特開 2025-145514 車輪用軸受装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025145514

(43)【公開日】2025-10-03

(54)【発明の名称】車輪用軸受装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 19/18 20060101AFI20250926BHJP

   F16C 33/64 20060101ALI20250926BHJP

   B60B 35/18 20060101ALI20250926BHJP

【ＦＩ】

F16C19/18

F16C33/64

B60B35/18 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024045717

(22)【出願日】2024-03-21

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002217

【氏名又は名称】弁理士法人矢野内外国特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂口 睦弥

【テーマコード（参考）】

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J701AA03

3J701AA32

3J701AA43

3J701AA54

3J701AA62

3J701AA72

3J701BA53

3J701BA56

3J701BA63

3J701DA03

3J701DA20

3J701FA15

3J701FA60

3J701GA03

3J701XB12

3J701XB24

(57)【要約】

【課題】内輪に発生するフープ応力を低減できる車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】車輪用軸受装置１は、外側軌道面２ｃ、２ｄを有する外輪２と、小径段部３ａを有したハブ輪３、および小径段部３ａに圧入された内輪４からなり、外側軌道面２ｃ、２ｄに対向する内側軌道面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収容された複列のボール列５、６と、小径段部３ａの軸方向における一側の端部を外径側に塑性変形させて形成したかしめ部３ｈにより、内輪４が軸方向に固定された車輪用軸受装置１であって、内輪４は、内周面４ｄと、インナー側端面４ｂと、内周面４ｄとインナー側端面４ｂとを接続し、軸方向の一側へいくに従って拡径する内径面取り部４ｆとを有し、かしめ部３ｈは、焼入れ加工が施されていない未焼入れ部であり、内輪４から離間する環状溝３１を有している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、
外周に軸方向に延びる小径段部を有したハブ輪、および前記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、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、
前記小径段部の軸方向における一側の端部を外径側に塑性変形させて形成したかしめ部により、前記内輪が軸方向に固定された車輪用軸受装置であって、
前記内輪は、内輪内周面と、軸方向における内輪の一側の端面と、前記内輪内周面と前記内輪の一側の端面とを接続し、軸方向の一側へいくに従って拡径する内径面取り部とを有し、
前記かしめ部は、焼入れ加工が施されていない未焼入れ部であり、前記内輪から離間する環状溝を有している車輪用軸受装置。

【請求項2】

前記かしめ部は、前記内輪内周面と対向するかしめ部外周面を有しており、
前記環状溝は、前記かしめ部外周面に形成されていて、前記内輪内周面から離間している請求項１に記載の車輪用軸受装置。

【請求項3】

前記内径面取り部は、前記内輪内周面から軸方向の一側へ向けて延びる内径テーパ面と、前記内径テーパ面と前記内輪の一側の端面との間に位置する内径円弧面とを有し、
前記内径テーパ面の軸方向に対する傾斜角度は、５度以上かつ２５度以下である請求項１または請求項２に記載の車輪用軸受装置。

【請求項4】

前記内輪は、内輪外周面と、前記内輪外周面と前記内輪の一側の端面とを接続し、軸方向の一側へいくに従って縮径する外径面取り部とを有し、
前記外径面取り部は、前記内輪外周面から軸方向の一側へ向けて延びる外径テーパ面と、前記外径テーパ面と前記内輪の一側の端面との間に位置する外径円弧面とを有し、
前記外径テーパ面の軸方向に対する傾斜角度は、１０度以上かつ２０度以下であり、前記外径円弧面の曲率半径は１．０ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下である請求項１または請求項２に記載の車輪用軸受装置。

【請求項5】

前記内輪外周面は、前記外径面取り部に隣接して位置する軸方向と平行なストレート面を有し、
前記ストレート面の軸方向長さｓが３ｍｍ以上かつ１１ｍｍ以下であり、
前記軸方向長さｓと、前記内輪の前記ストレート面と前記内輪内周面との間の径方向長さｔとが、
０．２５≦（ｓ／ｔ）≦０．９５
の関係を満たす請求項１または請求項２に記載の車輪用軸受装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は車輪用軸受装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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。車輪用軸受装置においては、内方部材であるハブ輪の小径段部に内輪が圧入され、小径段部の軸方向における一側の端部を外径側に塑性変形させて形成したかしめ部により、内輪が軸方向に固定された構成のものがある。

【0003】

このように、ハブ輪の小径段部にかしめ部が形成された車輪用軸受装置においては、小径段部の一側の端部を外径側に塑性変形させる際に内輪にフープ応力が発生して、内輪の内径が押し広げられることがある。

【0004】

また、内輪の外周面における軸方向の一側の端部には外径面取り部が形成されており、この外径面取り部に打ち傷が存在すると、内輪に生じたフープ応力によって打ち傷に対する応力集中が助長され、打ち傷を起点としたクラックが内輪に発生して、車輪用軸受装置の耐久性が低下するおそれがある。

【0005】

内輪の外径面取り部に生じた打ち傷を起点としたクラックの発生を抑制するためには、内輪の軸方向長さおよび径方向長さを大きくして、内輪に発生するフープ応力を低減させることが考えられる。しかし、内輪の軸方向長さおよび径方向長さを大きくすると、車輪用軸受装置の重量が増大して車両の燃費低下の要因となるため好ましくない。

【0006】

従って、従来においては、特許文献１に開示されるように、内輪の外径面取り部を熱処理後に切削加工して再切削面で形成して、内輪の外径面取り部の打ち傷を除去することが行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第４４７１１５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかし、熱処理後に切削加工して打ち傷を除去した後においても、内輪の外径面取り部に再度打ち傷が発生する場合があり、再度打ち傷が発生した場合には、依然として内輪に生じたフープ応力によってクラックが発生するおそれがある。

【0009】

また、フープ応力によって内輪の内径が押し広げられると、内輪が外径側に膨張して、内輪に形成される内側軌道面の寸法が変化し、内輪の内側軌道面と転動体との隙間精度が低下して、車輪用軸受装置の寿命が低下するおそれがある。

【0010】

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、ハブ輪のかしめ部により内輪が固定された構成において、内輪に発生するフープ応力を低減することができる車輪用軸受装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

即ち、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、外周に軸方向に延びる小径段部を有したハブ輪、および前記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、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、前記小径段部の軸方向における一側の端部を外径側に塑性変形させて形成したかしめ部により、前記内輪が軸方向に固定された車輪用軸受装置であって、前記内輪は、内輪内周面と、軸方向における内輪の一側の端面と、前記内輪内周面と前記内輪の一側の端面とを接続し、軸方向の一側へいくに従って拡径する内径面取り部とを有し、前記かしめ部は、焼入れ加工が施されていない未焼入れ部であり、前記内輪から離間する環状溝を有している。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、内輪に発生するフープ応力を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】車輪用軸受装置を示す側面断面図である。

【図2】車輪用軸受装置におけるハブ輪のかしめ部近傍を示す側面断面図である。

【図3】ハブ輪の小径段部にかしめ部が形成されていない状態の車輪用軸受装置を示す側面断面図である。

【図4】かしめ部が形成されていない状態の小径段部であって、環状溝のアウター側端が内輪の境界点Ｐ３よりもアウター側に位置している小径段部を示す側面断面図である。

【図5】かしめ部が形成されていない状態の小径段部であって、環状溝のアウター側端と内輪の境界点Ｐ３とが同じ位置に位置している小径段部を示す側面断面図である。

【図6】かしめ部および内輪における応力分布を示す図であって、（ａ）はかしめ部が環状溝を有していない場合の図であり、（ｂ）はかしめ部が環状溝を有している場合の図である。

【図7】内輪の内径面取り部を示す側面断面図である。

【図8】内輪の外形面取り部を示す側面断面図である。

【図9】内輪におけるストレート面の軸方向長さと、内輪の径方向長さとの関係を示す側面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。

【0015】

［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。

【0016】

以下の説明において、軸方向とは車輪用軸受装置１の回転軸心Ｘに沿った方向を表し、径方向とは車輪用軸受装置１の回転軸心Ｘに直交する方向を表し、周方向とは車輪用軸受装置１の回転軸心Ｘを中心とする円弧に沿う方向を表す。また、インナー側とは、軸方向の一側であって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、軸方向の他側であって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。

【0017】

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、インナー側シール部材９と、アウター側シール部材１０とを備える。

【0018】

外輪２のインナー側端部には、インナー側シール部材９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１０が嵌合可能なアウター側開口部２ｂが形成されている。

【0019】

外輪２とハブ輪３とによって形成された環状空間Ｓのインナー側開口端となるインナー側開口部２ａにインナー側シール部材９を嵌合するとともに、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１０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。

【0020】

外輪２の内周面２ｐ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２ｏ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が設けられている。

【0021】

ハブ輪３の外周面３ｏにおけるインナー側端部には、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における小径段部３ａのアウター側端部には肩部３ｅが形成されている。

【0022】

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３ｉを圧入可能である。

【0023】

ハブ輪３の外周面３ｏ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１０のシールリップが摺接するシールランド部３ｄが形成されている。

【0024】

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。

【0025】

内輪４は、インナー側端部にインナー側端面４ｂを有しており、アウター側端部にアウター側端面４ｃを有している。インナー側端面４ｂは、内輪の軸方向の一側に位置する内輪の一側の端面の一例である。

【0026】

ハブ輪３の小径段部３ａにおける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は、かしめ部３ｈにより軸方向に固定されている。

【0027】

かしめ部３ｈは、小径段部３ａの軸方向における一側の端部であるインナー側端部を、外径側に塑性変形させることにより形成されている。ハブ輪３のかしめ部３ｈと、内輪４のインナー側端面４ｂとは、軸方向において平面的に接触している。

【0028】

内輪４の外周面４ｏ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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

車輪用軸受装置１においては、外輪２と、ハブ輪３および内輪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。

【0032】

［内輪およびハブ輪のかしめ部の構成］
図２に示すように、内輪４は、軸方向と平行な面である内周面４ｄと、内周面４ｄとインナー側端面４ｂとを接続する内径面取り部４ｆとを有している。内径面取り部４ｆは、インナー側へいくに従って拡径している。内輪４の内周面４ｄは、内輪内周面の一例である。

【0033】

内輪４の外周面４ｏは、軸方向と平行な面であるストレート面４ｅを有している。ストレート面４ｅは、内側軌道面４ａのインナー側に配置されており、外周面４ｏのインナー側端部に位置している。内輪４のストレート面４ｅには、インナー側シール部材９の内周が嵌合されている。

【0034】

内輪４は、ストレート面４ｅとインナー側端面４ｂとを接続する外径面取り部４ｇを有している。ストレート面４ｅは外径面取り部４ｇに隣接して位置している。外径面取り部４ｇは、インナー側へいくに従って縮径している。

【0035】

外径面取り部４ｇは、内輪４の外径面取り部４ｇに対応する箇所を切削加工した後に熱処理し、熱処理後に再度切削加工を行うことによって形成されている。つまり、外径面取り部４ｇは、熱処理後に切削加工された再切削面である。

【0036】

ハブ輪３においては、車輪取り付けフランジ３ｂの基部からアウター側の内側軌道面３ｃおよび小径段部３ａの軸方向における途中部までの範囲にわたって高周波焼入れ等によって表面に焼入れ加工が施されている。

【0037】

従って、ハブ輪３における、車輪取り付けフランジ３ｂの基部からアウター側の内側軌道面３ｃおよび小径段部３ａの軸方向における途中部までの範囲の表面には硬化層が形成されている。

【0038】

一方、ハブ輪３のかしめ部３ｈ（図２において網掛けを施した部分）は、焼入れ加工が施されていない未焼入れ部となっている。つまり、かしめ部３ｈは、鍛造後の生の素材表面の硬さのままとなっている。

【0039】

ハブ輪３のかしめ部３ｈは、内輪４の内周面４ｄと対向する第１外周面３２と、内輪４の内径面取り部４ｆと対向する第２外周面３３と、内輪４のインナー側端面４ｂと対向する第３外周面３４とを有している。第１外周面３２は、内輪内周面と対向するかしめ部外周面の一例である。

【0040】

かしめ部３ｈの第１外周面３２は、内径側に凹陥し、径方向において内輪４の内周面４ｄから離間した環状溝３１を有している。環状溝３１は、周方向に沿って形成されており、第１外周面３２における全周にわたって形成されている。

【0041】

第１外周面３２は、環状溝３１以外の部分が内輪４の内周面４ｄと接触している。第２外周面３３は、内輪４の内径面取り部４ｆと接触している。第３外周面３４は、内輪４のインナー側端面４ｂと接触している。

【0042】

［ハブ輪におけるかしめ部形成前の小径段部］
図３、図４に示すように、ハブ輪３において、かしめ部３ｈを形成する前の小径段部３ａは、内輪４のインナー側端面４ｂよりもインナー側に延びている。

【0043】

かしめ部３ｈを形成する前の小径段部３ａの外周面には、環状溝３０が形成されている。環状溝３０は、周方向に沿って形成されており、小径段部３ａの外周面における全周にわたって形成されている。

【0044】

環状溝３０は、軸方向におけるアウター側端Ｐ１とインナー側端Ｐ２とを有している。

【0045】

環状溝３０のアウター側端Ｐ１は、軸方向において、内輪４における内周面４ｄと内径面取り部４ｆとの境界点Ｐ３よりもアウター側に位置している。また、環状溝３０のインナー側端Ｐ２は、軸方向において、境界点Ｐ３よりもインナー側に位置している。つまり、環状溝３０は、軸方向において、内輪４の内周面４ｄと内径面取り部４ｆとにわたって位置している。

【0046】

［かしめ部が環状溝を有することによる作用効果］
環状溝３０が形成された小径段部３ａのインナー側端部を外径側に塑性変形させることで、かしめ部３ｈが形成される。かしめ部３ｈを形成する前の小径段部３ａが環状溝３０を有することで、形成されたかしめ部３ｈに、内輪４から離間した環状溝３１が形成される。

【0047】

小径段部３ａのインナー側端部を外径側に塑性変形させてかしめ部３ｈを形成する際には、内輪４にフープ応力が発生するが、かしめ部３ｈが内輪４から径方向に離間する環状溝３１を有することで、内輪４に加わる荷重を抑制して、内輪４に発生するフープ応力を低減することが可能となっている。

【0048】

これにより、小径段部３ａをかしめることによる内輪４の外径側への膨張量が減少し、内側軌道面の寸法変化を抑制するとともに、内輪の内側軌道面と転動体との隙間精度を向上して、車輪用軸受装置の長寿命化を図ることができる。

【0049】

また、内輪４に発生するフープ応力が低減することで、内輪４の外径面取り部４ｇに打ち傷が存在していた場合でも、内輪４に生じたフープ応力に起因してクラックが発生することを抑制可能である。

【0050】

この場合、小径段部３ａに形成する環状溝３０の径方向における溝深さｄは、０．２ｍｍ～０．９ｍｍとなるように設定することが好ましい。

【0051】

これは、環状溝３０の溝深さｄが０．９ｍｍを超えると、内輪４における、かしめ部３ｈに形成される環状溝３１の端部に対応する箇所に応力集中が生じ、内輪４に応力集中に起因するクラックが発生するおそれがあるためである。また、環状溝３０の溝深さｄが０．２ｍｍよりも小さいと、かしめ部３ｈを形成したときに環状溝３１が形成されずに、フープ応力を効果的に低減させることが困難になるためである。

【0052】

また、かしめ部３ｈを形成する前の小径段部３ａにおける環状溝３０のアウター側端Ｐ１は、内輪４の境界点Ｐ３よりもアウター側に位置しているため、小径段部３ａを組成変形させてかしめ部３ｈを形成した際に、環状溝３１を内輪４の内周面４ｄと対向する位置に形成することができる。

【0053】

このように、環状溝３１を内輪４の内周面４ｄと対向する位置に形成することで、内輪４に荷重が加わることを効果的に抑制して、内輪４に生じるフープ応力を低減することが可能となる。

【0054】

本実施形態においては、かしめ部３ｈの環状溝３１は、アウター側端からインナー側端にわたって全体的に内輪４の内周面４ｄと対向しているが、インナー側の一部が内輪４の内径面取り部４ｆにかかっていてもよい。つまり、環状溝３１は、内輪４の内周面４ｄと内径面取り部４ｆとにわたって形成されていてもよい。

【0055】

また、図４に示すように、本実施形態においては、かしめ部３ｈを形成する前の小径段部３ａにおける環状溝３０のアウター側端Ｐ１は、内輪４の境界点Ｐ３よりもアウター側に位置しているが、図５に示すように、環状溝３０は、アウター側端Ｐ１が、軸方向において内輪４の境界点Ｐ３と同じ位置に位置するように配置することも可能である。上記の場合、小径段部３ａをかしめた際、かしめ部３ｈが内径面取り部４ｆと離間するように環状溝３１を形成する。そのため、環状溝３１は径方向及び軸方向に対してかしめ部３ｈと内径面取り部４ｆが離間するように形成される。

【0056】

但し、アウター側端Ｐ１が内輪４の境界点Ｐ３よりもインナー側に位置するように環状溝３０を配置した場合は、かしめ部３ｈに環状溝３１を形成することが困難となって、内輪４のフープ応力を低減させる効果が期待できなくなるため好ましくない。

【0057】

［かしめ部および内輪における応力分布］
図６（ａ）には、仮に小径段部３ａに形成されたかしめ部３ｈが環状溝３１を有していなかった場合の、かしめ部３ｈおよび内輪４における応力分布を示している。

【0058】

図６（ａ）においては、内輪４に発生したフープ応力によって、内輪４における外径面取り部４ｇの応力分布が高くなっている。

【0059】

このように、内輪４の外径面取り部４ｇの応力分布が高い状態において、外径面取り部４ｇに打ち傷が存在していると、その打ち傷に対して応力集中が助長され、打ち傷を起点としたクラックが内輪４に発生するおそれがある。

【0060】

また、内輪４のストレート面４ｅおよび内側軌道面４ａにおいて応力分布が比較的高くなっている。

【0061】

このように、内輪４のストレート面４ｅおよび内側軌道面４ａの応力分布が高いと、内側軌道面４ａの寸法が変化して内輪４の内側軌道面４ａとボール７との隙間精度が低下するとともに、ストレート面４ｅに嵌合されるインナー側シール部材９のシールトルクが変化するおそれがある。

【0062】

一方、図６（ｂ）には、本実施形態のように小径段部３ａに形成されたかしめ部３ｈが環状溝３１を有している場合の、かしめ部３ｈおよび内輪４における応力分布を示している。

【0063】

かしめ部３ｈが環状溝３１を有している場合には、小径段部３ａのインナー側端部を外径側に塑性変形させる際に、環状溝３１によって内輪４に加わる荷重が減少し、内輪４に発生するフープ応力が低減する。

【0064】

従って、図６（ｂ）に示す内輪４においては、外径面取り部４ｇの応力分布が、図６（ａ）に示したかしめ部３ｈに環状溝３１が形成されていない場合に比べて、低くなっている。これにより、内輪４の外径面取り部４ｇに打ち傷が存在していた場合でも、内輪４に生じたフープ応力に起因してクラックが発生することを抑制できる。

【0065】

また、図６（ｂ）においては、内輪４におけるストレート面４ｅおよび内側軌道面４ａの応力分布が、図６（ａ）に示したかしめ部３ｈに環状溝３１が形成されていない場合に比べて、低くなっている。

【0066】

このように、内輪４のストレート面４ｅおよび内側軌道面４ａの応力分布が低く抑えられていると、内側軌道面４ａの寸法変化が小さくなって、内側軌道面４ａとボール７との隙間精度が向上するとともに、ストレート面４ｅに嵌合されるインナー側シール部材９のシールトルクを安定化させることができる。

【0067】

［内輪の内径面取り部］
図７に示すように、内輪４の内径面取り部４ｆは、内径テーパ面４１と、内径円弧面４２とを有している。内径テーパ面４１は、内輪４の内周面４ｄにおける軸方向のインナー側端から、軸方向の一側となるインナー側へ向けて延びている。内径テーパ面４１は、内径面取り部４ｆにおけるアウター側端部に位置している。

【0068】

内径テーパ面４１は軸方向に対して傾斜しており、インナー側へいくに従って拡径している。内径テーパ面４１は、周方向から見て直線状に形成されている。内径テーパ面４１の軸方向に対する傾斜角度θ１は、５度以上かつ２５度以下となるように設定されている。

【0069】

内径円弧面４２は、内径テーパ面４１とインナー側端面４ｂとの間に位置している。内径テーパ面４１とインナー側端面４ｂとは、内径円弧面４２によって接続されている。内径円弧面４２は、インナー側へいくに従って拡径している。内径円弧面４２は、周方向から見て、内径側に向かって凸となる円弧形状に形成されている。

【0070】

内輪４の内径面取り部４ｆがアウター側端部に内径テーパ面４１を有していることで、内径面取り部４ｆを全体的に円弧形状に形成した場合に比べて、内径面取り部４ｆの内径側への突出量を減少させることができる。

【0071】

従って、ハブ輪３の小径段部３ａを内輪４にかしめた際に、内輪４を小径段部３ａに確実に固定しつつ、内輪４に加わる荷重を適正な荷重に抑えることができ、内輪４に発生するフープ応力を低減させることが可能となっている。

【0072】

なお、内径テーパ面４１の傾斜角度θ１が５度よりも小さいと、内輪４に発生するフープ応力を十分に低減することができないおそれがある。一方、内径テーパ面４１の傾斜角度θ１が２５度よりも大きいと、内輪４の小径段部３ａに対する安定的な固定が損なわれるおそれがある。従って、内径テーパ面４１の傾斜角度θ１は、５度以上かつ２５度以下とすることが好ましい。

【0073】

［内輪の外形面取り部］
図８に示すように、内輪４の外形面取り部４ｇは、外径テーパ面４３と、外径円弧面４４とを有している。外径テーパ面４３は、内輪４のストレート面４ｅにおける軸方向のインナー側端から、軸方向の一側となるインナー側へ向けて延びている。外径テーパ面４３は、外径面取り部４ｇにおけるアウター側端部に位置している。

【0074】

外形テーパ面４３は軸方向に対して傾斜しており、インナー側へいくに従って縮径している。外径テーパ面４３は、周方向から見て直線状に形成されている。外径テーパ面４３の軸方向に対する傾斜角度θ２は、１０度以上かつ２０度以下となるように設定されている。

【0075】

外形円弧面４４は、外径テーパ面４３とインナー側端面４ｂとの間に位置している。外径テーパ面４３とインナー側端面４ｂとは、外径円弧面４４によって接続されている。

【0076】

外形円弧面４４は、インナー側へいくに従って縮径している。外径円弧面４４は、周方向から見て、外径側に向かって凸となる円弧形状に形成されている。外形円弧面４４の曲率半径Ｒは、１．０ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下となるように設定されている。

【0077】

内輪４の外形面取り部４ｇがアウター側端部に外径テーパ面４３を有していることで、外径面取り部４ｇを全体的に円弧形状に形成した場合に比べて、外径面取り部４ｇの外形側への突出量を減少させることができる。

【0078】

従って、内輪４の重量を減少させて車輪用軸受装置１の軽量化を図ることができる。また、外径面取り部４ｇを全体的に円弧形状に形成した場合に比べて、外径面取り部４ｇに発生する応力集中を緩和して、内輪４にクラックが生じることを抑制可能である。

【0079】

さらに、外形面取り部４ｇが外径テーパ面４３を有することで、内輪４に嵌合されるインナー側シール部材９の真円度を保持して、インナー側シール部材９と内輪４との締め代を安定させることができるため、インナー側シール部材９による車輪用軸受装置１のトルク増大を抑制することができる。

【0080】

なお、外径テーパ面４３の傾斜角度θ２が１０度よりも小さいと、車輪用軸受装置１の軽量化を十分に図ることができないおそれがある。一方、外径テーパ面４３の傾斜角度θ２が２０度よりも大きいと、外径面取り部４ｇに発生する応力集中を十分に緩和できないおそれがある。従って、外径テーパ面４３の傾斜角度θ２は、１０度以上かつ２０度以下とすることが好ましい。

【0081】

また、外形円弧面４４の曲率半径Ｒが１．０ｍｍよりも小さいと、外径面取り部４ｇに発生する応力集中を十分に緩和できないおそれがある。一方、外形円弧面４４の曲率半径Ｒが２．０ｍｍよりも大きいと、外形面取り部４ｇにおいて外径テーパ面４３を形成する範囲が小さくなって、外径テーパ面４３を形成することによる効果を十分に奏することができなくなるおそれがある。従って、外形円弧面４４の曲率半径Ｒは、１．０ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下とすることが好ましい。

【0082】

［内輪におけるストレート面の軸方向長さと、内輪の径方向長さとの関係］
図９に示すように、内輪４におけるストレート面４ｅの軸方向長さはｓである。また、内輪４のストレート面４ｅと内周面４ｄとの間の径方向長さはｔである。

【0083】

内輪４においては、ストレート面４ｅの軸方向長さｓと、ストレート面４ｅと内周面４ｄとの間の径方向長さｔとが、０．２５≦（ｓ／ｔ）≦０．９５の関係を満たすように設定されている。また、ストレート面４ｅの軸方向長さｓは、３ｍｍ以上かつ１１ｍｍ以下となるように設定されている。

【0084】

内輪４においては、軸方向長さｓに対して径方向長さｔが小さくなると、発生するフープ応力が増大する傾向にある。また、軸方向長さｓに対して径方向長さｔが大きくなると、車輪用軸受装置１の重量が増加して車両の燃費が低下する傾向にある。

【0085】

特に、（軸方向長さｓ／径方向長さｔ）が０．９５よりも大きくなると、内輪４に発生するフープ応力の増大が顕著になり、（軸方向長さｓ／径方向長さｔ）が０．２５よりも小さくなると、車輪用軸受装置１の重量の増加が顕著になる。

【0086】

従って、軸方向長さｓと径方向長さｔとを、０．２５≦（ｓ／ｔ）≦０．９５の関係を満たすように設定することで、内輪４に発生するフープ応力を低減するとともに、車輪用軸受装置１の重量の増加を抑制することができる。これにより、内輪４に発生するフープ応力の大きさと、車輪用軸受装置１の重量の大きさとの最適化を図ることが可能となる。

【0087】

また、内輪４においては、ストレート面４ｅの軸方向長さｓが小さくなると、発生するフープ応力が増大する傾向にあり、ストレート面４ｅの軸方向長さｓが大きくなると、車輪用軸受装置１の重量が増加して車両の燃費が低下する傾向にある。

【0088】

特に、軸方向長さｓが３ｍｍよりも小さくなると、発生するフープ応力の増大が顕著になり、軸方向長さｓが１１ｍｍよりも大きくなると、車輪用軸受装置１の重量の増加が顕著になる。

【0089】

従って、軸方向長さｓを３ｍｍ以上かつ１１ｍｍ以下の範囲に設定することで、内輪４に発生するフープ応力を低減するとともに、車輪用軸受装置１の重量の増加を抑制することができる。これにより、内輪４に発生するフープ応力の大きさと、車輪用軸受装置１の重量の大きさとの最適化を図ることが可能となる。

【0090】

なお、本実施形態においては、駆動輪用の車輪用軸受装置１について説明したが、本発明は、従動輪用の車輪用軸受装置に適用することも可能である。

【0091】

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。

【符号の説明】

【0092】

１ 車輪用軸受装置
２ 外輪
２ｃ （インナー側の）外側軌道面
２ｄ （アウター側の）外側軌道面
３ ハブ輪
３ａ 小径段部
３ｃ （ハブ輪の）内側軌道面
３ｈ かしめ部
４ 内輪
４ａ （内輪の）内側軌道面
４ｂ インナー側端面
４ｄ 内周面
４ｅ ストレート面
４ｆ 内径面取り部
４ｇ 外径面取り部
５ インナー側ボール列
６ アウター側ボール列
７ ボール
３１ 環状溝
３２ 第１外周面
４１ 内径テーパ面
４２ 内径円弧面
４３ 外径テーパ面
４４ 外径円弧面
θ１ （内径テーパ面の）傾斜角度
θ２ （外径テーパ面の）傾斜角度
Ｒ （外径円弧面の）曲率半径
ｓ （ストレート面の）軸方向長さ
ｔ （内輪のストレート面と内周面との間の）径方向長さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】