特開 2022-149832 車輪用軸受装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022149832

(43)【公開日】2022-10-07

(54)【発明の名称】車輪用軸受装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 35/063 20060101AFI20220929BHJP

   F16C 19/18 20060101ALI20220929BHJP

   F16D 3/20 20060101ALI20220929BHJP

   B60B 35/14 20060101ALI20220929BHJP

【ＦＩ】

F16C35/063

F16C19/18

F16D3/20 Z

B60B35/14 U

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021052152

(22)【出願日】2021-03-25

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(72)【発明者】

【氏名】船橋 雅司

(72)【発明者】

【氏名】藤尾 輝明

(72)【発明者】

【氏名】井上 昌矢

【テーマコード（参考）】

3J117

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J117AA02

3J117DA02

3J117DB01

3J117DB08

3J117DB10

3J701AA03

3J701AA32

3J701AA43

3J701AA54

3J701AA62

3J701AA72

3J701BA53

3J701BA56

3J701BA80

3J701FA60

3J701GA03

(57)【要約】

【課題】高い曲げ剛性を有し、かつトルク伝達時の負荷容量を高めることができる車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】外側継手部材３１とハブ輪１６は、それぞれに設けたフェーススプライン５１，５２を噛み合せ、かつ両フェーススプライン５１，５２間に軸方向の緊締力を作用させることでトルク伝達可能に結合される。両フェーススプライン５１，５２を軸方向に接近させて互いに噛み合せる過程で、両フェーススプラインの噛み合い領域Ｘの外径部Ｅａと、内径部Ｅｃと、外径部と内径部に挟まれた中間部Ｅｂとのうち、外径部Ｅａと内径部Ｅｃの何れか一方で両フェーススプライン５１，５２の歯面５１ａ，５１ｂ同士が最初に接触し、次に他方で両フェーススプライン５１，５２の歯面５１ａ，５１ｂ同士が接触するように両フェーススプライン５１，５２の歯面形状を定める。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複列の内側軌道面、およびホイールに取り付けるためのフランジ部を有する内方部材と、複列の外側軌道面を有する外方部材と、対向する内側軌道面と外側軌道面の間に配置された複数の転動体とを備えた車輪用軸受と、
外側継手部材を有する等速自在継手とを備え、
前記外側継手部材と前記内方部材とが、それぞれに設けたフェーススプラインを噛み合せ、かつ両フェーススプライン間に軸方向の緊締力を作用させることでトルク伝達可能に結合された車輪用軸受装置において、
両フェーススプラインを軸方向に接近させて互いに噛み合せる過程で、両フェーススプラインの噛み合い領域の外径部と、内径部と、前記外径部と前記内径部に挟まれた中間部とのうち、前記外径部と内径部の何れか一方で両フェーススプラインの歯面同士が最初に接触し、次に他方で両フェーススプラインの歯面同士が接触するように両フェーススプラインの歯面形状が定められていることを特徴とする車輪用軸受装置。

【請求項2】

複列の内側軌道面、およびホイールに取り付けるためのフランジ部を有する内方部材と、複列の外側軌道面を有する外方部材と、対向する内側軌道面と外側軌道面の間に配置された複数の転動体とを備えた車輪用軸受と、
外側継手部材を有する等速自在継手とを備え、
前記外側継手部材と前記内方部材とが、それぞれに設けたフェーススプラインを噛み合せ、かつ両フェーススプライン間に軸方向の緊締力を作用させることでトルク伝達可能に結合された車輪用軸受装置において、
両フェーススプラインを軸方向に接近させて互いに噛み合せる過程で、両フェーススプラインの噛み合い領域の外径部と、内径部と、前記外径部と前記内径部に挟まれた中間部とのうち、前記外径部と内径部で両フェーススプラインの歯面同士が最初にかつ同時に接触するように両フェーススプラインの歯面形状が定められていることを特徴とする車輪用軸受装置。

【請求項3】

前記両フェーススプライン同士の噛み合い領域のうち、何れか一方のフェーススプラインの歯先面の内径端を０％、外径端を１００％として、７０％から１００％の領域を前記外径部とし、０％～５０％の領域を前記内径部とした請求項１または２記載の車輪用軸受装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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

【背景技術】

【0002】

複列の転がり軸受（車輪用軸受）と等速自在継手とがユニット化された車輪用軸受装置として、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材との間のトルク伝達を、ハブ輪の端面および外側接手部材の端面にそれぞれ設けたフェーススプラインを介して行うものが知られている（特許文献１の図７等）。この車輪用軸受装置では、ハブ輪にボルト部材を挿通し、ボルト部材の座面をハブ輪の端面と係合させた状態で、ボルト部材を外側継手部材の椀形部の底部に設けたねじ孔に螺着することで、外側継手部材とハブ輪が結合される。

【0003】

このようにフェーススプラインを使用した車輪用軸受装置においては、フェーススプライン同士を噛み合わせる際に、最初に半径方向外側で両フェーススプラインの歯同士を接触させ、緊締が強まるにつれて半径方向内側でも歯同士を接触させるもの（特許文献２）と、最初に半径方向内側で歯同士を接触させ、緊締が強まるにつれて半径方向外側でも歯同士を接触させるもの（特許文献３）とが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－１１５２９２号公報

【特許文献2】特許第５０３９０４８号公報

【特許文献3】米国特許出願公開第２０１５／００２１９７３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献２には、第１の歯と第２の歯とが、通常の緊締力のほぼ７５％に到達した際に両歯の歯面の全長にわたって互いに接触する旨が記載されている（段落００２８）。しかしながら、フェーススプラインの加工時には加工誤差が避けられず、そのため、歯面の形状を理想通りに製作することはできない。従って、所定の緊締力の付与後には、両歯の歯面の半径方向全長にわたって歯面同士を接触させることは、理論的にはともかく実際には困難であり、両フェーススプラインの歯面同士は、噛み合い領域の一部でしか接触させることはできない。

【0006】

また、フェーススプライン同士を噛み合わせる際には、その噛み合わせ作業の前半に相手側と接触する部位が、トルク伝達時における歯面同士の接触領域となることが多い。従って、緊締力の付与後は、特許文献２の構成では、歯面同士の半径方向の噛み合い領域のうち主に外径側が歯面同士の接触領域となり、特許文献３の構成では主に内径側が歯面同士の接触領域となる。

【0007】

車輪用軸受装置の等速自在継手が作動角をとった状態で、トルク伝達を行う場合、等速自在継手の外側継手部材とハブ輪の連結部には曲げモーメントが繰り返し作用する。従って、特許文献２のように歯面同士の接触領域が外径側に存在する場合、噛み合い領域の円周方向の一部領域（曲げモーメントを作用させた際に山折れとなる領域）では、ボルト部材の変形を通じてフェーススプライン同士の噛み合い領域の外径側で歯面同士が非接触となる。これにより噛み合い領域での接触領域の面積が大きく減少するため、フェーススプライン同士の噛み合いが外れる場合がある。特にフェーススプライン同士の噛み合い領域では、図１０に示すように、トルク伝達中に、歯面１５１ａ，１５２ａ間に作用するトルク伝達力Ｆの歯面に沿う方向の分力Ｆａが歯同士の噛み合いを外す方向に作用するため、フェーススプライン同士の噛み合いがより一層外れやすくなる。従って、特許文献２の構成では、車輪用軸受装置の曲げ剛性が低下する問題がある。

【0008】

その一方で、特許文献３のように、トルク伝達中における歯面同士の接触領域が内径側となる構成では、外径側に接触領域を持たないため、曲げモーメントが車輪用軸受装置の曲げ剛性に与える影響は少なくなるが、接触領域の回転半径が小さいため、トルク伝達時の負荷容量が低下し、高トルクの伝達が難しくなる問題がある。

【0009】

以上に鑑み、本発明は、高い曲げ剛性を有し、かつトルク伝達時の負荷容量を高めることができる車輪用軸受装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、複列の内側軌道面、およびホイールに取り付けるためのフランジ部を有する内方部材と、複列の外側軌道面を有する外方部材と、対向する内側軌道面と外側軌道面の間に配置された複数の転動体とを備えた車輪用軸受と、外側継手部材を有する等速自在継手とを備え、前記外側継手部材と前記内方部材とが、それぞれに設けたフェーススプラインを噛み合せ、かつ両フェーススプライン間に軸方向の緊締力を作用させることでトルク伝達可能に結合された車輪用軸受装置において、両フェーススプラインを軸方向に接近させて互いに噛み合せる過程で、両フェーススプラインの噛み合い領域の外径部と、内径部と、前記外径部と前記内径部に挟まれた中間部とのうち、前記外径部と内径部の何れか一方で両フェーススプラインの歯面同士が最初に接触し、次に他方で両フェーススプラインの歯面同士が接触するように両フェーススプラインの歯面形状が定められていることを特徴とする。

【0011】

両フェーススプラインを軸方向に接近させて互いに噛み合せる過程において、初期の段階で歯面同士が接触する領域では、噛み合わせの進行に伴って双方の歯面が弾性変形し、その接触状態を維持する。そのため、初期の段階で歯面同士が接触した領域は、歯面に多少の加工誤差があったとしても、トルク伝達中は歯面同士が接触した接触領域となる。上記構成によれば、少なくとも外径部と内径部に歯面同士の接触領域が形成されるため、作動角をとった等速自在継手のトルク伝達により曲げモーメントが作用し、そのために外径側で両フェーススプラインの噛み合いが外れそうになったとして、内径部では歯面同士の接触領域が維持される。そのため、両フェーススプラインの噛み合いが外れることはない。また、外径部に歯面同士の接触領域が存在することで、接触領域の回転半径が総じて大きくなるため、トルク伝達時の負荷容量を十分に確保することが可能となる。

【0012】

この作用効果は、両フェーススプラインを軸方向に接近させて互いに噛み合せる過程で、両フェーススプラインの噛み合い領域の外径部と、内径部と、前記外径部と前記内径部に挟まれた中間部とのうち、前記外径部と内径部で両フェーススプラインの歯面同士が最初にかつ同時に接触するように両フェーススプラインの歯面形状を定めた場合にも同様に得ることができる。

【0013】

前記両フェーススプライン同士の噛み合い領域のうち、何れか一方のフェーススプラインの歯先面の内径端を０％、外径端を１００％として、７０％から１００％の領域を前記外径部とし、０％～５０％の領域を前記内径部とするのが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

以上のように、本発明によれば、高い曲げ剛性を有し、かつトルク伝達時の負荷容量を高めることができる車輪用軸受装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】車輪用軸受装置を軸方向に沿う断面で見た断面図である。

【図2】外側継手部材をアウトボード側から見た正面図である。

【図3】図１に示す車輪用軸受装置において、フェーススプライン同士を軸方向に接近させて互いに噛み合せる過程を示す断面図である。

【図4】フェーススプラインの噛み合い領域を円周方向に沿う断面で見た断面図である。

【図5】フェーススプラインの噛み合い領域を軸方向から見た正面図である。

【図6】（ａ）図および（ｂ）図とも、図１に示す車輪用軸受装置の第一フェーススプラインを拡大して示す断面図である。

【図7】（ａ）図および（ｂ）図とも、図１に示す車輪用軸受装置の第一フェーススプラインを拡大して示す断面図である。

【図8】（ａ）図および（ｂ）図とも、図１に示す車輪用軸受装置の第一フェーススプラインを拡大して示す断面図である。

【図9】（ａ）図および（ｂ）図とも、図１に示す車輪用軸受装置の第一フェーススプラインを拡大して示す断面図である。

【図10】フェーススプラインの噛み合い領域を円周方向に沿う断面で見た断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、この発明の実施形態に係る車輪用軸受装置を図１～図９（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。なお、以下の説明では、車体に取り付けた際に車幅方向の外側となる方向をアウトボード側と呼び、車幅方向の内側となる方向をインボード側と呼ぶ。

【0017】

この実施形態に係る車輪用軸受装置１は、図１に示すように、車輪用軸受２と等速自在継手３とをユニット化した構造を有する。

【0018】

車輪用軸受２は、複列の内側軌道面５，６を有する内方部材７と、内方部材７の外径側に配置され、複列の外側軌道面１０，１１を有する外方部材１２と、半径方向で対向する内側軌道面５，６と外側軌道面１０，１１の間に配置された複数の転動体１３と、転動体１３を円周方向で等間隔に保持する保持器（図示省略）とを主要な構成要素とする。

【0019】

内方部材７は、ハブ輪１６と、ハブ輪１６の外周に固定された内輪１７とを有する。ハブ輪１６の外周面に複列の内側軌道面５，６のうちの一方の内側軌道面５が形成され、内輪１７の外周面に他方の内側軌道面６が形成されている。

【0020】

ハブ輪１６は、車両のホイールに取り付けられるフランジ部１８と、円筒状の筒部１９とを備える。ハブ輪１６のフランジ部１８にはボルト装着孔２０が設けられる。ホイールおよびブレーキロータをこのフランジ部１８に固定するためのハブボルトがこのボルト装着孔２０に固定される。筒部１９のインボード側端部に小径部２１が形成され、この小径部２１の外周面に内輪１７が圧入固定されている。ハブ輪１６の筒部１９のインボード側の端部には、内輪１７の小径部２１への圧入後に加締めにより外径側に塑性変形させた加締め部２２が形成されている。加締め部２２は内輪１７のインボード側端面に密着している。この加締め部２２により内輪１７の位置決めがなされると共に、車輪用軸受２の内部に所定の予圧が付与される。ハブ輪１６の筒部１９のアウトボード側の内周面には、内径側に突出する内壁部２３が設けられる。内壁部２３は、その軸心上に、軸方向の貫通穴２４を有する。貫通穴２４には、そのアウトボード側からボルト部材２６が挿入される。

【0021】

等速自在継手３は、角度変位のみを許容し、軸方向変位を許容しない固定式等速自在継手で構成される。この等速自在継手３は、カップ状のマウス部３０を有する外側継手部材３１と、外側継手部材３１のマウス部３０の内径側に収容された内側継手部材３２と、内側継手部材３２と外側継手部材３１との間に配設されるトルク伝達部材としてのボール３３とを主要な構成要素とする。内側継手部材３２の中心孔の内周面には雌スプライン３４が形成され、この雌スプライン３４に、図示しない中間シャフトの端部に形成された雄スプラインが挿入される。これにより、内側継手部材３２と中間シャフトとがトルク伝達可能に結合される。

【0022】

マウス部３０の球面状の内周面には、軸方向に延びるトラック溝３５が円周方向の複数個所に形成され、内側継手部材３２の球面状の外周面には、軸方向に延びるトラック溝３６が円周方向の複数個所に形成される。半径方向で対向する外側継手部材３１のトラック溝３５と内側継手部材３２のトラック溝３６が対をなし、各対のトラック溝３５，３６で形成される複数のボールトラックに１個ずつボール３３が転動可能に組み込まれている。各ボール３３は、ケージ３７によって円周方向の等配位置に保持されている。ケージ３７の球面状の外周面は外側継手部材３１の球面状の内周面と接し、ケージ３７の球面状の内周面は内側継手部材３２の球面状の外周面と接している。

【0023】

図１では、マウス部３０の開口側端部で外側継手部材３１のトラック溝３５の溝底を直線状とし、マウス部３０の奥側端部で内側継手部材３２のトラック溝３６の溝底を直線状としているが（アンダーカットフリー型）、外側継手部材３１のトラック溝３５および内側継手部材３２のトラック溝３６の双方の溝底全体を曲線状に形成することもできる。

【0024】

外側継手部材３１と内側継手部材３２との間に作動角が付与されると、ケージ３７に保持されたボール３３はどのような作動角においても、常にその作動角の二等分面内に維持される。これにより、外側継手部材３１と内側継手部材３２との間での等速性が確保される。外側継手部材３１と内側継手部材３２との間では、等速性が確保された状態で回転トルクがボール３３を介して伝達される。

【0025】

マウス部３０は、軸心を中心とする雌ねじ部３８が形成された底部３９を有する。ボルト部材２６の先端に形成された雄ねじ部２７を雌ねじ部３８に螺合させることで、ボルト部材２６の座面２６ａが内壁部２３のアウトボード側端面２３ａと軸方向で係合する。さらにボルト部材２６をねじ込むことで、外側継手部材３１とハブ輪１６の間に、両者を接近させる方向の軸方向の緊締力が付与される。

【0026】

車輪用軸受２の内方部材７と外側継手部材３１のマウス部３０の底部３９との間にはトルク伝達部５０が設けられる。このトルク伝達部５０は、継手３側に形成された第一フェーススプライン５１と、軸受２側に形成された第二フェーススプライン５２とを篏合させることで構成される。

【0027】

本実施形態では、第一フェーススプライン５１がマウス部３０の底部３９のアウトボード側端面に形成され、第二フェーススプライン５２がハブ輪１６の加締め部２２のインボード側端面に形成されている。図２は第一フェーススプライン５１を軸方向から見た図を示す。図２に示すように、第一フェーススプライン５１は、半径方向に延びる複数の凸条５３と半径方向に延びる複数の凹条５４とを円周方向で交互に配置した形態を有する。図示は省略するが、第二フェーススプライン５２も、第一フェーススプライン５１と同様に、半径方向に延びる複数の凸条と半径方向に延びる複数の凹条とを円周方向で交互に配置した形態を有する。第一フェーススプライン５１と第二フェーススプライン５２を噛み合わせ、さらにボルト部材２６の雌ねじ部３８へのねじ込みにより軸方向の緊締力を両フェーススプライン５１，５２間に作用させることで、外側継手部材３１とハブ輪１６とがトルク伝達可能に結合される。

【0028】

図３に示すように、第一フェーススプライン５１と第二フェーススプライン５２を噛み合せる際には、ボルト部材２６（図１参照）の緊締力の作用下で、両フェーススプライン５１，５２を軸方向に接近させる。図３中のハッチングを付した領域が最終的に一方のフェーススプラインの凸条と他方のフェーススプラインの凹条とが噛み合う噛み合い領域Ｘを表す。以下では、この噛み合い領域Ｘのうち、何れか一方のフェーススプラインに設け
られた各凸条の歯先を含む面５５を「歯先面」と称し、噛み合い領域Ｘの歯先面５５の外径端を含む領域を外径部Ｅａと称し、噛み合い領域Ｘの歯先面５５の内径端を含む領域を内径部Ｅｃと称し、外径部Ｅａと内径部Ｅｃに挟まれた領域を中間部Ｅｂと称する。

【0029】

本実施形態においては、第一フェーススプライン５１と第二フェーススプライン５２を軸方向に接近させて互いに噛み合せる過程において、外径部Ｅａと内径部Ｅｃで両フェーススプライン５１，５２の歯面同士が最初に接触するように、両フェーススプライン５１，５２の各歯面の形状が定められる。

【0030】

これを図４に基づいて具体的に説明する。なお、図４中のＩ列～ＩＩＩ列は、両フェー
ススプライン５１，５２の噛み合せ過程を時系列で示すもので、Ｉ列が噛み合わせの初期段階を示し、ＩＩ列が中間段階を示し、ＩＩＩ列が最終段階を示す。また、図４中のＡ行が外径部Ｅａの断面形状を表し、Ｂ行が中間部Ｅｂの断面形状を表し、Ｃ行が内径部Ｅｃの断面形状を表す。

【0031】

図４に示すように、噛み合せ過程の初期段階の外径部Ｅａ（Ｉ－Ａ）および内径部Ｅｃ（Ｉ－Ｃ）では第一フェーススプライン５１の歯面５１ａと第二フェーススプライン５２の歯面５２ａとが接触する。この時、内径部Ｅｂ（Ｉ－Ｂ）では、歯面５１ａ，５２ａ間に隙間δがある。なお、歯先面５５から、歯面のうちで最初に相手側の歯面と接触した部分までの深さを接触開始深さと称する。図４中のＬａは外径部Ｅａにおける接触開始深さを示し、Ｌｃは内径部Ｅｃにおける接触開始深さを示す。

【0032】

噛み合せ過程が進んで中間段階（ＩＩ列）に至ると、中間部Ｅｂ（ＩＩ－Ｂ）でも歯面５１ａ，５２ａ同士が接触する。中間部Ｅｂにおける接触開始深さＬｂは、外径部Ｅａにおける接触開始深さＬａおよび内径部Ｅｃにおける接触開始深さＬｃよりも深い位置となる。その後、噛み合せ過程がさらに進んで最終段階（ＩＩＩ列）に至る。歯面５１ａ，５２ａ同士の接触後、最終段階（ＩＩＩ列）に至るまでは、外径部Ｅａ、中間部Ｅｂ、および内径部Ｅｃの何れの部位でも、歯面５１ａ，５２ａが弾性変形し、両歯面５１ａ，５２ａの接触状態が維持される。この時、最初に接触する外径部Ｅａおよび内径部Ｅｂでの歯面５１ａ，５２ｂの弾性変形量は、他所（中間部Ｅｂ）の弾性変形量よりも大きくなる。

【0033】

なお、図３において、噛み合い領域Ｘにおける歯先面５５の内径端を０％、外径端を１００％として、７０％～１００％の領域および０％～５０％の領域を最初に歯面同士が接触する外径部Ｅａおよび内径部Ｅｃとするのが好ましい。特に外径部Ｅａのうちの２０％～５０％の領域および内径部Ｅｃのうちの２０％～５０％の領域で最初に歯面５１ａ，５２ａ同士を接触させるのが好ましい。以上の構成から、トルク伝達中の歯面同士の接触領域Ｙ（図９（ｂ）参照）が総じて外径側に形成されるため、トルク伝達時の負荷容量を大きくすることができる。

【0034】

以上に述べた接触順序は、図５に示すように、例えば、一方のフェーススプライン（例えば第一フェーススプライン５１）の凸条５３の歯面間距離（歯幅）が外径部Ｅａおよび内径部Ｅｃで理想輪郭（二点鎖線で示す）の歯面間距離よりも大きくなるように歯面５１ａの形状を定めることで実現することができる。なお、図５では、凸条５３と噛み合う凹条５４が理想輪郭（破線で示す）で形成された場合を示しているが、同様の効果は、他方のフェーススプライン（例えば第二フェーススプライン５２）の凹条５４の歯面間距離（歯隙間の幅）が外径部Ｅａおよび内径部Ｅｃで理想輪郭の歯面間距離よりも小さくなるように歯面５２ａの形状を定めることでも実現することができる。これらを組み合わせて、外径部Ｅａおよび内径部Ｅｃで凸条５３の歯面間距離を大きくし、凹条５４の歯面間距離を小さくしてもよい。ここでいう理想輪郭とは、噛み合い領域Ｘの半径方向全域で両フェーススプライン５１，５２の歯面５１ａ，５２ａ同士が同時に接触するような、加工誤差のない理想的な歯形輪郭を意味する。

【0035】

なお、図５では、理解の容易化のため、外径部Ｅａおよび内径部Ｅｃにおける歯面間距離を誇張して拡大させているが、実際の拡大量は、歯面５１ａ，５１ｂで生じ得る最大の加工誤差を超える程度であり、肉眼で判別することは困難な程度となる。図５中の符号Ｏは車輪用軸受装置１の回転中心を表す。

【0036】

図６（ａ）は、両フェーススプライン５１，５２の各歯面が理想輪郭で形成されている時の歯面５１ａ，５２ａ同士の接触開始深さＬａ，Ｌｂ，Ｌｃを破線で示している。この場合、噛み合い領域Ｘの半径方向全域で歯面５１ａ，５２ａ同士が同時に接触するため、接触開始深さは、半径方向で均一な深さとなる。そのため、図６（ｂ）に示すように、トルク伝達中における歯面同士の接触領域Ｙ（ハッチングで示す）の幅は、半径方向で変化せず一定の幅となる。その一方で、加工誤差が不可避であるため、このような均一な接触開始深さや均一幅の接触領域を実現することは困難である。

【0037】

図７（ａ）（ｂ）は特許文献２に記載のように、歯面同士を外径部Ｅａから接触させるようにした場合の接触開始深さＬａ，Ｌｂ，Ｌｃと接触領域Ｙを示している。この場合、噛み合い領域の外径端が接触してから内径側に向けて徐々に接触領域が広がるため、図７（ｂ）に示すように、トルク伝達中の歯面５１ａ，５２ａ同士の接触領域Ｙは外径側で広く、内径側で狭くなる。そのため、等速自在継手３が作動角をとってトルク伝達する際に曲げモーメントが生じると、トルク伝達部５０の円周方向の一部領域（山折りとなる領域）では、外径側の接触領域Ｙが消失し、接触領域Ｙの総面積が大きく減少するため、歯面５１ａ，５２ａ同士の噛み合いが外れやすくなる。そのため、車輪用軸受装置１の曲げ剛性が低下する。

【0038】

図８（ａ）（ｂ）は特許文献３に記載のように、歯面同士を内径部Ｅｃから接触させるようにした場合の接触開始深さＬａ，Ｌｂ，Ｌｃと接触領域Ｙを示している。この場合、噛み合い領域の内径端が接触してから外径側に向けて徐々に接触領域が広がるため、図８（ｂ）に示すように、トルク伝達中の歯面５１ａ，５２ａ同士の接触領域Ｙは内径側で広く、外径側で狭くなる。この場合、接触領域Ｙの回転半径が小さくなるため、車輪用軸受装置１におけるトルク伝達時の負荷容量が不十分となる。

【0039】

図９（ａ）（ｂ）は本実施形態のように、歯面同士を外径部Ｅａおよび内径部Ｅｃから接触させるようにした場合の接触開始深さＬａ，Ｌｂ，Ｌｃと接触領域Ｙを示している。この場合、噛み合い領域の外径部Ｅａおよび内径部Ｅｃが接触してから中間部Ｅｂに向けて徐々に接触領域が広がる。この場合、トルク伝達中は、外径部Ｅａおよび内径部Ｅｃで広範囲にわたって接触領域Ｙが形成される。この場合、等速自在継手３が作動角をとってトルク伝達する際に、トルク伝達部５０に曲げモーメントが作用したとしても、少なくとも内径部Ｅｃの接触領域Ｙは維持されるため、接触領域Ｙの総面積が極端に減少することはなく、歯面同士の噛み合いの外れを防止することができる。また、接触領域Ｙの回転半径が総じて大きくなるため、トルク伝達時の負荷容量を十分に確保することが可能となる。従って、曲げ剛性が高くかつトルク伝達時の負荷容量が高い車輪用軸受装置１を提供することが可能となる。

【0040】

このように本実施形態では、外径部Ｅａおよび内径部Ｅｃで最初に歯面５１ａ，５２ａ同士を接触させている。外径部Ｅａおよび内径部Ｅｃで同時に歯面５１ａ，５２ａを接触させるのが好ましいが、量産時の加工誤差を考えると、同時接触を実現することは難しい。従って、両フェーススプラインを噛み合せる過程で、外径部Ｅａおよび内径部Ｅｃでの歯面５１ａ，５２ａ同士の接触に多少のタイムラグがあっても構わない。すなわち、外径部Ｅａと内径部Ｅｃの何れか一方で歯面５１ａ，５２ａ同士が最初に接触し、次に他方で歯面５１ａ，５２ａ同士が接触するものであっても構わない。何れにせよ、中間部Ｅｃで歯面５１ａ，５２ａ同士の接触が開示されるより前に、外径部Ｅａと内径部Ｅｃで歯面５１ａ，５２ａ同士の接触が開始されることが必要とされる。なお、特許文献２では歯面同士の接触が外径側から内径側に徐々に移行し、特許文献３では歯面同士の接触が内径側から外径側に徐々に移行するので、本実施形態とは各部での歯面同士の接触タイミングが異なる。

【0041】

本発明の実施形態は上記に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と同様の点については説明を省略する。

【0042】

以上に述べた実施形態では、軸受２側の第二フェーススプライン５２をハブ輪１６の加締め部２２の端面に設けているが、加締め部２２を有しない車輪用軸受２を使用する場合は、第二フェーススプライン５２を内輪１７のアウトボード側端面に形成することもできる。この場合、内輪１７とハブ輪１６との間には、セレーション等の回り止めを設けて両者をトルク伝達可能に結合するのが望ましい。

【0043】

また、以上に述べた実施形態では、ハブ輪１６と外側継手部材３１の間に軸方向の緊締力を与える機構として、外側継手部材３１に雌ねじ部３８を設け、この雌ねじ部３８に螺合する雄ねじ部を有する部材（ボルト部材２６）をハブ輪１６と軸方向で係合させる場合を例示したが、緊締力の付与構造は任意であり、上記以外にも、例えば外側継手部材３１に雄ねじ部２７を設け、この雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有する部材（例えばナット部材）をハブ輪１６と軸方向で係合させることで、緊締力を与えることもできる。

【符号の説明】

【0044】

１ 車輪用軸受装置
２ 車輪用軸受
３ 等速自在継手
５，６ 内側軌道面
７ 内方部材
１０，１１ 外側軌道面
１２ 外方部材
１３ 転動体
１６ ハブ輪
１７ 内輪
１８ フランジ部
２６ ボルト部材
３１ 外側継手部材
５１ 第一フェーススプライン
５１ａ 歯面
５２ 第二フェーススプライン
５２ａ 歯面
Ｅａ 外径部
Ｅｂ 中間部
Ｅｃ 内径部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】