JP2007269285A - ハブユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 転動体列のピッチ円外径が増大した場合においても、外輪の剛性ひいては耐久性を確保しやすいハブユニットを提供する。
【解決手段】 ハブユニット１の外輪５ｂは、筒状の外輪本体部５ｍと、当該外輪本体部５ｍの外周面のアキシャル方向途中位置にて周方向に形成されたハブ取付フランジ５ｆとを有する。外輪本体部５ｍの内周面には、複列の転動体列８０，８１の各々に対応して車両インナ側軌道面５２Ａと車両アウタ側軌道面５２Ｂとが転動体５ｃの転がり軌跡に対応する凹曲面状に形成されるとともに、外輪本体部５ｍのそれら軌道面５２Ａ，５２Ｂの間に位置する部分がアキシャル方向両端部よりも厚さの大きい厚肉部６０を形成する。外輪本体部５ｍの外周面には、ハブ取付フランジ５ｆの車両アウタ側主表面Ａの内周縁に沿ってアキシャル方向断面が凹湾曲形態をなす溝状の座ぐり部７０が形成される。
【選択図】 図２

Description

この発明はハブユニットに関する。

特開２００５−２３３４０５号公報

タイヤホイールやブレーキディスクを取り付けるためのハブユニットは、外輪がその外周面に形成されたハブ取付フランジにより車体側のナックルに固定される一方、内輪が組み込まれたハブホイールが車軸先端のハブ装着部に一体回転可能に取り付けられる。ハブホイールと外輪との間には転動体列が通常、アキシャル方向に複列に配置される。外輪及びハブホイール（あるいは内輪）に形成される軌道面は、転動体の転がり軌跡に対応した凹曲面状（より詳しくは部分トーラス面状）に形成される。外輪の外周面はハブ取付フランジを除く実質的な残余部分が、ナックル側のハブ装着孔の内径に対応した円筒面を主体に形成される。従って、ハブ取付フランジを除いた外輪本体部分の厚みは、アキシャル方向の２つの軌道面に挟まれた中間部分は肉厚が大きくなるのに対し、凹状の軌道面が形成された部分はナックルにより外径規制されているため薄肉化し、転動体列のピッチ円位置で最小化する。特許文献１に示すごとく、従来のハブユニットにおいてハブ取付フランジは、車両アウタ側の端面が車両インナ側の転動体列のピッチ円位置よりも車両インナ側に位置するよう形成されているものが多い。

近年、車両性能の向上に伴いハブユニットに対して剛性の向上が求められている。ハブユニットの剛性を高めるにはハブホイールを厚肉化することが有効である。車軸先端部に取り付けられるハブホイールは、この場合、ハブホイールの外径が増加するので、転動体列のピッチ円直径（ＰＣＤ：Pitch Circle Diameter）も大きくしなければならない。ところが、外輪が装着される車両側の取付部（ナックル等）は、ハブユニットとは生産者が異なるため仕様上必ずしも連動しておらず、ハブユニット側のピッチ円直径が拡張されても外輪装着孔の内径は変更されないことの方が圧倒的に多い。この場合、外輪の外径が固定されたまま軌道面の外周縁だけが径大側に拡張されるので、軌道面位置で外輪の外輪本体部分の肉厚は減少することになる。特に、特許文献１のごとく、ハブ取付フランジの車両アウタ側端面が車両インナ側の転動体列のピッチ円位置よりもインナ側に位置していると、外輪本体部分の肉厚が最も小さくなるピッチ円位置にハブ取付フランジが存在せず、該位置での外輪本体部分の剛性不足が免れ得ない。さらに、ハブ取付フランジにアキシャル方向に曲げ応力が加わった場合に、端面内周縁と外輪外周面とが交わる位置に形成される谷状部分にその応力が集中しやすいが、特許文献１では、外輪本体部分の肉厚が最も不足する位置付近にこの谷状部が位置することになり、耐久性確保の観点において状況はさらに厳しくなる。なお、特許文献１では、この谷状部を埋める形で体積の大きいフィレット状の補強部を形成することが行われているが、これでは外輪部材の重量増加を招く欠点がある。

本発明の課題は、転動体列のピッチ円外径が増大した場合においても、外輪の剛性ひいては耐久性を確保しやすい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

本発明のハブユニットは、車軸の車両アウタ側端部に取り付けて使用され、車体側に非回転に取り付けられる外輪と、この外輪と同心配置されるとともに、車輪が取り付けられてこれと一体回転するハブホイールと、ハブホイールの少なくとも車両インナ側端部の外周面に嵌着される内輪とを備え、該内輪又はハブホイールと外輪との間にて周方向に配列する複数の転動体からなる転動体列がアキシャル方向に複列配置されてなるハブユニットにおいて、上記の課題を解決するために、
外輪は、筒状の外輪本体部と、当該外輪本体部の外周面のアキシャル方向途中位置にて周方向に形成されたハブ取付フランジとを有し、
外輪本体部の内周面には、複列の転動体列の各々に対応して車両インナ側軌道面と車両アウタ側軌道面とが転動体の転がり軌跡に対応する凹曲面状に形成されるとともに、外輪本体部のそれら軌道面の間に位置する部分がアキシャル方向両端部よりも厚さの大きい厚肉部を形成してなり、さらに、
外輪本体部の外周面に、ハブ取付フランジの車両アウタ側主表面の内周縁に沿ってアキシャル方向断面が凹湾曲形態をなす溝状の座ぐり部が形成されてなることを特徴とする。

上記の構成によると、ハブ取付フランジの車両アウタ側主表面の内周縁に沿ってアキシャル方向断面が凹湾曲形態をなす溝状の座ぐり部を外輪本体部の外周面に形成したので、外輪の肉厚が減少した場合でも、ハブ取付フランジの車両アウタ側主表面と外輪本体部の外周面との間に形成される谷状部への応力集中が上記湾曲断面形態の座ぐり部により緩和され、ハブ取付フランジに加わる曲げ応力への耐久性を向上することができる。

外輪本体部に対する該ハブ取付フランジの形成位置を、ハブ取付フランジの車両アウタ側主表面が、車両インナ側の転動体列のピッチ円位置と、車両アウタ側軌道面の車両インナ側におけるアキシャル方向端縁との間に位置するように定めることが望ましい。このようにすると、外輪本体部にて肉厚が最小化する車両インナ側転動体列のピッチ円位置にハブ取付フランジが存在する形になり、肉厚不足が解消できるばかりでなく、当該ピッチ円位置から車両インナ側では外輪本体部の肉厚がアキシャル方向に増大するので、外輪本体部の外周面側を除肉する形で上記の座ぐり部を形成しても、当該座ぐり部の形成区間における肉厚不足を招きにくく、外輪の剛性確保上さらに有利となる。

特に、外輪に対する該ハブ取付フランジの形成位置を、ハブ取付フランジの車両アウタ側主表面が、車両インナ側軌道面の車両アウタ側におけるアキシャル方向端縁と、車両アウタ側軌道面の車両インナ側におけるアキシャル方向端縁との間に位置するように定めると、上記座ぐり部の車両インナ側端縁が外輪本体部の厚肉部内に位置する形となり、当該側で、肉厚不足につながる座ぐり部と車両インナ側軌道面との干渉を回避できるので、上記の効果を一層高めることができる。この場合、特に、座ぐり部の車両アウタ側におけるアキシャル方向端縁が、車両アウタ側軌道面の車両インナ側におけるアキシャル方向端縁よりも車両インナ側に位置するようにすれば、座ぐり部の全体を外輪本体部の厚肉部内に位置させることができ、剛性確保の観点において最も望ましいといえる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施例であるハブユニット１の断面図である。
該ハブユニット１は、車軸２の車両アウタ側端部に取り付けて使用され、車体側に非回転に取り付けられる外輪５ｂと、この外輪５ｂと同心配置されるとともに、図示しない車輪が取り付けられてこれと一体回転するハブホイール４と、ハブホイール４の少なくとも車両インナ側端部の外周面に嵌着される内輪５ａとを備える。そして、該内輪５ａ又はハブホイール４と外輪５ｂとの間にて周方向に配列する複数の転動体５ｃからなる転動体列８０，８１がアキシャル方向に複列配置されてなる。

車軸２の車両アウタ側端部には、その車両インナ側に隣接する車軸本体部２ｍよりも縮径されたハブ装着部２ｔが形成される一方、ハブ本体４ｄにはハブ装着部２ｔを挿入するための車軸挿通孔４ｈが貫通形成され、ここにハブ装着部２ｔが挿入される。ハブ本体４ｄの内周面とハブ装着部２ｔの外周面との嵌合部には図示しないスプラインが形成されている。

ハブ装着部２ｔの先端部には雌ねじ部が形成され、ここに、ハブホイール４を車軸２に締結するためのハブ締結用ナット２ｖが螺合する。他方、該ハブ装着部２ｔと車軸本体部２ｍとの境界位置には、ハブ本体４ｄの車両インナ側端面と当接する段部２ｆが形成されている。なお、従動輪側では、ハブ本体が車両インナ側で途切れた中実部材とされ、車軸に兼用される構成もありえる。この場合も、ハブ本体は車軸と一体回転する部材の概念に属するものとする。

ハブユニット１の軸受部は複列外向きアンギュラ玉軸受とされており、ハブ本体４ｄの車両インナ側の端部外周面には嵌合する単列用の内輪５ａが嵌合し、インナ側の軌道面５１が形成されている。他方、アウタ側の軌道面５３は、ハブ本体４ｄの外周面に直接形成されている（ただし、当該軌道面５３も、別の単列用内輪で形成してもよい）。また、外輪５ｂには、これら軌道面５１，５３に対応する前述の軌道面５２Ａ，５２Ｂが形成される。また、２つの転動体列８０，８１にはそれぞれ保持器５ｄが設けられている。ホイール取付フランジ４ａは、ハブ本体４ｄの外周面から外向きに突出するフランジ状に形成され、該ホイール取付フランジ４ａの車両アウタ側主表面から突出するボルト８により、図示しないタイヤホイール及びブレーキディスクが取り付けられる。外輪５ｂとハブホイール４との間に形成された転動体配置用の隙間状の空間は、そのアキシャル方向前端側及び後端側がリング状のシール部材５４及び５５により、外輪５ｂに対するハブホイール４の相対回転を許容した状態で密封されている。

外輪本体５ｍのアキシャル方向後端部は、外輪取付部となるハブナックル３ｎの外輪収容孔３ｈの内側に挿入される。そして、外輪本体５ｍの外周面にラジアル方向に突出形成されたハブ取付フランジ５ｆがハブナックル３ｎの外輪収容孔３ｈの周縁部に当接し、該外輪本体５ｍのハブナックル３ｎに対するアキシャル方向の相対移動が規制される。また、ハブ取付フランジ５ｆに一体化された外輪締結部５ｅにボルト挿通孔５ｈが貫通形成され、該ボルト挿通孔５ｈを経てハブナックル３ｎ側に締結部材をなす外輪締結ボルト５ｔがねじ込まれる取付構造を有する。図３は、外輪５ｂをアキシャル方向から平面視した図である。なお、外輪締結部５ｅのボルト座面の周囲に沿って、外輪本体部５ｍと一体化される補強リブを形成することが可能である。

図３は外輪５ｂの拡大半断面図である。外輪本体部５ｍの内周面には、複列の転動体列８０，８１の各々に対応して車両インナ側軌道面５２Ａと車両アウタ側軌道面５２Ｂとが転動体５ｃの転がり軌跡に対応する凹曲面状に形成される。また、外輪本体部５ｍのそれら軌道面５２Ａ，５２Ｂの間に位置する部分がアキシャル方向両端部よりも厚さの大きい厚肉部６０が形成されている。そして、外輪本体部５ｍの外周面に、ハブ取付フランジ５ｆの車両アウタ側主表面Ａの内周縁に沿ってアキシャル方向断面が凹湾曲形態をなす溝状の座ぐり部７０が形成されている。

上記の座ぐり部７０を外輪本体部５ｍの外周面に形成することで、ハブ取付フランジ５ｆの車両アウタ側主表面Ａと外輪本体部５ｍの外周面との間に形成される谷状部への応力集中が上記湾曲断面形態の座ぐり部７０により緩和され、ハブ取付フランジ５ｆに加わる曲げ応力への耐久性を向上することができる。座ぐり部７０は本実施形態では凹アール面として形成している。

外輪本体部５ｍに対する該ハブ取付フランジ５ｆの形成位置は、ハブ取付フランジ５ｆの車両アウタ側主表面Ａが、車両インナ側の転動体列８０のピッチ円ＰＣＤの位置と、車両アウタ側軌道面５２Ｂの車両インナ側におけるアキシャル方向端縁Ｃとの間に位置するように定められている。このようにすると、外輪本体部５ｍにて肉厚が最小化する車両インナ側転動体列８０のピッチ円ＰＣＤの位置にハブ取付フランジ５ｆが存在し、肉厚不足が解消できる。また、当該ピッチ円ＰＣＤ位置から車両インナ側では外輪本体部５ｍの肉厚がアキシャル方向に増大しており、外輪本体部５ｍの外周面側を除肉する形で上記の座ぐり部７０を形成しても、当該座ぐり部７０の形成区間における肉厚不足を招きにくく、外輪５ｂの剛性がより向上する。本実施形態では、外輪５ｂに対する該ハブ取付フランジ５ｆの形成位置を、ハブ取付フランジ５ｆの車両アウタ側主表面Ａが、車両インナ側軌道面５２Ａの車両アウタ側におけるアキシャル方向端縁Ｄと、車両アウタ側軌道面５２Ｂの車両インナ側におけるアキシャル方向端縁Ｃとの間に位置するように定められている。上記座ぐり部７０の車両インナ側端縁が外輪本体部５ｍの厚肉部６０内に位置し、当該側で、肉厚不足につながる座ぐり部７０と車両インナ側軌道面５２Ａとのアキシャル方向の干渉（つまり、ラジアル方向への投影上の重なり）が回避されている。また、座ぐり部７０の車両アウタ側におけるアキシャル方向端縁Ｅが、車両アウタ側軌道面５２Ｂの車両インナ側におけるアキシャル方向端縁Ｃよりも車両インナ側に位置し、座ぐり部７０の全体が外輪本体部５ｍの厚肉部６０内に収まっている。

なお、図２においては、ハブ取付フランジ５ｆの車両インナ側主表面Ｂが、車両インナ側軌道面５２Ａの車両アウタ側端縁Ｄよりも車両インナ側に位置しており、該車両インナ側主表面Ｂと外輪本体５ｍの外周面との間に形成される谷状部が、車両インナ側軌道面５２Ａにより薄肉化した部分に形成されている。しかし、図４及び図５に示すように、ハブ取付フランジ５ｆの車両インナ側主表面Ｂを、車両インナ側軌道面５２Ａの車両アウタ側端縁Ｄよりも車両アウタ側に位置させれば、上記車両インナ側主表面Ｂ側の谷状部も厚肉部６０内に位置させることができ、剛性向上に一層効果的である。なお、ハブ取付フランジ５ｆを車両アウタ側に移動させると、座ぐり部７０も車両アウタ側軌道面５２Ｂに接近する。本実施形態では、座ぐり部７０の形成幅及び形成深さを図３の構成よりも小さくすることで、座ぐり部７０の車両アウタ側端縁Ｅを車両アウタ側軌道面５２Ｂの車両インナ側端縁Ｃよりも車両インナ側に位置させる構造を維持している。

本発明のハブユニットの実施形態を示す断面図。 外輪の平面図。 図１の外輪を拡大して示す半断面図。 図１のハブユニットの変形例を示す断面図。 図４の外輪を拡大して示す半断面図。

符号の説明

１ ハブユニット
２ 車軸
４ ハブホイール
５ａ 内輪
５ｂ 外輪
５ｍ 外輪本体部
５ｆ ハブ取付フランジ
５ｃ 転動体
５２Ａ，５２Ｂ 軌道面
６０ 厚肉部
８０，８１ 転動体列
７０ 座ぐり部

Claims (4)

1. 車軸の車両アウタ側端部に取り付けて使用され、車体側に非回転に取り付けられる外輪と、この外輪と同心配置されるとともに車輪が取り付けられてこれと一体回転するハブホイールと、前記ハブホイールの少なくとも車両インナ側端部の外周面に嵌着される内輪とを備え、該内輪又は前記ハブホイールと前記外輪との間にて周方向に配列する複数の転動体からなる転動体列がアキシャル方向に複列配置されたハブユニットにおいて、
   前記外輪は、筒状の外輪本体部と、当該外輪本体部の外周面のアキシャル方向途中位置にて周方向に形成されたハブ取付フランジとを有し、
   前記外輪本体部の内周面には、複列の前記転動体列の各々に対応して車両インナ側軌道面と車両アウタ側軌道面とが転動体の転がり軌跡に対応する凹曲面状に形成されるとともに、前記外輪本体部のそれら軌道面の間に位置する部分がアキシャル方向両端部よりも厚さの大きい厚肉部を形成してなり、さらに、
   前記外輪本体部の外周面に、前記ハブ取付フランジの車両アウタ側主表面の内周縁に沿ってアキシャル方向断面が凹湾曲形態をなす溝状の座ぐり部が形成されてなることを特徴とするハブユニット。
2. 前記外輪本体部に対する該ハブ取付フランジの形成位置を、前記ハブ取付フランジの車両アウタ側主表面が、前記車両インナ側の転動体列のピッチ円位置と、前記車両アウタ側軌道面の車両インナ側におけるアキシャル方向端縁との間に位置するように定めてなる請求項１記載のハブユニット。
3. 前記外輪本体部に対する該ハブ取付フランジの形成位置を、前記ハブ取付フランジの車両アウタ側主表面が、前記車両インナ側軌道面の車両アウタ側におけるアキシャル方向端縁と、前記車両アウタ側軌道面の車両インナ側におけるアキシャル方向端縁との間に位置するように定めてなる請求項２記載のハブユニット。
4. 前記座ぐり部の車両アウタ側におけるアキシャル方向端縁が、前記車両アウタ側軌道面の車両インナ側におけるアキシャル方向端縁よりも車両インナ側に位置する請求項３記載のハブユニット。

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