(57)【要約】【課題】軸受負荷容量の変更に関わらず、軸受サイズおよび取付構造を変更しないことで、車輪用軸受装置が設けられる周辺の部品の構造の共用化を図る車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】外輪２とハブ輪３および内輪４のそれぞれの転走面２ｃ・２ｄ・３ｃ・４ａ間に介装される複列の球面ころ５と、複列の球面ころ５のそれぞれを円形にかつ等間隔に保持する保持器７と、を備えた車輪用軸受装置１において、車輪用軸受装置１は、複列の転動体の回転軸が前記外方部材の軸方向中央側から軸方向端面側へ向かうにしたがって周方向外向きに傾斜するアンギュラコンタクト軸受であって、球面ころ５の少なくとも一列は、球面５ａを有するころで形成され、球面ころ５の球面５ａの曲率半径Ｒ１は、球面ころ５の回転軸と垂直な断面の最大半径Ｒ２よりも大きいものである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
外周に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た少なくとも一つの内輪を有し、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、
前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの転走面間に介装される複列の転動体と、前記複列の転動体のそれぞれを円形にかつ等間隔に保持する保持器と、を備えた車輪用軸受装置において、
前記車輪用軸受装置は、前記複列の転動体の回転軸が、前記外方部材の軸方向中央側から軸方向端面側へ向かうにしたがって周方向外側に傾斜するアンギュラコンタクト軸受であって、
前記転動体の少なくとも一列は、球面ころで形成され、
前記球面ころの球面の曲率半径は、前記球面ころの回転軸と垂直な断面の最大半径よりも大きい、ことを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記球面ころは、軸心を中心として回転可能に軸支される、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】
前記保持器は、前記球面ころを支持する第一の環状部材および第二の環状部材を備え、前記第一の環状部材は、円環板状に形成されたベース部と、前記ベース部から放射状に突出した複数の支柱部を有し、前記支柱部に前記球面ころが支持され、前記第二の環状部材は、前記複数の支柱部の先端部に係合され、前記球面ころの軸方向の移動を規制する、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記球面ころに円筒状の孔が形成され、前記支柱部の外周面のうち一部分のみが前記孔の内周面に接触することを特徴とする請求項３に記載の車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記支柱部の外周面には、凹部が設けられる、ことを特徴とする請求項３または４に記載の車輪用軸受装置。
【請求項６】
前記支柱部の長径は、前記球面ころの公転軌道に対して略平行に配置される、ことを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項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、内周に外側転走面が形成された外方部材と、外周に内側転走面が形成された内方部材と、外方部材と内方部材のそれぞれの転走面間に介装される複数の転動体と、で転がり軸受構造を構成している。車輪用軸受装置の形式としては、転動体を玉とし、アンギュラコンタクトタイプの軸受を２個合わせたユニットタイプの軸受が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、大型の乗用車の車輪を支持する車輪用軸受装置においては、車両重量が増加するため、アンギュラコンタクトタイプのユニット玉軸受を大型化し、または、負荷容量が大きく設置スペースを節約できる円錐ころ軸受を組み合わせたユニットタイプの軸受を採用していた（例えば特許文献２参照）。円錐ころ軸受は、外輪と、内輪と、外輪と内輪との間に転動自在に配置された円錐ころと、円錐ころを保持する保持器とを備えている。外輪は、内周にテーパ状の外側転走面が形成されている。また、内輪は、外周に外側転走面に対向する内側転走面が形成されている。内側転走面の大径側には、円錐ころの大径端部に当接して円錐ころを案内する大鍔と、小径側には円錐ころの脱落を防止する小鍔が一体に形成されている。これにより、ラジアル荷重とスラスト荷重、およびこれらの合成荷重を負荷することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１８２１２７号公報
【特許文献２】特開２００７−３３３０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ユニット玉軸受を大型化し、または、ユニット円錐ころ軸受を採用した場合には、車輪用軸受装置のサイズや形式が変更されるので、車両側の取付部などの周辺部品の設計変更が必要となっていた。他方、近年、同一のシャシーで、様々なタイプの車種、いわゆる派生車を生産することが多くなっている。この場合、車種ごとのエンジンや駆動形式に応じて車両の重量が異なるため、車輪用軸受装置にかかる荷重に応じたサイズおよび形式の車輪用軸受装置が選択される。このため、車輪用軸受装置が設けられる周辺の部品の構造の共用化は困難であった。
【０００６】
本発明は以上の如き状況に鑑み、軸受サイズおよび取付構造を変更せず、軸受負荷容量を増大することができる車輪用軸受装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
即ち、車輪用軸受装置においては、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、外周に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た少なくとも一つの内輪を有し、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、前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの転走面間に介装される複列の転動体と、前記複列の転動体のそれぞれを円形にかつ等間隔に保持する保持器と、を備えた車輪用軸受装置において、前記車輪用軸受装置は、前記複列の転動体の回転軸が、前記外方部材の軸方向中央側から軸方向端面側へ向かうにしたがって周方向外側に傾斜するアンギュラコンタクト軸受であって、前記転動体の少なくとも一列は、球面ころで形成され、前記球面ころの球面の曲率半径は、前記球面ころの回転軸と垂直な断面の最大半径よりも大きいものである。
【０００８】
車輪用軸受装置においては、前記球面ころは、所定の軸心を中心として回転可能に軸支されるものである。
【０００９】
車輪用軸受装置においては、前記保持器は、前記球面ころを支持する第一の環状部材および第二の環状部材を備え、前記第一の環状部材は、円環板状に形成されたベース部と、前記ベース部から放射状に突出した複数の支柱部を有し、前記支柱部に前記球面ころが支持され、前記第二の環状部材は、前記複数の支柱部の先端部に係合され、前記球面ころの軸方向の移動を規制するものである。
【００１０】
車輪用軸受装置においては、前記球面ころに円筒状の孔が形成され、前記支柱部の外周面のうち一部分のみが前記孔の内周面に接触するものである。
【００１１】
車輪用軸受装置においては、前記支柱部の外周面には、凹部が設けられるものである。
【００１２】
車輪用軸受装置においては、前記支柱部の長径は、前記球面ころの公転軌道に対して略平行に配置されるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１４】
即ち、本発明によれば、球面ころの球面の曲率半径が、球面ころの回転軸と垂直な断面の最大半径よりも大きいため、転動体を最大半径と同じ半径の玉で構成した場合と比較して、転動体の数が同じであっても、接触面圧を軽減し、車輪用軸受装置全体の負荷容量を向上させることができる。また、転動体を円錐ころで構成した場合と比較して、転動体を配置するスペースをほとんど変更せずに配置することができる。これにより、軸受サイズ及び取付構造を変更せず、高い軸重に対応した車輪用軸受装置を提供することができ、様々な車種に合わせた車輪用軸受装置を周辺部分の設計変更することなく提供することができる。
【００１５】
本発明によれば、アンギュラコンタクト軸受において、軸心を中心として球面ころを回転可能に軸支することで、球面ころの軸方向への移動を規制することができる。
【００１６】
本発明によれば、支柱部を有する第一の環状部材と第二の環状部材とによって球面ころの周方向への移動および軸方向への移動を規制することができる。
【００１７】
本発明によれば、球面ころに孔を設けたことにより、接触面圧を低減することができる。また、孔を設けない球面ころと比較して可撓性があり、オーバーロード時における内側転走面および外側転走面での圧痕発生を防止することができる。また、支柱部の外周面のうち一部分のみが前記孔の内周面に接触することにより接触面積を低減することができ、摩擦を低減することができる。
【００１８】
本発明によれば、支柱部の外周面に、凹部を設けることで、支柱部と孔の内周面との間に潤滑油分を供給しやすくなり、摩擦を低減することができる。
【００１９】
本発明によれば、球面ころが公転する間、支柱部の外周面の一部分が安定して孔の内周面に当接することができ、支柱部の中心軸が、球面ころの回転軸に対して傾くことを防止することができる。従って、球面ころの姿勢を規制してスキューを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態における全体構成を示す斜視図。
【図２】本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態における全体構成を示す断面図。
【図３】本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態における内輪、外輪、球面ころおよび保持器の構成を示す拡大断面図。
【図４】本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態における球面ころおよび保持器の構成を示す断面図。
【図５】本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態における保持器の構成を示すＡ−Ａ線端面図。
【図６】本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態における球面ころおよび支柱部の構成を示す公転軌道Ｒで切断した断面図。
【図７】本発明に係る車輪用軸受装置の第二実施形態における球面ころおよび支柱部の構成を示す公転軌道Ｒで切断した断面図。
【図８】本発明に係る車輪用軸受装置の第三実施形態における球面ころおよび支柱部の構成を示す公転軌道Ｒで切断した断面図。
【図９】本発明に係る車輪用軸受装置の第四実施形態における支柱部の構成を示すＡ−Ａ線端面図。
【図１０】本発明に係る車輪用軸受装置の第五実施形態における支柱部の構成を示すＡ−Ａ線端面図。
【図１１】本発明に係る車輪用軸受装置の第六実施形態における支柱部の構成を示すＡ−Ａ線端面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、図１から図３を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態である車輪用軸受装置１について説明する。
【００２２】
図１および図２に示すように、車輪用軸受装置１は、自動車等の車両の懸架装置において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、外方部材である外輪２、内方部材であるハブ輪３、内輪４、転動体である球面ころ５、インナー側シール部材６、アウター側シール部材９（図２参照）を具備する。
【００２３】
図２に示すように、外方部材である外輪２は、内方部材であるハブ輪３および内輪４を支持するものである。外輪２は、例えば、略円筒状に形成されたＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。外輪２において、車載時に車体側に配置される外輪２のインナー側端部には、インナー側シール部材６が嵌合可能なインナー側開口部２ａが形成されている。外輪２において、車載時に車輪側に配置されるアウター側端部には、アウター側シール部材９が嵌合可能なアウター側開口部２ｂが形成されている。ここで、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。
【００２４】
外輪２の内周面には、環状に形成されているインナー側の外側転走面２ｃとアウター側の外側転走面２ｄとが周方向に互いに平行になるように形成されている。アウター側の外側転走面２ｄは、インナー側の外側転走面２ｃとピッチ円直径とが同等もしくは大きくなるように形成されている。インナー側の外側転走面２ｃとアウター側の外側転走面２ｄとには、例えば、高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲とする硬化層が形成されている。外輪２の外周面には、図示しない懸架装置のナックルに取り付けるための車体取り付けフランジ２ｅが一体に形成されている。
【００２５】
内方部材を構成するハブ輪３は、図示しない車両の車輪を回転自在に支持するものである。ハブ輪３は、有底円筒状に形成され、例えば、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。ハブ輪３において、車載時に車体側に配置されるインナー側端部には、外周面に縮径された小径段部３ａが形成されている。ハブ輪３において、車載時に車輪側に配置されるアウター側端部には、車輪を取り付けるための車輪取り付けフランジ３ｂが一体的に形成されている。車輪取り付けフランジ３ｂには、円周等配位置にハブボルト３ｄが設けられている。また、ハブ輪３は、アウター側に形成されている内側転走面３ｃが外輪２のアウター側の外側転走面２ｄに対向するように配置されている。
【００２６】
ハブ輪３は、インナー側の小径段部３ａからアウター側の内側転走面３ｃを超えアウター側シール部材９のリップ接触面までを高周波焼入れにより表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。これにより、ハブ輪３は、車輪取り付けフランジ３ｂに付加される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、ハブ輪３の耐久性が向上する。ハブ輪３には、小径段部３ａに内方部材を構成する内輪４が設けられる。インナー側端部の内輪４に形成されている内側転走面４ａが外輪２のインナー側の外側転走面２ｃに対向し、アウター側に形成されている内側転走面３ｃが外輪２のアウター側の外側転走面２ｄに対向するように、ハブ輪３は配置されている。
【００２７】
内方部材を構成する内輪４は、インナー側およびアウター側の転動体である球面ころ５に予圧を与えるものである。内輪４は、円筒状に形成されている。内輪４は、例えば、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、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。内輪４の外周面には、周方向に環状の内側転走面４ａが形成されている。内輪４は、圧入により所定の予圧が付与された状態でハブ輪３のインナー側端部に固定されている。つまり、ハブ輪３のインナー側には、内輪４によって内側転走面４ａが構成されている。
【００２８】
一対の転動体列である球面ころ列５Ｒは、外輪２、ハブ輪３および内輪のそれぞれの転走面間に介装される。一対の球面ころ列５Ｒは、後述する保持器７によって複数の球面ころ５を円形にかつ等間隔にならべたものである。また、一対の球面ころ列５Ｒは、球面ころ５の回転軸が外輪２の軸方向中央側から軸方向端面側へ向かうにしたがって周方向外側に傾斜するように配置されている。より、詳細には、インナー側の球面ころ列５Ｒの球面ころ５の回転軸は、インナー側へ向かうにしたがって外輪２側に傾くように配置されており、アウター側の球面ころ列５Ｒの球面ころ５の回転軸は、アウター側へ向かうにしたがって外輪２側に傾くように配置されている。
【００２９】
転動体である球面ころ５は、ハブ輪３を回転自在に支持するものである。球面ころ５は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼若しくはＳＣｒ４２０等の浸炭鋼で構成されている。これらの球面ころ５は、外輪２のインナー側の外側転走面２ｃと内輪４の内側転走面４ａとの間および外輪２のアウター側の外側転走面２ｄとハブ輪３の内側転走面３ｃとの間に転動自在に介装されている。なお、球面ころ５には、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受の場合には、いわゆるズブ焼入れが施され、芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理され、ＳＣｒ４２０等の浸炭鋼の場合には、いわゆる浸炭焼入れが施され、表層部が５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。
【００３０】
図３および図４に示すように、球面ころ５は、外周面に球面５ａを有し、長手方向両端部に保持器７と接触する部分に平面５ｂを有する。球面５ａは、インナー側の外側転走面２ｃおよび内輪４の内側転走面４ａに接触し、あるいは、アウター側の外側転走面２ｄおよびハブ輪３の内側転走面３ｃに接触する（図２参照）。図４に示すように、球面５ａの曲率半径Ｒ１は、球面ころ５の回転軸（後述する支柱部７２の中心軸Ｃと同一）に垂直な断面の最大半径Ｒ２よりも大きいものである。ここで、曲率半径Ｒ１とは、回転軸と平行な断面において、球面５ａを形成する弧を含む円の半径である。また、最大半径Ｒ２とは、回転軸と平行な断面において、球面５ａを形成する弧から中心軸へ延ばした垂線のうち最も長くなる垂線の長さで表される。本実施形態においては、球面５ａを形成する弧を含む円の中心Ｏを通る直線と弧が交わる交点における垂線の長さである。このように構成することにより、転動体を曲率半径Ｒ１と同一の半径を有する玉で構成した場合と比較して、転動体を配置するスペースが小さくなる。また、転動体を最大半径Ｒ２と同一の半径を有する玉で構成した場合と比較して、曲率半径が大きくなるので接触面積が大きくなり、大きい負荷容量を有する。
【００３１】
また、球面ころ５は、軸心を中心とする円筒状の孔５ｃを有する。孔５ｃは、球面ころ５の平面５ｂと直交するように設けられている。孔５ｃには、後述する保持器７の支柱部７１ｂが挿入される。
【００３２】
図２及び図３に示すように。インナー側シール部材６は、外輪２と内輪４との隙間を塞ぐものである。インナー側シール部材６は、略円筒状のシール板と略円筒状のスリンガとを具備する。シール板は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）等によって構成され、前記シール板には、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）等の合成ゴムからなる複数のシールリップが加硫接着されて構成されている。スリンガは、シール板と同等の鋼板から構成されている。インナー側シール部材６は、シール板が外輪２のインナー側開口部２ａに嵌合され、スリンガが内輪４に嵌合されることでパックシールを構成している。スリンガは、その鍔部分が外側（インナー側）に向くようにして内輪４に固定されている。シール板のシールリップは、油膜を介してスリンガと接触することでスリンガに対して摺動可能に構成されている。これにより、インナー側シール部材６は、外輪２の内部からのグリースの漏れ、および外部からの雨水や粉塵等の入り込みを防止する。
【００３３】
図２に示すように、アウター側シール部材９は、外輪２とハブ輪３との隙間を塞ぐものである。アウター側シール部材９はニトリルゴム等の合成ゴムからなる複数の他側シールリップが芯金に加硫接着されることで構成されている。芯金は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）等によって構成されている。芯金は、円環状の鋼板がプレス加工によって屈曲され、外輪２のアウター側開口部２ｂに円筒部分が嵌合されている。アウター側シール部材９は、シールリップが油膜を介してハブ輪３の外周面と接触することで、ハブ輪３に対して摺動可能に構成されている。これにより、アウター側シール部材９は、外輪２のアウター側開口部２ｂからのグリースの漏れ、および外部からの雨水や粉塵等の入り込みを防止する。
【００３４】
車輪用軸受装置１は、保持器７を備えている。保持器７について図３から図６を用いて説明する。なお、「径方向外側」とは、保持器７の中心軸から遠ざかる方向を表す。「径方向内側」とは、保持器７の中心軸に近づく方向を表す。
【００３５】
保持器７は、複数の球面ころ５のそれぞれを円形にかつ等間隔に保持するものである。保持器７は、樹脂（ＰＡ６６ナイロンにグラスファイバーを混練したもの等）で構成されている。図３および図４に示すように、保持器７は、第一の環状部材７１、第二の環状部材７２、およびストッパ７３を備える。
【００３６】
第一の環状部材７１は、ベース部７１ａと、複数の支柱部７１ｂとを備える。ベース部７１ａは、保持器７の中心軸方向のインナー側からアウター側に向かうにつれて徐々に直径が大きくなるテーパ形状に形成されている。複数の支柱部７１ｂは、孔５ｃに挿入されることにより、球面ころ５を支持する部材であり、ベース部７１ａの径方向外側の面から径方向外側へ傾斜して放射状に突出する。なお、第一の環状部材７１のベース部７１ａと複数の支柱部７１ｂは一体に成型されてもよく、別体で組み立てられてもよい。
【００３７】
図５に示すように、支柱部７１ｂの突出側先端部には、第二の環状部材７２に設けられた後述する係合孔７２ａと係合するための係合溝７１ｅが設けられている。係合溝７１ｅは、支柱部７１ｂの周面の全周に連続的に設けられている。なお、本実施形態においては、係合溝７１ｅは、支柱部７１ｂの周面の全周に連続的に設けられているが、これに限定されるものではなく、例えば支柱部７１ｂの周面に断続的に設けられていてもよい。
【００３８】
支柱部７１ｂの断面形状は、孔５ｃと当接する当接部７１ｄを有する形状に形成されており、楕円形状に形成されている。図６に示すように、支柱部７１ｂは、楕円の長径が球面ころ５の公転軌道Ｒと平行となるように設けられる。球面ころ５の公転軌道Ｒとは、保持器７の中心軸を中心とする円である。当接部７１ｄは、中心軸Ｃと直交する断面視において楕円の長径と交わる弧で形成された周面を含む部分である。これにより、中心軸Ｃと直交する断面視において楕円の短径と交わる弧で形成された周面と、孔５ｃの内周面との間には空隙が設けられ、接触面積が小さくなる。なお、支柱部の断面形状は、球面ころ５と当接する当接部を有する形状であれば、楕円に限定されるものではない。
【００３９】
図３に示すように、第二の環状部材７２は、保持器７の中心軸方向のインナー側からアウター側にかけて徐々に直径が大きくなるテーパ形状に形成されている。前記テーパ形状は、第一の環状部材７１のテーパ形状のテーパ率と同様のテーパ率を有する。第二の環状部材７２は、支柱部７１ｂに設けられた係合溝７１ｅと係合する係合孔７２ａを有する。係合孔７２ａは、支柱部７１ｂの係合溝７１ｅが設けられた部分の外周面と同一の形状に形成されている。
【００４０】
図３および図４に示すように、ストッパ７３は、球面ころ５の傾転を防止する部材であり、環状に形成されている。ストッパ７３は、ＳＵＰ材などのばね鋼鋼材で構成されており、インナー側の外側転走面２ｃ、内輪４の内側転走面４ａ、アウター側の外側転走面２ｄおよびハブ輪３の内側転走面３ｃに設けられた溝に係合される。なお、本実施形態ではストッパ７３及びストッパ７３を係合するための溝を設けているが、これに限定するものではなく、溝を設けない構成でもよいし、ストッパ及び溝を設けない構成でもよい。
【００４１】
次に、保持器７を構成する第一の環状部材７１と第二の環状部材７２との組み付けについて図５を用いて説明する。図５は、球面ころ５、第一の環状部材７１のベース部７１ａ、及び第二の環状部材を断面で示した側面一部断面図である。第一の環状部材７１の支柱部７１ｂは、球面ころ５の孔５ｃに挿入される。球面ころ５の一端側の平面５ｂは、第一の環状部材７１のベース部７１ａの径方向外側の面に当接する。そして、第二の環状部材７２の係合孔７２ａと第一の環状部材７１の係合溝７１ｅとを係合させる。これにより、第二の環状部材７２が第一の環状部材７１に固定される。球面ころ５の他端側の平面５ｂは、第二の環状部材７２の径方向内側の面と当接する。保持器７によって保持された球面ころ列５Ｒは、インナー側の外側転走面２ｃと内輪４の内側転走面４ａとの間、あるいは、アウター側の外側転走面２ｄとハブ輪３の内側転走面３ｃとの間に介装される。そして、ストッパ７３が、インナー側の外側転走面２ｃ、内輪４の内側転走面４ａ、アウター側の外側転走面２ｄおよびハブ輪３の内側転走面３ｃに設けられた溝に係合される。
【００４２】
このように、第一の環状部材７１と第二の環状部材７２とを組み付けることにより、ベース部７１ａは、球面ころ５の一端側の平面５ｂと当接するので球面ころ５の軸方向一側への移動（図４における矢印Ｘ方向へのズレ）を制限する。また、支柱部７１ｂが、球面ころ５の孔５ｃへ挿入されることで、球面ころ５を軸支するため周方向への移動（図４における矢印Ｚ方向へのズレ）を制限する。第二の環状部材７２は、球面ころ５の第一の環状部材７１側とは異なる他端側の平面５ｂと当接するので球面ころ５の軸方向他側への偏動（図４における矢印Ｙ方向へのズレ）を制限する。
【００４３】
次に、上述した球面ころ５および保持器７を採用したことによる効果について説明する。
【００４４】
図４に示すように、球面ころ５の球面５ａの曲率半径Ｒ１は、球面ころ５の回転軸と垂直な断面の最大半径Ｒ２よりも大きく構成されていることにより、転動体を球面５ｂの最大半径Ｒ２と同一の半径を有する玉で形成した場合と比較して、球面ころ５を配置する外輪２と内輪４との間に設けられるスペースを大きくすることなく曲率半径Ｒ１を大きくすることが可能となる。また球面ころ５は、前記玉で形成した場合と比較して、外輪２のインナー側の外側転走面２ｃ、内輪４の内側転走面４ａ、外輪２のアウター側の外側転走面２ｄ、およびハブ輪３の内側転走面３ｃとの接触面が大きくなるため高い軸重に対応することができる。これにより、高い軸重に対応した車輪用軸受装置を提供することができる。このため、様々な車種に合わせた車輪用軸受装置を周辺部分の設計変更なく提供することができる。
【００４５】
加えて、球面ころ５は孔５ｃを有することにより、中実の玉と比較して接触面圧を低減させることができる。また、球面ころ５は孔５ｃを有することにより、可撓性を有し、オーバーロード時における外輪２のインナー側の外側転走面２ｃ、内輪４の内側転走面４ａ、外輪２のアウター側の外側転走面２ｄ、およびハブ輪３の内側転走面３ｃでの圧痕発生を防止することができる。
【００４６】
また、車輪用軸受装置１において、支柱部７１ｂと孔５ｃの内周面との間には空隙が設けられる。このように構成することにより、支柱部７１ｂの外周面と孔５ｃの内周面との間には潤滑油分が通りやすくなる。これにより、支柱部７１ｂと球面ころ５との潤滑性の改善を図ることができ、摩擦低減効果を奏することができる。
【００４７】
また、当接部７１ｄが、球面ころ５の公転軌道Ｒと同一となるように配置されることにより、球面ころ５が公転する間、当接部７１ｄが安定して孔５ｃの内周面に当接することができ、支柱部７１ｂの中心軸Ｃが、球面ころ５の回転軸に対して傾くことを防止することができる。従って、球面ころ５の姿勢を規制してスキューを抑制することができる。
【００４８】
次に、本発明に係る他の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態に係る車輪用軸受装置２１・２３・２５・２７・２９は、図１から図６に示す車輪用軸受装置１において、車輪用軸受装置１に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、記号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
【００４９】
本発明に係る第二の実施形態である車輪用軸受装置２１について説明する。図７に示すように、支柱部７１ｆの断面形状は、中心軸Ｃと直交する断面視において、長方形の両短辺に半円形状を配置した形状に形成されている。当接部７１ｇは、断面視において半円形の弧で形成された外周面を含む部分である。これにより、断面視において長方形の長辺で形成された支柱部７１ｆの外周面と孔５ｃの内周面との間には空隙が設けられる。このように構成することにより、支柱部７１ｆの外周面と孔５ｃの内周面との間には潤滑油分が通りやすくなる。また、支柱部７１ｆの断面積が大きいため、支柱部７１ｆの剛性が向上する。
【００５０】
本発明に係る第三の実施形態である車輪用軸受装置２３について説明する。図８に示すように、支柱部７１ｈの断面形状は、中心軸Ｃと直交する断面視において、楕円形状のうち短径と交わる弧で形成された部分を直線状に切断した（二面を落とした）形状に形成されている。当接部７１ｉは、断面視において楕円の長径と交わる弧で形成された外周面を含む部分である。これにより、断面視において直線状に形成された支柱部７１ｈの外周面と孔５ｃの内周面との間には空隙が設けられる。このように構成することにより、支柱部７１ｈの外周面と孔５ｃの内周面との間には潤滑油分が通りやすくなる。また、当接部７１ｉが大きいため、球面ころ５の姿勢を規制してスキューを抑制することができる。
【００５１】
本発明に係る第四の実施形態である車輪用軸受装置２５について図９を用いて説明する。図９は、球面ころ５、第一の環状部材７１のベース部７１ａ、及び第二の環状部材を断面で示した側面一部断面図である。支柱部７１ｊの断面形状は、中心軸Ｃと直交する断面視において、円形状に形成されている。また、支柱部７１ｊの外周面には凹部７１ｋが設けられている。より詳細には、図９に示すように、凹部７１ｋは、支柱部７１ｊの長手方向と平行な直線溝により構成されている。これにより、当接部７１ｍは、支柱部７１ｊの外周面であって長手方向と平行な直線溝以外の部分となる。このように構成することにより、支柱部７１ｊの外周面と孔５ｃの内周面との間には空隙が設けられ、支柱部７１ｊの外周面と孔５ｃの内周面との間には潤滑油分が通りやすくなる。なお、支柱部の外周面に設けられた凹部の形状は直線溝に限定されるものではなく、支柱部の外周面と孔の内周面との間に潤滑油分が通る空隙を設けることができる形状であればよい。
【００５２】
本発明に係る第五の実施形態である車輪用軸受装置２７について図１０を用いて説明する。図１０は、球面ころ５、第一の環状部材７１のベース部７１ａ、及び第二の環状部材を断面で示した側面一部断面図である。図１０に示すように、支柱部７１ｎの断面形状は、中心軸Ｃと直交する断面視において、円形状に形成されている。また、支柱部７１ｎの外周面には凹部７１ｐが設けられている。凹部７１ｐは、ディンプル状の多数の窪みにより構成される。これにより、支柱部７１ｎの外周面と孔５ｃの内周面との間には潤滑油分を保持する空隙が設けられる。これにより、支柱部７１ｎの外周面と孔５ｃの内周面との間に潤滑油分が供給されやすくなる。
【００５３】
本発明に係る第六の実施形態である車輪用軸受装置２９について図１１を用いて説明する。図１１は、球面ころ５、第一の環状部材７１のベース部７１ａ、及び第二の環状部材を断面で示した側面一部断面図である。図１１に示すように、支柱部７１ｑの断面形状は、中心軸Ｃと直交する断面視において、円形状に形成されている。また、支柱部７１ｑの外周面には凹部７１ｒが設けられている。凹部７１ｒは、らせん状の溝により構成される。これにより、支柱部７１ｑの外周面と孔５ｃの内周面との間には潤滑油分が通る通路が設けられる。凹部７１ｒがらせん上の溝で構成されるので、球面ころ５の自転により溝に潤滑油分が供給されやすくなる。
【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く、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。また、本実施形態において、車輪用軸受装置１・２１・２３・２５・２７・２９は、内方部材として一つの内輪４が嵌合されたハブ輪３を備え、車体取り付けフランジ２ｅを有している外方部材である外輪２と内方部材である内輪４とハブ輪３の嵌合体で構成された内輪回転仕様の第３世代構造の車輪用軸受装置として構成されているが、これに限定するものではない。例えば、主に外方部材である外輪と内方部材である一対の内輪とで構成された第１世代構造であってもよい。また、取付フランジを有している外方部材である外輪と内方部材である一対の内輪で構成され、この一対の内輪がハブ輪の外周に嵌合される内輪回転仕様の第２世代構造であってもよい。また、外方部材である外輪がハブ輪として形成されており、このハブ輪と内方部材である一対の内輪で構成された外輪回転仕様の第２世代構造であってもよい。また、内方部材として一つの内輪が嵌合された取付フランジを有している支持軸を備え、外方部材である外輪がハブ輪として形成されており、このハブ輪と内方部材である内輪と支持軸の嵌合体で構成された外輪回転仕様の第３世代構造であってもよい。更に、内方部材としてハブ輪と自在継手が連結されており、取付フランジを有している外方部材である外輪と内方部材であるハブ輪と自在継手の嵌合体で構成された第４世代構造であってもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１      車輪用軸受装置
２      外輪
２ｃ・２ｄ    外側転走面
３      ハブ輪
３ｃ    内側転走面
４      内輪
４ａ    内側転走面
５      球面ころ（転動体）
５ａ    球面
５ｂ    平面
５ｃ    孔
６      インナー側シール部材
７      保持器
９      アウター側シール部材
７１    第一の環状部材
７１ａ  ベース部材
７１ｂ  支柱部
７１ｄ  当接部
７１ｅ  係合溝
７２    第二の環状部材
７２ａ  係合孔
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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