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Title:
BEARING DEVICE FOR WHEEL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/078511
Kind Code:
A1
Abstract:
A bearing device for a wheel, in which circumferential play is suppressed and which has excellent workability of connection between a hub ring and an outer joint member of a constant velocity universal joint. In the bearing device for a wheel, a stem shaft (12), which is fitted in a hole (22) of the hub ring (1), of the outer joint member of the constant velocity universal joint (3) is integrated with a hub ring (1) via a depression/projection fitting structure (M). In the depression/projection fitting structure (M), the entire part of a portion (38) of a projection (35), which portion is to be fitted to a depression, is in intimate contact with a corresponding depression section (36).

Inventors:
FUKUMURA YOSHIKAZU (JP)
KURA HISAAKI (JP)
TOMOGAMI SHIN (JP)
KAWAMURA HIROSHI (JP)
YAMAUCHI KIYOSHIGE (JP)
OZAWA MASAHIRO (JP)
NAKAGAWA TOHRU (JP)
ASANO YUICHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2007/073361
Publication Date:
July 03, 2008
Filing Date:
December 04, 2007
Export Citation:
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Assignee:
NTN TOYO BEARING CO LTD (JP)
FUKUMURA YOSHIKAZU (JP)
KURA HISAAKI (JP)
TOMOGAMI SHIN (JP)
KAWAMURA HIROSHI (JP)
YAMAUCHI KIYOSHIGE (JP)
OZAWA MASAHIRO (JP)
NAKAGAWA TOHRU (JP)
ASANO YUICHI (JP)
International Classes:
B60B35/14; B60B27/00; F16C19/18; F16C33/64; F16C35/073
Domestic Patent References:
WO2006095603A12006-09-14
Foreign References:
JP2005081868A2005-03-31
JP2002200902A2002-07-16
JP2005193757A2005-07-21
JP2004340311A2004-12-02
Other References:
See also references of EP 2103450A4
Attorney, Agent or Firm:
TANAKA, Hideyoshi et al. (15-26 Edobori 1-chome, Nishi-k, Osaka-shi Osaka 02, JP)
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Claims:
 内周に複数の外側軌道面を有する外方部材と、前記外側軌道面と対向する複数の内側軌道面と、対向する外側軌道面と内側軌道面との間に配置された複数列の転動体と、車輪に取り付けられるハブ輪と、等速自在継手とを備え、ハブ輪の孔部に嵌挿される等速自在継手の外側継手部材のステム軸が凹凸嵌合構造を介してハブ輪に一体化される車輪用軸受装置であって、
 前記凹凸嵌合構造は、外側継手部材の凸部がハブ輪孔部の凹凸嵌合面全域で密着していることを特徴とする車輪用軸受装置。
 外側継手部材のステム軸の外径面とハブ輪の孔部の内径面とのどちらか一方に設けられて軸方向に延びる凸部を、軸方向に沿って他方に圧入し、この他方に凸部にて凸部に密着嵌合する凹部を形成して、前記凹凸嵌合構造を構成することを特徴とする請求項1の車輪用軸受装置。
 等速自在継手の外側継手部材のステム軸に前記凹凸嵌合構造の凸部を設けるとともに、少なくともこの凸部の軸方向端部の硬度をハブ輪の孔部内径部よりも高くして、前記ステム軸をハブ輪の孔部に凸部の軸方向端部側から圧入することによって、この凸部にてハブ輪の孔部内径面に凸部に密着嵌合する凹部を形成して、前記凹凸嵌合構造を構成することを特徴とする請求項2の車輪用軸受装置。
 ハブ輪の孔部の内径面に前記凹凸嵌合構造の凸部を設けるとともに、少なくともこの凸部の軸方向端部の硬度を等速自在継手の外側継手部材のステム軸の外径部よりも高くして、前記ハブ輪側の凸部をその軸方向端部側から外側継手部材のステム軸に圧入することによって、この凸部にて外側継手部材のステム軸の外径面に凸部に密着嵌合する凹部を形成して、前記凹凸嵌合構造を構成することを特徴とする請求項2の車輪用軸受装置。
 前記圧入による凹部形成によって生じるはみ出し部を収納するポケット部をステム軸に設けたことを特徴とする請求項3の車輪用軸受装置。
 前記圧入による凹部形成によって生じるはみ出し部を収納するポケット部をハブ輪の孔部の内径面に設けたことを特徴とする請求項4の車輪用軸受装置。
 前記はみ出し部を収納するポケット部を、ステム軸の凸部の圧入始端側に設けるとともに、このポケット部の軸方向反凸部側にハブ輪の孔部との調芯用の鍔部を設けたことを特徴とする請求項5の車輪用軸受装置。
 凸部の突出方向中間部位が、ハブ輪の孔部凹部形成前の凹部形成面の位置に対応することを特徴とする請求項1~請求項7のいずれか1項の車輪用軸受装置。
 複数の凸部の頂点を結ぶ円弧の最大直径寸法をハブ輪のステム軸嵌合孔の内径寸法よりも大きくするとともに、凸部間のステム軸外径面の最小外径寸法をハブ輪のステム軸嵌合孔の内径寸法よりも小さくしたことを特徴とする請求項8の車輪用軸受装置。
 軸孔の複数の凸部の頂点を結ぶ円弧の直径寸法を外側継手部材のステム軸の外径寸法よりも小さくするとともに、凸部間の孔部内径面の内径寸法を外側継手部材のステム軸の外径寸法よりも大きくしたことを特徴とする請求項8の車輪用軸受装置。
 凸部の突出方向中間部位の周方向厚さを、周方向に隣り合う凸部間における前記中間部位に対応する位置での周方向寸法よりも小さくしたことを特徴とする請求項2~請求項10のいずれか1項の車輪用軸受装置。
 凸部の突出方向中間部位の周方向厚さの総和を、周方向に隣り合う凸部間に嵌合する相手側の凸部における前記中間部位に対応する位置での周方向厚さの総和よりも小さくしたことを特徴とする請求項1~請求項10のいずれか1項の車輪用軸受装置。
 前記凹凸嵌合構造の凸部側に鋸歯部を設けたことを特徴とする請求項1~請求項12のいずれか1項の車輪用軸受装置。
 前記等速自在継手の外側継手部材は、内側継手部材が内装されるマウス部と、このマウス部の底部から突設される前記ステム軸とを備え、ハブ輪の端部が加締られてハブ輪に外嵌される転がり軸受の内輪に対して予圧が付与されて、前記マウス部がハブ輪と非接触状とされることを特徴とする請求項1~請求項13のいずれか1項の車輪用軸受装置。
 前記ハブ輪の外周に、前記複列の外側軌道面に対向する一方の内側軌道面が形成されると共に円筒状の小径段部が形成され、前記小径段部に外嵌された内輪の外周に、前記複列の外側軌道面に対向する他方の内側軌道面が形成され、かつ、前記嵌合密着部を前記複列の転がり軸受の軌道面のうち、少なくとも内輪の軌道面の直下を避けた位置に配置したことを特徴とする請求項1~請求項14のいずれか1項の車輪用軸受装置。
 前記嵌合密着部を前記複列の転がり軸受の両軌道面の直下を避けた位置に配置したことを特徴とする請求項1~請求項14のいずれか1項の車輪用軸受装置。
 前記嵌合密着部を前記複列の転がり軸受のインボード側の軌道面とアウトボード側の軌道面との間に配置したことを特徴とする請求項1~請求項14のいずれか1項の車輪用軸受装置。
 前記嵌合密着部を前記複列の転がり軸受のアウトボード側の軌道面のアウトボード側端部よりもアウトボード側に配置したことを特徴とする請求項1~請求項14のいずれか1項の車輪用軸受装置。
Description:
車輪用軸受装置

 本発明は、自動車等の車両において車輪 車体に対して回転自在に支持するための車 用軸受装置に関する。

 車輪用軸受装置には、第1世代と称される 複列の転がり軸受を単独に使用する構造から 、外方部材に車体取付フランジを一体に有す る第2世代、さらに、車輪取付フランジを一 に有するハブ輪の外周に複列の転がり軸受 一方に内側転走面が一体に形成された第3世 、さらには、ハブ輪に等速自在継手が一体 され、この等速自在継手を構成する外側継 部材の外周に複列の転がり軸受の他方の内 転走面が一体に形成された第4世代のものま で開発されている。

 例えば、特許文献1には、第3世代と呼ば るものが記載されている。第3世代と呼ばれ 車輪用軸受装置は、図13に示すように、外 方向に延びるフランジ101を有するハブ輪102 、このハブ輪102に外側継手部材103が固定さ る等速自在継手104と、ハブ輪102の外周側に 設される外方部材105とを備える。

 等速自在継手104は、前記外側継手部材103 、この外側継手部材103の椀形部107内に配設 れる内側継手部材108と、この内側継手部材1 08と外側継手部材103との間に配設されるボー 109と、このボール109を保持する保持器110と 備える。また、内側継手部材108の中心孔の 周面にはスプライン部111が形成され、この 心孔に図示省略のシャフトの端部スプライ 部が挿入されて、内側継手部材108側のスプ イン部111とシャフト側のスプライン部とが 合される。

 また、ハブ輪102は、筒部113と前記フラン 101とを有し、フランジ101の外端面114(反継手 側の端面)には、図示省略のホイールおよび レーキロータが装着される短筒状のパイロ ト部115が突設されている。なお、パイロッ 部115は、大径の第1部115aと小径の第2部115bと らなり、第1部115aにブレーキロータが外嵌 れ、第2部115bにホイールが外嵌される。

 そして、筒部113の椀形部107側端部の外周 に小径段部116が設けられ、この小径段部116 内輪117が嵌合されている。ハブ輪102の筒部1 13の外周面のフランジ近傍には第1内側軌道面 118が設けられ、内輪117の外周面に第2内側軌 面119が設けられている。また、ハブ輪102の ランジ101にはボルト装着孔112が設けられて ホイールおよびブレーキロータをこのフラ ジ101に固定するためのハブボルトがこのボ ト装着孔112に装着される。

 外方部材105は、その内周に複列の外側軌 面120、121が設けられると共に、その外周に ランジ(車体取付フランジ)132が設けられて る。そして、外方部材105の第1外側軌道面120 ハブ輪102の第1内側軌道面118とが対向し、外 方部材105の第2外側軌道面121と、内輪117の軌 面119とが対向し、これらの間に転動体122が 装される。

 ハブ輪102の筒部113に外側継手部材103のステ 軸123が挿入される。ステム軸123は、その反 形部の端部にねじ部124が形成され、このね 部124と椀形部107との間にスプライン部125が 成されている。また、ハブ輪102の筒部113の 周面(内径面)にスプライン部126が形成され このステム軸123がハブ輪102の筒部1
13に挿入された際には、ステム軸123側のスプ イン部125とハブ輪102側のスプライン部126と 係合する。

 そして、筒部113から突出したステム軸123の じ部124にナット部材127が螺着され、ハブ輪1 02と外側継手部材103とが連結される。この際 ナット部材127の内端面(裏面)128と筒部113の 端面129とが当接するとともに、椀形部107の テム軸側の端面130と内輪117の外端面131とが 接する。すなわち、ナット部材127を締付け ことによって、ハブ輪102が内輪117を介して ット部材127と椀形部107とで挟持される。こ により、外側継手部材103とハブ輪102とが軸 向で位置決めされ、かつ車輪用軸受装置に 定の予圧が付与される。

特開2004-340311号公報

 従来では、前記したように、ステム軸123 のスプライン部125とハブ輪102側のスプライ 部126とが係合するものである。このため、 テム軸123側及びハブ輪102側の両者にスプラ ン加工を施す必要があって、コスト高とな とともに、圧入時には、ステム軸123側のス ライン部125とハブ輪102側のスプライン部126 の凹凸を合わせる必要があり、この際、歯 を合わせることによって、圧入すれば、こ 凹凸歯が損傷する(むしれる)おそれがある また、歯面を合わせることなく、凹凸歯の 径合わせにて圧入すれば、円周方向のガタ 生じやすい。このように、円周方向のガタ あると、回転トルクの伝達性に劣るととも 、異音が発生するおそれもあった。このた 、従来のように、スプライン嵌合による場 、凹凸歯の損傷防止及び円周方向のガタ防 の両者を成立させることは困難であった。

 また、筒部113から突出したステム軸123の じ部124にナット部材127を螺着する必要があ 。このため、組み立て時にはねじ締結作業 有し、作業性に劣るとともに、部品点数も く、部品管理性も劣ることになっていた。

 本発明は、上記課題に鑑みて、円周方向 ガタの抑制を図ることができ、しかも、ハ 輪と等速自在継手の外側継手部材との連結 業性に優れた車輪用軸受装置を提供する。

 請求項1の発明は、内周に複数の外側軌道 面を有する外方部材と、前記外側軌道面と対 向する複数の内側軌道面と、対向する外側軌 道面と内側軌道面との間に配置された複数列 の転動体と、車輪に取り付けられるハブ輪と 、等速自在継手とを備え、ハブ輪の孔部に嵌 挿される等速自在継手の外側継手部材のステ ム軸が凹凸嵌合構造を介してハブ輪に一体化 される車輪用軸受装置であって、前記凹凸嵌 合構造は、凸部の凹部嵌合部位の全体がその 対応する凹部に対して密着しているものであ る。

 請求項1の発明によれば、凹凸嵌合構造は 、凸部の凹部嵌合部位の全体がその対応する 凹部に対して密着しているので、この嵌合構 造において、径方向及び円周方向においてガ タが生じる隙間が形成されない。

 請求項2の発明は、請求項1の発明におい 、外側継手部材のステム軸の外径面とハブ の孔部の内径面とのどちらか一方に設けら て軸方向に延びる凸部を、軸方向に沿って 方に圧入し、この他方に凸部にて凸部に密 嵌合する凹部を形成して、前記凹凸嵌合構 を構成するものである。すなわち、相手側 凹部形成面に凸部の形状の転写を行うこと なる。この際、凸部が相手側の凹部形成面 食い込んでいくことによって、軸孔が僅か 拡径した状態となって、凸部の軸方向の移 を許容し、軸方向の移動が停止すれば、軸 が元の径に戻ろうとして縮径することにな 。これによって、凸部の凹部嵌合部位の全 がその対応する凹部に対して密着する。

 請求項3の発明は、請求項2の発明におい 、等速自在継手の外側継手部材のステム軸 前記凹凸嵌合構造の凸部を設けるとともに 少なくともこの凸部の軸方向端部の硬度を ブ輪の孔部内径部よりも高くして、前記ス ム軸をハブ輪の孔部に凸部の軸方向端部側 ら圧入することによって、この凸部にてハ 輪の孔部内径面に凸部に密着嵌合する凹部 形成して、前記凹凸嵌合構造を構成したも である。

 請求項4の発明は、請求項2の発明におい 、ハブ輪の孔部の内径面に前記凹凸嵌合構 の凸部を設けるとともに、少なくともこの 部の軸方向端部の硬度を等速自在継手の外 継手部材のステム軸の外径部よりも高くし 、前記ハブ輪側の凸部をその軸方向端部側 ら外側継手部材のステム軸に圧入すること よって、この凸部にて外側継手部材のステ 軸の外径面に凸部に密着嵌合する凹部を形 して、前記凹凸嵌合構造を構成したもので る。

 請求項5の発明は、請求項3の発明におい 、前記圧入による凹部形成によって生じる み出し部を収納するポケット部をステム軸 設けたものである。

 請求項6の発明は、請求項4の発明におい 、前記圧入による凹部形成によって生じる み出し部を収納するポケット部をハブ輪の 部の内径面に設けたものである。

 ここで、はみ出し部は、凸部の凹部嵌合 位が嵌入(嵌合)する凹部の容量の材料分で って、形成される凹部から押し出されたも 、凹部を形成するために切削されたもの、 は押し出されたものと切削されたものの両 等から構成される。

 請求項7の発明は、請求項5の発明におい 、はみ出し部を収納するポケット部を、ス ム軸の凸部の圧入始端側に設けるとともに このポケット部の軸方向反凸部側にハブ輪 孔部との調芯用の鍔部を設けたものである

 請求項8の発明は、請求項1~7の発明におい て、凸部の突出方向中間部位が、ハブ輪の孔 部凹部形成前の凹部形成面の位置に対応する ことを特徴とする。

 請求項9の発明は、請求項8の発明におい 、複数の凸部の頂点を結ぶ円弧の最大直径 法をハブ輪のステム軸嵌合孔の内径寸法よ も大きくするとともに、凸部間のステム軸 径面の最小外径寸法をハブ輪のステム軸嵌 孔の内径寸法よりも小さくしたことを特徴 する。

 請求項10の発明は、請求項8の発明におい 、軸孔の複数の凸部の頂点を結ぶ円弧の直 寸法を外側継手部材のステム軸の外径寸法 りも小さくするとともに、凸部間の孔部内 面の内径寸法を外側継手部材のステム軸の 径寸法よりも大きくしたことを特徴とする

 請求項11の発明は、請求項2~10の発明にお て、凸部の突出方向中間部位の周方向厚さ 、周方向に隣り合う凸部間における前記中 部位に対応する位置での周方向寸法よりも さくしたことを特徴とする。

 請求項12の発明は、請求項1~10の発明にお て、凸部の突出方向中間部位の周方向厚さ 総和を、周方向に隣り合う凸部間に嵌合す 相手側の凸部における前記中間部位に対応 る位置での周方向厚さの総和よりも小さく たことを特徴とする。

 請求項13の発明は、請求項1~12の発明にお て、前記凹凸嵌合構造の凸部側に鋸歯部を けたことを特徴とする。

 請求項14の発明は、請求項1~13の発明にお て、前記等速自在継手の外側継手部材は、 側継手部材が内装されるマウス部と、この ウス部の底部から突設される前記ステム軸 を備え、ハブ輪の端部が加締られてハブ輪 外嵌される転がり軸受の内輪に対して予圧 付与されて、前記マウス部がハブ輪と非接 状とされることを特徴とする。

 請求項15の発明は、請求項1~14の発明にお て、前記ハブ輪の外周に、前記複列の外側 道面に対向する一方の内側軌道面が形成さ ると共に円筒状の小径段部が形成され、前 小径段部に外嵌された内輪の外周に、前記 列の外側軌道面に対向する他方の内側軌道 が形成され、かつ、前記嵌合密着部を前記 列の転がり軸受の軌道面のうち、少なくと 内輪の軌道面の直下を避けた位置に配置し ことを特徴とする。

 前記密着嵌合構造では、内側部品である テム軸を外側部品であるハブ輪に圧入する め、ハブ輪及び内輪は膨張する。この膨張 、各々の部品の軌道溝(軸受軌道面)、内輪 部、両側軌道溝間、内輪小径外径部にフー 応力を発生させる。「フープ応力」とは、 径方向に拡径しようとする力をいう。この ープ応力が過大となると、軸受不具合の原 となる。いずれかの軸受軌道面にフープ応 が発生した場合は、転がり疲労寿命の低下 クラック発生を引き起こすおそれがある。 た、内輪は、ハブ輪に締代をもって圧入し 段階でもフープ応力が発生する。このため 内輪の軌道面と内輪の肩部におけるフープ 力の発生が特に大きい。内輪にフープ応力 発生した場合は、外部に露出した端面部の の影響により応力腐食割れを引き起こすお れがある。

 そこで、前記嵌合密着部を前記複列の転 り軸受の軌道面のうち、少なくとも内輪の 道面の直下を避けた位置に配置する。これ より、嵌合密着部の範囲外におけるフープ 力の発生を最小限に抑えることができる。 って、転がり疲労寿命の低下、クラック発 、及び応力腐食割れ等の軸受の不具合発生 防止することができ、高品質な軸受を提供 ることができる。

 また、ステム軸をハブ輪の内周面に圧入 る凹凸嵌合構造を形成しているので、ステ 軸とハブ輪との結合においてナット締結作 を必要としない。このため、組立作業を容 に行うことができて、組立作業におけるコ ト低減を図ることができる。また、軽量化 図ることができる。

 請求項16の発明は、請求項1~14の発明にお て、前記嵌合密着部を前記複列の転がり軸 の両軌道面の直下を避けた位置に配置した とを特徴とする。

 請求項17の発明は、請求項1~14の発明にお て、前記嵌合密着部を前記複列の転がり軸 のインボード側の軌道面とアウトボード側 軌道面との間に配置したことを特徴とする

 請求項18の発明は、請求項1~14の発明にお て、前記嵌合密着部を前記複列の転がり軸 のアウトボード側の軌道面のアウトボード 端部よりもアウトボード側に配置したこと 特徴とする。

 請求項16~18の発明では、嵌合密着部の範 外であるアウトボード側及びインボード側 軌道面、軌道面間、及び内輪肩部等におけ フープ応力の発生を最小限に抑えることが きる。これにより、転がり疲労寿命の低下 クラック発生、及び応力腐食割れ等の軸受 不具合発生を一層防止することができ、一 高品質な軸受を提供することができる。

 本発明の車輪用軸受装置では、嵌合構造 おいて、径方向及び円周方向においてガタ 生じる隙間が形成されないので、嵌合部位 全てが回転トルク伝達に寄与し、安定した ルク伝達が可能であり、しかも、異音の発 も生じさせない。さらには、隙間無く密着 ているので、トルク伝達部位の強度が向上 る。このため、駆動車輪用軸受ユニットを 量、コンパクトにすることができる。

 外側継手部材のステム軸の外径面とハブ の孔部の内径面とのどちらか一方に設けら る凸部を、軸方向に沿って他方に圧入する とによって、この凸部に密着嵌合する凹部 形成することができる。このため、凹凸嵌 構造を確実に形成することができる。しか 、凹部が形成される部材には、スプライン 等を形成しておく必要がなく、生産性に優 、かつスプライン同士の位相合わせを必要 せず、組立性の向上を図るとともに、圧入 の歯面の損傷を回避することができて、安 した嵌合状態を維持できる。

 また、等速自在継手の外側継手部材のス ム軸に前記凹凸嵌合構造の凸部を設けると もに、この凸部の軸方向端部の硬度をハブ の孔部内径部よりも高くして、前記ステム をハブ輪の孔部に凸部の軸方向端部側から 入するものであれば、ステム軸側の硬度を くでき、ステム軸の剛性を向上させること できる。また、ハブ輪の孔部の内径面に前 凹凸嵌合構造の凸部を設けるとともに、こ 凸部の軸方向端部の硬度を等速自在継手の 側継手部材のステム軸の外径部よりも高く て、前記ハブ輪側の凸部をその軸方向端部 から外側継手部材のステム軸に圧入するも では、ステム軸側の硬度処理(熱処理)を行 必要がないので、等速自在継手の外側継手 材の生産性に優れる。

 前記圧入による凹部形成によって生じる み出し部を収納するポケット部を設けるこ によって、はみ出し部をこのポケット内に 持(維持)することができ、はみ出し部が装 外の車両内等へ入り込んだりすることがな 。すなわち、はみ出し部をポケット部に収 したままにしておくことができ、はみ出し の除去処理を行う必要がなく、組み立て作 工数の減少を図ることができて、組み立て 業性の向上及びコスト低減を図ることがで る。

 また、ポケット部の軸方向反凸部側にハ 輪の孔部との調芯用の鍔部を設けることに って、ポケット部内のはみ出し部の鍔部側 の飛び出しがなくなって、はみ出し部の収 がより安定したものとなる。しかも、鍔部 調芯用であるので、芯ずれを防止しつつス ム軸をハブ輪に圧入することができる。こ ため、外側継手部材とハブ輪とを高精度に 結でき、安定したトルク伝達が可能となる

 また、凸部の突出方向中間部位が、凹部 成前の凹部形成面上に配置されるようにす ことによって、凸部が圧入時に凹部形成面 食い込んでいき、凹部を確実に形成するこ ができる。

 凸部の突出方向中間部位の周方向厚さを 周方向に隣り合う凸部間における前記中間 位に対応する位置での寸法よりも小さくす ことによって、凹部が形成される側の凸部( 形成される凹部間の凸部)の突出方向中間部 の周方向厚さを大きくすることができる。 のため、相手側の凸部(凹部が形成されるこ による凹部間の硬度が低い凸部)のせん断面 積を大きくすることができ、ねじり強度を確 保することができる。しかも、硬度が高い側 の凸部の歯厚が小であるので、圧入荷重を小 さくでき、圧入性の向上を図ることができる 。

 凸部側に鋸歯部を設けたことによって、 入した際に、硬度が小である側(凸が嵌合す る凹部が形成される側)に鋸歯部が軸方向に って食い込むことになる。この食い込みに って、ハブ輪に対する等速自在継手の外側 手部材の軸方向の抜け止めを構成すること できる。このため、安定した連結状態を維 でき、車輪用軸受装置の高品質化を図るこ ができる。しかも、鋸歯部にて抜け止めを 成することができるので、従来のようなね 締結を省略できる。このため、ステム軸に ブ輪の孔部から突出するねじ部を形成する 要がなくなって、軽量化を図ることができ とともに、ねじ締結作業を省略でき、組み て作業性の向上を図ることができる。

 マウス部がハブ輪と非接触状であるので、 ウス部とハブ輪との接触による異音の発生
を防止できる。また、ハブ輪の端部が加締ら れて転がり軸受の内輪に対して予圧が付与さ れるので、外側継手部材のマウス部によって 内輪に予圧を付与する必要がなくなる。この ため、内輪への予圧を考慮することなく、外 側継手部材のステム軸を圧入することができ 、ハブ輪と外側継手部材との連結性(組み付 性)の向上を図ることができる。

 以下、本発明の実施の形態を図1~図12に基 づいて説明する。図1に第1実施形態の車輪用 受装置を示し、この車輪用軸受装置は、ハ 輪1と、複列の転がり軸受2と、等速自在継 3とが一体化されてなる。

 等速自在継手3は、外側継手部材としての 外輪5と、外輪5の内側に配された内側継手部 としての内輪6と、外輪5と内輪6との間に介 してトルクを伝達する複数のボール7と、外 輪5と内輪6との間に介在してボール7を保持す るケージ8とを主要な部材として構成される 内輪6はその軸孔内径6aにシャフト10の端部10a を圧入することによりスプライン嵌合してシ ャフト10とトルク伝達可能に結合されている なお、シャフト10の端部10aには、シャフト け止め用の止め輪9が嵌合されている。

 外輪5はマウス部11とステム部軸12とから り、マウス部11は一端にて開口した椀状で、 その内球面13に、軸方向に延びた複数のトラ ク溝14が円周方向等間隔に形成されている そのトラック溝14はマウス部11の開口端まで びている。内輪6は、その外球面15に、軸方 に延びた複数のトラック溝16が円周方向等 隔に形成されている。

 外輪5のトラック溝14と内輪6のトラック溝 16とは対をなし、各対のトラック溝14,16で構 されるボールトラックに1個ずつ、トルク伝 要素としてのボール7が転動可能に組み込ん である。ボール7は外輪5のトラック溝14と内 6のトラック溝16との間に介在してトルクを 達する。ケージ8は外輪5と内輪6との間に摺 可能に介在し、外球面8aにて外輪5の内球面13 と接し、内球面8bにて内輪6の外球面15と接す 。なお、この場合の等速自在継手は、各ト ック溝14、16の溝底に直線状のストレート部 を有するアンダーカットフリー型を示してい るが、ツェパー型等の他の等速自在継手であ ってもよい。

 ハブ輪1は、筒部20と、筒部20の反継手側 端部に設けられるフランジ21とを有する。筒 部20の孔部22は、軸方向中間部のステム軸嵌 孔22aと、反継手側のテーパ孔22bと、継手側 大径孔22cとを備える。すなわち、ステム軸 合孔22aにおいて、後述する凹凸嵌合構造Mを して等速自在継手3の外輪5のステム軸12とハ ブ輪1とが結合される。

 転がり軸受2は、ハブ輪1のステム軸12の継 手側に設けられた段差部23に嵌合する内方部 24と、ハブ輪1のステム軸12に外嵌される外 部材25とを備える。外方部材25は、その内周 2列の外側軌道面(外側軌道面)26、27が設けら れ、第1外側軌道面26とハブ輪1のステム軸外 に設けられる第1内側軌道面(内側軌道面)28と が対向し、第2外側軌道面27と、内輪24の外周 に設けられる第2内側軌道面(内側軌道面)29 が対向し、これらの間に転動体30としてのボ ールが介装される。なお、外方部材25の両開 部にはシール部材Sが装着されている。

 この場合、ハブ輪1の継手側の端部を加締め て、その加締部31にて内方部材(内輪)24に予圧 を付与するものである。これによって、内輪 24をハブ輪1に締結することができる。またハ ブ輪1のフランジ21にはボルト装着孔32が設け れて、ホイールおよびブレーキロータをこ フランジ21に固定するためのハブボルト33が このボルト装着
孔32に装着される。

 凹凸嵌合構造Mは、図2a、図2bに示すよう 、例えば、ステム軸12の端部に設けられて軸 方向に延びる凸部35と、ハブ輪1の孔部22の内 面(この場合、ステム軸嵌合孔22aの内径面37) に形成される凹部36とからなり、凸部35の凹 嵌合部位38の全体がその対応する凹部36に対 て密着している。すなわち、ステム軸12の マウス部側の外周面に、複数の凸部35が周方 向に沿って所定ピッチで配設され、ハブ輪1 孔部22のステム軸嵌合孔22aの内径面37に凸部3 5が嵌合する複数の凹部36が周方向に沿って形 成されている。つまり、周方向全周にわたっ て、凸部35とこれに嵌合する凹部36とがタイ フィットしている。

 この場合、各凸部35は、その断面が凸ア ル状の頂点を有する三角形状(山形状)であり 、各凸部35の凹部嵌合部位38とは、図2bに示す 範囲Aであり、断面における山形の中腹部か 山頂にいたる範囲である。また、周方向の 合う凸部35間において、ハブ輪1の内径面37よ りも内径側に隙間40が形成されている。

 このように、ハブ輪1と等速自在継手3の 輪5のステム軸12とを凹凸嵌合構造Mを介して 結できる。この際、ハブ輪1の継手側の端部 を加締めて、その加締部31にて内方部材(内輪 )24に予圧を付与するものであるので、外輪5 マウス部11にて内輪24に予圧を付与する必要 なく、ハブ輪1の端部(この場合、加締部31) 対してマウス部11を接触させない非接触状態 としている。

 本発明では、凹凸嵌合構造Mは、凸部35の 部嵌合部位38の全体がその対応する凹部36に 対して密着しているので、この嵌合構造Mに いて、径方向及び円周方向においてガタが じる隙間が形成されない。このため、嵌合 位の全てが回転トルク伝達に寄与し、安定 たトルク伝達が可能であり、しかも、異音 発生も生じさせない。

 マウス部11がハブ輪1と非接触状であるの 、マウス部11とハブ輪1との接触による異音 発生を防止できる。また、ハブ輪1の端部が 加締られて転がり軸受2の内輪24に対して予圧 が付与されるので、外側継手部材のマウス部 11によって内輪24に予圧を付与する必要がな なる。このため、内輪24への予圧を考慮する ことなく、外側継手部材のステム軸12を圧入 ることができ、ハブ輪1と外側継手部材との 連結性(組み付け性)の向上を図ることができ 。

 次に、凹凸嵌合構造Mの嵌合方法を説明す る。この場合、図3に示すように、ステム軸12 の外径部には、熱硬化処理を施し、この硬化 層Hに軸方向に沿う凸部41aと凹部41bとからな スプライン41を形成する。このため、スプラ イン41の凸部41aが硬化処理されて、この凸部4 1aが凹凸嵌合構造Mの凸部35となる。ハブ輪1の 孔部22の内径面37においては熱硬化処理を行 ない未硬化部とする。なお、図3において、 ロスハッチング部が硬化層Hを示している。 硬化層Hとハブ輪1の孔部22の内径面37の未硬化 部との硬度差は、HRCで30ポイント以上とする ステム軸12のスプライン41のモジュールを0.5 以下の小さい歯とする。ここで、モジュール とは、ピッチ円直径を歯数で割ったものであ る。

 この際、凸部35の突出方向中間部位が、 部形成前の凹部形成面(この場合、ハブ輪1の 孔部22の内径面37)の位置に対応する。すなわ 、孔部22の内径面37の内径寸法Dを、凸部55の 最大外径、つまりスプライン41の凸部41aであ 前記凸部35の頂点を結ぶ円の最大直径寸法( 接円直径)D1よりも小さく、凸部間のステム 外径面に外径寸法、つまりスプライン41の 部41bの底を結ぶ円の最大直径寸法D2よりも大 きく設定される。すなわち、D2<D<D1とさ る。

 スプライン41は、従来からの公知公用の 段である転造加工、切削加工、プレス加工 引き抜き加工等の種々の加工方法によって 形成することがきる。また、熱硬化処理と ては、高周波焼入れ、浸炭焼入れ等の種々 熱処理を採用することができる。

 そして、図3に示すように、ハブ輪1の軸 と等速自在継手3の外輪5の軸心とを合わせた 状態で、ハブ輪1に対して、外輪5のステム軸1 2を挿入(圧入)していく。この際、孔部22の内 面37の径寸法Dと、凸部35の最大外径寸法D1と 、スプライン41の凹部の最小外径寸法D2とが 記のような関係であり、しかも、凸部35の硬 度が孔部22の内径面37の硬度よりも30ポイント 以上大きいので、ステム軸12をハブ輪1の孔部 22に圧入していけば、この凸部35が内径面37に 食い込んでいき、凸部35が、この凸部35が嵌 する凹部36を、軸方向に沿って形成していく ことになる。

 これによって、図2a、図2bに示すように、 ステム軸12の端部の凸部35の凹部嵌合部位38の 全体がその対応する凹部36に対して密着して る嵌合状態を構成することができる。すな ち、相手側の凹部形成面(この場合、孔部22 内径面37)に凸部35の形状の転写を行うこと なる。この際、凸部35が孔部22の内径面37に い込んでいくことによって、孔部22が僅かに 拡径した状態となって、凸部35の軸方向の移 を許容し、軸方向の移動が停止すれば、孔 22が元の径に戻ろうとして縮径することに る。言い換えれば、凸部35の圧入時にハブ輪 1が径方向に弾性変形し、この弾性変形分の 圧が凸部35の歯面(凹部嵌合部位38の表面)に 与される。このため、凸部35の凹部嵌合部位 38の全体がその対応する凹部36に対して密着 る凹凸嵌合構造Mを確実に形成することがで る。しかも、凹部36が形成される部材(この 合、ハブ輪1)には、スプライン部等を形成 ておく必要がなく、生産性に優れ、かつス ライン同士の位相合わせを必要とせず、組 性の向上を図るとともに、圧入時の歯面の 傷を回避することができ、安定した嵌合状 を維持できる。

 前記実施形態のように、ステム軸12に形 するスプライン41は、モジュールが0.5以下の 小さい歯を用いたので、このスプライン41の 形性の向上を図ることができるとともに、 入荷重の低減を図ることができる。なお、 部35を、この種のシャフトに通常形成され スプラインをもって構成することができる で、低コストにて簡単にこの凸部35を形成す ることができる。

 また、ステム軸12をハブ輪1に圧入してい ことによって、凹部36を形成していくと、 の凹部36側に加工硬化が生じる。ここで、加 工硬化とは、物体に塑性変形(塑性加工)を与 ると,変形の度合が増すにつれて変形に対す る抵抗が増大し,変形を受けていない材料よ も硬くなることをいう。このため、圧入時 塑性変形することによって、凹部36側のハブ 輪1の内径面37が硬化して、回転トルク伝達性 の向上を図ることができる。

 ところで、前記図3に示すスプライン41で 、凸部41aのピッチと凹部41bのピッチとが同 設定される。このため、前記実施形態では 図2a、図2bに示すように、凸部35の突出方向 間部位の周方向厚さLと、周方向に隣り合う 凸部35間における前記中間部位に対応する位 での周方向寸法L0とがほぼ同一となってい 。

 これに対して、図4に示すように、凸部35 突出方向中間部位の周方向厚さL2を、周方 に隣り合う凸部35間における前記中間部位に 対応する位置での周方向寸法L1よりも小さい のであってもよい。すなわち、ステム軸12 形成されるスプライン41において、凸部35の 出方向中間部位の周方向厚さ(歯厚)L2を、凸 部35間に嵌合するハブ輪1側の凸部43の突出方 中間部位の周方向厚さ(歯厚)L1よりも小さく している。

 このため、ステム軸12側の全周における 部35の歯厚の総和σ(B1+B2+B3+・・・)を、ハブ 1側の凸部43(凸歯)の歯厚の総和σ(A1+A2+A3+・・ ・)よりも小さく設定している。これによっ 、ハブ輪1側の凸部43のせん断面積を大きく ることができ、ねじり強度を確保すること できる。しかも、凸部35の歯厚が小であるの で、圧入荷重を小さくでき、圧入性の向上を 図ることができる。凸部35の周方向厚さの総 を、相手側の凸部43における周方向厚さの 和よりも小さくする場合、全凸部35の周方向 厚さL2を、周方向に隣り合う凸部35間におけ 周方向の寸法L1よりも小さくする必要がない 。すなわち、複数の凸部35のうち、任意の凸 35の周方向厚さが周方向に隣り合う凸部間 おける周方向の寸法と同一であっても、こ 周方向の寸法よりも大きくても、総和で小 ければよい。なお、図4における凸部35は、 面台形(富士山形状)としている。

 ところで、ハブ輪1に対して外輪5のステ 軸12を圧入していけば、凸部35にて形成され 凹部36から材料がはみ出して第2実施形態の 5に示すようなはみ出し部45が形成される。 み出し部45は、凸部35の凹部嵌合部位38が嵌 (嵌合)する凹部36の容量の材料分であって、 形成される凹部36から押し出されたもの、凹 36を形成するために切削されたもの、又は し出されたものと切削されたものの両者等 ら構成される。

 このため、前記図1に示す車輪用軸受装置 では、ハブ輪1に等速自在継手を組み付けた 、このはみ出し部45の除去作業を必要とする 。そこで、図5に示す他の実施形態では、は 出し部45を収納するポケット部50をステム軸1 2に設けている。

 すなわち、ステム軸12のスプライン41の軸 端縁に周方向溝51を設けることによって、ポ ット部50を形成している。図6に示すように 周方向溝51は、そのスプライン41側の側壁51a は、軸方向に対して直交する平面であり、反 スプライン側の側面51bは、溝底51cから反スプ ライン側に向かって拡径するテーパ面である 。

 また、この側面51bよりも反スプライン側 は、調芯用の円盤状の鍔部52が設けられて る。鍔部52の外径寸法が孔部22の嵌合孔22aの 径と同一乃至嵌合孔22aの孔径よりも僅かに さく設定される。この場合、鍔部52の外径 52aと孔部22の嵌合孔22aの内径面との間に微小 隙間tが設けられている。

 この図6に示す外輪5であっても、ステム 12をハブ輪1の孔部22に圧入していけば、ステ ム軸12側の凸部35によって、ハブ輪1側に凹部3 6を形成することができる。この際、形成さ るはみ出し部45は、図6に示すように、カー しつつポケット部50内に収納されて行く。す なわち、孔部22の内径面から削り取られたり 押し出されたりした材料の一部がポケット 50内に入り込んでいく。

 このように、前記圧入による凹部形成に って生じるはみ出し部45を収納するポケッ 部50を設けることによって、はみ出し部45を のポケット部50内に保持(維持)することがで き、はみ出し部45が装置外の車両内等へ入り んだりすることがない。すなわち、はみ出 部45をポケット部50に収納したままにしてお くことができ、はみ出し部45の除去処理を行 必要がなく、組み立て作業工数の減少を図 ことができて、組み立て作業性の向上及び スト低減を図ることができる。

 また、ポケット部50の軸方向反凸部側に ブ輪1の孔部22との調芯用の鍔部52を設けるこ とによって、ポケット部50内のはみ出し部45 鍔部52側への飛び出しがなくなって、はみ出 し部45の収納がより安定したものとなる。し も、鍔部52は調芯用であるので、芯ずれを 止しつつステム軸12をハブ輪1に圧入するこ ができる。このため、外側継手部材5とハブ 1とを高精度に連結でき、安定したトルク伝 達が可能となる。

 鍔部52は圧入時の調芯用であるので、そ 外径寸法は、ハブ輪1の孔部22の嵌合孔22aの 径よりも僅かに小さい程度に設定すること 好ましい。すなわち、鍔部52の外径寸法が嵌 合孔22aの孔径と同一や嵌合孔22aの孔径よりも 大きければ、鍔部52自体を嵌合孔22aを圧入す ことになる。この際、芯ずれしていれば、 のまま凹凸嵌合構造Mの凸部35が圧入され、 テム軸12の軸心とハブ輪1の軸心とが合って ない状態でステム軸1とハブ輪1とが連結さ ることになる。また、鍔部52の外径寸法が嵌 合孔22aの孔径よりも小さすぎると、調芯用と して機能しない。このため、鍔部52の外径面5 2aと孔部22の嵌合孔22aの内径面との間の微小 間tとしては、0.01mm~0.2mm程度に設定するのが ましい。

 図5に示す車輪用軸受装置の他の構成は図 1に示す車輪用軸受装置と同様であるので、 一部材については図1の符号と同一の符号を してそれらの説明を省略する。このため、 5に示す車輪用軸受装置は、図1に示す車輪 軸受装置と同様の作用効果を奏する。

 次に、図7は第3実施形態を示し、この凹 嵌合構造Mは、ステム軸12の凸部35、つまりス プライン41の凸部41aに鋸歯部55が形成される 鋸歯部55とは、凸部41aの頂部の長手方向に沿 って形成される小凹凸部である。この場合、 凸部(凸歯)55aはその断面がポケット側を傾斜 とした直角三角形状とされるものである。 の図例の鋸歯部55はポケット部50側に設けて いる。

 図7に示すように鋸歯部55を備えたステム 12をハブ輪1の孔部22に圧入すれば、鍔部52に て調芯しつつ、図8に示すように、ステム軸12 側の凸部35によってハブ輪1側に凹部36を形成 てはみ出し部45が形成されていく。そして このはみ出し部45がカールしつつポケット部 50内に収納されて行く。

 また、この圧入の際に、鋸歯部55がハブ 1側に形成される凹部36の底部に食い込む。 なわち、圧入の際に拡径していたハブ輪1の 部22が拡径しているが、圧入完了時には元 状態に戻るように縮径する。このため、ハ 輪1の孔部22の内径面側から図9の矢印のよう 鋸歯部55に対して押圧力(縮径力)が作用して 、ハブ輪1の孔部22の内径面に鋸歯部55の凸部5 5aが食い込む。

 このように、凸部35側に鋸歯部55を設けた ことによって、圧入した際に、鋸歯部55(つま り複数の凸部55a)が軸方向に沿って食い込む とになる。この食い込みによって、ハブ輪1 対する等速自在継手の外側継手部材5の軸方 向の抜け止めを構成することができる。これ により、安定した連結状態を維持でき、車輪 用軸受装置の高品質化を図ることができる。 しかも、鋸歯部55にて抜け止めを構成するこ ができるので、従来のようなねじ締結を省 できる。このため、ステム軸12にハブ輪1の 部22から突出するねじ部を形成する必要が くなって、軽量化を図ることができるとと に、ねじ締結作業を省略でき、組み立て作 性の向上を図ることができる。

 ところで、前記各実施形態では、ステム軸1 2側に凸部35を構成するスプライン41を形成す とともに、このステム軸12のスプライン41に 対して硬化処理を施し、ハブ輪1の内径面を 硬化(生材)としている。これに対して、第4 施形態の図10a、図10bに示すように、ハブ輪1 孔部22の内径面に硬化処理を施されたスプ イン61(凸条61a及び凹条61bとからなる)を形成 るとともに、ステム軸12には硬化処理を施 ないものであってもよい。なお、このスプ イン61も公知公用の手段であるブローチ加工 、切削加工、プレス加工、引き抜き加工等の 種々の加工方法によって、形成することがき る。また、熱硬
化処理としても、高周波焼入れ、浸炭焼入れ 等の種々の熱処理を採用することができる。

 この場合、凸部35の突出方向中間部位が 凹部形成前の凹部形成面(ステム軸12の外径 )の位置に対応する。すなわち、スプライン6 1の凸部61aである凸部35の頂点を結ぶ円の径寸 法(凸部35の最小径寸法)D4を、ステム軸12の外 寸法D3よりも小さく、スプライン61の凹部61b の底を結ぶ円の径寸法(凸部間の嵌合用孔内 面の内径寸法)D5をステム軸12の外径寸法D3よ も大きく設定する。すなわち、D4<D3<D5 される。

 ステム軸12をハブ輪1の孔部22に圧入すれ 、ハブ輪1側の凸部35によって、ステム軸12の 外周面にこの凸部35が嵌合する凹部36を形成 ることができる。これによって、ハブ輪1側 凸部35の凹部嵌合部位38の全体がその対応す るステム軸12側の凹部36に対して密着してい 嵌合状態を構成することができる。

 ここで、凸部35の凹部嵌合部位38とは、図 10bに示す範囲Bであり、断面における山形の 腹部から山頂にいたる範囲である。また、 方向の隣合う凸部35間において、ステム軸12 外周面よりも外径側に隙間62が形成される

 この場合であっても、圧入によってはみ し部45が形成されるので、このはみ出し部45 を収納するポケット部45を設けるのが好まし 。はみ出し部45は、図5に示すものと相違し 、ステム軸12のマウス側に形成されること なるので、ポケット部をハブ輪1側に設ける とになる。

 なお、このようにハブ輪1側に凹凸嵌合構 造Mの凸部35を形成したものであっても、ステ ム軸12の反マウス側の端部に、その外径寸法 ハブ輪1に圧入する際の調芯となる鍔部を設 けてもよい。これによって、高精度の圧入が 可能となる。また、ハブ輪側に抜け止め機能 を発揮する鋸歯部を設けてもよい。

 以上、本発明の第1~第4実施形態につき説 したが、本発明は前記実施形態に限定され ことなく種々の変形が可能であって、例え 、凹凸嵌合構造Mの凸部35の形状として、前 図2a、図2bに示す実施形態では断面三角形状 であり、図4に示す実施形態では断面台形(富 山形状)であるが、これら以外の半円形状、 半楕円形状、矩形形状等の種々の形状のもの を採用でき、凸部35の断面積、数、周方向配 ピッチ等も任意に変更できる。すなわち、 プライン41、61を形成し、このスプライン41 61の凸部(凸歯)41a、61aをもって凹凸嵌合構造 Mの凸部35とする必要はなく、キーのようなも のであってもよく、曲線状の波型の合わせ面 を形成するものであってもよい。要は、軸方 向に沿って配設される凸部35を相手側に圧入 、この凸部35にて凸部35に密着嵌合する凹部 36を相手側に形成することができて、凸部35 凹部嵌合部位38の全体がその対応する凹部36 対して密着し、しかも、ハブ輪1と等速自在 継手3との間で回転トルクの伝達ができれば い。

 また、ハブ輪1の軸孔22としては円孔以外 多角形孔等の異形孔であってよく、この軸 22に嵌挿するステム軸12の端部の断面形状も 円形断面以外の多角形等の異形断面であって もよい。このため、例えば、ハブ輪1の軸孔22 を円孔として、シャフト5の端部5aの断面形状 を円形以外の多角形として、このエッジ部を 前記凸部35とすることができる。

 前記第1~第4実施形態では、凸部35に対し 熱硬化処理を行い、凸部対応側を未硬化部 として、凸部35の硬度を凹部36が形成される 位よりも高くしたが、硬度差をつけること できれば、両者を熱処理しても、両者を熱 理しなくてもよい。さらに、圧入する際に 部35の圧入始端部のみが、凹部36が形成され る部位より硬度が高ければよいので、凸部35 全体の硬度を高くする必要がない。図2a、 2b等では隙間40が形成されるが、凸部35間の 部まで、ハブ輪1の内径面37に食い込むよう ものであってもよい。なお、凸部35側と、凸 部35にて形成される凹部形成面側との硬度差 しては、前記したようにHRCで30ポイント以 とするのが好ましいが、凸部35が圧入可能で あれば30ポイント未満であってもよい。

 凸部35の端面(圧入始端)は前記実施形態で は軸方向に対して直交する面であったが、軸 方向に対して、所定角度で傾斜するものであ ってもよい。この場合、内径側から外径側に 向かって反凸部側に傾斜してもよいし、凸部 側に傾斜してもよい。

 また、ポケット部50の形状としては、前 実施形態では、その周方向溝51は反スプライ ン側の側面51bを、溝底51cから反スプライン側 に向かって拡径するテーパ面としたが、この ようなテーパ面としないものであってもよい 。要は、生じるはみ出し部45を収納(収容)で るものであればよく、そのため、ポケット 50の容量として、生じるはみ出し部45に対応 きるものであればよい。

 鋸歯部55を設ける場合、図7では、スプラ ン41の軸方向端部(ポケット部側)に設けたが 、反対側のマウス部11側に設けても、スプラ ン41の軸方向中間部に設けても、さらには スプライン41の軸方向全長に設けてもよい。 また、各鋸歯部55の凸部(凸歯)55aの数及び形 等も任意に変更でき、鋸歯部55としては、周 方向全周の凸部35に設けたものであっても、 方向全周の凸部35のうち任意の凸部35に設け るようにしてもよい。なお、実施形態では、 凸部35を構成するスプライン41の凸部41aに鋸 部55を設けていたが、スプライン41の凹部41b 鋸歯部55を設けてもよい。

 さらに、ハブ輪1の孔部22の内径面37に、 方向に沿って所定ピッチで配設される小凹 を設けてもよい。小凹部としては、凹部36の 容積よりも小さくする必要がある。このよう に小凹部を設けることによって、凸部35の圧 性の向上を図ることができる。すなわち、 凹部を設けることによって、凸部35の圧入 に形成されるはみ出し部45の容量を減少させ ることができて、圧入抵抗の低減を図ること ができる。また、はみ出し部45を少なくでき ので、ポケット部50の容積を小さくでき、 ケット部50の加工性及びステム軸12の強度の 上を図ることができる。なお、小凹部の形 は、半楕円状、矩形等の種々のものを採用 き、数も任意に設定できる。

 図1等の実施形態では、ハブ輪1の端部を 締ることによって、内輪24に予圧を付与する ようにしていたが、ハブ輪1のインボード側 小径段部先端に雄ねじを設け、ナットで締 けることにより予圧を付与しても良い。さ に、軸受2の転動体30として、ローラを使用 たものであってもよい。また、前記実施形 では、第3世代の車輪用軸受装置を示したが 第1世代や第2世代さらには第4世代であって よい。なお、凸部35を圧入する場合、凹部36 が形成される側を固定して、凸部35を形成し いる側を移動させても、逆に、凸部35を形 している側を固定して、凹部36が形成される 側を移動させても、両者を移動させてもよい 。なお、等速自在継手3において、内輪6とシ フト10とを前記各実施形態に記載した凹凸 合構造Mを介して一体化してもよい。

 次に、嵌合密着部によるフープ応力の影 をできるだけ軸受部に及ばさないようにし 第5実施形態と第6実施形態を図11(第5実施形 )と図12(第6実施形態)に基づいて説明する。 れら実施形態でハブ輪210や等速自在継手230 構造は前述した第1~第4実施形態とほぼ同様 ある。すなわち、ハブ輪210は、軸部216と、 の軸部216から突設されるフランジ217とから る。ハブ輪210は、その外周面に車輪(図示省 略)を取り付けるための車輪取付フランジ217 備えている。車輪取付フランジ217には周方 に沿ってボルト装着孔218が設けられ、この ルト装着孔218にハブボルト225が装着されて る。すなわち、ブレーキロータ及びホイー が車輪取付フランジ217の端面に重ね合わさ て、前記ハブボルト225にて固定される。ま 、ハブ輪210の内径面は、反フランジ側に向 って縮径するテーパ面254と、テーパ面254か 連続する小径部255と、小径部255から反フラ ジ側に向かって拡径するテーパ面256と、こ テーパ面256から連続する大径部257とからな 。ハブ輪210のフランジ側端面263には、切欠 258を設けている。

 図11と図12で、軸受構造部220は、ハブ輪210 に外嵌固定される内方部材(内輪)212と、ハブ 210及び内輪212の周囲に配設される外方部材( 外輪)211と、この外輪211とハブ輪210との間に 装されるアウトボード側の転動体(ボール)213 aと、外輪211と内輪212との間に介装されるイ ボード側の転動体(ボール)213bと、転動体213a 213bを保持するポケットを有するアウトボー ド側及びインボード側の保持器214とを備える 。なお、自動車等の車両に組付けた状態で車 両の外側となる方をアウトボード側、自動車 等の車両に組付けた状態で車両の内側となる 方をインボード側という。

 外輪211は、その内周に複列の外側軌道面2 21、222が設けられている。そして、外輪211の 1外側軌道面221とハブ輪210の第1内側軌道面22 3とが対向し、外輪211の第2外側軌道面222と、 輪212の第2内側軌道面224とが対向し、これら の間に転動体(ボール)213a、213bが介装される 外輪211の軸方向両端の内周面には、シール 材219a、219bが圧入固定されている。

 内輪212は、ハブ輪210の軸部216の反フラン 側端部が加締られて、この加締部215にて内 212が軸部216に締結されている。

 等速自在継手230は、外側継手部材232と、 側継手部材232の内側に配された内側継手部 231と、外側継手部材232と内側継手部材231と 間に介在してトルクを伝達する複数のボー 233と、外側継手部材232と内側継手部材231と 間に介在してボール233を保持するケージ234 を主要な部材として構成される。

 内側継手部材231は、その外周面(凸球状外 周面)に複数のトラック溝236が形成されてい 。この内側継手部材231の中心孔(内径孔)235に シャフト238を挿してスプライン嵌合させ、そ のスプライン嵌合により両者間でトルク伝達 可能としている。なお、シャフト238の端部に は、シャフト抜け止め用の止め輪240が嵌合さ れている。

 外側継手部材232は、内側継手部材231、ケ ジ234およびトルク伝達ボール233を収容した ウス部232aと、マウス部232aから軸方向に一 的に延びるステム軸232bとを有する。そして その内周面(円筒状内周面)に内側継手部材23 1のトラック溝236と同数のトラック溝237が形 されている。外側継手部材232のトラック溝23 7と内側継手部材231のトラック溝236との間に ルクを伝達する複数のボール233が組み込ま ている。内側継手部材231と外側継手部材232 間にケージ234が配置され、ボール233は、ケ ジ234のポケット239内に保持されている。そ て、ブーツバンド247を介してマウス部232aの 口側の外周面にブーツ240の大径部が固定さ 、シャフト238の外周面には、ブーツ240の小 部が固定されている。

 この駆動車輪用軸受装置においては、ハ 輪210とハブ輪210の孔部265に嵌挿される等速 在継手230の外側継手部材232のステム軸232bと を一体化する凹凸嵌合構造Mを備える。凹凸 合構造Mは、例えば、ステム軸232bの端部に設 けられて軸方向に延びる凸部と、ハブ輪210の 孔部265の内径面に形成される凹部とからなり 、凸部の凹部嵌合部位の全体がその対応する 凹部に対して密着している。すなわち、ステ ム軸232bの反マウス部側の外周面に、複数の 部が周方向に沿って所定ピッチで配設され ハブ輪210の孔部265のステム軸嵌合孔の内径 に凸部が嵌合する複数の凹部が周方向に沿 て形成されている。つまり、周方向全周に たって、凸部とこれに嵌合する凹部とがタ トフィットしているものであって、凸部と の凸部に嵌合する他方の相手部材の凹部と 嵌合密着部250全域で密着している。

 このため、ハブ輪210と等速自在継手230の 側継手部材232のステム軸232bとを凹凸嵌合構 造Mを介して連結できる。この際、ハブ輪210 継手側の端部を加締めて、その加締部215に 内方部材(内輪)212に予圧を付与するものであ る。

 次に、この駆動車輪用軸受装置における ブ輪210と等速自在継手230との組立方法につ て説明する。なお、ハブ輪210と等速自在継 230の外側継手部材232とを連結する前に、前 したように、ハブ輪210の軸部216の反フラン 側端部が加締られて、この加締部215にて内 212が軸部216に締結されている。これによっ 、内輪212に予圧(予備予圧)が付与される。

 ステム軸232bの外径部には、全周に亘って 高周波焼入れ等により硬化層が形成されて嵌 合部位251(ステム軸32bの軸方向中間部位)には 周方向に沿う凹凸部としてスプライン262が 成されている。このため、スプライン262の 部が硬化処理されて、この凸部が凹凸嵌合 造Mの凸部となる。また、ハブ輪210の内径面 は硬化処理がなされていない状態である。こ れによって、嵌合部位(つまり、スプライン) は被嵌合部位252(つまり、ハブ輪210の小径部 255の内径面)側よりも硬度が高くなっている

 そして、ステム軸232bをハブ輪210に反フラ ンジ側から圧入する。この際、ステム軸232b スプライン262は硬化され、ハブ輪210の内径 は硬化処理されていない生材のままである め、ステム軸232bのスプライン262がハブ輪210 内径面に形状転写される。すなわち、ステ 軸232bをハブ輪210の孔部265に圧入していけば 、凸部がハブ輪210の孔部265の内径面に食い込 んでいき、凸部が、この凸部が嵌合する凹部 を、軸方向に沿って形成していくことになる 。これにより、ハブ輪210の内周面とステム軸 232bの外周面とが一体化され、ハブ輪210とス ム軸232bとが一体化される。すなわち、スプ イン262の凸部の圧入時にハブ輪210の軸部216 径方向に弾性変形し、この弾性変形分の予 が凸部の歯面に付与される。このため、ス ライン262の凸部の凹部嵌合部の全体が凹部 対して密着する。このように、ステム軸232b とハブ輪210とは一体化される。この場合の嵌 合密着部250は、車輪用軸受装置のインボード 側の軌道面224(内輪12の軌道面)とアウトボー 側の軌道面223(ハブ輪10の軌道面)との間に配 している。

 本発明では、等速自在継手のステム軸232b を前記ハブ輪210の内周面に圧入して、嵌合部 位251をこの嵌合部位251よりも硬度が低い被嵌 合部位252に転写せしめて、ステム軸232bとハ 輪210とを一体化することができるので、ス ム軸232bとハブ輪210との結合においてボルト を必要としない。

 また、図11の第5実施形態では、ステム軸2 32bとハブ輪210との嵌合密着部250を、インボー ド側の軌道面224とアウトボード側の軌道面223 との間に配置したので、嵌合密着部250の範囲 外では、ステム軸232bの組込みの際のハブ輪21 0の拡径を最小限に抑えることができる。こ ため、嵌合密着部250の範囲外であるアウト ード側及びインボード側の軌道面223、224、 び内輪肩部212a等におけるフープ応力の発生 最小限に抑えることができる。これにより 転がり疲労寿命の低下、クラック発生、及 応力腐食割れ等の軸受の不具合発生を防止 ることができて、高品質な軸受を提供する とができる。また、ステム軸232bをハブ輪210 の内周面に圧入して凹凸嵌合構造Mを形成す ことができるので、ステム軸232bとハブ輪210 の結合においてナット締結作業を必要とす ことがない。このため、組立作業を容易に うことができて、組立作業におけるコスト 減を図ることができると共に軽量化を図る とができる。

 図12の第6実施形態では、ハブ輪210の内径 は、反等速自在継手側の小径部259と、等速 在継手側の大径部261と、大径部261と小径部2 59との間のテーパ部260とを備える。また、こ ハブ輪210の内径面には熱硬化処理を施さな 。

 この際、ステム軸232bのスプライン262は硬 化され、ハブ輪210の内径面は硬化処理されて いない生材のままであるため、ステム軸232b スプライン262がハブ輪210の内径面に形状転 される。すなわち、ステム軸232bをハブ輪210 孔部265に圧入していけば、凸部がハブ輪210 孔部265の内径面に食い込んでいき、凸部が この凸部が嵌合する凹部を、軸方向に沿っ 形成していくことになる。これにより、ハ 輪210の内周面とステム軸232bの外周面とが一 体化され、ハブ輪210とステム軸232bとが一体 される。そして、この場合の嵌合密着部250 、アウトボード側の軌道面223のアウトボー 側端部よりもアウトボード側に配置される とになる。

 このため、図12の第6実施形態の車輪用軸 装置でも、図11の第5実施形態の車輪用軸受 置と同様の作用効果を奏する。特に、ステ 軸232bとハブ輪210との嵌合密着部250を、アウ トボード側軌道面223のアウトボード側端部よ りもアウトボード側に配置したものであるの で、嵌合密着部250の範囲外では、ステム軸232 bの組込みの際のハブ輪210の拡径を最小限に えることができる。このため、嵌合密着部25 0の範囲外であるアウトボード側及びインボ ド側の軌道面223、224、軌道面間253、及び内 肩部212a等におけるフープ応力の発生を最小 に抑えることができて、前記第1実施形態に おける駆動車輪用軸受装置よりも、一層高品 質な軸受を提供することができる。

 以上、本発明の実施形態につき説明した 、本発明は前記実施形態に限定されること く種々の変形が可能であって、例えば、図1 1と図12の第5、第6実施形態では、転動体213a、 213bをボールにて構成したが、転動体に円す ころを使用してもよい。また、図11に示す駆 動車輪用軸受装置は、ハブ輪210の外周に直接 軌道面223を形成した第3世代と呼ばれるもの あったが、駆動車輪用軸受装置として、ハ 輪210に一対の内輪が装着(圧入)された第1世 や第2世代と呼ばれるものであっても、ハブ 210と等速自在継手の外側継手部材232の外周 それぞれ軌道面を形成した第4世代と呼ばれ るものであってもよい。

 雌側円筒孔(ハブ輪210)を焼入で硬化して 雄側(ステム軸232b)を圧入することによりハ 輪210とステム軸232bとを結合することができ 。この場合、予めハブ輪210の内周面に凹凸 (スプライン)を形成し、この凹凸部を焼入 て硬化させて、ステム軸232bの外周面に食い ませることにより凹凸嵌合構造Mを形成する ことができる。

 熱硬化処理を行う方法としては、前記実 形態では、高周波焼入れを行ったが、浸炭 入れ等の他の処理方法であってもよい。ま 、ステム軸232bやハブ輪210に形成するスプラ インとしては、従来からの公知公用の手段で ある転造加工、切削加工、プレス加工、引き 抜き加工等の種々の加工方法によって形成す ることができる。また、硬化する側に設ける 凹凸部としては、スプラインでなくてもよい 。要は、相手側に食い込む凸部を有するもの であればよい。このため、この凸部の形状、 数等は任意に設置することができる。

本発明の第1実施形態を示す車輪用軸受 装置の断面図である。 前記車輪用軸受装置の凹凸嵌合構造を 示す拡大断面図である。 図2aのX部拡大図である。 前記車輪用軸受装置の等速自在継手の み付け前の断面図である。 凹凸嵌合構造の変形例を示す要部拡大 面図である。 本発明の第2実施形態を示す車輪用軸受 装置の断面図である。 前記図5の車輪用軸受装置の要部拡大断 面図である。 本発明の第3実施形態を示す車輪用軸受 装置の外側継手部材の要部側面図である。 前記図7の車輪用軸受装置の要部拡大断 面図である。 前記図7の車輪用軸受装置の凹凸嵌合構 造の簡略図である。 本発明の第4実施形態を示す車輪用軸 装置の凹凸嵌合構造を示す拡大断面図であ 。 図10aのY部拡大断面図である。 本発明の第5実施形態を示す駆動車輪 軸受装置の断面図である。 本発明の第6実施形態を示す駆動車輪 軸受装置の断面図である。 従来の車輪用軸受装置の断面図である 。