JP2010006204A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両への組立時の作業性を改善すると共に、組立ミスを防止して信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】外周にナックル１１に取り付けられるための車体取付フランジ２ｂを一体に有し、この車体取付フランジ２ｂの周方向に複数のボルト挿通孔１２が形成された第２乃至第４世代構造の車輪用軸受装置において、外方部材２の車体取付フランジ２ｂが４つの突出した部分フランジＡ〜Ｄで構成され、これら４つの部分フランジＡ〜Ｄにボルト挿通孔１２が形成されると共に、当該外方部材２の上下左右方向の識別手段として、反路面側のボルト挿通孔１２間の外周に円弧状の凸部１３が鍛造加工によって形成されている。
【選択図】図２

Description

自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に車両に組み立てる際の組立ミスを防止し、組立作業性を向上させた車輪用軸受装置に関するものである。

車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第１世代と称される構造から、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第２世代構造、また、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第３世代構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第４世代構造とに大別されている。

近年、省資源あるいは公害等の面から燃費向上に対する要求は厳しいものがある。自動車部品において、中でも車輪軸受装置の軽量化はこうした要求に応える要因として注目され、強く望まれて久しい。特に、強度・剛性を保ったまま軽量化することが課題となっている。こうした課題を解決するものとして、図５に示す車輪用軸受装置５０が提案されている。

この車輪用軸受装置５０は従動輪側の第３世代と称され、ハブ輪５１と内輪５２と外方部材５３、および複列のボール５４、５４とを備えている。ハブ輪５１は、その一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５５を一体に有し、外周に内側転走面５１ａと、この内側転走面５１ａから軸方向に延びる小径段部５１ｂが形成されている。また、車輪取付フランジ５５の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト５５ａが植設されている。

ハブ輪５１の小径段部５１ｂには、外周に内側転走面５２ａが形成された内輪５２が圧入されている。そして、ハブ輪５１の小径段部５１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５１ｃにより、ハブ輪５１に対して内輪５２が軸方向へ抜けるのを防止している。

外方部材５３は、外周に車体（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ５３ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面５３ａ、５３ａが形成されている。この複列の外側転走面５３ａ、５３ａと対向する内側転走面５１ａ、５２ａの間には複列のボール５４、５４が転動自在に収容されている。

図６に示すように、外方部材５３の車体取付フランジ５３ｂには、車体に取り付けるためのボルトが挿通される複数のボルト挿通孔５６、５７が形成されている。このボルト挿通孔５６、５７は計４つとされ、上部（例えば、最上部から角度にして６０°程度下がった位置）に２つ（符号５６）、下部（例えば、最下部から角度にして４５°程度上がった位置）に２つ（符号５７）配されている。

これらボルト挿通孔５６、５７において、上部の２つのボルト挿通孔５６との間にある部分５８および下部の２つのボルト挿通孔５７の間にある部分５８は、ボルト挿通孔５６、５７の周縁部５９と同じ厚みのままとされ、車体取付フランジ５３ｂの上下部分５８が前後部分６０に比べて相対的に厚肉とされている。

また、ボルト挿通孔の数が３つで、その位置が最上部を挟む上側に２ヶ所および最下部近傍に１ヶ所である場合、ボルト挿通孔の周縁部は薄肉とされることなく、上側のボルト挿通孔よりも下側の部分が薄肉とされている。

この種の車輪用軸受装置５０には、垂直荷重、横荷重および前後荷重が作用し、このうち、横荷重が作用した時に車体取付フランジ５３ｂの上下部分が受けるモーメントが最も大きいものとなっているため、車体取付フランジ５３ｂの上下部分５８を相対的に厚肉として強度・剛性を向上させると共に、作用するモーメントが相対的に小さい車体取付フランジ５３ｂの前後部分６０は、上下部分５８と同じ強度・剛性を必要としないため、相対的に薄肉として軽量化を図ることができる。これにより、強度・剛性と軽量化とを高いレベルでバランスさせることができる。
特開２００７−７１３５２号公報

こうした従来の車輪用軸受装置５０は、車両への組立時において、外方部材５３は、車体取付フランジ５３ｂの複数のボルト挿通孔５６、５７にボルトが挿通されてナックルに固定されるが、この時、外方部材５３の車体取付フランジ５３ｂがナックルに対応して形成されているため、外方部材５３の上下左右の固定方向が規定されなければならない。然しながら、車体取付フランジ５３ｂの形状が上下左右で識別し易い場合は問題ないが、図７に示すように、車体取付フランジ５３ｂの形状が上下左右で異形でありながら、例えば、ボルト挿通孔５６、５７の位置Ｌ１、Ｌ２が上下で僅かに異なっていたり、また、位相α１、α２が左右で僅かに異なっている場合、組立時に瞬間的に識別ができない。これでは、メーカにおける車両組立時に無駄な工数がかかるだけでなく、組立ミスが発生する恐れがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、車両への組立時の作業性を改善すると共に、組立ミスを防止して信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することを目的としている。

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、外周にナックルに取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、この車体取付フランジの周方向に複数のボルト挿通孔が形成され、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材の所定の箇所に組立状態を識別するための識別手段が設けられている。

このように、外周にナックルに取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、この車体取付フランジの周方向に複数のボルト挿通孔が形成された第２乃至第４世代構造の車輪用軸受装置において、外方部材の所定の箇所に組立状態を識別するための識別手段が設けられているので、車両への組立時、瞬間的に外方部材の上下左右の方向が識別でき、組立作業性を改善することができると共に、組立ミスを防止して信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記外方部材の車体取付フランジが、複数の突出した部分フランジで構成され、これら部分フランジに前記ボルト挿通孔が形成されていれば、外方部材の軽量・コンパクト化を図ることができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記外方部材の前記ボルト挿通孔間の外周に鍛造加工によって凸部が形成されていても良い。

また、請求項４に記載の発明のように、前記外方部材の前記ボルト挿通孔間の外周に鍛造加工によって凹部が形成されていても良い。

また、請求項５に記載の発明のように、前記外方部材の前記ボルト挿通孔間の外周に円弧状の肉抜き部が鍛造加工によって形成されていても良い。これにより、車両への組立時の作業性が改善され、組立ミスを防止することができると共に、外方部材の軽量化ができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記識別手段が、前記外方部材の所定の箇所にレーザーマーキングやペイントマーキングあるいは刻印によって形成されたマークであっても良い。

本発明に係る車輪用軸受装置は、外周にナックルに取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、この車体取付フランジの周方向に複数のボルト挿通孔が形成され、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材の所定の箇所に組立状態を識別するための識別手段が設けられているので、車両への組立時、瞬間的に外方部材の上下左右の方向が識別でき、組立作業性を改善することができると共に、組立ミスを防止して信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。

外周にナックルに取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、この車体取付フランジの周方向に複数のボルト挿通孔が形成され、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材および前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材の車体取付フランジが４つの突出した部分フランジで構成され、これら４つの部分フランジにボルト挿通孔が形成されると共に、当該外方部材の上下左右方向の識別手段として、反路面側の前記ボルト挿通孔間の外周に円弧状の凸部が鍛造加工によって形成されている。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図、図２（ａ）は、図１の外方部材単体を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＩ−Ｏ−ＩＩに沿った縦断面図、図３（ａ）は、図２の外方部材の変形例を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＩＩ−Ｏ−ＩＩＩに沿った縦断面図、図４（ａ）は、図２の外方部材の他の変形例を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＶ−Ｏ−ＩＶに沿った縦断面図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウター側（図１の左側）、中央寄り側をインナー側（図１の右側）という。

この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される駆動輪用であって、内方部材１と外方部材２、および両部材１、２間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）３、３とを備えている。内方部材１は、ハブ輪４と、このハブ輪４に所定のシメシロを介して圧入された内輪５とからなる。

ハブ輪４は、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ６を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部４ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）４ｃが形成されている。車輪取付フランジ６にはハブボルト６ａが周方向等配に植設されている。

内輪５は、外周に他方（インナー側）の内側転走面５ａが形成され、ハブ輪４の小径段部４ｂに圧入されて背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成すると共に、小径段部４ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部７によって所定の軸受予圧が付与された状態で、ハブ輪４に対して軸方向に固定されている。なお、内輪５および転動体３はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

ハブ輪４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面４ａをはじめ、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部４ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。なお、加締部７は鍛造加工後の表面硬さのままとされている。これにより、車輪取付フランジ６に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、内輪５の嵌合部となる小径段部４ｂの耐フレッティング性が向上すると共に、微小なクラック等の発生を防止しつつ加締部７の塑性加工をスムーズに行うことができる。

外方部材２は、外周にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ２ｂを一体に有し、内周に内方部材１の複列の内側転走面４ａ、５ａに対向する複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成されている。これら両転走面間に複列の転動体３、３が収容され、保持器８、８によって転動自在に保持されている。そして、外方部材２と内方部材１との間に形成される環状空間の開口部にはシール９、１０が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。

外方部材２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面２ａ、２ａが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。

なお、ここでは、転動体３にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず、転動体３に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受であっても良い。また、駆動輪側の第３世代構造に限らず、第２世代や第４世代構造、あるいは従動輪側の第２世代や３世代構造であっても良い。

ここで、図２に示すように、外方部材２の車体取付フランジ２ｂが、軽量・コンパクト化を図るために４つの突出した部分フランジＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄで構成され、これら４つの部分フランジＡ〜Ｄにボルト挿通孔１２がナックル１１に対応して形成されている。そして、各ボルト挿通孔１２にボルト（図示せず）が螺着され、ナックル１１に外方部材２が位置決め固定される。部分フランジＡ〜Ｄの形状、すなわち、ボルト挿通孔１２の周縁部の形状は４箇所共同一形状であるが、ボルト挿通孔１２の上下位置Ｌ１、Ｌ２が僅かに異なると共に、路面側（下部）のボルト挿通孔１２の位相α１、α２が左右で僅かに異なっている。本実施形態では、外方部材２の上下左右方向の識別手段として、反路面側（上部）の外周に円弧状の凸部１３が形成されている。この凸部１３は鍛造加工によって形成されているため、加工工数が増加することなく、車両への組立時、瞬間的に外方部材２の上下左右の方向が識別でき、組立作業性を改善することができると共に、組立ミスを防止して信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。なお、この凸部１３の位置は反路面側の外周に限らず、外方部材２の左右方向の一箇所に形成しても良い。また、上下２箇所もしくは左右２箇所に形成しても良い。

図３に変形例を示す。外方部材２’の車体取付フランジ２ｂが４つの突出した部分フランジＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄで構成され、これら４つの部分フランジＡ〜Ｄにボルト挿通孔１２がナックル１１に対応して形成されている。本実施形態では、外方部材２’の上下左右方向の識別手段として、反路面側の外周に軸方向に延びる円弧状の凹部１４が鍛造加工によって形成されている。これにより、車両への組立時の作業性を改善することができると共に、組立ミスを防止することができる。なお、この凹部１４の位置は反路面側の外周に限らず、外方部材２の左右方向の一箇所に形成しても良い。また、上下２箇所もしくは左右２箇所に形成しても良い。

図４に他の変形例を示す。外方部材２”の車体取付フランジ２ｂが４つの突出した部分フランジＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄで構成され、これら４つの部分フランジＡ〜Ｄにボルト挿通孔１２がナックル１１に対応して形成されている。本実施形態では、外方部材２”の上下左右方向の識別手段として、反路面側のボルト挿通孔１２間の外周に円弧状の肉抜き部１５が鍛造加工によって形成されている。これにより、車両への組立時の作業性が改善され、組立ミスを防止することができると共に、外方部材２”の軽量化ができる。なお、この肉抜き部１５は、一ヶ所に限らず複数箇所に形成しても良い。また、上下左右いずれか一箇所のみ肉抜きを行わない構造とすることもできる。

また、本実施形態では、鍛造加工によって前述した方向識別手段を形成したが、これ以外に、図示はしないが、外方部材の端面等、所定の箇所にマークを形成しても良い。このマークは、レーザーマーキングやペイントマーキングあるいは刻印によって形成することができる。これにより、車輪用軸受装置を車両に組み立てる際、このマークを目視しながら外方部材をナックルに取り付けることができ、組立の作業性を改善して信頼性を向上させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

本発明に係る車輪用軸受装置は、外方部材に車体取付フランジを一体に有する第２世代乃至第４世代構造車輪用軸受装置に適用することができる。

本発明に係る回転速度検出装置付き車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図である。 （ａ）は、図１の外方部材単体を示す正面図である。 （ｂ）は、（ａ）のＩＩ−Ｏ−ＩＩに沿った縦断面図である。 （ａ）は、図２の外方部材の変形例を示す正面図である。 （ｂ）は、（ａ）のＩＩＩ−Ｏ−ＩＩＩに沿った縦断面図である。 （ａ）は、図２の外方部材の他の変形例を示す正面図である。 （ｂ）は、（ａ）のＩＶ−Ｏ−ＩＶに沿った縦断面図である。 従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 図５の外方部材単体を示す斜視図である。 同上、外方部材単体を示す正面図である。

符号の説明

１・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
２、２’、２”・・・・・・・・・・外方部材
２ａ・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
２ｂ・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
３・・・・・・・・・・・・・・・転動体
４・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
４ａ、５ａ・・・・・・・・・・・内側転走面
４ｂ・・・・・・・・・・・・・・小径段部
４ｃ・・・・・・・・・・・・・・セレーション
５・・・・・・・・・・・・・・・内輪
６・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
６ａ・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
６ｂ・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジのインナー側の基部
７・・・・・・・・・・・・・・・加締部
８・・・・・・・・・・・・・・・保持器
９・・・・・・・・・・・・・・・アウター側のシール
１０・・・・・・・・・・・・・・インナー側のシール
１１・・・・・・・・・・・・・・ナックル
１２・・・・・・・・・・・・・・ボルト挿通孔
１３・・・・・・・・・・・・・・凸部
１４・・・・・・・・・・・・・・凹部
１５・・・・・・・・・・・・・・肉抜き部
５０・・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受装置
５１・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５１ａ、５２ａ・・・・・・・・・内側転走面
５１ｂ・・・・・・・・・・・・・小径段部
５１ｃ・・・・・・・・・・・・・加締部
５２・・・・・・・・・・・・・・内輪
５３・・・・・・・・・・・・・・外方部材
５３ａ・・・・・・・・・・・・・外側転走面
５３ｂ・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５４・・・・・・・・・・・・・・ボール
５５・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５５ａ・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
５６、５７・・・・・・・・・・・ボルト挿通孔
５８・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジの上下部分
５９・・・・・・・・・・・・・・ボルト挿通孔の周縁部
６０・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジの前後部分
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ・・・・・・・・・部分フランジ
Ｌ１、Ｌ２・・・・・・・・・・・ボルト挿通孔の上下位置
α１、α２・・・・・・・・・・・ボルト挿通孔の位相

Claims (6)

1. 外周にナックルに取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、この車体取付フランジの周方向に複数のボルト挿通孔が形成され、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
   一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
   この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、
   前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、
   前記外方部材の所定の箇所に組立状態を識別するための識別手段が設けられていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記外方部材の車体取付フランジが、複数の突出した部分フランジで構成され、これら部分フランジに前記ボルト挿通孔が形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記外方部材の前記ボルト挿通孔間の外周に鍛造加工によって凸部が形成されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記外方部材の前記ボルト挿通孔間の外周に鍛造加工によって凹部が形成されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
5. 前記外方部材の前記ボルト挿通孔間の外周に円弧状の肉抜き部が鍛造加工によって形成されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
6. 前記識別手段が、前記外方部材の所定の箇所にレーザーマーキングやペイントマーキングあるいは刻印によって形成されたマークである請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。

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