JP4026298B2 - 車両用ハブユニット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクブレーキ装置のディスクロータおよび車輪が取り付けられる車両用ハブユニット（以下、単にハブユニットという）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のハブユニットにおいては、車輪が取り付けられるハブホイールと、このハブホイールに外装され当該ハブホイールを回転自在に支持する複列転がり軸受とを備え、かつ、このハブホイールを動力伝達軸に一体に結合するため等速ジョイントを組み込む形態が考えられている。
【０００３】
この場合、等速ジョイントの外輪については、傾動案内用のボール群の軌道となる椀型の筒部と、この椀型筒部の小径部分にハブホイールに対してスプライン嵌合により結合するための軸部とを有する構造となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ハブユニットにおいては、ハブユニットと等速ジョイントの外輪軸部とを、ガタつきなく高精度に結合することにより動力伝達軸からハブユニットに動力を伝達させることが好ましい。そのためには、ハブホイールと等速ジョイントの外輪軸部との軸心を一致させることが必要となり、ここに改善の余地がある。
【０００５】
したがって、本発明は、ハブユニットにおいて、ハブホイールに等速ジョイントを高精度に組み込める構造とすることを共通の解決課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のハブユニットは、車輪が取り付けられるハブホイール、このハブホイールに外装され当該ハブホイールを回転自在に支持する複列転がり軸受、およびハブホイールに結合されて当該ハブホイールを動力伝達軸に対して傾動可能に連結する等速ジョイントを含む車両用ハブユニットであって、前記ハブホイールは、内周面に雌スプラインを有し、前記等速ジョイントは、傾動動作用の複数のボール群の軌道となる椀型の筒部と、この筒部の小径部分に一体連接されかつ外周面に前記ハブホイールの雌スプラインに嵌合される雄スプラインを備えた軸部とからなる外輪を有し、前記複列転がり軸受は、前記ハブホイールの外周面を一方の内輪とし、前記等速ジョイントの外周面を他方の内輪とし、前記軸部の軸方向端部をハブホイールの端面にかしめつけることによりハブホイールと等速ジョイント外輪とを結合し、前記雄スプラインの歯先面を前記雌スプラインの歯底面に当接させた大径合わせ形態で組み付け、前記等速ジョイントの外輪軸部の雄スプラインの歯先面を円筒面に形成し、前記ハブホイールの雌スプラインの歯底面は、前記ハブホイールの雌スプラインが存在する内周面部分以外の部分と径方向位置が同じであり、前記雄スプラインと前記雌スプラインとの大径合わせの基準とされ、前記等速ジョイントは雄スプラインに軸方向に隣接する軸部の内端側外周面に段差を形成し、雄スプラインよりも内端側の外周面を雄スプラインの歯先面よりも大径としていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によると、雄スプラインの歯先面を前記雌スプラインの歯底面に当接させた大径合わせ形態で組み付けるから、ハブホイールと等速ジョイントの外輪軸部との軸心を一致させてハブホイールに等速ジョイントを高精度に組み込むことができる。
【０００８】
前記の場合、前記ハブホイールの雌スプラインの硬度を、ロックウェル硬さ（ＨＲＣ）で１６〜３０の範囲に規定し、前記等速ジョイントの外輪軸部の雄スプラインの硬度を、ロックウェル硬さ（ＨＲＣ）で５２〜６４の範囲に規定した実施態様とすると、雌スプラインと雄スプラインとの嵌合状態が良好となって好ましい。
【０００９】
ここで、前記硬度差を付けるのは雌スプラインは熱処理後の加工が難しいのに対し、雄スプライン大径は、単純軸外径研磨なので容易である。そして、スプライン歯元断面積が雌スプラインの方が大きいので、歯の専断応力として雌スプラインの方が優位となるからである。
【００１０】
前記の場合、前記ハブホイールの雌スプラインを、ハブホイールの軸方向外端部から複列転がり軸受の一方内輪の軌道に相当する位置までの範囲にわたって形成した実施態様とすると、複列転がり軸受の内輪の軌道面に対する面圧の低下を防止できて好ましい。
【００１１】
前記の場合、等速ジョイントの外輪軸部の雄スプラインを、軸方向に対して斜めにしてハブホイールの雌スプラインに当接させた実施態様とすると、雌スプラインと雄スプラインとの周方向の嵌合ガタが無くなり等速ジョイントの回転動力をハブホイールに効率よく伝達させられて好ましい。
【００１２】
前記の場合、ハブホイールの内周面の他の部分を前記大径合わせの基準とした実施態様とすると、前記軸心の一致作業がより正確となって好ましい。
【００１３】
前記の場合、両スプラインの軸方向外端部を、ハブホイールの軸方向端面に形成される面取における当該ハブホイールの穴側端部より軸方向内方に位置させている実施態様とすると、等速ジョイントの外輪軸部の軸方向外端部を径方向外向きに屈曲してかしめ部としたとき、このかしめ部とハブホイールの外端面との間を介して水などの不要物がユニット内部に侵入しにくくなって好ましい。
前記の場合、前記ハブホイールの雌スプラインを機械加工で形成して非硬化とする一方、前記等速ジョイントの外輪軸部の雄スプラインを機械加工、硬化処理、研磨処理で形成している実施態様とすると、前記両スプラインを高精度で製作でき、かつ、両スプラインの嵌合状態を良好にできる結果、前記軸心の一致をより高精度の状態にできるものとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１５】
図１ないし図５は、本発明の一実施形態を示している。図１は、ハブユニットの縦断側面図、図２は、図１の要部拡大図、図３は、図２の（３）−（３）線矢視図、図４は、スプライン嵌合部分の展開拡大平面図、図５は、ハブユニットの使用形態を示す模式図である。
【００１６】
図例のハブユニット１０は、ハブホイール１１と、等速ジョイント１２と、複列転がり軸受１３とを備えており、ハブホイール１１の外周に複列転がり軸受１３が、ハブホイール１１の内周に等速ジョイント１２が組み込まれた構成になっている。
【００１７】
ハブホイール１１は、円筒形に形成され、かつ、その軸方向外端部の外周面に径方向外向きのフランジ１１ａを備えている。フランジ１１ａの円周数箇所には、ボルト挿通孔１５が形成され、各ボルト挿通孔１５にボルト１６が貫通状態で挿入される。ボルト１６を介してフランジ１４の片面に沿わせられた状態でディスクブレーキ装置のディスクロータ１７および車輪（図示省略）が取り付けられる。１８はブレーキパッドである。
【００１８】
複列転がり軸受１３は、二列の軌道溝を有する単一の外輪１９、二列で配設される転動体としての複数の玉２０、二つの冠形保持器２１、ハブホイール１１の外周面を一方内輪、等速ジョイント１２の外周面を他方内輪とする構成を有し、かしめ部２２から前記内輪が押し付けられていることにより、所要の予圧（圧縮応力）が付与され、かつ抜け止めされている。
【００１９】
複列転がり軸受１３の外輪１９にフランジ２３が形成され、このフランジ２３は、車体２４にボルト止めされている。
【００２０】
等速ジョイント１２は、一般的にツェッパー型（バーフィールド型）等速ジョイントとも呼ばれる周知のものであり、外輪２５、内輪２６、複数のボール群２７、保持器２８などを有し、ハブホイール１１に一体的に結合されてそのハブホイール１１に動力伝達軸であるドライブシャフト３０を傾動可能に連結する。
【００２１】
等速ジョイント１２の外輪２５は、前記傾動動作用の複数のボール群２７の軌道となる椀型の外輪筒部２５ａと、この筒部２５ａの小径部分に一体連接されてハブホイール１１に回転方向に一体となる状態で内装される外輪軸部２５ｂとを有している。
【００２２】
等速ジョイント１２の外輪２５において外輪筒部２５ａの外周にはその軸方向外端側に複列転がり軸受１３を軸方向から受け止める受け面２５ａが設けられている。
【００２３】
また、等速ジョイント１２の外輪２５において外輪軸部２５ｂは、ハブホイール１１の内周面にスプライン嵌合されているとともに、その軸方向外端部２５ｂ１が、ハブホイール１１の軸方向外端面に対して径方向外向きに屈曲されてかしめつけられたかしめ部２２とされ、これによってハブホイール１１に対し一体とされている。このかしめ部２２により、複列転がり軸受１３に対しての抜け止めと予圧付与が行われる。
【００２４】
等速ジョイント１２の内輪２６には、ドライブシャフト３０の一方軸端がスプライン嵌合され止め輪３１などで抜け止め固定されている。これにより、シャフト３０の回転動力が、等速ジョイント１２を介してハブホイール１１に取り付けられてある車輪（不図示）に対して伝達される。なお、等速ジョイント１２のブーツの図示は省略されている。
【００２５】
等速ジョイント１２は、通常、ドライブシャフト３０と、ドライブシャフト３０の他端に取り付けられる等速ジョイント３２とでドライブシャフトアセンブリ３３を構成するものであるが、この実施形態のハブユニット１０では、等速ジョイント１２を組み込んでいるから、ドライブシャフトアセンブリ３３と合体した製品とすることができる。３４はデファレンシャル装置である。
【００２６】
そして、この実施形態のハブユニット１０は、等速ジョイント１２の内部に主として雨水や塵埃等の侵入の防止のためや等速ジョイント１２内の油が外部に漏れるのを防止するなど密封性確保のための蓋体３５が付設されている。蓋体３５の肉厚は、等速ジョイント１２とは別体構造となっているから、等速ジョイント１２内の発生熱を放熱させる効果を高めるために薄肉構造とすることが可能である。
【００２７】
ハブホイール１１と等速ジョイント１２の外輪軸部２５ｂとはスプライン嵌合部分４０で一体に結合されている。このスプライン嵌合部分４０は、ハブホイール１１内周面においてその周方向に等間隔でかつインボリュート形状とされた複数の雌スプライン４１と、前記外輪軸部２５ｂ外周面においてその周方向に等間隔でかつインボリュート形状とされた複数の雄スプライン４２とから構成されている。なお、両スプライン４１，４２の形状は、インボリュート形状に限定されるものではなく、他の形状でもよい。
【００２８】
雌スプライン４１は、スプラインブローチ等の機械加工で形成され、雄スプライン４２は、スプラインボブ盤、転造盤、等の機械加工で形成される。
【００２９】
等速ジョイント１２の外輪軸部２５ｂは、前記スプライン嵌合部分４０における外径に関して、雄スプライン４２の歯先面４２ａが大径部となり、歯底面４２ｂが小径部となる。また、ハブホイール１１は、前記スプライン嵌合部分４０における内径に関して、雌スプライン４１の歯先面４１ａが小径部となり、歯底面４１ｂが大径部となる。
【００３０】
ハブホイール１１における雌スプライン４１は、前記機械加工により上記形態を得られるが、等速ジョイント１２の外輪軸部２５ｂにおける雄スプライン４２は、前記機械加工の後、高周波焼き入れ等の硬化処理が施され、次いで仕上げ研磨等の研磨処理で上記形態を得られる。この硬化処理は、雌スプライン４１を機械加工だけとして鋼材の生のままの硬さとしている一方、雄スプライン４２を雌スプライン４１の硬さより硬くして、両スプライン４１，４２どうしの良好な嵌合を得、かつ、スプライン強度を確保するためであり、研磨処理は、前記嵌合寸法精度を高めるためである。
【００３１】
ここで、機械加工とは、実施形態ではブローチ加工等であるが、これに限定されず機械力を利用する加工のすべてであり、硬化処理は、実施形態では高周波焼き入れであるが、これに限定されず時効、加熱、冷却などで硬さを増す処理のすべてである。
【００３２】
研磨処理とは、焼き入れ後切削加工および仕上げ研削加工のことである。
【００３３】
ハブホイール１１の雌スプライン４１は、機械加工だけであるために歯底面４１ｂを高精度に形成でき、ハブホイール１１としてスプライン嵌合部分４０が高精度になっている。
【００３４】
等速ジョイント１２の雄スプライン４２は、前記機械加工では歯先面４２ａを高精度に形成できるが、前記機械加工の後に硬化処理を施すときに歪みが発生する。そのため、雄スプライン４２の歯先面４２ａに対して研磨処理をする。
【００３５】
この場合の研磨処理では、雄スプライン４２の歯先面４２ａつまり等速ジョイント１２の外輪軸部２５ｂの外径に関する大径部が、雌スプライン４１の歯底面４１ｂつまりハブホイール１１の内径に関する大径部に、当接するような大径合わせ形態でもってハブホイール１１に組み付けられるように行われる。
【００３６】
この大径合わせ形態により実施形態ではハブホイール１１に対して等速ジョイント１２を組み込むのみでスプライン嵌合部分４０における軸心合わせを高精度で行うことが容易に可能となり、ハブホイール１１と等速ジョイント１２の外輪軸部２５ｂとを、ガタつきなく高精度に結合させてドライブシャフト３０からハブユニット１０に動力を高効率で伝達させることができる。
【００３７】
この場合、ハブホイール１１の雌スプライン４１の硬度は、機械加工だけであり、ハブホイール１１の生の硬さとなるが、その硬度はロックウェル硬さ（ＨＲＣ）で１６〜３０の範囲に規定する。また、等速ジョイント１２の外輪軸部２５ｂの雄スプライン４２の硬度は、前記硬化処理により、ロックウェル硬さ（ＨＲＣ）で５２〜６４の範囲に規定している。このような硬度関係にすると、両スプライン４１，４２の嵌合状態をより良好にすることができ、かつスプライン強度を確保することができる。
【００３８】
ハブホイール１１の鋼材として例えば炭素鋼があり、また、等速ジョイント１２の鋼材としては、炭素鋼、浸炭または高周波焼き入れ鋼がある。
【００３９】
さらに、ハブホイール１１の雌スプライン４１の軸方向長さを、少なくともハブホイール１１の軸方向長さの１／２の範囲に規定することが好ましい。
【００４０】
これは、雌スプライン４１の軸方向長さを短くするにつれ等速ジョイント１２とハブホイール１１との結合力が低下してくる。また、雌スプライン４１が複列転がり軸受１３の一方内輪の軌道位置にまで達すると、圧入嵌め合いによるハブホイール外径の変形が軸受軌道形状に影響（ビレ等）を及ぼし、軸受の異音発生、振動の原因となり得るおそれがある。そこで、ハブホイール１１の雌スプライン４１の軸方向長さを前記結合力と面圧とを考慮した所定範囲として前記１／２の範囲とするのが好ましい。
【００４１】
なお、この場合、ハブホイール１１の雌スプライン４１の歯底面４１ｂは、前記スプライン嵌合部分４０が存在するハブホイール１１内周面部分以外の部分と径方向位置が同じなので、その部分を前記大径合わせの基準として用いると、雌スプライン４１の歯底面４１ｂや等速ジョイント１２の外輪軸部２５ｂの雄スプライン４２の歯先面４２ａの機械加工をより容易にでき、前記軸心の一致精度をより高められて好ましい。
【００４２】
また、ハブホイール１１の雌スプライン４１は周方向の幅が一定の状態で軸方向に直線形状とされている一方、等速ジョイント１２の外輪軸部２５ｂの雄スプライン４２は、軸方向に対して斜め（この角度をリード角という）になっていて、その軸方向一方側が、雌スプライン４１の歯側面一方に当接し、軸方向他方側が雌スプライン４１の歯側面他方に当接するようになっている。これにより、雌スプライン４１と雄スプライン４２とは周方向の嵌合ガタ無く当接して、等速ジョイント１２の回転動力はハブホイール１１に効率よく伝達され、シャフト３０の回転動力は、等速ジョイント１２を介してハブホイール１１に取り付けられてある車輪（図示省略）に対して伝達されるようになっている。
【００４３】
また、スプライン４１，４２の軸方向外端部を、ハブホイール１１の軸方向端面に形成した面取における当該ハブホイール１１の穴側端部より軸方向内方に位置させている。これによって、等速ジョイント１２の外輪軸部２５ｂの軸方向外端部を径方向外向きに屈曲してかしめ部２２とした場合、かしめ部２２とハブホイール１１の外端面との間を介して水などの不要物をユニツト内部に侵入しにくくすることができて好ましい。
【００４４】
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形や応用が可能である。
【００４５】
（１）等速ジョイント１２の外輪軸部２５ｂを回転させつつかつ軸方向に移動させながら雄スプライン４２の歯先面４２ａを軸方向に向けて研磨する場合、雄スプライン４２の歯先面４２ａの研磨処理に引き続いて、外輪軸部２５ｂの内端側外周面も研磨処理する。しかし、雄スプライン４２の歯先面４２ａにおける研磨では、外輪軸部２５ｂの回転中に研磨機が雄スプライン４２の歯底面４２ｂを通過後の歯先面４２ａとの衝突などで振動している。そのため、その振動状態のまま連続して外輪軸部２５ｂの内端側外周面を研磨処理すると、外輪軸部２５ｂ内端側の外周面に対する高精度な円筒度出しを行うことが難しくなる。
【００４６】
そこで、図６で示すようにスプライン嵌合部分４０に軸方向に隣接する外輪軸部２５ｂの内端側外周面に段差２５ｃを形成し、この段差２５ｃの手前において研磨機を一旦、径方向外方に引き上げ、この段差２５ｃの通過後に、研磨機の振動が解消された状態で、再度、研磨機を外輪軸部２５ｂ外周面に向けて下降させて研磨を行う。つまり、研磨をこのような形態での非連続とすると外輪軸部２５ｂ内端側の外周面に対する高精度な円筒度出しが容易に可能となって好ましい。
【００４７】
（２）上述の実施形態では、複列転がり軸受１３の他方内輪の軌道面は、等速ジョイント１２の外輪２５の椀型筒部２５ａの外周面で構成されているが、前記他方内輪を図７で示すように外輪２５の椀型筒部２５ａとは別体構造の内輪７０で構成し、この内輪７０をその椀型筒部２５ａの外周面で受け止める構造としてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の場合、等速ジョイントの雄スプラインの歯先面をハブホイールの雌スプラインの歯底面に当接させた大径合わせ形態で組み付けるので、ハブホイールと等速ジョイントの外輪軸部との軸心を一致させてハブホイールに等速ジョイントを高精度に組み込むことができる。加えて、ハブホイールの雌スプラインを機械加工で形成する一方、等速ジョイントの外輪軸部の雄スプラインを機械加工、硬化処理、研磨処理で形成していることにより、前記両スプラインを高精度に製作でき、かつ、両スプラインの嵌合状態を良好にできる結果、前記軸心の一致をより高精度の状態にできるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるハブユニットの縦断側面図
【図２】図１の要部拡大図
【図３】図２の（３）−（３）線矢視図
【図４】図１のスプライン嵌合部分の展開平面図
【図５】図１のハブユニットの使用形態を示す模式図
【図６】本発明の他の実施形態にかかるハブユニットの上半分の部分縦断側面図
【図７】本発明のさらに他の実施形態にかかるハブユニットの上半分の部分縦断側面図
【符号の説明】
１０ ハブユニット
１１ ハブホイール
１１ａ フランジ
１２ 等速ジョイント
１３ 複列転がり軸受
２５ 等速ジョイントの外輪
２５ａ 等速ジョイントの外輪筒部
２５ｂ 等速ジョイントの外輪軸部
４０ スプライン嵌合部分
４１ ハブホイール内周の雌スプライン
４２ 等速ジョイントにおける外輪軸部の雄スプライン
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクブレーキ装置のディスクロータおよび車輪が取り付けられる車両用ハブユニット（以下、単にハブユニットという）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のハブユニットにおいては、車輪が取り付けられるハブホイールと、このハブホイールに外装され当該ハブホイールを回転自在に支持する複列転がり軸受とを備え、かつ、このハブホイールを動力伝達軸に一体に結合するため等速ジョイントを組み込む形態が考えられている。
【０００３】
この場合、等速ジョイントの外輪については、傾動案内用のボール群の軌道となる椀型の筒部と、この椀型筒部の小径部分にハブホイールに対してスプライン嵌合により結合するための軸部とを有する構造となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ハブユニットにおいては、ハブユニットと等速ジョイントの外輪軸部とを、ガタつきなく高精度に結合することにより動力伝達軸からハブユニットに動力を伝達させることが好ましい。そのためには、ハブホイールと等速ジョイントの外輪軸部との軸心を一致させることが必要となり、ここに改善の余地がある。
【０００５】
したがって、本発明は、ハブユニットにおいて、ハブホイールに等速ジョイントを高精度に組み込める構造とすることを共通の解決課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のハブユニットは、車輪が取り付けられるハブホイール、このハブホイールに外装され当該ハブホイールを回転自在に支持する複列転がり軸受、およびハブホイールに結合されて当該ハブホイールを動力伝達軸に対して傾動可能に連結する等速ジョイントを含む車両用ハブユニットであって、前記ハブホイールは、内周面に雌スプラインを有し、前記等速ジョイントは、傾動動作用の複数のボール群の軌道となる椀型の筒部と、この筒部の小径部分に一体連接されかつ外周面に前記ハブホイールの雌スプラインに嵌合される雄スプラインを備えた軸部とからなる外輪を有し、前記複列転がり軸受は、前記ハブホイールの外周面を一方の内輪とし、前記等速ジョイントの外周面を他方の内輪とし、前記軸部の軸方向端部をハブホイールの端面にかしめつけることによりハブホイールと等速ジョイント外輪とを結合し、前記雄スプラインの歯先面を前記雌スプラインの歯底面に当接させた大径合わせ形態で組み付け、前記等速ジョイントの外輪軸部の雄スプラインの歯先面を円筒面に形成し、前記ハブホイールの雌スプラインの歯底面は、前記ハブホイールの雌スプラインが存在する内周面部分以外の部分と径方向位置が同じであり、前記雄スプラインと前記雌スプラインとの大径合わせの基準とされ、前記等速ジョイントは雄スプラインに軸方向に隣接する軸部の内端側外周面に段差を形成し、雄スプラインよりも内端側の外周面を雄スプラインの歯先面よりも大径としていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によると、雄スプラインの歯先面を前記雌スプラインの歯底面に当接させた大径合わせ形態で組み付けるから、ハブホイールと等速ジョイントの外輪軸部との軸心を一致させてハブホイールに等速ジョイントを高精度に組み込むことができる。
【０００８】
前記の場合、前記ハブホイールの雌スプラインの硬度を、ロックウェル硬さ（ＨＲＣ）で１６〜３０の範囲に規定し、前記等速ジョイントの外輪軸部の雄スプラインの硬度を、ロックウェル硬さ（ＨＲＣ）で５２〜６４の範囲に規定した実施態様とすると、雌スプラインと雄スプラインとの嵌合状態が良好となって好ましい。
【０００９】
ここで、前記硬度差を付けるのは雌スプラインは熱処理後の加工が難しいのに対し、雄スプライン大径は、単純軸外径研磨なので容易である。そして、スプライン歯元断面積が雌スプラインの方が大きいので、歯の専断応力として雌スプラインの方が優位となるからである。
【００１０】
前記の場合、前記ハブホイールの雌スプラインを、ハブホイールの軸方向外端部から複列転がり軸受の一方内輪の軌道に相当する位置までの範囲にわたって形成した実施態様とすると、複列転がり軸受の内輪の軌道面に対する面圧の低下を防止できて好ましい。
【００１１】
前記の場合、等速ジョイントの外輪軸部の雄スプラインを、軸方向に対して斜めにしてハブホイールの雌スプラインに当接させた実施態様とすると、雌スプラインと雄スプラインとの周方向の嵌合ガタが無くなり等速ジョイントの回転動力をハブホイールに効率よく伝達させられて好ましい。
【００１２】
前記の場合、ハブホイールの内周面の他の部分を前記大径合わせの基準とした実施態様とすると、前記軸心の一致作業がより正確となって好ましい。
【００１３】
前記の場合、両スプラインの軸方向外端部を、ハブホイールの軸方向端面に形成される面取における当該ハブホイールの穴側端部より軸方向内方に位置させている実施態様とすると、等速ジョイントの外輪軸部の軸方向外端部を径方向外向きに屈曲してかしめ部としたとき、このかしめ部とハブホイールの外端面との間を介して水などの不要物がユニット内部に侵入しにくくなって好ましい。
前記の場合、前記ハブホイールの雌スプラインを機械加工で形成して非硬化とする一方、前記等速ジョイントの外輪軸部の雄スプラインを機械加工、硬化処理、研磨処理で形成している実施態様とすると、前記両スプラインを高精度で製作でき、かつ、両スプラインの嵌合状態を良好にできる結果、前記軸心の一致をより高精度の状態にできるものとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１５】
図１ないし図５は、本発明の一実施形態を示している。図１は、ハブユニットの縦断側面図、図２は、図１の要部拡大図、図３は、図２の（３）−（３）線矢視図、図４は、スプライン嵌合部分の展開拡大平面図、図５は、ハブユニットの使用形態を示す模式図である。
【００１６】
図例のハブユニット１０は、ハブホイール１１と、等速ジョイント１２と、複列転がり軸受１３とを備えており、ハブホイール１１の外周に複列転がり軸受１３が、ハブホイール１１の内周に等速ジョイント１２が組み込まれた構成になっている。
【００１７】
ハブホイール１１は、円筒形に形成され、かつ、その軸方向外端部の外周面に径方向外向きのフランジ１１ａを備えている。フランジ１１ａの円周数箇所には、ボルト挿通孔１５が形成され、各ボルト挿通孔１５にボルト１６が貫通状態で挿入される。ボルト１６を介してフランジ１４の片面に沿わせられた状態でディスクブレーキ装置のディスクロータ１７および車輪（図示省略）が取り付けられる。１８はブレーキパッドである。
【００１８】
複列転がり軸受１３は、二列の軌道溝を有する単一の外輪１９、二列で配設される転動体としての複数の玉２０、二つの冠形保持器２１、ハブホイール１１の外周面を一方内輪、等速ジョイント１２の外周面を他方内輪とする構成を有し、かしめ部２２から前記内輪が押し付けられていることにより、所要の予圧（圧縮応力）が付与され、かつ抜け止めされている。
【００１９】
複列転がり軸受１３の外輪１９にフランジ２３が形成され、このフランジ２３は、車体２４にボルト止めされている。
【００２０】
等速ジョイント１２は、一般的にツェッパー型（バーフィールド型）等速ジョイントとも呼ばれる周知のものであり、外輪２５、内輪２６、複数のボール群２７、保持器２８などを有し、ハブホイール１１に一体的に結合されてそのハブホイール１１に動力伝達軸であるドライブシャフト３０を傾動可能に連結する。
【００２１】
等速ジョイント１２の外輪２５は、前記傾動動作用の複数のボール群２７の軌道となる椀型の外輪筒部２５ａと、この筒部２５ａの小径部分に一体連接されてハブホイール１１に回転方向に一体となる状態で内装される外輪軸部２５ｂとを有している。
【００２２】
等速ジョイント１２の外輪２５において外輪筒部２５ａの外周にはその軸方向外端側に複列転がり軸受１３を軸方向から受け止める受け面２５ａが設けられている。
【００２３】
また、等速ジョイント１２の外輪２５において外輪軸部２５ｂは、ハブホイール１１の内周面にスプライン嵌合されているとともに、その軸方向外端部２５ｂ１が、ハブホイール１１の軸方向外端面に対して径方向外向きに屈曲されてかしめつけられたかしめ部２２とされ、これによってハブホイール１１に対し一体とされている。このかしめ部２２により、複列転がり軸受１３に対しての抜け止めと予圧付与が行われる。
【００２４】
等速ジョイント１２の内輪２６には、ドライブシャフト３０の一方軸端がスプライン嵌合され止め輪３１などで抜け止め固定されている。これにより、シャフト３０の回転動力が、等速ジョイント１２を介してハブホイール１１に取り付けられてある車輪（不図示）に対して伝達される。なお、等速ジョイント１２のブーツの図示は省略されている。
【００２５】
等速ジョイント１２は、通常、ドライブシャフト３０と、ドライブシャフト３０の他端に取り付けられる等速ジョイント３２とでドライブシャフトアセンブリ３３を構成するものであるが、この実施形態のハブユニット１０では、等速ジョイント１２を組み込んでいるから、ドライブシャフトアセンブリ３３と合体した製品とすることができる。３４はデファレンシャル装置である。
【００２６】
そして、この実施形態のハブユニット１０は、等速ジョイント１２の内部に主として雨水や塵埃等の侵入の防止のためや等速ジョイント１２内の油が外部に漏れるのを防止するなど密封性確保のための蓋体３５が付設されている。蓋体３５の肉厚は、等速ジョイント１２とは別体構造となっているから、等速ジョイント１２内の発生熱を放熱させる効果を高めるために薄肉構造とすることが可能である。
【００２７】
ハブホイール１１と等速ジョイント１２の外輪軸部２５ｂとはスプライン嵌合部分４０で一体に結合されている。このスプライン嵌合部分４０は、ハブホイール１１内周面においてその周方向に等間隔でかつインボリュート形状とされた複数の雌スプライン４１と、前記外輪軸部２５ｂ外周面においてその周方向に等間隔でかつインボリュート形状とされた複数の雄スプライン４２とから構成されている。なお、両スプライン４１，４２の形状は、インボリュート形状に限定されるものではなく、他の形状でもよい。
【００２８】
雌スプライン４１は、スプラインブローチ等の機械加工で形成され、雄スプライン４２は、スプラインボブ盤、転造盤、等の機械加工で形成される。
【００２９】
等速ジョイント１２の外輪軸部２５ｂは、前記スプライン嵌合部分４０における外径に関して、雄スプライン４２の歯先面４２ａが大径部となり、歯底面４２ｂが小径部となる。また、ハブホイール１１は、前記スプライン嵌合部分４０における内径に関して、雌スプライン４１の歯先面４１ａが小径部となり、歯底面４１ｂが大径部となる。
【００３０】
ハブホイール１１における雌スプライン４１は、前記機械加工により上記形態を得られるが、等速ジョイント１２の外輪軸部２５ｂにおける雄スプライン４２は、前記機械加工の後、高周波焼き入れ等の硬化処理が施され、次いで仕上げ研磨等の研磨処理で上記形態を得られる。この硬化処理は、雌スプライン４１を機械加工だけとして鋼材の生のままの硬さとしている一方、雄スプライン４２を雌スプライン４１の硬さより硬くして、両スプライン４１，４２どうしの良好な嵌合を得、かつ、スプライン強度を確保するためであり、研磨処理は、前記嵌合寸法精度を高めるためである。
【００３１】
ここで、機械加工とは、実施形態ではブローチ加工等であるが、これに限定されず機械力を利用する加工のすべてであり、硬化処理は、実施形態では高周波焼き入れであるが、これに限定されず時効、加熱、冷却などで硬さを増す処理のすべてである。
【００３２】
研磨処理とは、焼き入れ後切削加工および仕上げ研削加工のことである。
【００３３】
ハブホイール１１の雌スプライン４１は、機械加工だけであるために歯底面４１ｂを高精度に形成でき、ハブホイール１１としてスプライン嵌合部分４０が高精度になっている。
【００３４】
等速ジョイント１２の雄スプライン４２は、前記機械加工では歯先面４２ａを高精度に形成できるが、前記機械加工の後に硬化処理を施すときに歪みが発生する。そのため、雄スプライン４２の歯先面４２ａに対して研磨処理をする。
【００３５】
この場合の研磨処理では、雄スプライン４２の歯先面４２ａつまり等速ジョイント１２の外輪軸部２５ｂの外径に関する大径部が、雌スプライン４１の歯底面４１ｂつまりハブホイール１１の内径に関する大径部に、当接するような大径合わせ形態でもってハブホイール１１に組み付けられるように行われる。
【００３６】
この大径合わせ形態により実施形態ではハブホイール１１に対して等速ジョイント１２を組み込むのみでスプライン嵌合部分４０における軸心合わせを高精度で行うことが容易に可能となり、ハブホイール１１と等速ジョイント１２の外輪軸部２５ｂとを、ガタつきなく高精度に結合させてドライブシャフト３０からハブユニット１０に動力を高効率で伝達させることができる。
【００３７】
この場合、ハブホイール１１の雌スプライン４１の硬度は、機械加工だけであり、ハブホイール１１の生の硬さとなるが、その硬度はロックウェル硬さ（ＨＲＣ）で１６〜３０の範囲に規定する。また、等速ジョイント１２の外輪軸部２５ｂの雄スプライン４２の硬度は、前記硬化処理により、ロックウェル硬さ（ＨＲＣ）で５２〜６４の範囲に規定している。このような硬度関係にすると、両スプライン４１，４２の嵌合状態をより良好にすることができ、かつスプライン強度を確保することができる。
【００３８】
ハブホイール１１の鋼材として例えば炭素鋼があり、また、等速ジョイント１２の鋼材としては、炭素鋼、浸炭または高周波焼き入れ鋼がある。
【００３９】
さらに、ハブホイール１１の雌スプライン４１の軸方向長さを、少なくともハブホイール１１の軸方向長さの１／２の範囲に規定することが好ましい。
【００４０】
これは、雌スプライン４１の軸方向長さを短くするにつれ等速ジョイント１２とハブホイール１１との結合力が低下してくる。また、雌スプライン４１が複列転がり軸受１３の一方内輪の軌道位置にまで達すると、圧入嵌め合いによるハブホイール外径の変形が軸受軌道形状に影響（ビレ等）を及ぼし、軸受の異音発生、振動の原因となり得るおそれがある。そこで、ハブホイール１１の雌スプライン４１の軸方向長さを前記結合力と面圧とを考慮した所定範囲として前記１／２の範囲とするのが好ましい。
【００４１】
なお、この場合、ハブホイール１１の雌スプライン４１の歯底面４１ｂは、前記スプライン嵌合部分４０が存在するハブホイール１１内周面部分以外の部分と径方向位置が同じなので、その部分を前記大径合わせの基準として用いると、雌スプライン４１の歯底面４１ｂや等速ジョイント１２の外輪軸部２５ｂの雄スプライン４２の歯先面４２ａの機械加工をより容易にでき、前記軸心の一致精度をより高められて好ましい。
【００４２】
また、ハブホイール１１の雌スプライン４１は周方向の幅が一定の状態で軸方向に直線形状とされている一方、等速ジョイント１２の外輪軸部２５ｂの雄スプライン４２は、軸方向に対して斜め（この角度をリード角という）になっていて、その軸方向一方側が、雌スプライン４１の歯側面一方に当接し、軸方向他方側が雌スプライン４１の歯側面他方に当接するようになっている。これにより、雌スプライン４１と雄スプライン４２とは周方向の嵌合ガタ無く当接して、等速ジョイント１２の回転動力はハブホイール１１に効率よく伝達され、シャフト３０の回転動力は、等速ジョイント１２を介してハブホイール１１に取り付けられてある車輪（図示省略）に対して伝達されるようになっている。
【００４３】
また、スプライン４１，４２の軸方向外端部を、ハブホイール１１の軸方向端面に形成した面取における当該ハブホイール１１の穴側端部より軸方向内方に位置させている。これによって、等速ジョイント１２の外輪軸部２５ｂの軸方向外端部を径方向外向きに屈曲してかしめ部２２とした場合、かしめ部２２とハブホイール１１の外端面との間を介して水などの不要物をユニツト内部に侵入しにくくすることができて好ましい。
【００４４】
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形や応用が可能である。
【００４５】
（１）等速ジョイント１２の外輪軸部２５ｂを回転させつつかつ軸方向に移動させながら雄スプライン４２の歯先面４２ａを軸方向に向けて研磨する場合、雄スプライン４２の歯先面４２ａの研磨処理に引き続いて、外輪軸部２５ｂの内端側外周面も研磨処理する。しかし、雄スプライン４２の歯先面４２ａにおける研磨では、外輪軸部２５ｂの回転中に研磨機が雄スプライン４２の歯底面４２ｂを通過後の歯先面４２ａとの衝突などで振動している。そのため、その振動状態のまま連続して外輪軸部２５ｂの内端側外周面を研磨処理すると、外輪軸部２５ｂ内端側の外周面に対する高精度な円筒度出しを行うことが難しくなる。
【００４６】
そこで、図６で示すようにスプライン嵌合部分４０に軸方向に隣接する外輪軸部２５ｂの内端側外周面に段差２５ｃを形成し、この段差２５ｃの手前において研磨機を一旦、径方向外方に引き上げ、この段差２５ｃの通過後に、研磨機の振動が解消された状態で、再度、研磨機を外輪軸部２５ｂ外周面に向けて下降させて研磨を行う。つまり、研磨をこのような形態での非連続とすると外輪軸部２５ｂ内端側の外周面に対する高精度な円筒度出しが容易に可能となって好ましい。
【００４７】
（２）上述の実施形態では、複列転がり軸受１３の他方内輪の軌道面は、等速ジョイント１２の外輪２５の椀型筒部２５ａの外周面で構成されているが、前記他方内輪を図７で示すように外輪２５の椀型筒部２５ａとは別体構造の内輪７０で構成し、この内輪７０をその椀型筒部２５ａの外周面で受け止める構造としてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の場合、等速ジョイントの雄スプラインの歯先面をハブホイールの雌スプラインの歯底面に当接させた大径合わせ形態で組み付けるので、ハブホイールと等速ジョイントの外輪軸部との軸心を一致させてハブホイールに等速ジョイントを高精度に組み込むことができる。加えて、ハブホイールの雌スプラインを機械加工で形成する一方、等速ジョイントの外輪軸部の雄スプラインを機械加工、硬化処理、研磨処理で形成していることにより、前記両スプラインを高精度に製作でき、かつ、両スプラインの嵌合状態を良好にできる結果、前記軸心の一致をより高精度の状態にできるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるハブユニットの縦断側面図
【図２】図１の要部拡大図
【図３】図２の（３）−（３）線矢視図
【図４】図１のスプライン嵌合部分の展開平面図
【図５】図１のハブユニットの使用形態を示す模式図
【図６】本発明の他の実施形態にかかるハブユニットの上半分の部分縦断側面図
【図７】本発明のさらに他の実施形態にかかるハブユニットの上半分の部分縦断側面図
【符号の説明】
１０ ハブユニット
１１ ハブホイール
１１ａ フランジ
１２ 等速ジョイント
１３ 複列転がり軸受
２５ 等速ジョイントの外輪
２５ａ 等速ジョイントの外輪筒部
２５ｂ 等速ジョイントの外輪軸部
４０ スプライン嵌合部分
４１ ハブホイール内周の雌スプライン
４２ 等速ジョイントにおける外輪軸部の雄スプライン
Claims (7)
- 車輪が取り付けられるハブホイール、このハブホイールに外装され当該ハブホイールを回転自在に支持する複列転がり軸受、およびハブホイールに結合されて当該ハブホイールを動力伝達軸に対して傾動可能に連結する等速ジョイントを含む車両用ハブユニットであって、
前記ハブホイールは、内周面に雌スプラインを有し、
前記等速ジョイントは、傾動動作用の複数のボール群の軌道となる椀型の筒部と、この筒部の小径部分に一体連接されかつ外周面に前記ハブホイールの雌スプラインに嵌合される雄スプラインを備えた軸部とからなる外輪を有し、
前記複列転がり軸受は、前記ハブホイールの外周面を一方の内輪とし、前記等速ジョイントの外周面を他方の内輪とし、
前記軸部の軸方向端部をハブホイールの端面にかしめつけることによりハブホイールと等速ジョイント外輪とを結合し、
前記雄スプラインの歯先面を前記雌スプラインの歯底面に当接させた大径合わせ形態で組み付け、
前記等速ジョイントの外輪軸部の雄スプラインの歯先面を円筒面に形成し、
前記ハブホイールの雌スプラインの歯底面は、前記ハブホイールの雌スプラインが存在する内周面部分以外の部分と径方向位置が同じであり、前記雄スプラインと前記雌スプラインとの大径合わせの基準とされ、
前記等速ジョイントは雄スプラインに軸方向に隣接する軸部の内端側外周面に段差を形成し、雄スプラインよりも内端側の外周面を雄スプラインの歯先面よりも大径としている、ことを特徴とする車両用ハブユニット。 - 請求項１に記載の車両用ハブユニットにおいて、
前記ハブホイールの雌スプラインの硬度を、ロックウェル硬さ（ＨＲＣ）で１６〜３０の範囲に規定し、前記等速ジョイントの外輪軸部の雄スプラインの硬度を、ロックウェル硬さ（ＨＲＣ）で５２〜６４の範囲に規定している、ことを特徴とする車両用ハブユニット。 - 請求項１または２に記載の車両用ハブユニットにおいて、
前記ハブホイールの雌スプラインを、ハブホイールの軸方向外端部から複列転がり軸受の一方内輪の軌道に相当する位置までの範囲にわたって形成している、ことを特徴とする車両用ハブユニット。 - 請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用ハブユニットにおいて、
等速ジョイントの外輪軸部の雄スプラインを、軸方向に対して斜めにしてハブホイールの雌スプラインに当接させている、ことを特徴とする車両用ハブユニット。 - 請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用ハブユニットにおいて、
ハブホイールの内周面の他の部分を前記大径合わせの基準としている、ことを特徴とする車両用ハブユニット。 - 請求項１ないし５のいずれかに記載の車両用ハブユニットにおいて、
両スプラインの軸方向外端部を、ハブホイールの軸方向端面に形成される面取における当該ハブホイールの穴側端部より軸方向内方に位置させている、ことを特徴とする車両用ハブユニット。 - 請求項１ないし６のいずれかに記載の車両用ハブユニットにおいて、
前記ハブホイールの雌スプラインを機械加工で形成して非硬化とする一方、前記等速ジョイントの外輪軸部の雄スプラインを機械加工、硬化処理、研磨処理で形成している、ことを特徴とする車両用ハブユニット。
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