(57)【要約】【課題】必要な強度及び剛性を確保しつつ、さらなる軽量化を実現することができる車輪用転がり軸受装置を提供する。【解決手段】車体側に固定される筒状の固定軌道輪１の内部に回転自在に挿通される回転軌道輪２、３を備えており、この回転軌道輪２、３の軸方向一端部側の外周に複数の車輪取付用のフランジ部７が放射状に形成されており、且つ、前記回転軌道輪２、３の軸方向一端部に軸方向に突出する円環状のインロー部１３が形成された車輪用転がり軸受装置Ｈ。前記回転軌道輪２、３の軸方向一端部には、円形の凹部１４が形成されている。前記インロー部１３の内周面における前記各フランジ部７間に相当する位置に補強用の肉厚部１６が形成されている。  【選択図】      図３
2008114644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側に固定される筒状の固定軌道輪の内部に回転自在に挿通される回転軌道輪を備えており、この回転軌道輪の軸方向一端部側の外周に複数の車輪取付用のフランジ部が放射状に形成されており、且つ、前記回転軌道輪の軸方向一端部に軸方向に突出する円環状のインロー部が形成された車輪用転がり軸受装置であって、
前記回転軌道輪の軸方向一端部には、円形の凹部が形成されており、且つ、
前記インロー部の内周面における前記各フランジ部間に相当する位置に補強用の肉厚部が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】
本発明は車輪用転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するのに用いられる車輪用転がり軸受装置として、車体側に固定される筒状の固定軌道輪と、この固定軌道輪の内部に回転自在に挿通される回転軌道輪と、これらの軌道輪の間に転動自在に配設される転動体とを備えた、ハブユニットと呼ばれるものが知られている。このハブユニットでは、前記固定軌道輪の軸方向一端部側の外周面に、前記懸架装置に固定される複数のフランジ部が放射状に形成されるとともに、前記回転軌道輪の軸方向他端部側の外周面に、車輪のタイヤホイールやブレーキディスクを取り付けるための複数のフランジ部が放射状に形成されている。また、前記回転軌道輪の軸方向他端部に軸方向に突出する円環状のインロー部が形成されている。
【０００３】
かかるハブユニットにおいても、車体を構成する他の部材と同様に、車体軽量化の要請に従い、所定の強度及び剛性を確保しつつ極力軽量化することが望まれている。
そして、軽量化のために、従来、前記回転軌道輪における前記インロー部が形成される側の端部に円形の凹部を形成することが行なわれている。また、回転軌道輪のフランジ部の形状について、ボルト孔周辺部分だけを残し、その他の部分を削除することが行なわれている。
【０００４】
さらに、前記インロー部が形成される側の端部の凹部形状に工夫を加えることで、強度を確保しつつ軽量化を図ることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１記載の車輪支持用ハブユニットは、前記凹部の形状をボール型とし、この凹部の深さを、当該凹部の開口部の直径の０．３〜０．８倍にしている。また、前記凹部の内面の断面形状は、少なくとも一部が円弧状で全長に亘り途中で湾曲方向が変化しない形状とされている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−４７８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、回転軌道輪のフランジ部の形状を、ボルト孔周辺部分だけ残すものとすると、当該フランジ部の剛性低下により、回転軌道輪の強度に悪影響が及ぶ場合がある。
また、特許文献１記載のハブユニットでは、一定の軽量化が達成されるものの、その程度は不十分であり、さらなる軽量化が望まれていた。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、必要な強度及び剛性を確保しつつ、さらなる軽量化を実現することができる車輪用転がり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】
【０００８】
本発明の車輪用転がり軸受装置は、車体側に固定される筒状の固定軌道輪の内部に回転自在に挿通される回転軌道輪を備えており、この回転軌道輪の軸方向一端部側の外周に複数の車輪取付用のフランジ部が放射状に形成されており、且つ、前記回転軌道輪の軸方向一端部に軸方向に突出する円環状のインロー部が形成された車輪用転がり軸受装置であって、
前記回転軌道輪の軸方向一端部には、円形の凹部が形成されており、且つ、
前記インロー部の内周面における前記各フランジ部間に相当する位置に補強用の肉厚部が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
本発明の車輪用転がり軸受装置では、回転軌道輪の軸方向一端部側の外周に複数の車輪取付用のフランジ部が放射状に形成されるとともに、前記回転軌道輪の軸方向一端部に円形の凹部を形成している。すなわち、回転軌道輪のフランジ部の形状を、ボルト孔周辺部分だけ残すものとするともに、当該回転軌道輪の軸方向一端部に形成されている円形の凹部の断面形状を、従来の皿型形状又は椀型形状に代えて、軸方向に深くえぐるようにして形成された釣鐘型ないしはコップ型形状としていることから、軽量化を実現することができる。
【００１０】
一方、前述した、ボルト孔周辺部分だけ残すことに起因するフランジ部の剛性低下については、インロー部の内周面における前記各フランジ部間に相当する位置に補強用の肉厚部を形成し、フランジ剛性が小さい部位（各フランジ部間に相当する部位）の断面形状をフランジ剛性が大きい部位の断面形状に比べて高剛性な形状している。これにより、フランジ部の剛性低下によって、インロー部の強度が低下するのを防止することができる。
こうして、必要な剛性及び強度を確保しつつ、回転軌道輪、ひいては軸受装置の重量を極力小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の車輪用転がり軸受装置によれば、必要な強度及び剛性を確保しつつ、さらなる軽量化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の車輪用転がり軸受装置（以下、単に「軸受装置」ともいう）の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る軸受装置の軸方向断面説明図である。なお、図１において、右側が車両アウタ側（車両の外側）であり、左側が車両インナ側（車両の内側）である。
【００１３】
図１に示されるように、本実施の形態の軸受装置Ｈは、筒状の外輪１と、この外輪１の内部に回転自在に挿通されている内軸２と、この内軸２の車両インナ側端部に外嵌された内輪部材３と、周方向に並ぶ複数の玉からなる複列の転動体５、５とを備えたものであり、これらにより複列アンギュラ玉軸受部が構成されている。転動体５、５としての各列の玉は保持器６によって周方向に所定間隔で保持されている。
【００１４】
本実施の形態の軸受装置Ｈにおいて、前記外輪１は車体側に固定される固定軌道輪とされている。他方、前記内軸２と内輪部材３とが車輪側の回転軌道輪とされており、この固定軌道輪と回転軌道輪との間において前記複列の転動体５、５が転動自在に介在されている。これにより、固定軌道輪と回転軌道輪とは互いに同軸状に配置され、固定軌道輪に対して回転軌道輪が車輪（図示せず）とともに回転自在となっている。
【００１５】
回転軌道輪を構成する内軸２は、径方向外方へ放射状に延びる複数のフランジ部７を車両アウタ側に有しており、このフランジ部７が車輪のタイヤホイールやブレーキディスクの取付部分となっている。前記フランジ部７は、図２に示されるように、ボルト孔１５の周辺部分だけを残し、他の部分は削除した形状であり、これにより前記内軸２の軽量化を図っている。タイヤホイールなどは図示しない取付ボルトによって当該フランジ部７に取り付けられる。内輪部材３は内軸２の車両インナ側に形成された段差部分に外嵌され、内軸２の車両インナ側端部をかしめることによって内軸２に固定されている。そして、内軸２の外周面と内輪部材３の外周面とに、転動体５、５の内側軌道面９、９がそれぞれ形成されている。
また、内軸２の車両アウタ側端部には軸方向に突出する円環状のインロー部１３が形成されており、さらにこのインロー部１３が形成された側の端部には円形の凹部１４が形成されている。
【００１６】
固定軌道輪を構成する外輪１は、転動体５、５の外側軌道面１０、１０が内周面に形成された円筒状の本体筒部１１と、この本体筒部１１の外周面から径方向外方へ伸びるフランジ部１２とを有している。このフランジ部１２は、車体側部材である懸架装置が有するナックル（図示せず）に固定され、これによって当該軸受装置Ｈが車体側に固定されるようになっている。
外輪１の車両アウタ側端部内周面と、これと対向する内軸２の外周面との間にはシール装置２０が設けられており、また、外輪１の車両インナ側端部の内周面には、カバー２１が圧入されている。
【００１７】
本発明の特徴は、前記内軸２の車両アウタ側端部に形成される円形の凹部１４の軸方向断面形状を、軸受装置Ｈの軸方向に深くえぐるようにして形成された釣鐘型ないしはコップ型形状としたことである。このように、凹部１４を軸方向に深く形成することで、従来の皿型又は椀形の断面形状に比べて内軸２の重量をより小さくすることができる。
【００１８】
また、従来の軸受装置におけるインロー内径部の断面形状は、３６０度完全に軸対称の形状となっており、このため、前述したように内軸のフランジ部の形状をボルト孔周辺部分のみのものとすると、内軸の強度に悪影響が及ぶ場合があったが、本発明では、インロー内径部の断面形状を周方向において異ならせている。具体的には、図３に示されるように、インロー部１３の内周面における前記各フランジ部７間に相当する位置に補強用の肉厚部１６を形成し、フランジ剛性が小さい部位（各フランジ部７間に相当する部位）の断面形状をフランジ剛性が大きい部位の断面形状に比べて高剛性な形状している。これにより、フランジ部７の剛性低下によって、インロー部１３の強度が低下するのを防止することができる。
【００１９】
このように、本発明では、内軸２のフランジ部７の形状を、ボルト孔周辺部分だけを残して他は削除することによって、及び、内軸２の一端部に形成される凹部１４の断面形状を軸方向に深くえぐられた形状にすることによって、内軸２、ひいては軸受装置Ｈの重量を極力小さくするようにしている。一方、内軸２のフランジ部７の形状を前記のようなものにすることによる、内軸２の強度低下の惧れについては、インロー部１３の内周面における前記各フランジ部７間に相当する位置に補強用の肉厚部１６を形成することで、前記強度低下を防止している。
【００２０】
図４は本発明の比較例に係る回転軌道輪の軸方向断面図であり、同図に示される回転軌道輪及び図１〜３に示される回転軌道輪（実施例）について、ＦＥＭ解析による性能比較を行なった。この比較例は、図１〜３に示される回転軌道輪と異なり、回転軌道輪の車両インナ側端部に形成される円形の凹部の軸方向断面形状が、底が浅い従来の皿型である。また、インロー内径部の断面形状は、３６０度完全に軸対称の形状となっており、本発明における補強用の肉厚部は形成されていない。その他の仕様（形状及び寸法）は、実施例及び比較例とも同じである。
【００２１】
図５は実施例及び比較例に係る回転軌道輪の軸強度解析の境界条件を示している。回転軌道輪のフランジ部には、ハブボルト（取付ボルト）によってブレーキドラム及びホイールが固定されているものとし、前記回転軌道輪に旋回荷重に相当する曲げモーメントを付与した。図５において、１７で示される位置を拘束部とした。
【００２２】
実施例及び比較例のインロー内径部において、最も強度的に弱くなると想定される部位（図３〜４においてＷで示される部位）の応力振幅の比較結果を図６に示す。図６より、実施例は比較例に比べて約３０％強度が大きくなっていることが分かる。実施例に係る回転軌道輪の体積は１１８６４７ｍｍ３、比較例に係る回転軌道輪の体積は１１５０６８ｍｍ３であり、両者は略同じであった。以上より、従来形状（比較例）とほぼ同じ体積、すなわち重量でありながら、実施例は、比較例に比べて強度的に優位性をもった形状であることが分かる。換言すれば、比較例に係る回転軌道輪において、実施例と同等の強度を得るためには前記フランジ部を大きくしたり、厚肉にするなどして当該フランジ部の剛性を大きくする必要があるが、そのようにすると重量は実施例よりもかなり大きくなり、軽量化が不十分となる。本発明では、補強用の肉厚部を形成したことによる重量増加分を、凹部を軸方向に深く形成することで相殺しており、必要な強度及び剛性を確保しつつ、回転軌道輪の重量を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の軸受装置の一実施の形態の軸方向断面説明図である。
【図２】図１に示される軸受装置における回転軌道輪をフランジ部側から見た正面図である。
【図３】図２のＡ―Ａ線断面図である。
【図４】比較例に係る回転軌道輪の軸方向断面図である。
【図５】実施例及び比較例に係る回転軌道輪の軸強度解析の境界条件を説明する図である。
【図６】実施例及び比較例に係る回転軌道輪のインロー部内径部の応力振幅を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１      外輪
２      内軸
３      内輪部材
７      フランジ部
１３      インロー部
１４      凹部
１５      ボルト孔
１６      肉厚部
Ｈ      軸受装置
【図１】
2008114644.tif 000003
【図２】
2008114644.tif 000004
【図３】
2008114644.tif 000005
【図４】
2008114644.tif 000006
【図５】
2008114644.tif 000007
【図６】
2008114644.tif 000008