JP2008013131A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハブ輪の焼き入れ処理による変形を抑え、作動時にブレーキロータに対してハブ輪が面振れを起こすことを簡易な手段でかつ低コストにて防止する。
【解決手段】 ハブ輪５の車輪取付用フランジ５ｂの基端隅部に位置し、シール部材１３が回転トルク発生時に摺接するシールランド部９のフラット部９ｂの焼き入れ処理による焼き入れ深さを、Ｒ部９ａの焼き入れ深さよりも浅くし、かつこの焼き入れ深さを０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲に規制する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ハブ輪の車輪取付用フランジの基端隅部にシールランド部を有する車輪用軸受装置に関するものである。

前記車輪用軸受装置は、内方部材、外方部材、転動体で主要部が構成される。内方部材は一端に車輪取付用フランジを有し、外周面には内側軌道面を形成する。前記車輪取付用フランジの基端隅部にはシールランド部が形成され、このシールランド部はＲ部とこのＲ部から径方向に延びるフラット部とからなる。外方部材は内周面に外側軌道面を有する。内側軌道面と外側軌道面との間にはそれぞれ複数個ずつ設けられた転動体を備える。

図４に従来の従動輪用の車輪用軸受装置を示す。なお、以下全ての図において車輪側（図の左側）をアウトボード側、車両中央側（図の右側）をインボード側とする。

この車輪用軸受装置５０は、内方部材５１、外方部材５２、転動体５３で主要部が構成される。内方部材５１はハブ輪５４、内輪５５で構成され、内輪５５はハブ輪５４のインボード側外周面に嵌合されている。ハブ輪５４は、アウトボード側に車輪取付用フランジ５４ｂを有し、外周面に第１内側軌道面５４ａが形成されている。なお、車輪取付用フランジ５４ｂのアウトボード側端面（以下単に側端面とする）５９には、ブレーキロータ５８が面接触で取り付けられる。内輪５５のアウトボード側外周面には第２内側軌道面５５ａが形成されている。外方部材５２は内周面に第１内側軌道面５４ａ及び第２内側軌道面５５ａと対向する外側軌道面５２ａを有する。内側軌道面５４ａ、５５ａと外側軌道面５２ａとの間にはそれぞれ複数個ずつ設けられた転動体５３を備える。転動体５３を設けた空間６２のアウトボード側開口部はシール部材６０により塞がれ、インボード側開口部は蓋体６１により塞がれている。このため、空間６２への塵芥の侵入と、空間６２に封入されたグリースの漏出が防止される。

上記シール部材６０が回転トルク発生時に摺接する車輪取付用フランジ５４ｂの基端隅部には、シールランド部５６が形成されている。このシールランド部５６はＲ部５６ａと、このＲ部５６ａから径方向に延びるフラット部５６ｂとからなる。

このフラット部５６ｂからハブ輪５４と内輪５５の嵌合面５５ｃのインボード側端部を除いた部分（以下基半部とする）まで、連続的に図中のクロスハッチングで示したように高周波による焼き入れ硬化処理が施され、ハブ輪５４の強度が強化されている（特許文献１参照）。なお、以下の全ての図において、前記のように焼き入れ処理を施した部分はクロスハッチングで示している。

この焼き入れ処理された焼き入れ硬化層の焼き入れ深さは、シールランド部５６で１．５ｍｍ〜４．０ｍｍである。他の部分については、転がり疲れ寿命の確保や他部材との接触によりフレッティングを起こしやすい部分、他部材からの荷重を受けやすい部分、回転時に応力が集中しやすい部分などには焼き入れが施される。なお、この焼き入れ硬化層の硬度は、ハブ輪５４の強度を十分に確保できるＨｖ５５０〜９００の範囲に規制される。
特開平１１−１２９７０３

さて、図４で示した従来の車輪用軸受装置５０においては、シールランド部５６に焼き入れ処理を行うと、ハブ輪５４が変形し、ハブ輪５４の側端面５９の面触れが増加し、このまま何の処理も施さずに側端面５９にブレーキロータ５８を取り付けると、ブレーキロータ５８のパッド面（図示省略）の面振れが悪化し、ブレーキジャダーを生じさせることがある。このため、側端面５９にブレーキロータ５８を確実に面接触させて取り付けるために、側端面５９に二次旋削（一次旋削はハブ輪５４の鍛造加工後に施される。）を行い、ハブ輪５４の焼き入れ処理による変形部を除去する必要があった。

そこで本発明は、上記の事情を鑑み、ハブ輪の焼き入れ処理による変形を防止し、ブレーキロータをハブ輪に確実に面接触させるためにハブ輪の面触れ増加を抑制することを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明の車輪用軸受装置は、一端に車輪取付用フランジを有し、外周面に内側軌道面を形成する内方部材と、内周面に前記内側軌道面と対向する外側軌道面を形成する外方部材と、前記内側軌道面と前記外側軌道面との間にそれぞれ複数個ずつ設けられた転動体とを備え、前記内方部材は、前記車輪取付用フランジの基端隅部に形成されたＲ部とそのＲ部から径方向に延びるフラット部とからなり、前記Ｒ部及びフラット部が焼き入れ処理されたシールランド部を有し、前記フラット部の焼き入れ深さをＲ部よりも浅くしたことを特徴とする（請求項１）。

上記の車輪用軸受装置であると、シールランド部に焼き入れ処理が施されているため、車輪用軸受装置が作動して回転した際、シールランド部において、シール部材が摺接し、かつ応力が集中することによる耐久性の低下を防止することができる。またフラット部の焼き入れ深さはＲ部よりも浅く施されるため、ハブ輪の焼き入れによる変形も防止することができる。

次に、前記フラット部の焼き入れ深さを、０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲に規制した（請求項２）。

上記の車輪用軸受装置であると、フラット部の焼き入れ深さを従来の焼き入れ深さ（１．５ｍｍ〜４．０ｍｍ）よりも浅くし、かつ焼き入れ深さの規制範囲も狭くしてより厳密に規制しているため、ハブ輪の焼き入れ処理による変形を防止し、かつ十分なハブ輪の強度を確保することができる。

本発明の車輪用軸受装置であれば、ハブ輪の焼き入れ処理による変形を防止することができるため、車輪取付用フランジの側端面に変形部を除去するための二次旋削を施すことなく、ブレーキロータを車輪取付用フランジに確実に面接触させて取り付けることができる。その結果、簡易な手段でかつ低コストでもって、ハブ輪の面振れを抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。

図１に本発明の第１の実施形態を示す。この車輪用軸受装置１は従動輪用の車輪用軸受装置であり、内方部材２、外方部材３、転動体４で主要部が構成される。内方部材２はハブ輪５、内輪６から成り、内輪６はハブ輪５のインボード側外周面に嵌合される。ハブ輪５はアウトボード側に車輪取付用フランジ５ｂを有し、外周面に第１内側軌道面５ａが形成される。なお、車輪取付用フランジ５ｂの側端面７にはブレーキロータ８が面接触で取り付けられる。内輪６のアウトボード側外周面には第２内側軌道面６ａが形成される。外方部材３は内周面に第１内側軌道面５ａ及び第２内側軌道面６ａと対向する外側軌道面３ａが形成される。内側軌道面５ａ、６ａと外側軌道面３ａとの間にはそれぞれ複数個ずつ設けられた転動体４を備える。転動体４を設けた空間１２のアウトボード側開口部はシール部材１３により塞がれ、インボード側開口部は蓋体１４により塞がれている。このため、空間１２への塵芥の侵入と、空間１２に封入されたグリースの漏出が防止される。

上記シール部材１３が回転トルク発生時に摺接する車輪取付用フランジ５ｂの基端隅部には、シールランド部９が形成される。このシールランド９はＲ部９ａと、このＲ部９ａから径方向に延びるフラット部９ｂとからなる。

このフラット部９ｂからハブ輪５と内輪６の嵌合面５ｃの基半部まで、連続的に高周波で焼き入れ処理が施され、ハブ輪５の強度が強化される。なお、焼き入れ処理は、本実施形態の高周波による方法以外に、浸炭焼き入れやレーザー焼き入れによる方法があるが、処理コストや設備費を考慮すると、高周波による方法が好ましい。

上記焼き入れ処理を施した部分について、焼き入れ処理を施すのは以下の理由による。シールランド部９は、シール部材の摺接による摩耗やディスクホイール（図示省略）を固定した車輪取付用フランジ５ｂから受けるモーメント荷重により変形しやすく、これを抑えるためである。第１内側軌道面５ａは転動体４が転がることによる転がり疲れ寿命を確保するためである。段差部５ｄは、ハブ輪５の円筒部１１のインボード側端部を、揺動プレス装置などで加締めて加締め部１０を形成する際、内輪６を介して受ける軸方向の荷重により変形しやすく、またフレッティング摩耗も発生しやすいため、これらを抑えるためである。嵌合面５ｃは、転動体４から内輪６を介して受けるラジアル荷重や車輪取付用フランジ５ｂから受けるモーメント荷重により変形しやすく、これを抑えるためである。

上記焼き入れ硬化層の硬度はＨｖ５５０〜９００に規制される。また、焼き入れ硬化層の焼き入れ深さについてであるが、フラット部９ｂは、焼き入れによるハブ輪５の強度への影響が小さいため、Ｒ部９ａを含む他の焼き入れ処理を施した部分よりも浅く焼き入れされる。具体的には、フラット部９ｂにおいては図中Ａで示した部分で０．５ｍｍ〜２．５ｍｍであり、好ましくは０．５ｍｍ〜２．０ｍｍである。またＲ部においては図中Ｂで示した部分で１．５ｍｍ〜４．０ｍｍである。

上記に焼き入れ深さを規制するのは、次の理由による。Ｒ部９ａは、ハブ輪５のモーメント負荷時の最大剪断応力を基に、この応力に耐え得る硬度を確保できる範囲とする必要があるためである。一方、フラット部９ｂは、焼き入れ深さが０．５ｍｍより浅くなると、ハブ輪の強度を十分に向上させることができず、焼き入れ深さが２．５ｍｍより深くなると、ハブ輪が変形するためである。

上記の構造の車輪用軸受装置１であると、ハブ輪５の焼き入れ処理に伴う変形が生じないため、側端面７に変形部を除去するための二次旋削を施すことなく、ブレーキロータ８を側端面７に確実に面接触させて取り付けることができる。その結果、簡易な手段でかつ低コストをもってハブ輪５の面振れ増加を抑制することができる。

図２に本発明の第２の実施形態を示す。この車輪用軸受装置２０は駆動輪用の車輪用軸受装置であり、内方部材２１、外方部材２２、転動体２３で主要部が構成される。内方部材２２は、ハブ輪２４と等速自在継手２５の外側継手部材２６とで構成され、外側継手部材２６はハブ輪２４の内周面にスプライン嵌合により挿嵌される。ハブ輪２４はアウトボード側に車輪取付用フランジ２４ｂを有し、外周面に第１内側軌道面２４ａが形成される。なお、車輪取付用フランジ２４ｂの側端面２７にはブレーキロータ３４が面接触で取り付けられる。外側継手部材２６はインボード側に開口面を有するカップ状のマウス部２８と軸状のステム部２９とからなり、マウス部２８の肩部３０の外周面に第２内側軌道面３０ａが形成される。外方部材２２は内周面に第１内側軌道面２４ａ及び第２内側軌道面３０ａと対向する外側軌道面２２ａが形成される。内側軌道面２４ａ、３０ａと外側軌道面２２ａとの間にはそれぞれ複数個ずつ設けられる転動体２３を備える。転動体２３を設けた空間３１のアウトボード側開口部とインボード側開口部は、それぞれシール部材３２により塞がれている。これにより空間３１への塵芥の侵入と、空間３１に封入されたグリースの漏出が防止される。

このシール部材３２が回転時に摺接する車輪取付用フランジ２４ｂの基端隅部には、シールランド部３３が形成される。このシールランド３３はＲ部３３ａと、このＲ部３３ａから径方向に延びるフラット部３３ｂとからなる。

このフラット部３３ｂからハブ輪２４のインボード側端部まで高周波で連続的に焼き入れ処理が施され、ハブ輪２４の強度が強化される。焼き入れ深さは、第１の実施形態と同様、Ｒ部３３ａで１．５ｍｍ〜４．０ｍｍ、フラット部３３ｂで０．５ｍｍ〜２．５ｍｍである。なお、焼き入れ硬化層の硬度はＨｖ５５０〜９００である。

この第２の実施形態においても、フラット部３３ｂの焼き入れ深さを、ハブ輪２４の変形が起こりにくい範囲（０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ）に規制しているため、ハブ輪２４の焼き入れ処理に伴う変形が抑えられる。このため、側端面２７に二次旋削を施すことなく、ブレーキロータ３４を側端面２７に確実に面接触させて取り付けることができる。その結果、簡易な手段でかつ抵コストをもってハブ輪２４の面振れ増加を抑制することができる。

さて、これまでに第１の実施形態、第２の実施形態について説明してきたが、これらの実施形態のように、ハブ輪に施す焼き入れ処理を、必ずしもフラット部から連続して設ける必要はない。

上記に係る本発明の第３の実施形態を図３に示す。この実施形態においては、第１の実施形態と同一の部分、形態、機能を有する部品には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、ハブ輪７０に焼き入れ処理の際の焼き入れ深さや硬度の規制範囲についても第１の実施形態と重複するため、その詳細な説明を省略する。

この第３の実施形態の車輪用軸受装置７３では、ハブ輪７０の外周面に施す焼き入れ処理は、シールランド部７１、第１内側軌道面７０ａ、段差部７０ｄ、内輪６とハブ輪７０との嵌合面７０ｃの基半部であり、要所に限定されている。またこれらの要所の間は連続して焼き入れ硬化処理は施されない。前記焼き入れ処理が施された部分は、焼き入れを行う前では、強度が低下しやすい部分であり、他部材との接触によるフレッティング摩耗が起こりやすい部分、他部材から荷重を受ける部分、回転時に応力が集中する部分などである。

具体的にこの車輪用軸受装置７３の焼き入れ処理が施された要所について、焼き入れ処理を施した理由を説明する。シールランド部７１は、シール部材の摺接による摩耗やディスクホイールを固定した車輪取付用フランジ７０ｂから受けるモーメント荷重により変形しやすく、これを抑えるためである。第１内輪軌道面７０ａは転動体４が転がることによる転がり疲れ寿命を確保するためである。段差面７０ｄは、ハブ輪７０に加締め部７２を形成する際、内輪６を介して受ける軸方向の荷重により変形しやすく、またフレッティング摩耗も発生しやすいため、これらを抑えるためである。嵌合面７０ｃは、転動体４から内輪６を介して受けるラジアル荷重や車輪取付用フランジ７０ｂから受けるモーメント荷重により変形しやすく、これを抑えるためである。

この実施形態においても、フラット部７１ｂの焼き入れ深さを浅くしているため、ハブ輪７０の焼き入れ処理による変形が抑えられる。このため、側端面７４の変形部を除去するための二次旋削を施すことなく、ブレーキロータ７５を側端面７４に確実に面接触させて取り付けることができる。その結果、簡易な手段でかつ低コストをもってハブ輪７０の面振れ増加を抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明を行ってきたが、これらの実施形態はあくまで例示であり、特許請求の範囲に記載の意味および範囲内の全ての事項を含む。

本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す断面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す断面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す断面図である。 従来の車輪用軸受装置を示す断面図である。

符号の説明

１、２０、７３ 車輪用軸受装置
５、２４、７０ ハブ輪
５ｂ、２４ｂ、７０ｂ 車輪取付用フランジ
２、２１、 内方部材
３、２２ 外方部材
５ａ、２４ａ、７０ａ 第１内側軌道面
６ａ、３０ａ 第２内側軌道面
３ａ、２２ａ 外側軌道面
４、２３ 転動体
９、３３、７１ シールランド部
９ａ、３３ａ、７１ａ Ｒ部
９ｂ、３３ｂ、７１ｂ フラット部

Claims (2)

1. 一端に車輪取付用フランジを有し、外周面に内側軌道面を形成する内方部材と、内周面に前記内側軌道面と対向する外側軌道面を形成する外方部材と、前記内側軌道面と前記外側軌道面との間にそれぞれ複数個ずつ設けられた転動体とを備え、前記内方部材は、前記車輪取付用フランジの基端隅部に形成されたＲ部とそのＲ部から径方向に延びるフラット部とからなり、前記Ｒ部及びフラット部が焼き入れ処理されたシールランド部を有し、前記フラット部の焼き入れ深さをＲ部よりも浅くしたことを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記フラット部の焼き入れ深さを、０．５ｍｍ〜２．５ｍｍとしたことを特徴とする請求項１記載の車輪用軸受装置。

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