特開 2024-115904 車輪用軸受装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024115904

(43)【公開日】2024-08-27

(54)【発明の名称】車輪用軸受装置

(51)【国際特許分類】

   B60B 35/14 20060101AFI20240820BHJP

   F16C 35/063 20060101ALI20240820BHJP

   F16C 19/18 20060101ALI20240820BHJP

   B60B 27/00 20060101ALI20240820BHJP

【ＦＩ】

B60B35/14 V

F16C35/063

F16C19/18

B60B27/00 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023021804

(22)【出願日】2023-02-15

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002217

【氏名又は名称】弁理士法人矢野内外国特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】犬塚 圭

【テーマコード（参考）】

3J117

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J117AA01

3J117BA10

3J117CA06

3J117DA01

3J117DB01

3J701AA03

3J701AA32

3J701AA43

3J701AA52

3J701BA77

3J701FA15

3J701FA41

3J701GA03

(57)【要約】

【課題】外方部材の径方向外周周囲に非干渉エリアを配置する必要がなく、外方部材のレイアウトの制限をなくして、車輪用軸受装置の定格荷重を大きくすることができる車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】外方部材２４と、ハブ輪３１および軌道面形成部材からなる内方部材と、ハブ輪３１および軌道面形成部材と外方部材２４のそれぞれの軌道面間に転動自在に収容された複列のボール３２と、を備えた車輪用軸受装置１であって、車輪取付フランジ２５には、ブレーキロータ３６を装着するためのスタッドボルト３５aが設けられており、スタッドボルト３５ａは、両端に雄ねじが切られたものである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、
内側軌道面および車輪取付フランジを有するハブ輪と、前記ハブ輪に連結されて外径に内側軌道面を有する軌道面形成部材と、から構成される内方部材と、
前記内方部材と前記外方部材のそれぞれの軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置であって、
前記車輪取付フランジには、前記ブレーキロータを装着するための取付部が設けられており、
前記取付部は、ボルト装着孔および両端に雄ねじが切られたスタッドボルトとから構成される、車輪用軸受装置。

【請求項2】

前記スタッドボルトは、前記ボルト装着孔側の端部をヘッドレスとして形成した、請求項１に記載の車輪用軸受装置。

【請求項3】

前記ボルト装着孔は、雌ねじが切られたタップ穴で形成されている、請求項１に記載の車輪用軸受装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は車輪用軸受装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置が知られている。車輪用軸受装置は、外方部材の内側に内方部材が配置され、外方部材と内方部材のそれぞれの軌道面間に転動部材が介装されている。こうして、車輪用軸受装置は、転がり軸受構造を構成し、内方部材に取り付けられた車輪を回転自在としている。

【0003】

また、内方部材には、アウター側端部に車輪取付フランジが設けられ、インナー側端部に円筒状小径段部が設けられる。車輪取付フランジには、ブレーキロータやホイールがハブボルトにより固定されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６６６５５５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来のハブボルトを用いた固定構造においては、図６に示すように、車輪取付フランジのボルト装着孔にハブボルトを圧入することで、固定する。車輪取付フランジに固定されたハブボルトにブレーキロータのハット部やホイールを取り付けて、ナット等の締結部材で締結することにより、ブレーキロータやホイールを車輪取付フランジに固定する。

【0006】

ハブボルトを交換する必要がある場合には、車輪取付フランジから取り外す必要がある。ハブボルトを取り外す際には、図６に示すように、インナー側へ引き抜く必要があり、外方部材の径方向外周周囲に、ハブボルトを引き抜くための非干渉エリアを確保する必要があった。非干渉エリアにおいては、外方部材の外径部を配置することができないため、外方部材の外径を一定以上大きくすることができなかった。このため、外方部材のレイアウトに制限がかかり、車輪用軸受装置の定格荷重を大きくすることが困難となる。

【0007】

また、従来からハブボルトの代わりに、ホイールボルトを用いる場合もある。この場合、車輪取付フランジのボルト装着孔は、タップ穴で構成され、ブレーキロータやホイールを取り付ける際には、ブレーキロータおよびホイールに設けられた穴にアウター側からホイールボルトを締結し、さらにボルト装着孔に締結することで、ブレーキロータおよびホイールを車輪取付フランジに取り付けていた。

【0008】

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、外方部材の径方向外周周囲に非干渉エリアを配置する必要がなく、外方部材のレイアウトの制限をなくして、車輪用軸受装置の定格荷重を大きくすることができる車輪用軸受装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

第一の発明は、内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、
外周に複列の内側軌道面と、径方向外側へ延び、ブレーキロータに取り付けられる車輪取付フランジと、を有する内方部材と、
前記内方部材と前記外方部材のそれぞれの軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置であって、
前記車輪取付フランジには、前記ブレーキロータを装着するための取付部が設けられており、
前記取付部は、ボルト装着孔および両端に雄ねじが切られたスタッドボルトとから構成されるものである。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、外方部材の径方向外周周囲に非干渉エリアを配置する必要がなく、外方部材のレイアウトの制限をなくして、車輪用軸受装置の定格荷重を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】車輪用軸受装置の第一実施形態における全体構成を示す断面図。

【図2】第一実施形態におけるスタッドボルトを装着する前の車輪用軸受装置を示す断面図。

【図3】第一実施形態における車輪用軸受装置およびブレーキロータを示す断面図。

【図4】第一実施形態におけるスタッドボルトを取り外した状態の車輪用軸受装置を示す断面図。

【図5】第二実施形態における車輪用軸受装置を示す上部断面図。

【図6】従来の車輪用軸受装置を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に、図１を用いて、車輪用軸受装置の第一実施形態である車輪用軸受装置１について説明する。なお、以下の説明において、インナー側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車体側を表し、アウター側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車輪側を表す。

【0013】

図１に示す実施形態の車輪用軸受装置１は、内周に複列の軌道面２１、２２を一体に設け、外周に車体取付用フランジ２３を一体に有する外方部材２４と、車輪取付フランジ２５及び軌道面２１と対向する軌道面２９を備えたハブ輪３１と、ハブ輪３１の円筒状小径段部３１ａの外径に圧入された軌道面形成部材である内輪２８とから構成される内方部材と、外方部材２４とハブ輪３１のそれぞれの軌道面間に介在する複列の転動体であるボール３２と、ハブ輪３１と外方部材２４との間に介在し、複列の転動体である複数のボール３２を各列に円周方向等間隔に支持する保持器３３と、を備える。内方部材は、ハブ輪３１と内輪２８とによって構成されている。軌道面形成部材である内輪２８の外径には、外方部材２４の軌道面２２に対向する軌道面３０を形成している。また、アウター側の軌道面２１と対向する軌道面２９をハブ輪３１の外径に直接形成した構造を有する。

【0014】

内輪２８と外方部材２４の両端には、外部からの異物の侵入や内部に充填したグリースの漏出を防止するためにシール３４を装着している。ハブ輪３１の車輪取付フランジ２５の円周方向等間隔位置にホイール（図示省略）を固定するためのスタッドボルト３５ａが取り付けられている。さらに、外方部材２４の車体取付用フランジ２３には、ナックル（図示せず）を介して車体の懸架装置が取り付けられている。

【0015】

ハブ輪３１は、図示しない車両の車輪を回転自在に支持する。ハブ輪３１は、略円筒状に形成され、例えば、Ｓ５３Ｃ等の中高炭素鋼で構成されている。ハブ輪３１のインナー側端部には、外周面に縮径された小径段部３１ａが設けられている。ハブ輪３１のアウター側端部には、車輪取付フランジ２５が一体的に設けられている。

【0016】

内輪２８は、ハブ輪３１の小径段部３１ａに圧入されている。内輪２８の外周面には、軌道面３０が設けられている。

【0017】

転動体である複数のボール３２は、保持器３３によって保持されることにより構成されている。インナー側のボール３２の列は、内輪２８の軌道面３０と、外方部材２４のインナー側の軌道面２２との間に転動自在に挟まれている。アウター側のボール３２の列は、ハブ輪３１の軌道面２９と、外方部材２４のアウター側の軌道面２１との間に転動自在に挟まれている。つまり、インナー側のボール３２の列とアウター側のボール３２の列とは、外方部材２４と内方部材との両軌道面間に転動自在に収容されている。外方部材２４は、インナー側のボール３２の列およびアウター側のボール３２の列を介してハブ輪３１および内輪２８を回転可能に支持している。

【0018】

車輪用軸受装置１においては、外方部材２４と、内方部材であるハブ輪３１および内輪２８と、インナー側のボール３２の列と、アウター側のボール３２の列とによって複列アンギュラ玉軸受が構成されている。なお、車輪用軸受装置１は複列アンギュラ玉軸受に替えて複列円錐ころ軸受を構成していてもよい。

【0019】

また、ハブ輪３１の車輪取付フランジ２５の外端面２５ａ（反継手側の端面）には、ホイール（図示省略）およびブレーキロータ３６が装着される短筒状のパイロット部４１が突設されている。なお、パイロット部４１は、第１部４１ａと第２部４１ｂとからなり、第１部４１ａにホイールが外嵌され、第２部４１ｂにブレーキロータ３６が外嵌される。また、ハブ輪３１の車輪取付フランジ２５にはボルト装着孔２５ｂが設けられて、ホイールおよびブレーキロータ３６をこの車輪取付フランジ２５に固定するための両端に雄ねじが切られたスタッドボルト３５ａがこのボルト装着孔２５ｂに装着される。ボルト装着孔２５ｂは、雌ねじが切られたタップ穴で構成されており、スタッドボルト３５ａの一端の雄ねじとボルト装着孔２５ｂの雌ねじとが螺合することにより、スタッドボルト３５ａの一端が車輪取付フランジ２５に固定され、アウター側にスタッドボルト３５ａの一端が突出する。

【0020】

図３に示すように、ブレーキロータ３６は、ブレーキキャリパに支持されたブレーキパッド５０に当接するディスク部５１と、ディスク部５１の内径側端部からアウター側に凹むように形成されたハット部５２とを有している。ディスク部５１およびハット部５２は一体形成されている。

【0021】

ハット部５２は、径方向に延在する底壁部５３と、底壁部５３の外周縁部に連結され、円筒状の内径面を有する外周部５４とで構成され、軸線Ｏを中心とする円筒状の内空領域を区画する。底壁部５３は、外周部５４よりも内径側に位置する内径領域に相当する。ディスク部５１は、外周部５４よりも外径側に位置する外径領域に相当する。

【0022】

ハット部５２の底壁部５３には複数の貫通孔が設けられており、上記したスタッドボルト３５ａは、車輪取付フランジ２５のボルト装着孔２５ｂとこの貫通孔とを貫通する。図２に示されるように、車輪取付フランジ２５の最大外径は、ディスク部５１の外周部５４の直径よりも小さい。

【0023】

車輪取付フランジ２５のボルト装着孔２５ｂと前記貫通孔とを貫通したスタッドボルト３５ａの先端にはホイール（図示省略）を介してナットが螺嵌される。前記ナットを締めることにより、ホイール（図示省略）と底壁部５３のインナー側当接面と、車輪取付フランジ２５の外端面２５ａとが密着する。

【0024】

次に、スタッドボルト３５ａの車輪取付フランジ２５への取り付け方法および取り外し方法について説明する。
図２に示すように、スタッドボルト３５ａは、アウター側から車輪取付フランジ２５のボルト装着孔２５ｂに締結する。スタッドボルト３５ａをボルト装着孔２５ｂに締結することにより、スタッドボルト３５ａの一端が車輪取付フランジ２５に固定され、アウター側にスタッドボルト３５ａの一端が突出する。

【0025】

次に、図４に示すように、スタッドボルト３５ａを車輪取付フランジ２５から取り外す場合について説明する。まず、ブレーキロータ３６をアウター側に引き抜くことにより、ブレーキロータ３６を車輪取付フランジから取り外して、スタッドボルト３５ａをアウター側から取り外す。ボルト装着孔２５ｂの雌ねじとスタッドボルト３５ａの雄ねじを回転させることで、スタッドボルト３５ａをアウター側から取り外すことができる。

【0026】

例えば、車輪装着後に、スタッドボルト３５ａを交換する必要がある場合がある。従来のハブボルトにおいては、ハブボルトを引き抜くための非干渉エリアを確保する必要があった。

【0027】

しかし、スタッドボルト３５ａを用いたことにより、非干渉エリアを確保する必要がなくなった。そのため、外方部材２４の外径を大きくするように設計することができる。例えば、外方部材２４を肉厚に構成することにより、外方部材２４の耐荷重を向上させることができる。

【0028】

また、外方部材２４の外径を大きくすることで、ボール３２の配置スペースを十分に確保することができ、ボール直径や個数を大きくするように設計することができ、車輪用軸受部材１の定格荷重を向上させることができる。

【0029】

また、外方部材２４の直径を大きくすることにより、シール３４を配置するスペースを確保することができるため、ラビリンス構造の採用を行いやすくなる。このように構成することにより、密閉性の高い車輪用軸受装置１を製造することができる。

【0030】

また、スタッドボルト３５ａはボルトヘッドが無いため、軽量化を図ることも可能となる。このため、車両の走行性や燃費の向上を図ることができる。

【0031】

また、スタッドボルト３５ａは、ボルト装着孔２５ｂとねじによって締結されているため、圧入固定を行うことによるスリップトルクが発生しない。このため、締結部の信頼性の向上を図ることができる。

【0032】

以上のように、車輪用軸受装置１は、内周に複列の外側軌道面２１・２２を有する外方部材２４と、外周に複列の内側軌道面２９・３０と、径方向外側へ延び、ブレーキロータ３６に取り付けられる車輪取付フランジ２５と、を有するハブ輪３１および内輪２８からなる内方部材と、ハブ輪３１および内輪２８と外方部材２４のそれぞれの軌道面間に転動自在に収容された複列のボール３２と、を備えた車輪用軸受装置１であって、車輪取付フランジ２５には、ブレーキロータ３６と車輪を装着するためのスタッドボルト３５ａが設けられており、スタッドボルト３５ａは、両端に雄ねじが切られたとから構成されるものである。

【0033】

このように構成することにより、スタッドボルト３５ａを用いたことにより、外方部材２４に非干渉エリアを確保する必要がなくなった。そのため、外方部材２４の外径を大きくするように設計することができる。例えば、外方部材２４を肉厚に構成することにより、外方部材２４の耐荷重を向上させることができる。

【0034】

また、スタッドボルト３５ａは、ボルト装着孔２５ｂ側の端部をヘッドレスとして形成したものである。
このように構成することにより、スタッドボルト３５ａの重量を軽量化することができ、車両の走行性や燃費の向上を図ることができる。

【0035】

また、ボルト装着孔２５ｂは、雌ねじが切られたタップ穴で形成されている。
このように構成することにより、圧入固定を行うことによるスリップトルクが発生しない。このため、締結部の信頼性の向上を図ることができる。

【0036】

また、別の実施形態として、軌道面形成部材として、内輪２８ではなく、外径に軌道面を有するＣＶＪの外側継手部材６１を採用してもよい。図５に示すように、外側継手部材６１の外径には軌道面２２に対向する軌道面６２を形成している。外側継手部材６１は、ステム部６３とマウス部６４とからなり、軌道面６２は、マウス部６４のアウター側端部外径に設けられている。ステム部６３の外周面とハブ輪３１の内径とはスプライン嵌合によって回動不能に固定されている。

【0037】

また、ハブ輪３１の車輪取付フランジ２５にはボルト装着孔２５ｂが設けられて、ホイールおよびブレーキロータ３６をこの車輪取付フランジ２５に固定するための両端に雄ねじが切られたスタッドボルト３５ａがこのボルト装着孔２５ｂに装着される。ボルト装着孔２５ｂは、雌ねじが切られたタップ穴で構成されており、スタッドボルト３５ａの一端の雄ねじとボルト装着孔２５ｂの雌ねじとが螺合することにより、スタッドボルト３５ａの一端が車輪取付フランジ２５に固定され、アウター側にスタッドボルト３５ａの一端が突出する。

【0038】

このように構成することにより、スタッドボルト３５ａを用いたことにより、外方部材２４に非干渉エリアを確保する必要がなくなった。そのため、外方部材２４の外径を大きくするように設計することができる。例えば、外方部材２４を肉厚に構成することにより、外方部材２４の耐荷重を向上させることができる。

【0039】

なお、本実施形態では、車輪用軸受装置１は、ハブ輪３１の外周にアウター側のボール３２の列の内側転走面３０が形成されている第三世代構造の車輪用軸受装置１として構成されているが、本発明はこれに限定されない。例えば、本発明は、ハブ輪３１に一対の内輪が圧入固定された第二世代構造や、転動体を円錐ころとした軸受装置であっても良い。

【符号の説明】

【0040】

１ 車輪用軸受装置
２１ 軌道面
２２ 軌道面
２４ 外方部材
２５ 車輪取付フランジ
２８ 内輪
２９ 軌道面
３０ 軌道面
３１ ハブ輪
３１ａ 小径段部
３２ ボール（転動体）
３３ 保持器
３６ ブレーキロータ
５１ ディスク部
５２ ハット部
５３ 底壁部
５４ 外周部
６１ 外側継手部材
６２ 軌道面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】