(57)【要約】【課題】操舵時に車両の姿勢を確保し易い車両用軸受システムを提供する。【解決手段】本発明に係る車両用軸受システムは、前輪側車軸を支持する前輪側転がり軸受装置と、後輪側車軸を支持する後輪側転がり軸受装置とを備え、前輪側転がり軸受装置の転動体２２，２３の硬さを、後輪側転がり軸受装置の転動体２２，２３の硬さよりも低く設定した。複数の転動体の材料を変更せずに、熱処理操作でその硬さを、通常の硬さよりも下げるか、あるいは転動体を通常の硬度材料から低硬度材料に変更する等により、当該転がり軸受装置の剛性を低下させた。【選択図】図１
2005233403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪側車軸を支持する前輪側転がり軸受装置と、後輪側車軸を支持する後輪側転がり軸受装置とを備え、前輪側転がり軸受装置の剛性が、後輪側転がり軸受装置の剛性より低くなるように、前輪側転がり軸受装置の転動体の硬さを、後輪側転がり軸受装置の転動体の硬さよりも低く設定したことを特徴とする車両用軸受システム。
【請求項２】
前記前輪側転がり軸受装置の転動体の硬さが、ＨＲＣ５５〜６０に設定されていることを特徴とする車両用軸受システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前輪側転がり軸受装置と後輪側転がり軸受装置とを備えた自動車等の車両用軸受システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車は、前輪側転がり軸受装置と後輪側転がり軸受装置とを備え、各軸受装置には、例えば複列アンギュラ玉軸受が用いられることが多い。この種の軸受においては、一般に、操舵時に作用する荷重によって、車軸と内輪との間に回転方向に滑りが生じる、いわゆるクリープ現象が発生する。このクリープ問題に対処するため、前後輪の軸受装置の剛性を高めることが行われている。
【特許文献１】特開平６−３２０９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来は、前後輪側転がり軸受装置の剛性（支持剛性）が等しくなるように高めているため、操舵時に自動車の姿勢を確保し難いという問題があった。すなわち、図４において、１００は自動車を示しており、１０１は前輪、１０２は後輪である。従来では前輪側転がり軸受装置の剛性と、後輪側転がり軸受装置の剛性が等しくなるように設計されていた。このように前輪側転がり軸受装置の剛性と、後輪側転がり軸受装置の剛性が等しい場合、自動車１００が矢印で示すような操舵時に、仮想線で示すようにオーバーステア傾向となり、自動車１００の姿勢を確保しにくくなるおそれがあった。
【０００４】
本発明は、操舵時に車両の姿勢を確保し易い車両用軸受システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明者は、上記剛性の面から自動車の操縦安定性について鋭意研究したところ、転がり軸受装置における自動車の前輪と後輪それぞれに対する剛性を適宜に分配することが、操縦安定性に良好な結果を得られることを確認した。また、転がり軸受装置の形状変更や、内輪や外輪の肉厚の薄肉化等による剛性の低下では、製造コストが高くなる等の問題がある。そこで、研究開発を進めた結果、本発明を完成できるに至った。
【０００６】
本発明に係る車両用軸受システムは、前輪側車軸を支持する前輪側転がり軸受装置と、後輪側車軸を支持する後輪側転がり軸受装置とを備え、前輪側転がり軸受装置の剛性が、後輪側転がり軸受装置の剛性より低くなるように、前輪側転がり軸受装置の転動体の硬さを、後輪側転がり軸受装置の転動体の硬さよりも低く設定したものである。
【０００７】
すなわち、本発明に係る車両用軸受システムは、複数の転動体の材料を変更せずに、熱処理操作でその硬さを、通常の硬さよりも下げるか、あるいは転動体を通常の硬度材料から低硬度材料に変更する等により、当該転がり軸受装置の剛性を低下させたものである。そして、前輪側転がり軸受装置と後輪側転がり軸受装置の形状変更することなく、また、内輪や外輪の肉厚の薄肉化を図ることなく、前輪側転がり軸受装置の剛性を調整できる。
【０００８】
また、前記前輪側転がり軸受装置の転動体の硬さが、ＨＲＣ５５〜６０に設定されているのが好ましい。そして、各転動体の硬さがＨＲＣ６０程度に設定されている通常の転がり軸受装置に比し、本発明の転がり軸受装置は、形状等を変更することなく、剛性を低くすることができる。従って、かかる転がり軸受装置を車両用軸受システムに採用する場合に、転がり軸受装置を取り付けるスペース等の設計変形が不要である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の車両用軸受システムは、自動車の操舵時における安定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】
【００１０】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施の形態を参照して説明する。図１は、例えば４輪駆動の自動車に適用される転がり軸受装置の断面図である。
【００１１】
図１を参照して、前輪側と後輪側それぞれの転がり軸受装置において共通の構成を説明する。前輪側転がり軸受装置は、車両の前輪側車軸を支持し、後輪側転がり軸受装置は、車両の後輪側車軸を支持する。これら両転がり軸受装置は、共に、等速ジョイント１と、ハブホイール４と、複列アンギュラ玉軸受２とを備える。等速ジョイント１は、椀形外輪１１と、この椀形外輪１１から延びる軸部１２とを含む。ハブホイール４は、等速ジョイント１の軸部１２の外周に装着され、ハブフランジ４１を有している。
【００１２】
複列アンギュラ玉軸受２は、転がり軸受の一例として、等速ジョイント１の軸部１２の外周とハブホイール４の外周とにまたがって装着されている。ハブホイール４の外周と等速ジョイント１の軸部１２の外周は、複列アンギュラ玉軸受２の内輪軌道３１，３２が形成されている。複列アンギュラ玉軸受２は、軌道輪としての外輪２１を有する。この外輪２１は、図示省略の車体にナックルを介して固定されており、その内周面に軸方向２列の外輪軌道３３，３４を有する。複列アンギュラ玉軸受２は、軸方向２列の転動体としての玉２２，２３と、各列の玉２２，２３を保持する軸方向２つの保持器３５，３６とを有する。
【００１３】
なお、等速ジョイント１、ハブホイール４および外輪２１は、ＪＩＳ規格Ｓ５５Ｃ等の機械構造用炭素鋼やＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｇ  ４８０５）ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼等の鉄系金属から製造されている。ハブホイール４と等速ジョイント１により車輪側の軌道輪が構成されている。
【００１４】
各玉２２，２３は、それぞれ、各保持器３５，３６に保持された状態で軸方向２列とされた内輪軌道３１，３２と外輪軌道３３，３４との間に転動可能にそれぞれ配列されている。
【００１５】
本実施形態の車両用軸受システムは、前輪側転がり軸受装置と後輪側転がり軸受装置とを含み、前輪側転がり軸受装置の剛性を後輪側転がり軸受装置の剛性より低く設定したことを特徴とする。以下に、この剛性関係について説明する。
【００１６】
前輪側転がり軸受装置の玉２２，２３の硬度を、後輪側転がり軸受装置の玉２２，２３の硬度よりも低くしている。前後輪側転がり軸受装置の玉２２，２３は、例えば高炭素クロム軸受鋼であるＳＵＪ２（ＪＩＳ  Ｇ  ４８０５）により製造する。後輪側転がり軸受装置の玉２２，２３は、焼き入れ（ずぶ焼入れ）した後、焼き戻しする、いわゆる標準熱処理を施す。さらに、熱処理が施された半製品に、バレル等の冷間加工による表面処理を施し、その後、研磨等の仕上げ処理を施すことにより転動体の完成品を得る。これらの結果得られる玉の硬さ（ロックウエル硬さ）は、ＨＲＣ６０〜７０程度に設定されている。
【００１７】
また、前輪側転がり軸受装置の玉２２，２３は、焼き入れした後、焼き戻しする熱処理を施すのは、前記と同様であるが、玉２２，２３の硬さは、ＨＲＣ５５〜６０程度に設定されている。なお、玉の硬さ調整は、焼き入れ時や焼き戻し時における加熱温度や時間を調整することにより得られる。玉２２，２３の硬さを、ＨＲＣ５５よりも小さくすると転がり軸受装置に所定の剛性が得られない。
【００１８】
以上のように本実施形態では、前輪側転がり軸受装置の剛性を、クリープ現象が発生しない程度の剛性に設定することでクリープ現象の発生を抑制できる一方、前輪側転がり軸受装置の剛性を、後輪側転がり軸受装置の剛性より低く設定することで、操舵時における動車の姿勢を確保し易くなる。
【００１９】
また、前輪側転がり軸受装置と後輪側転がり軸受装置の相違は、玉２２，２３の硬度だけであるため、玉以外の構成部品は、前後側の転がり軸受装置において兼用できる利点がある。
【００２０】
前輪側転がり軸受装置の玉２２，２３の素材は、はだ焼鋼（浸炭鋼）であってもよい。はだ焼鋼と称せられる炭素鋼（ＪＩＳ Ｇ ４０５１に規定されるＳ１５ＣＫ，Ｓ２０ＣＫなど）や、クロム鋼（ＪＩＳ Ｇ ４１０４に規定されるＳＣｒ４１５，ＳＣｒ４２０など），クロムモリブデン鋼（ＪＩＳ Ｇ ４１０５に規定されるＳＣＭ４２０，ＳＣＭ４２１など），ニッケルクロムモリブデン鋼（ＪＩＳ Ｇ ４１０３に規定されるＳＮＣＭ２２０，ＳＮＣＭ４２０など）などを素材として、これに浸炭焼入や浸炭窒化焼入を施す。
【００２１】
かかる玉２２，２３の表面の浸炭深さは０．３〜０．７ｍｍで、表面硬さがＨＲＣ５５〜６０程度、心部硬さＨＲＣ３５〜５２程度に設定されている。従って、各転動体の表面部は耐磨耗性を有し、その中心部は靭性を有する。
【００２２】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、各種構成の軸受装置にも適用できる。前輪側転がり軸受装置の剛性を、後輪側転がり軸受装置の剛性より低くする構成は、前輪駆動または後輪駆動等の２輪駆動であってもよい。例えば、図２および図３に示すような構成の転がり軸受装置に適用できる。図２は従動輪側の転がり軸受装置の断面図、図３は駆動輪側の転がり軸受装置の断面図を示す。なお、図１と同一部材は、同一符号を付してそれぞれの説明は省略する。
【００２３】
この実施の形態の転がり軸受装置は、ハブフランジ４１が一体形成されたハブホイール４の軸部４２の外周に、複列アンギュラ玉軸受２を装着したものである。複列アンギュラ玉軸受２は、軸部４２および内輪２４に形成した内輪軌道３１，３２と、外輪２１に形成した外輪軌道３３，３４に沿って、各々保持器にて保持された２列の玉２２，２３を配置して構成されている。そして、従動輪側の軸受装置を前輪用に使用した場合には、駆動輪側の軸受装置を後輪用に使用する。かかる場合には、従動輪側の軸受装置の玉の硬さが、駆動輪側の軸受装置の玉の硬さよりも低くなっている。
【００２４】
また、反対に駆動輪側の軸受装置を前輪用に使用した場合には、従動輪側の軸受装置を後輪用に使用する。かかる場合には、駆動輪側の軸受装置の玉の硬さが、従動輪側の軸受装置の玉の硬さよりも低くなっている。
【００２５】
また、後輪側転がり軸受装置の転動体をＳＵＪ２から構成し、後輪側転がり軸受装置の転動体をＳ５５Ｃから構成することも可能である。さらに、転がり軸受装置は玉軸受以外にころ軸受であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る車両用軸受装置の断面図
【図２】本発明の他の一実施に係る従動用軸受装置の断面図
【図３】本発明の他の一実施に係る駆動用軸受装置の断面図
【図４】従来例の説明に供する図
【符号の説明】
【００２７】
２１  外輪
２２，２３  玉（転動体）
３１，３２  内輪軌道
３３，３４  外輪軌道
【図１】
2005233403.tif 000003
【図２】
2005233403.tif 000004
【図３】
2005233403.tif 000005
【図４】
2005233403.tif 000006