(57)【要約】      （修正有）【課題】外方部材を軽量化すると共に、転動体の転動に伴う外方部材の振動を抑制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１は、外周に形成された内側軌道面６０ａ、及び車輪が取付けられる車輪取付面６１ｄを有する内方部材２と、内方部材２の外周囲に配置され、内周に形成された外側軌道面３ａ、及び車体側に連結される連結面３０ｄを有する外方部材３と、内側軌道面６０ａと外側軌道面３ａとの間に配設される複数の転動体４とを備え、外方部材３は、連結面３ｄよりも内方部材２の車輪取付面側６１ｄ側の外周面に、複数の転動体４が外側軌道面３ａに接する接点の円周方向ピッチよりも小さい寸法に設定された円周方向開口幅をもつ複数の凹部が形成されている。【選択図】図１
2011133067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に形成された内側軌道面、及び車輪が取付けられる車輪取付面を有する内方部材と、
前記内方部材の外周囲に配置され、内周に形成された外側軌道面、及び車体側に連結される連結面を有する外方部材と、
前記内側軌道面と前記外側軌道面との間に配設される複数の転動体とを備え、
前記外方部材は、前記連結面よりも前記内方部材の前記車輪取付面側の外周面に、前記複数の転動体が前記外側軌道面に接する接点の円周方向ピッチよりも小さい寸法に設定された円周方向開口幅をもつ複数の凹部が形成されている
車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記外方部材は、鍛造加工によって前記複数の凹部と共に形成された成形体からなる請求項１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し、特に自動車等の車輪を懸架装置に対して回転可能に支持する車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車輪用軸受装置として、中心軸線の回りに回転可能な内方部材と、この内方部材の外周囲に配置された外方部材と、この外方部材と内方部材との間に介在する複数の転動体とを備えたものがある（例えば特許文献１）。
【０００３】
内方部材は、ハブ軸及び内輪からなり、中心軸線上に回転可能に配置されている。ハブ軸は、車輪取付用フランジを外周面に有し、等速自在継手にトルク伝達可能に連結され、かつナット止めされている。ハブ軸には、車輪取付用フランジを介して車輪が取り付けられている。内輪は、ハブ軸の車体側端部に取り付けられている。
【０００４】
外方部材は、車体取付用フランジを外周面に有し、車体側に懸架装置のナックルを介して取り付けられている。外方部材には、軽量化のために、その外周面に円周方向に沿って並列する複数の切除部（凹部）が形成されている。
【０００５】
複数の転動体は、鋼球からなり、中心軸線に沿って互いに並列する２列に配置され、それぞれの列の円周方向に沿って保持器によって転動可能に保持されている。このうち、車輪側列の転動体は外方部材の内周面とハブ軸の外周面との間に、また車体側列の転動体は外方部材の内周面と内輪の外周面との間にそれぞれ配置されている。
【０００６】
以上の構成により、車両のエンジン側からトルクが等速自在継手等を介してハブ軸に伝達されると、ハブ軸が内輪と共に回転する。ハブ軸には車輪が取り付けられているため、エンジン側からのトルクが車輪にも伝達され、車輪がハブ軸と共に回転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１５０４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に示す車輪用軸受装置によると、車輪側列の複数の転動体のうち隣合う２つの転動体が同一の凹部の内側の領域内に配置されているので、想定外の使用条件下では、転動体の転動に伴って、外方部材が振動するおそれがある。
【０００９】
これは、外方部材の厚さ寸法が、凹部の形成部位と凹部の形成部位以外の部位とで互いに相異することにより、これら部位の剛性も互いに相異し、外方部材の凹部と転動体との相対的な位置関係の変動によって外方部材の変形量が変化して、振動の発生に至るものと考えられる。
【００１０】
従って、本発明の目的は、転動体の転動に伴う外方部材の振動を抑制することができる車輪用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】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するために、外周に形成された内側軌道面、及び車輪が取付けられる車輪取付面を有する内方部材と、前記内方部材の外周囲に配置され、内周に形成された外側軌道面、及び車体側に連結される連結面を有する外方部材と、前記内側軌道面と前記外側軌道面との間に配設される複数の転動体とを備え、前記外方部材は、前記連結面よりも前記内方部材の前記車輪取付面側の外周面に、前記複数の転動体が前記外側軌道面に接する接点の円周方向ピッチよりも小さい寸法に設定された円周方向開口幅をもつ複数の凹部が形成されている車輪用軸受装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、転動体の転動に伴う外方部材の振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る車輪用軸受装置の全体を説明するために示す断面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る車輪用軸受装置における外方部材の凹部の形成位置を説明するために示す正面図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る車輪用軸受装置における外方部材の凹部を説明するために示す斜視図と断面図。（ａ）は斜視図を、また（ｂ）は断面図をそれぞれ示す。
【図４】本発明の実施の形態に係る車輪用軸受装置における外方部材の凹部を説明するために示す平面図。
【図５】本発明の実施の形態に係る車輪用軸受装置における外方部材の凹部の変形例（１）を説明するために示す斜視図。
【図６】本発明の実施の形態に係る車輪用軸受装置における外方部材の凹部の変形例（２）を説明するために示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
[実施の形態]
（車輪用軸受装置の全体構成）
図１は車輪用軸受装置の全体を示す軸方向断面図である。この車輪用軸受装置１は、中心軸線Ｏの回りに回転可能な内方部材２と、この内方部材２の外周囲に配置された外方部材３と、この外方部材３と内方部材２との間に介在する複列の転動体４，５とを備え、車体（図示せず）と車輪（図示せず）との間に配置されている。
【００１５】
（内方部材２の構成）
内方部材２は、ハブ軸６及び内輪７からなり、中心軸線Ｏ上に回転可能に配置されている。
【００１６】
ハブ軸６は、各外径が互いに異なる大径の胴部６ａ、及び小径の胴部６ｂを有し、等速自在継手（図示せず）にトルク伝達可能に連結され、かつナット止めされ、全体が例えば中炭素鋼等の金属からなる円筒状の成形体によって形成されている。ハブ軸６には、その中心軸線Ｏに沿って両方向に開口する貫通孔６ｃが設けられている。貫通孔６ｃの内周部には、等速自在継手のステム（図示せず）を連結するためのセレーション６０ｃが形成されている。
【００１７】
大径の胴部６ａは、複列に配置された複数の転動体４，５のうち、車輪側（図１の左側）に配置された第１列の複数の転動体４を転動させる内側軌道面６０ａを外周に有している。大径の胴部６ａには、その外周側に突出し、車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付面６１ｄが形成された円環状の車輪取付用フランジ６ｄが一体に設けられている。車輪取付用フランジ６ｄには、円周方向に並列し、かつハブボルト８を挿通させる複数（例えば４個）のボルト挿通孔６０ｄ（２個のみ図示）が設けられている。
【００１８】
小径の胴部６ｂは、内輪７を取り付けるための取付面６０ｂを外周面に有し、ハブ軸６の大径の胴部６ａよりも車体側（図１の右側）に配置されている。
【００１９】
一方、内輪７は、複列に配置された複数の転動体４，５のうち、車体側の第２列の転動体５を転動させる内側軌道面７ａを外周面に有し、小径の胴部６ｂの取付面６０ｂに固定され、全体が例えば例えばＳＵＪ２等の軸受鋼からなる円筒状の成形体によって形成されている。
【００２０】
（外方部材３の構成）
外方部材３は、第１及び第２列の複数の転動体４，５をそれぞれ転動させる外側軌道面３ａ，３ｂを内周に有すると共に、車体側に連結される連結面３ｃ，３０ｄを軸線方向の一端部に有している。また外方部材３は、連結面３ｃ，３０ｄが車体側に懸架装置（図示せず）の構成部品としてのナックル９を介して固定され、中心軸線Ｏの両方向に開口する例えばＳＵＪ２等の軸受鋼からなる円筒状の成形体によって形成されている。
【００２１】
外方部材３には、外側軌道面３ａの外周に対応する部位を含む外周面３０ａから径方向外側に突出する円環状の車体取付用フランジ３ｄが一体に設けられている。車体取付用フランジ３ｄのナックル９に対向する一側面には連結面３０ｄが形成され、連結面３０ｄに直交する方向に延びるように円筒状の連結面３ｃが形成されている。また、車体取付用フランジ３ｄには、円周方向に並列し、かつナックルボルト（図示せず）を挿通させる複数（例えば４個）のボルト挿通孔（図示せず）が設けられている。
【００２２】
（複列の転動体４，５の構成）
第１列の複数の転動体４は、鋼球からなり、ハブ軸６の内側軌道面６０ａと外方部材３の外側軌道面３ａとの間に介在して配置され、かつ保持器（図示せず）によって転動可能に保持されている。転動体４の車輪側には、ハブ軸６の外周面と外方部材３の内周面との間に介在する車輪側のシール部材１０が配置されている。第１列には、例えば１０個の転動体４が中心軸線Ｏの円周方向に沿って等間隔に並ぶように配列されている。
【００２３】
第２列の転動体５は、鋼球からなり、内輪７の内側軌道面７ａと外方部材３の外側軌道面３ｂとの間に介在して配置され、かつ保持器（図示せず）によって転動可能に保持されている。転動体５の車体側には、内輪７の外周面と外方部材３の内周面との間に介在する車体側のシール部材１１が配置されている。第２列には、第１列の転動体４と同数の転動体５が中心軸線Ｏの円周方向に沿って等間隔に並ぶように配列されている。
【００２４】
図２は、外方部材３の外観を示す。外方部材３は、その外周側であって、連結面３ｃ，３０ｄを除く部位、すなわち連結面３ｃ，３０ｄよりも内方部材２の車輪取付面６１ｄ（図１参照）が形成された側の外周面３０ａに、複数の凹部３ｅが形成されている。また、凹部３ｅは、車体取付用フランジ３ｄの外周のフランジ周面３１ｄ、車体取付用フランジ３ｄの連結面３０ｄとは反対側の側面の車輪側フランジ端面３２ｄにも形成されている。複数の凹部３ｅのうち互いに隣り合う２つの凹部３ｅ，３ｅの間には、凹部３ｅよりも厚みが厚い突条３ｆが設けられている。外周面３０ａに形成された突条３ｆは、中心軸線Ｏに平行な方向及びその周方向に対して傾斜する方向に延びるように形成されている。
【００２５】
図３（ａ）は、複数の凹部３ｅの形状を示す斜視図である。複数の凹部３ｅは、正方形状に形成され、それらの凹部３ｅの間に格子状に形成された複数の突条３ｆを介して互いに隣接して設けられている。外方部材の円周方向（図３（ａ）の上下方向）における凹部３ｅの開口幅はＰ１に設定されている。
【００２６】
図３（ｂ）は、中心軸線Ｏに直交する断面における外方部材３及び内方部材２のハブ軸６と、これら両部材の間に配置された複数の転動体４を示す。複数の凹部３ｅの円周方向開口幅Ｐ１は、車輪側列の転動体４の外側軌道面３ａに対する接点Ｏ１，Ｏ２間の円周方向ピッチＰ２よりも小さい（Ｐ１＜Ｐ２）寸法に設定されている。より詳細には、円周方向開口幅Ｐ１の寸法は、円周方向ピッチＰ２の２分の１の寸法よりも小さく、さらには、円周方向ピッチＰ２の３分の１の寸法よりも小さい。
【００２７】
また、凹部３ｅの円周方向開口幅の中心軸線Ｏに対する円周方向の角度は、同じく中心軸線Ｏに対する円周方向の接点Ｏ１，Ｏ２間の角度の２分の１の寸法よりも小さく、さらには３分の１の寸法よりも小さい。本実施の形態では、凹部３ｅの円周方向開口幅の中心軸線Ｏに対する円周方向の角度が８°に、円周方向の接点Ｏ１，Ｏ２間の中心軸線Ｏに対する円周方向の角度が３６°に、それぞれ設定されている。
【００２８】
図４は、外周面３０ａに形成された複数の凹部３ｅの形状を詳細に示し、図の上下方向が円周方向に対応する。複数の凹部３ｅは、応力集中による損傷発生を抑制するように、その周方向角部３０ｅがＲ面取り加工によって曲面で形成されている。
【００２９】
（外方部材３の製造方法）
複数の凹部３ｅの形成は、鍛造加工による外方部材３の成形時に鍛造加工面を残した状態で行われる。すなわち、凹部３ｅの形状に対応する形状が形成された外方部材３の成型のための鍛造金型を、外方部材３となる素材の外周面に押し当てて圧力を加えることで、外方部材３の全体形状の成型と同時に凹部３ｅを成型する。
【００３０】
複数の突条３ｆは、格子状の成形体を構成するように形成される。突条３ｆの外周面は鍛造加工後に切削加工を施してもよい。なお、連結面３ｃ，３０ｄ（図２に示す）は鍛造加工後に切削加工が施される。
【００３１】
（車輪用軸受装置１の動作）
本実施の形態に示す車輪用軸受装置１の動作は、従来における車輪用軸受装置の動作と同様に行われる。すなわち、車両のエンジン側からトルクが等速自在継手等を介してハブ軸６に伝達されると、ハブ軸６が内輪７と共に回転する。ハブ軸６には車輪が取り付けられているため、エンジン側からのトルクが車輪にも伝達され、車輪がハブ軸６と共に回転する。この際、第１列の複数の転動体４が外方部材３の外側軌道面３ａ及び内方部材２の内側軌道面６０ａを、第２列の複数の転動体５が外方部材３の外側軌道面３ｂ及び内輪７の内側軌道面７ａを、それぞれ転動する。
【００３２】
[実施の形態の効果]
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
【００３３】
（１）外方部材３の外周面３０ａと、車体取付用フランジ３ｄの外周のフランジ周面３１ｄ及び車輪側フランジ端面３２ｄとに複数の凹部３ｅを形成したので、凹部３ｅが形成されない場合（突条３ｆが形成された部位の厚みで外方部材３が形成された場合）に比較して、鍛造材料の投入量を低減することができ、軽量化することができる。また、凹部３ｅが形成された部分の厚みで外方部材３が形成された場合に比較して、突条３ｆが形成されているため強度が高くなる。すなわち、本実施の形態によれば、外方部材３の重量に対する強度を高めることができる。
【００３４】
（２）複数の凹部３ｅの円周方向開口幅Ｐ１は、車輪側列の転動体４の外側軌道面３ａに対する接点Ｏ１，Ｏ２間の円周方向ピッチＰ２よりも小さい寸法に設定したので、１つの凹部３ｅの円周方向開口幅の中に転動体４と外側軌道面３ａとの複数の接点が位置することがない。このため、転動体と外側軌道面との接点の円周方向ピッチよりも凹部の円周方向開口幅が大きい場合に比較して、転動体４の転動に伴う外方部材３の振動を抑制することができる。
【００３５】
以上、本発明の車輪用軸受装置を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。
【００３６】
（１）上記実施の形態では、突条３ｆが格子状の成形体を形成するように構成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば図５に示すように、複数の突条５１がハニカム形状の成形体を形成するように構成してもよい。この場合、複数の突条５１は、略正六角形状の開口面を有する複数の凹部５２を外方部材３における所定の部位（上記の実施の形態と同様に、外方部材の外周側であって、連結面を除く部位）に形成することにより設けられている。また、複数の凹部５２の円周方向開口幅Ｐ１（円周方向に隣り合う突条５１の円周方向中央部の間の間隔）は、車輪側列の転動体４の外側軌道面３ａに対する接点Ｏ１，Ｏ２間の円周方向ピッチＰ２よりも小さい（Ｐ１＜Ｐ２）寸法に設定されている。この他、凹部の開口面形状は、四角形及び六角形以外に三角形，五角形等の多角形あるいは円形であってもよい。
【００３７】
（２）また、例えば図６に示すように、外方部材３の外周面３０ａに、その軸線方向に延びる複数の突条６１が形成され、隣り合う突条６１の間に凹溝６２がそれぞれ形成された構成としてもよい。この場合、複数の凹溝６２は、外方部材３の軸線方向に延び、かつその円周方向に並列して配置される。
【００３８】
（３）上記実施の形態では、複数の凹部３ｅが外方部材３の外周側であって、連結面３ｃ，３０ｄを除いて車体取付用フランジ３ｄの周面３１ｄ及び車輪側端面３２ｄを含む部位に形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、複数の凹部が外方部材の外周側であって、車体に連結される連結面を除く部位の少なくとも一部に形成されていればよい。例えば、凹部が外方部材３の外側軌道面３ａの外周側に対応する領域のみに設けられていてもよい、また、その領域と車輪側フランジ端面との間の領域のみに設けられていてもよい。
【００３９】
（４）上記実施の形態では、転動体４，５が鋼球からなる場合について説明したが、これに限らず、円すいころであってもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１…車輪用軸受装置、２…内方部材、３…外方部材、３ａ，３ｂ…外側軌道面、３ｃ…連結面、３ｄ…車体取付用フランジ、３ｆ…突条、３０ａ…外周面、３０ｄ…連結面、３１ｄ…フランジ周面、３２ｄ…車輪側フランジ端面、４，５…転動体、５１…突条、５２…凹部、６…ハブ軸、６ａ…大径の胴部、６ｂ…小径の胴部、６ｃ…貫通孔、６ｄ…車輪取付用フランジ、６０ａ…内側軌道面、６０ｂ…取付面、６０ｃ…セレーション、６０ｄ…ボルト挿通孔、６１…突条、６１ｄ…車輪取付面、６２…凹部、７…内輪、７ａ…内側軌道面、８…ハブボルト、９…ナックル、１０，１１…シール部材、Ｏ…中心軸線、Ｏ１，Ｏ２…接点、Ｐ１…円周方向開口幅、Ｐ２…円周方向ピッチ
【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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