JP2007204045A - 車両用ハブユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】 車両用ハブユニットにおいて、かしめ部分からの水分侵入を防止し、各部の品質を長期にわたって維持すること。
【解決手段】 ハブホイール１の軸部の外周に複列転がり軸受２を取り付けた構成の車両用ハブユニットにおいて、複列転がり軸受２は、片方列の転動体２２群に対応する単一の内輪２５とを有し、この内輪２５に対してハブホイール１の軸部の内端部を径方向外向きに屈曲変形させてかしめつけることにより、内輪２５の軸方向に抜け止めされているとともに、かしめ部分である内輪２５の端面とかしめ部１５との間に弾性シール材８を介在させている。これにより、かしめ部分からの水分侵入が防止される。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車におけるディスクブレーキ装置のディスクロータや車輪が取り付けられる車両用ハブユニットに関する。
一般的に、車両用ハブユニットは、自動車の従動輪側に用いるタイプと、駆動輪側に用いるタイプとに大別される。従動輪タイプとしては、本発明の実施形態２に係る図３に示すように、ハブホイールの外周に複列転がり軸受を取り付けた構造になっている。また、駆動輪タイプとしては、本発明の実施形態１に係る図１に示すように、ハブホイールの外周に複列転がり軸受をまたハブホイールの内周に等速ジョイントを取り付けた構造になっている。
通常、ハブホイールの外周面には、自動車におけるディスクブレーキ装置のディスクロータや車輪を取り付けるための径方向外向きのフランジが設けられる。
そして、従動輪タイプのハブユニットの構造では、ハブホイールの内端部を径方向外向きに屈曲変形させて、複列転がり軸受の内輪に対してかしめつけることにより、ハブホイールに対して複列転がり軸受を抜け止めするとともに、複列転がり軸受に対して所要の予圧（圧縮応力）を付与するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
一方、駆動輪タイプのハブユニットの構造では、等速ジョイントの外輪の軸部における外端部を径方向外向きに屈曲変形させて、ハブホイールの外端面に対してかしめつけることにより、ハブホイールと等速ジョイントの外輪とで複列転がり軸受を挟持するとともに、複列転がり軸受に対して所要の予圧（圧縮応力）を付与するようになっている。
特公昭４８−４７２２号公報
上記従来例では、いずれのタイプのハブユニットであっても、かしめ部分に対して水分がかかると、ハブホイールと等速ジョイントの外輪との嵌合面、あるいはハブホイールと複列転がり軸受の内輪との嵌合面にまで染み込んでしまい、そこに錆などが発生するおそれがあるなど、好ましくない。
また、かしめ部分から侵入した水分は、時間経過に伴い複列転がり軸受の内部にまで入り込んで、潤滑剤を劣化させることにもなりかねない。
このような事情に鑑み、本発明は、車両用ハブユニットにおいて、かしめ部分からの水分侵入を防止し、各部の品質を長期にわたって維持することを解決すべき課題とする。
本発明の車両用ハブユニットは、ハブホイールの外周に複列転がり軸受が配設され、かつ、ハブホイールの外周面に径方向外向きのフランジが一体形成された車両用ハブユニットであって、前記ハブホイールが、前記複列転がり軸受が外装される軸部を有し、前記複列転がり軸受が、二列の軌道溝を有する単一の外輪と、二列で配設される複数の転動体と、片方列の転動体群に対応する単一の内輪とを有し、前記軸部においてフランジ側の領域が前記他方列の転動体群の軌道面とされ、ハブホイールの内端部を径方向外向きに屈曲変形させて前記内輪に対してかしめつけることにより軸方向に抜け止めされているとともに、前記ハブホイールの屈曲変形されたかしめ部とそれがかしめつけられる内輪の端面との間のみに、弾性シール材が圧縮変形させられた状態で挟持されている、ことを特徴としている。
本発明では、複列転がり軸受の内輪の抜け止めをかしめにより行うようにした構造において、かしめ部分である内輪とかしめ部との間に弾性シール材を介在させることにより、かしめ部分からの水分侵入を防止するようにしている。
本発明では、かしめ部分に弾性シール材を介在させるようにしているから、ここからの水分侵入を確実に防止できるようになり、錆などの品質低下を回避できるようになる。具体的には、かしめ部から複列転がり軸受の内輪とハブホイールの軸部との嵌合部分に対して侵入することを確実に防止できるようになる。これに伴い、かしめ部分に連なる隙間から複列転がり軸受の内部への水分侵入が避けられるようになる。さらに、弾性シール材をかしめ部分に介在させていても、かしめにより弾性シール材が押し潰されるから、かしめによる軸力の付与度合いが低下するといった不具合の発生も回避される。
このように、本発明では、車両用ハブユニットの各部の品質を長期にわたって維持できるようになり、信頼性向上に貢献できる。
本発明の詳細を図面に示す実施形態（参考形態を含む）に基づいて説明する。
図１は本発明の参考形態に係る車両用ハブユニットを示す断面図である。図例の車両用ハブユニットは、自動車の駆動輪側に使用されるタイプであり、ハブホイール１と、複列転がり軸受２と、等速ジョイント３とを備える。
ハブホイール１は、中空構造であり、外周面の軸方向中間部に径方向外向きのフランジ１１が、また、中空部内周面の所要領域にメススプラインが、さらに、外周面の内端部に複列転がり軸受２における片方列の玉２２群の軌道面１２がそれぞれ形成されている。なお、フランジ１１の円周数箇所には、ディスクブレーキ装置のディスクロータ４および車輪（図示省略）を固定するためのボルト１３が貫通状態で装着されている。５はブレーキパッドである。
複列転がり軸受２は、二列の軌道溝を有する単一の外輪２１、二列で配設される転動体としての複数の玉２２、二つの冠形保持器２３を有しており、本来必要な２つの内輪については、ハブホイール１の外周面および等速ジョイント３の外周面を利用する構成になっている。なお、外輪２１には、車体６などにボルト止めされる径方向外向きのフランジ２４が形成されている。
等速ジョイント３は、周知のツェッパタイプ（バーフィールド型）等速ジョイントと呼ばれるものとされ、外輪３１、内輪３２、玉３３、保持器３４などを有している。なお、外輪３１は、内輪３２、玉３３、保持器３４などが収納配設される椀形部３５と、この椀形部３５の小径側に一体に連接される円筒軸部３６とを有している。椀形部３５の外周面には、複列転がり軸受２における片方列の玉２２群の軌道面３７が設けられており、また、円筒軸部３６の外周面における所要領域には、ハブホイール１のメススプラインに嵌合されるオススプラインが形成されている。さらに、内輪３２には、シャフト７の一端側がスプライン嵌合されるとともに止め輪などで抜け止め固定されていて、このシャフト７の他端側が、図示しないが、別の等速ジョイントを介して車両のデファレンシャル装置に取り付けられる。
そして、ハブホイール１の外周面に複列転がり軸受２を、また、ハブホイール１の内周面に等速ジョイント３をそれぞれ取り付けた状態で、等速ジョイント３の外輪３１における円筒軸部３６の外端部を径方向外向きに屈曲して、ハブホイール１の外端面に対してかしめつけることにより、ハブホイール１と等速ジョイント３の外輪３１とで複列転がり軸受２を軸方向から挟持する形態にして、複列転がり軸受２に対して所要の予圧（圧縮応力）を付与するようになっている。なお、かしめ部には、符号３８を付してある。
このようなハブユニットでは、シャフト７の回転動力が、等速ジョイント３を介してハブホイール１に取り付けられてある車輪（図示省略）に対して伝達される。
ところで、この参考形態１では、ハブホイール１の外端面と、そこにかしめつけられる等速ジョイント３における外輪３１のかしめ部３８との接触部分に、例えばＯリングなどの弾性シール材８を介在させている、ことを特徴としている。
このように弾性シール材８を装着するには、後で説明するが、例えば、等速ジョイント３の外輪３１における円筒軸部３６の外端部を径方向外向きに屈曲するかしめ作業を行うときに、予め、この外輪３１における円筒軸部３６の外周面の外端部に対して弾性シール材８を取り付けておけばよい。
また、上記かしめ作業について説明する。
ここでは、図２に示すように、かしめ受け冶具４０および拘束リング４１を用いる。まず、基台４２上にかしめ受け冶具４０を介して仮組みした車両用ハブユニットの全体を載せる。このとき、かしめ受け冶具４０の搭載面４０ａに対して外輪３１の冶具受け面３９をあてがって、外輪３１を基台４２から浮かせた状態にする。
なお、上記等速ジョイント３の外輪３１における椀形部３５の内周奥壁には、前述したかしめ受け冶具４０があてがわれる冶具受け面３９が予め形成されている。
次いで、ハブホイール１の外周面においてディスクロータ４や車輪（図示省略）が外嵌される外端部に対して、拘束リング４１を取り付ける。この拘束リング４１は、ハブホイール１のフランジ１１においてディスクロータ４があてがわれる面が、かしめによって歪むことを防止するために用いられる。
このような状態において、外輪３１における円筒軸部３６の外周面の外端部に対して弾性シール材８を取り付けてから、かしめ冶具４３を所要圧力Ｐ１で加圧しながら中心Ｏに対して所要角度θを付けてローリングさせる。これにより、外輪３１における円筒軸部３６の外端部が径方向外向きに屈曲変形されて、ハブホイール１の外端面に対してかしめつけられるとともに、この屈曲変形により形成されたかしめ部３８とハブホイール１の外側端面との間に弾性シール材８が圧縮変形させられた状態で挟持される。
このローリングかしめ過程において、かしめ荷重Ｐ１は、それと軸方向で正対する外輪３１の冶具受け面３９に作用するが、この冶具受け面３９がかしめ受け冶具４０の搭載面４０ａで支持されているので、この搭載面４０ａからの反力Ｐ２は前記かしめ荷重Ｐ１と軸方向でほぼ一致する結果、等速ジョイント３にはかしめ時における偶力が発生せずに済む。また、拘束リング４１でハブホイール１の外周面においてディスクロータ４や車輪（図示省略）が外嵌される外端部を受けているので、かしめ時においてハブホイール１のフランジ１１においてディスクロータ４があてがわれる面が歪むことが防止されることになる。これにより、ディスクロータ４の回転振れを抑制できるようになる。
以上説明したように、上記参考形態では、ハブホイール１の外端面と、そこにかしめつけられる等速ジョイント３における外輪３１のかしめ部３８との接触部分に、弾性シール材８を介在させているから、ここに水分がかかったとしても、この水分がかしめ部３８からハブホイール１と等速ジョイント３の外輪３１における円筒軸部３６とのスプライン嵌合部分に対して侵入することを確実に防止できるようになり、錆による品質低下を回避できるようになる。これにより、必然的に、複列転がり軸受２の内部に対する水分侵入が避けられるから、軸受の寿命向上に貢献できるようになる。しかも、弾性シール材８をかしめ部分に介在させていても、かしめにより弾性シール材８が押し潰されるから、かしめによる軸力の付与度合いが低下するといった不具合の発生も回避される。
図３は、本発明の一実施形態に係るハブユニットを示す断面図である。この実施形態のハブユニットは、自動車の従動輪側に用いられるタイプであって、ハブホイール１と、複列転がり軸受２とで構成されており、上記参考形態と異なり、等速ジョイント３は用いられていない。但し、発明の本質は、上記参考形態と基本的に同じである。
これらハブホイール１と複列転がり軸受２は、上記参考形態で説明したものと基本的に同じ構成であるが、細部において若干相違している。ここでのハブホイール１は、中実構造とされていて、その軸部の外周面に複列転がり軸受２の一方の内輪となる軌道面を形成したような構造であり、複列転がり軸受２は、単一の内輪２５を備えている。
そして、ハブホイール１における軸部の内端部を、径方向外向きに屈曲変形させて複列転がり軸受２の内輪２５の端面に対してかしめつけることにより、ハブホイール１に対して複列転がり軸受２を一体化するようになっている。なお、ハブホイール１のかしめ部に符号１５を付している。
このような構成において、内輪２５とかしめ部１５との接触部分に弾性シール材８が圧縮状態で挟持されている。
この実施形態でのかしめ形態について説明する。ここでは、図４に示すように、基台４２上に仮組みした車両用ハブユニットの全体を載せる。このような状態において、ハブホイール１の軸部の外周面において内端部に対して弾性シール材８を取り付けてから、かしめ冶具４３を所要圧力で加圧しながら中心Ｏに対して所要角度θを付けてローリングさせる。これにより、ハブホイール１における軸部の内端部が径方向外向きに屈曲変形されて、複列転がり軸受２の内輪２５の端面に対してかしめつけられるとともに、この屈曲変形により形成されたかしめ部１５と内輪２５の端面との間に弾性シール材８が圧縮変形させられた状態で挟持される。
このローリングかしめ過程において、かしめ荷重は、内輪２５からハブホイール１に作用するが、このハブホイール１が中実であるから、ハブホイール１全体に作用する結果、ハブホイール１のフランジ１１にはかしめ時における偶力が発生せずに済む。
以上説明したように、上記実施形態では、複列転がり軸受２の内輪２５と、そこにかしめつけられるハブホイール１における軸部のかしめ部１５との接触部分に、弾性シール材８を介在させているから、ここに水分がかかったとしても、この水分がかしめ部３８から内輪２５とハブホイール１の軸部との嵌合部分に対して侵入することを確実に防止できるようになり、錆による品質低下を回避できるようになる。これにより、必然的に、複列転がり軸受２の内部に対する水分侵入が避けられるから、軸受の寿命向上に貢献できるようになる。しかも、弾性シール材８をかしめ部分に介在させていても、かしめにより弾性シール材８が押し潰されるから、かしめによる軸力の付与度合いが低下するといった不具合の発生も回避される。
なお、本発明のハブユニットの構成は、上記実施形態で例示したものの他にいろいろ考えられるが、それらのすべてに対して同様に本発明を適用できる。また、上記実施形態では、弾性シール材８として、Ｏリングを例に挙げたが、固形シール体あるいは液状硬化性シール体とすることができる。
本発明の参考形態に係るハブユニットを示す断面図 図１のハブユニットでのかしめ形態を示す説明図 本発明の一実施形態に係るハブユニットを示す断面図 図３のハブユニットでのかしめ形態を示す断面図
符号の説明
１ ハブホイール
２ 複列転がり軸受
３ 等速ジョイント
４ ディスクロータ
８ 弾性シール材
１１ ハブホイールのフランジ
３１ 等速ジョイントの外輪
３６ 外輪の円筒軸部
３８ 円筒軸部のかしめ部

Claims (1)

  1. ハブホイールの外周に複列転がり軸受が配設され、かつ、ハブホイールの外周面に径方向外向きのフランジが一体形成された車両用ハブユニットであって、
    前記ハブホイールが、前記複列転がり軸受が外装される軸部を有し、
    前記複列転がり軸受が、二列の軌道溝を有する単一の外輪と、二列で配設される複数の転動体と、片方列の転動体群に対応する単一の内輪とを有し、前記軸部においてフランジ側の領域が前記他方列の転動体群の軌道面とされ、
    ハブホイールの内端部を径方向外向きに屈曲変形させて前記内輪に対してかしめつけることにより軸方向に抜け止めされているとともに、
    前記ハブホイールの屈曲変形されたかしめ部とそれがかしめつけられる内輪の端面との間のみに、弾性シール材が圧縮変形させられた状態で挟持されている、ことを特徴とする車両用ハブユニット。
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