JP6967831B2 - 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。詳しくは外方部材の寿命を向上させた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、車輪に接続されるハブ輪が転動体を介して外方部材に回転自在に支持されている。車輪用軸受装置は、車両のナックルに外方部材の取り付けフランジを介して固定されている。つまり、車輪用軸受装置は、外方部材が車両のナックルに固定された状態で車輪が接続されているハブ輪を回転自在に支持している。車輪用軸受装置には、所望の軸受剛性を有し、燃費向上の観点から回転トルクが小さい複列アンギュラ玉軸受が多用されている。車輪用軸受装置は、転動体に所定の接触角を付与して外方部材とハブ輪とに接触させることでアンギュラ玉軸受を構成している。車輪用軸受装置の外方部材には、ハブ輪の車輪取り付けフランジ側（アウター側）の開口部近傍と外方部材の取り付けフランジ側（インナー側）の開口部近傍とに転動体列の転走面が形成されている。外方部材は、ハブ輪を支持している転動体を介して車輪からの荷重を転走面で支持している。

このような車輪用軸受装置において、車両が静止または前後進している場合、車両からの荷重が複列のアンギュラ玉軸受の略中央に作用する。一方、車両が旋回した場合、旋回方向の反対側（右旋回の場合は車両の左側）の車輪に加わるラジアル荷重やアキシアル荷重が増大する。したがって、車輪用軸受装置は、アウター側の転動体列の剛性を高めることで軸受剛性を増大させて転動疲労寿命の低下を防いでいるものがある。例えば、特許文献１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、複列の転動体列のうちアウター側の転動体列のピッチ円直径をインナー側の転動体列のピッチ円直径よりも大きくすることでアウター側の転動体列の転動体の数が増加し、転動体列の剛性が高められている。しかし、車輪用軸受装置は、アウター側の転動体列のピッチ円直径の増大に伴って外方部材のアウター側の開口部の直径も増大している。また、外方部材の各開口部には、外方部材の内部への雨水等の侵入を防止するシール部材を設けるための嵌合部、加工のための基準面等が形成されている。このため、車輪用軸受装置は、外方部材のアウター側の転走面に加わるラジアル荷重やアキシアル荷重が車両の旋回により増大した場合、ナックルに固定されている取り付けフランジから離間しているアウター側の開口部が略楕円形状に変形し、転走面真円度が劣化して転動疲労寿命が低下する可能性があった。

特開２００８−１５５８３７号公報

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材の開口部の変形量を低減させ転動疲労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。

即ち、外周に車体取り付けフランジを一体に有し、内周に複列の環状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り付け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環状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それぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材の外周面に少なくとも一部が前記外方部材の車輪取り付けフランジ側の前記外側転走面と外方部材の径方向で重複するように所定幅で径方向に所定量だけ突出した帯状部が形成されるものである。

前記帯状部が前記外側転走面のうち前記外方部材の外周面に最も近接している部分と外方部材の径方向で重複するように形成されるものである。

前記帯状部が環状の前記外側転走面の最大外径部分と外方部材の径方向で重複するように形成されるものである。

前記帯状部が前記外側転走面の転動体接触点および前記内側転走面の転動体接触点を通る直線と前記外方部材の外周面との交わる部分を覆うように形成されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

車輪用軸受装置によれば、外方部材のうち車輪取り付けフランジ側の開口部近傍であって外側転走面によって外方部材の肉厚が減少している部分の肉厚が増大される。これにより、全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材開口部の変形量を低減させ転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。

車輪用軸受装置によれば、外方部材のうち車輪取り付けフランジ側の開口部近傍であって外側転走面によって最も外方部材の肉厚が減少している部分の肉厚が増大される。これにより、全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材開口部の変形量を低減させ転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。

車輪用軸受装置によれば、外方部材のうち車輪取り付けフランジ側の開口部近傍であって外側転走面が力を受け止める部分の肉厚が増大される。これにより、全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材開口部の変形量を低減させ転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。

車輪用軸受装置の第一実施形態における全体構成を示す斜視図。 車輪用軸受装置の第一実施形態における全体構成を示す断面図（図１におけるＡ矢視図）。 車輪用軸受装置の第一実施形態における外方部材の形状を示す拡大部分断面図。 車輪用軸受装置の第一実施形態の他の実施形態における外方部材の形状を示す拡大部分断面図。 （ａ）車輪用軸受装置の第二実施形態における帯状部が形成される前の全体構成を示す断面図（ｂ）同じく帯状部が形成された後の全体構成を示す断面図。 車輪用軸受装置の第三実施形態における外方部材の形状を示す拡大部分断面図。 車輪用軸受装置の第四実施形態における外方部材の形状を示す拡大部分断面図。

以下に、図１と図２とを用いて、車輪用軸受装置の第一実施形態である車輪用軸受装置１について説明する。

図１と図２とに示すように、車輪用軸受装置１は、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、外方部材２、ハブ輪３、内輪４、転動列である二列の一側ボール列５ａ（図２参照）、他側ボール列５ｂ（図２参照）、一側（インナー側）シール部材６（図２参照）、他側（アウター側）シール部材８（図２参照）を具備する。

図２に示すように、外方部材２は、内方部材（ハブ輪３と内輪４）を支持するものである。外方部材２は、略円筒状に形成された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の一側（インナー側）端部には、一側シール部材６が嵌合可能な一側開口部２ａが形成されている。外方部材２の他側（アウター側）端部には、他側シール部材８が嵌合可能な他側開口部２ｂが形成されている。外方部材２の内周面には、一側開口部２ａの近傍に一側ボール列５ａが転走する環状の一側の外側転走面２ｃが形成されている。同様に、外方部材２の内周面には、他側開口部２ｂの近傍に他側ボール列５ｂが転走する環状の他側（後述の車輪取り付けフランジ３ｂ側）の外側転走面２ｄが形成されている。一側の外側転走面２ｃと他側の外側転走面２ｄとは、周方向に互いに平行になるように形成されている。他側の外側転走面２ｄは、一側の外側転走面２ｃよりもピッチ円直径が大きくなるように形成されている。なお、一側の外側転走面２ｃと他側の外側転走面２ｄとのピッチ円直径を等しく構成してもよい。一側の外側転走面２ｃと他側の外側転走面２ｄとには、高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲とする硬化層が形成されている。外方部材２の一側の外周面には、図示しない懸架装置のナックルに取り付けるための車体取り付けフランジ２ｅが一体に形成されている。車体取り付けフランジ２ｅの取り付け面である一側面および他側面は、切削加工等の機械加工が施されている。外方部材２の他側（アウター側、後述の車輪取り付けフランジ３ｂ側）の外周面には、他側開口部２ｂの端部から軸方向一側に向かって所定幅で径方向に所定量だけ突出した環状の帯状部２ｆが一体的に形成されている。

内方部材を構成するハブ輪３は、図示しない車両の車輪を回転自在に支持するものである。ハブ輪３は、有底円筒状に形成された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３の一側端部（インナー側）には、外周面に縮径された小径段部３ａが形成されている。ハブ輪３の他側端部（アウター側）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。ハブ輪３の他側（車輪取り付けフランジ３ｂ側）の外周面には、周方向に環状の内側転走面３ｃと環状のシール摺動面３ｄとが形成されている。車輪取り付けフランジ３ｂには、円周等配位置にハブボルト３ｅが設けられている。

ハブ輪３の一側端部の小径段部３ａは、内方部材を構成する内輪４が圧入されている。内輪４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５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。内輪４の外周面には、周方向に環状の内側転走面４ａが形成されている。ハブ輪３の内側転走面３ｃは、内輪４の内側転走面４ａよりもピッチ円直径が大きくなるように形成されている。なお、内側転走面３ｃと内側転走面４ａとのピッチ円直径を等しく構成してもよい。内輪４は、圧入により所定の予圧が付与された状態でハブ輪３の一側端部に一体的に固定されている。つまり、ハブ輪３の一側には、内輪４によって内側転走面４ａが構成されている。ハブ輪３は、一側の小径段部３ａから他側の内側転走面３ｃまでを高周波焼入れにより表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。これにより、ハブ輪３は、車輪取り付けフランジ３ｂに付加される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、ハブ輪３の耐久性が向上する。ハブ輪３は、一側端部の内輪４に形成されている内側転走面４ａが外方部材２の一側の外側転走面２ｃに対向し、他側に形成されている内側転走面３ｃが外方部材２の他側の外側転走面２ｄに対向するように配置されている。

転動列である一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂとは、ハブ輪３を回転自在に支持するものである。一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂとは、転動体である複数のボールが保持器によって環状に保持されている。一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂとは、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５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。他側ボール列５ｂは、一側ボール列５ａよりもピッチ円直径が大きくなるように構成されている。なお、一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂとのピッチ円直径を等しく構成してもよい。一側ボール列５ａは、内輪４に形成されている内側転走面４ａと、それに対向している外方部材２の一側の外側転走面２ｃとの間に転動自在に挟まれている。他側ボール列５ｂは、ハブ輪３に形成されている内側転走面３ｃと、それに対向している外方部材２の他側の外側転走面２ｄとの間に転動自在に挟まれている。つまり、一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂとは、外方部材２に対してハブ輪３と内輪４とを回転自在に支持している。車輪用軸受装置１は、外方部材２とハブ輪３と内輪４と一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂとから複列アンギュラ玉軸受が構成されている。なお、本実施形態において、車輪用軸受装置１には、複列アンギュラ玉軸受が構成されているがこれに限定されるものではなく、複列円錐ころ軸受等で構成されていても良い。

一側（インナー側）シール部材６は、外方部材２と内輪４との隙間を塞ぐものである。一側シール部材６は、略円筒状のシール板と略円筒状のスリンガとを具備する。一側シール部材６は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）等から構成されているシール板に、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）等の合成ゴムからなる複数の一側シールリップが加硫接着されている。スリンガは、シール板と同等の鋼板から構成されている。スリンガの外側（インナー側）には、磁気エンコーダ７が接着されている。一側シール部材６は、シール板が外方部材２の一側開口部２ａに嵌合され、スリンガが内輪４に嵌合され、パックシールを構成している。一側シール部材６は、シール板の一側シールリップが油膜を介してスリンガと接触することでスリンガに対して摺動可能に構成されている。これにより、一側シール部材６は、外方部材２の内部からの潤滑グリースの漏れ、および外部からの雨水や粉塵等の侵入を防止する。

他側（アウター側）シール部材８は、外方部材２とハブ輪３との隙間を塞ぐものである。他側シール部材８はニトリルゴム等の合成ゴムからなる複数の他側シールリップが加硫接着によって略円筒状に形成された芯金に一体に接合されている。他側シール部材８は、外方部材２の他側開口部２ｂに円筒部分が嵌合され、ハブ輪３のシール摺動面３ｄに複数の他側シールリップが接触している。他側シール部材８は、他側シールリップが油膜を介してハブ輪３のシール摺動面３ｄと接触することでハブ輪３に対して摺動可能に構成されている。これにより、他側シール部材８は、外方部材２の内部からの潤滑グリースの漏れ、および外部からの雨水や粉塵等の侵入を防止する。

このように構成される車輪用軸受装置１は、外方部材２とハブ輪３と内輪４と一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂとから複列アンギュラ玉軸受が構成され、ハブ輪３が一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂを介して外方部材２に回転自在に支持されている。また、車輪用軸受装置１は、外方部材２の一側開口部２ａと内輪４との隙間を一側シール部材６で塞がれ、外方部材２の他側開口部２ｂとハブ輪３との隙間を他側シール部材８で塞がれている。これにより、車輪用軸受装置１は、内部からの潤滑グリースの漏れ、および外部からの雨水や粉塵等の侵入を防止しつつ、外方部材２に支持されているハブ輪３が回転可能に構成されている。

次に、図３を用いて、外方部材２の形状について詳細に説明する。ここで、本実施形態における外方部材２の他側端から環状に形成されている他側（車輪取り付けフランジ３ｂ側、図２参照）の外側転走面２ｄの最大外径Ｄの位置までの軸方向の幅を最大外径幅Ｗａとする。最大外径幅Ｗａは、外方部材２の他側端から他側の外側転走面２ｄのうち最も外方部材２の外周面側に凹んでいる他側の外側転走面２ｄの底部までの軸方向の幅である。

図３に示すように、略円筒状に形成されている外方部材２の外周面には、一側の外側転走面２ｃの近傍に、図示しない懸架装置のナックルに取り付けるための車体取り付けフランジ２ｅが形成されている。また、外方部材２の外周面の他側の外側転走面２ｄの近傍には、帯状部２ｆ（薄墨部分）が形成されている。帯状部２ｆは、外方部材２の他側端から所定の帯幅ｗ１で径方向に所定の突出量ｐ１だけ突出した帯状に形成されている。帯状部２ｆは、外方部材２の外周面の他側端部に全周にわたって形成されている（図１および図２の薄墨部分参照）。帯状部２ｆの外周面は、切削加工等の機械加工が施されている。

外方部材２の帯状部２ｆは、外方部材２の他側端から他側の外側転走面２ｄの最大外径Ｄの位置までの軸方向の幅である最大外径幅Ｗａよりも大きい幅ｗ１に形成されている（Ｗａ＜ｗ１）。つまり、帯状部２ｆは、外方部材２の他側の外側転走面２ｄの最大外径Ｄの位置と径方向で（外方部材２の軸方向に垂直な方向の側面視で）重複する幅ｗ１に形成されている。これにより、帯状部２ｆは、外方部材２の他側の外側転走面２ｄの底部を覆うように形成されている。本実施形態において、帯状部２ｆは、外方部材２の他側の外側転走面２ｄが形成されている部分のうち最も肉厚が薄い部分を覆うように形成されている。また、帯状部２ｆは、他側の外側転走面２ｄの最大外径Ｄの位置での外方部材２の肉厚ｔ１が基準値以上（例えば５ｍｍから８ｍｍ程度）になる所定量である突出量ｐ１だけ径方向の外側に突出して形成されている。これにより、外方部材２は、他側の外側転走面２ｄが形成されている部分で最も薄い肉厚ｔ１が基準値以上になる。このような帯状部２ｆが形成されている車輪用軸受装置１は、帯状部２ｆが形成されていない従来の車輪用軸受装置に比べて他側の外側転走面２ｄの真円度劣化量が約２１％改善されている。この結果、本実施形態における車輪用軸受装置１の軸受転動疲労寿命は、従来の車輪用軸受装置に比べて約６％改善されている。

このように構成される車輪用軸受装置１の外方部材２のうち一側端から一側の外側転走面２ｃを含む範囲については、車体取り付けフランジ２ｅを介して図示しない車両側のナックルに固定されているので一定以上の軸受剛性が確保されている。一方、車輪用軸受装置１の外方部材２のうち他側端から幅ｗ１の範囲については、帯状部２ｆによって一定以上の軸受剛性が確保されている。従って、車輪用軸受装置１は、ラジアル荷重やアキシアル荷重が増加しても外方部材２の他側端から幅ｗ１の範囲の変形量が抑制される。つまり、車輪用軸受装置１は、帯状部２ｆを設けることで外方部材２の他側開口部２ｂの変形による外側転走面２ｄの転走面真円度の劣化が抑制される。また、車輪用軸受装置１は、外方部材２の他側端から幅ｗ１の範囲のみが帯状部２ｆで覆われている。これにより、全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材２の他側開口部２ｂの変形量を低減させ転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。

また、第一実施形態における外方部材２の形状の別実施形態として、図４に示すように外方部材２に帯状部２ｇを形成してもよい。ここで、外方部材２の他側端から他側の外側転走面２ｄの車輪取り付けフランジ３ｂ側の縁までの軸方向の幅をオフセット幅Ｗｂとする。オフセット幅Ｗｂは、外方部材２の他側端から他側の外側転走面２ｄのうち最も他側端に近接している部分までの幅である。

外方部材２の帯状部２ｇは、外方部材２の他側端から他側の外側転走面２ｄの車輪取り付けフランジ３ｂ側の縁までの軸方向の幅であるオフセット幅Ｗｂよりも大きく、他側の外側転走面２ｄの最大外径Ｄの位置までの軸方向の幅である最大外径幅Ｗａ以下の幅ｗ２に形成されている（Ｗｂ＜ｗ２≦Ｗａ）。つまり、帯状部２ｇは、外方部材２の外周面に他側の外側転走面２ｄの他側の一部分と径方向で（外方部材２の軸方向に垂直な方向の側面視で）重複する幅ｗ２に形成される。これにより、帯状部２ｇは、外方部材２の他側の外側転走面２ｄが形成されている部分の一部を覆うように形成されている。

このように構成される車輪用軸受装置１の外方部材２のうち他側端から他側の外側転走面２ｄのオフセット幅Ｗｂよりも大きく最大外径幅Ｗａ以下の範囲については、帯状部２ｇによって一定以上の軸受剛性が確保されている。従って、車輪用軸受装置１は、帯状部２ｇを設けることで外方部材２の他側開口部２ｂの変形による外側転走面２ｄの転走面真円度の劣化が抑制される。これにより、全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材２の他側開口部２ｂの変形量を低減させ転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。

次に、図５を用いて、車輪用軸受装置の第二実施形態である車輪用軸受装置９について説明する。なお、以下の各実施形態に係る車輪用軸受装置は、図１から図４に示す車輪用軸受装置１において、車輪用軸受装置１に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、記号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。

図５に示すように、車輪用軸受装置９は、外方部材１０、ハブ輪３、内輪４、転動列である二列の一側ボール列５ａ、他側ボール列５ｂ等を具備する。車輪用軸受装置９は、外方部材１０とハブ輪３と内輪４と一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂとから複列アンギュラ玉軸受が構成されている。一側ボール列５ａは、内輪４に形成されている内側転走面４ａと、それに対向している外方部材１０の一側の外側転走面１０ｃとの間に転動自在に挟まれている。他側ボール列５ｂは、ハブ輪３に形成されている内側転走面３ｃと、それに対向している外方部材１０の他側の外側転走面１０ｄとの間に転動自在に挟まれている。つまり、一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂとは、外方部材１０に対してハブ輪３と内輪４とを回転自在に支持している。

次に、外方部材１０の形状について詳細に説明する。ここで、外方部材１０の他側端から他側の外側転走面１０ｄにおいて外方部材１０の外周面に最も近接している部分までの軸方向の幅を最少肉厚幅Ｗｃとする。最少肉厚幅Ｗｃは、外方部材１０の他側端から他側の外側転走面１０ｄのうち外方部材１０の肉厚が最も薄い肉厚ｔ２までの軸方向の幅である。

図５（ａ）に示すように、外方部材１０の外周面は、他側の外側転走面１０ｄと径方向で（外方部材１０の軸方向に垂直な方向の側面視で）重複する部分から他側端に向かって徐々に縮径するように形成されている。これにより、外方部材１０は、他側の外側転走面１０ｄの最大外径Ｄの位置よりも他側の位置に他側の外側転走面１０ｄが形成されている部分のうち最も肉厚が薄い肉厚ｔ２の部分が形成されている。つまり、外方部材１０のうち最も薄い肉厚ｔ２の位置は、外方部材１０の他側端から最少肉厚幅Ｗｃの位置に形成されている。

図５（ｂ）に示すように、外方部材１０の外周面の他側の外側転走面１０ｄの近傍には、帯状部１０ｆ（薄墨部分）が形成されている。外方部材１０の帯状部１０ｆは、外方部材１０の他側端から他側の外側転走面１０ｄが形成されている部分のうち最も薄い肉厚ｔ２までの軸方向の幅である最少肉厚幅Ｗｃよりも大きい幅ｗ３に形成されている。つまり、帯状部１０ｆは、外方部材１０の外周面に他側の外側転走面１０ｄの最も肉厚が薄い肉厚ｔ２の位置と径方向で（外方部材１０の軸方向に垂直な方向の側面視で）重複する幅ｗ３に形成される。これにより、帯状部１０ｆは、外方部材１０の他側の外側転走面１０ｄが形成されている部分のうち最も肉厚が薄い部分を覆うように形成されている。また、帯状部１０ｆは、他側の外側転走面１０ｄのうち最も薄い肉厚ｔ２が基準値以上（例えば５ｍｍから８ｍｍ程度）になる所定量である突出量ｐ２だけ径方向の外側に突出して形成されている。これにより、外方部材１０は、その他側端から他側の外側転走面１０ｄにおいて最も肉厚が薄い部分の肉厚ｔ２が基準値以上になる。

このように構成される車輪用軸受装置９の外方部材１０のうち他側端から幅ｗ３の範囲については、帯状部１０ｆによって一定以上の軸受剛性が確保されている。従って、車輪用軸受装置９は、帯状部１０ｆを設けることで外方部材１０の他側開口部１０ｂの変形による他側の外側転走面１０ｄの転走面真円度の劣化が抑制される。これにより、全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材１０の他側開口部１０ｂの変形量を低減させ転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。

次に、図６を用いて、車輪用軸受装置の第三実施形態である車輪用軸受装置１１について説明する。

図６に示すように、車輪用軸受装置１１は、外方部材１２、ハブ輪３、内輪４、転動列である二列の一側ボール列５ａ、他側ボール列５ｂ等を具備する。車輪用軸受装置１１は、外方部材１２とハブ輪３と内輪４と一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂとから複列アンギュラ玉軸受が構成されている。一側ボール列５ａは、内輪４に形成されている内側転走面４ａと、それに対向している外方部材１２の一側の外側転走面１２ｃとの間に転動自在に挟まれている。他側ボール列５ｂは、ハブ輪３に形成されている内側転走面３ｃと、それに対向している外方部材１２の他側の外側転走面１２ｄとの間に転動自在に挟まれている。つまり、一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂとは、外方部材１２に対してハブ輪３と内輪４とを回転自在に支持している。

次に、外方部材１２の形状について詳細に説明する。ここで、外方部材１２の他側の外側転走面１２ｄの一側（車体取り付けフランジ１２ｅ側）の縁から他側の外側転走面１２ｄの他側の縁までの軸方向の幅を転走面幅Ｗｄとする。つまり、転走面幅Ｗｄは、他側の外側転走面１２ｄの溝幅である。

外方部材１２の外周面の他側の外側転走面１２ｄの近傍には、帯状部１２ｆ（薄墨部分）が形成されている。外方部材１２の帯状部１２ｆは、他側の外側転走面１２ｄの一側の縁から他側の縁までの軸方向の幅である転走面幅Ｗｄよりも大きい幅ｗ４に形成されている（Ｗｄ＜ｗ４）。つまり、帯状部１２ｆは、外方部材１２の外周面に他側の外側転走面１２ｄと径方向で（外方部材１２の軸方向に垂直な方向の側面視で）重複する幅ｗ４に形成される。これにより、帯状部１２ｆは、外方部材１２の他側の外側転走面１２ｄが形成されている部分を覆うように形成されている。

このように構成される車輪用軸受装置１１の外方部材１２のうち幅ｗ４の範囲については、帯状部１２ｆによって一定以上の軸受剛性が確保されている。従って、車輪用軸受装置１１は、帯状部１２ｆを設けることで外方部材１２の他側開口部２ｂの変形による他側の外側転走面１２ｄの転走面真円度の劣化が抑制される。また、車輪用軸受装置１１は、外方部材１２の他側端から幅ｗ４の範囲のみが帯状部１２ｆで覆われている。これにより、全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材１２の他側開口部１２ｂの変形量を低減させ転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。

次に、図７を用いて、車輪用軸受装置の第四実施形態である車輪用軸受装置１３について説明する。

図７に示すように、車輪用軸受装置１３は、外方部材１４、ハブ輪３、内輪４、転動列である二列の一側ボール列５ａ、他側ボール列５ｂ等を具備する。車輪用軸受装置１３は、外方部材１４とハブ輪３と内輪４と一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂとから複列アンギュラ玉軸受が構成されている。一側ボール列５ａは、内輪４に形成されている内側転走面４ａと、それに対向している外方部材１４の一側の外側転走面１４ｃとの間に転動自在に挟まれている。他側ボール列５ｂは、ハブ輪３に形成されている内側転走面３ｃと、それに対向している外方部材１４の他側の外側転走面１４ｄとの間に転動自在に挟まれている。つまり、一側ボール列５ａと他側ボール列５ｂとは、外方部材１４に対してハブ輪３と内輪４とを回転自在に支持している。

次に、外方部材１４の形状について詳細に説明する。ここで、外方部材１４の他側の外側転走面１４ｄにおいて、転動体である他側ボール列５ｂのうち一のボールが接触している転動体接触点を外側接触点Ｐ１とする。同様に、ハブ輪３の内側転走面３ｃにおいて、転動体である他側ボール列５ｂのうち一のボールが接触している転動体接触点を内側接触点Ｐ２とする。外方部材１４の他側端から外側接触点Ｐ１および内側接触点Ｐ２を通る接触角線Ｌと外方部材１４の外周面とが交わる位置までの幅を接触角幅Ｗｅとする。接触角線Ｌは、外方部材１４に他側ボール列５ｂから加わる力の伝わる方向を示している。

外方部材１４の外周面の他側の外側転走面１４ｄの近傍には、帯状部１４ｆ（薄墨部分）が形成されている。外方部材１４の帯状部１４ｆは、外方部材１４の他側端から外周面と接触角線Ｌとが交わる位置までの軸方向の幅である接触角幅Ｗｅよりも大きい幅ｗ５に形成されている（Ｗｅ＜ｗ５）。つまり、帯状部１４ｆは、外方部材１４の外周面に他側の外側転走面１４ｄと接触角線Ｌとに径方向で（外方部材１４の軸方向に垂直な方向の側面視で）重複する幅ｗ５に形成される。これにより、帯状部１４ｆは、外方部材１４の他側の外側転走面１４ｄが形成されている部分および外方部材１４が他側ボール列５ｂからの力を受ける部分を覆うように形成されている。

このように構成される車輪用軸受装置１３の外方部材１４のうち幅ｗ５の範囲については、帯状部１４ｆによって一定以上の軸受剛性が確保されている。従って、車輪用軸受装置１３は、帯状部１４ｆを設けることで外方部材１４の他側開口部１４ｂの変形による他側の外側転走面１４ｄの転走面真円度の劣化が抑制される。また、車輪用軸受装置１３は、外方部材１４の他側端から幅ｗ５の範囲のみが帯状部１４ｆで覆われている。これにより、全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材１４の他側開口部１４ｂの変形量を低減させ転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。

以上、各実施形態に係る車輪用軸受装置は、ハブ輪３の外周に一側ボール列５ａの内側転走面３ｃが直接形成されている第３世代構造の車輪用軸受装置として説明したがこれに限定されるものではなく、ハブ輪３に一対の内輪４が圧入固定された第２世代構造であっても良い。また、上述の実施形態は、本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 車輪用軸受装置
２ 外方部材
２ｄ 外側転走面
２ｅ 車体取り付けフランジ
２ｆ 帯状部
３ ハブ輪
３ｂ 車輪取り付けフランジ
４ 内輪
５ａ 一側ボール列
５ｂ 他側ボール列

Claims (4)

1. 外周に車体取り付けフランジを一体に有し、内周に複列の環状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り付け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環状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それぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、
   前記外方部材の外周面に、少なくとも一部が、前記外方部材の車輪取り付けフランジ側の前記外側転走面と外方部材の径方向で重複するように所定幅で径方向に所定量だけ突出した帯状部が、前記外方部材と一体的に形成され、
   前記車体取り付けフランジが、前記外方部材の外周面において軸方向のインナー側端部近傍に設けられた円筒状の外周面と、当該円筒状の外周面よりも軸方向のアウター側に設けられた前記帯状部との間であって、前記外方部材のインナー側の外側転走面における転動体が接触している接触部分の最もアウター側の接触点の近傍に配置され、
   前記帯状部において当該帯状部を含む前記外方部材の径方向の厚みが、前記円筒状の外周面における前記外方部材の径方向の厚みよりも厚く、前記帯状部が前記外方部材の外周面において軸方向のアウター側端部から軸方向のインナー側に向かって形成される車輪用軸受装置。
2. 前記帯状部が前記外側転走面のうち前記外方部材の外周面に最も近接している部分と外方部材の径方向で重複するように形成される請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記帯状部が環状の前記外側転走面の最大外径部分と外方部材の径方向で重複するように形成される請求項１または請求項２に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記帯状部が前記外側転走面の転動体接触点および前記内側転走面の転動体接触点を通る直線と前記外方部材の外周面との交わる部分を覆うように形成される請求項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。

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