JP5087901B2

JP5087901B2 - 車輪用転がり軸受装置

Info

Publication number: JP5087901B2
Application number: JP2006294471A
Authority: JP
Inventors: 貴信村上; 高晃鬼塚
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2006-10-30
Filing date: 2006-10-30
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2026-10-30
Also published as: JP2008110659A

Description

本発明は、例えば、自動車等の車両の車輪を支持する車輪用転がり軸受装置に関する。

自動車等の車両には、車輪を支持するための車輪用転がり軸受装置が用いられている。この車輪用転がり軸受装置は、車両のブレーキロータや車輪が取り付けられるフランジを有する回転輪と、車両側に固定され前記回転輪に同心に配置された固定輪と、前記回転輪と前記固定輪との間にそれぞれ転動自在に配置された複数の転動体とを備えている。
上記車輪用転がり軸受装置においては、軽量化のために、前記フランジが、前記回転輪から径外方向に放射状に延びるとともに、車両のブレーキ及び前記車両の車輪を固定するためのハブボルトが固定される貫通孔が形成された複数のアーム部より構成されているものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−９４９０５号公報（図２）

このような車輪用転がり軸受装置のフランジには、前記ブレーキロータが、前記複数のアーム部の車両外方側に向く外側面に当接した状態で、前記ハブボルトと、このハブボルトに螺合するハブナットとでを締め付けられて固定されている。
しかし、上記従来の車輪用転がり軸受では、前記フランジが前記複数のアーム部によって構成されているので、フランジが全周に渡って連続的に形成されたものと比較して、軽量化を図ることができるものの、その剛性が不足するおそれがある。
このため、前記アーム部全体の肉厚を増加することにより、前記アーム部の剛性を高めるようにしていたが、アーム部全体の肉厚を増加すると、前記ブレーキの取付部が当接する外側面の軸方向位置等が変わる等、当該車輪用転がり軸受装置を含むナックル全体としての設計寸法を変更しなければならない場合があり、アーム部全体の形状を大幅に変更することは好ましくない。このため、フランジの寸法、特に、フランジを構成するアーム部の外側面の軸方向位置を変更せず、その剛性を高める方策が嘱望されていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、フランジの寸法を大きく変更することなく、当該フランジの剛性を高めることができる車輪用転がり軸受装置を提供することを目的とする。

本発明は、車両のブレーキロータ及び車輪が取り付けられるフランジを有する回転輪と、前記車両側に固定され前記回転輪に同心に配置された固定輪と、
前記回転輪と前記固定輪との間にそれぞれ転動自在に配置された複数の転動体とを備え、前記フランジが、前記回転輪から径方向外方に放射状に延びるとともに、前記ブレーキロータ及び車輪を取り付けるためのハブボルトが固定される貫通孔が形成され、車両外方側に向く外側面に前記ブレーキロータが当接して固定される複数のアーム部よりなる車輪用転がり軸受装置において、前記アーム部の、前記車両内方側に向く内側面に、前記ハブボルトの頭部が当接する当該アーム部のボルト座面よりも前記車両内方に突出することで厚肉とされ、前記ハブボルトの頭部の、前記アーム部の径方向外側以外の部分を囲むように、前記回転輪から前記アーム部の両側縁部に沿って径方向外方に延びる厚肉部が形成されていることを特徴とするものである。

上記のように構成された車輪用転がり軸受装置によれば、厚肉部を当該アーム部の両側縁部に沿って形成したので、この厚肉部がアーム部を補強するリブとして機能し、アーム部の剛性を高めることができる。また、厚肉部は、アーム部の内側面に、ボルト座面よりも車両内方側に突出して厚肉に形成されているので、アーム部の外側面の軸方向位置を変更する必要がない。

上記車輪用転がり軸受装置において、前記厚肉部の径外方向の先端縁が、前記貫通孔の中心位置よりも、径方向外方に位置していることが好ましい。
この場合、アーム部において、比較的剛性の低くなる貫通孔が位置する部分の両側縁部に厚肉部が形成されるので、より効果的にアーム部の剛性を高めることができる。
また、厚肉部の径方向外側の先端部は、基端部から径外方向に延ばされ、アーム部の両側縁部にリブ状に形成されるとともに、ハブボルト頭部の両側を囲うように形成されており、径外方向の先端縁に向かって序々に薄肉となるように傾斜して滑らかにボルト座面と繋がっているようにしてもよい。
このように、先端部の先端縁に滑らかにかに繋ぐことで、厚肉部の先端部とボルト座面との境界に応力が集中するのを防止できる。

本発明の車輪用転がり軸受装置によれば、車両内方側に突出する厚肉部によってアーム部が補強されるので、アーム部により構成されるフランジの寸法を大きく変更することなく、当該フランジの剛性を高めることができる。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態である車輪用転がり軸受装置の構成を示す断面図である。この車輪用転がり軸受装置１０は、自動車などの車両の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するものである。

車輪用転がり軸受装置１０は、外輪１１と、内軸（ハブ）１２と、外輪１１と内軸１２間に配置された転動体としての複数の玉１３と、これらの玉１３をそれぞれ周方向等間隔に保持する保持器１４と、外輪１１と内軸１２との間の環状の隙間を密封するシール部材１５，１８と、を備えている。
外輪１１は、車両側に固定される固定輪であり、その内周面には第一および第二の外輪軌道１１ａ，１１ｂが形成され、外周面には車両の図示しない懸架装置に取り付けるための取付部１１ｃが形成されている。
内軸１２は、回転輪であると同時に車両の車輪が取り付けられる車軸を構成しており、外輪１１の内周側に同心に配置されている。また、内軸１２は、内軸本体１６と、内輪１７とを組合わせて構成されている。
内軸本体１６は、一端部側に車輪を構成するホイールＷ、及びブレーキロータとしてのブレーキドラムＢが取り付けられるフランジ２０と、これらホイールＷ及びブレーキドラムＢの内径面に嵌め込まれるインロー部１６ｃと、が形成されている。また、他端部側には内輪軌道１２ａよりも小径の小径部１６ｂが形成されている。また、内軸本体１６の外周面には、第１の外輪軌道１１ａに対向する第一の内輪軌道１６ａが形成されている。

内輪１７は、円環状に成形されており、内軸本体１６の小径部１６ｂに圧入状態で挿入されるとともに、内軸本体１６の他端部に形成されたかしめ部１６ｄによって軸方向への移動が規制されることで、内軸本体１６に一体回転可能に固定されている。また、この内輪１７の外周面には、第二の外輪軌道１１ｂに対向する第二の内輪軌道１７ａが形成されている。
上記第一および第二の外輪軌道１１ａ，１１ｂと第一および第二の内輪軌道１６ａ，１７ａとの間には、それぞれ複数の玉１３が各軌道に対して所定の接触角をもって転動自在に配置されており、この車輪用転がり軸受装置１０は複列のアンギュラ玉軸受を構成している。従って、内軸１２は、外輪１１に対して回転自在に支持される。
なお、当該車輪用転がり軸受装置１０は、ホイールＷが取り付けられるフランジ２０が形成された内軸本体１６の一端部側（紙面右側）が車両外方側となり、他端部側（紙面左側）が車両内方側となるように車両に固定される。

図２は、図１中の矢印Ａの方向から見たときのフランジ２０の形状を示した外観図である。図１及び図２を参照して、フランジ２０は、回転輪としての内軸１２（内軸本体１６）から径方向外方に放射状に延びる４つのアーム部２１より構成されている。これらアーム部２１は、周方向に等間隔に配置されており、ブレーキドラムＢ及びホイールＷを固定するためのハブボルトＨが固定される貫通孔２２が、当該アーム部２１の中央部に形成されている。
貫通孔２２の内周面とハブボルトＨの外周面とは、互いに噛み合うスプライン溝が形成されており、ハブボルトＨは、貫通孔２２に対してスプライン嵌合することによって、アーム部２１に固定されている。
アーム部２１の車両外方側に向く外側面２１ａには、ブレーキドラムＢがその取付部Ｂ１を当接させた状態で配置される。このブレーキドラムＢの外方側には、さらに、ホイールＷが重ねられ、これらブレーキドラムＢ及びホイールＷは、外側面２１ａとハブボルトＨに螺合するハブナットＮとによって挟持されることでアーム部２１に固定され、フランジ２０に取り付けられる。

アーム部２１の車両内方側に向く内側面２１ｂには、軸方向直交面に対してほぼ平行とされ、ハブボルトＨの頭部Ｈ１ａが当接するボルト座面２３が形成されている。さらに、内側面２１ｂには、ボルト座面２３よりも車両内方に突出することで厚肉とされ、ハブボルトＨ１の頭部Ｈ１ａの周囲を囲むように、内軸本体１６からアーム部２１の両側縁部に沿って径外方向に延びる厚肉部２４が形成されている。

厚肉部２４の内軸本体１６側の基端部２４ａは、厚肉部２４を正面視したときに、アーム部２１の両側縁部、内軸本体１６の外周面、及び基端部２４ａのボルト座面２３との境界部２４ａ１によって囲まれる部分全域に渡って厚肉となるように形成されている。また、基端部２４ａのボルト座面２３との境界部２４ａ１は、ハブボルトＨの頭部Ｈ１の周囲を囲むように形成されている。このようにして、厚肉部２４の基端部２４ａは、頭部Ｈ１を回避しつつ、アーム部２１の基端部が厚肉となるように形成されており、これによって、アーム部２１の基端部における強度を高めることができる。

厚肉部２４の径方向外側の先端部２４ｂは、基端部２４ａから径外方向に延ばされ、アーム部２１の両側縁部にリブ状に形成されるとともに、ハブボルトＨの頭部Ｈ１の両側を囲うように形成されており、その径外方向の先端縁２４ｂ１に向かって序々に薄肉となるように傾斜して滑らかにボルト座面２３と繋がっている。このように、先端部２４ｂの先端縁２４ｂ１を滑らかに繋ぐことで、厚肉部２４の先端部２４ｂとボルト座面２３との境界に応力が集中するのを防止している。また、先端部２４ｂの先端縁２４ｂ１は、貫通孔２２の中心軸２２ａよりも径方向外方に位置するように形成されている。

上記構成の車輪用転がり軸受装置１０は、アーム部２１より構成されるフランジ２０にブレーキドラムＢ及びホイールＷが取り付けられるとともに、外輪１１が車両側の懸架装置に固定され、ホイールＷを含む車輪を車両に対して回転自在に支持する。

上記のように構成された本実施形態の車輪用転がり軸受装置１０によれば、厚肉部２４をアーム部２１の両側縁部に沿って形成したので、この厚肉部２４がアーム部２１を補強するリブとして機能し、アーム部２１の剛性を高めることができる。また、この厚肉部２４は、内側面２１ｂに、アーム部２１のボルト座面２３よりも車両内方側に突出して厚肉に形成されているので、アーム部２１の外側面２１ａの軸方向位置を変更する必要がなく、フランジ２０としての寸法を大きく変更する必要がない。
以上のように、本実施形態の車輪用転がり軸受装置１０は、アーム部２１に形成した厚肉部２４によって、フランジ２０の寸法を大きく変更することなくその剛性を高めることができるので、ブレーキドラムＢの歪みを緩和すべく当該ブレーキドラムＢの取付部Ｂ１の剛性が低く設定されたとしても、当該車輪用転がり軸受装置１０を含むナックル全体としての設計変更をすることなく、取付部Ｂ１の剛性を補完し、ブレーキドラムＢの早期破損を防止することができる。

また、上記本実施形態では、厚肉部２４の先端縁２４ｂ１が、貫通孔２２の中心軸２２ａよりも、径方向外方に位置しているため、アーム部２１において、比較的剛性の低くなる貫通孔２２が位置する部分の両側縁部に厚肉部２４が形成される。この結果、より効果的にアーム部２１の剛性を高めることができる。

なお、本発明の車輪用転がり軸受装置は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、複列のアンギュラ玉軸受を構成したものを示したが、例えば、複列の円錐ころ軸受や、単列の玉軸受等を構成する転がり軸受装置にも適用することができる。また、上記実施形態では、外輪１１を固定輪、内軸１２を回転輪とした場合を示したが、外輪を回転輪、内輪を固定輪とした転がり軸受装置にも本発明は適用することができる。
また、上記実施形態では、ブレーキロータとして、ドラムブレーキのブレーキドラムを取り付けた場合を示したが、ディスクブレーキのディスクロータに対しても適用することができる。

本発明の第一の実施形態である車輪用転がり軸受装置の構成を示す断面図である。図１中の矢印Ａの方向から見たときのフランジの形状を示した外観図である。

符号の説明

１０車輪用転がり軸受装置
１１外輪（固定輪）
１２内軸（回転輪）
１３玉（転動体）
２０フランジ
２１アーム部
２１ａ外側面
２１ｂ内側面
２２貫通孔
２３ボルト座面
２４厚肉部
２４ｂ１先端縁
Ｂブレーキドラム（ブレーキロータ）
Ｈハブボルト
Ｈ１頭部
Ｗホイール（車輪）

Claims

車両のブレーキロータ及び車輪が取り付けられるフランジを有する回転輪と、
前記車両側に固定され前記回転輪に同心に配置された固定輪と、
前記回転輪と前記固定輪との間にそれぞれ転動自在に配置された複数の転動体とを備え、
前記フランジが、前記回転輪から径方向外方に放射状に延びるとともに、前記ブレーキロータ及び車輪を取り付けるためのハブボルトが固定される貫通孔が形成され、車両外方側に向く外側面に前記ブレーキロータが当接して固定される複数のアーム部よりなる車輪用転がり軸受装置において、
前記アーム部の、前記車両内方側に向く内側面に、前記ハブボルトの頭部が当接する当該アーム部のボルト座面よりも前記車両内方に突出することで厚肉とされ、前記ハブボルトの頭部の、前記アーム部の径方向外側以外の部分を囲むように、前記回転輪から前記アーム部の両側縁部に沿って径方向外方に延びる厚肉部が形成されていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置。
厚肉部の径方向外側の先端部は、基端部から径外方向に延ばされ、アーム部の両側縁部にリブ状に形成されるとともに、ハブボルト頭部の両側を囲うように形成されており、径外方向の先端縁に向かって序々に薄肉となるように傾斜して滑らかにボルト座面と繋がっている請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置。