JP2006143073A - 車輪用転がり軸受ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】切削加工等の２次加工を行うことなく、セレーションボルトの圧入挿着後のフランジ部の振れ精度、平面度を良好な状態に維持させ、生産コストの低減が可能な車輪用転がり軸受ユニットを提供することを目的とする。
【解決手段】ハブホイール２の径方向外向きのフランジ部１２に設けられた複数の貫通孔１３に圧入されたセレーションボルトにより、ディスクブレーキ装置のディスクロータが、フランジ部１２の固定面に固定される車輪用転がり軸受ユニットである。フランジ部１２に、軸心Ｃを中心としかつ複数の貫通孔１３上を通過する仮想円周線Ａに沿って、周方向の厚肉リブ部９が形成されたものである。
【選択図】 図２

Description

この発明は、車輪が装着される車輪用転がり軸受ユニットに関する。

自動車の車輪が装着される車輪用転がり軸受ユニットにおいて、軸受ユニットが備える内軸部のフランジ部には、ディスクブレーキ装置のディスクロータ、車輪（ホイール）が装着され、制動時には、ディスクロータがブレーキパッドにより挟まれ、減速、停止が行われる。ディスクブレーキは、制動性能を向上させることができるが、車両の静穏性に悪影響を与えることが知られている。つまり、ディスクブレーキでは、ブレーキジャダーと呼ばれる騒音、振動現象が発生することがある。このブレーキジャダーは、ディスクロータのパッド摺接面、フランジ部の固定面の振れや平面度等が要因として挙げられており、振動は、軸受ユニットと固定されるサスペンションを通じて車体に伝わり、車体振動を生じさせることがある。さらには、ブレーキパッドからブレーキ液用の配管を通じて運転席のブレーキペダルに振動が伝わり、ブレーキペダルを前後に振動させることがある。

ここで、ディスクロータの軸受ユニットへの取り付けについて説明すると、内軸部のフランジ部の周方向複数箇所に形成された貫通孔に予め圧入され挿着されたボルトにより、ディスクロータは固定される。貫通孔は、ボルトの首部の外周面形状と対応する形状とされ、ボルトの首部を貫通孔に圧入させてボルトを挿着している。なお、ボルトの首部には、セレーションが形成されている。
この固定用のセレーションボルトを内軸部のフランジ部の貫通孔に圧入して挿着させた際に、フランジ部の剛性のバランスにより、フランジ部の平面度を低下させる（うねりを生じさせる）ことがある。つまり、ボルトの圧入により、フランジ部の貫通孔周辺肉部に応力（変形）が生じる。この応力（変形）は、孔部より径方向外方へは開放されるが、周方向へは、隣の貫通孔にもボルトが挿着されることもあって開放されず、フランジ部の厚さ方向への膨らみを引き起こすこととなる。従って、フランジ部にうねりが生じ平面度を著しく低下させてしまう。

このようなうねりがフランジ部に生ずると、固定面にディスクロータを密着させることができず、ディスクロータが傾いてしまい、ブレーキパッドの偏磨耗や、ブレーキの鳴き等の前記ブレーキジャダーが生ずるおそれがあり、さらには、制動性能を低下させるという問題点がある。
そこで、従来において、フランジ部の固定面を、ボルト圧入後に切削加工することで平面度を確保することが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００３−１５４８０１号公報（請求項１）

ボルト圧入後の切削加工は、生産コストの増大をもたらすという問題点を有する。そこで、この発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、切削加工等の２次加工を行うことなく、ボルトを圧入して挿着した後のフランジ部の振れ精度、平面度を良好な状態に維持させ、生産コストの低減が可能で、ブレーキロータを精度良く組み付けて高い制動性能を発揮させることのできる車輪用転がり軸受ユニットを提供することを目的とする。

前記目的を達成するためのこの発明の車輪用転がり軸受ユニットは、内軸部の径方向外向きのフランジ部の固定面にディスクブレーキ装置のディスクロータがあてがわれ、当該フランジ部の円周方向複数箇所に設けられた貫通孔に圧入されて挿着されたボルトにより前記ディスクロータが前記フランジ部の固定面に固定される車輪用転がり軸受ユニットにおいて、前記フランジ部に、軸心を中心としかつ前記複数の貫通孔上を通過する仮想円周線に沿って周方向の厚肉リブ部が形成されたことを特徴としている。このような構成の軸受ユニットによれば、フランジ部の円周方向と径方向との間に剛性差があるため、つまり、円周方向の剛性が高いため、ボルトを貫通孔へ圧入した際に、円周方向の変形を抑え、フランジ部の変形を径方向に逃がすことが可能となる。従って、フランジ部の振れ精度、平面度を良好な状態に維持させることができる。
さらに、円周方向の剛性が高まるため、貫通孔が小さい径でも所望のスリップトルクが得られる。

また、前記厚肉リブ部は、前記フランジ部の前記固定面と反対側の面に形成されるのも好ましい。この構成によれば、厚肉リブ部の断面形状、厚さを自由に設定でき、さらに、厚肉リブ部の存在によりディスクロータの取り付けを阻害することがなく、ディスクロータをフランジ部の固定面に、適切に密着（当接）させることができる。

フランジ部の円周方向の剛性を高め、ボルトを貫通孔に圧入させて挿着させた際に、フランジ部の周方向の変形を抑え、径方向に変形を逃がすことができ、フランジ部の膨れ（うねり）を防止することができる。その結果、ボルト挿着後のフランジ部の振れ精度や平面度を良好な状態に維持することができる。従って、フランジ部の固定面において切削加工等の２次加工が不要であり、生産コストの低減が可能となる。ブレーキロータを精度良く組み付けることができ、高い制動性能を発揮させることができる。さらに、フランジ部の剛性を高めながらも車輪用転がり軸受ユニットの極端な重量増加を防ぐことができる。

以下、この発明の実施の形態について添付図面を参照しながら詳述する。
図１はこの発明の一実施形態に係る車輪用転がり軸受ユニットを示す縦断面図であり、車輪用転がり軸受ユニット１は、内軸部２と、複列アンギュラ玉軸受３とを備えている。内軸となる内軸部２は、中空状軸部１１と、その中空状軸部１１の一方側の軸端寄り部に形成された径方向外方向きのフランジ部１２とを有する。

複列アンギュラ玉軸受３は、内軸部２が有する軸部１１の他方側軸端寄り部の小径外周面１１ａに外嵌され単一軌道である第１の内輪軌道を形成する内輪２１と、２列軌道溝を有する外輪２２と、２列で配設される２つの玉２３，２３と、２つの冠形保持器２４，２５と、を有し、内軸部２の軸部１１の軸方向中間部である大径外周面１１ｂに第２の内輪軌道が形成される構成である。つまり、この複列アンギュラ玉軸受３は、内軸部２に外装されている。さらに、内軸部２の内周側にドライブシャフト４が挿入されかつスプライン嵌合され、ドライブシャフト４はその先端部においてナット５により内軸部２と固定されている

軸受３の外輪２２の外周面には径方向外向きのフランジ２６が設けられており、このフランジ２６により軸受ユニット１はシャフトケース７に取り付けられ、軸受３の外輪２２は固定側部材となる。
また、可動側部材は内軸部２および内軸部２に外嵌固定された内輪２１とされ、内軸部２のフランジ部１２には、ディスクブレーキ装置のブレーキパッド８，８にて挟まれるディスクロータ６および図示省略の車輪のホイールが取り付けられる。ディスクロータ６は、その内周側の側面が接触面６ａとされ、その接触面６ａが内軸部２のフランジ部１２の固定面１２ａにあてがわれ、ディスクロータ６は、面接触された状態で、フランジ部１２の円周方向複数箇所に設けた貫通孔１３に圧入されて挿通されたハブボルト（セレーションボルト）１４により、フランジ部１２と一体状となるよう固定される。

なお、ディスクロータ６は、先にドライブシャフト４に取り付けられた軸受ユニット１に対して取り付けられるため、ボルト１４は、フランジ部１２の貫通孔１３に予め取り付けておく必要がある。さらに、軸受ユニット１を単体で取り扱う工程において、ボルト１４が貫通孔１３から脱落するのを防止するため、ボルト１４は、貫通孔１３に圧入され、ボルト１４と軸受ユニット１とは一体となるようされている。なお、貫通孔１３に圧入されるボルトの首部（ねじ軸の頭部側領域）には、セレーションが形成されている。

貫通孔１３は、ボルト１４のセレーションに対応する孔形状とされ、図２に示すように、軸心Ｃを中心として同じピッチ円上に等間隔で複数箇所（例えば５箇所）形成されている。そして、図２と図３（ａ）に示すように、フランジ部１２には、軸心Ｃを中心としかつこれら複数の貫通孔１３上を通過する仮想円周線Ａに沿って、周方向の厚肉リブ部９が形成されている。なお、図３（ｂ）は、厚肉部が形成されていない従来例を示す。つまり、この発明では、フランジ部１２において、フランジ本体部１５の環状側面の仮想円周線Ａ上に、所定厚さ寸法ｔの厚肉リブ部９が形成されている。これにより、フランジ部１２における貫通孔１３，１３間の周方向の剛性を高めることができ、ボルト１４の貫通孔１３への圧入によるフランジ部１２の厚さ方向への変形を抑えることができる。

厚肉リブ部９は、隣り合う貫通孔１３，１３の間に連続的に円弧形状で形成され、径方向に所定の幅寸法（径方向寸法）ｂを有する。さらに、前記の仮想円周線Ａは、貫通孔１３のピッチ円と一致させるのが好ましく、これにより、ボルト１４圧入によるフランジ部１２の厚さ方向の変形を確実に抑えることができる。さらに、幅寸法ｂの厚肉リブ部９の幅方向中心線が、仮想円周線Ａと一致している。つまり、仮想円周線Ａが、所定の幅寸法ｂの厚肉リブ部９を幅方向（径方向）に２等分する位置となるようしている。

また、厚肉リブ部９の幅寸法ｂは変更自在であるが、厚肉リブ部９の幅寸法ｂを貫通孔１３の内径寸法ｄと略同一とするのも好ましく、例えば、（ｄ−８ｍｍ）≦ｂ≦（ｄ＋８ｍｍ）に設定することができる。これにより、ボルト１４の貫通孔１３への圧入によるフランジ部１２の厚さ方向への変形を確実に抑えることができる。

さらに、厚肉リブ部９は、フランジ部１２のディスクロータ６との固定面（表て面）１２ａと反対側の面（裏面１２ｂ）に形成されるのも好ましい。つまり、図１に示すように、フランジ部１２のシャフトケース７側の鉛直面に形成されることとなる。なお、図２と図３（ａ）に示すように、ボルト１４の頭部をフランジ部１２の裏面１２ｂ側の貫通孔１３の周辺部に当接させるために、貫通孔１３の周辺部に厚肉部を形成している。

図４は、周方向の厚肉リブ部９の作用効果を説明する図であり、厚肉リブ部９により、フランジ部１２は円周方向の剛性が大きくなる。つまり、円周方向には変形しにくくなり、貫通孔１３にボルト１４を圧入し挿着させても、フランジ部１２の円周方向の変形は抑えられる。一方、径方向においては、フランジ部１２は円盤形状とされ、貫通孔１３はフランジ部１２の外周縁部寄りに形成されるため、貫通孔１３より径方向外方側は自由端状態であり、径方向外方には自由に拡径変形できる。つまり、貫通孔１３から径方向外方へは変形しやすく（径方向の剛性が低く）、ボルト１４の圧入によるフランジ部１２の変形（応力）は、フランジ部１２外周縁部が拡径変形することにより開放され、フランジ部１２を厚さ方向へ変形させることがない。つまり、ボルト１４の圧入によるフランジ部１２の変形を径方向へ逃がすことができるといえる。これにより、フランジ部１２の振れ（うねり）を抑えることができる。

なお、この発明の車輪用転がり軸受ユニットは、図１のように駆動輪用の軸受ユニット１を例に挙げたが、図５に示すような従動輪用の軸受ユニット１に適用したり、図示する形態に限らずこの発明の構成の範囲内において他の形態のものであっても良い。
また、仮想円周線Ａは、貫通孔１３と内接する円周線から、外接する円周線まで変更可能であり、厚肉リブ部９を周方向に複数条形成してもよく、さらに、厚肉リブ部９の断面形状を矩形以外にも、山形や半円形状等とすることができる。

この発明の一実施形態に係る車輪用転がり軸受ユニットを示す縦断面図である。 内軸部のフランジ部の正面図である。 本発明の構成と従来の構成とを比較する内軸部の半裁斜視図である。 内軸部のフランジ部の要部を示す正面図である。 この発明の他の実施形態に係る車輪用転がり軸受ユニットを示す縦断面図である。

符号の説明

１ 車輪用転がり軸受ユニット
２ 内軸部
３ アンギュラ玉軸受
６ ディスクロータ
９ 厚肉リブ部
１２ フランジ部
１２ａ 固定面
１３ 貫通孔
１４ ボルト
Ａ 仮想円周線
Ｃ 軸心

Claims (2)

1. 内軸部の径方向外向きのフランジ部の固定面にディスクブレーキ装置のディスクロータがあてがわれ、当該フランジ部の円周方向複数箇所に設けられた貫通孔に圧入されて挿着されたボルトにより前記ディスクロータが前記フランジ部の固定面に固定される車輪用転がり軸受ユニットにおいて、前記フランジ部に、軸心を中心としかつ前記複数の貫通孔上を通過する仮想円周線に沿って周方向の厚肉リブ部が形成されたことを特徴とする車輪用転がり軸受ユニット。
2. 前記厚肉リブ部は、前記フランジ部の前記固定面と反対側の面に形成された請求項１記載の車輪用転がり軸受ユニット。

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