(57)【要約】【課題】ボルトの圧入により生じるフランジ部の倒れを防ぐことのできる車輪用転がり軸受ユニットを提供することを目的とする。【解決手段】内軸部のフランジ部１２に設けられた貫通孔１３に圧入されたボルト１４により、ディスクブレーキ装置のディスクロータがフランジ部１２に固定される車輪用転がり軸受ユニットである。貫通孔１３の内周面に分布変化面１０が形成されている。分布変化面１０は、圧入されたボルト１４により貫通孔１３の内周面に発生する面圧分布を、フランジ部１２のほぼ板厚中心部に軸心方向の重心位置を有する不等分布にしている。【選択図】      図２
2006143072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内軸部に径方向外向きのフランジ部が形成され、このフランジ部の円周方向複数箇所に設けられた貫通孔に圧入されたボルトにより、ディスクブレーキ装置のディスクロータが前記フランジ部に固定される車輪用転がり軸受ユニットにおいて、圧入された前記ボルトにより前記貫通孔の内周面に発生する面圧分布を、前記フランジ部のほぼ板厚中心部に軸心方向の重心位置を有する不等分布にするよう、当該貫通孔の内周面に分布変化面が形成されていることを特徴とする車輪用転がり軸受ユニット。
【請求項２】
前記分布変化面は、前記フランジ部のディスクロータ固定面と反対の裏面側から当該固定面側に向かってしだいに縮径するテーパ内周面からなる請求項１に記載の車輪用転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車輪が装着される車輪用転がり軸受ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪が装着される車輪用転がり軸受ユニットにおいて、軸受ユニットが備える内軸部のフランジ部には、ディスクブレーキ装置のディスクロータ、車輪（ホイール）が装着され、制動時には、ディスクロータがブレーキパッドにより挟まれ、減速、停止が行われる。ディスクブレーキは、制動性能を向上させることができるが、車両の静穏性に悪影響を与えることが知られている。つまり、ディスクブレーキでは、ブレーキジャダーと呼ばれる騒音、振動現象が発生することがある。このブレーキジャダーは、ディスクロータのパッド摺接面、フランジ部の固定面の振れや平面度等が要因として挙げられており、振動は、軸受ユニットと固定されるサスペンションを通じて車体に伝わり、車体振動を生じさせることがある。さらには、ブレーキパッドからブレーキ液用の配管を通じて運転席のブレーキペダルに振動が伝わり、ブレーキペダルを前後に振動させることがある。
【０００３】
ここで、ディスクロータの軸受ユニットへの取り付けについて説明すると、内軸部のフランジ部の周方向複数箇所に形成された貫通孔に予め圧入させたボルトにより、ディスクロータは固定される。貫通孔は、ボルトの首部の外周面形状と対応する形状とされ、ボルトの首部を貫通孔に圧入させてボルトを挿着している。なお、ボルトの首部には、セレーションが形成され、セレーション形成部が貫通孔に対する圧入軸部とされている。
【０００４】
一般に、フランジ部の貫通孔の内周面は、図３に示すように、孔軸心方向全長にわたってボルト圧入軸部の外周面とは接触していない。これは、ボルト４１の圧入軸部の軸方向寸法が、フランジ部の厚さ寸法よりも小さくされ、さらに、ディスクロータとの固定面４３側には面取り部４４が形成されているためである。
そして、貫通孔４２の被圧入孔部は軸心方向に断面が変化しないストレート状とされ、かつ、ボルト４１の圧入軸部も断面が変化しないストレート状とされるため、図３に示すように、ボルト４１を圧入した際の貫通孔４２における面圧分布は等分布となり、さらに、フランジ部の固定面４３側には面圧が作用しない領域がある。従って、断面にて示す面圧分布の軸心方向の重心位置ｇは、板厚中心線ｅから大きく離れて裏面４５側に偏った位置となる。
【０００５】
そこで、固定用のボルト４１を内軸部のフランジ部の貫通孔４２に圧入させると、軸心方向の一方に偏った面圧分布により、矢印Ｒ方向のモーメントが発生する。これにより、フランジ部は倒れ、フランジ部の平面度を低下させるという問題点がある。このようにフランジ部の平面度が損なわれると、固定面にディスクロータを密着させることができず、ディスクロータが傾いてしまい、ブレーキパッドの偏磨耗や、ブレーキの鳴き等の前記ブレーキジャダーが生ずるおそれがあり、さらには、制動性能を低下させるという問題点がある。
そこで、従来において、フランジ部の固定面を、ボルト圧入後に切削加工することで平面度を確保することが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１５４８０１号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ボルト圧入後の切削加工は、生産コストの増大をもたらすという問題点を有する。そこで、本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、ボルトを圧入した後のフランジ部の平面度を良好な状態に維持させ、切削加工等の２次加工を不要とし、生産コストの低減が可能で、ブレーキロータを精度良く組み付けて高い制動性能を発揮させることのできる車輪用転がり軸受ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するための本発明の車輪用転がり軸受ユニットは、内軸部に径方向外向きのフランジ部が形成され、このフランジ部の円周方向複数箇所に設けられた貫通孔に圧入されたボルトにより、ディスクブレーキ装置のディスクロータが前記フランジ部に固定される車輪用転がり軸受ユニットにおいて、圧入された前記ボルトにより前記貫通孔の内周面に発生する面圧分布を、前記フランジ部のほぼ板厚中心部に軸心方向の重心位置を有する不等分布にするよう、当該貫通孔の内周面に分布変化面が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
このような構成の軸受ユニットによれば、ボルトの圧入軸部の長さ寸法がフランジ部の厚さ寸法より小さくされて、圧入軸部と貫通孔とが軸心方向に不一致であっても、ボルトの圧入にて貫通孔の内周面に作用する接触面圧により生ずるフランジ部を倒す方向のモーメントの発生を抑えることができ、フランジ部の振れやうねりを防止できる。つまり、貫通孔の孔軸心方向全長にわたってボルト圧入軸部の外周面が接触しないで、ボルトが貫通孔に圧入されていても、接触面圧により生じるフランジ部を固定面側方向へ倒そうとするモーメントと、その逆の裏面側方向へ倒そうとするモーメントとが平衡し、フランジ部が倒れるような変形を起こさず、フランジ部は良好な平面度を維持することができる。
【００１０】
また、前記分布変化面は、前記フランジ部のディスクロータ固定面と反対の裏面側から当該固定面側に向かってしだいに縮径するテーパ内周面からなる。この構成によれば、貫通孔の形状が簡単となり、孔開け加工が容易である。
【発明の効果】
【００１１】
ボルトを貫通孔に圧入させた際の接触面圧によりフランジ部に倒れを生じさせるモーメントの発生を抑えることができ、フランジ部の振れやうねりを容易に防止することができる。その結果、ボルト挿着後のフランジ部の振れ精度や平面度を良好な状態に維持することができる。従って、ボルト挿着後にフランジ部の固定面に対して切削加工等の２次加工が不要であり、生産コストの低減が可能となる。ブレーキロータをフランジ部に精度良く組み付けることができ、高い制動性能を発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態について添付図面を参照しながら詳述する。
図１はこの発明の一実施形態に係る車輪用転がり軸受ユニットを示す縦断面図であり、車輪用転がり軸受ユニット１は、内軸部２と、複列アンギュラ玉軸受３とを備えている。内軸となる内軸部２は、中空状軸部１１と、その中空状軸部１１の一方側の軸端寄り部に形成された径方向外方向きのフランジ部１２とを有する。
【００１３】
複列アンギュラ玉軸受３は、内軸部２が有する軸部１１の他方側軸端寄り部の小径外周面１１ａに外嵌され単一軌道である第１の内輪軌道を形成する内輪２１と、２列軌道溝を有する外輪２２と、２列で配設される２つの玉２３，２３と、２つの冠形保持器２４，２５と、を有し、内軸部２の軸部１１の軸方向中間部である大径外周面１１ｂに第２の内輪軌道が形成される構成である。つまり、この複列アンギュラ玉軸受３は、内軸部２に外装されている。内軸部２の内周側には、図示しないドライブシャフトが挿入されかつスプライン嵌合され、ドライブシャフトはその先端部においてナットにより内軸部２と固定される。
【００１４】
軸受３の外輪２２の外周面には径方向外向きのフランジ２６が設けられており、このフランジ２６により軸受ユニット１はシャフトケース（図示せず）に取り付けられ、軸受３の外輪２２が固定側部材となる。
また、可動側部材は内軸部２と内軸部２に外嵌固定された内輪２１とされており、内軸部２のフランジ部１２には、ディスクブレーキ装置のディスクロータ６および車輪のホイール（図示せず）が取り付けられる。ディスクロータ６は、その内周側の側面が接触面６ａとされ、その接触面６ａが内軸部２のフランジ部１２の固定面１２ａにあてがわれ、ディスクロータ６は、面接触された状態で、フランジ部１２の円周方向複数箇所に設けた貫通孔１３に圧入されて挿着されたボルト（セレーションボルト）１４により、フランジ部１２と一体状となるよう固定される。
【００１５】
なお、ディスクロータ６は、先にドライブシャフト（図示せず）に取り付けられた軸受ユニット１に対して取り付けられるため、ボルト１４は、フランジ部１２の貫通孔１３に予め取り付けておく必要がある。さらに、軸受ユニット１を単体で取り扱う工程において、ボルト１４が貫通孔１３から脱落するのを防止するため、ボルト１４は、貫通孔１３に圧入され、ボルト１４と軸受ユニット１とは一体となるようされている。貫通孔１３に圧入されるボルト１４の首部（ねじ軸の頭部側領域）には、セレーションが形成されている。ボルト１４のこのセレーション形成部が貫通孔１３の圧入軸部となり、圧入軸部の外周面は、ボルト１４の軸心に平行なストレート状とされている。
【００１６】
貫通孔１３の断面形状は、ボルト１４のセレーションに対応する形状とされ、図示省略するが、貫通孔１３は、軸受ユニット１の軸心Ｃを中心として同じピッチ円上に等間隔で複数箇所（例えば５箇所）形成されている。そして、貫通孔１３の内周面には、図２に示すように、分布変化面１０が形成されており、分布変化面１０は、圧入されたボルト１４により貫通孔１３の内周面に発生する面圧分布を、フランジ部１２のほぼ板厚中心部に軸心方向の重心位置を有する不等分布にするよう形成されている。つまり、この分布変化面１０がボルト１４に対する被圧入孔部とされる。
【００１７】
分布変化面１０は、フランジ部１２のディスクロータ固定面１２ａと反対の裏面１２ｂ側から固定面１２ａ側に向かって孔の断面が縮小する形状とされ、例えば、裏面１２ｂ側から固定面１２ａ側に向かって縮径する湾曲内周面を有する孔（図示せず）や、段階的に縮径する段付き孔（図示せず）などとすることができるが、図２に示すように、裏面１２ｂ側から固定面１２ａ側に向かってしだいに縮径するテーパ内周面とするのが、孔加工が容易となるため好ましい。
【００１８】
テーパ内周面とされた分布変化面１０における圧入されたボルト１４による接触面圧分布は、図２に示すように、貫通孔１３の軸心を含む断面において、裏面１２ｂ側から固定面１２ａ側に向かって増加する台形分布となる。または、図示しないが三角形分布となる。この分布変化面１０の軸方向長さと、その傾斜角度とは、不等分布の軸心方向の重心位置Ｇが、フランジ部１２の板厚中心部に位置されるよう設定されている。
【００１９】
一般に、車輪用の軸受ユニット１において、ボルト１４の圧入軸部の軸方向寸法が、フランジ部１２の厚さ寸法よりも小さくされ、さらに、ディスクロータとの固定面１２ａ側には非接触面部１７となる面取り部が形成されている。従って、図３に示す従来例においては、貫通孔４２は軸心方向に断面が変化しないストレート状の内周面とされているため、ボルト４１の圧入により生じる接触面圧分布の重心位置ｇが、板厚中心線ｅよりも裏面４５側に大きくずれるために、矢印Ｒに示すようなフランジ部４０を倒す方向のモーメントが作用し、フランジ部４０を変形させている。しかし、本発明においては、図２に示すように、ボルト１４により内周面に発生する面圧分布を、フランジ部１２のほぼ板厚中心部に重心位置を有する不等分布にするよう分布変化面１０を形成しているため、フランジ部１２を固定面１２ａ側または裏面１２ｂ側へ倒す方向のモーメントの発生を抑えることができる。
【００２０】
そして、分布変化面１０は、フランジ部１２の裏面１２ｂ側からフランジ板厚中心線ｅを越え、フランジ板厚中心線ｅよりも固定面１２ａ側の位置まで延設されており、フランジ板厚中心線ｅよりも固定面１２ａ側の位置に、内径寸法が最小となる最縮径部１６が形成されている。この最縮径部１６に対応する位置において、ボルト１４と貫通孔１３との間の締め代が最も大きくなり、最大の接触面圧が作用することとなる。
【００２１】
貫通孔１３において、最縮径部１６よりも固定面１２ａ側には、最縮径部１６から固定面１２ａに向かって拡径し固定面１２ａにて開口するテーパ面が形成され、このテーパ面は、分布変化面１０に圧入されたボルト１４の外周面と非接触状となる部分を有する非接触面部１７となる。つまり、貫通孔１３は、フランジ部１２の裏面１２ｂ側から固定面１２ａ側に向かって縮径する分布変化面１０と、分布変化面１０に連続して固定面１２ａ側に向かって拡径する非接触面部１７と、を備えている。
【００２２】
さらに、図２に示すように、貫通孔１３において、フランジ部１２の裏面１２ｂ側には、小面取り部１８が形成されている。小面取り部１８は、前記非接触面部１７の軸心方向寸法よりも小さい軸心方向寸法（小さい面取り寸法）とされている。なお、この場合においても、ボルト１４の貫通孔１３への圧入により生じる接触面圧の不等分布の重心位置Ｇは、フランジ部１２の板厚中心部に位置させている。
【００２３】
なお、本発明の車輪用転がり軸受ユニットは、図１のように駆動輪用の軸受ユニット１を例に挙げて説明したが、従動輪用の軸受ユニット（図示省略）に適用することもでき、図示する形態に限らずこの発明の範囲内において他の形態のものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る車輪用転がり軸受ユニットを示す縦断面図である。
【図２】フランジ部に作用する面圧分布を説明する要部断面図である。
【図３】従来のフランジ部に作用する面圧分布を説明する要部断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  車輪用転がり軸受ユニット
２  内軸部
３  アンギュラ玉軸受
６  ディスクロータ
１０  分布変化面
１２  フランジ部
１２ａ  固定面
１２ｂ  裏面
１３  貫通孔
１４  ボルト
Ｃ  軸心
Ｇ  重心位置
ｅ  板厚中心線
【図１】
2006143072.tif 000003
【図２】
2006143072.tif 000004
【図３】
2006143072.tif 000005