JP5142007B2 - ハブユニット及びハブユニットの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、車体に車輪を回動自在に支持するハブユニットに関する。
従来のハブホイールは、車体側に非回転に取り付けられる外輪と、この外輪と同心配置されるとともに車輪取り付け用フランジが周方向に形成されたハブホイールと、該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、該内輪又は前記ハブホイールと前記外輪との間にて周方向に配列する複数の転動体からなる転動体列とを備えて構成される。
また、近年のハブホイールには、外輪の車両インナ側端部に形成された外輪開口を覆うように、保護キャップが圧入等により取り付けられるものがある（例えば特許文献１）。保護キャップによるシール性（密封性）が悪い場合には、ハブユニット内部に泥水が進入する等、ハブユニットの早期の劣化を招く要因となりうる。
ところで、この保護キャップによるシール効果について更なる向上を求める要望がある。しかしながら、気密性のよい保護キャップとする場合には圧入代をより大きく取る必要があり、この場合、組み付けが困難となるといった課題が新たに生ずる。
本発明の課題は、上記課題に鑑みてなされたものであり、外輪開口への取り付けが容易で、かつ取り付け状態においてシール性のよいキャップを備えるハブユニット及びその製造方法を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明のハブユニットは、
車体側に非回転に取り付けられる外輪と、この外輪と同心配置されるとともに車輪取り付け用フランジが周方向に形成されたハブホイールと、該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、該内輪又は前記ハブホイールと前記外輪との間にて周方向に配列する複数の転動体からなる転動体列と、前記外輪の車両インナ側端部に形成された外輪開口を覆うように該外輪と一体回転可能に取り付けられるキャップ部とを備えるハブユニットであって、
前記キャップ部は、全体が板金材料のプレス加工体として形成されるとともに、キャップ本体と、該キャップ本体の前記ハブホイールへの嵌合側をなす開口周縁がラジアル方向外向きに延出するとともに、前記外輪開口の周縁面に密着するキャップフランジと、該キャップフランジから前記外輪開口側にアキシャル方向に突出するとともに、当該外輪開口の内周面に嵌合する筒状の嵌合部とを有し、
該嵌合部は、アキシャル方向中間位置に外径極大部を有するとともに、その外径極大部における外径が前記外輪開口の内径よりも大きく、かつ、アキシャル方向の先端面位置における外径が前記外輪開口の内径よりも小さくなるように、ラジアル方向外向きに膨出した湾曲形状とされ、かつ前記外輪開口の内周面と密着した状態で前記外輪開口内にラジアル方向内側に弾性変形した形で圧入固定されていることを特徴とする。
また、本発明のハブユニットの製造方法は、
車体側に非回転に取り付けられる外輪と、この外輪と同心配置されるとともに車輪取り付け用フランジが周方向に形成されたハブホイールと、該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、該内輪又は前記ハブホイールと前記外輪との間にて周方向に配列する複数の転動体からなる転動体列と、前記外輪の車両インナ側端部に形成された外輪開口を覆うように該外輪と一体回転可能に取り付けられるキャップ部とを備えるハブユニットの製造方法であって、
前記キャップ部は、全体が板金材料のプレス加工体として形成されるとともに、キャップ本体と、該キャップ本体の前記ハブホイールへの嵌合側をなす開口周縁がラジアル方向外向きに延出するとともに、前記外輪開口の周縁面に密着するキャップフランジと、該キャップフランジから前記外輪開口側にアキシャル方向に突出するとともに、当該外輪開口の内周面に嵌合する筒状の嵌合部とを有し、
該嵌合部は、アキシャル方向中間位置に外径極大部を有するとともに、その外径極大部における外径が前記外輪開口の内径よりも大きく、かつ、アキシャル方向の先端面位置における外径が前記外輪開口の内径よりも小さくなるように、かつ、該先端面位置における外径がアキシャル方向の先端側に向かうほど小さくなるように、外周面がラジアル方向外向きに膨出した湾曲形状とされており、
前記キャップ部を前記外輪開口に取り付ける際には、前記外輪開口に前記嵌合部の先端面を挿入し、該先端面に続く前記嵌合部の外周面を前記外輪開口の内周面にすらす形で該外輪開口の奥に圧入し、前記キャップフランジを前記外輪開口の周縁面に当接する位置まで到達させ、前記嵌合部をラジアル方向内側に弾性変形した形で外輪開口の内周面と密着した圧入固定状態とすることを特徴とする。
車体側に非回転に取り付けられる外輪と、この外輪と同心配置されるとともに車輪取り付け用フランジが周方向に形成されたハブホイールと、該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、該内輪又は前記ハブホイールと前記外輪との間にて周方向に配列する複数の転動体からなる転動体列と、前記外輪の車両インナ側端部に形成された外輪開口を覆うように該外輪と一体回転可能に取り付けられるキャップ部とを備えるハブユニットであって、
前記キャップ部は、全体が板金材料のプレス加工体として形成されるとともに、キャップ本体と、該キャップ本体の前記ハブホイールへの嵌合側をなす開口周縁がラジアル方向外向きに延出するとともに、前記外輪開口の周縁面に密着するキャップフランジと、該キャップフランジから前記外輪開口側にアキシャル方向に突出するとともに、当該外輪開口の内周面に嵌合する筒状の嵌合部とを有し、
該嵌合部は、アキシャル方向中間位置に外径極大部を有するとともに、その外径極大部における外径が前記外輪開口の内径よりも大きく、かつ、アキシャル方向の先端面位置における外径が前記外輪開口の内径よりも小さくなるように、ラジアル方向外向きに膨出した湾曲形状とされ、かつ前記外輪開口の内周面と密着した状態で前記外輪開口内にラジアル方向内側に弾性変形した形で圧入固定されていることを特徴とする。
また、本発明のハブユニットの製造方法は、
車体側に非回転に取り付けられる外輪と、この外輪と同心配置されるとともに車輪取り付け用フランジが周方向に形成されたハブホイールと、該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、該内輪又は前記ハブホイールと前記外輪との間にて周方向に配列する複数の転動体からなる転動体列と、前記外輪の車両インナ側端部に形成された外輪開口を覆うように該外輪と一体回転可能に取り付けられるキャップ部とを備えるハブユニットの製造方法であって、
前記キャップ部は、全体が板金材料のプレス加工体として形成されるとともに、キャップ本体と、該キャップ本体の前記ハブホイールへの嵌合側をなす開口周縁がラジアル方向外向きに延出するとともに、前記外輪開口の周縁面に密着するキャップフランジと、該キャップフランジから前記外輪開口側にアキシャル方向に突出するとともに、当該外輪開口の内周面に嵌合する筒状の嵌合部とを有し、
該嵌合部は、アキシャル方向中間位置に外径極大部を有するとともに、その外径極大部における外径が前記外輪開口の内径よりも大きく、かつ、アキシャル方向の先端面位置における外径が前記外輪開口の内径よりも小さくなるように、かつ、該先端面位置における外径がアキシャル方向の先端側に向かうほど小さくなるように、外周面がラジアル方向外向きに膨出した湾曲形状とされており、
前記キャップ部を前記外輪開口に取り付ける際には、前記外輪開口に前記嵌合部の先端面を挿入し、該先端面に続く前記嵌合部の外周面を前記外輪開口の内周面にすらす形で該外輪開口の奥に圧入し、前記キャップフランジを前記外輪開口の周縁面に当接する位置まで到達させ、前記嵌合部をラジアル方向内側に弾性変形した形で外輪開口の内周面と密着した圧入固定状態とすることを特徴とする。
キャップ部の嵌合部に外径極大部が形成されることで、外輪開口の内周面に圧入して組み付けられたときに該外輪開口の内周面と強く密着した状態で保持されるから、高いシール性を得ることができる。また、先端部が外輪開口よりも小径であるので圧入（組み付け）も容易となる。
本発明のハブユニットでは、前記キャップフランジは、前記キャップ本体からラジアル方向外向きに延出する第一板状部と、該第一板状部の外周縁からラジアル方向内向きに、前記外輪開口の内径よりも径小となる位置まで曲げ返された第二板状部とを有し、前記嵌合部は当該第二板状部の内周縁からアキシャル方向に曲げ返される形で突出形成されたものとできる。この構成によると、キャップ部を外輪開口に圧入する際に、外輪開口の車両インナ側端面をキャップフランジの車両アウタ側端面に当接するまで押し込むことができるから、該当接状態にて安定して位置保持できる。
本発明のハブユニットでは、前記嵌合部は外周面が湾曲形状となるように膨出してなるものとできる。この構成によると、湾曲形状部の外径極大部に高いシール性が得られるとともに、曲げ加工により容易に形成される形状となる。
本発明のハブユニットでは、前記嵌合部の前記外径極大部にはアキシャル方向の一定区間にて外径が均一となる周方向の平坦面部が形成されてなるものとできる。この構成によると、キャップ部を外輪開口に圧入した際に、外輪開口の内周面と、キャップ部の嵌合部の平坦面部とが広面積で面接触するため、より高いシール性を得られる。
本発明のハブユニットでは、前記嵌合部の外周面基端位置に前記キャップフランジと前記外輪開口の内周面との双方に密着する環状のシール部を設けることができる。この構成によると、キャップ部の嵌合部と環状のシール部とによる二重のシール効果が得られる。
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、本発明のハブユニットの第一実施形態を示す断面図である。なお、いずれの図も、左側が車両アウタ側、右側が車両インナ側となっている。図１に示すように、本発明のハブユニット１は、二列の軌道を有する固定輪としての外輪２と、外輪２と同心配置されるハブ軸（ハブホイール）３と、一列の軌道を有する回転輪としての内輪４と、複列の転動体列５，５と、冠形保持器５３と、外輪２の車両インナ側端部２１に形成された外輪開口２１ｈを覆うように該外輪２１と一体回転可能に取り付けられる保護キャップ１００とを備える。
転動体列５は、内輪４又はハブホイール３と、外輪２との間にて周方向に配列する複数の転動体からなるものであり、アキシャル方向に２列配置される。本実施形態における転動体列５，５は、車両インナ側転動体列５１と車両アウタ側転動体列５２とを備える。
外輪２は、Ｓ５５Ｃ等の機械構造用炭素鋼の熱間鍛造製であり、内周に２列の軌道面を有する筒状の外輪本体部（本体部）２０と、該外輪本体部２０の外周面からラジアル方向に突出する外輪フランジ部２３とを有する。本体部２０のうち、外輪フランジ部２３よりも車両インナ側に突出する部分が車体（キャリア又はナックル）８への取付部をなす外輪インロー部２１とされている。
ハブホイール３は、軸心回りに回転する軸部３０と、該軸部３０からラジアル方向に突出する環状のハブフランジ３３とを有して構成され、外輪２と同心に配置される。軸部３０の外周には外輪２は装着されている。軸部３０の車両インナ側端部３１の外周面には、内輪４が圧入嵌着されている。外輪フランジ部２３にはアキシャル方向にボルト挿通孔２３ａが形成されている。ハブフランジ３３は、車輪のタイヤホイール７やブレーキ装置のブレーキディスクロータ６を固定する車輪取付用フランジとして機能するものであり、タイヤホイール（車輪）７とブレーキディスクロータ６とがハブボルト３６により取り付けられてこれらと一体回転する。
内輪４は、車両インナ側転動体列５１に対応する軌道面を形成するインナ側内輪であり、ハブホイール３の車両インナ側端部３１の外周面３ａに嵌着される。
保護キャップ（以下、キャップ部という）１００は、図２に示すように、外輪２の車両インナ側端部開口２１ｈには、その開口２１ｈを覆うように外輪２と一体回転可能に取り付けられる。キャップ部１００は、全体が板金材料のプレス加工体として形成されるとともに、キャップ本体１０１と、キャップフランジ１０２と、嵌合部１０３とを有する。
キャップフランジ１０２は、該キャップ本体１０１のハブホイール３への嵌合側をなす開口周縁がラジアル方向外向きに延出するとともに、外輪開口２１ｈの周縁面に密着し、嵌合部１０３は、外輪開口２１ｈの内周面２１ａをラジアル方向外側に押圧する形で密着する。キャップフランジ１０２は、キャップ本体１０１からラジアル方向外向きに延出する第一板状部１０２ａと、該第一板状部１０２ａの外周縁からラジアル方向内向きに、外輪開口２１ｈの内径よりも径小となる位置まで曲げ返された第二板状部１０２ｂとを有する。
嵌合部１０３は、キャップフランジ１０２から外輪開口２１ｈ側にアキシャル方向に突出する筒状をなす。具体的には、キャップフランジ１０２の第二板状部１０２ｂの内周縁からアキシャル方向に曲げ返される形で突出形成され、外周面が湾曲形状となるように膨出した形状をなして、外輪開口２１ｈの内周面２１ａに嵌合する。この嵌合部１０３は、アキシャル方向中間位置に外径極大部１０３ａを有し、その外径極大部１０３ａにおける外径が外輪開口２１ｈの内径よりも大きく、かつ、アキシャル方向（車両アウタ側）の先端面１０３ｂにおける外径が外輪開口２１ｈの内径よりも小さくなるように、ラジアル方向外向きに膨出した形状となっている。
このキャップ部１００を外輪開口２１ｈの内周面２１ａに嵌合する場合は、該外輪開口２１ｈにキャップ部１００の先端面１０３ｂを挿入し、該外輪開口２１ｈの内周面２１ａにその先端面１０３ｂに続く嵌合部１０３の外周面をすらす形でキャップ部１００を外輪開口２１ｈの奥に圧入し、このキャップ部１００をキャップフランジ１０２が当接する位置まで到達させる。このとき、キャップ部１００は、嵌合部１０３がラジアル方向内側に弾性変形した形で外輪開口２１ｈの内周面２１ａと密着した圧入固定状態となっているので、高いシール効果が得られる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。以下、上記実施形態のキャップ部を第一実施形態のキャップ部とし、それとは異なる形態のものについて説明する。なお、同様の構造については同一の符号を付することでその説明を省略する。
図３は、本発明のハブユニットにおけるキャップ部の第二実施形態を示すものである。図３に示すキャップ部１００は、図１と同様にして、外輪開口２１ｈの内周面に取り付けられる。キャップ部１００は、嵌合部１０３の外径極大部１０３ａにはアキシャル方向の一定区間にて外径が均一となる周方向の平坦面部１３０が形成されてなる。この平坦面部１３０が存在することにより、外輪開口２１ｈの内周面との接触面積が広く取れるため、シール効果が増している。
図４は、本発明のハブユニットにおけるキャップ部の第三実施形態を示すものである。図４に示すキャップ部１００は、図２の第一実施形態のキャップ部１００と同様の構造を有し、嵌合部１０３の外周面基端位置に前記キャップフランジ１０２と外輪開口２１ｈの内周面２１との双方に密着する環状のシール部を設けることができる。このシール部はＯリングとすることができる。この構成によると、キャップ部１００の嵌合部１０３と環状のシール部１１０とによる二重のシール効果が得られる。なお、このシール部は第二実施形態のキャップ部にも適用可能である。
１ ハブユニット
２ 外輪
２１ 外輪インロー部
３ ハブ軸
４ 内輪
５ 転動体
５１ 車両インナ側転動体列
５２ 車両アウタ側転動体列
１００ 保護キャップ（キャップ部）
１０１ キャップ本体
１０２ キャップフランジ
１０３ 嵌合部
２ 外輪
２１ 外輪インロー部
３ ハブ軸
４ 内輪
５ 転動体
５１ 車両インナ側転動体列
５２ 車両アウタ側転動体列
１００ 保護キャップ（キャップ部）
１０１ キャップ本体
１０２ キャップフランジ
１０３ 嵌合部
Claims (6)
- 車体側に非回転に取り付けられる外輪と、この外輪と同心配置されるとともに車輪取り付け用フランジが周方向に形成されたハブホイールと、該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、該内輪又は前記ハブホイールと前記外輪との間にて周方向に配列する複数の転動体からなる転動体列と、前記外輪の車両インナ側端部に形成された外輪開口を覆うように該外輪と一体回転可能に取り付けられるキャップ部とを備えるハブユニットであって、
前記キャップ部は、全体が板金材料のプレス加工体として形成されるとともに、キャップ本体と、該キャップ本体の前記ハブホイールへの嵌合側をなす開口周縁がラジアル方向外向きに延出するとともに、前記外輪開口の周縁面に密着するキャップフランジと、該キャップフランジから前記外輪開口側にアキシャル方向に突出するとともに、当該外輪開口の内周面に嵌合する筒状の嵌合部とを有し、
該嵌合部は、アキシャル方向中間位置に外径極大部を有するとともに、その外径極大部における外径が前記外輪開口の内径よりも大きく、かつ、アキシャル方向の先端面位置における外径が前記外輪開口の内径よりも小さくなるように、ラジアル方向外向きに膨出した湾曲形状とされ、かつ前記外輪開口の内周面と密着した状態で前記外輪開口内にラジアル方向内側に弾性変形した形で圧入固定されていることを特徴とするハブユニット。 - 前記キャップフランジは、前記キャップ本体からラジアル方向外向きに延出する第一板状部と、該第一板状部の外周縁からラジアル方向内向きに、前記外輪開口の内径よりも径小となる位置まで曲げ返された第二板状部とを有し、前記嵌合部は当該第二板状部の内周縁からアキシャル方向に曲げ返される形で突出形成されている請求項１記載のハブユニット。
- 前記嵌合部の外周面基端位置に前記キャップフランジと前記外輪開口の内周面との双方に密着する環状のシール部が設けられている請求項１又は請求項２記載のハブユニット。
- 前記キャップ部を前記外輪開口と同軸に配置した際に、ラジアル方向における該外輪開口の開口位置が、前記外径極大部のラジアル方向における厚み幅内に位置する形で、該外径極大部における外径が前記外輪開口の内径よりも大きくなっている請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のハブユニット。
- 前記外径極大部には、アキシャル方向の一定区間にて外径が均一となる周方向の平坦面部が形成されている請求項４に記載のハブユニット。
- 車体側に非回転に取り付けられる外輪と、この外輪と同心配置されるとともに車輪取り付け用フランジが周方向に形成されたハブホイールと、該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、該内輪又は前記ハブホイールと前記外輪との間にて周方向に配列する複数の転動体からなる転動体列と、前記外輪の車両インナ側端部に形成された外輪開口を覆うように該外輪と一体回転可能に取り付けられるキャップ部とを備えるハブユニットの製造方法であって、
前記キャップ部は、全体が板金材料のプレス加工体として形成されるとともに、キャップ本体と、該キャップ本体の前記ハブホイールへの嵌合側をなす開口周縁がラジアル方向外向きに延出するとともに、前記外輪開口の周縁面に密着するキャップフランジと、該キャップフランジから前記外輪開口側にアキシャル方向に突出するとともに、当該外輪開口の内周面に嵌合する筒状の嵌合部とを有し、
該嵌合部は、アキシャル方向中間位置に外径極大部を有するとともに、その外径極大部における外径が前記外輪開口の内径よりも大きく、かつ、アキシャル方向の先端面位置における外径が前記外輪開口の内径よりも小さくなるように、ラジアル方向外向きに膨出した湾曲形状とされており、
前記キャップ部を前記外輪開口に取り付ける際には、前記外輪開口に前記嵌合部の先端面を挿入し、該先端面に続く前記嵌合部の外周面を前記外輪開口の内周面にすらす形で該外輪開口の奥に圧入し、前記キャップフランジを前記外輪開口の周縁面に当接する位置まで到達させ、前記嵌合部をラジアル方向内側に弾性変形した形で外輪開口の内周面と密着した圧入固定状態とすることを特徴とするハブユニットの製造方法。
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