(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
根元部の軸方向内方に逃げ凹部を有する外輪フランジを介して車体構成部材に固定され、非回転状態に保持される外輪と、
前記外輪に対向配置するとともに、内輪フランジを介して車輪構成部材を回転可能に保持する内輪と、
前記外輪の内径面と前記内輪の外径面において、軸方向外方に設けられるそれぞれの外側列の軌道面と、
前記外輪の内径面と前記内輪の外径面において、軸方向内方に設けられるそれぞれの内側列の軌道面と、
前記外側列の軌道面間と前記内側列の軌道面間にそれぞれ転動可能に組み込まれて複列に位置する複数の転動体と、を含み、
前記外側列の軌道面と前記外輪フランジが径方向で重畳し、
前記外側列の転動体のピッチ円直径が、前記内側列の転動体のピッチ円直径に比して大径に構成され、
前記外輪側の前記外側列の軌道面と前記内側列の軌道面との間に傾斜状面部を有しており、
前記外輪側の外側列の軌道面及び内側列の軌道面には硬化層が設けられ、
前記外側列の軌道面に設けられた硬化層と非硬化層との境界は、前記逃げ凹部と前記傾斜状面部との間に形成される薄肉領域よりも軸方向外側に位置していることを特徴とするハブユニット軸受。
【請求項２】
前記外側列の軌道面の溝肩が円筒面であり、
前記外側列の軌道面の硬化層と非硬化層との境界が前記円筒面の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載のハブユニット軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転可能に支持する車輪支持用のハブユニット軸受に関するものである。なお、本明細書において、ハブユニット軸受が自動車に搭載された場合に、自動車の車体外方（図面の左側）を軸方向外方といい、その反対側、すなわち自動車の車体内方（図面の右側）を軸方向内方という。
【背景技術】
【０００２】
ハブユニット軸受は、例えば、間欠的に設けられたナックルフランジ（外輪フランジ）を介して懸架装置のナックルなどの車体構成部材に固定されて非回転状態に維持される外輪（静止輪）と、外輪に対向配置され、ハブフランジ（内輪フランジ）を介して車輪のディスクホイール及び制動装置のブレーキロータなどの車輪構成部材に固定され、当該車輪構成部材とともに回転する内輪（回転輪）と、これら外輪及び内輪にそれぞれ形成されて相互に対向する複列の軌道面間へ転動可能にそれぞれ組み込まれる複数の転動体とを備えている。
【０００３】
例えば、駆動輪と操舵輪を兼ねるＦＦ車前輪のアクスル構造に用いられるハブユニット軸受は、軸受の車体内方側にＣＶＪ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｊｏｉｎｔ：等速ジョイント）やステアリングナックル等の操舵機構を持つため、内輪フランジと外輪フランジとの距離（フランジ間距離）を短くする必要があり、その結果、外側列の軌道面と外輪フランジが径方向に重畳することが多かった（例えば特許文献１参照。）。
【０００４】
ここで、操舵輪用のハブユニット軸受には、アライメント変化を防止し、車両の操縦安定性を維持するため、高いモーメント剛性が求められる。
このような要求に応じ、高いモーメント剛性を得るためには、外側列の転動体のＰＣＤ（Ｐｉｔｃｈ  Ｃｉｒｃｌｅ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ：ピッチ円直径）を、内側列の転動体のＰＣＤより大きくすると共に、転動体数を多くすることが考えられ、このような異径ＰＣＤ構成を採用した先行技術として、例えば特許文献２が提案されている。また、特許文献２では、転動疲労寿命を満足するため軌道面に高周波加熱処理した硬化層が形成されている。
【０００５】
ところで、特許文献１に開示されているように、外輪フランジと内輪フランジが近接するとともに、外輪フランジが外側軌道面と径方向で重畳するハブユニット軸受において、特許文献２に開示の異径ＰＣＤ構成を採用すれば、高モーメント剛性・軌道面の強度アップを得ることが考えられる。
【０００６】
しかし、上述の構成を採用することにより、外輪は、大径である外側列の軌道面と小径である内側列の軌道面との間に形成され、これらの径差を吸収する為に設けられた傾斜状面部と、外輪フランジの根元部の逃げ凹部との間の距離が近づき、この領域が薄肉状態となってしまう。
従って、このような構成のハブユニット軸受に対して路面反力が負荷されると、内側列の負荷により、この薄肉領域の内径側には引張応力が働く。一方、軌道面の硬化層には圧縮応力が働き、硬化層に隣接する非硬化部分の間には引張応力が働くため、列間の内径側表面の硬化層部分と非硬化部分との境界部分には引張応力が集中する。
上記路面反力による引張応力と、硬化層による引張応力が重なると、外輪の強度不足につながりやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１３２２０７号公報
【特許文献２】特開２００８−０４５６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、その課題とするところは、外輪フランジと内輪フランジが近接するとともに、外輪フランジが外側列の軌道面と径方向で重畳し、かつ外側列の転動体のＰＣＤが内側列の転動体のＰＣＤよりも大きい異径ＰＣＤ構成を採用するハブユニット軸受において、外輪の強度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために、本発明の第１の発明は、根元部の軸方向内方に逃げ凹部を有する外輪フランジを介して車体構成部材に固定され、非回転状態に保持される外輪と、
前記外輪に対向配置するとともに、内輪フランジを介して車輪構成部材に回転可能に保持される内輪と、
前記外輪の内径面と前記内輪の外径面において、軸方向外方に設けられるそれぞれの外側列の軌道面と、
前記外輪の内径面と前記内輪の外径面において、軸方向内方に設けられるそれぞれの内側列の軌道面と、
前記外側列の軌道面間と前記内側列の軌道面間にそれぞれ転動可能に組み込まれて複列に位置する複数の転動体と、を含み、
前記外側列の軌道面と前記外輪フランジが径方向で重畳し、
前記外側列の転動体のピッチ円直径が、前記内側列の転動体のピッチ円直径に比して大径に構成され、
前記外輪側の前記外側列の軌道面と前記内側列の軌道面との間に傾斜状面部を有しており、
前記外輪側の外側列の軌道面及び内側列の軌道面には硬化層が設けられ、
前記外側列の軌道面に設けられた硬化層と非硬化層との境界は、前記逃げ凹部と前記傾斜状面部との間に形成される薄肉領域よりも軸方向外側に位置していることを特徴とするハブユニット軸受としたことである。
【００１０】
また、本発明の第２の発明は、前記第１の発明において、前記外側列の軌道面の溝肩が円筒面であり、
前記外側列の軌道面の硬化層と非硬化層との境界が前記円筒面の範囲内にあることを特徴とするハブユニット軸受としたことである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、外輪フランジと内輪フランジが近接するとともに、外輪フランジが外側列の軌道面と径方向で重畳し、かつ外側列の転動体のＰＣＤが内側列の転動体のＰＣＤよりも大きい異径ＰＣＤ構成を採用するハブユニット軸受において、外輪の強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明ハブユニット軸受の一実施形態を示す概略縦断面図である。
【図２】図１の要部を示し、（ａ）は外輪フランジのある部分を拡大して示す概略断面図、（ｂ）は外輪フランジのない部分を拡大して示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明ハブユニット軸受の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態であって、何等これらに限定解釈されるものではなく本発明の範囲内で設計変更可能である。
【００１４】
本実施形態では、外輪（静止輪）３と、外輪３と相対回転可能に配設される内輪（回転輪）５と、外輪３と内輪５との間に複列でそれぞれ組み込まれる複数個の転動体（玉）７ａ，７ｂと、それぞれの転動体（玉）７ａ，７ｂを回転可能に保持する保持器８と、軸受内部を密封する密封装置（密封シール）１１とで構成されている、前輪駆動用のハブユニット軸受１を一例として示す。
【００１５】
外輪３は、所定の鋼材などを用いて構成され、内周面に複列の外輪軌道面３ａ，３ｂをそれぞれ形成するとともに、外周面から外方（拡径方向）に向かって間欠的に突出した外輪フランジ３ｃが一体成形されており、外輪フランジ３ｃを貫通する固定孔３ｄに図示しない固定用ボルトを挿通し、これを車体側に締結することで、外輪３を懸架装置（サスペンション）のナックルに固定することができる。外輪フランジ３ｃの根元部の軸方向内方には周方向全周にわたって凹溝状の逃げ凹部３ｅを有している。
【００１６】
外輪３の軸方向外方に位置する外側列の外輪軌道面３ａは、軸方向内方に位置する内側列の外輪軌道面３ｂよりも大径に形成されている。そして、外側列の外輪軌道面３ａの溝肩３０と内側列の外輪軌道面３ｂの溝肩３１は、それぞれ円筒面をもって構成され、それぞれの溝肩３０と３１の間は、溝肩３１から溝肩３０に向けて徐々に大径となる傾斜状面部３２を有している。
【００１７】
内輪５は、ディスクホイール及びブレーキロータを固定してこれらとともに回転するハブ９と、ハブ９の軸部９ｂの軸方向内方の外周面に段差状に形成された小径の段部９ｃに外嵌されて軸心に沿って配される回転輪構成体（内輪構成体）１０で構成されている。ハブ９と内輪構成体１０は所定の鋼材などを用いて構成されている。
【００１８】
内輪構成体１０の外周面には、外輪３の内側列の外輪軌道面３ｂと対向して内側列の内輪軌道面５ｂが形成され、ハブ９の軸部９ｂの外周面には、外輪３の外側列の外輪軌道面３ａと対向して外側列の内輪軌道面５ａが形成されている。
【００１９】
ハブ９の外側列の内輪軌道面５ａは、内輪構成体１０の内側列の内輪軌道面５ｂよりも大径に形成されている。そして、外側列の内輪軌道面５ａの溝肩９０と内側列の内輪軌道面５ｂの溝肩９１は、それぞれ円筒面をもって構成され、それぞれの溝肩９０，９１の間は、溝肩９１から溝肩９０に向けて徐々に大径となる傾斜状面部９２を有している。
なお、特に限定解釈されるものではないが、本実施形態では、前記外輪３の傾斜状面部３２の傾斜角度に比して内輪５の傾斜状面部９２の傾斜角度を緩やかに構成している。
【００２０】
ハブ９には、軸方向外方の外周面に車輪構成部材である制動装置のロータ(ブレーキロータ)を固定するための内輪フランジ（ハブフランジ）９ｄが周方向に沿って連続して突設されている。
【００２１】
ハブフランジ９ｄは、外輪３を越えて外方（ハブ９の径方向外側）に向かって延出しており、その延出先端付近には、周方向に沿って複数の貫通孔（フランジボルト孔）９ｅが設けられている。一方、図示しないブレーキロータ及びディスクホイールにも、フランジボルト孔９ｅと連通可能な貫通孔（以下、ロータボルト孔、ホイールボルト孔という）が周方向に沿って複数個（一例として、フランジボルト孔９ｅと同数個）設けられている。なお、フランジボルト孔９ｅ、ロータボルト孔及びホイールボルト孔は、いずれも挿通されるハブボルト１３のボルト径（直径）と略同一の孔径（直径）で穿孔されている。
そしてハブボルト１３をフランジボルト孔９ｅからロータボルト孔、ホイールボルト孔へ挿通し、ハブナット（図示しない）で締結することにより、ブレーキロータ及びディスクホイールをハブフランジ９ｄに対して位置決めして固定することができる。
【００２２】
上述の通り、本実施形態では、外側列（軸方向外方）の外輪軌道面３ａ及び内輪軌道面５ａにより構成される外側列軌道と、内側列（軸方向内方）の外輪軌道面３ｂ及び内輪軌道面５ｂにより構成される内側列軌道とにより複列の軌道が形成されており、前記外側列軌道に組み込まれる外側列の転動体３ａのピッチ円直径ＰＤ１が、前記内側列軌道に組み込まれる内側列の転動体３ｂのピッチ円直径ＰＤ２に比して大径に構成されている。
そして、本実施形態では、前記外側列の外輪軌道面３ａ，内輪軌道面５ａと前記外輪フランジ３ｃが径方向で重畳（言い換えると、外側列の外輪軌道面３ａ，内輪軌道面５ａと前記外輪フランジ３ｃが、径方向で略同一線上に位置）し、外輪フランジ３ｃとハブフランジ９ｄが軸方向で近接している。
【００２３】
外輪３の外側列の外輪軌道面３ａ及び内側列の外輪軌道面３ｂには、高周波熱処理を施してなる硬化層１５ａ，１５ｂが設けられている。
硬化層１５ａ，１５ｂの硬さ（Ｈｖ）は、本発明の範囲内で設計変更可能であって最適な硬さを採用可能である。
【００２４】
そして、前記外側列の外輪軌道面３ａに設けられた硬化層１５ａと、非硬化層（高周波熱処理を施していない部分）との境界は、前記逃げ凹部３ｅと前記傾斜状面部３２との間に形成される薄肉領域２０よりも軸方向で外側（軸方向外方）に位置するように構成されている。すなわち、外側列の外輪軌道面３ａの硬化層１５ａと非硬化層との境界が前記円筒面３０の範囲内にあるように硬化層１５ａの深さ（層厚さ）を構成している（図１及び図２参照。）。これにより、硬化層１５ａと非硬化層との境界部分に発生する引張応力と、内側列に掛かる負荷により薄肉領域２０の内径側に発生する引張応力が重ならない。
【００２５】
さらに、本実施形態では、外輪フランジ３ｃと同位相の硬化層１５ａの深さ（層厚さ）と、外輪フランジ３ｃのない部分と同位相の硬化層１５ａの深さ（層厚さ）を異にしている。すなわち、外輪フランジ１５ａのない部分と同位相の硬化層１５ａ（図１にて上方及び図２（ｂ）にて左側に存する硬化層）の深さ（層厚さ）を、外輪フランジ３ｃと同位相の硬化層１５ａ（図１にて下方及び図２（ａ）にて左側に存する硬化層）の深さ（層厚さ）に比してより深く構成している（図１、図２参照。）。これにより、外輪フランジ３ｃのない部分と同位相の硬化層１５ａを強化するとともに、外輪フランジ３ｃと同位相の硬化層１５ａと非硬化層部分の境界を薄肉領域２０から遠ざけることが可能である。
このような構成を採用することによって、熱処理起因の引張応力と、負荷起因の引張応力の発生位置をずらし、外側列の外輪軌道面３ａの強度を維持している。
【００２６】
なお、本実施形態では、上述の通り、内側列の外輪軌道面３ｂの全周にわたっても硬化層１５ｂを設けており、この内側列の外輪軌道面３ｂに硬化層１５ｂを設ける場合、全周にわたって同一深さ（同一の層厚）に設けることができるが、外側列の外輪軌道面３ａに設けた硬化層１５ａと同様に、溝肩（円筒面）３１の範囲内に留め、傾斜状面部３２に掛からないように構成する（言い換えれば、薄肉領域２０から遠ざけるように構成する）ことが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、外輪フランジと内輪フランジが近接するとともに、外輪フランジが外側軌道面と径方向で重畳するハブユニット軸受であれば本実施形態以外のハブユニット軸受であっても適用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ハブユニット軸受
３  外輪
３ａ  （外側列の）外輪軌道面
３ｂ  （内側列の）外輪軌道面
３ｃ  外輪フランジ
３ｅ  逃げ凹部
５  内輪
５ａ  （外側列の）内輪軌道面
５ｂ  （内側列の）内輪軌道面
７ａ，７ｂ  転動体
９  ハブ
９ｄ  内輪フランジ
１５ａ，１５ｂ  硬化層
２０  薄肉領域
３０，３１溝肩（円筒面）
３２  傾斜状面部
ＰＤ１  外側列のピッチ円直径
ＰＤ２  内側列のピッチ円直径
【図１】
0006610302.tif 000002
【図２】
0006610302.tif 000003