JP2019196128A

JP2019196128A - ハブユニット軸受

Info

Publication number: JP2019196128A
Application number: JP2018091862A
Authority: JP
Inventors: 将充渡部; Masamitsu Watabe; 達男若林; Tatsuo Wakabayashi
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2018-05-11
Filing date: 2018-05-11
Publication date: 2019-11-14

Abstract

【課題】ハブの回転に伴う回転フランジの取付面の軸方向振れを、取付面に切削加工を施すことなく改善することができる構造を実現する。【解決手段】ハブ３は、それぞれの軸方向中間部外周面に内輪軌道７ａ、７ｂを１つずつ有する内輪１１ａ、１１ｂと、ハブ輪１２とを含んで構成されている。ハブ輪１２は、内輪１１ａ、１１ｂが外嵌された嵌合軸部１６と、嵌合軸部１６の軸方向外側に隣接する部分に存在する回転フランジ８と、嵌合軸部１６の軸方向内側に隣接する部分に存在し、回転フランジ８の径方向内側部との間で内輪１１ａ、１１ｂを軸方向に挟持するかしめ部１７と、回転フランジ８の径方向内側部の周方向複数箇所のそれぞれを軸方向に貫通するねじ孔２１と、回転フランジ８の径方向外側部の軸方向外側面に存在する、車輪を構成するホイール及び制動用回転部材を取り付けるための取付面１８とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転可能に支持するためのハブユニット軸受に関する。

ハブユニット軸受では、回転輪であるハブは、回転フランジを有し、かつ、回転フランジは、軸方向外側面に車輪を構成するホイール及び制動用回転部材の取付面を有する。このため、静止輪である外輪に対してハブを回転させた場合に、取付面の軸方向振れが大きいと、自動車の操縦安定性や乗り心地に悪影響が出るほか、制動時にブレーキジャダーと呼ばれる異音を伴った振動が発生しやすくなるなどの不都合が生じる。

転動体として円すいころを用いたハブユニット軸受では、転動体として玉を用いたハブユニット軸受に比べて、たとえば、円すいころの転動面の頂角や軸方向長さ、円すいころの大径側端面と摺接する大鍔部の側面の傾斜角度や周方向に関する曲がり具合など、部品同士を組み立てたときに取付面の軸方向振れにつながる要素が多い。このため、転動体として円すいころを用いたハブユニット軸受では、部品精度の管理のみによって取付面の軸方向振れを十分に抑えることは難しい。

これに対して、特表２００３−５２８７５７号公報には、転動体として円すいころを用いたハブユニット軸受を対象として、ハブユニット軸受を構成する部品同士を組み立てた後、外輪に対してハブを回転させながら取付面に切削加工を施すことによって、取付面の軸方向振れを改善する方法が記載されている。

特表２００３−５２８７５７号公報

しかしながら、転動体として円すいころを用いたハブユニット軸受では、特表２００３−５２８７５７号公報に記載された方法によって完成時の取付面の軸方向振れを十分に抑えられたとしても、使用に伴う経時変化によって、取付面の軸方向振れが悪化しやすい。

すなわち、転動体として円すいころを用いたハブユニット軸受では、外輪、ハブ、複数個の円すいころのそれぞれに不可避な製造誤差があるため、軸方向外側列の円すいころの公転速度と軸方向内側列の円すいころの公転速度とは若干異なる。また、これらの公転速度の差は、ハブユニット軸受の負荷状態によっても変化する。このため、軸方向外側列の円すいころと軸方向内側列の円すいころとの周方向に関する位相の関係は、ハブユニット軸受の完成時のままに維持することができず、この関係の変化に伴って取付面の軸方向振れが徐々に悪化する。

この場合に、取付面の軸方向振れを改善する方法として、再び特表２００３−５２８７５７号公報に記載された方法を用いるのは、回転フランジの肉厚を確保する必要上、好ましくない。

本発明の目的は、ハブの回転に伴う回転フランジの取付面の軸方向振れを、取付面に切削加工を施すことなく改善することができる構造を実現することにある。

本発明のハブユニット軸受は、外輪と、ハブと、複数個の円すいころとを備える。
前記外輪は、内周面に複列の外輪軌道を有する。
前記ハブは、外周面に複列の内輪軌道を有する。
前記円すいころは、前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ配置されている。
前記ハブは、それぞれの軸方向中間部外周面に前記内輪軌道を１つずつ有する１対の内輪と、ハブ輪とを含んで構成されている。
前記ハブ輪は、前記１対の内輪が外嵌された嵌合軸部と、前記嵌合軸部の軸方向外側に隣接する部分から径方向外側に突出した回転フランジと、前記嵌合軸部の軸方向内側に隣接する部分に存在し、前記回転フランジの径方向内側部との間で前記１対の内輪を軸方向に挟持するかしめ部と、前記回転フランジの径方向内側部の周方向複数箇所のそれぞれを軸方向に貫通し、かつ、それぞれの軸方向内側の端部が前記１対の内輪のうちの軸方向外側の内輪の軸方向外側の端面に対向する複数のねじ孔と、前記回転フランジの径方向外側部の軸方向外側面に存在する、車輪を構成するホイール及び制動用回転部材を取り付けるための取付面とを有する。

前記１対の内輪のうちの軸方向外側の内輪を、軸方向外側部から径方向外側に突出する大鍔部を有し、かつ、前記大鍔部の軸方向内側面と前記内輪軌道との間に全周にわたる逃げ溝を有するものとし、かつ、前記複数のねじ孔のピッチ円直径を、前記逃げ溝の内接円径よりも小さくすることができる。

本発明のハブユニット軸受によれば、ハブの回転に伴う回転フランジの取付面の軸方向振れを、取付面に切削加工を施すことなく改善することができる。

図１は、実施の形態の第１例のハブユニット軸受を示す断面図である。図２は、実施の形態の第１例のハブユニット軸受を軸方向外側から見た図である。図３は、図１の左上部の拡大図である。

［実施の形態の第１例］
実施の形態の第１例について、図１〜図３を用いて説明する。

本例のハブユニット軸受１は、使用状態で回転しない外輪２と、使用状態で車輪及びディスク、ドラムなどの制動用回転体と共に回転するハブ３と、複数個の円すいころ４とを備える。

なお、ハブユニット軸受１に関して、軸方向外側は、車両に組み付けた状態で車両の幅方向外側となる図１及び図３の左側であり、軸方向内側は、車両に組み付けた状態で車両の幅方向中央側となる図１及び図３の右側である。

外輪２は、複列の外輪軌道５ａ、５ｂと、静止フランジ６とを有する。複列の外輪軌道５ａ、５ｂは、外輪２の内周面に存在しており、それぞれが軸方向に関する互いの近位側を小径側とする部分円すい面形状を有する。静止フランジ６は、外輪２を懸架装置のナックルに結合するためのもので、外輪２の軸方向中間部から径方向外側に突出している。

ハブ３は、外輪２の内径側に外輪２と同軸に配置されており、複列の内輪軌道７ａ、７ｂと、回転フランジ８と、パイロット部９とを有する。複列の内輪軌道７ａ、７ｂは、複列の外輪軌道５ａ、５ｂと対向するハブ３の外周面に存在しており、それぞれが軸方向に関する互いの近位側を小径側とする部分円すい面形状を有する。回転フランジ８は、車輪を構成するホイール及び制動用回転体をハブ３に対して取り付けるためのもので、外輪２よりも軸方向外側に突出したハブ３の軸方向外側部に存在しており、径方向外側に向けて伸長する略円輪形状を有する。パイロット部９は、車輪を構成するホイール及び制動用回転体を外嵌するためのもので、ハブ３の軸方向外側部の径方向中間部から軸方向外側に突出しており、略円筒形状を有する。また、本例のハブユニット軸受１は、駆動輪用であるため、ハブ３は、図示しない駆動軸をスプライン係合させるためのスプライン孔１０を有する。スプライン孔１０は、ハブ３の径方向中心部を軸方向に貫通している。ただし、本発明は、従動輪用のハブユニット軸受にも適用可能である。

円すいころ４は、複列の外輪軌道５ａ、５ｂと複列の内輪軌道７ａ、７ｂとの間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ配置されている。このような構成により、ハブ３が、外輪２の内径側に回転自在に支持されている。

本例では、ハブ３は、１対の内輪１１ａ、１１ｂと、ハブ輪１２とを組み合わせることにより構成されている。

軸方向外側の内輪１１ａは、外輪２の軸方向外側部の径方向内側に配置されており、軸方向中間部外周面に軸方向外側列の内輪軌道７ａを有する。また、内輪１１ａは、内輪軌道７ａの軸方向内側に隣接する軸方向内側部から径方向外側に突出する小鍔部１３ａを有し、かつ、内輪軌道７ａの軸方向外側に隣接する軸方向外側部から径方向外側に突出する大鍔部１４ａを有する。また、内輪１１ａには、内輪軌道７ａと大鍔部１４ａとの間に、内輪軌道７ａと大鍔部１４ａを研削加工するための逃げ溝１５ａが全周にわたり設けられている。

軸方向内側の内輪１１ｂは、外輪２の軸方向内側部の径方向内側に配置されており、軸方向中間部外周面に軸方向内側列の内輪軌道７ｂを有する。また、内輪１１ｂは、内輪軌道７ｂの軸方向外側に隣接する軸方向外側部から径方向外側に突出する小鍔部１３ｂを有し、かつ、内輪軌道７ｂの軸方向内側に隣接する軸方向内側部から径方向外側に突出する大鍔部１４ｂを有する。また、内輪１１ｂには、内輪軌道７ｂと大鍔部１４ｂとの間に、内輪軌道７ｂと大鍔部１４ｂを研削加工するための逃げ溝１５ｂが全周にわたり設けられている。１対の内輪１１ａ、１１ｂの互いに対向する軸方向端面同士は当接している。

ハブ輪１２は、１対の内輪１１ａ、１１ｂを外嵌保持する軸部材であり、スプライン孔１０と、嵌合軸部１６と、回転フランジ８と、パイロット部９と、かしめ部１７とを有する。スプライン孔１０は、ハブ輪１２の径方向中心部を軸方向に貫通している。嵌合軸部１６は、ハブ輪１２の軸方向中間部を構成しており、１対の内輪１１ａ、１１ｂが締り嵌めで外嵌されている。回転フランジ８は、嵌合軸部１６の軸方向外側に隣接するハブ輪１２の軸方向外側部から径方向外側に突出しており、略円輪形状を有する。パイロット部９は、内輪１１ａよりも径方向外側に位置する回転フランジ８の径方向中間部から軸方向外側に突出しており、略円筒形状を有する。かしめ部１７は、嵌合軸部１６の軸方向内側に隣接するハブ輪１２の軸方向内側部から径方向外側に突出するように存在している。かしめ部１７は、嵌合軸部１６に１対の内輪１１ａ、１１ｂを締り嵌めで外嵌した後、ハブ輪１２の軸方向内側部を径方向外側に向け塑性変形させることにより形成されたものである。かしめ部１７は、パイロット部９よりも径方向内側に位置する回転フランジ８の径方向内側部との間で、１対の内輪１１ａ、１１ｂを軸方向両側から挟持している。

回転フランジ８は、パイロット部９よりも径方向外側に位置する径方向外側部の軸方向外側面に、車輪を構成するホイール及び制動用回転部材を取り付けるための取付面１８を有する。回転フランジ８は、パイロット部９よりも径方向外側に位置する径方向外側部の周方向等間隔となる複数箇所（図示の例では５箇所）のそれぞれを軸方向に貫通する複数の取付孔１９を有する。取付孔１９のそれぞれには、ハブボルト２０の基端部である軸方向内側の端部が、圧入により内嵌されている。

回転フランジ８に車輪を構成するホイール及び制動用回転部材を取り付ける際には、パイロット部９の軸方向内側部の外径面にがたつきのない隙間嵌めで外嵌した制動用回転部材の径方向内側部の軸方向内側面を、取付面１８に当接させる。また、パイロット部９の軸方向外側部の外径面にがたつきのない隙間嵌めで外嵌した車輪を構成するホイールの径方向内側部の軸方向内側面を、制動用回転部材の径方向内側部の軸方向外側面に当接させる。そして、車輪を構成するホイール及び制動用回転部材の径方向内側部を軸方向に貫通したハブボルト２０のそれぞれの先端部に、ハブナットを螺合する。これにより、回転フランジ８に車輪を構成するホイール及び制動用回転部材を結合固定する。ただし、回転フランジが備える取付孔のそれぞれをねじ孔とし、かつ、車輪を構成するホイール及び制動用回転部材の径方向内側部に対して軸方向外側から挿通したハブボルトを取付孔（ねじ孔）に螺合することによって、車輪を構成するホイール及び制動用回転部材を回転フランジに結合固定する構成を採用することもできる。

回転フランジ８は、パイロット部９よりも径方向内側に位置する径方向内側部の周方向等間隔となる複数箇所（図示の例では８箇所）のそれぞれを軸方向に貫通する複数のねじ孔２１を有する。ねじ孔２１のそれぞれは、内輪１１ａの軸方向外側の端面に対向している。また、本例では、ハブ輪１２の中心軸を中心とする、ねじ孔２１のピッチ円直径ＰＣＤ₂₁が、ハブ輪１２の中心軸を中心とする、内輪１１ａの逃げ溝１５ａの内接円径ｄ_15aよりも小さくなっている（ＰＣＤ₂₁＜ｄ_15a）。なお、ねじ孔２１は、周方向に関して等間隔に配置されていれば良く、ねじ孔２１の個数は、８個に限らず、適宜の個数を採用することができる。

上述のような構成を有する本例のハブユニット軸受１によれば、ハブ３の回転に伴う回転フランジ８の取付面１８の軸方向振れを、取付面１８に切削加工を施すことなく改善することができる。この点について、以下、具体的に説明する。

本例のハブユニット軸受１では、回転フランジ８の径方向内側部の周方向等間隔となる複数箇所に、内輪１１ａの軸方向外側の端面に対向するねじ孔２１が存在している。このため、たとえば、何れかのねじ孔２１に図示しない調節ボルトを螺合させ、該調節ボルトの先端面により内輪１１ａの軸方向外側の端面を押圧すれば、該押圧の力に応じた分だけ回転フランジ８が弾性変形することに伴って、取付面１８の周方向の全範囲のうち、前記何れかのねじ孔２１の周方向位置を中心とする所定の周方向範囲が、軸方向外側に変位する。なお、調節ボルトとしては、頭部を有する一般的なボルトを使用することもできるし、六角穴を有し頭部を有しない止めねじなどを使用することもできる。

したがって、たとえば、次のようにして、取付面１８の軸方向振れを改善することができる。まず、図１に示すように、ハブユニット軸受１を組み立てた後、外輪２に対してハブ３を回転させることにより、取付面１８の軸方向振れを測定する。これにより、取付面１８の周方向の全範囲のうち、他の周方向範囲よりも軸方向内側に位置する特定の周方向範囲を確認する。そして、該特定の周方向範囲に存在する少なくとも１つのねじ孔２１に、図示しない調節ボルトを螺合させ、該調節ボルトの先端面により内輪１１ａの軸方向外側の端面を押圧する。これにより、前記特定の周方向範囲の軸方向位置を、前記他の周方向範囲の軸方向位置に近づければ、その分、取付面１８の軸方向振れを改善することができる。

また、本例では、ねじ孔２１のピッチ円直径ＰＣＤ₂₁が、内輪１１ａの逃げ溝１５ａの内接円径ｄ_15aよりも小さくなっている（ＰＣＤ₂₁＜ｄ_15a）。このため、ねじ孔２１に螺合した図示しない調節ボルトの先端面により内輪１１ａの軸方向外側の端面を押圧した場合に、該押圧の力によって、大鍔部１４ａが軸方向内側に向けて倒れるように弾性変形する量を抑えることができる。

また、本例のハブユニット軸受１によれば、製造時だけでなく、使用後に軸方向振れの特性（振れの位相や大きさ）が変化した場合でも、メンテナンス時に、取付面１８に切削加工を施すことなく、前記調節ボルトを用いて、取付面１８の軸方向振れを改善することができる。

また、本発明を実施する場合、調節ボルトを螺合したねじ孔２１と位相が１８０度ずれた（中心軸に対して反対側の）ねじ孔１２に、調節ボルトと重量が同等であるバランス調整用ボルトを螺合させる構成とすれば、ハブ３の回転バランスを良好に保ちながら、重量の増加を抑制することができる。
また、本発明を実施する場合には、すべてのねじ孔２１のそれぞれに、その先端面により内輪１１ａの軸方向外側の端面を押圧することが可能な緩み止め付きの調節ボルトを、押圧の有無に関わらず、螺合させておく構成を採用することもできる。

１ハブユニット軸受
２外輪
３ハブ
４円すいころ
５ａ、５ｂ外輪軌道
６静止フランジ
７ａ、７ｂ内輪軌道
８回転フランジ
９パイロット部
１０スプライン孔
１１ａ、１１ｂ内輪
１２ハブ輪
１３ａ、１３ｂ小鍔部
１４ａ、１４ｂ大鍔部
１５ａ、１５ｂ逃げ溝
１６嵌合軸部
１７かしめ部
１８取付面
１９取付孔
２０ハブボルト
２１ねじ孔

Claims

内周面に複列の外輪軌道を有する外輪と、
外周面に複列の内輪軌道を有するハブと、
前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ配置された円すいころと、を備え、
前記ハブは、それぞれの軸方向中間部外周面に前記内輪軌道を１つずつ有する１対の内輪と、ハブ輪とを含んで構成されており、
前記ハブ輪は、前記１対の内輪が外嵌された嵌合軸部と、前記嵌合軸部の軸方向外側に隣接する部分から径方向外側に突出した回転フランジと、前記嵌合軸部の軸方向内側に隣接する部分に存在し、前記回転フランジの径方向内側部との間で前記１対の内輪を軸方向に挟持するかしめ部と、前記回転フランジの径方向内側部の周方向複数箇所のそれぞれを軸方向に貫通し、かつ、それぞれの軸方向内側の端部が前記１対の内輪のうちの軸方向外側の内輪の軸方向外側の端面に対向する複数のねじ孔と、前記回転フランジの径方向外側部の軸方向外側面に存在する、車輪を構成するホイール及び制動用回転部材を取り付けるための取付面と、を有する、
ハブユニット軸受。
前記１対の内輪のうちの軸方向外側の内輪は、軸方向外側部から径方向外側に突出する大鍔部を有し、かつ、前記大鍔部の軸方向内側面と前記内輪軌道との間に全周にわたる逃げ溝を有しており、
前記複数のねじ孔のピッチ円直径が、前記逃げ溝の内接円径よりも小さくなっている、
請求項１に記載のハブユニット軸受。