JP2007100715A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
装置の軽量・コンパクト化と高剛性化という相反する課題を解決すると共に、転走面における溝肩部のエッジロードの発生を抑制し、軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】
一端部に車輪取付フランジ６を一体に有する複列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置において、複列のボール３、３のうちアウター側のボール３のピッチ円直径ＰＣＤｏがインナー側のボール３のピッチ円直径ＰＣＤｉよりも大径に設定され、複列のボール３の外径が同じで、アウター側のボール３の個数がインナー側のボール３の個数よりも多く設定されると共に、各転走面の溝肩部Ａ〜Ｄが、熱処理後に総型砥石によって各転走面と同時研削により角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されている。これにより、高剛性化と溝肩部のエッジロードを抑制して軸受の長寿命化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、高剛性化と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置に関するものである。

従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。この車輪用軸受装置には、所望の軸受剛性を有し、ミスアライメントに対しても耐久性を発揮すると共に、燃費向上の観点から回転トルクが小さい複列アンギュラ玉軸受が多用されている。この複列アンギュラ玉軸受は、固定輪と回転輪との間に複数のボールを介在させ、このボールに所定の接触角を付与して固定輪および回転輪に接触させている。

また、車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第１世代と称される構造から、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第２世代構造、また、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第３世代構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第４世代構造とに大別されている。

こうした車輪用軸受装置において、従来は両列の軸受が同一仕様のため、静止時には充分な剛性を有するが、車両の旋回時には必ずしも最適な剛性が得られていない。すなわち、静止時の車重は複列の転がり軸受の略中央に作用するように車輪との位置関係が決められているが、旋回時には、旋回方向の反対側（右旋回の場合は車両の左側）の車軸に、より大きなラジアル荷重やアキシアル荷重が負荷される。したがって、旋回時には、インナー側の軸受列よりもアウター側の軸受列の剛性を高めることが有効とされている。そこで、装置を大型化させることなく高剛性化を図った車輪用軸受装置として、図７に示すものが知られている。

この車輪用軸受装置５０は、外周にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ５１ｃを一体に有し、内周に複列の外側転走面５１ａ、５１ｂが形成された外方部材５１と、一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５３を一体に有し、外周に複列の外側転走面５１ａ、５１ｂに対向する一方の内側転走面５２ａと、この内側転走面５２ａから軸方向に延びる小径段部５２ｂが形成されたハブ輪５２、およびこのハブ輪５２の小径段部５２ｂに外嵌され、複列の外側転走面５１ａ、５１ｂに対向する他方の内側転走面５４ａが形成された内輪５４からなる内方部材５５と、これら両転走面間に収容された複列のボール５６、５７と、これら複列のボール５６、５７を転動自在に保持する保持器５８、５９とを備えた複列アンギュラ玉軸受で構成されている。

内輪５４は、ハブ輪５２の小径段部５２ｂを径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５２ｃによって軸方向に固定されている。そして、外方部材５１と内方部材５５との間に形成される環状空間の開口部にシール６０、６１が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。

ここで、アウター側のボール５６のピッチ円直径Ｄ１が、インナー側のボール５７のピッチ円直径Ｄ２よりも大径に設定されている。これに伴い、ハブ輪５２の内側転走面５２ａが内輪５４の内側転走面５４ａよりも拡径され、あわせて外方部材５１のアウター側の外側転走面５１ａがインナー側の外側転走面５１ｂよりも拡径されている。そして、アウター側のボール５６がインナー側のボール５７よりも多数収容されている。このように、各ピッチ円直径Ｄ１、Ｄ２をＤ１＞Ｄ２に設定することにより、車両の静止時だけでなく旋回時においても剛性が向上し、車輪用軸受装置５０の長寿命化を図ることができる。
特開２００４−１０８４４９号公報

こうした従来の車輪用軸受装置５０は、剛性向上を図るために大きな軸受予圧が付与されているが、近年、燃費向上のためにスリム化が進むこうした従来の車輪用軸受装置においては、大きな曲げモーメント荷重が負荷された場合、軸受予圧のバラツキ等によって各転走面とボール５６、５７との接触による接触楕円が溝肩部にかかりエッジロードが発生する恐れがある。特に、インナー側の軸受列においては、ナックル等、周辺部品との関係で軸受寸法に制約を受けることが多いため条件的には厳しい。転走面にこのようなエッジロードが発生すると、早期焼付きやフレーキングに直接至ることがなくても、軸受内部の昇温によってグリースの耐久性が低下し、長寿命化を阻害する恐れがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、装置の軽量・コンパクト化と高剛性化という相反する課題を解決すると共に、転走面における溝肩部のエッジロードの発生を抑制し、軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することを目的としている。

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列のボールとを備えた車輪用軸受装置において、前記複列のボールのうちアウター側のボールのピッチ円直径がインナー側のボールのピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、前記各転走面の溝肩部の角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されている構成を採用した。

このように、一端部に車輪取付フランジを有する複列の転がり軸受で構成された車輪用軸受装置において、複列のボールのうちアウター側のボールのピッチ円直径がインナー側のボールのピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、各転走面の溝肩部の角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されているので、高剛性化と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記複列のボールの外径が同じで、前記アウター側のボールの個数が前記インナー側のボールの個数よりも多く設定されていれば、高剛性化を図りながら軸受寿命を確保することができる。

さらに好ましくは、請求項３に記載の発明のように、前記溝肩部が熱処理後に総型砥石によって前記転走面と同時研削により形成されていれば、繋ぎ部を一層滑らかに形成することができる。

また、請求項４に記載の発明は、前記溝肩部の面取り寸法が０．１５〜０．８ｍｍで、角アールが０．１５〜２．０Ｒの範囲に設定され、各繋ぎ部が滑らかに形成されているので、ボールに擦り傷がつき難く、また、ボールの接触楕円が乗り上げて内側転走面から外れることもない。

また、請求項５に記載の発明は、前記内方部材が、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪からなると共に、前記ハブ輪のアウター側の端部にすり鉢状の凹所が形成され、この凹所の深さが少なくとも前記ハブ輪の内側転走面の溝底付近とされ、前記ハブ輪の外郭形状が当該凹所に対応して略均一な肉厚となるように形成されているので、装置の軽量・コンパクト化と高剛性化という相反する課題を同時に解決することができる。

好ましくは、請求項６に記載の発明のように、前記ハブ輪の内側転走面の溝底部から前記小径段部に亙って軸方向に延びる軸状部が形成されると共に、前記凹所の深さが、前記内側転走面の溝底を越え、前記軸状部の端部付近までの深さとされていれば、一層軽量化を達成することができる。

また、請求項７に記載の発明のように、前記インナー側のボールのピッチ円直径ＰＣＤｉに対する当該ボールの外径ｄの割合ｄ／ＰＣＤｉが、０．１４≦（ｄ／ＰＣＤｉ）≦０．２５の範囲に規定されていれば、高剛性化を図りながら軸受寿命を確保することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列のボールとを備えた車輪用軸受装置において、前記複列のボールのうちアウター側のボールのピッチ円直径がインナー側のボールのピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、前記各転走面の溝肩部の角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されているので、高剛性化と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

外周にナックルに取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列のボールとを備え、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により前記内輪がハブ輪に対して軸方向に固定された車輪用軸受装置において、前記複列のボールのうちアウター側のボールのピッチ円直径がインナー側のボールのピッチ円直径よりも大径に設定され、前記複列のボールの外径が同じで、前記アウター側のボールの個数が前記インナー側のボールの個数よりも多く設定されると共に、前記各転走面の溝肩部が、熱処理後に総型砥石によって前記転走面と同時研削により角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されている。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１のアウター側の軸受列を示す要部拡大図、図３は、図１のインナー側の軸受列を示す要部拡大図、図４は、熱処理後の外方部材の研削加工を示す説明図、図５（ａ）は、熱処理後のハブ輪の研削加工を示す説明図、（ｂ）は、熱処理後の内輪の研削加工を示す説明図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウター側（図面左側）、中央寄り側をインナー側（図面右側）という。

この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される従動輪用であって、内方部材１と外方部材２、および両部材１、２間に転動自在に収容された複列のボール３、３とを備えている。内方部材１は、ハブ輪４と、このハブ輪４に所定のシメシロを介して圧入された内輪５とからなる。ハブ輪４は、一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ６を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる軸状部７を介して小径段部４ｂが形成されている。車輪取付フランジ６にはハブボルト６ａが周方向等配に植設されると共に、これらハブボルト６ａ間には円孔６ｂが形成されている。この円孔６ｂは軽量化に寄与できるだけでなく、装置の組立・分解工程において、レンチ等の締結治具をこの円孔６ｂから挿入することができ作業を簡便化することができる。

内輪５は、外周に他方（インナー側）の内側転走面５ａが形成され、ハブ輪４の小径段部４ｂに圧入されると共に、この小径段部４ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部８によって軸方向に固定されている。

ハブ輪４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、内側転走面４ａをはじめ、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｃから小径段部４ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。なお、加締部８は鍛造加工後の表面硬さのままとされている。これにより、車輪取付フランジ６に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、内輪５の嵌合部となる小径段部４ｂの耐フレッティング性が向上すると共に、微小なクラック等の発生がなく加締部８の塑性加工をスムーズに行うことができる。なお、内輪５はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

外方部材２は、外周にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ２ｃを一体に有し、内周にハブ輪４の内側転走面４ａに対向するアウター側の外側転走面２ａと、内輪５の内側転走面５ａに対向するインナー側の外側転走面２ｂが一体に形成されている。これら両転走面間に複列のボール３、３が収容され、保持器９、１０によって転動自在に保持されている。この外方部材２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、複列の外側転走面２ａ、２ｂが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。そして、外方部材２と内方部材１との間に形成される環状空間のアウター側端部にはシール１１が装着され、インナー側端部（内輪５）には車輪の回転速度を検出するための磁気エンコーダ１２が固定されると共に、外方部材２の開口端部を覆うキャップ（図示せず）が装着されている。これらシール９およびキャップによって、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。なお、ここでは第３世代構造を例示したが、本発明に係る車輪用軸受装置はこれに限らず、第１および第２世代、あるいは第４世代構造であっても良い。

ここで、本実施形態では、アウター側のボール３のピッチ円直径ＰＣＤｏがインナー側のボール３のピッチ円直径ＰＣＤｉよりも大径に設定されている。複列のボール３、３の外径ｄは同じであるが、このピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いにより、アウター側のボール３の個数がインナー側のボール３の個数よりも多く設定されている。

ハブ輪４のアウター側端部にはすり鉢状の凹所１３が形成されている。この凹所１３の深さは、アウター側の内側転走面４ａの溝底付近までとされている。そして、ハブ輪４の外郭形状は、この凹所１３に対応して肉厚が均一となるように形成され、内側転走面４ａからインナー側に向けて漸次小径となるカウンタ部１４から段部７ａを介して一段小径に形成された軸状部７、および内輪５が突き合わされる肩部７ｂを介して小径段部４ｂに至っている。ピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いに伴い、ハブ輪４の内側転走面４ａは内輪５の内側転走面５ａよりも拡径され、この内側転走面５ａの溝底径と軸状部７の外径が略同一寸法に設定されている。

一方、外方部材２において、ピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いに伴い、アウター側の外側転走面２ａがインナー側の外側転走面２ｂよりも拡径され、アウター側の外側転走面２ａから円筒状の肩部１５と段部１５ａを介して小径側の肩部１６に続き、インナー側の外側転走面２ｂに至っている。そして、この外側転走面２ｂの溝底径と大径側の肩部１５の内径が略同一寸法に設定されている。

こうした構成の車輪用軸受装置では、アウター側のボール３のピッチ円直径ＰＣＤｏをインナー側のボール３のピッチ円直径ＰＣＤｉよりも大径に設定され、ボール３の個数もアウター側の個数が多く設定されているため、インナー側に比べアウター側部分の軸受剛性が増大し、軸受の長寿命化を図ることができる。さらに、ハブ輪４のアウター側端部に凹所１３が形成され、この凹所１３に対応して均一な肉厚となるような外郭形状に形成されているので、装置の軽量・コンパクト化と高剛性化という相反する課題を解決することができる。

また、本実施形態では、アウター側部分の軸受剛性を向上させた上で、インナー側のボール３のピッチ円直径ＰＣＤｉに対するボール３の外径ｄの割合ｄ／ＰＣＤｉを、所定の範囲に規定されている。ここでは、０．１４≦（ｄ／ＰＣＤｉ）≦０．２５の範囲に規定されている。

すなわち、ピッチ円直径ＰＣＤｉが同じであっても、ボール３の外径ｄを小さくして個数を増やすことにより軸受剛性が高くなるため、剛性の面からはボール３の外径ｄが小さい方が好ましいが、このボール３の外径ｄが小さくなる程転動疲労寿命が低下するため、寿命の面からはボール３の外径ｄが大きい方が好ましい。ここで、ピッチ円直径ＰＣＤｉとボール３の外径ｄの関係をＦＥＭ解析（電解電子顕微鏡による解析）により求めた結果、ｄ／ＰＣＤｉが０．２５を超えた場合、車輪用軸受装置としては剛性の向上にならず、一方、ｄ／ＰＣＤｉが０．１４未満であると、車輪用軸受装置として転動疲労寿命が不足することが判った。したがって、アウター側のボール３のピッチ円直径ＰＣＤｏを拡径させてアウター側部分の軸受剛性を向上させた上で、インナー側のボール３のピッチ円直径ＰＣＤｉとボール３の外径ｄとの関係を、０．１４≦（ｄ／ＰＣＤｉ）≦０．２５の範囲に規定することにより、高剛性化を図りながら軸受寿命を確保することができる。

さらに本実施形態では、図２および図３に拡大して示すように、各転走面の溝肩部Ａ〜Ｄの角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されている。具体的には、面取りの軸方向寸法Ｌａが０．１５〜０．８ｍｍ、好ましくは、０．１５〜０．３ｍｍ、径方向寸法Ｌｒが０．１５〜０．８ｍｍ、好ましくは、０．１５〜０．３ｍｍの範囲に形成され、そして、角アールＲが０．１５〜２．０Ｒ、好ましくは、０．４５〜０．７Ｒの範囲に設定され、各繋ぎ部が滑らかに形成されている。この角アールＲが０．１５Ｒ未満となれば、ボール３に擦り傷がつき易くなってしまい、一方、角アールＲが２．０Ｒを超えると、ボール３の接触楕円が乗り上げて内側転走面４ａから外れ易くなって好ましくない。

各転走面の溝肩部Ａ〜Ｄは、図４および図５に示すように、熱処理後、総型砥石によって転走面と同時に研削加工されている。すなわち、図４に示すように、外方部材２の複列の外側転走面２ａ、２ｂは総型砥石１７によって一体に研削加工されて形成されるが、この時、溝肩部Ｂ、Ｄもこの総型砥石１７によって同時研削される。また、図５（ａ）に示すように、シールランド部となるハブ輪４における車輪取付フランジ６の基部６ｃおよび内側転走面４ａは総型砥石１８によって一体に研削加工されて形成されるが、この時、溝肩部Ａもこの総型砥石１８によって同時研削される。また、内輪５においても、図５（ｂ）に示すように、内側転走面５ａをはじめ、磁気エンコーダ１２が圧入される大径側の外径面５ｂおよび小径（正面）側端面５ｃは総型砥石１９によって一体に研削加工されて形成されるが、この時、溝肩部Ｃもこの総型砥石１９によって同時研削される。

このように本実施形態では、各転走面の溝肩部Ａ〜Ｄが、各転走面２ａ、２ｂ、４ａ、５ａと共に総型砥石１７〜１９によって同時研削され、角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されているので、大きな曲げモーメント荷重が負荷された場合、各転走面２ａ、２ｂ、４ａ、５ａとボール３との接触による接触楕円が溝肩部Ａ〜Ｄにかかっても、エッジロードが発生するのを抑制することができる。したがって、装置の軽量・コンパクト化と高剛性化という相反する課題を解決すると共に、軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

また、各転走面の溝肩部Ａ〜Ｄの角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されているので、組立工程において、従来のように、ボール３が溝肩部Ａ〜Ｄに接触して転写されてボール傷が発生するようなことはなく、軸受の音響特性を向上させると共に、製品品質の信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。

図６は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。なお、本実施形態は、前述した実施形態（図１）と基本的にはハブ輪の構成が異なるだけで、その他同一の部位、同一の部品、あるいは同一の機能を有する部位には同じ符号を付けてその詳細な説明を省略する。

この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される従動輪用であって、内方部材２０と外方部材２、および両部材２０、２間に転動自在に収容された複列のボール３、３とを備えている。内方部材２０は、ハブ輪２１と、このハブ輪２１に所定のシメシロを介して圧入された内輪５とからなる。

ハブ輪２１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、アウター側の端部に前述したすり鉢状の凹所１３（二点鎖線にて示す）よりさらに深く形成された凹所２２が形成されている。この凹所２２の深さは、内側転走面４ａの溝底を越え、軸状部２３の端部付近までの深さとされている。そして、ハブ輪２１の外郭形状は、この凹所２２に対応して肉厚が均一となるように形成され、内側転走面４ａの溝底部から軸方向に延びる軸状部２３、テーパ状の段部２４、および内輪５が突き合わされる肩部７ｂを介して小径段部４ｂに至っている。そして、ピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いに伴い、ハブ輪２１の内側転走面４ａが内輪５の内側転走面５ａよりも拡径され、軸状部２３の外径がこの内側転走面５ａの溝底径よりも大径に設定されている。

本実施形態においても、前述した実施形態と同様、インナー側に比べアウター側部分の軸受剛性が増大し、軸受の長寿命化を図ることができると共に、ハブ輪２１のアウター側端部に深い凹所２２が形成され、この凹所２２に対応して均一な肉厚となるような外郭形状に形成されているので、高剛性化と同時に一層の軽量化を図ることができる。そして、各転走面の溝肩部Ａ〜Ｄの角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されているので、エッジロードの発生を抑え、軸受の長寿命化を図ることができる。

なお、前述した実施形態では、複列のボール３、３の外径ｄを同一としたものについて説明したが、各々のボール３、３の外径ｄが異なるものとしても良い。例えば、アウター側に配置されるボール３をインナー側に配置されるボール３よりも外径ｄを小さくし、ボール個数を多く設定しても良い。

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

本発明に係る車輪用軸受装置は、駆動輪用、従動輪用に拘わらず、第１乃至第４世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。 図１のアウター側の軸受列を示す要部拡大図である。 図１のインナー側の軸受列を示す要部拡大図である。 熱処理後の外方部材の研削加工を示す説明図である。 （ａ）は、熱処理後のハブ輪の研削加工を示す説明図である。 （ｂ）は、熱処理後の内輪の研削加工を示す説明図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。 従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

符号の説明

１、２０・・・・・・・・・・・・・内方部材
２・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
３・・・・・・・・・・・・・・・・ボール
４、２１・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
４ａ、５ａ・・・・・・・・・・・・内側転走面
４ｂ・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
５・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
５ｂ・・・・・・・・・・・・・・・大径側の外径面
５ｃ・・・・・・・・・・・・・・・小径側端面
６・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
６ａ・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・円孔
６ｃ・・・・・・・・・・・・・・・基部
７、２３・・・・・・・・・・・・・軸状部
７ａ、１５ａ、２４・・・・・・・・段部
７ｂ、１５、１６・・・・・・・・・肩部
８・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
９、１０・・・・・・・・・・・・・保持器
１１・・・・・・・・・・・・・・・シール
１２・・・・・・・・・・・・・・・磁気エンコーダ
１３、２２・・・・・・・・・・・・凹所
１４・・・・・・・・・・・・・・・カウンタ部
１７、１８、１９・・・・・・・・・総型砥石
５０・・・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受装置
５１・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
５１ａ・・・・・・・・・・・・・・アウター側の外側転走面
５１ｂ・・・・・・・・・・・・・・インナー側の外側転走面
５１ｃ・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５２・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５２ａ、５４ａ・・・・・・・・・・内側転走面
５２ｂ・・・・・・・・・・・・・・小径段部
５２ｃ・・・・・・・・・・・・・・加締部
５３・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５４・・・・・・・・・・・・・・・内輪
５５・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
５６、５７・・・・・・・・・・・・ボール
５８、５９・・・・・・・・・・・・保持器
６０、６１・・・・・・・・・・・・シール
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ・・・・・・・・・・溝肩部
Ｄ１・・・・・・・・・・・・・・・アウター側のボールのピッチ円直径
Ｄ２・・・・・・・・・・・・・・・インナー側のボールのピッチ円直径
ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・ボールの外径
Ｌａ・・・・・・・・・・・・・・・面取りの軸方向寸法
Ｌｒ・・・・・・・・・・・・・・・面取りの径方向寸法
ＰＣＤｏ・・・・・・・・・・・・・アウター側のボールのピッチ円直径
ＰＣＤｉ・・・・・・・・・・・・・インナー側のボールのピッチ円直径
Ｒ・・・・・・・・・・・・・・・・角アール

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列のボールとを備えた車輪用軸受装置において、前記複列のボールのうちアウター側のボールのピッチ円直径がインナー側のボールのピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、少なくとも前記内方部材におけるインナー側の転走面の溝肩部の角部が丸められて滑らかな円弧状に形成されている構成を採用した。

このように、一端部に車輪取付フランジを有する複列の転がり軸受で構成された車輪用軸受装置において、複列のボールのうちアウター側のボールのピッチ円直径がインナー側のボールのピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、少なくとも内方部材におけるインナー側の転走面の溝肩部の角部が丸められて滑らかな円弧状に形成されているので、高剛性化と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列のボールとを備えた車輪用軸受装置において、前記複列のボールのうちアウター側のボールのピッチ円直径がインナー側のボールのピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、少なくとも前記内方部材におけるインナー側の転走面の溝肩部の角部が丸められて滑らかな円弧状に形成されているので、高剛性化と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

外周にナックルに取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列のボールとを備え、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により前記内輪がハブ輪に対して軸方向に固定された車輪用軸受装置において、前記複列のボールのうちアウター側のボールのピッチ円直径がインナー側のボールのピッチ円直径よりも大径に設定され、前記複列のボールの外径が同じで、前記アウター側のボールの個数が前記インナー側のボールの個数よりも多く設定されると共に、前記各転走面の溝肩部が、熱処理後に総型砥石によって前記転走面と同時研削により角部が丸められて滑らかな円弧状に形成されている。

さらに本実施形態では、図２および図３に拡大して示すように、各転走面の溝肩部Ａ〜Ｄの角部が面潰しされて（丸められて）滑らかな円弧状に形成されている。具体的には、面取りの軸方向寸法Ｌａが０．１５〜０．８ｍｍ、好ましくは、０．１５〜０．３ｍｍ、径方向寸法Ｌｒが０．１５〜０．８ｍｍ、好ましくは、０．１５〜０．３ｍｍの範囲に形成され、そして、角アールＲが０．１５〜２．０Ｒ、好ましくは、０．４５〜０．７Ｒの範囲に設定され、各繋ぎ部が滑らかに形成されている。この角アールＲが０．１５Ｒ未満となれば、ボール３に擦り傷がつき易くなってしまい、一方、角アールＲが２．０Ｒを超えると、ボール３の接触楕円が乗り上げて内側転走面４ａから外れ易くなって好ましくない。

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列のボールとを備えた車輪用軸受装置において、前記複列のボールのうちアウター側のボールのピッチ円直径がインナー側のボールのピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、少なくとも前記内方部材におけるインナー側の転走面の溝肩部の角部が滑らかな円弧状に形成されている構成を採用した。

このように、一端部に車輪取付フランジを有する複列の転がり軸受で構成された車輪用軸受装置において、複列のボールのうちアウター側のボールのピッチ円直径がインナー側のボールのピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、少なくとも内方部材におけるインナー側の転走面の溝肩部の角部が滑らかな円弧状に形成されているので、高剛性化と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列のボールとを備えた車輪用軸受装置において、前記複列のボールのうちアウター側のボールのピッチ円直径がインナー側のボールのピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、少なくとも前記内方部材におけるインナー側の転走面の溝肩部の角部が滑らかな円弧状に形成されているので、高剛性化と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

外周にナックルに取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列のボールとを備え、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により前記内輪がハブ輪に対して軸方向に固定された車輪用軸受装置において、前記複列のボールのうちアウター側のボールのピッチ円直径がインナー側のボールのピッチ円直径よりも大径に設定され、前記複列のボールの外径が同じで、前記アウター側のボールの個数が前記インナー側のボールの個数よりも多く設定されると共に、前記各転走面の溝肩部が、熱処理後に総型砥石によって前記転走面と同時研削により角部が滑らかな円弧状に形成されている。

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列のボールとを備えた車輪用軸受装置において、前記複列のボールのうちアウター側のボールのピッチ円直径がインナー側のボールのピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、少なくとも前記内方部材におけるインナー側の転走面の溝肩部の角部が滑らかな円弧状に形成されており、前記溝肩部の角部が熱処理後に総型砥石によって前記転走面と同時研削により形成されている構成を採用した。

このように、一端部に車輪取付フランジを有する複列の転がり軸受で構成された車輪用軸受装置において、複列のボールのうちアウター側のボールのピッチ円直径がインナー側のボールのピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、少なくとも内方部材におけるインナー側の転走面の溝肩部の角部が滑らかな円弧状に形成されているので、高剛性化と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。また、前記溝肩部の角部が熱処理後に総型砥石によって前記転走面と同時研削により形成されていれば、繋ぎ部を一層滑らかに形成することができる。

また、請求項３に記載の発明は、前記溝肩部の面取り寸法が０．１５〜０．８ｍｍで、角アールが０．１５〜２．０Ｒの範囲に設定され、各繋ぎ部が滑らかに形成されているので、ボールに擦り傷がつき難く、また、ボールの接触楕円が乗り上げて内側転走面から外れることもない。

また、請求項４に記載の発明のように、前記インナー側のボールのピッチ円直径ＰＣＤｉに対する当該ボールの外径ｄの割合ｄ／ＰＣＤｉが、０．１４≦（ｄ／ＰＣＤｉ）≦０．２５の範囲に規定されていれば、高剛性化を図りながら軸受寿命を確保することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列のボールとを備えた車輪用軸受装置において、前記複列のボールのうちアウター側のボールのピッチ円直径がインナー側のボールのピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、少なくとも前記内方部材におけるインナー側の転走面の溝肩部の角部が滑らかな円弧状に形成されており、前記溝肩部の角部が熱処理後に総型砥石によって前記転走面と同時研削により形成されているので、高剛性化と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

Claims (7)

1. 内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
   一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
   この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列のボールとを備えた車輪用軸受装置において、
   前記複列のボールのうちアウター側のボールのピッチ円直径がインナー側のボールのピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、前記各転走面の溝肩部の角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記複列のボールの外径が同じで、前記アウター側のボールの個数が前記インナー側のボールの個数よりも多く設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記溝肩部が熱処理後に総型砥石によって前記転走面と同時研削により形成されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記溝肩部の面取り寸法が０．１５〜０．８ｍｍで、角アールが０．１５〜２．０Ｒの範囲に設定され、各繋ぎ部が滑らかに形成されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
5. 前記内方部材が、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪からなると共に、前記ハブ輪のアウター側の端部にすり鉢状の凹所が形成され、この凹所の深さが少なくとも前記ハブ輪の内側転走面の溝底付近とされ、前記ハブ輪の外郭形状が当該凹所に対応して略均一な肉厚となるように形成されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
6. 前記ハブ輪の内側転走面の溝底部から前記小径段部に亙って軸方向に延びる軸状部が形成されると共に、前記凹所の深さが、前記内側転走面の溝底を越え、前記軸状部の端部付近までの深さとされている請求項５に記載の車輪用軸受装置。
7. 前記インナー側のボールのピッチ円直径ＰＣＤｉに対する当該ボールの外径ｄの割合ｄ／ＰＣＤｉが、０．１４≦（ｄ／ＰＣＤｉ）≦０．２５の範囲に規定されている請求項１乃至６いずれかに記載の車輪用軸受装置。

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