JP2003054203A - 車輪用軸受ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 取付フランジ１３の取付面３０に固定したロ
ータ２の振れを抑えて、制動時に生じるジャダーを抑え
る。 【解決手段】 上記取付フランジ１３の円周方向複数個
所に、取付孔１４ａを形成する。これら各取付孔１４ａ
の内周面の軸方向片側部分に、外径側に凹入する凹溝３
２を、全周に亙り形成する。上記各取付孔１４ａに、ス
タッド９の基端部に設けたセレーション部１５を圧入す
る。このセレーション部１５を圧入した状態で、上記凹
溝３２の軸方向両端縁のうち、上記取付面３０側の端縁
を、上記セレーション部１５よりも上記取付面３０側に
位置させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車の車輪並
びにロータ或はドラム等の制動用回転体を支持する為の
車輪用軸受ユニットの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の車輪を構成するホイール１及び
制動装置であるディスクブレーキを構成するロータ２
は、例えば図５に示す様な構造により、懸架装置を構成
するナックル３に回転自在に支承している。即ち、この
ナックル３に形成した円形の支持孔４部分に、車輪用軸
受ユニット５を構成する、使用時にも回転しない静止輪
である外輪６を、複数本のボルト７により固定してい
る。一方、上記車輪用軸受ユニット５を構成するハブ８
に上記ホイール１及びロータ２を、複数本のスタッド９
と結合部材であるナット１０とにより結合固定してい
る。

【０００３】静止側周面である上記外輪６の内周面に
は、それぞれが静止側軌道である複列の外輪軌道１１
ａ、１１ｂを、外周面には結合フランジ１２を、それぞ
れ形成している。この様な外輪６は、この結合フランジ
１２を上記ナックル３に、上記各ボルト７で結合する事
により、このナックル３に対し固定している。

【０００４】これに対して、上記ハブ８の外周面の一部
で、上記外輪６の外端開口（軸方向に関して外とは、自
動車への組み付け状態で幅方向外側となる部分を言い、
各図の右側。反対に、自動車への組み付け状態で幅方向
中央側となる、各図の左側を、軸方向に関する内と言
う。）から突出した部分には、取付フランジ１３を形成
している。上記ホイール１及びロータ２は、この取付フ
ランジ１３の片側面（図示の例では外側面）に設けた取
付面３０に結合固定している。この為に、上記取付フラ
ンジ１３の円周方向複数個所で、上記ハブ８の中心軸α
をその中心とする同一円周上には、それぞれ上記取付フ
ランジ１３の両側面を貫通する取付孔１４を形成してい
る。又、上記各スタッド９の基端部（図５の左端部）の
外周面にセレーション部１５を、先半部（図５の右半
部）の外周面に雄ねじ部１６を、それぞれ形成してい
る。そして、上記各スタッド９のセレーション部１５を
上記各取付孔１４の内周面に圧入する事により、上記各
スタッド９の基端部を上記取付フランジ１４に、この取
付フランジ１４に対する回転を阻止した状態で固定して
いる。

【０００５】そして、上記取付面３０に上記ロータ２を
重ね合わせ、更に、このロータ２の片側面に上記ホイー
ル１を重ね合わせている。この状態で上記各スタッド９
の先端部を、上記ホイール１及びロータ２にそれぞれ設
けた通孔２７、２８に挿通して、上記ホイール１の片側
面から突出させている。そして、このホイール１の片側
面から突出させた、上記スタッド９の先端部に設けた雄
ねじ部１６にナット１０を螺合し、更に緊締している。
この構成により、上記ホイール１及びロータ２は、上記
取付フランジ１３の取付面３０に結合固定される。

【０００６】又、回転側周面である上記ハブ８の中間部
外周面で、上記複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂのうちの
外側の外輪軌道１１ａに対向する部分には、回転側軌道
である内輪軌道１７ａを形成している。更に、上記ハブ
８の内端部外周面に形成した小径段部１８に、上記ハブ
８と共に回転部材１９を構成する、内輪２０を外嵌固定
している。そして、やはり回転側周面であるこの内輪２
０の外周面に形成した、やはり回転側軌道である内輪軌
道１７ｂを、上記複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂのうち
の内側の外輪軌道１１ｂに対向させている。

【０００７】これら各外輪軌道１１ａ、１１ｂと上記各
内輪軌道１７ａ、１７ｂとの間には、それぞれが転動体
である玉２１、２１を複数個ずつ、それぞれ保持器２
６、２６により保持した状態で転動自在に設けている。
この構成により、背面組み合わせである複列アンギュラ
型の玉軸受を構成し、上記外輪６の内側に上記回転部材
１９を、回転自在に、且つ、ラジアル荷重及びスラスト
荷重を支承自在に支持している。尚、上記外輪６の両端
部内周面と、上記ハブ８の中間部外周面及び上記内輪２
０の内端部外周面との間には、それぞれシールリング２
２ａ、２２ｂを設けて、上記各玉２１、２１を設けた内
部空間と外部とを遮断している。更に、図示の例は、駆
動輪（ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、４ＷＤ
車の全輪）用の車輪用軸受ユニット５である為、上記ハ
ブ８の中心部に、スプライン孔２３を形成している。そ
して、このスプライン孔２３に、等速ジョイント２４に
付属のスプライン軸２５を挿入している。

【０００８】上述の様な車輪用転がり軸受ユニット５の
使用時には、図５に示す様に、外輪６をナックル３に固
定すると共に、ハブ８の取付フランジ１３に、図示しな
いタイヤを組み合わせたホイール１及び制動用回転体で
あるロータ２を固定する。又、このうちのロータ２と、
上記ナックル３に固定した、図示しないサポート及びキ
ャリパとを組み合わせて、制動用のディスクブレーキを
構成する。制動時には、上記ロータ２を挟んで設けた１
対のパッドを、このロータ２の両側面に押し付ける。

【０００９】一方、自動車の制動時にしばしば、ジャダ
ーと呼ばれる、不快な騒音を伴う振動が発生する事が知
られている。この様な振動の原因としては、ロータ２の
側面とパッドのライニングとの摩擦状態の不均一等、各
種の原因が知られているが、上記ロータ２の振れも、大
きな原因となる事が知られている。即ち、制動用摩擦面
であるこのロータ２の側面はこのロータ２の回転中心α
に対して、本来直角となるべきものであるが、不可避な
製造誤差等により、完全に直角にする事は難しい。この
結果、自動車の走行時に上記ロータ２の側面は、多少と
は言え、回転軸方向（図５の左右方向）に振れる事が避
けられない。この様な振れ（図５の左右方向への変位
量）が大きくなると、制動の為に１対のパッドのライニ
ングを上記ロータ２の両側面に押し付けた場合に、上記
ジャダーが発生する。又、上記取付フランジ１３の側面
にドラムブレーキを構成するドラムを固定した場合に
は、制動用摩擦面であるこのドラムの内周面がこのドラ
ムの回転中心に対して完全に平行でなければ、このドラ
ムの内周面にシューを押し付けた場合に、やはりジャダ
ーの如き振動が発生する。

【００１０】この様な原因で発生するジャダーを抑える
為には、上記ロータ２の側面の軸方向の振れ（アキシア
ル振れ）、又は上記ドラムの内周面の径方向の振れを抑
える（向上させる）事が重要となる。そして、この振れ
を抑える為には、上記ハブ８の回転中心αに対する取付
フランジ１３の片側面である取付面３０の直角度を向上
させると共に、この取付面３０の形状精度を十分に確保
する事が重要となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】但し、この取付面に上
記ロータ２等の制動用回転体を固定すべく、上記取付フ
ランジ１３に設けた複数の取付孔１４に前記複数のスタ
ッド９の外周面に設けたセレーション部１５を圧入する
のに伴い、上記取付フランジ１３の取付面で上記各取付
孔１４の端部近傍部分が、凸方向に変形する可能性があ
る。そして、この変形により、上記取付面に結合固定し
た、ロータ２等の制動用回転体の制動用摩擦面の振れが
大きくなりがちになる。

【００１２】これに対して、特開平１１−２９４４２５
号公報には、取付フランジにスタッドを固定する事に伴
う、この取付フランジの取付面の変形に就いて考慮した
技術が記載されている。図６は、この公報に記載された
従来技術を示している。この従来技術の場合、スタッド
９の基端部外周面に形成したセレーション部１５を、取
付孔１４の軸方向中間部に位置させている。より具体的
には、取付フランジ１３の両側面から上記セレーション
部１５の端縁までの距離を、それぞれこの取付フランジ
１３の厚さの１３％を越えた長さ分確保している。又、
上記取付孔１４の軸方向両端部に、断面が直線である面
取り２９、２９を形成している。

【００１３】但し、この様な従来技術による場合でも、
上記取付フランジ１３の取付面３０に固定した、ロータ
２等の制動用回転体の制動用摩擦面の振れを、未だ十分
に抑えられない可能性がある。即ち、上述した従来技術
の場合、上記取付フランジ１３の両側面から上記セレー
ション部１５の端縁までの距離を所定値を越えた長さ分
確保すると共に、上記取付孔１４の軸方向両端部に面取
り２９、２９を形成している為、上記セレーション部１
５の圧入に伴って上記取付面３０が変形するのを、或る
程度抑えられる。但し、この様な従来技術の場合、上記
セレーション部１５を上記取付孔１４に圧入するのに伴
い上記取付フランジ１３の一部に生じる変形を吸収する
事に就いての考慮は不十分である。この為、上記取付孔
１４に上記セレーション部１５を圧入した場合には、図
７に二点鎖線で示す様に、上記取付フランジ１３の一部
で上記取付孔１４の内周面と上記セレーション部１５と
の嵌合部付近に生じる変形に基づいて、上記取付面３０
の一部で上記取付孔１４の端部近傍が、多少なりとも変
形する可能性がある。従って、上記従来技術による場合
でも、上記取付面３０の面精度を十分に確保できず、こ
の取付面３０に固定した制動用回転体の振れを十分に抑
える事ができない可能性がある。

【００１４】又、上記従来技術で、上記取付面３０の変
形を抑えるべく上記取付フランジ１３の両側面から上記
セレーション部１５の端縁までの距離を大きくし過ぎる
と、上記取付孔１４の内周面と上記セレーション部１５
との嵌合長さが不足して、上記取付フランジ１３に対す
る上記スタッド９の回転を阻止できない可能性がある。
この場合には、このスタッド９の雄ねじ部１６にナット
１０を螺合し、緊締しようとした場合に、上記スタッド
９が上記ナット１０と共に回転して、このスタッド９に
上記ナット１０を結合する作業が難しくなる。この為、
上記取付面３０の変形を抑えるべく上記取付フランジ１
３の両側面から上記セレーション部１５の端縁までの距
離を大きくする事は、上記取付孔１４の内周面とセレー
ション部１５との嵌合強度を確保する面から限界があ
る。本発明の車輪用軸受ユニットは、この様な事情に鑑
みて発明したものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の車輪用軸受ユニ
ットは、前述した従来構造と同様に、静止側軌道を有
し、使用時にも回転しない静止輪と、回転側軌道を有
し、使用時に回転する回転部材と、この回転部材の外周
面に設けられた取付フランジと、この取付フランジを軸
方向に貫通する状態で形成された取付孔と、上記静止側
軌道と回転側軌道との間に設けられた複数個の転動体
と、基端部外周面にセレーション部を有し、このセレー
ション部を上記取付孔に圧入する事により、上記取付フ
ランジに固定されたスタッドとを備える。そして、使用
時に、このスタッド及びこのスタッドに結合した結合部
材により制動用回転体を、上記取付フランジの片側面に
設けた取付面に重ね合わせる状態で結合固定する。

【００１６】特に、本発明の車輪用軸受ユニットに於い
ては、上記取付孔の内周面の軸方向中間部に、外径側に
凹入する凹溝を、全周に亙り形成している。そして、好
ましくは、この凹溝の軸方向両端縁のうち、上記取付面
側の端縁が、上記セレーション部よりもこの取付面側に
位置している。

【００１７】

【作用】上述の様に構成する本発明の車輪用軸受ユニッ
トによれば、スタッドの基端部外周面に設けたセレーシ
ョン部を取付フランジに形成した取付孔に圧入する事に
伴ってこの取付フランジの一部に生じる変形を、上記取
付孔の内周面に形成した凹溝により吸収できる。この
為、上記取付フランジに生じる変形がこの取付フランジ
の片側面に設けた取付面に迄及びにくくなる。従って、
この取付面の面精度を、ジャダー発生に影響を及ぼさな
い程度に十分に確保できる。この結果、上記取付面に固
定した制動用回転体の制動用摩擦面の振れを小さく抑え
る事ができる。しかも本発明によれば、上記取付孔の内
周面と上記セレーション部との嵌合長さを十分に確保で
きる為、上記スタッドの回り止めを確実にして、このス
タッドと結合部材との結合作業を容易に行なえる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１〜３は、本発明の実施の形態
の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、回転部材
１９を構成するハブ８の外周面に設けた取付フランジ１
３の片側面である、取付面３０の面精度を十分に確保し
て、この取付面３０に結合固定する制動用回転体の振れ
を抑えるべく、上記取付フランジ１３に対するスタッド
９の結合部の構造に工夫した点にある。その他の車輪用
軸受ユニット５の基本的構成及び作用に就いては、前述
の図５に示した従来構造と同様である為、重複する説明
は省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中
心に説明する。

【００１９】内輪２０と共に回転部材１９を構成する、
ハブ８の外周面には、車輪を構成するホイール１、及
び、制動用回転体であるロータ２或はドラムを固定する
為の取付フランジ１３を設けている。この取付フランジ
１３の円周方向複数個所で、上記ハブ８の回転中心αを
その中心とする同一円周上には、それぞれ取付孔１４ａ
を形成し、これら各取付孔１４ａに、それぞれスタッド
９の基端部を圧入固定している。これら各スタッド９
は、その基端面に鍔部３１を、外周面の基端寄り部分に
セレーション部１５を、同じく先半部にナット１０を固
定する為の雄ねじ部１６を、それぞれ形成している。

【００２０】特に、本発明の場合には、上記各取付孔１
４ａの内周面で上記ロータ２等の制動用回転体を固定す
る為の取付面３０側の半部（図１〜３の右半部）に、外
径側に凹入する凹溝３２を、全周に亙り形成している。
又、上記各取付孔１４ａの軸方向両端部に、それぞれ断
面形状が直線である（摺鉢状の）、面取り２９、２９を
形成している。そして、上記各取付孔１４ａの軸方向中
間部の内径ｄ_14a （図３）を、上記セレーション部１５
の歯先円の直径Ｄ₁₅（図２）よりも小さくしている（ｄ
_14a ＜Ｄ₁₅）。

【００２１】又、本例の場合には、上記セレーション部
１５の軸方向外端縁（図１、２の右端縁）と上記雄ねじ
部１６の軸方向内端縁（図１、２の左端縁）との間部分
に、先端側（図１、２の右側）に向かう程その外径が小
さくなる方向に傾斜した円すい面部３３を設けて、上記
雄ねじ部１６の外径Ｄ₁₆（図２）を上記セレーション部
１５の歯底円の直径Ｄ₁₅´（図２）よりも小さくしてい
る（Ｄ₁₆＜Ｄ₁₅´）。

【００２２】そして、前記各スタッド９を上記各取付孔
１４ａに、内側から外側（図１〜３の左から右）に挿通
し、上記セレーション部１５を上記取付孔１４ａに圧入
すると共に、前記鍔部３１の片側面を上記取付フランジ
１３の内側面（図１〜３の左側面）に突き当てている。
又、この状態で、上記凹溝３２の軸方向両端縁のうち、
前記ロータ２側の端縁である軸方向外端縁（図１〜３の
右端縁）を、上記セレーション部１５の軸方向外端縁よ
りも軸方向外側に位置させており、且つ、上記凹溝３２
の軸方向内端縁（図１〜３の左端縁）を、上記セレーシ
ョン部１５の軸方向外端縁よりも軸方向内側に位置させ
ている。尚、上記取付孔１４ａの軸方向外端部で、上記
凹溝３２よりも取付面３０側部分の内径を、上記セレー
ション部１５の歯先円の直径Ｄ₁₅以上とすれば、上記凹
溝３２の軸方向外端縁を、このセレーション部１５の軸
方向外端縁よりも、軸方向内側に位置させても良い。

【００２３】上述の様に構成する本発明の車輪用軸受ユ
ニットの場合、各取付孔１４ａの内周面の軸方向中間部
に凹溝３２を形成している為、取付フランジ１３の取付
面３０の面精度を十分に確保できる。即ち、上記セレー
ション部１５を上記各取付孔１４ａに、内側から外側に
圧入すると、図３に二点鎖線で示す様に、上記取付フラ
ンジ１３の一部で、上記取付孔１４ａの内周面とセレー
ション部１５との嵌合部付近が変形する。そして、上記
取付孔１４ａの内周面のうち、上記凹溝３２よりも軸方
向内側に外れた部分が軸方向外側に向け押し出される。
本発明の場合には、この様に上記取付フランジ１３の一
部が変形した場合でも、この変形を上記凹溝３２部分で
吸収し、上記取付フランジ１３の一部で上記凹溝３２よ
りも軸方向外側部分に変形を生じにくくできる。従っ
て、上記取付フランジ１３に生じる変形がこの取付フラ
ンジ１３の取付面３０に迄及びにくくなって、この取付
面３０の面精度を、ジャダー発生に影響を及ぼさない程
度に十分に確保できる。従って、この取付面３０に固定
したロータ２等の制動用回転体の制動用摩擦面の振れを
小さく抑えて、制動時に発生する不快な騒音や振動を十
分に抑制できる。しかも、本発明によれば、上記取付孔
１４ａの内周面と上記セレーション部１５との嵌合長さ
を十分に確保できる為、前記スタッド９の回り止めを確
実にして、このスタッド９とナット１０との結合作業を
容易に行なえる。

【００２４】又、本発明の場合には、上記取付孔１４ａ
の軸方向両端部に面取り２９、２９を形成している為、
上記取付フランジ１３に生じる変形をこの取付フランジ
１３の取付面３０に迄、より及びにくくできる。尚、本
例の場合と異なり、上記各取付孔１４ａの軸方向両端部
に、断面が直線である面取り２９、２９を形成せず、そ
の代わりに、上記取付面３０の一部で上記各取付孔１４
ａを囲む部分に円形の凹部を、この凹部の軸方向外端縁
が上記取付面３０に達する状態で、即ち、座ぐりとして
形成する事もできる。この様に上記各取付孔１４ａの開
口周囲部分に凹部を形成した場合も、上記セレーション
部１５を上記各取付孔１４ａに圧入する事に伴って上記
取付フランジ１３に生じる変形を上記取付面３０に迄、
更に及びにくくできる。尚、この場合、上記取付フラン
ジ１３に設けた取付孔１４ａに上記スタッド９を圧入す
るのに伴って上記取付フランジ１３に生じる変形が、上
記取付面３０に迄及びにくくする作用をより十分に得る
為に、上記凹溝の内径を、上記各スタッド９のセレーシ
ョン部１５の歯先縁の直径Ｄ₁₅よりも大きく（好ましく
は０．５mm以上大きく）する。

【００２５】又、本例の場合には、上記取付孔１４ａに
上記セレーション部１５を圧入した状態で、上記凹溝３
２の軸方向内端縁を、上記セレーション部１５の軸方向
外端縁よりも軸方向内側に位置させている。但し、本発
明では、上記凹溝３２の軸方向内端縁を、上記セレーシ
ョン部１５の軸方向外端縁よりも軸方向外側に位置させ
る事もできる。

【００２６】次に、図４は、本発明の実施の形態の第２
例を示している。上述した第１例の場合には、ハブ８の
外周面に１個の内輪２０を外嵌固定した構造に本発明を
適用したものに就いて示したが、本例の場合には、ハブ
８ａの外周面に１対の内輪２０、３４を外嵌固定した構
造に本発明を適用している。即ち、本例の場合には、ハ
ブ８ａの外周面に１対の内輪３４、２０を外嵌固定する
と共に、これら各内輪３４、２０の外周面に形成した内
輪軌道１７ａ、１７ｂを、外輪６の内周面に形成した外
輪軌道１１ａ、１１ｂに対向させている。そして、これ
ら外輪軌道１１ａ、１１ｂと上記内輪軌道１７ａ、１７
ｂとの間に、それぞれ複数個ずつの玉２１、２１を転動
自在に設けている。そして、上記ハブ８ａの外周面に設
けた取付フランジ１３の円周方向複数個所に設けた取付
孔１４ａの内周面の一部に、外径側に凹入する凹溝３２
を全周に亙り形成している。本例の場合には、上記１対
の内輪３４、２０とハブ８ａとが、回転部材１９を構成
する。その他の構成及び作用に就いては、上述した第１
例の場合と同様である為、重複する図示並びに説明は省
略する。

【００２７】尚、上述した各例では、使用時にも回転し
ない静止輪を外輪６とし、この外輪６の内側に、使用時
に回転する回転部材１９を設けた構造に就いて説明し
た。但し、本発明は、この様な構造に限定するものでは
なく、静止輪を内輪とすると共に、この内輪の周囲に回
転部材を設けた構造で実施する事もできる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の車輪用軸受ユニットは、以上に
述べた通り構成され作用するので、制動時に発生する不
快な騒音や振動を十分に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。

【図２】図１のＡ部拡大断面図。

【図３】本発明で、スタッドを取付孔に圧入する事に伴
い取付フランジの一部に変形が生じる状態を説明する為
の、図２のＢ部拡大図。

【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す断面図。

【図５】車輪用軸受ユニットの組み付け状態を示す断面
図。

【図６】従来構造の１例を示す、図５のＣ部拡大断面に
相当する図。

【図７】従来構造で、スタッドを取付孔に圧入する事に
伴い取付フランジの一部に変形が生じる状態を説明する
為の、図６のＤ部拡大断面に相当する図。

【符号の説明】

１ ホイール ２ ロータ ３ ナックル ４ 支持孔 ５ 車輪用軸受ユニット ６ 外輪 ７ ボルト ８、８ａ ハブ ９ スタッド １０ ナット １１ａ、１１ｂ 外輪軌道 １２ 結合フランジ １３ 取付フランジ １４、１４ａ 取付孔 １５ セレーション部 １６ 雄ねじ部 １７ａ、１７ｂ 内輪軌道 １８ 小径段部 １９ 回転部材 ２０ 内輪 ２１ 玉 ２２ａ、２２ｂ シールリング ２３ スプライン孔 ２４ 等速ジョイント ２５ スプライン軸 ２６ 保持器 ２７ 通孔 ２８ 通孔 ２９ 面取り ３０ 取付面 ３１ 鍔部 ３２ 凹溝 ３３ 円すい面部 ３４ 内輪

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静止側軌道を有し、使用時にも回転しな
   い静止輪と、回転側軌道を有し、使用時に回転する回転
   部材と、この回転部材の外周面に設けられた取付フラン
   ジと、この取付フランジを軸方向に貫通する状態で形成
   された取付孔と、上記静止側軌道と回転側軌道との間に
   設けられた複数個の転動体と、基端部外周面にセレーシ
   ョン部を有し、このセレーション部を上記取付孔に圧入
   する事により、上記取付フランジに固定されたスタッド
   とを備え、使用時に、このスタッド及びこのスタッドに
   結合した結合部材により制動用回転体を、上記取付フラ
   ンジの片側面に設けた取付面に重ね合わせる状態で結合
   固定する車輪用軸受ユニットに於いて、上記取付孔の内
   周面の軸方向中間部に、外径側に凹入する凹溝を、全周
   に亙り形成した事を特徴とする回転体支持装置。
2. 【請求項２】 凹溝の軸方向両端縁のうち、取付面側の
   端縁が、セレーション部よりもこの取付面側に位置して
   いる、請求項１に記載した車輪用軸受ユニット。