JP2000158905A - ホイール用軸受 - Google Patents

ホイール用軸受

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 寿命をはじめとする軸受性能を低下させるこ
となく、また、軸受の内部諸元を変更することなく、耐
クリープ性を向上させることのできるホイール用軸受を
提供する。 【解決手段】 内輪１ａ，１ｂの肩部１２ａ，１２ｂの
外径寸法Ｄ0 を転動体３のピッチ円径ＤP よりも大きく
することにより、軌道面１１ａ，１１ｂの寸法等を変更
することなく、内輪１ａ，１ｂの平均外径を大きくし
て、その分、車軸５と内輪１ａ，１ｂとの間のはめあい
面における面圧を増大させ、内輪１ａ，１ｂの耐クリー
プ性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はホイール用の軸受に
関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車のホイール用の軸受には、通常、
複列のアンギュラ玉軸受か、あるいは複列のアンギュラ
玉軸受を基本として、その外輪がハブと一体化された
り、内輪にナックル等の車体側に固着するためのフラン
ジ部が一体形成されてなるハブユニットが用いられる。
このようなホイール用軸受においては、一般に、操舵時
や加速時に独特の荷重が作用することもあって、軸と内
輪との間に回転方向へのすべりを生じる、いわゆるクリ
ープ現象が発生しやすいという問題がある。このクリー
プ問題に対しては、従来のホイール用軸受においては、
内輪と軸との締代を大きくするといった対策が採られて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内輪と
軸との締代を大きくする従来のクリープ対策には自ずと
限界がある。すなわち、内輪と軸との間の締代を大きく
すると、内輪の円周方向への応力が大となって軌道面で
の引張応力が大きくなり、軸受寿命が低下してしまうた
めである。
【０００４】なお、内輪の肉厚を厚くすることにより耐
クリープ性を向上させることができるが、限られたスペ
ース内において内輪肉厚を厚くすると、軸受を構成する
他の部材にも寸法的な影響が及び、例えばボール数を少
なくせざるを得なくなって寿命が短くなるなど、他の性
能との兼ね合いからこれにも自ずと限界がある。
【０００５】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、寿命をはじめとする軸受性能を低下させること
なく、また、軸受の内部諸元を変更することなく、耐ク
リープ性を向上させることのできる構造を持つホイール
用軸受の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のホイール用軸受は、内輪が車軸もしくはハ
ブ軸に圧入されるホイール用軸受において、内輪の肩部
の外径寸法を転動体のピッチ円径よりも大きくしたこと
によって特徴づけられる（請求項１）。
【０００７】ここで、本発明においては、内輪の軌道面
の最大径が転動体のピッチ円径よりも小さく、その軌道
面の最大径部から肩部の外周にかけての表面が、軌道面
から後退する向きに窪んだ逃げ部を形成した構成（請求
項２）を採用することが好ましい。
【０００８】本発明は、内輪と軸との間の締代を大きく
することなく軸と内輪とのはめあい面における面圧を大
きくして、軸と内輪との間の保持力を大きくすること
で、所期の目的を達成しようとするものであり、通常は
転動体のピッチ円径よりも小さく設定される内輪の肩部
の外径寸法を、ピッチ円径よりも大きくすることによっ
て内輪の平均外径を大きくして、軸と内輪との間の締代
を増加させることなくこれら両者間のはめあい面の面圧
を増大させることを可能としている。
【０００９】すなわち、軸と内輪とのはめあい面におけ
る面圧Ｐｍは、軸を中実として、その直径をｄ，軸と内
輪間の有効締代をΔｄ，内輪平均外径をＤi ，軸の縦弾
性係数をＥS ，軸のポアソン比をνS ，軸受の縦弾性係
数をＥB ，軸受のポアソン比をνB とすると、下記の
（１）式で表される。
【００１０】
【数１】
【００１１】この式（１）から明らかなように、軸と内
輪との締代Δｄを一定としても、内輪の平均外径Ｄi を
大きくすることによって軸と内輪との間のはめあい面に
おける面圧Ｐｍが増大する。従って、本発明のように内
輪の肩部の外径寸法を大きくすることにより、内輪の軌
道径等の軸受諸元を変化させることなく、内輪の平均外
径Ｄi が大きくなる。これにより、軸と内輪との間の締
代を大きくすることなく、これらの間のはめあい面の面
圧を増大させ、ひいては軸と内輪との間の相互保持力を
大きくすることができ、耐クリープ性を向上させること
ができる。
【００１２】また、請求項２に係る発明は、内輪の肩部
の外径寸法を転動体のピッチ円径よりも大きくすること
に起因して内輪軌道面の研削加工および超仕上げ加工が
困難となることを回避しようとするものであって、内輪
の軌道面の最大径をピッチ円径よりも小さくするととも
に、その軌道面の最大径部から、ピッチ円径よりも大き
な肩部外周面までの間に逃げ部を形成しておくことで、
内輪軌道面の研削加工および超仕上げ加工を従来のもの
と同等の工程のもとに実施することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
好適な実施の形態について述べる。図１は本発明の基本
的な実施の形態の構成を示す断面図である。この例は複
列のアンギュラ玉軸受からなるホイール用軸受に本発明
を適用したものであり、外周面にそれぞれ軌道面１１
ａ，１１ｂが形成された２つの内輪１ａ，１ｂと、その
各軌道面１１ａ，１１ｂに対向する２つの軌道面２１
ａ，２１ｂが形成された１つの外輪２と、これらの各軌
道面１１ａと２１ａ、１１ｂと２１ｂとの間に形成され
る２列のボール軌道内のそれぞれに複数個ずつ挿入され
たボール３と、それぞれのボール軌道内において各ボー
ル３相互の間隔を一定に維持するための保持器４ａ，４
ｂによって構成されている。
【００１４】各内輪１ａ，１ｂの肩部１２ａ，１２ｂは
その外径寸法Ｄ0 が互いに等しく、この外径寸法Ｄ0 は
各軌道におけるボール３のピッチ円径ＤP よりも大き
い。また、各内輪１ａ，１ｂの軌道面１１ａ，１１ｂ
は、従来の軸受と同様に、その最大径ＤR が互いに等し
く、かつ、この軌道最大径ＤR はピッチ円径ＤP よりも
小さい。これにより、軌道面１１ａ，１１ｂの寸法諸元
を変えることなく、各内輪１ａ，１ｂの平均外径Ｄi を
増大させている。
【００１５】そして、各内輪１ａ，１ｂの軌道最大径部
１１０ａ，１１０ｂと肩部１２ａ，１２ｂの外周面１２
０ａ，１２０ｂとの間の面は、軌道面１１ａ，１１ｂか
ら後退する向きに窪んだ逃げ部１３ａ，１３ｂを形成し
ている。この逃げ部１３ａ，１３ｂの存在により、肩部
外径寸法Ｄ0 をボールのピッチ円径ＤP よりも大きく設
定しても、軌道面１１ａ，１１ｂの研削加工や超仕上げ
加工時において砥石が肩部１２ａ，１２ｂに干渉するこ
とを防止している。
【００１６】以上の本発明の実施の形態は、図２に断面
図を例示するような状態で車体に組み込まれる。すなわ
ち、各内輪１ａ，１ｂが車軸５に圧入されるとともに、
外輪２は、ホイール６が固着されるハブ７に嵌め込まれ
た状態で組み込まれる。この組み込み状態において、車
軸５と各内輪１ａ，１ｂとの間の締代を従来と同等とし
ても、内輪平均径Ｄi が増大した分、前記した（１）式
に示されるように車軸５と内輪１ａ，１ｂのはめあい面
における面圧が増大し、耐クリープ性が向上する。
【００１７】ここで、以上の実施の形態は外輪回転の複
列アンギュラ玉軸受からなるホイール用軸受に本発明を
適用した例を示したが、複列アンギュラ玉軸受の内輪回
転のものにも本発明を等しく適用し得ることは勿論であ
り、更に、内輪もしくは外輪がハブ等と一体的に形成さ
れてなるハブユニットにも本発明を適用することができ
る。図３および図４にその例を断面図で示す。
【００１８】図３に示す例は、ハブと外輪とが一体化さ
れてなるいわゆる第２世代のハブユニットに本発明を適
用した例であり、ハブユニットは上記と同様の２つの内
輪１ａ，１ｂと、ハブと一体化されてホイール６が直接
的に装着される外輪２０、およびこれらの間に形成され
る２列の軌道内に挿入されるボール３、および保持器４
ａ，４ｂによって構成されている。この例においても、
各内輪１ａ，１ｂは車軸５に圧入されるとともに、これ
らの各内輪１ａ，１ｂの構成は図１の例と全く同じであ
り、肩部１２ａ，１２ｂの外径寸法はボール３のピッチ
円径よりも大きく、かつ、軌道面１１ａ，１１ｂの最大
径はピッチ円径よりも小さく、更に、その軌道面１１
ａ，１１ｂの最大径部と肩部１２ａ，１２ｂの外周面と
の間に逃げ部１３ａ，１３ｂが形成されており、先の実
施の形態と全く同様にして、肩部１２ａ，１２ｂの外径
寸法を大きくした分だけ内輪１ａ，１ｂの平均直径が大
きくなり、耐クリープ性が向上する。
【００１９】図４に示す例は、２つの軌道面が形成され
た１つの外輪２００と、２列の軌道の一方側の内輪をハ
ブ軸８と一体化した、いわゆる第３世代のハブユニット
に本発明を適用した例であり、この場合、ハブ軸８に圧
入される内輪１０について、その肩部１２の外径寸法を
ボール３のピッチ円径よりも大きくし、かつ、軌道面１
１の最大径をピッチ円径よりも小さくし、更に、その軌
道面１１の最大径部と肩部１２の外周との間に逃げ部１
３を形成している。この例においても、内輪１０の肩部
１２の外径寸法を大きくした分だけその平均外径が大き
くなり、先の各例と同様に、ハブ軸８と内輪１０との間
の締代を増大させることなく耐クリープ性を向上させる
ことができる。
【００２０】更に、本発明は以上の各実施の形態に限ら
れることなく、第２世代，第３世代のハブユニットにつ
いても、駆動輪用をはじめとする内輪回転のものについ
ても適用し得ることは言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、車軸も
しくはハブ軸に圧入されるホイール用軸受の内輪の肩部
の外径寸法を、転動体（ボール）のピッチ円径よりも大
きくして、その分、内輪の平均外径を大きくしているの
で、軸に対する内輪の締代を大きくすることなく、ま
た、軸受諸元を変えることなく、内輪と軸とのはめあい
面における面圧を増大させることができ、寿命等の他の
軸受性能を悪化させることなく耐クリープ性を向上させ
ることができる。
【００２２】また、内輪軌道面の最大径を転動体のピッ
チ円径よりも小さくし、かつ、その最大径部と肩部外周
との間に逃げ部を形成する請求２に係る発明の構成を採
用すれば、内輪肩部の外径寸法を転動体のピッチ円径よ
りも大きくすることに起因して軌道面の研削ないしは超
仕上げ加工の困難化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本的な実施の形態の構成を示す断面
図である。
【図２】図１の実施の形態を車体に組み込んだ状態で示
す断面図である。
【図３】本発明を第２世代のハブユニットに適用した実
施の形態の車体への組み込み状態で示す断面図である。
【図４】本発明を第３世代のハブユニットに適用した実
施の形態の車体への組み込み状態で示す断面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１０ 内輪 １１ａ，１１ｂ，１１ 軌道面 １２ａ，１２ｂ １２ 肩部 １３ａ，１３ｂ，１３ 逃げ部 ２，２０，２００ 外輪 ３ ボール ４ａ，４ｂ 保持器 ５ 車軸 ６ ホイール ７ ハブ ８ ハブ軸

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内輪が車軸もしくはハブ軸に圧入される
    ホイール用軸受において、内輪の肩部の外径寸法を転動
    体のピッチ円径よりも大きくしたことを特徴とするホイ
    ール用軸受。
  2. 【請求項２】 上記内輪の軌道面の最大径が転動体のピ
    ッチ円径よりも小さく、その軌道面の最大径部から肩部
    の外周にかけての表面が、軌道面から後退する向に窪ん
    だ逃げ部を形成していることを特徴とする請求項１に記
    載のホイール用軸受。
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