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発明の名称 車輪用軸受装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−24203(P2007−24203A)
公開日 平成19年2月1日(2007.2.1)
出願番号 特願2005−208185(P2005−208185)
出願日 平成17年7月19日(2005.7.19)
代理人 【識別番号】100086793
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅士
発明者 藤村 啓 / 久保田 和則 / 松永 浩司 / 小森 和雄 / 橋本 哲也 / 木内 政浩
要約 課題
特に軸受運転時のハブ輪の内輪嵌合部の摩耗と、加締によるハブ輪の端部の割れが防止できる車輪用軸受装置の提供。

解決手段
この車輪用軸受装置は、外方部材1と内方部材2の軌道面3,4間に複列の転動体5を介在させたものであり、駆動輪を支持する。内方部材2は、車輪取付用ハブフランジ9aと貫通孔11を有するハブ輪9と、ハブ輪9のインボード側端外周の内輪嵌合面部15に嵌合した内輪10とでなる。内輪10の内周面には、内輪10のインボード側端面10aまで続き、端面10aの内周縁に相当する深さの段差部16を設ける。段差部16の軸方向に向く段面16bに、ハブ輪9の加締加工による塑性変形部分9bを係合させる。ハブ輪9の外周面における軌道面4から内輪嵌合面部15に渡り高周波焼入れによる硬化層18を設ける。
特許請求の範囲
【請求項1】
内周に複列の軌道面を有する外方部材と、これら軌道面に対向する軌道面を有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、上記内方部材が、車輪取付用のハブフランジを外周に有し中心に貫通孔を有するハブ輪と、このハブ輪のインボード側端の外周に設けられた内輪嵌合面部に嵌合した内輪とでなり、これらハブ輪および内輪に前記各列の軌道面を形成した駆動輪支持用の車輪用軸受装置において、
前記内輪の内周面に、この内輪のインボード側の端面まで続き、この端面の内周縁に相当する深さの段差部を設け、前記ハブ輪の加締加工により前記内輪の前記段差部の軸方向に向く段面に係合する塑性変形部分を設け、この塑性変形部分は前記内輪の端面から突出しないものとし、この塑性変形部分は非熱処理部とし、前記ハブ輪の外周面における前記軌道面から前記内輪嵌合面部に渡り高周波焼入れによる硬化層を設け、この硬化層のインボード側端を、内輪の軌道面における接触角を成す直線と前記内輪嵌合面部との交点から、内輪の前記段差部の前記軸方向に向く段面がハブ輪と交わる交点までの間に設定したことを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項2】
請求項1において、前記内輪は表面から芯部までの全体を焼入れ処理により硬化させた車輪用軸受装置。
【請求項3】
請求項1または請求項2において、前記ハブ輪の前記貫通孔は、等速自在継手のステム部の外周のスプラインと噛み合うスプライン溝を内周面に有し、前記貫通孔の内周面における前記スプライン溝が形成された一般径部分よりもインボード側の部分を、前記塑性変形部分の内周面となる大径段差部と、この大径段差部よりも小径で前記一般径部分よりも大径となる中間径段差部とでなる2段の段付き形状とした車輪用軸受装置。


発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
この発明は、自動車等の駆動輪となる車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、駆動輪支持用の車輪用軸受装置として、図4に示すものが提案されている(例えば特許文献1)。これは、外方部材21と内方部材22の対向する軌道面23,24間に複列にボール25を介在させ、上記内方部材22を、車輪取付用ハブフランジ29aを外周に有するハブ輪29と、このハブ輪29のインボード側端の外周に嵌合した内輪30とで構成した形式のものである。ハブ輪30の中央孔31には、等速ジョイントの外輪33のステム部33aが挿通されてスプライン嵌合され、等速ジョイント外輪33の段面33bが内輪30のインボード側端面30aに押し当てられる。この状態で、前記ステム部33a先端にナット34を螺合させることにより、等速ジョイント外輪33とナット34とで内方部材22が幅締めされる。
【0003】
この提案例では、ハブ輪29のインボード側端部の外周に形成した段部35に内輪30を外嵌させると共に、内輪30のインボード側端部の内周に段部36を形成し、ハブ輪29のインボード側端を外径側に拡径変形させて前記内輪30の段部36に加締めている。これにより、車両への組付け時に発生する外力による内輪30の抜けを防止している。
【特許文献1】特開平9−164803号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、上記した車輪用軸受装置では、以下のような問題がある。
(1)ハブ輪29の加締部29bが大きいため、内輪30のインボード側端部に形成する段部36の径方向段差を、半径差で5〜7mm程度とする必要が有る。このように段部36の段差を大きくすると、内輪30のインボード側端面30aの面積が小さくなるので、等速ジョイント外輪33の段面33bとの接触面圧が大きくなる。そのため、摩耗や異音の発生の原因となる。
(2)ハブ輪29の加締部29bを内輪30のインボード側端より内側(アウトボード側)に収めようとすると、内輪30の段部36の軸方向長さを7〜8mm程度にする必要が有る。このように内輪段部36の軸方向長さが長くなると、ボール接触角の延長線上に内輪段部36が位置する傾向があり、運転時の負荷荷重による内輪変形が大きくなって短寿命となる可能性がある。また、内輪段部36の軸方向長さが長くなると、それだけハブ輪29に対する内輪30の嵌め合い長さ(面積)が減少するので、内輪クリープが発生し、軸受寿命が低下する可能性がある。これらの問題は、内輪全体の幅寸法を長くすれば回避できるが、それでは軸方向に余分なスペースが必要になる。
(3)また、ハブ輪29の加締部29bが大きいことから、揺動加締加工において、加締工具が内輪30と干渉し、加工が困難である。
【0005】
この発明の目的は、軸受機能へ悪影響を及ぼすことなく、車両への組立工程における内輪抜けを防止でき、特に軸受運転時のハブ輪の内輪嵌合部の摩耗と、加締によるハブ輪の端部の割れが防止できる車輪用軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、これら軌道面に対向する軌道面を有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、上記内方部材が、車輪取付用のハブフランジを外周に有し中心に貫通孔を有するハブ輪と、このハブ輪のインボード側端の外周に設けられた内輪嵌合面部に嵌合した内輪とでなり、これらハブ輪および内輪に前記各列の軌道面を形成した駆動輪支持用の車輪用軸受装置において、次の構成としたものである。
すなわち、前記内輪の内周面に、この内輪のインボード側の端面まで続き、この端面の内周縁に相当する深さの段差部を設け、前記ハブ輪の加締加工により前記内輪の前記段差部の軸方向に向く段面に係合する塑性変形部分を設け、この塑性変形部分は前記内輪の端面から突出しないものとする。この塑性変形部分は非熱処理部とする。前記ハブ輪の外周面における前記軌道面から前記内輪嵌合面部に渡り高周波焼入れによる硬化層を設ける。この硬化層のインボード側端を、内輪の軌道面における接触角を成す直線と前記内輪嵌合面部との交点から、内輪の前記段差部の前記軸方向に向く段面がハブ輪と交わる交点までの間に設定する。
【0007】
この構成によると、内輪の内周面に段差部を設け、ハブ輪の加締加工による塑性変形部分を前記段差部内に係合させたので、車両への組付工程において発生する外力による内輪のハブ輪からの抜けを防止できる。ハブ輪の外周面における軌道面から内輪嵌合面部に渡り高周波焼入れによる硬化層を設けているので、軸受運転時におけるハブ輪の軸部の耐摩耗性が向上する。ハブ輪の塑性変形部分は非熱処理部としたため、加締加工が容易に行える。前記硬化層のインボード側端は、内輪の軌道面における接触角を成す直線と内輪嵌合面部との交点から、内輪の段差部の軸方向に向く段面がハブ輪と交わる交点までの間に設定したので、ハブ輪の塑性変形部分を加締加工するときに、ハブ輪のインボード側端部に割れが発生することが防止される。
このように、この車輪用軸受装置では、軸受機能へ悪影響を及ぼすことなく、車両への組立工程における内輪抜けを防止できる。
【0008】
この発明において、前記内輪は表面から芯部までの全体を焼入れ処理により硬化させても良い。内輪は小部品であって軌道面を有し、かつハブ輪に内径面が嵌合することから、内輪の表面から芯部までの全体を焼入れ処理により硬化させたものとすることで、転動寿命に優れ、かつ嵌合面の耐摩耗性に優れたものとできる。
【0009】
この発明において、前記ハブ輪の前記貫通孔は、等速自在継手のステム部の外周のスプラインと噛み合うスプライン溝を内周面に有し、前記貫通孔の内周面における前記スプライン溝が形成された一般径部分よりもインボード側の部分を、前記塑性変形部分の内周面となる大径段差部と、この大径段差部よりも小径で前記一般径部分よりも大径となる中間径段差部とでなる2段の段付き形状としても良い。
上記のように貫通孔のインボード側端を2段の段付き形状とすると、中間径段差部が、等速ジョイント外輪のステム部を挿入するときの案内となり、組立性がより向上する。
【発明の効果】
【0010】
この発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、これら軌道面に対向する軌道面を有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、上記内方部材が、車輪取付用のハブフランジを外周に有し中心に貫通孔を有するハブ輪と、このハブ輪のインボード側端の外周に設けられた内輪嵌合面部に嵌合した内輪とでなり、これらハブ輪および内輪に前記各列の軌道面を形成した駆動輪支持用の車輪用軸受装置において、前記内輪の内周面に、この内輪のインボード側の端面まで続き、この端面の内周縁に相当する深さの段差部を設け、前記ハブ輪の加締加工により前記内輪の前記段差部の軸方向に向く段面に係合する塑性変形部分を設け、この塑性変形部分は前記内輪の端面から突出しないものとし、この塑性変形部分は非熱処理部とし、前記ハブ輪の外周面における前記軌道面から前記内輪嵌合面部に渡り高周波焼入れによる硬化層を設け、この硬化層のインボード側端を、内輪の軌道面における接触角を成す直線と前記内輪嵌合面部との交点から、内輪の前記段差部の前記軸方向に向く段面がハブ輪と交わる交点までの間に設定したため、軸受機能へ悪影響を及ぼすことなく、車両への組立工程における内輪抜けを防止することができ、特に軸受運転時のハブ輪の内輪嵌合部の摩耗と、加締によるハブ輪の端部の割れが防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
この発明の一実施形態を図1ないし図3と共に説明する。この実施形態は、第3世代型の内輪回転タイプで、かつ駆動輪支持用の車輪用軸受装置に適用したものである。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向外側寄りとなる側をアウトボード側と言い、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
この車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面3を形成した外方部材1と、これら各軌道面3に対向する軌道面4を形成した内方部材2と、これら外方部材1および内方部材2の軌道面3,4間に介在した複列のボール5とで構成される。この車輪用軸受装置は、複列のアンギュラ玉軸受型とされていて、ボール5は各列毎に保持器6で保持されている。上記各軌道面3,4は断面円弧状であり、各軌道面3,4はボール接触角θが背面合わせとなるように形成されている。外方部材1と内方部材2との間の軸受空間の両端は、シール7,8によりそれぞれ密封されている。
【0012】
外方部材1は固定側の部材となるものであって、車体の懸架装置(図示せず)におけるナックルに取付けるフランジ1aを外周に有し、全体が一体の部品とされている。
内方部材2は回転側の部材となるものであって、軸部9b、およびこの軸部9bの外周に車輪取付用のハブフランジ9aを有するハブ輪9と、このハブ輪9の軸部9bのインボード側端の外周に嵌合した内輪10とでなる。これらハブ輪9および内輪10に前記各列の軌道面4が形成されている。ハブ輪9は中心に貫通孔11を有し、その軌道面4は、焼入れ処理による表面硬化処理面とされている。内輪10は、表面から芯部までの全体が焼入れ処理により硬化させてある。
【0013】
図2および図3に拡大断面図で示すように、ハブ輪9のインボード側端の外周には、ハブ輪9の他の部分の外周よりも小径となった段差部状の内輪嵌合面部15が形成され、この内輪嵌合面部15に内輪10が嵌合する。内輪10の内周面におけるインボード側端には、この内輪10のインボード側の端面10aまで続き、この端面10aの内周縁に相当する深さの段差部16が設けられる。この段差部16は、内輪10の軌道面4の接触角θを成す直線Lよりもインボード側に位置している。段差部16の内面は、円筒面からなるストレート部16aと、軸方向に向く段面16bとでなる形状とされている。段面16bは、軸受軸方向に沿う断面が直線または曲線となる傾斜面とされている。なお段面16bは、軸方向に垂直な面であっても良い。
【0014】
ハブ輪9のインボード側端には、加締加工により内輪10の段差部16の軸方向に向く段面16bに係合する塑性変形部分9bが設けてある。なお、図2は塑性変形部分9bの加締加工前の状態を、図3は加締加工後の状態をそれぞれ示す。塑性変形部分9bは、内輪10の段差部16内をほぼ充足するが、内輪10の端面10aから突出しないものとしてある。上記加締加工は、プレス加工等の方法で全周に渡り行われる。この加締加工はハブ輪9のインボード側端の全周を拡径させる拡径加締めによって行う。ハブ輪9の加締加工を行う塑性変形部分9bは非熱処理部とされている。
【0015】
ハブ輪9の外周面における前記軌道面4から前記内輪嵌合面部15に渡り、高周波焼入れによる硬化層18が設けられている。この硬化層18のインボード側端は、内輪10の軌道面4における接触角θを成す直線Lと内輪嵌合面部15との交点Aから、内輪10の段差部16の軸方向に向く段面16bがハブ輪9と交わる交点Cまでの区間Bの間に設定されている。
【0016】
ハブ輪9の貫通孔11の内周面は、スプライン溝11aaの形成された一般径部分11aを有する。また、この一般径部分11aよりもインボード側の部分は、上記塑性変形部分9bの内周面となる大径段差部11bと、この大径段差部11bよりも小径で前記一般的径部分11aのスプライン溝11aaの溝底径よりも大径となる中間径段差部11cとでなる2段の段付き形状とされている。
【0017】
この車輪用軸受装置の車両への組付けにおいては、等速ジョイント12の片方の継手部材となる外輪13のステム部13aをハブ輪9の貫通孔11に挿通させ、ステム部13aの外周のスプライン13aaと貫通孔11の内周面のスプライン溝11aaとをスプライン嵌合させ、ステム部13aの先端に螺合するナット14の締め付けにより、等速ジョイント外輪13を内方部材2に結合する。このとき、等速ジョイント外輪13に設けられたアウトボード側に向く段面13bが、内輪10のインボード側に向く端面10aに押し付けられ、等速ジョイント外輪13とナット14とで内方部材2が幅締めされる。
車輪取付用のハブフランジ9aはハブ輪9のアウトボード側端に位置しており、このハブフランジ9aにブレーキロータを介して車輪(いずれも図示せず)がボルト17で取付けられる。
【0018】
この構成の車輪用軸受装置によると、内輪10の内周面に段差部16を設け、ハブ輪9の加締加工による塑性変形部分9bを前記段差部16内に係合させたので、車両への組付工程において発生する外力による内輪10のハブ輪9からの抜けを防止できる。
ハブ輪9の外周面における軌道面4から内輪嵌合面部15に渡る範囲には、高周波焼入れによる硬化層18を設けたので、軸受運転時におけるハブ輪9の軸部の耐摩耗性が向上する。ハブ輪9の塑性変形部分9bは非熱処理部としたため、加締加工が容易に行える。硬化層18のインボード側端は、内輪10の軌道面4における接触角θを成す直線Lと内輪嵌合面部15との交点Aから、内輪10の段差部16の軸方向に向く段面16bがハブ輪9と交わる交点Cまでの区間B内に設定したので、ハブ輪9の塑性変形部分9bを加締加工するときに、ハブ輪9のインボード側端部に割れが発生することが防止される。
【0019】
段差部16は、内輪10の内周縁というごく限られた範囲のものとしたため、内輪10の抜け耐力を確保しながら、段差部16をできるだけ小さなものとできる。このため、段差部16を設けながら内輪10の端面の面積の減少が少なく、等速ジョイント外輪13の段面13bとの接触面圧の増加が抑制され、摩耗や異音の発生を防止できる。内輪10は小部品であって軌道面4を有し、かつハブ輪9に内径面が嵌合することから、前記したように表面から芯部までの全体を焼入れ処理により硬化させたものとすることで、転動寿命に優れ、かつ嵌合面の耐摩耗性に優れたものとなる。
【0020】
また、ハブ輪9の貫通孔11は、スプライン溝11aaが形成された一般径部分11aよりもインボード側の部分を、塑性変形部分9bの内周面となる大径段差部11bと、この大径段差部11bよりも小径で前記一般径部分11aよりも大径となる中間径段差部11cとでなる2段の段付き形状としたため、中間径段差部11cが、等速ジョイント外輪13のステム部13aを挿入するときの案内となり、組立性がより向上する。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】この発明の一実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。
【図2】同車輪用軸受装置のハブ輪加締前の部分拡大断面図である。
【図3】同車輪用軸受装置のハブ輪加締後の部分拡大断面図である。
【図4】従来例の断面図である。
【図5】従来例の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【0022】
1…外方部材
2…内方部材
3…外方部材の軌道面
4…内方部材の軌道面
5…転動体
9…ハブ輪
9a…ハブフランジ
9b…塑性変形部分
10…内輪
10a…内輪端面
11…貫通孔
11a…一般径部分
11aa…スプライン溝
11b…大径段差部
11c…中間径段差部
13…等速ジョイント外輪
13a…等速ジョイント外輪のステム部
13aa…ステム部のスプライン
15…内輪嵌合面部
16…内輪の段差部
16b…段面
18…硬化層




 

 


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