JP4543705B2 - 車輪用ハブユニット - Google Patents
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Description
本発明は、車両のハブユニットに関するもので、詳しくは、ハブに外嵌した内輪要素をハブの車両中心側終端部の加締め部を加締めることにより固定した車両用ハブユニットに関する。
終端部の加締め部を加締めることにより内輪要素を固定するハブユニットにおいては、加締め工具により加締め部を半径方向外方へ拡開して、内輪要素を固定するが、その際に、内輪要素が変形して、内輪要素の軌道径寸法や軌道面の形状を崩し、ハブユニットの性能の低下をきたす虞がある。
内輪要素の変形を抑えるために、内輪要素の外径部に円環状の拘束治具を取付けて、内輪要素の変形を抑える方法が提案されている(例えば、特許文献１を参照)。
特開２０００-３８００５号公報
しかしながら、特許文献１で提案されている拘束治具は、それを内輪要素と外輪の間に挿入する作業が伴い、しかも、その作業を車輪用ハブユニット一個づつ毎回行なわなければならないということになって時間と手間がかかり、作業効率の低下や生産コストのアップにつながる。
本発明は、拘束治具を用いることなく、加締め時に内輪要素の変形を極力少なくし、性能の低下をきたさないハブユニット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、本発明の車輪用ハブユニットは、
内周に２列の軸受軌道を有する外輪と、
外端側には、車輪取付けフランジを有し、軸方向車両中心側には終端部を有し、前記外輪の軸方向車両外端側の軸受軌道に対応する第１軸受軌道を外周に一体または別体に有しているハブと、
前記ハブの前記終端部側に外嵌され、前記外輪の軸方向車両中心側の軸受軌道に対向する第２軸受軌道を外周に有しており、前記ハブの前記終端部の加締めにより前記終端部に固定された内輪要素と、
前記外輪の２つの軸受軌道と、前記第１軸受軌道および第２軸受軌道との間に介在する転動体と
を備えた車輪用ハブユニットにおいて、
前記終端部の加締め部外径寸法を加締め前の状態において、内輪要素のハブへの嵌合部よりも小径部とし、かつ、前記小径部の起点を内輪要素の内周面の面取り部起点と内輪要素の車両中心側端面との間に位置するようにして、前記終端部を径方向外向きに加締め塑性変形する際前記終端部が前記内輪要素の車両中心側端面に接触するときに、前記終端部を径方向外方へ塑性変形する力の軸方向成分が半径方向成分より大きくなるようにして、前記終端部を加締めて前記内輪要素を固定したことを特徴とする車輪用ハブユニットによって課題の解決を図る。
本発明の車輪用ハブユニットにおいて、好ましくは、前記終端部を加締める際前記終端部が前記内輪要素の車両中心側端面に接触するときに、前記小径部の起点を前記内輪要素の面取り部起点と前記内輪要素の車両中心側端面との間に位置するようにする。
本発明による車輪用ハブユニットの製造方法は、内周に２列の軸受軌道を有する外輪と、
外端側には、車輪取付けフランジを有し、軸方向車両中心側には終端部を有し、前記外輪の軸方向車両外端側の軸受軌道に対応する第１軸受軌道を外周に一体または別体に有しているハブと、
前記ハブの前記終端部側に外嵌され、前記外輪の軸方向車両中心側の軸受軌道に対向する第２軸受軌道を外周に有しており、前記ハブの前記終端部の加締めにより前記終端部に固定された内輪要素と、
前記外輪の２つの軸受軌道と、前記第１軸受軌道および第２軸受軌道との間に介在する転動体と
を備えた車輪用ハブユニットの製造方法において、
前記終端部の加締め部外径寸法を加締め前の状態において、内輪要素のハブへの嵌合部よりも小径部とし、かつ、前記小径部の起点を内輪要素の内周面の面取り部起点と内輪要素の車両中心側端面との間に位置するようにして、前記終端部を加締め塑性変形する際前記終端部が前記内輪要素の車両中心側端面に接触するときに、前記終端部を径方向外方へ塑性変形する力の軸方向成分が半径方向成分より大きくなるようにして、前記終端部を加締めて前記内輪要素を固定することを特徴とする。
本発明の上記車輪用ハブユニットの製造方法においては、前記終端部を加締める際前記終端部が前記内輪要素の車両中心側端面に接触するときに、前記小径部の起点を前記内輪要素の面取り部起点と前記内輪要素の車両中心側端面との間に位置するようにすることが好ましい。
内周に２列の軸受軌道を有する外輪と、
外端側には、車輪取付けフランジを有し、軸方向車両中心側には終端部を有し、前記外輪の軸方向車両外端側の軸受軌道に対応する第１軸受軌道を外周に一体または別体に有しているハブと、
前記ハブの前記終端部側に外嵌され、前記外輪の軸方向車両中心側の軸受軌道に対向する第２軸受軌道を外周に有しており、前記ハブの前記終端部の加締めにより前記終端部に固定された内輪要素と、
前記外輪の２つの軸受軌道と、前記第１軸受軌道および第２軸受軌道との間に介在する転動体と
を備えた車輪用ハブユニットにおいて、
前記終端部の加締め部外径寸法を加締め前の状態において、内輪要素のハブへの嵌合部よりも小径部とし、かつ、前記小径部の起点を内輪要素の内周面の面取り部起点と内輪要素の車両中心側端面との間に位置するようにして、前記終端部を径方向外向きに加締め塑性変形する際前記終端部が前記内輪要素の車両中心側端面に接触するときに、前記終端部を径方向外方へ塑性変形する力の軸方向成分が半径方向成分より大きくなるようにして、前記終端部を加締めて前記内輪要素を固定したことを特徴とする車輪用ハブユニットによって課題の解決を図る。
本発明の車輪用ハブユニットにおいて、好ましくは、前記終端部を加締める際前記終端部が前記内輪要素の車両中心側端面に接触するときに、前記小径部の起点を前記内輪要素の面取り部起点と前記内輪要素の車両中心側端面との間に位置するようにする。
本発明による車輪用ハブユニットの製造方法は、内周に２列の軸受軌道を有する外輪と、
外端側には、車輪取付けフランジを有し、軸方向車両中心側には終端部を有し、前記外輪の軸方向車両外端側の軸受軌道に対応する第１軸受軌道を外周に一体または別体に有しているハブと、
前記ハブの前記終端部側に外嵌され、前記外輪の軸方向車両中心側の軸受軌道に対向する第２軸受軌道を外周に有しており、前記ハブの前記終端部の加締めにより前記終端部に固定された内輪要素と、
前記外輪の２つの軸受軌道と、前記第１軸受軌道および第２軸受軌道との間に介在する転動体と
を備えた車輪用ハブユニットの製造方法において、
前記終端部の加締め部外径寸法を加締め前の状態において、内輪要素のハブへの嵌合部よりも小径部とし、かつ、前記小径部の起点を内輪要素の内周面の面取り部起点と内輪要素の車両中心側端面との間に位置するようにして、前記終端部を加締め塑性変形する際前記終端部が前記内輪要素の車両中心側端面に接触するときに、前記終端部を径方向外方へ塑性変形する力の軸方向成分が半径方向成分より大きくなるようにして、前記終端部を加締めて前記内輪要素を固定することを特徴とする。
本発明の上記車輪用ハブユニットの製造方法においては、前記終端部を加締める際前記終端部が前記内輪要素の車両中心側端面に接触するときに、前記小径部の起点を前記内輪要素の面取り部起点と前記内輪要素の車両中心側端面との間に位置するようにすることが好ましい。
本発明によれば、ハブ車両中心側の内輪要素の変形を極力小さくして内輪要素の加締め固定ができるので、軸受寿命の低下をきたすことがない。さらに、終端部の内輪要素の圧入長さ寸法が小さくなって、組み立てが容易となる。
以下、本発明の実施の形態に関わる車輪用ハブユニットを図面を参照しつつ説明する。
（実施形態１）
図１ないし図３において本発明の実施形態１を説明する。
図１ないし図３において本発明の実施形態１を説明する。
図１は実施形態１の車輪用ハブユニットＨｕの断面図である。
同図において、ハブ１は、外端側に車輪(図示略)を取付けるためのフランジ１ｆと、軸方向中央部の外周面１ｍのうちフランジ側外周面には直接第１軸受軌道１ａが形成されている。
車両中心側の外周面はフランジ側外周面に連なる段部１ｃを介してフランジ側外周面より小径の第１の小径外周部１ｎが設けられ、該第１の小径外周部の車両中心側(図１中右方)終端部１１は加締め部１ｋとなっている。該加締め部１ｋは、後述するようにハブ１の材料の一つとして好適な中炭素鋼の未熱処理の硬度(ＨＲＣ１５-２８)程度になっていて、加締めが容易にできる。
第１の小径外周部１ｎには内輪要素３が外嵌され、内輪要素３の外周面に第２軸受軌道１ｂが形成されている。内輪要素３は、ハブ１の車両中心側の加締め部１ｋによって段部１ｃとの間で加締められ、ハブ１に固定されている。
こうして、内輪要素３がハブ１に加締め固定されて、第１軸受軌道１ａと第２軸受軌道１ｂとの２つの内輪軌道を形成している。
内輪要素３は、その車両中心側の端面３ｕと内輪要素３の内周面３ｙとの間に、単一アール寸法面取り部３ｖが形成されていて、ハブ１の終端部１１を加締める際に好適な形状になっている。
外輪２はハブ１の第１軸受軌道１ａおよび第２軸受軌道１ｂに対応する複列の軸受軌道２ａ，２ｂを有している。外輪２の外周部には車体に取付けられるフランジ２ｆが一体に形成されており、両端部にはハブ１と外輪２との隙間をシールするシールリング７が取付けられている。
ボール４ａ，４ｂは第１軸受軌道１ａおよび第２軸受軌道１ｂと外輪の軸受軌道２ａ，２ｂとの間に介在し、ハブと外輪との相対回転を可能にしている。ボール４ａ，４ｂは保持器５により保持されている。また、フランジ１ｆにはボルト９により車輪(図示略)が取付けられる。
図２はハブの終端部１１を加締める前の状態を示している。加締める前の状態で、ハブの終端部１１は、内輪要素３が外嵌された第１の小径外周部１ｎと、該第１の小径外周部１ｎに連設され、第１の小径外周部１ｎよりも半径０.２−１.０ｍｍ小径で、車両中心側に向けて延在する第２の小径外周部１ｓが形成されている。さらに、第１および第２の小径外周部１ｎ，１ｓの内方は、後述する加締めに好適な肉厚寸法となるような内周面１ｔと底部１ｕから成るカウンターボア６が形成されている。
図２のＡ部を拡大した図３（ａ）について説明する。
ハブ１の第１の小径外周部１ｎに連設された第２の小径外周部１ｓの起点１ｐは、ハブの段部１ｃを基準点として、該段部１ｃからの距離が内輪要素３の幅寸法Ｂよりも小さく、内輪要素３の幅寸法Ｂから面取り部の内周面の起点３Pから端面３ｕまでの寸法である面取り部の寸法Ｒを減じた長さ（Ｂ−Ｒ）よりも大きい位置に存在している。このような位置関係にすれば、第２の小径外周部の起点１ｐが内輪の内周面の面取り部起点３ｐと内輪の車両側中心端面３ｕとの間に位置するように設定される。
なお、図２、図３（ａ）において、上記以外の図１と共通する部品並びに部位には符号のみをつけ説明は省略する。
図３（ｂ）、（ｃ）は図３（ａ）の終端部を加締め工具（図示略）によって、加締め部を矢印Ｙ方向へ力を加えて拡開している状態を示している。
加締め工具によって矢印Ｙ方向へ力を作用させると、ハブ１の第２の小径外周部１ｓは、第１小径外周部１ｎに比べ肉薄であり、しかも底部１ｕからの距離寸法が大きいために曲げモーメントが大きく、まず、第２の小径外周部１ｓから変形を始める。
拡開が進んで、第２の小径外周部１ｓが内輪要素３の端面３ｕに接触したときに、第２の小径外周部１ｓを第１の小径外周部１ｎより０.２ｍｍ以上小径にすると、図３（ｃ）に示す如く、加締め部をＹ方向へ拡開する力の軸方向成分Ｙｈが、半径方向成分Ｙｖより十分に大きくなり、内輪要素３を軸方向に確実に固定し、かつ、内輪要素３を径方向に変形させる影響を抑えることができる。
また、第２の小径外周部１ｓを第１の小径外周部１ｎより１.０ミリを超えて小径にすると、加締め部の肉厚が必要なだけ確保されないため好ましくない。
拡開がさらに進んで、第２の小径外周部１ｓが内輪要素３の端面３ｕに接触するときには第２の小径外周部１ｓの起点１ｐが内輪要素３の面取り部起点３ｐと端面３ｕとの間にあるので、起点１ｐが内輪要素３の面取り部３ｖへの接触が遅れ、接触したときには、既に、内輪要素３を変形させる力は減少しているため、内輪要素３の軌道１ｂが変形するのを極小にできる。
なお、図３（ｂ）、（ｃ）、において上記以外の図３（ａ）と共通する部品並びに部位には符号のみ付け説明は省略する。
図４において、実施形態１の変形例１を説明する。
図３（ａ）に相当する同図は、内輪要素３の単一アール寸法Ｒ１の面取り部３ｖ１と、該面取り部３ｖ１に連設し、内輪要素３の内周面に向けた円錐面状で面取り寸法Ｒ２の面取り部３ｖ２との組み合わせ面取り３ｖ３を示している。
この組み合わせ面取り３ｖ３は、内輪要素３の中央部に向けて面取り寸法がＲ１+Ｒ２であって、図３（ａ）の面取り部寸法Ｒより大きいので、内輪要素３の面取り部の起点３ｐをさらに、内輪要素３の中心部に近くすることができ、加締め工具によって図３（ｂ）に示すと同様な方法で、第２小径外周部１ｓを拡開して変形を進めたときに、第２小径外周部の起点１ｐが内輪要素３の内周面の円錐面面取り部３ｖ２に接触する時期がさらに遅れて、内輪要素３の変形への影響がさらに極小になる。
この組み合わせ面取り３ｖ３は、内輪要素３の中央部に向けて面取り寸法がＲ１+Ｒ２であって、図３（ａ）の面取り部寸法Ｒより大きいので、内輪要素３の面取り部の起点３ｐをさらに、内輪要素３の中心部に近くすることができ、加締め工具によって図３（ｂ）に示すと同様な方法で、第２小径外周部１ｓを拡開して変形を進めたときに、第２小径外周部の起点１ｐが内輪要素３の内周面の円錐面面取り部３ｖ２に接触する時期がさらに遅れて、内輪要素３の変形への影響がさらに極小になる。
なお、図４において、図２、図３と共通する部品並びに部位の説明は省略する。
図５において、実施形態１の変形例２について説明する。同図は、車輪用ハブユニットの中心線より上側半分を示す断面図である。
変形例２のハブ１は、フランジ側の第１軸受軌道１ａを別体に有している場合であるが、第１軸受軌道１ａを車両中心側の第２軸受軌道１ｂと共に２個の内輪要素３ａ，３ｂに形成し、内輪要素３ａと３ｂを第１の外周部１ｎに外嵌している。ハブ１の終端部１１は第１の外周部１ｎに連設して、第１の外周部１ｎよりも径の小さい第２の小径外周部１ｓが形成され、第２の小径外周部１ｓの起点１ｐは車両中心側内輪要素３ｂの端面３ｕと、端面３ｕの位置から内周面の面取り３ｖの面取り寸法Ｒ間での範囲に位置している。
また、ハブ１の終端部１１には、内周面１tと底部１ｕから成るカウンターボア６が形成されており、加締めに好適となるような肉厚と成っている。
終端部１１を図３（ｂ）に示す方法と同様な方法によって加締めることによって、内輪３ａと３ｂを、ハブ１の段部１ｃと終端部１１との間で固定する。なお、図２と共通の部品並びに部位については説明を省略する。
Ｈｕ 車輪用ハブユニット
１ ハブ
１ｃ 段部
１ｍ 外周面
１ｎ 第１の小径外周部
１ｐ 第２の小径外周部起点
１ｓ 第２の小径外周部
１ｔ 内周部
１ｕ 底部
１１ 終端部
２ 外輪
２ａ，２ｂ 外輪の軸受軌道
３ 内輪要素
３ｕ 内輪要素の端面
３ｐ 内輪要素の面取り部起点
３ｖ，３ｖ１，３ｖ２，３ｖ３ 内輪要素の面取り部
３ｙ 内輪要素の内周面
４ａ，４ｂ ボール
５ 保持器
６ カウンターボア
１ ハブ
１ｃ 段部
１ｍ 外周面
１ｎ 第１の小径外周部
１ｐ 第２の小径外周部起点
１ｓ 第２の小径外周部
１ｔ 内周部
１ｕ 底部
１１ 終端部
２ 外輪
２ａ，２ｂ 外輪の軸受軌道
３ 内輪要素
３ｕ 内輪要素の端面
３ｐ 内輪要素の面取り部起点
３ｖ，３ｖ１，３ｖ２，３ｖ３ 内輪要素の面取り部
３ｙ 内輪要素の内周面
４ａ，４ｂ ボール
５ 保持器
６ カウンターボア
Claims (4)
- 内周に２列の軸受軌道を有する外輪と、
外端側には、車輪取付けフランジを有し、軸方向車両中心側には終端部を有し、前記外輪の軸方向車両外端側の軸受軌道に対応する第１軸受軌道を外周に一体または別体に有しているハブと、
前記ハブの前記終端部側に外嵌され、前記外輪の軸方向車両中心側の軸受軌道に対向する第２軸受軌道を外周に有しており、前記ハブの前記終端部の加締めにより前記終端部に固定された内輪要素と、
前記外輪の２つの軸受軌道と、前記第１軸受軌道および第２軸受軌道との間に介在する転動体と
を備えた車輪用ハブユニットにおいて、
前記終端部の加締め部外径寸法を加締め前の状態において内輪要素のハブへの嵌合部よりも小径部としかつ前記小径部の起点を内輪要素の内周面の面取り部起点と内輪要素の車両中心側端面との間に位置するようにして、
前記終端部を径方向外向きに加締めて塑性変形することにより前記終端部が前記内輪要素の車両中心側端面に接触するときに、前記終端部を径方向外方へ塑性変形する力の軸方向成分が半径方向成分より大きくなるように、前記終端部を加締めて前記内輪要素を固定したことを特徴とする車輪用ハブユニット。 - 前記終端部を加締める際前記終端部が前記内輪要素の車両中心側端面に接触するときに、前記小径部の起点を前記内輪要素の面取り部起点と前記内輪要素の車両中心側端面との間に位置するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の車輪用ハブユニット。
- 内周に２列の軸受軌道を有する外輪と、
外端側には、車輪取付けフランジを有し、軸方向車両中心側には終端部を有し、前記外輪の軸方向車両外端側の軸受軌道に対応する第１軸受軌道を外周に一体または別体に有しているハブと、
前記ハブの前記終端部側に外嵌され、前記外輪の軸方向車両中心側の軸受軌道に対向する第２軸受軌道を外周に有しており、前記ハブの前記終端部の加締めにより前記終端部に固定された内輪要素と、
前記外輪の２つの軸受軌道と、前記第１軸受軌道および第２軸受軌道との間に介在する転動体と
を備えた車輪用ハブユニットの製造方法において、
前記終端部の加締め部外径寸法を加締め前の状態において内輪要素のハブへの嵌合部よりも小径部としかつ前記小径部の起点を内輪要素の内周面の面取り部起点と内輪要素の車両中心側端面との間に位置するようにし、
前記終端部を加締めて塑性変形することにより、前記終端部が前記内輪要素の車両中心側端面に接触するときに、前記終端部を径方向外方へ塑性変形する力の軸方向成分が半径方向成分より大きくなるように、前記終端部を加締めて前記内輪要素を固定することを特徴とする車輪用ハブユニットの製造方法。 - 前記終端部を加締める際前記終端部が前記内輪要素の車両中心側端面に接触するときに、前記小径部の起点を前記内輪要素の面取り部起点と前記内輪要素の車両中心側端面との間に位置するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の車輪用ハブユニットの製造方法。
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