(57)【要約】【課題】転動体として、外側軌道にセラミック製を組み込むとともに、内側軌道に鋼製を組み込むことで、セラミック製の転動体の組込量を減らし、製造コストの上昇を抑えるとともに、容易かつ確実に剛性を高めることを可能とした軸受ユニットを提供する。【解決手段】車体構成部材に固定されて常時非回転状態に維持される静止輪２と、車輪構成部材に固定されて当該車輪構成部材とともに回転する回転輪４と、当該静止輪及び当該回転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組み込まれた複数の転動体とを備えた軸受ユニットであって、転動体として、セラミック製の転動体１８ａと鋼製の転動体１８ｂとが用いられており、少なくとも車体の最も外側に位置する軌道面2s,4s間には、セラミック製の転動体のみが組み込まれ、少なくとも車体の最も内側に位置する軌道面2t,4t間には、鋼製の転動体のみが組み込まれている。【選択図】図１
2008008436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体構成部材に固定されて常時非回転状態に維持される静止輪と、車輪構成部材に固定されて当該車輪構成部材とともに回転する回転輪と、当該静止輪及び当該回転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組み込まれた複数の転動体とを備えた軸受ユニットであって、
転動体として、セラミック製の転動体と鋼製の転動体とが用いられており、少なくとも車体の最も外側に位置する軌道面間には、セラミック製の転動体のみが組み込まれ、少なくとも車体の最も内側に位置する軌道面間には、鋼製の転動体のみが組み込まれていることを特徴とする軸受ユニット。
【請求項２】
セラミック製の転動体として、窒化珪素製の転動体が用いられており、少なくとも車体の最も外側に位置する軌道面間には、当該窒化珪素製の転動体のみが組み込まれていることを特徴とする請求項１に記載の軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車の車輪を支持する軸受ユニットに関し、特に、かかる軸受ユニットの剛性を高めるための軸受ユニット構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の軸受ユニットには、例えば、図３に示すように、車体(懸架装置(図示しない))を構成する車軸Ｓの端部(同図の左端部)に固定された支持軸５０に外嵌されて常時非回転状態に維持される静止輪５２と、ディスクホイール５６に固定されて車輪(図示しない)とともに回転する回転輪５４とが設けられている。すなわち、この場合、軸受ユニットは、内輪側が静止輪５２となるように構成されているとともに、外輪側が回転輪５４となるように構成されている。
【０００３】
図３に示す構成において、静止輪５２は、その内周面５２ａが支持軸５０の外周面に周方向に沿って連続して形成された係合溝５０ａと当接可能な所定の形状を成して構成されており、当該内周面５２ａを係合溝５０ａに当接させるとともに、支持軸５０の車軸Ｓとは反対側の端部(図２の左端部)からナット５８により締め付けることで、位置決めして固定されている。
【０００４】
また、回転輪５４は、制動部材(ブレーキディスク６０)を介して車輪のディスクホイール５６が固定され、当該ディスクホイール５６とともに回転する略円筒形を成すハブとして構成されている。かかるハブ(回転輪)５４には、その外周面５４ａの軸方向(図２の左右方向)の一方側(同図の左側)にディスクホイール５６のディスク部を固定(外嵌)させるためのハブフランジ５４ｆが周方向に沿って連続して突設されている。この場合、ハブフランジ５４ｆには、その延出縁付近に、周方向に沿って複数の貫通孔(ボルト孔)５４ｈが設けられているとともに、ブレーキディスク６０及びディスクホイール５６のディスク部にもそれぞれ当該ボルト孔５４ｈと連通可能な貫通孔60h,56hが周方向に沿って複数個設けられている。そして、複数のハブボルト６２をボルト孔５４ｈから貫通孔60h,56hへ挿通し、ハブナット６４で締め付けることにより、ブレーキディスク６０及びディスクホイール５６をハブフランジ５４ｆに対して位置決めして固定することができる。
【０００５】
かかる軸受ユニットにおいて、静止輪５２とハブ５４とは、相対回転可能に対向して配置されており、複数の転動体(玉)66a,66bが、静止輪５２の外周面に形成された２列の軌道面５２ｂとハブ５４の内周面に形成された２列の軌道面５４ｂとの間に、保持器６８により１つずつ回転自在に保持されて組み込まれている。なお、静止輪５２とハブ５４との間には、転動体(玉)66a,66bを挟んで、その両側(図２の左側と右側)に軸受ユニットを密封するための密封板70a,70bがそれぞれ設けられている。このように密封板70a,70bを設けることで、軸受ユニットの外部から異物(例えば、泥水、塵埃)が内部に侵入することを防止しているとともに、内部に封入された潤滑剤(例えば、グリース、油)が外部へ漏洩することを防止している。
【０００６】
ところで、このような構成の軸受ユニットは、自動車の停止中及び走行中において、自動車の重量を継続的に負荷しており、例えば、自動車の走行中には、かかる軸受ユニットに対して非常に大きなラジアル荷重及びアキシアル荷重が作用する。特に、自動車の旋回中にあっては、ラジアル荷重及びアキシアル荷重に加えて、非常に大きなモーメント荷重が作用する。このように非常に大きなモーメント荷重が作用した場合であっても、軸受ユニットは、例えば、ディスクホイール５６のキャンバ角を一定に保つことで、自動車の操安性を維持し、当該自動車を安全に旋回走行させる必要がある。すなわち、かかる軸受ユニットは、非常に大きなモーメント荷重を負荷した場合であっても、例えば、変形したり、損傷したりすることのない十分な剛性を有していること、特に、軸受ユニットが傾いた状態における剛性(傾き剛性)を十分に有していることが必要とされる。
このため、従来から、かかる軸受ユニットに対し、非常に大きなモーメント荷重を負荷すべく、十分な傾き剛性を与えるための各種の方策が知られている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、複列構成の軸受ユニットに対し、その転動体として、セラミック製の玉を組み込んだ構成が開示されている。すなわち、セラミック材は、鋼材(例えば、軸受鋼材など)と比べ、その縦弾性係数が大きいため、セラミック製の転動体(玉)を使用することで、軸受ユニットの寸法(サイズ)及び予圧量を変更することなく、当該軸受ユニットの剛性を容易に高めることができる。
【０００８】
しかしながら、セラミック材は、一般的な鋼材(例えば、軸受鋼材など)と比べて高価であり、複列構成(例えば、２列構成)の軸受ユニットに対し、その両列すべての転動体として、セラミック製の玉を用いた場合、当該軸受ユニットの製造コストは必然的に上昇してしまう。
【０００９】
そこで、例えば、特許文献２には、上記製造コストの上昇を抑えつつ、剛性を高めるため、複列構成(例えば、２列構成)の軸受ユニットに対し、その転動体として、セラミック製の玉と鋼製の玉とを混在させて組み込んだ構成が開示されている。なお、特に好ましい構成の一例として、セラミック製の玉と鋼製の玉とを各列に交互に組み込んだ軸受ユニットが開示されている。このような構成によれば、高価なセラミック製の玉の使用量を上述した特許文献１に開示された軸受ユニットの半分に減らすことができるとともに、鋼製の玉のみを組み込んだ従来の軸受ユニットと比べ、その剛性を高めることができる。
【特許文献１】実開平６−２８３４４号公報
【特許文献２】特開２００２−３４９５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、セラミック製の玉は、鋼製(例えば、軸受鋼製など)の玉と比べ、縦弾性係数が大きい一方、線膨張係数が小さい。例えば、セラミック製の玉の一例として、窒化珪素(Ｓｉ３Ｎ４)製の玉を適用した場合、縦弾性係数は、鋼製の玉の１．５倍であるのに対し、線膨張係数は、鋼製の玉の４分の１に過ぎない。このため、軸受ユニットの温度が低い場合、セラミック製の玉は、その荷重(転動体荷重)が鋼製の玉よりも相対的に増加する。これに対し、軸受ユニットの温度が上昇するに従って鋼製の玉は、セラミック製の玉よりも大きく熱膨張し、その径がセラミック製の玉の径よりも大きくなるため、当該鋼製の玉の転動体荷重が相対的に増加する。
【００１１】
ここで、軸受ユニットの軌道面は、転動体荷重のより大きい方の影響を強く受けるため、その温度が低い場合、セラミック製の玉の転動体荷重の影響を強く受ける一方、その温度が上昇した場合、鋼製の玉の転動体荷重の影響を強く受けることになる。このように、温度変動に伴って、軸受ユニットの軌道面において転動体から負荷する荷重が変動し続けることで、当該軌道面において応力変動が発生する場合がある。この結果、軸受ユニットの軌道面が損傷し、当該軸受ユニットを長期に亘って高精度に使用することができず、その寿命が低下してしまう場合がある。
【００１２】
この場合、セラミック製の玉及び鋼製の玉に対し、その玉径を調整することで、上述したような軸受ユニットが負荷する転動体荷重の変動は、ある程度抑制することができる。しかしながら、自動車の車輪を支持する軸受ユニットの場合、極寒地での使用下においては、極低温(例えば、−４０℃)となるのに対し、ブレーキ(例えば、ディスクやドラム)からの伝導熱による温度上昇下においては、非常に高温(例えば、１６０℃)となり、その対応温度範囲が非常に広い。このため、その全ての温度下において適正な転動体荷重となるように、セラミック製の玉及び鋼製の玉の各玉径を調整することは非常に困難であり、このような玉径の調整のみで上述した不都合を回避することには限界がある。
【００１３】
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、複列構成の軸受ユニットにおいて、転動体として、外側軌道にセラミック製を組み込むとともに、内側軌道に鋼製を組み込むことで、セラミック製の転動体の組込量を減らし、製造コストの上昇を抑えるとともに、容易かつ確実に剛性を高めることを可能とした軸受ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような目的を達成するために、本発明に係る軸受ユニットは、車体構成部材に固定されて常時非回転状態に維持される静止輪と、車輪構成部材に固定されて当該車輪構成部材とともに回転する回転輪と、当該静止輪及び当該回転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組み込まれた複数の転動体とを備えている。この場合、転動体として、セラミック製の転動体と鋼製の転動体とが用いられており、少なくとも車体の最も外側に位置する軌道面間には、セラミック製の転動体のみが組み込まれ、少なくとも車体の最も内側に位置する軌道面間には、鋼製の転動体のみが組み込まれている。
また、セラミック製の転動体として、窒化珪素製の転動体が用いられており、少なくとも車体の最も外側に位置する軌道面間には、当該窒化珪素製の転動体のみが組み込まれている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の複列構成の軸受ユニットによれば、転動体として、外側軌道にセラミック製を組み込むとともに、内側軌道に鋼製を組み込むことで、セラミック製の転動体の組込量を減らし、製造コストの上昇を抑えることができるとともに、容易かつ確実に剛性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の軸受ユニットについて、添付図面を参照して説明する。なお、本発明に係る軸受ユニットは、例えば、自動車や鉄道車両など各種の車両の車輪を回転自在に支持する軸受ユニットとして適用することができるが、ここでは、自動車の車輪を支持する軸受ユニットを一例として想定する。また、この場合、かかる軸受ユニットは、自動車の従動輪(ＦＲ(前置エンジン後輪駆動)車及びＲＲ(後置エンジン後輪駆動)車の前輪、ＦＦ(前置エンジン前輪駆動)車の後輪)、並びに駆動輪(ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪及び４ＷＤ(四輪駆動)車の全輪)のいずれをも支持する軸受ユニットとして適用することができるが、ここでは、従動輪を支持する軸受ユニットを一例として想定し、以下、その構成について説明する。
【００１７】
図１には、本発明の一実施形態に係る軸受ユニットが示されており、当該軸受ユニットには、車体構成部材(例えば、懸架装置のナックル(図示しない))に固定されて常時非回転状態に維持される静止輪２と、車輪構成部材(例えば、ディスクホイール４２)に固定されて当該車輪構成部材(ディスクホイール４２)とともに回転する回転輪４とが備えられている。すなわち、この場合、軸受ユニットは、外輪側が静止輪２となるように構成されているとともに、内輪側が回転輪４となるように構成されている。
【００１８】
また、かかる軸受ユニットには、複数の転動体(玉)18a,18bが、静止輪２及び回転輪４にそれぞれ形成された相互に対向する複列(２列)の軌道面2s,4s間及び軌道面2t,4t間へ転動可能に組み込まれている。この場合、転動体(玉)18a,18bは、環状を成す保持器２０に形成されたポケット内に１つずつ回転自在に保持された状態で、軌道面2s,4s間及び軌道面2t,4t間を転動している。なお、本実施形態においては、転動体18a,18bとして玉を適用しているが、例えば、軸受ユニットの構成や種類などに応じて、各種のころ(円すいころ、円筒ころ及び球面ころなど)を適用してもよい。
【００１９】
図１に示す構成において、静止輪２には、その外周面から外方(径を拡大する方向)に向かって突出した固定フランジ２ａが一体成形されており、当該固定フランジ２ａを貫通する固定孔２ｂに固定用ボルト(図示しない)を挿入し、これを車体側に締結することで、静止輪２を図示しない懸架装置(サスペンション)のナックルに固定することができる。
【００２０】
また、回転輪４には、略円筒形を成すハブ１２が設けられており、当該ハブ１２は、制動部材(ブレーキディスク４０)を介して車輪のディスクホイール４２に固定され、当該ディスクホイール４２とともに回転するように構成されている。なお、かかるハブ１２には、その軸方向(図１の左右方向)の一方側(同図の左側)にディスクホイール４２のディスク部４２ｄを固定(外嵌)するためのハブフランジ１２ｆが周方向に沿って連続して突設されている。
【００２１】
この場合、ハブフランジ１２ｆは、静止輪２を越えて外方(ハブ１２の半径方向外側)に向かって延出しており、その延出縁付近には、周方向に沿って複数の貫通孔(ボルト孔)１２ｈが設けられている。また、ブレーキディスク４０及びディスクホイール４２のディスク部４２ｄにも、それぞれ当該ボルト孔１２ｈと連通可能な貫通孔40h,42hが周方向に沿って複数個(一例として、ボルト孔１２ｈと同数個)設けられている。そして、複数のハブボルト１４をボルト孔１２ｈから貫通孔40h,42hへ挿通し、ハブナット４４で締め付けることにより、ブレーキディスク４０及びディスクホイール４２をハブフランジ１２ｆに対して位置決めして固定することができる。
【００２２】
また、ハブ１２には、その軸方向(図１の左右方向)の他方側(同図の右側)に環状の内輪構成体１６(ハブ１２とともに回転輪４を構成する部材)が外嵌されるようになっており、例えば、静止輪２と回転輪４との間に複数の転動体18a,18bを保持器２０で保持した状態で、内輪構成体６をハブ１２に形成された段部１２ｂまで外嵌した後、ハブ１２の他方側端部１２ｃを加締めることにより、当該内輪構成体１６をハブ１２の軸方向他方側に固定することができる。なお、このような加締固定の他、例えば、内輪構成体６をハブ１２に形成された段部１２ｂまで外嵌した後、ハブ１２の上記他方側(図１の右側)からナットなどの締結部材により締め付けることで、当該内輪構成体１６をハブ１２の軸方向他方側に固定してもよい。
【００２３】
この状態において、複列(２列)の各転動体18a,18bは、互いに所定の接触角を成して静止輪２と回転輪４の軌道面(静止軌道面2s,2tと回転軌道面4s,4t)にそれぞれ接触して転動可能に組み込まれている。この場合、２つの接触点を結んだ作用線(図示しない)は、各軌道面2s,4sに直交し且つ各転動体18a,18bの中心を通り、軸受ユニットの中心線上の１点(作用点)で交差する。このように、本実施形態においては、一例として、軸受ユニットが背面組合せ形(ＤＢ)として構成されている。
【００２４】
なお、図１に示す構成において、軸受ユニットは、外輪側を静止輪２、内輪側を回転輪４(ハブ１２及び内輪構成体１６)として構成しているが、例えば、図３に示す構成のように、外輪側を回転輪、内輪側を静止輪として構成してもよい。
また、軸受ユニットには、一例として、その内部を密封するための密封板46a,46bが、転動体(玉)18a,18bを挟んで静止輪２と回転輪４との間の両側(図１の左側と右側)にそれぞれ設けられている。このように密封板46a,46bを設けることで、軸受ユニットの外部から異物(例えば、泥水、塵埃)が内部に侵入することを防止しているとともに、内部に封入された潤滑剤(例えば、グリース、油)が外部へ漏洩することを防止している。
【００２５】
本実施形態においては、転動体(玉)として、セラミック製の転動体(玉)と鋼製の転動体(玉)とが用いられており、少なくとも車体の最も外側に位置する軌道面間には、セラミック製の転動体(玉)のみが組み込まれ、少なくとも車体の最も内側に位置する軌道面間には、鋼製の転動体(玉)のみが組み込まれている。
【００２６】
図１に示す構成においては、一例として、軸受ユニットには、静止輪２に２列の軌道面2s,2tが周方向に沿って形成されており、回転輪４(ハブ１２及び内輪構成体１６)に当該２列の軌道面2s,2tと対向して、２列の軌道面4s,4tが形成されている。かかる２列の軌道面2s,4s間及び軌道面2t,4t間のうち、車体の最も外側(図１の左側)に位置する軌道面2s,4s間には、セラミック製の転動体(玉)１８ａのみが組み込まれており、車体の最も内側に位置する軌道面2t,4t間には、鋼製の転動体(玉)１８ｂのみが組み込まれている。
【００２７】
この場合、転動体(玉)１８ａを構成するセラミックとしては、例えば、鋼製の転動体(玉)１８ｂが有する縦弾性係数や線膨張係数との相対的な関係などに応じて、任意の種類(組成)のセラミックを適用すればよく、その種類(組成)は特に限定されない。例えば、転動体(玉)１８ａとして、アルミナ、ジルコニア、窒化アルミ、炭化珪素、サイアロン及び窒化珪素など、各種のセラミック製のものを適用することができるが、本実施形態においては、一例として、窒化珪素(Ｓｉ３Ｎ４)製の転動体(玉)１８ａが適用され、当該窒化珪素(Ｓｉ３Ｎ４)製の転動体(玉)１８ａを車体の最も外側(図１の左側)に位置する軌道面2s,4s間に組み込む場合を想定している。
【００２８】
なお、車体の最も外側(図１の左側)に位置する軌道面2s,4s間に組み込まれるセラミック製の転動体(玉)１８ａ、及び車体の最も内側に位置する軌道面2t,4t間に組み込まれる鋼製の転動体(玉)１８ｂの大きさ(径)や数は、例えば、軸受ユニットの大きさなどに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。この場合、例えば、セラミック製の転動体(玉)１８ａと鋼製の転動体(玉)１８ｂの大きさ(径)及び数は、同一であってもよいし、両者間で異なっていてもよい。
【００２９】
また、セラミック製の転動体(玉)１８ａのピッチ円径(ＰＣＤ(Pitch Circle Diameter)：各転動体(玉)１８ａの中心点を結んだ仮想円の直径)と、鋼製の転動体(玉)１８ｂのピッチ円径(各転動体(玉)１８ｂの中心点を結んだ仮想円の直径)の大きさは、例えば、軸受ユニットや転動体(玉)18a,18bの大きさなどに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。ただし、この場合、セラミック製の転動体(玉)１８ａと鋼製の転動体(玉)１８ｂのピッチ円径は、同一に設定するか、あるいはセラミック製の転動体(玉)１８ａのピッチ円径を鋼製の転動体(玉)１８ｂのピッチ円径よりも大きく設定することが好ましい。
【００３０】
ここで、本実施形態のように自動車の車輪を支持する軸受ユニットにおいては、例えば、自動車が直進走行している場合、当該軸受ユニットに対し、当該自動車の重量による荷重が軌道面2s,4s間及び軌道面2t,4t間にそれぞれ形成される２つの軌道の略中間部に作用する。なお、以下、便宜上、軌道面2s,4s間に形成される軌道を外側軌道、軌道面2t,4t間に形成される軌道を内側軌道という。この場合、かかる荷重は、外側軌道と内側軌道にそれぞれ組み込まれた転動体18a,18bに略均等に作用する。これに対し、自動車が旋回走行している場合、当該自動車からの荷重は、旋回による横荷重(図１の左右方向への荷重)が負荷される側の軌道へより大きく作用する。
【００３１】
すなわち、軸受ユニットが支持する車輪が旋回時に旋回の外側に位置している場合、当該旋回時に軸受ユニットが負荷する荷重(旋回外側荷重)は、当該旋回時に車体の最も外側に位置する軌道及び当該軌道に組み込まれた転動体へ大きく作用する。一方、軸受ユニットが支持する車輪が旋回時に旋回の内側に位置している場合、当該旋回時に軸受ユニットが負荷する荷重(旋回内側荷重)は、当該旋回時に車体の最も内側に位置する軌道及び当該軌道に組み込まれた転動体へ大きく作用する。
【００３２】
例えば、図１の右方向へ旋回する場合、軸受ユニットに対して旋回外側荷重が負荷され、当該旋回外側荷重は、旋回時に車体の最も外側に位置する外側軌道及び外側軌道に組み込まれたセラミック製の転動体１８ａへ大きく作用する。一方、図１の左方向へ旋回する場合、軸受ユニットに対して旋回内側荷重が負荷され、当該旋回内側荷重は、旋回時に車体の最も内側に位置する内側軌道及び内側軌道に組み込まれた鋼製の転動体１８ｂへ大きく作用する。
【００３３】
ただし、軸受ユニットに対して旋回内側荷重が負荷される場合、当該旋回内側荷重は、旋回時の加速度によって車輪が浮き上がる方向へ作用され、実際上、内側軌道及び内側軌道に組み込まれた鋼製の転動体１８ｂへ大きく作用することはない。
したがって、軸受ユニットに対して旋回外側荷重が負荷される場合における、外側軌道及び当該外側軌道に組み込まれた転動体へ作用する当該旋回外側荷重の影響を抑制することが、軸受ユニット自体の剛性(特に、傾き剛性)を高める上では有効となる。
【００３４】
以上を考慮し、本実施形態においては、軸受ユニットに対し、その軌道面2s,4s間に形成される外側軌道にセラミック製の転動体(玉)１８ａのみを組み込んでいる。上述したように、セラミック製(一例として、窒化珪素(Ｓｉ３Ｎ４)製))の転動体(玉)１８ａは、鋼製(一例として、軸受鋼製)の転動体(玉)１８ｂと比較して、その縦弾性係数が大きい(例えば、１．５倍)。この結果、軸受ユニットに対して旋回外側荷重が負荷された場合であっても、当該旋回外側荷重が大きく作用する外側軌道にセラミック製の転動体(玉)１８ａのみを組み込むことで、当該旋回外側荷重を十分に負荷することができ、軸受ユニットの剛性を容易かつ確実に高めることができる。
【００３５】
また、本実施形態において、軸受ユニットには、その軌道面2s,4s間に形成される外側軌道にセラミック製の転動体(玉)１８ａを組み込む一方で、その軌道面2t,4t間に形成される内側軌道に鋼製の転動体(玉)１８ｂを組み込んでいる。このため、外側軌道及び内側軌道にそれぞれセラミック製の転動体(玉)１８ａを組み込んだ場合と比較して、必要なセラミック製の転動体(玉)１８ａの量(数)が半分で済み、軸受ユニットの製造コストが上昇することを有効に抑制することができる。この結果、製造コストを低コストに抑制しながら、外側軌道及び内側軌道にそれぞれセラミック製の転動体(玉)１８ａを組み込んだ場合に略匹敵する程度にまで、軸受ユニットの剛性を高めることができる。
【００３６】
なお、本実施形態において、軸受ユニットの軌道面2s,4s間に形成される外側軌道には、セラミック製の転動体(玉)１８ａのみを組み込む一方で、軌道面2t,4t間に形成される内側軌道には、鋼製の転動体(玉)１８ｂのみを組み込んでいる。これにより、軸受ユニットの温度に変動が生じた場合であっても、外側軌道に組み込まれた各セラミック製の転動体(玉)１８ａは、一律に膨張若しくは収縮するため、外側軌道の軌道面2s,4sにおいて負荷される転動体荷重の大きさは、各転動体(玉)１８ａごとに変動することがない。同様に、内側軌道に組み込まれた各鋼製の転動体(玉)１８ｂは、一律に膨張若しくは収縮するため、内側軌道の軌道面2t,4tにおいて負荷される転動体荷重の大きさは、各転動体(玉)１８ｂごとに変動することがない。
【００３７】
したがって、例えば、外側軌道及び内側軌道にそれぞれセラミック製の転動体(玉)１８ａと鋼製の転動体(玉)１８ｂとを混在させて組み込んだ場合のように、軸受ユニットの温度変動によって、両転動体18a,18b間の線膨張係数の差による相対的な転動体荷重の変動が生じることはない。この結果、外側軌道の軌道面2s,4s及び内側軌道の軌道面2t,4tにおいて各転動体18a,18bの転動体荷重の変動による応力変動が発生することがなく、軸受ユニットを長期に亘って高精度に使用することができる。
【００３８】
以上のように、本実施形態によれば、軸受ユニットの製造コストの上昇を抑制しながら、その剛性を容易かつ確実に高めることができ、この結果、自動車の操安性を維持し、当該自動車を安全に走行させることが可能となる。特に、軸受ユニットの傾き剛性を十分に確保することができるため、自動車の旋回走行時における操安性を効果的に向上させることができる。
【００３９】
ここで、軸受ユニットの剛性を静止輪と回転輪(ハブ及び内輪構成体)との間の相対変位量(以下、相対変位量Ｙという)として捉え、セラミック製の転動体(玉)と鋼製の転動体(玉)を外側軌道及び内側軌道に組合せを変えてそれぞれ組み込んだ場合における、自動車の旋回加速度(以下、旋回加速度Ｘという)と当該相対変位量Ｙとの関係について検証した。図２には、その検証結果が示されている。
【００４０】
図２において、実線ａは、外側軌道にセラミック製の転動体(玉)のみを組み込み、内側軌道に鋼製の転動体(玉)のみを組み込んだ本実施形態の場合、破線ｂは、外側軌道及び内側軌道にそれぞれ鋼製の転動体(玉)のみを組み込んだ場合、鎖線ｃは、外側軌道及び内側軌道にそれぞれセラミック製の転動体(玉)のみを組み込んだ場合における自動車の旋回加速度Ｘと相対変位量Ｙとの関係をそれぞれ示している。
【００４１】
図２から明らかなように、本実施形態の場合(実線ａ)、外側軌道及び内側軌道にそれぞれ鋼製の転動体(玉)のみを組み込んだ場合(破線ｂ)よりも相対変位量Ｙが小さく、旋回加速度Ｘが大きくなるに従って、相対変位量Ｙの抑制効果が大きくなることが検証できた。
一方、本実施形態(実線ａ)の場合、外側軌道及び内側軌道にそれぞれセラミック製の転動体(玉)のみを組み込んだ場合(鎖線ｃ)よりも相対変位量Ｙは大きいが、その差を極僅かに抑制可能であることが検証できた。すなわち、本実施形態(実線ａ)によれば、上述した製造コストの抑制効果を得られるとともに、外側軌道及び内側軌道にそれぞれセラミック製の転動体(玉)のみを組み込んだ場合(鎖線ｃ)に略匹敵する程度にまで、軸受ユニットの剛性を高めることが可能であることが検証できた。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る軸受ユニットの構成例を示す断面図。
【図２】自動車の旋回加速度に対する軸受ユニットの静止輪と回転輪の相対変位量の関係を示す図。
【図３】車輪支持用軸受ユニットの組み付け構成例を示す断面図。
【符号の説明】
【００４３】
２  静止輪
２ｓ，２ｔ  静止輪軌道面
４  回転輪
４ｓ，４ｔ  回転輪軌道面
１８ａ  セラミック製転動体(玉)
１８ｂ  鋼製転動体(玉)
【図１】
2008008436.tif 000003
【図２】
2008008436.tif 000004
【図３】
2008008436.tif 000005