JP5574146B2 - 車輪用転がり軸受け装置 - Google Patents

Description

本発明は、内輪が外嵌固定された軸体にフランジが設けられた車輪用転がり軸受け装置に関する。

車体に取り付けられて、車輪を支持する車輪用転がり軸受け装置が知られている。この車輪用転がり軸受け装置は、車体側に固定される外輪と、この外輪に対して回転可能に内嵌される内輪と、この内輪が外嵌固定された軸体（ハブ輪）とを備えている。軸体の外周には、径方向外方に張り出すフランジが鍛造により形成されており、このフランジにブレーキディスクロータおよびホイールが固定されている（たとえば、特許文献１参照）。フランジの表面には、ボルトを挿通させるための挿通孔が複数個形成されている。ブレーキディスクロータの取付け面に挿通孔が形成されている。フランジの挿通孔およびブレーキディスクロータの挿通孔を介して、フランジの表面とブレーキディスクロータの取付け面とがボルト締結により接合される。これにより、ブレーキディスクロータの車輪用転がり軸受け装置への取付けが達成される。

特開平１−２８５４５３号公報

しかしながら、フランジの表面とブレーキディスクロータの取付け面とがボルト締結により接合されるので、フランジ表面の面精度が悪いと、フランジへの取付け後のブレーキディスクロータに偏芯が生じるおそれがある。ブレーキディスクロータに偏芯が生じていると、回転時にブレーキディスクロータに振れが発生し、走行時における異音（ジャダー音）の発生要因になる。

したがって、鍛造後のフランジの表面の全域に旋削や研磨などを施して、フランジの面精度を向上させている。しかし、フランジの表面は比較的大面積であり、面精度の向上は比較的困難であった。しかも、その面精度の向上が、コストアップの要因になっていた。
そこで、本発明は、コストアップすることなく、異音の発生を防止することができる車輪用転がり軸受け装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、軸体（２）と、前記軸体に外嵌されて固定されている内輪（３）と、前記内輪に対して回転自在に外嵌されている外輪（４）と、前記内輪および外輪の間に保持されている複数の転動体（５）とを備える車輪用転がり軸受け装置（１）であって、前記軸体には、径方向外方へ張り出すフランジ（８）が形成されており、当該フランジから、ホイール位置決め用のいんろう部（９）が突出しており、前記フランジの外周面（８ａ）は円筒面をなしており、前記外周面の全域には研磨加工が施されており、前記フランジの前記外周面に、円環状をしたブレーキディスクロータ（２０）が、前記フランジの外周面が前記ブレーキディスクロータの中心孔（２０ａ）に嵌まりかつ前記外周面の全域が前記中心孔の内周面に面接合した状態で、嵌合固定されており、前記前記ブレーキディスクロータは、前記いんろう部に嵌合していないことを特徴とする、車輪用転がり軸受け装置である。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、フランジの外周面がブレーキディスクロータの中心孔に嵌まるように、ブレーキディスクロータがフランジの外周面に嵌合されて固定されている。また、フランジの外周面の全域に研磨加工が施されている。
ブレーキディスクロータの内周面と、研磨加工が施されたフランジの外周面とが接合するので、ブレーキディスクロータをほとんど偏芯のない状態でフランジに固定することが可能である。この場合には、回転時におけるブレーキディスクロータの振れの発生を抑制することができる。フランジの外周面（８ａ）はフランジの表面（８ｂ）に比較して小面積であるので、フランジの外周面の全域に研磨加工を施すことにより、フランジ外周面の面精度を、比較的安価に向上させることができる。これにより、コストアップすることなく、異音の発生を防止することができる。

請求項２に記載のように、前記ブレーキディスクロータは、前記フランジの外周面に、ボルト（２６）またはリベット（３１）により固定されていてもよい。この場合、ブレーキディスクロータのフランジへの確実な固定が達成される。ボルトやリベットによるブレーキディスクロータのフランジへの接合は、前記フランジの外周面における周方向の複数箇所でなされているものであってもよい。

また、ブレーキディスクロータが、フランジに締まり嵌めにより外嵌されていることが好ましい。この場合、回転時におけるブレーキディスクロータの振れを、より効果的に抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る車輪用転がり軸受け装置の構成を概略的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る車輪用転がり軸受け装置の構成を概略的に示す断面図である。

以下には、図面を参照して、この発明の一実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る車輪用転がり軸受け装置１の構成を概略的に示す断面図である。車輪用転がり軸受け装置１は、自動車のハブユニットとして使用される内・外輪フランジ付き複列アンギュラ型玉軸受け装置である。車輪用転がり軸受け装置１には、ブレーキディスクロータ２０が一体的に取り付けられている。図１では、車輪用転がり軸受け装置１を車体に取り付けたときの車体の外側方向を左側に示し、車輪用転がり軸受け装置１を車体に取り付けたときの車体の内側方向を右側に示している。

車輪用転がり軸受け装置１は、ホイール（図示しない）およびブレーキディスクロータ２０が取り付けられる軸体としての内軸（ハブ輪）２と、この内軸２に外嵌されて固定された内輪３と、この内輪３に対して回転自在に外嵌された外輪４と、内軸２および内輪３と外輪４との間に介在される複数列（たとえば２列）に配列された複数の転動体５とを備えている。

内軸２のインナー側端部（図１に示す右側端部）には、内輪３を嵌め入れるための円環状の嵌入溝６が形成されている。内輪３の嵌入溝６への嵌入後、内軸２のインナー側端部がかしめ変形されることにより、内輪３が内軸２に固定される。内輪３の外周面には、第１内輪軌道７ａが形成されている。また、内軸２の外周面には、第１内輪軌道７ａに連続するように第２内輪軌道７ｂが形成されている。

内軸２のアウター側端部（図１に示す左側端部）には、内軸２の外周面から径方向外方に張り出す円形の内輪フランジ（フランジ）８が形成されている。この内輪フランジ８には、ブレーキディスクロータ２０が外嵌されて固定されている。また、内輪フランジ８には、ホイール（図示しない）が固定される。内輪フランジ８のアウター側の表面８ｂ（図１に示す左側表面）には、ホイールの内輪フランジ８への取付けの際に内輪フランジ８に対してホイールを位置決めするためのいんろう部９が突出形成されている。このいんろう部９は、ほぼ円筒状に形成されている。これら嵌入溝６、内輪フランジ８およびいんろう部９を備える内軸２は、鍛造により形成されている。

外輪４は、内軸２と同軸のほぼ円筒状の本体部１０と、本体部１０の軸方向途中部に形成された外輪フランジ１１とを備えている。円筒部１０の内周面には、２列の外輪軌道１２ａ，１２ｂ（第１外輪軌道１２ａおよび第２外輪軌道１２ｂ）が形成されている。内輪３の第１内輪軌道７ａと外輪４の第１外輪軌道１２ａとの間には、転動体５が、内輪３および外輪４のそれぞれと所定の接触角を保って配置されている。内軸２の第２内輪軌道７ｂと外輪４の第２外輪軌道１２ｂとの間には、転動体５が、内軸２および外輪４のそれぞれと所定の接触角を保って配置されている。

外輪フランジ１１には、複数（たとえば４つ）のボルト挿通孔１３（図１では、１つのみ図示）が形成されている。ボルト挿通孔１３には、車輪用転がり軸受け装置１を車体の懸架装置に固定するためのボルト（図示しない）が挿通される。
ブレーキディスクロータ２０は、ベンチレーテッドタイプのものであり、中心孔２０ａを有する円盤状に形成されている。具体的には、ブレーキディスクロータ２０は、円環状のアウター側プレート２１と、円環状のインナー側プレート２２と、一対のプレート２１，２２間に挟まれた多数のフィン２３とを備えている。アウター側プレート２１の内周には、ブレーキディスクロータ２０を内輪フランジ８に外嵌するための円筒部２４が、アウター側に向けて突出して形成されている。これら一対のプレート２１，２２、フィン２３および円筒部２４を含むブレーキディスクロータ２０は、鋳造により形成されている。このため、円筒部２４の内周面２４ａの面精度は比較的高い。

以下、ブレーキディスクロータ２０の内輪フランジ８への固定構造について説明する。
内輪フランジ８の外周面としての外端面８ａには、複数（たとえば５つ）の雌ねじ孔１４が径方向外方に向けて穿設されている。この複数の雌ねじ孔１４は、内輪フランジ８の外端面８ａに周方向に等間隔に形成されている。内輪フランジ８の外端面８ａには、その全域に研磨が施されている。内輪フランジ８の外端面８ａは内輪フランジ８の表面８ｂに比較して小面積であるため、内輪フランジ８の外端面８ａの全域に比較的容易に研磨を施すことが可能である。このように内輪フランジ８の外端面８ａの全域に研磨が施されているので外端面８ａの面精度が高い。内輪フランジ８の外径は、ブレーキディスクロータ２０の円筒部２４の内径よりも若干大きく設定されている。すなわち、円筒部２４が内輪フランジ８に締まり嵌めにより外嵌される。

ブレーキディスクロータ２０の円筒部２４の内周面２４ａには、内輪フランジ８の雌ねじ孔１４に対応する位置に、挿通孔２５が、その内外面を貫通して形成されている。ブレーキディスクロータ２０の円筒部２４を内輪フランジ８に外嵌し、ブレーキディスクロータ２０の挿通孔２５を、内輪フランジ８の雌ねじ孔１４に合致させた後、アウター側からボルト２６を挿通し、挿通孔２５を介して対応する雌ねじ孔１４に螺合させる。これにより、円筒面２４の内周面２４ａと内輪フランジ８の外周面８ａとが接合されて、ブレーキディスクロータ２０の内軸２（車輪用転がり軸受け装置１）への固定が達成される。

内輪フランジ８は、その全域がほぼ同じ肉厚ｄに形成されている。内輪フランジ８の肉厚ｄは、ブレーキ作動時およびブレーキディスクロータ２０取付け時の双方において変形しないようにＦＥＭ応力解析に基づいて設定されている。内輪フランジ８の表面８ｂには、ホイール（図示しない）を、車輪用転がり軸受け装置１に取り付けるためのボルト１５を挿通させるための複数（たとえば５つ）のボルト挿通孔１６が等角度間隔に形成されている。なお、ボルト挿通孔１６に代えて、ボルトをねじ締結するための雌ねじ孔が形成されていてもよいし、ボルトを圧入するためのボルト圧入孔が形成されていてもよい。

この実施形態によれば、ブレーキディスクロータ２０が内輪フランジ８に外嵌されて固定されており、ブレーキディスクロータ２０の円筒部２４の内周面２４ａと内輪フランジ８の外端面８ａとが接合されている。そして、内輪フランジ８の外端面８ａおよび円筒部２４の内周面２４ａの双方の面精度が高いので、ブレーキディスクロータ２０がほとんど偏芯のない状態で内輪フランジ８に固定されている。このため、回転時におけるブレーキディスクロータ２０の振れの発生が抑制される。内輪フランジ８の外端面８ａは内輪フランジ８の表面８ｂに比較して小面積であるので、内輪フランジ８の外端面８ａ全域への研磨は、内輪フランジ８の表面８ｂ全域への研磨（機械加工）と比較して安価である。これにより、コストアップすることなく、車両の走行時における異音の発生を防止することができる。

また、円筒部２４が内輪フランジ８に締まり嵌めにより外嵌されているので、回転時におけるブレーキディスクロータ２０の振れを、より効果的に抑制することができる。これにより、車両の走行時における異音の発生を、より確実に防止することができる。
図２は、本発明の他の実施形態に係る車輪用転がり軸受け装置３０の構成を概略的に示す断面図である。図２において、図１に示された各部に対応する部分には、図１と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。

図２に示す車輪用転がり軸受け装置３０が、図１に示す車輪用転がり軸受け装置１と相違する点は、ブレーキディスクロータ２０が、内輪フランジ８の外端面８ａにリベット３１により固定されている点である。
内輪フランジ８の外端面８ａには、複数（たとえば５つ）のリベット溝３３が穿設されている。この複数のリベット溝３３は、内輪フランジ８の外端面８ａに周方向に等間隔に形成されている。また、ブレーキディスクロータ２０の円筒部２４の内周面２４ａには、内輪フランジ８のリベット溝３３に対応する位置に、リベット孔３４が形成されている。

また、図２に示す車輪用転がり軸受け装置３０が、図１に示す車輪用転がり軸受け装置１と相違する他の点は、内輪フランジ８のインナー面の外端部に、円筒状の位置決め用のリブ３２が突設されている点である。
内輪フランジ８と円筒部２４との接合の際には、ブレーキディスクロータ２０の円筒部２４を内輪フランジ８に外嵌するとともに、リブ３２の先端をブレーキディスクロータ２０のアウター側プレート２１の表面２１ｂに当接させて、ブレーキディスクロータ２０を内輪フランジ８に対して位置決めする。その後、ブレーキディスクロータ２０のリベット孔３４を内輪フランジ８のリベット溝３３に合致させて、アウター側からリベット３１が挿通された後、そのリベット３１の頭部がつぶされる。これにより、円筒面２４の内周面２４ａと内輪フランジ８の外端面８ａとがリベット接合されて、ブレーキディスクロータ２０が内軸２（車輪用転がり軸受け装置１）に固定される。

この実施形態では、内輪フランジ８に位置決め用のリブ３２が設けられているので、リベット孔３４とリベット溝３３とを合致させる際の作業性を向上させることができる。
以上、この発明の２つの実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。
前述の図１に示す実施形態において、内輪フランジ８の外端部に、図２に示すリブ３２が突設されていてもよい。この場合、ブレーキディスクロータ２０の挿通孔２５と、内輪フランジ８の雌ねじ孔１４とを合致させる際の作業性を、より高めることができる。

また、前述の２つの実施形態では、ブレーキディスクロータ２０の円筒部２４が内輪フランジ８に締まり嵌めにより外嵌される構成について説明したが、円筒部２４が内輪フランジ８に中間嵌めまたはすきま嵌めにより外嵌された構成であってもよい。この場合、円筒部２４が内輪フランジ８の外端面８ａに圧入されないので、内輪フランジ８への固定後のブレーキディスクロータ２０の変形量が小さい。これにより、ブレーキディスクロータ２０を、偏芯をより一層抑えた状態で内輪フランジ８に固定することも可能である。この場合、回転時におけるブレーキディスクロータ２０の触れを、より効果的に抑制することができる。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１…車輪用転がり軸受け装置、２…内軸（軸体）、３…内輪、４…外輪、５…転動体、８…内輪フランジ（フランジ）、８ａ…外端面（外周面）、２０…ブレーキディスクロータ、２０ａ…中心孔、２６…ボルト、３０…車輪用転がり軸受け装置、３１…リベット

Claims (2)

1. 軸体と、前記軸体に外嵌されて固定されている内輪と、前記内輪に対して回転自在に外嵌されている外輪と、前記内輪および外輪の間に保持されている複数の転動体とを備える車輪用転がり軸受け装置であって、
   前記軸体には、径方向外方へ張り出すフランジが形成されており、当該フランジから、ホイール位置決め用のいんろう部が突出しており、
   前記フランジの外周面は円筒面をなしており、
   前記外周面の全域には研磨加工が施されており、
   前記フランジの前記外周面に、円環状をしたブレーキディスクロータが、前記外周面が前記ブレーキディスクロータの中心孔に嵌まりかつ前記外周面の全域が前記中心孔の内周面に面接合した状態で、嵌合固定されており、
   前記前記ブレーキディスクロータは、前記いんろう部に嵌合していないことを特徴とする、車輪用転がり軸受け装置。
2. 前記ブレーキディスクロータは、前記フランジの前記外周面に、ボルトまたはリベットにより固定されていることを特徴とする、請求項１記載の車輪用転がり軸受け装置。

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