JP2014040861A

JP2014040861A - 転がり軸受及び車輪用軸受装置

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Publication number: JP2014040861A
Application number: JP2012183363A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Inoue; 茂井上
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-08-22
Filing date: 2012-08-22
Publication date: 2014-03-06

Abstract

【課題】車体側部材に対する固定用軌道輪の固着力を低減して固定用軌道輪の引き抜き操作を円滑に行うことができる転がり軸受及び車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】外輪３及び内輪７を有する転がり軸受Ａにおいて、外輪３は、ナックル１０１の軸受挿入孔１０１ａ内に嵌合する胴部３０、及び胴部３０の外周面に開口する軸受側の凹部３１ｂを有し、軸受側の凹部３１ｂがその開口面の少なくとも一部を軸受挿入孔１０１ａの内周面に対向させる部位に配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、転がり軸受及び車輪用軸受装置に関する。

従来の車輪用軸受装置には、中心軸線の回りに回転可能な内方部材（ハブ輪及び内輪）と、この内方部材の外周囲に配置された外輪と、この外輪と内方部材との間に介在する複列の転動体とを備え、車体側部材としてのナックルに取り付けられているものがある（例えば特許文献１）。

このような車輪用軸受装置においては、ハブ輪の車輪取付用フランジの車体側に取り付けられるブレーキディスク等の交換時にナックルから引き抜かれる場合がある。

特開２０１１−５９６３号公報

しかし、上記した車輪用軸受装置によると、外輪とナックルとの間に浸入した泥水等に起因して外輪及びナックルが錆付いて互いに固着し、このため外輪等のナックルからの引き抜き操作を円滑に行うことができない場合があるという問題があった。

従って、本発明の目的は、車体側に対する固定用軌道輪の固着力を低減することができ、もって固定用軌道輪の引き抜き操作を円滑に行うことができる転がり軸受及び車輪用軸受装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、（１）〜（４）の転がり軸受及び車輪用軸受装置を提供する。

（１）軸受挿入孔付きの車体側部材に取り付けられ、固定用軌道輪及び回転用軌道輪を有する転がり軸受であって、前記固定用軌道輪は、前記車体側部材の軸受挿入孔内に嵌合する胴部、及び前記胴部の外周面に開口する軸受側の凹部を有し、前記軸受側の凹部がその開口面の少なくとも一部を前記軸受挿入孔の内周面に対向させる部位に配置されている転がり軸受。

（２）上記（１）に記載の転がり軸受において、前記固定用軌道輪は、前記軸受挿入孔の内周面に開口する車体側の凹部における開口面の少なくとも一部に前記胴部の外周面が対向する。

（３）上記（１）又は（２）に記載の転がり軸受において、前記固定用軌道輪は、前記軸受側の凹部が前記胴部の軸線方向に並列する複数の環状溝からなる。

（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の転がり軸受と、前記転がり軸受を介して前記車体側部材に回転可能に支持され、車輪を取り付けるための車輪取付用フランジを有するハブ輪とを備えた車輪用軸受装置。

本発明によると、車体側部材に対する固定用軌道輪の固着力を低減することができ、固定用軌道輪の引き抜き操作を円滑に行うことができる。

本発明の実施の形態に係る車輪用軸受装置の全体を説明するために示す断面図。本発明の実施の形態に係る車輪用軸受装置の要部を説明するために示す断面図。（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る車輪用軸受装置の固定用軌道輪と車体側部材を説明するために示す断面図。（ａ）は固定用軌道輪を、また（ｂ）は車体側部材をそれぞれ示す。本発明の実施の形態に係る車輪用軸受装置の変形例（１）を説明するために示す断面図。本発明の実施の形態に係る車輪用軸受装置の変形例（２）を説明するために示す断面図。

[実施の形態]
（車輪用軸受装置の全体構成）
図１は車輪用軸受装置の全体を示す。図２は車輪用軸受装置の要部を示す。図３（ａ）及び（ｂ）は固定用軌道輪と車体側部材とを示す。図１及び図２に示すように、車輪用軸受装置１は、例えば駆動輪用軸受装置からなる。車輪用軸受装置２は、中心軸線Ｏの回りに回転可能な内方部材２と、内方部材２の外周囲に配置された固定用軌道輪としての外方部材（外輪）３と、外輪３と内方部材２との間に介在する複列の転動体４，５とを備え、車体（図示せず）と車輪（図示せず）との間に配置されている。

（内方部材２の構成）
内方部材２は、ハブ輪６及び内輪（回転用軌道輪）７からなり、中心軸線Ｏ上に回転可能に配置されている。

ハブ輪６は、各外径が互いに異なる大小２つの胴部６ａ，６ｂ（大径の胴部６ａ，小径の胴部６ｂ）を有し、内輪７を挿通して外輪３の内周囲に配置され、全体が例えば機械構造用炭素鋼からなる円筒状の成形体によって形成されている。本実施の形態では、ハブ輪６の材料としてＪＩＳＳ５５Ｃが用いられる。ハブ輪６には、車両アウタ側に開口する第１の凹部６ｄ、車両インナ側に開口する第２の凹部６ｅ、及び第２の凹部６ｅと第１の凹部６ｄとに連通して等速ジョイント（図示せず）のステムにスプライン嵌合によって連結する連結孔６ｆが設けられている。ハブ輪６の形成は、例えばハブ輪形成用部材（図示せず）に冷間鍛造加工を施すことにより行われる。

大径の胴部６ａは、ハブ輪６の車両アウタ側（図１では右側）に配置されている。大径の胴部６ａには、その外周側に車両アウタ側で突出して車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付用フランジ６０ａが一体に設けられている。また、大径の胴部６ａには、車輪取付用フランジ６０ａの車体側でブレーキディスク１００が取り付けられている。

車輪取付用フランジ６０ａは、大径の胴部６ａの円周方向全体にわたって配置されている。車輪取付用フランジ６０ａには、セレーション付きボルト８を圧入して挿通させるボルト挿通孔６００ａが設けられている。セレーション付きボルト８は、車輪をナット（図示せず）と共に締め付けるための締付ボルトとして機能する。

小径の胴部６ｂは、内輪７を取り付けるための円環状の凹部６０ｂを外周面に有し、ハブ輪６の車両インナ側（図１では左側）に配置されている。

一方、内輪７は、第１の内輪７０及び第２の内輪７１を有し、ハブ輪６の凹部６０ｂ内に取り付けられ、全体（第１の内輪７０及び第２の内輪７１）が例えば高炭素クロム軸受鋼からなる円筒状の成形体によって形成されている。本実施の形態では、内輪７（第１の内輪７０及び第２の内輪７１）の材料としてＪＩＳＳＵＪ２が用いられる。

第１の内輪７０は、複列の転動体４，５のうち車両インナ側列の転動体４を転動させる内側軌道部７０ａを有し、内輪７の車両インナ側（図１では左側）に配置されている。第１の内輪７０の外周面一部（大鍔の外周面）は、車両インナ側で外輪３（胴部３０）の内周面との間に介在するシール部材１０を受けるシール面７０ｂで形成されている。

第２の内輪７１は、複列の転動体４，５のうち車両アウタ側列の転動体５を転動させる内側軌道部７１ａを有し、内輪７の車両アウタ側(図１では右側)に配置されている。第２の内輪７１の外周面一部（大鍔の外周面）は、車両アウタ側で外輪３（胴部３０）の内周面との間に介在するシール部材１１を受けるシール面７１ｂで形成されている。

（外輪３の構成）
外輪３は、胴部３０及び車体取付用フランジ３１を有し、車両インナ側にナックル（車体側部材）１０１を介してスプラッシュガード（車体保護部材）１０２と共に着脱可能に取り付けられ、全体が例えば機械構造用炭素鋼からなる円筒状の成形体によって形成されている。本実施の形態では、外輪３の材料としてＪＩＳＳ５５Ｃが用いられる。そして、外輪３は、車体側にハブ輪６を回転可能に支持する転がり軸受Ａを内輪７及び複列の転動体４，５と共に構成する。

胴部３０は、複列の転動体４，５のうち一方側列（車両インナ側列）の転動体４を転動させる第１の外側軌道部３０ａ、及び他方側列（車両アウタ側列）の転動体５を転動させる第２の外側軌道部３０ｂを有し、ナックル１０１の軸受挿入孔１０１ａ内に一部を挿入して嵌合させた状態でハブ輪６における小径の胴部６ｂの外周囲に配置されている。

図２及び図３（ａ）に示すように、胴部３０には、その外周面に開口する複数の環状溝３００ａからなる軸受側の凹部３００が設けられている。複数の環状溝３００ａは、胴部３０の軸線方向に並列して配置され、例えば断面略不等辺三角形状の凹溝によって形成されている。胴部３０の外周面において、複数の環状溝３００ａは、その開口面ａの一部を軸受挿入孔１０１ａの内周面（接触面）に対向させる部位に配置されている。これにより、軸受挿入孔１０１ａの内周面に複数の環状溝３００ａの開口面ａを対向させない場合（複数の環状溝３００ａが存在しない場合）と比べて胴部３０（外輪３）の外周面と軸受挿入孔１０１ａ（ナックル１０１）の内周面との間の接触面積が狭くなる。

車体取付用フランジ３１は、胴部３０にその外周面に突出して一体に設けられ、全体が円環部材によって形成されている。車体取付用フランジ３１には、胴部３０の円周方向に並列し、かつ車体取付用ボルト１４（図１に示す）を挿通させる複数のボルト挿通孔３１ａ（図１に示す）が設けられている。

図２及び図３（ｂ）に示すように、ナックル１０１は、軸受挿入孔１０１ａ及び車体側の凹部１０１ｂを有し、車体取付用フランジ３１の車両インナ側で外輪３における胴部３０の外周囲に配置されている。そして、ナックル１０１は、車体における懸架装置（図示せず）の構成部品として機能し、転がり軸受Ａ（図１に示す）を着脱可能に取り付ける。ナックル１０１には、軸受挿入孔１０１ａの中心軸線回りに等間隔をもって並列し、かつ車体取付用ボルト１４（図１に示す）を螺合（結合）させる複数のねじ孔１０１ｄ（図１に示す）が設けられている。

軸受挿入孔１０１ａは、ナックル１０１の径方向中央部に配置され、全体が軸線方向両側（軸受挿入側及びその反対側）に開口する貫通孔によって形成されている。

車体側の凹部１０１ｂは、軸受挿入孔１０１ａの内周面に開口し、かつナックル１０１の軸線方向に並列する断面略三角形状の凹溝とする複数の環状溝１０１０ｂによって形成されている。複数の環状溝１０１０ｂは、胴部３０における複数の環状溝３００ａとは軸線方向に位置をずらして配置されている。軸受挿入孔１０１ａの内周面において、複数の環状溝１０１０ｂは、その開口面ｂの一部を胴部３０の外周面（接触面）に対向させる部位に配置されている。これにより、外輪３（胴部３０）の外周面に複数の環状溝１０１０ｂの開口面ｂを対向させない場合（複数の環状溝１０１０ｂが存在しない場合）と比べて胴部３０（外輪３）の外周面と軸受挿入孔１０１ａの内周面との間の接触面積が狭くなる。

スプラッシュガード１０２は、外輪３の胴部３０を挿通させるレース挿通孔１０２ａ、及び車体取付用ボルト１４（図１に示す）を挿通させる複数のボルト挿通孔１０２ｂ（図１に示す）を有し、車体取付用フランジ３１とナックル１０１との間に介在して胴部３０の外周囲に配置されている。

（複列の転動体４，５の構成）
一方側列（車両インナ側列）の転動体４は、円すいころからなり、第１の内輪７０の内側軌道部７０ａと外輪３（胴部３０）の第１の外側軌道部３０ａとの間に介在して配置され、かつ保持器１２によって転動可能に保持されている。一方側列の転動体４の車両インナ側には、第１の内輪７０のシール面７０ｂと外輪３の内周面との介在するシール部材１０が配置されている。

他方側列（車両アウタ側列）の転動体５は、円すいころからなり、第２の内輪７１の内側軌道部７１ａと外輪３（胴部３０）の第２の外側軌道部３０ｂとの間に介在して配置され、かつ保持器１３によって転動可能に保持されている。他方側列の転動体５の車両アウタ側には、第２の内輪７１のシール面７１ｂと外輪３の内周面との間に介在するシール部材１１が配置されている。

このように構成された車輪用軸受装置１のナックル１０１からの取り外しは、車体取付用ボルト１４とナックル１０１のねじ孔１０１ｄとの結合（螺合）状態を解除し、車輪用軸受装置１をナックル１０１の軸受挿入孔１０１ａから引き抜くことにより行われる。この場合、外輪３（胴部３０）の外周面とナックル１０１における軸受挿入孔１０１ａの内周面とが錆によって固着していても、車体側の凹部１０１ｂ及び軸受側の凹部３００によってナックル１０１に対する胴部３０の固着力が低減され、車輪用軸受装置１の引き抜き操作に伴う操作力を軽減することができる。これは、外輪３の複数の環状溝３００ａの開口面ａの一部が軸受挿入孔１０１ａの内周面（接触面）に、また複数の環状溝１０１０ｂの開口面ｂの一部が胴部３０の外周面（接触面）にそれぞれ対向するため、環状溝３００ａ，１０１０ｂが存在しない場合と比べて胴部３０（外輪３）の外周面と軸受挿入孔１０１ａ（ナックル１０１）の内周面との間の接触面積が狭くなり、それだけ胴部３０の外周面と軸受挿入孔１０１ａの内周面との間の錆による固着面積が縮小されることによる。

[実施の形態の効果]
以上説明した実施の形態によれば、次に示す作用効果が得られる。

環状溝３００ａ，１０１０ｂが存在しない場合と比べて胴部３０（外輪３）の外周面と軸受挿入孔１０１ａ（ナックル１０１）の内周面との間の接触面積（固着面積）が狭くなるため、胴部３０の外周面と軸受挿入孔１０１ａの内周面とが錆によって固着していても、車輪用軸受装置１のナックル１０１からの引き抜き時にナックル１０１に対する胴部３０の固着力を低減することができる。これにより、車輪用軸受装置１の引き抜き操作に伴う操作力を軽減することができ、車輪用軸受装置１の軸受挿入孔１０１ａからの引き抜き操作を円滑に行うことができる。

以上、本発明の車体側部材、転がり軸受及び車輪用軸受装置を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。

（１）上記実施の形態では、胴部３０に複数の環状溝３００ａからなる軸受側の凹部３００が、またナックル１０１に複数の環状溝１０１０ｂからなる車体側の凹部１０１ｂがそれぞれ設けられている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、図４に上記実施の形態の変形例（１）として示すように、軸受側の凹部３００及び車体側の凹部１０１ｂに加え、車体取付用フランジ３１にその車両インナ側端面に開口する複数の環状溝３１０ｂからなる軸受側の凹部３１ｂを設けてもよい。図４において、複数の環状溝３１０ｂは、胴部３０の中心軸線上の点を軸心とする同心状に配置されている。この場合、軸受側の凹部３１ｂが存在しない場合と比べて車体取付用フランジ３１の車両インナ側端面とスプラッシュガード１０２の車両アウタ側端面１０２ｃとの間の接触面積（固着面積）が縮小されるため、車体取付用フランジ３１とスプラッシュガード１０２とが錆によって固着していても、スプラッシュガード１０２に対する外輪３の固着力を低減することができる。これにより、スプラッシュガード１０２からの車輪用軸受装置１の取り外し（引き抜き操作）を円滑に行うことができる。

また、図５に上記実施の形態の変形例（２）として示すように、ナックル１０１に車両アウタ側（スプラッシュガード１０２側）に開口する複数の環状溝１０１０ｃからなる車体側の凹部１０１ｃを設けてもよい。図５において、複数の環状溝１０１０ｃは、軸受挿入孔１０１ａの中心軸線上の点を軸心とする同心状に配置されている。この場合、環状溝１０１０ｃが存在しない場合と比べてナックル１０１とスプラッシュガード１０２との間の接触面積（固着面積）が縮小されるため、ナックル１０１の車両アウタ側端面とスプラッシュガード１０２の車両インナ側端面１０２ｄとが錆によって固着していても、ナックル１０１に対するスプラッシュガード１０２の固着力を低減することができる。これにより、ナックル１０１からのスプラッシュガード１０２の取り外し（引き抜き操作）を円滑に行うことができる。

（２）上記実施の形態では、複数の環状溝３００ａの開口面ａの一部を軸受挿入孔１０１ａの内周面（接触面）に、また複数の環状溝１０１０ｂの開口面ｂの一部を胴部３０の外周面（接触面）にそれぞれ対向させる場合ついて説明したが、本発明はこれに限定されず、複数の環状溝３００ａの開口面ａ全体を軸受挿入孔１０１ａの内周面（接触面）に、また複数の環状溝１０１０ｂの開口面ｂ全体を胴部３０の外周面（接触面）にそれぞれ対向させてもよい。すなわち要するに、本発明は、軸受側の凹部（複数の環状溝）がその開口面の少なくとも一部を軸受挿入孔の内周面に、また車体側の凹部（複数の環状溝）がその開口面の少なくとも一部を胴部の外周面に対向させるものであればよい。

（３）上記実施の形態では、胴部３０の環状溝３００ａの断面形状が略不等辺三角形状であり、ナックル１０１の環状溝１０１０ｂの断面形状が略三角形状である場合について説明したが、本発明における環状溝の断面形状は特に限定されるものでないことは勿論である。

（４）上記実施の形態では、固定用軌道輪を外輪３とし、回転用軌道輪を内輪７とする場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、固定用軌道輪が内輪であり、回転用軌道輪が外輪であってもよい。

（５）上記実施の形態では、円すいころからなる転動体４，５を有する車輪用軸受装置１である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、軸受用ボール（玉）からなる転動体を有する車輪用軸受装置であってもよい。

（６）上記実施の形態では、駆動輪用軸受装置に適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、従動輪用軸受装置にも上記実施の形態と同様に適用可能である。

１…車輪用軸受装置、２…内方部材、３…外方部材（外輪）、３０…胴部、３００…軸受側の凹部、３００ａ…環状溝、３０ａ…第１の外側軌道部、３０ｂ…第２の外側軌道部、３１…車体取付用フランジ、３１ａ…ボルト挿通孔、３１ｂ…軸受側の凹部、３１０ｂ…環状溝、４…車両インナ側列の転動体、５…車両アウタ側列の転動体、６…ハブ輪、６ａ…大径の胴部、６０ａ…車輪取付用フランジ、６００ａ…ボルト挿通孔、６ｂ…小径の胴部、６０ｂ…凹部、６ｄ…第１の凹部、６ｅ…第２の凹部、６ｆ…連結孔、７…内輪、７０…第１の内輪、７０ａ…内側軌道部、７０ｂ…シール面、７１…第２の内輪、７１ａ…内側軌道部、７１ｂ…シール面、８…セレーション付きボルト、１０，１１…シール部材、１２，１３…保持器、１４…車体取付用ボルト、１００…ブレーキディスク、１０１…ナックル、１０１ａ…軸受挿入孔、１０１ｂ…車体側の凹部、１０１０ｂ…環状溝、１０１ｃ…車体側の凹部、１０１０ｃ…環状溝、１０１ｄ…ねじ孔、１０２…スプラッシュガード、１０２ａ…レース挿通孔、１０２ｂ…ボルト挿通孔、１０２ｃ…車両アウタ側端面、１０２ｄ…車両インナ側端面、Ａ…転がり軸受、ａ，ｂ…開口面、Ｏ…中心軸線

Claims

軸受挿入孔付きの車体側部材に取り付けられ、固定用軌道輪及び回転用軌道輪を有する転がり軸受であって、
前記固定用軌道輪は、前記車体側部材の軸受挿入孔内に嵌合する胴部、及び前記胴部の外周面に開口する軸受側の凹部を有し、前記軸受側の凹部がその開口面の少なくとも一部を前記軸受挿入孔の内周面に対向させる部位に配置されている
転がり軸受。
前記固定用軌道輪は、前記軸受挿入孔の内周面に開口する車体側の凹部における開口面の少なくとも一部に前記胴部の外周面が対向する請求項１に記載の転がり軸受。
前記固定用軌道輪は、前記軸受側の凹部が前記胴部の軸線方向に並列する複数の環状溝からなる請求項１又は２に記載の転がり軸受。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の転がり軸受と、
前記転がり軸受を介して前記車体側部材に回転可能に支持され、車輪を取り付けるための車輪取付用フランジを有するハブ輪と
を備えた車輪用軸受装置。