JP2002114005A - 駆動車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接触角方向の荷重による内輪およびハブ輪の
変形がもたらす軸受内部の歪みを抑制して寿命向上を図
ることにある。 【解決手段】 複列の軌道面を内周面に形成した外輪５
と、その外輪５の軌道面１２，１３と対向する一方の軌
道面７及び車輪取付フランジ９を外周面にそれぞれ形成
し、端部を外径側へ塑性変形させた加締め部３１を有す
るハブ輪１、及びそのハブ輪１の小径段部１１に圧入さ
れ、他方の軌道面８を外周面に形成した内輪２と、外輪
５とハブ輪１及び内輪２のそれぞれの軌道面間に介装さ
れた複列の転動体３，４と、ハブ輪１にセレーション部
２４，２５を介して軸部２３をトルク伝達可能に内嵌さ
せた継手外輪２１を有する等速自在継手６とからなる駆
動車輪用軸受装置において、継手外輪２１の軸部根元部
位３４と前記ハブ輪１の小径段部１１との間にパイロッ
ト部３５を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は駆動車輪用軸受装置
に関し、詳しくは、自動車の駆動車輪を車体に回転自在
に支持する駆動車輪用軸受装置に関する。

【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２に示す駆動車輪用軸受装置は、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、外方部材
である外輪５、等速自在継手６を主要な構成要素として
いる。

【０００３】前記ハブ輪１は、その外周面にアウトボー
ド側の軌道面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のインボード側端部の外周面に形成
された小径段部１１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軌道面８が形成されている。

【０００４】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１１に圧入
し、ハブ輪１のインボード側軸方向から挿入される等速
自在継手６の継手外輪２１をハブ輪１に締着することに
より、内輪２の端部に継手外輪２１の肩部２８を突き合
わせ、これにより内輪２の抜け止めと予圧管理を行って
いる。

【０００５】外輪５は、内周面に前記ハブ輪１および内
輪２の軌道面７，８と対向する軌道面１２，１３が形成
され、車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フ
ランジ１４を備えている。この車体取付フランジ１４
は、車体の懸架装置（図示せず）から延びるナックルに
ボルトで固定されている。

【０００６】軸受部１５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軌道
面７，８と外輪５の内周面に形成された軌道面１２，１
３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１６，１７により円周方向等間隔に支持した
構造を有する。

【０００７】軸受部１５の両端開口部には、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１８，１９が外輪５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。

【０００８】等速自在継手６は、ドライブシャフト３９
の一端に設けられ、内周面にトラック溝２０が形成され
た継手外輪２１と、その継手外輪２１のトラック溝２０
と対向するトラック溝４０が外周面に形成された継手内
輪４１と、前記継手外輪２１のトラック溝２０と継手内
輪４１のトラック溝４０との間に組み込まれたボール４
２と、継手外輪２１と継手内輪４１間に介在してボール
４２を支持する保持器４３とからなる。

【０００９】前記継手外輪２１は、継手内輪４１、ボー
ル４２および保持器４３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を有する。この
軸部２３をハブ輪１の貫通孔に挿入し、前記軸部２３の
外周面および貫通孔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、その軸端に形成さ
れた雄ねじ部２６にナット２７を締め付けることによっ
て、等速自在継手６をハブ輪１に固定している。このナ
ット２７の締め付けにより軸力を作用させて予圧管理を
行っている。

【００１０】前述したように図２の駆動車輪用軸受装置
では、ナット２７の締め付けトルクにより予圧管理を行
っているが、図３に示す加締めタイプの駆動車輪用軸受
装置では、ナット２７の締め付けトルクによる予圧管理
が不要となっている。

【００１１】つまり、このタイプの駆動車輪用軸受装置
では、ハブ輪１の小径段部１１の突出端部を塑性変形に
より外径側へ加締め、その加締め部３１により内輪２の
抜け止めと予圧管理を行っている。そのため、等速自在
継手６の継手外輪２１はハブ輪１から抜脱しない程度に
ナット、ボルト又はクリップ等により固定されている。

【００１２】例えば、図３の駆動車輪用軸受装置では、
ハブ輪１の貫通孔に継手外輪２１の軸部２３を挿通し、
その軸部２３に形成されたねじ孔３２にボルト３３を螺
合させることにより、ハブ輪１に継手外輪２１を抜脱し
ない程度に固定している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図３に示す
駆動車輪用軸受装置では、ナットやボルトによる締め付
けトルクで予圧管理する必要がなく、ハブ輪１の小径段
部１１の突出端部を加締めることによりハブ輪１と内輪
２とを一体化することで、ハブ輪１の加締め部３１によ
る予圧管理を容易に行えるようにしている。

【００１４】一方、転動体３，４にボールを使用した構
造の駆動車輪用軸受装置では、接触角が３５°程度であ
るため、内輪２の接触角方向に作用する荷重を、継手外
輪２１の肩部２８と突き合わされたハブ輪１の加締め部
３１でも受けることになる。ここで、前記接触角とは、
軸受中心軸に垂直な平面（ラジアル平面）に対して、軌
道面７，８によって転動体３，４へ伝達される力の作用
方向がなす角度を意味する。

【００１５】従って、接触角方向の荷重によりハブ輪１
の小径段部１１および内輪２の軌道面８が変形しやすく
なる。ハブ輪１の小径段部１１の変形量が大きくなる
と、ハブ輪１の割損、ハブ輪１と内輪２間でのフレッテ
ィングが発生し易くなる。また、内輪２の軌道面８の変
形量が大きくなると、転動寿命の低下、軌道面８での温
度上昇、内輪２と継手外輪２１の肩部２８間でのフレッ
ティングによる軸力（予圧）抜けが発生し易くなる。こ
のようにハブ輪１の小径段部１１および内輪２の軌道面
８が変形し易くなると、軸受内部が歪んで軸受装置の寿
命低下を招来する可能性がある。

【００１６】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、接触角方向の
荷重によるハブ輪および内輪の変形がもたらす軸受内部
の歪みを抑制して寿命向上を図り得る駆動車輪用軸受装
置を提供することにある。

【００１７】

【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、本発明は、複列の軌道面を内周面
に形成した外方部材と、その外方部材の軌道面と対向す
る軌道面および車輪取付フランジを外周面にそれぞれ形
成し、端部を外径側へ塑性変形させた加締め部を有する
内方部材と、前記外方部材と内方部材のそれぞれの軌道
面間に介装された複列の転動体と、前記内方部材にセレ
ーション部を介して軸部をトルク伝達可能に内嵌させた
継手外輪を有する等速自在継手とからなり、車体に対し
て車輪を回転自在に支持する駆動車輪用軸受装置におい
て、前記継手外輪の軸部根元部位と前記内方部材の端部
との間にパイロット部を設けたことを特徴とする（請求
項１）。なお、このパイロット部すきまは、０．４ｍｍ
以下とすることが望ましい（請求項２）。

【００１８】この請求項１及び２に記載した発明では、
前記継手外輪の軸部根元部位と前記内方部材の端部との
間にパイロット部を設けたことにより、接触角方向の荷
重により内方部材の端部の変形を抑制することができ、
軸受装置の寿命向上を図ることが実現容易となる。

【００１９】本発明は、その内周面に複列の軌道面を、
かつ、外周面に車体取付フランジをそれぞれ一体に有す
る外方部材を具備した構造の駆動車輪用軸受装置に適用
可能である（請求項３）。

【００２０】また、本発明は、車輪取付フランジと一方
の軌道面および小径段部を外周面に形成したハブ輪と、
前記小径段部に嵌合し、他方の軌道面を外周面に形成し
た別体の内輪とからなる内方部材を具備した構造の駆動
車輪用軸受装置に適用可能である（請求項４）。

【００２１】請求項５に記載した発明は、前記内方部材
の加締め部と前記継手外輪の肩部とを線接触で突き合わ
せたことを特徴とする。このように内方部材の加締め部
と継手外輪の肩部とを線接触で突き合わせたことによ
り、内方部材の加締め部と継手外の肩部間で発生する異
常音を抑制することができる。なお、請求項５に記載し
た構造においては、前記内方部材と継手外輪の軸部に形
成したセレーション部が締め代を持って嵌合されている
ことが望ましい（請求項６）。

【００２２】請求項７に記載した発明は、前記内方部材
のインボード側軌道面と転動体との接触角の延長線上に
前記パイロット部が位置することを特徴とする。このパ
イロット部により、接触角方向の荷重により内方部材の
端部の変形を確実に抑制することができ、軸受装置の寿
命向上を図ることがより一層実現容易となる。

【００２３】請求項８に記載した発明は、前記内方部材
と継手外輪の軸部とが係止部材により軸方向に着脱自在
に固定されていることを特徴とする。つまり、内方部材
と継手外輪の軸部との固定は、内方部材から継手外輪が
抜脱しない程度でよいため、ボルト又はナットによる締
結のほか、クリップやスナップリング等の係止部材によ
り行うことが可能である。

【００２４】前記車輪取付フランジの基部から内方部材
の前記加締め部を除く端部に及ぶ領域に表面硬化層を形
成した構造とすることが望ましい（請求項９）。このよ
うにすれば、内方部材の軌道面を含む表面硬度を上げる
ことにより、転動疲労寿命の向上、フレッティング低減
が図れる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明に係る駆動車輪用軸受装置
の実施形態を以下に詳述する。なお、図２および図３と
同一部分には同一参照符号を付す。

【００２６】図１に示す実施形態は、加締めタイプの駆
動車輪用軸受装置であり、例えば、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、外方部材であ
る外輪５、等速自在継手６を主要な構成要素とする。

【００２７】前記ハブ輪１は、その外周面にアウトボー
ド側の軌道面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のインボード側端部の外周面に形成
された小径段部１１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軌道面８が形成されている。

【００２８】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軌道面８とで複列の軌道面を
構成する。ハブ輪１の小径段部１１の突出端部を塑性変
形により外径側へ加締め、その加締め部３１により内輪
２の抜け止めと予圧管理を行っている。

【００２９】外輪５は、内周面に前記ハブ輪１および内
輪２の軌道面７，８と対向する軌道面１２，１３が形成
され、車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フ
ランジ１４を備えている。この車体取付フランジ１４
は、車体の懸架装置（図示せず）から延びるナックルに
ボルトで固定されている。

【００３０】軸受部１５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軌道
面７，８と外輪５の内周面に形成された軌道面１２，１
３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１６，１７により円周方向等間隔に支持した
構造を有する。

【００３１】軸受部１５の両端開口部には、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１８，１９が外輪５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。

【００３２】等速自在継手６は、ドライブシャフト３９
の一端に設けられ、内周面にトラック溝２０が形成され
た継手外輪２１と、その継手外輪２１のトラック溝２０
と対向するトラック溝４０が外周面に形成された継手内
輪４１と、前記継手外輪２１のトラック溝２０と継手内
輪４１のトラック溝４０との間に組み込まれたボール４
２と、継手外輪２１と継手内輪４１間に介在してボール
４２を支持する保持器４３とからなる。

【００３３】前記継手外輪２１は、継手内輪４１、ボー
ル４２および保持器４３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を有する。この
軸部２３をハブ輪１の貫通孔に挿入し、前記軸部２３の
外周面および貫通孔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、その軸端に形成さ
れた雄ねじ部２６にナット２７を締め付けることによっ
て、等速自在継手６をハブ輪１に固定する。なお、セレ
ーション部２４，２５と称するものには、セレーション
以外のスプラインも含むものとする。

【００３４】この実施形態の駆動車輪用軸受装置では、
ハブ輪１の小径段部１１の突出端部を加締めることによ
りハブ輪１と内輪２とを一体化することで、ハブ輪１の
加締め部３１による予圧管理を行っている。そのため、
ハブ輪１に対する継手外輪２１の固定は、継手外輪２１
の軸部２３がハブ輪１から抜脱しない程度に前記ナット
２７による締め付けで行えばよい。また、ナット又はボ
ルトによる締め付けのほか、クリップ又はスナップリン
グ等の係止部材（図示せず）により継手外輪２１の軸部
２３をハブ輪１に着脱自在に固定することも可能であ
る。

【００３５】このような転動体３，４にボールを使用し
た実施形態の駆動車輪用軸受装置では、接触角が３５°
程度であることから、内輪２の接触角方向に作用する荷
重を、継手外輪２１の肩部２８と突き合わされたハブ輪
１の加締め部３１で受けることになる。そこで、この実
施形態では、継手外輪２１の軸部根元部位３４とハブ輪
１の端部である小径段部１１との間にパイロット部３５
を設ける。このパイロット部３５は、内輪２のインボー
ド側軌道面８と転動体４との接触角の延長線上に位置す
る。

【００３６】パイロット部３５は、継手外輪２１の軸部
根元部位３４の外径を拡径させると共に、さらにハブ輪
１の小径段部１１の内径をセレーション部２５よりも拡
径させることにより形成される。このようにパイロット
部３５を形成してそのパイロット部すきまａを０．４ｍ
ｍ以下とする。ここで、前記パイロット部すきまａと
は、ハブ輪１の小径段部１１の内径と継手外輪２１の軸
部根元部位３４の外径との差を意味する。

【００３７】このようにパイロット部３５を設けたこと
により、接触角方向の荷重によりハブ輪１の小径段部１
１の変形を抑制することができ、ハブ輪１の割損防止、
ハブ輪１と内輪２間のフレッティング低減が図れ、ま
た、接触角方向の荷重により内輪２の軌道面８の変形を
抑制することができ、転動寿命の向上、温度上昇の抑
制、内輪２と継手外輪２１の肩部２８間でのフレッティ
ング低減による軸力（予圧）抜け防止が図れ、軸受装置
の寿命を向上させることができる。なお、前記パイロッ
ト部すきまａが０．４ｍｍより大きいと、ハブ輪１の小
径段部１１および内輪２の軌道面８の変形を抑制する所
期の効果が得られない。

【００３８】また、ハブ輪１の加締め部３１と継手外輪
２１の肩部２８とを線接触で突き合わせることにより、
ハブ輪１の加締め部３１と継手外輪２１の肩部２８間で
発生する異常音を抑制することができる。なお、ハブ輪
１の内径と継手外輪２１の軸部２３の外径に形成したセ
レーション部２４，２５は、例えばセレーション部２４
に捩れ角を付与することによる締め代を持って嵌合され
ていることが好ましい。

【００３９】また、前述した実施形態において、車輪取
付フランジ９の基部からハブ輪１の小径段部１１に及ぶ
領域（加締め部３１を除く）に表面硬化層３６を形成し
た構造とする。車輪取付フランジ９の基部は、外輪５の
アウトボード側端部に装着されたシール１８のシールリ
ップが摺接するハブ輪１の外周面、つまり、シールラン
ド部であり、そのシールランド部から軌道面７を経て小
径段部１１に及ぶ領域（加締め部３１を除く）に表面硬
化層３６を形成する。

【００４０】この表面硬化層３６の各部、シールランド
部ではシール１８のシールリップが摺接するため、耐摩
耗性が要求され、軌道面７では転動体３が転動するた
め、耐寿命性が要求され、小径段部１１では内輪２と嵌
合するため、耐クリープ性、耐フレッティング性が要求
される。なお、加締め部３１は延性が要求されるため
に、表面硬化層３６を形成する必要はない。

【００４１】前記表面硬化層３６を形成するための熱処
理は、高周波焼き入れが適している。表面硬化処理とし
ての高周波熱処理は、誘導加熱の特色を有効に生かして
表面硬化層３６を自由に選定し、耐摩耗性を与えたり疲
れ強さを改善することができる。誘導加熱は、電磁誘導
現象を利用して金属内で電気エネルギーを直接熱エネル
ギーに変えて発熱させる方法で、これを利用した高周波
熱処理には多くの特徴がある。特に、局部加熱ができ、
硬化層深さの選定が自由であり、また硬化層以外には著
しく熱影響を与えないように制御できるので、母材の性
能を保持できる。したがって、シールランド部から軌道
面７を経て小径段部１１に及ぶ領域には所望の表面硬化
層３６を形成させつつ、加締め部３１を未焼き入れの母
材のまま残すことができる。

【００４２】

【実施例】例えば、パイロット部すきまの寸法違いによ
る旋回寿命試験を実施したところ、以下のとおりの試験
結果が得られた。ハブ輪１の小径段部１１と継手外輪２
１の軸部根元部位３４との間に０．４ｍｍのパイロット
部すきまａを形成した実施例（図１参照）では、運転時
間：２５５時間、温度上昇：５０℃以下の寿命試験結果
が得られた。

【００４３】これに対して、パイロット部３５を設けて
いない比較例（図３参照）では、運転時間：８３時間、
温度上昇：６０〜８０℃の寿命試験結果しか得られなか
った。

【００４４】この試験結果から、実施例の駆動車輪用軸
受装置における運転時間が比較例のものの３倍以上とな
り、温度上昇も抑制されることから、軸受装置の寿命向
上が容易であることが明らかである。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、継手外輪の軸部根元部
位と内方部材の端部との間にパイロット部を設けたこと
により、接触角方向の荷重により内方部材の端部の変形
を抑制することができ、内方部材の割損防止、内方部材
のフレッティング低減が図れ、軸受装置の寿命向上を図
ることができて長寿命で高品質の駆動車輪用軸受装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施形態を説明するもので、駆動
車輪用軸受装置の構造例を示す断面図である。

【図２】従来の駆動車輪用軸受装置で、ナットによりハ
ブ輪に継手外輪を固定した構造例を示す断面図である。

【図３】従来の駆動車輪用軸受装置で、加締めによりハ
ブ輪と内輪を一体化した構造例を示す断面図である。

【符号の説明】

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） ７，８ 軌道面 ９ 車輪取付フランジ １２，１３ 軌道面 ２１ 継手外輪 ２３ 軸部 ２８ 肩部 ３１ 加締め部 ３４ 軸部根元部位 ３５ パイロット部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複列の軌道面を内周面に形成した外方部
   材と、その外方部材の軌道面と対向する軌道面および車
   輪取付フランジを外周面にそれぞれ形成し、端部を外径
   側へ塑性変形させた加締め部を有する内方部材と、前記
   外方部材と内方部材のそれぞれの軌道面間に介装された
   複列の転動体と、前記内方部材にセレーション部を介し
   て軸部をトルク伝達可能に内嵌させた継手外輪を有する
   等速自在継手とからなり、車体に対して車輪を回転自在
   に支持する駆動車輪用軸受装置において、前記継手外輪
   の軸部根元部位と前記内方部材の端部との間にパイロッ
   ト部を設けたことを特徴とする駆動車輪用軸受装置。
2. 【請求項２】 前記パイロット部すきまが０．４ｍｍ以
   下であることを特徴とする請求項１に記載の駆動車輪用
   軸受装置。
3. 【請求項３】 前記外方部材は、その内周面に複列の軌
   道面を、かつ、外周面に車体取付フランジをそれぞれ一
   体に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の車
   輪軸受装置。
4. 【請求項４】 前記内方部材は、車輪取付フランジとア
   ウトボード側軌道面および小径段部を外周面に形成した
   ハブ輪と、前記小径段部に嵌合し、インボード側軌道面
   を外周面に形成した別体の内輪とからなることを特徴と
   する請求項１乃至３のいずれかに記載の駆動車輪用軸受
   装置。
5. 【請求項５】 前記内方部材の加締め部と前記継手外輪
   の肩部とを線接触で突き合わせたことを特徴とする請求
   項１乃至４のいずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
6. 【請求項６】 前記内方部材と継手外輪の軸部に形成し
   たセレーション部が締め代を持って嵌合されていること
   を特徴とする請求項５に記載の駆動車輪用軸受装置。
7. 【請求項７】 前記内方部材のインボード側軌道面と転
   動体との接触角の延長線上に前記パイロット部が位置す
   ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の
   駆動車輪用軸受装置。
8. 【請求項８】 前記内方部材と継手外輪の軸部とが係止
   部材により軸方向に着脱自在に固定されていることを特
   徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の駆動車輪用
   軸受装置。
9. 【請求項９】 前記車輪取付フランジの基部から内方部
   材の前記加締め部を除く端部に及ぶ領域に表面硬化層を
   形成したことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに
   記載の駆動車輪用軸受装置。