JP2007314138A - ハブユニット - Google Patents

Abstract

【課題】
ブレーキディスクロータに作用する力により、ハブユニットを構成する軸受ブレーキディスクロータの各構成部材が損傷されることを防止する。
【解決手段】
ハブユニットＨ_１のハブフランジ部３の主表面９（アウタ側の端面部）に、車軸２のアキシャル方向に沿ってすり鉢上のテーパ孔１４を設けると共に、ブレーキディスクロータ８における前記主表面９と対向する端面部に、前記テーパ孔１４に入り込む円すいころ１２を固着させ、ブレーキディスクロータ８から前記円すいころ１２の軸方向（アキシャル方向）に作用する負荷の作用方向を、車軸２のラジアル方向に変化させることによって、軸受部４に直接負荷が作用しないようにする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、車両（自動車）の懸架装置に取付けられ、車軸を回転可能に支承するためのハブユニットに関するものである。

従来の技術を説明するにあたり、本発明の図面を援用する。図１に示されるように、車両のハブユニットＨ’を構成するハブ１の車両アウタ側の端部には、車軸２のラジアル方向に張り出してハブフランジ部３が設けられていて、該ハブフランジ部３にブレーキディスクロータ８が取付けられている。前記ブレーキディスクロータ８の周縁部の両側には、一対のブレーキパッド（図示せず）が配設されていて、前記一対のブレーキパッドがブレーキディスクロータ８の対応する面を押圧することにより、タイヤホイール７を介してハブ１に取付けられた車輪（図示せず）の回転が抑止される。なお、従来のハブユニットＨ’の場合、ハブフランジ部３の主表面９とブレーキディスクロータ８との間は密着されており、図１に示される隙間ｅは設けられていない。

上記した一対のブレーキパッドの各パッド面は、全面に亘ってブレーキディスクロータの被押圧面を押圧することが望ましい。しかし、ハブユニットＨ’の組付け時の誤差等により、両者が斜めに取付けられてしまう場合がある。このような場合には、前記各パッド面がいわゆる片当たりの状態となり、異音（ブレーキ鳴き）が発生したり、ブレーキ性能が低下したりする。上記した不具合を解消するため、例えば特許文献１に開示される技術が存している。上記した不具合に加えて、各ブレーキパッドが斜めの状態で押圧することにより、前記ハブフランジ部３に大きな負荷が作用する場合がある。
特開２００３−１４８５２７号公報

本発明は、上記した不具合に鑑み、ブレーキディスクロータに大きな負荷が作用しても、転がり軸受の内外輪に圧痕を生じないようにすることを課題としている。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記した課題を解決するための請求項１の発明は、車両の懸架装置に回転不能に取付けられる筒状の外輪と、前記外輪の内周部に、複数個の転動体を介して外輪と同軸に配置される筒状の内輪と、前記内輪が嵌合装着されるハブに一体に取付けられる車軸と、固定状態の懸架装置に対して、ハブを介して車軸を回転自在に支承するためのハブユニットであって、前記ハブに車軸のラジアル方向に張り出して設けられ、ブレーキディスクロータの取付けが予定されるハブフランジ部の主表面と、前記ブレーキディスクロータにおける前記主表面と対向する面との間に、弾性変形又は塑性変形可能な緩衝部材を取付けたことを特徴としている。

ブレーキディスクロータに斜めの力が作用することにより、ハブユニットを構成するハブのハブフランジ部に大きな負荷が作用した場合であっても、前記ハブフランジ部の主表面と前記ブレーキディスクロータとの間に取付けられた緩衝部材により、負荷が吸収される。このため、ブレーキディスクロータに作用した負荷により、転動体に衝撃荷重が作用して、内外輪に圧痕を生じさせるおそれが少なくなる。

請求項２の発明は、請求項１の発明を前提として、前記緩衝部材が、車軸の軸心を中心とする周方向に所定角度をおいて複数個取付けられていることを特徴としている。

請求項２の発明では、周方向に所定角度をおいて複数個の緩衝部材が取付けられているため、前記負荷が複数個の緩衝部材に分散され、特定の緩衝部材に偏って負荷が作用することが防止される。この結果、内外輪に圧痕を生じさせるおそれが一層少なくなる。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明を前提として、前記緩衝部材は、軸方向の一端部から他端部にかけての断面積が連続的に減じるように形成されたくさび部材であり、前記ハブフランジ部の主表面と前記ブレーキディスクロータのいずれか一方側の面に取付けられていて、同じく他方側の面には、前記くさび部材のくさび形状に対応して、該くさび部材の小断面積側の端部が入り込むためのテーパ孔が設けられていることを特徴としている。

請求項３の発明では、前記緩衝部材がくさび状であって、対応するテーパ孔に入り込んでいる。ブレーキディスクロータに作用した負荷は、くさび状の緩衝部材を更に押し込もうとする。ここで、前記緩衝部材のくさび効果により、ブレーキディスクロータにおける負荷の作用方向が、車軸のアキシャル方向からラジアル方向に変化する。これにより、転動体に作用する車軸のアキシャル方向の負荷が減じられ、内外輪に圧痕を生じさせにくくなる。

請求項４の発明は、請求項３の発明を前提として、前記くさび部材は、すい体形状であることを特徴としている。

請求項４の発明では、くさび部材がすい体形状であるため、それらの製作が容易である。特に、くさび部材が円すい形状である場合、該くさび部材として、円すいころ軸受の転動体である円すいころを使用することができる。このため、くさび部材の入手が極めて容易である。

請求項５の発明は、請求項１又は２の発明を前提として、前記緩衝部材は、前記ハブフランジ部と前記ブレーキディスクロータとの間に介装され、車軸の軸心を中心とする周方向に連続的に又は断続的に設けられたリング状部材であることを特徴としている。

請求項５の発明により、緩衝部材をハブフランジ部の全面に亘って配置させることができる。

本発明の実施例について説明する。

図１は本発明の第１実施例のハブユニットＨ_１の断面図、図２はハブ１の正面図、図３はブレーキディスクロータ８の正面図、図４は図１の要部の拡大断面図である。本明細書では、以降、車両の外側（図１の図面視における右側）を「アウタ側」と記載し、同じく内側を「インナ側」と記載する。

最初に、第１実施例のハブユニットＨ_１について説明する。ハブユニットＨ_１を構成するハブ１は、車軸２の先端部２ａの外周面に取り付けられる筒状のハブ本体１ａ（筒状部）と、前記ハブ本体１ａの車両アウタ側の端部の外周面から、車軸２のラジアル方向外向きに突出する環状のハブフランジ部３と、前記ハブ本体１ａの外周面に取り付けられる軸受部４とを備えている。前記軸受部４は、ハブ１と車軸２とを一体回転可能に取り付けられる内輪４ａと、該内輪４ａのラジアル方向外側に配置される外輪４ｂと、内輪４ａと外輪４ｂとの間に配置される複数の転動体４ｃとを有する。そして、外輪４ｂが、車体側に設けられた外輪取付部５（懸架装置のナックル部）に、例えば圧入と止め輪（図示せず）により非回転となるように組み付けられている。

前記軸受部４は、複列外向きアンギュラ玉軸受から成り、ハブ本体１ａの外周に、車軸２のアキシャル方向に隣接する形で圧入外嵌される１つの単列用の内輪４ａと、二列の軌道面を有する単一の外輪４ｂと、二列で配設される複数の玉（転動体４ｃ）と、２つの冠形保持器４ｄとを備えている。なお、二列の転動体４ｃのうちの一方（アウタ側）は、ハブ本体１ａの外周面に形成された軌道面を内輪部材として転動する。したがって、本実施例の軸受部４は、外輪４ｂを非回転として内輪４ａ（及びハブ本体３ａ）を回転させる内輪回転形態で利用される。

前記ハブ本体１ａの軸心部分には、車軸２のアキシャル方向に貫通する車軸挿通孔１ｂが形成されている。車軸２の先端部２ａは、その後方側（インナ側）に接続される車軸本体部２ｂよりも縮径されていて、ハブ本体１ａの車軸挿通孔１ｂに挿通される。そして、ハブ本体１ａの車軸挿通孔１ｂと車軸２の先端部２ａとは、スプライン嵌合される。また、車軸２の先端部２ａと車軸本体部２ｂとの境界位置には、ハブ本体１ａの後端面（インナ側の端面）と当接する段部２ｃが形成されている。ハブ本体１ａの車軸挿通孔１ｂに挿通された車軸２の先端部２ａには、ハブフランジ部３よりも前方側（アウタ側）に突出する雄ねじ部が形成されていて、該雄ねじ部にナット６が螺合される。これにより、ハブ１と車軸２とが一体に締結される。

なお、従動側の車輪では、ハブ本体１ａが中実部材とされ、車軸２と兼用される構成もあり得る。また、従動側の車輪においては、軸受部４は、内輪４ａを非回転として外輪４ｂをハブ１と共に回転させる外輪回転形態とされる場合もある。いずれの場合でも、ハブ１（ハブ本体１ａ）と車輪（タイヤホイール７）とは一体回転されることとなる。

図１及び図２に示されるように、ハブフランジ部３には、車軸２のアキシャル方向に沿って貫通形成された複数（例えば、５個）の雌ねじ部３ａが、車軸２の軸心を中心とする周方向に所定角度をおいて（例えば、同心状のピッチ円Ｐ上に等間隔をおいて）配置されている。同様に、図１及び図３に示されるように、ブレーキディスクロータ８には、車軸１のアキシャル方向に沿って貫通形成された複数（例えば、５個）のロータ側の挿通孔８ａが、ピッチ円Ｐ上に、前記各雌ねじ部３ａと対応して配置されている。

図１に示されるように、ハブフランジ部３におけるアウタ側の主表面９（フランジ面）には、車両のアウタ側に向かってブレーキディスクロータ８とタイヤホイール７が、この順に重ねて配置される。そして、ハブフランジ部３の雌ねじ部３ａ、ブレーキディスクロータ８の挿通孔８ａ及びタイヤホイール７の挿通孔７ａとを合致させて、車両アウタ側からハブボルト１１を挿通し、対応する雌ねじ部３ａに螺合させることにより、ハブフランジ部３にタイヤホイール７とブレーキディスクロータ８とが一体に連結される。このとき、ハブフランジ部３とブレーキディスクロータ８との間には、後述するくさび部材により隙間ｅが形成されている。

図１及び図３に示されるように、ブレーキディスクロータ８における各挿通孔８ａのピッチ円Ｐ上には、周方向に所定角度をおいて複数個（例えば、５個）のボルト孔８ｂが設けられている。そして、図４に示されるように、各ボルト孔８ｂの部分に、前述した各雌ねじ部３ａとは別に、くさび部材の一例である円すいころ１２が取付けられる。前記円すいころ１２は、円すいころ軸受を構成する転動体であり、金属材（例えば、高炭素クロム鋼材）より成る。該円すいころ１２は円すい台形状であり、それらの大径部１２ａをブレーキディスクロータ８のインナ側の端面部に当接させ、各ボルト孔８ｂに挿通された取付ボルト１３が、前記円すいころ１２の大径部１２ａに設けられた雌ねじ部に螺合されることによって、ブレーキディスクロータ８のインナ側の端面部に固着される。

そして、図１及び図２に示されるように、ハブ１のハブフランジ部３において、ブレーキディスクロータ８の各ボルト孔８ｂと対応する部分には、上記した各円すいころ１２の小径部１２ｂを挿入させるためのテーパ孔１４が設けられている。該テーパ孔１４は、ハブフランジ部３のアウタ側からインナ側にかけてすり鉢状にして設けられている。ブレーキディスクロータ８は、各円すいころ１２の先端部（小径部１２ｂ）を対応する各テーパ孔１４に挿入させ、各ハブボルト１１を締め込むことによってハブフランジ部３に一体に取付けられる。ここで、前記テーパ孔１４の最大内径は、前記円すいころ１２の最大外径（大径部１２ａの外径）よりも少し小さい。このため、各円すいころ１２がテーパ孔１４に挿入された状態で各ハブボルト１１を締め込むと、ハブフランジ部３のアウタ側の端面部（主表面９）とブレーキディスクロータ８のインナ側の端面部とは密着されず、両者の間に隙間ｅが形成される。

従来のハブユニットのように、ハブフランジ部３と前記ブレーキディスクロータ８が密着して取付けられている場合に、何らかの原因でブレーキディスクロータ８に大きな負荷が作用して、該ブレーキディスクロータ８にねじれが生じたとき、その応力が、車軸２のアキシャル方向に沿って直接ハブ１のハブ本体１ａに及んでしまう。これにより、軸受部４に歪が発生し、内外輪４ａ，４ｂの各軌道面に圧痕が生じるおそれがある。しかし、本実施例のハブユニットＨ_１の場合、ハブフランジ部３とブレーキディスクロータ８とは、各円すいころ１２を介して連結されている。このため、ブレーキディスクロータ８に大きな負荷が作用して該ブレーキディスクロータ８にねじれが生じた場合であっても、その応力は、各円すいころ１２を弾性変形させてそれらを対応する各テーパ孔１４に更に押し込むことに費やされ、ハブ１のハブ本体１ａに及ぶ力は小さくなる。特に、各円すいころ１２の外周面と各テーパ孔１４の内周面とが、相互に対応するテーパ形状となっているため、両者の当接面にくさび効果が奏される。即ち、車軸２のアキシャル方向に沿って生じた応力は、各円すいころ１２によってその作用方向を車軸２のラジアル方向に変化させる。これにより、軸受部４の転動体４ｃには、車軸２のアキシャル方向に沿う負荷が少なくなり、内外輪４ａ，４ｂに圧痕を生じさせにくくなる。

上記した円すいころ軸受１２，１５は高炭素クロム鋼より成る金属材である。しかし、弾性変形可能な金属材であれば、超弾性合金等であってもよい。更には、前記くさび部材が、硬質ゴム材より成るものであってもよい。

次に、第２実施例のハブユニットＨ_２について説明する。図５に示される第２実施例のハブユニットＨ_２の各円すいころ１５は、前述した円すいころ１２の外周面で、隙間ｅに配置される部分に環状の切欠部１５ａを設けたものである。ブレーキディスクロータ８に発生したねじれの応力が一定値以下である場合には、第１実施例の場合と同様な作用効果が奏されることに加えて、前記応力が一定値を超えて過大なものである場合には、前記円すいころ軸受１５が切欠部１５ａで破壊（塑性変形）されることによって、ハブ１のハブ本体１ａが損傷することが回避される。

上記した各実施例のハブユニットＨ_１，Ｈ_２では、各円すいころ１２，１５はブレーキディスクロータ８に固着されていて、ハブフランジ部３にテーパ孔１４が設けられた形態である。しかし、これらが逆に設けられている場合であっても、同様な効果が奏される。

次に、第３実施例のハブユニットＨ_３について説明する。図６及び図７に示されるように、第３実施例のハブユニットＨ_３の緩衝部材は、弾性変形可能な板材（例えば、木材又はゴム材）より成るリング板１６であり、ハブフランジ部３の主表面９とブレーキディスクロータ８のインナ側の端面部との間に介装されている。当然のことながら、リング板１６には、各ハブボルト１１を挿通させるための逃し孔１６ａが設けられている。ブレーキディスクロータ８に発生したねじれの応力は、前記リング板１６を押圧して弾性変形させることに費やされるため、該応力がハブ１のハブ本体１ａに及ぶことが回避される。第３実施例の緩衝部材の場合、形状が簡単であるため、製作が容易であるという利点がある。

前記リング板１６は、周方向に連続状態で設けられている。しかし、各ハブボルト１１を挿通させる挿通孔１６ａの部分を除く形態で、周方向に断続状態で設けられていてもよい。

本発明の第１実施例のハブユニットＨ_１の断面図である。 ハブ１の正面図である。 ブレーキディスクロータ８の正面図である。 図１の要部の拡大断面図である。 一部を破断した第２実施例のハブユニットＨ_２の要部の拡大図である。 第３実施例のハブユニットＨ_３の要部の拡大断面図である。 同じくハブ１の正面図である。

符号の説明

Ｈ_１〜Ｈ_３：ハブユニット
１：ハブ
２：車軸
３：ハブフランジ部
４ｂ：外輪
４ｃ：転動体
４ａ：内輪
５：外輪取付部（懸架装置）
８：ブレーキディスクロータ
９：主表面
１２，１５：円すいころ（くさび部材）
１２ｂ：小径部（小断面積側の端部）
１６：リング板（緩衝部材）

Claims (5)

1. 車両の懸架装置に回転不能に取付けられる筒状の外輪と、
   前記外輪の内周部に、複数個の転動体を介して外輪と同軸に配置される筒状の内輪と、
   前記内輪が嵌合装着されるハブに一体に取付けられる車軸と、
   固定状態の懸架装置に対して、ハブを介して車軸を回転自在に支承するためのハブユニットであって、
   前記ハブに車軸のラジアル方向に張り出して設けられ、ブレーキディスクロータの取付けが予定されるハブフランジ部の主表面と、前記ブレーキディスクロータにおける前記主表面と対向する面との間に、弾性変形又は塑性変形可能な緩衝部材を取付けたことを特徴とするハブユニット。
2. 前記緩衝部材が、車軸の軸心を中心とする周方向に所定角度をおいて複数個取付けられていることを特徴とする請求項１に記載のハブユニット。
3. 前記緩衝部材は、軸方向の一端部から他端部にかけての断面積が連続的に減じるように形成されたくさび部材であり、
   前記ハブフランジ部の主表面と前記ブレーキディスクロータのいずれか一方側の面に取付けられていて、同じく他方側の面には、前記くさび部材のくさび形状に対応して、該くさび部材の小断面積側の端部が入り込むためのテーパ孔が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のハブユニット。
4. 前記くさび部材は、すい体形状であることを特徴とする請求項３に記載のハブユニット。
5. 前記緩衝部材は、前記ハブフランジ部と前記ブレーキディスクロータとの間に介装され、車軸の軸心を中心とする周方向に連続的に又は断続的に設けられたリング状部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載のハブユニット。

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