車軸用軸受装置
【課題】ハブボルト圧入によるハブフランジの車輪取付け面の平面度の悪化を抑えることにより、ブレーキのジャダー発生を抑止できる車軸用軸受装置を提供する。
【解決手段】ハブフランジ１３ｂの車輪側端部に車輪１７とブレーキディスク１９が固定される車輪取付け面１３ｈを有する車軸用軸受装置１において、ハブフランジ１３ｂの車輪取付け面１３ｈと軸方向反対側の側面の円周方向に複数のボルト穴１３ｌの間に軸方向に窪む薄肉部１３ｉが形成され、複数のボルト穴１３ｌの周囲に放射状の厚肉部１３ｋが形成され、薄肉部１３ｉの軸方向厚さが厚肉部１３ｋの軸方向厚さの１／３以下に形成され、かつ、薄肉部１３ｉを形成する窪みの半径方向内方縁部１３ｊは、隣接するボルト穴１３ｌの中間点の半径方向外方に曲率中心を持ち、径方向の最小位置がボルト穴１３ｌの中間点に等しいアーチ形状に形成する。
【解決手段】ハブフランジ１３ｂの車輪側端部に車輪１７とブレーキディスク１９が固定される車輪取付け面１３ｈを有する車軸用軸受装置１において、ハブフランジ１３ｂの車輪取付け面１３ｈと軸方向反対側の側面の円周方向に複数のボルト穴１３ｌの間に軸方向に窪む薄肉部１３ｉが形成され、複数のボルト穴１３ｌの周囲に放射状の厚肉部１３ｋが形成され、薄肉部１３ｉの軸方向厚さが厚肉部１３ｋの軸方向厚さの１／３以下に形成され、かつ、薄肉部１３ｉを形成する窪みの半径方向内方縁部１３ｊは、隣接するボルト穴１３ｌの中間点の半径方向外方に曲率中心を持ち、径方向の最小位置がボルト穴１３ｌの中間点に等しいアーチ形状に形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車等の車輪を支持する車軸用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪が装着される車軸用軸受装置においては、例えば、車体側に固定される外輪部材の内側に２列の転動体を介して、内輪部材が回転自在に支持されている。内輪部材の軸端側にはハブフランジが形成されており、ここに、車輪やブレーキディスが装着される。
【０００３】
ハブフランジには車輪やブレーキディスクをハブフランジに固定するためのハブボルトが円周方向に等間隔で複数本設けられている。このハブボルトは、ハブフランジに形成されたボルト穴に、圧入することにより取り付けられる。ハブボルトの圧入により、ハブフランジの車輪取付け面のボルト穴の周囲が変形し、車輪取付け面の平面度を損なう。この平面度の悪化によって回転中に振れが生じ、この振れが要因となって、ジャダーと称されるブレーキの振動が発生することがある。
【０００４】
また、ハブボルトの圧入によってハブフランジの外周部に車輪やブレーキディスクと逆方向の倒れが生じ、車輪取付け面の平面度が悪化することがある。このとき、ハブボルト締め付け後も車輪取付け面の外周部にブレーキディスクとの間のすきまが残り、ブレーキディスクの振動を抑えきれず、前記ジャダーが促進される。
そこで、ボルト穴の内径に軸方向に通り抜ける溝を設けて、取付け面の盛り上がり等の変形を軽減し、平面度の悪化を軽減する構造が提案されている。（特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１３７４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記提案の構造では、ボルト穴とハブボルトの固定力が不足する可能性があり、その対策にキー等の部材が必要となり、生産上の問題が生じる可能性がある。また、前記提案の構造ではハブフランジの倒れによる車輪取付け面の平面度の悪化を抑えることはできない。
この発明の目的は、ハブボルト圧入によるハブフランジの車輪取付け面の平面度の悪化を抑えることにより、ブレーキのジャダー発生を軽減できる車軸用軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、外輪部材と、内輪部材とが、転動体を介して軸心回りに相対回転可能に配置され、外輪部材または内輪部材のうち一方に径方向外方に拡径したハブフランジが形成され、前記ハブフランジの所定の位置に複数のハブボルトを嵌入する為の複数のボルト穴が形成され、前記ハブフランジの車輪側端部の前記ボルト穴に圧入によって嵌入されるハブボルトを挿通して、車輪とブレーキディスクが固定される車輪取付け面を有する車軸用軸受装置において、前記ハブフランジの軸方向に車輪側と反対側の側面の、円周方向に前記複数のボルト穴の中間に軸方向に窪む薄肉部が形成され、前記複数のボルト穴の周囲に放射状の厚肉部が形成され、前記薄肉部の軸方向厚さが前記厚肉部の軸方向厚さの１／３以下に形成され、かつ前記薄肉部を形成する窪みの円周方向内方部は隣接する前記ボルト穴の中間点の半径方向外方に曲率中心を持ち、径方向の最小位置が前記ボルト穴の中間点に等しいアーチ形状に形成されていることである。
【０００８】
従来、前記ハブボルトの前記ボルト穴への圧入により生じる前記車輪取付け面の振れに対して、前記薄肉部の厚さの影響は小さいと考えられていた。しかし、各種検討の結果、本発明の寸法範囲、すなわち前記薄肉部の軸方向厚さが前記厚肉部の軸方向厚さの１／３以下であり、かつ前記薄肉部を形成する窪みの円周方向内方部は前記アーチ形状に形成されてれば、前記ハブボルトの前記ボルト穴への圧入により生じる車輪取付け面の平面度の悪化は従来品にくらべ大幅に改善することが判明した。これは前記薄肉部によって、前記厚肉部周囲の車輪取付け面の軸方向の変形が減少し、かつ、前記薄肉部によって隣接する厚肉部の変形が規制されるためである。
【０００９】
上記の課題を解決するため、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記ハブフランジの前記車輪取付け面と軸方向反対側の側面の円周方向に前記複数のボルト穴の間に軸方向に窪む薄肉部が形成され、前記複数のボルト穴周囲に放射状の厚肉部が形成され、前記厚肉部の前記複数のボルト穴のＰＣＤ上における円周方向の幅が前記ボルト穴の内径寸法の２．５倍より小さいことである。
【００１０】
従来前記ハブボルトの前記ボルト穴への圧入による前記車輪取付け面の変形に対して、前記厚肉部の円周方向の幅の影響は小さいと考えられていた。しかし、本発明者による各種検討の結果、本発明の寸法範囲、すなわち前記厚肉部の前記複数のボルト穴のＰＣＤ上における円周方向の幅が前記ボルト穴の内径寸法の２．５倍より小さい範囲において、前記ハブボルトの前記ボルト穴への圧入による前記車輪取付け面の平面度の悪化が大幅に減少することが解った。これは、前記厚肉部の円周方向の幅が前記ボルト穴の内径寸法の２．５倍より小さい場合、前記ハブボルトの前記ボルト穴への圧入による前記ボルト穴周りの膨張量が、軸方向すなわち前記車輪取付け面方向より、円周方向すなわち薄肉部方向に大きくなるためである。
【００１１】
上記の課題を解決するため、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記複数のボルト穴の内径部の軸方向の一部に前記内径部の他部位より径の小さいボルト圧入部が形成され、前記ボルト圧入部の軸方向中心は前記ハブフランジの軸方向中央より前記車輪取付け面側に偏った、計算上最もハブボルト圧入による車輪取付け面の振れが小さくなる位置であり、前記車輪取付け面は前記ハブボルト圧入前の状態において、半径方向内方が軸方向に車輪およびブレーキディスクから離反する凹面であり、前記ボルト穴ＰＣＤより径方向外方の凹面傾斜角が前記ボルト穴ＰＣＤより内方の凹面傾斜角より大きいことである。
【００１２】
本発明の車軸用軸受装置によると、前記ハブボルトの前記ボルト穴への圧入によって生じる車輪取付け面の円周上の変形が他の圧入位置に比べ最小となる。また、本発明者による各種検討の結果、前記ハブボルトの前記ボルト穴への圧入によって、前記ハブフランジの車輪取付け面は外径側が車輪から遠ざかる方向に倒れ、前記倒れは前記ボルト穴のＰＣＤより外方が前記ボルト穴のＰＣＤより内方より大きいことが解った。本発明の車軸用軸受装置によると、圧入前に凹面形状である前記ハブフランジの前記車輪取付け面が、前記ハブフランジへの前記ハブボルトの圧入によって前記凹面形状を補正する方向に変形する。このため、前記ハブボルトの前記ボルト穴への圧入による車輪取付け面の平面度の悪化は大幅に改善される。
【００１３】
上記の課題を解決するため、請求項４に係る発明の構成上の特徴は、外輪部材と、内輪部材とが、転動体を介して軸心回りに相対回転可能に配置され、外輪部材または内輪部材のうち一方に径方向外方に拡径したハブフランジが形成され、前記ハブフランジの所定の位置に複数のハブボルトを圧入する為の複数のボルト穴が形成され、前記ハブフランジの車輪側端部に前記ボルト穴に圧入によって挿入されるハブボルトを挿通して、車輪とブレーキディスクが固定される車輪取付け面を有する車軸用軸受装置において、前記複数のボルト穴の内径部の軸方向の一部に前記内径部の他部位より径の小さいボルト圧入部が形成され、前記ボルト圧入部の軸方向中心は前記ハブフランジの軸方向中央より前記車輪取付け面側に偏った、計算上最もハブボルト圧入による車輪取付け面の振れが小さくなる位置であり、前記車輪取付け面は前記ハブボルト圧入前の状態において、半径方向内方が軸方向に車輪およびブレーキディスクから離反する凹面であり、前記ボルト穴ＰＣＤより径方向外方の凹面傾斜角が前記ボルト穴ＰＣＤより内方の凹面傾斜角より大きいことである。
【００１４】
本発明の車軸用軸受装置によると、前記ハブボルトの前記ボルト穴への圧入によって生じる車輪取付け面の円周上の変形が他の圧入位置に比べ最小となる。また、本発明者による各種検討の結果、前記ハブボルトの前記ボルト穴への圧入によって、前記ハブフランジの車輪取付け面は外径側が車輪から遠ざかる方向に倒れ、前記倒れは前記ボルト穴のＰＣＤより外方が前記ボルト穴のＰＣＤより内方より大きいことが解った。本発明の車軸用軸受装置によると、圧入前に凹面形状である前記ハブフランジの前記車輪取付け面が、前記ハブフランジへの前記ハブボルトの圧入によって前記凹面形状を補正する方向に変形し、平面度の悪化は大幅に改善される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ハブボルト圧入によるハブフランジの車輪取付け面の平面度の悪化、を抑えることにより、ブレーキのジャダー発生を抑止できる車軸用軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態の車軸用軸受装置の軸方向の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の車軸用軸受装置のハブフランジの平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の車軸用軸受装置の効果を説明する説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の車軸用軸受装置の効果を説明する説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置の軸方向の断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置のハブフランジのボルト穴の拡大図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置のハブフランジ２３ｂの仮想断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置の作用、効果を説明する説明図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置の作用、効果を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。図１、図５、図６、図７において左側はインボード側、右側はアウトボード側を示す。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第1の実施形態の車軸用軸受装置の軸方向の断面図である。
図１における車軸用軸受装置１は外輪部材としての外輪１１と、内輪部材としてのハブ軸１３と、同じく内輪部材としての内輪１２と、転動体としての複数の玉１４と、２個の保持器１５と、複数のハブボルトを有する。
【００１９】
外輪１１は環状でインボ−ド側端部に半径方向外方に拡径して、車軸用軸受装置１を車体１８に取付けるための固定フランジ１１ｃを有し、固定フランジ１１ｃには固定用ボルト１８ａが貫通する複数の通し穴１１ｄが設けられている。外輪１１のインボード側の内周部には、インボード側外輪軌道１１ａ、アウトボード側の内周部にはアウトボード側外輪軌道１１ｂが形成されている。
【００２０】
ハブ軸１３は軸方向中央の外周部にアウトボード側内輪軌道１３ａ、アウトボード側端部の外周面に半径方向外方に拡径するハブフランジ１３ｂを有している。ハブフランジ１３ｂのアウトボード側端面は車輪１７、ブレーキディスク１９が取付けられる車輪取付け面１３ｈとなっている。ハブフランジ１３ｂには所定の位置に円周上等間隔に複数のボルト穴１３ｌが貫通して形成されている。前記複数のボルト穴１３ｌの内径部には、両端部より径の小さいボルト圧入部１３ｍを有している。
【００２１】
ハブ軸１３のアウトボード側内輪軌道１３ａからインボード側の外周面にはハブ軸外径面１３ｅが形成されている。ハブ軸外径面１３ｅのインボード側の端部から径方向に縮径する内輪嵌合部側面１３ｆ、内輪嵌合部側面１３ｆの内径隅部１３ｇからインボード側に延在する内輪嵌合部１３ｃが形成されている。
【００２２】
内輪１２は環状で、軸方向中央の外周部にインボード側内輪軌道１２ａ、インボード側の外周部に大外径部１２ｃ、アウトボード側の外周部に小外径部１２ｄが形成され、内周部に内輪軌道１２ａと同心の内径面１２ｂを有している。また、小外径部１２ｄのアウトボード側の端部から直径方向内方に向けて小端面１２ｅが延在している。さらに、大外径部１２ｃのインボード側の端部から直径方向内方に内径面１２ｂに向けて大端面１２ｆが延在している。
【００２３】
内輪１２は小端面１２ｅをハブ軸１３の嵌合部側面１３ｆに当接してハブ軸１３の内輪嵌合部１３ｃに外嵌装着されている。さらに、ハブ軸１３の端部には筒状の端部を直径方向外方に屈曲変形させて内輪１２の大端面１２ｆに押し付け、内輪１２の抜け止めを行うかしめ部１３ｄが形成されている。
【００２４】
２列の複数の転動体としての玉１４はそれぞれ保持器１５に円周方向に所定の間隔に保持されて、前記外輪１１のインボード側外輪軌道１１ａと前記内輪１２のインボード側内輪軌道１２ａの間、および、前記外輪１１のアウトボード側外輪軌道１１ｂと前記ハブ軸１３のアウトボード側内輪軌道１３ａの間を転動する。
【００２５】
複数のハブボルト１６はインボード側端部に円盤状のボルト頭１６ａ、ボルト頭１６ａの基部からアウトボード側に、ハブフランジ１３ｂのボルト穴１３ｌの圧入部１３ｍに対してしめしろを持つセレーション１６ｂが形成されている。アウトボード側端部にはハブナット１７ａと螺合し車輪１７、ブレーキディスク１９を車輪取付け面１３ｈに固定するためのねじ部１６ｃが形成されている。複数のハブボルト１６はセレーション１６ｂがハブフランジ２３ｂのボルト穴２３ｌの圧入部２３ｍに圧入され、ハブフランジ１３ｂのボルト穴１３ｌに嵌入されている。
【００２６】
図２は、本発明の第1の実施形態の車軸用軸受装置１のハブフランジ１３ｂをインボード側から見た平面図である。ハブフランジ１３ｂのインボード側の端面には円周方向に複数のボルト穴１３ｌの間に軸方向に窪む薄肉部１３ｉが形成され、複数のボルト穴周囲に放射状の厚肉部１３ｋが形成され、厚肉部１３ｋのボルトＰＣＤ上における円周方向の幅Ｂはボルト穴１３ｌの直径ｄの２．５倍以下に、薄肉部１３ｉの軸方向の厚さが厚肉部１３ｋの軸方向厚さの１／３以下に形成され、かつ、薄肉部１３ｉを形成する窪みの半径方向内方縁部１３ｊは隣接するボルト穴１３ｌの中間点の半径方向外方に曲率中心を持ち、径方向の最小位置がボルト穴１３ｌの中間点に等しい曲率半径Ｒのアーチ形状に形成されている。
【００２７】
図３は、車軸用軸受装置の作用を説明する説明図である。図３のグラフはボルト穴にハブボルトを圧入挿入したときのハブフランジの厚肉部の幅と車輪取付け面の振れの関係をＦＥＭで求めた結果を示している。このグラフから、ハブフランジの厚肉部の幅が３６ｍｍを下回ると取付け面の振れが急激に減少することがわかる。この時のボルト穴径は１４．４ｍｍであり、ハブフランジの厚肉部の幅が３６ｍｍはボルト穴径の２．５倍にあたる。
【００２８】
第1の実施形態の車軸用軸受装置１のハブフランジ１３ｂの厚肉部１３ｋの幅Ｂはボルト穴１３ｌの直径ｄの２．５倍以下に形成されている。例えば、ハブフランジ１３ｂの厚肉部１３ｋの幅Ｂがボルト穴１３ｌの直径ｄの２倍であれば、図３におけるハブフランジの厚肉部の幅２８．８ｍｍに相当する。この時の車輪取付け面の振れは約０．０２５ｍｍであり、ハブフランジの厚肉部の幅が３６ｍｍすなわちボルト穴径の２．５倍以上の時の車輪取付け面１３ｈの振れ約０．０３２ｍｍに比べ約２５％減少することがわかる。
【００２９】
図４は、車軸用軸受装置の作用を説明する説明図である。図４のグラフはボルト穴にハブボルトを圧入挿入したときのハブフランジの外周部の円周方向の位置と車輪取付け面の軸方向の変位の関係をＦＥＭで求めた結果を示している。点線は従来品で、実線は本発明の形状品を示している。横軸の目盛りは円周方向の位置を角度で表しており、３６°は隣接するボルト穴の中間位置に相当する。
【００３０】
図４のグラフにおいて、従来品の場合、ボルト穴位置ではインナー側に約０．００５ｍｍ変位し、隣接するボルト穴の中間位置の変位が最大で０．０３５ｍｍのアウター方向の変位となっている。すなわちハブフランジが回転したら、車輪取付け面の振れは０．０４０ｍｍとなる。
【００３１】
第1の実施形態の車軸用軸受装置１の場合は、ボルト穴位置ではインナー側に約０．００１ｍｍ変位し、隣接するボルト穴の中間位置はアウター方向に０．０３０ｍｍ変位する。最大の変位はボルト穴から約２２°の位置で０．０３２ｍｍのアウター方向の変位となっている。以上より、第1の実施形態の車軸用軸受装置１における、車輪取付け面１３ｈの振れは０．０３３ｍｍとなり、従来品に比べ約１８％減少することがわかる。すなわち本発明品はハブボルト圧入によるハブフランジの車輪取付け面の平面度の悪化を抑えることにより、ブレーキのジャダー発生を抑止できる。
【００３２】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置２０の軸方向の断面図である。
第２の実施形態の車軸用軸受装置２０はハブ軸の形状、構成が第１の実施形態と異なる。
第２の実施形態の車軸用軸受装置２０では、第１の実施の形態と同じものについては、第１の実施の形態と同一の符号を用い説明は省略する。また、第１の実施形態と共通の構成、作用効果については説明を省略することにし、第１の実施形態の車軸用軸受装置と異なる構成、作用効果についてのみ説明を行う。
【００３３】
ハブ軸２３は軸方向中央の外周部にアウトボード側内輪軌道２３ａ、アウトボード側端部の外周面に半径方向外方に拡径するハブフランジ２３ｂを有している。ハブフランジ２３ｂのアウトボード側端面は車輪１７、ブレーキディスク１９が取付けられる車輪取付け面２３ｈとなっている。ハブフランジ２３ｂには所定の位置に円周上等間隔に複数のボルト穴２３ｌが貫通して形成されている。ボルト穴２３ｌの内径部には、両端部より径の小さいボルト圧入部２３ｍを有している。
【００３４】
ハブ軸２３のアウトボード側内輪軌道２３ａからインボード側の外周面にはハブ軸外径面２３ｅが形成されている。ハブ軸外径面２３ｅのインボード側の端部から径方向に縮径する内輪嵌合部側面２３ｆ、内輪嵌合部側面２３ｆの内径隅部２３ｇからインボード側に延在する内輪嵌合部２３ｃが形成されている。
【００３５】
内輪１２は小端面１２ｅをハブ軸２３の嵌合部側面２３ｆに当接してハブ軸２３の内輪嵌合部２３ｃに外嵌装着されている。さらに、ハブ軸２３の端部には筒状の端部を直径方向外方に屈曲変形させて内輪１２の大端面１２ｆに押し付け、内輪１２の抜け止めを行うかしめ部２３ｄが形成されている。
【００３６】
２列の複数の転動体としての玉１４はそれぞれ保持器１５に円周方向に所定の間隔に保持されて、前記外輪１１のインボード側外輪軌道１１ａと前記内輪１２のインボード側内輪軌道１２ａの間、および、前記外輪１１のアウトボード側外輪軌道１１ｂと前記ハブ軸２３のアウトボード側内輪軌道２３ａの間を転動する。
【００３７】
複数のハブボルト１６はインボード側端部に円盤状のボルト頭１６ａ、ボルト頭１６ａの基部からアウトボード側に、ハブフランジ１３ｂのボルト穴１３ｌの圧入部１３ｍに対してしめしろを持つセレーション１６ｂが形成されている。アウトボード側端部にはハブナット１７ａと螺合し車輪１７、ブレーキディスク１９をハブフランジ２３ｂの車輪取付け面２３ｈに固定するためのねじ部１６ｃが形成されている。複数のハブボルト１６はセレーション１６ｂがハブフランジ２３ｂのボルト穴２３ｌの圧入部２３ｍに圧入され、ハブフランジ２３ｂのボルト穴２３ｌに嵌入されている。
【００３８】
図６は、本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置２０のハブフランジ２３ｂのボルト穴２３ｌの拡大断面図である
ボルト穴２３ｌの内径部には、両端部より径の小さいボルト圧入部２３ｍを有しており、ボルト圧入部２３ｍの軸方向中央位置ＣＬｍはハブフランジ２３の軸方向中央位置ＣＬｂよりアウトボード側にΔだけ偏っている。
【００３９】
図７は、本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置２０のハブフランジ２３ｂの仮想断面図である。図６は説明を容易にするため、ハブフランジの軸中心に対する角度は誇大され、作用に直接影響しない部位は省略されている。
ハブボルト１６を嵌入する前のハブフランジ２３ｂの車輪取付け面２３ｈは、車輪取付け面根元２３ｎから径方向外方にボルト穴２３ｌのＰＣＤまでα１の角度でアウター側に傾斜し、ボルト穴２３ｌのＰＣＤより径方向外方はα２の角度でアウター側に傾斜する凹面に形成されている。
【００４０】
図８は、車軸用軸受装置の作用を説明する説明図である。図８のグラフはボルト穴にハブボルトを嵌入したときの軸方向の圧入位置と車輪取付け面の振れの関係、および軸方向の圧入位置と車輪取付け面の倒れの関係を示している。車輪取付け面の倒れは、車輪取付け面の根元と車輪取付け面の最外周との軸方向の間隔で全円周の平均値であり、車輪取付け面の振れは車輪取付け面全面の円周方向における軸方向の凹凸の差の最大値である。
グラフは各距離における車輪取付け面の倒れと、車輪取付け面の振れはＦＥＭで求められた値である。
【００４１】
横軸はボルト穴に形成される圧入部の軸方向中央位置からハブフランジの軸方向中央位置までの距離であり、右方向がインナー側で、左方向がアウター側である。
縦軸は右目盛りが線グラフに対応する車輪取付け面の倒れで、上方向がインナー側で、下方向がアウター側である。左目盛りが棒グラフに対応する車輪取付け面の振れである。
【００４２】
図８より、圧入部の軸方向中央位置からハブフランジの軸方向中央位置までの距離がアウター側に１．５ｍｍのとき車輪取付け面の振れが最小になることがわかる。以上の検討結果より、図６における本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置２０のボルト穴２３ｌの圧入部２３ｍの軸方向中央位置ＣＬｍのハブフランジ２３ｂの軸方向中央位置ＣＬｂに対する偏りΔは車輪取付け面１３ｈの振れが最小になるアウター側１．５ｍｍとなっている。
また、図８より、車軸用軸受装置２０のボルト穴２３ｌにハブボルト１６を嵌入したときの車輪取付け面２３ｈの倒れはインナー側に約０．１ｍｍであることがわかる。
【００４３】
図９は、本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置２０の作用を説明する説明図である。図９のグラフは車輪取付け面２３ｈの軸方向の形状と、ボルト穴２３ｌにハブボルト１６を嵌入したときの、車輪取付け面２３ｈの軸方向変位を示している。横軸は車輪取付け面２３ｈの根元からの半径方向の距離を最外周まで示している。
【００４４】
線Ａは上述のＦＥＭで求めたボルト穴２３ｌにハブボルト１６を嵌入したときの、各半径方向の位置における車輪取付け面２３ｈの軸方向変位量の全円周の平均値である。車輪取付け面２３ｈは半径方向にボルト穴位置より内方の変位は小さく、ボルト穴位置より外方が大きくインナー側に変形する倒れが生じることがわかる。
【００４５】
線Ｂは上述の各半径方向の位置における車輪取付け面２３ｈの軸方向変位量を基に決められた、ボルト１６を嵌入する前の車軸用軸受装置２０の車輪取付け面２３ｈの形状である。形状で車輪取付け面根元から径方向外方にボルト穴までα１の角度でアウター側に傾斜し、ボルト穴より径方向外方はα２の角度でアウター側に傾斜する凹面に形成されている。α１は０．１°〜０．２°で、α２はα１の約３倍で０．３°〜０．６°になっている。
【００４６】
線Ｃは上述の各半径方向の位置におけるハブボルト１６を嵌入した後の車軸用軸受装置２０の車輪取付け面２３ｈの形状で、最外周部が０．０５ｍｍほどアウター側に傾斜する形状となっている。この形状は図５に示すように、嵌入されたハブボルト１６を挿通の後ハブナット１７ａを締付け、車輪取付け面２３ｈにブレーキディスク１９および車輪１７を固定した時、車輪取付け面２３ｈとブレーキディスク１９が全面に密着できる最良の形状であることがわかっている。
【００４７】
すなわち本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置２０は、ハブボルト嵌入によるハブフランジの車輪取付け面の平面度の悪化を抑え、さらに車輪とブレーキディスクが固定された後、のハブフランジの車輪取付け面とブレーキディスクとの間のすきまをなくすことにより、ブレーキのジャダー発生を抑止できる。
【００４８】
（その他の実施形態）
第１の実施形態および第２の実施形態における車軸用軸受装置は、転動体が玉で構成されているが、本発明においては転動体が円すいころ等のころで構成される車軸用軸受装置であっても良い。
【００４９】
第１の実施形態および第２の実施形態における車軸用軸受装置は、従動輪用の車軸用軸受装置であるが、本発明においては駆動輪用の車軸用軸受装置であっても良い。
【００５０】
第１の実施形態および第２の実施形態における車軸用軸受装置は、ハブ軸が一個の内輪と一体の車軸用軸受装置であるが、本発明においてはハブ軸と内輪が別体の車軸用軸受装置であっても良い。
【００５１】
第１の実施形態および第２の実施形態における車軸用軸受装置は、ハブ軸が一個の内輪と一体の車軸用軸受装置であるが、本発明においてはハブ軸と内輪が別体の車軸用軸受装置であっても良い。
【００５２】
本発明においては、車軸用軸受装置は第１の実施形態と第２の実施形態の両方の特徴を併せ持つ車軸用軸受装置であっても良い。
【符号の説明】
【００５３】
１、２０ ‥ 車軸用軸受装置
１１ ‥ 外輪（外輪部材）
１２ ‥ 内輪（内輪部材）
１３、２３ ‥ ハブ軸（内輪部材）
１３ｂ、２３ｂ ‥ ハブフランジ
１３ｈ、２３ｈ ‥ 車輪取付け面
１３ｉ ‥ 薄肉部
１３ｊ ‥ 内方縁部
１３ｋ ‥ 厚肉部
１３ｌ、２３ｌ ‥ ボルト穴
１３ｍ、２３ｍ ‥ 圧入部
１４ ‥ 玉（転動体）
１６ ‥ ハブボルト
１７ ‥ 車輪
１９ ‥ ブレーキディスク
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車等の車輪を支持する車軸用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪が装着される車軸用軸受装置においては、例えば、車体側に固定される外輪部材の内側に２列の転動体を介して、内輪部材が回転自在に支持されている。内輪部材の軸端側にはハブフランジが形成されており、ここに、車輪やブレーキディスが装着される。
【０００３】
ハブフランジには車輪やブレーキディスクをハブフランジに固定するためのハブボルトが円周方向に等間隔で複数本設けられている。このハブボルトは、ハブフランジに形成されたボルト穴に、圧入することにより取り付けられる。ハブボルトの圧入により、ハブフランジの車輪取付け面のボルト穴の周囲が変形し、車輪取付け面の平面度を損なう。この平面度の悪化によって回転中に振れが生じ、この振れが要因となって、ジャダーと称されるブレーキの振動が発生することがある。
【０００４】
また、ハブボルトの圧入によってハブフランジの外周部に車輪やブレーキディスクと逆方向の倒れが生じ、車輪取付け面の平面度が悪化することがある。このとき、ハブボルト締め付け後も車輪取付け面の外周部にブレーキディスクとの間のすきまが残り、ブレーキディスクの振動を抑えきれず、前記ジャダーが促進される。
そこで、ボルト穴の内径に軸方向に通り抜ける溝を設けて、取付け面の盛り上がり等の変形を軽減し、平面度の悪化を軽減する構造が提案されている。（特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１３７４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記提案の構造では、ボルト穴とハブボルトの固定力が不足する可能性があり、その対策にキー等の部材が必要となり、生産上の問題が生じる可能性がある。また、前記提案の構造ではハブフランジの倒れによる車輪取付け面の平面度の悪化を抑えることはできない。
この発明の目的は、ハブボルト圧入によるハブフランジの車輪取付け面の平面度の悪化を抑えることにより、ブレーキのジャダー発生を軽減できる車軸用軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、外輪部材と、内輪部材とが、転動体を介して軸心回りに相対回転可能に配置され、外輪部材または内輪部材のうち一方に径方向外方に拡径したハブフランジが形成され、前記ハブフランジの所定の位置に複数のハブボルトを嵌入する為の複数のボルト穴が形成され、前記ハブフランジの車輪側端部の前記ボルト穴に圧入によって嵌入されるハブボルトを挿通して、車輪とブレーキディスクが固定される車輪取付け面を有する車軸用軸受装置において、前記ハブフランジの軸方向に車輪側と反対側の側面の、円周方向に前記複数のボルト穴の中間に軸方向に窪む薄肉部が形成され、前記複数のボルト穴の周囲に放射状の厚肉部が形成され、前記薄肉部の軸方向厚さが前記厚肉部の軸方向厚さの１／３以下に形成され、かつ前記薄肉部を形成する窪みの円周方向内方部は隣接する前記ボルト穴の中間点の半径方向外方に曲率中心を持ち、径方向の最小位置が前記ボルト穴の中間点に等しいアーチ形状に形成されていることである。
【０００８】
従来、前記ハブボルトの前記ボルト穴への圧入により生じる前記車輪取付け面の振れに対して、前記薄肉部の厚さの影響は小さいと考えられていた。しかし、各種検討の結果、本発明の寸法範囲、すなわち前記薄肉部の軸方向厚さが前記厚肉部の軸方向厚さの１／３以下であり、かつ前記薄肉部を形成する窪みの円周方向内方部は前記アーチ形状に形成されてれば、前記ハブボルトの前記ボルト穴への圧入により生じる車輪取付け面の平面度の悪化は従来品にくらべ大幅に改善することが判明した。これは前記薄肉部によって、前記厚肉部周囲の車輪取付け面の軸方向の変形が減少し、かつ、前記薄肉部によって隣接する厚肉部の変形が規制されるためである。
【０００９】
上記の課題を解決するため、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記ハブフランジの前記車輪取付け面と軸方向反対側の側面の円周方向に前記複数のボルト穴の間に軸方向に窪む薄肉部が形成され、前記複数のボルト穴周囲に放射状の厚肉部が形成され、前記厚肉部の前記複数のボルト穴のＰＣＤ上における円周方向の幅が前記ボルト穴の内径寸法の２．５倍より小さいことである。
【００１０】
従来前記ハブボルトの前記ボルト穴への圧入による前記車輪取付け面の変形に対して、前記厚肉部の円周方向の幅の影響は小さいと考えられていた。しかし、本発明者による各種検討の結果、本発明の寸法範囲、すなわち前記厚肉部の前記複数のボルト穴のＰＣＤ上における円周方向の幅が前記ボルト穴の内径寸法の２．５倍より小さい範囲において、前記ハブボルトの前記ボルト穴への圧入による前記車輪取付け面の平面度の悪化が大幅に減少することが解った。これは、前記厚肉部の円周方向の幅が前記ボルト穴の内径寸法の２．５倍より小さい場合、前記ハブボルトの前記ボルト穴への圧入による前記ボルト穴周りの膨張量が、軸方向すなわち前記車輪取付け面方向より、円周方向すなわち薄肉部方向に大きくなるためである。
【００１１】
上記の課題を解決するため、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記複数のボルト穴の内径部の軸方向の一部に前記内径部の他部位より径の小さいボルト圧入部が形成され、前記ボルト圧入部の軸方向中心は前記ハブフランジの軸方向中央より前記車輪取付け面側に偏った、計算上最もハブボルト圧入による車輪取付け面の振れが小さくなる位置であり、前記車輪取付け面は前記ハブボルト圧入前の状態において、半径方向内方が軸方向に車輪およびブレーキディスクから離反する凹面であり、前記ボルト穴ＰＣＤより径方向外方の凹面傾斜角が前記ボルト穴ＰＣＤより内方の凹面傾斜角より大きいことである。
【００１２】
本発明の車軸用軸受装置によると、前記ハブボルトの前記ボルト穴への圧入によって生じる車輪取付け面の円周上の変形が他の圧入位置に比べ最小となる。また、本発明者による各種検討の結果、前記ハブボルトの前記ボルト穴への圧入によって、前記ハブフランジの車輪取付け面は外径側が車輪から遠ざかる方向に倒れ、前記倒れは前記ボルト穴のＰＣＤより外方が前記ボルト穴のＰＣＤより内方より大きいことが解った。本発明の車軸用軸受装置によると、圧入前に凹面形状である前記ハブフランジの前記車輪取付け面が、前記ハブフランジへの前記ハブボルトの圧入によって前記凹面形状を補正する方向に変形する。このため、前記ハブボルトの前記ボルト穴への圧入による車輪取付け面の平面度の悪化は大幅に改善される。
【００１３】
上記の課題を解決するため、請求項４に係る発明の構成上の特徴は、外輪部材と、内輪部材とが、転動体を介して軸心回りに相対回転可能に配置され、外輪部材または内輪部材のうち一方に径方向外方に拡径したハブフランジが形成され、前記ハブフランジの所定の位置に複数のハブボルトを圧入する為の複数のボルト穴が形成され、前記ハブフランジの車輪側端部に前記ボルト穴に圧入によって挿入されるハブボルトを挿通して、車輪とブレーキディスクが固定される車輪取付け面を有する車軸用軸受装置において、前記複数のボルト穴の内径部の軸方向の一部に前記内径部の他部位より径の小さいボルト圧入部が形成され、前記ボルト圧入部の軸方向中心は前記ハブフランジの軸方向中央より前記車輪取付け面側に偏った、計算上最もハブボルト圧入による車輪取付け面の振れが小さくなる位置であり、前記車輪取付け面は前記ハブボルト圧入前の状態において、半径方向内方が軸方向に車輪およびブレーキディスクから離反する凹面であり、前記ボルト穴ＰＣＤより径方向外方の凹面傾斜角が前記ボルト穴ＰＣＤより内方の凹面傾斜角より大きいことである。
【００１４】
本発明の車軸用軸受装置によると、前記ハブボルトの前記ボルト穴への圧入によって生じる車輪取付け面の円周上の変形が他の圧入位置に比べ最小となる。また、本発明者による各種検討の結果、前記ハブボルトの前記ボルト穴への圧入によって、前記ハブフランジの車輪取付け面は外径側が車輪から遠ざかる方向に倒れ、前記倒れは前記ボルト穴のＰＣＤより外方が前記ボルト穴のＰＣＤより内方より大きいことが解った。本発明の車軸用軸受装置によると、圧入前に凹面形状である前記ハブフランジの前記車輪取付け面が、前記ハブフランジへの前記ハブボルトの圧入によって前記凹面形状を補正する方向に変形し、平面度の悪化は大幅に改善される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ハブボルト圧入によるハブフランジの車輪取付け面の平面度の悪化、を抑えることにより、ブレーキのジャダー発生を抑止できる車軸用軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態の車軸用軸受装置の軸方向の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の車軸用軸受装置のハブフランジの平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の車軸用軸受装置の効果を説明する説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の車軸用軸受装置の効果を説明する説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置の軸方向の断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置のハブフランジのボルト穴の拡大図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置のハブフランジ２３ｂの仮想断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置の作用、効果を説明する説明図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置の作用、効果を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。図１、図５、図６、図７において左側はインボード側、右側はアウトボード側を示す。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第1の実施形態の車軸用軸受装置の軸方向の断面図である。
図１における車軸用軸受装置１は外輪部材としての外輪１１と、内輪部材としてのハブ軸１３と、同じく内輪部材としての内輪１２と、転動体としての複数の玉１４と、２個の保持器１５と、複数のハブボルトを有する。
【００１９】
外輪１１は環状でインボ−ド側端部に半径方向外方に拡径して、車軸用軸受装置１を車体１８に取付けるための固定フランジ１１ｃを有し、固定フランジ１１ｃには固定用ボルト１８ａが貫通する複数の通し穴１１ｄが設けられている。外輪１１のインボード側の内周部には、インボード側外輪軌道１１ａ、アウトボード側の内周部にはアウトボード側外輪軌道１１ｂが形成されている。
【００２０】
ハブ軸１３は軸方向中央の外周部にアウトボード側内輪軌道１３ａ、アウトボード側端部の外周面に半径方向外方に拡径するハブフランジ１３ｂを有している。ハブフランジ１３ｂのアウトボード側端面は車輪１７、ブレーキディスク１９が取付けられる車輪取付け面１３ｈとなっている。ハブフランジ１３ｂには所定の位置に円周上等間隔に複数のボルト穴１３ｌが貫通して形成されている。前記複数のボルト穴１３ｌの内径部には、両端部より径の小さいボルト圧入部１３ｍを有している。
【００２１】
ハブ軸１３のアウトボード側内輪軌道１３ａからインボード側の外周面にはハブ軸外径面１３ｅが形成されている。ハブ軸外径面１３ｅのインボード側の端部から径方向に縮径する内輪嵌合部側面１３ｆ、内輪嵌合部側面１３ｆの内径隅部１３ｇからインボード側に延在する内輪嵌合部１３ｃが形成されている。
【００２２】
内輪１２は環状で、軸方向中央の外周部にインボード側内輪軌道１２ａ、インボード側の外周部に大外径部１２ｃ、アウトボード側の外周部に小外径部１２ｄが形成され、内周部に内輪軌道１２ａと同心の内径面１２ｂを有している。また、小外径部１２ｄのアウトボード側の端部から直径方向内方に向けて小端面１２ｅが延在している。さらに、大外径部１２ｃのインボード側の端部から直径方向内方に内径面１２ｂに向けて大端面１２ｆが延在している。
【００２３】
内輪１２は小端面１２ｅをハブ軸１３の嵌合部側面１３ｆに当接してハブ軸１３の内輪嵌合部１３ｃに外嵌装着されている。さらに、ハブ軸１３の端部には筒状の端部を直径方向外方に屈曲変形させて内輪１２の大端面１２ｆに押し付け、内輪１２の抜け止めを行うかしめ部１３ｄが形成されている。
【００２４】
２列の複数の転動体としての玉１４はそれぞれ保持器１５に円周方向に所定の間隔に保持されて、前記外輪１１のインボード側外輪軌道１１ａと前記内輪１２のインボード側内輪軌道１２ａの間、および、前記外輪１１のアウトボード側外輪軌道１１ｂと前記ハブ軸１３のアウトボード側内輪軌道１３ａの間を転動する。
【００２５】
複数のハブボルト１６はインボード側端部に円盤状のボルト頭１６ａ、ボルト頭１６ａの基部からアウトボード側に、ハブフランジ１３ｂのボルト穴１３ｌの圧入部１３ｍに対してしめしろを持つセレーション１６ｂが形成されている。アウトボード側端部にはハブナット１７ａと螺合し車輪１７、ブレーキディスク１９を車輪取付け面１３ｈに固定するためのねじ部１６ｃが形成されている。複数のハブボルト１６はセレーション１６ｂがハブフランジ２３ｂのボルト穴２３ｌの圧入部２３ｍに圧入され、ハブフランジ１３ｂのボルト穴１３ｌに嵌入されている。
【００２６】
図２は、本発明の第1の実施形態の車軸用軸受装置１のハブフランジ１３ｂをインボード側から見た平面図である。ハブフランジ１３ｂのインボード側の端面には円周方向に複数のボルト穴１３ｌの間に軸方向に窪む薄肉部１３ｉが形成され、複数のボルト穴周囲に放射状の厚肉部１３ｋが形成され、厚肉部１３ｋのボルトＰＣＤ上における円周方向の幅Ｂはボルト穴１３ｌの直径ｄの２．５倍以下に、薄肉部１３ｉの軸方向の厚さが厚肉部１３ｋの軸方向厚さの１／３以下に形成され、かつ、薄肉部１３ｉを形成する窪みの半径方向内方縁部１３ｊは隣接するボルト穴１３ｌの中間点の半径方向外方に曲率中心を持ち、径方向の最小位置がボルト穴１３ｌの中間点に等しい曲率半径Ｒのアーチ形状に形成されている。
【００２７】
図３は、車軸用軸受装置の作用を説明する説明図である。図３のグラフはボルト穴にハブボルトを圧入挿入したときのハブフランジの厚肉部の幅と車輪取付け面の振れの関係をＦＥＭで求めた結果を示している。このグラフから、ハブフランジの厚肉部の幅が３６ｍｍを下回ると取付け面の振れが急激に減少することがわかる。この時のボルト穴径は１４．４ｍｍであり、ハブフランジの厚肉部の幅が３６ｍｍはボルト穴径の２．５倍にあたる。
【００２８】
第1の実施形態の車軸用軸受装置１のハブフランジ１３ｂの厚肉部１３ｋの幅Ｂはボルト穴１３ｌの直径ｄの２．５倍以下に形成されている。例えば、ハブフランジ１３ｂの厚肉部１３ｋの幅Ｂがボルト穴１３ｌの直径ｄの２倍であれば、図３におけるハブフランジの厚肉部の幅２８．８ｍｍに相当する。この時の車輪取付け面の振れは約０．０２５ｍｍであり、ハブフランジの厚肉部の幅が３６ｍｍすなわちボルト穴径の２．５倍以上の時の車輪取付け面１３ｈの振れ約０．０３２ｍｍに比べ約２５％減少することがわかる。
【００２９】
図４は、車軸用軸受装置の作用を説明する説明図である。図４のグラフはボルト穴にハブボルトを圧入挿入したときのハブフランジの外周部の円周方向の位置と車輪取付け面の軸方向の変位の関係をＦＥＭで求めた結果を示している。点線は従来品で、実線は本発明の形状品を示している。横軸の目盛りは円周方向の位置を角度で表しており、３６°は隣接するボルト穴の中間位置に相当する。
【００３０】
図４のグラフにおいて、従来品の場合、ボルト穴位置ではインナー側に約０．００５ｍｍ変位し、隣接するボルト穴の中間位置の変位が最大で０．０３５ｍｍのアウター方向の変位となっている。すなわちハブフランジが回転したら、車輪取付け面の振れは０．０４０ｍｍとなる。
【００３１】
第1の実施形態の車軸用軸受装置１の場合は、ボルト穴位置ではインナー側に約０．００１ｍｍ変位し、隣接するボルト穴の中間位置はアウター方向に０．０３０ｍｍ変位する。最大の変位はボルト穴から約２２°の位置で０．０３２ｍｍのアウター方向の変位となっている。以上より、第1の実施形態の車軸用軸受装置１における、車輪取付け面１３ｈの振れは０．０３３ｍｍとなり、従来品に比べ約１８％減少することがわかる。すなわち本発明品はハブボルト圧入によるハブフランジの車輪取付け面の平面度の悪化を抑えることにより、ブレーキのジャダー発生を抑止できる。
【００３２】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置２０の軸方向の断面図である。
第２の実施形態の車軸用軸受装置２０はハブ軸の形状、構成が第１の実施形態と異なる。
第２の実施形態の車軸用軸受装置２０では、第１の実施の形態と同じものについては、第１の実施の形態と同一の符号を用い説明は省略する。また、第１の実施形態と共通の構成、作用効果については説明を省略することにし、第１の実施形態の車軸用軸受装置と異なる構成、作用効果についてのみ説明を行う。
【００３３】
ハブ軸２３は軸方向中央の外周部にアウトボード側内輪軌道２３ａ、アウトボード側端部の外周面に半径方向外方に拡径するハブフランジ２３ｂを有している。ハブフランジ２３ｂのアウトボード側端面は車輪１７、ブレーキディスク１９が取付けられる車輪取付け面２３ｈとなっている。ハブフランジ２３ｂには所定の位置に円周上等間隔に複数のボルト穴２３ｌが貫通して形成されている。ボルト穴２３ｌの内径部には、両端部より径の小さいボルト圧入部２３ｍを有している。
【００３４】
ハブ軸２３のアウトボード側内輪軌道２３ａからインボード側の外周面にはハブ軸外径面２３ｅが形成されている。ハブ軸外径面２３ｅのインボード側の端部から径方向に縮径する内輪嵌合部側面２３ｆ、内輪嵌合部側面２３ｆの内径隅部２３ｇからインボード側に延在する内輪嵌合部２３ｃが形成されている。
【００３５】
内輪１２は小端面１２ｅをハブ軸２３の嵌合部側面２３ｆに当接してハブ軸２３の内輪嵌合部２３ｃに外嵌装着されている。さらに、ハブ軸２３の端部には筒状の端部を直径方向外方に屈曲変形させて内輪１２の大端面１２ｆに押し付け、内輪１２の抜け止めを行うかしめ部２３ｄが形成されている。
【００３６】
２列の複数の転動体としての玉１４はそれぞれ保持器１５に円周方向に所定の間隔に保持されて、前記外輪１１のインボード側外輪軌道１１ａと前記内輪１２のインボード側内輪軌道１２ａの間、および、前記外輪１１のアウトボード側外輪軌道１１ｂと前記ハブ軸２３のアウトボード側内輪軌道２３ａの間を転動する。
【００３７】
複数のハブボルト１６はインボード側端部に円盤状のボルト頭１６ａ、ボルト頭１６ａの基部からアウトボード側に、ハブフランジ１３ｂのボルト穴１３ｌの圧入部１３ｍに対してしめしろを持つセレーション１６ｂが形成されている。アウトボード側端部にはハブナット１７ａと螺合し車輪１７、ブレーキディスク１９をハブフランジ２３ｂの車輪取付け面２３ｈに固定するためのねじ部１６ｃが形成されている。複数のハブボルト１６はセレーション１６ｂがハブフランジ２３ｂのボルト穴２３ｌの圧入部２３ｍに圧入され、ハブフランジ２３ｂのボルト穴２３ｌに嵌入されている。
【００３８】
図６は、本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置２０のハブフランジ２３ｂのボルト穴２３ｌの拡大断面図である
ボルト穴２３ｌの内径部には、両端部より径の小さいボルト圧入部２３ｍを有しており、ボルト圧入部２３ｍの軸方向中央位置ＣＬｍはハブフランジ２３の軸方向中央位置ＣＬｂよりアウトボード側にΔだけ偏っている。
【００３９】
図７は、本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置２０のハブフランジ２３ｂの仮想断面図である。図６は説明を容易にするため、ハブフランジの軸中心に対する角度は誇大され、作用に直接影響しない部位は省略されている。
ハブボルト１６を嵌入する前のハブフランジ２３ｂの車輪取付け面２３ｈは、車輪取付け面根元２３ｎから径方向外方にボルト穴２３ｌのＰＣＤまでα１の角度でアウター側に傾斜し、ボルト穴２３ｌのＰＣＤより径方向外方はα２の角度でアウター側に傾斜する凹面に形成されている。
【００４０】
図８は、車軸用軸受装置の作用を説明する説明図である。図８のグラフはボルト穴にハブボルトを嵌入したときの軸方向の圧入位置と車輪取付け面の振れの関係、および軸方向の圧入位置と車輪取付け面の倒れの関係を示している。車輪取付け面の倒れは、車輪取付け面の根元と車輪取付け面の最外周との軸方向の間隔で全円周の平均値であり、車輪取付け面の振れは車輪取付け面全面の円周方向における軸方向の凹凸の差の最大値である。
グラフは各距離における車輪取付け面の倒れと、車輪取付け面の振れはＦＥＭで求められた値である。
【００４１】
横軸はボルト穴に形成される圧入部の軸方向中央位置からハブフランジの軸方向中央位置までの距離であり、右方向がインナー側で、左方向がアウター側である。
縦軸は右目盛りが線グラフに対応する車輪取付け面の倒れで、上方向がインナー側で、下方向がアウター側である。左目盛りが棒グラフに対応する車輪取付け面の振れである。
【００４２】
図８より、圧入部の軸方向中央位置からハブフランジの軸方向中央位置までの距離がアウター側に１．５ｍｍのとき車輪取付け面の振れが最小になることがわかる。以上の検討結果より、図６における本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置２０のボルト穴２３ｌの圧入部２３ｍの軸方向中央位置ＣＬｍのハブフランジ２３ｂの軸方向中央位置ＣＬｂに対する偏りΔは車輪取付け面１３ｈの振れが最小になるアウター側１．５ｍｍとなっている。
また、図８より、車軸用軸受装置２０のボルト穴２３ｌにハブボルト１６を嵌入したときの車輪取付け面２３ｈの倒れはインナー側に約０．１ｍｍであることがわかる。
【００４３】
図９は、本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置２０の作用を説明する説明図である。図９のグラフは車輪取付け面２３ｈの軸方向の形状と、ボルト穴２３ｌにハブボルト１６を嵌入したときの、車輪取付け面２３ｈの軸方向変位を示している。横軸は車輪取付け面２３ｈの根元からの半径方向の距離を最外周まで示している。
【００４４】
線Ａは上述のＦＥＭで求めたボルト穴２３ｌにハブボルト１６を嵌入したときの、各半径方向の位置における車輪取付け面２３ｈの軸方向変位量の全円周の平均値である。車輪取付け面２３ｈは半径方向にボルト穴位置より内方の変位は小さく、ボルト穴位置より外方が大きくインナー側に変形する倒れが生じることがわかる。
【００４５】
線Ｂは上述の各半径方向の位置における車輪取付け面２３ｈの軸方向変位量を基に決められた、ボルト１６を嵌入する前の車軸用軸受装置２０の車輪取付け面２３ｈの形状である。形状で車輪取付け面根元から径方向外方にボルト穴までα１の角度でアウター側に傾斜し、ボルト穴より径方向外方はα２の角度でアウター側に傾斜する凹面に形成されている。α１は０．１°〜０．２°で、α２はα１の約３倍で０．３°〜０．６°になっている。
【００４６】
線Ｃは上述の各半径方向の位置におけるハブボルト１６を嵌入した後の車軸用軸受装置２０の車輪取付け面２３ｈの形状で、最外周部が０．０５ｍｍほどアウター側に傾斜する形状となっている。この形状は図５に示すように、嵌入されたハブボルト１６を挿通の後ハブナット１７ａを締付け、車輪取付け面２３ｈにブレーキディスク１９および車輪１７を固定した時、車輪取付け面２３ｈとブレーキディスク１９が全面に密着できる最良の形状であることがわかっている。
【００４７】
すなわち本発明の第２の実施形態の車軸用軸受装置２０は、ハブボルト嵌入によるハブフランジの車輪取付け面の平面度の悪化を抑え、さらに車輪とブレーキディスクが固定された後、のハブフランジの車輪取付け面とブレーキディスクとの間のすきまをなくすことにより、ブレーキのジャダー発生を抑止できる。
【００４８】
（その他の実施形態）
第１の実施形態および第２の実施形態における車軸用軸受装置は、転動体が玉で構成されているが、本発明においては転動体が円すいころ等のころで構成される車軸用軸受装置であっても良い。
【００４９】
第１の実施形態および第２の実施形態における車軸用軸受装置は、従動輪用の車軸用軸受装置であるが、本発明においては駆動輪用の車軸用軸受装置であっても良い。
【００５０】
第１の実施形態および第２の実施形態における車軸用軸受装置は、ハブ軸が一個の内輪と一体の車軸用軸受装置であるが、本発明においてはハブ軸と内輪が別体の車軸用軸受装置であっても良い。
【００５１】
第１の実施形態および第２の実施形態における車軸用軸受装置は、ハブ軸が一個の内輪と一体の車軸用軸受装置であるが、本発明においてはハブ軸と内輪が別体の車軸用軸受装置であっても良い。
【００５２】
本発明においては、車軸用軸受装置は第１の実施形態と第２の実施形態の両方の特徴を併せ持つ車軸用軸受装置であっても良い。
【符号の説明】
【００５３】
１、２０ ‥ 車軸用軸受装置
１１ ‥ 外輪（外輪部材）
１２ ‥ 内輪（内輪部材）
１３、２３ ‥ ハブ軸（内輪部材）
１３ｂ、２３ｂ ‥ ハブフランジ
１３ｈ、２３ｈ ‥ 車輪取付け面
１３ｉ ‥ 薄肉部
１３ｊ ‥ 内方縁部
１３ｋ ‥ 厚肉部
１３ｌ、２３ｌ ‥ ボルト穴
１３ｍ、２３ｍ ‥ 圧入部
１４ ‥ 玉（転動体）
１６ ‥ ハブボルト
１７ ‥ 車輪
１９ ‥ ブレーキディスク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪部材と、内輪部材とが、転動体を介して軸心回りに相対回転可能に配置され、外輪部材または内輪部材のうち一方に径方向外方に拡径したハブフランジが形成され、前記ハブフランジの所定の位置に複数のハブボルトを嵌入する為の複数のボルト穴が形成され、前記ハブフランジの車輪側端部に前記ボルト穴に圧入によって嵌入されるハブボルトを挿通して、車輪とブレーキディスクが固定される車輪取付け面を有する車軸用軸受装置において、
前記ハブフランジの前記車輪取付け面と軸方向反対側の側面の円周方向に前記複数のボルト穴の間に軸方向に窪む薄肉部が形成され、前記複数のボルト穴の周囲に放射状の厚肉部が形成され、前記薄肉部の軸方向厚さが前記厚肉部の軸方向厚さの１／３以下に形成され、かつ、前記薄肉部を形成する窪みの半径方向内方縁部は隣接する前記ボルト穴の中間点の半径方向外方に曲率中心を持ち、径方向の最小位置が前記ボルト穴の中間点に等しいアーチ形状に形成されていることを特徴とする車軸用軸受装置。
【請求項２】
前記複数のボルト穴のＰＣＤ上における前記厚肉部の円周方向の幅が前記ボルト穴の内径寸法の２．５倍より小さいことを特徴とする請求項１に記載の車軸用軸受装置。
【請求項３】
前記複数のボルト穴の内径部の軸方向の一部に他部位より径の小さいボルト圧入部が形成され、前記ボルト圧入部の軸方向中心は前記ハブフランジの軸方向中央より前記車輪取付け面側に偏った、計算上最もハブボルト圧入による車輪取付け面の振れが小さくなる位置であり、
前記車輪取付け面は前記ハブボルト圧入前の状態において、半径方向内方が軸方向に車輪およびブレーキディスクから離反する凹面であり、前記ボルト穴ＰＣＤより径方向外方の凹面傾斜角が前記ボルト穴ＰＣＤより内方の凹面傾斜角より大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車軸用軸受装置。
【請求項４】
外輪部材と、内輪部材とが、転動体を介して軸心回りに相対回転可能に配置され、外輪部材または内輪部材のうち一方に径方向外方に拡径したハブフランジが形成され、前記ハブフランジの所定の位置に複数のハブボルトを圧入する為の複数のボルト穴が形成され、前記ハブフランジの車輪側端部に前記ボルト穴に圧入によって挿入されるハブボルトを挿通して、車輪とブレーキディスクが重ねられる車輪取付け面を有する車軸用軸受装置において、
前記複数のボルト穴の内径部の軸方向の一部に他部位より径の小さいボルト圧入部が形成され、前記ボルト圧入部の軸方向中心は前記ハブフランジの軸方向中央より前記車輪取付け面側に偏った、計算上最もハブボルト圧入による車輪取付け面の振れが小さくなる位置であり、
前記車輪取付け面は前記ハブボルト圧入前の状態において、半径方向内方が軸方向に車輪およびブレーキディスクから離反する凹面であり、前記ボルト穴ＰＣＤより径方向外方の凹面傾斜角が前記ボルト穴ＰＣＤより内方の凹面傾斜角より大きいことを特徴とする車軸用軸受装置。
【請求項１】
外輪部材と、内輪部材とが、転動体を介して軸心回りに相対回転可能に配置され、外輪部材または内輪部材のうち一方に径方向外方に拡径したハブフランジが形成され、前記ハブフランジの所定の位置に複数のハブボルトを嵌入する為の複数のボルト穴が形成され、前記ハブフランジの車輪側端部に前記ボルト穴に圧入によって嵌入されるハブボルトを挿通して、車輪とブレーキディスクが固定される車輪取付け面を有する車軸用軸受装置において、
前記ハブフランジの前記車輪取付け面と軸方向反対側の側面の円周方向に前記複数のボルト穴の間に軸方向に窪む薄肉部が形成され、前記複数のボルト穴の周囲に放射状の厚肉部が形成され、前記薄肉部の軸方向厚さが前記厚肉部の軸方向厚さの１／３以下に形成され、かつ、前記薄肉部を形成する窪みの半径方向内方縁部は隣接する前記ボルト穴の中間点の半径方向外方に曲率中心を持ち、径方向の最小位置が前記ボルト穴の中間点に等しいアーチ形状に形成されていることを特徴とする車軸用軸受装置。
【請求項２】
前記複数のボルト穴のＰＣＤ上における前記厚肉部の円周方向の幅が前記ボルト穴の内径寸法の２．５倍より小さいことを特徴とする請求項１に記載の車軸用軸受装置。
【請求項３】
前記複数のボルト穴の内径部の軸方向の一部に他部位より径の小さいボルト圧入部が形成され、前記ボルト圧入部の軸方向中心は前記ハブフランジの軸方向中央より前記車輪取付け面側に偏った、計算上最もハブボルト圧入による車輪取付け面の振れが小さくなる位置であり、
前記車輪取付け面は前記ハブボルト圧入前の状態において、半径方向内方が軸方向に車輪およびブレーキディスクから離反する凹面であり、前記ボルト穴ＰＣＤより径方向外方の凹面傾斜角が前記ボルト穴ＰＣＤより内方の凹面傾斜角より大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車軸用軸受装置。
【請求項４】
外輪部材と、内輪部材とが、転動体を介して軸心回りに相対回転可能に配置され、外輪部材または内輪部材のうち一方に径方向外方に拡径したハブフランジが形成され、前記ハブフランジの所定の位置に複数のハブボルトを圧入する為の複数のボルト穴が形成され、前記ハブフランジの車輪側端部に前記ボルト穴に圧入によって挿入されるハブボルトを挿通して、車輪とブレーキディスクが重ねられる車輪取付け面を有する車軸用軸受装置において、
前記複数のボルト穴の内径部の軸方向の一部に他部位より径の小さいボルト圧入部が形成され、前記ボルト圧入部の軸方向中心は前記ハブフランジの軸方向中央より前記車輪取付け面側に偏った、計算上最もハブボルト圧入による車輪取付け面の振れが小さくなる位置であり、
前記車輪取付け面は前記ハブボルト圧入前の状態において、半径方向内方が軸方向に車輪およびブレーキディスクから離反する凹面であり、前記ボルト穴ＰＣＤより径方向外方の凹面傾斜角が前記ボルト穴ＰＣＤより内方の凹面傾斜角より大きいことを特徴とする車軸用軸受装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−６７３２３（Ｐ２０１３−６７３２３Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０８６８７（Ｐ２０１１−２０８６８７）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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