特許 7441609 車輪用軸受装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-21

(45)【発行日】2024-03-01

(54)【発明の名称】車輪用軸受装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/58 20060101AFI20240222BHJP

   F16C 19/34 20060101ALI20240222BHJP

   B60B 35/14 20060101ALI20240222BHJP

【ＦＩ】

F16C33/58

F16C19/34

B60B35/14 V

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019057107

(22)【出願日】2019-03-25

(65)【公開番号】P2020159394

(43)【公開日】2020-10-01

【審査請求日】2022-02-28

(73)【特許権者】

【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】福島 茂明

(72)【発明者】

【氏名】永井 奈都子

【審査官】鈴木 貴晴

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１６８８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６１０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２２３８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１０４３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３２７５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２５６８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２４０７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１６２２７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｃ １９／００－１９／５６

Ｆ１６Ｃ ３３／３０－３３／６６

Ｂ６０Ｂ ２７／００－２７／０６

Ｂ６０Ｂ ３５／００－３５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内周に複列の外側軌道面と、車体側部材が取り付けられるフランジ部と、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するハブ輪、ならびに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、
この内方部材と前記外方部材のそれぞれの軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備える車輪用軸受装置において、
前記外方部材には、前記フランジ部よりもインナー側にパイロット部が設けられていて、
前記パイロット部は、
前記車体側部材に嵌合される嵌合部と、
前記嵌合部のインナー側端部からインナー側に向かうにつれて漸次縮径する案内部とを有し、
前記案内部は、
前記嵌合部のインナー側端部からインナー側に向かって延びる第１テーパ面と、
前記第１テーパ面のインナー側端部からインナー側に向かって延びる第２テーパ面と、
前記第２テーパ面のインナー側端部に設けられる面取部とを有し、
前記第１テーパ面における前記車輪用軸受装置の回転軸に対する傾斜角αは、
前記第２テーパ面における前記回転軸に対する傾斜角βに比べて大きく、
前記案内部は、前記内輪のインナー側端面よりも、軸方向のインナー側に設けられる車輪用軸受装置。

【請求項2】

前記案内部は、鍛造面を有している、請求項１に記載の車輪用軸受装置。

【請求項3】

前記案内部は、軸方向断面形状が互いに屈曲して接続する複数の直線形状を有する請求項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】

車輪用軸受装置の外方部材では、パイロット部（インナー側端部）が懸架装置を構成するナックルに嵌合されると共に、車体取り付けフランジ部がナックルに締結される。

【0003】

ここで、軸受剛性を高めるために、パイロット部とナックルとの嵌合すきまを小さくした車輪用軸受装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

特許文献１の車輪用軸受装置では、パイロット部とナックルの間にカバーが介装されている。カバーのうちパイロット部に嵌合される円筒部はベローズ状であり、複数のヒダを有している。これにより、車体取り付けフランジ部をナックルに締結する際、カバーの円筒部が圧縮されることで予圧が付与される。

【0005】

しかし、特許文献１のカバーは、防錆能を有するため、コストが増大する。また、図９に示すように、外輪２００のパイロット部Ｐとナックル１０との嵌合すきまＣを小さくし過ぎると、ナックル１０の開口部１０ａにパイロット部Ｐを嵌合する際に、嵌合部２００ｆで抉りが起こり易いため、パイロット部Ｐの挿入性が悪化し、車両組立ラインでの軸受組付性を阻害する。そこで、ナックル１０とパイロット部Ｐとの嵌合構造においては、０コンマ数ｍｍ程度の嵌合すきまＣを設ける必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００７－２２３８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、コストを増大させずに、かつ、ナックルへの車輪用軸受装置の組付性を損なうことを防止できる好適な車輪用軸受装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

第一の発明は、
内周に複列の外側軌道面と、車体側部材が取り付けられるフランジ部と、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するハブ輪、ならびに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、
この内方部材と前記外方部材のそれぞれの軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備える車輪用軸受装置において、
前記外方部材には、前記フランジ部よりもインナー側にパイロット部が設けられていて、
前記パイロット部は、前記車体側部材に嵌合される嵌合部と、前記嵌合部のインナー側端部からインナー側に向かうにつれて漸次縮径する案内部とを有するものである。

【0009】

第二の発明は、
前記案内部は、鍛造面を有しているものである。

【0010】

第三の発明は、
前記案内部は、軸方向断面形状が単一の直線形状あるいは互いに屈曲して接続する複数の直線形状を有するものである。

【0011】

第四の発明は、
前記案内部は、軸方向断面形状が単一あるいは複数の単一曲率半径の曲線形状を有するものである。

【0012】

第五の発明は、
前記案内部は、軸方向断面形状が単一あるいは複数の複合曲率を有する曲線形状の組合せを有するものである。

【発明の効果】

【0013】

即ち、本発明の車輪用軸受装置によれば、コストを増大させずに、かつ、ナックルへの車輪用軸受装置の組付性を損なうことを防止できる好適な車輪用軸受装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】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2】車輪用軸受装置の第一実施形態における外輪のパイロット部を示す拡大断面図。

【図3】車輪用軸受装置の第二実施形態における外輪のパイロット部を示す拡大断面図。

【図4】車輪用軸受装置の第三実施形態における外輪のパイロット部を示す拡大断面図。

【図5】車輪用軸受装置の第四実施形態における外輪のパイロット部を示す拡大断面図。

【図6】車輪用軸受装置の第五実施形態における外輪のパイロット部を示す拡大断面図。

【図7】車輪用軸受装置の第六実施形態における外輪のパイロット部を示す拡大断面図。

【図8】車輪用軸受装置の第七実施形態における外輪のパイロット部を示す拡大断面図。

【図9】従来の車輪用軸受装置における外輪の段付きのパイロット部を示す拡大断面図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に、図１及び図２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。

【0016】

図１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、外輪２、ハブ輪３、内輪４、転動体５、インナー側シール部材６およびアウター側シール部材７を具備する。

【0017】

図１に示すように、外方部材である外輪２は円筒状であり、ハブ輪３と内輪４とを支持する。外輪２の内周面には、複列の外側軌道面２ａが設けられている。外輪２のインナー側端部には、インナー側シール部材６が嵌合可能なインナー側開口部２ｂが設けられている。外輪２のアウター側端部には、アウター側シール部材７が嵌合可能なアウター側開口部２ｃが設けられている。外輪２の外周面には、懸架装置の車体側部材の一例であるナックル１０に取り付けるための車体取り付けフランジ部２ｄが一体に設けられている。

【0018】

内方部材は、ハブ輪３と内輪４とによって構成されている。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。ハブ輪３のインナー側端部には、外周面に縮径された小径段部３ａが設けられている。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部３ｂが設けられている。車輪取り付けフランジ部３ｂには、ハブボルト３ｃが挿入されている。また、ハブ輪３の外周面のアウター側には、内側軌道面３ｄが設けられている。

【0019】

ハブ輪３のインナー側端部（小径段部３ａ）には、内輪４が圧入されている。内輪４の外周面には、内側軌道面４ａが設けられている。内輪４は、ハブ輪３のインナー側端部を加締めることで固定されている。つまり、ハブ輪３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。

【0020】

転動体である二列のボール列５は、ハブ輪３を回転自在に支持する。車輪用軸受装置１は、外輪２とハブ輪３と内輪４と二列のボール列５とを備える複列アンギュラ玉軸受によって構成されている。なお、車輪用軸受装置１は、複列円錐ころ軸受で構成されていてもよい。

【0021】

図２は、車輪用軸受装置１がナックル１０に嵌合された状態を示している。なお、図２は、外輪２の車体取り付けフランジ部２ｄのインナー側の一部領域を拡大した図である。

【0022】

図２に示すように、外輪２のインナー側端部にパイロット部２ｅが設けられている。パイロット部２ｅは、内方部材３の回転軸Ｌ（図１参照）を中心とする略円筒形状となっており、このパイロット部２ｅがナックル１０の開口部１０ａに内嵌される。

【0023】

パイロット部２ｅは、その外周面に嵌合部２ｆと、案内部２ｇとを有する。嵌合部２ｆは、車体取り付けフランジ部２ｄのインナー側に設けられ、軸方向に平行な円筒面である。嵌合部２ｆは、ナックル１０の開口部１０ａに嵌合される面である。

【0024】

案内部２ｇは、嵌合部２ｆのインナー側端部からインナー側に向かうにつれて漸次縮径する屈曲面である。嵌合部２ｆがナックル１０の開口部１０ａに嵌合される際に、案内部２ｇは、開口部１０ａを嵌合部２ｆに案内する。案内部２ｇは、第１テーパ面２ｈと、第２テーパ面２ｉと、面取部２ｊと、を備える。

【0025】

第１テーパ面２ｈは、嵌合部２ｆのインナー側端部からインナー側に向かうにつれて漸次縮径するように回転軸Ｌに対する所定の傾斜角αで傾斜する傾斜面である。第２テーパ面２ｉは、第１テーパ面２ｈのインナー側端部からインナー側に向かうにつれて漸次縮径する傾斜面である。第２テーパ面２ｉは、第１テーパ面２ｈよりも緩斜面であり、回転軸Ｌに対する所定の傾斜角βで傾斜している。軸方向断面視において、傾斜角αと傾斜角βの関係がα＞βであり、第１テーパ面２ｈが第２テーパ面２ｉよりも急斜面である。例えば、傾斜角αは３０°±５°であり、傾斜角βは５°±３°であることが好ましい。第１テーパ面２ｈと第２テーパ面２ｉとの境界部分は、軸方向断面視Ｒ形状に形成させることが好ましい。

【0026】

面取部２ｊは、第２テーパ面２ｉのインナー側端部からインナー側に向かうにつれて漸次縮径するテーパ面である。面取部２ｊは、パイロット部２ｅのインナー側端部において外周縁角部を、Ｃ面取り又はＲ面取りした部分（図２に示す本実施形態では、Ｃ面取り）である。なお、Ｃ面取りとは、例えば、交差する面部分（角部）を４５度でカットする加工である。Ｒ面取りとは、交差する面部分（角部）を丸形状にする加工である。なお、Ｃ面取り又はＲ面取りは省略してもよい。

【0027】

このように、車輪用軸受装置１の外輪２は、ナックル１０に嵌合される嵌合部２ｆとナックル１０の開口部１０ａを案内する案内部２ｇとを有するパイロット部２ｅを備えている。これにより、ナックル１０の開口部１０ａにパイロット部２ｅを嵌合する際に、案内部２ｇによってナックル１０の開口部１０ａのアウター側端部がスムーズに嵌合部２ｆに案内されるため、ナックル１０に対するパイロット部２ｅの挿入性が良好となる。よって、軸受剛性向上のために、ナックル１０とパイロット部２ｅの嵌合部２ｆとの嵌合すきまを小さくした場合であっても、ナックル１０への車輪用軸受装置１の組付性を損なうのを防止することができる。

【0028】

車輪用軸受装置１において、ナックル１０の開口部１０ａの内周面とパイロット部２ｅの嵌合部２ｆとの嵌合すきまを小さくすれば、軸受に荷重が負荷されたときに、嵌合部２ｆと開口部１０ａとが早期に接触し、この部分で荷重を受けることができる。また、車両の旋回時に大きなモーメント荷重が負荷された場合においても、外輪２の変形を抑制して軸受剛性の向上、ひいては、軸受剛性の線形性の維持にも役立つ。したがって、車輪用軸受装置１において、ナックル１０への組付性向上と軸受剛性向上の両立を図ることができる。また、案内部２ｇはパイロット部２ｅの一部であるため、従来のような防錆性を有するカバーを用いる必要がなく、コストの増大を防止することができる。

【0029】

次に、図を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の変形例として第二実施形態から第七実施形態について説明する。以下の各実施形態の説明では、各実施形態において追加、変更した部位について主に説明を行い、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して、その説明を省略する。

【0030】

次に、図３を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第二実施形態である車輪用軸受装置１Ａのパイロット部２ｋについて説明する。

【0031】

パイロット部２ｋでは、軸方向断面視において、第１テーパ面２ｎの傾斜角α１と第２テーパ面２ｏの傾斜角β１の関係がα１＜β１であり、第１テーパ面２ｎが第２テーパ面２ｏよりも緩斜面である。第１テーパ面２ｎと第２テーパ面２ｏとの境界部分は、径方向外側に向かって凸形状である。これにより、第一実施形態に係る車輪用軸受装置と同様の作用効果を奏する。

【0032】

次に、図４を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第三実施形態である車輪用軸受装置１Ｂのパイロット部２ｑについて説明する。

【0033】

パイロット部２ｑでは、軸方向断面視において、第１テーパ面２ｓの傾斜角αと第２テーパ面２ｔの傾斜角βの関係がα＞βであり、第１テーパ面２ｓが第２テーパ面２ｔよりも急斜面である。本実施形態に係る第１テーパ面２ｓのインナー側端部とナックル１０の開口部１０ａの内周面との径方向間隔Ｈ１は、第一実施形態に係る第１テーパ面２ｈとナックル１０との径方向間隔よりも大きい。第２テーパ面２ｔのインナー側端部とナックル１０の開口部１０ａの内周面との径方向間隔Ｈ２は、第一実施形態に係る第２テーパ面２ｉとナックル１０との径方向間隔よりも大きい。

【0034】

本実施形態でも、第一実施形態に係る車輪用軸受装置と同様の作用効果を奏する。さらに、車輪用軸受装置１Ｂは、第一実施形態の車輪用軸受装置１と比べて、径方向間隔Ｈ１、Ｈ２が大きいため、ナックル１０の開口部１０ａに対するパイロット部２ｑの位置決めがし易く、案内部２ｒによりナックル１０の開口部１０ａのアウター側端部がよりスムーズに嵌合部２ｆに案内される。以上のように、第一実施形態の車輪用軸受装置１、第二実施形態の車輪用軸受装置１Ａ、及び第三実施形態の車輪用軸受装置１Ｂは、案内部として複数のテーパ面（傾斜面）がアウター側からインナー側に連設することで構成される複合的な傾斜面を有する。

【0035】

次に、図５を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第四実施形態である車輪用軸受装置１Ｃのパイロット部２ｖについて説明する。

【0036】

パイロット部２ｖでは、案内部２ｗは、嵌合部２ｆのインナー側端部からインナー側に向かうにつれて漸次縮径する円弧状に湾曲する湾曲面である。案内部２ｗは、嵌合部２ｆのインナー側端部からパイロット部２ｖのインナー側端部まで延設される。案内部２ｗは、径方向外側に向かって凸形状である。これにより、第一実施形態に係る車輪用軸受装置と同様の作用効果を奏する。

【0037】

次に、図６を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第五実施形態である車輪用軸受装置１Ｄのパイロット部２ｘについて説明する。

【0038】

パイロット部２ｘは、パイロット部２ｖの変形例である。本実施形態では、案内部２ｙは、径方向内側に向かって凸形状である。これにより、第四実施形態に係る車輪用軸受装置と同様の作用効果を奏する。以上のように、第四実施形態の車輪用軸受装置１Ｃ、及び第五実施形態の車輪用軸受装置１Ｄは、案内部として単一で軸方向断面視Ｒ形状の凸部及び凹部を有するものである。

【0039】

次に、図７を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第六実施形態である車輪用軸受装置１Ｅのパイロット部２ｚについて説明する。

【0040】

本実施形態に係るパイロット部２ｚでは、案内部２Ａは、嵌合部２ｆのインナー側端部からインナー側に向かうにつれて径方向内側に傾斜している。案内部２Ａは、漸次縮径するように所定の傾斜角γからなるテーパ面である。案内部２Ａは、嵌合部２ｆのインナー側端部からパイロット部２ｚのインナー側端部まで延びている。これにより、第一実施形態に係る車輪用軸受装置と同様の作用効果を奏する。

【0041】

次に、図８を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第七実施形態である車輪用軸受装置１Ｆのパイロット部２Ｂについて説明する。

【0042】

本実施形態に係るパイロット部２Ｂは、第六実施形態に係るパイロット部２ｚの変形例である。嵌合部２ｆと案内部２Ａとの境界部分（パイロット部２Ｂの軸方向中央部）には、凹状の溝部Ｄが設けられている。溝部Ｄは、上記境界部分を径方向内側に凹ませることでなる。溝部Ｄには、弾性部材（ここでは、Ｏリング）２０が嵌め込まれている。

【0043】

本実施形態でも、第一実施形態に係る車輪用軸受装置と同様の作用効果を奏する。また、パイロット部２ＢのＯリング２０が嵌め込まれる溝部Ｄが設けられていることにより、当該Ｏリング２０がナックル１０の開口部１０ａの内周面に弾性接触することで砂塵等の侵入を防止することができる。以上のように、第六実施形態の車輪用軸受装置１Ｅ、及び第七実施形態の車輪用軸受装置１Ｆは、案内部として単一のテーパ面（傾斜面）を有する。

【0044】

また、本実施形態に係る案内部２ｇ、２ｍ、２ｒ、２ｗ、２ｙ、２Ａは、機械加工（旋削等）で仕上げるのではなく、未加工の鍛造面にて構成されることが好ましい。これにより、加工工程を省くことができるため、外輪２を安価に作製することができる。

【0045】

また、上述した、車輪用軸受装置１Ｃ、１Ｄは、各案内部２ｗ、２ｙが軸方向断面形状において単一（一つ）の単一曲率半径（車輪用軸受装置１Ｃでは曲率半径Ｒ１、車輪用軸受装置１Ｄでは曲率半径Ｒ２）の曲線形状を有する。また、単一曲率半径の曲線が複数連設するように構成してもよい。また、本実施形態の案内部の他に、案内部が軸方向断面形状において単一あるいは複数の複合曲率を有する曲線形状の組合せを有するように案内部を構成してもよい。

【0046】

なお、パイロット部における案内部の軸方向断面形状としては、直線形状と曲線形状とを複合的に組み合わせて構成してもよい。

【0047】

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。

【符号の説明】

【0048】

１ 車輪用軸受装置
２ 外輪
２ａ 外側軌道面
２ｃ アウター側開口部
２ｄ 車体取り付けフランジ部
２ｅ パイロット部
２ｆ 嵌合部
２ｇ 案内部
３ ハブ輪
３ａ 小径段部
４ 内輪
４ａ 内側軌道面
５ ボール列
１０ ナックル（車体側部材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】