JP2007271055A - ハブユニット - Google Patents

Abstract

【課題】
車軸のアキシャル方向に作用する大きな負荷により、ハブユニットの転がり軸受を構成する各部材が損傷されたり、該転がり軸受の寿命が短くなったりすることを防止する。
【解決手段】
ハブユニットＨ_１を構成する外輪２における車両アウタ側の端面部２ａと、同じくハブフランジ部１１における前記外輪２の端面部２ａと対抗する車両インナ側の端面部１１ａとの間に形成される隙間の間隔ｔを、車軸１４のアキシャル方向に３Ｇの負荷Ｆが作用したときに相互に当接されるように適正化し、３Ｇを超える負荷Ｆが作用した場合であっても、ハブフランジ部１１がそれ以上変位しないようにする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両（自動車）の懸架装置に取付けられ、車軸を回転可能に支承するためのハブユニットに関するものである。

例えば凍結路を走行中の車両の車輪がロックして該車両が横すべりした場合や、走行中の車両の車輪が脱輪したり縁石に乗り上げたりした場合には、車軸のアキシャル方向に大きな負荷が作用する。そして、前記負荷は、ハブユニットを構成する転がり軸受にも及ぶ。

上記した負荷が転がり軸受に及んだ場合、該転がり軸受を構成する内外輪の軌道面に圧痕が生じ、車両の走行中に異音が発生したり、転がり軸受の寿命が短くなったりする。

また、従来のハブユニットＨ’の場合、図６に示されるように、外輪５１における車両アウタ側の端面部５１ａと、ハブユニットＨ’を構成するハブフランジ部５２における車両インナ側の端面部５２ａとの間には、所定間隔ｔ’の隙間が形成されている。従来のハブユニットＨ’の場合、この間隔ｔ’が大きいため、前記隙間から入り込んだ雨水や異物が転がり軸受を腐食させたり、損傷させたりするおそれがある。これを防止するため、当該隙間の部分にシール材を取付ける技術が開示されている（特許文献１参照）。しかし、固定状態の外輪５２に対してハブフランジ５２が高速回転するため、前記シール材が抵抗となってしまい、車軸の回転に悪影響を及ぼす。
特開２００６−３７９７８号公報

本発明は、上記した不具合に鑑み、車軸のアキシャル方向に大きな負荷が作用しても、ハブユニットに悪影響を及ぼさないようにすることを課題としている。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記した課題を解決するための請求項１の発明は、車両の懸架装置に回転不能に取付けられる筒状の外輪と、前記外輪の内周部に、複数個の転動体を介して外輪と同軸に配置される筒状の内輪と、前記内輪が嵌合装着されるハブに一体に取付けられる車軸とを備え、固定状態の懸架装置に対して、ハブを介して車軸を回転自在に支承するためのハブユニットであって、前記外輪の車両アウタ側の端面部と、前記ハブにおける車両アウタ側の端部にラジアル方向に張り出されたハブフランジ部の車両インナ側の端面部との間に形成される隙間の間隔が、車軸のアキシャル方向に所定の大きさの負荷が作用したときに当接するように調整されてなることを特徴としている。

請求項１の発明に係るハブユニットは、車軸のアキシャル方向に所定の大きさの負荷が作用したときに、外輪の車両アウタ側の端面部と、前記ハブにおける車両アウタ側の端部にラジアル方向に張り出されたハブフランジ部の車両インナ側の端面部と当接されるように、前記各端面部どうしの隙間の間隔が設定されてなる。このように、前記隙間を適正化することにより、所定の大きさの負荷（又はそれ以上の大きさの負荷）が車軸のアキシャル方向に作用した場合であっても、ハブユニットを構成する転がり軸受の各構成部材に悪影響を及ぼすことが回避され、走行中の車両から異音が発生することが防止されると共に、転がり軸受の寿命が短くなることが防止される。また、前記隙間を狭い範囲で適正化することにより、当該隙間の部分にラビリンス効果が奏され、雨水や異物の侵入が防止される。

請求項２の発明は、請求項１の発明を前提として、前記各端面部の少なくとも一方側には、車軸のアキシャル方向に所定の大きさの負荷が作用したときに当接される他方側の端面部を、回転可能にして受けるための受圧部材が取付けられていることを特徴としている。

請求項２の発明では、双方の端面部が当接した場合であっても、少なくとも一方側の端面部には他方側の端面部を回転可能にして受けるための受圧部材が設けられているため、当接状態における車軸の回転が確保される。

請求項３の発明は、請求項２の発明を前提として、前記受圧部材は、前記端面部に予め定められた間隔で取付けられた複数個の針状部材であり、それらの長手方向を車軸のラジアル方向に配置させる形態で前記車軸の軸心を中心とする放射状に、かつそれぞれの針状部材が自身の軸心を中心に回転自在に取付けられていることを特徴としている。

請求項３の発明では、当接される他方側の端面部が複数個の針状部材で受圧されるため、受圧面積が大きくなり、大きな負荷に対抗することができる。

請求項４の発明は、請求項２の発明を前提として、前記受圧部材は、前記端面部に予め定められた間隔で取付けられた複数個の玉であり、前記車軸の軸心を中心とする放射状に、かつそれぞれの玉が転動自在に取付けられていることを特徴としている。

請求項４の発明では、当接される他方側の端面部が複数個の玉で受圧されるため、車軸の回転抵抗が少なくて済む。

請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明を前提として、前記所定の大きさの負荷は、重力加速度の単位をＧとしたとき、３Ｇであることを特徴としている。

請求項５の発明により、車軸のアキシャル方向に３Ｇの負荷が作用した場合であっても、ハブユニットの損傷が防止される。

請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明を前提として、前記隙間の間隔は、１ｍｍであることを特徴としている。

請求項６の発明により、車軸のアキシャル方向に所定の大きさの負荷が作用した場合であっても、外輪又はハブユニットは１ｍｍまで変位することができる。

請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかの発明を前提として、前記隙間にグリースが充填されていることを特徴としている。

請求項７の発明では、ラビリンス効果がより確実に奏される。

本発明の実施例について説明する。

図１は本発明の第１実施例のハブユニットＨ_１の断面図、図２は図１の要部の拡大図である。最初に、本発明の第１実施例のハブユニットＨ_１について説明する。図１に示されるように、懸架装置を構成するナックル１に、回転不能にして外輪２が固着されている。前記外輪２の内周部には、複数個の転動体３（玉）を介して２個の内輪（アウタ側内輪４とインナ側内輪５）が配置されている。ここで、車両の外側（図１の図面視における左側）を「アウタ側」と記載し、同じく内側を「インナ側」と記載する。各内輪４，５は段付き形状を呈していて、複数個の転動体３を保持して転動体列を構成するための冠型の保持器１０が取付けられる小径部６と、転動体３の外径に対応する曲面形状に設けられた軌道面７を介して前記小径部６と連続する大径部８とから成り、いずれも同一形状である。各内輪４，５は、それらの小径部６の端面（アウタ側内輪４のインナ側端面とインナ側内輪５のアウタ側端面）どうしが対向して当接配置された直列状態で、複列となってハブ９のハブ本体部９ａに嵌合装着される。この状態で、アウタ側内輪４のアウタ側端面は、ハブ９の内輪当接面９ｂに当接されると共に、インナ側内輪５のインナ側端面は、ハブ９の一端部（内側の端面）から僅かに突出される。

前記ハブ９は、各内輪４，５が嵌合装着されるハブ本体部９ａと、アウタ側内輪４のアウタ側端面が当接される内輪当接面９ｂを介してラジアル方向に張り出して形成されたハブフランジ部１１とから成る。前記ハブフランジ部１１の周縁部には、複数本のボルト孔１１ａがハブ９のアキシャル方向に沿って設けられている。各ボルト孔１１ａに挿通されたボルト１２により、前記ハブ９とホイール（図示せず）とが一体に組み付けられる。また、前記ハブ本体部９ａの軸心部分にはスプライン孔１３が設けられていて、該スプライン孔１３に、段付き形状に形成された車軸１４がスプライン嵌合される。前記車軸１４は、車軸本体部１４ａと、該車軸本体部１４ａよりも小径で、スプラインが形成されたハブ装着部１４ｂとから成る。車軸１４のハブ装着部１４ｂがハブ９にスプライン嵌合されたとき、その先端部がハブ９の他端部から突出される。そして、当該突出部分にナット１５が螺合される。このとき、車軸１４の段差面（内輪当接面１４ｃ）が、ハブ９に嵌合装着されたインナ側内輪５のインナ側端面を押圧する。これにより、ハブ９と車軸１４が一体に取付けられ、駆動回転される車軸１４の駆動力が、ハブ９を介してホイールに伝達される。

第１実施例のハブユニットＨ_１の場合、外輪２におけるハブフランジ部１１と対向する側の端部が、車軸１４のアキシャル方向に沿って延設されていて、外輪２におけるアウタ側の端面部２ａとハブフランジ部１１におけるインナ側の端面部１１ｂとの間には、通常の状態（車軸１４にアキシャル方向の負荷が作用していない状態）で、所定間隔ｔ（本実施例の場合、１ｍｍ）を有する隙間が形成されている。前記隙間の間隔ｔは、車軸１４のアキシャル方向に大きな負荷Ｆが作用したときに、両端面部２ａ，１１ｂが相互に当接されるだけの間隔に適正化されている。なお、前記アキシャル方向の負荷は、アウタ側からインナ側に作用する場合と、インナ側からアウタ側に作用する場合とがある。また、図２においては、ボルト孔１１ａ及びボルト１２の図示を省略してある。

そして、前記大きな負荷Ｆとは、重力加速度の単位をＧとしたときに３Ｇで表示される大きさの負荷である。ここで、１Ｇは、９．８ｍ／ｓ^２である。即ち、車軸１４のアキシャル方向に、車両のアウタ側からインナ側に向かう３Ｇの負荷Ｆが作用したとき、ハブフランジ部１１が外輪２に接近し、両者の端面部２ａ，１１ｂが当接する。その状態を、図２において二点鎖線で示す。これにより、車軸１４のアキシャル方向に３Ｇ（又はそれ以上）の負荷Ｆが作用しても、ハブフランジ部１１は隙間の間隔ｔ以上に変位せず、ハブユニットＨ_１が損傷することが防止される。換言すれば、前記隙間の間隔ｔは、車軸１４のアキシャル方向に大きさが３Ｇの負荷Ｆが作用したときに、外輪２及びハブフランジ部１１の各端面部２ａ，１１ｂが相互に接近して当接されるように設定されている。

更に、前記隙間の間隔ｔが微小であるため、隙間の部分にラビリンス効果が奏され、当該隙間から雨水や異物が入り込むおそれが少なくなる。これにより、ハブユニットＨ_１の損傷が、更に確実に防止される。そして、前記隙間の部分にグリースを充填することにより、車軸１４の回転を損なうことなく前記ラビリンス効果がより効果的に奏される。

次に、第２実施例のハブユニットＨ_２について説明する。第２実施例のハブユニットＨ_２は、図３及び図４に示されるように、外輪２におけるハブフランジ部１１と対向する端面部２ａに、周方向に一定の角度をおいて所定個数（第２実施例の場合、３６個）の針状部材１６（受圧部材）が取付けられている。各針状部材１６は、それらの長手方向を車軸１４のラジアル方向に配置させる形態で、車軸１４の軸心を中心とする放射状に、かつそれぞれの針状部材１６が自身の軸心を中心に回転自在に取付けられている。そして、各針状部材１６の外周面と対向するハブフランジ部１１の端面部１１ｂとの間に形成される隙間の間隔ｔが、車軸のアキシャル方向に所定の大きさの負荷が作用したときに当接されるように形成されている。第２実施例のハブユニットＨ_２の場合、前記間隔ｔは、第１実施例のハブユニットＨ_１の場合と同様に１ｍｍである。

通常の状態で、ハブフランジ部１１の端面部１１ｂと各針状部材１６の外周面との間には、隙間が形成されているため、車軸１４の回転に支障はない。そして、第１実施例のハブユニットＨ_１の場合と同様に、車軸１４のアキシャル方向に大きさが３Ｇの負荷Ｆが作用したときに、各針状部材１６の各外周面とハブフランジ部１１の端面部１１ｂが相互に接近して当接されるように設定されている。これにより、車軸１４のアキシャル方向に３Ｇ（又はそれ以上）の負荷Ｆが作用しても、ハブフランジ部１１は隙間の間隔ｔ以上に変位せず、ハブユニットＨ_１が損傷することが防止される。そして、両者が当接した場合であっても、各針状部材１６が自身の軸心を中心に回転自在に取付けられていて、それらがスラストころ軸受として作用するため、前記負荷Ｆを受圧すると共に、それらが車軸１４の回転の抵抗となることもない。また、各針状部材１６によって、隙間の部分にラビリンス効果が奏されるため、当該隙間から雨水や異物が入り込むことが防止される。

第３実施例のハブユニットＨ_３は、図５に示されるように、受圧部材が所定個数（第３実施例の場合、３６個）の玉１７の場合である。第３実施例のハブユニットＨ_３の場合にも、第２実施例のハブユニットＨ_２と同様の効果が奏される。

上記した第２及び第３の各実施例のハブユニットＨ_２，Ｈ_３においては、外輪２の端面部２ａに受圧部材（針状部材１５、玉１６）が取付けられている。しかし、前記受圧部材をハブフランジ部１１の端面部１１ｂに、或いは双方に取付けてもよい。

上記した各実施例のハブユニットＨ_１〜Ｈ_３における外輪２とハブフランジ部１１との隙間の間隔ｔは、１ｍｍである。しかし、ハブユニットＨ_１〜Ｈ_３の損傷を確実に防止するため、間隔ｔはそれより小さくてもよい。

本発明の第１実施例のハブユニットＨ_１の断面図である。 図１の要部の拡大図である。 第２実施例のハブユニットＨ_２の断面図である。 ハブユニットＨ_２の要部の側面断面図である。 第３実施例のハブユニットＨ_３の要部の側面断面図である。 従来のハブユニットＨ’の要部の断面図である。

符号の説明

Ｈ_１〜Ｈ_３：ハブユニット
Ｆ：負荷
ｔ：間隔
１：ナックル（懸架装置）
２：外輪
２ａ：端面部
３：転動体
４：アウタ側内輪
５：インナ側内輪
７：軌道面
９：ハブ
１１：ハブフランジ部
１１ｂ：端面部
１４：車軸
１６：針状部材（受圧部材）
１７：玉（受圧部材）

Claims (7)

1. 車両の懸架装置に回転不能に取付けられる筒状の外輪と、
   前記外輪の内周部に、複数個の転動体を介して外輪と同軸に配置される筒状の内輪と、
   前記内輪が嵌合装着されるハブに一体に取付けられる車軸とを備え、
   固定状態の懸架装置に対して、ハブを介して車軸を回転自在に支承するためのハブユニットであって、
   前記外輪の車両アウタ側の端面部と、前記ハブにおける車両アウタ側の端部にラジアル方向に張り出されたハブフランジ部の車両インナ側の端面部との間に形成される隙間の間隔が、車軸のアキシャル方向に所定の大きさの負荷が作用したときに当接するように調整されてなることを特徴とするハブユニット。
2. 前記各端面部の少なくとも一方側には、車軸のアキシャル方向に所定の大きさの負荷が作用したときに当接される他方側の端面部を、回転可能にして受けるための受圧部材が取付けられていることを特徴とする請求項１に記載のハブユニット。
3. 前記受圧部材は、前記端面部に予め定められた間隔で取付けられた複数個の針状部材であり、それらの長手方向を車軸のラジアル方向に配置させる形態で前記車軸の軸心を中心とする放射状に、かつそれぞれの針状部材が自身の軸心を中心に回転自在に取付けられていることを特徴とする請求項２に記載のハブユニット。
4. 前記受圧部材は、前記端面部に予め定められた間隔で取付けられた複数個の玉であり、前記車軸の軸心を中心とする放射状に、かつそれぞれの玉が転動自在に取付けられていることを特徴とする請求項２に記載のハブユニット。
5. 前記所定の大きさの負荷は、重力加速度の単位をＧとしたとき、３Ｇであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のハブユニット。
6. 前記隙間の間隔は、１ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のハブユニット。
7. 前記隙間にグリースが充填されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のハブユニット。

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