説明

車軸用軸受装置

【課題】異常負荷が作用し、ハブ軸が折損しても、折損したハブ軸が分離しにくく、車輪が車体から外れることを防止できる車軸用軸受装置を提供する。
【解決手段】内周部に複列の外輪軌道11a、11bが形成された外輪部材11と、外周に内輪軌道12aが形成された内輪部材12と、軸方向一方側端部にハブフランジ13b、中央外周部に内輪軌道13a、前記ハブフランジ13bと軸方向に反対側の端部に前記内輪部材12との嵌合部13cが形成されたハブ軸13と、前記複列の外輪軌道11aと前記内輪軌道12a、13aの間で転動する2列の複数の転動体14と、前記2列の転動体14を所定の間隔で保持する2個の保持器15を有する車輪用軸受装置1であって、前記ハブ軸13の中心に軸方向の中空穴13dを有し、前記中空穴13dに前記ハブ軸13の材料にくらべ延性が大きい材料からなる芯部材16を内嵌する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は自動車等の車両の車輪を支持する車軸用軸受装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、自動車等の車両の車輪を支持する車軸用軸受装置においては、過大負荷が作用しても、短寿命になるか、変位が大きくなるだけで、軸が破断するような負荷はありえなかった。また、上記の短寿命や変位の拡大の場合、決定的な損傷が生じる前に運転者が感知でき、車を安全に停止させることができた。
【0003】
しかし、自動車普及の後進国においては、路面の陥没等の劣悪な道路状況に加え、過積載や、乱暴な運転による想定を超える異常負荷も考えられる。万一このような想定を超える異常負荷が作用したら、極端な場合、ハブ軸が折損し、車両用軸受装置が分解し、車輪が車体から外れることも考えられる。
車両用軸受装置が分解し、車輪が車体から外れることを回避するため、図3に示すように、ハブ軸103に鋼板をプレス加工によって円環状に形成された連結部材106を内嵌した車軸用軸受装置100がある。(特許文献1参照)
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2007―331575号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記の鋼板をプレス加工によって円環状に形成した連結部材106をハブ軸103に内嵌した車軸用軸受装置100においては、前記ハブ軸103と前記連結部材106の機械的特性が近似しており、また、形状的にも前記ハブ軸103の肉厚を前記鋼板の板厚分だけ増加させたに過ぎない。
【0006】
この結果、前記連結部材106をハブ軸103に内嵌しても、前述の異常負荷が作用し、軸相当部材が折損した場合、前記連結部材106とハブ軸103は略同時に折損するため、ハブ軸103の分離を回避する効果は非常に小さい。
【0007】
この発明の目的は、劣悪な道路状況や、過積載や、乱暴な運転によって、想定を超える異常負荷が作用し、万一、ハブ軸が折損しても、折損したハブ軸が分離しにくく、車両の運転者が軸受部の異常な振動を感知し、車を停止させることにより、車輪が車体から外れることを防止できる車軸用軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の課題を解決するため、請求項1に係る発明の構成上の特徴は、内周部に複列の外輪軌道が形成された外輪と、
外周に内輪軌道が形成された内輪と、
軸方向一方側端部に半径方向外方に拡径するハブフランジ、中央外周部に内輪軌道、前記ハブフランジと軸方向に反対側の端部に前記内輪との嵌合部が形成されたハブ軸と、
前記外輪の一方の外輪軌道と前記ハブ軸の内輪軌道の間、および、前記外輪の他方の外輪軌道と前記内輪の内輪軌道の間で転動する2列の複数の転動体と、
前記2列の転動体を所定の間隔で保持する2個の保持器を有する車輪用軸受装置であって、前記ハブ軸の中心に軸方向の中空部を有し、前記中空部に前記ハブ軸の材料にくらべ延性が大きい材料からなる芯部材が内嵌されていることである。
【0009】
上記構成によると、想定を超える異常負荷が作用し、ハブ軸が内輪嵌合部と内輪軌道部の間で折損しても、芯部材はその大きな延性による変形を保って折損したハブ軸の両片を保持する。このため、折損したハブ軸が分離しにくく、内輪の内輪軌道とハブ軸の内輪軌道の間に過大なすきまや、中心軸のずれが生じる。前記過大すきまや、前記中心軸のずれによる異常回転によって、軸受部に異常な振動が発生し、運転者は異常を感知し車両を停止させることができる。
【0010】
上記の課題を解決するため、請求項2に係る発明の構成上の特徴は、前記芯部材の材質はアルミニウム合金からなることである。
【0011】
上記構成によると、強度がすぐれ、銅合金等にくらべ軽量かつ安価な材料を採用することにより、コストアップ、重量増加を極力押えて、芯部材の折損したハブ軸を保持する機能を満足することができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、自動車普及の後進国における劣悪な道路事情や、過積載や、乱暴な運転によって、想定を超える異常負荷が作用し、万一、ハブ軸が折損しても、折損したハブ軸が分離しにくく、車両の運転者が軸受部の異常な振動を感知し、車を停止させることにより、車輪が車体から外れることを防止できる車軸用軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の第1の実施形態の車軸用軸受装置の軸方向の断面図である。
【図2】本発明の第1の実施形態の車軸用軸受装置の作用の説明図である。
【図3】従来例の車軸用軸受装置の軸方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【0015】
図1は、本発明の第1の実施形態の車軸用軸受装置の軸方向の断面図である。
図1において車軸用軸受装置1は、内周部に複列の外輪軌道11a、11bが形成された外輪11と、外周に内輪軌道12aが形成された内輪12と、外周部中央に内輪軌道13a、が形成されたハブ軸13と、前記外輪11の一方の外輪軌道11aと前記内輪12の内輪軌道12aの間、および、前記外輪11の他方の外輪軌道11bと前記ハブ軸13の内輪軌道13aの間で転動する2列の複数の転動体としての玉14と、前記2列の複数の玉14を所定の間隔で保持する2個の保持器15を有する。
【0016】
内輪12は円環状で、外周部中央に内輪軌道12a、一方側の外周部に小外径面12d、他方の外周部に大外径面12cが形成され、内周部に内輪軌道12aと同心の内径面12bを有している。また、内径面12bから半径方向外方に小外径面12dに向けて小端面12eが、前記小外径面に向けて延在している。
【0017】
ハブ軸13は軸方向一方側端部に半径方向外方に拡径して車輪が取付けられるハブフランジ13bが設けられ、ハブフランジ13bと軸方向に反対側の端部に内輪軌道13aと同心に、内輪12の内径面12bとの嵌合部13cが形成されている。また、ハブ軸13には、内輪軌道13aと同心に、軸方向の中空穴13dが形成され、中空穴13dの両端部には半径方向外方に延在する平坦な側面13eが形成されている。側面13eの外径寸法は後述の芯部材16のフランジ16b、16cの外径寸法より大きい。
【0018】
中空穴13dには材質が例えばJISA2011等のアルミニウム合金からなる円筒形状の芯部材16が内嵌され、芯部材16の両端部の拡径されたフランジ16b、16cが中空穴13dの両端の側面13e、13fを挟み込み、ハブ軸13と芯部材16が係止されている。
【0019】
図2は、本発明の第1の実施形態の車軸用軸受装置の作用の説明図である。
車軸用軸受装置1は外輪11が車体18にボルト18aで固定され、ハブ軸13のハブフランジ13bが車輪17にボルト17aで固定されている。すなわち車輪17は車軸用軸受装置1を介して車体18に回転自在に取付けられている。
【0020】
車軸用軸受装置1には路面から車輪17を経由して軸方向のモーメント荷重が作用する。劣悪な道路状況や乱暴な運転によって、路面から車輪17を経由して車軸用軸受装置1に異常なモーメント荷重が作用した場合、ハブ軸13の内輪12との嵌合部13cの付け根部13gの曲げ応力が許容応力を上回り、ハブ軸13は折損し、内輪12を外嵌した内輪嵌合部側ハブ軸13Aと、内輪軌道13aを含む軌道側ハブ軸13Bの2つの部分に分離することがある。
【0021】
このとき、延性の大きい材質からなる芯部材16は軸方向に伸長する永久変形によって軸方向に間隔をもった状態で、内輪嵌合部側ハブ軸13Aと軌道側ハブ軸13Bを繋ぎとめ、車軸用軸受装置1の瞬時の分解を防止する。この時、内輪12の内輪軌道12aとハブ軸13の内輪軌道13aの間隔は前記軸方向の間隔に等しい量だけ広がり、軸受にとって過大すきまとなる。また、モーメント荷重が作用すると、内輪嵌合部側ハブ軸13Aの中心軸と軌道側ハブ軸13Bの中心軸の間にずれや傾きが生じる。
【0022】
上述の状態で車輪17が回転すると、車軸用軸受装置1に作用するモーメント荷重による、外輪11とハブ軸13の間での大きな振れ回りによって、異常振動や異音が発生する。車両の運転者は前記異常振動や異音を感知し、車両を停車させることが可能となり、車輪17が車体18から外れることを回避させることができる。
【0023】
また、芯部材16はアルミニウム合金であり、安価、かつ重量増加を極力押えたうえで上記の作用、効果を得ることができるが、前記芯部材は銅等他の延性材料であっても良い。
【0024】
第1の実施形態の車軸用軸受装置1は複列の複数の転動体14は玉であるが、本発明では、転動体が円すいころ等のころである車軸用軸受装置であっても良い。
【符号の説明】
【0025】
1、100 ‥ 車軸用軸受装置
11、101 ‥ 外輪(外輪部材)
11a、11b‥ 外輪軌道
12、102 ‥ 内輪(内輪部材)
12a、13a‥ 内輪軌道
13、103 ‥ ハブ軸
13b ‥ ハブフランジ
13c ‥ 嵌合部
13d ‥ 中空穴
14 ‥ 玉(転動体)
15 ‥ 保持器
16、106 ‥ 芯部材(連結部材)
17 ‥ 車輪
18 ‥ 車体

【特許請求の範囲】
【請求項1】
内周部に複列の外輪軌道が形成された外輪部材と、
外周に内輪軌道が形成された内輪部材と、
軸方向一方側端部にドライブシャフト連結部または半径方向外方に拡径するハブフランジ、中央外周部に内輪軌道、前記ドライブシャフト連結部またはハブフランジと軸方向に反対側の端部に前記内輪部材との嵌合部が形成されたハブ軸と、
前記外輪部材の一方の外輪軌道と前記ハブ軸の内輪軌道の間、および、前記外輪部材の他方の外輪軌道と前記内輪部材の内輪軌道の間で転動する2列の複数の転動体と、
前記2列の転動体を所定の間隔で保持する2個の保持器を有する車輪用軸受装置であって、前記ハブ軸の中心に軸方向の中空部を有し、前記中空部に前記ハブ軸の材料にくらべ延性が大きい材料からなる芯部材が内嵌されていることを特徴とする車軸用軸受装置。
【請求項2】
前記芯部材の材質はアルミニウム合金であることを特徴とする請求項1に記載の車軸用軸受装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2012−245807(P2012−245807A)
【公開日】平成24年12月13日(2012.12.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−116743(P2011−116743)
【出願日】平成23年5月25日(2011.5.25)
【出願人】(000001247)株式会社ジェイテクト (7,053)
【Fターム(参考)】