JP2013086514A - 車輪支持用転がり軸受ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】鉄系合金と軽合金とを組み合わせて構成した外輪を備えた構造で、軽合金により造られた本体部の形状を工夫する事により、必要とする強度及び剛性を確保しつつ、より一層の軽量化を図れる車輪支持用転がり軸受ユニット構造を実現する。
【解決手段】本体部２８の外周面に形成した静止側フランジ１２ａの軸方向内側面の円周方向複数箇所に凹部３２、３２を形成する事により、外輪６ａの軽量化を図る。又、円周方向に隣り合う凹部３２、３２同士の間部分を補強リブ３３、３３として、外輪６ａの強度及び剛性を確保する。
【選択図】図１

Description

この発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットの改良に関する。具体的には、軽量化の為に構成部材の一部をアルミニウム系合金、マグネシウム系合金等の軽合金製とした構造で、必要とする強度及び剛性を確保しつつ、より一層の軽量化を図れる構造の実現を意図したものである。

自動車の車輪を構成するホイール１、及び、制動用回転部材であって制動装置であるディスクブレーキを構成するロータ２は、例えば特許文献１に記載され、図１３に示す様な構造により、懸架装置を構成するナックル３に回転自在に支持する。この為に、このナックル３に形成した円形の支持孔４部分に、車輪支持用転がり軸受ユニット５を構成する外輪６を、複数本のボルト７により固定している。又、この車輪支持用転がり軸受ユニット５を構成する、内輪相当部材であるハブ８に、前記ホイール１及びロータ２を、複数本のスタッド９とナット１０とにより結合固定している。又、前記外輪６の内周面に複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂを、外周面に静止側フランジ１２を、それぞれ形成している。この様な外輪６は、この静止側フランジ１２を前記ナックル３に、前記各ボルト７で結合する事により、このナックル３に対し支持固定している。

又、前記ハブ８は、ハブ本体１３と内輪１４とから成る。このうちのハブ本体１３の外周面の一部で、前記外輪６の外端開口から突出した部分に、回転側フランジ１５を形成している。尚、軸方向に関して「外」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側となる、図１、２、４〜７、１０、１２〜１４の左側を言う。反対に、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側となる、図１、２、４〜７、１０、１２〜１４の右側を、軸方向に関して「内」と言う。又、前記ハブ本体１３の外端部には、パイロット部と呼ばれる位置決め筒部１６を、このハブ本体１３と同心に設けている。前記ホイール１及びロータ２は、この位置決め筒部１６に外嵌する事により径方向の位置決めを図った状態で、前記回転側フランジ１５の外側面に、前記各スタッド９とナット１０とにより結合固定している。

又、前記ハブ本体１３の外周面の中間部に、前記複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂのうちの外側の外輪軌道１１ａに対向する内輪軌道１７ａを、同じく内端部に小径段部１８を、それぞれ形成している。そして、この小径段部１８に、前記内輪１４を外嵌している。この内輪１４の外周面には、前記複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂのうちの内側の外輪軌道１１ｂに対向する、内輪軌道１７ｂを形成している。この様な内輪１４は、前記ハブ本体１３の内端部を径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部１９により、このハブ本体１３に対し固定している。そして、前記両外輪軌道１１ａ、１１ｂと前記両内輪軌道１７ａ、１７ｂとの間に玉２０、２０を、それぞれ複数個ずつ転動自在に設けている。この状態でこれら各玉２０、２０は、前記両外輪軌道１１ａ、１１ｂと前記両内輪軌道１７ａ、１７ｂとに、両列同士の間で互いに逆方向で背面組み合わせ型の接触角を付与された状態で、転がり接触する。又、この状態で、前記各玉２０、２０に所定の予圧を付与している。この構成により前記ハブ８を前記外輪６の内径側に、がたつきなく、且つ、ラジアル荷重及びアキシアル荷重を支承しつつ回転可能に支持している。又、前記各玉２０、２０を設置した円筒状の空間の両端開口部は、それぞれシールリング２１ａ、２１ｂにより密閉している。

更に、図示の例は、駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、４ＷＤ車の全車輪）用の車輪支持用転がり軸受ユニット５である為、前記ハブ８の中心部に、スプライン孔２２を形成している。そして、このスプライン孔２２に、等速ジョイント用外輪２３の外端面に固設したスプライン軸２４を挿入している。これと共に、このスプライン軸２４の先端部にナット２５を螺合し、更に締め付ける事により、前記ハブ本体１３を、このナット２５と前記等速ジョイント用外輪２３との間に挟持している。

又、図１４は、従動輪（ＦＦ車の後輪、ＦＲ車及びＲＲ車の前輪）用の車輪支持用転がり軸受ユニット５ａを示している。この車輪支持用転がり軸受ユニット５ａは、従動輪用である為、ハブ８ａを構成するハブ本体１３ａの中心部にスプライン孔を設けていない。その他の部分の構造及び作用は、上述した駆動輪用の車輪支持用転がり軸受ユニット５の場合と同様である。
尚、図示は省略するが、外輪相当部材を車輪と共に回転するハブとし、内輪相当部材を懸架装置に対し支持固定する静止側軌道輪とする車輪支持用転がり軸受ユニットも、例えば特許文献２に記載される等により、従来から広く知られている。

駆動輪用であるか従動輪用であるか、更には内輪回転型であるか外輪回転型であるかを問わず、車輪支持用転がり軸受ユニット５、５ａは、懸架装置を構成するばねよりも路面側に設けられる、所謂ばね下荷重であるから、乗り心地や走行安定性を中心とする走行性能を向上させる為には、少しでも軽量化する事が望まれる。この様な事情に鑑みて、例えば特許文献３には、外輪のうちで両外輪軌道を設けた部分を鉄系合金製とすると共に、これら両外輪軌道以外の部分を軽合金製とした車輪支持用転がり軸受ユニットが記載されている。但し、上記特許文献３に記載された構造は、材料的な工夫により軽量化を図るだけであった為、軽合金製の部分の強度及び剛性を十分に確保すると、この軽合金製部分の容積が嵩み、十分な軽量化を図る事が難しい。

特開２００９−２９９７５９号公報 特開平７−１６７１３８号公報 特開２０１０−２０９９６４号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、鉄系合金と軽合金とを組み合わせて構成した外輪相当部材を備えた構造で、このうちの軽合金により造られた部分の形状を工夫する事により、必要とする強度及び剛性を確保しつつ、より一層の軽量化を図れる車輪支持用転がり軸受ユニットを実現すべく発明したものである。

本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットは、外輪相当部材と、内輪相当部材と、複数個の転動体とを備える。
このうちの外輪相当部材は、内周面に複列の外輪軌道を有するもので、これら両外輪軌道を設けた部分を含む一部を鉄系合金製とし、少なくとも外径寄り部分を含む残部を軽合金製とし、この残部のうちの外周面から径方向外方に突出する状態でフランジ部を形成している。
又、前記内輪相当部材は、外周面に複列の内輪軌道を有する。
更に、前記各転動体は、これら両内輪軌道と前記両外輪軌道との間に、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けられている。
特に、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットに於いては、前記フランジ部の軸方向側面の円周方向複数箇所に凹部を形成している。そして、前記外輪相当部材の軽量化を図ると共に、円周方向に隣り合う凹部同士の間部分を補強リブとして、この外輪相当部材の強度及び剛性の確保を図っている。

この様な本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットを実施する場合に、例えば請求項２〜３に記載した発明の様に、前記両列の転動体に、背面接触型の接触角を付与する。
この場合に、例えば請求項２に記載した発明の様に、前記両外輪軌道を、互いに独立した１対の外輪素子の内周面に形成する。そして、前記残部の内径寄り部分に形成され、軸方向両側部分に比べて内径が小さくなった小径部を軸方向両側から挟持する状態で、前記両外輪素子を前記残部に保持する。
或いは、請求項３に記載した発明の様に、前記両外輪軌道を、１個の外輪素子の内周面の軸方向に離隔した２箇所位置に形成する。そして、この外輪素子の外周面の軸方向中間部に形成した、軸方向両側部分に対して径方向に突出若しくは凹入した凹凸係合部を、前記残部に包埋した状態で、前記外輪素子を前記残部の内径側に保持する。
更に、この様な請求項３に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項４に記載した発明の様に、前記凹凸係合部を、軸方向に隣接する部分に対して突出若しくは凹入する形状とする事に加え、円周方向に関しても凹凸が繰り返される形状とする。

又、上述の様な本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットを実施する場合に、例えば請求項５に記載した発明の様に、前記外輪相当部材の残部の外径寄り部分の円周方向複数箇所に、この外輪相当部材を懸架装置に支持固定するか、若しくはこの外輪相当部材に車輪を結合固定する為のボルトを螺合若しくは挿通する為の、ねじ孔若しくは通孔を形成する。そして、これら各ねじ孔若しくは通孔の中心と前記外輪相当部材の中心とを結ぶ仮想直線上に前記各凹部を存在させない。
この様な請求項５に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項６〜７に記載した発明の様に、前記ねじ孔若しくは通孔を、前記各凹部よりも径方向外方に形成する。
この場合に、例えば請求項６に記載した発明の様に、前記ねじ孔若しくは通孔の円周方向に関する位相を、前記各凹部に対して、これら各凹部の円周方向に関するピッチの１／２分ずらせる。
或いは、請求項７に記載した発明の様に、前記ねじ孔若しくは通孔の内径側に前記各凹部を設けない。
又は、上述した請求項５に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項８に記載した発明の様に、円周方向に関する間隔を、前記各凹部のうちの一部の凹部同士の間で、残りの凹部同士の間に比べて大きくする。そして、前記ねじ孔若しくは通孔を、前記一部の凹部同士の間部分に形成する。
更には、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットを実施する場合に、例えば請求項９に記載した発明の様に、前記外輪相当部材の残部と、ナックル等の懸架装置を構成する部材とを一体とする。

上述の様に本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、軽合金製の外輪相当部材の外径寄り部分である、この外輪相当部材の残部の外周面にフランジ部を形成している。この為、軽合金製であるこの残部の断面係数を大きくして、この残部を含む、前記外輪相当部材の強度及び剛性を確保できる。前記フランジ部は、円周方向に関して複数箇所に複数の凹部を形成する事により軽量化を図ると同時に、円周方向に隣り合う凹部同士の間に設けた複数の補強リブにより強度及び剛性を確保している。この結果、必要とする強度及び剛性を確保しつつ、車輪支持用転がり軸受ユニットのより一層の軽量化を図れる。

又、請求項２に記載した発明によれば、形状が単純な外輪素子を使用して、前記外輪相当部材の内周面に複列の外輪軌道を設けられるので、製造コストを低く抑えられる。
これに対して、請求項３に記載した発明によれば、外輪素子と、軽合金製である前記外輪相当部材の残部との結合強度を確保し易い。この場合に、請求項４に記載した発明の構造によれば、前記外輪素子と前記残部とが相対回転する現象である、クリープを確実に防止できる。

又、請求項５〜８に記載した発明によれば、懸架装置と外輪相当部材とを結合する為のボルトの設置部分から、この外輪相当部材のうちで、軽合金製の残部に加わるモーメントの作用方向に、前記凹部が存在しない様にして、このモーメントにより前記残部に、亀裂等の損傷が発生し難くできる。
更に、請求項９に記載した発明によれば、ナックル等の懸架装置を構成する部材と前記外輪相当部材とを結合するボルトそのものが不要になり、前述したばね下荷重の、より一層の軽減を図れる。

本発明の実施の形態の第１例を示す半部切断斜視図。 同じく断面図。 同じく、図２の右方から見た半部内側面図。 外輪の本体部のみを取り出して示す、図３のＡ−Ａ断面図（ａ）と、この本体部に鍔付のスリーブを設置した状態の２例を示す部分断面図（ｂ）（ｃ）。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図２の右上部に相当する部分断面図。 本発明の実施の形態の第３例を示す半部切断斜視図。 同じく断面図。 同じく、図７の右方から見た半部内側面図。 本発明の実施の形態の第４例を示す、図８と同様の図。 外輪のみを取り出して示す、図９のＢ−Ｂ断面図。 本発明の実施の形態の第５例を示す、図８と同様の図。 本発明の実施の形態の第６例を示す断面図。 従来構造の第１例を示す断面図。 同第２例を示す断面図。

［実施の形態の第１例］
図１〜４は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の車輪支持用転がり軸受ユニット５ａは、外輪相当部材である外輪６ａと、内輪相当部材であるハブ８ａと、それぞれが転動体である複数個の玉２０ａ、２０ａとを備える。本例の車輪支持用転がり軸受ユニット５ａは、内輪回転型の従動輪用のものである為、前記外輪６ａの外周面で、軸方向中間部内寄り部分に、特許請求の範囲に記載したフランジ部に相当する静止側フランジ１２ａを形成している。又、前記ハブ８ａの軸方向外端部で、前記外輪６ａよりも軸方向外方に突出した部分の外周面に、回転側フランジ１５ａを形成している。この回転側フランジ１５ａには、この回転側フランジ１５ａにホイール１やディスク２（図１３参照）を結合する為のスタッド９ａ、９ａの基端部を内嵌固定している。又、円周方向に隣り合うスタッド９ａ、９ａ同士の間部分に、軽量化の為の透孔２６、２６を形成している。

前記外輪６ａは、内周面に複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂを有するもので、それぞれが軸受鋼製であり、特許請求の範囲中の一部に相当する１対の外輪素子２７ａ、２７ｂと、同じく残部に相当する本体部２８とを組み合わせて成る。前記両外輪軌道１１ａ、１１ｂは、それぞれ前記両外輪素子２７ａ、２７ｂの内周面に形成されている。前記本体部２８の内周面は、軸方向中間部に設けた小径部２９と、この小径部２９の軸方向両側部分に設けた大径部３０ａ、３０ｂとから成る、段付円筒状としている。この小径部２９の軸方向両端縁とこれら両大径部３０ａ、３０ｂの端縁とは、前記外輪６ａの中心軸に対し直角方向に存在する段差面により連続させている。前記両外輪素子２７ａ、２７ｂは、前記両大径部３０ａ、３０ｂの内径側に保持固定されている。

上述の様な本体部２８は、アルミニウム系合金、マグネシウム系合金等の軽合金を鋳造（ダイキャスト成型、溶湯鍛造も含む）する事により、或いは素材に鍛造加工を施す事により、一体成形している。鋳造により造る場合には、前記両外輪素子２７ａ、２７ｂを前記両大径部３０ａ、３０ｂの内径側に鋳包む（モールドする）。この際、これら両外輪素子２７ａ、２７ｂの肩部（内径が小さくなった部分）を、前記小径部２９側に位置させる（大径側端面を前記段差面に突き当てる）。前記本体部２８を構成する軽合金の線膨張係数は、前記両外輪素子２７ａ、２７ｂを構成する軸受鋼の線膨張係数よりも高いので、インサート成形後に、これら両外輪素子２７ａ、２７ｂの外周面と前記両大径部３０ａ、３０ｂの内周面とは、前記本体部２８の熱収縮に基づく高い面圧で当接し、これら両外輪素子２７ａ、２７ｂが前記本体部２８の内径側に、がたつきなく保持される。但し、この場合には、この本体部２８を鋳造する際の熱で、前記両外輪素子２７ａ、２７ｂの内周面に形成した前記両外輪軌道１１ａ、１１ｂの硬度が不足する可能性がある。そこで、必要に応じて、前記本体部２８を鋳造後、これら両外輪軌道１１ａ、１１ｂを、高周波熱処理により焼き入れ硬化させる。これに対して、前記本体部２８を鍛造加工により造る場合には、加工後の本体部２８の大径部３０ａ、３０ｂに前記両外輪素子２７ａ、２７ｂを、締り嵌めで内嵌固定する。この場合、必要に応じて、これら両外輪素子２７ａ、２７ｂを冷却した状態で嵌合する冷し嵌め、前記本体部２８を加熱した状態で嵌合する焼き嵌め、この本体部２８を加熱すると共に前記両外輪素子２７ａ、２７ｂを冷却した状態で嵌合する冷やし焼き嵌めの何れかを行う。

一方、前記ハブ８ａは、中炭素鋼等の鋼製のハブ本体１３ａと、このハブ本体１３ａの軸方向内端寄り部分に設けた小径段部１８ａに外嵌した内輪１４ａとを、このハブ本体１３ａの内端部を径方向外方に塑性変形させる事により形成したかしめ部１９ａにより非分離に結合固定して成る。この様なハブ８ａの外周面には、複列の内輪軌道１７ａ、１７ｂを設けている。これら両内輪軌道１７ａ、１７ｂは、前記ハブ８ａの軸方向中央側の外径が小さく、同じく両端側の外径が大きくなる方向に設けられている。

前記各玉２０ａ、２０ａは、前記両外輪軌道１１ａ、１１ｂと前記両内輪軌道１７ａ、１７ｂとの間に、両列毎に複数個ずつ、図示しない保持器により保持された状態で、転動自在に設けられている。この状態で前記各玉２０ａ、２０ａには、背面接触型の接触角と共に、予圧を付与している。尚、前記外輪６ａの内周面と前記ハブ８ａの外周面との間に存在し、前記各玉２０ａ、２０ａを配置した内部空間３１の軸方向両端開口部は、それぞれシールリング２１ａ、２１ｂ（図１３参照）により塞いでいる。

特に、本例の車輪支持用転がり軸受ユニット５ａの場合には、前記静止側フランジ１２ａの形状を工夫する事により、前記外輪６ａに必要とされる強度及び剛性を確保しつつ、この外輪６ａに関して、より一層の軽量化を図っている。即ち、本例の場合には、前記静止側フランジ１２ａの軸方向内側面の円周方向複数箇所に、それぞれ凹部３２、３２を形成している。そして、円周方向に隣り合う凹部３２、３２同士の間部分を補強リブ３３、３３として、これら各凹部３２、３２の存在に拘らず、外輪６ａの強度及び剛性の確保を図っている。要するに、これら各凹部３２、３２を形成する事により、前記静止側フランジ１２ａを設けた前記外輪６ａの容積を抑えて軽量化を図り、前記各補強リブ３３、３３の存在に基づいてこの外輪６ａの断面係数を確保する等により、この外輪６ａの径方向及びモーメントの作用方向に関する強度及び剛性を確保している。

更に、本例の場合には、前記静止側フランジ１２ａの外周面の円周方向複数箇所（例えば４箇所）を更に径方向外方に突出させて突出部３４、３４とし、これら各突出部３４、３４に、それぞれねじ孔若しくは通孔３５、３５を形成している。これらねじ孔若しくは通孔３５、３５は、前記静止側フランジ１２ａと、ナックル３等の懸架装置の構成部材とを結合する為のボルト７（図１２参照）を螺合若しくは挿通する為のものである。前記各突出部３４、３４にねじ孔を形成する場合には、前記ナックル３側に設けた通孔を挿通したボルト７の先端部を、このねじ孔に螺合し更に締め付ける。これに対して、前記各突出部３４、３４に通孔を形成する場合には、これら各通孔を挿通したボルト７の先端部を、前記ナックルに形成したねじ孔に螺合し更に締め付ける。

尚、軽合金製である前記静止側フランジ１２ａの側に、直接ねじ孔を設ける事もできるが、前記ボルト７の締め付けトルクを十分に高くして、このボルト７による結合強度を十分に高くする必要がある場合には、図４の（ａ）に鎖線で示す様に、内周面に雌ねじを形成した円筒状のスリーブ３６を、この静止側フランジ１２ａの一部に包埋支持（インサート成形）する事が好ましい。この場合に於いて、スリーブ３６として、図４の（ｂ）（ｃ）に示す様な外向フランジ状の鍔部３８を備えたものを使用する事が好ましい。この鍔部３８を、前記静止側フランジ１２ａの軸方向両側面のうちで、前記ボルト７の頭部と反対側の側面である、軸方向外側面に当接させれば、このボルト７の締め付けに伴って前記スリーブ３６に加わるスラスト力を確実に支承できる。前記鍔部３８は、図４の（ｂ）に示す様に、前記静止側フランジ１２ａの軸方向外側面から突出させたままの状態とする事もできるが、図４の（ｃ）に示す様に、この軸方向外側面から突出しない様に、前記静止側フランジ１２ａ内に包埋すれば、隣接する部材との干渉防止上有利である。尚、この静止側フランジ１２ａの一部に前記スリーブ３６を支持する方法は、このスリーブ３６の形状に応じて適宜選択する。図４の（ａ）に示す様な円筒状のスリーブ３６を使用する場合には、このスリーブを前記静止側フランジ１２ａの一部にインサート成形により保持固定する。これに対して、図４の（ｂ）（ｃ）に示す様な、鍔部３８を備えたスリーブ３６を使用する場合には、インサート成形による他、鋳造により形成後の通孔３５に嵌合する事もできる。この場合の嵌合は、締り嵌めが好ましいが、隙間嵌めでも良い。

上述の様に本発明の車輪支持用転がり軸受ユニット５ａの場合には、外輪６ａの外径寄り部分である、軽合金製の前記本体部２８の外周面に静止側フランジ１２ａを形成している。この為、この本体部２８の断面係数を大きくして、この本体部２８を含む、前記外輪６ａの強度及び剛性を確保できる。前記静止側フランジ１２ａは、円周方向に関して複数箇所に凹部３２、３２を形成する事により軽量化を図ると同時に、円周方向に隣り合う凹部３２、３２同士の間に設けた複数の補強リブ３３、３３により強度及び剛性を確保している。この結果、必要とする強度及び剛性を確保しつつ、前記車輪支持用転がり軸受ユニット５ａのより一層の軽量化を図れる。
又、本例の構造によれば、それぞれ形状が単純である１対の外輪素子２７ａ、２７ｂを使用して、前記外輪６ａの内周面に複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂを設けられるので、製造コストを低く抑えられる。

［実施の形態の第２例］
図５は、請求項１、３に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の車輪支持用転がり軸受ユニット５ｂの場合には、外輪６ｂの内周面に設けた複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂを、１個の外輪素子２７ｃの内周面の軸方向に離隔した２箇所位置に形成している。軸受鋼製である、この外輪素子２７ｃの外周面の軸方向中間部に、特許請求の範囲に記載した凹凸係合部に相当する突条部３７を、円周方向に関し連続して、或いは間欠的に形成している。そして、軽合金製である本体部２８ａを前記外輪素子２７ｃの外径側に、この外輪素子２７ｃをモールドする状態で形成して、この外輪素子２７ｃを前記本体部２８ａの内径側に保持している。この状態でこれら外輪素子２７ｃと本体部２８ａとは、前記突条部３７をこの本体部２８ａを構成する軽合金が包み込む事により、強固に結合する。更に、この突条部３７を円周方向に関して間欠的に形成すれば、前記外輪素子２７ｃと前記本体部２８ａとの相対回転（クリープ）も、確実に防止できる。
この様な本例の場合には、前記両外輪軌道１１ａ、１１ｂを有する外輪素子２７ｃを一体とした事により、これら両外輪軌道１１ａ、１１ｂの剛性を高くできる。
その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第３例］
図６〜８は、請求項１、２、５、６に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の車輪支持用転がり軸受ユニット５ｃの場合には、各ねじ孔若しくは通孔３５、３５の中心と外輪６ｃの中心とを結ぶ仮想直線上に、各凹部３２ａ、３２ａを存在させない。この為に本例の場合には、前記各ねじ孔若しくは通孔３５、３５の円周方向に関する位相を、前記各凹部３２ａ、３２ａに対して、これら各凹部３２ａ、３２ａの円周方向に関するピッチの１／２分ずらせている。又、本例の場合には、これら各凹部３２ａ、３２ａの円周方向に関する幅寸法を、先に述べた実施の形態の第１〜２例の凹部３２、３２（図１〜５参照）よりも短くしている。

この様に本例の車輪支持用転がり軸受ユニット５ｃの場合には、懸架装置と前記外輪６ｃとを結合する為のボルト７（図１２参照）の設置部分から、この外輪６ｃのうちで軽合金製の本体部２８ｂに加わるモーメントに作用方向に、前記各凹部３２ａ、３２ａが存在しない。即ち、前記車輪支持用転がり軸受ユニット５ｃを装着した車両の旋回走行時に前記外輪６ｃには、タイヤと路面との設置部分を入力点とするモーメントが加わる。このモーメントは、主として、前記各ねじ孔若しくは通孔３５、３５に螺合若しくは挿通したボルト７の中心と前記外輪６ｃの中心とを結ぶ線上及びその近傍部分に（直径方向及びその近傍部分に）加わる。要するに、前記ボルト７の設置部分の近傍には、大きな荷重が加わる。従って、前記線上に前記各凹部３２ａ、３２ａが存在すると、前記外輪６ｃの強度及び剛性を確保する面から不利になる。これら各凹部３２ａ、３２ａは、可能な限り、前記ボルトの設置部分から離す事が好ましい。

先に述べた実施の形態の第１〜２例の場合には、前記各凹部３２、３２（図１〜５参照）の隅部の曲率半径を大きくして、上述の様なモーメントに対する強度及び剛性の確保（応力集中の防止）を図っていた。これに対して本例の場合には、前記各凹部３２ａ、３２ａの幅寸法を短くして、これら各凹部３２ａ、３２ａの存在に基づく前記本体部２８ｂの強度低下を抑えると共に、前記モーメントが主として作用する方向に、円周方向に隣り合う凹部３２ａ、３２ａ同士を仕切る補強リブ３３、３３が存在する様にしている。この為、これら各凹部３２ａ、３２ａの隅部の曲率半径を、図示の様に小さくしても、前記本体部２８ｂの強度及び剛性を確保し易く、前記モーメントによりこの本体部２８ｂに、亀裂等の損傷が発生し難くできる。勿論、本例の構造で、前記各凹部３２ａ、３２ａの隅部の曲率半径を大きくすれば、前記本体部２８ｂの強度及び剛性をより向上させられる。
その他の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。

［実施の形態の第４例］
図９〜１０は、請求項１、２、５、７に相当する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の車輪支持用転がり軸受ユニット５ｄの場合には、外輪６ｄの外周面に設けた静止側フランジ１２ａの円周方向複数箇所（図示の例では４箇所）に形成したねじ孔若しくは通孔３５、３５のうち、上側のねじ孔若しくは通孔３５の近傍部分の凹部を省略している。即ち、上側の突出部３４に形成したねじ孔若しくは通孔３５の内径側には、何れの凹部も存在しない。下側のねじ孔若しくは通孔３５と各凹部３２ａ、３２ａとの位置関係に関しては、上述した第３例と同様としている。この様な本例の構造の場合には、前記静止側フランジ１２ａのうちで、特に大きな力が加わり易い、前記上側のねじ孔若しくは通孔３５の内径側部分の強度及び剛性を、上述した実施の形態の第３例よりも、更に高くできる。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第３例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。

［実施の形態の第５例］
図１１は、請求項１、２、５、６、８に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の車輪支持用転がり軸受ユニット５ｅの場合には、外輪６ｅの外周面に設けた静止側フランジ１２ｂの円周方向複数箇所（図示の例では４箇所）に形成したねじ孔若しくは通孔３５、３５ａのうち、下側のねじ孔若しくは通孔３５は、前述した実施の形態の第３例及び上述した実施の形態の第４例と同様に、円周方向に隣り合う凹部３２ａ、３２ａの間部分で、突出部３４に形成している。これに対して、上側のねじ孔若しくは通孔３５ａの径方向位置を、前記各凹部３２ａ、３２ａとほぼ同じとしている。この為に、これら各凹部３２ａ、３２ａのうちの一部の凹部３２ａ、３２ａ同士の円周方向に関する間隔を、残りの凹部３２ａ、３２ａ同士の間隔に比べて大きくし、この間隔が大きくなった部分に、前記上側のねじ孔若しくは通孔３５ａを形成している。
その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第４例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。

［実施の形態の第６例］
図１２は、請求項１、２、９に対応する、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の車輪支持用転がり軸受ユニット５ｆの場合には、外輪６ｆを構成する本体部２８ｃと、懸架装置を構成するナックル３ａとを一体としている。この様な本例の構造によれば、これら本体部２８ｃとナックル３ａとを結合するボルト７（図１２参照）が不要になり、強度及び剛性をより一層向上させ、しかも、ばね下荷重の、より一層の軽減を図れる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１、３〜５例の何れかと同様であるから、重複する説明は省略する。

図示の例は、何れも本発明を、内輪回転型の従動輪用の車輪支持用転がり軸受ユニットに適用した場合に就いて示したが、本発明は、外輪回転型で従動輪用の、或いは内輪回転型の駆動輪用の車輪支持用転がり軸受ユニットに適用する事もできる。
又、複列に配置された玉のピッチ円直径は、必ずしも同じである必要はなく、互いに異ならせる事もできる。
更には、各転動体として、玉に代えて円すいころを使用する事もできる。更には、大きな荷重を受ける側の列を構成する転動体を円すいころとし、他の列を構成する転動体を玉とする事もできる。何れの場合でも、両列同士の間で転動体の数が異なっても良い。
尚、本発明の如く、軌道面部分を鉄系合金製とし、その他の部分を軽合金製とする構造で、ハブの如き内輪相当部材の軽量化を、必要とする強度及び剛性を確保しつつ図る事もできる。

１ ホイール
２ ディスク
３、３ａ ナックル
４ 支持孔
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ 車輪支持用転がり軸受ユニット
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ 外輪
７ ボルト
８、８ａ ハブ
９、９ａ スタッド
１０ ナット
１１ａ、１１ｂ 外輪軌道
１２、１２ａ、１２ｂ 静止側フランジ
１３、１３ａ ハブ本体
１４、１４ａ 内輪
１５、１５ａ 回転側フランジ
１６ 位置決め部
１７ａ、１７ｂ 内輪軌道
１８、１８ａ 小径段部
１９、１９ａ かしめ部
２０、２０ａ 玉
２１ａ、２１ｂ シールリング
２２ スプライン孔
２３ 等速ジョイント用外輪
２４ スプライン軸
２５ ナット
２６ 透孔
２７ａ、２７ｂ、２７ｃ 外輪素子
２８、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ 本体部
２９ 小径部
３０ａ、３０ｂ 大径部
３１ 内部空間
３２、３２ａ 凹部
３３ 補強リブ
３４ 突出部
３５、３５ａ ねじ孔若しくは通孔
３６ スリーブ
３７ 突条部
３８ 鍔部

Claims (9)

1. 内周面に複列の外輪軌道を有する外輪相当部材と、外周面に複列の内輪軌道を有する内輪相当部材と、これら両内輪軌道と前記両外輪軌道との間に、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられた転動体とを備え、前記外輪相当部材のうちで前記両外輪軌道を設けた部分を含む一部を鉄系合金製とし、少なくとも外径寄り部分を含む残部を軽合金製とし、この残部のうちの外周面から径方向外方に突出する状態でフランジ部を形成した車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、このフランジ部の軸方向側面の円周方向複数箇所に凹部を形成する事により、前記外輪相当部材の軽量化を図ると共に、円周方向に隣り合う凹部同士の間部分を補強リブとして、この外輪相当部材の強度及び剛性の確保を図った事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニット。
2. 前記両列の転動体に、背面接触型の接触角が付与されており、前記両外輪軌道が、互いに独立した１対の外輪素子の内周面に形成されており、前記残部の内径寄り部分に形成され、軸方向両側部分に比べて内径が小さくなった小径部を軸方向両側から挟持する状態で、前記両外輪素子が前記残部に保持されている、請求項１に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
3. 前記両列の転動体に、背面接触型の接触角が付与されており、前記両外輪軌道が、１個の外輪素子の内周面の軸方向に離隔した２箇所位置に形成されており、この外輪素子の外周面の軸方向中間部に形成された、軸方向両側部分に対して径方向に突出若しくは凹入した凹凸係合部が、前記残部に包埋された状態で、前記外輪素子が前記残部の内径側に保持されている、請求項１に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
4. 前記凹凸係合部が、軸方向に隣接する部分に対して突出若しくは凹入する形状である事に加え、円周方向に関しても凹凸が繰り返される形状である、請求項３に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
5. 前記外輪相当部材の残部の外径寄り部分の円周方向複数箇所に、この外輪相当部材を懸架装置に支持固定するか、若しくはこの外輪相当部材に車輪を結合固定する為のボルトを螺合若しくは挿通する為の、ねじ孔若しくは通孔が形成されており、これら各ねじ孔若しくは通孔の中心と前記外輪相当部材の中心とを結ぶ仮想直線上に前記各凹部が存在しない、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
6. 前記ねじ孔若しくは通孔が、前記各凹部よりも径方向外方に形成されており、このねじ孔若しくは通孔の円周方向に関する位相が、前記各凹部に対して、これら各凹部の円周方向に関するピッチの１／２分ずれている、請求項５に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
7. 前記ねじ孔若しくは通孔が、前記各凹部よりも径方向外方に形成されており、前記ねじ孔若しくは通孔の内径側にこれら各凹部が設けられていない、請求項５に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
8. 円周方向に関する間隔が、前記各凹部のうちの一部の凹部同士の間で残りの凹部同士の間に比べて大きくなっており、前記ねじ孔若しくは通孔が、前記一部の凹部同士の間部分に形成されている、請求項５〜７のうちの何れか１項に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
9. 前記外輪相当部材の残部と懸架装置を構成する部材とが一体である、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。

Images