JP3650746B2 - 車輪用軸受の固定構造及び車輪用軸受 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等において車輪を車体に対して回転自在に支持する車輪用軸受（ハブベアリング）及びその車体側への固定構造に関するもので、より詳しくは外方部材の車体取付フランジを廃止した車輪用軸受及びその車体側への固定構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車輪用軸受には、駆動用のものと、非駆動用のものとがあり、それぞれの用途に応じて種々の形式のものが提案されている。図１２は駆動用の車輪用軸受の一例を示すもので、内周に複列の軌道面１ａを有する外方部材１と、そのそれぞれの軌道面１ａに対向する軌道面２ａ、２ｂを有する内方部材２と、外方部材１と内方部材２との間に介在する複列の転動体５とを有している。
内方部材２は、ハブ輪３と、その外周に圧入した内輪４とからなり、複列の軌道面２ａ、２ｂのうちの一方２ａが内輪４の外周に、他方２ｂがハブ輪３の外周にそれぞれ形成されている。ハブ輪３には車輪取付フランジ３ａが設けられ、この車輪取付フランジ３ａに車輪ホイール固定用のハブボルト６を用いて図示しない車輪が取付けられている。一方、外方部材１の外周１ｂには図示されない車体側の固定部（ナックルなど）に取付けるための取付フランジ１ｄが設けられている。この取付フランジ１ｄには取付け孔１ｅが設けられ、図示しないボルトにより固定部に固定され、車輪用軸受が車体に取付けられる。
【０００３】
駆動用の車輪用軸受においては、ハブ輪３が等速自在継手８の外側継手部材８ａに結合される。外側継手部材８ａは、椀状のマウス部８ａｌと中実のステム部８ａ２とからなり、ステム部８ａ２にてハブ輪３とセレーション嵌合されている。ステム部８ａ２の軸端に形成したねじ部８ａ３にナット９を螺合させて締付けることにより、内輪４の端面が外側継手部材８ａの肩部８ａ４端面に押付けられ、ハブ輪３および内輪４が軸方向で位置決めされると共に、転動体５に予圧が付与される。複列の転動体５はそれぞれ接触角を有しており、前述の予圧によって軸受剛性を高めるとともに、モーメント荷重を受けられる構造になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、外方部材１は外周１ｂに取付フランジ１ｄが設けられている複雑な形状をしているため、中炭素鋼（例えばＳ５３Ｃ鋼材）を鍛造成形して、複列の軌道面１ａ、外周面１ｂおよび取付フランジ１ｄの一側面１ｄ２を旋削加工している。また、複雑な形状のため、内周に形成された複列の軌道面１ａに焼入れを施す場合、高周波焼入れにより行っていた。そのため、加工工数、加工コストがかかるので改善する余地が残っている。
そこで、本願の目的は、外方部材の外周の取付けフランジを廃止した構造としながら確実に車体側に取付けることのでき、かつ、安価な車輪用軸受の固定構造、およびそれに適用できる車輪用軸受を提供することである。
【０００５】
請求項1の発明は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、外方部材のそれぞれの軌道面に対向する軌道面と車輪取付フランジとを有する内方部材と、外方部材と内方部材との間に介在する複列の転動体とで構成された車輪用軸受の外方部材を車体側に固定する構造において、ナックルの端面に爪部を有する環状部材を設け、外方部材の外周面に係合部を形成して、前記爪部と前記係合部を係合させることによって車輪用軸受を車体側に固定するものとする。この構成によると、外方部材に取付けフランジを形成する必要がなく、爪が係合する係合部を形成するだけで良いので、外方部材に高炭素鋼（例えばＳＵＪ２）を用いてズブ焼入れすることができ、かつ、外周面をスルーフィード研削仕上げとすることができる。したがって、車輪用軸受の長寿命化が図られるとともに、加工工数、加工時間を短縮することができ、組込みも容易になる。
【０００６】
請求項２の発明は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、車輪取付フランジを有し、外方部材の一方の軌道面に対向する軌道面を外周に直接形成したハブ輪と、他方の軌道面に対向する軌道面を有する内輪とからなる内方部材と、外方部材と内方部材との間に介在する複列の転動体とで構成された車輪用軸受の外方部材を車体側に固定する構造において、車体側に爪部を有する環状部材を設け、外方部材の外周面に係合部を形成して、前記爪部と前記係合部を係合させることによって車輪用軸受を車体側に固定するものとする。この構成によると、外方部材に取付けフランジを形成する必要がなく、爪が係合する係合部を形成するだけで良いので、外方部材に高炭素鋼（例えばＳＵＪ２）を用いてズブ焼入れすることができ、かつ、外周面をスルーフィード研削仕上げとすることができる。したがって、車輪用軸受の長寿命化が図られるとともに、加工工数、加工時間を短縮することができ、組込みも容易になる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項３の発明は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、車輪取付フランジを有し、外方部材の一方の軌道面に対向する軌道面を外周に直接形成したハブ輪と、他方の軌道面に対向する軌道面を有する等速自在継手の外輪とからなる内方部材と、外方部材と内方部材との間に介在する複列の転動体とで構成された車輪用軸受の外方部材を車体側に固定する構造において、車体側に爪部を有する環状部材を設け、外方部材の外周面に係合部を形成して、前記爪部と前記係合部を係合させることによって車輪用軸受を車体側に固定するものとする。この構成によると、外方部材に取付けフランジを形成する必要がなく、爪が係合する係合部を形成するだけで良いので、外方部材に高炭素鋼（例えばＳＵＪ２）を用いてズブ焼入れすることができ、かつ、外周面をスルーフィード研削仕上げとすることができる。したがって、車輪用軸受の長寿命化が図られるとともに、加工工数、加工時間を短縮することができ、組込みも容易になる。
【０００８】
請求項４の発明は、上記爪部は円周方向に複数分割されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項５の発明は、上記係合部が、外方部材の外周面に形成された円周溝であることを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明は、上記車体側において、上記環状部材を設けた側とは軸方向反対側に外方部材の位置決め用段部を形成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項７の発明は、上記内方部材に駆動軸を取付けることを特徴とする。
【００１２】
請求項８の発明は、外方部材全体をズブ焼入れしたことを特徴とする。車輪用軸受の長寿命かが図られるとともに、加工工数、加工コストが掛からない安価な車輪用軸受が得られる。
【００１３】
請求項９の発明は、外方部材を高炭素鋼により成形したことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に例示した本発明の実施形態を説明する。まず、図１は駆動用の車輪用軸受の固定構造で第一の実施形態を示すもので、内周に複列の軌道面１ａを有する外方部材１と、そのそれぞれの軌道面１ａに対向する軌道面２ａ、２ｂを有する内方部材２と、外方部材１と内方部材２との間に介在する複列の転動体５と、転動体５を円周方向等間隔に保持する保持器５ａとを有している。
内方部材２は、ハブ輪３と、その外周に圧入した内輪４とからなり、複列の軌道面２ａ、２ｂのうちの一方２ａが内輪４の外周に、他方２ｂがハブ輪３の外周にそれぞれ形成されている。ハブ輪３には車輪取付フランジ３ａが設けられ、この車輪取付フランジ３ａに車輪ホイール固定用のハブボルト６を用いて図示しない車輪が取付けられている。
【００１６】
駆動用の車輪用軸受においては、ハブ輪３が等速自在継手８の外側継手部材８ａに結合される。等速自在継手８は、ドライブシャフト８ｄからのトルクを内側継手部材８ｂ及びトルク伝達ボール８ｃを介して外側継手部材８ａへ伝達する。外側継手部材８ａは、椀状のマウス部８ａｌと中実のステム部８ａ２とからなり、ステム部８ａ２にてハブ輪３とセレーション嵌合されている。ステム部８ａ２の軸端に形成したねじ部８ａ３にナット９を螺合させて締付けることにより、内輪４の端面が外側継手部材８ａの肩部８ａ４端面に押付けられ、ハブ輪３および内輪４が軸方向で位置決めされると共に、転動体５に予圧が付与される。複列の転動体５はそれぞれ接触角を有しており、前述の予圧によって軸受剛性を高めるとともに、モーメント荷重を受けられる構造になっている。
【００１７】
そして、図１の例では、外方部材１の外周面１ｂは車体側の固定部、例えば、ナックル１０の取付け孔１０ａに圧入嵌合される。この場合、ナックル１０の端面１０ｂには、ボルト１２で固定された環状の固定部材１１に形成した複数の爪部１１ｂ（図２参照）と、外方部材に形成されている周溝１ｃとが係合するまで押し込まれる。爪部１１ｂと周溝１ｃとが係合した後、ナット９をねじ部８ａ３に螺合することによって車輪用軸受の固定が完了する。外方部材１はナックル１０の端面１０ｂに固定された固定部材１１の爪部１１ｂと、軸方向反対側に設けられた環状の段部１０ｃとの間で固定され、特に軸方向に固定されることになる。
【００１８】
次に、図２（ａ）、（ｂ）により環状の固定部材１１について詳細に述べる。固定部材１１はプレス鋼板製のもので、ＳＰＣＣなどの鋼材を使用している。図２（ｂ）に示すように固定部材１１は円周方向の３箇所にフランジ部１１ｄを設け、フランジ部１１ｄにはナックル１０に固定するためのボルト孔１１ｅがそれぞれ形成され、このボルト孔１１ｅにボルト１２を通してナックル１０に固定される（図１参照）。
一方、固定部材１１の環状部１１ａには内径側に突出した爪部１１ｂが円周方向の数ヵ所に設けられている。この爪部１１ｂは、環状部１１ａの一部を切り欠いて、内径方向に折り曲げたもので、外方部材１が圧入される軸方向に沿って内径が突出するように形成されている。すなわち、爪部１１ｂは、外方部材１を圧入する際には突出している部分が外径側へ押され、周溝１ｃの位置にくるとその周溝１ｃに嵌るような弾性のある形状に形成されている。
また、固定部材１１の環状部１１ａには、円周方向の数ヵ所にリブ部１１ｃが設けられている。このリブ部１１ｃを数ヵ所設けることで固定部材１１の剛性を高めることができ、車輪用軸受にかかるモーメント荷重等にも耐えて、車輪用軸受をナックル１０にしっかりと固定することができる。
なお、爪部１１ｂの数とリブ部１１ｃの数はともに、バランスを考慮するとボルト１２の倍数が好ましく、ボルト１２の数は３あるいは４にすると爪部１１ｂの数とリブ部１１ｃの数は、３ｎあるいは４ｎ（ｎは自然数）となる。図２では爪部１１ｂを１５個、リブ部１１ｃを３個としている。
【００１９】
図３は、ナックル１０に固定する前の車輪用軸受を示すとともに、請求項９に係る発明を示している。
【００２０】
第一の実施例では、外方部材１は従来のように複雑な鍛造成形をすることはないので、高炭素鋼を使用することができ、図１の例では、ＳＵＪ２を使用している。そして、いわゆるズブ焼入れを行っており、芯部まで硬度を高くしているので、車輪用軸受にかかるモーメント荷重等に対しても変形が少ないものとなっている。したがって、軸受すきまの変動も少なく車輪用軸受の長寿命化が図られることになる。なお、焼入れ後の表面硬度、芯部硬度ともにロックウェル硬さＨＲＣ５８〜６４程度である。
また、外方部材１の外周面１ｂは円筒面であるので、外周面をスルーフィード研削仕上げとすることができる。したがって、加工工数・加工時間の削減を図ることができる。ここで、スルーフィード研削仕上げとは、外方部材１の外径面を研削加工する場合に、センタレス研削盤において、外方部材１（ワーク）を連続的に投入側から排出側へ送る間に、研削作業が終了する研削仕上げ加工をいう。
【００２１】
内輪４は、高炭素鋼（例えばＳＵＪ２鋼材）を使用し、ズブ焼入れされており、外方部材１と同様に表面硬度、芯部硬度ともにロックウェル硬さＨＲＣ５８〜６４である。ハブ輪３は中炭素鋼（例えばＳ５３Ｃ鋼材）を使用し鍛造成形後に旋削加工され、焼入れは図面において中心線よりも上側の斜線部分で示すように、少なくとも軌道面２ｂ、車輪取付フランジ３ａの根元、内輪４が圧入される円筒部分とを含む領域に高周波焼入れを施している。焼入れ後の表面硬さはロックウェル硬さＨＲＣ５８〜６４程度とする。
【００２２】
図４は、図１のＸ部を拡大した図であり、固定部材１１の爪部１１ｂが外方部材１の周溝１ｃに係合した状態を示している。図のように、固定部材１１の爪部１１ｂの先端は外方部材の周溝１ｃとスキマなく接触する構造としている。爪部１１ｂの先端部と周溝１ｃとの間にスキマがあると、旋回モーメントが軸受けに負荷されるような場合、ナックル内径内で外方部材１が軸方向に移動する恐れもあるので、確実に固定するために該構造を採用している。これにより、外方部材１はナックル１０と端面１０ｂに固定された固定部材１１の爪部１１ｂと、軸方向反対側に設けられた環状の段部１０ｃとの間で確実に軸方向に固定されることになる（図１参照）。
【００２３】
次に図５は駆動用の車輪用軸受の固定構造で第二の実施形態を示すもので、内周に複列の軌道面１ａを有する外方部材１と、そのそれぞれの軌道面１ａに対向する軌道面２ａ、２ｂを有する内方部材２と、外方部材１と内方部材２との間に介在する複列の転動体５と、転動体５を円周方向等間隔に保持する保持器５ａとを有している。
内方部材２は第一の実施形態とは異なり、ハブ輪３と、その外周に圧入した２つの内輪４ａ、４ｂとからなっている。複列の軌道面２ａ、２ｂのうちの一方の軌道面２ａが内輪４ａの外周に、他方２ｂが内輪４ｂの外周にそれぞれ形成されている。ハブ輪３には車輪取付フランジ３ａが設けられ、この車輪取付フランジ３ａに車輪ホイール固定用のハブボルト６を用いて図示しない車輪が取付けられている。
【００２４】
駆動用の車輪用軸受においては、ハブ輪３が等速自在継手８の外側継手部材８ａに結合される。外側継手部材８ａは、椀状のマウス部８ａｌと中実のステム部８ａ２とからなり、ステム部８ａ２にてハブ輪３とセレーション嵌合されている。ステム部８ａ２の軸端に形成したねじ部８ａ３にナット９を螺合させて締付けることにより、一方の内輪４ａの端面が外側継手部材８ａの肩部８ａ４端面に押付けられ、他方の内輪４ｂがハブ輪３の肩部に当接し、ハブ輪３および内輪４ａ、４ｂが軸方向で位置決めされると共に、転動体５に予圧が付与される。複列の転動体５はそれぞれ接触角を有しており、前述の予圧によって軸受剛性を高めるとともに、モーメント荷重を受けられる構造になっている。
【００２５】
環状の固定部材１１は、第一の実施形態と共通の部材であるので、重複説明を省略する。図５においては、図１と同様に中心線より上半分の斜線部分に焼入れ箇所を示している。また、材料、焼入れ方法は図１と同様である。この場合、内輪４ａ、４ｂは、図１の内輪４と同様にＳＵＪ２を使用し、ズブ焼入れされており、外方部材１と同様に表面硬度、芯部硬度ともにロックウェル硬さＨＲＣ５８〜６４である。
【００２６】
この場合も第一の実施形態と同様に、外方部材１は従来のように複雑な鍛造成形をすることはないので、高炭素鋼（例えばＳＵＪ２）を使用することができ、ズブ焼を行っており、芯部まで硬度を高くしているので、車輪用軸受にかかるモーメント荷重等に対しても変形が少ないものとなっている。したがって、軸受すきまの変動も少なく車輪用軸受の長寿命化が図られることになる。
また、外方部材１の外周面１ｂはフランジレスの円筒面であるので、外周面をスルーフィード研削仕上げとすることができ、加工工数・加工時間の削減を図ることができる。
【００２７】
次に図６は駆動用の車輪用軸受の固定構造で第三の実施形態を示すもので、内周に複列の軌道面１ａを有する外方部材１と、そのそれぞれの軌道面１ａに対向する軌道面２ａ、２ｂを有する内方部材２と、外方部材１と内方部材２との間に介在する複列の転動体５と、転動体５を円周方向等間隔に保持する保持器５ａとを有している。
内方部材２は第一の実施形態とは異なり、ハブ輪３と等速自在継手８の外側継手部材８ａとからなっている。複列の軌道面２ａ、２ｂのうちの一方の軌道面２ａが等速自在継手８の外側継手部材８ａの外周に直接形成されており、他方の軌道面２ｂがハブ輪３の外周に直接形成されている。これにより、内輪４が削減され部品点数が少なくなり、低コスト化及びコンパクト化が図られる。
ハブ輪３には車輪取付フランジ３ａが設けられ、この車輪取付フランジ３ａに車輪ホイール固定用のハブボルト６を用いて図示しない車輪が取付けられている。
【００２８】
図６においては、ハブ輪３と等速自在継手８の外側継手部材８ａの結合は、外側継手部材８ａの椀状のマウス部８ａｌの底部分に形成されたハブ輪挿入孔８ａ５に、ハブ輪３の中空状の円筒部３ｂを軸方向に所定負荷をかけて挿入させ、この負荷挿入状態で円筒部３ｂを径方向に押し広げる拡径かしめとすることで結合される。このようにハブ輪３および外側継手部材８ａを軸方向で位置決めすることにより、転動体５に予圧が付与される。複列の転動体５はそれぞれ接触角を有しており、前述の予圧によって軸受剛性を高めるとともに、モーメント荷重を受けられる構造になっている。なお、中空状の円筒部３ｂはキャップＢにより塞がれている。
【００２９】
このような構造にすることで、セレーションを廃止することができ加工工数が削減できる。さらに、セレーション部を設けていないので、セレーション部に起因するクラックなどの発生が生じることなく、長寿命化が図られる。また、ナットを削減できるので、部品点数を少なくでき、軽量化・低コスト化が図られることになる。また、かしめ結合をより確実なものとするため、外側継手部材８ａのハブ輪挿入孔８ａ５の内周面に凹凸を形成してもよい。この凹凸形状は任意であり、例えばねじ形状やセレーション（スプラインも含む）形状、あるいは互いに平行な複数列の溝同士を交差させたアヤメローレット形状に形成される。これらの中でもアヤメローレットはかしめ後のフレッティング（特に軸方向及び円周方向のフレッティング）防止に特に有効である。凹凸部は、高周波焼入れによりＨＲＣ６０程度まで硬化され、凹凸に対向するハブ輪３の中空状の円筒部３ｂは低硬度部とし、凹凸部と低硬度部との硬度差はＨＲＣ３０以上に設定するのが望ましい。
【００３０】
環状の固定部材１１は、第一の実施形態と共通の部材であるので、重複説明を省略する。図６においては、図１と同様に中心線より上半分の斜線部分に焼入れ箇所を示している。また、材料、焼入れ方法は図１と同様である。この場合、等速自在継手８の外側継手部材８ａは、中炭素鋼（例えばＳ５３Ｃ鋼材）を使用し、軌道面２ａの領域は高周波焼入れされており、表面硬度はロックウェル硬さＨＲＣ５８〜６４である。
【００３１】
この場合も第一の実施形態と同様に、外方部材１は従来のように鍛造成形することはないので、高炭素鋼（例えばＳＵＪ２）を使用することができ、ズブ焼入れを行っており、芯部まで硬度を高くしているので、車輪用軸受にかかるモーメント荷重等に対しても変形が少ないものとなっている。したがって、軸受すきまの変動も少なく車輪用軸受の長寿命化が図られることになる。
また、外方部材１の外周面１ｂはフランジレスの円筒面であるので、外周面をスルーフィード研削仕上げとすることができ、加工工数・加工時間の削減を図ることができる。
【００３２】
次に図７は駆動用の車輪用軸受の固定構造で第四の実施形態を示すもので、前述した図６の第三の実施形態の変形例である。したがって、図６と共通部分には同じ参照番号を付して重複説明を省略する。
【００３３】
図７においては、外側継手部材８ａは、椀状のマウス部８ａｌと中空状のステム部８ａ２'を有し、ステム部８ａ２'をハブ輪３のステム挿入孔３ｃに所定負荷をかけて挿入し、中空のステム部８ａ２'を径方向に押し広げる拡径かしめとすることで結合される。ハブ輪３および外側継手部材８ａを軸方向で位置決めすることにより、転動体５に予圧が付与される。複列の転動体５はそれぞれ接触角を有しており、前述の予圧によって軸受剛性を高めるとともに、モーメント荷重を受けられる構造になっている。
【００３４】
環状の固定部材１１は、第一の実施形態と共通の部材であるので、重複説明を省略する。図７においては、図１と同様に中心線より上半分の斜線部分に焼入れ箇所を示している。材料、焼入れ方法及び拡径かしめ結合については図６と同様である。
【００３５】
次に図８は駆動用の車輪用軸受の固定構造で第五の実施形態を示すもので、前述した図１の第一の実施形態の変形例である。したがって、図１と共通部分には同じ参照番号を付して重複説明を省略する。材料、焼入れ方法は図１と同様である。
【００３６】
図８は、ハブ輪３の外周に内輪４を圧入するだけでなく、ハブ輪３の円筒部３ｂを径方向に押し広げる拡径かしめとすることでハブ輪３と内輪４とを結合している。ハブ輪３と内輪４とを転動体５に予圧が付与された状態で一体化しているので、組立時のナットによるトルク管理の必要性はなく、取扱いが容易になる。また、この場合も第三の実施形態のかしめ結合と同様に、内輪４の内周面に凹凸を形成してもよい。ここで、内輪４の内径部でかしめが行われるので、接触角を有する転動体５は拡径力によって軸受内に軸方向に分力が生じる。そのため、ハブ輪３と内輪４の塑性結合と同時に予圧を付与することができる。この場合、拡径力を変更することで予圧量を直接調節できるので、予圧管理が行い易くなる。
【００３７】
また、図８では、ナックル１０の最小内径ｄ２（段部１０ｃの内径）より外側継手部材８ａの椀状のマウス部８ａｌの最大外径ｄ１は小さく設定されている。このような関係に設定しておくと、補修時に等速自在継手８とハブ輪３を含む軸受部とを一括してナックル１０から取り外すことができるようになる。そして、このような構造であれば、ハブボルト６の交換が容易で、安価にできる。
【００３８】
環状の固定部材１１は、第一の実施形態と共通の部材であるので、重複説明を省略する。図８においては、図１と同様に中心線より上半分の斜線部分に焼入れ箇所を示している。材料、焼入れ方法及び拡径かしめ結合については図６と同様である。
【００３９】
次に図９は駆動用の車輪用軸受の固定構造で第六の実施形態を示すもので、前述した図１の第一の実施形態の変形例である。したがって、図１と共通部分には同じ参照番号を付して重複説明を省略する。
【００４０】
図９は、ハブ輪３の内径に内輪４の軸方向に伸びた円筒部４ｃを圧入し、ハブ輪３の内径に円筒部４ｃを径方向に押し広げる拡径かしめとすることでハブ輪３と内輪４とを結合している。ハブ輪３と内輪４とを転動体５に予圧が付与された状態で一体化しているので、組立時のナットによるトルク管理の必要性はなく、取扱いが容易になる。また、この場合も第三の実施形態のかしめ結合と同様に、内輪４の円筒部４ｃの内周面に凹凸を形成してもよい。
【００４１】
また、図９も図８と同様に、ナックル１０の最小内径ｄ２（段部１０ｃの内径）より外側継手部材８ａの椀状のマウス部８ａｌの最大外径ｄ１は小さく設定されている。このような関係に設定しておくと、補修時に等速自在継手８とハブ輪３を含む軸受部とを一括してナックル１０から取り外すことができるようになる。そして、このような構造であれば、ハブボルト６の交換が容易で、安価にできる。
【００４２】
環状の固定部材１１は、第一の実施形態と共通の部材であるので、重複説明を省略する。図９においては、図１と同様に中心線より上半分の斜線部分に焼入れ箇所を示している。材料、焼入れ方法及び拡径かしめ結合については図６と同様である。
【００４３】
次に図１０は駆動用の車輪用軸受の固定構造で第七の実施形態を示すもので、前述した図９の第六の実施形態の変形例である。したがって、図９と共通部分には同じ参照番号を付して重複説明を省略する。
【００４４】
図１０は、ハブ輪３の内径に内輪４の軸方向に伸びた円筒部４ｃを圧入し、ハブ輪３の内径に円筒部４ｃを径方向に押し広げる拡径かしめとすることでハブ輪３と内輪４とを結合している。ハブ輪３と内輪４とを転動体５に予圧が付与された状態で一体化しているので、組立時のナットによるトルク管理の必要性はなく、取扱いが容易になる。さらに、内輪４の内径にはセレーション溝が形成されており、外側継手部材８ａの中空のステム部８ａ２'とセレーション嵌合されている。そして、外側継手部材８ａは、中空のステム部８ａ２'の内径に雌ねじを形成し、ボルト１３によりねじ嵌合している。
【００４５】
また、図１０も図８と同様に、ナックル１０の最小内径ｄ２（段部１０ｃの内径）より外側継手部材８ａの椀状のマウス部８ａｌの最大外径ｄ１は小さく設定されている。このような関係に設定しておくと、補修時に等速自在継手８とハブ輪３を含む軸受部とを一括してナックル１０から取り外すことができるようになる。そして、このような構造であれば、ハブボルト６の交換が容易で、安価にできる。
【００４６】
環状の固定部材１１は、第一の実施形態と共通の部材であるので、重複説明を省略する。図１０においては、図１と同様に中心線より上半分の斜線部分に焼入れ箇所を示している。材料、焼入れ方法及び拡径かしめ結合については図６と同様である。
【００４７】
次に図１１は駆動用の車輪用軸受の固定構造で第八の実施形態を示すもので、前述した図１０の第七の実施形態をさらに変形した例である。したがって、図１０と共通部分には同じ参照番号を付して重複説明を省略する。
【００４８】
図１１は、ハブ輪３に内輪４を圧入し、ハブ輪３の円筒部３ｂを径方向に押し広げる拡径かしめとすることでハブ輪３と内輪４とを結合している。ハブ輪３と内輪４とを転動体５に予圧が付与された状態で一体化しているので、組立時のナットによるトルク管理の必要性はなく、取扱いが容易になる。また、この場合も第三の実施形態のかしめ結合と同様に、内輪４の内周面に凹凸を形成してもよい。ここで、内輪４の内径部でかしめが行われるので、接触角を有する転動体５は拡径力によって軸受内で軸方向に分力が生じる。そのため、ハブ輪３と内輪４の塑性結合と同時に予圧を付与することができる。この場合、拡径力を変更することで予圧量を直接調節できるので、予圧管理が行い易くなる。さらに、ハブ輪３の内径にはセレーション溝が形成されており、外側継手部材８ａの中空のステム部８ａ２'とセレーション嵌合されている。そして、外側継手部材８ａは、中空のステム部８ａ２'の内径に雌ねじを形成し、ボルト１３によりねじ嵌合されている。
【００４９】
また、図１１も図８と同様に、ナックル１０の最小内径ｄ２（段部１０ｃの内径）より外側継手部材８ａの椀状のマウス部８ａｌの最大外径ｄ１は小さく設定されている。このような関係に設定しておくと、補修時に等速自在継手８とハブ輪３を含む軸受部とを一括してナックル１０から取り外すことができるようになる。そして、このような構造であれば、ハブボルト６の交換が容易で、安価にできる。
【００５０】
環状の固定部材１１は、第一の実施形態と共通の部材であるので、重複説明を省略する。図１１においては、図１と同様に中心線より上半分の斜線部分に焼入れ箇所を示している。材料、焼入れ方法及び拡径かしめ結合については図６と同様である。
【００５１】
なお、以上の説明では主として駆動用の車輪用軸受の固定構造を例示しているが、本発明は従動用の車輪用軸受の固定構造にも同様に適用することができる。また、転動体５は、実施の形態ではボールを例示しているが、本発明はテーパころの車輪用軸受にも同様に適用することができる。また、図１、図５〜図１１に示した符号Ａは軸受内部を密閉するシール部材である。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、外方部材の外周面の取付けフランジを廃止した構造としながら確実に車体側に取付ける構造としたので、外方部材は高炭素鋼の鋼材を使用することができ、いわゆるズブ焼入れを行うことができる。したがって、車輪用軸受にかかるモーメント荷重等に対しても変形が少ないので、軸受すきまの変動も少なく車輪用軸受の長寿命化が図られることになる。また、外方部材の外周面はフランジレスの円筒面であるので、外周面をスルーフィード研削仕上げとすることができ、加工工数・加工時間の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態である車輪用軸受の固定構造の縦断面図である。
【図２】環状の固定部材を詳細に説明するためのもので、（ａ）図は（ｂ）図のＡ−Ａ断面図、（ｂ）図は側面図を示す。
【図３】ナックル１０に固定する前の車輪用軸受を示すとともに、請求項９に係る発明を示している。
【図４】図１のＸ部の拡大図であり、爪部１１ａと周溝１ｃとが係合した状態を示している。
【図５】本発明の第二の実施形態である車輪用軸受の固定構造の縦断面図である。
【図６】本発明の第三の実施形態である車輪用軸受の固定構造の縦断面図である。
【図７】本発明の第四の実施形態である車輪用軸受の固定構造の縦断面図である。
【図８】本発明の第五の実施形態である車輪用軸受の固定構造の縦断面図である。
【図９】本発明の第六の実施形態である車輪用軸受の固定構造の縦断面図である。
【図１０】本発明の第七の実施形態である車輪用軸受の固定構造の縦断面図である。
【図１１】本発明の第八の実施形態である車輪用軸受の固定構造の縦断面図である。
【図１２】従来の車輪用軸受の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 外方部材
１ｃ 周溝
２ 内方部材
３ ハブ輪
４ 内輪
５ 転動体
６ ハブボルト
８ 等速自在継手
８ａ 外側継手部材
８ａｌ マウス部
９ ナット
１０ ナックル
１１ 固定部材
１１ｂ 爪部
１２ ボルト
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等において車輪を車体に対して回転自在に支持する車輪用軸受（ハブベアリング）及びその車体側への固定構造に関するもので、より詳しくは外方部材の車体取付フランジを廃止した車輪用軸受及びその車体側への固定構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車輪用軸受には、駆動用のものと、非駆動用のものとがあり、それぞれの用途に応じて種々の形式のものが提案されている。図１２は駆動用の車輪用軸受の一例を示すもので、内周に複列の軌道面１ａを有する外方部材１と、そのそれぞれの軌道面１ａに対向する軌道面２ａ、２ｂを有する内方部材２と、外方部材１と内方部材２との間に介在する複列の転動体５とを有している。
内方部材２は、ハブ輪３と、その外周に圧入した内輪４とからなり、複列の軌道面２ａ、２ｂのうちの一方２ａが内輪４の外周に、他方２ｂがハブ輪３の外周にそれぞれ形成されている。ハブ輪３には車輪取付フランジ３ａが設けられ、この車輪取付フランジ３ａに車輪ホイール固定用のハブボルト６を用いて図示しない車輪が取付けられている。一方、外方部材１の外周１ｂには図示されない車体側の固定部（ナックルなど）に取付けるための取付フランジ１ｄが設けられている。この取付フランジ１ｄには取付け孔１ｅが設けられ、図示しないボルトにより固定部に固定され、車輪用軸受が車体に取付けられる。
【０００３】
駆動用の車輪用軸受においては、ハブ輪３が等速自在継手８の外側継手部材８ａに結合される。外側継手部材８ａは、椀状のマウス部８ａｌと中実のステム部８ａ２とからなり、ステム部８ａ２にてハブ輪３とセレーション嵌合されている。ステム部８ａ２の軸端に形成したねじ部８ａ３にナット９を螺合させて締付けることにより、内輪４の端面が外側継手部材８ａの肩部８ａ４端面に押付けられ、ハブ輪３および内輪４が軸方向で位置決めされると共に、転動体５に予圧が付与される。複列の転動体５はそれぞれ接触角を有しており、前述の予圧によって軸受剛性を高めるとともに、モーメント荷重を受けられる構造になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、外方部材１は外周１ｂに取付フランジ１ｄが設けられている複雑な形状をしているため、中炭素鋼（例えばＳ５３Ｃ鋼材）を鍛造成形して、複列の軌道面１ａ、外周面１ｂおよび取付フランジ１ｄの一側面１ｄ２を旋削加工している。また、複雑な形状のため、内周に形成された複列の軌道面１ａに焼入れを施す場合、高周波焼入れにより行っていた。そのため、加工工数、加工コストがかかるので改善する余地が残っている。
そこで、本願の目的は、外方部材の外周の取付けフランジを廃止した構造としながら確実に車体側に取付けることのでき、かつ、安価な車輪用軸受の固定構造、およびそれに適用できる車輪用軸受を提供することである。
【０００５】
請求項1の発明は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、外方部材のそれぞれの軌道面に対向する軌道面と車輪取付フランジとを有する内方部材と、外方部材と内方部材との間に介在する複列の転動体とで構成された車輪用軸受の外方部材を車体側に固定する構造において、ナックルの端面に爪部を有する環状部材を設け、外方部材の外周面に係合部を形成して、前記爪部と前記係合部を係合させることによって車輪用軸受を車体側に固定するものとする。この構成によると、外方部材に取付けフランジを形成する必要がなく、爪が係合する係合部を形成するだけで良いので、外方部材に高炭素鋼（例えばＳＵＪ２）を用いてズブ焼入れすることができ、かつ、外周面をスルーフィード研削仕上げとすることができる。したがって、車輪用軸受の長寿命化が図られるとともに、加工工数、加工時間を短縮することができ、組込みも容易になる。
【０００６】
請求項２の発明は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、車輪取付フランジを有し、外方部材の一方の軌道面に対向する軌道面を外周に直接形成したハブ輪と、他方の軌道面に対向する軌道面を有する内輪とからなる内方部材と、外方部材と内方部材との間に介在する複列の転動体とで構成された車輪用軸受の外方部材を車体側に固定する構造において、車体側に爪部を有する環状部材を設け、外方部材の外周面に係合部を形成して、前記爪部と前記係合部を係合させることによって車輪用軸受を車体側に固定するものとする。この構成によると、外方部材に取付けフランジを形成する必要がなく、爪が係合する係合部を形成するだけで良いので、外方部材に高炭素鋼（例えばＳＵＪ２）を用いてズブ焼入れすることができ、かつ、外周面をスルーフィード研削仕上げとすることができる。したがって、車輪用軸受の長寿命化が図られるとともに、加工工数、加工時間を短縮することができ、組込みも容易になる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項３の発明は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、車輪取付フランジを有し、外方部材の一方の軌道面に対向する軌道面を外周に直接形成したハブ輪と、他方の軌道面に対向する軌道面を有する等速自在継手の外輪とからなる内方部材と、外方部材と内方部材との間に介在する複列の転動体とで構成された車輪用軸受の外方部材を車体側に固定する構造において、車体側に爪部を有する環状部材を設け、外方部材の外周面に係合部を形成して、前記爪部と前記係合部を係合させることによって車輪用軸受を車体側に固定するものとする。この構成によると、外方部材に取付けフランジを形成する必要がなく、爪が係合する係合部を形成するだけで良いので、外方部材に高炭素鋼（例えばＳＵＪ２）を用いてズブ焼入れすることができ、かつ、外周面をスルーフィード研削仕上げとすることができる。したがって、車輪用軸受の長寿命化が図られるとともに、加工工数、加工時間を短縮することができ、組込みも容易になる。
【０００８】
請求項４の発明は、上記爪部は円周方向に複数分割されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項５の発明は、上記係合部が、外方部材の外周面に形成された円周溝であることを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明は、上記車体側において、上記環状部材を設けた側とは軸方向反対側に外方部材の位置決め用段部を形成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項７の発明は、上記内方部材に駆動軸を取付けることを特徴とする。
【００１２】
請求項８の発明は、外方部材全体をズブ焼入れしたことを特徴とする。車輪用軸受の長寿命かが図られるとともに、加工工数、加工コストが掛からない安価な車輪用軸受が得られる。
【００１３】
請求項９の発明は、外方部材を高炭素鋼により成形したことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に例示した本発明の実施形態を説明する。まず、図１は駆動用の車輪用軸受の固定構造で第一の実施形態を示すもので、内周に複列の軌道面１ａを有する外方部材１と、そのそれぞれの軌道面１ａに対向する軌道面２ａ、２ｂを有する内方部材２と、外方部材１と内方部材２との間に介在する複列の転動体５と、転動体５を円周方向等間隔に保持する保持器５ａとを有している。
内方部材２は、ハブ輪３と、その外周に圧入した内輪４とからなり、複列の軌道面２ａ、２ｂのうちの一方２ａが内輪４の外周に、他方２ｂがハブ輪３の外周にそれぞれ形成されている。ハブ輪３には車輪取付フランジ３ａが設けられ、この車輪取付フランジ３ａに車輪ホイール固定用のハブボルト６を用いて図示しない車輪が取付けられている。
【００１６】
駆動用の車輪用軸受においては、ハブ輪３が等速自在継手８の外側継手部材８ａに結合される。等速自在継手８は、ドライブシャフト８ｄからのトルクを内側継手部材８ｂ及びトルク伝達ボール８ｃを介して外側継手部材８ａへ伝達する。外側継手部材８ａは、椀状のマウス部８ａｌと中実のステム部８ａ２とからなり、ステム部８ａ２にてハブ輪３とセレーション嵌合されている。ステム部８ａ２の軸端に形成したねじ部８ａ３にナット９を螺合させて締付けることにより、内輪４の端面が外側継手部材８ａの肩部８ａ４端面に押付けられ、ハブ輪３および内輪４が軸方向で位置決めされると共に、転動体５に予圧が付与される。複列の転動体５はそれぞれ接触角を有しており、前述の予圧によって軸受剛性を高めるとともに、モーメント荷重を受けられる構造になっている。
【００１７】
そして、図１の例では、外方部材１の外周面１ｂは車体側の固定部、例えば、ナックル１０の取付け孔１０ａに圧入嵌合される。この場合、ナックル１０の端面１０ｂには、ボルト１２で固定された環状の固定部材１１に形成した複数の爪部１１ｂ（図２参照）と、外方部材に形成されている周溝１ｃとが係合するまで押し込まれる。爪部１１ｂと周溝１ｃとが係合した後、ナット９をねじ部８ａ３に螺合することによって車輪用軸受の固定が完了する。外方部材１はナックル１０の端面１０ｂに固定された固定部材１１の爪部１１ｂと、軸方向反対側に設けられた環状の段部１０ｃとの間で固定され、特に軸方向に固定されることになる。
【００１８】
次に、図２（ａ）、（ｂ）により環状の固定部材１１について詳細に述べる。固定部材１１はプレス鋼板製のもので、ＳＰＣＣなどの鋼材を使用している。図２（ｂ）に示すように固定部材１１は円周方向の３箇所にフランジ部１１ｄを設け、フランジ部１１ｄにはナックル１０に固定するためのボルト孔１１ｅがそれぞれ形成され、このボルト孔１１ｅにボルト１２を通してナックル１０に固定される（図１参照）。
一方、固定部材１１の環状部１１ａには内径側に突出した爪部１１ｂが円周方向の数ヵ所に設けられている。この爪部１１ｂは、環状部１１ａの一部を切り欠いて、内径方向に折り曲げたもので、外方部材１が圧入される軸方向に沿って内径が突出するように形成されている。すなわち、爪部１１ｂは、外方部材１を圧入する際には突出している部分が外径側へ押され、周溝１ｃの位置にくるとその周溝１ｃに嵌るような弾性のある形状に形成されている。
また、固定部材１１の環状部１１ａには、円周方向の数ヵ所にリブ部１１ｃが設けられている。このリブ部１１ｃを数ヵ所設けることで固定部材１１の剛性を高めることができ、車輪用軸受にかかるモーメント荷重等にも耐えて、車輪用軸受をナックル１０にしっかりと固定することができる。
なお、爪部１１ｂの数とリブ部１１ｃの数はともに、バランスを考慮するとボルト１２の倍数が好ましく、ボルト１２の数は３あるいは４にすると爪部１１ｂの数とリブ部１１ｃの数は、３ｎあるいは４ｎ（ｎは自然数）となる。図２では爪部１１ｂを１５個、リブ部１１ｃを３個としている。
【００１９】
図３は、ナックル１０に固定する前の車輪用軸受を示すとともに、請求項９に係る発明を示している。
【００２０】
第一の実施例では、外方部材１は従来のように複雑な鍛造成形をすることはないので、高炭素鋼を使用することができ、図１の例では、ＳＵＪ２を使用している。そして、いわゆるズブ焼入れを行っており、芯部まで硬度を高くしているので、車輪用軸受にかかるモーメント荷重等に対しても変形が少ないものとなっている。したがって、軸受すきまの変動も少なく車輪用軸受の長寿命化が図られることになる。なお、焼入れ後の表面硬度、芯部硬度ともにロックウェル硬さＨＲＣ５８〜６４程度である。
また、外方部材１の外周面１ｂは円筒面であるので、外周面をスルーフィード研削仕上げとすることができる。したがって、加工工数・加工時間の削減を図ることができる。ここで、スルーフィード研削仕上げとは、外方部材１の外径面を研削加工する場合に、センタレス研削盤において、外方部材１（ワーク）を連続的に投入側から排出側へ送る間に、研削作業が終了する研削仕上げ加工をいう。
【００２１】
内輪４は、高炭素鋼（例えばＳＵＪ２鋼材）を使用し、ズブ焼入れされており、外方部材１と同様に表面硬度、芯部硬度ともにロックウェル硬さＨＲＣ５８〜６４である。ハブ輪３は中炭素鋼（例えばＳ５３Ｃ鋼材）を使用し鍛造成形後に旋削加工され、焼入れは図面において中心線よりも上側の斜線部分で示すように、少なくとも軌道面２ｂ、車輪取付フランジ３ａの根元、内輪４が圧入される円筒部分とを含む領域に高周波焼入れを施している。焼入れ後の表面硬さはロックウェル硬さＨＲＣ５８〜６４程度とする。
【００２２】
図４は、図１のＸ部を拡大した図であり、固定部材１１の爪部１１ｂが外方部材１の周溝１ｃに係合した状態を示している。図のように、固定部材１１の爪部１１ｂの先端は外方部材の周溝１ｃとスキマなく接触する構造としている。爪部１１ｂの先端部と周溝１ｃとの間にスキマがあると、旋回モーメントが軸受けに負荷されるような場合、ナックル内径内で外方部材１が軸方向に移動する恐れもあるので、確実に固定するために該構造を採用している。これにより、外方部材１はナックル１０と端面１０ｂに固定された固定部材１１の爪部１１ｂと、軸方向反対側に設けられた環状の段部１０ｃとの間で確実に軸方向に固定されることになる（図１参照）。
【００２３】
次に図５は駆動用の車輪用軸受の固定構造で第二の実施形態を示すもので、内周に複列の軌道面１ａを有する外方部材１と、そのそれぞれの軌道面１ａに対向する軌道面２ａ、２ｂを有する内方部材２と、外方部材１と内方部材２との間に介在する複列の転動体５と、転動体５を円周方向等間隔に保持する保持器５ａとを有している。
内方部材２は第一の実施形態とは異なり、ハブ輪３と、その外周に圧入した２つの内輪４ａ、４ｂとからなっている。複列の軌道面２ａ、２ｂのうちの一方の軌道面２ａが内輪４ａの外周に、他方２ｂが内輪４ｂの外周にそれぞれ形成されている。ハブ輪３には車輪取付フランジ３ａが設けられ、この車輪取付フランジ３ａに車輪ホイール固定用のハブボルト６を用いて図示しない車輪が取付けられている。
【００２４】
駆動用の車輪用軸受においては、ハブ輪３が等速自在継手８の外側継手部材８ａに結合される。外側継手部材８ａは、椀状のマウス部８ａｌと中実のステム部８ａ２とからなり、ステム部８ａ２にてハブ輪３とセレーション嵌合されている。ステム部８ａ２の軸端に形成したねじ部８ａ３にナット９を螺合させて締付けることにより、一方の内輪４ａの端面が外側継手部材８ａの肩部８ａ４端面に押付けられ、他方の内輪４ｂがハブ輪３の肩部に当接し、ハブ輪３および内輪４ａ、４ｂが軸方向で位置決めされると共に、転動体５に予圧が付与される。複列の転動体５はそれぞれ接触角を有しており、前述の予圧によって軸受剛性を高めるとともに、モーメント荷重を受けられる構造になっている。
【００２５】
環状の固定部材１１は、第一の実施形態と共通の部材であるので、重複説明を省略する。図５においては、図１と同様に中心線より上半分の斜線部分に焼入れ箇所を示している。また、材料、焼入れ方法は図１と同様である。この場合、内輪４ａ、４ｂは、図１の内輪４と同様にＳＵＪ２を使用し、ズブ焼入れされており、外方部材１と同様に表面硬度、芯部硬度ともにロックウェル硬さＨＲＣ５８〜６４である。
【００２６】
この場合も第一の実施形態と同様に、外方部材１は従来のように複雑な鍛造成形をすることはないので、高炭素鋼（例えばＳＵＪ２）を使用することができ、ズブ焼を行っており、芯部まで硬度を高くしているので、車輪用軸受にかかるモーメント荷重等に対しても変形が少ないものとなっている。したがって、軸受すきまの変動も少なく車輪用軸受の長寿命化が図られることになる。
また、外方部材１の外周面１ｂはフランジレスの円筒面であるので、外周面をスルーフィード研削仕上げとすることができ、加工工数・加工時間の削減を図ることができる。
【００２７】
次に図６は駆動用の車輪用軸受の固定構造で第三の実施形態を示すもので、内周に複列の軌道面１ａを有する外方部材１と、そのそれぞれの軌道面１ａに対向する軌道面２ａ、２ｂを有する内方部材２と、外方部材１と内方部材２との間に介在する複列の転動体５と、転動体５を円周方向等間隔に保持する保持器５ａとを有している。
内方部材２は第一の実施形態とは異なり、ハブ輪３と等速自在継手８の外側継手部材８ａとからなっている。複列の軌道面２ａ、２ｂのうちの一方の軌道面２ａが等速自在継手８の外側継手部材８ａの外周に直接形成されており、他方の軌道面２ｂがハブ輪３の外周に直接形成されている。これにより、内輪４が削減され部品点数が少なくなり、低コスト化及びコンパクト化が図られる。
ハブ輪３には車輪取付フランジ３ａが設けられ、この車輪取付フランジ３ａに車輪ホイール固定用のハブボルト６を用いて図示しない車輪が取付けられている。
【００２８】
図６においては、ハブ輪３と等速自在継手８の外側継手部材８ａの結合は、外側継手部材８ａの椀状のマウス部８ａｌの底部分に形成されたハブ輪挿入孔８ａ５に、ハブ輪３の中空状の円筒部３ｂを軸方向に所定負荷をかけて挿入させ、この負荷挿入状態で円筒部３ｂを径方向に押し広げる拡径かしめとすることで結合される。このようにハブ輪３および外側継手部材８ａを軸方向で位置決めすることにより、転動体５に予圧が付与される。複列の転動体５はそれぞれ接触角を有しており、前述の予圧によって軸受剛性を高めるとともに、モーメント荷重を受けられる構造になっている。なお、中空状の円筒部３ｂはキャップＢにより塞がれている。
【００２９】
このような構造にすることで、セレーションを廃止することができ加工工数が削減できる。さらに、セレーション部を設けていないので、セレーション部に起因するクラックなどの発生が生じることなく、長寿命化が図られる。また、ナットを削減できるので、部品点数を少なくでき、軽量化・低コスト化が図られることになる。また、かしめ結合をより確実なものとするため、外側継手部材８ａのハブ輪挿入孔８ａ５の内周面に凹凸を形成してもよい。この凹凸形状は任意であり、例えばねじ形状やセレーション（スプラインも含む）形状、あるいは互いに平行な複数列の溝同士を交差させたアヤメローレット形状に形成される。これらの中でもアヤメローレットはかしめ後のフレッティング（特に軸方向及び円周方向のフレッティング）防止に特に有効である。凹凸部は、高周波焼入れによりＨＲＣ６０程度まで硬化され、凹凸に対向するハブ輪３の中空状の円筒部３ｂは低硬度部とし、凹凸部と低硬度部との硬度差はＨＲＣ３０以上に設定するのが望ましい。
【００３０】
環状の固定部材１１は、第一の実施形態と共通の部材であるので、重複説明を省略する。図６においては、図１と同様に中心線より上半分の斜線部分に焼入れ箇所を示している。また、材料、焼入れ方法は図１と同様である。この場合、等速自在継手８の外側継手部材８ａは、中炭素鋼（例えばＳ５３Ｃ鋼材）を使用し、軌道面２ａの領域は高周波焼入れされており、表面硬度はロックウェル硬さＨＲＣ５８〜６４である。
【００３１】
この場合も第一の実施形態と同様に、外方部材１は従来のように鍛造成形することはないので、高炭素鋼（例えばＳＵＪ２）を使用することができ、ズブ焼入れを行っており、芯部まで硬度を高くしているので、車輪用軸受にかかるモーメント荷重等に対しても変形が少ないものとなっている。したがって、軸受すきまの変動も少なく車輪用軸受の長寿命化が図られることになる。
また、外方部材１の外周面１ｂはフランジレスの円筒面であるので、外周面をスルーフィード研削仕上げとすることができ、加工工数・加工時間の削減を図ることができる。
【００３２】
次に図７は駆動用の車輪用軸受の固定構造で第四の実施形態を示すもので、前述した図６の第三の実施形態の変形例である。したがって、図６と共通部分には同じ参照番号を付して重複説明を省略する。
【００３３】
図７においては、外側継手部材８ａは、椀状のマウス部８ａｌと中空状のステム部８ａ２'を有し、ステム部８ａ２'をハブ輪３のステム挿入孔３ｃに所定負荷をかけて挿入し、中空のステム部８ａ２'を径方向に押し広げる拡径かしめとすることで結合される。ハブ輪３および外側継手部材８ａを軸方向で位置決めすることにより、転動体５に予圧が付与される。複列の転動体５はそれぞれ接触角を有しており、前述の予圧によって軸受剛性を高めるとともに、モーメント荷重を受けられる構造になっている。
【００３４】
環状の固定部材１１は、第一の実施形態と共通の部材であるので、重複説明を省略する。図７においては、図１と同様に中心線より上半分の斜線部分に焼入れ箇所を示している。材料、焼入れ方法及び拡径かしめ結合については図６と同様である。
【００３５】
次に図８は駆動用の車輪用軸受の固定構造で第五の実施形態を示すもので、前述した図１の第一の実施形態の変形例である。したがって、図１と共通部分には同じ参照番号を付して重複説明を省略する。材料、焼入れ方法は図１と同様である。
【００３６】
図８は、ハブ輪３の外周に内輪４を圧入するだけでなく、ハブ輪３の円筒部３ｂを径方向に押し広げる拡径かしめとすることでハブ輪３と内輪４とを結合している。ハブ輪３と内輪４とを転動体５に予圧が付与された状態で一体化しているので、組立時のナットによるトルク管理の必要性はなく、取扱いが容易になる。また、この場合も第三の実施形態のかしめ結合と同様に、内輪４の内周面に凹凸を形成してもよい。ここで、内輪４の内径部でかしめが行われるので、接触角を有する転動体５は拡径力によって軸受内に軸方向に分力が生じる。そのため、ハブ輪３と内輪４の塑性結合と同時に予圧を付与することができる。この場合、拡径力を変更することで予圧量を直接調節できるので、予圧管理が行い易くなる。
【００３７】
また、図８では、ナックル１０の最小内径ｄ２（段部１０ｃの内径）より外側継手部材８ａの椀状のマウス部８ａｌの最大外径ｄ１は小さく設定されている。このような関係に設定しておくと、補修時に等速自在継手８とハブ輪３を含む軸受部とを一括してナックル１０から取り外すことができるようになる。そして、このような構造であれば、ハブボルト６の交換が容易で、安価にできる。
【００３８】
環状の固定部材１１は、第一の実施形態と共通の部材であるので、重複説明を省略する。図８においては、図１と同様に中心線より上半分の斜線部分に焼入れ箇所を示している。材料、焼入れ方法及び拡径かしめ結合については図６と同様である。
【００３９】
次に図９は駆動用の車輪用軸受の固定構造で第六の実施形態を示すもので、前述した図１の第一の実施形態の変形例である。したがって、図１と共通部分には同じ参照番号を付して重複説明を省略する。
【００４０】
図９は、ハブ輪３の内径に内輪４の軸方向に伸びた円筒部４ｃを圧入し、ハブ輪３の内径に円筒部４ｃを径方向に押し広げる拡径かしめとすることでハブ輪３と内輪４とを結合している。ハブ輪３と内輪４とを転動体５に予圧が付与された状態で一体化しているので、組立時のナットによるトルク管理の必要性はなく、取扱いが容易になる。また、この場合も第三の実施形態のかしめ結合と同様に、内輪４の円筒部４ｃの内周面に凹凸を形成してもよい。
【００４１】
また、図９も図８と同様に、ナックル１０の最小内径ｄ２（段部１０ｃの内径）より外側継手部材８ａの椀状のマウス部８ａｌの最大外径ｄ１は小さく設定されている。このような関係に設定しておくと、補修時に等速自在継手８とハブ輪３を含む軸受部とを一括してナックル１０から取り外すことができるようになる。そして、このような構造であれば、ハブボルト６の交換が容易で、安価にできる。
【００４２】
環状の固定部材１１は、第一の実施形態と共通の部材であるので、重複説明を省略する。図９においては、図１と同様に中心線より上半分の斜線部分に焼入れ箇所を示している。材料、焼入れ方法及び拡径かしめ結合については図６と同様である。
【００４３】
次に図１０は駆動用の車輪用軸受の固定構造で第七の実施形態を示すもので、前述した図９の第六の実施形態の変形例である。したがって、図９と共通部分には同じ参照番号を付して重複説明を省略する。
【００４４】
図１０は、ハブ輪３の内径に内輪４の軸方向に伸びた円筒部４ｃを圧入し、ハブ輪３の内径に円筒部４ｃを径方向に押し広げる拡径かしめとすることでハブ輪３と内輪４とを結合している。ハブ輪３と内輪４とを転動体５に予圧が付与された状態で一体化しているので、組立時のナットによるトルク管理の必要性はなく、取扱いが容易になる。さらに、内輪４の内径にはセレーション溝が形成されており、外側継手部材８ａの中空のステム部８ａ２'とセレーション嵌合されている。そして、外側継手部材８ａは、中空のステム部８ａ２'の内径に雌ねじを形成し、ボルト１３によりねじ嵌合している。
【００４５】
また、図１０も図８と同様に、ナックル１０の最小内径ｄ２（段部１０ｃの内径）より外側継手部材８ａの椀状のマウス部８ａｌの最大外径ｄ１は小さく設定されている。このような関係に設定しておくと、補修時に等速自在継手８とハブ輪３を含む軸受部とを一括してナックル１０から取り外すことができるようになる。そして、このような構造であれば、ハブボルト６の交換が容易で、安価にできる。
【００４６】
環状の固定部材１１は、第一の実施形態と共通の部材であるので、重複説明を省略する。図１０においては、図１と同様に中心線より上半分の斜線部分に焼入れ箇所を示している。材料、焼入れ方法及び拡径かしめ結合については図６と同様である。
【００４７】
次に図１１は駆動用の車輪用軸受の固定構造で第八の実施形態を示すもので、前述した図１０の第七の実施形態をさらに変形した例である。したがって、図１０と共通部分には同じ参照番号を付して重複説明を省略する。
【００４８】
図１１は、ハブ輪３に内輪４を圧入し、ハブ輪３の円筒部３ｂを径方向に押し広げる拡径かしめとすることでハブ輪３と内輪４とを結合している。ハブ輪３と内輪４とを転動体５に予圧が付与された状態で一体化しているので、組立時のナットによるトルク管理の必要性はなく、取扱いが容易になる。また、この場合も第三の実施形態のかしめ結合と同様に、内輪４の内周面に凹凸を形成してもよい。ここで、内輪４の内径部でかしめが行われるので、接触角を有する転動体５は拡径力によって軸受内で軸方向に分力が生じる。そのため、ハブ輪３と内輪４の塑性結合と同時に予圧を付与することができる。この場合、拡径力を変更することで予圧量を直接調節できるので、予圧管理が行い易くなる。さらに、ハブ輪３の内径にはセレーション溝が形成されており、外側継手部材８ａの中空のステム部８ａ２'とセレーション嵌合されている。そして、外側継手部材８ａは、中空のステム部８ａ２'の内径に雌ねじを形成し、ボルト１３によりねじ嵌合されている。
【００４９】
また、図１１も図８と同様に、ナックル１０の最小内径ｄ２（段部１０ｃの内径）より外側継手部材８ａの椀状のマウス部８ａｌの最大外径ｄ１は小さく設定されている。このような関係に設定しておくと、補修時に等速自在継手８とハブ輪３を含む軸受部とを一括してナックル１０から取り外すことができるようになる。そして、このような構造であれば、ハブボルト６の交換が容易で、安価にできる。
【００５０】
環状の固定部材１１は、第一の実施形態と共通の部材であるので、重複説明を省略する。図１１においては、図１と同様に中心線より上半分の斜線部分に焼入れ箇所を示している。材料、焼入れ方法及び拡径かしめ結合については図６と同様である。
【００５１】
なお、以上の説明では主として駆動用の車輪用軸受の固定構造を例示しているが、本発明は従動用の車輪用軸受の固定構造にも同様に適用することができる。また、転動体５は、実施の形態ではボールを例示しているが、本発明はテーパころの車輪用軸受にも同様に適用することができる。また、図１、図５〜図１１に示した符号Ａは軸受内部を密閉するシール部材である。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、外方部材の外周面の取付けフランジを廃止した構造としながら確実に車体側に取付ける構造としたので、外方部材は高炭素鋼の鋼材を使用することができ、いわゆるズブ焼入れを行うことができる。したがって、車輪用軸受にかかるモーメント荷重等に対しても変形が少ないので、軸受すきまの変動も少なく車輪用軸受の長寿命化が図られることになる。また、外方部材の外周面はフランジレスの円筒面であるので、外周面をスルーフィード研削仕上げとすることができ、加工工数・加工時間の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態である車輪用軸受の固定構造の縦断面図である。
【図２】環状の固定部材を詳細に説明するためのもので、（ａ）図は（ｂ）図のＡ−Ａ断面図、（ｂ）図は側面図を示す。
【図３】ナックル１０に固定する前の車輪用軸受を示すとともに、請求項９に係る発明を示している。
【図４】図１のＸ部の拡大図であり、爪部１１ａと周溝１ｃとが係合した状態を示している。
【図５】本発明の第二の実施形態である車輪用軸受の固定構造の縦断面図である。
【図６】本発明の第三の実施形態である車輪用軸受の固定構造の縦断面図である。
【図７】本発明の第四の実施形態である車輪用軸受の固定構造の縦断面図である。
【図８】本発明の第五の実施形態である車輪用軸受の固定構造の縦断面図である。
【図９】本発明の第六の実施形態である車輪用軸受の固定構造の縦断面図である。
【図１０】本発明の第七の実施形態である車輪用軸受の固定構造の縦断面図である。
【図１１】本発明の第八の実施形態である車輪用軸受の固定構造の縦断面図である。
【図１２】従来の車輪用軸受の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 外方部材
１ｃ 周溝
２ 内方部材
３ ハブ輪
４ 内輪
５ 転動体
６ ハブボルト
８ 等速自在継手
８ａ 外側継手部材
８ａｌ マウス部
９ ナット
１０ ナックル
１１ 固定部材
１１ｂ 爪部
１２ ボルト
Claims (9)
- 内周に複列の軌道面を有する外方部材と、外方部材のそれぞれの軌道面に対向する軌道面と車輪取付フランジとを有する内方部材と、外方部材と内方部材との間に介在する複列の転動体とで構成された車輪用軸受の外方部材を車体側に固定する構造において、ナックルの端面に爪部を有する環状部材を設け、外方部材の外周面に係合部を形成して、前記爪部と前記係合部を係合させることによって車輪用軸受を車体側に固定することを特徴とする車輪用軸受の固定構造。
- 内周に複列の軌道面を有する外方部材と、車輪取付フランジを有し、外方部材の一方の軌道面に対向する軌道面を外周に直接形成したハブ輪と、他方の軌道面に対向する軌道面を有する内輪とからなる内方部材と、外方部材と内方部材との間に介在する複列の転動体とで構成された車輪用軸受の外方部材を車体側に固定する構造において、車体側に爪部を有する環状部材を設け、外方部材の外周面に係合部を形成して、前記爪部と前記係合部を係合させることによって車輪用軸受を車体側に固定することを特徴とする車輪用軸受の固定構造。
- 内周に複列の軌道面を有する外方部材と、車輪取付フランジを有し、外方部材の一方の軌道面に対向する軌道面を外周に直接形成したハブ輪と、他方の軌道面に対向する軌道面を有する等速自在継手の外輪とからなる内方部材と、外方部材と内方部材との間に介在する複列の転動体とで構成された車輪用軸受の外方部材を車体側に固定する構造において、車体側に爪部を有する環状部材を設け、外方部材の外周面に係合部を形成して、前記爪部と前記係合部を係合させることによって車輪用軸受を車体側に固定することを特徴とする車輪用軸受の固定構造。
- 上記爪部は円周方向に複数分割されている請求項１乃至３記載の車輪用軸受の固定構造。
- 上記係合部が、外方部材の外周面に形成された円周溝である請求項１乃至４記載の車輪用軸受の固定構造。
- 上記車体側において、上記環状部材を設けた側とは軸方向反対側に外方部材の位置決め用段部を形成した請求項１乃至５記載の車輪用軸受の固定構造。
- 上記内方部材に駆動軸を取付ける請求項１乃至６記載の車輪用軸受の固定構造。
- 外方部材全体をズブ焼入れした請求項１乃至７記載の車輪用軸受の固定構造。
- 外方部材を高炭素鋼により成形した請求項８記載の車輪用軸受の固定構造。
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