JP5845903B2

JP5845903B2 - ハブユニット

Info

Publication number: JP5845903B2
Application number: JP2012000109A
Authority: JP
Inventors: 羽方　稔博; 稔博羽方
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-01-04
Filing date: 2012-01-04
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2032-01-04
Also published as: JP2013139204A; CN103195817B; CN103195817A

Description

本発明は、ハブユニットに関する。

従来、ハブユニットとしては、特開２０１１−４２１８２号公報（特許文献１）に記載されているものがある。このハブユニットは、外輪と、ハブ輪と、内輪と、複数の第１の玉と、複数の第２の玉とを備え、上記内輪は、上記ハブ輪の外周側に嵌合されて固定されている。外輪は、第１軌道面と、第２軌道面とを有する一方、ハブ輪および内輪の夫々は、単一の軌道面を有している。

上記複数の第１の玉は、外輪の第１軌道面と、ハブ輪の軌道面との間に保持器によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいた状態で配置され、上記複数の第２の玉は、外輪の第２軌道面と、内輪の軌道面との間に保持器によって保持された状態で周方向に互いに間隔をおいた状態で配置されている。

上記外輪は、車体取付フランジを有し、その車体取付フランジには、アルミニウム製のナックルがボルトで取り付けるようになっている。また、上記ハブ輪は、車輪取付フランジを有し、この車輪取付フランジには、ブレーキロータを介して車輪を取り付けるようになっている。

特開２０１１−４２１８２号公報

しかしながら、最近、車体側のナックルの材料として、低コストのため、アルミニウムでなく、鋼材を採用する場合がある。

この場合、ナックルの材料のイオン化傾向と、鋼製のハブユニットの材料のイオン化傾向が同程度となって、ナックルの優先的な腐食を実現できなくて、ハブユニットが発錆するという問題を本発明者が発見した。

尚、アルミ製のナックルが採用されている場合には、アルミニウムのイオン化傾向が鋼材のイオン化傾向よりも高いことに起因して、ナックルが鋼製のハブユニットよりも優先的に腐食し、結果として、高い寸法精度が必要でかつ高価な鋼製のハブユニットの腐食が抑制されることも発見した。

そこで、本発明の課題は、安価な鋼製のナックルが採用されたとしても、軌道部材の腐食を抑制できるハブユニットを提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のハブユニットは、
ナックルを取り付けるための車体取付フランジと、内周軌道面とを有する鋼製の外側軌道部材と、
外周軌道面を有する内側軌道部材と、
上記外側軌道部材の上記内周軌道面と、上記内側軌道部材の上記外周軌道面との間に配置される転動体と、
上記ナックルの内周面に嵌合されると共に、上記外側軌道部材の軸方向の一方側の端面に当接し、かつ、上記外側軌道部材の材料のイオン化傾向よりもイオン化傾向が高い材料からなる環状部材と
を備えることを特徴としている。

尚、上記環状部材には、略環状である部材も含まれるものとする。すなわち、上記環状部材には、貫通穴を画定する閉曲面を有する部材は勿論のこと、軸方向に垂直な断面でＣ字状の部材等、貫通穴を画定する閉曲面を有する部材の周方向の一箇所に切欠きが存在する部材も含まれるものとする。

本発明によれば、外側軌道部材の材料である鋼材よりもイオン化傾向が高い材料からなる環状部材が、外側軌道部材の軸方向の端面に当接する構成であるから、外側軌道部材よりも環状部材を優先的に腐食させることができて、外側軌道部材の腐食を抑制することができる。したがって、外側軌道部材を車体に取り付けるナックルが安価な鋼製のナックルであっても、高価な外側軌道部材の腐食を抑制できる。

また、一実施形態では、
上記環状部材の内径は、上記外側軌道部材の上記軸方向の一方側の端面の内径よりも大きい。

上記実施形態によれば、環状部材の内径が、外側軌道部材の軸方向の一方側の端面の内径よりも大きいから、外側軌道部材の内周面に、環状部材側からシール部材を圧入する際、環状部材が邪魔になることがなくて、外側軌道部材の内周面に、シール部材を円滑に固定することができる。

また、上記実施形態によれば、環状部材の内径が、外側軌道部材の軸方向の一方側の端面の内径よりも大きいから、環状部材の内周面から外側軌道部材の内周側への異物（埃や泥水）の移動を抑制できる。したがって、外側軌道部材の内周側に取り付けたシール部材の異物の噛み込みを抑制できると共に、シール部材に回転速度検出装置のパルサリングが固定されている場合には、パルサリングの発錆を抑制できる。

仮に、環状部材の内径が、外側軌道部材の軸方向の一方側の端面の内径よりも小さい場合、環状部材が外側軌道部材に当接しているから、異物の環状部材の内周面から外側軌道部材の内周側への遠心力による移動によって、シール部材の異物の噛み込み、パルサリングの発錆が起こり易くなるのである。

また、一実施形態では、
上記環状部材は、上記外側軌道部材の上記端面の腐食を抑制可能であると共に、上記外側軌道部材の上記端面に当接する腐食抑制層を有する。

イオン化傾向が異なる二つの部材が当接している場合、イオン化傾向が高い部材の当接面の腐食が優先的に起こり、両部材の当接面の間に隙間が生成し、その隙間に塩水等が浸入することにより、両部材の当接面が腐食し易くなる。

上記実施形態によれば、上記環状部材が、外側軌道部材の端面の腐食を抑制可能であると共に、外側軌道部材の端面に当接する腐食抑制層を有しているから、環状部材と、外側軌道部材との当接面の間の隙間腐食を抑制できて、外側軌道部材の腐食を更に抑制することができる。

本発明によれば、安価な鋼製のナックルが採用されたとしても、軌道部材の腐食を抑制できて、寿命が長いハブユニットを実現できる。

本発明の一実施形態のハブユニットの軸方向の断面図である。図１の外輪周辺の拡大断面図である。環状部材の径方向の断面図である。図３のＡＡ線断面図であり、環状部材の軸方向の模式断面図である。ナックルおよび環状部材の模式断面図である。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態のハブユニットの軸方向の断面図である。

このハブユニットは、内軸１と、内側軌道部材としての第１内輪２と、内側軌道部材としての第２内輪３と、外側軌道部材としての外輪４と、転動体としての複数の第１の玉５と、転動体としての複数の第２の玉６と、回転数検出装置７とを備える。上記内軸１、第１内輪２、第２内輪３および外輪４の夫々は、鋼材の一例としての炭素鋼からなっている。

上記内軸１は、軸方向の車輪側の端部に、車輪（図示せず）を直接または間接的に取り付けるための径方向に広がる円板状の車輪取付用フランジ１５を有する。この車輪取付用フランジ１５の軸方向の外方側の端面は、車輪取付面１９になっている。上記車輪取付用フランジ１５の同心円上には、複数のボルト挿通穴１７が形成されている。各ボルト挿通穴１７には、ボルトが、その軸部を車輪用転がり軸受装置の軸方向の外方に向けた状態で、圧入されるようになっている。上記内軸１は、環状の環状溝２０を有し、その環状溝２０は、内軸１の外周面の軸方向の一方側に位置している。上記環状溝２０は、円筒面からなる底面を有している。上記環状溝２０は、軸方向の一方側かつ径方向の外方側に開口している。

上記第１内輪２は、環状溝２０の軸方向の他方側に圧入されて固定されている一方、第２内輪３は、環状溝２０の軸方向の一方側に圧入されて固定されている。上記第１内輪２は、その外周面に外周軌道面の一例としてのアンギュラ型の軌道溝２１を有し、第２内輪３は、その外周面に外周軌道面の一例としてのアンギュラ型の軌道溝２２を有している。

上記外輪４は、その外周面の軸方向の一方側の端部に、車体に取り付けるための車体取付用フランジ４３を有し、その車体取付フランジ４３には、鋳鉄製のナックル６０がボルト６１で取り付けられている。上記外輪３は、その内周面に、内周軌道面の一例としてのアンギュラ型の第１軌道溝３０と、内周軌道面の一例としてのアンギュラ型の第２軌道溝３１とを有している。上記第１軌道溝３０は、第１内輪２の軌道溝２１の径方向の外方に位置している一方、第２軌道溝３１は、第２内輪３の軌道溝２２の径方向の外方に位置している。

上記複数の第１の玉５は、外輪３の第１軌道溝３０と、第１内輪２の軌道溝２１との間に、保持器によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置され、上記複数の第２の玉６は、外輪３の第２軌道溝３１と、第２内輪２の軌道溝２２との間に、保持器によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。

上記回転数検出装置７は、パルサリング（図２に４０で示す）と、回転数センサとしての磁気センサ４１とを有する。上記第２内輪３の軸方向の一方側の端部と、外輪４の軸方向の一方側の端部との間は環状のシール部材４２でシールされている。上記パルサリングは、環状のシール部材４２の軸方向の外方の端面に固定されている。

上記パルサリングは、周方向交互に異なる極性の磁極が設けられたプラスチックマグネットリングから成っている。このプラスチックマグネットリングは、磁性粉を混入した合成樹脂の射出成形品や焼結フェライト等の磁性金属材を母材として、その周方向所要角度領域を、交互にＳ極、Ｎ極に着磁されることにより形成されている。

また、上記磁気センサ４１は、そのセンサ面がパルサリングの軸方向の端面と、軸方向に対向配置されるように車体に固定されている。上記磁気センサ４１は、ホールＩＣから成っている。このホールＩＣは、ＩＣチップを合成樹脂から成る保護カバーでモールドした構造を有している。

上記パルサリングが、第２内輪３の回転に伴い第２内輪３と同期回転すると、パルサリングの各磁極が非回転の磁気センサに対して順次対面することになる。ここで、パルサリングの複数対の磁極間に発生する磁場（磁力線）の大きさは、周方向で周期的に連続的に増減し、磁場（磁力線）の向きは、周方向交互に逆向きになっているからパルサリングの回転に伴い磁気センサを通過する磁場の向きは回転速度に応じた周期で順次回転する。上記磁気センサ４１は、上記磁場の向きの周期的な反転を検出して、パルサリングの回転速度に応じた周波数のパルス信号を、検出するようになっている。

上記磁気センサ４１からの信号は、マイクロコンピュータからなる図示しない制御装置に出力されるようになっている。上記制御装置は、磁気センサ４１からの信号に基づいて車輪の回転速度を算出して、車両の速度を検出するようになっている。

図２は、図１の外輪４周辺の拡大断面図である。

図２に示すように、このハブユニットは、環状部材５０を有し、その環状部材５０は、ナックル６０の内周面に内嵌されて固定されている。また、上記環状部材５０の軸方向の他方側の端面６３は、外輪４の軸方向の一方側の端面６２に当接している。図１に示すように、外輪４の軸方向の一方側の端面６２の内径ｄ２は、環状部材５０の内径ｄ１よりも短くなっている。

図３は、環状部材５０の径方向の断面図である。

図３に示すように、この環状部材５０は、略環状の部材であって、径方向の断面において、Ｃ字状の形状をしている。上記環状部材５０は、貫通穴を画定する閉曲面を有する部材の周方向の一箇所に切欠き８０が存在する形状している。図１を参照して、磁気センサ４１は、この切欠き８０を通過するように配置されている。

図４は、図３のＡＡ線断面図であり、環状部材５０の軸方向の模式断面図である。

図４に示すように、上記環状部材５０は、外側軌道部材の材料よりもイオン化傾向が高い材料の一例としてのアルミニウム製の本体９０と、腐食抑制層の一例としてのメッキ層９１とを有し、このメッキ層９１は、本体９０の外輪４側の端面９２を被覆している。尚、図４では、理解を容易にするため、メッキ層９１は、誇張して描かれている。上記メッキ層９１は、外輪４の軸方向の一方側の端面６２に当接している。上記メッキ層９１は、外輪４の材料である炭素鋼よりもイオン化傾向が高い材料からなっており、詳しくは、外輪４の軸方向の一方側の端面６２の腐食を抑制可能な亜鉛ニッケル合金からなっている。

このハブユニットでは、以下のようにして、環状部材５０の軸方向の他端側の端面６３を、外輪４の軸方向の一端側の端面６２に当接させるようになっている。

すなわち、先ず、ナックル６０および環状部材５０の半断面図を表す図５に示すように、環状部材５０の軸方向の他方側の端面６３が、ナックル６０の外輪４の車体取付用フランジ４３側の端面８５からＬ１［ｃｍ］離れるように、環状部材５０を、ナックル６０の内周面に圧入により内嵌して固定する。ここで、図２を参照して、外輪４の車体取付用フランジ４３の軸方向の一方側の端面８８から外輪４の軸方向の一方側の端面６２までの軸方向の距離は、Ｌ２［ｃｍ］であり、上記Ｌ１は、Ｌ２≧Ｌ１を満たすように決められている。

次に、図５に参照番号４６で示すねじ穴と、図１に４７で示す車体取付用フランジ４３のねじ穴とを合わせて、それらのねじ穴４６,４７に、ボルト６１を挿入して、ボルト６１を締め付ける。ここで、Ｌ２≧Ｌ１であるから、ボルト６１を締め付けている最中、環状部材５０の軸方向の他方側の端面６３は、外輪４の軸方向の一方側の端面６２に押圧されてナックル６０の内周面上を、車輪側から車体側に移動する。このようにして、外輪４の軸方向の一方側の端面６２に環状部材５０の軸方向の他方側の端面６３が当接するようにしている。

尚、図２を参照して、ナックル６０が、外輪４の車体取付用フランジ４３に当接している状態で、外輪４の軸方向の一方側の端面６２と、その端面６２に軸方向に対向するナックル６０の端面６８との軸方向の距離は、Ｌ３［ｃｍ］に設定され、図４を参照して、環状部材５０の軸方向の寸法は、Ｌ４［ｃｍ］に設定されている。この実施形態では、Ｌ４≦Ｌ３を満たしており、環状部材５０の存在が、車体取付用フランジ４３と、ナックル６０のボルト６１による締め付けに影響しないようになっている。

上記実施形態のハブユニットによれば、外輪４の材料である鋼材よりもイオン化傾向が高い材料からなる環状部材５０が、外輪４の軸方向の端面６２に当接する構成であるから、外輪４よりも環状部材５０を優先的に腐食させることができて、外輪４の腐食を抑制することができる。したがって、腐食性が高い泥塩水に被水し、かつ、外輪４を車体に取り付けるナックル６０が安価な鋼製のナックルであったとしても、高価な外輪４の腐食を抑制できる。更に述べると、この発明では、内輪２,３および外輪４とは別部材である環状部材５０を配置するようになっているから、軸方向に幅が広い腐食面積を確保することができて、防蝕性能を格段に高くすることができ、外輪の腐食を長期に亘って抑制することができる。

また、上記実施形態のハブユニットによれば、環状部材５０の内径が、外輪４の軸方向の一方側の端面６２の内径よりも大きいから、外輪４の内周面に、環状部材５０側からシール部材４２を圧入する際、環状部材５０が邪魔になることがなく、外輪４の内周面に、シール部材４２を円滑に固定することができる。

また、上記実施形態のハブユニットによれば、環状部材５０の内径が、外輪４の軸方向の一方側の端面６２の内径よりも大きいから、環状部材５０の内周面から外輪４の内周側への異物（埃や泥水）の移動を抑制できる。したがって、外輪４の内周側に取り付けたシール部材４２の異物の噛み込みを抑制できると共に、回転速度検出装置７のパルサリング４０の発錆を抑制できる。

また、上記実施形態のハブユニットによれば、上記環状部材５０が、外輪４の端面６２の腐食を抑制可能であると共に、外輪４の端面６２に当接する腐食抑制効果があるメッキ層９１を有しているから、環状部材５０と、外輪４との当接面の間の隙間腐食を抑制できて、外輪４がもらい錆によって発錆することがなく、外輪４の腐食を更に抑制することができる。

尚、上記実施形態のハブユニットでは、環状部材５０の本体９０の材料は、外輪４の材料である炭素鋼よりもイオン化傾向が高いアルミニウムであったが、この発明では、外輪が炭素鋼等の鋼材である場合、環状部材の本体の材料は、亜鉛や、マグネシウムであっても良く、鋼材よりもイオン化傾向が高いアルミニウム以外の金属材料であれば如何なる材料であっても良い。

また、上記実施形態のハブユニットでは、環状部材５０が、本体９０と、メッキ層９１とからなっていたが、この発明では、環状部材は、本体のみで構成され、メッキ層を有していなくても良い。

また、上記実施形態のハブユニットでは、環状部材のメッキ層９１を、外輪４の軸方向の一方側の端面６２の腐食を抑制可能な亜鉛ニッケル合金で形成したが、この発明では、環状部材のメッキ層は、亜鉛、亜鉛マンガン合金、亜鉛鉄合金、亜鉛コバルト合金または亜鉛モリブデン合金等で形成されても良い。

また、上記実施形態のハブユニットは、内軸１に、内側軌道部材としての二つの内輪２,３を圧入する構成であったが、この発明のハブユニットは、内軸に一のみの内輪を圧入し、内軸および内輪の夫々に一つの外周軌道面を形成する構成であっても良く、内軸および内輪の夫々を、内側軌道部材としても良い。また、本発明のハブユニットは、内輪が存在しなくて、唯一の内側軌道部材としての内軸に二つの軌道面を形成する構成であっても良い。

また、上記実施形態のハブユニットでは、環状部材５０が、Ｃ字状の形状を有していたが、この発明では、環状体は、貫通穴を画定する閉曲面を有する部材であって切欠きを有していなくても良い。ハブユニットには、必ずしも回転速度検出センサが取り付けられなくても良く、また、切欠きを必要とする水抜き穴が形成されなくても良いからである。

また、上記実施形態のハブユニットは、転動体が、玉５,６であったが、この発明では、転動体は、２列に配置された円錐ころであっても良く、また、転動体は、円筒ころであっても良く、また、転動体は、円錐ころ、円筒ころおよび玉のうちの二以上で構成されていても良い。

尚、上記実施形態では、ハブユニットが、鋳鉄製のナックル６０に固定される構成であったが、この発明のハブユニットが、アルミニウム製のナックル等、鋳鉄製以外の材料からなるナックルに固定されることができるのは、勿論である。

２第１内輪
３第２内輪
４外輪
５第１の玉
６第２の玉
１５車輪取付用フランジ
２１第１内輪の軌道溝
２２第２内輪の軌道溝
３０外輪の第１軌道溝
３１外輪の第２軌道溝
４３車体取付用フランジ
５０環状部材
６０ナックル
６２外輪の軸方向の一方側の端面
６３環状部材の軸方向の他方側の端面
９０本体
９１メッキ層

Claims

ナックルを取り付けるための車体取付フランジと、内周軌道面とを有する鋼製の外側軌道部材と、
外周軌道面を有する内側軌道部材と、
上記外側軌道部材の上記内周軌道面と、上記内側軌道部材の上記外周軌道面との間に配置される転動体と、
上記ナックルの内周面に嵌合されると共に、上記外側軌道部材の軸方向の一方側の端面に当接し、かつ、上記外側軌道部材の材料のイオン化傾向よりもイオン化傾向が高い材料からなる環状部材と
を備えることを特徴とするハブユニット。
請求項１に記載のハブユニットにおいて、
上記環状部材の内径は、上記外側軌道部材の上記軸方向の一方側の端面の内径よりも大きいことを特徴とするハブユニット。
請求項１または２に記載のハブユニットにおいて、
上記環状部材は、上記外側軌道部材の上記端面の腐食を抑制可能であると共に、上記外側軌道部材の上記端面に当接する腐食抑制層を有することを特徴とするハブユニット。