JP5097479B2

JP5097479B2 - 車輪用軸受およびこれを備えた車輪用軸受装置

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Description

本発明は、自動車等の車両の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受、詳しくは、軽量・コンパクト化と低コスト化を図ると共に、軸受の耐久性の向上を図った車輪用軸受およびこれを備えた車輪用軸受装置に関するものである。

従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を複列の転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外方部材回転の両方式が一般的に採用されている。この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。

従来から、内輪および外輪（外方部材）が鋼板からプレス加工によって形成された構造のアンギュラ玉軸受が知られている。例えば、図６に示すアンギュラ玉軸受５０は、磁気ハードディスク装置等に使用されるものであるが、外輪５１および一対の内輪５２、５３は、ステンレス鋼板からプレス加工またはローリング加工によって形成されている。

外輪５１は、内周面の略中間部に径方向内方に突出する環状凸部５１ａが形成され、この環状凸部５１ａの両側の内周面に外側転走面５１ｂ、５１ｃが形成されている。この外輪５１は、外周面がハウジング５４の穴に嵌合され、一端部に形成されたフランジ５１ｄがハウジング５４の端面に当接されて、軸方向の位置決めが行われている。また、環状凸部５１ａにより、外輪５１の外周面には環状凹部５１ｅが形成され、この環状凹部５１ｅに接着剤が充填されてハウジング５４の穴に外輪５１が固定されている。

一方、内輪５２、５３は、外輪５１の複列の外側転走面５１ｂ、５１ｃの内側に軸方向の両側からそれぞれ嵌合される。これら内輪５２、５３の軸方向外端外周には、湾曲肩部５２ａ、５３ａが形成され、この湾曲肩部５２ａ、５３ａに内側転走面５２ｂ、５３ｂが形成されている。そして、複列のボール５６、５６がこれらの内側転走面５２ｂ、５３ｂと外輪５１の複列の外側転走面５１ｂ、５１ｃとの間に配置され、保持器５７、５７により各列毎に保持されている。

内輪５２、５３の内周面には、軸部材５５に隙間嵌めされる嵌合部５２ｃ、５３ｃが形成されている。内輪５２、５３が軸部材５５に軸方向から隙間嵌めされた後、一方の内輪５２の湾曲肩部５２ａに重量が一定の円筒形の重錘５９が乗せられ、この重錘５９の重量により、内輪５２、ボール５６、外輪５１、ボール５６を経由して他方の内輪５３が押圧され、湾曲肩部５３ａが軸部材５５の鍔部５５ａに当接するまで嵌合される。これにより、アンギュラ玉軸受５０に適正な予圧が設定される。

この隙間嵌めが完了すると、一方の内輪５２の湾曲肩部５２ａと軸部材５５との間の隙間に接着剤６０が充填され、この接着剤６０で一方の内輪５２の嵌め外れが防止されると共に、軸部材５５の鍔部５５ａで他方の内輪５３の嵌め外れが防止される。
実開平６−１８３５号公報

この種のプレス製のアンギュラ玉軸受を車輪用軸受として使用する場合、車両の軸重や旋回時等に負荷されるラジアル荷重やモーメント荷重によって、ボール５６のサイズやボール５６のＰＣＤ（ピッチ円直径）等が設定され、最適な形状が決定される。然しながら、外輪５１あるいは内輪５２、５３は、鋼板からプレス加工またはローリング加工によって形成されるため略均等肉厚になるが、その形状によっては肉厚が薄くなる部位が生じることがある。

特に、外輪５１において、モーメント負荷時、ボール５６の接触楕円が乗り上げて外側転走面５１ｂから外れる、所謂肩乗り上げが発生し、肩部Ａにエッジロードが発生する恐れがあるため、外輪５１のローリング加工時、外輪５１の中央部を凹ませて肩部Ａに素材を充足させると共に、外側転走面５１ｂの溝底から環状凸部５１ａまでの肩高さを適切な高さに確保するようにしているが、この場合、外径から環状凹部５１ｅへの繋ぎ部Ｂの曲率半径Ｒの大きさ如何によっては肉厚が薄くなるだけでなく、肩部Ａに亀裂が発生する恐れがあった。これにより、外輪５１の剛性が低下して耐久性が損なわれることがあった。ここで、エッジロードとは、角部等に発生する過大な応力集中のことで、早期剥離の要因の一つとなる事象を言う。

また、この種のアンギュラ玉軸受５０の組立は、予め保持器５７にボール５６を装着すると共に、このボールカセットを外輪５１の複列の外側転走面５１ａに嵌挿し、最後に内輪５２、５３を外輪５１の両側から嵌挿して行われるが、この時、外輪５１および内輪５２、５３にカウンタ部が形成されていないため、組立工程で一旦組まれたボールカセットや内輪５２、５３が外輪５１から脱落し、再組立等により組立工数が嵩むと共に、組立工程が煩雑になる恐れがあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、軸受の耐久性の向上を図ると共に、組立の簡略化を図った車輪用軸受およびこれを備え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、内周に複列の円弧状の外側転走面が一体に形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する円弧状の内側転走面が形成された一対の内輪と、これら内輪と前記外方部材の両転走面間に収容された複列のボールと、これらのボールを転動自在に収容する保持器とを備え、前記内輪の小径側端面が突合せ状態で衝合して背面合せタイプの複列のアンギュラ玉軸受を構成する車輪用軸受において、前記保持器が、合成樹脂から射出成形によって形成されたスナップオンタイプで構成され、前記ボールが径方向に脱落しないように転動自在に保持されていると共に、前記外方部材と内輪がパイプ材から塑性加工によって形成され、少なくとも前記外側転走面の肩部に対向する部位にカウンタ部が塑性加工により形成されている。

このように、背面合せタイプの複列のアンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受において、保持器が、合成樹脂から射出成形によって形成されたスナップオンタイプで構成され、ボールが径方向に脱落しないように転動自在に保持されていると共に、外方部材と内輪がパイプ材から塑性加工によって形成され、少なくとも外側転走面の肩部に対向する部位にカウンタ部が塑性加工により形成されているので、組立工程で一旦組み立てられたボールカセットが外方部材から脱落するのを防止して組立の簡略化を図ることができる。ここで、スナップオンタイプとは、合成樹脂の弾性によりボールを脱着するスナップ型の保持器を言う。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記カウンタ部の内径が、前記保持器に前記ボールが保持されたボールカセットにおける当該ボールの外接円径よりも小径に設定されていれば、ボールカセットが外方部材から脱落するのを確実に防止することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記内側転走面の肩部に対向する部位にカウンタ部が塑性加工により形成され、前記カウンタ部の外径が、前記保持器に前記ボールが保持されたボールカセットにおける当該ボールの内接円径よりも大径に設定されていれば、組立工程で一旦組み立てられた内輪が軸方向に脱落するのを防止して組立の簡略化を一層図ることができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記カウンタ部が、熱処理後に前記側転走面と同時に総型砥石によって研削加工されていれば、熱処理による変形を除去してカウンタ部の内径を一層精度良く仕上げることができ、組立時にボールが通過することによる擦過傷の発生を抑制し、品質的に信頼性の高い車輪用軸受を提供することができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記外方部材の外径の軸方向中央部を凹ませて環状凹部が形成され、内周に環状凸部がフラット形状に形成されると共に、前記外径と環状凹部の繋ぎ部が所定の曲率半径からなる円弧状に形成され、この部位が略均等な肉厚に設定されていれば、肩部に亀裂が発生するのを防止し、かつ、旋回モーメント負荷時にボールの接触楕円が肩部を乗り上げてエッジロードが発生するのを防止することができ、軸受の耐久性を向上させることができる。

好ましくは、請求項６に記載の発明のように、前記繋ぎ部の曲率半径Ｒが、前記ボールの半径をＲｗとした時、Ｒ＝１．５〜１．８Ｒｗの範囲になるように設定されていれば、肉厚が薄くなり剛性が低下することもなく、また、肉厚が厚くなり塑性加工の加工性が低下することもない。

また、請求項７に記載の発明のように、前記外方部材の両端面と前記内輪の大径側端面が塑性加工後に旋削加工されると共に、熱処理後、前記両転走面と前記外方部材の外径および前記内輪の内径と小径側端面が研削加工によって所定の寸法、精度に形成されていれば、生産性が向上して歩溜まりが良く低コスト化ができると共に、従来の鍛造、削り出しの軸受と同等の軸受精度を確保することができる。

また、請求項８に記載の発明のように、前記外方部材と内輪が、パイプ材から冷間のローリング加工によって形成されていれば、肉厚を略均等にすることができると共に、形状、寸法を所定の精度に確保することができる。

また、本発明のうち請求項９に記載の発明は、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、この車輪取付フランジから肩部を介して軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪と、このハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入された前記請求項１乃至８いずれかに記載の車輪用軸受とを備え、前記ハブ輪に等速自在継手の外側継手部材がセレーションを介して内嵌され、前記一対の内輪が前記ハブ輪の肩部と前記外側継手部材の肩部とで挟持され、所定の軸受予圧が付与されている。

このように、第１世代構造の車輪用軸受装置において、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、この車輪取付フランジから肩部を介して軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪と、このハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入された前記請求項１乃至４いずれかに車輪用軸受とを備え、前記ハブ輪に等速自在継手の外側継手部材がセレーションを介して内嵌され、前記一対の内輪が前記ハブ輪の肩部と前記外側継手部材の肩部とで挟持され、所定の軸受予圧が付与されているので、軸受剛性が高くなると共に、軸受の転がり疲労寿命が向上する。

本発明に係る車輪用軸受は、内周に複列の円弧状の外側転走面が一体に形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する円弧状の内側転走面が形成された一対の内輪と、これら内輪と前記外方部材の両転走面間に収容された複列のボールと、これらのボールを転動自在に収容する保持器とを備え、前記内輪の小径側端面が突合せ状態で衝合して背面合せタイプの複列のアンギュラ玉軸受を構成する車輪用軸受において、前記保持器が、合成樹脂から射出成形によって形成されたスナップオンタイプで構成され、前記ボールが径方向に脱落しないように転動自在に保持されていると共に、前記外方部材と内輪がパイプ材から塑性加工によって形成され、少なくとも前記外側転走面の肩部に対向する部位にカウンタ部が塑性加工により形成されているので、組立工程で一旦組み立てられたボールカセットが外方部材から脱落するのを防止して組立の簡略化を図ることができる。

内周に複列の円弧状の外側転走面が一体に形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する円弧状の内側転走面が形成された一対の内輪と、これら内輪と前記外方部材の両転走面間に収容された複列のボールと、これらのボールを転動自在に収容する保持器とを備え、前記内輪の小径側端面が突合せ状態で衝合して背面合せタイプの複列のアンギュラ玉軸受を構成する車輪用軸受において、前記保持器が、合成樹脂から射出成形によって形成されたスナップオンタイプで構成されて前記ボールが径方向に脱落しないように転動自在に保持され、前記外方部材と内輪がパイプ材から冷間のローリング加工によって形成されると共に、前記外方部材の外径の軸方向中央部を凹ませて環状凹部が形成され、内周に環状凸部がフラット形状に形成されて、少なくとも前記外側転走面の肩部に対向する部位にカウンタ部が当該外側転走面と同時に塑性加工により形成されている。

以下、本発明の実施の形態を図面に基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の車輪用軸受を示す拡大図、図３（ａ）は図２の外方部材単体を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図、図４（ａ）は、図２の内輪単体を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。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１世代構造をなし、ハブ輪１と、このハブ輪１に装着される車輪用軸受２とを備えている。ハブ輪１には等速自在継手３がトルク伝達自在に内嵌され、固定ナット４を介してハブ輪１と等速自在継手３が分離可能に一体化されている。

ハブ輪１は、アウター側の一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５を一体に有し、外周にこの車輪取付フランジ５から肩部１ａを介して軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂ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）１ｃが形成されている。このハブ輪１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、鍛造加工後の生のままである。なお、曲げ強度に対する疲労強度増加のために鍛造後に調質処理を行っても良いし、肩部１ａから小径段部１ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理をしても良い。

車輪用軸受２はナックル６に内嵌され、図２に拡大して示すように、内周に複列の円弧状の外側転走面７ａ、７ａが形成された外方部材（外輪）７と、外周にこれら複列の外側転走面７ａ、７ａに対向する円弧状の内側転走面８ａ、８ａが形成された一対の内輪８、８と、両転走面間に保持器９、９を介して転動自在に収容された複列のボール１０、１０と、外方部材７の両端部に装着されたシール１１とを備えている。保持器９は、ＰＡ（ポリアミド）６６等の合成樹脂から射出成形によって形成され、凹球面のポケット９ａにボール１０を保持する、所謂スナップオンタイプで構成され、ボール１０が径方向に脱落するのを防止している。そして、内輪８、８の小径側（正面側）の端面８ｂ、８ｂを突合せ状態で衝合し、所謂背面合せタイプの複列のアンギュラ玉軸受を構成している。

シール１１は、外方部材７の両端部に形成された円筒部１３に嵌合される芯金１１ａと、この芯金１１ａに加硫接着等により一体に接合され、ニトリルゴム等のエラストマーからなるシール部材１１ｂとからなり、一対のラジアルリップを備えている。そして、軸受内部に封入されたグリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等の異物が軸受内部に侵入するのを防止している。なお、シール１１は、例示した一体型のシールに限らず、図示しないが、外方部材７の円筒部１３と内輪８の外径にそれぞれ装着され、互いに対向配置された環状のシール板とスリンガとからなる、所謂パックシールであっても良い。

等速自在継手３は、図１に示すように、外側継手部材１５と、継手内輪１６とケージ１７およびトルク伝達ボール１８とを備えている。外側継手部材１５は、カップ状のマウス部１９と、このマウス部１９の底部となる肩部２０と、この肩部２０から軸方向に延びる軸部２１を一体に有している。軸部２１の外周にはハブ輪１のセレーション１ｃに係合するセレーション２１ａと、このセレーション２１ａの端部に雄ねじ２１ｂが形成されている。そして、肩部２０が内輪８の大端面と衝合するまでハブ輪１に外側継手部材１５がセレーション１ｃ、２１ａを介して内嵌され、一対の内輪８、８がハブ輪１の肩部１ａと外側継手部材１５の肩部２０に挟持された状態でハブ輪１の小径段部１ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。さらに、雄ねじ２１ｂに固定ナット４を所定の締付トルクで緊締することにより所定の軸受予圧が付与されている。これにより、軸受剛性が高くなると共に、軸受の転がり疲労寿命が向上する。

ここで、外方部材７および内輪８は、ＳＵＪ２等の軸受鋼やＳＣｒ４２０やＳＣＭ４１５等の浸炭鋼からなるパイプ材をプレス加工または冷間のローリング加工（以下、塑性加工という）によって形成されている。そして、ＳＵＪ２はズブ焼や高周波焼入れ、浸炭鋼は浸炭焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。外方部材７および内輪８の材質としてこれ以外にも、ＳＣＭ４４０等の浸炭鋼、あるいは冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）やＳ４５Ｃ等の炭素鋼を例示することができる。

一方、冷間圧延鋼鈑や炭素鋼の場合、少なくとも外方部材７においては複列の外側転走面７ａ、７ａが、また、内輪８においては内側転走面８ａが高周波焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施され、転がり疲労寿命を向上させている。そして、これらの転走面７ａ、８ａは、研削加工によって所定の寸法、精度に形成されている。なお、その後、必要に応じて超仕上げ加工が施される。

次に、図３および図４を用いて、外方部材７および内輪８の構成について詳細に説明する。
外方部材７は、図３（ａ）に示すように、素材となるパイプ材から塑性加工により、内周に径方向内方に突出する環状凸部１２と、この環状凸部１２の両側に複列の円弧状の外側転走面７ａ、７ａが形成されると共に、両端部にシール１１の嵌合部となる円筒部１３、１３が形成される。そして、複列の外側転走面７ａ、７ａをはじめ、この円筒部１３は、塑性加工後に研削加工によって所定の寸法、精度に形成される。これにより、従来の軸受と同等の精度や密封性を確保することができる。なお、塑性加工でバリが発生する両端面は加工後に旋削加工される。また、必要に応じて研削加工が施される。

ここで、外側転走面７ａから環状凸部１２の肩高さを適切に確保するために、外方部材７の塑性加工時、環状凸部１２の内径をフラット形状に形成すると共に、外方部材７の軸方向中央部を凹ませて環状凹部２３を形成し肩部２２に素材を充足させるようにしている。

ここで、本実施形態では、外方部材７の外径７ｂと環状凹部２３との繋ぎ部２４の曲率半径Ｒが所定の範囲になるように設定されている。具体的には、ボール１０の半径をＲｗとした時、この曲率半径Ｒは、Ｒ＝１．５〜１．８Ｒｗの範囲になるように設定されている。これにより、この部位の肉厚が略均等に形成できると共に、肩部２２に亀裂が発生するのを防止し、かつ、旋回モーメント負荷時にボール１０の接触楕円が肩部２２を乗り上げてエッジロードが発生するのを防止することができる適切な肩高さを確保することができ、軸受の耐久性を向上させた車輪用軸受２を提供することができる。ここで、略均等とは、成形前のパイプ材の肉厚が均等であり、繋ぎ部２４も円弧を形成する目的以外に特に塑性流動させることなく成形を行った結果得られた形状の肉厚の状態を意味し、繋ぎ部２４の円弧を形成する際の材料の肉の変位により僅かに肉薄となったり肉厚となる状態は含むことを意味する。

繋ぎ部２４の曲率半径Ｒがボール１０の半径Ｒｗの１．５倍より小さい場合、肉厚が薄くなり剛性が低下して旋回モーメント負荷時の応力に耐えられず、また、ボール１０の半径Ｒｗの１．８倍を超えた場合、肉厚が厚くなり塑性加工の加工性が低下するだけでなく、従来の鍛造成形品と大差ない形状となって軽量・コンパクト化に総じて寄与しなくなるためである。

さらに、（ｂ）に拡大して示すように、外側転走面７ａの肩部２２に対向する部位にカウンタ部２５が塑性加工によりこの外側転走面７ａと同時に形成されている。このカウンタ部２５の内径Ｄｃは、溝底径Ｄｏよりも２δｏだけ小径に設定されている（Ｄｃ＝Ｄｏ−２δｏ）。すなわち、ボールカセットが外方部材７から脱落しないように、ボールカセットにおけるボール１０の外接円径Ｄｂよりも小径に設定されている（Ｄｃ＜Ｄｂ）。ここで、ボール１０の外接円径Ｄｂは、保持器９のポケットに保持されるボール１０がそのポケット内で径方向内方に挙動する移動量も加味されている。これにより、組立工程で一旦組み立てられたボールカセットが外方部材７から脱落するのを確実に防止して組立の簡略化を図ることができる。

さらに、外方部材７のカウンタ部２５を熱処理後に外側転走面７ａと同時に総型砥石によって研削加工しても良い。これにより、熱処理による変形を除去してカウンタ部２５の内径Ｄｃを一層精度良く仕上げることができ、組立時にボール１０が通過することによる擦過傷の発生を抑制し、品質的に信頼性の高い車輪用軸受２を提供することができる。

一方、内輪８は、図４（ａ）に示すように、素材となるパイプ材から塑性加工により、外周に円弧状の内側転走面８ａと、この内側転走面８ａから軸方向に延びる肩部１４が形成されている。ここで、この肩部１４はシール１１のシールランド部となり、塑性加工後に内側転走面８ａと同時に研削加工され、所定の寸法、精度に形成されている。これにより、従来の軸受と同等の精度や密封性を確保することができる。なお、外方部材７と同様、塑性加工でバリが発生する両端面は加工後に旋削加工される。また、必要に応じて研削加工が施される。

また、（ｂ）に拡大して示すように、内側転走面８ａの肩部１４に対向する部位にカウンタ部２６が塑性加工によりこの内側転走面８ａと同時に形成されている。このカウンタ部２６の外径ｄｃは、溝底径ｄｉよりも２δｉだけ大径に設定されている（ｄｃ＝ｄｉ＋２δｉ）。すなわち、内輪８が脱落しないように、ボールカセットにおけるボール１０の内接円径ｄｂよりも大径に設定されている（ｄｃ＞ｄｂ）。ここで、ボール１０の内接円形ｄｂは、保持器９のポケットに保持されるボール１０がそのポケット内で径方向外方に挙動する移動量も加味されている。これにより、組立工程で一旦組み立てられた内輪８が軸方向に脱落するのを確実に防止して組立の簡略化を図ることができる。

さらに、外方部材７と同様、カウンタ部２６を熱処理後に内側転走面８ａと同時に総型砥石によって研削加工しても良い。これにより、熱処理による変形を除去してカウンタ部２６の外径ｄｃを一層精度良く仕上げることができ、組立時にボール１０が通過することによる擦過傷の発生を抑制し、信頼性を向上させることができる。

なお、ここでは、ナックル６やハブ輪１の嵌合面となる外方部材７の外径７ｂおよび内輪８の内径８ｃ、さらには突合せ面となる内輪８の小径側端面８ｂを研削加工によって形成しても良い。これにより、従来の鍛造、削り出しの軸受と同等の軸受精度を確保することができる。

図５は、本発明に係る車輪用軸受の第２の実施形態を示す縦断面図である。この実施形態は前述した実施形態と基本的には内輪とシールの構成が異なるだけで、その他同一部品、同一部位あるいは同一の機能を有する部品、部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

車輪用軸受２７は、内周に複列の円弧状の外側転走面７ａ、７ａが形成された外方部材７と、外周にこれら複列の外側転走面７ａ、７ａに対向する円弧状の内側転走面８ａ、８ａが形成された一対の内輪２８、２８と、両転走面間に保持器９、９を介して転動自在に収容された複列のボール１０、１０と、外方部材７の両端部に装着されたシール２９、２９とを備えている。そして、内輪２８、２８の小径側の端面８ｂ、８ｂを突合せ状態で衝合し、所謂背面合せタイプの複列のアンギュラ玉軸受を構成している。

シール２９は、外方部材７の円筒部１３に嵌合される芯金３０と、この芯金３０に加硫接着等により一体に接合され、ニトリルゴム等のエラストマーからなるシール部材３１とからなり、一対のサイドリップ３１ａ、３１ｂを備えている。これらサイドリップ３１ａ、３１ｂは、後述する内輪２８の大径側の端面２８ａに弾性接触し、軸受内部に封入されたグリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等の異物が軸受内部に侵入するのを防止すると共に、内輪２８が軸方向に脱落するのを防止している。

車輪用軸受２７は、前述した実施形態と同様、図示はしないが、ハブ輪に所定のシメシロを介して圧入され、内輪２８の大径側の端面２８ａが外側継手部材の肩部とハブ輪の肩部に当接して一対の内輪２８、２８が挟持された状態で所定の軸受予圧が付与されている。

ここで、内輪２８は、ＳＵＪ２等の軸受鋼やＳＣｒ４２０やＳＣＭ４１５等の浸炭鋼からなるパイプ材から塑性加工によって形成されている。そして、ＳＵＪ２はズブ焼や高周波焼入れ、浸炭鋼は浸炭焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

内輪２８は、外周に円弧状の内側転走面８ａと、この内側転走面８ａから径方向外方に延びる肩部３２が形成されている。この肩部３２の外径は、ＰＣＤよりも大径に形成され、軸受に大きなモーメント荷重が負荷されても肩乗り上げの発生を防止し、耐久性を向上させることができる。ここで、この肩部３２の側面、すなわち、大径側の端面２８ａは、シール２９のシールランド部となり、塑性加工後に研削加工されている。これにより、塑性加工で発生したバリを除去することができると共に、所定の寸法、精度および表面粗さが得られる。

また、内側転走面８ａの肩部３２に対向する部位にカウンタ部２６が塑性加工によりこの内側転走面８ａと同時に形成されている。これにより、シール２９を装着する前の組立工程あるいは搬送中であっても内輪２８が軸方向に脱落するのを確実に防止することができる。

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は、一端部に車輪取付フランジを一体に有するハブ輪と、このハブ輪に圧入された一対の内輪とを備えた第１世代構造の車輪用軸受装置に適用できる。

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の車輪用軸受を示す拡大図である。（ａ）は、図２の外方部材単体を示す縦断面図である。（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。（ａ）は、図２の内輪単体を示す縦断面図である。（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。本発明に係る車輪用軸受の第２の実施形態を示す縦断面図である。従来の内・外輪がプレス加工によって形成された構造のアンギュラ玉軸受を示す縦断面図である。

符号の説明

１・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ、１４、２０、２２、３２・・・肩部
１ｂ・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
１ｃ、２１ａ・・・・・・・・・・・セレーション
２、２７・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受
３・・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
４・・・・・・・・・・・・・・・・固定ナット
５・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
６・・・・・・・・・・・・・・・・ナックル
７・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・外径
８、２８・・・・・・・・・・・・・内輪
８ａ・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
８ｂ・・・・・・・・・・・・・・・小径側の端面
８ｃ・・・・・・・・・・・・・・・内径
９・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
９ａ・・・・・・・・・・・・・・・ポケット
１０・・・・・・・・・・・・・・・ボール
１１、２９・・・・・・・・・・・・シール
１１ａ、３０・・・・・・・・・・・芯金
１１ｂ、３１・・・・・・・・・・・シール部材
１２・・・・・・・・・・・・・・・環状凸部
１３・・・・・・・・・・・・・・・円筒部
１５・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
１６・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
１７・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
１８・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
１９・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
２１・・・・・・・・・・・・・・・軸部
２１ｂ・・・・・・・・・・・・・・雄ねじ
２３・・・・・・・・・・・・・・・環状凹部
２４・・・・・・・・・・・・・・・繋ぎ部
２５、２６・・・・・・・・・・・・カウンタ部
２８ａ・・・・・・・・・・・・・・大径側の端面
３１ａ、３１ｂ・・・・・・・・・・サイドリップ
５０・・・・・・・・・・・・・・・アンギュラ玉軸受
５１・・・・・・・・・・・・・・・外輪
５１ａ・・・・・・・・・・・・・・環状凸部
５１ｂ、５１ｃ・・・・・・・・・・外側転走面
５１ｄ・・・・・・・・・・・・・・フランジ
５１ｅ・・・・・・・・・・・・・・環状凹部
５２、５３・・・・・・・・・・・・内輪
５２ａ、５３ａ・・・・・・・・・・湾曲肩部
５２ｂ、５３ｂ・・・・・・・・・・内側転走面
５２ｃ、５３ｃ・・・・・・・・・・嵌合部
５４・・・・・・・・・・・・・・・ハウジング
５５・・・・・・・・・・・・・・・軸部材
５５ａ・・・・・・・・・・・・・・鍔部
５６・・・・・・・・・・・・・・・ボール
５７・・・・・・・・・・・・・・・保持器
５９・・・・・・・・・・・・・・・重錘
６０・・・・・・・・・・・・・・・接着剤
Ａ・・・・・・・・・・・・・・・・肩部
Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・繋ぎ部
ｄｃ・・・・・・・・・・・・・・・内輪のカウンタ部の外径
Ｄｃ・・・・・・・・・・・・・・・外方部材のカウンタ部の内径
ｄｉ・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面の溝底径
Ｄｏ・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面の溝底径
Ｒ・・・・・・・・・・・・・・・・曲率半径
Ｒｗ・・・・・・・・・・・・・・・ボールの半径
δｉ・・・・・・・・・・・・・・・内輪のカウンタ部の突出量
δｏ・・・・・・・・・・・・・・・外方部材のカウンタ部の突出量

Claims

内周に複列の円弧状の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
外周に前記複列の外側転走面に対向する円弧状の内側転走面が形成された一対の内輪と、
これら内輪と前記外方部材の両転走面間に収容された複列のボールと、
これらのボールを転動自在に収容する保持器とを備え、前記内輪の小径側端面が突合せ状態で衝合して背面合せタイプの複列のアンギュラ玉軸受を構成する車輪用軸受において、
前記保持器が、合成樹脂から射出成形によって形成されたスナップオンタイプで構成され、前記ボールが径方向に脱落しないように転動自在に保持されていると共に、
前記外方部材と内輪がパイプ材から塑性加工によって形成され、少なくとも前記外側転走面の肩部に対向する部位にカウンタ部が塑性加工により形成されていることを特徴とする車輪用軸受。
前記カウンタ部の内径が、前記保持器に前記ボールが保持されたボールカセットにおける当該ボールの外接円径よりも小径に設定されている請求項１に記載の車輪用軸受。
前記内側転走面の肩部に対向する部位にカウンタ部が塑性加工により形成され、前記カウンタ部の外径が、前記保持器に前記ボールが保持されたボールカセットにおける当該ボールの内接円径よりも大径に設定されている請求項１または２に記載の車輪用軸受。
前記カウンタ部が、熱処理後に前記転走面と同時に総型砥石によって研削加工されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受。
前記外方部材の外径の軸方向中央部を凹ませて環状凹部が形成され、内周に環状凸部がフラット形状に形成されると共に、前記外径と環状凹部の繋ぎ部が所定の曲率半径からなる円弧状に形成され、この部位が略均等な肉厚に設定されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受。
前記繋ぎ部の曲率半径Ｒが、前記ボールの半径をＲｗとした時、Ｒ＝１．５〜１．８Ｒｗの範囲になるように設定されている請求項５に記載の車輪用軸受。
前記外方部材の両端面と前記内輪の大径側端面が塑性加工後に旋削加工されると共に、熱処理後、前記両転走面と前記外方部材の外径および前記内輪の内径と小径側端面が研削加工によって所定の寸法、精度に形成されている請求項１乃至６いずれかに記載の車輪用軸受。
前記外方部材と内輪が、パイプ材から冷間のローリング加工によって形成されている請求項１乃至７いずれかに記載の車輪用軸受。
一端部に車輪取付フランジを一体に有し、この車輪取付フランジから肩部を介して軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪と、このハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入された前記請求項１乃至８いずれかに記載の車輪用軸受とを備え、前記ハブ輪に等速自在継手の外側継手部材がセレーションを介して内嵌され、前記一対の内輪が前記ハブ輪の肩部と前記外側継手部材の肩部とで挟持され、所定の軸受予圧が付与されていることを特徴とする車輪用軸受装置。