JP2022134633A - 車輪用軸受装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】重量の増大を抑えつつ剛性を高めることができる車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】内周に外側軌道面2c、2dを有する外輪2と、複列の外側軌道面2c、2dに対向する複列の内側軌道面3c、4aを有する内方部材と、外輪2と内方部材との両軌道面間に転動自在に収容された複列のボール7と、外輪2と内方部材とによって形成された環状空間Sのアウター側開口端を塞ぐアウター側シール部材9と、キャップ12とを備える車輪用軸受装置1であって、内方部材がハブ輪3を備え、ハブ輪3は、車輪が嵌合されるパイロット部3gと、パイロット部3gの内周面3jから内径方向に向かって突出する突出部31とを備え、突出部31は、鍛造加工面を有する。【選択図】図1
Description
本発明は車輪用軸受装置に関する。
従来、自動車等の懸架装置において車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置が知られている。
例えば、特許文献1に記載される車輪用軸受装置は、フランジを有した内方部材と、複数の転動体を介して内輪に連結された外方部材とを備えている。内方部材のフランジには固定ボルトを挿通させるためのボルト挿通孔が形成されており、車輪をフランジに位置決めして固定ボルトをボルト挿通孔に挿通させた後に、固定ボルトの先端部に固定ナットを螺合させることにより、車輪がフランジに固定されている。
このように車輪が固定される内方部材には、高い剛性が求められており、特許文献1に記載される車輪用軸受装置の内方部材においては、車輪が固定されるフランジに肉厚が相対的に厚い肉厚部を形成して、内方部材の剛性を高めている。
しかし、特許文献1に記載される車輪用軸受装置においては、フランジに形成される肉厚部が、ボルト挿通孔が形成されるボルト取り付け部と、隣接するボルト取り付け部の間を接続する接続部とによって、フランジの全周にわたって形成されているため、内方部材の重量の増大度合いが大きくなっていた。近年においては、車輪用軸受装置の軽量化が求められているため、車輪用軸受装置の重量の増大を抑えつつ剛性を高めることが好ましい。
そこで、本発明においては、重量の増大を抑えつつ剛性を高めることができる車輪用軸受装置を提供する。
本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面を有する内方部材と、前記外方部材と前記内方部材との両軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と前記内方部材とによって形成された環状空間の開口端を塞ぐシール部材と、を備える車輪用軸受装置であって、前記外方部材および前記内方部材の一方がハブ輪を備え、前記ハブ輪は、車輪が嵌合されるパイロット部と、前記パイロット部の内周面から内径方向に向かって突出する突出部とを備え、前記突出部は、鍛造加工面を有する。
本発明によれば、重量の増大を抑えつつ車輪用軸受装置の剛性を高めることができる。
以下に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。
[車輪用軸受装置]
図1に示す車輪用軸受装置1は、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態であり、自動車等の車両の懸架装置において車輪を回転自在に支持するものである。
図1に示す車輪用軸受装置1は、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態であり、自動車等の車両の懸架装置において車輪を回転自在に支持するものである。
車輪用軸受装置1は第3世代と称呼される構成を備えており、外方部材である外輪2と、内方部材であるハブ輪3および内輪4と、転動列である二列のインナー側ボール列5およびアウター側ボール列6と、アウター側シール部材9と、キャップ12とを具備する。
ここで、インナー側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置1の車体側を表し、アウター側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置1の車輪側を表す。また、軸方向とは車輪用軸受装置1の回転軸に沿った方向を表す。
外輪2のインナー側端部には、キャップ12が嵌合可能なインナー側開口部2aが形成されている。外輪2のアウター側端部には、アウター側シール部材9が嵌合可能なアウター側開口部2bが形成されている。外輪2とハブ輪3とによって形成された環状空間Sのアウター側開口端となるアウター側開口部2bにアウター側シール部材9を嵌合するとともに、環状空間Sのインナー側開口端となるインナー側開口部2aにキャップ12を嵌合することで、軸受内部となる環状空間Sを密封している。
外輪2の内周面には、インナー側の外側軌道面2cと、アウター側の外側軌道面2dとが形成されている。外輪2の外周面には、外輪2を車体側部材に取り付けるための車体取り付けフランジ2eが一体的に形成されている。車体取り付けフランジ2eには、車体側部材と外輪2とを締結する締結部材(ここでは、ボルト)が挿入されるボルト孔2gが設けられている。
ハブ輪3のインナー側端部には、外周面にアウター側端部よりも縮径された小径段部3aが形成されている。ハブ輪3のアウター側端部には、車輪を取り付けるための車輪取り付けフランジ3bが一体的に形成されている。車輪取り付けフランジ3bには、複数のボルト孔3fが形成されている。ボルト孔3fには、ハブ輪3と車輪又はブレーキ部品とを締結するためのハブボルト3eが圧入されている。
ハブ輪3の外周面には、外輪2のアウター側の外側軌道面2dに対向するようにアウター側の内側軌道面3cが設けられている。つまり、内方部材のアウター側には、ハブ輪3によって内側軌道面3cが構成されている。ハブ輪3における車輪取り付けフランジ3bの基部側には、アウター側シール部材9のシールランド部3dが形成されている。アウター側シール部材9は、外輪2とハブ輪3とによって形成された環状空間のアウター側開口端に嵌合されており、環状空間Sのアウター側開口端を密閉している。
アウター側シール部材9は、外輪2のアウター側開口部2bに篏合される芯金91と、芯金91に一体的に接合されるシール部材92とを有している。ハブ輪3のシールランド部3dには、金属環35が嵌装されている。金属環93には、シール部材92のサイドリップ92aが摺接している。つまり、シール部材92のサイドリップ92aは、金属環35を介してハブ輪3のシールランド部3dに摺接している。但し、車輪用軸受装置1においては、金属環35を設けずに、シール部材92のサイドリップ92aが、直接ハブ輪3のシールランド部3dに摺接する構成とすることもできる。シール部材92のグリースリップ92bは、ハブ輪3のシールランド部3dに直接摺接している。
ハブ輪3は、車輪取り付けフランジ3bよりもアウター側の端部に、ハブ輪3に車輪を取り付ける際に車輪が嵌合されるパイロット部3gを有している。パイロット部3gは、車輪をハブ輪3に取り付ける際の案内と芯出しの役割を果たす。パイロット部3gは、車輪をハブ輪3に取り付ける際に車輪の重量を支えるが、車輪と車輪取り付けフランジ3bとをハブボルト3eとハブナットで締結した後は、荷重を支えるものではない。パイロット部3gの内径側は肉をぬすんでおり、内周面3jを有している。
ハブ輪3の小径段部3aには、内輪4が設けられている。内輪4は、圧入およびかしめ加工によりハブ輪3の小径段部3aに固定されている。内輪4は、転動列であるインナー側ボール列5およびアウター側ボール列6に予圧を付与している。内輪4は、インナー側端部にインナー側端面4bを有している。ハブ輪3のインナー側端部には、内輪4のインナー側端面4bにかしめられたかしめ部3hが形成されている。
内輪4の外周面には、外輪2のインナー側の外側軌道面2cと対向するようにインナー側の内側軌道面4aが設けられている。つまり、内方部材のインナー側には、内輪4によって内側軌道面4aが構成されている。
転動列であるインナー側ボール列5とアウター側ボール列6とは、転動体である複数のボール7が保持器8によって保持されることにより構成されている。インナー側ボール列5は、内輪4の内側軌道面4aと、外輪2のインナー側の外側軌道面2cとの間に転動自在に挟まれている。アウター側ボール列6は、ハブ輪3の内側軌道面3cと、外輪2のアウター側の外側軌道面2dとの間に転動自在に挟まれている。つまり、インナー側ボール列5とアウター側ボール列6とは、外方部材と内方部材との両軌道面間に転動自在に収容されている。
車輪用軸受装置1においては、外輪2と、ハブ輪3及び内輪4と、インナー側ボール列5と、アウター側ボール列6とによって複列アンギュラ玉軸受が構成されている。なお、車輪用軸受装置1は複列アンギュラ玉軸受に替えて複列円錐ころ軸受を構成していてもよい。
内輪4のインナー側端部には、支持環10が嵌合されている。支持環10は、内輪4の外径に圧入される円筒部10aと、この円筒部10aのインナー側端部から外径側および内径側に延びる立板部10bとを備え、立板部10bのインナー側の側面に磁気エンコーダ11が加硫接着によって一体的に接合されている。磁気エンコーダ11は、合成ゴムにフェライト等の磁性体粉が混入され、周方向に交互に等ピッチで磁極Nと磁極Sとが着磁されている。
外輪2のインナー側開口部2aには、キャップ12が嵌合されている。キャップ12は、外輪2のインナー側開口部2aに圧入される円筒状の嵌合部12aと、嵌合部10aから径方向内側に延びる底部12bとを備えており、環状空間Sのインナー側開口端を塞いでいる。
キャップ12のインナー側における磁気エンコーダ11と対向する位置には、回転速度センサ13が配置されている。回転速度センサ13と磁気エンコーダ11とは、軸方向において、キャップ12の底部12bを介して所定のエアギャップ(軸方向すきま)を有した状態で対向配置されている。そして、回転速度センサ13により磁気エンコーダ11の変位を検出することで、内輪4の回転速度を検出することが可能となっている。
キャップ12の底部12bは、回転速度センサ13が嵌装される支持孔12cを有している。回転速度センサ13が支持孔12cに嵌装されることによって、回転速度センサ13がキャップ12に支持されている。
[ハブ輪の突起部]
図1、図2に示すように、ハブ輪3のパイロット部3gにおける内周面3jには、突起部31が形成されている。突起部31は、パイロット部3gの内周面3jから内径方向に向かって突出している。突起部31は、軸方向において、車輪取り付けフランジ3bの基部となるシールランド部3dが形成された位置辺りから、アウター側となるパイロット部3g側へ向けて延出している。
図1、図2に示すように、ハブ輪3のパイロット部3gにおける内周面3jには、突起部31が形成されている。突起部31は、パイロット部3gの内周面3jから内径方向に向かって突出している。突起部31は、軸方向において、車輪取り付けフランジ3bの基部となるシールランド部3dが形成された位置辺りから、アウター側となるパイロット部3g側へ向けて延出している。
突起部31は、ハブ輪3を鍛造加工により成形する過程において形成されるものであり、鍛造加工面を有している。突起部31は、アウター側端部に、内周面3jに対して傾斜する傾斜部31aを有している。傾斜部31aは、内周面3jから内径側へいくに従ってインナー側へ向かう方向に傾斜している。
突起部31は、少なくとも1箇所に設けることができるが、複数箇所に設ける場合は、周方向において等間隔に配置するのが回転バランス上有利である。本実施形態においては、突起部31は2箇所に形成されている。2箇所の突起部31は、周方向において等配位置に形成されており、径方向において互いに対向している。
パイロット部3gの内周面3jに突起部31を形成することで、ハブ輪3の剛性を向上することが可能である。この場合、突起部31は、周方向において内周面3jの一部に形成されているのみであるため、ハブ輪3の重量が増加することを最小限に抑制することができ、重量の増大を抑えつつ車輪用軸受装置1の剛性を高めることが可能である。この場合、突起部31を、少なくとも内周面3jの周方向における2箇所の等配位置に形成することで、車輪用軸受装置1の剛性をより高めることができる。
また、突起部31は、軸方向においてハブ輪3のシールランド部3dが形成されている位置からパイロット部3g側へ向けて形成されているため、ハブ輪3に曲げモーメントが負荷されたときの剛性を向上することができる。また、突起部31を設けることで、パイロット部3gに変形や歪が生じることを抑制して、パイロット部3gのパイロット機能を十分に発揮させることが可能となっている。
また、突起部31は、内周面3jから内径側へいくに従ってインナー側へ向かう方向に傾斜する傾斜部31aを有しているため、ハブ輪3の剛性を高めつつ、重量の増大をより抑えることが可能となっている。
また、突起部31は、ハブ輪3におけるパイロット部3gの補強を行うほか、回転駆動力を伝達するための部材として用いることもできる。例えば、車輪用軸受装置1を組み立てた状態でハブ輪3を回転させて、車輪取り付けフランジ3bのフランジ面32を旋削する際の駆動力伝達部材として用いることができる。
具体的には、図3に示すように、車輪用軸受装置1を組み立ててキャップ12を外輪2のインナー側開口部2aに嵌合する前に、外輪2を固定治具14により固定した状態で、駆動治具15によりハブ輪3を回転させる。この場合、図4に示すように、駆動治具15が突起部31に係止しながら周方向へ移動することで、駆動治具15からハブ輪3へ回転駆動力が伝達されて、ハブ輪3が回転する。そして、切削工具16を車輪取り付けフランジ3bのフランジ面32に接触させた状態で内径側へ移動させ、フランジ面32を旋削する。
このように、車輪取り付けフランジ3bのフランジ面32の旋削加工を、車輪用軸受装置1を組み立てた状態で行うことにより、車輪用軸受装置1の構成要素の寸法誤差や組み立て誤差にかかわらず、車輪用軸受装置1の回転時におけるフランジ面32の軸方向の振れ(面振れ)を十分に小さくすることができる。また、このフランジ面32は、ブレーキディスクを取り付ける面であることから、ブレーキディスクのパッド摺動面の面振れも十分に小さくすることができる。
また、パイロット部3gの内周面3jに設ける突起部31の数、および突起部31の周方向における厚み等の形状は、パイロット部3gの外径寸法、ハブ輪3に許容されている重量、ハブ輪3に要求される剛性、およびハブ輪3の鍛造性等に基づいて、適宜決定することができる。
例えば、突起部31は、図5(a)に示すように、パイロット部3gにおける内周面3jの4箇所に形成することができる。4箇所の突起部31は、周方向において等配位置に形成されており、2対の突起部31が径方向において互いに対向している。
さらに、突起部31は、図5(b)に示すように、パイロット部3gにおける内周面3jの8箇所に形成することができる。8箇所の突起部31は、周方向において等配位置に形成されており、4対の突起部31が径方向において互いに対向している。
また、突起部31は、内周面3jの5箇所~7箇所に形成することもできる。この場合においても、突起部31は、周方向において等配位置に形成することが好ましい。
このように、突起部31を内周面3jの4箇所乃至8箇所の等配位置に形成した場合、内周面3jの2箇所に突起部31を形成した場合に比べて、ハブ輪3の剛性をより向上することができる。
なお、突起部31は、内周面3jの3箇所、または9箇所以上に形成することも可能である。この場合においても、突起部31は、周方向において等配位置に形成することが好ましい。また、内周面3jの3箇所または9箇所以上に突起部31を形成した場合においても、内周面3jの2箇所に突起部31を形成した場合に比べて、突起部31を設けた数に応じてハブ輪3の剛性をより向上することができる。
なお、本実施形態においては従動輪用の車輪用軸受装置1について説明したが、本構成は駆動輪用の車輪用軸受装置にも適用することができる。
また、本実施形態においては、内方部材がハブ輪3を備え、外方部材が車体に固定される内輪回転タイプの車輪用軸受装置1ついて説明したが、本構成は、外方部材がハブ輪3を備え、内方部材が車体に固定される外輪回転タイプの車輪用軸受装置に適用することも可能である。
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、及び範囲内のすべての変更を含む。
1 車輪用軸受装置
2 外輪
2c 外側軌道面
2d 外側軌道面
3 ハブ輪
3a 小径段部
3b 車輪取り付けフランジ
3c 内側軌道面
3d シールランド部
3g パイロット部
3j 内周面
4 内輪
4a 内側軌道面
5 インナー側ボール列
6 アウター側ボール列
7 ボール
9 アウター側シール部材(シール部材)
31 突出部
31a 傾斜部
2 外輪
2c 外側軌道面
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4 内輪
4a 内側軌道面
5 インナー側ボール列
6 アウター側ボール列
7 ボール
9 アウター側シール部材(シール部材)
31 突出部
31a 傾斜部
Claims (5)
- 内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、
前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面を有する内方部材と、
前記外方部材と前記内方部材との両軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、
前記外方部材と前記内方部材とによって形成された環状空間の開口端を塞ぐシール部材と、を備える車輪用軸受装置であって、
前記外方部材および前記内方部材の一方がハブ輪を備え、
前記ハブ輪は、車輪が嵌合されるパイロット部と、前記パイロット部の内周面から内径方向に向かって突出する突出部とを備え、
前記突出部は、鍛造加工面を有することを特徴とする車輪用軸受装置。 - 前記内方部材が前記ハブ輪を備え、
前記シール部材は前記外方部材に嵌合され、
前記ハブ輪は、前記シール部材が摺接するシールランド部を有し、
前記突出部は、軸方向において、前記シールランド部が形成された位置から前記パイロット部側へ向けて延出していることを特徴とする請求項1に記載の車輪用軸受装置。 - 前記突出部は、前記パイロット部の内周面に対して傾斜する傾斜部を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車輪用軸受装置。
- 前記突出部は、前記パイロット部の内周面において、少なくとも周方向における2箇所の等配位置に形成されることを特徴とする請求項1~請求項3の何れか一項に記載の車輪用軸受装置。
- 前記突出部は、前記パイロット部の内周面において、周方向における4箇所乃至8箇所の等配位置に形成されることを特徴とする請求項1~請求項3の何れか一項に記載の車輪用軸受装置。
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JP2021033890A Pending JP2022134633A (ja) | 2021-03-03 | 2021-03-03 | 車輪用軸受装置 |
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