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発明の名称 車輪用軸受装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−2937(P2007−2937A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−184775(P2005−184775)
出願日 平成17年6月24日(2005.6.24)
代理人 【識別番号】100095614
【弁理士】
【氏名又は名称】越川 隆夫
発明者 大槻 寿志
要約 課題

軸受寿命の低下がなく、簡単な方法でクリープの発生を防止する車輪用軸受装置を提供する。

解決手段
特許請求の範囲
【請求項1】
内周に複列の外側転走面が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所定のシメシロを介して圧入され、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保持器を介して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、
前記ハブ輪における小径段部のインボード側の端部外周に凸部が形成されると共に、この凸部が、前記内輪における内側転走面の内端部に対応する位置に設けられ、この凸部の最大シメシロが、前記内輪との圧入における当該凸部以外のシメシロよりも大きく設定されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項2】
前記小径段部が、総型砥石によって少なくとも前記内側転走面と同時に研削加工されている請求項1に記載の車輪用軸受装置。
【請求項3】
前記小径段部と内輪とのシメシロが10〜50μmの範囲に設定されると共に、前記凸部が前記小径段部の外径に対し直径で50〜100μmの段差に形成されている請求項1または2に記載の車輪用軸受装置。
【請求項4】
前記凸部が円筒状に形成されている請求項1乃至3いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項5】
前記凸部が前記端面に向って漸次大径になるように形成されている請求項1乃至4いずれかに記載の車輪用軸受装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
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、軽量・コンパクト化を図ると共に、ハブ輪に圧入固定された内輪のクリープを防止した車輪用軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
自動車等の車両の車輪用軸受装置には、駆動輪用のものと従動輪用のものとがある。特に、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。その従来構造の代表的な一例として、図5に示すような駆動輪用の車輪用軸受装置が知られている。
【0003】
この車輪用軸受装置は第3世代と称され、ハブ輪51と内輪52とからなる内方部材53と、この内方部材53に外挿された外方部材54と、両部材53、54間に収容された複列の転動体55、55とを備えている。ハブ輪51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51aと、この内側転走面51aから軸方向に延びる円筒状の小径段部51bが形成され、内周にセレーション51c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車輪を固定するためのハブボルト56aが植設されている。ハブ輪51の小径段部51bには、外周に内側転走面52aが形成された内輪52が圧入されている。
【0004】
外方部材54は、外周に車体取付フランジ54bを一体に有し、内周に複列の外側転走面54a、54aが形成され、この複列の外側転走面54a、54aと対向する前記内側転走面51a、52aの間に複列の転動体55、55が保持器57を介して転動自在に収容されている。そして、この車輪用軸受装置は、図示しない等速自在継手がトルク伝達可能に連結されている。
【0005】
ここで、内輪52はハブ輪51の小径段部51bに所定のシメシロを介して圧入されているが、このシメシロが不足すると内輪52がクリープを起こし、焼付いたり、短寿命を誘発する恐れがあった。ここで、クリープとは、嵌合シメシロ不足や嵌合面の加工精度不良等により軸受が周方向に微動して嵌合面が鏡面化し、場合によってはかじりを伴い焼付きや溶着する現象をいう。
【0006】
このクリープの発生を防止するためにシメシロを大きく設定することが考えられるが、シメシロが大きくなればその分荷重が増大することになって軸受寿命が低下し好ましくない。したがって、こうした問題を回避するために従来の車輪用軸受装置では、試作試験においてクリープが発生した場合、ハブ輪51と内輪52とのシメシロを変更し、適切なシメシロを再設定して逐次対応してきた。なお、係る先行技術は文献公知発明に係るものでないため、記載すべき先行技術文献情報はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、こうした試作試験においてクリープの発生有無を確認し試行錯誤でシメシロを決定する方法では、試作に無駄な時間とコストが発生するため、こうした車輪用軸受装置において、軸受寿命の低下がなくクリープの発生を防止する手段が望まれていた。
【0008】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、軸受寿命の低下がなく、簡単な方法でクリープの発生を防止する車輪用軸受装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
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、内周に複列の外側転走面が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所定のシメシロを介して圧入され、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保持器を介して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、前記ハブ輪における小径段部のインボード側の端部外周に凸部が形成されると共に、この凸部が、前記内輪における内側転走面の内端部に対応する位置に設けられ、この凸部の最大シメシロが、前記内輪との圧入における当該凸部以外のシメシロよりも大きく設定されている構成を採用した。
【0010】
このように、ハブ輪の外周に内側転走面と、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、この小径段部に内輪が圧入された第3世代構造の車輪用軸受装置において、小径段部のインボード側の端部外周に凸部が形成されると共に、この凸部が、内輪における内側転走面の内端部に対応する位置に設けられ、この凸部の最大シメシロが、内輪との圧入における凸部以外のシメシロよりも大きく設定されているので、内輪の内側転走面に許容量以上の引張応力が発生して軸受寿命が低下するのを防止すると共に、簡単な方法で内輪のクリープの発生を防止することができる。
【0011】
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記小径段部が、総型砥石によって少なくとも前記内側転走面と同時に研削加工されていれば、凸部を滑らかに、かつ容易に形成することができる。
【0012】
また、請求項3に記載の発明のように、前記小径段部と内輪とのシメシロが10〜50μmの範囲に設定されると共に、前記凸部が前記小径段部の外径に対し直径で50〜100μmの段差に形成されていれば、内輪が弾性変形によって凸部を乗り越えて小径段部に圧入され、内輪に無理な応力が生じることはない。
【0013】
また、請求項4に記載の発明のように、前記凸部が円筒状に形成されていても良いし、また、請求項5に記載の発明のように、前記凸部が前記端面に向って漸次大径になるように形成されていても良い。
【発明の効果】
【0014】
本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の外側転走面が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所定のシメシロを介して圧入され、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保持器を介して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、前記ハブ輪における小径段部のインボード側の端部外周に環状の凸部が形成されると共に、この凸部が、前記内輪における内側転走面の内端部に対応する位置から端面に亙って延設され、この範囲のシメシロが他よりも大きく設定されているので、小径段部のインボード側の端部外周に環状の凸部が形成されると共に、この凸部が、内輪における内側転走面の内端部に対応する位置から端面に亙って延設され、この範囲のシメシロが、前記内輪との圧入における他の部分のシメシロよりも大きく設定されているので、内輪の内側転走面に許容量以上の引張応力が発生して軸受寿命が低下するのを防止すると共に、簡単な方法で内輪のクリープの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
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所定のシメシロを介して圧入され、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保持器を介して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、前記ハブ輪における小径段部のインボード側の端部外周に環状の凸部が形成されると共に、この凸部が、前記内輪における内側転走面の内端部に対応する位置から端面に亙って円筒状に延設され、この範囲のシメシロが、前記内輪との圧入における他の部分のシメシロよりも大きく設定されている。
【実施例1】
【0016】
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の要部拡大図、図3は本発明に係るハブ輪の研削工程を示す説明図である。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(図面左側)、中央寄り側をインボード側(図面右側)という。
【0017】
この車輪用軸受装置は駆動輪側の第3世代と称され、内方部材1と外方部材10、および両部材1、10間に転動自在に収容された複列の転動体(ボール)6、6とを備えている。内方部材1は、ハブ輪2と、このハブ輪2に圧入された内輪3とからなる。
【0018】
ハブ輪2は、アウトボード側の端部に車輪(図示せず)を取り付けるための車輪取付フランジ4を一体に有し、この車輪取付フランジ4の円周等配位置に車輪を固定するためのハブボルト5が植設されている。また、ハブ輪2の外周には内側転走面2aと、この内側転走面2aから軸方向に延びる円筒状の小径段部2bが形成され、内周にはセレーション(またはスプライン)2cが形成されている。内輪3は外周に内側転走面3aが形成され、ハブ輪2の小径段部2bに所定のシメシロを介して圧入されている。
【0019】
外方部材10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10bを一体に有し、内周に複列の外側転走面10a、10aが形成されている。そして、それぞれの転走面10a、2aと10a、3a間に複列の転動体6、6が収容され、保持器7、7によりこれら複列の転動体6、6が転動自在に保持されている。また、外方部材10の端部にはシール8、9が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、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。
【0020】
ハブ輪2は、S53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼で形成され、シール8が摺接するシールランド部11をはじめ、アウトボード側の内側転走面2aから小径段部2bに亙り高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。これにより、車輪取付フランジ4の基部となるシールランド部11の耐摩耗性が向上するばかりでなく、車輪取付フランジ4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することになり、ハブ輪2の耐久性が向上する。
【0021】
一方、内輪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58〜64HRCの範囲で硬化処理されている。また、外方部材10は、S53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼で形成され、複列の外側転走面10a、10aをはじめ、シール8、9が嵌合する端部内径面に亙って高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。
【0022】
ここで、本実施形態では、図2に拡大して示すように、ハブ輪2における小径段部2bの端部外周に環状の凸部12が形成されている。この凸部12は、内輪3における内側転走面3aの内端部Aに対応する位置から端面に亙って円筒状に延設されている。内輪3はこの小径段部2bの凸部12を弾性変形して乗り越え、その小端面3cがハブ輪2の肩部2dに衝合するまで所定のシメシロ(10〜50μm)を介して圧入されるが、内輪3における内径の内端部は、この小径段部2bの凸部12によって大きなシメシロ(50〜100μm)が得られる。小径段部2bの外径と内輪3の内径とのシメシロを図中クロスハッチングにて誇張して示すが、このように、内輪3の内側転走面3aを避け、小径段部2bの外周に凸部12が内側転走面3aの内端部Aに対応する位置から端面に亙って延設されているので、内側転走面3aに許容量以上の引張応力が発生して軸受寿命が低下するのを防止すると共に、簡単な方法で内輪3のクリープの発生を防止することができる。
【0023】
なお、ここで、凸部12は円筒状に限らず、例えば、周方向に数箇所または一部に形成されていても良い。また、内輪3の内端側の面取り3bは、例えば、図示しない等速自在継手との干渉等を考慮して設定する必要がないため、可能な限り小さく形成すると共に、小径段部2bをインボード側に延ばすのが好ましい。この面取り3bを小さく設定し、小径段部2bを延ばすことにより、実質的に内輪3と小径段部2bとの嵌合面積が増え耐クリープに有利となる。
【0024】
図3にハブ輪2の研削工程を示す。ここで、小径段部2bにおける環状の凸部12は、総型砥石13で研削加工によって一体に形成されている。すなわち、ハブ輪2のシールランド部11をはじめ内側転走面2aから小径段部2bに亙って所定の形状・寸法にドレッシングにて成形された総型砥石13によって同時に研削加工されている。なお、凸部12は、この総型砥石13の内周面に環状の凹所13aを設けることにより滑らかに、かつ容易に形成することができる。
【0025】
ここでは、駆動輪側の第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駆動輪側に限定されず、従動輪側の車輪用軸受装置であっても良い。また、転動体6、6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あっても良い。
【実施例2】
【0026】
図4は、本発明に係る車輪用軸受装置の第2の実施形態を示す要部断面図である。なお、この実施形態は前述した実施形態とハブ輪の小径段部の構成が異なるのみで、その他同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【0027】
ハブ輪2’における小径段部2b’の端部外周には環状の凸部14が形成されている。この凸部14は、内輪3における内側転走面3aの内端部Aに対応する位置から端面に亙って漸次大径になるようにテーパ状に形成されている。内輪3はこの小径段部2bの凸部14を弾性変形して乗り越え、その小端面3cがハブ輪2’の肩部2dに衝合するまで所定のシメシロを介して圧入される。そして、内輪3における内径の内端部は、この小径段部2b’の凸部14によって大きなシメシロが得られる(図中クロスハッチングにて示す)。このように、内輪3の内側転走面3aを避け、小径段部2bの外周に凸部14が内側転走面3aの内端部Aに対応する位置から端面に亙って漸次シメシロが拡大するように形成されているので、内側転走面3aに過大な引張応力が発生するのを防止すると共に、内輪3のクリープの発生を確実に防止することができる。
【0028】
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。
【産業上の利用可能性】
【0029】
本発明に係る車輪用軸受装置は、ハブ輪の小径段部に内輪が圧入された第3世代構造の車輪用軸受装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】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2】同上、要部拡大図である。
【図3】本発明に係るハブ輪の研削工程を示す説明図である。
【図4】本発明に係る車輪用軸受装置の第2の実施形態を示す要部断面図である。
【図5】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【0031】
1・・・・・・・・・内方部材
2、2’・・・・・・ハブ輪
2a、3a・・・・・内側転走面
2b、2b’・・・・小径段部
2c・・・・・・・・セレーション
2d・・・・・・・・肩部
3・・・・・・・・・内輪
3b・・・・・・・・面取り
3c・・・・・・・・小端面
4・・・・・・・・・車輪取付フランジ
5・・・・・・・・・ハブボルト
6・・・・・・・・・転動体
7・・・・・・・・・保持器
8、9・・・・・・・シール
10・・・・・・・・外方部材
10a・・・・・・・外側転走面
10b・・・・・・・車体取付フランジ
11・・・・・・・・シールランド部
12、14・・・・・凸部
13・・・・・・・・総型砥石
13a・・・・・・・凹所
51・・・・・・・・ハブ輪
51a、52a・・・内側転走面
51b・・・・・・・小径段部
51c・・・・・・・セレーション
52・・・・・・・・内輪
53・・・・・・・・内方部材
54・・・・・・・・外方部材
54a・・・・・・・外側転走面
54b・・・・・・・車体取付フランジ
55・・・・・・・・転動体
56・・・・・・・・車輪取付フランジ
56a・・・・・・・ハブボルト
57・・・・・・・・保持器
A・・・・・・・・・内側転走面の内端部




 

 


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