JP2010089663A - 車輪用軸受装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】内輪がハブ輪に加締固定され、このハブ輪の内周に軸受固定用の止め輪溝が形成されたセルフリテイン構造において、加締加工時に止め輪溝を起点に発生するクラックを防止し、加締部の強度を確保した車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】ハブ輪１の小径段部１ｂに圧入された内輪５が加締部８により固定されると共に、ハブ輪１の内周に止め輪１３を介して転がり軸受１２が位置決め固定された車輪用軸受装置において、加締加工前の小径段部１ｂの外周に環状溝１４が形成され、この環状溝１４が、内輪５の内径端部から大端面５ｄを越えて形成され、深さが０．５〜１．０ｍｍの範囲に設定されると共に、加締部８の近傍に止め輪溝１５が形成され、この止め輪溝１５の少なくともアウター側の隅部が円弧面に形成され、この円弧面の曲率半径Ｒ１が、止め輪溝１５の深さｔの０．５〜１．５の範囲に設定されている。
【選択図】図２
【解決手段】ハブ輪１の小径段部１ｂに圧入された内輪５が加締部８により固定されると共に、ハブ輪１の内周に止め輪１３を介して転がり軸受１２が位置決め固定された車輪用軸受装置において、加締加工前の小径段部１ｂの外周に環状溝１４が形成され、この環状溝１４が、内輪５の内径端部から大端面５ｄを越えて形成され、深さが０．５〜１．０ｍｍの範囲に設定されると共に、加締部８の近傍に止め輪溝１５が形成され、この止め輪溝１５の少なくともアウター側の隅部が円弧面に形成され、この円弧面の曲率半径Ｒ１が、止め輪溝１５の深さｔの０．５〜１．５の範囲に設定されている。
【選択図】図２
Description
本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、内輪がハブ輪に加締固定されるセルフリテイン構造において、ハブ輪の内周に軸受固定用の止め輪溝が形成され、このハブ輪の加締部の強度・耐久性向上を図った車輪用軸受装置に関するものである。
従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。この車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第１世代と称される構造から、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第２世代構造、また、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第３世代構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第４世代構造とに大別されている。
車輪は懸架装置に対して、複列の転がり軸受により回転自在に支承されるが、オフロードカーやトラック等、車体重量が嵩む車両には複列円錐ころ軸受から構成された車輪用軸受装置が使用されている。
なお、こうした車輪用軸受装置において、内輪回転タイプのものでは、ハブ輪に嵌合される内輪を軸方向に固定する方式として、ハブ輪のインナー側の端部を加締めて固定するもの、所謂セルフリテイン構造が採用されている。図７にこの代表的な一例を示す。この車輪用軸受装置は第２世代と称され、ハブ輪５１と、このハブ輪５１に圧入された車輪用軸受５２とからなる。
ハブ輪５１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を一体に有し、外周にこの車輪取付フランジ５３から肩部５１ａを介して軸方向に延びる円筒状の小径段部５１ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション５１ｃが形成されている。車輪取付フランジ５３の周方向等配位置には車輪を固定するハブボルト５３ａが植設されている。
車輪用軸受５２は、外周にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ５４ｂを一体に有し、内周に複列のテーパ状の外側転走面５４ａ、５４ａが形成された外方部材５４と、外周に複列の外側転走面５４ａ、５４ａに対向するテーパ状の内側転走面５５ａが形成された一対の内輪５５、５５と、両転走面間に保持器５６を介して転動自在に収容された複列の円錐ころ５７、５７とを備えている。内輪５５の内側転走面５５ａの大径側には円錐ころ５７を案内するための大鍔部５５ｂが形成されると共に、小径側には円錐ころ５７の脱落を防止するための小鍔部５５ｃが形成され、一対の内輪５５、５５の小鍔部５５ｃ側の端面（正面側端面）が突き合された状態でセットされ、背面合せタイプの複列の円錐ころ軸受を構成している。
車輪用軸受５２は、ハブ輪５１の肩部５１ａにアウター側の内輪５５の大端面５５ｄが衝合するように小径段部５１ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。そして、小径段部５１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５８によって軸方向に固定されている。また、外方部材５４と一対の内輪５５、５５との間に形成される環状空間の開口部にはシール５９、５９が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。
ここで、車輪取付フランジ５３の基部となる肩部５１ａから小径段部５１ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さが５０〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化層６０が形成されている。なお、加締部５８は鍛造後の表面硬さのままとされている。
この硬化層６０は、図８に示すように、インナー側の端部位置Ｐが、内輪５５における面取り部５５ｅの縁部Ｐ０から大鍔部５５ｂの高さ（大鍔部５５ｂの根元部）ａに対応する位置Ｐ１までの範囲に設定されている。これにより、内輪５５、５５の嵌合面におけるフレッティング摩耗が抑制されてハブ輪５１の耐久性が向上すると共に、ハブ輪５１における小径段部５１ｂの端部の拡径量を小さくすることができ、加締加工に伴う内輪５５の内側転走面５５ａおよび大鍔部５５ｂの変形を抑制することができる。したがって、円錐ころ５７との接触面圧を抑えてスムーズな案内を確保し、内輪５５の耐久性の向上を図ることができる。
また、内輪５５における面取り部５５ｅの曲率半径ｒがＲ１．０〜２．５の範囲に設定されている。これにより、曲げモーメント荷重が装置に負荷された時、加締部５８の根元部分に応力集中が起こるのを防止すると共に、加締加工による小径段部５１ｂの拡径量が大きくなって内輪５５の外径に過大なフープ応力が発生するのを防止することができ、内輪５５の強度・耐久性を向上させることができる。
さらに、ハブ輪５１における小径段部５１ｂの端部には環状の凹所６１が形成されている。この凹所６１は、内輪５５の大端面（インナー側の端面）５５ｄからｂ（５ｍｍ以下）になるように形成されている。これにより、ハブ輪５１の強度・剛性を維持しつつ所定の内輪固定力を確保できると共に、塑性変形を容易にし、内輪５５に発生するフープ応力を抑制することができる。
特開２００７−２９２１８４号公報
このような従来の車輪用軸受装置では、内輪５５の嵌合面におけるフレッティング摩耗が抑制されてハブ輪５１の耐久性が向上すると共に、ハブ輪５１における小径段部５１ｂの端部の拡径量を小さくすることができ、加締加工に伴う内輪５５の内側転走面５５ａおよび大鍔部５５ｂの変形を抑制することができる。然しながら、図９に示すような、ハブ輪５１の内周面に転がり軸受６２が嵌合されるような仕様では、加締部５８の近傍に転がり軸受６２を位置決め固定する止め輪６３が装着されている。このような車輪用軸受装置は、２ＷＤ（２輪駆動）と４ＷＤ（４輪駆動）との切り換えが可能なパートタイム４ＷＤ車用とした仕様で、ハブ輪６４の中心に駆動軸（図示せず）が挿入されている。駆動軸は、ハブ輪６４の内周に嵌合された転がり軸受６２によってハブ輪６４に対して回転自在に支承される。そして、図示しないクラッチ機構を介して、駆動軸とハブ輪６４とが断続自在に構成される。
この種のハブ輪６４では、図１０に示すように、小径段部６４ａの端部が、円筒部６５として形成され、車輪用軸受５２を組立後、加締用治具６６によってハブ輪６４の小径段部６４ａが揺動加締されるが、この場合、図１１に示すように、内周面に形成された止め輪溝６７を起点としてクラック６８が発生する恐れがある。このクラック６８は、目視検査では発見しずらい部位であると共に、微小なクラック６８が運転中に成長し、加締部５８が脱落して重大欠陥を誘発させることがあるため、止め輪溝６７の加工や、加工後の検査には慎重、かつ、入念な配慮が必要であった。したがって、ハブ輪６４の加工工程および加締工程に多大な時間を要し、工程能力が低下して製造コストが高騰するという問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、内輪がハブ輪に加締固定され、このハブ輪の内周に軸受固定用の止め輪溝が形成されたセルフリテイン構造において、加締加工時に止め輪溝を起点に発生するクラックを防止し、加締部の強度を確保した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、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、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、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ハブ輪に対して前記内輪が固定されると共に、前記ハブ輪の内周に転がり軸受が嵌合され、この転がり軸受が止め輪によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、前記加締部の近傍に前記止め輪を装着するための止め輪溝が形成されると共に、この止め輪溝の隅部のうち少なくともアウター側の隅部が円弧面に形成され、この円弧面の曲率半径が、当該止め輪溝の深さの０．５〜１．５の範囲に設定されている。
このように、ハブ輪の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ハブ輪に対して内輪が固定されると共に、ハブ輪の内周に転がり軸受が嵌合され、この転がり軸受が止め輪によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、加締部の近傍に止め輪を装着するための止め輪溝が形成されると共に、この止め輪溝の隅部のうち少なくともアウター側の隅部が円弧面に形成され、この円弧面の曲率半径が、当該止め輪溝の深さの０．５〜１．５の範囲に設定されているので、加締加工時に小径段部の端部が塑性変形され、止め輪溝の隅部に引張応力が生じても、ここを起点にクラックが発生するのを防止することができ、加締部の強度を確保した車輪用軸受装置を提供することができる。
また、請求項２に記載の発明のように、前記止め輪溝の両隅部が円弧面に形成され、これらの円弧面の曲率半径が、当該止め輪溝の深さと略同一に設定されていれば、止め輪溝の隅部に引張応力が生じても、ここを起点にクラックが発生するのを一層防止することができる。
また、請求項３に記載の発明のように、前記止め輪溝の隅部のうちインナー側の隅部に丸ヌスミが形成されていれば、止め輪溝の隅部の切欠き感度を抑えることができ、加締加工時に小径段部の端部が塑性変形された時、止め輪溝の隅部の応力集中を緩和し、ここを起点にクラックが発生するのを一層防止することができる。
また、請求項４に記載の発明のように、前記止め輪溝が加締加工後に形成されていれば、加締加工時、止め輪溝の隅部に引張応力が生じるのを防止し、ここを起点にクラックが発生するのを確実に防止することができる。
また、請求項５に記載の発明のように、前記小径段部の加締加工前の端部が先端に向って漸次薄肉となる円筒状に形成され、この外周に環状溝が形成されると共に、当該環状溝が、前記内輪におけるインナー側の内径端部から大端面を越えて形成され、深さが０．５〜１．０ｍｍの範囲に形成されていれば、加締加工時に端部が変形し易くなり内輪の変形を抑えることができる。
好ましくは、請求項６に記載の発明のように、前記環状溝の両端部に所定の曲率半径Ｒｉ、Ｒｏからなる円弧面が形成され、インナー側の円弧面の曲率半径Ｒｉが、前記内輪の面取り部の曲率半径ｒ１よりも大きく、アウター側の円弧面の曲率半径Ｒｏよりも小さく設定され（ｒ１≦Ｒｉ≦Ｒｏ）、ＲｉがＲ１〜１０の範囲に設定されていれば、所望の内輪内輪固定力が得られる。
本発明に係る車輪用軸受装置は、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、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、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ハブ輪に対して前記内輪が固定されると共に、前記ハブ輪の内周に転がり軸受が嵌合され、この転がり軸受が止め輪によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、前記加締部の近傍に前記止め輪を装着するための止め輪溝が形成されると共に、この止め輪溝の隅部のうち少なくともアウター側の隅部が円弧面に形成され、この円弧面の曲率半径が、当該止め輪溝の深さの０．５〜１．５の範囲に設定されているので、加締加工時に小径段部の端部が塑性変形され、止め輪溝の隅部に引張応力が生じても、ここを起点にクラックが発生するのを防止することができ、加締部の強度を確保した車輪用軸受装置を提供することができる。
外周にナックル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、内周にそれぞれ外向きに開いたテーパ状の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、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向するテーパ状の内側転走面と、この内側転走面の大径側に円錐ころを案内する大鍔部が形成された一対の内輪からなる内方部材と、前記両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の円錐ころと、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、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ハブ輪に対して前記内輪が固定されると共に、前記ハブ輪の内周に転がり軸受が嵌合され、この転がり軸受が止め輪によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、前記小径段部の加締加工前の端部外周に環状溝が形成され、この環状溝が、前記内輪のインナー側の内径端部から大端面を越えて形成され、深さが０．５〜１．０ｍｍの範囲に形成されると共に、前記加締部の近傍に前記止め輪を装着するための止め輪溝が形成され、この止め輪溝の隅部のうち少なくともアウター側の隅部が円弧面に形成され、この円弧面の曲率半径が、当該止め輪溝の深さの０．５〜１．５の範囲に設定されている。
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の加締部を示す要部拡大図、図３は、図２の止め輪溝の変形例を示す要部拡大図、図４は、図２の止め輪溝の他の変形例を示す要部拡大図、図５は、図２のさらに他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。
図１は、本発明に係る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の加締部を示す要部拡大図、図３は、図２の止め輪溝の変形例を示す要部拡大図、図４は、図２の止め輪溝の他の変形例を示す要部拡大図、図５は、図２のさらに他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。
この車輪用軸受装置は駆動輪側の第２世代構造をなし、ハブ輪１と、このハブ輪１に圧入された車輪用軸受２とからなる。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３を一体に有し、外周に肩部１ａを介して軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂが形成され、内周にはトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）１ｃが形成されている。また、車輪取付フランジ３の周方向等配位置に車輪を固定するハブボルト３ａが植設されている。
車輪用軸受２は、外周にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ４ｂを一体に有し、内周に複列のテーパ状の外側転走面４ａ、４ａが一体に形成された外方部材４と、外周に複列の外側転走面４ａ、４ａに対向するテーパ状の内側転走面５ａが形成された一対の内輪５、５と、両転走面間に保持器６を介して転動自在に収容された複列の円錐ころ７、７とを備えている。内輪５の内側転走面５ａの大径側には円錐ころ７を案内するための大鍔部５ｂが形成されると共に、小径側には円錐ころ７の脱落を防止するための小鍔部５ｃが形成され、一対の内輪５、５の小鍔部５ｃ側の端面（正面側端面）が突き合された状態でセットされた背面合せタイプの複列の円錐ころ軸受を構成している。
外方部材４および内輪５、５はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。なお、外方部材４は、高炭素クロム鋼に限らず、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼（ＪＩＳ規格のＳＣ系機械構造用炭素鋼）で形成し、複列の外側転走面４ａ、４ａを高周波焼入れによって５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面を硬化処理しても良い。
ハブ輪１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、車輪取付フランジ３の基部となる肩部１ａから小径段部１ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さが５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。なお、加締部８は鍛造後の表面硬さ２５ＨＲＣ以下の生のままとされている。
外方部材４と内輪５、５との間に形成される環状空間の開口部にはシール９、９が装着されている。これらシール９、９は、断面が略Ｌ字状に形成されて互いに対向配置された環状のシール板１０とスリンガ１１とからなる、所謂パックシールを構成し、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。
車輪用軸受２は、ハブ輪１の肩部１ａにアウター側の内輪５の大端面５ｄが衝合するように小径段部１ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。そして、小径段部１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部８によって所定の予圧が付与された状態で固定されている。これにより、従来のように、ナットの締付トルク等を調整して予圧を管理することなく、長期間に亘って安定した予圧を維持できるセルフリテイン構造を提供することができる。また、本実施形態では、ハブ輪１の内周面に深溝玉軸受からなる転がり軸受１２が嵌合され、加締部８の近傍に転がり軸受１２を位置決め固定する止め輪１３が装着されている。なお、ここでは、転動体が円錐ころから複列円錐ころ軸受を例示したが、本発明に係る車輪用軸受装置はこれに限らず、例えば、図示はしないが、転動体にボールを用いた複列アンギュラ玉軸受であっても良い。
ここで、図２に示すように、加締加工前の小径段部１ｂの端部は先端に向って漸次薄肉となる円筒状に形成され、外周に環状溝１４が形成されている。この環状溝１４は、内輪５におけるインナー側の内径端部から大端面５ｄを越えて形成され、深さｎ＝０．５〜１．０ｍｍの範囲に形成されると共に、両端部に所定の曲率半径Ｒｉ、Ｒｏからなる円弧面１４ａ、１４ｂが形成されている。インナー側の円弧面１４ａの曲率半径Ｒｉは、内輪５の面取り部５ｄの曲率半径ｒ１よりも大きく、アウター側の円弧面１４ｂの曲率半径Ｒｏよりも小さく設定され（ｒ１≦Ｒｉ≦Ｒｏ）、ＲｉがＲ１〜１０の範囲に設定されている。
このように、小径段部１ｂの端部外周に環状溝１４を形成することにより、加締加工時に端部が変形し易くなり内輪５の変形を抑えることができる。ただし、環状溝１４の深さｎが０．５ｍｍよりも小さいとその効果が薄れ、また、深さｎが１．０ｍｍを超えると、内輪押込み量（加締力）が不足して所望の内輪５の固定力が得られない。
また、小径段部１ｂの端部の内周に止め輪溝１５が形成されている。この止め輪溝１５は、断面が矩形状に形成されると共に、アウター側の隅部が円弧面に形成されている。この円弧面の曲率半径Ｒ１は、通常０．６ｍｍ以下に規制されているが、ここでは、止め輪溝１５の深さｔ（２．０〜３．０ｍｍ）の０．５〜１．５（１．０〜４．５ｍｍ）の範囲に設定されている。これにより、加締加工時に小径段部１ｂの端部が塑性変形され（図中２点鎖線にて示す）、止め輪溝１５の隅部に引張応力が生じても、ここを起点にクラックが発生するのを防止することができ、加締部８の強度を確保した車輪用軸受装置を提供することができる。
図３は、図２の止め輪溝の変形例を示している。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。この止め輪溝１６は、断面が矩形状に形成されると共に、両隅部が円弧面に形成されている。この円弧面の曲率半径Ｒ２は、止め輪溝１６の深さｔと略同一に設定されている。これにより、加締加工時に小径段部１ｂの端部が塑性変形され（図中２点鎖線にて示す）、止め輪溝１６の隅部に引張応力が生じても、ここを起点にクラックが発生するのを一層防止することができる。
図４は、図２の止め輪溝の他の変形例を示している。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。この止め輪溝１７は、断面が矩形状に形成されると共に、アウター側の隅部が円弧面に形成されると共に、インナー側の隅部に丸ヌスミ１７ａが形成されている。これにより、止め輪溝１７の隅部の切欠き感度（亀裂敏感性）を抑えることができ、加締加工時に小径段部１ｂの端部が塑性変形された時（図中２点鎖線にて示す）、止め輪溝１７の隅部の応力集中を緩和し、ここを起点にクラックが発生するのを一層防止することができる。
図５は、図２の止め輪溝のさらに他の変形例を示している。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。この止め輪溝１８は、断面が矩形状に形成されると共に、両隅部が円弧面に形成され、その曲率半径Ｒ３が通常の０．６ｍｍ以下に規制されている。ここでは、止め輪溝１８が加締加工後に形成されている。これにより、加締加工時、止め輪溝１８の隅部に引張応力が生じるのを防止し、ここを起点にクラックが発生するのを確実に防止することができる。
図６は、本発明に係る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、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。
この車輪用軸受装置は駆動輪側の第３世代構造をなし、ハブ輪１９と、このハブ輪１に圧入された内輪５とからなる内方部材２０と、外周に車体取付フランジ４ｂを一体に有し、内周に複列のテーパ状の外側転走面４ａ、４ａが一体に形成された外方部材４と、両転走面間に保持器６を介して転動自在に収容された複列の円錐ころ７、７とを備えている。
ハブ輪１９は、アウター側の端部に車輪取付フランジ３を一体に有し、外周に複列の外側転走面４ａ、４ａの一方（アウター側）に対向する内側転走面１９ａと、この内側転走面１９ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂが形成され、内周にはトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）１ｃが形成されている。そして、小径段部１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部８によって所定の軸受予圧が付与された状態で固定されている。
ハブ輪１９はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面１９ａをはじめ、車輪取付フランジ３の基部から小径段部１ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さが５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。
外方部材４と内方部材２０との間に形成される環状空間の開口部にはシール９、９が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。
ここで、前述した実施形態と同様、加締加工前の小径段部１ｂの端部内周に止め輪溝１５が形成されている。この止め輪溝１５は、断面が矩形状に形成されると共に、両隅部が円弧面に形成され、少なくともアウター側の隅部の円弧面の曲率半径Ｒ１が、止め輪溝１５の深さｔの０．５〜１．５の範囲に設定されている。これにより、加締加工時に小径段部１ｂの端部が塑性変形され、止め輪溝１５の隅部に引張応力が生じ、ここを起点にクラックが発生するのを防止することができ、加締部８の強度を確保した車輪用軸受装置を提供することができる。
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。
本発明に係る車輪用軸受装置は、ハブ輪とこのハブ輪に嵌合された内輪を備え、この内輪が揺動加締により固定された第１乃至第３世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。
１、１９・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ・・・・・・・・・・・肩部
１ｂ・・・・・・・・・・・小径段部
１ｃ・・・・・・・・・・・セレーション
２・・・・・・・・・・・・車輪用軸受
３・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
３ａ・・・・・・・・・・・ハブボルト
４・・・・・・・・・・・・外方部材
４ａ・・・・・・・・・・・外側転走面
４ｂ・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５・・・・・・・・・・・・内輪
５ａ、１９ａ・・・・・・・内側転走面
５ｂ・・・・・・・・・・・大鍔部
５ｃ・・・・・・・・・・・小鍔部
５ｄ・・・・・・・・・・・大端面
５ｅ・・・・・・・・・・・面取り部
６・・・・・・・・・・・・保持器
７・・・・・・・・・・・・円錐ころ
８・・・・・・・・・・・・加締部
９・・・・・・・・・・・・シール
１０・・・・・・・・・・・シール板
１１・・・・・・・・・・・スリンガ
１２・・・・・・・・・・・転がり軸受
１３・・・・・・・・・・・止め輪
１４・・・・・・・・・・・環状溝
１４ａ、１４ｂ・・・・・・円弧面
１５、１６、１７、１８・・止め輪溝
１７ａ・・・・・・・・・・丸ヌスミ
２０・・・・・・・・・・・内方部材
５１、６４・・・・・・・・ハブ輪
５１ａ・・・・・・・・・・肩部
５１ｂ、６４ａ・・・・・・小径段部
５１ｃ・・・・・・・・・・セレーション
５２・・・・・・・・・・・車輪用軸受
５３・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５３ａ・・・・・・・・・・ハブボルト
５４・・・・・・・・・・・外方部材
５４ａ・・・・・・・・・・外側転走面
５４ｂ・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５５・・・・・・・・・・・内輪
５５ａ・・・・・・・・・・内側転走面
５５ｂ・・・・・・・・・・大鍔部
５５ｃ・・・・・・・・・・小鍔部
５５ｄ・・・・・・・・・・大端面
５５ｅ・・・・・・・・・・面取り部
５６・・・・・・・・・・・保持器
５７・・・・・・・・・・・円錐ころ
５８・・・・・・・・・・・加締部
５９・・・・・・・・・・・シール
６０・・・・・・・・・・・硬化層
６１・・・・・・・・・・・凹所
６２・・・・・・・・・・・転がり軸受
６３・・・・・・・・・・・止め輪
６５・・・・・・・・・・・円筒部
６６・・・・・・・・・・・加締用治具
６７・・・・・・・・・・・止め輪溝
ａ・・・・・・・・・・・・大鍔部の高さ
ｂ・・・・・・・・・・・・小径段部の凹所の内輪大端面からの深さ
ｎ・・・・・・・・・・・・環状溝の深さ
Ｐ・・・・・・・・・・・・硬化層のインナー側の端部位置
Ｐ０・・・・・・・・・・・内輪における面取り部の縁部
Ｐ１・・・・・・・・・・・大鍔部の高さに対応する位置
ｒ、ｒ１・・・・・・・・・内輪の面取り部の曲率半径
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３・・・・・止め輪溝の隅部の曲率半径
Ｒｉ、Ｒｏ・・・・・・・・環状溝の端部の曲率半径
ｔ・・・・・・・・・・・・止め輪溝の深さ
１ａ・・・・・・・・・・・肩部
１ｂ・・・・・・・・・・・小径段部
１ｃ・・・・・・・・・・・セレーション
２・・・・・・・・・・・・車輪用軸受
３・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
３ａ・・・・・・・・・・・ハブボルト
４・・・・・・・・・・・・外方部材
４ａ・・・・・・・・・・・外側転走面
４ｂ・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５・・・・・・・・・・・・内輪
５ａ、１９ａ・・・・・・・内側転走面
５ｂ・・・・・・・・・・・大鍔部
５ｃ・・・・・・・・・・・小鍔部
５ｄ・・・・・・・・・・・大端面
５ｅ・・・・・・・・・・・面取り部
６・・・・・・・・・・・・保持器
７・・・・・・・・・・・・円錐ころ
８・・・・・・・・・・・・加締部
９・・・・・・・・・・・・シール
１０・・・・・・・・・・・シール板
１１・・・・・・・・・・・スリンガ
１２・・・・・・・・・・・転がり軸受
１３・・・・・・・・・・・止め輪
１４・・・・・・・・・・・環状溝
１４ａ、１４ｂ・・・・・・円弧面
１５、１６、１７、１８・・止め輪溝
１７ａ・・・・・・・・・・丸ヌスミ
２０・・・・・・・・・・・内方部材
５１、６４・・・・・・・・ハブ輪
５１ａ・・・・・・・・・・肩部
５１ｂ、６４ａ・・・・・・小径段部
５１ｃ・・・・・・・・・・セレーション
５２・・・・・・・・・・・車輪用軸受
５３・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５３ａ・・・・・・・・・・ハブボルト
５４・・・・・・・・・・・外方部材
５４ａ・・・・・・・・・・外側転走面
５４ｂ・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５５・・・・・・・・・・・内輪
５５ａ・・・・・・・・・・内側転走面
５５ｂ・・・・・・・・・・大鍔部
５５ｃ・・・・・・・・・・小鍔部
５５ｄ・・・・・・・・・・大端面
５５ｅ・・・・・・・・・・面取り部
５６・・・・・・・・・・・保持器
５７・・・・・・・・・・・円錐ころ
５８・・・・・・・・・・・加締部
５９・・・・・・・・・・・シール
６０・・・・・・・・・・・硬化層
６１・・・・・・・・・・・凹所
６２・・・・・・・・・・・転がり軸受
６３・・・・・・・・・・・止め輪
６５・・・・・・・・・・・円筒部
６６・・・・・・・・・・・加締用治具
６７・・・・・・・・・・・止め輪溝
ａ・・・・・・・・・・・・大鍔部の高さ
ｂ・・・・・・・・・・・・小径段部の凹所の内輪大端面からの深さ
ｎ・・・・・・・・・・・・環状溝の深さ
Ｐ・・・・・・・・・・・・硬化層のインナー側の端部位置
Ｐ０・・・・・・・・・・・内輪における面取り部の縁部
Ｐ１・・・・・・・・・・・大鍔部の高さに対応する位置
ｒ、ｒ１・・・・・・・・・内輪の面取り部の曲率半径
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３・・・・・止め輪溝の隅部の曲率半径
Ｒｉ、Ｒｏ・・・・・・・・環状溝の端部の曲率半径
ｔ・・・・・・・・・・・・止め輪溝の深さ
Claims (6)
- 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、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、
前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、
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ハブ輪に対して前記内輪が固定されると共に、前記ハブ輪の内周に転がり軸受が嵌合され、この転がり軸受が止め輪によって位置決め固定された車輪用軸受装置において、
前記加締部の近傍に前記止め輪を装着するための止め輪溝が形成されると共に、この止め輪溝の隅部のうち少なくともアウター側の隅部が円弧面に形成され、この円弧面の曲率半径が、当該止め輪溝の深さの０．５〜１．５の範囲に設定されていることを特徴とする車輪用軸受装置。 - 前記止め輪溝の両隅部が円弧面に形成され、これらの円弧面の曲率半径が、当該止め輪溝の深さと略同一に設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
- 前記止め輪溝の隅部のうちインナー側の隅部に丸ヌスミが形成されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
- 前記止め輪溝が加締加工後に形成されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
- 前記小径段部の加締加工前の端部が先端に向って漸次薄肉となる円筒状に形成され、この外周に環状溝が形成されると共に、当該環状溝が、前記内輪におけるインナー側の内径端部から大端面を越えて形成され、深さが０．５〜１．０ｍｍの範囲に形成されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
- 前記環状溝の両端部に所定の曲率半径Ｒｉ、Ｒｏからなる円弧面が形成され、インナー側の円弧面の曲率半径Ｒｉが、前記内輪の面取り部の曲率半径ｒ１よりも大きく、アウター側の円弧面の曲率半径Ｒｏよりも小さく設定され（ｒ１≦Ｒｉ≦Ｒｏ）、ＲｉがＲ１〜１０の範囲に設定されている請求項５に記載の車輪用軸受装置。
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| JP2007327507A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Ntn Corp | 車輪用軸受装置 |
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