JPH11334308A - 車輪用転がり軸受ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車輪用転がり軸受ユニットに取り付ける車輪
のホイールの共通化を図る事により、自動車の製造コス
トを低減させる。 【解決手段】 ハブ５ａの外端面でシールリング１５よ
りも内径側部分に存在する部分に、車輪取り付け用のス
タッドを固定若しくはボルトを螺合させるねじ孔２５、
２５を、円周方向に亙り複数形成する。これにより、ハ
ブ５ａの直径の大きさに拘らず、各ねじ孔２５、２５の
ピッチ円直径を小さくできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係る車輪用転がり
軸受ユニットは、駆動輪を懸架装置に対して回転自在に
支持する為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】車輪を懸架装置に対して回転自在に支持
する為に、外輪と内輪とを転動体を介して回転自在に組
み合わせた車輪用転がり軸受ユニットが、各種使用され
ている。又、操舵輪であると同時に駆動輪でもある、Ｆ
Ｆ車或は４ＷＤ車の前輪等、独立懸架式サスペンション
に支持する駆動輪を支持する為の車輪用転がり軸受ユニ
ットは、等速ジョイントと組み合わせて、車輪に付与さ
れた舵角や、車輪とデファレンシャルギヤとの相対変位
に拘らず、駆動軸の回転を上記車輪に対して円滑に（等
速性を確保して）伝達する必要がある。この様な等速ジ
ョイントと組み合わせて、しかも比較的小型且つ軽量に
構成できる車輪用転がり軸受ユニットとして従来から、
実開昭６１−１１３１０３号公報に記載されたものが知
られている。

【０００３】図６は、この公報に記載された従来構造を
示している。車両への組み付け状態で、懸架装置に支持
されて回転しない外輪１（外輪相当部材）は、外周面に
この懸架装置に支持する為の外向フランジ状の取付部２
を、内周面に複列の第一、第二の外輪軌道３、４を、そ
れぞれ有する。上記外輪１の内径側には、ハブ５と第
一、第二の内輪６、７とから成る内輪相当部材２６を、
この外輪１と同心に配置している。このうち、ハブ５の
外周面の外端（外とは、自動車への組み付け状態で幅方
向外寄りとなる側を言い、図６の左側となる。反対に幅
方向中央寄りとなる側を内と言い、図６の右側とな
る。）寄り部分には、上記ハブ５に車輪を支持固定する
為の支持部であるフランジ８を、このハブ５と一体に形
成している。このフランジ８には、円周方向に亙り等間
隔に複数本（通常４〜６本）のスタッド９の基端部を、
それぞれ軸方向に圧入固定している。又、上記ハブ５の
外端部内径側部分に形成した肉盗み部３５の開口周縁部
には、上記ハブ５の軸方向外方に突出する円筒状の案内
部３６を設けている。又、上記ハブ５の内端側部分は、
等速ジョイント１０の外輪となる、ハウジング部１１と
している。

【０００４】又、上記ハブ５の中間部に、上記第一、第
二の内輪６、７を外嵌固定している。これら第一、第二
の内輪６、７の外周面には、それぞれ第一、第二の内輪
軌道１２、１３を形成している。そして、これら第一、
第二の内輪軌道１２、１３と上記第一、第二の外輪軌道
３、４との間に、それぞれ複数個ずつの転動体１４、１
４を設ける事により、上記外輪１の内側に上記内輪相当
部材２６を、回転自在に支持している。尚、図示の例で
は、転動体１４、１４として玉を使用しているが、重量
の嵩む自動車用の転がり軸受ユニットの場合には、転動
体としてテーパころを使用する場合もある。

【０００５】又、上記各転動体１４、１４を設けた環状
空間の両端開口部、即ち、上記外輪１の両端部内周面と
上記第一の内輪５の外端部外周面及び上記第二の内輪６
の内端部外周面との間の隙間は、それぞれシールリング
１５、１５により塞いでいる。又、上記ハブ５の外周面
でこのハブ５の中間部内端寄り部分には、全周に亙り係
止凹溝１６を形成すると共に、この係止凹溝１６に、欠
円環状の止め輪１７を係止している。そして、この止め
輪１７と、上記フランジ８の基端内側部分に形成した段
部１８との間で、上記第一、第二の内輪６、７を、軸方
向両側から挟持している。この状態で上記止め輪１７
は、上記第一、第二の内輪６、７が、上記ハブ５の軸方
向内端側にずれ動くのを防止する。

【０００６】又、上記ハウジング部１１の内端部外周面
には、ゴム或は合成樹脂等の弾性材により蛇腹状に形成
したブーツ１９の外端部を係止している。即ち、このブ
ーツ１９の外端部で上記ハウジング部１１の内端部に外
嵌した円筒状部分を、抑えバンド２０により抑え付けて
いる。そして、上記ブーツ１９の外端部内周面と前記ハ
ウジング部１１の内端部外周面に形成した係合溝２１と
を、全周に亙り係合させている。又、上記ブーツ１９の
他端部は、エンジンによりトランスミッションを介して
回転駆動される駆動軸２２の中間部外周面（図示せず）
に、密封状態で結合している。この様なブーツ１９は、
上記ハウジング部１１の内部空間と外部とを遮断し、こ
の内部空間に存在するグリースが外部に漏出するのを防
止すると共に、この内部空間に雨水、塵芥等の異物が侵
入する事を防止する。

【０００７】上述の様に構成する車輪用転がり軸受ユニ
ットを利用して駆動輪を車両に組み付ける際には、取付
部２により外輪１を懸架装置に支持固定し、フランジ８
により、上記駆動輪を上記ハブ５に支持固定する。この
うち、この駆動輪をハブ５に支持固定する際には、先
ず、この駆動輪を構成するホイールに形成した複数の挿
通孔に、上記フランジ８に固定した複数のスタッド９の
雄ねじ部３７を挿通する。これと共に、上記ホイールの
内側面を上記フランジ８の外側面に突き当てる。そし
て、上記各スタッド９の雄ねじ部３７のうち、上記ホイ
ールの外側面から突出した部分にナットを螺合し、更に
緊締する。尚、上記ハブ５の外端部内径側部分に設けた
案内部３６は、上記ホイールの内径側に挿通して、この
ホイールの位置決めを図るものである。又、前記等速ジ
ョイント１０を構成する内輪２３の内径側に、エンジン
によりトランスミッションを介して回転駆動される、上
記駆動軸２２の先端部をスプライン係合させる。自動車
の走行時には、この内輪２３の回転を、複数の玉２４を
介して上記ハブ５に伝達し、上記前輪を回転駆動する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に構成する等
速ジョイント１０を一体に組み込んだ車輪用転がり軸受
ユニットの場合、ハブ５の内端部には、上記等速ジョイ
ント１０を構成するハウジング部１１を一体に形成して
いる。言い換えれば、上記ハブ５の内端部内径側部分
に、上記等速ジョイント１０を構成する内輪２３及び複
数の玉２４と、駆動軸２２の先端部とを配置する為の空
間を設けている。この為、上記ハブ５の場合、従来から
広く使用されている、等速ジョイントと別体に構成した
車輪用転がり軸受ユニットのハブの場合よりも、直径寸
法が全体的に大きくなる。この為、上記ハブ５の場合に
は、上記等速ジョイントと別体に構成した車輪用転がり
軸受ユニットのハブの場合よりも、このハブ５の外端寄
り部外周面に形成するフランジ８の外径、並びにこのフ
ランジ８に固定する複数本のスタッド９のピッチ円直径
が大きくなる。

【０００９】ところが、上記各スタッド９のピッチ円直
径が大きくなると、これに合わせて、車輪のホイールに
形成する、上記各スタッド９の雄ねじ部３７を挿通させ
る為の複数の挿通孔のピッチ円直径も大きくする必要が
ある。この為、上記等速ジョイント１０を一体に組み込
んだ車輪用転がり軸受ユニットの場合と、上記等速ジョ
イントを別体に構成した転がり軸受ユニットの場合と
で、これら各車輪用転がり軸受ユニットに取り付けるホ
イールの共通化を図れなくなる。一方、自動車の製造コ
ストを低減させる為には、車輪用転がり軸受ユニットの
構造に拘らず、同一サイズのホイールを使用できる様に
する事が望まれる。本発明の車輪用転がり軸受ユニット
は、上述の様な事情に鑑みて発明したものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の車輪用転がり軸
受は、前述した従来の車輪用転がり軸受ユニットと同様
に、外周面に懸架装置に支持する為の取付部を、内周面
に外輪軌道を、それぞれ有し、使用時にも回転しない外
輪相当部材と、一端部に複数本のボルト若しくはスタッ
ドにより車輪を支持固定する為の支持部を、他端部に等
速ジョイントの外輪となるハウジング部を、それぞれ形
成し、中間部外周面に内輪軌道を設けた、使用時に回転
する内輪相当部材と、上記各外輪軌道と上記各内輪軌道
との間に設けられた複数個の転動体と、上記外輪相当部
材の両端部内周面と上記内輪相当部材の外周面との間に
設けた１対のシールリングとを備える。特に、本発明の
車輪用転がり軸受ユニットに於いては、上記支持部に設
ける複数本のボルト若しくはスタッドの外接円の直径
を、上記１対のシールリングのうちの支持部側のシール
リングの内径よりも小さくしている。尚、ボルトの場
合、上記外接円の直径とは、頭部を除く、杆部の外接円
の直径を言う。

【００１１】

【作用】上述の様に構成する本発明の車輪用転がり軸受
ユニットの場合、内輪相当部材の直径の大きさに拘ら
ず、支持部に車輪を支持固定する為の複数本のボルト若
しくはスタッドのピッチ円直径を、前述した等速ジョイ
ントと別体に構成した車輪用転がり軸受ユニットを構成
する、複数本のスタッドのピッチ円直径と同じ大きさに
できる。この為、車輪のホイールに形成する複数の挿通
孔のピッチ円直径を、前述の図６に示した従来構造の様
に大きくする必要はない。従って、等速ジョイントを一
体に組み込んだ本発明の車輪用転がり軸受ユニットの場
合と、上記等速ジョイントと別体に構成した車輪用転が
り軸受ユニットの場合とで、これら各車輪用転がり軸受
ユニットに取り付ける車輪のホイール共通化を図れる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態の第
１例を示している。尚、本例の特徴は、内輪相当部材２
６ａを構成するハブ５ａの外端部に設けた支持部の構造
にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図６に
示した従来構造の場合と同様である為、同等部分には同
一符号を付して、重複する説明は省略若しくは簡略に
し、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。

【００１３】本例の車輪用転がり軸受ユニットの場合、
上記ハブ５ａの外端部外周面に、前述の図６に示した従
来構造の様なフランジ８は設けていない。そして、この
フランジ８を省略した分、上記ハブ５ａの外端部の軸方
向寸法を小さくしている。又、支持部である上記ハブ５
ａの外端面には複数のねじ孔２５、２５を、円周方向に
亙り等間隔に、それぞれこのハブ５ａの軸方向に亙り形
成している。尚、本例の場合、これら各ねじ孔２５、２
５は、外輪１の外端部内周面と第一の内輪６の外端部外
周面との間に設けたシールリング１５よりも、直径方向
内方に位置させている。言い換えれば、上記各ねじ孔２
５、２５の外接円の直径を、上記シールリング１５の内
径（＝第一の内輪６の外端部の外径）よりも小さくして
いる。上記ハブ５ａに図示しない車輪を支持固定するに
は、上記各ねじ孔２５、２５に、図示しないスタッドの
基端部を螺合固定しておく。そして、これら各スタッド
を車輪のホイールに形成した複数の挿通孔に挿通した
後、これら各スタッドの先端部にナットを螺合し、更に
緊締する。或は、上記各挿通孔に挿通したボルトの雄ね
じ部を上記各ねじ孔２５、２５に螺合し、更に緊締する
事で、上記ホイールをハブ５ａに固定する事もできる。

【００１４】上述の様に構成する本例の車輪用転がり軸
受ユニットの場合、各ねじ孔２５、２５は、それぞれハ
ブ５ａの外端面（第一の内輪軌道１２の外端縁よりも内
径側部分）に開口する状態で形成している。この為、こ
のハブ５ａの直径の大きさに拘らず、これら各ねじ孔２
５、２５のピッチ円直径を、等速ジョイントと別体に構
成した車輪用転がり軸受ユニットを構成する、複数本の
スタッドのピッチ円直径と同じにできる。この為、車輪
のホイールに形成する複数の挿通孔のピッチ円直径を、
前述の図６に示した従来構造の様に大きくする必要はな
い。従って、等速ジョイント１０を一体に組み込んだ本
例の車輪用転がり軸受ユニットの場合と、上記等速ジョ
イントと別体に構成した車輪用転がり軸受ユニットの場
合とで、これら各車輪用転がり軸受ユニットに取り付け
るホイールの共通化を図れる。この結果、自動車の製造
コストの低減に寄与できる。又、従来構造の場合には、
ハブの外周面にボルト又はスタッドを取り付ける為のフ
ランジを設けていたが、本例の構造の場合にはこの様な
フランジを設けていないので、その分、車輪用転がり軸
受ユニットの小型・軽量化を図れる。その他の構成及び
作用は、前述の図６に示した従来構造の場合と同様であ
る。

【００１５】次に、図２は、本発明の実施の形態の第２
例を示している。本例の場合、第一の内輪軌道１２をハ
ブ５ｂの外周面に直接形成すると共に、外側のシールリ
ング１５を構成するシールリップの先端縁を、上記ハブ
５ｂに摺接させている。又、各ねじ孔２５、２５は、上
述した第１例と同様に、上記ハブ５ｂの外端面で、上記
シールリング１５の内径よりも直径方向内側部分に形成
している。又、本例の場合、内輪相当部材２６ｂの外周
面に設けた第一、第二の内輪軌道１２、１３のうち、外
側に存在する第一の内輪軌道１２を、上述の様にハブ５
ｂの中間部外周面に直接形成している。そして、この様
に第一の内輪軌道１２を上記ハブ５ｂの外周面に直接形
成する事により、この第一の内輪軌道１２の直径を、上
記ハブ５ｂの中間部に外嵌した別体の内輪（第二の内
輪）７の外周面に形成した第二の内輪軌道１３の直径よ
りも小さくしている。又、この様に第一の内輪軌道１２
の直径を第二の内輪軌道１３の直径よりも小さくした事
に伴い、外輪１ａの内周面に設けた第一、第二の外輪軌
道３、４のうち、上記第一の内輪軌道１２と対向する第
一の外輪軌道３の直径を、第二の外輪軌道４の直径より
も小さくしている。

【００１６】そして、この様に第一の内輪軌道１２及び
第一の外輪軌道３の直径を小さくした事に伴い、これら
第一の内輪軌道１２と第一の外輪軌道３との間に設ける
転動体１４、１４の数を、上記第二の内輪軌道１３と第
二の外輪軌道４との間に設ける転動体１４、１４の数よ
りも少なくしている。言い換えれば、外側の転動体列を
構成する各転動体１３、１３のピッチ円直径を内側の転
動体列を構成する各転動体１３、１３のピッチ円直径よ
りも小さくする事により、外側の転動体列部分の基本動
定格荷重を内側の転動体列部分の基本動定格荷重よりも
小さくしている。一般的な自動車では、外側の転動体列
部分に加わる荷重は内側の転動体列部分に加わる荷重よ
りも小さい。この為、本例の場合には、上記両転動体列
部分の寿命をほぼ同じにする設計を容易にして、無駄の
ない設計を可能としている。又、上記ハブ５ｂの中間部
外周面で、上記第一の内輪軌道１２と前記内輪７を外嵌
した部分との間部分には、全周に亙り凹溝状の肉盗み部
２７を形成して、上記ハブ５ｂの軽量化を図っている。

【００１７】又、本例の場合、上記内輪７が軸方向内端
側にずれ動くのを防止すると共に、上記各転動体１４、
１４に付与した予圧を適正値に保持すべく、上記ハブ５
ｂの外周面内端寄り部に全周に亙り形成した係止凹溝１
６に係止した止め輪１７ａは、それぞれが半円弧状であ
る、１対の止め輪素子２８、２８により構成している。
この為、これら１対の止め輪素子２８、２８が直径方向
外方に変位し、上記係止凹溝１６から不用意に抜け落ち
る事を防止すべく、これら１対の止め輪素子２８、２８
の周囲に、ブーツ１９ａの一部を配置している。即ち、
このブーツ１９ａの外端縁部で、このブーツ１９ａの外
端部を上記ハブ５ｂの内端部外周面に固定する為の抑え
バンド２０よりも軸方向外方に突出した部分は、断面ク
ランク形に形成して、全周に亙る抑え部２９を構成して
いる。この抑え部２９は、上記ハブ５ｂの内端部に外嵌
する小径円筒部３０と、この小径円筒部３０の外端縁か
ら直径方向外方に折れ曲がった円輪部３１と、この円輪
部３１の外周縁から軸方向外方に折れ曲がった大径円筒
部３２とから成る。そして、このうちの円輪部３１の外
側面を上記止め輪１７ａの内側面に突き当てると共に、
上記大径円筒部３２を上記止め輪１７ａに外嵌してい
る。

【００１８】又、本例の場合、前記第一、第二の内輪軌
道１２、１３のうち、ハウジング部１１ａ側の第二の内
輪軌道１３の内径側に、このハウジング部１１ａの内周
面に形成した複数本（例えば６〜８本）の外側係合溝３
３、３３の一部を進入させている。即ち、上記ハウジン
グ部１１ａの内周面には、それぞれ断面形状が円弧形で
ある複数本の外側係合溝３３、３３を、それぞれ円周方
向に対し直角方向（図２の左右方向）に形成している。
そして、上記ハウジング部１１ａは、これら各外側係合
溝３３、３３の外端部を上記第二の内輪軌道１３の内径
側に進入させた状態で、上記ハブ５ｂの内端部に形成し
ている。そして、この様に各外径側係合溝３３、３３の
一部を第二の内輪軌道１３の内径側に進入させた分だ
け、車輪用転がり軸受ユニットの軸方向寸法を小さくし
て、装置全体の小型・軽量化を図っている。尚、この様
に第二の内輪軌道１３の内径側に外側係合溝３３、３３
の一部を進入させる事により、車輪用転がり軸受ユニッ
トの小型・軽量化を図る場合には、上記外側係合溝３
３、３３の数を７本以上とするのが効果的である。この
理由は次の通りである。

【００１９】即ち、通常の車輪用転がり軸受ユニットの
場合、上記外側両係合溝３３、３３の数は６本としてい
る。これに対して、上述の様に外側係合溝３３、３３の
数を７本以上とすれば、車輪用転がり軸受ユニットの使
用時に、上記各外側係合溝３３、３３毎に１個ずつ係合
させる各玉２４毎に加わる負荷の大きさを、上記外側係
合溝３３、３３の数を６本とした場合よりも小さくでき
る。従って、等速ジョイントに要求する負荷容量を同じ
とした場合には、上記玉２４の数を増やした分だけ、こ
れら各玉２４の外径を小さくして、環状に配置したこれ
ら各玉２４の外接円の直径、並びに上記複数本の外側係
合溝３３、３３の外接円の直径を小さくできる。この結
果、上記第二の内輪軌道１３の内径側に、上記外側係合
溝３３、３３の一部を進入させる構造を採用しても、こ
の第二の内輪軌道１３の直径を徒に大きくする必要がな
くなる。従って、上記外側係合溝３３、３３の数を７本
以上とすれば、車輪用転がり軸受ユニットの外径を大き
くする事なく軸方向寸法を小さくできて、装置全体の小
型・軽量化を効果的に図れる。その他の構成及び作用
は、上述した第１例の場合と同様である。

【００２０】次に、図３は、本発明の実施の形態の第３
例を示している。本例の場合、ハブ５ｃの外端部に存在
する、第一の内輪軌道１２の肩部３４を、外輪１ａの内
径側に配置している。この様に構成する本例の場合、上
記ハブ５ｃの軸方向寸法を小さくして、車輪用転がり軸
受ユニットの更なる小型・軽量化を図れる。外輪１ａの
外端部に内嵌したシールリング１５の内周縁は、上記肩
部３４の外周面に摺接させている。その他の構成及び作
用は、上述した第２例の場合と同様である。

【００２１】次に、図４〜５は、本発明の実施の形態の
第４例を示している。本例の場合、ハブ５ｄの外端部内
径側部分に形成した肉盗み部３５ａの開口周縁部に、案
内部３６（図１〜３、６参照）を設けていない。そし
て、上記肉盗み部３５ａの内周面の一部で、上記ハブ５
ｄの外端面に開口する各ねじ孔２５、２５から円周方向
に外れた部分の直径を、同じくこれら各ねじ孔２５、２
５が開口する部分の直径よりも大きくしている。尚、こ
の様な肉盗み部３５ａを有する上記ハブ５ｄは、鍛造加
工により形成する。この様に構成する本例の場合、上記
案内部３６を省略する事により上記肉盗み部３５ａの内
周面の一部の直径を大きくして、肉盗み量を多くした
分、上記ハブ５ｄの軽量化を図れる。その他の構成及び
作用は、上述した第３例の場合と同様である。尚、車輪
用ホイールの位置決めの容易化の要求が高く、案内部を
設ける必要が生じた場合には、上記ハブ５ｄの端面で上
記各ねじ孔２５、２５よりも内径寄り部分に、軸方向に
突出する円周方向に不連続な案内部を、機械加工等によ
り形成する事もできる。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成され作
用する為、等速ジョイントを一体に組み込んだ車輪用転
がり軸受ユニットの場合と、等速ジョイントと別体に構
成した車輪用転がり軸受ユニットの場合とで、これら各
車輪用転がり軸受ユニットに取り付ける車輪ホイールの
共通化を図れる。この為、自動車の製造コストを低減で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。

【図２】同第２例を示す断面図。

【図３】同第３例を示す断面図。

【図４】同第４例を示す断面図。

【図５】ハブのみを取り出して図４の左方から見た図。

【図６】従来構造の１例を示す断面図。

【符号の説明】

１、１ａ 外輪 ２ 取付部 ３ 第一の外輪軌道 ４ 第二の外輪軌道 ５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ ハブ ６ 第一の内輪 ７ 第二の内輪 ８ フランジ ９ スタッド １０ 等速ジョイント １１、１１ａ ハウジング部 １２ 第一の内輪軌道 １３ 第二の内輪軌道 １４ 転動体 １５ シールリング １６ 係止凹溝 １７、１７ａ 止め輪 １８ 段部 １９、１９ａ ブーツ ２０ 抑えバンド ２１ 係合溝 ２２ 駆動輪 ２３ 内輪 ２４ 玉 ２５ ねじ孔 ２６、２６ａ、２６ｂ 内輪相当部材 ２７ 肉盗み部 ２８ 止め輪素子 ２９ 抑え部 ３０ 小径円筒部 ３１ 円輪部 ３２ 大径円筒部 ３３ 外側係合溝 ３４ 肩部 ３５、３５ａ 肉盗み部 ３６ 案内部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に懸架装置に支持する為の取付部
   を、内周面に外輪軌道を、それぞれ有し、使用時にも回
   転しない外輪相当部材と、一端部に複数本のボルト若し
   くはスタッドにより車輪を支持固定する為の支持部を、
   他端部に等速ジョイントの外輪となるハウジング部を、
   それぞれ有し、中間部外周面に内輪軌道を設けた、使用
   時に回転する内輪相当部材と、上記各外輪軌道と上記各
   内輪軌道との間に設けられた複数個の転動体と、上記外
   輪相当部材の両端部内周面と上記内輪相当部材の外周面
   との間に設けた１対のシールリングとを備えた車輪用転
   がり軸受ユニットに於いて、上記支持部に設ける複数本
   のボルト若しくはスタッドの外接円の直径を、上記１対
   のシールリングのうちの支持部側のシールリングの内径
   よりも小さくした事を特徴とする車輪用転がり軸受ユニ
   ット。