(57)【要約】【課題】外方部材の嵌合筒部を車体側部材の嵌合穴部に嵌め込む際に、キャップ部材の筒板部が嵌合穴部の内周縁に干渉せず、ひいては自動車の組立性向上を実現できる車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】外方部材２のインナー側端部に形成された嵌合筒部２ｈが車体側部材９に嵌め込まれた状態で固定される車輪用軸受装置１において、嵌合筒部２ｈのインナー側に小径部２ｊが形成されていて、更に小径部２ｊに外嵌される筒板部８２が板材の折り曲げによって形成されているキャップ部材８を具備し、小径部２ｊには、筒板部８２の内側に収まる外周面２ｍにヌスミ溝部２ｐが形成されており、ヌスミ溝部２ｐよりもインナー側の外周面２ｍと筒板部８２におけるインナー側の内周面８ｍとが圧入嵌合となる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側軌道面を有する外方部材と、
ハブ輪及び当該ハブ輪に外嵌される少なくとも一つの内輪からなり、内側軌道面を有する内方部材と、
前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの軌道面間に介装される転動部材と、を備え、
前記外方部材のインナー側端部に形成された嵌合筒部が車体側部材に嵌め込まれた状態で固定される車輪用軸受装置において、
前記嵌合筒部のインナー側に小径部が形成されていて、
前記小径部に外嵌される筒板部が板材の折り曲げによって形成されているキャップ部材を具備し、
前記小径部には、前記筒板部の内側に収まる外周面にヌスミ溝部が形成されており、当該ヌスミ溝部よりもインナー側の外周面と前記筒板部におけるインナー側の内周面とが圧入嵌合となる、ことを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記小径部のインナー側端部における外周縁に面取部が形成されていて、
前記面取部の半径が前記キャップ部材の蓋板部と前記筒板部をつなぐ曲げ部の半径よりも大きく、かつ前記キャップ部材を構成する板材の厚さ寸法よりも小さくなっている、ことを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記内輪とともに回転するエンコーダと、
前記エンコーダに近接して当該エンコーダの磁気を検出するセンサと、を具備し、
前記キャップ部材が前記センサを支持する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車輪用軸受装置。
【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】
従来より、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、外方部材の内側に内方部材が配置され、外方部材と内方部材のそれぞれの軌道面間に転動部材が介装されている。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。
【０００３】
ところで、車輪用軸受装置には、外方部材と内方部材の間に環状空間が形成されている。この環状空間に泥水が浸入するのを防ぐべく、車輪用軸受装置は、シール部材又はキャップ部材を備えている（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００４】
特許文献１及び特許文献２に開示されたキャップ部材は、金属鋼板（例えばＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等の冷間圧延鋼板）によって形成されている。キャップ部材は、外方部材のインナー側開口端を塞ぐ蓋板部と、外方部材の嵌合筒部に外嵌される筒板部と、を有している。なお、キャップ部材には、泥水の浸入を防ぐためだけでなく、センサを支持する役割を兼ねたものが存在している。
【０００５】
加えて、このような車輪用軸受装置は、外方部材の嵌合筒部が車体側部材の嵌合穴部に嵌め込まれた状態で固定される。そのため、外方部材の嵌合筒部を車体側部材の嵌合穴部にスムーズに嵌め込むことができれば、自動車の組立性向上につながる。しかし、キャップ部材の筒板部が圧入嵌合による荷重を受けて径方向外側へ開くと、この筒板部が嵌合穴部の内周縁に干渉してスムーズに嵌め込めない場合があった（図７参照）。そこで、外方部材の嵌合筒部を車体側部材の嵌合穴部に嵌め込む際に、キャップ部材の筒板部が嵌合穴部の内周縁に干渉せず、ひいては自動車の組立性向上を実現できる車輪用軸受装置が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−１４５８９５号公報
【特許文献２】特開２０１６−７８５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
外方部材の嵌合筒部を車体側部材の嵌合穴部に嵌め込む際に、キャップ部材の筒板部が嵌合穴部の内周縁に干渉せず、ひいては自動車の組立性向上を実現できる車輪用軸受装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第一の発明は、
外側軌道面を有する外方部材と、
ハブ輪及び当該ハブ輪に外嵌される少なくとも一つの内輪からなり、内側軌道面を有する内方部材と、
前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの軌道面間に介装される転動部材と、を備え、
前記外方部材のインナー側端部に形成された嵌合筒部が車体側部材に嵌め込まれた状態で固定される車輪用軸受装置において、
前記嵌合筒部のインナー側に小径部が形成されていて、
前記小径部に外嵌される筒板部が板材の折り曲げによって形成されているキャップ部材を具備し、
前記小径部には、前記筒板部の内側に収まる外周面にヌスミ溝部が形成されており、当該ヌスミ溝部よりもインナー側の外周面と前記筒板部におけるインナー側の内周面とが圧入嵌合となる、ものである。
【０００９】
第二の発明は、第一の発明に係る車輪用軸受装置において、
前記小径部のインナー側端部における外周縁に面取部が形成されていて、
前記面取部の半径が前記キャップ部材の蓋板部と前記筒板部をつなぐ曲げ部の半径よりも大きく、かつ前記キャップ部材を構成する板材の厚さ寸法よりも小さくなっている、ものである。
【００１０】
第三の発明は、第一又は第二の発明に係る車輪用軸受装置において、
前記内輪とともに回転するエンコーダと、
前記エンコーダに近接して当該エンコーダの磁気を検出するセンサと、を具備し、
前記キャップ部材が前記センサを支持する、ものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１２】
第一の発明に係る車輪用軸受装置によれば、比較的に高剛性となる筒板部の根元側部分に荷重がかかり、比較的に低剛性となる根元側部分から離れた部分に荷重がかからないので、嵌合力を確保しつつも筒板部が径方向外側へ開くのを抑制できる。従って、外方部材の嵌合筒部を車体側部材の嵌合穴部に嵌め込む際に、キャップ部材の筒板部が嵌合穴部の内周縁に干渉せず、ひいては自動車の組立性向上を実現できる。
【００１３】
第二の発明に係る車輪用軸受装置によれば、圧入嵌合部分の軸方向長さが長くなり、かつ軸方向長さのバラツキを抑えることができるので、安定した嵌合力を確保できる。
【００１４】
第三の発明に係る車輪用軸受装置によれば、キャップ部材の蓋板部に歪みが生じないので、エンコーダとセンサの隙間にバラツキが生じない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】車輪用軸受装置の構造を示す図。
【図２】車輪用軸受装置の一部構造を示す図。
【図３】外方部材の嵌合筒部にキャップ部材を装着する状況を示す図。
【図４】外方部材の嵌合筒部を車体側部材の嵌合穴部に嵌め込む状況を示す図。
【図５】第一実施形態に係る車輪用軸受装置の要部形状を示す図。
【図６】第二実施形態に係る車輪用軸受装置の要部形状を示す図。
【図７】キャップ部材の筒板部が嵌合穴部の内周縁に干渉している状況を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る車輪用軸受装置１について説明する。図１は、車輪用軸受装置１の構造を示す図である。図２は、車輪用軸受装置１の一部構造を示す図である。
【００１７】
車輪用軸受装置１は、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と、内方部材３と、転動部材４・５と、を備えている。なお、本明細書において、「インナー側」とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車体側を表し、「アウター側」とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車輪側を表す。また、「径方向外側」とは、内方部材３の回転軸Ａから遠ざかる方向を表し、「径方向内側」とは、内方部材３の回転軸Ａに近づく方向を表す。更に、「軸方向」とは、回転軸Ａに沿う方向を表す。
【００１８】
外方部材２は、転がり軸受構造の外輪部分を構成するものである。外方部材２のインナー側端部における内周には、嵌合面２ａが形成されている。また、外方部材２のアウター側端部における内周には、嵌合面２ｂが形成されている。更に、外方部材２の軸方向中央部における内周には、二つの外側軌道面２ｃ・２ｄが形成されている。加えて、外方部材２には、その外周面から径方向外側へ広がる車体取り付けフランジ２ｅが形成されている。車体取り付けフランジ２ｅには、複数のボルト穴２ｆが設けられている。
【００１９】
内方部材３は、転がり軸受構造の内輪部分を構成するものである。内方部材３は、ハブ輪３１と内輪３２で構成されている。
【００２０】
ハブ輪３１は、外方部材２の内側に配置される。ハブ輪３１のインナー側端部における外周には、軸方向中央部まで内輪嵌合部３ａが形成されている。内輪嵌合部３ａは、ハブ輪３１の外径が小さくなった部分を指し、その外周面が回転軸Ａを中心とする円筒形状となっている。また、ハブ輪３１のアウター側端面における中央には、球面状に窪んだ開口穴３ｂが形成されている。更に、ハブ輪３１の軸方向中央部における外周には、内側軌道面３ｄが形成されている。加えて、ハブ輪３１には、径方向外側へ広がる車輪取り付けフランジ３ｅが形成されている。車輪取り付けフランジ３ｅには、回転軸Ａを中心に複数のボルト穴３ｆが設けられており、それぞれのボルト穴３ｆにハブボルト３３が圧入されている。
【００２１】
内輪３２は、ハブ輪３１の内輪嵌合部３ａに外嵌される。内輪３２のインナー側端部における外周には、嵌合面３ｇが形成されている。また、嵌合面３ｇに隣接する外周には、内側軌道面３ｃが形成されている。なお、内輪３２は、内輪嵌合部３ａに外嵌された状態で、この内輪嵌合部３ａの先端を押し広げて形成された加締部によって固定されている。
【００２２】
転動部材４・５は、転がり軸受構造の転動部分を構成するものである。インナー側の転動部材４は、複数の転動体４１と一つの保持器４２で構成されている。同様に、アウター側の転動部材５も、複数の転動体５１と一つの保持器５２で構成されている。
【００２３】
転動体４１・５１は、それぞれが保持器４２・５２によって円形かつ等間隔にならべられている。インナー側の転動部材４を構成する転動体４１は、外方部材２の外側軌道面２ｃと内輪３２の内側軌道面３ｃの間に介装されている。また、アウター側の転動部材５を構成する転動体５１は、外方部材２の外側軌道面２ｄとハブ輪３１の内側軌道面３ｄの間に介装されている。転動体４１・５１は、それぞれ保持器４２・５２に保持されている。
【００２４】
加えて、本車輪用軸受装置１は、外方部材２と内方部材３（ハブ輪３１及び内輪３２）の間に形成される環状空間Ｓの両側開口端を密封すべく、一対のシール部材６を備えている。ここでは、環状空間Ｓのインナー側開口端に装着されるシール部材６に着目して説明する。
【００２５】
シール部材６は、スリンガ６１とシールリング６２で構成されている。スリンガ６１は、内方部材３（内輪３２）の嵌合面３ｇに外嵌される円筒状の嵌合部６１ａと、嵌合部６１ａのインナー側端部から径方向外側へ延びる円板状の側板部６１ｂと、を有している。スリンガ６１の側板部６１ｂには、エンコーダ６３が固着している。エンコーダ６３は、周方向に磁極（Ｎ極・Ｓ極）を交互に配列した弾性部材である。
【００２６】
一方、シールリング６２は、芯金６４に弾性部材６５を固着したものである。芯金６４は、外方部材２の嵌合面２ａに内嵌される円筒状の嵌合部６４ａと、嵌合部６４ａのアウター側端部から径方向内側へ延びる円板状の側板部６４ｂと、を有している。なお、弾性部材６５には、サイドリップ６５ａ・６５ｂが形成されており、それぞれの先端縁が対向するスリンガ６１の側板部６１ｂに接触している。更に、弾性部材６５には、グリースリップ６５ｃが形成されており、その先端縁が対向するスリンガ６１の嵌合部６１ａに接触又は近接している。
【００２７】
更に加えて、本車輪用軸受装置１は、外方部材２のインナー側開口端を塞ぐことによってシール部材６に泥水が到達するのを防ぐべく、キャップ部材８を備えている。以下では、外方部材２の嵌合筒部２ｈにキャップ部材８を装着できる構造について説明する。図３は、嵌合筒部２ｈにキャップ部材８を装着する状況を示す図である。
【００２８】
図２及び図３に示すように、外方部材２は、そのインナー側端部に嵌合筒部（一般的にパイロット部という）２ｈが形成されている。嵌合筒部２ｈにおけるアウター側には、内方部材３の回転軸Ａを中心とする円筒状の大径部２ｉが形成され、嵌合筒部２ｈにおけるインナー側には、内方部材３の回転軸Ａを中心とする円筒状の小径部２ｊが形成されている。大径部２ｉの内周には、前述の芯金６４が嵌合している。小径部２ｊは、大径部２ｉと連続していて、内輪３２の軸方向端面よりもインナー側に突出している。小径部２ｊの外径は、大径部２ｉの外径よりも小さい。つまり、嵌合筒部２ｈは、軸方向で外径寸法が異なった円筒形状となっている。
【００２９】
他方、キャップ部材８は、金属鋼板をプレス加工によって切り出し、かつ折り曲げることによって形成されている。キャップ部材８は、内方部材３の回転軸Ａを中心とする円板状の蓋板部８１と、蓋板部８１の径方向外側部をアウター側へ折り曲げて形成した回転軸Ａを中心とする円筒状の筒板部８２と、を有している。筒板部８２が嵌合筒部２ｈの小径部２ｊに外嵌される。筒板部８２は、プレス加工の特性上、いわゆるスプリングバックによって僅かながらも径方向外側へ開いている。そのため、筒板部８２は、軸方向に対して角度θのテーパ形状となっている。更に、圧入嵌合による装着を実現すべく、筒板部８２の内径は小径部２ｊの外径よりも小さくなっている。従って、筒板部８２は、圧入嵌合による荷重Ｆを受けて径方向外側へ開き、角度θよりも大きい角度αのテーパ形状となる（図５及び図６参照）。
【００３０】
ここで、車輪用軸受装置１を車体側部材（一般的にナックルという）９に取り付け可能とした構造について説明する。図４は、外方部材２の嵌合筒部２ｈを車体側部材９の嵌合穴部９ｈに嵌め込む状況を示す図である。
【００３１】
外方部材２の嵌合筒部２ｈは、車体側部材９の嵌合穴部９ｈに嵌め込んだ状態で固定される。具体的に説明すると、外方部材２の嵌合筒部２ｈを車体側部材９の嵌合穴部９ｈに嵌め込むとともに、車体取り付けフランジ２ｅのインナー側端面を車体側部材９のアウター側端面に当接させた状態でボルト１０によって固定される。このとき、ボルト１０は、車体側部材９の貫通穴９ｆにインナー側から挿通され、車体取り付けフランジ２ｅのボルト穴２ｆに螺合される。但し、車体取り付けフランジ２ｅに貫通穴が設けられ、車体側部材９にボルト穴が設けられている場合は、ボルト１０が車体取り付けフランジ２ｅの貫通穴にアウター側から挿通され、車体側部材９のボルト穴に螺合される。なお、車体側部材９がインホイールモータを構成するモータケースであったとしても同様に固定することが可能である。
【００３２】
次に、第一実施形態に係る車輪用軸受装置１の特徴とその効果について説明する。図５は、第一実施形態に係る車輪用軸受装置１の要部形状を示す図である。
【００３３】
図５に示すように、筒板部８２の内側に収まる外周面２ｍには、ヌスミ溝部２ｐが形成されている。かかるヌスミ溝部２ｐは、小径部２ｊにおける外周面２ｍに形成された円環状の窪み部分を指す。そのため、筒板部８２には、ヌスミ溝部２ｐよりもインナー側の外周面２ｍを介してのみ圧入嵌合による荷重Ｆが負荷されることとなる。即ち、ヌスミ溝部２ｐよりもインナー側の外周面２ｍと筒板部８２におけるインナー側の内周面８ｍとが圧入嵌合となる。
【００３４】
ここで、「筒板部８２におけるインナー側の内周面８ｍ」とは、筒板部８２を軸方向中央部で区切った場合におけるインナー側の内周面を指し、換言すると蓋板部８１と筒板部８２をつなぐ曲げ部８３近傍の内周面、或いは筒板部８２の根元側部分の内周面ともいえる。このため、圧入嵌合による荷重Ｆは、比較的に高剛性となる筒板部８２の根元側部分にかかり、比較的に低剛性となる根元側部分から離れた部分にはかからない。このように、本車輪用軸受装置１においては、圧入嵌合による荷重Ｆを比較的に高剛性となる筒板部８２の根元側部分に負荷し、比較的に低剛性となる根元側部分から離れた部分に負荷しないようにすべく、ヌスミ溝部２ｐを設けたことを特徴とする。なお、本車輪用軸受装置１において、ヌスミ溝部２ｐは、シミュレーション等の結果に基づいて位置や形状が決定されているのであるが、位置や形状について限定するものではない。また、ヌスミ溝部２ｐの数についても限定するものはない。
【００３５】
以上のように、本車輪用軸受装置１は、嵌合筒部２ｈのインナー側に小径部２ｊが形成されている。また、小径部２ｊに外嵌される筒板部８２が板材の折り曲げによって形成されているキャップ部材８を具備している。そして、小径部２ｊには、筒板部８２の内側に収まる外周面２ｍにヌスミ溝部２ｐが形成されており、ヌスミ溝部２ｐよりもインナー側の外周面２ｍと筒板部８２におけるインナー側の内周面８ｍとが圧入嵌合となる。かかる車輪用軸受装置１によれば、比較的に高剛性となる筒板部８２の根元側部分に荷重がかかり、比較的に低剛性となる根元側部分から離れた部分に荷重がかからないので、嵌合力を確保しつつも筒板部８２が径方向外側へ開くのを抑制できる。従って、外方部材２の嵌合筒部２ｈを車体側部材９の嵌合穴部９ｈに嵌め込む際に、キャップ部材８の筒板部８２が嵌合穴部９ｈの内周縁に干渉せず、ひいては自動車の組立性向上を実現できる。
【００３６】
加えて、本実施形態に係る車輪用軸受装置１は、小径部２ｊのインナー側端部における外周縁に面取部２ｑが形成されている。面取部２ｑは、その半径ｘがキャップ部材８の蓋板部８１と筒板部８２をつなぐ曲げ部８３の半径ｙよりも大きくなっている。また、面取部２ｑは、その半径ｘがキャップ部材８を構成する板材の厚さ寸法ｚよりも小さくなっている。例えば、面取部２ｑの半径ｘが１ｍｍであり、曲げ部８３の半径ｙが０．８ｍｍであり、キャップ部材８を構成する板材の厚さ寸法ｚが１．２ｍｍとなっている。このようにしたのは、面取部２ｑの半径ｘを制限することで、圧入嵌合部分の軸方向長さＬを長くし、同時に曲げ部８３が面取部２ｑに接触するのを防ぐことによって軸方向長さＬのバラツキを抑えるためである。
【００３７】
以上のように、本車輪用軸受装置１は、小径部２ｊのインナー側端部における外周縁に面取部２ｑが形成されている。そして、面取部２ｑの半径ｘがキャップ部材８の蓋板部８１と筒板部８２をつなぐ曲げ部８３の半径ｙよりも大きく、かつキャップ部材８を構成する板材の厚さ寸法ｚよりも小さくなっている。かかる車輪用軸受装置１によれば、圧入嵌合部分の軸方向長さＬが長くなり、かつ軸方向長さＬのバラツキを抑えることができるので、安定した嵌合力を確保できる。
【００３８】
加えて、本実施形態に係る車輪用軸受装置１のキャップ部材８は、蓋板部８１の所定箇所に二つの穴が設けられている。径方向外側の穴は、蓋板部８１のエンコーダ６３に対向する部分に設けられており、この穴にはエンコーダ６３の磁気を検出するセンサ７が挿入される（図１から図５参照）。また、径方向内側の穴には、センサ７を固定するためのボルト７４が挿通され、蓋板部８１に溶接されたナット８４に螺合される（図２及び図３参照）。こうして、キャップ部材８は、センサ７を支持することができるのである。なお、筒板部８２が嵌合穴部９ｈに干渉しないので、筒板部８２から蓋板部８１へ歪が伝わることがない。
【００３９】
以上のように、本車輪用軸受装置１においては、内方部材３と一体になって回転するエンコーダ６３と、エンコーダ６３に近接してエンコーダ６３の磁気を検出するセンサ７と、を具備している。そして、キャップ部材８がセンサ７を支持するものである。かかる車輪用軸受装置１によれば、キャップ部材８の蓋板部８１に歪みが生じないので、エンコーダ６３とセンサ７の隙間にバラツキが生じない。
【００４０】
次に、第二実施形態に係る車輪用軸受装置１の特徴とその効果について説明する。図６は、第二実施形態に係る車輪用軸受装置１の要部形状を示す図である。なお、第二実施形態に係る車輪用軸受装置１は、第一実施形態に係る車輪用軸受装置１に対してほぼ同じ構造となっている。そのため、互いに相当する部分には、同じ符号を付して異なる部分を中心に説明する。
【００４１】
第二実施形態に係る車輪用軸受装置１においても、筒板部８２の内側に収まる外周面２ｍにヌスミ溝部２ｐが形成されている。但し、ヌスミ溝部２ｐは、第一実施形態に係る車輪用軸受装置１のものより、少し溝幅が広くかつ深い形状となっている。
【００４２】
他方、第二実施形態に係る車輪用軸受装置１においては、キャップ部材８の筒板部８２にビード８５が形成されている。ビード８５は、筒板部８２の所定箇所を径方向内側に押し出すことにより形成された円環状の突出部分である。そして、このビード８５がヌスミ溝部２ｐに入って引っ掛かり、キャップ部材８の抜け止めとして機能する。また、ビード８５を設けることで、筒板部８２の剛性を高めることも可能となる。
【００４３】
以上のように、本車輪用軸受装置１においては、筒板部８２に径方向内側へ突出するビード８５が形成されている。そして、ビード８５がヌスミ溝部２ｐに入って引っ掛かる。かかる車輪用軸受装置１によれば、キャップ部材８が脱落するのを防ぐことができる。また、筒板部８２の剛性が高まるので、筒板部８２が径方向外側へ開くのをより抑制できる。
【符号の説明】
【００４４】
１  車輪用軸受装置
２  外方部材、    ２ｃ  外側軌道面、    ２ｄ  外側軌道面、    ２ｈ  嵌合筒部、    ２ｉ  大径部、    ２ｊ  小径部、    ２ｐ  ヌスミ溝部、    ２ｍ  外周面
３  内方部材、    ３１  ハブ輪、    ３２  内輪、    ３ｃ  内側軌道面、    ３ｄ  内側軌道面
４  転動部材
５  転動部材
６  シール部材、    ６３  エンコーダ
７  センサ
８  キャップ部材、    ８１  蓋板部、    ８２  筒板部、    ８３  曲げ部、    ８ｍ  内周面
ｘ  面取部の半径
ｙ  曲げ部の半径
ｚ  キャップ部材を構成する板材の厚さ寸法
【図１】
2020037984.tif 000003
【図２】
2020037984.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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