JP3971878B2

JP3971878B2 - 従動輪用軸受装置

Info

Publication number: JP3971878B2
Application number: JP32582499A
Authority: JP
Inventors: 圭一杉野; 信彦辻
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2019-11-16
Also published as: JP2001138704A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両の従動輪を車体に対して回転自在に支持する従動輪用軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車輪を回転自在に支持する車輪軸受装置は、ハブ輪を複列の軸受によって回転自在に支持した構造であり、ハブ輪が車輪に、軸受の固定側が車体の懸架装置にそれぞれ固定される。
【０００３】
この車輪軸受装置は従動輪用と駆動輪用とに大別され、それぞれの要求機能に応えるべく、従動輪用と駆動輪用とで形状の異なるハブ輪が使用されている。図９は、従動輪用ハブ輪22’の従来例を示すもので、この種のハブ輪22’としては、一端外周部に車輪取付け用のフランジ部25’を有する中実構造のものが多く使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９の従動輪用ハブ輪においては、中実であるが故に軌道面等を研削する際に研削熱が蓄積されやすく、そのため研削熱の影響でワークが膨張し、研削完了後の寸法が狙い寸法に対して小さくなる。これは、加工誤差を生じる要因となる。また、形状によっては、ハブ輪中に蓄積された研削熱の温度分布に不均一を生じ、寸法・形状不良を招くおそれもある。
【０００５】
これらの指摘に対しては、（１）切込み速度を遅くする、（２）研削液の流量又は圧力を増加させる、（３）複雑な切込み制御を行う、等の手段で対処しているが、何れの手段も、サイクルタイムの長期化、高コスト化等を招くため、決め手とはなっていない。
【０００６】
そこで、本発明は、研削熱の影響を回避して加工精度を高めると共に、サイクルタイムの短縮化、低コスト化等を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成すべく、本発明は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、ハブ輪、ハブ輪の外周に圧入した内輪、および上記各軌道面に対向する複列の軌道面を有し、ハブ輪に従動輪の取付けフランジが設けられた内方部材と、外方部材の軌道面と内方部材の軌道面との間に介在する複列の転動体とを具備する従動輪用の軸受装置において、ハブ輪が、その両端に開口し、インボード側の内径が漸減するテーパ状で、肉厚に応じた不等径の貫通穴を備えた中空状に形成され、外方部材の両端内周面と内方部材の外周面との間に配置したリング状のシール部材で軸受内部空間が密封されていることを特徴とするものである。
【０００８】
このように内方部材を中空化すれば、内方部材の内周面に放熱面が形成されるため、自己放熱力が高まり、研削時等の過剰な蓄熱が抑えられる。また、中空部への研削液の供給が可能となるので、研削液による冷却効果の向上も期待できる。さらに製品が軽量化されるため、車両の軽量化に有効であり、同時に加工設備（例えば研削時のローディング装置）の動力削減も可能となる。
【０００９】
上記軸受装置の軸方向寸法をコンパクト化するため、内方部材の複列の軌道面のうちの一方をハブ輪の外周に、他方を内輪の外周に形成することもできる。この場合、ハブ輪の外周には、内輪を圧入するための小径段部が設けられる。外方部材の開口部には、軸受の内部空間を密封するシール部材が装着される。このシール部材は、ハブ輪の外周面に接触させたり、内輪の外周面に接触させたりすることができる。
【００１０】
従動輪用軸受装置では、ハブ輪の端部にナットを締め込むことにより、内輪を軸方向で位置決めすると共に、軸受に予圧を付与する構造が一般的であるが、ハブ輪の端部を加締めて内輪を非分離に一体化することにより、同様の効果を得ることが可能となる。この場合、ナットが不要となるので、低コスト化や軸方向寸法のコンパクト化、および軽量化が達成される。
【００１２】
貫通穴を内方部材（ハブ輪）の肉厚に応じた不等径とすることにより、放熱面積や蓄熱量を肉厚に応じて制御することが可能となり、内方部材全体の熱分布をバランスさせることが可能となる。不等径化した貫通穴としては、例えばインボード側の内径が漸減するテーパ状のものや、段付き状のものが考えられる。
【００１３】
以上の軸受装置は、外方部材に設けられた車体取付け用フランジを介して車体側に取付けられる。例えば車体の懸架装置から延びる取付け部材（ナックル）を外方部材の外周に嵌合し、この取付け部材を車体取付けフランジに固定するのである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る従動輪軸受装置の実施形態を図１乃至図８に基づいて説明する。なお、以下の説明においては、車両に組付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウトボード側といい、上記各図の左側がアウトボード側となる。一方、車両の中央寄りとなる側をインボード側といい、各図の右側がインボード側となる。
【００１５】
図１に示す実施形態の軸受装置は、円筒状の外方部材10、外方部材の内径部に配置した内方部材20、外方部材10と内方部材20との間に介在させた複数の転動体30（例えばボール）、転動体３0 を円周方向で等間隔に保持する保持器４0 （図11参照）を主要な構成要素としている。
【００１６】
外方部材10は、内周に複列の軌道面11を備え、外周に車体側の取付け部材、例えば懸架装置から延びるナックルに取付けるための車体取付け用フランジ12を一体に備える。外方部材10の両端開口部のうち、アウトボード側にはリング状のシール部材13が、インボード側には円板状のハブキャップ14がそれぞれ装着され、両者によって軸受の内部空間が密封されている。インボード側の密封装置として、ハブキャップ14の代わりにリング状のシール部材14（図７参照）を使用することもできる。
【００１７】
内方部材20は、ハブ輪22とハブ輪の外周に固定したリング状の内輪23とで構成される。ハブ輪22外周の軸方向ほぼ中央部に軌道面24が形成され、軌道面24よりもアウトボード側の外周に図示しない従動輪を取付けるための取付けフランジ25が一体形成されている。この取付けフランジ25の円周方向等間隔位置にはハブボルト50が植え込まれ、このハブボルト50によって、ハブ輪22が図示しないブレーキロータと共に従動輪に固定される。軌道面24よりもインボード側のハブ輪22外周には、軌道面24よりも小径でかつ円筒状の小径段部26が形成され、この小径段部26に上記内輪23が圧入される。内輪23はその外周に軌道面27を有し、この軌道面27と、ハブ輪22の外周に形成された軌道面24とで、外方部材10の複列軌道面11にそれぞれ対向する複列軌道面が形成される。
【００１８】
内方部材20のインボード側端部にはねじ部28が形成される。このねじ部28に加圧手段60としてのナット61を螺合させてこれを締め込むと、内輪23が小径段部26の肩部29との間に挾持され、内輪23が軸方向で位置決めされると共に、転動体30に所定の予圧が付与される。複列の転動体30はそれぞれ接触角を有しており、前述の予圧によって軸受剛性を高め、かつモーメント荷重を受けられるようになっている。
【００１９】
図示の通り、ハブ輪22は、その軸芯部に両端を開口した貫通穴状の中空部21を軸方向に沿って有する。この中空部21を形成することにより、ハブ輪22の内周面に放熱面が形成されるため、自己放熱力が高まると共に、中空部21への研削液の供給が可能となり、研削液による冷却効果が高まる。従って、両者の相乗効果により、加工精度の向上、およびサイクルタイムの短縮が可能となる。また、軸受装置の使用中にもハブ輪22の放熱効果が発揮されるため、軸受寿命の向上が達成される。さらに、中空部21の存在によって軸受装置全体が軽量化されるため、車両の軽量化による低燃費化を図ることができ、同時にハブ輪22の研削工程で使用するローディング装置などの加工設備の簡略化、コンパクト化、あるいは加工動力の低減（省エネルギー化）が達成される。
【００２０】
図２〜図４は、ハブ輪22に設けられた中空部21の他の実施形態を示すもので、以下に述べる点を除いて、図１に示す軸受装置の中空部と同様の構成、機能を有する。
【００２２】
図２〜図４は、中空部21の内径をハブ輪22の外周形状に応じて不等径にすることにより、研削熱のバラツキを抑制して温度分布の均一化を図った例である。図２は、中空部21の内周をハブ輪22の外周形状に略対応する段付き状に形成したもの、図３は、インボード側中空部21の内周をテーパ状としたものである。また、図４は、図２と図３を複合させた形態で、中空部21の内径を一または複数（図示例では２つ）のテーパ部21ａ、21ｂを介して段付き状に縮小させた例である。何れの実施形態においても、ハブ輪22の外周が概ねインボード側ほど縮径していることに対応して、中空部21の内径もインボード側が縮小している。
【００２３】
図５および図６は、本発明にかかるハブ輪22の研削工程を示すものである。このうち、図５は、シュー81によりハブ輪22外周を支持する例である（この場合、ハブ輪22のアウトボード側端面の開口部22ａはパッキングプレート82で封止するのが望ましい）。図５の貫通穴状中空部21では、研削液は研削装置の主軸側（図面左側）、あるいはその反対側の何れからも供給され得る。図６は、図５と同様のハブ輪22を主軸に取付けたコレットチャック83で支持する例で、研削液の供給方法は図５の場合と同様である。
【００２４】
図７は、加圧手段60としてのナット61を廃止し、代わりに中空部21を有するハブ輪22の端部（インボード側）を加締めて内輪23を非分離に一体化することにより、さらなる低コスト化および軸方向寸法のコンパクト化を図った例である。図示例の場合、加締めは、ハブ輪22の一端部に円筒状等の被かしめ部を形成し、これを外径側に押し広げることによって行われる。この場合、ナット61と同様に、かしめ部分62が内輪23を位置決めすると共に、複列の転動体30に予圧を与える役割を果たす。
【００２５】
図７および図８は、ハブ輪22のアウトボード側端部をカバー90で密閉した構造を示す。これは、開口部22ａの鍛造肌露出面の防錆、およびタイヤ側から見た美観の改善を目的としたもので、このカバー90により、従来行われていた開口部22ａの塗装工程が省略可能となり、さらなる低コスト化を図ることができる。カバー90は、樹脂・ゴム製（図７参照）、あるいは金属製（図８参照）とすることができ、例えばハブ輪22の開口部22ａに旋削加工等で形成した嵌合面に圧入することによってハブ輪22に固定される。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、内方部材に貫通穴を設けているので、放熱面積の増大による自己放熱力の向上効果、および研削液による冷却効果が得られる。従って、研削等における加工誤差の抑制、およびサイクルタイムの短縮を図ることができる。また、軸受装置の使用中も貫通穴からの放熱がなされるので、内方部材への過剰な蓄熱を防止でき、軸受寿命を向上させることができる。さらに軸受装置全体が軽量化されるので、自動車の低燃費化や加工動力の削減を図ることができ、省エネルギー化に有効である。
【００２７】
貫通穴を内方部材の肉厚に応じた不等径とすることにより、放熱面積や蓄熱量を肉厚に応じて制御することが可能となり、内方部材全体の熱分布をバランスさせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる従動輪用軸受装置の断面図である。
【図２】中空部の他の実施形態を示すハブ輪の断面図である。
【図３】中空部の他の実施形態を示すハブ輪の断面図である。
【図４】中空部の他の実施形態を示すハブ輪の断面図である。
【図５】ハブ輪の研削工程例を示す断面図である。
【図６】ハブ輪の研削工程例を示す断面図である。
【図７】従動輪用軸受装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図８】カバーの他例を示す断面図である。
【図９】従来のハブ輪の断面図である。
【符号の説明】
10 外方部材
11 軌道面
12 車体取付けフランジ
20 内方部材
21 中空部
22 ハブ輪
23 内輪
24 軌道面
25 車輪取付けフランジ
27 軌道面
62 かしめ部分

Claims

内周に複列の軌道面を有する外方部材と、ハブ輪、ハブ輪の外周に圧入した内輪、および上記各軌道面に対向する複列の軌道面を有し、ハブ輪に従動輪の取付けフランジが設けられた内方部材と、外方部材の軌道面と内方部材の軌道面との間に介在する複列の転動体とを具備する従動輪用の軸受装置において、ハブ輪が、その両端に開口し、インボード側の内径が漸減するテーパ状で、肉厚に応じた不等径の貫通穴を備えた中空状に形成され、外方部材の両端内周面と内方部材の外周面との間に配置したリング状のシール部材で軸受内部空間が密封されていることを特徴とする従動輪用軸受装置。
内方部材の複列の軌道面のうちの一方をハブ輪の外周に、他方を内輪の外周に形成した請求項１記載の従動輪用軸受装置。
ハブ輪の端部を加締めて内輪を非分離に一体化した請求項２記載の従動輪用軸受装置。
外方部材に車体取付けフランジを形成した請求項１〜３何れか記載の従動輪用軸受装置。
シール部材をハブ輪の外周面に接触させた請求項１記載の従動輪用軸受装置。
シール部材を内輪の外周面に接触させた請求項１記載の従動輪用軸受装置。