(57)【要約】【課題】外輪軌道面の真円度崩れを阻止すると共に、密封装置の性能を確保した車輪支持用軸受ユニットを提供する。【解決手段】外輪１ａの内周面のうちで、アウトボード側の外輪軌道面４ａとインボード側の外輪軌道面４ｂとの列間部分には、各外輪軌道面４ａ，４ｂに隣接する各溝肩部１３ａ，１３ｂよりも径方向内側に突出する複数の列間凸部１４が周方向に亙って設けられており、列間凸部１４には、環状の補強リング４５が嵌合固定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に車体側部材と締結される取付フランジを有し、内周面に複列の外輪軌道面を有する外輪と、
外周面に複列の内輪軌道面を有する内輪と、
前記各外輪軌道面と前記各内輪軌道面との間に配置される複数個の転動体と、を備え、
前記外輪の軸方向両端部にそれぞれ密封装置を嵌合固定している車輪支持用軸受ユニットであって、
前記外輪の内周面のうちで、前記各外輪軌道面の間には、前記外輪軌道面の溝肩よりも径方向内側に突出する複数の列間凸部が周方向に亙って設けられており、前記列間凸部に環状の補強リングが嵌合固定されていることを特徴とする車輪支持用軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する、車輪支持用軸受ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪を回転自在に支持する車輪支持用軸受ユニットとして、例えば、図４（特許文献１）に示す様な、内輪回転タイプの軸受ユニットが知られている。車輪支持用軸受ユニットは、車体の懸架装置に固定される外輪１の内径側に、車輪を支持固定するハブ輪２を、複数の転動体３を介して回転支持している。
尚、本明細書中の軸方向に関する記述において、インボード側とは、車輪支持用軸受ユニットを取り付けた状態で車体の幅方向中央側となる側を言い、各図の右側となる。反対に、車体の幅方向外側となる側をアウトボード側と言い、各図の左側となる。
【０００３】
外輪１は、内周面に複列の外輪軌道面４ａ，４ｂを、外周面に車体側部材である懸架装置のナックル４０と締結するための取付フランジ１０を、インボード側端部にナックル４０の内周面に嵌合するナックルパイロット部１２を、それぞれ有している。
ハブ輪２は、外周面に複列の内輪軌道面５ａ，５ｂを有している。各外輪軌道面４ａ，４ｂと各内輪軌道面５ａ，５ｂとの間には、各列に複数の転動体３が転動自在に配置されている。尚、図示の例では転動体３は玉であるが、転動体３として円すいころを使用する事もできる。
【０００４】
この様な車輪支持用軸受ユニットをナックル４０に固定する場合、外輪１のナックルパイロット部１２を、アウトボード側からナックル４０の内径側に挿入し、取付フランジ１０のインボード側面をナックル４０のアウトボード側面に当接させる。この状態で、複数のボルト４１を、取付フランジ１０の各ボルト孔１１にそれぞれ挿入して、ナックル４０に締結固定する。
【０００５】
上述した構成の場合、ボルト４１の締結時の締結力が取付フランジ１０に作用し、ナックル４０へ取り付け後の外輪１の変形を招いていた。
即ち、取付フランジ１０のボルト孔１１近傍に作用するボルト４１の締結力（取付フランジ１０をインボード側に引き寄せる力）は、外輪１のアウトボード側部分を径方向に引き伸ばす方向に作用する為、アウトボード側の外輪軌道面４ａは、上下方向が長径の楕円形状の真円度崩れを発生する。一方、締結力は外輪１のインボード側部分を押し潰す方向に作用する為、インボード側の外輪軌道面４ｂは、水平方向が長径の楕円形状の真円度崩れを発生していた。尚、この様な真円度崩れは、取付フランジ１０のボルト孔１１の円周方向位置の不等配の度合いの大きい軸受で、且つ取付フランジ１０から遠いアウトボード側の外輪軌道面４ａで顕著となる。
【０００６】
又、外輪１の内周面とハブ輪２の外周面との間部分で、転動体３が設置された内部空間８は、外輪１のアウトボード端部内周面にシールリング６を、外輪１のインボード端部内周面にキヤップ７を、それぞれ嵌合固定する事により、両端開口部を密封されている。従って、ボルト４１の締結力により外輪１が変形した場合、シールリング６及びキャップ７と外輪１との嵌合力が低下して、キャップ７の脱落、或いはシールリング６の密封性能の低下を招く虞がある。特に、長い下り坂等でブレーキを多用した場合、車輪支持用軸受ユニットの温度が上昇して内部空間８内の圧力が高まり、キャップ７をインボード側に押して脱落させる可能性が高まる。
【０００７】
特許文献１（図４）に開示された車輪支持用軸受ユニットは、この様な問題に対して、アウトボード側の外輪軌道面４ａとインボード側の外輪軌道面４ｂとの間の内径寸法を、転動体３の溝肩への乗り上げ防止に必要な溝肩高さを確保する為の内径寸法よりも小さい環状突起４２を設け（肉盛りをして厚肉とし）、外輪１の筒形状部分の剛性を向上することで、ナックル４０に取り付けた際の変形を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−１０９３２４号公報
【特許文献２】特開２０１４−０２４０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、各外輪軌道面４ａ，４ｂの列間空間の幅全体に肉を盛るため（厚肉に形成するため）、質量の増加が大きく、懸架装置のバネ下重量が増加して、自動車の乗り心地や操縦安定性に悪影響を与える可能性がある。また、質量の増加が大きい割には、外輪１の剛性は高まらなかった。
【００１０】
本発明は、従来技術の有するこの様な問題点に鑑みて成されたものであり、外輪の剛性を高くしてナックルへの取付変形を防止する事により、外輪軌道面の真円度崩れを阻止すると共に、密封装置の性能を確保した車輪支持用軸受ユニット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】
【００１１】
本発明に係わる車輪支持用軸受ユニットは、外周面に車体側部材と締結される取付フランジを有し、内周面に複列の外輪軌道面を有する外輪と、外周面に複列の内輪軌道面を有する内輪と、前記各外輪軌道面と前記各内輪軌道面との間に配置される複数個の転動体と、を備え、前記外輪の軸方向両端部にそれぞれ密封装置を嵌合固定している。
【００１２】
特に、本発明の車輪支持用軸受ユニットは、前記外輪の内周面のうちで、前記各外輪軌道面の間には、前記外輪軌道面の溝肩よりも径方向内側に突出する複数の列間凸部が周方向に亙って設けられており、前記列間凸部に環状の補強リングが嵌合固定されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、外輪軌道面の真円度崩れを阻止すると共に、密封装置の性能を確保した車輪支持用軸受ユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態を示す、車輪支持用軸受ユニットの断面図。
【図２】第２実施形態を示す、車輪支持用軸受ユニットの断面図。
【図３】第３実施形態を示す、車輪支持用軸受ユニットの断面図。
【図４】先行技術の一例を示す、車輪支持用軸受ユニットの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態について、図面を参照して説明する。尚、本実施形態は、本発明の一実施形態であって、何等これに限定解釈されるものではなく本発明の範囲内で設計変更可能である。
本実施形態では、図１に示す従動輪用である内輪回転タイプの車輪支持用軸受ユニットを想定していが、本願の技術は駆動輪用の車輪支持用軸受ユニットにも適用可能である。
【００１６】
本実施形態の車輪支持用軸受ユニットは、車体側部材である懸架装置のナックル（不図示）にボルトを介して固定され外輪１ａと、外輪１ａの内径側に車輪と連結されて回転自在に支持されるハブ輪２と、を備えている。外輪１ａの内周面に形成された複列の外輪軌道面４ａ，４ｂと、ハブ輪２の外周面に形成された複列の内輪軌道面５ａ，５ｂによって形成される環状の軌道を複列で備え、各軌道に、保持器９によって転動可能に保持された複数の転動体３を配置している。
【００１７】
外輪１ａの内周面とハブ輪２の外周面との間には、転動体３が配置され、グリースが封入された内部空間８が形成されている。外輪１ａのアウトボード側内周面にシールリング６を装着すると共に、外輪１ａのインボード側内周面に金属製のキャップ７ａを装着する事により、内部空間８の両端開口部を密閉している。尚、駆動輪用の車輪支持用軸受ユニットの場合には、キャップ７ａに替えて組み合わせシールリングを適用する事もできる。
【００１８】
ハブ輪２は、ハブ本体２０と内輪部材２１とを結合して構成されている。ハブ本体２０の外周面には、アウトボード側に径方向外側に向けて突出する回転フランジ２２を、軸方向中間部分にアウトボード側の内輪軌道面５ａを、インボード側に小径段部２３を、それぞれ形成している。外周面にインボード側の内輪軌道面５ｂを有する内輪部材２１は、小径段部２３に外嵌された状態で、ハブ本体２０のインボード端部を径方向外側に塑性変形させた加締め部２４により加締め固定されている。回転フランジ２２には図示しない車輪が固定され、ハブ輪２は車輪と共に回転する。ハブ輪２（ハブ本体２０）のインボード側面には、アウトボード側に凹んだ円筒状のハブ凹部２５が形成されている。
【００１９】
外輪１ａは、略円筒形状で、インボード側寄りの外周面に、図示しないナックルに対して固定される取付フランジ１０を、径方向外側に向けて突設している。取付フランジ１０のインボード側には、ナックルの内周面に嵌合する円筒状のナックルパイロット部１２が設けられている。
【００２０】
取付フランジ１０は、径方向外側に突出させた複数箇所（例えば３乃至４箇所）の部分に、軸方向に貫通するたボルト孔１１を設けている。そして、取付フランジ１０が突設されている外輪１ａの内径側には、取付フランジ１０と径方向に重なる様にしてインボード側の外輪軌道面４ｂが形成されている。本構成により剛性が高まり、インボード側の外輪軌道面４ｂの真円度崩れは、アウトボード側の外輪軌道面４ａと比較して小さい。
【００２１】
外輪１ａの内周面のうちで、アウトボード側の外輪軌道面４ａとインボード側の外輪軌道面４ｂとの間（列間）には、各外輪軌道面４ａ，４ｂの溝肩部１３ａ，１３ｂよりも径方向内側に突出する状態で、複数の列間凸部１４が、円周方向に亙って設けられている。
具体的には、各外輪軌道面４ａ，４ｂの列間部分には、円周方向等間隔に、軸方向に延びる複数のスプライン内歯（列間凸部１４）を設けたスプライン形状に形成されている。各列間凸部１４の底部の外接円の径寸法は、各外輪軌道面４ａ，４ｂに隣接する溝肩部１３ａ，１３ｂよりも小径としている。尚、列間凸部１４（スプラインの内歯）の断面形状は、一般的なインボリュート曲線である必要は無く、外輪１ａの変形防止効果を高める為には角スプライン形状が好ましい。
【００２２】
更に、各外輪軌道４ａ，４ｂの列間部分には、列間凸部１４に係合する係合凹部４６（スプライン外歯）を有する補強リング４５が嵌合固定されている。補強リング４５は、アルミニウム合金等の軽金属により全体を円環状に形成したものであり、その外周面には列間凸部１４に係合する複数の係合凹部４６が、周方向に亙って設けられている。係合凹部４６を列間凸部１４に対してねじれ角を有する状態で形成する事により、補強リング４５を外輪１に固定した後における、ガタの防止と抜け止めを図っている。
又、補強リング４５は、自動車の走行時に想定される最大のモーメント荷重が軸受ユニットに負荷され、外内輪に相対傾きが発生した場合でも、ハブ輪２と接触することのない隙間を有する内径寸法に設定されている。
【００２３】
上述した様な構成を有する外輪１ａは熱間鍛造により製造され、複数の列間凸部１４により形成されるスプライン形状は、目抜き工程（外輪成形時の中間素材の内径に存在する隔壁部分を、プレス加工等によって打ち抜き除去する工程）において打ち抜く際に成形される（特許文献２参照）。尚、外輪１ａの目抜き工程においては円形に打ち抜き、後工程のブローチ加工により列間凸部１４（スプライン形状）を成形することもできる。
【００２４】
外輪１ａのナックルパイロット部１２は、円筒面形状の内周面を有しており、そのインボード端部にキャップ７ａを内嵌固定している。キャップ７ａは、金属板材に曲げ加工を施す事により、全体を有底円筒状に成形したもので、キャップ円筒部５０と、キャップ鍔部５１とキャップ底部５２とを備えている。キャップ鍔部５１は、円筒形状であるキャップ円筒部５１のインボード端を径方向外側に折り曲げて形成されている。キャップ底部５２は、キャップ円筒部５０のアウトボード端部を径方向内側に折り曲げる事により、キャップ円筒部５０のアウトボード側開口部を塞ぐ様に形成されている。
【００２５】
この様なキャップ７ａは、キャップ円筒部５０の外周面をナックルパイロット部１２の内周面に内嵌すると共に、キャップ鍔部５１のアウトボード側面をナックルパイロット部１２のインボード端面に突き当てる事により、外輪１ａのインボード端部に位置決め固定されている。キャップ底部５２は、ハブ輪２のインボード側面と概略同じ形状を有しており、装着された状態で、キャップ底部５２のアウトボード側面とハブ輪２のインボード側面の全面とは、僅かな隙間を維持した状態で対向している。又、キャップ底部５２の中央部分にはアウトボード側に膨出する有底円筒状のキャップ膨出部５３が形成されており、ハブ輪２のインボード側面に形成されたハブ凹部２５の内部にキャップ膨出部５３を進入させている。
【００２６】
外輪１ａのアウトボード端部の内周面は、円筒面形状であり、シールリング６を内嵌固定している。シールリング６は、弾性材から成るシールリップの先端をハブ輪２の外周面に対して全周に亙り摺接させる事により、外輪１ａ（内部空間８）のアウトボード端部開口を密封している。
【００２７】
以上の構成により、外輪の剛性を高くしてナックルへの取付変形を防止して、外輪軌道面の真円度崩れを阻止すると共に、密封装置の性能を確保した車輪支持用軸受ユニットを提供できる。
即ち、各外輪軌道面４ａ，４ｂの列間部分には径方向内側に突出する複数の列間凸部１４が設けられている為、質量増加が少ない割に外輪１ａの剛性を高める事ができる。又、列間凸部１４には軽量な補強リング４５が嵌合固定されているので、外輪１ａの重量増加を抑制しながら更に剛性を高めて、取付フランジ１０のナックルへの取付に伴う外輪軌道面４ａ，４ｂの変形を阻止する事ができる。従って、外輪軌道面４ａ、４ｂの真円度崩れによる、車輪支持用軸受ユニットの寿命低下を防止できる。
【００２８】
又、シールリング６が嵌合する外輪１ａのアウトボード側内周面が変形しないので、嵌合面に発生した隙間から異物が侵入する事を防止して、シールリング６の密封性能を維持できる。同様に、ナックルパイロット部１２の内周面が変形しないので、嵌合力を維持して、キャップ７ａの脱落を防止できる。更に、列間凸部１４及び補強リング４５が、各外輪軌道４ａ，４ｂの列間部分の空間を占有すると共に、キャップ底部５２がハブ輪２のインボード側面の全面と僅かな隙間により対向している為、内部空間８に存在する空気量を大幅に低減している。従って、軸受ユニットの温度が上昇した場合でも、内部空間８内の空気の膨張に伴う圧力上昇を緩和して、キャップ７ａが抜け落ちる事を防止している。
【００２９】
補強リング４５の材料としては軽金属を例示したが、外輪１ａの肉厚（剛性）、ボルト孔１１の不等配の度合いにより、各種の材料を選択する事ができる。
例えば、外輪が比較的厚肉でボルト孔が比較的等配の場合には、軽量な樹脂材により補強リング４５を製造する事もできる。これにより、質量増加を最小限としながら、外輪軌道面の真円度崩れを阻止すると共に、密封装置の性能を確保できる。一方、外輪が比較的薄肉で、ボルト孔も不等配である場合には、炭素鋼等の剛性が高い素材により補強リング４５を製造する事もできる。これにより、外輪軌道面の真円度崩れを阻止しながら、密封装置の性能を確保できる。
【００３０】
列間凸部１４及び係合凹部４６の形状としてはスプライン形状を例示したが、列間部分の断面形状を楕円形、花弁形状、多角形等にする事もできる。これらの場合、列間凸部１４の断面形状は、三日月形状、三角形状、部分円形状等になる。また、列間凸部１４と係合凹部４６との係合部位に対して、接着剤の塗布、溶接等を施す事により、補強リング４５の軸方向への移動を防止する事もできる。
【００３１】
［第２実施形態］
図２は、本発明の第２実施形態を示している。本実施形態の車輪支持用軸受ユニットの場合、補強リング４５ａの軸方向片側に径方向外側に突出する鍔部４７を形成し、この鍔部４７を、列間凸部１４と外輪１ｂの溝肩部１３ｂに係止した止め輪４８との間で狭持する事により、補強リング４５ａの軸方向への移動を防止している。
【００３２】
補強リング４５ａを樹脂材により製造した場合、長期の使用に伴い、レオロジー的な樹脂の流動により、係合凹部４６の締め代が失われる可能性がある。又、補強リング４５ａを軽金属により製造した場合、係合凹部４６のフレッチング摩耗により、係合凹部４６の締め代が失われる可能性がある。本実施形態では、係合凹部４６の締め代が失われても、補強リング４５ａが軸方向に移動して、転動体３及び保持器９と干渉する事を防止している。尚、図示の例では、鍔部４７をインボード側に設け、インボード側の溝肩部１３ｂに止め輪４８を係止しているが、アウトボード側に鍔部４７を形成し、溝肩部１３ａに止め輪４８を係止する構成とする事もできる。
その他の構成及び作用効果は、前述した第１実施形態と同様である。
【００３３】
［第３実施形態］
図３は、本発明の第３実施形態を示している。本実施形態の車輪支持用軸受ユニットの場合、外輪１ｃの各溝肩１３ａ，１３ｂにそれぞれ止め輪４８を係止して、２つの止め輪４８の間に補強リング４５ｂを狭持する事により、補強リング４５ｂの軸方向への移動を防止している。
その他の構成及び作用効果は、前述した第１実施形態と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の車輪支持用軸受ユニットは、自動車の車輪を回転自在に支持する軸受ユニットとして好適に利用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ  外輪
２  ハブ輪
３  転動体
４ａ，４ｂ  外輪軌道面
５ａ，５ｂ  内輪軌道面
６  シールリング
７，７ａ  キャップ
８  保持器
９  内部空間
１０  取付フランジ
１１  ボルト孔
１２  ナックルパイロット部
１３ａ，１３ｂ  溝肩部
１４  列間凸部
２０  ハブ本体
２１  内輪部材
２２  回転フランジ
２３  小径段部
２４  加締め部
２５  ハブ凹部
４０  ナックル
４１  ボルト
４２  環状突起
４５，４５ａ，４５ｂ  補強リング
４６  係合凹部
４７  鍔部
４８  止め輪
５０  キャップ円筒部
５１  キャップ鍔部
５２  キャップ底部
５３  キャップ膨出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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