JP2023078824A - ハブユニット軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】各列の転動体を玉と円錐ころとする構成において、剛性の高いころ軸受部の寿命低下を防止しつつ、玉軸受部ところ軸受部の相対傾きが大きくなってもエッジロードを緩和することができるハブユニット軸受を提供する。【解決手段】ハブユニット軸受１０は、一方の外輪軌道２１ａ及び一方の内輪軌道３５ａの間に転動自在に配置された複数の玉１４と、他方の外輪軌道２１ｂ及び他方の内輪軌道３５ｂの間に転動自在に配置された複数の円錐ころ１５と、を備える。複数の円錐ころ１５の少なくとも一部は、ころ中心軸Ｌに沿った中空部１５ａを有する円錐ころである。【選択図】図１

Description

本発明は、ハブユニット軸受に関し、特に、複列の転動体として、列毎に円錐ころと玉がそれぞれ用いられるハブユニット軸受に関する。

自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するハブユニット軸受１００として、図６に示すように、車両の静止時及び旋回時におけるハブユニット軸受の剛性を向上するためアウトボード側のピッチ円直径を大きくし、且つ、ピッチ円直径が小さなインボード側の列の寿命を補うために、アウトボード側の転動体を玉１０１、インボード側の転動体を円錐ころ１０２としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

一方、特許文献２に記載のハブユニット軸受では、コンパクト化を図りつつモーメント剛性を高めるため、アウトボード側の転動体を円錐ころ、インボード側の転動体を玉としたものも知られている。

特開２００７－２９０５３０号公報 特開２００８－１６９８６０号公報

このような玉と円錐ころを各列の転動体とした玉軸受部ところ軸受部とを備えるハブユニット軸受（以下、「ハイブリッドタイプのハブユニット軸受」と称す）では、ころ軸受部と玉軸受部とで適切な予圧範囲が異なるため、両軸受部ともパフォーマンスを発揮できる予圧のレンジが狭くなる。

また、ころ軸受部と玉軸受部で剛性差が大きい為、予圧に影響する寸法誤差による軌道面や転動体の変形量の変化は相対的に剛性の低い玉軸受部側で大きくなり、予圧が過少の場合の剛性不足や予圧が過大の場合の寿命低下などの弊害が発生する可能性がある。

一方、路面反力による入力に関して、両列の転動体を円錐ころとしたハブユニット軸受（以下、「両列円錐タイプのハブユニット軸受」と称す）に比べ、ハイブリッドタイプのハブユニット軸受は、剛性の高いころ軸受部側での荷重分担が大きくなり、ころ軸受部の寿命が低下する。

また、ハイブリッドタイプのハブユニット軸受は、両列円錐タイプのハブユニット軸受に比べ、ころ軸受部の軌道面と転走面の相対傾きが大きくなり、エッジロードが発生しやすくなる。エッジロードの発生を防止する為、軌道面や円錐ころのクラウニング量を通常（例えば、許容傾き角３分）より大きくすると、荷重負荷面が減少するので、ころ軸受部の寿命低下につながる。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、各列の転動体を玉と円錐ころとする構成において、剛性の高いころ軸受部の寿命低下を防止しつつ、玉軸受部ところ軸受部の相対傾きが大きくなってもエッジロードを緩和することができるハブユニット軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 内周面に複列の外輪軌道を有する外輪と、
アウトボード側に車輪取付フランジを有し、インボード側に小径段部が形成されたハブ軸、及び前記ハブ軸の前記小径段部に圧入固定された少なくとも一つの内輪を備え、外周面に前記複列の外輪軌道に対向する複列の内輪軌道が形成されたハブと、
前記複列の外輪軌道の一方及び前記複列の内輪軌道の一方の間に転動自在に配置された複数の玉と、
前記複列の外輪軌道の他方及び前記複列の内輪軌道の他方の間に転動自在に配置された複数の円錐ころと、
を備えるハブユニット軸受であって、
前記複数の円錐ころの少なくとも一部は、ころ中心軸に沿った中空部を有する円錐ころである、ハブユニット軸受。
（２） 前記中空部は、前記ころ中心軸に沿って貫通している、（１）に記載のハブユニット軸受。
（３） 前記円錐ころは、大径側の頭部と小径側の尾部を有し、
前記中空部は、前記円錐ころの前記尾部側にのみ開口している、（１）に記載のハブユニット軸受。
（４） 前記複数の円錐ころは、前記中空部を有する円錐ころと、中実の円錐ころと、を備える、（１）～（３）のいずれか１つに記載のハブユニット軸受。

本発明のハブユニット軸受によれば、各列の転動体を玉と円錐ころとする構成において、複数の円錐ころの少なくとも一部が、ころ中心軸に沿った中空部を有することで、剛性の高いころ軸受部の寿命低下を防止しつつ、玉軸受部ところ軸受部の相対傾きが大きくなってもエッジロードを緩和することができる。

本発明の第１実施形態に係るハブユニット軸受の断面図である。 第１実施形態の第１変形例に係るハブユニット軸受の断面図である。 第１実施形態の第２変形例に係るハブユニット軸受の断面図である。 第１実施形態の第３変形例に係るハブユニット軸受の断面図である。 本発明の第２実施形態に係るハブユニット軸受の断面図である。 従来のハブユニット軸受の断面図である。

以下、本発明の各実施形態に係るハブユニット軸受を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態の従動輪用のハブユニット軸受１０は、従動輪である車輪をナックル等の懸架装置に対して回転自在に支持するもので、静止輪である外輪２０の内径側には、列毎に配置された複数の玉１４及び複数の円錐ころ１５を介して回転輪であるハブ３０が回転自在に支持されている。即ち、本実施形態のハブユニット軸受は、玉軸受部ところ軸受部を備えるハイブリッドタイプのハブユニット軸受を構成している。

外輪２０は、外周面に懸架装置を構成する図示しないナックルに結合固定される取付フランジ２２を有し、内周面に複列の外輪軌道２１ａ、２１ｂを有している。取付フランジ２２には、外輪２０をナックルに結合するための雌ねじ穴２３が設けられている。

ハブ３０は、ハブ輪３１の小径段部３４に内輪３２を外嵌し、かしめ部３３により結合固定して成るもので、外周面に該外輪軌道２１ａ、２１ｂと対向する複列の内輪軌道３５ａ、３５ｂを有している。ハブ輪３１のアウトボード側で、外輪２０のアウトボード側の端部開口よりもアウトボード側に突出した部分には、車輪を構成するホイール及びブレーキロータを取り付けるための車輪取付フランジ３６が設けられている。ホイール及びブレーキロータは、ハブボルト３７と図示しないハブナットにより共締めされて車輪取付フランジ３６に結合固定される。

そして、アウトボード側である、一方の外輪軌道２１ａと、一方の内輪軌道３５ａとの間には、複数個ずつの玉１４が保持器１６によって円周方向等間隔に転動自在に設けられている。また、インボード側である、他方の外輪軌道２１ｂと、他方の内輪軌道３５ｂとの間には、複数個ずつの円錐ころ１５が保持器１７によって円周方向等間隔に転動自在に設けられている。即ち、外輪２０の外輪軌道２１ａ及びハブ輪３１の内輪軌道３５ａは、玉１４が転動する球面状の軌道溝を構成し、外輪２０の外輪軌道２１ｂ及び内輪３２の内輪軌道３５ｂは、円錐ころ１５が転動するテーパ状の軌道面を構成する。
したがって、本実施形態のハブユニット軸受１０は、アウトボード側を玉軸受部、インボード側をころ軸受部として、インボード側のころ軸受部の寿命を補う構成としている。

なお、ここで言うアウトボード側とは、ハブユニット軸受の軸方向に関し、ハブユニット軸受１０を車両に組み付け状態で車体の幅方向外側となる側であり、インボード側とは、車体の幅方向内側となる側である。
また、本実施形態では、アウトボード側の内輪軌道３５ａを構成するハブ軸をハブ輪３１と称している。

また、外輪２０の内周面とハブ３０の外周面との間で複数の玉１４及び複数の円錐ころ１５を設置した軸受空間１２のアウトボード側の端部開口、及びインボード側の端部開口は、それぞれシールリング１３により塞がれている。

ここで、本実施形態では、インボード側の複数の円錐ころ１５は、ころ中心軸Ｌに沿って貫通する中空部１５ａを有している。これにより、円錐ころ１５の剛性を落とすことができ、ころ軸受部側の荷重分担が減少することで、ころ軸受部の寿命が低下することを防止することができる。

また、ころ軸受部の外輪軌道２１ｂ及び内輪軌道３５ｂと、円錐ころ１５の転送面との相対傾きが大きくなっても、円錐ころ１５が変形（軸方向において面圧が高い側が径方向につぶれる）することで、重クラウニング（軌道面や転送面のクラウニング量を通常より大きくする）を掛けることなく、エッジロードの緩和が可能になる。
なお、中空部１５ａは、保持器１７の小径側円環部を跨がないことが好ましい。

図２は、第１実施形態の第１変形例に係るハブユニット軸受の断面図である。この変形例のハブユニット軸受１０Ａでは、玉１４が転動する内輪軌道３５ａが、ハブ軸３１と別体の内輪４０によって構成される点において、上記実施形態のものと異なる。即ち、本変形例のハブ３０は、ハブ軸３１と、ハブ軸３１の小径段部３４に圧入固定された一対の内輪３２，４０と、を備える。
この場合にも、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

図３は、第１実施形態の第２変形例に係るハブユニット軸受の断面図である。この変形例のハブユニット軸受１０Ｂでは、複数の円錐ころ１５は、ころ中心軸Ｌに沿った中空部１５ｂが円錐ころ１５の小径側の尾部側にのみ開口している点において、上記実施形態のものと異なる。即ち、本変形例の円錐ころ１５は、大径側の頭部側を中実とし、軌道面ところ転走面の相対傾きが大きくなり、エッジロードが発生しやすい側である尾部側を中空として、エッジロードが発生しやすい側の剛性を落として変形しやすくすることで、エッジロードの発生を抑制している。円錐ころ１５では、中空部１５ｂが尾部側から円錐ころ１５の長手方向中間部を越えて形成されている。
この場合にも、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

図４は、第１実施形態の第３変形例に係るハブユニット軸受の断面図である。この変形例のハブユニット軸受１０Ｃでは、複数の円錐ころ１５は、第２変形例と同様に、ころ中心軸Ｌに沿った中空部１５ｂが円錐ころ１５の尾部側にのみ開口しており、玉１４が転動する内輪軌道３５ａが、第１変形例と同様に、ハブ軸３１と別体の内輪４０によって構成されている。
この場合にも、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るハブユニット軸受について、図５を参照して説明する。

第２実施形態の従動輪用のハブユニット軸受１０Ｄでは、アウトボード側をころ軸受部、インボード側を玉軸受部として、モーメント剛性を補うハイブリッドタイプのハブユニット軸受を構成している。
即ち、アウトボード側である、外輪２０の外輪軌道２１ａ及びハブ輪３１の内輪軌道３５ａは、円錐ころ１５が転動するテーパ状の軌道面を構成し、インボード側である、外輪２０の外輪軌道２１ｂ及び内輪３２の内輪軌道３５ｂは、玉１４が転動する球面状の軌道溝を構成する。

このハブユニット軸受１０Ｄにおいても、アウトボード側のころ軸受部に使用される円錐ころ１５を中空構造とし、アウトボード側の剛性を落とすことで、軸受部側の荷重分担が減少することで、ころ軸受部の寿命が低下することを防止している。

また、ころ軸受部の軌道面と転走面の相対傾きが大きくなっても、円錐ころ１５が変形（軸方向面圧が高い側がつぶれる）することで、重クラウニングを掛けることなく、エッジロードの緩和を可能にしている。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記各実施形態のハブユニット軸受は従動輪用であるが、本発明は、駆動用にも適用可能である。

また、上記各実施形態では、ころ軸受部は、中空部１５ａを有する円錐ころ１５をすべて用いるものとして説明しているが、少なくとも一部が中空部１５ａを有する円錐ころ１５であればよい。即ち、ころ軸受部は、中空部１５ａを有する円錐ころと、通常の中実の円錐ころとを、適切な比率と分布で混合して使用するようにしてもよい。この場合、中空部１５ａを有する円錐ころは、円周方向に等間隔に配置されることが好ましい。

１０ ハブユニット軸受
１４ 玉
１５ 円錐ころ
１５ａ，１５ｂ 中空部
２０ 外輪
２１ａ，２１ｂ 外輪軌道
３０ ハブ
３１ ハブ輪（ハブ軸）
３２，４０ 内輪
３４ 小径段部
３５ａ，３５ｂ 内輪軌道
３６ 車輪取付フランジ

Claims (4)

1. 内周面に複列の外輪軌道を有する外輪と、
   アウトボード側に車輪取付フランジを有し、インボード側に小径段部が形成されたハブ軸、及び前記ハブ軸の前記小径段部に圧入固定された少なくとも一つの内輪を備え、外周面に前記複列の外輪軌道に対向する複列の内輪軌道が形成されたハブと、
   前記複列の外輪軌道の一方及び前記複列の内輪軌道の一方の間に転動自在に配置された複数の玉と、
   前記複列の外輪軌道の他方及び前記複列の内輪軌道の他方の間に転動自在に配置された複数の円錐ころと、
   を備えるハブユニット軸受であって、
   前記複数の円錐ころの少なくとも一部は、ころ中心軸に沿った中空部を有する円錐ころである、
   ハブユニット軸受。
2. 前記中空部は、前記ころ中心軸に沿って貫通している、請求項１に記載のハブユニット軸受。
3. 前記円錐ころは、大径側の頭部と小径側の尾部を有し、
   前記中空部は、前記円錐ころの前記尾部側にのみ開口している、請求項１に記載のハブユニット軸受。
4. 前記複数の円錐ころは、前記中空部を有する円錐ころと、中実の円錐ころと、を備える、請求項１～３のいずれか１項に記載のハブユニット軸受。

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