JP2007203949A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金属の塑性流動によるフランジ振れを防止して、ブレーキジャダーの発生を抑えることが可能な車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】外径方向に延びるフランジ１２を有する軌道輪を備え、この軌道輪のフランジ１２に軸方向貫通孔２０を設け、フランジ１２をブレーキロータ及びホイールに取付けるためのボルト１３を、貫通孔２０に圧入固定した車輪用軸受装置である。貫通孔２０のブレーキロータ側の開口部に、ボルト圧入時の塑性流動を吸収するためのざぐり部２１を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輪用軸受装置に関するものである。

車輪用軸受装置には、図５に示すように、ハブ輪１０１と、外輪１０３とを備えたハブユニット形式の車輪用軸受装置がある。この車輪用軸受装置は、前記ハブ輪１０１と、このハブ輪１０１に外嵌固定される内輪１０２と、これらハブ輪１０１及び内輪１０２の周囲に配設される前記外輪１０３と、この外輪１０３とハブ輪１０１及び内輪１０２との間に介装される転動体１０４、１０４と、転動体１０４、１０４を保持するポケットを有する保持器１０６、１０６とを備える。

ハブ輪１０１は、ハブボルト１０７が圧入される貫通孔１０８を有するハブフランジ１０９を備え、このハブフランジ１０９が図示省略のブレーキロータに重ね合わされて、前記ハブボルト１０７を介して、このハブ輪１０１がブレーキロータ及びホイールに取付けられる。

ところで、図６に示すように、ハブボルト１０７をハブフランジ１０９の貫通孔１０８に圧入すると、その圧入力により、貫通孔１０８が拡大するとともに、ハブフランジ１０９を構成する金属の塑性流動が発生して、ブレーキロータ側の取付面１１０にわずかな「うねり」（表面あらさよりも比較的大きい間隔で繰り返される起状）が発生する。この「うねり」を生じた状態において、ブレーキロータとハブフランジ１０９とを固定して車両を駆動させれば、振動が発生するとともに、制動時にジャダー音（ブレーキジャダー）が発生することになる。

そこで、従来には、塑性流動によって発生した変形部分を除去することによって、ブレーキロータ側の取付面にうねりを生じさせないようにしたものがある（特許文献１）。この場合、ブレーキロータ側の取付面にうねりを生じないので、制動時のジャダー音（ブレーキジャダーの発生を防止できる。
特開２００３−３４３５８０号公報

ところが、前記特許文献１に記載のように、塑性流動によって発生した変形部分を除去する場合、ハブボルト圧入後に、ハブフランジの取付面の切削作業を行う必要があった。このため、組立作業時間が大となると共に、ハブボルト圧入状態での切削であるので、切削装置としても複雑化して、製造コストの増加につながっていた。

なお、図６に示すように、従来のこの種の車輪用軸受装置において、貫通孔１０８のブレーキロータ側の取付面１１０側の開口縁に面取り部１１１を設けて、塑性流動を吸収することも可能であるが、吸収するためには、面取り部１１１が大きくなる。テーパ部１１１が大きくなれば、ハブボルト１０７の貫通孔１０８における圧入範囲長さが短くなり、ボルトのスリップトルクが低下するおそれがあった。

本発明は、上記課題に鑑みて、金属の塑性流動によるフランジ振れを防止して、ブレーキジャダーの発生を抑えることが可能な車輪用軸受装置を提供する。

本発明の車輪用軸受装置は、外径方向に延びるフランジを有する軌道輪を備えるとともに、この軌道輪のフランジに軸方向貫通孔を設けて、前記フランジをブレーキロータ及びホイールに取付けるためのボルトを前記貫通孔に圧入固定した車輪用軸受装置において、前記貫通孔のブレーキロータ側の開口部に、前記ボルト圧入時の塑性流動を吸収するためのざぐり部を設けたものである。

軌道輪の軸方向貫通孔のブレーキロータ側の開口部にざぐり部（座ぐり部）を設け、これによって、ボルト圧入時の塑性流動を吸収するようにしたので、ブレーキロータ側の取付面にうねりを生じさせない。

前記ざぐり部は、軸方向貫通孔のブレーキロータ側の開口部に設けられる大径部にて構成したので、塑性流動を吸収するためのざぐり形成が容易である。

前記軌道輪が、前記フランジを有するハブ輪と、このハブ輪に装着される内輪とを備えた内方部材である車輪用軸受装置を構成することができる。

本発明の車輪用軸受装置は、ブレーキロータ側の取付面にうねりを生じさせないので、フランジ振れを防止でき、ブレーキジャダーの発生を抑えることができる。また、ブレーキロータ側の開口部にざぐり部を設けるのみでよく、製造コストの低減を図ることができる。

ざぐり部は、軸方向貫通孔のブレーキロータ側の開口部に設けられる大径部にて構成したので、塑性流動を吸収するためのざぐり形成が容易であり、製造コストの一層の低減を図ることができる。特に、ざぐり部において、ざぐり径に関係なく、その深さを小さくできる。これによって、ハブボルトのセレーション部に対応する貫通孔の本体部（圧入部）の軸方向長さを、ボルトが安定した状態で装着できる長さに確保できて、ボルトのスリップトルクの低下を防止できる。

以下本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。

第１実施形態の車輪用軸受装置は、図１に示すように、軸受外輪に相当する外方部材１と、軸受内輪に相当する内方部材２と、外方部材１と内方部材２との間に介在させた２列の転動体３を主要な構成要素としている。

外方部材１は、ナックル等の車体に固定するためのフランジすなわち車体取付フランジ
４を有し、このフランジ４にボルト挿通用ねじ孔７を設けている。そして、外方部材１の内周に２つの軌道５を形成している。なお、外方部材１の符号６で指してある部分は、ナックル等に形成した取付け孔に挿入するパイロット部（ナックルパイロット）である。

内方部材２は 、回転する軌道輪であって、ハブ輪８と内輪９とからなっている。ハブ輪８のインボード側の端部には小径部１０が形成され、この小径部１０に、その外周に軌道１６を有する内輪９が外嵌固定されている。この際、小径部１０から半径方向に立ち上がった面１５に内輪９の端面を突き当てている。このため、この面１５を内輪突き当て面と呼ぶことができる。

ハブ輪８のアウトボード側の外周には、車輪を取付けるためのハブフランジすなわち車輪取付フランジ１２が設けられ、このフランジ１２が後述するように図示省略のブレーキロータ及びホイールに取付けられる。また、ハブ輪８の軸方向中間部外周には軌道１４が形成され、ハブ輪８の中心部には軸方向に貫通したスプライン（またはセレーション。以下同じ。）孔１１が形成されている。

ハブ輪８の軌道１４及び内輪９の軌道１６は、それぞれ外方部材１の２つの軌道５、５に対応する。そして、外方部材１の軌道５、５と内方部材２（ハブ輪８および内輪９）の軌道１４，１６との間に２列の転動体３、３が転動自在に介在して、外方部材１と内方部材２を相対回転自在に支持する。転動体３は、内方部材２と外方部材１との間に介装される保持器１７にて保持されている。

なお、外方部材１と内方部材２の対向面間における両端部にシール１８、１８を装着している。シール１８は軸受内部に異物が侵入するのを防止し、また、軸受内部に充填したグリースの漏洩を防止する。

そして、フランジ１２には複数のボルト（ハブボルト）１３が取付けられる。すなわち、フランジ１２に周方向に沿って所定ピッチで貫通孔２０を複数個設け、この貫通孔２０にボルト１３を圧入する。貫通孔２０は、そのブレーキロータ側の開口部には、大径部からなるざぐり部２１が形成され、反ブレーキロータ側の開口部には、反ブレーキロータ側に向かって順次拡径するテーパ部（面取り部）２２が形成されている。

貫通孔２０に反ブレーキロータ側からボルト１３が圧入されることになる。このボルト１３は、頭部１３ａと、ねじ軸部１３ｂと、頭部１３ａとねじ軸部１３ｂとの間のナール部（セレーション部）２４が形成された連結部１３ｃとからなる。

このボルト１３の圧入によって、ボルト１３のナール部（セレーション部）２４にて、貫通孔２０の本体部２３（ざぐり部２１とテーパ部２２との間の孔部）が僅かに拡径し、ブレーキロータ側の開口部に金属の塑性流動が発生して、ブレーキロータ取付面２５にいわゆる「うねり」が生じようとする。しかしながら、この車輪用軸受装置では、ブレーキロータ側の開口部にはざぐり部２１が形成されているので、この発生する金属の塑性流動をざぐり部２１にて吸収することができる。このため、ブレーキロータ取付面２５に金属の塑性流動による「うねり」を生じさせない。また、図２に示すように、ボルト１３は貫通孔２０に圧入された際には、ボルト１３の頭部１３ａが、フランジ１２の反ブレーキロータ面２８に当接する。

ざぐり部２１の範囲（外径寸法Ａ及び深さＢ）（図２参照）は、ボルト１３を圧入した際に、ブレーキロータ取付面２５側に生じる金属の塑性流動を吸収できるものでよいので、任意に設定できる。この際、ざぐり部２１の深さは塑性流動量によるうねり量より深ければよいので、深さＢを小さくできる。

ところで、この車輪用軸受装置の実車への組付けは、外方部材１の車体取付フランジ４をボルト締結によって車体に取付ける。また、ハブ輪８のスプライン孔１１に等速自在継手の外側継手部材に設けたスプライン軸２６を挿入し、そのスプライン軸２６の先端に形成したねじ軸２６ａにナット２７をねじ係合させて規格トルクで締め付け、ハブ輪８と内輪９を軸方向に加圧することにより、予圧を付与する。さらに、車輪取付フランジ（ハブフランジ）１２のボルト１３にブレーキロータ（図示省略）と車輪のホイール（図示省略）を取付ける。

本発明の車輪用軸受装置によれは、軌道輪の軸方向貫通孔２０のブレーキロータ側の開口部にざぐり部２１を設け、これによって、ボルト圧入時の塑性流動を吸収するようにしたので、ブレーキロータ側の取付面２５にうねりを生じさせない。このため、フランジ振れを防止でき、ブレーキジャダーの発生を抑えることができる。また、ブレーキロータ側の開口部にざぐり部２１を設けるのみでよく、製造コストの低減を図ることができる。

ざぐり部２１は、軸方向貫通孔２０のブレーキロータ側の開口部に設けられる大径部にて構成したので、塑性流動を吸収するためのざぐり形成が容易であり、製造コストの一層の低減を図ることができる。特に、ざぐり部２１の深さはうねりを吸収できる程度で良いので、その深さＢを小さくできる。これによって、ハブボルト１３のセレーション部２４に対応する貫通孔２０の本体部２３の軸方向長さＬを、ボルト１３が安定した状態で装着できる長さに確保できて、ボルト１３のスリップトルクの低下を防止できる。

次に図３と図４は第２実施形態を示し、この従動輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置である。この車輪用軸受装置も、内方部材３２と、外方部材３１と、内方部材３２と外方部材３１との間に収容される転動体３３（保持器３７にて保持されている）とを備える。なお、内方部材３２は、ハブ輪３８と、このハブ輪３８の軸部３８ａに圧入される内輪３９とを備える。また、内輪３９の外周面には軌道４６が設けられ、ハブ輪３８の軸部３８ａの外周面には軌道４４が設けられ、外方部材３１の内周面には２列の軌道３５、３５が設けられている。

すなわち、ハブ輪３８は、軸部３８ａと、この軸部３８ａのアウトボード側の外周に周方向に沿って所定ピッチで一体に配設される複数の部分フランジ４２ａから成るフランジ４２とを有する。各部分フランジ４２ａに、ボルト１３が圧入される貫通孔２０が設けられている。

この貫通孔２０は、図１と図２に示す車輪用軸受装置と同様、そのブレーキロータ側の開口部には、大径部からなるざぐり部２１が形成され、反ブレーキロータ側の開口部には、反ブレーキロータ側に向かって順次拡径するテーパ部２２が形成されている。

また、フランジ４２のインボード側の側面には、その基部（内径側）に向かって次第に肉厚となるリブ４２ｂが設けられている。これによって、ハブ輪３８の剛性を損なうことなく軽量化を図っている。

ハブ輪３８の軸部３８ａのアウトボード側端面には、ホイールパイロット部４９が設けられる。このホイールパイロット部４９は、ブレーキロータ５０に重ねて装着されるホイールハブ５１の内径面を案内するものである。この場合のホイールパイロット部４９は、前記部分フランジ４２ａ間に形成される。これによって、ハブ輪３８の剛性を損なうことなく軽量化を図っている。

外方部材３１のボルト挿通孔４７を有する車体取付フランジ３４は、周方向に沿って所定ピッチで配設される複数の部分フランジ３４ａから成る。また、外方部材３１のインボード側の端部には、車体取付フランジ３４から軸方向に延びるナックルパイロット５２が形成され、このナックルパイロット５２の外径面に車体のナックルが嵌合される。

従って、この第２実施形態であっても、軸方向貫通孔２０のブレーキロータ側の開口部にざぐり部２１を設けているので、ボルト圧入時の塑性流動を吸収することができ、ブレーキロータ側の取付面２５にうねりを生じさせない。このため、フランジ振れを防止でき、ブレーキジャダーの発生を抑えることができる。

また、この車輪用軸受装置では、ハブ輪３８の車輪取付フランジ４２が、ボルト挿通孔（貫通孔）２０の近傍を除く部分を切り欠いて、各貫通孔２０の形成部分だけが環状の基部から外径側に略同じ幅でもって突出するように形成されているので、外方部材３１をナックルに締結する際、この車輪取付フランジ４２に邪魔されることなく、工具にて容易にナックルボルトを締結することができ、組立作業を簡便化することができる。

さらに、ハブ輪３８および外方部材３１が除肉され、車輪取付フランジ４２および車体取付フランジ３４が従来の円板状フランジと異なり、部分フランジ４２ａ、３４ａに分割されているので、強度・耐久性を確保しつつ、装置の軽量・コンパクト化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、前記実施形態では、ハブ輪８、３８の外周に直接軌道（転走面）１４、４４を形成した第３世代と呼ばれる車輪用軸受装置であったが、本発明の車輪用軸受装置においては、ハブ輪８、３８に一対の内輪が装着（圧入）された第１世代や第２世代と呼ばれるものであってもよい。また、外方部材１、３１に車輪取付フランジ１２を設け、この外方部材１、３１が軌道輪となる外輪回転タイプであってもよい。さらに、車輪用軸受装置として、従動輪用であっても駆動輪用であってもよい。また、実施形態では、転動体３、３３をボールにて構成したが、転動体に円すいころを使用したものであってもよい。

本発明の第１実施形態を示す車輪用軸受装置の断面図である。 前記車輪用軸受装置の要部拡大断面図である。 本発明の第２実施形態を示す車輪用軸受装置の断面図である。 前記車輪用軸受装置の要部側面図である。 従来の車輪用軸受装置の断面図である。 従来の車輪用軸受装置の要部拡大断面図である。

符号の説明

８、３８ ハブ輪
９、３９ 内輪
１２、４２ フランジ
１３ ボルト
２０ 貫通孔
３２ 内方部材

Claims (3)

1. 外径方向に延びるフランジを有する軌道輪を備えるとともに、この軌道輪のフランジに軸方向貫通孔を設けて、前記フランジをブレーキロータ及びホイールに取付けるためのボルトを前記貫通孔に圧入固定した車輪用軸受装置において、
   前記貫通孔のブレーキロータ側の開口部に、前記ボルト圧入時の塑性流動を吸収するためのざぐり部を設けたことを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記ざぐり部は、軸方向貫通孔のブレーキロータ側の開口部に設けられる大径部にて構成したことを特徴とする請求項１の車輪用軸受装置。
3. 前記軌道輪は、前記フランジを有するハブ輪と、このハブ輪に装着される内輪とを備えた内方部材であることを特徴とする請求項１又は請求項２の車輪用軸受装置。

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