(57)【要約】【課題】車輪用転がり軸受装置において複列の転動体のうち車輪側の転動体と軌道面の間に発生する圧痕量を低減させること。【解決手段】外輪４５と、軸部と車輪を取付けることのできるフランジ部が一体に形成されるハブ軸１（内輪）と、複列に配列される複数の玉５０、５１と、を有するハブ軸用軸受装置Ａ（車輪用転がり軸受装置）であって、複列の玉５０、５１のうち車輪６０側に配列される玉５１が位置する外輪４５の下半分の肉厚は、外輪４５を軸方向から見て、外輪４５の軸中心の直下部位を含むと共に、隣接する玉５０の中心間隔である１ピッチの角度範囲以上の部位が、外輪４５の地面Ｒ側とは反対側の肉厚よりも相対的に薄肉に形成されている。【選択図】図２
2015045372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側に組み付けられる外輪と、
該外輪の内周に同一中心線上に配設される軸部と該軸部の一端側に形成され且つ車輪を取付けることのできるフランジ部が一体に形成される内輪と、
前記外輪と内輪の間において車体側と車輪側にそれぞれ複列に配列される複数の転動体と、を有する車輪用転がり軸受装置であって、
前記車輪用転がり軸受装置が車体に組み付けられた状態において、前記複列の転動体のうち車輪側に配列される転動体が位置する前記外輪の下半分の肉厚は、前記外輪を軸方向から見て、前記外輪の軸中心の直下部位を含むと共に、隣接する前記転動体の中心間隔である１ピッチの角度範囲以上の部位が、前記外輪の地面側とは反対側の肉厚よりも相対的に薄肉に形成されていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置であって、
前記外輪の下半分における薄肉に形成される部位は、前記外輪を軸方向から見て車両後方側に偏って形成されていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車輪用転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車体側に組み付けられる外輪と、この外輪の内周に同一中心線上に配設される軸部と軸部の一端側に形成され且つ車輪を取付けることのできるフランジ部が一体に形成される内輪と、外輪と内輪の間において車体側と車輪側にそれぞれ複列に配列される複数の転動体と、を有する車輪用転がり軸受装置が知られている（例えば、特許文献１）。
ここで、車輪用転がり軸受装置は、車輪が障害物に衝突することなどが想定される。ここで特許文献１に開示の車輪用転がり軸受装置の内輪は、軸方向からの衝撃荷重がフランジ部を介して入力されることとなって軸部に軸曲げ方向の荷重となって転動体に過大な荷重が発生する。そうすると、過大な荷重が及ぼされた転動体と、内輪及び外輪の軌道面に圧痕が形成されるおそれがある。軌道面における圧痕は、転動体が転動する際に異音を発生する懸念があった。ここで、軌道面における圧痕は、複列の転動体のうち車輪側の転動体と軌道面の間に発生する圧痕が深く大きくなる傾向があることがわかっている。なお、軸曲げ方向とは、内輪におけるの軸部の軸線方向に対し、この軸部の径方向に作用する方向を意味するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−９４９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のような軌道面における圧痕の発生に伴う異音発生の対策は、十分ではなく、特に複列の転動体のうち車輪側の転動体と軌道面の間に発生する圧痕量を低減させる点について更なる改善が求められている。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、車輪用転がり軸受装置において複列の転動体のうち車輪側の転動体と軌道面の間に発生する圧痕量を低減させることにある。
【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、本発明の車輪用転がり軸受装置は次の手段をとる。
先ず、第１の発明に係る車輪用転がり軸受装置は、車体側に組み付けられる外輪と、該外輪の内周に同一中心線上に配設される軸部と該軸部の一端側に形成され且つ車輪を取付けることのできるフランジ部が一体に形成される内輪と、前記外輪と内輪の間において車体側と車輪側にそれぞれ複列に配列される複数の転動体と、を有する車輪用転がり軸受装置であって、前記車輪用転がり軸受装置が車体に組み付けられた状態において、前記複列の転動体のうち車輪側に配列される転動体が位置する前記外輪の下半分の肉厚は、前記外輪を軸方向から見て、前記外輪の軸中心の直下部位を含むと共に、隣接する前記転動体の中心間隔である１ピッチの角度範囲以上の部位が、前記外輪の地面側とは反対側の肉厚よりも相対的に薄肉に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
この第１の発明によれば、複列の転動体のうち車輪側に配列される転動体が位置する外輪の下半分の肉厚は、外輪を軸方向から見て、外輪の軸中心の直下部位を含むと共に、隣接する転動体の中心間隔である１ピッチの角度範囲以上の部位が、外輪の地面側とは反対側の肉厚よりも相対的に薄肉に形成されている。これは転動体に及ぼされる過大な荷重は、外輪の軸中心の直下部位の近傍が著しいためである。これにより、車輪が障害物に衝突するなどによって転動体に過大な荷重が発生した際に、外輪における薄肉の部位が弾性変形することで衝撃荷重を緩和して、複列の転動体のうち車輪側の転動体と軌道面の間に発生する圧痕量を低減させることができる。ここで上記構成の直下部位とは、外輪の軸中心を含み且つ地面に垂直な仮想線が外輪の下半分と交わる部位を意味するものである。
【０００８】
次に、第２の発明に係る車輪用転がり軸受装置は、上述した第１の発明において、前記外輪の下半分における薄肉に形成される部位は、前記外輪を軸方向から見て車両後方側に偏って形成されていることを特徴とする。
【０００９】
この第２の発明によれば、外輪の下半分における薄肉に形成される部位は、外輪を軸方向から見て車両後方側に偏って形成されている。これは車両の前進時において車輪が障害物に衝突するとかかる衝撃荷重によって転動体に過大な荷重が発生する部位は、外輪を軸方向から見て車両後方側に偏る。そのため、上記構成とすることで、外輪の下半分における薄肉に形成される部位がより一層弾性変形し得るため、衝撃荷重を緩和して、複列の転動体のうち車輪側の転動体と軌道面の間に発生する圧痕量を低減させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は上記各発明の手段をとることにより、車輪用転がり軸受装置において複列の転動体のうち車輪側の転動体と軌道面の間に発生する圧痕量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る車輪のハブ軸用軸受装置に車輪が装着された状態を示す軸方向に沿った断面図である。
【図２】図１のＩＩ部を拡大して車輪のハブ軸用軸受装置を示した軸方向に沿った断面図ある。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図２のＩＶ部を拡大して示した軸方向断面図ある。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
この発明の実施形態について図１から図４にしたがって説明する。
ここで、各図に適宜矢印で示す方向は、車輪用転がり軸受装置を車体に組み付けたときの前方、後方、上方、下方、外方、内方とそれぞれ一致する方向である。すなわち「下」および「下方」とは、いずれも車輪用転がり軸受装置を車体に組み付けたときに地面側に位置する部分であり、その反対側を「上」および「上方」とする。また、各図に適宜矢印で示す「前方」、「後方」とは、いずれも車輪用転がり軸受装置を車体に組み付けたときにおける車両の「前方」、「後方」を示す。また各図に適宜矢印で示す「内方」、「外方」とは、いずれも車輪用転がり軸受装置を車体に組み付けたときにおける車両における「内方」、「外方」を示す。
図１に図示されるように、車両において、タイヤ６２及びホイール６４から構成される車輪６０を懸架装置（図示省略）に支持するとともに、ブレーキロータ５５を介して車輪６０を回転可能に支持する車輪６０のハブ軸用軸受装置Ａ（車輪用転がり軸受装置）が構成されている。
図２に図示されるように、車輪用ハブユニットとしての車輪６０のハブ軸用軸受装置Ａは、車輪６０（図１参照）を取付けることのできるフランジ部２１を一体に形成したハブ軸１が、軸受としての複列のアンギュラ玉軸受４１とを一体状に有してユニット化されており、このアンギュラ玉軸受４１を介して、図示を省略する車両の懸架装置に支持されたナックルに支承されている。なお、ここでは車輪６０のハブ軸用軸受装置Ａを説明するにあたり、ハブ軸用軸受装置Ａの基本的な構成を説明したうえで、後述するハブ軸１の破損を抑制するために備えられる脆弱部の具体的な構成について説明する。
【００１３】
［ハブ軸用軸受装置Ａ（車輪用転がり軸受装置）の基本的な構成］
図２に図示されるように、この車輪６０（図１参照）のハブ軸用軸受装置Ａのハブ軸１は、アンギュラ玉軸受４１が組み付けられる軸部１０と、この軸部１０の一端側に形成されかつ、軸部１０よりも大径で車輪６０の中心孔が嵌込まれる嵌合軸部３０と、軸部１０と嵌合軸部３０との間に位置するフランジ基部２３と、このフランジ基部２３の外周面に外径方向へ放射状に延出されたフランジ部２１とを一体に有する。そして、このフランジ部２１には、車輪６０（図１参照）を締め付けるハブボルト２７が圧入によって配置されるボルト孔２４が貫設されている。また、嵌合軸部３０には、フランジ部２１側にブレーキロータ５５に対応するブレーキロータ用嵌合部３１が形成され、先端側にブレーキロータ用嵌合部３１よりも若干小径で車輪６０（図１参照）に対応する車輪用嵌合部３２が形成されている。ここで、ハブ軸１が本発明の「内輪」に相当する。
【００１４】
また、車輪６０（図１参照）のハブ軸用軸受装置Ａのハブ軸１の軸部１０は、フランジ部２１側が大径で先端側が小径に形成された段軸状に形成され、軸部１０の大径部１１の外周面には、転がり軸受としての複列のアンギュラ玉軸受４１の一方の内輪軌道面１８が形成される。また、軸部１０の小径部１２の外周面には、他方の内輪軌道面４４を外周面に有する内輪形成環状部材４２が嵌め込まれる。さらに、軸部１０の先端部には、小径部１２と同径の端軸部１５が延出されている。この端軸部１５の端面中心部には軸端凹部１６が形成され、端軸部１５の先端部が径方向外方へかしめられてかしめ部１７が形成されることによって小径部１２の外周面に内輪形成環状部材４２が固定される。この軸部１０の内輪軌道面１８と、内輪形成環状部材４２の内輪軌道面４４が玉５０、５１を転動可能に支持する。
【００１５】
車輪６０のハブ軸用軸受装置Ａのハブ軸１の軸部１０の外周面には環状空間４９を保って外輪４５が配置される。外輪４５は、ハブ軸１の軸部１０と同一中心線上に配設される。
外輪４５の内周面には、ハブ軸１に構成される内輪軌道面１８、４４に対応する外輪軌道面４６、４７が軸方向に所定間隔を保って形成される。そして、内輪軌道面１８、４４と外輪軌道面４６、４７との間には、各複数個の玉５０、５１（転動体）が保持器５２、５３によって保持され、玉５０、５１それぞれが転動可能に配設されている。なお、内輪軌道面１８、４４と外輪軌道面４６、４７との間に配設される各複数個の玉５０、５１には、軸部１０の端軸部１５をかしめて、かしめ部１７を形成する際のかしめ力に基づいて所要とする軸方向の予圧が付与される。また、外輪４５の外周面の軸方向中間部には車体側フランジ４８が一体に形成される。この車体側フランジ４８は、車両の懸架装置に支持されたナックル７０等の車体側部材の取付面にボルト７２によって締結される。また、外輪４５の一端部内周面にはシール部材５６が圧入されて組み付けられ、このシール部材５６のリップ５８の先端部が、ハブ軸１の内輪軌道面１８の肩部に隣接して形成されたシール面１９に摺接される。
【００１６】
なお、内輪形成環状部材４２の外周面には、速度センサ９０に対応する被検出部９５を周方向に有するパルサーリング９６が必要に応じて圧入固定される。この場合、外輪４５の端部内周面には、有蓋筒状のカバー部材９１が圧入固定され、このカバー部材９１の蓋板部９２に速度センサ９０が、その検出部をパルサーリング９６の被検出部９５に臨ませて取り付けられる。
【００１７】
［外輪４５の具体的な形状］
外輪４５は、図２、３に示すように上記ハブ軸用軸受装置Ａが車体に組み付けられた状態において、複列の玉５０、５１のうち車輪６０側に配列される玉５０が位置する外輪４５の下半分４５Ｌ（すなわち地面Ｒ側）には、上半分４５Ｕ（すなわち地面Ｒ側とは反対側）よりも相対的に薄肉に形成される薄肉部位８０を有する。
薄肉部位８０は、図３に示されるように外輪４５を軸方向から見て、外輪４５の軸中心４５Ｃを含み且つ地面Ｒに垂直な仮想線Ｖが外輪４５の下半分４５Ｌと交わる直下部位８２を含むと共に、隣接する玉５０の中心間隔である１ピッチの角度θ１の範囲以上の部位に形成される。この薄肉部位８０の肉厚Ｔ２は、外輪４５の上半分４５Ｕ（すなわち地面Ｒ側とは反対側）の肉厚Ｔ１よりも相対的に薄肉に形成されている。また外輪４５の下半分４５Ｌにおける薄肉部位８０は、外輪４５の軸方向から見て直下部位８２を含むと共に車両後方側に偏って形成されている。なお、図３において外輪４５の薄肉部位８０の構成の説明をわかりやすくするために保持器５２の図示を省略している。
【００１８】
ここで、ハブ軸用軸受装置Ａに通常使用時に入力される荷重を超える過大な軸曲げ方向荷重Ｆが作用したときの作用を説明する。ハブ軸用軸受装置Ａは、図２、４に示すように車輪６０が障害物に衝突することなどによってハブ軸１に軸方向からの衝撃荷重が及ぼされ、フランジ部２１を介して入力されることとにより軸部１０に軸曲げ方向荷重Ｆとなって玉５０に過大な荷重が発生するおそれがある。ここで過大な荷重が及ぼされた玉５０と、ハブ軸１の内輪軌道面１８及び外輪４５の外輪軌道面４６に圧痕が形成されるおそれがある。ところがハブ軸１に対し通常使用時に入力される荷重を超える過大な軸曲げ方向荷重Ｆが作用すると、外輪４５の薄肉部位８０が径方向外方に弾性変形（図４において仮想線で示す薄肉部位８０）する。これにより過大な軸曲げ方向荷重Ｆを緩和する。その結果、過大な荷重が及ぼされた玉５０と、ハブ軸１の内輪軌道面１８及び外輪４５の外輪軌道面４６の圧痕量を低減させる。
【００１９】
このように、本実施形態にかかる車輪６０のハブ軸用軸受装置Ａによれば、複列の玉５０、５１のうち車輪６０側に配列される玉５０が位置する外輪４５の下半分４５Ｌ（すなわち地面Ｒ側）の肉厚は、外輪４５を軸方向から見て、外輪４５の軸中心４５Ｃの直下部位８２を含むと共に、隣接する玉５０の中心間隔である１ピッチの角度θ１の範囲以上の部位に薄肉部位８０が形成される。この薄肉部位８０の肉厚Ｔ２は、外輪４５の上半分４５Ｕ（すなわち地面Ｒ側とは反対側）の肉厚Ｔ１よりも相対的に薄肉に形成される。これは玉５０に及ぼされる過大な荷重は、外輪４５の軸中心の直下部位８２の近傍が著しいためである。これにより、車輪６０が障害物に衝突するなどによって玉５０に過大な荷重が発生した際に、外輪４５における薄肉部位８０が弾性変形することで衝撃荷重を緩和して、複列の玉５０、５１のうち車輪６０側の玉５０とハブ軸１の内輪軌道面１８及び外輪４５の外輪軌道面４６の間に発生する圧痕量を低減させることができる。
【００２０】
また、外輪４５の下半分４５Ｌにおける薄肉部位８０は、外輪４５を軸方向から見て車両後方側に偏って形成されている。これは車両の前進時において車輪６０が障害物に衝突するとかかる衝撃荷重によって玉５０に過大な荷重が発生する部位は、外輪４５を軸方向から見て車両後方側に偏る。そのため、このような構成とすることで、外輪４５の下半分４５Ｌにおける薄肉部位８０がより一層弾性変形し得るため、衝撃荷重を緩和して、複列の玉５０、５１のうち車輪６０側の玉５０とハブ軸１の内輪軌道面１８及び外輪４５の外輪軌道面４６の間に発生する圧痕量を低減させることができる。
【００２１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の車輪用転がり軸受装置は、本実施の形態に限定されず、その他各種の形態で実施することができるものである。
例えば、本実施形態におけるハブ軸用軸受装置Ａは従動輪について説明したが、本発明の車輪用転がり軸受装置は、駆動輪についても適用可能な構成である。例えば、ドライブシャフトの一部を構成する等速自在継手の外側継手部材と、車輪を取付けるためのフランジ部をもったハブ軸と、複列転がり軸受とをユニット化した駆動輪であってもよい。
【符号の説明】
【００２２】
１      ハブ軸（内輪）
１０    軸部
１１    軸部の大径部
１２    軸部の小径部
１５    軸部の端軸部
１６    軸端凹部
１７    かしめ部
１８    内輪軌道面
１９    シール面
２１    フランジ部
２３    フランジ基部
２４    ボルト孔
２７    ハブボルト
３０    嵌合軸部
３１    ブレーキロータ用嵌合部
３２    車輪用嵌合部
４１    アンギュラ玉軸受
４２    内輪形成環状部材
４４    内輪軌道面
４５    外輪
４５Ｃ  外輪の軸中心
４５Ｕ  外輪の上半分
４５Ｌ  外輪の下半分
４６    外輪軌道面
４７    外輪軌道面
４８    車体側フランジ
４９    環状空間
５０    玉（転動体）
５１    玉（転動体）
５２    保持器
５３    保持器
５５    ブレーキロータ
５６    シール部材
５８    リップ
６０    車輪
６２    タイヤ
６４    ホイール
７０    ナックル
７２    ボルト
８０    薄肉部位
８２    直下部位
θ１    隣接する玉の中心間隔である１ピッチの角度
Ａ      ハブ軸用軸受装置
Ｆ      過大な軸曲げ方向荷重
Ｒ      地面
Ｖ      仮想線
Ｔ１    外輪の上半分の肉厚
Ｔ２    薄肉部位の肉厚
【図１】
2015045372.tif 000003
【図２】
2015045372.tif 000004
【図３】
2015045372.tif 000005
【図４】
2015045372.tif 000006