JP2007232149A - 軸受ユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】新たな構成を別途構築すること無く軸受ユニットをそのまま利用して、応力腐蝕割れ防止を図ることが可能な低価格な技術を提供する。
【解決手段】相対回転可能に対向配置された外輪２及び内輪４と、内輪に固定可能な内輪構成体１６と、内輪構成体を内輪に固定することで所定の予圧が付与された状態で外内輪の軌道面2s,4s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、外輪及び内輪のいずれか一方が車体側に固定されて常時非回転状態に維持され、他方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、内輪構成体は、内輪の軸方向端部(車体側端部)の加締め領域１２ｃを塑性変形させて、当該加締め領域を内輪構成体の周端面１６ｓに沿って加締めることで内輪に固定されており、その状態において、加締め領域の外表面１２ｓを含めた内輪(内輪構成体)の軸方向端部側の周面(周端面、外表面１６ｔ)には、防錆処理が施されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、防錆処理が施さ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１(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、外輪２と内輪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、外輪２は中空円筒状を成しており、内輪４の外周を覆うように配置されており、外輪２と内輪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。
外輪(静止輪)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、外輪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、内輪(回転輪)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、外輪(静止輪)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、内輪４(ハブ１２)には、軸方向端部側(例えば、車体側)に環状の内輪構成体１６(ハブ１２と共に回転輪４を構成する部材)が外嵌(嵌合)されるようになっている。この場合、例えば外輪２と内輪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、内輪構成体１６をハブ１２に形成された段部１２ｂまで外嵌(嵌合)した後、内輪４(ハブ１２)の軸方向端部(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を内輪構成体１６の周端面１６ｓに沿って加締める(密着させる)ことで、当該内輪構成体１６を内輪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外輪２と内輪４の双方の軌道面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。
ところで、上述したような軸受ユニットの使用状態において、例えば自動車の走行中には、当該軸受ユニットに各種の内部応力(例えば、引張力、圧縮力、剪断力、曲げモーメント)が発生する。このとき、軸受ユニットを構成する部材の耐力が内部応力を上回っている場合には、当該軸受ユニットは安定した回転性能を維持するが、その耐力が内部応力を下回った場合には、当該軸受ユニットが局部的に破損したり割れたりすることで、安定した回転性能を維持することが困難になってしまう場合がある。
この場合、軸受ユニットの局部的な破損や割れなどの現象は、当該軸受の使用環境において腐蝕性物質(例えば、雨水、泥水)に軸受がさらされることで起きる環境要因破壊(応力腐蝕割れ)でもある。そして、かかる現象は突如として発生した後に急速に進行するため、従来から軸受ユニットには、特に腐蝕性物質にさらされる部位に、応力腐蝕割れ防止のための構成が施されている。
その一例として特許文献１,２,３には、特に腐蝕性物質にさらされる部位を覆うためのシール部材を配設した軸受ユニットが提案されている。ここで、腐蝕性物質にさらされる部位としては、例えば図１(ｂ)に示すように、内輪４(ハブ１２)の車体側端部を塑性変形させた加締め領域１２ｃの外表面１２ｓ、加締め領域１２ｃにより内輪４(ハブ１２)に加締め固定された内輪４(内輪構成体１６)の周端面１６ｓ、そして内輪４(内輪構成体１６)の外表面１６ｔに亘る部位である。なお、内輪４(内輪構成体１６)の外表面１６ｔとは、周端面１６ｓと軌道面４ｓとの間に周方向に沿って延在した部位であり、当該部位はパックシール１０ｂで密封されているが、軸受内に腐蝕性物質が浸入した場合には、それにより応力腐蝕割れが生じる虞がある。
しかしながら、特許文献１,２,３の軸受ユニットでは、シール部材が別途必要となるため、軸受を構成する部品点数が増加してしまう。また、シール部材を配設するための構成を軸受ユニットに新たに構築しなければならず、そのための構築工程に要する費用や、シール部材の配設後のメンテナンスに要する費用もかかる。このため、軸受ユニットの製造コストを低減するには限界があった。そこで、軸受を構成する部品点数を増加させること無く(別の言い方をすると、新たな構成を別途構築すること無く軸受ユニットをそのまま利用して)、応力腐蝕割れ防止を図ることが可能な低価格な軸受ユニットの開発が望まれているが、現在そのような軸受ユニットは知られていない。
ＵＳ２００２／０１３１６５９Ａ１ ＵＳ２００２／０１５８４２２Ａ１ ＵＳ２００３／００５９１４１Ａ１
本発明は、このような要望に応えるために成されており、その目的は、新たな構成を別途構築すること無く軸受ユニットをそのまま利用して、応力腐蝕割れ防止を図ることが可能な低価格な技術を提供することにある。
このような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外輪及び内輪と、内輪に固定可能な内輪構成体と、内輪構成体を内輪に固定することで所定の予圧が付与された状態で外内輪の軌道面間に転動自在に組み込まれた複数の転動体とを備え、外輪及び内輪のいずれか一方が車体側に固定されて常時非回転状態に維持され、他方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、内輪構成体は、内輪の軸方向端部の加締め領域を塑性変形させて、当該加締め領域を内輪構成体の周端面に沿って加締めることで内輪に固定されており、その状態において、加締め領域の外表面を含めた内輪の軸方向端部側の周面には、防錆処理が施されている。
このような発明において、内輪の軸方向端部側の周面には、少なくとも内輪構成体の周端面及び外表面が含まれており、内輪構成体の外表面は、周端面と軌道面との間に周方向に延在した部位で構成されている。この場合、防錆処理では、少なくとも腐蝕防止材が含まれた防錆材が用いられる。
本発明によれば、加締め領域の外表面を含めた内輪の軸方向端部側の周面に防錆処理を施すだけで、新たな構成を別途構築すること無く軸受ユニットをそのまま利用して、応力腐蝕割れ防止を図ることが可能な低価格な技術を実現することができる。
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図１を参照して説明する。
なお、本実施の形態では、上述した図１(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(ｂ)に示すように、本実施の形態の軸受ユニットは、加締め領域１２ｃを内輪構成体１６の周端面１６ｓに沿って加締める(密着させる)ことで、当該内輪構成体１６を内輪４(ハブ１２)に固定した状態において、加締め領域１２ｃの外表面１２ｓを含めた内輪４(ハブ１２)の軸方向端部側(車体側)の周面に防錆処理が施されている。この場合、内輪４の軸方向端部側(車体側)の周面には、少なくとも内輪構成体１６の周端面１６ｓ及び外表面１６ｔが含まれており、内輪構成体１６の外表面１６ｔは、周端面１６ｓと軌道面４ｓとの間に周方向に延在した部位で構成されている。なお、防錆処理の範囲については、例えば軸受ユニットの形状や大きさ、或いは種類などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。例えば内輪構成体１６やハブフランジ１２ａを含めた内輪４(ハブ１２)の全表面に防錆処理を施しても良い。
また、防錆処理では、少なくとも腐蝕防止材が含まれた防錆材が用いられる。具体的に説明すると、防錆処理としては、例えばクロム、ニッケル、硬質クロム、すず、コバルトなどを用いた各種メッキ処理、被塗装物(加締め領域１２ｃの外表面１２ｓを含めた内輪４の軸方向端部側の周面)を陰極としたカチオン電着塗装処理、或いは、対象物(軸受ユニット)を陽極で通電し、その面(加締め領域１２ｃの外表面１２ｓを含めた内輪４の軸方向端部側の周面)を酸化させる陽極酸化処理などを適用すれば良い。なお、防錆処理により形成する防錆被膜の厚さは、軸受ユニットの使用環境や使用目的に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
以上、本実施の形態によれば、加締め領域１２ｃの外表面１２ｓを含めた内輪４の軸方向端部側の周面に防錆処理を施すだけで、応力腐蝕割れ防止を図ることができる。この場合、従来のようにシール部材などの新たな構成を別途構築する必要が無く、軸受ユニットをそのまま利用するができるため、軸受ユニットの製造コストを低減することができる。
なお、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は、軸方向端部側(車体側)が固定されているため、内輪構成体は、その反対側の軸方向端部側(即ち、車輪側)から内輪４(ハブ１２)に外嵌(嵌合)され、その状態で内輪４の軸方向端部(車輪側端部)を加締めることで当該内輪４に固定することができる。このとき塑性変形させた加締め領域に対して上述した実施の形態と同様の構成(防錆処理)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、加締め領域の部分を拡大して示す断面図。
符号の説明
２ 外輪
４ 内輪
6,8 転動体
１２ｃ 加締め領域
１２ｓ 加締め領域の外表面
１６ 内輪構成体
１６ｓ 内輪構成体の周端面
１６ｔ 内輪構成体の外表面

Claims (3)

  1. 相対回転可能に対向配置された外輪及び内輪と、内輪に固定可能な内輪構成体と、内輪構成体を内輪に固定することで所定の予圧が付与された状態で外内輪の軌道面間に転動自在に組み込まれた複数の転動体とを備え、外輪及び内輪のいずれか一方が車体側に固定されて常時非回転状態に維持され、他方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、
    内輪構成体は、内輪の軸方向端部の加締め領域を塑性変形させて、当該加締め領域を内輪構成体の周端面に沿って加締めることで内輪に固定されており、
    その状態において、加締め領域の外表面を含めた内輪の軸方向端部側の周面には、防錆処理が施されていることを特徴とする軸受ユニット。
  2. 内輪の軸方向端部側の周面には、少なくとも内輪構成体の周端面及び外表面が含まれており、内輪構成体の外表面は、周端面と軌道面との間に周方向に延在した部位で構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。
  3. 防錆処理では、少なくとも腐蝕防止材が含まれた防錆材が用いられることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受ユニット。
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