(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブホイールの径方向外向きのフランジの外端面にディスクブレーキ装置のディスクロータが取り付けられるハブユニットであって、
前記フランジに設けられる貫通孔に圧入される車輪取付用のボルトの頭側に少なくとも軸方向に並ぶ２つのセレーションを形成し、
前記ボルトの圧入方向に対して前部側セレーションを前記貫通孔の内面に対して所定の圧入代で圧入される外径とし、
圧入方向に対して後部側セレーションを前記圧入代より小さい圧入代で圧入されるよう前部側セレーションの外径よりも小さい外径とし、
前記前部側セレーションと後部側セレーションそれぞれの歯部の数が互いに同数であるとともに、ボルトの軸方向からみてそれぞれの歯部が同位相関係を有し、
前記前部側セレーションの歯底径と後部側セレーション歯底径が同一とされ、
後部側セレーションが前部側セレーションを前記貫通孔の内面に圧入させながら通過させた後の貫通孔内面のスプリングバック現象で縮径する当該貫通孔の内面に密着した状態で圧入され、
前記フランジの貫通孔における圧入方向前部側開口が外側に拡径するテーパ面とされ、前部側セレーションが、貫通孔の内面を通過後に前記テーパ面に対してその圧入方向後部側外周縁が係止して抜け止めされる、ことを特徴とするハブユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輪が装着されるハブユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のハブユニットの基本構成を図９に示している。ここでは、駆動輪側に用いられるハブユニットを例に挙げる。図中、１はハブユニット、２はハブホイール、３は複列外向きアンギュラ玉軸受、４はドライブシャフト、５はディスクブレーキ装置のディスクロータ、６はシャフトケース、７はブレーキパッドである。
【０００３】
なお、ディスクロータ５は、ハブホイール２のフランジ１０の外端面に対してあてがわれた状態で取り付けられる。このディスクロータ５は、フランジ１０の円周数カ所に設けられる貫通孔１１に貫通状態で非分離に嵌入されるボルト１２によって、固定される。
【０００４】
そもそも、ディスクロータ５の取り付けは、ハブユニット１をドライブシャフト４に対して取り付けた後で行われるために、フランジ１０の貫通孔１１に対してボルト１２を予め取り付けておかなくてはならないし、また、ハブユニット１単品を取り扱う段階において、前述したボルト１２が脱落すると困るので、ボルト１２を貫通孔１１に対して非分離に取り付けるようにしている。
【０００５】
従来では、前述したボルト１２を貫通孔１１に対して非分離に固定するために、ボルト１２のねじ軸部において頭部側の領域にセレーション１３を形成し、このセレーション１３の外径を、貫通孔１１の内面の内径より大き形成することで、セレーション１３が、貫通孔１１の内面に対して食い込ませるように圧入できる形態になっている。なお、前記圧入のためには、セレーション１３の外径を貫通孔１１の内面の内径より大きくして所要の圧入代が必要となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、セレーション１３が貫通孔１１の内面に圧入された場合、図１０で示すように、貫通孔１１周辺の肉部が矢印で示されるように流動し、フランジ１０に歪みが発生する。このようなフランジ１０における歪みは、前記圧入代が大きくなる程増大してフランジ１０の面に対するディスクロータ５の密着性がより低下してしまう。
【０００７】
そのため、前記歪みを少なくしてディスクロータ５の密着性を高めるためには前記圧入代は小さく設定せざるを得ないが、圧入代を小さく設定するとスリップトルクや抜け力が低下する。
【０００８】
ここで、スリップトルクとは、ボルト１２に回転方向の力が作用してボルト１２が貫通孔１１内面でスリップ回転するのを阻止するトルクであり、また、抜け力とは、ボルト１２に対して貫通孔１１から軸方向に抜け出ようとする力が作用してボルト１２と貫通孔１１との間でボルト１２が抜け落ちるのを阻止する力のことである。
【０００９】
このような事情に鑑み、本発明は、かかるハブユニットにおいて、圧入代を小さく設定してフランジの前記歪みを少なくしてフランジの面に対するディスクロータの密着性を高めることができるようにする一方で、圧入代が小さくてもスリップトルクおよび抜け力を十分に確保可能としてボルトが緩まないように回り止めできるようにすることを解決すべき共通の課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のハブユニットは、ハブホイールの径方向外向きのフランジの外端面にディスクブレーキ装置のディスクロータが取り付けられるハブユニットであって、前記フランジに設けられる貫通孔に圧入される車輪取付用のボルトの頭側に少なくとも軸方向に並ぶ２つのセレーションを形成し、前記ボルトの圧入方向に対して前部側セレーションを前記貫通孔の内面に対して所定の圧入代で圧入される外径とし、圧入方向に対して後部側セレーションを前記圧入代より小さい圧入代で圧入されるよう前部側セレーションの外径よりも小さい外径とし、前記前部側セレーションと後部側セレーションそれぞれの歯部の数が互いに同数であるとともに、ボルトの軸方向からみてそれぞれの歯部が同位相関係を有し、前記前部側セレーションの歯底径と後部側セレーション歯底径が同一とされ、後部側セレーションが前部側セレーションを前記貫通孔の内面に圧入させながら通過させた後の貫通孔内面のスプリングバック現象で縮径する当該貫通孔の内面に密着した状態で圧入され、前記フランジの貫通孔における圧入方向前部側開口が外側に拡径するテーパ面とされ、前部側セレーションが、貫通孔の内面を通過後に前記テーパ面に対してその圧入方向後部側外周縁が係止して抜け止めされる。
【００１１】
本発明によると、貫通孔に２段のセレーションを持つボルトを圧入すると、ボルトの前部側セレーションが貫通孔の孔径を一時的に拡げつつ貫通孔の内面にセレーションが転写形成されることになるが、前部側セレーションが通過するとそのスプリングバック現象により孔径が即座に縮むことになり引き続き、ボルトの後部側セレーションが貫通孔に進入してくることになると、この後部側セレーションが貫通孔の内部のセレーションに対して所要の圧入代をもって嵌入することになる。このようなことから、貫通孔にボルトを圧入する過程では前部側セレーションの通過時にフランジに一旦歪みが発生するものの、前部側セレーションが通過した後で、前記フランジの歪みがスプリングバック現象で元に戻り、歪みの少ない状態となりフランジの変形を小さく抑制できるる。そして、後部側セレーションが貫通孔内に止まるので、この後部側セレーションの貫通孔に対する食い込み作用によりボルトが貫通孔内で回り止めされることになる。
【００１２】
また、貫通孔内面にはその内面に対して圧入代が大きい前部側セレーションによる溝が形成されているので、後部側セレーションが前記内面に対しての圧入代が小さくてもスリップトルクは確保された状態で貫通孔内面に滞留するから、ボルトは貫通孔内面に緩まないように貫通孔に非分離に固定される。
【００１３】
さらに、貫通孔を通過した後の前部側セレーションの圧入方向後部側外周縁がフランジの貫通孔における圧入方向前部側開口に係止するので、ボルトの抜け力も確保される。
【００１４】
以上のことから、本発明の場合、スリップトルクおよび抜け力を確保してボルトが緩まないように貫通孔に非分離に固定可能とし、一方、圧入代を小さくしてフランジの変形を小さく抑制できる。
【００１５】
本発明の好ましい実施態様として、フランジの貫通孔における圧入方向前部側開口が外側に拡径するテーパ面とされ、前部側セレーションが、貫通孔の内面を通過後に前記テーパ面に対してその圧入方向後部側外周縁が係止して抜け止めされる。この実施態様の場合、ボルトに抜け方向の力が加わると、前部側セレーションの圧入方向後部側外周縁がテーパ面に食い込むような形態となり、前記抜け止め状態がガタつくことがなくなって好ましい。
【００１６】
本発明のさらに好ましい実施態様として、前部側セレーションと後部側セレーションそれぞれの歯部の数が互いに同数であるとともに、ボルトの軸方向からみられてそれぞれの歯部が同位相関係を有している。
【００１７】
この実施態様の場合、前部側セレーションが貫通孔内面を通過後に、後部側セレーションを容易にその内面に圧入させることができ、フランジの貫通孔に対するボルトの取り付け作業が容易となって好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１９】
図１ないし図８は、本発明の実施形態に従うハブユニットに係り、図１は、実施形態の駆動輪用のハブユニットを示す縦断側面図、図２は、図１の要部の拡大断面図、図３は、図２のボルトに形成されている前部側と後部側の各セレーションを部分的に重ねて示す正面図である。
【００２０】
また、図４は、図１のフランジの貫通孔へのボルトの圧入の説明に供する断面図、図５は、図４に示される前部側セレーションの部分正面図、図６は、図１のフランジの貫通孔へのボルトの圧入の説明に供する断面図、図７は、図６に示される前部側セレーションの部分正面図、図８は、図６に示される後部側セレーションの部分正面図である。
【００２１】
なお、実施形態でのハブユニットの全体構成については、フランジ１０とボルト１２とを除いて、従来例で提示した図９のハブユニットと同様であるから、その詳しい説明は省略する。なお、図１ないし図８においては、ボルト１２のセレーションを除いて図１および図２と対応する部分には同一の符号を付している。
【００２２】
実施形態のハブユニット１は、スリップトルクおよび抜け力を確保してボルト１２が緩まないように貫通孔１１に非分離に固定可能とし、一方、圧入代を小さくしてフランジ１０の変形を小さく抑制できるように以下の構造を有することに特徴を有する。
【００２３】
すなわち、ボルト１２の頭側に軸方向に並ぶ２つの前部側と後部側の各セレーション１４，１５が形成されている。
【００２４】
前部側セレーション１４の外形寸法は、後部側セレーション１５のそれより大きく設定されている。
【００２５】
前部側セレーション１４は、貫通孔１１の内面に対するボルト１２の圧入方向に対して前部側となって、貫通孔１１の内面に対して所定の圧入代で圧入される外径を有している。
【００２６】
後部側セレーション１５は、貫通孔１１の内面に対する圧入方向に対して後部側となって、前部側セレーション１４における圧入代より小さな圧入代で圧入される外径を有している。
【００２７】
これら両圧入代は、スリップトルクと抜け力、およびフランジ１０の変形程度、等に対して実験で適宜に決定するとよい。
【００２８】
前部側セレーション１４と後部側セレーション１５は、図３でよく分かるように、周方向において複数の歯部１４ａ，１５ａを有し、それら歯部１４ａ，１５ａの数が互いに同数であるとともに、軸方向からみられてそれぞれの歯部１４ａ，１５ａが同位相関係つまり前部側セレーション１４の各歯部１４ａにおいて隣り合う山部間の位相θと後部側セレーション１５の各歯部１５ａにおいて隣り合う山部間の位相θとが同位相関係となっている。
【００２９】
なお、本発明では、前部側セレーション１４と後部側セレーション１５とにおいて、このような位相関係にあることが、スリップトルクの確保に好ましいものの、必ずしも必須となるものではない。
【００３０】
フランジ１０の貫通孔１１におけるボルト１２の圧入方向前部側開口は、外側に拡径するテーパ面１１ａとされている。
【００３１】
なお、本発明では、抜け力の確保に、前記テーパ面１１ａは、好ましいものの、必ずしも必須となるものでない。
【００３２】
以上の構成において、フランジ１０の貫通孔１１の内面にボルト１２を挿入させると、最初に前部側セレーション１４が、図４で示すように、貫通孔１１の内面に圧入されることになる。この場合、前部側セレーション１４における貫通孔１１の内面との圧入代により、図５で示すように、フランジ１０の貫通孔１１の内面が拡径される。
【００３３】
この状態からさらにボルト１２を挿入させていくと、図６で示すように、後部側セレーション１５が貫通孔１１の内面に圧入させられることになる。このとき、前部側セレーション１４の各歯部１４ａと、後部側セレーション１５の各歯部１５ａとが同位相関係を有するので、後部側セレーション１５の各歯部１５ａは、前部側セレーション１４により作成された貫通孔１１内面の各溝に位相的に一致することにより、貫通孔１１の内面に容易に圧入可能となる。
【００３４】
このように前部側セレーション１４と後部側セレーション１５とが貫通孔１１の内面に圧入されると、図７および図８で示すように、フランジ１０の貫通孔１１の内面はそれぞれ拡径されている。
【００３５】
この場合、フランジ１０の貫通孔１１の内面は、前部側セレーション１４との間の圧入代で拡径されてフランジ１０に歪みが発生し、フランジ１０は大きく変形されているが、前部側セレーション１４は、さらに、図２で示すように、その貫通孔１１の内面を通過してしまうと、即座にスプリングバック現象つまりフランジ１０がその弾性作用で元の状態に復元しようとする現象によって、貫通孔１１の内面が縮径し、フランジ１０の変形は小さく抑制されることになる。
【００３６】
そして、後部側セレーション１５の圧入代は、前部側セレーション１４のそれより小さいので、後部側セレーション１５によるフランジ１０の変形は小さく、また、後部側セレーション１５は、貫通孔１１の内面に密着した状態で圧入された状態でとどまる。そして、この後部側セレーション１５の貫通孔１１に対する食い込み作用でボルト１２が回り止めされる。したがって、実施形態では、圧入代が小さい後部側セレーション１５が貫通孔１１に圧入されるのでフランジ１０面の軸方向振れは小さく抑制されている。
【００３７】
以上のことから、この実施形態によると、貫通孔１１の内面にはその内面に対して圧入代が大きい前部側セレーション１４により深い溝が形成されているので、後部側セレーション１５が貫通孔１１の内面に対しての圧入代が小さくてもスリップトルクは確保された状態で貫通孔１１内面に圧入されて滞留するから、ボルト１２は、貫通孔１１の内面に緩まないように非分離に固定される。
【００３８】
さらに、貫通孔１１を通過した後の前部側セレーション１４の圧入方向後部側外周縁がフランジ１０の貫通孔１１における圧入方向前部側開口に係止するので、ボルトの抜け力も確保される。
【００３９】
この場合、前部側セレーション１４は、貫通孔１１のテーパ面１１ａに食い込むようにしてその圧入方向後部側外周縁が係止されて抜け止めされるのでボルト１２は貫通孔１１の内面にガタつくことなく固定される。
【００４０】
なお、上記実施形態のハブユニット１は、駆動輪用であったが、従動輪用のものでも本発明を適用できる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によると、フランジに設けられる貫通孔に圧入される車輪取付用のボルトの頭側に少なくとも軸方向に並ぶ２つのセレーションを形成し、前記ボルトの圧入方向に対して前部側セレーションを前記貫通孔の内面に対して所定の圧入代で圧入される外径とし、圧入方向に対して後部側セレーションを前記圧入代より小さい圧入代で圧入される外径とし、前部側セレーションを前記貫通孔の内面に圧入させながら通過させた後の貫通孔内面のスプリングバック現象で縮径する当該貫通孔の内面に後部側セレーションが圧入されるから、スリップトルクおよび抜け力を確保してボルトが緩まないように貫通孔に非分離に固定可能とし、一方、圧入代を小さくしてフランジの変形を小さく抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に従うハブユニットの縦断側面図
【図２】図１の要部の拡大断面図
【図３】図２のボルトに形成されている前部側と後部側の各セレーションとを部分的に重ねて示す正面図
【図４】図１のフランジの貫通孔へのボルトの圧入の説明に供する断面図
【図５】図４に示される前部側セレーションの部分正面図
【図６】図１のフランジの貫通孔へのボルトの圧入の説明に供する断面図
【図７】図６に示される前部側セレーションの部分正面図
【図８】図６に示される後部側セレーションの部分正面図
【図９】従来のハブユニットの縦断側面図
【図１０】図９の要部の拡大断面図
【符号の説明】
１      ハブユニット
２      ハブホイール
３      ドライブシャフト
５      ディスクロータ
１０      ハブホイールのフランジ
１１      フランジの貫通孔
１１ａ    貫通孔１１のテーパ面
１２      ボルト
１４      ボルトの前部側セレーション
１５      ボルトの後部側セレーション
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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