JP2007230492A

JP2007230492A - 軸受ユニット

Info

Publication number: JP2007230492A
Application number: JP2006057713A
Authority: JP
Inventors: Shigenobu Yamauchi; 重信山内
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2007-09-13

Abstract

【課題】車体側構成品が固定される静止輪の固定面に対して安定して且つ堅牢に絶縁処理を施して、電食の進行を確実に防止することが可能な軸受ユニットを提供する。
【解決手段】相対回転可能に対向配置された軌道輪(静止輪２、回転輪４)と、軌道輪間に転動自在に組み込まれた複数の転動体6,8とを備え、一方の軌道輪が車体側に固定されて常時非回転状態に維持され、他方の軌道輪が車輪側に接続されて車輪と共に回転する軸受ユニットであって、一方の軌道輪(静止輪)には、当該軌道輪を車体側の構成を成す車体側構成品(ナックル)に固定するための固定フランジ２ａが突設されていると共に、当該固定フランジの車体側には、車体側構成品が固定される固定面(車体側面Ｍ１)が形成されており、固定フランジには、その固定面側の最外径端に、当該最外径端全体が角張った形状にならない面取り部２Ｒが形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、絶縁処理により電食の進行防止が図られた軸受ユニットに関する。

従来から、自動車の車輪(例えば、ディスクホイール)を車体(例えば、懸架装置)に対して回転自在に支持するための各種の軸受ユニットが知られている。例えば図２(ａ)に示された軸受ユニットは、車体側に固定されて常時非回転状態に維持される静止輪(例えば、外輪)２と、静止輪２の内側に対向して設けられ且つ車輪側に接続されて車輪と共に回転する回転輪(例えば、内輪)４と、静止輪２と回転輪４との間に複列(例えば２列)で回転可能に組み込まれた複数の転動体6,8とを備えている。

この場合、静止輪２は中空円筒状を成しており、回転輪４の外周を覆うように配置されており、静止輪２と回転輪４との間には、軸受ユニット内部を密封するためのシール部材(車輪側のリップシール１０ａ、車体側のパックシール１０ｂ)が設けられている。なお、転動体6,8として図面では、玉を例示しているが、軸受ユニットの構成や種類に応じて、コロが適用される場合もある。

静止輪(外輪)２には、その外周面から外方に向って突出した固定フランジ２ａが一体成形されており、固定フランジ２ａの固定孔２ｂに固定用ボルト(図示しない)を挿入し、これを車体側に締結することで、静止輪２を図示しない懸架装置(ナックル)に固定することができる。また、回転輪(内輪)４には、例えば自動車のディスクホイール(図示しない)を支持しつつ共に回転する略円筒形状のハブ１２が設けられており、ハブ１２には、ディスクホイールが固定されるハブフランジ１２ａが突設されている。

ハブフランジ１２ａは、静止輪(外輪)２を越えて外方(ハブ１２の半径方向外側)に向って延出しており、その延出縁付近には、周方向に沿って所定間隔で配置された複数のハブボルト１４が設けられている。この場合、複数のハブボルト１４をディスクホイールに形成されたボルト孔(図示しない)に差し込んでハブナット(図示しない)で締付けることにより、当該ディスクホイールをハブフランジ１２ａに位置決め固定することができる。

また、ハブ１２(回転輪４)には、その車体側に環状の回転輪構成体１６(ハブ１２と共に回転輪４を構成する部材)が外嵌されるようになっている。この場合、例えば静止輪２と回転輪４との間に複数の転動体6,8を保持器１８で保持した状態で、回転輪構成体１６をハブ１２に形成された段部１２ｂまで外嵌した後、ハブ１２の車体側端部の加締め領域１２ｃを塑性変形させて、当該加締め領域１２ｃを回転輪構成体１６の周端部１６ｓに沿って加締める(密着させる)ことで、当該回転輪構成体１６を回転輪４(ハブ１２)に固定することができる。

このとき、軸受ユニットには所定の予圧が付与された状態となり、この状態において、各転動体6,8は、互いに所定の接触角を成して静止輪２と回転輪４の軌道面2s,4sにそれぞれ接触して回転可能に組み込まれる。この場合、２つの接触点を結んだ作用線(図示しない)は、各軌道面2s,4sに直交し且つ各転動体6,8の中心を通り、軸受ユニットの中心線上の１点(作用点)で交わる。これにより背面組合せ形(ＤＢ)軸受が構成される。

なお、このような構成において、自動車走行中に車輪に作用した力は、全てディスクホイールから軸受ユニットを通じて懸架装置に伝達されることになり、その際、軸受ユニットには、各種の荷重(ラジアル荷重、アキシアル荷重、モーメント荷重など)が作用する。しかし、軸受ユニットは、上述したような背面組合せ形(ＤＢ)軸受となっているため、各種の荷重に対して高い剛性が維持される。

また、近年では自動車の車重の軽量化を図るために、車体側にアルミ合金、ジュラルミン、マグネシウム合金などの軽合金製の車体側構成品が多く用いられている。これに対して、上述したような軸受ユニットは、剛性を一定に保つために金属材(鋼材)で形成されている。この場合、車体側構成品である軽合金製の懸架装置(例えば、ナックル)に対して、金属製(鋼製)の軸受ユニット(静止輪２)の固定フランジ２ａを固定すると、異種金属同士が触れ合うことで電位差が生じて腐食する場合がある。具体的に説明すると、金属製(鋼製)の固定フランジ２ａ(静止輪２)と軽合金製のナックルとの間で電気化学作用により腐食反応が生じ(電食作用)、かかる電食作用により固定フランジ２ａ(静止輪２)とナックルとの接触面が錆び付いてしまう場合がある。

そこで、例えば特許文献１には、ナックルが固定される静止輪(外輪)の周面に電気的絶縁層を塗布することで、電食作用の発生を防止する技術が提案されている。図２(ｂ)を参照して具体的に説明すると、固定フランジ２ａをナックル(車体側構成品)に固定すると、当該ナックルは、固定フランジ２ａの車体側面Ｍ１から静止輪２の外周面Ｍ２に亘る周面(車体側構成品の固定面とも言う)に接触した状態で固定される。そこで、特許文献１では、固定面M1,M2に電気的絶縁層を塗布して異種金属同士が直接触れ合うことを防止することにより、固定フランジ２ａ(静止輪２)とナックルとの接触面における電食の発生防止が図られている。

ところで、上述したような電食作用は、固定フランジ２ａの固定面(車体側面Ｍ１)側の最外径端に形成された面取り部２Ｒ近傍を起点として発生する。図２(ｂ)に示すように、面取り部２Ｒは、固定フランジ２ａの最外径端を例えば傾斜角４５度で斜めストレートに切り欠いて形成されており、その切欠形状は、円錐状平面２ｍを成すＣ面取りとなっている。この場合、円錐状平面２ｍの両側は、角張った形状となって固定フランジ２ａの外周面Ｍ３及び車体側面Ｍ１に連続する。別の言い方をすると、円錐状平面２ｍの両側において、円錐状平面２ｍと車体側面Ｍ１との境界部(稜)Ｐ１、及び、円錐状平面２ｍと固定フランジ２ａの外周面Ｍ３との境界部(稜)Ｐ２は、双方とも角張った形状となる。

しかしながら、円錐状平面２ｍと角張った形状の境界部(稜)P1,P2とから成る面取り部２Ｒには、電気的絶縁層を安定して塗布することが困難であり、付着性が悪く且つ剥がれ易いといった問題がある。このため、軸受ユニットを長期に亘り使用している間に、電気的絶縁層が面取り部２Ｒを起点として剥がれ落ちて、面取り部２Ｒ近傍を起点とした防食が進行し、その結果、固定フランジ２ａ(静止輪２)とナックルとの接触面が錆び付いてしまう虞がある。また、絶縁材(層)はその表面張力の影響により、境界部P1,P2などの「稜」があると、その「稜」上に当該絶縁材(層)がのらないため、このような「稜」をなくすことが絶縁材(層)塗布の改善につながる。

そこで、車体側構成品(ナックル)に固定される固定フランジ２ａ(静止輪２)の周面(即ち、面取り部２Ｒを含めた固定フランジ２ａの固定面(車体側面Ｍ１))に電気的絶縁層を安定して且つ堅牢に塗布することができると共に、これにより、電食の進行を確実に防止することが可能な技術が要望されているが、現在そのような技術は知られていない。
ＵＳ６９２９３３１Ｂ２

本発明は、このような要望に応えるためになされており、その目的は、車体側構成品に固定される静止輪の固定面に対して安定して且つ堅牢に絶縁処理を施して、電食の進行を確実に防止することが可能な軸受ユニットを提供することにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、相対回転可能に対向配置された軌道輪と、軌道輪間に転動自在に組み込まれた複数の転動体とを備え、一方の軌道輪が車体側に固定されて常時非回転状態に維持され、他方の軌道輪が車輪側に接続されて車輪と共に回転する軸受ユニットであり、一方の軌道輪には、当該軌道輪を車体側の構成を成す車体側構成品に固定するための固定フランジが突設されており、固定フランジの車体側には、車体側構成品が固定される固定面が形成されている。この場合、固定フランジには、その固定面側の最外径端に、当該最外径端全体が角張った形状にならない面取り部が形成されている。

本発明において、面取り部は、固定フランジの外周面と前記固定面との間に所定の曲率で連続した凸状の曲面形状を成して形成されている。また、面取り部は、固定フランジの外周面と前記固定面との間に連続して形成されており、少なくとも外周面に連続する部分及び固定面に連続する部分が所定の曲率の凸状の曲面形状を成して形成されている。この場合、一方の軌道輪には、少なくとも固定フランジの固定面から面取り部に亘って絶縁処理が施されている。

本発明の軸受ユニットによれば、車体側構成品に固定される静止輪(固定フランジ)に対して、その固定面側の最外径端全体が角張った形状にならない面取りを施すことで、当該静止輪(固定フランジ)の固定面に対して安定して且つ堅牢に絶縁処理を施すことができると共に、これにより電食の進行を確実に防止することが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態に係る軸受ユニットについて、添付図面を参照して説明する。なお、本実施の形態では図２(ａ)の軸受ユニットを想定し、これと同一の構成には図面上で同一符号を付してその説明は省略すると共に、以下の説明では、本実施の形態の特徴部分の説明にとどめる。

図１(ａ),(ｂ)に示すように、本実施の形態の軸受ユニットにおいて、固定フランジ２ａには、その固定面(車体側面Ｍ１)側の最外径端に、当該最外径端全体が角張った形状にならない面取り部２Ｒが形成されている。具体的に説明すると、面取り部２Ｒは、固定フランジ２ａの外周面Ｍ３と固定面(車体側面Ｍ１)との間に所定の曲率で連続した凸状の曲面形状を成して形成されている。この場合、面取り部２Ｒを構成する凸状の曲面２ｍは、当該曲面２ｍと車体側面Ｍ１との境界部Ｐ１、及び、当該曲面２ｍと外周面Ｍ３との境界部Ｐ２が双方とも角張った形状とならず、滑らかな曲面形状となって連続する。これにより、固定フランジ２ａの最外径端は、その固定面(車体側面Ｍ１)から面取り部２Ｒを介して外周面Ｍ３に亘る面が１つの連続した滑らかな凸状の曲面形状となる。

このような曲面形状となるように面取り部２Ｒを形成したことで、固定フランジ２ａの固定面(車体側面Ｍ１)から面取り部２Ｒに亘って絶縁処理を施して電気的絶縁層(材)を塗布した場合でも、従来のように絶縁層(材)が面取り部２Ｒを起点として剥がれ落ちることは無く、面取り部２Ｒを含めた固定フランジ２ａの固定面(車体側面Ｍ１)に絶縁層を安定して且つ堅牢に塗布することができる。これにより、金属製(鋼製)の固定フランジ２ａ(静止輪２)を軽合金製のナックル(車体側構成品)に固定した場合でも、電食の進行を確実に防止することができる。この結果、軸受ユニットを長期に亘って使用した場合でも、固定フランジ２ａ(静止輪２)と車体側構成品(ナックル)との接触面が錆び付くことは無い。

なお、上述した実施の形態において絶縁層(材)としては、例えば樹脂系やシリコン系の熱硬化型メッキ用コーティング材などを適用可能であるが、軸受ユニットの使用目的や使用環境に応じて他の材料を適用することができるため、ここでは特に限定しない。この場合、上述した実施の形態では、絶縁層(材)を該当箇所に塗布する絶縁処理を例示したが、これ以外の方法として例えばクロム、ニッケル、亜鉛、すず、コバルトなどのメッキ処理の上に絶縁層(材)を該当箇所に付着させても良い。なお、絶縁処理の範囲としては、固定面(車体側面Ｍ１)から面取り部２Ｒに亘る領域に限定されることは無く、固定フランジ２ａの外周面Ｍ３から面取り部２Ｒ及び固定面(車体側面Ｍ１)を介して静止輪２の車体側の外周面Ｍ２に亘る周面に絶縁処理を施しても良い。

また、上述した実施の形態において、面取り部２Ｒの構成としては、同一の曲率で規則的に連続した曲面２ｍを適用しても良いし、或いは、異なる曲率で不規則的に連続した複合曲面２ｍを適用しても良い。この場合、固定フランジ２ａの最外径端全体が角張った形状にならなければ、他の形状の面取り部２Ｒを適用しても良い。別の捉え方をすると、少なくとも境界部Ｐ１及び境界部Ｐ２を角張った形状にしなければ、他の部分は、角張った部分の無い(稜が無い)任意の形状を適用することができる。

その一例として図１(ｃ)に示された固定フランジ２ａは、その面取り部２Ｒにおいて、少なくとも外周面Ｍ３に連続する部分(境界部Ｐ２)及び固定面(車体側面Ｍ１)に連続する部分(境界部Ｐ１)が所定の曲率の凸状の曲面形状を成して形成されている。この場合、双方の境界部P1,P2の間に形成された面２ｍは、固定フランジ２ａの最外径端を例えば傾斜角４５度で斜めストレートに切り欠いて形成した円錐状平面(Ｃ面取り)を成している。このような構成でも上述した実施の形態と同様の効果を実現することができる。なお、双方の境界部P1,P2の曲率は、互いに同一であっても良いし、相違させても良い。

また、上述した実施の形態では、外輪２を静止輪とし、内輪４を回転輪として構成したが、逆に、外輪２を回転輪とし、内輪４を静止輪として構成しても同様の効果を実現することができる。この場合、静止輪である内輪４に車体側構成品固定用の固定フランジを突設し、これに上述した実施の形態の固定フランジ２ａと同様の構成を施すことで、当該実施の形態と同様の効果を実現することができる。なお、図１には、従動輪用の軸受ユニットが示されているが、駆動輪用の軸受ユニットにも上述した実施の形態と同様の構成を施すことで、同様の効果を実現することができる。

(ａ)は、本発明の一実施の形態に係る軸受ユニットの構成を示す断面図、(ｂ)は、同図(ａ)において、面取り部が形成された固定フランジの拡大断面図、(ｃ)は、同図(ａ)において、他の構成の面取り部が形成された固定フランジの拡大断面図。 (ａ)は、従来の軸受ユニットの構成を示す断面図、(ｂ)は、同図(ａ)において、面取り部が形成された固定フランジの拡大断面図。

符号の説明

２静止輪
２ａ固定フランジ
２Ｒ面取り部
４回転輪
6,8 転動体

Claims

相対回転可能に対向配置された軌道輪と、軌道輪間に転動自在に組み込まれた複数の転動体とを備え、一方の軌道輪が車体側に固定されて常時非回転状態に維持され、他方の軌道輪が車輪側に接続されて車輪と共に回転する軸受ユニットであって、
一方の軌道輪には、当該軌道輪を車体側の構成を成す車体側構成品に固定するための固定フランジが突設されていると共に、当該固定フランジの車体側には、車体側構成品が固定される固定面が形成されており、
固定フランジには、その固定面側の最外径端に、当該最外径端全体が角張った形状にならない面取り部が形成されていることを特徴とする軸受ユニット。
面取り部は、固定フランジの外周面と前記固定面との間に所定の曲率で連続した凸状の曲面形状を成して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受ユニット。
面取り部は、固定フランジの外周面と前記固定面との間に連続して形成されており、少なくとも外周面に連続する部分及び固定面に連続する部分が所定の曲率の凸状の曲面形状を成して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受ユニット。
一方の軌道輪には、少なくとも固定フランジの固定面から面取り部に亘って絶縁処理が施されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の軸受ユニット。