JP4090714B2 - 車輪用軸受装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の駆動車輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車の後輪、４ＷＤ車の全輪）を車体に対して回転自在に支持する車輪用軸受装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の駆動車輪用軸受装置には、その用途に応じて種々の形式のものが提案されている。例えば図９に示す駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪１と複列の軸受２とをユニット化し、そのハブ輪１の内周に等速自在継手３の外側継手部材４をトルク伝達可能に圧入した構造を具備する。
【０００３】
軸受２は、複列のアウタレース５およびインナレース７と、アウタレース６とインナレース８間に組み込まれた複列の転動体９，１０とで主要部が構成された複列アンギュラ玉軸受である。この軸受装置では、複列のインナレース７，８のうち、一方のインナレース７がハブ輪１の外周面に直接形成され、他方のインナレース８がハブ輪１の小径端部１１に嵌合した内輪１２の外周面に形成されている。複列のアウタレース５，６は外輪１３の内周面に形成されている。
【０００４】
ハブ輪１は、車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ１４を有し、その車輪取付フランジ１４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１５が植設されている。外輪１３は、車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ１６を有し、この車体取付フランジ１６は車体の懸架装置から延びるナックルにボルトで固定されている。
【０００５】
なお、軸受２の両端開口部には、外輪１３とハブ輪１および内輪１２との環状空間を密封する一対のシール１７，１８が外輪１３の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。
【０００６】
この軸受装置では、内輪１２をハブ輪１の小径端部１１の外周に嵌合させた上で、そのハブ輪１の小径端部１１を塑性変形により加締めることでハブ輪１と複列の軸受２とをユニット化し、その加締め部１９と内輪１２のインボード側端面２０とを係合させて内輪１２の抜け止めおよび軸受２の予圧管理を行っている。このハブ輪１の小径端部１１の加締めは、図１０（ａ）（ｂ）に示す要領で行われる。図１０（ａ）は加締前、同図（ｂ）は加締後の状態を示す。図１０（ａ）に示すように内輪１２がハブ輪１に圧入された状態で、図１０（ｂ）に示すようにハブ輪１の小径端部１１を揺動式ポンチ２１で加締めるようにしている。
【０００７】
等速自在継手３は、図９に示すように内側継手部材、ボールおよび保持器を収容したマウス部２２と、そのマウス部２２から軸方向に一体的に延び、外周面にセレーション部２４が形成された軸部２３とからなる外側継手部材４を有する。この外側継手部材４の軸部２３をハブ輪１の貫通孔２６に挿入し、軸部２３の外周面および貫通孔２６の内周面に形成されたセレーション部２４，２５により両者を嵌合させてトルク伝達可能とし、その軸端をナット２７により締め付けることにより、等速自在継手４をハブ輪１に固定している。
【０００８】
この軸受装置では、ハブ輪１の加締め部１９と内輪１２のインボード側端面２０とを係合させて内輪１２の抜け止めおよび軸受２の予圧管理を行っているが、特に、軸受２の予圧管理をハブ輪１の小径端部１１の加締めにより行っていることから、ナット２７による外側継手部材４の締め付け力で軸受２の予圧管理を行う必要がなく、外側継手部材４はハブ輪１から抜脱しない程度でナット２７により固定されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記軸受装置では、ユニット化されたハブ輪１と軸受２に対して、外側継手部材４の軸部２３をハブ輪１の貫通穴２６に圧入してセレーション部２４，２５で嵌合させ、その外側継手部材４をハブ輪１にナット２７で締め付け固定した構造を具備する。この構造では、ハブ輪１の小径端部１１に形成された加締め部１９を外側継手部材４の肩部２８に当接させているが、このとき、加締め部１９の外側継手部材４の肩部２８との当接面が平坦面になっていないため、外側継手部材４の軸部２３をハブ輪１にナット２７で締め付けると、外側継手部材４の肩部２８とハブ輪１の加締め部１９に摩耗が発生する可能性が大きく、ガタツキが発生する虞がある。
【００１０】
また、ハブ輪１の小径端部１１を揺動加締めにより塑性変形させ、加締め部１９を形成することによりハブ輪１と軸受２とをユニット化した構造では、その加締め部１９の分だけハブ輪１の軸方向寸法が必要であり、軸受装置全体の軸方向寸法が大きくなってコンパクト化が困難となっている。
【００１１】
そこで、本発明は前記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、ハブ輪と等速自在継手との結合でガタツキをなくして軸受装置の剛性を高め、コンパクトな軸受装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための技術的手段として、本発明に係る軸受装置は、ハブ輪と複列の軸受とをユニット化し、そのハブ輪にトルク伝達手段を介して等速自在継手の外側継手部材を内嵌した車輪用軸受装置において、前記複列の軸受のインナレースのうちインボード側のインナレースを前記ハブ輪の小径端部の外周に嵌合した別体の内輪に形成し、前記ハブ輪の小径端部の外周のインボード側に位置する塑性変形部をそのアウトボード側に位置する部位よりも小径とし、前記内輪の内周のインボード側に位置する部位に凹凸を形成すると共に、前記ハブ輪の塑性変形部を径方向外径側に折り曲げることなく、内径側からの拡径により、内輪の内周の凹凸にハブ輪の外周の塑性変形部を食い込ませて前記ハブ輪と内輪とを拡径加締めにより結合させ、前記ハブ輪の塑性変形部の径方向内径側に切削によるインロウを形成したことを特徴とする。
【００１３】
このように複列の軸受のインナレースのうちインボード側のインナレースをハブ輪の小径端部の外周に嵌合した別体の内輪に形成し、そのハブ輪の小径端部の外周または内輪の内周のいずれか一方の塑性変形部に凹凸を形成すると共に、前記ハブ輪の塑性変形部を径方向外径側に折り曲げることなく、内径側からの拡径により、その凹凸に他方の塑性変形部を食い込ませて前記ハブ輪と内輪とを拡径加締めにより結合させたことにより、内輪のインボード側端面を外側継手部材の肩部に当接させた状態で、等速自在継手の外側継手部材をナット等によりハブ輪に固定することができる。外側継手部材の肩部が当接する内輪のインボード側端面が平坦面となっているため、外側継手部材をハブ輪にナットで締め付けても、外側継手部材の肩部と内輪のインボード側端面に摩耗が発生することはない。また、外側継手部材の肩部と内輪のインボード側端面との間に従来の揺動加締めによる加締め部が存在しないことから、軸受装置の軸方向寸法を短縮化することができる。また、ハブ輪の塑性変形部の径方向内径側に切削によるインロウを形成したことにより、モーメント荷重に対して剛性の高い軸受装置を実現することが容易となる。
【００１４】
なお、前述したようにハブ輪の小径端部の外周または内輪の内周のいずれか一方の塑性変形部に形成された凹凸に他方の塑性変形部を食い込ませて拡径加締めにより結合させた構造としたことにより、ハブ輪と内輪とをユニット化することができ、その拡径加締め部により内輪の抜け止めと軸受の予圧管理が行われる。
【００１６】
また、本発明に係る軸受装置の製造方法は、ハブ輪と複列の軸受とをユニット化し、そのハブ輪にトルク伝達手段を介して等速自在継手の外側継手部材を内嵌し、前記複列の軸受のインナレースのうちインボード側のインナレースを前記ハブ輪の小径端部の外周に嵌合した別体の内輪に形成し、前記ハブ輪の小径端部の外周のインボード側に位置する塑性変形部をそのアウトボード側に位置する部位よりも小径とし、前記内輪の内周のインボード側に位置する部位に凹凸を形成すると共に、前記ハブ輪の塑性変形部を径方向外径側に折り曲げることなく、内径側からの拡径により、内輪の内周の凹凸にハブ輪の外周の塑性変形部を食い込ませて前記ハブ輪と内輪とを拡径加締めにより結合させた後、そのハブ輪の小径端部の結合部の内径を所定の寸法に切削し、前記ハブ輪の塑性変形部の径方向内径側にインロウを形成するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
このようにハブ輪と内輪とを拡径加締めにより結合させた後、ハブ輪の小径端部の結合部の内径を所定の寸法に切削し、前記外側継手部材との間でインロウを形成すれば、インロウの形成が容易となる。
【００１８】
前記方法において、ハブ輪と内輪とを拡径加締めにより結合させた後、前記ハブ輪の内径にセレーション部を形成し、前記外側継手部材を内嵌させることが望ましい。これは、ハブ輪と内輪とを拡径加締めにより結合させる場合、拡径加締め前の結合部直下の内径を他の部位より小径にしておく必要があり、ハブ輪の内径にセレーション部を予め形成しておくことが困難であることによる。ここで、セレーション部は、セレーション以外のスプラインも含むものとする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１に示す実施形態の駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪１０１と複列の軸受２と等速自在継手３とを主要な構成要素としている。ここで、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トボード側（図示左側）、車両の中央寄りとなる側をインボード側（図示右側）となる。
【００２０】
軸受２は、複列のアウタレース５およびインナレース７と、アウタレース６とインナレース８間に組み込まれた複列の転動体９，１０とで主要部が構成された複列アンギュラ玉軸受である。この軸受装置では、複列のインナレース７，８のうち、一方のインナレース７がハブ輪１０１の外周面に直接形成され、他方のインナレース８がハブ輪１０１の小径端部１１１に嵌合した内輪１１２の外周面に形成されている。複列のアウタレース５，６は外輪１３の内周面に形成されている。
【００２１】
ハブ輪１０１は、車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ１４を有し、その車輪取付フランジ１４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１５が植設されている。外輪１３は、車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ１６を有し、この車体取付フランジ１６は車体の懸架装置から延びるナックルにボルトで固定されている。
【００２２】
なお、軸受２の両端開口部には、外輪１３とハブ輪１０１および内輪１１２との環状空間を密封する一対のシール１７，１８が外輪１３の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。
【００２３】
この軸受装置では、内輪１１２をハブ輪１０１の小径端部１１１の外周に嵌合させた上で、そのハブ輪１０１の小径端部１１１を拡径加締めにより塑性変形させ、そのハブ輪１０１の小径端部１１１と内輪１１２との間に形成された塑性変形部１３０で両者を結合させる。この拡径加締めによる塑性変形部１３０によりハブ輪１０１と複列の軸受２とをユニット化し、その塑性変形部１３０で内輪１１２の抜け止めおよび軸受２の予圧管理を行っている。
【００２４】
このハブ輪１０１の小径端部１１１の拡径加締めは、ハブ輪１０１の小径端部１１１の外周面に例えばローレット加工などの凹凸１３１（凹凸１３１の形成範囲を×印で表す）を形成し、その小径端部１１１の内径側からの拡径により前記凹凸１３１を内輪１１２の内周面に食い込ませてハブ輪１０１と内輪１１２とを塑性変形により結合させることにより行われる。
【００２５】
なお、この凹凸１３１の形状は任意であり、ローレット状以外に軸方向の歯を円周方向の複数個所に形成したもの（セレーションやスプライン）等を採用することもできる。また、凹凸は内輪１１２の内周面に形成し、ハブ輪１０１の小径端部１１１の内径側からの拡径により前記凹凸を小径端部１１１の外周面に食い込ませてハブ輪１０１と内輪１１２とを塑性変形により結合させるようにしてもよい。
【００２６】
この拡径加締めのためには、図２に示すようにハブ輪１０１の小径端部１１１と内輪１１２とを塑性変形により結合させた結合部１３２の内径φｄ2をアウトボード側部分（セレーション形成予定部分）の内径φｄ1よりも小さく設定しておく必要がある。
【００２７】
このようにハブ輪１０１と内輪１１２の結合部１３２の内径φｄ2がアウトボード側部分（セレーション形成予定部分）の内径φｄ1よりも小さいため、ハブ輪１０１の内周面にセレーション部を予め形成しておくことが困難である。このことから、図３に示すようにハブ輪１０１と内輪１１２とを塑性変形により結合させた拡径加締め後、ハブ輪１０１の内径部分（図中クロスハッチング部分）を旋削した上で、図４に示すようにブローチ加工によりハブ輪１０１の内周面にセレーション部２５を形成する。
【００２８】
等速自在継手３は、内側継手部材、ボールおよび保持器を収容したマウス部２２と、そのマウス部２２から軸方向に一体的に延び、外周面にセレーション部２４が形成された軸部２３とからなる外側継手部材４を有する。この外側継手部材４の軸部２３をハブ輪１０１の貫通孔２６に挿入し、軸部２３の外周面および貫通孔２６の内周面に形成されたセレーション部２４，２５により両者を嵌合させてトルク伝達可能とし、その軸端をナット２７により締め付けることにより、等速自在継手３をハブ輪１０１に固定している。
【００２９】
この軸受装置では、ハブ輪１０１と内輪１１２との塑性変形部１３０で内輪１１２の抜け止めおよび軸受２の予圧管理を行っているが、特に、軸受２の予圧管理をハブ輪１０１の拡径加締めによる塑性変形部１３０で行っていることから、ナット２７による外側継手部材３の締め付け力で軸受２の予圧管理を行う必要がなく、外側継手部材４はハブ輪１０１から抜脱しない程度でナット２７により固定されている。
【００３０】
このようにハブ輪１０１と内輪１１２とを拡径加締めによる塑性変形部１３０で結合させたことにより、ハブ輪１０１の小径端部１１１に嵌合された内輪１１２のインボード側端面１２０を外側継手部材４の肩部２８に当接させた状態で、外側継手部材４の軸部２３をナット２７によりハブ輪１０１に固定することができる。外側継手部材４の肩部２８が当接する内輪１１２のインボード側端面１２０が平坦面となっているため、外側継手部材４の軸部２３をハブ輪１０１にナット２７で締め付けても、外側継手部材４の肩部２８と内輪１１２のインボード側端面１２０に摩耗が発生することはない。また、内輪１１２のインボード側端面１２０と外側継手部材４の肩部２８との間に従来の揺動加締めによる加締め部が存在しないことから、軸受装置の軸方向寸法を短縮化することができる。
【００３１】
また、外側継手部材４の肩部２８とセレーション部２４との間では、ハブ輪１０１の拡径加締め後にハブ輪１０１の内径を旋削することにより、ハブ輪１０１の内径と外側継手部材４の外径との間でインロウ１３３を形成する。このようにハブ輪１０１と外側継手部材４とでインロウ１３３を形成したことにより、モーメント荷重に対して剛性の高い軸受装置を実現することが容易となる。
【００３２】
図５は本発明の他の実施形態を示すもので、拡径加締めによるハブ輪２０１と内輪２１２との塑性変形部２３０の形成位置が図１の実施形態と異なる。つまり、図１の実施形態では、ハブ輪１０１の小径端部１１１の外周面に内輪１１２を嵌合させ、その内輪１１２の内径側に配設されたハブ輪１０１の小径端部１１１を拡径加締めすることによりハブ輪１０１と内輪１１２との塑性変形部１３０をインボード側位置に形成した場合である。
【００３３】
これに対して、図５の実施形態は、内輪２１２のアウトボード側を延設し、その延設した小径端部２１１の外周面にハブ輪２０１を嵌合させ、そのハブ輪２０１の内径側に配設された内輪２１２の小径端部２１１を拡径加締めすることによりハブ輪２０１と内輪２１２との塑性変形部２３０をアウトボード側位置に形成した構造を具備する。
【００３４】
この図５の実施形態においても図１の実施形態と同様、内輪２１２の小径端部２１１を拡径加締めにより塑性変形させ、その内輪２１２の小径端部２１１とハブ輪２０１との間に形成された塑性変形部２３０で両者を結合させる。この拡径加締めによる塑性変形部２３０によりハブ輪２０１と複列の軸受２とをユニット化し、その塑性変形部２３０で内輪２１２の抜け止めおよび軸受２の予圧管理を行っている。
【００３５】
この内輪２１２の小径端部２１１の拡径加締めは、内輪２１２の小径端部２１１の外周面に例えばローレット加工などの凹凸２３１（凹凸２３１の形成範囲を×印で表す）を形成し、その小径端部２１１の内径側からの拡径により前記凹凸２３１をハブ輪２０１の内径面に食い込ませてハブ輪２０１と内輪２１２とを塑性変形により結合させることにより行われる。この拡径加締めのためには、図６に示すようにハブ輪２０１と内輪２１２の小径端部２１１とを塑性変形により結合させた結合部２３２の内径φｄ2をインボード側部分の内径φｄ1よりも小さく設定しておく必要がある。
【００３６】
このようにハブ輪２０１と内輪２１２の結合部２３２の内径φｄ2がインボード側部分の内径φｄ1よりも小さいため、内輪２１２の内周面にセレーション部２５を予め形成しておくことが困難であることから、図７に示すようにハブ輪２０１と内輪２１２とを塑性変形により結合させた拡径加締め後、内輪２１２の内径（図中クロスハッチング部分）を旋削した上で、図８に示すようにブローチ加工により内輪２１２の内周面にセレーション部２５を形成する。
【００３７】
この実施形態においても、ハブ輪２０１と内輪２１２とを拡径加締めによる塑性変形部２３０で結合させたことにより、内輪２１２のインボード側端面２２０を外側継手部材４の肩部２８に当接させた状態で、等速自在継手３の外側継手部材４の軸部２３をナット２７によりハブ輪２０１に固定することができる。外側継手部材４の肩部２８が当接する内輪２１２のインボード側端面２２０が平坦面となっているため、外側継手部材４の軸部２３をハブ輪２０１にナット２７で締め付けても、外側継手部材４の肩部２８と内輪２１２のインボード側端面２２０に摩耗が発生することはない。また、内輪２１２のインボード側端面２２０と外側継手部材４の肩部２８との間に従来の揺動加締めによる加締め部が存在しないことから、軸受装置の軸方向寸法を短縮化することができる。
【００３８】
また、外側継手部材４の肩部２８とセレーション部２４との間では、内輪２１２の内径と外側継手部材４の軸部２３の外径との間でインロウ２３３を形成する。このように内輪２１２と外側継手部材４とでインロウ２３３を形成したことにより、モーメント荷重に対して剛性の高い軸受装置を実現することが容易となる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、複列の軸受のインナレースのうちインボード側のインナレースをハブ輪の小径端部の外周に嵌合した別体の内輪に形成し、そのハブ輪の小径端部の外周または内輪の内周のいずれか一方の塑性変形部に凹凸を形成すると共に、前記ハブ輪の塑性変形部を径方向外径側に折り曲げることなく、内径側からの拡径により、その凹凸に他方の塑性変形部を食い込ませて前記ハブ輪と内輪とを拡径加締めにより結合させたことにより、内輪のインボード側端面を外側継手部材の肩部に当接させた状態で、等速自在継手の外側継手部材をナット等によりハブ輪に固定することができる。
【００４０】
その結果、外側継手部材の肩部が当接する内輪のインボード側端面が平坦面となっているため、外側継手部材の軸部をハブ輪にナットで締め付けても、外側継手部材の肩部と内輪のインボード側端面に摩耗が発生することはない。また、内輪のインボード側端面と外側継手部材の肩部との間に従来の揺動加締めによる加締め部が存在しないことから、軸受装置の軸方向寸法を短縮化することができる。以上のことから、ハブ輪と等速自在継手との結合でガタツキをなくして軸受装置の剛性を高め、コンパクトな軸受装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車輪用軸受装置の実施形態で、駆動車輪用軸受装置の一部省略部分を含む断面図である。
【図２】図１のハブ輪と内輪との拡径加締め部分を示す要部拡大断面図である。
【図３】図２のハブ輪の内径を旋削する要領を説明するための要部拡大断面図である。
【図４】図３のハブ輪の内周面にセレーション部を形成した状態を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明に係る車輪用軸受装置の他の実施形態で、駆動車輪用軸受装置の一部省略部分を含む断面図である。
【図６】図５のハブ輪と内輪との拡径加締め部分を示す要部拡大断面図である。
【図７】図６のハブ輪の内径を旋削する要領を説明するための要部拡大断面図である。
【図８】図７のハブ輪の内周面にセレーション部を形成した状態を示す要部拡大断面図である。
【図９】従来の車輪用軸受装置で、駆動車輪用軸受装置を示す断面図である。
【図１０】図９の軸受装置の製造において、（ａ）はハブ輪の小径端部の揺動加締め前の状態を示す断面図、（ｂ）はハブ輪の小径端部の揺動加締め後の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
２ 複列の軸受
３ 等速自在継手
４ 外側継手部材
７，８ インナレース
１０１，２０１ ハブ輪
１１２，２１２ 内輪
１３０，２３０ 塑性変形部
１３１，２３１ 凹凸
１３３，２３３ インロウ
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の駆動車輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車の後輪、４ＷＤ車の全輪）を車体に対して回転自在に支持する車輪用軸受装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の駆動車輪用軸受装置には、その用途に応じて種々の形式のものが提案されている。例えば図９に示す駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪１と複列の軸受２とをユニット化し、そのハブ輪１の内周に等速自在継手３の外側継手部材４をトルク伝達可能に圧入した構造を具備する。
【０００３】
軸受２は、複列のアウタレース５およびインナレース７と、アウタレース６とインナレース８間に組み込まれた複列の転動体９，１０とで主要部が構成された複列アンギュラ玉軸受である。この軸受装置では、複列のインナレース７，８のうち、一方のインナレース７がハブ輪１の外周面に直接形成され、他方のインナレース８がハブ輪１の小径端部１１に嵌合した内輪１２の外周面に形成されている。複列のアウタレース５，６は外輪１３の内周面に形成されている。
【０００４】
ハブ輪１は、車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ１４を有し、その車輪取付フランジ１４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１５が植設されている。外輪１３は、車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ１６を有し、この車体取付フランジ１６は車体の懸架装置から延びるナックルにボルトで固定されている。
【０００５】
なお、軸受２の両端開口部には、外輪１３とハブ輪１および内輪１２との環状空間を密封する一対のシール１７，１８が外輪１３の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。
【０００６】
この軸受装置では、内輪１２をハブ輪１の小径端部１１の外周に嵌合させた上で、そのハブ輪１の小径端部１１を塑性変形により加締めることでハブ輪１と複列の軸受２とをユニット化し、その加締め部１９と内輪１２のインボード側端面２０とを係合させて内輪１２の抜け止めおよび軸受２の予圧管理を行っている。このハブ輪１の小径端部１１の加締めは、図１０（ａ）（ｂ）に示す要領で行われる。図１０（ａ）は加締前、同図（ｂ）は加締後の状態を示す。図１０（ａ）に示すように内輪１２がハブ輪１に圧入された状態で、図１０（ｂ）に示すようにハブ輪１の小径端部１１を揺動式ポンチ２１で加締めるようにしている。
【０００７】
等速自在継手３は、図９に示すように内側継手部材、ボールおよび保持器を収容したマウス部２２と、そのマウス部２２から軸方向に一体的に延び、外周面にセレーション部２４が形成された軸部２３とからなる外側継手部材４を有する。この外側継手部材４の軸部２３をハブ輪１の貫通孔２６に挿入し、軸部２３の外周面および貫通孔２６の内周面に形成されたセレーション部２４，２５により両者を嵌合させてトルク伝達可能とし、その軸端をナット２７により締め付けることにより、等速自在継手４をハブ輪１に固定している。
【０００８】
この軸受装置では、ハブ輪１の加締め部１９と内輪１２のインボード側端面２０とを係合させて内輪１２の抜け止めおよび軸受２の予圧管理を行っているが、特に、軸受２の予圧管理をハブ輪１の小径端部１１の加締めにより行っていることから、ナット２７による外側継手部材４の締め付け力で軸受２の予圧管理を行う必要がなく、外側継手部材４はハブ輪１から抜脱しない程度でナット２７により固定されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記軸受装置では、ユニット化されたハブ輪１と軸受２に対して、外側継手部材４の軸部２３をハブ輪１の貫通穴２６に圧入してセレーション部２４，２５で嵌合させ、その外側継手部材４をハブ輪１にナット２７で締め付け固定した構造を具備する。この構造では、ハブ輪１の小径端部１１に形成された加締め部１９を外側継手部材４の肩部２８に当接させているが、このとき、加締め部１９の外側継手部材４の肩部２８との当接面が平坦面になっていないため、外側継手部材４の軸部２３をハブ輪１にナット２７で締め付けると、外側継手部材４の肩部２８とハブ輪１の加締め部１９に摩耗が発生する可能性が大きく、ガタツキが発生する虞がある。
【００１０】
また、ハブ輪１の小径端部１１を揺動加締めにより塑性変形させ、加締め部１９を形成することによりハブ輪１と軸受２とをユニット化した構造では、その加締め部１９の分だけハブ輪１の軸方向寸法が必要であり、軸受装置全体の軸方向寸法が大きくなってコンパクト化が困難となっている。
【００１１】
そこで、本発明は前記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、ハブ輪と等速自在継手との結合でガタツキをなくして軸受装置の剛性を高め、コンパクトな軸受装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための技術的手段として、本発明に係る軸受装置は、ハブ輪と複列の軸受とをユニット化し、そのハブ輪にトルク伝達手段を介して等速自在継手の外側継手部材を内嵌した車輪用軸受装置において、前記複列の軸受のインナレースのうちインボード側のインナレースを前記ハブ輪の小径端部の外周に嵌合した別体の内輪に形成し、前記ハブ輪の小径端部の外周のインボード側に位置する塑性変形部をそのアウトボード側に位置する部位よりも小径とし、前記内輪の内周のインボード側に位置する部位に凹凸を形成すると共に、前記ハブ輪の塑性変形部を径方向外径側に折り曲げることなく、内径側からの拡径により、内輪の内周の凹凸にハブ輪の外周の塑性変形部を食い込ませて前記ハブ輪と内輪とを拡径加締めにより結合させ、前記ハブ輪の塑性変形部の径方向内径側に切削によるインロウを形成したことを特徴とする。
【００１３】
このように複列の軸受のインナレースのうちインボード側のインナレースをハブ輪の小径端部の外周に嵌合した別体の内輪に形成し、そのハブ輪の小径端部の外周または内輪の内周のいずれか一方の塑性変形部に凹凸を形成すると共に、前記ハブ輪の塑性変形部を径方向外径側に折り曲げることなく、内径側からの拡径により、その凹凸に他方の塑性変形部を食い込ませて前記ハブ輪と内輪とを拡径加締めにより結合させたことにより、内輪のインボード側端面を外側継手部材の肩部に当接させた状態で、等速自在継手の外側継手部材をナット等によりハブ輪に固定することができる。外側継手部材の肩部が当接する内輪のインボード側端面が平坦面となっているため、外側継手部材をハブ輪にナットで締め付けても、外側継手部材の肩部と内輪のインボード側端面に摩耗が発生することはない。また、外側継手部材の肩部と内輪のインボード側端面との間に従来の揺動加締めによる加締め部が存在しないことから、軸受装置の軸方向寸法を短縮化することができる。また、ハブ輪の塑性変形部の径方向内径側に切削によるインロウを形成したことにより、モーメント荷重に対して剛性の高い軸受装置を実現することが容易となる。
【００１４】
なお、前述したようにハブ輪の小径端部の外周または内輪の内周のいずれか一方の塑性変形部に形成された凹凸に他方の塑性変形部を食い込ませて拡径加締めにより結合させた構造としたことにより、ハブ輪と内輪とをユニット化することができ、その拡径加締め部により内輪の抜け止めと軸受の予圧管理が行われる。
【００１６】
また、本発明に係る軸受装置の製造方法は、ハブ輪と複列の軸受とをユニット化し、そのハブ輪にトルク伝達手段を介して等速自在継手の外側継手部材を内嵌し、前記複列の軸受のインナレースのうちインボード側のインナレースを前記ハブ輪の小径端部の外周に嵌合した別体の内輪に形成し、前記ハブ輪の小径端部の外周のインボード側に位置する塑性変形部をそのアウトボード側に位置する部位よりも小径とし、前記内輪の内周のインボード側に位置する部位に凹凸を形成すると共に、前記ハブ輪の塑性変形部を径方向外径側に折り曲げることなく、内径側からの拡径により、内輪の内周の凹凸にハブ輪の外周の塑性変形部を食い込ませて前記ハブ輪と内輪とを拡径加締めにより結合させた後、そのハブ輪の小径端部の結合部の内径を所定の寸法に切削し、前記ハブ輪の塑性変形部の径方向内径側にインロウを形成するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
このようにハブ輪と内輪とを拡径加締めにより結合させた後、ハブ輪の小径端部の結合部の内径を所定の寸法に切削し、前記外側継手部材との間でインロウを形成すれば、インロウの形成が容易となる。
【００１８】
前記方法において、ハブ輪と内輪とを拡径加締めにより結合させた後、前記ハブ輪の内径にセレーション部を形成し、前記外側継手部材を内嵌させることが望ましい。これは、ハブ輪と内輪とを拡径加締めにより結合させる場合、拡径加締め前の結合部直下の内径を他の部位より小径にしておく必要があり、ハブ輪の内径にセレーション部を予め形成しておくことが困難であることによる。ここで、セレーション部は、セレーション以外のスプラインも含むものとする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１に示す実施形態の駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪１０１と複列の軸受２と等速自在継手３とを主要な構成要素としている。ここで、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トボード側（図示左側）、車両の中央寄りとなる側をインボード側（図示右側）となる。
【００２０】
軸受２は、複列のアウタレース５およびインナレース７と、アウタレース６とインナレース８間に組み込まれた複列の転動体９，１０とで主要部が構成された複列アンギュラ玉軸受である。この軸受装置では、複列のインナレース７，８のうち、一方のインナレース７がハブ輪１０１の外周面に直接形成され、他方のインナレース８がハブ輪１０１の小径端部１１１に嵌合した内輪１１２の外周面に形成されている。複列のアウタレース５，６は外輪１３の内周面に形成されている。
【００２１】
ハブ輪１０１は、車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ１４を有し、その車輪取付フランジ１４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１５が植設されている。外輪１３は、車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ１６を有し、この車体取付フランジ１６は車体の懸架装置から延びるナックルにボルトで固定されている。
【００２２】
なお、軸受２の両端開口部には、外輪１３とハブ輪１０１および内輪１１２との環状空間を密封する一対のシール１７，１８が外輪１３の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。
【００２３】
この軸受装置では、内輪１１２をハブ輪１０１の小径端部１１１の外周に嵌合させた上で、そのハブ輪１０１の小径端部１１１を拡径加締めにより塑性変形させ、そのハブ輪１０１の小径端部１１１と内輪１１２との間に形成された塑性変形部１３０で両者を結合させる。この拡径加締めによる塑性変形部１３０によりハブ輪１０１と複列の軸受２とをユニット化し、その塑性変形部１３０で内輪１１２の抜け止めおよび軸受２の予圧管理を行っている。
【００２４】
このハブ輪１０１の小径端部１１１の拡径加締めは、ハブ輪１０１の小径端部１１１の外周面に例えばローレット加工などの凹凸１３１（凹凸１３１の形成範囲を×印で表す）を形成し、その小径端部１１１の内径側からの拡径により前記凹凸１３１を内輪１１２の内周面に食い込ませてハブ輪１０１と内輪１１２とを塑性変形により結合させることにより行われる。
【００２５】
なお、この凹凸１３１の形状は任意であり、ローレット状以外に軸方向の歯を円周方向の複数個所に形成したもの（セレーションやスプライン）等を採用することもできる。また、凹凸は内輪１１２の内周面に形成し、ハブ輪１０１の小径端部１１１の内径側からの拡径により前記凹凸を小径端部１１１の外周面に食い込ませてハブ輪１０１と内輪１１２とを塑性変形により結合させるようにしてもよい。
【００２６】
この拡径加締めのためには、図２に示すようにハブ輪１０１の小径端部１１１と内輪１１２とを塑性変形により結合させた結合部１３２の内径φｄ2をアウトボード側部分（セレーション形成予定部分）の内径φｄ1よりも小さく設定しておく必要がある。
【００２７】
このようにハブ輪１０１と内輪１１２の結合部１３２の内径φｄ2がアウトボード側部分（セレーション形成予定部分）の内径φｄ1よりも小さいため、ハブ輪１０１の内周面にセレーション部を予め形成しておくことが困難である。このことから、図３に示すようにハブ輪１０１と内輪１１２とを塑性変形により結合させた拡径加締め後、ハブ輪１０１の内径部分（図中クロスハッチング部分）を旋削した上で、図４に示すようにブローチ加工によりハブ輪１０１の内周面にセレーション部２５を形成する。
【００２８】
等速自在継手３は、内側継手部材、ボールおよび保持器を収容したマウス部２２と、そのマウス部２２から軸方向に一体的に延び、外周面にセレーション部２４が形成された軸部２３とからなる外側継手部材４を有する。この外側継手部材４の軸部２３をハブ輪１０１の貫通孔２６に挿入し、軸部２３の外周面および貫通孔２６の内周面に形成されたセレーション部２４，２５により両者を嵌合させてトルク伝達可能とし、その軸端をナット２７により締め付けることにより、等速自在継手３をハブ輪１０１に固定している。
【００２９】
この軸受装置では、ハブ輪１０１と内輪１１２との塑性変形部１３０で内輪１１２の抜け止めおよび軸受２の予圧管理を行っているが、特に、軸受２の予圧管理をハブ輪１０１の拡径加締めによる塑性変形部１３０で行っていることから、ナット２７による外側継手部材３の締め付け力で軸受２の予圧管理を行う必要がなく、外側継手部材４はハブ輪１０１から抜脱しない程度でナット２７により固定されている。
【００３０】
このようにハブ輪１０１と内輪１１２とを拡径加締めによる塑性変形部１３０で結合させたことにより、ハブ輪１０１の小径端部１１１に嵌合された内輪１１２のインボード側端面１２０を外側継手部材４の肩部２８に当接させた状態で、外側継手部材４の軸部２３をナット２７によりハブ輪１０１に固定することができる。外側継手部材４の肩部２８が当接する内輪１１２のインボード側端面１２０が平坦面となっているため、外側継手部材４の軸部２３をハブ輪１０１にナット２７で締め付けても、外側継手部材４の肩部２８と内輪１１２のインボード側端面１２０に摩耗が発生することはない。また、内輪１１２のインボード側端面１２０と外側継手部材４の肩部２８との間に従来の揺動加締めによる加締め部が存在しないことから、軸受装置の軸方向寸法を短縮化することができる。
【００３１】
また、外側継手部材４の肩部２８とセレーション部２４との間では、ハブ輪１０１の拡径加締め後にハブ輪１０１の内径を旋削することにより、ハブ輪１０１の内径と外側継手部材４の外径との間でインロウ１３３を形成する。このようにハブ輪１０１と外側継手部材４とでインロウ１３３を形成したことにより、モーメント荷重に対して剛性の高い軸受装置を実現することが容易となる。
【００３２】
図５は本発明の他の実施形態を示すもので、拡径加締めによるハブ輪２０１と内輪２１２との塑性変形部２３０の形成位置が図１の実施形態と異なる。つまり、図１の実施形態では、ハブ輪１０１の小径端部１１１の外周面に内輪１１２を嵌合させ、その内輪１１２の内径側に配設されたハブ輪１０１の小径端部１１１を拡径加締めすることによりハブ輪１０１と内輪１１２との塑性変形部１３０をインボード側位置に形成した場合である。
【００３３】
これに対して、図５の実施形態は、内輪２１２のアウトボード側を延設し、その延設した小径端部２１１の外周面にハブ輪２０１を嵌合させ、そのハブ輪２０１の内径側に配設された内輪２１２の小径端部２１１を拡径加締めすることによりハブ輪２０１と内輪２１２との塑性変形部２３０をアウトボード側位置に形成した構造を具備する。
【００３４】
この図５の実施形態においても図１の実施形態と同様、内輪２１２の小径端部２１１を拡径加締めにより塑性変形させ、その内輪２１２の小径端部２１１とハブ輪２０１との間に形成された塑性変形部２３０で両者を結合させる。この拡径加締めによる塑性変形部２３０によりハブ輪２０１と複列の軸受２とをユニット化し、その塑性変形部２３０で内輪２１２の抜け止めおよび軸受２の予圧管理を行っている。
【００３５】
この内輪２１２の小径端部２１１の拡径加締めは、内輪２１２の小径端部２１１の外周面に例えばローレット加工などの凹凸２３１（凹凸２３１の形成範囲を×印で表す）を形成し、その小径端部２１１の内径側からの拡径により前記凹凸２３１をハブ輪２０１の内径面に食い込ませてハブ輪２０１と内輪２１２とを塑性変形により結合させることにより行われる。この拡径加締めのためには、図６に示すようにハブ輪２０１と内輪２１２の小径端部２１１とを塑性変形により結合させた結合部２３２の内径φｄ2をインボード側部分の内径φｄ1よりも小さく設定しておく必要がある。
【００３６】
このようにハブ輪２０１と内輪２１２の結合部２３２の内径φｄ2がインボード側部分の内径φｄ1よりも小さいため、内輪２１２の内周面にセレーション部２５を予め形成しておくことが困難であることから、図７に示すようにハブ輪２０１と内輪２１２とを塑性変形により結合させた拡径加締め後、内輪２１２の内径（図中クロスハッチング部分）を旋削した上で、図８に示すようにブローチ加工により内輪２１２の内周面にセレーション部２５を形成する。
【００３７】
この実施形態においても、ハブ輪２０１と内輪２１２とを拡径加締めによる塑性変形部２３０で結合させたことにより、内輪２１２のインボード側端面２２０を外側継手部材４の肩部２８に当接させた状態で、等速自在継手３の外側継手部材４の軸部２３をナット２７によりハブ輪２０１に固定することができる。外側継手部材４の肩部２８が当接する内輪２１２のインボード側端面２２０が平坦面となっているため、外側継手部材４の軸部２３をハブ輪２０１にナット２７で締め付けても、外側継手部材４の肩部２８と内輪２１２のインボード側端面２２０に摩耗が発生することはない。また、内輪２１２のインボード側端面２２０と外側継手部材４の肩部２８との間に従来の揺動加締めによる加締め部が存在しないことから、軸受装置の軸方向寸法を短縮化することができる。
【００３８】
また、外側継手部材４の肩部２８とセレーション部２４との間では、内輪２１２の内径と外側継手部材４の軸部２３の外径との間でインロウ２３３を形成する。このように内輪２１２と外側継手部材４とでインロウ２３３を形成したことにより、モーメント荷重に対して剛性の高い軸受装置を実現することが容易となる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、複列の軸受のインナレースのうちインボード側のインナレースをハブ輪の小径端部の外周に嵌合した別体の内輪に形成し、そのハブ輪の小径端部の外周または内輪の内周のいずれか一方の塑性変形部に凹凸を形成すると共に、前記ハブ輪の塑性変形部を径方向外径側に折り曲げることなく、内径側からの拡径により、その凹凸に他方の塑性変形部を食い込ませて前記ハブ輪と内輪とを拡径加締めにより結合させたことにより、内輪のインボード側端面を外側継手部材の肩部に当接させた状態で、等速自在継手の外側継手部材をナット等によりハブ輪に固定することができる。
【００４０】
その結果、外側継手部材の肩部が当接する内輪のインボード側端面が平坦面となっているため、外側継手部材の軸部をハブ輪にナットで締め付けても、外側継手部材の肩部と内輪のインボード側端面に摩耗が発生することはない。また、内輪のインボード側端面と外側継手部材の肩部との間に従来の揺動加締めによる加締め部が存在しないことから、軸受装置の軸方向寸法を短縮化することができる。以上のことから、ハブ輪と等速自在継手との結合でガタツキをなくして軸受装置の剛性を高め、コンパクトな軸受装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車輪用軸受装置の実施形態で、駆動車輪用軸受装置の一部省略部分を含む断面図である。
【図２】図１のハブ輪と内輪との拡径加締め部分を示す要部拡大断面図である。
【図３】図２のハブ輪の内径を旋削する要領を説明するための要部拡大断面図である。
【図４】図３のハブ輪の内周面にセレーション部を形成した状態を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明に係る車輪用軸受装置の他の実施形態で、駆動車輪用軸受装置の一部省略部分を含む断面図である。
【図６】図５のハブ輪と内輪との拡径加締め部分を示す要部拡大断面図である。
【図７】図６のハブ輪の内径を旋削する要領を説明するための要部拡大断面図である。
【図８】図７のハブ輪の内周面にセレーション部を形成した状態を示す要部拡大断面図である。
【図９】従来の車輪用軸受装置で、駆動車輪用軸受装置を示す断面図である。
【図１０】図９の軸受装置の製造において、（ａ）はハブ輪の小径端部の揺動加締め前の状態を示す断面図、（ｂ）はハブ輪の小径端部の揺動加締め後の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
２ 複列の軸受
３ 等速自在継手
４ 外側継手部材
７，８ インナレース
１０１，２０１ ハブ輪
１１２，２１２ 内輪
１３０，２３０ 塑性変形部
１３１，２３１ 凹凸
１３３，２３３ インロウ
Claims (3)
- ハブ輪と複列の軸受とをユニット化し、そのハブ輪にトルク伝達手段を介して等速自在継手の外側継手部材を内嵌した車輪用軸受装置において、前記複列の軸受のインナレースのうちインボード側のインナレースを前記ハブ輪の小径端部の外周に嵌合した別体の内輪に形成し、前記ハブ輪の小径端部の外周のインボード側に位置する塑性変形部をそのアウトボード側に位置する部位よりも小径とし、前記内輪の内周のインボード側に位置する部位に凹凸を形成すると共に、前記ハブ輪の塑性変形部を径方向外径側に折り曲げることなく、内径側からの拡径により、内輪の内周の凹凸にハブ輪の外周の塑性変形部を食い込ませて前記ハブ輪と内輪とを拡径加締めにより結合させ、前記ハブ輪の塑性変形部の径方向内径側に切削によるインロウを形成したことを特徴とする車輪用軸受装置。
- ハブ輪と複列の軸受とをユニット化し、そのハブ輪にトルク伝達手段を介して等速自在継手の外側継手部材を内嵌し、前記複列の軸受のインナレースのうちインボード側のインナレースを前記ハブ輪の小径端部の外周に嵌合した別体の内輪に形成し、前記ハブ輪の小径端部の外周のインボード側に位置する塑性変形部をそのアウトボード側に位置する部位よりも小径とし、前記内輪の内周のインボード側に位置する部位に凹凸を形成すると共に、前記ハブ輪の塑性変形部を径方向外径側に折り曲げることなく、内径側からの拡径により、内輪の内周の凹凸にハブ輪の外周の塑性変形部を食い込ませて前記ハブ輪と内輪とを拡径加締めにより結合させた後、そのハブ輪の小径端部の結合部の内径を所定の寸法に切削し、前記ハブ輪の塑性変形部の径方向内径側にインロウを形成するようにしたことを特徴とする車輪用軸受装置の製造方法。
- 前記ハブ輪と内輪とを拡径加締めにより結合させた後、前記ハブ輪の内径にセレーション部を形成し、前記外側継手部材を内嵌させることを特徴とする請求項２に記載の車輪用軸受装置の製造方法。
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