(57)【要約】      （修正有）【課題】ハブフランジのボルト取付穴の形状を改良し、ハブフランジの変形を防止するようにした転がり軸受装置を提供する。【解決手段】ハブボルト９の頭部９ｂ寄りのねじ軸部９ａの一部の外周面９ｃには、所定長さの歯幅Ｗで、ねじ軸部９ａの径方向に一定高さの歯たけＨを満足させる外径の歯９ｅを有するセレーション９ｄが形成され、一方、ハブフランジ３ｂには、ハブボルト９のねじ軸部９ａが貫通し、セレーション９ｄが圧入される所定貫通長さＬの丸穴状のボルト取付穴３ｂ１が形成され、該ボルト取付穴３ｂ１は、ハブボルト９の圧入時の圧入方向Ｆ下流側に向かって、その穴径が漸次大きくなるようにテーパー穴状に形成され、セレーション９ｄの歯９ｅの歯幅Ｗを、ボルト取付穴３ｂ１の貫通長さＬより短く形成し、このセレーション９ｄをボルト取付穴３ｂ１に圧入した後、セレーション９ｄの圧入方向Ｆの圧入先端部９ｄ１がボルト取付穴３ｂ１内に位置する。【選択図】図２
2010116053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブフランジに固定され、車輪を装着するためのハブボルトを備える転がり軸受装置であって、
前記ハブボルトは、先端から一定の領域におねじが形成されるねじ軸部と、該ねじ軸部の基端に形成されるボルト頭部を有し、該ボルト頭部寄りの前記ねじ軸部の前記おねじが形成されていない領域の外周面には、前記ねじ軸部の軸方向に所定長さの歯幅で形成されるとともに、前記ねじ軸部の軸心と平行に形成される歯先を有する山形の歯を備えるセレーションが形成され、
一方、前記ハブフランジには、前記ハブボルトの前記ねじ軸部が貫通し、該ねじ軸部の前記セレーションの歯先が所定圧入締め代で圧入される所定貫通長さの丸穴状のボルト取付穴が形成され、該ボルト取付穴は、前記ハブボルトの圧入時の圧入方向下流側に向かって、その穴径が漸次大きくなるようにテーパー穴状に形成され、
前記セレーションの前記歯の前記歯幅を、前記ボルト取付穴の前記貫通長さより短く形成し、このセレーションを前記ボルト取付穴に圧入した後、前記セレーションの圧入方向の圧入先端部が前記ボルト取付穴内に位置することを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
前記セレーションが前記ボルト取付穴に圧入された後の前記セレーションの前記歯幅内において、前記セレーションと前記ボルト取付穴との間の圧入締め代を、圧入方向の下流側で無くすように、前記ボルト取付穴のテーパー穴径が形成されることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記セレーションが前記ボルト取付穴に圧入される際、前記セレーションにおける歯の圧入先端部側で、前記ボルト取付穴の内周面を切り込みながら、当該内周面に前記セレーションの前記歯を食い込ませることを特徴とする請求項２に記載の転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハブフランジに、車輪を取り付けるためのハブボルトが固定された転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両に使用される転がり軸受装置において、ハブフランジに形成されたボルト孔に、このボルト孔内径よりも大径に形成されるセレーションを有するハブボルトを圧入固定して、所定のスリップトルクを満足させているものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−９４９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、この転がり軸受装置におけるハブフランジのボルト孔は内径が同一のストレート孔であるため、ハブボルトが圧入されると、圧入時の圧入締め代が圧入終了まで変わらないことによって、ボルト孔の周囲部分を変形させる押圧力が大きく作用し、ハブボルトの突出側のボルト孔の周囲部分が膨出してハブフランジ全体として変形してしまう。この結果、ハブフランジの振れ精度が悪化することとなり、ハブフランジに取り付けられるブレーキロータの振れ回りが発生し、ブレーキパッドとブレーキロータとの接触が不均一となるため、偏磨耗、ブレーキ振動、異音、車両制動不良などが併発する問題点を有している。
【０００５】
本発明の課題は、上記の問題点に鑑み、ハブフランジのボルト取付穴の形状を改良し、ハブフランジの変形を防止するようにした転がり軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の転がり軸受装置は、ハブフランジに固定され、車輪を装着するためのハブボルトを備える転がり軸受装置であって、前記ハブボルトは、先端から一定の領域におねじが形成されるねじ軸部と、該ねじ軸部の基端に形成されるボルト頭部を有し、該ボルト頭部寄りの前記ねじ軸部の前記おねじが形成されていない領域の外周面には、前記ねじ軸部の軸方向に所定長さの歯幅で形成されるとともに、前記ねじ軸部の軸心と平行に形成される歯先を有する山形の歯を備えるセレーションが形成され、一方、前記ハブフランジには、前記ハブボルトの前記ねじ軸部が貫通し、該ねじ軸部の前記セレーションの歯先が所定圧入締め代で圧入される所定貫通長さの丸穴状のボルト取付穴が形成され、該ボルト取付穴は、前記ハブボルトの圧入時の圧入方向下流側に向かって、その穴径が漸次大きくなるようにテーパー穴状に形成され、前記セレーションの前記歯の前記歯幅を、前記ボルト取付穴の前記貫通長さより短く形成し、このセレーションを前記ボルト取付穴に圧入した後、前記セレーションの圧入方向の圧入先端部が前記ボルト取付穴内に位置することを特徴とする。
【０００７】
上記構成とすることにより、ハブボルトの圧入過程において、圧入初期に大きく設定された圧入締め代が圧入過程が進むにつれて小さくなるので、その圧入締め代によるボルト取付穴に加わる押圧力も小さくなり、しかも、圧入後には、セレーションの圧入先端部がボルト取付穴内に位置するため、圧入方向下流側への塑性変形が起り難く、ハブフランジのハブボルト突出側のフランジ面側の塑性変形が小さくなる。この結果、ハブフランジのハブボルト突出側のフランジ面の膨出変形を無くしたり、小さくしたりでき、ハブフランジの変形による振れ精度の悪化を防止できることとなる。また、圧入初期の圧入締め代を所定のスリップトルクを満足させるように設定しても、かかる状態における塑性変形がハブフランジのハブボルト突出側のフランジ面側で起り難くできるため、当該フランジ面の膨出変形を抑制した状態で、圧入終了時に十分なる固定力（スリップトルク）を発揮できる転がり軸受装置と提供できることとなる。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の転がり軸受装置において、前記セレーションが前記ボルト取付穴に圧入された後の前記セレーションの前記歯幅内において、前記セレーションと前記ボルト取付穴との間の圧入締め代を、圧入方向の下流側で無くすように、前記ボルト取付穴のテーパー穴径が形成されることを特徴とすることにより、セレーションの歯幅がボルト取付穴内に位置する形態であることと相まって、その圧入締め代によるボルト取付穴に加わる押圧力もハブフランジのハブボルト突出側のフランジ面からさらに離れさせることができ、ハブボルト突出側のフランジ面側の膨出変形をさらに小さくできるため、ハブフランジの変形による振れ精度の悪化の防止に有益となる。また、ボルト取付穴がセレーションで削られて発生する削りカスも圧入過程が進むにつれて少なく、若しくは無くなるため、その削りカスによってハブフランジなどの表面を傷付けることが防止される。
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の転がり軸受装置において、前記セレーションが前記ボルト取付穴に圧入される際、前記セレーションにおける歯の圧入先端部側で、前記ボルト取付穴の内周面を切り込みながら、当該内周面に前記セレーションの前記歯を食い込ませることを特徴とすることにより、ハブボルトの圧入過程において、圧入初期に大きく設定された圧入締め代が圧入過程が進むにつれて小さくなるとともに、圧入締め代が大きく設定された圧入過程でボルト取付穴の内周面を切り込みながら前記歯を食い込ませるようにできるため、大きく設定された圧入締め代は、実質的に小さくなり、その圧入締め代によるボルト取付穴に加わる押圧力もさらに小さくなるので、ハブフランジのハブボルト突出側のフランジ面側の膨出変形がさらに小さくなり、ハブフランジの変形による振れ精度の悪化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態につき図面に示す実施例を参照して説明する。図１は、本発明に係る転がり軸受装置の取付状態の断面図である。図１において、転がり軸受装置１は、軸受鋼材からなる固定輪としての外輪２ａと、回転輪としての内輪２ｂと、該内輪２ｂと外輪２ａとの間に介在される複数列で配列される転動体２ｃから構成される転がり軸受２を備えている。
【００１１】
また、内輪２ｂはハブ３と一体形成されている。ハブ３は車両アウター側で車輪（図示せず）と接続するようにして装着するためのハブボルト９が固定されている。このハブボルト９は、外方へ突設される円盤状のハブフランジ３ｂのボルト取付穴３ｂ１に軸圧入されている。
【００１２】
ハブフランジ３ｂは、内輪２ｂを構成する軸部２ｂ１の一端部（車両アウター側）の外周に、径方向Ｘ外方へ突設されて一体形成されている。また、軸部２ｂ１の他端部（車両インナー側）には、外径が一段小径となった小径部２ｂ２が形成されている。該小径部２ｂ２には、別体で形成され、その外周面が複数列で配列される一方の転動体２ｃが転動する転動面２ｂ３を備える内輪分割体２ｂ４が圧入固定されている。また、軸部２ｂ１の一端部と他端部との間の外周面には、複数列で配列される他方の転動体２ｃが転動する転動面２ｂ５が形成されている。このように軸部２ｂ１の他端部に内輪分割体２ｂ４が圧入されて一体化されることによって、一端部にハブフランジ３ｂを備えた内輪２ｂが構成される。
【００１３】
内輪２ｂの軸部２ｂ１には、動力を伝達する駆動軸としてのドライブシャフト４がスプライン結合される連結挿通孔２ｂ６が形成されている。該連結挿通孔２ｂ６に動力伝達を可能となすようにドライブシャフト４を通している。そして、ドライブシャフト４の軸端面４ａを、この軸端面４ａと対向する内輪分割体２ｂ４における車両インナー側の内輪端面２ｂ７に当接させるようにして、ドライブシャフト４の延出側の端部に、ねじ締結手段としてのナット５を螺合することにより固定されている。
【００１４】
また、この転がり軸受装置１は車両における懸架装置の車両インナー側のナックル、アクスルハウジングなどの車両固定部材６の取付口６ａに接続される。この接続は転がり軸受２の外輪２ａを取付口６ａ内に挿入して嵌装するとともに、外輪２ａから外方へ突設される鍔部２ａ１をボルト・ナットなどの締結部材７を介して車両固定部材６の取付口６ａの周辺面（車両アウター側）に固定させている。
【００１５】
なお、転がり軸受２の内輪２ｂと外輪２ａとの間を外部から密封するために、車両アウター側および車両インナー側に密封装置８を配設しており、両者の密封装置８によって転動体２ｃ間に充填されるグリースの漏れを規制している。
【００１６】
また、本例は駆動輪用の転がり軸受装置１であるも、軸部２ｂ１に連結挿通孔２ｂ６を形成しない形態の場合には、軸部２ｂ１の他端側を外部まで延出させ、その他端側を加締めるように、径方向Ｘ外方に塑性変形させて形成した加締箇所によって軸方向Ｚに抜けないように固定して、従動輪用とすることも可能である。
【００１７】
つぎに、ハブボルト９とハブフランジ３ｂのボルト取付穴３ｂ１の圧入構造として、図２に示すように、ハブフランジ３ｂのボルト取付穴３ｂ１は、ハブフランジ３ｂの厚み方向に丸穴状に貫通形成され、所定貫通長さＬを具有させている。このボルト取付穴３ｂ１は、ハブボルト９の圧入時の入口３ｂ２から出口３ｂ３への圧入方向Ｆ下流側に向かって、その穴径が漸次大きくなるようにテーパー穴状に形成される。
【００１８】
また、ハブボルト９は、ボルト取付穴３ｂ１を貫通して外方に突出されるねじ軸部９ａを有している。このねじ軸部９ａの先端から一定の領域には、おねじが形成されている。ねじ軸部９ａの基端には、ハブフランジ３ｂのボルト取付穴３ｂ１の周囲のフランジ面（入口３ｂ２側）に着座するボルト頭部９ｂが形成される。該ボルト頭部９ｂ寄りのねじ軸部９ａのおねじが形成されていない領域の外周面９ｃには、ボルト取付穴３ｂ１に圧入されるセレーション９ｄが形成されている。このセレーション９ｄは周方向に設けられる山形の歯９ｅを有している。このセレーション９ｄの歯９ｅは、ねじ軸部９ａの軸方向に所定長さの歯幅Ｗで形成されるとともに、ねじ軸部９ａの軸心と平行に形成される歯先９ｅ１を有する。すなわち、ねじ軸部９ａの径方向に一定高さの歯たけＨを満足させる外径（歯先円周径Φ）で形成されている。
【００１９】
また、ハブボルト９のセレーション９ｄの歯９ｅの歯幅Ｗを、ボルト取付穴３ｂ１の貫通長さＬより短く形成し、このハブボルト９のセレーション９ｄをボルト取付穴３ｂ１に圧入した後、ハブボルト９のボルト頭部９ｂがハブフランジ３ｂに着座した状態で、セレーション９ｄの圧入方向Ｆの圧入先端部９ｄ１をボルト取付穴３ｂ１内に位置させている。
【００２０】
また、ハブフランジ３ｂのテーパー穴状のボルト取付穴３ｂ１の内径と、ハブボルト９のセレーション９ｄの歯先円直径Φとは圧入時に所定の圧入締め代Ｘを具有させている。この圧入締め代Ｘは、ボルト取付穴３ｂ１がテーパー穴状であるため、ハブボルト９のセレーション９ｄの歯幅Ｗ内において、図２の圧入締め代Ｘの圧入方向Ｆにおける変化図の破線で示されるように、圧入方向Ｆの下流側に向かって、歯幅Ｗの端部Ｗ２に達した状態で、圧入締め代Ｘが零ではなく残存する程度まで順次小さくなるようにしている。
【００２１】
また、この圧入締め代Ｘの変化形態は、図２の変化図の実線で示されるように、ハブボルト９のセレーション９ｄの歯幅Ｗ内において、圧入方向Ｆの下流側に向かうにしたがって圧入締め代Ｘが無くなるまで小さくなるように、テーパー穴状のボルト取付穴３ｂ１を形成することができる。この圧入締め代Ｘが無くなって零となる箇所としては、歯幅Ｗ内の任意の位置に設定することが可能であり、例えば、歯幅Ｗ内の中間Ｗ１や、圧入方向Ｆの下流側の歯幅Ｗの端部Ｗ２に設定することができる。
【００２２】
また、図３に示すように、本例におけるハブボルト９のセレーション９ｄの圧入先端部９ｄ１は所定の面取部９ｄ２が形成されており、その面取部９ｄ２の面取面９ｄ３はナイフエッジ状に尖った周縁９ｄ４を有する形態としている。また、セレーション９ｄの歯９ｅは、周縁９ｄ４によってボルト取付穴３ｂ１の内周面３ｂ４を切り込みながら削って、歯９ｅを食い込ませるために、高周波焼き入れ等の硬化処理を施すことが望ましい。
【００２３】
この転がり軸受装置１におけるハブボルト９の圧入状態として、図４に示すように、ハブフランジ３ｂのボルト取付穴３ｂ１へのハブボルト９の圧入は、ボルト取付穴３ｂ１の入口３ｂ２側で最大の圧入締め代Ｘに設定されており、この圧入初期から圧入終了までの圧入過程において、圧入初期に大きく設定された圧入締め代Ｘが圧入過程が進むにつれて、セレーション９ｄの圧入先端部９ｄ１側において小さくなるので（図４（ｃ）斜め破線参照）、その圧入締め代Ｘによるボルト取付穴３ｂ１に加わる押圧力も小さくなる。しかも、圧入後には、セレーション９ｄの圧入先端部９ｄ１がボルト取付穴３ｂ１内に位置するため、圧入方向Ｆ下流側への金属素材の塑性変形が起り難く、ハブフランジ３ｂのハブボルト突出側である出口３ｂ３側のフランジ面側の塑性変形が小さくなり、この結果、当該フランジ面の膨出変形が小さくなる。また、圧入初期の圧入締め代Ｘを所定のスリップトルクを満足させるように設定しても、かかる状態における塑性変形がハブフランジ３ｂのハブボルト突出側のフランジ面側で起り難くできるため、当該フランジ面の膨出変形を抑制した状態で、圧入終了時に十分なる固定力（スリップトルク）を発揮できることとなる。
【００２４】
また、圧入締め代Ｘの大きさによって、ボルト取付穴３ｂ１がセレーション９ｄの圧入先端部９ｄ１側で削られて発生する削りカスも圧入過程が進むにつれて少なく、若しくは無くすことができる。また、ハブボルト９の圧入過程において、圧入初期に大きく設定された圧入締め代Ｘが圧入過程が進むにつれて小さくなるとともに、圧入締め代Ｘが大きく設定された圧入過程でボルト取付穴３ｂ１の内周面３ｂ４を、セレーション９ｄの圧入先端部９ｄ１の面取部９ｄ２におけるナイフエッジ状に尖った周縁９ｄ４で切り込みながらセレーション９ｄの歯９ｅを食い込ませるようにでき、大きく設定された圧入締め代Ｘが実質的に小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る転がり軸受装置の取付状態の断面図。
【図２】ハブボルトとハブフランジの関係を示す図。
【図３】セレーションの部分拡大図。
【図４】圧入過程におけるボルト取付穴とセレーションの歯を示す図。
【符号の説明】
【００２６】
３ｂ          ハブフランジ
３ｂ１        ボルト取付穴
９            ハブボルト
９ａ          ねじ軸部
９ｂ          ボルト頭部
９ｃ          外周面
９ｄ          セレーション
９ｄ１        圧入先端部
９ｅ          歯
９ｅ１        歯先
Ｌ            貫通長さ
Ｆ            圧入方向
Ｘ            圧入締め代
Ｗ            歯幅
Ｈ            歯たけ
【図１】
2010116053.tif 000003
【図２】
2010116053.tif 000004
【図３】
2010116053.tif 000005
【図４】
2010116053.tif 000006