(57)【要約】【課題】  外輪６の外周面に、ナックルに結合する為の結合フランジ１２を直接形成した構造で、軸受寿命を十分に確保する。【解決手段】  上記結合フランジ１２のうち、使用時に上記ナックルの端面に対向する側面に旋削加工及び研削加工を施す。そして、この側面の、中心軸αに対し直交する仮想平面を基準平面とする平面度を０．０５mm以下に規制する。この構成により、上記ナックルに上記外輪６を結合した場合でも、この外輪６の外輪軌道１１ａ、１１ｂ等、この外輪６の内周面が大きく変形する事を防止して、上記課題の解決を図る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止側周面に静止側軌道を、外周面に懸架装置の一部に結合する為の結合フランジを、それぞれ直接形成した、使用時にも回転しない静止輪と、上記静止側周面に対向する回転側周面に回転側軌道を有し、使用時に車輪を支持固定した状態で回転する回転部材と、上記静止側軌道と上記回転側軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備えた車輪支持用軸受ユニットに於いて、上記結合フランジのうちの使用時に上記懸架装置の一部に対向する側面の、中心軸に対し直交する仮想平面を基準平面とする平面度を０．０５mm以下に規制した事を特徴とする車輪支持用軸受ユニット。
【請求項２】
結合フランジのうちの使用時に懸架装置の一部に対向する側面が、旋削加工及び研削加工を施されたものである、請求項１に記載した車輪支持用軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車の車輪を車体に対して回転自在に支持する為に使用する車輪支持用軸受ユニットの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪を構成するホイール１及び制動装置を構成するディスクやドラム等の制動用回転部材２は、図８に示す様な車輪支持装置により、車体に対し回転自在に支持している。この車輪支持装置は、懸架装置を構成するナックル３と、車輪支持用軸受ユニット４とから成る。即ち、この様な車輪支持装置を構成する為、上記ナックル３に形成した円形の支持孔５部分に、上記車輪支持用軸受ユニット４を構成する、静止輪である外輪６を、複数本のボルト７により結合固定している。一方、上記車輪支持用軸受ユニット４を構成する、後述する内輪１８と共に回転部材を構成するハブ８に、上記ホイール１及び制動用回転部材２を、複数本のスタッド９とナット１０とにより結合固定している。
【０００３】
上記外輪６の静止側周面である内周面には、それぞれが静止側軌道である１対の外輪軌道１１ａ、１１ｂを、外周面には結合フランジ１２を、それぞれ直接形成している。この様な外輪６は、この結合フランジ１２を上記ナックル３に、上記各ボルト７で結合する事により、このナックル３に対し固定している。この為に図示の例では、上記外輪６の外周面のうち上記結合フランジ１２の内側面（軸方向に関して内とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側を言い、各図の右側。反対に、自動車への組み付け状態で幅方向外側となる、各図の左側を、軸方向に関して外と言う。本明細書全体で同じ。）に隣接する部分に設けた円筒面状の嵌合面部２８を、上記ナックル３の外端部に隙間嵌めで内嵌すると共に、上記結合フランジ１２の内側面を上記ナックル３の外端面に接触させている。そして、この状態で、上記各ボルト７を、上記ナックル３の円周方向複数個所に形成した通孔１３内に挿通すると共に、これら各ボルト７の先端部を、上記結合フランジ１２の円周方向複数個所に形成したねじ孔１４に螺合し、更に緊締している。
【０００４】
これに対し、上記ハブ８の外周面の一部で、上記外輪６の外端開口から突出した部分には、取付フランジ１５を形成している。上記ホイール１及び制動用回転部材２は、この取付フランジ１５の外側面に、上記各スタッド９とナット１０とにより支持固定している。又、上記ハブ８の回転側周面である外周面の中間部で、上記両外輪軌道１１ａ、１１ｂのうち、外側の外輪軌道１１ａに対向する部分に、回転側軌道である外側の内輪軌道１６ａを、直接形成している。更に、上記ハブ８の内端部に形成した小径段部１７に、内輪１８を外嵌固定している。そして、この内輪１８の回転側周面である外周面に形成した、回転側軌道である内側の内輪軌道１６ｂを、上記両外輪軌道１１ａ、１１ｂのうち、内側の外輪軌道１１ｂに対向させている。
【０００５】
これら両外輪軌道１１ａ、１１ｂと両内輪軌道１６ａ、１６ｂとの間には、それぞれが転動体である玉１９、１９を複数個ずつ、それぞれ保持器２０、２０により保持した状態で転動自在に設けている。この構成により、背面組み合わせである複列アンギュラ型の玉軸受を構成し、上記外輪６の内側に上記ハブ８を、回転自在に、且つ、ラジアル荷重及びスラスト荷重を支承自在に支持している。尚、この様に外輪６の外周面に直接結合フランジ１２を形成すると共に、ハブ８の一部に直接内輪軌道１６ａを形成し、更に、このハブ８の他の部分に別の内輪軌道１６ｂを形成した内輪１８を外嵌固定した車輪支持用軸受ユニット４は、第三世代型と呼ばれている。又、上記外輪６の両端部内周面と、上記ハブ８の中間部外周面及び上記内輪１８の内端部外周面との間には、それぞれシールリング２１ａ、２１ｂを設けて、上記各玉１９、１９を設けた内部空間２９と外部空間とを遮断している。
【０００６】
更に、図示の例は、駆動輪（ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、４ＷＤ車の全輪）用の車輪支持装置である為、上記ハブ８の中心部に、スプライン孔２２を形成している。そして、このスプライン孔２２に、等速ジョイントを構成する駆動軸部材２３の外端部に設けたスプライン軸２４を挿入している。又、このスプライン軸２４の外端部に形成した雄ねじ部２５に結合したナット２６と、上記駆動軸部材２３の中間部外周面に形成した段差面２７との間で、上記ハブ８及び内輪１８を挟持している。この構成により、これらハブ８及び内輪１８が不離に結合される。この様に構成する車輪支持装置によれば、前記車輪を構成するホイール１及び制動用回転部材２を、懸架装置に対して回転自在に支持できる。
【０００７】
ところで、上述の様な従来の車輪支持装置を構成する車輪支持用軸受ユニット４の場合、外輪６の外周面に直接形成した結合フランジ１２の内側面（図８の右側面）の平面度を、軸受寿命を確保する面から小さくする事は考慮していなかった。この為、この平面度は、従来から、０．０５mmを越えた、大きな値に管理（規制）していた。尚、「平面度」とは、本明細書及び特許請求の範囲全体で、対象物の中心軸に対し直交する仮想平面を基準平面として、この基準平面に平行な２個の仮想平面で対象となる平面部分を挟持した場合に、これら２個の仮想平面の間隔が最小となる場合の最小値を言う。但し、この様に結合フランジ１２の内側面の平面度が大きい車輪支持用軸受ユニット４の場合には、ナックル３に外輪６を結合した場合に、この内側面がボルト７の締め付けに伴いこのナックル３の外端面に倣う様に押し付けられる事により、上記結合フランジ１２が大きく変形する可能性がある。この様に結合フランジ１２が大きく変形した場合には、変形が外輪６の内周面に迄及んでこの外輪６の内周面に形成した外輪軌道１１ａ、１１ｂの真円度が大きく悪化する等、これら外輪軌道１１ａ、１１ｂが大きく変形する可能性がある。そして、これら外輪軌道１１ａ、１１ｂが大きく変形した場合には、これら各外輪軌道１１ａ、１１ｂや玉１９、１９の転動面が早期に剥離し易くなり、軸受寿命が低下する。又、上記結合フランジ１２が大きく変形した場合には、上記外輪６の両端部内周面の真円度が大きく悪化する可能性もある。そして、この真円度が大きく悪化すると、この外輪６の両端部内周面にシールリング２１ａ、２１ｂを内嵌固定した場合に、この外輪６の両端部内周面とこれら各シールリング２１ａ、２１ｂの外周面との間に隙間が生じて、この隙間を通じて水等の異物が内部に浸入し易くなる。この場合には、各玉１９、１９を設置した内部空間２９の密封性が低下する為、軸受寿命が更に低下し易くなる。
尚、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１が存在する。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−７２３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の車輪支持用軸受ユニットは、上述の様な事情に鑑み、静止輪の外周面に直接結合フランジを形成した構造で、軸受寿命を十分に確保すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の車輪支持用軸受ユニットは、静止側周面に静止側軌道を、外周面に懸架装置の一部に結合する為の結合フランジを、それぞれ直接形成した、使用時にも回転しない静止輪と、上記静止側周面に対向する回転側周面に回転側軌道を有し、使用時に車輪を支持固定した状態で回転する回転部材と、上記静止側軌道と上記回転側軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備える。
【００１１】
特に、本発明の車輪支持用軸受ユニットに於いては、上記結合フランジのうちの使用時に上記懸架装置の一部に対向する側面の、中心軸に対し直交する仮想平面を基準平面とする平面度を０．０５mm以下に規制する。
【発明の効果】
【００１２】
上述の様に、結合フランジのうち、使用時に懸架装置の一部に対向する側面の平面度を０．０５mm以下に規制した本発明の車輪支持用軸受ユニットの場合には、この平面度が十分に小さくなる。この為、懸架装置の一部側面に静止輪を上記結合フランジにより結合した場合でも、この一部側面に倣う様にこの結合フランジが大きく変形する事を防止できる。従って、上記静止輪の静止側周面に形成した静止側軌道の真円度が大きく悪化する等、この静止側軌道が大きく変形する事を防止でき、この静止側軌道及び玉に早期に剥離が生じる事を防止して、軸受寿命の向上を図れる。又、上記静止輪の静止側周面の両端部の真円度が大きく悪化する等、この両端部が大きく変形する事も防止でき、この両端部とこの両端部に嵌合固定した密封部材との間に隙間が生じる事を防止できる。この為、各転動体を設置した内部空間の密封性の確保を図れて、軸受寿命をより向上できる。尚、上記結合フランジの側面の平面度が０．０５mmを越えた値となった場合、結合フランジの変形に伴う上記静止側軌道或は静止側周面の両端部の真円度が大きく悪化する可能性が高くなる為、好ましくない。従って、本発明では上記平面度を０．０５mm以下に規制した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、結合フランジのうちの懸架装置の一部に対向する側面に、旋削加工及び研削加工を施す。この好ましい構成によれば、この側面を０．０５mm以下の平面度に規制する事を容易に行なえる。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の実施例１を示している。尚、本実施例の特徴は、静止輪である、外輪６の外周面に直接形成した結合フランジ１２の構造を工夫した点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図８に示した従来構造の場合と同様である為、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本実施例の特徴部分を中心に説明する。
【００１５】
本実施例の場合、上記外輪６の外周面に直接形成した結合フランジ１２のうち、使用時にナックル３（図８参照）に対向する内側面（図１の右側面）の、中心軸αに対し直交する仮想平面を基準平面とする平面度を、０．０５mm以下に規制している。この為に、本実施例の場合には、この内側面に旋削加工及び研削加工を施している。例えば、上記外輪６を図示しない旋削加工装置に設置し、この外輪６の外端部（図１の左端部）をチャックにより掴んだ状態で、この外輪６をその中心軸αを中心に回転させる。そして、この状態で、上記結合フランジ１２の内側面に加工バイトを突き当てて、この内側面を所定の（０．０５mmよりも少し大きい）平面度とする。次いで、上記外輪６をやはり図示しない研削加工装置に設置し、この外輪６の外端部をチャックにより掴んだ状態で、この外輪６をその中心軸αを中心に回転させる。そして、この状態で、上記結合フランジ１２の内側面に砥石を当てて、この内側面を０．０５mm以下の所定の平面度に仕上げる。尚、この内側面の仕上げを、例えば精密加工バイトにより行ない、研削加工を省略する事もできる。
【００１６】
この様に構成する本実施例の車輪支持用軸受ユニット４を上記ナックル３に結合する場合、上記外輪６の外周面のうち、上記結合フランジ１２よりも軸方向内側に外れた部分に設けた嵌合面部２８を、このナックル３に設けた支持孔５（図８参照）に内嵌すると共に、この結合フランジ１２の内側面をこのナックル３の外端面に突き当てる。そして、上記ナックル３の円周方向複数個所に形成した通孔１３を挿通した複数本のボルト７（図８参照）の雄ねじ部を、上記結合フランジ１２の円周方向複数個所に形成したねじ孔１４に螺合し、更に緊締する事により、車輪支持用軸受ユニット４を懸架装置に支持する。尚、好ましくは、上記ナックル３の外端面の、結合フランジ１２の内側面と当接する部分の平面度も０．０５mm以下に規制する。
【００１７】
上述の様に、結合フランジ１２のうち、使用時にナックル３に対向する内側面の平面度を０．０５mm以下に規制した、本実施例の車輪支持用軸受ユニット４の場合には、この平面度が十分に小さくなる。この為、ナックル３の外端面に外輪６を上記結合フランジ１２により結合した場合でも、このナックル３の外端面に倣う様にこの結合フランジ１２が大きく変形する事を防止できる。尚、このナックル３の外端面の平面度も向上させれば、上記結合フランジ１２の変形防止効果をより向上させられる。従って、上記外輪６の内周面に形成した外輪軌道１１ａ、１１ｂの真円度が大きく悪化する等、これら各外輪軌道１１ａ、１１ｂが大きく変形する事を防止でき、これら外輪軌道１１ａ、１１ｂ及び各玉１９、１９に早期に剥離が生じる事を防止して、軸受寿命の向上を図れる。
【００１８】
更に、上記外輪６の両端部内周面の真円度が大きく悪化する等、この両端部内周面が大きく変形する事も防止でき、この両端部内周面とこの両端部内周面に内嵌固定したシールリング２１ａ、２１ｂとの間に隙間が生じる事を防止できる。この為、各玉１９、１９を設置した内部空間２９の密封性の確保を図れて、軸受寿命をより向上できる。例えば、上記各シールリング２１ａ、２１ｂは、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成した、上記外輪６の両端部内周面に内嵌自在な芯金と、この芯金に結合した弾性材と、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成した、ハブ８の中間部又は内端部の外周面に外嵌自在なスリンガとにより構成する。そして、上記弾性材の内周縁部に設けたシールリップの先端縁を、このスリンガの外周面又は側面に全周に亙り摺接させる事により、上記内部空間２６を密封する。この様なシールリング２１ａ、２１ｂを設けた場合でも、上記芯金の外周面と上記外輪６の両端部内周面との間に隙間が生じる事を防止でき、密封性の確保を図れる為、軸受寿命をより向上できる。
【実施例２】
【００１９】
次に、図２は、本発明の実施例２を示している。上述した実施例１では、駆動軸部材２３を構成するスプライン軸２４の外端部に形成した雄ねじ部２５に結合したナット２６と、この駆動軸部材２３の中間部に形成した段差面２７（図８参照）との間でハブ８及び内輪１８を挟持する事により、これらハブ８及び内輪１８を結合した場合に就いて説明した。これに対して、本実施例の場合には、ハブ８ａの内端部に設けた円筒部３０でこの内端部に外嵌した内輪１８の内端面よりも軸方向内方に突出した部分を、直径方向外方にかしめ広げる事によりかしめ部３１を形成している。そして、このかしめ部３１によりこの内輪１８の内端面を、上記ハブ８ａの中間部外周面に形成した段差面３２に向け抑え付けて、このハブ８ａに上記内輪１８を結合している。
その他の構成及び作用に就いては、上述した実施例１の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【実施例３】
【００２０】
次に、図３は、本発明の実施例３を示している。上述の図１〜２に示した各実施例では、転動体として玉１９を使用した場合に就いて説明したが、本実施例の場合には、転動体として円すいころ３３、３３を使用している。即ち、本実施例の場合には、車輪支持用軸受ユニット４を、複列円すいころ軸受としている。この為に、本実施例の場合には、ハブ８ｂの中間部外周面に、円すい凸面状の内輪軌道３４ａを直接形成している。又、このハブ８ｂの内端部に外嵌固定した内輪１８ａの外周面に、円すい凸面状の別の内輪軌道３４ｂを形成している。又、外輪６ａの内周面に、上記各内輪軌道３４ａ、３４ｂと対向する、それぞれが円すい凹面状である、１対の外輪軌道３５ａ、３５ｂを形成している。そして、これら各内輪軌道３４ａ、３４ｂと各外輪軌道３５ａ、３５ｂとの間に、それぞれ複数個ずつの円すいころ３３、３３を転動自在に配置している。この様な複列円すいころ軸受である、本実施例の車輪支持用軸受ユニット４は、重量が嵩む自動車の車輪を支持する場合に特に有効である。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１に示した実施例１の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【実施例４】
【００２１】
次に、図４は、本発明の実施例４を示している。上述の図１〜３に示した各実施例では、自動車の駆動輪（ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、４ＷＤ車の全輪）を支持する為の車輪支持用軸受ユニット４に本発明を適用した場合に就いて説明した。これに対して、本実施例の場合には、自動車の従動輪（ＦＲ車の前輪、ＦＦ車の後輪）を支持する為の車輪支持用軸受ユニット４ａに本発明を適用している。即ち、本実施例の場合には、上述した各実施例の場合と異なり、ハブ８ｃを中実体として、このハブ８ｃの中心部に、駆動軸部材２３を構成するスプライン軸２４（図８参照）を挿通する為のスプライン孔２２（図１〜３参照）を形成していない。そして、上記ハブ８ｃの内端部に内輪１８を外嵌すると共に、この内端部に形成した雄ねじ部３６に結合したナット３７と、このハブ８ｃの中間部外周面に形成した段差面３８との間で上記内輪１８を挟持している。この構成により、これらハブ８ｃ及び内輪１８が不離に結合される。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１に示した実施例１の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【実施例５】
【００２２】
次に、図５は、本発明の実施例５を示している。本実施例の場合も、上述の図４に示した実施例４の場合と同様に、自動車の従動輪用の車輪支持用軸受ユニット４ａに本発明を適用している。特に、本実施例の場合には、ハブ８ｄの内端部に内輪１８を外嵌すると共に、この内端部に設けた円筒部３９でこの内輪１８の内端面よりも軸方向内方に突出した部分を、直径方向外方にかしめ広げる事により、かしめ部４０を形成している。そして、このかしめ部４０により上記内輪１８を、上記ハブ８ｄの中間部外周面に形成した段差面４１に向け抑え付ける事により、このハブ８ｄにこの内輪１８を結合している。又、本実施例の場合には、外輪６の内端開口部を有底円筒状のカバー４２により塞いで、内端側のシールリング２１ｂ（図４等参照）を省略している。
その他の構成及び作用に就いては、上述の図４に示した実施例４の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【実施例６】
【００２３】
次に、図６は、本発明の実施例６を示している。上述の図１〜５に示した各実施例では、外輪６、６ａの外周面に結合フランジ１２を直接形成すると共に、ハブ８、８ａ〜８ｄの中間部外周面に直接内輪軌道１６ａ、３４ａを形成し、更に、このハブ８の内端部に、別の内輪軌道１６ｂ、３４ｂを形成した内輪１８、１８ａを外嵌固定した、第三世代型と呼ばれる車輪支持用軸受ユニット４、４ａに本発明を適用した場合に就いて説明した。これに対して、本実施例の場合には、第二世代型と呼ばれる車輪支持用軸受ユニット４ｂに本発明を適用している。即ち、本実施例の場合には、外輪６の内径側に、それぞれの外周面に内輪軌道１６ａ、１６ｂを形成した１対の内輪４３ａ、４３ｂを配置している。そして、上記外輪６の内周面に形成した各外輪軌道１１ａ、１１ｂと、上記各内輪軌道１６ａ、１６ｂとの間に、それぞれ複数個ずつの玉１９、１９を転動自在に配置している。この様な本実施例の使用時には、上記１対の内輪４３ａ、４３ｂを、図示しないハブの外周面に外嵌固定する。そして、このハブの外周面に形成した取付フランジにホイール１（図８参照）を固定すると共に、上記外輪６をナックル３（図８参照）に結合フランジ１２により固定する。本実施例の場合には、上記１対の内輪４３ａ、４３ｂが、請求項１に記載した回転部材を構成する。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１に示した実施例１の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【実施例７】
【００２４】
次に、図７は、本発明の実施例７を示している。本実施例の場合には、上述の図６に示した構造と同様の第二世代型の車輪支持用軸受ユニット４ｂで、前述の図３に示した実施例３の場合と同様に、転動体として円すいころ３３、３３を使用した複列円すいころ軸受としている。この為に、外輪６ａの内周面と内輪４４ａ、４４ｂの外周面とに、上記図３と同様に、円すい凹面状の外輪軌道３５ａ、３５ｂと円すい凸面状の内輪軌道３４ａ、３４ｂとをそれぞれ形成している。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図３に示した実施例３及び上述の図６に示した実施例６の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１を示す断面図。
【図２】同実施例２を示す断面図。
【図３】同実施例３を示す断面図。
【図４】同実施例４を示す断面図。
【図５】同実施例５を示す断面図。
【図６】同実施例６を示す断面図。
【図７】同実施例７を示す断面図。
【図８】従来構造の１例の車輪支持用軸受ユニットを組み込んだ車輪支持装置を、ホイール及びロータを取り付けた状態で示す断面図。
【符号の説明】
【００２６】
１    ホイール
２    制動用回転部材
３    ナックル
４、４ａ、４ｂ  車輪支持用軸受ユニット
５    支持孔
６、６ａ  外輪
７    ボルト
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ  ハブ
９    スタッド
１０    ナット
１１ａ、１１ｂ  外輪軌道
１２    結合フランジ
１３    通孔
１４    ねじ孔
１５    取付フランジ
１６ａ、１６ｂ  内輪軌道
１７    小径段部
１８、１８ａ  内輪
１９    玉
２０    保持器
２１ａ、２１ｂ  シールリング
２２    スプライン孔
２３    駆動軸部材
２４    スプライン軸
２５    雄ねじ部
２６    ナット
２７    段差面
２８    嵌合面部
２９    内部空間
３０    円筒部
３１    かしめ部
３２    段差面
３３    円すいころ
３４ａ、３４ｂ  内輪軌道
３５ａ、３５ｂ  外輪軌道
３６    雄ねじ部
３７    ナット
３８    段差面
３９    円筒部
４０    かしめ部
４１    段差面
４２    カバー
４３ａ、４３ｂ  内輪
４４ａ、４４ｂ  内輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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