(57)【要約】【課題】本発明は、製造コストの上昇を抑制しつつ、発錆によるハブユニットとホイール等の固着を防止して、ホイール等の取り外しを容易にする。【解決手段】内軸部材１４及び外輪部材１３のいずれか一方の部材には、ホイール１２等を取り付けるハブフランジ２１が一体に形成されている。ハブフランジ２１は、パイロット部材４０を中心軸と同軸に係合する係合部３０を有する。パイロット部材４０の外周面は、円筒面及び／又は円錐面で形成されている。本取付方法は、パイロット部材４０をハブフランジ２１に係合し、ホイール１２等をパイロット部材４０の外周に嵌め合わせた状態でハブフランジ２１に固定し、その後、パイロット部材４０を取り外すことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に複列の内側軌道溝を有する内軸部材と、内周に複列の外側軌道溝を有する外輪部材と、前記内側軌道溝と前記外側軌道溝との間に転動自在に配設される複数の転動体と、を有し、前記内軸部材及び前記外輪部材のいずれか一方の部材が、前記内軸部材及び前記外輪部材のいずれか他方の部材に対して中心軸の周りで回転自在であって、前記一方の部材には、ホイール及び／又はブレーキロータを取り付けるハブフランジが一体に形成されている車輪用軸受について、前記ホイール及び／又は前記ブレーキロータを取付ける取付方法であって、
前記ハブフランジは、円筒面及び／又は円錐面で形成された外周面を有するパイロット部材を前記中心軸と同軸に係合する係合部を有し、
前記パイロット部材を、前記ハブフランジに係合し、
前記ホイール及び／又は前記ブレーキロータを前記パイロット部材の外周に嵌め合わせた状態で、前記ホイール及び／又は前記ブレーキロータを前記ハブフランジに固定し、
その後、前記パイロット部材を取り外すことを特徴とするホイール及び／又はブレーキロータの取付方法。
【請求項２】
前記係合部は、前記中心軸の方向に形成された複数の円筒孔であることを特徴とする、請求項１に記載するホイール及び／又はブレーキロータの取付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪用軸受にホイール及び／又はブレーキロータを取り付ける取付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両では、車輪を回転支持する車輪用軸受として、例えば、転がり軸受とハブフランジとが一体化されたハブユニットが使用されている。ハブフランジには、軸方向に突出した円環状のパイロット部が、回転軸と同軸に設けられている。ホイールの中心には、円筒形状の内周面からなるガイド孔が形成されており、ガイド孔の内径は、パイロット部の外径よりわずかに大径である。車輪は、ホイールのガイド孔をパイロット部に嵌め合わせることによって、ハブユニットの回転軸と同軸に組み付けられる。
【０００３】
ハブフランジはＳ５５Ｃ等の炭素鋼で製造されている。このため、雨水や道路の溜まり水等を被水すると、雨水等が表面張力によってガイド孔とパイロット部の嵌め合い面に滞留する。その状態で、長期放置された場合には、パイロット部の外周面に発錆した錆によって、パイロット部とガイド孔とが固着し、車輪の脱着が困難になる場合がある。
このため、パイロット部に塗装を施したり、特許文献１に開示されているように、パイロット部をハブフランジと別体とし、耐食性を有するステンレス鋼等で形成することによって、ホイールとハブフランジの固着を防止する方策が提案されている。
また、特許文献２では、ハブフランジの側面に、軸方向に突出する複数の突出部を設けることによって、ホイール等を位置決めする方策が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−６８６８２号公報
【特許文献１】特開２０１４−３１１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、パイロット部に塗装をするときには、その他の部位への塗料の付着を防止するために、マスキング等の処理が必要となり、ハブユニットの製造コストが上昇する。
また、特許文献１のように別体のパイロット部を設ける場合には、当該パイロット部を製造するための費用を要するとともに、ハブフランジにパイロット部を組み込むための取付孔を機械加工によって形成する必要があり、ハブユニットの製造コストが上昇する。
本発明は、製造コストの上昇を抑制しつつ、発錆によるハブユニットとホイールの固着を防止して、ホイールの取り外しを容易にすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、外周に複列の内側軌道溝を有する内軸部材と、内周に複列の外側軌道溝を有する外輪部材と、前記内側軌道溝と前記外側軌道溝との間に転動自在に配設される複数の転動体と、を有し、前記内軸部材及び前記外輪部材のいずれか一方の部材が、前記内軸部材及び前記外輪部材のいずれか他方の部材に対して中心軸の周りで回転自在であって、前記一方の部材には、ホイール及び／又はブレーキロータを取り付けるハブフランジが一体に形成されている車輪用軸受について、前記ホイール及び／又は前記ブレーキロータを取付ける取付方法であって、前記ハブフランジは、円筒面及び／又は円錐面で形成された外周面を有するパイロット部材を前記中心軸と同軸に係合する係合部を有し、前記パイロット部材を、前記ハブフランジに係合し、前記ホイール及び／又は前記ブレーキロータを前記パイロット部材の外周に嵌め合わせた状態で、前記ホイール及び／又は前記ブレーキロータを前記ハブフランジに固定し、その後、前記パイロット部材を取り外すことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、製造コストの上昇を抑制しつつ、発錆によるハブユニットとホイールの固着を防止して、ホイールの取り外しを容易にすることができる。更に、車両の走行時にはパイロット部材を取り外すことにより、いわゆる「ばね下重量」を低減することができ、また、ホイール及び／又はブレーキロータを径方向に精度よく取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】車輪を回転支持する車輪用軸受装置の軸方向断面を示す断面図である。
【図２】図１のハブフランジを軸方向に見た側面図である。
【図３】パイロット部材の斜視図である。
【図４】止め栓の形態を示す軸方向断面図である。
【図５】従来構造における、ホイールと突出部材の配置を示す説明図である。
【図６】従来構造における、ホイールの偏心量を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図を用いて、本発明の一実施形態（以下、「本実施形態」）について説明する。図１は、自動車などの車輪を回転支持する車輪用軸受装置の軸方向断面を示しており、ナックルなどの懸架装置１１に取り付けた車輪用軸受によって、ホイール１２及びブレーキロータ２７が、回転支持されている。なお、車輪については、ホイール１２のみを図示し、タイヤの表示は省略している。
本実施形態では、車輪用軸受として、車輪を取り付けるハブフランジと転がり軸受とが一体に組み合わされたハブユニット１０が使用されている。ハブユニット１０は、紙面に平行で左右方向に延在する中心軸ｍを中心として回転する。
以下の説明では、中心軸ｍの方向を軸方向といい、中心軸ｍと直交する方向を径方向、中心軸ｍの周囲を周回する方向を周方向という。また、図１では、ハブユニット１０の右側が車両の外側である。このため、以下の説明では、図１における右側をアウター側といい、左側をインナー側という場合がある。
【００１０】
ハブユニット１０は、ハウジング１３（外輪部材）と、内軸１４（内軸部材）と、複数の玉１５（転動体）とを備えている。
【００１１】
ハウジング１３は、略円筒形状であり、炭素鋼などの鋼材で熱間鍛造等によって製造されている。複数のフランジ１６がハウジング１３と一体に形成されており、ハウジング１３の外周から径方向に突出している。各フランジ１６には、軸方向に貫通するねじ孔が設けられている。また、ハウジング１３の内周には、複列の外側軌道溝１７，１７が、全周にわたって形成されている。
【００１２】
内軸１４は、ハブシャフト１８の軸端に、内輪１９が圧入された形態である。
【００１３】
ハブシャフト１８は、炭素鋼などの鋼材で熱間鍛造等によって製造されており、シャフト部２０と、ハブフランジ２１とが一体に形成されている。
シャフト部２０は、略円柱状であり、第１の内側軌道溝２３が、外周の全周にわたって形成されている。
ハブフランジ２１は、円板状で、板厚の方向が中心軸ｍと同一の方向に形成されている。ハブフランジ２１のアウター側の側面２９は、旋削加工が施されており、中心軸ｍと直交する向きの平面である。
図２は、図１のハブフランジ２１を軸方向に矢印Ｘの向きに見た側面図である。複数のハブボルト２４が、ハブフランジ２１を軸方向に貫通して組み付けられている。ハブボルト２４は、中心軸ｍを中心とするピッチ円Ｃ１上で、周方向に等間隔に組み付けられている。
また、側面２９に、複数の治具取付孔３０（係合部）が形成されている。各治具取付孔３０は、側面２９から所定の深さまで軸方向に延在する円筒形状の孔（円筒孔）で、中心軸ｍを中心とするピッチ円Ｃ２上で周方向に等間隔に形成されている。本実施形態では、治具取付孔３０は、周方向３か所に形成されている。
【００１４】
再び図１を参照する。内輪１９は、環状で、軸受鋼等の鋼材で製造されている。第２の内側軌道溝２５が、内輪１９の外周に全周にわたって形成されている。内輪１９は、シャフト部２０のインナー側端部に、締まりばめの状態で組み付けられている。内輪１９よりインナー側に突出したシャフト部２０の軸端を塑性変形させて、かしめ部３１が形成されている。かしめ部３１が、内輪１９の端面に押し付けられることによって、内輪１９が、ハブシャフト１８に固定されている。
【００１５】
玉１５が、複列の外側軌道溝１７，１７と第１及び第２の内側軌道溝２３，２５との間に、それぞれ複数個ずつ周方向に所定の間隔で、転動自在に配設されている。これにより、内軸１４は、ハウジング１３に対して中心軸ｍの回りで自在に回転することができる。ハウジング１３のアウター側端部では、ハウジング１３と内軸１４との間の環状の開口部に、オイルシールなどの密封装置３２が組み付けられている。密封装置３２は、各軌道溝に水や砂等の異物が侵入するのを防止している。
また、ハブユニット１０のインナー側端部には、ＡＢＳセンサが組み付けられている。ＡＢＳセンサは、内軸１４に固定されるエンコーダ３３と、ハウジング１３に固定される磁気センサ３４を有する。エンコーダ３３は、Ｓ極とＮ極が周方向に交互に配置された磁気面を有しており、近接して配置された磁気センサ３４で磁極の変化を検出することによって、車輪の回転速度等の情報を取得できるようになっている。
【００１６】
次に、同じく図１及び図３によって、ハブユニット１０に車輪のホイール１２及びブレーキロータ２７を取付ける取付方法について説明する。図３は、パイロット部材４０の斜視図である。
ハブユニット１０は、フランジ１６をボルト２６で懸架装置１１に締結することによって、車両に搭載される。その後、ホイール１２とブレーキロータ２７が、ハブフランジ２１のアウター側に組付けられる。本実施形態では、脱着自在のパイロット部材４０を用いて、ホイール１２及びブレーキロータ２７を取付けている。パイロット部材４０は、後述するように、ホイール１２及びブレーキロータ２７を取付けるときにのみ使用され、ホイール１２及びブレーキロータ２７を取付けた後は、取り外される。このため、図１では、パイロット部材４０を破線で示している。
【００１７】
図３によって、パイロット部材４０について説明する。パイロット部材４０は、円柱状の本体部４１に、三本のピン４２が組み込まれている。
【００１８】
本体部４１の外周は、中心軸ｍと同軸の円筒面で、ホイール１２及びブレーキロータ２７の中央に形成されたガイド孔に嵌め合わせたときに、径方向に直径寸法で概ね０．１ｍｍから０．５ｍｍのすきまが形成される程度の大きさである。本体部４１の軸方向両端には、端面４３，４３が、中心軸ｍと直交する向きに形成されている。
【００１９】
三本のピン４２は、それぞれ円柱形状で、端面４３に垂直に組み込まれている。各ピン４２は、端面４３から互いにほぼ等しい寸法だけ突出している。ピン４２が突出する高さｈは、ハブフランジ２１の治具取付孔３０の軸方向深さＨ（図１参照）より小さい。また、ピン４２の直径ｄは、治具取付孔３０の内径Ｄよりわずかに小径である。
各ピン４２は、中心軸ｍを中心とするピッチ円Ｃ３上で、周方向に等間隔で組み込まれている。ピッチ円Ｃ３の直径Ｋ３は、治具取付孔３０が配置されるピッチ円Ｃ２の直径Ｋ２と同等であり、軸方向に見た各ピン４２の配置は、ハブフランジ２１の治具取付孔３０の配置に対応している。これにより、各ピン４２を、治具取付孔３０に同時に嵌め合わせることができ、パイロット部材４０を、中心軸ｍと同軸に組み付けることができる。
【００２０】
また、ねじ穴４４が、ピン４２とピン４２との間で、ピッチ円Ｃ３上に設けられている。ねじ穴４４は、本体部４１を軸方向に貫通しており、ねじ穴４４の内周には、軸方向の全体にねじ加工が施されている。
【００２１】
なお、本実施形態では、ハブフランジ２１の治具取付孔３０、及び、パイロット部材４０のピン４２は、それぞれ周方向の３箇所に設けられているが、これに限定されない。治具取付孔３０とピン４２とが係合することによって、パイロット部材４０が、中心軸ｍと同軸に組み付けられればよく、治具取付孔３０及びピン４２は、それぞれ２以上の複数個所に設けられていればよい。
【００２２】
ホイール１２及びブレーキロータ２７をハブフランジ２１に取付けるときには、まずパイロット部材４０を、ハブフランジ２１に軸方向に係合させる。このとき、各ピン４２が、ハブフランジ２１の各治具取付孔３０に嵌め合わされており、パイロット部材４０は、ピン４２が設置されている側の端面４３が、ハブフランジ２１の側面２９と軸方向に当接するまで、軸方向に押し込まれている。
【００２３】
次に、図１に示すように、ホイール１２及びブレーキロータ２７が、中央のガイド孔をパイロット部材４０の外周に嵌め合わせた状態で、ハブフランジ２１のアウター側に組み付けられる。なお、パイロット部材４０の外周とホイール１２及びブレーキロータ２７のガイド孔との間には、径方向に所定のすきまｓが設けられている。このため、ホイール１２及びブレーキロータ２７をパイロット部材４０の外周に容易に嵌め合わせることができる。
【００２４】
こうして、パイロット部材４０は、ハブユニット１０の中心軸ｍと同軸に固定されるので、ブレーキロータ２７とホイール１２は、それぞれパイロット部材４０に案内されて、中心軸ｍと同軸に取り付けられる。このとき、ハブボルト２４が、ブレーキロータ２７とホイール１２を同時に軸方向に貫通しており、ナット２８を締め付けることによって、ブレーキロータ２７とホイール１２が、同時にハブフランジ２１に固定される。
【００２５】
次に、パイロット部材４０を軸方向に引き抜き、ハブユニット１０から取り外す。パイロット部材４０は、ピン４２が治具取付孔３０に軸方向に挿入されているに過ぎず、また、ホイール１２及びブレーキロータ２７のガイド孔との間では全周にわたってすきまｓを有しているので、軸方向に容易に取り外すことができる。
【００２６】
なお、ホイール１２が、自重によってパイロット部材４０を径方向に付勢したり、ピン４２の位置と治具取付孔３０の位置との加工誤差等によって、治具取付孔３０とピン４２とが強く接触し、パイロット部材４０を取り外す際に、大きな力を必要とする場合がある。この場合には、パイロット部材４０に形成したねじ穴４４にボルト等を螺合し、当該ボルトの先端をハブシャフト１８に押し付けることによって、パイロット部材４０を引き抜くことができる。
【００２７】
パイロット部材４０を取り外した後であっても、ホイール１２及びブレーキロータ２７は、ハブボルト２４によって、ハブフランジ２１に固定されているので、その位置が変化することはない。
【００２８】
パイロット部材４０を取り外した後では、例えば、図４に示すような止め栓４５が、治具取付孔３０に挿入されている。これによって、ホイール１２が被水した場合でも、治具取付孔３０の錆の発生を抑制することができる。
止め栓４５は、軸部４８と、軸端に設けた傘部４７とで構成されており、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）やアクリルゴム（ＡＣＭ）などのゴム材料を加硫成型することによって製造されている。
軸部４８は、直径が治具取付孔３０と同等であり、軸方向の一部に、治具取付孔３０より大径の抜止部４６を備えている。抜止部４６は、治具取付孔３０の内周と径方向に締め代を有しているので、止め栓４５が脱落するのを防止できる。また、傘部４７は、治具取付孔３０より大径であり、ハブフランジ２１の側面２９と軸方向に当接する事によって、水等が治具取付孔３０に侵入するのを防止できる。
【００２９】
こうして、止め栓４５を使用することによって、治具取付孔３０の発錆を防止できるので、定期点検等でホイール１２及びブレーキロータ２７を脱着する際に、パイロット部材４０を繰り返してハブシャフト１８に係合することができる。
【００３０】
なお、個々の治具取付孔３０ごとに止め栓４５を設置する代わりに、ホイール１２のガイド孔に、水浸入を防止するキャップ（図示を省略）を組付けたものでもよい。キャップは、アルミニウム等の金属や、ポリアミド樹脂などの樹脂材料、或いは、ニトリルブタジエンゴムなどのゴム材料など適宜選択することができる。
【００３１】
こうして、本実施形態では、車両が走行するときには、パイロット部材４０が取り外されているので、ホイール１２とハブシャフト１８とが錆等によって固着するということがない。したがって、雨水等を被水した場合であっても、ホイール１２を容易に取り外すことができる。
また、車両の走行時には、パイロット部材４０が取り外されているので、サスペンションで支持された可動部の重量（いわゆる「ばね下重量」）を低減することができる。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態のハブシャフト１８は、パイロット部に塗装を施したり、別体のパイロット部を設置する必要がないので、ハブユニット１０の製造コストの上昇を抑制することができる。なお、パイロット部材４０は、他の車両でホイール１２を取り付ける際にも使用することができるので、ハブユニット１０の製造コストにはほとんど影響しない。
【００３３】
更に、特許文献２に記載されているような、ハブフランジ２１の側面２９から軸方向に
突出する突出部材５０を使用する場合と比較して、本実施形態では、ホイール１２等をハブシャフト１８に搭載するときの、搭載精度が向上する。以下に図を用いて説明する。
【００３４】
まず、特許文献２に示されている構造（以下「従来構造」という）において、ホイール１２の搭載精度について説明する。図５では、従来構造において、ホイール１２が、中心軸ｍと同軸に配置され、各突出部材５０と径方向にすきまｓを持って配置された状態を示している。以下の説明では、このホイール１２の位置を「基準位置」という。
また、図５に示すように、各突出部材５０に、Ａ，Ｂ，Ｃの符号を付して説明する。
【００３５】
この基準位置から、ホイール１２が径方向に偏心するときの偏心量は、例えば、ホイール１２が、中心軸ｍから突出部材Ａに向かう方向に変位して、ホイール１２のガイド孔が、突出部材Ｂ及び突出部材Ｃと接触するときに最も大きくなる。すなわち、偏心量は、隣り合う突出部材５０を結ぶ方向に対して直交する方向で最大となる。
図６は、従来構造において、ホイール１２の偏心量を説明するための説明図であって、突出部材Ｂの位置におけるホイール１２の動きを示している。図６では、基準位置のホイール１２の位置を破線で示しており、当該基準位置のホイール１２が、突出部材Ａに向かって径方向に変位し、突出部材Ｂと接触したときの位置を実線で示している。
【００３６】
基準位置では、ホイール１２と突出部材Ｂは、すきまｓだけ径方向に離れている。最大偏心量δＡは、当該ホイール１２が突出部材Ｂと接触するまでの変位量であり、δＡ＝ｓ／ｓｉｎθ  で表される。θは、中心軸ｍと突出部材Ｂを結ぶ方向と、突出部材Ｂと突出部材Ｃを結ぶ方向とのなす角度であり、突出部材５０が３か所に設けられている場合には、θは３０°である。したがって、δＡ＝ｓ×２  となる。
【００３７】
これに対して、本実施形態では、パイロット部材４０が中心軸ｍと同軸に組み付けられており、パイロット部材４０の外周面は円筒面である。中心軸ｍと同軸に配置されたホイール１２の位置を基準位置とすると、当該基準位置では、パイロット部材４０とホイール１２のガイド孔との間には、径方向のいずれの方向においても等しい大きさのすきまｓを有している。したがって、本実施形態では、ホイール１２の最大偏心量δＢは、すきまｓ
に等しい。
【００３８】
したがって、本実施形態のホイール１２の最大偏心量δＢは、従来構造における最大偏心量δＡの、１／２である。すなわち、本実施形態では、ホイール１２等をハブシャフト１８に搭載するときの偏心量を抑制して、搭載精度が向上することができる。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態のハブユニット１０では、製造コストの上昇を抑制しつつ、発錆によるハブユニット１０とホイール１２の固着を防止して、ホイール１２の脱着を容易にすることができる。更に、ハブユニット１０の重量を削減することができ、また、ホイール１２及び／又はブレーキロータ２７を径方向に精度よく取り付けることができる。
【００４０】
なお、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。
例えば、パイロット部材４０の外周面は、円筒面に限定されず、円錐面であってもよい。また、ホイール１２とブレーキロータ２７をそれぞれ支持する外周面の直径が互いに異なる段付きの円筒面であってもよい。
また、パイロット部材４０に形成されているねじ穴４４は、本体部４１の径方向の中央に、中心軸ｍに沿って、１か所にのみ形成されたものでもよい。
また、本実施形態では、前輪駆動車の後輪（従動輪）に装着されるハブユニットを例示しているが、エンジンで駆動される前輪（駆動輪）に装着されるハブユニットであってもよい。図示を省略するが、駆動輪の場合には、治具取付孔は、スプライン溝より径方向外方で、ハブフランジの側面に形成される。
また、本実施形態では、内軸が回転する内輪回転型のハブユニットを例示しているが、ハウジングが内軸に対して回転する、いわゆる外輪回転型のハブユニットであってもよい。外輪回転型のハブユニットでは、ハブフランジが外輪に一体に形成されている。パイロット部材は、外輪に設けられた治具取付孔によって、中心軸ｍと同軸に係合される。
【符号の説明】
【００４１】
１０：ハブユニット、１１：懸架装置、１２：ホイール、１３：ハウジング、１４：内軸、１５：玉、１６：フランジ、１７：外側軌道溝、１８：ハブシャフト、１９：内輪、２０：シャフト部、２１：ハブフランジ、２３，２５：内側軌道溝、２４：ハブボルト、２７：ブレーキロータ、２９：側面、３０：治具取付孔、４０：パイロット部材、４１：本体部、４２：ピン、４５：止め栓、５０：突出部材（従来構造）
【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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