(57)【要約】      （修正有）【課題】ハブフランジを変形させることなくハブボルトをハブボルト孔に強固に圧入固定することが可能なハブユニット軸受を提供する。【解決手段】ハブボルト孔１１ａの内周面は、複数の凹部２０を設けることにより非正円形状に形成され、バブボルト１２ａの外周面は、複数の凸部２１を設けることにより非正円形状に形成されている。凹部２０とこれに対向する凸部２１との間には隙間が存在し、この隙間には、軟質材から成るブッシュ２２が埋め込まれている。凸部２１がブッシュ２２を介して凹部２０と当接することにより、ハブボルト孔１１ａの変形と、ハブボルト１２ａの回転を防止する。【選択図】図１
2016124473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側に固定される静止輪と、
車輪側構成品が固定されるフランジを有して、車輪と共に回転する回転輪と、
前記静止輪と前記回転輪との対向面にそれぞれ形成された軌道面間に転動自在に組み込まれた複数の転動体と、
前記フランジを貫通する複数のボルト孔と、
前記ボルト孔に圧入固定されるハブボルトと、を備えたハブユニット軸受であって、
前記ボルト孔は、前記ハブボルトの回転を防止する複数の凹部を内周面に有し、前記ハブボルトは、前記凹部に係合する複数の凸部を外周面に有しており、
前記凹部は、軟質材から成るブッシュを介して前記凸部と当接していることを特徴とするハブユニット軸受。
【請求項２】
前記ブッシュは、鉄よりもイオン化傾向が小さい軟質金属、または樹脂材から成る請求項１に記載のハブユニット軸受。
【請求項３】
前記ボルト孔の前記車輪側構成品が固定される側の開口部に、前記ハブボルトの圧入時に、前記ブッシュが抜け落ちるのを防止する堰部が形成されている請求項１または２に記載のハブユニット軸受。
【請求項４】
前記凹部の内接円径は、前記凸部の外接円径より小さい請求項１〜３のいずれか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、自動車の車輪を回転自在に支持するハブユニット軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車の車輪を車体（懸架装置）に対して回転自在に支持するための各種のハブユニット軸受が知られている。例えば、図３に示したハブユニット軸受１は、車体側に固定されて非回転状態に維持される外輪２（静止輪）と、外輪２の内側に設けられ、且つ車輪側に接続されて車輪と共に回転するハブ輪４（回転輪）と、外輪２とハブ輪４との対向面にそれぞれ形成された軌道面間に転動自在に組み込まれた複数の転動体６とを備えている。中空円筒状に形成された外輪２は、ハブ輪４の外周を覆うように配置されており、外輪２の軸方向両端部には、ハブユニット軸受１の内部（転動体６が設置された空間）を密封するための密封部材１０ａ，１０ｂがそれぞれ設けられている。
【０００３】
外輪２は、内周面に複列の外輪軌道面７，７が形成されると共に、外周面に径方向外方に向って突出した固定フランジ３が一体成形されている。固定フランジ３の固定孔９に挿入したボルトを、図示しない車体側の懸架装置（ナックル）に締結することで、外輪２は車体に固定される。
【０００４】
ハブ輪４は、外周面に複列の内輪軌道面８，８が形成されると共に、外輪２を越えて径方向外方に延出するハブフランジ５が一体形成されている。ハブフランジ５の外周縁付近には、周方向に沿って所定間隔で配置された複数のハブボルト孔１１が設けられている。各ハブボルト孔１１にはハブボルト１２が圧入固定されている。
【０００５】
転動体６は、各外輪軌道面７と各内輪軌道面８との間に、各列ごとに複数個ずつ転動自在に配置されている。各列の転動体６は、互いに背面組合せ型の接触角を有して外輪軌道面７と内輪軌道面８とに組み込まれる事により、ハブユニット軸受１には所定の予圧が付与されている。なお、転動体６として玉を例示しているが、ハブユニット軸受の構成や種類に応じて、転動体として円すいころが適用される場合もある。
【０００６】
ハブ輪４は、車輪側構成品であるブレーキロータＢＲ及びディスクホイールＤＷを支持しつつ共に回転する。ブレーキロータＢＲは、ブレーキロータＢＲに形成された複数のボルト孔ＢＲＨに、ハブボルト１２を挿入した状態でハブフランジ５の取付面１６に位置決めされている。さらに、ディスクホイールＤＷが、ディスクホイールＤＷに形成された複数のボルト孔ＤＷＨにハブボルト１２を挿入して、ハブナット１３で締付ける事により、ディスクホイールＤＷとブレーキロータＢＲは、ハブフランジ５に対して位置決めして固定されている。
【０００７】
ところで、ブレーキロータＢＲは、ディスクホイールＤＷの回転を制動することにより、走行中の車両を減速させるブレーキ装置を構成している。このブレーキ装置は、車体側に固定されたブレーキシューでブレーキロータＢＲを挟みつけることで摩擦力を発生させてディスクホイールＤＷの回転を制動する。制動時の摩擦力を均一に発生させてブレーキ装置の性能を適正に発揮させるためには、ブレーキロータＢＲとブレーキシューとが均一な隙間で対向している必要がある。ブレーキロータＢＲとブレーキシューとの隙間が周方向に沿って不均一な場合には、ブレーキロータＢＲの回転中の摩擦力が変動し、この摩擦力の変動がディスクホイールＤＷや車体に振動となって伝達される現象、所謂ブレーキジャダーが発生する。
【０００８】
ブレーキジャダーは、乗員に不快感を与えるだけでなく、制動性能及び操縦安定性に悪影響を及ぼしたりするので、ブレーキジャダーを抑制する対策として、車両組み付け後のブレーキロータＢＲの回転振れ精度を向上させる要求が強くなっている。そして、ブレーキロータＢＲの回転振れ精度を向上させるためには、ブレーキロータＢＲを取付けるハブフランジ５（取付面１６）の回転振れ精度を向上させる必要がある。
ハブフランジ５に回転振れが生じる原因がハブユニット軸受１の回転中心軸の振れである場合には、各軌道面７，８及び転動体６の精度向上で解決可能であるが、ハブフランジ５の回転振れには他の原因も関与している。
【０００９】
ハブフランジ５に設けられたハブボルト孔１１に圧入固定されるハブボルト１２は、ハブナット１３を締付けた場合に、ハブナット１３と共に回転する事を防止する必要がある。そのため、ハブボルト１２には、ハブボルト孔１１の内径よりも大きな外径を有するセレーション１５が設けられている。ハブボルト１２は、ブレーキロータＢＲの取付面１６とは反対側（図３の右側）から、ボルト頭部１４がハブフランジ５に当接する状態までボルト孔１１に圧入される。そして、セレーション１５がハブボルト孔１１の内周面に食い込む事で、締付け時にハブボルト１２が回転するのを防止している。
【００１０】
ハブボルト１２はハブボルト孔１１に大きな締め代により圧入されるので、セレーション１５がハブボルト孔１１の内周面を変形（或は一部を切削）させつつ、ハブボルト１２は圧入される。圧入の際、セレーション１５により変形させられたハブボルト孔１１の内周面の一部は、ハブフランジ５のブレーキロータＢＲの取付面１６側へ移動して、取付面１６から突出したり、取付面１６を変形させる。この様に、取付面１６が変形して平面度が悪化する為、ブレーキロータＢＲの全面を取付面１６に隙間無く固定することができなくなる。そして、ブレーキロータＢＲを安定して且つ堅牢にハブフランジ５に固定することができなくなり、ブレーキロータＢＲの回転振れ精度が損なわれてしまう。
【００１１】
この対策として、特許文献１は、ハブボルト孔の両端開口部に大きな面取り部を設け、ハブボルト孔の嵌合部幅を狭くすると共に、ハブボルトのセレーションがハブボルト孔の嵌合部を突き抜ける構成を開示している。本構成により、ハブフランジの取付面側へ移動した部材を面取り部に収容して、ハブフランジの取付面から突出したり、取付面を変形させたりする事を防止している。しかしながら、本構成では、セレーションの嵌合幅が減少して締結力が低下するので、ハブナット締結時にハブボルトが共回りしてしまう可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−０４８４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハブフランジを変形させることなくハブボルトをハブボルト孔に強固に圧入固定することが可能なハブユニット軸受を提供する事である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を達成するために、本発明のハブユニット軸受は、車体側に固定される静止輪と、車輪側構成品が固定されるフランジを有して、車輪と共に回転する回転輪と、前記静止輪と前記回転輪との対向面にそれぞれ形成された軌道面間に転動自在に組み込まれた複数の転動体と、前記フランジを貫通する複数のボルト孔と、前記ボルト孔に圧入固定されるハブボルトと、を備えている。
特に、本発明のハブユニット軸受は、前記ボルト孔は、前記ハブボルトの回転を防止する複数の凹部を内周面に有し、前記ハブボルトは、前記凹部に係合する複数の凸部を外周面に有しており、前記凹部は、軟質材から成るブッシュを介して前記凸部と当接していることを特徴とする。
【００１５】
更に、前記ブッシュは、鉄よりもイオン化傾向が小さい軟質金属、または樹脂材から成る。
また、前記ボルト孔の前記車輪側構成品が固定される側の開口部に、前記ハブボルトの圧入時に、前記ブッシュが抜け落ちるのを防止する堰部が形成されている。
また、前記凹部の内接円径は、前記凸部の外接円径より小さい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ハブフランジを変形させることなくハブボルトをハブボルト孔に強固に圧入固定することが可能なハブユニット軸受を提供する事ができる。
即ち、ハブボルト孔の内周面は凹部を有する非正円形状に形成され、バブボルトの外周面はハブボルト孔の非正円形状部分と係合する凸部を有する非正円形状に形成され、且つハブボルト孔とハブボルトの間には隙間空間が存在している。そして、この隙間空間とほぼ同じ形状で、銅合金などの鉄より貴（イオン化傾向が小さい）な軟質金属、または樹脂等の軟質材から成るブッシュが、隙間空間に埋め込まれている。従って、ハブボルトの圧入により、ハブボルト孔の内周面の一部は取付面側に移動しないので、ハブフランジの取付面が変形する事はない。
又、ハブボルト孔の凹部の内接円径は、ハブボルトの凸部の外接円径より小さく形成されており、ハブナット締結時のトルクは、ブッシュに対して圧縮応力として作用する（せん断応力は発生しない）。従って、軟質材から成るブッシュはハブナットの締結トルクを支承可能であり、ハブボルトがハブナットと共回りする事はない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係わる、（ａ）凹部及び凸部の嵌合状態を示す説明図、（ｂ）ハブボルト孔周辺の構成を示す断面図。
【図２】変形例に係わる、嵌合形態が（ａ）楕円形状、（ｂ）多角形、（ｃ）花弁形状、の各説明図。
【図３】従来のハブユニット軸受の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態に係るハブユニット軸受について、図面に基づいて説明する。なお、本実施形態のハブユニット軸受の特徴は、ハブボルト孔にハブボルトを嵌合させる構成にあり、これ以外の構成は図３に示した従来のハブユニット軸受と同様であるので、重複する説明は省略或いは簡素化し、本実施形態の特徴部分を中心に説明する。
【００１９】
本実施形態のハブユニット軸受は、車体側に固定される静止輪である外輪２と、車輪側構成品であるブレーキロータＢＲとディスクホイールＤＷとが固定されるハブフランジ５を有して、車輪と共に回転する回転輪であるハブ輪４と、外輪２とハブ輪４との対向面にそれぞれ形成された軌道面間に転動自在に組み込まれた複数の転動体６とを備えている。
ハブフランジ５には、円周方向に関して等間隔に、ハブフランジ５を軸方向に貫通する複数のハブボルト孔１１ａが形成されている。ハブボルト１２ａは、図１に示す様に、ブッシュ２２を介した状態で各ハブボルト孔１１ａに圧入固定されている。
【００２０】
ハブボルト孔１１ａの内周面は、複数の凹部２０を設けることにより、非正円形状に形成されている。本実施形態の凹部２０は、径方向外方に窪んだ状態で軸方向に沿って延びる凹溝であり、円周方向に関して等間隔に設けられている。断面形状が台形である複数の凹部２０により歯車形状とされたハブボルト孔１１ａは、鍛造加工によりハブフランジ５に形成される。
【００２１】
バブボルト１２ａの外周面でハブボルト孔１１ａに圧入される部分は、複数の凸部２１を設けることにより、非正円形状に形成されている。凸部２１は、径方向外方に突出する状態で軸方向に沿って延びる凸条であり、円周方向に関して等間隔に設けられている。断面台形形状である凸部２１は、ハブボルト孔１１ａに形成された各凹部２０に対して、周方向及び径方向に係合する形状が与えられている。
【００２２】
ハブボルト孔１１ａの凹部２０とこれに対向するバブボルト１２ａの凸部２１との間には径方向及び周方向に隙間が存在し、この隙間には、ブッシュ２２が埋め込まれている。ブッシュ２２は、銅合金などの鉄より貴（イオン化傾向が小さい）な軟質金属、または樹脂材等の軟質材から成り、全体が略円筒形状で、前記隙間の形状と同等或いは僅かに大きい形状に形成されている。凸部２１がブッシュ２２を介して凹部２０と円周方向に当接することにより、ハブボルト１２ａの回転を防止すると共に、凸部２１がブッシュ２２を介して凹部２０と径方向に当接することにより、ハブボルト１２ａの径方向に関する位置決めを図っている。
【００２３】
ハブボルト１２ａは、予めブッシュ２２が圧入固定された状態のハブボルト孔１１ａに圧入される。また、ハブボルト１２ａを圧入する際、ブッシュ２２が取付面１６側に抜け出ることを防止する為、ハブボルト孔１１ａの取付面１６側の開口部には、堰部２３が設けられている。堰部２３は、ハブボルト孔１１ａの内周面の全周に亘り、内径側に突出する状態で形成されている。従って、凹部２０は、取付面１６側には貫通していない。
【００２４】
ハブボルト孔１１ａに設けられた各凹部２０の凹部内接円ＩＣの直径が、ハブボルト１２ａに設けられた各凸部２１の凸部外接円ＣＣの直径より小さくなる様に、凹部２０と凸部２１との関係を規制している。本構成により、凹部２０の周方向側面と凸部２１の周方向側面とは、ブッシュ２２を介した状態で周方向に当接しているので、ハブナット１３の締結トルクは、ブッシュ２２に対して圧縮応力として作用する（せん断応力は発生しない）ので、軟質材のブッシュ２２でも締結トルクを支承可能である。
なお、ブッシュ２２の径方向厚さ寸法は、ブッシュ２２の材質や形状及び大きさなどにより任意に設定されるので、こでは特に数値限定はしない。
【００２５】
上述した様な構成によれば、ハブボルト孔１１ａにハブボルト１２ａを圧入した場合でも、ハブボルト孔１１ａの周囲の部位が変形することなく、ハブボルト１２ａをハブボルト孔１１ａに強固に圧入固定することが可能なハブユニット軸受を提供する事ができる。
即ち、ハブボルト孔１１ａとハブボルト１２ａとの間には、軟質材のブッシュ２２が挿入されているため、圧入に伴うハブボルト１２ａの周囲の弾性変形の影響は、ブッシュ２２によって吸収、除去される。具体的には、ブッシュ２２の内周面が弾性変形により外径側に向けて変形するが、その変形状態はブッシュ２２に吸収され、外周面を押し広げることなく除去される。なお、ブッシュ２２はハブボルト孔１１ａと同心状に連続して形成されているので、ハブボルト孔１１ａの全周方向への弾性変形を均一に吸収、除去可能である。
【００２６】
このようにブッシュ２２を挿入することで、ハブボルト孔１１ａにハブボルト１２ａを圧入した際に生じる弾性変形の応力は、ブッシュ２２によって吸収除去されるため、従来のようにハブフランジ５の取付面１６が変形することはない。この結果、ハブフランジ５にブレーキロータＢＲを安定して、且つ堅牢に固定でき、ハブフランジ５（ブレーキロータＢＲ）の回転振れ精度が保たれるので、上述したようなブレーキジャダーを抑制することができる。
また、ハブナット１３を締め付ける際に衝撃的なトルクが負荷された場合でも、ブッシュ２２のダンパ効果により、この衝撃トルクは緩和される。この結果、各ハブナット１３の締め付けトルク、即ちディスクホイールＤＷとブレーキロータＢＲとをハブフランジ５に締結固定する軸力が揃い、軸力のアンバランスによるハブフランジ５の変形も抑えることができる。
【００２７】
図２（ａ）は、本実施形態の第１変形例を示しており、ブッシュ２２ａは、断面を楕円形状に形成されている。従って、径方向外方に窪んだ断面円弧形状に形成された凹部２０ａは、径方向外方に突出する断面円弧形状に形成された凸部２１ａを、ブッシュ２２ａを介して係合させている。
図２（ｂ）は、本実施形態の第２変形例を示しており、ブッシュ２２ｂは、断面を多角形状（図示の例では６角形）としている。従って、径方向外方に窪んだ断面三角形状に形成された凹部２０ｂは、径方向外方に突出する断面三角形状に形成された凸部２１ｂを、ブッシュ２２ｂを介して係合させている。
図２（ｃ）は、本実施形態の第３変形例を示しており、ブッシュ２２ｃは、断面を花弁形状（図示の例では４枚の花弁）としている。従って、径方向外方に窪んだ断面円弧形状に形成された凹部２０ｃは、径方向外方に突出する断面円弧形状に形成された凸部２１ｃを、ブッシュ２２ｃを介して係合させている。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明のハブユニット軸受は、自動車の車輪を回転自在に支持する軸受ユニットとして好適に使用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１    ハブユニット軸受
２    外輪（静止輪）
３    固定フランジ
４    ハブ輪（静止輪）
５    ハブフランジ
６    転動体
７    外輪軌道面
８    内輪軌道面
９    固定孔
１０ａ，１０ｂ  密封部材
１１，１１ａ  ハブボルト孔
１２，１２ａ  ハブボルト
１３  ハブナット
１４  ボルト頭部
１５  セレーション
１６  取付面
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  凹部
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ  凸部
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ  ブッシュ
２３  堰部
ＤＷ  ディスクホイール
ＢＲ  ブレーキロータ
ＩＣ  凹部内接円
ＣＣ  凸部外接円
【図１】
2016124473.tif 000003
【図２】
2016124473.tif 000004
【図３】
2016124473.tif 000005