WO2007049437A1

WO2007049437A1 - 車輪用軸受装置

Info

Publication number: WO2007049437A1
Application number: PCT/JP2006/319854
Authority: WO
Inventors: Kazuo Komori; Kazuhiro Baba
Original assignee: Ntn Corporation
Priority date: 2005-10-27
Filing date: 2006-10-04
Publication date: 2007-05-03
Also published as: EP1947355A4; US7832941B2; EP1947355A1; EP1947355B1; US20080205811A1

Abstract

【課題】装置の軽量・コンパクト化と高剛性化という相反する課題を解決すると共に、組立時におけるボール傷の発生を防止し、軸受の音響特性を向上と長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】車輪取付フランジ６を一体に有し、外周に内側転走面４ａが形成されたハブ輪４を備えた車輪用軸受装置において、複列のボール３、３群のうちアウター側のボール３群のピッチ円直径ＰＣＤｏがインナー側のボール３群のピッチ円直径ＰＣＤｉよりも大径に設定され、ボール３の外径が同じで、アウター側のボール３群のボール個数がインナー側のボール３群のボール個数よりも多く設定されると共に、ハブ輪４の外周面の角部Ａ～Ｃが面潰しされて滑らかな円弧状に形成されている。これにより、組立時におけるボール傷の発生を抑制して軸受の音響特性を向上させると共に、高剛性化と軸受の長寿命化を図ることができる。

Description

明細書

車輪用軸受装置

技術分野

[0001] 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、高剛性化と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置に関するものである。

背景技術

[0002] 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、ミスァ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ユラ玉軸受が多用されている。この複列アンギユラ玉軸受は、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。

[0003] また、車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列ァンギユラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第 1世代と称される構造から、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第 2世代構造、また、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第 3世代構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第 4世代構造とに大別されている。

[0004] こうした車輪用軸受装置において、従来は両列の軸受が同一仕様のため、静止時には充分な剛性を有するが、車両の旋回時には必ずしも最適な剛性が得られていなレ、。すなわち、静止時の車重は複列の転がり軸受の略中央に作用するように車輪との位置関係が決められているが、旋回時には、旋回方向の反対側 (右旋回の場合は車両の左側）の車軸により大きなラジアル荷重やアキシアル荷重が負荷される。したがって、旋回時には、インナー側の軸受列よりもアウター側の軸受列の剛性を高めることが有効とされている。そこで、装置を大型化させることなく旋回時の剛性を向上させた車輪用軸受装置として、図 12に示すものが知られている。

[0005] この車輪用軸受装置 50は、外周にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ 51cを一体に有し、内周に複列の外側転走面 51a、 51bが形成された外方部材 51と、一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ 5 3を一体に有し、外周に複列の外側転走面 51a、 51bに対向する一方の内側転走面 52aと、この内側転走面 52aから軸方向に延びる小径段部 52bが形成されたハブ輪 52、およびこのハブ輪 52の小径段部 52bに外嵌され、複列の外側転走面 51a、 51b に対向する他方の内側転走面 54aが形成された内輪 54からなる内方部材 55と、これら両転走面間に収容された複列のボール 56、 57と、これら複列のボール 56、 57 を転動自在に保持する保持器 58、 59とを備えた複列アンギユラ玉軸受で構成されている。

[0006] 内輪 54は、ハブ輪 52の小径段部 52bを径方向外方に塑性変形させて形成した加締部 52cによって軸方向に固定されている。そして、外方部材 51と内方部材 55との間に形成される環状空間の開口部にシール 60、 61が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。

[0007] ここで、アウター側のボール 56のピッチ円直径 D1が、インナー側のボール 57のピツチ円直径 D2よりも大径に設定されている。これに伴い、ハブ輪 52の内側転走面 5 2aが内輪 54の内側転走面 54aよりも拡径され、あわせて外方部材 51のアウター側の外側転走面 51aがインナー側の外側転走面 51bよりも拡径されている。そして、ァウタ一側のボール 56がインナー側のボール 57よりも多数収容されている。このように、各ピッチ円直径 Dl、 D2を D1 > D2に設定することにより、車両の静止時だけでなく旋回時においても剛性が向上し、車輪用軸受装置 50の長寿命化を図ることができる。

特許文献 1：特開 2004— 108449号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 然しながら、こうした従来の車輪用軸受装置 50の場合、アウター側のボール 56のピツチ円直径 Dlが、インナー側のボール 57のピッチ円直径 D2よりも大径に設定されているため、ハブ輪 52において、アウター側の内側転走面 52aと、内輪 54が圧入される小径段部 52bとの間には段部 62が形成される。すなわち、少なくとも両ピッチ円直径 Dl、 D2の径差分の段差 (D1 _D2) Z2からなる段部 62ができるため、装置の組立工程において、外方部材 51のアウター側の外側転走面 51aに保持器 58を介して仮組みされたアウター側のボール 56がハブ輪 52の段部 62およびカウンタ部 63に接触する恐れがあった。

[0009] また、インナー側においても、外方部材 51のインナー側の外側転走面 51bにインナー側のボール 57が仮組みされた状態で内輪 54を圧入する際、振動等によって発生する内輪 54のカウンタ部 64の打ち傷だけでなぐボーノレ 56、 57を組み込む際の接触によりボール 56、 57に微小な傷が発生する恐れがあった。ボール 56、 57に微小な傷が付くと軸受の音響特性が低下するだけでなぐ短寿命の原因となる恐れがあるため、組立工程はおのずと慎重にならざるを得なぐ量産性を阻害する要因の一つとなっていた。

[0010] 本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、装置の軽量'コンパクト化と高剛性化という相反する課題を解決すると共に、組立時におけるボール傷の発生を防止し、軸受の音響特性を向上と長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

[0011] 係る目的を達成すベぐ本発明は、内周に複列の外側転走面が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、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列のボール群とを備えた車輪用軸受装置において、前記複列のボール群のうちァゥター側のボール群のピッチ円直径がインナー側のボール群のピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、前記内方部材の外周面の角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されている構成を採用した。（請求項 1)

[0012] このように、一端部に車輪取付フランジを有する複列のアンギユラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置において、複列のボール群のうちアウター側のボール群のピッチ円直径がインナー側のボール群のピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、内方部材の外周面の角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されているので、組立時におけるボール傷の発生を抑制して軸受の音響特性を向上させると共に、高剛性化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。

[0013] また、本発明のように、前記各転走面のカウンタ部の角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されていれば、組立時のボール接触傷や自動車メーカの組立工程での衝撃荷重による打ち傷等を抑制することができ、軸受の音響特性を向上させると共に、製品品質の信頼性を向上させることができる。（請求項 2)

[0014] また、本発明のように、前記各転走面の肩部の角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されていれば、各転走面とボールとの接触による接触楕円が溝肩部にかかつてもエッジロードが発生するのを抑制することができ、軸受の長寿命化を図ることができる。（請求項 3)

[0015] また、本発明のように、前記ボールの外径が同じで、前記アウター側のボール群のボール個数が前記インナー側のボール群のボール個数よりも多く設定されていれば

、高剛性化を図りながら所望の軸受寿命を確保することができる。（請求項 4)

[0016] また、本発明のように、前記各転走面の肩部およびカウンタ部の角部が熱処理後に総型砥石によって前記転走面と同時研削により形成されていれば、繋ぎ部を一層滑らかに形成することができる。（請求項 5)

[0017] また、本発明は、前記内方部材が、一端部に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に対向する一方の内側転走面と、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に対向する他方の内側転走面が形成された内輪からなると共に、前記ハブ輪のアウター側の端部にすり鉢状の凹所が形成され、この凹所の深さが少なくとも前記ハブ輪の内側転走面の溝底付近とされ、前記ハブ輪の外郭形状が当該凹所に対応して略均一な肉厚となるように形成されているので、装置の軽量'コンパクト化と高剛性化という相反する課題を同時に解決することができる。（請求項 6)

[0018] 好ましくは、本発明のように、前記ハブ輪の内側転走面の溝底部から前記小径段部に亙って軸方向に延びる軸状部が形成され、この軸状部と前記内輪と突き合わされる肩部との間にテーパ状の段部が形成されると共に、前記凹所の深さが、前記内側転走面の溝底を越え前記段部付近までの深さとされてレ、れば、一層軽量化を達成すること力 Sできる。（請求項 7)

[0019] また、本発明のように、前記インナー側のボール群のピッチ円直径 PCDiに対する当該ボールの外径 dの割合 d/PCDiが、 0. 14≤(d/PCDi)≤0. 25の範囲に規定されていれば、高剛性化を図りながら軸受寿命を確保することができる。（請求項 8 )

発明の効果

[0020] 本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の外側転走面が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、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列のボール群とを備えた車輪用軸受装置において、前記複列のボール群のうちァゥター側のボール群のピッチ円直径がインナー側のボール群のピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、前記内方部材の外周面の角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されているので、組立時におけるボール傷の発生を抑制して軸受の音響特性を向上させると共に、高剛性化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力 Sできる。

発明を実施するための最良の形態

[0021] 外周にナックル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、内周に複歹 IJの外側転走面が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に対向する一方の内側転走面と、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に対向する他方の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両転走面間に転動自在に収容された複列のボール群とを備え、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内輪が前記ハブ輪に対して軸方向に固定された車輪用軸受装置において、前記複列のボール群のうちアウター側のボール群のピッチ円直径がインナー側のボール群のピッチ円直径よりも大径に設定され、前記ボールの外径が同じで、前記アウター側のボール群のボール個数が前記インナー側のボール群のボール個数よりも多く設定されると共に、前記ハブ輪の外周面の角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されている。

実施例 1

[0022] 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第 1の実施形態を示す縦断面図、図 2は、図 1のハブ輪の要部拡大図、図 3は、組立状態を示す説明図である。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ター側（図面左側）、中央寄り側をインナー側（図面右側）とレ、う。

[0023] この車輪用軸受装置は第 3世代と呼称される従動輪用であって、内方部材 1と外方部材 2、および両部材 1、 2間に転動自在に収容された複列のボール 3、 3とを備えてレ、る。内方部材 1は、ハブ輪 4と、このハブ輪 4に所定のシメシ口を介して圧入された内輪 5とからなる。

[0024] ハブ輪 4は、一端部に車輪（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 4aと、この内側転走面 4aから軸方向に延びる軸状部 7を介して小径段部 4bが形成されている。車輪取付フランジ 6にはハブボルト 6aが周方向等配に植設されると共に、これらハブボルト 6a間には円孔 6 bが形成されている。この円孔 6bは軽量ィ匕に寄与できるだけでなぐ装置の組立'分解工程において、レンチ等の締結治具をこの円孔 6bから揷入することができ作業を簡便化することができる。

[0025] 内輪 5は、外周に他方 (インナー側）の内側転走面 5aが形成され、ハブ輪 4の小径段部 4bに圧入されると共に、この小径段部 4bの端部を塑性変形させて形成した加締部 8によって軸方向に固定されている。

[0026] ハブ輪 4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 4aをはじめ、車輪取付フランジ 6のインナー側の基部 6cから小径段部 4bに亙って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。なお、加締部 8は鍛造加工後の表面硬さのままとされている。これにより、車輪取付フランジ 6に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、内輪 5の嵌合部となる小径段部 4bの耐フレツティング性が向上すると共に、加締加工時に微小なクラック等の発生がなく加締部 8の塑性加工をスムーズに行うことができる。なお、内輪 5および転動体 3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。

[0027] 外方部材 2は、外周にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ 2cを一体に有し、内周にハブ輪 4の内側転走面 4aに対向するアウター側の外側転走面 2aと、内輪 5の内側転走面 5aに対向するインナー側の外側転走面 2bがー体に形成されている。これら両転走面間に複列のボール 3、 3が収容され、保持器 9、 1 0によって転動自在に保持されている。この外方部材 2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 2a、 2bが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。そして、外方部材 2 と内方部材 1との間に形成される環状空間のアウター側端部にはシール 11が装着され、インナー側端部（内輪 5)には車輪の回転速度を検出するための磁気エンコーダ 12が固定されると共に、外方部材 2の開口端部を覆うキャップ（図示せず）が装着されている。これらシール 9およびキャップによって、軸受内部に封入された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。なお、ここでは第 3世代構造を例示したが、本発明に係る車輪用軸受装置はこれに限らず、第 1および第 2世代、あるいは第 4世代構造であっても良い。

[0028] 本実施形態では、アウター側のボール 3群のピッチ円直径 PCDoがインナー側のボール 3群のピッチ円直径 PCDはりも大径に設定されている。そして、複列のボール 3 、 3の外径 dは同じである力このピッチ円直径 PCDo、 PCDiの違いにより、アウター側のボール 3群のボール個数がインナー側のボール 3群のボール個数よりも多く設定されている。

[0029] ハブ輪 4のアウター側端部には、軽量ィ匕を図るために鍛造工程においてすり鉢状の凹所 13が形成されている。この凹所 13の深さは、アウター側の内側転走面 4aの溝底付近までとされている。そして、ハブ輪 4のアウター側の端部は、この凹所 13に対応して肉厚が略均一となるよう形成されると共に、外周に内側転走面 4aと、この内側転走面 4aからインナー側に向けて漸次小径となるカウンタ部 14と段部 7aとを介して一段小径の軸状部 7、および内輪 5が突き合わされる肩部 7bを介して小径段部 4b がそれぞれ形成されている。さらに、ピッチ円直径 PCDo、 PCDiの違いに伴レ、、ハブ輪 4の内側転走面 4aは内輪 5の内側転走面 5aよりも拡径され、この内側転走面 5aの溝底径と軸状部 7の外径が略同一寸法に設定されている。

[0030] 一方、外方部材 2において、ピッチ円直径 PCDo、 PCDiの違いに伴レ、、アウター側の外側転走面 2aがインナー側の外側転走面 2bよりも拡径され、アウター側の外側転走面 2aから円筒状の肩部 15と段部 15aを介して小径側の肩部 16、およびインナー側の外側転走面 2bがそれぞれ形成されている。そして、この外側転走面 2bの溝底径と大径側の肩部 15の内径が略同一寸法に設定されている。

[0031] こうした構成の車輪用軸受装置では、アウター側のボール 3群のピッチ円直径 PCD oをインナー側のボール 3群のピッチ円直径 PCDiよりも大径に設定され、ボール 3の個数もアウター側のボール 3群のボール個数が多く設定されているため、インナー側に比べアウター側部分の軸受剛性が増大し、軸受の長寿命化を図ることができる。さらに、ハブ輪 4のアウター側端部に凹所 13が形成され、この凹所 13に対応して均一な肉厚となるような外郭形状に形成されているので、装置の軽量'コンパクト化と高剛性化という相反する課題を解決することができる。

[0032] また、本実施形態では、アウター側部分の軸受剛性を向上させた上で、インナー側のボール 3群のピッチ円直径 PCDiに対するボール 3の外径 dの割合 d/PCDiが所定の範囲に規定されている。ここでは、 0. 14≤ (d/PCDi)≤0. 25の範囲に規定されている。

[0033] すなわち、ピッチ円直径 PCDiが同じであっても、ボール 3の外径 dを小さくして個数を増やすことにより軸受剛性が高くなるため、剛性の面からはボール 3の外径 dが小さい方が好ましいが、このボール 3の外径 dが小さくなる程転動疲労寿命が低下するため、寿命の面からはボール 3の外径 dが大きい方が好ましレ、。ここで、ピッチ円直径 P CDiとボール 3の外径 dの関係を FEM解析（有限要素法による解析）により求めた結果、 d/PCDiが 0. 25を超えた場合、車輪用軸受装置としては剛性の向上にならず、一方、 d/PCDiが 0. 14未満であると、車輪用軸受装置として転動疲労寿命が不足することが判った。したがって、アウター側のボール 3群のピッチ円直径 PCDoを拡径させてアウター側部分の軸受剛性を向上させた上で、インナー側のボール 3群のピッチ円直径 PCDiとボール 3の外径 dとの関係を、 0. 14≤ (d/PCDi)≤0. 25の範囲に規定することにより、高剛性化を図りながら軸受寿命を確保することができる。

[0034] ここで、本実施形態では、ハブ輪 4における外周面の角部が面潰し (丸められて）されて滑らかな円弧状に形成されている。すなわち、図 2に拡大して示すように、車輪取付フランジ 6の基部（肩部） 6cとアウター側の内側転走面 4aの角部（境界) A、および段部 7aの角部 Bが、角アール Rを有する所定の面取り形状'寸法に形成されている。具体的には、角部 Aは、面取りの軸方向寸法 Laが 0. 15-0. 8mm、好ましくは、 0. 15〜0. 3mm、径方向寸法 Lr力 S〇. 15〜0. 8mm、好ましく fま、 0. 15〜0. 3mm に形成され、そして、角アーノレ R力 SO. 15〜2. 0R、好ましくは、 0. 45〜0. 7Rに設定され、各繋ぎ部が滑らかに形成されている。この角アール Rが 0. 15mm未満となれば、ボール 3に擦り傷がつき易くなつてしまレ、、一方、角アール Rが 2. ORを超えると、ボール 3の接触楕円が乗り上げて内側転走面 4aから外れ易くなつて好ましくない。また、角部 Bは、面取りの軸方向寸法 Laおよび径方向寸法 Lrが 0. 5〜5mm、そして、角アール Rが 1. 0〜： 10Rに設定され、各繋ぎ部が滑らかに形成されている。

[0035] さらに、内側転走面 4aの溝底部近傍に溝底径よりも大径で所定幅に形成された力ゥンタ部 14が形成されている。このカウンタ部 14は、内側転走面 4aの溝底部近傍の角部 Cと、この角部 Cからインナー側に向って縮径するテーパ面あるいは所定の曲率半径からなる円弧面で構成された縮径部 14aとで構成され、この縮径部 14aから角部 Bを介して段部 7aが形成されている。このカウンタ部 14の角部 Cも 1. 0〜5Rの角アール Rを有する滑らかな円弧状に形成されている。

[0036] このようにハブ輪 4の外周面の角部 A、 B、 Cを丸めることにより、図 3に示すような軸受の組立において、アウター側のボール 3がハブ輪 4の外周面の角部 A、 B、 Cに接触してもボール 3に傷が発生するのを抑制することができるので、軸受の音響特性を向上させると共に、長寿命化を図ることができる。

[0037] なお、車輪取付フランジ 6の基部 6cとアウター側の内側転走面 4aの角部 Aにおいては、シール 11のリップが角部 Aに接触して損傷するのを防止することができ、品質の信頼性と密封性の向上を図ることができる。また、装置に大きなモーメント荷重が負荷された場合において、内側転走面 4aとボール 3との接触による接触楕円が角部 A にかかってもエッジロードが発生するのを抑制することができ、軸受の長寿命化を図ること力 Sできる。ここで、エッジロードとは、角部等に発生する過大な応力集中のことで、早期剥離の要因の一つとなる現象を言う。

[0038] これらの角部 A〜Cのうち角部 A、 Cは、熱処理後、総型砥石によって内側転走面 4 aと同時に研削加工され、段部 7aの角部 Bは、バイト等によって切削されて滑らかな円弧状に形成されている。なお、カウンタ部 14の角部 Cが内側転走面 4aと同時研削されることにより、バリ等が発生するのを防止することができ、カウンタ部 14の外径をバラツキなく極めて精度良く加工することができる。なお、ハブ輪 4の内側転走面 4a だけでなぐ図示はしないが、本実施形態では、内輪 5における内側転走面 5aの外径（肩部） 5bおよび外方部材 2における外側転走面 2a、 2bの肩部 15、 16、さらにそのカウンタ部においても各角部が面潰しされ滑らかな円弧状に形成されている。これにより、組立時におけるボール傷の発生を防止すると共に、各転走面 5a、 2a、 2bとボール 3との接触による接触楕円が角部に力かってもエッジロードが発生するのを抑制することができ、軸受の長寿命化を一層図ることができる。

実施例 2

[0039] 図 4は、本発明に係る車輪用軸受装置の第 2の実施形態を示す縦断面図、図 5は、図 4のハブ輪の要部拡大図、図 6は組立状態を示す説明図、図 7は、図 4のアウター側の軸受列を示す要部拡大図、図 8は、図 4のインナー側の軸受列を示す要部拡大図、図 9は、熱処理後の外方部材の研削加工を示す説明図、図 10 (a)は、熱処理後のハブ輪の研削加工を示す説明図、（b)は、熱処理後の内輪の研削加工を示す説明図である。なお、本実施形態は、前述した実施形態（図 1)と基本的にはハブ輪の構成が異なるだけで、その他同一の部位、同一の部品、あるいは同一の機能を有する部位には同じ符号を付けてその詳細な説明を省略する。

[0040] この車輪用軸受装置は第 3世代と呼称される従動輪用であって、内方部材 20と外方部材 2、および両部材 20、 2間に転動自在に収容された複列のボール 3、 3を備えている。内方部材 20は、ハブ輪 21と、このハブ輪 21に所定のシメシ口を介して圧入された内輪 5とからなる。

[0041] ハブ輪 21は S53C等の炭素 0. 40〜0. 80wt%を含む中高炭素鋼力なり、ァウタ一側の端部に前述したすり鉢状の凹所 13 (二点鎖線にて示す)よりさらに深く形成された凹所 22が形成されている。この凹所 22の深さは、内側転走面 4aの溝底を越えて段部 24付近までの深さとされている。ハブ輪 21の外周に、内側転走面 4aと、この内側転走面 4aの溝底部から軸方向に延びる軸状部 23、テーパ状の段部 24、および内輪 5が突き合わされる肩部 7bを介して小径段部 4bがそれぞれ形成されている。そして、凹所 22に対応して肉厚が略均一となるように形成されている。また、ピッチ円直径 PCDo、 PCDiの違いに伴レ、、ハブ輪 21の内側転走面 4aが内輪 5の内側転走面 5aよりも拡径され、軸状部 23の外径がこの内側転走面 5aの溝底径よりも大径に設定されている。

[0042] 本実施形態においても、前述した実施形態と同様、インナー側に比べアウター側部分の軸受剛性が増大し、軸受の長寿命化を図ることができると共に、ハブ輪 21のアウター側端部に深い凹所 22が形成され、この凹所 22に対応して均一な肉厚となるような外郭形状に形成されているので、高剛性化と同時に一層の軽量ィヒを図ることができる。

[0043] 本実施形態では、ハブ輪 21における外周面の角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されている。すなわち、図 5に拡大して示すように、車輪取付フランジ 6の基部 6cとアウター側の内側転走面 4aの角部 A、およびテーパ状の段部 24と軸状部 23 および肩部 7bとの角部 D、 Eが、それぞれ角アール Rを有する所定の面取り形状 '寸法に形成されている。具体的には、角部 D、 Eは、面取りの軸方向寸法 Laおよび径方向寸法 Lrが 0. 5〜5mm、そして、角アール Rが 1. 0〜： 10Rに設定され、各繋ぎ部が滑らかに形成されている。

[0044] このようにハブ輪 21の外周面の角部 A、 C、 D、 Eを丸めることにより、図 6に示すような軸受の組立において、アウター側のボール 3がハブ輪 21の外周面の角部 A、 C、 D、 Eに接触してもボール 3に傷が発生するのを抑制することができ、軸受の音響特性を向上させると共に、長寿命化を図ることができる。

[0045] さらに本実施形態では、ハブ輪 21の内側転走面 4aと基部 6cの角部 Aをはじめ、外方部材 2の肩部 15、 16の角部 F、 G、および内輪 5の外径 5bの角部 Hが面潰しされて滑らかな円弧状に形成されると共に、外方部材 2のカウンタ部 17、 18と外側転走面 2a、 2bの角部 J、 K、および内輪 5のカウンタ部 19の角部 Μも面潰しされて滑らかな円弧状に形成されている。ここで、カウンタ部 17、 18、 14、 19は各転走面の各肩部 15、 16、 6c、 5bと軸方向に対向する部分を示す。具体的には、図 7および図 8に拡大して示すように、面取りの軸方向寸法 Laが 0. 15〜0. 8mm、好ましくは、 0. 15 〜0. 3mm、径方向寸法 Lr力 SO. 15〜0. 8mm、好ましく fま、 0. 15〜0. 3mmの範囲に形成され、そして、角アーノレ R力 SO. 15〜2. 0R、好ましくは、 0. 45〜0. 7Rの範囲に設定され、各繋ぎ部が滑らかに形成されている。

[0046] 各肩部の角部 A、 F、 G、 Hおよび各カウンタ部の角部 C、 J、 K、 Μは、図 9および図 10に示すように、熱処理後、総型砥石によって転走面と同時に研削加工されている。すなわち、図 9に示すように、外方部材 2の複列の外側転走面 2a、 2bは総型砥石 2 5によって一体に研削加工されて形成される力この時、肩部 15、 16の角部 F、 Gおよびカウンタ部 17、 18の角部 J、 Kもこの総型砥石 25によって同時研削される。また、図 10 (a)に示すように、シールランド部となる車輪取付フランジ 6の基部 6cおよび内側転走面 4aは総型砥石 26によって一体に研削加工されて形成される力この時、肩部 6cの角部 Aおよびカウンタ部 14の角部 Cもこの総型砥石 26によって同時研削される。また、内輪 5においても、図 10 (b)に示すように、内側転走面 5aをはじめ、磁気ェンコーダ 12が圧入される大径側の外径 5bおよび小径（正面)側端面 5cは総型砥石 2 7によって一体に研削加工されて形成される力この時、外径 5bの角部 Hおよびカウンタ部 19の角部 Mもこの総型砥石 27によって同時研削される。

[0047] このように本実施形態では、各肩部の角部 A、 F、 G、 Hおよび各カウンタ部の角部 C、 J、 K、 Μ力各転走面 4a、 2a、 2b、 5aと共に総型砥石 25、 26、 27によって同時研削され、面潰しされて滑らかな円弧状に形成されているので、各転走面 4a、 2a、 2 b、 5aとボール 3との接触による接触楕円が各角部に力かってもエッジロードが発生するのを抑制することができ、軸受の長寿命化を図ることができるだけでなぐ組立時のボール接触傷やボール振動による打ち傷等を抑制することができ、軸受の音響特性を向上させると共に、製品品質の信頼性を向上させることができる。したがって、装置の高剛性化を図ると共に、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。

[0048] なお、本実施形態では、複列のボール 3、 3の外径 dを同一としたものについて説明したが、各々のボール 3、 3の外径 dが異なるものとしても良レ、。例えば、アウター側に配置されるボール 3をインナー側に配置されるボール 3よりも外径 dを小さくし、ボール個数を多く設定しても良い。

実施例 3

[0049] 図 11は、本発明に係る車輪用軸受装置の第 3の実施形態を示す縦断面図である。

なお、前述した実施形態と同一の部位、同一の部品、あるいは同一の機能を有する部位には同じ符号を付けてその詳細な説明を省略する。

[0050] この車輪用軸受装置は従動輪用の第 2世代と呼称される外輪回転タイプであって、内方部材 28と外方部材 29、および両部材 28、 29間に転動自在に収容された複列のボール 3、 3とを備えている。内方部材 28は、外周に内側転走面 30a、 5aが形成された一対の内輪 30、 5からなる。

[0051] 外方部材 29は S53C等の炭素 0. 40-0. 80wt%を含む中高炭素鋼からなり、外周に車輪取付フランジ 6を一体に有し、内周に複列の外側転走面 2a、 2bが形成されている。そして、両転走面間には複列のボール 3、 3が保持器 9、 10を介して転動自在に収容され、背面合せタイプの複列アンギユラ玉軸受を構成している。また、外方部材 29のインナー側端部にシール 31が装着されると共に、アウター側端部には内輪 30との間にラビリンスシール 32が構成され、外方部材 29の開口端部に装着されたキャップ（図示せず）とで、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部力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。

[0052] ここで、本実施形態では、アウター側のボール 3群のピッチ円直径 PCDoがインナ一側のボール 3群のピッチ円直径 PCDiよりも大径に設定されている。そして、複列のボール 3、 3の外径 dは同じである力このピッチ円直径 PCDo、 PCDiの違いにより、アウター側のボール 3群のボール個数がインナー側のボール 3群のボール個数よりも多く設定されている。また、ピッチ円直径 PCDo、 PCDiの違いに伴い、アウター側の内輪 30の内側転走面 30aがインナー側の内輪 5の内側転走面 5aよりも拡径して形成されている。

[0053] 本実施形態においても、前述した実施形態と同様、インナー側に比べアウター側部分の軸受剛性が増大し、軸受の長寿命化を図ることができると共に、各肩部の角部 A、 F、 G、 Hおよび各カウンタ部の角部 C、 J、 K、 Μが面潰しされて滑らかな円弧状に形成されているので、組立時のボール 3の接触傷や振動による打ち傷等を抑制すること力 Sできる。なお、この種の車輪用軸受装置では、搬送時や自動車メーカでの組立工程において、振動や衝撃荷重によってボール 3に打ち傷が発生するのを抑制すること力 Sできる。

[0054] 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

[0055] 本発明に係る車輪用軸受装置は、駆動輪用、従動輪用に拘わらず、第 1乃至第 4 世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。

図面の簡単な説明

[0056] [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]図 1のハブ輪を示す要部拡大図である。

[図 3]同上、組立状態を示す説明図である。

[図 4]本発明に係る車輪用軸受装置の第 2の実施形態を示す縦断面図である。

[図 5]図 4のハブ輪を示す要部拡大図である。

[図 6]同上、組立状態を示す説明図である。

[図 7]図 4のアウター側の軸受列を示す要部拡大図である。

[図 8]図 4のインナー側の軸受列を示す要部拡大図である。

[図 9]熱処理後の外方部材の研削加工を示す説明図である。

[図 10] (a)は、熱処理後のハブ輪の研削加工を示す説明図である。（b)は、熱処理後の内輪の研削加工を示す説明図である。 [図 11]本発明に係る車輪用軸受装置の第 3の実施形態を示す縦断面図である。

[図 12]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

1 , 20, 28 内方部材

2、 29 外方部材

3 ボーノレ

4、 21 ハブ輪

4a、 5a、 30a 内側転走面

4b 小径段部

5、 30 内輪

5b 外径

5c 小径側端面

6 車輪取付フランジ

6a ノヽブボノレト

6b 円孔

6c 基部

7、 23 軸状部

7a、 15a、 24 段部

7b、 15、 16 肩部

8 加締部

9、 10 保持器

11、 31 シーノレ

12 磁気エンコーダ

13、 22 凹所

14、 17、 18、 19 カウンタ部

14a 縮径部

25、 26、 27 総型砥石

32 ラビリンスシーノレ車輪用軸受装置

外方部材

アウター側の外側転走面インナー側の外側転走面車体取付フランジ

ハブ輪

内側転走面

小径段部

加締部

車輪取付フランジ

内輪

内方部材

ボーノレ

保持器

シール

段部

カウンタ咅 B

•肩部の角部

角部

•カウンタ部の角部

アウター側のボールのピッチ円直径インナー側のボールのピッチ円直径ボールの外径

面取りの軸方向寸法

面取りの径方向寸法

アウター側のボールのピッチ円直径インナー側のボールのピッチ円直径角アール

Claims

請求の範囲

[1] 内周に複列の外側転走面が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、

この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列のボール群とを備えた車輪用軸受装置において、

前記複列のボール群のうちアウター側のボール群のピッチ円直径がインナー側のボール群のピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、前記内方部材の外周面の角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。

[2] 前記各転走面のカウンタ部の角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されている請求項 1に記載の車輪用軸受装置。

[3] 前記各転走面の肩部の角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されている請求項 1または 2に記載の車輪用軸受装置。

[4] 前記ボールの外径が同じで、前記アウター側のボール群のボール個数が前記インナー側のボール群のボール個数よりも多く設定されている請求項 1乃至 3いずれかに記載の車輪用軸受装置。

[5] 前記各転走面の肩部およびカウンタ部の角部が熱処理後に総型砥石によって前記転走面と同時研削により形成されている請求項 1乃至 4いずれかに記載の車輪用軸受装置。

[6] 前記内方部材が、一端部に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に対向する一方の内側転走面と、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に対向する他方の内側転走面が形成された内輪からなると共に、前記ハブ輪のアウター側の端部にすり鉢状の凹所が形成され、この凹所の深さが少なくとも前記ハブ輪の内側転走面の溝底付近とされ、前記ハブ輪の外郭形状が当該凹所に対応して略均一な肉厚となるように形成されている請求項 1乃至 5いずれかに記載の車輪用軸受装置。前記ハブ輪の内側転走面の溝底部から前記小径段部に亙って軸方向に延びる軸状部が形成され、この軸状部と前記内輪と突き合わされる肩部との間にテーパ状の段部が形成されると共に、前記凹所の深さが、前記内側転走面の溝底を越え前記段部付近までの深さとされている請求項 6に記載の車輪用軸受装置。

前記インナー側のボール群のピッチ円直径 PCDiに対する当該ボールの外径 dの割合 dZPCDiが、 0. 14≤ (d/PCDi)≤0. 25の範囲に規定されている請求項 1乃至 7いずれかに記載の車輪用軸受装置。