JP2007296877A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長期に亘って使用してもブレーキロータやホイールの取り外しを容易に行うことができるとともに、再度ホイールを装着する際も、ハブ輪を修理したり交換したりする必要がなく、コスト低減を図ることができる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１を有するハブ輪２と、ハブ輪２に外側継手部材３の軸部１６が挿入固定される等速自在継手４と、外側継手部材３の軸部１６の外周側に転動体６を介して配設される外方部材５とを備えた車輪用軸受装置である。ハブ輪２の反継手側の外端面１９を平坦面とする。外側継手部材３の軸部１６の端面にねじ孔２０を設ける。ねじ孔２０にボルト部材３５を螺着して等速自在継手４とハブ輪２とを連結する。外端面に当接したボルト部材３５の頭部３７をホイールおよびブレーキロータが外嵌されるパイロット部４３とする。
【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、ハブ輪に一対の内輪が装着（圧入）されたもの（第１世代や第２世代と呼ばれるもの）、ハブ輪の外周に直接軌道面（転走面）を形成したもの（第３世代と呼ばれるもの）、さらには、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ直接軌道面（転走面）を形成したもの（第４世代と呼ばれるもの）がある。

例えば、特許文献１には、第１世代や第２世代と呼ばれるものと、第３世代と呼ばれるものとが記載されている。第３世代と呼ばれる車輪用軸受装置は、図３に示すように、外径方向に延びるフランジ１０１を有するハブ輪１０２と、このハブ輪１０２に外側継手部材１０３が固定される等速自在継手１０４と、ハブ輪１０２の外周側に配設される外方部材１０５とを備える。

等速自在継手１０４は、前記外側継手部材１０３と、この外側継手部材１０３の椀形部１０７内に配設される内側継手部材１０８と、この内側継手部材１０８と外側継手部材１０３との間に配設されるボール１０９と、このボール１０９を保持する保持器１１０とを備える。また、内側継手部材１０８の中心孔の内周面にはスプライン部１１１が形成され、この中心孔に図示省略のシャフトの端部スプライン部が挿入されて、内側継手部材１０８側のスプライン部１１１とシャフト側のスプライン部とが係合される。

また、ハブ輪１０２は、筒部１１３と前記フランジ１０１とを有し、フランジ１０１の外端面１１４（反継手側の端面）には、図示省略のホイール及びブレーキロータが装着される短筒状のパイロット部１１５が突設されている。なお、パイロット部１１５は、大径の第１部１１５ａと小径の第２部１１５ｂとからなり、第１部１１５ａにブレーキロータが外嵌され、第２部１１５ｂにホイールが外嵌される。

そして、筒部１１３の椀形部１０７側端部の外周面に切欠部１１６が設けられ、この切欠部１１６に内輪１１７が嵌合されている。ハブ輪１０２の筒部１１３の外周面のフランジ近傍には第１内側軌道面１１８が設けられ、内輪１１７の外周面に第２内側軌道面１１９が設けられている。また、ハブ輪１０２のフランジ１０１にはボルト装着孔１１２が設けられて、ホイールおよびブレーキロータをこのフランジ１０１に固定するためのハブボルトがこのボルト装着孔１１２に装着される。

外方部材１０５は、その内周に２列の外側軌道面１２０、１２１が設けられると共に、その外周にフランジ（車体取付フランジ）１３２が設けられている。そして、外方部材１０５の第１外側軌道面１２０とハブ輪１０２の第１内側軌道面１１８とが対向し、外方部材１０５の第２外側軌道面１２１と、内輪１１７の軌道面１１９とが対向し、これらの間に転動体１２２が介装される。

ハブ輪１０２の筒部１１３に外側継手部材１０３の軸部１２３が挿入される。軸部１２３は、その反椀形部の端部にねじ部１２４が形成され、このねじ部１２４と椀形部１０７との間にスプライン部１２５が形成されている。また、ハブ輪１０２の筒部１１３の内周面（内径面）にスプライン部１２６が形成され、この軸部１２３がハブ輪１０２の筒部１１３に挿入された際には、軸部１２３側のスプライン部１２５とハブ輪１０２側のスプライン部１２６とが係合する。

そして、筒部１１３から突出した軸部１２３のねじ部１２４にナット部材１２７が螺着され、ハブ輪１０２と外側継手部材１０３とが連結される。この際、ナット部材１２７の内端面（裏面）１２８と筒部１１３の外端面１２９とが当接するとともに、椀形部１０７の軸部側の端面１３０と内輪１１７の外端面１３１とが当接する。すなわち、ナット部材１２７を締め付けることによって、ハブ輪１０２が内輪１１７を介してナット部材１２７と椀形部１０７とで挟持される。
特開２０００−１１０８４０号公報

前記のような車輪用軸受装置では、ブレーキロータやホイールが損傷したりした際にはホイール等を取り外すことになる。この際、パイロット部が錆びていたり腐食していたりしていれば、ホイール等を取り外しにくく、その取り外し作業性に劣る。しかも、錆や腐食が進行していると、パイロット部の外径面とブレーキロータやホイールの嵌合孔の内径面との間のクリアランスがなくなって、ホイール等のパイロット部への外嵌が困難となり、ホイール等の再度の取付けができなくなるおそれがある。また逆に、パイロット部の外径寸法が小さくなって、減肉過剰でホイールの径方向の位置決めができなくなったりするおそれがある。

このため、従来では、パイロット部に防錆防食剤を塗布して、錆びにくくしたり、ホイール等に交換の必要が生じた際に、ホイール等の交換時に、ハブ輪を修理したり交換したりしていた。このため、コスト高となっていた。

本発明は、上記課題に鑑みて、長期に亘って使用してもブレーキロータやホイールの取り外しを容易に行うことができるとともに、再度ホイールを装着する際も、ハブ輪を修理したり交換したりする必要がなく、コスト低減を図ることができる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ハブ輪と、このハブ輪に外側継手部材の軸部が挿入固定される等速自在継手と、外側継手部材の軸部の外周側に転動体を介して配設される外方部材とを備えた車輪用軸受装置において、ハブ輪の反継手側の外端面を平坦面とするとともに、ハブ輪に挿入される外側継手部材の軸部の端面にねじ孔を設け、このねじ孔にボルト部材を螺着して等速自在継手とハブ輪とを連結し、前記外端面に当接するボルト部材の頭部をホイールおよびブレーキロータが外嵌されるパイロット部としたものである。

外側継手部材の軸部の端面のねじ孔にボルト部材を螺着することによって、等速自在継手とハブ輪とを連結することができる。また、ボルト部材を取り外せば、等速自在継手とハブ輪とを分離することができる。しかも、ボルト部材の頭部がパイロット部を構成するので、ハブ輪には、従来のように短筒状のパイロット部を形成する必要がなく、ハブ輪の形状のシンプル化を図ることができる。

ボルト部材の頭部の外端面に、螺進退用治具が嵌合してこの治具によるボルト部材の螺進退を可能とする嵌合凹部を設ける。これにより、嵌合凹部に螺進退用治具を嵌合させて螺進退用治具を操作（回転）させれば、ボルト部材が螺進退して、締め付けたり、緩めたりすることができる。しかも、ボルト部材の頭部の外周面（外径面）を治具にて挟んだりすることがない。

少なくともボルト部材の頭部に防錆防食処理を施すことができる。このように、防錆防食処理を施すことによって、ボルト部材の頭部が錆びついたり腐食したりするのを防止できる。

防錆防食処理としては、酸化鉄被膜形成、リン酸塩被膜形成、又はクロメート皮膜形成等の化成処理であったり、アルマイト処理等の陽極酸化処理であったり、クロマイジングやカロライジング等の表面拡散処理であったり、電気めっきや無電解めっき等の液相めっきであったり、化学蒸着等の気相処理であったり、カチオン塗装等の塗装であったりする。

本発明の車輪用軸受装置によれば、外側継手部材の軸部の端面のねじ孔にボルト部材を螺着することによって、等速自在継手とハブ輪とを連結することができる。また、ボルト部材を取り外せば、等速自在継手とハブ輪とを分離することができる。ホイール，ブレーキロータを外嵌めするパイロット部がないため、ハブ輪の形状のシンプル化を図ることができるので、ハブ輪の低コスト化を達成できる。また、ボルト部材が錆びついたり腐食したりした場合には、ハブ輪等を交換することなくボルト部材のみ交換すれば、この新たなボルト部材の頭部をもってパイロット部を構成でき、ホイールおよびブレーキロータの高精度の取付けが可能となる。このため、組立性の向上及び大幅なコスト低減が可能となる。

嵌合凹部に螺進退用治具を嵌合させて螺進退用治具を操作（回転）させれば、ボルト部材が螺進退して、締め付けたり、緩めたりすることができる。このため、ハブ輪と等速自在継手との接合分離を簡単かつ確実にしかも短時間に行うことができる。また、ボルト部材の頭部の外周面（外径面）を治具にて挟んだりすることがない。このため、治具によるボルト部材の操作では、ボルト部材の頭部が損傷したりすることがない。このため、ボルト部材の頭部はパイロット部としての機能を有効に発揮できる。

防錆防食処理を施すことによって、ボルト部材の頭が錆びついたり腐食したりするのを防止できる。これによって、ボルト部材の高寿命化が可能となる。

以下本発明の実施の形態を図１と図２に基づいて説明する。

図１に本発明の車輪用軸受装置の第１実施形態を示し、この車輪用軸受装置は、外径方向に延びるフランジ１を有するハブ輪２と、このハブ輪２に外側継手部材３が固定される等速自在継手４と、外側継手部材３の軸部の外周側に転動体６を介して配設される外方部材５とを備える。

等速自在継手４は、前記外側継手部材３と、この外側継手部材３の椀形部（カップ部）７内に配設される内側継手部材８と、この内側継手部材８と外側継手部材３との間に配設されるボール９と、このボール９を保持する保持器１０とを備える。また、内側継手部材８の中心孔の内周面には、図示省略のシャフトの端部が挿入されて、シャフトの端部のスプライン部が係合するスプライン部１１が形成されている。

また、外側継手部材３の椀形部７の内径面１２には複数のトラック溝１３が形成され、内側継手部材８の外径面１４には複数のトラック溝１５が形成され、外側継手部材３のトラック溝１３とこれに対応（対向）する内側継手部材８のトラック溝１５とで構成するボールトラックにボール９が介在されている。なお、この場合の等速自在継手は、各トラック溝１３、１５の溝底に直線状のストレート部１３ａ、１５ａを有するアンダーカットフリー型を示しているが、ツェパー型等の他の等速自在継手であってもよい。

外側継手部材３は、前記椀形部７と、この椀形部７の底部から突設される軸部（ステム部）１６とからなり、軸部１６の外周面にスプライン部１７が形成されている。そして、軸部１６の端面１８には、軸方向のねじ孔２０が形成されている。

また、ハブ輪２は、筒部２１と、筒部２１の反継手側の端部に設けられる前記フランジ１とを有し、筒部２１の椀形部７側端部の外周面に切欠部２２が設けられ、この切欠部２２に内輪２３が嵌合されている。筒部２１の外端面１９（反椀形部側の外端面）は、凹凸部のない平坦面（フラット面）とされる。ハブ輪２の筒部２１の内周面（内径面）にスプライン部２７が形成され、軸部１６がハブ輪２の筒部２１に挿入された際には、軸部１６側のスプライン部１７とハブ輪２側のスプライン部２７とが係合する。なお、フランジ１にはボルト装着孔２６が設けられて、ホイールおよびブレーキロータをこのフランジ１に固定するためのハブボルト（図示省略）がこのボルト装着孔２６に装着される。

外方部材５は、その内周に２列の外側軌道面３０、３１が設けられると共に、その外周にフランジ（車体取付フランジ）３２が設けられている。そして、外方部材５の第１外側軌道面３０とハブ輪２の第１内側軌道面２４とが対向し、外方部材５の第２外側軌道面３１と、内輪２３の軌道面２５とが対向し、これらの間に転動体６が介装される。なお、フランジ３２には車体取付用ボルト部材（図示省略）が螺着されるねじ孔３３が設けられている。また、外方部材５の両開口部にはシール部材Ｓが装着されている。

そして、ハブ輪２の筒部２１に挿入される外側継手部材３の軸部１６のねじ孔２０には、ボルト部材３５が螺着される。ボルト部材３５は、ねじ軸３６と、このねじ軸３６の基端に連設される円板状の頭部３７とからなる。このボルト部材３５の頭部３７の外端面（表面）３７ａにはその軸心部に嵌合凹部３８が設けられている。嵌合凹部３８は多角孔（たとえば、６角孔）からなり、６角レンチ等の螺進退用治具（図示省略）が嵌合してこの治具によるボルト部材３５のねじ孔２０に対する螺進退を可能とする。

ハブ輪２と等速自在継手４との連結は、ボルト部材３５を外側継手部材３の軸部１６のねじ孔２０に螺合させることによって行うことができる。すなわち、ハブ輪２の筒部２１に外側継手部材３の軸部１６を挿入した状態で、螺進退用治具をボルト部材３５の嵌合凹部３８に嵌合させて、螺進退用治具を操作してボルト部材３５を螺進させる。これによって、図１に示すように、ボルト部材３５の頭部３７の裏面３７ｂがハブ輪２の外端面１９に当接するとともに、外側継手部材３の椀形部７の後端面３９が内輪２３の外端面（椀形部側端面）４０に当接した状態となって、ハブ輪２と等速自在継手４とが連結される。また、この連結状態では、内輪２３の内端面（反椀形部側端面）４１がハブ輪２の筒部２１の切欠部２２の切欠端面２２ａに当接した状態となっている。

このため、ボルト部材３５と外側継手部材３の椀形部７とで、ハブ輪２と内輪２３を挟んだ状態となって、ハブ輪２と外側継手部材３とが連結される。そして、ボルト部材３５の頭部３７がハブ輪２の外端面１９から突出することになって、ホイールおよびブレーキロータが外嵌されるパイロット部４３となる。この場合の頭部３７は、大径の第１部４２ａと、小径の第２部４２ｂとからなり、第１部４２ａがブレーキロータの芯出し（径方向の位置決め）を行い、第２部４２ｂがホイールの芯出し（径方向の位置決め）を行うことになる。そして、このような連結状態において、ボルト部材３５を螺退させれば、このボルト部材３５を取り外すことができる。

このように組立てられた車輪用軸受装置は、ハブ輪２のフランジ１のブレーキロータ側取付面（外端面）１９にホイールおよびブレーキロータを重ね合わせて、ハブボルト（図示省略）を介して、フランジ１とホイールおよびブレーキロータとを連結する。この際、パイロット部４３にホイールおよびブレーキロータが外嵌された状態となって、軸合わせが行われる。また、外方部材５の車体取付フランジ３２をボルト締結によって車体に取付ける。

本発明の車輪用軸受装置によれば、外側継手部材３の軸部１６のねじ孔２０にボルト部材３５を螺着することによって、等速自在継手４とハブ輪２とを連結することができる。また、ボルト部材３５を取り外せば、等速自在継手４とハブ輪２とを分離することができる。このため、ハブ輪２と等速自在継手４との接合分離作業の簡略化を図ることができる。さらに、ハブ輪２に、従来のようなパイロット部を形成する必要がなく、ハブ輪２の形状のシンプル化を図ることができるので、ハブ輪２の低コスト化を達成できる。また、ボルト部材３５が錆びついたり腐食したりした場合には、ハブ輪２等を交換することなくボルト部材３５のみを交換すれば、この新たなボルト部材の頭部をもってパイロット部を構成でき、ホイールおよびブレーキロータの高精度の取付けが再度可能となる。このため、組立性の向上及び大幅なコスト低減が可能となる。

ボルト部材３５の嵌合凹部３８に螺進退用治具を嵌合させて螺進退用治具を操作（回転）させれば、ボルト部材３５が螺進退して、締め付けたり、緩めたりすることができる。このため、ハブ輪２と等速自在継手４との接合分離を簡単かつ確実にしかも短時間に行うことができる。また、ボルト部材３５の頭部３７の外周面（外径面）３７ｃを治具にて挟んだりすることがないので、治具による操作では、ボルト部材３５の頭部３７が損傷したりすることがない。このため、ボルト部材３５の頭部３７はパイロット部としての機能を有効に発揮できる。

次に図２は第２実施形態を示す。この場合の車輪用軸受装置は、外方部材５の内径側に一対の内輪４５、４６が配設されている。この場合、内輪４５、４６は外側継手部材３の軸部１６（スプライン部１７よりも椀形部７側であって、その外径面が円筒面とされた基部１６ａ）に外嵌された状態で、ハブ輪２と外側継手部材３の椀形部７との間に配設される。

ハブ輪２側の第１内輪４５の外周面に第１内側軌道面４７が形成され、反ハブ輪側の第２内輪４６の外周面に第２内側軌道面４８が形成している。外方部材５の第１外側軌道面３０に第１内輪４５の第１内側軌道面４７が対向し、外方部材５の第２外側軌道面３１に第２内輪４６の第２内側軌道面４８が対向し、これらの間に転動体６が介装される。

この場合のハブ輪２は、外周面に軌道面および内輪が嵌合する切欠部が形成されず、軸方向長さを前記図１に示すハブ輪２よりも短く設定している。

この車輪用軸受装置では、外側継手部材３の軸部１６を、内輪４５、４６及びハブ輪２の筒部２１に挿入し、この軸部１６のねじ孔２０にボルト部材３５のねじ軸３６を螺着すれば、ハブ輪２と等速自在継手４とを連結することができる。

すなわち、内輪４５、４６及びハブ輪２の筒部２１に外側継手部材３の軸部１６を挿入した状態で、螺進退用治具をボルト部材３５の嵌合凹部３８に嵌合させて、螺進退用治具を操作してボルト部材３５を螺進させる。これによって、図２に示すように、ボルト部材３５の頭部３７の裏面３７ｂがハブ輪２の外端面１９に当接するとともに、外側継手部材３の椀形部７の後端面３９が第２内輪４６の外端面（椀形部側端面）５０に当接した状態となって、ハブ輪２と等速自在継手４とが連結される。また、この連結状態では、第１内輪４５と第２内輪４６とが突き合わされるともに、第１内輪４５のハブ輪２側の端面５１とハブ輪２の筒部２１の端面５２とが当接した状態となっている。

このため、ボルト部材３５と外側継手部材３の椀形部７とで、ハブ輪２と内輪４５、４６を挟んだ状態となって、ハブ輪２と外側継手部材３とが連結される。この場合も、ボルト部材３５の頭部３７がハブ輪２の外端面１９から突出することになって、ホイールおよびブレーキロータが外嵌されるパイロット部３７ｃとなる。なお、この場合の頭部３７には、図１に示すような第１部４２ａと第１部４２ｂとを有さないが、フランジ側にホイールが外嵌され、反フランジ側にブレーキロータが外嵌される。

図２に示す車輪用軸受装置の他の構成は図１に示す車輪用軸受装置の構成と同様であるので、図２において、図１に示す車輪用軸受装置の構成と同一構成については、図１と同一符号を付してその説明を省略する。

従って、この図２に示す車輪用軸受装置であっても、図１に示す車輪用軸受装置と同様の作用効果を奏する。特に、ハブ輪２は、外周面に軌道面および内輪が嵌合する切欠部が形成されず、軸方向長さを前記図１に示すハブ輪２よりも短く設定している。このため、ハブ輪２の形状のシンプル化を一層図って、製造コストの低減を図ることができる。

ところで、前記第１実施形態および第２実施形態のねじ部材３５に、防錆防食処理を施すことができる。防錆防食処理としては、化成処理であったり、陽極酸化処理であったり、表面拡散処理であったり、液相めっきであったり、気相処理であったりする。

化成処理には、酸化鉄被膜形成、リン酸塩被膜形成、クロメート皮膜形成、又はパッシベーション被膜形成等の処理がある。陽極酸化処理にはアルマイト処理等がある。表面拡散処理にはクロマイジングやカロライジング等がある。液相めっきには電気めっきや無電解めっき等がある。気相処理には化学蒸着等がある。

さらに、ボルト部材３５に防錆防食剤を塗布してもよい。防錆防食剤としては公知公用のものを使用することができ、例えば、カチオン塗装等の塗装であったりする。また、ボルト部材３５自体をステンレスやアルミニウム等の防錆材料で構成してもよい。

このように、防錆防食処理を施すことによって、ボルト部材３５の頭部３７が錆びついたり腐食したりするのを防止できる。これによって、ボルト部材３５の高寿命化が可能となる。

防錆防食処理を施す部位としては、ステンレス等の防錆材料で構成しないものにおいては、少なくとも頭部３７であればよい。

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、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６をボールにて構成したが、転動体に円すいころを使用してもよい。嵌合凹部３８としても、６角孔に限るものではなく、三角孔、四角孔等の種々のものを採用することができる。要は、螺進退用治具が嵌合して、この螺進退用治具にてボルト部材３５を外側継手部材３の軸部１６のねじ孔２０に螺着できるものであればよい。

図１に示す車輪用軸受装置は、ハブ輪の外周に直接軌道面（転走面）を形成した第３世代と呼ばれるものであり、図２に示す車輪用軸受装置は、ハブ輪や外側継手部材に軌道面を設けずに、外周面に軌道面を有する一対の内輪を使用したものであったが、車輪用軸受装置として、ハブ輪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、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ軌道面を形成した第４世代と呼ばれるものであってもよい。

本発明の車輪用軸受装置の第１実施形態の断面図である。 本発明の車輪用軸受装置の第２実施形態の断面図である。 従来の車輪用軸受装置の断面図である。

符号の説明

１ フランジ
２ ハブ輪
３ 外側継手部材
４ 等速自在継手
５ 外方部材
１４ 外径面
１６ 軸部
１８ 端面
２０ ねじ孔
３５ ボルト部材
３７ 頭部
４３ パイロット部

Claims (3)

1. 外径方向に延びるフランジを有するハブ輪と、このハブ輪に外側継手部材の軸部が挿入固定される等速自在継手と、外側継手部材の軸部の外周側に転動体を介して配設される外方部材とを備えた車輪用軸受装置において、
   ハブ輪の反継手側の外端面を平坦面とするとともに、ハブ輪に挿入される外側継手部材の軸部の端面にねじ孔を設け、このねじ孔にボルト部材を螺着して等速自在継手とハブ輪とを連結し、前記外端面に当接するボルト部材の頭部をホイールおよびブレーキロータが外嵌されるパイロット部としたことを特徴とする車輪用軸受装置。
2. ボルト部材の頭部の外端面に、螺進退用治具が嵌合してこの治具によるボルト部材の螺進退を可能とする嵌合凹部を設けたことを特徴とする請求項１の車輪用軸受装置。
3. 少なくともボルト部材の頭部に防錆防食処理が施されてい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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