JP2006151030A - 車輪用軸受装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車輪側部材を取り付ける際にガイドとなるガイド部材の取り付けが簡単であり、製造コストの低減が図れ、さらに、ガイド部材の脱落を防止できる車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】外輪2と、外輪2に転動体を介して回転可能に配設される内軸1とを備えており、内軸1に車輪側部材取り付け用のフランジ部7が設けられ、そのフランジ部7に車輪側部材を取り付ける際のガイドとなるガイド部材8を備える。ガイド部材8は、内軸1の端部1aの穴に別部材として嵌め込んで取り付けられフランジ部7の取付面7aよりも突出状となる。ガイド部材8は、内軸1の端部1aの穴に嵌め込む嵌込部19と、径方向外方へ広がる環状平板部20と、円筒部21とを有する。環状平板部20とフランジ部7とは接触することなく相互の間に隙間が形成されている。
【選択図】 図1
【解決手段】外輪2と、外輪2に転動体を介して回転可能に配設される内軸1とを備えており、内軸1に車輪側部材取り付け用のフランジ部7が設けられ、そのフランジ部7に車輪側部材を取り付ける際のガイドとなるガイド部材8を備える。ガイド部材8は、内軸1の端部1aの穴に別部材として嵌め込んで取り付けられフランジ部7の取付面7aよりも突出状となる。ガイド部材8は、内軸1の端部1aの穴に嵌め込む嵌込部19と、径方向外方へ広がる環状平板部20と、円筒部21とを有する。環状平板部20とフランジ部7とは接触することなく相互の間に隙間が形成されている。
【選択図】 図1
Description
この発明は、車輪用軸受装置に関する。
自動車の車輪が装着される車輪用軸受装置(ハブユニット)として従来知られるものに、車輪側部材が取り付けられるフランジ部を有する内軸と、内軸に2列の転動体を介在させて外嵌状となり車体側と固定される外輪とを備えたものがある。車輪側部材としては、車輪のホイールやディスクブレーキのブレーキロータがある。
そして、例えば、特許文献1のように、フランジ部の取付面に車輪側部材を取り付ける際にガイドとなるガイド部材が、内軸の端部に設けられたものがある。このガイド部材は、鍛造にて成形する内軸の形状を簡素化させるために、内軸と別部材とされており、製造を容易にさせコストを低減させている。
そして、例えば、特許文献1のように、フランジ部の取付面に車輪側部材を取り付ける際にガイドとなるガイド部材が、内軸の端部に設けられたものがある。このガイド部材は、鍛造にて成形する内軸の形状を簡素化させるために、内軸と別部材とされており、製造を容易にさせコストを低減させている。
しかし、特許文献1に記載されている軸受装置のガイド部材は、外周側の円筒状ガイド部がフランジ部の取付面と接触しており、フランジ部に荷重が作用した際、フランジ部が撓み、その変位によりフランジ部の取付面がガイド部の外周側の円筒状ガイド部を押し、長期間使用していると、ガイド部材は、内軸に嵌め込んでいるのみであるため、内軸から抜け出てしまうという問題点を有する。
この発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、車輪側部材を取り付ける際にガイドとなるガイド部材の取り付けが簡単であり、製造コストの低減が図れ、さらに、長期間使用した場合においてもガイド部材の脱落を予防することのできる車輪用軸受装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するためのこの発明の車輪用軸受装置は、外輪と、この外輪に転動体を介して回転可能に配設される内軸と、前記内軸または外輪のうちのいずれか一方に設けられる車輪側部材取り付け用のフランジ部と、前記内軸または外輪の端部に形成された穴に別部材として嵌め込まれると共に前記フランジ部の車輪側部材の取付面よりも突出して当該フランジ部に前記車輪側部材を取り付ける際のガイドとなるガイド部材とを備え、前記ガイド部材は、前記穴に嵌め込む嵌込部と、この嵌込部から径方向外方へ広がる環状平板部と、この環状平板部の外周縁から軸心に平行な方向に折れ曲がって延伸する円筒部と、を有し、前記環状平板部と前記フランジ部とは接触することなく相互の間に隙間が形成されていることを特徴としている。
このような構成の車輪用軸受装置によれば、ガイド部材が、フランジ部を有する内軸または外輪と別部材とされるため、フランジ部に荷重が作用した際にフランジ部に局部的な応力集中を生じさせることがない。つまり、仮に、フランジ部の基部側の取付面から突出状となる円筒状のガイド部が、フランジ部と一体として成形されていると、その部分においてフランジ部の断面が急激に増大してフランジ部の変形が拘束されるため、荷重が作用するとフランジ部の基部において応力集中が生じてしまう。
しかし、ガイド部材がフランジ部と別部材とされることにより、フランジ部はガイド部材により変形が拘束されることなく、作用する荷重に応じて自由に弾性変形できるため、応力集中を生じさせることがない。
さらに、ガイド部材は、内軸または外輪の端部に圧入により嵌め込むことで装着できるため、取り付けが簡単であり、製作工数を低減させることができる。また、荷重が作用してフランジ部が撓んで変形しても、フランジ部の取付面とガイド部材の環状平板部とが接触しないため、内軸または外輪に圧入のみで嵌め込んだガイド部材が、フランジ部の変形により押し出されることがなく、ガイド部材の脱落を防止できる。
しかし、ガイド部材がフランジ部と別部材とされることにより、フランジ部はガイド部材により変形が拘束されることなく、作用する荷重に応じて自由に弾性変形できるため、応力集中を生じさせることがない。
さらに、ガイド部材は、内軸または外輪の端部に圧入により嵌め込むことで装着できるため、取り付けが簡単であり、製作工数を低減させることができる。また、荷重が作用してフランジ部が撓んで変形しても、フランジ部の取付面とガイド部材の環状平板部とが接触しないため、内軸または外輪に圧入のみで嵌め込んだガイド部材が、フランジ部の変形により押し出されることがなく、ガイド部材の脱落を防止できる。
また、前記隙間は、荷重が作用した際に生ずる前記フランジ部のたわみによる軸心方向の変位量と、余裕寸法との和による値とされているのが好ましい。この構成によれば、想定されるフランジ部の軸心方向の変位量だけフランジ部が変形しても、余裕寸法だけさらに隙間を残すことができる。
本発明の車輪用軸受装置によれば、ガイド部材はフランジ部を有する内軸または外輪と別部材とされるため、フランジ部に荷重が作用した際、フランジ部に局部的な応力集中を生じさせることがない。ガイド部材は、内軸または外輪に対して圧入により嵌め込むだけで装着できるため、取り付けが簡単であり、製作工数を低減させることができる。
さらに、荷重が作用してフランジ部が変形しても、フランジ部の取付面とガイド部材とを接触させることがないため、圧入により嵌め込んだガイド部材の環状平板部が弾性変形するフランジ部の取付面に押し出されてガイド部材が内軸または外輪から脱落するのを防止できる。
さらに、荷重が作用してフランジ部が変形しても、フランジ部の取付面とガイド部材とを接触させることがないため、圧入により嵌め込んだガイド部材の環状平板部が弾性変形するフランジ部の取付面に押し出されてガイド部材が内軸または外輪から脱落するのを防止できる。
以下、この発明の実施の形態について添付図面を参照しながら詳述する。
図1はこの発明の実施の一形態に係る車輪用軸受装置を示す縦断面図である。この車輪用軸受装置は、外輪2と、この外輪2の径方向内方側に設けられている内軸1(ハブホイール)と、内軸1と外輪2との双方にアンギュラコンタクトとなるよう内軸1と外輪2との間に転動可能に設けられる転動体としての2列の玉3a,3bとを備えている。2列の玉3a,3bは夫々、所定の接触角により内軸1と外輪2とに接しており、車輪用軸受装置は複列アンギュラ玉軸受10を備えた構成とされている。
図1はこの発明の実施の一形態に係る車輪用軸受装置を示す縦断面図である。この車輪用軸受装置は、外輪2と、この外輪2の径方向内方側に設けられている内軸1(ハブホイール)と、内軸1と外輪2との双方にアンギュラコンタクトとなるよう内軸1と外輪2との間に転動可能に設けられる転動体としての2列の玉3a,3bとを備えている。2列の玉3a,3bは夫々、所定の接触角により内軸1と外輪2とに接しており、車輪用軸受装置は複列アンギュラ玉軸受10を備えた構成とされている。
この車輪用軸受装置は、玉3a,3b用の軌道面を構成させるために、外輪2の内周面12に、外輪2とは別部材であって転動体用の軌道面を有する環状軌道部材4a,4bが設けられている。
内軸1は、軸受装置の軸心C方向を長手方向とする断面円形の軸部31と、軸部31の一端部1aの外周側に形成され車輪側部材が取り付けられる径方向外方のフランジ部7とを有している。車輪側部材としては、車輪のホイール41やブレーキロータ42がある。
そして、内軸1の軸部31の他端部寄りの小径外周面22には、単一軌道である第1の内輪軌道が形成される内輪部材9が外嵌され、軸部31の軸方向途中部の中径外周面23には単一の第2の内輪軌道が形成されている。そして、軸部31の一端部1a寄りの大径外周面24およびフランジ部7の基部は、外輪2との間に設けられたシール部材35のシール面とされている。また、軸部31の他端部には、外周端部が径方向外方に広げられてかしめ部32が形成され、かしめ部32により内輪部材9が軸部31に抜け止め固定されている。内軸1に外嵌させる内輪部材9は、従来知られているアンギュラ玉軸受に用いられる内輪を用いることができ、内輪部材9は、従来使用される材質とすることができ、例えば、ステンレス鋼とすることができる。
内軸1は、軸受装置の軸心C方向を長手方向とする断面円形の軸部31と、軸部31の一端部1aの外周側に形成され車輪側部材が取り付けられる径方向外方のフランジ部7とを有している。車輪側部材としては、車輪のホイール41やブレーキロータ42がある。
そして、内軸1の軸部31の他端部寄りの小径外周面22には、単一軌道である第1の内輪軌道が形成される内輪部材9が外嵌され、軸部31の軸方向途中部の中径外周面23には単一の第2の内輪軌道が形成されている。そして、軸部31の一端部1a寄りの大径外周面24およびフランジ部7の基部は、外輪2との間に設けられたシール部材35のシール面とされている。また、軸部31の他端部には、外周端部が径方向外方に広げられてかしめ部32が形成され、かしめ部32により内輪部材9が軸部31に抜け止め固定されている。内軸1に外嵌させる内輪部材9は、従来知られているアンギュラ玉軸受に用いられる内輪を用いることができ、内輪部材9は、従来使用される材質とすることができ、例えば、ステンレス鋼とすることができる。
外輪2は、内軸1と同軸とされる円筒部34と、円筒部34の外周に径方向外向きに形成されたフランジ部33とを有している。そして、車輪用軸受装置は、このフランジ部33を介して図示しない車体側に固定される。
外輪2の円筒部34の内周面12に、第1と第2の外輪軌道を形成する第1と第2の軌道部材4a,4bが軸心方向に、軸方向荷重受圧肉部36を挟んで設けられている。受圧肉部36は、外輪2の内周面12中央部に径内方に隆起するよう形成されている。そして、外輪2側に設けた軌道部材4a,4b及び内軸1側の第1と第2の前記内輪軌道の間において、2列の玉3a,3bと、2つの冠形保持器37a,37bとが設けられている。
外輪2の円筒部34の内周面12に、第1と第2の外輪軌道を形成する第1と第2の軌道部材4a,4bが軸心方向に、軸方向荷重受圧肉部36を挟んで設けられている。受圧肉部36は、外輪2の内周面12中央部に径内方に隆起するよう形成されている。そして、外輪2側に設けた軌道部材4a,4b及び内軸1側の第1と第2の前記内輪軌道の間において、2列の玉3a,3bと、2つの冠形保持器37a,37bとが設けられている。
軌道部材4a,4b(以下、まとめて軌道部材4ともいう)は、全体形状が環状であってその断面が湾曲形状となるように板材をプレス加工してなるプレス加工品とされており、軌道部材4の材質としては、プレス加工が可能であってかつ熱処理(焼入れ焼き戻し)が可能な炭素鋼鋼板とすることができ、例えば、SK5やS75CMなどがある。
外輪2の内周面12側に配設される軌道部材4a,4bは、内周面側が凹形状とされて軌道面を構成する。
外輪2の内周面12側に配設される軌道部材4a,4bは、内周面側が凹形状とされて軌道面を構成する。
そして、所定の形状にプレス加工され、熱処理がされた軌道部材4a,4bは、外輪2の内周面12に圧入されて配設されている。予め熱処理がされ硬度が高められたこの軌道部材4a,4bを用いることで、寿命を延ばすことができる。さらに、軌道部材4a,4bはプレス加工されて断面湾曲形状とされることにより、その軌道面は寸法精度が高く表面状態も良好であるため、軌道部材4a,4bの組み付け後において、軌道面の寸法調整加工の省略化、または寸法調整加工時間の短縮が可能となる。
そして、内軸1の一端部1aには、車輪のホイール41やブレーキロータ42である車輪側部材をフランジ部7の取付面7aに取り付ける際のガイドとなるガイド部材8を嵌め込んでいる。ガイド部材8は、内軸1(フランジ部7)とは別部材とされ、内軸1の一端部1aの端面に形成した凹穴39に、接着や溶接によらずに、プレス機による圧入にて嵌め込み、フランジ部7の取付面7aよりも突出状となる。ガイド部材8は、車輪側部材の金属材料とのイオン化傾向の差が鉄よりも小さい材質による金属メッキが施されたものとすることができ、さらに、このメッキがされた鋼板をプレス加工により段付きの有底短円筒形状として形成することができる。つまり、車輪側部材がアルミ製である場合に、例えば、ガイド部材8を亜鉛メッキされたものとすることにより、アルミとのイオン化傾向の差を鉄よりも小さくすることで、フランジ部7に取り付けられる車輪側部材とガイド部材8との間の隙間に浸入した水による電食を抑えることができる。
図2は、軸部1の一端部1aに嵌め込んだガイド部材8の半裁縦断面図であり、図1と図2において、ガイド部材8は、内軸1の一端部1aに形成した断面円形の凹穴39に嵌め込む短円筒状の嵌込部19と、この嵌込部19の軸心方向一端部から径方向外方へ広がる環状平板部20と、この環状平板部20の外周縁から軸心に平行な方向に折れ曲がって延伸する円筒部21とを有している。そして、ガイド部材8の環状平板部20とフランジ部7の取付面7aとは接触することなく対面状となって相互の間に隙間gが形成されている。フランジ部7の取付面7aは、軸受装置の軸心Cに直交する平面として形成され、ガイド部材8の環状平板部20においても軸心Cに直交する平面となるよう、ガイド部材8は取り付けられる。
さらに、図2において、内軸1に形成した凹穴39内には、ガイド部材8の嵌込部19の軸心方向他端面を当接させる位置決め部40が形成されている。図2に示す位置決め部40は凹穴39の底壁面とされ、ガイド部材8を凹穴39に圧入して嵌め込んだ際に、ガイド部材8の軸心方向の位置決めを行わせる規制部材である。ガイド部材8の嵌込部19は、底壁30を有して有底円筒形状とされ、この底壁30が凹穴39の位置決め部40に当接して、ガイド部材8の環状平板部20がフランジ部7の取付面7aと所定の隙間gを有するよう、ガイド部材8を凹穴39に嵌め込む。なお、図示しないが、位置決め部40は、凹孔30の底壁面とする以外に、凹穴39の内周面から内方へ突出する突出部や内鍔部とすることもできる。
ガイド部材8の嵌込部19の外周面は、凹穴39の内周面に密着して嵌合するよう構成され、嵌込部19の外周面は、抜け止め用の凹凸面部(図示せず)が形成されるのが好ましい。例えば、嵌込部19の外周面をセレーション形状とすることができる。
また、凹穴39の開口角部には面取り部43が形成されており、ガイド部材8の環状平板部20の内周縁部においても、ガイド部材8の環状平板部20がフランジ部7及び内軸1に接触することを防止している。
また、凹穴39の開口角部には面取り部43が形成されており、ガイド部材8の環状平板部20の内周縁部においても、ガイド部材8の環状平板部20がフランジ部7及び内軸1に接触することを防止している。
そして、フランジ部7の取付面7aと、取付面7aに対面状となるガイド部材8の環状平面20との間の隙間gは、荷重が作用した際に生ずるフランジ部7のたわみによる軸心方向の変位量と、余裕寸法との和による値とされている。これにより、フランジ部7が倒れる方向に変形してもフランジ部7の取付面7aがガイド部座8の環状平板部20に接触することがない。さらに、隙間gを有するため、フランジ部7が変形しても、ガイド部材8がフランジ部7の変形を拘束することがなく、フランジ部7は作用する荷重に応じて弾性変形することができ、フランジ部7に集中応力が生ずることがない。なお、前記余裕寸法は、0.5mm以上1.5mm以下とすることができ、これにより、隙間gにおいて異物の滞留を防止している。
本発明のガイド部材8の取り付け構造による作用について、図2と、比較例を示す図3により説明すると、図3において、ガイド部材50の環状平板部51はフランジ部7の取付面7aと隙間を有することなく接触している。この場合、フランジ部7に荷重が作用してフランジ部7が矢印Aに示すように倒れる方向に変形した場合、フランジ部7の取付面7aも軸心直交面から傾くように倒れる。これにより、凹穴52に圧入にて嵌め込んだガイド部材50は、接触している取付面7aにより抜け出る方向に押し出されることとなる。しかし、本発明によれば、図2に示すようにフランジ部7が倒れる方向に変形しても、隙間gにおいてその変形を逃がすことができ、ガイド部材8を組み付けの際に嵌め込んだ初期状態のままとすることができる。
さらに、図3の比較例において、ガイド部材50の環状平板部51とフランジ部7とは隙間を有さないため、ガイド部材50の剛性が特に高い場合、フランジ部7に矢印Aに示すように倒れる方向のモーメント荷重が作用すると、ガイド部材50がフランジ部7の変形を抑えることとなる。これにより環状平板部51の外周縁部と接するフランジ部7の基部おいて、局部的な集中応力が作用するおそれがある。フランジ部7の基部に応力が集中すると、内軸1の外周面11に設けた軌道面に歪みを生じさせ、玉3a,3bの機能に影響を与えるおそれがある。しかし、図2に示す本発明によれば、隙間gを設けることにより、フランジ部7は作用する荷重に応じて自由に弾性変形することができ、フランジ部7の基部に集中応力を生じさせず、軌道面や玉3a,3bに影響を与えることがない。
また、本発明において、外輪2の材質は、外輪2と連結される相手部材と同種の材質とするのが好ましい。例えば、連結される車体側の相手部材の取り付け部の材質がアルミ製である場合、外輪2もアルミ製としている。これにより、軸受装置と相手部材との隙間に浸入した水により、相互の間で電食が生じることがない。さらに、外輪2をアルミ鋳物製とし、生産性を高めることができる。つまり、内周面12に対して軌道面を形成するための切削や研磨などの仕上げ加工をしないアルミ鋳物製の外輪2に対して、軌道部材4a,4bを装着させたものとすることができ、これにより、加工費を抑え、生産設備の省略化を図り、生産性を向上させることができる。
なお、外輪2の材質を取り付ける相手部材と同種の材質としているが、ここで言う「同種」とは、両者の材質や成分が同一の場合のほか、材質や成分が異なっていてもイオン化傾向が同一(ほぼ同一)の場合を含む。
つまり、本発明では、外輪2の材質が、アルミのように熱処理により硬度を高めることが不可能なものであっても適用することができ、さらに、内軸1、外輪2に、加工しやすい材料、生産性の良い材料、機能的な材料を選定することができる。
つまり、本発明では、外輪2の材質が、アルミのように熱処理により硬度を高めることが不可能なものであっても適用することができ、さらに、内軸1、外輪2に、加工しやすい材料、生産性の良い材料、機能的な材料を選定することができる。
また、本発明の車輪用軸受装置は、図示する形態に限らずこの発明の範囲内において他の形態のものであっても良く、上記実施の形態は、内軸1が回転側とされたものであり、内軸1に車輪側部材の取り付け用フランジ部7を形成し、内軸1の凹穴39にガイド部材8を嵌め込むようにしている。しかし、本発明は、図示しないが外輪2にフランジ部7を設けた外輪回転タイプの軸受装置にも適用できる。この場合、ガイド部材8は、外輪2の端部内周面により形成される穴に嵌め込むようにする。
1 内軸
1a 一端部
2 外輪
3a 玉
3b 玉
4 軌道部材
7 フランジ部
7a 取付面
8 ガイド部材
9 内輪部材
19 嵌込部
20 環状平板部
21 円筒部
g 隙間
1a 一端部
2 外輪
3a 玉
3b 玉
4 軌道部材
7 フランジ部
7a 取付面
8 ガイド部材
9 内輪部材
19 嵌込部
20 環状平板部
21 円筒部
g 隙間
Claims (2)
- 外輪と、この外輪に転動体を介して回転可能に配設される内軸と、前記内軸または外輪のうちのいずれか一方に設けられる車輪側部材取り付け用のフランジ部と、前記内軸または外輪の端部に形成された穴に別部材として嵌め込まれると共に前記フランジ部の車輪側部材の取付面よりも突出して当該フランジ部に前記車輪側部材を取り付ける際のガイドとなるガイド部材と、を備え、前記ガイド部材は、前記穴に嵌め込む嵌込部と、この嵌込部から径方向外方へ広がる環状平板部と、この環状平板部の外周縁から軸心に平行な方向に折れ曲がって延伸する円筒部と、を有し、前記環状平板部と前記フランジ部とは接触することなく相互の間に隙間が形成されていることを特徴とする軸受装置。
- 前記隙間は、荷重が作用した際に生ずる前記フランジ部のたわみによる軸心方向の変位量と、余裕寸法との和による値とされている請求項1に記載の軸受装置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071026 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090421 |
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091222 |