(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向外向きに延びるフランジを有する軸体の前記フランジの円周数ヶ所に軸方向に貫通して設けられる貫通孔に対し、ボルトを、その軸部の先端側を突出させる状態で圧入する場合に用いられるボルト取付補助具であって、
前記ボルトの軸部は、前記フランジの貫通孔に挿入される領域の外周に設けられ該貫通孔に対して食い込まされるセレーションと、前記貫通孔から突出する領域の外周に設けられたねじ溝と、セレーションとねじ溝との間に設けられ貫通孔から突出する中間径部分とを有し、
前記フランジにおいて前記ボルトの圧入方向下流側の一側面を面で支える支持部を有し、
この支持部において前記フランジの貫通孔に対応する領域に、当該貫通孔に対するボルトの圧入開始に伴い前記貫通孔から徐々に突出してくる前記ボルトの軸部を誘導して、前記軸体の中心軸に対する前記ボルトの中心軸の傾きを所定の許容範囲に収める誘導部が設けられ、
前記誘導部が、前記支持部において前記フランジの貫通孔に対応する領域に前記軸体の中心軸に対して平行に設けられる円形孔からなり、
前記円形孔と前記ボルトの軸部との嵌め合い隙間が、前記軸体の中心軸に対する前記ボルトの中心軸の傾きを制限する寸法に管理されることにより、前記円形孔の内径が前記ボルトのねじ溝の歯先円径よりも僅かに大きく形成されるとともに、
前記円形孔の開口側は前記ボルトの中間径部分に対して干渉しないように内径が前記円形孔の内径および中間径部分の外径よりも大径に形成されている、ボルト取付補助具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボルト取付補助具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フランジに設ける貫通孔に対してボルトを圧入するような構造として、例えば自動車の駆動輪を支持する軸受装置がある。この軸受装置の基本構成については、実施形態で提示した図１および図２を参照して説明する。
【０００３】
図中、１は軸受装置、２はハブ軸、３は複列外向きアンギュラ玉軸受、６はディスクブレーキ装置のディスクロータ、９は車輪のホイールである。
【０００４】
上記ハブ軸２のフランジ２１の円周数ヶ所に設けられている貫通孔２４に対し、ボルト１０が突出する状態でかつ軸方向ならびに周方向に引っ掛かりを持つ状態で挿入されている。
【０００５】
上記ボルト１０は、その軸部において頭部側の領域にのみセレーション１３が形成されている。このボルト１０は、その頭部１１を加圧することにより、貫通孔２４に対して圧入させるようにしている。この圧入により、ボルト１０のセレーション１３が貫通孔２４の円形の内周面に対して食い込むことになって、ボルト１０が貫通孔２４に対して抜け止めされるとともに回り止めされる。
【０００６】
なお、上記ボルト１０に対してナット１５を螺合することにより、ディスクロータ６とホイール９は、フランジ２１の車両アウター側の外側面とナット１５とで挟まれて固定される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した軸受装置では、フランジ２１に対するボルト１０の取付状態について、ハブ軸２の中心軸Ｏに対するボルト１０の中心軸Ｐの傾き角度を、所定許容範囲内に収めるように規定されている。このような規定を満足させるために、従来では、フランジ２１のボルト座面をハブ軸２の中心軸Ｏに対して直角とするように高精度に旋削加工している。
【０００８】
なお、上記ハブ軸２は、従来、鍛造加工により整形した後、ハブ軸２において複列外向きアンギュラ玉軸受３の取付面（２２，２３）やフランジ２１の外側面に対して旋削加工を施すことにより製作される。しかも、従来では、フランジ２１の車両インナー側の内側面においてボルト１０の座面となる領域に対して、さらに旋削加工を施しているのである。前記ボルト座面に対する旋削加工を追加することはコスト高騰の要因となる。
【０００９】
本発明者は、コストダウンを図るために、上記ボルト座面に対する旋削加工を省略できるように鋭意研究している。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のボルト取付補助具は、径方向外向きに延びるフランジを有する軸体の前記フランジの円周数ヶ所に軸方向に貫通して設けられる貫通孔に対し、ボルトを、その軸部の先端側を突出させる状態で圧入する場合に用いられるボルト取付補助具であって、前記ボルトの軸部は、前記フランジの貫通孔に挿入される領域の外周に設けられ該貫通孔に対して食い込まされるセレーションと、前記貫通孔から突出する領域の外周に設けられたねじ溝と、セレーションとねじ溝との間に設けられ貫通孔から突出する中間径部分とを有し、前記フランジにおいて前記ボルトの圧入方向下流側の一側面を面で支える支持部を有し、この支持部において前記フランジの貫通孔に対応する領域に、当該貫通孔に対するボルトの圧入開始に伴い前記貫通孔から徐々に突出してくる前記ボルトの軸部を誘導して、前記軸体の中心軸に対する前記ボルトの中心軸の傾きを所定の許容範囲に収める誘導部が設けられ、前記誘導部が、前記支持部において前記フランジの貫通孔に対応する領域に前記軸体の中心軸に対して平行に設けられる円形孔からなり、前記円形孔と前記ボルトの軸部との嵌め合い隙間が、前記軸体の中心軸に対する前記ボルトの中心軸の傾きを制限する寸法に管理されることにより、前記円形孔の内径が前記ボルトのねじ溝の歯先円径よりも僅かに大きく形成されるとともに、前記円形孔の開口側は前記ボルトの中間径部分に対して干渉しないように内径が前記円形孔の内径および中間径部分の外径よりも大径に形成されている。
【００１１】
なお、上記軸体は、例えば車輪を支持する軸受装置に備えるハブ軸などとされる。
【００１２】
この場合、支持部がボルト圧入時の軸方向荷重を受ける。この支持部に設けた誘導部が、ボルトの姿勢を適正に保持したまま、フランジの貫通孔に対するボルトの圧入動作を誘導する。つまり、ボルトの姿勢を、誘導部の精度により決定させることができるので、フランジにおいてボルトの座面となる領域の平面度は無視できるようになる。そのため、従来例のようにフランジにおいてボルトの座面となる領域を旋削加工する必要がなくなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この実施形態では、本発明のボルト取付補助具の使用対象として、図１および図２に示すような自動車の駆動輪を支持する軸受装置１を例に挙げる。ここでは、本発明のボルト取付補助具の説明に先立ち、上記軸受装置１の構成を説明する。
【００１９】
図例の軸受装置１は、中空形状のハブ軸２と、複列外向きアンギュラ玉軸受３とを有している。このハブ軸２が請求項に記載の軸体に相当する。
【００２０】
つまり、上記ハブ軸２の一方軸端寄りには、径方向外向きに延びるフランジ２１が設けられており、このハブ軸２においてフランジ２１よりも車両インナー側の領域に複列外向きアンギュラ玉軸受３が外装されている。
【００２１】
複列外向きアンギュラ玉軸受３は、二列の軌道溝を有する単一の外輪３１と、ハブ軸２の小径外周面２２に外嵌される一列の軌道を有する単一の内輪３２と、二列で配設される複数の玉３３と、二つの冠形保持器３４，３５とを備えており、前述のハブ軸２の大径外周面２３を一方内輪とする構成になっている。外輪３１の外周には、径方向外向きに延びるフランジ３６が設けられている。
【００２２】
上記ハブ軸２のフランジ２１の円周数ヶ所には、貫通孔２４が設けられており、この貫通孔２４に対しボルト１０が軸方向ならびに周方向に引っ掛かりを持つ状態でかつ突出する状態で挿入されている。なお、上記ボルト１０は、例えば円筒形の頭部１１と、軸部１２とを有している。軸部１２において、頭部１１寄りの領域の外周にはセレーション１３が、また、先端寄りの領域の外周にはねじ溝１４がそれぞれ設けられている。セレーション１３の歯先円径は、ねじ溝１４の歯先円径よりも大きく設定されている。
【００２３】
そして、上記複列外向きアンギュラ玉軸受３の外輪３１のフランジ３６が、車体の一部となるキャリア７に対してボルト８で非回転に取り付けられ、上記ハブ軸２の内周にドライブシャフト４がスプライン嵌合されてナット５により一体的に結合される。また、ハブ軸２のフランジ２１の外側面（車両アウター側の面）と、ボルト１０に対して螺合されるナット１５とで、ディスクブレーキ装置のディスクロータ６および車輪のホイール９が挟持されて固定されている。
【００２４】
次に、本発明に係るボルト取付補助具の一実施形態を、図３から図５に示して説明する。
【００２５】
図例のボルト取付補助具４０は、上述した軸受装置１においてハブ軸２のフランジ２１の貫通孔２４に対してボルト１０を適正な姿勢で取り付けるために、補助するものである。なお、一般的に、軸受装置１の分野では、ハブ軸２の中心軸に対するボルト１０の中心軸の傾きを、例えば１度以下とするというような傾き許容範囲が規定されている。この傾き許容範囲に収めたものを、適正な姿勢と言う。
【００２６】
具体的に、ボルト取付補助具４０は、ハブ軸２のフランジ２１においてボルト１０の圧入方向下流側の面、つまり車両アウター側の外側面を面で受ける支持部４１を有している。
【００２７】
この支持部４１の中央には、ハブ軸２の車両アウター側円筒部２５が非接触状態で差し入れられる陥没部４２が設けられている。
【００２８】
また、支持部４１においてフランジ２１の貫通孔２４に対応する領域には、貫通孔２４に対するボルト１０の圧入開始に伴い貫通孔２４から徐々に突出してくるボルト１０の軸部１２を誘導して、ハブ軸２の中心軸Ｏに対するボルト１０の中心軸Ｐの傾きを上記傾き許容範囲内に収める誘導部として、円形孔４３が設けられている。
【００２９】
上記円形孔４３は、ハブ軸２の中心軸Ｏに対して平行に設けられている。この円形孔４３の開口側はボルト１０の軸部１２においてセレーション１３とねじ溝１４と間の中間径部分に対して干渉しないように大径に形成されている。また、この円形孔４３の開口部分を除く部分の内径Ｒは、ボルト１０の軸部１２においてねじ溝１４の歯先円径ｒよりも僅かに大きい程度に形成されている。詳しくは、この円形孔４３とボルト１０のねじ溝１４の歯先との嵌め合い隙間は、ハブ軸２の中心軸Ｏに対するボルト１０の中心軸Ｐの傾きを上記傾き許容範囲内に収める寸法に管理されている。この嵌め合い隙間としては、例えば０．０５〜０．１ｍｍに設定することができる。
【００３０】
このようなボルト取付補助具４０を用いて、ボルト１０を取り付ける手順について図３から図５を参照して説明する。
【００３１】
まず、軸受装置１を縦置き姿勢とし、ハブ軸２のフランジ２１の外側面を下向きにする。この軸受装置１のフランジ２１の外側面をボルト取付補助具４０の支持部４１の上面に対して搭載する。このとき、図３に示すように、支持部４１の中央の陥没部４２に対して、ハブ軸２の車両アウター側円筒部２５を非接触状態で差し入れるとともに、支持部４１の円形孔４３に対してフランジ２１に備える複数の貫通孔２４のうち、任意の１つを同軸状に位置合わせする。
【００３２】
この状態にて、フランジ２１の貫通孔２４に対してボルト１０の軸部１２を差し入れる。このとき、図４に示すように、ボルト１０を、そのセレーション１３の先端側が貫通孔２４の車両インナー側開口に対して当接する位置まで差し入れる。これに伴い、ボルト１０の軸部１２の先端側が貫通孔２４から突出して、ボルト取付補助具４０の円形孔４３に差し入れられる。
【００３３】
次いで、図示しない加圧装置（油圧シリンダなど）でもってボルト１０の頭部１１を図４中の下向き矢印の方向に加圧することにより、図５に示すように、ボルト１０のセレーション１３を貫通孔２４に対して圧入させる。この圧入過程では、ボルト１０の軸部１２が円形孔４３の内周面で案内されて、ボルト１０の中心軸Ｐがハブ軸２の中心軸Ｏに対してほぼ平行となるように誘導される。そのため、フランジ２１の内側面においてボルト１０の座面となる領域が平滑になっていなくても、それに関係なく、貫通孔２４に対してボルト１０が適正な姿勢で圧入されることになる。
【００３４】
このような手順で、ハブ軸２のフランジ２１に備える残りの貫通孔２４に対しても順次行う。
【００３５】
このようなボルト取付補助具４０を用いてボルト１０を取り付けるようにすれば、フランジ２１の内側面においてボルト１０の座面を平滑に加工しなくて済む。したがって、上記ハブ軸２の製造は、鍛造加工により整形した後、ハブ軸２において複列外向きアンギュラ玉軸受３の取付面（２２，２３）やフランジ２１の外側面に対して旋削加工を施すだけでよく、従来例のように、フランジ２１の車両インナー側の内側面においてボルト１０の座面となる領域に対して旋削加工を施さずに済むようになる。このように本実施形態ではボルト座面に対する旋削加工を省略できるので、その分、コストダウンが可能となる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００３７】
（１）図６から図８は、他の実施形態に係るボルト取付補助具４０を示している。この実施形態でのボルト取付補助具４０は、それに装備される誘導部が上記実施形態と異なる。つまり、ボルト取付補助具４０の支持部４１においてフランジ２１の貫通孔２４に対応する領域には、貫通孔２４よりも大径でかつハブ軸２の中心軸Ｏに対して平行な円形孔４５が設けられている。この円形孔４５内には、その内周面に沿って軸心方向に往復移動可能にスライダー４６が収納されているとともに、このスライダー４６を常時上向きに弾発付勢するコイルスプリング４７が収納されている。なお、４８は円形孔４５を閉塞する蓋である。このスライダー４６には、ボルト１０の軸部１２が挿入される円形凹部４９が設けられている。この円形凹部４９の内径Ｒ２は、ボルト１０の軸部１２においてねじ溝１４の歯先円径ｒよりも大きく形成されているが、この円形孔４３とボルト１０のねじ溝１４の歯先との嵌め合い隙間は、ハブ軸２の中心軸Ｏに対するボルト１０の中心軸Ｐの傾き角度θを上記実施形態で説明した傾き許容範囲内に収める寸法に管理されている。この嵌め合い隙間は、上記実施形態と同様、例えば０．０５〜０．１ｍｍに設定することができる。
【００３８】
この場合、支持部４１の円形孔４５の内周面でスライダー４６の往復動作を案内するようになっていて、スライダー４６の円形凹部４５の内周面に対してボルト１０の軸部１２を摺動させないようにしているので、ボルト１０の軸部１２の特にねじ溝１４が損傷せずに済むようになる。
【００３９】
（２）本発明のボルト取付補助具４０は、例えば図９に示すような従動輪用の軸受装置１などにも使用することができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明では、フランジの貫通孔に対してボルトを圧入させる過程で、ボルトの中心軸が軸体の中心軸に対してほぼ平行になった適正な姿勢に保持したままボルトを誘導させることができる。そのため、フランジにおいてボルトの座面となる領域が平滑になっていなくても、それに関係なく、貫通孔に対してボルトを適正な姿勢で圧入させることができる。したがって、本発明のボルト取付補助具を用いてボルトを取り付けるようにすれば、従来例のようにフランジにおいてボルトの座面となる領域を平滑に加工しなくて済み、その分、加工コストを低減できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のボルト取付補助具の使用対象である駆動輪用の軸受装置を示す断面図
【図２】図１の軸受装置を矢印Ｘ方向から見た図
【図３】本発明の一実施形態に係るボルト取付補助具を示す断面図
【図４】図３のボルト取付補助具を用いてボルトを装着する手順を示す図
【図５】図３のボルト取付補助具を用いてボルトを装着した状態を示す図
【図６】本発明の他の実施形態に係るボルト取付補助具を示す断面図
【図７】図６のボルト取付補助具を用いてボルトを装着する手順を示す図
【図８】図６のボルト取付補助具を用いてボルトを装着した状態を示す図
【図９】本発明のボルト取付補助具が適用可能な従動輪用の軸受装置を示す側面図
【符号の説明】
２      ハブ軸
１０      ボルト
１１      ボルトの頭部
１２      ボルトの軸部
１３      ボルトのセレーション
１４      ボルトのねじ溝
４０      ボルト取付補助具
４１      ボルト取付補助具の支持部
４３      ボルト取付補助具の円形孔
【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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