JP7487640B2 - Hub unit bearing - Google Patents
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Description
本発明は、自動車の車輪および制動用回転体を懸架装置に対して回転自在に支持するためのハブユニット軸受に関する。 The present invention relates to a hub unit bearing for supporting the wheels and braking rotors of an automobile so that they can rotate freely relative to the suspension system.
自動車の車輪およびディスクやドラムなどの制動用回転体は、ハブユニット軸受により、懸架装置に対して回転自在に支持される。ハブユニット軸受は、内周面に外輪軌道を有する外側部材と、外周面に内輪軌道を有する内側部材と、外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に配置された複数個の転動体とを備える。 Automobile wheels and braking rotors such as discs and drums are supported rotatably relative to the suspension by hub unit bearings. Hub unit bearings have an outer member with an outer ring raceway on its inner circumferential surface, an inner member with an inner ring raceway on its outer circumferential surface, and multiple rolling elements arranged to roll freely between the outer ring raceway and the inner ring raceway.
外側部材と内側部材とのうちの一方は、使用時に懸架装置に支持されて回転しない静止部材として用いられる。外側部材と内側部材とのうちの他方は、使用時に車輪および制動用回転体と一体となって回転する回転部材として用いられる。回転部材は、径方向外側に突出した回転フランジを有する。車輪を構成するホイール、および、制動用回転体は、複数本のハブボルトを用いて、回転フランジに結合固定される。 One of the outer member and the inner member is used as a stationary member that is supported by the suspension device and does not rotate when in use. The other of the outer member and the inner member is used as a rotating member that rotates integrally with the wheel and the braking rotor when in use. The rotating member has a rotating flange that protrudes radially outward. The wheel that constitutes the wheel and the braking rotor are fixed to the rotating flange using multiple hub bolts.
このようなハブユニット軸受では、回転フランジの円周方向複数箇所を軸方向に貫通する圧入孔を有し、かつ、該圧入孔のそれぞれに、ハブボルトの基端部である軸方向内側の端部に備えられたセレーション部を、軸方向内側から圧入するタイプ（以下、ハブボルト圧入タイプという。）が広く知られている。 A widely known type of hub unit bearing has press-fit holes that penetrate the axial direction at multiple points around the circumference of the rotating flange, and the serrations at the axially inner ends (the base ends of the hub bolts) are press-fitted into each of the press-fit holes from the axially inner side (hereafter referred to as the hub bolt press-fit type).
なお、ハブユニット軸受に関して、軸方向内側は、車両への組み付け状態で車両の幅方向中央側であり、軸方向外側は、車両への組み付け状態で車両の幅方向外側である。 Note that with respect to hub unit bearings, the axially inner side is the center side of the vehicle in the width direction when assembled to the vehicle, and the axially outer side is the outer side of the vehicle in the width direction when assembled to the vehicle.
ハブボルト圧入タイプのハブユニット軸受では、ホイールおよび制動用回転体のそれぞれの円周方向複数箇所に備えられた通孔に、ハブボルトの中間部を挿通した状態で、ハブボルトの先端部である軸方向外側の端部に備えられた雄ねじ部にハブナットを螺合し、さらに締め付けることにより、ホイールおよび制動用回転体を回転フランジに結合固定する。 In a hub bolt press-in type hub unit bearing, the middle part of the hub bolt is inserted into the through holes provided at multiple points in the circumferential direction of the wheel and the braking rotor, and then a hub nut is screwed onto the male threaded part at the axially outer end of the hub bolt, which is the tip of the hub bolt, and then tightened to connect and fix the wheel and the braking rotor to the rotating flange.
また、特開２００２－３７０１０４号公報（特許文献１）や特開２００３－１７５７０２号公報（特許文献２）などに記載されているように、ハブボルト圧入タイプのハブユニット軸受において、回転フランジの軸方向外側面に、回転部材の中心軸を中心とする円環状の環状溝を形成し、かつ、圧入孔のそれぞれの軸方向外側の端部を、環状溝の底面にのみ開口させた構造が知られている。 As described in JP 2002-370104 A (Patent Document 1) and JP 2003-175702 A (Patent Document 2), in a hub bolt press-in type hub unit bearing, a structure is known in which an annular groove is formed on the axially outer surface of the rotating flange, the annular groove being centered on the central axis of the rotating member, and the axially outer ends of each press-in hole are open only to the bottom surface of the annular groove.
このような構造によれば、圧入孔にハブボルトのセレーション部が圧入されることに伴い、圧入孔の軸方向外側の開口部の周囲が塑性変形して盛り上がった場合でも、この盛り上がりを環状溝内にとどめることで、回転フランジの軸方向外側面の環状溝以外の部分の面振れ精度を向上させることができる。これにより、制動用回転体の面振れ精度を向上させ、制動時にブレーキジャダーと呼ばれる異音を伴った振動の発生を抑制できる。 With this structure, even if the periphery of the axially outer opening of the press-fit hole is plastically deformed and raised as a result of the serration portion of the hub bolt being pressed into the press-fit hole, this bulge can be contained within the annular groove, improving the surface runout accuracy of the portion of the axially outer surface of the rotating flange other than the annular groove. This improves the surface runout accuracy of the braking rotor, and suppresses the occurrence of vibrations accompanied by abnormal noise known as brake judder during braking.
なお、特開２００２－３７０１０４号公報や特開２００３－１７５７０２号公報などに記載されているように、ハブボルト圧入タイプのハブユニット軸受において、圧入孔のそれぞれにハブボルトのセレーション部を圧入した後、回転フランジの軸方向外側面の環状溝以外の部分に仕上加工を施すことにより、該部分の面振れ精度を改善する技術も知られている。 As described in JP 2002-370104 A and JP 2003-175702 A, in hub bolt press-in type hub unit bearings, a technique is also known in which the serrations of the hub bolts are press-fitted into the press-in holes, and then the parts of the axial outer surface of the rotating flange other than the annular groove are finished to improve the surface runout accuracy of those parts.
また、ハブユニット軸受では、特開２０１７－１９０８６５号公報（特許文献３）などに記載されているように、ハブナットの省略によって軽量化を図れるタイプ、すなわち、回転フランジの円周方向複数箇所に、軸方向外側の端部を開口させた雌ねじ孔を有し、かつ、該雌ねじ孔のそれぞれに、ハブボルトの雄ねじ部を、軸方向外側から螺合するタイプ（以下、ハブボルト螺合タイプという。）も知られている。 As described in JP 2017-190865 A (Patent Document 3) and elsewhere, there is also a type of hub unit bearing that can be made lighter by omitting the hub nut, that is, a type in which the rotating flange has female threaded holes with open axially outer ends at multiple locations in the circumferential direction, and the male threads of the hub bolt are screwed into each of the female threaded holes from the axially outer side (hereinafter referred to as the hub bolt screw-in type).
ハブボルト螺合タイプのハブユニット軸受では、ホイールおよび制動用回転体のそれぞれの円周方向複数箇所に備えられた通孔にハブボルトを挿通した状態で、ハブボルトの雄ねじ部を、回転フランジの雌ねじ孔に軸方向外側から螺合し、さらに締め付けることにより、ホイールおよび制動用回転体を回転フランジに結合固定する。 In a hub bolt-threaded hub unit bearing, the hub bolt is inserted into through holes provided at multiple locations in the circumferential direction of the wheel and the braking rotor, and the male threads of the hub bolt are threaded into the female threaded hole of the rotating flange from the outside in the axial direction, and then tightened to connect and fix the wheel and the braking rotor to the rotating flange.
このようなハブボルト螺合タイプのハブユニット軸受でも、特開２０１７－１９０８６５号公報などに記載されているように、回転フランジの軸方向外側面に、回転部材の中心軸を中心とする円環状の環状溝を形成し、かつ、雌ねじ孔のそれぞれの軸方向外側の端部を、環状溝の底面にのみ開口させた構造が知られている。 As described in JP 2017-190865 A and other publications, even in this type of hub bolt-threaded hub unit bearing, a structure is known in which an annular groove is formed on the axially outer surface of the rotating flange, the groove being centered on the central axis of the rotating member, and the axially outer ends of each of the female threaded holes are open only to the bottom surface of the annular groove.
このような構造によれば、雌ねじ孔にハブボルトの雄ねじ部を螺合させ、さらに締め付けることに伴い、雌ねじ孔の軸方向外側の開口部の周囲が変形して盛り上がった場合でも、この盛り上がりを環状溝内にとどめることができる。 With this structure, even if the periphery of the axially outer opening of the female threaded hole deforms and bulges as a result of the male thread of the hub bolt being screwed into the female threaded hole and then tightened, this bulge can be contained within the annular groove.
特開２０１７－１９０８６５号公報に記載されているような、従来の環状溝を備えたハブボルト螺合タイプのハブユニット軸受は、ブレーキジャダーを抑制する面から、改良の余地がある。この点について、以下に説明する。 The conventional hub bolt screw-in type hub unit bearing with an annular groove, as described in JP 2017-190865 A, leaves room for improvement in terms of suppressing brake judder. This point is explained below.
従来の環状溝を備えたハブボルト螺合タイプのハブユニット軸受では、図６（Ａ）に示すように、回転フランジ１００の軸方向外側面に備えられた環状溝１０１の底面１０２は、回転フランジ１００の中心軸に対して直交する平坦面により構成されている。また、回転フランジ１００の円周方向複数箇所に備えられた雌ねじ孔１０３の軸方向外側（図中左側）の端部は、環状溝１０１の底面１０２の径方向中央部に開口している。
In a conventional hub bolt screw-in type hub unit bearing with an annular groove, as shown in FIG. 6(A), the
このような従来の環状溝を備えたハブボルト螺合タイプのハブユニット軸受では、図６（Ａ）に示すように、不図示のホイールの通孔と制動用回転体１０４の通孔１０５とに挿通したハブボルト１０６の雄ねじ部１０７を、回転フランジ１００の雌ねじ孔１０３に軸方向外側から螺合する。この状態から、さらにハブボルト１０６を締め付けると、ハブボルト１０６の軸力が雌ねじ孔１０３に集中する。具体的には、雌ねじ孔１０３に、ハブボルト１０６の雄ねじ部１０７から軸方向外側に引き寄せられる方向の軸力が作用する。これにより、図６（Ｂ）に誇張して示すように、回転フランジ１００および制動用回転体１０４のハブボルト１０６の周囲部分が軸方向に曲げ変形する傾向となる。
In such a conventional hub bolt screw-in type hub unit bearing with an annular groove, as shown in FIG. 6(A), the male threaded
具体的には、回転フランジ１００のハブボルト１０６の周囲部分のうち、ハブボルト１０６よりも径方向内側の部分、すなわち、雌ねじ孔１０３よりも径方向内側の部分は、環状溝１０１の径方向内側の開口縁部１０８ａを支点として軸方向に曲げ変形、すなわち、径方向内側に向かうにしたがって軸方向内側に向かう方向に曲げ変形する傾向となる。これにより、回転フランジ１００の軸方向外側面のうち環状溝１０１よりも径方向内側の部分が、制動用回転体１０４の軸方向内側面に対して開口縁部１０８ａで集中的に強く当接するようになる。その結果、制動用回転体１０４のハブボルト１０６の周囲部分のうち、ハブボルト１０６よりも径方向内側の部分も、開口縁部１０８ａを支点として軸方向に曲げ変形、すなわち、径方向内側に向かうにしたがって軸方向外側に向かう方向に曲げ変形する傾向となる。
Specifically, the portion of the rotating
一方、回転フランジ１００のハブボルト１０６の周囲部分のうち、ハブボルト１０６よりも径方向外側の部分、すなわち、雌ねじ孔１０３よりも径方向外側の部分は、環状溝１０１の径方向外側の開口縁部１０８ｂを支点として軸方向に曲げ変形、すなわち、径方向外側に向かうにしたがって軸方向内側に向かう方向に曲げ変形する傾向となる。これにより、回転フランジ１００の軸方向外側面のうち環状溝１０１よりも径方向外側の部分が、制動用回転体１０４の軸方向内側面に対して開口縁部１０８ｂで集中的に強く当接するようになる。その結果、制動用回転体１０４のハブボルト１０６の周囲部分のうち、雌ねじ孔１０３よりも径方向外側の部分も、開口縁部１０８ｂを支点として軸方向に曲げ変形、すなわち、径方向外側に向かうにしたがって軸方向外側に向かう方向に曲げ変形する傾向となる。
On the other hand, the part of the rotating
以上のような曲げ変形、特に、制動用回転体１０４のうち環状溝１０１よりも径方向外側の部分の曲げ変形が生じることに基づいて、制動用回転体１０４の径方向外側の端部に備えられた、ブレーキパッドを当接させる部分の面振れ精度が低下し、ブレーキジャダーを抑制する効果が低くなる可能性がある。
The above-mentioned bending deformation, particularly the bending deformation of the portion of the
本発明の一態様のハブユニット軸受は、内周面に外輪軌道を有する外側部材と、外周面に内輪軌道を有する内側部材と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に配置された複数個の転動体とを備える。
前記外側部材と前記内側部材とのうちで使用時に回転する回転部材は、径方向外側に突出した回転フランジを有する。
前記回転フランジは、軸方向外側面に備えられた、前記回転部材の中心軸を中心とする円環状の環状溝、および、円周方向複数箇所のそれぞれに備えられた、軸方向に伸長しかつ軸方向外側の端部が前記環状溝の底面にのみ開口する雌ねじ孔を有する。
前記回転フランジのうち、前記環状溝と軸方向に重畳する部分において、前記雌ねじ孔よりも径方向外側の部分の軸方向の曲げ剛性が、前記雌ねじ孔よりも径方向内側の部分の軸方向の曲げ剛性に比べて高い。
A hub unit bearing of one embodiment of the present invention comprises an outer member having an outer ring raceway on its inner surface, an inner member having an inner ring raceway on its outer surface, and a plurality of rolling elements arranged freely rollable between the outer ring raceway and the inner ring raceway.
Of the outer member and the inner member, the rotating member which rotates during use has a rotating flange protruding radially outward.
The rotating flange has an annular groove provided on its axially outer surface, the annular groove being centered on the central axis of the rotating member, and female threaded holes provided at multiple locations in the circumferential direction, the female threaded holes extending in the axial direction and having their axially outer ends opening only to the bottom surface of the annular groove.
In the portion of the rotating flange that axially overlaps with the annular groove, the axial bending rigidity of the portion radially outer than the female threaded hole is higher than the axial bending rigidity of the portion radially inner than the female threaded hole.
本発明の一態様のハブユニット軸受では、前記環状溝の底面は、径方向外側に向かうにしたがって前記環状溝の軸方向深さが減少する形状を有する。 In one embodiment of the hub unit bearing of the present invention, the bottom surface of the annular groove has a shape in which the axial depth of the annular groove decreases as it moves radially outward.
本発明の一態様のハブユニット軸受では、前記環状溝のうち前記雌ねじ孔よりも径方向外側に位置する部分の径方向幅が、前記環状溝のうち前記雌ねじ孔よりも径方向内側に位置する部分の径方向幅に比べて小さい。 In one embodiment of the hub unit bearing of the present invention, the radial width of the portion of the annular groove located radially outward from the female threaded hole is smaller than the radial width of the portion of the annular groove located radially inward from the female threaded hole.
本発明の一態様によれば、回転フランジの円周方向複数箇所に雌ねじ孔を有し、かつ、ブレーキジャダーの抑制効果を確保しやすいハブユニット軸受を提供できる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a hub unit bearing that has female threaded holes at multiple locations in the circumferential direction of the rotating flange and that can easily ensure the effect of suppressing brake judder.
［実施形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例について、図１～図４を用いて説明する。
[First embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.
本例のハブユニット軸受１は、従動輪用であり、外側部材である外輪２と、内側部材であって、かつ、使用時に回転する回転部材であるハブ３と、複数個の転動体４とを備える。なお、本発明は、駆動輪用のハブユニットにも適用可能である。また、本発明は、外側部材が回転部材であるハブユニット軸受にも適用可能である。
The hub unit bearing 1 in this example is for a driven wheel and comprises an
なお、ハブユニット軸受１に関して、軸方向内側は、車両への組付け状態で車両の幅方向中央側である図１の右側であり、軸方向外側は、車両への組付け状態で車両の幅方向外側である図１の左側である。 Note that with respect to the hub unit bearing 1, the axially inner side is the right side in FIG. 1, which is the center side in the width direction of the vehicle when assembled to the vehicle, and the axially outer side is the left side in FIG. 1, which is the outer side in the width direction of the vehicle when assembled to the vehicle.
外輪２は、内周面に、複列の外輪軌道５ａ、５ｂを有し、かつ、軸方向中間部に、径方向外側に突出した静止フランジ６を有する。静止フランジ６は、径方向中間部の円周方向複数箇所に、軸方向に貫通する支持孔７を有する。外輪２は、静止フランジ６の支持孔７に螺合した支持ボルトにより、懸架装置に対し支持固定され、車輪が回転する際にも回転しない。
The
ハブ３は、外輪２の径方向内側に外輪２と同軸に配置されており、外周面に、複列の外輪軌道５ａ、５ｂと対向する複列の内輪軌道８ａ、８ｂを有する。ハブ３は、外輪２よりも軸方向外側に位置する部分に、径方向外側に突出した回転フランジ９を有し、かつ、軸方向外側の端部に、円筒状のパイロット部１０を有する。
The
回転フランジ９は、軸方向外側面に備えられた、ハブ３の中心軸Ｃを中心とする円環状の環状溝１１、および、円周方向複数箇所のそれぞれに備えられた、軸方向に伸長し、かつ、軸方向外側の端部が環状溝１１の底面１２にのみ開口する雌ねじ孔１３を有する。
The rotating
すなわち、本例では、回転フランジ９の軸方向外側面は、径方向内側部に備えられた内側突き当て部１４と、径方向外側部に備えられた外側突き当て部１５と、径方向中間部に備えられた、ハブ３の中心軸Ｃを中心とする円環状の環状溝１１とを有する。
That is, in this example, the axially outer surface of the rotating
内側突き当て部１４および外側突き当て部１５は、ハブ３の中心軸Ｃに直交する同一の仮想平面内に存在する平坦面により構成されている。
The
環状溝１１は、径方向外側を向いた径方向内側周面１６と、径方向内側を向いた径方向外側周面１７と、軸方向外側を向いた底面１２とを有する。
The
径方向内側周面１６の軸方向内側の端部は、底面１２の径方向内側の端部に接続されている。径方向内側周面１６の軸方向外側の端部は、内側突き当て部１４の径方向外側の端部に接続されている。径方向内側周面１６の軸方向外側の端部と内側突き当て部１４の径方向外側の端部との接続部は、環状溝１１の径方向内側の開口縁部３０ａである。
The axially inner end of the radially inner
径方向外側周面１７の軸方向内側の端部は、底面１２の径方向外側の端部に接続されている。径方向外側周面１７の軸方向外側の端部は、外側突き当て部１５の径方向内側の端部に接続されている。径方向外側周面１７の軸方向外側の端部と外側突き当て部１５の径方向内側の端部との接続部は、環状溝１１の径方向外側の開口縁部３０ｂである。
The axially inner end of the radially outer
図２および図３に示すように、環状溝１１の径方向幅Ｗａは、雌ねじ孔１３の溝底径Ｄａよりも大きい（Ｗａ＞Ｄａ）。なお、雌ねじ孔１３の溝底径Ｄａとは、雌ねじ孔１３のねじ溝底部の直径である。
As shown in Figures 2 and 3, the radial width Wa of the
雌ねじ孔１３のそれぞれは、回転フランジ９の径方向中間部の円周方向等間隔となる複数箇所（図示の例では５箇所）を軸方向に貫通している。すなわち、本例では、雌ねじ孔１３のそれぞれは、軸方向内側の端部が回転フランジ９の軸方向内側面に開口し、軸方向外側の端部が回転フランジ９の軸方向外側面に開口している。ただし、本発明を実施する場合には、雌ねじ孔のそれぞれを、軸方向外側の端部のみが回転フランジの軸方向外側面に開口し、軸方向内側の端部が回転フランジの軸方向内側面に開口していない、有底孔とすることもできる。雌ねじ孔１３のそれぞれの軸方向外側の端部は、環状溝１１の底面１２の径方向中央部に開口している。このため、雌ねじ孔１３の軸方向外側の開口部の径方向両側に隣接する部分のそれぞれにも、環状溝１１の底面１２の一部が存在している。
Each female threaded
すなわち、本例では、図３に示すように、環状溝１１の内径Ｄｉは、ハブ３の中心軸Ｃ（図１および図２参照）を中心とする雌ねじ孔１３の内接円の直径ｄｉよりも小さい（Ｄｉ＜ｄｉ）。なお、ハブ３の中心軸Ｃを中心とする雌ねじ孔１３の内接円とは、ハブ３の中心軸Ｃを中心とし、かつ、雌ねじ孔１３のねじ溝底部に接する仮想円のうち、直径が最も小さい仮想円のことをいう。また、環状溝１１の外径Ｄｏは、ハブ３の中心軸Ｃを中心とする雌ねじ孔１３の外接円の直径ｄｏよりも大きい（Ｄｏ＞ｄｏ）。なお、ハブ３の中心軸Ｃを中心とする雌ねじ孔１３の外接円とは、ハブ３の中心軸Ｃを中心とし、かつ、雌ねじ孔１３のねじ溝底部に接する仮想円のうち、直径が最も大きい仮想円のことをいう。
In this example, as shown in FIG. 3, the inner diameter Di of the
さらに、本例では、回転フランジ９のうち、環状溝１１と軸方向に重畳する部分において、雌ねじ孔１３よりも径方向内側の部分（図３で斜格子を付したα部分）の径方向幅Ｗｉ（＝（ｄｉ－Ｄｉ）／２）と、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（図３で斜格子を付したβ部分）の径方向幅Ｗｏ（＝（Ｄｏ－ｄｏ）／２）とは、互いに等しい（Ｗｉ＝Ｗｏ）。
Furthermore, in this example, in the portion of the
なお、回転フランジ９のうち、環状溝１１と軸方向に重畳する部分において、雌ねじ孔１３よりも径方向内側の部分（α部分）とは、回転フランジ９のうち、環状溝１１と軸方向に重畳する部分において、ハブ３の中心軸Ｃを中心とする雌ねじ孔１３の内接円よりも径方向内側の部分である。また、回転フランジ９のうち、環状溝１１と軸方向に重畳する部分において、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）とは、回転フランジ９のうち、環状溝１１と軸方向に重畳する部分において、ハブ３の中心軸Ｃを中心とする雌ねじ孔１３の外接円よりも径方向外側の部分である。
The portion of the
また、本例では、回転フランジ９の軸方向内側面のうち、雌ねじ孔１３のそれぞれの軸方向内側の開口部の周囲部分は、ハブ３の中心軸Ｃに対して直交する平坦面１８により構成されている。平坦面１８の径方向内側の端部は、環状溝１１の径方向内側の端部よりも径方向内側に位置している。また、平坦面１８の径方向外側の端部は、環状溝１１の径方向外側の端部よりも径方向外側に位置している。
In addition, in this example, the axially inner surface of the
また、本例では、回転フランジ９のうち、環状溝１１と軸方向に重畳する部分において、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）の軸方向の曲げ剛性が、雌ねじ孔１３よりも径方向内側の部分（α部分）の軸方向の曲げ剛性に比べて高い。
In addition, in this example, in the portion of the
このために、本例では、環状溝１１の底面１２は、径方向外側に向かうにしたがって環状溝１１の軸方向深さが減少する形状を有する。具体的には、本例では、底面１２を、径方向外側に向かうにしたがって軸方向外側に向かう方向に傾斜した部分円すい凹面により構成している。なお、本発明を実施する場合に、環状溝の底面の形状として、径方向外側に向かうにしたがって環状溝の軸方向深さが減少する形状を採用する場合には、たとえば部分球状凹面などの、本例とは異なる形状を採用することもできる。すなわち、以下の説明で明らかになるように、底面の形状の如何にかかわらず、Ｔｏ＞Ｔｉを充足しているなら、段付形状など、どのような形状であってもよい。
For this reason, in this example, the
本例では、底面１２の形状として、径方向外側に向かうにしたがって環状溝１１の軸方向深さが減少する形状を採用することによって、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）の軸方向の肉厚Ｔｏを、雌ねじ孔１３よりも径方向内側の部分（α部分）の軸方向の肉厚Ｔｉに比べて大きくしている。なお、肉厚Ｔｏ、Ｔｉのそれぞれは、平坦面１８と底面１２との間の軸方向幅である。
In this example, the
すなわち、本例では、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）の径方向幅Ｗｏと、雌ねじ孔１３よりも径方向内側の部分（α部分）の径方向幅Ｗｉとを、互いに等しくする一方で、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）の軸方向の肉厚Ｔｏを、雌ねじ孔１３よりも径方向内側の部分（α部分）の軸方向の肉厚Ｔｉに比べて大きくしている。つまり、本例では、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）の断面二次モーメントを、雌ねじ孔１３よりも径方向内側の部分（α部分）の断面二次モーメントに比べて大きくしている。これにより、本例では、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）の軸方向の曲げ剛性を、雌ねじ孔１３よりも径方向内側の部分（α部分）の軸方向の曲げ剛性に比べて高くしている。
That is, in this example, the radial width Wo of the portion (β portion) radially outer than the female threaded
すなわち、たとえば片持ち梁では断面二次モーメントが大きい方が曲げ変形しにくいように、本例では、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）の方が、雌ねじ孔１３よりも径方向内側の部分（α部分）に比べて断面二次モーメントが大きいため、軸方向に曲げ変形しにくい。 In other words, just as a cantilever beam is less prone to bending deformation when its second moment of area is large, in this example, the part radially outward from the female threaded hole 13 (β part) has a larger second moment of area than the part radially inward from the female threaded hole 13 (α part), and is therefore less prone to bending deformation in the axial direction.
なお、図示の例では、径方向内側周面１６と径方向外側周面１７とのそれぞれは、直径が軸方向にわたり変化しない円筒面により構成されている。ただし、径方向内側周面と径方向外側周面とのそれぞれを、軸方向外側に向かうにしたがって環状溝の径方向幅が大きくなる方向にテーパ状に傾斜した傾斜面により構成することもできる。
In the illustrated example, the radially inner
また、本例では、回転フランジ９は、円周方向複数箇所に、軸方向に貫通する作業孔１９をさらに有する。作業孔１９のそれぞれは、組立やメンテナンスの際に工具を挿入するなどのために用いられる。本例では、作業孔１９は、雌ねじ孔１３と同数備えられており、円周方向に関して等間隔に配置されている。また、作業孔１９の円周方向に関する配置の位相は、雌ねじ孔１３の円周方向に関する配置の位相に対して半ピッチずれている。
In this example, the
図１に戻り、本例では、ハブ３は、内輪２０とハブ輪２１とを組み合わせてなる。
Returning to Figure 1, in this example, the
内輪２０は、外周面に、軸方向内側の内輪軌道８ａを有する。
The
ハブ輪２１は、外周面の軸方向中間部に、軸方向外側の内輪軌道８ｂを有する。また、ハブ輪２１は、軸方向外側の内輪軌道８ｂよりも軸方向外側に位置する部分に、径方向外側に向けて突出した回転フランジ９を有し、かつ、軸方向外側の端部に、円筒状のパイロット部１０を有する。
The
ハブ３は、ハブ輪２１の軸方向内側部に内輪２０を締り嵌めで外嵌し、かつ、ハブ輪２１の軸方向内側の端部に備えられたかしめ部２２により内輪２０の軸方向内側の端面を押さえ付けることで、内輪２０とハブ輪２１とを結合固定することにより構成されている。
The
ホイール２４および制動用回転体２５は、雌ねじ孔１３のそれぞれに螺合されたハブボルト２６により、回転フランジ９に結合固定される。
The
具体的には、制動用回転体２５の径方向中央部に備えられた内周面を、パイロット部１０の軸方向内側部の外周面に外嵌し、かつ、ホイール２４の径方向中央部に備えられた内周面を、パイロット部１０の軸方向外側部の外周面に外嵌している。また、この状態で、制動用回転体２５およびホイール２４のそれぞれの径方向中間部の円周方向複数箇所に備えられた通孔２７ａ、２７ｂにハブボルト２６を挿通し、かつ、ハブボルト２６の先端部である軸方向内側の端部に備えられた雄ねじ部２８を回転フランジ９の雌ねじ孔１３に軸方向外側から螺合し、さらに締め付けている。これにより、ホイール２４および制動用回転体２５を、回転フランジ９とハブボルト２６の基端部である軸方向外側の端部に備えられた頭部２９とにより軸方向両側から強く挟持することで、ホイール２４および制動用回転体２５を、回転フランジ９に結合固定している。
Specifically, the inner peripheral surface provided in the radial center of the
転動体４は、複列の外輪軌道５ａ、５ｂと複列の内輪軌道８ａ、８ｂとの間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ、保持器２３により保持された状態で転動自在に配置されている。これにより、ハブ３は、外輪２の径方向内側に回転自在に支持されている。なお、本例では、転動体４として玉を使用しているが、玉に代えて円すいころを使用することもできる。また、本例では、軸方向外側列の転動体４のピッチ円直径と、軸方向内側列の転動体４のピッチ円直径とを互いに同じとしているが、本発明は、軸方向外側列の転動体のピッチ円直径と、軸方向内側列の転動体のピッチ円直径とが互いに異なる、異径ＰＣＤ型のハブユニット軸受に適用することもできる。
The rolling
上述したような本例のハブユニット軸受１によれば、ブレーキジャダーの抑制効果を確保しやすい。 The hub unit bearing 1 of this embodiment as described above makes it easier to ensure the effect of suppressing brake judder.
すなわち、本例では、回転フランジ９の軸方向外側面は、径方向中間部に、ハブ３の中心軸Ｃを中心とする円環状の環状溝１１を有する。また、雌ねじ孔１３のそれぞれの軸方向外側の端部は、環状溝１１の底面１２の径方向中央部に開口している。このため、制動用回転体２５およびホイール２４のそれぞれの通孔２７ａ、２７ｂに挿通したハブボルト２６の雄ねじ部２８を、回転フランジ９の雌ねじ孔１３に軸方向外側から螺合し、さらに締め付けることに伴い、雌ねじ孔１３の軸方向外側の開口部の周囲が変形して盛り上がった場合でも、この盛り上がりを環状溝１１内にとどめることで、回転フランジ９の軸方向外側面の環状溝１１以外の部分の面振れ精度を向上させることができる。これにより、制動用回転体２５の径方向外側の端部に備えられた、ブレーキパッドを当接させる部分の面振れ精度を向上させ、制動時にブレーキジャダーの発生を抑制できる。
That is, in this example, the axially outer surface of the
また、本例では、図４（Ａ）に示すように、制動用回転体２５およびホイール２４（図１参照）のそれぞれの通孔２７ａ、２７ｂに挿通したハブボルト２６の雄ねじ部２８を雌ねじ孔１３に螺合した状態で、さらにハブボルト２６を締め付けると、ハブボルト２６の軸力が雌ねじ孔１３に集中する。具体的には、雌ねじ孔１３に、ハブボルト２６の雄ねじ部２８から軸方向外側に引き寄せられる方向の軸力が作用する。これにより、本例では、図４（Ｂ）に誇張して示すように、回転フランジ９および制動用回転体２５のハブボルト２６の周囲部分が軸方向に曲げ変形する傾向となる。
In addition, in this example, as shown in FIG. 4(A), when the male threaded
具体的には、本例では、回転フランジ９および制動用回転体２５のハブボルト２６の周囲部分において、ハブボルト２６よりも径方向内側の部分では、図６（Ｂ）に示した従来構造の場合と同様、環状溝１１の径方向内側の開口縁部３０ａを支点として軸方向に曲げ変形する傾向が大きくなるが、ハブボルト２６よりも径方向外側の部分では、図６（Ｂ）に示した従来構造の場合と異なり、環状溝１１の径方向外側の開口縁部３０ｂを支点として軸方向に曲げ変形する傾向を抑えられる。この理由について、以下に説明する。
Specifically, in this example, in the area around the
すなわち、本例では、回転フランジ９のうち、環状溝１１と軸方向に重畳する部分において、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）の軸方向の曲げ剛性が、雌ねじ孔１３よりも径方向内側の部分（α部分）の軸方向の曲げ剛性に比べて高い。このため、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）は、雌ねじ孔１３よりも径方向内側の部分（α部分）に比べて、軸方向に曲げ変形しにくい。
That is, in this example, in the portion of the
このため、本例では、回転フランジ９の外側突き当て部１５と制動用回転体２５の軸方向内側面との当接部に作用するハブボルト２６の軸力の分配が、回転フランジ９の内側突き当て部１４と制動用回転体２５の軸方向内側面との当接部に作用するハブボルト２６の軸力の分配に比べて、大きくなる。また、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）は、軸方向に曲げ変形しにくいため、回転フランジ９の外側突き当て部１５を、制動用回転体２５の軸方向内側面に対して面押ししやすい。したがって、本例では、回転フランジ９の外側突き当て部１５と制動用回転体２５の軸方向内側面とを、広い範囲で強く密接させることができる。
For this reason, in this example, the distribution of the axial force of the
なお、本例の構造を実施する場合には、たとえば、環状溝１１のうち雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分と軸方向に重畳する部分）の軸方向深さを、従来構造と同じ深さにすることもできるし、従来構造に比べて浅くすることもできる。
When implementing the structure of this example, for example, the axial depth of the portion of the
すなわち、本例の構造では、環状溝１１のうち雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分の軸方向深さを従来構造と同じ深さにする、すなわち、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）の軸方向の曲げ剛性を従来構造と同じ大きさにする場合でも、回転フランジ９の外側突き当て部１５と制動用回転体２５の軸方向内側面との当接部に作用するハブボルト２６の軸力の分配を大きくできる。このため、外側突き当て部１５と制動用回転体２５の軸方向内側面とを、広い範囲で強く密接させることができる。
In other words, in the structure of this example, even if the axial depth of the portion of the
また、本例の構造では、環状溝１１のうち雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分の軸方向深さを従来構造に比べて浅くする、すなわち、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）の軸方向の曲げ剛性を従来構造よりも大きくする場合には、回転フランジ９の外側突き当て部１５と制動用回転体２５の軸方向内側面との当接部に作用するハブボルト２６の軸力の分配を、より大きくでき、かつ、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）が、より軸方向に曲げ変形しにくくなる。このため、外側突き当て部１５と制動用回転体２５の軸方向内側面とを、より強く密接させることができる。
In addition, in the structure of this example, if the axial depth of the portion of the
以上のように、本例では、回転フランジ９の外側突き当て部１５と制動用回転体２５の軸方向内側面とを広い範囲で強く密接させることができる。これにより、制動用回転体２５のうち環状溝１１よりも径方向外側の部分の軸方向の曲げ変形を抑えられる。この結果、回転フランジ９の外側突き当て部１５と制動用回転体２５の軸方向内側面との当接部よりも径方向外側に存在する、制動用回転体２５の径方向外側の端部に備えられた、ブレーキパッドを当接させる部分の面振れ精度をさらに向上させることができる。この結果、ブレーキジャダーの抑制効果をさらに確保できる。
As described above, in this example, the
なお、本例では、制動用回転体２５のうち環状溝１１よりも径方向内側の部分に、軸方向の曲げ変形が生じる傾向となるが、この部分の軸方向の曲げ変形は、ブレーキジャダーの抑制効果に及ぼす影響が極めて低いため、大きな問題とはならない。
In this example, the
［実施形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例について、図５を用いて説明する。
[Second Example of the Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本例のハブユニット軸受でも、回転フランジ９ａのうち、環状溝１１ａと軸方向に重畳する部分において、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（図５で斜格子を付したβ部分）の軸方向の曲げ剛性を、雌ねじ孔１３よりも径方向内側の部分（図５で斜格子を付したα部分）の軸方向の曲げ剛性に比べて高くすることに基づいて、ブレーキジャダーの抑制効果を確保しやすくしている。
In the hub unit bearing of this example, the axial bending stiffness of the portion of the
すなわち、本例では、環状溝１１ａの底面１２ａを、ハブ３ａの中心軸に直交する平坦面により構成している。これにより、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）の軸方向の肉厚Ｔｏと、雌ねじ孔１３よりも径方向内側の部分（α部分）の軸方向の肉厚Ｔｉとを、互いに等しくしている（Ｔｏ＝Ｔｉ）。
That is, in this example, the
また、本例では、環状溝１１ａのうち雌ねじ孔１３よりも径方向外側に位置する部分の径方向幅を、環状溝１１ａのうち雌ねじ孔１３よりも径方向内側に位置する部分の径方向幅に比べて小さくしている。換言すれば、回転フランジ９ａのうち、環状溝１１ａと軸方向に重畳する部分において、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）の径方向幅Ｗｏ（＝（Ｄｏ－ｄｏ）／２）を、雌ねじ孔１３よりも径方向内側の部分（α部分）の径方向幅Ｗｉ（＝（ｄｉ－Ｄｉ）／２）に比べて小さくしている（Ｗｏ＜Ｗｉ）。
Also, in this example, the radial width of a portion of the
つまり、本例では、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）の軸方向の肉厚Ｔｏと、雌ねじ孔１３よりも径方向内側の部分（α部分）の軸方向の肉厚Ｔｉとを、互いに等しくする一方で、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）の径方向幅Ｗｏを、雌ねじ孔１３よりも径方向内側の部分（α部分）の径方向幅Ｗｉに比べて小さくしている。これにより、本例では、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）の軸方向の曲げ剛性を、雌ねじ孔１３よりも径方向内側の部分（α部分）の軸方向の曲げ剛性に比べて高くしている。
In other words, in this example, the axial thickness To of the portion (β portion) radially outer than the female threaded
すなわち、たとえば片持ち梁では梁の長さが短い方が曲げ変形しにくいように、本例では、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）の方が、雌ねじ孔１３よりも径方向内側の部分（α部分）に比べて径方向幅が短いため、軸方向に曲げ変形しにくい。 In other words, just as a cantilever beam is less susceptible to bending deformation when the beam length is shorter, in this example, the portion radially outward from the female threaded hole 13 (β portion) has a shorter radial width than the portion radially inward from the female threaded hole 13 (α portion), and is therefore less susceptible to bending deformation in the axial direction.
以上のような本例の構造では、回転フランジ９ａのうち、環状溝１１ａと軸方向に重畳する部分において、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）の方が、雌ねじ孔１３よりも径方向内側の部分（α部分）に比べて、径方向幅が短く、軸方向の曲げ剛性が高い。このため、雌ねじ孔１３よりも径方向外側の部分（β部分）は、軸方向に曲げ変形しにくい。
In the structure of this example as described above, in the portion of the
このため、本例の構造でも、回転フランジ９ａの外側突き当て部１５と制動用回転体２５（図１参照）の軸方向内側面との当接部に作用するハブボルト２６（図１参照）の軸力の分配が、回転フランジ９ａの内側突き当て部１４と制動用回転体２５の軸方向内側面との当接部に作用するハブボルト２６の軸力の分配に比べて、大きくなる。また、雌ねじ孔１３ａよりも径方向外側の部分（β部分）は、軸方向に曲げ変形しにくいため、回転フランジ９ａの外側突き当て部１５を、制動用回転体２５の軸方向内側面に対して面押ししやすい。したがって、本例の構造でも、回転フランジ９ａの外側突き当て部１５と制動用回転体２５の軸方向内側面とを、広い範囲で強く密接させることができる。この結果、制動用回転体２５のうち環状溝１１ａよりも径方向外側の部分の軸方向の曲げ変形を抑えられ、ブレーキジャダーの抑制効果を確保できる。
その他の構成および作用効果は、実施の形態の第１例と同じである。
Therefore, even in the structure of this example, the distribution of the axial force of the hub bolt 26 (see FIG. 1) acting on the contact portion between the
The other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
なお、本発明は、矛盾が生じない限り、各実施の形態の構造を適宜組み合わせて実施することができる。具体的には、本発明は、環状溝の底面が、径方向外側に向かうにしたがって前記環状溝の軸方向深さが減少する形状を有する構成と、前記環状溝のうち雌ねじ孔よりも径方向外側に位置する部分の径方向幅が、前記環状溝のうち前記雌ねじ孔よりも径方向内側に位置する部分の径方向幅に比べて小さい構成との、双方の構成を備えた構造を採用することもできる。 The present invention can be implemented by appropriately combining the structures of each embodiment, as long as no contradiction occurs. Specifically, the present invention can employ a structure that has both a configuration in which the bottom surface of the annular groove has a shape in which the axial depth of the annular groove decreases as it moves radially outward, and a configuration in which the radial width of a portion of the annular groove located radially outward from the female threaded hole is smaller than the radial width of a portion of the annular groove located radially inward from the female threaded hole.
１ ハブユニット軸受
２ 外輪
３、３ａ ハブ
４ 転動体
５ａ、５ｂ 外輪軌道
６ 静止フランジ
７ 支持孔
８ａ、８ｂ 内輪軌道
９、９ａ 回転フランジ
１０ パイロット部
１１、１１ａ 環状溝
１２、１２ａ 底面
１３ 雌ねじ孔
１４ 内側突き当て部
１５ 外側突き当て部
１６ 径方向内側周面
１７ 径方向外側周面
１８ 平坦面
１９ 作業孔
２０ 内輪
２１ ハブ輪
２２ かしめ部
２３ 保持器
２４ ホイール
２５ 制動用回転体
２６ ハブボルト
２７ａ、２７ｂ 通孔
２８ 雄ねじ部
２９ 頭部
３０ａ、３０ｂ 開口縁部
１００ 回転フランジ
１０１ 環状溝
１０２ 底面
１０３ 雌ねじ孔
１０４ 制動用回転体
１０５ 通孔
１０６ ハブボルト
１０７ 雄ねじ部
１０８ａ、１０８ｂ 開口縁部
LIST OF SYMBOLS 1 hub unit bearing 2
Claims (1)
外周面に内輪軌道を有する内側部材と、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に配置された複数個の転動体とを備え、
前記外側部材と前記内側部材とのうちで使用時に回転する回転部材は、径方向外側に突出した回転フランジを有し、
前記回転フランジは、軸方向外側面に備えられた、前記回転部材の中心軸を中心とする円環状の環状溝、および、円周方向複数箇所のそれぞれに備えられた、軸方向に伸長しかつ軸方向外側の端部が前記環状溝の底面にのみ開口する雌ねじ孔を有しており、
前記環状溝の底面は、径方向外側に向かうにしたがって前記環状溝の軸方向深さが減少する形状を有しており、
前記回転フランジのうち、前記環状溝と軸方向に重畳する部分において、前記雌ねじ孔よりも径方向外側の部分の軸方向の曲げ剛性が、前記雌ねじ孔よりも径方向内側の部分の軸方向の曲げ剛性に比べて高い、
ハブユニット軸受。 an outer member having an outer ring raceway on an inner circumferential surface;
an inner member having an inner ring raceway on an outer circumferential surface;
a plurality of rolling elements disposed between the outer ring raceway and the inner ring raceway for free rolling motion;
A rotating member that rotates during use among the outer member and the inner member has a rotating flange that protrudes radially outward,
the rotating flange has an annular groove formed on an axially outer surface thereof and centered on a central axis of the rotating member, and a plurality of female thread holes formed at each of a plurality of locations in a circumferential direction, the female thread holes extending in the axial direction and having axially outer ends opening only to a bottom surface of the annular groove,
A bottom surface of the annular groove has a shape in which the axial depth of the annular groove decreases toward the radially outer side,
a portion of the rotating flange that overlaps with the annular groove in the axial direction has a bending rigidity in the axial direction that is radially outer than the female threaded hole, the bending rigidity in the axial direction being higher than a portion of the rotating flange that overlaps with the annular groove in the axial direction.
Hub unit bearing.
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