(57)【要約】【課題】軌道面に圧痕がつかない車輪用軸受装置の提供を目的とする。ひいては、圧痕に起因する異音が発生したり、軸受寿命が低下したりしない車輪用軸受装置の提供を目的とする。【解決手段】内周に複列の外側軌道面２ｃ・２ｄが形成された外方部材２と、外周に複列の内側軌道面３ｃ・３ｄが形成された内方部材３と、前記外方部材２と前記内方部材３のそれぞれの軌道面２ｃ・２ｄ・３ｃ・３ｄ間に介装される複数の転動体４１と、を備えた車輪用軸受装置１において、前記外方部材２に外側環状部材２１が内嵌されていて、前記外側環状部材２１に形成された補助軌道面２１ｃが前記外側軌道面２ｃに連続して転動体４１を保持している。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に複列の外側軌道面が形成された外方部材と、
外周に複列の内側軌道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軌道面間に介装される複数の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、
前記外方部材に外側環状部材が内嵌されていて、
前記外側環状部材に形成された補助軌道面が前記外側軌道面に連続して前記転動体を保持している、ことを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記補助軌道面が前記外方部材のインナー側に形成された前記外側軌道面におけるアウター側端部に連続して転動体を保持している、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】
前記補助軌道面が前記外方部材のアウター側に形成された前記外側軌道面におけるインナー側端部に連続して転動体を保持している、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４】
前記外側軌道面と前記補助軌道面の境界部分における軸方向断面が円弧形状に窪んでいる、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。
【請求項５】
内周に複列の外側軌道面が形成された外方部材と、
外周に複列の内側軌道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軌道面間に介装される複数の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、
前記内方部材に内側環状部材が外嵌されていて、
前記内側環状部材に形成された補助軌道面が前記内側軌道面に連続して前記転動体を保持している、ことを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項６】
前記補助軌道面が前記内方部材のインナー側に形成された前記内側軌道面におけるインナー側端部に連続して転動体を保持している、ことを特徴とする請求項５に記載の車輪用軸受装置。
【請求項７】
前記補助軌道面が前記内方部材のアウター側に形成された前記内側軌道面におけるアウター側端部に連続して転動体を保持している、ことを特徴とする請求項５に記載の車輪用軸受装置。
【請求項８】
前記内側軌道面と前記補助軌道面の境界部分における軸方向断面が円弧形状に窪んでいる、ことを特徴とする請求項５から請求項７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（特許文献１参照）。かかる車輪用軸受装置は、車体に外方部材が固定される。また、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複数の転動体が介装されている。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のである。
【０００３】
ところで、このような車輪用軸受装置は、大きくかつ衝撃的な外力が掛かると、転動体の軌道面に圧痕がついてしまう場合があった。つまり、車輪が縁石に乗り上げるなどして大きくかつ衝撃的な外力が掛かると、転動体が軌道面をせり上がり、いわゆるエッジロードが発生して軌道面に圧痕がついてしまう場合があった。そのため、軌道面の深さと転動体の直径の比を一定値以上とする車輪用軸受装置が提案されていたのである（図１２参照）。しかし、かかる車輪用軸受装置においても、想定より大きくかつ衝撃的な外力が掛かると、軌道面に圧痕がついてしまうという問題があった。ひいては、圧痕に起因する異音が発生したり、軸受寿命が低下したりしてしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２２４６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
軌道面に圧痕がつかない車輪用軸受装置の提供を目的とする。ひいては、圧痕に起因する異音が発生したり、軸受寿命が低下したりしない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】
【０００６】
第一の発明は、
内周に複列の外側軌道面が形成された外方部材と、
外周に複列の内側軌道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軌道面間に介装される複数の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、
前記外方部材に外側環状部材が内嵌されていて、
前記外側環状部材に形成された補助軌道面が前記外側軌道面に連続して前記転動体を保持している、ものである。
【０００７】
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、
前記補助軌道面が前記外方部材のインナー側に形成された前記外側軌道面におけるアウター側端部に連続して前記転動体を保持している、ものである。
【０００８】
第三の発明は、第一の発明に係る車輪用軸受装置において、
前記補助軌道面が前記外方部材のアウター側に形成された前記外側軌道面におけるインナー側端部に連続して前記転動体を保持している、ものである。
【０００９】
第四の発明は、第一から第三のいずれかの発明に係る車輪用軸受装置において、
前記外側軌道面と前記補助軌道面の境界部分における軸方向断面が円弧形状に窪んでいる、ものである。
【００１０】
第五の発明は、
内周に複列の外側軌道面が形成された外方部材と、
外周に複列の内側軌道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軌道面間に介装される複数の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、
前記内方部材に内側環状部材が外嵌されていて、
前記内側環状部材に形成された補助軌道面が前記内側軌道面に連続して前記転動体を保持している、ものである。
【００１１】
第六の発明は、第五の発明に係る車輪用軸受装置において、
前記補助軌道面が前記内方部材のインナー側に形成された前記内側軌道面におけるインナー側端部に連続して前記転動体を保持している、ものである。
【００１２】
第七の発明は、第五の発明に係る車輪用軸受装置において、
前記補助軌道面が前記内方部材のアウター側に形成された前記内側軌道面におけるアウター側端部に連続して前記転動体を保持している、ものである。
【００１３】
第八の発明は、第五から第七のいずれかの発明に係る車輪用軸受装置において、
前記内側軌道面と前記補助軌道面の境界部分における軸方向断面が円弧形状に窪んでいる、ものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１５】
第一の発明に係る車輪用軸受装置は、外方部材に外側環状部材が内嵌されている。そして、外側環状部材に形成された補助軌道面が外側軌道面に連続して転動体を保持している。かかる車輪用軸受装置によれば、転動体が外側軌道面をせり上がっても、いわゆるエッジロードの発生を防ぐことができる。従って、車輪が縁石に乗り上げるなどして大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合であっても、外側軌道面に転動体の圧痕がつくのを防ぐことができる。ひいては、圧痕に起因する異音の発生を抑制するとともに、軸受寿命の低下を防ぐことができる。
【００１６】
第二の発明に係る車輪用軸受装置は、補助軌道面が外方部材のインナー側に形成された外側軌道面におけるアウター側端部に連続して転動体を保持している。かかる車輪用軸受装置によれば、転動体が外側軌道面をせり上がっても、外側環状部材が荷重を受け止めるので、外側軌道面に転動体の圧痕がつくのを防ぐことができる。
【００１７】
第三の発明に係る車輪用軸受装置は、補助軌道面が外方部材のアウター側に形成された外側軌道面におけるインナー側端部に連続して転動体を保持している。かかる車輪用軸受装置によれば、転動体が外側軌道面をせり上がっても、外側環状部材が荷重を受け止めるので、外側軌道面に転動体の圧痕がつくのを防ぐことができる。
【００１８】
第四の発明に係る車輪用軸受装置は、外側軌道面と補助軌道面の境界部分における軸方向断面が円弧形状に窪んでいる。かかる車輪用軸受装置によれば、外側軌道面と補助軌道面の境界部分に生じる応力を緩和できる。
【００１９】
第五の発明に係る車輪用軸受装置は、内方部材に内側環状部材が外嵌されている。そして、内側環状部材に形成された補助軌道面が内側軌道面に連続して転動体を保持している。かかる車輪用軸受装置によれば、転動体が内側軌道面をせり上がっても、いわゆるエッジロードの発生を防ぐことができる。従って、車輪が縁石に乗り上げるなどして大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合であっても、内側軌道面に転動体の圧痕がつくのを防ぐことができる。ひいては、圧痕に起因する異音の発生を抑制するとともに、軸受寿命の低下を防ぐことができる。
【００２０】
第六の発明に係る車輪用軸受装置は、補助軌道面が内方部材のインナー側に形成された内側軌道面におけるインナー側端部に連続して転動体を保持している。かかる車輪用軸受装置によれば、転動体が内側軌道面をせり上がっても、内側環状部材が荷重を受け止めるので、内側軌道面に転動体の圧痕がつくのを防ぐことができる。
【００２１】
第七の発明に係る車輪用軸受装置は、補助軌道面が内方部材のアウター側に形成された内側軌道面におけるアウター側端部に連続して転動体を保持している。かかる車輪用軸受装置によれば、転動体が内側軌道面をせり上がっても、内側環状部材が荷重を受け止めるので、内側軌道面に転動体の圧痕がつくのを防ぐことができる。
【００２２】
第八の発明に係る車輪用軸受装置は、内側軌道面と補助軌道面の境界部分における軸方向断面が円弧形状に窪んでいる。かかる車輪用軸受装置によれば、内側軌道面と補助軌道面の境界部分に生じる応力を緩和できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】車輪用軸受装置を示す図。
【図２】車輪用軸受装置の構成を示す図。
【図３】車輪用軸受装置の一部構造を示す図。
【図４】車輪用軸受装置の一部構造を示す図。
【図５】第一実施形態に係る車輪用軸受装置の要部構造を示す図。
【図６】第二実施形態に係る車輪用軸受装置の要部構造を示す図。
【図７】外方部材に形成された外側軌道面の研削工程を示す図。
【図８】第三実施形態に係る車輪用軸受装置の要部構造を示す図。
【図９】第四実施形態に係る車輪用軸受装置の要部構造を示す図。
【図１０】内方部材に形成された内側軌道面の研削工程を示す図。
【図１１】第五実施形態に係る車輪用軸受装置の要部構造を示す図。
【図１２】従来品である車輪用軸受装置の要部構造を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
まず、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を示す図である。図２は、車輪用軸受装置１の構造を示す図である。そして、図３および図４は、車輪用軸受装置１の一部構造を示す図である。
【００２５】
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、転動体列４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。
【００２６】
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、嵌合面２ａと嵌合面２ｂに隣接する内周には、二つの外側軌道面２ｃ・２ｄが形成されている。外側軌道面２ｃは、後述する内側軌道面３ｃに対向する。外側軌道面２ｄは、後述する内側軌道面３ｄに対向する。加えて、外方部材２には、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。外方部材２は、それぞれのボルト穴２ｆに締結部材（後述するナックルボルト３４）を挿通することで車体（後述するナックルＮ）に取り付けられる。
【００２７】
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。
【００２８】
ハブ輪３１は、外方部材２の内側に挿通される。ハブ輪３１のインナー側端部における外周には、軸方向中央部まで小径段部３ａが形成されている。小径段部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には、そのインナー側端部からアウター側端部まで貫かれたスプライン穴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。内側軌道面３ｄは、ハブ輪３１が外方部材２の内側に挿通された状態で、前述した外側軌道面２ｄに対向する。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。
【００２９】
内輪３２は、ハブ輪３１の小径段部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のアウター側に隣接する外周には、内側軌道面３ｃが形成されている。内輪３２は、ハブ輪３１の小径段部３ａに外嵌されることにより、ハブ輪３１の外周に内側軌道面３ｃを構成する。内側軌道面３ｃは、ハブ輪３１と一体化した内輪３２が外方部材２の内側に挿通された状態で、前述した外側軌道面２ｃに対向する。なお、内輪３２は、小径段部３ａに外嵌された状態で、この小径段部３ａの先端を径方向外側へ押し広げて形成された加締部３ｈによって固定されている。
【００３０】
転動体列４は、転がり軸受構造の転動部分を構成するものである。インナー側の転動体列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、アウター側の転動体列４も、複数の転動体４１と一つの保持器４２で構成されている。
【００３１】
転動体４１は、それぞれが保持器４２によって円形にかつ等間隔にならべられている。転動体４１は、ボール（鋼球）である。そして、インナー側の転動体列４を構成している転動体４１は、外方部材２の外側軌道面２ｃと内方部材３（内輪３２）の内側軌道面３ｃの間に転動自在に介装されている。また、アウター側の転動体列４を構成している転動体４１は、外方部材２の外側軌道面２ｄと内方部材３（ハブ輪３１）の内側軌道面３ｄの間に転動自在に介装されている。
【００３２】
保持器４２は、転動体４１を収めるためのポケットが等間隔に形成された円環体となっている。保持器４２は、互いに隣り合う転動体４１と転動体４１の間に球面壁が延びており、二つの球面壁によって一つの転動体４１を挟み込むように保持している。このため、保持器４２は、それぞれの転動体４１の周方向の偏動（ズレ）を制限する。従って、隣り合う転動体４１と転動体４１が衝突したりそれぞれの転動体４１がガタついたりするのを防ぐことができる。
【００３３】
ところで、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および内輪３２）の間に形成される環状空間Ｓを密封すべくインナー側シール部材５とアウター側シール部材６を備えている。なお、これらのシール部材５・６は、様々な仕様が存在しており、本明細書に開示された仕様に限定するものではない。
【００３４】
インナー側シール部材５は、スリンガ５１とシールリング５２で構成されている。スリンガ５１は、その軸方向断面が略Ｌ字状であり、円筒状の嵌合部５１ａと径方向外側へ延びる円板状の側板部５１ｂとを有している。そして、この嵌合部５１ａが内方部材３（内輪３２）の嵌合面３ｇに外嵌される。一方、シールリング５２は、芯金５３に弾性部材５４を接着したものである。芯金５３は、その軸方向断面が略Ｌ字状であり、円筒状の嵌合部５３ａと径方向内側へ延びる円板状の側板部５３ｂとを有している。そして、この嵌合部５３ａが外方部材２の嵌合面２ａに内嵌される。なお、弾性部材５４には、二つのサイドリップ５４ａ・５４ｂ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５１の側板部５１ｂに接触している。更に、弾性部材５４には、一つのグリースリップ５４ｃが形成されており、その先端縁が対向するスリンガ５１の嵌合部５１ａに接触又は近接している。
【００３５】
アウター側シール部材６は、芯金６１に弾性部材６２を接着したものである。芯金６１は、その軸方向断面が略Ｌ字状であり、円筒状の嵌合部６１ａと径方向内側へ延びる円板状の側板部６１ｂとを有している。そして、この嵌合部６１ａが外方部材２の嵌合面２ｂに内嵌される。なお、弾性部材６２には、サイドリップ６２ａと中間リップ６２ｂが形成されており、それぞれの先端縁がハブフランジ３ｅにつながる円弧面３ｉに接触している。更に、弾性部材６２には、一つのグリースリップ６２ｃが形成されており、その先端縁が円弧面３ｉにつながる軸周面３ｊに接触又は近接している。
【００３６】
次に、第一実施形態に係る車輪用軸受装置１について詳しく説明する。図５は、第一実施形態に係る車輪用軸受装置１の要部構造を示す図である。なお、図５における（Ａ）は、車輪用軸受装置１の一部領域Ｒを拡大した図である。また、図５における（Ｂ）は、外側軌道面２ｃと補助軌道面２１ｃの境界部分Ｂを拡大した図である。
【００３７】
本車輪用軸受装置１は、外方部材２に内嵌される外側環状部材２１を具備している。具体的に説明すると、外方部材２に形成された外側軌道面２ｃの肩部２ｍに外側環状部材２１が内嵌されている。肩部２ｍは、外側軌道面２ｃのアウター側に隣接する内周面のうちインナー側端部を径方向外側に凹ませることでなる。外側環状部材２１は、そのインナー側端面２１ｃが外側軌道面２ｃに対して段差なくつづく曲面となっている。換言すると、インナー側端面２１ｃが外側軌道面２ｃから滑らかに連続する曲面となっている。本明細書においては、かかるインナー側端面２１ｃを「補助軌道面２１ｃ」と定義する。補助軌道面２１ｃは、転動体４１のピッチ円近傍まで、或いはピッチ円を越えて径方向内側まで延びており、実質的には外側軌道面２ｃを延伸している。そして、いずれの場合であっても、補助軌道面２１ｃは、その軸方向断面が転動体４１に沿う湾曲した形状となっている。
【００３８】
本車輪用軸受装置１において、外側環状部材２１は、高硬度・高剛性材料である高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）で構成されているが、機械工具鋼（ＳＫ）やセラミックス（ＣＥ）等で構成されているとしてもよい。また、本車輪用軸受装置１においては、外側軌道面２ｃの肩部２ｍに外側環状部材２１が圧入される構造となっているが、接着剤を用いて固定する構造であってもよい。このようにすれば、外方部材２と外側環状部材２１の間に緩衝層が形成されるので、衝撃を緩和することができる。また、外方部材２と外側環状部材２１の熱膨張差を吸収することもできる。
【００３９】
このように、第一実施形態に係る車輪用軸受装置１は、外方部材２に外側環状部材２１が内嵌されている。そして、外側環状部材２１に形成された補助軌道面２１ｃが外側軌道面２ｃに連続して転動体４１を保持している。かかる車輪用軸受装置１によれば、過大荷重や衝撃荷重が作用して転動体４１が外側軌道面２ｃをせり上がっても、いわゆるエッジロードの発生を防ぐことができる。従って、車輪が縁石に乗り上げるなどして大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合であっても、外側軌道面２ｃに転動体４１の圧痕がつくのを防ぐことができる。ひいては、圧痕に起因する異音の発生を抑制するとともに、軸受寿命の低下を防ぐことができる。
【００４０】
特に、近年では車両の高出力化又は大型化により、車輪用軸受装置１に想定以上の荷重が作用しやすい傾向にある。また、車両にロープロファイルタイヤが採用された場合は、コーナリング時や縁石等への乗り上げ時に限らず、通常走行時にも想定以上の荷重が作用してしまうことがある。本実施形態に係る車輪用軸受装置１は、上記のように想定以上の荷重が作用しやすく、当該荷重によって外側軌道面２ｃに圧痕が発生しやすい条件において有用である。
【００４１】
また、外方部材２を肩上げして外側軌動面２ｃを延長する構造においては、転動体４１がせり上がって圧痕が生じた場合、当該圧痕を起点に外側軌道面２ｃに剥離が生じやすくなる。しかし、外方部材２に別体の外側環状部材２１を嵌合する構造においては、仮に圧痕が生じても、当該圧痕が生じるのは外側軌道面２ｃとは別体の補助軌道面２１ｃであり、軸受寿命に影響を与えにくい。更に、外方部材２を肩上げして外側軌動面２ｃを延長する構造よりも加工性が向上することとなる（例えば、加工時間が短縮することとなる）。
【００４２】
ここで、本車輪用軸受装置１は、転動体４１と外側軌道面２ｃの接点をＸとし、転動体４１と内側軌道面３ｃの接点をＹとし、接点Ｘと接点Ｙを結ぶ仮想線をＺとすると、仮想線Ｚが径方向外側へ向かうにつれてアウター側へ傾くアンギュラ玉軸受を構成している。そのため、外側軌道面２ｃには、仮想線Ｚに対して平行に荷重が掛かることとなる（矢印Ｆ参照）。但し、転動体４１が外側軌道面２ｃをせり上がった場合は、仮想線Ｚが倒れるので、荷重が外側軌道面２ｃにおけるアウター側端部にズレて掛かることとなる。この場合、外側環状部材２１が高硬度・高剛性材料であり、かつ外側環状部材２１に形成された補助軌道面２１ｃが外側軌道面２ｃにおけるアウター側端部に連続して径方向内側へ延伸しているので、かかる荷重を受け止めることができる。
【００４３】
このように、第一実施形態に係る車輪用軸受装置１は、補助軌道面２１ｃが外方部材２のインナー側に形成された外側軌道面２ｃにおけるアウター側端部に連続して転動体４１を保持している。かかる車輪用軸受装置１によれば、転動体４１が外側軌道面２ｃをせり上がっても、外側環状部材２１が荷重を受け止めるので、外側軌道面２ｃに転動体４１の圧痕がつくのを防ぐことができる。
【００４４】
加えて、本車輪用軸受装置１は、外側軌道面２ｃと補助軌道面２１ｃの境界部分Ｂにおける軸方向断面が略円弧形状に窪んでいることが好ましい（図５における（Ｂ）参照）。このようにするのは、境界部分Ｂに掛かる荷重を低減させ、それぞれの角部に生じる応力をできるだけ小さく抑えるためである。
【００４５】
このように、第一実施形態である車輪用軸受装置１は、外側軌道面２ｃと補助軌道面２１ｃの境界部分Ｂにおける軸方向断面が円弧形状に窪んでいるとしてもよい。かかる車輪用軸受装置１によれば、外側軌道面２ｃと補助軌道面２１ｃの境界部分Ｂに生じる応力を緩和できる。
【００４６】
次に、第二実施形態に係る車輪用軸受装置１について詳しく説明する。図６は、第二実施形態に係る車輪用軸受装置１の要部構造を示す図である。なお、図６における（Ａ）は、車輪用軸受装置１の一部領域Ｒを拡大した図である。また、図６における（Ｂ）は、外側軌道面２ｄと補助軌道面２２ｄの境界部分Ｂを拡大した図である。
【００４７】
本車輪用軸受装置１は、外方部材２に内嵌される外側環状部材２２を具備している。具体的に説明すると、外方部材２に形成された外側軌道面２ｄの肩部２ｎに外側環状部材２２が内嵌されている。肩部２ｎは、外側軌道面２ｄのインナー側に隣接する内周面のうちアウター側端部を径方向外側に凹ませることでなる。外側環状部材２２は、そのインナー側端面２２ｄが外側軌道面２ｄに対して段差なくつづく曲面となっている。換言すると、インナー側端面２２ｄが外側軌道面２ｄから滑らかに連続する曲面となっている。本明細書においては、かかるインナー側端面２２ｄを「補助軌道面２２ｄ」と定義する。補助軌道面２２ｄは、転動体４１のピッチ円近傍まで、或いはピッチ円を越えて径方向内側まで延びており、実質的には外側軌道面２ｄを延伸している。そして、いずれの場合であっても、補助軌道面２２ｄは、その軸方向断面が転動体４１に沿う湾曲した形状となっている。
【００４８】
本車輪用軸受装置１において、外側環状部材２２は、高硬度・高剛性材料である高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）で構成されているが、機械工具鋼（ＳＫ）やセラミックス（ＣＥ）等で構成されているとしてもよい。また、本車輪用軸受装置１においては、外側軌道面２ｄの肩部２ｎに外側環状部材２２が圧入される構造となっているが、接着剤を用いて固定する構造であってもよい。このようにすれば、外方部材２と外側環状部材２２の間に緩衝層が形成されるので、衝撃を緩和することができる。また、外方部材２と外側環状部材２２の熱膨張差を吸収することもできる。
【００４９】
このように、第二実施形態に係る車輪用軸受装置１は、外方部材２に外側環状部材２２が内嵌されている。そして、外側環状部材２２に形成された補助軌道面２２ｄが外側軌道面２ｄに連続して転動体４１を保持している。かかる車輪用軸受装置１によれば、過大荷重や衝撃荷重が作用して転動体４１が外側軌道面２ｄをせり上がっても、いわゆるエッジロードの発生を防ぐことができる。従って、車輪が縁石に乗り上げるなどして大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合であっても、外側軌道面２ｄに転動体４１の圧痕がつくのを防ぐことができる。ひいては、圧痕に起因する異音の発生を抑制するとともに、軸受寿命の低下を防ぐことができる。
【００５０】
特に、近年では車両の高出力化又は大型化により、車輪用軸受装置１に想定以上の荷重が作用しやすい傾向にある。また、車両にロープロファイルタイヤが採用された場合は、コーナリング時や縁石等への乗り上げ時に限らず、通常走行時にも想定以上の荷重が作用してしまうことがある。本実施形態に係る車輪用軸受装置１は、上記のように想定以上の荷重が作用しやすく、当該荷重によって外側軌道面２ｄに圧痕が発生しやすい条件において有用である。
【００５１】
また、外方部材２を肩上げして外側軌動面２ｄを延長する構造においては、転動体４１がせり上がって圧痕が生じた場合、当該圧痕を起点に外側軌道面２ｄに剥離が生じやすくなる。しかし、外方部材２に別体の外側環状部材２２を嵌合する構造においては、仮に圧痕が生じても、当該圧痕が生じるのは外側軌道面２ｄとは別体の補助軌道面２２ｄであり、軸受寿命に影響を与えにくい。更に、外方部材２を肩上げして外側軌動面２ｄを延長する構造よりも加工性が向上することとなる（例えば、加工時間が短縮することとなる）。
【００５２】
ここで、本車輪用軸受装置１は、転動体４１と外側軌道面２ｄの接点をＸとし、転動体４１と内側軌道面３ｄの接点をＹとし、接点Ｘと接点Ｙを結ぶ仮想線をＺとすると、仮想線Ｚが径方向外側へ向かうにつれてインナー側へ傾くアンギュラ玉軸受を構成している。そのため、外側軌道面２ｄには、仮想線Ｚに対して平行に荷重が掛かることとなる（矢印Ｆ参照）。但し、転動体４１が外側軌道面２ｄをせり上がった場合は、仮想線Ｚが倒れるので、荷重が外側軌道面２ｄにおけるインナー側端部にズレて掛かることとなる。この場合、外側環状部材２２が高硬度・高剛性材料であり、かつ外側環状部材２２に形成された補助軌道面２２ｄが外側軌道面２ｄにおけるインナー側端部に連続して径方向内側へ延伸しているので、かかる荷重を受け止めることができる。
【００５３】
このように、第二実施形態に係る車輪用軸受装置１は、補助軌道面２２ｄが外方部材２のアウター側に形成された外側軌道面２ｄにおけるインナー側端部に連続して転動体４１を保持している。かかる車輪用軸受装置１によれば、転動体４１が外側軌道面２ｄをせり上がっても、外側環状部材２２が荷重を受け止めるので、外側軌道面２ｄに転動体４１の圧痕がつくのを防ぐことができる。
【００５４】
加えて、本車輪用軸受装置１は、外側軌道面２ｄと補助軌道面２２ｄの境界部分Ｂにおける軸方向断面が略円弧形状に窪んでいることが好ましい（図６における（Ｂ）参照）。このようにするのは、境界部分Ｂに掛かる荷重を低減させ、それぞれの角部に生じる応力をできるだけ小さく抑えるためである。
【００５５】
このように、第二実施形態である車輪用軸受装置１は、外側軌道面２ｄと補助軌道面２２ｄの境界部分Ｂにおける軸方向断面が円弧形状に窪んでいるとしてもよい。かかる車輪用軸受装置１によれば、外側軌道面２ｄと補助軌道面２２ｄの境界部分Ｂに生じる応力を緩和できる。
【００５６】
ところで、外方部材２は、様々な工程を経て完成される。ここでは、外方部材２に形成された外側軌道面２ｃ・２ｄの研削工程に着目して説明する。図７は、外方部材２に形成された外側軌道面２ｃ・２ｄの研削工程を示す図である。
【００５７】
研削工程は、外方部材２に形成された外側軌道面２ｃ・２ｄの表面粗さを小さくする工程である。研削工程を行う前の外方部材２には、既に外側軌道面２ｃ・２ｄが形成されているが、これらの表面粗さは大きいものである。そのため、かかる研削工程においては、外側軌道面２ｃに研磨工具（総型の研削砥石）Ｔを当てて磨き上げ、外側軌道面２ｃを精密に仕上げるのである。同様に、外側軌道面２ｄに研磨工具Ｔを当てて磨き上げ、外側軌道面２ｄを精密に仕上げるのである。なお、外側環状部材２１の補助軌道面２１ｃは、外側軌道面２ｃを仕上げる際にともに仕上げられるとしてもよい。外側環状部材２２の補助軌道面２２ｄも、外側軌道面２ｄを仕上げる際にともに仕上げられるとしてもよい。補助軌道面２１ｃ・２２ｄは、想定よりも大きくかつ衝撃的な外力が掛かったときに効力を発揮するものであり、常に転動体４１が接しているわけではない。そのため、補助軌道面２１ｃ・２２ｄの表面粗さを外側軌道面２ｃ・２ｄと同等にする必要はない。補助軌道面２１ｃ・２２ｄが損傷したとしても外側軌道面２ｃ・２ｄへの影響はほとんどないのである。
【００５８】
次に、第三実施形態に係る車輪用軸受装置１について詳しく説明する。図８は、第三実施形態に係る車輪用軸受装置１の要部構造を示す図である。なお、図８における（Ａ）は、車輪用軸受装置１の一部領域Ｒを拡大した図である。また、図８における（Ｂ）は、内側軌道面３ｃと補助軌道面３３ｃの境界部分Ｂを拡大した図である。
【００５９】
本車輪用軸受装置１は、内方部材３に外嵌される内側環状部材３３を具備している。具体的に説明すると、内方部材３（内輪３２）に形成された内側軌道面３ｃの肩部３ｍに内側環状部材３３が外嵌されている。肩部３ｍは、外側軌道面３ｃのインナー側に隣接する外周面のうちアウター側端部を径方向内側に凹ませることでなる。内側環状部材３３は、そのアウター側端面３３ｃが内側軌道面３ｃに対して段差なくつづく曲面となっている。換言すると、アウター側端面３３ｃが内側軌道面３ｃから滑らかに連続する曲面となっている。本明細書においては、かかるアウター側端面３３ｃを「補助軌道面３３ｃ」と定義する。補助軌道面３３ｃは、転動体４１のピッチ円近傍まで、或いはピッチ円を越えて径方向外側まで延びており、実質的には内側軌道面３ｃを延伸している。そして、いずれの場合であっても、補助軌道面３３ｃは、その軸方向断面が転動体４１に沿う湾曲した形状となっている。
【００６０】
本車輪用軸受装置１において、内側環状部材３３は、高硬度・高剛性材料である高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）で構成されているが、機械工具鋼（ＳＫ）やセラミックス（ＣＥ）等で構成されているとしてもよい。また、本車輪用軸受装置１においては、内側軌道面３ｃの肩部３ｍに内側環状部材３３が圧入される構造となっているが、接着剤を用いて固定する構造であってもよい。このようにすれば、内方部材３と内側環状部材３３の間に緩衝層が形成されるので、衝撃を緩和することができる。また、内方部材３と内側環状部材３３の熱膨張差を吸収することもできる。
【００６１】
このように、第三実施形態に係る車輪用軸受装置１は、内方部材３に内側環状部材３３が外嵌されている。そして、内側環状部材３３に形成された補助軌道面３３ｃが内側軌道面３ｃに連続して転動体４１を保持している。かかる車輪用軸受装置１によれば、過大荷重や衝撃荷重が作用して転動体４１が内側軌道面３ｃをせり上がっても、いわゆるエッジロードの発生を防ぐことができる。従って、車輪が縁石に乗り上げるなどして大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合であっても、内側軌道面３ｃに転動体４１の圧痕がつくのを防ぐことができる。ひいては、圧痕に起因する異音の発生を抑制するとともに、軸受寿命の低下を防ぐことができる。
【００６２】
加えて、内輪３２に別体の内側環状部材３３を嵌合する構造は、内輪３２を肩上げして内側軌道面３ｃを延長する構造に比べ、インナー側シール部材５が収まる空間を確保しやすい。そのため、断面積の大きいインナー側シール部材５を採用することにより、環状空間Ｓの密封性を高めることができる。
【００６３】
また、内輪３２を肩上げして内側軌動面３ｃを延長する構造においては、転動体４１がせり上がって圧痕が生じた場合、当該圧痕を起点に内側軌道面３ｃに剥離が生じやすくなる。しかし、内輪３２に別体の内側環状部材３３を嵌合する構造においては、仮に圧痕が生じても、当該圧痕が生じるのは内側軌道面３ｃとは別体の補助軌道面３３ｃであり、軸受寿命に影響を与えにくい。更に、内輪３２を肩上げして内側軌道面３ｃを延長する構造よりも加工性が向上することとなる（例えば、加工時間が短縮することとなる）。
【００６４】
ここで、本車輪用軸受装置１は、転動体４１と外側軌道面２ｃの接点をＸとし、転動体４１と内側軌道面３ｃの接点をＹとし、接点Ｘと接点Ｙを結ぶ仮想線をＺとすると、仮想線Ｚが径方向外側へ向かうにつれてアウター側へ傾くアンギュラ玉軸受を構成している。そのため、内側軌道面３ｃには、仮想線Ｚに対して平行に荷重が掛かることとなる（矢印Ｆ参照）。但し、転動体４１が内側軌道面３ｃをせり上がった場合は、仮想線Ｚが倒れるので、荷重が内側軌道面３ｃにおけるインナー側端部にズレて掛かることとなる。この場合、内側環状部材３３が高硬度・高剛性材料であり、かつ内側環状部材３３に形成された補助軌道面３３ｃが内側軌道面３ｃにおけるインナー側端部に連続して径方向外側へ延伸しているので、かかる荷重を受け止めることができる。
【００６５】
このように、第三実施形態に係る車輪用軸受装置１は、補助軌道面３３ｃが内方部材３のインナー側に形成された内側軌道面３ｃにおけるインナー側端部に連続して転動体４１を保持している。かかる車輪用軸受装置１によれば、転動体４１が内側軌道面３ｃをせり上がっても、内側環状部材３３が荷重を受け止めるので、内側軌道面３ｃに転動体４１の圧痕がつくのを防ぐことができる。
【００６６】
加えて、本車輪用軸受装置１は、内側軌道面３ｃと補助軌道面３３ｃの境界部分Ｂにおける軸方向断面が略円弧形状に窪んでいることが好ましい（図８における（Ｂ）参照）。このようにするのは、境界部分Ｂに掛かる荷重を低減させ、それぞれの角部に生じる応力をできるだけ小さく抑えるためである。
【００６７】
このように、第三実施形態である車輪用軸受装置１は、内側軌道面３ｃと補助軌道面３３ｃの境界部分Ｂにおける軸方向断面が円弧形状に窪んでいるとしてもよい。かかる車輪用軸受装置１によれば、内側軌道面３ｃと補助軌道面３３ｃの境界部分Ｂに生じる応力を緩和できる。
【００６８】
次に、第四実施形態に係る車輪用軸受装置１について詳しく説明する。図９は、第四実施形態に係る車輪用軸受装置１の要部構造を示す図である。なお、図９における（Ａ）は、車輪用軸受装置１の一部領域Ｒを拡大した図である。また、図９における（Ｂ）は、内側軌道面３ｄと補助軌道面３４ｄの境界部分Ｂを拡大した図である。
【００６９】
本車輪用軸受装置１は、内方部材３に外嵌される内側環状部材３４を具備している。具体的に説明すると、内方部材３（ハブ輪３１）に形成された内側軌道面３ｄの肩部３ｎに内側環状部材３４が外嵌されている。肩部３ｎは、外側軌道面３ｄのアウター側に隣接する外周面のうちインナー側端部を径方向内側に凹ませることでなる。内側環状部材３４は、そのインナー側端面３４ｄが内側軌道面３ｄに対して段差なくつづく曲面となっている。換言すると、インナー側端面３４ｄが内側軌道面３ｄから滑らかに連続する曲面となっている。本明細書においては、かかるアウター側端面３４ｄを「補助軌道面３４ｄ」と定義する。補助軌道面３４ｄは、転動体４１のピッチ円近傍まで、或いはピッチ円を越えて径方向外側まで延びており、実質的には内側軌道面３ｄを延伸している。そして、いずれの場合であっても、補助軌道面３４ｄは、その軸方向断面が転動体４１に沿う湾曲した形状となっている。
【００７０】
本車輪用軸受装置１において、内側環状部材３４は、高硬度・高剛性材料である高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）で構成されているが、機械工具鋼（ＳＫ）やセラミックス（ＣＥ）等で構成されているとしてもよい。また、本車輪用軸受装置１においては、内側軌道面３ｄの肩部３ｎに内側環状部材３４が圧入される構造となっているが、接着剤を用いて固定する構造であってもよい。このようにすれば、内方部材３と内側環状部材３４の間に緩衝層が形成されるので、衝撃を緩和することができる。また、内方部材３と内側環状部材３４の熱膨張差を吸収することもできる。
【００７１】
このように、第四実施形態に係る車輪用軸受装置１は、内方部材３に内側環状部材３４が外嵌されている。そして、内側環状部材３４に形成された補助軌道面３４ｄが内側軌道面３ｄに連続して転動体４１を保持している。かかる車輪用軸受装置１によれば、過大荷重や衝撃荷重が作用して転動体４１が内側軌道面３ｄをせり上がっても、いわゆるエッジロードの発生を防ぐことができる。従って、車輪が縁石に乗り上げるなどして大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合であっても、内側軌道面３ｄに転動体４１の圧痕がつくのを防ぐことができる。ひいては、圧痕に起因する異音の発生を抑制するとともに、軸受寿命の低下を防ぐことができる。
【００７２】
加えて、ハブ輪３１に別体の内側環状部材３４を嵌合する構造は、ハブ輪３１を肩上げして内側軌道面３ｄを延長する構造に比べ、アウター側シール部材６が収まる空間を確保しやすい。そのため、断面積の大きいアウター側シール部材６を採用することにより、環状空間Ｓの密封性を高めることができる。
【００７３】
また、ハブ輪３１を肩上げして内側軌動面３ｄを延長する構造においては、転動体４１がせり上がって圧痕が生じた場合、当該圧痕を起点に内側軌道面３ｄに剥離が生じやすくなる。しかし、ハブ輪３１に別体の内側環状部材３４を嵌合する構造においては、仮に圧痕が生じても、当該圧痕が生じるのは内側軌道面３ｄとは別体の補助軌道面３４ｄであり、軸受寿命に影響を与えにくい。更に、ハブ輪３１を肩上げして内側軌道面３ｄを延長する構造よりも加工性が向上することとなる（例えば、加工時間が短縮することとなる）。
【００７４】
ここで、本車輪用軸受装置１は、転動体４１と外側軌道面２ｄの接点をＸとし、転動体４１と内側軌道面３ｄの接点をＹとし、接点Ｘと接点Ｙを結ぶ仮想線をＺとすると、仮想線Ｚが径方向外側へ向かうにつれてインナー側へ傾くアンギュラ玉軸受を構成している。そのため、内側軌道面３ｄには、仮想線Ｚに対して平行に荷重が掛かることとなる（矢印Ｆ参照）。但し、転動体４１が内側軌道面３ｄをせり上がった場合は、仮想線Ｚが倒れるので、荷重が内側軌道面３ｄにおけるアウター側端部にズレて掛かることとなる。この場合、内側環状部材３４が高硬度・高剛性材料であり、かつ内側環状部材３４に形成された補助軌道面３４ｄが内側軌道面３ｄにおけるアウター側端部に連続して径方向外側へ延伸しているので、かかる荷重を受け止めることができる。
【００７５】
このように、第四実施形態に係る車輪用軸受装置１は、補助軌道面３４ｄが内方部材３のアウター側に形成された内側軌道面３ｄにおけるアウター側端部に連続して転動体４１を保持している。かかる車輪用軸受装置１によれば、転動体４１が内側軌道面３ｄをせり上がっても、内側環状部材３４が荷重を受け止めるので、内側軌道面３ｄに転動体４１の圧痕がつくのを防ぐことができる。
【００７６】
加えて、本車輪用軸受装置１は、内側軌道面３ｄと補助軌道面３４ｄの境界部分Ｂにおける軸方向断面が略円弧形状に窪んでいることが好ましい（図９における（Ｂ）参照）。このようにするのは、境界部分Ｂに掛かる荷重を低減させ、それぞれの角部に生じる応力をできるだけ小さく抑えるためである。
【００７７】
このように、第四実施形態である車輪用軸受装置１は、内側軌道面３ｄと補助軌道面３４ｄの境界部分Ｂにおける軸方向断面が円弧形状に窪んでいるとしてもよい。かかる車輪用軸受装置１によれば、外側軌道面３ｄと補助軌道面３４ｄの境界部分Ｂに生じる応力を緩和できる。
【００７８】
ところで、内方部材３は、様々な工程を経て完成される。ここでは、内方部材３に形成された内側軌道面３ｃ・３ｄの研削工程に着目して説明する。図１０は、内方部材３に形成された外側軌道面３ｃ・３ｄの研削工程を示す図である。
【００７９】
研削工程は、ハブ輪３１と内輪３２に形成された内側軌道面３ｃ・３ｄの表面粗さを小さくする工程である。研削工程を行う前のハブ輪３１には、既に内側軌道面３ｄが形成されているが、この表面粗さは大きいものである。また、内輪３２には、既に内側軌道面３ｃが形成されているが、この表面粗さも大きいものである。そのため、かかる研削工程においては、内側軌道面３ｄに研磨工具Ｔを当てて磨き上げ、内側軌道面３ｄを精密に仕上げるのである。同様に、内側軌道面３ｃに研磨工具Ｔを当てて磨き上げ、内側軌道面３ｃを精密に仕上げるのである。なお、内側環状部材３４の補助軌道面３４ｄは、内側軌道面３ｄを仕上げる際にともに仕上げられるとしてもよい。内側環状部材３３の補助軌道面３３ｃも、内側軌道面３ｃを仕上げる際にともに仕上げられるとしてもよい。補助軌道面３３ｃ・３４ｄは、想定よりも大きくかつ衝撃的な外力が掛かったときに効力を発揮するものであり、常に転動体４１が接しているわけではない。そのため、補助軌道面３３ｃ・３４ｄの表面粗さを内側軌道面３ｃ・３ｄと同等にする必要はない。補助軌道面３３ｃ・３４ｄが損傷したとしても内側軌道面３ｃ・３ｄへの影響はほとんどないのである。加えて、ハブ輪３１の小径段部３ａに内輪３２を外嵌して加締めるのは、車輪用軸受装置１が完成する最後の工程となる。
【００８０】
次に、第五実施形態に係る車輪用軸受装置１について詳しく説明する。図１１は、第五実施形態に係る車輪用軸受装置１の要部構造を示す図である。なお、図１１における（Ａ）及び（Ｂ）は、車輪用軸受装置１の一部領域Ｒを拡大した図である。
【００８１】
第五実施形態に係る車輪用軸受装置１は、上述した各実施形態の特徴点を全て適用したものである。具体的に説明すると、本車輪用軸受装置１は、外方部材２に内嵌される外側環状部材２１・２２と内方部材３に外嵌される内側環状部材３３・３４を具備している（図１１における（Ａ）参照）。
【００８２】
かかる車輪用軸受装置１によれば、転動体４１が外側軌道面２ｃ・２ｄをせり上がっても、いわゆるエッジロードの発生を防ぐことができる。また、転動体４１が内側軌道面３ｃ・３ｄをせり上がっても、いわゆるエッジロードの発生を防ぐことができる。従って、車輪が縁石に乗り上げるなどして大きくかつ衝撃的な外力が掛かった場合であっても、外側軌道面２ｃ・２ｄや内側軌道面３ｃ・３ｄに転動体４１の圧痕がつくのを防ぐことができる。ひいては、圧痕に起因する異音の発生を抑制するとともに、軸受寿命の低下を防ぐことができる。加えて、その他の効果についても同様に発揮される。
【００８３】
更に、本車輪用軸受装置１のように、二つの外側環状部材２１・２２を有している場合は、これらの外側環状部材２１・２２を一体化し、一の外側環状部材２３としてもよい（図１１における（Ｂ）参照）。
【００８４】
かかる車輪用軸受装置１においても、外側軌道面２ｃ・２ｄや内側軌道面３ｃ・３ｄに転動体４１の圧痕がつくのを防ぐことができる。ひいては、圧痕に起因する異音の発生を抑制するとともに、軸受寿命の低下を防ぐことができる。加えて、その他の効果についても同様に発揮される。
【００８５】
本願における車輪用軸受装置１は、車体取り付けフランジ２ｅを有している外方部材２と、ハブ輪３１に一つの内輪３２が嵌合されている内方部材３と、で構成された第３世代構造としているが、これに限定するものではない。例えば、車体取り付けフランジを有している外方部材と、一対の内輪からなる内方部材と、で構成された内方部材回転仕様の第２世代構造、或いは車輪取り付けフランジを有している外方部材と、一対の内輪からなる内方部材と、で構成された外方部材回転仕様の第２世代構造であってもよい。また、ハウジング等に嵌められる外方部材と、一対の内輪からなる内方部材と、で構成された第１世代構造であってもよい。
【００８６】
最後に、本願における発明は、各実施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、種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、更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。
【符号の説明】
【００８７】
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
２１    外側環状部材
２１ｃ  補助軌道面
２２    外側環状部材
２２ｄ  補助軌道面
３      内方部材
３ｃ    内側軌道面
３ｄ    内側軌道面
３１    ハブ輪
３２    内輪
３３    内側環状部材
３３ｃ  補助軌道面
３４    内側環状部材
３４ｄ  補助軌道面
４      転動体列
４１    転動体
４２    保持器
Ｂ      境界部分
【図１】
2019095005.tif 000003
【図２】
2019095005.tif 000004
【図３】
2019095005.tif 000005
【図４】
2019095005.tif 000006
【図５】
2019095005.tif 000007
【図６】
2019095005.tif 000008
【図７】
2019095005.tif 000009
【図８】
2019095005.tif 000010
【図９】
2019095005.tif 000011
【図１０】
2019095005.tif 000012
【図１１】
2019095005.tif 000013
【図１２】
2019095005.tif 000014