JP6587851B2 - 車輪用軸受装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置に関するもので、特に、軽量化を図ると共に、車輪取付フランジの面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置に関する。
一般に制動力が優れたディスクブレーキが普及してきた反面、このディスクブレーキのロータをブレーキパッドにて挟持して制動を行う場合、特に車両低速走行時に振動が発生し、低周波の不快な騒音を誘発することがある。こうした現象はブレーキジャダーと呼ばれ、車両の高性能化、静寂化に伴って、近年、この分析および改善が新しい技術課題として着目されている。
ブレーキジャダーの明確なメカニズムはまだ詳細には解明されてはいないが、その一要因としてブレーキロータのパッド摺接面の振れ精度が挙げられている。この振れ精度は、ブレーキロータ単体の振れ精度だけでなく、ブレーキロータを取り付ける車輪取付フランジの面振れ精度、転がり軸受のアキシアル振れ等、転走面の精度、および転がり軸受の組立精度等々が累積して最終的にブレーキロータ側面の面振れ精度となって現れてくる。
また、近年、低コスト化は言うに及ばず、燃費向上のために軽量化を追求することにより、車輪用軸受装置は可及的に余肉が排除されスリム化することと、操縦安定性のための、車輪用軸受装置の剛性アップといった両者相反する要求を満足しつつ、前述したブレーキロータ側面の面振れ精度対策が講じられている。
その一つとして、図７に示すような車輪用軸受装置が知られている。この車輪用軸受装置は、内方部材５０と外方部材６０と複列の転動体７０、７０とを備えている。内方部材５０は、ハブ輪５１と別体の内輪５２とからなり、ハブ輪５１の外周に形成した小径段部５３に内輪５２を圧入している。また、ハブ輪５１の外周に一方の内側転走面５１ａ、内輪５２の外周に他方の内側転走面５２ａをそれぞれ形成している。さらにハブ輪５１は車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５４を一端部に一体に有し、この車輪取付フランジ５４の円周等配位置には車輪（図示せず）を固定するためのハブボルト５５を植設している。
一方、外方部材６０は、外周に車体（図示せず）を取り付けるための車体取付フランジ６１を有し、内周に複列の外側転走面６０ａ、６０ａを一体に形成している。これら外側転走面６０ａ、６０ａと前述した内側転走面５１ａ、５２ａ間には保持器７１、７１で円周等配した複列のボール７０、７０をそれぞれ転動自在に収容している。
外方部材６０の両端にシール６２、６３を装着し、外方部材６０と内方部材５０との環状空間を密封し、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩を防止すると共に、外部からの雨水やダスト等の侵入を防止している。
車輪取付フランジ５４の側面５４ａに環状溝５６を形成し、この環状溝５６内にボルト穴５７を円周方向等配に穿設している。このボルト穴５７にハブボルト５５の外径に形成したナール５５ａ部を圧入固定し、ナット（図示せず）を螺合してブレーキロータ（図示せず）を介して車輪を締結している。
さらに、ハブボルト５５圧入後に車輪取付フランジ５４の側面５４ａを研削等の切削加工によって仕上げ加工するようにしている。このように、環状溝５６内にボルト穴５７を穿設し、ハブボルト５５の圧入によってボルト穴５７周縁の変形や車輪取付フランジ５４の側面５４ａに発生するうねりをこの環状溝５６内にとどめることができると共に、ハブボルト５５圧入による側面５４ａの面振れ精度への影響を実質的にゼロに抑制することができる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１５４８０１号公報
然しながら、前述した従来の車輪用軸受装置において、図８（ａ）に示すように、軽量化を図るために各ハブボルト５５間に円孔（軽量穴）８０を形成した場合、（ｂ）に示すように、車輪取付フランジ５４の側面５４ａとブレーキロータ８１の側面８１ａとの間のすきまに泥水等が溜まり、接合面に錆が発生する。その結果、車輪取付フランジ５４の側面５４ａの面振れ精度が悪化し、ブレーキジャダーが発生する恐れがあると共に、ブレーキロータ８１が固着し、補修時に分解が難しくなると言った課題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、車輪取付フランジの軽量穴に泥水等が浸入しても、車輪取付フランジとブレーキロータとの接合面のすきまに滞留せず容易に排出する構造に着眼し、車輪用軸受装置の軽量化を図ると共に、車輪取付フランジの面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することを目的としている。
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備え、前記外方部材および内方部材のうち回転側となる部材にブレーキディスクを介して車輪を取り付けるための車輪取付フランジが一体に形成され、この車輪取付フランジの周方向等配位置に前記車輪を締結するためのハブボルトが植設された車輪用軸受装置において、前記車輪取付フランジのアウター側の側面に前記ハブボルトを包含する環状溝が形成されると共に、前記車輪取付フランジの各ハブボルト間に軽量化のための軽量穴が穿設され、これら軽量穴の外接円径が前記環状溝の外径よりも大径に設定されるか、または、前記軽量穴が前記車輪取付フランジの外周面に開口し、当該軽量穴がインナー側に向って漸次拡径するテーパ面に形成されている。
また、請求項２に記載の発明は、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備え、前記外方部材および内方部材のうち回転側となる部材にブレーキディスクを介して車輪を取り付けるための車輪取付フランジが一体に形成され、この車輪取付フランジの周方向等配位置に前記車輪を締結するためのハブボルトが植設された車輪用軸受装置において、前記車輪取付フランジのアウター側の側面に前記ハブボルトを包含する環状溝が形成されると共に、前記車輪取付フランジの各ハブボルト間に軽量化のための軽量穴が穿設され、これら軽量穴の外接円径が前記環状溝の外径よりも大径に設定されるか、または、前記軽量穴が前記車輪取付フランジの外周面に開口し、当該軽量穴の一部を切り欠いて放射状に延びるドレーン溝が形成されている。
このように、外方部材および内方部材のうち回転側となる部材にブレーキディスクを介して車輪を取り付けるための車輪取付フランジが一体に形成され、この車輪取付フランジの周方向等配位置に車輪を締結するためのハブボルトが植設された車輪用軸受装置において、車輪取付フランジのアウター側の側面にハブボルトを包含する環状溝が形成され、この環状溝以外の車輪取付フランジの側面が、ハブボルト圧入後に切削加工された切削面とすると共に、車輪取付フランジの各ハブボルト間に軽量化のための軽量穴が穿設され、これら軽量穴の外接円径が環状溝の外径よりも大径に設定されるか、または、軽量穴が車輪取付フランジの外周面に開口し、当該軽量穴がインナー側に向って漸次拡径するテーパ面に形成されているので、軽量穴に浸入してきた泥水等が車輪取付フランジのアウター側の側面とブレーキディスクの側面との間に滞留せず、軽量穴から容易に排出され、車輪用軸受装置の軽量化を図ると共に、車輪取付フランジの面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。
また、当該軽量穴の一部を切り欠いて放射状に延びるドレーン溝が形成されていれば、軽量穴が環状溝の範囲内に形成されても、軽量穴に浸入してきた泥水等が車輪取付フランジのアウター側の側面とブレーキディスクの側面との間に滞留せず、軽量穴からドレーン溝を通して容易に排出される。
好ましくは、請求項３に記載の発明のように、前記車輪取付フランジの側面が、前記ハブボルト圧入後に切削加工した切削面とされていれば、簡便な旋削加工でも仕上げ加工ができ、作業工数削減による低コスト化を図ることができる。ハブボルトの圧入等による車輪取付フランジの面振れへの影響を抑制し、車輪取付フランジの面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制することができる。
また、請求項４に記載の発明のように、前記車輪取付フランジのインナー側の側面の前記ハブボルトが固定される領域に補強リブが肉盛り状に放射状に形成されていれば、車輪取付フランジの強度・剛性を維持しつつ、軽量化を図ることができる。
また、請求項５に記載の発明のように、前記車輪取付フランジの外周の前記ハブボルトが圧入されるボルト穴の近傍を避けて各ボルト穴間に切欠き部が形成され、この切欠き部が、その最深部と前記ボルト穴のピッチ円直径とが近接するように円弧状に形成されていれば、車輪取付フランジの強度・剛性を確保しつつ軽量・コンパクト化を図ると共に、熱処理変形を抑制して車輪取付フランジの側面の面振れ精度を高め、ブレーキジャダーの発生を抑制することができる。
また、請求項６に記載の発明のように、前記切欠き部の最深部の外径が前記環状溝の外径よりも小径に形成されていれば、軽量穴が車輪取付フランジの外周面に開口し、軽量穴に浸入してきた泥水等が車輪取付フランジのアウター側の側面とブレーキディスクの側面との間に滞留せず、軽量穴から切欠き部の最深部を介して容易に排出され、車輪用軸受装置の軽量化を図ると共に、車輪取付フランジの面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制し、信頼性を向上させることができる。
本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備え、前記外方部材および内方部材のうち回転側となる部材にブレーキディスクを介して車輪を取り付けるための車輪取付フランジが一体に形成され、この車輪取付フランジの周方向等配位置に前記車輪を締結するためのハブボルトが植設された車輪用軸受装置において、前記車輪取付フランジのアウター側の側面に前記ハブボルトを包含する環状溝が形成されると共に、前記車輪取付フランジの各ハブボルト間に軽量化のための軽量穴が穿設され、これら軽量穴の外接円径が前記環状溝の外径よりも大径に設定されるか、または、前記軽量穴が前記車輪取付フランジの外周面に開口し、当該軽量穴がインナー側に向って漸次拡径するテーパ面に形成されているので、軽量穴に浸入してきた泥水等が車輪取付フランジのアウター側の側面とブレーキディスクの側面との間に滞留せず、軽量穴から容易に排出され、車輪用軸受装置の軽量化を図ると共に、車輪取付フランジの面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。
また、当該軽量穴の一部を切り欠いて放射状に延びるドレーン溝が形成されていれば、軽量穴が環状溝の範囲内に形成されても、軽量穴に浸入してきた泥水等が車輪取付フランジのアウター側の側面とブレーキディスクの側面との間に滞留せず、軽量穴からドレーン溝を通して容易に排出される。
本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。 図１のハブ輪の車両外側から見た側面図である。 図１の軽量穴部を示す要部拡大図である。 （ａ）は、図１の変形例を示す側面図、（ｂ）は、（ａ）の軽量穴部を示す要部拡大図である。 （ａ）は、図１の他の変形例を示す側面図、（ｂ）は、（ａ）の軽量穴部を示す要部拡大図である。 （ａ）は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す側面図、（ｂ）は、（ａ）の縦断面図、（ｃ）は、（ｂ）の軽量穴部を示す要部拡大図である。 （ａ）は、従来の車輪用軸受装置を示す側面図、（ｂ）は、同上縦断面図である。 図７（ａ）の車輪取付フランジに軽量穴を形成した車輪用軸受装置を示す側面図、（ｂ）は、（ａ）の軽量穴部を示す要部拡大図である。
外周に懸架装置を構成するナックルに取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪とからなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備え、前記車輪取付フランジの周方向等配位置に前記車輪を締結するためのハブボルトが植設されたた車輪用軸受装置において、前記車輪取付フランジのアウター側の側面に前記ハブボルトを包含する環状溝が形成され、車輪取付フランジの側面が、前記ハブボルト圧入後に切削加工した切削面とされていると共に、前記車輪取付フランジの各ハブボルト間に軽量化のための円孔が穿設され、これら円孔の外接円径が前記環状溝の外径よりも大径に設定されている。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１のハブ輪の車両外側から見た側面図、図３は、図１の軽量穴部を示す要部拡大図、図４（ａ）は、図１の変形例を示す側面図、（ｂ）は、（ａ）の軽量穴部を示す要部拡大図、図５（ａ）は、図１の他の変形例を示す側面図、（ｂ）は、（ａ）の軽量穴部を示す要部拡大図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で、車両の外側寄りとなる側をアウター側（図１（ｂ）の左側）、中央寄り側をインナー側（図１（ｂ）の右側）という。
図１に示す車輪用軸受装置は駆動輪用の第３世代と称され、ハブ輪１と、このハブ輪１に圧入された内輪２とからなる内方部材３と、この内方部材３に複列の転動体（ボール）４、４を介して外挿された外方部材５とを備えている。
ハブ輪１は、アウター側の端部に、図示しないブレーキディスク（またはブレーキドラム）を介して車輪を取り付けるための車輪取付フランジ６を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面１ａと、この内側転走面１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂが形成され、内周にはトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）１ｃが形成されている。また、車輪取付フランジ６の周方向等配位置には車輪を締結するためのハブボルト６ａが植設されている。
一方、内輪２は、外周に他方（インナー側）の内側転走面２ａが形成され、ハブ輪１の小径段部１ｂに所定のシメシロを介して圧入され、この小径段部１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部１ｄによって、所定の軸受予圧が付与された状態で軸方向に固定されている。
車輪取付フランジ６のアウター側（ブレーキディスクが装着される側）の側面７が旋盤等の切削加工により一次切削されると共に、この側面７に所定幅の環状溝（周方向溝）７ａが形成されている。この環状溝７ａの溝幅中央部にはボルト穴８が円周方向等配に穿設されている。そして、ハブボルト６ａの外径に形成したナール部９をこのボルト穴８に圧入固定した後、側面７が旋盤により二次切削されている。なお、二次切削は旋盤に限らず、フライス盤や研削盤による切削であっても良い。
ハブ輪１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面１ａをはじめ、シール１０のシールランド部となる車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部１ｂに亙って高周波焼入れによって５０〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。なお、加締部１ｄは鍛造加工後の表面硬さの生のままとされている。これにより、車輪取付フランジ６の基部６ｂの耐摩耗性が向上するばかりでなく、車輪取付フランジ６に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、内輪２の嵌合部となる小径段部１ｂの耐フレッティング性が向上すると共に、微小なクラック等の発生がなく加締部１ｄの塑性加工をスムーズに行うことができる。
一方、内輪２はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。また、転動体４はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで６２〜６７ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。
外方部材５は、外周に懸架装置を構成するナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ５ｂを一体に有し、内周に内方部材３の内側転走面１ａ、２ａに対向する複列の外側転走面５ａ、５ａが一体に形成されている。そして、これら両転走面５ａ、１ａおよび５ａ、２ａ間に保持器１２を介して複列の転動体４、４が転動自在に収容されている。
外方部材５はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面５ａ、５ａが高周波焼入れによって５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。また、外方部材５と内方部材３との間に形成される環状空間の両側開口部にシール１０、１１が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に浸入するのを防止している。
なお、ここでは、転動体４にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置を例示したが、これに限らず、転動体４に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受で構成されたものであっても良い。また、第３世代の構造を例示したが、これに限らず、図示はしないが、ハブ輪の小径段部に一対の内輪をハブ輪に圧入した、所謂第２世代構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第４世代構造であっても良い。
ここで、図２に示すように、車輪取付フランジ６のインナー側の側面のハブボルト６ａが固定される領域に補強リブ２１が肉盛り状に設けられている。この補強リブ２１は、各ボルト穴８の形成部分と略同じ幅でもって、環状の基部６ｂから放射状に形成されている（図１参照）。
また、車輪取付フランジ６のアウター側の側面７に形成された環状溝７ａは、その溝幅寸法が大きければ、ハブボルト６ａの圧入後の側面７における二次切削の作業性が良いが、ブレーキロータの側面（取付面）との接触面積が減少すると共に、車輪取付フランジ６の強度・剛性が低下し、ナット締結によって変形が生じる恐れがあって好ましくない。したがって、本実施形態では、ハブボルト６ａの外径から少なくとも環状溝７ａまでの寸法を１ｍｍとすれば、ブレーキロータの側面との接触面積が大きく減少することはなく、車輪をナットで締結した時の車輪取付フランジ６の変形を抑制し、ブレーキロータの側面の面振れ精度の悪化を最小限に抑制できることが判った。また、ハブボルト６の外径から１ｍｍ以上の間隙があれば、旋削バイト等の加工治具が切削時に干渉して作業性を低下させることもない。
このように、環状溝７ａを車輪取付フランジ６のアウター側の側面７に形成することにより、ハブボルト６ａの圧入による側面７への変形等の影響を最小限に抑制できると共に、ハブボルト６ａの圧入後、さらにブレーキロータの取付面となるアウター側の側面７を二次切削すれば、ハブボルト６ａの圧入によって増加した側面７の面振れを可及的に抑制することができ、車輪取付フランジ６の面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制することができる。
なお、ここでは、車輪取付フランジ６の側面７を、予めハブボルト６ａの圧入前に一次切削し、圧入後に二次切削をする実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものではなく、例えば、ハブボルト６ａを圧入する前に、側面７を粗旋削と中仕上げ旋削からなる一次切削を行い、ハブボルト６ａの圧入後に、二次切削（仕上げ旋削）を行っても良い。また、圧入前に旋削を行わず、鍛造肌のままとし、ハブボルト６ａの圧入後に二次切削（仕上げ旋削）を行っても良い。
また、車輪取付フランジ６の各ハブボルト６ａ間には軽量化のための円孔（軽量穴）１３が円周方向等配に鍛造加工によって穿設されている。この円孔１３は、環状溝７ａの外径を越えて形成されている。すなわち、円孔１３の外接円径をＡとし、環状溝７ａの外径をＢとした時、Ａ＞Ｂとなるように設定されている。これにより、図３に拡大して示すように、円孔１３に浸入してきた泥水等が車輪取付フランジ６のアウター側の側面７とブレーキディスク１４の側面１４ａとの間に滞留せず、円孔１３から図中矢印に示すように容易に排出され、車輪用軸受装置の軽量化を図ると共に、車輪取付フランジ６の面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。
図４に前述した円孔１３の変形例を示す。（ａ）に示すように、円孔１５は、前述した実施形態と同様、その外接円径が環状溝７ａの外径よりも大きくなるように形成されている。そして、この円孔１５の内周面は、（ｂ）に示すように、インナー側に向って漸次拡径する傾斜角θからなるテーパ面に形成されている。これにより、円孔１５に浸入してきた泥水等が車輪取付フランジ６のアウター側の側面７とブレーキディスク１４の側面１４ａとの間に滞留せず、円孔１５から容易に排出される。
図５に前述した円孔１３の他の変形例を示す。（ａ）に示すように、この円孔１６は、環状溝７ａの外径よりも内径側に形成されている。すなわち、円孔１６の外接円径をＣとし、環状溝７ａの外径をＢとした時、Ｃ＜Ｂとなるように設定されている。そして、円孔１６の一部を切り欠いて放射状に延びるドレーン溝１７が形成され、円孔１６が車輪取付フランジ６’の外周面に開口している。これにより、（ｂ）に示すように、円孔１６が環状溝７ａの範囲内に形成されても、図中矢印に示すように、円孔１６に浸入してきた泥水等が車輪取付フランジ６’のアウター側の側面７とブレーキディスク１４の側面１４ａとの間に滞留せず、円孔１６からドレーン溝１７を通して容易に排出される。
図６（ａ）は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す側面図、（ｂ）は、（ａ）の縦断面図、（ｃ）は、（ｂ）の軽量穴部を示す要部拡大図である。なお、この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態と基本的には車輪取付フランジの形状が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して重複した説明を省略する。
図６（ｂ）に示す車輪用軸受装置は駆動輪用の第３世代と称され、ハブ輪１８と、このハブ輪１８に圧入された内輪２とからなる内方部材１９と、この内方部材１９に複列の転動体４、４を介して外挿された外方部材５とを備えている。
ハブ輪１８は、アウター側の端部に、図示しないブレーキディスクを介して車輪を取り付けるための車輪取付フランジ２０を一体に有し、外周に一方の内側転走面１ａと、この内側転走面１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂが形成され、内周にはトルク伝達用のセレーション１ｃが形成されている。また、車輪取付フランジ２０の周方向等配位置には車輪を締結するためのハブボルト６ａが植設されている。
ここで、ハブ輪１８の車輪取付フランジ２０は、（ａ）に示すように、車輪取付フランジ２０のインナー側の側面のハブボルト６ａが固定される領域に補強リブ２１が肉盛り状に設けられている。この補強リブ２１は、各ボルト穴８の形成部分と略同じ幅でもって、環状の基部６ｂから放射状に形成されている。
また、車輪取付フランジ２０はボルト穴８の近傍を避けて、各ボルト穴８間において、車輪取付フランジ２０の外周にＲ形状の切欠き部２２が形成されている。この切欠き部２２は、その最深部２２ａがボルト穴８のピッチ円直径（ＰＣＤｂ）に近接するように円弧状に形成されている。すなわち、切欠き部２２はボルト穴８のＰＣＤｂよりも外径側にあり、車輪取付フランジ２０の外周面と滑らかに繋がっている。そして、その曲率中心が、ハブ輪１８の中心から隣り合う各ボルト穴８、８間の中心の延長線上にあって、曲率半径Ｒ１がボルト穴８のＰＣＤｂに対してＲ１＝０．７〜１．５ＰＣＤｂに設定されている。これにより、ハブ輪１８の強度・剛性を確保しつつ軽量・コンパクト化を図ると共に、熱処理変形を抑制して車輪取付フランジ２０の面振れ精度を高め、ブレーキジャダーの発生を抑制することができる。
なお、曲率半径Ｒ１がボルト穴８のＰＣＤｂに対してＲ１＜０．７ＰＣＤｂとなると、鍛造素材の塑性流動が妨げられ、ヒケ等の発生によって精度が低下し、また、Ｒ１＞１．５ＰＣＤｂでは、切欠き部２２による軽量化効果が見込まれず好ましくない。
一般的にこの種のハブ輪１８は熱間鍛造によって形成されるが、各ボルト穴間に肉がない花形形状では、パンチまたはダイあるいはその両方によって据込まれた部分を拘束する、所謂密閉鍛造にて形成する場合、鍛造精度の向上を図るため、余分の鍛造素材を工具の間でバリとしてはみ出させる必要があるが、本実施形態に係るハブ輪１８、切欠き部２２がボルト穴８のＰＣＤｂよりも外径側にあり、各ボルト穴８間に肉が存在するため、素材の塑性流動を妨げることなく鍛造加工を効率良く、かつ精度良く行うことができる。したがって、密閉鍛造にて素材の角部や段付、あるいは面取り部などが充分に成形でき、バリ除去を必要最小限に抑えることができるため、工数削減によって低コスト化を図ることができる。
また、前述した実施形態と同様、車輪取付フランジ２０のアウター側の側面２３に環状溝２３ａが形成されている。ここでは、車輪取付フランジ２０が前述した車輪取付フランジ６のような円形ではなく花形形状のため、環状溝２３ａは不連続な形状となっている。この環状溝２３ａの溝幅中央部（ハブボルト６ａを包含）にはボルト穴８が円周方向等配に穿設されている。そして、ハブボルト６ａをこのボルト穴８に圧入固定した後、側面２３が旋盤により二次切削されている。
車輪取付フランジ２０の各ハブボルト６ａ間には軽量化のための円孔（軽量穴）２４が円周方向等配に鍛造加工によって穿設されている。この円孔２４は、環状溝２３ａの外径よりも内径側に形成されている。すなわち、切欠き部２２の最深部２２ａの外径をＤとし、環状溝２３ａの外径をＢとした時、Ｄ＞Ｂとなるように設定されている。これにより、（ｃ）に拡大して示すように、円孔２４に浸入してきた泥水等が車輪取付フランジ２０のアウター側の側面２３とブレーキディスク１４の側面１４ａとの間に滞留せず、円孔２４から最深部２２ａを介して容易に排出され、車輪用軸受装置の軽量化を図ると共に、車輪取付フランジ２０の面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制し、信頼性を向上させることができる。
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
本発明に係る車輪用軸受装置は、一端部に車輪取付フランジを一体に有するハブ輪等の回転輪を備えた、第２乃至第４世代の車輪用軸受装置に適用できる。
１、１８ ハブ輪
１ａ、２ａ 内側転走面
１ｂ 小径段部
１ｃ セレーション
１ｄ 加締部
２ 内輪
３、１９ 内方部材
４ 転動体
５ 外方部材
５ａ 外側転走面
５ｂ 車体取付フランジ
６、６‘ ２０ 車輪取付フランジ
６ａ ハブボルト
６ｂ 車輪取付フランジのインナー側の基部
７、２３ 車輪取付フランジのアウター側の側面
７ａ、２３ａ 環状溝
８ ボルト穴
９ ナール部
１０、１１ シール
１２ 保持器
１３、１５、１６、２４ 円孔
１４ ブレーキディスク
１４ａ ブレーキディスクの側面
１７ ドレーン溝
２１ 補強リブ
２２ 切欠き部
２２ａ 切欠き部の最深部
５０ 内方部材
５１ ハブ輪
５１ａ、５２ａ 内側転走面
５２ 内輪
５３ 小径段部
５４ 車輪取付フランジ
５４ａ 車輪取付フランジの側面
５５ ハブボルト
５５ａ ナール
５６ 環状溝
５７ ボルト穴
６０ 外方部材
６０ａ 外側転走面
６１ 車体取付フランジ
６２ シール
６３ シール
７０ ボール
７１ 保持器
８０ 軽量穴
８１ ブレーキロータ
８１ａ ブレーキロータの側面
Ａ、Ｃ 円孔の外接円径
Ｂ 環状溝の外径
Ｄ 切欠き部の最深部の外径
ＰＣＤｂ ボルト穴のピッチ円直径
Ｒ１ 切欠き部の曲率半径
θ 傾斜角

Claims (6)

  1. 内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
    外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
    この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備え、
    前記外方部材および内方部材のうち回転側となる部材にブレーキディスクを介して車輪を取り付けるための車輪取付フランジが一体に形成され、
    この車輪取付フランジの周方向等配位置に前記車輪を締結するためのハブボルトが植設された車輪用軸受装置において、
    前記車輪取付フランジのアウター側の側面に前記ハブボルトを包含する環状溝が形成されると共に、前記車輪取付フランジの各ハブボルト間に軽量化のための軽量穴が穿設され、これら軽量穴の外接円径が前記環状溝の外径よりも大径に設定されるか、または、前記軽量穴が前記車輪取付フランジの外周面に開口し、当該軽量穴がインナー側に向って漸次拡径するテーパ面に形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
  2. 内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
    外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
    この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備え、
    前記外方部材および内方部材のうち回転側となる部材にブレーキディスクを介して車輪を取り付けるための車輪取付フランジが一体に形成され、
    この車輪取付フランジの周方向等配位置に前記車輪を締結するためのハブボルトが植設された車輪用軸受装置において、
    前記車輪取付フランジのアウター側の側面に前記ハブボルトを包含する環状溝が形成されると共に、前記車輪取付フランジの各ハブボルト間に軽量化のための軽量穴が穿設され、これら軽量穴の外接円径が前記環状溝の外径よりも大径に設定されるか、または、前記軽量穴が前記車輪取付フランジの外周面に開口し、当該軽量穴の一部を切り欠いて放射状に延びるドレーン溝が形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
  3. 前記車輪取付フランジの側面が前記ハブボルト圧入後に切削加工した切削面とされている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
  4. 前記車輪取付フランジのインナー側の側面の前記ハブボルトが固定される領域に補強リブが肉盛り状に放射状に形成されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  5. 前記車輪取付フランジの外周の前記ハブボルトが圧入されるボルト穴の近傍を避けて各ボルト穴間に切欠き部が形成され、この切欠き部が、その最深部と前記ボルト穴のピッチ円直径とが近接するように円弧状に形成されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
  6. 前記切欠き部の最深部の外径が前記環状溝の外径よりも小径に形成されている請求項５に記載の車輪用軸受装置。
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