JP2005170342A - 車輪用ハブ及び車輪用ハブユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 スタッドボルトの圧入による変形の影響を確実に吸収して、ブレーキロータの面振れ精度を良好に維持すること。
【解決手段】 フランジ６のブレーキロータ取付面側に、円周方向に連続する溝部１３が形成してある。この溝部１３に、複数のボルト孔７が円周方向に略均等に等配して形成してある。スタッドボルト１０をボルト孔７に圧入した後に、フランジのブレーキロータ取付面側のフラット面であって、ボルト孔７より外径側部分１４ａ、内径側部分１４ｂに、機械加工が施してある。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車輪用ホイールやブレーキロータを取付けるためのフランジを備え、このフランジのボルト孔に、スタッドボルトが圧入して固定してある車輪用ハブ及び車輪用ハブユニットに関する。

車輪用ハブユニットに於いては、ハブユニットは、軸受の外輪の内径側に、複数個の転動体を介して、ハブ及び内輪を回転自在に支持している。即ち、外輪の内周面には、複列の外輪軌道が設けてある。ハブの外周面の中間部には、第１内輪軌道が形成してあり、ハブの内端部の小径段部には、内輪が外嵌固定してある。この内輪には、第２内輪軌道が形成してある。これら外輪軌道と、第１及び第２内輪軌道との間に、複数の転動体が介装してある。

ハブには、その外端部に、車輪用ホイールやブレーキロータを取付けるためのフランジが設けてある。このフランジのボルト孔には、スタッドボルトが圧入して固定してある。

このスタッドボルト圧入タイプのハブに於いては、スタッドボルトに、ホイール取付用のナットを螺合する際に、スタッドボルトと、ボルト孔との嵌合面は、ローレットやスプラインに形成してある。これにより、スタッドボルトがボルト孔に対して回転しないようになっている。

また、ローレットやスプラインがボルト孔に食い込むように、スタッドボルトは、焼き入れされて、フランジより硬くされている。さらに、スタッドボルトとボルト孔との嵌め合いは、タイトに嵌め合っている。

従って、スタッドボルトを圧入した後、フランジのブレーキロータ取付面は、スタッドボルト嵌め合いによる変形が生じて、フランジの面振れが大きくなることがある。その結果、車両の走行時に、ブレーキパッドとの干渉が生じやすくなり、トルクロスを起こしたり、また、ブレーキ時には、ジャダー現象を起こしやすくなるといったことがある。

その対策として、特許文献１では、ブレーキロータ側のフランジ側面に、円周上で連続する帯状溝部が形成してあり、この帯状溝部内に、ボルト孔が形成しあり、ボルト孔に、スタッドボルトが圧入固定してある。スタッドボルトには、ホイール取付用のナットが螺合してある。また、この帯状溝部の目的は、スタッドボルトの圧入固定によるフランジ側面の変形防止であり、ボルト孔が溝部内に位置されているため、帯状溝部の幅を大きく取れるため、その影響が出にくいとされている。

また、特許文献２では、スタッドボルトの圧入後に、フランジ側面を研削や旋削により変形を解消する方法であるが、内径側の加工が難しいことから、外径側の加工のみを施している。その方策として、初期に外径側の高さを高くしておき、スタッドボルトの圧入後、外径側のみを加工して、外径側のフランジ高さが内径側のフランジ高さと同等か高くなるように規定している。
特許第３０９１９９０号公報 特開２００１−３３４８０３号公報

しかしながら、特許文献１の構造（帯状溝部）では、スタッドボルトの圧入による変形の影響を低減できる効果はあるものの、それだけでは、車両メーカーの最近の要求を満足させるレベルまでに到達できないといったことがある。

また、圧入による影響をより小さくするために帯状溝幅を大きくすればするほど、ブレーキロータとフランジ面の接触面積が低減し、ハブアッシー部の剛性が低下するといったことがある。

さらに、特許文献２では、内径側のフランジの変形が残っているため、旋削又は研削により変形を取った面（外径側）でブレーキの振れを押さえることを狙ってはいるが、内側高さと外側高さが同一の場合は、内側の変形によるブレーキの振れは、残存する結果となる。

また、外径側の高さが高い場合には、ブレーキロータとの接触面積が非常に少なく、剛性の低下を生起する虞れがある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、スタッドボルトの圧入による変形の影響を確実に吸収して、ブレーキロータの面振れ精度を良好に維持することができる車輪用ハブ及び車輪用ハブユニットを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る車輪用ハブは、車輪用ホイールやブレーキロータを取付けるためのフランジを備え、当該フランジのボルト孔に、スタッドボルトが圧入して固定してある車輪用ハブにおいて、
前記フランジの前記ブレーキロータ取付面側に、円周方向に連続する溝部が形成してあり、
当該溝部に、複数のボルト孔が円周方向に略均等に等配して形成してあり、
前記スタッドボルトを前記ボルト孔に圧入した後に、前記フランジの前記ブレーキロータ取付面側のフラット面であって、前記ボルト孔より外径側部分、内径側部分に、機械加工が施してあることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る車輪用ハブは、円周方向に連続する前記溝部の外径位置は、
ボルト孔外接円から溝部の端縁までの寸法を、Ａとし、
フランジ外径からボルト孔外接円までの寸法を、Ｃとした時、
Ａ≦０.２×Ｃ であり、
円周方向に連続する前記溝部の内径位置は、
ボルト孔内接円から溝部の端縁までの寸法を、Ｂとし、
ブレーキロータのパイロット部からボルト孔内接円までの寸法を、Ｄとした時、
Ｂ≦０.２×Ｄ であることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る車輪用ハブユニットは、請求項１又は２に記載の車輪用ハブと、
当該ハブの径方向外方に設けた外輪の内周面に、複列の外輪軌道が設けてあり、前記ハブの外周面の中間部に、第１内輪軌道が形成してあり、前記ハブの内端部の小径段部に、内輪が外嵌固定してあり、当該内輪に、第２内輪軌道が形成してあり、前記外輪軌道と前記第１及び第２内輪軌道との間に、複数の転動体が介装してある軸受と、を一体的に具備することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、スタッドボルト圧入前のブレーキロータパイロット部のフランジ側面に、円周方向に連続する溝部を形成し、その溝部に、複数のボルト孔を円周方向に略均等に等配して形成し、スタッドボルトをボルト孔に圧入した後に、フランジのブレーキロータ取付面側のフラット面であって、ボルト孔より外径側部分、内径側部分に、機械加工を施している。従って、フランジのブレーキロータ取付面に均一な平面を確保し、スタッドボルトの圧入による変形の影響を確実に吸収して、ブレーキロータの面振れ精度を良好に維持することができ。

また、内・外径平面の加工は、同一基準面での連続した工程であるため、内側、外側のフランジ面は同一高さとなる。

また、溝部の幅寸法において、ボルト孔からの切り込み幅を、内外径側とも見かけの平面幅の２０％以下に規制することにより、ブレーキロータとの接触有効面積を確保でき、ジャダー等のブレーキ問題を解決でき、また、剛性の低下を抑えることが出来る。

特に、円周方向に連続な溝部を切る場合、従来は、ボルト間の部分に接触面があったのに対し、その溝部の幅分の接触面積が減少していることから、溝部の幅を規制することは重要である。

以下、本発明の実施の形態に係る車輪用ハブ及び車輪用ハブユニットを図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る車輪用ハブユニットの断面図である。図２は、図１に示した車輪用ハブの要部の拡大断面図である。図３は、図１に示した車輪用ハブの要部の拡大断面図であり、加工状態を示す。

車輪用ハブユニットでは、外輪１の内径側に、複数個の転動体３を介して、車輪用ハブ２及び内輪２ａが回転自在に支持してある。外輪１の内周面には、複列の外輪軌道が設けてあり、この外輪１の内径側に、車輪用ハブ２及び内輪２ａが支持してある。車輪用ハブ２は、取付時に車体の外側（図１の左側）に位置する外端部分外周に、車輪のホイール９やブレーキロータ８を取り付けるためのフランジ６を備えている。

車輪用ハブ２の外周面の中間部に、第１内輪軌道を形成し、同じく内端部に形成した円筒状の小径段部には、内輪２ａを外嵌固定し、この内輪２ａには、第２内輪軌道を形成している。なお、内輪２ａは、ハブ２の加締め部２ｂを加締めることによりハブ２の小径段部に固定してある。また、ハブ２と、外輪１との間に、シール部材５が介装してある。

フランジ６のボルト孔７に、スタッドボルト１０が圧入して固定してある。スタッドボルト１０の首下部１０ａには、ローレット又はスプライン１１が形成してある。これにより、スタッドボルト１０がボルト孔７に対して回転しないようになっている。また、ローレットやスプライン１１がボルト孔７に食い込むように、スタッドボルト１０は、焼き入れされて、フランジ６より硬くされている。さらに、スタッドボルト１０とボルト孔７との嵌め合いは、タイトに嵌め合っている。

フランジ６から軸方向に突出したスタッドボルト１０の足部１０ｂに、ホイール９とブレーキロータ８とが嵌合され、スタッドボルト１０の足部１０ｂに形成したネジ部１０ｃに、ナット１２を螺合させて、ホイール９とブレーキロータ８を固定する。これにより、ブレーキロータ８はフランジ６のブレーキロータ取付面に圧接固定される。

さて、本実施の形態では、フランジ６のブレーキロータ取付面側に、円周方向に連続する溝部１３が形成してある。なお、溝部１３の形状は、図示例に限定されるものではない。

この溝部１３に、複数のボルト孔７が円周方向に略均等に等配して形成してある。

スタッドボルト１０をボルト孔７に圧入した後に、フランジのブレーキロータ取付面側のフラット面であって、ボルト孔７より外径側部分１４ａ、内径側部分１４ｂ、及びスタッドボルト１０廻りの部分に、機械加工が施してある。図３に示すように、バイト２１，２２での加工は、同一工程（同一基準面）での連続した工程で行われる。バイト２１，２２は、１本の工夫されたバイトでもよい。加工後の平面高さ違い（外径側部分１４ａと内径側部分１４ｂ）は、１０μｍ以内とする。どちらが高くてもよい。

さらに、円周方向に連続する溝部１３の外径位置は、
ボルト孔７の外接円から溝部１３の端縁までの寸法を、Ａとし、
フランジ６の外径からボルト孔７の外接円までの寸法を、Ｃとした時、
Ａ≦０.２×Ｃ であり、
円周方向に連続する溝部１３の内径位置は、
ボルト孔７の内接円から溝部１３の端縁までの寸法を、Ｂとし、
ブレーキロータのパイロット部１５からボルト孔７の内接円までの寸法を、Ｄとした時、
Ｂ≦０.２×Ｄ である。

従って、フランジ６のブレーキロータ取付面に均一な平面を確保し、スタッドボルト１０の圧入による変形の影響を確実に吸収して、ブレーキロータ８の面振れ精度を良好に維持することができる。

また、外・内径部分１４ａ，１４ｂの平面の加工は、同一基準面での連続した工程であるため、内側部分１４ｂ及び外側部分１４ｂのフランジ６の面は同一高さとなる。

また、溝部１３の幅寸法において、ボルト孔７からの切り込み幅を、外・内径部分１４ａ，１４ｂとも見かけの平面幅の２０％以下に規制することにより、ブレーキロータ８との接触有効面積を確保でき、ジャダー等のブレーキ問題を解決でき、また、剛性の低下を抑えることが出来る。

特に、円周方向に連続な溝部１３を切る場合、従来は、スタッドボルト１０間の部分に接触面があったのに対し、その溝部１３の幅分の接触面積が減少していることから、溝部１３の幅を規制することは重要である。

溝部１３の幅寸法を、外・内径部分１４ａ，１４ｂとも見かけの平面幅の２０％以下に規制する理由は、以下の通りである。軽量化の目的から、フランジ６の外径寸法を小さくする物もある。その為、ボルト孔７から外径までの断面幅が少ない。２０％を超えると、上記したように、接触有効面積が減りフランジ６の剛性の低下等を引き起こす。また、２０％を越えた場合、溝部１３による切欠き効果でフランジ６の剛性の低下を引き起こす可能性がある。

また、ブレーキパイロット部１５のフランジ面を、スタッドボルト１０の圧入後に平面加工するため、スタッドボルト１０の圧入前のフランジ６の面は、鍛造面でも、荒加工面でもよい。また、荒加工から仕上げ加工の取り代は、０．１ｍｍ以下である。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。

本発明の実施の形態に係る車輪用ハブユニットの断面図である。 図１に示した車輪用ハブの要部の拡大断面図である。 図１に示した車輪用ハブの要部の拡大断面図であり、加工状態を示す。

符号の説明

１ 外輪
２ ハブ
２ａ 内輪
２ｂ 加締め部
３ 転動体
４ 保持器
５ シール部材
６ フランジ
７ ボルト孔
８ ブレーキロータ
９ ホイール
１０ スタッドボルト
１０ａ 首下部
１０ｂ 足部
１０ｃ ネジ部
１１ セレーション又はスプライン
１２ ナット
１３ 溝部
１４ａ 外径側部分
１４ｂ 内径側部分
１５ パイロット部
２１，２２ バイト

Claims (3)

1. 車輪用ホイールやブレーキロータを取付けるためのフランジを備え、当該フランジのボルト孔に、スタッドボルトが圧入して固定してある車輪用ハブにおいて、
   前記フランジの前記ブレーキロータ取付面側に、円周方向に連続する溝部が形成してあり、
   当該溝部に、複数のボルト孔が円周方向に略均等に等配して形成してあり、
   前記スタッドボルトを前記ボルト孔に圧入した後に、前記フランジの前記ブレーキロータ取付面側のフラット面であって、前記ボルト孔より外径側部分、内径側部分に、機械加工が施してあることを特徴とする車輪用ハブ。
2. 円周方向に連続する前記溝部の外径位置は、
   ボルト孔外接円から溝部の端縁までの寸法を、Ａとし、
   フランジ外径からボルト孔外接円までの寸法を、Ｃとした時、
   Ａ≦０.２×Ｃ であり、
   円周方向に連続する前記溝部の内径位置は、
   ボルト孔内接円から溝部の端縁までの寸法を、Ｂとし、
   ブレーキロータのパイロット部からボルト孔内接円までの寸法を、Ｄとした時、
   Ｂ≦０.２×Ｄ であることを特徴とする請求項１に記載の車輪用ハブ。
3. 請求項１又は２に記載の車輪用ハブと、
   当該ハブの径方向外方に設けた外輪の内周面に、複列の外輪軌道が設けてあり、前記ハブの外周面の中間部に、第１内輪軌道が形成してあり、前記ハブの内端部の小径段部に、内輪が外嵌固定してあり、当該内輪に、第２内輪軌道が形成してあり、前記外輪軌道と前記第１及び第２内輪軌道との間に、複数の転動体が介装してある軸受と、を一体的に具備することを特徴とする車輪用ハブユニット。

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