(57)【要約】【課題】軽量・コンパクト化を図りつつ軸受剛性を増大させると共に、外方部材に発生する応力を抑制して精度確保と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】トーションビーム式サスペンションに固定される車輪用軸受装置において、外方部材２の外周面が、円周方向に大径部１７と小径部１８とを交互に配置した花弁形状に形成され、小径部１８から径方向外方に突出して車体取付フランジ２ｃが複数個形成されると共に、車体取付フランジ２ｃのインナー側に取付面１９が形成され、この取付面１９に軸方向に延びるねじ孔２０と、このねじ孔２０の径方向内方側の近傍に凹溝２２が形成され、ねじ孔２０に螺着される固定ボルトを介して外方部材２が懸架装置に締結されるので、ボルト締結時に発生する引張応力を凹溝２２で吸収し、取付面１９の変形を抑制して外側転走面２ｂの真円度劣化を防止できる。【選択図】図１
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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、
一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、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、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された少なくとも一つの内輪からなる内方部材と、
この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、
前記外方部材のインナー側に、円周方向に関して大径部と小径部とが交互に配置された外周面からなる車体取付フランジを備え、この車体取付フランジのインナー側に取付面が形成され、前記大径部の取付面に軸方向に延びるねじ孔が形成されると共に、このねじ孔の径方向内方側の近傍に凹溝が形成され、前記取付面に懸架装置を構成するナックルが接合されて前記ねじ孔に螺着される固定ボルトを介して前記外方部材が締結されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記懸架装置がトーションビーム式サスペンションである請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記凹溝の径方向の溝幅Ｗ１が、前記ねじ孔の開口縁より内径側の最小当接幅Ｗ０−Ｗ１よりも小さく（Ｗ１≦Ｗ０−Ｗ１）設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記凹溝の径方向の溝幅Ｗ１が溝深さＨよりも大きく設定されると共に、前記ねじ孔と凹溝との間の最小当接幅Ｗ２が、当該ねじ孔のねじ径Ｅの１／２よりも大きく（Ｗ２≧Ｅ／２）設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記凹溝が鍛造加工によってまゆ型形状に形成されている請求項１、３および請求項４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項６】
前記懸架装置が嵌合される前記外方部材の外周面と前記車体取付フランジの取付面の隅部に、全周に亙り連続した環状の逃げ溝が形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項７】
前記複列の転動体のうちアウター側の転動体のピッチ円直径がインナー側の転動体のピッチ円直径よりも大径に設定され、このピッチ円直径の違いに伴い、前記外方部材が、アウター側の外周面からインナー側の外周面に向って漸次小径に形成された外周面と、前記複列の外側転走面のうちアウター側の転走面から軸方向に傾斜して延びる段差部を介してインナー側の外側転走面が一体に形成された内周面を備え、前記複列の外側転走面にそれぞれ肩部が形成されると共に、これら肩部が旋削加工によって所定の溝深さに形成され、少なくとも両肩部間の段差部が旋削加工されずに鍛造肌のままとされている請求項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、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、軽量・コンパクト化を図りつつ軸受剛性を増大させると共に、外方部材に発生する応力を抑制して精度確保と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。この車輪用軸受装置には、所望の軸受剛性を有し、ミスアライメントに対しても耐久性を発揮すると共に、燃費向上の観点から回転トルクが小さい複列アンギュラ玉軸受が多用されている。この複列アンギュラ玉軸受は、固定輪と回転輪との間に複数のボールを介在させ、このボールに所定の接触角を付与して固定輪および回転輪に接触させている。
【０００３】
こうした複列の転がり軸受で構成された車輪用軸受装置において、従来は左右両列の軸受が同一仕様のため、静止時には充分な剛性を有するが、車両の旋回時には必ずしも最適な剛性が得られていない。すなわち、静止時の車重は複列の転がり軸受の略中央に作用するように車輪との位置関係が決められているが、旋回時には、旋回方向の反対側（右旋回の場合は車両の左側）の車軸に、より大きなラジアル荷重やアキシアル荷重が負荷される。したがって、旋回時には、インナー側の軸受列よりもアウター側の軸受列の剛性を高めることが有効とされている。なお、「アウター側」とは、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側を言い、「インナー側」とは、中央寄り側を言う。
【０００４】
近年、小型自動車のリア側に、廉価で構造がシンプルなトーションビーム式サスペンションが採用される傾向がある。そこで、装置を大型化させることなく高剛性化を図った車輪用軸受装置として、図７に示すものが知られている。
【０００５】
この車輪用軸受装置５０は、内方部材５１と外方部材５２、および両部材５１、５２間に転動自在に収容された複列のボール５３、５３とを備えている。内方部材５１は、ハブ輪５４と、このハブ輪５４に所定のシメシロを介して圧入された内輪５５とからなる。
【０００６】
ハブ輪５４は、一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５６を一体に有し、外周にアウター側の内側転走面５４ａと、この内側転走面５４ａから軸方向に傾斜して延びる段差部５７を介して小径段部５４ｂが形成されている。車輪取付フランジ５６にはハブボルト５６ａが周方向等配に植設されている。
【０００７】
内輪５５は、外周にインナー側の内側転走面５５ａが形成され、ハブ輪５４の小径段部５４ｂに圧入されると共に、小径段部５４ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部５４ｃによって内輪５５が軸方向に固定されている。
【０００８】
外方部材５２は、外周にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジはなく、取付面５２ｃを有し、内周にハブ輪５４の内側転走面５４ａに対向するアウター側の外側転走面５２ａと、この外側転走面５２ａから軸方向に傾斜して延びる段差部５８を介して内輪５５の内側転走面５５ａに対向するインナー側の外側転走面５２ｂが一体に形成されている。これら両転走面間に複列のボール５３、５３が収容され、保持器５９、６０によって転動自在に保持されている。
【０００９】
また、外方部材５２と内方部材５１との間に形成される環状空間の開口部にはシール６１、６２が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。
【００１０】
ここでは、アウター側のボール５３のピッチ円直径ＰＣＤｏがインナー側のボール５３のピッチ円直径ＰＣＤｉよりも大径に設定されている。そして、複列のボール５３、５３のサイズは同じであるが、このピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いにより、アウター側のボール５３の個数がインナー側のボール５３の個数よりも多く設定されている。
【００１１】
ハブ輪５４の外郭形状は、内側転走面５４ａの溝底部から段差部５７と、内輪５５が突き合わされる肩部５７ａを介して小径段部５４ｂに続いている。また、ハブ輪５４のアウター側の端部にすり鉢状の凹所６３が形成されている。
【００１２】
一方、外方部材５２において、ピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いに伴い、アウター側の外側転走面５２ａがインナー側の外側転走面５２ｂよりも拡径して形成され、アウター側の外側転走面５２ａの肩部６４から段差部５８を介して小径側の肩部６５に続き、インナー側の外側転走面５２ｂに到っている。
【００１３】
こうした従来の車輪用軸受装置５０では、有効に軸受スペースを活用してインナー側に比べアウター側部分の軸受剛性を増大させることができ、軸受の長寿命化を図ることができる。さらに、ハブ輪５４の端部に凹所６３が外郭形状に沿って形成され、ハブ輪５４のアウター側の端部が均一な肉厚に設定されているので、装置の軽量・コンパクト化と高剛性化という、相反する課題を解決することができる。
【００１４】
ここで、ピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いに伴い、外方部材５２の外周面が、アウター側の円筒状の外周面ＡＡからインナー側の円筒状の外周面ＢＢに向って漸次小径に形成されている。そして、インナー側の外周面ＢＢの近傍に、周方向等配に４箇所の取付部６６が形成され、この取付部６６に外方部材５２の端面と平行な取付面５２ｃが形成されている。取付部６６は、インナー側の外周面ＢＢから径方向外方に突出して形成され、取付面５２ｃには軸方向に延びるねじ孔６７が形成されている。ナックルは、インナー側の外周面ＢＢに嵌合されると共に、この取付面５２ｃに接合され、固定ボルト（図示せず）を介して外方部材５２がナックルに締結される。
【００１５】
このように、外方部材５２の外周面が、ナックルに締結される一般的な車体取付フランジを備えておらず、アウター側からインナー側に向って漸次小径に形成されると共に、インナー側の端部に径方向外方に延びる取付部６６を備えている。そして、この取付部６６に取付面５２ｃが形成され、ねじ孔６７に螺着される固定ボルトによって外方部材５２がナックルに締結されているので、軽量・コンパクト化を図ると共に、軸受剛性を増大させ、軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【００１６】
トーションビーム式サスペンションでは、軸受取付プレートと懸架装置を構成するナックルとを溶接により接合しているため、軸受取付プレートの面精度が低い。特に、軸受取付プレートが鋼板からプレス加工によって形成されている場合は、その取付面の面精度が一層低下することが考えられる。このような軸受取付プレートに車輪用軸受装置を締結する場合、ナックルボルトの締結部に引張応力が発生し、外方部材の外側転走面の真円度劣化を誘発させるため、軸受精度の劣化と共に軸受寿命低下に繋がる恐れがある。
【００１７】
このような事情に対応して、特許文献２には、固定側フランジとナックルとの不均等な当接状態に基づいて発生する歪み（引張応力）が、外方部材の外側転走面の真円度に影響を及ぼすことの防止を図った車輪用軸受装置の構造が記載されている。この構造の場合、図８に示すように、固定側の車体取付フランジ６８として、外方部材７０の円周方向に関して大径部７１と小径部７２とを交互に配置した非円形状のものを使用し、このうち大径部７１に取付孔７３が形成されている。そして、大径部７１と小径部７２のインナー側の側面（ナックルと対向する側面）６９の基端側部分（径方向内側部分）の全面に、全周に亙り連続した状態で凹溝７４が形成されている。なお、大径部７１に形成された凹溝７４の径方向外端縁は、小径部７２に形成された凹溝７４の外端縁と同じ位置か、それよりも径方向外方に位置している。
【００１８】
この凹溝７４は、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、車体取付フランジ６８のインナー側の側面６９から、対向するナックル７５のアウター側の側面７５ａに対して離れる方向（図９の左方向）に凹んだ状態で形成されている。また、凹溝７４の最深部７６は、大径部７１と小径部７２の何れにも存在している。
【００１９】
この状態で、車体取付フランジ６８のインナー側の側面６９と、ナックル７５のアウター側の側面７５ａとは、凹溝７４以外の部分のみで当接する。すなわち、この凹溝７４は、小径部７２のインナー側の側面にも形成されている。このため、小径部７２がナックル７５のアウター側の側面７５ａと当接することはなく、大径部７１の取付孔７３の周辺部分のみがナックル７５のアウター側の側面７５ａに当接することになるため、車体取付フランジ６８とナックル７５との当接面積を小さくすることができ、ナックル７５のアウター側の側面７５ａの仕上げ精度が良くない場合でも、外方部材７０がこの精度の影響を受ける度合いを小さくすることができる。
【００２０】
また、車体取付フランジ６８のインナー側の側面６９と、ナックル７５のアウター側の側面７５ａとの不均等な当接状態に起因する歪みが発生した場合でも、車体取付フランジ６８の基端部に形成された凹溝７４部分は他の部分と比べて弾性変形し易いため、この歪みを吸収することができる。その結果、この歪みが、外方部材７０の外側転走面（図示せず）の、真円度を含む形状精度に悪影響を及ぼすのを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２０１２−２１９８５５号公報
【特許文献２】特開２０１２−２２８９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
然しながら、こうした従来の車輪用軸受装置では、大径部７１と小径部７２のインナー側の側面６９の基端側部分の全周に亙り連続して形成された凹溝７４は、大径部７１と小径部７２の基端側部分とナックル７５の角部との干渉を回避する、所謂逃げ溝を兼ねた凹溝７４であるため、小径部７２の外径寸法に対して取付孔７３のピッチ円直径が大きくなるような仕様では、凹溝７４による歪みを吸収する効果が期待できない。この場合、小径部７２の外径を大きくするか、凹溝７４の溝幅を大きくすることも考えられるが、これでは、軽量・コンパクト化が阻害されると共に、車体取付フランジ６８自体の強度・耐久性が低下する恐れがあり、こうした凹溝７４によって外方部材７０における外側転走面の真円度を含む形状精度に悪影響を及ぼすのを防止するには限界があった。
【００２３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、軽量・コンパクト化を図りつつ軸受剛性を増大させると共に、外方部材に発生する応力を抑制して精度確保と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、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、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、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、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された少なくとも一つの内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材のインナー側に、円周方向に関して大径部と小径部とが交互に配置された外周面からなる車体取付フランジを備え、この車体取付フランジのインナー側に取付面が形成され、前記大径部の取付面に軸方向に延びるねじ孔が形成されると共に、このねじ孔の径方向内方側の近傍に凹溝が形成され、前記取付面に懸架装置を構成するナックルが接合されて前記ねじ孔に螺着される固定ボルトを介して前記外方部材が締結されている。
【００２５】
このように、第２または第３世代構造の車輪用軸受装置において、外方部材のインナー側に、円周方向に関して大径部と小径部とが交互に配置された外周面からなる車体取付フランジを備え、この車体取付フランジのインナー側に取付面が形成され、大径部の取付面に軸方向に延びるねじ孔が形成されると共に、このねじ孔の径方向内方側の近傍に凹溝が形成され、取付面に懸架装置を構成するナックルが接合されてねじ孔に螺着される固定ボルトを介して外方部材が締結されているので、ボルト締結時に発生する引張応力を凹溝で吸収し、取付面の変形を抑制して取付面に近い外側転走面の真円度劣化を防止し、精度確保と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
【００２６】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記懸架装置がトーションビーム式サスペンションであれば、廉価で構造がシンプルになってコスト低減ができると共に、懸架装置の取付面が研削等の機械加工が廃止されて面精度が低くても、軸受部の精度を確保することができる。
【００２７】
また、請求項３に記載の発明のように、前記凹溝の径方向の溝幅Ｗ１が、前記ねじ孔の開口縁より内径側の最小当接幅Ｗ０−Ｗ１よりも小さく（Ｗ１≦Ｗ０−Ｗ１）設定されていれば、車体取付フランジに負荷される軸力に対して、受圧面積が減少し、面圧上昇に伴う強度・耐久性が低下するのを防止することができる。
【００２８】
また、請求項４に記載の発明のように、前記凹溝の径方向の溝幅Ｗ１が溝深さＨよりも大きく設定されると共に、前記ねじ孔と凹溝との間の最小当接幅Ｗ２が、当該ねじ孔のねじ径Ｅの１／２よりも大きく（Ｗ２≧Ｅ／２）設定されていれば、車体取付フランジの剛性を確保し、取付面の変形を防止してミスアライメントを抑制し、外側転走面の真円度劣化を防止して精度確保を図ることができる。
【００２９】
また、請求項５に記載の発明のように、前記凹溝が鍛造加工によってまゆ型形状に形成されていれば、凹溝を機械加工で形成する必要がなく、加工工数が低減できて低コスト化を図ることができる。
【００３０】
また、請求項６に記載の発明のように、前記懸架装置が嵌合される前記外方部材の外周面と前記車体取付フランジの取付面の隅部に、全周に亙り連続した環状の逃げ溝が形成されていれば、懸架装置の角部が干渉してミスアライメントが生じるのを防止することができる。
【００３１】
また、請求項７に記載の発明のように、前記複列の転動体のうちアウター側の転動体のピッチ円直径がインナー側の転動体のピッチ円直径よりも大径に設定され、このピッチ円直径の違いに伴い、前記外方部材が、アウター側の外周面からインナー側の外周面に向って漸次小径に形成された外周面と、前記複列の外側転走面のうちアウター側の転走面から軸方向に傾斜して延びる段差部を介してインナー側の外側転走面が一体に形成された内周面を備え、前記複列の外側転走面にそれぞれ肩部が形成されると共に、これら肩部が旋削加工によって所定の溝深さに形成され、少なくとも両肩部間の段差部が旋削加工されずに鍛造肌のままとされていれば、外側転走面の溝深さが厳しく規制され、肩乗り上げによってエッジロードが発生するのが防止できると共に、旋削加工によって削除される部位を可及的に減少させてマテリアルロスの削減を図ることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係る車輪用軸受装置は、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、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、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、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された少なくとも一つの内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材のインナー側に、円周方向に関して大径部と小径部とが交互に配置された外周面からなる車体取付フランジを備え、この車体取付フランジのインナー側に取付面が形成され、前記大径部の取付面に軸方向に延びるねじ孔が形成されると共に、このねじ孔の径方向内方側の近傍に凹溝が形成され、前記取付面に懸架装置を構成するナックルが接合されて前記ねじ孔に螺着される固定ボルトを介して前記外方部材が締結されているので、ボルト締結時に発生する引張応力を凹溝で吸収し、取付面の変形を抑制して取付面に近い外側転走面の真円度劣化を防止し、精度確保と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の車輪用軸受装置のインナー側から見た側面図である。
【図３】図１の車輪用軸受装置のＩＩＩ部の要部拡大図である。
【図４】（ａ）は、図３の変形例を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す要部拡大図である。
【図５】図１の外方部材の変形例を示す側面図である。
【図６】図５の外方部材の変形例を示す側面図である。
【図７】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図８】従来の他の車輪用軸受装置の外方部材を示す側面図である。
【図９】（Ａ）は、図８の外方部材の小径部を示す要部断面図、（Ｂ）は、図８の外方部材の大径部を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
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、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に傾斜して延びる段差部を介して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、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えたトーションビーム式サスペンションに固定される車輪用軸受装置において、前記外方部材の外周面が、円周方向に関して大径部と小径部とを交互に配置した花弁形状に形成され、前記小径部から径方向外方に突出して車体取付フランジが周方向等配に複数個形成されると共に、前記車体取付フランジのインナー側に取付面が形成され、この取付面に軸方向に延びるねじ孔と、このねじ孔の径方向内方側の近傍に凹溝が形成され、前記取付面に懸架装置を構成するナックルが接合されて前記ねじ孔に螺着される固定ボルトを介して前記外方部材が締結される。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の車輪用軸受装置のインナー側から見た側面図、図３は、図１の車輪用軸受装置のＩＩＩ部の要部拡大図、図４（ａ）は、図３の変形例を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す要部拡大図、図５は、図１の外方部材の変形例を示す側面図、図６は、図５の外方部材の変形例を示す側面図である。
【００３６】
この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される従動輪用であって、内方部材１と外方部材２、および両部材１、２間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）３、３とを備えている。内方部材１は、ハブ輪４と、このハブ輪４に所定のシメシロを介して圧入された内輪５とからなる。
【００３７】
ハブ輪４は、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ６を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に傾斜して延びる段差部７を介して小径段部４ｂが形成されている。車輪取付フランジ６にはハブボルト６ａが周方向等配に植設されている。
【００３８】
内輪５は、外周に他方（インナー側）の内側転走面５ａが形成され、ハブ輪４の小径段部４ｂに圧入されると共に、小径段部４ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部８によって内輪５が軸方向に固定されている。なお、内輪５はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。また、転動体３は内輪５と同様、ＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで６２〜６ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。
【００３９】
ハブ輪４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面４ａをはじめ、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部４ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。なお、加締部８は鍛造加工後の表面硬さのままとされている。これにより、車輪取付フランジ６に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、内輪５の嵌合部となる小径段部４ｂの耐フレッティング性が向上すると共に、微小なクラック等の発生がなく加締部８の塑性加工をスムーズに行うことができる。
【００４０】
ハブ輪４は、素材となるバー材から鍛造加工により形成され、アウター側のシール１２のランド部となる基部６ｂをはじめ、内側転走面４ａと肩部７ａおよび小径段部４ｂが旋削加工によって所定の寸法に形成されると共に、段差部７が所定の傾斜角からなるテーパ面で形成されている。すなわち、この段差部７は旋削加工されずに鍛造肌のままとされている。これにより、内側転走面４ａの溝深さが厳しく規制され、肩乗り上げによってエッジロードが発生するのが防止できると共に、旋削加工によって削除される部位を可及的に減少させてマテリアルロスの削減ができ、低コスト化を図ることができる。
【００４１】
ハブ輪４は、旋削加工後に高周波焼入れによって硬化処理が施されるが、好ましくは、研削加工の前に、段差部７がショットブラスト加工によってスケールが除去されれば、鍛造肌のままの段差部７の表面に付着したスケールが除去されると共に、それぞれの角部のバリ等も同時に除去されて滑らかに丸められ、スケールの脱落に起因する運転時の異音、異常振動、回転不調を確実に防止し、製品品質の向上を図ることができる。また、段差部７の表面に圧縮残留応力が形成され、ハブ輪４に負荷されるモーメント荷重等に対して強度・耐久性を向上させることができる。
【００４２】
外方部材２は、外周にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ２ｃを有し、内周にハブ輪４の内側転走面４ａに対向するアウター側の外側転走面２ａと、この外側転走面２ａから軸方向に傾斜して延びる段差部１１を介して内輪５の内側転走面５ａに対向するインナー側の外側転走面２ｂが一体に形成されている。これら両転走面間に複列の転動体３、３が収容され、保持器９、１０によって転動自在に保持されている。
【００４３】
外方部材２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面２ａ、２ｂが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。また、外方部材２と内方部材１との間に形成される環状空間の両側開口部のうちアウター側の開口部にシール１２が装着されると共に、インナー側の開口部にはカバー（図示せず）が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。なお、ここでは、転動体３にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置を例示したが、これに限らず、転動体３に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受で構成されていても良い。
【００４４】
本実施形態では、アウター側の転動体３のピッチ円直径ＰＣＤｏがインナー側の転動体３のピッチ円直径ＰＣＤｉよりも大径に設定されている（ＰＣＤｏ＞ＰＣＤｉ）。また、アウター側の転動体３の外径ｄｏがインナー側の転動体３の外径ｄｉよりも小径に設定されている（ｄｏ＜ｄｉ）。こうしたピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉと転動体３のサイズの違いにより、アウター側の転動体３の個数Ｚｏがインナー側の転動体３の個数Ｚｉよりも多く設定されている。これにより、有効に軸受スペースを活用してインナー側に比べアウター側部分の軸受剛性を増大させることができ、軸受の長寿命化を図ることができる。
【００４５】
ハブ輪４の外郭は、内側転走面４ａの溝底部から段差部７と、内輪５が突き合わされる肩部７ａを介して小径段部４ｂに続く形状に形成されている。また、ハブ輪４のアウター側の端部にはすり鉢状の凹所１４が形成されている。この凹所１４の深さは、ハブ輪４のアウター側の端面から内側転走面４ａの溝底に対応する軸方向位置を越えて段差部７の軸方向中央部付近までの深さとされ、ハブ輪４のアウター側の端部が略均一な肉厚となっている。なお、ここでいう「略均一」の略とは、例えば、設計の狙い値であって実質的に肉厚差がない状態、すなわち、加工誤差等によって生じる肉厚差は当然許容されるべきものである。
【００４６】
一方、外方部材２において、ピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いに伴い、アウター側の外側転走面２ａがインナー側の外側転走面２ｂよりも拡径して形成され、アウター側の外側転走面２ａの肩部１５から段差部１１を介して小径側の肩部１６に続き、インナー側の外側転走面２ｂに到っている。
【００４７】
外方部材２は、素材となるバー材から鍛造加工により形成され、両端面をはじめ、ナックル（図示せず）が外嵌されるインナー側の外周面ＢＢと、シールおよびカバーが装着される嵌合面と、複列の外側転走面２ａ、２ｂと、大径側の肩部１５と小径側の肩部１６が所定の旋削取代を残した状態で鍛造加工されている。
【００４８】
また、大径側の肩部１５と小径側の肩部１６が旋削加工によって所定の溝深さに形成されると共に、両肩部１５、１６間の段差部１１が所定の傾斜角からなるテーパ面で形成されている。すなわち、この段差部１１は旋削加工されずに鍛造肌のままとされている。これにより、外側転走面２ａ、２ｂの溝深さが厳しく規制され、肩乗り上げによってエッジロードが発生するのが防止できると共に、旋削加工によって削除される部位を可及的に減少させてマテリアルロスの削減ができ、低コスト化を図ることができる。
【００４９】
外方部材２が旋削加工後に高周波焼入れによって硬化処理が施されるが、複列の外側転走面２ａ、２ｂ間の段差部１１が硬化処理されず、それぞれの外側転走面２ａ、２ｂの硬化処理が非連続とされている。これにより、高周波焼入れの作業時間を短縮することができ、低コスト化を図ることができる。
【００５０】
さらに、好ましくは、研削加工の前に、段差部１１がショットブラスト加工されていれば、段差部１１の表面に付着したスケールが除去されると共に、それぞれの角部のバリ等も同時に除去されて滑らかに丸められ、スケールの脱落に起因する運転時の異音、異常振動、回転不調を防止し、製品品質の向上を図ることができる。また、このショットブラスト加工により段差部１１の表面に圧縮残留応力が形成され、強度・耐久性を向上させることができる。
【００５１】
本実施形態では、ピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉと転動体３、３のサイズの違いに伴い、外方部材２の外周面が略均一な肉厚に形成されている。具体的には、アウター側の円筒状の外周面ＡＡから段差部１３を介してインナー側の円筒状の外周面ＢＢに向って漸次縮径する形状に形成されている。この段差部１３は内周面の段差部１１の形状に対応して所定の傾斜角からなるテーパ面で形成され、旋削加工されずに鍛造肌のままとされている。これにより、軽量化を図ると共に、旋削加工によって削除される部位を可及的に減少させてマテリアルロスの削減ができ、低コスト化を図ることができる。
【００５２】
そして、外方部材２の外周面は、図２に示すように、円周方向に関して大径部１７と小径部１８とを交互に配置した花弁形状に形成され、小径部１８から径方向外方に突出して車体取付フランジ２ｃが周方向等配に複数個（ここでは、４個）形成されている。また、この車体取付フランジ２ｃのインナー側に外方部材２の端面と平行な取付面１９が形成され、この取付面１９に軸方向に延びるねじ孔２０が形成されている。そして、図示しないナックルは、インナー側の外周面ＢＢに嵌合されると共に、この取付面１９に接合され、固定ボルト（図示せず）を介して外方部材２がナックルに締結される。
【００５３】
また、ナックルが嵌合されるパイロット部としてのインナー側の外周面ＢＢと取付面１９との隅部には、ナックルの角部が干渉してミスアライメント（取付誤差）が生じないよう、全周に亙り連続した逃げ溝２１が形成されている。
【００５４】
ここで、取付面１９のねじ孔２０の径方向内方側の近傍に旋削加工によって凹溝２２が形成されている。本実施形態では、この環状の凹溝２２の溝底が円弧状に形成され、凹溝２２の開口縁の最小内径Ｄ１が小径部１８の外径Ｄ２よりも大径（Ｄ１≧Ｄ２）に設定されている。すなわち、凹溝２２は連続ではなく車体取付フランジ２ｃの取付面１９に不連続の状態で形成されている。ここでいう「近傍」とは、具体的には、取付面１９のねじ孔２０の径方向内方側であって、懸架装置が嵌合される外方部材２の外周面ＢＢと車体取付フランジ２ｃの取付面１９の隅部との間のことをいう。
【００５５】
こうした凹溝２２を取付面１９のねじ孔２０の径方向内方の近傍に形成することにより、ボルト締結時に発生する引張応力をこの凹溝２２で吸収し、ボルト締結に伴う取付面１９の変形を抑制して取付面１９に近い外側転走面２ｂの真円度劣化を防止し、精度確保と軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
【００５６】
また、凹溝２２は、図３に拡大して示すように、径方向の溝幅Ｗ１は、ねじ孔２０の開口縁より内径側のナックル（図示せず）との最小当接幅、すなわち、ねじ孔２０の開口縁より内径側の当接幅のうち最小の当接幅Ｗ０−Ｗ１よりも小さく設定されている（Ｗ１≦Ｗ０−Ｗ１）。これにより、車体取付フランジ２ｃに負荷される軸力に対して、受圧面積が減少し、面圧上昇に伴う強度・耐久性が低下するのを防止することができる。
【００５７】
また、凹溝２２の溝幅Ｗ１は溝深さＨよりも大きく設定されると共に（Ｗ１≧Ｈ）、ナックルの当接面の一部であるねじ孔２０と凹溝２２との距離、すなわち、ねじ孔２０と凹溝２２との間の最小当接幅Ｗ２が、ねじ孔２０のねじ径Ｅの１／２よりも大きく設定されている（Ｗ２≧Ｅ／２）。これにより、車体取付フランジ２ｃの剛性を確保し、取付面１９の変形を防止してミスアライメントを抑制し、外側転走面２ｂの真円度劣化を防止して精度確保を図ることができる。
【００５８】
図４（ａ）、（ｂ）は、前述した実施形態（図３）の変形例である。この実施形態は、前述した実施形態と基本的には凹溝２２の形状が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符合を付して詳細な説明を省略する。
【００５９】
図４（ａ）に示すように、車体取付フランジ２ｃの取付面１９にねじ孔２０が形成され、このねじ孔２０の径方向内方側の近傍に環状の凹溝２３が形成されている。この凹溝２３は断面が矩形状に形成され、溝底がフラットで隅部が円弧状に形成されている。そして、凹溝２３の径方向の溝幅Ｗ１や溝深さＨ、あるいは凹溝２３とねじ孔２０との間の最小当接幅Ｗ２が前述した関係に設定されている。
【００６０】
図４（ｂ）に示すように、車体取付フランジ２ｃの取付面１９にねじ孔２０が形成され、このねじ孔２０の径方向内方側の近傍に環状の凹溝２４が形成されている。この凹溝２４は断面が三角形状に形成され、先端部が円弧状に形成されている。そして、凹溝２４の径方向の溝幅Ｗ１や溝深さＨ、あるいは凹溝２４とねじ孔２０との間の最小当接幅Ｗ２が前述した関係に設定されている。こうした凹溝２３、２４の形状により、設計自由度が拡大すると共に、車体取付フランジ２ｃの剛性を確保し、組み付け後の外側転走面２ｂの真円度を確保することができる。
【００６１】
図５は、前述した実施形態（図２）の変形例である。この実施形態は、前述した実施形態と基本的には車体取付フランジ２ｃと凹溝２２の構成が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符合を付して詳細な説明を省略する。
【００６２】
外方部材２５のインナー側の外周に径方向外方に突出して車体取付フランジ２６が形成されている。この車体取付フランジ２６は、円周方向に関して大径部２７と小径部２８とが交互に配置され、これら大径部２７と小径部２８が滑らかに繋がる矩形状に形成されている。そして、車体取付フランジ２６のインナー側にナックル（図示せず）が当接する取付面２９が形成され、この取付面２９の角部にねじ孔２０が形成されている。
【００６３】
ここで、ねじ孔２０の径方向内方側の近傍に旋盤等の切削加工によって凹溝３０が形成されている。本実施形態では、この凹溝３０の開口縁の最小内径Ｄ１が外周面ＢＢの外径Ｄ３よりも大径（Ｄ１≧Ｄ３）に設定され、凹溝３０は連続した環状に形成されている。これにより、凹溝３０の加工を連続切削加工により行うことができ、切削状態と非切削状態とが交互に発生する、所謂断続切削加工の場合に比べて切削工具の損傷が発生するのを抑え、加工性の向上と共に切削工具の寿命が延び、低コスト化を図ることができる。
【００６４】
図６は、前述した実施形態（図５）の変形例である。この実施形態は、前述した実施形態と基本的には車体取付フランジ２６と凹溝３０の構成が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符合を付して詳細な説明を省略する。
【００６５】
外方部材３１のインナー側の外周に径方向外方に突出して車体取付フランジ３２が形成されている。この車体取付フランジ３２は、円周方向に関して大径部３３と小径部３４とが交互に配置され、これら大径部３３と小径部３４が滑らかに繋がる三角形状に形成されている。そして、車体取付フランジ３２のインナー側にナックル（図示せず）が当接する取付面３５が形成され、この取付面３５の角部にねじ孔２０が形成されている。
【００６６】
ここで、ねじ孔２０の径方向内方側の近傍に鍛造加工によって凹溝３６が形成されている。本実施形態では、この凹溝３６が外周面ＢＢの外径Ｄ３よりも径方向外方側に形成され、凹溝３６は不連続となるまゆ型形状に形成されている。これにより、凹溝３６を機械加工で形成する必要がなく、加工工数が低減できて低コスト化を図ることができる。
【００６７】
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。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明に係る車輪用軸受装置は、第２または第３世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１  内方部材
２、２５、３１  外方部材
２ａ、２ｂ  外側転走面
２ｃ、２６、３２  車体取付フランジ
３  転動体
４  ハブ輪
４ａ、５ａ  内側転走面
４ｂ  小径段部
５  内輪
６  車輪取付フランジ
６ａ  ハブボルト
６ｂ  車輪取付フランジのインナー側の基部
７、１１、１３  段差部
７ａ  ハブ輪の肩部
８  加締部
９、１０  保持器
１２  アウター側のシール
１４  凹所
１５  大径側の肩部
１６  小径側の肩部
１７、２７、３３  外方部材の大径部
１８、２８、３４  外方部材の小径部
１９、２９、３５  車体取付フランジの取付面
２０  ねじ孔
２１  逃げ溝
２２、２３、２４、３０、３６  凹溝
５０  車輪用軸受装置
５１  内方部材
５２、７０  外方部材
５２ａ  アウター側の外側転走面
５２ｂ  インナー側の外側転走面
５２ｃ  取付面
５３  ボール
５４  ハブ輪
５４ａ、５５ａ  内側転走面
５４ｂ  小径段部
５４ｃ  加締部
５５  内輪
５６  車輪取付フランジ
５６ａ  ハブボルト
５７、５８  段差部
５７ａ、６４、６５  肩部
５９、６０  保持器
６１、６２  シール
６３  凹所
６６  取付部
６７  ねじ孔
６８  車体取付フランジ
６９  車体取付フランジのインナー側の側面
７１  大径部
７２  小径部
７３  取付孔
７４  凹溝
７５  ナックル
７５ａ  ナックルのアウター側の側面
７６  凹溝の最深部
ＡＡ  外方部材のアウター側の外周面
ＢＢ  外方部材のインナー側の外周面
ｄｉ  インナー側の転動体の外径
ｄｏ  アウター側の転動体の外径
Ｄ１  凹溝の開口縁の最小内径
Ｄ２  小径部の外径
Ｄ３  外方部材の外周面の外径
Ｅ  ねじ孔のねじ径
Ｈ  凹溝の溝深さ
ＰＣＤｉ  インナー側の転動体のピッチ円直径
ＰＣＤｏ  アウター側の転動体のピッチ円直径
Ｗ０  ねじ孔の開口縁より内径側の最小当接幅
Ｗ１  凹溝の径方向の溝幅
Ｗ２  ねじ孔と凹溝との間の最小当接幅
Ｚｉ  インナー側の転動体の個数
Ｚｏ  アウター側の転動体の個数
【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】
2015189331.tif 000009
【図８】
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【図９】
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