JP2007022175A - ハブユニット及びハブユニットの剛性調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】寿命の低下や肩乗り上げなどの性能の悪化を招くことなく、剛性を下げるハブユニットを提供する。
【解決手段】ハブユニット１の軸部１１には、フランジ部１２の車両アウタ側主表面に開口する形で、インロー形成部材装着用の開口部１９がアキシャル方向に形成されている。軸部１１に、車両アウタ側から車両インナ側へアキシャル方向に連通する開口部が形成され、ハブホイール３とは別体として形成されたインロー形成部材６の嵌合部９をハブホイール３の開口部１９に圧入することにより、係合部８がハブフランジ１２に密着配置される状態となり、インロー形成部材６をハブホイール３に取り付けることができる。インロー部本体７は、ハブホイール３の中心軸線１７を中心として環状に形成されており、主表面１８からアキシャル方向の車両アウタ側へ突出するように取り付けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の車輪が取り付けられるハブユニット及びハブユニットの剛性調整方法に関する。

自動車用第３世代ハブユニットにおいて、従来は、操舵応答性を高めるため高剛性が求められてきた。そこで、ハブユニットの剛性を高める方向で開発が進められてきた。

しかし、前後輪の軸受装置の剛性が等しくなるように高めているため、操舵時に自動車の姿勢を確保し難いという問題があり、また近年の市場ニーズでは、マイルドな操作性が要求される傾向にあり、剛性を下げることが求められるようになってきている。特許文献１においては、転動体の中心間距離を小さくして転動体の接触角を小さくすることによって前輪側軸受装置の剛性を後輪側軸受装置の剛性より小さくしている。

特開２００３−３３５１０７号公報

しかしながら、ハブユニットの剛性を下げると、ハブユニットの寿命低下や肩乗り上げ（軌道からの離脱による内外輪の肩部への転動体の乗り上げ）しやすくなる等の排反事象が伴うという問題点があった。そこで、本発明の課題は、寿命の低下や肩乗り上げなどの性能の悪化を招くことなく、剛性を下げるハブユニットを提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するための本発明のハブユニットは、
車体側に非回転に取り付けられる外輪部材と、この外輪部材と同心に配置されるとともに外輪部材に転動体を介して軸心回りに回転自在に設けられ車両の車輪が取り付けられて一体回転するハブホイールとを備えるハブユニットであって、
ハブホイールは、筒状のハブホイール本体と、該ハブホイール本体の外周面の車両アウタ側の端部にて、該ハブホイール本体の端面と面一となる形でラジアル方向に突出するフランジ部とを有し、ハブホイール本体には、フランジ部の車両アウタ側主表面に開口する形で、インロー形成部材装着用の開口部がアキシャル方向に形成され、
ブレーキディスクロータ及びタイヤホイールをハブホイールの中心軸線に対して同心位置決めするための筒状のインロー部本体と、該インロー部の車両インナ側端部からラジアル方向内側に突出して設けられフランジ部の車両アウタ側主表面に密着配置される係合部と、該係合部の内周縁から車両インナ側アキシャル方向に突出する嵌合部とが一体化されたインロー形成部材が、ハブホイール本体の開口部内周面に嵌合部にて直接嵌合する形で取り付けられたことを特徴とする。

上記構成によれば、ハブホイール本体には、フランジ部の車両アウタ側主表面に開口する形で、インロー形成部材装着用の開口部がアキシャル方向に形成されていることから、ハブユニットの剛性を下げることができる。ハブフランジの肉厚を薄くしたり、転動体の中心間距離を変えたりするのではないため、ハブユニットの寿命の低下や肩乗り上げなどの問題を生じにくい。インロー形成部材が、ハブホイールとは、別体として形成されるため、ハブホイールに鍛造等によって一体としてインローを形成するよりも製造が容易であり、製造コストを低減することができる。そして、ハブホイールとは別体として形成されたインロー形成部材が、ハブホイール本体の開口部内周面に嵌合部にて直接嵌合する形で取り付けられているため、インロー形成部材がハブホイールに固定され、筒状のインロー部本体によってブレーキディスクロータ及びタイヤホイールをハブホイールの中心軸線に対して同心位置決めして、ハブユニットに取り付けることができる。

上記構成のインロー形成部材は、嵌合部が中空に形成されている。そしてインロー形成部材は、板金プレス加工により形成することができる。嵌合部が中空に形成されることから、ハブユニットの軽量化を図ることができる。インロー形成部材は、冷間加工の板金プレス加工により形成することができるため、製造コストを抑えることができる。

さらにインロー形成部材のインロー本体部の外周面にめっき処理を施すとよい。インロー形成部材の外周面にめっき処理を施すことにより、外周面の防食効果が得られる。これにより、ブレーキディスクロータ及びタイヤホイールをハブユニットに固定した後に、これらがインロー形成部材と固着することを防ぐことができる。

ハブホイール本体の開口部の内周面は、アキシャル方向における車両アウタ側の端部から車両インナ側に向けて、内径を連続的又は段階的に減ずる内径縮小面を有し、
インロー形成部材の嵌合部は、内径縮小面との嵌合部分が対応する形状の内径縮小部とされてなる構成とすることができる。

ハブホイール本体部の内周面が、内径を連続的又は段階的に減ずる内径縮小面を有することから、さらなるハブホイールの軽量化を図り、剛性を下げることができる。

本発明のハブユニットの剛性調整方法は、上記ハブユニットの開口部内周面に、嵌合部のアキシャル方向の長さが異なるインロー形成部材を取り付けることにより、ハブユニットの剛性を調整する。

インロー形成部材は、ハブホイールとは別体として形成するため、嵌合部のアキシャル方向の長さの異なるインロー形成部材を作製しやすい。そして、嵌合部のアキシャル方向の長さの異なるインロー形成部材をハブホイール本体部に取り付けることにより、嵌合部とハブホイールの内周面とが直接嵌合する形であるため、インロー形成部材の嵌合部のアキシャル方向の長さがハブホイールの剛性に影響を及ぼし、ハブユニットの所望の剛性を得ることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施形態におけるハブユニット１の断面図である。なお、図の右側は、車両インナ側、左側は、車両アウタ側である。図１に示すように、ハブユニット１は、転がり軸受（外輪部材）２と、この転がり軸受２と同心に配置されるハブホイール（内輪部材）３と含んで構成される。

ハブホイール３は、ハブホイール本体部である軸部１１と、車輪やブレーキディスクを固定するハブフランジ１２とを有している。軸部１１の外周には、アンギュラ玉軸受からなる転がり軸受２が装着されている。ハブフランジ１２は、ハブホイール３の外周面の車両アウタ側の端部からラジアル方向に突出して軸部１１と一体として形成されている。ハブホイール３は、Ｓ５５Ｃ等の機械構造用炭素鋼から熱間鍛造によって形成されている。

転がり軸受２は、軸部１１の車両インナ側外周に圧入してかしめ３３にて固定された回転軌道となる内輪２１と、固定輪となる外輪２２とを含む。また、軸部１１及び内輪２１に形成された内輪軌道２３，２４と外輪２２に形成された外輪軌道２５，２６とに沿って転動自在に配置された２列の玉群２７と、各列の玉群２７を保持した冠形保持器２８と、ハブフランジ１２の側方において外輪２２に固定して軸部１１との間に介装されたシール部材２９を含む。

シール部材２９は、転がり軸受２の車両アウタ側端部に装着され、転がり軸受２とハブホイール３との間の環状空間内の潤滑剤が外部に漏れるのを防ぐとともに、ハブフランジ１２と転がり軸受２との間から環状空間内に泥水が侵入するのを防止する。

外輪２２は、Ｓ５５Ｃ等の機械構造用炭素鋼の熱間鍛造製であり、外周面にボルト挿通孔３１を有した外輪フランジ部３０が突設され、車両インナ側に外輪インロー部３５が形成されている。

外輪インロー部３５にキャリア１３を当接してキャリア１３に対するハブユニット１の位置決めを行い、外輪フランジ部３０のボルト挿通孔３１にボルトを挿通して外輪２２がキャリア１３に固定されることにより、ハブユニット１が車体に固定される。そして転がり軸受２を介して車輪が車体に対して回転自在に支持される。

ハブユニット１には、被検出部を有するセンサーロータ４１がハブホイール３に圧入固定されている。また回転検出器としての磁気センサ５３が備えられたカバー４４が外輪２２に圧入されている。カバー４４は、筒状に形成された筒状部４５に半径方向外側にストッパー部４８が形成されている。軸線方向端面３５ｓが、他部材の係合面として利用可能で、ストッパー部４８が外輪インロー部３５の軸線方向端面３５ｓに係合する形態で、カバー４４が外輪インロー部３５の内周面に取り付けられている。センサーロータ４１は、環状芯金４２と磁性体４３からなる。また磁気センサ５３は、磁気検出素子５２等からなる。この回転検出器によって車輪の回転速度や回転方向が検出される。

以上のように、軸線方向端面３５ｓにカバー４４の筒状部４５に形成されたストッパー部４８を係合させ、軸線方向端面３５ｓをストッパー面として利用することができる。なお、ハブユニット１が取り付けられるのは、キャリア５７に限られず、車体側支持部材としてのナックル等でもよい。

車両アウタ（ハブフランジ１２）側の内輪は、ハブホイール３の軸部１１に内輪軌道２３を形成して、軸部１１に一体として形成されている。また車両インナ側の内輪２１は、軸部１１と別体として形成されている。また、この内輪は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼から形成されている。

ハブホイール３のハブフランジ（フランジ部）１２の車両アウタ側主表面１８は、面一に形成され、ハブフランジ１２の所定の位置にハブボルト３８を挿通するための挿通孔１５が形成されている。ハブホイール３の軸部１１には、フランジ部の車両アウタ側主表面に開口する形で、インロー形成部材装着用の開口部１９がアキシャル方向に形成されている。軸部１１に、車両アウタ側から車両インナ側へアキシャル方向に連通する開口部１９が形成されていることから、ハブユニット１の軽量化を図り、剛性を下げることができる。そしてハブフランジ１２には、車両アウタ側主表面１８に、ブレーキディスクロータ及びタイヤホイールのラジアル方向の取付け位置をガイドするインロー形成部材６が別体として形成されて備えられている。

図２を用いてインロー形成部材６について説明する。インロー形成部材６は、ハブホイール３と別体として、例えば、鉄、アルミニウム等により、板金プレス加工によって形成される。インロー形成部材６は、ブレーキディスクロータ及びタイヤホイールをハブホイールの中心軸線に対して同心位置決めするための筒状のインロー部本体７と、該インロー部本体７の車両インナ側端部からラジアル方向内側に突出して設けられハブフランジ１２に重ねて配置される係合部８と、該係合部８の内周縁から車両インナ側にアキシャル方向に突出して形成され開口部１９に嵌合して取り付けられる嵌合部９とを有する。つまりインロー形成部材６は、平板から深絞り加工により底付き容器状に形成されている。嵌合部９は、板金プレス加工（深絞り加工）によって中空に形成されており、ハブユニットを軽量化したり、剛性を下げたりすることができる。

そして、インロー形成部材６は、防食のために、例えば、亜鉛めっき等によりインロー本体部の外周面にめっき処理を施され、めっき層の腐食を防止するために、めっき層の表面をさらにクロメート層で覆って、ハブホイール３に取り付けられる。

板金プレス加工を冷間加工によって行いインロー形成部材６を形成するために、製造が容易であり、製造コストを低減することができる。またインロー形成部材６を別体として形成するために、めっき処理を施すことが可能であり、塗装処理を行う場合に比較して、製造コストを低減することができる。インロー形成部材６をめっき処理することにより、防食効果が得られ、ブレーキディスクロータ及びタイヤホイールを取り付けた後に、インロー形成部材６とこれらが固着することを防ぐことができる。

嵌合部９をハブホイール３の開口部に圧入することにより、係合部８がハブフランジ１２に密着配置される状態となり、インロー形成部材６はハブホイール３に取り付けられる。インロー部本体７は、ハブホイール３の中心軸線１７を中心として環状に形成されており、主表面１８からアキシャル方向の車両アウタ側へ突出するように取り付けられている。

そしてインロー部本体７にブレーキディスクロータ及びタイヤホイールを嵌合させることにより、ブレーキディスクロータ及びタイヤホイールをハブフランジ１２に対して同心位置決めすることができる。ハブホイール３の挿通孔１５に挿通された複数本のハブボルトが、ブレーキディスクロータ及びタイヤホイールに形成されたそれぞれの取付け孔に挿通され、複数個のハブナットがそれぞれのハブボルト３８にねじ込まれて、タイヤホイールがブレーキディスクロータとともに、ハブホイール３に固定される。つまりハブフランジ１２には、ブレーキディスクロータ及びタイヤホイールが固定されて、ブレーキディスクロータ及びタイヤホイールとハブホイール３とが一体として回転する。

インロー形成部材６は、嵌合部９の係合面８から突出した長さが異なるように形成することもできる。つまり図３に示すように、嵌合部９を長く形成して開口部に圧入してもよい。このように、嵌合部９のアキシャル方向の長さを長く形成することにより、剛性を上げ、或いは、嵌合部９を短く形成することにより、剛性を下げることができる。つまり、インロー形成部材６をハブホイール３とは別体として形成することにより、容易に嵌合部９のアキシャル方向の長さが異なるインロー形成部材６を形成することができる。そして、嵌合部９は、開口部１９に直接嵌合するため、嵌合部９の長さによって、ハブユニット１の剛性を調整することができる。さらに、インロー形成部材６の厚さを変化させることにより剛性を調整することもできる。

またハブホイール３の軸部１１の開口部１９の内周面１９ａは、アキシャル方向における車両アウタ側の端部から車両インナ側に向けて、内径を連続的又は段階的に減ずる内径縮小面を有するように形成することもできる。図４にハブホイール１の開口部１１の内周面１９ａが車両アウタ側の端部から車両インナ側に向けて、内径縮小面１９ｂとして階段状に形成された実施例を示す。ハブホイール３の開口部１９は、車両アウタ側端部から階段状に形成され、これと連続的に一定の内径で車両インナ側へ連通して形成されている。インロー形成部材６は、階段状に形成された内径縮小面１９ｂとの嵌合部分が対応する形状の内径縮小部９ａとして形成されて、ハブホイール３の内周面１９ａに嵌合されている。このように構成することにより、ハブユニット１を軽量化することができるとともに、剛性を下げることができる。

図５にハブホイール３の開口部１９の内周面１９ａが車両アウタ側の端部から車両インナ側に向けて、内径縮小面１９ｃとしてテーパ状に形成された実施例を示す。ハブホイール３の開口部１９は、車両アウタ側端部からテーパ状にテーパ面（内径縮小面）１９ｃ形成され、テーパ面１９ｃから連続的に一定の内径で車両インナ側へ連通して形成されている。インロー形成部材６は、テーパ状に形成された内径縮小面１９ｃとの嵌合部分が対応する形状の内径縮小部９ｂとして形成されて、ハブホイール３の内周面に嵌合されている。このように構成することにより、ハブユニット１を軽量化することができるとともに、剛性を下げることができる。

以上のようにハブホイール本体には、フランジ部１２の車両アウタ側主表面に開口する形で、インロー形成部材装着用の開口部１９がアキシャル方向に形成されていることから、ハブユニット１の剛性を下げることができる。インロー形成部材６が、ハブホイール３とは、別体として形成されるため、ハブホイール３に鍛造等によって一体としてインローを形成するよりも製造が容易であり、製造コストを低減することができる。そして開口部１９及びインロー形成部材６の形状を変化させることにより、ハブユニット１の剛性を調整することができる。

本発明の一実施例としてのハブユニットを示す図。 インロー部材を示す図。 インロー部材の嵌合部が長く形成された実施例を示す図。 インロー部材の嵌合部が階段状に形成された実施例を示す図。 インロー部材の嵌合部がテーパ状に形成された実施例を示す図。

符号の説明

１ ハブユニット
２ 転がり軸受（外輪部材）
３ ハブホイール（内輪部材）
６ インロー形成部材
７ インロー部本体７
８ 係合部
９ 嵌合部
９ａ 内径縮小部
９ｂ 内径縮小部
１１ 軸部
１２ ハブフランジ（フランジ部）
１８ 主表面
１９ 開口部
１９ａ 内周面
１９ｂ 内径縮小面
１９ｃ 内径縮小面（テーパ面）
２１ 内輪
２２ 外輪

Claims (6)

1. 車体側に非回転に取り付けられる外輪部材と、この外輪部材と同心に配置されるとともに前記外輪部材に転動体を介して軸心回りに回転自在に設けられ車両の車輪が取り付けられて一体回転するハブホイールとを備えるハブユニットであって、
   前記ハブホイールは、筒状のハブホイール本体と、該ハブホイール本体の外周面の車両アウタ側の端部にて、該ハブホイール本体の端面と面一となる形でラジアル方向に突出するフランジ部とを有し、前記ハブホイール本体には、前記フランジ部の車両アウタ側主表面に開口する形で、インロー形成部材装着用の開口部がアキシャル方向に形成され、
   ブレーキディスクロータ及びタイヤホイールを前記ハブホイールの中心軸線に対して同心位置決めするための筒状のインロー部本体と、該インロー部の車両インナ側端部からラジアル方向内側に突出して設けられ前記フランジ部の車両アウタ側主表面に密着配置される係合部と、該係合部の内周縁から車両インナ側アキシャル方向に突出する嵌合部とが一体化されたインロー形成部材が、前記ハブホイール本体の前記開口部内周面に前記嵌合部にて直接嵌合する形で取り付けられたことを特徴とするハブユニット。
2. 前記インロー形成部材は、前記嵌合部が中空に形成された請求項１に記載のハブユニット。
3. 前記インロー形成部材は、板金プレス加工により形成された請求項２に記載のハブユニット。
4. 前記インロー形成部材は、前記インロー本体部の外周面にめっき処理が施された請求項１ないし３のいずれか１項に記載のハブユニット。
5. 前記ハブホイール本体の前記開口部の内周面は、アキシャル方向における前記車両アウタ側の端部から前記車両インナ側に向けて、内径を連続的又は段階的に減ずる内径縮小面を有し、
   前記インロー形成部材の前記嵌合部は、前記内径縮小面との嵌合部分が対応する形状の内径縮小部とされてなる請求項１ないし４のいずれか１項に記載のハブユニット。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載のハブユニットの前記開口部内周面に、前記嵌合部のアキシャル方向の長さが異なる前記インロー形成部材を取り付けることにより、前記ハブユニットの剛性を調整するハブユニットの剛性調整方法。
   

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