(57)【要約】【課題】軸受内部に封入されたグリースを効率よく活用して軸受の長寿命化を図った車輪用軸受を提供する。【解決手段】複列の転がり軸受で構成され、軸受内部に所定量のグリースが封入された車輪用軸受において、外方部材１０の肩部１１に環状の凹所１２が形成され、この凹所１２に壁部材１３が装着されると共に、この壁部材１３が熱可塑性の合成樹脂からなり、周方向の一部がカットされた有端のリング状に形成されると共に、外周面１４に凹所１２に嵌合する環状の凸部１４ａを一体に有し、内周に幅中央から端部に向って漸次拡径するテーパ面１５が形成されている。これにより、軸受内部に封入されたグリースが重力や軸受の回転に伴う遠心力によってこのテーパ面１５に沿って複列の外側転走面１０ａ、１０ａに流動し、グリースを効率よく活用して軸受の長寿命化を図った車輪用軸受を提供することができる。【選択図】図１
2008095766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に複列の外側転走面と、これら複列の外側転走面間に円筒状の肩部が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、
前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間に所定量のグリースが封入された車輪用軸受において、
前記外方部材の肩部に環状の凹所が形成され、この凹所に壁部材が装着されると共に、この壁部材が、外周面に前記凹所に嵌合する環状の凸部を一体に有し、幅中央から端部に向って漸次拡径する内周面が形成されていることを特徴とする車輪用軸受。
【請求項２】
前記壁部材が熱可塑性の合成樹脂からなり、周方向の一部がカットされた有端のリング状に形成されている請求項１に記載の車輪用軸受。
【請求項３】
前記内周面がテーパ面で構成されている請求項１または２に記載の車輪用軸受。
【請求項４】
前記内周面が円弧面で構成されている請求項１または２に記載の車輪用軸受。
【請求項５】
前記壁部材の外周面が自然状態で前記肩部の内径よりも大径に形成されると共に、前記凸部の高さが前記凹所の深さよりも僅かに低く設定され、かつ前記凸部の幅が前記凹所の幅よりも僅かに小さく設定されている請求項２乃至４いずれかに記載の車輪用軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受に関するもので、特に、軸受内部に封入されたグリースを効率よく活用して軸受の長寿命化を図った車輪用軸受に関する。
【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、この転がり軸受には、一般的に、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、何よりも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。一方、オフロードカーやトラック等、車体重量が嵩む車両には複列円錐ころ軸受が使用されている。
【０００３】
このような転がり軸受（複列アンギュラ玉軸受）で構成されている車輪用軸受装置の代表的な一例を、図６を用いて説明する。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（図面左側）、中央寄り側をインナー側（図中右側）という。
【０００４】
この車輪用軸受装置は、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５５を一体に有し、外周にアウター側の内側転走面５２ａと、この内側転走面５２ａから軸方向に延びる小径段部５４が形成されたハブ輪５２、およびこのハブ輪５２の小径段部５４に圧入され、外周にインナー側の内側転走面５３ａが形成された内輪５３からなる内方部材５１と、外周に車体（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ６１を一体に有し、内周に複列の転走面６０ａ、６０ａが形成された外方部材６０と、保持器５７、５７で円周等配され、両転走面間に転動自在に収容された複列のボール５８、５８とを備えている。また、車輪取付フランジ５５の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト５６が植設されている。内輪５３は、その正面（小径）側端面５３ｂがハブ輪５２の肩部５２ｂに突き合わされた状態でセットされ、所謂背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成している。そして、この内輪５３は、小径段部５４の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５４ａによって軸方向に固定されている。
【０００５】
外方部材６０の両端にはシール６２、６３が装着され、外方部材６０と内方部材５１との環状空間を密封し、軸受内部に封入された潤滑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。そして、軸受内部には所定量のグリースが封入され、軸受部の高速回転や高荷重に対して各転走面やボール５８が摩耗したり焼き付くのを防止している。しかし、係る先行技術は、文献公知発明に係るものでないため、記載すべき先行技術文献情報はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
然しながら、前述した従来の車輪用軸受装置においては、以下のような問題があった。すなわち、一般に、軸受内部に封入されるグリース量に関して、軸受内部の全空間容積あるいは静止空間容積に対する比率が経験則によって規定され、所定量のグリースが封入されるのであるが、特に、大きなモーメント荷重が負荷される車輪用軸受においては、複列のボール５８、５８間の距離が大きく設定されているため、空間容積が大きくなってしまう。ここで、静止空間容積とは、内方部材５１と外方部材６０の間にできる環状空間から、ボール５８と保持器５７およびシール６２、６３の体積を差し引いた全空間容積に対し、静止した空間、すなわち、回転するボール５８と保持器５７の投影面積分の体積をも差し引いた空間容積を言う。
【０００７】
この場合、所定量のグリースを封入しても、軸受の使用時には、回転に伴いグリースの殆どが各転走面以外の部分に飛散してしまい僅かな量しか各転走面には残らない。特に、図示するように、半固体状のグリースが複列の外側転走面６０ａ、６０ａ間の肩部６０ｂに一旦移動してしまうと、液体状のオイルの如き潤滑剤と異なり、各転走面に再び移動し難いという問題があった。また、この問題を解決すべくグリースの封入量を予め多くすることも考えられるが、これでは、コストが嵩むだけでなく、グリースの攪拌抵抗によって軸受の温度上昇を招来せしめ、反って短寿命になる恐れがあって好ましくない。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、軸受内部に封入されたグリースを効率よく活用して軸受の長寿命化を図った車輪用軸受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】
【０００９】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、内周に複列の外側転走面と、これら複列の外側転走面間に円筒状の肩部が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、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間に所定量のグリースが封入された車輪用軸受において、前記外方部材の肩部に環状の凹所が形成され、この凹所に壁部材が装着されると共に、この壁部材が、外周面に前記凹所に嵌合する環状の凸部を一体に有し、幅中央から端部に向って漸次拡径する内周面が形成されている。
【００１０】
このように、複列の転がり軸受で構成され、軸受内部に所定量のグリースが封入された車輪用軸受において、外方部材の肩部に環状の凹所が形成され、この凹所に壁部材が装着されると共に、この壁部材が、外周面に凹所に嵌合する環状の凸部を一体に有し、幅中央から端部に向って漸次拡径する内周面が形成されているので、軸受内部に封入されたグリースが重力や軸受の回転に伴う遠心力によってこの内周面に沿って複列の外側転走面に流動し、グリースを効率よく活用して軸受の長寿命化を図った車輪用軸受を提供することができる。
【００１１】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記壁部材が熱可塑性の合成樹脂からなり、周方向の一部がカットされた有端のリング状に形成されていれば、弾性変形により容易に縮径させて外方部材に装着することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明のように、前記内周面がテーパ面で構成されていても良いし、また、請求項４に記載の発明のように、前記内周面が円弧面で構成されていても良い。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明のように、前記壁部材の外周面が自然状態で前記肩部の内径よりも大径に形成されると共に、前記凸部の高さが前記凹所の深さよりも僅かに低く設定され、かつ前記凸部の幅が前記凹所の幅よりも僅かに小さく設定されていれば、壁部材の凸部を容易に凹所に嵌合することができると共に、装着後は壁部材の弾性により外周面が外方部材の肩部に密着し、運転中の振動等により脱落するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る車輪用軸受は、内周に複列の外側転走面と、これら複列の外側転走面間に円筒状の肩部が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、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間に所定量のグリースが封入された車輪用軸受において、前記外方部材の肩部に環状の凹所が形成され、この凹所に壁部材が装着されると共に、この壁部材が、外周面に前記凹所に嵌合する環状の凸部を一体に有し、幅中央から端部に向って漸次拡径する内周面が形成されているので、軸受内部に封入されたグリースが重力や軸受の回転に伴う遠心力によってこの内周面に沿って複列の外側転走面に流動し、グリースを効率よく活用して軸受の長寿命化を図った車輪用軸受を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
外周に車体に取り付けられ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、この内方部材と前記外方部材間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間に所定量のグリースが封入された車輪用軸受装置において、前記外方部材の肩部に環状の凹所が形成され、この凹所に壁部材が装着されると共に、この壁部材が熱可塑性の合成樹脂からなり、周方向の一部がカットされた有端のリング状に形成されると共に、外周面に前記凹所に嵌合する環状の凸部を一体に有し、内周に幅中央から端部に向って漸次拡径するテーパ面が形成されている。
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る車輪用軸受を備えた車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の壁部材を示す斜視図、図３は、図２の壁部材の形状を示す説明図、図４は、図２の壁部材の組立方法を示す説明図である。
【００１７】
この車輪用軸受装置は、内方部材１と外方部材１０と複列の転動体（ボール）６、６とを備えている。内方部材１はハブ輪２と別体の内輪３とからなる。ハブ輪２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４を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面２ａと、この内側転走面２ａから軸方向に延びる小径段部２ｂが形成されている。車輪取付フランジ４の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト５が植設されている。
【００１８】
一方、内輪３は、外周に他方（インナー側）の内側転走面３ａが形成され、ハブ輪２の小径段部２ｂに所定のシメシロを介して圧入され、正面（小径）側端面３ｂがハブ輪２の肩部２ｄに突き合わされた状態でセットされ、背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成している。そして、この小径段部２ｂの端部を径方向外方に塑性変形（揺動加締）させて形成した加締部２ｃによって軸方向に固定されている。
【００１９】
外方部材１０は、外周に車体（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ１０ｂを一体に有し、内周に前記内方部材１の内側転走面２ａ、３ａに対向する複列の外側転走面１０ａ、１０ａが一体に形成されている。そして、これら両転走面２ａ、１０ａおよび３ａ、１０ａ間には保持器７、７で円周等配された複列の転動体６、６がそれぞれ転動自在に収容されている。なお、外方部材１０と内方部材１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。
【００２０】
ハブ輪２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面２ａをはじめ、アウター側のシール８が摺接するフランジ基部４ａから小径段部２ｂに亙り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２ｃは鍛造後の生のままとされている。こうした高周波焼入れによりハブ輪２の強度が向上し、内輪３の嵌合面におけるフレッティング摩耗が防止されて耐久性が向上すると共に、塑性変形が容易にでき、また、揺動加締時にクラックが発生するのを防止することができる。
【００２１】
一方、内輪３および転動体６はＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼等からなり、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。また、外方部材１０は、ハブ輪２と同様、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面１０ａ、１０ａ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。なお、ここでは、転動体６にボールを用いた複列アンギュラ玉軸受で構成されたものを例示したが、これに限らず、転動体６に円錐ころを用いた複列円錐ころ軸受で構成されていても良い。
【００２２】
ここで、本実施形態では、外方部材１０における複列の外側転走面１０ａ、１０ａ間の肩部１１に環状の凹所１２が形成され、この凹所１２に壁部材１３が装着されている。この壁部材１３は、図２に示すように、有端リングで構成され、外周面１４に前記凹所１２に嵌合する断面が矩形状の環状の凸部１４ａが形成されると共に、内周に幅中央から端部に向って漸次拡径するテーパ面１５、１５が形成されている。
【００２３】
この壁部材１３は、ＰＡ（ポリアミド）４６やＰＡ６６等にＧＦ（ガラス繊維）等の強化材が添加されたの熱可塑性の合成樹脂からなり、周方向の一部がカットされた有端のリング状に形成されているため、図３（ａ）に示すように、自然の状態では、外方部材１０の肩部１１の内径よりも大径に設定されているが、（ｂ）に示すように、弾性変形により容易に縮径させることができる。
【００２４】
次に、図４を用いて、この壁部材１３を外方部材１０に組み立てる方法を説明する。
まず、（ａ）に示すように、壁部材１３を縮径させて外方部材１０の肩部１１に嵌挿させ、黒矢印の方向に壁部材１３を軸方向に移動させ、（ｂ）に示すように、壁部材１３の凸部１４ａを肩部１１の凹所１２に嵌合させる。ここで、凸部１４ａの高さは、凹所１２の深さよりも僅かに低く、また、幅は、（ｃ）に示すように、凹所１２の幅よりも僅かにδだけ小さく設定されているので、壁部材１３の凸部１４ａを容易に凹所１２に嵌合することができると共に、装着後は壁部材１３の弾性により外周面１４が外方部材１０の肩部１１に密着し、運転中の振動等により脱落するのを防止することができる。
【００２５】
また、壁部材１３の内周にテーパ面１５、１５が形成されているので、保持器（図示せず）等に干渉するのを防止できると共に、軸受内部に封入されたグリースが重力や軸受の回転に伴う遠心力によってこのテーパ面１５に沿って複列の外側転走面１０ａ、１０ａに流動し、グリースを効率よく活用して軸受の長寿命化を図った車輪用軸受を提供することができる。
【実施例２】
【００２６】
図５は、本発明に係る車輪用軸受の第２の実施形態を示す縦断面図である。なお、前述した実施形態と同一部品、同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２７】
図５に示す車輪用軸受は第１世代と称され、図示しないナックルに嵌合され、内周にテーパ状の外向きに開いた複列の外側転走面１６ａ、１６ａが形成された外輪（外方部材）１６と、図示しないハブ輪に圧入固定され、外周に前記複列の外側転走面１６ａ、１６ａに対向するテーパ状の内側転走面１７ａが形成された一対の内輪１７、１７からなる内方部材１８、および外輪１６と内輪１７の両転走面１６ａ、１７ａ間に保持器１９を介して転動自在に収容された複列の転動体（円錐ころ）２０、２０を備えている。そして、一対の内輪１７、１７の正面（小径）側端面が突き合わされた状態でセットされ、背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成している。
【００２８】
外輪１６は、複列の外側転走面１６ａ、１６ａ間に円筒状の肩部１１が形成され、この肩部１１の幅方向の略中央に環状の凹所１２が形成されている。一方、内輪１７は、内側転走面１７ａの大径側端部に転動体２０を案内する大鍔２１と、小径側端部に転動体２０の脱落を防止する小鍔２２がそれぞれ形成されている。また、外輪１６、内輪１７および転動体２０は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼等からなり、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理がされている。なお、外輪１６および内輪１７は、ＳＣｒ４２０やＳＣＭ４３５等のクロム鋼、クロムモリブデン鋼等からなり、浸炭焼入れ等により表面を５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されても良い。
【００２９】
ここで、本実施形態では、外輪１６における肩部１１の凹所１２に壁部材２３が装着されている。この壁部材２３は、前述した実施形態と同様、有端リングで構成され、外周面１４に凹所１２に嵌合する断面が矩形状の環状の凸部１４ａが形成されると共に、内周に幅中央から端部に向って漸次拡径する円弧面２４、２４が形成されている。
【００３０】
この壁部材２３は、ＰＡ（ポリアミド）４６やＰＡ６６等にＧＦ（ガラス繊維）等の強化材が添加されたの熱可塑性の合成樹脂からなり、弾性変形により容易に縮径させて外輪１６に装着することができると共に、装着後は壁部材２３の弾性により外周面１４が外輪１６の肩部１１に密着し、運転中の振動等により脱落するのを防止することができる。したがって、重量をさほど増やすことなく軸受内部空間容積を減少させ、グリース封入量を低減させて効率良く活用することができると共に、軸受内部に封入されたグリースが重力や軸受の回転に伴う遠心力によってこの円弧面２４に沿って複列の外側転走面１６ａ、１６ａに流動させることができ、軸受の長寿命化を図ることができる。
【００３１】
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る。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】
【００３２】
本発明に係る車輪用軸受は、例えば、車輪を回転自在に支承する第１世代乃至第４世代の車輪用軸受装置に適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る車輪用軸受を備えた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の壁部材を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、図２の壁部材の自然状態を示す説明図である。  （ｂ）は、同上弾性変形させた状態を示す説明図である。
【図４】図２の壁部材の組立方法を示す説明図である。
【図５】本発明に係る車輪用軸受の第２の実施形態を示す縦断面図である。
【図６】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１、１８・・・・・・・・・内方部材
２・・・・・・・・・・・・ハブ輪
２ａ、３ａ、１７ａ・・・・内側転走面
２ｂ・・・・・・・・・・・小径段部
２ｃ・・・・・・・・・・・加締部
２ｄ、１１・・・・・・・・肩部
３、１７・・・・・・・・・内輪
３ｂ・・・・・・・・・・・正面側端面
４・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
４ａ・・・・・・・・・・・フランジ基部
５・・・・・・・・・・・・ハブボルト
６、２０・・・・・・・・・転動体
７、１９・・・・・・・・・保持器
８、９・・・・・・・・・・シール
１０、１６・・・・・・・・外方部材
１０ａ、１６ａ・・・・・・外側転走面
１０ｂ・・・・・・・・・・車体取付フランジ
１２・・・・・・・・・・・凹所
１３、２３・・・・・・・・壁部材
１４・・・・・・・・・・・外周面
１４ａ・・・・・・・・・・凸部
１５・・・・・・・・・・・テーパ面
２１・・・・・・・・・・・大鍔
２２・・・・・・・・・・・小鍔
２４・・・・・・・・・・・円弧面
５１・・・・・・・・・・・内方部材
５２・・・・・・・・・・・ハブ輪
５２ａ、５３ａ・・・・・・内側転走面
５２ｂ、６０ｂ・・・・・・肩部
５３・・・・・・・・・・・内輪
５３ｂ・・・・・・・・・・正面側端面
５４・・・・・・・・・・・小径段部
５４ａ・・・・・・・・・・加締部
５５・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５６・・・・・・・・・・・ハブボルト
５７・・・・・・・・・・・保持器
５８・・・・・・・・・・・ボール
６０・・・・・・・・・・・外方部材
６０ａ・・・・・・・・・・外側転走面
６１・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
６２、６３・・・・・・・・シール
δ・・・・・・・・・・・・凹所と凸部の隙間
【図１】
2008095766.tif 000003
【図２】
2008095766.tif 000004
【図３】
2008095766.tif 000005
【図４】
2008095766.tif 000006
【図５】
2008095766.tif 000007
【図６】
2008095766.tif 000008