JP4952021B2 - ハブユニットの取付け構造 - Google Patents

Description

本発明は、ハブユニットの取付け構造に関する。

駆動輪支持用の転がり軸受装置は、ハブホイールの中心の軸孔に車両インナ側から車軸（駆動軸）がスプライン嵌合され、車軸とハブホイールとが一体として回転するように構成されている。

具体的に説明すると、車軸は、胴部が大径で先端側が小径とされており、この小径部分の付け根側にスプラインが形成され、先端側にねじ部が形成されており、車軸をハブホイールの軸孔にスプライン嵌合することにより、車軸の大径部の車両アウタ側端面のハブ受け面を内輪の車両インナ側端面に対して当接させる。そして、この車軸の先端のねじ部にナットを螺合することにより、ナットをハブホイールの車両アウタ側端部に押し付け、このナットとハブ受け面とで、ハブホイールと内輪とを軸方向から挟むことにより、ハブホイールと車軸と内輪とが一体化される。

以上のような構成により、通常、車軸とハブホイールと内輪とが一体として回転する。しかし、急発進や急旋回するような状況では、車軸にねじれが生じ、内輪と車軸の大径部の端面との接触面間でスリップが生じ、これによりスティックスリップ音（通称カッチン音）が発生する。

対策として、ナットの締め付け力を上げて内輪の車両インナ側端面の摩擦力を上げ、内輪と車軸の大径部の端面との接触面間でスリップが生じないようにしたり、内輪の車両インナ側端面に潤滑剤を塗布することにより、逆に接触面間での摩擦力を下げて、ねじれを早期に解放したりすることが行われている。

さらに特許文献１によれば、スティックスリップ音の発生を効果的に防止するために、内輪の端面側と車軸の大径部との当接個所に対して、車軸におけるハブホイールとの結合部の反車輪側を近接させて、当接個所と結合部の反車輪側での結合個所とにおける車軸のねじれ剛性の差を小さくしている。

特開２００５−７５０６７号公報

しかしながら、ナットの締め付け力を上げると、ねじの強度の問題が生じ、潤滑剤の塗布は、効果が持続しないという問題があった。また、特許文献１では、ハブユニットと車軸の双方の構造変化を伴うものである。

本発明の課題は、内輪と車軸の大径部の端面との接触面間の異音（スティックスリップ音）の発生を防止するハブユニットの取付け構造を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するための本発明のハブユニットの取付け構造は、
アキシャル方向中途部がハブ装着部とされ、該ハブ装着部の後方側となる車両インナ側に該ハブ装着部よりも外径が大きい大径部が段差をもって形成された車軸に装着して使用されるハブユニットの取付け構造であって、
ハブユニットは、車体側に非回転に取り付けられる外輪と、この外輪と同心に配置されるとともに、車輪が取り付けられてこれと一体回転するハブホイールと、ハブホイールの少なくとも車両インナ側端部の外周面に嵌着される内輪とを備え、該内輪及びハブホイールと、外輪との間に複列に転動体が配置され、
ハブホイールの軸孔に車両インナ側から車軸のハブ装着部が挿入されるとともに、大径部の段差をなすハブ受け面と、内輪の車両インナ側端面との間に、ハブ受け面と当接する端面と内輪の車両インナ側端面と当接する端面との少なくともいずれかが潤滑剤を保持する潤滑剤保持面とされた板状の潤滑用リング部材を挟みつける形でハブユニットを車体側に固定し、その状態でハブホイールが車軸と一体回転するようにされ、
潤滑用リング部材は、多孔質焼結金属リングにおける潤滑剤保持面をなす表面の空隙に液状潤滑剤を含浸保持させたもの、又は固体潤滑剤粒子を潤滑剤保持面に露出する形で分散させた複合金属焼結体で形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、潤滑用リング部材が、大径部の段差をなすハブ受け面と内輪の車両インナ側端面との間に挟みつけられた状態でハブユニットが車体側に固定されていることから、ハブ受け面と当接する端面と内輪の車両インナ側端面と当接する端面との少なくともいずれかにおいて潤滑剤が保持されており、ハブ受け面と内輪の車両インナ側端面とが滑りやすくされ、内輪と車軸のハブ受け面との接触面間の異音の発生を防止することができる。

潤滑用リング部材は、中心に貫通孔を有して円板状に形成され、貫通孔内を車軸が貫通する形で内輪の車両インナ側端面と車軸のハブ受け面に挟まれて固定される構成とすることができる。このように構成することにより、貫通孔に車軸を貫通させて潤滑用リング部材を大径部の段差をなすハブ受け面と、内輪の車両インナ側端面との間に、容易に挟みつけることができる。

潤滑用リング部材は、ラジアル方向における少なくとも一方の端面に、潤滑剤保持面として、端面から窪んだ凹部が形成されているように構成することができる。このように構成することにより、凹部に潤滑剤を保持させることができる。より具体的には、凹部は、例えば、球面状に形成することができる。さらに、溝構造として凹部を形成してもよい。このように構成することにより凹部に十分な潤滑剤を保持させることができるから、内輪と車軸の大径部の端面との接触面間の異音の発生防止の効果を持続させることができる。

或いは、潤滑用リング部材は、多孔質焼結金属リングの空隙に液状潤滑剤を含浸保持させたものとして構成することもできる。または、潤滑用リング部材は、固体潤滑剤粒子を潤滑剤保持面に露出する形で分散させた複合金属焼結体で構成することもできる。このように構成することにより、ハブ受け面との当接面と内輪の車両インナ側端面との当接面との少なくともいずれかにおいて潤滑剤が保持されているようにすることができ、内輪と車軸のハブ受け面との接触面間の異音の発生を防止することができる。

以下図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本実施形態におけるハブユニット１の断面図である。なお、図の右側は、車両アウタ側、左側は、車両インナ側である。図１に示すように、ハブユニット１は、外輪２と、この外輪２と同心に配置されるハブホイール３と、内輪２１と、転動体５，６とを含んで構成される。

ハブホイール３は、軸部１１と、車輪１９やブレーキディスクロータ１８を固定するハブフランジ１２とを有している。軸部１１の車両インナ側端部の外周面に内輪２１が、車両アウタ側の外周面に内輪２２が嵌着され、内輪２１，２２と、外輪２との間に複列に転動体５，６が配置されている。ハブフランジ１２は、ハブホイール３の外周面の車両アウタ側の端部からラジアル方向に突出するように形成されている。

外輪２は、炭素鋼の熱間鍛造製であり、内周に複列に軌道面を有し、外周面が、車体側のナックル８に固定されている。そして外輪２がナックル８に固定されることにより、ハブユニット１が車体に固定される。

内輪２１は、軸部１１の車両アウタ端部の外周面に嵌着されている。ハブホイール３の車両インナ側端面１１ｂ（図２参照）よりも内輪２１の車両インナ側端面２１ａがアキシャル方向において車両インナ側に形成されている。

ハブホイール３の軸部１１は、アキシャル方向に貫通した軸孔１１ａを有し、車体アウタ側には、ラジアル方向外向きに延びるハブフランジ１２を有する。軸孔１１ａには、車軸１０が貫通する状態で挿入されている。ハブフランジ１２の外面には、ブレーキ装置のブレーキディスクロータ１８と車輪１９とが、ハブフランジ１２を貫通するボルト１３とナット（図示せず）との締め付けにより取り付けられる。

車軸１０は、等速ジョイント１４を介して、図外の差動装置の出力回転を伝達する伝動軸に連動するもので、軸方向中途部にスプライン部１０ａを有し、車体アウタ側にねじ部１０ｂが形成され、ハブ装着部となるスプライン部１０ａの後方側となる車両インナ側に、スプライン部１０ａよりも外径が大きい大径部１０ｃが段差をもって形成されている。等速ジョイント１４は、図示されない内輪、玉、保持器を有している。

図２に示すように、ハブユニット１は、ハブホイール３の軸部１１のアキシャル方向に貫通した軸孔１１ａに、車軸１０が挿入されて車両に取り付けられる。車軸１０のねじ部１０ｂには、軸孔１１ａの車体アウタ側において、ナット１６が取り付けられ、ナット１６は、軸孔１１ａの車両インナ側で、等速ジョイント１４の外輪からなる大径部１０ｃに内輪２１の車両インナ側端面２１ａが潤滑用リング部材３１を介した状態で、締め付けられる。潤滑用リング部材３１には、潤滑剤（例えば、二硫化モリブデン、フッ化グラファイト、グリース等）が保持されている。これにより、車軸１０は、軸部１１の軸孔１１ａ内に軸方向不動に結合される。

つまり、内輪２１の車両インナ側端面２１ａと、車軸１０のスプライン部１０ａに対し段差をもって形成された大径部１０ｃのハブ受け面１０ｄとが潤滑用リング部材３１を介した状態で固定されて、ハブユニット１が車両に固定される。言い換えると、ハブホイール３の軸孔１１ａに車両インナ側から車軸１０のハブ装着部１０ａが挿入されるとともに、大径部１０ｃの段差をなすハブ受け面１０ｄと、内輪２１の車両インナ側端面２１ａとの間に、ハブ受け面１０ｄとの当接面と内輪２１の車両インナ側端面２１ａとの当接面との少なくともいずれかが潤滑剤を保持する潤滑剤保持面とされた潤滑用リング部材３１を挟みつける形でハブユニット１が車体側に固定されている。

図３に、潤滑用リング部材３１の平面図、図４にその側面図を示す。潤滑用リング部材３１は、中心に貫通孔３２を有する円板状に形成されている。潤滑用リング部材３１は、ラジアル方向における少なくとも一方の端面３３に、端面３３から窪んだ凹部３４が形成されて、潤滑剤保持面とされている。より具体的には、凹部３４が球面状に複数形成され、その凹部３４に、二硫化モリブデン、フッ化グラファイト、グリース等の潤滑剤が保持されている。凹部３４を複数、端面３３に分散する形で形成することにより、端面３３の広い領域に渡って、滑りを生じ易くすることができ、内輪２１と車軸１０のハブ受け面１０ｄとの接触面間の異音の発生を防止することができる。凹部３４は、一方の端面３３のみに形成してもよいし、両端面３３，３３に形成するようにしてもよい。両端面３３，３３に形成することにより、潤滑剤を多く保持することができるともとに、より滑りを生じ易くすることができ、内輪２１と車軸１０のハブ受け面１０ｄとの接触面間の異音の発生を防止することができる。

図５に潤滑用リング部材３１の他の実施例を示す。潤滑用リング部材３１は、その中心部に貫通孔３２が形成され、貫通孔３２側の内周縁３１ａから潤滑用リング部材３１の外周縁３１ｂに向かって放射線状に延びた複数の溝３５が端面３３に等ピッチで形成されている。また、図６に示すように、溝３５は、各溝３５が互いに平行となるように形成してもよい。或いは、図７に示すように、メッシュ状に形成してもよい。さらに、溝３５は、貫通孔３２を中心として同心円状に形成してもよい。

つまり、潤滑用リング部材３１は、ラジアル方向における少なくとも一方の端面３３に、端面３３から窪んだ凹部３４が形成されているように構成することにより、端面３３が潤滑剤保持面として機能し、潤滑用リング部材３１と内輪２１の車両インナ側端面２１ａ、又は潤滑用リング部材３１とハブ受け面１０ｄとが滑り易くされ、内輪２１と車軸１０のハブ受け面１０ｄとの接触面間の異音の発生を防止することができる。凹部３４に潤滑剤を保持させるため、潤滑剤による滑り効果を持続させることができる。凹部３４は、前述の実施例に限られず、潤滑剤を保持できるような形状であればよい。

さらに潤滑用リング部材３１の他の実施例を示す。図８は、潤滑用リング部材３１の断面構造を模式的に示している。図８に示すように、潤滑用リング部材３１は、多孔質部材３６で形成された多孔質焼結金属リングの空隙に液状潤滑剤３７を含浸保持されたものとして構成することもできる。多孔質部材３６の材料としては、例えば、ステンレスや各種合金の線材を焼結した多孔質焼結金属を使用する。または、ステンレスメッシュを多層に重ねて焼結したものでも良い。又は、摩擦摩耗特性に優れた青銅、アルミニウム合金、鉄などの、塊状、球状又は不規則形状の金属粉末を焼結使用することができる。そして、多孔質部材３６の内部及び表面に液状潤滑剤３７を保持させることにより、内輪２１と車軸１０のハブ受け面１０ｄとの接触面間の異音の発生を防止することができる。

図９に示すように、潤滑用リング部材３１は、固体潤滑剤粒子３８を潤滑剤保持面に露出する形で分散させた複合金属焼結体で構成することもできる。複合金属焼結体とは、固体潤滑剤粒子３８として、窒化ホウ素等の窒化物、二硫化モリブデン、二硫化タングステン等の硫化物、フッ素樹脂やフッ化黒鉛、フッ化カルシウム等のフッ素化合物、黒鉛やタルクなどの層状構造物、Ｐｂ、Ａｇ、Ｃｕ等の軟質金属やその化合物等を母材となる金属３９に混入させて焼結したものである。このように構成することにより、ハブ受け面１０ｄとの当接面と内輪２１の車両インナ側端面２１ａとの当接面との少なくともいずれかにおいて潤滑剤が保持されているようにすることができ、内輪２１と車軸１０のハブ受け面１０ｄとの接触面間の異音の発生を防止することができる。

以上のように、大径部１０ｃの段差をなすハブ受け面１０ｄと、内輪２１の車両インナ側端面２１ａとの間に、ハブ受け面１０ｄとの当接面と内輪２１の車両インナ側端面２１ａとの当接面との少なくともいずれかが潤滑剤を保持する潤滑剤保持面とされた潤滑用リング部材３１を挟みつける形でハブユニット１を車体側に固定することにより、ハブ受け面１０ｄと内輪２１の車両インナ側端面２１ａとが滑りやすくされ、内輪２１と車軸１０のハブ受け面１０ｄとの接触面間の異音の発生を防止することができる。

本発明のハブユニットの一実施例を示す図。 潤滑用リング部材を取り付けた周辺部の拡大図。 潤滑用リング部材の実施例１を説明する平面図。 潤滑用リング部材の実施例１を説明する断面図。 潤滑用リング部材の実施例２を説明する平面図。 潤滑用リング部材の実施例３を説明する平面図。 潤滑用リング部材の実施例４を説明する平面図。 潤滑用リング部材の実施例５を説明する拡大図。 潤滑用リング部材の実施例６を説明する拡大図。

符号の説明

１ ハブユニット
２ 外輪
３ ハブホイール
１０ 車軸１０
１０ａ スプライン部（ハブ装着部）
１０ｂ ねじ部
１０ｃ 大径部
１０ｄ ハブ受け面（端面）
１１ 軸部
１１ａ 軸孔
１２ ハブフランジ
１４ 等速ジョイント
２１ 内輪
２１ａ 車両インナ側端面
２２ (アウタ側)内輪
３１ 潤滑用リング部材
３２ 貫通孔
３３ 端面
３４ 凹部
３５ 溝
３６ 多孔質部材
３７ 液状潤滑剤
３８ 固体潤滑剤粒子
３９ 金属

Claims (3)

1. アキシャル方向中途部がハブ装着部とされ、該ハブ装着部の後方側となる車両インナ側に該ハブ装着部よりも外径が大きい大径部が段差をもって形成された車軸に装着して使用されるハブユニットの取付け構造であって、
   前記ハブユニットは、車体側に非回転に取り付けられる外輪と、この外輪と同心に配置されるとともに、車輪が取り付けられてこれと一体回転するハブホイールと、前記ハブホイールの少なくとも車両インナ側端部の外周面に嵌着される内輪とを備え、該内輪及び前記ハブホイールと、前記外輪との間に複列に転動体が配置され、
   前記ハブホイールの軸孔に車両インナ側から前記車軸の前記ハブ装着部が挿入されるとともに、前記大径部の前記段差をなすハブ受け面と、前記内輪の車両インナ側端面との間に、前記ハブ受け面と当接する端面と前記内輪の前記車両インナ側端面と当接する端面との少なくともいずれかが潤滑剤を保持する潤滑剤保持面とされた板状の潤滑用リング部材を挟みつける形で前記ハブユニットを前記車体側に固定し、その状態で前記ハブホイールが前記車軸と一体回転するようにされ、
   前記潤滑用リング部材は、多孔質焼結金属リングにおける前記潤滑剤保持面をなす表面の空隙に液状潤滑剤を含浸保持させたもの、又は固体潤滑剤粒子を前記潤滑剤保持面に露出する形で分散させた複合金属焼結体で形成されていることを特徴とするハブユニットの取付け構造。
2. 前記潤滑用リング部材は、多孔質焼結金属リングにおける前記潤滑剤保持面をなす表面の空隙に液状潤滑剤を含浸保持させたもので形成されている請求項１に記載のハブユニットの取付け構造。
3. 前記潤滑用リング部材は、固体潤滑剤粒子を前記潤滑剤保持面に露出する形で分散させた複合金属焼結体で形成されている請求項１に記載のハブユニットの取付け構造。

Images