(57)【要約】【課題】ハブ軸の形状を最適化することにより、強度の安定した車軸用軸受装置を提供する。【解決手段】内周部に複列の軌道１１ａ、１１ｂが形成された外輪１１と、外周に内輪軌道１２ａ、小外径面１２ｄが形成された内輪１２と、外周部に軸軌道１３ａ、円筒状の外径面１３ｅ、嵌合部側面１３ｋが形成されたハブ軸１３と、外輪１１の軌道１１ａとハブ軸の軸軌道１３ａの間、外輪の軌道１１ｂと内輪軌道１２ａの間で転動する転動体１４Ａ、１４Ｂを有し、アウター側転動体１４Ａのピッチ円直径が、インナー側転動体１４Ｂのピッチ円直径より大きい車輪用軸受装置１であって、ハブ軸１３の円筒状の外径面１３ｅと、嵌合部側面１３ｋが１つの曲面１３ｆで繋げ、曲面１３ｆの軸方向断面における曲率半径Ｒが、円筒状の外径面１３ｅと、内輪１２の小外径面１２ｄの半径の差に等しく形成する。【選択図】図２
2013137047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪、内輪、ハブ軸を有し、
前記外輪の内周部に直径の異なるアウター側、インナー側の複列の軌道が形成され、
前記内輪の内周部に内径面、外周部に内輪軌道、前記内輪軌道の底部からインナー側に延在して円筒状の小外径面が形成され、
前記ハブ軸のアウター側端部に半径方向外方に拡径するハブフランジ、中央外周部に軸軌道、前記軸軌道の底部からインナー側に向かって延在して円筒状の外径面、インナー側端部に前記内輪の内径面との嵌合面、前記嵌合面のインナー側端部から径方向外方に延在して嵌合部側面が形成され、
前記外輪のアウター側軌道と前記ハブ軸の軸軌道の間で転動するアウター側転動体と、前記外輪のインナー側輪軌道と、前記内輪の内輪軌道の間で転動するインナー側転動体の２列の複数の転動体を有し、
前記アウター側転動体のピッチ円直径が、前記インナー側転動体のピッチ円直径より大きい車軸用軸受装置であって、
前記ハブ軸の前記円筒状の外径面と、前記ハブ軸の嵌合部側面が１つの曲面で繋がり、前記曲面の軸方向断面における曲率半径が、前記ハブ軸の円筒状の外径面と、前記内輪の小外径面との半径の差に等しく形成されていることを特徴とする車軸用軸受装置。
【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、軸受として、ピッチ円直径（ＰＣＤ）の等しい複列の転動体を有する構成が一般的であった。しかし、近年の車両の高性能化や装置の小軽量化の要求によって、車軸用軸受装置を大型化させることなく、その長寿命化、高剛性化を図ることが求められている。
【０００３】
そこで、旋回時の支持剛性を高め、軸受寿命を延ばす為、旋回時により大きな荷重を受けるアウター側列の転動体のＰＣＤをインナー側列の転動体のＰＣＤより大きくした車軸用軸受装置がある。（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２００３―２３２３４３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、前述の車軸用軸受装置では両列のＰＣＤの違いによるハブ軸の外径部に段差が生じ、大径部から小径部に連なる部分には少なくとも1箇所の角部が形成されている。また、内輪嵌合部のハブフランジ側には内輪嵌合面と内輪突き当て面を有し、内輪嵌合面と内輪突き当て面の交点に隅部を有する。車両の旋回時、車軸用軸受装置に大きな負荷がかかると、前記ハブ軸の前期隅部には大きな応力が発生するため、通常、軸受部である内輪軌道から前記角部を含み、前記隅部まで連続的に高周波焼入れによって硬化処理がなされる。
【０００６】
高周波焼入れにおいては、角部は鈍角であっても、非常に過熱されやすく、かつ冷却されやすい。このため厳密な焼入れ条件の設定やコイルの設計が要求されるが、場合によっては焼き割れが生じることがあり、強度が不安定になる。
【０００７】
この発明の目的は、ハブ軸の形状を最適化することにより、強度の安定した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、外輪、内輪、ハブ軸を有し、前記外輪の内周部に直径の異なるアウター側、インナー側の複列の軌道が形成され、前記内輪の内周部に内径面、外周部に内輪軌道、前記内輪軌道の底部からインナー側に延在して円筒状の小外径面を有し、前記ハブ軸のアウター側端部に半径方向外方に拡径するハブフランジ、中央外周部に軸軌道、前記軸軌道の底部からインナー側に向かって延在して円筒状の外径面、インナー側端部に前記内輪の内径面との嵌合面、前記嵌合面のインナー側端部から径方向外方に延在して嵌合部側面が形成され、前記外輪のアウター側軌道と前記ハブ軸の軸軌道の間で転動するアウター側転動体と、前記外輪のインナー側輪軌道と、前記内輪の内輪軌道の間で転動するインナー側転動体の２列の複数の転動体を有し、前記アウター側転動体のピッチ円直径が、前記インナー側転動体のピッチ円直径より大きい車軸用軸受装置であって、前記ハブ軸の前記円筒状の外径面と、前記ハブ軸の嵌合部側面が１つの曲面で繋がり、前記曲面の軸方向断面における曲率半径が、前記ハブ軸の円筒状の外径面と、前記内輪の小外径面との半径の差に等しいことである。
【０００９】
高周波焼入れにおいて、角部や、曲率半径の小さい部位は過熱されやすく、かつ冷却されやすいため、焼き割れが生じ易く、強度が不安定になることある。上記構成によると、前記ハブ軸の外径面と前記嵌合部のハブフランジ側端面は接線で繋がる１つの曲面で繋がることにより角部は存在しない。また、前記曲面の曲率半径は、内輪嵌合部の剛性維持に必要なハブフランジ側端面の面積を確保した場合の最大値となる。すなわち、上記構成によるハブ軸は高周波焼入れ時の焼き割れ防止に対し最適な形状である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、ハブ軸の形状を最適化することにより、強度の安定した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】
【００１１】
【図１】本発明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】図１の主要部の拡大図である。
【図３】本発明の実施形態の車軸用軸受装置のハブ軸の高周波焼入れを説明する説明図である。
【図４】従来例の車軸用軸受装置のハブ軸の高周波焼入れを説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明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は図１の主要部の拡大図である。図１、図２において図中左側は車両のアウター側、右側は車両のインナー側を示している。また、図中網掛け部は高周波焼入れ範囲を示している。
【００１４】
図１および図２において車軸用軸受装置１は、内周部に直径の異なる複列の外輪軌道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を有する。
【００１５】
さらに、外輪１１のアウター側の外輪軌道１１ａとハブ軸１３の内輪軌道１３ａの間で転動する複数の転動体としての玉１４Ａと、複数の玉１４Ａを所定の間隔で保持する保持器１５Ａを有し、また、外輪１１のインナー側の外輪軌道１１ｂと内輪１２の内輪軌道１２ａの間で転動する複数の転動体としての玉１４Ｂと、複数の玉１４Ｂを所定の間隔で保持する保持器１５Ｂを有する。
ここで、アウター側の複数の玉１４ＡのＰＣＤａはインナー側の複数の玉１４ＢのＰＣＤｂより大きく、ハブ軸１３の内輪軌道１３ａの底径は内輪１２の内輪軌道１２ａの底径より大きく形成されている。
【００１６】
外輪１１は環状で一方側端部に半径方向外方に拡径して、車軸用軸受装置１を車体１８に取付けるための固定フランジ１１ｃを有し、固定フランジ１１ｃには複数の固定用ボルト穴１１ｄが設けられている。外輪１１の固定フランジ１１ｃ側の内周部には、内輪側外輪軌道１１ｂ、軸方向反対側の内周部には内輪側外輪軌道１１ｂより直径の大きなハブ軸側外輪軌道１１ａが設けられている。
【００１７】
内輪１２はＳＵＪ２等の軸受鋼からなる円環状で、外周部中央に内輪軌道１２ａ、一方側の外周部に直径Ｄ２が内輪軌道１２ａの底径と略等しい小外径面１２ｄ、他方の外周部に大外径面１２ｃが形成されている。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が延在している。
【００１８】
ハブ軸１３はＳ５５Ｃ等の合金鋼からなる。ハブ軸１３は軸方向中央の外周部に内輪軌道１３ａ、軸方向一方側端部の外周面に半径方向外方に拡径して、図示しない車輪が取付けられるハブフランジ１３ｂを有し、ハブフランジ１３ｂには前記車輪を固定する複数のハブボルト１７ａが埋め込まれている。
【００１９】
ハブ軸１３の内輪軌道１３ａからハブフランジ１３ｂと軸方向に反対側の外周部にはハブ軸外径面１３ｅが形成され、接線状に曲面１３ｆが連なっている。ハブ軸外径面１３ｅの直径Ｄ１は内輪軌道１３ａの底径に略等しい。曲面１３ｆは径方向内方に延在し、径方向中心軸に直角に縮径する内輪嵌合部側面１３ｋに連なる。
【００２０】
内輪嵌合部側面１３ｋは内輪１２の小端面１２ｅと当接して内輪１２を保持するため、その外周端の直径は内輪１２の小外径面１２ｄの直径Ｄ２等しく形成されている。すなわち曲面１３ｆと内輪嵌合部側面１３ｋは内輪１２の小外径面１２ｄの直径Ｄ２と等しい直径で接線状に連なっている。また、曲面１３ｆの軸方向断面における曲率半径Ｒはハブ軸外径面１３ｅの直径Ｄ１と内輪１２の小外径面１２ｄの直径Ｄ２の差の１／２に等しい。
【００２１】
内輪嵌合部側面１３ｋの内側隅部１３ｇから軸方向に内輪軌道１３ａと反対方向に延在する内輪嵌合部１３ｃが形成されている。
内輪嵌合部１３ｃには内輪１２が小端面１２ｅをハブ軸１３の嵌合部側面１３ｋに当接して外嵌装着されている。さらに、ハブ軸１３の端部には筒状の端部を直径方向外方に屈曲変形させて内輪１２の大端面１２ｆに押し付け、内輪１２の抜け止めを行う、かしめ部１３ｈが形成されている。
【００２２】
図１および図２において網掛けで示すハブ軸１３の内輪軌道１３ａから外径面１３ｅ、曲面１３ｆ、内輪嵌合部側面１３ｋ、内側隅部１３ｇ、内輪嵌合部１３ｃに到る範囲は硬化処理範囲１３ｌを示し、所定の硬さ、深さの高周波焼入れによる硬化層が形成されている。
【００２３】
図３は本発明の実施形態の車軸用軸受装置のハブ軸１３の高周波焼入れを説明する説明図であり、図４は従来例の車軸用軸受装置のハブ軸１３０の高周波焼入れを説明する説明図である。
図３および図４において網掛け部は高周波焼入れによる硬化処理範囲１３ｌおよび１３０ｌを示す。
【００２４】
図３および図４において加熱用コイルは２段の半円形のコイル１７Ａ、コイル１７Ｂで構成されている。コイル１７Ａ、コイル１７Ｂに電流が流れると硬化処理範囲１３ｌおよび１３０ｌは誘導加熱により加熱される。所定の加熱時間を経過すると、硬化処理範囲１３ｌおよび１３０ｌに図に示していない冷却液が噴射され、硬化処理範囲１３ｌおよび１３０ｌは所定の硬さに硬化される。
【００２５】
高周波焼入れにおいては、角部や曲率半径の小さな曲面は加熱時の熱集中により周囲より温度が高くなり、冷却時は周囲より放熱しやすく急速に冷却され過冷却が生じることがある。
ここで、図４の従来のハブ軸１３０の高周波焼入れにおいて、硬化処理範囲１３０ｌには２箇所の角部１３０ｇ、１３０ｈが形成されており、これらの角部１３０ｇ、１３０ｈはコイル１７Ａ、コイル１７Ｂによる誘導加熱による熱集中により周囲より温度が高くなりやすい。このため角部角部１３０ｇ、１３０ｈはオーバーヒートが生じ、さらに周囲にくらべ放熱効果が大きいことによる過冷却による焼き割れが発生しやすい。
【００２６】
一方、図３のハブ軸１３は外径面１３ｅと嵌合部側面１３ｋは接線で繋がる１つの曲面１３ｆで繋がることにより角部は存在しない。また曲面１３ｆの曲率半径Ｒは内輪嵌合部側面１３ｋの必要面積を確保できる範囲で最大である。
すなわちハブ軸１３の硬化処理範囲１３ｌの形状は、オーバーヒートや過冷却が生じにくく、高周波焼入れに対し最適な形状であり、従来品にくらべ、強度が安定している。
【００２７】
本実施形態における車軸用軸受装置１は複数の転動体は玉であるが、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】
【００２８】
１              ‥  車軸用軸受装置
１１            ‥  外輪
１１ａ、１１ｂ  ‥  軌道
１２            ‥  内輪
１２ａ          ‥  内輪軌道
１２ｂ          ‥  内径面
１２ｄ          ‥  小外径面
１３            ‥  ハブ軸
１３ａ          ‥  軸軌道
１３ｂ          ‥  ハブフランジ
１３ｃ          ‥  嵌合面
１３ｅ          ‥  外径面
１３ｆ          ‥  曲面
１３ｃ          ‥  嵌合部
１３ｋ          ‥  嵌合部側面
１４Ａ、１４Ｂ  ‥  玉（転動体）
【図１】
2013137047.tif 000003
【図２】
2013137047.tif 000004
【図３】
2013137047.tif 000005
【図４】
2013137047.tif 000006