(57)【要約】【課題】外輪及び内軸部材の各軌道面における転動体との接触部に圧痕が生じた場合に、圧痕が生じた現品から入力モーメントを正確に推定することができる車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】車輪用軸受装置１０は、車体側部材に取り付けられる外輪１２と、車輪が取り付けられるフランジ部５６を軸方向一方側に有する内軸部材１１と、外輪１２の内周に形成された軌道面１２ａ，１２ｂと内軸部材１１の外周に形成された軌道面１１ａ，１１ｂとの間に転動自在に配置された複数の転動体１３と、外輪１２の軸方向一方側の外輪端面１２ｃに突出して設けられ、外輪端面１２ｃに対して隙間Ｓをあけて対向しているフランジ側面５６ａよりも耐摩耗性の低い突出部材２０と、を備える。突出部材２０の軸方向長さは、隙間Ｓの軸方向長さよりも短い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側部材に取り付けられる外輪と、車輪が取り付けられるフランジ部を軸方向一方側に有する内軸部材と、前記外輪の内周に形成された軌道面と前記内軸部材の外周に形成された軌道面との間に転動自在に配置された複数の転動体と、を備えた車輪用軸受装置であって、
前記外輪の軸方向一方側の外輪端面、及び前記フランジ部の軸方向他方側において前記外輪端面に対して隙間をあけて対向しているフランジ側面のうち、一方の面に軸方向に突出して設けられ、他方の面よりも耐摩耗性の低い突出部材を備え、
前記突出部材の軸方向長さが、前記隙間の軸方向長さよりも短い、車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記一方の面が前記外輪端面であり、
前記突出部材が、前記外輪端面の周方向に所定間隔をあけて複数設けられている、請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
軸方向長さが互いに異なる２つ以上の突出部材を１組とする突出部材群が、前記外輪端面の周方向に所定間隔をあけて複数組設けられている、請求項２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記２つ以上の突出部材が、前記外輪端面の周方向に並べて配置されている、請求項３に記載の車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記突出部材が合成樹脂製である、請求項１〜４のいずれか１項に記載された車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両において、車輪を支持するために車輪用軸受装置が用いられている。車輪用軸受装置は、車体側のナックルに取り付けられる外輪と、車輪が取り付けられるフランジ部を軸方向一方側（車両アウタ側）に有する内軸部材と、外輪と内軸部材との間に介在している複数の玉（転動体）とを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７１０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、車両の走行中に車両が衝突したり車輪が縁石に乗り上げたりすると、車輪用軸受装置に過大な負荷（モーメント）が作用する場合がある。このような負荷が車輪用軸受装置に作用すると、車輪側の内軸部材が車体側の外輪に対して過度に傾くことによって、外輪及び内軸部材の各軌道面における転動体との接触部に圧痕が生じ、車両の走行中に異音が発生じたり、回転抵抗が増加したりする。このため、前記接触部に圧痕が生じた場合、現品調査を実施して圧痕対策が行われている。しかし、現品調査において、圧痕深さから実際にどれくらいの入力モーメントが作用しているのかを正確に推定することができないため、圧痕対策を絞り込めない場合がある。
【０００５】
そこで、本発明は、外輪及び内軸部材の各軌道面における転動体との接触部に圧痕が生じた場合に、圧痕が生じた現品から入力モーメントを正確に推定することが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】
【０００６】
（１）本発明は、車体側部材に取り付けられる外輪と、車輪が取り付けられるフランジ部を軸方向一方側に有する内軸部材と、前記外輪の内周に形成された軌道面と前記内軸部材の外周に形成された軌道面との間に転動自在に配置された複数の転動体と、を備えた車輪用軸受装置であって、前記外輪の軸方向一方側の外輪端面、及び前記フランジ部の軸方向他方側において前記外輪端面に対して隙間をあけて対向しているフランジ側面のうち、一方の面に軸方向に突出して設けられ、他方の面よりも耐摩耗性の低い突出部材を備え、前記突出部材の軸方向長さが、前記隙間の軸方向長さよりも短い、車輪用軸受装置である。
【０００７】
本発明によれば、外輪及び内軸部材の各軌道面における転動体との接触部に圧痕が生じるほど過大な負荷が車輪用軸受装置に作用して内軸部材が外輪に対して過度に傾くと、外輪端面及びフランジ側面のうち、一方の面に設けられた突出部材の先端に、他方の面が接触しながら相対的に回転する。その際、突出部材は前記他方の面よりも耐摩耗性が低いので、突出部材の先端に摩擦痕が生じる。これにより、摩擦痕が生じた突出部材の軸方向長さに基づいて外輪に対する内軸部材の傾斜角を算出することができるので、この傾斜角に基づいて車輪用軸受装置に過大な負荷が作用したときの入力モーメントを正確に推定することができる。
【０００８】
（２）前記一方の面が前記外輪端面であり、前記突出部材が、前記外輪端面の周方向に所定間隔をあけて複数設けられているのが好ましい。
この場合、内軸部材が外輪に対して傾いたときに、フランジ側面が外輪端面の周方向に設けられた複数の突出部材のいずれかに接触しながら回転することで、その接触対象の突出部材の摩擦痕から、内軸部材の傾き方向、つまり入力モーメントが作用した方向を容易に推定することができる。
【０００９】
（３）軸方向長さが互いに異なる２つ以上の突出部材を１組とする突出部材群が、前記外輪端面の周方向に所定間隔をあけて複数組設けられているのが好ましい。
この場合、内軸部材が外輪に対して傾いたときに、フランジ側面が外輪端面の周方向に複数組設けられた突出部材群のいずれかの突出部材に接触しながら回転することで、その接触対象の突出部材の摩擦痕から、内軸部材の傾き方向、つまり入力モーメントが作用した方向を容易に推定することができる。さらに、各突出部材群における２つ以上の突出部材の軸方向長さが互いに異なるので、フランジ側面が接触した突出部材の軸方向長さから、内軸部材の傾斜角をより正確に算出することができる。
【００１０】
（４）前記２つ以上の突出部材が、前記外輪端面の周方向に並べて配置されているのが好ましい。この場合、２つ以上の突出部材が外輪端面の径方向に並べて配置される場合に比べて、内軸部材の傾斜角をより正確に算出することができる。
【００１１】
（５）前記突出部材は合成樹脂製であるのが好ましい。この場合、金属製の突出部材に比べて、車輪用軸受装置を軽量化することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の車輪用軸受装置によれば、外輪及び内軸部材の各軌道面における転動体との接触部に圧痕が生じた場合に、圧痕が生じた現品から入力モーメントを正確に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る車輪用軸受装置を示す断面図である。
【図２】内軸部材が外輪に対して傾いた状態を示す拡大断面図である。
【図３】突出部材の配置を示す外輪端面の正面図である。
【図４】図３の１２時に位置する突出部材群の拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る車輪用軸受装置を示す断面図である。この車輪用軸受装置（ハブユニット）１０は、自動車の車体側に設けられている懸架装置（ナックル）に取り付けられ、車輪を回転可能に支持するものである。車輪用軸受装置１０は、内軸部材１１と、外輪１２と、転動体１３と、保持器１４とを備えている。この車輪用軸受装置１０において、軸方向とは、車輪用軸受装置１０の中心軸Ｃに平行な方向である。また、径方向とは前記軸方向に直交する方向である。
【００１５】
外輪１２は、例えば機械構造用炭素鋼により製造されている。外輪１２は、円筒形状である外輪本体部５１と、この外輪本体部５１から径方向外方側に延びて設けられている固定用のフランジ部５２とを有している。外輪本体部５１の内周には軌道面１２ａ，１２ｂが形成されている。外輪１２はフランジ部５２によって車体側部材であるナックル（図示せず）に取り付けられ、これにより外輪１２を含む車輪用軸受装置１０が車体側に固定される。車輪用軸受装置１０が車体側に固定された状態で、内軸部材１１が有する後述の車輪取り付け用のフランジ部５６側が車両の外側となる。つまり、フランジ部５６が設けられている軸方向一方側が車両アウタ側となり、その反対である軸方向他方側が車両インナ側となる。
【００１６】
内軸部材１１は、内軸（ハブ軸）５８と、この内軸５８の軸方向他方側に外嵌した内輪５７とを有しており、これらは、例えば機械構造用炭素鋼により製造されている。内軸５８は、外輪１２の径方向内方側に設けられている軸本体部５５と、車輪取り付け用のフランジ部５６とを有している。軸本体部５５は軸方向に長い軸部材である。フランジ部５６は、軸本体部５５の軸方向一方側から径方向外方側に延びて設けられている。
【００１７】
フランジ部５６には、車輪取り付け用のボルト６９が取り付けられており、このフランジ部５６には、図外の車輪の他にブレーキロータが取り付けられる。内輪５７は、環状の部材であり、軸本体部５５の軸方向他方側の端部に外嵌して固定されている。軸本体部５５の外周には軌道面１１ａが形成され、内輪５７の外周には軌道面１１ｂが形成されている。
【００１８】
軸方向一方側における外輪１２の軌道面１２ａと内軸５８の軌道面１１ａとの間には、複数の転動体１３である玉が転動自在に配置されている。軸方向他方側における外輪１２の軌道面１２ｂと内輪５７の軌道面１１ｂとの間には、複数の転動体１３である玉が転動自在に配置されている。以上より、外輪１２と内軸部材１１との間に形成されている環状空間（軸受内部）には、二列の転動体１３が設けられており、各列に含まれる複数の転動体１３は環状の保持器１４によって周方向に間隔をあけて保持されている。前記環状空間には、当該環状空間を軸方向両端から封止するシール部材１５が設けられている。
【００１９】
ところで、自動車の走行中に自動車が衝突したり車輪が縁石に乗り上げたりすると、外輪１２の軌道面１２ａ，１２ｂ及び内軸部材１１の軌道面１１ａ，１１ｂにおける転動体１３との接触部に圧痕が生じるほど過大な負荷が車輪用軸受装置１０に作用し、図２の２点鎖線で示すように内軸部材１１が外輪１２に対して過度に傾く場合がある。この場合、現品調査を実施して圧痕対策が行われるが、その際に、前記過大な負荷が車輪用軸受装置１０に作用したときの入力モーメントを推定するのに必要となる内軸部材１１の傾斜角を求めるための突出部材２０が外輪１２に設けられている。以下、その突出部材２０について詳しく説明する。
【００２０】
図１において、外輪１２の軸方向一方側の外輪端面１２ｃと、フランジ部５６の軸方向他方側において外輪端面１２ｃと対向しているフランジ側面５６ａとの間には、所定の隙間Ｓが設けられている。この隙間Ｓにおいて、外輪端面１２ｃには、軸方向一方側に向かって突出する突出部材２０が固定されている。なお、外輪端面１２ｃに対する突出部材２０の固定方法は、外輪端面１２ｃに突出部材２０を接着剤等により貼り付けてもよいし、外輪端面１２ｃに形成した凹部等に突出部材２０を圧入してもよい。
【００２１】
突出部材２０の軸方向長さは、隙間Ｓの軸方向長さよりも短く設定されている。また、突出部材２０の軸方向長さは、自動車の走行中に通常の負荷が車輪用軸受装置１０に作用したときに、図２の１点鎖線で示すように内軸部材１１が外輪１２に対して傾いても、フランジ側面５６ａが突出部材２０に接触しない長さに設定されている。
【００２２】
これにより、自動車が通常に走行しているときには、内軸部材１１のフランジ側面５６ａは、突出部材２０の先端面２１に対して非接触の状態で回転する。そして、自動車の走行中に過大な負荷が車輪用軸受装置１０に作用し、図２の２点鎖線で示すように内軸部材１１が外輪１２に対して過度に傾いたときには、フランジ側面５６ａが突出部材２０の先端面２１に接触しながら回転する。
【００２３】
突出部材２０は、フランジ側面５６ａよりも耐摩耗性が低い材質からなる。例えば、本実施形態の突出部材２０は、合成樹脂製のブッシュからなる。これにより、突出部材２０は、フランジ側面５６ａよりも摩耗し易いため、突出部材２０の先端面２１には、当該先端面２１にフランジ側面５６ａが接触しながら回転したときに摩擦痕が生じる。
【００２４】
図３は、突出部材の配置を示す外輪端面の正面図である。外輪端面１２ｃには、突出部材２０が周方向に所定間隔をあけて複数設けられている。本実施形態では、３つの突出部材２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを１組とする突出部材群２２が、外輪端面１２ｃの周方向に所定間隔をあけて複数組設けられている。各突出部材群２２の突出部材２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、この順に外輪端面１２ｃの周方向に並べて配置されている。
【００２５】
図４は、図３の１２時に位置する突出部材群の拡大平面図である。この突出部材群２２を構成する突出部材２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、互いに軸方向長さが異なるように形成されている。例えば、本実施形態では、突出部材２０Ａが最も長い軸方向長さに形成されており、突出部材２０Ｂが、突出部材２０Ａよりも軸方向長さが短く形成されている。そして、突出部材２０Ｃは、突出部材２０Ｂよりも軸方向長さが短く形成されている。なお、図３の１２時以外に位置する各突出部材群２２の突出部材２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃも同様に形成されているため、説明を省略する。
【００２６】
以上の構成により、車輪用軸受装置１０に過大な負荷が作用した場合、内軸部材１１が外輪１２に対して過度に傾くことで、内軸部材１１が傾いた方向に位置する突出部材群２２の突出部材２０Ａ〜２０Ｃにフランジ側面５６ａが接触しながら回転する。そうすると、これらの突出部材２０Ａ〜２０Ｃのいずれかに摩擦痕が生じるので、その摩擦痕を目視で確認することで、内軸部材１１の傾き方向、つまり前記過大な負荷により入力モーメントが作用した方向を推定することができる。
【００２７】
また、内軸部材１１が傾いた方向に位置する突出部材群２２における突出部材２０Ａ〜２０Ｃのいずれに摩擦痕が生じたかによって、その摩擦痕が生じた突出部材２０の軸方向長さに基づいて、外輪１２の中心軸に対する内軸部材１１の中心軸の傾斜角を正確に算出することができる。
【００２８】
例えば、本実施形態において、軸方向長さが最も長い突出部材２０Ａのみに摩擦痕が生じた場合には、突出部材２０Ａの軸方向長さに基づいて前記傾斜角を算出する。また、突出部材２０Ａだけでなく、その次に軸方向長さが長い突出部材２０Ｂにも摩擦痕が生じた場合には、突出部材２０Ｂの軸方向長さに基づいて前記傾斜角を算出する。さらに、全ての突出部材２０Ａ〜２０Ｃに摩擦痕が生じた場合には、軸方向長さが最も短い突出部材２０Ｃの軸方向長さに基づいて前記傾斜角を算出する。
【００２９】
上記のように、突出部材２０の摩擦痕から、内軸部材１１の傾き方向を推定するとともに、外輪１２に対する内軸部材１１の傾斜角を算出した後は、これらの傾き方向及び傾斜角に基づいてＣＡＥ解析又は実験等を行うことで、車輪用軸受装置１０に前記過大な負荷が作用したときの入力モーメントを正確に推定することができる。
【００３０】
また、本実施形態の車輪用軸受装置１０によれば、突出部材群２２を構成する３つの突出部材２０Ａ〜２０Ｃが、外輪端面１２ｃの周方向に並べて配置されているので、突出部材２０Ａ〜２０Ｃが外輪端面１２ｃの径方向に並べて配置される場合に比べて、内軸部材１１の傾斜角をより正確に算出することができる。
また、突出部材２０が合成樹脂製であるため、金属製の突出部材に比べて、車輪用軸受装置１を軽量化することができる。
【００３１】
以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明の車輪用軸受装置は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、前記実施形態の突出部材２０は、外輪端面１２ｃに設けられているが、フランジ側面５６ａに設けられていてもよい。また、前記実施形態の突出部材２０は、合成樹脂製であるが、フランジ側面５６ａよりも耐摩耗性が低い材質であれば、銅合金などの他の材質であってもよい。さらに、本発明の突出部材は、ブッシュに限定されるものではない。
【００３２】
突出部材群２２を構成する突出部材２０の個数、並び順序および並び方向は、前記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態の突出部材群２２を構成する３つの突出部材２０Ａ〜２０Ｃは、外輪端面１２ｃの周方向に並べて配置されているが、外輪端面１２ｃの径方向に並べて配置されていてもよい。
また、前記実施形態では、所定数の突出部材２０により突出部材群２２を構成しているが、突出部材群２２を構成せずに、軸方向長さが互いに同じ又は異なる複数の突出部材２０を周方向に所定間隔をあけて設けてもよいし、１つの突出部材２０だけを設けてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１０：車輪用軸受装置      １１：内軸部材              １１ａ，１１ｂ：軌道面
１２：外輪                １２ａ，１２ｂ：軌道面      １２ｃ：外輪端面
１３：転動体              ２０：突出部材              ２２：突出部材群
５６：フランジ部          ５６ａ：フランジ側面        Ｓ：隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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