JP2008256144A - 車輪用転がり軸受装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】軽量化を図ることができるとともに、強度を確保することができる車輪用転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】車輪用転がり軸受装置1は、車輪が取り付けられるフランジ部11と、車輪と一体に回転する軸部12とが形成されたハブ軸10と、軸部12の外周側に配置されたころ21と外輪32を備え、ハブ軸10を回転可能に支持する転がり軸受30とを備える。軸部12には、アキシアル方向において窪んだ凹部13が形成されている。この凹部13は、軸部12の車輪側の端部12aから、外輪32からころ21への作用線L1が転がり軸受30の中心軸と交わる作用点P1まで形成されている。
【選択図】図1
【解決手段】車輪用転がり軸受装置1は、車輪が取り付けられるフランジ部11と、車輪と一体に回転する軸部12とが形成されたハブ軸10と、軸部12の外周側に配置されたころ21と外輪32を備え、ハブ軸10を回転可能に支持する転がり軸受30とを備える。軸部12には、アキシアル方向において窪んだ凹部13が形成されている。この凹部13は、軸部12の車輪側の端部12aから、外輪32からころ21への作用線L1が転がり軸受30の中心軸と交わる作用点P1まで形成されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両の従動輪に使用される車輪用転がり軸受装置に関する。
車両の従動輪に使用される車輪用転がり軸受装置としては、例えば、ハブ軸と、ハブ軸を回転可能に支持する転がり軸受とを備えたものが知られている。一般に、ハブ軸には、車両の車輪が取り付けられるフランジ部と、車輪と一体に回転する軸部とが形成されている。また、転がり軸受は、軸部の外周側に配置された転動体と、車両の車体に対して固定される外輪とを備えている。
また、一般に、車両の部品の軽量化のために、上述の車輪用転がり軸受装置の軸部に、アキシアル方向において窪んだ凹部を形成することが知られている(例えば、特許文献1参照)。このような凹部を形成することにより、車輪用転がり軸受装置の体積を小さくすることができ、凹部が形成されていない車輪用転がり軸受装置と比し、車輪用転がり軸受装置を軽量化することができる。
特開2002−206538号公報(図1)
しかしながら、上述の凹部が、アキシアル方向へ大きく窪んでいる場合は、車輪用転がり軸受装置が所望の強度を確保することが困難となる問題がある。即ち、凹部がアキシアル方向へ大きく窪むと、軸部の肉厚が薄くなる部分が多くなり、応力が発生しやすくなるため、車輪用転がり軸受装置に割れが発生する場合があった。また、上述の凹部が、アキシアル方向へ小さく窪んでいる場合は、所望の強度を確保することはできるものの、十分な軽量化を図ることができなくなる。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、軽量化を図ることができるとともに、強度を確保することができる車輪用転がり軸受装置を提供することにある。
請求項1に記載の発明は、車輪が取り付けられるフランジ部と、車輪と一体に回転する軸部とが形成されたハブ軸と、軸部の外周側に配置された転動体と外輪を備え、ハブ軸を回転可能に支持する転がり軸受とを備える車輪用転がり軸受装置において、軸部には、アキシアル方向において窪んだ凹部が形成され、凹部は、軸部の車輪側の端部から、外輪から転動体への作用線が転がり軸受の中心軸と交わる作用点まで形成されていることを特徴とする。なお、アキシアル方向とは、転がり軸受の回転の中心軸に平行な方向のことをいい、車輪側とは、アキシアル方向において、車輪に近い方である。また、外周側とは、アキシアル方向に垂直な方向であるラジアル方向において、転がり軸受の回転の中心軸に遠い方である。また、外輪から転動体への作用線とは、外輪から転動体へ加わる力の合力の作用線であり、外輪から転動体へ加わる力とは、ハブ軸と外輪の相対的な回転速度が零のとき、またはハブ軸が外輪に対して回転しているときに、外輪から転動体へ働く力である。
同構成によれば、凹部が、軸部の車輪側の端部から、外輪から転動体への作用線が転がり軸受の中心軸と交わる作用点まで形成されているため、軽量化を図ることができるとともに、強度を確保することができる。即ち、凹部が、軸部の車輪側の端部から、上述の作用点よりも窪んでいない場合は、強度は確保できるものの、軽量化を図ることができず、上述の作用点よりも窪んでいる場合は、軽量化を図ることができるものの、強度を確保することが困難となる。従って、凹部が、軸部の車輪側の端部から、外輪から転動体への作用線が転がり軸受の中心軸と交わる作用点まで形成されているため、上述の場合と比し、軽量化を図ることができるとともに、強度を確保することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の車輪用転がり軸受装置であって、転がり軸受は、さらに、軸部の外周側に配置された他の転動体を備え、外輪は、車体に対して取り付けられ、軸部には、アキシアル方向において窪んだ他の凹部が形成され、他の凹部は、軸部の車体側の端部から、外輪から他の転動体への作用線が転がり軸受の中心軸と交わる作用点まで形成されていることを特徴とする。なお、車体側とは、アキシアル方向において、車体に近い方である。
同構成によれば、他の凹部が、軸部の車体側の端部から、外輪から他の転動体への作用線が転がり軸受の中心軸と交わる作用点まで形成されているため、強度を確保するとともに、さらに軽量化を図ることができる。
本発明によれば、車輪用転がり軸受装置の軽量化を図ることができるとともに、強度を確保することができる。
以下に、本発明の好適な実施形態について説明する。図1は、本発明に係る車輪用転がり軸受装置を説明するための一部断面図である。本発明の車輪用転がり軸受装置1は、図1に示すように、ハブ軸10と、転動体としてのころ21,22と内輪31と外輪32とを備える転がり軸受30とを備えている。この車輪用転がり軸受装置1を介して、車体(不図示)に従動輪である車輪(不図示)が取り付けられる。なお、図中の一点鎖線は、転がり軸受30の中心軸(即ち、転がり軸受30の回転の中心軸)を示している。また、図中の矢印Aは、転がり軸受30の中心軸に平行な方向であるアキシアル方向を示し、図中の矢印Rは、転がり軸受30の中心軸に垂直な方向であるラジアル方向を示している。
本実施形態においてハブ軸10には、図1に示すように、フランジ部11と、軸部12とが一体に形成されている。ハブ軸10は、従動輪である車輪に対して固定されることにより、中心軸を回転軸として、車輪と一体に回転する。
フランジ部11は、図1に示すように、軸部12の車輪側(即ち、図中の矢印Sが示す方であって、アキシアル方向において車輪に近い方)の外周から、外周側(即ち、図中の矢印Xが示す方であって、ラジアル方向において転がり軸受30の中心軸に遠い方)へ向けて、延設されている。このフランジ部11に挿通されたボルト40を用いて、フランジ部11に車輪が取り付けられることにより、ハブ軸10が車輪に対して固定される。
また、軸部12は、その断面が、転がり軸受30の中心軸を対称軸として、線対称となるように形成されている。この軸部12には、図1に示すように、アキシアル方向において窪んだ凹部13,14と、内輪軌道面15と、内輪外嵌面16と、かしめ部17とが形成されている。凹部13,14は、それらの断面が、転がり軸受30の中心軸を対称軸として、線対称となるように形成されている。
また、内輪軌道面15と内輪外嵌面16は、図1に示すように、軸部12の外周に形成されている。内輪軌道面15は、ころ21の軌道面となり、内輪外嵌面16の外周には、ころ22の軌道面を有する内輪31が外嵌される。また、かしめ部17は、図1に示すように、軸部12の内輪外嵌面16に外嵌された内輪31を、ハブ軸10に押圧して固定するように、軸部12の車体側(即ち、図中の矢印Tが示す方であって、アキシアル方向において車体に近い方)の外周に形成されている。
また、本実施形態において転がり軸受30は、図1に示すように、2列のころ21,22と、内輪31と、外輪32と、保持器33と、シール34とを備え、車体に対して固定されるとともに、ハブ軸10を回転可能に支持している。
複列である2列のころ21,22は、図1に示すように、それぞれ円すい状に形成され、それぞれが所定の接触角を有している。より具体的には、車輪側のころ21に荷重が加わった際のころ21に係る作用点は、ころ21の中心点よりも、アキシアル方向において車輪側に存在するとともに、車体側のころ22に荷重が加わった際のころ22に係る作用点は、ころ22の中心点よりも、アキシアル方向において車体側に存在する。即ち、ころ21,22は、いわゆる外向きに配置されている。そして、ころ21,22は、軌道面上において所定個数が転動自在に配置されている。なお、ころ21に係る作用点とは、軸部12または外輪32によってころ21へ加えられる力の合力の作用線が、転がり軸受30の中心軸と交わる点のことをいい、ころ22に係る作用点とは、内輪31または外輪32によってころ22へ加えられる力の合力の作用線が、転がり軸受30の中心軸と交わる点のことをいう。
また、内輪31は、図1に示すように、ころ22の軌道面となる内輪軌道面31aを有し、上述の内輪外嵌面16に外嵌されるよう、その断面が、転がり軸受30の中心軸を対称軸として、線対称となるように環状に形成されている。
また、外輪32は、転がり軸受30の中心軸を対称軸として、略線対称となるように形成されている。この外輪32の内周には、図1に示すように、テーパ状に形成された外輪軌道面32a,32bが形成されるとともに、外輪32の外周にはフランジ部(不図示)が形成されている。外輪軌道面32aは、ころ21の軌道面となっており、外輪軌道面32bは、ころ22の軌道面となっている。そして、ボルト(不図示)を用いて、外輪32の外周に形成されたフランジ部に車体の一部が取り付けられることにより、外輪32が車体に対して固定される。なお、外輪32にフランジ部を形成しない構成としてもよいが、外輪32を車体に対して取り付ける際の、組み付け工数の削減の観点から、外輪32にはフランジ部が形成されていることが好ましい。
また、保持器33は、内輪軌道面15及び外輪軌道面32aを軌道面とする複数のころ21、または内輪軌道面31a及び外輪軌道面32bを軌道面とする複数のころ22が、軌道面上において一定の間隔を保つように形成され、複数のころ21、または複数のころ22を囲むように設けられている。
また、シール34は、外輪32とハブ軸10及び内輪31によって形成された、ころ21,22を有する空間へ雨水や塵埃等の異物が混入しないように、図1に示すように、外輪32の端部32c,32dの内周に設けられている。
ここで、本実施形態においては、図1に示すように、凹部13が、軸部12の車輪側の端部12aから、外輪32からころ21への作用線L1が転がり軸受30の中心軸と交わる作用点P1まで形成されている点に特徴がある。なお、外輪32からころ21への作用線L1とは、外輪32からころ21へ加わる力の合力の作用線であり、外輪32からころ21へ加わる力とは、ハブ軸10と外輪32の相対的な回転速度が零のとき、またはハブ軸10が外輪32に対して回転しているときに、外輪32からころ21へ働く力である。
また、本実施形態においては、図1に示すように、凹部14が、軸部12の車体側の端部12bから、外輪32からころ22への作用線L2が転がり軸受30の中心軸と交わる作用点P2まで形成されている。外輪32からころ22への作用線L2とは、外輪32からころ22へ加わる力の合力の作用線であり、外輪32からころ22へ加わる力とは、ハブ軸10と外輪32の相対的な回転速度が零のとき、またはハブ軸10が外輪32に対して回転しているときに、外輪32からころ22へ働く力である。
上記実施形態の車輪用転がり軸受装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)凹部13は、軸部12の車輪側の端部12aから、外輪32からころ21への作用線L1が転がり軸受30の中心軸と交わる作用点P1まで形成されているため、軽量化を図ることができるとともに、強度を確保することができる。即ち、凹部13が、軸部12の車輪側の端部12aから、上述の作用点P1よりも窪んでいない場合は、強度は確保できるものの、軽量化を図ることができず、上述の作用点P1よりも窪んでいる場合は、軽量化を図ることができるものの、強度を確保することが困難となる。従って、凹部13が、軸部12の車輪側の端部12aから、外輪32からころ21への作用線L1が転がり軸受30の中心軸と交わる作用点P1まで形成されているため、上述の場合と比し、軽量化を図ることができるとともに、強度を確保することができる。
(1)凹部13は、軸部12の車輪側の端部12aから、外輪32からころ21への作用線L1が転がり軸受30の中心軸と交わる作用点P1まで形成されているため、軽量化を図ることができるとともに、強度を確保することができる。即ち、凹部13が、軸部12の車輪側の端部12aから、上述の作用点P1よりも窪んでいない場合は、強度は確保できるものの、軽量化を図ることができず、上述の作用点P1よりも窪んでいる場合は、軽量化を図ることができるものの、強度を確保することが困難となる。従って、凹部13が、軸部12の車輪側の端部12aから、外輪32からころ21への作用線L1が転がり軸受30の中心軸と交わる作用点P1まで形成されているため、上述の場合と比し、軽量化を図ることができるとともに、強度を確保することができる。
(2)他の凹部としての凹部14が、軸部12の車体側の端部12bから、外輪32から他の転動体としてのころ22への作用線L2が転がり軸受30の中心軸と交わる作用点P2まで形成されているため、強度を確保するとともに、さらに軽量化を図ることができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態においては、転動体としてころ21,22を用いたが、図2に示すように、転動体が玉23,24であってもよい。この場合、車輪側の玉23に荷重が加わった際の玉23に係る作用点が、玉23の中心点よりも、アキシアル方向において車輪側に存在するように、軸部12に玉23の軌道面となる内輪軌道面18を形成するとともに、外輪32の内周に、玉23の軌道面となる外輪軌道面32eを形成する。そして、車体側の玉24に荷重が加わった際の玉24に係る作用点が、玉24の中心点よりも、アキシアル方向において車体側に存在するように、内輪31に玉24の軌道面となる内輪軌道面31bを形成するとともに、外輪32の内周に玉24の軌道面となる外輪軌道面32fを形成されている。このようにしても、上記(1),(2)の効果を得ることができる。
・上記実施形態においては、転動体としてころ21,22を用いたが、図2に示すように、転動体が玉23,24であってもよい。この場合、車輪側の玉23に荷重が加わった際の玉23に係る作用点が、玉23の中心点よりも、アキシアル方向において車輪側に存在するように、軸部12に玉23の軌道面となる内輪軌道面18を形成するとともに、外輪32の内周に、玉23の軌道面となる外輪軌道面32eを形成する。そして、車体側の玉24に荷重が加わった際の玉24に係る作用点が、玉24の中心点よりも、アキシアル方向において車体側に存在するように、内輪31に玉24の軌道面となる内輪軌道面31bを形成するとともに、外輪32の内周に玉24の軌道面となる外輪軌道面32fを形成されている。このようにしても、上記(1),(2)の効果を得ることができる。
・ハブ軸10の軸部12には、転動体であるころ21の軌道面となる内輪軌道面15が形成され、ころ21は、外輪32とハブ軸10及び内輪31によって形成された空間において、軌道面上に保持されていたが、ハブ軸10の軸部12に内輪軌道面15を形成しないようにしてもよい。即ち、図3に示すように、内輪31が、ころ22の軌道面となる内輪軌道面31aを有するとともに、ころ21の軌道面となる内輪軌道面31cを有するようにしてもよい。この場合、ころ21,22は、外輪32と内輪31によって形成された空間において、軌道面上に所定個数が転動自在に保持されている。このようにしても、上記(1),(2)の効果を得ることができる。
1…車輪用転がり軸受装置、10…ハブ軸、11…フランジ部、12…軸部、12a,12b…端部、13…凹部、14…凹部(他の凹部)、21…ころ(転動体)、22…ころ(他の転動体)、23…玉(転動体)、24…玉(他の転動体)、30…転がり軸受、31…内輪、32…外輪、L1,L2…作用線、P1,P2…作用点。
Claims (2)
- 車輪が取り付けられるフランジ部と、前記車輪と一体に回転する軸部とが形成されたハブ軸と、
前記軸部の外周側に配置された転動体と外輪を備え、前記ハブ軸を回転可能に支持する転がり軸受と、
を備える車輪用転がり軸受装置において、
前記軸部には、アキシアル方向において窪んだ凹部が形成され、
前記凹部は、前記軸部の前記車輪側の端部から、前記外輪から前記転動体への作用線が前記転がり軸受の中心軸と交わる作用点まで形成されている
ことを特徴とする車輪用転がり軸受装置。 - 前記転がり軸受は、さらに、前記軸部の外周側に配置された他の転動体を備え、
前記外輪は、車体に対して取り付けられ、
前記軸部には、アキシアル方向において窪んだ他の凹部が形成され、
前記他の凹部は、前記軸部の前記車体側の端部から、前記外輪から前記他の転動体への作用線が前記転がり軸受の中心軸と交わる作用点まで形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の車輪用転がり軸受装置。
Priority Applications (1)
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JP2007100663A JP2008256144A (ja) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | 車輪用転がり軸受装置 |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015050143A1 (ja) * | 2013-10-04 | 2015-04-09 | 日本精工株式会社 | 複列円すいころ軸受ユニットおよびその製造方法 |
-
2007
- 2007-04-06 JP JP2007100663A patent/JP2008256144A/ja active Pending
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