JP2005001591A - 転がり軸受装置およびその回転輪 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、かつ容易にブレーキディスクの振れを抑制する。
【解決手段】転がり軸受装置１の製造に際し、ハブ軸５のハブフランジ１０の厚肉部２４間に薄肉部２５を形成することで、その外周縁部にリム２８を形成するといった簡単な構成で、挿通孔２２それぞれにハブボルト２１を圧入した際でも、ハブフランジ１０における挿通孔２２の間の外周部相当領域が変形することを抑制し、ブレーキディスク１４の振れを効果的、かつ容易に抑制することができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輪を支持する転がり軸受装置およびその回転輪に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車輪を支持する転がり軸受装置は、車体側に非回転に支持される固定輪と、この固定輪に転動体を介して回転自在に支持される回転輪とを有する。この回転輪は、ブレーキディスクや車輪を取付けるための取付けフランジを有している。
【０００３】
取付けフランジに圧入されるボルトを介して組付けられたブレーキディスクの制動面に対して、ブレーキキャリパに組込まれたブレーキパッドが離着座自在とされ、ブレーキパッドがブレーキディスクに圧接することで車輪の回転が制動される。このように取付けフランジは、ブレーキディスクおよび車輪を取付ける部分であることから、所定の面振れ精度を必要とする。しかし取付けフランジにボルトを圧入すると、その圧入力によって取付けフランジのボルト間に応力歪が発生する。
【０００４】
このような歪が発生していることで、取付けフランジに所定の面振れ精度が確保できていない場合、制動時でなくてもブレーキディスクの制動面にブレーキパッドが摺接し、「ブレーキの引きずり」や結果として「ブレーキジャダ」が発生する。そこで「ブレーキの引きずり」や「ブレーキジャダ」を抑制するために、特許文献１に示す技術が提案されている。
【０００５】
この特許文献１では、ブレーキディスクおよび取付けフランジ（回転輪）それぞれの振れ量を測定し、両者の振れが相殺されるよう、両者の最大の振れ量部分と最小の振れ量部分とを周方向で合致させて組合わせる方法が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１−２８５４５３号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術では、ブレーキディスクおよび取付けフランジの両者を組合わせて振れを制御する方法であり、ブレーキディスクおよび取付けフランジそれぞれの振れ量を計測するための特別な装置を必要とする。また振れ量を測定した後両部材を組合せるとった、作業上の手間を必要とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の転がり軸受装置は、固定輪に転動体を介して軸心回りに回転輪を回転自在に配置し、回転輪は、固定輪に径方向で対向する軸部と、軸部の軸方向一部に径方向外方に延設して車輪を取付ける取付け面を有するフランジ部とを含み、このフランジ部に、互いに周方向に離隔した位置に軸方向に沿う挿通孔を形成し、これら挿通孔に、車輪を取付けるためのボルトが圧入され、フランジ部の、少なくとも挿通孔の間の外周部に硬化処理を施して補強部としている。
【０００９】
上記構成の転がり軸受装置において、車両の走行に伴なって、車輪とともに回転輪が軸心回りに回転し、ブレーキパッドがフランジ部の板面に取付けた車輪、すなわちブレーキディスクの板面に圧接されることで制動される。
【００１０】
そして、上記構成の転がり軸受装置では、フランジ部における挿通孔の間の領域に硬化処理を施した補強部を形成していることにより、挿入孔それぞれにボルトを圧入した後におけるフランジ部の取付け面の平面度が低下しないように管理している。
【００１１】
したがって、フランジ部の挿通孔にボルトを圧入した際に、挿通孔間のフランジ板面の変形が効果的に抑えられてフランジ部の板面に必要な平面度が確保されていることにより、フランジ部に車輪を取付けた際に車輪の振れが最小限に抑えられ、結果として車両の走行性が向上する。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態として、前記フランジ部の、少なくとも挿通孔の間の外周部に補強用のリムが形成されている。
【００１３】
このようなリムを形成した構成によれば、フランジ部の挿通孔にボルトを圧入した際に挿通孔間のフランジ部の板面の変形がいっそう効果的に抑えられ、フランジ部の板面に必要な平面度が確保されている。このことにより、フランジ部に車輪を取付けた際に車輪の振れが最小限に抑えられる。
【００１４】
本発明のさらに好ましい実施形態として、フランジ部の、挿通孔の間の領域における板厚を、フランジ部の他の部分に比べて薄く形成している。
【００１５】
この構成のように、フランジ部の板厚を薄くすることで回転輪の軽量化を図り、フランジ部の板厚を薄くすることに伴なう剛性の低下は、補強部を設けていることにより解消される。そしてフランジ部の、少なくとも挿通孔の間の外周部に硬化処理を施し、あるいはリムを形成し、あるいはリムを形成するとともにリムに硬化処理を施して補強部分を設けることにより、フランジ部の挿通孔にボルトを圧入した際に、挿通孔間のフランジ部の板面の変形が効果的に抑えられ、フランジ部の板面に必要な平面度が確保される。このことにより、フランジに車輪を取付けた際に車輪の振れが最小限に抑えられる。
【００１６】
上記各構成における転がり軸受装置は、アクスルシャフトに連結される駆動輪側の転がり軸受装置、あるいは従動輪側の転がり軸受装置を問うことなく、回転輪は何れの転がり軸受装置にも適用可能である。
【００１７】
上記構成のフランジ部は、車輪を取付ける部分であることから回転輪はハブ軸とも称され、このような回転輪を有する転がり軸受装置は、いわゆる内輪回転タイプ、外輪回転タイプの何れにも適用可能である。そしてこの場合、車輪とはブレーキパッドから直接制動されるブレーキディスクを含む概念である。
【００１８】
さらに回転輪は、その外周面に転動体の軌道面を直接有する構成を有して転動体を介して固定輪に組付けられる形式の転がり軸受装置、あるいは回転輪の周面に、回転輪とは別部材で、それ自体の周面に軌道面を有する軌道輪を嵌合して、転動体を介して固定輪に組付けられる形式の転がり軸受装置の、何れにも適用可能である。
【００１９】
本発明の転がり軸受装置の回転輪は、軸部と、この軸部の軸方向一端部に径方向外方に延設されて車輪を取付けるための取付け面を有するフランジ部とを含み、このフランジ部に、互いに周方向に離隔した位置に軸方向に沿う挿通孔を形成し、挿通孔それぞれに、車輪を取付けるためのボルトが軸方向に圧入されるとともに、固定輪に転動体を介して軸心回りに回転自在に組込まれ、フランジ部の、少なくとも挿通孔の間の外周部に硬化処理を施して補強部としている。
【００２０】
このような回転輪は、固定輪に転動体を介して回転自在に組込まれ、車両の走行に伴なって、回転輪は車輪とともに軸心回りに回転し、ブレーキパッドがフランジの板面に取付けた車輪、すなわちブレーキディスクの板面に圧接することで制動されるよう使用される。
【００２１】
そして、上記構成の転がり軸受装置の回転輪では、フランジにおける挿通孔の間の領域に所定の剛性を有する補強部を形成していることにより、フランジの挿通孔にボルトを圧入した際に挿通孔間のフランジ板面の変形が効果的に抑えられ、フランジの板面に必要な平面度が確保されている。このことにより、フランジに車輪を取付けて車輪が回転した際に、車輪の振れが最小限に抑えられ、結果として車両の走行性が向上する。
【００２２】
なお、上記各構成の回転輪は、いわゆる内輪回転タイプの転がり軸受装置、外輪回転タイプの転がり軸受装置の何れにも適用可能である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る転がり軸受装置を、車輪用転がり軸受装置を例に、図面を参照して説明する。図１は転がり軸受装置の全体構成を示す断面図、、図２はハブ軸の一部破断正面図、図３はハブ軸の単体斜視図である。
【００２４】
図１を参照して、符号１は転がり軸受装置の全体を示す。この転がり軸受装置１は、車両の従動輪に用いられる構成を示しており、非回転とされる外輪２と、複列の玉３，４と、ハブ軸５とを備える。
【００２５】
外輪２の外周面軸方向途中に、径方向外方に向けて突出した組付けフランジ６が形成され、外輪２は、この組付けフランジ６を介して車体に非回転に組付けられる。外輪２の内周面に軸方向に離隔した複列の外輪軌道面７ａ，７ｂが形成されている。複列の玉３，４は、それぞれ保持器８によって円周方向等配位置に保持されている。
【００２６】
ハブ軸５は、外輪２の径方向内方に挿通される軸部９と、この軸部９の軸方向一方側（車両アウタ側）に、径方向外方に突出するよう一体形成されたハブフランジ（フランジ部）１０とを有する。ハブフランジ１０は、軸部９の軸方向一方寄りに形成され一方の内輪軌道面１１ａの肩部から連続して形成されている。ハブフランジ１０の基部１３は、所定の軸方向の肉厚をもって軸部９に連続するよう形成されている。
【００２７】
ハブフランジ１０のさらに軸方向一方側に突出して車輪１５（ブレーキディスク１４を含む）を保持するための保持部１６が一体的に形成されている。この保持部１６は、その中心を軸方向に旋削することで所定の肉厚に形成されている。
【００２８】
ハブ軸５の軸方向他方側（車両アウタ側）の端部に小径部１７が形成されている。ハブ軸５は、小径部１７に外嵌された環状の内輪１８を有する。内輪１８の外周面に別の内輪軌道面１１ｂが形成されている。各列の玉３，４は内・外輪軌道面７ａ，７ｂ，１１ａ，１１ｂに、周方向に転動自在に嵌合されている。
【００２９】
軸部９の軸方向他方側の端部が径方向外方に拡径されるように、内輪１８の端面にかしめられてかしめ部２０が形成され、これによって軸受内部に所定量の予圧が付与されている。
【００３０】
図２に示すように、前記ハブフランジ１０は正面視円形に形成され、その板面の円周方向等配位置にハブボルト２１が圧入される複数個、図では５個の挿通孔２２を有している。これら挿通孔２２は、ハブフランジ１０の径方向外方寄りに形成されている。
【００３１】
ハブフランジ１０において、それぞれの挿通孔２２を含む周方向等配な所定領域Ｘが、図３に示すように、径方向に同一の厚みｔ１を有する厚肉部２４とされ、これら厚肉部２４の間の領域Ｙが薄肉部２５とされている。各厚肉部２４は、各挿通孔２２を周方向で含むのに充分な周方向幅を有する。なお厚肉部２４，薄肉部２５の厚みは、軸方向に沿う厚みであり、厚肉部２４，薄肉部２５とで厚薄の厚みを有する。
【００３２】
薄肉部２５は、挿通孔２２間の板面を径方向外方側に向けて順次深く切削することで形成されている。このため、薄肉部２５の底面２６は、ハブフランジ１０の径方向途中から径方向外方側に向けて下傾斜する傾斜面に形成されている。このような薄肉部２５を形成することにより、ハブフランジ１０における挿通孔２２の間の外周部相当領域に、リム２８が形成されている。したがって、リム２６は厚肉部２４の軸方向の厚みと等しい高さを有する。
【００３３】
上記構成の転がり軸受装置１において、車両の走行に伴なって、外輪２に玉３，４を介して軸心回りに回転自在に支持されているハブ軸５とともに、従動輪側の車輪１５が同時に軸心回りに回転する。
【００３４】
ところで、転がり軸受装置１の製造に際して、ハブ軸５のハブフランジ１０に厚肉部２４と薄肉部２５とを形成するとともに、厚肉部２４に挿通孔２２を軸方向に沿って形成し、その後、挿通孔２２それぞれに、ハブボルト２１をハブフランジ１０に非回転とするために圧入する。
【００３５】
この実施形態では、ハブ軸５のハブフランジ１０に薄肉部２５を形成することでハブ軸５の軽量化を図ることができる。またこのように軽量化を図ったうえで、ハブ軸５のハブフランジ１０における挿通孔２２の間の外周部相当領域に、リム２８を形成している。
【００３６】
そして、このリム２８によって、ハブ軸５の重量を大きくすることなく挿通孔２２の間の外周部相当領域の剛性を必要な値に設定することができる。したがって、ハブボルト２１をハブフランジ１０の挿通孔２２に圧入した場合であっても、ハブフランジ１０における挿通孔２２の間が変形することを効果的に、かつ簡単な構成でもって容易に抑制することができる。
【００３７】
ところで、ハブフランジ１０には、ブレーキディスク１４および車輪１５に形成した中心孔を保持部１６に挿通するようにしてブレーキディスク１４および車輪１５をハブフランジ１０の側面に重ね合わせ、ハブボルト２１に不図示のハブナットを螺着して組付けるようにする。
【００３８】
この実施形態では、上述のように、ハブボルト２１をハブフランジ１０の挿通孔２２に圧入した場合であっても、ハブフランジ１０における挿通孔２２の間が変形することが効果的に抑制されている。
【００３９】
このためハブフランジ１０における側面、すなわちブレーキディスク１４および車輪１５の取付け面の平面度が必要な精度、例えば０．００１ｍｍ以下に抑えられている。
【００４０】
したがって、ブレーキディスク１４および車輪１５をハブフランジ１０の側面に重ね合わせて取付けて回転した場合に、特にブレーキディスク１４の振れがほとんどない。このため、ブレーキの引きずりや、ブレーキジャダの発生を効果的に抑制することができる。
【００４１】
本発明の他の好ましい実施形態を、図４および図５を参照して説明する。図５は転がり軸受装置の全体構成を示す断面図、図５はハブ軸の一部破断正面図である。なお、上記実施形態と同様の機能を有する構成部品には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
上記実施形態との構成上の相違を説明すると、この実施形態では、ハブフランジ１０に、上記実施形態で示した厚肉部２４を形成することなく、ハブフランジ１０の外周部分を残して底面２６を傾斜面とした構成とした点である。したがって、ハブフランジ１０の外周部分全域にわたって環状のリム２７が形成されている。他の構成は上記実施形態と同様である。
【００４３】
上記構成において、ハブボルト２１は、底面２６から軸方向に沿って形成された挿通孔２２に圧入される。このとき、ハブフランジ１０の外周部分全域にわたって環状のリム２７が形成されているため、ハブボルト２１を挿通孔２２に圧入しても、ハブフランジ１０における挿通孔２２の間が変形することを効果的に抑制することができ、ブレーキの引きずりや、ブレーキジャダの発生を効果的に抑制することができる。
【００４４】
また、厚肉部２４を設けずハブフランジ１０の底面２６を傾斜面として順次厚みを薄くしていることから、更なる軽量化を図ることができる。
【００４５】
本発明の他の好ましい実施形態を、図６および図７を参照して説明する。図６は転がり軸受装置の全体構成を示す断面図、図７はハブ軸の一部破断正面図である。
【００４６】
この実施形態における転がり軸受装置１が、上記各実施形態と異なる部分はハブフランジ３０の形状である。すなわちハブフランジ３０は、図６および図７に示すように、正面視して略矩形であり、挿通孔２２を有する所定幅を有する複数の有孔領域Ｚ１は大径に形成され、これら有孔領域Ｚ１の間の周方向領域Ｚ２は小径に形成されている。なお、この実施形態の場合、挿通孔２２は４個であり、したがって、有孔領域Ｚ１も４個形成されている。
【００４７】
有孔領域Ｚ１の間の周方向領域Ｚ２における最小径は、ハブ軸５の中心から挿通孔２２までの最短距離よりわずかに大きいか、あるいはわずかに小さい範囲となるよう設定されている。
【００４８】
ハブフランジ３０は、その外周部分を残して底面３２を傾斜面とした構成としている。したがって、ハブフランジ３０の外周部分全域にわたって正面視矩形状のリム３３が形成されている。この実施形態においても、ブレーキの引きずりや、ブレーキジャダの発生を効果的に抑制することができる。
【００４９】
本発明の他の好ましい実施形態を、図８および図９を参照して説明する。図８はハブ軸の一部破断正面図、図９はリム部分の側面図である。
【００５０】
この実施形態におけるハブフランジ１０が、図１ないし図３で示した実施形態と異なる部分は、リム３５の形状である。なお、厚肉部２４の間の領域Ｙが薄肉部２５とされており、ハブフランジ１０における挿通孔２２の間の外周部相当領域である薄肉部２５の外周縁部に、リム３５が形成されている。
【００５１】
これらリム３５を側面視すると、図９に示すように、周方向中心部分の軸方向高さが他の両側部分から傾斜して高くなるよう形成されている。このように、リム３５の中心部分を高く形成することにより、同一高さのリム２８とした場合に比べて剛性が高くなり、ハブボルト２１を挿通孔２２に圧入した際のハブフランジ１０の変形をいっそう確実に抑制することができ、ブレーキの引きずりや、ブレーキジャダの発生を効果的に抑制することができる。
【００５２】
なお、図８において符号３６は、ハブフランジ１０の薄肉部２５板面に形成した作業用の孔部である。他の構成として、厚肉部２４、薄肉部２５の個数が異なるのみで、その他の部分の構成は図１ないし図３で示した実施形態と同様であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
本発明の他の好ましい実施形態を、図１０を参照して説明する。図１０はハブ軸の全体構成を示す単体断面図である。この実施形態では、ハブ軸５のハブフランジ４０の正面視形状は円形であり、軸方向の厚みｔ２が従来のハブフランジにおける軸方向の厚みに比べて薄い平板状に形成されている。
【００５４】
そして、ハブフランジ４０の外周縁部分のうち、挿通孔２２の間の領域の外周縁、またはハブフランジ４０の外周縁の周方向全域に熱処理が施され、この熱処理によって硬化部分４５が形成されている。他の構成は図１ないし図３で示した実施形態と同様であるので、同様の機能を有する部分について同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５５】
上記のように、ハブフランジ４０の軸方向の厚みｔ２を従来に比べて薄く形成することにより、ハブ軸５の軽量化を図ることができる。そして軽量化を実現した上で、硬化部分４５を形成したことによって、挿通孔２２の間における領域部分の剛性を高くすることで、挿通孔２２にハブボルト２１を圧入した際の、挿通孔２２間のフランジ部分の変形を防止できる。
【００５６】
このようなハブ軸５では、そのハブフランジ４０におけるブレーキディスク１４、車輪１５の取付け面の平面度が高くなっている。したがって、このハブ軸５を転がり軸受装置の回転輪として使用した場合には、ブレーキの引きずりや、ブレーキジャダの発生を効果的に抑制することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、フランジにおける挿通孔の間の領域に所定の剛性を有する補強部を形成していることにより、挿通孔にボルトを圧入した際に、挿通孔間のフランジ板面の変形を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す転がり軸受装置の全体構成断面図
【図２】同じくハブ軸の一部破断正面図
【図３】同じくハブ軸の単体斜視図
【図４】他の好ましい実施形態を示す転がり軸受装置の全体構成断面図
【図５】同じくハブ軸の一部破断正面図
【図６】他の好ましい実施形態を示す転がり軸受装置の全体構成断面図
【図７】同じくハブ軸の一部破断正面図
【図８】他の好ましい実施形態を示すハブ軸の一部破断正面図
【図９】同じくリム部分の側面図
【図１０】本発明の他の実施形態を示す断面図
【符号の説明】
１ 転がり軸受装置 ５ ハブ軸
９ 軸部 １０ ハブフランジ
１７ 小径部 ２２ 挿通孔
２４ 厚肉部 ２５ 薄肉部
２６ 薄肉部の底面 ２８ リム

Claims (4)

1. 固定輪に転動体を介して軸心回りに回転輪を回転自在に配置し、回転輪は、前記固定輪に径方向で対向する軸部と、前記軸部の軸方向一端部に径方向外方に延設して車輪を取付ける取付け面を有するフランジ部とを含み、このフランジ部に、互いに周方向に離隔した位置に軸方向に沿う挿通孔を形成し、これら挿通孔に、車輪を取付けるためのボルトが圧入される転がり軸受装置において、
   前記フランジ部の、少なくとも前記挿通孔の間の外周部に硬化処理を施して補強部としている、ことを特徴とする転がり軸受装置。
2. 請求項１記載の転がり軸受装置において、
   前記フランジ部の、少なくとも前記挿通孔の間の外周部に補強用のリムが形成されている、ことを特徴とする転がり軸受装置。
3. 請求項１または請求項２記載の転がり軸受装置において、
   フランジ部の挿通孔の間の領域における板厚を、フランジ部の他の部分に比べて薄く形成している、ことを特徴とする転がり軸受装置。
4. 軸部と、この軸部の軸方向一端部に径方向外方に延設されて車輪を取付けるための取付け面を有するフランジ部とを含み、このフランジ部に、互いに周方向に離隔した位置に軸方向に沿う挿通孔を形成し、
   前記挿通孔それぞれに、車輪を取付けるためのボルトが軸方向に圧入されるとともに、固定輪に転動体を介して軸心回りに回転自在に組込まれる転がり軸受装置の回転輪において、
   前記フランジ部の、少なくとも前記挿通孔の間の外周部に硬化処理を施して補強部としている、ことを特徴とする転がり軸受装置の回転輪。

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