JP2012163155A - 車輪用軸受装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ギヤ部にフレッティング摩耗が生じるのを防止すると共に、内輪部材とハブ輪を強固に固定して軸受ガタを防止した車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】内輪部材５が、内側転走面５ａから肩部７を介して軸方向に延びる円筒状のステム部８を一体に有し、このステム部８が、ハブ輪４の小径段部４ｂが円筒嵌合するインロウ部８ａと、このインロウ部８ａの端部に形成された嵌合部８ｂとからなり、内輪部材５の端部外周にギヤ部９が一体に形成され、このギヤ部９からインロウ部８ａに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化層が形成され、嵌合部８ｂが鍛造後の表面硬さの生のままとされると共に、ハブ輪４の内径に硬化した凹凸部１２が形成され、内輪部材５の嵌合部８ｂを拡径させて凹凸部１２に食い込ませて加締め、当該ハブ輪４と内輪部材５とが一体に塑性結合されている。
【選択図】図２
【解決手段】内輪部材５が、内側転走面５ａから肩部７を介して軸方向に延びる円筒状のステム部８を一体に有し、このステム部８が、ハブ輪４の小径段部４ｂが円筒嵌合するインロウ部８ａと、このインロウ部８ａの端部に形成された嵌合部８ｂとからなり、内輪部材５の端部外周にギヤ部９が一体に形成され、このギヤ部９からインロウ部８ａに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化層が形成され、嵌合部８ｂが鍛造後の表面硬さの生のままとされると共に、ハブ輪４の内径に硬化した凹凸部１２が形成され、内輪部材５の嵌合部８ｂを拡径させて凹凸部１２に食い込ませて加締め、当該ハブ輪４と内輪部材５とが一体に塑性結合されている。
【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、車輪を駆動・非駆動に切り替えるクラッチ機能を備えた車輪用軸受装置に関するものである。
４輪駆動の自動車には、前輪または後輪を、車輪用軸受装置に備えられたクラッチ機能で選択的に従動輪に切り替え可能としたものがある。このようなクラッチ機能付きの車輪用軸受装置の従来例を図５に示す。この車輪用軸受装置は、車体側に取り付けられる外方部材５０と、この外方部材５０の内周の複列の外側転走面５０ａ、５０ａに対向する内側転走面５５ａを有する内方部材５１と、対向する転走面５０ａ、５５ａ間に介在した複列の円錐ころ５２、５２とからなる。内方部材５１は、車輪取付フランジ５３を有するハブ輪５４と、このハブ輪５４の外周に軸方向に並んで嵌合される２つの内輪５５、５６とで構成され、各内輪５５、５６はその外周に各列の内側転走面５５ａ、５５ａを有する。ハブ輪５４の内周には、駆動軸となる等速自在継手の外側継手部材（図示せず）の軸部が、軸受５７、５８を介して回転自在に支持されている。
ハブ輪５４の外周の２個の内輪５５、５６のうち、内端部側の内輪５６は、外周がギヤ部５６ａに形成され、かつ端部内周にスプライン状部５６ｂが形成されている。ハブ輪５４の内端部の外周にはスプライン状部５４ａが形成され、このスプライン状部５４ａに内輪５６のスプライン状部５６ｂが噛み合わされる。ハブ輪５４の内端部は、内輪５６の大端面を押し付けるフランジ状の加締部５４ｂとされ、この加締部５４ｂにより内輪５６がハブ輪５４に対して軸方向に固定されている。
内輪５６のギヤ部５６ａには、外側継手部材に形成されたギヤ部５９と噛み合うリング状のスライドギヤ６０が、軸方向へのスライドによって選択的に噛み合う。スライドギヤ６０を介して、内輪５６のギヤ部５６ａと外側継手部材のギヤ部５９とが連結された状態で、駆動力が外側継手部材から内輪５６およびハブ輪５４を介して車輪に伝達される。すなわち、この時、ハブ輪５４に支持される車輪は駆動輪となる。スライドギヤ６０が内輪５６のギヤ部５６ａに噛み合わない状態では、駆動力が車輪に伝達されず、この時ハブ輪５４に支持される車輪は従動輪となる。
このような構成では、内輪５６の端部外周に、外側継手部材のギヤ部５９に噛み合うスライドギヤ６０と噛合可能なギヤ部５６ａが形成されているので、ギヤ部５６ａへのスライドギヤ６０の噛み合いの有無により、クラッチ機能を持たせることができる。また、このギヤ部５６ａは、内輪５６に一体形成されているので、フレッティング摩耗が生じることがない。このため、内輪５６をハブ輪５４にクランプする軸力を充分に確保できて軸受ガタを防止できると共に、急発進時に、内輪５６からスティックスリップ音が発生するのも防止できる（例えば、特許文献１参照。）。
然しながら、この従来の車輪用軸受装置では、内輪５６の端部内周にスプライン状部５６ｂが形成されていると共に、このスプライン状部５６ｂに噛合するスプライン状部５４ａがハブ輪５４に形成されているため、ハブ輪５４の内端部を塑性変形させて加締部５４ｂを形成する時、スプライン状部５６ｂに沿って径方向外方に成形され難くなり、微小クラック等の加締不具合が発生する恐れがある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ギヤ部にフレッティング摩耗が生じるのを防止すると共に、内輪部材とハブ輪を強固に固定して軸受ガタを防止し、また、急発進時に、内輪部材からスティックスリップ音が発生するのを防止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、外周に懸架装置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の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面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、前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された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保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、前記内輪部材の端部外周にギヤ部が一体に形成され、前記ハブ輪と内輪部材のうち外径側の部材の内径に硬化した凹凸部が形成されると共に、前記ハブ輪と内輪部材のうち内径側の部材の嵌合部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませて加締め、当該ハブ輪と内輪部材とが一体に塑性結合されている。
このように、外周に懸架装置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、外周に複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面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、複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪部材からなる内方部材と、この内方部材と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を備えた車輪用軸受装置において、内輪部材の端部外周にギヤ部が一体に形成され、ハブ輪と内輪部材のうち外径側の部材の内径に硬化した凹凸部が形成されると共に、ハブ輪と内輪部材のうち内径側の部材の嵌合部を拡径させて凹凸部に食い込ませて加締め、当該ハブ輪と内輪部材とが一体に塑性結合されているので、ギヤ部にフレッティング摩耗が生じるのを防止すると共に、内輪部材とハブ輪を強固に固定して軸受ガタを防止し、また、急発進時に、内輪部材からスティックスリップ音が発生するのを防止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、前記内輪部材が、前記内側転走面から肩部を介して軸方向に延びる円筒状のステム部を有し、このステム部に前記ハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して円筒嵌合するインロウ部と、このインロウ部の端部に嵌合部がそれぞれ形成されると共に、前記内側転走面をはじめ、前記ギヤ部から肩部を介して前記ステム部のインロウ部に亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化層が形成され、前記嵌合部が鍛造後の表面硬さの生のままとされていても良い。
また、請求項３に記載の発明のように、前記ハブ輪が、前記内側転走面から肩部を介して軸方向に延びる円筒状の小径段部を有し、この小径段部に前記内輪部材に所定のシメシロを介して円筒嵌合するインロウ部と、このインロウ部の端部に嵌合部がそれぞれ形成されると共に、前記内側転走面をはじめ、前記車輪取付フランジのインナー側の基部から前記小径段部のインロウ部に亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化層が形成され、前記嵌合部が鍛造後の表面硬さの生のままとされていても良いても良い。
また、請求項４に記載の発明のように、前記凹凸部がアヤメローレット状に形成され、旋削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で構成され、その凸部の先端部が尖塔形状に形成されていれば良好な食い込み性を確保し、強固にハブ輪と内輪部材とを塑性結合させることができる。
また、請求項５に記載の発明のように、前記転動体が円錐ころからなり、前記内輪部材の内側転走面の大径側に前記円錐ころを案内するための大鍔部が形成されると共に、前記外方部材の外側転走面の大径側に前記円錐ころを案内するための大鍔部が一体に形成されていれば、ハブ輪の形状が簡素化され、鍛造加工が容易になると共に、強度・剛性が高くなり、耐久性を向上させることができる。
また、請求項６に記載の発明のように、前記車輪取付フランジの周方向等配位置に前記車輪を固定するハブボルトが植設され、前記車輪取付フランジのアウター側の側面に前記ハブボルトを包含する所定の幅を有する環状溝が形成されると共に、この環状溝以外の側面が、前記拡径加締後に二次切削されていれば、ハブボルトの圧入による側面への変形等の影響を最小限に抑制できると共に、拡径加締後の二次切削により、ハブボルトの圧入およびハブ輪と内輪部材の塑性接合によって増加した側面の面振れを可及的に抑制することができる。
本発明に係る車輪用軸受装置は、外周に懸架装置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の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面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、前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された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保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、前記内輪部材の端部外周にギヤ部が一体に形成され、前記ハブ輪と内輪部材のうち外径側の部材の内径に硬化した凹凸部が形成されると共に、前記ハブ輪と内輪部材のうち内径側の部材の嵌合部を拡径させて凹凸部に食い込ませて加締め、当該ハブ輪と内輪部材とが一体に塑性結合されているので、ギヤ部にフレッティング摩耗が生じるのを防止すると共に、内輪部材とハブ輪を強固に固定して軸受ガタを防止し、また、急発進時に、内輪部材からスティックスリップ音が発生するのを防止した車輪用軸受装置を提供することができる。
外周に懸架装置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、内周に複列のテーパ状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の一方に対向するテーパ状の内側転走面と、この内側転走面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、前記複列の外側転走面の他方に対向するテーパ状の内側転走面が形成された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、を備えた車輪用軸受装置において、前記内輪部材が、前記内側転走面から肩部を介して軸方向に延びる円筒状のステム部を一体に有し、このステム部が、前記ハブ輪の小径段部が所定のシメシロを介して円筒嵌合するインロウ部と、このインロウ部の端部に形成された嵌合部とからなり、前記内輪部材の端部外周にギヤ部が一体に形成され、このギヤ部から前記肩部を介してインロウ部に亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化層が形成され、前記嵌合部が鍛造後の表面硬さの生のままとされると共に、前記ハブ輪の内径に硬化した凹凸部が形成され、前記内輪部材の嵌合部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませて加締め、当該ハブ輪と内輪部材とが一体に塑性結合されている。
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（ａ）は、図１の要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）のアウター側のシールを示す部分拡大図、（ｃ）は、（ａ）のインナー側のシールを示す部分拡大図である。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（ａ）は、図１の要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）のアウター側のシールを示す部分拡大図、（ｃ）は、（ａ）のインナー側のシールを示す部分拡大図である。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に用いられ、内方部材１と外方部材２、および両部材１、２間に転動自在に収容された複列の円錐ころ３、３とを備えている。内方部材１は、ハブ輪４と、このハブ輪４に塑性結合された内輪部材５とからなる。ハブ輪４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６を一体に有し、外周に一方（アウター側）のテーパ状の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部４ｂが形成されている。また、車輪取付フランジ６の周方向等配位置に車輪を固定するハブボルト６ａが植設されている。
内輪部材５は、外周に他方（インナー側）のテーパ状の内側転走面５ａと、この内側転走面５ａから肩部７を介して軸方向に延びる円筒状のステム部８が形成されている。ステム部８には、ハブ輪４の小径段部４ｂに所定のシメシロを介して円筒嵌合するインロウ部８ａと、このインロウ部８ａの端部に嵌合部８ｂがそれぞれ形成されている。内輪部材５の内側転走面５ａの大径側には円錐ころ３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３の脱落を防止するための小鍔部５ｃが形成され、ハブ輪４の小径段部４ｂと内輪部材５の小鍔部５ｃ側の肩部７（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。そして、大鍔部５ｂのインナー側の端部外周には転造加工によりギヤ部９が一体に形成されている。
外方部材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２ｂを一体に有し、内周に外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成されている。そして、複列の円錐ころ３、３は両転走面間に保持器１０を介して転動自在に収容されている。また、ナックルに内嵌される外径面に環状溝３１が形成され、この環状溝３１にＯリング等の弾性リング３２が装着されている。これにより、ナックルとの嵌合部の気密性を向上させることができる。
本実施形態では、図２（ａ）に示すように、複列の円錐ころ３、３のうちインナー側の円錐ころ３は、前述したように、内輪部材５側に形成された大鍔部５ｂによって案内されているが、アウター側の円錐ころ３は、外方部材２側に形成された大鍔部２ｃによって案内されている。すなわち、アウター側の外側転走面２ａの大径側に大鍔部２ｃが一体に形成され、ハブ輪４の外周には大鍔部をはじめ、円錐ころ３の脱落を防止するための小鍔部も形成されていない。これにより、ハブ輪４の形状が簡素化され、鍛造加工が容易になると共に、ハブ輪４のパイロット部４ｃの内周に周方向等配に形成された複数のリブ２９と相俟って強度・剛性が高くなり、耐久性を向上させることができる。
ハブ輪４は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）で形成され、内側転走面４ａをはじめ、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部４ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さが５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化層１１（図中クロスハッチングにて示す）が形成されている。
ここで、ハブ輪４の内周には凹凸部１２が形成されている。この凹凸部１２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１２は、良好な食い込み性を確保するためにその凸部の先端部が三角形状等の尖塔形状に形成されると共に、高周波焼入れによって所定の硬化層１３（図中クロスハッチングにて示す）が形成されている。
内輪部材５はハブ輪４と同様、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５ａをはじめ、ギヤ部９から肩部７を介してステム部８のインロウ部８ａに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化層１４（図中クロスハッチングにて示す）が形成されている。なお、嵌合部８ｂは鍛造後の表面硬さの生のままとされている。
外方部材２は、ハブ輪４と同様、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成し、複列の外側転走面２ａ、２ａが高周波焼入れによって表面に５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化処理が施されている。そして、外方部材２と内方部材１との間に形成される環状空間の開口部にはシール１５、１６が装着され、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩と、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。
アウター側のシール１５は、図２（ｂ）に拡大して示すように、外方部材２のアウター側端部の内周に所定のシメシロを介して圧入された芯金１７と、この芯金１７に接合されたシール部材１８とからなる一体型のシールで構成されている。芯金１７は、冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）を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１８はＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延び、車輪取付フランジ６のインナー側の側面に所定のシメシロを介して摺接するサイドリップ１８ａと、この内径側で、径方向外方に傾斜して延び、断面が円弧状に形成された基部６ｂに所定の軸方向シメシロを介して摺接するダストリップ１８ｂと、軸受内方側に傾斜して延び、基部６ｂに所定の径方向すきまを介して対向するグリースリップ１８ｃを有している。なお、シール部材１８の材質としては、例示したＮＢＲ以外にも、例えば、耐熱性に優れたＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。
また、インナー側のシール１６は、（ｃ）に拡大して示すように、互いに対向配置されたスリンガ１９と環状のシール板２０とからなる、所謂パックシールで構成されている。スリンガ１９は、強磁性体の鋼板、例えば、フェライト系のステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、内輪部材５の大鍔部５ｂに圧入される円筒部１９ａと、この円筒部１９ａから径方向外方に延びる立板部１９ｂとからなる。
一方、シール板２０は、外方部材２の端部に内嵌される芯金２１と、この芯金２１に加硫接着により一体に接合されたシール部材２２とからなる。芯金２１は、オーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延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。
シール部材２２はＮＢＲ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２２ａ、２２ｂと、この内径側で、径方向内方に傾斜して形成されたグリースリップ２２ｂを有している。サイドリップ２２ａ、２２ｂはスリンガ１９の立板部１９ｂのアウター側の側面に所定の軸方向シメシロを介して摺接すると共に、グリースリップ２ｃは円筒部１９ａに所定の径方向シメシロを介して摺接している。なお、シール部材２２の材質としては、例示したＮＢＲ以外にも、例えば、耐熱性に優れたＨＮＢＲ、ＥＰＤＭ等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ、ＦＫＭ、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。
ハブ輪４と内輪部材５との一体化は、ハブ輪４に内輪部材５のステム部８が所定のシメシロで圧入され、小径段部４ｂの端面に内輪部材５の肩部７が衝合された状態で、嵌合部８ｂの内径にマンドレル等の拡径治具をアウター側に押し込んで嵌合部８ｂを拡径することにより行われる。すなわち、嵌合部８ｂを塑性変形させてハブ輪４の凹凸部１２に食い込ませて加締めることにより、ハブ輪４と内輪部材５が塑性結合されて一体化されている。これにより、結合部の緩みを防止し、長期間に亙って初期に設定された軸受予圧を維持することができる。
本実施形態では、車輪取付フランジ６のアウター側の側面６ｃにはハブボルト６ａを包含する所定の幅を有する環状溝３０が形成され、この環状溝３０以外の側面６ｃが、拡径加締後に、旋盤等により二次切削されている。このように、環状溝３０を側面６ｃに形成することにより、ハブボルト６ａの圧入による側面６ｃへの変形等の影響を最小限に抑制できると共に、拡径加締後に、さらに側面６ｃを二次切削することにより、ハブボルト６ａの圧入によって増加した側面６ｃの面振れを可及的に抑制することができる。
また、拡径加締時に軸受部を回転させながら行うことにより、円錐ころ３が回転に伴って競りあがり、大鍔部５ｂ、２ｃに案内されるため、軸受内部すきまを規定値の範囲に安定して収めることができる。なお、ここでは、転動体が円錐ころ３からなる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構成されていても良い。
ハブ輪４の内周には、図示しない等速自在継手を構成する外側継手部材の軸部が転がり軸受２３、２４を介して回転自在に支持されている。これらの転がり軸受２３、２４のうち、アウター側の転がり軸受２３は深溝玉軸受からなり、インナー側の転がり軸受２４はシェル形の針状ころ軸受からなる。
また、ハブ輪４の小径段部４ｂには、環状のパルサリング２５が装着され、外方部材２には、このパルサリング２５に対峙する回転速度センサ２６が外周から内周に貫通して配設されている。パルサリング２５は、例えば、円周方向に並べて磁極Ｎ、Ｓが設けられた多極磁石からなる。一方、回転速度センサ２６は、ホール素子等からなり、内方部材１の回転に伴うパルサリング２５の磁極変化を検出してセンサ信号として出力し、車輪の回転速度を検出する。
ここで、本実施形態では、内輪部材５のギヤ部９には、外側継手部材のギヤ部２７と噛み合うリング状のスライドギヤ２８が、軸方向へのスライドによって選択的に噛み合う。このスライドギヤ２８を介して、内輪部材５のギヤ部９と外側継手部材のギヤ部２７が連結された状態で、駆動力が等速自在継手から内輪部材５およびハブ輪４を介して車輪に伝達される。すなわち、この時、ハブ輪４に支持される車輪は駆動輪となる。また、スライドギヤ２８が内輪部材５のギヤ部９に噛み合わない状態では、駆動力が車輪に伝達されず、この時、ハブ輪４に支持される車輪は従動輪となり、４輪／２輪の切り換えが選択的に行われる。
本実施形態では、ギヤ部９が内輪部材５に一体に形成されているのでフレッティング摩耗が生じるのを防止することができ、また、ハブ輪４と内輪部材５が塑性結合されて一体化されているので、内輪部材５とハブ輪４との結合部の緩みを防止し、長期間に亙って初期に設定された軸受予圧を維持することができると共に、急発進時に、内輪部材５からスティックスリップ音が発生するのを防止した車輪用軸受装置を提供することができる。
図３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、図４は、図３の要部拡大図である。なお、この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態と基本的には内方部材の構成が異なるだけで、その他同一部品、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に用いられ、内方部材３３と外方部材２、および両部材３３、２間に転動自在に収容された複列の円錐ころ３、３とを備えている。内方部材３３は、ハブ輪３４と、このハブ輪３４に塑性結合された内輪部材３５とからなる。ハブ輪３４は、アウター側の端部に車輪取付フランジ６を一体に有し、外周に一方（アウター側）のテーパ状の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから肩部３４ａを介して軸方向に延びる円筒状の小径段部３６が形成されている。そして、この小径段部３６は、インロウ部３４ｂと、このインロウ部３４ｂの端部に形成された嵌合部３４ｃとからなる。
内輪部材３５は、外周に他方（インナー側）のテーパ状の内側転走面５ａが形成されている。ハブ輪３４の肩部３４ａと内輪部材３５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。そして、大鍔部５ｂのインナー側の端部外周には転造加工によりギヤ部９が一体に形成されている。
ハブ輪３４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３４ａをはじめ、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂからインロウ部３６ａに亙って高周波焼入れによって表面硬さが５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化層３８（図中クロスハッチングにて示す）が形成されている。なお、嵌合部３６ｂは鍛造後の表面硬さの生のままとされている。
ここで、図４に示すように、内輪部材３５のインナー側の端部内周には凹凸部３７が形成されている。この凹凸部３７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３７は、良好な食い込み性を確保するためにその凸部の先端部が三角形状等の尖塔形状に形成されると共に、高周波焼入れによって所定の硬化層３９（図中クロスハッチングにて示す）が形成されている。
内輪部材３５はハブ輪３４と同様、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５ａをはじめ、ギヤ部９から小端面５ｄに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化層４０（図中クロスハッチングにて示す）が形成されている。
ハブ輪３４と内輪部材３５との一体化は、ハブ輪３４のインロウ部３４ｂに内輪部材３５が所定のシメシロで圧入され、ハブ輪３４の肩部３４ａに内輪部材３５の小端面５ｄが衝合された状態で、ハブ輪３４の嵌合部３６ｂの内径にマンドレル等の拡径治具をアウター側に押し込んで嵌合部３６ｂを拡径することにより行われる。すなわち、嵌合部３６ｂを塑性変形させて内輪部材３５の凹凸部３７に食い込ませて加締めることにより、ハブ輪３４と内輪部材３５が塑性結合されて一体化されている。これにより、結合部の緩みを防止し、長期間に亙って初期に設定された軸受予圧を維持することができる。
ここで、本実施形態では、前述した実施形態と同様、内輪部材３５のギヤ部９には、外側継手部材のギヤ部２７と噛み合うリング状のスライドギヤ２８が、軸方向へのスライドによって選択的に噛み合う。このスライドギヤ２８を介して、内輪部材３５のギヤ部９と外側継手部材のギヤ部２７が連結された状態で、駆動力が等速自在継手から内輪部材３５およびハブ輪３４を介して車輪に伝達される。すなわち、この時、ハブ輪３４に支持される車輪は駆動輪となる。また、スライドギヤ２８が内輪部材３５のギヤ部９に噛み合わない状態では、駆動力が車輪に伝達されず、この時、ハブ輪３４に支持される車輪は従動輪となり、４輪／２輪の切り換えが選択的に行われる。
本実施形態では、ギヤ部９が内輪部材３５に一体に形成されているのでフレッティング摩耗が生じるのを防止することができ、また、ハブ輪３４と内輪部材３５が塑性結合されて一体化されているので、内輪部材３５とハブ輪３４との結合部の緩みを防止し、長期間に亙って初期に設定された軸受予圧を維持することができると共に、急発進時に、内輪部材３５からスティックスリップ音が発生するのを防止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、特に、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、３３ 内方部材
２ 外方部材
２ａ 外側転走面
２ｂ 車体取付フランジ
２ｃ、５ｂ 大鍔部
３ 円錐ころ
４、３４ ハブ輪
４ａ、５ａ 内側転走面
４ｂ、３６ 小径段部
４ｃ パイロット部
５、３５ 内輪部材
５ｃ 小鍔部
５ｄ 小端面
６ 車輪取付フランジ
６ａ ハブボルト
６ｂ 車輪取付フランジのインナー側の基部
６ｃ 車輪取付フランジのアウター側の側面
７、３４ａ 肩部
８ ステム部
８ａ、３６ａ インロウ部
８ｂ、３６ｂ 嵌合部
９、２７ ギヤ部
１０ 保持器
１１、１３、１４、３８、３９、４０ 硬化層
１２、３７ 凹凸部
１５ アウター側のシール
１６ インナー側のシール
１７、２１ 芯金
１８、２２ シール部材
１８ａ、２２ａ、２２ｂ サイドリップ
１８ｂ ダストリップ
１８ｃ、２２ｃ グリースリップ
１９ スリンガ
１９ａ 円筒部
１９ｂ 立板部
２０ シール板
２３、２４ 転がり軸受
２５ パルサリング
２６ 回転速度センサ
２８ スライドギヤ
２９ リブ
３０、３１ 環状溝
３２ 弾性リング
５０ 外方部材
５０ａ 外側転走面
５１ 内方部材
５２ 円錐ころ
５３ 車輪取付フランジ
５４ ハブ輪
５４ａ、５６ｂ スプライン状部
５４ｂ 加締部
５５、５６ 内輪
５５ａ 内側転走面
５６ａ、５９ ギヤ部
５７、５８ 軸受
６０ スライドギヤ
２ 外方部材
２ａ 外側転走面
２ｂ 車体取付フランジ
２ｃ、５ｂ 大鍔部
３ 円錐ころ
４、３４ ハブ輪
４ａ、５ａ 内側転走面
４ｂ、３６ 小径段部
４ｃ パイロット部
５、３５ 内輪部材
５ｃ 小鍔部
５ｄ 小端面
６ 車輪取付フランジ
６ａ ハブボルト
６ｂ 車輪取付フランジのインナー側の基部
６ｃ 車輪取付フランジのアウター側の側面
７、３４ａ 肩部
８ ステム部
８ａ、３６ａ インロウ部
８ｂ、３６ｂ 嵌合部
９、２７ ギヤ部
１０ 保持器
１１、１３、１４、３８、３９、４０ 硬化層
１２、３７ 凹凸部
１５ アウター側のシール
１６ インナー側のシール
１７、２１ 芯金
１８、２２ シール部材
１８ａ、２２ａ、２２ｂ サイドリップ
１８ｂ ダストリップ
１８ｃ、２２ｃ グリースリップ
１９ スリンガ
１９ａ 円筒部
１９ｂ 立板部
２０ シール板
２３、２４ 転がり軸受
２５ パルサリング
２６ 回転速度センサ
２８ スライドギヤ
２９ リブ
３０、３１ 環状溝
３２ 弾性リング
５０ 外方部材
５０ａ 外側転走面
５１ 内方部材
５２ 円錐ころ
５３ 車輪取付フランジ
５４ ハブ輪
５４ａ、５６ｂ スプライン状部
５４ｂ 加締部
５５、５６ 内輪
５５ａ 内側転走面
５６ａ、５９ ギヤ部
５７、５８ 軸受
６０ スライドギヤ
Claims (6)
- 外周に懸架装置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の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面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、前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された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保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、
前記内輪部材の端部外周にギヤ部が一体に形成され、前記ハブ輪と内輪部材のうち外径側の部材の内径に硬化した凹凸部が形成されると共に、
前記ハブ輪と内輪部材のうち内径側の部材の嵌合部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませて加締め、当該ハブ輪と内輪部材とが一体に塑性結合されていることを特徴とする車輪用軸受装置。 - 前記内輪部材が、前記内側転走面から肩部を介して軸方向に延びる円筒状のステム部を有し、このステム部に前記ハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して円筒嵌合するインロウ部と、このインロウ部の端部に嵌合部がそれぞれ形成されると共に、前記内側転走面をはじめ、前記ギヤ部から肩部を介して前記ステム部のインロウ部に亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化層が形成され、前記嵌合部が鍛造後の表面硬さの生のままとされている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
- 前記ハブ輪が、前記内側転走面から肩部を介して軸方向に延びる円筒状の小径段部を有し、この小径段部に前記内輪部材に所定のシメシロを介して円筒嵌合するインロウ部と、このインロウ部の端部に嵌合部がそれぞれ形成されると共に、前記内側転走面をはじめ、前記車輪取付フランジのインナー側の基部から前記小径段部のインロウ部に亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化層が形成され、前記嵌合部が鍛造後の表面硬さの生のままとされている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
- 前記凹凸部がアヤメローレット状に形成され、旋削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で構成され、その凸部の先端部が尖塔形状に形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
- 前記転動体が円錐ころからなり、前記内輪部材の内側転走面の大径側に前記円錐ころを案内するための大鍔部が形成されると共に、前記外方部材の外側転走面の大径側に前記円錐ころを案内するための大鍔部が一体に形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
- 前記車輪取付フランジの周方向等配位置に前記車輪を固定するハブボルトが植設され、前記車輪取付フランジのアウター側の側面に前記ハブボルトを包含する所定の幅を有する環状溝が形成されると共に、この環状溝以外の側面が、前記拡径加締後に二次切削されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011023741A JP2012163155A (ja) | 2011-02-07 | 2011-02-07 | 車輪用軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011023741A JP2012163155A (ja) | 2011-02-07 | 2011-02-07 | 車輪用軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012163155A true JP2012163155A (ja) | 2012-08-30 |
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ID=46842732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011023741A Withdrawn JP2012163155A (ja) | 2011-02-07 | 2011-02-07 | 車輪用軸受装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2012163155A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112721538A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-04-30 | 上海工程技术大学 | 一种低磨耗轮对及应用于多小半径曲线轨道的轨道车辆 |
-
2011
- 2011-02-07 JP JP2011023741A patent/JP2012163155A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112721538A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-04-30 | 上海工程技术大学 | 一种低磨耗轮对及应用于多小半径曲线轨道的轨道车辆 |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20140513 |