WO2006057310A1

WO2006057310A1 - 車輪用軸受装置

Info

Publication number: WO2006057310A1
Application number: PCT/JP2005/021600
Authority: WO
Inventors: Nobuyuki Seo; Katsura Koyagi; Masahiro Inoue
Original assignee: Jtekt Corporation
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2005-11-24
Publication date: 2006-06-01
Also published as: EP1830084A4; US20080089629A1; EP1830084A1; US8029195B2; EP1830084B1

Abstract

製造コストの低減が可能となり、かつ、取り付ける相手部材の材質による影響を受けることがなく、所定の硬度を有する軌道面を備えた車輪用軸受装置を提供する。この車輪用軸受装置は、内軸（１）と、内軸（１）の周囲に配設される外輪（２）と、内軸（１）と外輪（２）とにアンギュラコンタクトとなるよう内軸（１）と外輪（２）との間に配設される２列の玉（３ａ），（３ｂ）とを備えている。内軸（１）の外周面（１１）および外輪（２）の内周面（１２）に、内軸（１）および外輪（２）とは別部材であって転動体用の軌道面を有する断面湾曲形状の環状軌道部材（４）が設けられている。

Description

明細書

車輪用軸受装置

技術分野

[0001] この発明は、車輪用軸受装置に関する。

背景技術

[0002] 自動車の車輪が装着される車輪用軸受装置 (ノヽブユニット）として従来知られるものに、車輪のホイールやディスクブレーキのブレーキロータが取り付けられる内軸と、この内軸に 2列の転動体を介在させて外嵌状となり車体側と固定される外輪とを備えたものがある。そして、内軸の外周面、内軸に外嵌させた内輪部材の外周面、および外輪の内周面の 2箇所には、転動体用の軌道面が夫々形成されている。

外輪および内軸は、例えば、 S55C (機械構造用炭素鋼鋼材)のような炭素鋼からなる素材が熱間鍛造されて形成されている。さらに、高い硬度が必要な軌道面、及び、内軸において車輪のホイールを取り付けるためのフランジ部の基部は、熱処理 (高周波焼入れ焼き戻し）がされている。これにより性能を高め、かつ寿命を伸ばしている。しかし、このような熱処理は製造コストを高める要因のひとつである。特に、複雑な形状である外輪の内周面や内軸の外周面における部分焼入れは、作業が困難であつて製造コストが非常に高くなるという問題点がある。

そこで、例えば特開 2003— 294031号公報に記載されているように、管状の素材を冷間鍛造することで内軸を形成し、切削や研磨加工の範囲を縮小させて製造コストを低減させる構成が提案されて、る。

[0003] また、自動車の車輪が装着される車輪用軸受装置として従来知られるものに、車輪側部材が取り付けられるフランジ部を有する内軸と、内軸に 2列の転動体を介在させて外嵌状となり車体側と固定される外輪とを備えたものがある。車輪側部材としては、車輪のホイールやディスクブレーキのブレーキロータがある。

そして、例えば特開 2003— 291604号公報に記載されているように、車輪側部材をフランジ部の取付面に取り付ける際にガイドとなるガイド部材が、内軸の端部に設けられている。このガイド部材は、鍛造にて成形する内軸の形状を簡素化させるために内軸と別部材とされており、製造を容易にさせコストを低減させている。

発明の開示

[0004] しかし、前記特開 2003— 294031号公報に記載されている軸受装置は、やはり軌道面の熱処理が必要とされ前記問題点を解決できるものではない。また、炭素鋼により形成された外輪や内軸と、これらに固定される相手部材とが異なる材質である場合、例えば相手部材がアルミ製部材である場合に、軸受装置と相手部材との間に生じる電食について考慮された構成ではない。つまり、車輪用軸受装置と固定される相手部材、例えば、外輪に対するナックルや、内軸に対するホイールがアルミ製部材である場合、これらの間に生ずる隙間に浸入した水により、鉄とアルミとのイオン化傾向の差により相手部材側のアルミが腐食して車輪用軸受装置と溶着し、軸受装置の取り外しが困難になるという問題点があった。そして、この溶着が生じた場合、軸受装置を相手部材から取り外すために、ハンマーなどで打撃している力この衝撃により軸受装置を損傷させてしまうと、う問題点を有する。

[0005] また、前記特開 2003— 291604号公報に記載されている軸受装置のガイド部材は、外周側の円筒状ガイド部がフランジ部の取付面と接触している。この状態で、フランジ部に荷重が作用した際、フランジ部が橈み、その変位によりフランジ部の取付面がガイド部の外周側の円筒状ガイド部を押すこととなる。これにより長期間使用していると、ガイド部材は、内軸に嵌め込んでいるのみであるため、内軸力も抜け出てしまうという問題点を有する。

[0006] この発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、内軸や外輪に対する部分的な熱処理が省略できて製造コストの低減が可能となり、かつ、取り付ける相手部材の材質による影響を受けることがなぐ所定の硬度を有する軌道面を備えた車輪用軸受装置を提供することを第 1の目的とする。さらに、この車輪用軸受装置において、軸心方向の荷重に対する負荷能力が高くなる構造、及び、簡単な構成により長寿命とすることのできる構造を提供する。

さらに、この発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、車輪側部材を取り付ける際にガイドとなるガイド部材の取り付けが簡単であり、製造コストの低減が図れ、さらに、長期間使用した場合においてもガイド部材の脱落を予防することのできる車輪用軸受装置を提供することを第 2の目的とする。

[0007] 前記第 1の目的を達成するためのこの発明の車輪用軸受装置は、内軸と、この内軸の周囲に配設される外輪と、前記内軸と外輪とにアンギユラコンタクトとなるよう当該内軸と外輪との間に設けられる転動体とを備えた車輪用軸受装置において、前記内軸の外周面および前記外輪の内周面の少なくとも一方側に、前記内軸および前記外輪とは別部材であって前記転動体用の軌道面を有する断面湾曲形状の環状軌道部材が設けられて、ることを特徴として、る。

[0008] このような構成の車輪用軸受装置によれば、軌道部材を別部材にすることにより、軌道面の硬度を高めるために、組み付け前の軌道部材全体に対して熱処理を施すことができる。その結果、内軸と外輪に対して部分的な熱処理を施す必要がなくなり、製造コストの低減、設備費の削減が可能となる。さらに所定の硬度を有する軌道面を得ることが可能となる。そして、熱処理され硬度が高められた断面湾曲形状の軌道部材を用いることで、寿命を延ばし、車輪用軸受装置の径方向（ラジアル方向）の荷重を受けることができると共に、軸心方向（アキシャル方向）の荷重を受けることができるまた、別部材である軌道部材を設けることにより、外輪、内軸の材質が、例えばアルミのように熱処理により硬度を高めることが不可能なものであっても適用することができる。さらに、外輪、内軸に、加工しやすい材料、生産性の良い材料、機能的な材料を選定することができる。例えば、外輪をアルミ铸物製とすることで、近年採用されている車体側部材であるアルミ製のナックルとの連結が行え、また、加工が容易であつてかつ量産が可能であり、軸受装置の軽量化が図れる。

[0009] また、前記軌道部材は、全体が環状であって断面が湾曲形状となるように板材をプレスカ卩ェしてなるプレスカ卩ェ品とされているのが好ましい。この構成によれば、軌道部材がプレス加工されて断面湾曲形状とされることにより、その軌道面は寸法精度が高く表面状態も良好である。このため、軌道部材の組み付け後において、軌道面の寸法調整加工の省略化、または寸法調整加工時間の短縮が可能となる。そして、外輪と内軸との間においてスムーズな回転を行わせることが可能となる。

[0010] また、前記軌道部材は、前記内軸の外周面および前記外輪の内周面に、圧入により嵌め込まれているのが好ましい。この構成によれば、軌道部材をしつ力りと組み付けることが可能となる。さらに、その組み付けは非常に簡単であり、製造工数を低減させることがでさる。

[0011] また、前記外輪は、その外輪と連結される車輛側の相手部材と同種の材質とされ、その外輪の内周面に前記軌道部材が設けられているのが好ましい。この構成によれば、車輪用軸受装置の外輪に取り付けられる車輛側の相手部材が例えばアルミ製であっても、外輪の材質をアルミ製とすることで、軸受装置と相手部材との間において電食を起こさせることがない。これにより、アルミ側が軸受装置に溶着し軸受装置の取り外しができなくなることを防止できる。

[0012] また、前記内軸は、前記軌道部材の配設位置近傍に、揺動鍛造にて径方向外方に拡げられるよう形成された車輪側部材の取り付け用のフランジ部を有しているのが好ましい。この構成によれば、容量の小さいプレス機を用いてフランジ部を得ることができる。このため、設備費、製作コストの低減が可能となる。つまり、円柱状の素材に対し、その軸心方向である一軸方向にのみ加圧するプレス機を用いて、軸心方向の圧縮力を作用させて成形する場合は、その軸心方向に直交する方向にフランジ部を広げる必要があるために、 2500〜3000ton級のプレス機が必要である。し力し、本発明の揺動鍛造によれば、フランジ部を徐々に径外方へ広げていくことができるため、 800ton級程度の容量の小さいプレス機によりフランジ部を成形することができる。さらに、内軸の外周面力フランジ部の基部にわたる揺動鍛造した領域は、表面粗さを小さくできる。したがって、切削や研磨仕上げを行うことなぐその領域を外輪と内軸との間に配設されるシール部材のシール面とすることができる。

[0013] またこの場合において、前記内軸の外周面に前記軌道部材が設けられ、前記フランジ部は、前記内軸の外周面に設けられた当該軌道部材の近傍位置に設けられているのが好ましい。この構成によれば、従来行っていた、軌道面となる内軸の外周面及びフランジ部の基部における熱処理を不要とでき、設備費、生産コストの低減が可能となる。つまり、従来では、内軸外周面に形成していた軌道面の硬度を所定の値に高めるために内軸に対して部分的な熱処理を行い、さらにこの軌道面の近傍に設けられるフランジ部の基部に対しても強度を上げるために熱処理を行って、た。しかし、内軸とは別部材であって予め熱処理した軌道部材を設けることで内軸外周面に対する部分的な熱処理が不要となり、かつ、揺動鍛造による加工硬化によりフランジ部の基部の熱処理も不要とできる。

[0014] また、前記内軸の端部に形成された穴に嵌め込むと共に前記フランジ部の車輪側部材の取付面よりも軸方向に突出して当該フランジ部に前記車輪側部材を取り付ける際のガイドとなるガイド部材を有し、前記ガイド部材は、前記車輪側部材の金属材料とのイオン化傾向の差が鉄よりも小さい材質による金属メツキが施されているのが好ましい。この構成によれば、フランジ部に取り付けられるその車輪側部材とガイド部材との間の隙間に浸入した水による電食を抑えることができる。例えば、車輪側部材がアルミ製であり、鉄を含む金属カゝらなるガイド部材に亜鉛メツキを施した場合に、ァルミとのイオン化傾向の差を鉄よりも小さくすることができ、車輪側部材とガイド部材との間の隙間に浸入した水による電食を抑えることができる。

[0015] また、軸心方向の荷重に対する負荷能力が高くなる構造を得るため、この発明の車輪用軸受装置は、内軸と、この内軸の周囲に配設される外輪と、前記内軸と外輪とにアンギユラコンタクトとなるよう当該内軸と外輪との間に設けられる転動体とを備えた車輪用軸受装置において、前記内軸の外周面および前記外輪の内周面の少なくとも一方側の取り付け周面に、前記内軸および前記外輪とは別部材であって前記転動体用の軌道面を有する断面湾曲形状の環状軌道部材が設けられ、前記取り付け周面は、前記軌道部材が接触する軸心に平行な方向にまっすぐの第 1ストレート周面と、前記軌道部材が接触する軸心に対して傾斜する方向にまっすぐの第 2ストレート周面とを有して、ることを特徴として、る。

[0016] このような構成の車輪用軸受装置によれば、軌道部材を別部材にすることにより、軌道面の硬度を高めるために組み付け前の軌道部材全体に対して熱処理を施すことができる。その結果、内軸、外輪に対して部分的な熱処理を施す必要がなくなり、製造コストの低減、設備費の削減が可能となる。そして、所定の硬度を有する軌道面を得ることが可能となる。さらに、断面湾曲状の軌道部材を、取り付け周面の第 1ストレート周面および第 2ストレート周面に、面により接触させることができる。このため、作用する径方向（ラジアル方向）の荷重を第 1ストレート周面を介して、及び、軸心方向（アキシャル方向）の荷重を第 2ストレート周面を介して、内軸、外輪に確実に伝達させることができる。さらに、第 1ストレート周面と第 2ストレート周面とにより、接触角方向の荷重を受けることができる。また、接触面圧を小さくさせることができる。

[0017] また、前記軌道部材は、前記第 1ストレート周面に面接触する軸心に平行な方向にまっすぐの第 3ストレート周面と、前記第 2ストレート周面に面接触する軸心に対して傾斜する方向にまっすぐの第 4ストレート周面とを有して、るのが好ま、。この構成によれば、軌道部材を内軸、外輪に対して確実に面により接触させて荷重を伝達させることができる。また、軌道部材を取り付け周面に装着させる際に、軌道部材の位置決めが簡単となり製作工数の低減が図れ、組み付けの寸法精度が良ぐ品質が安定したものとできる。さらに、荷重が作用しても軌道部材がずれるおそれがない。

[0018] また、縦断面における前記第 2ストレート周面の前記第 1ストレート周面に対する傾斜角度は、 30° 以上 80° 以下に設定されているのが好ましい。この構成によれば、軸心方向の荷重を確実に受けることができる。さらに、一般的に 40° 程度に設定される接触角の方向の荷重を確実に受けることができる。つまり、傾斜角度が 30° 未満であると、軸心方向の荷重に対する負荷能力が低くなり、 80° を超えると、第 1ストレート周面と第 2ストレート周面との間の部分において、軌道部材との隙間が大きくなつて、軌道部材との接触部分を小さくさせてしまうおそれがある。

[0019] また、前記軌道部材は、全体が環状であって断面が湾曲形状となるように板材をプレス加工してなるプレス加工品とされ、当該軌道部材の厚さは、 1. 5mm以上 4mm 以下に設定されているのが好ましい。この構成によれば、プレスによる加工性が良ぐさらに、強度的にも十分なものとできる。つまり、厚さが 4mmを超えると、大きな容量のプレス機が必要となり、加工性が悪くなる。また、厚さが 1. 5mm未満であると、強度不足となり、寿命が短くなるおそれがある。

[0020] さらに、この発明の車輪用軸受装置は、内軸と、この内軸の周囲に配設される外輪と、前記内軸と外輪とにアンギユラコンタクトとなるよう当該内軸と外輪との間に設けられる転動体とを備えた車輪用軸受装置において、前記内軸の外周面および前記外輪の内周面の少なくとも一方側に、前記内軸および前記外輪とは別部材であって前記転動体用の軌道面を有する断面湾曲形状の環状軌道部材が設けられ、前記軌道部材の周面には、廻り止め用の凹凸面部が形成されていることを特徴としている。

[0021] このような構成の車輪用軸受装置によれば、軌道部材を別部材にすることにより、軌道面の硬度を高めるために組み付け前の軌道部材全体に対して熱処理を施すことができる。その結果、内軸、外輪に対して部分的な熱処理を施す必要がなくなり、製造コストの低減、設備費の削減が可能となる。そして、所定の硬度を有する軌道面を得ることが可能となる。

さらに、内軸、外輪に別部材として設けた軌道部材に大きな荷重が作用しても、凹凸面部により軌道部材を周方向に移動させることがなぐ軌道部材をしつかりと装着させることができる。簡単な構成により確実な廻り止めが可能となる。さらに軌道部材の装着が非常に簡単であり、製造工数を低減させることができる。

断面湾曲状の軌道部材を用いることにより、作用する径方向（ラジアル方向）の荷重を受けることができると共に、軸心方向（アキシャル方向）の荷重を受けることができる。

[0022] また、前記軌道部材は、径方向の荷重を受ける第 1円周部と、第 1円周部の基端部側から設けられ軸心方向の荷重を受ける第 2円周部とを有し、前記凹凸面部は、前記第 1円周部の周面に形成されているのが好ましい。この構成によれば、凹凸面部の凸部を内軸の外周面、外輪の内周面に食い込ませるよう軌道部材を装着させることができる。これにより、内軸および外輪に嵌合する第 1円周部における径方向の弾発力と、その第 1円周部の周面に形成される凹凸面部で抵抗が増すことによる廻り止め作用との相乗効果により、一層効果的な廻り止めが可能となる。

[0023] また、前記軌道部材の軌道面側に玉力もなる前記転動体が設けられ、その軌道部材の前記第 1円周部の周面であって前記玉の中心を通る軸心直交面よりも前記第 1 円周部の先端部側の領域に、前記凹凸面部が形成されているのが好ましい。この構成によれば、凹凸面部と、接触角方向の玉の軌道接触部とが軸心方向に離れるため、凹凸面部における圧入により、軌道部材の軌道接触部に歪みを生じさせることがない。つまり、凹凸面部が形成される軌道部材の第 1円周部の先端部に多少の歪みが生じても、軌道部材の軌道面の精度を損なうことがなぐ軸受精度、軸受寿命に影響を与えることがない。 [0024] また、前記第 2の目的を達成するためのこの発明の車輪用軸受装置は、外輪と、この外輪に転動体を介して回転可能に配設される内軸と、前記内軸または外輪のうちのいずれか一方に設けられる車輪側部材取り付け用のフランジ部と、前記内軸または外輪の端部に形成された穴に別部材として嵌め込まれると共に前記フランジ部の車輪側部材の取付面よりも突出して当該フランジ部に前記車輪側部材を取り付ける際のガイドとなるガイド部材とを備え、前記ガイド部材は、前記穴に嵌め込む嵌込部と、この嵌込部から径方向外方へ広がる環状平板部と、この環状平板部の外周縁から軸心に平行な方向に折れ曲がって延伸する円筒部と、を有し、前記環状平板部と前記フランジ部とは接触することなく相互の間に隙間が形成されていることを特徴としている。

[0025] このような構成の車輪用軸受装置によれば、ガイド部材力フランジ部を有する内軸または外輪と別部材とされるため、フランジ部に荷重が作用した際にフランジ部に局部的な応力集中を生じさせることがない。つまり、仮に、フランジ部の基部側の取付面力も突出状となる円筒状のガイド部が、フランジ部と一体として成形されていると、その部分においてフランジ部の断面が急激に増大してフランジ部の変形が拘束されるため、荷重が作用するとフランジ部の基部において応力集中が生じてしまう。しかし、ガイド部材がフランジ部と別部材とされることにより、フランジ部はガイド部材により変形が拘束されることなぐ作用する荷重に応じて自由に弾性変形できるため、応力集中を生じさせることがない。

さらに、ガイド部材は、内軸または外輪の端部に圧入により嵌め込むことで装着できるため、取り付けが簡単であり、製作工数を低減させることができる。また、荷重が作用してフランジ部が橈んで変形しても、フランジ部の取付面とガイド部材の環状平板部とが接触しないため、内軸または外輪に圧入のみで嵌め込んだガイド部材が、フランジ部の変形により押し出されることがなぐガイド部材の脱落を防止できる。

[0026] また、前記隙間は、荷重が作用した際に生ずる前記フランジ部のたわみによる軸心方向の変位量と、余裕寸法との和による値とされているのが好ましい。この構成によれば、想定されるフランジ部の軸心方向の変位量だけフランジ部が変形しても、余裕寸法だけさらに隙間を残すことができる。図面の簡単な説明

[0027] [図 1]本発明の実施の一形態に係る車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

[図 2]本発明の他の実施の形態に係る車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

[図 3]図 1の車輪用軸受装置の要部を示す断面図である。

[図 4]図 2の車輪用軸受装置の要部を示す断面図である。

[図 5]図 2の車輪用軸受装置における軌道部材を示す説明図である。

[図 6]図 1の車輪用軸受装置における軌道部材を示す説明図である。

[図 7]軌道部材の要部を示す横断面図である。

[図 8]軌道部材の変形例を示す説明図である。

[図 9]軌道部材の変形例を示す説明図である。

[図 10]本発明が有するガイド部材の取付け構造を説明する半裁縦断面図である。

[図 11]比較例となるガイド部材の取付け構造を説明する半裁縦断面図である。発明を実施するための最良の形態

[0028] 以下、この発明の実施の形態について添付図面を参照しながら詳述する。

図 1はこの発明の実施の一形態に係る車輪用軸受装置を示す縦断面図である。この車輪用軸受装置は、内軸 (ノヽブホイール） 1と、内軸 1の周囲に設けられた外輪 2と、内軸 1と外輪 2との双方にアンギユラコンタクトとなるよう内軸 1と外輪 2との間に転動可能に設けられる転動体としての 2列の玉 3a, 3bとを備えている。 2列の玉 3a, 3bは夫々、所定の接触角 Θ (図 3参照）により内軸 1と外輪 2とに接しており、車輪用軸受装置は複列アンギユラ玉軸受 10を備えた構成とされている。

[0029] 本発明の車輪用軸受装置は、玉 3a, 3b用の軌道面を構成させるために、内軸 1の外周面 11および外輪 2の内周面 12のうちの少なくとも一方側の取り付け周面に、内軸 1および外輪 2とは別部材であって転動体用の軌道面を有する環状軌道部材 4が設けられている。なお、図 1の実施の形態においては、外輪 2の内周面 12と、さらに内軸 1の外周面 11とが取り付け周面とされており、外輪 2の内周面 12側に 2つの軌道部材 4a, 4bが配設され、かつ、内軸 1の外周面 11側に 1つの軌道部材 4cが設けられている。

[0030] 図 1において、内軸 1は、軸受装置の軸心 C方向を長手方向とする断面円形の軸部 31と、軸部 31の外周側の一端部に形成され図示しない車輪やブレーキロータが取り付けられる径方向外方のフランジ部 7とを有している。そして、図 3の要部断面図に示すように、内軸 1の軸部 31の他端部寄りの小径外周面 22には、単一軌道である第 1の内輪軌道が形成されている内輪部材 9が外嵌している。軸部 31の軸方向途中部の中径外周面 23には軌道部材 4cが外嵌しており、この軌道部材 4cの外周面側を単一の第 2の内輪軌道としている。そして、軸部 31の一端部寄りの大径外周面 24およびフランジ部 7の基部は、外輪 2との間に設けられたシール部材 35のシール面とされている。また、軸部 31の他端部には、外周端部が径方向外方に広げられて力しめ部 32が形成され、力しめ部 32により内輪部材 9が軸部 31に抜け止め固定されて、るなお、内軸 1に外嵌させる内輪部材 9は、従来知られているアンギユラ玉軸受に用いられる内輪を用いることができ、内輪部材 9は、従来使用される材質とすることができ、例えば、ステンレス鋼とすることができる。

[0031] 図 1において、外輪 2は、内軸 1と同軸とされる円筒部 34と、円筒部 34の外周に径方向外向きに形成されたフランジ部 33とを有している。そして、車輪用軸受装置は、このフランジ部 33を介して図示しない車体側に固定される。

外輪 2の円筒部 34の内周面 12に、第 1と第 2の外輪軌道を形成する第 1と第 2の軌道部材 4a, 4bが設けられている。第 2の軌道部材 4a, 4bは、外輪 2の内周面 12に形成された軸方向荷重受圧肉部 36を軸心方向に挟んで設けられている。そして、外輪 2側に設けた軌道部材 4a, 4b及び内軸 1側に設けた内輪部材 9と軌道部材 4cの間において、 2列に配設される玉 3a, 3bと、 2つの冠形保持器 37a, 37bと力 S設けられている。

[0032] 軌道部材 4a, 4bが内周面 12に配設される外輪 2の材質は、外輪 2と連結される車輛側の相手部材と同種の材質としている。例えば、連結される車体側の相手部材の取り付け部の材質がアルミ製である場合、外輪 2もアルミ製としている。これにより、軸受装置と相手部材との隙間に浸入した水により、相互の間で電食が生じることがない。さらに、外輪 2をアルミ铸物製とし、生産性を高めることができる。つまり、内周面 12 に対して軌道面を形成するための切削や研磨などの仕上げカ卩ェをしないアルミ铸物製の外輪 2に対して、軌道部材 4a, 4bを装着させることができ、これにより、加工費を抑え、生産設備の省略化を図り、生産性を向上させることができる。

そして、内軸 1においても取り付けられる相手部材と同種の材質とすることができ、内軸 1の材質をアルミ製とすることもできる。そして、図 1に示すように、内軸 1の外周面に別部材である軌道部材 4cを設けている。このように、内軸 1、外輪 2の材質をァルミ製とすることで軸受装置の軽量ィ匕が図れる。

なお、外輪 2、内軸 1の材質を取り付ける相手部材と同種の材質としているが、ここで言う「同種」とは、両者の材質や成分が同一の場合のほか、材質や成分が異なっていてもイオン化傾向が同一（ほぼ同一）の場合を含む。つまり、本発明では、内軸 1、外輪 2の材質力アルミのように熱処理により硬度を高めることが不可能なものであつても適用することができ、さらに、内軸 1、外輪 2に、加工しやすい材料、生産性の良い材料、機能的な材料を選定することができる。

軌道部材 4a, 4b, 4c (以下、まとめて軌道部材 4とも、う）は、全体形状が環状であつてその断面が湾曲形状となるように板材をプレス加工してなるプレスカ卩ェ品とされている。軌道部材 4の材質としては、プレス力卩ェが可能であってかつ熱処理 (焼入れ焼き戻し）が可能な炭素鋼鋼板とすることができ、例えば、 SK5や S75CMなどがあるそして、所定の形状にプレス加工され熱処理がされた軌道部材 4a, 4bは、外輪 2 の内周面 12に圧入されて配設されている。また、熱処理がされた軌道部材 4cに内軸 1を圧入するようにして、軌道部材 4cは内軸 1の外周面 11に設けられている。これにより、軌道部材 4をしつかりと組み付けることが可能となり、また、その組み付けは非常に簡単であり、製造工数を低減させることができる。

外輪 2の内周面 12側に配設される軌道部材 4a, 4bは、その内周面側に凹形状とされた軌道面を構成しており、内軸 1の外周面 11側に配設される軌道部材 4cは、その外周面側に凹形状とされた軌道面を構成している。そして、これら軌道部材 4の軌道面側に玉 3a, 3bからなる転動体が設けられる。

なお、圧入により軌道部材 4を装着させるが、プレス加工後の形状が、装着後においてもそのまま維持されるよう軌道部材 4は装着される。つまり、内軸 1及び外輪 2への組み付け後の軌道部材 4の形状は、プレス加工後で組み付け前の軌道部材 4の形状とほぼ同様となるようされている。

[0034] 内軸 1の外周面 11において、図 1と図 3に示すように、車輪側部材の取り付け用のフランジ部 7は、第 3の軌道部材 4cの配設位置近傍に形成されている。そして、このフランジ部 7の成形は次のようにして行うのが好ましい。内軸となる断面円形の素材に対し、その軸心方向である一軸方向にのみ動作するプレス機により、軸心方向の圧縮力を作用させて成形するのではなぐ内軸 1となる素材の一端部を、揺動かしめ具 (図示せず）により熱間揺動鍛造して、その端部を徐々に筒形状から径方向外方に拡げ形成している。この揺動鍛造によればカ卩工硬化によりフランジ部 7の基部の熱処理を不要とできる。さらに、軸部 31の大径外周面 24からフランジ部 7の基部にわたる揺動鍛造された領域の表面は精度良く平滑状とされるため、切削や研磨加工などの 2次加工を施すことなぐまたは、 2次力卩ェの時間を短縮させて、この領域を前記シール部材 35の良好なシール面とすることができる。

[0035] 図 3において、軌道部材 4a, 4bが圧入されて装着される外輪 2の円筒部 34の内周面 12形状について説明する。内周面 12の軸心方向中央部は径方向内方へ隆起する軸方向荷重受圧肉部 36が形成されている。この受圧肉部 36は、内方に向力つて軸方向幅寸法がしだいに縮小する断面台形とされている。そして、受圧肉部 36よりも開口端部側は、受圧肉部 36の径方向外方側力連続する軸心 Cに平行な方向にまつすぐのストレート状の内周面が形成されている。そして、外輪 2の円筒部 34の両開口端部から、受圧肉部 36の両側部に夫々軌道部材 4a, 4bを圧入して装着している

[0036] つまり、外輪 2の内周面 12側が軌道部材 4a, 4bの取り付け周面とされており、外輪 2の内周面 12は、軸心方向の両側の夫々において、軸心 Cに平行な第 1ストレート内周面 13と、軸心 Cに傾斜する方向の第 2ストレート内周面 14とを有している。第 1ストレート内周面 13は、軸受の軸心 Cに平行な方向にまつすぐであつて軸心 C方向に横断面形状が変化しない円筒内周面部である。そして、第 2ストレート内周面 14が、第 1ストレート内周面 13よりも外輪 2の軸心方向中央側において形成されており、軸心 C に対して一定の傾斜角度で傾斜する方向にまっすぐの傾斜内周面部である。また、第 1ストレート内周面 13と第 2ストレート内周面 14とは円弧部を介して連続している。図 3の左右の一方側の第 1ストレート内周面 13とそれに連続する第 2ストレート内周面 14と、他方側とのそれらとは、縦断面において受圧肉部 36の軸心直交方向の仮想中心線について左右線対称とされている。また、断面台形の受圧肉部 36の左右両側周面が第 2ストレート内周面 14, 14とされており、左右の第 2ストレート内周面 14 , 14の間は、断面台形の受圧肉部 36の最内周面 25が形成されている。最内周面 2 5は第 1ストレート内周面 13, 13に平行である。

[0037] そして、断面湾曲形状の環状軌道部材 4a, 4bは夫々、前記第 1ストレート内周面 1 3と前記第 2ストレート内周面 14とに接触するよう、外輪 2の内周面 12側に嵌め込まれている。また、第 1ストレート内周面 13と第 2ストレート内周面 14との間の円弧部と、軌道部材 4の外周面中央部との間には僅か〖こ隙間を有するよう、軌道部材 4a, 4bは配設されている。これにより、軌道部材 4a, 4bを圧入した際に、確実に第 1ストレート内周面 13と第 2ストレート内周面 14とに軌道部材 4a, 4bの外周面を接触させることができる。

[0038] 外輪 2の内周面 12に圧入される軌道部材 4a, 4bは夫々、その外周面にプレスカロェにより形成された、第 3ストレート外周面 16と第 4ストレート外周面 17とを有している。第 3ストレート外周面 16は、外輪 2の第 1ストレート内周面 13に面接触する軸心じに平行な方向にまっすぐとされている。第 4ストレート外周面 17は、外輪 2の第 2ストレート内周面 14に面接触する軸心 Cに対して傾斜する方向にまつすぐとされて、る。また、軌道部材 4a, 4bの内周面は、プレスカ卩ェにより凹状となるアール形状とされて玉 3 a, 3bの軌道面となる。

[0039] 外輪 2の縦断面において、図 3に示すように、第 2ストレート内周面 14と第 1ストレート内周面 13との傾斜角度 _αは、 30° 以上 80° 以下に設定されている。この傾斜角度 exを 30° 以上とすることで軸心方向の荷重に対する負荷能力を高めることができる。さらに、 80° 以下とすることで、第 1ストレート内周面 13と第 2ストレート内周面 14 との間の円弧部と、軌道部材 4a、 4bの外周面との隙間を大きくさせることがない。これにより、軌道部材 4a, 4bの夫々において、第 3ストレート外周面 16と第 4ストレート外周面 17を、外輪 2の第 1ストレート内周面 13と第 2ストレート内周面 14に確実に面により接触させることができる。さら〖こ、一般的に 40° 程度に設定される接触角 Θの方向の荷重を確実に受けることができる。

[0040] また、図 3においては、内軸 1の外周面 11側についても第 3の軌道部材 4cの取り付け周面とされている。この軌道部材 4cを設ける場合においても同様に、軌道部材 4c を、内軸 1の外周面 11に形成された軸心 Cに平行な方向にまっすぐの第 1ストレート外周面 26と、一定の角度にて軸心 Cに対して傾斜する方向にまっすぐの第 2ストレート外周面 27とに面により接触させることができるように、当該軌道部材 4cを内軸 1の外周面 11側に設ければよい。

内軸 1の第 1ストレート外周面 26は、前記中径外周面 23の一部に構成され、第 2ストレート外周面 27は、中径外周面 23から大径外周面 24へと段付き形状とさせる第 2 軸方向荷重受圧肉部 38の傾斜側周面に構成されている。第 1ストレート外周面 26と第 2ストレート外周面 27との相互の傾斜角度は 30° 以上 80° 以下に設定されている。第 2軸方向荷重受圧肉部 38は、内軸 1の外周面 11の一端部寄りにおいて径方向外方へ隆起するよう形成されており、かつ、径方向外方に向力つて軸方向幅寸法力 Sしだいに縮小するよう形成されている。そして、第 3の軌道部材 4cにおいても、第 1 ストレート外周面 26に面接触する第 3ストレート内周面 28と、第 2ストレート外周面 27 に面接触する第 4ストレート内周面 29とを有して、る。

[0041] つまり、本発明において、内軸 1の外周面 11および外輪 2の内周面 12の少なくとも一方側の取り付け周面に、内軸 1および外輪 2とは別部材の軌道部材 4が設けられており、取り付け周面は、軌道部材 4が接触する軸心に平行な方向にまっすぐの第 1ストレート周面と、軌道部材が接触する軸心に対して傾斜する方向にまっすぐの第 2ストレート周面とを有している。これにより、断面湾曲状の軌道部材 4を、取り付け周面の第 1ストレート周面および第 2ストレート周面に面により接触させることができる。このため、作用する径方向の荷重を第 1ストレート周面を介して、及び、軸心方向の荷重を第 2ストレート周面を介して、内軸 1、外輪 2に確実に伝達させることができる。さらに、第 1ストレート周面と第 2ストレート周面とにより、接触角方向の荷重を受けることができる。また、接触面圧を小さくさせることができる。

さらに、軌道部材 4は、内軸 1又は外輪 2側の前記第 1ストレート周面に面接触する軸心に平行な方向にまっすぐの第 3ストレート周面と、内軸 1又は外輪 2側の前記第 2 ストレート周面に面接触する軸心に対して傾斜する方向にまっすぐの第 4ストレート周面とを有している。この構成によれば、軌道部材 4を内軸 1、外輪 2に対して確実に面により接触させて荷重を伝達させることができる。また、軌道部材 4を取り付け周面に装着させる際に、軌道部材 4の位置決めが簡単となり製作工数の低減が図れ、組み付けの寸法精度が良ぐ品質が安定したものとできる。さらに、荷重が作用しても軌道部材 4がずれるおそれがな、。

[0042] また、軌道部材 4の厚さは、 1. 5mm以上 4mm以下に設定されている。なお、この厚さは、プレス加工された後の寸法であり、断面形状の円弧に沿った全幅において、最小厚さが 1. 5mm以上であり、最大厚さが 4mm以下とされている。これにより、小さな容量のプレス機を用いることにより軌道部材 4を成型することができる。さらに、軌道部材 4の軌道面において最大せん断応力が生じる深さの 10倍程度の厚さを有するために、軌道部材 4は十分な強度を有する。そして、予め熱処理がされ硬度が高められたこの軌道部材 4を用いることで、寿命を延ばすことができる。さら〖こ、軌道部材 4 はプレス加工されて断面湾曲形状とされることにより、その軌道面は寸法精度が高く表面状態も良好である。このため、軌道部材 4の組み付け後において、軌道面の寸法調整加工の省略化、または寸法調整加工時間の短縮が可能となる。

[0043] 図 2は本発明の車輪用軸受装置の他の実施の形態を示す縦断面図であり、図 2の形態においては、図 1の内軸 1の外周面 11に外嵌させた第 3の軌道部材 4cを省略し、軸部 31の中径外周面 23に直接、単一の第 2の内輪軌道を形成したものである。その他の構成は図 1の形態と同様である。

つまり、図 2の実施の形態においては、外輪 2の内周面 12が取り付け周面とされて、外輪 2の内周面 12側にのみ 2つの軌道部材 4a, 4bが設けられている。図 4の要部断面図に示すように、内軸 1の軸部 31の他端部寄りの小径外周面 22には、単一軌道である第 1の内輪軌道が形成される内輪部材 9が外嵌され、軸部 31の軸方向途中部の中径外周面 23には単一の第 2の内輪軌道が形成されて!、る。

また、外輪 2の円筒部 34の内周面 12に、第 1と第 2の外輪軌道を形成する第 1と第 2の軌道部材 4a, 4bが、外輪 2の軸方向荷重受圧肉部 36を軸心方向に挟んで、設けられている。そして、外輪 2側に設けた軌道部材 4a, 4b及び内軸 1側の第 1と第 2 の前記内輪軌道の間において、 2列の玉 3a, 3bと、 2つの冠形保持器 37a, 37bと力 S 設けられている。

[0044] 図 5は、図 2の車輪用軸受装置における第 2の軌道部材 4bを示す説明図であり、外輪 2側の軌道部材 4b (4a)は、径方向の荷重を受ける第 1円周部 5aと、第 1円周部 5 aの基端部 51側カも径内方へ向力つて設けられ軸心方向の荷重を受けることができる第 2円周部 6aとを有している。

また、図 6は、図 1の車輪用軸受装置における軌道部材 4b, 4cを示す説明図であり、外輪 2側の軌道部材 4b (4a)は、図 5に示すものと同じであり、説明を省略する。図 6において、内軸 1側の軌道部材 4cは、径方向の荷重を受ける第 1円周部 5bと、第 1 円周部 5bの基端部 51側カも径外方へ向かって設けられ軸心方向の荷重を受けることができる第 2円周部 6bとを有している。

[0045] 図 5において、軌道部材 4bは、外輪 2の内周面 12に、軌道部材 4bの外周面に形成された凹凸面部 18aにより廻り止めされて設けられる。この凹凸面部 18aは、軌道部材 4bの第 1円周部 5aの外周面に形成されている。なお、第 1の軌道部材 4aにおいても同様に凹凸面部 18aにて廻り止めされて固定される。

そして、図 6においては、外輪 2側の軌道部材 4bが図 5の形態の場合と同様に設けられ、さらに、軌道部材 4cは、軌道部材 4cの内周面に形成された凹凸面部 18bにより廻り止めされて、内軸 1の外周面 11に設けられている。この凹凸面部 18bは、軌道部材 4cの第 1円周部 5bの内周面に形成されている。

また、軌道部材 4は、内軸 1および外輪 2に対して圧入により嵌め込むのが好ましく、軌道部材 4をより一層しつかりと組み付けることができる。

これにより、外輪 2側の軌道部材 4bにおいて、凹凸面部 18aの凸部を、外輪 2の内周面 12に食い込ませるよう軌道部材 4bを装着させることによれば、外輪 2に嵌合する第 1円周部 5aにおける径方向の弾発力と、その第 1円周部 5aの周面に形成される凹凸面部 18aにて抵抗が増すことによる廻り止め作用との相乗効果により、一層効果的な廻り止めが可能となる。また、内軸 1側の軌道部材 4cについても、同様に効果的に廻り止めが可能となる。 [0046] 図 8は、外輪 2側に設けられる軌道部材 4bの変形例（図 5の変形例）であり、この凹凸面部 18aは、第 1円周部 5aの外周面において、玉 3bの中心 cを通る軸心直交面 f よりも第 1円周部 5aの先端部 52側の領域に部分的に形成されている。

さらに、図 9は、内軸 1側の軌道部材 4cの変形例（図 6の変形例）であり、この凹凸面部 18bは、第 1円周部 5bの内周面において、玉 3bの中心 cを通る軸心直交面 fよりも第 1円周部 5bの先端部 52側の領域に部分的に形成されている。つまり、図 8と図 9 の軌道部材 4においては、凹凸面部 18a, 18bにおける圧入による軌道部材 4の歪み力第 1円周部 5a, 5bの先端部 52側の部分にのみ生ずるようされている。これにより、基端部 51側に形成される軌道面側においては圧入による影響を抑えている。つまり、凹凸面部 18a, 18bと、接触角方向の玉 3bの軌道接触部とを軸心方向に離している。これにより、基端部 51側に形成される軌道面側においては圧入による変形の影響を抑えることができる。すなわち、軌道面における玉 3a, 3bの接触部の変形を防いでいる。

[0047] 凹凸面部 18a, 18bはセレーシヨン形状とすることができ、図 7の軌道部材 4bの要部を示す横断面図に示すように、凹凸面部 18aは、軌道部材 4bの外周面に周方向に連続して形成される凹凸波形とされている。そして、凹凸面部 18aは、軌道部材 4b が周方向均一に嵌め込まれるよう、全周にわたって形成されるのが好ましい。また、この凹凸断面形状は角形であってもよい。

また、外輪 2、内軸 1に対して、凹凸面部 18a, 18bにおける圧入により軌道部材 4 を装着させるが、軌道部材 4のプレス加工後の形状が、装着後においてもそのまま維持されるよう軌道部材 4は装着される。つまり、内軸 1及び外輪 2への組み付け後の軌道部材 4の形状は、プレス加工後で組み付け前の軌道部材 4の形状とほぼ同様となるようされている。

この凹凸面部 18a, 18bは、軌道部材 4をプレスにて成形する際に同時に成形することができる。または、プレス加工後、切削加工して成形することができる。

[0048] 図 3において、内周面 12の軸心方向中央部は径方向内方へ隆起する軸方向荷重受圧肉部 36が形成されている。この受圧肉部 36は、内方に向力つて軸方向幅寸法力 Sしだいに縮小する断面台形とされている。そして、受圧肉部 36の両側周面が、軸心 Cに対して傾斜する方向にまっすぐの第 2ストレート内周面 14, 14とされている。そして、受圧肉部 36よりも開口端部側が、受圧肉部 36の径方向外方側から連続する軸心 Cに平行な方向にまっすぐの第 1ストレート内周面 13, 13が形成されている。また、第 1ストレート内周面 13と第 2ストレート内周面 14とは円弧部を介して連続している。

そして、軌道部材 4a, 4bは、外輪 2の円筒部 34の両開口端部から、受圧肉部 36の両側部に圧入され、図 5と図 8に示すように、外輪 2の内周面 12の第 1ストレート内周面 13に、軌道部材 4b (4a)の第 1円周部 5aの外周面が凹凸面部 18aにおいて密着し、第 2ストレート内周面 14に第 2円周部 6aの外周面が密着する。なお、凹凸面部 1 8aが形成された第 1円周部 5aは、凹凸波形を有さない平滑面による第 1ストレート内周面 13に密着して嵌合されて！/、る。

また、第 1ストレート内周面 13と第 2ストレート内周面 14との間の円弧部と、軌道部材 4a, 4bの外周面中央部との間には僅かに隙間を有するよう、軌道部材 4a, 4bは配設されている。これにより、軌道部材 4a, 4bを圧入した際に、確実に第 1ストレート内周面 13と第 2ストレート内周面 14とに軌道部材 4a, 4bの外周面を接触させることができる。

[0049] さらに、図 5と図 8において、軌道部材 4b (4a)について、第 1円周部 5aの外周面は、外輪 2の内周面 12に形成された前記第 1ストレート内周面 13に接触する軸受軸心 Cに平行な方向にまっすぐの第 3ストレート外周面 16を有している。この第 3ストレート外周面 16に前記凹凸面部 18aが形成されている。

そして、第 2円周部 6aの外周面は、外輪 2の内周面 12に形成された前記第 2ストレ一ト内周面 14に面接触する軸受軸心 Cに対して傾斜する方向にまつすぐの第 4ストレート外周面 17を有している。

[0050] また、図 1において、内軸 1の外周面 11の中径外周面 23から径方向外方へ隆起して大径外周面 24へと段付き形状とさせる第 2軸方向荷重受圧肉部 38が、内軸 1の一端部寄りに形成されている。この受圧肉部 38は、径外方へ向かって軸方向寸法がしだいに縮小するよう形成されている。そして、中径外周面 23の一部が軸心 Cに平行な方向にまっすぐな第 1ストレート外周面 26とされ、受圧肉部 38の傾斜状側周面が、軸心 Cに対して一定の傾斜角度で傾斜する方向にまっすぐな第 2ストレート外周面 2 7とされている。

そして、軌道部材 4cは、内軸 1の他端部側から、受圧肉部 38の側部に圧入によつて外嵌される。図 6と図 9に示すように、内軸 1の外周面 11の第 1ストレート外周面 26 に、軌道部材 4cの第 1円周部 5bの内周面が凹凸面部 18bにおいて密着する。第 2ストレート外周面 27に第 2円周部 6bの内周面が密着する。なお、凹凸面部 18bが形成された第 1円周部 5bは、凹凸波形を有さない平滑面による第 1ストレート外周面 26に密着して嵌合されている。

[0051] また、図 6と図 9において、第 3の軌道部材 4cにおいても、第 1円周部 5bの内周面は、内軸 1の外周面 11に形成された第 1ストレート外周面 26に接触する第 3ストレート内周面 28を有している。そして、この第 3ストレート内周面 28に前記凹凸面部 18bが形成されている。そして、第 2円周部 6bの内周面 29に、内軸 1の外周面 11に形成された第 2ストレート外周面 27に面接触する第 4ストレート内周面 29を有している。

[0052] 以上のように本発明の車輪用軸受装置によれば、内軸 1、外輪 2とは別部材である軌道部材 4を用いることにより、軌道面の硬度を高めるために組み立て前の軌道部材 4全体に対して熱処理を施すことができる。その結果、内軸 1、外輪 2に対して部分的な熱処理を施す必要がなくなり、製造コストの低減、設備費の削減が可能となる。熱処理され硬度が高められた断面湾曲形状の軌道部材 4を用いることで、車輪用軸受装置の径方向の荷重を受けることができると共に、軸心方向の荷重を受けることができる。

車輪用軸受装置の外輪 2に取り付けられる相手部材が例えばアルミ製の部材であつても、外輪 2の材質をアルミ製とすることで、軸受装置と相手部材との間において電食を起こさせることがない。これにより、アルミ側が軸受装置に溶着して軸受装置の取り外しができなくなることを防止できる。さらに、軌道面は所定の高い硬度を有することができる。

[0053] また、軌道部材 4を、取り付け周面の第 1ストレート（内外)周面および第 2ストレート（内外)周面に面により接触させることができるため、作用する径方向の荷重を第 1ストレート（内外)周面を介して、及び、軸心方向の荷重を第 2ストレート（内外)周面を介して、内軸 1、外輪 2に確実に伝達させることができ、さらに、接触角方向の荷重を受けることができる。また、接触面圧を小さくさせることができる。

さらに、凹凸面部 18a, 18bの採用により、大きな荷重が軌道部材 4に作用しても軌道部材 4を周方向に移動させることがなぐ軌道部材 4をしつかりと装着させることができる。さらに、軌道部材 4の軌道面の精度を損なうことがなぐ簡単な構成により確実な廻り止めが可能となる。軌道部材 4の組み付けが非常に簡単であり、製造工数を低減させることができる。

[0054] さらに本発明の車輪用軸受装置は、図示する形態に限らずこの発明の範囲内において他の形態のものであっても良ぐ本発明を従動輪用の車輪用軸受装置として説明したが、図示しないが駆動輪側の車輪用軸受装置においても適用できる。

[0055] 次に、図 2において、本発明の車輪用軸受装置が備えている内軸 1の一端部 laに嵌め込まれているガイド部材 8及びその取付部について説明する。図 2はこの発明の実施の一形態に係る車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

この車輪用軸受装置の全体構成について説明すると、この車輪用軸受装置は、外輪 2と、この外輪 2の径方向内方側に設けられている内軸 1 (ハブホイール）と、内軸 1 と外輪 2との双方にアンギユラコンタクトとなるよう内軸 1と外輪 2との間に転動可能に設けられる転動体としての 2列の玉 3a, 3bとを備えている。 2列の玉 3a, 3bは夫々、所定の接触角により内軸 1と外輪 2とに接している。車輪用軸受装置は複列アンギュラ玉軸受 10を備えた構成とされている。

[0056] この車輪用軸受装置は、玉 3a, 3b用の軌道面を構成させるために、外輪 2の内周面 12に、外輪 2とは別部材であって転動体用の軌道面を有する環状軌道部材 4a, 4 bが設けられている。

内軸 1は、軸受装置の軸心 C方向を長手方向とする断面円形の軸部 31と、軸部 31 の一端部 laの外周側に形成され車輪側部材が取り付けられる径方向外方のフランジ部 7とを有している。車輪側部材としては、車輪のホイール 41やブレーキロータ 42 がある。

そして、内軸 1の軸部 31の他端部寄りの小径外周面 22には、単一軌道である第 1 の内輪軌道が形成される内輪部材 9が外嵌している。軸部 31の軸方向途中部の中径外周面 23には単一の第 2の内輪軌道が形成されている。そして、軸部 31の一端部 la寄りの大径外周面 24およびフランジ部 7の基部は、外輪 2との間に設けられたシール部材 35のシール面とされている。また、軸部 31の他端部には、外周端部が径方向外方に広げられて力しめ部 32が形成されており、この力しめ部 32により内輪部材 9が軸部 31に抜け止め固定されている。内軸 1に外嵌した内輪部材 9は、従来知られているアンギユラ玉軸受に用いられる内輪を用いることができ、内輪部材 9は、従来使用される材質とすることができ、例えば、ステンレス鋼とすることができる。

[0057] 外輪 2は、内軸 1と同軸とされる円筒部 34と、円筒部 34の外周に径方向外向きに形成されたフランジ部 33とを有している。そして、車輪用軸受装置は、このフランジ部 33を介して図示しない車体側に固定される。

外輪 2の円筒部 34の内周面 12に、第 1と第 2の外輪軌道を形成する第 1と第 2の軌道部材 4a, 4bが、軸方向荷重受圧肉部 36を軸心方向に挟んで、設けられている。受圧肉部 36は、外輪 2の内周面 12中央部に径内方に隆起するよう形成されている。そして、外輪 2側に設けた軌道部材 4a, 4b及び内軸 1側の第 1と第 2の前記内輪軌道の間において、 2列の玉 3a, 3bと、 2つの冠形保持器 37a, 37bとが設けられている。

[0058] 軌道部材 4a, 4b (以下、まとめて軌道部材 4ともヽぅ）は、全体形状が環状であってその断面が湾曲形状となるように板材をプレスカ卩ェしてなるプレスカ卩ェ品とされている。軌道部材 4の材質としては、プレス力卩ェが可能であってかつ熱処理 (焼入れ焼き戻し）が可能な炭素鋼鋼板とすることができ、例えば、 SK5や S75CMなどがある。外輪 2の内周面 12側に配設される軌道部材 4a, 4bは、その内周面側が凹形状とされて軌道面を構成する。

[0059] そして、所定の形状にプレス加工され、熱処理がされた軌道部材 4a, 4bは、外輪 2 の内周面 12に圧入されて配設されている。予め熱処理がされ硬度が高められたこの軌道部材 4a, 4bを用いることで、寿命を延ばすことができる。さら〖こ、軌道部材 4a, 4 bはプレス加工されて断面湾曲形状とされることにより、その軌道面は寸法精度が高く表面状態も良好である。このため、軌道部材 4a, 4bの組み付け後において、軌道面の寸法調整加工の省略化、または寸法調整加工時間の短縮が可能となる。図 1は本発明の別の実施形態であり、内軸 1についても軌道部材 4cが取り付けられている。

[0060] そして、図 1と図 2に示すように、内軸 1の一端部 laにはガイド部材 8が嵌め込まれて取り付けられている。ガイド部材 8は、車輪側部材をフランジ部 7の取付面 7aに取り付ける際のガイドとなる。図 2に示すように、車輪側部材としては車輪のホイール 41とブレーキロータ 42がある。

ガイド部材 8は、内軸 1 (フランジ部 7)と別部材とされており、内軸 1の一端部 laの端面に形成した凹穴 39に、接着や溶接によらずに、プレス機による圧入にて嵌め込んでいる。そしてガイド部材 8はフランジ部 7の取付面 7aよりも突出状となる。ガイド部材 8を内軸 1の一端部 laに圧入により嵌め込むことで装着できるため、取り付けが簡単であり、製作工数を低減させることができる。

ガイド部材 8は、車輪側部材の金属材料とのイオン化傾向の差が鉄よりも小さ!/、材質による金属メツキが施されたものとすることができる。さらに、このメツキがされた鋼板をプレス加工により段付きの有底短円筒形状として形成することができる。つまり、車輪側部材がアルミ製である場合に、例えば、ガイド部材 8を亜鉛メツキされたものとすることにより、アルミとのイオン化傾向の差を鉄よりも小さくすることができる。これにより、フランジ部 7に取り付けられる車輪側部材とガイド部材 8との間の隙間に浸入した水による電食を抑えることができる。

[0061] 図 10は、軸部 1の一端部 laに嵌め込んだガイド部材 8の半裁縦断面図である。図 2 と図 10において、ガイド部材 8は、内軸 1の一端部 laに形成した断面円形の凹穴 39 に嵌め込ませる短円筒状の嵌込部 19と、この嵌込部 19の軸心方向一端部から径方向外方へ広がる環状平板部 20と、この環状平板部 20の外周縁から軸心に平行な方向に折れ曲がって延伸する円筒部 21とを有している。従って、この円筒部 21は、短円筒状の嵌込部 19と同軸とされ、嵌込部 19よりも径が大きい。そして、ガイド部材 8 の環状平板部 20の背面と、フランジ部 7の取付面 7aとは接触することなく対面状となつて相互の間に隙間 gが形成されている。

フランジ部 7の取付面 7aは、軸受装置の軸心 Cに直交する平面として形成されて、る。ガイド部材 8の環状平板部 20においても軸心 Cに直交する平面となるよう、ガイド部材 8は取り付けられる。

[0062] さらに、図 10において、内軸 1に形成した凹穴 39内には、ガイド部材 8の嵌込部 19 の軸心方向他端面を当接させる位置決め部 40が形成されている。図 10に示す位置決め部 40は凹穴 39の底壁面とされている。位置決め部 40は、ガイド部材 8を凹穴 3 9に圧入して嵌め込んだ際に、ガイド部材 8の軸心方向の位置決めを行わせる規制部材である。ガイド部材 8の嵌込部 19は、底壁 30を有して有底短円筒形状とされている。この底壁 30が凹穴 39の位置決め部 40に当接して、ガイド部材 8の環状平板部 20がフランジ部 7の固定面 7aと所定の隙間 gを有するよう、ガイド部材 8を凹穴 39に嵌め込む。なお、図示しないが、位置決め部 40は、凹孔 30の底壁面とする以外に、凹穴 39の内周面力も内方へ突出する突出部や内鍔部とすることもできる。

[0063] ガイド部材 8の嵌込部 19の外周面は、凹穴 39の内周面に密着して嵌合するよう構成され、嵌込部 19の外周面は、抜け止め用の凹凸面部（図示せず)が形成されるのが好ましい。例えば、嵌込部 19の外周面をセレーシヨン形状とすることができる。また、凹穴 39の開口角部には面取り部 43が形成されており、ガイド部材 8の環状平板部 20の内周縁部においても、ガイド部材 8の環状平板部 20がフランジ部 7及び内軸 1に接触することを防止して、る。

[0064] そして、フランジ部 7の取付面 7aと、取付面 7aに対面状となるガイド部材 8の環状平面 20との間の隙間 gは、荷重が作用した際に生ずるフランジ部 7のたわみによる軸心方向の変位量と、余裕寸法との和による値とされている。これにより、想定されるフランジ部 7の軸心方向の変位量だけフランジ部 7が変形しても、余裕寸法だけさらに隙間を残すことができ、フランジ部 7が倒れる方向に変形してもフランジ部 7の取付面 7a がガイド部座 8の環状平板部 20に接触することがない。さらに、この隙間 gを有するため、フランジ部 7が変形しても、ガイド部材 8がフランジ部 7の変形を拘束することがなぐフランジ部 7は作用する荷重に応じて弾性変形することができる。これにより、フランジ部 7に集中応力が生ずることがない。なお、前記余裕寸法は、 0. 5mm以上 1. 5 mm以下とすることができ、隙間 gにおいて異物の滞留を防止している。

[0065] 本発明のガイド部材 8の取り付け構造による作用について、図 10と、比較例を示す図 11により説明する。図 11において、ガイド部材 50の環状平板部 51はフランジ部 7 の取付面 7aと隙間を有することなく接触している。この場合、フランジ部 7に荷重が作用してフランジ部 7が矢印 Aに示すように倒れる方向に変形した場合、フランジ部 7の取付面 7aも軸心直交面から傾くように倒れる。これにより、凹穴 52に圧入にて嵌め込んだガイド部材 50は、接触している取付面 7aにより抜け出る方向に押し出されることとなる。しかし、本発明によれば、図 10に示すようにフランジ部 7が倒れる方向に変形しても、隙間 gにおいてその変形を逃がすことができ、内軸 1または外輪 2に圧入のみで嵌め込んだガイド部材 8が、フランジ部 7の変形により押し出されることがなぐガイド部材 8の脱落を防止でき、ガイド部材 8を組み付けの際に嵌め込んだ初期状態のままとすることがでさる。

[0066] さらに、図 11の比較例において、ガイド部材 50の環状平板部 51とフランジ部 7とは隙間を有さないため、ガイド部材 50の剛性が特に高い場合、フランジ部 7に矢印 Aに示すように倒れる方向のモーメント荷重が作用すると、ガイド部材 50がフランジ部 7の変形を抑えることとなる。これにより環状平板部 51の外周縁部と接するフランジ部 7の基部おいて、局部的な集中応力が作用するおそれがある。フランジ部 7の基部に応力が集中すると、内軸 1の外周面 11に設けた軌道面に歪みを生じさせ、玉 3a, 3bの機能に影響を与えるおそれがある。しかし、図 10に示す本発明によれば、隙間 gを設けることにより、フランジ部 7は作用する荷重に応じて自由に弾性変形することができる。これにより、フランジ部 7の基部に集中応力を生じさせず、軌道面や玉 3a, 3bに影響を与えることがない。

[0067] さらに、仮に、フランジ部 7の基部側において取付面 7aから突出状となる円筒状のガイド部が、フランジ部 7と一体として成形されていると、その部分においてフランジ部 7の断面が急激に増大してフランジ部 7の変形が拘束されるため、荷重が作用するとフランジ部 7の基部にお、て応力集中が生じてしまう。

しかし、ガイド部材 8がフランジ部 7と別部材とされ、隙間 gを有することにより、フランジ部 7はガイド部材 8により変形が拘束されることなぐ作用する荷重に応じて自由に弾性変形できるため、応力集中を生じさせることがない。

[0068] また、本発明において、外輪 2の材質は、外輪 2と連結される相手部材と同種の材質とするのが好ましい。例えば、連結される車体側の相手部材の取り付け部の材質がアルミ製である場合、外輪 2もアルミ製としている。これにより、軸受装置と相手部材との隙間に浸入した水により、相互の間で電食が生じることがない。さらに、外輪 2をアルミ铸物製とし、生産性を高めることができる。つまり、内周面 12に対して軌道面を形成するための切削や研磨などの仕上げカ卩ェをしないアルミ铸物製の外輪 2に対して、軌道部材 4a, 4bを装着させたものとすることができる。これにより、加工費を抑え、生産設備の省略化を図り、生産性を向上させることができる。

[0069] なお、外輪 2の材質を取り付ける相手部材と同種の材質としている力ここで言う「同種」とは、両者の材質や成分が同一の場合のほか、材質や成分が異なっていてもィオン化傾向が同一（ほぼ同一）の場合を含む。

つまり、本発明では、外輪 2の材質が、アルミのように熱処理により硬度を高めることが不可能なものであっても適用することができ、さらに、内軸 1、外輪 2に、加工しやすい材料、生産性の良い材料、機能的な材料を選定することができる。

[0070] 以上の構成を備えた本発明の車輪用軸受装置によれば、ガイド部材 8はフランジ部 7を有する内軸 1または外輪 2と別部材とされるため、フランジ部 7に荷重が作用した際、フランジ部 7に局部的な応力集中を生じさせることがない。ガイド部材 8は、内軸 1または外輪 2に対して圧入により嵌め込むだけで装着できるため、取り付けが簡単であり、製作工数を低減させることができる。

さらに、荷重が作用してフランジ部 7が変形しても、フランジ部 7の取付面 7aとガイド部材 8とを接触させることがな、ため、圧入により嵌め込んだガイド部材 8の環状平板部 20が弾性変形するフランジ部 7の取付面 7aに押し出されてガイド部材 8が内軸 1または外輪 2から脱落するのを防止できる。

[0071] また、図 1と図 2に示す形態は、内軸 1が回転側とされたものであり、内軸 1に車輪側部材の取り付け用フランジ部 7を形成し、内軸 1の凹穴 39にガイド部材 8を嵌め込むようにしている。しかし、本発明は、図示しないが外輪 2にフランジ部 7を設けた外輪回転タイプの軸受装置にも適用できる。この場合、ガイド部材 8は、外輪 2の端部内周面により形成される穴に嵌め込むようにする。

さらに本発明の車輪用軸受装置は、図示する形態に限らずこの発明の範囲内において他の形態のものであっても良ぐ本発明を従動輪用の車輪用軸受装置として説明したが、図示しないが駆動輪側の車輪用軸受装置においても適用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 内軸と、この内軸の周囲に配設される外輪と、前記内軸と外輪とにアンギユラコンタタトとなるよう当該内軸と外輪との間に設けられる転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、前記内軸の外周面および前記外輪の内周面の少なくとも一方側に、前記内軸および前記外輪とは別部材であって前記転動体用の軌道面を有する断面湾曲形状の環状軌道部材が設けられていることを特徴とする車輪用軸受装置。

[2] 前記軌道部材は、全体が環状であって断面が湾曲形状となるように板材をプレスカロェしてなるプレスカ卩ェ品とされている請求項 1に記載の車輪用軸受装置。

[3] 前記軌道部材は、前記内軸の外周面および前記外輪の内周面に、圧入により嵌め込まれている請求項 1または 2に記載の車輪用軸受装置。

[4] 前記外輪は、その外輪と連結される車輛側の相手部材と同種の材質とされ、その外輪の内周面に前記軌道部材が設けられている請求項 1〜3のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。

[5] 前記内軸は、揺動鍛造にて径方向外方に拡げられるよう形成された車輪側部材の取り付け用のフランジ部を有している請求項 1〜4のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。

[6] 前記内軸の外周面に前記軌道部材が設けられ、前記フランジ部は、前記内軸の外周面に設けられた当該軌道部材の近傍位置に設けられている請求項 5に記載の車輪用軸受装置。

[7] 前記内軸の端部に形成された穴に嵌め込むと共に前記フランジ部の車輪側部材の取付面よりも軸方向に突出して当該フランジ部に前記車輪側部材を取り付ける際のガイドとなるガイド部材を有し、前記ガイド部材は、前記車輪側部材の金属材料とのイオン化傾向の差が鉄よりも小さい材質による金属メツキが施されている請求項 5または 6に記載の車輪用軸受装置。

[8] 内軸と、この内軸の周囲に配設される外輪と、前記内軸と外輪とにアンギユラコンタタトとなるよう当該内軸と外輪との間に設けられる転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、前記内軸の外周面および前記外輪の内周面の少なくとも一方側の取り付け周面に、前記内軸および前記外輪とは別部材であって前記転動体用の軌道面を有する断面湾曲形状の環状軌道部材が設けられ、前記取り付け周面は、前記軌道部材が接触する軸心に平行な方向にまっすぐの第 1ストレート周面と、前記軌道部材が接触する軸心に対して傾斜する方向にまっすぐの第 2ストレート周面と、を有していることを特徴とする車輪用軸受装置。

[9] 前記軌道部材は、前記第 1ストレート周面に面接触する軸心に平行な方向にまつすぐの第 3ストレート周面と、前記第 2ストレート周面に面接触する軸心に対して傾斜する方向にまっすぐの第 4ストレート周面と、を有している請求項 8に記載の車輪用軸受装置。

[10] 縦断面における前記第 2ストレート周面の前記第 1ストレート周面に対する傾斜角度は、 30° 以上 80° 以下に設定されている請求項 8または 9に記載の車輪用軸受装置。

[11] 前記軌道部材は、全体が環状であって断面が湾曲形状となるよう板材をプレス加工してなるプレスカ卩ェ品とされ、当該軌道部材の厚さは、 1. 5mm以上 4mm以下に設定されて!/、る請求項 8〜： LOの、ずれか一項に記載の車輪用軸受装置。

[12] 内軸と、この内軸の周囲に配設される外輪と、前記内軸と外輪とにアンギユラコンタタトとなるよう当該内軸と外輪との間に設けられる転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、前記内軸の外周面および前記外輪の内周面の少なくとも一方側に、前記内軸および前記外輪とは別部材であって前記転動体用の軌道面を有する断面湾曲形状の環状軌道部材が設けられ、前記軌道部材の周面には、廻り止め用の凹凸面部が形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。

[13] 前記軌道部材は、径方向の荷重を受ける第 1円周部と、第 1円周部の基端部側から設けられ軸心方向の荷重を受ける第 2円周部と、を有し、前記凹凸面部は、前記第 1円周部の周面に形成されている請求項 12に記載の車輪用軸受装置。

[14] 前記軌道部材の軌道面側に玉力なる前記転動体が設けられ、その軌道部材の前記第 1円周部の周面であって前記玉の中心を通る軸心直交面よりも前記第 1円周部の先端部側の領域に、前記凹凸面部が形成されている請求項 13に記載の車輪用軸受装置。

[15] 外輪と、この外輪に転動体を介して回転可能に配設される内軸と、前記内軸または外輪のうちのいずれか一方に設けられる車輪側部材取り付け用のフランジ部と、前記内軸または外輪の端部に形成された穴に別部材として嵌め込まれると共に前記フランジ部の車輪側部材の取付面よりも突出して当該フランジ部に前記車輪側部材を取り付ける際のガイドとなるガイド部材と、を備え、前記ガイド部材は、前記穴に嵌め込む嵌込部と、この嵌込部から径方向外方へ広がる環状平板部と、この環状平板部の外周縁から軸心に平行な方向に折れ曲がって延伸する円筒部と、を有し、前記環状平板部と前記フランジ部とは接触することなく相互の間に隙間が形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。

[16] 前記隙間は、荷重が作用した際に生ずる前記フランジ部のたわみによる軸心方向の変位量と、余裕寸法との和による値とされて、る請求項 15に記載の軸受装置。