JP4595581B2 - ハブユニット - Google Patents

Description

本発明は、車輪が装着されるハブユニットに関する。

ハブユニットの回転部材に設けられたフランジには、ブレーキ装置のディスクロータが装着され、ディスクロータがブレーキパッドにより挟まれることでディスクホイールの減速、停止が行われる。ディスクブレーキによりブレーキ性能が向上し、車両の静穏性が注目される一方で、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の発生は、フランジの振動がディスクロータの振動を起こし、この振動がサスペンションを通じて車体に伝わり車体振動を起こしたり、ブレーキ用の油圧配管を通じて振動がブレーキペダルに伝わりブレーキペダルを前後に振動させたりすることに起因する。

ここで、前記ディスクロータはフランジの円周数箇所に設けられる貫通孔に圧入装着されたボルトにより固定されている。この貫通孔の内周面は断面が円形であり、ボルト軸の頭部側の領域に形成されたセレーションを貫通孔の内周面に対して相互に食い込ませるようにして当該ボルトを圧入装着している。 このようにボルトのセレーションを貫通孔の内周面に食い込ませているため、フランジの貫通孔近傍に内部応力が生じる。特にフランジ周方向の貫通孔間は、その間隔が比較的短いために、周方向に隣り合う一方のボルトからの圧力と他方のボルトからの圧力が集中しやすい。このようにフランジ周方向の貫通孔間にボルトからの圧力が集中すると、当該貫通孔間において塑性変形が起こり、余肉がフランジの外側面に膨出し、当該外側面の平坦度が悪くなる（うねり等の変形が生じる）場合がある。

このような膨出部分がフランジの外側面に存在すると、この外側面に対してディスクロータを密着させることができなくなるので、ディスクロータが傾いてしまうおそれがある。このようにディスクロータが傾くと、ディスクロータとブレーキパッドとの隙間が径方向で不均一となったり、甚だしい場合はディスクロータの一部がブレーキパッドに対して当接したままになって、ブレーキパッドが偏磨耗したりする。このような状態になると、ブレーキジャダーが発生し、ブレーキの鳴きが発生したり、制動性能の低下をもたらしたりする。
そこで、ボルト圧入後に、フランジの外側面を切削加工することにより、上記のうねり等を低減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）

しかしながら、フランジにボルトを圧入した後、追加でフランジ外側面に切削加工を行っても、周方向の貫通孔間におけるフランジの塑性変形が大きいものについてはうねり等の変形が残りやすいので切削加工に多くの工数が必要であった。
このような事情に鑑み、本発明はフランジの貫通孔に対するボルトの圧入によるフランジの変形を抑制することができるハブユニットを得ることを目的とする。

本発明のハブユニットは、周方向数箇所に貫通孔が設けられているフランジを有する回転部材と、前記貫通孔に圧入されるボルトと、前記ボルトにより前記フランジの外側面に固定されるディスクロータとを備えたハブユニットにおいて、前記貫通孔の内周面と前記ボルトの間にフランジ周方向の隙間を設けることで、前記ボルトは、前記フランジの周方向において締代を与えられることなく、前記フランジの径方向において締代を有して前記貫通孔に圧入されていることを特徴とする。
このようにフランジの周方向において貫通孔の内周面とボルトの間に隙間を設けると、ボルト圧入時にボルトからフランジの貫通孔の内周面に対して周方向に作用する圧力が低下する。そのため、周方向に隣り合う貫通孔間の応力が緩和され、うねり等の変形が抑制される。
また、上記ハブユニットにおいて、前記貫通孔が、前記フランジ周方向の接線に沿う長軸を有する楕円形に形成されていることが好ましい。
また、上記ハブユニットにおいて、前記貫通孔が、長手方向が前記フランジ周方向の接線に沿う長孔に形成されていてもよい。
上記ハブユニットにおいて、前記貫通孔が、前記ボルト外周面に沿う円筒状の円形部と、この円形部の前記フランジ周方向の接線方向両側を切り欠いて形成された欠肉部と、により構成されていてもよい。
上記ハブユニットにおいて、前記ボルトの外周面には、前記フランジ周方向の接線に直交する平面とされ、前記貫通孔の内周面との間で前記隙間を形成する面取り部が一対形成されていてもよい。

本発明によれば、フランジの貫通孔に対するボルトの圧入によるフランジの変形を抑制することができるので、ボルト圧入後の切削加工の工数を削減又は不要にすることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
図１はハブユニット１の基本構成を示す断面図である。このハブユニット１は、回転部材である車軸２と、非回転の外輪３と、前記車軸２及び外輪３の間に配設される２列の転動体４とを備えている。
外輪３の外周には径方向外向きに車体固定用フランジ５が設けられており、この車体固定用フランジ５を介してハブユニット１が図示しない車体に取り付けられる。そして、この外輪３の内周面には２列の軌道面３ａ、３ｂが形成されていている。

車軸２の車両インナー側端部には内輪部材７が外嵌されており、この内輪部材７に単一の軌道面２ｂが形成されている。また、車軸２の大径外周面にも単一軌道面２ａが形成されており、これら２列の回転側の軌道面２ａ、２ｂが、静止側の軌道面３ａ、３ｂと対応している。
車軸２の車両アウター側端部には、複数の貫通孔１０が設けられているフランジ８が形成されており、このフランジ８の外側面８ａにディスクロータ１２及び図示しない車輪が取り付けられている。ブレーキパッド１３は、図示しない車輪と一体回転するディスロータ１２を挟み、車輪を減速、静止させる。

図２は複数の貫通孔が設けられたフランジを示す正面図である。図２では要部を説明するためにフランジ８の外周線、貫通孔１０及びボルト１４の軸部断面（ハッチングで示す）以外は記載を省略している。図２の場合、貫通孔１０はフランジ８の周方向Ｒの５箇所に設けられている。各貫通孔１０には、ボルトのセレーション部Ｓ（図１参照）が圧入されている。図１に示すようにディスクロータ１２の取り付けは、この貫通孔１０にボルト１４が圧入された状態で、ディスクロータ１２をフランジ外側面８ａに密着させて固定する。

図３は、本発明の第１の実施形態に係るボルト及び貫通孔を示す断面図である。図３及び後述の図４〜図６においては、要部を示すために、貫通孔１０の内周面１０ａ及びボルト１４の断面のみの記載としている。なお、ボルト１４の表面１４ａには、実際にはセレーションが設けられており、このセレーションが貫通孔１０の内周面１０ａに食い込んでいるが、セレーションの記載を省略して単純な断面円形として記載している（後述する他の実施形態の図に関しても同様の記載とする）。
本実施形態では、ボルト１４は断面円形であり、貫通孔１０の内周面１０ａの断面形状が楕円形とされており、その楕円形の短軸方向は径方向Ｙに一致し、長軸方向は周方向Ｒ線の楕円中心における接線と一致している。

そして、この楕円形の貫通孔１０における短軸の長さはボルト１４のセレーション部Ｓの外径（以下、単にボルト外径ともいう）と略等しいが、締代の分だけボルト１４外径より短く形成されている。この締代があるためにボルト１４が回転しない。一方、楕円形の貫通孔１０における長軸の長さはボルト１４外径よりも長くなっており、その結果、周方向Ｒにおいて貫通孔の内周面１０ａとボルト１４との間に隙間１６がある。この隙間１６があるために、ボルト１４圧入時にボルト１４から貫通孔１０の内周面１０ａに対して周方向Ｒに作用する圧力が低下する。そのため、隣り合う貫通孔１０間における応力が緩和され、フランジ８肉部の外側面８ａにおける膨出やフランジ８の平坦度悪化が抑制される。よって、ボルト１４圧入後の切削加工の工数を削減又は不要にすることができる。

図４は、本発明の第２の実施形態に係るボルト及び貫通孔を示す断面図である。第２の実施形態では、ボルト１４の軸部は断面円形であり、貫通孔１０の内周面１０ａの断面が、長方形における両短辺を半円形とした形状である。この内周面１０ａの長手方向はフランジ周方向Ｒの接線方向と一致している。
貫通孔１０の内周面１０ａの短手方向長さ（フランジ径方向幅）はボルト１４の外径と略等しいが、締代の分だけボルト１４外径より短く形成されている。一方、長手方向の長さはボルト１４外径よりも長くなるように形成されており、その結果、貫通孔１０の内周面１０ａとボルト１４との間に周方向Ｒの隙間１６がある。なお、本実施形態において、貫通孔１０の内周面１０ａにおけるＸ方向の中心１０ｂに目印（例えば、微小突起）を設けておけば、ボルト１４圧入時の位置決めとして利用できる。
本実施形態においても第１の実施形態と同様の作用効果を有しており、周方向Ｒにおいて隙間１６があるために、うねり等の変形が抑制され、ボルト１４圧入後の切削加工の工数を削減又は不要にすることができる。

図５は、本発明の第３の実施形態に係るボルト及び貫通孔を示す図である。第３の実施形態では、ボルト１４の軸部は断面円形であり、貫通孔１０の内周面１０ａの断面形状は、円形部ｅとフランジ周方向Ｒの接線方向の両端部に設けられた欠肉部（ぬすみ部）ｋとからなる。この欠肉部ｋは馬蹄形をしており、馬蹄形の弧が円形部ｅの径方向外向きなるように形成されている。

貫通孔１０の内周面１０ａにおける円形部ｅの径はボルト１４の外径と略等しいが、締代の分だけボルト１４外径より短く形成されており、この締代があるためにボルト１４が回転しない。一方、貫通孔１０のフランジ８周方向Ｒの接線方向両端部は馬蹄形型に欠肉しているために、周方向Ｒにおいて貫通孔１０の内周面１０ａとボルト１４との隙間１６がある。
このように、本実施形態においてもフランジ８の周方向Ｒに隙間１６を有しているために、フランジ８の変形が抑制され、ボルト１４圧入後の切削加工の工数を削減又は不要にすることができる。

図６は、本発明の第４の実施形態に係るボルト及び貫通孔を示す図である。第４の実施形態では、前述の第１〜第３の実施形態と異なり、貫通孔１０の断面形状が円形であり、ボルト１４が非円形に形成されている実施形態である。
すなわち、本実施形態のボルト１４の軸部（又はセレーション部Ｓ）の形状は、ボルト軸に平行な平面により面取りされた面取り部ｍを有している。そして、この同幅の面取り部ｍがボルト周方向２箇所且つ互いに平行に配置されている。

このボルト１４の軸径（面取り部ｍ以外の部分の外径）における長手方向の長さは貫通孔１０の内周面１０ａの径と略等しいが、締代の分だけ貫通孔１０の内周面より長く形成されている。この締代があるためにボルトが回転しない。一方、ボルト１４を圧入する際には面取り部ｍと貫通孔１０の内周面１０ａとの間の隙間１６がフランジ周方向Ｒに配置されるように位置決めする。より好ましくは、図６に示す断面視において２つの面取り部ｍの中心同士を結ぶ線が、フランジ周方向Ｒの接線方向となるようにする。
この隙間１６があるために、周方向Ｒの貫通孔１０間における応力が緩和され、フランジ８のうねり等の変形が抑制され、ボルト１４圧入後の切削加工の工数を削減又は不要にすることができる。

本発明は図示した実施形態に限らず、様々な変形例が考えられる。隙間１６の形状、すなわち、ボルト１４と貫通孔１０の断面形状は、フランジ周方向Ｒに隙間Ｒが設けていれば、いかなる形状であってもよい。また、ハブユニットについても図示した形態に限らず、本発明の範囲内でいかなる形態であってもよい。

ハブユニットの断面図である。 複数の貫通孔が設けられたフランジを示す正面図である。 本発明の第１の実施形態に係るボルト及び貫通孔を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るボルト及び貫通孔を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るボルト及び貫通孔を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態に係るボルト及び貫通孔を示す断面図である。

符号の説明

１ ハブユニット
２ 車軸
３ 外輪
８ フランジ
８ａ フランジの外側面
１０ 貫通孔
１０ａ 貫通孔の内周面
１２ ディスクロータ
１４ ボルト
１６ 隙間
Ｒ フランジの周方向

Claims (5)

1. 周方向数箇所に貫通孔が設けられているフランジを有する回転部材と、前記貫通孔に圧入されるボルトと、前記ボルトにより前記フランジの外側面に固定されるディスクロータとを備えたハブユニットにおいて、
   前記貫通孔の内周面と前記ボルトの間にフランジ周方向の隙間を設けることで、前記ボルトは、前記フランジの周方向において締代を与えられることなく、前記フランジの径方向において締代を有して前記貫通孔に圧入されていることを特徴とするハブユニット。
2. 前記貫通孔が、前記フランジ周方向の接線に沿う長軸を有する楕円形に形成されている請求項１に記載のハブユニット。
3. 前記貫通孔が、長手方向が前記フランジ周方向の接線に沿う長孔に形成されている請求項１に記載のハブユニット。
4. 前記貫通孔が、前記ボルト外周面に沿う円筒状の円形部と、この円形部の前記フランジ周方向の接線方向両側を切り欠いて形成された欠肉部と、により構成されている請求項１に記載のハブユニット。
5. 前記ボルトの外周面には、前記フランジ周方向の接線に直交する平面とされ、前記貫通孔の内周面との間で前記隙間を形成する面取り部が一対形成されている請求項１に記載のハブユニット。

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