(57)【要約】【課題】製造コストの増大を抑えつつ、回転フランジの円周方向に関する重量バランスを良好にできる構造を実現する。【解決手段】回転フランジ８ａの円周方向等間隔複数箇所に、回転フランジ８ａを軸方向に貫通する取付孔９ａを形成するとともに、回転フランジ８ａのうち、取付孔９ａから円周方向または径方向に外れた円周方向等間隔複数箇所に、回転フランジ８ａを軸方向に貫通する通孔３０を形成する。通孔３０を、少なくとも１個ずつの転造タップねじ孔３１と、軸方向に関して内径が変化しない少なくとも１個の円筒孔３２とにより構成する。転造タップねじ孔３１の下穴径と、円筒孔３２の内径とを等しくする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道を有する外方部材と、
外周面に内輪軌道を有する内方部材と、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に配置された複数個の転動体とを備え、
前記外方部材と前記内方部材とのうちで使用時に回転する回転部材に、径方向外方に突出した回転フランジが設けられており、
前記回転フランジは、円周方向等間隔複数箇所に、前記回転フランジを軸方向に貫通する取付孔を有するとともに、前記取付孔から円周方向または径方向に外れた円周方向等間隔複数箇所に、前記回転フランジを軸方向に貫通する通孔を有しており、
前記通孔が、少なくとも１個の転造タップねじ孔と、軸方向に関して内径が変化しない少なくとも１個の円筒孔とから構成されており、
前記転造タップねじ孔の下穴径と、前記円筒孔の内径とが等しい、
ハブユニット軸受。
【請求項２】
前記通孔の個数または前記転造タップねじ孔の個数が奇数である、請求項１に記載のハブユニット軸受。
【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ためのハブユニット軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪および制動用回転体は、ハブユニット軸受により、懸架装置に対して回転自在に支持されている。図６は、特開２００３−７２３１０号公報に記載されている、従来のハブユニット軸受の１例を示している。
【０００３】
図６に示した例では、ハブユニット軸受１は、駆動輪用であり、外方部材である外輪２と、内方部材であって、かつ、回転部材であるハブ３と、複数個の転動体４とを備える。外輪２は、内周面に複列の外輪軌道５を有しており、外周面に設けられた静止フランジ１８の支持孔１９に螺合されたボルトにより、懸架装置のナックル６に結合固定されている。
【０００４】
ハブ３は、外輪２の内径側にこの外輪２と同軸に配置されており、複列の外輪軌道５と対向する複列の内輪軌道７と、回転フランジ８とを有している。回転フランジ８は、円周方向複数箇所に、この回転フランジ８を軸方向に貫通する取付孔９を有している。車輪を構成するホイール１０および制動用回転体１１は、取付孔９に圧入固定されたスタッド１２とナット１３とにより、回転フランジ８に結合固定される。さらに、ハブ３は、中心部にスプライン孔１４を有している。このスプライン孔１４には、等速ジョイント用外輪１５のスプライン軸部１６がスプライン係合される。
【０００５】
転動体４は、複列の外輪軌道５と複列の内輪軌道７との間に、列ごとに複数個ずつ、転動自在に配置されている。このような構成により、ハブ３は、転動体４を介して外輪２に対し回転自在に支持されている。なお、外輪２の内周面とハブ３の外周面との間に存在する円筒状空間の軸方向両端部は、シール部材１７ａ、１７ｂにより塞がれている。
【０００６】
ところで、回転フランジ８のうち、取付孔９から円周方向に外れた円周方向１ないし複数箇所に、回転フランジ８を軸方向に貫通する透孔を設けることがある。たとえば、特開２０１０−８９６６４号公報には、回転フランジの円周方向等間隔複数箇所に、軽量化や、外輪をナックルに取り付けたり、取り外したりする際に、工具を挿入するための透孔を備えたハブユニット軸受が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−７２３１０号公報
【特許文献２】特開２０１０−８９６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
回転フランジに透孔を設けると、透孔の軸方向内側開口からこの透孔内に侵入した水分が、車輪の回転に伴う遠心力により、回転フランジの軸方向外側面と制動用回転体の軸方向内側面との突き当て部に侵入するなどして、この突き当て部が錆びつきやすくなる。前記突き当て部で錆びつきが発生すると、制動用回転体が回転フランジに固着して、メンテナンス時に、制動用回転体を取り外しにくくなる可能性がある。そこで、回転フランジに、取付孔および透孔とは別に、ねじ孔を、１ないし複数個設けることが好ましい。ねじ孔に、ボルトを軸方向内側から螺合し、このボルトの先端部をねじ孔の軸方向外側開口よりも軸方向外方に突出させることで、錆などにより回転フランジに固着した制動用回転体を、回転フランジから引き離すことができる。
【０００９】
このようなねじ孔は、回転フランジの円周方向１箇所に設ければ足りるが、回転フランジの重量バランスを良好にする面からは、回転フランジの円周方向等間隔複数箇所に設けることが好ましい。しかしながら、ねじ孔を形成するための穿孔加工は、面倒で加工コストが高いため、回転フランジの円周方向等間隔複数箇所に、ねじ孔を穿孔加工により形成すると、製造コストが増大してしまう。
【００１０】
本発明は、上述のような事情を鑑みて、製造コストの増大を抑えつつ、回転フランジの重量バランスを良好にできる、ハブユニット軸受を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のハブユニット軸受は、内周面に外輪軌道を有する外方部材と、外周面に内輪軌道を有する内方部材と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に配置された複数個の転動体とを備える。
前記外方部材と前記内方部材とのうちのいずれかが、使用時に回転する回転部材であり、該回転部材は、径方向外方に突出した回転フランジを備えている。
前記回転フランジは、円周方向等間隔複数箇所に、前記回転フランジを軸方向に貫通する取付孔を有するとともに、前記取付孔から円周方向または径方向に外れた円周方向等間隔複数箇所に、前記回転フランジを軸方向に貫通する通孔を有する。
前記通孔は、少なくとも１個の転造タップねじ孔と、軸方向に関して内径が変化しない少なくとも１個の円筒孔とから構成されている。
前記転造タップねじ孔の下穴径と、前記円筒孔の内径とが等しくなっている。
【００１２】
前記通孔の個数または前記転造タップねじ孔の個数を奇数とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のハブユニット軸受によれば、製造コストの増大を抑えつつ、回転フランジの重量バランスを良好にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態の第１例のハブユニット軸受を示す断面図である。
【図２】図２は、ハブを取り出して、図１の右方から見た状態を示す端面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態の第３例を示す、図２と同様の図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態の第４例を示す、図２と同様の図である。
【図６】図６は、ハブユニット軸受の従来構造の１例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施の形態の第１例］
図１および図２は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例のハブユニット軸受１ａは、従動輪用であり、外方部材である外輪２と、内方部材であって、かつ、回転部材であるハブ３ａと、複数個の転動体４とを備える。
【００１６】
外輪２は、中炭素鋼などの硬質金属製で、全体として略円筒状である。外輪２は、内周面に複列の外輪軌道５を有するとともに、軸方向中間部に、径方向外方に突出した静止フランジ１８を有している。静止フランジ１８は、円周方向複数箇所に支持孔１９を有している。外輪２は、支持孔１９に挿通あるいは螺合されたボルトにより、懸架装置のナックル６（図６参照）に結合固定される。
【００１７】
ハブ３ａは、中炭素鋼などの硬質金属製で、外輪２の内径側にこの外輪２と同軸に配置されている。ハブ３ａは、外周面に複列の内輪軌道７を有するとともに、外輪２の軸方向外端面よりも軸方向外方に位置する軸方向外側部に、径方向外方に突出した回転フランジ８ａを有している。
【００１８】
なお、軸方向に関して「外」とは、ハブユニット軸受１ａを懸架装置に組みつけた状態での車両の幅方向外側をいい、図１の左側が相当する。反対に、ハブユニット軸受１ａを懸架装置に組みつけた状態での車両の幅方向中央側となる、図１の右側を、軸方向に関して「内」という。
【００１９】
本例では、ハブ３ａは、ハブ本体２０と、内輪２１とにより構成されている。複列の内輪軌道７のうちの軸方向外側の内輪軌道７は、ハブ本体２０の軸方向中間部外周面に設けられている。また、回転フランジ８ａは、ハブ本体２０の軸方向外側部に、径方向外方に突出するように設けられている。内輪２１は、全体が円筒状に構成されており、外周面に軸方向内側の内輪軌道７を有し、ハブ本体２０の軸方向内側部に外嵌されている。そして、内輪２１は、ハブ本体２０の軸方向内側部のうち、内輪２１の軸方向内端面から軸方向内方に突出した部分を径方向外方に塑性変形させることにより形成されたかしめ部２２により、軸方向内端面を抑え付けられている。これにより、ハブ本体２０と内輪２１とが相対回転不能に結合固定され、ハブ３ａが構成されている。
【００２０】
なお、ハブ本体の軸方向内端部に、かしめ部に代えて雄ねじ部を形成し、この雄ねじ部に螺合したナットにより、ハブ本体と内輪とを結合固定することもできる。
【００２１】
回転フランジ８ａは、円輪形の円輪板部２３と略星形の補強リブ２４とにより構成されており、円輪板部２３の軸方向内側の径方向内端部から中間部にかけての範囲を、略星形の補強リブ２４により補強している。円輪板部２３の軸方向外側面は、ハブ３ａの中心軸と直交する平坦面であり、車輪および制動用回転体の取付面となっている。補強リブ２４は、円環状の基部２５と、この基部２５の外周面の円周方向等間隔複数箇所（図示の例では５箇所）から径方向外方に突出した突出部２６とを備える。要するに、回転フランジ８ａの径方向中間部には、それぞれが突出部２６により補強された複数個の厚肉部２７と、それぞれが突出部により補強されていない複数個の薄肉部２８とが、円周方向に関して交互に配置されている。
【００２２】
このような回転フランジ８ａは、円周方向等間隔複数箇所ずつ（図示の例では５箇所ずつ）に、取付孔９ａと透孔２９と通孔３０を有する。取付孔９ａのそれぞれは、厚肉部２７を軸方向に貫通するように設けられている。また、取付孔９ａの中心軸は、ハブ３ａの中心軸を中心とする同心円上に存在している。このような取付孔９ａに圧入固定されたスタッド１２と、これらのスタッド１２の先端部に螺合されたナット１３（図６参照）とにより、車輪のホイール１０および制動用回転体１１は、回転フランジ８ａに結合固定される。
【００２３】
透孔２９のそれぞれは、薄肉部２８の円周方向略中央位置を軸方向に貫通するように設けられている。また、透孔２９の中心軸は、ハブ３ａの中心軸を中心とする同心円上に存在している。透孔２９は、ハブユニット軸受１ａの軽量化や、外輪２を懸架装置のナックル６に取り付けたり、取り外したりすべく、支持孔１９に挿通あるいは螺合されたボルトを締め付けたり、緩めたりする作業、あるいは、ブレーキ部品を着脱する作業に際して工具を挿入するために設けられる。
【００２４】
通孔３０のそれぞれは、薄肉部２８のうちで、透孔２９が設けられた部分から円周方向に外れた部分を、軸方向に貫通するように設けられている。また、円筒形の貫通孔である通孔３０の中心軸は、ハブ３ａの中心軸を中心とする同心円上に存在している。複数個の通孔３０は、内周面に雌ねじ部が形成された少なくとも１個の転造タップねじ孔３１と、軸方向に関して内径が変化しない少なくとも１個の円筒孔３２とから構成されている。具体的には、本例では、５個の通孔３０が、１個の転造タップねじ孔３１と、４個の円筒孔３２とから構成されている。転造タップねじ孔３１は、錆などにより回転フランジ８ａの軸方向外側面に固着した制動用回転体１１を、回転フランジ８ａから引き離すために使用される。すなわち、転造タップねじ孔３１に、ボルトを軸方向内側から螺合し、このボルトの先端部を転造タップねじ孔３１の軸方向外側開口よりも軸方向外方に突出させることで、回転フランジ８ａに固着した制動用回転体１１を、回転フランジ８ａから引き離すことができる。
【００２５】
本例では、転造タップねじ孔３１の下穴径と、それぞれの円筒孔３２の内径とが等しくなっている。すなわち、回転フランジ８ａの円周方向等間隔５箇所位置に、切削加工などにより、それぞれの内径が等しい、５個の下穴を設け、これらの下穴のうちの１個の内周面に、転造タップ加工により雌ねじ部を設けることにより、１個の下穴を転造タップねじ孔３１としている。残りの４個の下穴については、そのまま何らの加工も施さずに、円筒孔３２としている。
【００２６】
転動体４は、複列の外輪軌道５と複列の内輪軌道７との間に、列ごとに複数個ずつ、転動自在に配置されている。このような構成により、ハブ３ａは、転動体４を介して外輪２に対し回転自在に支持されている。なお、図示の例では、転動体４として、玉を使用しているが、円すいころを使用することもできる。
【００２７】
本例では、外輪２の内周面とハブ３ａの外周面との間に存在する円筒状空間の軸方向両端部は、シール部材１７ａ、１７ｂにより塞がれている。ただし、外輪の軸方向内端部に嵌合したカバーにより、外輪の内径側に存在する空間の軸方向内端部を塞ぐように構成することもできる。
【００２８】
本例のハブユニット軸受１ａによれば、製造コストの増大を抑えつつ、回転フランジ８ａの円周方向に関する重量バランスを良好にできる。すなわち、回転フランジ８ａは、円周方向等間隔複数箇所ずつ（図示の例では５箇所ずつ）に、取付孔９ａと透孔２９と通孔３０とを有している。特に、本例では、転造タップねじ孔３１の下穴径と、それぞれの円筒孔３２の内径とを等しくするとともに、転造タップねじ孔３１の雌ねじ部を、加工時に切削屑が生じない転造タップ加工により形成しているため、回転フランジ８ａの円周方向に関する重量バランスを良好にできる。
【００２９】
これに対し、ねじ孔を切削タップ加工により形成すると、加工に伴って切削屑が生じる。そして、形成されたねじ孔の下穴径と、このねじ孔に螺合されるねじの呼び径との差が大きくなる。たとえば、Ｍ６のねじ孔を切削タップ加工により形成する場合、下穴径は５ｍｍとする必要がある。この結果、ねじ孔の容積と、円筒孔３２の容積との差が大きくなり、ねじ孔を形成するために除去された金属材料の質量と、円筒孔３２を形成するために除去された金属材料の質量との差も大きくなる。このため、回転フランジの円周方向に関する重量バランスが悪化してしまう。
【００３０】
一方、転造タップねじ孔３１は、下穴を、切粉を発生させることなく、塑性変形させて雌ねじ部を形成する加工方法により形成されているため、転造タップねじ孔３１の容積と、円筒孔３２の容積は同じになっている。すなわち、転造タップ加工では、ねじの呼び径と下穴径との差が、切削タップ加工の場合よりも小さくなる。具体的には、たとえば、Ｍ６の転造タップねじ孔の下穴径は５．５３ｍｍとなる。したがって、転造タップねじ孔３１の容積と、円筒孔３２の容積とをほぼ同じにすることができ、転造タップねじ孔３１を形成するために除去された金属材料の質量と、円筒孔３２を形成するために除去された金属材料の質量ともほぼ同じにすることができる。このため、５個の通孔３０を、１個の転造タップねじ孔３１と、４個の円筒孔３２とから構成しているにもかかわらず、回転フランジ８ａの円周方向に関する重量バランスを良好にできる。
【００３１】
本例では、上述のような回転フランジ８ａの円周方向に関する重量バランスを良好にできる構造を、すべての通孔３０をねじ孔とすることなく実現できるため、製造コストの増大を抑えることができる。また、たとえばＭ６のねじ孔を形成するとした場合、転造タップ加工では、下穴加工用のドリルの径を、切削タップ加工の場合と比較して、約１０％大きくできるため、ドリルの座屈強度を約５０％向上させることができる。この結果、ねじ孔の位置や寸法などの精度を向上させられるとともに、ドリルの送り速度を速くして、加工効率の向上を図ることができる。
【００３２】
本発明のハブユニット軸受では、取付孔、通孔および透孔は、それぞれが円周方向等間隔複数箇所に配置され、かつ、回転フランジの円周方向に関する重量バランスを良好にできる限り、それぞれの個数を同じとする必要はない。また、通孔や透孔を、他の孔に対して径方向に外れた部分に形成するように構成するしても良い。
【００３３】
また、通孔の個数は、奇数個あるいは偶数個のいずれであっても良く、通孔を構成する転造タップねじ孔の個数を２個以上とすることもできる。すなわち、本発明によれば、たとえば、通孔の個数が奇数個で、かつ、転造タップねじ孔の個数が２個以上であったり、通孔の個数が偶数個で、かつ、転造タップねじ孔の個数が奇数個であったりする場合であっても、回転フランジの円周方向に関する重量バランスを良好にできる。
【００３４】
本例では、本発明を、ハブ３ａが中実の従動輪用のハブユニット軸受１ａに適用した場合について説明したが、本発明は、ハブの中心部に駆動軸の動力を伝達可能に係合させるためのスプライン孔を有する駆動輪用のハブユニット軸受に適用することもできる。また、本発明は、内方部材であるハブが回転する、いわゆる内輪回転型のハブユニット軸受に限らず、外方部材が回転する、いわゆる外輪回転型のハブユニット軸受に適用することもできる。
【００３５】
［実施の形態の第２例］
図３は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例のハブユニット軸受は、回転フランジ８ｂの円周方向等間隔５箇所ずつに、取付孔９ａと透孔２９と通孔３０を有する。本例では、５個の通孔３０は、２個の転造タップねじ孔３１と、３個の円筒孔３２とから構成されている。また、本例では、２個の転造タップねじ孔３１は、円周方向に隣接していない。すなわち、２個の転造タップねじ孔３１同士の間には、円筒孔３２が配置されている。また、転造タップねじ孔３１の下穴径と、円筒孔３２の内径とが等しくなっている。
【００３６】
本例のハブユニット軸受も、実施の形態の第１例のハブユニット軸受１ａと同様に、加工コストの増大を抑えつつ、回転フランジ８ｂの円周方向に関する重量バランスを良好にすることができる。その他の部分の構成および作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。
【００３７】
［実施の形態の第３例］
図４は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例のハブユニット軸受を構成するハブ３ｂは、いわゆる星形の回転フランジ８ｃを備える。回転フランジ８ｃは、円周方向に関して等間隔に、かつ、放射状に配置された複数本（図示の例では４本）の腕部３３と、径方向反対側２箇所に径方向外方に突出するように設けられた１対の突出片３４とから構成されている。また、回転フランジ８ｃは、スタッドを圧入あるいはハブボルトを螺合するための複数個（図示の例では４個）の取付孔９ａと、１対の通孔３０とを有する。
【００３８】
取付孔９ａのそれぞれは、腕部３３を軸方向に貫通するように設けられている。また、通孔３０のそれぞれは、突出片３４を軸方向に貫通するように設けられている。本例では、１対の通孔３０は、１個の転造タップねじ孔３１と、１個の円筒孔３２とから構成されている。そして、転造タップねじ孔３１の下穴径と、円筒孔３２の内径とが等しくなっている。
【００３９】
本例のハブユニット軸受も、実施の形態の第１例のハブユニット軸受１ａと同様に、加工コストの増大を抑えつつ、回転フランジ８ｃの円周方向に関する重量バランスを良好にすることができる。その他の部分の構成および作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。
【００４０】
［実施の形態の第４例］
図５は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例では、いわゆる星形の回転フランジ８ｄは、円周方向に関して等間隔に、かつ、放射状に配置された複数本（図示の例では４本）の腕部３３と、円周方向に隣り合う腕部３３同士の間に径方向外方に突出するように設けられた、複数個（図示の例では４個）の突出片３４とから構成されている。また、回転フランジ８ｄは、スタッドを圧入あるいはハブボルトを螺合するための複数個の取付孔９ａと、複数個の通孔３０とを有する。
【００４１】
取付孔９ａのそれぞれは、腕部３３を軸方向に貫通するように設けられている。また、通孔３０のそれぞれは、突出片３４を軸方向に貫通するように設けられている。本例では、通孔３０は、１個の転造タップねじ孔３１と、３個の円筒孔３２とから構成されている。そして、転造タップねじ孔３１の下穴径と、円筒孔３２の内径とが等しくなっている。
【００４２】
本例のハブユニット軸受も、実施の形態の第１例のハブユニット軸受１ａと同様に、加工コストの増大を抑えつつ、回転フランジ８ｄの円周方向に関する重量バランスを良好にすることができる。その他の部分の構成および作用効果は、実施の形態の第１例および第３例と同様である。
【符号の説明】
【００４３】
１、１ａ  ハブユニット軸受
２  外輪
３、３ａ、３ｂ  ハブ
４  転動体
５  外輪軌道
６  ナックル
７  内輪軌道
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ  回転フランジ
９、９ａ  取付孔
１０  ホイール
１１  制動用回転体
１２  スタッド
１３  ナット
１４  スプライン孔
１５  等速ジョイント用外輪
１６  スプライン軸部
１７ａ、１７ｂ  シール部材
１８  静止フランジ
１９  支持孔
２０  ハブ本体
２１  内輪
２２  かしめ部
２３  円輪板部
２４  補強リブ
２５  基部
２６  突出部
２７  厚肉部
２８  薄肉部
２９  透孔
３０  通孔
３１  転造タップねじ孔
３２  円筒孔
３３  腕部
３４  突出片
【図１】
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【図２】
2019084900.tif 000004
【図３】
2019084900.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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