JP2002046409A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ナックルは転がり軸受に、その外輪とは別体
でボルト止めされているので、ナックルと転がり軸受の
外輪との接合部の剛性が不十分であり、また、部品点数
が増加して全体の重量が増加していた。 【解決手段】 外輪９の外周面部に外輪９を車体側へ取
付けるためのナックル１５が設けられ、このナックル１
５と複列転がり軸受３の外輪９とが鍛造により一体的に
形成されることにより、ナックル１５と、複列転がり軸
受３の外輪９とを別体で形成してボルトにより接合する
場合に比べて剛性が向上する。また、複列転がり軸受３
の外輪９とを鍛造により一体的に形成することにより、
接合用のボルトが不要になり、部品点数が減少して構造
全体の重量が軽量化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車輪用軸受装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車輪用軸受装置を、図９の断面図
に示す。図は車両において従動輪側の車輪用軸受装置５
０を示しており、ハブホイール５１の軸方向内端側に外
装される複列転がり軸受（例えば玉軸受が用いられる）
５２と、ハブホイール５１の軸心方向外端側に形成され
た取付けフランジ５３にボルト５４止めされるとともに
車輪が取付けられるブレーキディスクロータ５６と、前
記複列転がり軸受５２に、その外輪５７とは別体でボル
ト５８止めされるとともに外輪５７を車体側へ取付ける
ためのナックル（キャリアともいう）５９とを備えてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の車輪用軸受
装置５０において、ナックル５９は転がり軸受５２に、
その外輪５７とは別体でボルト５８止めされた構成であ
るので、ナックル５９と転がり軸受５２の外輪５７との
接合部の剛性が不十分であり、また、部品点数が増加し
て全体の重量が増加していた。

【０００４】そこで本発明は、上記課題に鑑み、接合部
の剛性を向上し得るとともに、部品点数を削減して全体
の重量を軽減し得る車輪用軸受装置の提供を目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明における課題解決
手段は、車体側に支持部材を介して支持される外輪と、
この外輪の内側に複列の転動体を介して軸心回りに回転
自在に支持されて車輪を取付けるためのハブホイールと
を備え、前記外輪と支持部材とが、軸受鋼、構造用合金
鋼、炭素鋼の何れかを用いて鍛造により一体的に形成さ
れている。

【０００６】上記構成のように、転がり軸受の外輪と支
持部材とが鍛造により一体的に形成されることにより、
転がり軸受の外輪と支持部材との連続部分の剛性が向上
し、両者を接合するためのボルトなどの部品を省略し
て、装置の軽量化を図る。

【０００７】また、各転動体の外輪軌道面となる外輪の
内周面に対し、表面硬化処理および研磨加工が施された
ことによれば、転動体の軌道面としての硬度、滑らかさ
が確保される。

【０００８】また、車体側に支持部材を介して支持され
る外輪と、この外輪の内側に複列の転動体を介して軸心
回りに回転自在に支持されて車輪を取付けるためのハブ
ホイールとを備え、前記外輪と支持部材とが、ＦＣ系鋳
鉄、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の軽合金鋼
を用いて鋳造により一体的に形成されている。

【０００９】上記構成によれば、転がり軸受の外輪と支
持部材との連続部分の剛性が向上し、両者を接合するた
めのボルトなどの部品を省略して、装置の軽量化を図
る。

【００１０】また、外輪の内周面に各転動体の外輪軌道
面を有する鋼製スリーブが嵌着された構成によれば、外
輪と支持部材とが、軸受鋼、構造用合金鋼、炭素鋼の何
れかを用いて鍛造により一体的に形成されている場合で
も、軽合金鋼による低硬度を補う手段として、熱処理し
て硬化させた鋼製スリーブを嵌着することで外輪軌道面
として必要な硬度および十分な滑らかさを得る。

【００１１】また、外輪と支持部材とが、軸受鋼、構造
用合金鋼、炭素鋼の何れかを用いて鍛造により一体的に
形成されている場合でも、熱処理して硬化された鋼製ス
リーブを嵌着することで、外輪軌道面として必要な硬度
および十分な滑らかさを得る。

【００１２】そして、外輪と支持部材とが係止部を介し
て結合された構成によれば、外輪と支持部材とが確実に
一体化される。

【００１３】さらに、車体側に支持部材を介して支持さ
れる外輪と、この外輪の内側に複列の転動体を介して軸
心回りに回転自在に支持されて車輪を取付けるためのハ
ブホイールとを備え、前記外輪と支持部材とが鋳鉄から
鋳造により一体的に形成され、各転動体の外輪軌道面で
ある外輪の内周面の表面硬度が、５７〜６５ＨＲＣとな
るよう脱炭処理されている。

【００１４】上記構成のように、ハブホイールの軌道予
定領域に脱炭して硬化した硬化部を設けることにより、
所定の硬度を有し、また十分な滑らかさを有した軌道面
が得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。まず、本発明の実施の第一形態
を図１の断面図に基づいて説明する。

【００１６】本発明の実施の第一形態に係る車輪用軸受
装置１は、例えば従動輪側に用いられるもので、図示し
ない車輪を取付けて軸心回りに回転自在に設けられたハ
ブホイール２と、このハブホイール２の軸心方向内端側
（車両インナ側）に外装される複列転がり軸受３と、ハ
ブホイール２の軸心方向外端側（車両アウタ側）に径方
向外向きに突出する車輪取付けフランジ４が形成され、
その外側面に対して、中央の凹状取付け部５が当接して
ボルト６で接合される環状のブレーキディスクロータ７
とを備えている。

【００１７】前記複列転がり軸受３は、ハブホイール２
の軸心方向内端に外嵌固定されて単一内輪軌道面を有し
た内輪部材８と、二列の軌道溝を有する単一の外輪９
と、二列で配設される複数の玉（転動体の一例）１０
と、二つの冠形保持器１１とを備えて、ハブホイール２
の外周面を一方内輪軌道面とする構成である。なお、ハ
ブホイール２とは別体の内輪８をハブホイール２の外周
面に軸方向に対で並べた構成にも適用できるし、ハブホ
イール２の外周面の軸方向両側に形成した凹部（溝）の
それぞれに内輪８を嵌着させることでハブホイール２と
内輪8とを一体化させた構成にも適用できる。

【００１８】前記外輪９の外周面部には、外輪９を車体
側へ取付けるためのナックル（支持部材の一例）１５が
設けられ、前記複列転がり軸受３の外輪９とナックル１
５とが、軸受鋼（ＳＵＪ−２規格）あるいは構造用合金
鋼（ＳＣＭ規格）あるいは炭素鋼で、鍛造により一体形
成されている。

【００１９】そして前記外輪９の内周面に形成された軌
道溝に対して、高周波焼入れ等の表面硬化処理が施され
ている。なお、この表面硬化処理により形成された硬化
層は軌道間で連続してもあるいは不連続であってもよ
い。

【００２０】なお、ハブホイール２の取付けフランジ４
およびブレーキディスクロータ７の盤面には、車輪をブ
レーキディスクロータ７に取付けるためのボルト１２が
挿通されている。

【００２１】上記構成において、複列転がり軸受３の外
輪９とナックル１５とが鍛造により一体形成されている
ので、従来のように、ナックル１５と、複列転がり軸受
３の外輪９とを別体で形成してボルトにより接合する場
合に比べて接合部の剛性を向上させることができる。

【００２２】また、複列転がり軸受３の外輪９とナック
ル１５とを鍛造により一体形成することにより、接合用
のボルトが不要になり、従って、部品点数が減少して装
置を軽量化することができる。

【００２３】次に、図２の断面図に基づいて、本発明の
実施の第二形態を説明する。本発明の実施の第二形態に
係る車輪用軸受装置１は、車輪取付けフランジ４を有す
るハブホイール２と、このハブホイール２の車輪取付け
フランジ４に対して軸心方向内端側に外装される複列転
がり軸受３とを備えている。

【００２４】前記外輪９の外周面部には、外輪９を車体
側へ取付けるためのナックル１５が設けられ、このナッ
クル１５と、複列転がり軸受３の外輪９とが、軸受鋼あ
るいは構造用合金鋼あるいは炭素鋼で鍛造により一体的
に形成されている。

【００２５】また、車輪取付けフランジ４の盤面にブレ
ーキディスクロータ７が設けられ、このブレーキディス
クロータ７は、ハブホイール２の車輪取付けフランジ４
形成後に鋳造によって車輪取付けフランジ４に一体形成
されている。

【００２６】そして、このブレーキディスクロータ７に
は、凹状取付け部５に対向して、車輪取付けフランジ４
の内側面に当接する環状係止部２０が、ブレーキディス
クロータ７の鋳込み作業の際に同時に形成され、車輪取
付けフランジ４は、前記取付け部５と環状係止部２０と
で挟まれてブレーキディスクロータ７の、軸心方向への
動き（がたつき）が阻止されている。他の構成は、上記
実施の第一形態と同様であるので省略する。

【００２７】本発明の実施の第二形態において、複列転
がり軸受３の外輪９とナックル１５とを鍛造により一体
形成し、ハブホイール２の車輪取付けフランジ４とブレ
ーキディスクロータ７とを鋳造により一体形成している
ので、従来のように、複列転がり軸受３の外輪９とナッ
クル１５とを別体で形成し、ハブホイール２とブレーキ
ディスクロータ７とを別体で形成してボルトにより接合
する場合に比べて、接合部の剛性を向上させることがで
きる。

【００２８】また、複列転がり軸受３の外輪９とナック
ル１５を一体的に形成し、ハブホイール２とブレーキデ
ィスクロータ７とを一体的に形成することにより、接合
用のボルトが不要になり、従って、部品点数を減少して
装置を軽量化することができる。

【００２９】次に、図３の断面図に基づいて、本発明の
実施の第三形態を説明する。本発明の実施の第三形態に
係る車輪用軸受装置１は、ナックル１５と複列転がり軸
受３の外輪９とが、ＦＣＤ等の鋳鉄あるいはアルミニウ
ム合金、マグネシウム合金等の軽合金鋼を用いて鋳造に
より一体的に形成されている。

【００３０】また、前記外輪９の内周面に、鋼板を環状
に形成した、外輪９とは別形成の鋼製スリーブ１３が嵌
着され、この鋼製スリーブ１３の内周表面が、複列転が
り軸受３の玉１０の外輪軌道面として用いられる。この
鋼製スリーブ１３を外輪９の内周面に嵌着する理由は、
軽合金鋼は硬度が低いので、熱処理して硬化させた鋼製
スリーブ１４を嵌着することで外輪軌道面として必要な
硬度および十分な滑らかさを得るためである。

【００３１】また、本発明の実施の第三形態では、ハブ
ホイール２の軸心方向外端側を、ハブホイール２の径方
向外向きに拡径して円盤状になし、その外周側がブレー
キディスクロータ７の一方の制動部７Ａとされている。
すなわち、このハブホイール２とブレーキディスクロー
タ７の一方の制動部７Ａとは、鋳造によって一体ものと
して形成されている。この一方の制動部７Ａに対向し
て、複列転がり軸受３の外輪９を外装するように、ブレ
ーキディスクロータ７の他方の制動部７Ｂが設けられて
いる。

【００３２】なお、ブレーキディスクロータ７における
一方の制動部７Ａの中央の凹状取付け部５には、車輪を
ブレーキディスクロータ７に取付けるためのボルト１２
が挿通されている。他の構成は、上記実施の第一形態と
同様であるので省略する。

【００３３】本発明の実施の第三形態において、複列転
がり軸受３の外輪９とナックル１５とを鋳造により一体
形成し、ハブホイール２の車輪取付けフランジ４とブレ
ーキディスクロータ７とを鋳造により一体形成している
ので、従来のように、複列転がり軸受３の外輪９とナッ
クル１５とを別体で形成し、ハブホイール２とブレーキ
ディスクロータ７とを別体で形成してボルトにより接合
する場合に比べて、接合部の剛性を向上させることがで
きる。

【００３４】また、複列転がり軸受３の外輪９とナック
ル１５を一体的に形成し、ハブホイール２とブレーキデ
ィスクロータ７とを一体的に形成することにより、接合
用のボルトが不要になり、従って、部品点数を減少して
構造全体の重量を軽量化することができる。

【００３５】さらに、外輪９を鋳造によって形成して
も、その内周面に熱処理して硬化させた鋼製スリーブ１
３を嵌着したことにより、玉１０の外輪軌道面として十
分な硬度と滑らかさが得られる。

【００３６】なお、上記実施の第三形態では、外輪９の
内周面に鋼製スリーブ１３を嵌着したが、鋼製スリーブ
１３を設ける代わりに、外輪９の内周面にセラミックコ
ーティング、あるいは金属溶射による硬質膜を施すよう
に構成してもよく、この場合も上記実施の第三形態と同
様に、玉１０の軌道面として十分な硬度と滑らかさが得
られる。

【００３７】次に、図４の断面図に基づいて、本発明の
実施の第四形態を説明する。上記実施の第三形態では外
輪９の内周面に鋼製スリーブ１３を嵌着して玉１０の外
輪軌道面として用いたが、実施の第四形態では、外輪９
の内周面に鋼製スリーブ１３を嵌着する代わりに、外輪
軌道面の軌道予定領域２０（図中にクロスハッチングで
示す）が、ハブホイール２および外輪９の加熱加工中に
酸素ガスを供給することで脱炭させて硬化した硬化部と
されている。なお、この硬化部は軌道面として十分な硬
度を有するように０．５％程度にまで炭素を除去（５７
〜６５ＨＲＣとなるように脱炭）する。

【００３８】このように、ハブホイール２および外輪９
の軌道予定領域に、ハブホイール２および外輪９の加熱
加工中に、酸素ガスを供給することで脱炭して硬化した
硬化部を設けることにより、所定の硬度を有し、また十
分な滑らかさを有した軌道面が得られる。他の構成は上
記実施の第三形態と同様であるので省略する。

【００３９】次に、図５の断面図に基づいて、本発明の
実施の第五形態を説明する。本発明の実施の第五形態で
は、ナックル１５が、複列転がり軸受３の外輪９形成後
に、外輪９に形成した取付け片９ａを含むように、鋳造
により外輪９と一体形成されたものである。他の構成
は、上記実施の第二形態と同様であるので省略する。そ
して、上記第五形態において、実施の第四形態のよう
に、外輪軌道面の軌道予定領域２０に、酸素ガスを供給
することで脱炭させて硬化した硬化部を設けてもよいこ
とは勿論である。

【００４０】なお、実施の第五形態における外輪９の材
料はナックル１５とは別の材料（軸受鋼）を用いてもよ
い。そして、本発明の実施の第五形態において、複列転
がり軸受３の外輪９とナックル１５とを鋳造により一体
的に形成し、ハブホイール２とブレーキディスクロータ
７とを鋳造により一体的に形成しているので、従来のよ
うに、ナックル１５と、複列転がり軸受３の外輪９とを
別体で形成し、ブレーキディスクロータ７とハブホイー
ル２とを別体で形成してボルトにより接合する場合に比
べて、双方の接合部の剛性を向上させることができる。

【００４１】また、複列転がり軸受３の外輪９と、ナッ
クル１５とを一体的に形成し、ブレーキディスクロータ
７とハブホイール２とを一体的に形成することにより接
合用のボルトが不要になり、従って、部品点数が減少し
て装置を軽量化することができる。

【００４２】なお、この実施の形態において、図６に示
すように、複列転がり軸受３の外輪９の外周面に、ナッ
クル１５の内周面に埋まり込む係止片９ｂを環状あるい
は所定角度置きに形成したり、外周面にスプライン又は
セレーションを設けて、これら係止部によってナックル
１５を一体的に形成し、また連結することにより、複列
転がり軸受３の外輪９とナックル１５とをより確実に一
体化させることができる。

【００４３】次に、本発明の実施の第六形態を図７の断
面図および図８の模式図に基づいて説明する。本発明の
実施の第六形態に係る車輪用軸受装置１は、これを駆動
輪側に用いたもので、車軸（駆動シャフト）３０が、例
えばツェッパタイプ（バーフィールド型）の等速ジョイ
ント３１を介してハブホイール２に連結するよう構成さ
れ、等速ジョイント３１の外輪３１ａと一体の軸部３２
が、ハブホイール２の中心穴２Ａに対してスプライン嵌
合されている。

【００４４】また、図８に示すように、ハブホイール２
は、駆動シャフトアッセンブリ３３を介して車両のデフ
ァレンシャル装置３４に連結され、この駆動シャフトア
ッセンブリ３３は、駆動シャフト３０の車両アウタ側に
等速ジョイント３１を取付け、車軸３０の車両インナ側
（デファレンシャル装置側）に別の等速ジョイント３５
を取付けた構成である。他の部分構成は、上記実施の第
一形態と同様であるので省略する。

【００４５】本発明の実施の第六形態において、等速ジ
ョイント３１，３５は、図８に示すような形態で駆動シ
ャフト３０を介してデファレンシャル装置３４に対して
連結し、これにより、駆動シャフト３０の回転力が、ハ
ブホイール２に取付けられている車輪に伝達される。

【００４６】そして、複列転がり軸受３の外輪９とナッ
クル１５とが鍛造により一体的に形成されているので、
従来のように、複列転がり軸受３の外輪９とナックル１
５とを別体で形成してボルトにより接合する場合に比べ
て、接合部の剛性を向上させることができる。また、複
列転がり軸受３の外輪９とを鍛造により一体形成するこ
とにより、接合用のボルトが不要になり、従って、部品
点数が減少して構造全体の重量を軽量化することができ
る。

【００４７】なお、実施の第六形態において、実施の第
二、第五形態のように、ブレーキディスクロータ７とハ
ブホイール２の車輪取付けフランジ４を鋳造により一体
形成することで、さらに構造を軽量化させることができ
る。

【００４８】さらに、上記各実施形態では、複列転がり
軸受３の構成として、ハブホイール２の軸心方向内端
（車両インナ側）に内輪部材８を嵌着した例を示したが
これに限定されるものではなく、内輪部材８を軸心方向
外側（車両アウタ側）にも配置した構成、すなわち各列
の玉１０のそれぞれの内輪軌道面をそれぞれの内輪部材
８の外周面とした構成の車輪用軸受装置に用いることも
できる。また、外輪９とナックル１５を鋳造により一体
としてもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明
は、外輪とこの外輪を車体側に支持するための支持部材
とが、軸受鋼、構造用合金鋼、炭素鋼の何れかを用いて
鍛造により一体的に形成されているので、転がり軸受の
外輪と支持部材との連続部分の剛性が向上し、両者を接
合するためのボルトなどの部品を省略して、装置の軽量
化を図ることができる。

【００５０】また、転がり軸受における各転動体の外輪
軌道面となる外輪の内周面に対し、表面硬化処理および
研磨加工が施されたことによれば、転動体の軌道面とし
ての硬度、滑らかさを確保することができる。

【００５１】また、外輪と支持部材とが、ＦＣ系鋳鉄、
アルミニウム合金、マグネシウム合金等の軽合金鋼を用
いて鋳造により一体的に形成されているので、転がり軸
受の外輪と支持部材との連続部分の剛性が向上し、両者
を接合するためのボルトなどの部品を省略して、装置の
軽量化を図ることができる。

【００５２】また、外輪の内周面に各転動体の外輪軌道
面を有する鋼製スリーブが嵌着された構成によれば、外
輪と支持部材とが、軸受鋼、構造用合金鋼、炭素鋼の何
れかを用いて鍛造により一体的に形成されている場合で
も、軽合金鋼による低硬度を補う手段として、熱処理し
て硬化させた鋼製スリーブを嵌着することで外輪軌道面
として必要な硬度および十分な滑らかさが得られる。

【００５３】また、熱処理して硬化させた鋼製スリーブ
を嵌着することで外輪軌道面として必要な硬度および十
分な滑らかさが得られる。

【００５４】そして、外輪と支持部材とが係止部を介し
て結合された構成によれば、外輪と支持部材とを確実に
一体化することができる。

【００５５】さらに、外輪と支持部材とが鋳鉄から鋳造
により一体的に形成され、各転動体の外輪軌道面である
外輪の内周面の表面硬度が、５７〜６５ＨＲＣとなるよ
う脱炭処理されているので、ハブホイールの軌道予定領
域に脱炭して硬化した硬化部を設けることにより、所定
の硬度を有し、また十分な滑らかさを有した軌道面が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第一形態を示す車輪用軸受装置
の断面図である。

【図２】本発明の実施の第二形態を示す車輪用軸受装置
の断面図である。

【図３】本発明の実施の第三形態を示す車輪用軸受装置
の断面図である。

【図４】本発明の実施の第四形態を示す車輪用軸受装置
の断面図である。

【図５】本発明の実施の第五形態を示す車輪用軸受装置
の断面図である。

【図６】複列転がり軸受の外輪とナックルの嵌合状態を
示す拡大断面図である。

【図７】本発明の実施の第六形態を示す車輪用軸受装置
の断面図である。

【図８】同じく使用形態を示す模式図である。

【図９】従来の車輪用軸受装置の断面図である。

【符号の説明】

１ 車輪用軸受装置 ２ ハブホイール ３ 複列転がり軸受 ４ 車輪取付けフランジ ５ 取付け部 ７ ブレーキディスクロータ ９ 外輪 １５ ナックル

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体側に支持部材を介して支持される外
   輪と、この外輪の内側に複列の転動体を介して軸心回り
   に回転自在に支持されて車輪を取付けるためのハブホイ
   ールとを備えた車輪用軸受装置において、 前記外輪と支持部材とが、軸受鋼、構造用合金鋼、炭素
   鋼の何れかを用いて鍛造により一体的に形成されたこと
   を特徴とする車輪用軸受装置。
2. 【請求項２】 各転動体の外輪軌道面となる外輪の内周
   面に対し、表面硬化処理および研磨加工が施されたこと
   を特徴とする請求項１記載の車輪用軸受装置。
3. 【請求項３】 車体側に支持部材を介して支持される外
   輪と、この外輪の内側に複列の転動体を介して軸心回り
   に回転自在に支持されて車輪を取付けるためのハブホイ
   ールとを備えた車輪用軸受装置において、 前記外輪と支持部材とが、ＦＣ系鋳鉄、アルミニウム合
   金、マグネシウム合金等の軽合金鋼を用いて鋳造により
   一体的に形成されたことを特徴とする車輪用軸受装置。
4. 【請求項４】 外輪の内周面に各転動体の外輪軌道面を
   有する鋼製スリーブが嵌着されたことを特徴とする請求
   項３記載の車輪用軸受装置。
5. 【請求項５】 外輪と支持部材とが係止部を介して結合
   されたことを特徴とする請求項３記載の車輪用軸受装
   置。
6. 【請求項６】 車体側に支持部材を介して支持される外
   輪と、この外輪の内側に複列の転動体を介して軸心回り
   に回転自在に支持されて車輪を取付けるためのハブホイ
   ールとを備えた車輪用軸受装置において、 前記外輪と支持部材とが鋳鉄から鋳造により一体的に形
   成され、各転動体の外輪軌道面である外輪の内周面の表
   面硬度が、５７〜６５ＨＲＣとなるよう脱炭処理された
   ことを特徴とする車輪用軸受装置。