JP5047633B2

JP5047633B2 - 車輪用軸受装置

Info

Publication number: JP5047633B2
Application number: JP2007007146A
Authority: JP
Inventors: 圭三小林; 洋斗須間
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2007-01-16
Filing date: 2007-01-16
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2027-01-16
Also published as: JP2008175573A

Description

この発明は、車輪用軸受装置に関するものである。

車輪用軸受装置の一種として、図７に示すように、ハブ輪１０２の外周面に、複列の円すいころ軸受を取り付けたものが公知である（特許文献１）。この軸受装置では、軸受の２つの内輪１１７ａ，１１７ｂがハブ輪１０２の外周面に圧入固定されている。ハブ輪１０２の外周面に形成したフランジ１１４にハブボルト１３３を介してブレーキロータ１４０および図示しないホイールが固定され、軸受の外輪１０５の外周面に形成したフランジ１３２が車体側のナックル部材１４１に固定される。

この種の車輪用軸受装置では、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）の制御に必要となるホイールの回転速度を検出するため、回転側の部材にパルサーリングを取り付けると共に、固定側の部材に磁気センサ等のセンサを取り付ける場合がある。図７は、一例として、軸受の外輪１０５に転動体１２２ａ，１２２ｂ間の空間を狙ってセンサを取り付けると共に、このセンサと対向させて、インボード側の内輪１１７ｂの外周面にパルサーリング１１５を取り付けた構成を例示している。
ＵＳ５９８４４４２号公報

図７に示す従来例のように、転動体１２２ａ、１２２ｂ間で内輪外周面にパルサーリング１１５を圧入した構造では、主として以下の２つの理由からパルサーリング１１５の割れが懸念される。

（１）組み立て手順に起因する割れの発生
従来の車輪用軸受装置は、先ず外輪１０５、内輪１１７ａ、１１７ｂ、転動体１２２ａ、１２２ｂ、および保持器１２８ａ、１２８ｂで軸受アセンブリを組み立ててから、内輪１１７ａ、１１７ｂの内周にハブ輪１０２を圧入することにより組み立てられている。パルサーリング１１５は、軸受アセンブリを組み立てる段階で、一方の内輪（図７の例ではインボード側の内輪１１７ｂ）の外周面に圧入固定される。この時、パルサーリング１１５は、ハブ輪１０２を圧入するまでの間に内輪１１７ｂから抜け落ちたりしないように、内輪１１７ｂに対して十分な圧入代を持たせる必要がある。従って、その後に内輪の内周にハブ輪を圧入すると、圧入に伴って両内輪１１７ａ、１１７ｂの外周面が僅かに拡径し、これに追従してパルサーリング１１５も拡径するため、パルサーリング１１５の外周面に大きな引張応力が作用し、パルサーリング１１５が割れるおそれがある。
なお、この対策として、ハブ輪と内輪の間の圧入代を小さくする、あるいはパルサーリングをプレス成形等による薄肉品とすることにより、耐割れ性を向上させる、等の手段が考えられるが、前者では特に旋回Ｇが高くなるような走行モードでは、ハブ輪と内輪との間でクリープを生じ易くなる。後者ではパルサーリングの設計自由度が低下する不具合がある。
（２）加締めによる割れの発生
近年では、車輪軸受装置のコンパクト化、軽量化等を図るため、複列円すいころ軸受の内周にハブ輪を圧入した後、ハブ輪のインボード側の軸端を加締めることで、ハブ輪１０２に圧入した２つの内輪の軸方向の位置決めを行うことが行われている。この場合、加締めに伴ってハブ輪のインボード側の内輪圧入部が大きく拡径するため、内輪に圧入したパルサーリングの外周面に作用する引張応力が大きくなり、パルサーリングに割れを生じる可能性がある。

本発明は、以上の原因からパルサーリングに過大な引張り応力が作用するのを防止して、パルサーリングの割れ等を防止することを目的とする。

本発明の車輪用軸受装置は、車体取付フランジ及び複列のアウタレースを有する外輪と、車輪取付フランジを有するハブ輪と、ハブ輪外周に圧入されたアウトボード側の第１内輪、及び第１内輪よりもインボード側のハブ輪外周に圧入された第２内輪を有し、各内輪にそれぞれインナレースが形成された内方部材と、内方部材に固定されたパルサーリングとを備え、ハブ輪のインボード側端部を加締めて、第１内輪及び第２内輪の軸方向位置決めを行った車輪用軸受装置において、パルサーリングが第２内輪の外周面に圧入され、かつ第２内輪とハブ輪との間の圧入代が第１内輪とハブ輪との間の圧入代よりも小さくしたものである。

本発明の車輪用軸受装置では、第１内輪及び第２内輪の圧入代に差をつけ、第２内輪とハブ輪との間の圧入代を第１内輪とハブ輪との間の圧入代よりも小さくしたものである。これにより、組立時に内輪内径にハブ輪を挿入することにより生じる第２内輪の外径方向の膨張を小さくすることができて、パルサーリングに外径方向への過大な引張り応力が作用するのを抑えることができる。

前記ハブ輪の外周面のうち、第１内輪の圧入部の外径寸法と第２内輪の圧入部の外径寸法とに差を設け、第１及び第２内輪の内径寸法を同一としたり、前記ハブ輪の外周面のうち、第１内輪の圧入部の外径寸法と第２内輪の圧入部の外径寸法とを同一寸法として、第１内輪と第２内輪の内径寸法に差を設けたりすることができる。これにより、第２内輪とハブ輪との間の圧入代を第１内輪とハブ輪との間の圧入代よりも小さくすることができる。

本発明の車輪用軸受装置では、第２内輪とハブ輪との間の圧入代を第１内輪とハブ輪との間の圧入代よりも小さくしているので、同様に組立時にパルサーリングに過大な引張り応力が作用するのを抑えることができて、引張り応力の作用によるパルサーリングの割れ等を防止することができる。

ハブ輪の外周面のうち、第１内輪の圧入部の外径寸法と第２内輪の圧入部の外径寸法とに差を設け、第１及び第２内輪の内径寸法を同一とした場合、アウトボード側とインボード側との内輪の共通化を図ることができて、内輪内径の研削共通化ができ、コスト低減を図ることができる。しかも、いずれの内輪もアウトボード側とインボード側に使用でき、組立作業能率の向上を図ることができる。一方、ハブ輪の外周面のうち、第１内輪の圧入部の外径寸法と第２内輪の圧入部の外径寸法とを同一寸法として、第１内輪と第２内輪の内径寸法に差を設けた場合、ハブ輪を従来の既存のものを用いることができるという利点がある。

以下本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。

本発明の参考例の車輪用軸受装置は、図１に示すように、外径方向に延びるフランジ７を有するハブ輪１と、ハブ輪１に外嵌される複列円すいころ軸受とを備える。

ハブ輪１は、軸部６と、この軸部６から突設される前記フランジ７とからなる。フランジ７には周方向に沿ってボルト孔１３が設けられ、このボルト孔１３にハブボルト１４が装着される。ハブボルト１４の先端は、ブレーキロータ（図７の符号１４０）の孔、および図示しないホイールの孔を貫通してアウトボード側に突出している。ハブボルトの先端にホイールナットをねじ込んで締め込むことで、ハブ輪１、ブレーキロータ、およびホイールが互いに密着した状態で一体に保持される。

複列円すいころ軸受は、２列のアウタレース８，９を有する外輪２と、アウトボード側（自動車に組み付けた状態で外側となる方）の第１内輪４ａ及びインボード側（自動車に組み付けた状態で内側となる方）の第２内輪４ｂからなり、両内輪４ａ，４ｂにそれぞれインナレース１０、１１を形成した内方部材４と、外輪２と内輪４ａとの間に介装されるアウトボード側の転動体３ａと、外輪２と内輪４ｂとの間に介装されるインボード側の転動体３ｂと、転動体３ａ、３ｂを保持するポケットを有するアウトボード側及びインボード側の保持器５ａ、５ｂとを備える。外輪２両端部にはシール部材２４ａ、２４ｂが装着されている。

外輪２は、その内周に２列のアウタレース８、９が設けられると共に、外周に、図示省略の車体に固定される車体取付フランジ１２が設けられている。車体取付フランジ１２には周方向に沿って所定ピッチでボルト孔１５が設けられ、ボルト孔１５にねじ込んだ図示省略の固定用ボルトで車体取付フランジ１２が車体側のナックル部材（図７の符号１４１）の端面に重ね合わせて固定される。

外輪２の第１外側軌道面（アウタレース）８と第１内輪４ａの第１内側軌道面（インナレース）１０とが対向し、外輪２の第２外側軌道面（アウタレース）９と、第２内輪４ｂの第２内側軌道面（インナレース）１１とが対向し、これらの間に転動体としての円すいころ３ａ、３ｂが介装される。転動体３ａ、３ｂは保持器５ａ、５ｂにて保持される。

第１内輪４ａと第２内輪４ｂとの突合せ部には、センサーに対向した凹凸形状を持つパルサーリング２５が外嵌されている。パルサーリング２５の内径面は、小径部２６ａと大径部２６ｂを有する段付き円筒面状をなし、図１に示す参考例では、小径部２６ａが第１内輪４ａのインボード側端部の外周面に圧入され、大径部２６ｂは第２内輪４ｂのアウトボード側の端部と半径方向の隙間を介して対向している。

外輪２には径方向貫通孔２７が設けられ、径方向貫通孔２７に、センサ２８が挿入されている。センサ２８は、検出面が外輪１２を貫通してパルサーリング２５と対峙しており、パルサーリング２５で発生したパルス信号を非接触で検出するものである。これによって車輪の回転速度を検出することができる。なお、パルサーリング２５及びセンサ２８を一対のシール部材２４ａ、２４ｂで密封された軸受内部空間に配置することにより、パルサーリング２５やセンサ２８がダスト等から守られることとなり、特別なシール機構を設けることなく安定した速度検出が可能となる利点がある。

次に、この車輪用軸受装置の組立方法を説明する。

先ず、アウトボード側の第１内輪４ａに円すいころ３ａおよび保持器５ａを組み付ける。この組付け体を外輪２のアウトボード側の開口部に押し込み、さらに外輪２のアウトボード側の内周面にシール部材２４ａを圧入する。その後、ハブ輪１を第１内輪４ａの内周に圧入して、図２に示すアセンブリを組み立てる。この状態で、図２の矢印に示すように第１内輪４ａのインボード側の端部の外周面にパルサーリング２５の小径部２６ａを圧入する。

次に、インボード側の円すいころ３ｂおよび保持器５ｂを第２内輪４ｂに組み付け、この組付け体を外輪２のインボード側の開口部に押し込み、さらに、外輪２のインボード側の内周面にシール部材２４ｂを圧入する。

次に、ハブ輪１のインボード側の円筒状の端部２１に揺動加締めを施し、端部２１を外径側に塑性変形させて加締め部２２を形成する。この加締め部２２とハブ輪１に設けた支持段部１７とで第１内輪４ａおよび第２内輪４ｂを軸方向両側から拘束することにより、両内輪４ａ、４ｂが位置決め固定される。以上の手順により図１に示す車輪軸受装置の組み立てが完了する。

このように、参考例の車輪用軸受装置では、第１内輪４ａの内周にハブ輪１を圧入した後、第１内輪４ａのインボード側の端部の外周面にパルサーリング２５を圧入することになる。従って、ハブ輪１圧入後の第１内輪４ａの外径寸法膨張量を加味した内径寸法にパルサーリング２５を設計・製作することが可能となり、パルサーリング２５に外径方向への過大な引張り応力が作用するのを抑えることができる。このため、パルサーリング２５の割れ等を防止することができる。

この参考例では、ハブ輪１に圧入した第１内輪４ａおよび第２内輪４ｂの位置決めを塑性変形させた加締め部２２で行う場合を例示しているが、これ以外にも例えばハブ輪１の軸端にナットを螺合させ、ナットの締め込みで両内輪４ａ、４ｂの位置決めを行う場合にも同様の構成を採用することができる。

以上に述べた参考例では、パルサーリング２５をアウトボード側の第１内輪４ａに圧入する場合を例示しているが、パルサーリング２５は、図３に示す実施形態のように、インボード側の第２内輪４ｂの端部の外周面に圧入することもできる。

この実施形態の構成では、第２内輪４ｂの内周へのハブ輪１の圧入後にパルサーリング２５を第２内輪４ｂの外周に圧入することはできず、ハブ輪１の圧入前に予めパルサーリング２５を第２内輪４ｂの外周面に圧入しておく必要がある。また、加締め部２２の形成に伴い、その変形がハブ輪１のアウトボード側にも及び、これによって第２内輪４ｂが拡径方向に変形するため、第２内輪４ｂに圧入したパルサーリング２５に大きな引張応力が加わる。従って、実施形態の構成では、パルサーリング２５の割れ対策として参考例で述べた手段とは別の対策を講じる必要がある。

かかる事情を考慮し、本発明では、前記ハブ輪１の軸部６に、図４及び図５に示すように、インボード側とアウトボード側とで外径寸法に差を設けている。アウトボード側の第１内輪４ａの圧入部Ｈ１とインボード側の第２内輪４ｂの圧入部Ｈ２において、Ｈ１の外径寸法Ｄ１をＨ２の外径寸法Ｄ２よりも大としている。圧入部Ｈ１と圧入部Ｈ２とは、テーパ部１８を介して連続している。テーパ部１８は、内輪４ａ、４ｂの面取り部（チャンファ）３０、３１の範囲に対応する。

このため、２列の内輪４ａ、４ｂのハブ輪１に対する圧入代については、互いに差がつけられる。第２内輪４ｂとハブ輪１との間の圧入代は、第１内輪４ａとハブ輪１との間の圧入代よりも小さくなる。

この車輪用軸受装置の組立手順としては、従来と同様の手順を採用することができる。すなわち、先ず、図６に示すように、第１内輪４ａ及び第２内輪４ｂと、外輪２と、この外輪２と内輪４ａとの間に介装される転動体３ａ、３ｂと、転動体３ａ、３ｂを保持する保持器５ａ、５ｂと、シール部材２４ａ、２４ｂとを組付けた軸受アセンブリを製作する。第２内輪４ｂを軸受アセンブリに組付ける段階で、そのインボード側端部にパルサーリング２５を圧入しておく。その後、軸受アセンブリの内輪４ａ、４ｂの内径にハブ輪１を圧入する。次いで、ハブ輪１のインボード側の端部２１を加締めて加締め部２２を形成し、第１内輪４ａおよび第２内輪４ｂの位置決めを行う。

この他、図３に示す車輪用軸受装置は、参考例に準じた手順で組み立てることもできる。詳細には、先ず第１内輪４ａ、円すいころ３ａ、および保持器５ａからなる組付け体を外輪２のアウトボード側の開口部に押し込む。次いで、外輪２のアウトボード側の内周面にシール部材２４ａを圧入した後、ハブ輪１を第１内輪４ａの内周に圧入する。次いで、インボード側の円すいころ３ｂおよび保持器５ｂを第２内輪４ｂに組付けると共に、第２内輪４ｂのインボード側端部の外周面にパルサーリング２５を圧入し、このアセンブリを外輪２のインボード側の開口部に押し込む。さらに、外輪２のインボード側の内周面にシール部材２４ｂを圧入し、最後にハブ輪１のインボード側の端部２１を加締めて両内輪４ａ、４ｂの位置決めを行う。

このように、本発明の実施形態の車輪用軸受装置では、第１内輪４ａ及び第２内輪４ｂの圧入代に差をつけ、第２内輪４ｂとハブ輪１との間の圧入代を第１内輪４ａとハブ輪１との間の圧入代よりも小さくしたものである。これにより、組立時における第２内輪４ｂの内径へのハブ輪１の圧入、および加締め加工で生じる第２内輪４ｂの外径方向の膨張を小さくすることができて、パルサーリング２５に外径方向への過大な引張り応力が作用するのを抑えることができる。このため、引張り応力の作用によるパルサーリング２５の割れ等を防止することができる。

特に、前記ハブ輪１の外周面のうち、内輪４ａ、４ｂの圧入部においてインボード側とアウトボード側とで外径寸法に差を設けているので、前記内方部材の２列の内輪４ａ、４ｂの内径寸法を同一とすることができる。これにより、アウトボード側とインボード側との内輪４ａ、４ｂの共通化を図ることができて、内輪内径の研削共通化ができ、コスト低減を図ることができる。しかも、いずれの内輪４ａ、４ｂもアウトボード側とインボード側に使用でき、組立作業能率の向上を図ることができる。

内輪４ａ、４ｂの共通化が必要とされない場合には、ハブ輪１の軸部６の内輪圧入部Ｈ１、Ｈ２を同一の外径寸法とする一方、第２内輪４ｂの内径寸法を第１内輪４ａの内径寸法よりも大きくしてもよい。これにより、同様に第２内輪４ｂの圧入代を第１内輪４ａの圧入代よりも小さくすることができ、パルサーリング２５の割れを防止することができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、転動体３ａ、３ｂとしてボールを使用するものであってもよい。

本発明の参考例を示す車輪用軸受装置の断面図である。本発明の参考例を示す車輪用軸受装置の組立方法を示す断面図である。本発明の実施形態を示す車輪用軸受装置の断面図である。前記図３の車輪用軸受装置のハブ輪の断面図である。前記図３の車輪用軸受装置の要部拡大断面図である。軸受アセンブリの断面図である。従来の車輪用軸受装置の断面図である。

符号の説明

１ハブ輪
２外輪
４ａ、４ｂ内輪
８、９アウタレース
１２車体取付フランジ
２５パルサーリング

Claims

車体取付フランジ及び複列のアウタレースを有する外輪と、車輪取付フランジを有するハブ輪と、ハブ輪外周に圧入されたアウトボード側の第１内輪、及び第１内輪よりもインボード側のハブ輪外周に圧入された第２内輪を有し、各内輪にそれぞれインナレースが形成された内方部材と、内方部材に固定されたパルサーリングとを備え、ハブ輪のインボード側端部を加締めて、第１内輪及び第２内輪の軸方向位置決めを行った車輪用軸受装置において、
パルサーリングが第２内輪の外周面に圧入され、かつ第２内輪とハブ輪との間の圧入代を第１内輪とハブ輪との間の圧入代よりも小さくしたことを特徴とする車輪用軸受装置。
前記ハブ輪の外周面のうち、第１内輪の圧入部の外径寸法と第２内輪の圧入部の外径寸法とに差を設け、第１及び第２内輪の内径寸法を同一としたことを特徴とする請求項１の車輪用軸受装置。
前記ハブ輪の外周面のうち、第１内輪の圧入部の外径寸法と第２内輪の圧入部の外径寸法とを同一寸法として、第１内輪と第２内輪の内径寸法に差を設けたことを特徴とする請求項１の車輪用軸受装置。