JP2008082473A - 車輪用転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内輪部材の小径圧入部と内輪体との間の耐クリープ性を向上させることができる車輪用転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】車輪を取り付けるためのフランジ３５を有する内輪部材３２の一端部外周面に小径圧入部４４が形成され、この小径圧入部４４に、外周面に軌道面５１が形成された内輪体５０が圧入嵌合される。小径圧入部４４の外周面と内輪体５０の内周面には、相互に噛み合って係合する凹凸面４５、５２がそれぞれ形成される。凹凸面４５、５２は、軸方向に延びかつ周方向に交互に形成された複数条の凹部４６、５３と凸部４７、５４とをそれぞれ有する。凸部４７、５４の周方向の幅が凹部４６、５３の周方向の幅よりも小さく設定されている。
【選択図】図５

Description

この発明は、車輪を取り付けるためのフランジを有する内輪部材の一端部外周面に小径圧入部が形成され、この小径圧入部に、外周面に軌道面が形成された筒状の内輪体が圧入嵌合された車輪用転がり軸受装置に関する。

この種の車輪用転がり軸受装置において、例えば、軸受け回転時に負荷される外力によって内輪部材の小径圧入部と内輪体との間にクリープ（相対的な滑り）が発生すると、軸受け性能に影響を及ぼす恐れがある。
内輪部材の小径圧入部と内輪体との間のクリープ発生を抑制するために、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
これにおいては、内輪部材の小径圧入部に圧入嵌合される内輪体の圧入方向前端面と、内輪部材の段差面との相対する面に凹凸部をそれぞれ形成し、これら相互の凹凸部を係合させることによって、クリープ発生を抑制するようになっている。
特開２００２−７０８５１号公報

ところで、特許文献１に開示されたものにおいては、内輪体の圧入方向前端面と、内輪部材の段差面との比較的小さい面積内に凹凸部が形成される構造上、相互の凹凸部の係合力を高めて耐クリープ性を向上させることが困難である。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、内輪部材の小径圧入部と内輪体との間の耐クリープ性を向上させることができる車輪用転がり軸受装置を提供することである。

前記目的を達成するために、この発明の請求項１に係る車輪用転がり軸受装置は、車輪を取り付けるためのフランジを有する内輪部材の一端部外周面に小径圧入部が形成され、この小径圧入部に、外周面に軌道面が形成された筒状の内輪体が圧入嵌合された車輪用転がり軸受装置であって、
前記小径圧入部の外周面と前記内輪体の内周面には、相互に噛み合って係合する凹凸面がそれぞれ形成され、
前記凹凸面は、軸方向に延びかつ周方向に交互に形成された複数条の凹部と凸部とをそれぞれ有し、
前記凸部の周方向の幅が凹部の周方向の幅よりも小さく設定されていることを特徴とする。

前記構成によると、内輪部材の小径圧入部の外周面と内輪体の内周面とに、軸方向に延びかつ周方向に交互に形成された複数条の凹部と凸部とをそれぞれ有する凹凸面を噛み合わせて係合させることによって、内輪部材の小径圧入部と内輪体とを強固に回り止めすることができ、ひいては、耐クリープ性を良好に向上させることができる。

請求項２に係る車輪用転がり軸受装置は、請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置であって、
凹部と凸部の段差は、０．５μｍ〜５μｍ程度の微小に設定されていることを特徴とする。

前記構成によると、凹部と凸部の段差が０．５μｍ〜５μｍ程度の微小に設定されることによって、内輪部材の小径圧入部に内輪体を圧入するときに、相互の凹凸面を位置合わせすることなく、小径圧入部と内輪体との弾性変形の範囲において圧入することができ、圧入作業性に優れる。
この際、相互の凹凸面が正規の状態に噛み合って係合されていないとしても、内輪部材の小径圧入部と内輪体との周方向の滑り（僅かなクリープ発生）によって、相互の凹凸面が正規の状態で噛み合って係合する。その後は、相互の凹凸面の噛み合いによる係合力によって、内輪部材の小径圧入部と内輪体とを強固に回り止めすることができ、耐クリープ性を確保することができる。

請求項３に係る車輪用転がり軸受装置は、請求項２に記載の車輪用転がり軸受装置であって、
小径圧入部の外周面及び内輪体の内周面の凹凸面は、０．５μｍ〜５μｍ程度の微小な溝深さをもつ複数の凹部を周方向に所定の間隔をもって溝加工することによって形成されていることを特徴とする。

前記構成によると、レーザー加工やエッチング加工等の溝加工を、小径圧入部の外周面及び内輪体の内周面に施すことで、０．５μｍ〜５μｍ程度の微小な溝深さの複数の凹部を有する凹凸面をそれぞれ容易に形成することができる。

次に、この発明を実施するための最良の形態を実施例にしたがって説明する。

この発明の実施例１を図面にしたがって説明する。
図１はこの発明の実施例１に係る車輪用転がり軸受装置としての車輪用ハブユニットを示す側断面図である。図２は内輪部材としてのハブホイールの小径圧入部に内輪体が圧入嵌合された状態を示す側断面図である。図３は小径圧入部の外周面の凹凸面を拡大して示す横断面図である。図４は内輪体の内周面の凹凸面を拡大して示す横断面図である。図５は小径圧入部に内輪体が圧入嵌合されて相互の凹凸面が噛み合って係合した状態を拡大して示す横断面図である。

図１に示すように、この実施例１の車輪用ハブユニット（この発明の車輪用転がり軸受装置に相当する）は、転がり軸受としての複列のアンギュラ玉軸受３１を構成する外輪部材６０、内輪部材３２、各複数個の玉（この発明の転動体に相当する）６５、６６及び保持器６７、６８を備えて構成されている。
すなわち、筒状をなす外輪部材６０の外周面には、車体側部材、例えば、車両の懸架装置（図示しない）に支持されたナックル１３（又はキャリア）の取付面に固定するため固定フランジ６９が形成されている。そして、外輪部材６０は、その一端部外周面がナックル１３の組付孔に嵌挿され、固定フランジ６９がナックル１３の取付面に当接した状態で複数本のボルト７０が固定フランジ６９を通してナックル１３の取付面にねじ込まれることによって固定される。この外輪部材６０の内周面には複列の軌道面６１、６２が形成されている。

内輪部材３２としてのハブホイール３３は、筒軸状をなすハブ軸４０と、ハブ軸４０の一端部寄り外周面に形成されたフランジ３５とを一体に有している。
そして、ハブホイール３３は、そのハブ軸４０の内孔に車軸（例えば、ドライブシャフト）２０のスプライン軸部２１がスプライン嵌合された後、車軸２０先端の雄ねじ部２２に締付ナット２３が締め付けられることで、トルク伝達可能に連結固定されるようになっている。
また、フランジ３５には、ブレーキロータ（図示しない）を間に挟んで車輪（図示しない）を取り付けるための複数本のハブボルト３６が所定ピッチでかつ圧入によって固定されている。

図１に示すように、ハブ軸４０には、フランジ３５側に位置する部分に大径部４１が形成され、その大径部４１の外周面には、外輪部材６０の一方の軌道面６１に対応する軌道面４２が形成されている。
ハブ軸４０の先端部外周面には、大径部４１と同一中心をなしかつ段差面４３をもって連続する小径圧入部４４が形成されている。そして、小径圧入部４４には、外輪部材６０の他方の軌道面６２に対応する軌道面５１が外周面に形成された筒状の内輪体５０が圧入嵌合されている。
さらに、外輪部材６０の複列の軌道面６１、６２と、ハブ軸４０及び内輪体５０の複列の軌道面４２、５１の間には、各複数個の玉（この発明の転動体に相当する）６５、６６が保持器６７、６８によってそれぞれ保持された状態で転動可能に配置されている。

図１と図２に示すように、ハブ軸４０の小径圧入部４４の外周面と、内輪体５０の内周面には、相互に係合する凹凸面４５、５２がそれぞれ形成されている。
図３に示すように、小径圧入部４４の凹凸面４５は、軸方向の全長にわたって延びかつ周方向に交互に形成された複数条の凹部４６と凸部４７とをそれぞれ有している。
また、凸部４７の頂面の周方向の幅Ｗ１は、１ｍｍ〜数ｍｍ程度で、凹部４６の底面の周方向の幅Ｗ２よりも適宜に小さく設定されている。
また、この実施例１においては、凹部４６の頂面と凸部４７の底面の段差Ｈ１は、０．５μｍ〜５μｍ程度の微小に設定されている。
さらに、レーザー加工やエッチング加工等の溝加工によって、小径圧入部４４の外周面に、０．５μｍ〜５μｍ程度の微小な溝深さをもつ複数の凹部４７を周方向に所定の間隔をもって形成することによって、小径圧入部４４の外周面に凹凸面４５が形成されている。

図４に示すように、内輪体５０の凹凸面５２においても、小径圧入部４４の凹凸面４５と略同様にして、軸方向の全長にわたって延びかつ周方向に交互に形成された複数条の凹部５３と凸部５４とをそれぞれ有し、凸部５３の頂面の周方向の幅Ｗ３は、小径圧入部４４の凸部４７の頂面の幅Ｗ１と略同じ（１ｍｍ〜数ｍｍ程度）で、かつ凹部５４の底面の周方向の幅Ｗ４よりも適宜に小さく設定されている。
さらに、凹部５３の頂面と凸部５４の底面の段差Ｈ２は、小径圧入部４４の凹部４６の頂面と凸部４７の底面の段差Ｈ１と同じで、０．５μｍ〜５μｍ程度の微小に設定されている。さらに、レーザー加工やエッチング加工等の溝加工によって、複数の凹部５３を内輪体５０の内周面周方向に所定の間隔をもって形成することによって、内輪体５０の内周面に凹凸面５２が形成されている。

この実施例１に係る車輪用転がり軸受装置としての車輪用ハブユニットは上述したように構成される。
したがって、ハブ軸４０の小径圧入部４４の先端側から内輪体５０が圧入されて嵌合されることによって、小径圧入部４４に内輪体５０が組み付けられ、小径圧入部４４の凹凸面４５と内輪体５０の凹凸面５２とが相互に噛み合って係合する。
すなわち、小径圧入部４４と内輪体５０の各凹凸面４５、５２は、軸方向の全長にわたって延びかつ周方向に交互に形成された複数条の凹部４６、５３と、凸部４７、５４とをそれぞれ有しているため、各凹凸面４５、５２は互いに噛み合って係合する。これによって、小径圧入部４４と内輪体５０とを強固に回り止めすることができ、ひいては、耐クリープ性を良好に向上させることができる。

また、この実施例１においては、小径圧入部４４と内輪体５０の各凹凸面４５、５２の凹部４６、５３と、凸部４７、５４の段差Ｈ１、Ｈ２は、０．５μｍ〜５μｍ程度の微小に設定される。このため、小径圧入部４４に内輪体５０を圧入するときに、相互の凹凸面４５、５２を位置合わせすることなく、小径圧入部４４と内輪体５０との弾性変形の範囲において圧入することができ、圧入作業性に優れる。
この際、相互の凹凸面４５、５２が正規の状態で噛み合って係合されていないとしても、小径圧入部４４と内輪体５０との周方向の滑り（僅かなクリープ発生）によって、相互の凹凸面４５、５２が正規の状態で噛み合って係合する。その後は、相互の凹凸面４５、５２の噛み合いによる係合力によって、小径圧入部４４と内輪体５０とを強固に回り止めすることができ、耐クリープ性を確保することができる。
また、レーザー加工やエッチング加工等の溝加工を、小径圧入部４４の外周面及び内輪体５０の内周面に施すことで、０．５μｍ〜５μｍ程度の微小な溝深さの複数の凹部４６、５３を有する凹凸面４５、５２をそれぞれ容易に形成することができる。

なお、この発明は前記実施例１に限定するものではない。
例えば、前記実施例１においては、小径圧入部４４と内輪体５０の各凹凸面４５、５２の凹部４６、５３と、凸部４７、５４の段差Ｈ１、Ｈ２が０．５μｍ〜５μｍ程度の微小に設定される場合を例示したが、段差Ｈ１、Ｈ２は適宜に設定すればよい。この場合、小径圧入部４４と内輪体５０の各凹凸面４５、５２を切削加工によって形成してもよい。
また、前記実施例１においては、転がり軸受として、複列のアンギュラ玉軸受４０が採用された場合を例示したが、複列の円すいころ軸受を用いてもこの発明を実施可能である。

この発明の実施例１に係る車輪用転がり軸受装置としての車輪用ハブユニットを示す側断面図である。 同じく内輪部材としてのハブホイールの小径圧入部に内輪体が圧入嵌合された状態を示す側断面図である。 同じく図３は小径圧入部の外周面の凹凸面を拡大して示す横断面図である。 同じく内輪体の内周面の凹凸面を拡大して示す横断面図である。 同じく小径圧入部に内輪体が圧入嵌合されて相互の凹凸面が噛み合って係合した状態を拡大して示す横断面図である。

符号の説明

３１ アンギュラ玉軸受（転がり軸受）
３２ 内輪部材
３３ ハブホイール
３５ フランジ
４０ ハブ軸
４４ 小径圧入部
４５ 凹凸面
４６ 凹部
４７ 凸部
５０ 内輪体
５１ 軌道面
５２ 凹凸面
５３ 凹部
５４ 凸部
６０ 外輪部材
６５、６６ 玉（転動体）

Claims (3)

1. 車輪を取り付けるためのフランジを有する内輪部材の一端部外周面に小径圧入部が形成され、この小径圧入部に、外周面に軌道面が形成された筒状の内輪体が圧入嵌合された車輪用転がり軸受装置であって、
   前記小径圧入部の外周面と前記内輪体の内周面には、相互に噛み合って係合する凹凸面がそれぞれ形成され、
   前記凹凸面は、軸方向に延びかつ周方向に交互に形成された複数条の凹部と凸部とをそれぞれ有し、
   前記凸部の周方向の幅が凹部の周方向の幅よりも小さく設定されていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置。
2. 請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置であって、
   凹部と凸部の段差は、０．５μｍ〜５μｍ程度の微小に設定されていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置。
3. 請求項２に記載の車輪用転がり軸受装置であって、
   小径圧入部の外周面及び内輪体の内周面の凹凸面は、０．５μｍ〜５μｍ程度の微小な溝深さをもつ複数の凹部を周方向に所定の間隔をもって溝加工することによって形成されていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置。

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