JP2005030476A

JP2005030476A - 車両用軸受装置

Info

Publication number: JP2005030476A
Application number: JP2003195288A
Authority: JP
Inventors: Shigetaka Ashida; 重孝芦田; Shinichiro Kashiwagi; 信一郎柏木; 真之介 ▲高▼崎; Shinnosuke Takasaki
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】フランジ３４の貫通孔３５にボルト１５を強固に挿入固定したうえで、フランジ３４のブレーキディスクなどの取付面の平面度を高める。
【解決手段】ボルト１５の頭部１５ａとねじ軸部１５ｂとの間において、ねじ軸部１５ｂ寄りにセレーション部１５ｄが、また、頭部１５ａ寄りにセレーション部１５ｄの歯先円径よりも小径の小径円筒部１５ｅが設けられている。貫通孔３５の内周面には、ボルト１５が貫通孔３５に完全に挿入固定された状態でボルト１５のセレーション部１５ｄに係合する大径係合部３５ａと、ボルト１５の小径円筒部１５ｅに係合する小径係合部３５ｂとが形成されている。貫通孔３５にボルト１５を挿入すると、セレーション部１５ｄが貫通孔３５の小径係合部３５ｂを弾性変形しつつ通過して螺旋溝３６ｂに食い込み、前記弾性変形された部分が弾性復元してセレーション部１５ｄに対する軸方向の引っ掛かりとなる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車の車輪を支持するための車両用軸受装置では、軌道輪（内輪部材または外輪部材）に径方向外向きに延びるフランジを設け、このフランジの一側面にディスクブレーキ装置のブレーキディスクや車輪を取り付けるようにしている。
【０００３】
前記フランジの円周方向の複数箇所に軸方向に貫通する貫通孔を設け、この貫通孔にボルトを挿入固定し、このボルトにブレーキディスクや車輪に設けてある孔を通し、この孔から突出するボルトにナットを装着することにより、フランジにブレーキディスクや車輪を固定するようにしている。
【０００４】
なお、上記フランジの貫通孔の内周面は円筒形であり、ボルトの頭部側にはセレーションが設けられている。この貫通孔の円筒形内周面のほぼ全長にボルトのセレーションを食い込ませることで、貫通孔にボルトを周方向ならびに軸方向に固定するようにしている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１−２８５４５３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、貫通孔の円筒形内周面のほぼ全長にボルトのセレーションを食い込ませているが、貫通孔にボルトの軸方向での引っ掛かりとなる部分を設けていないため、ボルトの抜け止め力が不足する場合がある他、貫通孔にボルトを挿入したときの食い込み代が過剰となるために、ブレーキディスクや車輪が取り付けられるフランジの外端面（ボルト出口側の面）が歪むおそれがある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、外周に径方向外向きに延びるフランジが設けられた軌道輪を有し、前記フランジの円周方向の複数箇所に軸方向に貫通する貫通孔が設けられていて、この貫通孔にボルトが挿入固定されている車両用軸受装置であって、前記ボルトには、その頭部とねじ軸部との間においてねじ軸寄りの領域にセレーション部が、また、頭部寄りの領域に前記セレーションの歯先円径よりも小径の小径円筒部がそれぞれ設けられ、前記貫通孔の内周面には、前記ボルトが貫通孔に完全に挿入固定された状態で前記ボルトの前記セレーション部と係合する大径係合部と、この大径係合部よりも内径が小さく前記ボルトの前記小径円筒部に係合する小径係合部とが形成されたことを特徴としている。
【０００８】
上記ボルトは、前記貫通孔に挿入固定される際に前記セレーション部が前記小径係合部を拡径しつつ通過して前記大径係合部と係合し、前記小径円筒部には前記セレーション部の通過後弾性復帰した前記小径係合部が嵌まり込んだ状態で貫通孔に挿入固定される。
【０００９】
この場合、前記貫通孔にボルトを挿入するとき、ボルトのセレーション部が貫通孔の内周面の小径係合部を弾性変形しつつ通過して大径係合部に食い込むようになり、前記弾性変形した部分は弾性復元（スプリングバック）して、前記セレーション部の頭部寄りの端縁に対して引っ掛かる。このため、ボルトの抜け止め力が増す。しかも、貫通孔の大径係合部にのみボルトのセレーション部が食い込むことになるので、当該食い込み代が従来例に比べて減るとともに、金属組織の流動量が少なくなり、フランジのブレーキディスクや車輪を取り付ける面の変形が抑制される。
【００１０】
上記貫通孔の大径係合部には、ボルトのセレーション部と係合する第１の環状溝が複数形成されている。この場合、ボルトのセレーション部が大径係合部と係合する際に大径係合部の金属組織の流動量が少なくなり、フランジのブレーキディスクなどの取付面が変形することを抑制できる。
【００１１】
ところで、貫通孔の小径係合部に、前記第１の環状溝の内径よりも小径の内径を有する第２の環状溝が複数形成されている。この場合、貫通孔の小径係合部をボルトのセレーション部が通過するときに、金属組織の流動が少なくて済む。これにより、フランジのブレーキディスクや車輪を取り付ける面の変形をより抑制できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１から図３に本発明の一実施形態を示している。この実施形態では、自動車の駆動輪側に用いる車両用軸受装置１を例に挙げる。図１において車両用軸受装置１の左側が車両アウタ側で、右側が車両インナ側である。
【００１３】
非回転に固定される外輪部材２に、それぞれ冠形保持器６で円周等間隔に配置された二列の転動体（例えば玉）４，５を介して、内輪部材３が軸心回りに回転自在に支持されている。外輪部材２と内輪部材３との間の軸方向両側には、シール７，８が取り付けられている。これらのシール７，８は、軸受空間１１内の潤滑剤が外部に漏れるのを防止するとともに、軸受空間１１内に外部の泥水等が浸入するのを防止する。
【００１４】
外輪部材２の外周面には、径方向外向きに延びるフランジ２１が形成されている。このフランジ２１が車体の一部となるナックル９にボルト１０で固定されることで、外輪部材２が非回転に固定される。
【００１５】
内輪部材３は、内軸３１と、内軸３１の胴部の車両インナ側に嵌着される筒状部材３２とから構成されている。この筒状部材３２は、一般的な単列アンギュラ玉軸受の内輪である。
【００１６】
二列の転動体４，５は、外輪部材２の内周面に軸方向隣り合わせに設けられる二つの軌道面と、内軸３１の外周面に設けられる軌道面および筒状部材３２の外周面に設けられる軌道面との各間に介装されている。
【００１７】
内軸３１の中心孔には、駆動軸１２がスプライン嵌合されていて、この駆動軸１２の車両アウタ側端部にナット１３が螺合装着されることで、駆動軸１２が内輪部材３に一体化されている。
【００１８】
内軸３１の外周面において車両アウタ側には、径方向外向きに延びるフランジ３４が一体的に形成されている。このフランジ３４の円周方向の複数箇所には、軸方向に貫通する貫通孔３５を設け、この貫通孔３５にボルト１５を挿入固定し、このボルト１５にブレーキディスク１６や車輪（図示省略）に設けてある孔を通し、この孔から突出するボルト１５にナット１７を装着することにより、フランジ３４の車両アウタ側の面にブレーキディスク１６や車輪が取り付けられる。１８はブレーキパッドである。
【００１９】
ここで、内軸３１のフランジ３４の貫通孔３５に挿入したボルト１５の抜け止め力を高めたうえで、ボルト１５を挿入する過程でフランジ３４のブレーキディスク取付面に歪みを生じさせないように工夫しているので、説明する。
【００２０】
まず、ボルト１５は、その頭部１５ａとねじ軸部１５ｂとの間にねじ軸部１５ｂよりも大径の大径部１５ｃを有している。この大径部１５ｃの外周面において、ねじ軸部１５ｂ寄りの領域にセレーション部１５ｄが、また、頭部１５ａ寄りの領域にセレーション部１５ｄより小径の小径円筒部１５ｅがそれぞれ設けられている。
【００２１】
また、フランジ３４の貫通孔３５の内周面は、車両アウタ側にボルト１５のセレーション部１５ｄと係合する大径係合部３５ａが、車両インナ側に大径係合部３５ａよりも小径の小径係合部３５ｂがそれぞれ形成されている。また、大径係合部３５ａと小径係合部３５ｂにはそれぞれ大径側螺旋溝３６ａと小径側螺旋溝３６ｂとが形成されている。なお、このような貫通孔３５は、先ず大径係合部３５ａと小径係合部３５ｂを下穴として形成した後、大径側螺旋溝３６ａと小径側螺旋溝３６ｂを一回のタップ加工で形成することにより形成できる。このため、大径側螺旋溝３６ａと小径側螺旋溝３６ｂは、溝底径ｄ５は同一であるが、内径は大径側螺旋溝３６ａの内径ｄ１よりも小径側螺旋溝３６ｂの内径ｄ３のほうが小径（ｄ１＞ｄ３）となっている。また、貫通孔３５の車両アウタ側端部には、テーパ状の面取り３５ｃが形成されている。
【００２２】
なお、貫通孔３５の面取り３５ｃの軸方向幅は、フランジ３４の板厚の５％を超えるように設定することができる。また、貫通孔３５において大径係合部３５ａの軸方向寸法Ｘと、ボルト１５のセレーション部１５ｄの軸方向寸法Ｙとの関係は、Ｘ≧Ｙに設定するのが好ましい。
【００２３】
ここで、貫通孔３５にボルト１５を挿入すると、ボルト１５のセレーション部１５ｄが貫通孔３５の小径係合部３５ｂの小径側螺旋溝３６ｂを弾性変形しつつ通過して、大径係合部３５ａの大径側螺旋溝３６ａに食い込み、さらにボルト１５の頭部１５ａ寄りの小径円筒部１５ｅが貫通孔３５の小径係合部３５ｂの小径側螺旋溝３６ｂに正の隙間を介して挿入される。このようにして貫通孔３５内にボルト１５を挿入した直後には、前記弾性変形した部分が内径側へ膨出するように弾性復元（スプリングバック）して、この弾性復元した部分３７がセレーション部１５ｄの頭部１５ａ寄りの端縁に対する引っ掛かりとなる。これにより、貫通孔３５にボルト１５が周方向ならびに軸方向に固定されて、ボルト１５が回り止めされるとともに抜け止めされる。
【００２４】
このようなことから、前記弾性復元した部分３７によって、ボルト１５の抜け止め力が増すことになる。しかも、貫通孔３５にボルト１５を挿入したときに貫通孔３５の内周面に対するボルト１５のセレーション部１５ｄの食い込み代を可及的に減らすことができるから、フランジ３４の金属組織の流動量を少なくできて、フランジ３４のブレーキディスク取付面が変形することを抑制できる。
【００２５】
特に、この実施形態では、貫通孔３５の車両アウタ側（ブレーキディスク取付面側）に面取り３５ｃを設けているので、セレーション部１５ｄが貫通孔３５の内周面に食い込むことによる金属組織の流動を面取り３５ｃで吸収して、フランジ３４のブレーキディスク取付面が変形することを抑制することができる。
【００２６】
以上説明したように、この実施形態では、フランジ３４の貫通孔３５にボルト１５を強固に抜け止めできて、しかも、フランジ３４のブレーキディスク取付面に歪が発生することを防止できるので、万一のボルト１５抜けを回避できるとともに、フランジ３４に取り付けるブレーキディスク１６の回転振れを抑制できるなど、信頼性の向上に貢献できる。
【００２７】
ところで、図２に示すように、貫通孔３５の大径側螺旋溝３６ａの内径をｄ１、ボルト１５に設けたセレーション部１５ｄの歯先円径をｄ２、貫通孔３５の小径側螺旋溝３６ｂの内径をｄ３、ボルト１５に設けた小径円筒部１５ｅの外径寸法をｄ４、小径側螺旋溝３６ｂおよび大径側螺旋溝３６ａの溝底円径をｄ５としたとき、それぞれ次の関係に設定する。
【００２８】
ｄ４≦ｄ３＜ｄ１＜ｄ２＜ｄ５
上記ｄ１とｄ２の差が、貫通孔３５に対するボルト１５のセレーション部１５ｄの食い込み代となる。その食い込み代は、例えば０．５ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下に設定することができる。
【００２９】
以下、本発明の他の実施形態や応用例を説明する。
【００３０】
（１）図示しないが、螺旋溝３６ａ，３６ｂの替わりに、軸方向隣り合わせに複数の環状溝を設けることができる他、この環状溝の断面形状をのこぎり刃形状にすることができる。このような環状溝であっても、上記実施形態と同様の作用、効果が得られる。
【００３１】
（２）図４に示すように、貫通孔３５の小径係合部３５ｂには、螺旋溝３６ａを設けなくてもよく、この小径係合部３５ｂを単に円筒面３８としてもよい。この他、図５や図６に示すように、貫通孔３５の小径係合部３５ｂについては、外側へ向けて漸次拡径するテーパ面３９Ａ，３９Ｂとすることができる。なお、図５では、テーパ面３９Ａの最大内径を貫通孔３５の大径側螺旋溝３６ａの歯先円径と同じにしている。図６では、テーパ面３９Ｂの最大内径を貫通孔３５の大径側螺旋溝３６ａの歯先円径よりも大きくしている。これら、図５や図６に示す構造の場合、ボルト１５の挿入初期においてセレーション部１５ｂで弾性変形される量を可及的に少なくしたうえで、弾性復元してセレーション部１５ｂの引っ掛かりとなる部分を確保することができる。もろちん、これらテーパ面３９Ａ，３９Ｂに対して螺旋溝や上記（１）で説明したような環状溝を設けてもよい。
【００３２】
（３）上記実施形態において、内軸３１の外周面を、車両アウタ側に配列される転動体４の内径軌道面とした例を挙げているが、図示しないが、内軸３１の外径に、車両アウタ側に配列される転動体４専用の内輪を装着したものにも本発明を適用できる。
【００３３】
（４）図７に示すように、周知の従動輪に用いるタイプの車両用軸受装置１にも本発明を適用できる。図７に示す車両用軸受装置１では、外輪部材２にブレーキディスク１６や車輪（図示省略）を取り付けるためのフランジ２４が設けられている。また、一般的な複列アンギュラ玉軸受の内輪３１ａ，３２ａを二つ用いている。このフランジ２４の円周方向の複数箇所に上記実施形態で説明したような貫通孔３５が設けられており、この貫通孔３５に対してボルト１５が嵌合される。なお、図７では、貫通孔３５の内周面に図２で示したような螺旋溝３６ａ，３６ｂを設けているが、上記（１）で説明したような環状溝とすることもできる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明では、万一のボルト抜けを防止できるようになるとともに、前記フランジの回転振れを抑制できるなど、信頼性の向上に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用軸受装置を示す断面図
【図２】図１において貫通孔にボルトを挿入する前の状態を拡大して示す図
【図３】図２においてボルトを挿入した状態を示す図
【図４】図２における貫通孔の応用例１を示す図
【図５】図２における貫通孔の応用例２を示す図
【図６】図２における貫通孔の応用例３を示す図
【図７】本発明の他の実施形態に係る車両用軸受装置を示す断面図
側面図
【符号の説明】
１車両用軸受装置２外輪部材
３１内軸３４内軸のフランジ
３５フランジの貫通孔３５ａ貫通孔の大径係合部
３５ｂ貫通孔の小径係合部３６ａ大径側螺旋溝
３６ｂ小径側螺旋溝１５ボルト
１５ａボルトの頭部１５ｂボルトのねじ軸
１５ｃボルトの大径部１５ｄボルトのセレーション部
１５ｅボルトの小径円筒部

Claims

外周に径方向外向きに延びるフランジが設けられた軌道輪を有し、前記フランジの円周方向の複数箇所に軸方向に貫通する貫通孔が設けられていて、この貫通孔にボルトが挿入固定されている車両用軸受装置であって、
前記ボルトには、その頭部とねじ軸部との間においてねじ軸寄りの領域にセレーション部が、また、頭部寄りの領域に前記セレーションの歯先円径よりも小径の小径円筒部がそれぞれ設けられ、
前記貫通孔の内周面には、前記ボルトが貫通孔に完全に挿入固定された状態で前記ボルトの前記セレーション部と係合する大径係合部と、この大径係合部よりも内径が小さく前記ボルトの前記小径円筒部に係合する小径係合部とが形成された、ことを特徴とする車両用軸受装置。
前記ボルトは、前記貫通孔に挿入固定される際に前記セレーション部が前記小径係合部を拡径しつつ通過して前記大径係合部と係合し、前記小径円筒部には前記セレーション部の通過後弾性復帰した前記小径係合部が嵌まり込んだ状態で貫通孔に挿入固定される、請求項１に記載の車両用軸受装置。
前記貫通孔の大径係合部に前記ボルトのセレーション部と係合する第１の環状溝が複数形成された、請求項１に記載の車両用軸受装置。
前記貫通孔の小径係合部に前記第１の環状溝の内径よりも小径の内径を有する第２の環状溝が複数形成された、請求項３に記載の車両用軸受装置。