JP4872444B2 - ハブユニットの組立て方法およびハブユニット - Google Patents

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Description

本発明は、ハブユニットの組立て方法ならびに当該組立て方法によって組立てられたハブユニットに関する。
図５に示すような現行使用されているハブユニットＨｕｚは、車両外端側（図中、左側）に第１内周軌道１１ｚおよび車両中心側に第２内周軌道１２ｚを有する外輪１ｚと、外輪１ｚの第１内周軌道１１ｚに対向する第１外周軌道２１ｚを外周に一体に有し、車両中心側（図中、右側）に向かい、第１外周軌道２１ｚに続いて終端嵌合部２３ｚを有する軸体２ｚと、軸体２ｚの終端嵌合部２３ｚに外嵌固定され、外周に外輪１ｚの第２内周軌道１２ｚに対向する第２外周軌道３２ｚが形成されている内輪要素３ｚとからなるハブＨｂｚと、第１内周軌道１１ｚと第１外周軌道２１ｚとの間および第２内周軌道１２ｚと第２外周軌道３２ｚとの間にそれぞれ介装されたボール４１ｚ、４２ｚよりなる第１ボール列Ｆｂ１ｚおよび第２ボール列Ｆｂ２ｚとによって構成されている。
そして、ハブユニットＨｕｚは等速ジョイントＪのハウジングＪｈから突き出ているセレーション軸Ｊｓｚとの間で軸方向に挟持され締め付けられている。
また、第１ボール列Ｆｂ１ｚおよび第２ボール列Ｆｂ２ｚは外輪１ｚおよびハブＨｂｚの各軌道とは接触角αをもって接触するようになっている。この接触角αの向きは、ハブユニットＨｕｚの中心線Ｘ０−Ｘ０に向かって拡大する方向になっている。この接触角αを拡大する向きに設定することによって、ハブユニットＨｕｚに作用するモーメント荷重Ｍ０に対するモーメント剛性を高めることが出来る。このモーメント剛性をさらに高めるために、それぞれの軌道とボールとの間で接触角αの方向に予圧荷重が付与されている。
しかし、予圧荷重は少なすぎると予定するモーメント剛性が得られないし、大きすぎると、かえって、ハブユニットＨｕｚの寿命を低下させる虞があり、適正値に設定する必要がある。
予圧荷重の適正値設定方法に関して提案がある。（特許文献１を参照）
特開２００２−３２３０５６号公報
しかしながら、特許文献１は外方部材（１０）とハブ輪（３０）および内輪（４０）とのそれぞれの軌道中心間の軸方向寸法を測定し、さらに、ハブ輪（３０）の肩面（３６）と内輪（４０）のアウトボード側端面（４２）との間のすきま（Ｓ）を測定することによって、その測定すきま（Ｓ）に基づいてマイナスのすきまを設定するという課題に関するものであり、軌道中心間の寸法との関係のみから予圧荷重を設定しようとするものである。（特許文献１に関する上記説明には、特許文献１で用いられている語句と符号をそのまま使用している）。そのために、測定方法が技術的に難しいすきま（Ｓ）の測定工程を伴う煩わしさがある。
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、本発明は、特許文献１に記載のようなハブ輪（３０）の肩面（３６）と内輪（４０）のアウトボード側端面（４２）との間のすきま（Ｓ）を測定する複雑な測定工程を伴うことなく、モーメント剛性の高いハブユニットを得るための予圧荷重を設定できるハブユニットの組立て方法ならびに当該組立て方法によって組立てられた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、本発明は、
車両外端側に第１内周軌道と車両中心側に第２内周軌道とを有する外輪と、
前記外輪の第１内周軌道に対向する第１外周軌道を一体または別体に有し、かつ、車両中心側には終端嵌合部を有する軸体と、前記終端嵌合部に外嵌固定されて前記外輪の第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を有するハブと、
前記外輪の第１および第２内周軌道と、前記ハブの第１および第２外周軌道との間に介在するボールからなる車両外端側の第１ボール列および車両中心側の第２ボール列と、
前記各ボール列のボールを保持する保持器と、を備え、
前記第１ボール列のピッチ円直径が前記第２ボール列のピッチ円直径よりも大であって、
前記第１ボール列のボール寸法と前記第２ボール列のボール寸法が異なる複列の背面組合せ型アンギュラ玉軸受からなるハブユニットの組立て方法において、
前記外輪、前記軸体及び前記内輪要素に基づいて前記第１ボール列のボール寸法を予め１種類に決定しておき、
前記外輪、前記軸体、前記内輪要素及び前記第１ボール列のボールを基準として前記第２ボール列のボールを選択して組み立てることにより所望の予圧荷重を得ることを特徴とするハブユニットの組立て方法を提供する。
また、本発明は、
さらに、前記第１ボール列のボール寸法が前記第２ボール列のボール寸法よりも大であるハブユニットの組立て方法が望ましい。
また、本発明は、
前記記載の組立て方法のいずれかによって組立てられたことを特徴とするハブユニットを提供する。
本発明によれば、特許文献１に記載のようなハブ輪（３０）の肩面（３６）と内輪（４０）のアウトボード側端面（４２）との間のすきま（Ｓ）を測定する複雑な測定工程を伴うことなく、モーメント剛性の高いハブユニットを得るための予圧荷重を設定できるハブユニットの組立て方法ならびに当該組立て方法によって組立てられたハブユニットを提供することができる。
以下、本発明のハブユニットの組立て方法に係わる実施形態を図面を参照しつつ説明する。
（実施形態１）
図１によって本発明の実施形態１の組立て方法を説明する。
本発明の組立て方法に係わるハブユニットＨｕは、車両外端側に第１内周軌道１１および車両中心側に第２内周軌道１２を有する外輪１と、外輪の第１内周軌道１１に対向する第１外周軌道２１を外周に一体に有し、車両中心側に向かい、第１外周軌道２１に続いて終端嵌合部２３を有する軸体２と、軸体２の終端嵌合部２３に外嵌固定され、外周に外輪１の第２内周軌道１２に対向する第２外周軌道３２が形成されている内輪要素３とからなるハブＨｂと、第１内周軌道１１と第１外周軌道２１との間および第２内周軌道１２と第２外周軌道３２との間にそれぞれ介装されたボール４１、４２よりなる第１ボール列Ｆｂ１および第２ボール列Ｆｂ２とによって構成されている。
そして、ハブユニットＨｕは等速ジョイントＪのハウジングＪｈから車両外端側に突き出したセレーション軸Ｊｓに嵌合され、セレーション軸Ｊｓの先端に設けられているねじ部Ｊｒに螺合されているナットＮとハウジングＪｈの端面Ｊｈ１との間で軸方向に挟持され締め付けられている。
また、第１ボール列Ｆｂ１および第２ボール列Ｆｂ２は外輪１およびハブＨｂの各軌道とは接触角αをもって接触するようになっている。この接触角αの向きは、ハブユニットＨｕの中心線Ｘ−Ｘに向かって拡大する方向になっている。この接触角αを拡大する向きに設定することによって、ハブユニットＨｕに作用するモーメント荷重Ｍに対するモーメント剛性を高めることが出来る。このモーメント剛性をさらに高めるために、それぞれの軌道とボールとの間で接触角αの方向に予圧荷重が付与されている。
以下、ハブユニットＨｕを構成する個々の部品について説明する。
以下の説明において、簡略表現のために、車両外端側を、単に外端側と呼び、車両中心側を、単に、中心側と呼ぶ。
外輪１は、外端側の内周に第１内周軌道１１を、中心側の内周に第２内周軌道１２を有する。
第１内周軌道１１の直径寸法は、第２内周軌道１２の直径寸法よりも大きく形成されている。
ハブＨｂは、外端側に車輪取付けフランジ２ｆを有し、かつ、外輪１の第１内周軌道１１に対向する第１外周軌道２１を車輪取付けフランジ２ｆよりも車両中心側の円筒部２ｍ１に一体に有し、さらに、円筒部２ｍ１に続いて、さらに小径円筒部２ｍ２が形成され、小径円筒部２ｍ２から段部２ｃを介して終端嵌合部２３となる小径部２ｎを有する軸体２と軸体２の終端嵌合部２３に外嵌固定されて外輪１の第２内周軌道１２に対向する第２外周軌道３２を有する内輪要素３とを含んでいる。
内輪要素３は内側端面３１を軸体２の段部２ｃに突き当てて終端嵌合部２３に嵌合固定されている。そして、ハブＨｂの第１外周軌道２１の直径寸法は内輪要素３に形成されている第２外周軌道３２の直径寸法よりも大きく形成されている。
ハブＨｂの内周には、後述する等速ジョイントと嵌合するためのセレーション２ｓが形成されている。
第１ボール列Ｆｂ１のボール４１は第１内周軌道１１と第１外周軌道２１との間に介装され、保持器５１によって保持されている。
第２ボール列Ｆｂ２のボール４２は第２内周軌道１２と第２外周軌道３２との間に介装され保持器５２によって保持されている。
第１ボール列Fｂ１のボール４１の直径寸法Da１と第２ボール列Fｂ２のボール４２の直径寸法Da２との関係はDa １ ＞Da ２ になっている。
第１ボール列Ｆｂ１のピッチ円直径ＰＣＤ１と第２ボール列Ｆｂ２のピッチ円直径ＰＣＤ２との関係はＰＣＤ１＞ＰＣＤ２である。
各ボール列のピッチ円直径の大小関係を上記のようにすることにより、第１ボール列Ｆｂ１のボール４１と第２ボール列Ｆｂ２のボール４２との中心間距離を大きくすることが出来、モーメント剛性が高いハブユニットとなる。また、第１ボール列Ｆｂ１のピッチ円直径ＰＣＤ１およびボールの直径寸法Ｄａ１を第２ボール列のそれらよりも大きくしてあるので、第２ボール列よりも大きな荷重を受ける第１ボール列の負荷容量も増加し、寿命が向上する。
この負荷容量の増加を円すいころによってするのではなく、コストの廉価なボールによってなすことができるので、全体として低コストになる。
外端側シール７１及び中心側シール７２は、外輪１とハブＨｂとの間を密封している。
次に図２から図５を参照しながら図１に示すハブユニットＨｕの組立て方法について説明する。
外輪１の第１内周軌道１１と第２内周軌道１２との中心間距離を測定してｅ１とする。
次に、軸体２の第１外周軌道２１の中心と段部２ｃまでの距離を測定してｅ２とする。
さらに、内輪要素３の第２外周軌道３２の中心と内輪要素３の内側端面３１までの距離を測定してｅ３とする。なお、ｅ１,ｅ２、ｅ３はそれぞれ寸法公差を与えて、所定の寸法範囲に制作管理されている。
そして、ｅ１、ｅ２、ｅ３の関係を、ｅ１−（ｅ２＋ｅ３）＝ｃとして、ｃを所定の範囲の数値として設定する。ｃの範囲に入るようなｅ１、ｅ２、ｅ３、すなわち、外輪１、軸体２、内輪要素３の組合せを選択する。ｃに対応するボール径クラスは予め表などにして決めておく。
まず、第１ボール列Ｆｂ１のボール４１を基準ボールとして寸法を固定し、第２ボール列Ｆｂ２のボール４２のボール径クラスをｃに対応して選択することによって、その選別されたボールを組み込めば、予圧荷重を設定できる。
第２ボール列のボール径クラスは、表−１に示す如く、称呼寸法Ｄａ２に対して、+６、±０、-６μｍのクラスのボール３種類を用意して、基準ボールと組合せ、選択された外輪１,軸体２、内輪要素３を使用して、内輪要素３の内側端面３１を軸体２の段部２ｃまで突き当てて嵌合固定することによって、予定している予圧荷重が得られる。
表−１
第１ボール列 第２ボール列ボールクラス
基準ボール（寸法１種類） 称呼寸法Ｄａ２に対して
+６μｍ
±０
−６
本実施形態では、第１ボール列Ｆｂ１のボール４１を１種類に固定し、第２ボール列Ｆｂ２のボール４２を３種類用意し、ｅ１、ｅ２、ｅ３の関係を所定の範囲の数値ｃになるように組合わせて組立てれば、予定している予圧荷重が得られるので、組立ての効率が良く、予圧設定の時間が短くて済むという利点がある。
次に、参考例１について説明をする。
（参考例１）
寸法ｅ１,ｅ２、ｅ３を測定し、ｅ１-（ｅ２+ｅ３）=ｃの関係が成立するように外輪１、軸体２、内輪要素３を選択して組合せることについては実施形態１と同じであるが、実施形態１と異なる点は、本参考例では、基準ボールを設けるのではなく、第１ボール列Ｆｂ１のボール４１と第２ボール列Ｆｂ２のボール４２とで、予圧荷重を調整設定するものである。
表−２に示す如く、第１ボール列のボール径クラスを称呼寸法Ｄａ１に対して、+４,± ０、-４の３種類用意し、第２ボール列のボールを称呼寸法Ｄａ２に対して、+６,±０、-６の３種類用意して、第１列のボールと第２列のボールとの組合せる。この組合せでは、両列のボールクラスの選択方法によって、表−３に示すように、２μｍ間隔で調整でき、きめ細かい予圧荷重の調節ができる。
本参考例は、必要に応じて実施するものである。
表−２
第１ボール列ボールクラス 第２ボール列ボールクラス
称呼寸法Ｄａ１に対して 称呼寸法Ｄａ２に対して
＋４ ＋６μｍ
±０ ±０
−４ −６
表−３
第１列ボールクラス 第２列ボールクラス 調整間隔
＋４ ±０ ＋４
＋４ −６ −２
±０ ＋６ ＋６
±０ ±０ ０
−４ ＋６ ＋２
−４ ±０ −４
以上、説明した実施形態１、参考例１についてはハブＨｂの第１外周軌道２１は軸体２に一体に形成されているが、軸体２の外周面に嵌合固定された別体の内輪要素でも実施できる。
なお、ボールの選択は、ピッチ円直径ＰＣＤ１、ＰＣＤ２および各々の軌道の曲率寸法まで考慮して選択することができる。
上記実施形態１および参考例１を実施することによって、モーメント剛性の高いハブユニットを得ることができる。
本発明の組立て方法に係わるハブユニット断面図 本発明の実施形態１の説明図 実施形態１の説明図 実施形態１の説明図 従来のハブユニット
符号の説明
Ｈｕ：ハブユニット
ＨＢ：ハブ
１：外輪
１１：第１内周軌道
１２：第２内周軌道
２：軸体
２１：第１外周軌道
２ｍ１：円筒部
２ｍ２：小径円筒部
２ｃ：段部
２３（２ｎ）：終端嵌合部
３：内輪要素
３１：内側端面
３２：第２外周軌道
Ｆｂ１：第１ボール列
Ｆｂ２：第２ボール列
４１：第１ボール列ボール
４２：第２ボール列ボール
５１,５２：保持器
α：接触角
ＰＣＤ１：第１ボール列ピッチ円直径
ＰＣＤ２：第２ボール列ピッチ円直径
Ｄａ１：第１ボール列ボール直径
Ｄａ２：第２ボール列ボール直径
Ｊ：等速ジョイント
Ｎ：ナット

Claims (3)

  1. 車両外端側に第１内周軌道と車両中心側に第２内周軌道とを有する外輪と、
    前記外輪の第１内周軌道に対向する第１外周軌道を一体または別体に有し、かつ、車両中心側には終端嵌合部を有する軸体と、前記終端嵌合部に外嵌固定されて前記外輪の第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を有するハブと、
    前記外輪の第１および第２内周軌道と、前記ハブの第１および第２外周軌道との間に介在するボールからなる車両外端側の第１ボール列および車両中心側の第２ボール列と、
    前記各ボール列のボールを保持する保持器と、を備え、
    前記第１ボール列のピッチ円直径が前記第２ボール列のピッチ円直径よりも大であって、
    前記第１ボール列のボール寸法と前記第２ボール列のボール寸法が異なる複列の背面組合せ型アンギュラ玉軸受からなるハブユニットの組立て方法において、
    前記外輪、前記軸体及び前記内輪要素に基づいて前記第１ボール列のボール寸法を予め１種類に決定しておき、
    前記外輪、前記軸体、前記内輪要素及び前記第１ボール列のボールを基準として前記第２ボール列のボールを選択して組み立てることにより所望の予圧荷重を得ることを特徴とするハブユニットの組立て方法。
  2. さらに、前記第１ボール列のボール寸法が前記第２ボール列のボール寸法よりも大であるハブユニットの請求項１に記載の組立て方法。
  3. 請求項１又は請求項２に記載の組立て方法のいずれかによって組立てられたことを特徴とするハブユニット。
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