(57)【要約】【課題】 フランジの上下部分と前後部分とで作用するモーメント荷重が相対的に異なることに着目し、フランジの上下部分と前後部分との厚みを違えることにより、強度・剛性と軽量化とを高いレベルでバランスさせた車輪用転がり軸受装置を提供する。【解決手段】  固定側軌道部材2のフランジ部7の上下部分15が前後部分16に比べて相対的に厚肉とされている。【選択図】    図２
2007071352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側に固定される固定側軌道部材、車輪が取り付けられる回転側軌道部材、および両部材間に配置された転動体を備えている車輪用転がり軸受装置において、固定側軌道部材のフランジ部の上下部分が前後部分に比べて相対的に厚肉と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】
この発明は、自動車のハブユニットとして使用するのに好適な車輪用転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のハブユニットとして使用されている車輪用転がり軸受装置は、通常、車体側への取付け用フランジを有し外輪とされる固定側軌道部材、車輪取付け用フランジを有し内輪とされる回転側軌道部材、両部材間に配置された２列の玉、および各列の玉をそれぞれ保持する保持器を備えており、固定側軌道部材が車体側の懸架装置に取り付けられるとともに、回転側軌道部材に車輪が取り付けられる。
【０００３】
この種の車輪用転がり軸受装置では、強度および剛性を保ったまま、軽量化することが課題となっており、例えば、特許文献１には、固定側軌道部材のフランジ部を薄肉化するとともに、周方向に等間隔でリブを設けることにより、剛性を確保しつつ軽量化することが提案されている。
【特許文献１】特開平１１−３０３８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のものを含め、従来の車輪用転がり軸受装置における軽量化と剛性確保とのバランスを取るための構成は、周方向に関してはほぼ均一となるように設けられており、フランジの上下部分と前後部分とで相違させるということは全く考えられておらず、そのため、強度および剛性を保ったまま、軽量化することに限界があった。
【０００５】
この発明の目的は、フランジの上下部分と前後部分とで作用するモーメント荷重が相対的に異なることに着目し、フランジの上下部分と前後部分との厚みを違えることにより、強度・剛性と軽量化とをより高いレベルでバランスさせた車輪用転がり軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による車輪用転がり軸受装置は、車体側に固定される固定側軌道部材、車輪が取り付けられる回転側軌道部材、および両部材間に配置された転動体を備えている車輪用転がり軸受装置において、固定側軌道部材のフランジ部の上下部分が前後部分に比べて相対的に厚肉とされていることを特徴とするものである。
【０００７】
固定側軌道部材は、転がり軸受の外輪とされ、そのフランジ部には、複数のボルト挿通孔が設けられて、車体側の懸架装置に取り付けられる。回転側軌道部材は、転がり軸受の内輪とされ、そのフランジ部には、複数のボルトが固定されて、車輪が取り付けられる。転動体は、通常、２列の玉とされ、固定側軌道部材の内周には、２つの外輪軌道溝が形成される。そして、回転側軌道部材は、通常、中実部である内軸と内軸の一方の半部に固定された内輪とからなるものとされ、内輪と中実部の他方の半部とにそれぞれ内輪軌道溝が形成される。
【０００８】
上下部分が相対的に厚肉となるようにするには、例えば、ボルト挿通孔が形成されている部分を基準として、上下部分をこの部分と同じ厚みとして、前後部分だけに凹部を設けるようにしてもよく、上下部分にも前後部分と同様の凹部を設け、上下部分にだけさらにリブ部を設けるようにしてもよい。なお、上下部分および前後部分は、フランジを４等分したときの各部分を意味するものではなく、上下部分は、最上部または最下部をほぼ中央にした４５〜１３５°の範囲を含み、前後部分は、その残りの部分を意味するものとする。
【０００９】
固定側軌道部材は、例えば、Ｓ５５Ｃ、Ｓ６５Ｃなどの炭素鋼で形成され、薄肉部、厚肉部またはリブ部などは、例えば、鍛造により形成される。ただし、固定側軌道部材の素材および凹部の加工方法は、これに限られるものではない。
【００１０】
例えば、ボルト挿通孔の数が４つで、その位置が最上部を挟む上側に２カ所および最下部を挟む下側に２カ所である場合、上側の２カ所にある孔間および下側の２カ所にある孔間が厚肉とされ、上側の孔と下側の孔との間が薄肉とされる。ボルト挿通孔の数および位置は種々変更可能であり、厚肉部または薄肉部の範囲については、最上部または最下部を含む４５〜１３５°の上下部分が厚肉に、残りの部分＝前後部分が薄肉となるように、ボルト挿通孔の数および位置に応じて適宜設定される。
【００１１】
ハブユニットには、垂直荷重、横荷重および前後荷重が作用し、このうち、横荷重が作用したときにフランジの上下部分が受けるモーメントが最も大きいものとなっている。したがって、フランジの上下部分を相対的に厚肉として、剛性および強度を向上させるとともに、作用するモーメントが相対的に小さいフランジの前後部分は、上下部分と同じ剛性および強度を必要としないため、相対的に薄肉として、軽量化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の車輪用転がり軸受装置によると、最も大きいモーメント荷重が作用するフランジの上下部分を相対的に厚肉として、剛性および強度を向上させるとともに、作用するモーメントが相対的に小さいフランジの前後部分は、上下部分と同じ剛性および強度を必要としないため、相対的に薄肉として、軽量化を図ることができ、これにより、強度・剛性と軽量化とを高いレベルでバランスさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１４】
図１および図２は、この発明の車輪用転がり軸受装置の１実施形態を示している。以下の説明において、上下は、図１および図２の上下をいうものとし、この上下は、車両に取り付けられる際の上下と一致している。なお、図１の左が車両の外側に、右が車両の内側となっている。
【００１５】
この車輪用転がり軸受装置(1)は、自動車のハブユニットとして使用されるもので、車体側に固定される固定側軌道部材(2)、車輪が取り付けられる回転側軌道部材(3)、両部材(2)(3)の間に２列に配置された複数の転動体である玉(4)、および各列の玉(4)をそれぞれ保持する保持器(5)を備えている。
【００１６】
軸受のタイプは、複列のアンギュラ玉軸受であり、玉(4)は、外輪である固定側軌道部材(2)と内輪である回転側軌道部材(3)との間に、所定の接触角となるように配置されている。
【００１７】
固定側軌道部材(2)は、内周面に２列の外輪軌道(6a)が形成されている円筒部(6)と、円筒部(6)の軸方向内側端部近くに設けられて懸架装置（車体）にボルトで取り付けられるフランジ部(7)とを有している。
【００１８】
回転側軌道部材(3)は、中実の内軸(8)と、内軸(8)の軸方向内側部分に形成された内輪嵌め入れ用凹部(8b)に嵌め止められている内輪(9)と、内軸(8)の軸方向外側端部近くに形成されたフランジ部(10)とからなる。フランジ部(10)と内輪嵌め入れ用凹部(8b)との間に、第１の内輪軌道溝(8a)が形成され、内輪(9)に、第２の内輪軌道溝(9a)が形成されている。フランジ部(10)には、車輪を取り付けるための複数のボルト(11)が固定されている。中実の内軸(8)の軸方向外側の端面には、軽量化のための凹部(14)が設けられている。
【００１９】
図２に示すように、固定側軌道部材(2)のフランジ部(7)には、車体に取り付るためのボルトが挿通される複数のボルト挿通孔(12)(13)が形成されている。この孔(12)(13)は、計４つとされ、上部（例えば最上部から角度にして６０°程度下がった位置）に２つ（符号(12)で示す）、下部（例えば最下部から角度にして４５°程度上がった位置）に２つ（符号(13)で示す）配されている。
【００２０】
固定側軌道部材(2)のフランジ部(7)については、各孔(12)(13)の周縁部分(14)を除く部分に薄肉部を設けることで、軽量化できることが知られている。これに対し、この転がり軸受装置(1)では、上部の孔(12)と下部の孔(13)との間にある部分（前後部分）(16)には薄肉部が設けられているが、上部の２つの孔(12)の間にある部分および下部の２つの孔(13)の間にある部分（上下部分）(15)は、孔(12)(13)の周縁部(14)と同じ厚みのままとされ、固定側軌道部材(2)のフランジ部(7)の上下部分(15)が前後部分(16)に比べて相対的に厚肉とされている。
【００２１】
図３は、各孔(12)(13)の周縁部分(14)を除く部分に薄肉部を設けたもの（比較例）と図２に示したもの（実施例）とについて、その重量および剛性（指標としてモデルの「傾き角」を使用）をＦＥＭ解析を用いて求めた結果を示している。この結果から明らかなように、実施例のものは、比較例のものに比べて、重量３％増に対して、剛性が１０％増加しており、少ない重量増で大きな剛性向上効果が得られている。
【００２２】
上記効果を得るには、固定側軌道部材(2)のフランジ部(7)の上下部分(15)が前後部分(16)に比べて相対的に厚肉とされていればよく、上下部分(15)に前後部分(16)と同様の薄肉部を設けるとともに、この薄肉部を補強するためのリブを設けるようにしてもよい。
【００２３】
なお、固定側軌道部材(2)のフランジ部(7)に設けられるボルト挿通孔(12)(13)は、懸架装置の仕様に合わせられるものであり、数や位置は、種々変更されるが、いずれにしろ、孔(12)(13)の周縁部(14)は、薄肉とされることはなく、フランジ部(7)の上下部分(15)が前後部分(16)に比べて相対的に厚肉とされる。例えば、ボルト挿通孔の数が３つで、その位置が最上部を挟む上側に２カ所および最下部近傍に１カ所である場合、上側の２カ所にある孔間および下側の孔の近傍が厚肉とされ、上側の孔よりも下側の部分が薄肉とされる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明による車輪用転がり軸受装置の１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】この発明による車輪用転がり軸受装置の要部である固定側軌道部材の斜視図である。
【図３】この発明による車輪用転がり軸受装置の実施例と比較例とについてＦＥＭ解析の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２５】
(1)             ハブユニット（転がり軸受）
(2)             固定側軌道部材
(3)             回転側軌道部材
(4)             玉（転動体）
(7)             フランジ
(15)            上下部分
(16)            前後部分
【図１】
2007071352.tif 000003
【図２】
2007071352.tif 000004
【図３】
2007071352.tif 000005