JP2008128380A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量・低コスト化を図ると共に、転走面の加工を容易にできる車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】複列の転がり軸受２は、内周に複列の外側転走面４ａ、４ａが形成された外輪４と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面５ａ、５ａが形成された一対の内輪５、５と、両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）６、６とで構成されている。外輪４と内輪５は、防錆能を有するステンレス鋼製の平板もしくはパイプ材を素材とし、プレス加工にて形成されている。内輪５、５の内側転走面５ａ、５ａと鍔部５ｄ、５ｄの内側面との間には、段差ΔＡが設けられている。
【選択図】図２

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。

この軸受は、外側に転走面が形成された内方部材と、内側に転走面が形成された外方部材と、両転走面間に転動自在に配置される転動体と、からなる。従来、この内方部材と外方部材は、旋削等で形成されるが、軽量・低コスト化を狙い内方部材と外方部材を、板材又はパイプ材からプレス成形する方法が考案されている。

特許文献１には、この内方部材と外方部材を、板材又はパイプ材で成形する例が示されている。特許文献１においては、プレス成形で内方部材及び外方部材に転走面を設け、その転走面を研削又はスーパーで仕上げ加工している。また、内方部材の環状曲部に、複列のボールをそれぞれ環状に配列して、油圧プレスローラにより外方部材に環状凹部が形成されている。そして、このプレス形成時に内方部材と外方部材とボールとの間に予圧が与えられる。
特開平１−２１０６１２号公報

しかしながら、特許文献１に示す軽量・低コストを狙った車輪用軸受装置においては、転走面を研削又はスーパーで仕上げ加工する際に、転走面の側方に段差が生じてしまい、加工が困難であるという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、軽量・低コスト化を図ると共に、転走面の加工を容易にできる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、本発明は、内周に複列の外側転走面が形成されたプレス板製の外輪と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成されたプレス板製の一対の内輪と、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、を備え、前記外輪に軸方向外方に延びる円筒部が形成され、前記内輪の軸方向外方の端部に径方向外方に延びる鍔部が形成され、前記外輪の円筒部と前記内輪の鍔部とで形成されるインナー側及びアウター側の開口部にそれぞれシールが装着されており、前記内輪に内嵌されるハブ輪と、該ハブ輪に嵌合された等速自在継手の外側継手部材と、を固着手段によって固着すると共に、前記ハブ輪の肩部と前記外側継手部材の肩部とで前記一対の内輪の鍔部に予圧を付与し、前記内輪の転走面と前記鍔部の内側面との間に段差が設けられている構成を採用する。

このように、内輪の転走面と鍔部の内側面との間に段差が設けられているので、プレス加工により形成された内側転走面の研削又はスーパー加工時に、工具が鍔部の内側面に干渉することなく、転走面を好適に加工できる。また、これにより、パイプ材からプレス成形した内輪の転走面加工を従来設備で行うことができる。また、外輪及び内輪をプレス板製にできるので、軽量・低コスト化を図ることができる。さらに、ハブ輪の肩部と外側継手部材の肩部とで軸受に予圧を付与することができるので、高い軸受性能を実現でき、高寿命な車輪用軸受装置を提供することができる。

また、本発明は、前記鍔部の外側面に段差が設けられている構成とすることもできる。これにより、鍔部を均等肉厚にでき、その強度を確保できる。

また、本発明は、前記内輪の転走面の両端に、チャンファ又は丸め加工が施されていることもできる。これにより、内側転走面の各々の端部は、エッジが丸められ、内側転走面を転動体が転動する際に、内側転走面の端部に引っかかったり、端部に接触することで疵がつくことを防止できる。

また、本発明は、前記内輪の転走面の研削又はスーパー加工時に前記チャンファ又は丸め加工が施されることもできる。これにより、加工工程の効率化が図れる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の外側転走面が形成されたプレス板製の外輪と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成されたプレス板製の一対の内輪と、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、を備え、前記外輪に軸方向外方に延びる円筒部が形成され、前記内輪の軸方向外方の端部に径方向外方に延びる鍔部が形成され、前記外輪の円筒部と前記内輪の鍔部とで形成されるインナー側及びアウター側の開口部にそれぞれシールが装着されており、前記内輪に内嵌されるハブ輪と、該ハブ輪に嵌合された等速自在継手の外側継手部材と、を固着手段によって固着すると共に、前記ハブ輪の肩部と前記外側継手部材の肩部とで前記一対の内輪の鍔部に予圧を付与し、前記内輪の転走面と前記鍔部の内側面との間に段差が設けられているので、軽量・低コスト化を図ると共に、工具が鍔部に干渉しないので、転走面の加工を容易にできる。

内周に複列の外側転走面が形成されたプレス板製の外輪と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成されたプレス板製の一対の内輪と、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、を備え、前記外輪に軸方向外方に延びる円筒部が形成され、前記内輪の軸方向外方の端部に径方向外方に延びる鍔部が形成され、前記外輪の円筒部と前記内輪の鍔部とで形成されるインナー側及びアウター側の開口部にそれぞれシールが装着されており、前記内輪に内嵌されるハブ輪と、該ハブ輪に嵌合された等速自在継手の外側継手部材と、を固着手段によって固着すると共に、前記ハブ輪の肩部と前記外側継手部材の肩部とで前記一対の内輪の鍔部に予圧を付与し、前記内輪の転走面と前記鍔部の内側面との間に段差が設けられている。

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、図２は、図１の要部拡大図である。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１の図面左側）、中央寄り側をインナー側（図１の図面右側）という。また、図２においては軸受の右半分のみが図示されているが、軸受部分は左右対称であるので、説明は軸受全体について行う。

本発明に係る車輪用軸受装置は、ハブ輪１と複列の転がり軸受２と等速自在継手３を着脱自在にユニット化している。

複列の転がり軸受２は、図２にも示すように、内周に複列の外側転走面４ａ、４ａが形成された外輪４と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面５ａ、５ａが形成された一対の内輪５、５と、両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）６、６とで構成されている。外輪４と内輪５は、肌焼鋼または軸受鋼、防錆能を有するステンレス鋼製などの平板もしくはパイプ材を素材とし、プレス加工にて形成されている。

外輪４の外周面は略円筒状となっており、図の上下に配置されたナックル７に圧入固定されている。ナックル７の径方向内方には、突出部７ａが形成されている。突出部７ａが外輪４の側面に当接することで、外輪４の位置合わせがなされている。突出部７ａの断面高さは、外輪４の側面の高さに略等しくなっている。

外輪４の内周面の略中央部には、プレス加工又はローリング加工により、径方向内方に突出する環状凸部４ｂが形成されている。環状凸部４ｂの内周面は軸方向に延びる平坦面となっている。この環状凸部４ｂの両側方の内周面には、断面が略円弧状をした複列の外側転走面４ａ、４ａが形成されている。外側転走面４ａ、４ａの両側方には、軸方向に延びる円筒部４ｃ、４ｃが形成されている。円筒部４ｃ、４ｃの肉厚は、外側転走面４ａ、４ａの肉厚に比べ、薄くなっている。外輪４の少なくとも両外側転走面４ａ、４ａには、ズブ焼または浸炭焼入れなどの表面硬化処理が施されている。

内輪５、５は、同形状をしたものが左右対称に突き合わされるように配置されている。その突合せ部５ｂには隙間が設けられていない。内輪５、５には、その突合せ部５ｂから軸方向に延びる円筒部５ｃ、５ｃが形成されている。円筒部５ｃ、５ｃの側方の外周面には、断面が略円弧状をした内側転走面５ａ、５ａがそれぞれ形成されている。内側転走面５ａ、５ａの両側方には、径方向外方に延びる鍔部５ｄ、５ｄが形成されている。内輪５、５の少なくとも両内側転走面５ａ、５ａには、ズブ焼または浸炭焼入れなどの表面硬化処理が施されている。

ここで、内輪５、５の内側転走面５ａ、５ａと鍔部５ｄ、５ｄの内側面との間には、段差ΔＡが設けられている。この段差ΔＡは、内側転走面５ａの端部から鍔部５ｄの内側面にわたって内輪５の肉厚を薄くすることによって形成される。この段差ΔＡがあることによって、プレス加工により形成された内側転走面５ａの研削又はスーパー加工時に、工具が鍔部５ｄの内側面に干渉することなく、内側転走面５ａを好適に加工できる。

また、内輪５、５の内側転走面５ａ、５ａの両端には、チャンファ又は丸め加工が施されている。これにより、内側転走面５ａ、５ａの各々の端部は、エッジが丸められ、内側転走面５ａ、５ａを転動体６が転動する際に、内側転走面５ａ、５ａの端部に引っかかったり、端部に接触することで疵がつくことを防止できる。なお、内輪５、５の内側転走面５ａ、５ａの研削又はスーパー加工時に、このチャンファ又は丸め加工が施される。

外側転走面４ａ、４ａと内側転走面５ａ、５ａの間には、複列の転動体６、６がそれぞれ収容されている。転動体６、６は、保持器８、８によって転動自在に保持されている。なお、この例では、転動体６にボールを使用した例を示したが、転動体６に円錐ころを使用した複列の円錐ころ軸受であっても良い。

外輪４の円筒部４ｃ、４ｃと内輪５、５の鍔部５ｄ、５ｄとの間に形成されたインナー側及びアウター側の開口部には、それぞれシール１３、１３が装着されている。シール１３、１３は、断面略Ｌ字型をした芯金１１、１１と、芯金１１、１１に接合されたシール部材１２、１２と、からなる。芯金１１、１１は、防錆能を有する板材又はパイプ材からプレス加工にて形成されている。芯金１１、１１の外周面は、外輪４の円筒部４ｃ、４ｃの内周面に圧入固定されている。シール部材１２、１２は、芯金１１、１１に接合される接合部１２ａ、１２ａと、２枚のシールリップ１２ｂ、１２ｂとシールリップ１２ｃ、１２ｃと、からなる。シールリップ１２ｂ、１２ｂとシールリップ１２ｃ、１２ｃの端部は、内輪５の鍔部５ｄの側面に摺接している。このシールリップ１２ｂ、１２ｂとシールリップ１２ｃ、１２ｃにより、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好適に防止できる。

ハブ輪１のインナー側には、軸方向に延びる円筒状をした小径段部１ａが形成されている。この小径段部１ａの外周面には、内輪５、５が嵌合されている。小径段部１ａの外周面と内輪５、５の円筒部５ｃ、５ｃとは、隙間なく嵌合されている。

ハブ輪１のアウター側の端部には、車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ１ｂが形成されている。車輪取付フランジ１ｂの周方向には、ハブボルト挿通孔１ｃが等配穿設されている。ハブボルト挿通孔１ｃには、車輪を固定するハブボルト（図示せず）が植設される。ハブ輪１の内周には、トルク伝達用のセレーション（またはスプライン）１ｄが形成されている。ハブ輪１の肩部１ｅは、アウター側の内輪５の鍔部５ｄの側面に当接している。ハブ輪１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、少なくとも小径段部１ａの外周面に高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。

等速自在継手３は、外側継手部材１４と継手内輪１５とケージ１６およびトルク伝達ボール１７からなる。外側継手部材１４は、カップ状のマウス部１８と、このマウス部１８の底部をなす肩部１９と、この肩部１９から軸方向に延びる軸部２０と、さらに軸方向に延びるおねじ部２１と、を有する。マウス部１８の内周および継手内輪１５の外周には、軸方向に延びる曲線状のトラック溝１８ａ、１５ａがそれぞれ形成されている。外側継手部材１４の軸部２０の外周には、トルク伝達用のセレーション（またはスプライン）２０ａが形成されている。外側継手部材１４の肩部１９は、インナー側の内輪５の鍔部５ｄの側面に当接している。また、外側継手部材１４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、トラック溝１８ａ、１５ａをはじめ、肩部１９から軸部２０に亙る外周面に高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。

ハブ輪１の内周には、外側継手部材１４の軸部２０が嵌合される。ハブ輪１のセレーション１ｄに、外側継手部材１４の軸部２０のセレーション２０ａが噛合することにより、トルクが伝達される。ハブ輪１に内嵌された外側継手部材１４は、そのおねじ部２１にスピンドルナット２２が螺合され、一定のトルクで固定される。このとき、ハブ輪１の肩部１ｅがアウター側の内輪５の鍔部５ｄの側面に当接し、外側継手部材１４の肩部１９がインナー側の内輪５の鍔部５ｄの側面に当接しているので、スピンドルナット２２を締め上げたときに、内輪５、５が両側から圧力をかけられ、軸受２に予圧が付与される。

次に、本発明の他の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図３は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態の要部を示す縦断面図である。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

この例では、内輪５、５の内側転走面５ａ、５ａと鍔部５ｄ、５ｄの内側面との間に、段差ΔＡが設けられているだけでなく、鍔部５ｄ、５ｄの外側面にも段差ΔＢが設けられている。段差ΔＢは、鍔部５ｄの一部が段差ΔＡ分だけ図の右方に変形されたことによって形成されている。すなわち、鍔部５ｄは、均等肉厚となっている。段差ΔＢは、外側継手部材１４の肩部１９の外周面とシール１３の内周面との間で段になっている。これにより、肩部１９に接する面が段になってしまうことや、シール１３の摺接面が段になってしまうことがない。

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、自動車等の車輪を回転自在に支承する所謂第２世代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の実施形態の要部を示す縦断面図である。

符号の説明

１・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
１ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
１ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト挿通孔
１ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・セレーション
１ｅ・・・・・・・・・・・・・・・・・肩部
２・・・・・・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
３・・・・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
４・・・・・・・・・・・・・・・・・・外輪
４ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
４ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・環状凸部
４ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・円筒部
５・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
５ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
５ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・突合せ部
５ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・円筒部
５ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・鍔部
６・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
７・・・・・・・・・・・・・・・・・・ナックル
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・突出部
８・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
１１・・・・・・・・・・・・・・・・・芯金
１２・・・・・・・・・・・・・・・・・シール部材
１２ａ・・・・・・・・・・・・・・・・接合部
１２ｂ、１２ｃ・・・・・・・・・・・・シールリップ
１３・・・・・・・・・・・・・・・・・シール
１４・・・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
１５・・・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
１５ａ、１８ａ・・・・・・・・・・・・トラック溝
１６・・・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
１７・・・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
１８・・・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
１９・・・・・・・・・・・・・・・・・肩部
２０・・・・・・・・・・・・・・・・・軸部
２０ａ・・・・・・・・・・・・・・・・セレーション
２１・・・・・・・・・・・・・・・・・おねじ部
２２・・・・・・・・・・・・・・・・・スピンドルナット
ΔＡ、ΔＢ・・・・・・・・・・・・・・段差

Claims (4)

1. 内周に複列の外側転走面が形成されたプレス板製の外輪と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成されたプレス板製の一対の内輪と、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、を備え、
   前記外輪に軸方向外方に延びる円筒部が形成され、前記内輪の軸方向外方の端部に径方向外方に延びる鍔部が形成され、前記外輪の円筒部と前記内輪の鍔部とで形成されるインナー側及びアウター側の開口部にそれぞれシールが装着されており、
   前記内輪に内嵌されるハブ輪と、該ハブ輪に嵌合された等速自在継手の外側継手部材と、を固着手段によって固着すると共に、前記ハブ輪の肩部と前記外側継手部材の肩部とで前記一対の内輪の鍔部に予圧を付与し、
   前記内輪の転走面と前記鍔部の内側面との間に段差が設けられていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記鍔部の外側面に段差が設けられている請求項１記載の車輪用軸受装置。
3. 前記内輪の転走面の両端に、チャンファ又は丸め加工が施されている請求項１又は２記載の車輪用軸受装置。
4. 前記内輪の転走面の研削又はスーパー加工時に前記チャンファ又は丸め加工が施される請求項３記載の車輪用軸受装置。

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