JP2024030418A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】剛性を高めつつ、更なる軽量化を図ることができる車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】車輪用軸受装置１は、複列の外側軌道面２３、２４を有する外輪２と、外周に軸方向に延びる小径段部３１を有するハブ輪３、および小径段部３１に圧入された内輪４からなり、複列の外側軌道面２３、２４に対向する複列の内側軌道面３３、４１を有する内方部材（ハブ輪３および内輪４）と、外輪２と内方部材との両軌道面間に転動自在に収容された複列のボール列５、６とを備える車輪用軸受装置１であって、ハブ輪３は、軸方向端部に内輪４にかしめられたかしめ部３８を有し、かしめ部３８における外周面３８ａの真円度Ａが０．４以下である。【選択図】図１

Description

本発明は車輪用軸受装置に関する。

従来、自動車等の車両の懸架装置において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。

車輪用軸受装置は、例えば外方部材の外側軌道面と、内包部材の内側軌道面との間に転動体を収容して構成されており、特許文献１に記載されるようにハブ輪を内輪にかしめて内方部材を構成する仕様の車輪用軸受装置においては、ハブ輪を内輪にかしめることによって転動体と内方部材および外方部材との間に予圧を付与している。

特開平１１―１２９７０３号公報

上述のように、ハブ輪を内輪にかしめた構成の車輪用軸受装置においては、ハブ輪の内輪に対するかしめ部の形状が、車輪用軸受装置に付与される予圧の大きさや、軌道面の真円度に影響を与える。

従って、かしめ部を適切な形状に形成することで、車輪用軸受装置に適正な予圧を付与するとともに軌道面の真円度を向上させて、車輪用軸受装置が装着された車両の操縦安定性、および車輪用軸受装置の寿命を向上させることが可能となる。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、ハブ輪の内輪に対するかしめ部を適正な形状に形成して、適正な予圧を付与するとともに軌道面の真円度を向上させることが可能な車輪用軸受装置を提供するものである。

即ち、車輪用軸受装置は、内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、外周に軸方向に延びる小径段部を有するハブ輪、および前記ハブ輪の前記小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面を有する内方部材と、前記外方部材と前記内方部材との両軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備える車輪用軸受装置であって、前記ハブ輪は、軸方向端部に前記内輪にかしめられたかしめ部を有し、前記かしめ部における外周面の真円度が０．４以下である。

本発明によれば、車輪用軸受装置が装着された車両の操縦安定性、および車輪用軸受装置の寿命を向上させることができる。

車輪用軸受装置を示す側面断面図である。 車輪用軸受装置のかしめ部を示す拡大側面断面図である。 第２実施形態に係る車輪用軸受装置を示す側面断面図である。 第２実施形態に係る車輪用軸受装置のかしめ部を示す拡大側面断面図である。

以下に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。

［車輪用軸受装置］
図１に示す車輪用軸受装置１は、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態であり、自動車等の車両の懸架装置において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、従動輪用の車輪用軸受装置として構成されている。

以下の説明において、軸方向とは車輪用軸受装置１の回転軸心Ｘに沿った方向を表す。また、アウター側とは、軸方向の一側であって車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車輪側を表し、インナー側とは、軸方向の他側であって車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車体側を表す。

車輪用軸受装置１は第３世代と称呼される構成を備えており、外方部材である外輪２と、内方部材であるハブ輪３および内輪４と、転動列である二列のインナー側ボール列５およびアウター側ボール列６とを具備する。

外輪２のインナー側端部にはインナー側開口部２１が形成されており、外輪２のアウター側端部にはアウター側開口部２２が形成されている。インナー側開口部２１にはキャップ１５が嵌合されており、アウター側端部にはアウター側シール部材９が嵌合されている。

キャップ１５がインナー側開口部２１に嵌合されることにより、インナー側開口部２１が塞がれている。アウター側シール部材９がアウター側開口部２２に嵌合されることにより、外輪２とハブ輪３および内輪４とによって形成された環状空間Ｓのアウター側の開口端が塞がれている。

キャップ１５によりインナー側開口部２１を塞ぐとともに、アウター側シール部材９により環状空間Ｓのアウター側の開口端を塞ぐことで、泥水等の異物が車輪用軸受装置１の内部へ浸入することを抑制している。

外輪２の内周面には、インナー側の外側軌道面２３と、アウター側の外側軌道面２４とが形成されている。外輪２の外周面には、外輪２を車体側部材に取り付けるための車体取り付けフランジ２５が一体的に形成されている。車体取り付けフランジ２５には、車体側部材と外輪２とを締結する締結部材（ここでは、ボルト）が挿入されるボルト孔２６が設けられている。

ハブ輪３の外周面におけるインナー側端部には、アウター側端部よりも縮径された小径段部３１が形成されている。ハブ輪３のアウター側端部には、車輪を取り付けるための車輪取り付けフランジ３２が一体的に形成されている。

車輪取り付けフランジ３２には、複数のボルト孔３５が形成されている。ボルト孔３５には、ハブ輪３と車輪又はブレーキ部品とを締結するためのハブボルト３６が圧入可能である。

ハブ輪３においては、車輪取り付けフランジ３２の基部側にアウター側シール部材９が摺接する摺接面３４が形成されている。ハブ輪３の外周面には、外輪２のアウター側の外側軌道面２４に対向するようにアウター側の内側軌道面３３が設けられている。つまり、内方部材のアウター側には、ハブ輪３によって内側軌道面３３が構成されている。

ハブ輪３の内径部には、軸方向のアウター側端からインナー端側へ向けて凹陥する凹部３７が形成されている。凹部３７は、軸方向において、インナー側ボール列５とアウター側ボール列６との間の位置まで形成されている。

ハブ輪３の小径段部３１には、内輪４が設けられている。内輪４は、圧入およびかしめ加工によりハブ輪３の小径段部３１に固定されている。内輪４は、転動列であるインナー側ボール列５およびアウター側ボール列６に予圧を付与している。内輪４は、インナー側端部にインナー側端面４２を有している。ハブ輪３のインナー側端部には、内輪４のインナー側端面４２にかしめられたかしめ部３８が形成されている。

内輪４の外周面には、外輪２のインナー側の外側軌道面２３と対向するようにインナー側の内側軌道面４１が設けられている。つまり、内方部材のインナー側には、内輪４によって内側軌道面４１が構成されている。

転動列であるインナー側ボール列５とアウター側ボール列６とは、転動体である複数のボール７が保持器８によって保持されることにより構成されている。インナー側ボール列５は、内輪４の内側軌道面４１と、外輪２のインナー側の外側軌道面２３との間に転動自在に挟まれている。アウター側ボール列６は、ハブ輪３の内側軌道面３３と、外輪２のアウター側の外側軌道面２４との間に転動自在に挟まれている。つまり、インナー側ボール列５とアウター側ボール列６とは、外方部材と内方部材との両軌道面間に転動自在に収容されている。

車輪用軸受装置１においては、外輪２と、ハブ輪３および内輪４と、インナー側ボール列５と、アウター側ボール列６とによって複列アンギュラ玉軸受が構成されている。なお、車輪用軸受装置１は複列アンギュラ玉軸受に替えて複列円錐ころ軸受を構成していてもよい。

［車輪用軸受装置１のかしめ部］
図２に示すように、ハブ輪３のかしめ部３８は、円形状に形成される外周面３８ａと、インナー側の端面である軸方向端面３８ｂとを有している。かしめ部３８の外周面３８ａは円形状に形成されており、真円度Ａが０．４以下となるように形成されている（Ａ≦０．４）。

外周面３８ａの真円度Ａは、外周面３８ａの正しい円からの狂いの大きさをいい、外周面３８ａを二つの同心円で挟んだときの、二つの同心円の半径差にて表される。例えば真円度Ａが０．４の場合、外周面３８ａは、半径が０．４だけ異なる二つの同心円の間に規制される。

このように、かしめ部３８を外周面３８ａの真円度Ａが０．４以下となる形状に形成することで、内側軌道面４１等の軌道面の真円度が向上するとともに、車輪用軸受装置１に付与される予圧を適正な値とすることができ、車輪用軸受装置１が装着された車両の操縦安定性、および車輪用軸受装置１の寿命を向上することができる。

また、かしめ部３８における外周面３８ａの真円度Ａと車輪用軸受装置１の起動トルクとは相関性を有しており、真円度Ａが小さいほど車輪用軸受装置１の起動トルクが小さくなる関係にある。

例えば表１に示すように、真円度Ａが０．１以下（Ａ≦０．１）である場合には、真円度Ａが０．１より大きく０．４以下（０．１＜Ａ≦０．４）である場合に対して、車輪用軸受装置１の起動トルクの大きさは－１２％以下と小さくなっている。一方、真円度Ａが０．４を超える（０．４＜Ａ）場合には、真円度Ａが０．１より大きく０．４以下である場合に対して、車輪用軸受装置１の起動トルクの大きさは＋１２％以上と大きくなっている。

従って、車輪用軸受装置１の起動トルク低減の観点からは、かしめ部３８における外周面３８ａの真円度Ａは、０．４以下であることが好ましい。また、かしめ部３８における外周面３８ａの真円度Ａは、０．１以下であることがより好ましい。

また、かしめ部３８は、軸方向端面３８ｂの平面度Ｂが０．２以下となるように形成されている（Ｂ≦０．２）。軸方向端面３８ｂの平面度Ｂは、軸方向端面３８ｂの正しい平面からの狂いの大きさをいい、軸方向端面３８ｂを２つの平行な平面ではさんだときの、２つの平面の隙間の大きさにて表される。

このように、かしめ部３８を軸方向端面３８ｂの平面度Ｂが０．２以下となる形状に形成することで、かしめ部３８における外周面３８ａの真円度Ａを向上させることができ、内側軌道面４１等の軌道面の真円度Ａがより向上するとともに、車輪用軸受装置１に付与される予圧をより適正な値とすることができる。

なお、かしめ部３８における外周面３８ａの真円度Ａおよび軸方向端面３８ｂの平面度Ｂは、外周面３８ａおよび軸方向端面３８ｂに接触子を接触させることにより測定することができる。また、かしめ部３８を撮像し、かしめ部３８を撮像した画像を処理することにより、外周面３８ａの真円度Ａおよび軸方向端面３８ｂの平面度Ｂを非接触にて測定することも可能である。

また、かしめ部３８における外周面３８ａの真円度Ａを０．４以下の小さな値に設定することで、車輪用軸受装置１に付与される予圧の、車輪用軸受装置１間におけるばらつきを小さく抑えることができ、車輪用軸受装置１における回転トルクを安定させることができる。

従って、車輪用軸受装置１を、車両の左右一対の車輪に装着した場合、車両の操縦安定性を向上させることができ、例えば車両を自動運転させる際の制御および管理等が容易となる。

［車輪用軸受装置の第２実施形態］
車輪用軸受装置１は、図３に示す車輪用軸受装置１Ａのように構成することもできる。車輪用軸受装置１Ａは、駆動輪用の車輪用軸受装置として構成されており、主に、ハブ輪３に代えてハブ輪１３を備えている点で車輪用軸受装置１と異なっている。

ハブ輪１３の外周面におけるインナー側端部には、アウター側端部よりも縮径された小径段部１３１が形成されている。ハブ輪１３のアウター側端部には、車輪を取り付けるための車輪取り付けフランジ１３２が一体的に形成されている。

車輪取り付けフランジ１３２には、複数のボルト孔１３５が形成されている。ボルト孔１３５には、ハブ輪１３と車輪又はブレーキ部品とを締結するためのハブボルト１３６が圧入可能である。

ハブ輪１３においては、車輪取り付けフランジ１３２の基部側にアウター側シール部材９が摺接する摺接面１３４が形成されている。ハブ輪１３の外周面には、外輪２のアウター側の外側軌道面２４に対向するようにアウター側の内側軌道面１３３が設けられている。つまり、内方部材のアウター側には、ハブ輪１３によって内側軌道面１３３が構成されている。

ハブ輪１３の内径部には、軸方向に沿って形成される軸孔１３７が形成されている。軸孔１３７はハブ輪１３を軸方向に沿って貫通しており、軸孔１３７には等速自在継手の軸部が結合可能である。

ハブ輪１３の小径段部１３１には、内輪４が設けられている。内輪４は、圧入およびかしめ加工によりハブ輪１３の小径段部１３１に固定されている。内輪４は、転動列であるインナー側ボール列５およびアウター側ボール列６に予圧を付与している。内輪４は、インナー側端部にインナー側端面４２を有している。ハブ輪１３のインナー側端部には、内輪４のインナー側端面４２にかしめられたかしめ部１３８が形成されている。

車輪用軸受装置１Ａにおいては、外輪２のインナー側開口部２１にはキャップ１５は嵌合されておらず、代わりに環状空間Ｓのインナー側の開口端を閉塞するインナー側シール部材１０がインナー側開口部２１に嵌合されている。車輪用軸受装置１Ａのその他の構成については車輪用軸受装置１と同様であるため、同じ符号を付して説明を省略する。

［車輪用軸受装置１Ａのかしめ部］
図４に示すように、ハブ輪１３のかしめ部１３８は、円形状に形成される外周面１３８ａと、インナー側の端面である軸方向端面１３８ｂとを有している。かしめ部１３８の外周面１３８ａは円形状に形成されており、真円度Ａａが０．４以下となるように形成されている（Ａａ≦０．４）。

外周面１３８ａの真円度Ａａは、外周面１３８ａの正しい円からの狂いの大きさをいい、外周面１３８ａを二つの同心円で挟んだときの、二つの同心円の半径差にて表される。例えば真円度Ａａが０．４の場合、外周面１３８ａは、半径が０．４だけ異なる二つの同心円の間に規制される。

このように、かしめ部１３８を外周面１３８ａの真円度Ａａが０．４以下となる形状に形成することで、内側軌道面４１等の軌道面の真円度が向上するとともに、車輪用軸受装置１Ａに付与される予圧を適正な値とすることができ、車輪用軸受装置１Ａが装着された車両の操縦安定性、および車輪用軸受装置１Ａの寿命を向上することができる。

また、かしめ部１３８における外周面１３８ａの真円度Ａａと車輪用軸受装置１Ａの起動トルクとは相関性を有しており、真円度Ａａが小さいほど車輪用軸受装置１Ａの起動トルクが小さくなる関係にある。

例えば表１に示した、真円度Ａと車輪用軸受装置１の起動トルクとの関係の場合と同様に、真円度Ａａが０．１以下（Ａａ≦０．１）である場合には、真円度Ａａが０．１より大きく０．４以下（０．１＜Ａａ≦０．４）である場合に対して、車輪用軸受装置１Ａの起動トルクの大きさは－１２％以下と小さくなる。一方、真円度Ａａが０．４を超える（０．４＜Ａａ）場合には、真円度Ａａが０．１より大きく０．４以下である場合に対して、車輪用軸受装置１Ａの起動トルクの大きさは＋１２％以上と大きくなる。

従って、車輪用軸受装置１Ａの起動トルク低減の観点からは、かしめ部１３８における外周面１３８ａの真円度Ａａは、０．４以下であることが好ましい。また、かしめ部１３８における外周面１３８ａの真円度Ａａは、０．１以下であることがより好ましい。

また、かしめ部１３８は、軸方向端面１３８ｂの平面度Ｂａが０．２以下となるように形成されている（Ｂａ≦０．２）。軸方向端面１３８ｂの平面度Ｂａは、軸方向端面１３８ｂの正しい平面からの狂いの大きさをいい、軸方向端面１３８ｂを２つの平行な平面ではさんだときの、２つの平面の隙間の大きさにて表される。

このように、かしめ部１３８を軸方向端面１３８ｂの平面度Ｂａが０．２以下となる形状に形成することで、かしめ部１３８における外周面１３８ａの真円度Ａａを向上させることができ、内側軌道面４１等の軌道面の真円度がより向上するとともに、車輪用軸受装置１Ａに付与される予圧をより適正な値とすることができる。

なお、かしめ部１３８における外周面１３８ａの真円度Ａａおよび軸方向端面１３８ｂの平面度Ｂａは、外周面１３８ａおよび軸方向端面１３８ｂに接触子を接触させることにより測定することができる。また、かしめ部１３８を撮像し、かしめ部１３８を撮像した画像を処理することにより、外周面１３８ａの真円度Ａおよび軸方向端面１３８ｂの平面度Ｂを非接触にて測定することも可能である。

また、かしめ部１３８における外周面１３８ａの真円度Ａａを０．４以下の小さな値に設定することで、車輪用軸受装置１Ａに付与される予圧の、車輪用軸受装置１Ａ間におけるばらつきを小さく抑えることができ、車輪用軸受装置１Ａにおける回転トルクを安定させることができる。

従って、車輪用軸受装置１Ａを、車両の左右一対の車輪に装着した場合、車両の操縦安定性を向上させることができ、例えば車両を自動運転させる際の制御および管理等が容易となる。

１、１Ａ 車輪用軸受装置
２ 外輪
３、１３ ハブ輪
４ 内輪
５ インナー側ボール列
６ アウター側ボール列
２３ （インナー側の）外側軌道面
２４ （アウター側の）外側軌道面
３１、１３１ 小径段部
３３、１３３ （アウター側の）内側軌道面
３８、１３８ かしめ部
３８ａ、１３８ａ 外周面
３８ｂ、１３８ｂ 軸方向端面
４１ （インナー側の）内側軌道面
Ａ、Ａａ 真円度
Ｂ、Ｂａ 平面度

Claims (4)

1. 内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、
   外周に軸方向に延びる小径段部を有するハブ輪、および前記ハブ輪の前記小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面を有する内方部材と、
   前記外方部材と前記内方部材との両軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備える車輪用軸受装置であって、
   前記ハブ輪は、軸方向端部に前記内輪にかしめられたかしめ部を有し、
   前記かしめ部における外周面の真円度が０．４以下であることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記かしめ部における外周面の真円度は、０．１以下である請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記かしめ部における軸方向端面の平面度が０．２以下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. 請求項１～請求項３の何れか一項に記載の車輪用軸受装置を、左右一対の車輪に用いたことを特徴とする車両。

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