(57)【要約】【課題】複数のプレート部が形成された車輪取付フランジを備えた車輪用軸受装置において、ボルト穴の位置度または真円度を改善する。【解決手段】内周に複列の外側軌道面２ｃ・２ｄを有する外方部材２と、外周に複列の内側軌道面３ｂ・３ｃを有する内方部材３と、外方部材２と内方部材３のそれぞれの軌道面間に介装される複数の転動体４１と、を備えた車輪用軸受装置１であって、内方部材３は、ハブ輪３１と内輪３２とからなり、ハブ輪３１は、ハブボルト３３を圧入するボルト穴３ｅを含む車輪取付フランジ３ｄを有し、車輪取付フランジ３ｄは、内方部材３の径方向外側へ広がるとともに、内方部材３の回転軸Ａを中心に放射状に延びた複数のプレート部３ｈで構成されていて、プレート部３ｈのうち径方向外側面および周方向両側側面にストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎが形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、
外周に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のそれぞれの軌道面間に介装される複数の転動体と、
を備えた車輪用軸受装置であって、
前記内方部材は、ハブ輪と内輪とからなり、
前記ハブ輪は、ハブボルトを圧入するボルト穴を含む車輪取付フランジを有し、
前記車輪取付フランジは、前記内方部材の径方向外側へ広がるとともに、前記内方部材の回転軸を中心に放射状に延びた複数のプレート部で構成されていて、
前記プレート部のうち径方向外側面および周方向両側側面にストレート部が形成されている、車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記ボルト穴の軸心方向から見た前記ストレート部の形成長さが、前記ボルト穴の内径以上である請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記ハブボルトは、セレーション部が形成されており、
前記ボルト穴の軸心方向における前記ストレート部の形成高さが、前記セレーション部の前記ボルト穴に圧入された部分の長さ以上である請求項１または請求項２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記プレート部の径方向外側面および周方向両側側面に直交する方向から見て、
前記ボルト穴の軸方向における前記ストレート部の形成範囲の内側に、前記セレーション部の前記ボルト穴に圧入された部分が位置している請求項３に記載の車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載された車輪用軸受装置は、内方部材の外周に径方向外側へ広がる車輪取付フランジが形成されている。特許文献１の車輪取付フランジは、内方部材の回転軸を中心に放射状に延びる複数のプレート部で構成されることで、軸受全体の重量の軽量化を実現している。しかし、このような車輪取付フランジでは、プレート部に形成されたボルト穴の位置度（理論的に正確な位置からの狂いの大きさ）または真円度（幾何学的に正しい円からの狂いの大きさ）が悪化するという問題があった。そこで、複数のプレート部が形成された車輪取付フランジを備える車輪用軸受装置において、ボルト穴の位置度または真円度の改善が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−７９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数のプレート部が形成された車輪取付フランジを備えた車輪用軸受装置において、ボルト穴の位置度または真円度を改善する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第一の発明は、内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、外周に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のそれぞれの軌道面間に介装される複数の転動体と、を備えた車輪用軸受装置であって、前記内方部材は、ハブ輪と内輪とからなり、前記ハブ輪は、ハブボルトを圧入するボルト穴を含む車輪取付フランジを有し、前記車輪取付フランジは、前記内方部材の径方向外側へ広がるとともに、前記内方部材の回転軸を中心に放射状に延びた複数のプレート部で構成されていて、前記プレート部のうち径方向外側面および周方向両側側面にストレート部が形成されているものである。
【０００６】
また、第二の発明は、第一の発明において、前記ボルト穴の軸心方向から見た前記ストレート部の形成長さが、前記ボルト穴の内径以上である。
【０００７】
また、第三の発明は、第一の発明または第二の発明において、前記ハブボルトは、セレーション部が形成されており、前記ボルト穴の軸心方向における前記ストレート部の形成高さが、前記セレーション部の前記ボルト穴に圧入された部分の長さ以上である。
【０００８】
第四の発明は、第三の発明において、前記プレート部の径方向外側面および周方向両側側面に直交する方向から見て、前記ボルト穴の軸方向における前記ストレート部の形成範囲の内側に、前記セレーション部の前記ボルト穴に圧入された部分が位置しているものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１０】
第一の発明に係る車輪用軸受装置は、複数のプレート部が形成された車輪取付フランジを備える場合において、ボルト穴の位置度または真円度を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】車輪用軸受装置を示す斜視図。
【図２】車輪用軸受装置を示す断面図。
【図３】ハブ輪における車輪取付フランジの構造を示す図。
【図４】車輪取付フランジのプレート部を示す図。
【図５】ボルト穴にハブボルトが圧入された状態におけるプレート部の断面図、（Ａ）図４におけるＥ−Ｅ矢視図、（Ｂ）図４におけるＦ−Ｆ矢視図。
【図６】プレート部におけるボルト穴の形成方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず、本発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置１について説明する。
【００１３】
図１および図２に示すように、車輪用軸受装置１は、車輪を回転自在に支持するものである。車輪用軸受装置１は、外方部材２と、内方部材３と、転動体列４と、を備えている。なお、本明細書において、「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。また、「径方向外側」とは、内方部材３の回転軸Ａから遠ざかる方向を表し、「径方向内側」とは、内方部材３の回転軸Ａに近づく方向を表す。さらに、「周方向」とは、内方部材３の回転軸Ａを中心に旋回する方向を表す。
【００１４】
外方部材２は、転がり軸受構造の外輪部分を構成するものである。外方部材２のインナー側端部における内周には、嵌合面２ａが形成されている。また、外方部材２のアウター側端部における内周には、嵌合面２ｂが形成されている。さらに、嵌合面２ａと嵌合面２ｂとの間には、二つの外側軌道面２ｃ・２ｄが形成されている。加えて、外方部材２には、径方向外側へ広がる車体取付フランジ２ｅが形成されている。車体取付フランジ２ｅには、車体と外方部材２とを締結する締結部材（ここでは、ボルト）が挿通される複数のボルト穴２ｆが設けられている。
【００１５】
内方部材３は、転がり軸受構造の内輪部分を構成するものである。内方部材３は、ハブ輪３１と内輪３２で構成されている。
【００１６】
ハブ輪３１は、外方部材２に挿通されている。ハブ輪３１のインナー側端部における外周には、軸方向中央部まで小径段部３ａが形成されている。小径段部３ａは、ハブ輪３１の外径が小さくなった部分を指し、その外周面が回転軸Ａを中心とする円筒形状となっている。また、ハブ輪３１の外周には、内側軌道面３ｃが形成されている。内側軌道面３ｃは、外側軌道面２ｄに対向している。
【００１７】
加えて、ハブ輪３１には、その外周に径方向外側へ広がる車輪取付フランジ３ｄが形成されている。車輪取付フランジ３ｄには、回転軸Ａを中心に複数のボルト穴３ｅが設けられており、それぞれのボルト穴３ｅにハブボルト３３が圧入（挿通）されている。ハブボルト３３を介して、車輪のホイールおよびディスクロータ等の制動部材がハブ輪３１に固定される。
【００１８】
内輪３２は、ハブ輪３１の小径段部３ａに外嵌されている。内輪３２のインナー側端部における外周には、嵌合面３ｆが形成されている。また、嵌合面３ｆに隣接する外周には、内側軌道面３ｂが形成されている。内輪３２は、ハブ輪３１の小径段部３ａに外嵌されることにより、ハブ輪３１の外周に内側軌道面３ｂを構成している。内側軌道面３ｂは、外側軌道面２ｃに対向している。なお、内輪３２は、小径段部３ａに外嵌された状態で、この小径段部３ａの先端を径方向外側へ押し広げて形成された加締部３ｇによって固定されている。
【００１９】
転動体列４は、転がり軸受構造の転動部分を構成するものである。インナー側およびアウター側の転動体列４は、外側軌道面２ｃと内側軌道面３ｂ・３ｃとの間に転動自在に介装される複数の転動体４１と、転動体４１を保持する保持器４２で構成されている。
【００２０】
また、本車輪用軸受装置１は、外方部材２の内部空間Ｓを密封するためにシール部材６とキャップ部材７を備えている。シール部材６は、外方部材２のアウター側端部に装着されるものである。キャップ部材７は、外方部材２のインナー側端部に装着されるものである。
【００２１】
次に、車輪用軸受装置１について詳細に説明する。
【００２２】
図３に示すように、車輪取付フランジ３ｄは、ハブ輪３１のうちアウター側部分に設けられている。具体的には、車輪取付フランジ３ｄは、ハブ輪３１の外周のうちアウター側部分から径方向外側に延びている。車輪取付フランジ３ｄは、ハブ輪３１の回転軸Ａを中心に放射状に延びる複数のプレート部３ｈで構成されている。具体的に説明すると、車輪取付フランジ３ｄは、ハブ輪３１の回転軸Ａを中心に位相角９０°ごとに延びた計四本のプレート部３ｈで構成されている。なお、車輪取付フランジ３ｄは、四本以上のプレート部３ｈで構成されていればよい。ここで、車輪を前進させる側の回転方向を基準として、それぞれのプレート部３ｈにおける回転方向前側部を「前端部」と定義し、それぞれのプレート部３ｈにおける回転方向後側部を「後端部」と定義する。また、それぞれのプレート部３ｈにおける径方向外側部を「外端部」と定義する。
【００２３】
図３および図４に示すように、それぞれのプレート部３ｈには、その外端部に外端ストレート部３ｋ、前端部に前端ストレート部３ｍ、後端部に後端ストレート部３ｎが形成されている。ストレート部３ｋは、回転軸Ａの軸方向から見て、回転軸Ａの軸心位置とボルト穴３ｅの中心（軸心Ｇの位置）を通る直線に対して垂直となるように形成されている。また、各ストレート部３ｍ・３ｎは、回転軸Ａの軸方向から見て、回転軸Ａの軸心位置とボルト穴３ｅの中心（軸心Ｇの位置）を通る直線に対して平行となるように形成されている。各ストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎは平面状の部位であり（図１参照）、軸心Ｇの軸方向から見て、直線状の形態を有している。
【００２４】
以下に、各ストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎについて詳しく説明する。
【００２５】
図４に示すように、外端ストレート部３ｋは、プレート部３ｈの外端部に長さＬｋで形成されている。前端ストレート部３ｍは、プレート部３ｈの前端部に長さＬｍで形成されている。後端ストレート部３ｎは、プレート部３ｈの後端部に長さＬｎで形成されている。
【００２６】
前端ストレート部３ｍの長さＬｍは、ボルト穴３ｅの内径Ｄ以上（Ｄ≦Ｌｍ）である。後端ストレート部３ｎの長さＬｎは、ボルト穴３ｅの内径Ｄ以上（Ｄ≦Ｌｎ）である。
【００２７】
ここで、プレート部３ｈの周方向前側面に直交する方向から見たプレート部３ｈの前端部におけるボルト穴３ｅの形成範囲に対応する範囲を形成範囲Ｗ１と規定する。形成範囲Ｗ１は、回転軸Ａの軸心位置とボルト穴３ｅの中心（軸心Ｇの位置）を通る直線Ｘ０とボルト穴３ｅの外形線との交点における二つの接線Ｘ１・Ｘ２で挟まれる範囲として規定される。すると、前端ストレート部３ｍは、その内側に形成範囲Ｗ１を包含している。また、前端ストレート部３ｍと同様に、後端ストレート部３ｎは、その内側に形成範囲Ｗ１を包含している。
【００２８】
そして、本実施形態で示した前端ストレート部３ｍと後端ストレート部３ｎは、互いに平行である。
【００２９】
また、外端ストレート部３ｋの長さＬｋは、ボルト穴３ｅの内径Ｄ以上（Ｄ≦Ｌｋ）である。
【００３０】
ここで、プレート部３ｈの径方向外側面に直交する方向から見たプレート部３ｈの外端部におけるボルト穴３ｅの形成範囲に対応する範囲を形成範囲Ｗ２と規定する。形成範囲Ｗ２は、直線Ｘ０に直交しボルト穴３ｅの中心（軸心Ｇの位置）を通る直線Ｙ０と、ボルト穴３ｅの外形線との交点における二つの接線Ｙ１・Ｙ２で挟まれる範囲として規定される。すると、外端ストレート部３ｋは、その内側に形成範囲Ｗ２を包含している。
【００３１】
また、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、プレート部３ｈに形成された各ストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎは、径方向外側面および周方向両側面に直交する方向から見て、ボルト穴３ｅの軸心Ｇの方向（プレート部３ｈの厚さ方向）に高さＨａで形成されている。
【００３２】
ボルト穴３ｅに挿通されるハブボルト３３は、ヘッド部３３ａの首下近傍にセレーション部３３ｂが形成されている。セレーション部３３ｂは、ネジが形成されるネジ部３３ｃに比して拡径されている略円柱状の部位であり、外周面に鋸歯状の溝（セレーション）が形成されている。ハブボルト３３は、セレーション部３３ｂをボルト穴３ｅに圧入することによって、ハブ輪３１にハブボルト３３が嵌合される。
【００３３】
ここで、車輪用軸受装置１は、セレーション部３３ｂのボルト穴３ｅに圧入される部位である圧入部３３ｄの圧入長さＨｂが、各ストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎの形成高さＨａ以下（Ｈｂ≦Ｈａ）である。さらに、車輪用軸受装置１は、ボルト穴３ｅの軸心Ｇに直交する方向から見て、圧入部３３ｄが、各ストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎの形成範囲の内側に包含されている。
【００３４】
即ち、車輪用軸受装置１では、ハブボルト３３をボルト穴３ｅに圧入した状態で、圧入部３３ｄは、ボルト穴３ｅの軸心Ｇの方向において、各ストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎの形成範囲の内側に配置されている。
【００３５】
以下に、プレート部３ｈに対するボルト穴３ｅの形成方法について説明する。
【００３６】
本車輪用軸受装置１を構成するハブ輪３１の製造において、ボルト穴３ｅは、未だボルト穴が加工されていないプレート部３ｈに対して、ドリル等の工具を用いて機械加工（例えば、切削加工）を施すことにより形成される。
【００３７】
図６に示すように、未だボルト穴が加工されていないプレート部３ｈにボルト穴３ｅを穿設するときには、まず、各ストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎを拘束治具によって拘束しておく。即ち、プレート部３ｈは、３方に形成された各ストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎを利用して、各ストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎが形成されている側に向けてプレート部３ｈが変位することが無いように拘束されている。なお、拘束治具によるプレート部３ｈの拘束力は、ドリル等の加工力がプレート部３ｈに作用したときに、プレート部３ｈを変位不能とさせることができる程度の拘束力とする。なお、ここで言う「変位」には、プレート部３ｈを構成する材料の流動・材料の変形等の概念が含まれている。
【００３８】
そして、ボルト穴３ｅの軸心Ｇの位置を目標として、ドリル等の工具により、ボルト穴３ｅを穿設する。プレート部３ｈは、ボルト穴３ｅの穿設する際に該ボルト穴３ｅの内周面から見てその裏側に当たる３方に、各ストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎが形成されている。そして、ボルト穴３ｅを穿設する際には、各ストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎに拘束治具が配置されている。このため、ボルト穴３ｅと各ストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎとの間の部位を構成する材料は、ボルト穴３ｅを穿設する際に、拘束治具によって、各ストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎが形成されている３方への変位が規制される。
【００３９】
なおこのとき、拘束治具により各ストレート部３ｍ・３ｎを拘束する範囲は、形成範囲Ｗ１を包含する範囲であればよく、少なくとも、形成範囲Ｗ１においては、前端ストレート部３ｍと後端ストレート部３ｎに対して各拘束治具が隙間なく接するようにしている。また、拘束治具により外端ストレート部３ｋを拘束する範囲は、形成範囲Ｗ２を包含する範囲であればよく、少なくとも、形成範囲Ｗ２においては、外端ストレート部３ｋに対して拘束治具が隙間なく接するようにしている。
【００４０】
例えば、ボルト穴３ｅと各ストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎとの間に位置する材料が、ボルト穴３ｅの形成に伴って外側に流動すると、その流動に追従してドリル等の工具が移動し、ドリル等の回転中心が軸心Ｇの位置から外れていく。このようなドリル等の工具の移動は、ボルト穴３ｅの位置度または真円度の悪化を招く要因となる。
【００４１】
また、例えば、ボルト穴３ｅの周囲に、２つのストレート部３ｍ・３ｎのみが形成されている構成では、ボルト穴３ｅの穿設する際に、プレート部３ｈが径方向外側に変位することを抑制できない。
【００４２】
さらに、例えば、拘束部位を円弧状の形態とした構成（即ち、ストレート部が無い構成）では、その拘束部位に対して拘束治具を隙間なく沿わせることが難しく、ボルト穴３ｅを穿設する際において、拘束治具による拘束効果（即ち、プレート部３ｈの変位を抑制する効果）が十分に得られない可能性がある。
【００４３】
一方、本願発明に係る車輪用軸受装置１は、プレート部３ｈにストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎを備えており、各ストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎを各拘束治具によって拘束した状態で、ボルト穴３ｅが穿設される。このため、車輪用軸受装置１では、ボルト穴３ｅの穿設に際して、ドリル等の工具の回転中心が軸心Ｇの位置から外れていくことを抑制できる。このようにして作製した車輪用軸受装置１では、プレート部３ｈにストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎを備えていない構成に比べて、各ボルト穴３ｅ・３ｅ・・・の位置度または真円度が良好である。
【００４４】
また、車輪用軸受装置１では、各ストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎの形成長さを、ボルト穴３ｅの内径Ｄ以上としているため、ボルト穴３ｅの穿設時において、プレート部３ｈの変位を確実に抑制することができる。
【００４５】
また、車輪用軸受装置１では、ボルト穴３ｅの軸心Ｇの方向における各ストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎの形成高さＨａを、ハブボルト３３の圧入部３３ｄの圧入長さＨｂ以上としている。このため、ボルト穴３ｅの軸心Ｇの方向における圧入部３３ｄに対応する範囲において、ボルト穴３ｅの真円度を改善することができる。また、これにより、ハブボルト３３のセレーション部３３ｂとボルト穴３ｅの間で生じるスリップトルクを確保することができる。
【００４６】
さらに、各ストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎは、ボルト穴３ｅの軸心Ｇの方向において、ハブボルト３３の圧入部３３ｄを包含する範囲に形成されている。換言すれば、車輪用軸受装置１では、プレート部３ｈの径方向外側面および周方向両側側面に直交する方向から見て、ボルト穴３ｅの軸心Ｇの方向における各ストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎの形成範囲の内側に、圧入部３３ｄが位置している。このため、ボルト穴３ｅの軸心Ｇの方向における圧入部３３ｄが存在する範囲内においては、ボルト穴３ｅの位置度または真円度が良好に維持されている。これにより、ボルト穴３ｅに圧入されたハブボルト３３の位置度が良好に維持されるとともに、ボルト穴３ｅに対するハブボルト３３のスリップトルクが確実に確保される。
【００４７】
このように、車輪用軸受装置１は、それぞれのプレート部３ｈの外端部、前端部、後端部の計３方に各ストレート部３ｋ・３ｍ・３ｎが設けられている。かかる車輪用軸受装置１によれば、プレート部３ｈに形成した各ボルト穴３ｅ・３ｅ・・・の位置度または真円度を改善することができる。
【００４８】
そして、車輪用軸受装置１は、各ボルト穴３ｅ・３ｅ・・・の位置度を改善することによって、車輪取付フランジ３ｄに対するホイールの着脱性を良好に保つことができる。また、車輪用軸受装置１は、ボルト穴３ｅの真円度を改善することによって、ボルト穴３ｅに対するセレーション部３３ｂの食い込み量を、セレーション部３３ｂの外周方向で均一化することができ、ひいては、ボルト穴３ｅに対するハブボルト３３のスリップトルクを確保できる。
【００４９】
上記説明において、本願発明に係る車輪用軸受装置１は、車体取付フランジ２ｅを有している外方部材２と、ハブ輪３１に一つの内輪３２が嵌合されている内方部材３と、で構成された内方部材回転仕様の第３世代構造としているが、本願発明に係る車輪用軸受装置の構造をこれに限定するものではない。例えば、車輪取付フランジを有している外方部材と、車体取付フランジを有している支持軸に一つの内輪が嵌合されている内方部材と、で構成された外方部材回転仕様の第３世代構造であってもよい。さらに、車体取付フランジを有している外方部材と、一対の内方部材で構成され、この一対の内方部材がハブ輪の外周に嵌合される内方部材回転仕様の第２世代構造であってもよい。また、車輪取付フランジを有している外方部材と、一対の内方部材で構成され、この一対の内方部材が支持軸の外周に嵌合される外方部材回転仕様の第２世代構造であってもよい。さらに、内方部材としてハブ輪と自在継手が連結されており、車体取付フランジを有している外方部材と、ハブ輪と自在継手の嵌合体である内方部材と、で構成された第４世代構造であってもよい。
【００５０】
なお、本願における発明は、各実施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、種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、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。
【符号の説明】
【００５１】
１      車輪用軸受装置
２      外方部材
２ｃ    外側軌道面
２ｄ    外側軌道面
３      内方部材
３ｂ    内側軌道面
３ｃ    内側軌道面
３ｄ    車輪取付フランジ
３ｅ    ボルト穴
３ｈ    プレート部
３ｋ    外端ストレート部
３ｍ    前端ストレート部
３ｎ    後端ストレート部
３３    ハブボルト
３３ｂ  セレーション部
３３ｄ  圧入部（圧入された部分）
４１    転動体
Ａ      （内方部材および外方部材の）回転軸
Ｇ      （ボルト穴の）軸心
Ｄ      （ボルト穴の）内径
Ｌｋ    （外端ストレート部の）形成長さ
Ｌｍ    （前端ストレート部の）形成長さ
Ｌｎ    （後端ストレート部の）形成長さ
Ｈａ    （ストレート部の）形成高さ
Ｈｂ    （圧入部の）圧入長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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