JP2010095062A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ナックルに取り付けられる外方部材の強度・剛性を確保し、耐久性の向上を図った車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】外方部材２の外周にナックル７に内嵌されるパイロット部２ｃが形成され、このパイロット部２ｃと車体取付フランジ２ｂの付根部ａとの隅部が、２つの曲率半径Ｒ１、Ｒ２からなる円弧面を滑らかに繋いで形成された複合Ｒで構成され、この複合Ｒのうち一方の曲率半径Ｒ１は、隅部を単一Ｒで構成した場合の最大曲率半径Ｒ０より小さく、また、他方の曲率半径Ｒ２は最大曲率半径Ｒ０よりも大きく設定（Ｒ１＜Ｒ０＜Ｒ２）されている。
【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、特に、ナックルに取り付けられる外方部材の強度・剛性を確保し、耐久性の向上を図った車輪用軸受装置に関するものである。

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。

近年、車両性能の向上に伴い車輪用軸受装置に対して剛性の向上が求められている。ユニットの剛性を高めるためには厚肉化することが有効である。この場合、転動体のＰＣＤ（ピッチ円直径）も大きくしなければならない。然しながら、外方部材が取り付けられる車両側のナックルは、車輪用軸受のＰＣＤが拡張されても変更されないことが多い。したがって、外方部材の外径が固定されたままＰＣＤが拡張されるので、外方部材の肉厚は減少することになる。さらに、外方部材の車体取付フランジに軸方向に曲げ応力が加わった場合、応力が集中して耐久性を確保する観点において状況は厳しくなる。

こうした問題を解決するものとして、図８に示す車輪用軸受装置が提案されている。この車輪用軸受装置は、ハブ輪５１と内輪５２とからなる内方部材５０と外方部材５３および複列のボール５４、５４とを備えている。

ハブ輪５１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５５を一体に有し、外周に内側転走面５１ａと、この内側転走面５１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５１ｂが形成されている。ハブ輪５１の小径段部５１ｂには、外周に内側転走面５２ａが形成された内輪５２が圧入固定されている。

外方部材５３は、外周にナックル５６に取り付けられるための車体取付フランジ５３ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面５３ａ、５３ａが一体に形成されている。この複列の外側転走面５３ａ、５３ａと対向する内方部材５０の内側転走面５１ａ、５２ａの間には複列のボール５４、５４が転動自在に収容されている。

外方部材５３における本体部５３ｍの軸方向後端部は、ナックル５６に内嵌される。そして、車体取付フランジ５３ｂがナックル５６に当接し、車体取付フランジ５３ｂの軸方向の相対移動が規制される。また、車体取付フランジ５３ｂに複数のボルト挿通孔５７が形成されている。そして、これらボルト挿通孔５７に締結ボルト５８がねじ込まれ、外方部材５３がナックル５６に固定される。

外方部材５３の複列の外側転走面５３ａ、５３ａ間には端部よりも厚さの大きい肉厚部５９が形成されている。そして、本体部５３ｍの外周面に、車体取付フランジ５３ｂの主表面Ａの内周縁に沿って軸方向断面が凹湾曲形態をなす溝状の座ぐり部６０が形成されている。この座ぐり部６０を本体部５３ｍの外周面に形成することで、車体取付フランジ５３ｂの主表面Ａと本体部５３ｍの外周面との間に形成される谷状部への応力集中が緩和され、車体取付フランジ５３ｂに加わる曲げ応力への耐久性を向上させることができる。
特開２００７−２６９２８５号公報

こうした従来の車輪用軸受装置では、本体部５３ｍの外周面に座ぐり部６０が形成されているため、谷状部への応力集中が緩和されて車体取付フランジ５３ｂに加わる曲げ応力への耐久性を向上させることができる特徴を備えている。然しながら、外方部材５３の複列の外側転走面５３ａ、５３ａが高周波焼入れによって硬化処理されるが、この焼入れ処理によって車体取付フランジ５３ｂが変形することがある。車体取付フランジ５３ｂの主表面Ａが軸方向外方側に倒れて変形した場合、締結ボルト５８によって外方部材５３がナックル５６に固定されると、車体取付フランジ５３ｂの根元部となる座ぐり部６０に引張応力が発生すると共に、複列の外側転走面５３ａ、５３ａが多角形に歪み、耐久性が低下する恐れがあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ナックルに取り付けられる外方部材の強度・剛性を確保し、耐久性の向上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、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一体に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するハブ輪を含み、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設けられた内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材の外周面と前記車体取付フランジの付根部との隅部が、複数の曲率半径からなる円弧面を滑らかに繋いで形成した複合Ｒで構成されている。

このように、外周にナックルに取り付けられる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一体に形成された外方部材を備えた第２乃至第４世代構造の車輪用軸受装置において、外方部材の外周面と車体取付フランジの付根部との隅部が、複数の曲率半径からなる円弧面を滑らかに繋いで形成した複合Ｒで構成されているので、車体取付フランジの強度が高くなり、ナックル締結時あるいは車両旋回時にモーメント荷重が負荷された時、車体取付フランジの付根部に発生する応力を抑制し、外方部材の強度・剛性を確保し、耐久性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記外方部材の外周に前記ナックルに内嵌されるパイロット部が形成され、このパイロット部と前記車体取付フランジの付根部との隅部が、２つの曲率半径Ｒ１、Ｒ２からなる円弧面を滑らかに繋いで形成した複合Ｒで構成され、この複合Ｒのうち一方の曲率半径Ｒ１は、隅部を単一Ｒで構成した場合の最大曲率半径Ｒ０より小さく、また、他方の曲率半径Ｒ２は最大曲率半径Ｒ０よりも大きく設定（Ｒ１＜Ｒ０＜Ｒ２）されていれば、隅部に発生する応力を低減させることができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記付根部の近傍で、前記ナックルへの取付面となる前記車体取付フランジのインナー側の側面に環状の凹溝が形成されていれば、車体取付フランジにモーメント荷重が負荷されても、また、外方部材の高周波焼入れ時、車体取付フランジが変形して倒れ、ナックル締結時に付根部に応力が集中するような場合でも、この凹溝によって分散されて緩和され、外方部材の強度・剛性を確保し、耐久性の向上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、前記複列の外側転走面が高周波焼入れによって硬化処理された後、前記ナックルへの取付面となる前記車体取付フランジのインナー側の側面が２次切削によって所定の精度に規制されていれば、高周波焼入れにより車体取付フランジが変形して倒れ、ナックル締結時に付根部に応力が集中するような場合でも、付根部に発生する応力を低減させることができ、外方部材の強度・剛性を確保し、耐久性の向上を図ることができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記ナックルへの取付面となる前記車体取付フランジのインナー側の側面が予めアウター側に所定の傾斜角だけ傾斜して形成されていれば、ナックル締結時に付根部に圧縮応力を付与することができ、車体取付フランジにモーメント荷重が負荷されても、また、外方部材の高周波焼入れ時、車体取付フランジが変形して倒れ、ナックル締結時に付根部に応力が集中するような場合でも、その応力が緩和され、外方部材の強度・剛性を確保し、耐久性の向上を図ることができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記車体取付フランジにボルト挿通孔が形成され、このボルト挿通孔にアウター側から固定ボルトが締結される外方部材において、前記ナックルへの取付面となる前記車体取付フランジのインナー側の側面が予めインナー側に所定の傾斜角だけ傾斜して形成されていれば、ナックル締結時に付根部に圧縮応力を付与することができ、車体取付フランジにモーメント荷重が負荷されても、また、外方部材の高周波焼入れ時、車体取付フランジが変形して倒れ、ナックル締結時に付根部に応力が集中するような場合でも、その応力が緩和され、外方部材の強度・剛性を確保し、耐久性の向上を図ることができる。

また、請求項７に記載の発明のように、前記車体取付フランジが、前記複列の外側転走面間の軸方向略中央に形成されていれば、車体取付フランジが外方部材の肉厚部分に配置され、大きなモーメント荷重が負荷された場合でも、ナックルへの取付面となる車体取付フランジのインナー側の側面の浮き上がりや変形を最小限に抑えることができ、外方部材の強度・剛性を確保し、耐久性の向上を図ることができる。

また、請求項８に記載の発明のように、前記外方部材の外周面と前記車体取付フランジのアウター側の付根部との隅部が、円弧面を滑らかに繋いで形成された単一Ｒで構成され、この円弧面の曲率中心が前記複列の外側転走面のうちアウター側の外側転走面の接触角延長線よりもアウター側に位置するように形成されていれば、車両旋回時、モーメント荷重が車体取付フランジに負荷された時、付根部に発生する応力を低減することができ、外方部材の強度・剛性を確保し、耐久性の向上を図ることができる。

また、請求項９に記載の発明のように、前記内方部材は、外周に軸方向に延びる小径段部が形成された前記ハブ輪およびこのハブ輪の小径段部に嵌合された内輪であっても良いし、また、請求項１０に記載の発明のように、前記内方部材は、前記ハブ輪および等速自在継手の外側継手部材であっても良い。

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一体に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するハブ輪を含み、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設けられた内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材の外周面と前記車体取付フランジの付根部との隅部が、複数の曲率半径からなる円弧面を滑らかに繋いで形成した複合Ｒで構成されているので、車体取付フランジの強度が高くなり、ナックル締結時あるいは車両旋回時にモーメント荷重が負荷された時、車体取付フランジの付根部に発生する応力を抑制し、外方部材の強度・剛性を確保し、耐久性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

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一体に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に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の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他方の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保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材の外周に前記ナックルに内嵌されるパイロット部が形成され、このパイロット部と前記車体取付フランジの付根部との隅部が、２つの曲率半径Ｒ１、Ｒ２からなる円弧面を滑らかに繋いで形成した複合Ｒで構成され、この複合Ｒのうち一方の曲率半径Ｒ１は、隅部を単一Ｒで構成した場合の最大曲率半径Ｒ０より小さく、また、他方の曲率半径Ｒ２は最大曲率半径Ｒ０よりも大きく設定（Ｒ１＜Ｒ０＜Ｒ２）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は、図１の要部拡大図、図３は、図２の変形例を示す要部拡大図である。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の左側）、中央寄り側をインナー側（図１の右側）という。

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、内方部材１と外方部材２、および両部材１、２間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）３、３とを備えている。内方部材１は、ハブ輪４と、このハブ輪４に所定のシメシロを介して圧入された内輪５とからなる。

ハブ輪４は、アウター側の端部に車輪（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、外周に一方（アウター側）の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部４ｂが形成されている。車輪取付フランジ６にはハブボルト６ａが周方向等配に植設され、これらハブボルト６ａ間には円孔６ｃが形成されている。この円孔６ｃは軽量化に寄与できるだけでなく、装置の組立・分解工程において、レンチ等の締結治具をこの円孔６ｃから挿入することができ作業を簡便化することができる。

内輪５は、外周に他方（インナー側）の内側転走面５ａが形成され、ハブ輪４の小径段部４ｂに圧入されて背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成すると共に、小径段部４ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部４ｃによって所定の軸受予圧が付与された状態で、ハブ輪４に対して軸方向に固定されている。なお、内輪５および転動体３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。

ハブ輪４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面４ａをはじめ、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部４ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。なお、加締部４ｃ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６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、内輪５の嵌合部となる小径段部４ｂの耐フレッティング性が向上すると共に、微小なクラック等の発生がなく加締部４ｃの塑性加工をスムーズに行うことができる。

外方部材２は、外周にナックル７に取り付けられるための車体取付フランジ２ｂを一体に有し、内周に内方部材１の複列の内側転走面４ａ、５ａに対向する複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成されている。これら両転走面間に複列の転動体３、３が収容され、保持器８、８によって転動自在に保持されている。そして、外方部材２と内方部材１との間に形成される環状空間の開口部にはシール９、１０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。

外方部材２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面２ａ、２ａが高周波焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。

なお、ここでは、転動体３にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置を例示したが、これに限らず、転動体３に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受で構成されていても良い。また、第３世代構造に限らず第２世代構造であっても良いし、従動輪側に限らず駆動輪側の第２世代乃至第４世代構造（内方部材としてハブ輪と等速自在継手の外側継手部材を有する構造)であっても良い。

ここで、本実施形態では、ナックル７に内嵌される外方部材２のパイロット部２ｃと車体取付フランジ２ｂの付根部ａとの隅部（以下、付根部という）が、図２に拡大して示すように、２つの曲率半径Ｒ１、Ｒ２からなる円弧面を滑らかに繋いで形成した複合Ｒで構成されている。この複合Ｒのうち一方の曲率半径Ｒ１は、従来のように、隅部を単一Ｒで構成した場合（図中二点鎖線にて示す）の最大曲率半径Ｒ０より小さく、また、他方の曲率半径Ｒ２は最大曲率半径Ｒ０よりも大きく設定されている（Ｒ１＜Ｒ０＜Ｒ２）。これにより、車体取付フランジ２ｂの強度が高くなり、ナックル締結時あるいは車両旋回時にモーメント荷重が負荷された時、車体取付フランジ２ｂの付根部ａに発生する応力を抑制し、外方部材２の強度・剛性を確保し、耐久性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

本出願人が解析した結果では、外方部材２のパイロット部２ｃと車体取付フランジ２ｂの付根部ａに発生する応力は、例えば、単一Ｒとした場合の最大曲率半径Ｒ０＝１．２ｍｍとし、複合Ｒにおける曲率半径Ｒ１、Ｒ２を、Ｒ１＝１．２ｍｍ、Ｒ２＝４．１ｍｍとした場合、従来の付根部を単一Ｒで構成した場合に対して付根部ａを複合Ｒで構成した場合、２０％以上減少することが判った。

図３に前述した車体取付フランジの変形例を示す。この実施形態は、外方部材２’のパイロット部２ｃと車体取付フランジ１１の付根部ａが、２つの曲率半径Ｒ１、Ｒ２からなる複合Ｒで構成されると共に、車体取付フランジ１１の付根部ａの近傍で、インナー側の側面１１ａに環状の凹溝１２が形成されている。これにより、車体取付フランジ１１にモーメント荷重が負荷されても、また、外方部材２’の高周波焼入れ時、車体取付フランジ１１が変形して倒れ、ナックル締結時に付根部ａに応力が集中するような場合でも、この凹溝１２によって分散されて緩和され、外方部材２’の強度・剛性を確保し、耐久性の向上を図ることができる。

図４（ａ）は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態で、外方部材単体を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。なお、前述した実施形態と同様の機能を有する部位には同じ符号を付して重複した説明を省略する。

この外方部材１３はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、外周にナックル１４に取り付けられるための車体取付フランジ１５を一体に有し、内周に複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成されている。

ここで、図４（ｂ）に拡大して示すように、外方部材１３のパイロット部２ｃと車体取付フランジ１５の付根部ｂが、２つの曲率半径Ｒ１、Ｒ２からなる複合Ｒ（Ｒ１＜Ｒ２）で構成されると共に、この複合Ｒのうち曲率半径の小さい側の隅Ｒ（曲率半径Ｒ１）から接線角θからなる接線を介して車体取付フランジ１５のインナー側の側面１５ａに繋がるヌスミ形状に形成されている。本実施形態では、複列の外側転走面２ａ、２ａが高周波焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施された後、車体取付フランジ１５のインナー側の側面１５ａが２次切削によって所定の精度に規制されている。ここでは、図４（ａ）に例示するように、インナー側の側面１５ａの平坦度が０．０５ｍｍに設定されると共に、パイロット部２ｃに対して、面振れが０．０３０ｍｍ、直角度が０．１ｍｍにそれぞれ規制されている。

このように、高周波焼入れにより車体取付フランジ１５が変形して倒れ、ナックル１４締結時に付根部ｂに応力が集中するような場合でも、ナックル１４への取付面となるインナー側の側面１５ａが２次切削により所定の精度に規制されているので、付根部ｂに発生する応力を低減させることができ、外方部材１３の強度・剛性を確保し、耐久性の向上を図ることができる。

図５（ａ）は、本発明に係る車輪用軸受装置の第３の実施形態で、外方部材単体を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す縦断面図である。なお、前述した実施形態と同様の機能を有する部位には同じ符号を付して重複した説明を省略する。

（ａ）に示す外方部材１６はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、外周にナックル１４に取り付けられるための車体取付フランジ１７を一体に有し、ナックル１４に内嵌されるパイロット部２ｃが形成されている。そして、ナックル１４に内嵌される外方部材１６のパイロット部２ｃと車体取付フランジ１７の付根部ｂが、２つの曲率半径Ｒ１、Ｒ２からなる円弧面を滑らかに繋いで形成した複合Ｒで構成されている。

ここで、本実施形態では、ナックル１４への取付面となる車体取付フランジ１７のインナー側の側面１７ａが予めアウター側に所定の傾斜角αだけ傾斜して形成されている。これにより、ナックル１４締結時に付根部ｂに圧縮応力を付与することができ、車体取付フランジ１７にモーメント荷重が負荷されても、また、外方部材１６の高周波焼入れ時、車体取付フランジ１７が変形して倒れ、ナックル１４締結時に付根部ｂに応力が集中するような場合でも、その応力が緩和され、外方部材１６の強度・剛性を確保し、耐久性の向上を図ることができる。

（ｂ）に示す外方部材１８はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、インナー側の端部外周にナックル１９に取り付けられるための車体取付フランジ２０を一体に有し、この車体取付フランジ２０にボルト挿通孔２１が形成されている。この種の外方部材１８は、ナックル１９に内嵌されるパイロット部が形成されておらず、アウター側から固定ボルト２２が締結される。そのため、車体取付フランジ２０のアウター側の付根部ｃは、固定ボルト２２の頭部２２ａとの干渉を避けるため、曲率半径が小さいＲ３からなる円弧面を滑らかに繋いで形成した単一Ｒで構成されている。なお、本実施例では単一Ｒとした例を示したが、複合Ｒとしても良い。複合Ｒとすることで、さらに付根部ｃの応力が集中を緩和することができる。

ここで、本実施形態では、ナックル１９への取付面となる車体取付フランジ２０のインナー側の側面２０ａが予めインナー側に所定の傾斜角βだけ傾斜して形成されている。これにより、ナックル１９締結時に付根部ｃに圧縮応力を付与することができ、車体取付フランジ２０にモーメント荷重が負荷されても、また、外方部材１８の高周波焼入れ時、車体取付フランジ２０が変形して倒れ、ナックル１９締結時に付根部ｃに応力が集中するような場合でも、その応力が緩和され、外方部材１８の強度・剛性を確保し、耐久性の向上を図ることができる。

図６は、本発明に係る車輪用軸受装置の第４の実施形態で、外方部材単体を示す縦断面である。この外方部材２３はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、外周に車体取付フランジ２４を一体に有し、ナックル１４に内嵌されるパイロット部２ｃが形成されている。そして、ナックル１４に内嵌される外方部材２３のパイロット部２ｃと車体取付フランジ２４の付根部ａが、２つの曲率半径Ｒ１、Ｒ２からなる円弧面を滑らかに繋いで形成した複合Ｒで構成されている。

ここで、本実施形態では、外方部材２３の車体取付フランジ２４が、複列の外側転走面２ａ、２ａ間の軸方向略中央に形成されている。これにより、車体取付フランジ２４が外方部材２３の肉厚部分に配置され、大きなモーメント荷重が負荷された場合でも、ナックル１４への取付面となる車体取付フランジ２４のインナー側の側面２４ａの浮き上がりや変形を最小限に抑えることができ、外方部材２３の強度・剛性を確保し、耐久性の向上を図ることができる。

図７は、本発明に係る車輪用軸受装置の第５の実施形態で、外方部材単体を示す縦断面図である。この外方部材２５はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、外周に車体取付フランジ２６を一体に有し、ナックル１４に内嵌されるパイロット部２ｃが形成されている。そして、ナックル１４に内嵌される外方部材２５のパイロット部２ｃと車体取付フランジ２６の付根部ａが、２つの曲率半径Ｒ１、Ｒ２からなる円弧面を滑らかに繋いで形成した複合Ｒで構成されている。

ここで、本実施形態では、車体取付フランジ２６のアウター側の付根部ｄが、曲率半径Ｒ４からなる円弧面を滑らかに繋いで形成した単一Ｒで構成されている。そして、この付根部ｄの曲率中心Ｐがアウター側の外側転走面２ａの接触角延長線Ｌよりもアウター側に位置するように形成されている。これにより、車両旋回時、モーメント荷重が車体取付フランジ２６に負荷された時、最も大きな応力が発生する車体取付フランジ２６におけるアウター側の付根部ｄの応力を低減することができ、外方部材２５の強度・剛性を確保し、耐久性の向上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、駆動輪用、従動輪用に拘わらず、第２乃至第４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。 図１の要部拡大図である。 図２の変形例を示す要部拡大図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態で、（ａ）は、外方部材単体を示す縦断面図である。 （ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第３の実施形態で、（ａ）は、外方部材単体を示す縦断面図である。（ｂ）は、（ａ）の変形例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の実施形態で、外方部材単体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の実施形態で、外方部材単体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・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
２、２’、１３、１６、１８、２３、２５・・外方部材
２ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
２ｂ、１１、１５、１７、２０、２４、２６・車体取付フランジ
２ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・パイロット部
３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
４ａ、５ａ・・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
４ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
４ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
６ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・基部
６ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・円孔
７、１４、１９・・・・・・・・・・・・・・ナックル
８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
９、１０・・・・・・・・・・・・・・・・・シール
１１ａ、１５ａ、１７ａ、２０ａ、２４ａ・・車体取付フランジのインナー側の側面
１２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・凹溝
２１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボルト挿通孔
２２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・固定ボルト
２２ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・頭部
５０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
５１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５１ａ、５２ａ・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
５１ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
５２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
５３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
５３ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
５３ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５３ｍ・・・・・・・・・・・・・・・・・・本体部
５４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボール
５５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ナックル
５７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボルト挿通孔
５８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・締結ボルト
５９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・厚肉部
６０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・座ぐり部
Ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジの主表面
ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジの付根部
Ｌ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・接触角の延長線
Ｐ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・付根部の曲率中心
Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４・・・・・・・付根部の曲率半径
α、β・・・・・・・・・・・・・・・・・・傾斜角
θ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・接線角

Claims (10)

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一体に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するハブ輪を含み、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設けられた内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材の外周面と前記車体取付フランジの付根部との隅部が、複数の曲率半径からなる円弧面を滑らかに繋いで形成した複合Ｒで構成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記外方部材の外周に前記ナックルに内嵌されるパイロット部が形成され、このパイロット部と前記車体取付フランジの付根部との隅部が、２つの曲率半径Ｒ１、Ｒ２からなる円弧面を滑らかに繋いで形成した複合Ｒで構成され、この複合Ｒのうち一方の曲率半径Ｒ１が、隅部を単一Ｒで構成した場合の最大曲率半径Ｒ０より小さく、他方の曲率半径Ｒ２が前記最大曲率半径Ｒ０よりも大きく設定（Ｒ１＜Ｒ０＜Ｒ２）されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記付根部の近傍で、前記ナックルへの取付面となる前記車体取付フランジのインナー側の側面に環状の凹溝が形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。
4. 前記複列の外側転走面が高周波焼入れによって硬化処理された後、前記ナックルへの取付面となる前記車体取付フランジのインナー側の側面が２次切削によって所定の精度に規制されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
5. 前記ナックルへの取付面となる前記車体取付フランジのインナー側の側面が予めアウター側に所定の傾斜角だけ傾斜して形成されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
6. 前記車体取付フランジにボルト挿通孔が形成され、このボルト挿通孔にアウター側から固定ボルトが締結される外方部材において、前記ナックルへの取付面となる前記車体取付フランジのインナー側の側面が予めインナー側に所定の傾斜角だけ傾斜して形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
7. 前記車体取付フランジが、前記複列の外側転走面間の軸方向略中央に形成されている請求項１乃至６いずれかに記載の車輪用軸受装置。
8. 前記外方部材の外周面と前記車体取付フランジのアウター側の付根部との隅部が、円弧面を滑らかに繋いで形成された単一Ｒで構成され、この円弧面の曲率中心が前記複列の外側転走面のうちアウター側の外側転走面の接触角延長線よりもアウター側に位置するように形成されている請求項１乃至７いずれかに記載の車輪用軸受装置。
9. 前記内方部材は、外周に軸方向に延びる小径段部が形成された前記ハブ輪およびこのハブ輪の小径段部に嵌合された内輪である請求項１乃至８いずれかに記載の車輪用軸受装置。
10. 前記内方部材は、前記ハブ輪および等速自在継手の外側継手部材である請求項１乃至８いずれかに記載の車輪用軸受装置。

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