JP2008169931A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の削減と軸受の標準化により大幅な低コストを図った車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】車輪用軸受が一対の深溝玉軸受２、３からなり、インナー側の深溝玉軸受２の内径がアウター側の深溝玉軸受３の内径よりも大径に設定され、一対の深溝玉軸受２、３がスピンドル４の軸部１０と小径段部１３にそれぞれ圧入されると共に、これらの深溝玉軸受２、３のアキシアルすきまが同一に設定されているので、ラジアル荷重が略均等に負荷されると共に、負荷される左右方向のスラスト荷重をそれぞれの深溝玉軸受２、３で受けることができ、一方の軸受に偏った負荷がかかるのが防止されて長寿命化を図ることができる。また、これに伴い、従来のような止め輪は不要となり、部品点数の削減と軸受の標準化により大幅な低コストを図った車輪用軸受装置を提供することができる。
【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、部品点数の削減と軸受の標準化により大幅な低コスト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。この複列アンギュラ玉軸受は、固定輪と回転輪との間に複数のボールを介在させ、このボールに所定の接触角を付与して固定輪および回転輪に接触させている。こうした従来の車輪用軸受装置として、図４に示すものが知られている。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。

この車輪用軸受装置５０は、ハブドラム５１と、複列アンギュラ玉軸受６０と、スピンドル７０とを主要な構成としている。ハブドラム５１は、円筒状の基部５２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５３を一体に有し、この車輪取付フランジ５３の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト５４が植設されている。また、車輪取付フランジ５３にはブレーキドラム５５が連設され、その内周にシュー面５５ａが形成されている。

ハブドラム５１の基部５２の内周部には複列アンギュラ玉軸受６０が嵌合され、スピンドル７０に対して車輪を回転自在に支承している。スピンドル７０には車体７１に取り付けるための車体取付フランジ７２が一体に形成されている。そして、基部５２のアウター側の端部内周に鍔５６が一体に形成されると共に、インナー側の端部内周に止め輪５７が装着され、これら止め輪５７と鍔５６によって複列アンギュラ玉軸受６０が軸方向に位置決め固定されている。

複列アンギュラ玉軸受６０は、内周に複列の外側転走面６１ａ、６１ａが形成された外輪６１と、外周にこれら複列の外側転走面６１ａ、６１ａに対向する内側転走面６２ａが形成された一対の内輪６２、６２と、これら両転走面間に収容された複列のボール６３、６３と、これらボール６３を転動自在に保持する保持器６４とからなる。

前記鍔５６の内周面は、アウター側の内輪６２の外周面に対して僅かな径方向すきまを介して対峙するように形成され、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するラビリンスシールを構成している。

ここで、スピンドル７０は、肩部７３から軸方向に延びる小径段部７４が連設され、その外周面に前記複列アンギュラ玉軸受６０が圧入されている。そして、スピンドル７０の端部に形成されたねじ部７５に締結されたナット７６と、肩部７３とで一対の内輪６２、６２が挟持された状態で、複列アンギュラ玉軸受６０が軸方向に位置決め固定されている。

ハブドラム５１の車輪パイロット部５３ａにはエンドキャップ５８が装着され、外部から泥水が浸入するのを防止している。一方、基部５２の端部内周にはシール５９が装着され、二股状に形成されたラジアルリップ５９ａがインナー側の内輪６２の外周面に摺接されている。このシール５９によって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。これにより、厳しい工程管理からなる組立を必要とせず、高い密封性を有し、軽量・コンパクト化を図ることができる。
特開２００３−２１１５１号公報

こうした従来の車輪用軸受装置５０では、自動車メーカにおいて、車両への組立時にスピンドル７０を内挿する際、ラジアルリップ５９ａが反転してシール５９が損傷する恐れはない。然しながら、その反面、軸受メーカにおいては、シール５９の組立工程や複列アンギュラ玉軸受６０のすきま調整をはじめ、各部品の加工工程等で未だ厳しい工程管理が必要とされ、また、コストの高い複列アンギュラ軸受を使用するため、製品の低コスト化には限界があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、部品点数の削減と軸受の標準化により大幅な低コストを図っ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、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する回転側部材と、車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有する固定側部材と、この固定側部材に対して前記車輪を回転自在に支承する車輪用軸受とを備えた車輪用軸受装置において、前記車輪用軸受が一対の深溝玉軸受からなり、これらの深溝玉軸受のアキシアルすきまが同一に設定されている。

このように、車輪用軸受を介して車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置において、車輪用軸受が一対の深溝玉軸受からなり、これらの深溝玉軸受のアキシアルすきまが同一に設定されているので、ラジアル荷重が略均等に負荷されると共に、車輪取付フランジを介して負荷される左右方向のスラスト荷重をそれぞれの深溝玉軸受で受けることができ、一方の軸受に偏った負荷がかかるのが防止されて長寿命化を図ることができる。また、これに伴い、従来のような止め輪は不要となり、部品点数の削減と軸受の標準化により大幅な低コストを図った車輪用軸受装置を提供することができる。

また、請求項２に記載の発明のように、前記固定側部材が、前記車体取付フランジから軸方向に突設された軸部と、この軸部から肩部を介してさらに軸方向に延びて形成された小径段部とからなるスピンドルで構成されると共に、前記一対の深溝玉軸受のうちインナー側の深溝玉軸受の内径がアウター側の深溝玉軸受の内径よりも大径に設定されると共に、当該一対の深溝玉軸受が、前記軸部と小径段部にそれぞれ所定のシメシロを介して圧入されていれば、一対の深溝玉軸受が肩部だけで位置決めでき、従来のような位置決め用の間座は不要となり部品点数の削減ができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記回転側部材のアウター側の端部開口部にエンドキャップが装着され、このエンドキャップが防錆能を有する鋼鈑からプレス加工にてカップ状に形成されるか、または、鋼板からプレス加工にてカップ状に形成され塗装されると共に、前記開口部に圧入される円筒部が前記車輪取付フランジの側面からさらにアウター側に突出して形成されて前記車輪を支持するパイロット部が構成されていれば、回転側部材の形状が簡素化でき、加工工数を削減して低コスト化を図ることができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、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する回転側部材と、車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有する固定側部材と、この固定側部材に対して前記車輪を回転自在に支承する車輪用軸受とを備えた車輪用軸受装置において、前記車輪用軸受が一対の深溝玉軸受からなり、これらの深溝玉軸受のアキシアルすきまが同一に設定されているので、ラジアル荷重が略均等に負荷されると共に、車輪取付フランジを介して負荷される左右方向のスラスト荷重をそれぞれの深溝玉軸受で受けることができ、一方の軸受に偏った負荷がかかるのが防止されて長寿命化を図ることができる。また、これに伴い、従来のような止め輪は不要となり、部品点数の削減と軸受の標準化により大幅な低コストを図った車輪用軸受装置を提供することができる。

円筒状の基部の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、この車輪取付フランジの外端部から軸方向に延びる円筒状のブレーキドラムが連設されたハブドラムと、車体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、この車体取付フランジから軸方向に延びる軸部と、この軸部から肩部を介してさらに軸方向に延びる小径段部が形成されたスピンドルと、このスピンドルに対して前記車輪を回転自在に支承する車輪用軸受とを備えた車輪用軸受装置において、前記車輪用軸受が一対の深溝玉軸受からなり、インナー側の深溝玉軸受の内径がアウター側の深溝玉軸受の内径よりも大径に設定され、当該一対の深溝玉軸受が、前記軸部と小径段部にそれぞれ所定のシメシロを介して圧入されると共に、これらの深溝玉軸受のアキシアルすきまが同一に設定されている。

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、図２（ａ）は、図１のインナー側の深溝玉軸受を示す縦断面図、（ｂ）は、図１のアウター側の深溝玉軸受を示す縦断面図である。
この車輪用軸受装置は従動輪用であって、ハブドラム１と、一対の深溝玉軸受２、３と、スピンドル４とを主要な構成としている。ハブドラム１はＦＣ２５等のねずみ鋳鉄あるいはＦＣＤ４５等の球状黒鉛鋳鉄からなり、円筒状の基部５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６を一体に有し、この車輪取付フランジ６の円周等配位置に車輪を固定するためのハブボルト７が植設されている。また、車輪取付フランジ６の外端部から軸方向に延びる円筒状のブレーキドラム８が連設され、その内周にシュー面８ａが形成されている。

ハブドラム１の基部５の内周部には一対の深溝玉軸受２、３が嵌合され、スピンドル４に対して車輪を回転自在に支承している。スピンドル４は、車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ９を一体に有し、この車体取付フランジ９から軸方向に延びる軸部１０が突設されている。軸部１０の両端部には肩部１１、１２が形成され、アウター側の肩部１２からさらに軸方向に延びる小径段部１３と、この小径段部１３の端部に雄ねじ１４が形成されている。

スピンドル４はＳ４５Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、肩部１１から軸部１０および小径段部１３に亙って高周波焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。これにより、軸部１０等に負荷される曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、深溝玉軸受２、３の嵌合部の耐フレッティング性が向上する。

ハブドラム１の基部５の内周には一対の深溝玉軸受２、３が圧入される嵌合部１５、１６と、これら嵌合部１５、１６間に肩部１７が形成されている。そして、一対の深溝玉軸受２、３のうちインナー側の深溝玉軸受２は、スピンドル４の軸部１０と基部５の嵌合部１５に所定のシメシロを介して圧入されると共に、両肩部１１、１７に挟持された状態で位置決めされている。一方、アウター側の深溝玉軸受３は、両肩部１２、１７に当接した状態でスピンドル４の小径段部１３と基部５の嵌合部１６に所定のシメシロを介して圧入されている。この深溝玉軸受３は、ワッシャ１８を介して雄ねじ１４に螺着された固定ナット１９によって軸方向に固定されている。

ハブドラム１のアウター側の端部開口部にはエンドキャップ２０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。このエンドキャップ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）からプレス加工にてカップ状に形成されている。

また、エンドキャップ２０は、ハブドラム１に圧入される円筒部２０ａが車輪取付フランジ６の側面からさらにアウター側に突出して形成されて車輪を支持するパイロット部を構成している。これにより、ハブドラム１の形状が簡素化でき、加工工数を削減して低コスト化を図ることができる。

本実施形態では、インナー側の深溝玉軸受２は、図２（ａ）に示すように、内周に円弧状の外側転走面２１ａが形成された外輪２１と、外周に外側転走面２１ａに対向する円弧状の内側転走面２２ａが形成された内輪２２と、両転走面２１ａ、２２ａ間に保持器２３を介して転動自在に収容された複数のボール２４とを備えている。そして、インナー側の端部にシール２５が装着されている。

これら外輪２１、内輪２２およびボール２４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。また、保持器２３は、冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工によって形成され、２枚の環状保持板２３ａ、２３ｂがリベット２３ｃで固定された、所謂波形保持器からなる。

アウター側の深溝玉軸受３はインナー側の深溝玉軸受２よりも小サイズとされ、図２（ｂ）に示すように、内周に円弧状の外側転走面２６ａが形成された外輪２６と、外周に外側転走面２６ａに対向する円弧状の内側転走面２７ａが形成された内輪２７と、両転走面２６ａ、２７ａ間に保持器２８を介して転動自在に収容された複数のボール２９とを備えている。

これら外輪２６、内輪２７およびボール２９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。また、保持器２８は、冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工によって形成され、２枚の環状保持板２８ａ、２８ｂがリベット２８ｃで固定された波形保持器からなる。

なお、ここでは、一対の深溝玉軸受２、３のうちインナー側の深溝玉軸受２のインナー側端部にのみシール２５が装着され、このシール２５とエンドキャップ２０間の閉塞空間内にグリースが充填されるように構成されているが、これに限らず、例えば、一対の深溝玉軸受２、３のそれぞれインナー側、アウター側の端部に１枚のシールが装着されても良いし、一対の深溝玉軸受２、３のそれぞれ両端部にシールが装着され、密封型の軸受としても良い。

ここで、一対の深溝玉軸受２、３のアキシアルすきまが同一になるように設定されている。これにより、ラジアル荷重が略均等に負荷されると共に、ハブドラム１を介して負荷される左右方向のスラスト荷重をそれぞれの深溝玉軸受２、３で受けることができるので、一方の軸受に偏った負荷がかかるのが防止されて長寿命化を図ることができる。また、これに伴い、一対の深溝玉軸受２、３が肩部１７、１１、１２だけで位置決めできるので、従来のような止め輪は不要となり、部品点数の削減と軸受の標準化により大幅な低コストを図った車輪用軸受装置を提供することができる。

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、前述した第１の実施形態と同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部品や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駆動輪用であって、ハブ輪３０と外方部材３１、および一対の深溝玉軸受２、３２を主要な構成としている。ハブ輪３０は、一端部に車輪取付フランジ３３を一体に有し、外周にこの車輪取付フランジ３３から肩部３０ａを介して軸方向に延びる小径段部３０ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）３０ｃが形成されている。ハブ輪３０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３０ａから小径段部３０ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。

外方部材３１は、外周に車体（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ３１ｂを一体に有し、内周に一対の深溝玉軸受２、３２が圧入される嵌合部３１ａ、３１ａと、これら嵌合部３１ａ、３１ａ間に肩部１７が形成されている。この外方部材３１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、嵌合部３１ａ、３１ａ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。

一対の深溝玉軸受２、３２のうちインナー側の深溝玉軸受２は、ハブ輪３０の小径段部３０ｂと外方部材３１の嵌合部１５に所定のシメシロを介して圧入されている。一方、アウター側の深溝玉軸受３２は、小径段部３０ｂと嵌合部１６に所定のシメシロを介して圧入され、肩部３０ａ、１７で挟持された状態で位置決めされている。そして、一対の深溝玉軸受２、３２間には内輪間座３４が介装されている。

外方部材３１のアウター側の端部にはシール３５が装着され、外周が円弧面に形成された肩部３０ａに摺接して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、アウター側の深溝玉軸受３２は、インナー側の深溝玉軸受２と同一サイズとされ、前述した実施形態と同様、一対の深溝玉軸受２、３２のアキシアルすきまが同一になるように設定されている。これにより、車輪取付フランジ３３を介して負荷される左右方向のスラスト荷重をそれぞれの深溝玉軸受２、３２で受けることができ、一方の軸受に偏った負荷がかかるのが防止されて長寿命化を図ることができると共に、一対の深溝玉軸受２、３２が肩部１７、３０ａ、および内輪間座３４だけで位置決めできるので、従来のような止め輪は不要となり、部品点数の削減と軸受の標準化により大幅な低コストを図ることができる。

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、従動輪、駆動輪に拘わらず、一対の深溝玉軸受を使用した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。 （ａ）は、図１のインナー側の深溝玉軸受を示す縦断面図である。 （ｂ）は、同上アウター側の深溝玉軸受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。 従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

符号の説明

１・・・・・・・・・・・・・・ハブドラム
２、３、３２・・・・・・・・・深溝玉軸受
４・・・・・・・・・・・・・・スピンドル
５・・・・・・・・・・・・・・基部
６、３３・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
７・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
８・・・・・・・・・・・・・・ブレーキドラム
８ａ・・・・・・・・・・・・・シュー面
９、３１ｂ・・・・・・・・・・車体取付フランジ
１０・・・・・・・・・・・・・軸部
１１、１２、１７、３０ａ・・・肩部
１３、３０ｂ・・・・・・・・・小径段部
１４・・・・・・・・・・・・・雄ねじ
１５、１６、３１ａ・・・・・・嵌合部
１８・・・・・・・・・・・・・ワッシャ
１９・・・・・・・・・・・・・固定ナット
２０・・・・・・・・・・・・・エンドキャップ
２０ａ・・・・・・・・・・・・円筒部
２１、２６・・・・・・・・・・外輪
２１ａ、２６ａ・・・・・・・・外側転走面
２２、２７・・・・・・・・・・内輪
２２ａ、２７ａ・・・・・・・・内側転走面
２３、２８・・・・・・・・・・保持器
２３ａ、２３ｂ・・・・・・・・環状保持板
２３ｃ・・・・・・・・・・・・リベット
２４、２９・・・・・・・・・・ボール
２５、３５・・・・・・・・・・シール
３０・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
３０ｃ・・・・・・・・・・・・セレーション
３１・・・・・・・・・・・・・外方部材
３４・・・・・・・・・・・・・内輪間座
５０・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受装置
５１・・・・・・・・・・・・・ハブドラム
５２・・・・・・・・・・・・・基部
５３・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５３ａ・・・・・・・・・・・・車輪パイロット部
５４・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
５５・・・・・・・・・・・・・ブレーキドラム
５５ａ・・・・・・・・・・・・シュー面
５６・・・・・・・・・・・・・鍔
５７・・・・・・・・・・・・・止め輪
５８・・・・・・・・・・・・・エンドキャップ
５９・・・・・・・・・・・・・シール
５９ａ・・・・・・・・・・・・ラジアルリップ
６０・・・・・・・・・・・・・複列アンギュラ玉軸受
６１・・・・・・・・・・・・・外輪
６１ａ・・・・・・・・・・・・外側転走面
６２・・・・・・・・・・・・・内輪
６２ａ・・・・・・・・・・・・内側転走面
６３・・・・・・・・・・・・・ボール
６４・・・・・・・・・・・・・保持器
７０・・・・・・・・・・・・・スピンドル
７１・・・・・・・・・・・・・車体
７２・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
７３・・・・・・・・・・・・・肩部
７４・・・・・・・・・・・・・小径段部
７５・・・・・・・・・・・・・ねじ部
７６・・・・・・・・・・・・・ナット

Claims (3)

1. 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する回転側部材と、
   車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有する固定側部材と、
   この固定側部材に対して前記車輪を回転自在に支承する車輪用軸受とを備えた車輪用軸受装置において、
   前記車輪用軸受が一対の深溝玉軸受からなり、これらの深溝玉軸受のアキシアルすきまが同一に設定されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記固定側部材が、前記車体取付フランジから軸方向に突設された軸部と、この軸部から肩部を介してさらに軸方向に延びて形成された小径段部とからなるスピンドルで構成されると共に、前記一対の深溝玉軸受のうちインナー側の深溝玉軸受の内径がアウター側の深溝玉軸受の内径よりも大径に設定されると共に、当該一対の深溝玉軸受が、前記軸部と小径段部にそれぞれ所定のシメシロを介して圧入されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記回転側部材のアウター側の端部開口部にエンドキャップが装着され、このエンドキャップが防錆能を有する鋼鈑からプレス加工にてカップ状に形成されるか、または、鋼板からプレス加工にてカップ状に形成され塗装されていると共に、前記開口部に圧入される円筒部が前記車輪取付フランジの側面からさらにアウター側に突出して形成されて前記車輪を支持するパイロット部が構成されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。

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