(57)【要約】【課題】車輪や制動用回転部材を固定する為に利用するハブボルトが、回転側フランジのボルト孔に安定して嵌合固定されたハブユニット軸受を提供する。【解決手段】ハブユニット軸受は、回転側フランジの厚肉部に設けられたボルト孔に、ハブボルトがセレーション嵌合している。回転側フランジの外周面は、ボルト孔との径方向厚さ寸法が大きい大径部と、大径部よりも径方向厚さ寸法が小さい小径部と、大径部と小径部とを接続する段差部とを有しており、セレーション嵌合している部分が、大径部とは径方向に重畳していない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面に静止側軌道を有する静止側軌道輪と、周面に回転側軌道を有すると共に、車輪を固定する為の回転側フランジを有する回転側軌道輪と、前記静止側軌道と前記回転側軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、を備え、
前記回転側フランジは、全体が板状に構成され、複数の薄肉部と、前記薄肉部よりも軸方向厚さ寸法が大きい複数の厚肉部とが、円周方向に関して交互に設けられており、
前記厚肉部に設けられたボルト孔に、ハブボルトがセレーション嵌合しているハブユニット軸受であって、
前記回転側フランジの外周面は、前記ボルト孔との径方向厚さ寸法が大きい大径部と、前記大径部よりも径方向厚さ寸法が小さい小径部と、前記大径部と前記小径部とを接続する段差部とを有しており、前記セレーション嵌合している部分が、前記大径部とは径方向に重畳していない事を特徴とするハブユニット軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為のハブユニット軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪及びブレーキロータ等の制動用回転部材を懸架装置に対して回転自在に支持する為に、ハブユニット軸受が広く使用されている。例えば、特許文献１に記載された従来構造のハブユニット軸受は、静止側軌道輪である外輪の内径側に、回転側軌道輪であるハブを、複数の転動体により回転自在に支持している。ハブの外周面には、車輪を支持固定する為の外向フランジ状の回転側フランジを設けている。
【０００３】
図５に示す、従来構造の回転側フランジ５０には、回転側フランジ５０を軸方向に貫通するボルト孔５４が形成されている。ボルト孔５４に固定されたハブボルト５７により、図示しない車輪を構成するホイール及び制動装置を構成するブレーキロータを支持固定している。ハブボルト５７は、セレーション部５８をボルト孔５４にセレーション嵌合する事により、回転側フランジ５０に圧入固定されている。ボルト孔５４の径方向外側部分は、外径寸法が大きい大径部５１と外径寸法が小さい小径部５３とを、段差部５２で接続した段付形状となっている。また、ボルト孔５４の両開口部に、それぞれ取付側面取り５５と反取付側面取り５６とを形成している。ブレーキロータが取付けられる側の取付側面取り５５を、２段の角面取りとして、回転側フランジ５０のフランジ振れ精度を向上させて、ブレーキジャダの発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４９１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した様な従来構造のハブユニット軸受の場合、穿孔加工により回転側フランジ５０に形成するボルト孔５４の形状精度及び寸法精度を確保する事が難しくなる。
即ち、ボルト孔５４の外径側に存在する部分の径方向厚さ寸法（肉厚）が、段差部５２を境として、大径部５１と径方向に重畳する部分で厚く、小径部５３と径方向に重畳する部分で薄くなっている。この為、ボルト孔５４付近の剛性の大きさも、大径部５１部分で高く、小径部５３部分で低くなる。従って、ボルト孔５４が段差部５２付近から径方向外側に折れ曲がるといった問題や、ボルト孔５４の内径寸法が段差部５２付近から変化する（内径寸法が、大径部５１部分で、小径部５３部分よりも大きくなる）可能性がある。ハブボルト５７のセレーション部５８がボルト孔５４とセレーション嵌合する嵌合部Ｘ１は、段差部５２を跨いで、大径部５１及び小径部５３の両方と径方向に重畳している。
【０００６】
ボルト孔５４が途中で折れ曲がった場合には、ボルト孔５４に圧入（セレーション嵌合）したハブボルト５７が傾く可能性がある。この為、車輪を構成するホイールや制動用回転部材の取り付け作業の作業性が低下する可能性がある。更に、ナットの締め付け状態を締め付けトルクの大きさで管理する場合、締め付けトルクの大きさに対応する軸力のばらつきが大きくなる、ボルトに不要な応力が作用し易くなる、といった問題を生じる可能性がある。
【０００７】
ボルト孔５４の内径寸法が途中で変化した場合には、ハブボルト５７の外周面に形成されたセレーション部５８とボルト孔５４の内周面との嵌合状態が、大径部５１の部分で緩く、小径部５３の部分で強くなる。この為、嵌合部での嵌合力が不安定になり易くなるといった問題を生じる可能性がある。
本発明は、この様な事情に鑑みて、車輪や制動用回転部材を回転側フランジに固定する為に利用するハブボルトを、安定してボルト孔にセレーション嵌合できる、ハブユニット軸受の構造を実現する事を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のハブユニット軸受は、周面に静止側軌道を有する静止側軌道輪と、周面に回転側軌道を有すると共に、車輪を固定する為の回転側フランジを有する回転側軌道輪と、前記静止側軌道と前記回転側軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、を備えており、
前記回転側フランジは、全体が板状に構成され、複数の薄肉部と、前記薄肉部よりも軸方向厚さ寸法が大きい複数の厚肉部とが、円周方向に関して交互に設けられており、
前記厚肉部に設けられたボルト孔に、ハブボルトがセレーション嵌合している。
【０００９】
特に、本発明のハブユニット軸受に於いて、前記回転側フランジの外周面は、前記ボルト孔との径方向厚さ寸法が大きい大径部と、前記大径部よりも径方向厚さ寸法が小さい小径部と、前記大径部と前記小径部とを接続する段差部とを有しており、前記セレーション嵌合している部分が、前記大径部とは径方向に重畳していない事を特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のハブユニット軸受によれば、車輪や制動用回転部材を回転側フランジに固定する為に利用するハブボルトを、安定してボルト孔にセレーション嵌合できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態を示す、ハブユニット軸受の断面図。
【図２】図１のハブ本体を取り出して、軸方向内側から見た図。
【図３】第２実施形態を示す、ハブユニット軸受の断面図。
【図４】図３のハブ本体を取り出して、軸方向内側から見た図。
【図５】従来構造の１例を示す、（ａ）回転側フランジの部分断面図、（ｂ）ボルト孔の部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に就いて、図１〜２を参照しつつ説明する。本実施形態のハブユニット軸受１は、懸架装置を構成するナックルに対し、車輪を構成するホイール及び制動用回転部材（ブレーキロータ）を回転自在に支持する為のものであり、静止側軌道輪である外輪２の内径側に、回転側軌道輪であるハブ３を、転動体である複数個の玉４を介して回転自在に支持している。
尚、軸方向に関して「外」とは、車体への組み付け状態で車両の幅方向外側となる、図１、３、５の左側を言い、反対に、車体への組み付け状態で車両の幅方向中央側となる、図１、３、５の右側を、軸方向に関して「内」と言う。
【００１３】
外輪２は、中炭素鋼等の鉄系合金製で、全体が略円筒状に構成され、内周面に複列の外輪軌道５を有しており、外周面に静止側フランジ６を有している。外輪２は、静止側フランジ６に形成したねじ孔に螺合したボルトにより、図示しないナックルに固定される。
【００１４】
ハブ３は、ハブ本体２０と内輪２１とを結合する事により構成されており、外周面に複列の内輪軌道７と外向フランジ状の回転側フランジ８とを有している。ハブ３は、回転側フランジ８に結合固定した、図示しないホイール及び制動用回転部材と共に回転する。
【００１５】
ハブ本体２０は、中炭素鋼等の素材に鍛造加工を施す事により造られている。ハブ本体２０の外周面のうち、軸方向外端寄り部分に回転側フランジ８を形成し、軸方向中間部に外側列の内輪軌道７を形成し、軸方向内端寄り部分に小径段部２２を形成している。ハブ本体２０の径方向中央部には、駆動軸を挿入固定する為のスプライン孔２４が設けられている。
【００１６】
内輪２１は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼製で、全体が円環状に構成されており、外周面に内側列の内輪軌道７を形成している。内輪２１は、ハブ本体２０の小径段部２２に締り嵌めにより外嵌固定されている。
【００１７】
玉４は、軸受鋼製やセラミック製で、複列の外輪軌道５と複列の内輪軌道７との間に、列毎に複数個ずつ、転動自在に設けられている。玉４には、予圧と共に背面組み合わせ型の接触角が付与されている。
【００１８】
外輪２の内周面とハブ３の外周面との間に存在する、内部空間（転動体設置空間）２５の軸方向両端開口を、それぞれシールリング２６及びエンコーダ付組み合わせシールリング２７により塞いでいる。シールリング２６は、外輪２の軸方向外端部に内嵌固定した芯金にシール材を加硫接着したものであり、シール材に設けられたシールリップの先端縁をハブ３の表面に摺接させている。
【００１９】
エンコーダ付組み合わせシールリング２７は、シールリングとスリンガとエンコーダとを組み合わせて構成されており、外輪２の軸方向内端部に内嵌固定されたシールリングに設けられたシールリップの先端を、内輪２１の軸方向内端部に外嵌固定されたスリンガの表面に摺接させている。スリンガの軸方向内側面には、車輪の回転速度を検出する為のエンコーダが支持固定されている。
【００２０】
ハブ本体２０に設けられた回転側フランジ８は、全体が円輪板状に構成されており、制動用回転部材の取付面となる軸方向外側面は、ハブ本体２０の中心軸に対し直交する仮想平面上に存在する平坦面となっている。回転側フランジ８の径方向中間部は、軸方向厚さ寸法が円周方向に関して変化する肉厚変化部であり、回転側フランジ８の軸方向内側面は、円周方向に関する凹凸形状となっている。
【００２１】
回転側フランジ８の径方向中間部には、複数（図示の例では５つ）の薄肉部１０と、各薄肉部１０よりも軸方向厚さ寸法が大きい複数（図示の例では５つ）の厚肉部９とを、円周方向に関して交互に設けている。厚肉部９は、軸方向内側に突出（膨出）すると共に、放射方向に伸長した状態で設けられている。各薄肉部１０（各厚肉部９）の円周方向に関する位相は７２度ずつ等間隔にずれている。薄肉部１０は、厚肉部９よりも径方向外方に僅かに延出する状態で設けられており、円周方向に隣り合う薄肉部１０同士は、これら薄肉部１０の一部である薄肉連続部１１によって、厚肉部９の径方向外側で円周方向に連続している。従って、回転側フランジ８の径方向外端部には、薄肉部１０（及び薄肉連続部１１）が全周に亙り連続する状態で設けられている。
【００２２】
厚肉部９の軸方向厚さ寸法は、薄肉部１０の軸方向厚さ寸法のおよそ２〜５倍程度（図示の例では３倍）に設定されている。尚、薄肉部１０の軸方向厚さ寸法は、回転側フランジ８の円周方向に関して厚肉部９に隣接する部分と、径方向に関して厚肉部９の外側に位置する部分（薄肉連続部１１）とで、同じである。
【００２３】
回転側フランジ８の円周方向等間隔となる複数箇所（図示の例では５箇所）で、厚肉部９の円周方向中央に位置する部分に、回転側フランジ８（厚肉部９）を軸方向に貫通する状態で、ボルト孔１２を設けている。ボルト孔１２は、内周面が円筒形状であり、軸方向両端開口部に面取りを形成している。
ボルト孔１２の径方向外側部分における回転側フランジ８の外周面は、外径寸法が大きい大径部１３と外径寸法が小さい小径部１５とを、段差部１４で接続した段付形状となっている。大径部１３は、薄肉連続部１１に対応する部分であり、回転側フランジ８の軸方向外側部分に位置している。段差部１４は、回転側フランジ８の軸方向外側面と平行となる円輪状の平面である。小径部１５は、厚肉部９のうちで、薄肉部１０から軸方向内側に突出（膨出）した部分の外径面である。
【００２４】
上述した様なボルト孔１２を形成するには、例えば、回転側フランジ８のうち、円周方向に関して厚肉部９と整合する部分に、軸方向外側から軸方向内側に向けて、ドリルによる穿孔加工を施す。ドリルを回転側フランジ８（厚肉部９）を貫通させる事により、ボルト孔１２が形成される。
この様なボルト孔１２は、段差部１４を軸方向に跨いで、大径部１３（薄肉連続部１１）及び小径部１５の両方と径方向に重畳している。
【００２５】
各ボルト孔１２には、ハブボルト１６が圧入固定されている。ハブボルト１６は、軸方向内側部分の外周面にセレーション部１７が形成されており、ハブボルト１６を軸方向内側からボルト孔１２に圧入する事により、セレーション部１７をボルト孔１２の内周面にセレーション嵌合させている。そして、ハブボルト１６の頭部１８を、回転側フランジ８の軸方向内側面に当接させることにより、ボルト孔１２（回転側フランジ８）に対してハブボルト１６の軸方向の位置決めを図っている。
【００２６】
ハブボルト１６に対して、ホイール及び制動用回転部材にそれぞれ形成された通孔を挿通した後、ハブボルト１６の先端部に形成された雄ねじに、ナット（不図示）を螺合させる。これにより、回転側フランジ８の軸方向外側面に、ホイール及び制動用回転部材を固定する。
【００２７】
ハブボルト１６がボルト孔１２に対して位置決め固定された状態に於いて、大径部１３と小径部１５との境界位置である段差部１４は、ハブボルト１６のセレーション部１７と径方向に重畳していない。セレーション部１７がボルト孔１２とセレーション嵌合している嵌合部Ｘ２は、小径部１５のみと径方向に重畳している。即ち、嵌合部Ｘ２は、厚肉部９のうちで小径部１５の内径側のみに位置しており、大径部１３とは径方向に重畳していない。
【００２８】
小径部１５の外周側面（外径面）は、ボルト孔１２と同心の部分円筒形状であり、小径部１５の外周側面とボルト孔１２の内周面との間の肉厚は、回転側フランジ８の径方向に関してボルト孔１２の外側に位置する部分で、円周方向及び軸方向に関してほぼ一定である。これに対し、回転側フランジ８の径方向に関してボルト孔１２の内径側に位置する部分では、ボルト孔１２の内周面との間部分の径方向肉厚が変化するが、軸方向に関してほぼ一定である。但し、ボルト孔１２の内径側の径方向肉厚は、外径側の肉厚よりも十分に大きいので、ボルト孔１２の内径側に位置する部分の肉厚変化は、ボルト孔１２を形成する部分（範囲）の剛性変化に殆ど影響を与える事はない。
【００２９】
以上の様な構成を有する本実施形態の場合、車輪や制動用回転部材を回転側フランジ８に固定する為に利用するハブボルト１６を、安定してボルト孔１２に対してセレーション嵌合する事ができる。
即ち、回転側フランジ８を軸方向に貫通する状態でボルト孔１２が設けられ、ボルト孔１２の外径側に位置する回転側フランジ８の外周面に、大径部１３と小径部１５とが設けられている構成に於いて、ボルト孔１２とハブボルト１６のセレーション部１７との嵌合部Ｘ２は、小径部１５のみと径方向に重畳しており、大径部１３及び段差部１４とは径方向に重畳していない。この為、嵌合部Ｘ２の外径側に存在する部分の厚さ寸法が一定となり、セレーション嵌合している部分（範囲）の剛性は、軸方向に関して一定になる。従って、ボルト孔１２を穿孔加工により形成する際に、段差部１４の付近で、ボルト孔１２が折れ曲がる、或いはボルト孔１２の内径寸法が変化した場合でも、ハブボルト１６を安定してボルト孔１２に圧入固定できる。
【００３０】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に就いて、図３〜４を参照しつつ説明する。本実施形態のハブユニット軸受１ａは、異径ＰＣＤ型のハブユニット軸受であり、静止側軌道輪である外輪２ａと、回転側軌道輪であるハブ３ａと、それぞれが転動体である玉４ａ，４ｂとを備えている。
【００３１】
外輪２ａは、内周面に複列の外輪軌道５ａ，５ｂを有し、外周面に静止側フランジ６を有している。外輪軌道５ａ，５ｂは、外側列の外輪軌道５ａの内径寸法が、内側列の外輪軌道５ｂの内径寸法よりも大きい。
【００３２】
ハブ３ａの外周面には、複列の内輪軌道７ａ，７ｂと、車輪を支持固定する為の回転側フランジ８ａと、を設けている。ハブ３ａは、ハブ本体２０ａと  小径段部２２に外嵌固定した内輪２１とを、かしめ部２３により結合する事により構成されている。ハブ本体２０ａは、鉄系合金製であり、ハブ本体２０ａに外側列の内輪軌道７ａを形成し、内輪２１に内側列の内輪軌道７ｂを形成している。外側列の内輪軌道７ａの外径寸法は、内側列の内輪軌道７ｂの外径寸法よりも大きい。
【００３３】
玉４ａ、４ｂは、外輪軌道５ａ，５ｂと内輪軌道７ａ，７ｂとの間に、列毎にそれぞれ複数個ずつ、転動自在に設けられている。外側列の玉４ａのピッチ円直径（ＰＣＤ）は、内側列の玉４ｂのピッチ円直径よりも大きい。
【００３４】
外輪２ａの内周面とハブ３ａの外周面との間に存在する、内部空間（転動体設置空間）２５の軸方向両端開口を、シールリング２６及びエンコーダ付組み合わせシールリング２７により塞いでいる。
【００３５】
ハブ３ａに設けられた回転側フランジ８ａは、複数の薄肉部１０ａと、各薄肉部１０ａよりも軸方向厚さ寸法が大きい厚肉部９ａとを、円周方向に関して交互に配置する事により構成している。第１実施形態と異なり、円周方向に隣り合う各薄肉部１０ａ同士は、厚肉部９ａの径方向外側で円周方向に連続しておらず（薄肉連続部１１は存在せず）、それぞれ離隔している。厚肉部９ａの周方向中央部には、ボルト孔１２ａが形成されている。
【００３６】
ボルト孔１２ａの径方向外側部分における回転側フランジ８ａの外周面は、外径寸法が大きい大径部１３と外径寸法が小さい小径部１５とを、段差部１４ａで接続した段付形状となっている。段差部１４ａは、軸方向内側に向かうに従い小径となる傾斜面としているので、ボルト孔１２ａの外径側における径方向の厚さ寸法は、大径部１３から小径部１５に向かうに従い徐々に小さくなる。従って、ボルト孔１２ａの外径側における剛性は、大径部１３で高く、段差部１４ａの部分で徐々に低くなり、小径部１５では一定の低い剛性となっている。
段差部１４ａから小径部１５にかけての軸方向厚さ寸法は、大径部１３の軸方向厚さ寸法のおよそ２〜４倍程度（図示の例では３倍）に設定されており、段差部１４ａの軸方向厚さ寸法は、大径部１３の軸方向厚さ寸法と同程度としている。
【００３７】
本実施形態例の場合、ハブボルト１６ａがボルト孔１２ａに対して位置決め固定された状態に於いて、大径部１３と小径部１５とを接続する段差部１４ａは、ハブボルト１６ａのセレーション部１７ａと径方向に重畳している。セレーション部１７ａがボルト孔１２ａとセレーション嵌合している嵌合部Ｘ３は、段差部１４ａ及び小径部１５と径方向に重畳しているが、大径部１３とは径方向に重畳していない。本実施形態の場合、嵌合部Ｘ３の軸方向外端は、段差部１４ａの軸方向中央付近に位置している。
【００３８】
以上の様な構成を有する本実施形態の場合にも、前述した第１実施形態と同様に、ボルト孔１２ａを穿孔加工により形成する際に、ボルト孔１２ａが途中で折れ曲がったり、ボルト孔１２ａの内径寸法が途中で変化したりするが、傾斜面である段差部１４ａにより変化の程度を緩和（緩やかに変化する様に）している。従って、ボルト孔１２ａの精度悪化の影響がハブボルト１６ａに及ぶ事を抑制して、ハブボルト１６ａを安定してボルト孔１２ａに圧入固定できる。その他の構成及び作用効果に就いては、前記第１実施形態の場合と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、駆動輪用のハブユニット軸受だけでなく、従動輪用のハブユニット軸受にも適用する事ができる。
【符号の説明】
【００４０】
１，１ａ  ハブユニット軸受
２，２ａ  外輪
３，３ａ  ハブ
４，４ａ，４ｂ    玉
５，５ａ，５ｂ  外輪軌道
６    静止側フランジ
７，７ａ，７ｂ  内輪軌道
８、８ａ  回転側フランジ
９、９ａ  厚肉部
１０、１０ａ  薄肉部
１１  薄肉連続部
１２，１２ａ  ボルト孔
１３  大径部
１４，１４ａ  段差部
１５  小径部
１６，１６ａ  ハブボルト
１７，１７ａ  セレーション部
１８  頭部
２０，２０ａ  ハブ本体
２１  内輪
２２  小径段部
２３  かしめ部
２４  スプライン孔
２５  内部空間
２６  シールリング
２７  エンコーダ付組み合わせシールリング
５０  回転側フランジ
５１  大径部
５２  段差部
５３  小径部
５４  ボルト孔
５５  取付側面取り
５６  反取付側面取り
５７  ハブボルト
５８  セレーション部
Ｘ１〜Ｘ３  嵌合部
【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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