JP2017125522A - ハブ軸受ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ハブの加締めによる内輪構成体の変形を防止して、ハブフランジの振れを大きくすることのないハブ軸受ユニットを提供する。
【解決手段】車輪構成部材に固定されるハブ7に外嵌されて加締め固定される第一の内輪構成体８を備え、第一の内輪構成体８は、軸方向内方に位置する大径側端部８ｃ側の内径に大径段部１０を有し、ハブ７の加締め変形部７２は、大径段部１０の軸方向の環状面部１０ａに接触して加締め固定し、大径段部１０の径方向の円筒状面部１０ｂには、加締め変形部７２の外径面７３は非接触に位置している。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転可能に支持する車輪支持用のハブ軸受ユニットに関するものである。

図４には、自動車の車輪支持用のハブ軸受ユニット１の一構成が例示されている。なお、本明細書において、ハブ軸受ユニットが自動車に搭載された場合に、自動車の車体外方（図面の左側）を軸方向外方といい、その反対側、すなわち自動車の車体内方（図面の右側）を軸方向内方という。

図４に示すハブ軸受ユニット１は、車体構成部材(例えば、懸架装置のナックル)に固定されて非回転状態に維持される外輪（静止輪）２と、外輪２に対向配置され、車輪構成部材（例えば、車輪のディスクホイール及び制動装置のロータ（ブレーキロータ））とともに回転する内輪（回転輪）４と、これら外輪２及び内輪４にそれぞれ形成されて相互に対向する複列の軌道面２ｓ,４ｓ間及び軌道面２ｔ,４ｔ間へ転動可能にそれぞれ組み込まれた複数の円すいころ（転動体）５ａ，５ｂとを備えている。

外輪２には、内周面に複列の軌道面２ｓ，２ｔをそれぞれ形成するとともに、外周面から外方（拡径方向）に向かって突出した固定フランジ２ｆが一体成形されており、固定フランジ２ｆを貫通する固定孔２ｈに固定用ボルト（図示しない）を挿通し、これを車体側に締結することで、外輪２を懸架装置（サスペンション）のナックル（図示しない）に固定することができる。

内輪４は、ディスクホイール及びブレーキロータを固定してこれらとともに回転するハブ７と、ハブ７の外周面に外嵌され、小径側端部８ａ，９ａ同士を互いに突き合わせた状態で軸心７ｃに沿って配される２つの回転輪構成体（ハブ７の軸方向内方の外径に外嵌して配される第一の内輪構成体８、ハブ７の軸方向外方の外径に外嵌して配される第二の内輪構成体９）で構成されている。
この場合、第一の内輪構成体８の外周面には、外輪２の軌道面２ｓと対向して軌道面４ｓが形成され、第二の内輪構成体９の外周面には、外輪２の軌道面２ｔと対向して軌道面４ｔが形成されている。
また、円すいころ５ａ，５ｂは、環状を成す保持器６に形成されたポケット内に１つずつ回転自在に保持された状態で、軌道面２ｓ,４ｓ間及び軌道面２ｔ,４ｔ間を転動している。

ハブ７には、軸方向外方の外周面に車輪構成部材である制動装置のロータ(ブレーキロータ)を固定するためのハブフランジ７ｆが周方向に沿って連続して突設されている。

ハブフランジ７ｆは、外輪２を越えて外方（ハブ７の径方向外側）に向かって延出しており、その延出先端付近には、周方向に沿って複数の貫通孔（ボルト孔）７ｈが設けられている。一方、図示しないブレーキロータ及びディスクホイールにも、フランジボルト孔７ｈと連通可能な貫通孔（以下、ロータボルト孔、ホイールボルト孔という）が周方向に沿って複数個（一例として、フランジボルト孔７ｈと同数個）設けられている。なお、フランジボルト孔７ｈ、ロータボルト孔及びホイールボルト孔は、いずれも挿通されるハブボルト１１のボルト径（直径）と略同一の孔径（直径）で穿孔されている。
そしてハブボルト１１をフランジボルト孔７ｈからロータボルト孔、ホイールボルト孔へ挿通し、ハブナット（図示しない）で締結することにより、ブレーキロータ及びディスクホイールをハブフランジ７ｆに対して位置決めして固定することができる。

第一の内輪構成体８と第二の内輪構成体９は、小径側端部８ａ（９ａ）と大径側端部８ｃ（９ｃ）とを有する略円すい台状に形成され、小径側端部８ａ（９ａ）の外周面には外方に向けて突出する小鍔８ｂ（９ｂ）が備えられるとともに、大径側端部８ｃ（９ｃ）の外周面には外方に向けて突出する大鍔８ｄ（９ｄ）が備えられ、前記小鍔８ｂ（９ｂ）と大鍔８ｄ（９ｄ）との間に軌道面４ｓ（４ｔ）が形成されている。そして、それぞれの小径側端部８ａ，９ａ同士を突き合わせてハブ７のスピンドル部の外径面７ｓにそれぞれの内周面８ｅ，９ｅを圧入して外嵌されている。

そして、ハブ７の軸方向内方の端部７１を加締めることにより、加締め変形部７２が第一の内輪構成体８の大径側端部８ｃの端面（軸方向内方の端面）８ｆに沿って塑性変形して、第一の内輪構成体８と第二の内輪構成体９がハブ７に位置決め固定される。これにより、互いに突き合わせて配された第一の内輪構成体８と第二の内輪構成体９が、ハブ７の軸方向外方の端面７７と加締め変形部７２との間で挟み込まれた状態となり、ハブ軸受ユニット１に所定の予圧が付与される。

しかし、第一の内輪構成体８の大鍔８ｄには、ハブ７の加締め変形部７２の加締めによる軸方向の力（軸力）が負荷され、この軸力が加締め後まで残留軸力として作用して、第一の内輪構成体８の大径側端部８ｃ（大鍔８ｄ）が変形してしまう。
特に、第一の内輪構成体８の大径側端部８ｃ（大鍔８ｄ）の変形が円周方向に一定でない場合には、ハブ軸受ユニット１の回転時にハブフランジ７ｆの振れとして影響する。さらに、このハブフランジ７ｆの振れが大きくなった場合には、車両の制動時にブレーキジャダー（ＢＲＡＫＥＪＵＤＤＥＲ）という不快な騒音振動現象が発生することが知られている。

特開２００７−１９２３９２号公報

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、その課題とするところは、ハブの加締めによる内輪構成体の変形を防止して、ハブフランジの振れを大きくすることのないハブ軸受ユニットを提供することにある。

この目的を達成するために、本発明の第１の発明は、車体構成部材に固定されて非回転状態に保持される静止輪と、
前記静止輪に対向配置して車輪構成部材に回転可能に保持されるハブ及び、前記ハブの少なくとも軸方向内方の外径に外嵌して配される第一の回転輪構成体とからなる回転輪と、
前記静止輪及び前記回転輪に形成される軌道面間に転動可能に組み込まれる複数の転動体と、を含み、
前記第一の回転輪構成体は、小径側端部に形成され、外方に向けて突出する小鍔と、大径側端部に形成され、外方に向けて突出する大鍔とを有し、前記小鍔と大鍔との間に前記軌道面が形成されており、
前記第一の回転輪構成体の軸方向内方の端部を、前記ハブの軸方向内方の変形部によって軸方向に固定されるハブ軸受ユニットであって、
前記第一の回転輪構成体は、内径における軸方向内方寄りの領域が大径である大径段部を有し、
前記大径段部は、軸方向の環状面部と径方向の円筒状面部とで構成され、前記軸方向の環状面部が、前記大鍔よりも軸方向外方寄りに位置しており、
前記ハブの変形部の軸方向面部が前記大径段部の環状面部に接触するとともに、前記変形部の径方向外径面が前記大径段部の円筒状面部に非接触に位置していることを特徴とするハブ軸受ユニットとしたことである。

また、本発明の第２の発明は、前記第１の発明において、前記回転輪は、前記ハブの軸方向内方の外径に外嵌して配される第一の回転輪構成体とともに、前記ハブの軸方向外方の外径に外嵌して配される第二の回転輪構成体とを含み、
前記第二の回転輪構成体は、前記第一の回転輪構成体と同一形状であり、
前記第一の回転輪構成体と前記第二の回転輪構成体とは、それぞれの小径側の端部同士を突き合わせて前記ハブの外径に配されており、
前記ハブは、前記第二の回転輪構成体を外嵌する外径よりも軸方向外方寄りに大径状であるハブ側段部を有し、
前記ハブ側段部は、軸方向のハブ側環状面部と径方向のハブ側円筒状面部とで構成され、前記ハブ側環状面部が、前記第二の回転輪構成体の大鍔よりも軸方向内方寄りに位置し、かつ前記ハブ側円筒状面部が、前記変形部の外径面と略同一径に形成されており、
前記第二の回転輪構成体は、前記ハブ側環状面部が前記大径段部の環状面部に接触するとともに、前記ハブ側円筒状面部の外径面が前記大径段部の円筒状面部に非接触に位置していることを特徴とするハブ軸受ユニットとしたことである。

本発明によれば、ハブの加締めによる内輪構成体の変形を防止して、ハブフランジの振れを大きくすることのないハブ軸受ユニットを提供することができる。

本発明ハブ軸受ユニットの第一実施形態を示す概略縦断面図である。 本発明ハブ軸受ユニットの第二実施形態を示す概略縦断面図である。 本発明ハブ軸受ユニットの第三実施形態を示す概略縦断面図である。 従来のハブ軸受ユニットの概略縦断面図である。

以下、本発明ハブ軸受ユニットの一実施形態について、添付図面を参照して説明する。本発明ハブ軸受ユニットは、回転輪構成体の加締め構成に特徴を有するものであり、ハブ軸受ユニットの全体構成は、図４に示す従来のハブ軸受ユニットの全体構成などと同様であるため、本実施形態ではその特徴的部分を中心に説明する。
なお、本実施形態は、本発明の一実施形態であって、何等これらに限定解釈されるものではなく本発明の範囲内で設計変更可能である。

「第一実施形態」
図１は、本発明ハブ軸受ユニットの第一実施形態を示す概略断面図である。
本実施形態のハブ軸受ユニット１は、ハブ７の外周面に、第一の内輪構成体（回転輪構成体）８と第二の内輪構成体（回転輪構成体）９とを外嵌めして内輪（回転輪）４が構成されている。外輪（静止輪）２、ハブ７、円すいころ（転動体）５ａ，５ｂ、及び保持器６は、図４に示す従来技術と同様である。

本実施形態による第一の内輪構成体８は、小径側端部８ａと大径側端部８ｃとを有する略円すい台状に形成され、小径側端部８ａの外周面には外方に向けて突出する小鍔８ｂが備えられるとともに、大径側端部８ｃの外周面には外方に向けて突出する大鍔８ｄが備えられ、前記小鍔８ｂと大鍔８ｄとの間に軌道面４ｓが形成されている。
そして、第一の内輪構成体８の内径における軸方向内方寄りの領域、すなわち、大径側端部８ｃ側の内径領域には、大径状に形成された大径段部１０が形成されている。

大径段部１０は、ハブ７の軸心７ｃに対して直交する軸方向の環状面部１０ａと、第一の内輪構成体８の内周面８ｅを拡径して、ハブ７の軸心７ｃに対して平行する径方向の円筒状面部１０ｂとで構成され、周方向に連続した切り欠き形状に形成されている。
本実施形態では、軸方向の環状面部１０ａが、大鍔８ｄよりも軸方向外方寄りに位置するように構成されている（図１参照。）。また、円筒状面部１０ｂの内径は、ハブ７の変形部（加締め変形部）７２の外径よりも大径に形成されている（図１参照。）。

第一の内輪構成体８の径方向の厚みは、図４に示す従来のハブ軸受ユニット１の第一の内輪構成体８よりも肉厚となるように形成されている。これにより、大径側端部８ｃの強度が確保される。

第二の内輪構成体９は、図４に示す第二の内輪構成体９と同一構成であって、大径段部１０を設けていない以外は本実施形態の第一の内輪構成体８と同一構成である。

本実施形態の第一の内輪構成体８がハブ７に位置決め固定される際には、ハブ７の軸方向内方の端部７１の加締め変形部７２が、大径段部１０の環状面部１０ａに沿って塑性変形され、環状面部１０ａに接触して加締められる。
このように、第一の内輪構成体８の大径段部１０の環状面部１０ａが加締め固定されることによって、小径側端部８ａ，９ａ同士を突き合わせて配された第一の内輪構成体８と第二の内輪構成体９が、ハブ７の軸方向外方の端面７７と加締め変形部７２との間で挟み込まれた状態となり、ハブ軸受ユニット１に所定の予圧が付与される

また、加締め変形部７２が加締められた後には、当該加締め変形部７２の外径面７３が、第一の内輪構成体８の大径段部１０を構成する円筒状面部１０ｂの内面との間に隙間Ｌ１を有するように非接触に位置している。
これにより、ハブ７の加締め変形部７２が加締められたことによる軸力は環状面部１０ａのみに作用するが、加締め変形部７２は円筒状面部１０ｂに非接触に位置しているため、その軸力が大鍔８ｄには作用しない。よって、加締め後の残留軸力が大鍔８ｄにまで及ぶことがない。
すなわち、ハブ７の加締め変形部７２の加締めや加締め後の残留軸力が円周上一定でない場合であっても、大鍔８ｄが変形することがなく、ハブフランジ７ｆの振れもが大きくなることもないので、車両の制動時のブレーキジャダーを防止することができる。

「第二実施形態」
図２は、本発明ハブ軸受ユニット１の第二実施形態を示す。
第一の内輪構成体８を採用している点では第一実施形態と同様であるが、本実施形態では、前記第二の内輪構成体９に代えて、他方列の転動体５ｂを受ける軌道面４ｔをハブ７の外周面上に直接形成している実施の一形態である。

本実施形態では、第一の内輪構成体８の大径段部１０の環状面部１０ａが、ハブ７の加締め変形部７２によって加締め固定されることによって、第一の内輪構成体８が、ハブ７の軸方向外方の端面７７と加締め変形部７２との間で挟み込まれた状態となり、軸受ユニット１に所定の予圧が付与される。
その他の構成及び作用効果については、前述した第一実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

「第三実施形態」
図３は、本発明ハブ軸受ユニット１の第三実施形態を示す。
本実施形態では、第二の内輪構成体９に第一の内輪構成体８と同一の内輪構成体を採用した実施の一形態を示す。第二の内輪構成体９にあっては、第一の内輪構成体８と同一構成であるため、第一実施形態で説明した第一の内輪構成体８の説明を援用し、その説明は省略する。
第一の内輪構成体８と第二の内輪構成体９とは、第一実施形態と同様に、それぞれの小径側端部８ａ，９ａ同士を突き合わせてハブ７のスピンドル部の外径面７ｓの外周面にそれぞれの内周面８ｅ，９ｅを圧入して外嵌され、加締め変形部７２によって加締め固定されている。

ハブ７は、軸方向外方寄りに、スピンドル部の外径面７ｓの外径よりも大径のハブ側段部７６を設けている。

ハブ側段部７６は、軸方向のハブ側環状面部７６ａと、径方向のハブ側円筒状面部７６ｂを有し、ハブ側環状面部７６ａに、第二の内輪構成体９の大径段部１０を構成する環状面部１０ａが接触する。

ハブ側環状面部７６ａは、第一の内輪構成体８と第二の内輪構成体９を加締め固定した際に、第二の内輪構成体９の大鍔９ｄよりも軸方向内方寄りに位置し、かつハブ側円筒状面部７６ｂの外径面７５が、大径段部１０の円筒状面部１０ｂとの間で所定の隙間Ｌ２をもって非接触に位置するように形成されている。すなわち、本実施形態では、ハブ側円筒状面部７６ｂの外径面７５を、加締め変形部７２の外径面７３と略同一径に形成し、ハブ側環状面部７６ａが大径段部１０の環状面部１０ａに接触すると、ハブ側円筒状面部７６ｂの外径面７５が大径段部１０の円筒状面部１０ｂとの間で所定の隙間Ｌ２をもって非接触に位置するようにした。

また、本実施形態では、第二の内輪構成体９の大径側端部９ｃの軸方向外方の端面９ｆも、ハブ側円筒状面部７６ｂの軸方向外方にて径方向に連続して立ち上げ形成されているハブ側第二環状面部７８との間で所定の隙間Ｌ３をもって非接触に位置するように設定されている。
すなわち、ハブ側円筒状面部７６ｂの軸方向長さを、大径段部１０の円筒状面部１０ｂの軸方向長さと比して長く形成している。

本実施形態では、第一の内輪構成体８と第二の内輪構成体９が、ハブ７のハブ側段部７６と加締め変形部７２との間で挟み込まれた状態となり、ハブ軸受ユニット１に所定の予圧が付与される。

第一の内輪構成体８の大径側端部８ｃがハブ７の加締め変形部７２で加締め固定された際の軸力は、第二の内輪構成体９では、大径側端部９ｃの環状面部１０ａのみに作用するため、加締め後の残留軸力が大径側端部９ｃ（大鍔９ｄ）にまで及ぶことがない。
また、第一実施形態で説明したように、第一の内輪構成体８にあっても、加締め固定された際の軸力は、環状面部１０ａのみに作用し、加締め後の残留軸力が大径側端部８ｃ（大鍔８ｄ）にまで及ぶことがない。

本実施形態では、このように、第一の内輪構成体８と第二の内輪構成体９に掛かる軸力が作用する部分（第一の内輪構成体８の大径段部１０を構成する円筒状面部１０ｂと、第二の内輪構成体９の大径段部１０を構成する円筒状面部１０ｂ）や残留軸力が及ぶ範囲を共通化したため、内輪構成体を共用可能となり、軸受ユニットの製造コストを抑えることができる。

本発明は、ハブの外周に外嵌めされた内輪構成体の軸方向内方の端部を、ハブの軸方向内方の加締め変形部によって加締めることで軸方向に固定されるハブ軸受ユニットであれば本実施形態以外のハブ軸受ユニットであっても適用可能である。

１ ハブ軸受ユニット
２ 外輪
４ 内輪
５ａ，５ｂ 転動体
７ ハブ
７２ 加締め変形部
７３ 加締め変形部の外径面
８ 第一の内輪構成体
８ａ 小径側端部
８ｂ 小鍔
８ｃ 大径側端部
８ｄ 大鍔
８ｆ 軸方向内方の端面
１０ 大径段部
１０ａ 軸方向の環状面部
１０ｂ 径方向の円筒状面部

Claims (2)

1. 車体構成部材に固定されて非回転状態に保持される静止輪と、
   前記静止輪に対向配置して車輪構成部材に回転可能に保持されるハブ及び、前記ハブの少なくとも軸方向内方の外径に外嵌して配される第一の回転輪構成体とからなる回転輪と、
   前記静止輪及び前記回転輪に形成される軌道面間に転動可能に組み込まれる複数の転動体と、を含み、
   前記第一の回転輪構成体は、小径側端部に形成され、外方に向けて突出する小鍔と、大径側端部に形成され、外方に向けて突出する大鍔とを有し、前記小鍔と大鍔との間に前記軌道面が形成されており、
   前記第一の回転輪構成体の軸方向内方の端部を、前記ハブの軸方向内方の変形部によって軸方向に固定されるハブ軸受ユニットであって、
   前記第一の回転輪構成体は、内径における軸方向内方寄りの領域が大径である大径段部を有し、
   前記大径段部は、軸方向の環状面部と径方向の円筒状面部とで構成され、前記軸方向の環状面部が、前記大鍔よりも軸方向外方寄りに位置しており、
   前記ハブの変形部の軸方向面部が前記大径段部の環状面部に接触するとともに、前記変形部の径方向外径面が前記大径段部の円筒状面部に非接触に位置していることを特徴とするハブ軸受ユニット。
2. 前記回転輪は、前記ハブの軸方向内方の外径に外嵌して配される第一の回転輪構成体とともに、前記ハブの軸方向外方の外径に外嵌して配される第二の回転輪構成体とを含み、
   前記第二の回転輪構成体は、前記第一の回転輪構成体と同一形状であり、
   前記第一の回転輪構成体と前記第二の回転輪構成体とは、それぞれの小径側の端部同士を突き合わせて前記ハブの外径に配されており、
   前記ハブは、前記第二の回転輪構成体を外嵌する外径よりも軸方向外方寄りに大径状であるハブ側段部を有し、
   前記ハブ側段部は、軸方向のハブ側環状面部と径方向のハブ側円筒状面部とで構成され、前記ハブ側環状面部が、前記第二の回転輪構成体の大鍔よりも軸方向内方寄りに位置し、かつ前記ハブ側円筒状面部が、前記変形部の外径面と略同一径に形成されており、
   前記第二の回転輪構成体は、前記ハブ側環状面部が前記大径段部の環状面部に接触するとともに、前記ハブ側円筒状面部の外径面が前記大径段部の円筒状面部に非接触に位置していることを特徴とする請求項１に記載のハブ軸受ユニット。

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