JP2008157413A - ハブユニット軸受 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、ハブユニット軸受の内輪要素の部分に水浸入があった場合でも、低コストで錆びに強い内輪要素を組込んだハブユニット軸受を提供する。
【解決手段】外輪と、内輪と、外内輪間に介装されている転動体とからなり、前記内輪が、ハブ軸の車両中心側の先端部を径方向外方に拡開し塑性変形させて加締め、磁気エンコーダを取付けた内輪要素をハブ軸に固定しているハブユニット軸受において、前記内輪要素の少なくとも車両中心側に面する平面部および中心側の外周面に、磁性ゴム材である磁気エンコーダの加硫接着剤による防錆皮膜面を形成したことを特徴とするハブユニット軸受による。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハブユニット軸受に関する。
従来、図７に示すような、ハブユニット軸受Ｈｚは、外周に取付け用鍔１ｆｚと内周に内周軌道１１ｚ、１２ｚとを有する外輪１ｚと、車両外端側にハブフランジ２ｆｚを有し、車両中心側に、内周軌道１１ｚ、１２ｚに対向する外周軌道２ａ１ｚ、２ｂ１ｚを有する内輪２ｚと、外内輪間に介装されているボール３ｚ、３ｚと、ボール３ｚ、３ｚを保持する保持器４ｚ、４ｚと、外輪１ｚの両端部に取付けられている密封シール５ａｚ、５ｂｚとから構成されている。
内輪２ｚの外周軌道２ａ１ｚは、ハブフランジ２ｆｚとは一体に形成されているハブ軸２ａｈｚの外周に形成されており、外周軌道２ｂ１ｚは、ハブフランジ２ｆｚとは別体の内輪要素２ｂｚの外周に形成されている。
内輪要素２ｂｚは、ハブ軸２ａｈｚの車両中心側端部でハブ軸２ａｈｚの先端部を拡開して塑性変形することによって、加締め部２ｎ１ｚを形成して固定されている。
外輪１ｚの車両中心側端部に取付けられている密封シール５ｂｚには、エンコーダ７１ｚが取付けられ、エンコーダ７１ｚに対向してエンコーダ７１ｚからの信号を検知するセンサー７２ｚが配置されて、回転速度検出器７ｚを構成している。センサー７２ｚは車体の一部であるナックル８ｚに取付けられている。
内輪２ｚは、内周にセレーション２ｓｚが切られ、等速ジョイントＪｈｚの駆動軸Ｊｓｚと嵌合し、駆動軸Ｊｓｚの端部に螺合しているナットＪｎｚと等速ジョイントＪｈｚとの間で固定されている。
このハブユニット軸受Ｈｚは、車両中心側端部においては、使用環境が厳しく、路面からの泥水の跳ねかけに晒されることが多いという問題がある。
特に、沿岸地で塩分を含む泥水の跳ねかけや、寒冷地に於ける凍結防止剤の塩分を含む泥水の跳ねかけにより、ハブユニット軸受に腐食が生じると云う問題がある。
泥水がかかった場合には、回転速度検出器７ｚの精度低下が起きると共に、軸受の中心側端部には錆が発生する虞がある。
この問題を解決するための提案がある。（例えば、特許文献１を参照）
特開２００１−３０１５９０号公報
以下、特許文献１について、同文献に示されている符号と用語を用いて考察する。
特許文献１の図５に示されている構造は、軸受内輪９を内方部材８の小径部４３の内端を延長し、その延長部分を外方に屈曲するかしめ４４を施して、軸受内輪９と内方部材８を結合一体化した構造である。そして、軸受２を等速自在継ぎ手３と組立て、固定部材１と等速自在継ぎ手３との間に、検知部３６への水浸入を防止するために、センサーシール部材３７を設けている。
しかしながら、この構造は複雑でコストアップの要因にもなるし、さらに、センサーシール部材３７を何かの原因で水が通過した場合には、検知部３６はもとより、軸受内輪９の部位まで水が浸入することになる。
図７に示すハブユニット軸受Ｈｚの内輪要素２ｂｚは、上述のように、ハブ軸２ａｈｚに嵌合し、ハブ軸２ａｈｚの先端部を径方向外方に拡開して塑性変形させて加締め部２ｎ１ｚを形成して固定するが、例えば、特開２０００−３８００５に示されている方法がある。
水が浸入した場合、特に、内輪要素２ｂｚを上述の方法で固定している場合に、問題が生じる虞がある。
内輪要素２ｂｚとハブ軸２ａｈｚを嵌合した後に、ハブ軸２ａｈｚの先端部を径方向外方に拡開して塑性変形させ加締め部２ｎ１ｚを形成する場合、径方向外方に作用させる荷重が大きいために、ハブ軸２ａｈｚの先端部が、径方向外方に膨らみ、内輪要素２ｂｚを径方向外方へ広げ、結果的に、内輪要素２ｂｚに円周方向引張り残留応力が生じる。
ハブユニット軸受Ｈｚのようなころがり軸受は、転がり疲れ寿命を延長し、耐摩耗性を向上し、かつ、機械的強度を増すために、ＨＲｃ５８以上の硬度を有するように、熱処理が施されていることは周知である。
外輪１ｚやハブ軸２ａｈｚは形状が複雑化しているために、鍛造加工が可能な炭素濃度が０・５％程度の中炭素鋼を用いて、高周波熱処理で、軌道の表面を硬化している。
ところが、内輪要素２ｂｚは、形状が単純であるから、炭素濃度１％程度の高炭素クロム鋼を用いて、全体を内部まで硬化する熱処理を施している。
内輪要素２ｂｚをハブ軸２ａｈｚに加締めて組込んだ状態で、内輪要素２ｂｚに生じた円周方向の引張り残留応力がある応力値を超えて大きくなっている状態では、内輪要素２ｂｚに水浸入などによって錆が発生すると、特に孔食錆のような応力集中点を生じるような錆である場合、使用による繰り返し応力によって、応力集中点を起点として、全体が内部まで硬化している内輪要素２ｂでは亀裂が生じ、最終的には、遅れ破壊の原因になる虞もある。
特に、高炭素クロム鋼のようなクロムを多く含む軸受鋼に残留応力が加わると孔食錆が発生しやすく、さらに塩分の成分である塩素のようなハロゲン元素が存在すると電気的腐食も伴い、錆が進行する。
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、内輪要素の部分に水浸入があった場合でも、低コストで錆びに強い内輪を組込んだハブユニット軸受を提供することを目的としている。
上記の目的を達成するため、本発明は、
内周面に第１内周軌道と第２内周軌道を有する外輪と、
車両外端側にハブフランジを有し、前記ハブフランジから車両中心側に向けて延在する円筒部と、該円筒部の車両外端側に形成された前記第１内周軌道に対向する第１外周軌道と、前記円筒部に連設され、前記円筒部の車両中心側に形成された先端部と、を有するハブ軸と、前記円筒部の車両中心側に嵌合され第２内周軌道に対向する第２外周軌道を有する内輪要素とからなって、前記先端部を径方向外方に拡開し塑性変形させて加締め、前記内輪要素を前記円筒部に固定した内輪と、前記内輪要素の車両中心側端部に取付けられたエンコーダと、前記内周軌道と前記外周軌道との間に介装されている転動体と、
を有するハブユニット軸受において、
前記エンコーダは磁性ゴム材であり、前記内輪要素の車両中心側に面する平面部若しくは車両中心側の外周面に加硫接着剤によって固着されると共に、前記内輪要素は少なくとも前記平面部および前記外周面に、前記加硫接着剤による防錆皮膜面が形成されたことを特徴とするハブユニット軸受を提供する。
また、本発明は、
前記円筒部に設けられた第１外周軌道はハブ軸に一体に形成されていることを特徴とするハブユニット軸受を態様とする。
また、本発明は、
前記円筒部に設けられた第１外周軌道はハブ軸に別体に形成されていることを特徴とするハブユニット軸受を態様とする。
また、本発明は、
前記エンコーダが、磁気エンコーダであることを特徴とするハブユニット軸受を態様とする。
本発明によれば、内輪の部分に水浸入があった場合でも、低コストで錆びに強い内輪を組み込んだハブユニット軸受を提供する事が出来る。
以下、本発明に係わる実施形態を図面を参照しつつ説明する。
なお、以下の説明に当たり、説明の簡略化のため、車両外端側を外端側と、車両中心側を中心側という。
（実施形態１）
図１、図２、図３を参照して本発明の実施形態１を説明する。
図１は本実施形態を示す断面図であり、図２は図１のＡ部拡大図、図３は要部の説明図である。
本実施形態のハブユニット軸受Ｈ１は駆動輪用として、使用されるもので、外端側の内周に第１内周軌道１１と中心側の内周に第２内周軌道１２を有する外輪１と、外端側に車輪取付け用のハブフランジ２ｆを有し、外周に外輪１の第１内周軌道１１および第２内周軌道１２にそれぞれ対向する外周軌道２ａ１、２ｂ１を有する内輪２と、外輪１と内輪２との間に介装されたボール３，３と、ボール３，３を保持する保持器４，４と、外輪１の外端側および中心側に取付けられ、外輪１と内輪２との軸受空間を密封する第1密封シール５ａおよび第２密封シール５ｂと、内輪２の中心側端部に取付けられているエンコーダ７１と、から構成されている。
次に、それぞれの構成部品に関して説明をする。
外輪１は、前述のように、内周面に第１内周軌道１１と第２内周軌道１２を有している。外周面に、車体への取付け用鍔１ｆ０が設けられている。取付け用鍔１ｆ０には車体への取付け用ボルト穴１ｇが形成されている。
外輪１の外端側端部１３および中心側端部１４にそれぞれ第１密封シール５ａ，第２密封シール５ｂを取付ける内周面を有している。
内輪２は、外端側に車輪取付け用のハブフランジ２ｆを有し、ハブフランジ２ｆから中心側に向かって延在している円筒部２ｍが形成され、円筒部２ｍに一体に形成されている第1外周軌道２ａ１と、円筒部２ｍの中心側に連設されている段部２ｃを介して、円筒部２ｍの径寸法を小さくした円筒部の一部である小径部２ｎとが順に形成されているハブ軸２ａｈと、小径部２ｎに嵌合固定されている内輪要素２ｂとからなっている。
第１外周軌道２ａ１は、外輪１の第１内周軌道１１に対向している。
内輪要素２ｂの外周は、外輪１の第２内周軌道１２に対向する第２外周軌道２ｂ１を有していて、内輪要素２ｂは小径部２ｎに嵌合され、その先端部２ｎ２を径方向外方へ拡開して塑性変形させて加締め、加締め部２ｎ１を形成することによって、塑性変形された加締め部２ｎ１と段部２ｃとの間で結合一体化して軸方向に固定されている。
ハブ軸２ａｈの内周面には、スプライン２ｓが形成されていて、等速ジョイントの駆動軸（図示略）と結合する。
ハブフランジ２ｆには車輪取付け用ハブボルトＨｂが所定数取付けられている。
次に、内輪要素２ｂに関して図２、図３をも参照しながら詳しく説明する。
内輪要素２ｂは、第２外周軌道２ｂ１と、中心側端部の外周面２ｂ１１と、外端側の外周面２ｂ１２と、中心側端部の中心側に面する平面部２ｂ１３と、ハブ軸２ａｈの段部２ｃと突き当てられる外端側平面部２ｂ１４と、内周面２ｂ１５と内周面２ｂ１５の両端部の面取り部ｃ１、ｃ２と、から構成されている。
内輪要素２ｂの中心側に面する平面部２ｂ１３には中心側に面する平面部２ｂ１３から軸受内方へ向かって軸方向の環状段部２ｂ１６が形成されている。環状段部２ｂ１６には、環状の磁性ゴム材の磁気エンコーダ７１が取付けられている。
そして、センサー７２をエンコーダ７１の軸方向中心側に対向させて回転速度検出器７を構成している。
環状の磁性ゴム材が、環状段部２ｂ１６に取付けられた状態で加硫接着を行うが、その場合、加硫接着剤によって、磁性ゴム材は環状段部２ｂ１６に接着固定されている。
接着固定までの方法としては、先ず、内輪要素２ｂを、加硫接着剤の液中に浸漬して、その後に乾燥する。全面に加硫接着剤が塗布されて、加硫接着剤被膜を形成している。
塗布工程効率化のために液中に浸漬することが好適な方法であるが、中心側の外周面２ｂ１１と中心側に面する平面部２ｂ１３とに加硫接着剤を塗布する方法によって、被膜を施した状態にしてもよい。
その後に、予め環状に加工されている磁性ゴム材が内輪要素２ｂの環状段部２ｂ１６に取付けられた状態で成型金型へ装着し、加熱および加圧を行う。この段階で、加硫接着が終了し、成型が完了する。
さらに、その後、磁性ゴムは、円周方向にＳ極、Ｎ極が交互に多極磁化される。
この工程で内輪要素２ｂの金属表面に塗布されている接着剤被膜で防錆被膜面を形成する。
内輪要素２ｂはハブ軸２ａｈへ固定後に、水の浸入する虞のある軸受外方で、後述する第２密封シールから露出する面は中心側の外周面２ｂ１１と中心側に面する平面部２ｂ１３になるので、防錆機能を持たせるために、少なくともこの両面には防錆被膜を施しておく必要性がある。
内輪要素２ｂはハブ軸２ａｈの小径部２ｎに、圧入嵌合され、段部２ｃに突き当てられ、中心側の平面部においては、小径部２ｎの先端部２ｎ２を径方向外方に拡開して加締め部２ｎ１を形成して、軸力Ｆを発生せしめ、軸力Ｆによって、内輪要素２ｂを軸方向に加締め部２ｎ１と段部２ｃとの間で固定している。
内輪要素２ｂの外周に形成されている外輪１の第２内周軌道１２に対向する第２外周軌道２ｂ１（点線の部分）は超仕上げ面で、軌道面になるため防錆被膜は施さない。
第１密封シール５ａは、外輪１の外端側端部１３に取付けられ、ハブ軸２ａｈと外輪１間を密封し、第２密封シール５ｂは外輪１の中心側端部１４に取付けられ、外輪１と内輪要素２ｂ間を密封するが、先にも触れたが、内輪要素２ｂを第２密封シール５ｂとの位置に関連して説明すると、内輪要素２ｂの中心側の外周面２ｂ１１の一部分と中心側に面する平面部２ｂ１３が、第２密封シール５ｂの軸方向中心側に露出しているので、水の浸入があった場合は、水と接触する。その場合、加硫接着剤被膜面が防錆被膜面として機能する。
なお、ボール３，３は外輪１および内輪２の各軌道間に介装されている転動体で、外内輪の相対回転を可能に支持している。
保持器４，４はボール３，３を保持している。
以上説明した如く、本実施形態の構成によれば、内輪要素２ｂの部分に水浸入があった場合でも、第２密封シール５ｂの外方に露出している内輪要素２ｂの中心側に面する平面部２ｂ１３と中心側の外周面２ｂ１１に加硫接着剤による防錆被膜面を形成してあるので、錆びに強い内輪を組み込んだハブユニット軸受を得る事が出来る。
また、内輪要素２ｂと磁性ゴム材を加硫接着する際に、加硫接着剤被膜面を内輪要素２ｂに同時に防錆被膜面とする事ができ、わざわざ、別途の防錆被膜面を施す必要がないので、設備の面でも、工程数においても、節約でき、低コストな防錆被膜面を有する内輪要素を供えたハブユニット軸受を得ることが出来る。
また、次に、内輪要素２ｂの研削加工と磁性ゴム材の加硫接着との関係を説明する。
内輪要素２ｂは、中心側に面する平面部２ｂ１３、外端側平面部２ｂ１４、外周軌道面２ｂ１および内径部２ｂ１５を研削加工した後、内輪要素２ｂの全表面に加硫接着剤を塗布し、その後、内輪要素２ｂの軸方向段部２ｂ１６に磁性ゴム材を加硫接着する。磁性ゴム材はニトリル系が望ましい。ニトリル系の加硫温度は摂氏１８０から１９０度であるから、内輪要素２ｂを熱処理する際の焼き戻し温度と略同じであるから、内径部２ｂ１５の研削後に加硫による加熱を行っても、内径部２ｂ１５が変形することはない。
磁性ゴム材の加硫接着後、内輪要素２ｂの表面は防錆効果のある加硫接着剤によって、加硫接着剤被膜面が形成されている。加硫接着工程後に、外周軌道面２ｂ１は最終的に超仕上げを行って、軌道面の仕上げと同時に、加硫接着剤被膜の除去をも行うが、外周軌道面２ｂ１（図３の点線部分）を除く他の面の加硫接着剤が残り、防錆能力を有する内輪要素２ｂが得られる。
その後に、磁性ゴム材を円周方向にＳ極、Ｎ極を交互に多極に着磁することによって磁気エンコーダが得られ、結果的に、磁気エンコーダ７１を取付けてある内輪要素２ｂとなる。
ここで、加硫接着工程を外周軌道面２ｂ１および内径部２ｂ１５の研削加工後で、外周軌道面２ｂ１の超仕上げ前に行うことが加工法上必要である。
以下、理由を簡単に説明する。
外周軌道面２ｂ１および内径部２ｂ１５は研削する際に、加工抵抗が高く、中心側に面する平面部２ｂ１３もしくは外端側平面部２ｂ１４を強力な磁力で研削盤の保持部材（図示略）へ相対すべりを発生させながらチャックしているので、内輪要素２ｂの全面に加硫接着剤を塗布し、内輪要素２ｂへ磁性ゴム材を取付けて、加硫接着を外周軌道面２ｂ１および内径部２ｂ１５の研削前に行うとすると、相対すべりによって、中心側に面する平面部２ｂ１３および外端側平面部２ｂ１４の加硫接着剤の被膜面が剥がれてしまう。従って、外周軌道面２ｂ１および内径部２ｂ１５の研削は加硫接着剤の塗布前に行う必要がある。
外周軌道面２ｂ１の最終加工である超仕上げは、相対すべりが発生しない保持方法なので、平面部の被膜面が剥がれることはない。従って、加硫接着剤を塗布して、加硫接着後に、行う。
この結果、エンコーダ７１の加硫接着を終了した内輪要素２ｂは、外周軌道２ｂ１が加硫被膜面の残っていない金属表面となり、他の表面は加硫接着剤被膜が残った表面となっていて、防錆能力を有するのである。
次に、図４を参照しながら、本実施形態の変形例１について説明する。図１、図２、図３で説明した実施形態１との相違点は以下である。
本変形例では、内輪要素２ｂの中心側の外周面２ｂ１１に径方向の環状段部２ｂ１６を設け、環状段部２ｂ１６にエンコーダ７１を加硫接着してある。エンコーダ７１は磁気エンコーダである。センサー７２を径方向に対向させて、エンコーダ７１とで回転速度検出器７を構成する。なお、実施形態１にて説明した同一部位、同一符号、加硫接着剤ならびに加硫接着に関する記載は、再度の説明を省略する。
次に、本実施形態の変形例２について、図５を参照しながら説明する。
本変形例のハブユニット軸受Ｈ２も駆動輪に使用されるものであるが、実施形態１のハブユニット軸受Ｈ１とは、以下の点で形式が異なる。
内輪２は、外端側に車輪取付け用のハブフランジ２ｆを有し、ハブフランジ２ｆから中心側に向かって、円筒部２ｍが形成され、円筒部２ｍに別体に形成されている第1外周軌道２ａ１を有する内輪要素２ａが嵌合されたハブ軸２ａｈと、円筒部２ｍの中心側に嵌合固定されている内輪要素２ｂとからなっている点において、図１とは異なる。
内輪要素２ｂの中心側に面する平面部２ｂ１３には中心側に面する平面部２ｂ１３から軸受内方へ向かって軸方向の環状段部２ｂ１６が形成されている。環状段部２ｂ１６には、磁性ゴム材のエンコーダ７１が加硫接着剤によって取付けられている点は、図１と同様である。
センサー７２を軸方向に対向させて回転速度検出器７を構成する。
図１と図５との相違点は、外輪の第１内周軌道１１に対向しているハブ軸２ａｈの第１外周軌道２ａ１が、一体に形成されているか、別体の内輪要素２ａに形成されているかの点であり、他の点に関しては同一である。
すなわち、本変形例においては、円筒部２ｍと同径である中心側の円筒部が、実施形態１（図１参照）における内輪要素２ｂの嵌合する小径部２ｎに相当している。
次に、変形例３について、図６を参照しながら説明する。
本変形例は、従動輪用に使用される図６のハブユニット軸受Ｈ３に適用したものである。
図１の実施形態１とは以下の点において異なる。
図１のハブユニット軸受Ｈ１はハブ軸２ａｈの内方が中空軸になっていて、駆動軸と嵌合するセレーション２ｓが設けられているが、本変形例は従動輪用であるから、ハブ軸２ａｈは中実軸になっている。
他の点においては実施形態１と同じであるから説明を省略する。
以上、各変形例の説明で、実施形態１と重複する部位、符号については説明を省略してある。
また、実施形態１ならびに各変形例を説明したが、本発明を、これら、実施形態、各変形例に限定することなく、本発明の思想の範囲内で実施するものである。
さらに、また、転動体としてボールを使用しているが、ボールに限らず、円すいころ、円筒ころでも実施するものである。
本発明の実施形態１の断面図である。 図１のＡ部拡大図である。 実施形態１の内輪要素の説明図である。 変形例１を示す断面図である。 変形例２を示す断面図である。 変形例３を示す断面図である。 従来技術を示す断面図である。
符号の説明
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３：ハブユニット軸受
１：外輪
１１、１２：内周軌道
１３：外端側外輪端部
１４：中心側外輪端部
１ｆ０：取付け用鍔
２：内輪
２ａ、２ｂ：内輪要素
２ａ１、２ｂ１：外周軌道
２ａｈ：ハブ軸
２ｂ１１：中心側の外周面
２ｂ１２：外端側の外周面
２ｂ１３：中心側に面する平面部
２ｂ１４：外端側平面部
２ｂ１５：内周面
２ｂ１６：環状段部
ｃ１、ｃ２：面取り部
２ｃ：段部
２ｆ：ハブフランジ
２ｍ：円筒部
２ｎ：小径部
２ｎ１：加締め部
２ｎ２：先端部
３：ボール
４：保持器
５ａ：第１密封シール
５ｂ：第２密封シール
７：回転速度検知器
７１：エンコーダ
７２：センサー

Claims (4)

  1. 内周面に第１内周軌道と第２内周軌道を有する外輪と、
    車両外端側にハブフランジを有し、前記ハブフランジから車両中心側に向けて延在する円筒部と、該円筒部の車両外端側に形成された前記第１内周軌道に対向する第１外周軌道と、前記円筒部に連設され、前記円筒部の車両中心側に形成された先端部と、を有するハブ軸と、前記円筒部の車両中心側に嵌合され第２内周軌道に対向する第２外周軌道を有する内輪要素とからなって、前記先端部を径方向外方に拡開し塑性変形させて加締め、前記内輪要素を前記円筒部に固定した内輪と、前記内輪要素の車両中心側端部に取付けられたエンコーダと、前記内周軌道と前記外周軌道との間に介装されている転動体と、
    を有するハブユニット軸受において、
    前記エンコーダは磁性ゴム材であり、前記内輪要素の車両中心側に面する平面部若しくは車両中心側の外周面に加硫接着剤によって固着されると共に、前記内輪要素は少なくとも前記平面部および前記外周面に、前記加硫接着剤による防錆皮膜面が形成されたことを特徴とするハブユニット軸受。
  2. 前記円筒部に設けられた第１外周軌道はハブ軸に一体に形成さ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軸受。
  3. 前記円筒部に設けられた第１外周軌道はハブ軸に別体に形成さ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軸受。
  4. 前記エンコーダが、磁気エンコーダであることを特徴とする請求項４に記載のハブユニット軸受。
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CN111691159A (zh) * 2019-03-14 2020-09-22 青岛海尔洗衣机有限公司 一种滚轮、滚轮的制造方法和干衣机

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