JP2000038003A

JP2000038003A - 車輪用転がり軸受ユニット

Info

Publication number: JP2000038003A
Application number: JP10206249A
Authority: JP
Inventors: Shigeoki Kayama; 重興嘉山
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-07-22
Filing date: 1998-07-22
Publication date: 2000-02-08

Abstract

(57)【要約】【課題】小型且つ軽量で、しかも十分な耐久性を有す
る車輪用転がり軸受ユニットを実現する。【解決手段】外側、内側両係合溝２６ａ、２５ａと各
ボール２４、２４とを、それぞれ７個以上とする。これ
ら外側、内側両係合溝２６ａ、２５ａの各断面形状の曲
率半径を、溝底部で小さく、各開口縁部に近い両側部で
大きくする。又、等速ジョイント１０ａを構成する上記
各ボール２４、２４のピッチ円直径ｄ₁ と複数の転動体
列のうちの内側の転動体列を構成する各転動体１３、１
３のピッチ円直径ｄ₂ との比ｄ₁ ／ｄ₂ をＲとした場合
に、０．４９≦Ｒ≦０．６３とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係る車輪用転がり
軸受ユニットは、所謂第四世代のハブユニットと呼ばれ
るもので、独立懸架式サスペンションに支持された駆動
輪｛ＦＦ車（前置エンジン前輪駆動車）の前輪、ＦＲ車
（前置エンジン後輪駆動車）及びＲＲ車（後置エンジン
後輪駆動車）の後輪、４ＷＤ車（四輪駆動車）の全輪｝
を、懸架装置に対して回転自在に支持する為に利用す
る。

【０００２】

【従来の技術】車輪を懸架装置に対して回転自在に支持
する為に、外輪と内輪とを転動体を介して回転自在に組
み合わせた車輪用転がり軸受ユニットが、各種使用され
ている。又、独立懸架式サスペンションに駆動輪を支持
する為の車輪用転がり軸受ユニットは、等速ジョイント
と組み合わせて、デファレンシャルギヤと駆動輪との相
対変位や車輪に付与された舵角に拘らず、駆動軸の回転
を上記車輪に対して円滑に（等速性を確保して）伝達す
る必要がある。この様な等速ジョイントと組み合わせ
て、しかも比較的小型且つ軽量に構成できる、所謂第四
世代のハブユニットと呼ばれる車輪用転がり軸受ユニッ
トとして従来から、例えば特開平７−３１７７５４号公
報等に記載されたものが知られている。

【０００３】図５は、この公報に記載された従来構造を
示している。車両への組み付け状態で、懸架装置に支持
した状態で回転しない外輪１（外輪相当部材）は、外周
面にこの懸架装置に支持する為の第一の取付フランジ２
を、内周面に複列の外輪軌道３、３を、それぞれ有す
る。上記外輪１の内側には、第一、第二の内輪部材４、
５を組み合わせて成るハブ６（内輪相当部材）を配置し
ている。このうちの第一の内輪部材４は、外周面の一端
寄り（図５の左寄り）部分に車輪を支持する為の第二の
取付フランジ７を、同じく他端寄り（図５の右寄り）部
分に第一の内輪軌道８を、それぞれ設けた円筒状に形成
している。これに対して、上記第二の内輪部材５は、一
端部（図５の左端部）を、上記第一の内輪部材４を外嵌
固定する為の円筒部９とし、他端部（図５の右端部）
を、ツェッパ型の等速ジョイント１０の外輪となるハウ
ジング部１１とし、中間部外周面に第二の内輪軌道１２
を設けている。そして、上記各外輪軌道３、３と上記第
一、第二の内輪軌道８、１２との間にそれぞれ複数個ず
つの転動体１３、１３を設ける事により、上記外輪１の
内側に上記ハブ６を、回転自在に支持している。

【０００４】又、上記第一の内輪部材４の内周面と上記
第二の内輪部材５の外周面との互いに整合する位置に
は、それぞれ係止溝１４、１５を形成すると共に、止め
輪１６を、これら両係止溝１４、１５に掛け渡す状態で
設けて、上記第一の内輪部材４が上記第二の内輪部材５
から抜け出るのを防止している。更に、上記第二の内輪
部材５の一端面（図５の左端面）外周縁部と、上記第一
の内輪部材４の内周面に形成した段部１７の内周縁部と
の間に溶接１８を施して、上記第一、第二の内輪部材
４、５同士を結合固定している。

【０００５】更に、上記外輪１の両端開口部と上記ハブ
６の中間部外周面との間には、ステンレス鋼板等の金属
製で略円筒状のカバー１９ａ、１９ｂと、ゴムの如きエ
ラストマー等の弾性材製で円環状のシールリング２０
ａ、２０ｂとをそれぞれ設けている。これらカバー１９
ａ、１９ｂ及びシールリング２０ａ、２０ｂは、上記複
数の転動体１３、１３を設置した部分と外部とを遮断
し、この部分に存在するグリースが外部に漏出するのを
防止すると共に、この部分に雨水、塵芥等の異物が侵入
する事を防止している。又、上記第二の内輪部材５の中
間部内側には、この第二の内輪部材５の内側を塞ぐ隔板
部２１を設けて、この第二の内輪部材５の剛性を確保す
ると共に、この第二の内輪部材５の先端（図５の左端）
開口からこの第二の内輪部材５の内側に入り込んだ異物
が、前記ハウジング部１１の内側に設けた等速ジョイン
ト１０部分にまで達する事を防止している。

【０００６】又、上記等速ジョイント１０は、上記ハウ
ジング部１１と、内輪２２と、保持器２３と、複数個の
ボール２４とから成る。このうちの内輪２２は、エンジ
ンによりトランスミッションを介して回転駆動される、
後述する一方の軸５０（図６参照）の先端部に固定され
る。この内輪２２の外周面には、断面円弧形の内側係合
溝２５を６本、円周方向に亙り等間隔に、それぞれ円周
方向に対し直角方向に形成している。又、上記ハウジン
グ部１１の内周面で上記内側係合溝２５と対向する位置
には、やはり断面円弧形の外側係合溝２６を６本、円周
方向に対し直角方向に形成している。又、上記保持器２
３は、断面円弧状で全体を円環状に形成しており、上記
内輪２２の外周面とハウジング部１１の内周面との間に
挟持している。この保持器２３の円周方向６個所位置
で、上記内側、外側両係合溝２５、２６に整合する位置
には、それぞれポケット２７を形成し、これら各ポケッ
ト２７の内側にそれぞれ１個ずつ、合計６個の上記ボー
ル２４を保持している。これら各ボール２４は、それぞ
れ上記各ポケット２７に保持された状態で、上記内側、
外側両係合溝２５、２６に沿い転動自在である。

【０００７】尚、上述の様な等速ジョイント１０の構造
は、例えば実開昭５７−１４５８５４〜５号公報、同５
９−１８５４２５号公報、同６２−１２０２１号公報等
に記載され、従来から知られている等速ジョイントと同
様である。この様な、従来から知られた等速ジョイント
は、例えば図６に示す様に、一方の軸５０と他方の軸５
１との変位に拘らず、保持器２３により転動自在に保持
した６個のボール２４、２４を、これら両軸５０、５１
の軸交角α、即ち、上記一方の軸５０の中心線ａと他方
の軸５１の中心線ｂとの交点ｏで両線ａ、ｂのなす角度
αを二等分する、二等分面ｃ上に配置している。この為
に、各内側係合溝２５、２５の底面５２、５２は、上記
中心線ａ上で、上記交点ｏからｈだけ離れた点ｄを中心
とする球面上に位置させ、各外側係合溝２６、２６の底
面５３、５３は、上記中心線ｂ上で、上記交点ｏからｈ
だけ離れた点ｅを中心とする球面上に位置させている。
但し、上記内輪２２の外周面、上記ハウジング部１１の
内周面、並びに上記保持器２３の内外両周面は、それぞ
れ上記交点ｏを中心とする球面上に位置させて、上記内
輪２２の外周面と保持器２３の内周面との摺動、並びに
ハウジング部１１の内周面と保持器２３の外周面との摺
動を自在としている。

【０００８】上述の様な構成を有する等速ジョイント１
０を組み込んだ、前述の図５に示した様な車輪用転がり
軸受ユニットを車両に組み付けるには、前記第一の取付
フランジ２により外輪１を懸架装置に支持し、前記第二
の取付フランジ７により駆動輪を第一の内輪部材４に固
定する。又、エンジンによりトランスミッションを介し
て回転駆動される、図示しない駆動軸（図６に示す等速
ジョイントの例では一方の軸５０）の先端部を、等速ジ
ョイント１０を構成する内輪２２の内側にスプライン係
合させる。自動車の走行時には、上記内輪２２の回転
を、複数のボール２４を介して第二の内輪部材５を含む
ハブ６に伝達し、上記駆動輪を回転駆動する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に構成され作
用する、所謂第四世代のハブユニットと呼ばれる車輪用
転がり軸受ユニットの小型・軽量化を図る為には、等速
ジョイント１０を構成するボール２４、２４の外径を小
さくし、これら各ボール２４、２４の外接円の直径を小
さくして、ハウジング部１１の外径を小さくする必要が
ある。そして、上記各ボール２４、２４の外径を小さく
し、このボール２４、２４の数を増やして（従来の６個
から７個以上とし）、上記等速ジョイント１０の負荷容
量を確保する必要がある。

【００１０】但し、上記各ボール２４、２４の外径を小
さくし過ぎると、これら各ボール２４、２４の転動面
と、内側係合溝２５及び外側係合溝２６の内側面との当
接部に存在する接触楕円が小さくなり、これら各当接部
に加わる面圧が過大になって、上記各係合溝２５、２６
の内側面の転がり疲れ寿命が低下する。この様な原因で
これら各係合溝２５、２６の内側面の転がり疲れ寿命が
低下するのを防止すべく、単に上記各ボール２４、２４
の外径を大きくすると、円周方向に隣り合うボール２
４、２４同士の間隔が狭くなり、保持器２３のうちで、
これら各ボール２４、２４を保持する為のポケット２
７、２７同士の間に存在する柱部２８、２８（本発明の
実施の形態を示す図２参照）の幅が狭くなる。これら各
柱部２８、２８の幅が狭くなる事は、上記保持器２３の
耐久性低下に結び付く為、やはり好ましくない。

【００１１】上記ハウジング部１１の外径を大きくすれ
ば、上記各ボール２４、２４の外径を大きくし、しかも
上記各柱部２８、２８の幅を確保できるが、第四世代の
ハブユニットと呼ばれる車輪用転がり軸受ユニット本来
の目的である小型・軽量化を図れなくなる為、好ましく
ない。本発明の車輪用転がり軸受ユニットは、この様な
事情に鑑みて発明したものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の車輪用転がり軸
受ユニットは、前述の従来から知られている車輪用転が
り軸受ユニットと同様に、外周面に懸架装置に支持する
為の第一の取付フランジを、内周面に複列の外輪軌道
を、それぞれ有し、使用時にも回転しない外輪相当部材
と、外周面の一端寄り部分に車輪を支持する為の第二の
取付フランジを、同じく中間部に複列の内輪軌道を、そ
れぞれ有し、他端部を等速ジョイントの外輪となるハウ
ジング部とした、使用時に回転する内輪相当部材と、上
記各外輪軌道と上記各内輪軌道との間に転動自在に設け
た複数個の転動体と、上記ハウジング部の内側に設け
た、上記等速ジョイントを構成する内輪と、上記ハウジ
ング部の内周面の円周方向複数箇所に、円周方向に対し
直角な方向に亙り形成された断面円弧状の外側係合溝
と、上記内輪の外周面で上記各外側係合溝と対向する位
置に、円周方向に対し直角な方向に亙り形成された断面
円弧状の複数の内側係合溝と、上記内輪の外周面と上記
ハウジング部の内周面との間に挟持され、上記外側、内
側両係合溝に整合する位置にそれぞれ円周方向に長い複
数のポケットを形成した、上記等速ジョイントを構成す
る保持器と、これら各ポケットの内側に保持された状態
で、上記各外側係合溝と上記各内側係合溝との間に、こ
れら外側、内側両係合溝に沿う転動を自在に設けられた
複数個のボールとを備える。そして、上記等速ジョイン
トを構成するこれら各ボールを、上記内輪の中心軸と上
記ハウジング部の中心軸との軸交角を二等分し、これら
両中心軸を含む平面に対し直交する二等分面上に配置し
ている。

【００１３】特に、本発明の車輪用転がり軸受ユニット
に於いては、上記外側、内側両係合溝と上記各ボールと
を、それぞれ７個以上としている。又、上記ハウジング
部又は内輪の中心軸に対し直交する仮想平面で切断した
場合に於ける上記外側、内側両係合溝の各断面形状の曲
率半径を、これら外側、内側両係合溝の各溝底部で小さ
く、各開口縁部に近い両側部で大きくしている。更に、
上記等速ジョイントを構成する上記各ボールのピッチ円
直径ｄ₁ と複数の転動体列のうちの内側の転動体列を構
成する上記各転動体のピッチ円直径ｄ₂ との比ｄ₁ ／ｄ
₂ をＲとした場合に、０．４９≦Ｒ≦０．６３としてい
る。

【００１４】

【作用】本発明の場合には、内側、外側両係合溝の各断
面形状を工夫すると共に、等速ジョイントを構成する各
ボールのピッチ円直径ｄ₁ と、転がり軸受ユニット部分
を構成する複数の転動体列のうちの内側の転動体列を構
成する上記各転動体のピッチ円直径ｄ₂ との比Ｒ（＝ｄ
₁ ／ｄ₂ ）を規制した為、車輪用転がり軸受ユニットの
耐久性を確保しつつ、小型・軽量化を図れる。

【００１５】即ち、外側、内側両係合溝の各断面形状の
曲率半径を、これら両係合溝の各溝底部で小さく、各開
口縁部に近い両側部で大きくしている為、これら両係合
溝の内側面と上記各ボールの転動面との接触角を大きく
できる。この為、ボールの数を７個以上と、従来の６個
に比べて多くした事と相まって、等速ジョイントの負荷
容量を大きくし、この等速ジョイントの耐久性を確保で
きる。又、上記各ボールが、上記外側、内側両係合溝の
肩部に乗り上げにくくなって、これら各ボールの転動面
にエッジロードに基づく過大な面圧が作用する事を防止
し、これら各ボールの転動面の剥離寿命を確保できる。

【００１６】又、上記比Ｒを０．４９≦Ｒ≦０．６３の
範囲に規制すれば、等速ジョイントを構成するボールの
数を７個以上とした場合でも、これら各ボールの外径を
確保し、これら各ボールの転動面と外側、内側両係合溝
の内側面との当接部に存在する接触楕円を大きくして、
この当接部の接触面圧の上昇を抑え、上記外側、内側両
係合溝の内側面の転がり疲れ寿命を確保できる。同時
に、保持器のうちで、上記各ボールを保持する為のポケ
ット同士の間に存在する柱部の幅を確保して、上記保持
器の耐久性を確保できる。しかも、上記外側係合溝の一
部を、上記内側の転動体列の直径方向内側に位置させる
設計が可能になって、第四世代のハブユニットと呼ばれ
る車輪用転がり軸受ユニットの小型・軽量化を図れる。

【００１７】尚、上記比Ｒが０．４９未満となる程、上
記各ボールのピッチ円直径ｄ₁ が小さくなると、円周方
向に隣り合うボール同士の間隔が狭くなり、上記柱部の
幅が狭くなって、上記保持器の耐久性を確保できなくな
る。又、この保持器の耐久性を確保すべく、円周方向に
隣り合うボール同士の間隔を広くする為、これら各ボー
ルの外径を小さくすると、上記接触面圧が高くなって、
上記外側、内側両係合溝の内側面の転がり疲れ寿命を確
保する事が難しくなる。

【００１８】これに対して、上記比Ｒが０．６３を越え
る程、上記各ボールのピッチ円直径ｄ₁ が大きくなる
と、上記外側係合溝の一部を、上記内側の転動体列の直
径方向内側に位置させる設計が難しくなって、第四世代
のハブユニットと呼ばれる車輪用転がり軸受ユニットの
小型・軽量化を図りにくくなる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１〜２は、請求項１に対応す
る、本発明の実施の形態の第１例を示している。懸架装
置に支持した状態で使用時にも回転しない外輪１（外輪
相当部材）は、外周面にこの懸架装置に支持する為の第
一の取付フランジ２を、内周面に複列の外輪軌道３ａ、
３ｂを、それぞれ有する。上記外輪１の内側には、ハブ
２９と内輪３０とから成る内輪相当部材３１を、この外
輪１と同心に配置している。この内輪相当部材３１の外
周面で上記各外輪軌道３ａ、３ｂに対向する部分には、
それぞれ第一、第二の内輪軌道８ａ、１２ａを設けてい
る。これら両内輪軌道８ａ、１２ａのうち、第一の内輪
軌道８ａは、上記ハブ２９の中間部外周面に直接形成し
ている。又、このハブ２９の中間部のうち、上記第一の
内輪軌道８ａを形成した部分よりも内端寄り（図１の右
端寄り）部分に、上記内輪３０を外嵌している。上記第
二の内輪軌道１２ａは、この内輪３０の外周面に形成し
ている。そして、上記各外輪軌道３ａ、３ｂと上記第
一、第二の内輪軌道８ａ、１２ａとの間に、それぞれ複
数個ずつの転動体１３、１３を転動自在に設ける事によ
り、上記外輪１の内側に上記内輪相当部材３１を、回転
自在に支持している。

【００２０】図示の例の場合には、上述の様に、上記第
一の内輪軌道８ａを上記ハブ２９の外周面に直接形成す
る事により、この第一の内輪軌道８ａの直径を、上記内
輪３０の外周面に形成した第二の内輪軌道１２ａの直径
よりも小さくしている。又、この様に第一の内輪軌道８
ａの直径を第二の内輪軌道１２ａの直径よりも小さくし
た事に伴い、上記第一の内輪軌道８ａと対向する外側
（自動車への組み付け状態で幅方向外側となる側を言
い、図１の左側）の外輪軌道３ａの直径を、内側（自動
車への組み付け状態で幅方向中央側となる側を言い、図
１の右側）の外輪軌道３ｂの直径よりも小さくしてい
る。更に、この外側の外輪軌道３ａを形成した、外輪１
の外半部（車両への組み付け状態で幅方向外側となる半
部で、図１の左半部）の外径を、上記内側の外輪軌道３
ｂを形成した部分である、上記外輪１の内半部（車両へ
の組み付け状態で幅方向中央側となる半部で、図１の右
半部）の外径よりも小さくしている。又、図示の例で
は、この様に第一の内輪軌道８ａ及び外側の外輪軌道３
ａの直径を小さくした事に伴い、これら第一の内輪軌道
８ａと外側の外輪軌道３ａとの間に設ける転動体１３、
１３の数を、上記第二の内輪軌道１２ａと内側の外輪軌
道３ｂとの間に設ける転動体１３、１３の数よりも少な
くしている。

【００２１】又、上記ハブ２９の外端部外周面には、こ
のハブ２９に車輪を支持固定する為の第二の取付フラン
ジ７を、このハブ２９と一体に設けており、この第二の
取付フランジ７に、上記車輪を結合する為の複数本のス
タッド３２の基端部を固定している。図示の例の場合、
これら複数本のスタッド３２のピッチ円直径は、上述の
様に外輪１の外半部の外径を、同じく内半部の外径より
も小さくした分だけ（上記各スタッド３２の頭部３３が
上記外輪１の外端部外周面と干渉しない程度に）小さく
している。尚、上記ハブ２９の外周面のうちで、上記第
一の内輪軌道８ａを形成した部分よりも軸方向内方に存
在する部分の直径は、この第一の内輪軌道８ａに対応す
る転動体１３、１３の内接円の直径よりも小さくしてい
る。この理由は、車輪用転がり軸受ユニットの組み立て
時に、外輪１の外端部内周面に形成した外輪軌道３ａの
内径側に複数の転動体１３、１３を組み付けると共に、
上記外輪１の外端部内周面にシールリング３４を内嵌固
定した状態で、この外輪１の内径側に上記ハブ２９を挿
入自在とする為である。又、上記ハブ２９の中間部外周
面で、上記第一の内輪軌道８ａと上記内輪３０を外嵌し
た部分との間部分には、全周に亙り凹溝状の肉盗み部３
５を形成して、上記ハブ２９の軽量化を図っている。

【００２２】又、上記ハブ２９に外嵌した内輪３０が軸
方向内端側にずれ動くのを防止して、上記各外輪軌道３
ａ、３ｂと上記第一、第二の内輪軌道８ａ、１２ａとの
間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けた上記各転動体
１３、１３に付与した予圧を適正値に保持すべく、上記
ハブ２９の外周面内端寄り部に全周に亙り形成した係止
凹溝３６に、止め輪３７を係止している。この止め輪３
７は、それぞれが半円弧状である、１対の止め輪素子に
より構成している。この様な止め輪３７は、上記各転動
体１３、１３に適正な予圧を付与すべく、上記内輪３０
を上記ハブ２９に対して軸方向外方に押圧しつつ、その
内周縁部を上記係止凹溝３６に係合させる。上記内輪３
０を軸方向外方に押圧している力を解除した状態でも上
記各転動体１３、１３に適正な予圧を付与したままにす
べく、上記止め輪３７として、適切な厚さ寸法を有する
ものを選択使用する。即ち、上記止め輪３７として、厚
さ寸法が僅かずつ異なるものを複数種類用意し、上記係
止凹溝３６の溝幅等、転がり軸受ユニットの構成各部材
の寸法との関係で適切な厚さ寸法を有する止め輪３７を
選択し、上記係止凹溝３６に係合させる。従って、この
止め輪３７を係止凹溝３６に係止すれば、上記押圧して
いる力を解除しても、上記内輪３０が軸方向内端側にず
れ動くのを防止して、上記各転動体１３、１３に適切な
予圧を付与したままに保持できる。

【００２３】又、上記止め輪３７を構成する１対の止め
輪素子が直径方向外方に変位し、この止め輪３７が上記
係止凹溝３６から不用意に抜け落ちる事を防止すべく、
この止め輪３７の周囲に、間座４８の一部を配置してい
る。この間座４８は、上記ハブ２９の内端部分に設けた
ハウジング部１１ａにより構成する等速ジョイント１０
ａ内に、雨水、塵芥等の異物が入り込むのを防止する為
のブーツ３８の外端部を外嵌支持する為のものである。
尚、このブーツ３８は、ゴム、合成樹脂等の弾性材によ
り一体成形し、中間部を蛇腹状に、両端部を円筒状に、
それぞれ形成している。この様なブーツ３８の外端部
は、上記ハブ２９の内端部に締り嵌めにより外嵌固定し
た金属製の間座４８に外嵌し、抑えバンド３９によりこ
の間座４８の外周面に抑え付けている。尚、上記ブーツ
３８の外端部内周面は、上記間座４８の外周面に形成し
た係合溝４０に、全周に亙り係合させている。

【００２４】上記間座４８の外端縁部で上記ブーツ３８
よりも軸方向外方に突出した部分は断面クランク形に形
成して、全周に亙る抑え部４１を構成している。この抑
え部４１を構成する為に上記間座４８は、上記ハブ２９
の内端部に外嵌固定する小径円筒部４２と、この小径円
筒部４２の外端縁から直径方向外方に折れ曲がった円輪
部４３と、この円輪部４３の外周縁から軸方向外方に折
れ曲がった大径円筒部４４とから成る。そして、このう
ちの円輪部４３の外側面を上記止め輪３７の内側面に当
接若しくは近接対向させると共に、上記大径円筒部４４
の内周面を上記止め輪３７の外周面に、当接若しくは近
接対向させている。又、前記外輪１の外端部内周面と上
記ハブ２９の中間部外周面との間にはシールリング３４
を、上記外輪１の内端部内周面と前記内輪３０の内端部
外周面との間には組み合わせシールリング４６を、それ
ぞれ設けて、前記複数の転動体１３、１３を設置した空
間４９の両端開口部を塞いでいる。

【００２５】更に、上記ハブ２９の内端部で、上記内輪
３０と上記間座４８及び止め輪３７とを外嵌した部分
は、等速ジョイント１０ａの外輪となるハウジング部１
１ａとしている。このハウジング部１１ａの内周面の円
周方向複数箇所には、それぞれこのハウジング部１１ａ
の中心軸に対し直交する仮想平面で切断した場合に於け
る断面形状が円弧形である８本の外側係合溝２６ａ、２
６ａを、それぞれ円周方向に対し直角方向（図１の左右
方向、図２の表裏方向）に亙り形成している。又、上記
ハウジング部１１ａの内側には、このハウジング部１１
ａと共に、上記等速ジョイント１０ａを構成する為の内
輪２２ａを配置している。この内輪２２ａの外周面に
も、この内輪２２ａの中心軸に直交する仮想平面で切断
した場合に於ける断面形状が円弧形である８本の内側係
合溝２５ａ、２５ａを、それぞれ円周方向に対し直角方
向に亙り形成している。そして、これら各内側係合溝２
５ａ、２５ａと上記各外側係合溝２６ａ、２６ａとの間
に、これら各係合溝２５ａ、２６ａ毎に１個ずつ、合計
８個のボール２４、２４を、保持器２３のポケット２７
内に保持した状態で、転動自在に設けている。更に、上
記内輪２２ａの中心部には、スプライン孔４７を軸方向
に亙り形成している。自動車への組み付け状態でこのス
プライン孔４７には、前記一方の軸５０（図６参照）の
端部をスプライン係合させ、上記内輪２２ａ及び上記８
個のボール２４、２４を介して、上記ハブ２９を回転駆
動自在とする。尚、上記等速ジョイント１０ａを構成す
る上記保持器２３は、上記内輪２２ａの外周面と上記ハ
ウジング部１１ａの内周面との間に挟持され、上記両係
合溝２５ａ、２６ａに整合する位置にそれぞれ円周方向
に長い複数のポケット２７を形成している。

【００２６】本発明の車輪用転がり軸受ユニットの場合
には、上記内側、外側両係合溝２５ａ、２６ａの断面形
状を、単なる単一円弧状とせず、この断面形状の曲率半
径を、これら各係合溝２５ａ、２６ａの各溝底部と各開
口縁部に近い両側部とで互いに異ならせている。即ち、
上記各係合溝２５ａ、２６ａの上記断面形状を、上記等
速ジョイント１０ａの直径方向をその長径方向とする楕
円形とするか、或はゴシック・アーチ形とする等によ
り、これら各係合溝２５ａ、２６ａの溝底部の曲率半径
ｒ_25a 、ｒ_26a を比較的小さく（例えばボール２４、２
４の外径ｄの０．５０４〜０．５１倍程度に）し、上記
各開口縁部に近い両側部の曲率半径Ｒ_25a、Ｒ_26a を比
較的大きく（例えばボール２４、２４の外径ｄの０．５
１〜０．５２倍程度に）している（ｒ_25a ＜Ｒ_25a 、ｒ
_26a ＜Ｒ_26a ）。この様に、上記内側、外側両係合溝２
５ａ、２６ａの断面形状を工夫する事により、上記内
側、外側両係合溝２５ａ、２６ａの内側面と上記各ボー
ル２４、２４の転動面との接触角を大きくできる。この
為、上記等速ジョイント１０ａの負荷容量を大きくし、
この等速ジョイント１０ａの耐久性を確保できる。又、
上記各ボール２４、２４が、上記内側、外側両係合溝２
５ａ、２６ａの肩部に乗り上げにくくなって、これら各
ボール２４、２４の転動面にエッジロードに基づく過大
な面圧が作用する事を防止し、これら各ボール２４、２
４の転動面の剥離寿命を確保できる。

【００２７】更に、本発明の車輪用転がり軸受ユニット
の場合には、外側、内側両係合溝２６ａ、２５ａと上記
各ボール２４、２４とを、それぞれ７個以上（本例の場
合には８個）としている。そして、上記等速ジョイント
１０ａを構成する上記各ボール２４、２４のピッチ円直
径ｄ₁ と複数の転動体列のうちの内側の転動体列を構成
する上記各転動体１３、１３のピッチ円直径ｄ₂ との比
ｄ₁ ／ｄ₂ をＲとした場合に、０．４９≦Ｒ≦０．６３
としている。

【００２８】上述の様に構成する本発明の車輪用転がり
軸受ユニットの場合、上記各ボール２４、２４のピッチ
円直径ｄ₁ と内側の転動体列を構成する上記各転動体１
３、１３のピッチ円直径ｄ₂ との比ｄ₁ ／ｄ₂ （＝Ｒ）
を０．４９〜０．６３としているので、上記等速ジョイ
ント１０ａを構成するボール２４、２４の数を７個以上
とした場合でも、これら各ボール２４、２４の外径を大
きくし、これら各ボール２４、２４の転動面と上記内
側、外側両係合溝２５ａ、２６ａの内側面との当接部に
存在する接触楕円を大きくして、この当接部の接触面圧
の上昇を抑え、上記内側、外側両係合溝２５ａ、２６ａ
の内側面の転がり疲れ寿命を確保できる。又、前記保持
器２３のうちで、上記各ボール２４、２４を転動自在に
保持する為のポケット２７、２７同士の間に存在する柱
部２８、２８の幅を確保して、上記保持器２３の耐久性
を確保できる。しかも、上記各外側係合溝２６ａ、２６
ａの底部の外接円の直径を小さくして、これら各外側係
合溝２６ａ、２６ａの一部を、前記内輪３０の周囲に設
けた、内側の転動体１３、１３の列の直径方向内側に位
置させる設計が可能になる。この結果、この内側の転動
体１３、１３の列を含んで構成する転がり軸受ユニット
の本体部分の一部と、前記等速ジョイント１０ａの一部
とを、直径方向に亙り互いに重畳させる事が可能になっ
て、第四世代のハブユニットと呼ばれる車輪用転がり軸
受ユニットの軸方向寸法を短縮し、この車輪用転がり軸
受ユニットの小型・軽量化を図れる。

【００２９】尚、上記各転動体１３、１３のピッチ円直
径ｄ₂ との比ｄ₁ ／ｄ₂ （＝Ｒ）が０．４９未満となる
程、上記各ボール２４、２４のピッチ円直径ｄ₁ が小さ
くなると、円周方向に隣り合うボール２４、２４同士の
間隔が狭くなり、上記各柱部２８、２８の幅が狭くなっ
て、上記保持器２３の耐久性を確保できなくなる。又、
この保持器２３の耐久性を確保すべく、円周方向に隣り
合うボール２４、２４同士の間隔を広くする為、これら
各ボール２４、２４の外径を小さくすると、これら各ボ
ール２４、２４の転動面と上記内側、外側両係合溝２５
ａ、２６ａの内側面との当接部の接触面圧が高くなっ
て、これら内側、外側両係合溝２５ａ、２６ａの内側面
の転がり疲れ寿命を確保する事が難しくなる。

【００３０】これに対して、上記Ｒが０．６３を越える
程、上記各ボール２４、２４のピッチ円直径ｄ₁ が大き
くなると、上記各外側係合溝２６ａ、２６ａの一部を、
上記内側の転動体１３、１３の列の直径方向内側に位置
させる設計が難しくなって、第四世代のハブユニットと
呼ばれる車輪用転がり軸受ユニットの小型・軽量化を図
りにくくなる。

【００３１】又、上述の様に構成する本例の車輪用転が
り軸受ユニットにより、車輪を懸架装置に対して回転自
在に支持する作用は、前述した従来の車輪用転がり軸受
ユニットの場合と同様である。特に、本発明の車輪用転
がり軸受ユニットの場合には、上述の様に、等速ジョイ
ント１０ａを構成する複数のボール２４、２４の外径寸
法を或る程度小さくしても、上記ハウジング部１１ａの
耐久性を十分に確保できて、車輪用転がり軸受ユニット
の小型・軽量化が可能になる。

【００３２】更に、図示の例の場合には、前述した様
に、外側の転動体列を構成する各転動体１３、１３のピ
ッチ円直径を小さくする事により、外輪１の外半部の外
径を小さくできる。そして、この外輪１の外半部の外径
を小さくした分だけ、ハブ２９の外周面に設けた第二の
取付フランジ７に固定した複数のスタッド３２のピッチ
円直径を小さくできる。従って、上記ハブ２９の軸方向
寸法を大きくする事なく、上記スタッド３２を支持固定
する上記第二の取付フランジ７の外径を小さくして、車
輪用転がり軸受ユニットの小型・軽量化を、より有効に
図れる。

【００３３】上述の様に、外側の転動体列を構成する各
転動体１３、１３のピッチ円直径を内側の転動体列を構
成する各転動体１３、１３のピッチ円直径よりも小さく
する事に伴い、外側の転動体列部分の基本動定格荷重が
内側の転動体列部分の基本動定格荷重よりも小さくな
る。従って、両列に加わる荷重が同じであれば、外側の
転動体列部分の寿命が内側の転動体列部分の寿命よりも
短くなる。これに対して、一般的な自動車では、外側の
転動体列部分に加わる荷重は内側の転動体列部分に加わ
る荷重よりも小さい。この為、上記両列部分の寿命をほ
ぼ同じにする設計が容易になって、無駄のない設計が可
能になる。尚、図示の例では、転動体１３、１３として
玉を使用しているが、重量の嵩む自動車用の転がり軸受
ユニットの場合には、転動体としてテーパころを使用す
る場合もある。本発明は、勿論、この様に転動体として
テーパころを使用する転がり軸受ユニットにも適用可能
である。その他の構成及び作用は、基本的に、前述した
従来構造と同様であるので、詳細な説明は省略する。

【００３４】次に、図３は、請求項１に対応する、本発
明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合は、
外側係合溝２６ａ及び内側係合溝２５ａの断面形状の、
より好ましい例を示している。本例の場合には、上記外
側、内側両係合溝２６ａ、２５ａの溝底部の曲率半径
を、ボール２４の転動面の曲率半径よりも小さくしてい
る。従って、このボール２４の転動面は、上記外側、内
側両係合溝２６ａ、２５ａの溝底部に接触しない。この
様な形状を採用する事により、上記各ボール２４の転動
面にエッヂロードが発生する事をより有効に防止して、
これら各ボール２４の転動面の剥離寿命を確保できる。
又、上記両係合溝２６ａ、２５ａの内側面と上記各ボー
ル２４、２４の転動面との接触角をより大きくできる。
この為、等速ジョイント１０ａの負荷容量をより大きく
し、この等速ジョイント１０ａの耐久性をより一層向上
させる事ができる。その他の構成及び作用は、上述した
第１例と同様であるので、詳細な説明は省略する。

【００３５】更に、図４は、請求項２に対応する、本発
明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合に
は、外側、内側両係合溝２６ｂ、２５ｂの各断面形状
を、それぞれが各ボール２４、２４の転動面の曲率半径
Ｒ₂₄よりも大きな曲率半径を有し、これら外側、内側両
係合溝２６ｂ、２５ｂの溝底部で交わる１対の円弧によ
り構成している。即ち、これら各円弧の曲率半径の中心
ｆ、ｇを、上記外側、内側両係合溝２６ｂ、２５ｂの溝
幅中心を示す鎖線ｊに対して互いに逆方向にオフセット
している。尚、各係合溝の底部は、応力集中が生じない
様に、両内側面と滑らかに連続する曲面としている。そ
の他の構成及び作用は、上述した第２例と同様であるの
で、詳細な説明は省略する。

【００３６】尚、前述の図１〜２に示した様に、上記各
ボール２４の数を８個とした本発明の等速ジョイント１
０ａの場合、ハウジング部１１ａの外径を、前述の図５
に示した従来構造の様に、上記各ボール２４を６個とし
た等速ジョイント１０のハウジング部１１の外径よりも
小さくして、等速ジョイント一体型の車輪用転がり軸受
ユニットの小型・軽量化を図っている。この様に、上記
各ボール２４の数を増やすと共にこれら各ボール２４、
２４の外径を小さくして、上記ハウジング部１１の外径
を小さくする場合には、次述する条件に従う事が好まし
い。即ち、図５に示した従来の等速ジョイント１０を構
成する各ボール２４のピッチ円直径をｄ₀ とし、本発明
の等速ジョイント１０ａを構成する各ボール２４のピッ
チ円直径をｄ₁ とした場合に、０．９０≦ｄ₁ ／ｄ₀ ≦
０．９５とする。この理由は、次の通りである。

【００３７】先ず、ｄ₁ ／ｄ₀ が０．９０未満となる
程、本発明の場合にピッチ円直径ｄ₀を小さくすると、
上記各ボール２４の外径が小さくなり過ぎて、これら各
ボール２４と、内側、外側係合溝２５ａ、２６ａとの当
接部の接触面圧が高くなり過ぎる。この結果、これら内
側、外側両係合溝２５ａ、２６ａの転がり疲れ寿命が低
下し、等速ジョイント部の寿命を確保できなくなる為、
好ましくない。これに対して、ｄ₁ ／ｄ₀ が０．９５よ
りも大きくなる程、本発明の場合にピッチ円直径ｄ₀ を
大きくすると、各ボール２４、２４の外径が大きくなり
過ぎる為、各外側係合溝２６ａ、２６ａの底部の外接円
の直径が大きくなり、等速ジョイントを組み込んだ車輪
用転がり軸受ユニットの小型・軽量化が有効に図れない
為、やはり好ましくない。更にこの場合、上記各ボール
２４同士の間隔が狭くなり、これら各ボール２４を転動
自在に保持するポケット２７同士の間に存在する柱部２
８、２８の円周方向に亙る幅が狭くなる為、前記保持器
２３の耐久性を損なう原因にもなる。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、以上の様に構成され、作用す
るので、小型且つ軽量で、しかも十分な耐久性を有する
車輪用転がり軸受ユニットを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。

【図２】同じく等速ジョイント部分のみを示す、図１の
Ａ−Ａ断面に相当する図。

【図３】本発明の実施の形態の第２例を示しており、
（Ａ）は外側係合溝の断面形状を、（Ｂ）は内側係合溝
の断面形状を、それぞれ示す拡大断面図。

【図４】本発明の実施の形態の第３例を示しており、
（Ａ）は外側係合溝の断面形状を、（Ｂ）は内側係合溝
の断面形状を、それぞれ示す拡大断面図。

【図５】従来の等速ジョイントを組み込んだ車輪用転が
り軸受ユニットの１例を、等速ジョイントにジョイント
角を付与しない状態で示す断面図。

【図６】従来の等速ジョイントの１例を、ジョイント角
を付与した状態で示す断面図。

【符号の説明】

１外輪２第一の取付フランジ３、３ａ、３ｂ外輪軌道４第一の内輪部材５第二の内輪部材６ハブ７第二の取付フランジ８、８ａ第一の内輪軌道９円筒部１０、１０ａ等速ジョイント１１、１１ａハウジング部１２、１２ａ第二の内輪軌道１３転動体１４係止溝１５係止溝１６止め輪１７段部１８溶接１９ａ、１９ｂカバー２０ａ、２０ｂシールリング２１隔板部２２、２２ａ内輪２３保持器２４ボール２５、２５ａ、２５ｂ内側係合溝２６、２６ａ、２６ｂ外側係合溝２７ポケット２８柱部２９ハブ３０内輪３１内輪相当部材３２スタッド３３頭部３４シールリング３５肉盗み部３６係止凹溝３７止め輪３８ブーツ３９抑えバンド４０係合溝４１抑え部４２小径円筒部４３円輪部４４大径円筒部４６組み合わせシールリング４７スプライン孔４８間座４９空間５０一方の軸５１他方の軸５２底面５３底面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周面に懸架装置に支持する為の第一の
取付フランジを、内周面に複列の外輪軌道を、それぞれ
有し、使用時にも回転しない外輪相当部材と、外周面の
一端寄り部分に車輪を支持する為の第二の取付フランジ
を、同じく中間部に複列の内輪軌道を、それぞれ有し、
他端部を等速ジョイントの外輪となるハウジング部とし
た、使用時に回転する内輪相当部材と、上記各外輪軌道
と上記各内輪軌道との間に転動自在に設けた複数個の転
動体と、上記ハウジング部の内側に設けた、上記等速ジ
ョイントを構成する内輪と、上記ハウジング部の内周面
の円周方向複数箇所に、円周方向に対し直角な方向に亙
り形成された断面円弧状の外側係合溝と、上記内輪の外
周面で上記各外側係合溝と対向する位置に、円周方向に
対し直角な方向に亙り形成された断面円弧状の複数の内
側係合溝と、上記内輪の外周面と上記ハウジング部の内
周面との間に挟持され、上記外側、内側両係合溝に整合
する位置にそれぞれ円周方向に長い複数のポケットを形
成した、上記等速ジョイントを構成する保持器と、これ
ら各ポケットの内側に保持された状態で、上記各外側係
合溝と上記各内側係合溝との間に、これら外側、内側両
係合溝に沿う転動を自在に設けられた複数個のボールと
を備え、上記等速ジョイントを構成するこれら各ボール
を、上記内輪の中心軸と上記ハウジング部の中心軸との
軸交角を二等分し、これら両中心軸を含む平面に対し直
交する二等分面上に配置した車輪用転がり軸受ユニット
に於いて、上記外側、内側両係合溝と上記各ボールと
を、それぞれ７個以上としており、上記ハウジング部又
は内輪の中心軸に対し直交する仮想平面で切断した場合
に於ける上記外側、内側両係合溝の各断面形状の曲率半
径を、これら外側、内側両係合溝の各溝底部で小さく、
各開口縁部に近い両側部で大きくすると共に、上記等速
ジョイントを構成する上記各ボールのピッチ円直径ｄ₁
と複数の転動体列のうちの内側の転動体列を構成する上
記各転動体のピッチ円直径ｄ₂ との比ｄ₁ ／ｄ₂ をＲと
した場合に、０．４９≦Ｒ≦０．６３である事を特徴と
する車輪用転がり軸受ユニット。
【請求項２】外側、内側両係合溝の各断面形状が、各
ボールの転動面の曲率半径よりも大きな曲率半径を有
し、これら外側、内側両係合溝の溝底部で交わる１対の
円弧から成り、これら各円弧の曲率半径の中心を、上記
外側、内側両係合溝の溝幅中心に対して互いに逆方向に
オフセットしている、請求項１に記載した車輪用転がり
軸受ユニット。