JP2005090613A

JP2005090613A - 車輪支持用ハブユニット

Info

Publication number: JP2005090613A
Application number: JP2003323938A
Authority: JP
Inventors: Sukitto Deiienyan; スキットディーイエンヤン
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】かしめ部１１の形成時に、内輪３ａが拡径方向に変形する量を抑えられる構造を実現する。
【解決手段】上記内輪３ａの内端面に円すい凸面部１８を設けると共に、この円すい凸面部１８を上記かしめ部１１により抑え付ける。この結果、このかしめ部１１の形成時に、このかしめ部１１から上記内輪３ａに加わる径方向外方に向く力を、このかしめ部１１から上記円すい凸面部１８に加わる径方向内方に向く力によって緩和できる為、上記課題を解決できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為の車輪支持用ハブユニットの改良に関する。

自動車の車輪は、車輪支持用ハブユニットにより懸架装置に支持する。図３は、この様な車輪支持用ハブユニットの従来構造の第１例として、従動輪（ＦＦ車の後輪、ＦＲ車及びＲＲ車の前輪）用のものを示している。この車輪支持用ハブユニット１は、軸部材であるハブ２と、内輪３と、外輪４と、複数個の転動体５、５とを備える。

このうちのハブ２の外周面の外端（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、全図の左側。反対に軸方向に関して「内」とは、車両の幅方向中央側を言い、全図の右側。本明細書及び特許請求の範囲で同じ。）寄り部分には、車輪を支持する為のフランジ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、上記第一の内輪軌道７ａは、図示の様に上記ハブ２の中間部外周面に直接形成する場合の他、このハブ２の中間部に外嵌した別体の内輪の外周面に形成する場合もある。この場合には、ハブの外周面の内端部でこの別体の内輪よりも突出した部分が小径段部となり、この別体の内輪の内端面が、下述する段差面となる。

上記内輪３は、上記小径段部８に外嵌している。この様な内輪３は、上記ハブ２の内端部に設けた円筒部１０のうち、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て形成したかしめ部１１により、上記小径段部８の基端部に存在する段差面９に抑え付けている。この様な内輪３の外周面には、第二の内輪軌道７ｂを形成している。

又、上記外輪４は、外周面に外向フランジ状の取付部１２を、内周面に第一、第二の外輪軌道１３ａ、１３ｂを、それぞれ形成している。そして、これら第一、第二の各外輪軌道１３ａ、１３ｂ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５、５を設けている。尚、図示の例では、これら各転動体５、５として玉を使用しているが、重量の嵩む自動車用の車輪支持用ハブユニットの場合には、これら転動体としてテーパころを使用する場合もある。又、上記各転動体５、５には、上述したかしめ部１１による抑え付け力により、予圧を付与している。

次に、図４は、従動輪用の車輪支持用ハブユニットの第２例を示している。この第２例の車輪支持用ハブユニット１ａは、外輪４ａの外端寄り部外周面に車輪を支持固定する為のフランジ６を設けると共に、この外輪４ａの径方向内側に設けた軸部材１４の内端部に、懸架装置を構成するナックルに結合固定する為の取付部１２を設けている。又、第二の内輪軌道７ｂを上記軸部材１４の中間部外周面に直接形成すると共に、第一の内輪軌道７ａをこの軸部材１４の外端部に設けた小径段部８に外嵌した内輪３の外周面に形成している。又、この小径段部８に外嵌した内輪３は、上記軸部材１４の外端部に設けた円筒部１０のうち、この小径段部８に外嵌した内輪３よりも軸方向外方に突出した部分を径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部１１により、上記小径段部８の段差面９に向け抑え付けている。そして、このかしめ部１１による抑え付け力により、複数個の転動体５、５に予圧を付与している。

次に、図５は、駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、４ＷＤ車の全車輪）用の車輪支持用ハブユニットの１例を示している。この駆動輪用の車輪支持用ハブユニット１ｂの場合、軸部材であるハブ２ａの中心部に、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１５を設けている。その他の部分の構造及び作用は、前述の図３に示した車輪支持用ハブユニット１の場合とほぼ同様である。

ところで、上述の図３〜５に示した車輪支持用ハブユニット１、１ａ、１ｂの場合には、内輪３をかしめ部１１と隣接する位置に設けている。この為、このかしめ部１１の形成時には、上記円筒部１０を径方向外方に塑性変形させる事に伴い、この円筒部１０（かしめ部１１）から上記内輪３に径方向外方に向く力が加わる。従って、この内輪３の直径が僅かとは言え変化する。そして、この変化量が大きくなると、転動体５、５に付与した予圧を適正値に維持する事が難しくなり、回転抵抗の増大や寿命の低下を招く可能性がある。又、使用時の負荷荷重が大きくなる用途では、ハブ２、２ａ又は軸部材１４に対する上記内輪３の結合強度を、十分に確保する必要がある。ところが、この為に上記かしめ部１１によるかしめ強度を大きくすると、上述した様な不都合が発生し易くなる。

そこで、この様な不都合が発生するのを防止すべく、特許文献１には、図６に示す様な車輪支持用ハブユニット１ｃが記載されている。この車輪支持用ハブユニット１ｃの場合、ハブ２の内端部に形成した小径段部８のうち、内輪３の内端側に隣接する部分に、鋼等の十分な剛性を有する金属により断面矩形で全体を円環状に形成した間座１６を外嵌している。そして、かしめ部１１によりこの間座１６を、上記内輪３の内端面に向け抑え付ける事で、この内輪３を上記ハブ２に結合固定している。

上述の様に構成する車輪支持用ハブユニット１ｃの場合、上記かしめ部１１と隣接する位置には、上記間座１６が存在する。一方、上記内輪３は、このかしめ部１１から軸方向に離れた位置に存在する。この為、このかしめ部１１の形成時には、上記間座１６に径方向外方に向く大きな力が加わり、上記内輪３には、径方向外方に向く力が殆ど加わらない。従って、上記ハブ２に対する上記内輪３の結合強度を十分に確保すべく、上記かしめ部１１のかしめ強度を大きくした場合でも、上記内輪３の直径が変化する事を有効に防止できる。この結果、前述した様な不都合が発生する事を防止できる。

ところが、上述した車輪支持用ハブユニット１ｃの様に、別体の部品である間座１６を設けると、部品点数の増加に伴ってコストが上昇すると共に、組立作業が面倒になる。

特開平９−２２０９０４号公報

本発明の車輪支持用ハブユニットは、上述の様な事情に鑑み、かしめ部によるかしめ強度を大きくした場合でも、内輪の直径が広がるのを抑える事ができ、しかも部品点数を増大させない構造を実現すべく発明したものである。

本発明の車輪支持用ハブユニットは、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内輪相当部材と、これら各外輪軌道と各内輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ設けた転動体とを備える。
又、このうちの内輪相当部材は、その外周面に上記複列の内輪軌道のうちの何れか一方の内輪軌道を直接又は別体の部材を介して形成した軸部材と、その外周面に他方の内輪軌道を形成した内輪とを備える。そして、上記軸部材の一端部に設けた小径段部に、この内輪を外嵌している。これと共に、この内輪の一端面を、この軸部材の一端部に設けた円筒部のうちこの内輪の一端面から突出した部分を径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部により抑え付ける事で、上記内輪を上記軸部材に結合固定している。
そして、使用時には、上記外輪と上記内輪相当部材とのうちの何れか一方の部材を懸架装置を構成するナックルに結合固定すると共に、他方の部材に車輪を支持固定する。

特に、本発明の車輪支持用ハブユニットに於いては、上記内輪の一端面に、径方向内方に向かう程軸方向に突出する方向に傾斜した円すい凸面部を設けると共に、この円すい凸面部を上記かしめ部により抑え付けている。

上述の様に構成する本発明の車輪支持用ハブユニットの場合には、前述の図３〜５に示した従来構造の場合と同様、内輪をかしめ部に隣接する状態で設ける。この為、このかしめ部の形成時には、円筒部を径方向外方に塑性変形させる事に伴い、この円筒部（かしめ部）から上記内輪に径方向外方に向く力が加わる。但し、本発明の場合、このかしめ部の形成作業の完了後、このかしめ部により上記内輪の内端面に設けた円すい凸面部を抑え付けた状態では、この円すい凸面部を通じて上記内輪に、径方向内方に向く力（上記かしめ部からこの円すい凸面部に作用する押圧力の径方向成分）が加わる。この為、この径方向内方に向く力により、上記径方向外方に向く力を減少若しくは消滅させる事ができる。従って、本発明の場合には、軸部材に対する内輪の結合強度を十分に確保すべく、上記かしめ部によるかしめ強度を大きくした場合でも、内輪の直径が広がるのを抑える事ができる。この結果、転動体に付与した予圧を適正値に維持するのが容易になるだけでなく、上記内輪に過大な内部応力が発生する事を防止できる為、耐久性を確保するのが容易となる。
又、本発明の場合には、間座等の別体の部材を設けていない為、部品点数が増大する事はなく、これに伴う不都合が発生する事もない。

本発明の車輪支持用ハブユニットを実施する場合には、内輪の中心軸に対する円すい凸面部の傾斜角度θ（本発明の実施例１を示す図１参照）を、９１〜１３５度程度とするが、好ましくは、９５〜１３０度、より好ましくは１００〜１１０度とする。
この様に傾斜角度θの値を規制する理由は、この傾斜角度θが小さ過ぎると、上記円すい凸面部を通じて上記内輪に加わる径方向内方に向く力が不足し、この内輪の直径が広がるのを抑制する効果が十分に得られなくなる為である。又、反対に、上記傾斜角度θが大き過ぎると、上記かしめ部の形成時にこのかしめ部に亀裂等の損傷が発生し易くなり、発生した場合には、このかしめ部による抑え付け力を十分に確保できなくなる為である。

図１は、本発明の実施例１を示している。尚、本例の車輪支持用ハブユニット１ｄの特徴は、内輪３ａの内端面を抑え付ける部分の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図３に示した従来構造と同様である為、重複する説明を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。

本例の場合、上記内輪３ａの内端面で、径方向内端部に設けた断面円弧状の面取り部１７を除く部分を、径方向内方に向かう程軸方向内方に突出する方向に傾斜した円すい凸面部１８としている。そして、この円すい凸面部１８を、ハブ２ｂの内端部に形成したかしめ部１１の先端側部分により抑え付けている。尚、上述した様に本発明を実施する場合、上記内輪３ａの中心軸に対する上記円すい凸面部１８の傾斜角度θは、９１〜１３５度程度とするが、図示の例ではこの傾斜角度θを、約１００度としている。

上述の様に構成する本例の車輪支持用ハブユニット１ｄの場合には、前述の図３〜５に示した従来構造の場合と同様、内輪３ａをかしめ部１１に隣接する状態で設けている。この為、このかしめ部１１の形成時には、円筒部１０を径方向外方に塑性変形させる事に伴い、この円筒部１０（かしめ部１１）から上記内輪３ａに径方向外方に向く力が加わる。但し、本例の場合、このかしめ部１１の形成作業の完了後、このかしめ部１１により上記内輪３ａの内端面に設けた円すい凸面部１８を抑え付けた状態では、この円すい凸面部１８を通じて上記内輪３ａに、径方向内方に向く力（上記かしめ部１１からこの円すい凸面部１８に作用する押圧力の径方向成分）が加わる。この為、この径方向内方に向く力により、上記径方向外方に向く力を減少若しくは消滅させる事ができる。従って、本例の場合には、上記ハブ２ｂに対する上記内輪３ａの結合強度を十分に確保すべく、上記かしめ部１１によるかしめ強度を大きくした場合でも、上記内輪３ａの直径が広がるのを抑える事ができる。この結果、複数個の転動体５、５に付与した予圧を適正値に維持するのが容易になる。これと共に、上記内輪３ａに過大な内部応力が発生するのを防止できる為、耐久性を確保するのが容易となる。更に、本例の場合には、間座等の別体の部材を設けていない為、部品点数が増大する事はなく、これに伴う不都合が発生する事もない。

次に、図２は、本発明の実施例２を示している。上述した実施例１が、本発明を従動輪用の車輪支持用ハブユニット１ｄに適用していたのに対し、本例の場合には、駆動輪用の車輪支持用ハブユニット１ｅに適用している。この為、ハブ２ｃの中心部にスプライン孔１５を設け、このスプライン孔１５に、デファレンシャルギヤからの回転力を伝達する駆動軸の先端部をスプライン係合自在としている。又、本例の場合、上記ハブ２ｃの内半部に形成する小径段部８の軸方向長さを大きくすると共に、この小径段部８の基半部（図２の左半部）に、別体の内輪１９を形成している。そして、この内輪１９の外周面に、第一の内輪軌道７ａ′を形成している。従って、本例の場合、上記小径段部８の段差面９とかしめ部１１との間には、内端面に円すい凸面部１８を設けた内輪３ｂと、上記内輪１９とを挟持している。又、本例の場合、上記各内輪１９、３ｂの外周面に形成した第一、第二の内輪軌道７ａ′、７ｂ′と、外輪４ｂの内周面に形成した第一、第二の外輪軌道１３ａ′、１３ｂ′との間に設ける転動体５ａ、５ａとしてテーパころを使用し、本発明を、重量の嵩む自動車用の車輪支持用ハブユニットに適用している。その他の構成及び作用は、上述した実施例１の場合と同様である。

尚、本発明の車輪支持用ハブユニットは、上述した実施例の構造に限らず、例えば前述の図４、５に示した構造等、軸部材の一端部に内輪を抑え付ける為のかしめ部を有する各種構造の車輪支持用ハブユニットに適用可能である。

本発明の実施例１を示す断面図。同実施例２を示す断面図。従来構造の第１例を示す断面図。同第２例を示す断面図。同第３例を示す断面図。同第４例を示す半部断面図。

符号の説明

１、１ａ〜１ｅ車輪支持用ハブユニット
２、２ａ〜２ｃハブ
３、３ａ、３ｂ内輪
４、４ａ、４ｂ外輪
５転動体
６フランジ
７ａ、７ｂ、７ａ′、７ｂ′ 内輪軌道
８小径段部
９段差面
１０円筒部
１１かしめ部
１２取付部
１３ａ、１３ｂ、１３ａ′、１３ｂ′ 外輪軌道
１４軸部材
１５スプライン孔
１６間座
１７面取り部
１８円すい凸面部
１９内輪

Claims

軸部材の一端部に設けた小径段部に内輪を外嵌すると共に、この内輪の一端面を、この軸部材の一端部に設けた円筒部のうちこの内輪の一端面から突出した部分を径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部により抑え付ける事で、上記内輪を上記軸部材に結合固定している車輪支持用ハブユニットに於いて、上記内輪の一端面に、径方向内方に向かう程軸方向に突出する方向に傾斜した円すい凸面部を設けると共に、この円すい凸面部を上記かしめ部により抑え付けている事を特徴とする車輪支持用ハブユニット。