(57)【要約】      （修正有）【課題】軽量化を図り、しかも強度を確保し得る転がり軸受装置を提供する。【解決手段】ハブユニット１（転がり軸受装置）は、車体側に固定される外輪２と、ブレーキディスクロータ２０等（車輪側）に固定されて外輪２と同軸に配置される軸部３ａを一体に有するハブホイール３（内輪）と、外輪２と内輪３との間にて周方向に配置される転動体５とを備える。ハブホイール３の軸部３ａには、軸方向に貫通する貫通孔３ａ２が形成される。貫通孔３ａ２には、ハブホイール３を形成する材料に比して比重が小さく、かつ線膨張率の大きい金属材料からなる補強材３１が挿入される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側に固定される外輪と、車輪側に固定されて前記外輪と同軸に配置される軸部を一体に有する内輪と、前記外輪と前記内輪との間にて周方向に配置される転動体とを備えた転がり軸受装置において、
前記内輪の軸部には、軸方向に貫通する貫通孔が形成されており、前記貫通孔には、該内輪を形成する材料に比して比重が小さく、かつ線膨張率の大きい材料からなる補強材が挿入されていることを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
前記内輪は鍛造成形品であり、前記補強材は金属材料であり、該金属材料は前記貫通孔に圧入嵌合されてなる請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記内輪は鍛造成形品であり、前記補強材は樹脂材料であり、該樹脂材料は前記貫通孔に射出成形されてなる請求項１に記載の転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受装置に関し、特に自動車の車輪を支持する転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の転がり軸受装置には、近年における自動車の走行安定性の向上により、例えば旋回走行時に生じる高い横方向加速度等に耐え得るよう強度（剛性）の向上がますます求められている。その一方で、小型軽量化への要求も限りなくある。これら相反する要求を達成するために、例えば下記特許文献１には、自動車の駆動輪を支持する転がり軸受において、等速ジョイントの外輪と、この外輪の外周部に圧入嵌合されるハブ（内輪）とをプレス成形により別々に製作し、外輪の肉厚をハブの肉厚に比して薄くするようにした技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３１７７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された転がり軸受装置では、その装置を良好に軽量化し得るものの、強度面では未だ不十分な点も多く、強度面においても良好な転がり軸受装置の開発が望まれていた。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、軽量化を図り、しかも強度を確保し得る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および発明の効果】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、車体側に固定される外輪と、車輪側に固定されて外輪と同軸に配置される軸部を一体に有する内輪と、外輪と内輪との間にて周方向に配置される転動体とを備えた転がり軸受装置において、内輪の軸部には、軸方向に貫通する貫通孔が形成されており、貫通孔には、内輪を形成する材料に比して比重が小さく、かつ線膨張率の大きい材料からなる補強材が挿入されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の転がり軸受装置においては、内輪の軸部に形成された貫通孔に、内輪を形成する材料に比して比重が小さい補強材が挿入されている。このため、内輪が単一の材料で形成されているものに比して内輪を軽量化することができる。この場合、補強材の外径を大きくすれば、その大きくした分だけ、内輪の肉厚を小さくすることが可能となり、内輪の肉厚を小さくすることができる分、軽量化が可能となる。また、補強材は、内輪を形成する材料に比して線膨張率（線膨張係数）の大きい材料で形成されている。このため、転がり軸受装置の使用時における温度上昇に際して補強材が貫通孔の半径方向に膨張することにより、軸部の内周部に応力が発生し、内輪の強度を確保することが可能である。また、補強材の膨張により、補強材の軸部からの抜けや、クリープ（軸部の内周面と補強材の外周面との周方向の滑り）を良好に防止することもできる。
【０００８】
本発明の実施に際して、内輪は鍛造成形品であり、補強材は金属材料であり、該金属材料は貫通孔に圧入嵌合されてなるとよい。この場合、内輪を形成する材料としては、例えばＳ５５Ｃ等の炭素鋼が好適であり、補強材を形成する金属材料としては、アルミニウム、銅などが好適である。また、貫通孔の内周面及び補強材の外周面の少なくとも一方は、切削加工によって径寸法の精度が確保されていることが望ましい。これによれば、内輪が鍛造成形品であるため、内輪において強度が必要とされる部位の強度を確保した上で、軸部に可能な限り大きな貫通孔を形成することができ、内輪の重量を効果的に低減することが可能である。
【０００９】
また、本発明の実施に際して、内輪は鍛造成形品であり、補強材は樹脂材料であり、該樹脂材料は貫通孔に射出成形されてなるとよい。この場合、内輪を形成する材料としては、例えばＳ５５Ｃ等の炭素鋼が好適であり、樹脂材料は貫通孔の内周面が鍛造肌の状態で射出成形により内輪と一体化されるのが望ましい。これによっても、内輪の重量を可能な限り低減することが可能である。また、樹脂材料は、金属材料に比して比重が小さく、線膨張率も大きいので、補強材自体も軽量化することができる。また、例えば貫通孔が鍛造肌の状態、すなわち貫通孔の面粗度が悪い状態で樹脂を一体成形した場合には、樹脂材料の軸部に対するクリープを良好に防止することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
ａ．第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の転がり軸受装置を採用したハブユニット１の配置構成図、図２は、図１に示したハブユニット１の縦断面図である。なお、以下の説明において、車両インナ側とは図２における左側を示し、車両アウタ側とは図２における右側を示すものとする。
【００１１】
ハブユニット１は、例えば前輪駆動車の後輪側（従動輪側）のものであり、複列外向きのアンギュラ玉軸受構造とされている。具体的には、ハブユニット１は、車体ＢＤ側のハブナックル１０に固定される外輪２と、この外輪２の中心軸Ｏと同軸に配置されて車輪側のタイヤホイール（図示省略）及びブレーキディスクロータ２０に固定されるハブホイール３（内輪）と、ハブホイール３の車両インナ側端部の外周面に嵌着される内輪部材４と、ハブホイール３又は内輪部材４との間にて周方向に配置される複数の転動体５とを備えている。
【００１２】
外輪２は、軸方向に延びる円筒状の本体部２ａと、本体部２ａの車両インナ側にて軸方向に突出形成された円筒部２ｂと、本体部２ａの車両インナ側にて径方向に突出形成されたハブ取付けフランジ２ｃとを備えている。本体部２ａの内周面には、車両アウタ側に配置された転動体５用の軌道面２ａ１と、車両インナ側に配置された転動体５用の軌道面２ａ２とが形成されている。
【００１３】
円筒部２ｂは、ハブナックル１０の外輪収容孔１１の内側に挿入される。ハブ取付けフランジ２ｃは、ハブナックル１０の外輪収容孔１１の周縁部に当接し、本体部２ａのハブナックル１０に対する軸方向への移動を規制する。このハブ取付けフランジ２ｃには、複数のボルト挿通孔２ｄ１を有する外輪締結部２ｄが一体形成されていて、これらボルト挿通孔２ｄ１にボルト（図示省略）がねじ結合されることにより、外輪２がハブナックル１０に取り付けられる。
【００１４】
ハブホイール３は、軸方向に延び出し車両アウタ側にて外輪２から突出する段付き状の軸部３ａと、軸部３ａの車両アウタ側にて径方向に突出形成された車輪取付けフランジ３ｂと、軸部３ａの車両アウタ側にて軸方向に突出形成された円筒状のインロウ部３ｃとを備えている。本体部３ａの外周面には、外輪２の軌道面２ａ１に対応して軌道面３ａ１が形成されている。なお、内輪部材４の外周面には、外輪２の軌道面２ａ２に対応する軌道面４ａが形成されている。
【００１５】
車輪取付けフランジ３ｂには、タイヤホイール及びブレーキディスクロータ２０への取付けに使用される複数のボルト孔３ｂ１が形成されており、これらボルト挿通孔３ｂ１にボルト６が圧入嵌合されることにより、タイヤホイール及びブレーキディスクロータ２０が車輪取付けフランジ３ｂに取り付けられる。インロウ部３ｃは、ブレーキディスクロータ２０の内輪収容孔２１の内側に挿入される。
【００１６】
外輪２とハブホイール３との間には、転動体５を配置するための環状空間が形成されており、この環状空間は、車両インナ側及び車両アウタ側とでリング状のシール部材７，８により、外輪２とハブホイール３との相対回転を許容した状態で密封されている。
【００１７】
ところで、この第１実施形態では、ハブホイール３が、例えばＳ５５Ｃ等の炭素鋼を用いて冷間による型鍛造で成形され、この型鍛造に際してハブホイール３の軸部３ａに所定大きさの貫通孔（鍛造成形時貫通孔）が形成されるようになっている。そして、この貫通孔に内径切削加工が施され、径寸法の精度が確保された貫通孔３ａ２が形成されている。
【００１８】
貫通孔３ａ２には、補強材３１が挿入されている。補強材３１は、ハブホイール３を形成する炭素鋼に比して比重が小さく、かつ線膨張率（線膨張係数）の大きい例えばアルミニウム、銅などの金属材料で形成されている。補強材３１は、その外径が貫通孔３ａ２の内径より所定の締めしろだけ大きくなるように外径切削加工が施され、貫通孔３ａ２に圧入嵌合されている。
【００１９】
この第１実施形態によれば、炭素鋼のみで形成されているハブホイールに比してハブホイール３を軽量化することができる。また、補強材３１は、炭素鋼に比して線膨張率の大きい金属材料で形成されている。このため、ハブユニット１の使用時における温度上昇に際して補強材３１が貫通孔３ａ２の半径方向に膨張することにより、軸部３ａの内周部に応力が発生し、ハブホイール３の強度を確保することが可能である。また、補強材３１の熱膨張により、補強材３１の軸部３ａからの抜けや、クリープを良好に防止することもできる。
【００２０】
また、ハブホイール３が鍛造成形品であるため、ハブホイール３において強度が必要とされる部位の強度を確保した上で、軸部３ａに可能な限り大きな貫通孔３ａ２を形成することができる。すなわち、補強材３１の外径を大きくすることができるので、その大きくした分だけ、ハブホイール３の肉厚を小さくすることが可能となり、ハブホイール３の肉厚を小さくすることができる分、軽量化が可能となって、ハブホイール３の重量を効果的に低減することができる。
【００２１】
なお、補強材３１の軸長は、ハブホイール３の大きさや転動体５のピッチ円直径などを考慮に入れて、例えば図３に示すように短く設定することも可能である。また、補強材３１を中実状に形成する場合に限らず、中空状に形成してもよい。
【００２２】
また、ハブホイール３と補強材３１との両部材に切削加工を施す場合に限らず、両部材の少なくとも一方のみに切削加工を施すようにしてもよい。
【００２３】
ｂ．第２実施形態
上記第１実施形態では、補強材３１として金属材料を使用したが、これに代えて、例えば図４に示すように、補強材４１として樹脂材料を使用してもよい。すなわち、補強材４１は、ハブホイール３を形成する炭素鋼に比して比重が小さく、かつ線膨張率（線膨張係数）の大きい例えばＡＢＳ樹脂などの樹脂材料で形成されている。そして、この補強材４１は、鍛造成形時貫通孔３ａ３、すなわち、貫通孔３ａ３の内周面が鍛造肌の状態で射出成形によりハブホイール３と一体化されている。
【００２４】
この第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様、炭素鋼のみで形成されているハブホイールに比してハブホイール３を軽量化することができる。また、補強材４１が、炭素鋼に比して線膨張率の大きい樹脂材料で形成されているため、ハブユニット１の使用時における温度上昇に際して補強材４１が貫通孔３ａ３の半径方向に膨張することにより、軸部３ａの内周部に応力が発生し、ハブホイール３の強度を確保することが可能である。また、補強材４１の熱膨張により、補強材４１の軸部３ａからの抜けを良好に防止することもできる。特に、この第２実施形態では、貫通孔３ａ３の面粗度が悪い状態で樹脂材料が一体成形されるので、補強材４１の軸部３ａに対するクリープを良好に防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１及び第２実施形態に係るハブユニットの配置構成図。
【図２】本発明の第１実施形態に係るハブユニットの縦断面図。
【図３】第１実施形態の変形実施形態に係るハブユニットの縦断面図。
【図４】本発明の第２実施形態に係るハブユニットの縦断面図。
【符号の説明】
【００２６】
ＢＤ  車体
１  ハブユニット（転がり軸受装置）
２  外輪
３  ハブホイール（内輪）
３ａ  軸部
３ａ２，３ａ３  貫通孔
３ｂ  車輪取付けフランジ
３ｃ  インロウ部
５  転動体
１０  ハブナックル
２０  ブレーキディスクロータ
３１，４１  補強材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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