JP2009150419A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フランジ部に生ずる変形を抑制することにより、ブレーキディスクの振れを直接抑制するように改良された車輪用軸受装置を供給する。
【解決手段】車輪用軸受装置１の回転側軌道部材２はボルト孔５を備えたフランジ部３を有し、かかるフランジ部３にはブレーキディスク７、車輪８が、ボルト孔５に挿入されたボルト６によって固定される。このボルト孔５の内側には、ブッシュ２０が嵌合固定されている。このブッシュ２０は略円筒形の形状であるとともに、ブッシュ２０の中心軸方向の長さはボルト孔５の内壁面の中心軸方向の長さより短い。また、ボルト６の挿入方向へブッシュ２０が移動することを防止するため、ボルト孔５のディスクブレーキ側の径が狭められ、狭窄部５１が形成されている。なお、ブッシュ２０は黄銅製である。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輪用軸受装置に関する。更に特定的には、取り付けられたブレーキディスクの平面振れを抑制する車輪用軸受装置に関する。

図４（ａ）に示すように、自動車等の車輪用軸受装置１０１の回転側軌道部材１０２はボルト孔１０５を備えたフランジ部１０３を有し、かかるフランジ部１０３にブレーキディスク１０７、車輪１０８などが、ボルト孔１０５に挿入されたボルト１０６によって固定される。

上記固定を行うに際して、フランジ部１０３のボルト孔１０５にまずボルト１０６を挿入し、ボルト１０６をフランジ部１０３に固定する必要がある。そこで、ボルト１０６の根元付近にセレーション１６１を設け、ボルト１０６をボルト孔１０５に圧入することにより、このセレーション１６１部がボルト孔１０５の内壁面に圧着される構造が一般的である。しかしボルト１０６をボルト孔１０５に圧入すると、ボルト孔１０５の周辺部が塑性流動を起こしてフランジ部１０３のブレーキディスク１０７取り付け面側のボルト孔１０５の周辺が隆起するなど、フランジ部１０３に変形が生じる。更には、変形が生じたフランジ部１０３にブレーキディスク１０７を取り付けると、フランジ部１０３の変形の影響で、ブレーキディスク１０７が波立つように変形し、ブレーキディスクの両側面１０７ａ，１０７ｂの平面度が低下し、平面振れが生じる。かかるフランジ部１０３の変形が大きい場合にはブレーキディスク１０７の側面の振れも大きくなり、回転時にブレーキディスク１０７がブレーキ装置１１０が備えるブレーキパッド１１１に触れ、異音（ジャダー音）を発したり、ブレーキディスク１０７およびブレーキパッド１１１に異常な磨耗を生じさせたりすることがある。

これに対して、アクスルハブ（回転側軌道部材１０２）のフランジ部（フランジ部１０３）およびディスクローター（ブレーキディスク１０７）の振れの状態を組み立て前に測定し、両者の振れを相殺する技術が提示されている（例えば、特許文献１）。
特開平１−２８５４５３号公報

しかし、特許文献1の技術はブレーキディスクの振れを直接に抑制するものではない。また、回転側軌道部材のフランジ部の振れが必ずしもブレーキディスクの振れを相殺できるとは限らず、その効果も限定的である。

本発明は、現状を鑑みてなされたもので、フランジ部に生ずる変形を抑制することにより、ブレーキディスクの平面振れを直接抑制するように改良された車輪用軸受装置を供給することを目的とする。

本発明にかかる車輪用軸受装置は、ボルト孔を有し、該ボルト孔に圧入されたボルトを介してブレーキディスクおよび車輪を固定するフランジ部を備えた車輪用軸受装置において、前記ボルト孔の内壁面には前記ボルトが前記ボルト孔に圧入されることにより変形可能なブッシュを更に備える。

上記構成によると、ボルト孔の内壁面に、ボルトがボルト孔に圧入されることにより変形可能なブッシュを備えるため、ボルトをボルト孔に圧入する際にブッシュが変形するため、ボルトおよびフランジ部に変形が生ずることを抑制できる。従って、フランジ部の変形を原因とするブレーキディスクの平面振れの発生も抑制することができるため、ブレーキディスクの回転時の振れを抑制できる。

本発明にかかる車輪用軸受装置は、前記ブッシュが略円筒状であるとともに、中心軸方向の長さが前記ボルト孔の内壁面の中心軸方向の長さより小さいことが好ましい。

上記構成によると、ブッシュの中心軸方向の長さが前記ボルト孔の内壁面の中心軸方向の長さより小さいため、ボルトをボルト孔に圧入した状態でボルトとボルト孔の内壁面とブッシュによって取り囲まれた空間（隙間）が形成される。ボルトの圧入によって変形したブッシュの一部がこの空間に押し出されることにより、ブッシュの一部がボルト孔の外部に押し出されることを防止できる。

ここで、ブッシュの長さは合目的的に決定することができる。即ち、ブッシュが変形することにより押し出される量を考慮し、押し出される量をボルト孔内で吸収できる空間が生じる範囲内において、なるべくこの空間が小さくなるようにブッシュの長さを決定する。空間が大きくなるとブッシュとボルトとの接触面積が小さくなり、過度に空間が大きい場合にはボルトの固定が困難となるためである。

本発明にかかる車輪用軸受装置は、前記ブッシュが黄銅製であることが好ましい。

上記構成によると、ブッシュが黄銅製であるため、延伸性が高く、変形時にボルト孔およびボルトに密着しやすい。また、フランジ部やボルトは通常炭素鋼や変形しにくい合金で形成されるため、黄銅より変形しにくく、ボルトをボルト孔に圧入することにより、ブッシュのみを変形させることが可能となる。

本発明にかかる車輪用軸受装置は前記ボルト孔の内壁面であるとともに前記ボルトの圧入方向の端部に前記ブッシュの抜け落ちを防止するための狭窄部を有することが好ましい。

上記構成によると、ボルト孔の内壁面であるとともにボルトの圧入方向の端部にブッシュの抜け落ちを防止するための狭窄部を有するため、ボルトがボルト孔に圧入される際にブッシュがボルト孔のボルトの圧入方向に抜け落ちることを防止できる。

本発明によれば、ブレーキディスクの振れを抑制するように改良された車輪用軸受装置を供給することができる。

以下、本発明を列車に適応した車輪用軸受装置の一実施形態を図面を用いて説明する。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態にかかる車輪用軸受装置１の回転側軌道部材２はボルト孔５を備えたフランジ部３を有し、かかるフランジ部３にはブレーキディスク７、車輪８が、ボルト孔５に挿入されたボルト６によって固定される。このボルト孔５の内側には、図１（ｂ）に示すように、ブッシュ２０が嵌合固定されている。このブッシュ２０は略円筒形の形状であるとともに、図２に示すように、ブッシュ２０の中心軸方向の長さＬはボルト孔５の内壁面の中心軸方向の長さＤより短い。また、ボルト６の挿入方向へブッシュ２０が移動することを防止するため、ボルト孔５のディスクブレーキ側の径が狭められ、狭窄部５１が形成されている。一方、ボルト６の根元付近にはセレーション６１が設けられており、ブッシュ２０が嵌合固定されているボルト孔５にボルト６が圧入されると、ブッシュ２０が変形することにより噛合する構造となっている。なお、上記フランジ部は炭素鋼製であり、ボルト６はクロム鋼などの合金製であり、ブッシュ２０は黄銅製である。

本実施形態における車輪用軸受装置にはブレーキディスク７および車輪８を以下のように固定する。

まず、フランジ部３のボルト孔５にボルト６を圧入する。このとき、ボルト孔５の内壁面に嵌合固定されているブッシュ２０が、ボルト６の根元付近に設けられたセレーション６１に噛合するように変形するため、ボルト６がボルト孔５に固定される。上述のように、ボルト６は合金製であり、フランジ部３は炭素鋼製であるので、より強度の小さい黄銅製のブッシュ２０のみが変形し、他の部材が変形することを防止する。ここで、ブッシュ２０の軸方向の長さはフランジ部３の厚みより小さいため、ボルト６の頭とブッシュ２０との間に空間（隙間）Ｓが生じている。従って、ボルト６の圧入により変形したブッシュ２０の一部はこの隙間Ｓを埋めるように変形するため、ボルト孔５からはみ出すことはない。続いて固定されたボルト６にブレーキディスク７および車輪８を挿入し、図示しないナットで固定する。ボルト６がボルト孔５に固定されているため、ナットによる固定の際にもボルト６がナットと共回りすることなく、容易に固定作業を行うことができる。

上記実施形態の車輪用軸受装置によれば、以下のような効果を得ることができる。

（１）上記実施形態の車輪用軸受装置によれば、略円筒状であるとともにボルト６がボルト孔５に圧入されることにより変形する黄銅で形成されたブッシュ２０を備え、このブッシュ２０がボルト孔の内壁面に嵌合固定されているため、ボルト６圧入時にブッシュ２０が変形して、ボルト６を固定することができる。また、ブッシュ２０が変形するため、ボルト６およびフランジ部３に変形が生ずることを抑制できる。従って、フランジ部３の変形を原因とするブレーキディスク７のブレーキパッド１１と対向する側面７ａ，７ｂの平面振れも抑制することができる。そのため、ブレーキパッド１１がブレーキ装置１０のブレーキパッド１１に接触することも抑制され、ひいては異音（ジャダー音）の発生やブレーキディスク１０７およびブレーキパッド１１の異常な磨耗の発生も抑制される。

（２）上記実施形態の自動車積載運搬装置によれば、ブッシュ２０の中心軸方向の長さＬはボルト孔５の内壁面の中心軸方向の長さＤより短いため、ボルト６をボルト孔５に圧入した状態でボルト６とボルト孔５の内壁面とブッシュ２０とによって取り囲まれた空間（隙間）Ｓが形成される。ボルトの圧入によって変形したブッシュ２０の一部がこの空間Ｓに押し出されることにより、ブッシュ２０の一部がボルト孔５の外部に押し出されることが防止される。

（３）上記実施形態の車輪用軸受装置によれば、ボルト孔５の内壁面であるとともにボルトの圧入方向の端部にブッシュの抜け落ちを防止するための狭窄部５１を有するため、ボルト６がボルト孔５に圧入される際にブッシュ２０がボルト孔５のボルト６の圧入方向に抜け落ちることが防止される。

（４）上記実施形態の車輪用軸受装置によれば、ブッシュ２０が黄銅製であるため、延伸性が高く、変形時にボルト孔５およびボルト６に密着しやすい。また、フランジ部３は炭素鋼製であり、ボルト６合金製であるため、黄銅より変形しにくく、ボルト６をボルト孔５に圧入することにより、ブッシュ２０のみを変形させることが可能となる。従って、ボルト孔５の周囲のフランジ部３に塑性流動が生じることがなく、ブレーキディスク７と接するフランジ部３の側面３ａのボルト孔５の周囲が隆起することがないため、フランジ部３の変形を原因とするブレーキディスク７の平面振れの発生を抑制できる。

（５）上記実施形態の車輪用軸受装置によれば、ブッシュ２０が、ボルト６の根元付近に設けられたセレーション６１に噛合するように変形するため、ボルト６がボルト孔５に一層強固に固定される。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。

・上記実施形態においては、ブッシュ２０は黄銅製であるが、他の材料であっても良い。即ち、延伸性を有し、フランジ部３およびボルト６より変形しやすい素材であればよく、例えば軟鉄鋼やアルミ合金でも良い。

・上記実施形態においては、ボルト孔５の内壁面であるとともにボルトの圧入方向の端部にブッシュの抜け落ちを防止するための狭窄部５１を有しているが、他の構成であっても良い。即ち、ブッシュ２０の抜け落ちを防止する構造を有していれば良く、例えばブッシュ２０の外周部に雄ねじが設けられているとともにボルト孔５の内壁面に噛合する雌ねじが設けられており、両者を噛合させることで抜け落ちを防止しても良い。

・また、上述した、抜け落ちを防止する構造を有することも必須ではない。例えば嵌合固定のみで抜け落ちが生じなければ、 特段の「抜け落ちを防止する構造」を有していなくとも良い。

・上記実施形態においては、図２に示すように、ブッシュ２０の中心軸方向の長さＬはボルト孔５の内壁面の中心軸方向の長さＤより短いが、他の構成でも良い。即ち、ボルトの圧入によって変形したブッシュ２０の一部が、ボルト孔５の外部に押し出されることが防止されれば良く、例えば、図３に示すように、ボルト孔５の一部に溝部５２を設けて空間を作り、ボルト６をボルト孔５に圧入する際に、ブッシュ２０の一部がこの空間に押し出されることにより、ブッシュ２０の一部が、ボルト孔５の外部に押し出されることを防止してもよい。

・上記実施形態においては、ブッシュ２０がボルト孔の内壁面に嵌合固定されているが、他の構成でも良い。即ち、ブッシュ２０がボルト孔の内壁面に固定されていれば良く、例えば、上述したようにブッシュ２０の外周部に雄ねじが設けられているとともにボルト孔５の内壁面に噛合する雌ねじが設けられており、両者を噛合させることでブッシュ２０をボルト孔５の内壁面に固定してもよい。

・上記実施形態においては、ボルト６の根元付近にはセレーション６１が設けられているが、セレーション６１が設けられていない構成でも良い。即ち、ボルト６をボルト孔５に圧入することにより、ナットにより固定する際にボルト６が共回りしない程度に固定されれば良く、ブッシュ２０の変形の作用により同程度に固定されるならば、セレーション等の特段の構造をボルトに設ける必要はない。セレーション６１を設けない構造とすることで、コストダウンに資する。

本発明にかかる車輪用軸受装置は、取り付けられたブレーキディスクの変形を抑制することができるので、自動車に使用する車輪用軸受装置として広く利用できる。

本発明を適用した車輪用軸受装置の一実施形態を説明する図面であって、（ａ）は車輪用軸受装置の軸方向断面図あり、（ｂ）はボルト周辺の部分拡大断面図である。 本発明を適用した車輪用軸受装置の一実施形態を説明する図面であって、ボルト孔周辺の部分拡大断面図である。 本発明を適用した車輪用軸受装置の変更例を説明する図面であって、ボルト孔周辺の部分拡大断面図である。 従来の車輪用軸受装置の一実施形態を説明する図面であって、（ａ）は車輪用軸受装置の軸方向断面図あり、（ｂ）はボルト周辺の部分拡大断面図である。

符号の説明

１…車輪用軸受装置、２…回転側軌道部材、３…フランジ部、３ａ…側面、５…ボルト孔、６…ボルト、７…ブレーキディスク、７ａ，７ｂ…ブレーキディスク７の側面、８…車輪、１０…ブレーキ装置、１１…ブレーキパッド、２０…ブッシュ、５１…狭窄部、５２…溝部、６１…セレーション、１０１…車輪用軸受装置、１０２…回転側軌道部材、１０３…フランジ部、１０５…ボルト孔、１０６…ボルト、１０７…ブレーキディスク、１０７ａ，１０７ｂ…ブレーキディスク１０７の側面、１０８…車輪、１１０…ブレーキ装置、１１１…ブレーキパッド、１６１…セレーション。

Claims (4)

1. ボルト孔を有し、該ボルト孔に圧入されたボルトを介してブレーキディスクおよび車輪を固定するフランジ部を備えた車輪用軸受装置において、
   前記ボルト孔の内壁面には前記ボルトが前記ボルト孔に圧入されることにより変形可能なブッシュを更に備えることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記ブッシュが略円筒状であるとともに、中心軸方向の長さが前記ボルト孔の内壁面の中心軸方向の長さより小さいことを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記ブッシュが黄銅製であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記ボルト孔の内壁面であるとともに前記ボルトの圧入方向の端部に前記ブッシュの抜け落ちを防止するための狭窄部を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。

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