JP2007302202A - 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同時に解決し、強度・耐久性を向上させると共に、軽合金製のナックルに取り付けられ、このナックルとの当接面での腐食を防止した車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】複列の転動体９、１０と、外方部材４と内輪５、６との間に装着されたシール１１を備え、揺動加締により内輪５、６が固定された車輪用軸受装置において、アウター側の転動体がボール９、インナー側の転動体が円錐ころ１０であり、インナー側の円錐ころ１０列の基本定格荷重が、アウター側のボール９列の基本定格荷重よりも大きく設定されると共に、外方部材４のナックルＮとの当接面に電気絶縁性の皮膜層１２が形成され、シール１１が導電性のシール部材を備えているので、強度・耐久性の向上を図ると共に、電食を防止することができる。
【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、アルミ合金等の軽合金製のナックルに取り付けられ、このナックルとの当接面での腐食を防止すると共に、軽量化と高剛性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。一方、オフロードカーやトラック等、車体重量が嵩む車両には複列円錐ころ軸受が使用されている。

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。

図７に示す車輪用軸受装置は、軽量・コンパクト化を図った第４世代構造で、ハブ輪５０と複列の転がり軸受５１および等速自在継手５２とがユニット化して構成されている。複列の転がり軸受５１は、外方部材５３と内方部材５４と、両部材間に収容された複数のボール５５および円錐ころ５６とを備えている。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。

外方部材５３は、外周に図示しない懸架装置を構成するナックルに取り付けられる車体取付フランジ５３ｃを一体に有し、内周に複列の外側転走面５３ａ、５３ｂが形成されている。ここで、アウター側の外側転走面５３ａの直径は、インナー側の外側転走面５３ｂの直径よりも小径に設定されている。一方、内方部材５４は、ハブ輪５０と、このハブ輪５０と一体に構成された後述する外側継手部材５８と、この外側継手部材５８に圧入された別体の内輪５７とを有している。

ハブ輪５０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５０ｂを一体に有し、外周に複列の外側転走面５３ａ、５３ｂのうちアウター側の外側転走面５３ａに対向する内側転走面５０ａが直接形成されると共に、内輪５７の外周には複列の外側転走面５３ａ、５３ｂのうちインナー側の外側転走面５３ｂに対向する内側転走面５７ａが形成されている。

等速自在継手５２は、カップ状のマウス部５９と、このマウス部５９の底部をなす肩部６０とからなる外側継手部材５８を有し、この外側継手部材５８の内周には曲線状のトラック溝５８ａが形成されている。内輪５７はマウス部５９の外径に圧入され、止め輪６１によって軸方向に固定されている。

外方部材５３と内方部材５４のアウター側の転走面間には複数のボール５５が、インナー側の転走面間には複数の円錐ころ５６がそれぞれ転動自在に収容され、これらボール５５列および円錐ころ５６列のうちアウター側のボール５５列のピッチ円直径は、インナー側の円錐ころ５６列のピッチ円直径よりも小さく設定されている。これにより、アウター側の転動体列部分に比べ大きな荷重が加わるインナー側の転動体列部分の基本定格荷重を、アウター側の転動体列部分の基本定格荷重よりも大きくして、これら両転動体列部分の寿命をほぼ同じにすることができ、無駄のない設計を可能にすることができる（例えば、特許文献１参照。）。

ところが、このような車輪用軸受装置にあっては、外側継手部材５８のマウス部５９に内輪５７が固定される構造のため、軸方向には確かにコンパクト化されるが、外方部材５３の外径自体が大きくなり、軽量化を阻害するだけでなく、ナックルをはじめとする周辺部品の設計変更を伴い好ましくない。こうした問題を解決したものとして、図８に示すような車輪用軸受装置が知られている。

この車輪用軸受装置は、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６２ｃを一体に有し、内周に複列の外側転走面６２ａ、６２ｂが形成された外方部材６２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６３を一体に有し、外周に複列の外側転走面６２ａ、６２ｂのうちアウター側の外側転走面６２ａに対向する内側転走面６４ａと、この内側転走面６４ａから軸方向に延びる小径段部６４ｂが形成されたハブ輪６４、およびこのハブ輪６４の小径段部６４ｂに外嵌され、複列の外側転走面６２ａ、６２ｂのうちインナー側の外側転走面６２ｂに対向する内側転走面６５ａが形成された内輪６５からなる内方部材６６と、これら両転走面間に収容された複列のボール６７、６８と、これら複列のボール６７、６８を転動自在に保持する保持器６９、７０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６５は、ハブ輪６４の小径段部６４ｂを径方向外方に塑性変形させて形成した加締部６４ｃによって軸方向に固定されている。そして、外方部材６２と内方部材６６との間に形成される環状空間の開口部にシール７１、７２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６７列のピッチ円直径Ｄ１が、インナー側のボール６８列のピッチ円直径Ｄ２よりも大径に設定されている。これに伴い、ハブ輪６４の内側転走面６４ａが内輪６５の内側転走面６５ａよりも拡径され、あわせて外方部材６２のアウター側の外側転走面６２ａがインナー側の外側転走面６２ｂよりも拡径されている。そして、アウター側のボール６７がインナー側のボール６８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、車輪用軸受装置の長寿命化を図ることができる（例えば、特許文献２参照。）。
特開平１１−９１３０８号公報 特開２００４−１０８４４９号公報

こうした従来の車輪用軸受装置では、アウター側のボール６７列のピッチ円直径Ｄ１がインナー側のボール６８列のピッチ円直径Ｄ２よりも大径に設定され、これに伴い、ハブ輪６４の内側転走面６４ａが内輪６５の内側転走面６５ａよりも拡径されている。これにより装置の大型化を避けつつアウター側の軸受列の剛性が向上し、車輪用軸受装置の長寿命化を図ることができる。然しながら、インナー側・アウター側の各列に加わる荷重は互いに異なり、アウター側の転動体列部分に加わる荷重よりも、インナー側の転動体列部分に加わる荷重の方が大きくなるのが一般的である。こうした場合、この従来の車輪用軸受装置では、インナー側の転動体列部分の基本定格荷重が、アウター側の転動体列部分の基本定格荷重よりも小さくなって短寿命になる。

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同時に解決すると共に、強度・耐久性を向上させた車輪用軸受装置を提供することを目的としている。

本発明の他の目的は、アルミ合金等の軽合金製のナックルに取り付けられ、このナックルとの当接面での腐食を防止した車輪用軸受装置を提供することである。

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、外周に軽合金製の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、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内側転走面が形成された少なくとも一つの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転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部にそれぞれ装着されたシールとを備え、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前記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、前記複列の転動体のうちアウター側の転動体がボール、インナー側の転動体が円錐ころであり、このインナー側の円錐ころ列の基本定格荷重が、前記アウター側のボール列の基本定格荷重よりも大きく設定されると共に、前記外方部材の前記ナックルとの当接面に電気絶縁性の皮膜層が形成されている。

このように、複列の転動体と、外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールを備え、揺動加締により内輪が固定された第２または第３世代構造の車輪用軸受装置において、複列の転動体のうちアウター側の転動体がボール、インナー側の転動体が円錐ころであり、このインナー側の円錐ころ列の基本定格荷重が、アウター側のボール列の基本定格荷重よりも大きく設定されると共に、外方部材のナックルとの当接面に電気絶縁性の皮膜層が形成されているので、インナー側の転動体列部分の剛性が高くなると共に、インナー側の転動体列部分に加わる荷重がアウター側の転動体列部分に加わる荷重よりも大きくなっても寿命を同じかそれ以上にすることができる。したがって、無駄のない設計を実現することができ、強度・耐久性の向上を図ると共に、互いに金属電位の異なる鋼製の車輪用軸受と軽合金製のナックルとの間を電気的に導通させるため電位差が生じ難く、両者が接触している部分に導電性の液体が付着し、この導電性の液体が電解液となって電池が形成されても、当接部分のガルバニック腐食による電食を防止することができる。

また、請求項２に記載の発明のように、前記シールのうち少なくとも一方のシールが導電性のあるシール部材を備えていれば、両転走面と転動体との間で潤滑油膜が不十分であっても、この部分でスパークが発生することがなく、また、このようなスパークに起因して電食が発生したり、車両に搭載されたラジオにノイズが入るのを防止することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記インナー側の円錐ころ列のピッチ円直径とアウター側のボール列のピッチ円直径が同一に設定されていても良いし、また、請求項４に記載の発明のように、前記インナー側の円錐ころ列のピッチ円直径がアウター側のボール列のピッチ円直径よりも小径に設定されていても良い。この場合、外方部材におけるインナー側の外径を小径に設定することができ、インナー側の転動体列の基本定格荷重を低下させることなくナックルサイズを小さくでき、装置の軽量・コンパクト化を図ることができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記ハブ輪の外周にアウター側の内側転走面が直接形成されると共に、この内側転走面からインナー側に前記小径段部が形成され、この小径段部に所定のシメシロを介して前記インナー側の内輪が圧入されていれば、一層装置の軽量・コンパクト化ができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、外周に軽合金製の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、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内側転走面が形成された少なくとも一つの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転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部にそれぞれ装着されたシールとを備え、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前記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、前記複列の転動体のうちアウター側の転動体がボール、インナー側の転動体が円錐ころであり、このインナー側の円錐ころ列の基本定格荷重が、前記アウター側のボール列の基本定格荷重よりも大きく設定されると共に、前記外方部材の前記ナックルとの当接面に電気絶縁性の皮膜層が形成されているので、インナー側の転動体列部分の剛性が高くなると共に、インナー側の転動体列部分に加わる荷重がアウター側の転動体列部分に加わる荷重よりも大きくなっても寿命を同じかそれ以上にすることができる。したがって、無駄のない設計を実現することができ、強度・耐久性の向上を図ると共に、互いに金属電位の異なる鋼製の車輪用軸受と軽合金製のナックルとの間を電気的に導通させるため電位差が生じ難く、両者が接触している部分に導電性の液体が付着し、この導電性の液体が電解液となって電池が形成されても、当接部分のガルバニック腐食による電食を防止することができる。

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、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪と、このハブ輪の小径段部に圧入された車輪用軸受とからなる車輪用軸受装置であって、この車輪用軸受が、外周に軽合金製の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、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された一対の内輪と、前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部にそれぞれ装着されたシールとを備え、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所定の軸受予圧が付与された状態で前記内輪が前記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、前記複列の転動体のうちアウター側の転動体がボール、インナー側の転動体が円錐ころであり、このインナー側の円錐ころ列の基本定格荷重が、前記アウター側のボール列の基本定格荷重よりも大きく設定されると共に、前記外方部材の前記ナックルとの当接面に電気絶縁性の皮膜層が形成され、さらに、前記シールが導電性のあるシール部材を備えている。

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の要部拡大図である。

この車輪用軸受装置は第２世代と呼称される従動輪用であって、ハブ輪１と、このハブ輪１に固定された車輪用軸受２とを備えている。ハブ輪１は、アウター側の一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ３を一体に有し、この車輪取付フランジ３にハブボルト３ａが周方向等配に植設されている。そして、車輪取付フランジ３の基部から肩部１ａを介して軸方向に延びる小径段部１ｂが形成されている。

車輪用軸受２は、ハブ輪１の肩部１ａに衝合した状態で小径段部１ｂに所定のシメシロを介して圧入されると共に、小径段部１ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部１ｃによって軸方向に固定されている。ハブ輪１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、肩部１ａから小径段部１ｂ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１ｃ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３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、車輪用軸受２の嵌合部となる小径段部１ｂの耐フレッティング性が向上すると共に、加締部１ｃの塑性加工を微小なクラック等の発生を防止してスムーズに行うことができる。

車輪用軸受２は、外周に懸架装置を構成するナックルＮに取り付けられるための車体取付フランジ４ｃを一体に有し、内周に複列の外側転走面４ａ、４ｂが形成された外方部材４と、外周にこれら複列の外側転走面４ａ、４ｂに対向する内側転走面５ａ、６ａがそれぞれ形成された２つの内輪５、６と、両転走面４ａ、５ａおよび４ｂ、６ａ間に保持器７、８を介して転動自在に収容された複数のボール９および円錐ころ１０とを備えている。外方部材４と２つの内輪５、６との間に形成された環状空間の開口部にはシール１１、１１が装着され、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。

アウター側の転走面４ａ、５ａはボール９にアンギュラコンタクトする円弧状に形成されると共に、インナー側の転走面４ｂ、６ａは円錐ころ１０にラインコンタクトするテーパ状に形成されている。そして、インナー側の内輪６における内側転走面６ａの大径側に円錐ころ１０を案内するための大鍔６ｂが形成されると共に、内側転走面６ａの小径側に円錐ころ１０の脱落を防止するための小鍔６ｃが形成されている。

外方部材４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４ａ、４ｂ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。また、内輪５、６およびボール９、円錐ころ１０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。

ここで、本実施形態では、アウター側のボール９のピッチ円直径ＰＣＤとインナー側の円錐ころ１０のピッチ円直径ＰＣＤが同一に設定されている。したがって、インナー側の転動体列部分の剛性が高くなると共に、基本定格荷重がアウター側の転動体列部分の基本定格荷重よりも大きくなり、インナー側の転動体列部分に加わる荷重がアウター側の転動体列部分に加わる荷重よりも大きくなっても寿命を同じかそれ以上にすることができる。すなわち、無駄のない設計を実現することができ、強度・耐久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。

さらに、本実施形態では、ナックルＮがアルミ合金やマグネシウム合金等の軽合金からなり、このナックルＮに当接する外方部材４に電気絶縁性の皮膜層１２が設けられている。この皮膜層１２は、外方部材４の外径面におけるナックルＮが外嵌されるインボード側の外周面４ｄおよび車体取付フランジ４ｃのインボード側の側面４ｅに亙って設けられている。なお、この皮膜層１２は、メッキ層の上にコーティング層を設けたものか、あるいは、コーティング層の単独からなる。

コーティング層は合成樹脂層であっても良く、また、塗料が塗布された塗膜層であっても良い。例えば、皮膜層１２が、メッキ層の上にコーティング層が設けられたものである場合、クロメート処理皮膜等からなるメッキ層の上に、低温熱硬化性タイプのコーティング層が形成される。この低温熱硬化性タイプのコーティング層には、一液性低温熱硬化タイプのコーティング剤が用いられる。また、皮膜層１２が、静電粉体塗装により形成される単独のコーティング層であっても良い。この静電粉体塗装には、例えば、粉体型エポキシ塗料、アクリル塗料、溶剤型焼付アクリル塗料、アミノアルキド塗料等が用いられる。これにより、互いに金属電位の異なる鋼製の車輪用軸受２と軽合金製のナックルＮとの間を電気的に導通させるため電位差が生じ難く、両者が接触している部分に導電性の液体が付着し、この導電性の液体が電解液となって電池が形成されても、当接部分が腐食する、所謂ガルバニック腐食による電食を防止することができる。

また、前述したシール１１は、図２に拡大して示すように、断面略Ｌ字状に形成され、互いに対向配置された環状のシール板１３とスリンガ１４とからなる複合型シール、所謂パックシールで構成されている。すなわち、環状のシール板１３は、外方部材４の端部に内嵌される芯金１５と、この芯金１５に加硫接着により一体接合されたシール部材１６からなる。このシール部材１６は、スリンガ１４に摺接するサイドリップ１６ａと一対のラジアルリップ１６ｂ、１６ｃとを備えている。

芯金１５は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）等の鋼板にプレス加工、絞り加工、バーリング加工等の塑性加工を施すことにより全体が円環状に形成され、外方部材４に内嵌される円筒部１５ａと、この円筒部１５ａから径方向内方に延びる立板部１５ｂとを有している。また、シール部材１６は、ニトリルゴム等の合成ゴム中にカーボン等の導電材粉末が混入された導電性を有する材料で形成されている。これにより、外方部材４と内輪６との間を電気的に導通させるため電位差が生じ難くなる。なお、導電性ゴム材は、体積固有抵抗値が３０×１０^３Ωｃｍ以下のものが好ましい。

一方、スリンガ１４は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）等の鋼板にプレス加工により全体が円環状に形成され、内輪６に圧入される円筒部１４ａと、この円筒部１４ａから径方向外方に延びる立板部１４ｂとを備えている。

このように、本発明に係る車輪用軸受装置においては、シール１１が導電性のものであるため、外方部材４と内輪６間の電流は、シール１１を通じて流れることになり、車輪のタイヤで発生した静電気は、ハブ輪１、内輪６およびこのシール１１を介して外方部材４に流れ、さらに、外方部材４からナックルＮへの固定用ボルト（図示せず）を介してナックルＮへ流れて車体へ逃がされることになる。そのため、外方部材４と内輪５、６の両転走面とボール９および円錐ころ１０との間で潤滑油膜が不十分であっても、この部分でスパークが発生することがなく、また、このようなスパークに起因して電食が発生したり、車両に搭載されたラジオにノイズが入るのを防止することができる。

図３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、この実施形態は、前述した実施形態と基本的にはハブ輪の構成が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して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、外方部材４と、ハブ輪１７、およびこのハブ輪１７の小径段部１７ｂに圧入された内輪６からなる内方部材１８とを備えている。ハブ輪１７は、外周にアウター側の外側転走面４ａに対向するアウター側の内側転走面１７ａが直接形成されると共に、この内側転走面１７ａから軸方向に延びる小径段部１７ｂが形成されている。内輪６はこの小径段部１７ｂに所定のシメシロを介して圧入され、加締部１ｃによって軸方向に固定されている。

外方部材４とハブ輪１７および内輪６との間に形成された環状空間の開口部にはシール１９、１１が装着され、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。また、ハブ輪１７はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、シール１９が摺接するシールランド部から内側転走面１７ａおよび小径段部１７ｂ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。

ここで、本実施形態は、前述した実施形態と同様、アウター側のボール９列のピッチ円直径ＰＣＤとインナー側の円錐ころ１０列のピッチ円直径ＰＣＤが同一に設定されている。したがって、装置の軽量・コンパクト化を図りつつ、インナー側の転動体列部分の剛性が高くなると共に、基本定格荷重がアウター側の転動体列部分の基本定格荷重よりも大きくなり、インナー側の転動体列部分に加わる荷重がアウター側の転動体列部分に加わる荷重よりも大きくなっても寿命を同じかそれ以上にすることができる。

さらに、本実施形態では、図４に拡大して示すように、前述したアウター側のシール１９が、導電性の芯金２０と、この芯金２０に一体接合された導電性のシール部材２１とで構成されている。芯金２０は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）等の鋼板にプレス加工等の塑性加工を施すことにより、全体が円環状に形成され、外方部材４に内嵌される円筒部２０ａと、この円筒部２０ａから径方向内方に延びる立板部２０ｂとを有している。また、シール部材２１は、ニトリルゴム等の合成ゴム中にカーボン等の導電材粉末が混入された導電性を有する材料で形成され、車輪取付フランジ３の基部に摺接するサイドリップ２１ａと一対のラジアルリップ２１ｂ、２１ｃとを有している。これにより、外方部材４とハブ輪１７間の電流は、このシール１９を通じて車体側へ流れることになり、前述した実施形態と同様、各転走面４ａ、１７ａに電食が発生したり、また、車両に搭載されたラジオにノイズが入るのを防止することができる。

図５は、本発明に係る車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態（図１）と基本的には両転動体列のピッチ円直径が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

この車輪用軸受装置は第２世代と呼称される従動輪用であって、ハブ輪２２と、このハブ輪２２に固定された車輪用軸受２３とを備えている。ハブ輪２２は、アウター側の端部に車輪取付フランジ３を一体に有し、この車輪取付フランジ３から肩部２２ａを介して軸方向に延びる小径段部２２ｂが形成されている。また、車輪用軸受２３は、ハブ輪２２の肩部２２ａに衝合した状態で小径段部２２ｂに所定のシメシロを介して圧入されると共に、この小径段部２２ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部１ｃによって軸方向に固定されている。

車輪用軸受２３は、外周に車体取付フランジ４ｃを一体に有し、内周に複列の外側転走面４ａ、２４ａが形成された外方部材２４と、外周にこれら複列の外側転走面４ａ、２４ａに対向する内側転走面２５ａ、２６ａがそれぞれ形成された２つの内輪２５、２６と、両転走面４ａ、２５ａおよび２４ａ、２６ａ間に保持器７、２７を介して転動自在に収容された複数のボール９および円錐ころ１０とを備えている。外方部材２４と２つの内輪２５、２６との間に形成された環状空間の開口部にはシール１１、１１’が装着され、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。

外方部材２４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４ａ、２４ａ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。また、内輪２５、２６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。

ここで、本実施形態は、インナー側の円錐ころ１０列のピッチ円直径ＰＣＤｉがアウター側のボール９列のピッチ円直径ＰＣＤｏよりも小径に設定されている。これにより、外方部材２４におけるインナー側の外径Ｄを小径に設定することができ、インナー側の転動体列の基本定格荷重を低下させることなくナックルサイズを小さくでき、装置の軽量・コンパクト化を図ることができる。また、アウター側のボール９列におけるピッチ円直径ＰＣＤｏの拡径量に対応してアウター側の内輪２５の肉厚を厚くすることにより、ピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉに違いがあってもハブ輪２２の小径段部２２ｂをストレートな軸状に形成することができ、加工性を向上させることができる。

図６は、本発明に係る車輪用軸受装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第３の実施形態（図５）と基本的にはハブ輪の構成が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して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、外方部材２４と、ハブ輪２８、およびこのハブ輪２８の小径段部２８ａに圧入された内輪２６からなる内方部材２９とを備えている。ハブ輪２８は、外周にアウター側の外側転走面４ａに対向するアウター側の内側転走面１７ａと、この内側転走面１７ａから軸方向に延びる小径段部２８ａが形成されている。内輪２６はこの小径段部２８ａに所定のシメシロを介して圧入され、加締部１ｃによって軸方向に固定されている。

外方部材２４とハブ輪２８および内輪２６との間に形成された環状空間の開口部にはシール１９、１１’が装着され、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。また、ハブ輪２８はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、シール１９が摺接するシールランド部から内側転走面１７ａおよび小径段部２８ａ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。

ここで、本実施形態は、前述した実施形態と同様、インナー側の円錐ころ１０列のピッチ円直径ＰＣＤｉがアウター側のボール９列のピッチ円直径ＰＣＤｏよりも小径に設定されている。これにより、アウター側のボール９列のボール個数をインナー側の円錐ころ１０列における円錐ころ１０の個数よりも多く収容することができるので、全体の軸受剛性を高めると共に、外方部材２４におけるインナー側の外径Ｄを小径にすることができ、インナー側の軸受列の基本定格荷重を低下させることなくナックルサイズを小さくできる。したがって、一層装置の軽量・コンパクト化を図りつつ、インナー側の軸受列の基本定格荷重をアウター側の軸受列の基本定格荷重よりも大きくして、インナー側の軸受列に加わる荷重がアウター側の軸受列部分に加わる荷重よりも大きくなっても寿命を同じかそれ以上にすることができる。

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、内輪回転タイプの第２または第３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の要部拡大図である。 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。 図３の要部拡大図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第４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。 従来の他の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

符号の説明

１、１７、２２、２８・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ、２２ａ・・・・・・・・・・・・・肩部
１ｂ、１７ｂ、２２ｂ、２８ａ・・・・・小径段部
１ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
２、２３・・・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受
３・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
３ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
４、２４・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
４ａ、４ｂ、２４ａ・・・・・・・・・・外側転走面
４ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
４ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・外周面
４ｅ・・・・・・・・・・・・・・・・・側面
５、６、２５、２６・・・・・・・・・・内輪
５ａ、６ａ、１７ａ、２５ａ、２６ａ・・内側転走面
６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・大鍔
６ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・小鍔
７、８、２７・・・・・・・・・・・・・保持器
９・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボール
１０・・・・・・・・・・・・・・・・・円錐ころ
１１、１１’、１９・・・・・・・・・・シール
１２・・・・・・・・・・・・・・・・・皮膜層
１３・・・・・・・・・・・・・・・・・シール板
１４・・・・・・・・・・・・・・・・・スリンガ
１４ａ、１５ａ、２０ａ・・・・・・・・円筒部
１４ｂ、１５ｂ、２０ｂ・・・・・・・・立板部
１５、２０・・・・・・・・・・・・・・芯金
１６、２１・・・・・・・・・・・・・・シール部材
１６ａ、２１ａ・・・・・・・・・・・・サイドリップ
１６ｂ、１６ｃ、２１ｂ、２１ｃ・・・・ラジアルリップ
１８、２９・・・・・・・・・・・・・・内方部材
５０、６４・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５０ａ、６４ａ、５７ａ、６５ａ・・・・内側転走面
５０ｂ、６３・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５１・・・・・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
５２・・・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
５３、６２・・・・・・・・・・・・・・外方部材
５３ａ、５３ｂ、６２ａ、６２ｂ・・・・外側転走面
５３ｃ、６２ｃ・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５４、６６・・・・・・・・・・・・・・内方部材
５５、６７、６８・・・・・・・・・・・ボール
５６・・・・・・・・・・・・・・・・・円錐ころ
５７、６５・・・・・・・・・・・・・・内輪
５７ａ、６４ａ、６５ａ・・・・・・・・内側転走面
５８・・・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
５８ａ・・・・・・・・・・・・・・・・トラック溝
５９・・・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
６０・・・・・・・・・・・・・・・・・肩部
６１・・・・・・・・・・・・・・・・・止め輪
６４ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
６４ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
６９、７０・・・・・・・・・・・・・・保持器
７１、７２・・・・・・・・・・・・・・シール
Ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材のインナー側の外径
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
Ｎ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ナックル
ＰＣＤ・・・・・・・・・・・・・・・・ピッチ円直径
ＰＣＤｉ・・・・・・・・・・・・・インナー側の円錐ころのピッチ円直径
ＰＣＤｏ・・・・・・・・・・・・・アウター側のボールのピッチ円直径

Claims (5)

1. 外周に軽合金製の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、
   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内側転走面が形成された少なくとも一つの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転動体と、
   前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部にそれぞれ装着されたシールとを備え、
   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前記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、
   前記複列の転動体のうちアウター側の転動体がボール、インナー側の転動体が円錐ころであり、このインナー側の円錐ころ列の基本定格荷重が、前記アウター側のボール列の基本定格荷重よりも大きく設定されると共に、前記外方部材の前記ナックルとの当接面に電気絶縁性の皮膜層が形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記シールのうち少なくとも一方のシールが導電性のあるシール部材を備えている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記インナー側の円錐ころ列のピッチ円直径とアウター側のボール列のピッチ円直径が同一に設定されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記インナー側の円錐ころ列のピッチ円直径がアウター側のボール列のピッチ円直径よりも小径に設定されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
5. 前記ハブ輪の外周にアウター側の内側転走面が直接形成されると共に、この内側転走面からインナー側に前記小径段部が形成され、この小径段部に所定のシメシロを介して前記インナー側の内輪が圧入されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。

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