JP2009154629A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大きなコストアップや工程増加を招かずに、回転部材と別部材である案内部による、異音（摩擦音）の発生や、案内部が外れることを防止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】内軸２ａの外周面であって外部側の端部には外周方向に突出したフランジ部７が設けられている。フランジ部７の先端部にはボルト孔８が設けられており、このボルト孔８に挿入されるボルト９を介してブレーキディスク１１、車輪１２が、フランジ部７に固定される。また、内軸２ａの外部側の末端部には短円柱状の凹陥部が設けられており、凹陥部の内周面に略円筒状の案内部１３が外周面を接するように着脱自在に取り付けられている。
【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、案内部の構造に特徴を有する車輪用軸受装置に関する。

図７に示すように、車輪用軸受装置１００の回転部材としての内輪部材１０２の内軸１０２ａは外周方向に突出したフランジ部１０７と、外部側に突出した案内部１１３を備えている。車輪１１２やブレーキディスク１１１はこの案内部１１３を案内に用いて位置決めされた後、フランジ部１０７にボルト１０９を介して固定される。

現在、この案内部１１３は内軸１０２ａと一体的に製造されることが多い。しかし、案内部１１３を形成するために内軸１０２ａの形状が複雑となり、製造コストが上昇する。また、案内部１１３周辺部分の加工精度が出しにくい。更に、内軸１０２ａの回転時、即ち回転モーメントが生じた状態における最弱部は案内部１１３の付根部分１２５となるが、案内部１１３の付根部分１２５を補強すると重量が増加するとともにコストアップとなる。これに対して、案内部１１３を内軸１０２ａとは別部材として製造し、組み立ての際に取り付ける技術が提示されている（例えば、特許文献１）。
実開昭６３−６４９１９号公報

しかし、特許文献１に示された技術のように案内部（円筒状蓋部材）を嵌合固定すると、回転部材が回転する際に一体性が失われ、回転部材と案内部との嵌合部分にずれが生じやすい。ずれが生じると、回転部材および案内部の少なくとも一方に磨耗が生じることがある。磨耗により、回転部材と案内部との嵌合部分に一旦隙間が生ずると、以後両者は一体的に回転しないため、更に磨耗が拡大する。そのため異音（摩擦音）が発生し、極端な場合には案内部が外れてしまうおそれもある。このように回転部材と案内部の嵌合部分が磨耗すると、一旦外れた案内部を回転部材にはめ直しても、締代が無くなって元のように嵌合固定することができなくなり、車輪用軸受装置全体を交換しなければならなくなる。なお、案内部は、車輪とブレーキディスクの交換時のみに必要なものであり、その他の状況では機能していないので、交換の際の一時的な使用のためだけに、上記のような種々の課題が生じ問題となっている。

本発明は、かかる問題を解消するためになされたもので、大きなコストアップや工程増加を招かずに、回転部材と別部材である案内部による、異音（摩擦音）の発生や、案内部が外れることを防止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、車輪を固定する回転自在な回転部材と、前記回転部材に取り付けられているとともに前記回転部材に前記車輪を固定する際の案内となる案内部を備える車輪用軸受装置において、前記案内部が前記回転部材に着脱自在に設けられている。

上記構成によると、案内部が回転部材に着脱自在に設けられている、即ち案内部と回転部材とは別部材であるため、回転部材の形状を案内部一体型の回転部材に比べて単純化することができる。従って、回転部材の製造が容易となるため、コストダウンに資する。また、回転部材の加工精度を上げやすくなるため、回転ブレが生じることを抑制できる。

また、案内部が回転部材に着脱自在に設けられているため、回転部材に車輪やブレーキディスクを固定する際の案内として使用した後に案内部を取り外すことができる。従って、案内部が回転部材と摩擦することにより異音（摩擦音）が発生すること、および摩擦による磨耗の結果、案内部が外れることを防止することができる。また、車輪やブレーキディスクの交換が必要となった場合には、回転部材に案内部を再度取り付けることができる。

更に案内部を取り外し、再度装着することができるため、案内部の再利用が可能となり、コストダウンに資する。また、車輪用軸受装置の軽量化に資する。

本発明にかかる車輪用軸受装置は、前記案内部が弾性力によって前記回転部材に装着されていることが好ましい。上記構成によると、案内部が弾性力によって回転部材に装着されているため、取り外しおよび再度の装着が容易である。

本発明にかかる車輪用軸受装置の案内部には、案内部を変形させて前記弾性力を生じさせるための切欠部が形成されていることが好ましい。上記構成によると、案内部を変形させて前記弾性力を生じさせるための切欠部が形成されているため、簡単かつ安価に実現できる構成で弾性力を生じさせることができる。

本発明にかかる車輪用軸受装置は、装着するための装着部材を介して、前記案内部が前記回転部材に装着されることも好ましい。装着部材を介して案内部が回転部材に装着されるため、一層確実に案内部を回転部材に装着し、設けることができるとともに、装着部材を取り外すことにより案内部を回転部材からはずすことができる。

本発明にかかる車輪用軸受装置は、前記案内部が樹脂で形成されている。従って、案内部が軽量であり取り扱いがしやすい。また汎用かつ安価な樹脂素材を使用することにより、コストダウンに資する。

本発明によれば、大きなコストアップや工程増加を招かずに、回転部材とは別部材として製造した案内部が、異音（摩擦音）が発生し、あるいは外れることを防止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。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した車輪用軸受装置の一実施形態を図１および図２にしたがって説明する。

図１に示すように、本実施形態にかかる車輪用軸受装置１０は固定部材としての外輪１と、回転部材としての内輪部材２と、複列の転動体３を有する構造である。外輪１は略円筒状であり、その外周部にフランジ部４を有するとともに、同フランジ部４を介して図示しない車体に固定される。また、外輪１の内周部には複列の外輪軌道面５ａ，５ｂが形成されている。

一方、内輪部材２は、内軸２ａと内輪２ｂとから構成されている。内軸２ａは、略円柱状であるとともに、軸方向において外部側端部の外周面には径方向において外方に突出したフランジ部７が設けられ、フランジ部７の軸方向において車体側の外周面には外輪軌道面５ａと対向する内輪軌道面６ａが形成され、内輪軌道面６ａの更に軸方向において車体側には小径部２ａ１が形成されている。

内輪２ｂは、略円筒状であり、内軸２ａの小径部２ａ１の外周円筒面に嵌合固定されるとともに、外周面に外輪軌道面５ｂと対向する内輪軌道面６ｂが形成されている。外輪軌道面５ａと内輪軌道面６ａ、外輪軌道面５ｂと内輪軌道面６ｂとの間にはそれぞれ複数の転動体３が配列され、転がり軸受を構成している。

内軸２ａのフランジ部７には、ブレーキディスク１１、車輪１２をフランジ部７に固定するためのボルト９が挿入されるボルト孔８が形成されている。また、内軸２ａの軸方向において外部側の端部には、環状の凹陥部２ａ２が形成されている。この凹陥部２ａ２の内周面に略円筒状の案内部１３が外周面を圧入して固定されている。

図２に示すように、この案内部１３は、側面の一部に軸方向に伸びる切欠部１４を有した略円筒状である。なお、案内部１３の内輪部材２に取り付けられる側の端部１５は断面形状がL字形状となるように、中心軸方向に折り曲げられているとともに、折り曲げられている部分が切欠部１４を有する略円環状となっている。この略円環状部分であって切欠部１４の両端部分周辺に貫通孔１９がそれぞれ１つずつ設けられている。

この案内部１３は側面の一部に軸方向に伸びる切欠部１４を有した略円筒状であるため、図中に矢印で示したように切欠部１４を小さくする方向に力を加えられると、復元力（切欠部１４が元の大きさに戻ろうとする力）が生じ、弾性力が生じる。本実施形態に置いて切欠部１４を小さくするように力を加えられた状態で凹陥部に案内部１３がはめ込まれているため、復元力即ち弾性力によって凹陥部に取り付けられている。

本実施形態における車輪用軸受装置１０にブレーキディスク１１および車輪１２を固定する手順につき、以下に説明する。

まず、フランジ部７のボルト孔８にボルト９を圧入し、ボルト９をボルト孔８に固定する。続いて案内部１３を案内としてブレーキディスク１１を回転部材である内軸２ａのフランジ部７に密着させる。このとき、ブレーキディスク１１のボルト孔１１ａに固定されたボルト９の先端側を挿入する。更に案内部１３を案内として車輪１２をブレーキディスク１１に密着させる。このとき、車輪１２のボルト孔１２ａに固定されたボルト９の先端側を挿入する。その後、ボルト９の先端にナット１８を螺合し、締め付けることにより、ブレーキディスク１１および車輪１２を内軸２ａのフランジ部７に固定する。

ブレーキディスク１１および車輪１２の固定後、案内部１３を取り外す。取り外された案内部１３は他の車輪用軸受装置の内軸２ａに再度取り付けることが可能となる。また、案内部１３はブレーキディスク１１および車輪１２を取り付けるための案内として使用されるため、ブレーキディスク１１および車輪１２を取り付けた後は不要であり、取り外しても問題は生じない。また、取り外し可能とすることにより、回転時に内輪部材２にかかる負荷を減らすことができるとともに、内輪部材２と案内部の取り付け部分に摩擦が生じることも防止できる。

なお、取り外しは、図３に示すように、先端部の形状が案内部１３に設けられた貫通孔１９に対応する工具を用いることにより、容易に行うことができる。より具体的には、図３（ａ）に示すピンセット型の工具２０の先端部分２１を案内部１３の貫通孔１９に差込み、案内部１３の径を小さくする方向に力をかけることにより案内部１３の外周面と内軸２ａの凹陥部の内周面との間に隙間を生じさせて、案内部１３を取り外す。

上記実施形態の車輪用軸受装置１０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１０によれば、案内部１３が内輪部材２の内軸２ａに着脱自在に備えられている、即ち案内部１３と内軸２ａとは別部材であるため、内軸２ａの形状を案内部一体型の場合に比べて単純化することができる。従って、内軸２ａの外部側の端面を凹陥部２ａ２を除いて略平面状とすることができ、従来のように外部側に突出する案内部を内軸２ａに直接設ける必要はない。そのため、内軸２ａの製造が容易となるためコストダウンに資する。また、回転部材としての内軸２ａの加工精度を上げやすくなるため、回転ブレが生じることを抑制できる。

（２）上記実施形態の車輪用軸受装置１０によれば、案内部１３が回転部材である内輪部材２の内軸２ａに着脱自在にそなえられているため、案内部１３を内軸２ａに車輪１２を固定する際の案内として使用した後に、案内部１３を取り外すことができる。従って、案内部１３と内軸２ａとが摩擦して異音（摩擦音）が発生し、あるいは案内部１３が外れることを防止することができる。なお、案内部１３は内軸２ａにブレーキディスク１１および車輪１２を固定する際の案内として機能し、ブレーキディスク１１および車輪１２を固定した後は不要であるので、案内部１３を取り外すことにより特段の不利益は生じない。

（３）また、案内部１３を取り外すことができるため、取り外した案内部１３を再利用することができる。従って、部品コストを削減することが可能となる。また、車輪用軸受装置１０の軽量化も可能となる。

（４）上記実施形態の車輪用軸受装置１０によれば、案内部１３が外周部の一部に切欠部１４を有する略円筒状であるため、案内部１３全体が弾性力を有する。即ち、切欠部１４の大きさを変化させることにより弾性力を生じさせるとともに、生じた弾性力によって内軸２ａに取り付けられているため、生じた弾性力より大きな力を逆方向に与えることによって、案内部１３を取り外すことができる。また、案内部１３の弾性力は案内部１３が切欠部１４を有することにより実現させており、汎用かつ安価に構成できる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。

・上記実施形態にかかる車輪用軸受装置おいては、内輪部材２が回転部材であるが、図４に示すように外輪１を回転部材としても良い。この場合、案内部１３は外輪１に取り付けられることにより、同様の効果を有する。

・上記実施形態にかかる車輪用軸受装置おいては、転動体３は玉であるが、他の構成であっても良い。例えば転動体が円錐ころであり車輪用軸受装置が円錐ころ軸受であっても良い。円錐ころ軸受とすることにより、軸受の強度が増す。

・上記実施形態にかかる車輪用軸受装置おいては、ブレーキディスク１１を車輪とともに内軸２ａのフランジ部７に固定しているが他の構成でも良い。例えば、ドラムブレーキなど他のブレーキシステムを有する場合には、ブレーキディスクはなくても良い。

・上記実施形態においては、図３（ａ）に示すように、ピンセット型の案内部１３取り外し用の工具２０を用いたが、他の工具を用いても良い。例えば図３（ｂ）に示すように、ペンチ型の工具３０でも良い。即ち先端部分３１の形状が案内部１３の貫通孔１９に差し込めるものであるとともに、挟み込むことによって案内部１３の切欠部１４を変えて案内部を取り外せるものであればいかなる構造のものでも良い。また、案内部１３の弾性力に合わせて各種の工具を選択して用いても良い。

（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した車輪用軸受装置１０の第２の実施形態を図５にしたがって説明する。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態の車輪用軸受装置１０の案内部１３の構造を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。また、図１および図２と同様の部分については同一符号を付し、その説明を繰り返さない。

図５に示すように、本実施形態にかかる車輪用軸受装置１０は固定部材としての外輪１と、回転部材としての内輪部材２を構成する内軸２ａおよび内輪２ｂと、転動体３を有する構造である。外輪１、内輪部材２、内軸２ａ、２ｂおよび転動体３の位置関係および基本構造については第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。内軸２ａの外部側の端部には円環状の凹陥部２ａ２が設けられており、更に凹陥部の中央には内軸２ａの回転軸方向にねじ穴２ａ３が設けられている。一方、案内部１３は大径部３３と小径部３４を有する有底円筒状の樹脂製の部材であり、小径部３４の末端に円形の底部３５を有している。また、この底部３５の中心部、即ち、凹陥部２ａ２のねじ穴２ａ３に対応する位置には貫通孔３９が設けられている。更に小径部３４の外径は凹陥部２ａ２の内径と略同径となっている。この案内部１３の底部３５が凹陥部２ａ２に接するように、案内部１３を凹陥部２ａ２に挿入し、更に案内部１３の貫通孔３９に挿入されたボルト４１を凹陥部２ａ２のねじ穴２ａ３に螺合することによって案内部１３が凹陥部２ａ２に取り付けられている。即ち、このボルト４１が案内部１３を装着するための装着部材として機能する。

なお、本実施形態においては、案内部１３は凹陥部２ａ２にボルト４１で固定されるため、従来のように必ずしも案内部１３の外周面と凹陥部２ａ２の内周面との間の締代を締まりばめにする必要はなく、ブレーキディスク１１および車輪１２の取り付けに支障が出ない範囲で案内部１３の外周面と凹陥部２ａ２の内周面との間の締代を隙間ばめまたは中間ばめに設定することにより、案内部１３の凹陥部２ａ２への着脱を容易にすることができる。

本実施形態における車輪用軸受装置にブレーキディスク１１および車輪１２を固定する手順につき、以下に説明する。

まず、フランジ部７のボルト孔８にボルト９を圧入し、ボルト９をボルト孔８に固定する。続いて案内部１３を案内としてブレーキディスク１１を内軸２ａのフランジ部７に密着させる。このとき、ブレーキディスク１１のボルト孔１１ａに固定されたボルト９の先端側を挿入する。更に案内部１３を案内として車輪１２をブレーキディスク１１に密着させる。このとき、車輪１２のボルト孔１２ａに固定されたボルト９の先端側を挿入する。その後、ボルト９の先端にナット１８を螺合し、締め付けることにより、ブレーキディスク１１および車輪１２を内軸２ａのフランジ部７に固定する。

ブレーキディスク１１および車輪１２の固定後、案内部１３の底部３５を固定していたボルト４１とともに案内部１３を取り外す。取り外された案内部１３は他の内軸２ａに再度取り付けることが可能となる。また、案内部１３はブレーキディスク１１および車輪１２を取り付けるための案内として使用されるため、ブレーキディスク１１および車輪１２を取り付けた後は不用となり、取り外しても問題は生じない。また、取り外し可能とすることにより、回転時に内軸２ａにかかる負荷を減らすことができるとともに、内軸２ａと案内部の取り付け部分に摩擦が生じることも防止できる。

従って、第２の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の効果に加えて以下の効果を得ることができる。

（１）第２の実施形態においては、案内部１３がボルト４１を介して、回転部材である内軸２ａに取り付けられている。従ってボルト４１を取り外すことにより、案内部１３を内軸２ａより容易に取り外すことができる。

（２）第２の実施形態にかかる車輪用軸受装置は、案内部１３が樹脂で形成されている。従って、案内部１３が軽量であり取り扱いがしやすい。また案内部１３はブレーキディスクおよび車輪を案内する機能を有すればよいので、汎用かつ安価な樹脂を用いて形成することができ、コストダウンに資する。例えば、ポリエチレン、アクリロニトリル、塩化ビニル、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ナイロン６６等が使用できる。これらの樹脂は、金型により容易に成型することが可能である。

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。

・第２の実施形態においては、案内部１３が樹脂で形成されているが、他の素材で形成しても良い。即ち、加工が容易で、案内として必要な強度を有するものであれば、多くの材料が使用できる。例えば、金属で形成しても良い。

・第２の実施形態においては、内輪部材２が回転部材であるが、図６に示すように外輪１を回転部材としても良い。この場合、案内部１３は外輪１に取り付けられることにより、同様の効果を有する。なお、この場合、案内部１３は大径部３３と小径部３４とを有する略円筒形状であるとともに大径部３３と小径部３４とを連結する円環状の連結部３６に複数のボルト孔３７を有する。また、外輪１の外部側の端部には、複数のボルト孔１ａが形成されている。案内部１３の小径部３４を外輪１の外部側の開口部１ｂの内周面に挿入し、外輪１のボルト孔１ａと案内部１３のボルト孔３７との位置を合わせ、ボルト４１を通してボルト孔１ａに螺合し、案内部１３を外輪１に固定する。

本発明にかかる車輪用軸受装置は、ブレーキディスクおよび車輪を取り付けた後、案内部を取り外すことができるため、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、車輪用軸受装置の軸方向断面図である。 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、案内部を外部側より見た図である。 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、案内部を着脱するための工具を示す図である。（ａ）はピンセット型の工具であって、（ｂ）はペンチ型の工具である。 本発明を適用した車輪用軸受装置の一実施形態の変形例を説明する図面であって、車輪用軸受装置の軸方向断面図である。 本発明を適用した車輪用軸受装置の第２の実施形態を説明する図面であって、車輪用軸受装置の軸方向断面図である。 本発明を適用した車輪用軸受装置の第２の実施形態の変形例を説明する図面であって、車輪用軸受装置の軸方向断面図である。 従来の車輪用軸受装置を説明する図面であって、車輪用軸受装置の軸方向断面図である。

符号の説明

１・・・外輪、１ａ・・・ボルト孔、１ｂ・・・開口部、２・・・内輪部材、２ａ・・・内軸、２ａ１・・・小径部、２ａ２・・・凹陥部、２ａ３・・・ねじ穴、２ｂ・・・内輪、３・・・転動体、４・・・フランジ部、５・・・軌道面、５ａ・・・外輪軌道面、５ｂ・・・外輪軌道面、６・・・軌道面、６ａ・・・内輪軌道面、６ｂ・・・内輪軌道面、７・・・フランジ部、８・・・ボルト孔、９・・・ボルト、１０・・・車輪用軸受装置、１１・・・ブレーキディスク、１１ａ・・・ボルト孔、１２・・・車輪、１２ａ・・・ボルト孔、１３・・・案内部、１４・・・切欠部、１５・・・端部、１８・・・ナット、１９・・・貫通孔、２０・・・工具、２１・・・先端部分、３０・・・工具、３１・・・先端部分、３３・・・大径部、３４・・・小径部、３５・・・底部、３６・・・連結部、３７・・・ボルト孔、３９・・・貫通孔、４１・・・ねじ、１００・・・車輪用軸受装置、１０２・・・内輪部材、１0２ａ・・・内軸、１０７・・・フランジ部、１０９・・・ボルト、１１１・・・ブレーキディスク、１１２・・・車輪、１１３・・・案内部、１２５・・・付根部分。

Claims (5)

1. 車輪を固定する回転自在な回転部材と、
   前記回転部材に取り付けられるとともに前記回転部材に前記車輪を固定する際の案内となる案内部を備える車輪用軸受装置において、
   前記案内部が前記回転部材に着脱自在に設けられていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記案内部が弾性力によって前記回転部材に装着されていることを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記案内部には、該案内部を変形させて前記弾性力を生じさせるための切欠部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記案内部を装着するための装着部材を介して、前記案内部が前記回転部材に装着されることを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受装置。
5. 前記案内部が樹脂で形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。

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