JP2005324598A - 車輪用軸受装置およびハブボルト - Google Patents

Abstract

【課題】 ハブボルトに対する固定把持力を高めてハブボルトが車輪取付フランジの貫通孔内で回転しないようにする車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】 ハブボルト４０は、外面にねじが形成された軸部４１と、軸部４１の一端に設けられた頭部４２と、頭部４２と軸部４１との間に位置する圧入部４３とを有する。ハブボルト４０の頭部４２は、車輪取付フランジに接触する端面に、凹凸形状４４からなる回り止め構造を有している。
【選択図】 図６

Description

この発明は、自動車等における車輪用軸受装置に関し、特に車輪取付フランジに圧入されるハブボルトの固定力を高める車輪用軸受装置およびハブボルトに関するものである。

自動車の車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置は、例えば、特開２０００−６５０４９号公報（特許文献１）や、特開２０００−９４９０２号公報（特許文献２）に開示されている。これらの公報に開示された車輪用軸受装置においては、ハブ本体（内方部材）のアウトボード側端部に径方向外方に延びる略円形の車輪取付フランジが形成され、この車輪取付フランジの貫通孔にハブボルトを圧入している。

上記の公報に開示された車輪用軸受装置では、車輪取付フランジが略円形であるために、ハブ本体（内方部材）が大型化し、重量が大きくなるという問題点が生じる。

特開２００３−９４９０５号公報（特許文献３）は、上記の問題点に着目し、ハブホイール（内方部材）の軽量・小型化を図ることのできる車輪用軸受装置を開示している。具体的には、車輪取付フランジは、円形の形状ではなく、貫通孔を有する領域だけが所定の幅で放射状に径方向外方に突出して延びる形状（リブ形状）を有している。
特開２０００−６５０４９号公報 特開２０００−９４９０２号公報 特開２００３−９４９０５号公報

上記のリブ形状の車輪取付フランジの場合、ハブボルト挿通孔の周囲の肉厚が薄いので、圧入されたハブボルトに対する固定把持力が弱くなる。そのため、車輪用軸受装置に車輪を取り付けてハブボルトに螺合するナットを締め付けたとき、ハブボルトが車輪取付フランジの貫通孔内で回転してしまうおそれがある。車輪取付フランジの貫通孔の周囲の領域の肉厚を大きくすれば、ハブボルトに対する固定把持力を高めることができるが、軽量化の要求に反することになる。

ハブボルトに対する固定把持力が弱くなる他の原因として、次のような問題点も指摘できる。このことを図１〜図３を参照して説明する。

図１は、ハブボルト３を車輪取付フランジ１に圧入する前の状態を示し、図２は、圧入後の状態を示している。図３は、圧入されていたハブボルト３を引き抜いた後の車輪取付フランジ１を示している。車輪取付フランジ１は、ハブボルト３を受入れる貫通孔２を有している。

ハブボルト３は、外面にねじが形成された軸部４と、軸部４の一端に設けられた頭部５と、頭部５と軸部４との間に位置する圧入部６とを有する。圧入部６は車輪取付フランジ１の貫通孔２内に圧入される部分であり、その外周面にナール（セレーション）を形成している。

図２に示すようにハブボルト３を車輪取付フランジ１の貫通孔２内に強圧入すると、ハブボルト３のナール６の歯先が車輪取付フランジ１の貫通孔２の壁面に食い込んで壁面を塑性流動させることにより、ハブボルト３を強固に固定する。

本願の発明者は、ハブボルト３に対する固定把持力を調べるために、いくつかの車輪取付フランジ１の貫通孔２から圧入固定したハブボルト３を引き抜いて、車輪取付フランジ１の貫通孔２の形状を観察してみた。その結果、図３に示すように、車輪取付フランジ１の貫通孔２の壁面のうち、ハブボルト挿入側の壁面２ａが削り取られてテーパ状等になっているものがあった。このように貫通孔２を形成する壁面の中で削り取られている部分が存在すると、締め代が少なくなりハブボルト３に対する固定把持力が弱くなるおそれがある。

この発明の目的は、ハブボルトに対する固定把持力を高めてハブボルトが貫通孔内で回転しないようにする車輪用軸受装置を提供することである。

この発明の他の目的は、車輪取付フランジに強固に圧入固定されるハブボルトを提供することである。

この発明は、対向する軌道面を有する内方部材と外方部材との間に転動体を収容し、内方部材に車輪取付フランジを形成し、車輪取付フランジの貫通孔に頭部付ハブボルトを嵌入している車輪用軸受装置を前提とする。一つの局面において、本発明の特徴とするところは、ハブボルトの頭部が、車輪取付フランジに接触する端面に、凹凸形状からなる回り止め構造を有する点にある。

上記構成の車輪用軸受装置によれば、ハブボルトの圧入固定時に、ハブボルト頭部の凹凸形状が、焼入れ硬化されていない車輪取付フランジの側壁面に転写される。したがって、ハブボルト頭部の端面と車輪取付フランジの側壁面とが凹凸係合し、ハブボルトの回転を阻止する。

凹凸形状からなる回り止め構造は、例えば、ハブボルトの軸部から放射状に延びた突起を含む。また、車輪取付フランジの貫通孔内に圧入されるハブボルトの軸部の圧入部分は、ハブボルト頭部に向かって次第にその直径が大きくなるテーパ形状を有するものであってもよい。

他の局面において、対向する軌道面を有する内方部材と外方部材との間に転動体を収容し、内方部材に車輪取付フランジを形成し、車輪取付フランジの貫通孔に頭部付ハブボルトを嵌入している車輪用軸受装置を前提とする本発明の特徴とするところは、車輪取付フランジの貫通孔内に圧入されるハブボルト軸部の圧入部分が、ハブボルト頭部に向かって次第にその直径が大きくなるテーパ形状を有している点にある。

上記構成の車輪用軸受装置によれば、ハブボルト圧入時等に車輪取付フランジの貫通孔の壁面が削り取られたとしても、テーパ形状の圧入部分が削り取られた部分の領域を埋めるように位置するので、締め代を確保できハブボルトに対する固定把持力の低下を抑制することができる。

テーパ形状の圧入部分は、好ましくは、その外周面にナール（セレーション）を有している。ハブボルトを車輪取付フランジの貫通孔内に強圧入すると、ナールの歯先が車輪取付フランジの貫通孔の壁面に食い込んで壁面を塑性流動させることにより、ハブボルトを強固に固定する。

さらに他の局面において、この発明に従った頭部付ハブボルトは、車輪取付フランジに接触する頭部端面に、凹凸形状からなる回り止め構造を有する。このような構成のハブボルトによれば、ハブボルトの圧入時にハブボルト頭部端面の凹凸形状を車輪取付フランジの側壁面に転写できるので、車輪取付フランジに対して強固に固定される。一つの実施形態では、車輪取付フランジの貫通孔内に圧入されるハブボルト軸部の圧入部分は円柱形であるが、他の実施形態では、ハブボルト軸部の圧入部分は、頭部に向かって次第にその直径が大きくなるテーパ形状を有している。

さらに他の局面において、この発明に従った頭部付ハブボルトは、車輪取付フランジの貫通孔内に圧入される軸部の圧入部分が、頭部に向かって次第にその直径が大きくなるテーパ形状を有している。このような構成のハブボルトによれば、ハブボルト圧入時等に車輪取付フランジの貫通孔の壁面が削り取られたとしても、テーパ形状の圧入部分が削り取られた部分の領域を埋めるように位置するので、締め代を確保でき車輪取付フランジに対して強固に固定される。

ハブボルト軸部の圧入部分がテーパ形状を有している場合、締め代を確保して車輪取付フランジにハブボルトを強固に固定するための好ましいテーパ角度は、７度以下である。

図４〜図６を参照して、この発明の一実施形態を説明する。図４は車輪用軸受装置１０の断面図であり、図５は車輪用軸受装置１０をアウトボード側から見た側面図である。図４は、図５の線Ａ−Ａに沿って見た断面図でもある。図６は、ハブボルト４０を示す図である。

図示する車輪用軸受装置１０は、複列のアンギュラ玉軸受形式の軸受装置であり、内周に複列の軌道面２１を有する外方部材２０と、外方部材２０の軌道面２１に対向する軌道面３１を有する内方部材３０と、対向する軌道面２１，３１の間に収容される転動体（ボール）５０と、転動体５０が転動する空間を密封するシール部材５１とを備える。

内方部材３０は、アウトボード側端部において径方向外方に延びる車輪取付フランジ３２と、車輪の内径面を案内するために軸方向に延びるホイールパイロット部３４とを備える。また、図示するように、内方部材３０の内周面には、駆動軸に嵌合するスプラインを設けた嵌合孔３５が形成されている。

内方部材３０の２個の軌道面３１のうち、アウトボード側の軌道面は内方部材３０を構成するハブ輪３７に直接形成されているが、インボード側の軌道面は、内方部材３０に取り付けられた内輪３６に形成されている。

図５から明らかなように、図示した実施形態では、内方部材３０の車輪取付フランジ３２は、円周方向に離隔した４箇所から所定の幅で放射状に径方向外方に突出して延びる形状（リブ形状）であり、ハブボルト４０を受入れるための貫通孔３３を有する。

外方部材２０は、内周面に２個の軌道面２１を直接形成しており、またその外周に径方向外方に突出して延びるフランジ２２を有している。フランジ２２には、外方部材２０を車体に固定するためのボルトを受入れるボルト孔２３が形成されている。

ハブボルト４０は、外面にねじが形成された軸部４１と、軸部４１のインボード側端部に設けられた頭部４２と、頭部４２と軸部４１との間に位置する圧入部４３とを備える。圧入部４３は車輪取付フランジ３２の貫通孔３３内に圧入される部分であり、その外周面にナール（セレーション）を形成している。ハブボルト４０を車輪取付フランジ３２の貫通孔３３内に強圧入すると、圧入部４３のナールの歯先が車輪取付フランジ３２の貫通孔３３の壁面に食い込んで壁面を塑性流動させることにより、ハブボルト４０を強固に固定する。

図６に示すように、ハブボルト４０の頭部４２は、車輪取付フランジ３２に接触する端面に、凹凸形状４４からなる回り止め構造を有している。図示した実施形態では、凹凸形状からなる回り止め構造を形成するために、ハブボルト頭部４２の端面に、軸部４１から放射状に延びる多数の突起４４ａを設けている。

突起４４ａの数に制約はなく、図７に示すように、適当な数の突起４４ａを設ければよい。また、突起の形態としては、軸部から放射状に延びる形状のものに限定されるものではなく、種々の形態を採用できる。例えば、ハブボルト頭部４２の端面上に、こぶ状の突起が複数個点在するようなものであってもよい。

図４に示すように内方部材３０の車輪取付フランジ３２は焼入れ硬化されていないので、ハブボルト４０の圧入固定時に、ハブボルト頭部端面の凹凸形状４４は車輪取付フランジ３２の側壁面に転写される。したがって、ハブボルト頭部４２の端面と車輪取付フランジ３２の側壁面とが凹凸係合し、ハブボルト４０が回転しないように強固に固定する。

図８および図９は、この発明の他の実施形態を示している。これらの図において、先の実施形態と同一の参照番号を付している部分は、同一の要素を示すものである。したがって、先の実施形態と異なっている特徴について説明する。

図８および図９に示した実施形態が、先の実施形態と異なっているのは、ハブボルトの形状のみである。ハブボルト６０は、外面にねじが形成された軸部６１と、軸部６１の一端に設けられた頭部６２と、頭部６２と軸部６１との間に位置する圧入部６３とを有する。圧入部６３の外周面には、ナール（セレーション）が形成されている。この実施形態において特徴とするところは、ハブボルト６０の圧入部６３が、頭部６２に向かって次第にその直径が大きくなるテーパ形状を有していることである。テーパ形状のテーパ角度θは、好ましくは、７度以下である。

上記のようにハブボルト６０の圧入部６３がテーパ形状を有していれば、ハブボルト６０の圧入時等に車輪取付フランジ３２の貫通孔３３の壁面が削り取られたとしても、テーパ形状の圧入部６３が削り取られた部分の領域を埋めるように位置するので、締め代を確保できハブボルト６０に対する固定把持力の低下を抑制できる。

図１０および図１１は、この発明のさらに他の実施形態を示している。ここに示す実施形態が、先の実施形態と異なっているのは、ハブボルトの形状のみである。ハブボルト７０は、外面にねじが形成された軸部７１と、軸部７１の一端に設けられた頭部７２と、頭部７２と軸部７１との間に位置する圧入部７３とを有する。圧入部７３の外周面には、ナール（セレーション）が形成されている。この実施形態において特徴とするところは、ハブボルト頭部７２が、車輪取付フランジ３２に接触する端面に、凹凸形状７４からなる回り止め構造を有していることと、ハブボルトの圧入部７３が、ハブボルト頭部７２に向かって次第にその直径が大きくなるテーパ形状を有していることである。このようなハブボルト７０であれば、ハブボルト７０に対する固定把持力を一層高めることができる。この場合のテーパ形状のテーパ角度θも７度以下が好ましい。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明は、自動車等における車輪用軸受装置に有利に利用され得る。

ハブボルトを車輪取付フランジに圧入する前の状態を示す図である。 ハブボルトを車輪取付フランジに圧入している状態を示す図である。 圧入されていたハブボルトを引き抜いた後の状態を示す図である。 車輪用軸受装置の一実施形態を示す断面図である。 車輪用軸受装置の一実施形態の側面図である。 ハブボルトの一実施形態を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図である。 ハブボルト頭部の凹凸形状の種々の形態を示す図である。 車輪用軸受装置の他の実施形態を示す断面図である。 ハブボルトの他の実施形態を示す正面図である。 車輪用軸受装置のさらに他の実施形態を示す断面図である。 ハブボルトのさらに他の実施形態を示す正面図である。

符号の説明

１０ 車輪用軸受装置、２０ 外方部材、２１ 軌道面、２２ フランジ、２３ ボルト孔、３０ 内方部材、３１ 軌道面、３２ 車輪取付フランジ、３３ 貫通孔、３４ ホイールパイロット部、３５ 嵌合孔、３６ 内輪、３７ ハブ輪、４０ ハブボルト、４１ 軸部、４２ 頭部、４３ 圧入部、４４ 凹凸部、４４ａ 突起、５０ 転動体、５１ シール部材、６０ ハブボルト、６１ 軸部、６２ 頭部、６３ 圧入部、７０ ハブボルト、７１ 軸部、７２ 頭部、７３ 圧入部、７４ 凹凸部。

Claims (9)

1. 対向する軌道面を有する内方部材と外方部材との間に転動体を収容し、前記内方部材に車輪取付フランジを形成し、前記車輪取付フランジの貫通孔に頭部付ハブボルトを嵌入している車輪用軸受装置において、
   前記ハブボルトの頭部は、前記車輪取付フランジに接触する端面に、凹凸形状からなる回り止め構造を有することを特徴とする、車輪用軸受装置。
2. 前記凹凸形状からなる回り止め構造は、ハブボルトの軸部から放射状に延びた突起を含む、請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記車輪取付フランジの貫通孔内に圧入される前記ハブボルトの軸部の圧入部分は、ハブボルト頭部に向かって次第にその直径が大きくなるテーパ形状を有している、請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
4. 対向する軌道面を有する内方部材と外方部材との間に転動体を収容し、前記内方部材に車輪取付フランジを形成し、前記車輪取付フランジの貫通孔に頭部付ハブボルトを嵌入している車輪用軸受装置において、
   前記車輪取付フランジの貫通孔内に圧入される前記ハブボルト軸部の圧入部分は、ハブボルト頭部に向かって次第にその直径が大きくなるテーパ形状を有していることを特徴とする、車輪用軸受装置。
5. 前記テーパ形状の圧入部分は、その外周面にナールを有している、請求項３または４に記載の車輪用軸受装置。
6. 車輪用軸受装置の車輪取付フランジの貫通孔に圧入される頭部付ハブボルトであって、
   前記車輪取付フランジに接触する頭部端面に、凹凸形状からなる回り止め構造を有する、ハブボルト。
7. 前記車輪取付フランジの貫通孔内に圧入される軸部の圧入部分は、頭部に向かって次第にその直径が大きくなるテーパ形状を有している、請求項６に記載のハブボルト。
8. 車輪用軸受装置の車輪取付フランジの貫通孔に圧入される頭部付ハブボルトであって、
   前記車輪取付フランジの貫通孔内に圧入される軸部の圧入部分は、頭部に向かって次第にその直径が大きくなるテーパ形状を有している、ハブボルト。
9. 前記テーパ形状のテーパ角度は７度以下である、請求項７または８に記載のハブボルト。

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