. 請求項５において、前記係止突部は、前記ハブ輪のインボード側端を拡径させる加締により形成したものであり、前記ハブ輪における転走面は焼入れ処理した表面硬化処理面とし、前記加締を行うインボード側端は非熱処理部とし、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。

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