JP2013169858A - 車両用転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動輪及び従動輪のいずれにおいても適用可能であり、且つ軸受の組み付け性の影響を抑制し、内輪が外輪に対し、車外側に向かう軸方向の移動を規制する。
【解決手段】
ハブ軸１の軸部１０と、軸部１０と同芯且つ外周側に配設される外輪４５と、軸部１０と外輪４５の間に転動可能に配設される複列の玉５０、５１とを備えた車両用転がり軸受装置であって、軸部１０と外輪４５との間には、複列の玉５０、５１が配置される環状空間４９が設けられており、環状空間４９のうち複列の玉５０、５１間であり、且つ軸部１０に作用する軸曲げ方向荷重のうち通常使用時に入力される荷重を超える過大な軸曲げ方向荷重Ｆが作用した場合に変形する連接部１３（脆弱部）よりも車外側には、ハブ軸１の軸部１０が外輪４５に対し、車外側に向かう軸方向移動を規制する規制手段７０が、ハブ軸１の軸部１０とは別体として構成される。
【選択図】図２

Description

この発明は車両用転がり軸受装置に関する。

従来より、内輪と、該内輪と同芯且つ外周側に配設される外輪と、前記内輪と外輪の間に転動可能に配設される複列の転動体とを備えた車両用転がり軸受装置が知られている。
この車両用転がり軸受装置においては、これらに作用する軸曲げ方向荷重のうち、通常使用時に入力される荷重を超える過大な軸曲げ方向荷重が作用した場合であっても、内輪が外輪に対して車外側に向かう軸方向移動を規制するフェールセーフ機構等の各種方策が望まれている。

上記要求を考慮したものとして、例えば、特許文献１に開示された技術がある。この特許文献１に開示の車両用転がり軸受装置は、内輪として、車輪を取付けるためのフランジ部をもったハブ軸と、ドライブシャフトの一部を構成する等速自在継手の外側継手部材を有する。また、ハブ軸及び外側継手部材と同芯且つ外周側には、外輪を有する。そして、ハブ軸及び外側継手部材と、外輪の間には転動可能な複列の転動体が配設された複列転がり軸受を有する。
また、複列転がり軸受の複列の内輪軌道輪は、車外側の内輪軌道輪がハブ軸に形成され、車内側の内輪軌道輪が外側継手部材に一体に形成されている（外側継手部材の外周面に別体として内輪軌道面を構成する内輪部材が外嵌される態様もある）。また、外側継手部材の中空ステム部をハブ軸の貫通孔に嵌合させるとともに中空ステム部を部分的に拡径させてかしめる拡径かしめ部によってハブ軸と外側継手部材を一体に塑性結合する。そして、これらハブ軸及び外側継手部材と、外輪と、複列転がり軸受と、をユニット化した車両用転がり軸受装置とされる。

ここで、内輪として構成されるハブ軸及び外側継手部材は、構造上、軸径が他の部位より細く強度的に厳しい脆弱部を有する場合が考えられる。そして、ハブ軸及び外側継手部材に作用する軸曲げ方向荷重のうち、通常使用時に入力される荷重を超える過大な軸曲げ方向荷重が作用した場合、かかる脆弱部に過大な軸曲げ方向荷重に対する応力が集中してハブ軸又は外側継手部材が破損し、ハブ軸（内輪）が外輪に対し、車外側に向かう軸方向移動が生じるおそれがある。
そこで、外側継手部材と一体的に構成されるの中空ステム部には、鋼板をプレス加工によって円環状に形成された連結部材が内嵌される。この連結部材は、一端部に径方向外方に延びるフランジと、他端部に拡径部を有する単一部材で構成される。このフランジと拡径部がハブ輪の端部と外側継手部材の内周に係合され、ハブ輪と外側継手部材が軸方向に固定される。これにより連結部材は、ハブ軸（内輪）が外輪に対し、車外側に向かう軸方向移動を規制するフェールセーフ機構として構成される。

特開２００７−３３１５７５号公報 特開２００６−１５３０７２号公報

しかしながら、上記特許文献１における車両用転がり軸受装置は、ハブ軸の貫通孔に外側継手部材から延出した中空ステム部を挿通し、この中空ステム部を拡径かしめすることで一体に塑性結合する構成を採ることから、主に駆動輪への適用しか見込めない。すなわち、上記特許文献１における車両用転がり軸受装置におけるフェールセーフ機構は、駆動輪に適用可能な構成であるものの従動輪には適用できないという問題があった。ここで、過大な軸曲げ方向荷重が作用するのは従動輪においても作用するため、従動輪においても適用可能なフェールセーフ機構が望まれる。

ここで、従動輪においても適用可能なフェールセーフ機構の一例として、車外側の内輪軌道面（ハブ軸側に構成される）の軸軌道底径よりも僅かに大径に形成されたカウンター部を形成し、このカウンター部の径は、外輪における外側軌道面の軸軌道底に転動体が収まった状態で、当該転動体の内接円径以下に設定する。そうすることで、上記構成と同様にフェールセーフ機構を備えることも考えられる。
ところが、このハブ軸におけるカウンター部の径は、内輪軌道面の軸軌道底径よりも僅かに大径であり、かつ内接円径以下に形成される。すなわち、ハブ軸におけるカウンター部は、ハブ軸と、外輪の間に転動体を組み込む際に転動体との接触が懸念される。かかる接触に伴って転動体が傷ついた場合、その傷を起点とした早期剥離を誘発するおそれがある。そのため、カウンター部の径の寸法は、フェールセーフ機構を備えつつ、軸受の組み付け性に影響を及ぼさない範囲での設定が必要であり、高い寸法精度が要求されることとなる。これは、内輪軌道面と同様に高い寸法精度が要求される部位が増えることとなるため加工コストの増加に繋がりやすい。

而して、本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、内輪と、該内輪と同芯且つ外周側に配設される外輪と、前記内輪と外輪の間に転動可能に配設される複列の転動体とを備えた車両用転がり軸受装置において、駆動輪及び従動輪のいずれにおいても適用可能であり、且つ軸受の組み付け性の影響を抑制し、内輪が外輪に対し、車外側に向かう軸方向の移動を規制することにある。

上記課題を解決するために、本発明の車両用転がり軸受装置は次の手段をとる。
先ず、第１の発明に係る車両用転がり軸受装置は、内輪と、該内輪と同芯且つ外周側に配設される外輪と、前記内輪と外輪の間に転動可能に配設される複列の転動体とを備えた車両用転がり軸受装置であって、前記内輪と前記外輪との間には、複列の転動体が配置される環状空間が設けられており、前記環状空間のうち前記複列の転動体間であり、且つ前記内輪に作用する軸曲げ方向荷重のうち通常使用時に入力される荷重を超える過大な軸曲げ方向荷重が作用した場合に変形する脆弱部よりも車外側には、前記内輪が前記外輪に対して車外側に向かう軸方向移動を規制する規制手段が構成されており、前記規制手段は前記内輪とは別体とされることを特徴とする。

この第１の発明によれば、内輪が外輪に対し車外側に向かう軸方向の移動を規制する規制手段は、内輪と外輪との間の環状空間に構成される。内輪と外輪との間の環状空間は、駆動輪、従動輪何れも備える。よって規制手段は、駆動輪及び従動輪のいずれにおいても適用可能である。
また、規制手段は、内輪とは別体として構成される。そのため、内輪と外輪の間に車外側の転動体を組み込んだ上で規制手段を組み込むことが可能となり軸受の組み付け性への影響を抑制することができる。また、加工コストの増加を抑制し得る。
また、規制手段は、環状空間のうち複列の転動体間であり、且つ内輪に作用する軸曲げ方向荷重のうち通常使用時に入力される荷重を超える過大な軸曲げ方向荷重が作用した場合に変形する脆弱部よりも車外側に構成される。これにより、規制手段は、万一脆弱部の変形するおそれがあってもかかる規制手段によって、内輪が外輪に対し車外側に向かう軸方向の移動を規制するフェールセーフ機構となる。

次に、第２の発明に係る車両用転がり軸受装置は、上述した第１の発明において、前記内輪は、車輪を取付けることのできるフランジ部を一体に形成したハブ軸の軸部と、前記軸部のフランジ部が形成される端部とは反対側の端部には、軸部の径より相対的に小径に形成された小径部に別体として配置される内輪形成環状部材とを備えており、前記ハブ軸の軸部の外周面及び前記内輪形成環状部材の外周面は、前記複列の転動体に対応する内輪軌道面がそれぞれ形成されており、前記外輪は、車両の車体側部材に固定可能とされるとともに、前記内輪軌道面に対応する外輪軌道面が内周面に形成されており、前記脆弱部は、前記ハブ軸の軸部と小径部との境界である連接部であることを特徴とする。

この第２の発明によれば、車両用転がり軸受装置は、車輪を取付けることのできるフランジ部を一体に形成したハブ軸を構成する所謂ハブユニットに好適である。
ハブ軸の軸部と内輪形成環状部材は、複列の転動体に対応する内輪軌道面を形成する。ここで、内輪形成環状部材は、ハブ軸の軸部のフランジ部が形成される端部とは反対側の端部（すなわち車内側）に配設される。そして、この軸部の径より相対的に小径に形成された小径部を形成することで内輪形成環状部材が別体として配置される。
そうすると、ハブ軸の軸部と小径部との境界である連接部は、ハブ軸のフランジ部から軸方向に離れた車内側位置に配設される。そのため、連接部には、フランジ部から入力される荷重がモーメント荷重となって、かかる連接部に応力が集中しやすい脆弱部となる。
例えば、ハブ軸に作用する軸曲げ方向荷重のうち、通常使用時に入力される荷重を超える過大な軸曲げ方向荷重が作用すると、連接部には通常使用時に想定される以上の応力が集中して変形するおそれがある。ここで、上記規制手段は、ハブ軸の軸部が外輪に対して車外側に向かう軸方向の移動を規制する。
よって、所謂ハブユニットのフェールセーフ機構として、一層安全性と信頼性の向上を図ることができる。なお、この軸曲げ方向とは、ハブ軸の軸部の軸線方向に対し、この軸部の径方向に作用する方向を意味するものである。

次に、第３の発明に係る車両用転がり軸受装置は、上述した第２の発明において、前記規制手段は、前記ハブ軸の軸部に嵌合する環状部材を有しており、前記環状部材は、前記複列の転動体間における前記ハブ軸の軸部の外周面から径方向外方側に向かって突出しており、前記環状部材の最外径は、少なくとも前記ハブ軸の軸部に形成される内輪軌道面の軸軌道底径より大きいことを特徴とする。

この第３の発明によれば、規制手段は、ハブ軸の軸部に嵌合する環状部材を有している。環状部材は、ハブ軸の軸部の外周面から径方向外方側に向かって突出しており、その最外径は少なくともハブ軸の軸部に形成される内輪軌道面の軸軌道底径より大きい。これにより、環状部材は、車外側に配設される転動体と接触する構成であるため、ハブ軸の外輪に対する車外側に向かう軸方向移動を規制することができる。

次に、第４の発明に係る車両用転がり軸受装置は、上述した第３の発明において、前記規制手段は、更に前記環状空間における外輪の内周面に径方向内方側に向かって突出する突出部材を有しており、軸線方向断面で見て、前記突出部材は前記環状部材よりも車外側に配設され、前記環状部材の最外径は、前記突出部材の最内径より大きいことを特徴とする。

この第４の発明によれば、環状部材は、外輪の突出部材と、軸方向において干渉する関係となる。外輪は、車両の車体側部材に固定される固定側の部材である。環状部材は、この固定側の部材に構成される突出部材と接触する。これにより、より確実に、ハブ軸の外輪に対する車外側に向かう軸方向移動を規制することができる。

本発明は上記各発明の手段をとることにより、内輪と、該内輪と同芯且つ外周側に配設される外輪と、前記内輪と外輪の間に転動可能に配設される複列の転動体とを備えた車両用転がり軸受装置において、駆動輪及び従動輪のいずれにおいても適用可能であり、且つ軸受の組み付け性の影響を抑制し、内輪が外輪に対し、車外側に向かう軸方向の移動を規制することができる。

本発明の実施形態１に係る車両用転がり軸受装置に車輪が装着された状態を示す軸方向断面図である。 図１のＩＩ部を拡大して車両用転がり軸受装置を示した軸方向断面図である。 図２のＩＩＩ部を拡大して示した軸方向断面図である。 本発明の実施形態１に係る車両用転がり軸受装置の分解断面図である。 本発明の実施形態２に係る車両用転がり軸受装置を示す軸方向断面図である。 図５のＶＩ部を拡大して示した軸方向断面図である。 本発明の実施形態３に係る車両用転がり軸受装置を示す軸方向断面図である。 図７のＶＩＩＩ部を拡大して示した軸方向断面図である。 本発明の実施形態４に係る車両用転がり軸受装置を示す軸方向断面図である。 図９のＸ部を拡大して示した軸方向断面図である。 本発明の実施形態５に係る車両用転がり軸受装置を示す軸方向断面図である。 図１１のＸＩＩ部を拡大して示した軸方向断面図である。 図１１のＸＩＩＩ部を拡大して示した軸方向断面図である。

この発明を実施するための形態について図面にしたがって説明する。
なお、以下の説明において、車内側（車両インナ側）とは各図における左側を示し、車外側（車両アウタ側）とは各図における右側を示すものとする。

［実施形態１］
本発明の実施形態１にかかる車両用転がり軸受装置を図１から図４にしたがって説明する。
図１に図示されるように、車両において、タイヤ６２及びホイール６４から構成される車輪６０を懸架装置（図示省略）に支持するとともに、ブレーキロータ５５を介して車輪６０を回転可能に支持する車両用転がり軸受装置１００が構成される。
図２に図示されるように、車輪用ハブユニットとしての車両用転がり軸受装置１００は、車輪６０（図１参照）を取付けることのできるフランジ部２１を一体に形成したハブ軸１が、軸受としての複列のアンギュラ玉軸受４１とを一体状に有してユニット化されており、このアンギュラ玉軸受４１を介して、図示を省略する車両の懸架装置に支持されたナックルに支承される。なお、ここでは車両用転がり軸受装置１００を説明するにあたり、車両用転がり軸受装置１００の基本的な構成を説明したうえで、後述する内輪の一構成であるハブ軸１の軸部１０が外輪４５に対し車外側に向かう軸方向の移動を規制する規制手段７０の具体的な構成について説明する。

［車両用転がり軸受装置１００の基本的な構成］
車両用転がり軸受装置１００は、図２に示すように内輪として構成されるハブ軸１の軸部１０と内輪形成環状部材４２と、外輪４５と、軸部１０及び内輪形成環状部材４２と、外輪４５の間に転動可能に配設される複列の玉５０、５１（転動体）とを備える。
図２に図示されるように、車両用転がり軸受装置１００のハブ軸１は、アンギュラ玉軸受４１が組み付けられる軸部１０と、この軸部１０の一端側に形成されかつ、軸部１０よりも大径で車輪６０の中心孔が嵌込まれる嵌合軸部３０と、軸部１０と嵌合軸部３０との間に位置するフランジ基部２３と、このフランジ基部２３の外周面に外径方向へ放射状に延出されたフランジ部２１とを一体に有する。そして、このフランジ部２１には、車輪６０を締め付けるハブボルト２７が圧入によって配置されるボルト孔２４が貫設される。また、嵌合軸部３０には、フランジ部２１側にブレーキロータ５５に対応するブレーキロータ用嵌合部３１が形成され、先端側にブレーキロータ用嵌合部３１よりも若干小径で車輪６０に対応する車輪用嵌合部３２が形成される。

また、ハブ軸１の軸部１０は、フランジ部２１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、軸部１０の大径部１１の外周面には、転がり軸受としての複列のアンギュラ玉軸受４１の一方の内輪軌道面１８が形成される。また、軸部１０の小径部１２の外周面には、他方の内輪軌道面４４を外周面に有する内輪形成環状部材４２が嵌め込まれる。さらに、軸部１０の先端部には、小径部１２と同径の端軸部１５が延出される。この端軸部１５の端面中心部には軸端凹部１６が形成され、端軸部１５の先端部が径方向外方へかしめられてかしめ部１７が形成されることによって小径部１２の外周面に内輪形成環状部材４２が固定される。この軸部１０の内輪軌道面１８と、内輪形成環状部材４２の内輪軌道面４４によって内輪が構成される。

ハブ軸１の軸部１０の外周面には環状空間４９を保って外輪４５が配置される。外輪４５の内周面には、ハブ軸１に構成される内輪軌道面１８、４４に対応する外輪軌道面４６、４７が軸方向に所定間隔を保って形成される。そして、内輪軌道面１８、４４と外輪軌道面４６、４７との間には、各複数個の玉５０、５１（転動体）が保持器５２、５３によって保持され、玉５０、５１それぞれが転動可能に配設される。なお、内輪軌道面１８、４４と外輪軌道面４６、４７との間に配設される各複数個の玉５０、５１には、軸部１０の端軸部１５をかしめて、かしめ部１７を形成する際のかしめ力に基づいて所要とする軸方向の予圧が付与される。
なお、図３に良く示されるように外輪４５の車外側の外輪軌道面４６は、玉５０の中心よりも車外側まで張出して玉５０の面に沿って軌道面をなす張出軌道面４６ａが形成される。この張出軌道面４６ａの構成により、玉５０が車外側に抜け出るのを抑制する。
また、図２に示されるように外輪４５の外周面の軸方向中間部には車体側フランジ４８が一体に形成される。この車体側フランジ４８は、図示を省略する車両の懸架装置に支持されたナックル、キャリア等の車体側部材の取付面にボルトによって締結される。また、外輪４５の一端部内周面にはシール部材５６が圧入されて組み付けられ、このシール部材５６のリップ５８の先端部が、ハブ軸１の内輪軌道面１８の肩部に隣接して形成されたシール面１９に摺接される。

なお、内輪形成環状部材４２の外周面には、速度センサ９０に対応する被検出部９５を周方向に有するパルサーリング９６が必要に応じて圧入固定される。この場合、外輪４５の端部内周面には、有蓋筒状のカバー部材９１が圧入固定され、このカバー部材９１の蓋板部９２に速度センサ９０が、その検出部をパルサーリング９６の被検出部９５に臨ませて取り付けられる。

［ハブ軸１の軸部１０が外輪４５に対し車外側に向かう軸方向の移動を規制する規制手段７０について］
図２に図示されるように、車両用転がり軸受装置１００に対して、ハブ軸１に通常使用時に入力される荷重を超える過大な軸曲げ方向荷重Ｆが入力されると、その軸曲げ方向荷重Ｆは、ハブ軸１の軸部１０に及ぶ。そうすると、軸部１０の大径部１１と小径部１２との境界である連接部１３（脆弱部）に軸曲げ方向荷重Ｆに対する応力が集中する。
ここで、規制手段７０は、万一、ハブ軸１における連接部１３に軸曲げ方向荷重Ｆに対する応力が集中して連接部１３の部位が変形するおそれがあっても、ハブ軸１の軸部１０が外輪４５に対し、車外側に向かう軸方向の移動するのを規制するものである。これにより、規制手段７０は、車両用転がり軸受装置１００において、より一層安全性と信頼性の向上を図る。

なお、軸曲げ方向荷重Ｆの軸曲げ方向とは、ハブ軸１の軸部１０の軸線方向に対し、この軸部１０の径方向に作用する方向を意味するものである。また、ハブ軸１に通常使用時に入力される荷重を超える過大な軸曲げ方向荷重Ｆとは、例えば車両がスピンしてホイール６４（図１参照）が道路の縁石に衝突した場合にハブ軸１に作用する荷重等を意味するものである。ホイール６４（図１参照）が道路の縁石に衝突した場合、フランジ部２１に対し横荷重（ハブ軸１の軸方向の荷重）が入力されることにより、ハブ軸１には、軸部１０の軸線方向に対し、この軸部１０の径方向に荷重が作用する。すなわち、ハブ軸１の軸部１０を曲げる方向に荷重が作用する。

規制手段７０は、図２、３に示すように環状空間４９内であって且つ複列の玉５０、５１の間に構成される。規制手段７０は、環状部材７２と、突出部材７４とを有する。

環状部材７２は、図２、３に示すようにハブ軸１の軸部１０側に構成される部材である。環状部材７２は、金属製でありハブ軸１の軸部１０の外周面に配設可能な環状のＣ型リングで構成される。環状部材７２は、周方向の一箇所が分離しており、径方向に弾性変形可能とされる。ハブ軸１の軸部１０の外周面には、周方向に環状部材７２が係合可能な軸部環状溝１１ａが切欠き形成される。ここで、軸部環状溝１１ａの溝底部の外径１１ｄは、ハブ軸１における連接部１３の外径１３ｄより大径に設定される。
これにより、軸部環状溝１１ａの部位に応力が集中されることを抑制する。
軸部環状溝１１ａは、ハブ軸１の軸部１０の大径部１１の外周面のうち小径部１２と内輪軌道面１８の間に形成される。すなわち、連接部１３（脆弱部）より車外側に構成される。また、環状部材７２の内径７２ｄ１は、軸部環状溝１１ａの外径１１ｄよりわずかに小径に形成される。そのため、環状部材７２は、径方向内方に弾性変形することで縮径させて軸部環状溝１１ａに係合し得る。
環状部材７２は、軸部環状溝１１ａに係合することで軸方向の移動が規制される。また、環状部材７２は、軸部１０の大径部１１の外周面から径方向外方側に向かって突出する。なお、環状部材７２は、内輪として構成されるハブ軸１の軸部１０と内輪形成環状部材４２いずれに対しても別体として構成される。

突出部材７４は、外輪４５側に構成される部材である。突出部材７４は、環状空間４９における外輪４５の内周面が径方向内方側に向かって突出する部材である。この突出部材７４は、外輪４５とにおいて一体形成されていても良いし、別体に構成されて外輪４５に係合することで一体的とされるものであっても良い。本実施形態１においては、一体形成される形態について説明する。

突出部材７４は、軸線方向断面で見て環状空間４９における外輪４５の内周面のうち環状部材７２よりも車外側に配設される。この突出部材７４は、外輪４５の内周面の外輪軌道面４６、４７の研削加工時において、外輪４５の内周面から径方向内方側に突出するように加工される。
突出部材７４の詳細は、外輪４５を軸線方向断面で見て、外輪４５の軸線と直交する面である当接面７４ａが形成される。また、この当接面７４ａより車内側には、外輪４５の内周面から当接面７４ａまで漸次傾斜するテーパー面７４ｂを有する。上述した環状部材７２は、突出部材７４の当接面７４ａと当接する前に先ずテーパー面７４ｂに当たって当接面７４ａまで導かれる。これにより、環状部材７２と突出部材７４の当接面７４ａとが確実に当接する構成となる。

ここで上述の如く環状部材７２は、軸部１０の大径部１１の外周面から径方向外方側に向かって突出する。また、突出部材７４は、環状空間４９における外輪４５の内周面が径方向内方側に向かって突出する。ここで環状部材７２の最外径７２ｄ２は、突出部材７４の最内径７４ｄより大きく設定される。
なお、図４に示すように、車両用転がり軸受装置１００の各構成は、車外側から順次セットされて組み立てられる。

このように、実施形態１に係る車両用転がり軸受装置１００によれば、規制手段７０は、内輪として構成されるハブ軸１の軸部１０と内輪形成環状部材４２と、外輪４５との間の環状空間４９に構成される。環状空間４９は、駆動輪、従動輪何れも備える。よって規制手段７０は、駆動輪及び従動輪のいずれにおいても適用可能である。
また、規制手段７０は、ハブ軸１の軸部１０と内輪形成環状部材４２いずれに対しても別体として構成される。そのため、ハブ軸１の軸部１０と外輪４５の間に車外側の玉５０を組み込んだ上で規制手段７０の環状部材７２を組み込むことが可能となり車両用転がり軸受装置１００の組み付け性への影響を抑制することができる。また、加工コストの増加を抑制し得る。
また、規制手段７０は、環状空間４９のうち複列の玉５０、５１間であり、且つハブ軸１の軸部１０に作用する軸曲げ方向荷重のうち通常使用時に入力される荷重を超える過大な軸曲げ方向荷重Ｆが作用した場合に変形する連接部１３（脆弱部）よりも車外側に構成される。これにより、規制手段７０は、万一連接部１３（脆弱部）の変形するおそれがあってもかかる規制手段７０によって、ハブ軸１の軸部１０が外輪４５に対し車外側に向かう軸方向の移動を規制するフェールセーフ機構となる。

また、車両用転がり軸受装置１００は、所謂、車輪を取付けることのできるフランジ部２１を一体に形成したハブ軸１を構成するハブユニットに好適である。
ハブ軸１の軸部１０と内輪形成環状部材４２は、複列の玉５０、５１に対応する内輪軌道面１８、４４を形成する。ここで、内輪形成環状部材４２は、ハブ軸１の軸部１０のフランジ部２１が形成される端部とは反対側の端部（すなわち車内側）に配設される。そして、この軸部１０の大径部１１の径より相対的に小径に形成された小径部１２を形成することで内輪形成環状部材４２が別体として配置される。
そうすると、ハブ軸１の軸部１０の大径部１１と小径部１２との境界である連接部１３は、ハブ軸１のフランジ部２１から軸方向に離れた車内側位置に配設される。そのため、連接部１３には、フランジ部２１から入力される荷重がモーメント荷重となって、かかる連接部１３に応力が集中しやすい脆弱部となる。
例えば、ハブ軸１に作用する軸曲げ方向荷重のうち、通常使用時に入力される荷重を超える過大な軸曲げ方向荷重Ｆが作用すると、連接部１３には通常使用時に想定される以上の応力が集中して変形するおそれがある。ここで、上記規制手段７０は、ハブ軸１の軸部１０が外輪４５に対して車外側に向かう軸方向の移動を規制する。
よって、所謂ハブユニットのフェールセーフ機構として、一層安全性と信頼性の向上を図ることができる。

また、環状部材７２は、外輪４５の突出部材７４と、軸方向において干渉する関係となる。外輪４５は、車両の車体側部材に固定される固定側の部材である。環状部材７２は、この固定側の部材に構成される突出部材７４と接触する。これにより、より確実に、ハブ軸１の外輪４５に対する車外側に向かう軸方向移動を規制することができる。

［実施形態２］
本発明の実施形態２にかかる車両用転がり軸受装置を図５、６にしたがって説明する。
上述する実施形態１において突出部材は、外輪とにおいて一体形成されていても良いし、別体に構成されて外輪に係合することで一体的とされるものであっても良い旨示した。本実施形態２においては、別体で構成されて外輪に係合することで一体的とされる形態について説明する。

実施形態２における車両用転がり軸受装置２００は、図５、６に示すように、規制手段２７０には、突出部材２７４が構成される。ここで、実施形態１と同様に構成される環状部材７２は、その最外径７２ｄ２が、突出部材２７４の最内径２７４ｄ１より大きく設定される。また、突出部材２７４は、金属製であり外輪２４５の内周面に配設可能な環状のＣ型リングで構成される。突出部材２７４は、周方向の一箇所が分離しており、径方向に弾性変形可能とされる。外輪２４５の内周面には、周方向に突出部材２７４が係合可能な外輪環状溝２４５ａが切欠き形成される。
また、突出部材２７４の外径２７４ｄ２は、外輪環状溝２４５ａの内径２４５ｄよりわずかに大径に形成される。そのため、突出部材２７４は、径方向外方に弾性変形することで拡径させて外輪環状溝２４５ａに係合し得る。この実施形態２のその他の構成は実施形態１と同様に構成されるため、同一の符号を付して詳細な説明は省略することがある。以降の実施形態においても同様である。このように、実施形態２に係る車両用転がり軸受装置２００によれば、実施形態１と同様の作用効果を有することができる。

［実施形態３］
本発明の実施形態３にかかる車両用転がり軸受装置を図７、８にしたがって説明する。
上述する実施形態１、２における規制手段７０、２７０の構成は、環状部材７２が当接する部位は、外輪４５、２４５に構成される突出部材７４、２７４であった。
実施形態３における車両用転がり軸受装置３００の規制手段３７０は、図７、８に示すように環状部材３７２を主体として構成し、突出部材を有していない。この環状部材３７２と当接する部材は、車外側の玉５０である。この規制手段３７０によってハブ軸１の軸部３１０が外輪３４５に対し、車外側に向かう軸方向の移動が規制される。
環状部材３７２は、環状の鋼製リングである。環状部材３７２の内径３７２ｄ１は、ハブ軸１の軸部３１０の大径部３１１の外径３１１ｄと締め代を有している。これにより、大径部３１１ｄの外周面に圧入される。環状部材３７２は、大径部３１１の外径３１１ｄに対し焼き嵌めする構成であっても良い。
環状部材３７２は、複列の玉５０、５１の間における軸部３１０の大径部３１１の外周面から径方向外方側に向かって突出している。ここで、環状部材３７２の最外径３７２ｄ２は、少なくともハブ軸１の軸部３１０に形成される車外側の内輪軌道面１８の軸軌道底径１８ｄより大きく設定される。
なお、外輪３４５の車外側の外輪軌道面４６は、玉５０の中心よりも車外側まで張出して玉５０の面に沿って軌道面をなす張出軌道面４６ａが構成される。この張出軌道面４６ａの構成により、環状部材３７２が玉５０と当接した状態において、玉５０が車外側に抜け出るのを抑制する。これにより、規制手段３７０の環状部材３７２によって、ハブ軸１の軸部３１０が外輪３４５に対し、車外側に向かう軸方向の移動が規制される。この実施形態３のその他の構成は実施形態１と同様に構成されるため、同一の符号を付して詳細な説明は省略することがある。

このように、実施形態３に係る車両用転がり軸受装置３００によれば、規制手段３７０は、内輪として構成されるハブ軸１の軸部３１０と内輪形成環状部材４２と、外輪３４５との間の環状空間４９に構成される。環状空間４９は、駆動輪、従動輪何れも備える。よって規制手段３７０は、駆動輪及び従動輪のいずれにおいても適用可能である。
また、規制手段３７０は、ハブ軸１の軸部３１０と内輪形成環状部材４２いずれに対しても別体として構成される。そのため、ハブ軸１の軸部３１０と外輪３４５の間に車外側の玉５０を組み込んだ上で規制手段３７０の環状部材３７２を組み込むことが可能となり車両用転がり軸受装置３００の組み付け性への影響を抑制することができる。また、加工コストの増加を抑制し得る。
また、規制手段３７０は、環状空間４９のうち複列の玉５０、５１間であり、且つハブ軸１の軸部３１０に作用する軸曲げ方向荷重のうち通常使用時に入力される荷重を超える過大な軸曲げ方向荷重Ｆが作用した場合に変形する連接部１３（脆弱部）よりも車外側に構成される。これにより、規制手段３７０は、万一連接部１３（脆弱部）の変形するおそれがあってもかかる規制手段３７０によって、ハブ軸１の軸部３１０が外輪３４５に対し車外側に向かう軸方向の移動を規制するフェールセーフ機構となる。

また、車両用転がり軸受装置３００は、所謂、車輪を取付けることのできるフランジ部２１を一体に形成したハブ軸１を構成するハブユニットに好適である。
ハブ軸１の軸部３１０と内輪形成環状部材４２は、複列の玉５０、５１に対応する内輪軌道面１８、４４を形成する。ここで、内輪形成環状部材４２は、ハブ軸１の軸部３１０のフランジ部２１が形成される端部とは反対側の端部（すなわち車内側）に配設される。そして、この軸部３１０の大径部３１１の径より相対的に小径に形成された小径部１２を形成することで内輪形成環状部材４２が別体として配置される。
そうすると、ハブ軸１の軸部３１０の大径部３１１と小径部１２との境界である連接部１３は、ハブ軸１のフランジ部２１から軸方向に離れた車内側位置に配設される。そのため、連接部１３には、フランジ部２１から入力される荷重がモーメント荷重となって、かかる連接部１３に応力が集中しやすい脆弱部となる。
例えば、ハブ軸１に作用する軸曲げ方向荷重のうち、通常使用時に入力される荷重を超える過大な軸曲げ方向荷重Ｆが作用すると、連接部１３には通常使用時に想定される以上の応力が集中して変形するおそれがある。ここで、上記規制手段３７０は、ハブ軸１の軸部３１０が外輪３４５に対して車外側に向かう軸方向の移動を規制する。
よって、所謂ハブユニットのフェールセーフ機構として、一層安全性と信頼性の向上を図ることができる。

また、規制手段３７０は、ハブ軸１の軸部３１０に嵌合する環状部材３７２を有している。環状部材３７２は、ハブ軸１の軸部３１０の外周面から径方向外方側に向かって突出しており、その最外径３７２ｄ２は少なくともハブ軸１の軸部３１０に形成される内輪軌道面１８の軸軌道底径１８ｄより大きい。これにより、環状部材３７２は、車外側に配設される玉５０と接触する構成であるため、ハブ軸１の外輪３４５に対する車外側に向かう軸方向移動を規制することができる。

［実施形態４］
本発明の実施形態４にかかる車両用転がり軸受装置を図９、１０にしたがって説明する。
実施形態４における車両用転がり軸受装置４００の規制手段４７０は、図９、１０に示すように実施形態３の環状部材３７２に変えて、実施形態１と同様のＣ型リングからなる環状部材７２を構成する。
ここで、外輪４４５には突出部材が構成されない。実施形態４における規制手段４７０としての環状部材７２は、当接する部材が車外側の玉５０である。かかる点は、実施形態１とは異なる。そのため、環状部材７２の最外径７２ｄ２は、少なくともハブ軸１の軸部１０に形成される車外側の内輪軌道面１８の軸軌道底径１８ｄより大きく設定されることを要する。この実施形態４のその他の構成は、実施形態１と同様に構成されるため、同一の符号を付して詳細な説明は省略することがある。
このように、実施形態４に係る車両用転がり軸受装置４００は、環状部材７２が車外側の玉５０に当接する構成である点において実施形態３の一部構成を変更した形態である。
そのため、実施形態３と同様の作用効果を有することができる。

［実施形態５］
本発明の実施形態５にかかる車両用転がり軸受装置を図１１、１２にしたがって説明する。
実施形態５における車両用転がり軸受装置５００の規制手段５７０は、図１１、１２に示すように実施形態４のＣ型リングからなる環状部材７２に変えて、円筒状の環状部材５７２を構成する。
この環状部材５７２は、円筒面の周方向の複数箇所に径方向内方側に切り起こされた爪部５７２ａを有する。
ハブ軸１の軸部５１０の大径部５１１の外周面には、周方向に環状部材５７２の爪部５７２ａが係合可能な軸部環状溝５１１ａが切欠き形成される。爪部５７２ａは、径方向内方に弾性変形することで縮径させて軸部環状溝５１１ａに係合させる。ここで、軸部環状溝５１１ａの溝底部の外径５１１ｄは、ハブ軸１における連接部１３の外径１３ｄより大径に設定される。また、外輪５４５には突出部材が構成されない。実施形態５における規制手段５７０としての環状部材５７２は、当接する部材が車外側の玉５０である。
そのため、環状部材５７２の最外径５７２ｄは、少なくともハブ軸１の軸部１０に形成される車外側の内輪軌道面１８の軸軌道底径１８ｄより大きく設定されることを要する。 この実施形態５のその他の構成は、実施形態３と同様に構成されるため、同一の符号を付して詳細な説明は省略することがある。
このように、実施形態５に係る車両用転がり軸受装置５００は、環状部材５７２が車外側の玉５０に当接する構成である点において実施形態３の一部構成を変更した形態である。
そのため、実施形態３と同様の作用効果を有することができる。

以上、本発明の実施形態１から実施形態５について説明したが、本発明の車両用転がり軸受装置は、本実施の形態に限定されず、その他各種の形態で実施することができるものである。
例えば、実施形態１から実施形態５においては、従動輪について説明したが、本発明の車両用転がり軸受装置は、駆動輪についても適用可能な構成である。例えば、ドライブシャフトの一部を構成する等速自在継手の外側継手部材と、車輪を取付けるためのフランジ部をもったハブ軸と、複列転がり軸受とをユニット化した駆動輪であってもよい。

また、実施形態１において、内輪形成環状部材４２は、軸部１０の小径部１２の外周面に外嵌される態様について示した。しかしながらこれに限定されるものではなく、内輪形成環状部材は、ドライブシャフトの一部を構成する等速自在継手の外側継手部材に車内側の内輪軌道輪が一体に形成されている構成のものでもよいし、この外側継手部材の外周面に別体として内輪軌道面を構成する内輪部材が外嵌される態様であってもよい。これは、実施形態１以外に実施形態２から実施形態５においても同様である。

また、実施形態５に係る車両用転がり軸受装置５００の変形例として、図１３に示すように環状部材５７２の円筒面の車外側端部に鍔部５７４ｂを設けた環状部材５７４であっても良い。爪部５７４ａは、爪部５７２ａと同様の構成である。変形例である車両用転がり軸受装置５００ａの規制手段５７０ａは、鍔部５７４ｂを設けることにより、環状部材５７４の最外径５７４ｄを延長すると共に、剛性の向上を図ることができる。この鍔部５７４ｂは、環状部材５７２の円筒面の車内側端部に形成されるものであっても良い。

１ ハブ軸
１０ 軸部
１１ 大径部
１１ａ 軸部環状溝
１１ｄ 軸部環状溝の外径
１２ 小径部
１３ 連接部（脆弱部）
１３ｄ 連接部の外径
１５ 軸部の端軸部
１６ 軸端凹部
１７ かしめ部
１８ 内輪軌道面
１８ｄ 軸軌道底径
１９ シール面
２１ フランジ部
２３ フランジ基部
２４ ボルト孔
２７ ハブボルト
３０ 嵌合軸部
３１ ブレーキロータ用嵌合部
３２ 車輪用嵌合部
４１ アンギュラ玉軸受
４２ 内輪形成環状部材
４４ 内輪軌道面
４５ 外輪
４６ 外輪軌道面
４６ａ 張出軌道面
４８ 車体側フランジ
４９ 環状空間
５０、５１ 玉（転動体）
５２、５３ 保持器
５５ ブレーキロータ
５６ シール部材
５８ リップ
６０ 車輪
６２ タイヤ
６４ ホイール
７０ 規制手段
７２ 環状部材
７２ｄ１ 環状部材の内径
７２ｄ２ 環状部材の最外径
７４ 突出部材
７４ａ 当接面
７４ｂ テーパー面
７４ｄ 突出部材の最内径
９０ 速度センサ
９１ カバー部材
９２ 蓋板部
９５ 被検出部
９６ パルサーリング
１００ 車両用転がり軸受装置
２００ 車両用転がり軸受装置
２４５ 外輪
２４５ａ 外輪環状溝
２４５ｄ 外輪環状溝の内径
２７０ 規制手段
２７４ 突出部材
２７４ｄ２ 突出部材の外径
２７４ｄ１ 突出部材の最内径
３００ 車両用転がり軸受装置
３１０ 軸部
３１１ 大径部
３１１ｄ 大径部の外径
３４５ 外輪
３７０ 規制手段
３７２ 環状部材
３７２ｄ１ 環状部材の内径
３７２ｄ２ 環状部材の最外径
４００ 車両用転がり軸受装置
４４５ 外輪
４７０ 規制手段
５００ 車両用転がり軸受装置
５１０ 軸部
５１１ 大径部
５１１ａ 軸部環状溝
５１１ｄ 軸部環状溝の外径
５４５ 外輪
５７０ 規制手段
５７２ 環状部材
５７２ａ 爪部
５７２ｄ 環状部材の最外径
５００ａ 車両用転がり軸受装置
５７０ａ 規制手段
５７４ 環状部材
５７４ａ 爪部
５７４ｂ 鍔部
５７４ｄ 環状部材の最外径
Ｆ 軸曲げ方向荷重

Claims (4)

1. 内輪と、該内輪と同芯且つ外周側に配設される外輪と、前記内輪と外輪の間に転動可能に配設される複列の転動体とを備えた車両用転がり軸受装置であって、
   前記内輪と前記外輪との間には、複列の転動体が配置される環状空間が設けられており、
   前記環状空間のうち前記複列の転動体間であり、且つ前記内輪に作用する軸曲げ方向荷重のうち通常使用時に入力される荷重を超える過大な軸曲げ方向荷重が作用した場合に変形する脆弱部よりも車外側には、前記内輪が前記外輪に対して車外側に向かう軸方向移動を規制する規制手段が構成されており、
   前記規制手段は前記内輪とは別体とされ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、
   前記内輪は、車輪を取付けることのできるフランジ部を一体に形成したハブ軸の軸部と、
   前記軸部のフランジ部が形成される端部とは反対側の端部には、軸部の径より相対的に小径に形成された小径部に別体として配置される内輪形成環状部材とを備えており、
   前記ハブ軸の軸部の外周面及び前記内輪形成環状部材の外周面は、前記複列の転動体に対応する内輪軌道面がそれぞれ形成されており、
   前記外輪は、車両の車体側部材に固定可能とされるとともに、前記内輪軌道面に対応する外輪軌道面が内周面に形成されており、
   前記脆弱部は、前記ハブ軸の軸部と小径部との境界である連接部であることを特徴とする車両用転がり軸受装置。
3. 請求項２に記載の車両用転がり軸受装置であって、
   前記規制手段は、前記ハブ軸の軸部に嵌合する環状部材を有しており、
   前記環状部材は、前記複列の転動体間における前記ハブ軸の軸部の外周面から径方向外方側に向かって突出しており、
   前記環状部材の最外径は、少なくとも前記ハブ軸の軸部に形成される内輪軌道面の軸軌道底径より大きいことを特徴とする車両用転がり軸受装置。
4. 請求項３に記載の車両用転がり軸受装置であって、
   前記規制手段は、更に前記環状空間における外輪の内周面に径方向内方側に向かって突出する突出部材を有しており、
   軸線方向断面で見て、前記突出部材は前記環状部材よりも車外側に配設され、
   前記環状部材の最外径は、前記突出部材の最内径より大きいことを特徴とする車両用転がり軸受装置。
   

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