JP2012148693A - 車輪用転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外輪部材を二部品で構成し、鍛造形状を小型化してコスト低減を図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】ハブ軸１５のインナ側及びアウタ側の内輪軌道面２０、２５と、外輪部材３０のインナ側及びアウタ側の外輪軌道面３３、３４との間にインナ側列及びアウタ側列の玉５０、５１が転動可能に配列される。インナ側列の玉５０のピッチ円直径をＤ１とし、アウタ側列の玉５１のピッチ円直径をＤ２としたときに、「Ｄ１＜Ｄ２」の関係となるように設定される。外輪部材３０は、アウタ側の外輪軌道面３４が形成される第１外輪体３１と、インナ側の外輪軌道面３３が形成される第２外輪体３２との二部品が相互に圧入固定されて一体状に結合されて構成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は車輪用転がり軸受装置に関する。

車輪用転がり軸受装置（車輪用ハブユニットと呼ばれることもある）においては、車輪が取り付けられるハブホイールのハブ軸の外周面に、軸方向に所定間隔を隔ててインナ側及びアウタ側の内輪軌道面が形成される。
一方、ハブ軸の外周に配設される外輪部材の内周面に、軸方向に所定間隔を隔ててインナ側及びアウタ側の外輪軌道面が形成される。そして、ハブ軸のインナ側及びアウタ側の内輪軌道面と、外輪部材のインナ側及びアウタ側の外輪軌道面との間にインナ側列及びアウタ側列の玉が転動可能に配列される。
また、車輪用転がり軸受装置においては、外輪部材の嵌合軸部の外径寸法を車体側部材の組付孔に嵌合可能な大きさに確保しながら、軽量化や高剛性化を図るために、インナ側列の玉のピッチ円直径よりもアウタ側列の玉のピッチ円直径を大きく設定し、これによって、インナ側列の玉の個数よりもアウタ側列の玉の個数を多くしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１０８４４９号公報

ところで、前記した車輪用転がり軸受装置において、外輪部材は、その内周面の軸方向に所定間隔を隔ててインナ側及びアウタ側の外輪軌道面が形成されるため、軸方向に長くなる。
このような外輪部材を鍛造（熱間鍛造）による一つの鍛造品によって一体に構成すると、鍛造形状が大型化し、コスト高となる。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、外輪部材を二部品で構成し、鍛造形状を小型化してコスト低減を図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。

前記課題を解決するために、この発明の請求項１に係る車輪用転がり軸受装置は、車輪が取り付けられるハブホイールのハブ軸の外周面に、軸方向に所定間隔を隔ててインナ側及びアウタ側の内輪軌道面が形成され、前記ハブ軸の外周に配設される外輪部材の内周面に、軸方向に所定間隔を隔ててインナ側及びアウタ側の外輪軌道面が形成され、前記インナ側及びアウタ側の内輪軌道面と、前記インナ側及びアウタ側の外輪軌道面との間に、インナ側列及びアウタ側列の玉が転動可能に配列され、前記インナ側列の玉のピッチ円直径をＤ１とし、前記アウタ側列の玉のピッチ円直径をＤ２としたときに、「Ｄ１＜Ｄ２」の関係となるように設定された車輪用転がり軸受装置であって、
前記外輪部材は、前記アウタ側の外輪軌道面が形成される第１外輪体と、前記インナ側の外輪軌道面が形成される第２外輪体との二部品が相互に圧入固定されて構成されていることを特徴とする。

前記構成によると、インナ側列の玉のピッチ円直径Ｄ１よりもアウタ側列の玉のピッチ円直径Ｄ２を大きく設定することによって、車輪用転がり軸受装置の軽量化や高剛性化を良好に図ることができる。
また、アウタ側の外輪軌道面が形成される第１外輪体と、インナ側の外輪軌道面が形成される第２外輪体との二部品を相互に圧入固定して一体状に結合することによって外輪部材を構成することができる。
このため、第１外輪体と第２外輪体とのうち、少なくとも一方の外輪体を鍛造品によって形成する場合には、その一方の外輪体を形成する鍛造品の鍛造形状を小型化して容易に形成することができ、コスト低減を図ることが可能となる。

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、
第１外輪体には、車体側部材に対する車体側フランジが形成され、
第２外輪体には、前記車体側部材の組付孔に嵌合される車体側嵌合軸部が形成されていることを特徴とする。

前記構成によると、車体側フランジを有する第１外輪体を鍛造品によって形成し、車体側嵌合軸部を有する第２外輪体を旋削加工等によって形成することによって、第１、第２の両外輪体を材料歩留まりよく形成することが可能となる。

請求項３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、
第２外輪体には、車体側部材に対する車体側フランジと、前記車体側部材の組付孔に嵌合される車体側嵌合軸部とがそれぞれ形成され、
第１外輪体は、前記第２外輪体の一端部に形成された結合孔に圧入固定されて一体状に結合されていることを特徴とする。

前記構成によると、車体側フランジと車体側嵌合軸部とを有する第２外輪体を鍛造品によって形成し、第１外輪体を旋削加工等によって形成することによって、第１、第２の両外輪体を材料歩留まりよく形成することが可能となる。

請求項４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、
第１外輪体には、車体側部材に対する車体側フランジと、前記車体側部材の組付孔に嵌合される車体側嵌合軸部とがそれぞれ形成され、
第２外輪体は、前記第１外輪体の一端側に形成された結合孔に圧入固定されて一体状に結合されていることを特徴とする。

前記構成によると、車体側フランジと車体側嵌合軸部とを有する第１外輪体を鍛造品によって形成し、第２外輪体を旋削加工等によって形成することによって、第１、第２の両外輪体を材料歩留まりよく形成することが可能となる。

この発明の実施例１に係る車輪用転がり軸受装置を示す縦断面図である。 同じくハブ軸と外輪部材とインナ側列及びアウタ側列の玉との組み付け状態を拡大して示す縦断面図である。 同じく第１外輪体と第２外輪体とが結合されて外輪部材が構成された状態を示す縦断面図である。 同じく外輪部材を構成する第１外輪体と第２外輪体とが分離された状態を示す縦断面図である。 この発明の実施例２に係る車輪用転がり軸受装置の第１外輪体と第２外輪体とが結合されて外輪部材が構成された状態を示す縦断面図である。 同じく外輪部材を構成する第１外輪体と第２外輪体とが分離された状態を示す縦断面図である。 この発明の実施例３に係る車輪用転がり軸受装置の第１外輪体と第２外輪体とが結合されて外輪部材が構成された状態を示す縦断面図である。 同じく外輪部材を構成する第１外輪体と第２外輪体とが分離された状態を示す縦断面図である。

この発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。

この発明の実施例１を図１〜図４にしたがって説明する。
図１に示すように、車輪用転がり軸受装置（車輪用ハブユニット）は、複列のアンギュラ玉軸受を構成する内輪部材としてのハブ軸１５を一体に有するハブホイール１０と、外輪部材３０と、複列をなすインナ側列及びアウタ側列の玉５０、５１と、インナ側及びアウタ側の保持器５５、５６とを備えてユニット化されている。

図１に示すように、ハブホイール１０は、ハブ軸１５と、このハブ軸１５の車アウタ側端部に同一中心線上に形成されたフランジ体１１とを一体に有し、フランジ体１１の車アウタ側面には、ブレーキロータを間に挟んで車輪（図示しない）の中心孔が嵌込まれる車輪用嵌合部１３が形成されている。
また、フランジ体１１には、車輪を締め付ける複数のハブボルト１２が所定ピッチで圧入固定されている。

図１に示すように、ハブ軸１５の外周面には、軸方向に所定間隔を隔ててインナ側及びアウタ側の内輪軌道面２０、２５がそれぞれ形成されている。
この実施例１において、ハブ軸１５は、フランジ体１１側が大径で先端側が小径に形成された段軸状に形成されている。そして、ハブ軸１５の大径部１６の片側（フランジ体１１側）に形成された大径肩部１６ａの外周面にアウタ側の内輪軌道面２５が形成されている。また、ハブ軸１５の小径部１７の外周面には内輪体２６が嵌め込まれ、この内輪体２６の外周面にインナ側の内輪軌道面２０が形成されている。
さらに、ハブ軸１５の小径部１７の端部から延出された筒部がかしめ具によって半径方向外方へかしめられてかしめ部１８が形成されることによって、ハブ軸１５の小径部１７の段差面とかしめ部１８との間に内輪体２６が挟持されるようになっている。

外輪部材３０の一端側（車幅方向インナ側）には、車両の懸架装置（図示しない）に支持されたナックル、キャリア等の車体側部材の組付孔に嵌合される車体側嵌合軸部３６が形成されている。また、外輪部材３０の外周面の車体側嵌合軸部３６に隣接する部分には、車体側部材の取付面にボルトによって締結される車体側フランジ３５が一体に形成されている。
外輪部材３０の内周面には、ハブ軸１５のインナ側の内輪軌道面２０及びアウタ側の内輪軌道面２５に対応するインナ側の外輪軌道面３３とアウタ側の外輪軌道面３４とが軸方向に所定間隔を保って形成されている。

インナ側及びアウタ側の内輪軌道面２０、２５と、インナ側及びアウタ側の外輪軌道面３３、３４との間には、インナ側列及びアウタ側列の各複数個の玉５０、５１が、インナ側及びアウタ側の保持器５５、５６に保持された状態で転動可能に配列されている。
そして、前記したハブ軸１５のかしめ部１８によるかしめ力によって、インナ側列及びアウタ側列の玉５０、５１にそれぞれ所要とする予圧が付与されるようになっている。

図に示すように、インナ側列の玉５０のピッチ円直径をＤ１とし、アウタ側列の玉５１のピッチ円直径をＤ２としたときに、「Ｄ１＜Ｄ２」の関係となるように設定されている。
すなわち、この実施例１において、外輪部材３０の車体側嵌合軸部３６の外径寸法を車体側部材の組付孔に嵌合可能な大きさに確保しながら、車輪用転がり軸受装置の軽量化や高剛性化を図るために、インナ側列の玉５０のピッチ円直径Ｄ１よりもアウタ側列の玉５１のピッチ円直径Ｄ２が大きく設定されると共に、インナ側列の玉５０の玉径よりもアウタ側列の玉５１の玉径が小さく設定されている。これに伴って、インナ側列の玉５０の個数よりもアウタ側列の玉５１の個数が多くなっている。

前記「Ｄ１＜Ｄ２」の関係に基づき、アウタ側列の玉５１をピッチ円直径Ｄ２で配列するために、ハブホイール１０のハブ軸１５の外周面に形成されるアウタ側の内輪軌道面２５は、インナ側の内輪軌道面２０よりも大径に形成されている。そして、ハブホイール１０の車輪用嵌合部１３の中心孔部からインナ側に向かう凹部１０ａがアウタ側の内輪軌道面２５との間に所要とする肉厚を残してできるだけ大きくかつ深く形成され、これによって、ハブホイール１０の軽量化、ひいては車輪用転がり軸受装置の軽量化が図られるようになっている。

また、この実施例１において、ハブホイール１０は、冷間鍛造によって製作される冷間鍛造品によって形成されている。
冷間鍛造品は、熱間鍛造品と比較して表面粗さ精度が非常に良く応力集中を防止できる。このため、ハブホイール１０のハブ軸１５の外周面のうち、インナ側の内輪軌道面２０とアウタ側の内輪軌道面２５との間の外周面の部分（ハブ軸１５の大径部１６と、その片側の大径肩部１６ａのアール面部分）に対するショットブラスト加工が不要となっている。
すなわち、熱間鍛造品によってハブホイールが製作される場合には、インナ側の内輪軌道面とアウタ側の内輪軌道面との間の外周面の部分をショットブラスト加工して当該部分に発生しやすい応力集中を防止する必要があるが、ハブホイール１０を、冷間鍛造によって製作することによってショットブラスト加工が不要となり、コスト低減を図ることが可能となる。

また、前記「Ｄ１＜Ｄ２」の関係に基づき、アウタ側列の玉５１をピッチ円直径Ｄ２で配列するために、外輪部材３０の内周面に形成されるアウタ側の外輪軌道面３４は、インナ側の外輪軌道面３３よりも大径に形成されている。
さらに、図２と図３に示すように、外輪部材３０の内周面には、インナ側の外輪軌道面３３とアウタ側の外輪軌道面３４との間に位置する部分においてインナ側の外輪軌道面３３の端縁に連続するインナ側軌道肩部３３ａと、アウタ側の外輪軌道面３４の端縁に連続するアウタ側軌道肩部３４ａとがそれぞれ形成されている。

図３と図４に示すように、外輪部材３０は、アウタ側の外輪軌道面３４が形成される第１外輪体３１と、インナ側の外輪軌道面３３が形成される第２外輪体３２との二部品が相互に圧入固定されて一体状に結合されて構成されている。
この実施例１において、第１外輪体３１は、鍛造（熱間鍛造）によって製作される鍛造品によって形成されている。
図３と図４に示すように、第１外輪体３１の一端部（内端部）の外周面には、車体側部材に対する車体側フランジ３５が形成されている。さらに、第１外輪体３１の一端部（内端部）の内周面には、第２外輪体３２に対応する結合孔３７が形成されている。
また、第１外輪体３１の他端部（外端部）の内周面には、アウタ側の外輪軌道面３４が形成され、そのアウタ側の外輪軌道面３４の片側に位置する中間部内周面には、アウタ側軌道肩部３４ａが形成されている。

一方、第２外輪体３２は、旋削加工（削り出し加工）等によって形成され、その外周面には、第１外輪体３１の結合孔３７に圧入固定される結合部３８と、車体側部材の組付孔に嵌合される車体側嵌合軸部３６とが軸方向に連続して形成されている。
さらに、第２外輪体３２の内周面には、インナ側の外輪軌道面３３が形成され、そのインナ側の外輪軌道面３３の片側には、インナ側軌道肩部３３ａが形成されている。
そして、第１外輪体３１の結合孔３７に、第２外輪体３２の結合部３８が圧入固定されて一体状に結合されることによって外輪部材３０が構成される。
なお、第１外輪体３１のアウタ側の外輪軌道面３４と、第２外輪体３２のインナ側の外輪軌道面３３とは、これら第１、第２の両外輪体３１が一体状に結合された後、研磨加工されてもよく、一体状に結合される前に、予め研磨加工されてもよい。
また、第２外輪体３２は、鍛造（熱間鍛造）によって製作される鍛造品によって形成されてもよい。

この実施例１に係る車輪用転がり軸受装置は上述したように構成される。
したがって、車輪用転がり軸受装置のインナ側列の玉５０のピッチ円直径Ｄ１よりもアウタ側列の玉５１のピッチ円直径Ｄ２を大きく設定することによって、車輪用転がり軸受装置の軽量化や高剛性化を良好に図ることが可能となる。

また、第１外輪体３１の結合孔３７に、第２外輪体３２の結合部３８が圧入固定されて一体状に結合されることによって外輪部材３０を容易に構成することができる。
このため、第１外輪体３１と第２外輪体３２との二部品のうち、少なくとも一方の外輪体３１又は３２を鍛造品によって形成する場合には、その一方の外輪体を形成する鍛造品の鍛造形状を小型化して容易に形成することができ、コスト低減を図ることができる。

また、この実施例１において、車体側フランジ３５を有する第１外輪体３１を鍛造品によって形成し、車体側嵌合軸部３６を有する第２外輪体３２を旋削加工等によって形成することによって、第１、第２の両外輪体３１、３２を材料歩留まりよく形成することが可能となる。

次に、この発明の実施例２を図５と図６にしたがって説明する。
図５と図６に示すように、この実施例２においては、外輪部材１３０を構成する第１外輪体１３１と第２外輪体１３２との二部品のうち、第２外輪体１３２は、鍛造（熱間鍛造）によって製作される鍛造品によって形成されている。
第２外輪体１３２の軸方向の中間部外周面には、車体側部材に対する車体側フランジ１３５が形成されている。さらに、第２外輪体１３２の車体側フランジ１３５に隣接する部分には車体側嵌合軸部１３６が形成されている。
また、第２外輪体１３２の内周面には、インナ側の外輪軌道面１３３が形成され、そのインナ側の外輪軌道面１３３の片側には、インナ側軌道肩部１３３ａが形成されている。
また、第２外輪体１３２のアウタ側端部の内周面には、第１外輪体１３１に対応する結合孔１３７が形成されている。

一方、第１外輪体１３１は、旋削加工（削り出し加工）や鍛造（熱間鍛造又は冷間鍛造）によって形成され、その一端部（内端部）の外周面には、第２外輪体１３２の結合孔１３７に圧入固定される結合部１３８が形成されている。
また、第１外輪体１３１の内周面には、アウタ側の外輪軌道面１３４が形成され、そのアウタ側の外輪軌道面１３４の片側に位置する中間部内周面には、アウタ側軌道肩部１３４ａが形成されている。
そして、第２外輪体１３２の結合孔１３７に、第１外輪体３１の結合部１３８が圧入固定されて一体状に結合されることによって外輪部材１３０が構成される。
この実施例２のその他の構成は実施例１と同様にして構成されるため、その説明は省略する。

上述したように構成されるこの実施例２に係る車輪用転がり軸受装置においても、外輪部材１３０全体を鍛造品で形成する場合に比べ、第２外輪体１３２を鍛造品によって形成することによって、鍛造形状を小型化して容易に形成することができ、コスト低減を図ることが可能となる。
また、第２外輪体１３２を鍛造品によって形成し、第１外輪体１３１を旋削加工や鍛造品によって形成することによって、第１、第２の両外輪体１３１、１３２を材料歩留まりよく形成することが可能となる。

次に、この発明の実施例３を図７と図８にしたがって説明する。
図７と図８に示すように、この実施例３においては、外輪部材２３０を構成する第１外輪体２３１と第２外輪体２３２との二部品のうち、第１外輪体２３１は、鍛造（熱間鍛造）によって製作される鍛造品によって形成されている。
第１外輪体２３１の一端部（内端部）の外周面には、車体側部材に対する車体側フランジ２３５が形成されている。さらに、第１外輪体２３１の車体側フランジ２３５に隣接する部分には車体側嵌合軸部２３６が形成されている。
第１外輪体２３１の一端部（内端部）の内周面には、第２外輪体２３２に対応する結合孔２３７が形成されている。
また、第１外輪体２３１の他端部（外端部）の内周面には、アウタ側の外輪軌道面２３４が形成され、そのアウタ側の外輪軌道面２３４の片側に位置する中間部内周面には、アウタ側軌道肩部２３４ａが形成されている。

一方、第２外輪体２３２は、旋削加工（削り出し加工）等によって形成され、その外周面には、第１外輪体２３１の結合孔２３７に圧入固定される結合部２３８が形成されている。
さらに、第２外輪体２３２の内周面には、インナ側の外輪軌道面２３３が形成され、そのインナ側の外輪軌道面２３３の片側には、インナ側軌道肩部２３３ａが形成されている。
そして、第１外輪体２３１の結合孔２３７に、第２外輪体２３２の結合部２３８が圧入固定されて一体状に結合されることによって外輪部材２３０が構成される。
この実施例３のその他の構成は実施例１と同様にして構成されるため、その説明は省略する。

上述したように構成されるこの実施例３に係る車輪用転がり軸受装置においても、外輪部材２３０全体を鍛造品で形成する場合に比べ、第１外輪体２３１を鍛造品によって形成することによって、鍛造形状を小型化して容易に形成することができ、コスト低減を図ることができる。
また、第１外輪体２３１を鍛造品によって形成し、第２外輪体２３２を旋削加工等によって形成することによって、第１、第２の両外輪体２３１、２３２を材料歩留まりよく形成することが可能とる。

なお、この発明は前記実施例１〜３に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。

１０ ハブホイール
１５ ハブ軸
２０ インナ側の内輪軌道面
２５ アウタ側の内輪軌道面
３０ 外輪部材
３１ 第１外輪体
３２ 第２外輪体
３３ インナ側の外輪軌道面
３４ アウタ側の外輪軌道面
３５ 車体側フランジ
３６ 車体側嵌合軸部
５０ インナ側列の玉
５１ アウタ側列の玉

Claims (4)

1. 車輪が取り付けられるハブホイールのハブ軸の外周面に、軸方向に所定間隔を隔ててインナ側及びアウタ側の内輪軌道面が形成され、前記ハブ軸の外周に配設される外輪部材の内周面に、軸方向に所定間隔を隔ててインナ側及びアウタ側の外輪軌道面が形成され、前記インナ側及びアウタ側の内輪軌道面と、前記インナ側及びアウタ側の外輪軌道面との間に、インナ側列及びアウタ側列の玉が転動可能に配列され、前記インナ側列の玉のピッチ円直径をＤ１とし、前記アウタ側列の玉のピッチ円直径をＤ２としたときに、「Ｄ１＜Ｄ２」の関係となるように設定された車輪用転がり軸受装置であって、
   前記外輪部材は、前記アウタ側の外輪軌道面が形成される第１外輪体と、前記インナ側の外輪軌道面が形成される第２外輪体との二部品が相互に圧入固定されて構成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、
   第１外輪体には、車体側部材に対する車体側フランジが形成され、
   第２外輪体には、前記車体側部材の組付孔に嵌合される車体側嵌合軸部が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。
3. 請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置であって、
   第２外輪体には、車体側部材に対する車体側フランジと、前記車体側部材の組付孔に嵌合される車体側嵌合軸部とがそれぞれ形成され、
   第１外輪体は、前記第２外輪体の一端部に形成された結合孔に圧入固定されて一体状に結合されていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置。
4. 請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置であって、
   第１外輪体には、車体側部材に対する車体側フランジと、前記車体側部材の組付孔に嵌合される車体側嵌合軸部とがそれぞれ形成され、
   第２外輪体は、前記第１外輪体の一端側に形成された結合孔に圧入固定されて一体状に結合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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