JP2008101651A - 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。
【解決手段】複列の転動体列を備えた第２または第３世代構造の車輪用軸受装置において、複列の転動体列のうち一方の転動体列がボール９、他方の転動体列が円錐ころ１０で構成され、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よりも大径に設定されると共に、ボール９列のボール個数が円錐ころ１０列のころ個数よりも多く設定されているので、軽量・コンパクト化を図りつつ軸受の回転トルクの増大を抑制すると共に、インナー側の軸受列に加わる荷重がアウター側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。
【選択図】図６

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、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１３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、アウター側の軸受列部分に比べ大きな荷重が加わるインナー側の軸受列部分の基本定格荷重を、アウター側の軸受列部分の基本定格荷重よりも大きくして、これら両軸受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１４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・アウター側の各軸受列に加わる荷重は互いに異なり、アウター側の軸受列に加わる荷重よりも、インナー側の軸受列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、インナー側の軸受列の基本定格荷重が、アウター側の軸受列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。

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、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列とを備えた車輪用軸受装置において、前記複列の転動体列のうち一方の転動体列がボールで構成され、他方の転動体列が円錐ころで構成されると共に、前記ボール列のボール個数が前記円錐ころ列のころ個数よりも多く設定されている。

このように、複列の転動体列を備えた第２または第３世代構造の車輪用軸受装置において、複列の転動体列のうち一方の転動体列がボールで構成され、他方の転動体列が円錐ころで構成されると共に、ボール列のボール個数が円錐ころ列のころ個数よりも多く設定されているので、軸受の回転トルクを増大させることなく、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ことができる。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記複列の転動体列のうちインナー側の転動体列のピッチ円直径がアウター側の転動体列のピッチ円直径よりも大径に設定されていれば、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・耐久性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。

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軸方向に固定されていれば、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４に記載の発明のように、前記ハブ輪の小径段部に一対の内輪が圧入され、これらの内輪の内径が同一に設定されていれば、インナー側の転動体列におけるピッチ円直径ＰＣＤｉの拡径量に対応してインナー側の内輪の肉厚を厚くして剛性を高くすることができるため、加締加工によって内輪に発生するフープ応力を抑えることができ、内輪の耐久性を向上させることができる。

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、ハブ輪の小径段部を拡径して形成できるため、ハブ輪の強度・剛性を高めることができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、外周に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、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列とを備えた車輪用軸受装置において、前記複列の転動体列のうち一方の転動体列がボールで構成され、他方の転動体列が円錐ころで構成されると共に、前記ボール列のボール個数が前記円錐ころ列のころ個数よりも多く設定されているので、軸受の回転トルクを増大させることなく、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ことができる。

外周に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、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、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面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、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された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列とを備え、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、前記複列の転動体列のうちアウター側の転動体列がボール、インナー側の転動体列が円錐ころで構成され、当該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大径に設定されると共に、前記アウター側のボール列のボール個数が前記インナー側の円錐ころ列のころ個数よりも多く設定されている。

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。車輪取付フランジ３にはハブボルト３ａが周方向等配に植設されている。

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％を含む中高炭素鋼で形成され、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（図示せず）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、１２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と、小径側に円錐ころ１０の脱落を防止するための小鍔６ｃがそれぞれ形成されている。

外方部材４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、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ＰＣＤｏとインナー側の円錐ころ１０のピッチ円直径ＰＣＤｉが同一（ＰＣＤｏ＝ＰＣＤｉ）に設定されると共に、アウター側のボール９列が間隔を詰めて配列され、そのボール個数が、インナー側の円錐ころ１０列のころ個数よりも多くなるように設定されている。したがって、全体の軸受剛性が確保できると共に、インナー側の軸受列の基本定格荷重がアウター側の軸受列の基本定格荷重よりも大きくなり、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。

図２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１３、およびこのハブ輪１３の小径段部１３ｂに圧入された内輪６からなる内方部材１４とを備えている。ハブ輪１３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１３ａと、この内側転走面１３ａから軸方向に延びる小径段部１３ｂが形成されている。内輪６はこの小径段部１３ｂ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１３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１５、１２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１３はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、シール１５が摺接するシールランド部３ｂから内側転走面１３ａおよび小径段部１３ｂ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ＰＣＤｏとインナー側の円錐ころ１０列のピッチ円直径ＰＣＤｉが同一（ＰＣＤｏ＝ＰＣＤｉ）に設定されると共に、アウター側のボール９列のボール個数が、インナー側の円錐ころ１０列のころ個数よりも多くなるように設定されている。したがって、一層装置の軽量・コンパクト化を図りつつ、全体の軸受剛性が高くなると共に、基本定格荷重がアウター側の軸受列部分の基本定格荷重よりも大きくなり、インナー側の軸受列部分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。

図３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）と基本的には車輪用軸受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１６とを備えている。車輪用軸受１６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。

車輪用軸受１６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１７ａ、１７ｂが形成された外方部材１７と、外周にこれら複列の外側転走面１７ａ、１７ｂに対向する内側転走面１８ａ、１９ａがそれぞれ形成された２つの内輪１８、１９と、両転走面１７ａ、１８ａおよび１７ｂ、１９ａ間に保持器２０、２１を介して転動自在に収容された複数の円錐ころ１０およびボール９を備えている。

アウター側の各転走面１７ａ、１８ａはテーパ状に形成されると共に、インナー側の各転走面１７ｂ、１９ａは円弧状に形成されている。そして、アウター側の内輪１８における内側転走面１８ａの大径側に円錐ころ１０を案内するための大鍔１８ｂと、小径側に円錐ころ１０の脱落を防止するための小鍔１８ｃがそれぞれ形成されている。

外方部材１７はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面１７ａ、１７ｂ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１８、１９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、アウター側の円錐ころ１０列のピッチ円直径ＰＣＤｏとインナー側のボール９列のピッチ円直径ＰＣＤｉが同一（ＰＣＤｏ＝ＰＣＤｉ）に設定されると共に、インナー側のボール９列のボール個数がアウター側の円錐ころ１０列のころ個数よりも多く設定されている。これにより、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軸受の回転トルクを低減することができ、装置の軽量・コンパクト化を図ることができる。

図４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３）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１７と、ハブ輪２２、およびこのハブ輪２２の小径段部２２ｂに圧入された内輪１９からなる内方部材２３とを備えている。ハブ輪２２は、外周に外方部材１７のアウター側の外側転走面１７ａに対向するアウター側のテーパ状の内側転走面２２ａと、この内側転走面２２ａから軸方向に延びる小径段部２２ｂが形成されている。そして、アウター側の内側転走面２２ａの大径側に円錐ころ１０を案内するための大鍔１８ｂが形成されている。

内輪１９は小径段部２２ｂ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。また、ハブ輪２２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、シール１５が摺接するシールランド部３ｂから内側転走面２２ａおよび小径段部２２ｂ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、アウターの円錐ころ１０列のピッチ円直径ＰＣＤｏとインナー側側のボール９列のピッチ円直径ＰＣＤｉが同一（ＰＣＤｏ＝ＰＣＤｉ）に設定されると共に、インナー側のボール９列のボール個数がアウター側の円錐ころ１０列のころ個数よりも多く設定されている。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軸受の回転トルクを低減することができると共に、装置の一層の軽量・コンパクト化を図ることができる。

図５は、本発明に係る車輪用軸受装置の第５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）と基本的には両軸受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１と、このハブ輪１に固定された車輪用軸受２４とを備えている。車輪用軸受２４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、２５ａが形成された外方部材２５と、外周にこれら複列の外側転走面４ａ、２５ａに対向する内側転走面５ａ、２６ａがそれぞれ形成された２つの内輪５、２６と、両転走面４ａ、５ａおよび２５ａ、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２５はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面４ａ、２５ａ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よりも大径（ＰＣＤｉ＞ＰＣＤｏ）に設定されると共に、アウター側のボール９列のボール個数がインナー側の円錐ころ１０列のころ個数よりも多く設定されている。これにより、装置の軽量・コンパクト化を図りつつ、全体の軸受剛性が高くなると共に、インナー側の軸受列の基本定格荷重を増大させ、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。また、インナー側の円錐ころ１０列におけるピッチ円直径ＰＣＤｉの拡径量に対応してインナー側の内輪２６の肉厚が厚くなって剛性が高くなるため、加締加工によって内輪２６に発生するフープ応力を抑えることができ、内輪２６の耐久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６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５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２５と、ハブ輪１３、およびこのハブ輪１３の小径段部１３ｂに圧入された内輪２６からなる内方部材２８とを備えている。

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よりも大径（ＰＣＤｉ＞ＰＣＤｏ）に設定されると共に、アウター側のボール９列のボール個数が、インナー側の円錐ころ１０列のころ個数よりも多く設定されている。これにより、インナー側の軸受列の基本定格荷重を増大させ、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と共に、装置の一層の軽量・コンパクト化を図ることができる。また、インナー側の内輪２６の肉厚が厚くなり、加締加工によって内輪２６に発生するフープ応力を抑えて内輪２６の耐久性を向上させることができる。

図７は、本発明に係る車輪用軸受装置の第７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５の実施形態（図５）と基本的にはハブ輪と車輪用軸受の構成が一部異なるだけで、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１’と、このハブ輪１’に固定された車輪用軸受２４’とを備えている。車輪用軸受２４’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、２５ａが形成された外方部材２５と、外周にこれら複列の外側転走面４ａ、２５ａに対向する内側転走面５ａ、２６ａがそれぞれ形成された２つの内輪５’、２６’と、両転走面４ａ、５ａおよび２５ａ、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。

ハブ輪１’は、前述した第５の実施形態におけるハブ輪１に対して、小径段部１ｂ’の外径が大径に形成されている。また、この小径段部１ｂ’の拡径に伴い、内輪５’、２６’の肉厚が薄肉に形成されている。これにより、車輪用軸受２４’の外径を大きくすることなくハブ輪１’の小径段部１ｂ’が拡径されているため、装置の軽量・コンパクト化を図ると共に、ハブ輪１’の強度・剛性を高めることができる。

図８は、本発明に係る車輪用軸受装置の第８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６の実施形態（図６）と基本的にはハブ輪と内輪の構成が一部異なるだけで、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、外方部材２５と、ハブ輪１３’、およびこのハブ輪１３’の小径段部１３ｂ’に圧入された内輪２６’からなる内方部材２８’とを備えている。

ハブ輪１３’は、前述した第６の実施形態におけるハブ輪１３に対して、小径段部１３ｂ’の外径が大径に形成されている。また、この小径段部１３ｂ’の拡径に伴い、内輪２６’の肉厚が薄肉に形成されている。これにより、外方部材２５の外径を大きくすることなくハブ輪１３’の小径段部１３ｂ’が拡径されているため、装置の軽量・コンパクト化を図ると共に、ハブ輪１３’の強度・剛性を高めることができる。

図９は、本発明に係る車輪用軸受装置の第９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３）と基本的には両軸受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１と、このハブ輪１に固定された車輪用軸受２９とを備えている。車輪用軸受２９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１７ａ、３０ａが形成された外方部材３０と、外周にこれら複列の外側転走面１７ａ、３０ａに対向する内側転走面１８ａ、３１ａがそれぞれ形成された２つの内輪１８、３１と、両転走面１７ａ、１８ａおよび３０ａ、３１ａ間に保持器２０、３２を介して転動自在に収容された複数の円錐ころ１０およびボール９とを備えている。

外方部材３０はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面１７ａ、３０ａ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３１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。

外方部材３０と２つの内輪１８、３１との間に形成された環状空間の開口部にはシール１１、３３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。

ここで、本実施形態は、インナー側のボール９列のピッチ円直径ＰＣＤｉがアウター側の円錐ころ１０列のピッチ円直径ＰＣＤｏよりも大径（ＰＣＤｉ＞ＰＣＤｏ）に設定されると共に、インナー側のボール９列のボール個数がアウター側の円錐ころ１０列のころ個数よりも多く設定されている。これにより、装置の軽量・コンパクト化を図りつつ、全体の軸受剛性が高くなると共に、インナー側の軸受列の基本定格荷重を増大させ、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。また、インナー側のボール９列におけるピッチ円直径ＰＣＤｉの拡径量に対応してインナー側の内輪３１の肉厚が厚くなって剛性が高くなるため、加締加工によって内輪３１に発生するフープ応力を抑えることができ、内輪３１の耐久性を向上させることができる。

図１０は、本発明に係る車輪用軸受装置の第１０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９の実施形態（図９）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３０と、ハブ輪２２、およびこのハブ輪２２の小径段部２２ｂに圧入された内輪３１からなる内方部材３４とを備えている。

ここで、本実施形態は、前述した実施形態と同様、インナー側のボール９列のピッチ円直径ＰＣＤｉがアウター側の円錐ころ１０列のピッチ円直径ＰＣＤｏよりも大径（ＰＣＤｉ＞ＰＣＤｏ）に設定されると共に、インナー側のボール９列のボール個数が、アウター側の円錐ころ１０列のころ個数よりも多く設定されている。これにより、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、また、軸受の回転トルクを増大させることなく、強度・剛性を高め、かつ装置の一層の軽量・コンパクト化を図ることができる。また、インナー側の内輪３１の肉厚が厚くなり、加締加工によって内輪３１に発生するフープ応力を抑えて耐久性を向上させることができる。

図１１は、本発明に係る車輪用軸受装置の第１１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９の実施形態（図９）と基本的にはハブ輪と車輪用軸受の構成が一部異なるだけで、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１’と、このハブ輪１’に固定された車輪用軸受２９’とを備えている。車輪用軸受２９’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１７ａ、３０ａが形成された外方部材３０と、外周にこれら複列の外側転走面１７ａ、３０ａに対向する内側転走面１８ａ、３１ａがそれぞれ形成された２つの内輪１８’、３１’と、両転走面１７ａ、１８ａおよび３０ａ、３１ａ間に保持器２０、３２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。

ハブ輪１’は、前述した第９の実施形態におけるハブ輪１に対して、小径段部１ｂ’の外径が大径に形成されている。また、この小径段部１ｂ’の拡径に伴い、内輪１８’、３１’の肉厚が薄肉に形成されている。これにより、車輪用軸受２９’の外径を大きくすることなくハブ輪１’の小径段部１ｂ’が拡径されているため、装置の軽量・コンパクト化を図ると共に、ハブ輪１’の強度・剛性を高めることができる。

図１２は、本発明に係る車輪用軸受装置の第１２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１０の実施形態（図１０）と基本的にはハブ輪と内輪の構成が一部異なるだけで、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、外方部材３０と、ハブ輪２２’、およびこのハブ輪２２’の小径段部２２ｂ’に圧入された内輪３１’からなる内方部材３４’とを備えている。

ハブ輪２２’は、前述した第１０の実施形態におけるハブ輪２２に対して、小径段部２２ｂ’の外径が大径に形成されている。また、この小径段部２２ｂ’の拡径に伴い、内輪３１’の肉厚が薄肉に形成されている。これにより、外方部材３０の外径を大きくすることなくハブ輪２２’の小径段部２２ｂ’が拡径されているため、装置の軽量・コンパクト化を図ると共に、ハブ輪２２’の強度・剛性を高めることができる。

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、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。 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。 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。 本発明に係る車輪用軸受装置の第５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６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７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８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９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１０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１１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１２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、１’、１３、１３’、２２、２２’・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・肩部
１ｂ、１ｂ’、１３ｂ、１３ｂ’、２２ｂ、２２ｂ’・・・・・・・・小径段部
１ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
２、１６、２４、２４’、２９、２９’・・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受
３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
３ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
３ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シールランド部
４、１７、２５、３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
４ａ、４ｂ、１７ａ、１７ｂ、２５ａ、３０ａ・・・・・・・・・・外側転走面
４ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５、５’、６、１８、１８’、１９、２６、２６’、３１、３１’・・・内輪
５ａ、６ａ、１３ａ、１８ａ、１９ａ、２２ａ、２６ａ、３１ａ・・内側転走面
６ｂ、１８ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・大鍔
６ｃ、１８ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小鍔
７、８、２０、２１、２７、３２・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボール
１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・円錐ころ
１１、１２、１５、３３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール
１４、２３、２８、２８’、３４、３４’・・・・・・・・・・・・・内方部材
５０、６４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５０ａ、５７ａ、６４ａ、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
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
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
ＰＣＤｉ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・インナー側の転動体のピッチ円直径
ＰＣＤｏ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・アウター側の転動体のピッチ円直径

Claims (5)

1. 外周に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、
   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列とを備えた車輪用軸受装置において、
   前記複列の転動体列のうち一方の転動体列がボールで構成され、他方の転動体列が円錐ころで構成されると共に、前記ボール列のボール個数が前記円錐ころ列のころ個数よりも多く設定されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記複列の転動体列のうちインナー側の転動体列のピッチ円直径がアウター側の転動体列のピッチ円直径よりも大径に設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 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軸方向に固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. 前記ハブ輪の小径段部に一対の内輪が圧入され、これらの内輪の内径が同一に設定されている請求項１乃至３いずれか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３いずれかに記載の車輪用軸受装置。

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