JP2007327552A - ハブユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 複雑な電気的構成を必要とせず、走行状態に応じた軸受剛性を得ることができるハブユニットを提供する。
【解決手段】 ハブユニット１は、外輪５ｂと、ハブ本体４ｂと車輪取付フランジ４ａとを有するハブホイール４と、内輪５ａと、転動体列５ｄとを備えるとともに、遠心力検出機構５４が検出する遠心力に応じて、予圧付与部材５１により内輪５ａに加えられるアキシャル方向予圧量を調整する予圧調整機構５０を備える。
【選択図】 図１

Description

この発明はハブユニットに関する。

特開２００５−１６７１４号公報

自動車のハブユニットにおいては、定められた軸受剛性が得られるよう、軸受予圧を付与して組み立てられる。この予圧量は、例えば、アキシャル方向の突合せ面の精度やそれら面間の隙間等により決定されるものであり、従来、この予圧量は組み付け状態を変更することはなされていなかった。

特許文献１には、車両に設けられた各種センサより車両の走行状態を検知し、その走行状態に基づいて予圧量が調整される技術の開示がなされている。この技術により、車両の走行状態に依存した予圧量の変更が可能となっている。

ところが、特許文献１の場合は、車両に設けられる各種センサの検出値に基づいて最適な予圧量を算出するプログラムが必要となり、その電気的構成が複雑となるという課題があった。

本発明の課題は、複雑な電気的構成を必要とせず、走行状態に応じた軸受剛性を得ることができ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

上記の課題を解決するために、本発明の制振機構付きハブユニットは、
車体側に非回転に取り付けられる外輪と、該外輪と同心配置されるハブ本体と該ハブ本体の車両アウタ側端部にて外周面から突出形成された周方向の車輪取付フランジとを有するハブホイールと、ハブ本体の外周面に嵌着される内輪と、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にてそれぞれ構成されるとともにアキシャル方向に複列配置された転動体列とを備えたハブユニットにおいて、
ハブ本体の外周面上にて内輪に対しアキシャル方向に作用する荷重を受け止めるとともに、車両アウタ側及び車両インナ側の一方の端面位置を固定的に規制する内輪支持部と、
同じく内輪の他方の端面位置をアキシャル方向に可変に規制するとともに、当該規制位置に応じて内輪にアキシャル方向予圧を付与する予圧付与部材と、
ハブホイールに作用する遠心力を検出する遠心力検出機構と、
検出された遠心力に応じて予圧付与部材をアキシャル方向に進退させることにより、前記予圧付与部材により内輪に加えられるアキシャル方向予圧量を調整する予圧調整機構と、
を備えたことを特徴とする。

上記構成によると、遠心力検出機構が検出する遠心力に応じて、予圧付与部材が内輪に付与されるアキシャル方向の予圧量を調整することができる。これにより、車両の走行状態に応じて検出される遠心力に応じて、内輪に付与されるアキシャル方向予圧量を調整することができる。

本発明のハブユニットにおける遠心力検出機構は、ハブホイールと一体回転可能に設けられるとともに、ハブホイールに作用する遠心力に応じてラジアル方向への変位を変化させる錘体を備えて構成され、予圧調整機構は、錘体に生ずるラジアル方向変位をアキシャル方向変位に変換して予圧付与部材に伝達する変位変換伝達機構を備えて構成できる。

上記構成によると、ハブホイールに作用する遠心力、即ち、車輪の回転に伴うハブホイールの回転により生じる遠心力に応じて、予圧付与部材が内輪に付与されるアキシャル方向の予圧量を増加又は減少することができる。これにより、車輪の回転速度、即ち、車両の走行速度に応じて、内輪に付与されるアキシャル方向予圧量を調整することができる。具体的には、一般車両の場合には、車速が大きい場合ほど予圧量が増加するようにすることで、高速走行時の車両のふらつきが抑制され、安定した走行が可能となる。また、初期状態において予圧が大きい（軸受剛性の高い）スポーツ仕様車の場合には、車速が大きい場合ほど予圧量が減少するようにすることで、高速走行時の発熱による負荷の増大を抑制することが可能となる。

本発明のハブユニットにおける予圧付与部材は、ハブ本体の外周面からラジアル方向に延びる梃子部材とされ、該梃子部材のハブ本体側に位置する第一端部には、該ハブ本体側に形成された梃子支点部に当接する支点受け部がアキシャル方向における車両アウタ側に形成される一方、該第一端部の車両インナ側には内輪の予圧付与側端面に当接する予圧付与部が形成され、他方、梃子部材の第二端部に錘支持アームの第一端部がアキシャル方向に旋回可能に取り付けられる一方、該錘支持アームの第二端部に錘体が取り付けられた構成とすることができる。この構成によると、梃子の原理により、錘体に作用する遠心力が増大されて内輪に予圧として付与される。これにより、遠心力よりも大きな予圧力を内輪に伝達できる。

本発明のハブユニットにおいて、ハブ本体の車両アウタ側端部の、車輪取付フランジよりも車両インナ側に位置する部分が拡径された径大部とされ、該径大部の車両インナ側に位置する段差状の端面と、内輪の予圧付与側となる車両アウタ側端面との間に形成されるアキシャル方向空隙に梃子部材の第一端部が挿入され、径大部の段差状の端面の外周縁に梃子支点部が形成された構成とすることができる。この構成によると、ハブ本体に段差面を形成するだけで、梃子支点部を容易に形成することができる。

本発明のハブユニットにおける錘支持アームは、第二端部側が第一端部側よりもアキシャル方向において車両アウタ側に位置するように梃子部材に取り付けられるとともに、当該錘支持アームの長手方向途中位置と車輪取付フランジの車両インナ側主表面とを、錘支持アームのアキシャル方向の旋回を許容した形で連結するアーム支持リンク部材が設けられ、ハブホイールに生ずる遠心力の増加に伴い、錘支持アームは車輪取付フランジから離間する向きに旋回変位して錘体の回転半径を増加させる一方、該錘支持アームの旋回変位に伴い梃子部材は、ハブ本体の車両インナ側端部に設けられた内輪支持部に向けて予圧付与部が内輪をアキシャル方向に押し付け付勢する向きに傾斜変位するよう構成することができる。この構成によると、錘支持アームはアーム支持リンク部材との連結部を中心に旋回可能に支持されるから、該錘支持アームの第一端部及び第二端部は、この連結部を中心とする限られた旋回範囲内を旋回するように構成される。これにより、錘支持アームの移動範囲を小とし、限られた予圧調整機構の配置スペースを有効に利用することができる。

上記構成のハブユニットにおける梃子部材は、ラジアル方向に配置される本体部と、該本体部のラジアル方向外側の端部に一体化され、車輪取付フランジからアキシャル方向に遠ざかる向きに突出する外側突出部とを備え、錘支持アームの第一端部が該外側突出部の車両インナ側の端部に結合された構成とすることができる。梃子部材と錘支持アームとの連結部は、錘支持アームとアーム支持リンク部材との連結部よりもアキシャル方向の車両アウタ側に設けることで、錘体のラジアル方向変位により梃子部材を傾斜変位させることができる。また、内輪のラジアル方向外側には外輪及びナックル等が配置されるから、梃子部材はこれらと干渉することなく設ける必要がある。上記構成によると、梃子部材のラジアル方向外側端部からアキシャル方向の車両アウタ側に突出した突出部の突出方向先端部に梃子部材と錘支持アームとの連結部を設けることができるから、梃子部材が外輪及びナックルと干渉することのない構成とすることができる。

本発明のハブユニットにおける梃子部材は、ラジアル方向に配置される本体部と、該本体部のラジアル方向内側の端部に一体化され、車輪取付フランジからアキシャル方向に遠ざかる向きに突出する内側突出部とを備え、当該内側突出部の車両インナ側の端面が予圧付与部とされて構成することができる。内輪のラジアル方向外側には外輪及びナックル等が配置され、梃子部材は、これらと干渉することなく内輪に接触するよう設ける必要がある。上記構成によると、梃子部材の端部からアキシャル方向に突出した突出部の突出方向先端部に内輪との接触部（予圧付与部）が形成されるから、外輪及びナックル等と干渉することがない。

本発明のハブユニットにおける内輪支持部は、ハブ本体の車両インナ側端部に螺合するねじ部材で構成することができる。この構成によると、故障等の発生時に、内輪や上記の予圧調整機構を取り外すことが容易となる。

本発明のハブユニットにおいては、錘支持アームと車輪取付フランジとの間にてアキシャル方向に弾性変形可能に配置され、錘体への遠心力増大に伴い錘支持アームに生ずるアキシャル方向の旋回変位に応じて弾性変形し、該遠心力の減少に伴い弾性復帰して錘支持アームの旋回変位を縮小させる変位復元用弾性部材を設けることができる。この構成によると、遠心力の減少に伴う錘体の初期位置への移動が変位復元用弾性部材により確実に行なうことができる。具体的には、変位復元用弾性部材をアーム支持リンク部材の中間に設けられたばね部材とすることが可能である。

本発明のハブユニットにおいては、車輪取付フランジの車両インナ側主表面と梃子部材とを、梃子部材のアキシャル方向への傾斜変位を許容した形で連結する補助リンク部材を設けることができる。この構成によると、補助リンク部材により、梃子部材のラジアル方向への抜けが防止されるとともに、補助リンク部材に支持されることで、梃子部材の移動がスムーズとなる。

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は本発明の第一実施形態に係る制振機構付きハブユニット１の一例を断面構造にて示すものである。ハブユニット１は、車体側に非回転に取り付けられる外輪５ｂと、該外輪５ｂと同心配置されるハブ本体４ｂと該ハブ本体４ｂの車両アウタ側端部にて外周面から突出形成された周方向の車輪取付フランジ４ａとを有するハブホイール４と、ハブ本体４ｂの外周面に嵌着される内輪５ａと、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にてそれぞれ構成されるとともにアキシャル方向に複列配置された転動体列５ｄとを備え、内輪５ａ、外輪５ｂ、及び転動体列５ｄとで軸受部５が形成されている。外輪５ｂは、自動車側のナックル８に設けられた外輪取付部５３に非回転となるように組み付けられる。転動体列５ｄを形成する転動体は、高炭素クロム軸受鋼（例えばＳＵＪ１，ＳＵＪ２）やセラミックで構成できる。また、内輪５ａ及び外輪５ｂは高炭素クロム軸受鋼や工具鋼（例えばＳＫ５，ＳＫ７）で構成できる。

軸受部５は複列外向きアンギュラ玉軸受からなり、ハブ本体４ｂの外周に、アキシャル方向に隣接する形で圧入外嵌される２つの単列用の内輪５ａと、二列の軌道溝を有する単一の外輪５ｂと、二列で配設される複数の玉列（転動体列）５ｃと、図示されない二つの冠形保持器とを備えている。該軸受５は、外輪５ｂを非回転として内輪５ａを回転させる形態で利用される。

ハブホイール４のハブ本体４ｂは、本実施形態においては車軸に兼用される構成をなす。ハブ本体４ｂの先端部４ｔには、内輪５ａの車両アウタ側及び車両インナ側の一方の端面位置を固定的に規制する内輪支持部２Ｖが設けられる。本実施形態においては、内輪支持部２Ｖはねじ部材（例えばナット）であり、ハブ本体４ｂの後端部よりも縮径の先端部外周面４ｔに形成された雌ねじ部に螺合して固定されており、固定状態において内輪支持部２Ｖの車両アウタ側端面が内輪５ａの車両アウタ側端面を押圧し、この面を固定的に位置規制している。なお、ハブ本体４ｂは、上記実施形態とは異なり、別体に設けられた車軸と一体回転可能に固定されるものであってもよい。例えば、ハブ本体４ｂの先端部側に内周面に雌ねじ部が形成された開口部を形成し、外周面に雄ねじ部が形成された車軸をその開口部に挿通して固定してもよい。本発明における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。

ハブホイール４の車輪取付フランジ４ａは、ハブ本体４ｂの外周面から外向きに突出するフランジ状に形成され、該ホイール取付部４ａの車両アウタ側主表面から突出するハブボルトにより、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。

上記ハブユニット１においては、図２に示すように、内輪５ａの車両インナ側端面位置５ｅをアキシャル方向に可変に規制するとともに、当該規制位置に応じて内輪５ａにアキシャル方向予圧を付与する予圧付与部材５１と、ハブホイール４に作用する遠心力を検出する遠心力検出機構５４と、検出された遠心力に応じて予圧付与部材５１をアキシャル方向に進退させることにより、前記予圧付与部材５１により内輪５ａに加えられるアキシャル方向予圧量を調整する予圧調整機構５０とが設けられ、車速に応じて内輪５０ａ，５０ａに付与される予圧量を調整することができる。

予圧付与部材５１は、ラジアル方向に配置される本体部５１ｃと、本体部５１ｃのハブ本体４ｂ側に位置する第一端部５１ａと、本体部５１ｃのラジアル方向外側に位置する第二端部５１ｂとを備えて構成される。この予圧付与部材５１は、内輪５ａの車両アウタ側端面５ｅとの間に形成されるアキシャル方向空隙に、該予圧付与部材５１の第一端部５１ａが挿入され、ハブ本体４ｂの外周面からラジアル方向に延びる形で配置される。

予圧付与部材５１の本体部５１ｃには、予圧付与部材５１のアキシャル方向への傾斜変位を許容した形で、車輪取付フランジ４ａの車両インナ側主表面と予圧付与部材５１とを連結する補助リンク部材５２が形成されている。これらの連結部をなす両端にはピンが挿通されて互いが相対回転可能に固定されるとともに、ハブホイール側の連結部の回転支持位置が固定とされ、予圧付与部材５１の抜けが防止されている。

予圧付与部材５１の第一端部５１ａは、本体部５１ｃのラジアル方向内側の端部に一体化されており、先端部には車輪取付フランジ４ａからアキシャル方向に遠ざかる向き（アキシャル方向の車両インナ側）に突出する内側突出部５１０ａが形成されている。この内側突出部５１０ａの先端面５１１ａには、内輪５ａのアキシャル方向の車両アウタ側端面（予圧付与側端面）５ｅに当接する予圧付与部が形成されている。

予圧付与部材５１の第二端部５１ｂは、本体部５１ｃのラジアル方向外側の端部に一体化されており、先端部には車輪取付フランジ４ａからアキシャル方向に遠ざかる向き（アキシャル方向の車両インナ側）に突出する外側突出部５１０ｂが形成されている。予圧付与部材５１のラジアル方向外側に位置するこの外側突出部５１０ｂには、錘支持アーム５３の第一端部５３ａがアキシャル方向に旋回可能に取り付けられる。第二端部５１ｂと錘支持アーム５３との連結はピンにより行なわれている。

また、この予圧付与部材５１は梃子部材であり、ハブ本体４ｂ側に位置する第一端部５１ａのアキシャル方向の車両アウタ側には、ハブ本体４ｂ側に形成された梃子支点部４ｅに当接する支点受け部５１ｅが形成される。ハブ本体４ｂの車両アウタ側端部の、車輪取付フランジ４ａよりも車両インナ側に位置する部分には、拡径された径大部４ｆが形成されており、梃子支点部４ｅは、この径大部４ｆの段差状の端面４ｇの外周縁に形成される。

予圧調整機構５０は、錘支持アーム５３と、錘体５４と、アーム支持リンク部材５５とにより構成される。

錘支持アーム５３は、第二端部５３ｂに錘体５４が取り付けられており、この第二端部５３ｂ側が第一端部５３ａ側よりもアキシャル方向において車両アウタ側に位置するように予圧付与部材５１に取り付けられる。また、錘支持アーム５３には、錘支持アーム５３の長手方向途中位置５３ｃと車輪取付フランジ４ａの車両インナ側主表面４ｈとを、錘支持アーム５３のアキシャル方向の旋回を許容した形で連結するアーム支持リンク部材５５が設けられている。錘支持アーム５３とアーム支持リンク部材５５との連結はピンにより行なわれている。

この錘支持アーム５３は、第二端部５３ｂに取り付けられた錘体５４の、遠心力に応じたラジアル方向への変位に伴って旋回し、予圧付与部材５１と連結する第一端部５３ａ側がアキシャル方向に変位する。即ち、錘体５４に生ずるラジアル方向変位をアキシャル方向変位に変換して予圧付与部材５１に伝達する変位変換伝達機構として構成されている。そして、予圧付与部材５１は、変換されたアキシャル方向変位が第二端部５２ｂに付与されることで傾斜変位し、予圧付与部材５１の第一端部５１ａの先端面５１１ａが内輪５ａにアキシャル方向の予圧を付与する。即ち、錘体５４の変位に応じて、予圧付与部材５１によって内輪５ａに付与される予圧量が調整される。また、予圧付与部材５１は梃子部材であるから、内輪５ａには、錘体５４を変位させる力が増幅された力が予圧付与部材５１から予圧力として付与される。

アーム支持リンク部材５５には、錘支持アーム５３と車輪取付フランジ４ａとの間にてアキシャル方向に弾性変形可能に変位復元用弾性部材５５ａが設けられる。この変位復元用弾性部材５５ａは、錘体５４への遠心力増大に伴い錘支持アーム５３に生ずるアキシャル方向の旋回変位に応じて弾性変形し、該遠心力の減少に伴い弾性復帰して錘支持アーム５３の旋回変位を縮小させるよう設けられている。本実施形態における変位復元用弾性部材５５ａはアーム支持リンク部材５５の中間に設けられたばね部材である。

錘体５４は、ハブホイール４及び内輪５ａと一体回転可能に設けられるとともに、ハブホイール４に作用する遠心力に応じてラジアル方向への変位を変化させる遠心力検出機構５４として機能している。本実施形態においては、遠心力が大となるとラジアル方向外側に変位する。

上記構造を有する本実施形態のハブユニット１は、ハブホイール４に遠心力が生じると、錘体５４がその遠心力を検知して変位する。そして、ハブホイール４に生ずる遠心力の増加に伴って、錘支持アーム５３は車輪取付フランジ４ａから離間する向きに旋回変位して錘体５４の回転半径を増加させる。そして、予圧付与部材５１は、この錘支持アーム５３の旋回変位に伴って、ハブ本体４ｂの車両インナ側端部に設けられた内輪支持部２Ｖに向けて、内輪５ａをアキシャル方向に押し付け付勢する向きに傾斜変位する。錘支持アーム５３は、変位復元用弾性部材５５ａにより遠心力が減じられた場合には、変位復元用弾性部材５５ａにより車輪取付フランジ４ａに接近する向きに旋回変位するよう付勢されているから、遠心力が一定以下となると、変位復元用弾性部材５５ａの付勢力により初期位置に復帰する。このとき、予圧付与部材５１も初期位置に戻り、内輪５ａへの予圧量が減じられる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

本発明のハブユニットの一実施形態を示す断面図。 図１の拡大図。

符号の説明

４ ハブ
４ａ 車輪取付フランジ
４ｂ ハブ本体
４ｅ 梃子支点部
４ｆ 径大部
４ｇ 段差状の端面
５ 軸受部
５ａ 内輪
５ｂ 外輪
５ｃ 転動体列
５０ 予圧調整機構
５１ 予圧付与部材（梃子部材）
５１ａ 予圧付与部材の第一端部
５１ｂ 予圧付与部材の第二端部
５１ｃ 予圧付与部材の本体部
５１ｅ 支点受け部
５１０ａ 予圧付与部材の内側突出部
５１０ｂ 予圧付与部材の外側突出部
５３ 錘支持アーム（変位変換伝達機構）
５３ａ 錘支持アームの第一端部
５３ｂ 錘支持アームの第二端部
５４ 錘体（遠心力検出機構）
５５ アーム支持リンク部材
５５ａ 変位復元用弾性部材（ばね部材）

Claims (3)

1. 車体側に非回転に取り付けられる外輪と、該外輪と同心配置されるハブ本体と該ハブ本体の車両アウタ側端部にて外周面から突出形成された周方向の車輪取付フランジとを有するハブホイールと、前記ハブ本体の外周面に嵌着される内輪と、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にてそれぞれ構成されるとともにアキシャル方向に複列配置された転動体列とを備えたハブユニットにおいて、
   前記ハブ本体の外周面上にて前記内輪に対しアキシャル方向に作用する荷重を受け止めるとともに、車両アウタ側及び車両インナ側の一方の端面位置を固定的に規制する内輪支持部と、
   同じく前記内輪の他方の端面位置をアキシャル方向に可変に規制するとともに、当該規制位置に応じて前記内輪にアキシャル方向予圧を付与する予圧付与部材と、
   前記ハブホイールに作用する遠心力を検出する遠心力検出機構と、
   検出された遠心力に応じて前記予圧付与部材をアキシャル方向に進退させることにより、前記予圧付与部材により前記内輪に加えられるアキシャル方向予圧量を調整する予圧調整機構と、
   を備えたことを特徴とするハブユニット。
2. 前記遠心力検出機構は、前記ハブホイールと一体回転可能に設けられるとともに、前記ハブホイールに作用する遠心力に応じてラジアル方向への変位を変化させる錘体を備えて構成され、
   前記予圧調整機構は、前記錘体に生ずるラジアル方向変位をアキシャル方向変位に変換して前記予圧付与部材に伝達する変位変換伝達機構を備えて構成される請求項１記載のハブユニット。
3. 前記予圧付与部材は前記ハブ本体の外周面からラジアル方向に延びる梃子部材とされ、該梃子部材の前記ハブ本体側に位置する第一端部には、該ハブ本体側に形成された梃子支点部に当接する支点受け部がアキシャル方向における車両アウタ側に形成される一方、該第一端部の車両インナ側には前記内輪の予圧付与側端面に当接する予圧付与部が形成され、他方、前記梃子部材の第二端部に錘支持アームの第一端部が前記アキシャル方向に旋回可能に取り付けられる一方、該錘支持アームの第二端部に前記錘体が取り付けられている請求項２に記載のハブユニット。

Images