JP5331385B2 - 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７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。
ＷＯ２００６／１１１１４６Ａ２公報

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または円筒状の内輪部材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、前記内輪または内輪部材の外径にシールが装着され、このシールが、当該内輪または内輪部材の外径に圧入される芯金と、この芯金に加硫接着等で一体に接合され、アキシアルリップを有する合成ゴム製のシール部材とを備え、前記アキシアルリップが前記外側継手部材の肩部に形成された段差部に弾性接触して前記両フェイススプラインの係合部が密封されている。

このように、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、内輪または内輪部材の外径にシールが装着され、このシールが、当該内輪または内輪部材の外径に圧入される芯金と、この芯金に加硫接着等で一体に接合され、アキシアルリップを有する合成ゴム製のシール部材とを備え、アキシアルリップが外側継手部材の肩部に形成された段差部に弾性接触して両フェイススプラインの係合部が密封されているので、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アキシア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。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記アキシアルリップが、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップで構成され、前記段差部に弾性接触されていれば、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サイドリップの変形によって追従して高い密封性を得ることができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記アキシアルリップの先端が円弧状に形成されていれば、大きなモーメント荷重が負荷されてハブ輪や外側継手部材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。

また、請求項４に記載の発明のように、前記シール部材がグリースリップを有すると共に、前記両フェイススプラインの係合部にグリースが充填されていれば、グリースリップにより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の摩耗を抑制することができる。

また、請求項５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ると共に、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ていれば、外側継手部材と内方部材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。

また、請求項６に記載の発明のように、前記内輪部材の端面に前記フェイススプラインが形成されると共に、前記ハブ輪の内周に硬化した凹凸部が形成され、この凹凸部に当該内輪部材の円筒部が内嵌され、この円筒部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませて前記ハブ輪と内輪部材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ても良し、また、請求項７に記載の発明のように、前記内輪部材の端面に前記フェイススプラインが形成されると共に、前記ハブ輪に前記内輪部材の円筒部が内嵌され、この円筒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前記ハブ輪と内輪部材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ても良い。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。

また、請求項８に記載の発明のように、前記締結ボルトが間座を介して前記連結部の雌ねじに螺着されると共に、当該間座が断面略Ｌ字状に形成され、前記内方部材のアウター側の端面に当接するフランジ部と、前記締結ボルトに外挿されて案内される円筒部とを有していれば、間座によって外側継手部材と内方部材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または円筒状の内輪部材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、前記内輪または内輪部材の外径にシールが装着され、このシールが、当該内輪または内輪部材の外径に圧入される芯金と、この芯金に加硫接着等で一体に接合され、アキシアルリップを有する合成ゴム製のシール部材とを備え、前記アキシアルリップが前記外側継手部材の肩部に形成された段差部に弾性接触して前記両フェイススプラインの係合部が密封されているので、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アキシア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、およびこのハブ輪に内嵌され、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、前記内輪の外径にシールが装着され、このシールが、当該内輪の外径に圧入される芯金と、この芯金に加硫接着等で一体に接合され、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップを有する合成ゴム製のシール部材とを備え、前記サイドリップが前記外側継手部材の肩部に形成された段差部に弾性接触して前記両フェイススプラインの係合部が密封されている。

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第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の軸受部を示す縦断面図、図３は、図２のシール部を示す要部拡大図、図４は、図３のシールの変形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。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。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（図２参照）。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あっても良い。

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。

ここで、本実施形態では、外側継手部材１４の肩部１９に段差部２２が形成されている。また、内輪５の外径には、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シール２３が装着されている。このシール２３は、図３に拡大して示すように、内輪５の外径に圧入される円筒部２４ａ、およびこの円筒部２４ａから径方向内方に延びる内径部２４ｂからなる芯金２４と、この芯金２４に加硫接着等で一体に接合されたシール部材２５とからなる。

芯金２４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２５は、ニトリルゴム等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ（アキシアルリップ）２５ａ、２５ｂと、グリースリップ２５ｃとを有している。そして、各シールリップ２５ａ、２５ｂ、２５ｃが肩部１９の段差部２２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２５ａ、２５ｂおよびグリースリップ２５ｃ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る。

図４は、前述したシール２３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。

このシール２６は、内輪５の外径に圧入される円筒部２４ａ、およびこの円筒部２４ａから径方向内方に延びる内径部２４ｂからなる芯金２４と、この芯金２４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、ニトリルゴム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２７ａを有している。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、シール２６が簡素化されてコンパクト化できると共に、アキシアルリップ２７ａ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５は、本発明に係る駆動車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態（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２８は、外方部材７と内方部材２９と複列の転動体９、９とを備えている。内方部材２９は、ハブ輪３０と、このハブ輪３０に内嵌された内輪部材３１とからなる。ハブ輪３０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３０ａ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３２が形成されている。なお、凹凸部３２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３２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３０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３０ａ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３１は、内側転走面５ａから軸方向に延びる円筒部３３が一体に形成されている。この円筒部３３は、ハブ輪３０の小径段部３０ａに所定のシメシロを介して内嵌されるインロウ部３３ａと、このインロウ部３３ａの端部に形成され、ハブ輪３０の凹凸部３２に対向する嵌合部３３ｂとからなる。また、内輪部材３１のインナー側の端面にはフェイススプライン３４が形成されている。内輪部材３１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３４を形成するか、冷間鍛造後にフェイススプライン３４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３４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３１は内側転走面５ａからインロウ部３３ａ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３３ｂは、鍛造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３４の形成は、高周波焼入れの後でも良い。

ここで、内輪部材３１の円筒部３３をハブ輪３０に内嵌すると共に、嵌合部３３ｂにマンドレル等の拡径治具を押し込んで嵌合部３３ｂを拡径し、この嵌合部３３ｂをハブ輪３０の凹凸部３２に食い込ませて加締め、所謂拡径加締によってハブ輪３０と内輪部材３１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３０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。

また、連結部２０の雌ねじ２０ａに締結ボルト２１が螺着され、間座３５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３１のインナー側端面の対向する両フェイススプライン１９ａ、３４が圧接支持され、複列の転がり軸受２８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３５は断面略Ｌ字状に形成され、ハブ輪３０のアウター側の端面に当接するフランジ部３５ａと、締結ボルト２１に外挿される円筒部３５ｂとを有している。これにより、間座３５によって外側継手部材１４と内方部材２９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、３４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。

図６は、本発明に係る駆動車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。なお、本実施形態は、前述した第２の実施形態（図５）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３６は、外方部材７と内方部材３７と複列の転動体９、９とを備えている。内方部材３７は、ハブ輪３８と、このハブ輪３８に所定のシメシロを介して圧入固定された内輪部材３９とからなる。ハブ輪３８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３０ａが形成されている。このハブ輪３８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３０ａ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３９は、内側転走面５ａから軸方向に延びる円筒部４０が一体に形成されている。そして、この円筒部４０の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部４０ａによって内輪部材３９とハブ輪３８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３９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４０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４０の端部は鍛造後の素材硬さのままとされ、加締部４０ａ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４０ａ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３４を含む内輪部材３９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４１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３９の対向する両フェイススプライン１９ａ、３４が圧接支持され、複列の転がり軸受３６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４１は断面略Ｌ字状に形成され、加締部４０ａの端面に当接するフランジ部４１ａと、締結ボルト２１に外挿される円筒部４１ｂとを有している。これにより、間座４１によって外側継手部材１４と内方部材３７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３９がハブ輪３８の小径段部３０ａ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。

また、図示はしないが、第２、第３の実施形態で示した、締結ボルトと共に用いる断面略Ｌ字状の間座を、第１の実施形態で使用しても良い。つまり、締結ボルトが内挿されるハブ輪の内径の小径部を廃し、ハブ輪の内径部を円筒状とすると共に、ハブ輪のアウター側の端面に間座のフランジ部を当接させ、締結ボルトに外装される間座の円筒部をハブ輪の円筒状の内径部に案内させることで、外側継手部材と内方部材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。また、小径部を廃すことで、製品の軽量化を図ることができる。

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第１の実施形態を示す縦断面図である。 図１の軸受部を示す縦断面図である。 図２のシール部を示す要部拡大図である。 図３のシールの変形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第２の実施形態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第３の実施形態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、３０、３８・・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ、５ａ・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
１ｂ、３０ａ・・・・・・・・・・・・・小径段部
１ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・小径部
２、２８、３６・・・・・・・・・・・・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
７・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
８、２９、３７・・・・・・・・・・・・内方部材
９・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
１０・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
１１、１２・・・・・・・・・・・・・・シール
１３、４０ａ・・・・・・・・・・・・・加締部
１３ａ、１９ａ、３４・・・・・・・・・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・・・・・・・・・・・・・・・・・段差部
２３、２６・・・・・・・・・・・・・・シール
２４・・・・・・・・・・・・・・・・・芯金
２４ａ、３３、３５ｂ、４０、４１ｂ・・円筒部
２４ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・内径部
２５、２７・・・・・・・・・・・・・・シール部材
２５ａ、２５ｂ・・・・・・・・・・・・サイドリップ
２５ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・グリースリップ
２７ａ・・・・・・・・・・・・・・・・アキシアルリップ
３１、３９・・・・・・・・・・・・・・内輪部材
３２・・・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
３３ａ・・・・・・・・・・・・・・・・インロウ部
３３ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
３５、４１・・・・・・・・・・・・・・間座
３５ａ、４１ａ・・・・・・・・・・・・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 (8)

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または円筒状の内輪部材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、
   前記内輪または内輪部材の外径にシールが装着され、このシールが、当該内輪または内輪部材の外径に圧入される芯金と、この芯金に加硫接着等で一体に接合され、アキシアルリップを有する合成ゴム製のシール部材とを備え、前記アキシアルリップが前記外側継手部材の肩部に形成された段差部に弾性接触して前記両フェイススプラインの係合部が密封されていることを特徴とする駆動車輪用軸受装置。
2. 前記アキシアルリップが、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップで構成され、前記段差部に弾性接触されている請求項１に記載の駆動車輪用軸受装置。
3. 前記アキシアルリップの先端が円弧状に形成されている請求項１に記載の駆動車輪用軸受装置。
4. 前記シール部材がグリースリップを有すると共に、前記両フェイススプラインの係合部にグリースが充填されている請求項１乃至３いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
5. 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ると共に、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ている請求項１乃至４いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
6. 前記内輪部材の端面に前記フェイススプラインが形成されると共に、前記ハブ輪の内周に硬化した凹凸部が形成され、この凹凸部に当該内輪部材の円筒部が内嵌され、この円筒部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませて前記ハブ輪と内輪部材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請求項１乃至４いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
7. 前記内輪部材の端面に前記フェイススプラインが形成されると共に、前記ハブ輪に前記内輪部材の円筒部が内嵌され、この円筒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前記ハブ輪と内輪部材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請求項１乃至４いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
8. 前記締結ボルトが間座を介して前記連結部の雌ねじに螺着されると共に、当該間座が断面略Ｌ字状に形成され、前記内方部材のアウター側の端面に当接するフランジ部と、前記締結ボルトに外挿されて案内される円筒部とを有している請求項５乃至７いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。

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