JP2010159011A - Hub unit for supporting drive wheel - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自動車の駆動輪(FF車の前輪、FR車及びRR車の後輪、4WD車の全車輪)を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、上記駆動輪を回転駆動する為に利用する、駆動輪支持用ハブユニットの改良に関する。特に本発明は、複列に配置した転動体のピッチ円直径が互いに異なる駆動輪支持用ハブユニットで、軽量に構成でき、しかも、適切な予圧(所望の予圧)を付与し易くできる構造を実現する事を意図したものである。 The present invention supports the driving wheels of an automobile (front wheels of FF vehicles, rear wheels of FR vehicles and RR vehicles, all wheels of 4WD vehicles) rotatably with respect to a suspension system, and rotationally drives the driving wheels. The present invention relates to an improvement of a hub unit for driving wheel support used in the above. In particular, the present invention is a drive wheel support hub unit in which the pitch circle diameters of the rolling elements arranged in a double row are different from each other, and can realize a structure that can be made light weight and can easily provide an appropriate preload (desired preload) It is intended to do.
自動車の車輪及び制動用回転部材は、車輪支持用ハブユニットにより、懸架装置に対して回転自在に支持する。この様な車輪支持用ハブユニットには、自動車が旋回走行する際に大きなモーメントが加わる為、旋回走行時の安定性を確保する為には、大きなモーメント剛性を確保する必要がある。この為従来から、車輪支持用ハブユニットとして、例えば特許文献1、2等に記載されている様な、転動体を複列に配置すると共に、これら両列の転動体に、予圧並びに背面組み合わせ型(DB型)の接触角を付与した構造が、一般的に使用されている。更に近年、大型化を防止しつつ、より大きなモーメント剛性を確保する為に、例えば特許文献3〜5に記載されている様な、両列の転動体のピッチ円直径(PCD)を異ならせた構造(異径PCD構造)が提案されている。
The wheel of the automobile and the rotating member for braking are rotatably supported by the suspension device by the wheel supporting hub unit. Since a large moment is applied to such a wheel support hub unit when the automobile turns, it is necessary to ensure a large moment rigidity in order to ensure stability during turning. For this reason, conventionally, as a wheel support hub unit, for example, as described in
図12は、この様な異径PCD構造の車輪支持用転がり軸受ユニットのうち、特許文献5に記載された、駆動輪を支持する為の駆動輪支持用ハブユニットの1例を示している。この駆動輪支持用ハブユニット1は、ハブ2と、内輪3と、外輪4と、複数個の転動体5a、5bとを備える。このうちのハブ2は、外周面の軸方向外端(軸方向に関して「外」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側を言い、各図の左側。反対に、車両の幅方向中央側となる各図の右側を、軸方向に関して「内」と言う。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。)寄り部分に、車輪及び制動用回転部材を支持する為の取付フランジ6を、同じく中間部には第一の内輪軌道7aを、同じく内端部にはこの第一の内輪軌道7aを形成した部分よりも外径寸法が小さくなった小径段部8を、それぞれ形成している。尚、上記取付フランジ6には、複数本のスタッド9、9の基端部を圧入固定し、この取付フランジ6に、上記車輪を構成するホイール及び上記制動用回転部材を支持固定できる様にしている。
FIG. 12 shows an example of a drive wheel support hub unit for supporting a drive wheel described in Patent Document 5 among such wheel support rolling bearing units having a different diameter PCD structure. The drive wheel
又、上記内輪3は、外周面に第二の内輪軌道7bを有すると共に、上記小径段部8に外嵌している。そして、この様に内輪3を小径段部8に外嵌した状態で、この小径段部8のうちでこの内輪3の内端面から軸方向に突出した部分を、径方向外方に塑性変形させる事によりかしめ部10を形成して上記内輪3を抑え付け、この内輪3を上記ハブ2に結合固定している。又、上記第一、第二の内輪軌道7a、7bのうち、軸方向外側の第一の内輪軌道7aの直径を、同内側の第二の内輪軌道7bの直径よりも大きくしている。又、上記外輪4は、外周面に懸架装置に結合固定する為の結合フランジ11を、内周面に第一、第二の外輪軌道12a、12bを、それぞれ形成している。又、これら両外輪軌道12a、12bのうち、軸方向外側の外輪軌道12aの直径は、同内側の外輪軌道12bの直径よりも大きくしている。
The
そして、上記第一、第二の各外輪軌道12a、12bと、上記第一、第二の各内輪軌道7a、7bとの間に、それぞれ複数個ずつの転動体5a、5bを設けている。これら複列に配置された各転動体5a、5bには、予圧と共に背面組み合わせ型の接触角を付与している。又、これら両列の転動体5a、5bのピッチ円直径は、上記第一、第二の内輪軌道7a、7b及び上記第一、第二の外輪軌道12a、12bの直径の差に応じて互いに異なっている。即ち、軸方向外側の列の各転動体5a、5a(外側列)のピッチ円直径PCDOUTが、軸方向内側の列の各転動体5b、5b(内側列)のピッチ円直径PCDINよりも大きく(PCDOUT >PCDIN)なっている。尚、図示の例では、これら各転動体5a、5bとして玉を使用しているが、重量の嵩む自動車用の駆動輪支持用ハブユニットの場合には、例えば円すいころを使用する場合もある。
A plurality of
又、図示の例の駆動輪支持用ハブユニット1の場合は、ハブ2の中心部にスプライン孔13を設け、後述する本発明の実施の形態の第1例を示す図1に表す様な、等速ジョイント用外輪14の外端面に固設した駆動軸であるスプライン軸15を係合させられる様にしている。又、この様なハブ2の内周面のうち、上記スプライン孔13の外端縁の周囲部分に、同じく図1に表す様な、特許請求の範囲に記載した抑え部を構成するナット16の内側面を突き当てる為の段部17を設けている。そして、自動車への組み付け時には、上記スプライン軸15を上記スプライン孔13に係合させると共に、このスプライン軸15の先端部に設けた雄ねじ部18(例えば図1参照)に上記ナット16を螺合し、更に締め付けて上記スプライン軸の先端部に固設する事により、上記ハブ2を、上記等速ジョイント用外輪14と上記ナット16との間で強く挟持し、これらハブ2と等速ジョイント用外輪14とを結合固定する。
In the case of the
上述の様な、両列の転動体5a、5bのピッチ円直径を異ならせた駆動輪支持用ハブユニット1の場合には、外側列のピッチ円直径PCDOUTを大きくできる分、モーメント剛性を大きくして、旋回走行時の走行安定性向上と、駆動輪支持用ハブユニット1の耐久性向上とを図る為の設計が容易になる。又、内側列のピッチ円直径PCDINを大きくする必要がないので、懸架装置の一部(ナックルの取付孔)を特に大径化する必要はない。従って、この懸架装置部分等を特に大型化しなくても、上記走行安定性、並びに、耐久性向上を図れる。又、外側列の各転動体5a、5aの数を内側列の転動体5b、5bの数よりも多くできる分、この外側列の軸受の剛性、延いては、車輪支持用ハブユニット全体としての剛性を向上させる事ができる。
Such as described above, in the case of both rows of
ところで、上述の様な駆動輪支持用ハブユニット1は、軽量に構成する事が、自動車のばね下荷重の低減を図り、乗り心地性や走行安定性を中心とする、この自動車の走行性能の向上を図る面からは好ましい。上述の図12に示した駆動輪支持用ハブユニット1の場合には、必要以上にハブ2の肉厚が大きく、更なる軽量化を図る余地が残されている。又、上述の図12に示した構造の場合には、自動車への組み付け時に、スプライン軸15の先端部の雄ねじ部18にナット16(図1参照)を螺合し、更に締め付ける事により、ハブ2と等速ジョイント用外輪14とを結合した状態で、各転動体5a、5bに付与される予圧を所望値に規制しにくくなる可能性がある。
By the way, the driving wheel supporting
この理由は、次の通りである。即ち、かしめ部10により内輪3の軸方向外端面を小径段部8の基端部に設けた段差面19に抑え付ける事により、上記各転動体5a、5bに所望の予圧を付与しても、その後に行う、上記ハブ2と上記等速ジョイント用外輪14との結合作業に伴って、上記ナット16の締め付けに基づく軸力が、このナット16と等速ジョイント用外輪14の端面との間に挟まれた、上記ハブ2の内径側部分並びに内輪3に圧縮荷重(軸力)として加わる。そして、この様な圧縮荷重(軸力)に基づき、このハブ2の内径側部分並びに内輪3が弾性変形すると共に、この内輪3の軸方向に関する位置関係が変化し、上記予圧が所望値からずれる可能性がある。
The reason for this is as follows. That is, by pressing the outer end surface in the axial direction of the
特に、上述の様な両列の転動体5a、5bのピッチ円直径を異ならせた駆動輪支持用ハブユニット1の場合には、外側列の軸受部分の剛性が高い分、この剛性が低い内側列の軸受部分に、上述の様な予圧のずれに伴う影響が現れ易くなる。具体的には、この内側列の軸受部分の接触角がずれたり、各転動体5b、5bが肩部に乗り上げ易くなる等、この内側列の軸受部分の寿命が外側列の軸受部分の寿命に比べて低下する可能性がある。しかも、この内側列の軸受部分は、一般的に寿命が短い(内側列の軸受の方が外側列の軸受に比べて元々寿命性能の点で条件が厳しい)為、この内側列の軸受部分の予圧が上述の様にずれる事は、特に好ましくない。
In particular, in the case of the drive wheel supporting
尚、上記ナット16の締め付け伴う圧縮荷重、即ち、軸力Fは、下記の式(1)で表せる。
d2:雄ねじ部18の有効径[mm]
β:tan-1{(n×P)/(π×d2)}
n:ねじ条数(通常は1条、n=1)
P:ピッチ[mm]
ρ:tan-1(μ/cosα)
α:ねじ山の角度(半角)[drg]
r:ナットの有効座幅[mm]
μ:摩擦係数
The compression load accompanying the tightening of the
d 2 : Effective diameter [mm] of the
β: tan −1 {(n × P) / (π × d 2 )}
n: Number of screw threads (usually 1 thread, n = 1)
P: Pitch [mm]
ρ: tan -1 (μ / cosα)
α: Thread angle (half-width) [drg]
r: Effective seat width of nut [mm]
μ: Friction coefficient
前述した様なナット16の締め付けに伴う予圧のずれを抑えるべく、上述の様な軸力Fが付与された状態で、上記各転動体5a、5bに所望の予圧が付与される様に、駆動輪支持用ハブユニット1の初期隙間等を予め設定する事が行われている。但し、摩擦係数μは不安定である他、雄ねじ部18とナット16との嵌め合い(きつさ)やバリ等の影響を受け易く、例えば上記初期隙間や締め付けトルク等を厳密に規制しても、実際に付与される軸力にばらつきを生じ易い(所望の軸力に規制しにくい)。尚、上述の様なナット16によりスプライン軸15とハブ2とを不離に結合する構造に代えて、例えば後述する発明の実施の形態の第3例を示す図3に表す様な、特許請求の範囲に記載した抑え部を構成する第二のかしめ部20や、同じく第4例を示す図4に表す様な、同じく抑え部を構成する止め輪21により、上記スプライン軸15とハブ2とを不離に結合する事も考えられる。但し、この様な構造の場合にも、例えばかしめ条件、材料の条件、寸法等に応じて、上記ナット16を用いる場合と同様に、上記軸力にばらつきを生じる可能性がある。この為、何れの場合にも(ナット16、第二のかしめ部20、止め輪21の何れで結合しても)、上記軸力Fを厳密に規制する事により、上記予圧を所望の値に規制する事は、面倒でコストが嵩む等、現実的な解決策とは言えない。
In order to suppress the displacement of the preload accompanying the tightening of the
本発明は、上述の様な事情に鑑み、外側列の転動体のピッチ円直径を内側列の転動体のピッチ円直径よりも大きくした駆動輪支持用ハブユニットで、軽量に構成でき、しかも、適切な予圧(所望の予圧)を付与し易くできる構造を実現すべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention is a drive wheel support hub unit in which the pitch circle diameter of the rolling elements in the outer row is larger than the pitch circle diameter of the rolling elements in the inner row, and can be configured to be lightweight. The present invention was invented to realize a structure capable of easily applying an appropriate preload (desired preload).
本発明の駆動輪支持用ハブユニットは、前述した従来から知られている駆動輪支持用ハブユニットと同様に、外輪と、ハブと、内輪と、複数個の転動体とを備える。
このうちの外輪は、使用時にも回転しないもので、内周面の軸方向外端部に第一の外輪軌道を、同じく内端部に第二の外輪軌道を、それぞれ有する。
又、上記ハブは、外周面の外端寄り部分に車輪を支持する為の取付フランジを、同じく中間部に第一の内輪軌道を、同じく内端部にこの第一の内輪軌道を形成した部分よりも外径寸法が小さくなった小径段部を、中心部に駆動軸であるスプライン軸を係合させる為のスプライン孔を、このスプライン孔の外端縁の周囲部分に上記スプライン軸の先端部に固設した抑え部(例えば、ナット、止め輪、かしめ部等)を当接させる(抑え付ける)為の段部を、それぞれ有する。
又、上記内輪は、上記小径段部に外嵌するもので、外周面に第二の内輪軌道を有する。
又、上記各転動体は、上記第一、第二の各外輪軌道と上記第一、第二の各内輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ転動自在に設けられている。
そして、上記第一の外輪軌道と上記第一の内輪軌道との間に設けた第一の転動体列のピッチ円直径を、上記第二の外輪軌道と上記第二の内輪軌道との間に設けた第二の転動体列のピッチ円直径よりも大きくしている。
The drive wheel support hub unit of the present invention includes an outer ring, a hub, an inner ring, and a plurality of rolling elements, like the conventionally known drive wheel support hub unit.
Of these, the outer ring does not rotate during use, and has a first outer ring raceway at the axially outer end portion of the inner peripheral surface and a second outer ring raceway at the inner end portion.
The hub has a mounting flange for supporting the wheel on the outer end portion of the outer peripheral surface, the first inner ring raceway in the middle portion, and the first inner ring raceway in the inner end portion. A spline hole for engaging the spline shaft, which is the drive shaft, at the center with the small diameter step portion having a smaller outer diameter than the tip end portion of the spline shaft at the peripheral portion of the outer edge of the spline hole Each has a step portion for abutting (holding down) a holding portion (for example, a nut, a retaining ring, a caulking portion, etc.) fixed to the.
The inner ring is fitted on the small-diameter step portion, and has a second inner ring raceway on the outer peripheral surface.
Further, a plurality of rolling elements are provided between the first and second outer ring raceways and the first and second inner ring raceways so as to be capable of rolling.
Then, the pitch circle diameter of the first rolling element row provided between the first outer ring raceway and the first inner ring raceway is set between the second outer ring raceway and the second inner ring raceway. It is larger than the pitch circle diameter of the second rolling element row provided.
特に、本発明の駆動輪支持用ハブユニットに於いては、上記段部を、上記ハブの軸方向に関して、上記第一の転動体列の中心と上記第二の転動体列の中心との間に位置させている。尚、この「間に位置させる」には、上記段部と上記第一の転動体列の中心とを一致させる場合を含む。
又、この様な本発明の駆動輪支持用ハブユニットを実施する場合により好ましくは、請求項2に記載した発明の様に、上記段部と上記抑え部との当接部の外径をAとし、上記内輪の内径をdとし、この内輪の外端面と上記ハブの段差面との当接部の外径をBとした場合に、B>A>dとする。
In particular, in the hub unit for driving wheel support of the present invention, the step portion is provided between the center of the first rolling element row and the center of the second rolling element row in the axial direction of the hub. Is located. The “positioning between” includes the case where the stepped portion and the center of the first rolling element row are made to coincide.
More preferably, when the driving wheel supporting hub unit of the present invention is used, the outer diameter of the contact portion between the stepped portion and the restraining portion is set to A as in the invention described in
上述の様な構成を有する本発明の駆動輪支持用ハブユニットによれば、軽量に構成でき、しかも、適切な予圧(所望の予圧)を付与し易くできる。
即ち、抑え部と当接する段部を、ハブの軸方向に関して、第一の転動体列の中心と第二の転動体列の中心との間に位置させている。この為、この段部をこのハブの軸方向内側に位置させる事ができ、その分、このハブの内径側部分のうちでこの段部より軸方向外側部分の径方向に関する肉厚を小さくできる。そして、この様に肉厚を小さくできる分、軽量に構成できる。又、上記段部がハブの軸方向内側に位置する分、この段部と等速ジョイント用外輪の端面との軸方向距離を小さくできる。この為、この段部と等速ジョイント用外輪の端面が当接する部分との間{圧縮荷重(軸力)が加わる部分}の弾性変形量を小さくできる。そして、この様に弾性変形量を小さくできる分、各転動体に付与される予圧の変化量を小さくでき、適切な予圧(所望の予圧)を付与し易くできる。
According to the hub unit for driving wheel support of the present invention having the above-described configuration, it can be configured to be lightweight, and an appropriate preload (desired preload) can be easily applied.
In other words, the stepped portion that comes into contact with the holding portion is positioned between the center of the first rolling element row and the center of the second rolling element row in the axial direction of the hub. For this reason, this step portion can be positioned on the inner side in the axial direction of the hub, and the thickness in the radial direction of the outer portion in the axial direction from the step portion in the inner diameter side portion of the hub can be reduced accordingly. And since it can reduce thickness in this way, it can comprise lightweight. Further, the axial distance between the stepped portion and the end face of the outer ring for the constant velocity joint can be reduced by the amount of the stepped portion positioned on the inner side in the axial direction of the hub. For this reason, the amount of elastic deformation between the stepped portion and the portion where the end face of the constant velocity joint outer ring abuts {the portion where the compressive load (axial force) is applied} can be reduced. And since the amount of elastic deformation can be reduced in this way, the amount of change in preload applied to each rolling element can be reduced, and appropriate preload (desired preload) can be easily applied.
尚、この様に弾性変形量を小さくできる理由は、下記の式(2)から明らかである。
W:荷重
A:断面積
E:縦弾性係数
L:軸方向長さ
The reason why the amount of elastic deformation can be reduced in this way is apparent from the following equation (2).
即ち、上記式(2)より、荷重W、即ち、上記段部と上記等速ジョイント用外輪の端面が当接する部分との間に加わる圧縮荷重W(軸力F)を同じと考えると、軸方向長さLが小さい程、軸方向変化量ΔLが小さくなる事が分かる。又、同じく上記式(2)より、軸方向長さLが小さい程、荷重Wの変化に伴う軸方向変化量ΔLの変化の程度も小さくなる事が分かる。従って、上述の様に段部と等速ジョイント用外輪の端面との軸方向距離Lを小さくする事により、これら段部と等速ジョイント用外輪の端面が当接する部分との間の弾性変形量ΔLを小さくでき、その分、各転動体に付与される予圧の変化量を小さくできる。又、上記圧縮荷重W(軸力F)の変化に対する、上記弾性変形量ΔLの変化の程度も小さく抑えられる為、この圧縮荷重F(軸力F)のばらつきに拘らず、上記各転動体に付与される予圧の変化量を小さくできる。そして、この様に各転動体に付与される予圧の変化量を小さくできる分、これら各転動体に適切な予圧(所望の予圧)を付与し易くできる。 That is, when the load W, that is, the compression load W (axial force F) applied between the step portion and the portion where the end face of the constant velocity joint outer ring abuts is considered to be the same from the above equation (2), It can be seen that the smaller the direction length L, the smaller the axial change amount ΔL. Similarly, from the above equation (2), it can be seen that the smaller the axial length L, the smaller the degree of change in the axial change amount ΔL accompanying the change in the load W. Therefore, by reducing the axial distance L between the stepped portion and the end surface of the constant velocity joint outer ring as described above, the amount of elastic deformation between the stepped portion and the portion where the end surface of the constant velocity joint outer ring abuts. ΔL can be reduced, and accordingly, the amount of change in preload applied to each rolling element can be reduced. In addition, since the degree of change in the elastic deformation amount ΔL with respect to the change in the compression load W (axial force F) can be suppressed to be small, the rolling elements are not affected by variations in the compression load F (axial force F). The amount of change in preload applied can be reduced. And since the amount of change in the preload applied to each rolling element can be reduced in this way, it is possible to easily apply an appropriate preload (desired preload) to each rolling element.
尚、上記段部を、上記ハブの軸方向に関して、上記第一の転動体列の中心よりも軸方向外側に位置させた場合には、このハブの軸方向外側部分のうちで、径方向に関する肉厚を小さくできる部分が小さくなり、十分な軽量化を図れなくなる可能性がある。又、これと共に、上記段部と等速ジョイント用外輪の端面との間部分の軸方向寸法が大きくなり、上記弾性変形量ΔLを十分に小さくできず、各転動体に付与される予圧の変化量が大きくなる{各転動体に適切な予圧(所望の予圧)を付与しにくくなる}可能性がある。一方、上記段部を、上記ハブの軸方向に関して、上記第二の転動体列の中心よりも軸方向内側に位置させた場合には、ハブのうちで径方向の肉厚が小さい部分が大きくなり過ぎ、ハブの強度、剛性、耐久性を十分に確保できなくなる可能性がある。尚、上記段部は、内輪をハブの内端部に設けた小径段部に外嵌支持する面からは、この内輪の外端面よりも軸方向外側に位置させる事がより好ましい。具体的には、これら段部と内輪の外端面との間に、少なくとも上記ハブの強度、剛性、耐久性を十分に確保できるだけの軸方向の厚みが存在する様に、この段部の位置を規制する事が好ましい。 In addition, when the said step part is located in an axial direction outer side rather than the center of said 1st rolling element row | line | column regarding the axial direction of the said hub, it is related to radial direction among the axial direction outer parts of this hub. There is a possibility that the portion where the thickness can be reduced is reduced, and sufficient weight reduction cannot be achieved. At the same time, the axial dimension of the portion between the stepped portion and the end face of the outer ring for the constant velocity joint increases, and the elastic deformation amount ΔL cannot be sufficiently reduced, and the change in the preload applied to each rolling element. There is a possibility that the amount becomes large {it is difficult to give an appropriate preload (desired preload) to each rolling element}. On the other hand, when the stepped portion is positioned axially inside the center of the second rolling element row with respect to the axial direction of the hub, a portion with a small radial thickness in the hub is large. As a result, there is a possibility that sufficient strength, rigidity and durability of the hub cannot be secured. In addition, it is more preferable that the step portion is positioned on the outer side in the axial direction than the outer end surface of the inner ring from the surface that externally supports the inner ring on the small-diameter step portion provided at the inner end portion of the hub. Specifically, the position of this step portion is set so that there is an axial thickness between the step portion and the outer end surface of the inner ring so that at least sufficient strength, rigidity, and durability of the hub can be secured. It is preferable to regulate.
又、請求項2に記載した発明の様に、段部と抑え部との当接部の外径Aと、内輪の内径dと、この内輪の外端面とこの外端面と当接するハブの段差面との当接部の外径Bとを、B>A>dに規制した場合には、このハブのうちで内輪の外端面と抑え部の内側面とに挟持される部分に剪断荷重が加わらない様にできる。この為、上述の弾性変形量ΔLを小さくできると言った効果をより確実に得られると共に、剪断荷重が加わらない分、ハブの強度、剛性、耐久性を確保し易くできる。
尚、本発明の場合には、段部を第一の転動体列の中心と第二の転動体列の中心との間に位置させている為、スプライン孔とスプライン軸とのスプライン係合部を、等速ジョイント用外輪に近い位置に、その軸方向寸法を小さくした状態で設けられる。この為、このスプライン係合部に加わるトルク(駆動力)に基づくねじりやたわみの低減も図れ、スティックスリップ音の防止も図れる。
Further, as in the second aspect of the invention, the outer diameter A of the contact portion between the step portion and the holding portion, the inner diameter d of the inner ring, and the step difference between the outer end surface of the inner ring and the hub that contacts the outer end surface. When the outer diameter B of the contact portion with the surface is restricted to B>A> d, a shear load is applied to a portion of the hub that is sandwiched between the outer end surface of the inner ring and the inner surface of the holding portion. You can avoid joining. For this reason, the effect that the above-described elastic deformation amount ΔL can be reduced can be obtained more reliably, and the strength, rigidity, and durability of the hub can be easily ensured because the shear load is not applied.
In the present invention, since the step portion is positioned between the center of the first rolling element row and the center of the second rolling element row, the spline engaging portion between the spline hole and the spline shaft. Is provided at a position close to the outer ring for the constant velocity joint, with its axial dimension reduced. For this reason, torsion and deflection based on torque (driving force) applied to the spline engaging portion can be reduced, and stick-slip noise can be prevented.
[実施の形態の第1例]
図1は、本発明の実施の形態の第1例を示している。尚、本例の特徴は、各転動体5a、5bに適切な予圧(所望の予圧)を付与し易くすべく、ハブ2a等の構造を工夫した点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図12に示した従来構造と同様であるから、同等部分に関する説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。尚、本例の場合には、第一の転動体列を構成する各転動体5aの外径を、第二の転動体列を構成する各転動体5bの外径よりも小さくしている。
[First example of embodiment]
FIG. 1 shows a first example of an embodiment of the present invention. The feature of this example is that the structure of the
本例の場合には、抑え部を構成するナット16の内側面を突き当てる為の段部17aを、上記ハブ2aの軸方向に関して、第一の外輪軌道12aと第一の内輪軌道7aとの間に設けた第一の転動体列の中心Xと、第二の外輪軌道12bと第二の内輪軌道7bとの間に設けた第二の転動体列の中心Yとの間に位置させている。より具体的には、上記段部17aを、上記ハブ2aの軸方向に関して、上記第一の転動体列の中心Xと上記第二の転動体列の中心Yとのほぼ中央に設けている。又、本例の場合には、上記段部17aと上記ナット16との当接部の外径をAとし、内輪3の内径をdとし、この内輪3の外端面と上記ハブ2aの段差面19との当接部の外径をBとした場合に、B>A>dとしている。
In the case of this example, the stepped
この様な本例の場合には、前述の図12に示した従来構造に比べ、上記段部17aを上記ハブ2aの軸方向内側に位置させられる分、このハブ2aの内径側部分のうちで、この段部17aより軸方向外側部分の、径方向に関する肉厚を小さくできる。そして、この様に肉厚を小さくできる分、軽量に構成できる。又、同じく上記段部17aを上記ハブ2aの軸方向内側に位置させられる分、ナット16の内側面と等速ジョイント用外輪14の外端面との軸方向距離を小さくできる。この為、このナット16の内側面と等速ジョイント用外輪14の端面との間で挟持される(圧縮荷重が加わる)部分の弾性変形量を小さくできる。又、上記ナット16の締め付けに伴う圧縮荷重(軸力)がばらついたとしても、このばらつきに拘らず、この圧縮荷重が加わる部分の弾性変形量の変化の程度も抑えられる。尚、この様に弾性変形量を小さくでき、しかも、この弾性変形量の変化の程度も抑えられる理由は、前述した[発明の効果]の欄で説明した通りである。そして、この様に弾性変形量を小さくでき、しかも、上記ナット16の締め付けに伴う圧縮荷重(軸力)のばらつきに拘らず、この弾性変形量の変化の程度も抑えられる為、各転動体5a、5bに付与される予圧の変化量を小さくでき、適切な予圧(所望の予圧)を付与し易くできる。
In the case of this example, as compared with the conventional structure shown in FIG. 12, the
又、本例の場合には、上記段部17aとナット16との当接部の外径Aと、内輪3の内径dと、この内輪3の外端面と段差面19との当接部の外径Bとの関係を、B>A>dに規制している為、ハブ2aのうちで上記内輪3の外端面とナット16の内端面とに挟持される部分に剪断荷重が加わらない様にできる。この為、上述の弾性変形量を小さくできると言った効果をより確実に得られると共に、剪断荷重が加わらない分、上記ハブ2aの強度、剛性、耐久性を確保し易くできる。
In the case of this example, the outer diameter A of the contact portion between the
尚、本例の場合には、上記内輪3の内端面に等速ジョイント用外輪14の外端面を直接当接させている。即ち、前述の図12に示した構造の様な、内輪3の内端面をかしめ部10(図12参照)により抑え付け、このかしめ部10の端面に等速ジョイント用外輪14の端面を当接させると言った構成は採用していない。この様な本例の場合には、かしめ部10を設けない分、ナット16の内側面と等速ジョイント用外輪14の端面との軸方向距離を、より小さくでき、これらナット16の内側面と等速ジョイント用外輪14の端面とに挟まれる部分の、更なる弾性変形量の低減を図れる。
In the case of this example, the outer end surface of the constant velocity joint
又、本例の場合には、上記ハブ2aのうち、第一の内輪軌道7aを形成した部分の、この第一の内輪軌道7aの表面の法線方向に関する肉厚の最小値T1を、同じく上記内輪3を外嵌した部分(小径段部8を設けた部分)の径方向に関する肉厚の最大値T2よりも小さく(T1<T2)している。そして、この様にハブ2aの肉厚を規制する事でも、このハブ2aの肉厚を小さくして(第一の内輪軌道7aを設けた部分の肉厚と小径段部8を設けた部分との肉厚をバランスよく小さくして)、十分な軽量化を図れる様にしている。
In the case of this example, the minimum value T 1 of the thickness in the normal direction of the surface of the first
[実施の形態の第2例]
図2は、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の場合には、第一の転動体列のピッチ円直径PCDOUTを第二の転動体列のピッチ円直径PCDINよりも大きくしている程度を、上述した実施の形態の第1例の場合よりも大きくしている。又、本例の場合、第一の転動体列の各転動体5aの外径を第二の転動体列の各転動体5bの外径よりも小さくする程度を、上述した実施の形態の第1例よりも著しくしている。但し、何れの場合でも、上記各転動体の外径を同じにする事もできる。又、本例の場合は、第一の転動体列の各転動体5aの数を、第二の転動体列の各転動体5bの数よりも多くしている。尚、図示は省略するが、第一の転動体列と第二の転動体列とで(第一の内輪軌道7a及び第一の外輪軌道12aと第二の内輪軌道7b及び第二の外輪軌道12bとで)、軌道面曲率の玉径比を変える事もできる。又、第一の転動体列の各転動体5aの接触角と、第二の転動体列の各転動体5bの接触角とを異ならせる(例えば第二の転動体列の接触角を第一の転動体列の接触角よりも大きくする)事もできる。又、重量の嵩む自動車用の駆動輪支持用ハブユニットを構成する場合には、各転動体5a、5bを円すいころとする事もできる。
その他の構成及び作用は、上述した第1例と同様であるから、重複する説明は省略する。
[Second Example of Embodiment]
FIG. 2 shows a second example of the embodiment of the present invention. In the case of this example, the degree to which the pitch circle diameter PCD OUT of the first rolling element row is larger than the pitch circle diameter PCD IN of the second rolling element row is the first example of the above-described embodiment. It is bigger than the case. In the case of this example, the extent to which the outer diameter of each rolling
Other configurations and operations are the same as those in the first example described above, and thus redundant description is omitted.
[実施の形態の第3例]
図3は、本発明の実施の形態の第3例を示している。本例の場合には、スプライン軸15の先端部で段部17aよりも軸方向に突出した部分に、特許請求の範囲に記載した抑え部を構成する第二のかしめ部20を形成し、この第二のかしめ部20をこの段部17aに直接当接させている。この様な構造の場合には、上述した実施の形態の第1、2例の様なナット16(図1、2参照)や、後述する実施の形態の第4例の様な止め輪21(図4参照)を段部17aに当接させる構造に比べ、ハブ2aの内径側部分で、この段部17aと等速ジョイント用外輪14の端面との間に加わる圧縮荷重(軸力)がばらつき易くなる可能性がある。但し、この様に圧縮荷重(軸力)がばらついたとしても、この圧縮荷重(軸力)に伴う弾性変形量の変化の程度を小さくできる為、各転動体5a、5bに適切な予圧(所望の予圧)を付与し易くできると言った効果を、より有効に得られる。
その他の構成及び作用は、上述した第2例と同様であるから、重複する説明は省略する。尚、本例の場合には、段部17aと第二のかしめ部20との当接部の外径をAとし、内輪3の内径をdとし、この内輪3の外端面とハブ2aの段差面19との当接部の外径をBとした場合に、B>A>dとしている。
[Third example of embodiment]
FIG. 3 shows a third example of the embodiment of the present invention. In the case of this example, the
Other configurations and operations are the same as those in the above-described second example, and thus redundant description is omitted. In this example, the outer diameter of the contact portion between the
[実施の形態の第4例]
図4は、本発明の実施の形態の第4例を示している。本例の場合には、スプライン軸15の先端部で、段部17aと整合する位置に、このスプライ軸15の外周面から径方向内方に凹入する状態で全周に亙り凹溝22を設けている。そして、この凹溝22に、特許請求の範囲に記載した抑え部を構成する止め輪21を、この凹溝22と段部17aとの間に掛け渡す状態で設けている。そして、この様に凹溝22に止め輪21を係合させた状態で、この止め輪21の内側面と段部17aとを当接させて、上記スプライン軸15とハブ2aとを不離に結合している。尚、この様に止め輪21により不離に結合する場合には、図示は省略するが、例えば内輪3の内端面とこの内端面と対向する等速ジョイント用外輪14の端面との間に弾性部材を設けたり、上記止め輪21自体に皿ばねの機能を持たせる事により、等速ジョイント部分で発生するスラスト荷重に拘らず、スプライン軸15とスプライン孔13とのスプライン係合部でフレッチング摩耗や異音が生じる事を防止する事が好ましい。
その他の構成及び作用は、前述した第2例と同様であるから、重複する説明は省略する。
[Fourth Example of Embodiment]
FIG. 4 shows a fourth example of the embodiment of the present invention. In the case of this example, the
Other configurations and operations are the same as those of the second example described above, and thus redundant description is omitted.
[実施の形態の第5例]
図5は、本発明の実施の形態の第5例を示している。本例の場合には、前述の図12に示した従来構造と同様に、内輪3の内端面をかしめ部10により抑え付け、このかしめ部10の内端面に等速ジョイント用外輪14の外端面を当接させている。尚、この様なかしめ部10を形成する際には、この形成に伴うかしめ荷重を段部17aで受ける事ができる(段部17aを支持面とする事ができる)。そして、この様に段部17aでかしめ荷重を受ければ、このかしめ荷重を各転動体5a、5bで受けにくくして、軌道面に圧痕やフォールスブリネリング(転動面と軌道面との接触部分に生じるブリネル圧痕に似た凹み)が生じる事を防止できる。
その他の構成及び作用は、前述した第2例と同様であるから、重複する説明は省略する。
[Fifth Example of Embodiment]
FIG. 5 shows a fifth example of the embodiment of the present invention. In the case of this example, the inner end surface of the
Other configurations and operations are the same as those of the second example described above, and thus redundant description is omitted.
[実施の形態の第6例]
図6は、本発明の実施の形態の第6例を示している。本例の場合には、内輪3aの内端部内周面に、他の部分よりも内径が大きい大径部23を設け、この大径部23の基端部の段差面24に、かしめ部10aを当接させている。この様な本例の場合には、上記内輪3aの内端面と等速ジョイント用外輪14の外端面とが当接する。この為、上記かしめ部10aにより上記内輪3aの非分離を図りつつ、この内輪3aの内端面と等速ジョイント用外輪14の外端面との当接面積を確保でき、当該部分の面圧の低下、延いては、スティックスリップ音の防止を図れる。
その他の構成及び作用は、上述した第5例と同様であるから、重複する説明は省略する。
[Sixth Example of Embodiment]
FIG. 6 shows a sixth example of the embodiment of the present invention. In the case of this example, a large-
Other configurations and operations are the same as in the above-described fifth example, and thus redundant description is omitted.
[実施の形態の第7例]
図7は、本発明の実施の形態の第7例を示している。前述した各例の場合は、ハブ2aの内周面のうち、取付フランジ6を設けた部分と対応する部分から段部17aまで、軸方向内方に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した円すい凹面部25としている。これに対して本例の場合には、段部17aの径方向外端縁と円すい凹面部25の径方向内端縁とを、円筒面部26により連続させている。この様な本例の場合には、この円筒面部26を、ナット16を螺合し更に締め付ける為の工具(ソケット)の案内面(ガイド)とする事ができる。尚、ハブ2aの内周面のうち、段部17aよりも軸方向外側部分は、この段部17を抑え付ける為のナット16や止め輪21(図4参照)を取り付ける為の工具、第二のかしめ部20(図3参照)を形成する為の押圧型等の形状等に応じて、適宜必要な形状とする事ができる。
その他の構成及び作用は、前述した第1例と同様であるから、重複する説明は省略する。
[Seventh example of embodiment]
FIG. 7 shows a seventh example of the embodiment of the invention. In the case of each of the examples described above, a cone that is inclined in a direction in which the inner diameter decreases from the portion corresponding to the portion where the mounting flange 6 is provided to the
Other configurations and operations are the same as those of the first example described above, and thus redundant description is omitted.
[実施の形態の第8例]
図8は、本発明の実施の形態の第8例を示している。本例の場合には、ハブ2aの軸方向外端部に設けた、車輪及び制動部材(ディスク)の径方向に関する位置決めを図る為のパイロット部27に加わる応力の低減を図るべく、このハブ2aの内周面のうち、このパイロット部27よりも軸方向内側部分に、この内周面から径方向外方に凹入する状態で、全周に亙り凹部28を設けている。この様な凹部28を設けた構造の場合には、この凹部28に雨水等の異物が溜まる事を防止すべく、上記パイロット部27の内周面にキャップ29を装着し、このパイロット部27の開口部(ハブ2aの外端開口部)を塞ぐ事が好ましい。
その他の構成及び作用は、上述した第7例と同様であるから、重複する説明は省略する。
[Eighth Example of Embodiment]
FIG. 8 shows an eighth example of the embodiment of the present invention. In the case of this example, in order to reduce the stress applied to the
Other configurations and operations are the same as those in the above-described seventh example, and thus redundant description is omitted.
[実施の形態の第9例]
図9は、本発明の実施の形態の第9例を示している。本例の場合には、段部17aを、ハブ2aの軸方向に関して、第一の転動体列の中心Xと一致する位置に設けている。又、本例の場合も、上記ハブ2aのうち、第一の内輪軌道7aを形成した部分の、この第一の内輪軌道7aの表面の法線方向に関する肉厚の最小値T1を、同じく内輪3を外嵌した部分(小径段部8を設けた部分)の径方向に関する肉厚の最大値T2よりも小さく(T1<T2)している。そして、この様にハブ2aの肉厚を規制する事でも、このハブ2aの肉厚を小さくして(第一の内輪軌道7aを設けた部分の肉厚と小径段部8を設けた部分との肉厚をバランスよく小さくして)、十分な軽量化を図れる様にしている。
その他の構成及び作用は、前述した第1例と同様であるから、重複する説明は省略する。
[Ninth Embodiment]
FIG. 9 shows a ninth example of the embodiment of the present invention. In the case of this example, the stepped
Other configurations and operations are the same as those of the first example described above, and thus redundant description is omitted.
上述の様に、各部の肉厚T1、T2を規制する技術は、本発明の対象となる駆動輪支持用ハブユニットに限らず、従動輪支持用ハブユニットにも適用できる。以下に、その具体例(本発明に関する参考例)の2例に就いて説明する。
[本発明に関する参考例の第1例]
図10は、本発明に関する参考例の第1例を示している。尚、本参考例は、従動輪を支持する為の従動輪支持用ハブユニットに関し、ハブ2bの軽量化を図るものである。即ち、本参考例の場合には、このハブ2bの中心部に、軸方向の貫通孔30を形成している。そして、このハブ2bのうち、第一の内輪軌道7aを形成した部分のこの第一の内輪軌道7aの表面の法線方向に関する肉厚の最小値T1が、同じく内輪3を外嵌した部分の径方向に関する肉厚の最大値T2よりも、少しだけ小さく(T1<T2)なる様に、上記貫通孔30の形状を規制している。言い換えれば、この様な規制を行なう事により、この貫通孔30の内径寸法を、上記ハブ2bのうち上記内輪3を外嵌した小径段部8の内径側部分よりも、同じく上記第一の内輪軌道7aを形成した大径側部分で十分に大きくしている。これにより、上記ハブ2bの肉厚を、上記小径側部分だけでなく上記大径側部分でも、即ち全体的に(バランス良く)、十分に小さくできる様にしている。
As described above, the technology for regulating the thicknesses T 1 and T 2 of each part is not limited to the drive wheel support hub unit that is the subject of the present invention, but can also be applied to the driven wheel support hub unit. Hereinafter, two specific examples (reference examples relating to the present invention) will be described.
[First example of reference example of the present invention]
FIG. 10 shows a first example of a reference example relating to the present invention. The reference example relates to a driven wheel support hub unit for supporting the driven wheel, and is intended to reduce the weight of the
尚、本参考例の場合には、上記貫通孔30の内周面の軸方向内端寄り部分に、軸方向外側に向かう程内径が小さくなるテーパ面部31を設けている。そして、この様なテーパ面部31を設ける事により、上記ハブ2bのうち、上記小径段部8を設けた部分の径方向に関する肉厚が、この小径段部8の基端縁にほぼ対応する部分で最大(上記T2)となる様にしている。これにより、上記小径段部8を設けた部分のうち、使用時に最も大きいモーメント荷重が加わる部分である、この小径段部8の基端縁に対応する部分の強度を十分に確保している。又、本参考例の場合には、上記外輪3の外周面のうち、軸方向に関して第一の外輪軌道12aと第二の外輪軌道12bとの間に対応する部分に、全周に亙り凹部32を設けて軽量化を図っている。
その他の構成及び作用は、従動輪を支持する点で異なる以外、前述の図12に示した従来構造や、図1〜9に示した本発明の実施の形態の各例の構造と同様であるから、重複する説明は省略する。
In the case of the present reference example, a
Other structures and operations are the same as those of the conventional structure shown in FIG. 12 and the structures of the embodiments of the present invention shown in FIGS. 1 to 9 except that the driven wheel is supported. Therefore, the overlapping description is omitted.
[本発明に関する参考例の第2例]
図11は、本発明に関する参考例の第2例を示している。本参考例の場合には、第一、第二の各転動体列同士の列間距離(軸方向の間隔)を、上述の図10に示した構造に比べて、短くしている。そして、その分だけ外輪4aの軸方向寸法を短くして、小型・軽量化を図っている。又、本参考例の場合、第一、第二の各転動体列のピッチ円直径を互いに等しくしている従来構造(鎖線で図示)と比較すると、第一、第二の各転動体列同士の作用点間距離を互いに等しくした場合に、上記列間距離を短くできる。従って、その分だけ軸方向寸法を短くして、小型・軽量化を図れる。又、本参考例の場合、ハブ2bのうち小径段部8の中間部に対応する部分の内周面には、径方向内方に突出する補強リブ33を、全周に亙り設けている。又、図示の例では、この補強リブ33の内周面を、軸方向外方に向かう程内径が小さくなるテーパ面34としている。従って、本参考例の場合には、上記ハブ2bのうち、上記補強リブ33の軸方向外端縁に対応する部分の径方向の肉厚が、寸法T2となる。
その他の構成及び作用は、上述した参考例の第1例と同様であるから、重複する説明は省略する。
[Second Example of Reference Example of the Present Invention]
FIG. 11 shows a second example of the reference example relating to the present invention. In the case of this reference example, the distance between the first and second rolling element rows (interval in the axial direction) is shorter than that in the structure shown in FIG. And the axial direction dimension of the outer ring |
Other configurations and operations are the same as those of the first example of the reference example described above, and thus redundant description is omitted.
1 駆動輪支持用ハブユニット
2、2a、2b ハブ
3、3a 内輪
4、4a 外輪
5a、5b 転動体
6 取付フランジ
7a、7b 内輪軌道
8 小径段部
9 スタッド
10、10a かしめ部
11 結合フランジ
12a、12b 外輪軌道
13 スプライン孔
14 等速ジョイント用外輪
15 スプライン軸
16 ナット
17、17a、17b 段部
18 雄ねじ部
19 段差面
20 第二のかしめ部
21 止め輪
22 凹溝
23 大径部
24 段差面
25 円すい凹面部
26 円筒面部
27 パイロット部
28 凹部
29 キャップ
30 貫通孔
31 テーパ面部
32 凹部
33 補強リブ
34 テーパ面
DESCRIPTION OF
Claims (2)
駆動輪支持用ハブユニットに於いて、
上記段部を、上記ハブの軸方向に関して、上記第一の転動体列の中心と上記第二の転動体列の中心との間に位置させた
事を特徴とする駆動輪支持用ハブユニット。 A first outer ring raceway at the outer end in the axial direction of the inner peripheral surface and a second outer ring raceway at the inner end, respectively, and an outer ring that does not rotate during use, and a wheel near the outer end of the outer peripheral surface The center flange is the same as the first inner ring raceway in the middle part, and the smaller diameter step part whose outer diameter is smaller than the part where the first inner ring raceway is formed in the inner end part. A spline hole for engaging the spline shaft, which is a drive shaft, with a step, and a stepped portion for abutting a holding portion fixed to the tip of the spline shaft around the outer edge of the spline hole. Each having a hub, a second inner ring raceway on the outer peripheral surface, an inner ring fitted on the small-diameter step portion, the first and second outer ring raceways, and the first and second inner ring raceways. A plurality of rolling elements provided in a freely movable manner between each of the first outer and the first outer The second rolling element provided between the second outer ring raceway and the second inner ring raceway with the pitch circle diameter of the first rolling element row provided between the raceway and the first inner ring raceway. In the drive wheel support hub unit that is larger than the pitch circle diameter of the row,
A hub unit for driving wheel support, characterized in that the stepped portion is positioned between the center of the first rolling element row and the center of the second rolling element row in the axial direction of the hub.
請求項1に記載した駆動輪支持用ハブユニット。 When the outer diameter of the contact portion between the step portion and the holding portion is A, the inner diameter of the inner ring is d, and the outer diameter of the contact portion between the outer end surface of the inner ring and the stepped surface of the hub is B, >A> d.
The drive wheel support hub unit according to claim 1.
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