JP5200382B2 - 駆動輪用ハブユニット - Google Patents

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Description

本発明は、ドライブシャフトと駆動輪との間に配置され、駆動輪に駆動トルクを伝達する駆動輪用ハブユニットに関する。
駆動輪用ハブユニットは、構成部品の一体化の程度により、第1世代〜第4世代の各タイプに分類することができる。第1世代(軸受とハブとが別体のタイプ)、第2世代(軸受外輪とナックル取付用フランジとを一体化したタイプ)、第3世代(軸受外輪とナックル取付用フランジとを一体化し、さらに軸受内輪の車幅方向外側とハブとを一体化したタイプ)の駆動輪用ハブユニットにおいては、スティックスリップ騒音の発生が問題となっている。特許文献1には、スティックスリップ騒音を抑制する手段として、1)騒音の根源となっている等速ジョイントアウタ部材と、軸受内輪あるいは加締部と、の相対滑りを抑制する手段、2)騒音の根源となっている等速ジョイントアウタ部材と、加締部と、の間に間座を介装する手段、が開示されている。
まず、上記1)の手段について説明する。図12に、特許文献1に記載の駆動輪用ハブユニット(第2世代、特許文献1の[図4]に対応)の軸方向断面図を示す。なお、図12に示すのは、軸線(一点鎖線)よりも上半分部分である。軸線よりも下半分部分は、軸線に対して当該上半分部分と略上下対称である。このため、下半分部分は図示しない。
図12に示すように、駆動輪用ハブユニット100は、等速ジョイントアウタ部材101とハブ102と軸受103とを備えている。等速ジョイントアウタ部材101は、カップ部104とステム部105を備えている。これに対して、ハブ102は、筒部106を備えている。ステム部105は、筒部106に挿通されている。ステム部105外周面と筒部106内周面とは、ステム部105根元を除いて、スプライン結合されている。
ハブ102の筒部106外周面には、段差106aが形成されている。一方、等速ジョイントアウタ部材101のカップ部104底壁には、凹凸部104aが形成されている。軸受103の内輪103aは、これら段差106aおよび凹凸部104aにより、車幅方向両側から、挟持固定されている。
ここで、仮に、カップ部104底壁に凹凸部104aが配置されていない場合、言い換えるとカップ部104底壁が平滑面状の場合について考える。等速ジョイントアウタ部材101には、ドライブシャフト(図略)から駆動トルクが伝達される。当該駆動トルクにより、ステム部105は、軸周りに回転する。前述したように、ステム部105外周面と筒部106内周面とは、ステム部105根元を除いて、スプライン結合されている。このため、ステム部105から筒部106つまりハブ102に、駆動トルクが伝達される。
しかしながら、ステム部105根元外周面と筒部106内周面とは、スプライン結合されていない。このため、ステム部105根元においては、ステム部105外周面と筒部106内周面とが相対的に滑ってしまう。したがって、ステム部105根元と、それ以外の部分と、の間に、相対捩れが発生してしまう。
ここで、ステム部105根元の外径側においては、軸受103の内輪103aがカップ部104底壁に圧接している。このため、内輪103aとカップ部104底壁との圧接部分が、上記相対捩れにより、相対的に滑ってしまう。そして、当該滑りにより、例えば「カッチン」というような、スティックスリップ騒音が発生してしまう。
この点に鑑み、カップ部104底壁には、凹凸部104aが配置されている。凹凸部104aを配置すると、内輪103aとカップ部104底壁との間の摩擦抵抗が大きくなる。このため、スティックスリップ騒音発生のきっかけとなる、内輪103aとカップ部104底壁との間の相対滑りを、抑制することができる。したがって、スティックスリップ騒音を抑制することができる。
次に、上記2)の手段について説明する。図13に、特許文献1に記載の駆動輪用ハブユニット(第3世代、特許文献1の[図6]に対応)の軸方向断面図を示す。なお、図12と対応する部位については、同じ符号で示す。
図13に示すように、筒部106の車幅方向内端には、当該内端が外径方向に湾曲されることにより、加締部107が形成されている。加締部107とカップ部104底壁との間には、リング状の間座108が介装されている。間座108を配置すると、加締部107とカップ部104底壁とが直接、圧接するのを防止することができる。このため、スティックスリップ騒音を抑制することができる。
特開2003−97588号公報
しかしながら、上記1)の手段(前出図12参照)によると、すなわち凹凸部104aを形成すると、カップ部104底壁の面構成が複雑化してしまう。このため、等速ジョイントアウタ部材101ひいては駆動輪用ハブユニット100の製造コストが高くなる。また、上記2)の手段(前出図13参照)によると、間座108と加締部107との間、あるいは間座108とカップ部104底壁との間に、相対滑りが発生するおそれがある。そして、当該相対滑りにより、言わば間接的にスティックスリップ騒音が発生するおそれがある。
本発明の駆動輪用ハブユニットは、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、等速ジョイントアウタ部材と、軸受の内輪と、の相対的な回動を許容しつつ、スティックスリップ騒音を抑制可能な駆動輪用ハブユニットを提供することを目的とする。
(1)上記課題を解決するため、本発明の駆動輪用ハブユニット(以下、適宜、「ハブユニット」と略称する。)は、車幅方向内側に開口したカップ部と、該カップ部の底壁外面の略中央から車幅方向外側に突設されるステム部と、該カップ部の底壁外面における該ステム部の根元周囲に配置されるジョイント側押圧部と、を有し、ドライブシャフトからの駆動トルクにより軸回りに回転する等速ジョイントアウタ部材と、車幅方向に延在し該ステム部がトルク伝達可能に挿通される筒部と、該筒部の外周面に配置されるハブ側押圧部と、を有し、駆動輪のホイールが装着されるハブと、該筒部の外周面に配置され該ジョイント側押圧部から押圧される内側受圧部と該ハブ側押圧部から押圧される外側受圧部とを持つ内輪と、車体側部材に固定され該内輪を回転可能に支持する外輪と、を有する軸受と、を備え、軸力により、該ジョイント側押圧部と該ハブ側押圧部との間に、該内輪の該内側受圧部から該外側受圧部までの部分を挟み込んで、該内輪を固定する駆動輪用ハブユニットであって、前記ジョイント側押圧部および前記内側受圧部のうち少なくとも一方は、両者が相対的に摺動した際に発生する騒音エネルギの少なくとも一部を他のエネルギに変換するエネルギ変換材料からなることを特徴とする。ここで、「両者」とは、ジョイント側押圧部および内側受圧部の双方をいう。
スティックスリップ騒音は、等速ジョイントアウタ部材のジョイント側押圧部と、軸受の内輪の内側受圧部と、の間が相対的に摺動することにより発生する。つまり、ジョイント側押圧部および内側受圧部が、スティックスリップ騒音の発生源である。
この点に鑑み、本発明のハブユニットのジョイント側押圧部および内側受圧部のうち少なくとも一方は、エネルギ変換材料により形成されている。両者間が相対的に摺動すると、騒音エネルギが発生する。つまり、スティックスリップ騒音が発生する。しかしながら、本発明のハブユニットの場合、騒音エネルギの少なくとも一部を、エネルギ変換材料により、他のエネルギ(例えば熱、電気など)に変換することができる。このため、エネルギ変換の分だけ、騒音エネルギを減少することができる。つまり、スティックスリップ騒音を抑制することができる。
また、前出特許文献1に記載された1)の手段(前出図12参照)の場合、凹凸部104aと内輪103aとの間の摩擦抵抗が比較的大きくなる。ここで、内輪103aは筒部106外周面に外嵌されている。したがって、内輪103a内周面にクリープが発生するおそれがある。このため、筒部106外周面に硬化処理を施す必要がある(特許文献1の[0030]、[0031]参照)。これに対して、本発明のハブユニットの場合、ジョイント側押圧部と内側受圧部との相対的な摺動を抑制していない。したがって、必ずしも筒部外周面に硬化処理を施す必要はない。
また、前出特許文献1に記載された1)の手段(前出図12参照)の場合、凹凸部104aと内輪103aとの間の摩擦抵抗を超えるだけの多大な駆動トルクが伝達されると、結局、凹凸部104aと内輪103aとの間で相対滑りが発生してしまう。そして、この場合、とりわけ大きいスティックスリップ騒音が発生してしまう。このように、ジョイント側押圧部と内側受圧部との相対滑り自体を規制する手段の場合、トルクの大きさによっては、対応できない場合がある。これに対して、本発明のハブユニットの場合、ジョイント側押圧部と内側受圧部との相対的な摺動を敢えて許容している。このため、駆動トルクが多大な場合であっても、エネルギ変換分だけ、確実にスティックスリップ騒音を抑制することができる。
(2)好ましくは、上記(1)の構成において、前記エネルギ変換材料は、制振金属である構成とする方がよい。つまり、本構成は、騒音が、振動の一種であることに着目して、騒音エネルギ(振動エネルギ)の少なくとも一部を、制振金属により吸収するものである。
制振金属には、例えば、強磁性型制振合金、双晶型制振合金、転位型制振合金、複合構造型制振合金などが含まれる。このうち、双晶型制振合金においては、双晶変形により騒音エネルギを吸収する。すなわち、騒音エネルギを内部摩擦により熱に変換する。転位型制振合金においては、結晶中の転位と不純物との相互作用により、エネルギ損失が発生する。転位型制振合金においては、当該エネルギ損失を用いて、騒音エネルギを吸収する。複合構造型制振合金においては、硬い第一相と軟らかい第二相との相境界での固体摩擦により、エネルギ損失が発生する。複合構造型制振合金においては、当該エネルギ損失を用いて、騒音エネルギを吸収する。このように、制振金属を用いると、騒音エネルギの少なくとも一部を、他のエネルギに変換することができる。
(3)好ましくは、上記(2)の構成において、前記制振金属は、強磁性型制振合金である構成とする方がよい。強磁性型制振合金においては、磁壁(磁区の境界)非可逆移動に伴う内部摩擦により、騒音エネルギの少なくとも一部を吸収することができる。
(4)好ましくは、上記(1)の構成において、前記エネルギ変換材料は、多孔質セラミックス吸音材である構成とする方がよい。多孔質セラミックス吸音材においては、主に共鳴により騒音エネルギの少なくとも一部を吸収する。すなわち、多孔質セラミックス吸音材は、多数の細孔を有している。多孔質セラミックス吸音材に騒音の入射音波が衝突すると、細孔内部の空気が振動する。このため、騒音エネルギが当該振動の運動エネルギ、あるいは熱エネルギに変換される。このようにして、騒音エネルギの少なくとも一部を吸収することができる。
(5)また、上記課題を解決するため、本発明の駆動輪用ハブユニットは、車幅方向内側に開口したカップ部と、該カップ部の底壁外面の略中央から車幅方向外側に突設されるステム部と、該カップ部の底壁外面における該ステム部の根元周囲に配置されるジョイント側押圧部と、を有し、ドライブシャフトからの駆動トルクにより軸回りに回転する等速ジョイントアウタ部材と、車幅方向に延在し該ステム部がトルク伝達可能に挿通される筒部と、該筒部の外周面に配置されるハブ側押圧部と、を有し、駆動輪のホイールが装着されるハブと、該筒部の外周面に配置され該ジョイント側押圧部から押圧される内側受圧部と該ハブ側押圧部から押圧される外側受圧部とを持つ内輪と、車体側部材に固定され該内輪を回転可能に支持する外輪と、を有する軸受と、を備え、軸力により、該ジョイント側押圧部と該ハブ側押圧部との間に、該内輪の該内側受圧部から該外側受圧部までの部分を挟み込んで、該内輪を固定する駆動輪用ハブユニットであって、さらに、前記ジョイント側押圧部と前記内側受圧部との間には、間座が介装されており、該間座は、該間座と該ジョイント側押圧部、および該間座と該内側受圧部のうち少なくとも一方が、相対的に摺動した際に発生する騒音エネルギの少なくとも一部を他のエネルギに変換するエネルギ変換材料からなることを特徴とする。
つまり、本発明のハブユニットは、ジョイント側押圧部と内側受圧部との間に、間座を介装するものである。本発明のハブユニットによると、ジョイント側押圧部と内側受圧部とが直接、圧接するのを抑制することができる。
加えて、間座は、エネルギ変換材料製である。このため、間座とジョイント側押圧部、および間座と内側受圧部のうち少なくとも一方が、相対的に摺動した場合であっても、騒音エネルギの少なくとも一部を、他のエネルギに変換することができる。このように、本発明のハブユニットによると、ジョイント側押圧部と内側受圧部との直接の圧接を回避することに加えて、騒音エネルギの少なくとも一部を他のエネルギに変換することにより、スティックスリップ騒音を抑制することができる。
(6)好ましくは、上記(5)の構成において、前記間座と前記ジョイント側押圧部、および該間座と前記内側受圧部のうちいずれか一方は、他方よりも、相対的に摺動容易である構成とする方がよい。つまり、本構成は、間座とジョイント側押圧部、および間座と内側受圧部のうちいずれか一方を、選択的に滑りやすくするものである。本構成によると、間座とジョイント側押圧部、および間座と内側受圧部のうち、スティックスリップ騒音が発生する方を、より特定しやすくなる。
(7)好ましくは、上記(6)の構成において、前記間座と前記ジョイント側押圧部、および該間座と前記内側受圧部のうちいずれか一方は回転方向に沿ってリング状に線接触しており、他方は回転方向に沿ってリング状に面接触している構成とする方がよい。本構成によると、線接触側および面接触側のうち、選択的に線接触側からスティックスリップ騒音を発生させることができる。
(8)好ましくは、上記(5)ないし(7)のいずれかの構成において、前記エネルギ変換材料は、制振金属である構成とする方がよい。上記(2)の構成で説明したように、制振金属には、例えば、強磁性型制振合金、双晶型制振合金、転位型制振合金、複合構造型制振合金などが含まれる。制振金属製の間座を用いると、騒音エネルギの少なくとも一部を、他のエネルギに変換することができる。
(9)好ましくは、上記(8)の構成において、前記制振金属は、強磁性型制振合金である構成とする方がよい。上記(3)の構成で説明したように、強磁性型制振合金製の間座を用いると、磁壁非可逆移動に伴う内部摩擦により、騒音エネルギの少なくとも一部を吸収することができる。
(10)好ましくは、上記(5)ないし(7)のいずれかの構成において、前記エネルギ変換材料は、多孔質セラミックス吸音材である構成とする方がよい。上記(4)の構成で説明したように、多孔質セラミックス吸音材製の間座を用いると、主に共鳴により騒音エネルギの少なくとも一部を吸収することができる。
本発明の駆動輪用ハブユニットによると、等速ジョイントアウタ部材と、軸受の内輪と、の相対的な回動を許容しつつ、スティックスリップ騒音を抑制することができる。
以下、本発明の駆動輪用ハブユニットの実施の形態について説明する。
<第一実施形態>
まず、本実施形態のハブユニットの配置および構成について説明する。図1に、本実施形態のハブユニットが組み付けられた駆動輪の斜視部分断面図を示す。図2に、同ハブユニットの斜視部分断面図(図1の部分拡大図)を示す。図3に、同ハブユニットの斜視分解図(図2の分解図)を示す。図4に、同ハブユニットの軸方向断面図を示す。
なお、以下に示す図においては、車両後方から前方を見た場合を基準に、方位(左右)を定義する。また、図2以降においては、説明の便宜上、駆動輪、ドライブシャフト、ジョイントブーツを省略して示す。また、図3以降においては、ナックルを省略して示す。また、図4に示すのは、軸線(一点鎖線)よりも上半分部分である。軸線よりも下半分部分は、ハブボルト装着部付近およびナックル装着部付近以外は、軸線に対して当該上半分部分と上下対称である。このため、下半分部分は図示しない。
図1〜図4に示すように、本実施形態のハブユニット1は、第2世代のハブユニットである。本実施形態のハブユニット1は、ドライブシャフト90と、駆動輪(詳しくは車両の左前輪)91と、の間に介装されている。エンジン(図略)からの駆動トルクは、ドライブシャフト90、ハブユニット1を介して、駆動輪91のホイール910に伝達される。ハブユニット1は、等速ジョイントアウタ部材2とハブ3と軸受4とを備えている。
等速ジョイントアウタ部材2は、金属製であって、カップ部20とステム部21とジョイント側押圧部22とを備えている。カップ部20は、右側(車幅方向内側)に開口している。カップ部20の内部には、等速ジョイントインナ部材(図略)が収容されている。ドライブシャフト90の左端(車幅方向外端)は、等速ジョイントインナ部材にスプライン結合されている。等速ジョイントインナ部材およびドライブシャフト90の左端は、熱可塑性エラストマ製であって蛇腹状のジョイントブーツ900に覆われている。カップ部20の底壁には、後述するステム部21の根元を中心とするリング状の段差が形成されている。当該段差の左面には、ジョイント側押圧部22が配置されている。なお、図3においては、ジョイント側押圧部22にクロスハッチングを施して示す。
ステム部21は、カップ部20の底壁略中央から、片持ち梁状に、左側に向かって突設されている。ステム部21は丸棒状を呈している。ステム部21の左端(先端)外周面には、雄ねじ部210が配置されている。ステム部21外周面における、雄ねじ部210よりも右側には、雄スプライン部211が配置されている。ステム部21外周面における、雄スプライン部211からステム部21右端(根元)までの区間は、滑らかな段付き円筒外周面状を呈している。
ハブ3は、金属製であって、筒部30とフランジ部31とハブ側押圧部32とを備えている。筒部30は、円筒状を呈している。筒部30の外周面には、リング状の段差が形成されている。当該段差の右面には、ハブ側押圧部32が配置されている。ハブ側押圧部32と前記ジョイント側押圧部22とは、左右方向(車幅方向)に向かい合っている。筒部30の内周側には、前記ステム部21が挿通されている。筒部30の左端開口からは、ステム部21の雄ねじ部210が突出している。雄ねじ部210には、ナット212が螺着されている。また、筒部30内周面における、左端から所定区間には、雌スプライン部301が配置されている。雌スプライン部301と前記雄スプライン部211とは、スプライン結合している。すなわち、雌スプライン部301および前記雄スプライン部211は、スプライン区間A(図4参照)を構成している。スプライン区間Aにおけるトルク伝達性は良好である。筒部30内周面における、雌スプライン部301から右端開口までの区間は、滑らかな円筒内周面状を呈している。当該区間および前記ステム部21の雄スプライン部211右側区間は、フリー区間B(図4参照)を構成している。フリー区間Bにおいては、ステム部21外周面と筒部30内周面とが、滑らかに接触している。このため、フリー区間Bは、スプライン区間Aよりも、トルク伝達性に劣る。
フランジ部31は、筒部30の左端外周面から、外径方向に延設されている。前記ハブ側押圧部32は、フランジ部31の基端付近に形成されている。フランジ部31には、ボルト挿通孔310が穿設されている。ボルト挿通孔310は、所定間隔ずつ離間して、周方向に合計五つ配置されている。ボルト挿通孔310には、ハブボルト311が右から左に挿通されている。ハブボルト311の根元外周面とボルト挿通孔310の内周面とは、スプライン結合されている。ハブボルト311の左端(先端)は、駆動輪91のディスクロータ911およびホイール910を貫通している。ハブボルト311の貫通端には、ナット312が螺着されている。すなわち、ハブボルト311およびナット312により、ホイール910およびディスクロータ911は、フランジ部31に固定されている。
軸受4は、いわゆる複列アンギュラ玉軸受であり、内輪40と外輪41と転動体42と保持器(図略)とシール43とを備えている。内輪40は、リング状であって、筒部30の外周面に外嵌されている。また、内輪40は、ジョイント側押圧部22とハブ側押圧部32との間に、左右両側から挟持固定されている。詳しく説明すると、内輪40は、共に金属製の内側分割体400と外側分割体401とを備えている。とりわけ、内側分割体400は、Fe−Cr−Al合金製である。Fe−Cr−Al合金は、本発明の強磁性型制振合金に含まれる。内側分割体400の外周面には、左右二列の転走面のうち、右側の転走面が形成されている。内側分割体400の右端面には、内側受圧部400aが配置されている。当該内側受圧部400aは、ジョイント側押圧部22により、右から左に向かって、押圧されている。外側分割体401の外周面には、左右二列の転走面のうち、左側の転走面が形成されている。外側分割体401の左端面には、外側受圧部401aが配置されている。当該外側受圧部401aは、ハブ側押圧部32により、左から右に向かって、押圧されている。
外輪41は、金属製であって、リング状を呈している。外輪41は、内輪40の外径側に配置されている。外輪41の外周面からは、外径方向に取付部46が突設されている。取付部46は、周方向に所定間隔ずつ離間して、合計五つ配置されている。取付部46には、ボルト挿通孔460が穿設されている。一方、サスペンション装置の一部であるナックル92には、外輪固定孔920が穿設されている。ナックル92は、本発明の車体側部材に含まれる。外輪固定孔920には、外輪41における右側部分が収容されている。外輪固定孔920の周囲には、周方向に所定間隔ずつ離間して、合計五つのボルト螺着凹部921が凹設されている。合計五組の前記ボルト挿通孔460とボルト螺着凹部921とは、それぞれ左右方向に一列に並んでいる。これら一列に並んだボルト挿通孔460およびボルト螺着凹部921には、左側からスプライン付きのボルト45が挿入される。ボルト45は、ボルト挿通孔460を貫通し、ボルト螺着凹部921に螺着される。このように、合計五本のボルト45を介して、外輪41は、右側部分が外輪固定孔920に収容された状態で、ナックル92に固定されている。外輪41の内周面には、左右二列の転走面が形成されている。このうち右側の転走面は、内側分割体400の転走面に対向している。また、左側の転走面は、外側分割体401の転走面に対向している。径方向に対向するこれら二列の転走面同士の間には、各々、多数の転動体42が介装されている。転動体42は、金属製のボールである。転動体42は、樹脂製の保持器により保持されている。転動体42を介して、外輪41は、内輪40を回転可能に支持している。内輪40と外輪41との隙間は、左右両側から、リング状であって芯金入りゴム製のシール43により、封止されている。封止された当該隙間には、グリース(図略)が封入されている。
次に、本実施形態のハブユニット1の作用効果について説明する。本実施形態のハブユニット1によると、スティックスリップ騒音を抑制することができる。例えば車両急発進時など、大きな駆動トルクがドライブシャフト90(前出図1参照)に加わる場合、スプライン区間A(前出図4参照)においては、ステム部21から筒部30に、良好に当該駆動トルクを伝達することができる。
これに対して、フリー区間Bにおいては、ステム部21から筒部30に、良好に当該駆動トルクを伝達することができない。このため、スプライン区間Aとフリー区間Bとの間に、相対捩れが発生してしまう。当該相対捩れにより、ジョイント側押圧部22と内側受圧部400aとの圧接部分が、相対的に滑ってしまう。
しかしながら、内側受圧部400aを持つ内側分割体400は、Fe−Cr−Al合金製である。このため、相対滑りにより発生する騒音エネルギを、磁壁非可逆移動に伴う内部摩擦により、吸収することができる。すなわち、騒音エネルギを熱エネルギに変換することができる。したがって、ジョイント側押圧部22と内側受圧部400aとの間に相対滑りが生じても、熱エネルギ変換分だけ、スティックスリップ騒音を抑制することができる。
また、本実施形態のハブユニット1によると、筒部30外周面(内輪40外嵌部分)に硬化処理を施す必要がない。このため、前出図12のハブユニット100と比較して、その分、製造コストを削減することができる。また、ジョイント側押圧部22および内側受圧部400aは、共に平滑面状を呈している。この点においても、カップ部104に凹凸部104aを形成する必要がないため、製造コストを削減することができる。
また、本実施形態のハブユニット1によると、ジョイント側押圧部22と内側受圧部400aとの相対滑りを敢えて許容している。このため、駆動トルクが多大な場合であっても、エネルギ変換分だけ、確実にスティックスリップ騒音を抑制することができる。
<第二実施形態>
本実施形態と第一実施形態との相違点は、本発明のハブユニットを、第2世代ではなく第3世代のハブユニットとして具現化した点である。また、等速ジョイントアウタ部材2をMn−Cu−Ni−Fe合金製とした点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
図5に、本実施形態のハブユニットの軸方向断面図を示す。なお、図4と対応する部位については同じ符号で示す。図5に示すように、軸受4の内輪40は、内側分割体400と外側分割体402(説明の便宜上、点線で示す。)とを備えている。このうち、外側分割体402は、筒部30外周面に、一体的に形成されている。外側分割体402の右端には、段差状にハブ側押圧部33が形成されている。内側分割体400は、ハブ側押圧部33とジョイント側押圧部22との間に、挟持固定されている。等速ジョイントアウタ部材2は、Mn−Cu−Ni−Fe合金製である。言い換えると、ジョイント側押圧部22は、Mn−Cu−Ni−Fe合金製である。Mn−Cu−Ni−Fe合金は、本発明の制振金属に含まれる。具体的には、Mn−Cu−Ni−Fe合金は、双晶型制振合金の一種である。Mn−Cu−Ni−Fe合金は、双晶変形により騒音エネルギを吸収する。
本実施形態のハブユニット1と第一実施形態のハブユニットとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。また、本実施形態のハブユニット1によると、内側分割体400つまり内側受圧部400aに加えて、ジョイント側押圧部22までも、制振金属製である。このため、さらにスティックスリップ騒音を抑制することができる。
<第三実施形態>
本実施形態と第一実施形態との相違点は、本発明のハブユニットを、第2世代ではなく第1世代のハブユニットとして具現化した点である。また、内側分割体400を多孔質セラミックス吸音材製とした点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
図6に、本実施形態のハブユニットの軸方向断面図を示す。なお、図4と対応する部位については同じ符号で示す。図6に示すように、外輪41の外周面には、金属製であってリング状の止め輪44が外嵌されている。また、外輪41は、ナックル92の外輪固定孔920に内嵌されている。止め輪44は、外輪固定孔920の右端開口縁に配置されている。止め輪44は、外輪41が外輪固定孔920から脱落するのを抑制している。また、内側分割体400は、多孔質セラミックス系吸音材製である。多孔質セラミックス系吸音材は、窒化ケイ素粒子を含む原料が、成形、焼成されることにより作製される。
本実施形態のハブユニット1と第一実施形態のハブユニットとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。また、本実施形態のハブユニット1によると、多孔質セラミックス系吸音材の共鳴構造による吸音機構を用いて、スティックスリップ騒音を抑制することができる。
<第四実施形態>
本実施形態と第一実施形態との相違点は、内側分割体400を外側分割体401同様の金属製とした点である。また、内側受圧部400aとジョイント側押圧部22との間に、間座5を介装した点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
図7に、本実施形態のハブユニットの斜視分解図を示す。なお、図3と対応する部位については同じ符号で示す。また、図8に、同ハブユニットの軸方向断面図を示す。なお、図4と対応する部位については同じ符号で示す。図9に、図8の矩形枠IX内の拡大図を示す。
図7〜図9に示すように、等速ジョイントアウタ部材2のジョイント側押圧部22と、内側分割体400の内側受圧部400aと、の間には、間座5が介装されている。間座5は、Fe−Cr−Al合金製すなわち強磁性型制振合金製であって、リング状を呈している。間座5は、等速ジョイントアウタ部材2のステム部21根元周囲に、環装されている。間座5は、外側圧接面50と内側圧接面51とを備えている。このうち、外側圧接面50は、平面状を呈している。外側圧接面50は、内側受圧部400aに、リング状に面接触している。すなわち、外側圧接面50と内側受圧部400aとの間には、面接触部Fが介在している。このため、外側圧接面50と内側受圧部400aとの間の摩擦抵抗は比較的大きい。これに対して、内側圧接面51は、ジョイント側押圧部22に、リング状に線接触している。すなわち、内側圧接面51とジョイント側押圧部22との間には、線接触部Lが介在している。このため、内側圧接面51とジョイント側押圧部22との間の摩擦抵抗は比較的小さい。
本実施形態のハブユニット1と第一実施形態のハブユニットとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。また、本実施形態のハブユニット1によると、間座5により、スティックスリップ騒音を抑制することができる。以下、模式図(ワイヤフレーム図)を用いながら、詳しく説明する。図10(a)に、間座とジョイント側押圧部との間に相対滑りが発生する前の間座の斜視模式図を示す。図10(b)に、間座とジョイント側押圧部との間に相対滑りが発生した後の間座の斜視模式図を示す。
例えば車両急発進時など、大きな駆動トルクがドライブシャフトに加わる場合、等速ジョイントアウタ部材のジョイント側押圧部(内側圧接面51に右側から圧接している)は、図10(a)に白抜き矢印a1で示すように、比較的大きく回動する。これに対して、内側分割体の内側受圧部(外側圧接面に左側から圧接している)は、トルク伝達性の相違から、白抜き矢印a2で示すように、比較的小さく回動する。このため、回動量の較差a3(=a1−a2)分だけ、間座5が弾性的に捩れてしまう。間座5の捩れによる弾性力が、線接触部Lの摩擦力を上回ると、図10(b)に示すように、回動量の較差a3分だけ、間座5の捩れが復元する。つまり、線接触部Lで相対滑りが発生する。この際、間座5は、相対滑りにより発生する騒音エネルギを、自身の内部摩擦により吸収する。このため、相対滑りが発生するにもかかわらず、スティックスリップ騒音を抑制することができる。
<その他>
以上、本発明の駆動輪用ハブユニットの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
例えば、上記第一、第二、第三実施形態においては、いずれも内側分割体400全体、あるいは等速ジョイントアウタ部材2全体を、制振金属製、あるいは多孔質セラミックス吸音材製とした。しかしながら、これらの部材の一部のみを制振金属製、あるいは多孔質セラミックス吸音材製としてもよい。すなわち、内側受圧部400aおよびジョイント側押圧部22のうち少なくとも一方が、エネルギ変換材料製であればよい。
また、内側受圧部400a、ジョイント側押圧部22、間座5に用いる制振金属の種類は特に限定しない。例えば各種フェライト系ステンレス鋼(強磁性型制振合金)、Mn−Cu合金やNi−Ti合金(双晶型制振合金)、MgやMg−Zr合金(転位型制振合金)、片状黒鉛鋳鉄(複合構造型制振合金)などであってもよい。
また、内側受圧部400a、ジョイント側押圧部22、間座5に用いる多孔質セラミックス吸音材の種類も特に限定しない。例えば炭化ケイ素、ジルコニア、ムライト、コージェライトなどを含有する多孔質セラミックス吸音材を用いてもよい。また、多孔質セラミックス吸音材に、酸化錫、酸化亜鉛などの導電性粉末を含有させてもよい。こうすると、吸音率(=1−反射音のエネルギ/入射音のエネルギ)が向上する。また、制振金属あるいは多孔質セラミックス吸音材の表面に、クロムメッキ、ニッケルメッキなどの表面処理を施してもよい。また、当該表面を樹脂などにより被覆してもよい。また、エネルギ変換材料として、金属と樹脂との複合材を用いてもよい。
また、間座5の形状も特に限定しない。例えば、図11(a)に示すように、外側圧接面60が平面状で、内側圧接面61に断面三角形状のリングリブ610が多数形成された間座6を用いてもよい。また、図11(b)に示すように、外側圧接面70が平面状で、内側圧接面71にオイル注入済みのオイル溝710が形成された間座7を用いてもよい。
また、上記第四実施形態においては、第2世代のハブユニット1に間座5を配置したが、勿論、第1世代(前出図6参照)、第3世代(前出図5参照)のハブユニットに間座5を配置してもよい。
また、上記実施形態においてスプライン結合した各部位は、セレーション結合してもよい。また、上記実施形態においては、駆動輪として左前輪を例示したが、前輪駆動なら右前輪、後輪駆動なら左右後輪、全輪駆動なら全輪に、本発明のハブユニットを用いてもよい。また、軸受4の種類も特に限定しない。例えば、転動体として、円筒ころ、円錐ころ、球面ころなどを用いてもよい。
第一実施形態の駆動輪用ハブユニットが組み付けられた駆動輪の斜視部分断面図である。 同ハブユニットの斜視部分断面図である。 同ハブユニットの斜視分解図である。 同ハブユニットの軸方向断面図である。 第二実施形態の駆動輪用ハブユニットの軸方向断面図である。 第三実施形態の駆動輪用ハブユニットの軸方向断面図である。 第四実施形態の駆動輪用ハブユニットの斜視分解図である。 同ハブユニットの軸方向断面図である。 図8の矩形枠IX内の拡大図である。 (a)は間座とジョイント側押圧部との間に相対滑りが発生する前の間座の斜視模式図である。(b)は間座とジョイント側押圧部との間に相対滑りが発生した後の間座の斜視模式図である。 (a)、(b)共にその他の実施形態の間座の軸方向断面図である。 従来の駆動輪用ハブユニット(第2世代)の軸方向断面図である。 従来の駆動輪用ハブユニット(第3世代)の軸方向断面図である。
符号の説明
1:ハブユニット。
2:等速ジョイントアウタ部材、20:カップ部、21:ステム部、210:雄ねじ部、211:雄スプライン部、212:ナット、22:ジョイント側押圧部。
3:ハブ、30:筒部、301:雌スプライン部、31:フランジ部、310:ボルト挿通孔、311:ハブボルト、312:ナット、32:ハブ側押圧部、33:ハブ側押圧部。
4:軸受、40:内輪、400:内側分割体、400a:内側受圧部、401:外側分割体、401a:外側受圧部、402:外側分割体、41:外輪、42:転動体、43:シール、44:止め輪、45:ボルト、46:取付部、460:ボルト挿通孔。
5:間座、50:外側圧接面、51:内側圧接面。
6:間座、60:外側圧接面、61:内側圧接面、610:リングリブ。
7:間座、70:外側圧接面、71:内側圧接面、710:オイル溝。
90:ドライブシャフト、900:ジョイントブーツ、91:駆動輪、910:ホイール、911:ディスクロータ、92:ナックル、920:外輪固定孔、921:ボルト螺着凹部。
A:スプライン区間、B:フリー区間、F:面接触部、L:線接触部。

Claims (5)

  1. 車幅方向内側に開口したカップ部と、該カップ部の底壁外面の略中央から車幅方向外側に突設されるステム部と、該カップ部の底壁外面における該ステム部の根元周囲に配置されるジョイント側押圧部と、を有し、ドライブシャフトからの駆動トルクにより軸回りに回転する等速ジョイントアウタ部材と、
    車幅方向に延在し該ステム部がトルク伝達可能に挿通される筒部と、該筒部の外周面に配置されるハブ側押圧部と、を有し、駆動輪のホイールが装着されるハブと、
    該筒部の外周面に配置され該ジョイント側押圧部から押圧される内側受圧部と該ハブ側押圧部から押圧される外側受圧部とを持つ内輪と、車体側部材に固定され該内輪を回転可能に支持する外輪と、を有する軸受と、を備え、
    軸力により、該ジョイント側押圧部と該ハブ側押圧部との間に、該内輪の該内側受圧部から該外側受圧部までの部分を挟み込んで、該内輪を固定する駆動輪用ハブユニットであって、
    さらに、前記ジョイント側押圧部と前記内側受圧部との間には、エネルギ変換材料からなり、該駆動トルクにより全体的に弾性的に捩れる間座が介装されており、
    該間座は、該ジョイント側押圧部および該内側受圧部のうち少なくとも一方と、相対的に摺動し、
    該エネルギ変換材料は、該間座と該ジョイント側押圧部、および該間座と該内側受圧部のうち少なくとも一方が、相対的に摺動した際に発生する騒音エネルギの少なくとも一部を他のエネルギに変換することを特徴とする駆動輪用ハブユニット。
  2. 前記間座と前記ジョイント側押圧部、および該間座と前記内側受圧部のうちいずれか一方は、他方よりも、相対的に摺動容易である請求項1に記載の駆動輪用ハブユニット。
  3. 前記間座と前記ジョイント側押圧部、および該間座と前記内側受圧部のうちいずれか一方は回転方向に沿ってリング状に線接触しており、他方は回転方向に沿ってリング状に面接触している請求項2に記載の駆動輪用ハブユニット。
  4. 前記エネルギ変換材料は、制振金属である請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の駆動輪用ハブユニット。
  5. 前記制振金属は、強磁性型制振合金である請求項4に記載の駆動輪用ハブユニット。
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