JP2001146101A

JP2001146101A - 車輪軸受装置

Info

Publication number: JP2001146101A
Application number: JP2000225750A
Authority: JP
Inventors: Shigeaki Fukushima; 茂明福島
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2001-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】車輪軸受装置の組付け工程を簡略化するこ
と、部品点数や組立工数の削減を図ること、および車輪
回転数検出手段の作動安定性を高めることを目的とす
る。【解決手段】車輪軸受装置は、車輪と共に回転する回
転体10に複列に形成された回転軌道面14，17と、車体側
に複列に形成された固定軌道面26，27と、回転軌道面1
4，17および固定軌道面26，27間に介装される複列の転
動体30とを有し、車輪をナックル23に対して回転自在に
支持する。ナックル23の内周面に、複列の回転軌道面1
4，17間でハブ輪11の外周面と対向する鍔状の対向部28
ａを設けると共に、ナックル23の内周面でかつ対向部28
ａの軸方向両側に固定軌道面26，27を有する一対の外輪
24，25を嵌合する。対向部28ａには車輪の回転数を検出
するセナ52を取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等において
車輪を車体に対して回転自在に支持する車輪軸受装置
（ハブベアリング）に関する。

【０００２】

【従来の技術】車輪軸受装置は、図５に示すように、ハ
ブ輪１、内輪２、複列の転動体３、および外輪４を備え
る。ハブ輪１の外周面には、そのアウトボード側端部に
車輪を固定するための車輪取付けフランジ1aが形成さ
れ、その中間部に第一の軌道面1cが形成されている。ハ
ブ輪１のインボード側端部には外径寸法を小さくした小
径段部1bが形成され、この小径段部1bに、外周面に第二
の軌道面2aを形成した内輪２が嵌合してある。外輪４の
内周面には第一および第二の軌道面1c、2aと対向する複
列の軌道面4aが形成され、第一および第二の軌道面1c、
2aと複列の軌道面4aとの間に複列の転動体３が組込まれ
ている。外輪４は、外周面に設けたフランジ部4bを介し
て図示しない懸架装置から延びるナックル８に固定され
る。

【０００３】この車輪軸受装置にＡＢＳ（アンチロック
ブレーキシステム）用の車輪回転数検出手段を組込んだ
ものとしては、同図に示すように、パルス発生器として
のパルサーリング６をハブ輪１外周面の第一の軌道面1c
と第二の軌道面2aとの間に装着すると共に、パルス検出
器としてのセンサ７を外輪４を貫通してパルサーリング
６に対峙させたものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記車輪軸受装置のア
ッセンブリを車体に組付ける場合、通常、外輪４の外周
面のうちでフランジ部4bのインボード側をナックル８の
内周面に挿入し、図示しないボルトでナックル８に固定
している。

【０００５】しかし、この構造では、複数の長いボルト
を締付ける必要があるために組付け作業性が悪く、ま
た、ボルト孔としてフランジ部4bにタップ加工を、ナッ
クル８に穿孔加工を施す必要があために加工工数が多く
なる。さらに、ＡＢＳセンサ７は、ナックル８との干渉
を防止するため、外輪４のナックル８への挿入中は取り
外しておいて挿入完了後にナックル８および外輪４の取
付け孔に挿入する必要があるが、挿入時にはこれらの取
付け孔の位相を円周方向で正確に合わせておく必要があ
り、組立作業が煩雑化する。ナックル８と外輪４の双方
にセンサ取付け孔を形成するため、加工工数も多い。

【０００６】この他、上記車輪回転数検出手段を有する
車輪軸受装置として、図６に示すように、センサ７を軸
受外部（インボード側）に配置すると共に、回転側の例
えば内輪２にアキシャルギャップ（ラジアルギャップで
もよい）を介してパルサーリング６を取付けたものも知
られている。しかし、この構造では、パルサーリング６
やセンサ７をダスト、塩水、石ころ等から保護すると共
に、飛来した鉄粉による磁気ショートを防止するため
に、鋼製のカバー９でこれらを覆う必要があり、部品点
数、組立工数、スペース効率等の点で好ましくない。

【０００７】そこで、本発明は、車輪軸受装置の組付け
工程を簡略化すること、部品点数や組立工数の削減を図
ること、および車輪回転数検出手段の作動安定性を高め
ること等を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、車輪と共に回転する回転体10に複列に形
成された回転軌道面14，17と、車体側に複列に形成され
た固定軌道面26，27と、回転軌道面14，17および固定軌
道面26，27間に介装される複列の転動体30とを有し、車
輪を車体から延びる取付け部材23に対して回転自在に支
持するものにおいて、上記取付け部材23の内周面に、複
列の回転軌道面14，17間で回転体10の外周面と対向する
対向部28ａを設けると共に、取付け部材23の内周面でか
つ対向部28ａの軸方向両側に、上記固定軌道面26，27を
有する一対の外輪24，25を嵌合したものである。

【０００９】このように取付け部材23の内周面に固定軌
道面26，27を有する一対の外輪24，25を嵌合することに
より、ボルト等の固定手段を用いることなく、車輪軸受
装置の固定側を車体側の取付け部材23に取り付けること
ができ、固定手段分の部品点数や組立工数を削減して低
コスト化、軽量化を図ることができる。また、車輪軸受
装置を取付け部材を含めた形でモジュール化（ユニット
化）することもでき、車体への組付け作業性が向上す
る。二つの外輪24，25間には、回転軌道面14，17間の回
転体10の外周面と対向する対向部28ａが介在しているの
で、回転体10との対向関係を前提とする補助部品、例え
ば回転体10の回転数を検出するセンサ52等を配設するこ
とができる。

【００１０】上記構成においては、何れか一方の外輪2
4，25を取付け部材23と一体化（一体形成）したり、あ
るいは、双方の外輪24，25を取付け部材23と一体化（一
体形成）してもよい。一体化の方法としては、鋳込みや
インサート成形があり、これらの手法によって部品点数
や組立工数のさらなる削減が達成される。

【００１１】対向部28ａを内径側に突出する鍔（28）状
に形成し、この鍔状部分に外輪24，25の端面を係合させ
ておけば、外輪24，25を軸方向で位置決めすると共に、
軸受装置に付与された軸方向の予圧を受けることが可能
となる。

【００１２】上述のように対向部28ａにはセンサ52を配
置することができる。この場合、センサ52は軸方向両端
をシール40で密封された軸受内部空間に配置されること
になるので、センサをダスト、塩水、石ころ等から守る
ことができ、安定した信号検出が可能となる。ここでの
シールは、軸受装置のシール40と兼用することができ、
センサ専用のシールは不要であるので、部品点数や組立
工数の削減、スペース効率の改善等が達成される。セン
サ52は、取付け部材23を貫通して取り付けることがで
き、従来のような外輪の取付け孔は不要となるので、加
工工数を削減することができる。また、外輪24，25と取
付け部材23間で貫通孔の位相合わせを行う必要もなく、
組付け作業性が改善される。

【００１３】センサ52と対向する回転体10の外周面に
は、被センシング部51が配置される。この被センシング
部51を、回転数に比例したパルスを発生するもの、例え
ば磁性体よりなる突起部を円周方向に配設したパルス発
生器で構成すれば、回転体10の回転数を精度よく検出す
ることができる。この検出データは、例えばＡＢＳの回
転数データとして利用され得る。

【００１４】上記回転体10は、例えばハブ輪11とハブ輪
11に嵌合した内輪12とを有するものとする。この場合、
回転体10に設けられる複列の回転軌道面14，17のうち、
一方をハブ輪11に、他方を内輪12に設けることができ
る。

【００１５】上記回転体10は、ハブ輪11とハブ輪11に結
合した等速自在継手Ｊの外側継手部材13とを有するもの
としてもよい。これは駆動輪用の車輪軸受装置として好
適である。この場合、回転体10に設けられた複列の回転
軌道面14，17のうち、一方の軌道面をハブ輪11に、他方
の軌道面を外側継手部材13に設けることができる。

【００１６】ハブ輪11と外側継手部材13とは、両者を嵌
合すると共に、嵌合部を少なくとも部分的に拡径または
縮径させて加締めることにより、両者の緩みを防止して
確実に結合することができる。

【００１７】ハブ輪11と外側継手部材13とは、両者を嵌
合すると共に、互いに分離可能に締結することもでき
る。たとえば、外側継手部材13のステム部13ｃの軸端部
に雄ねじ13ｅを形成し、この雄ねじ13ｅにナットを締め
付けて両者を軸方向で締結する。この場合、ハブ輪11と
外側継手部材13は、互いに独立して取付け部材23から取
り外し可能となるため、どちらか片方が損傷したとき、
その片方のみを交換することができるため、経済的であ
るばかりでなく交換作業も簡略になる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１乃
至図４に基づいて説明する。なお、以下の説明において
は、車両に組付けた状態で車両の外側寄りとなる側をア
ウトボード側といい、上記各図では左側がアウトボード
側となる。一方、車両の中央寄りとなる側をインボード
側といい、同図では右側がインボード側となる。

【００１９】図１は車輪軸受装置の一実施形態を示すも
ので、特に駆動輪用のものを例示している。この軸受装
置は、外周面に複列の回転軌道面14、17を有する回転体
10と、回転体10の外周側に配置され、内周面に複列の固
定軌道面26、27を有する固定体20と、回転体10および固
定体20の間に介装された複列の転動体30と、軸受の両端
開口部を密封する一対のシール40と、ＡＢＳ用の車輪回
転数検出手段50とを主要な構成要素としている。

【００２０】回転体10は、ハブ輪11と、ハブ輪11の外周
部に固定した内輪12と、ハブ輪11と結合した等速自在継
手Ｊの外側継手部材13とで構成される。ハブ輪11は、外
周面のほぼ中間部にインボード側の回転軌道面14を形成
すると共に、アウトボード側の端部に車輪を取付けるた
めの車輪取付けフランジ11ａを備えている。また、ハブ
輪11は、軸心部に軸方向の貫通孔11ｂを備えている。車
輪取付けフランジ11ａの円周方向等間隔位置にハブボル
ト15が植え込まれており、このハブボルト15により、ハ
ブ輪11がブレーキロータ16と共に図示しないホイールデ
ィスクに固定される。

【００２１】等速自在継手Ｊは、外周部にトラック溝を
備える内側継手部材と、内側継手部材を内部に収容し、
内周部にトラック溝13ａを備える外側継手部材13と、内
側継手部材のトラック溝と外側継手部材のトラック溝13
ａとの間に介在するボールと、すべてのボールを同一平
面内に保持するためのケージとで構成される（図面で
は、外側継手部材13のみを図示している）。

【００２２】内側継手部材は、エンジン側に配置される
等速自在継手と連結された駆動軸とセレーション等で結
合するようになっている。外側継手部材13は、椀状のマ
ウス部13ｂと中空軸状のステム部13ｃとを有し、ステム
部13ｃにてハブ輪11の貫通孔11ｂに嵌合させてある。外
側継手部材13の外周面には小径段部13ｄが形成され、こ
の小径段部13ｄにアウトボード側の回転軌道面17を外周
面に有する内輪12が嵌合されている。内輪12は、クリー
プを防ぐため、適当な締め代をもって小径段部13ｄに圧
入されている。マウス部13ｂの肩面が内輪12の端面と当
接し、これにより内輪12、およびハブ輪11が軸方向で位
置決めされる。外側継手部材13は、ステム部13ｃにてセ
レーション嵌合し、さらにハブ輪11から突出したステム
部13ｃのアウトボード側の軸端を外径側に加締めること
によってハブ輪11に結合されている。この加締めによっ
て転動体30に予圧が付与される。転動体30は接触角を有
しているので、予圧によって軸受剛性が高まり、かつモ
ーメント荷重を受けることもできる。なお、転動体30と
してボールを使用する場合を例示しているが、ボールに
代えて円すいころを使用することもできる。

【００２３】固定体20は、車体側の取付け部材、例えば
懸架装置から延びるナックル23と、ナックル23の内周面
に嵌合した一対の外輪24、25とで構成される。外輪24、
25は、それぞれの内周面に非回転の固定軌道面26、27を
有している。この複列の固定軌道面26、27と、これらに
対向する回転軌道面14、17との間に複列の転動体30が組
込まれている。アウトボード側外輪24の内周面とハブ輪
11の外周面の間、およびインボード側外輪25の内周面と
内輪12の外周面との間にそれぞれ上記一対のシール40が
嵌合固定されている。

【００２４】軸受中心Ｏ（複列の固定軌道面26、27間の
軸方向中心）上に位置するナックル23の円筒状内周面に
は、内径側に突出する鍔部28が形成される。鍔部28の軸
方向両側に上記外輪24、25がそれぞれ圧入されてナック
ル23に固定されている。鍔部28側と対向する外輪24、25
の端面はそれぞれ鍔部28の端面に係合しており、これよ
り外輪24、25が軸方向で位置決めされ、かつ予圧を受け
るようになる。鍔部28の内周面28ａは、回転体10（本実
施形態ではハブ輪11）の外周面に非接触で対向する対向
部を構成しており、対向部28ａの内径寸法は鍔部28に隣
接する外輪24、25の肩部内径とほぼ等しい。

【００２５】車輪回転数検出手段50は回転側に設けられ
る被センシング部51と、固定側に設けられるセンサ52と
で構成される。被センシング部51は、車輪の回転数に比
例したパルスを発生するパルス発生器で、例えば磁性粉
体を含む弾性材料を加硫成型し、円周方向に交互に磁極
を配設した着磁タイプのパルサーリングで構成される。
本発明において被センシング部51は、回転体10の外周面
であって、複列の回転軌道面14、17間の領域（本実施形
態では軸受中心Ｏ上）に取付けられる。一方、センサ52
は、上記被センシング部51で発生したパルス信号を非接
触で検出するパルス検出器で、例えば電磁式ピックアッ
プあるいは半導体素子（ホール素子、ＭＲ素子等）で構
成される。センサ52は、ナックル23の鍔部28に貫通形成
した取付け孔28ｂに挿入され、ねじ等を用いてナックル
23に固定される。センサ52の検出面は、対向部28ａから
突出し、被センシング部51に対して微小隙間を介して対
向している。

【００２６】このように本発明では、ナックル23の内周
面に、それぞれに固定軌道面26、27を有する二つの外輪
24、25を嵌合しており、その固定は従来のようにフラン
ジ部4b（図５および図６参照）をナックル23にボルト止
めすることなく、ナックル23内周面に外輪24、25を圧入
することにより行われる。従って、ボルト分の部品点数
を削減すると共に、ボルトの締付け工程やボルト孔加工
を省略することができ、これより低コスト化、軽量化、
生産性の向上等が達成される。また、車輪軸受装置がナ
ックルを含めた形でモジュール化（ユニット化）される
ので、車体への組付け作業性も改善される。さらに鍔部
28にセンサ52を取付けることで、車輪回転数検出手段50
を、軸方向両端をシール40で密封された軸受内部空間に
配置することができる。これよりパルサーリング51やセ
ンサ52がダスト、塩水、石ころ等から守られることとな
り、専用のシール機構を設けることなく安定した速度検
出を行うことが可能となる。この場合、外輪にセンサ用
の取付け孔を設ける必要はないので、従来に比べて加工
工数を削減することができ、また、外輪とナックル23と
の間での取付け孔の位相合わせも不要となるので、組立
時の作業性も改善される。

【００２７】図２は、回転体10の内輪12を廃して外側継
手部材13のマウス部13b外周面に第二の軌道面17を直接
設けた例であり、図１と同様の効果が奏される。これ以
外の構成は図１と同様であるので、共通する部材・要素
に共通の参照番号を付して重複説明を省略する。

【００２８】図３は、ハブ輪11と外側継手部材13との結
合構造の他例を示すもので、ハブ輪11と外側継手部材13
とを嵌合させると共に、嵌合部分を少なくとも部分的に
拡径または縮径させて加締めたものである。例えば、外
側継手部材13の中空ステム部13ｃを内径側から外径側に
拡径させることによって加締めたり（図示例）、あるい
はハブ輪11を外径側から内径側に縮径させることによっ
て加締めることができる。ハブ輪11の嵌合面および外側
継手部材13の嵌合面のうちの何れか一方または両方に凹
凸部18を形成することにより、一方の嵌合面の凹凸部18
が他方の嵌合面の凹凸部に食い込んで塑性変形を起こさ
せるため強固な結合が達成され、緩み防止がなされる。
これ以外の構成は図１と同様であるので、共通する部材
・要素に共通の参照番号を付して重複説明を省略する。

【００２９】図４は、図１においてインボード側の外輪
25を鋳込みやインサート成形等によってナックル23と一
体化したもので、この場合、インボード側の固定軌道面
27はナックル23の内周面に形成される。これ以外の構成
は図１と同様であるので、共通する部材・要素に共通の
参照番号を付して重複説明を省略する。なお、図示は省
略するが、同様の手法でアウトボード側の外輪24をナッ
クル23と一体化してもよく、あるいは双方の外輪24、25
をナックル23と一体化してもよい。

【００３０】図７は、図２の実施の形態における外側継
手部材13とハブ輪11の結合手段を変更した実施の形態を
示す（車輪回転数検出手段50は図示を省略してある）。
すなわち、外側継手部材13のステム部13ｃの軸端部に雄
ねじ13ｅを形成し、この雄ねじ13ｅにナット13ｆを締め
付けることにより、外側継手部材13とハブ輪11を分離可
能に結合したものである。この場合、一対の外輪24，25
がナックル23の鍔部28を挟んで軸方向両側に位置してい
るため、ナット13ｆを緩めて取り外すと、ハブ輪11とア
ウトボード側外輪24および外側継手部材13とインボード
側外輪25が、互いに別々にナックル23から取り外すこと
ができる。したがって、たとえば軸受部あるいは等速自
在継手のいずれか一方で剥離などの損傷が起きて交換の
必要が生じた場合、交換が必要な片方のみの補修交換が
可能となる。

【００３１】図７の実施の形態では、ブレーキロータ16
を車輪取付けフランジ11ａの外側、つまり図の左側に配
置してあるが、車輪取付けフランジ11ｂの内側、つまり
図の右側に配置することもできる。同様に、図１〜４の
実施の形態にあっても、車輪取付けフランジ11ａの外
側、つまり各図の左側にブレーキロータ16を配置しても
よい。

【００３２】以上の説明では、ハブ輪11に等速自在継手
Ｊの外側継手部材13を結合した駆動輪用の車輪軸受装置
を例示しているが、本発明は外側継手部材が結合されて
いない、従動輪用の車輪軸受装置にも同様に適用するこ
とができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、ボルト等の固定手段を
用いることなく、車輪軸受装置の固定側を車体側の取付
け部材に取付けることができるので、固定手段分の部品
点数や組立工数を削減して低コスト化、軽量化を図るこ
とができる。また、車輪軸受装置を取付け部材を含めた
形でモジュール化（ユニット化）することも容易とな
り、車体への組付け作業性が向上する。

【００３４】また、センサを軸方向両端をシールで密封
された軸受内部空間に配置することができ、安定した信
号検出が可能となる。ここでのシールは、軸受装置のシ
ールと兼用することができ、センサ専用のシールは不要
であるので、シール部品点数や組立工数の削減、スペー
ス効率の改善等が図られる。センサの取付けにあたって
は、外輪の取付け孔が不要となるので加工工数を削減す
ることができ、また、外輪と取付け部材間での貫通孔の
位相合わせも不要となるので組付け作業性も改善され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す軸方向の断面図であ
る。

【図２】本発明の別の実施形態を示す軸方向の断面図で
ある。

【図３】本発明の別の実施形態を示す軸方向の断面図で
ある。

【図４】本発明の別の実施形態を示す軸方向の断面図で
ある。

【図５】従来の技術を示す軸方向の断面図である。

【図６】別の従来の技術を示す軸方向の断面図である。

【図７】本発明のさらに別の実施の形態を示す軸方向断
面図である。

【符号の説明】

10 回転体 11 ハブ輪 11ａ車輪取付けフランジ 12 内輪 13 外側継手部材 13ｅ雄ねじ 13ｆナット 14 回転軌道面（アウトボード側） 17 回転軌道面（インボード側） 20 固定体 23 取付け部材（ナックル） 24 外輪（アウトボード側） 25 外輪（インボード側） 26 固定軌道面（アウトボード側） 27 固定軌道面（インボード側） 28 鍔部 28ａ対向部 30 転動体 40 シール 50 車輪回転数検出手段 51 被センシング部 52 センサＪ等速自在継手

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｐ 3/487 Ｇ０１Ｐ 3/487 Ｌ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車輪と共に回転する回転体に複列に形成
された回転軌道面と、車体側に複列に形成された固定軌
道面と、回転軌道面および固定軌道面間に介装される複
列の転動体とを有し、車輪を車体から延びる取付け部材
に対して回転自在に支持するものにおいて、上記取付け部材の内周面に、複列の回転軌道面間で回転
体の外周面と対向する対向部を設けると共に、取付け部
材の内周面でかつ対向部の軸方向両側に、上記固定軌道
面を有する一対の外輪を嵌合したことを特徴とする車輪
軸受装置。
【請求項２】何れか一方の外輪を取付け部材と一体化
した請求項１記載の車輪軸受装置。
【請求項３】双方の外輪を取付け部材と一体化した請
求項１記載の車輪軸受装置。
【請求項４】上記対向部を鍔状に形成し、この鍔状部
分に外輪の端面を係合させた請求項１または２記載の車
輪軸受装置。
【請求項５】対向部にセンサを配置した請求項１乃至
４何れか記載の車輪軸受装置。
【請求項６】センサと対向する回転体の外周面に被セ
ンシング部を配置した請求項５記載の車輪軸受装置。
【請求項７】上記回転体が、ハブ輪と、ハブ輪に嵌合
した内輪とを有する請求項１乃至６何れか記載の車輪軸
受装置。
【請求項８】複列の回転軌道面のうち、一方をハブ輪
に、他方を内輪に設けた請求項７記載の車輪軸受装置。
【請求項９】上記回転体が、ハブ輪とハブ輪に結合し
た等速自在継手の外側継手部材とを有する請求項１乃至
７何れか記載の車輪軸受装置。
【請求項１０】複列の回転軌道面のうち、一方の軌道
面をハブ輪に、他方の軌道面を等速自在継手の外側継手
部材に設けた請求項９記載の車輪軸受装置。
【請求項１１】ハブ輪と外側継手部材とが、両者を嵌
合すると共に、嵌合部を少なくとも部分的に拡径または
縮径させて加締めることにより結合されている請求項９
または１０記載の車輪軸受装置。
【請求項１２】ハブ輪と外側継手部材とが、両者を嵌
合すると共に、互いに分離可能に締結されている請求項
９または１０記載の車輪軸受装置。