JP2014031136A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪用軸受装置を軽量化する。
【解決手段】円筒形状の外側部材１１と、この外側部材１１の径方向内側に設けられている内側部材と、これら外側部材１１と内側部材との間に設けられている複数の玉と、内側部材と一体として設けられ車輪側部材を取り付けるためのフランジ７と、フランジ７の軸方向の側面７ａに車輪側部材を取り付ける際にガイドとなるガイド部材８とを備えている。ガイド部材８は、フランジ７の中心点Ｃ１を中心とする仮想円Ｑ上に部分的に配置され、フランジ７の側面７ａよりも軸方向外側へ突出している複数の突出部材１８からなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車の車体に設けられ、車輪のホイールやブレーキロータ等の車輪側部材を取り付けるための車輪用軸受装置に関する。

自動車の車体には、車輪のホイールやブレーキロータ等の車輪側部材を取り付けるための車輪用軸受装置（ハブユニットともいう）が設けられている。この車輪用軸受装置は、例えば、車体側に固定される円筒形状の外側部材と、この外側部材の径方向内側に設けられている内側部材と、これら外側部材と内側部材との間に設けられている複数の玉（転動体）とを備えており、外側部材に対して内側部材が回転可能となる構成を有している。そして、内側部材の軸方向外側となる端部にフランジが設けられており、このフランジに、車輪のホイールやブレーキロータ等の車輪側部材を重ねた状態で装着しボルトによって固定する。

そして、このような車輪側部材をフランジに装着する際に、この車輪側部材をガイドするためのガイド部がフランジに設けられている。ガイド部は、フランジの中央部に設けられており、車輪側部材の取り付け面となるフランジの側面から軸方向外側へ突出している円筒状の部分からなる。

従来のガイド部は、例えば鍛造によって内側部材の本体部及びフランジと一体に形成されている。しかし、この場合、鍛造による加工部分が多くなって工数を要し製造コストが高くなったり、ガイド部の基部に応力集中が生じたりする。そこで、これを解消するために、内側部材及びフランジとは別部材として円筒状のガイド部材を製造し、これをフランジ（内側部材）の端部に嵌め込む構成が提案されている（特許文献１参照）。なお、このようなガイド部材（ガイド部）は、インロー部材（インロー部）とも呼ばれる。

特開２００７−３２０３２８号公報（図１参照）

特許文献１に記載のガイド部材によれば、車輪側部材をガイドしてフランジに固定する作業が容易となるが、ガイド部材は円筒状であることから、ガイド部材の重量が大きくなり、この結果、車輪用軸受装置が重くなってしまう。

近年では特に燃料消費を抑えるために、自動車を構成する様々な部品の軽量化が要求されていることから、車輪用軸受装置においてもできる限り軽量化させることが望ましい。
そこで、本発明は、軽量化が可能となる車輪用軸受装置を提供することを目的とする。

本発明は、円筒形状の外側部材と、この外側部材の径方向内側に設けられている内側部材と、前記外側部材と前記内側部材との間に設けられている複数の転動体と、前記外側部材と前記内側部材との内のいずれか一方と一体として設けられ車輪側部材を取り付けるためのフランジと、前記フランジの軸方向の側面に前記車輪側部材を取り付ける際にガイドとなるガイド部材とを備え、前記ガイド部材は、前記フランジの中心点を中心とする仮想円上に部分的に配置され、前記フランジの前記側面よりも軸方向外側へ突出している一つ又は複数の突出部材からなることを特徴とする。

本発明によれば、ガイド部材は、フランジの中心点を中心とする仮想円上に部分的に配置され、フランジの側面よりも軸方向外側へ突出している一つ又は複数の突出部材からなるため、従来の円筒状であるガイド部材のように重量が大きくなるのを防ぐことができ、車輪用軸受装置を軽量化することが可能となる。

本発明によれば、ガイド部材は、フランジの中心点を中心とする仮想円上に部分的に配置され、フランジの側面よりも軸方向外側へ突出している一つ又は複数の突出部材からなる。このため、従来の円筒状であるガイド部材のように重量が大きくなるのを防ぐことができ、車輪用軸受装置を軽量化することが可能となる。

本発明の車輪用軸受装置の実施の一形態を示す斜視図である。 図１に示す車輪用軸受装置の断面図である。 フランジにおける突出部材の取り付け部及びその周囲を示す拡大断面図である。 図１に示す車輪用軸受装置が備えているフランジの変形例を示す斜視図である。 図４に示すフランジにおける突出部材の取り付け部及びその周囲を示す拡大断面図である。 フランジにおける突出部材の取り付け部及びその周囲を示す拡大断面図である。 突出部材及びその周囲を示す拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の車輪用軸受装置１の実施の一形態を示す斜視図である。図２は、この車輪用軸受装置１の断面図である。車輪用軸受装置１は、ハブユニットとも言われており、自動車の車体が備えている懸架装置（図示せず）に固定され、かつ、車輪のホイール５及びブレーキロータ６を含む車輪側部材を回転可能として取り付けるためのものである。

なお、図２に示す車輪用軸受装置１が車体に固定された状態で、この図２の左側は、車体の左右方向外側となり、これは、車輪用軸受装置１における軸方向外側となる。つまり、図２の左側が軸方向外側と定義され、図２の右側が軸方向内側と定義される。そして、この車輪用軸受装置１の軸方向外側に、車輪のホイール５等の車輪側部材が取り付けられる。

本実施形態の車輪用軸受装置１は、前記懸架装置に固定される円筒形状の外側部材１１と、この外側部材１１の径方向内側に設けられている内側部材１２と、これら外側部材１１と内側部材１２との間に設けられている複数の玉（転動体）１３とを備えている。

外側部材１１は、円筒形状の本体部２１と、この本体部２１から径方向外側に延びているフランジ部２２とを有しており、このフランジ部２２が前記懸架装置にボルトによって固定される。外側部材１１（本体部２１）の内周面には、玉１３が転動する軌道面２３，２４が形成されている。

内側部材１２は、軸状である本体部３１と、この本体部３１の軸方向内側の端部に取り付けられている環状の内輪部材３２とを有している。内輪部材３２は本体部３１に外嵌しており、さらに、本体部３１の軸方向内側の端部が径方向外側に塑性変形されており、この塑性変形させたかしめ部３５によって内輪部材３２は抜け止めされている。
本体部３の一部の外周面には、玉１３が転動する軌道面３３が形成されており、内輪部材３２の外周面に、玉１３が転動する軌道面３４が形成されている。

外側部材１１の軌道面２３，２４と内側部材１２の軌道面３３，３４との間に複数の玉１３が介在し、玉１３はこれら軌道面にアンギュラ接触しており、内側部材１２は外側部材１１に対して回転自在に支持されている。つまり、この車輪用軸受装置１は、複列アンギュラ玉軸受の構成を備えている。

また、この車輪用軸受装置１は、ホイール５及びブレーキロータ６を取り付けるためのフランジ７を備えている。本実施形態では、フランジ７は内側部材１２と一体として設けられている。フランジ７は、円環形状を有しており、内側部材１２の本体部３１（図２参照）の軸方向外側の端部から径方向外側に延びている。このフランジ７の軸方向外側の側面７ａが、車輪側部材の取り付け面となる。この側面７ａは、機械加工されており、車輪側部材の取り付け面としての寸法精度が確保されている。
そして、フランジ７には複数のボルト孔７ｂが形成されており、フランジ７にホイール５及びブレーキロータ６を軸方向に重ねた状態で装着し、これらホイール５及びブレーキロータ６を、ボルト孔７ｂに螺合するボルト（図示せず）によってフランジ７に締め付けて固定する。

さらに、車輪用軸受装置１は、ホイール５及びブレーキロータ６をフランジ７に取り付ける際に、これらのガイドとして機能するガイド部材８を備えている。本実施形態（図１）では、フランジ７の軸方向外側の側面７ａに、三つのガイド部材８が設けられている。
ガイド部材８は、フランジ７の中心点Ｃ１を中心とする仮想円Ｑ上に部分的に配置されており、各ガイド部材８は、フランジ７の側面７ａよりも軸方向外側へ突出している突出部材１８からなる。

突出部材１８は、軸方向に直線状である断面円形の軸部材（又はピン部材）からなり、仮想円Ｑに沿って周方向等間隔で配置されている。また、この突出部材１８は段付き軸部材からなり、図２に示すように、フランジ７側に近い基部１８ｂの直径は、先部１８ａの直径よりも大きく構成されている。このため、仮想円Ｑに沿って配設された三つの突出部材１８の基部１８ｂに外接する円の直径は、三つの先部１８ａに外接する円の直径よりも大きくなる。そして、基部１８ｂの径方向外側にブレーキロータ６が位置し、先部１８ａの径方向外側にホイール５が位置する。

本実施形態では、突出部材１８は、金属製であり、機械加工がされ精度良く製造されている。また、突出部材１８は、その長手方向がフランジ７の側面７ａに直交するように精度よく取り付けられている。
このため、ホイール５及びブレーキロータ６との間のクリアランスを小さくすることが可能となり、ホイール５及びブレーキロータ６をガイドする機能が高い。

図３は、フランジ７における突出部材１８の取り付け部及びその周囲を示す拡大断面図である。突出部材１８は、その基端部（軸方向一端部）１８ｃに突起部が形成されており、この突起部（１８ｃ）をフランジ７に形成されている孔４１に圧入することで、突出部材１８はフランジ７に取り付けられる。そして、突出部材１８の基部１８ｂの軸方向端面が、フランジ７の側面７ａに面接触して取り付けられる。

〔第２実施形態〕
図４は、図１に示す車輪用軸受装置１（フランジ７）の変形例を示す斜視図である。図５は、このフランジ７における突出部材１８の取り付け部及びその周囲を示す拡大断面図である。
図４と図５において、このフランジ７には、図１（図３）の場合と同様に、突出部材１８を圧入により取り付けるための孔４１が形成されているが、この孔４１は、フランジ７の中心点Ｃ１を中心とする仮想円Ｑ（図４参照）に沿う位置に設けられている凹部内に形成されている。本実施形態の前記凹部は、周方向に連続している凹周溝４２からなり、この凹周溝４２は、フランジ７の側面７ａに仮想円Ｑに沿って連続して形成されている。凹周溝４２の径方向寸法（溝幅寸法）Ｂは、孔４１の直径よりも大きく形成されており、凹周溝４２内に、孔４１を形成することができる。なお、各孔４１は、突出部材１８を仮想円Ｑに沿って配置して取り付けるために、この仮想円Ｑ上に形成されている。

ここで、側面７ａに形成されている孔４１に突出部材１８（基端部１８ｃ）を圧入した場合、その圧入に伴って孔４１の周囲が変形して***することがある。そこで、本実施形態の構成によれば、孔４１は、フランジ７の側面７ａよりも凹んでいる凹周溝４２（凹部）内に形成されていることにより、この***を、凹周溝４２（凹部）内の範囲でさせる生じさせることが可能となる。このため、ホイール５及びブレーキロータ６の取り付け面となるフランジ７の側面７ａの寸法精度が、***によって低下してしまうのを防ぐことができる。つまり、機械加工された側面７ａが、突出部材１８の圧入によって変形し、側面７ａの精度が損なわれるのを防ぐことが可能となる。

〔第３実施形態〕
図６は、フランジ７における突出部材１８の取り付け部及びその周囲を示す拡大断面図である。図６に示す実施形態では、突出部材１８の形態、及び、この突出部材１８のフランジ７に対する取り付け構造が、前記各実施形態と異なる。
すなわち、図６に示す突出部材１８は、その基端部（軸方向一端部）１８ｃに、雄ねじが形成されている。そして、フランジ７の側面７ａには、この雄ねじ（１８ｃ）が螺合するねじ孔２７が形成されている。ねじ孔２７は、フランジ７の中心点Ｃ１を中心とする仮想円Ｑ上に形成されている。

このため、突出部材１８の雄ねじからなる基端部１８ｃを、ねじ孔２７に螺合させることで、突出部材１８をフランジ７に取り付けることが可能となる。そして、この突出部材１８をガイド部材として機能させてホイール５及びブレーキロータ６をフランジ７に取り付けた後、ねじ孔２７に対する突出部材１８の基端部１８ｃの螺合を解くことで、突出部材１８を簡単にフランジ７から取り外すことが可能となる。

なお、このように突出部材１８がフランジ７にねじ込みによって取り付けられる場合、その突出部材１８の先部１８ａの先端面に、＋溝、−溝、又は、六角穴を形成するのが好ましい。この場合、ドライバや六角レンチ等の工具を用いて、突出部材１８の取り付け及び取り外しが容易となる。

〔第４実施形態〕
図７は、突出部材１８及びその周囲を示す拡大断面図である。図７に示す実施形態では、突出部材１８の形態、及び、この突出部材１８のフランジ７に対する取り付け構造が、前記各実施形態と異なる。
図７に示す突出部材１８は、基部１８ｂの軸方向端面１９は平面に形成されており、突出部材１８は、フランジ７の側面７ａに接着により取り付けられている。つまり、突出部材１８の軸方向端面１９は、接着面とされ、接着剤によりフランジ７の側面７ａに接着されている。そして、この実施形態においても、突出部材１８は、フランジ７の中心点Ｃ１を中心とする仮想円Ｑ上に配置されている。なお、接着剤により突出部材１８をフランジ７に固定する場合、側面７ａに突出部材１８を固定するための孔を不要とすることができる。

〔本発明の車輪用軸受装置１について〕
以上のように、前記各実施形態に係る車輪用軸受装置１によれば、フランジ７の中心点Ｃ１を中心とする仮想円Ｑ上に、三つの突出部材１８が配置されていることから、このフランジ７の側面７ａにホイール５及びブレーキロータ６を取り付ける際に、これら突出部材１８がガイドとして機能することが可能となり、その取り付け作業が容易となる。

そして、このように、フランジ７の側面７ａにホイール５及びブレーキロータ６を取り付ける際にガイドとして機能する部材（ガイド部材８）は、この側面７ａよりも軸方向外側へ突出している複数本の突出部材１８からなり、これら突出部材１８は、フランジ７の中心点Ｃ１を中心とする仮想円Ｑ上に部分的に配置されている。このため、従来の、３６０°全周にわたって壁面を有する円筒状のガイド部材のように重量が大きくなるのを防ぐことができ、車輪用軸受装置１を軽量化することが可能となる。
このように車輪用軸受装置１が軽量化されることで、車両の燃料消費の低減、二酸化炭素の排出量の低減が可能となり、また、車両の走行性能を高めることが可能となる。

そして、突出部材１８を、フランジ７に対して、圧入、ねじ止め及び接着のいずれか一つの固定手段によって取り付けることができ、突出部材１８を容易にフランジに取り付けることが可能となる。
なお、圧入、ねじ止めを採用する場合、フランジ７の側面７ａに孔４１やねじ孔２７を形成するが、これら孔４１、ねじ孔２７を精度よく側面７ａに仮想円に沿って形成するためには、センター孔を先に形成するのが好ましい。

また、図６に示す実施形態の場合、突出部材１８は、フランジ７から取り外し可能となる。ホイール５及びブレーキロータ６がフランジ７に取り付けられると、突出部材１８は不要となることがあり、この場合、ホイール５及びブレーキロータ６をフランジ７に固定した後、突出部材１８を取り外すことが可能となり、より一層の軽量化が可能となる。

また、突出部材１８がフランジ７から取り外し可能であることから、市場に流通した後の自動車の車輪用軸受装置１に対して、突出部材１８を交換することが可能となる。なお、この交換は、例えば、突出部材１８が損傷した場合に行われる。また、取り外した突出部材１８を再度利用することが可能となる。

さらに、各実施形態に係る車輪用軸受装置１によれば、ホイール５及びブレーキロータ６をフランジ７に装着する際にガイドとして機能するガイド部材８は、フランジ７と別体である突出部材１８からなるため、フランジ７周辺の構成が簡素化され、フランジ７及び内側部材１２の本体部３１を形成するための鍛造加工が容易となる。

また、本発明の車輪用軸受装置１は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変更することができる。
前記各実施形態では、突出部材１８を複数本（３本）とし、これら突出部材１８を、フランジ７の中心点Ｃ１を中心とする仮想円Ｑ上に部分的に配置した場合について説明したが、突出部材１８は一本であってもよく、この場合においても、この突出部材１８は、前記仮想円Ｑ上の一箇所に設けられる。

なお、このように突出部材１８が一本であっても、その突出部材１８は、フランジ７の中心点Ｃ１を中心とする仮想円Ｑ上に配置されていることから、この突出部材１８を備えている車輪用軸受装置１に対して、ホイール５及びブレーキロータ６を取り付けるためには、この仮想円Ｑの上位置に、この一つの突出部材１８が位置するようにフランジ７を回転させればよい。そして、この上位置に存在している突出部材１８によって、ホイール５及びブレーキロータ６をガイドすることができ、これらをフランジ７に装着する作業が可能となる。

また、前記実施形態では、内側部材１２が回転部材となり、この内側部材１２にフランジ７が一体として設けられている場合について説明したが、外側部材１１が回転部材となる車輪用軸受装置１においても、本発明は適用可能である。つまり、本発明の車輪用軸受装置１は、外側部材１１と内側部材１２との内のいずれか一方と一体としてフランジ７が設けられていればよく、このフランジ７にホイール５及びブレーキロータ６が取り付けられる。そして、このフランジ７に前記各実施形態で説明した突出部材１８が取り付けられる。

また、突出部材１８は金属製ではなく、樹脂製やゴム製（硬質ゴム製）とすることも可能である。この場合、突出部材１８に対して防錆のための表面処理が不要となる。さらに、金属製であるホイール５との錆による固着が防止される。
また、図示した各実施形態の車輪用軸受装置１は、従動輪用であるが、駆動輪用の車輪用軸受装置１についても、本発明の構成を適用可能である。

１：車輪用軸受装置 ５：ホイール（車輪側部材） ６：ブレーキロータ（車輪側部材） ７：フランジ ７ａ：側面 ８：ガイド部材 １１：外側部材 １２：内側部材 １３：玉（転動体） １８：突出部材 ４１：孔 ４２：凹周溝（凹部） Ｃ１：フランジの中心点 Ｑ：仮想円

Claims (4)

1. 円筒形状の外側部材と、この外側部材の径方向内側に設けられている内側部材と、前記外側部材と前記内側部材との間に設けられている複数の転動体と、前記外側部材と前記内側部材との内のいずれか一方と一体として設けられ車輪側部材を取り付けるためのフランジと、前記フランジの軸方向の側面に前記車輪側部材を取り付ける際にガイドとなるガイド部材と、を備え、
   前記ガイド部材は、前記フランジの中心点を中心とする仮想円上に部分的に配置され、前記フランジの前記側面よりも軸方向外側へ突出している一つ又は複数の突出部材からなることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記突出部材は、前記フランジから取り外し可能である請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記突出部材は、前記フランジに、圧入、ねじ止め及び接着のいずれか一つの手段によって取り付けられている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記フランジの前記側面には、前記仮想円に沿う位置に、当該側面よりも凹んでいる凹部が形成されており、この凹部内に、前記突出部材を圧入により取り付けるための孔が形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。

Images