(57)【要約】      （修正有）【課題】異常負荷が作用し、ハブ軸が折損しても、折損したハブ軸が分離しにくく、車輪が車体から外れることを防止できる車軸用軸受装置を提供する。【解決手段】内周部に複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂが形成された外輪部材１１と、外周に内輪軌道１２ａが形成された内輪部材１２と、軸方向一方側端部にハブフランジ１３ｂ、中央外周部に内輪軌道１３ａ、前記ハブフランジ１３ｂと軸方向に反対側の端部に前記内輪部材１２との嵌合部１３ｃが形成されたハブ軸１３と、前記複列の外輪軌道１１ａと前記内輪軌道１２ａ、１３ａの間で転動する２列の複数の転動体１４と、前記２列の転動体１４を所定の間隔で保持する２個の保持器１５を有する車輪用軸受装置１であって、前記ハブ軸１３の中心に軸方向の中空穴１３ｄを有し、前記中空穴１３ｄに前記ハブ軸１３の材料にくらべ延性が大きい材料からなる芯部材１６を内嵌する。【選択図】図１
2012245807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周部に複列の外輪軌道が形成された外輪部材と、
外周に内輪軌道が形成された内輪部材と、
軸方向一方側端部にドライブシャフト連結部または半径方向外方に拡径するハブフランジ、中央外周部に内輪軌道、前記ドライブシャフト連結部またはハブフランジと軸方向に反対側の端部に前記内輪部材との嵌合部が形成されたハブ軸と、
前記外輪部材の一方の外輪軌道と前記ハブ軸の内輪軌道の間、および、前記外輪部材の他方の外輪軌道と前記内輪部材の内輪軌道の間で転動する２列の複数の転動体と、
前記２列の転動体を所定の間隔で保持する２個の保持器を有する車輪用軸受装置であって、前記ハブ軸の中心に軸方向の中空部を有し、前記中空部に前記ハブ軸の材料にくらべ延性が大きい材料からなる芯部材が内嵌されていることを特徴とする車軸用軸受装置。
【請求項２】
前記芯部材の材質はアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１に記載の車軸用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車等の車両の車輪を支持する車軸用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両の車輪を支持する車軸用軸受装置においては、過大負荷が作用しても、短寿命になるか、変位が大きくなるだけで、軸が破断するような負荷はありえなかった。また、上記の短寿命や変位の拡大の場合、決定的な損傷が生じる前に運転者が感知でき、車を安全に停止させることができた。
【０００３】
しかし、自動車普及の後進国においては、路面の陥没等の劣悪な道路状況に加え、過積載や、乱暴な運転による想定を超える異常負荷も考えられる。万一このような想定を超える異常負荷が作用したら、極端な場合、ハブ軸が折損し、車両用軸受装置が分解し、車輪が車体から外れることも考えられる。
車両用軸受装置が分解し、車輪が車体から外れることを回避するため、図３に示すように、ハブ軸１０３に鋼板をプレス加工によって円環状に形成された連結部材１０６を内嵌した車軸用軸受装置１００がある。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７―３３１５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の鋼板をプレス加工によって円環状に形成した連結部材１０６をハブ軸１０３に内嵌した車軸用軸受装置１００においては、前記ハブ軸１０３と前記連結部材１０６の機械的特性が近似しており、また、形状的にも前記ハブ軸１０３の肉厚を前記鋼板の板厚分だけ増加させたに過ぎない。
【０００６】
この結果、前記連結部材１０６をハブ軸１０３に内嵌しても、前述の異常負荷が作用し、軸相当部材が折損した場合、前記連結部材１０６とハブ軸１０３は略同時に折損するため、ハブ軸１０３の分離を回避する効果は非常に小さい。
【０００７】
この発明の目的は、劣悪な道路状況や、過積載や、乱暴な運転によって、想定を超える異常負荷が作用し、万一、ハブ軸が折損しても、折損したハブ軸が分離しにくく、車両の運転者が軸受部の異常な振動を感知し、車を停止させることにより、車輪が車体から外れることを防止できる車軸用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】
【０００８】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、内周部に複列の外輪軌道が形成された外輪と、
外周に内輪軌道が形成された内輪と、
軸方向一方側端部に半径方向外方に拡径するハブフランジ、中央外周部に内輪軌道、前記ハブフランジと軸方向に反対側の端部に前記内輪との嵌合部が形成されたハブ軸と、
前記外輪の一方の外輪軌道と前記ハブ軸の内輪軌道の間、および、前記外輪の他方の外輪軌道と前記内輪の内輪軌道の間で転動する２列の複数の転動体と、
前記２列の転動体を所定の間隔で保持する２個の保持器を有する車輪用軸受装置であって、前記ハブ軸の中心に軸方向の中空部を有し、前記中空部に前記ハブ軸の材料にくらべ延性が大きい材料からなる芯部材が内嵌されていることである。
【０００９】
上記構成によると、想定を超える異常負荷が作用し、ハブ軸が内輪嵌合部と内輪軌道部の間で折損しても、芯部材はその大きな延性による変形を保って折損したハブ軸の両片を保持する。このため、折損したハブ軸が分離しにくく、内輪の内輪軌道とハブ軸の内輪軌道の間に過大なすきまや、中心軸のずれが生じる。前記過大すきまや、前記中心軸のずれによる異常回転によって、軸受部に異常な振動が発生し、運転者は異常を感知し車両を停止させることができる。
【００１０】
上記の課題を解決するため、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記芯部材の材質はアルミニウム合金からなることである。
【００１１】
上記構成によると、強度がすぐれ、銅合金等にくらべ軽量かつ安価な材料を採用することにより、コストアップ、重量増加を極力押えて、芯部材の折損したハブ軸を保持する機能を満足することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、自動車普及の後進国における劣悪な道路事情や、過積載や、乱暴な運転によって、想定を超える異常負荷が作用し、万一、ハブ軸が折損しても、折損したハブ軸が分離しにくく、車両の運転者が軸受部の異常な振動を感知し、車を停止させることにより、車輪が車体から外れることを防止できる車軸用軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態の車軸用軸受装置の軸方向の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の車軸用軸受装置の作用の説明図である。
【図３】従来例の車軸用軸受装置の軸方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施形態の車軸用軸受装置の軸方向の断面図である。
図１において車軸用軸受装置１は、内周部に複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂが形成された外輪１１と、外周に内輪軌道１２ａが形成された内輪１２と、外周部中央に内輪軌道１３ａ、が形成されたハブ軸１３と、前記外輪１１の一方の外輪軌道１１ａと前記内輪１２の内輪軌道１２ａの間、および、前記外輪１１の他方の外輪軌道１１ｂと前記ハブ軸１３の内輪軌道１３ａの間で転動する２列の複数の転動体としての玉１４と、前記２列の複数の玉１４を所定の間隔で保持する２個の保持器１５を有する。
【００１６】
内輪１２は円環状で、外周部中央に内輪軌道１２ａ、一方側の外周部に小外径面１２ｄ、他方の外周部に大外径面１２ｃが形成され、内周部に内輪軌道１２ａと同心の内径面１２ｂを有している。また、内径面１２ｂから半径方向外方に小外径面１２ｄに向けて小端面１２ｅが、前記小外径面に向けて延在している。
【００１７】
ハブ軸１３は軸方向一方側端部に半径方向外方に拡径して車輪が取付けられるハブフランジ１３ｂが設けられ、ハブフランジ１３ｂと軸方向に反対側の端部に内輪軌道１３ａと同心に、内輪１２の内径面１２ｂとの嵌合部１３ｃが形成されている。また、ハブ軸１３には、内輪軌道１３ａと同心に、軸方向の中空穴１３ｄが形成され、中空穴１３ｄの両端部には半径方向外方に延在する平坦な側面１３ｅが形成されている。側面１３ｅの外径寸法は後述の芯部材１６のフランジ１６ｂ、１６ｃの外径寸法より大きい。
【００１８】
中空穴１３ｄには材質が例えばＪＩＳＡ２０１１等のアルミニウム合金からなる円筒形状の芯部材１６が内嵌され、芯部材１６の両端部の拡径されたフランジ１６ｂ、１６ｃが中空穴１３ｄの両端の側面１３ｅ、１３ｆを挟み込み、ハブ軸１３と芯部材１６が係止されている。
【００１９】
図２は、本発明の第１の実施形態の車軸用軸受装置の作用の説明図である。
車軸用軸受装置１は外輪１１が車体１８にボルト１８ａで固定され、ハブ軸１３のハブフランジ１３ｂが車輪１７にボルト１７ａで固定されている。すなわち車輪１７は車軸用軸受装置１を介して車体１８に回転自在に取付けられている。
【００２０】
車軸用軸受装置１には路面から車輪１７を経由して軸方向のモーメント荷重が作用する。劣悪な道路状況や乱暴な運転によって、路面から車輪１７を経由して車軸用軸受装置１に異常なモーメント荷重が作用した場合、ハブ軸１３の内輪１２との嵌合部１３ｃの付け根部１３ｇの曲げ応力が許容応力を上回り、ハブ軸１３は折損し、内輪１２を外嵌した内輪嵌合部側ハブ軸１３Ａと、内輪軌道１３ａを含む軌道側ハブ軸１３Ｂの２つの部分に分離することがある。
【００２１】
このとき、延性の大きい材質からなる芯部材１６は軸方向に伸長する永久変形によって軸方向に間隔をもった状態で、内輪嵌合部側ハブ軸１３Ａと軌道側ハブ軸１３Ｂを繋ぎとめ、車軸用軸受装置１の瞬時の分解を防止する。この時、内輪１２の内輪軌道１２ａとハブ軸１３の内輪軌道１３ａの間隔は前記軸方向の間隔に等しい量だけ広がり、軸受にとって過大すきまとなる。また、モーメント荷重が作用すると、内輪嵌合部側ハブ軸１３Ａの中心軸と軌道側ハブ軸１３Ｂの中心軸の間にずれや傾きが生じる。
【００２２】
上述の状態で車輪１７が回転すると、車軸用軸受装置１に作用するモーメント荷重による、外輪１１とハブ軸１３の間での大きな振れ回りによって、異常振動や異音が発生する。車両の運転者は前記異常振動や異音を感知し、車両を停車させることが可能となり、車輪１７が車体１８から外れることを回避させることができる。
【００２３】
また、芯部材１６はアルミニウム合金であり、安価、かつ重量増加を極力押えたうえで上記の作用、効果を得ることができるが、前記芯部材は銅等他の延性材料であっても良い。
【００２４】
第１の実施形態の車軸用軸受装置１は複列の複数の転動体１４は玉であるが、本発明では、転動体が円すいころ等のころである車軸用軸受装置であっても良い。
【符号の説明】
【００２５】
１、１００    ‥  車軸用軸受装置
１１、１０１  ‥  外輪（外輪部材）
１１ａ、１１ｂ‥  外輪軌道
１２、１０２  ‥  内輪（内輪部材）
１２ａ、１３ａ‥  内輪軌道
１３、１０３  ‥  ハブ軸
１３ｂ        ‥  ハブフランジ
１３ｃ        ‥  嵌合部  
１３ｄ        ‥  中空穴
１４          ‥  玉（転動体）
１５          ‥  保持器
１６、１０６  ‥  芯部材（連結部材）
１７          ‥  車輪
１８          ‥  車体
【図１】
2012245807.tif 000003
【図２】
2012245807.tif 000004
【図３】
2012245807.tif 000005