WO2007102270A1

WO2007102270A1 - 車輪用軸受装置

Info

Publication number: WO2007102270A1
Application number: PCT/JP2007/000108
Authority: WO
Inventors: Takayuki Norimatsu; Akira Fujimura; Isao Hirai; Shinji Morita
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2007-02-21
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2008-09-08
Also published as: DE112007000532T5; US7950858B2; US20090003746A1

Description

明細書

車輪用軸受装置

技術分野

[0001 ] 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、軽量化と高剛性化を図った車輪用軸受装置に関するものである。

背景技術

[0002] 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、ミスァ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。一方、オフロードカーやトラック等、車体重量が嵩む車両には複列円錐ころ軸受が使用されている。

[0003] 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ユ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。

[0004] 図 2 1に示す車輪用軸受装置は、軽量■ コンパクト化を図った第 4世代構造で、ハブ輪 1 0 0と複列の転がり軸受 1 0 1および等速自在継手 1 0 2とがュニット化して構成されている。複列の転がり軸受 1 0 1は、外方部材 1 0 3と内方部材 1 0 4と、両部材間に収容された複数のポール 1 0 5および円錐ころ 1 0 6とを備えている。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（図面左側）、中央寄り側をィンナー側（図面右側）という。

[0005] 外方部材 1 0 3は、外周に図示しない懸架装置を構成するナックルに取り付けられる車体取付フランジ 1 0 3 cを一体に有し、内周に複列の外側転走面 1 0 3 a、 1 0 3 bが形成されている。ここで、アウター側の外側転走面 1 0 3 aの直径は、ィンナー側の外側転走面 1 0 3 bの直径よりも小径に設定されている。一方、内方部材 1 0 4は、ハブ輪 1 0 0と、この/、ブ輪 1 0 0と一体に構成された後述する外側継手部材 1 0 8と、この外側継手部材 1 0 8に圧入された別体の内輪 1 0 7とを有している。

[0006] ハブ輪 1 0 0は、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 1 O O bを一体に有し、外周に複列の外側転走面 1 0 3 a、 1 0 3 bのうちァウタ一側の外側転走面 1 0 3 aに対向する内側転走面 1 0 0 aが直接形成されると共に、内輪 1 0 7の外周には複列の外側転走面 1 0 3 a、 1 0 3 bのうちィンナー側の外側転走面 1 0 3 bに対向する内側転走面 1 0 7 aが形成されている。

[0007] 等速自在継手 1 0 2は、カップ状のマウス部 1 0 9と、このマウス部 1 0 9の底部をなす肩部 1 1 0とからなる外側継手部材 1 0 8を有し、この外側継手部材 1 0 8の内周には曲線状のトラック溝 1 0 8 aが形成されている。内輪 1 0 7はマウス部 1 0 9の外径に圧入され、止め輪 1 1 1によって軸方向に固定されている。

[0008] 外方部材 1 0 3と内方部材 1 0 4のアウター側の転走面間には複数のポール 1 0 5力インナー側の転走面間には複数の円錐ころ 1 0 6がそれぞれ転動自在に収容され、これらボール 1 0 5列および円錐ころ 1 0 6列のうちァウタ一側のボール 1 0 5列のピッチ円直径は、インナー側の円錐ころ 1 0 6 列のピッチ円直径よりも小さく設定されている。これにより、アウター側の転動体列部分に比べ大きな荷重が加わるインナー側の転動体列部分の基本定格荷重を、アウター側の転動体列部分の基本定格荷重よりも大きくして、これら両転動体列部分の寿命をほぼ同じにすることができ、無駄のない設計を可能にすることができる（例えば、特許文献 1参照。）。 [0009] ところが、このような車輪用軸受装置にあっては、外側継手部材 1 0 8のマウス部 1 0 9に内輪 1 0 7が固定される構造のため、軸方向には確かにコンパクト化されるが、外方部材 1 0 3の外径自体が大きくなり、軽量化を阻害するだけでなく、ナックルをはじめとする周辺部品の設計変更を伴い好ましくない。こうした問題を解決したものとして、図 2 2に示すような車輪用軸受装置が知られている。

[0010] この車輪用軸受装置は、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 1 1 2 cを一体に有し、内周に複列の外側転走面 1 1 2 a、 1 1 2 bが形成された外方部材 1 1 2と、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 1 1 3を一体に有し、外周に複列の外側転走面 1 1 2 a、 1 1 2 bのうちアウター側の外側転走面 1 1 2 aに対向する内側転走面 1 1 4 aと、この内側転走面 1 1 4 aから軸方向に延びる小径段部 1 1 4 bが形成されたハブ輪 1 1 4、およびこのハブ輪 1 1 4の小径段部 1 1 4 bに外嵌され、複列の外側転走面 1 1 2 a、 1 1 2 bのうちインナー側の外側転走面 1 1 2 bに対向する内側転走面 1 1 5 aが形成された内輪 1 1 5からなる内方部材 1 1 6と、これら両転走面間に収容された複列のポール 1 1 7、 1 1 8と、これら複列のポール 1 1 7、 1 1 8を転動自在に保持する保持器 1 1 9、 1 2 0とを備えた複列アンギユラ玉軸受で構成されている。

[001 1 ] 内輪 1 1 5は、ハブ輪 1 1 4の小径段部 1 1 4 bを径方向外方に塑性変形させて形成した加締部 1 1 4 cによって軸方向に固定されている。そして、外方部材 1 1 2と内方部材 1 1 6との間に形成される環状空間の開口部にシール 1 2 1、 1 2 2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。

[0012] ここで、アウター側のボール 1 1 7列のピッチ円直径 D 1力インナー側のボール 1 1 8列のピッチ円直径 D 2よりも大径に設定されている。これに伴い、ハブ輪 1 1 4の内側転走面 1 1 4 aが内輪 1 1 5の内側転走面 1 1 5 aよりも拡径され、あわせて外方部材 1 1 2のアウター側の外側転走面 1 1 2 aがインナー側の外側転走面 1 1 2 bよりも拡径されている。そして、ァウタ一側のポール 1 1 7がインナー側のポール 1 1 8よりも多数収容されている。このように、各ピッチ円直径 D 1、 D 2を D 1 > D 2に設定することにより、車両の静止時だけでなく旋回時においても剛性が向上し、車輪用軸受装置の長寿命化を図ることができる（例えば、特許文献 2参照。）。特許文献 1 ：特開平 1 1—9 1 3 0 8号公報

特許文献 2：特開 2 0 0 4 _ 1 0 8 4 4 9号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0013] こうした従来の車輪用軸受装置では、アウター側のボール 1 1 7列のピッチ円直径 D 1がィンナー側のボール 1 1 8列のピッチ円直径 D 2よりも大径に設定され、これに伴い、ハブ輪 1 1 4の内側転走面 1 1 4 aが内輪 1 1 5 の内側転走面 1 1 5 aよりも拡径されている。これにより装置の大型化を避けつつアウター側の軸受列の剛性が向上し、車輪用軸受装置の長寿命化を図ることができる。然しながら、インナー側■アウター側の各列に加わる荷重は互いに異なり、アウター側の転動体列部分に加わる荷重よりも、インナー側の転動体列部分に加わる荷重の方が大きくなるのが一般的である。こうした場合、この従来の車輪用軸受装置では、インナー側の転動体列部分の基本定格荷重が、アウター側の転動体列部分の基本定格荷重よりも小さくなって短寿命になる。

[0014] 本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、装置の軽量■ コンパクト化と高剛性化という相反する課題を同時に解決すると共に、強度■耐久性を向上させた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

[001 5] 係る目的を達成すべく、本発明は、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、内周に複列の外側転走面が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圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された少なくとも一つの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転動自在に収容された複列の転動体と、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開口部に装着されたシールとを備え、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により前記内輪がハブ輪に対して軸方向に固定された車輪用軸受装置において、前記複列の転動体のうちアウター側の転動体がボールであり、ィンナー側の転動体が円錐ころであると共に、当該インナー側の円錐ころ列における円錐ころの個数が前記ァゥタ一側のボール列のボール個数よりも多くなるように設定され、このィンナー側の円錐ころ列の基本定格荷重が、前記アウター側のボール列の基本定格荷重よりも大きく設定されている。 ■ ■ ■請求項 1

[001 6] このように、複列の転動体を備え、揺動加締により内輪が固定された第 2 または第 3世代構造の車輪用軸受装置において、複列の転動体のうちァウタ一側の転動体がポールであり、ィンナー側の転動体が円錐ころであると共に、当該インナー側の円錐ころ列における円錐ころの個数がアウター側のポール列のポール個数よりも多くなるように設定され、このィンナー側の円錐ころ列の基本定格荷重が、アウター側のポール列の基本定格荷重よりも大きく設定されているので、インナー側の転動体列部分の剛性が高くなると共に、インナー側の転動体列部分に加わる荷重がアウター側の転動体列部分に加わる荷重よりも大きくなつても寿命を同じかそれ以上にすることができる。したがって、無駄のない設計を実現することができ、強度■耐久性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。

[001 7] また、本発明のように、前記インナー側の円錐ころ列のピッチ円直径とァウタ一側のボール列のピッチ円直径が同一に設定されていても良い。 ■ ■ ■ 請求項 2

[0018] また、本発明のように、前記インナー側の円錐ころ列のピッチ円直径がァウタ一側のボール列のピッチ円直径よりも小径に設定されていても良い。この場合、外方部材におけるインナー側の外径を小径に設定することができ、ィンナー側の転動体列の基本定格荷重を低下させることなくナックルサイズを小さくでき、装置の軽量■ コンパクト化を図ることができる。 ■ ■ '請求項 3

[0019] また、本発明のように、前記インナー側の円錐ころ列における円錐ころの個数が前記アウター側のボール列のボール個数よりも多くなるように設定されていれば、インナー側の転動体列部分の剛性が高くなると共に、インナー側の転動体列部分に加わる荷重がアウター側の転動体列部分に加わる荷重よりも大きくなつても寿命をそれ以上にすることができる。 ■ ■ ■請求項 4

[0020] また、本発明のように、前記外方部材のナックルとの当接面に電気絶縁性の皮膜層が形成されていれば、互いに金属電位の異なる鋼製の車輪用軸受と軽合金製のナックルとの間を電気的に導通させるため電位差が生じ難く、両者が接触している部分に導電性の液体が付着し、この導電性の液体が電解液となって電池が形成されても、当接部分のガルバニック腐食による電食を防止することができる。 ■ ■ ■請求項 5

[0021 ] また、本発明のように、前記シールのうち少なくとも一方のシールが導電性のあるシール部材を備えていれば、両転走面と転動体との間で潤滑油膜が不十分であっても、この部分でスパークが発生することがなく、また、このようなスパークに起因して電食が発生したり、車両に搭載されたラジオにノィズが入るのを防止することができる。 ■ ■ ■請求項 6

[0022] また、本発明のように、前記外方部材と内方部材のうち少なくとも回転部材が、 Cが 0 . 6 0 ~ 0 . 8 0 w t %の炭素鋼からなり、所定の部位に高周波焼入れにより硬化層が形成されていれば、装置の軽量■ コンパクト化と高剛性化という相反する課題を同時に解決すると共に、耐摩耗性および転動疲労寿命が向上して長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。 ■ ■ ■請求項 7

[0023] 好ましくは、本発明のように、前記回転部材が、 Cが 0 . 7 0 w t %以上で 0 . 8 0 w t %未満、 S iが 0 . 5 0 w t %以上で 1 . 0 w t %以下、 M nが 0 . 1 0 w t %以上で 2 . O w t %以下、〇「が0 . 4 0 w t %以上で 0 . 9 5 w t %以下、 A Iが 0 . 0 5 0 w t %以下、 Oが 0 . 0 0 3 0 w t %以下を含有し、残部が鉄 F eおよび不可避不純物を有する鋼材で形成されていれば、加工性および転動疲労寿命をより一層向上させることができる。 ■ ■ ■請求項 8

[0024] また、本発明のように、前記インナー側の円錐ころの保持器が、機械的強度、耐油性および耐熱性に優れたエンジニアリング■ プラスチックで構成されると共に、この保持器のポケットの窓押し角が 5 5 ° 以上 9 0 ° 以下とされ、かつ、ころ係数が 0 . 9 4超とされていれば、基本動定格荷重と基本静定格荷重の増加が見込まれ、これにより、軸受の転がり寿命がアップし、軸受剛性の向上が見込まれると共に、鋼板製の保持器に比べ、保持器重量が軽く、自己潤滑性がり、摩擦係数が小さいという特徴があるため、軸受内に介在する潤滑油の効果と相俟って、外方部材との接触による摩耗の発生を抑えることが可能となる。また、軸受起動時のトルク損失や保持器摩耗の低減に好適である。 ■ ■ ■請求項 9

[0025] また、本発明のように、前記ハブ輪の小径段部に一対の内輪が圧入され、これらの内輪の内径が同一に設定されていれば、ハブ輪の小径段部をストレ一卜な形状に形成することができ、加工性を向上させることができる。 ■ ■ ■請求項 1 0

[0026] また、本発明のように、前記ハブ輪の外周にアウター側の内側転走面が直接形成されると共に、この内側転走面からインナー側に前記小径段部が形成され、この小径段部に所定のシメシロを介して前記ィンナー側の内輪が圧入されていれば、一層装置の軽量■ コンパクト化ができる。 ■ ■ ■請求項 1 1 発明の効果

[0027] 本発明に係る車輪用軸受装置は、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、内周に複列の外側転走面が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圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された少なくとも一つの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転動自在に収容された複列の転動体と、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開口部に装着されたシールとを備え、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により前記内輪がハブ輪に対して軸方向に固定された車輪用軸受装置において、前記複列の転動体のうちァウタ一側の転動体がポールであり、ィンナー側の転動体が円錐ころであると共に、当該インナー側の円錐ころ列における円錐ころの個数が前記ァゥタ一側のボール列のボール個数よりも多くなるように設定され、このィンナー側の円錐ころ列の基本定格荷重が、前記アウター側のボール列の基本定格荷重よりも大きく設定されているので、インナー側の転動体列部分の剛性が高くなると共に、インナー側の転動体列部分に加わる荷重がアウター側の転動体列部分に加わる荷重よりも大きくなつても寿命を同じかそれ以上にすることができる。したがって、無駄のない設計を実現することができ、強度■耐久性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

—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、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪と、このハブ輪の小径段部に圧入された車輪用軸受とからなる車輪用軸受装置であって、この車輪用軸受が、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、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された一対の内輪と、前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、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開口部に装着されたシールとを備え、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により前記内輪がハブ輪に対して軸方向に固定された車輪用軸受装置において、前記複列の転動体のうちァウタ一側の転動体がポールであり、ィンナー側の転動体が円錐ころであると共に、当該インナー側の円錐ころ列における円錐ころの個数が前記アウター側のポール列のポール個数よりも多くなるように設定され、このインナー側の円錐ころ列の基本定格荷重が、前記アウター側のポール列の基本定格荷重よりも大きく設定されている。

実施例 1

[0029] 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第 1の実施形態を示す縦断面図であ^ o

この車輪用軸受装置は第 2世代と呼称される従動輪用であって、ハブ輪 1 と、このハブ輪 1に固定された車輪用軸受 2とを備えている。ハブ輪 1は、アウター側の一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ 3を一体に有し、この車輪取付フランジ 3から肩部 1 aを介して軸方向に延びる小径段部 1 bが形成されている。車輪取付フランジ 3にはハブポルト 3 aが周方向等配に植設されている。

[0030] 車輪用軸受 2は、ハブ輪 1の肩部 1 aに衝合した状態で小径段部 1 bに所定のシメシロを介して圧入されると共に、小径段部 1 bの端部を塑性変形させて形成した加締部 1 cによって軸方向に固定されている。ハブ輪 1は S 5 3 C等の炭素 0 . 4 0〜0 . 8 O w t %を含む中高炭素鋼で形成され、肩部 1 aから小径段部 1 bに亙って高周波焼入れによって表面硬さを 5 8〜6 4 H R Cの範囲に硬化処理されている。なお、加締部 1 cは鍛造加工後の表面硬さのままとされている。これにより、車輪取付フランジ 3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し、車輪用軸受 2の嵌合部となる小径段部 1 bの耐フレツティング性が向上すると共に、加締部 1 cの塑性加ェを微小なクラック等の発生を防止してスムーズに行うことができる。

[0031 ] 車輪用軸受 2は、外周に懸架装置を構成するナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ 4 cを一体に有し、内周に複列の外側転走面 4 a、 4 bが形成された外方部材 4と、外周にこれら複列の外側転走面 4 a、 4 bに対向する内側転走面 5 a、 6 aがそれぞれ形成された 2つの内輪 5、 6と、両転走面 4 a、 5 aおよび 4 b、 6 a間に保持器 7、 8を介して転動自在に収容された複数のポール 9および円錐ころ 1 0とを備えている。外方部材 4と 2つの内輪 5、 6との間に形成された環状空間の開口部にはシール 1 1、 1 2が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、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。

[0032] アウター側の転走面 4 a、 5 aはボール 9にアンギユラコンタクトする円弧状に形成されると共に、インナー側の転走面 4 b、 6 aは円錐ころ 1 0にラインコンタクトする亍ーパ状に形成されている。そして、インナー側の内輪 6における内側転走面 6 aの大径側に円錐ころ 1 0を案内するための大鍔 6 bと、小径側に円錐ころ 1 0の脱落を防止するための小鍔 6 cがそれぞれ形成されている。

[0033] 外方部材 4は S 5 3 C等の炭素 0 . 4 0〜0 . 8 0 w t %を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面 4 a、 4 bが高周波焼入れによって表面硬さを 5 8〜6 4 H R Cの範囲に硬化処理されている。また、内輪 5、 6およびポール 9、円錐ころ 1 0は S U J 2等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで 5 8 ~ 6 4 H R Cの範囲に硬化処理されている。

[0034] ここで、本実施形態では、アウター側のポール 9のピッチ円直径 P C Dとインナー側の円錐ころ 1 0のピッチ円直径 P C Dが同一に設定されると共に、インナー側の円錐ころ 1 0列における円錐ころ 1 0の個数が、アウター側のポール 9列のポール個数よりも多くなるように設定されている。すなわち、アウター側のポール 9列は、円周方向に所定間隔ずつややすきまを空けてポール 9が配列され、インナー側の円錐ころ 1 0列は、間隔を詰めて円錐ころ 1 0が配列されている。したがって、インナー側の転動体列部分の剛性が高くなると共に、基本定格荷重がアウター側の転動体列部分の基本定格荷重よりも大きくなり、ィンナー側の転動体列部分に加わる荷重がアウター側の転動体列部分に加わる荷重よりも大きくなつても寿命を同じかそれ以上にすることができる。すなわち、無駄のない設計を実現することができ、強度 - 耐久性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。

実施例 2

[0035] 図 2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 3は、図 2の部分断面図、図 4は、図 3の要部拡大図、図 5は、ポケット内での円錐ころの周方向進退範囲を示す説明図、図 6は、軸受の寿命試験の結果を示す図、図 7は、軸受の剛性試験の結果を示す図である。なお、この実施形態は、前述した第 1の実施形態と基本的にはハブ輪とインナー側の保持器の構成が異なるだけで、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。

[0036] この車輪用軸受装置は第 2世代と呼称される駆動輪用であって、ハブ輪 1 3と、このハブ輪 1 3に固定された車輪用軸受 1 4とを備えている。ハブ輪 1 3は S 53 C等の炭素 0. 40〜0. 80 w t %を含む中高炭素鋼で形成され、内周にトルク伝達用のセレーシヨン（またはスプライン） 1 3 aが形成されている。車輪用軸受 1 4は、ハブ輪 1 3の小径段部 1 bに所定のシメシロを介して圧入されると共に、小径段部 1 bの端部を塑性変形させて形成した加締部 1 cによって軸方向に固定されている。

[0037] ここで、本実施形態では、インナー側の円錐ころ 1 0のころ外径を減少させないでころ本数を増やすため、図 3に示すように、保持器 1 5をできるだけ外方部材 4側に寄せてピッチ円を大きくしている。保持器 1 5は、例えば、 P A (ポリアミド） 46、 PA66、 P PS (ポリフエ二レンサルフアイド）、 P EEK (ポリエーテルエーテルケトン）等のエンジニアリング ' プラスチックで一体成形されたもので、小径側環状部 1 5 aと、大径側環状部 1 5 bと、小径側環状部 1 5 aと大径側環状部 1 5 bとを軸方向に繋ぐ複数の柱部 1 5 cとを備えている。

[0038] エンジニアリング ' プラスチックは、汎用エンジニアリング■ プラスチックとスーパー■エンジニアリング ' プラスチックを含む。以下に代表的なものを掲げるが、これらはエンジニアリング■ プラスチックの例示であって、エンジニアリング■ プラスチックが以下のものに限定されるものではない。

[0039] 汎用エンジニアリング■ プラスチック： PC (ポリカーボネート）、 PA

(ポリアミド） 6、 POM (ポリアセタール）、 m—Ρ Ρ Ε (変性ポリフエ二レンエーテル）、 PBT (ポリブチレン亍レフタレート）、 G F— P ET (グラスファイバー強化ポリエチレンテレフタレート）、 UHMW—P E ( 超高分子量ポリエチレン）

[0040] スーパー■エンジニアリング■ プラスチック： P S F (ポリサルフォン）、 P ES (ポリエーテルサルフォン）、 PAR (ポリアリレート）、 PA I (ポリアミドイミド）、 P E I (ポリエーテルイミド）、 LCP (液晶ポリマー）、 T P I (熱可塑性ポリイミド）、 PB I (ポリべンズイミダゾール ) 、 T PX (ポリメチルベンデン）、 PCT (ポリ 1、 4—シクロへキサンジメチレン亍レフタレート）、 PA6 T (ポリアミド 6 T) 、 PA9 T (ポリアミド 9丁）、 P A 1 1、 1 2 (ポリアミド 1 1、 1 2) フッ素樹脂、 P P A (ポリフタルアミド）

[0041] なお、比較的重量の大きい車両用には P A 46の G F強化材を使用し、車重の小さい車両用には P A 66の G F強化材を使用すると良い。

[0042] 図 4に示す柱部 1 5 cの柱面 1 5 dの窓押し角 0 1は、下限窓押し角 0 1 m i 门カ《55° であり、上限窓押し角 0 1 ma Xが 90° である。窓押し角は、保持器が外方部材から離間している典型的な保持器付き円錐ころ軸受では、通常 25° ~50° で大きくて約 50° である。ここで、「窓押し角」とは、一つのころの周面に当接する保持器柱部の案内面のなす角度をいう。

[0043] 本発明では、窓押し角を大きめに設定することにより、ころ係数 rを 0.

94超にすることが可能になった。下限窓押し角 0 1 m i 门を55° 以上としたのは、ころとの良好な接触状態を確保するためであり、窓押し角 55° 未満ではころとの接触状態が悪くなる。すなわち、従来の典型的な保持器付き円錐ころ軸受では、外方部材と保持器との接触を避けた上で、保持器の柱幅を確保し、適切な保持器の柱強度と円滑な回転を得るために、次式で定義されるころ係数（ころの充填率）力通常 0. 94以下に設計されているころ係数 = (Z X D a) 7T X PCD

ここで、 Z ：ころ個数、 Da ：ころ平均径

[0044] 保持器のポケット寸法をそのままにして単純にころ係数を高めようとすると、保持器の柱が細くなり、充分な柱強度を確保することができない。保持器の剛性■強度を低下させることなく、ころ収容本数を増加させ、さらに

、保持器の引き摺りトルクの増大を抑制した上でこのころ係数 r>0. 94 とするためには、窓押し角を 55° 以上としないと良好な接触状態を確保できないのである。また、上限窓押し角 0 1 ma Xを 90° 以下としたのは、これ以上大きくなると半径方向への押し付け力が大きくなり、自己潤滑性の樹脂材であっても円滑な回転が得られなくなる危険性が生じるからである。

[0045] ポケッ卜の柱面 1 5 dと円錐ころ 1 0の外周との間には所定のすきまが形成されている。このすきまの大きさは、図 5に示すように、円錐ころ 1 0が周方向に進退しても互いに当接しない程度とされている。

[0046] 本発明品は一例としてころ係数 =0. 95、ころ個数 Z = 25本とし、これに対して従来品で、例えば、ころ係数 =0. 88、ころ個数 Z = 23 本とする。計算値では、この発明の車輪用軸受は従来品に対して基本動定格荷重 Cが 7%増加し、基本静定格荷重 COが 9%増加する。この基本動定格荷重 Cと基本静定格荷重 COの増加により、軸受の転がり寿命（計算値）は以下の実施例で述べるように 20 %のァップ、軸受剛性（計算値）は 7 %の向上が見込まれる。

[0047] 実際に製作した本発明の軸受寿命試験、および軸受剛性試験の結果を図 6 および図 7に示す。

過酷走行を想定した軸受寿命試験の結果、本発明品（実施例）の運転寿命は従来例品の計算寿命に対し 3. 2倍であった。

従来例の運転寿命は、従来例品の計算寿命に対し 2. 3倍であったため、これより転がり寿命の長寿命化が確認できた（図 6) 。

軸受剛性試験の結果、本発明品は従来例品に対し 7 %の剛性ァップが確認できた（図 7) 。

試験は軸受の車輪取付フランジに荷重負荷アームを固定して実車タイヤ半径位置にアキシアル方向の荷重（コーナー走行時のモーメント荷重を模す）を負荷した際の、車輪取付フランジの変位を測定して傾きに換算した。本発明品と従来例品では保持器ところ本数以外は同じであり（同形状の部品を使用）、軸受予圧も同等とした。

[0048] なお、ここでは、保持器 1 5の材料に P A 4 6、 P A 6 6、 P P S、 P E E K等のエンジニアリング■ プラスチックを使用したが、必要に応じて、強度増強のため、これら樹脂材料またはその他のエンジニアリング■ プラスチックに、ガラス繊維または炭素繊維等を配合したものを使用しても良い。実施例 3

[0049] 図 8は、本発明に係る車輪用軸受装置の第 3の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第 1の実施形態と基本的にはハブ輪の構成が異なるだけで、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。

[0050] この車輪用軸受装置は第 3世代と呼称される従動輪用であって、外方部材 4と、ハブ輪 1 6、およびこのハブ輪 1 6の小径段部 1 6 bに圧入された内輪 6からなる内方部材 1 7とを備えている。ハブ輪 1 6は、外周にアウター側の外側転走面 4 aに対向するアウター側の内側転走面 1 6 aと、この内側転走面 1 6 aから軸方向に延びる小径段部 1 6 bが形成されている。内輪 6 はこの小径段部 1 6 bに所定のシメシ口を介して圧入され、加締部 1 cによつて軸方向に固定されている。

[0051 ] 外方部材 4とハブ輪 1 6および内輪 6との間に形成された環状空間の開口部にはシール 1 8、 1 2が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、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。また、ハブ輪 1 6は S 5 3 C等の炭素 0 . 4 0〜0 . 8 0 w t %を含む中高炭素鋼で形成され、シール 1 8が摺接するシールランド部から内側転走面 1 6 aおよび小径段部 1 6 bに亙って高周波焼入れによって表面硬さを 5 8 ~ 6 4 H R Cの範囲に硬化処理されている。

[0052] ここで、本実施形態は、前述した実施形態と同様、アウター側のポール 9 列のピッチ円直径 P C Dとインナー側の円錐ころ 1 0列のピッチ円直径 P C Dが同一に設定されると共に、インナー側の円錐ころ 1 0列における円錐ころ 1 0の個数が、アウター側のポール 9列のポール個数よりも多くなるように設定されている。したがって、一層装置の軽量■ コンパクト化を図りつつ、インナー側の転動体列部分の剛性が高くなると共に、基本定格荷重がァゥター側の転動体列部分の基本定格荷重よりも大きくなり、ィンナー側の転動体列部分に加わる荷重がアウター側の転動体列部分に加わる荷重よりも大きくなつても寿命を同じかそれ以上にすることができる。

実施例 4

[0053] 図 9は、本発明に係る車輪用軸受装置の第 4の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第 1の実施形態（図 1 ) と基本的には両転動体列のピッチ円直径が異なるだけで、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。

[0054] この車輪用軸受装置は第 2世代と呼称される従動輪用であって、ハブ輪 1 9と、このハブ輪 1 9に固定された車輪用軸受 2 0とを備えている。ハブ輪 1 9は、アウター側の端部に車輪取付フランジ 3を一体に有し、この車輪取付フランジ 3から肩部 1 9 aを介して軸方向に延びる小径段部 1 9 bが形成されている。また、車輪用軸受 2 0は、ハブ輪 1 9の肩部 1 9 aに衝合した状態で小径段部 1 9 bに所定のシメシ口を介して圧入されると共に、小径段部 1 9 bの端部を塑性変形させて形成した加締部 1 cによって軸方向に固定されている。

[0055] 車輪用軸受 2 0は、外周に車体取付フランジ 4 cを一体に有し、内周に複列の外側転走面 4 a、 2 1 aが形成された外方部材 2 1 と、外周にこれら複列の外側転走面 4 a、 2 1 aに対向する内側転走面 2 2 a、 2 3 aがそれぞれ形成された 2つの内輪 2 2、 2 3と、両転走面 4 a、 2 2 aおよび 1 8 a 、 2 3 a間に保持器 7、 2 4を介して転動自在に収容された複数のボール 9 および円錐ころ 1 0とを備えている。外方部材 2 1 と 2つの内輪 2 2、 2 3 との間に形成された環状空間の開口部にはシール 1 1、 2 5が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、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。 [0056] 外方部材 21は S 53 C等の炭素 0. 40~0. 80w t %を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面 4 a、 21 aが高周波焼入れによって表面硬さを 58~64 H RCの範囲に硬化処理されている。また、内輪 22、 23は5リ」 2等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで 58~64 H RCの範囲に硬化処理されている。

[0057] ここで、本実施形態は、インナー側の円錐ころ 1 0列のピッチ円直径 PC D iがアウター側のボール 9列のピッチ円直径 PCD oよりも小径に設定されると共に、インナー側の円錐ころ 1 0列における円錐ころ 1 0の個数が、ァウタ一側のボール 9列のボール個数よりも多くなるように設定されている。これにより、外方部材 21におけるインナー側の外径 Dを小径に設定することができ、ィンナー側の転動体列の基本定格荷重を低下させることなくナックルサイズを小さくでき、装置の軽量■ コンパクト化を図ることができる。また、アウター側のポール 9列におけるピッチ円直径 PC Doの拡径量に対応してアウター側の内輪 22の肉厚を厚くすることにより、ピッチ円直径 PCDo、 PCD iに違いがあってもハブ輪 1 9の小径段部 1 9 bをストレ一卜な軸状に形成することができ、加工性を向上させることができる。実施例 5

[0058] 図 1 0は、本発明に係る車輪用軸受装置の第 5の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第 4の実施形態（図 9) と基本的にはハブ輪の構成が異なるだけで、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。

[0059] この車輪用軸受装置は第 3世代と呼称される従動輪用であって、外方部材

21 と、ハブ輪 26、およびこのハブ輪 26の小径段部 26 aに圧入された内輪 23からなる内方部材 27とを備えている。ハブ輪 26は、外周にァゥター側の外側転走面 4 aに対向するアウター側の内側転走面 1 6 aと、この内側転走面 1 6 aから軸方向に延びる小径段部 26 aが形成されている。内輪 23はこの小径段部 26 aに所定のシメシ口を介して圧入され、加締部 1 cによって軸方向に固定されている。 [0060] 外方部材 2 1 とハブ輪 2 6および内輪 2 3との間に形成された環状空間の開口部にはシール 1 8、 2 5が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、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。また、ハブ輪 2 6は S 5 3 C等の炭素 0 . 4 0 ~ 0 . 8 0 w t %を含む中高炭素鋼で形成され、シール 1 8が摺接するシールランド部から内側転走面 1 6 aおよび小径段部 2 6 aに亙って高周波焼入れによって表面硬さを 5 8〜6 4 H R Cの範囲に硬化処理されている。

[0061 ] ここで、本実施形態は、インナー側の円錐ころ 1 0列のピッチ円直径 P C D iがアウター側のボール 9列のピッチ円直径 P C D oよりも小径に設定されると共に、インナー側の円錐ころ 1 0列における円錐ころ 1 0の個数が、ァウタ一側のボール 9列のボール個数よりも多くなるように設定されている。これにより、外方部材 2 1におけるインナー側の外径 Dを小径に設定することができ、ィンナー側の転動体列の基本定格荷重を低下させることなくナックルサイズを小さくでき、一層装置の軽量■ コンパクト化を図りつつ、ィンナー側の転動体列部分の剛性が高くなると共に、基本定格荷重がアウター側の転動体列部分の基本定格荷重よりも大きくなり、ィンナー側の転動体列部分に加わる荷重がアウター側の転動体列部分に加わる荷重よりも大きくなつても寿命を同じかそれ以上にすることができる。

実施例 6

[0062] 図 1 1は、本発明に係る車輪用軸受装置の第 6の実施形態を示す縦断面図、図 1 2は、図 1 1の要部拡大図である。なお、この実施形態は、前述した第 1の実施形態（図 1 ) と基本的には外方部材とシール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様の機能を有する部品部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

[0063] この車輪用軸受装置は第 2世代と呼称される従動輪用であって、ハブ輪 1 と、このハブ輪 1に固定された車輪用軸受 2 8とを備えている。車輪用軸受 2 8は、ハブ輪 1の肩部 1 aに衝合した状態で小径段部 1 bに所定のシメシ口を介して圧入されると共に、小径段部 1 bの端部を塑性変形させて形成した加締部 1 cによって軸方向に固定されている。

[0064] 車輪用軸受 2 8は、外周に懸架装置を構成するナックル Nに取り付けられるための車体取付フランジ 2 9 aを一体に有し、内周に複列の外側転走面 4 a、 4 bが形成された外方部材 2 9と、外周にこれら複列の外側転走面 4 a 、 4 bに対向する内側転走面 5 a、 6 aがそれぞれ形成された 2つの内輪 5 、 6と、両転走面 4 a、 5 aおよび 4 b、 6 a間に保持器 7、 8を介して転動自在に収容された複数のボール 9および円錐ころ 1 0とを備えている。外方部材 2 9は S 5 3 C等の炭素 0 . 4 0〜0 . 8 0 w t %を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面 4 a、 4 bが高周波焼入れによって表面硬さを 5 8〜6 4 H R Cの範囲に硬化処理されている。そして、外方部材 2 9と 2つの内輪 5、 6との間に形成された環状空間の開口部にはシール 1 1、 1 2 aが装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、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。

[0065] ここで、本実施形態では、アウター側のポール 9のピッチ円直径 P C Dとインナー側の円錐ころ 1 0のピッチ円直径 P C Dが同一に設定されている。したがって、インナー側の転動体列部分の剛性が高くなると共に、基本定格荷重がアウター側の転動体列部分の基本定格荷重よりも大きくなり、インナ一側の転動体列部分に加わる荷重がアウター側の転動体列部分に加わる荷重よりも大きくなつても寿命を同じかそれ以上にすることができる。すなわち、無駄のない設計を実現することができ、強度■耐久性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。

[0066] さらに、本実施形態では、ナックル Nがアルミ合金やマグネシウム合金等の軽合金からなり、このナックル Nに当接する外方部材 2 9に電気絶縁性の皮膜層 3 0が設けられている。この皮膜層 3 0は、外方部材 2 9の外径面におけるナックル Nが外嵌されるインナー側の外周面 4 dおよび車体取付フランジ 2 9 aのインナー側の側面 4 eに亙って設けられている。なお、この皮膜層 3 0は、メツキ層の上にコーティング層を設けたものか、あるいは、単独のコーティング層からなる。 [0067] コーティング層は合成樹脂層であっても良く、また、塗料が塗布された塗膜層であっても良い。例えば、皮膜層 3 0が、メツキ層の上にコーティング層が設けられたものである場合、クロメート処理皮膜等からなるメツキ層の上に、低温熱硬化性タイプのコーティング層が形成される。この低温熱硬化性タイプのコーティング層には、一液性低温熱硬化タイプのコーティング剤が用いられる。また、皮膜層 3 0が、静電粉体塗装により形成される単独のコーティング層であっても良い。この静電粉体塗装には、例えば、粉体型ェポキシ塗料、アクリル塗料、溶剤型焼付アクリル塗料、アミノアルキド塗料等が用いられる。これにより、互いに金属電位の異なる鋼製の車輪用軸受 2 8と軽合金製のナックル Nとの間を電気的に導通させるため電位差が生じ難く、両者が接触している部分に導電性の液体が付着し、この導電性の液体が電解液となって電池が形成されても、当接部分が腐食する、所謂ガルパニツク腐食による電食を防止することができる。

[0068] また、前述したシール 1 2 aは、図 1 2に拡大して示すように、断面略 L 字状に形成され、互いに対向配置された環状のシール板 3 1 とスリンガ 3 2 とからなる複合型シール、所謂パックシールで構成されている。すなわち、環状のシール板 3 1は、外方部材 2 9の端部に内嵌される芯金 3 3と、この芯金 3 3に加硫接着により一体接合されたシール部材 3 4からなる。このシ一ル部材 3 4は、スリンガ 3 2に摺接するサイドリップ 3 4 aと一対のラジアルリップ 3 4 b、 3 4 cとを備えている。

[0069] 芯金 3 3は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（」 1 5規格の5リ5 3 0 4系等）、あるいは、防鯖処理された冷間圧延鋼鈑（J I S規格の S P C C 系等）等の鋼板にプレス加工、絞り加工、バーリング加工等の塑性加工を施すことにより全体が円環状に形成され、外方部材 2 9に内嵌される円筒部 3 3 aと、この円筒部 3 3 aから径方向内方に延びる立板部 3 3 bとを有している。また、シール部材 3 4は、二トリルゴム等の合成ゴム中にカーボン等の導電材粉末が混入された導電性を有する材料で形成されている。これにより、外方部材 2 9と内輪 6との間を電気的に導通させるため電位差が生じ難くなる。なお、導電性ゴム材は、体積固有抵抗値が 3 0 X 1 0 ³ Q c m以下のものが好ましい。

[0070] —方、スリンガ 3 2は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（J I S規格の S U S 3 0 4系等）、あるいは、防鯖処理された冷間圧延鋼鈑（J I S規格の S P C C系等）等の鋼板にプレス加工により全体が円環状に形成され、内輪 6に圧入される円筒部 3 2 aと、この円筒部 3 2 aから径方向外方に延びる立板部 3 2 bとを備えている。

[0071 ] このように、本実施形態に係る車輪用軸受装置においては、シール 1 2 a が導電性のものであるため、外方部材 2 9と内輪 6間の電流は、シール 1 2 aを通じて流れることになり、車輪のタイヤで発生した静電気は、ハブ輪 1 、内輪 6およびこのシール 1 2 aを介して外方部材 2 9に流れ、さらに、外方部材 2 9からナックル Nへの固定用ボルト（図示せず）を介してナックル Nへ流れて車体へ逃がされることになる。そのため、外方部材 2 9と内輪 5 、 6の両転走面とポール 9および円錐ころ 1 0との間で潤滑油膜が不十分であっても、この部分でスパークが発生することがなく、また、このようなスパークに起因して電食が発生したり、車両に搭載されたラジオにノイズが入るのを防止することができる。

実施例 7

[0072] 図 1 3は、本発明に係る車輪用軸受装置の第 7の実施形態を示す縦断面図、図 1 4は、図 1 3の要部拡大図である。なお、この実施形態は、前述した第 3の実施形態（図 8 ) と基本的には外方部材とシールの構成が異なるだけで、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。

[0073] この車輪用軸受装置は第 3世代と呼称される従動輪用であって、外方部材

2 9と、ハブ輪 1 6、およびこのハブ輪 1 6の小径段部 1 6 bに圧入された内輪 6からなる内方部材 1 7とを備えている。外方部材 2 9とハブ輪 1 6および内輪 6との間に形成された環状空間の開口部にはシール 1 8 a、 1 2が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、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。

[0074] ここで、本実施形態は、前述した実施形態と同様、アウター側のポール 9 列のピッチ円直径 P C Dとインナー側の円錐ころ 1 0列のピッチ円直径 P C Dが同一に設定されている。したがって、装置の軽量■ コンパクト化を図りつつ、インナー側の転動体列部分の剛性が高くなると共に、基本定格荷重がアウター側の転動体列部分の基本定格荷重よりも大きくなり、ィンナー側の転動体列部分に加わる荷重がアウター側の転動体列部分に加わる荷重よりも大きくなつても寿命を同じかそれ以上にすることができる。

[0075] さらに、本実施形態では、図 1 4に拡大して示すように、前述したァウタ一側のシール 1 8 a力導電性の芯金 3 5と、この芯金 3 5に加硫接着等により一体に接合された導電性のシール部材 3 6とで構成されている。芯金 3 5は、オース亍ナイト系ステンレス鋼鈑（ J I S規格の S U S 3 0 4系等）、あるいは、防鲭処理された冷間圧延鋼鈑（J I S規格の S P C C系等）等の鋼板にプレス加工等の塑性加工を施すことにより、全体が円環状に形成され、外方部材 2 9に内嵌される円筒部 3 5 aと、この円筒部 3 5 aから径方向内方に延びる立板部 3 5 bとを有している。また、シール部材 3 6は、二トリルゴム等の合成ゴム中にカーボン等の導電材粉末が混入された導電性を有する材料で形成され、車輪取付フランジ 3の基部に摺接するサイドリップ 3 6 aと一対のラジアルリップ 3 6 b、 3 6 cとを有している。これにより、外方部材 2 9とハブ輪 1 6間の電流は、このシール 1 8 aを通じて車体側へ流れることになり、前述した第 6の実施形態（図 1 1 ) と同様、各転走面 4 a、 1 6 aに電食が発生したり、また、車両に搭載されたラジオにノイズが入るのを防止することができる。

実施例 8

[0076] 図 1 5は、本発明に係る車輪用軸受装置の第 8の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第 4の実施形態（図 9 ) と基本的には外方部材とシールの構成が異なるだけで、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。 [0077] この車輪用軸受装置は第 2世代と呼称される従動輪用であって、ハブ輪 1 9と、このハブ輪 1 9に固定された車輪用軸受 37とを備えている。車輪用軸受 37は、ハブ輪 1 9の肩部 1 9 aに衝合した状態で小径段部 1 9 bに所定のシメシロを介して圧入されると共に、この小径段部 1 9 bの端部を塑性変形させて形成した加締部 1 cによって軸方向に固定されている。

[0078] 車輪用軸受 37は、外周に車体取付フランジ 29 aを一体に有し、内周に複列の外側転走面 4 a、 21 aが形成された外方部材 38と、外周にこれら複列の外側転走面 4 a、 21 aに対向する内側転走面 22 a、 23 aがそれぞれ形成された 2つの内輪 22、 23と、両転走面 4 a、 22 aおよび 21 a、 23 a間に保持器 7、 24を介して転動自在に収容された複数のボール 9および円錐ころ 1 0とを備えている。

[0079] 外方部材 38は S 53 C等の炭素 0. 40〜0. 80w t %を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面 4 a、 21 aが高周波焼入れによって表面硬さを 58~64 H RCの範囲に硬化処理されている。そして、外方部材 38と 2つの内輪 22、 23との間に形成された環状空間の開口部にはシール 1 1、 25 aが装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、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。なお、ィンナー側のシール 25 aは導電材粉末が混入された導電性を有する材料で形成されている。

[0080] ここで、本実施形態は、インナー側の円錐ころ 1 0列のピッチ円直径 PC D iがアウター側のポール 9列のピッチ円直径 PCD oよりも小径に設定されている。これにより、外方部材 38におけるインナー側の外径 Dを小径に設定することができ、インナー側の転動体列の基本定格荷重を低下させることなくナックルサイズを小さくでき、装置の軽量■ コンパクト化を図ることができる。また、アウター側のボール 9列におけるピッチ円直径 PC Doの拡径量に対応してアウター側の内輪 22の肉厚を厚くすることにより、ピッチ円直径 PCDo、 PCD iに違いがあってもハブ輪 1 9の小径段部 1 9 b をストレー卜な軸状に形成することができ、加工性を向上させることができる。

実施例 9

[0081 ] 図 1 6は、本発明に係る車輪用軸受装置の第 9の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第 4の実施形態（図 9 ) と基本的には外方部材とシールの構成が異なるだけで、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。

[0082] この車輪用軸受装置は第 3世代と呼称される従動輪用であって、外方部材

3 8と、ハブ輪 2 6、およびこのハブ輪 2 6の小径段部 2 6 aに圧入された内輪 2 3からなる内方部材 2 7とを備えている。外方部材 3 8とハブ輪 2 6 および内輪 2 3との間に形成された環状空間の開口部にはシール 1 8、 2 5 aが装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、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。

[0083] ここで、本実施形態は、前述した第 4の実施形態と同様、インナー側の円錐ころ 1 0列のピッチ円直径 P C D iがアウター側のポール 9列のピッチ円直径 P C D oよりも小径に設定されている。これにより、アウター側のポール 9列のボール個数をインナー側の円錐ころ 1 0列における円錐ころ 1 0の個数よりも多く収容することができるので、全体の軸受剛性を高めると共に、外方部材 3 8におけるインナー側の外径 Dを小径にすることができ、インナー側の軸受列の基本定格荷重を低下させることなくナックルサイズを小さくできる。したがって、一層装置の軽量■ コンパクト化を図りつつ、インナ一側の軸受列の基本定格荷重をアウター側の軸受列の基本定格荷重よりも大きくして、インナー側の軸受列に加わる荷重がアウター側の軸受列部分に加わる荷重よりも大きくなつても寿命を同じかそれ以上にすることができる。実施例

[0084] 図 1 7は、本発明に係る車輪用軸受装置の第 1 0の実施形態を示す縦断面図である。この実施形態は、前述した第 1の実施形態（図 1 ) と基本的には外方部材と内方部材の材質だけが異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部品部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

[0085] この車輪用軸受装置は第 2世代と呼称される従動輪用であって、ハブ輪 3 9と、このハブ輪 3 9に固定された車輪用軸受 4 0とを備えている。ハブ輪 3 9は、アウター側の一端部に車輪取付フランジ 3を一体に有し、この車輪取付フランジ 3にハブボルト 3 aが周方向等配に植設されている。そして、車輪取付フランジ 3の基部から肩部 1 aを介して軸方向に延びる小径段部 1 bが形成されている。

[0086] 車輪用軸受 4 0は、ハブ輪 3 9の肩部 1 aに衝合した状態で小径段部 1 b に所定のシメシ口を介して圧入されると共に、小径段部 1 bの端部を塑性変形させて形成した加締部 1 cによって軸方向に固定されている。

[0087] 車輪用軸受 4 0は、外周に車体取付フランジ 4 cを一体に有し、内周に複列の外側転走面 4 a、 4 bが形成された外方部材 4 1 と、外周にこれら複列の外側転走面 4 a、 4 bに対向する内側転走面 5 a、 6 aがそれぞれ形成された 2つの内輪 4 2、 4 3と、両転走面 4 a、 5 aおよび 4 b、 6 a間に保持器 7、 8を介して転動自在に収容された複数のポール 9および円錐ころ 1 0とを備えている。外方部材 4 1 と 2つの内輪 4 2、 4 3との間に形成された環状空間の開口部にはシール 1 1、 1 2が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、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。

[0088] ここで、本実施形態では、アウター側のポール 9のピッチ円直径 P C Dとインナー側の円錐ころ 1 0のピッチ円直径 P C Dが同一に設定されている。したがって、インナー側の転動体列部分の剛性が高くなると共に、基本定格荷重がアウター側の転動体列部分の基本定格荷重よりも大きくなり、インナ一側の転動体列部分に加わる荷重がアウター側の転動体列部分に加わる荷重よりも大きくなつても寿命を同じかそれ以上にすることができる。すなわち、無駄のない設計を実現することができ、強度■耐久性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。

[0089] さらに、本実施形態では、ハブ輪 3 9は、 Cが 0 . 6 0〜0 . 8 0 w t % の炭素鋼で形成され、肩部 1 aから小径段部 1 bに亙って高周波焼入れによつて表面硬さを 58~64 H RCの範囲に硬化層 44が形成されている（図中クロスハッチングにて示す）。なお、加締部 1 cは鍛造加工後の表面硬さのままとされている。これにより、 S U J 2等の高炭素クロム鋼の C 0. 9 5〜 1. 1 0 w t %よりも炭素量が少ない分、鍛造等の加工性や旋削等の被削性が向上すると共に、車輪取付フランジ 3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し、車輪用軸受 40の嵌合部となる小径段部 1 b の耐フレツティング性が向上すると共に、加締部 1 cの塑性加工を微小なクラック等の発生を防止してスムーズに行うことができる。

[0090] 外方部材 41は、ハブ輪 39と同様、 Cが 0. 60〜0. 80 w t %の炭素鋼で形成され、複列の外側転走面 4 a、 4 bが高周波焼入れによって表面硬さを 58〜64 H RCの範囲に硬化層 45 (図中クロスハッチングにて示す）が形成されると共に、内輪 42、 43も、 Cが 0. 60~0. 80 w t %の炭素鋼で形成され、外周面が高周波焼入れによって表面硬さを 58~6 4 H RCの範囲に硬化層 46、 46が形成されている（図中クロスハツチングにて示す）。これにより、加工性や被削性が向上すると共に、耐摩耗性および転動疲労寿命が向上する。なお、固定部材となる外方部材 41に関しては、従来使用されていた S 53 C等の中高炭素鋼でも良い。

[0091] これらの回転部材となるハブ輪 39と内輪 42、 43は、 Cが 0. 70w t %以上で 0. 80 w t %未満、珪素 S iが 0. 50 w t %以上で 1. 0 w t %以下、マンガン M nが 0. 1 0w t %以上で 2. Ow t %以下、クロム C rが 0. 40w t %以上で 0. 95 w t %以下、アルミニウム A Iが 0. 050 w t %以下、酸素 Oが 0. 0030 w t %以下を含有し、残部が鉄 F eおよび不可避不純物を有する鋼材で形成されるのが好ましい。このような鋼材を使用することにより、加工性および転動疲労寿命をより一層向上させることができる。

[0092] ここで、この鋼材の構成元素である Cの含有量が増えることにより強度、耐摩耗性および転動疲労寿命が向上するが、 0. 8 Ow t 0/₀を超えると加工性や被削性が著しく低下するため、この 0. 8 Ow t 0/₀が上限となる。 S i は脱酸と共に転動疲労寿命を向上させる元素として不可欠で、その含有量が 0. 50 w t %未満では効果が望めなく、また、 1. 0 w t %を超えて添加すると加工性や被削性が著しく低下するため、この 1. Ow t o/oが上限となる。 M nは鋼の焼入れ性を向上させると共に、靭性を高めて転動疲労寿命の向上に効果的である。しかし、 0. 1 Ow t 0/₀未満では効果がなく、また、 2. Ow t %を超えると加工性や被削性が著しく低下するため、 M r iO. 1 0〜2. Ow t %の範囲とし、好ましくは、 0. 50〜1. 20w t %の範囲とする。

[0093] C rは鋼の焼入れ性を高めて強度、靭性を向上させるが、その含有量が 0 . 4 Ow t %未満ではこれらの効果が小さく、一方、 0. 95w t %を超えると、他の元素との関係より拡散焼鈍が不可欠となり好ましくない。なお、 C rのこのような効果は 0. 80w t %でほぼ飽和し、 0. 80w t %以上では他の元素、特に C量および S i量との関係により、溶融時に巨大炭化物が生成し易くなるため、 C rは 0. 40~0. 95w t %、好ましくは、 0 . 40~0. 80w t %の範囲とする。

[0094] A Iは、脱酸剤として添加するものであるが、 Oと結合して硬質な酸化物系介在物が形成され、転動疲労寿命を低下させるため、可能な限り低い方が望ましく、 0. 05 Ow t 0/₀を上限とする。また、 Oも可能な限り低い方が望ましく、 0. 0030 w t %を上限とする。

実施例 11

[0095] 図 1 8は、本発明に係る車輪用軸受装置の第 1 1の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第 1 0の実施形態（図 1 7) と基本的にはハブ輪の構成が異なるだけで、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。

[0096] この車輪用軸受装置は第 3世代と呼称される従動輪用であって、外方部材

4 1 と、ハブ輪 47、およびこのハブ輪 47の小径段部 1 6 bに圧入された内輪 43からなる内方部材 48とを備えている。ハブ輪 47は、外周にァゥター側の外側転走面 4 aに対向するアウター側の内側転走面 1 6 aが直接形成されると共に、この内側転走面 1 6 aから軸方向に延びる小径段部 1 6 b が形成されている。内輪 4 3はこの小径段部 1 6 bに所定のシメシ口を介して圧入され、加締部 1 cによって軸方向に固定されている。

[0097] 外方部材 4 1 とハブ輪 4 7および内輪 4 3との間に形成された環状空間の開口部にはシール 1 8、 1 2が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、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。また、ハブ輪 4 7は、 Cが 0 . 6 0〜0 . 8 0 w t %、好ましくは、 0 . 7 0〜0 . 8 O w t %を含む炭素鋼で形成され、シール 1 8が摺接するシールランド部から内側転走面 1 6 aおよび小径段部 1 6 bに亙って高周波焼入れによって表面硬さを 5 8〜6 4 H R Cの範囲に硬化層 4 4が形成されている。

[0098] ここで、本実施形態は、前述した実施形態と同様、アウター側のポール 9 列のピッチ円直径 P C Dとインナー側の円錐ころ 1 0列のピッチ円直径 P C Dが同一に設定されている。したがって、装置の軽量■ コンパクト化を図りつつ、インナー側の転動体列部分の剛性が高くなると共に、基本定格荷重がアウター側の転動体列部分の基本定格荷重よりも大きくなり、ィンナー側の転動体列部分に加わる荷重がアウター側の転動体列部分に加わる荷重よりも大きくなつても寿命を同じかそれ以上にすることができる。

実施例 1 2

[0099] 図 1 9は、本発明に係る車輪用軸受装置の第 1 2の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第 1 0の実施形態（図 1 7 ) と基本的には両転動体列のピッチ円直径が異なるだけで、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。

[0100] この車輪用軸受装置は第 2世代と呼称される従動輪用であって、ハブ輪 1 9と、このハブ輪 1 9に固定された車輪用軸受 4 9とを備えている。車輪用軸受 4 9は、外周に車体取付フランジ 4 cを一体に有し、内周に複列の外側転走面 4 a、 21 aが形成された外方部材 50と、外周にこれら複列の外側転走面 4 a、 21 aに対向する内側転走面 22 a、 23 aがそれぞれ形成された 2つの内輪 51、 52と、両転走面 4 a、 22 aおよび 21 a、 23 a 間に保持器 7、 24を介して転動自在に収容された複数のポール 9および円錐ころ 1 0とを備えている。外方部材 50と 2つの内輪 51、 52との間に形成された環状空間の開口部にはシール 1 1、 25が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、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。

[0101] 外方部材 50は、 Cが 0. 60〜0. 8 Ow t %を含む炭素鋼で形成され

、複列の外側転走面 4 a、 21 aが高周波焼入れによって表面硬さを 58〜 64 H RCの範囲に硬化層 45が形成されている。また、内輪 51、 52も、 Cが 0. 60〜0. 8 Ow t %を含む炭素鋼で形成され、内側転走面 22 a、 23 aをはじめ外周面に表面硬さを 58~64 H RCの範囲に硬化層 4 6、 46が形成されている。

[0102] ここで、本実施形態は、インナー側の円錐ころ 1 0列のピッチ円直径 PC D iがアウター側のポール 9列のピッチ円直径 PCD oよりも小径に設定されている。これにより、外方部材 50におけるインナー側の外径 Dを小径に設定することができ、インナー側の転動体列の基本定格荷重を低下させることなくナックルサイズを小さくでき、装置の軽量■ コンパクト化を図ることができる。また、アウター側のポール 9列におけるピッチ円直径 PC Doの拡径量に対応してアウター側の内輪 51の肉厚を厚くすることにより、ピッチ円直径 PCDo、 PCD iに違いがあってもハブ輪 1 9の小径段部 1 9 b をストレー卜な軸状に形成することができ、加工性を向上させることができる。

実施例 13

[0103] 図 20は、本発明に係る車輪用軸受装置の第 1 3の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第 1 2の実施形態（図 1 9) と基本的にはハブ輪の構成が異なるだけで、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。

[0104] この車輪用軸受装置は第 3世代と呼称される従動輪用であって、外方部材 5 0と、ハブ輪 5 3、およびこのハブ輪 5 3の小径段部 2 6 aに圧入された内輪 2 3からなる内方部材 5 4とを備えている。ハブ輪 5 3は、外周にァゥター側の外側転走面 4 aに対向するアウター側の内側転走面 1 6 aと、この内側転走面 1 6 aから軸方向に延びる小径段部 2 6 aが形成されている。内輪 2 3はこの小径段部 2 6 aに所定のシメシ口を介して圧入され、加締部 1 cによって軸方向に固定されている。

[0105] 外方部材 5 0とハブ輪 5 3および内輪 2 3との間に形成された環状空間の開口部にはシール 1 8、 2 5が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、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。また、ハブ輪 5 3は、 Cが 0 . 6 0〜0 . 8 0 w t %を含む炭素鋼で形成され、シール 1 8が摺接するシールランド部から内側転走面 1 6 aおよび小径段部 2 6 aに亙って高周波焼入れによって表面硬さを 5 8 ~ 6 4 H R Cの範囲に硬化層 4 4が形成されている。

[0106] ここで、本実施形態は、前述した実施形態と同様、インナー側の円錐ころ

1 0列のピッチ円直径 P C D iがアウター側のポール 9列のピッチ円直径 P C D oよりも小径に設定されている。これにより、アウター側のポール 9列のポール個数をインナー側の円錐ころ 1 0列における円錐ころ 1 0の個数よりも多く収容することができるので、全体の軸受剛性を高めると共に、外方部材 5 0におけるィンナー側の外径 Dを小径にすることができ、ィンナー側の軸受列の基本定格荷重を低下させることなくナックルサイズを小さくできる。したがって、一層装置の軽量■ コンパクト化を図りつつ、インナー側の軸受列の基本定格荷重をアウター側の軸受列の基本定格荷重よりも大きくして、ィンナー側の軸受列に加わる荷重がアウター側の軸受列部分に加わる荷重よりも大きくなつても寿命を同じかそれ以上にすることができる。

[0107] 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

[0108] 本発明に係る車輪用軸受装置は、駆動輪用、従動輪用に拘わらず、第 2または第 3世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。

図面の簡単な説明

[0109] [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]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 3]図 2の部分断面図である。

[図 4]図 3の要部拡大図である。

[図 5]ポケット内での円錐ころの周方向進退範囲を示す説明図である。

[図 6]軸受の寿命試験の結果を示す図である。

[図 7]軸受の剛性試験の結果を示す図である。

[図 8]本発明に係る車輪用軸受装置の第 3の実施形態を示す縦断面図である。

[図 9]本発明に係る車輪用軸受装置の第 4の実施形態を示す縦断面図である。

[図 10]本発明に係る車輪用軸受装置の第 5の実施形態を示す縦断面図である

[図 1 1 ]本発明に係る車輪用軸受装置の第 6の実施形態を示す縦断面図である

[図 1 2]図 1 1の要部拡大図である。

[図 13]本発明に係る車輪用軸受装置の第 7の実施形態を示す縦断面図である [図 14]図 1 3の要部拡大図である。

[図 15]本発明に係る車輪用軸受装置の第 8の実施形態を示す縦断面図である [図 16]本発明に係る車輪用軸受装置の第 9の実施形態を示す縦断面図である [図 17]本発明に係る車輪用軸受装置の第 1 0の実施形態を示す縦断面図である。

[図 18]本発明に係る車輪用軸受装置の第 1 1の実施形態を示す縦断面図である。

[図 19]本発明に係る車輪用軸受装置の第 1 2の実施形態を示す縦断面図である。

[図 20]本発明に係る車輪用軸受装置の第 1 3の実施形態を示す縦断面図である。

[図 21]従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

[図 22]従来の他の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

符号の説明

1、 1 3、 1 6、 1 9、 26、 39、 47、 53 - ■ハブ輪

1 a、 1 9 a 肩部

1 b、 1 6 b、 1 9 b、 26 a 小径段部

1 c 加締部

2、 1 4、 20、 28、 37、 40、 49 車輪用軸受

3 車輪取付フランジ

3 a ハブボルト

4、 2 1、 29、 38、 4 1、 50 外方部材

4 a、 4 b、 2 1 a 外側転走面

4 c、 29 a 車体取付フランジ

4 d 外方部材のィンナ一側の外周面

4 e 車体取付フランジのインナー側の側面

5、 6、 22、 23、 42、 43、 5 1、 52 - ■ ■内輪

5 a、 6 a、 1 6 a、 22 a、 23 a 内側転走面大鍔

小鍔

保持器

ボール

円錐ころ

アウター側のシールインナー側のシールセレーシヨン小径環状部大径環状部柱部

柱面

内方部材

皮膜層

シール板

スリンガ

円筒部

立板部

芯金

シール部材サイドリップラジアルリップ硬化層

ハブ輪

内側転走面車輪取付フランジ複列の転がり軸受等速自在継手外方部材

外側転走面

車体取付フランジ内方部材

ボール

円錐ころ

内輪

外側継手部材卜ラック溝

マウス部

肩部

止め輪

小径段部

加締部

保持器

シール

外方部材のィンナー側アウター側のポールのィンナー側のポールのころ平均径

ナックル

ピッチ円直径インナー側の円錐ころのアウター側のボールのピッチ円直径

z ころ個数

Θ 1 窓押し角下限窓押し角 θ Ί m a X 上限窓押し角 γ ころ係数

Claims

請求の範囲

[1 ] 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、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、

—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圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された少なくとも一つの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転動自在に収容された複列の早 E動体と、

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開口部に装着されたシールとを備え、

前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により前記内輪がハブ輪に対して軸方向に固定された車輪用軸受装置において、前記複列の転動体のうちァウタ一側の転動体がポールであり、ィンナー側の転動体が円錐ころであると共に、このインナー側の円錐ころ列の基本定格荷重が、前記アウター側のボール列の基本定格荷重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。

[2] 前記ィンナー側の円錐ころ列のピッチ円直径とァウタ一側のボール列のピツチ円直径が同一に設定されている請求項 1に記載の車輪用軸受装置。

[3] 前記ィンナー側の円錐ころ列のピッチ円直径がアウター側のボール列のピツチ円直径よりも小径に設定されている請求項 1に記載の車輪用軸受装置。

[4] 前記インナー側の円錐ころ列における円錐ころの個数が前記アウター側のボール列のボール個数よりも多くなるように設定されている請求項 1乃至 3 いずれかに記載の車輪用軸受装置。

[5] 前記外方部材の前記ナックルとの当接面に電気絶縁性の皮膜層が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。

[6] 前記シールのうち少なくとも一方のシールが導電性のあるシール部材を備えている請求項 1乃至 5いずれかに記載の車輪用軸受装置。

[7] 前記外方部材と内方部材のうち少なくとも回転部材が、 Cが 0. 60~0 . 8 Ow t %の炭素鋼からなり、所定の部位に高周波焼入れにより硬化層が形成されている請求項 1乃至 6いずれかに記載の車輪用軸受装置。

[8] 前記回転部材が、 Cが 0.

セ％以上で0. 80w t %未満、 S iが

0.

门が0. 1 0w t %以上で 2. Ow t %以下、〇 1>が0.

セ％以上で0. 95w t %以下、 A Iが 0 . 050 w t %以下、 Oが 0. 0030 w t %以下を含有し、残部が鉄 F e および不可避不純物を有する鋼材で形成されている請求項 7に記載の車輪用軸受装置。

[9] 前記インナー側の円錐ころの保持器が、機械的強度、耐油性および耐熱性に優れたエンジニアリング■ プラスチックで構成されると共に、この保持器のポケットの窓押し角が 55° 以上 90° 以下とされ、かつ、ころ係数が 0. 94超とされている請求項 1乃至 8いずれかに記載の車輪用軸受装置。

[10] 前記ハブ輪の小径段部に一対の内輪が圧入され、これらの内輪の内径が同 —に設定されている請求項 1乃至 9いずれかに記載の車輪用軸受装置。

[11] 前記ハブ輪の外周にアウター側の内側転走面が直接形成されると共に、この内側転走面からインナー側に前記小径段部が形成され、この小径段部に所定のシメシロを介して前記ィンナー側の内輪が圧入されている請求項 1乃至 9いずれかに記載の車輪用軸受装置。