JP2005147199A

JP2005147199A - 車輪用ハブユニット

Info

Publication number: JP2005147199A
Application number: JP2003382780A
Authority: JP
Inventors: Takeo Okuma; 健夫大熊
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-11-12
Filing date: 2003-11-12
Publication date: 2005-06-09

Abstract

【課題】
車両中心側の内輪のクリープを、軸受の性能に影響を及ぼすことなく防止する車輪用ハブユニットを提供する。
【解決手段】
車両中心側の内輪の車両中心側端面および前記端面と内輪の内周面との間の面取り部の少なくとも一方に、複数の凹凸部を形成し、ハブの車両中心側終端部の加締め部を前記凹凸部に加締め込むことにより、課題の解決を図る。
【選択図】図１

Description

この発明は、車量の車輪用ハブユニットに関するもので、詳しくは、ハブに外嵌した内輪をハブの車両中心側終端部の加締め部を加締めることにより固定した車輪用ハブユニットに関する。

車輪用ハブユニットは、車両の旋回などによる高モーメント荷重下で使用される場合が多い。このような場合、ハブと該ハブに外嵌された内輪との嵌合面においてクリープが発生すると言う虞がある。

特に最近ではアンチロックブレーキの採用により車輪の回転数の検出が不可欠になっており、その回転数の測定を車輪用ハブユニット、特に内輪にセンサローター（エンコーダ）をつけることによって行なっている。そのため、内輪がクリープすることは、回転数の検出精度が低下することになリ、許容できるものではない。

その対策として、内輪の加締める側の端部内径に凹溝を設けたり内輪の端面部に輪郭が部分楕円状の周壁を設けたり（例えば特許文献１参照）、また、内輪とハブとの嵌め合いしめしろを増やしたり、また、ハブの車両中心側での加締め力を増加して摩擦力でクリープを抑えようとしたり、等いろいろな技術が提案されている。
特開平１３-００１７１０号公報

しかしながら、加締める側の内輪端部内径部に凹溝を設けたり、内輪の端面部に部分楕円状の周壁を設けた場合、加締力によって内輪に大きな力（楔力）がかかり、内輪の軌道面の形状を崩す虞がある。

また、嵌め合いのしめしろを増やすことは内輪の嵌め合い面の円周応力限界値の関係で限度があり、大きな曲げモーメントの場合は対応しきれない。

さらに、また、加締め力を増加して摩擦力でクリープを抑えようとすると、内輪の嵌めあい面の円周方向の応力が大きくなってしまう。

ことほど左様に、いずれの提案も軸受の性能に影響を及ぼす虞があって、クリープを止める対策とはなりえなかった。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、車両中心側の内輪のクリープを、軸受の性能に影響を及ぼすことなく防止する車輪用ハブユニットを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、本発明の車輪用ハブユニットは、
内周に２列の軸受軌道を有する外輪と、
外端側には、車輪取り付けフランジを有し、軸方向車両中心側に終端部を有し、前記外輪の２列の軸受軌道の軸方向車両外端側の軌道に対向する第１の軸受軌道を外周に一体または別体に有しているハブと、
前記ハブの前記終端部側に外嵌され、前記外輪の２列の軸受軌道の軸方向車両中心側の軌道に対向する第２の軸受軌道を外周に有しており、前記ハブの前記終端部の加締め込みにより前記終端部に固定された内輪と、
前記外輪の軸受軌道と、前記第１の軸受軌道および第２の軸受軌道との間に介在する転動体と
を備えた車輪用ハブユニットにおいて、
前記終端部に固定された内輪の車両中心側端面および前記端面と内輪の内周面との間の面取り部の少なくとも一方に、複数の凹凸部を形成し、ハブの車両中心側終端部を前記凹凸部に加締め込むことにより、前記終端部の内輪をハブに固定したことを特徴とする車輪用ハブユニットによって課題の解決を図る。

本発明によれば、ハブと車両中心側の内輪とのクリープを軸受の性能に影響を及ぼすことがなく防止できるので、信頼性の高い回転数の検出ができると同時に、軸受寿命の低下をおこすおそれがない。

以下、本発明の実施の形態に関わる車輪用軸受を図面を参照しつつ説明する。

（実施形態１）
図１ないし図３において本発明の実施形態１を説明する。実施形態１は一般的に第３世代ハブユニットと呼ばれている。

図１は実施形態１の車輪用ハブユニットＨｕの断面図である。

同図において、
ハブ１は、外端側に車輪（図示略）を取付けるためのフランジ１fと、軸方向中央部の外周面１ｍのうちフランジ側外周面には、前記外周面に直接第１の軸受軌道１ａが形成されている。車両中心側の外周面は、フランジ側外周面より段部１ｃを介して小径外周面１ｎが設けられ、該小径外周面の車両中心側（図１中右方）終端部は加締め部１ｋとなっている。該加締め部１ｋは、後述するようにハブ１の材料の一つとして好適な中炭素鋼の未熱処理の硬度（HRC１５−２８）程度になっている。

該小径外周面１ｎには内輪３が外嵌され、内輪の外周面に第２の軸受軌道１ｂが形成されている。内輪３は、ハブ１の車両中心側の加締め部１ｋによって段部１ｃとの間で加締め固定されている。

内輪３は、その車両中心側の端面３ｕおよび／もしくは該端面３ｕと内輪３の内周面３ｙとの間の面取り部３ｖに複数の凹凸からなる凹凸部３ｗ（後述の図２および図３を参照）を有しており、ハブ１の小径外周部１ｎに外嵌された後、ハブ１の加締め部１ｋを凹凸部３ｗに加締め込むことにより、段部１ｃと加締め部１ｋとの間で内輪３を軸方向に固定する。

内輪３は、軸受の構成要素であり、硬度はＨＲＣ５６−６４であるから、中炭素鋼の未熱処理程度の硬度（HRC１５−２８）であるハブ１の加締め部１ｋに比べて硬度が高いので、加締め部１ｋが凹凸部３ｗに、加締め力によって、加締め込まれることになり、軸方向に固定されると同時に円周方向に振動などに耐える動的固定力を与えられる。

図１において丸で囲んだＡ部に関連して、図２、図３で後述する。

ハブ１の半径方向の中心部は、駆動軸（図示略）との嵌合面となっており、セレーション６が削設されている。

外輪２は、ハブ１の第１の軸受軌道１ａおよび第２の軸受軌道１ｂに対応する複列の軸受軌道２ａ，２ｂを有している。外輪２の外周部には車体に取付けるフランジ２ｆが一体に形成されており、両端部にはハブ１と外輪２との隙間をシールするシールリング７が設けられている。

ボール４ａ，４ｂは第１の軸受軌道１ａおよび第２の軸受軌道１ｂと外輪の軸受軌道２ａ，２ｂとの間に介在し、ハブと外輪との相対回転を可能にしている。
ボール４ａ，４ｂは保持器５により保持されている。また、フランジ１fにはボルトにより車輪（図示略）が取付けられる。

図２は図１におけるＡ部の拡大図である。

内輪３の車両中心側端面３ｕおよび／もしくは面取り部３ｖに凹凸部３ｗを形成し、内輪３の硬度（ＨＲＣ５６-６４）よりも低い硬度であるハブ１の加締め部１ｋを半径方向外方へ拡開して、前記内輪３の凹凸部３ｗへ加締め込んでいる。

なお、４ｂはボール，１ｂは外方軌道，３ｘは内輪３の外周面、３ｙは内輪３の内周面を示している。

図３は、図２の矢視Bにおいて、加締め部１ｋを除いて見た状態であり、内輪端面３ｕの一部分を図示している。同図において、内輪端面３ｕに形成された凹凸部３ｗを示す。
図３（ａ）に示す凹凸部３ｗは内輪端面３ｕおよび／もしくは面取り部３ｖに設けられ、形状は円錐凸状であり、配列は不規則になっている。３ｗ１は凸部、３ｗ２は凹部である。
図３（ｂ）に示す凹凸部は図３（a）の変形例を示しており、形状は四角錘台凸形状であり、配列は規則的になっている。３ｗ１が凸部、３ｗ２が凹部である。
図３（ａ）および図３（ｂ）に示しているように、凹凸部の配列は規則的、不規則的のいずれでも良く、また、形状は、前記の例に限定せず、三角錐、四角錘など多角錘、楕円錘、などいずれでも実施できる。
なお、いずれの凸部形状としても、該凸部形状の頂点は内輪端面と面一かもしくは内輪端面よりも低くする必要がある。

（実施形態２）
図４において実施形態２を説明する。同図は、車輪用ハブユニットＨｕの中心線より上側半分を示す断面図である。

本実施形態は一般的には第２世代ハブユニットと呼ばれている。

実施形態２のハブ１は、フランジ側の第１の軸受軌道１ａと車両中心側の第２の軸受軌道１ｂを共に２個の内輪３ａ，３ｂに形成し、内輪３ａと３ｂをハブ１の外周面１ｎに外嵌し、車両中心側の内輪３ｂの車両中心側端面３ｕおよび／もしくは面取り部３ｖに実施形態１と同様な凹凸部３ｗを設け、加締部１ｋを凹凸部３ｗへ加締め込むことにより，内輪３ａ，３ｂを加締部１ｋと段部１ｃとによって、軸方向に固定すると同時に、円周方向の動的固定力を与え、クリープ防止をしている。

外輪２は、実施形態１と同様、外周部に車体に取り付けるフランジ２ｆを有し、両端側にはシールリング７を備えている。

（実施形態３）
図５において実施形態３を説明する。同図は、車輪用ハブユニットＨｕの中心線より上側半分を示す断面図である。

実施形態３の形式は一般的に第１世代ハブユニットと呼ばれている。

ハブ１は実施形態２と同様にフランジ側の第１の軸受軌道１ａと車両中心側の第２の軸受軌道１ｂを共に２個の内輪３ａ，３ｂに形成し、内輪３ａ，３ｂをハブ１に外嵌させ、加締部１ｋを凹凸部３ｗへ加締め込むことにより、２個の内輪３ａ，３ｂをハブ１の段部１ｃと車両中心側端部の加締め部１ｋによって加締めて、軸方向に固定している。車両中心側の内輪の端面３ｕおよび/もしくは面取り部３ｖの凹凸部は実施形態１及び実施形態２と同じである。

外輪２は外周部が円筒状で、外輪自体は車体への取付け用フランジを有さず、車体の一部としての車輪用ハブユニット取付け用のハウジングＨ（同図において２点鎖線で示してある）に嵌合固定されている。本実施形態は、外輪は車体側へ、車体の一部であるハウジングを介して間接的に取付けられている場合である。

（実施形態４）
図６において、実施形態４の説明をする。同図は、車輪用ハブユニットＨｕの中心線より上半分を示す断面図である。

実施形態４は、実施形態１が転動体としてボールを使用しているのに対し、円錐ころ４ａ１，４ｂ１を採用したものである。外輪の複列の軸受軌道２ａ１，２ｂ１および前記外輪の軸受軌道に対応するハブの第１の軸受軌道１ａ１および第２の軸受軌道１ｂ１は、転動体がボールである場合のＲ面ではなく、円錐ころに対応する円錐面の一部である。

実施形態１と同様に内輪３の車両中心側端面３ｕおよび／もしくは面取り部３ｖには凹凸部３ｗが形成されており、ハブ１の加締め部１ｋによって加締め固定されている。

なお、実施形態１から実施形態４において使用されている符号の中で、各実施形態に共通する符号は、同一の部位、部品を示している。

また、本件発明では、車両中心側の内輪に関するクリープを対象としている。前述の第１世代、第２世代のハブユニットを採用した場合、内輪は２個使用するが、凹凸部を必要とする内輪は車両中心側の内輪のみでよい。車両の旋回による大きな曲げモーメントが付加されてクリープが発生する虞があるのは、車両中心側の内輪であるので、該内輪のクリープ発生を防止すれば、フランジ側内輪のクリープも防止できる。

本発明の実施形態１を示す断面図である。実施形態１の要部（図１におけるＡ部）を示す拡大した断面図である。内輪端面の一部分を示す側面図である。

（ａ）は、実施形態１の要部の側面図である。

（ｂ）は、実施形態１の要部の変形例を示す側面図である。
実施形態２の上部半分を示す断面図である。実施形態３の上部半分を示す断面図である。実施形態４の上部半分を示す断面図である。

符号の説明

Ｈｕ車輪用ハブユニット
１ハブ
１ａ第１の軸受軌道
１ｂ第２の軸受軌道
１ｃ段部
１ｆ車輪取付け用フランジ
１ｋ加締め部
１ｍ外周面
１ｎ小径外周部
２外輪
２ａ，２ｂ外輪の軸受軌道
３、３ａ，３ｂ内輪
３ｕ内輪端面
３ｖ面取り部
３ｗ凹凸部
３ｘ内輪外周面
３ｙ内輪内周面
４ａ，４ｂ，ボール
４ａ１，４ｂ１円錐ころ

Claims

内周に２列の軸受軌道を有する外輪と、
外端側には、車輪取り付けフランジを有し、軸方向車両中心側に終端部を有し、前記外輪の２列の軸受軌道の軸方向車両外端側の軌道に対向する第１の軸受軌道を外周に一体または別体に有しているハブと、
前記ハブの前記終端部側に外嵌され、前記外輪の２列の軸受軌道の軸方向車両中心側の軌道に対向する第２の軸受軌道を外周に有しており、前記ハブの前記終端部の加締め込みにより前記終端部に固定された内輪と、
前記外輪の軸受軌道と、前記第１の軸受軌道および第２の軸受軌道との間に介在する転動体と
を備えた車輪用ハブユニットにおいて、
前記終端部に固定された内輪の車両中心側端面および前記端面と内輪の内周面との間の面取り部の少なくとも一方に、複数の凹凸部を形成し、ハブの車両中心側終端部を前記凹凸部に加締め込むことにより、前記終端部の内輪をハブに固定したことを特徴とする車輪用ハブユニット。