JP6912860B2 - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は車輪用軸受装置に関する。詳しくは転動疲労寿命の低下を防ぐことができる車輪用軸受装置に関する。

従来、自動車等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、懸架装置を構成するナックルに外方部材が固定される。また、車輪用軸受装置は、外方部材の内側に転動体が介装され、この転動体によって内方部材を支持している。こうして、車輪用軸受装置は、転がり軸受構造を構成し、内方部材に取り付けられた車輪を回転自在としているのである。なお、車輪用軸受装置は、可能な限り軽量化が図られている。

ところで、このような車輪用軸受装置は、剛性を確保する観点と燃費向上の観点とから複列アンギュラ玉軸受を構成している。車輪用軸受装置は、車体が旋回している場合に旋回方向の反対側（右旋回の場合は車両の左側）の車輪に掛かるラジアル荷重やアキシアル荷重が増大する。これにより、外方部材の剛性が低ければ変形してしまうため、アウター側のボール列の剛性を高めて転動疲労寿命の低下を防ぐとした車輪用軸受装置が存在していた。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１に記載の車輪用軸受装置は、アウター側のボール列のピッチ円直径をインナー側のボール列のピッチ円直径よりも大きくし、アウター側のボール列のボール数を増やすことで剛性を高めている。しかし、かかる車輪用軸受装置は、アウター側のボール列のピッチ円直径を大きくしたことにより、外方部材のアウター側開口部の直径も大きくなっている。更に、外方部材のアウター側開口部には、シール部材が嵌め込まれる拡径部、加工のための基準面等が形成されている。このため、車輪用軸受装置に掛かる荷重が増大した場合、肉厚が薄い外方部材のアウター側開口部が略楕円形状に変形し、ボール列に接する転走面の真円度が劣化することによって転動疲労寿命が低下してしまう可能性があった。

特開２００８−１５５８３７号公報

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材のアウター側開口部の変形を低減させ、ボール列に接する転走面の真円度が劣化するのを抑えることにより、転動疲労寿命の低下を防ぐことができる車輪用軸受装置の提供を目的とする。

即ち、本発明は、外周にナックル取り付け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り付けフランジを一体に有し、外周に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、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、前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に介装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、前記外方部材の外周面から径方向へ突出した複数の肉厚部を有することにより、前記車輪取り付けフランジ側（アウター側）に形成された前記外側転走面における肉厚寸法が周方向で不等である、ものである。

本発明は、前記肉厚部が前記内方部材の回転軸を中心とする同心円上に等間隔に設けられている、ものである。

本発明は、重力が作用する方向に対して並行となる方向を上下方向とし、前記肉厚部が少なくとも上方向と下方向へ突出するように設けられている、ものである。

本発明は、前記上下方向に対して直交する方向を前後方向とし、前記肉厚部が少なくとも前方向と後方向へ突出するように設けられている、ものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

即ち、本発明に係る車輪用軸受装置は、外方部材の外周面から径方向へ突出した複数の肉厚部を有している。そして、車輪取り付けフランジ側（アウター側）に形成された外側転走面における肉厚寸法が周方向で不等である。これにより、本車輪用軸受装置は、全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材の変形を低減させ、ボール列に接する転走面の真円度が劣化するのを抑えることにより、転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、肉厚部が内方部材の回転軸を中心とする同心円上に等間隔に設けられている。これにより、本車輪用軸受装置は、外方部材の研削加工が容易となり、生産効率を高めることができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、肉厚部が少なくとも上方向と下方向へ突出するように設けられている。これにより、本車輪用軸受装置は、主に上下方向への曲げ荷重に対して耐力を向上することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、肉厚部が少なくとも前方向と後方向へ突出するように設けられている。これにより、本車輪用軸受装置は、主に前後方向への曲げ荷重に対して耐力を向上することができる。

車輪用軸受装置の全体構成を示す斜視図。 車輪用軸受装置の全体構成を示す断面図。 車輪用軸受装置の一部構造を示す拡大断面図。 車輪用軸受装置の一部構造を示す拡大断面図。 第一実施形態である車輪用軸受装置の要部構造を示す断面図。 第二実施形態である車輪用軸受装置の要部構造を示す断面図。 第三実施形態である車輪用軸受装置の要部構造を示す断面図。 第四実施形態である車輪用軸受装置の要部構造を示す断面図。 第五実施形態である車輪用軸受装置の要部構造を示す断面図。 第六実施形態である車輪用軸受装置の要部構造を示す断面図。 他の実施形態である車輪用軸受装置の要部構造を示す断面図。 他の実施形態である車輪用軸受装置の要部構造を示す断面図。

以下に、図１から図４を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態である車輪用軸受装置１について説明する。なお、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。図３および図４は、図２における一部領域の拡大図である。

車輪用軸受装置１は、自動車等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、外方部材２、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）、転動体６、シール部材７（以降「一側シール部材７」とする）、シール部材１０（以降「他側シール部材１０」とする）を具備する。なお、以下において、「一側」とは、車輪用軸受装置１の車体側、即ち、インナー側を表す。また、「他側」とは、車輪用軸受装置１の車輪側、即ち、アウター側を表す。

外方部材２は、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）を支持するものである。外方部材２は、略円筒形状に形成されたＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。外方部材２の一側端部には、拡径部２ａが形成されている。外方部材２の他側端部には、拡径部２ｂが形成されている。外方部材２の内周には、環状に外側転走面２ｃと外側転走面２ｄとが互いに平行となるように形成されている。外側転走面２ｃと外側転走面２ｄには、高周波焼入れが施され、表面硬さが５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。なお、外方部材２の外周には、懸架装置を構成するナックルに取り付けるためのナックル取り付けフランジ２ｅが一体に形成されている。

内方部材３は、図示しない車輪を回転自在に支持するものである。内方部材３は、ハブ輪４と内輪５で構成されている。

ハブ輪４は、有底円筒形状に形成されたＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。ハブ輪４の一側端部には、小径段部４ａが形成されている。小径段部４ａには、内輪５が圧入されている。ハブ輪４の他側端部には、車輪取り付けフランジ４ｂが一体的に形成されている。車輪取り付けフランジ４ｂには、円周等配位置にハブボルト４ｄが設けられている。また、ハブ輪４の外周には、環状に内側転走面４ｃが形成されている。ハブ輪４は、小径段部４ａから内側転走面４ｃまで高周波焼入れが施され、表面硬さが５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。これにより、ハブ輪４は、車輪取り付けフランジ４ｂに付加される回転曲げ荷重に対して十分な機械的強度と耐久性を有している。なお、内側転走面４ｃは、外方部材２の外側転走面２ｄに対向する。

内輪５は、略円筒形状に形成されたＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼で構成されている。内輪５の外周には、環状に内側転走面５ａが形成されている。つまり、内輪５は、ハブ輪４の小径段部４ａに嵌め込まれ、小径段部４ａの外周に内側転走面５ａを構成している。内輪５は、いわゆるズブ焼入れが施され、芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。これにより、内輪５は、車輪取り付けフランジ４ｂに付加される回転曲げ荷重に対して十分な機械的強度と耐久性を有している。なお、内側転走面５ａは、外方部材２の外側転走面２ｃに対向する。

転動体６は、外方部材２と内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の間に介装されるものである。転動体６は、インナー側のボール列（以降「一側ボール列６ａ」とする）とアウター側のボール列（以降「他側ボール列６ｂ」とする）を有している。一側ボール列６ａと他側ボール列６ｂは、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼で構成されている。一側ボール列６ａと他側ボール列６ｂには、いわゆるズブ焼入れが施され、芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。一側ボール列６ａは、複数のボールが保持器によって環状に保持されている。一側ボール列６ａは、内輪５に形成されている内側転走面５ａと、それに対向する外方部材２の外側転走面２ｃとの間に転動自在に収容されている。他側ボール列６ｂは、複数のボールが保持器によって環状に保持されている。他側ボール列６ｂは、ハブ輪４に形成されている内側転走面４ｃと、それに対向する外方部材２の外側転走面２ｄとの間に転動自在に収容されている。このようにして、一側ボール列６ａと他側ボール列６ｂは、外方部材２と内方部材３（ハブ輪４と内輪５）とで複列アンギュラ玉軸受を構成している。なお、車輪用軸受装置１は、複列アンギュラ玉軸受を構成したものであるが、これに限定するものではない。例えば、複列円錐ころ軸受等を構成したものであっても良い。また、車輪用軸受装置１は、ハブ輪４の外周に他側ボール列６ｂの内側転走面４ｃが直接形成されている第３世代構造の車輪用軸受装置であるがこれに限定するものではなく、ハブ輪４に一対の内輪５が圧入固定された第２世代構造であっても良い。

一側シール部材７は、外方部材２と内方部材３の間に形成された環状空間Ｓのインナー側端部に装着されるものである。一側シール部材７は、円環状のシールリング８と円環状のスリンガ９で構成されている。

シールリング８は、外方部材２の拡径部２ａに嵌合されて外方部材２と一体的に構成される。シールリング８は、芯金８１と弾性部材であるシールゴム８２とを有する。

芯金８１は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）で構成されている。芯金８１は、円環状の鋼板がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面が略Ｌ字状に形成されている。これにより、芯金８１は、円筒状の嵌合部８１ａと、その一端から内方部材３（内輪５）に向かって延びる円板状の側板部８１ｂとが形成されている。嵌合部８１ａと側板部８１ｂは、互いに略垂直に交わっており、嵌合部８１ａは、後述するスリンガ９の嵌合部９ａに対向する。また、側板部８１ｂは、後述するスリンガ９の側板部９ｂに対向する。なお、嵌合部８１ａと側板部８１ｂには、弾性部材であるシールゴム８２が加硫接着されている。

シールゴム８２は、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、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）、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の合成ゴムで構成されている。シールゴム８２には、シールリップであるラジアルリップ８２ａ、内側アキシアルリップ８２ｂおよび外側アキシアルリップ８２ｃが形成されている。

スリンガ９は、内方部材３の外周（内輪５の外周）に嵌合されて内方部材３と一体的に構成される。

スリンガ９は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）で構成されている。スリンガ９は、円環状の鋼板がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面が略Ｌ字状に形成されている。これにより、スリンガ９は、円筒状の嵌合部９ａと、その端部から外方部材２に向かって延びる円板状の側板部９ｂとが形成されている。嵌合部９ａと側板部９ｂは、互いに垂直に交わっており、嵌合部９ａは、前述したシールリング８の嵌合部８１ａに対向する。また、側板部９ｂは、前述したシールリング８の側板部８１ｂに対向する。なお、側板部９ｂには、磁気エンコーダ９ｃが設けられている。

一側シール部材７は、シールリング８とスリンガ９とが対向するように配置される。このとき、ラジアルリップ８２ａは、油膜を介してスリンガ９の嵌合部９ａに接触する。また、アキシアルリップ８２ｂは、油膜を介してスリンガ９の側板部９ｂに接触する。そして、外側アキシアルリップ８２ｃも、油膜を介してスリンガ９の側板部９ｂに接触する。このようにして、一側シール部材７は、いわゆるパックシールを構成し、砂塵等の侵入を防止しているのである。

他側シール部材１０は、外方部材２と内方部材３の間に形成された環状空間Ｓのアウター側端部に装着されるものである。他側シール部材１０は、円環状のシールリング１１で構成されている。

他側シール部材１０は、外方部材２の拡径部２ｂに嵌合されて外方部材２と一体的に構成される。シールリング１１は、芯金１１１と弾性部材であるシールゴム１１２とを有する。

芯金１１１は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）で構成されている。芯金１１１は、円環状の鋼板がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面視で略Ｃ字状に形成されている。これにより、芯金１１１は、円筒状の嵌合部１１１ａと、その一端から内方部材３（ハブ輪４）に向かって延びる円板状の側板部１１１ｂとが形成されている。嵌合部１１１ａと側板部１１１ｂは、互いに湾曲しながら交わっており、嵌合部１１１ａは、ハブ輪４の軸面部４ｅに対向する。また、側板部１１１ｂは、ハブ輪４の曲面部４ｆおよび側面部４ｇに対向する。なお、側板部１１１ｂには、弾性部材であるシールゴム１１２が加硫接着されている。

シールゴム１１２は、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、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）、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の合成ゴムで構成されている。シールゴム１１２には、シールリップであるラジアルリップ１１２ａ、内側アキシアルリップ１１２ｂおよび外側アキシアルリップ１１２ｃが形成されている。

他側シール部材１０は、シールリング１１とハブ輪４とが対向するように配置される。このとき、ラジアルリップ１１２ａは、油膜を介してハブ輪４の軸面部４ｇに接触する。また、アキシアルリップ１１２ｂは、油膜を介してハブ輪４の曲面部４ｆに接触する。そして、外側アキシアルリップ１１２ｃも、油膜を介してハブ輪４の側面部４ｅに接触する。このようにして、他側シール部材１０は、砂塵等の侵入を防止しているのである。

次に、図５を用いて、第一実施形態である車輪用軸受装置１について詳細に説明する。図５は、図２におけるＢ−Ｂ断面図である。なお、図５には、車輪用軸受装置１の上下方向と前後方向を表す。ここで、上下方向とは、重力が作用する方向に対して並行となる方向である。また、前後方向とは、上下方向に対して直交する方向、つまり、車体が前進若しくは後進する方向である。

第一実施形態である車輪用軸受装置１は、外方部材２の断面形状が内方部材３の回転軸Ｃを中心とする略円筒形状となっている。しかしながら、本車輪用軸受装置１は、外方部材２の外周面から径方向へ突出した二つの肉厚部２ｆを有している。肉厚部２ｆは、外方部材２のアウター側端面から回転軸Ｃに対して並行に形成され、外側転走面２ｄを横断するように延びてナックル取り付けフランジ２ｅの基部につながっている（図２参照）。そのため、本車輪用軸受装置１は、車輪取り付けフランジ４ｂ側（アウター側）に形成された外側転走面２ｄにおける肉厚寸法が周方向の二箇所で不等となっている。つまり、外側転走面２ｄが形成されている部分の肉厚寸法が周方向の二箇所で大きくなっており、一定でない。本車輪用軸受装置１は、肉厚部２ｆが形成された部分の内周面（外側転走面２ｄ）から外周面までの寸法Ｔａがその他の部分における内周面（外側転走面２ｄ）から外周面までの寸法Ｔｂよりも大きい値であり、外周面が周方向の二箇所で盛り上がった形状となっている。かかる特徴は、少なくとも外側転走面２ｄを横断するように肉厚部２ｆを形成することで実現される。

このような設計とすることで、本車輪用軸受装置１は、従来の車輪用軸受装置と比較して簡素な形状の差異でありながらも、外方部材２におけるアウター側の剛性が向上している。従って、本車輪用軸受装置１は、全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材２のアウター側開口部の変形を低減させ、ボール列６ｂに接する外側転走面２ｄの真円度が劣化するのを抑えることにより、転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。

加えて、本車輪用軸受装置１は、肉厚部２ｆが内方部材３の回転軸Ｃを中心とする同心円上に等間隔に設けられている。具体的に説明すると、本車輪用軸受装置１は、二つの肉厚部２ｆを有しており、互いに回転軸Ｃを中心とする位相角が１８０°となる位置に設けられている。なお、本車輪用軸受装置１においては、肉厚部２ｆが上方向と下方向へ突出するように設けられている。

このような設計とすることにより、本車輪用軸受装置１の外方部材２は、回転した際のバランスが向上している。このため、外方部材２は、研削加工時に回転されても芯振れが抑制される。従って、本車輪用軸受装置１は、外方部材２の研削加工が容易となり、生産効率を高めることができる。また、本車輪用軸受装置１は、上方向と下方向へ突出した肉厚部２ｆがビームとしての役割を発揮するので、主に上下方向への曲げ荷重に対して耐力が向上する。

次に、図６を用いて、第二実施形態である車輪用軸受装置１について詳細に説明する。図６は、図２におけるＢ−Ｂ断面に相当する断面図である。なお、図６にも、車輪用軸受装置１の上下方向と前後方向を表す。

第二実施形態である車輪用軸受装置１においても、外方部材２の断面形状が内方部材３の回転軸Ｃを中心とする略円筒形状となっている。そして、第一実施形態である車輪用軸受装置１と同様に二つの肉厚部２ｆを有している。肉厚部２ｆは、外方部材２のアウター側端面から回転軸Ｃに対して並行に形成され、外側転走面２ｄを横断するように延びてナックル取り付けフランジ２ｅの基部につながっている。そのため、本車輪用軸受装置１は、車輪取り付けフランジ４ｂ側（アウター側）に形成された外側転走面２ｄにおける肉厚寸法が周方向の二箇所で不等となっている。つまり、外側転走面２ｄが形成されている部分の肉厚寸法が周方向の二箇所で大きくなっており、一定でない。本車輪用軸受装置１は、肉厚部２ｆが形成された部分の内周面（外側転走面２ｄ）から外周面までの寸法Ｔａがその他の部分における内周面（外側転走面２ｄ）から外周面までの寸法Ｔｂよりも大きい値であり、外周面が周方向の二箇所で盛り上がった形状となっている。かかる特徴は、少なくとも外側転走面２ｄを横断するように肉厚部２ｆを形成することで実現される。

このような設計とすることで、本車輪用軸受装置１は、従来の車輪用軸受装置と比較して簡素な形状の差異でありながらも、外方部材２におけるアウター側の剛性が向上している。従って、本車輪用軸受装置１は、全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材２のアウター側開口部の変形を低減させ、ボール列６ｂに接する外側転走面２ｄの真円度が劣化するのを抑えることにより、転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。

加えて、本車輪用軸受装置１は、肉厚部２ｆが内方部材３の回転軸Ｃを中心とする同心円上に等間隔に設けられている。具体的に説明すると、本車輪用軸受装置１は、二つの肉厚部２ｆを有しており、互いに回転軸Ｃを中心とする位相角が１８０°となる位置に設けられている。但し、本車輪用軸受装置１においては、肉厚部２ｆが前方向と後方向へ突出するように設けられている。

このような設計とすることにより、本車輪用軸受装置１の外方部材２は、回転した際のバランスが向上している。このため、外方部材２は、研削加工時に回転されても芯振れが抑制される。従って、本車輪用軸受装置１は、外方部材２の研削加工が容易となり、生産効率を高めることができる。また、本車輪用軸受装置１は、前方向と後方向へ突出した肉厚部２ｆがビームとしての役割を発揮するので、主に前後方向への曲げ荷重に対して耐力が向上する。

次に、図７を用いて、第三実施形態である車輪用軸受装置１について詳細に説明する。図７は、図２におけるＢ−Ｂ断面に相当する断面図である。なお、図７にも、車輪用軸受装置１の上下方向と前後方向を表す。

第三実施形態である車輪用軸受装置１においても、外方部材２の断面形状が内方部材３の回転軸Ｃを中心とする略円筒形状となっている。そして、第一実施形態や第二実施形態である車輪用軸受装置１と異なり三つの肉厚部２ｆを有している。肉厚部２ｆは、外方部材２のアウター側端面から回転軸Ｃに対して並行に形成され、外側転走面２ｄを横断するように延びてナックル取り付けフランジ２ｅの基部につながっている。そのため、本車輪用軸受装置１は、車輪取り付けフランジ４ｂ側（アウター側）に形成された外側転走面２ｄにおける肉厚寸法が周方向の三箇所で不等となっている。つまり、外側転走面２ｄが形成されている部分の肉厚寸法が周方向の三箇所で大きくなっており、一定でない。本車輪用軸受装置１は、肉厚部２ｆが形成された部分の内周面（外側転走面２ｄ）から外周面までの寸法Ｔａがその他の部分における内周面（外側転走面２ｄ）から外周面までの寸法Ｔｂよりも大きい値であり、外周面が周方向の三箇所で盛り上がった形状となっている。かかる特徴は、少なくとも外側転走面２ｄを横断するように肉厚部２ｆを形成することで実現される。

このような設計とすることで、本車輪用軸受装置１は、従来の車輪用軸受装置と比較して簡素な形状の差異でありながらも、外方部材２におけるアウター側の剛性が向上している。従って、本車輪用軸受装置１は、全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材２のアウター側開口部の変形を低減させ、ボール列６ｂに接する外側転走面２ｄの真円度が劣化するのを抑えることにより、転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。

加えて、本車輪用軸受装置１は、肉厚部２ｆが内方部材３の回転軸Ｃを中心とする同心円上に等間隔に設けられている。具体的に説明すると、本車輪用軸受装置１は、三つの肉厚部２ｆを有しており、互いに回転軸Ｃを中心とする位相角が１２０°となる位置に設けられている。なお、本車輪用軸受装置１は、肉厚部２ｆが上方向および前斜下方向と後斜下方向へ突出するように設けられている。

このような設計とすることにより、本車輪用軸受装置１の外方部材２は、回転した際のバランスが向上している。このため、外方部材２は、研削加工時に回転されても芯振れが抑制される。従って、本車輪用軸受装置１は、外方部材２の研削加工が容易となり、生産効率を高めることができる。また、本車輪用軸受装置１は、上方向および前斜下方向と後斜下方向へ突出した肉厚部２ｆがビームとしての役割を発揮するので、上下方向に加えて前後方向への曲げ荷重に対しても耐力が向上する。

次に、図８を用いて、第四実施形態である車輪用軸受装置１について詳細に説明する。図８は、図２におけるＢ−Ｂ断面に相当する断面図である。なお、図８にも、車輪用軸受装置１の上下方向と前後方向を表す。

第四実施形態である車輪用軸受装置１においても、外方部材２の断面形状が内方部材３の回転軸Ｃを中心とする略円筒形状となっている。そして、第三実施形態である車輪用軸受装置１と同様に三つの肉厚部２ｆを有している。肉厚部２ｆは、外方部材２のアウター側端面から回転軸Ｃに対して並行に形成され、外側転走面２ｄを横断するように延びてナックル取り付けフランジ２ｅの基部につながっている。そのため、本車輪用軸受装置１は、車輪取り付けフランジ４ｂ側（アウター側）に形成された外側転走面２ｄにおける肉厚寸法が周方向の三箇所で不等となっている。つまり、外側転走面２ｄが形成されている部分の肉厚寸法が周方向の三箇所で大きくなっており、一定でない。本車輪用軸受装置１は、肉厚部２ｆが形成された部分の内周面（外側転走面２ｄ）から外周面までの寸法Ｔａがその他の部分における内周面（外側転走面２ｄ）から外周面までの寸法Ｔｂよりも大きい値であり、外周面が周方向の三箇所で盛り上がった形状となっている。かかる特徴は、少なくとも外側転走面２ｄを横断するように肉厚部２ｆを形成することで実現される。

このような設計とすることで、本車輪用軸受装置１は、従来の車輪用軸受装置と比較して簡素な形状の差異でありながらも、外方部材２におけるアウター側の剛性が向上している。従って、本車輪用軸受装置１は、全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材２のアウター側開口部の変形を低減させ、ボール列６ｂに接する外側転走面２ｄの真円度が劣化するのを抑えることにより、転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。

加えて、本車輪用軸受装置１は、肉厚部２ｆが内方部材３の回転軸Ｃを中心とする同心円上に等間隔に設けられている。具体的に説明すると、本車輪用軸受装置１は、三つの肉厚部２ｆを有しており、互いに回転軸Ｃを中心とする位相角が１２０°となる位置に設けられている。但し、本車輪用軸受装置１は、肉厚部２ｆが下方向および前斜上方向と後斜上方向へ突出するように設けられている。

このような設計とすることにより、本車輪用軸受装置１の外方部材２は、回転した際のバランスが向上している。このため、外方部材２は、研削加工時に回転されても芯振れが抑制される。従って、本車輪用軸受装置１は、外方部材２の研削加工が容易となり、生産効率を高めることができる。また、本車輪用軸受装置１は、下方向および前斜上方向と後斜上方向へ突出した肉厚部２ｆがビームとしての役割を発揮するので、上下方向に加えて前後方向への曲げ荷重に対しても耐力が向上する。

次に、図９を用いて、第五実施形態である車輪用軸受装置１について詳細に説明する。図９は、図２におけるＢ−Ｂ断面に相当する断面図である。なお、図９にも、車輪用軸受装置１の上下方向と前後方向を表す。

第五実施形態である車輪用軸受装置１においても、外方部材２の断面形状が内方部材３の回転軸Ｃを中心とする略円筒形状となっている。そして、第一実施形態から第四実施形態である車輪用軸受装置１と異なり四つの肉厚部２ｆを有している。肉厚部２ｆは、外方部材２のアウター側端面から回転軸Ｃに対して並行に形成され、外側転走面２ｄを横断するように延びてナックル取り付けフランジ２ｅの基部につながっている。そのため、本車輪用軸受装置１は、車輪取り付けフランジ４ｂ側（アウター側）に形成された外側転走面２ｄにおける肉厚寸法が周方向の四箇所で不等となっている。つまり、外側転走面２ｄが形成されている部分の肉厚寸法が周方向の四箇所で大きくなっており、一定でない。本車輪用軸受装置１は、肉厚部２ｆが形成された部分の内周面（外側転走面２ｄ）から外周面までの寸法Ｔａがその他の部分における内周面（外側転走面２ｄ）から外周面までの寸法Ｔｂよりも大きい値であり、外周面が周方向の四箇所で盛り上がった形状となっている。かかる特徴は、少なくとも外側転走面２ｄを横断するように肉厚部２ｆを形成することで実現される。

このような設計とすることで、本車輪用軸受装置１は、従来の車輪用軸受装置と比較して簡素な形状の差異でありながらも、外方部材２におけるアウター側の剛性が向上している。従って、本車輪用軸受装置１は、全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材２のアウター側開口部の変形を低減させ、ボール列６ｂに接する外側転走面２ｄの真円度が劣化するのを抑えることにより、転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。

加えて、本車輪用軸受装置１は、肉厚部２ｆが内方部材３の回転軸Ｃを中心とする同心円上に等間隔に設けられている。具体的に説明すると、本車輪用軸受装置１は、四つの肉厚部２ｆを有しており、互いに回転軸Ｃを中心とする位相角が９０°となる位置に設けられている。なお、本車輪用軸受装置１は、肉厚部２ｆが上方向と下方向および前方向と後方向へ突出するように設けられている。

このような設計とすることにより、本車輪用軸受装置１の外方部材２は、回転した際のバランスが向上している。このため、外方部材２は、研削加工時に回転されても芯振れが抑制される。従って、本車輪用軸受装置１は、外方部材２の研削加工が容易となり、生産効率を高めることができる。また、本車輪用軸受装置１は、上方向と下方向および前方向と後方向へ突出した肉厚部２ｆがビームとしての役割を発揮するので、上下方向に加えて前後方向への曲げ荷重に対しても耐力が向上する。

次に、図１０を用いて、第六実施形態である車輪用軸受装置１について詳細に説明する。図１０は、図２におけるＢ−Ｂ断面に相当する断面図である。なお、図１０にも、車輪用軸受装置１の上下方向と前後方向を表す。

第六実施形態である車輪用軸受装置１においても、外方部材２の断面形状が内方部材３の回転軸Ｃを中心とする略円筒形状となっている。そして、第五実施形態である車輪用軸受装置１と同様に四つの肉厚部２ｆを有している。肉厚部２ｆは、外方部材２のアウター側端面から回転軸Ｃに対して並行に形成され、外側転走面２ｄを横断するように延びてナックル取り付けフランジ２ｅの基部につながっている。そのため、本車輪用軸受装置１は、車輪取り付けフランジ４ｂ側（アウター側）に形成された外側転走面２ｄにおける肉厚寸法が周方向の四箇所で不等となっている。つまり、外側転走面２ｄが形成されている部分の肉厚寸法が周方向の四箇所で大きくなっており、一定でない。本車輪用軸受装置１は、肉厚部２ｆが形成された部分の内周面（外側転走面２ｄ）から外周面までの寸法Ｔａがその他の部分における内周面（外側転走面２ｄ）から外周面までの寸法Ｔｂよりも大きい値であり、外周面が周方向の四箇所で盛り上がった形状となっている。かかる特徴は、少なくとも外側転走面２ｄを横断するように肉厚部２ｆを形成することで実現される。

このような設計とすることで、本車輪用軸受装置１は、従来の車輪用軸受装置と比較して簡素な形状の差異でありながらも、外方部材２におけるアウター側の剛性が向上している。従って、本車輪用軸受装置１は、全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材２のアウター側開口部の変形を低減させ、ボール列６ｂに接する外側転走面２ｄの真円度が劣化するのを抑えることにより、転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。

加えて、本車輪用軸受装置１は、肉厚部２ｆが内方部材３の回転軸Ｃを中心とする同心円上に等間隔に設けられている。具体的に説明すると、本車輪用軸受装置１は、四つの肉厚部２ｆを有しており、互いに回転軸Ｃを中心とする位相角が９０°となる位置に設けられている。但し、本車輪用軸受装置１は、肉厚部２ｆが前斜上方向と後斜上方向および前斜下方向と後斜下方向へ突出するように設けられている。

このような設計とすることにより、本車輪用軸受装置１の外方部材２は、回転した際のバランスが向上している。このため、外方部材２は、研削加工時に回転されても芯振れが抑制される。従って、本車輪用軸受装置１は、外方部材２の研削加工が容易となり、生産効率を高めることができる。また、本車輪用軸受装置１は、前斜上方向と後斜上方向および前斜下方向と後斜下方向へ突出した肉厚部２ｆがビームとしての役割を発揮するので、上下方向に加えて前後方向への曲げ荷重に対しても耐力が向上する。

次に、図１１および図１２を用いて、上述した各実施形態の車輪用軸受装置１に適用し得る構造について説明する。図１１の（Ａ）と（Ｂ）は、車輪用軸受装置１における要部構造を示す断面図である。同じく、図１２の（Ａ）と（Ｂ）も、車輪用軸受装置１における要部構造を示す断面図である。

図１１の（Ａ）に示すように、肉厚部２ｆは、外方部材２のアウター側端面から外側転走面２ｄの外周にかけて形成され、その長さ寸法Ｗ１が外方部材２のアウター側端面から外側転走面２ｄの最大外径Ｄの位置までの長さ寸法Ｗａよりも大きい値となるように形成されていれば良い（Ｗ１＞Ｗａ）。つまり、肉厚部２ｆは、外方部材２のアウター側端面から外側転走面２ｄの最大外径Ｄの位置を覆うように形成されていれば良い。なお、肉厚部２ｆは、外方部材２の肉厚ｔ１が基準値以上（例えば５ｍｍから８ｍｍ）となるように突出量ｐ１だけ径方向の外側に突出している。

このような設計としても、本車輪用軸受装置１は、外方部材２におけるアウター側の剛性が向上する。このため、本車輪用軸受装置１は、各実施形態の車輪用軸受装置１と同様の効果を奏する。

また、図１１の（Ｂ）に示すように、肉厚部２ｆは、外方部材２のアウター側端面から外側転走面２ｄの外周にかけて形成され、その長さ寸法Ｗ２が外方部材２のアウター側端面から外側転走面２ｄのアウター側の縁までの長さ寸法Ｗｂよりも大きく、外側転走面２ｄの最大外径Ｄの位置までの長さ寸法Ｗａよりも小さい値となるように形成されていても良い（Ｗａ＞Ｗ２＞Ｗｂ）。つまり、肉厚部２ｆは、外方部材２のアウター側端面から外側転走面２ｄの外周における一部を覆うように形成されていれば良い。なお、肉厚部２ｆは、外方部材２の肉厚ｔ１が基準値以上（例えば５ｍｍから８ｍｍ）となるように突出量ｐ１だけ径方向の外側に突出している。

このような設計としても、本車輪用軸受装置１は、外方部材２におけるアウター側の剛性が向上する。このため、本車輪用軸受装置１は、各実施形態の車輪用軸受装置１と同様の効果を奏する。

更に、図１２の（Ａ）に示すように、肉厚部２ｆは、外側転走面２ｄの外周を取り巻くように形成され、その長さ寸法Ｗ３が外側転走面２ｄのアウター側の縁からインナー側の縁までの長さ寸法Ｗｃよりも大きい値となるように形成されていれば良い（Ｗ３＞Ｗｃ）。つまり、肉厚部２ｆは、外側転走面２ｄのアウター側の縁からインナー側の縁までの外周を覆うように形成されていれば良い。なお、肉厚部２ｆは、外方部材２の肉厚ｔ１が基準値以上（例えば５ｍｍから８ｍｍ）となるように突出量ｐ１だけ径方向の外側に突出している。

このような設計としても、本車輪用軸受装置１は、外方部材２におけるアウター側の剛性が向上する。このため、本車輪用軸受装置１は、各実施形態の車輪用軸受装置１と同様の効果を奏する。

加えて、図１２の（Ｂ）に示すように、肉厚部２ｆは、外方部材２のアウター側端面から外側転走面２ｄの外周に形成された傾斜部分にかけて形成され、その長さ寸法Ｗ４が外方部材２のアウター側端面から外方部材２が最も薄い肉厚ｔ１となる位置までの長さ寸法Ｗｄよりも大きく、外側転走面２ｄの最大外径Ｄの位置までの長さ寸法Ｗａよりも小さい値となるように形成されていても良い（Ｗａ＞Ｗ４＞Ｗｄ）。つまり、肉厚部２ｆは、外方部材２のアウター側端面から外側転走面２ｄの外周に形成された傾斜部分における一部を覆うように形成されていれば良い。なお、肉厚部２ｆは、外方部材２の肉厚ｔ１が基準値以上（例えば５ｍｍから８ｍｍ）となるように突出量ｐ１だけ径方向の外側に突出している。

このような設計としても、本車輪用軸受装置１は、外方部材２におけるアウター側の剛性が向上する。このため、本車輪用軸受装置１は、各実施形態の車輪用軸受装置１と同様の効果を奏する。

次に、上述した各実施形態の車輪用軸受装置１に共通する事項について説明する。

各実施形態の車輪用軸受装置１は、外方部材２が鍛造工法によって形成されている。このため、外方部材２の製造工程において、研削加工等の工数が低減する。従って、本車輪用軸受装置１は、安価に製造することができる。

１ 車輪用軸受装置
２ 外方部材
２ｃ 外側転走面
２ｄ 外側転走面
２ｅ ナックル取り付けフランジ
２ｆ 肉厚部
３ 内方部材
４ ハブ輪
４ａ 小径段部
４ｂ 車輪取り付けフランジ
４ｃ 内側転走面
５ 内輪
５ａ 内側転走面
６ 転動体
６ａ ボール列
６ｂ ボール列
７ シール部材
８ シールリング
９ スリンガ
１０ シール部材
１１ シールリング
Ｔａ 寸法
Ｔｂ 寸法
Ｃ 回転軸
Ｓ 環状空間

Claims (4)

1. 外周にナックル取り付け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り付けフランジを一体に有し、外周に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、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、
   前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に介装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、
   前記外方部材の外周面から径方向へ突出し、且つ前記外方部材と一体形成された複数の肉厚部を有し、
   前記各肉厚部は、
   前記外方部材のアウター側端面から、アウター側の前記外側転走面を横断するように軸方向に延びるとともに、
   軸方向視にて、周方向の円弧長さが、互いに隣接する前記肉厚部間の隙間の円弧長さ以下となるように設けられ、
   前記複数の肉厚部を有することにより、前記車輪取り付けフランジ側に形成された前記外側転走面における肉厚寸法が周方向で不等である、
   車輪用軸受装置。
2. 前記肉厚部が前記内方部材の回転軸を中心として同心円上に等間隔に設けられている、
   請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 重力が作用する方向に対して並行となる方向を上下方向とし、
   前記肉厚部が少なくとも上方向と下方向へ突出するように設けられている、
   請求項１又は請求項２に記載の車輪用軸受装置。
4. 重力が作用する方向に対して並行となる上下方向と直交する方向を前後方向とし、
   前記肉厚部が少なくとも前方向と後方向へ突出するように設けられている、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。

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