(57)【要約】【課題】ハブ一体ドラムをアクスル等のハブシャフトに対して回転可能に支持するという軸受機能を損なうことなく、ハブシャフトとハブ間のスペースを小さく設定し得る転がり軸受装置を提供する。【解決手段】転がり軸受装置は、ハブ一体ドラム１０（円筒状のハブ１１と一体化されたブレーキドラム１３）と、車体ＢＤに固定されたハブシャフト２１と、ハブシャフト２１とハブ１１間に組み込まれた複列の転動体３１，３２とを備える。ハブ１１の内径部１１ａには、複列の転動体３１，３２に対応して周方向に連続する溝部１１ｂ，１１ｃ（凹所）がそれぞれ形成されており、各溝部１１ｂ，１１ｃには、円弧状の軌道面３３ａ，３４ａを内側に有する軌道部材３３，３４が組み込まれる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のハブと一体化されたブレーキドラムが、車体に固定されたハブシャフトに該ハブシャフトと前記ハブ間に組み込まれた複列の転動体によって回転可能に支持される転がり軸受装置において、
前記ハブの内径部には、前記複列の転動体に対応して周方向に連続する凹所がそれぞれ形成されており、該各凹所には、円弧状の軌道面を内側に有する軌道部材が組み込まれていることを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
前記各凹所は、断面円弧状の溝部であり、前記軌道部材は、対応する溝部に面接触する外周面を有する請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記凹所の一方は、前記ハブの車両インナ側に開口し、その車両インナ側開口縁から該ハブの内径部の中間部に向かうに従って該ハブの内径寸法を縮径する断面放物状の穴部であり、前記凹所の他方は、前記ハブの車両アウタ側に開口し、その車両アウタ側開口縁から該ハブの内径部の中間部に向かうに従って該ハブの内径寸法を縮径する断面放物状の穴部であり、前記軌道部材は、対応する凹所に面接触する外周面を有する請求項１に記載の転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受装置に関し、特に自動車の車体と車輪間に介装される転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の転がり軸受装置として、例えば下記特許文献１に記載されているように、ハブ一体ドラム（円筒状のハブと一体化されたブレーキドラム）が、車体に固定されたアクスル（ハブシャフト）に、アクスルとハブ間に組み込まれた複列の転動体によって回転可能に支持されるように構成されたものが知られている。この特許文献１に記載された転がり軸受装置では、軌道面を有する外輪がハブの内径部に内嵌され、軌道面を有する内輪がアクスルの外径部に外嵌されており、両軌道面間に転動体が組み込まれている。
【０００３】
このように、ハブ一体ドラムをアクスルに対して回転可能に支持するためには、アクスルとハブ間に軸受を組み込む必要があるので、アクスルとハブ間に軸受を組み込むためのスペースを設ける必要がある。このため、ハブ一体ドラムが大型化し、重量の増加を招くという問題があった。これに対し、ハブの内径部に直接軌道面を形成することで、外輪を省略化するという考え方がある。ところが、ハブ一体ドラムは、ドラム内周面の磨耗向上を図る観点から鋳鉄製とされており、熱処理を施しても通常の軸受の外輪に要求される硬さを得ることができないため、この考え方を実際に採用することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、ハブ一体ドラムをアクスル等のハブシャフトに対して回転可能に支持するという軸受機能を損なうことなく、ハブシャフトとハブ間のスペースを小さく設定し得る転がり軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、円筒状のハブと一体化されたブレーキドラムが、車体に固定されたハブシャフトに該ハブシャフトとハブ間に組み込まれた複列の転動体によって回転可能に支持される転がり軸受装置において、ハブの内径部には、複列の転動体に対応して周方向に連続する凹所がそれぞれ形成されており、該各凹所には、円弧状の軌道面を内側に有する軌道部材が組み込まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
ハブの内径部に、複列の転動体に対応して周方向に連続する凹所をそれぞれ形成し、各凹所に、円弧状の軌道面を内側に有する軌道部材が組み込まれるように構成することは、もとはハブの内径部を形作っていたハブの内径部の一部分を軌道部材に置き替えることに相当する。すなわち、軌道部材がハブの一部を構成し（軌道部材とハブとが一体化し）、ハブの内径部に軌道面を形成したのと同様の構成となる。このため、ハブの内径部から更に内方へ突出配置される外輪を省略することができるので、軌道部材の使用により軸受の機能を確保しつつ、ハブシャフトとハブ間のスペースを小さく設定することができる。また、ハブ自体の軽量化を図ることもできる。
【０００８】
本発明の実施に際して、各凹所は、断面円弧状の溝部であり、軌道部材は、対応する溝部に面接触する外周面を有するように構成するとよい。これによれば、凹所としての溝部、及び軌道部材を容易に形成することができる。
【０００９】
また、本発明の実施に際して、凹所の一方は、ハブの車両インナ側に開口し、その車両インナ側開口縁から該ハブの内径部の中間部に向かうに従って該ハブの内径寸法を縮径する断面放物状の穴部であり、凹所の他方は、ハブの車両アウタ側に開口し、その車両アウタ側開口縁から該ハブの内径部の中間部に向かうに従って該ハブの内径寸法を縮径する断面放物状の穴部であり、軌道部材は、対応する凹所に面接触する外周面を有するように構成してもよい。これによれば、凹所としての穴部、及び軌道部材を容易に形成することができるとともに、軌道部材を対応する凹所に一層容易に組み付けることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１に係る転がり軸受装置の縦断面図。
【図２】図１の要部拡大図。
【図３】実施例１の変形例の要部拡大図。
【図４】本発明の実施例２に係る転がり軸受装置の縦断面図。
【図５】図４の要部拡大図。
【図６】図４の転がり軸受装置の組付け手順を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は本発明の転がり軸受装置の縦断面図である。なお、以下の説明において、車両インナ側とは図１における左側を示し、車両アウタ側とは図１における右側を示すものとする。
【００１３】
この転がり軸受装置は、ハブ一体ドラム１０と、ハブシャフト２１と、複列の転動体３１，３２（同径）とを含んで構成されている。ハブ一体ドラム１０は、鋳鉄製であり、円筒状のハブ１１と、ハブ１１の車両アウタ側の端部にて径方向外向きに延設された円板状の車輪取付フランジ部１２と、車輪取付フランジ部１２の周縁にて車両インナ側に向けて延設された円筒状のブレーキドラム１３とを一体に備えている。
【００１４】
車輪取付フランジ部１２には、所定のピッチ円に沿って複数のボルト挿通孔１２ａが周方向に等角度間隔で形成されている。ボルト挿通孔１２ａには、車輪Ｗを取り付けるためのボルト１４が圧入嵌合されている。ブレーキドラム１３の内周面１３ａは、図示を省略するブレーキシューが押圧される摺動面とされている。
【００１５】
ハブ１１の内径部１１ａには、複列の転動体３１，３２に対応して周方向に連続する断面円弧状の溝部１１ｂ，１１ｃ（凹所）がそれぞれ形成されている。溝部１１ｂには、円弧状の軌道面３３ａを内側に有するリング状の軌道部材３３が嵌合され、溝部１１ｃには、円弧状の軌道面３４ａを内側に有するリング状の軌道部材３４が嵌合されている。軌道部材３３，３４は、例えばハブ一体ドラム１０の鋳造の際に所定の型に嵌め込まれて鋳込まれる。
【００１６】
軌道部材３３は、断面略Ｃ字状をなし、その外周面３３ｂにて溝部１１ｂと面接触した状態にある。同様に、軌道部材３４は、断面略Ｃ字状をなし、その外周面３４ｂにて溝部１１ｃと面接触した状態にある。軌道部材３３，３４は、例えばプレス製であり、構造用炭素鋼（例えばＳ５０Ｃ，Ｓ５５Ｃ）、高炭素クロム鋼（例えばＳＵＪ２）、合金鋼（例えばＳＫ５）などの金属材料で形成されている。
【００１７】
各軌道面３３ａ，３４ａは、転動体３１，３２にフレーキング（転動面が転がり疲れによってうろこ状にはがれる現象）が生じないよう、表面硬さがＨＲＣ６０以上に設定されるとともに、表面粗さがＲａ０．２以下に設定されている。また、各軌道面３３ａ，３４ａの曲率半径は、転動体３１，３２の曲率半径に対して１０２〜１０８％の大きさとなるように設定されている。
【００１８】
軌道部材３３の厚みは、図２に示すように、車両インナ側部位から車両アウタ側部位へ向かうにつれて次第に大きくなるように設定されており、最小厚みｔ１ｍｉｎが１ｍｍ以上となるように設定されている。また、転動体３１の接触角α（例えば１５〜４０°）が車両インナ側へ１０°程度増えるように傾けた仮想線Ｌ１ｉｎと、車両アウタ側へ１０°程度増えるように傾けた仮想線Ｌ１ｏｕｔ間（図２にてクロス線で示す領域）における軌道部材３３の厚みｔ１が、２ｍｍ以上となるように設定されている。
【００１９】
軌道部材３４の厚みは、軌道部材３３の場合とは逆に、車両アウタ側部位から車両インナ側部位へ向かうにつれて次第に大きくなるように設定されており、最小厚みｔ２ｍｉｎが１ｍｍ以上となるように設定されている。また、転動体３２の接触角β（例えば１５〜４０°）が車両インナ側へ１０°程度増えるように傾けた仮想線Ｌ２ｉｎと、車両アウタ側へ１０°程度増えるように傾けた仮想線Ｌ２ｏｕｔ間（図２にてクロス線で示す領域）における軌道部材３４の厚みｔ２が、２ｍｍ以上となるように設定されている。
【００２０】
図１に戻って、ハブシャフト２１は、段付き軸状をなし、車両インナ側の端部にて車体ＢＤに固定されている。ハブシャフト２１は、大径部２１ａ、中径部２１ｂ、小径部２１ｃ及びねじ部２１ｄを車両インナ側から車両アウタ側へとこの順に有している。大径部２１ａと中径部２１ｂは、第１段部（肩部）２１ｅで仕切られ、中径部２１ｂと小径部２１ｃは、第２段部（肩部）２１ｆで仕切られている。小径部２１ｃには、内輪２２が外嵌圧入されている。ねじ部２１ｄには、ナット２３がねじ結合され、内輪２２がナット２３により締め付けられている。
【００２１】
第１段部２１ｅの外周面には、転動体３１用の軌道面２１ｅ１が形成されている。一方、内輪２２の外周面には、転動体３２用の軌道面２２ａが形成されている。転動体３１は、軌道部材３３の軌道面３３ａと第１段部２１ｅの軌道面２１ｅ１とに挟持され、転動体３２は、軌道部材３４の軌道面３４ａと内輪２２の軌道面２２ａとに挟持されている。すなわち、背面組合せ形のアンギュラ玉軸受と同様の構成によって、転動体３１，３２にはナット２３の締付けに応じた予圧が付与される。
【００２２】
以上の説明からも明らかなように、この実施例１では、ハブ１１の内径部１１ａに、転動体３１，３２に対応して周方向に連続する溝部１１ｂ，１１ｃがそれぞれ形成されている。そして、溝部１１ｂには、円弧状の軌道面３３ａを内側に有する軌道部材３３が組み込まれ、溝部１１ｃには、円弧状の軌道面３４ａを内側に有する軌道部材３４が組み込まれている。これにより、軌道部材３３，３４がハブ１１の一部を構成し（軌道部材３３，３４とハブ１１とが一体化し）、ハブ１１の内径部１１ａに軌道面を形成したのと同様の構成となる。その結果、ハブ１１の内径部１１ａから更に内方へ突出配置される外輪を省略することができるので、軌道部材３３，３４の使用により軸受の機能を確保しつつ、ハブシャフト２１とハブ１１間のスペースを小さく設定することができる。また、ハブ１１自体の軽量化を図ることができ、外輪の抜け止めに必要であったスナップリングを省略することもできる。
【００２３】
なお、軌道部材３３，３４とハブ一体ドラム１０とを一体化する手法は、鋳造に際して両者を鋳込む態様に限らず、例えば図３に示すように、ハブ１１の内径部１１ａの開口径を、軌道部材３３，３４の外径に比べて極僅かだけ小さく形成し、軌道部材３３，３４をハブ１１の内径部１１ａの奥側へ押し込み、溝部１１ｂ，１１ｃに嵌め入れるような構成としてもよい。
【００２４】
また、軌道部材は、単体でリング状をなすものに限らず、組み合わされることでリング状の軌道部材として機能する複数のリング片を用いてもよい。
【実施例２】
【００２５】
上記実施例１では、断面円弧状の溝部１１ｂ，１１ｃが凹所としての機能を果たしていたが、これに限らず、例えば図４に示すように、ハブ１１の車両インナ側に開口し、その車両インナ側開口縁からハブ１１の内径部１１ａの中間部１１ａ１に向かうに従ってハブ１１の内径寸法を縮径する断面放物状の穴部１１ｄ、及びハブ１１の車両アウタ側に開口し、その車両アウタ側開口縁からハブ１１の内径部１１ａの中間部１１ａ１に向かうに従ってハブ１１の内径寸法を縮径する断面放物状の穴部１１ｅが凹所としての機能を果たすように構成してもよい。なお、図４において、上記実施例１と同じ部材には同一の符号を付してある。
【００２６】
軌道部材１３３は、断面略Ｊ字状をなし、その外周面１３３ｂにて穴部１１ｄと面接触した状態にある。同様に、軌道部材１３４は、断面略Ｊ字状をなし、その外周面１３４ｂにて穴部１１ｅと面接触した状態にある。軌道部材１３３，１３４は、例えばプレス製であり、構造用炭素鋼（例えばＳ５０Ｃ，Ｓ５５Ｃ）、高炭素クロム鋼（例えばＳＵＪ２）、合金鋼（例えばＳＫ５）などの金属材料で形成されている。
【００２７】
各軌道面１３３ａ，１３４ａは、転動体３１，３２にフレーキングが生じないよう、表面硬さがＨＲＣ６０以上に設定されるとともに、表面粗さがＲａ０．２以下に設定されている。また、各軌道面１３３ａ，１３４ａの曲率半径は、転動体３１，３２の曲率半径に対して１０２〜１０８％の大きさとなるように設定されている。
【００２８】
軌道部材１３３の厚みは、図５に示すように、車両インナ側部位から車両アウタ側部位へ向かうにつれて次第に大きくなるように設定されており、最小厚みｔ１ｍｉｎが１ｍｍ以上となるように設定されている。また、転動体３１の接触角α（例えば１５〜４０°）が車両インナ側へ１０°程度増えるように傾けた仮想線Ｌ１ｉｎと、車両アウタ側へ１０°程度増えるように傾けた仮想線Ｌ１ｏｕｔ間（図５にてクロス線で示す領域）における軌道部材１３３の厚みｔ１が、２ｍｍ以上となるように設定されている。
【００２９】
軌道部材１３４の厚みは、軌道部材１３３の場合とは逆に、車両アウタ側部位から車両インナ側部位へ向かうにつれて次第に大きくなるように設定されており、最小厚みｔ２ｍｉｎが１ｍｍ以上となるように設定されている。また、転動体３２の接触角β（例えば１５〜４０°）が車両インナ側へ１０°程度増えるように傾けた仮想線Ｌ２ｉｎと、車両アウタ側へ１０°程度増えるように傾けた仮想線Ｌ２ｏｕｔ間（図５にてクロス線で示す領域）における軌道部材１３４の厚みｔ２が、２ｍｍ以上となるように設定されている。また、穴部１１ｄ，１１ｅの中間壁部は、３〜５°のテーパ形状に形成されている。
【００３０】
この実施例２に係る転がり軸受装置は、図６に示すような手順（１）〜（６）で組み付けられる。最初に、ハブ１１の穴部１１ｄに軌道部材１３３を内嵌し、ハブ１１の穴部１１ｅに軌道部材１３４を内嵌する（１）。次に、転動体３１を軌道部材１３３の軌道面１３３ａ側に組み込み、転動体３２を軌道部材１３４の軌道面１３４ａ側に組み込んだ状態で（２）、ハブシャフト２１を挿通させる（３）。内輪２２をハブシャフト２１の小径部２１ｃに外嵌する（４）。最後に、ハブシャフト２１のねじ部２１ｄにナット２３をねじ結合させ、内輪２２をナット２３で締め付ける（５）。
【００３１】
軌道部材１３３，１３４は、ナット２３の締付けに伴い、穴部１１ｄ，１１ｅとのくさび効果によって、ハブ１１の内径部１１ａの中間部１１ａ１により軸方向の移動を規制された状態で穴部１１ｄ，１１ｅに保持される。転動体３１は、軌道部材１３３の軌道面１３３ａと第１段部２１ｅの軌道面２１ｅ１とに挟持され、転動体３２は、軌道部材１３４の軌道面１３４ａと内輪２２の軌道面２２ａとに挟持されている。すなわち、背面組合せ形のアンギュラ玉軸受と同様の構成によって、転動体３１，３２にはナット２３の締付けに応じた予圧が付与される。
【００３２】
この実施例２によっても、上記実施例１と同様、ハブ１１の内径部１１ａから外輪を省略することができるので、軌道部材１３３，１３４の使用により軸受の機能を確保しつつ、ハブシャフト２１とハブ１１間のスペースを小さく設定することができる。また、軌道部材１３３，１３４を対応する穴部１１ｄ，１１ｅに一層容易に組み付けることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、自動車のハブ一体ドラムに利用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ハブ一体ドラム
１１  ハブ
１１ａ  内径部
１１ａ１  中間部
１１ｂ，１１ｃ  溝部（凹所）
１１ｄ，１１ｅ  穴部（凹所）
１３  ブレーキドラム
２１  ハブシャフト
３１，３２  転動体
３３，３４，１３３，１３４  軌道部材
３３ａ，３４ａ，１３３ａ，１３４ａ  軌道面
３３ｂ，３４ｂ，１３３ｂ，１３４ｂ  外周面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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