JP2004106618A - 車輪支持用転がり軸受ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】軽量化を図る為のハブ４ａの限界設計を可能にしつつ、このハブ４ａの回転アンバランスを低減若しくは解消できる車輪支持用転がり軸受ユニットを提供する。
【解決手段】車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する各部材同士を互いに組み付けた後、外輪１に対する上記ハブ４ａの回転試験を行いブ４ａの回転アンバランスを調べる。そして回転アンバランスがある場合は外輪１に対する上記ハブ４ａの回転アンバランスを低減若しくは解消する為に、取付フランジ８ａの一部に重錘２４を添設する。この際に、この取付フランジ８ａの強度が低下しない為、上記ハブ４ａの限界設計が可能となり、上記課題を解決できる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為に使用する、車輪支持用転がり軸受ユニットの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為に、車輪支持用転がり軸受ユニットが使用されている（例えば、非特許文献参照）。図８〜９は、独立式の懸架装置に支持される駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、４ＷＤ車の全輪）用の転がり軸受ユニットの１例を示している。静止輪である外輪１は、外周面に外向フランジ状の取付部２を、内周面に第一、第二の外輪軌道３ａ、３ｂを、それぞれ設けている。又、この外輪１の径方向内方に回転自在に設けたハブ４は、ハブ本体５と内輪６とを組み合わせて成る。
【０００３】
このうちのハブ本体５は、中心部にスプライン孔７を設けると共に、外周面の外端（軸方向に関して外とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側となる側を言い、図１、３、５、６、７、８の左側。反対に、車両の幅方向中央側となる、図１、３、５、６、７、８の右側を内という。本明細書全体で同じ。）寄り部分に取付フランジ８を、同じく中間部に第一の内輪軌道９ａを、同じく内端部に小径段部１０を、それぞれ設けている。一方、上記内輪６は、外周面に第二の内輪軌道９ｂを設けており、上記小径段部１０に外嵌している。そして、上記第一、第二の各外輪軌道３ａ、３ｂと上記第一、第二の各内輪軌道９ａ、９ｂとの間に、それぞれ複数個ずつの転動体１１、１１を、転動自在に設けている。尚、図示の例では、上記各転動体１０、１０として玉を使用しているが、重量が嵩む自動車用の軸受の場合には、これら各転動体１０、１０としてテーパころを使用する場合もある。
【０００４】
上述の様に構成する車輪支持用転がり軸受ユニットの使用時には、上記外輪１を構成する取付部２を、懸架装置を構成するナックル１２に結合固定する。この為に、図示の例では、上記取付部２に形成した通孔１３に挿通したボルト１４を、上記ナックル１２に形成したねじ孔１５に螺合し、更に緊締する。又、この様なボルト１４の螺合・緊締作業は、上記取付フランジ８の円周方向複数個所（図示の例では、４個所）に形成した円形の透孔１６、１６のうち、何れか１つの透孔１６を通じて差し込んだ緊締用工具１７により行なう。又、上記ハブ４の中心部に設けたスプライン孔７に、図示しない等速ジョイントに付属したスプライン軸を挿入する。更に、上記ハブ４を構成する取付フランジ８に図示しない車輪を、この取付フランジ８の円周方向複数個所（図示の例では、５個所）に形成した支持孔１８に圧入固定したスタッド１９、１９と、図示しないナットとにより結合固定する。
【０００５】
ところで、従来から、自動車の走行安定性及び燃費の向上を図るべく、この自動車のばね下荷重を小さくする為に、上述した様な車輪支持用転がり軸受ユニットの軽量化が望まれている。この様な軽量化を実現すべく、上述の図８〜９に示した車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、上記ハブ４を構成する取付フランジ８の内側面の複数個所に、他の部分よりも凹んだ徐肉部２０、２０を設けている。又、この取付フランジ８の円周方向複数個所に形成した、上記緊締用工具１７を差し込む為の各透孔１６、１６も、上記ハブ４の軽量化に寄与している。
【０００６】
又、上述の図８〜９に示した車輪支持用転がり軸受ユニットの場合、上記ハブ４は、全体を鍛造加工により造っている。但し、このハブ４を構成する取付フランジ８の内側面のうち、上記スタッド１９、１９の頭部２１、２１を突き当てる着座面２２、２２部分には、上記鍛造加工後、旋削による仕上加工を施して、これら各着座面２１、２１と上記各支持孔１８の中心軸との直角度を確保している。これに対し、上記取付フランジ８の内側面のうち、上記各着座面２２、２２以外の部分は、低コスト化の為、仕上加工を施さずに鍛造面のままとしている。
【０００７】
この様に、上記ハブ４を構成する取付フランジ８は、加工個所が多く、全体的に複雑な形状となっている。この為、この取付フランジ８全体としての加工精度にばらつきを生じ易くなり、結果として、上記ハブ４の重心が自身の中心軸に対して径方向にずれる場合がある。そして、この様にハブ４の重心が径方向にずれたまま、上記車輪支持用転がり軸受ユニットを使用すると、上記ハブ４に回転アンバランス（回転時の径方向の振れ）が生じ、自動車の走行安定性を十分に確保できなくなる可能性がある。
【０００８】
そこで、この様な不都合が生じない様にする為には、上記車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する各部材同士を互いに組み付けた後、前記外輪１に対する上記ハブ４の回転試験を行ない、このハブ４の回転アンバランスを調べる。そして、回転アンバランスがある場合には、この回転アンバランスを低減若しくは解消すべく、上記ハブ４の径方向に関する重心の位置を調節する為に、上記取付フランジ８の外周縁の一部を削り取って切り欠き２３を形成する。この様な切り欠き２３の形成位置並びに大きさは、上記ハブ４の回転アンバランスを低減若しくは解消すべく、適切に決定する。
【０００９】
【非特許文献】
日本精工株式会社・転がり軸受工学編集委員会、「転がり軸受工学」、株式会社養賢堂、昭和５０年７月１０日、ｐ．３０３−３１０
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様に取付フランジ８の外周縁の一部を削り取って切り欠き２３を形成すると、この切り欠き２３を形成した部分の強度が低下する。この為、上記取付フランジ８の外周縁部分のうち、上記切り欠き２３を形成する部分の肉厚は、この切り欠き２３を形成しても尚、必要な強度を確保できる様に、予め少し大きくしておく必要がある。ところが、上記取付フランジ８の外周縁に対する上記切り欠き２３の形成位置は、上述した回転試験の結果に基づいて決定される為、上記取付フランジ８の設計段階では知る事ができない。従って、この取付フランジ８の外周縁部分の肉厚は、全周に亙って少し大きくしておく必要がある。
【００１１】
ところが、車輪支持用転がり軸受ユニットの軽量化を図るべく、上記ハブ４の限界設計を行なう面からは、上記取付フランジ８の肉厚を、全体的に極力（必要最小限の強度を確保できる程度にまで）小さくする事が望まれている。従って、上記取付フランジ８の肉厚を、本来必要とする以上に大きくする事は好ましくない。
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットは、上述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】
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットは、上述した従来構造と同様、静止輪と、ハブと、複数個の転動体とを備える。
このうちの静止輪は、静止側周面に静止側軌道を有し、使用時に懸架装置に支持された状態で回転しない。
又、上記ハブは、上記静止側周面と対向する回転側周面に回転側軌道を、外周面の外端部に車輪を支持する為の取付フランジを、それぞれ有し、使用時に車輪と共に回転する。
又、上記複数個の転動体は、それぞれ上記静止側軌道と上記回転側軌道との間に転動自在に設けられる。
【００１３】
特に、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットに於いては、上記ハブの回転アンバランスを低減若しくは解消する為に、上記取付フランジ等、上記回転輪の一部（周辺の部材に対して邪魔にならない部分）に、重錘を添設している。
尚、この重錘の材質、形状等は、特に問わないが、例えば、鉛等の金属製の小片や、比重の高い接着剤又は樹脂等を採用する事ができる。又、この重錘として、金属製の小片等、自己付着性を有しないものを使用する場合には、この重錘を接着剤等の固定手段により、上記取付フランジの一部に固定する。
【００１４】
【作用】
上述に様に構成する本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合、ハブの回転アンバランスを低減若しくは解消する為に、取付フランジの一部を削り取る必要がないので、この取付フランジの強度が低下する事はない。従って、車輪支持用転がり軸受ユニットの軽量化を図るべく、上記ハブの限界設計を行なって、上記取付フランジの肉厚を全体的に極力（必要最小限の強度を確保できる程度にまで）小さくする事ができる。
【００１５】
尚、本発明に類似する技術として、上記取付フランジに固定する車輪に就いて従来から、この車輪を構成するホイールの一部に重錘を添設する事により、この車輪の回転アンバランスを低減若しくは解消する事が行なわれている。但し、この様な車輪に就いての技術は、単にこの車輪の回転アンバランスを低減若しくは解消する事のみを目的としている。これに対して本発明は、単にハブの回転アンバランスを低減若しくは解消するだけでなく、このハブの限界設計を可能にする事をも目的としている点で、上記車輪に関する技術とは異なる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、ハブ４ａを構成する取付フランジ８ａの構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図８〜９に示した従来構造と同様である為、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
【００１７】
本例の車輪支持用転がり軸受ユニットを造る場合には、前述した従来構造の場合と同様、先ず、この車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する各部材同士を互いに組み付けた後、外輪１に対する上記ハブ４ａの回転試験を行なう。そして、この回転試験により、上記ハブ４ａの回転アンバランスの有無、並びに、回転アンバランスが存在する場合にはその程度（大きさ）及び方向を調べる。そして、回転アンバランスがある場合には、この回転アンバランスを低減若しくは解消すべく、上記ハブ４ａの径方向に関する重心の位置を調節する為に、上記取付フランジ８ａの一部（図示の例では、内側面の外周縁部分の一部）に、上記回転アンバランスの程度に応じた重さの重錘２４を添設する。
【００１８】
本例の場合には、上記重錘２４として、鉛の小片を使用している。そして、この重錘２４を、上記取付フランジ８ａの内側面の外周縁部分の一部に、接着剤により固定している。尚、この取付フランジ８ａに対する重錘２４の添設位置並びに重量は、上記ハブ４ａの回転アンバランスを低減若しくは解消できる様に、この回転アンバランスの程度と方向とに応じて、適切に決定する。又、上記重錘２４の種類としては、上述した鉛の小片の他、他の金属の小片や、比重の高い樹脂又は接着剤そのもの等、重心調節用の重りとして機能する各種のものを使用する事ができる。
【００１９】
上述に様に構成する本例の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合、ハブ４ａの回転アンバランスを低減若しくは解消する為に、取付フランジ８ａの一部を削り取る必要がないので、この取付フランジ８ａの強度が低下する事はない。従って、車輪支持用転がり軸受ユニットの軽量化を図るべく、上記ハブ４ａの限界設計を行ない、上記取付フランジ８ａの肉厚を全体的に極力（必要最小限の強度を確保できる程度にまで）小さくする事ができる。
【００２０】
次に、図３〜４は、本発明の実施の形態の第２例を示している。上述した第１例の場合が、駆動輪用の車輪支持用転がり軸受ユニットを対象としていたのに対し、本例の場合には、従動輪（ＦＦ車の後輪、ＦＲ車及びＲＲ車の前輪）用の車輪支持用転がり軸受ユニットを対象としている。この為、本例の場合、ハブ４ｂを構成するハブ本体５ａの中心部には、駆動部材であるスプライン軸を挿入する為のスプライン孔を形成していない。又、本例の場合、取付フランジ８ｂの内側面に形成する徐肉部２０ａを、この内側面の外径側部分に全周に亙って設けている。その他の部分の構造及び作用は、上述の図１〜２に示した第１例の場合とほぼ同様である。
【００２１】
次に、図５〜６は、本発明の実施の形態の第３〜４例を示している。これら第３〜４例の対象となる車輪支持用転がり軸受ユニットは、外輪１ａの外周面を、単なる円筒面としている。この様な外輪１ａを、懸架装置を構成する図示しないナックルに結合する際には、この外輪１ａをこのナックルに形成した支持孔内に内嵌すると共に、この外輪１ａの両端寄り部外周面に係止した欠円環状の止め輪２５、２５の外径側部分を、上記ナックルの一部に係合させる。尚、図５〜６のうち、図５に示した第３例は、外側の内輪軌道９ａを、ハブ４ｂの外周面に直接形成している。これに対して図６に示した第４例は、外側の内輪軌道９ｂを、ハブ４ｂと別体の内輪の外周面に形成している。その他の部分の構造及び作用は、上述の図３〜４に示した第２例の場合とほぼ同様である。
【００２２】
次に、図７は、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、静止輪が１対の内輪２６、２６であり、ハブ４ｃが外輪である。車両への組み付け時には、懸架装置を構成する図示しない固定軸に上記各内輪２６、２６を外嵌固定する。その他の部分の構造及び作用は、上述した各例の場合と同様である。
【００２３】
尚、本発明の車輪支持用軸受ユニットは、上述した実施の形態の構造のものに限らず、従来から知られている各種の構造のものにも適用可能である。又、重錘２４の設置位置に関しては、重量の小さな（軽い）重錘で回転バランスの改善を図れる事から、取付フランジ８ａ、８ｂの外周寄り部分が好ましい。但し、この取付フランジ８ａ、８ｂ以外で、ハブ４ａ〜４ｃの外周面に重錘を設置する事も可能である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットは、以上に述べた様に構成され作用する為、軽量化を図る為のハブの限界設計を可能にしつつ、このハブの回転アンバランスを低減若しくは解消できる。
【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】ハブのみを取り出して示す、図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す断面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図。
【図５】本発明の実施の形態の第３例を示す断面図。
【図６】同第４例を示す断面図。
【図７】同第５例を示す断面図
【図８】従来構造の１例を示す断面図。
【図９】ハブのみを取り出して示す、図７のＣ−Ｃ断面図。
【符号の説明】
１、１ａ　外輪
２　　取付部
３ａ、３ｂ　外輪軌道
４、４ａ、４ｂ、４ｃ　ハブ
５、５ａ　ハブ本体
６　　内輪
７　　スプライン孔
８、８ａ、８ｂ　取付フランジ
９ａ、９ｂ　内輪軌道
１０　　小径段部
１１　　転動体
１２　　ナックル
１３　　通孔
１４　　ボルト
１５　　ねじ孔
１６　　透孔
１７　　緊締用工具
１８　　支持孔
１９　　スタッド
２０、２０ａ　徐肉部
２１　　頭部
２２　　着座面
２３　　切り欠き
２４　　重錘
２５　　止め輪
２６　　内輪

Claims (2)

1. 静止側周面に静止側軌道を有し、使用時に懸架装置に支持された状態で回転しない静止輪と、上記静止側周面と対向する回転側周面に回転側軌道を、外周面の外端部に車輪を支持する為の取付フランジを、それぞれ有し、使用時に車輪と共に回転するハブと、上記静止側軌道と上記回転側軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備えた車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、上記ハブの回転アンバランスを低減若しくは解消する為に、上記ハブの一部に重錘を添設した事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニット。
2. 取付フランジの一部に重錘を添設した、請求項１に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。

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