JP2007321917A - ハブユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】 ハブ内部空間とハブ外部空間の圧力差を少なくできるハブユニットを提供する。
【解決手段】 外輪部材２の車両インナ側端部に設けられ、転動体配置空間Ｓ１を含むハブ内部空間とハブ外部空間とを隔するカバーと、ハブ内部空間に密封された気体の基準圧体積の増加または減少に応じて、ハブ内部空間の容積を増加または減少させるハブ内部空間容積調整手段４とを備える。
【選択図】 図１
【解決手段】 外輪部材２の車両インナ側端部に設けられ、転動体配置空間Ｓ１を含むハブ内部空間とハブ外部空間とを隔するカバーと、ハブ内部空間に密封された気体の基準圧体積の増加または減少に応じて、ハブ内部空間の容積を増加または減少させるハブ内部空間容積調整手段４とを備える。
【選択図】 図１
Description
本発明はハブユニットに関するものである。
従来から自動車等の車両には、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が用いられている。
特開２００１−３１５５０３号公報
ハブユニットは、車体側に固定された外輪部材と、この外輪部材と同心に配置されたハブホイールと、これら外輪部材とハブホイールとの間に介装される転動体とを備えており、ハブホイールが軸心周りに回転自在にされている。そして、このハブホイールに車輪が取り付けられる。またハブユニットには、ハブ内部空間を密封するためのシール部材が設けられている。
車輪が回転するとハブユニットの温度が上昇し、ハブ内部空間に密封された空気が膨張してシール部材から空気が漏出する。その後、車輪の回転が止まると、ハブユニットの温度が低下するため、ハブ内部空間の空気圧が下がる。その結果、シール部材のリップ張り付き現象が起き、トルクの増大を引き起こす問題があった。また、ハブ外部空間からシール部材を通ってハブ内部空間に空気が入り込み、水滴や粉塵が入る原因になっていた。そのため、ハブ内部空間と外部空間の圧力差を少なくできるハブユニットが望まれていた。
一方、貨車や船舶等により車両を輸送すると、微小な揺れにより、車両に取り付けられたハブユニットが微小振動を起こしてフレッティング摩耗が発生して摩耗粉が生じ、転動体の軌道部に擬似圧痕が発生する問題がある。そして、摩耗粉が酸化して酸化鉄となり、その酸化鉄がさらに摩耗を促進させ、擬似圧痕が拡大する。そのため、異音発生の原因になる。
軸受内部に脱酸素剤を封入すると、磨耗粉の酸化を防止でき、磨耗を低減できる。しかし酸素は空気の体積の約５分の１を占めており、この酸素を脱酸素剤によって吸収するとハブ内部空間の圧力が低下する。その結果、シール部材のリップ張り付き現象が起き、トルクが増大する問題があった。また、外部空間からシール部材をとおってハブ内部空間に空気が入り込み、水滴や粉塵が入る原因ともなっていた。
本発明は上述のような事情を背景になされたもので、特に、ハブ内部空間とハブ外部空間の圧力差を少なくできるハブユニットを提供することを課題とする。
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前記外輪部材に転動体を介して軸心周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、
前記外輪部材と前記ハブホイールの間に形成された転動体配置空間のアキシャル方向における車両アウタ側端部において前記外輪部材と前記ハブホイールとの間を、これら外輪部材とハブホイールとの相対回転を許容した状態でシールするシール部材と、
前記外輪部材の車両インナ側端部に設けられ、前記転動体配置空間を含むハブ内部空間とハブ外部空間とを隔するカバーと、
該ハブ内部空間に密封された気体の基準圧体積の増加または減少に応じて、前記ハブ内部空間の容積を増加または減少させるハブ内部空間容積調整手段と、
を備えることを特徴とする。
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周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、
前記外輪部材と前記ハブホイールの間に形成された転動体配置空間のアキシャル方向における車両アウタ側端部において前記外輪部材と前記ハブホイールとの間を、これら外輪部材とハブホイールとの相対回転を許容した状態でシールするシール部材と、
前記外輪部材の車両インナ側端部に設けられ、前記転動体配置空間を含むハブ内部空間とハブ外部空間とを隔するカバーと、
該ハブ内部空間に密封された気体の基準圧体積の増加または減少に応じて、前記ハブ内部空間の容積を増加または減少させるハブ内部空間容積調整手段と、
を備えることを特徴とする。
上記発明によると、外輪部材の車両インナ側端部にカバーが取り付けられ、このカバーによってハブ内部空間とハブ外部空間とが隔てられている。また、ハブ内部空間に密封された気体の基準圧体積の増加または減少に応じて、ハブ内部空間の容積を増加または減少させるハブ内部空間容積調整手段を備える。例えば温度の変化によってハブ内部空間に密封された気体の基準圧体積が増加または減少した場合でも、それに応じてハブ内部空間の容積が増加または減少する。そのため、ハブ内部空間とハブ外部空間の圧力差を小さくすることができ、シールリップの張り付き現象や、シール部材を通って外部から空気が入ることを防止できる。
この場合、ハブ内部空間に脱酸素剤を封止することができる。脱酸素剤を封止すると、ハブ内部空間の酸素を吸収することができる。そのため、車両運送中に微小振動によって軌道部に生じた磨耗粉の酸化を防止でき、酸化鉄による磨耗促進を低減できる。これにより、フレッティング磨耗を低減することが可能となる。
また、単に脱酸素剤を封止すると、空気中の酸素が吸収されることにより、元の体積の約５分の１が減少してしまい、ハブ内部空間の圧力が低減してシールリップの張り付き現象が起きたり、ハブ外部空間からシール部材を通って空気（粉塵、水を含む）が侵入しやすくなるが、本発明ではハブ内部空間容積調整手段を備えているため、この問題が生じにくい。
また、ハブ内部空間容積調整手段は、ハブ内部空間を形成する壁部の一部をなす移動壁部とすることができる。
さらに、移動壁部を弾性材料とし、基準圧体積の変化に追従してハブ内部空間の容積を変化させる向きに弾性変形するダイアフラム部とすることができる。
上記発明によると、ハブ内部空間を形成する壁部の一部がダイアフラムからなる。このダイアフラムは弾性材料によって構成され、気体の基準圧体積の変化に追従してハブ内部空間の容積を変化させる向きに弾性変形する。例えば温度が低下したり、脱酸素剤が酸素を吸収したりするとハブ内部空間の圧力が低下し始めるが、その場合、ダイアフラムが外気圧に押されることにより弾性変形して、ハブ内部空間の容積が減少するため、内部の圧力は一定に保持される。
この場合、ダイアフラム部は、カバーに対し、その壁部の一部をなす形で取り付けることができる。このようにすると、ダイアフラム部の面積を大きく確保することができ、従って、基準圧体積の変化に容易に追従することが可能となる。
また、本発明のハブユニットは、
ハブ内部空間とハブ外部空間とを繋ぐ体積調整通路上にダイアフラムを取り付けることができる。
ハブ内部空間とハブ外部空間とを繋ぐ体積調整通路上にダイアフラムを取り付けることができる。
さらに、移動壁部は、ハブ内部空間とハブ外部空間とを繋ぐ体積調整通路上に設けられた粘稠流体の充填部とすることができる。この構造によると、粘稠流体の充填部が体積調整通路上を移動することにより、ハブ内部空間の体積を増加または減少することができる。
また、体積調整通路はハブホイールに形成することができる。このようにすると、体積調整通路の長さを十分に長く確保できる。そのため、基準圧体積の変化に十分に追従することが可能となる。
この場合、体積調整通路はハブホイールの車両アウタ側端面に開口する構成にすることができる。ドリル等の工具を使って車両アウタ側端面からアキシャル方向に穿孔することにより、上述の体積調整通路を簡単に形成することができる。
本発明の実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。
図１は、ハブユニット１の断面図である。この図の左側は車両アウタ側であり、右側は車両インナ側である。図示するように、ハブユニット１は外輪部材２と、この外輪部材２と同心に配置されるハブホイール（内輪部材）３とを備える。
図１は、ハブユニット１の断面図である。この図の左側は車両アウタ側であり、右側は車両インナ側である。図示するように、ハブユニット１は外輪部材２と、この外輪部材２と同心に配置されるハブホイール（内輪部材）３とを備える。
ハブホイール３は、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。ハブホイール３と外輪部材２の間には転動体２７が介装されている。ハブフランジ１２は、軸部１１の車両アウタ側端部からラジアル方向外側に突出するように形成されている。
軸部１１には、車両インナ側端部から内輪２１が圧入され、加締め部３３にて固定されている。また、軸部１１及び内輪２１には内輪軌道２３，２４が形成され、外輪２には外輪軌道２５，２６が形成されている。そして、これら内輪軌道２３，２４と外輪軌道２５，２６の間に２列の転動体２７が配置されている。また、この転動体２７を保持するための冠形保持器８と、ハブフランジ１２の側方において転動体配置空間Ｓ１をシールするシール部材２９が設けられている。
ハブホイール３のハブフランジ１２には、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。また、ハブフランジ１２の車両アウタ側主表面には、ブレーキディスクロータ及びタイヤホイール（図示しない）を取り付ける際の位置決めの役割を果たす案内部（インロー部）７がアキシャル方向車両アウタ側に突出形成されている。このインロー部７によってブレーキディスクロータ及びタイヤホイールの位置決めを行って、挿通孔１５にハブボルト３８を挿通して、ハブボルト３８とナットを螺合することにより、ハブフランジ１２にブレーキディスクロータ及びタイヤホイールを固定する。
外輪部材２は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が突設されている。また、外輪部材２には、アキシャル方向車両インナ側に突出した外輪インロー部３２が形成されている。この外輪インロー部３２を用いてハブユニット１を車体に対して位置決めし、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部材２を車体側（例えばナックル）に固定することにより、ハブユニット１が車体に固定される。
図１のハブユニット１は、車体の従動輪側に使用され、車両インナ側端部にカバー３５（遮蔽体）が取り付けられており、転動体配置空間Ｓ１は、シール部材２９とカバー３５とによって空気が半密閉状態で封入され、外部空間に流出しないように構成されている。カバー３５には、回転センサ（ＡＢＳセンサ）９が取り付けられている。車両アウタ側端部に備えられたシール部材２９は、弾性シール体として形成されており、一端が外輪部材２に固定されるとともに、他端がハブホイール３に弾性変形しつつ密着して、転動体配置空間Ｓ１に空気が半密閉されることを可能としている。またシール部材２９は、外輪部材２とハブホイール３とのシール状態を維持するとともに、外部空間から転動体配置空間Ｓ１への水の侵入を防ぐ働きを有する。より詳しくは、シール部材２９には複数個のリップ２９ａが形成されており、各々に水滴侵入防止やグリース保持などの機能が割り当てられている。
カバー３５の内面とハブホイール３の車両アウタ側端面との間にはカバー内部空間Ｓ２が形成されており、このカバー内部空間Ｓ２は、転動体配置空間Ｓ１と連通されている。これら転動体配置空間Ｓ１とカバー内部空間Ｓ２とにより、ハブ内部空間Ｓが構成されている。
一方、カバー３５には、弾性材料（軟質の金属や樹脂、ゴム等）から形成されたダイアフラム部４（本発明のハブ内部空間容積調整手段、移動壁部）が、カバー３５の一部をなす形で取り付けられている。このダイアフラム部４は、ハブ内部空間Ｓに密封された気体の基準圧体積の増加または減少に応じて、ハブ内部空間Ｓの容積を増加または減少させている。
例えば、ハブホイール３の回転等により温度が上昇すると、ハブ内部空間Ｓに密封された気体の基準圧体積が増加するが、ダイアフラム部４がその基準圧体積の増加に追従してハブ内部空間Ｓの容積を増大させる向きに弾性変形するため、ハブ内部空間Ｓの圧力が一定に保持される。
また、温度が低下した場合は、ハブ内部空間Ｓに密封された気体の基準圧体積が減少する。その結果、図２に示すように、ダイアフラム部４が基準圧体積の減少に追従してハブ内部空間Ｓの容積を減少させる向きに弾性変形し、ハブ内部空間Ｓの圧力が一定に保持される。このようにダイアフラム部４は、弾性変形によってハブ内部空間Ｓの体積を増減させる移動壁部とみなすことができる。
換言すると、ハブ内部空間Ｓの気体の圧力が微小変化すると、ハブ外部空間ＯＳとの圧力差が小さくなる方向にダイアフラム部４が弾性変形する。これにより、ハブ外部空間ＯＳからシール部材２９を通って空気が流入する不具合を防げる。また、ハブ内部空間Ｓの圧力が低下するとリップ２９ａの張り付き現象が起き、ハブホイール３のトルクが増大したり、極端な場合にはハブホイール３が固着する場合があるが、本発明ではダイアフラム部４が弾性変形することにより、ハブ内部空間Ｓとハブ外部空間ＯＳとの圧力差を一定にしているため、このような不具合を防止できる。
なお、ハブユニット１を製造する際には、カバー３５を取り付ける工程があるが、カバー３５およびシール部材２９の気密性が高いと、ハブ内部空間Ｓの空気が圧縮されてカバー３５の組み付け性が悪くなる場合がある。しかし上述のようにダイアフラム部４を設けておくと、ハブ内部空間Ｓの圧力上昇を緩和できるので、カバー３５の取り付けをスムーズに行うことができる。
一方、上述したように、車両を運送すると微小振動によって、転動体２７の軌道２３〜２６に擬似圧痕が生じることがある。そして、発生した磨耗粉が酸化して酸化鉄が生じ、その酸化鉄によってさらに磨耗が促進する。そのため、異音の発生原因になる。この問題を解決するためには、ハブ内部空間Ｓに脱酸素剤を封止するとよい。例えば図３に示すように、ハブホイール３の車両アウタ側端面に脱酸素剤５を取り付け、この脱酸素剤５によってハブ内部空間Ｓの酸素を吸収させることができる。これにより、磨耗粉の酸化を防止でき、フレッティング磨耗を低減することが可能となる。
このように脱酸素剤５を封止する場合は、ダイアフラム部４を取り付ける効果が特に顕著に表れる。すなわち、脱酸素剤５を封止すると酸素が吸着され、ハブ内部空間Ｓに密封された空気の約５分の１が減少する。ダイアフラム部４が取り付けられていない場合は、ハブ内部空間Ｓの空気圧が減少し、リップ２９ａの張り付き現象や、シール部材２９を通って外部から空気が流入するといった問題が生じやすくなる。しかし本発明のようにダイアフラム部４を設けると、ハブ内部空間Ｓとハブ外部空間ＯＳとの圧力差を少なくすることができ、上記問題を最小限に抑えることが可能となる。
なお、脱酸素剤５としては例えば、鉄粉（還元鉄粉、電解鉄粉、噴霧鉄粉等）や第一鉄塩を含むものを使用できる。また、有機系の脱酸素剤（アスコルビン酸、アスコルビン酸塩、ポルフィリン錯体類、大環状ポリアミン錯体など）を使用してもよい。
次に、本発明の別の実施例を図４に示す。この実施例では、ハブ内部空間Ｓとハブ外部空間ＯＳを繋ぐ体積調整通路６がハブホイール３に形成されている。この体積調整通路６はハブホイール３をアキシャル方向に貫通形成したもので、一方の開口部５０が車両アウタ側端面に形成され、他方の開口部５１が車両インナ側端面に形成されている。そして、この体積調整通路６上にダイアフラム部４が設けられている。
また、本発明は図５のようにすることも可能である。この実施例では、体積調整通路６上に粘稠流体（例えばグリース）の充填部４０が設けられている。温度が変化したり、脱酸素剤５が酸素を吸収することにより、ハブ内部空間Ｓに密封されている気体の基準圧体積が増加または減少すると、充填部４０が体積調整通路６内を移動し、ハブ内部空間Ｓの容積を増加または減少させる。これにより、ハブ内部空間Ｓとハブ外部空間ＯＳの圧力差を減少できる。
さらに、本発明は図６のようにすることも可能である。この実施例では体積調整通路６は、第一部分６ａと第二部分６ｂとから構成されている。第一部分６ａはハブホイール３にアキシャル方向に形成され、車両アウタ側端面に開口している。また第二部分６ｂは、第一部分６ａに連通しハブホイール３にラジアル方向に形成され、転動体配置空間Ｓ１に繋がっている。そして、第一部分６ａにダイアフラム部４が設けられている。
以上説明したように本発明は、ハブ内部空間Ｓに密封された気体の基準圧体積の増加または減少に応じて、ハブ内部空間Ｓの容積を増加または減少させるダイアフラム部４（ハブ内部空間容積調整手段、移動壁部）を設けたので、ハブ内部空間Ｓとハブ外部空間ＯＳの圧力差を小さくすることができ、従って、ハブ外部空間ＯＳからシール部２９を通って空気が流入したり、リップ２９ａが張付いたりすることを防止できる。また、フレッティング磨耗を防止するために、ハブ内部空間Ｓに脱酸素剤を封止する場合は、酸素が吸収されるためハブ内部空間Ｓの圧力が減少しやすくなり、リップ２９ａの張り付き現象等が起きやすくなるため、上述のようにダイアフラム部４を設けた際の効果が特に顕著に現れる。
１ ハブユニット
２ 外輪部材
３ ハブホイール
４ ダイアフラム（ハブ内部空間容積調整手段、移動壁部）
５ 脱酸素剤
６ 体積調整通路
２９ シール部材
３５ カバー
４０ 粘稠流体
５０ （体積調整通路）の開口部
ＯＳ ハブ外部空間
Ｓ ハブ内部空間
Ｓ１ 転動体配置空間
Ｓ２ カバー内部空間
２ 外輪部材
３ ハブホイール
４ ダイアフラム（ハブ内部空間容積調整手段、移動壁部）
５ 脱酸素剤
６ 体積調整通路
２９ シール部材
３５ カバー
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５０ （体積調整通路）の開口部
ＯＳ ハブ外部空間
Ｓ ハブ内部空間
Ｓ１ 転動体配置空間
Ｓ２ カバー内部空間
Claims (2)
- 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周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、
前記外輪部材と前記ハブホイールの間に形成された転動体配置空間のアキシャル方向における車両アウタ側端部において前記外輪部材と前記ハブホイールとの間を、これら外輪部材とハブホイールとの相対回転を許容した状態でシールするシール部材と、
前記外輪部材の車両インナ側端部に設けられ、前記転動体配置空間を含むハブ内部空間とハブ外部空間とを隔するカバーと、
該ハブ内部空間に密封された気体の基準圧体積の増加または減少に応じて、前記ハブ内部空間の容積を増加または減少させるハブ内部空間容積調整手段と、
を備えることを特徴とするハブユニット。 - 前記ハブ内部空間に脱酸素剤が封止され、
前記ハブ内部空間容積調整手段は、前記ハブ内部空間を形成する壁部の一部をなす移動壁部であり、
前記移動壁部は弾性材料からなり、前記基準圧体積の変化に追従して前記ハブ内部空間の容積を変化させる向きに弾性変形するダイアフラム部である請求項１記載のハブユニット。
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-
2006
- 2006-06-02 JP JP2006154533A patent/JP4748454B2/ja not_active Expired - Fee Related
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