JP5476173B2 - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、ボールの接触楕円の肩乗り上げを防止してエッジロードの発生を防止すると共に、シールの断面高さを確保して密封性の向上を図った車輪用軸受装置に関するものである。

従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。この車輪用軸受装置には、所望の軸受剛性を有し、ミスアライメントに対しても耐久性を発揮すると共に、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。この複列アンギュラ玉軸受は、固定輪と回転輪との間に複数のボールを介在させ、このボールに所定の接触角を付与して固定輪および回転輪に接触させている。

また、車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第１世代と称される構造から、外方部材（外輪）の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第２世代構造、また、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第３世代構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第４世代構造とに大別されている。

近年、こうした車輪用軸受装置において、耐久性の向上や低コスト化は無論のこと、騒音（ＮＯＩＳＥ）、振動（ＶＩＢＲＡＴＩＯＮ）、不快音（ＨＡＲＳＨＮＥＳＳ）、所謂ＮＶＨの向上に対する要望が強い。ところで車輪用軸受装置に使用される従来の車輪用軸受５０は、例えば、図７に示すように、内周に複列の断面円弧状の外側転走面５１ａが形成された外方部材５１と、外周に複列の外側転走面５１ａに対向する断面円弧状の内側転走面５２ａが形成された一対の内輪５２、５２と、これら両転走面間に収容された複列のボール５３とを備え、各列の軸受部分は接触角αを有する複列アンギュラ玉軸受で構成されている。そして、外方部材５１と内輪５２との間に形成される環状空間を密封するためにシール５４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、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。

各転走面５１ａ、５２ａの断面における肩の高い方の縁部５５、５６には、それぞれ転走面５１ａ、５２ａを構成する円弧状の曲線ａ、ｂから滑らかに続き、かつ曲線ａ、ｂよりも曲率の小さな曲線または直線からなる断面形状を有する補助転走面５５ａ、５６ａが設けられている。また、これら補助転走面５５ａ、５６ａの縁部に続く円弧状断面形状の面取り部５５ｂ、５６ｂが形成されている。

こうした構成の車輪用軸受装置によると、補助転走面５５ａ、５６ａが設けられているため、軸受に大きなモーメント荷重が負荷されて接触角αが増大した時、ボール５３の接触楕円が各転走面５１ａ、５２ａから補助転走面５５ａ、５６ａからはみ出すことになる。しかし、これら補助転走面５５ａ、５６ａが転走面５１ａ、５２ａの断面を構成する曲線ａ、ｂから滑らかに続き、かつ直線からなる断面形状を有しているため、接触楕円が補助転走面５５ａ、５６ａにはみ出してもエッジロード（過大応力）が発生することがない。

また、補助転走面５５ａ、５６ａが直線からなるため、外方部材５１の内径を小さく、あるいは内輪５２の外径を大きく設定しても、円弧状の曲線ａ、ｂの転走面５１ａ、５２ａをそのまま延長させた面に比べて傾斜が大きくて、ある程度の傾斜角度ができる。そのため、補助転走面５５ａ、５６ａを研削加工する時に砥石側面で加工する状態とはならなく、研削加工の加工時間の増加が避けられる。

さらに、各転走面５１ａ、５２ａには補助転走面５５ａ、５６ａの縁部に続く断面円弧状の面取り部５５ｂ、５６ｂが形成されているので、接触楕円のエッジロードがより一層緩和される（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００４−５２７８４号公報

この種の車輪用軸受装置では、車両の運転中に縁石乗り上げ等で過大荷重が車輪から入力されると、ボール５３の接触楕円が肩部に乗り上げ、肩部に圧痕が付いて異音が発生する場合がある。こうした圧痕の問題を解決するには、肩高さを高くする必要があるが、肩高さを高くした場合、重量アップや加工性の低下等の問題が生じ、コストアップの要因となって好ましくない。また、内輪５２については、肩高さを高くするとシール５４の断面高さがその分減少して充分な密封性を確保することができなくなる。ここで、肩乗り上げとは、例えば、軸受に大きなモーメント荷重が負荷された時に、ボール５３と外側転走面５１ａとの接触部に発生する接触楕円が内径と外側転走面５１ａの角部からはみ出し、エッジロードが発生する現象を言う。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ボールの接触楕円のエッジロード発生を防止すると共に、シールの断面高さを確保して密封性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することを目的としている。

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、内周に複列の円弧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付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嵌合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円弧状の内側転走面が形成された内方部材と、前記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ボールと、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両端開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記内輪の肩高さＨが前記ボールの直径ｄの０．４〜０．８の範囲（Ｈ／ｄ＝０．４〜０．８）に設定され、前記内輪の外径に小径部が形成され、この小径部の肩高さδが前記ボールの直径ｄのδ／ｄ≧０．３５に設定されていると共に、前記内輪の外径から内側転走面に亙って所定の傾斜角からなるテーパ面が形成され、このテーパ面と前記内側転走面との角部が円弧状に丸められ、この角部までの内側転走面の肩高さＨ１がボールの直径ｄに対して、Ｈ１／ｄ＝０．４０〜０．５０の範囲に設定されている。

このように、複列アンギュラ玉軸受で構成された第１世代乃至第３世代構造の車輪用軸受装置において、内輪の肩高さＨがボールの直径ｄの０．４〜０．８の範囲（Ｈ／ｄ＝０．４〜０．８）に設定されると共に、内輪の外径に小径部が形成され、この小径部の肩高さδがボールの直径ｄのδ／ｄ≧０．３５に設定されていると共に、前記内輪の外径から内側転走面に亙って所定の傾斜角からなるテーパ面が形成され、このテーパ面と前記内側転走面との角部が円弧状に丸められ、この角部までの内側転走面の肩高さＨ１がボールの直径ｄに対して、Ｈ１／ｄ＝０．４０〜０．５０の範囲に設定されているので、耐圧痕性が向上し、ボールの接触楕円のエッジロード発生を防止して音響特性と寿命の向上を図ることができると共に、大きなモーメント荷重が負荷されても耐圧痕性が向上し、シールの断面高さを確保して密封性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記内側転走面の角部が当該内側転走面を成形する総型の研削砥石によって同時に滑らかに連続して形成されていれば、一層エッジロードの発生を防止して音響特性と寿命の向上を図ることができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記テーパ面の傾斜角が４５°以下に設定されていれば、ボールの接触楕円の肩乗り上げを防止してエッジロードの発生を効果的に抑えることができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記シールが、断面略Ｌ字状に形成された環状のシール板と、前記内輪の小径部に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部とからなるスリンガとからなると共に、前記シール板が、前記外方部材の端部内周に圧入される芯金と、この芯金に一体に加硫接着され、前記スリンガに摺接されるシール部材とからなるパックシールで構成され、前記内輪の小径部に前記スリンガが圧入されていれば、シールの位置決め精度が向上する。

また、請求項５に記載の発明のように、前記シール部材が、径方向外方に傾斜して延び、前記スリンガの立板部に所定の軸方向シメシロを介して摺接するサイドリップと、二股状に形成され、前記スリンガの円筒部に所定の径方向シメシロを介して摺接するグリースリップと中間リップとを備えていても良い。

また、請求項６に記載の発明は、前記シール部材が、径方向外方に傾斜して延び、前記スリンガの立板部に所定の軸方向シメシロを介して摺接する一対のサイドリップと、軸受内方側に延び、前記スリンガの円筒部に所定の径方向シメシロを介して摺接するグリースリップとを備えていても良い。

また、請求項７に記載の発明のように、前記シール部材の外周部に、径方向外方に延び、断面略くの字形の外周リップが形成され、この外周リップが前記外方部材とナックルの鍔部との間隙に嵌り込むように配置されると共に、当該外周リップのリップ頂点の径が所定値に設定され、前記ナックルの鍔部に対して所定の掛かり代を持って当接されていれば、ナックル組み込み後の外周リップのはみ出しを防止することができ、外方部材とナックルとの間の密封性を確保することができると共に、外周リップが損傷するのを防止して外部からの泥水等がこの間隙に浸入して回り込むのを防止することができ、外方部材とナックル間の密封性を向上させて発錆を防止することができる。

また、請求項８に記載の発明のように、前記ハブ輪の外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する円弧状の内側転走面が形成され、この内側転走面の肩高さがボールの外径に対して０．４０〜０．５０の範囲に設定されていれば、大きなモーメント荷重が負荷されても耐圧痕性が向上する。

本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の円弧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付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嵌合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円弧状の内側転走面が形成された内方部材と、前記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ボールと、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両端開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記内輪の肩高さＨが前記ボールの直径ｄの０．４〜０．８の範囲（Ｈ／ｄ＝０．４〜０．８）に設定されると共に、前記内輪の外径に小径部が形成され、この小径部の肩高さδが前記ボールの直径ｄのδ／ｄ≧０．３５に設定されていると共に、前記内輪の外径から内側転走面に亙って所定の傾斜角からなるテーパ面が形成され、このテーパ面と前記内側転走面との角部が円弧状に丸められ、この角部までの内側転走面の肩高さＨ１がボールの直径ｄに対して、Ｈ１／ｄ＝０．４０〜０．５０の範囲に設定されているので、耐圧痕性が向上し、ボールの接触楕円のエッジロード発生を防止して音響特性と寿命の向上を図ることができると共に、大きなモーメント荷重が負荷されても耐圧痕性が向上し、シールの断面高さを確保して密封性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の参考例を示す縦断面図である。 図１の要部拡大図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す要部拡大図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。 図４の要部拡大図である。 図４の内輪の加工方法を示す説明図である。 従来の車輪用軸受を示す要部拡大図である。

外周にナックルに取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の円弧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付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する円弧状の内側転走面と、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嵌合され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する円弧状の内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、前記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ボールと、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両端開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記内輪の肩高さＨが前記ボールの直径ｄの０．４〜０．８の範囲（Ｈ／ｄ＝０．４〜０．８）に設定され、前記内輪の外径に小径部が形成され、この小径部の肩高さδが前記ボールの直径ｄのδ／ｄ≧０．３５に設定されると共に、前記内輪の外径から内側転走面に亙って所定の傾斜角からなるテーパ面が形成され、このテーパ面と前記内側転走面との角部が円弧状に丸められ、前記内側転走面の角部までの肩高さＨ１が前記ボールの直径ｄに対して、Ｈ１／ｄ＝０．４０〜０．５０の範囲に設定されている。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づ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参考例を示す縦断面図、図２は、図１の要部拡大図、図３は、本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す要部拡大図である。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ター側（図１の左側）、中央寄り側をインナー側（図１の右側）という。

この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される駆動輪用であって、ハブ輪１と、このハブ輪１に圧入固定された内輪２とからなる内方部材３と、この内方部材３に複列のボール４、４を介して外挿された外方部材５とを主たる構成としている。

ハブ輪１は、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ６を有し、外周に一方（アウター側）の円弧状の内側転走面１ａと、この内側転走面１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）１ｃが形成されている。一方、内輪２は、外周に他方（インナー側）の円弧状の内側転走面２ａが形成され、ハブ輪１の小径段部１ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。また、車輪取付フランジ６には車輪およびブレーキロータ（図示せず）を締結するハブボルト６ａが周方向等配に植設されている。

ハブ輪１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面１ａをはじめ、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部１ｂ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。これにより、車輪取付フランジ６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と共に、内輪２の嵌合部となる小径段部１ｂの耐フレッティング性が向上し、ハブ輪１の耐久性が向上する。また、内輪２およびボール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の範囲に硬化処理されている。

外方部材５は、外周にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ５ｂを一体に有し、内周に内方部材３の内側転走面１ａ、２ａに対向する複列の円弧状の外側転走面５ａ、５ａが一体に形成されている。外方部材５はハブ輪１と同様、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面５ａ、５ａが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。そして、この外方部材５と内方部材３の両転走面間に複列のボール４、４が保持器７を介して転動自在に収容されている。また、外方部材５と内方部材３との間に形成される環状空間の開口部にはシール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。

アウター側のシール８は、外方部材５のアウター側の端部内周に圧入された芯金１０と、この芯金１０に加硫接着等により一体に接合され、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シール部材１１とからなる一体型のシールで構成されている。

芯金１０は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系）や冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系）等、防錆能を有する鋼鈑からプレス加工にて断面が略コの字状に、全体として円環状に形成されている。一方、シール部材１１は、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ１１ａ、１１ｂと軸受内方側に傾斜して延びるラジアルリップ１１ｃとを備えている。一対のサイドリップ１１ａ、１１ｂは、断面が円弧状に形成された車輪取付フランジ６の基部６ｂに所定の軸方向シメシロを介して摺接され、ラジアルリップ１１ｃは基部６ｂの外径に所定の径方向シメシロを介して摺接されている。なお、シール部材１１の材質としては、ＮＢＲ以外にも、例えば、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）等をはじめ、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を例示することができる。

また、インナー側のシール９は、図２に拡大して示すように、断面略Ｌ字状に形成された環状のシール板１２とスリンガ１３とからなる、所謂パックシールを構成している。シール板１２は、外方部材５のインナー側の端部内周に圧入される芯金１４と、この芯金１４に一体に加硫接着されたシール部材１５とからなる。

芯金１４は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系）や冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系）等、防錆能を有する鋼鈑からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に、全体として円環状に形成され、外方部材５の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部１４ａと、この嵌合部１４ａから径方向内方に屈曲して延びる内径部１４ｂを備えている。一方、シール部材１５は、ＮＢＲ等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ１５ａと、二股状に形成されたグリースリップ１５ｂと中間リップ１５ｃとを備えている。

また、スリンガ１３は、内輪２の外径に圧入される円筒部１３ａと、この円筒部１３ａから径方向外方に延びる立板部１３ｂとからなる。そして、シール部材１５のサイドリップ１５ａが立板部１３ｂに所定の軸方向シメシロを介して摺接されると共に、グリースリップ１５ｂと中間リップ１５ｃが円筒部１３ａに所定の径方向シメシロを介してそれぞれ摺接されている。

ここで、内輪２の内側転走面２ａの肩高さＨが、ボール４の直径ｄの０．４〜０．８の範囲に設定されている（Ｈ／ｄ＝０．４〜０．８）。ここで、肩高さＨとは、内側転走面２ａの溝底から外径２ｂまでの高さを言う。本出願人が実施した１．５Ｇ相当のモーメント荷重下での肩乗り上げ試験では、表１に示すように、肩部の圧痕深さが低減する結果が出ている。これにより、ボール４の接触楕円のエッジロード発生を抑制することができ、耐久性を向上させることができる。

さらに、本実施形態では、内輪２の外径２ｂに小径部２ｃが形成されている。この小径部２ｃにシール９を構成するスリンガ１３が圧入されている。そして、この小径部２ｃの肩高さδがボール４の直径ｄのδ／ｄ≧０．３５に設定されている。これにより、シール９の位置決め精度が向上すると共に、シール９の断面高さを確保して密封性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

図３は、図２の変形例であるが、このシール１６は、断面略Ｌ字状に形成された環状のシール板１７とスリンガ１３とからなるパックシールを構成している。シール板１７は、外方部材５のインナー側の端部内周に圧入される芯金１４と、この芯金１４に一体に加硫接着されたシール部材１８とからなる。

シール部材１８は、ＮＢＲ等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ１８ａ、１８ｂと、軸受内方側に傾斜したグリースリップ１８ｃとを備えている。サイドリップ１８ａ、１８ｂが立板部１３ｂに所定の軸方向シメシロを介して摺接されると共に、グリースリップ１８ｃが円筒部１３ａに所定の径方向シメシロを介してそれぞれ摺接されている。

ここで、内輪２の内側転走面２ａの肩高さＨが、ボール４の直径ｄの０．４〜０．８の範囲に設定されると共に、内輪２の外径２ｂに小径部２ｃが形成され、この小径部２ｃの肩高さδがボール４の直径ｄのδ／ｄ≧０．３５に設定されている。これにより、ボール４の接触楕円のエッジロード発生を抑制することができると共に、シール１６の位置決め精度が向上し、一対のサイドリップ１８ａ、１８ｂを有するシール１６の断面高さを確保して密封性の向上を図ることができる。

図４は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図、図５は、図４の要部拡大図、図６は、図４の内輪の加工方法を示す説明図である。なお、この実施形態は第１の実施形態と基本的には内輪とシールの構成が異なるだけで、その他前述した実施形態と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合を付して詳細な説明を省略する。

この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される駆動輪用であって、ハブ輪１と、このハブ輪１に圧入固定された内輪１９とからなる内方部材２０と、この内方部材２０に複列のボール４、４を介して外挿された外方部材５とを主たる構成としている。

外方部材５と内方部材２０との間に形成される環状空間の開口部にはシール８、２１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。

インナー側のシール２１は、図５に拡大して示すように、断面略Ｌ字状に形成された環状のシール板２２とスリンガ１３とからなるパックシールを構成している。シール板２２は、外方部材５のインナー側の端部内周に圧入される芯金１４と、この芯金１４に一体に加硫接着されたシール部材２３とからなる。

また、スリンガ１３の立板部１３ｂのインナー側の側面には、ゴム等のエラストマにフェライト等の磁性体粉が混入された磁気エンコーダ２４が一体に加硫接着されている。この磁気エンコーダ２４は、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁され、車輪の回転速度検出用のロータリエンコーダを構成している。

シール部材２３はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、スリンガ１３の立板部１３ｂに摺接するサイドリップ１５ａと、円筒部１３ａに摺接するグリースリップ１５ｂと中間リップ１５ｃとを有している。また、スリンガ１３における立板部１３ｂの外縁とシール部材２３の外周部とが僅かな径方向すきまを介して対峙してラビリンスシール２５が構成され、外部から雨水やダスト等が直接サイドリップ１５ａに降りかかるのを防止して密封性を向上させている。

ここで、本実施形態では、シール部材２３は芯金１４の円筒部１４ａの外表面に回り込んで固着され、外方部材５との嵌合部に密着されて気密性の向上が図られると共に、外周部の端部から径方向外方に延びる外周リップ２６が形成されている。この外周リップ２６は断面がくの字形に形成され、外方部材５とナックルＫの鍔部２７との間隙に嵌り込むように配置されている。そして、外周リップ２６のリップ頂点２６ａの径が所定値に設定されている。すなわち、ナックルＫの組み込み途中で、外周リップ２６の先端部２６ｂが外方部材５の端面との間に所定の軸方向すきまがある状態で、リップ頂点２６ａとナックルＫとの掛かり代が所定値以上になるように設定されている。

ナックルＫの組み込み後、外周リップ２６の先端部２６ｂとリップ頂点２６ａが外方部材５の端面とナックルＫの鍔部２７に所定のシメシロで当接すると共に、外周リップ２６のはみ出しを確実に防止することができ、外方部材５とナックルＫとの間の密封性を確保することができる。また、外周リップ２６が損傷するのを防止して外部からの泥水等がこの間隙に浸入して回り込むのを防止することができ、外方部材５とナックルＫ間の密封性を向上させて発錆を防止することができる。

ここで、内輪１９の内側転走面１９ａの肩高さＨが、ボール４の直径ｄの０．４〜０．８の範囲に設定されると共に、外径１９ｂから内側転走面１９ａに亙って傾斜角θのテーパ面２８が形成されている。そして、このテーパ面２８と内側転走面１９ａとの角部Ａが円弧状に丸められ、図６に示すように、内側転走面１９ａを成形する総型の研削砥石２９によって同時に滑らかに連続して形成されている。ここでは、内側転走面１９ａの角部Ａまでの肩高さＨ１がボール４の外径ｄに対して、Ｈ１／ｄ＝０．４０〜０．５０の範囲に設定されている。これにより、大きなモーメント荷重が負荷されても耐圧痕性が向上すると共に、ボール４の接触楕円の肩乗り上げが防止され、エッジロードの発生を防止して音響特性と寿命の向上を図ることができる。なお、テーパ面２８の傾斜角θは４５°以下に設定されているが、傾斜角θが４５°を超えると、ボール４の接触楕円の肩乗り上げを防止してエッジロードの発生を抑える効果が半減するため好ましくない。

また、図示はしないが、ハブ輪１の内側転走面１ａの肩高さがボール４の外径に対して、０．４０〜０．５０の範囲に設定されている。これにより、ハブ輪１の強度・剛性が高くなり、大きなモーメント荷重が負荷されても耐圧痕性が向上すると共に、ボール４の接触楕円の肩乗り上げが防止され、エッジロードの発生を防止して音響特性と寿命の向上を図ることができる。

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。

本発明に係る車輪用軸受は、駆動輪用、従動輪用に拘わらず、第１乃至第３世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。

１ ハブ輪
１ａ、２ａ、１９ａ 内側転走面
１ｂ 小径段部
１ｃ セレーション
２、１９ 内輪
２ｂ、１９ｂ 内輪の外径
２ｃ、１９ｃ 内輪の小径部
３、２０ 内方部材
４ ボール
５ 外方部材
５ａ 外側転走面
５ｂ 車体取付フランジ
６ 車輪取付フランジ
６ａ ハブボルト
６ｂ 車輪取付フランジのインナー側の基部
７ 保持器
８ アウター側のシール
９、１６、２１ インナー側のシール
１０、１４ 芯金
１１、１５、１８、２３ シール部材
１１ａ、１１ｂ、１５ａ、１８ａ、１８ｂ サイドリップ
１１ｃ ラジアルリップ
１２、１７、２２ シール板
１３ スリンガ
１３ａ 円筒部
１３ｂ 立板部
１４ａ 嵌合部
１４ｂ 内径部
１５ｂ、１８ｃ グリースリップ
１５ｃ 中間リップ
２４ 磁気エンコーダ
２５ ラビリンスシール
２６ 外周リップ
２６ａ 外周リップのリップ頂点
２６ｂ 外周リップの先端部
２７ ナックルの鍔部
２８ 肩部のテーパ面
２９ 総型砥石
５０ 車輪用軸受装置
５１ 外方部材
５１ａ 外側転走面
５２ 内輪
５２ａ 内側転走面
５３ ボール
５４ シール
５５、５６ 肩部の縁部
５５ａ、５６ａ 補助転走面
５５ｂ、５６ｂ 面取り部
ａ、ｂ 曲線部
Ａ 角部
ｄ ボールの直径
Ｈ 内輪の肩高さ
Ｋ ナックル
α 接触角
δ 小径部の肩高さ
θ テーパ面の傾斜角

Claims (8)

1. 内周に複列の円弧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付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嵌合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円弧状の内側転走面が形成された内方部材と、
   前記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ボールと、
   前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両端開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、
   前記内輪の肩高さＨが前記ボールの直径ｄの０．４〜０．８の範囲（Ｈ／ｄ＝０．４〜０．８）に設定され、前記内輪の外径に小径部が形成され、この小径部の肩高さδが前記ボールの直径ｄのδ／ｄ≧０．３５に設定されていると共に、前記内輪の外径から内側転走面に亙って所定の傾斜角からなるテーパ面が形成され、このテーパ面と前記内側転走面との角部が円弧状に丸められ、この角部までの内側転走面の肩高さＨ１がボールの直径ｄに対して、Ｈ１／ｄ＝０．４０〜０．５０の範囲に設定されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記内側転走面の角部が当該内側転走面を成形する総型の研削砥石によって同時に滑らかに連続して形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記テーパ面の傾斜角が４５°以下に設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記シールが、断面略Ｌ字状に形成された環状のシール板と、前記内輪の小径部に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部とからなるスリンガとからなると共に、前記シール板が、前記外方部材の端部内周に圧入される芯金と、この芯金に一体に加硫接着され、前記スリンガに摺接されるシール部材とからなるパックシールで構成され、前記内輪の小径部に前記スリンガが圧入されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
5. 前記シール部材が、径方向外方に傾斜して延び、前記スリンガの立板部に所定の軸方向シメシロを介して摺接するサイドリップと、二股状に形成され、前記スリンガの円筒部に所定の径方向シメシロを介して摺接するグリースリップと中間リップとを備えている請求項４に記載の車輪用軸受装置。
6. 前記シール部材が、径方向外方に傾斜して延び、前記スリンガの立板部に所定の軸方向シメシロを介して摺接する一対のサイドリップと、軸受内方側に延び、前記スリンガの円筒部に所定の径方向シメシロを介して摺接するグリースリップとを備えている請求項４に記載の車輪用軸受装置。
7. 前記シール部材の外周部に、径方向外方に延び、断面略くの字形の外周リップが形成され、この外周リップが前記外方部材とナックルの鍔部との間隙に嵌り込むように配置されると共に、当該外周リップのリップ頂点の径が所定値に設定され、前記ナックルの鍔部に対して所定の掛かり代を持って当接されている請求項４乃至６いずれかに記載の車輪用軸受装置。
8. 前記ハブ輪の外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する円弧状の内側転走面が形成され、この内側転走面の肩高さがボールの外径に対して０．４０〜０．５０の範囲に設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。

Images