JP2007331467A - 車両用駆動輪ハブユニット - Google Patents

Abstract

【課題】アウタレースのねじり剛性を低下することなく、スティックスリップ音を低減することができる車両用駆動輪ハブユニットを提供する。
【解決手段】アウタレース２４は、カップ状部２４１のカップ底外側に環状部２４２を備える。この環状部２４２の車輪側の端面２４２ａは軸受内輪１２の端面に当接し、環状部２４２の内周には内周スプライン２４２ｂが形成されている。ハブ３０は、軸受内輪１２の内周面に嵌合する軸受嵌合部３２と、環状部２４２の内周スプラインに結合される外周スプラインが形成された外周スプライン部３３とを備える。特に、環状部２４２の内周スプラインは、環状部２４２の車輪側の端面２４２ａの内周縁に形成されるとよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の駆動輪に用いられるハブユニットに関し、特にスティックスリップ音を低減する車両用駆動輪ハブユニットに関するものである。

車両用駆動輪ハブユニットにおいて、等速ジョイントのアウタレースの車輪側端面が軸受内輪に当接し、車輪に取り付けられるハブは、軸受内輪の内周に圧入嵌合されている。そして、アウタレースとハブとは、スプライン結合されている。このスプライン結合部分は、アウタレースの車輪側端面よりも車輪側に離間している。従って、アウタレースからハブへ駆動トルクを伝達する際に、アウタレースの車輪側端面とスプライン部との間に、ねじり変形が生じる。その結果、アウタレースの車輪側端面と軸受内輪とにおいて、回転方向に相対変位（滑り）が生じる。そして、この相対変位によるスティックスリップ音が発生する。

このスティックスリップ音を低減することを目的とした車両用駆動輪ハブユニットが、例えば、特開２００５−２８９２５５号公報に開示されている。当該車両用駆動輪ハブユニットは、アウタレースの車輪側端部に周方向にねじれ得る部位を形成し、アウタレースの当該ねじれ得る部位が軸受内輪に接触するようにしている。

これにより、駆動トルク伝達の際に、アウタレースのねじれ得る部位がねじり変形することにより、アウタレースと軸受内輪との当接部位において回転方向に相対変位（滑り）が生じないようにできるとされている。
特開２００５−２８９２５５号公報

しかし、アウタレースにねじれ得る部位を新たに形成するということは、アウタレースのねじり剛性を低下することになる。このように、アウタレースのねじり剛性を低下することは、車両性能の低下につながるおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、アウタレースのねじり剛性を低下することなく、スティックスリップ音を低減することができる車両用駆動輪ハブユニットを提供することを目的とする。

そこで、本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、アウタレースとハブとのスプライン結合部分の直径を従来に比べて大きくできる構成を思いつき、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の車両用駆動輪ハブユニットは、以下に説明する、軸受外輪と、軸受内輪と、アウタレースと、ハブとを備えることを特徴とする。軸受外輪は、車体側に取り付けられる環状の軸受である。軸受内輪は、軸受外輪の内側に配置され、軸受外輪に対して軸回りに回転可能な環状の軸受である。

アウタレースは、カップ状からなりインナレースを収容可能なカップ状部と、環状からなり、カップ状部のカップ底外側に一体形成され、軸受内輪の一端面に当接する当接端面を有し、且つ、内周面のうち少なくとも当接端面よりもカップ状部側に内周スプラインが形成された内周スプライン部とを備える。

ハブは、車輪に取り付けられ軸受内輪の他端面に当接するフランジ部と、環状からなり、フランジ部に一体形成され、軸受内輪の内周面に嵌合される軸受嵌合部と、環状からなり、軸受嵌合部に一体形成され、外周面にアウタレースの内周スプラインにスプライン結合される外周スプラインが形成された外周スプライン部とを備える。

本発明の車両用駆動輪ハブユニットの特徴的な点は、アウタレースに内周スプラインを形成し、ハブに外周スプラインを形成することに加えて、当該スプライン結合部分が、軸受内輪よりもカップ状部側に位置している点である。一方、従来の車両用駆動輪ハブユニットは、アウタレースに外周スプラインを形成し、ハブに内周スプラインを形成していた。さらに、従来のスプライン結合部分は、ハブの軸受嵌合部の内周側に位置していた（特許文献１参照）。

つまり、本発明におけるスプライン結合部分の直径を、従来に比べて、大きくすることができる。この理由について詳細に説明する。従来のスプライン結合部分は、ハブの軸受嵌合部の内周側であったため、従来のスプライン結合部分の直径は、軸受内輪の内径よりも軸受嵌合部の肉厚分小さな直径とせざるを得なかった。これに対して、本発明のスプライン結合部分は、ハブの軸受嵌合部よりもカップ状部側に位置している。従って、本発明のスプライン結合部分の直径は、軸受嵌合部の肉厚分小さくしなければならないという制約がない。つまり、本発明のスプライン結合部分の直径は、従来に比べて、大きくすることができる。

このように、スプライン結合部分の直径を大きくすることにより、本発明のスプライン結合する両部材のねじり剛性を、従来に比べて、高くすることができる。従って、アウタレースのうち当接端面と内周スプラインとの間において、ねじり変形が生じることを低減できる。その結果、アウタレースの当接端面とハブとの回転方向の相対変位が低減する。つまり、アウタレースの当接端面と軸受内輪との回転方向の相対変位（滑り）が低減する。これにより、アウタレースの当接端面と軸受内輪との間におけるスティックスリップ音を低減できる。

また、内周スプラインは、当接端面の内周縁に形成してもよい。ここで、当接端面の内周縁とは、内周スプライン部の内周面のうち開口端に相当する。つまり、内周スプラインが当接端面の内周縁に形成されるということは、内周スプラインが開口端側に形成されているということである。なお、内周面の開口端は、製造上、面取りを行うことがあるが、本発明における当接端面の内周縁とは、当該面取り部分を含む意味である。

そして、内周スプラインが当接端面の内周縁に形成されているということは、内周スプラインと当接端面との軸方向離間距離が実質的に零ということである。従って、アウタレースのうち、内周スプラインと当接端面との間にねじり変形が生じることがほとんどない。つまり、アウタレースと軸受内輪との回転方向の相対変位（滑り）が極めて小さくなる。これにより、アウタレースの当接端面と軸受内輪との間におけるスティックスリップ音を確実に抑制することができる。

また、外周スプラインの外径は、軸受嵌合部の外径と略同径としてもよい。外周スプラインの外径を軸受嵌合部の外径と略同径ということは、本発明のスプライン結合部分の直径が、従来のものよりも確実に大きいということになる。従って、本発明のスプライン結合する両部材のねじり剛性は、従来に比べて、確実に高くすることができる。また、外周スプライン部は、軸受内輪の内周に挿入して組み付けられる。つまり、外周スプライン部の外径を軸受嵌合部の外径と略同径とすることにより、組付性を良好とすることができる。

また、内周スプライン部は、内周面のうち内周スプラインよりもカップ状部側に内周スプラインの内径よりも小さな径からなる雌ねじを有するようにする。このとき、本発明の車両用駆動輪ハブユニットは、ハブの内周を貫通し、フランジ部に対して軸方向に係合し、且つ、内周スプライン部の雌ねじに螺合するボルトをさらに備えるようにする。これにより、アウタレースとハブとを確実に組み付けることができる。

本発明の車両用駆動輪ハブユニットによれば、アウタレースのねじり剛性を低下することなく、スティックスリップ音を低減することができる。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態の車両用駆動輪ハブユニットについて図１を参照して説明する。図１は、車両用駆動輪ハブユニット１の軸方向断面図である。図１において、右側がドライブシャフト（図示せず）側であって、左側が車輪（図示せず）側である。以下、特に断らない限り、右側は図１の右側、すなわちドライブシャフト側を意味し、左側は図１の左側、すなわち車輪側を意味する。

図１に示すように、車両用駆動輪ハブユニット１は、軸受１０と、等速ジョイント２０と、ハブ３０と、取付ボルト４０とを備えている。

軸受１０は、いわゆる複列アンギュラ玉軸受からなる。この軸受１０は、軸受外輪１１と、軸受内輪１２と、転動体１３、１３とから構成される。

軸受外輪１１は、環状からなり、内周面には、転動体１３、１３が転動可能な複列の外輪軌道が形成されている。そして、軸受外輪１１は、ナックル５０（本発明における車体）に形成された円形貫通穴５１に圧入されている。軸受内輪１２は、環状からなり、外周面には転動体１３、１３が転動可能な複列の内輪軌道が形成されている。この軸受内輪１２は、転動体１３、１３を介して軸受外輪１１の内側に配置されている。つまり、軸受内輪１２は、転動体１３、１３の転動により、軸受外輪１１に対して軸回りに回転可能とされている。

等速ジョイント２０は、ボール型等速ジョイントからなる。この等速ジョイント２０は、インナレース２１と、ケージ２２と、ボール２３と、アウタレース２４とから構成される。

インナレース２１は、環状からなり、ドライブシャフト（図示せず）の一端にスプライン結合されている。このインナレース２１の外周面には、径方向断面で見た場合に等間隔に複数の円弧凹状からなるインナボール溝２１ａが形成されている。このインナボール溝２１ａは、インナレース２１の軸方向に延びるように形成されている。

ケージ２２は、環状からなり、インナレース２１の外周側に離隔して配置されている。このケージ２２は、インナボール溝２１ａと同数の開口窓部２２ａを等間隔に形成している。ボール２３は、ケージ２２の開口窓部２２ａに収容されている。そして、ボール２３は、インナボール溝２１ａに配置され、インナボール溝２１ａに対して転動自在で周方向に係合している。

アウタレース２４は、カップ状からなるカップ状部２４１と、環状からなる環状部２４２とから構成される。カップ状部２４１（本発明におけるカップ状部）は、カップ開口側が右側を向くように配置され、内側にインナレース２１、ケージ２２及びボール２３を収容している。カップ状部２４１の内周面には、径方向断面で見た場合に等間隔に、インナレース２１のインナボール溝２１ａと同数の円弧凹状からなるアウタボール溝２４１ａが形成されている。このアウタボール溝２４１ａは、アウタレース２４の軸方向に延びるように形成されている。このアウタボール溝２４１ａには、ボール２３が配置されている。つまり、ボール２３が、アウタボール溝２４１ａに対して転動自在で周方向に係合している。従って、ドライブシャフトから伝達される駆動トルクは、インナレース２１に伝達され、ボール２３を介してアウタレース２４に伝達される。

アウタレース２４の環状部２４２（本発明における内周スプライン部）は、カップ状部２４１のカップ底外側の左側に一体形成されている。この環状部２４２の外径は、軸受内輪１２の外径とほぼ同径からなる。そして、環状部２４２の左側端面２４２ａ（本発明における当接端面）は、軸受内輪１２の右側端面に当接している。また、環状部２４２の内周面は、左側に向かって拡径するような二段状をなしている。この環状部２４２の内周面のうち、右側の小径部２４２ｂは、雌ねじを形成している。環状部２４２の内周面のうち、左側の大径部２４２ｃは、内周スプラインを形成している。この内周スプラインは、環状部２４２の左側端面２４２ａの内周縁を基点として、当該内周縁よりもカップ状部２４１側に形成されている。そして、環状部２４２の大径部２４２ｃに形成される内周スプラインの溝底径は、軸受内輪１２の内径とほぼ同径からなる。

ハブ３０は、フランジ部３１と、軸受嵌合部３２と、外周スプライン部３３とから構成される。フランジ部３１は、中央に円形孔が形成された円盤状からなり、車輪に取り付けられる。このフランジ部３１は、左側の大径部３１１と、右側の小径部３１２とからなる。大径部３１１は、車輪に取り付けるためのボルト６０を挿通するボルト挿通孔３１１ａが複数形成されている。小径部３１２は、大径部３１１の右側に一体形成されている。この小径部３１２の外径は、軸受内輪１２の外径とほぼ同径からなる。そして、この小径部３１２の右側端面は、軸受内輪１２の左側端面に当接している。つまり、軸受内輪１２は、アウタレース２４の環状部２４２とハブ３０のフランジ部３１とにより、軸方向に挟まれている。フランジ部３１の中央の円形孔の内径は、アウタレース２４の環状部２４２の小径部２４２ｂの内径よりも僅かに大きい。

軸受嵌合部３２は、環状からなり、フランジ部３１の右側に一体形成されている。この軸受嵌合部３２の外径は、軸受内輪１２の内径とほぼ同径からなる。そして、軸受嵌合部３２は、軸受内輪１２の内周面に、軸受内輪１２の軸方向全長に亘って、圧入嵌合されている。また、軸受嵌合部３２の内径は、フランジ部３１の中央の円形孔の内径とほぼ同径である。

外周スプライン部３３は、環状からなり、軸受嵌合部３２の右側に一体形成されている。この外周スプライン部３３は、外周面に外周スプラインを形成している。この外周スプライン部３３の外径は、軸受嵌合部３２の外径と同径以下としている。さらに、外周スプライン部３３の外径（半径）をｒ_１とし、軸受嵌合部３２の外径（半径）をｒ_２としたとき、式１の関係を満たすようにすることが望ましい。

また、外周スプライン部３３の内径は、軸受嵌合部３２の内径とほぼ同径からなる。そして、外周スプライン部３３の外周スプラインは、アウタレース２４の環状部２４２の内周スプラインにスプライン結合する。

取付ボルト４０は、ハブ３０の中央の円形孔に挿通され、アウタレース２４の環状部２４の小径部２４２ｂの雌ねじに螺合する。これにより、アウタレース２４及びハブ３０が、軸受内輪１２を挟圧する。つまり、アウタレース２４、ハブ３０、及び、軸受内輪１２が一体的に固定される。この取付ボルト４０は、詳細には、ボルト頭部４１と、先端側の雄ねじ部４２と、ボルト頭部４１と雄ねじ部４２との間の軸部４３とから構成される。ボルト頭部４１の座面は、フランジ部３１の大径部３１１の左側端面に当接する。つまり、ボルト頭部４１は、フランジ部３１に対して軸方向に係合している。雄ねじ部４２は、アウタレース２４の環状部２４の小径部２４２ｂの雌ねじに螺合する。そして、軸部４３の外径は、ハブ３０の中央の円形孔の内径とほぼ同径若しくは僅かに小径からなる。

以上のような構成からなる車両用駆動輪ハブユニット１における、駆動トルクの伝達について説明する。まず、ドライブシャフトから駆動トルクが等速ジョイント２０のインナレース２１に伝達される。そうすると、ボール２３を介して、インナレース２１からアウタレース２４に伝達される。続いて、アウタレース２４の環状部２４２とハブ３０の外周スプライン部３３とのスプライン結合により、アウタレース２４からハブ３０へ駆動トルクが伝達される。そして、ハブ３０に伝達された駆動トルクは、車輪に伝達される。

ここで、軸受内輪１２の左側端面がハブ３０のフランジ部３１に当接しており、軸受内輪１２の内周面全てがハブ３０の軸受嵌合部３２に圧入嵌合されている。一方、軸受内輪１２の右側端面はアウタレース２４の環状部２４２の左側端面２４２ａに当接している。つまり、軸受内輪１２とハブ３０との当接面積は、軸受内輪１２とアウタレース２４との当接面積よりも大きい。従って、軸受内輪１２は、ハブ３０の動作に伴って回転する。

このとき、仮に、軸受内輪１２の右側端面とアウタレース２４の環状部２４２の左側端面２４２ａとに、回転方向に相対変位（滑り）が生じる場合、スティックスリップ音が発生する。

しかし、本実施形態の車両用駆動輪ハブユニット１においては、以下の理由により、スティックスリップ音の発生が抑制できる。第1の理由として、本実施形態の車両用駆動輪ハブユニット１においては、アウタレース２４とハブ３０とのスプライン結合部分の直径が、軸受内輪１２の内径とほぼ同径である。つまり、従来に比べて、スプライン結合部分の直径が大きい。これにより、スプライン結合するアウタレース２４の環状部２４２とハブ３０の外周スプライン部３３とのねじり剛性を高くすることができる。従って、軸受内輪１２の右側端面とアウタレース２４の環状部２４２の左側端面２４２ａとに、回転方向の相対変位が生じることを低減できる。これにより、スティックスリップ音の発生を低減できる。

第２の理由として、本実施形態の車両用駆動輪ハブユニット１においては、アウタレース２４の環状部２４２の内周スプライン（大径部２４２ｃ）が、左側端面２４２ａの内周縁に形成されている。つまり、内周スプライン２４２ｃと左側端面２４２ａとの軸方向離間距離が実質的に零である。これにより、アウタレース２４のうち、内周スプライン２４２ｃと左側端面２４２ａとの間にねじり変形が生じることがほとんどない。つまり、軸受内輪１２の右側端面とアウタレース２４の環状部２４２の左側端面２４２ａとの回転方向の相対変位が極めて小さくなる。これにより、スティックスリップ音の発生を低減できる。

なお、本実施形態の車両用駆動輪ハブユニット１においては、ハブ３０に、軸受内輪１２の内径と同径以下の外径からなる外周スプラインを形成している。従って、ハブ３０の軸受嵌合部３２及び外周スプライン部３３を軸受内輪１２の内周に挿入して組み付ける際の組付性は、非常に良好である。

また、従来、アウタレースとハブとを固定に際しナットを用いていたのに対し、本実施形態の車両用駆動輪ハブユニット１においては、取付ボルト４０を用いている。従って、取付の容易性は、従来と同程度となる。

本実施形態の車両用駆動輪ハブユニット１の軸方向断面図である。

符号の説明

１：車両用駆動輪ハブユニット、
１０：軸受、 １１：軸受外輪、 １２：軸受内輪、 １３：転動体、
２０：等速ジョイント、 ２１：インナレース、 ２２：ケージ、 ２３：ボール、
２４：アウタレース、 ２４１：カップ状部、 ２４２：環状部、
２４２ａ：左側端面、 ２４２ｂ：小径部、 ２４２ｃ：大径部（内周スプライン）、
３０：ハブ、 ３１：フランジ部、 ３２：軸受嵌合部、 ３３：外周スプライン部
４０：取付ボルト、 ５０：ナックル

Claims (4)

1. 車体側に取り付けられる環状の軸受外輪と、
   前記軸受外輪の内側に配置され、前記軸受外輪に対して軸回りに回転可能な環状の軸受内輪と、
   カップ状からなりインナレースを収容可能なカップ状部と、環状からなり、前記カップ状部のカップ底外側に一体形成され、前記軸受内輪の一端面に当接する当接端面を有し、且つ、内周面のうち少なくとも前記当接端面よりも前記カップ状部側に内周スプラインが形成された内周スプライン部と、を備えるアウタレースと、
   車輪に取り付けられ前記軸受内輪の他端面に当接するフランジ部と、環状からなり、前記フランジ部に一体形成され、前記軸受内輪の内周面に嵌合される軸受嵌合部と、環状からなり、前記軸受嵌合部に一体形成され、外周面に前記アウタレースの前記内周スプラインにスプライン結合される外周スプラインが形成された外周スプライン部と、を備えるハブと、
   を備えることを特徴とする車両用駆動輪ハブユニット。
2. 前記内周スプラインは、前記当接端面の内周縁に形成されている請求項１記載の車両用駆動輪ハブユニット。
3. 前記外周スプラインの外径は、前記軸受嵌合部の外径と略同径である請求項１又は２に記載の車両用駆動輪ハブユニット。
4. 前記内周スプライン部は、内周面のうち前記内周スプラインよりも前記カップ状部側に前記内周スプラインの内径よりも小さな径からなる雌ねじを有し、
   前記ハブの内周を貫通し、前記フランジ部に対して軸方向に係合し、且つ、前記内周スプライン部の前記雌ねじに螺合するボルトをさらに備える請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用駆動輪ハブユニット。

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