JP2018140697A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪用軸受装置のサイズアップなしに、車輪を介して大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合であっても、転走面に圧痕がつかない車輪用軸受装置を提供する。ひいては、圧痕に起因する異音が発生したり、軸受寿命が低下したりしない車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】外方部材２に形成された車体取付フランジ２ｅに複数のボルト挿通穴２ｆが設けられ、それぞれのボルト挿通穴２ｆに挿通されたナックルボルト３４によって車体に取り付けられる車輪用軸受装置１において、車体取付フランジ２ｅは、ナックルボルト３４に対して変位自在となっている、とした。
【選択図】図８

Description

本発明は、車輪用軸受装置に関する。

従来より、車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置が知られている（特許文献１参照）。かかる車輪用軸受装置は、車体に外方部材が固定される。また、外方部材の内側に内方部材が配置され、外方部材と内方部材の両転走面間に複数の転動体が介装されている。こうして、車輪用軸受装置は、転がり軸受構造を構成し、内方部材に取り付けられた車輪を回転自在としているのである。

ところで、このような車輪用軸受装置は、大きくかつ衝撃的な外力が掛かると、転動体の転走面に圧痕がついてしまう場合があった。具体的に説明すると、車輪が縁石に乗り上げるなどして大きくかつ衝撃的な外力が掛かると、転動体が転走面をせり上がり、いわゆるエッジロードが発生して転走面に圧痕がついてしまう場合があった（図１３参照）。このため、エッジロードの発生を防ぐべく、転走面の肩部を円弧形状とした車輪用軸受装置や転走面の肩部を傾斜形状とした車輪用軸受装置が提案されていたのである（特許文献２および特許文献３参照）。しかし、これらの車輪用軸受装置においても、想定より大きくかつ衝撃的な外力が掛かると、転走面に圧痕がついてしまう場合があった。ひいては、圧痕に起因する異音が発生したり軸受寿命が低下したりしてしまう場合もあり、車輪用軸受装置の負荷容量アップ、即ち、車輪用軸受装置のサイズアップなしに、転送面の圧痕発生を効果的に抑制するのには限界があった。なお、車輪用軸受装置のサイズアップは、車両におけるバネ下質量の増加を意味し、操縦安定性や燃費の低下に繋がるため、好ましくない。

特開２０１５−２２４６５５号公報 特開２０１１−６４２６３号公報 特開２０１１−２４１９３８号公報

車輪用軸受装置のサイズアップなしに、車輪を介して大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合であっても、転走面に圧痕がつかない車輪用軸受装置を提供する。ひいては、圧痕に起因する異音が発生したり、軸受寿命が低下したりしない車輪用軸受装置を提供する。

第一の発明は、
内周に外側転走面が形成された外方部材と、
外周に内側転走面が形成された内方部材と、
前記外方部材と前記内方部材の両転走面間に介装される複数の転動体と、を備え、
前記外方部材に形成された車体取付フランジに複数のボルト挿通穴が設けられ、それぞれの前記ボルト挿通穴に挿通されたナックルボルトによって車体に取り付けられる車輪用軸受装置において、
前記車体取付フランジは、前記ナックルボルトに対して変位自在となっている、ものである。

第二の発明は、第一の発明に係る車輪用軸受装置において、
全ての前記ボルト挿通穴が前側下方から後側上方方向へ延びた長円形状である、ものである。

第三の発明は、第一の発明に係る車輪用軸受装置において、
前記ボルト挿通穴のうち第一ボルト挿通穴が丸円形状であり、
他の前記ボルト挿通穴が前記第一ボルト挿通穴を中心とする円弧方向へ延びた長円形状である、ものである。

第四の発明は、第一から第三のいずれかの発明に係る車輪用軸受装置において、
前記ボルト挿通穴に弾性部材が介装されている、ものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

第一の発明に係る車輪用軸受装置において、車体取付フランジは、ナックルボルトに対して変位自在となっている。かかる車輪用軸受装置によれば、車輪が縁石に乗り上げるなどして大きくかつ衝撃的な外力が掛かると、車体取付フランジの取付位置が変位するので、転動体と転走面の接触圧力が高まるのを防ぐことができる。従って、車輪を介して大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合であっても、転走面に圧痕がつくのを防ぐことができる。ひいては、圧痕に起因する異音が発生せず、軸受寿命の低下を防ぐことができる。

第二の発明に係る車輪用軸受装置においては、全てのボルト挿通穴が前側下方から後側上方方向へ延びた長円形状である。かかる車輪用軸受装置によれば、路面からの振動を吸収する際の上下方向若しくは略上下方向ではなく、車輪が縁石に乗り上げるなど通常の走行状態では掛かりにくい方向から大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合のみ取付位置が変位することとなる。従って、通常の走行状態においては、軸受剛性が低下しないので、操縦安定性に影響を及ぼさない。

第三の発明に係る車輪用軸受装置においては、ボルト挿通穴のうち第一ボルト挿通穴が丸円形状である。また、他のボルト挿通穴が第一ボルト挿通穴を中心とする円弧方向へ延びた長円形状である。かかる車輪用軸受装置によれば、路面からの振動を吸収する際の上下方向若しくは略上下方向ではなく、車輪が縁石に乗り上げるなど通常の走行状態では掛かりにくい方向から大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合のみ取付位置が変位することとなる。従って、通常の走行状態においては、軸受剛性が低下しないので、操縦安定性に影響を及ぼさない。

第四の発明に係る車輪用軸受装置においては、ボルト挿通穴に弾性部材が介装されている。かかる車輪用軸受装置によれば、大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合にこの外力を緩衝することができる。また、外力が抜けた場合に車体取付フランジを通常時の取付位置に戻すことができる。

車輪用軸受装置を示す斜視図。 車輪用軸受装置の構造を示す断面図。 車輪用軸受装置の一部構造を示す断面図。 車輪用軸受装置の一部構造を示す断面図。 車輪用軸受装置の取付構造を示す断面図。 ナックルボルトの締結部分を示す断面図。 第一実施形態である車輪用軸受装置の車体取付フランジを示す図。 車体取付フランジが通常時の取付位置から変位する状況を示す図。 車体取付フランジが通常時の取付位置へ戻る状況を示す図。 第二実施形態である車輪用軸受装置の車体取付フランジを示す図。 車体取付フランジが通常時の取付位置から変位する状況を示す図。 車体取付フランジが通常時の取付位置へ戻る状況を示す図。 車輪が縁石に乗り上げて転走面に圧痕がついてしまう状況を示す図。

まず、図１から図４を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置１について説明する。図１は、車輪用軸受装置１を示す斜視図である。図２は、車輪用軸受装置１の構造を示す断面図である。図３および図４は、車輪用軸受装置１の一部構造を示す断面図である。

車輪用軸受装置１は、車輪を回転自在に支持するものである。車輪用軸受装置１は、外方部材２と、内方部材３と、転動体４と、インナー側シール部材５と、アウター側シール部材６と、を備える。なお、本明細書において、「インナー側」とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車体側を表し、「アウター側」とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車輪側を表す。

外方部材２は、転がり軸受構造の外輪部分を構成するものである。外方部材２は、例えばＳ５３Ｃ等の中高炭素鋼で構成されている。外方部材２のインナー側端部には、封止面２ａが形成されている。また、外方部材２のアウター側端部には、封止面２ｂが形成されている。更に、外方部材２の内周には、二つの外側転走面２ｃ・２ｄが形成されている。外側転走面２ｃは、後述する内側転走面３ｃに対向する。外側転走面２ｄは、後述する内側転走面３ｄに対向する。なお、外側転走面２ｃ・２ｄには、高周波焼入れが施され、表面硬度が５８〜６４ＨＲＣの範囲となっている。加えて、外方部材２の外周には、車体取付フランジ２ｅが一体的に形成されている。車体取付フランジ２ｅには、複数のボルト挿通穴２ｆが設けられている。

内方部材３は、転がり軸受構造の内輪部分を構成するものである。内方部材３は、ハブ輪３１と内輪３２で構成されている。

ハブ輪３１は、例えばＳ５３Ｃ等の中高炭素鋼で構成されている。ハブ輪３１には、そのインナー側端部から軸方向中央部まで小径段部３ａが形成されている。小径段部３ａは、ハブ輪３１の外径が小さくなった部分を指し、その外周面が回転軸Ａを中心とする円筒形状となっている。また、ハブ輪３１には、そのインナー側端部からアウター側端部まで貫かれた自在継手取付穴３ｂが形成されている。自在継手取付穴３ｂは、ハブ輪３１の中心に設けられた貫通穴を指し、その内周面における一部が凹部と凸部が交互に並ぶ凹凸形状（スプライン穴）となっている。更に、ハブ輪３１の外周には、内側転走面３ｃが形成されている。内側転走面３ｃは、前述した外側転走面２ｃに対向する。なお、ハブ輪３１は、小径段部３ａから内側転走面３ｃを経てシールランド部（後述する軸面部３ｅと曲面部３ｆと側面部３ｇで構成される）まで高周波焼入れが施され、表面硬度が５８〜６４ＨＲＣの範囲となっている。加えて、ハブ輪３１の外周には、車輪取付フランジ３ｈが一体的に形成されている。車輪取付フランジ３ｈには、回転軸Ａを中心とする同心円上に等間隔で複数のボルト圧入穴３ｉが設けられ、それぞれのボルト圧入穴３ｉにはハブボルト３３が圧入されている。

内輪３２は、例えばＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼で構成されている。内輪３２の外周には、封止面３ｋが形成されている。また、内輪３２の外周には、内側転走面３ｄが形成されている。内輪３２は、ハブ輪３１の小径段部３ａに嵌合（外嵌）されることにより、ハブ輪３１の外周に内側転走面３ｄを構成する。内側転走面３ｄは、前述した内側転走面２ｄに対向する。なお、内輪３２は、いわゆるズブ焼入れが施され、芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲となっている。

転動体４は、転がり軸受構造の転動部分を構成するものである。転動体４は、例えばＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼で構成されている。インナー側の転動体列４Ｒは、複数の転動体４が保持器によって環状に配置されたものである。それぞれの転動体４は、外方部材２の外側転走面２ｄと内方部材３の内側転走面３ｄの間に転動自在に介装されている。一方で、アウター側の転動体列４Ｒも、複数の転動体４が保持器によって環状に配置されたものである。それぞれの転動体４は、外方部材２の外側転走面２ｃと内方部材３の内側転走面３ｃの間に転動自在に介装されている。なお、転動体４は、いわゆるズブ焼入れが施され、芯部まで６２〜６７ＨＲＣの範囲となっている。

インナー側シール部材５は、外方部材２と内方部材３の間に形成された環状空間Ｓのインナー側端部を密封するものである。但し、インナー側シール部材５については、様々な仕様が存在しており、本願の仕様に限定するものではない。

インナー側シール部材５は、スリンガ５１を含んでいる。スリンガ５１は、内輪３２の封止面３ｋに嵌合（外嵌）される。スリンガ５１は、例えばＳＵＳ４３０やＳＵＳ３０４等のステンレス鋼板、あるいはＳＰＣＣ等の冷間圧延鋼板で構成されている。スリンガ５１は、円環状の鋼板がプレス加工によって変形され、軸方向断面が略Ｌ字状に折り曲げられた形状となっている。これにより、スリンガ５１は、円筒状の嵌合部５１ａと、その端部から外方部材２に向かって延びる円板状の側板部５１ｂと、が形成されている。

インナー側シール部材５は、シールリング５２を含んでいる。シールリング５２は、外方部材２の嵌合部２ａに嵌合（内嵌）される。シールリング５２は、芯金５３とシールゴム５４で構成されている。芯金５３は、例えばＳＵＳ４３０やＳＵＳ３０４等のステンレス鋼板、あるいはＳＰＣＣ等の冷間圧延鋼板で構成されている。芯金５３は、円環状の鋼板がプレス加工によって変形され、軸方向断面が略Ｌ字状に折り曲げられた形状となっている。これにより、芯金５３は、円筒状の嵌合部５３ａと、その端部から内輪３２に向かって延びる円板状の側板部５３ｂと、が形成されている。なお、嵌合部５３ａと側板部５３ｂには、弾性体であるシールゴム５４が加硫接着されている。

シールゴム５４は、例えばＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、ＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはシリコンゴム等の合成ゴムで構成されている。シールゴム５４に形成されたシールリップ５４ａは、その先端部分がスリンガ５１の嵌合部５１ａに接触している。また、シールリップ５４ｂ・５４ｃは、その先端部分がスリンガ５１の側板部５１ｂに接触している。このようにして、インナー側シール部材５は、泥水や砂塵等の異物が環状空間Ｓに侵入するのを防ぐとともに、グリースが環状空間Ｓから漏出するのを防いでいる。

アウター側シール部材６は、外方部材２と内方部材３の間に形成された環状空間Ｓのアウター側端部を密封するものである。但し、アウター側シール部材６については、様々な仕様が存在しており、本願の仕様に限定するものではない。

アウター側シール部材６は、外方部材２の嵌合部２ｂに嵌合（内嵌）される。アウター側シール部材６は、芯金６２とシールゴム６３で構成されている。芯金６２は、例えばＳＵＳ４３０やＳＵＳ３０４等のステンレス鋼板、あるいはＳＰＣＣ等の冷間圧延鋼板で構成されている。芯金６２は、円環状の鋼板がプレス加工によって変形され、軸方向断面が略Ｌ字状に折り曲げられた形状となっている。これにより、芯金６２は、円筒状の嵌合部６２ａと、その端部からハブ輪３１に向かって延びる円板状の側板部６２ｂと、が形成されている。なお、嵌合部６２ａと側板部６２ｂには、弾性体であるシールゴム６３が加硫接着されている。

シールゴム６３は、例えばＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、ＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはシリコンゴム等の合成ゴムで構成されている。シールゴム６３に形成されたシールリップ６３ａは、その先端部分がハブ輪３１の軸面部３ｅに接触している。また、シールリップ６３ｂは、その先端部分がハブ輪３１の曲面部３ｆに接触している。更に、シールリップ６３ｃは、その先端部分がハブ輪３１の側面部３ｇに接触している。このようにして、アウター側シール部材６は、泥水や砂塵等の異物が環状空間Ｓに侵入するのを防ぐとともに、グリースが環状空間Ｓから漏出するのを防いでいるのである。

次に、図５および図６を用いて、車輪用軸受装置１を車体に取り付けるための構造について説明する。図５は、車輪用軸受装置１の取付構造を示す断面図である。図６は、ナックルボルト３４の締結部分を示す断面図である。

車輪用軸受装置１は、パイロット２ｇと車体取付フランジ２ｅを用いて車体に取り付けられる。具体的に説明すると、車輪用軸受装置１は、円筒形状であるパイロット２ｇをナックルＮの丸円に嵌め合わせるとともに、車体取付フランジ２ｅの端面をナックルＮの端面に当接させた状態で、ナックルボルト３４を介して取り付けられる。このとき、ナックルボルト３４は、車体取付フランジ２ｅのボルト挿通穴２ｆにアウター側から挿通され、ナックルＮのネジ穴に螺合される。

図６の（Ａ）に示すように、ナックルボルト３４は、その頭部３４ａとネジ部３４ｂの間に大径軸部３４ｃが形成されている。そして、大径軸部３４ｃの長さ寸法Ｄｘは、車体取付フランジ２ｅの厚さ寸法Ｄｚよりも僅かに大きくなっている。このようにしたのは、車体取付フランジ２ｅの取付位置を変位自在とするためである。また、図６の（Ｂ）に示すように、ナックルボルト３４は、スリーブ３５に挿通した状態でナックルＮのネジ穴に螺合されるとしてもよい。この場合、スリーブ３５の長さ寸法Ｄｙは、車体取付フランジ２ｅの厚さ寸法Ｄｚよりも僅かに大きくすべきである。このようにするのも、車体取付フランジ２ｅの取付位置を変位自在とするためである。

次に、図７を用いて、第一実施形態である車輪用軸受装置１の車体取付フランジ２ｅについて説明する。図７は、第一実施形態である車輪用軸受装置１の車体取付フランジ２ｅを示す図である。これは、図２における矢印Ｂから見た図に相当する。また、図中の矢印Ｆは、車体の前進方向を表したものである。なお、重力が作用する方向に対して平行となり、かつ回転軸Ａに交わる直線を上下方向線Ｖと定義する。更に、上下方向線Ｖに対して垂直となり、かつ回転軸Ａに交わる直線を前後方向線Ｈと定義する。前後方向線Ｈよりも下方がいわゆる路面側となり、前後方向線Ｈよりも上方がいわゆる反路面側となる。

車輪用軸受装置１の車体取付フランジ２ｅは、略三角形状となっている。そして、それぞれの角部分には、インナー側端面からアウター側端面まで貫くボルト挿通穴２ｆが設けられている。つまり、車体取付フランジ２ｅには、それぞれ貫通する三つのボルト挿通穴２ｆが設けられている。以下においては、三つのボルト挿通穴２ｆのうち上下方向線Ｖよりもやや前側であって上方に設けられたボルト挿通穴２ｆを「第一ボルト挿通穴２１ｆ」とし、前側下方に設けられたボルト挿通穴２ｆを「第二ボルト挿通穴２２ｆ」とし、後側下方に設けられたボルト挿通穴２ｆを「第三ボルト挿通穴２３ｆ」とする。

第一ボルト挿通穴２１ｆは、所定方向へ延びた長円形状となっている。詳細に説明すると、第一ボルト挿通穴２１ｆは、この第一ボルト挿通穴２１ｆに挿通されるナックルボルト３４の中心点Ｐ１を通り、かつ前後方向線Ｈに対して所定の角度αとなる方向へ延びた長円形状となっている。第一ボルト挿通穴２１ｆは、二つの平行線と二つの円弧線で表される長円形状であり、二つの平行線の相対距離は、ナックルボルト３４の大径軸部３４ｃの直径、あるいはスリーブ３５の直径よりも僅かに大きな値となっている。また、二つの円弧線の直径についても、僅かに大きな値となっている。

第二ボルト挿通穴２２ｆは、所定方向へ延びた長円形状となっている。詳細に説明すると、第二ボルト挿通穴２２ｆは、この第二ボルト挿通穴２２ｆに挿通されるナックルボルト３４の中心点Ｐ２を通り、かつ前後方向線Ｈに対して所定の角度αとなる方向へ延びた長円形状となっている。第二ボルト挿通穴２２ｆは、二つの平行線と二つの円弧線で表される長円形状であり、二つの平行線の相対距離は、ナックルボルト３４の大径軸部３４ｃの直径、あるいはスリーブ３５の直径よりも僅かに大きな値となっている。また、二つの円弧線の直径についても、僅かに大きな値となっている。

第三ボルト挿通穴２３ｆは、所定方向へ延びた長円形状となっている。詳細に説明すると、第三ボルト挿通穴２３ｆは、この第三ボルト挿通穴２３ｆに挿通されるナックルボルト３４の中心点Ｐ３を通り、かつ前後方向線Ｈに対して所定の角度αとなる方向へ延びた長円形状となっている。第三ボルト挿通穴２３ｆは、二つの平行線と二つの円弧線で表される長円形状であり、二つの平行線の相対距離は、ナックルボルト３４の大径軸部３４ｃの直径、あるいはスリーブ３５の直径よりも僅かに大きな値となっている。また、二つの円弧線の直径についても、僅かに大きな値となっている。

ここで、角度αは、通常の走行状態（車輪を介して大きくかつ衝撃的な外力が掛かっていない走行状態）における軸受剛性や転走面（外側転走面２ｃ・２ｄ、内側転走面３ｃ・３ｄ）に転動体４の圧痕がついたあらゆる事例を解析して求められた値であり、前側下方から後側上方へ向けて１５°〜４５°の範囲となっている。但し、具体的な値について限定するものではない。また、それぞれのボルト挿通穴２ｆ（第一ボルト挿通穴２１ｆ、第二ボルト挿通穴２２ｆ、第三ボルト挿通穴２３ｆ）には、挿通されているナックルボルト３４を包み込むように弾性部材であるブッシュ３６が介装されている。

ブッシュ３６は、例えばＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、ＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはシリコンゴム等の合成ゴムで構成されている。あるいはＡＢＳやＰＶＣ等の樹脂で構成されていてもよい。ブッシュ３６は、略三日月形状となっており、各ナックルボルト３４の大径軸部３４ｃにおける外周面と各ボルト挿通穴２ｆ（第一ボルト挿通穴２１ｆ、第二ボルト挿通穴２２ｆ、第三ボルト挿通穴２３ｆ）の内周面に所定の弾性力を及ぼしている。あるいは、ブッシュ３６は、各スリーブ３５の外周面と各ボルト挿通穴２ｆ（第一ボルト挿通穴２１ｆ、第二ボルト挿通穴２２ｆ、第三ボルト挿通穴２３ｆ）の内周面に所定の弾性力を及ぼしている。かかる弾性力の値についても、転走面（外側転走面２ｃ・２ｄ、内側転走面３ｃ・３ｄ）に転動体４の圧痕がついたあらゆる事例を解析して求められた値としている。

次に、図８および図９を用いて、車体取付フランジ２ｅの取付位置が変位する状況について説明する。図８は、車体取付フランジ２ｅが通常時の取付位置から変位する状況を示す図である。図９は、車体取付フランジ２ｅが通常時の取付位置へ戻る状況を示す図である。これらの図中の矢印Ｆも、車体の前進方向を表したものである。なお、図７と同様に、重力が作用する方向に対して平行となり、かつ回転軸Ａに交わる直線を上下方向線Ｖと定義する。更に、上下方向線Ｖに対して垂直となり、かつ回転軸Ａに交わる直線を前後方向線Ｈと定義する。前後方向線Ｈよりも下方がいわゆる路面側となり、前後方向線Ｈよりも上方がいわゆる反路面側となる。

まず、通常の走行状態（車輪を介して大きくかつ衝撃的な外力が掛かっていない走行状態）における車体取付フランジ２ｅの取付位置について説明する。図８の（Ａ）に示すように、かかる状態においては、車体取付フランジ２ｅが通常時の取付位置にある。通常時の取付位置とは、第一ボルト挿通穴２１ｆに挿通されているナックルボルト３４が、第一ボルト挿通穴２１ｆの長手方向（前後方向線Ｈに対して所定の角度αとなる方向）の中央部分若しくはやや後側にズレた位置を通っている。また、第二ボルト挿通穴２２ｆに挿通されているナックルボルト３４が、第二ボルト挿通穴２２ｆの長手方向（前後方向線Ｈに対して所定の角度αとなる方向）の中央部分若しくはやや後側にズレた位置を通っている。そして、第三ボルト挿通穴２３ｆに挿通されているナックルボルト３４が、第三ボルト挿通穴２３ｆの長手方向（前後方向線Ｈに対して所定の角度αとなる方向）の中央部分若しくはやや後側にズレた位置を通っている。このようにして定まる車体取付フランジ２ｅの取付位置が通常時の取付位置となる。

次に、車輪を介して大きくかつ衝撃的な外力が掛かった状態における車体取付フランジ２ｅの取付位置について説明する。図８の（Ｂ）に示すように、かかる状態においては、車体取付フランジ２ｅが退避時の取付位置にある。退避時の取付位置とは、車体取付フランジ２ｅが前後方向線Ｈに対して所定の角度αとなる方向へ外力の大きさに応じて変位するため（矢印Ｍ参照）、第一ボルト挿通穴２１ｆに挿通されているナックルボルト３４は、通常時の取付位置におけるナックルボルト３４の位置よりも前側に移動している。また、第二ボルト挿通穴２２ｆに挿通されているナックルボルト３４も、通常時の取付位置におけるナックルボルト３４の位置よりも前側に移動している。そして、第三ボルト挿通穴２３ｆに挿通されているナックルボルト３４も、通常時の取付位置におけるナックルボルト３４の位置よりも前側に移動している。このようにして定まる車体取付フランジ２ｅの取付位置が退避時の取付位置となる。

このように、本車輪用軸受装置１において、車体取付フランジ２ｅは、ナックルボルト３４に対して変位自在となっている。かかる車輪用軸受装置によれば、車輪が縁石に乗り上げるなどして大きくかつ衝撃的な外力が掛かると、車体取付フランジ２ｅの取付位置が変位する（通常時の取付位置から退避時の取付位置へ変位する）ので、転動体４と転走面（外側転走面２ｃ・２ｄ、内側転走面３ｃ・３ｄ）の接触圧力が高まるのを防ぐことができる。従って、車輪を介して大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合であっても、転走面（外側転走面２ｃ・２ｄ、内側転走面３ｃ・３ｄ）に圧痕がつくのを防ぐことができる。ひいては、圧痕に起因する異音が発生せず、軸受寿命の低下を防ぐことができる。

具体的には、本車輪用軸受装置１においては、全てのボルト挿通穴２ｆ（第一ボルト挿通穴２１ｆ、第二ボルト挿通穴２２ｆ、第三ボルト挿通穴２３ｆ）が前側下方から後側上方方向へ延びた長円形状である。そのため、車輪を介して大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合に所定方向へ取付位置が変位する（図８の（Ｂ）における矢印Ｍ参照）。かかる車輪用軸受装置１によれば、路面からの振動を吸収する際の上下方向若しくは略上下方向ではなく、車輪が縁石に乗り上げるなど通常の走行状態では掛かりにくい方向（前後方向への分力が大きい方向）から大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合のみ取付位置が変位することとなる。従って、通常の走行状態においては、軸受剛性が低下しないので、操縦安定性に影響を及ぼさない。

加えて、本車輪用軸受装置１においては、各ボルト挿通穴２ｆ（第一ボルト挿通穴２１ｆ、第二ボルト挿通穴２２ｆ、第三ボルト挿通穴２３ｆ）にブッシュ３６が介装されているので、このブッシュ３６が外力を緩衝する。また、図９の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、車体取付フランジ２ｅは、外力が抜けると通常時の取付位置へ戻ることとなる（矢印Ｍ参照）。これは、ブッシュ３６の弾性力によるものである。但し、ブッシュ３６ではなく、スプリングなどの他の付勢部材によって実現してもよい。

このように、本車輪用軸受装置１においては、ボルト挿通穴２ｆ（第一ボルト挿通穴２１ｆ、第二ボルト挿通穴２２ｆ、第三ボルト挿通穴２３ｆ）に弾性部材（ブッシュ３６）が介装されている。かかる車輪用軸受装置１によれば、大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合にこの外力を緩衝することができる。また、外力が抜けた場合に車体取付フランジ２ｅを通常時の取付位置に戻すことができる（図９の（Ｂ）における矢印Ｍ参照）。

次に、図１０を用いて、第二実施形態である車輪用軸受装置１の車体取付フランジ２ｅについて説明する。図１０は、第二実施形態である車輪用軸受装置１の車体取付フランジ２ｅを示す図である。これは、図２における矢印Ｂから見た図に相当する。また、図中の矢印Ｆは、車体の前進方向を表したものである。なお、重力が作用する方向に対して平行となり、かつ回転軸Ａに交わる直線を上下方向線Ｖと定義する。更に、上下方向線Ｖに対して垂直となり、かつ回転軸Ａに交わる直線を前後方向線Ｈと定義する。前後方向線Ｈよりも下方がいわゆる路面側となり、前後方向線Ｈよりも上方がいわゆる反路面側となる。

車輪用軸受装置１の車体取付フランジ２ｅは、略三角形状となっている。そして、それぞれの角部分には、インナー側端面からアウター側端面まで貫くボルト挿通穴２ｆが設けられている。つまり、車体取付フランジ２ｅには、それぞれ貫通する三つのボルト挿通穴２ｆが設けられている。以下においては、三つのボルト挿通穴２ｆのうち上下方向線Ｖよりもやや前側であって上方に設けられたボルト挿通穴２ｆを「第一ボルト挿通穴２１ｆ」とし、前側下方に設けられたボルト挿通穴２ｆを「第二ボルト挿通穴２２ｆ」とし、後側下方に設けられたボルト挿通穴２ｆを「第三ボルト挿通穴２３ｆ」とする。

第一ボルト挿通穴２１ｆは、丸円形状となっている。詳細に説明すると、第一ボルト挿通穴２１ｆは、この第一ボルト挿通穴２１ｆに挿通されるナックルボルト３４の中心点Ｐ１を中心とする丸円形状となっている。第一ボルト挿通穴２１ｆは、その直径がナックルボルト３４の大径軸部３４ｃの直径、あるいはスリーブ３５の直径よりも僅かに大きな値となっている。

第二ボルト挿通穴２２ｆは、第一ボルト挿通穴２１ｆを中心とする円弧方向へ延びた長円形状となっている。詳細に説明すると、第二ボルト挿通穴２２ｆは、この第二ボルト挿通穴２２ｆに挿通されるナックルボルト３４の中心点Ｐ２を通り、かつ第一ボルト挿通穴２１ｆを中心とする半径Ｄ２の円弧方向へ延びた長円形状となっている。第二ボルト挿通穴２２ｆは、二つの平行線と二つの円弧線で表される長円形状であり、二つの平行線の相対距離は、ナックルボルト３４の大径軸部３４ｃの直径、あるいはスリーブ３５の直径よりも僅かに大きな値となっている。また、二つの円弧線の直径についても、僅かに大きな値となっている。

第三ボルト挿通穴２３ｆは、第一ボルト挿通穴２１ｆを中心とする円弧方向へ延びた長円形状となっている。詳細に説明すると、第三ボルト挿通穴２３ｆは、この第三ボルト挿通穴２３ｆに挿通されるナックルボルト３４の中心点Ｐ３を通り、かつ第一ボルト挿通穴２１ｆを中心とする半径Ｄ３の円弧方向へ延びた長円形状となっている。第三ボルト挿通穴２３ｆは、二つの平行線と二つの円弧線で表される長円形状であり、二つの平行線の相対距離は、ナックルボルト３４の大径軸部３４ｃの直径、あるいはスリーブ３５の直径よりも僅かに大きな値となっている。また、二つの円弧線の直径についても、僅かに大きな値となっている。

ここで、第二実施形態である車輪用軸受装置１においては、それぞれのボルト挿通穴２ｆ（第一ボルト挿通穴２１ｆ、第二ボルト挿通穴２２ｆ、第三ボルト挿通穴２３ｆ）の位置が重要となる。これらの位置は、通常の走行状態（車輪を介して大きくかつ衝撃的な外力が掛かっていない走行状態）における軸受剛性や転走面（外側転走面２ｃ・２ｄ、内側転走面３ｃ・３ｄ）に転動体４の圧痕がついたあらゆる事例を解析して求められている。また、それぞれのボルト挿通穴２ｆ（第一ボルト挿通穴２１ｆ、第二ボルト挿通穴２２ｆ、第三ボルト挿通穴２３ｆ）には、挿通されているナックルボルト３４を包み込むように弾性部材であるブッシュ３６が介装されている。

ブッシュ３６は、例えばＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、ＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはシリコンゴム等の合成ゴムで構成されている。あるいはＡＢＳやＰＶＣ等の樹脂で構成されていてもよい。ブッシュ３６は、略三日月形状となっており、各ナックルボルト３４の大径軸部３４ｃにおける外周面と各ボルト挿通穴２ｆ（第一ボルト挿通穴２１ｆ、第二ボルト挿通穴２２ｆ、第三ボルト挿通穴２３ｆ）の内周面に所定の弾性力を及ぼしている。あるいは、ブッシュ３６は、各スリーブ３５の外周面と各ボルト挿通穴２ｆ（第一ボルト挿通穴２１ｆ、第二ボルト挿通穴２２ｆ、第三ボルト挿通穴２３ｆ）の内周面に所定の弾性力を及ぼしている。かかる弾性力の値についても、転走面（外側転走面２ｃ・２ｄ、内側転走面３ｃ・３ｄ）に転動体４の圧痕がついたあらゆる事例を解析して求められた値としている。

次に、図１１および図１２を用いて、車体取付フランジ２ｅの取付位置が変位する状況について説明する。図１１は、車体取付フランジ２ｅが通常時の取付位置から変位する状況を示す図である。図１２は、車体取付フランジ２ｅが通常時の取付位置へ戻る状況を示す図である。これらの図中の矢印Ｆも、車体の前進方向を表したものである。なお、図１０と同様に、重力が作用する方向に対して平行となり、かつ回転軸Ａに交わる直線を上下方向線Ｖと定義する。更に、上下方向線Ｖに対して垂直となり、かつ回転軸Ａに交わる直線を前後方向線Ｈと定義する。前後方向線Ｈよりも下方がいわゆる路面側となり、前後方向線Ｈよりも上方がいわゆる反路面側となる。

まず、通常の走行状態（車輪を介して大きくかつ衝撃的な外力が掛かっていない走行状態）における車体取付フランジ２ｅの取付位置について説明する。図１１の（Ａ）に示すように、かかる状態においては、車体取付フランジ２ｅが通常時の取付位置にある。通常時の取付位置とは、第二ボルト挿通穴２２ｆに挿通されているナックルボルト３４が、第二ボルト挿通穴２２ｆの長手方向（第一ボルト挿通穴２１ｆを中心とする円弧方向）の中央部分若しくはやや後側にズレた位置を通っている。また、第三ボルト挿通穴２３ｆに挿通されているナックルボルト３４が、第三ボルト挿通穴２３ｆの長手方向（第一ボルト挿通穴２１ｆを中心とする円弧方向）の中央部分若しくはやや後側にズレた位置を通っている。このようにして定まる車体取付フランジ２ｅの取付位置が通常時の取付位置となる。

次に、車輪を介して大きくかつ衝撃的な外力が掛かった状態における車体取付フランジ２ｅの取付位置について説明する。図１１の（Ｂ）に示すように、かかる状態においては、車体取付フランジ２ｅが退避時の取付位置にある。退避時の取付位置とは、車体取付フランジ２ｅが第一ボルト挿通穴２１ｆを中心とする円弧方向へ外力の大きさに応じて変位するため（矢印Ｍ参照）、第二ボルト挿通穴２２ｆに挿通されているナックルボルト３４は、通常時の取付位置におけるナックルボルト３４の位置よりも前側に移動している。また、第三ボルト挿通穴２３ｆに挿通されているナックルボルト３４も、通常時の取付位置におけるナックルボルト３４の位置よりも前側に移動している。このようにして定まる車体取付フランジ２ｅの取付位置が退避時の取付位置となる。

このように、本車輪用軸受装置１において、車体取付フランジ２ｅは、ナックルボルト３４に対して変位自在となっている。かかる車輪用軸受装置によれば、車輪が縁石に乗り上げるなどして大きくかつ衝撃的な外力が掛かると、車体取付フランジ２ｅの取付位置が変位する（通常時の取付位置から退避時の取付位置へ変位する）ので、転動体４と転走面（外側転走面２ｃ・２ｄ、内側転走面３ｃ・３ｄ）の接触圧力が高まるのを防ぐことができる。従って、車輪を介して大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合であっても、転走面（外側転走面２ｃ・２ｄ、内側転走面３ｃ・３ｄ）に圧痕がつくのを防ぐことができる。ひいては、圧痕に起因する異音が発生せず、軸受寿命の低下を防ぐことができる。

具体的には、本車輪用軸受装置１においては、ボルト挿通穴２ｆ（第一ボルト挿通穴２１ｆ、第二ボルト挿通穴２２ｆ、第三ボルト挿通穴２３ｆ）のうち第一ボルト挿通穴２１ｆが丸円形状である。また、他のボルト挿通穴２ｆ（第二ボルト挿通穴２２ｆ、第三ボルト挿通穴２３ｆ）が第一ボルト挿通穴２１ｆを中心とする円弧方向へ延びた長円形状である。そのため、車輪を介して大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合に円弧方向へ取付位置が変位する（図１１の（Ｂ）における矢印Ｍ参照）。かかる車輪用軸受装置によれば、路面からの振動を吸収する際の上下方向若しくは略上下方向ではなく、車輪が縁石に乗り上げるなど通常の走行状態では掛かりにくい方向から大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合のみ取付位置が変位することとなる。従って、通常の走行状態においては、軸受剛性が低下しないので、操縦安定性に影響を及ぼさない。

加えて、本車輪用軸受装置１においては、各ボルト挿通穴２ｆ（第一ボルト挿通穴２１ｆ、第二ボルト挿通穴２２ｆ、第三ボルト挿通穴２３ｆ）にブッシュ３６が介装されているので、このブッシュ３６が外力を緩衝する。また、図１２の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、車体取付フランジ２ｅは、外力が抜けると通常時の取付位置へ戻ることとなる（矢印Ｍ参照）。これは、ブッシュ３６の弾性力によるものである。但し、ブッシュ３６ではなく、スプリングなどの他の付勢部材によって実現してもよい。

このように、本車輪用軸受装置１においては、ボルト挿通穴２ｆ（第一ボルト挿通穴２１ｆ、第二ボルト挿通穴２２ｆ、第三ボルト挿通穴２３ｆ）に弾性部材（ブッシュ３６）が介装されている。かかる車輪用軸受装置１によれば、大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合にこの外力を緩衝することができる。また、外力が抜けた場合に車体取付フランジ２ｅを通常時の取付位置に戻すことができる（図１２の（Ｂ）における矢印Ｍ参照）。

本願における車輪用軸受装置１は、車体取付フランジ２ｅを有している外方部材２と、ハブ輪３１に一つの内輪３２が嵌合されている内方部材３と、で構成された内方部材回転仕様の第３世代構造としているが、これに限定するものではない。例えば、ハブ輪として形成された外方部材と、車体取付フランジを有している支持軸に一つの内輪が嵌合されている内方部材と、で構成された外方部材回転仕様の第３世代構造であってもよい。更に、車体取付フランジを有している外方部材と、一対の内方部材で構成され、この一対の内方部材がハブ輪の外周に嵌合される内方部材回転仕様の第２世代構造であってもよい。更に、内方部材としてハブ輪と自在継手が連結されており、車体取付フランジを有している外方部材と、ハブ輪と自在継手の嵌合体である内方部材と、で構成された第４世代構造であってもよい。

本発明は、各実施形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１ 車輪用軸受装置
２ 外方部材
２ｃ 外側転走面
２ｄ 外側転走面
２ｅ 車体取付フランジ
２ｆ ボルト挿通穴
２１ｆ 第一ボルト挿通穴
２２ｆ 第二ボルト挿通穴
２３ｆ 第三ボルト挿通穴
３ 内方部材
３１ ハブ輪
３２ 内輪
３３ ハブボルト
３４ ナックルボルト
３４ａ 頭部
３４ｂ ネジ部
３４ｃ 大径軸部
３５ スリーブ
３６ 弾性部材（ブッシュ）
３ｃ 内側転走面
３ｄ 内側転走面
４ 転動体
５ インナー側シール部材
６ アウター側シール部材

Claims (4)

1. 内周に外側転走面が形成された外方部材と、
   外周に内側転走面が形成された内方部材と、
   前記外方部材と前記内方部材の両転走面間に介装される複数の転動体と、を備え、
   前記外方部材に形成された車体取付フランジに複数のボルト挿通穴が設けられ、それぞれの前記ボルト挿通穴に挿通されたナックルボルトによって車体に取り付けられる車輪用軸受装置において、
   前記車体取付フランジは、前記ナックルボルトに対して変位自在となっている、ことを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 全ての前記ボルト挿通穴が前側下方から後側上方方向へ延びた長円形状である、ことを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記ボルト挿通穴のうち第一ボルト挿通穴が丸円形状であり、
   他の前記ボルト挿通穴が前記第一ボルト挿通穴を中心とする円弧方向へ延びた長円形状である、ことを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記ボルト挿通穴に弾性部材が介装されている、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。

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