WO2023286660A1 - 車輪用軸受装置 - Google Patents

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WO2023286660A1
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wheel
mounting flange
screw hole
bearing device
rib
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Inventor
茂明 福島
晃 鳥居
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Ntn株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B35/00—Axle units; Parts thereof ; Arrangements for lubrication of axles
    • B60B35/02—Dead axles, i.e. not transmitting torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/18—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Definitions

  • the present invention relates to a wheel bearing device.
  • a wheel mounting flange is integrally formed on the outer periphery of a hub wheel, a plurality of bolt holes are provided in the wheel mounting flange, and hub bolts for mounting a brake rotor and a wheel are press-fitted into the respective bolt holes.
  • Bearing devices are known.
  • the present inventors defined the dimensional relationship of each part of the wheel mounting flange in order not only to secure the rigidity during use of the wheel bearing device but also to reduce the influence of variation in the tightening force of the wheel bolt. found it necessary.
  • An object of the present invention is to provide a wheel bearing device that suppresses deflection of the wheel mounting flange due to bolt fastening by specifying the dimensional relationship of each part of the wheel mounting flange.
  • a wheel bearing device of the present invention comprises: an outer member having a double-row outer raceway surface on an inner circumference; an inner member having a double-row inner raceway surface facing the double-row outer raceway surface; and double rows of rolling elements that are rollably accommodated between the raceway surfaces of the inner member and the inner member, one of the outer member and the inner member having a wheel mounting flange.
  • the wheel mounting flange has a plurality of screw holes into which wheel bolts for fixing the wheel and the brake rotor are screwed; If A is the diameter, B is the width dimension of the rib, and C is the thickness dimension of the wheel mounting flange that passes through the rib in a cross section that passes through the center of the screw hole and is in contact with the pitch circle of the screw hole, then B/ It is characterized by A ⁇ 1.7 and C/A ⁇ 0.8.
  • the wheel bearing device of the present invention includes: an outer member having a double-row outer raceway surface on an inner circumference; an inner member having a double-row inner raceway surface facing the double-row outer raceway surface; and double rows of rolling elements that are rollably accommodated between the raceway surfaces of the outer member and the inner member, one of the outer member and the inner member forming a wheel mounting flange.
  • the wheel mounting flange has a plurality of screw holes into which bolts for fixing only the brake rotor are screwed, and ribs provided on the inner peripheral edges of the screw holes, In a cross section passing through the center of the screw hole and in contact with the pitch circle of the screw hole, F is the width dimension of the rib, and G is the thickness dimension of the wheel mounting flange passing through the rib. It is characterized by E ⁇ 1.7 and G/E ⁇ 0.8.
  • the present invention by defining the dimension of the rib around the screw hole of the wheel mounting flange in the wheel bearing device, deformation of the screw hole around the screw hole due to bolt tightening can be suppressed, so vibration of the wheel mounting flange can be suppressed. be able to.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG. 2;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line YY of FIG. 2;
  • the overall configuration of a wheel bearing device 1 will be described with reference to FIG.
  • the inner side indicates the vehicle body side of the wheel bearing device 1 when attached to the vehicle body
  • the outer side indicates the wheel side of the wheel bearing device 1 when attached to the vehicle body.
  • the axial direction means the direction along the rotation axis R of the wheel bearing device 1 .
  • a radial direction represents a direction perpendicular to the rotation axis R.
  • a wheel bearing device 1 rotatably supports a wheel in a suspension system of a vehicle such as an automobile.
  • a wheel bearing device 1 includes an outer ring 2 as an example of an outer member, a hub ring 3 and an inner ring 4 as examples of an inner member, rolling elements 5, an inner side seal member 6, and an outer side seal member 7. and
  • the outer ring 2 supports the hub ring 3 and the inner ring 4.
  • An inner side fitting surface 2b for fitting the inner side sealing member 6 is provided on the inner peripheral surface of the inner side end portion 2g of the outer ring 2 .
  • An outer-side fitting surface 2c for fitting the outer-side seal member 7 is provided on the inner peripheral surface of the outer-side end portion 2f of the outer ring 2 .
  • An outer peripheral surface 2e of the outer ring 2 is integrally provided with a vehicle body mounting flange 2d for mounting to a knuckle of a suspension system (not shown).
  • the inner peripheral surface of the outer ring 2 is provided with double-row outer raceway surfaces 2a, 2a on its inner side and outer side in the circumferential direction.
  • the hub wheel 3 rotatably supports a vehicle wheel (not shown).
  • a small-diameter stepped portion 3a extending in the axial direction is provided at the inner end portion of the outer peripheral surface of the hub wheel 3 .
  • a wheel mounting flange 3b for mounting a wheel is integrally provided at the outer end of the hub wheel 3.
  • the wheel mounting flange 3b has a plurality of screw holes 31 into which wheel bolts 83 for fixing a wheel 81 and a brake rotor 82 of the wheel are screwed, and a plurality of screws into which bolts 84 for fixing only the brake rotor 82 are screwed.
  • a hole 32 is provided.
  • an inner raceway surface 3d is provided on the outer peripheral surface of the hub wheel 3 on the outer side so as to face the outer raceway surface 2a on the outer side. That is, an inner raceway surface 3d is formed by the hub wheel 3 on the outer side of the inner member.
  • a sliding contact surface 3e with which the outer side seal member 7 slides is provided on the base side of the wheel mounting flange 3b of the hub wheel 3. As shown in FIG.
  • the inner ring 4 is press-fitted into the small-diameter stepped portion 3a of the hub ring 3.
  • the inner ring 4 applies preload to the rolling elements 5 .
  • An inner raceway surface 4a is provided on the outer peripheral surface of the inner ring 4 so as to face the inner side outer raceway surface 2a. That is, the inner raceway surface 4a is formed by the inner ring 4 on the inner side of the inner member.
  • a fitting surface 4 b for fitting the inner side seal member 6 is provided on the outer peripheral surface of the inner side end portion 4 c of the inner ring 4 .
  • the rolling elements 5 are composed of balls.
  • the inner-side rolling elements 5 and the outer-side rolling elements 5 are held by cages 51, respectively.
  • the inner-side rolling elements 5 are rollably sandwiched between the inner raceway surface 4 a of the inner ring 4 and the inner-side outer raceway surface 2 a of the outer ring 2 .
  • the outer-side rolling elements 5 are rotatably sandwiched between the inner raceway surface 3 d of the hub wheel 3 and the outer-side raceway surface 2 a of the outer ring 2 . That is, the inner-side rolling elements 5 and the outer-side rolling elements 5 are rotatably accommodated between the raceway surfaces of the outer member and the inner member.
  • the outer ring 2 , the hub ring 3 , the inner ring 4 , and the double-row rolling elements 5 constitute a double-row angular contact ball bearing.
  • the wheel bearing device 1 may constitute a double-row tapered roller bearing instead of the double-row angular contact ball bearing.
  • the inner-side sealing member 6 and the outer-side sealing member 7 are formed by an outer member and an inner member, and are sealing members that block the open end of the annular space S filled with the required amount of lubricating grease.
  • the inner side seal member 6 is attached to an inner side opening end formed between the outer ring 2 and the inner ring 4 in the annular space S.
  • the outer-side seal member 7 is attached to an outer-side opening end formed between the outer ring 2 and the hub wheel 3 in the annular space S. As shown in FIG.
  • [Configuration of wheel mounting flange] 2 is a side view of the hub wheel 3 of FIG. 1 viewed from the inner side, FIG. 3 is a sectional view taken along line XX of FIG. 2, and FIG. 4 is a sectional view taken along line YY of FIG.
  • the wheel mounting flange 3b includes a disc portion 30, four screw holes 31, two screw holes 32, ribs 35 provided on the inner peripheral edge of each screw hole 31, and and a rib 36 provided on the inner peripheral edge of the screw hole 32 .
  • the disk portion 30 is a disk having an inner side surface 33 and an outer side surface 34, and constitutes the radial outer shape of the wheel mounting flange 3b. Note that the outer shape of the disc portion 30 is not particularly limited as long as it is larger in the radial direction than the ribs 35 and 36 .
  • the screw hole 31 is a tapped hole penetrating in the axial direction.
  • the nominal diameter of the screw hole 31 is, for example, M12, M14, or the like.
  • Each screw hole 31 is provided at equal intervals on a pitch circle with a predetermined diameter centered on the rotation axis R. As shown in FIG.
  • the number of screw holes 31 is not particularly limited as long as there are two or more, and the arrangement of the screw holes may be unequal.
  • the brake rotor 82 is attached to the outer side surface 34 of the disk portion 30 , and the wheel 81 is attached to the outer side of the brake rotor 82 . Fixed.
  • the screw hole 32 is a tapped hole penetrating in the axial direction. Each screw hole 32 is provided equidistantly on a pitch circle with a predetermined diameter centered on the rotation axis R. As shown in FIG. In this embodiment, the pitch diameter of the screw hole 32 is equal to the pitch diameter of the screw hole 31, but may be different. The number of screw holes 32 is not particularly limited as long as there are two or more, and the arrangement of the screw holes may be unequal. As shown in FIG. 1, the brake rotor 82 is fixed by bolts 84 in a state where the brake rotor 82 is attached to the outer side surface 34 of the wheel mounting flange 3b.
  • the nominal diameter of the screw hole 32 is smaller than the nominal diameter of the screw hole 31 , but the nominal diameter of the screw hole 32 may be equal to or larger than the nominal diameter of the screw hole 31 .
  • the ribs 35 are protruding portions provided on the periphery of the four screw holes 31 on the inner side surface 33 of the disc portion 30 .
  • the rib 35 has a substantially flat upper surface 35a and an inclined surface 35b inclined from the upper surface 35a to the inner side surface 33 of the disk portion 30.
  • the rib 35 radially extends radially outward from the sliding contact surface 3e when viewed from the inner side, and is configured in a substantially arch shape.
  • the ribs 36 are protruding portions provided on the periphery of the two screw holes 32 on the inner side surface 33 of the disc portion 30 .
  • the rib 36 has a substantially flat upper surface 36a and an inclined surface 36b inclined from the upper surface 36a to the inner side surface 33 of the disk portion 30. As shown in FIG.
  • the rib 36 radially extends radially outward from the sliding contact surface 3e when viewed from the inner side, and is configured in a substantially arch shape.
  • the ribs 36 are also provided at two locations between the ribs 35 where the screw holes 32 are not provided in order to maintain balance during rotation. That is, the four ribs 36 are provided between the four ribs 35, respectively.
  • the nominal diameter of the screw hole 31 is assumed to be A.
  • the width dimension of the rib 35 is B, and the thickness dimension of the wheel mounting flange 3b passing through the rib 35 is B.
  • C be The width dimension B of the rib 35 is the dimension of the portion passing through the central portion of the rib 35 in the thickness direction.
  • the lower limits of B/A and C/A are B/A ⁇ 1.7 and C/A ⁇ 0.8 from the viewpoint of ensuring the rigidity (deformation resistance) of the rib 35 around the screw hole 31. .
  • the rib 35 can have a sufficient area and thickness, and deformation around the screw hole 31 due to fastening of the wheel bolt 83 can be suppressed.
  • it is possible to suppress the deflection of the wheel mounting flange 3b, thereby suppressing the occurrence of brake judder.
  • B/A ⁇ 1.7 or C/A ⁇ 0.8 the area around the screw hole 31 is likely to be deformed when the wheel bolt 83 is tightened.
  • the upper limits of B/A and C/A are preferably B/A ⁇ 3.5 and C/A ⁇ 1.2 from the viewpoint of weight reduction. As a result, compared to the case where the ribs 35 are provided on the entire surface of the inner side surface 33 of the disc portion 30, the weight can be sufficiently reduced. If B/A ⁇ 3.5 or C/A ⁇ 1.2, a sufficient weight reduction effect cannot be obtained.
  • D is the thickness direction dimension of the wheel mounting flange 3b without the rib 35, that is, the thickness direction dimension of the disc portion 30
  • the lower limit of D/C is the rigidity of the rib 35 around the screw hole 31. From the viewpoint of ensuring, D/C ⁇ 0.45 is preferable, and D/C ⁇ 0.5 is more preferable.
  • the rib 35 can have a sufficient area and thickness, and deformation around the screw hole 31 due to fastening of the wheel bolt 83 can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the deflection of the wheel mounting flange 3b, thereby suppressing the occurrence of brake judder.
  • the upper limit of D/C is preferably D/C ⁇ 0.75, more preferably D/C ⁇ 0.7, from the viewpoint of weight reduction.
  • the nominal diameter of the screw hole 32 is E.
  • the width dimension of the rib 36 is F
  • the thickness dimension of the wheel mounting flange 3b passing through the rib 36 is F. be G.
  • the widthwise dimension F of the rib 36 is the dimension of the portion passing through the central portion of the rib 36 in the thickness direction.
  • the lower limits of F/E and G/E are F/E ⁇ 1.7 ⁇ and G/E ⁇ 0.8 from the viewpoint of ensuring the rigidity of the rib 36 around the screw hole 32 .
  • the rib 36 can be sufficiently secured in area and thickness, and deformation around the screw hole 32 due to fastening of the bolt 84 can be suppressed.
  • it is possible to suppress the deflection of the wheel mounting flange 3b, thereby suppressing the occurrence of brake judder.
  • F/E ⁇ 1.7 or G/E ⁇ 0.8 the area around the screw hole 32 is likely to be deformed when the bolt 84 is tightened.
  • the upper limits of F/E and G/E are preferably F/E ⁇ 3.5 and G/E ⁇ 1.2 from the viewpoint of weight reduction. As a result, compared to the case where the ribs 36 are provided on the entire surface of the inner side surface 33 of the disk portion 30, the weight can be sufficiently reduced. If F/E ⁇ 3.5 or G/E ⁇ 1.2, a sufficient weight reduction effect cannot be obtained.
  • the run-out of the radially outer region 34a (see FIG. 1) of the pitch circle of the screw holes 31, 32 in the outer side surface 34 is 50 ⁇ m or less.
  • the runout is the range in which the region 34a of the outer side surface 34 is displaced in the axial direction when the hub wheel 3 is rotated about the rotation axis R. As shown in FIG.
  • the vibration of the brake rotor 82 fastened to the wheel mounting flange 3b can be suppressed, so that the occurrence of brake judder can be suppressed.
  • wheel bearing device 1 for driven wheels has been described in this embodiment, the present invention can also be applied to a wheel bearing device for drive wheels.
  • the wheel bearing device 1 of the present embodiment has been described as a wheel bearing device of the third generation structure for inner ring rotation in which the inner raceway surface 3d of the rolling element 5 is directly formed on the outer periphery of the hub wheel 3.
  • it may be a second-generation structure with rotating inner rings in which a pair of inner rings are press-fitted and fixed to a hub wheel, or a first-generation structure without mounting flanges to the vehicle body.
  • the second generation structure or the first generation structure of outer ring rotation may be used.
  • the wheel mounting flange is provided on the outer ring (outer member).
  • the above-described embodiment merely shows a representative form of the present invention, and can be implemented with various modifications without departing from the gist of the present invention. If so, it may be a so-called fourth-generation structure in which the wheel bearing device and the constant velocity universal joint for driving are integrated.
  • the present invention can be used for wheel bearing devices.
  • wheel bearing device outer ring (outer member) 2a outer raceway surface 3 hub wheel (inner member) 3b wheel mounting flange 3d, 4a inner raceway surface 4 inner ring (inner member) 5 rolling element 31 screw hole 32 screw hole 34 outer side surface 35 rib 36 rib 83 wheel bolt 84 bolt

Abstract

車輪取付フランジの各部の寸法関係を規定することにより、ボルト締結による車輪取付フランジの振れを抑制する車輪用軸受装置を提供する。車輪用軸受装置（１）の車輪取付フランジ（３ｂ）は、ホイール及びブレーキロータを固定するホイールボルトが螺合される複数のネジ孔（３１）と、ネジ孔（３１）のインナー側周縁に設けられたリブ（３５）と、を有する。ネジ孔（３１）の呼び径をＡとし、ネジ孔（３１）の中心を通りネジ孔（３１）のピッチ円に接する断面において、リブ（３５）の幅方向寸法をＢ、リブ（３５）を通る車輪取付フランジ（３ｂ）の厚み方向寸法をＣとすると、Ｂ／Ａ≧１．７かつＣ／Ａ≧０．８である。

Description

車輪用軸受装置
　本発明は、車輪用軸受装置に関する。
　従来、ハブ輪の外周に車輪取付フランジが一体的に形成され、車輪取付フランジに複数のボルト穴が設けられ、それぞれのボルト孔にブレーキロータ及びホイールを取り付けるためのハブボルトが圧入されている車輪用軸受装置が知られている。
　このような車輪用軸受装置においては、ハブボルトの圧入時に材料が塑性流動して車輪取付フランジにうねりが生じ、車輪取付フランジの振れが大きくなるおそれがある。車輪取付フランジの振れの精度悪化は、ブレーキジャダーの原因となる。この対策として、例えば、車輪取付フランジのブレーキロータ側面におけるボルト孔の周囲に、塑性流動を吸収するためのざぐり部を設ける構成が提案されている（特許文献１参照）。
　また、ハブボルトの圧入の影響を排除する構成として、車輪取付フランジに複数のネジ孔を設け、それぞれのネジ孔に外側から挿入したホイールボルトを螺合することにより、ブレーキロータ及びホイールを固定する車輪用軸受装置も提案されている。特許文献１の構成、あるいは、この構成においては、特にボルト孔、あるいは、ネジ孔周辺にリブ等を設けることで、使用時の軸受としての剛性確保と装置の軽量化とを実現していた。
特開２００７―２０３９４９号公報
　しかしながら、使用時の剛性確保だけでは、車輪取付フランジの振れの精度を改善することは難しかった。そこで本発明者らは、解析や実験等により各ネジ孔におけるホイールボルトの締付力の僅かなばらつきが、各ネジ孔周辺の変形のばらつきに繋がり、各ネジ孔周辺の変形のばらつきが、総じて、車輪取付フランジの振れの精度悪化を招くことを突き止めた。
　そして、本発明者らは、車輪用軸受装置の使用時の剛性確保だけでなく、ホイールボルトの締付力のばらつきの影響を小さくするためには、車輪取付フランジの各部の寸法関係を規定する必要があることを見出した。
　本発明は、車輪取付フランジの各部の寸法関係を規定することにより、ボルト締結による車輪取付フランジの振れを抑制する車輪用軸受装置を提供することを目的とする。
　本発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面を有する内方部材と、前記外方部材と前記内方部材との両軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備え、前記外方部材又は前記内方部材の一方が、車輪取付フランジを有し、前記車輪取付フランジは、ホイール及びブレーキロータを固定するホイールボルトが螺合される複数のネジ孔と、前記ネジ孔のインナー側周縁に設けられたリブと、を有し、前記ネジ孔の呼び径をＡ、前記ネジ孔の中心を通り前記ネジ孔のピッチ円に接する断面において、前記リブの幅方向寸法をＢ、前記リブを通る前記車輪取付フランジの厚み方向寸法をＣとすると、Ｂ／Ａ≧１．７かつＣ／Ａ≧０．８であることを特徴とする。
　また、本発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面を有する内方部材と、前記外方部材と前記内方部材との両軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備え、前記外方部材又は前記内方部材の一方が、車輪取付フランジを有し、前記車輪取付フランジは、ブレーキロータのみを固定するボルトが螺合される複数のネジ孔と、前記ネジ孔のインナー側周縁に設けられたリブと、を有し、前記ネジ孔の呼び径をＥ、前記ネジ孔の中心を通り前記ネジ孔のピッチ円に接する断面において、前記リブの幅方向寸法をＦ、前記リブを通る前記車輪取付フランジの厚み方向寸法をＧとすると、Ｆ／Ｅ≧１．７かつＧ／Ｅ≧０．８であることを特徴とする。
　本発明によれば、車輪用軸受装置において車輪取付フランジのネジ孔周辺のリブの寸法を規定することにより、ボルト締結によるネジ孔周辺部の変形を抑えられるので、車輪取付フランジの振れを抑制することができる。
一実施形態の車輪用軸受装置の断面図である。 図１のハブ輪をインナー側から見た側面図である。 図２のＸ－Ｘ断面図である。 図２のＹ－Ｙ断面図である。
［車輪用軸受装置の全体構成］
　図１を用いて、車輪用軸受装置１の全体構成について説明する。なお、以下の説明において、インナー側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車体側を表し、アウター側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車輪側を表す。軸方向とは、車輪用軸受装置１の回転軸Ｒに沿った方向を表す。径方向とは、回転軸Ｒと垂直な方向を表す。
　図１に示すように、車輪用軸受装置１は、自動車等の車両の懸架装置において車輪を回転自在に支持する。車輪用軸受装置１は、外方部材の一例としての外輪２と、内方部材の一例としてのハブ輪３及び内輪４と、転動体５と、インナー側シール部材６と、アウター側シール部材７とを備えている。
　外輪２は、ハブ輪３と内輪４とを支持している。外輪２のインナー側端部２ｇにおける内周面には、インナー側シール部材６を嵌合するインナー側嵌合面２ｂが設けられている。外輪２のアウター側端部２ｆにおける内周面には、アウター側シール部材７を嵌合するアウター側嵌合面２ｃが設けられている。外輪２の外周面２ｅには、図示しない懸架装置のナックルに取り付けるための車体取付フランジ２ｄが一体に設けられている。外輪２の内周面には、そのインナー側及びアウター側に複列の外側軌道面２ａ・２ａが周方向に設けられている。
　ハブ輪３は、図示しない車両の車輪を回転自在に支持する。ハブ輪３の外周面におけるインナー側端部には、軸方向に延びる縮径された小径段部３ａが設けられている。ハブ輪３のアウター側端部には、車輪を取り付けるための車輪取付フランジ３ｂが一体的に設けられている。車輪取付フランジ３ｂには、車輪のホイール８１及びブレーキロータ８２を固定するホイールボルト８３が螺合される複数のネジ孔３１と、ブレーキロータ８２のみを固定するボルト８４が螺合される複数のネジ孔３２とが設けられている。また、ハブ輪３のアウター側の外周面には、アウター側の外側軌道面２ａに対向する内側軌道面３ｄが設けられている。つまり、内方部材のアウター側には、ハブ輪３によって内側軌道面３ｄが構成されている。ハブ輪３における車輪取付フランジ３ｂの基部側には、アウター側シール部材７が摺接する摺接面３ｅが設けられている。
　内輪４は、ハブ輪３の小径段部３ａに圧入されている。内輪４は、転動体５に予圧を付与している。内輪４の外周面には、インナー側の外側軌道面２ａに対向する内側軌道面４ａが設けられている。つまり、内方部材のインナー側には、内輪４によって内側軌道面４ａが構成されている。また、内輪４のインナー側端部４ｃにおける外周面には、インナー側シール部材６を嵌合する嵌合面４ｂが設けられている。
　転動体５はボールで構成されている。インナー側の転動体５とアウター側の転動体５とは、それぞれ保持器５１によって保持されている。インナー側の転動体５は、内輪４の内側軌道面４ａと、外輪２のインナー側の外側軌道面２ａとの間に転動自在に挟まれている。アウター側の転動体５は、ハブ輪３の内側軌道面３ｄと、外輪２のアウター側の外側軌道面２ａとの間に転動自在に挟まれている。つまり、インナー側の転動体５とアウター側の転動体５とは、外方部材と内方部材との両軌道面間に転動自在に収容されている。このように、車輪用軸受装置１においては、外輪２と、ハブ輪３及び内輪４と、複列の転動体５とによって複列アンギュラ玉軸受が構成されている。なお、車輪用軸受装置１は複列アンギュラ玉軸受に替えて複列円錐ころ軸受を構成していてもよい。
　インナー側シール部材６及びアウター側シール部材７は、外方部材と内方部材とによって形成され、潤滑用グリースが必要量充填された環状空間Ｓの開口端を塞ぐシール部材である。インナー側シール部材６は、環状空間Ｓのうち外輪２と内輪４との間に形成されたインナー側開口端に装着されている。一方、アウター側シール部材７は、環状空間Ｓのうち外輪２とハブ輪３との間に形成されたアウター側開口端に装着されている。
［車輪取付フランジの構成］
　図２は図１のハブ輪３をインナー側から見た側面図、図３は図２のＸ－Ｘ断面図、図４は図２のＹ－Ｙ断面図である。
　図２に示すように、車輪取付フランジ３ｂは、円板部３０と、４つのネジ孔３１と、２つのネジ孔３２と、各ネジ孔３１のインナー側周縁に設けられたリブ３５と、各ネジ孔３２のインナー側周縁に設けられたリブ３６とを有している。
　円板部３０は、インナー側面３３とアウター側面３４とを有する円板であり、車輪取付フランジ３ｂの径方向の外形を構成する。なお、円板部３０の外形には特に限定はなく、リブ３５、３６よりも径方向に大きな形状であればよい。
　ネジ孔３１は、軸方向に貫通するタップ孔である。ネジ孔３１の呼び径は、例えばＭ１２、Ｍ１４等である。各ネジ孔３１は、回転軸Ｒを中心とする所定径のピッチ円上に等配に設けられている。なお、ネジ孔３１は２つ以上であればその数には特に限定はなく、各ネジ孔の配置は不等配であってもよい。図１に示すように、円板部３０のアウター側面３４にブレーキロータ８２が装着され、ブレーキロータ８２のアウター側にホイール８１が装着された状態で、ホイール８１及びブレーキロータ８２がホイールボルト８３により固定されている。
　ネジ孔３２は、軸方向に貫通するタップ孔である。各ネジ孔３２は、回転軸Ｒを中心とする所定径のピッチ円上に等配に設けられている。本実施形態において、ネジ孔３２のピッチ円直径はネジ孔３１のピッチ円直径と等しいが、異なっていてもよい。なお、ネジ孔３２は２つ以上であればその数には特に限定はなく、各ネジ孔の配置は不等配であってもよい。図１に示すように、車輪取付フランジ３ｂのアウター側面３４にブレーキロータ８２が装着された状態で、ブレーキロータ８２がボルト８４により固定されている。これにより、ホイールボルト８３及びホイール８１を取り付けていない状態においても、ブレーキロータ８２が脱落することがない。本実施形態において、ネジ孔３２の呼び径はネジ孔３１の呼び径よりも小さいが、ネジ孔３２の呼び径はネジ孔３１の呼び径以上であってもよい。
　図２に示すように、リブ３５は、円板部３０のインナー側面３３における４つのネジ孔３１の周縁に設けられた突出部である。リブ３５は、略平坦な上面３５ａと、上面３５ａから円板部３０のインナー側面３３に傾斜する傾斜面３５ｂとを有している。リブ３５は、インナー側から見て、摺接面３ｅから径方向外側に向けて放射状に延出し、略アーチ形状に構成されている。
　リブ３６は、円板部３０のインナー側面３３における２つのネジ孔３２の周縁に設けられた突出部である。リブ３６は、略平坦な上面３６ａと、上面３６ａから円板部３０のインナー側面３３に傾斜する傾斜面３６ｂとを有している。リブ３６は、インナー側から見て、摺接面３ｅから径方向外側に向けて放射状に延出し、略アーチ形状に構成されている。リブ３６は、回転時のバランスを保つため、リブ３５間におけるネジ孔３２が設けられていない２箇所にも設けられている。すなわち、４つのリブ３６は、それぞれ４つのリブ３５間に設けられている。
　次に、車輪取付フランジ３ｂの各部の寸法関係を規定する。以下、ネジ孔３１周辺の寸法関係と、ネジ孔３６周辺の寸法関係とに分けて説明する。
　図３に示すように、ネジ孔３１の呼び径をＡとする。また、ネジ孔３１の中心を通りネジ孔３１のピッチ円に接する断面（図２のＸ－Ｘ断面）において、リブ３５の幅方向寸法をＢ、リブ３５を通る車輪取付フランジ３ｂの厚み方向寸法をＣとする。リブ３５の幅方向寸法Ｂは、リブ３５の厚み方向の中央部を通る部分の寸法とする。
　このとき、Ｂ／Ａ及びＣ／Ａの下限値は、リブ３５のネジ孔３１周辺の剛性（変形抵抗）を確保する観点からＢ／Ａ≧１．７かつＣ／Ａ≧０．８である。これにより、リブ３５の面積と厚みを十分に確保することができ、ホイールボルト８３締結によるネジ孔３１周辺の変形を抑制できる。その結果、車輪取付フランジ３ｂの振れを抑制することができ、ブレーキジャダーの発生を抑制することができる。なお、Ｂ／Ａ＜１．７又はＣ／Ａ＜０．８であると、ホイールボルト８３締結によりネジ孔３１周辺が変形しやすい。
　また、Ｂ／Ａ及びＣ／Ａの上限値は、軽量化の観点からＢ／Ａ＜３．５かつＣ／Ａ＜１．２であることが好ましい。これにより、円板部３０のインナー側面３３の全面にリブ３５を設ける場合に比べ、十分に軽量化することができる。なお、Ｂ／Ａ≧３．５又はＣ／Ａ≧１．２であると、十分な軽量化の効果が得られない。
　また、リブ３５が設けられていない車輪取付フランジ３ｂの厚み方向寸法、つまり円板部３０の厚み方向寸法をＤとすると、Ｄ／Ｃの下限値は、リブ３５のネジ孔３１周辺の剛性を確保する観点からＤ／Ｃ≧０．４５であることが好ましく、Ｄ／Ｃ≧０．５であることがさらに好ましい。これにより、リブ３５の面積と厚みを十分に確保することができ、ホイールボルト８３締結によるネジ孔３１周辺の変形を抑制できる。その結果、車輪取付フランジ３ｂの振れを抑制することができ、ブレーキジャダーの発生を抑制することができる。
　また、Ｄ／Ｃの上限値は、軽量化の観点からＤ／Ｃ＜０．７５であることが好ましく、Ｄ／Ｃ＜０．７であることがさらに好ましい。これにより、円板部３０のインナー側面３３の全面にリブ３５を設ける場合に比べ、十分に軽量化することができる。
　図４に示すように、ネジ孔３２の呼び径をＥとする。また、ネジ孔３２の中心を通りネジ孔３２のピッチ円に接する断面（図２のＹ－Ｙ断面）において、リブ３６の幅方向寸法をＦ、リブ３６を通る車輪取付フランジ３ｂの厚み方向寸法をＧとする。リブ３６の幅方向寸法Ｆは、リブ３６の厚み方向の中央部を通る部分の寸法とする。
　このとき、Ｆ／Ｅ及びＧ／Ｅの下限値は、リブ３６のネジ孔３２周辺の剛性を確保する観点からＦ／Ｅ≧１．７≦かつＧ／Ｅ≧０．８である。これにより、リブ３６の面積と厚みを十分に確保することができ、ボルト８４締結によるネジ孔３２周辺の変形を抑制できる。その結果、車輪取付フランジ３ｂの振れを抑制することができ、ブレーキジャダーの発生を抑制することができる。なお、Ｆ／Ｅ＜１．７又はＧ／Ｅ＜０．８であると、ボルト８４締結によりネジ孔３２周辺が変形しやすい。
　また、Ｆ／Ｅ及びＧ／Ｅの上限値は、軽量化の観点からＦ／Ｅ＜３．５かつＧ／Ｅ＜１．２であることが好ましい。これにより、円板部３０のインナー側面３３の全面にリブ３６を設ける場合に比べ、十分に軽量化することができる。なお、Ｆ／Ｅ≧３．５又はＧ／Ｅ≧１．２であると、十分な軽量化の効果が得られない。
　上記の車輪取付フランジ３ｂにおいて、アウター側面３４におけるネジ孔３１、３２のピッチ円よりも径方向外側の領域３４ａ（図１参照）の振れが５０μｍ以下であることが好ましい。振れとは、回転軸Ｒを中心としてハブ輪３を回転させたときに、アウター側面３４の領域３４ａが軸方向に変位する範囲である。これにより、車輪取付フランジ３ｂに締結されたブレーキロータ８２の振れを抑えられるので、ブレーキジャダーの発生を抑制することができる。
　なお、本実施形態においては従動輪用の車輪用軸受装置１について説明したが、本発明は、駆動輪用の車輪用軸受装置にも適用することができる。
　以上、本実施形態の車輪用軸受装置１は、ハブ輪３の外周に転動体５の内側軌道面３ｄが直接形成されている内輪回転の第３世代構造の車輪用軸受装置として説明したがこれに限定されるものではなく、例えば、ハブ輪に一対の内輪が圧入固定された内輪回転の第２世代構造又は車体への取付フランジを有さない第１世代構造であってもよい。また、外輪回転の第２世代構造又は第１世代構造であってもよい。外輪回転の車輪用軸受装置の場合、車輪取付フランジは外輪（外方部材）に設けられる。また、上記の実施形態は、本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるので、同様の車輪取付フランジを有していれば、車輪用軸受装置と駆動用の等速自在継手が一体となった、いわゆる、第４世代構造であってもよい。
　本発明は、車輪用軸受装置に利用可能である。
　１　　　　　車輪用軸受装置
　２　　　　　外輪（外方部材）
　２ａ　　　　外側軌道面
　３　　　　　ハブ輪（内方部材）
　３ｂ　　　　車輪取付フランジ
　３ｄ、４ａ　内側軌道面
　４　　　　　内輪（内方部材）
　５　　　　　転動体
　３１　　　　ネジ孔
　３２　　　　ネジ孔
　３４　　　　アウター側面
　３５　　　　リブ
　３６　　　　リブ
　８３　　　　ホイールボルト
　８４　　　　ボルト

Claims (7)

  1. 　内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、
    　前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面を有する内方部材と、
    　前記外方部材と前記内方部材との両軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備え、
    　前記外方部材又は前記内方部材の一方が、車輪取付フランジを有し、
    　前記車輪取付フランジは、ホイール及びブレーキロータを固定するホイールボルトが螺合される複数のネジ孔と、前記ネジ孔のインナー側周縁に設けられたリブと、を有し、
    　前記ネジ孔の呼び径をＡ、
    　前記ネジ孔の中心を通り前記ネジ孔のピッチ円に接する断面において、前記リブの幅方向寸法をＢ、前記リブを通る前記車輪取付フランジの厚み方向寸法をＣとすると、
    　Ｂ／Ａ≧１．７かつＣ／Ａ≧０．８であることを特徴とする車輪用軸受装置。
  2. 　Ｂ／Ａ＜３．５かつＣ／Ａ＜１．２であ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. 　前記リブが設けられていない前記車輪取付フランジの厚み方向寸法をＤとすると、
    　Ｄ／Ｃ≧０．４５であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車輪用軸受装置。
  4. 　Ｄ／Ｃ＜０．７５であることを特徴とする請求項３に記載の車輪用軸受装置。
  5. 　内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、
    　前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面を有する内方部材と、
    　前記外方部材と前記内方部材との両軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備え、
    　前記外方部材又は前記内方部材の一方が、車輪取付フランジを有し、
    　前記車輪取付フランジは、ブレーキロータのみを固定するボルトが螺合される複数のネジ孔と、前記ネジ孔のインナー側周縁に設けられたリブと、を有し、
    　前記ネジ孔の呼び径をＥ、
    　前記ネジ孔の中心を通り前記ネジ孔のピッチ円に接する断面において、前記リブの幅方向寸法をＦ、前記リブを通る前記車輪取付フランジの厚み方向寸法をＧとすると、
    　Ｆ／Ｅ≧１．７かつＧ／Ｅ≧０．８であることを特徴とする車輪用軸受装置。
  6. 　Ｆ／Ｅ＜３．５かつＧ／Ｅ＜１．２であることを特徴とする請求項５に記載の車輪用軸受装置。
  7. 　前記車輪取付フランジのアウター側面における前記ネジ孔のピッチ円よりも径方向外側の領域の振れが５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の車輪用軸受装置。
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