JP2005127450A - 車輪支持用ハブユニット軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 内側に内輪を外嵌したハブの内側の円筒端部を外周方向に拡径して内輪をかしめ止めする車輪支持用ハブユニット軸受において、ハブに対する内輪の結合強度を確保しながら内輪の外径側への膨張の低減を図る。
【解決手段】 内輪３ａの内端面には円周方向に延びる溝２４を設けている。これにより、かしめ部１６ａの外端面に内輪３ａの内端面と密接自在にかしめするときに、かしめ変形されるかしめ部１６ａが内輪３ａの内端面に強く押し付けられることになるとともに、かしめ部１６ａが上記溝２４に食い込むことになる。これにより、内輪３ａの内端面に対してかしめ部１６ａを密着させることができるから、上記かしめ部１６ａに作用する力を高めることなく、上記内輪３ａの抜け抗力を増やすことができる。また上記内輪３ａの外形側への膨張を低減できる。
【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自在に支持する車輪支持用ハブユニット軸受に関する。

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しており、図３は、従来から広く用いられている車輪支持用ハブユニットの１例を示している。この車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５、５とを備える。このうちのハブ２の外周面の外端部には、車輪を支持する為のフランジ６を形成している。また、このハブ２の中間部には第一の内輪軌道７を、同じく内端部には外径寸法が小さくなった段部８を、それぞれ形成している。

なお、この車輪支持用ハブユニット１が車体に取り付けられた状態では、通常は車輪が取り付けられるフランジ６が車体の幅方向外側に位置し、その反対側が車体の幅方向中央寄りで車体の内側に位置するので、以降この車輪支持用ハブユニット１の各部材においてこのフランジ６側を外側、その反対側を内側と呼ぶ。

前記段部８には、その外周面に第二の内輪軌道９を形成した内輪３を外嵌している。上記ハブ２の内端部には雄ねじ部１０を形成し、この雄ねじ部１０の先端部を、上記内輪３の内端面よりも内方に突出させている。この雄ねじ部１０に螺合したナット１１と上記段部８の段差面１２との間で上記内輪３を挟持することにより、この内輪３を上記ハブ２の所定位置に結合固定している。上記雄ねじ部１０の先端部外周面には係止凹部１７を形成している。そして、上記ナット１１を所定のトルクで緊締した後、このナット１１の一部で上記凹部１７に整合する部分を直径方向内方にかしめ付けることにより、このナット１１の緩み止めを図っている。

また、上記外輪４の内周面には、上記第一の内輪軌道７と対向する第一の外輪軌道１３及び上記第二の内輪軌道９に対向する第二の外輪軌道１４を形成している。そして、これら第一、第二の内輪軌道７、９と第一、第二の外輪軌道１３、１４との間に上記転動体５、５を、それぞれ複数個ずつ設けている。なお、図示の例では、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。

また、図示の例では、上記外輪４の外端部内周面と上記ハブ２の外周面との間にシールリング２２を設けることにより、上記転動体５、５を設置した空間に塵芥が進入したり、或はこの空間から潤滑油等が漏出するのを防止している。また、上記外輪４の内端部には、この外輪４の内端開口部を塞ぐ蓋体２３を装着している。

上述の様な車輪支持用ハブユニット１を自動車に組み付けるには、上記外輪４を、その外周面に形成した外向フランジ状の取付部１５により懸架装置に固定し、上記フランジ６にボルト２６によって車輪を固定する。この結果、この車輪が懸架装置に対して回転自在に支持される。

また、米国特許第５２２６７３８号明細書（特許文献１）には、図４に示す様な構造の車輪支持用ハブユニット１が記載されている。この従来構造の第２例の場合には、ハブ２の内端部で内輪３の内端面よりも内方に突出した部分を直径方向外方に折り曲げることによりかしめ部１６を形成し、このかしめ部１６と段部８の段差面１２との間で、上記内輪３を挟持している。

上述した様な各構造の車輪支持用ハブユニットのうち、上記図３に示した従来構造の第１例の場合には、雄ねじ部１０の先端部に係止凹部１７を形成する作業、及びナット１１の一部を直径方向内方にかしめ付ける作業が必要になる。この為、車輪支持用ハブユニット１の部品製造作業及び組立作業が面倒になり、コストが嵩む。

一方、上記図４に示した従来構造の第２例の場合には、部品製造作業及び組立作業の面倒は解消できるが、次の様な不都合がある。即ち、ハブ２に対して内輪３を結合固定する為のかしめ部１６の形成時に、このかしめ部１６が隣接する内輪３の内周面に、直径方向外方に向いた力が加わる。この為、この内輪３の直径が僅かとはいえ変化する。そして、厳しい使用条件下において、車輪支持用ハブユニット１に作用する力が著しくなるような状態を考慮すると、ハブ２に内輪３を結合するための力が大きく要求される。このようにハブ２に内輪３を結合する力を大きくすると、かしめ部１６の形成時に外径側へ向いた力が大きくなって、内輪の膨張を招き、転動体５、５に付与した予圧を適正値に維持する作業が困難になり、耐久性を確保することが難しくなる可能性がある。特に、上記ハブ２に対して上記内輪３が回転することを防止すべく、上記かしめ部１６のかしめ強度を十分に確保しようとした場合には、上記内輪３の変形量が大きくなり易く、さらに耐久性の確保が難しくなる。

この為、上述の様な不都合を解消すべく特開平９−２２０９０４号公報（特許文献２）には、図５に示す様な構造の車輪支持用ハブユニット１が記載されている。この従来構造の第３例の場合には、ハブ２の内端部に形成した段部８の中間部内端寄り部分で、この段部８に外嵌した内輪３よりも内方に突出した部分に、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１８を外嵌している。この間座１８の内径は、上記段部８に隙間なく外嵌自在な大きさとしている。また、上記ハブ２の内端面には円形の凹部１９を形成することにより、このハブ２の内端部に円筒部２０を形成している。図示の例の場合にこの円筒部２０は、上記ハブ２の内端部で上記内輪３の内端面２１よりも内方に突出した部分に存在する。

そして、この様な円筒部２０の内端部で上記間座１８の内側面よりも内方に突出した部分を直径方向外方にかしめ広げることにより、かしめ部１６ａを形成している。そして、このかしめ部１６ａにより、上記間座１８を上記内輪３の内端面２１に向け抑え付けて、この内輪３を上記ハブ２に結合固定している。即ち、上記かしめ部１６ａと段部８の段差面１２との間で、上記内輪３と間座１８とを挟持することにより、これら内輪３及び間座１８をハブ２に結合固定している。

前記図５に示す様な車輪支持用ハブユニット１の揚合、上記間座１８を設けることにより、上記かしめ部１６ａのかしめ強度を十分に大きくした場合でも、上記内輪３が直径方向に弾性変形することを確実に防止できる。即ち、上記かしめ部１６ａの成形時には、このかしめ部１６ａが隣接する部材の内周面に、直径方向外方に向いた力が加わる。前述の図４に示した従来樺造の第２例の場合には、この力を内輪３が受けるのに対して、上記図５に示した従来構造の第３例の堤合には、ハブ２に外嵌した間座１８が、上記直径方向外方に向いた力を受ける。従って、かしめ部１６ａの形成に伴って、上記内輪３の直径が変化することはない。この為、この内輪３がかしめ部１６ａの形成に伴って外径側への膨張がなくなる。また、この内輪３の外周面に形成した第二の内輪軌道９と外輪４の内周面に形成した第二の外輪軌道１４との間に設けられた転動体５の予圧を適正値に維持できる。また、特開平９−１６４８０３号公報（特許文献３）に記載されているような、内輪端面に段差を設けるものも提案されている。
米国特許第５２２６７３８号明細書 特開平９−２２０９０４号公報 特開平９−１６４８０３号公報

ところが、上述の図５に示した従来構造の第３例の場合には、軸方向に長くなるという欠点がある。また上記間座１８の分だけコスト高になり、製造の上でも、間座１８の組込みが必要となり、これもコスト高につながる。また前記の様に内輪端面段差を設けたものにおいてはその分コスト高になってしまう。また段差の分だけ内輪が薄くなり、剛性が低くなり、変形しやすいという問題もある。

本発明の車輪支持用ハブユニット軸受は、上述の図４に示した従来構造の第２例の車輪支持用ハブユニット軸受と同様に、外周面の外端部に車輪を支持する為のフランジを、同じく中間部に直接または別体の内輪を介して第一の内輪軌道を、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い段部を、それぞれ形成したハブと、外周面に第二の内輪軌道を有し、上記段部に外嵌された内輪と、内周面に上記第一の内輪軌道に対向する第一の外輪軌道及び上記第二の内輪軌道に対向する第二の外輪軌道を形成した外輪と、上記第一、第二の内輪軌道と上記第一、第二の外輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ設けられた転動体とを備える。そして、上記内輪より内方に円筒部を形成し、この円筒部を直径方向外方にかしめ広げることで形成したかしめ部により上記内輪の内端面に向け抑え付けて、上記内輪を上記ハブに結合固定してなる。特に、本発明の車輪支持用ハブユニット軸受に於いては、上記内輪の内端面に円周方向に延びる溝を設けている。そして、かしめ時にかしめ部の外端面を内輪の内端面に強く押し付け、上記かしめ部の先端部が上記溝に食い込むように形成している。

本発明は上記の様に構成することにより、懸架装置に対して車輪を回転自在に支持する車輪支持用ハブユニット軸受において、内輪の内端面に設けた円周方向に延びる溝に基づき、ハブに対するこの内輪の結合力を高くできる。即ち、かしめ部の外端面に内輪の内端面と密接自在にかしめするときに、かしめ部が内輪の内端面に強く押し付けられるとともに、かしめ部の先端部が上記溝に食い込むので、内輪の内端面に対してかしめ部を密着させることができるから、上記かしめ部に作用する力を高めることなく、上記内輪の抜け抗力を増やすことができる。また上記かしめ部に作用する力が高くないため、上記内輪の外形側への膨張を低減することができる。

外周面の外端部に車輪を支持する為のフランジを、同じく中間部に直接または別体の内輪を介して第一の内輪軌道を、同じく内端部に前記第一の内輪軌道を形成した部分よりも外径寸法が小さい段部を、それぞれ形成したハブと、外周面に第二の内輪軌道を有し、上記段部に外嵌された内輪と、内周面に上記第一の内輪軌道に対向する第一の外輪軌道及び上記第二の内輪軌道に対向する第二の外輪軌道を形成した外輪と、上記第一、第二の内輪軌道と上記第一、第二の外輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ設けられた転動体とを備え、上記ハブの内端部で、少なくとも上記内輪よりも内方に突出した部分に円筒部を形成し、この円筒部を直径方向外方にかしめ広げることで形成したかしめ部により上記内輪の内端面に向け抑え付けて、上記内輪を上記ハブに結合固定してなる車輪支持用ハブユニット軸受に於ける、間座を用いることなくハブに対する内輪の結合強度を確保しながら内輪の外径側への膨張の低減を図るという目的を、上記内輪の内端面に円周方向に延びる溝を設け、前記かしめ部が前記溝に食い込むようにかしめることによって実現した。

図１は、本発明の実施の形態の第１例を示している。なお、本例の特徴は、ハブ２に対して内輪３ａを固定する部分の構造にある。その他の部分の構造及び作用に就いては、前述の図４に示した従来構造の第２例と同様であるから、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。

上記ハブ２の内端部に形成した段部８には、この段部８の段差面１２の内側から、上記内輪３ａを外嵌している。そして、上記内輪より内方に形成した円筒部２０を直径方向外方にかしめ広げることにより、かしめ部１６ａを形成している。そして、このかしめ部１６ａにより、かしめ部の外端面を上記内輪３ａの内端面２１に向け抑え付けて、この
内輪３ａを上記ハブ２に結合固定している。即ち、上記かしめ部１６ａと上記段差面１２との間で、上記内輪３ａを挟持することにより、これら内輪３ａをハブ２に結合固定している。

図１に示す例の場合、上記内輪３ａの内端面２１の略中央部分に、円周方向に延びる溝２４を形成している。この溝２４の断面形状は、図示する様に円弧または応力集中が発生しないような形状とする。また、円周方向に延びる溝は軸受中心線を中心とした円環状に形成しても良いが、円環の一部が欠けた１つ或いは複数の円弧状に形成すると内輪３ａの回り止め作用を向上させることができる。また、この円周方向に延びる溝は軸受中心線とは偏心した中心の円環状、或いは円弧状に形成しても同様の回り止め作用を行うことができる。

上述の様に構成する本例の車輪支持用ハブユニットの場合、内輪３ａの内端面２１に設けた円周方向に延びる溝２４に基づき、ハブ２に対するこの内輪３ａの結合作業を効率良く行なうことができる。即ち、かしめ部１６ａの外端面に内輪３ａの内端面２１と密接自在にかしめするときに、かしめ部１６ａが内輪３ａの内端面に強く押し付けられることになるとともに、かしめ部１６ａの略先端部が上記溝２４に食い込むように形成しているので、内輪３ａの内端面に対してかしめ部１６ａを密着させることができ、上記かしめ部１６ａに作用する力を高めることなく、上記内輪３ａの抜け抗力を増やすことができる。また上記内輪３ａの外径側への膨張を低減することができる。

図２は本発明の実施の形態の第２例を示している。前述の図１に示した第１例は、本発明を非駆動輪（ＦＦ車（前置エンジン前輪駆動車）の後輪、ＦＲ車（前置エンジン後輪駆動車）の前輪）を支持する為の車輪支持用ハブユニットに適用していたのに対し、本例の場合には、本発明を駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車の後輪、４ＷＤ車（四輪駆動車）の全輪を支持する為の車輪支持用ハブユニットに適用している。この為に本例の場合には、ハブ２ａの中心部にスプライン孔２８を設け、このスプライン孔２８に、デファレンシヤ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。

また、本例の場合、上記ハブ２ａの内半部に形成する段部８の軸方向長さを大きくし、この段部８に１対の内輪３ｂ、３ｃを、軸方向に互いに直列に配置した状態で外嵌している。そして、このうちの外側の内輪３ｂ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、上記段部８の段差面１２とかしめ部１６ａとの間には、上記１対の内輪３ｂ、３ｃを挟持している。また、本例の揚合、上記各内輪３ｂ、３ｃの外周面に形成した第一、第二の内輪軌道７ａ、９ａと、外輪４ａの内周面に形成した第一、第二の外輪軌道１３ａ、１４ａ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、上述した第１例の場合と同様である。

本発明による車輪支持用ハブユニットは各種の自動車の車輪支持用のハブユニットとして用いることができ、特に重量の嵩む自動車において用いられる上記第２例の軸受の他、複列の玉列間にコロ軸受を配した車輪支持用ハブユニットにも利用することができる。

本発明の実施の形態の第１例を示す断面図である。 同第２例を示す断面図である。 従来構造の第１例を示す半部断面図である。 同第２例を示す半部断面図である。 同第３例を示す半部断面図である。

符号の説明

１車輪支持用ハブユニット
２、２ａ ハブ
３、３ａ、３ｂ 内輪
４、４ａ 外輪
５、５ａ 転動体
６ フランジ
７、７ａ 第一の内輪軌道
８ 段部
９、９ａ 第二の内輪軌道 ヽ １０ 雄ねじ部
１１ ナット
１２ 段差面
１３、１３ａ 第一の外輪軌道
１４、１４ａ 第二の外輪軌道
１５ 取付部
１６、１６ａ かしめ部
１７ 係止凹部
１８ 間座
１９ 凹部
２０ 円筒部
２１ 内端面
２２ シールリング
２３ 蓋体
２４ 溝
２８ スプライン孔

Claims (1)

1. 外周面の外端部に車輪を支持する為のフランジを、同じく中間部に直接または別体の内輪を介して第一の内輪軌道を、同じく内端部に前記第一の内輪軌道を形成した部分よりも外径寸法が小さい段部を、それぞれ形成したハブと、
   外周面に第二の内輪軌道を有し、上記段部に外嵌された内輪と、
   内周面に上記第一の内輪軌道に対向する第一の外輪軌道及び上記第二の内輪軌道に対向する第二の外輪軌道を形成した外輪と、
   上記第一、第二の内輪軌道と上記第一、第二の外輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ設けられた転動体とを備え、
   上記ハブの内端部で、少なくとも上記内輪よりも内方に突出した部分に円筒部を形成し、この円筒部を直径方向外方にかしめ広げることで形成したかしめ部により上記内輪の内端面に向け抑え付けて、上記内輪を上記ハブに結合固定してなる車輪支持用ハブユニットに於いて、
   上記内輪の内端面に円周方向に延びる溝を設け、前記かしめ部が前記溝に食い込むようにかしめられていることを特徴とする車輪支持用ハブユニット軸受。
   

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