(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に懸架装置を構成するナックルに取り付けるための車体取付フランジを一体に有し、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、
この内方部材および前記外方部材のそれぞれの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、
前記車体取付フランジに締結ボルトが螺合する複数のねじ孔が形成された車輪用軸受装置において、
前記車体取付フランジが、前記外方部材の外周面の円周方向に不連続に形成され、径方向外方に突出する複数の耳部で構成され、この耳部を挟んで前記外方部材のアウター側に向って漸次小径となるテーパ状の外周面が形成されると共に、インナー側に前記ナックルに内嵌される円筒状の嵌合面が形成され、当該耳部のインナー側の外周面にリブが鍛造加工によって形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記外方部材の耳部間に前記嵌合面より突出して凸条が形成され、この凸条と前記耳部の外周面が滑らかに繋がるように鍛造加工により形成されると共に、前記凸条と耳部のインナー側の側面が切削加工により平坦に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３】
前記外方部材の耳部および前記凸条と、前記アウター側の外周面との交差部に円弧状の隅部がそれぞれ鍛造加工により形成されると共に、前記耳部のリブの厚さが前記凸条の厚さよりも厚く設定されている請求項２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記外方部材の耳部および前記凸条と、前記アウター側の外周面との交差部に円弧状の隅部がそれぞれ鍛造加工により形成されると共に、前記耳部のリブの厚さが前記凸条の厚さよりも薄く設定されている請求項２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に関し、特に、外方部材の軽量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。
【０００３】
また、車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第１世代と称される構造から、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第２世代構造、また、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第３世代構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第４世代構造とに大別されている。
【０００４】
このような車輪用軸受装置の一例として図３に示すような構造が知られている。この車輪用軸受装置は従動輪側の第３世代と称され、ハブ輪５１と内輪５２とからなる内方部材５３と、この内方部材５３に複列のボール５４、５４を介して外挿された外方部材５５とを備えている。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウター側（図３の左側）、中央寄り側をインナー側（図３の右側）という。
【０００５】
ハブ輪５１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５６を一体に有し、この車輪取付フランジ５６の円周等配位置にハブボルト５６ａが植設されている。また、外周に、アウター側の内側転走面５１ａと、この内側転走面５１ａから軸方向に延びる小径段部５１ｂが形成されている。この小径段部５１ｂには、外周にインナー側の内側転走面５２ａが形成された内輪５２が圧入固定されている。
【０００６】
外方部材５５は、外周にナックル（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ５５ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面５５ａ、５５ａが一体に形成されている。そして、この外方部材５５の外側転走面５５ａ、５５ａと、これらに対向する複列の内側転走面５１ａ、５２ａ間に複列のボール５４、５４がそれぞれ収容され、保持器５７、５７によって転動自在に保持されている。また、外方部材５５の両端部にはシール５８、５９が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。
【０００７】
外方部材５５には、車体取付フランジ５５ｂを挟んでアウター側には僅かに傾斜した外周面６０が形成され、インナー側にはナックルに内嵌される円筒状の嵌合面６１が形成されている。また、車体取付フランジ５５ｂと外周面６０との交差部には大きな円弧状の隅部６２が鍛造加工により形成されている。なお、外方部材５５の車体取付フランジ５５ｂは円周方向に不連続に形成され、その突出する複数の部位にはねじ孔６３が形成され、図示しない締結ボルトによって外方部材５５がナックルに締結される。
【０００８】
また、車体取付フランジ５５ｂのインナー側のフランジ面６１ａが旋削加工等の機械加工によって平坦な鉛直面に形成されると共に、フランジ基部６４の肉厚ａが径方向外方に向って漸次減少するように、鍛造加工によってアウター側のフランジ面６０ａが傾斜角θからなる平坦なテーパ面に形成されている。これにより、強度・剛性を落とすことなく、外方部材５５の軽量・コンパクト化を図ることができると共に、鍛造加工時に車体取付フランジ５５ｂの先端部まで素材が充足し易くなり、鍛造加工性が向上して工程能力が向上する。また、鍛造加工時に発生するバリ量を抑制することができ、精度向上と共に金型寿命を向上させることができる。
【０００９】
この従来の外方部材５５では、アウター側のフランジ面６０ａが傾斜角θからなる平坦なテーパ面に形成されているため、ねじ孔６３を形成するための下孔のドリル加工が困難になる。そのため、図４に示すように、車体取付フランジ６５のアウター側のフランジ面６６が、鍛造加工によってフランジ基部６４から径方向外方に延びて形成された平坦な鉛直面６６ａと、車体取付フランジ６５の肉厚が径方向外方に向って漸次減少するように、所定の傾斜角θに形成された平坦なテーパ面６６ｂとで構成され、車体取付フランジ６５の根元部のねじ孔６３に対応する位置に座ぐり加工が施され、隅部６２に軸方向に延びる凹所６７が形成されている。
【００１０】
この凹所６７は、フライス盤による切削加工によって形成され、その後、ドリル加工によって下孔が形成されると共に、この下孔にタップ加工でねじ孔６３が形成される。これにより、凹所６７にその一部が係合するようにねじ孔６３のＰＣＤを小径に設定してねじ孔６３を形成しても、下孔加工をはじめ、ねじ孔６３の加工に支障を来たすことはないので、ねじ孔６３のＰＣＤを限りなく小径にでき、外方部材の強度・剛性を落とすことなく、一層軽量・コンパクト化を図ることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第５２４２９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
然しながら、この従来の外方部材５５では、座ぐり加工による加工コストが増加するだけでなく、外方部材５５に大きなモーメント荷重が負荷された場合、隅部６２における凹所６７の応力が増加するという課題があった。近年、省資源あるいは公害等の面から燃費向上に対する要求は厳しく、この種の車輪用軸受装置において、燃費向上に応える要因として軽量化が求められているが、さらに、この軽量化に加えて、アルミ合金製のナックルが増えており、車体取付フランジ６５のナックルとの当接面となるインナー側のフランジ面６１ａの面圧を抑制するため、車体取付フランジ６５の外周径を大きくするよう客先から要求されることがある。この場合、このような従来の外方部材５５では、その外周径を大きくした分重量が増加し、外方部材５５の軽量化には制約があった。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、外方部材の円周方向に不連続に形成された車体取付フランジにおいて、その突出する複数の耳部をリブ化することに着目し、外方部材の強度・剛性を落とすことなく軽量化を図ると共に、低コスト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】
【００１４】
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、外周に懸架装置を構成するナックルに取り付けるための車体取付フランジを一体に有し、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、この内方部材および前記外方部材のそれぞれの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、前記車体取付フランジに締結ボルトが螺合する複数のねじ孔が形成された車輪用軸受装置において、前記車体取付フランジが、前記外方部材の外周面の円周方向に不連続に形成され、径方向外方に突出する複数の耳部で構成され、この耳部を挟んで前記外方部材のアウター側に向って漸次小径となるテーパ状の外周面が形成されると共に、インナー側に前記ナックルに内嵌される円筒状の嵌合面が形成され、当該耳部のインナー側の外周面にリブが鍛造加工によって形成されている。
【００１５】
このように、外周にナックルに取り付けるための車体取付フランジを一体に有する外方部材を備えた第２乃至第４世代構造からなる車輪用軸受装置において、車体取付フランジが、外方部材の外周面の円周方向に不連続に形成され、径方向外方に突出する複数の耳部で構成され、この耳部を挟んで外方部材のアウター側に向って漸次小径となるテーパ状の外周面が形成されると共に、インナー側にナックルに内嵌される円筒状の嵌合面が形成され、当該耳部のインナー側の外周面にリブが鍛造加工によって形成されているので、ねじ孔の長さやナックルとの当接面となる耳部のインナー側の側面の当接面積を変更せずに外方部材の軽量化を図ることができると共に、切削加工を最小限に抑えて低コスト化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
【００１６】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記外方部材の耳部間に前記嵌合面より突出して凸条が形成され、この凸条と前記耳部の外周面が滑らかに繋がるように鍛造加工により形成されると共に、前記凸条と耳部のインナー側の側面が切削加工により平坦に形成されていれば、外方部材の強度・剛性を向上させると共に、ナックルとの当接面積を確保して車体取付フランジに生じる面圧を低減させることができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明のように、前記外方部材の耳部および前記凸条と、前記アウター側の外周面との交差部に円弧状の隅部がそれぞれ鍛造加工により形成されると共に、前記耳部のリブの厚さが前記凸条の厚さよりも厚く設定されていれば、外方部材に大きなモーメント荷重が負荷された場合に耳部と外周面との隅部に発生する応力を緩和することができ、外方部材の耐久性を高めることができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明のように、前記外方部材の耳部および前記凸条と、前記アウター側の外周面との交差部に円弧状の隅部がそれぞれ鍛造加工により形成されると共に、前記耳部のリブの厚さが前記凸条の厚さよりも薄く設定されていれば、凸条と外周面との隅部に発生する応力を緩和することができると共に、外方部材の強度・剛性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る車輪用軸受装置は、外周に懸架装置を構成するナックルに取り付けるための車体取付フランジを一体に有し、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、この内方部材および前記外方部材のそれぞれの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、前記車体取付フランジに締結ボルトが螺合する複数のねじ孔が形成された車輪用軸受装置において、前記車体取付フランジが、前記外方部材の外周面の円周方向に不連続に形成され、径方向外方に突出する複数の耳部で構成され、この耳部を挟んで前記外方部材のアウター側に向って漸次小径となるテーパ状の外周面が形成されると共に、インナー側に前記ナックルに内嵌される円筒状の嵌合面が形成され、当該耳部のインナー側の外周面にリブが鍛造加工によって形成されているので、ねじ孔の長さやナックルとの当接面となる耳部のインナー側の側面の当接面積を変更せずに外方部材の軽量化を図ることができると共に、切削加工を最小限に抑えて低コスト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】
【００２０】
【図１】本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の外方部材単体を示す斜視図である。
【図３】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図４】図３の変形例を示す要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
外周に懸架装置を構成するナックルに取り付けるための車体取付フランジを一体に有し、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に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から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他方の内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材および前記外方部材のそれぞれの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、前記車体取付フランジに締結ボルトが螺合する複数のねじ孔が形成された車輪用軸受装置において、前記車体取付フランジが、前記外方部材の外周面の円周方向に不連続に形成され、径方向外方に突出する複数の耳部で構成され、この耳部を挟んで前記外方部材のアウター側に向って漸次小径となるテーパ状の外周面が形成されると共に、インナー側に前記ナックルに内嵌される円筒状の嵌合面と、この嵌合面より径方向外方に突出し、前記耳部間に凸条が形成され、この凸条と前記耳部の外周面が滑らかに繋がるように鍛造加工により形成されると共に、当該耳部のインナー側の外周面にリブが鍛造加工によって形成されている。
【実施例】
【００２２】
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の外方部材単体を示す斜視図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウター側（図１の左側）、中央寄り側をインナー側（図１の右側）という。
【００２３】
図１に示す車輪用軸受装置は従動輪用の第３世代と称され、ハブ輪１と内輪２とからなる内方部材３と、この内方部材３に複列の転動体（ボール）４、４を介して外挿された外方部材５とを備えている。
【００２４】
ハブ輪１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、この車輪取付フランジ６の円周等配位置にハブボルト６ａが植設されている。また、外周に、一方（アウター側）の内側転走面１ａと、この内側転走面１ａから軸方向に延びる小径段部１ｂが形成されている。この小径段部１ｂには、外周に他方（インナー側）の内側転走面２ａが形成された内輪２が所定のシメシロを介して圧入されている。そして、小径段部１ｂの端部が径方向外方に塑性変形されて形成した加締部１ｃにより、軸受予圧が付与された状態で軸方向に固定され、所謂セルフリテイン構造をなしている。
【００２５】
外方部材５は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、外周に懸架装置を構成するナックル（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ５ｂを一体に有し、内周に前記複列の内側転走面１ａ、２ａに対向する複列の外側転走面５ａ、５ａが一体に形成されている。これら外側転走面５ａ、５ａは高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。そして、この外方部材５の外側転走面５ａ、５ａと、これらに対向する複列の内側転走面１ａ、２ａ間に複列の転動体４、４がそれぞれ収容され、保持器７、７によって転動自在に保持されている。また、外方部材５と内方部材３との間に形成される環状空間の開口部にはシール８、９が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。
【００２６】
外方部材５の車体取付フランジ５ｂは外周面の円周方向に不連続に形成され、径方向に突出する複数（ここでは４個）の耳部１０、１０で構成され、これら耳部１０には後述するねじ孔１３が形成され、図示しない締結ボルトによって外方部材５がナックルに締結される。
【００２７】
ハブ輪１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、内側転走面１ａをはじめ、アウター側のシール８が摺接するシールランド部から小径段部１ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。なお、加締部１ｃは、鍛造後の素材表面硬さ２５ＨＲＣ以下の未焼入れ部とされている。これにより、ハブ輪１の剛性が向上すると共に、内輪２との嵌合面のフレッティング摩耗を防止することができ、ハブ輪１の耐久性が向上する。また、加締部１ｃを塑性変形させる時の加工性が向上すると共に、加工時におけるクラック等の発生を防止してその品質の信頼性が向上する。
【００２８】
一方、内輪２は、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、また、転動体４は、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６２〜６７ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。
【００２９】
なお、ここでは、転動体４、４をボールとした複列アンギュラ玉軸受からなる車輪用軸受装置を例示したが、これに限らず転動体に円すいころを使用した複列円すいころ軸受で構成されていても良い。また、本実施形態では、第３世代と称される構造を例示したが、これに限らず、例えば、第２世代あるいは第４世代構造であっても良い。
【００３０】
本実施形態では、外方部材５には、車体取付フランジ５ｂを構成する耳部１０を挟んでアウター側に向って漸次小径となるテーパ状の外周面１１が形成されると共に、耳部１０のインナー側にはナックルに内嵌される円筒状の嵌合面１２が形成されている。また、耳部１０のアウター側の側面１０ａとインナー側の側面１０ｂは平行に形成されている。
【００３１】
ここで、図２に示すように、複数の耳部１０、１０のインナー側（嵌合面１２側）の外周面にリブ１５が形成されると共に、これら耳部１０、１０間に嵌合面１２より突出して凸条１６、１６が形成され、この凸条１６と耳部１０の外周面が滑らかに繋がるように鍛造加工により形成されている。この凸条１６によって、外方部材５の強度・剛性を向上させると共に、ナックルとの当接面積を確保して車体取付フランジ５ｂに生じる面圧を低減させることができる。
【００３２】
また、耳部１０とアウター側の外周面１１との交差部に大きな円弧状の隅部１４が形成されると共に、凸条１６と外周面１１との交差部にも円弧状の隅部１７が鍛造加工により形成されている（図１参照）。そして、ナックルの当接面となる凸条１６のインナー側の側面１６ａと耳部１０のインナー側の側面１０ｂが切削加工により平坦に形成されると共に、耳部１０を貫通するようにねじ孔１３が形成され、締結ボルト（図示せず）を、嵌合面１２側からねじ孔１３に差し入れることにより、外方部材５がナックルに締結される。
【００３３】
このように、車体取付フランジ５ｂを構成する複数の耳部１０のインナー側の外周面にリブ１５が形成されると共に、これら耳部１０、１０間に嵌合面１２より突出して形成された凸条１６、１６が鍛造加工によって形成されているので、ねじ孔１３の長さやナックルとの当接面となる耳部１０のインナー側の側面１０ｂの当接面積を変更せずに外方部材５の軽量化、換言すれば、耳部１０の所望の外周径を維持してナックルとの接触面積を確保し、耳部１０の外周部の余肉を鍛造加工によって最大限に削減して外方部材５の軽量化を図ることができる。それと共に、切削加工を最小限に抑えて低コスト化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
【００３４】
また、耳部１０のリブ１５の厚さをＷ１、凸条１６の厚さをＷ２とした時、ここでは、Ｗ１≧Ｗ２に設定されている。これにより、外方部材５に大きなモーメント荷重が負荷された場合に耳部１０と外周面１１との隅部１４に発生する応力を緩和することができ、外方部材５の耐久性を高めることができる。一方、Ｗ１＜Ｗ２に設定した場合、凸条１６と外周面１１との隅部１７に発生する応力を緩和することができると共に、外方部材５の強度・剛性を高めることができる。
【００３５】
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】
【００３６】
本発明に係る車輪用軸受装置は、軸受部を構成する外方部材の外周に、ナックルに取り付けるための車体取付フランジを一体に有する、第２乃至４世代構造の車輪用軸受装置に適用できる。
【符号の説明】
【００３７】
１  ハブ輪
１ａ、２ａ  内側転走面
１ｂ  小径段部
１ｃ  加締部
２  内輪
３  内方部材
４  転動体
５  外方部材
５ａ  外側転走面
５ｂ  車体取付フランジ
６  車輪取付フランジ
６ａ  ハブボルト
７  保持器
８  アウター側のシール
９  インナー側のシール
１０  耳部
１０ａ  耳部のアウター側の側面
１０ｂ  耳部のインナー側の側面
１１  外方部材のアウター側の外周面
１２  嵌合面
１３  ねじ孔
１４、１７  隅部
１５  リブ
１６  凸条
１６ａ  凸条のインナー側の側面
５１  ハブ輪
５１ａ、５２ａ  内側転走面
５１ｂ  小径段部
５２  内輪
５３  内方部材
５４  ボール
５５  外方部材
５５ａ  外側転走面
５５ｂ  車体取付フランジ
５６  車輪取付フランジ
５６ａ  ハブボルト
５７  保持器
５８  アウター側のシール
５９  インナー側のシール
６０  外周面
６０ａ  車体取付フランジのアウター側のフランジ面
６１  嵌合面
６１ａ  車体取付フランジのインナー側のフランジ面
６２  隅部
６３  ねじ孔
６４  フランジ基部
ａ  車体取付フランジのフランジ基部の肉厚
Ｗ１  耳部のリブの厚さ
Ｗ２  凸条の厚さ
θ  傾斜角
【図１】
0006449689.tif 000002
【図２】
0006449689.tif 000003
【図３】
0006449689.tif 000004
【図４】
0006449689.tif 000005