JP2017065296A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の軽量化・高剛性化を図ると共に、メンテナンス性の向上を図った車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】車体取付フランジ２０が、外方部材１７のアウター側の外周面２ｂから円弧状の隅部２ｃを介して径方向外方に突出した複数の部分フランジ２０ａ〜２０ｄで構成され、これらの間を滑らかに繋ぎ、外周面２ｂよりも大径に形成されたフランジ基部２５を備え、このアウター側の側面に横断面が円弧状の凹所２６が形成されると共に、この凹所２６が、ハブボルト７’が抜き取られる際に、頭部７ａ’が車体取付フランジ２０に干渉しないよう、当該凹所２６の縦断面が円弧状に形成され、頭部７ａが、一部分の外径が他の部分の外径より小さいＤ字形状に形成され、当該頭部７ａ’の円周方向の一部の面が、セレーション部７ｂの外周面と軸方向に連続して繋がっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、装置の軽量化・高剛性化を図ると共に、メンテナンス性の向上を図った車輪用軸受装置に関するものである。

自動車の懸架装置に対して車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置は、低コスト化は言うまでもなく、燃費向上のための軽量・コンパクト化が進んでいる。これらの車輪用軸受装置は、ハブ輪と複列の転がり軸受とがユニット化して構成されており、その代表的なものとして、内方部材と外方部材共にフランジを一体に有し、複列の転がり軸受における一方の内側転走面がハブ輪に直接形成され、他方の内側転走面がハブ輪に圧入された別体の内輪に形成された、所謂第３世代と称される車輪用軸受装置が知られている。

図６に示すものは駆動輪側における第３世代の車輪用軸受装置であって、外方部材５１と、ハブ輪５２およびこのハブ輪５２に圧入された内輪５３とからなる内方部材５４と、両部材間に収容された複列のボール５５、５５とを備えている。ハブ輪５２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５６を一体に有し、外周に内側転走面５２ａと、この内側転走面５２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５２ｂが形成されている。また、車輪取付フランジ５６の円周等配位置にはボルト挿通孔５６ａが形成され、このボルト挿通孔５６ａに車輪を固定するためのハブボルト５７が圧入固定されている。そして、ハブ輪５２の小径段部５２ｂには、外周に内側転走面５３ａが形成された内輪５３が圧入され、ハブ輪５２の小径段部５２ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５２ｃにより、ハブ輪５２に対して内輪５３が軸方向へ抜けるのを防止している。

外方部材５１は、外周に径方向外方に突出した複数の車体取付フランジ５１ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面５１ａ、５１ａが形成されている。そして、これらの複列の外側転走面５１ａ、５１ａと、これらに対向する内側転走面５２ａ、５３ａの間には複列のボール５５、５５が保持器５８を介して転動自在に収容されている。また、外方部材５１の両端部にはシール５９、６０が装着され、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩を防止すると共に、外部からの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。

ここで、外方部材５１の外周面で、車体取付フランジ５１ｂ間を繋ぐ基部６１を軸方向に貫通する横断面が円弧状の切欠き６１ａが形成されている。この切欠き６１ａは、車輪取付フランジ５６のボルト挿通孔５６ａにハブボルト５７を挿入する際、ハブボルト５７の頭部５７ａが車体取付フランジ５１ｂに干渉しないような形状・寸法に形成されている。

車輪用軸受装置は、ハブボルト５７を除く各構成部品を組み立てた状態で旋削加工装置に設置されると共に、車輪取付フランジ５６の外側面が精密加工バイトによって所定の形状・寸法に仕上げられる。その後、車輪用軸受装置は自動組立装置に装着され、車輪取付フランジ５６に形成されたボルト挿通孔５６ａのうち１個のボルト挿通孔５６ａと、切欠き６１ａとの位相を一致させた状態で、ハブボルト５７の頭部５７ａを押圧し、ハブボルト５７がボルト挿通孔５６ａに圧入固定される。なお、残りのハブボルト５７についても同様にして行われる。

このように、外方部材５１における車体取付フランジ５１ｂの基部６１の切欠き６１ａが、車輪取付フランジ５６のボルト挿入孔５６ａにハブボルト５７を挿入する際、ハブボルト５７の頭部５７ａが車体取付フランジ５１ｂに干渉しないような形状・寸法に形成されているため、ユニット状態で車輪取付フランジ５６の外側面に旋削加工を施した後に、この車輪取付フランジ５６にハブボルト５７を圧入固定することができる。したがって、車輪取付フランジ５６の外側面の仕上げ加工を容易に行うことができると共に、車輪取付フランジ５６の振れ精度を向上させることができる（例えば、特許文献１参照。）。

近年、自動車メーカから車輪用軸受装置に対して、燃費向上に対応した軽量化と共に、メンテナンス性の向上、すなわち、補修時のハブボルトの交換が可能な車輪用軸受装置の要求もある。この場合、ハブボルトのピッチ円直径（ＰＣＤ）を大きくして車体取付フランジ５１ｂとの干渉を回避することが考えられるが、これでは、ハブ輪の重量が嵩むだけでなく、相手部品（ブレーキロータや車輪等）の変更が伴うため好ましくない。

前述した従来の車輪用軸受装置では、外方部材５１における車体取付フランジ５１ｂの基部６１に切欠き６１ａが形成され、この切欠き６１ａが、ハブボルト５７を挿入する際、ハブボルト５７の頭部５７ａが車体取付フランジ５１ｂに干渉しないような形状・寸法に形成されているため、容易にハブボルト５７を車輪取付フランジ５６に圧入あるいは取り外しすることができるが、このような切欠き６１ａが外方部材５１における車体取付フランジ５１ｂ間の円周方向一部に形成されているため、外方部材５１の剛性が損なわれる恐れがある。

また、図７に示すような車輪用軸受装置も知られている。この車輪用軸受装置は従動輪側における第３世代の車輪用軸受装置であって、外方部材６２と、ハブ輪６３およびこのハブ輪６３に圧入され、外周に内側転走面６４ａが形成された内輪６４とからなる内方部材６５と、両部材間に収容された複列のボール６６、６６とを備えている。ハブ輪６３は、その一端部に車輪取付フランジ６７を一体に有し、外周に内側転走面６３ａと、この内側転走面６３ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部６３ｂが形成されている。また、車輪取付フランジ６７の円周等配位置にはボルト挿通孔６７ａが形成され、このボルト挿通孔６７ａにハブボルト６８が圧入固定されている。

外方部材６２は、外周に径方向外方に突出した複数の車体取付フランジ６２ｃを一体に有し、内周に複列の外側転走面６２ａ、６２ｂが形成されている。これらの複列の外側転走面６２ａ、６２ｂと、これらに対向する内側転走面６３ａ、６４ａの間には複列のボール６６、６６が保持器６９、７０を介して転動自在に収容されている。

ここで、複列のボール６６、６６のうち外側列のボール６６のピッチ円直径が内側列のボール６６のピッチ円直径よりも大きく設定されている。そして、ハブボルト６８の鍔部（頭部）６８ａの形状を、一部分の外径が他の部分の外径より小さい非円形の略Ｄ形状としている。

例えば、損傷したハブボルト６８を新たなハブボルトと交換するには、鎖線で示すように、鍔部６８ａのうちで直線縁６８ｂを車輪取付フランジ６７の径方向内方に向けた状態で、ハブボルト６８を車輪取付フランジ６７のボルト挿通孔６７ａ内に抜き差しする。ハブボルト６８の中心軸から直線縁６８ｂの中央部迄の距離は、このハブボルト６８の中間部の半径と同程度であり、この中心軸から円弧縁６８ｃ迄の距離よりも小さい。このため、鍔部６８ａを上述の方向に向けて抜き差し作業を行なうことで、この鍔部６８ａの外周縁と、外方部材６２の外周面に形成した車体取付フランジ６２ｃの外周縁とが干渉し難くなる。

このため、外側列のボール６６のピッチ円直径が内側列のボール６６のピッチ円直径よりも大きい車輪用軸受装置で、この外側列のボール６６のピッチ円直径を十分に確保しつつ、車輪取付フランジ６７のボルト挿通孔６７ａ内へのハブボルト６８の抜き差しを行ない易くできる。この結果、車輪用軸受装置のモーメント剛性の確保と、修理コストの低減並びに省資源化との両立を図れる（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００２−３４７４０２号公報 特開２００８−０７４１８１号公報

然しながら、前述した従来の車輪用軸受装置のうち前者では、補修時にハブボルト５７が交換できるようにするため、外方部材５１の車体取付フランジ５１ｂの基部６１に設けた切欠き６１ａにより、外方部材５１の剛性が低下するという課題がある。また、後者では、ハブボルト６８の鍔部６８ａの形状を非円形形状にすることによって、補修時等で抜き差し作業が容易になる特徴があるが、ハブボルト６８の鍔部６８ａの形状だけで、ハブボルト６８と車体取付フランジ６２ｃの外周縁との干渉を防止できる範囲には限界があり、ブレーキロータや車輪等の相手部品の変更が伴わず、外方部材の剛性を確保しつつ、メンテナンス性の向上を図った車輪用軸受装置が要望されている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、本出願人は、補修時等でハブボルトの抜き差し作業を容易にすると共に、外方部材の剛性を確保できる構造に着目し、装置の軽量化・高剛性化を図ると共に、メンテナンス性の向上を図っ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に記載の発明は、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、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を備え、前記車輪取付フランジの円周方向等配に複数のハブボルトが植設された車輪用軸受装置において、前記車体取付フランジが、前記外方部材のアウター側の外周面から円弧状の隅部を介して径方向外方に突出した複数の部分フランジで構成され、これら複数の部分フランジ間を滑らかに繋ぎ、前記アウター側の外周面よりも大径に形成されたフランジ基部を備え、このフランジ基部のアウター側の側面の少なくとも一箇所に横断面が円弧状の凹所が形成されると共に、当該凹所の縦断面が円弧状に形成されている。

このように、外周に車体取付フランジを一体に有し、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を備え、車輪取付フランジの円周方向等配に複数のハブボルトが植設された車輪用軸受装置において、車体取付フランジが、外方部材のアウター側の外周面から円弧状の隅部を介して径方向外方に突出した複数の部分フランジで構成され、これら複数の部分フランジ間を滑らかに繋ぎ、アウター側の外周面よりも大径に形成されたフランジ基部を備え、このフランジ基部のアウター側の側面の少なくとも一箇所に横断面が円弧状の凹所が形成されると共に、当該凹所の縦断面が円弧状に形成されているので、装置の軽量化・高剛性化を図ると共に、補修時等に車体取付フランジに干渉することなくハブボルトの交換を可能としてメンテナンス性の向上を図っ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、前記ハブボルトの頭部が、一部分の外径が他の部分の外径より小さい非円形形状に形成され、当該頭部の円周方向の一部の面が、前記ハブボルトのセレーション部の外周面と軸方向に連続して繋がっていれば、ハブボルトの強度を確保することができると共に、ハブボルトのピッチ円直径を大きくすることなく外方部材の強度・剛性を確保することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記フランジ基部のアウター側の側面のうち前記複数の部分フランジ間のすべてに前記凹所が形成されていれば、補修時等にハブボルトを交換する際、ハブボルトと凹所との位相を一致させる作業を簡便化することができ、補修作業の効率化を図ることができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記複列の転動体のうちアウター側の転動体のピッチ円直径がインナー側の転動体のピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、前記複列の転動体の外径が同じで、前記アウター側の転動体の個数が前記インナー側の転動体の個数よりも多く設定されていれば、装置の軽量化・高剛性化を図ることができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記ハブ輪の外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成され、この小径段部に、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪が圧入されると共に、前記ハブ輪のアウター側の端部にすり鉢状の凹部が形成され、この凹部の深さが前記ハブ輪のアウター側の端面から軸方向に向って前記内側転走面の溝底付近とされ、前記ハブ輪のアウター側が当該凹部に対応して均一な肉厚となるように形成されていれば、装置の軽量・コンパクト化と高剛性化という相反する課題を同時に解決することができる。

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、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を備え、前記車輪取付フランジの円周方向等配に複数のハブボルトが植設された車輪用軸受装置において、前記車体取付フランジが、前記外方部材のアウター側の外周面から円弧状の隅部を介して径方向外方に突出した複数の部分フランジで構成され、これら複数の部分フランジ間を滑らかに繋ぎ、前記アウター側の外周面よりも大径に形成されたフランジ基部を備え、このフランジ基部のアウター側の側面の少なくとも一箇所に横断面が円弧状の凹所が形成されると共に、当該凹所の縦断面が円弧状に形成されているので、装置の軽量化・高剛性化を図ると共に、補修時等に車体取付フランジに干渉することなくハブボルトの交換を可能としてメンテナンス性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。 図１の側面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。 図３の側面図である。 （ａ）は、図３のハブボルトを示す正面図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す正面図である。 従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 他の従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

外周に車体取付フランジを一体に有し、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に対向する一方の内側転走面と、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、前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪とからなる内方部材と、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を備え、前記車輪取付フランジの円周方向等配に複数のハブボルトが植設された車輪用軸受装置において、前記車体取付フランジが、前記外方部材のアウター側の外周面から円弧状の隅部を介して径方向外方に突出した複数の部分フランジで構成され、これら複数の部分フランジ間を滑らかに繋ぎ、前記アウター側の外周面よりも大径に形成されたフランジ基部を備え、このフランジ基部のアウター側の側面の少なくとも一箇所に横断面が円弧状の凹所が形成されると共に、この凹所が、前記車輪取付フランジから前記ハブボルトが抜き取られる際に、前記ハブボルトの頭部が前記外方部材の車体取付フランジに干渉しないよう、当該凹所の縦断面が前記ハブボルトの頭部の軌跡に沿った円弧状に形成され、前記ハブボルトの頭部が、一部分の外径が他の部分の外径より小さいＤ字形状に形成され、当該頭部の円周方向の一部の面が、前記ハブボルトのセレーション部の外周面と軸方向に連続して繋がっている。

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第１の実施形態を示す縦断面図、図２は図１の側面図である。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トボード側（図１の左側）、中央寄り側をインボード側（図１の右側）という。

図１に示す車輪用軸受装置は駆動輪側の第３世代と呼称され、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を備えている。内方部材１は、ハブ輪４と、このハブ輪４に外嵌された別体の内輪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、この車輪取付フランジ６の円周等配位置にはボルト挿通孔６ａが穿設され、このボルト挿通孔６ａに車輪を固定するためのハブボルト７が圧入固定されている。これらハブボルト７間には円孔６ｂが形成されている。この円孔６ｂは軽量化に寄与できるだけでなく、装置の組立・分解工程において、レンチ等の締結治具をこの円孔６ｂから外方部材２側に挿入することができ、組立および補修作業を簡便化することができる。

また、ハブ輪４の外周にはアウター側（一方）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、内周には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。そして、外周にインナー側（他方）の内側転走面５ａが形成された内輪５が小径段部４ｂに圧入固定されている。

外方部材２は、外周に車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ８を一体に有し、内周には内方部材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。そして、それぞれの転走面４ａ、２ａと５ａ、２ａ間に複列の転動体３、３が収容され、保持器９、９によりこれら複列の転動体３、３が転動自在に保持されている。また、外方部材２の端部にはシール１０、１１が装着され、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩を防止すると共に、外部からの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。

ここでは、ハブ輪４の外周に直接内側転走面４ａが形成された第３世代と呼称される車輪用軸受装置を例示したが、本発明に係る車輪用軸受装置はこうした構造に限定されず、例えば、図示はしないが、ハブ輪の小径段部に一対の内輪を圧入した第２世代構造であっても良い。なお、転動体３、３をボールと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に円すいころを使用した複列円すいころ軸受で構成されたものであっても良い。

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、アウター側の内側転走面４ａをはじめ、シール１０が摺接するシールランド部となる車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｃから小径段部４ｂに亙り高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。内輪５および転動体３はＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで、内輪５は５８〜６４ＨＲＣの範囲で、また、転動体３は６２〜６７ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。

また、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の範囲に硬化層が形成されている。

ここで、ハブ輪４の車輪取付フランジ６は軽量化を図るため全体的に薄肉に形成されると共に、剛性を高めるため車輪取付フランジ６のインナー側の側面には、基部６ｃから放射方向に延びる複数のリブ１２が形成されている。このリブ１２は、ボルト挿通孔６ａの位置でインナー側に突出して厚肉とされている（図２参照）。

外方部材２の車体取付フランジ８は、軽量・コンパクト化を図るため、アウター側の外周面２ｂから漸次拡径されて円弧状の隅部２ｃを介して径方向外方に突出した複数個（ここでは、３個）の部分フランジ８ａ、８ｂ、８ｃで構成され、これら複数の部分フランジ８ａ、８ｂ、８ｃ間を滑らかに繋ぎ、アウター側の外周面２ｂよりも大径のフランジ基部１３が形成されている（図２参照）。そして、各部分フランジ８ａ、８ｂ、８ｃにねじ部１４が形成されている。各ねじ部１４には固定ボルト（図示せず）が螺着され、図示しないナックルに外方部材２が位置決め固定される。

部分フランジ８ａ、８ｂ、８ｃの形状自体は基本的に同じであるが、その配置は周方向等配ではなく異なっている。具体的には、反路面側（上部）に２つの部分フランジ８ａ、８ｂが対向し、これら部分フランジ８ａ、８ｂの中間位置に路面側（下部）の部分フランジ８ｃが配設され、略三角形の外郭を形成している。

ここで、２つの部分フランジ８ａ、８ｂ間のフランジ基部１３のアウター側の側面に横断面が円弧状の凹所１５が形成されている。この凹所１５は、外方部材２の鍛造加工の際に同時に形成されている。そして、凹所１５はフランジ基部１３の一箇所に形成すれば良いが、補修時にハブボルト７を交換する際、ハブボルト７と凹所１５との位相を一致させる作業を簡便化するため、他の部分フランジ８ａ、８ｃと８ｂ、８ｃ間の全てのフランジ基部１３のアウター側の側面に形成しても良い。

また、図１に示すように、凹所１５は、車輪取付フランジ６のボルト挿通孔６ａからハブボルト７が取り外される際に、ハブボルト７の頭部７ａが外方部材２に干渉しないような形状・寸法に設定されている（図中２点鎖線にて示す）。具体的には、ハブボルト７を抜き取る過程、すなわち、ハブボルト７のセレーション（ナール）部７ｂがボルト挿通孔６ａから抜ける瞬間では、ハブボルト７を径方向外方に傾けることができるため、凹所１５の形状は、縦断面がこのハブボルト７の頭部７ａの軌跡に沿った円弧状に形成されるのが好ましい。これにより、外方部材２の強度・剛性を確保することができる。

このように、本実施形態では、外方部材２における車体取付フランジ８のフランジ基部１３のアウター側の側面に凹所１５が形成されているので、装置の軽量化・高剛性化を図ると共に、補修時にハブボルト７の交換を可能としてメンテナンス性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。無論、本発明に係る車輪用軸受装置は、組立後にハブボルト７を車輪取付フランジ６に圧入することも可能となる。

図３は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図、図４は、図３の側面図、図５（ａ）は、図３のハブボルトを示す正面図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す正面図である。なお、前述した第１の実施形態と同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して重複した説明を省略する。

図３に示す車輪用軸受装置は第３世代と呼称される従動輪用であって、内方部材１６と外方部材１７、および両部材１６、１７間に転動自在に収容された複列の転動体３、３を備えている。内方部材１６は、ハブ輪１８と、このハブ輪１８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１８は、一端部に車輪取付フランジ６を一体に有し、外周にアウター側の内側転走面１８ａと、この内側転走面１８ａから軸方向に延びる軸状部１９を介して小径段部１８ｂが形成されている。車輪取付フランジ６にはハブボルト７’が周方向等配に植設されると共に、これらハブボルト７’間には円孔６ｂが形成されている。

内輪５は、外周にインナー側の内側転走面５ａが形成され、ハブ輪１８の小径段部１８ｂに圧入されると共に、この小径段部１８ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部１８ｃによって軸方向に固定されている。

ハブ輪１８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１８ａをはじめ、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｃから小径段部１８ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。なお、加締部１８ｃ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１８ｂの耐フレッティング性が向上すると共に、加締加工時に微小なクラック等の発生がなく加締部１８ｃの塑性加工をスムーズに行うことができる。

外方部材１７は、外周に車体取付フランジ２０を一体に有し、内周にハブ輪１８の内側転走面１８ａに対向するアウター側の外側転走面１７ａと、内輪５の内側転走面５ａに対向するインナー側の外側転走面１７ｂ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２１、９によって転動自在に保持されている。

この外方部材１７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１７ａ、１７ｂが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。そして、外方部材１７と内方部材１６との間に形成される環状空間の開口部にシール１０、１１が装着されている。これらシール１０、１１によって、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。

本実施形態では、アウター側の転動体３のピッチ円直径ＰＣＤｏがインナー側の転動体３のピッチ円直径ＰＣＤｉよりも大径に設定されている。そして、複列の転動体３、３の外径は同じであるが、このピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いにより、アウター側の転動体３の個数がインナー側の転動体３の個数よりも多く設定されている。

ハブ輪１８のアウター側端部には、軽量化を図るために鍛造工程においてすり鉢状の凹部２２が形成されている。この凹部２２の深さは、ハブ輪１８のアウター側の端面から軸方向に向って内側転走面１８ａの溝底付近までとされ、ハブ輪１８のアウター側の肉厚は、この凹部２２に対応して肉厚が均一となるように形成されている。さらに、ピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いに伴い、ハブ輪１８の内側転走面１８ａは内輪５の内側転走面５ａよりも拡径され、この内側転走面５ａの溝底径と軸状部１９の外径が略同一寸法に設定されている。

一方、外方部材１７において、ピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いに伴い、アウター側の外側転走面１７ａがインナー側の外側転走面１７ｂよりも拡径され、アウター側の外側転走面１７ａから円筒状の大径側の肩部２３と、段部２３ａを介して小径側の肩部２４に続き、インナー側の外側転走面１７ｂに至っている。そして、この外側転走面１７ｂの溝底径と大径側の肩部２３の内径が略同一寸法に設定されている。

こうした構成の車輪用軸受装置では、アウター側の転動体３のピッチ円直径ＰＣＤｏをインナー側の転動体３のピッチ円直径ＰＣＤｉよりも大径に設定され、転動体３の個数もアウター側の個数が多く設定されているため、インナー側の軸受列に比べアウター側の軸受列の軸受剛性が増大し、軸受の長寿命化を図ることができる。さらに、ハブ輪１８のアウター側端部に凹部２２が形成され、この凹部２２に対応して均一な肉厚となるような外郭形状に形成されているので、装置の軽量・コンパクト化と高剛性化という、相反する課題を解決することができる。

ここで、前述した第１の実施形態と同様、外方部材１７の車体取付フランジ２０は、軽量・コンパクト化を図るため、アウター側の外周面２ｂから円弧状の隅部２ｃを介して径方向外方に突出した複数個（ここでは、４個）の部分フランジ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄで構成され、これら複数の部分フランジ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ間を滑らかに繋ぎ、外周面２ｂよりも大径のフランジ基部２５が形成されている（図４参照）。そして、各部分フランジ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄにねじ部１４が形成されている。

部分フランジ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの形状は基本的に同じで、周方向等配に配設されている。具体的には、反路面側（上部）に２つの部分フランジ２０ａ、２０ｂが対向し、これら部分フランジ２０ａ、２０ｂに対向して路面側（下部）の部分フランジ２０ｃ、２０ｄが配設され、略正方形の外郭を形成している。

ここで、各部分フランジ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ間のフランジ基部２５のアウター側の側面に横断面が円弧状の凹所２６が形成されている。これにより、補修時にハブボルト７’を交換する際、ハブボルト７’と凹所２６との位相を一致させる作業を簡便化することができ、補修作業の効率化を図ることができる。

また、図３に示すように、凹所２６は、車輪取付フランジ６のボルト挿通孔６ａからハブボルト７が取り外される際に、ハブボルト７’の頭部７ａ’が外方部材１７に干渉しないような形状・寸法に設定されている（図中２点鎖線で示す）。具体的には、ハブボルト７’が抜ける過程、すなわち、ハブボルト７’のセレーション部７ｂがボルト挿通孔６ａから抜けた状態では、ハブボルト７’を傾けることができるため、凹所２６の形状は、縦断面がこのハブボルト７’の頭部７ａ’の軌跡に沿った円弧状に形成されている。

さらに、本実施形態では、ハブボルト７’の頭部７ａ’の形状が、図５（ａ）に示すように、一部分の外径が他の部分の外径より小さい非円形の略Ｄ字形状に形成されている。これにより、ハブボルト７’のピッチ円直径を大きくすることなく外方部材１７の強度・剛性を確保することができる。ここでは、頭部７ａ’のうちでフラットな面を車輪取付フランジ６の径方向内方に向けた状態で、ハブボルト７’を車輪取付フランジ６のボルト挿通孔６ａ内に圧入されている。なお、ハブボルト７’の頭部７ａ’の形状はこれに限らず、円周方向の一部の面が、セレーション部の外周面と軸方向に連続して繋がっていれば、ハブボルトの強度を確保することができ、例えば、（ｂ）に示すように、頭部７ａ”が楕円形状のハブボルト７”であっても良い。

このように、本実施形態では、アウター側の転動体３のピッチ円直径ＰＣＤｏをインナー側の転動体３のピッチ円直径ＰＣＤｉよりも大径に設定すると共に、外方部材１７における車体取付フランジ２０のフランジ基部２５のアウター側の側面に凹所２６を形成することにより、装置の軽量化・高剛性化を図ると共に、補修時にハブボルト７’の交換を可能としてメンテナンス性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。無論、本発明に係る車輪用軸受装置は、組立後にハブボルト７’を車輪取付フランジ６に圧入することも可能となる。

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、駆動輪側、従動輪側に拘わらず、外方部材の外周に車体取付フランジを有し、ハブ輪の一端部に車輪取付フランジが形成されると共に、この車輪取付フランジに車輪を取り付けるハブボルトが植設された内輪回転タイプの第２世代または第３世代の車輪用軸受装置に適用できる。

１、１６ 内方部材
２、１７ 外方部材
２ａ、１７ａ、１７ｂ 外側転走面
２ｂ 外方部材のアウター側の外周面
２ｃ 車体取付フランジのアウター側の隅部
３ 転動体
４、１８ ハブ輪
４ａ、５ａ、１８ａ 内側転走面
４ｂ、１８ｂ 小径段部
４ｃ セレーション
５ 内輪
６ 車輪取付フランジ
６ａ ボルト挿入孔
６ｂ 円孔
６ｃ 車輪取付フランジのインナー側の基部
７、７’、７” ハブボルト
７ａ、７ａ’、７ａ” ハブボルトの頭部
７ｂ ハブボルトのセレーション部
８、２０ 車体取付フランジ
８ａ、８ｂ、８ｃ、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 部分フランジ
９、２１ 保持器
１０ アウター側のシール
１１ インナー側のシール
１２ リブ
１３、２５ フランジ基部
１４ ねじ部
１５、２６ 凹所
１８ｃ 加締部
１９ 軸状部
２２ 凹部
２３ 大径側の肩部
２３ａ 段部
２４ 小径側の肩部
５１、６２ 外方部材
５１ａ、６２ａ、６２ｂ 外側転走面
５１ｂ、６２ｃ 車体取付フランジ
５２、６３ ハブ輪
５２ａ、５３ａ、６３ａ、６４ａ 内側転走面
５２ｂ、６３ｂ 小径段部
５３、６４ 内輪
５４、６５ 内方部材
５５、６６ ボール
５６、６７ 車輪取付フランジ
５６ａ、６７ａ ボルト挿通孔
５７、６８ ハブボルト
５７ａ、６８ａ ハブボルトの頭部
５８、６９、７０ 保持器
５９、６０ シール
６１ 車体取付フランジの基部
６１ａ 切欠き
６８ｂ ハブボルトの鍔部の直線縁
６８ｃ ハブボルトの鍔部の円弧縁
ＰＣＤｉ インナー側の転動体のピッチ円直径
ＰＣＤｏ アウター側の転動体のピッチ円直径

Claims (5)

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、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を備え、
   前記車輪取付フランジの円周方向等配に複数のハブボルトが植設された車輪用軸受装置において、
   前記車体取付フランジが、前記外方部材のアウター側の外周面から円弧状の隅部を介して径方向外方に突出した複数の部分フランジで構成され、これら複数の部分フランジ間を滑らかに繋ぎ、前記アウター側の外周面よりも大径に形成されたフランジ基部を備え、
   このフランジ基部のアウター側の側面の少なくとも一箇所に横断面が円弧状の凹所が形成されると共に、当該凹所の縦断面が円弧状に形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記ハブボルトの頭部が、一部分の外径が他の部分の外径より小さい非円形形状に形成され、当該頭部の円周方向の一部の面が、前記ハブボルトのセレーション部の外周面と軸方向に連続して繋がっている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記フランジ基部のアウター側の側面のうち前記複数の部分フランジ間のすべてに前記凹所が形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記複列の転動体のうちアウター側の転動体のピッチ円直径がインナー側の転動体のピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、前記複列の転動体の外径が同じで、前記アウター側の転動体の個数が前記インナー側の転動体の個数よりも多く設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
5. 前記ハブ輪の外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成され、この小径段部に、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪が圧入されると共に、前記ハブ輪のアウター側の端部にすり鉢状の凹部が形成され、この凹部の深さが前記ハブ輪のアウター側の端面から軸方向に向って前記内側転走面の溝底付近とされ、前記ハブ輪のアウター側が当該凹部に対応して均一な肉厚となるように形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。

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