JP4494128B2 - 車両用軸受装置 - Google Patents

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Description

本発明は自動車等の車輪の軸受に用いられる車両用軸受装置に関する。
図５、図６は従来の車両用軸受装置の外輪を説明する断面図である。
この外輪１は内面が円筒状になっていて車体取付け用のフランジ２を備えていると共に、図中左右端部に軸受装置の転動体（図示せず）を支持する複数の外側軌道面３が形成されている。この外側軌道面３は焼入れ処理がされ硬化層４が形成され、強度を確保している。５は外輪１に形成された軸受装置の内輪（図示せず）間で延びる回転速度を検出するセンサー（図示せず）を取付ける取付孔である（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２４８７２６号
しかしながら、従来の構成では外側軌道面３と取付孔５の端部との距離が短いと均一な焼入れ深さにできないため外輪の強度に影響を及ぼすことも考えられた。そのため、従来ではこの外側軌道面３と取付孔５の端部との距離ｌをｌ＝２〜１０．５ｍｍに設定したものが提案されていた。この寸法であれば焼入れ深さは確実に確保されるが、外輪を軽量化したい場合どのようにするか何ら開示されていないものであった。
本発明は上記課題を解決するもので、内周のアウタ側とインナ側に外側軌道面を有する静止側の外方部材と、外周面に前記アウタ側とインナ側の外側軌道面に対した内側軌道面を有する回転側の内方部材と、前記内外軌道面間に転動自在に配置された玉と、前記玉を保持する保持器と、前記外方部材の内周面の全周にわたって、両外側軌道面間に形成した溝部と、前記外側軌道面に形成された焼入れ硬化層とからなり、前記溝部は深さ２〜６ｍｍの扁平な台形断面とし、かつ、前記溝部と前記外側軌道面との間に位置する平坦な肩部の長さを２ｍｍは確保して形成し、前記肩部の前記軌道面側を硬化層、溝部側を未硬化層としたものである。
前記内方部材はハブと内輪とから形成され、前記ハブは外周に車輪取付用フランジを有しアウタ側の内側軌道面を備えると共に、前記内輪はインナ側の内側軌道面を備え、前記ハブの外周に嵌合される。あるいは、前記内方部材は一対の内輪からなり、内輪は外周にアウタ側またはインナ側の内側軌道面を備えたものであってもよい。
本発明は、外側軌道面から軸方向に２ｍｍ以上にわたる平坦な肩部を残して外輪の内周面に溝を形成するので、外側軌道面に焼入れをしてもこの肩部があるので焼入れ深さが阻害されることが無く、溝により確実に外輪の軽量化が図れるものである。
以下図１、図２を用いて、本発明の実施の形態１を説明する。
図１は車輪を支持する車軸の軸受装置の断面図、図２は図１の外輪の拡大図である。
この軸受装置１１は、内周のアウタ側（図中左側で、車輪（図示せず）が配置される側）とインナ側（図中右側で、等速ジョイント（図示せず）が配置される側）に外側軌道面１２ａ，１２ｂを設けた外方部材としての外輪１２と、外周にアウタ側の内側軌道面１３ａを設けたハブ１３と、外周にインナ側の内側軌道面１４ａを設け前記ハブの外周に嵌合した内輪１４と、外輪１２の外側軌道面１２ａとハブ１３および内輪１４の内側軌道面１３ａ，１４ａとの間に組込まれた複列の球状の転動体１５と、前記転動体１５を周方向で相互間隔を一定にして保持する保持器１６，１７とを有する。ハブ１３と内輪１４は一体となって内方部材として機能する。
外輪１２の外周には車体取付け用フランジ１８が設けられ、ハブ１３の外周には車輪取付け用フランジ１９が設けられる。車輪取付け用フランジ１９に対して複数のボルト２０によって車輪（図示せず）が取付けられる。
ハブ１３の内側端部に形成された短い筒状部１３ｂは、半径方向外側に塑性変形されて内輪１４端面に対して圧着させることにより軸受に所定の予圧を付与している。アウタ側軌道面１２ａ，１３ａの外側に隣接した外輪１２とハブ１３との間に第一シール２１が配設され、インナ側軌道面１２ｂ，１４ａの内側に隣接した外輪１２と内輪１４との間に第二シール２２が配設される。
そして、ハブ１３には等速ジョイントの外輪（図示せず）が嵌合される。
また、外輪１２の内周面前記外側軌道面１２ａ，１２ｂの縁になる一対の肩部２６，２７間に溝部２３を形成している。
この溝部２３によって軸受内部空間が拡大され、軌道面１２ａ，１３ａと軌道面１２ｂ，１４ａの間におけるグリースの貯蔵量が増大される。溝部２３は、外輪１２の加工工程において、切削またはローリング鍛造で同時に加工することができる。
溝部２３は図２に示すように、深さがＨの扁平な台形断面を有する。深さＨは、望ましくは、２〜６ｍｍとする。また、前記肩部２６，２７は、外側軌道面１２ａ，１２ｂの縁２４，２５から軸方向に２ｍｍ以上（寸法Ｌ）離れた位置で溝部２３の傾斜部２３ａが始まる。前記寸法Ｌの間は平坦になっている。
前記外輪軌道面１２ａ，１２ｂは高周波による焼入れが行われており、硬化層２８が形成されている。一般に高周波焼入れをする場合、高周波電流を焼入れしたい部分にうまく誘導する誘導コイルをつくって行うものである。しかし、凸部や鋭角部等、先に昇温しやすい部分に電流が流れやすいため、凸部や鋭角部がオーバーヒートや焼き割れを発生することがある。
この焼き割れ原因は、急冷によって材料内外に温度差が生じ、熱応力が発生することにある。変態点以下の温度では変態により生じた新しい組織（マルテンサイト）と古い組織（オーステナイト）との体積差による変態応力がこれに重畳されて両者の和が引っ張り応力となって、ある限界線を越えると割れが生じる。
したがって、速く冷える外周部、薄肉部、コーナー部などに割れが発生しやすいものであるが、２ｍｍ以上離れた平坦な肩部２６，２７を経て溝部２３を形成しているので、この肩部２６，２７に焼き割れが生じ難いものである。肩部２６，２７の平面幅Ｌはできれば２ｍｍよりも長いほうが、電流が肩部２６，２７に流れにくくオーバーヒートや焼き割れを発生することがないものである。
したがって、外輪１２の内周面に溝２３を形成して肉薄部として重量を軽くすると共に、この溝部２３がグリース溜りとなり、振動等で多量のグリースが転動体間に流入することが防止され、転動体間でのグリースの異常発熱と、転動体のせん断作用による増ちょう剤の軟化ないし油分離が防止され、グリース漏れを防止できる。
また、外側軌道面を焼入れでき、かつ肩部が割れにくくなるので、耐久性、信頼性の向上が図れる。
すなわち、同時に軽量化と耐久性、信頼性が確保された車両用軸受装置を提供することができるものである。
次に本発明の実施の形態２を図３、図４を参考に説明する。
図３は車輪を支持する車軸の軸受装置の断面図、図４は図３の外輪の拡大図である。
この軸受装置３１は、内周にアウタ側とインナ側の外側軌道面３２ａ，３２ｂを設けた外方部材としての外輪３２と、外周にアウタ側の内側軌道面３３ａを設けた内輪３３と、外周にインナ側の内側軌道面３４ａを設けた内輪３４と、外輪３２の外側軌道面３２ａと内輪３３および内輪３４の内側軌道面３３ａ，３４ａとの間に組込まれた複列の球状の転動体３５と、前記転動体３５を周方向で相互間隔を一定にして保持する保持器３６，３７とを有する。
前記外輪３２の外周には車体への取付け用フランジ３８が設けられている。
アウタ側軌道面３２ａ，３３ａの外側に隣接した外輪３２と内輪３３との間に第一シール３９が配設され、インナ側軌道面３２ｂ，３４ａの内側に隣接した外輪３２と内輪３４との間に第二シール４０が配設される。
そして、内輪３３，３４には車軸（図示せず）が嵌合されている。
また、前記外側軌道面３２ａ，３２ｂの縁になる一対の肩部４１，４２間に溝部４３を形成している。
この溝部４３によって軸受内部空間が拡大され、軌道面３２ａ，３３ａと軌道面３２ｂ，３４ａの間におけるグリースの貯蔵量が増大される。溝部４３は、外輪３２の加工工程において、切削またはローリング鍛造で同時に加工することができる。
溝部４３は図４に示すように、深さがＨの扁平な台形断面を有する。深さＨは、望ましくは、２〜６ｍｍとする。また、前記肩部４１，４２は、外側軌道面３２ａ，３２ｂの縁４４，４５から２ｍｍ以上（寸法Ｌ）離れた位置で溝部４３の傾斜部４３ａが始まる。前記寸法Ｌの間は平坦になっている。
前記外輪軌道面３２ａ，３２ｂは高周波による焼入れが行われており、硬化層４６が形成されている。この高周波焼入れをする場合、２ｍｍ以上離れた平坦な肩部４１，４２を経て溝部４３を形成しているので、この肩部４１，４２に焼き割れが生じ難いものである。肩部４１，４２の平面幅Ｌはできれば２ｍｍよりも長いほうが、電流が肩部４１，４２に流れにくくオーバーヒートや焼き割れを発生することがないものである。
したがって、外輪３２の内周面に溝４３を形成して肉薄部として重量を軽くすると共に、この溝部４３がグリース溜りとなり、振動等で多量のグリースが転動体間に流入することが防止され、転動体間でのグリースの異常発熱と、転動体のせん断作用による増ちょう剤の軟化ないし油分離が防止され、グリース漏れを防止できる。
また、外側軌道面を焼入れでき、かつ肩部が割れにくくなるので、耐久性、信頼性の向上が図れる。
すなわち、同時に軽量化と耐久性、信頼性が確保された車両用軸受装置を提供することができるものである。
なお、本発明は球状の転動体１５，３５すなわち玉に代えて円錐ころを用いる円錐ころ軸受タイプにも適用することができる。
本発明の実施の形態１を示す車輪を支持する車軸の軸受装置の断面図である。 図１の外輪の拡大図である。 本発明の実施の形態２を示す車輪を支持する車軸の軸受装置の断面図である。 図３の外輪の拡大図である。 従来の軸受装置の外輪の断面図である。 図５のａ部拡大図である。
符号の説明
１２，３２ 外輪（外方部材）
１２ａ，１２ｂ，３２ａ，３２ｂ 外側軌道面
１３ａ，１４ａ，３３ａ，３４ａ 内側軌道面
１５，３５ 転動体
１６，１７，３６，３７ 保持器
２３，４３ 溝部
２６，２７，４１，４２ 肩部

Claims (3)

  1. 内周のアウタ側とインナ側に外側軌道面を有する静止側の外方部材と、
    外周面に前記アウタ側とインナ側の外側軌道面に対した内側軌道面を有する回転側の内方部材と、
    前記内外軌道面間に転動自在に配置された玉と、
    前記玉を保持する保持器と、
    前記外方部材の内周面の全周にわたって、両外側軌道面間に形成した溝部と、
    前記外側軌道面に形成された焼入れ硬化層と
    からなり、前記溝部は深さ２〜６ｍｍの扁平な台形断面とし、かつ、前記溝部と前記外側軌道面との間に位置する平坦な肩部の長さを２ｍｍは確保して形成し、前記肩部の前記軌道面側を硬化層、溝部側を未硬化層とした車両用軸受装置。
  2. 前記内方部材はハブと内輪とから形成され、前記ハブは外周に車輪取付用フランジを有しアウタ側の内側軌道面を備えると共に、前記内輪はインナ側の内側軌道面を備え、前記ハブの外周に嵌合されたことを特徴とする請求項１記載の車両用軸受装置。
  3. 前記内方部材は一対の内輪からなり、内輪は外周にアウタ側またはインナ側の内側軌道面を備えたことを特徴とする請求項１記載の車両用軸受装置。
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