JP6444716B2 - 車輪用軸受装置およびその取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、軽量・コンパクト化を図りつつ軸受剛性を増大させると共に、外方部材に発生する応力を抑制して精度確保と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置およびその取付構造に関するものである。

従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。この車輪用軸受装置には、所望の軸受剛性を有し、ミスアライメントに対しても耐久性を発揮すると共に、燃費向上の観点から回転トルクが小さい複列アンギュラ玉軸受が多用されている。この複列アンギュラ玉軸受は、固定輪と回転輪との間に複数のボールを介在させ、このボールに所定の接触角を付与して固定輪および回転輪に接触させている。

こうした複列の転がり軸受で構成された車輪用軸受装置において、近年、省資源あるいは公害等の面から燃費向上に対する要求は厳しいものがある。自動車部品において、中でも車輪軸受装置の軽量化はこうした要求に応える要因として注目され、強く望まれて久しい。特に、強度・剛性を保ったまま軽量化することが課題となっている。こうした課題を解決するものとして、図１１に示す車輪用軸受装置の外方部材（固定輪）が提案されている。

この車輪用軸受装置は、モーメント荷重が外方部材５１に負荷された場合、車体取付フランジ５２の各部位に発生する応力を予めＦＥＭ解析により求めると共に、この時の最弱部となる部位のみを形状あるいは寸法変更することにより強度・剛性を向上させている。すなわち、外方部材５１の車体取付フランジ５２に４つのボルト挿通孔５３、５４が形成され、これらボルト挿通孔５３、５４の周縁部Ａ〜Ｄのうち、反路面側（上部）の周縁部Ａ、Ｂと、路面側（下部）の周縁部Ｃ、Ｄとで肉厚が異なって設定されている。具体的には、モーメント荷重が負荷された場合、ナックル（図中二点鎖線にて示す）５５に対して離反する方向に荷重が負荷される反路面側の周縁部Ａ、Ｂの肉厚Ａ１を、ナックル５５に対して押し付ける方向に荷重が負荷される路面側の周縁部Ｃ、Ｄの肉厚Ｂ１よりも厚く形成されている（Ａ１＞Ｂ１）。

これにより、車体取付フランジ５２のうち相対的に強度・剛性が必要とされる部位のみを厚肉に形成し、他の部位を薄肉に形成したので、軽量化と高剛性化という、相反する課題を解決し、高いレベルでバランスさせて軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる（例えば、特許文献１参照。）。

このような車輪用軸受装置では、軸受取付後の外方部材５１における外側転走面５１ａの真円度は、ナックル５５の肉厚に大きく影響される。つまり、外方部材５１の車体取付フランジ５２の肉厚Ａ１よりもナックル５５の肉厚が大きい場合、ナックル５５側の影響を受け、複列の外側転走面５１ａ、５１ａのうち、特に、ナックル５５が嵌合する側の外側転走面５１ａの真円度が劣化し、当接面の形状や面積等の接触状態については、軸受部のみの対策では不充分な場合があった。

このような事情に対応して、固定側フランジとナックルとの不均等な当接状態に基づいて発生する歪み（引張応力）が、外方部材の外側転走面の真円度に影響を及ぼすのを防止した車輪用軸受装置が知られている。この車輪用軸受装置は、図１２に示すように、固定側の車体取付フランジ６８として、外方部材７０の円周方向に関して大径部７１と小径部７２とを交互に配置した非円形状のものを使用し、このうち大径部７１に取付孔７３が形成されている。そして、大径部７１と小径部７２のインナー側の側面（ナックルと対向する側面）６９の基端側部分（径方向内側部分）の全面に、全周に亙り連続した状態で凹溝７４が形成されている。なお、大径部７１に形成された凹溝７４の径方向外端縁は、小径部７２に形成された凹溝７４の外端縁と同じ位置か、それよりも径方向外方に位置している。

この凹溝７４は、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、車体取付フランジ６８のインナー側の側面６９から、対向するナックル７５のアウター側の側面７５ａに対して離れる方向（図１３の左方向）に凹んだ状態で形成されている。また、凹溝７４の最深部７６は、大径部７１と小径部７２の何れにも存在している。

この状態で、車体取付フランジ６８のインナー側の側面６９と、ナックル７５のアウター側の側面７５ａとは、凹溝７４以外の部分のみで当接する。すなわち、この凹溝７４は、小径部７２のインナー側の側面にも形成されている。このため、小径部７２がナックル７５のアウター側の側面７５ａと当接することはなく、大径部７１の取付孔７３の周辺部分のみがナックル７５のアウター側の側面７５ａに当接することになるため、車体取付フランジ６８とナックル７５との当接面積を小さくすることができ、ナックル７５のアウター側の側面７５ａの仕上げ精度が良くない場合でも、外方部材７０がこの精度の影響を受ける度合いを小さくすることができる。

また、車体取付フランジ６８のインナー側の側面６９と、ナックル７５のアウター側の側面７５ａとの不均等な当接状態に起因する歪みが発生した場合でも、車体取付フランジ６８の基端部に形成された凹溝７４部分は他の部分と比べて弾性変形し易いため、この歪みを吸収することができる。その結果、この歪みが、外方部材７０の外側転走面（図示せず）の、真円度を含む形状精度に悪影響を及ぼすのを防止することができる（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００９−２９２３７０号公報 特開２０１２−２２８９０９号公報

然しながら、こうした従来の車輪用軸受装置において、旋削加工ではナックル７５の当接面の平面度は精度不足であり、また、車体取付フランジ６８のインナー側の側面６９に形成された凹溝７４によって車体取付フランジ６８自体の強度・耐久性が低下する恐れがあり、こうした凹溝７４によって外方部材７０における外側転走面の真円度を含む形状精度に悪影響を及ぼすのを防止するには限界があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、車体取付フランジのナックルとの当接面の接触面積を少なくすると共に、その当接面の平面度を揃えることに着目し、取付後の相手側部材の当接面の平面精度が外方部材の形状精度へ影響するのを抑えると共に、車体取付フランジの変形による外方部材の外側転走面の真円度への影響を抑制して精度確保と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置およびその取付構造を提供することを目的としている。

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材および前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材の車体取付フランジに複数のボルト挿通孔が形成され、この複数のボルト挿通孔の周辺のインナー側の側面から段差を持って突出して形成された車体側部材に当接する当接面がそれぞれ設けられ、各当該当接面の段差の相互差が、締結に不要な当接部を除いて最小限に抑えられている。

このように、外方部材に車体取付フランジを一体に有する車輪用軸受装置において、外方部材の車体取付フランジに複数のボルト挿通孔が形成され、この複数のボルト挿通孔の周辺のインナー側の側面から段差を持って突出して形成された車体側部材に当接する当接面がそれぞれ設けられ、各当該当接面の段差の相互差が、締結に不要な当接部を除いて最小限に抑えられているので、取付後の相手側部材（車体側部材）の当接面の平面精度が外方部材の形状精度へ影響するのを抑えると共に、車体取付フランジの変形による外方部材の外側転走面の真円度への影響を抑制して精度確保と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

また、本発明のうち請求項２記載の発明は、外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材および前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置が車体側部材に固定される車輪用軸受装置の取付構造において、前記外方部材の車体取付フランジに複数のボルト挿通孔が形成されると共に、前記車体取付フランジに当接する車体側部材にボルト挿通孔が形成され、このボルト挿通孔の周辺の前記車体取付フランジに当接する当接面が段差を持って突出して形成され、当該当接面の段差の相互差が、締結に不要な当接部を除いて最小限に抑えられている。

このように、外方部材に車体取付フランジを一体に有する車輪用軸受装置が車体側部材に固定される車輪用軸受装置の取付構造において、外方部材の車体取付フランジに複数のボルト挿通孔が形成されると共に、車体取付フランジに当接する車体側部材にボルト挿通孔が形成され、このボルト挿通孔の周辺の車体取付フランジに当接する当接面が段差を持って突出して形成され、当該当接面の段差の相互差が、締結に不要な当接部を除いて最小限に抑えられているので、取付後の相手側部材（車体側部材）の当接面の平面精度が外方部材の形状精度へ影響するのを抑えると共に、車体取付フランジの変形による外方部材の外側転走面の真円度への影響を抑制して精度確保と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置の取付構造を提供することができる。

好ましくは、請求項３に記載の発明のように、前記当接面の内径が前記ボルト挿通孔の開口径とすると共に、外径が固定ボルトの外径の１．４〜１．７倍に設定されていれば、当接面の接触面積が過小となって接触面圧が高くなるのを防止しつつ、取付後の外方部材の変形を効果的に抑えることができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記当接面の段差が０．０３ｍｍ以上に設定されていれば、固定ボルトを所定の締付トルクで締結した際に段差が変形して残存しなくなるのを防止できる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記当接面の段差の相互差が８０μｍ以下に規制されていれば、車体側部材の平面度の影響を抑え、取付後の外方部材の変形を抑えることができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記当接面の段差が熱処理後に機械加工によって形成されていれば、熱処理変形を修正することができ、段差の相互差を規制することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材および前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材の車体取付フランジに複数のボルト挿通孔が形成され、この複数のボルト挿通孔の周辺のインナー側の側面から段差を持って突出して形成された車体側部材に当接する当接面がそれぞれ設けられ、各当該当接面の段差の相互差が、締結に不要な当接部を除いて最小限に抑えられているので、取付後の相手側部材の当接面の平面精度が外方部材の形状精度へ影響するのを抑えると共に、車体取付フランジの変形による外方部材の外側転走面の真円度への影響を抑制して精度確保と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

また、本発明に係る車輪用軸受装置は、外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材および前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置が車体側部材に固定される車輪用軸受装置の取付構造において、前記外方部材の車体取付フランジに複数のボルト挿通孔が形成されると共に、前記車体取付フランジに当接する車体側部材にボルト挿通孔が形成され、このボルト挿通孔の周辺の前記車体取付フランジに当接する当接面が段差を持って突出して形成され、当該当接面の段差の相互差が、締結に不要な当接部を除いて最小限に抑えられているので、取付後の相手側部材（車体側部材）の当接面の平面精度が外方部材の形状精度へ影響するのを抑えると共に、車体取付フランジの変形による外方部材の外側転走面の真円度への影響を抑制して精度確保と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置の取付構造を提供することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図である。 （ａ）は、図１の外方部材の側面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＩ−Ｏ線に沿って断面した縦断面図である。 （ａ）は、図２（ａ）のＩＩＩａ部の要部拡大図、（ｂ）は、図２（ｂ）のＩＩＩｂ部の要部拡大図、（ｃ）は、（ｂ）の変形例を示す要部拡大図である。 （ａ）は、図３（ｂ）の加工形態を示す説明図、（ｂ）は、図３（ｃ）の加工形態を示す説明図である。 （ａ）は、外方部材の測定位置を示す説明図、（ｂ）は、ボルト挿通孔ＰＣＤ（ピッチ線直径）上の平面度イメージ図である。 インナー側の外側転走面の真円度形状を示し、（ａ）は、サスペンション取付前、（ｂ）は、サスペンション（α）取付後、（ｃ）は、実機サスペンション（β）取付後を示す。 アウター側の外側転走面の真円度形状を示し、（ａ）は、実機サスペンション取付前、（ｂ）は、サスペンション（α）取付後、（ｃ）は、サスペンション（β側）取付後を示す。 （ａ）は、サスペンション（α）の取付面の平面度形状、（ｂ）は、サスペンション（β）の取付面の平面度形状、（ｃ）は、外方部材の車体取付フランジにおけるボルト挿通孔のＰＣＤ上の平面度形状を示す。 本発明に係る車輪用軸受装置の取付構造を示す実施形態で、（ａ）は、サスペンションプレートを示す側面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＸ−Ｏ−ＩＸ線に沿った断面図である。 （ａ）は、図９（ｂ）のＸ部の要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）の段差の加工形態を示す説明図である。 （ａ）は、従来の車輪用軸受装置の外方部材を示す側面図、（ｂ）は、（ａ）のＸＩ−Ｏ−ＸＩ線に沿った縦断面図である。 従来の他の車輪用軸受装置の外方部材を示す側面図である。 （ａ）は、図１２の外方部材の小径部を示す要部断面図、（ｂ）は、図１２の外方部材の大径部を示す要部断面図である。

外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材の車体取付フランジに複数のボルト挿通孔が形成され、このボルト挿通孔の周辺の車体側部材に当接する当接面がインナー側の側面から段差を持って突出して形成され、前記当接面の内径が前記ボルト挿通孔の開口径とすると共に、外径が固定ボルトの外径の１．４〜１．７倍に設定され、当該当接面の段差が０．０３ｍｍ以上に設定されている。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図、図２（ａ）は、図１の外方部材の側面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＩ−Ｏ線に沿って断面した縦断面図、図３（ａ）は、図２（ａ）のＩＩＩａ部の要部拡大図、（ｂ）は、図２（ｂ）のＩＩＩｂ部の要部拡大図、（ｃ）は、（ｂ）の変形例を示す要部拡大図、図４（ａ）は、図３（ｂ）の加工形態を示す説明図、（ｂ）は、図３（ｃ）の加工形態を示す説明図、図５（ａ）は、外方部材の測定位置を示す説明図、（ｂ）は、ボルト挿通孔ＰＣＤ上の平面度イメージ図、図６はインナー側の外側転走面の真円度形状を示し、（ａ）は、サスペンション取付前、（ｂ）は、サスペンション（α）取付後、（ｃ）は、サスペンション（β）取付後の真円度形状、図７はアウター側の外側転走面の真円度形状を示し、（ａ）は、サスペンション取付前、（ｂ）は、実機サスペンション（α）取付後、（ｃ）は、サスペンション（β）取付後の真円度形状、図８（ａ）は、サスペンション（α）の取付面の平面度形状、（ｂ）は、サスペンション（β）の取付面の平面度形状、（ｃ）は、外方部材の車体取付フランジにおけるボルト挿通孔のＰＣＤ上の平面度形状である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウター側（図１の左側）、中央寄り側をインナー側（図１の右側）という。

図１に示す車輪用軸受装置は駆動輪用の第３世代と称され、ハブ輪１と、このハブ輪１に圧入された内輪２とからなる内方部材３と、この内方部材３に複列の転動体（ボール）４、４を介して外挿された外方部材５とを備えている。

ハブ輪１は、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ６を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面１ａと、この内側転走面１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）１ｃが形成されている。また、車輪取付フランジ６の周方向等配位置には車輪を締結するためのハブボルト６ａが植設されている。一方、内輪２は、外周に他方（インナー側）の内側転走面２ａが形成され、ハブ輪１の小径段部１ｂに所定のシメシロを介して圧入固定されている。

ハブ輪１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面１ａをはじめ、後述するシール８のシールランド部となる車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部１ｂに亙って高周波焼入れによって５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。一方、内輪２はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。また、転動体４はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで６２〜６７ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

外方部材５は、外周に懸架装置を構成するナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ５ｂを一体に有し、内周に内方部材３の内側転走面１ａ、２ａに対向する複列の外側転走面５ａ、５ａが一体に形成されている。そして、これら内方部材３と外方部材５の両転走面５ａ、１ａおよび５ａ、２ａ間に保持器７を介して複列の転動体４、４が転動自在に収容されている。

外方部材５はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面５ａ、５ａが高周波焼入れによって５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。また、外方部材５と内方部材３との間に形成される環状空間の両端開口部にシール８、９が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に浸入するのを防止している。

シール８、９のうちインナー側のシール９は、互いに対向配置され、固定側部材となる外方部材５のインナー側の端部内周に所定のシメシロを介して圧入された環状のシール板１０と、回転側部材となる内輪２の外径に所定のシメシロを介して圧入されたスリンガ１１とからなる、所謂パックシールで構成されている。

また、アウター側のシール８は、外方部材５のアウター側の端部外周に圧入された芯金１２と、この芯金１２に接合されたシール部材１３とからなる一体型のシールで構成されている。シール８の芯金１２は、オーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系）や防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系）等、防錆能を有する鋼板からプレス加工にて形成され、全体として円環状に形成されている。

一方、シール部材１３は、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）等の合成ゴムからなり、加硫接着によって芯金１２に一体に接合されている。このシール部材１３は、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ１３ａと、このサイドリップ１３ａの内径側に同じく径方向外方に傾斜して延びるダストリップ１３ｂ、および軸受内方側（インナー側）に傾斜して延びるグリースリップ１３ｃを一体に有している。

車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂは断面が円弧状の曲面に形成され、この基部６ｂにサイドリップ１３ａとダストリップ１３ｂが所定の軸方向シメシロをもって摺接されると共に、グリースリップ１３ｃが所定の径方向シメシロを介して摺接されている。なお、シール部材１３の材質としては、ＮＢＲ以外にも、例えば、耐熱性に優れた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）等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れた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を例示することができる。

なお、本実施形態では、転動体４にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置を例示したが、これに限らず、例えば、転動体４に円すいころを用いた複列の円すいころ軸受で構成されていても良い。また、ここでは、ハブ輪２の外周に直接内側転走面２ａが形成された第３世代構造を例示したが、図示はしないが、ハブ輪の小径段部に一対の内輪が圧入固定された第２世代構造や等速自在継手の外側継手部材の外周に直接内側転走面が形成された第４世代構造であっても良い。

ここで、図２（ａ）に示すように、外方部材５の車体取付フランジ５ｂに複数（ここでは４つ）のボルト挿通孔１４が形成され、（ｂ）に示すように、このボルト挿通孔１４の周辺のナックル（またはサスペンションプレート）１５に当接する当接面１６がインナー側の側面５ｃから所定の段差を持って突出して形成されている。この当接面１６は、図３（ａ）に拡大して示すように、締結に不要な当接部を最小限に抑え、ナックル１５の当接面の平面精度の影響を少なくしている。具体的には、当接面１６の内径Ｅを最内径、すなわち、ボルト挿通孔１４の開口径とすると共に、外径Ｆは、図示しない固定ボルトの外径に対して１．４〜１．７倍、好ましくは、１．５〜１．６倍の範囲に設定されている。なお、この当接面１６の外径が１．４倍未満では、当接面１６の接触面積が過小となって接触面圧が高くなると共に、１．７倍を超えると、ナックル１５の当接面の平面精度の影響が生じる恐れがあり、取付後の外方部材５の変形を効果的に抑えることができない。

また、当接面１６の段差δは、熱処理（高周波焼入れ）後、旋削加工（機械加工）によって形成されている。これにより、熱処理変形を修正することができ、段差δの相互差を規制することができる。そして、この当接面１６の段差δは、（ｂ）に示すように、δ≧０．０３ｍｍに設定されている。この段差δが０．０３ｍｍ未満になると、机上計算（ＦＥＭ解析）において、固定ボルトの締付トルクの規格最大値で段差δが変形して残存しなくなり好ましくない。なお、当接面１６の加工形態は旋削加工に限らず、研削加工によって形成しても良い。これにより、熱処理変形による精度劣化を修正することができ、一層当接面１６を高精度に加工することができる。

図３（ｃ）は、（ｂ）の当接面１６の変形例である。この実施形態は、ボルト挿通孔１４の周辺が円錐台状に突出して当接面１７が形成されている。このように段差δを円錐台状に形成することにより、固定ボルトを所定の締付トルクで締結する際、段差が変形し難くなり、形状崩れを防止することができる。

図４は、図３の段差１６、１７の加工形態を示す説明図で、（ａ）は、図３（ａ）の段差１６を示し、（ｂ）は、図３（ｂ）の段差１７を示す。ここで、図中二点鎖線は鍛造加工後の形状で、ハッチングにて示す部分を旋削加工によって、段差δからなる当接面１６、１７が形成される。

本実施形態のように、ボルト挿通孔１４の周辺のナックル１５に当接する当接面１６を所定の段差を持って突出して形成すれば、図５に示すように、車体取付フランジ５ｂのボルト挿通孔１４のＰＣＤ上の全域の平面度Ｈａが大きい場合でも、この当接面１６の段差δの相互差Ｈｂを小さく揃えることで、軸受取付後の真円度劣化を抑えることができる。

本出願人が実施した試験では、表１に示すように、サスペンションに取付後の外側転走面の真円度は、取付前の真円度１．５μｍに対し、インナー側で７．０μｍ、３．０μｍ、アウター側で６．０μｍ、５．５μｍとなり、判定基準を満足する結果となった。

ここで、サスペンションには左右同一軸受を使用した。また、ボルト挿通孔１４のＰＣＤ上の平面度は１０μｍで、サスペンションの軸受取付面の平面度は、サスペンション（α）で１４０μｍ、サスペンション（β）で１３０μｍであった。なお、ナックル（鋼板製のバックプレート）の板厚は２．３０〜２．３４ｍｍ、板厚不同は２０〜４０μｍであった。

次に、図６（ａ）〜（ｃ）および図７（ａ）〜（ｃ）に真円度形状を示すと共に、図８（ａ）〜（ｃ）に平面度形状を示す。ここで、図６は、インナー側の外側転走面の真円度、図７は、アウター側の外側転走面の真円度を示し、それぞれ（ａ）は、実機サスペンション取付前の外側転走面の真円度、（ｂ）は、サスペンション（α）取付後の外側転走面の真円度、（ｃ）は、サスペンション（β）取付後の外側転走面の真円度を示す。また、図８（ａ）は、サスペンション（α）の取付面の平面度形状、（ｂ）は、サスペンション（β）の取付面の平面度形状、（ｃ）は、外方部材の車体取付フランジにおけるボルト挿通孔のＰＣＤ上の平面度形状を示す。なお、真円度の測定は、アメテック株式会社製のタリロンド３６５、平面度の測定は、株式会社ミツトヨ製の３次元測定器を使用した。

また、サスペンションでは左右で、取付面の平面度やその相互差が異なっており、その取付面の形状や相互差（図８参照）によって取付後の外側転走面の真円度形状が異なるが（図６、７参照）、表１に示すように、サスペンション（α）に使用された軸受の当接面１６の段差の相互差が最大８０μｍ、サスペンション（β）に使用された軸受の当接面１６の段差の相互差が最大４０μｍであった。これから、当接面１６の段差の相互差は８０μｍ以下、好ましくは、４０μｍ以下に規制すれば、相手側部材の平面度の影響を抑え、取付後の外方部材５の変形を抑えることができる判定基準値を満足することができることが判った。

図９は、本発明に係る車輪用軸受装置の取付構造を示す実施形態で、（ａ）は、第２の実施サスペンションプレートを示す側面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＸ−Ｏ−ＩＸ線に沿った断面図、図１０（ａ）は、図９（ｂ）のＸ部の要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）の段差の加工形態を示す説明図である。

さらに、図９、１０に、相手部材の車体側部材側に前述した軸受の当接面のような段差を設けた実施形態を示す。図９（ａ）は、サスペンションプレート１８を示す側面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＸ−Ｏ−ＩＸ線に沿った断面図である。図９（ｂ）に示すように、このボルト挿通孔１９の周辺の軸受側の当接面に当接する当接面２０が円錐台状に突出する段差δを持って形成されている。この当接面２０は、図１０（ａ）に拡大して示すように、締結に不要な当接部を最小限に抑え、その当接面の平面精度の影響を少なくしている。

また図１０（ｂ）は、図９（ａ）の段差２０の加工形態を示す説明図で、図中二点鎖線はプレス加工後の形状で、ハッチングにて示す部分を旋削加工によって、段差δからなる当接面２０が形成されている。

このように、相手部材のナックル側の当接面２０に段差δを設けることにより、当接面２０の平面精度の影響を少なくし、取付後の外方部材の外側転走面の真円度が劣化するのを抑制することができる。なお、このナックルの当接面２０に当接する車輪用軸受装置側の車体取付フランジとを組み合わせることにより、当接面２０の平面精度の影響をさらに少なくし、取付後の外方部材の外側転走面の真円度が劣化するのを抑制することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の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。

本発明に係る車輪用軸受装置は、第２または第３世代構造あるいは第４世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。

１ ハブ輪
１ａ、２ａ 内側転走面
１ｂ 小径段部
１ｃ セレーション
１ｄ ハブ輪の外径面
２ 内輪
３ 内方部材
４ 転動体
５ 外方部材
５ａ 外側転走面
５ｂ 車体取付フランジ
５ｃ 車体取付フランジのインナー側の側面
６ 車輪取付フランジ
６ａ ハブボルト
６ｂ 車輪取付フランジのインナー側の基部
７ 保持器
８ アウター側のシール
９ インナー側のシール
１０ シール板
１１ スリンガ
１２ 芯金
１３ シール部材
１３ａ サイドリップ
１３ｂ ダストリップ
１３ｃ グリースリップ
１４、１９ ボルト挿通孔
１５ ナックル
１６、１７、２０ 当接面
１８ サスペンションプレート
５１ 外方部材
５１ａ 外側転走面
５２ 車体取付フランジ
５３、５４ ボルト挿通孔
５５ ナックル
６８ 車体取付フランジ
６９ 車体取付フランジのインナー側の側面
７１ 大径部
７２ 小径部
７３ 取付孔
７４ 凹溝
７５ ナックル
７５ａ ナックルのアウター側の側面
７６ 凹溝の最深部
Ａ、Ｂ 反路面側のボルト挿通孔の周縁部
Ｃ、Ｄ 路面側のボルト挿通孔の周縁部
Ａ１ 反路面側の周縁部の肉厚
Ｂ１ 路面側の周縁部の肉厚
Ｅ 当接面の内径
Ｆ 当接面の外径
Ｈａ ボルト挿通孔のＰＣＤ上の平面度
Ｈｂ 当接面の段差の相互差
δ 当接面の段差

Claims (4)

1. 外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
   外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
   この内方部材および前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、
   前記外方部材の車体取付フランジに複数のボルト挿通孔が形成され、この複数のボルト挿通孔の周辺のインナー側の側面から段差を持って前記ボルト挿通孔の中心に対して同心円状に突出して形成されて車体側部材に当接する当接面がそれぞれ設けられ、前記当接面の外径が固定ボルトの外径の１．４〜１．７倍の範囲に設定され、各当該当接面の段差の相互差が８０μｍ以下に規制され、締結に不要な当接部を除いて最小限に抑えられていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
   外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
   この内方部材および前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置が車体側部材に固定される車輪用軸受装置の取付構造において、
   前記外方部材の車体取付フランジに複数のボルト挿通孔が形成されると共に、前記車体取付フランジに当接する車体側部材にボルト挿通孔が形成され、このボルト挿通孔の周辺の前記車体取付フランジに当接する当接面が前記ボルト挿通孔の中心に対して同心円状に段差を持って突出して形成され、前記当接面の外径が固定ボルトの外径の１．４〜１．７倍の範囲に設定され、当該当接面の段差の相互差が８０μｍ以下に規制され、締結に不要な当接部を除いて最小限に抑えられていることを特徴とする車輪用軸受装置の取付構造。
3. 前記当接面の段差が０．０３ｍｍ以上に設定されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置およびその取付構造。
4. 前記当接面の段差が熱処理後に機械加工によって形成されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置およびその取付構造。

Images