特許ウォッチ

公開番号2025097633
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-01
出願番号2023213934
出願日2023-12-19
発明の名称車輪用軸受装置
出願人NTN株式会社
代理人弁理士法人矢野内外国特許事務所
主分類F16C 19/18 20060101AFI20250624BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】転がり疲れ寿命および剛性等の機械的特性を適正な範囲に設定するとともに、低トルク化および軽量化を図ることができる車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】車輪用軸受装置1においては、外輪2のインナー側端部における外径aと、ハブフランジ3bのフランジ面3kと内輪4のインナー側端面4bとの軸方向距離bとが、(a/b)>1.2の関係を満たし、アウター側ボール列6を構成するボール7のピッチ円直径PCDoと、インナー側ボール列を構成するボール7のピッチ円直径PCDiとが、PCDo<PCDiの関係を満たす。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
軸方向一端側に第１外側軌道面が形成され、前記第１外側軌道面よりも軸方向他端側に第２外側軌道面が形成される外方部材と、
車輪を取り付けるためのハブフランジを軸方向一端側に有し、前記第１外側軌道面に対向する第１内側軌道面が形成されるハブ輪と、前記ハブ輪の軸方向他端側に嵌合され、前記第２外側軌道面に対向する第２内側軌道面が形成される内輪とからなる内方部材と、
前記第１外側軌道面と前記第１内側軌道面との間に転動自在に収容される第１転動体と、
前記第２外側軌道面と前記第２内側軌道面との間に転動自在に収容される第２転動体と、を備える車輪用軸受装置であって、
前記外方部材の軸方向他端部における外径ａと、前記ハブフランジのフランジ面と前記内輪の軸方向他端側面との軸方向距離ｂとが、
（ａ／ｂ）＞１．２
の関係を満たし、
前記第１転動体のピッチ円直径ＰＣＤｏと、前記第２転動体のピッチ円直径ＰＣＤｉとが、
ＰＣＤｏ＜ＰＣＤｉ
の関係を満たすことを特徴とする車輪用軸受装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１内側軌道面の曲率半径Ｒｏｉが前記第１転動体の径Ｄｏの５１％～５３％の大きさであり、
前記第２内側軌道面の曲率半径Ｒｉｉが前記第２転動体の径Ｄｉの５１％～５３％の大きさであり、
前記第１外側軌道面の曲率半径Ｒｏｏが前記第１転動体の径Ｄｏの５２％～５４％の大きさであり、
前記第２外側軌道面の曲率半径Ｒｉｏが前記第２転動体の径Ｄｉの５２％～５４％の大きさである請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記第１外側軌道面と前記第１内側軌道面との間に収容される前記第１転動体の数Ｚｏと、前記第２外側軌道面と前記第２内側軌道面との間に収容される前記第２転動体の数Ｚｉとは同じである請求項２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記第１転動体の径Ｄｏと、前記第２転動体の径Ｄｉとが、
０．３５ｍｍ＜（Ｄｉ－Ｄｏ）＜０．８０ｍｍ
の関係を満たす請求項２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記第１転動体の前記第１内側軌道面に対する接触角αｏと、前記第２転動体の前記第２内側軌道面に対する接触角αｉとが、
αｏ≧αｉ
の関係を満たす請求項２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項６】
前記第２内側軌道面における前記第２転動体との接触点と、前記前記第２転動体の中心とを通る直線Ｌｉが、前記内輪の前記ハブ輪に対する嵌合面を通過する請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項７】
前記第１外側軌道面と前記第１内側軌道面との間に収容される前記第１転動体の数Ｚｏと、前記第２外側軌道面と前記第２内側軌道面との間に収容される前記第２転動体の数Ｚｉとは同じであり、
前記第１転動体の径Ｄｏと、前記第２転動体の径Ｄｉとが、０．３５ｍｍ＜（Ｄｉ－Ｄｏ）＜０．８０ｍｍの関係を満たし、
前記第１転動体の前記第１内側軌道面に対する接触角αｏと、前記第２転動体の前記第２内側軌道面に対する接触角αｉとが、αｏ≧αｉの関係を満たし、
前記フランジ面と、前記フランジ面に取り付けられるホイールの軸方向における中心位置との軸方向距離であるホイール中心距離Ｗｃと、
前記フランジ面と、前記第１転動体と前記第２転動体とのスパン中心との軸方向距離であるスパン中心距離Ｂｃと、
前記第１転動体の前記第１内側軌道面に対する接触角αｏと、
前記第２転動体の前記第２内側軌道面に対する接触角αｉとが、
（Ｂｃ－Ｗｃ）≦（－０．５７×（αｏ－αｉ）＋７．１５ｍｍ）
の関係を満たす請求項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。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、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車輪用軸受装置が知られている。
【０００３】
近年、車輪用軸受装置が用いられる車両においては、省エネおよび脱炭素といった社会的背景から燃料規制が課せられており、電動化の流れが進んでいる。今後、普及の拡大が見込まれる、車載バッテリーを主要な動力源とする電気自動車においては、ガソリン車に比べると車両重量が大きくなって、軸重が増加する傾向にある。
【０００４】
一般的に、軸重が増加すると、車輪用軸受装置の回転トルクは上昇し、強度の観点からは車輪用軸受装置をサイズアップさせる必要がある。例えば、電気自動車に用いられる車輪用軸受装置は、ハブ輪におけるハブフランジのフランジ面とハブ輪に嵌合される内輪の軸方向端面との軸方向距離よりも、外輪の軸方向端部における外径が大きくなる幅狭大径化の傾向にあって、ガソリン車に用いられる車輪用軸受装置に対して重量が増大している。従って、電気自動車に用いられる車輪用軸受装置においては、低トルク化および軽量化が求められている。
【０００５】
特許文献１においては、インナー側の転動体列における転動体のピッチ円直径をアウター側の転動体列における転動体のピッチ円直径よりも大きく形成し、インナー側の転動体列における転動体の径をアウター側の転動体列における転動体の径よりも大きく形成した車輪用軸受装置について、外輪と内輪との軌道面における溝底側および肩側の軌道面曲率半径を、軌道面における転動体の接触部周辺の軌道面曲率半径よりも大きく形成している。
【０００６】
このような構成により、転がり疲れ寿命およびモーメント剛性を確保しつつ、転動体の転動面におけるエッジロードの発生を抑えて、車輪用軸受装置の耐久性向上を図っている。しかし、特許文献１には、転動体の径、転動体数、転動体の軌道面に対する接触角等の具体的な数値は記載されておらず、これらの数値によっては、転がり疲れ寿命およびモーメント剛性を十分に得ることが困難になるおそれがある。
【０００７】
また、特許文献１においては、アウター側の転動体列における転動体のピッチ円直径がインナー側の転動体列における転動体のピッチ円直径よりも大きく形成された車輪用軸受装置が記載されている。
【０００８】
ガソリン車に用いられる車輪用軸受装置においては、ハブ輪におけるハブフランジのフランジ面とハブ輪に嵌合される内輪の軸方向端面との軸方向距離よりも、内輪の軸方向端部における外径が小さいまたは同等のものが多く、限られた空間で十分な転がり疲れ寿命および剛性を確保するためには、特許文献１に記載されているような、アウター側の転動体のピッチ円直径がインナー側の転動体のピッチ円直径よりも大きい構造がより適切である。
【０００９】
一方、軸重の増大に伴って幅狭大径化が進む電動自動車用の車輪用軸受装置においては、インナー側の転動体のピッチ円直径を大きく形成することが可能であるため、アウター側の転動体のピッチ円直径をインナー側の転動体のピッチ円直径よりも大きくまたは同等に形成すると、アウター側の転がり疲れ寿命および剛性等の機械的特性が必要以上に向上する場合がある。
【００１０】
また、車輪用軸受装置が幅狭大径化すると、ハブフランジのフランジ面から、フランジ面に取り付けられるホイールの中心位置までの軸方向距離が大きくなる傾向にあり、加えて電動自動車の軸重が大きいことから、車輪用軸受装置に発生するモーメント荷重および回転トルクが増加し易くなる。さらに、軸重が大きくなると、転動体のピッチ円直径、転動体の径、および転動体数を大きくする必要があるため、車輪用軸受装置の重量は増加し易くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許