JP6788453B2 - 車輪用軸受装置 - Google Patents

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。車輪用軸受装置は、懸架装置を構成するナックルに外方部材が固定される。また、車輪用軸受装置は、外方部材の内側に内方部材が配置され、外方部材と内方部材の間に転動体が介装されている。こうして、車輪用軸受装置は、転がり軸受構造を構成し、内方部材に取り付けられた車輪を回転自在としているのである。

ところで、このような車輪用軸受装置は、外方部材と内方部材の間に形成された環状空間に泥水等が侵入すると、転動体やその転走面が損傷して軸受寿命が短くなる。また、環状空間に封入されているグリースが漏出しても、転動体やその転走面が損傷して軸受寿命が短くなる。このため、車輪用軸受装置は、泥水等の侵入を防止するとともにグリースの漏出を防止すべく、環状空間を密封するシール部材を備えている。例えば特許文献１および特許文献２に記載の如くである。

特許文献１に記載の車輪用軸受装置は、外方部材と、内方部材と、外方部材と内方部材の間に介装される転動体と、外方部材と内方部材の間に形成される環状空間を密封するシール部材と、を備えている。しかし、かかる車輪用軸受装置は、泥水が外方部材を伝ってシール部材に到達すると（図１１の（Ａ）に示す矢印Ｆ参照）、泥水に含まれる異物を噛み込んでシール部材が破損したり摩耗したりするという懸念があった。つまり、シール部材の密封性が低下するという問題があった。

そこで、特許文献２に記載の車輪用軸受装置は、泥水が外方部材を伝ってシール部材に到達するのを防ぐよう、外方部材に外嵌される堰部材を具備している。しかし、かかる車輪用軸受装置は、泥水が堰部材を乗り越えてシール部材に到達する場合があり（図１１の（Ｂ）に示す矢印Ｆ参照）、シール部材が破損したり摩耗したりするという懸念があった。つまり、シール部材の密封性が低下するという問題があった。

加えて、車体が旋回している場合においては、旋回方向外側の車体の車輪（右旋回の場合は左側車輪、左旋回の場合は右側車輪）に大きな荷重が掛かることとなる。すると、旋回方向外側の車輪を支持する車輪用軸受装置にも、大きな荷重が掛かることとなる。また、車輪用軸受装置を構成する外方部材は、鍛造型の形状（抜き勾配）からアウター側の肉厚が薄くならざるを得ず、更にはアウター側端部に拡径部が形成される。このため、外方部材の剛性は、インナー側よりもアウター側で低くなってしまうのである。従って、車輪用軸受装置に大きな荷重が掛かると、外方部材のアウター側開口端が略楕円形状に変形し、転走面（外側転走面）の真円度が劣化してしまうという問題もあった。

特開２０１４−２１９１００号公報 特開２０１１−７２７２号公報

本発明は、シール部材の密封性が低下する問題を防止し、かつ外側転走面の真円度の劣化を抑えることができる車輪用軸受装置の提供を目的とする。ひいては、転動体やその転走面（外側転走面）の損傷を防いで軸受寿命の低下を防ぐことができる車輪用軸受装置の提供を目的とする。

第一の発明は、
内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
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前記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、
前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に介装された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、
前記外方部材のアウター側の外周に前記内方部材の回転軸を中心とする略円環形状の排水溝を設けるとともに、
前記外方部材の前記排水溝よりもアウター側の外周に前記内方部材の回転軸を中心とする略円環形状の肉厚部を設け、
前記肉厚部は、その軸方向断面で斜辺となる部位を有しており、前記斜辺がアウター側からインナー側へ下るように傾斜している、ものである。

第二の発明は、第一の発明に係る車輪用軸受装置において、
前記肉厚部は、前記内方部材の回転軸に対する前記斜辺の傾きが５°以上である、ものである。

第三の発明は、第一又は第二の発明に係る車輪用軸受装置において、
前記肉厚部は、前記排水溝の最低部分から前記上辺までの高さが３ｍｍ以上である、ものである。

第四の発明は、第一から第三のいずれかの発明に係る車輪用軸受装置において、
前記肉厚部は、前記外方部材のアウター側に形成された前記外側転走面と外周までの厚さが６.５ｍｍ以上である、ものである。

第五の発明は、第一から第四のいずれかの発明に係る車輪用軸受装置において、
前記外方部材の前記排水溝よりもインナー側の外周に前記内方部材の回転軸を中心とする略円環形状の肉薄部を設け、
前記肉薄部は、前記外方部材のアウター側に形成された前記外側転走面における外周から深さが１ｍｍ以上である、ものである。

第六の発明は、第一から第五のいずれかの発明に係る車輪用軸受装置において、
前記肉厚部は、前記上辺が前記外方部材のアウター側端部からアウター側に形成された前記外側転走面の溝底最深部分を軸方向で越える範囲まで設けられている、ものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

本発明に係る車輪用軸受装置は、外方部材のアウター側の外周に内方部材の回転軸を中心とする略円環形状の排水溝を設けるとともに、外方部材の排水溝よりもアウター側の外周に内方部材の回転軸を中心とする略円環形状の肉厚部を設けている。そして、肉厚部は、その軸方向断面で斜辺となる部位を有しており、斜辺がアウター側からインナー側へ下るように傾斜している。かかる車輪用軸受装置によれば、肉厚部が泥水を堰止めて排水溝へ案内するので、泥水が外方部材を伝ってシール部材に到達するのを防ぎ、シール部材の密封性が低下するという懸念を払拭できる。また、外方部材のアウター側の外周に肉厚部が設けられるので、外方部材のアウター側開口端の変形量が低減し、外側転走面の真円度が劣化するのを抑えることができる。ひいては、転動体やその外側転走面の損傷を防いで軸受寿命の低下を防ぐことができる。

本発明に係る車輪用軸受装置において、肉厚部は、内方部材の回転軸に対する斜辺の傾きが５°以上である。かかる車輪用軸受装置によれば、泥水が肉厚部を乗り越えにくくなるので、泥水が外方部材を伝ってシール部材に到達するのを防ぎ、シール部材の密封性が低下するという懸念を払拭できる。

本発明に係る車輪用軸受装置において、肉厚部は、排水溝の最低部分から上辺までの高さが３ｍｍ以上である。かかる車輪用軸受装置によれば、泥水が肉厚部を乗り越えにくくなるので、泥水が外方部材を伝ってシール部材に到達するのを防ぎ、シール部材の密封性が低下するという懸念を払拭できる。

本発明に係る車輪用軸受装置において、肉厚部は、外方部材のアウター側に形成された外側転走面と外周までの厚さが６.５ｍｍ以上である。かかる車輪用軸受装置によれば、外方部材のアウター側に形成された外側転走面における剛性が向上するので、外側転走面の真円度が劣化するのを抑えることができる。

本発明に係る車輪用軸受装置において、肉薄部は、外方部材のアウター側に形成された外側転走面における外周から深さが１ｍｍ以上である。かかる車輪用軸受装置によれば、外方部材の剛性を確保しつつ肉厚部を設けたことによる重量増加を最小限に抑制することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置において、肉厚部は、上辺が外方部材のアウター側端部からアウター側に形成された外側転走面の溝底最深部分を軸方向で越える範囲まで設けられている。かかる車輪用軸受装置によれば、外方部材のアウター側端部からアウター側に形成された外側転走面までにおける剛性が向上するので、外側転走面の真円度が劣化するのを抑えることができる。

車輪用軸受装置の全体構成を示す斜視図。 車輪用軸受装置の全体構成を示す断面図。 車輪用軸受装置の一部構造を示す拡大断面図。 車輪用軸受装置の一部構造を示す拡大断面図。 第一実施形態である車輪用軸受装置の要部構造を示す拡大断面図。 ハブボルトの交換作業を示す図。 耐泥水性能に傾き角度が及ぼす影響を示す図。 耐泥水性能に高さ寸法が及ぼす影響を示す図。 第二実施形態である車輪用軸受装置の要部構造を示す拡大断面図。 第三実施形態である車輪用軸受装置の要部構造を示す拡大断面図。 従来の車輪用軸受装置の一部構造を示す拡大断面図。

以下に、図１から図４を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置１について説明する。なお、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。図３および図４は、図２における一部領域の拡大図である。

車輪用軸受装置１は、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ものである。車輪用軸受装置１は、外方部材２と、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）と、転動体６と、シール部材７（以降「インナー側シール部材７」とする）と、シール部材１０（以降「アウター側シール部材１０」とする）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。

外方部材２は、転がり軸受構造の外輪部分を構成するものである。外方部材２は、略円筒形状に形成されたＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。外方部材２のインナー側端部には、拡径部２ａが形成されている。また、外方部材２のアウター側端部には、拡径部２ｂが形成されている。更に、拡径部２ａと拡径部２ｂの間には、環状に外側転走面２ｃと外側転走面２ｄが互いに平行となるように形成されている。なお、外側転走面２ｃと外側転走面２ｄには、高周波焼入れが施され、表面硬さが５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。外方部材２の外周には、ナックル取り付けフランジ２ｅが一体的に形成されている。ナックル取り付けフランジ２ｅには、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の回転軸Ｌを中心とする同心円上に周方向等配置でタップ穴２ｆが設けられている。

内方部材３は、転がり軸受構造の内輪部分を構成するものである。内方部材３は、ハブ輪４と内輪５で構成されている。

ハブ輪４は、略円筒形状に形成されたＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。ハブ輪４のインナー側端部には、小径段部４ａが形成されている。小径段部４ａには、その端部を径方向外側へ折り曲げることで内輪５の軸方向位置を固定するカシメ部分４ｂが形成されている。また、ハブ輪４のアウター側端部には、開口部４ｃが形成されている。更に、ハブ輪４の外周には、環状に内側転走面４ｄが形成されている。内側転走面４ｄは、外方部材２の外側転走面２ｄに対向する。なお、ハブ輪４は、小径段部４ａから内側転走面４ｄを経てシールランド部（後述する軸面部４ｅと曲面部４ｆと側面部４ｇで構成される）まで高周波焼入れが施され、表面硬さが５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。ハブ輪４の外周には、車輪取り付けフランジ４ｈが一体的に形成されている。車輪取り付けフランジ４ｈには、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の回転軸Ｌを中心とする同心円上に周方向等配置でボルト穴４ｉが設けられ、それぞれのボルト穴４ｉにハブボルト４０が圧入されている。

内輪５は、略円筒形状に形成されたＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼で構成されている。内輪５の外周には、環状に内側転走面５ａが形成されている。つまり、内輪５は、ハブ輪４の小径段部４ａに嵌合され、小径段部４ａの外周に内側転走面５ａを構成している。内側転走面５ａは、外方部材２の外側転走面２ｃに対向する。なお、内輪５は、いわゆるズブ焼入れが施され、芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。

転動体６は、転がり軸受構造の転動部分を構成するものである。転動体６は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼で構成されている。ボール列６ａは、複数の転動体６が保持器によって環状に保持されたものである。ボール列６ａは、内輪５に形成されている内側転走面５ａと、それに対向する外方部材２の外側転走面２ｃと、の間に転動自在に収容されている。一方で、ボール列６ｂも、複数の転動体６が保持器によって環状に保持されたものである。ボール列６ｂは、ハブ輪４に形成されている内側転走面４ｄと、それに対向する外方部材２の外側転走面２ｄと、の間に転動自在に収容されている。なお、ボール列６ａとボール列６ｂのそれぞれの転動体６には、いわゆるズブ焼入れが施され、芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。

インナー側シール部材７は、外方部材２と内方部材３の間に形成された環状空間Ｓのインナー側端部を密封するものである。インナー側シール部材７は、円環状のスリンガ８と円環状のシールリング９で構成されている。

スリンガ８は、内輪５の外周に嵌合（外嵌）される。

スリンガ８は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）で構成されている。スリンガ８は、円環状に切り出された鋼板がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面が直角に折り曲げられた形状に形成されている。これにより、スリンガ８は、円筒状の嵌合部８ａと、その端部から外方部材２に向かって延びる円板状の側板部８ｂと、が形成されている。嵌合部８ａと側板部８ｂは、互いに垂直に交わっており、嵌合部８ａは、内輪５の外周面に沿って圧入嵌合している。また、側板部８ｂは、外方部材２に向かって延び、後述する芯金９１の側板部９１ｂに対向している。

シールリング９は、外方部材２の拡径部２ａに嵌合（内嵌）される。シールリング９は、芯金９１と弾性部材であるシールゴム９２で構成されている。

芯金９１は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）で構成されている。芯金９１は、円環状に切り出された鋼板がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面が直角に折り曲げられた形状に形成されている。これにより、芯金９１は、円筒状の嵌合部９１ａと、その端部から内方部材３（内輪５）に向かって延びる円板状の側板部９１ｂと、が形成されている。嵌合部９１ａと側板部９１ｂは、互いに略垂直に交わっており、嵌合部９１ａは、拡径部２ａの内周面に沿って圧入嵌合している。また、側板部９１ｂは、内方部材３（内輪５）に向かって延び、前述したスリンガ８の側板部８ｂに対向している。なお、嵌合部９１ａと側板部９１ｂには、弾性部材であるシールゴム９２が加硫接着されている。

シールゴム９２は、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、耐熱性に優れたＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはシリコンゴム等の合成ゴムで構成されている。シールゴム９２には、シールリップであるラジアルリップ９２ａ、内側アキシアルリップ９２ｂおよび外側アキシアルリップ９２ｃが形成されている。また、シールゴム９２には、芯金９１の嵌合部９１ａを回り込むように端縁シール部９２ｄが形成されている。

このように、インナー側シール部材７は、スリンガ８とシールリング９が対向するように配置される。このとき、ラジアルリップ９２ａは、油膜を介してスリンガ８の嵌合部８ａに接触する。また、内側アキシアルリップ９２ｂは、油膜を介してスリンガ８の側板部８ｂに接触する。そして、外側アキシアルリップ９２ｃも、油膜を介してスリンガ８の側板部８ｂに接触する。このようにして、インナー側シール部材７は、泥水等の侵入を防止するとともにグリースの漏出を防止しているのである。なお、端縁シール部９２ｄを形成したのは、外方部材２と芯金９１の嵌合部分（外方部材２と芯金９１が接している部分を指す：以降同じ）に水が侵入して腐食しないように考慮したものである。

アウター側シール部材１０は、外方部材２と内方部材３の間に形成された環状空間Ｓのアウター側端部を密封するものである。アウター側シール部材１０は、円環状のシールリング１１で構成されている。

シールリング１１は、外方部材２の拡径部２ｂに嵌合（内嵌）される。シールリング１１は、芯金１１１と弾性部材であるシールゴム１１２で構成されている。

芯金１１１は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）で構成されている。芯金１１１は、円環状に切り出された鋼板がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面が複雑に折り曲げられた形状に形成されている。これにより、芯金１１１は、円筒状の嵌合部１１１ａと、その一端から内方部材３（ハブ輪４）に向かって延びる円板状の側板部１１１ｂと、が形成されている。嵌合部１１１ａと側板部１１１ｂは、互いに湾曲しながら交わっており、嵌合部１１１ａは、拡径部２ｂの内周面に沿って圧入嵌合している。また、側板部１１１ｂは、内方部材３（ハブ輪４）に向かって延び、ハブ輪４の曲面部４ｆおよび側面部４ｇに対向している。なお、嵌合部１１１ａと側板部１１１ｂには、弾性部材であるシールゴム１１２が加硫接着されている。

シールゴム１１２は、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、耐熱性に優れたＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはシリコンゴム等の合成ゴムで構成されている。シールゴム１１２には、シールリップであるラジアルリップ１１２ａ、内側アキシアルリップ１１２ｂおよび外側アキシアルリップ１１２ｃが形成されている。また、シールゴム１１２には、拡径部２ｂの内周に接するように端縁シール部１１２ｄが形成されている。

このように、アウター側シール部材１０は、シールリング１１とハブ輪４が対向するように配置される。このとき、ラジアルリップ１１２ａは、油膜を介してハブ輪４の軸面部４ｅに接触する。また、アキシアルリップ１１２ｂは、油膜を介してハブ輪４の曲面部４ｆに接触する。そして、外側アキシアルリップ１１２ｃも、油膜を介してハブ輪４の側面部４ｇに接触する。このようにして、アウター側シール部材１０は、泥水等の侵入を防止するとともにグリースの漏出を防止しているのである。なお、端縁シール部１１２ｄを形成したのは、外方部材２と芯金１１１の嵌合部分（外方部材２と芯金１１１が接している部分を指す）に水が侵入して腐食しないように考慮したものである。

次に、図５および図６を用いて、第一実施形態である車輪用軸受装置１の要部構造について説明する。図５は、図２における領域Ｒを拡大した図である。図６は、ハブボルト４０の交換作業を示している。

第一実施形態である車輪用軸受装置１において、外方部材２は、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の回転軸Ｌを中心とする略円筒形状となっている。外方部材２のアウター側の外周には、内方部材３の回転軸Ｌを中心とする略円環形状の排水溝２ｇが設けられている。また、外方部材２の排水溝２ｇよりもアウター側の外周には、内方部材３の回転軸Ｌを中心とする略円環形状の肉厚部２ｈが設けられている。つまり、外方部材２のアウター側の外周には、排水溝２ｇが全周にわたって形成され、この排水溝２ｇのアウター側に肉厚部２ｈが全周にわたって形成されている。但し、排水溝２ｇや肉厚部２ｈは、完全な円環状である必要はなく、周方向の一部を欠いていても良い。例えば、外方部材２の下半分側で欠いていても良い。

ここで、排水溝２ｇは、その軸方向断面が略矩形状若しくは略円弧形状となっている。また、肉厚部２ｈは、その軸方向断面が略台形状となっており、この略台形状の上辺２ｉと斜辺２ｊのうち、斜辺２ｊがアウター側からインナー側へ下るように傾斜している。このため、泥水は、肉厚部２ｈまで伝うことなく排水溝２ｇに流れ落ちるほか（図５に示す矢印Ｆａ参照）、肉厚部２ｈの傾斜面２ｊを伝って排水溝２ｇに流れ落ちることとなる（図５に示す矢印Ｆｂ参照）。また、軸方向断面が略台形状以外の略三角形状等でも良い。

ところで、肉厚部２ｈは、内方部材３の回転軸Ｌに対する斜辺２ｊの傾きが５°以上となっている。これは、内方部材３の回転軸Ｌに対する斜辺２ｊの傾き角度θをパラメータとし、実験によって見出された結果である。具体的に説明すると、傾き角度θが異なる外方部材２を用い、一定量の泥水が肉厚部２ｈを乗り越えるか否か、および乗り越えた泥水量を計測する実験によって見出された結果である。図７に示すように、横軸を傾き角度θとし、縦軸を耐泥水性能比（「１」のときに従来と同じ性能であることを示し、「１」よりも大きな値であれば従来よりも高い性能であることを示す）とした場合、傾き角度θが５°以上で著しく改善することが分かる。なお、傾き角度θを５°以上とするのは、外方部材２のアウター側開口端の変形量を計測する解析によって見出された結果でもある。

更に、肉厚部２ｈは、排水溝２ｇの最底部分から上辺２ｉまでの高さが３ｍｍ以上となっている。これは、排水溝２ｇの最底部分から上辺２ｉまでの高さ寸法Ｈをパラメータとし、実験によって見出された結果である。具体的に説明すると、高さ寸法Ｈが異なる外方部材２を用い、一定量の泥水が肉厚部２ｈを乗り越えるか否か、および乗り越えた泥水量を計測する実験によって見出された結果である。図８に示すように、横軸を高さ寸法Ｈとし、縦軸を耐泥水性能比（「１」のときに従来と同じ性能であることを示し、「１」よりも大きな値であれば従来よりも高い性能であることを示す）とした場合、高さ寸法Ｈが３ｍｍ以上で著しく改善することが分かる。なお、高さ寸法Ｈを３ｍｍ以上とするのは、外方部材２のアウター側開口端の変形量を計測する解析によって見出された結果でもある。

このように、車輪用軸受装置１は、外方部材２のアウター側の外周に内方部材３の回転軸Ｌを中心とする略円環形状の排水溝２ｇを設けるとともに、外方部材２の排水溝２ｇよりもアウター側の外周に内方部材３の回転軸Ｌを中心とする略円環形状の肉厚部２ｈを設けている。そして、肉厚部２ｈは、その軸方向断面が略台形状となっており、この略台形状の上辺２ｉと斜辺２ｊのうち、斜辺２ｊがアウター側からインナー側へ下るように傾斜している。かかる車輪用軸受装置１によれば、肉厚部２ｈが泥水を堰止めて排水溝２ｇへ案内するので、泥水が外方部材２を伝ってシール部材１０（アウター側シール部材１０）に到達するのを防ぎ、シール部材（１０）の密封性が低下するという懸念を払拭できる。また、外方部材２のアウター側の外周に肉厚部２ｈが設けられるので、外方部材２のアウター側開口端の変形量が低減し、外側転走面２ｄの真円度が劣化するのを抑えることができる。ひいては、転動体６やその外側転走面２ｄの損傷を防いで軸受寿命の低下を防ぐことができる。

また、肉厚部２ｈは、内方部材３の回転軸Ｌに対する斜辺２ｊの傾きが５°以上である。かかる車輪用軸受装置１によれば、泥水が肉厚部２ｈを乗り越えにくくなるので、泥水が外方部材３を伝ってシール部材１０（アウター側シール部材１０）に到達するのを防ぎ、シール部材（１０）の密封性が低下するという懸念を払拭できる。

更に、肉厚部２ｈは、排水溝２ｇの最底部分から上辺２ｉまでの高さが３ｍｍ以上である。かかる車輪用軸受装置１によれば、泥水が肉厚部２ｈを乗り越えにくくなるので、泥水が外方部材２を伝ってシール部材１０（アウター側シール部材１０）に到達するのを防ぎ、シール部材（１０）の密封性が低下するという懸念を払拭できる。

加えて、肉厚部２ｈは、その外縁部分にハブボルト４０の案内溝２ｋが形成されている。より詳細には、肉厚部２ｈの外縁部分が円弧状に切り欠かれることにより、ハブボルト４０を通すための案内溝２ｋが形成されている。

このような設計とすることで、本車輪用軸受装置１は、泥水が乗り越えにくくなることを考慮して肉厚部２ｈの高さ寸法を大きくしても、外方部材２と内方部材３を分解することなく、ハブボルト４０の交換作業が可能となる。

加えて、本車輪用軸受装置１は、五つのハブボルト４０を有しており、それぞれ回転軸Ｌを中心とする位相角が７２°ごととなる位置に設けられている。そのため、肉厚部２ｈの外縁部分には、周方向に五ヶ所の案内溝２ｋが、それぞれ回転軸Ｌを中心とする位相角が７２°ごととなる位置に形成されている。但し、倍数である１０ヶ所に案内溝２ｋが設けられていても良い。このとき、案内溝２ｋは、それぞれ回転軸Ｌを中心とする位相角が３６°ごととなる位置に形成される。また、車輪用軸受装置１は、五つのハブボルト４０を有しているが、例えば四つのハブボルト４０を有するものとし、それぞれ回転軸Ｌを中心とする位相角が９０°ごととなる位置に設けられるとしても良い。この場合、四ヶ所の案内溝２ｋが、それぞれ回転軸Ｌを中心とする位相角が９０°ごととなる位置に形成される。但し、倍数である８ヶ所に案内溝２ｋが設けられるとしても良い。

このような設計とすることで、本車輪用軸受装置１は、全ての案内溝２ｋに全てのハブボルト４０の位置を重ねることができるので、ハブボルト４０の交換作業が容易となる。

次に、図９を用いて、第二実施形態である車輪用軸受装置１の要部構造について説明する。図９は、図２における領域Ｒを拡大した図に相当する。

第二実施形態である車輪用軸受装置１においても、外方部材２のアウター側の外周に略円環形状の排水溝２ｇと肉厚部２ｈが設けられている。排水溝２ｇは、軸方向断面が略矩形状若しくは略円弧形状となっている。また、肉厚部２ｈは、その軸方向断面が略台形状となっており、この略台形状の上辺２ｉと斜辺２ｊのうち、斜辺２ｊがアウター側からインナー側へ下るように傾斜している。但し、本実施形態においては、斜辺２ｊが外側転走面２ｄの最底部分における外周（外側転走面２ｄの最底部分から径方向外側へ延長した仮想線と交わる外周を指す）に形成されている。

ところで、肉厚部２ｈは、内方部材３の回転軸Ｌに対する斜辺２ｊの傾き角度θが５°以上となっている。これは、内方部材３の回転軸Ｌに対する斜辺２ｊの傾き角度θをパラメータとし、実験によって見出された結果である。具体的に説明すると、傾き角度θが異なる外方部材２を用い、一定量の泥水が肉厚部２ｈを乗り越えるか否か、および乗り越えた泥水量を計測する実験によって見出された結果である。また、外方部材２のアウター側開口端の変形量を計測する解析によって見出された結果でもある。

更に、肉厚部２ｈは、排水溝２ｇの最底部分から上辺２ｉまでの高さが３ｍｍ以上となっている。これは、排水溝２ｇの最底部分から上辺２ｉまでの高さ寸法Ｈをパラメータとし、実験によって見出された結果である。具体的に説明すると、高さ寸法Ｈが異なる外方部材２を用い、一定量の泥水が肉厚部２ｈを乗り越えるか否か、および乗り越えた泥水量を計測する実験によって見出された結果である。また、外方部材２のアウター側開口端の変形量を計測する解析によって見出された結果でもある。

このため、第二実施形態である車輪用軸受装置１においても、第一実施形態である車輪用軸受装置１と同様に、肉厚部２ｈが泥水を堰止めて排水溝２ｇへ案内するので、泥水が外方部材２を伝ってシール部材１０（アウター側シール部材１０）に到達するのを防ぎ、シール部材（１０）の密封性が低下するという懸念を払拭できる。また、外方部材２のアウター側の外周に肉厚部２ｈが設けられるので、外方部材２のアウター側開口端の変形量が低減し、外側転走面２ｄの真円度が劣化するのを抑えることができる。ひいては、転動体６やその外側転走面２ｄの損傷を防いで軸受寿命の低下を防ぐことができる。

更に、肉厚部２ｈは、外側転走面２ｄの最底部分から当該最底部分における外周（外側転走面２ｄの最底部分から径方向外側へ延長した仮想線と交わる外周を指す）までの高さが６.５ｍｍ以上となっている。これは、外側転走面２ｄの最底部分から当該最底部分における外周までの厚さ寸法Ｔをパラメータとし、解析によって見出された結果である。具体的に説明すると、厚さ寸法Ｔが異なる外方部材２を用い、外側転走面２ｄにおける変形量を計測する解析によって見出された結果である。

このように、車輪用軸受装置１において、肉厚部２ｈは、外方部材２のアウター側に形成された外側転走面２ｄの最底部分から当該最底部分における外周までの厚さが６.５ｍｍ以上である。かかる車輪用軸受装置１によれば、外方部材２のアウター側に形成された外側転走面２ｄにおける剛性が向上するので、外側転走面２ｄの真円度が劣化するのを抑えることができる。

更に、本実施形態においては、外方部材２の排水溝２ｇよりもインナー側の外周に内方部材３の回転軸Ｌを中心とする略円環形状の肉薄部２ｍが設けられている。肉薄部２ｍは、外側転走面２ｄの最底部分における外周（外側転走面２ｄの最底部分から径方向外側へ延長した仮想線と交わる外周を指す）から深さが１ｍｍ以上となっている。これは、外側転走面２ｄの最底部分における外周から深さ寸法Ｄをパラメータとし、解析によって見出された結果である。具体的に説明すると、厚さ寸法Ｔが異なる外方部材２を用い、肉薄部２ｍにおける変形量を計測する解析によって見出された結果である。

このように、車輪用軸受装置１において、肉薄部２ｍは、外側転走面２ｄの最底部分における外周から深さが１ｍｍ以上である。かかる車輪用軸受装置１によれば、外方部材２の剛性を確保しつつ肉厚部２ｈを設けたことによる重量増加を最小限に抑制することができる。

次に、図１０を用いて、第三実施形態である車輪用軸受装置１の要部構造について説明する。図１０は、図２における領域Ｒを拡大した図に相当する。

第三実施形態である車輪用軸受装置１においても、外方部材２のアウター側の外周に略円環形状の排水溝２ｇと肉厚部２ｈが設けられている。排水溝２ｇは、軸方向断面が略矩形状若しくは略円弧形状となっている。また、肉厚部２ｈは、その軸方向断面が略台形状となっており、この略台形状の上辺２ｉと斜辺２ｊのうち、斜辺２ｊがアウター側からインナー側へ下るように傾斜している。但し、本実施形態においては、上辺２ｉが外側転走面２ｄの最底部分における外周（外側転走面２ｄの最底部分から径方向外側へ延長した仮想線と交わる外周を指す）に形成されている。

ところで、肉厚部２ｈは、内方部材３の回転軸Ｌに対する斜辺２ｊの傾き角度θが５°以上となっている。これは、内方部材３の回転軸Ｌに対する斜辺２ｊの傾き角度θをパラメータとし、実験によって見出された結果である。具体的に説明すると、傾き角度θが異なる外方部材２を用い、一定量の泥水が肉厚部２ｈを乗り越えるか否か、および乗り越えた泥水量を計測する実験によって見出された結果である。また、外方部材２のアウター側開口端の変形量を計測する解析によって見出された結果でもある。

更に、肉厚部２ｈは、排水溝２ｇの最底部分から上辺２ｉまでの高さが３ｍｍ以上となっている。これは、排水溝２ｇの最底部分から上辺２ｉまでの高さ寸法Ｈをパラメータとし、実験によって見出された結果である。具体的に説明すると、高さ寸法Ｈが異なる外方部材２を用い、一定量の泥水が肉厚部２ｈを乗り越えるか否か、および乗り越えた泥水量を計測する実験によって見出された結果である。また、外方部材２のアウター側開口端の変形量を計測する解析によって見出された結果でもある。

このため、第三実施形態である車輪用軸受装置１においても、第一実施形態である車輪用軸受装置１と同様に、肉厚部２ｈが泥水を堰止めて排水溝２ｇへ案内するので、泥水が外方部材２を伝ってシール部材１０（アウター側シール部材１０）に到達するのを防ぎ、シール部材（１０）の密封性が低下するという懸念を払拭できる。また、外方部材２のアウター側の外周に肉厚部２ｈが設けられるので、外方部材２のアウター側開口端の変形量が低減し、外側転走面２ｄの真円度が劣化するのを抑えることができる。ひいては、転動体６やその外側転走面２ｄの損傷を防いで軸受寿命の低下を防ぐことができる。

更に、肉厚部２ｈは、上辺２ｉが外方部材２のアウター側端部から外側転走面２ｄの最底部分を越える範囲（外側転走面２ｄの最底部分から径方向外側へ延長した仮想線を越える範囲）まで設けられている。これは、外方部材２のアウター側の剛性向上を意図したものである。

このように、車輪用軸受装置１において、肉厚部２ｈは、上辺２ｉが外方部材２のアウター側端部からアウター側に形成された外側転走面２ｄの最底部分を越える範囲まで設けられている。かかる車輪用軸受装置１によれば、外方部材２のアウター側端部からアウター側に形成された外側転走面２ｄまでにおける剛性が向上するので、外側転走面２ｄの真円度が劣化するのを抑えることができる。

１ 車輪用軸受装置
２ 外方部材
２ｃ 外側転走面
２ｄ 外側転走面
２ｇ 排水溝
２ｈ 肉厚部
２ｉ 上辺
２ｊ 斜辺
２ｋ 案内溝
２ｍ 肉薄部
３ 内方部材
４ ハブ輪
４ａ 小径段部
４ｄ 内側転走面
５ 内輪
５ａ 内側転走面
６ 転動体
６ａ ボール列
６ｂ ボール列
７ シール部材
８ スリンガ
９ シールリング
１０ シール部材
１１ シールリング
４０ ハブボルト
Ｌ 内方部材の回転軸

Claims (5)

1. 内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
   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前記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、
   前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に介装された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、
   前記外方部材のアウター側の外周に前記内方部材の回転軸を中心とする略円環形状の排水溝を設けるとともに、
   前記外方部材の前記排水溝よりもアウター側の外周に前記内方部材の回転軸を中心とする略円環形状の肉厚部を設け、
   前記肉厚部は、その軸方向断面で上辺と斜辺となる部位を有しており、前記斜辺がアウター側からインナー側へ下るように傾斜し、かつ、前記上辺が前記外方部材のアウター側端部からアウター側に形成された前記外側転走面の溝底最深部分を軸方向で越える範囲まで設けられている、ことを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記肉厚部は、前記内方部材の回転軸に対する前記斜辺の傾きが５°以上である、ことを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記肉厚部は、前記排水溝の最底部分から前記上辺までの高さが３ｍｍ以上である、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記肉厚部は、前記外方部材のアウター側に形成された前記外側転走面と外周までの厚さが６.５ｍｍ以上である、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。
5. 前記外方部材の前記排水溝よりもインナー側の外周に前記内方部材の回転軸を中心とする略円環形状の肉薄部を設け、
   前記肉薄部は、前記外方部材のアウター側に形成された前記外側転走面における外周から深さが１ｍｍ以上であるとともに前記排水溝の最底部分よりも厚い、ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。
   

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