JP2013169853A - 車輪用転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フランジ部の付根部の応力の緩和を図ることにより車輪用転がり軸受装置の耐久性の向上を図る。
【解決手段】フランジ２２の付根部におけるインロー部２３との接合位置にＲ形状の溝部７０を形成して、当該部位の剛性を低くして応力の緩和を図る。
【選択図】図１

Description

本発明は車輪用転がり軸受装置に関する。詳しくは、車輪やブレーキロータ等の車輪側部材をボルトにより締結するためのボルト孔を形成したフランジを備えた車輪用転がり軸受装置に関する。

車輪用転がり軸受装置は、内輪と、外輪と、該内外輪間に転動可能に配設される転動体とにより軸受の基本構成が構成されている。そして、内輪はハブ軸に形成されており、当該軸受の一部を形成するハブ軸の一端部には円板形状のフランジが一体的に形成されている。更に、その軸方向外側位置にはブレーキロータや車輪を支持するためのインロー部が一体的に形成されている。フランジとインロー部は軸方向に隣接して配設されており、フランジはインロー部の径方向外形位置より径方向外方に延在して形成されている。フランジにはブレーキロータや車輪等の車輪側部材をボルトにより締結するためのボルト孔が形成されており、ボルトによりフランジと車輪側部材とを締結している。なお、外輪が車両の車体側に連結される構成とされており、これにより車輪は車輪用転がり軸受装置を介して回転可能に車体に支承される。

特開２００２−３４９５７６号公報

上述した車輪用転がり軸受装置においては、車輪やブレーキロータ等の車輪側部材をボルトにより取付けたフランジには、車両走行時の旋回時やブレーキ作動時にボルトを通じて大きな荷重が作用する。このボルトを通じてフランジにかかる荷重は、フランジの付根
部すなわちフランジの根元とインロー部の接合部や内輪を形成するハブ軸との接合部にモーメント荷重として繰り返し作用する。そして当該箇所は剛性が高い部分であるのでこの繰り返し引張応力が集中して作用すると早期に疲労するという問題がある。特に、この応力集中はボルトにより締結された位置に対応するフランジの付根部位置、すなわちボルト孔が形成された位置に対応するフランジの付根部位置において顕著である。

而して、本発明は上述した問題を解決するために創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、フランジ部の付根部の応力の緩和を図ることにより車輪用転がり軸受装置の耐久性の向上を図ることにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る車輪用転がり軸受装置は次の手段をとる。
先ず、本発明に係る車輪用転がり軸受装置の基本的構成は、内輪と、外輪と、該内外輪間に転動可能に配設される転動体とから軸受が構成され、前記内輪の軸方向一端部には車輪側部材と締結するためのフランジ及び該車輪側部材を支持するためのインロー部が一体的に形成されており、前記フランジとインロー部は軸方向に隣接して配設されており、フランジはインロー部の径方向外形位置より径方向外方に延在形成されており、フランジには車輪側部材をボルトにより締結するためのボルト孔が穿設されている構成である。
そして、かかる構成において、軸心から前記ボルト孔を通る放射線上のフランジの付根部位置におけるフランジと前記インロー部との接合部又は内輪との接合部に、軸方向又は径方向にＲ形状の溝部が形成されていることを特徴とする構成である。
なお、上記におけるＲ形状の溝部はフランジに形成された全てのボルト穴に対応して円周方向に複数形成されているのが好ましい。

上記本発明によれば、軸心からボルト孔を通る放射線上のフランジの付根部位置にＲ形状の溝部が形成される。すなわちフランジのボルト孔が形成された位置に対応する付根部位置にＲ形状の溝部が形成されて当該部位の剛性が低くされている。このため、車輪側部材からボルトを通じてフランジの当該部位に作用する荷重の応力集中を分散することができる。すなわち、応力緩和を図ることができて、車輪用転がり軸受装置の耐久性の向上を図ることができる。
特に、フランジに形成されたすべてのボルト孔に対応してＲ形状の溝部が形成されている場合には、応力の緩和作用はより確実に行われる。

本発明の上述した手段によれば、フランジのボルト孔の位置に対応した付根部位置にＲ形状の溝部を形成したことにより応力の緩和を図ることができ、車輪用転がり軸受装置の耐久性の向上を図ることができる。

本発明に係る車輪用転がり軸受装置としての車輪用ハブユニットの第１の実施形態を示す断面図である。 図１の車輪用ハブユニットのフランジに形成されるボルト孔と溝部との関係を示す軸方向外方側から見た図である。 図１の車輪用ハブユニットの付根部を拡大して示す断面図である。 第２の実施形態のフランジの一部を拡大して示す軸方向内方側から見た図である。 第２の実施形態のフランジの一部を拡大して示す断面図である。

以下、本発明に係る車輪用転がり軸受装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
先ず、第１の実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。図１に示されるように、車輪用転がり軸受装置としての車輪用ハブユニット１０は、ハブホイール２０と、転がり軸受としての複列のアンギュラ玉軸受３１とを一体状に有してユニット化されている。ハブホイール２０は、中実の軸状をなすハブ軸２１と、ハブ軸２１の一端部寄り外周面に形成されたフランジ２２とを一体に有している。また、フランジ２２に隣接してその軸方向外方位置にはインロー部２３が一体的に形成されている。フランジ２２はインロー部２３の外形位置より径方向外方に延在して配設されており円板形状に形成されている。円板形状のフランジ２２の外方面（図１で見て右側面）には、後述もするように車輪側部材としてのブレーキロータ６０や車輪（不図示）が配設されており、インロー部２３に嵌合して支持される。ハブ軸２１の一端部（図１で見て右端）の軸中心位置には湾曲形状の窪み２８が形成されている。この窪み２８の軸方向底部はフランジ２２が配設される軸方向位置までくぼんで形成されている。

ハブ軸２１の外周には複列のアンギュラ玉軸受３１が組み付けられている。すなわち、ハブ軸２１の外周に沿って設けられた両軌道面３３，３４に対し所定の隙間をもって外輪４０が配置され、この外輪４０の内周面に形成された両軌道面４１，４２と、ハブ軸２１の両軌道面３３，３４との間に転動体としての複数個の玉５１，５２がそれぞれ組み込まれ、これら各複数個の玉５１，５２が保持器５５，５６によって保持されることでアンギュラ玉軸受３１が構成されている。
なお、図１に良く示されるように、ハブ軸２１の外周面に設けられた両軌道面３３，３４のうち、ハブ軸２１のフランジ２２側に位置する軌道面３３は、ハブ軸２１の外周面が研削加工されることによって形成されている。ハブ軸２１の他側の軌道面３４は、ハブ軸２１の他端寄りの外周面に嵌め込まれ、且つかしめ部２７によって固定された内輪３２の外周面に形成されている。
図１で見て、外輪４０の外周面の軸方向中央部位置にはフランジ４３が一体に形成されている。車輪用ハブユニット１０は、このフランジ４３が車体側部材、例えば、車両の懸架装置（不図示）のナックルやキャリアの取付面にボルトにより連結されて車体に支持される。

ハブホイール２０のフランジ２２には、ボルト２５を圧入嵌合するボルト孔２６が穿設されている。ボルト孔２６はフランジ２２の円周上に等間隔の配設で複数個形成されている。この実施形態では、図２に示されるように、ボルト孔２６は等間隔に５個円周上に穿けられている。図１に示されるように、ボルト２５はフランジ２２の外方面（図１の右側面）にブレーキロータ６０を間に挟んで車輪（不図示）をフランジ２２に取り付け固定するものである。これにより車輪やブレーキロータ６０にかかる荷重はボルト２５を通じてフランジ２２に伝えられ、この車輪用ハブユニット１０を介して車体により支持される。この際にフランジ２２の付根部位置には、当該車輪用ハブユニット１０に大きなモーメント荷重が負荷されると、繰り返し引張応力が生じる。

図３はフランジ２２の付根部を拡大して示す。図３に示されるようにフランジ２２の付根部におけるインロー部２３との接合部位置にはＲ形状の溝部７０が形成されている。溝部７０はインロー部２３の外形面から径方向内方に凹んだ形態として形成されている。そして、この溝部７０が形成される付根部における円周上の位置は、図２に示されるように、ハブ軸２１の軸心Ｘからボルト孔２６の中心に向けての放射線上Ｙの位置である。図２にはこの溝部７０が設けられる円周上の範囲を黒く塗り潰して示した。すなわち、フランジ２２の付根部における溝部７０が形成される円周上の位置は、ボルト孔２６が形成される円周上の位置と対応した位置であって、この実施形態では円周上の５ヶ所の全部の位置に溝部７０が形成されている。
なお、１ヶ所の溝部７０が形成される溝部の円周方向の形成幅は、図２に示すようにボルト孔２６の円周方向の形成幅に対応した比例幅であるのが好ましい。しかし、これに限定されるものではない。ただ、フランジ２２の強度の観点からは溝部７０は全周に無端に設けるのではなく、断続的に設けるのがよい。ただ、前述の放射線Ｙを含む円周上の位置には少なくとも形成するのが良い。

上記第１の実施形態によれば、フランジ２２に大きな荷重がかかった場合に応力が集中するインロー部２３との接合部の付根位置にＲ形状の溝部７０が形成されて、当該個所の剛性が低くされる。これにより応力緩和を図ることができて、車輪用転がり軸受装置の耐久性の向上を図ることができる。特に、フランジ２２に形成されたすべてのボルト穴に対応してＲ形状の溝部が形成されている場合には、応力の緩和作用をより確実に行うことができて、耐久性の向上に寄与する。
また、上記第１の実施形態の場合は、溝部７０を形成するのみであるので、質量を増加することなく、かえって重量軽減を図って耐久性の向上を図ることができるという効果もある。

次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は図４及び図５に示されている。なお、上記第１の実施形態と対応する構成箇所には同じ符号を付すことによりその説明を省略することがある。この第２の実施形態は、Ｒ形状の溝部７０を形成するフランジ２２の付根部位置が内輪を構成するハブ軸２１との接合部位置に形成したものである。なお、この実施形態のフランジ２２はボルト孔２６が形成される位置の円周方向の所定の幅範囲Ａがその他の箇所より肉厚に形成した構成とされている。この肉厚とされたフランジ２２の付根部におけるこの肉厚部分を軸方向に凹み形状としてＲ形状の溝部７０を形成したものである。図４でクロスハッチングで示された箇所がＲ形状の溝部７０である。そして、この第２の実施形態の場合も、溝部７０により上述した第１の実施形態の場合と同様の働きをなして、車輪用転がり軸受装置の耐久性の向上を図ることができる。

以上、この発明の各実施形態について説明したが、本発明は、その他、種々の形態で実施することができるものである。

１０ 車輪用ハブユニット（車輪用転がり軸受装置）
２０ ハブホイール
２１ ハブ軸（内輪）
２２ フランジ
２３ インロー部
２５ ボルト
２６ ボルト孔
２８ 窪み
３１ アンギュラ玉軸受（軸受）
４０ 外輪
５１，５２ 玉（転動体）
５５，５６ 保持器
６０ ブレーキロータ
７０ 溝部

Claims (2)

1. 内輪と、外輪と、該内外輪間に転動可能に配設される転動体とから軸受が構成され、前記内輪の軸方向一端部には車輪側部材と締結するためのフランジ及び該車輪側部材を支持するためのインロー部が一体的に形成されており、前記フランジとインロー部は軸方向に隣接して配設されており、フランジはインロー部の径方向外形位置より径方向外方に延在形成されており、フランジには車輪側部材をボルトにより締結するためのボルト孔が穿設されている車輪用転がり軸受装置であって、
   軸心から前記ボルト孔を通る放射線上のフランジの付根部位置におけるフランジと前記インロー部との接合部又は内輪との接合部に、軸方向又は径方向にＲ形状の溝部が形成されていることを特徴とする車両用転がり軸受装置。
2. 請求項1に記載の車両用転がり軸受装置であって、
   前記Ｒ形状の溝部はフランジに形成された全てのボルト孔に対応して円周方向に複数形成されていることを特徴とする車両用転がり軸受装置。
   

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