WO2005056309A1 - 車輪用軸受およびそれを備えたセミフローティングタイプの車輪用軸受装置 - Google Patents

車輪用軸受およびそれを備えたセミフローティングタイプの車輪用軸受装置 Download PDF

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Abstract

【課題】  軽量・コンパクト化を図ると共に、雨水やダスト等の侵入とデフオイルの漏れを防止できる車輪用軸受装置を提供する。 【解決手段】  一端部に車輪取付フランジ6を一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部7と、内周に駆動軸D/Sに係合するセレーション8が形成されたハブ輪1と、小径段部7に圧入され、外周に内側転走面10aが形成された一対の内輪10とからなる内方部材3と、車軸管Nに固定される車体取付フランジ4bを有し、内周に内側転走面10aに対向する複列の外側転走面4aが形成された外方部材4と、この外方部材4と内方部材3の両転走面間に収容された複列の転動体5と、この転動体5を転動自在に保持する保持器11と、内方部材3と外方部材4の環状空間を密封するシール12とを備え、ハブ輪1のアウトボード側端部に内径部を閉塞する隔壁9が一体に形成されている。

Description

明 細 書

車輪用軸受およびそれを備えたセミフローティングタイプの車輪用軸受装 置

技術分野

[0001] 本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受 装置、特に、駆動輪を複列の転がり軸受で支承する車輪用軸受およびそれを備えた セミフローティングタイプの車輪用軸受装置に関するものである。 背景技術

[0002] トラック等のようにフレーム構造の車体を有する自動車では、駆動輪のアクスル構造 として、従来フルフローティングタイプを採用するものが多い。また、最近の駆動輪の 支持構造には、組立性の向上、軽量 'コンパクトィ匕等を狙って、複列の転がり軸受を ユニットィ匕した構造が多く採用されるようになっている。その従来構造の一例として、 図 4に示すような車輪用軸受装置が知られて 、る。

[0003] この車輪用軸受装置は、車軸管 51の中にデフアレンシャル(図示せず)と連結され た駆動軸 52が挿通され、車軸管 51の外径面に複列の円錐ころ軸受 53が装着され ている。この複列の円錐ころ軸受 53により回転自在に支承されたノヽブ輪 54力 ハブ ボルト 55を介して駆動軸 52のフランジ 56に連結されている。複列の円錐ころ軸受 53 の内輪 57は、左右一対のものが連結環 58で結合され、車軸管 51の端部に外嵌され ると共に、固定ナット 59で締付固定されている。複列の円錐ころ軸受 53の外輪 60は 、ハブ輪 54に内嵌され、その両端をフランジ 56とブレーキロータ 61により挟持された 状態で軸方向に固定されている。これら内外輪 57、 60間の環状空間には、複列の 円錐ころ 62が保持器 63により回転自在に収容され、両端部にはシール 64が装着さ れて軸受内部が密封されている。

[0004] 内輪 57の内方端部には環状段部 65が形成され、弾性部材カもなるシールリング 6 6が装着されている。また、一対の内輪 57、 57の突合せ部外周面には、環状凹部 67 が形成され、この環状凹部 67に弾性部材カもなるシールリング 68が装着されている 。これにより、外部力 車軸管 51内への泥水の浸入やデフオイルの外部への漏れを 防止し、軸受内部へのデフオイルの浸入も防止して!/、る。

特許文献 1:特開 2001— 99172号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] し力しながら、このような従来の車輪用軸受装置は、ハブ輪 54と車軸管 51間に複 列の円錐ころ軸受 53が装着されると共に、車軸管 51に駆動軸 52が挿通され、この 駆動軸 52のフランジ 56とハブ輪 54とをハブボルト 55によって連結する構造のため、 装置の軽量 'コンパクト化に限界があり、さらに、部品点数も多く組立が煩雑であった

[0006] 本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、軽量 'コンパクトィ匕を図 ると共に、雨水やダスト等の侵入とデフオイルの漏れを防止できる車輪用軸受装置を 提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007] 係る目的を達成すベぐ本発明は、ハブ輪と複列の転がり軸受とがユニット化して構 成され、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の 小径段部と、内周にセレーシヨンが形成されたノヽブ輪と、このハブ輪の小径段部に圧 入され、外周に前記複列の転がり軸受の少なくとも一方の内側転走面が形成された 内輪とからなる内方部材と、この内方部材に外挿され、内周に前記内側転走面に対 向する複列の外側転走面が形成された外方部材と、この外方部材と前記内方部材 の両転走面間に収容された複列の転動体と、この転動体を転動自在に保持する保 持器と、前記内方部材と外方部材の環状空間を密封するシールとを備え、前記ハブ 輪のアウトボード側端部に内径部を閉塞する隔壁が一体に形成されている構成を採 用した。

[0008] このように、車輪用軸受を構成するハブ輪のアウトボード側端部に内径部を閉塞す る隔壁が一体に形成されているので、ハブ輪の剛性が増大し、車両運転時において 、ハブ輪にモーメント荷重が負荷されても、ハブ輪が弾性変形するのを抑制すること ができ、軸受の耐久性を向上させることができる。

[0009] また、本発明は、前記ハブ輪の外周に、前記複列の転がり軸受のうち一方の内側 転走面が直接形成されているので、一層の軽量'コンパクト化と共に、軸受剛性の増 大を図ることができ耐久性が向上する。

[0010] また、本発明は、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加 締部により、前記ハブ輪に対して前記内輪が軸方向へ抜けるのを防止したので、従 来のように内輪をナット等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がないため、車 両への組込性を簡便にすることができ、長期間その予圧量を維持することができる。 さらに、部品点数を大幅に削減でき、組込性の向上と相俟って低コスト化と軽量'コン ノ クトイ匕を達成することができる。

[0011] 好ましくは、本発明のように、前記車輪取付フランジのインボード側の基部力 前記 小径段部に亙り高周波焼入れによって表面硬さを 58— 64HRCの範囲に硬化処理 され、前記加締部が、鍛造後の素材表面硬さ 25HRC以下の未焼入れ部とされてい れば、耐久性が向上すると共に、加締部を塑性変形させる時の加工性が向上し、そ の品質の信頼性が向上する。

[0012] また、本発明は、車体の下面に支持された車軸管と、この車軸管の内方に挿通され た駆動軸と、この駆動軸と前記車軸管の開口部との間に前記発明の車輪用軸受が 装着され、前記駆動軸と内方部材とがトルク伝達可能に結合されているので、剛性が 高ぐ軽量 'コンパクトィ匕を図ったセミフローティングタイプの車輪用軸受装置を提供 することができると共に、デフオイルの外部への流出と、外部から雨水やダスト等が駆 動軸内に侵入してデフオイル内に混入するのを完全に防止することができる。

[0013] また、本発明は、前記駆動軸と内方部材がセレーシヨンを介して分離自在に結合さ れているので、装置の組込性が格段に向上する。

発明の効果

[0014] 本発明に係る車輪用軸受は、ハブ輪と複列の転がり軸受とがユニットィ匕して構成さ れ、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径 段部と、内周にセレーシヨンが形成されたノヽブ輪と、このハブ輪の小径段部に圧入さ れ、外周に前記複列の転がり軸受の少なくとも一方の内側転走面が形成された内輪 と力 なる内方部材と、この内方部材に外挿され、内周に前記内側転走面に対向す る複列の外側転走面が形成された外方部材と、この外方部材と前記内方部材の両 転走面間に収容された複列の転動体と、この転動体を転動自在に保持する保持器と 、前記内方部材と外方部材の環状空間を密封するシールとを備え、前記ハブ輪のァ ゥトボード側端部に内径部を閉塞する隔壁が一体に形成されているので、ハブ輪の 剛性が増大し、車両運転時において、ハブ輪にモーメント荷重が負荷されても、ハブ 輪が弾性変形するのを抑制することができ、軸受の耐久性を向上させることができる

[0015] また、本発明に係る車輪用軸受装置は、車体の下面に支持された車軸管と、この 車軸管の内方に挿通された駆動軸と、この駆動軸と前記車軸管の開口部との間に前 記請求項 1乃至 4いずれかに記載の車輪用軸受が装着され、前記駆動軸と内方部 材とがトルク伝達可能に結合されているので、剛性が高ぐ軽量 'コンパクトィ匕を図つ たセミフローテイングタイプの車輪用軸受装置を提供することができると共に、デフォ ィルの外部への流出と、外部から雨水やダスト等が駆動軸内に侵入してデフオイル 内に混入するのを完全に防止することができる。

発明を実施するための最良の形態

[0016] ハブ輪と複列の転がり軸受とがユニットィ匕して構成され、一端部に車輪取付フラン ジを一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部と、内周に駆動軸に係 合するセレーシヨンが形成されたノ、ブ輪と、このハブ輪の小径段部に圧入され、外周 に内側転走面が形成された一対の内輪とからなる内方部材と、この内方部材に外揷 され、車軸管に固定される車体取付フランジを有し、内周に前記内側転走面に対向 する複列の外側転走面が形成された外方部材と、この外方部材と前記内方部材の 両転走面間に収容された複列の転動体と、この転動体を転動自在に保持する保持 器と、前記内方部材と外方部材の環状空間を密封するシールとを備え、前記ハブ輪 のアウトボード側端部に内径部を閉塞する隔壁が一体に形成されている。

実施例 1

[0017] 以下、本発明の実施の形態を図面に基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第 1の実施形態を示す縦断面図、図 2は、 その車輪用軸受を示す縦断面図である。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トボード側(図面左側)、中央寄り側をインボー ド側(図面右側)という。

[0018] この車輪用軸受装置は、ハブ輪 1と複列の転がり軸受 2とがユニットィ匕して構成され 、駆動軸 DZSに連結されている。複列の転がり軸受 2は、内方部材 3と外方部材 4、 および両部材 3、 4間に転動自在に収容された複列の転動体(円錐ころ) 5、 5とを備 えている。ここで、内方部材 3は、ハブ輪 1と、このハブ輪 1に圧入された一対の内輪 1 0、 10とを指す。ハブ輪 1は、外周のアウトボード側の端部に車輪 Wおよびブレーキ口 ータ Bを取り付けるための車輪取付フランジ 6を一体に有し、この車輪取付フランジ 6 力 軸方向に延びる円筒状の小径段部 7が形成されている。また、内周には駆動軸 DZSがトルク伝達可能に内嵌されるようにセレーシヨン (またはスプライン) 8と、アウト ボード側端部に隔壁 9がー体に形成されている。

[0019] 一方、複列の転がり軸受 2は、図 2に示すように、内周に複列のテーパ状の外側転 走面 4a、 4aが形成され、車軸管 Nに固定される車体取付フランジ 4bが外周に形成さ れた外方部材 4と、この外方部材 4に内挿され、外周に前記複列の外側転走面 4a、 4 aに対向するテーパ状の内側転走面 10aが形成された一対の内輪 10、 10と、両転走 面 4a、 10a間に収容された複列の転動体 5、 5と、これら複列の転動体 5、 5を転動自 在に保持する保持器 11とを有している。一対の内輪 10、 10には大径側端部に大鍔 10bが形成され転動体 5を案内している。そして、一対の内輪 10、 10の正面側端面 が突き合された状態でセットされ、所謂背面合せタイプの複列の円錐ころ軸受を構成 している。外方部材 4の両端部にはシール 12、 12が装着され、外方部材 4と内輪 10 との環状空間を密封している。このシール 12、 12により、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侵入するのを防 止している。さらに、インボード側のシール 12においては、ハブ輪 1のセレーシヨン 8 を通してデフオイルが軸受内部に侵入するのも防止して!/、る。

[0020] ここで、ハブ輪 1の外周に形成された小径段部 7に一対の内輪 10、 10が圧入され、 小径段部 7の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部 13により、ハブ輪 1に対して内輪 10、 10が軸方向へ抜けるのを防止している。本実施形態では、この ような第 2世代のセルフリティン構造を採用することにより、従来のように内輪をナット 等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がないため、車両への組込性を簡便に することができ、長期間その予圧量を維持することができると共に、部品点数を大幅 に削減でき、組込性の向上と相俟って低コストィ匕と軽量 'コンパクトィ匕を達成すること ができる。

[0021] ハブ輪 1は、 S53C等の炭素 0. 40-0. 80wt%を含む中炭素鋼で形成され、車輪 取付フランジ 6のインボード側の基部および小径段部 7に亙り高周波焼入れによって 表面硬さを 58— 64HRCの範囲に硬化処理されている(図中クロスハッチングにて示 す)。なお、加締部 13は、鍛造後の素材表面硬さ^ HRC以下の未焼入れ部として いる。これにより、耐久性が向上すると共に、加締部 13を塑性変形する時の加工性 が向上し、クラック等を防止してその品質の信頼性が向上する。

[0022] また、外方部材 4は、ハブ輪 1と同様、 S53C等の炭素 0. 40-0. 80wt%を含む 中炭素鋼で形成され、複列の外側転走面 4a、 4aおよびシール 12が装着される端部 内周面に高周波焼入れによって表面硬さを 58— 64HRCの範囲に硬化処理されて いる。一方、内輪 10は、 SUJ2等の高炭素クロム軸受鋼カもなり、ズブ焼入れにより芯 部まで 58— 64HRCの範囲で硬化処理されている。なお、ここでは、転動体 5、 5を円 錐ころとした複列円錐ころ軸受を例示したが、これに限らず転動体にボールを使用し た複列アンギユラ玉軸受であっても良 、。

[0023] 本実施形態では、ハブ輪 1のアウトボード側端部に隔壁 9がー体に形成されている ので、セミフローティングタイプの車輪用軸受装置であってもハブ輪 1の剛性が高ぐ 車両運転時において、ハブ輪 1にモーメント荷重が負荷されても、ハブ輪 1が弾性変 形するのを抑制することができる。したがって、装置の軽量'コンパクトを達成し、かつ 軸受の耐久性を向上させることができると共に、デフオイルの外部への流出と、外部 力 雨水やダスト等が駆動軸内に侵入してデフオイル内に混入するのを完全に防止 することができる。

実施例 2

[0024] 図 3は、本発明に係る車輪用軸受の第 2の実施形態を示す縦断面図である。この 実施形態は、前述した実施形態とハブ輪の構成が異なるのみで、前述した第 1の実 施形態と同一部品同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

[0025] この車輪用軸受は、ハブ輪 14と複列の転がり軸受 15とがユニットィ匕して構成されて いる。複列の転がり軸受 15は、内方部材 16と外方部材 4、および両部材 16、 4間に 転動自在に収容された複列の転動体 5、 5とを備えている。ここで、内方部材 16は、 ハブ輪 14と、このハブ輪 14に圧入された内輪 10とを指す。ハブ輪 14は、外周のァゥ トボード側の端部に車輪(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、複列の転がり軸受 15のアウトボード側の内側転走面 14aと、この内側転走面 1 4aから軸方向に延びる円筒状の小径段部 7が形成されている。また、内周には図示 しな 、駆動軸がトルク伝達可能に内嵌されるようにセレーシヨン (またはスプライン) 8 と、アウトボード側端部に隔壁 9がー体に形成されている。

[0026] ここで、ハブ輪 14の外周には内輪 10の大鍔 10bに相当する鍔部 14bと、内輪 10の 正面側端面が当接する段部 14cが形成され、背面合せタイプの複列の円錐ころ軸受 を構成している。また、ハブ輪 14の小径段部 7に内輪 10が圧入され、小径段部 7の 端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部 13により、ハブ輪 14に対して 内輪 10が軸方向へ抜けるのを防止している。本実施形態では、このような第 3世代の セルフリティン構造を採用することにより、前述した実施形態と同様、予圧量を管理す る必要がないので車両への組込性を簡便にすることができ、かつ長期間その予圧量 を維持することができる。

[0027] また、ハブ輪 14の外周に内側転走面 14aが直接形成され、さらにハブ輪 14のァゥ トボード側端部に隔壁 9がー体に形成されているので、ハブ輪 14の剛性が増大し、 車両運転時において、ハブ輪 14にモーメント荷重が負荷されても、ハブ輪 14が弾性 変形するのを一層抑制することができる。したがって、装置の軽量 'コンパクトィ匕を達 成し、かつ軸受の耐久性を向上させることができると共に、デフオイルの外部への流 出と、外部から雨水やダスト等が駆動軸内に侵入してデフオイル内に混入するのを 完全に防止することができる。

[0028] 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ぐ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。 産業上の利用可能性

[0029] 本発明に係る車輪用軸受装置は、駆動軸と車軸管の開口部に車輪用軸受が装着 されたセミフローティングタイプの駆動輪側の車輪用軸受装置に適用できる。

図面の簡単な説明

[0030] [図 1]本発明に係る車輪用軸受装置の第 1の実施形態を示す縦断面図である。

[図 2]同上、車輪用軸受を示す縦断面図である。

[図 3]本発明に係る車輪用軸受の第 2の実施形態を示す縦断面図である。

圆 4]従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

符号の説明

[0031] 1、 14 ハブ輪

2. 15 複列の転がり軸受

3. 16 内方部材

4 外方部材

4a 外側転走面

4b 車体取付フランジ

5 転動体

6 車輪取付フランジ

7 小径段部

8 セレーシヨン

9 隔壁

10 内輪

10a、 14a ' · ·内側転走面

10b 大鍔

11 保持器

12 シール

13 加締部

14b 鍔部

14c 段部 51 車軸管

52 駆動軸

53 複列の円錐ころ軸受

54 ハブ輪

55 ノヽブボル卜

56 フランジ

57 内輪

58 連結環

59 固定ナット

60 外輪

61 ブレーキロータ

62 円錐ころ

63 保持器

64 シール

65 環状段部

66. 68 シールリング

B ブレーキロータ

D/S 駆動軸

N 車軸管

W 車輪

Claims

請求の範囲
[1] ハブ輪と複列の転がり軸受とがユニットィ匕して構成され、一端部に車輪取付フラン ジを一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部と、内周にセレーシヨン が形成されたハブ輪と、このハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の転が り軸受の少なくとも一方の内側転走面が形成された内輪とからなる内方部材と、この 内方部材に外挿され、内周に前記内側転走面に対向する複列の外側転走面が形成 された外方部材と、この外方部材と前記内方部材の両転走面間に収容された複列の 転動体と、この転動体を転動自在に保持する保持器と、前記内方部材と外方部材の 環状空間を密封するシールとを備え、前記ハブ輪のアウトボード側端部に内径部を 閉塞する隔壁が一体に形成されていることを特徴とする車輪用軸受。
[2] 前記ハブ輪の外周に、前記複列の転がり軸受のうち一方の内側転走面が直接形 成されて!/ヽる請求項 1に記載の車輪用軸受。
[3] 前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により、前記 ハブ輪に対して前記内輪が軸方向へ抜けるのを防止した請求項 1または 2に記載の 車輪用軸受。
[4] 前記車輪取付フランジのインボード側の基部力 前記小径段部に亙り高周波焼入 れによって表面硬さを 58— 64HRCの範囲に硬化処理され、前記加締部が、鍛造後 の素材表面硬さ 25HRC以下の未焼入れ部とされている請求項 3に記載の車輪用軸 受。
[5] 車体の下面に支持された車軸管と、この車軸管の内方に挿通された駆動軸と、この 駆動軸と前記車軸管の開口部との間に前記請求項 1乃至 4いずれかに記載の車輪 用軸受が装着され、前記駆動軸と内方部材とがトルク伝達可能に結合されていること を特徴とするセミフローティングタイプの車輪用軸受装置。
[6] 前記駆動軸と内方部材がセレーシヨンを介して分離自在に結合されている請求項 5 に記載のセミフローティングタイプの車輪用軸受装置。
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