WO2003064184A1 - Unite support pour roue de vehicule - Google Patents

Description

車輪用軸受ュニット 技術分野

この発明は、 自動車の車輪を懸架装置に対し回転自在に支持する為の車輪用軸 受ユニットの改良に関する。 特に本発明は、 ハブの外周面に設けた回転側フラン ジに車輪を構成するホイール固定する場合に、 このホイールに設けた通孔を揷通 したボルトを、 上記回転側フランジに形成したねじ孔に螺合させる構造を前提と したものである。 背景技術

自動車の車輪を構成するホイール 1及び制動装置であるディスクブレーキを構 成する口一夕 2は、 例えば図 3に示す様な構造により、 懸架装置を構成するナツ クル 3に回転自在に支承している。 即ち、 このナックル 3に形成した円形の支持 孔 4部分に、 本発明の対象となる車輪用軸受ユニット 5を構成する外輪 6を、 複 数本のボルト 7により固定している。

一方、 上記車輪用軸受ュニッ卜 5を構成するハブ 8に上記ホイール 1及びロー 夕 2を、 複数本のボルト 9により結合固定している。 この為に、 上記ハブ 8の外 端部 （軸方向に関して外とは、 車両への組み付け状態で幅方向外側を言い、 各図 の左側。 逆に、 幅方向中央側で各図の右側となる側を内と言う。 本明細書全体で 同じ。 ） 外周面で上記外輪 6から突出した部分に形成した回転側フランジ 1 0の 外周縁寄り部分で単一円周上の円周方向等間隔複数個所 （一般的には 4〜 6個 所） に、 ねじ孔 1 1を形成している。 又、 上記ホイール 1及びロータ 2の内周縁 寄り部分で上記各ねじ孔 1 1に整合する部分に、 それぞれ通孔 1 2、 1 3を形成 している。 上記ホイ一ル 1及び口一夕 2を上記ハブ 8に結合固定する場合には、 上記両通孔 1 2、 1 3を外側から内側に揷通した上記各ボル卜 9を上記各ねじ孔 1 1.に螺合し更に緊締する。

又、 上記外輪 6の内周面には複列の外輪軌道 1 4 a、 1 4 bを、 外周面には固 定側フランジ 1 5を、 それぞれ形成している。 この様な外輪 6は、 この固定側フ ランジ 1 5を上記ナックル 3に、 上記各ボルト 7で結合する事により、 このナツ クル 3に対し固定している。 これに対して、 上記ハブ 8は、 ハブ本体 1 6と内輪 1 7とを組み合わせて成る。 このうちのハブ本体 1 6の外周面の一部で、 上記外 輪 6の外端開口から突出した部分には、 上記回転側フランジ 1 0を形成してい る。 又、 上記ハブ本体 1 6の外端面に、 位置決め筒部 1 9を形成している。 この 位置決め筒部 1 9の外周面 2 0は、 上記ハブ本体 1 6と同心にしている。

上記ホイール 1及びロータ 2は、 それぞれの内周縁部を上記位置決め筒部 1 9 に外嵌した状態で、 上記回転側フランジ 1 0の片側面 （図示の例では外側面） に、 上記各ボルト 9により、 結合固定している。 この状態で、 上記ホイール 1及 びロータ 2と上記ハブ 8とが互いに同心になる。 又、 上記ハブ本体 1 6の中間部 外周面で、 上記複列の外輪軌道 1 4 a、 1 4 bのうちの外側の外輪軌道 1 4 aに 対向する部分には、 第一の内輪軌道 2 1を、 上記ハブ本体 1 6に対し直接形成し ている。 更に、 上記ハブ本体 1 6の内端部外周面に形成した小径段部 2 2に上記 内輪 1 7を外嵌固定して、 上記ハブ 8を構成している。 して、 この内輪 1 7の 外周面に形成した第二の内輪軌道 2 3を、 上記複列の外輪軌道 1 4 a、 1 4 bの うちの内側の外輪軌道 1 4 bに対向させている。

これら各外輪軌道 1 4 a、 1 4 bと第一、 第二の各内輪軌道 2 1、 2 3との間 には、 それぞれが転動体である玉 2 4、 2 4を複数個ずつ、 それぞれ保持器 2 5、 2 5により保持した状態で転動自在に設けている。 この構成により、 背面組 み合わせである複列アンギユラ型の玉軸受を構成し、 上記外輪 6の内側に上記ハ ブ 8を、 回転自在に、 且つ、 ラジアル荷重及びスラスト荷重を支承自在に支持し ている。 尚、 上記外輪 6の両端部内周面と、 上記ハブ本体 1 6の中間部外周面及 び上記内輪 1 7の内端部外周面との間には、 それぞれシールリング 2 6 a、 2 6 bを設けて、 上記各玉 2 4、 2 4を設けた内部空間と外部とを遮断している。 更 に、 図示の例は、 駆動輪 （F R車及び R R車の後輪、 F F車の前輪、 ' 4WD車の 全輪） 用の車輪用軸受ユニット 5である為、 上記ハブ本体 1 6の中心部に、 スプ ライン孔 2 7を形成している。 そして、 このスプライン孔 2 7に、 等速ジョイン ト 2 8のスプライン軸 2 9を揷入している。 上述の様な車輪用軸受ユニット 5の使用時には、 図 3に示す様に、 外輪 6をナ ックル 3に固定すると共に、 ハブ本体 1 6の回転側フランジ 1 0に、 図示しない タイヤを組み合わせたホイール 1及びロータ 2を固定する。 この際、 前述した様 に、 ホイール 1及び口一夕 2の内周縁部を位置決め筒部 1 9に外嵌する事によ り、 これらホイール 1及びロータ 2と上記ハブ 8とを互いに同心にする。 又、 こ のうちのロー夕 2と、 上記ナックル 3に固定した、 図示しないサポート及びキヤ リパとを組み合わせて、 制動用のディスクブレーキを構成する。 制動時には、 上 記ロータ 2を挟んで設けた 1対のパッドをこのロー夕 2の両側面に押し付ける。 上述の様な構造で、 走行時に上記ホイール 1が振れ回る （回転に伴って外周縁 が径方向に変位する） のを防止する為には、 このホイ一ル 1の幾何中心と上記ハ ブ 8の回転中心とがー致している事が必要である。 これに対して、 上述の図 3に 示した様に、 ハブ 8の中間部外周面に第一の内輪軌道 2 1を直接形成する、 所謂 第三世代の車輪用軸受ュニッ卜の場合には、 ハブ本体 1 6の軸方向中間部で上記 第一の内輪軌道 2 1を形成した部分と、 第二の内輪軌道 2 3を設けた内輪 1 7を 外嵌固定する為の小径段部 2 2とが段付形状となる。 この様な構造の場合、 上記 第一、 第二の内輪軌道 2 1、 2 3の平行度や同軸度の悪化に基づいて、 上記ハブ 8の幾何中心とその回転中心とがずれ易い。 そして、 これら両中心同士がずれた 場合には、 このハブ 8の外端面に形成した位置決め筒部 1 9の外周面 2 0が、 こ のハブ 8の回転に伴つて径方向に振れ回り運動し易くなる。

この様な原因で上記位置決め筒部 1 9の外周面 2 0が振れ回り運動すると、 こ の位置決め筒部 1 9に外嵌した上記ホイール 1が径方向に振れ回る事になる。 こ の結果、 仮に車輪単体でのホイ一ルバランスが確保されていたとしても、 実際の 走行時に於ける回転ノ ランスが悪化し、 高速走行時に於ける乗り心地や走行安定 性を中心とする走行性能が悪化する。 特に、 回転側フランジ 1 0にホイール 1を 結合固定する作業を、 この回転側フランジ 1 0に形成したねじ孔 1 1にボルト 9 を螺合 ·緊締する事により行なう構造の場合には、 上記位置決め筒部 1 9の外周 面 2 0の振れ回りによる影響を受け易くなる。

本発明の車輪用軸受ユニットは、 この様な事情に鑑みて、 ハブ 8の回転に基づ くホイール 1を含む車輪の径方向の振れを抑えるべく発明したものである。 発明の開示

本発明の車輪用軸受ュニットは、 車輪を懸架装置に対し回転自在に支持する為 のものであって、 回転しない外輪と、 この外輪の内径側で回転するハブと、 複数 個の転動体とを備える。

上記外輪は、 内周面に複列の外輪軌道を有し、 使用時に上記懸架装置に支持さ れた状態で回転しない。

又、 上記ハブは、 ハブ本体と 1個の内輪とを組み合わせて.成る。

上記ハブ本体は、 外周面の外端部に形成された、 その外側面を上記車論を支持 する為の取付面とし、 この車輪を固定する為のねじ孔を有する回転側フランジ と、 外周面中間部に直接設けられて上記各外輪軌道のうちの外側の外輪軌道と対 向する第一の内輪軌道と、 外端面に設けられた、 上記車輪の内周縁部を外嵌する 為の位置決め筒部とを備える。

又、 上記内輪は、 外周面に上記各外輪軌道のうちの内側の外輪軌道と対向する 第二の内輪軌道を有し、 上記ハブ本体の内端部に外嵌されている。

更に、 上記各転動体は、 上記各外輪軌道と上記各内輪軌道との間に、 それぞれ 複数個ずつ転動自在に設けられている。

特に、 本発明の車輪用軸受ユニットに於いては、 上記ハブの回転に伴う上記位 置決め筒部の外周面のうちで、 少なくとも上記車輪を構成するホイールを外嵌す る部分の径方向に関する振れが 1 5 m以下である。 位置決め筒部は該ハブの外 端部に設けられる。

上述の様に構成する本発明の車輪用軸受ュニットの場合、 上記位置決め筒部に 外嵌するホイールの幾何中心とハブの回転中心とを一致させて、 このホイールを 含む車輪の振れ回りを抑え、 乗り心地や走行安定性を中心とする車両の走行性能 の向上を図れる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の実施の形態の第 1例を示す断面図。

図 2は、 本発明の実施の形態の第 2例を示す断面図。 図 3は、 本発明の対象となる車輪用軸受ュニッ卜の組み付け状態の 1例を示す 断面図。 発明を実施するための最良形態

5 図 1は、 本発明の実施の形態の第 1例を示している。 本例の車輪用軸受ュニッ ト 5 aは、 外輪 6の中間部外周面に、 この外輪 6をナックル 3 (図 3 ) に結合固 定する為の固定側フランジ 1 5を設けている。 又、 上記外輪 6の内周面には、 複 列の外輪軌道 1 4 a、 1 4 bを形成している。 又、 ハブ 8 aを構成する八ブ本体 1 6 a及び内輪 1 7の外周面で上記各外輪軌道 1 4 a、 1 4 bに対向する部分に

10第一、 第二の内輪軌道 2 1、 2 3を、 それぞれ設けている。

即ち、 上記八ブ本体 1 6 aの中間部外周面に直接第一の内輪軌道 2 1を形成す ると共に、 このハブ本体 1 6 aの内端寄り部分に形成した小径段部 2 2に、 その 外周面に第二の内輪軌道 2 3を形成した上記内輪 1 7を外嵌している。 そして、 この内輪 1 7が上記小径段部 2 2から抜け出るのを防止する為に、 上記ハブ本体

15 1 6 aの内端部にかしめ部 3 0を形成している。 即ち、 上記小径段部 2 2に上記 内輪 1 7を外嵌した後、 上記ハブ本体 1 6 aの内端部でこの内輪 1 7の内端面か ら突出した部分を径方向外方に塑性変形させて上記かしめ部 3 0を形成し、 この かしめ部 3 0により上記内輪 1 7の内端面を抑え付けている。 この構成により、 この内輪 1 7は、 上記ハブ本体 1 6 aの内端部に外嵌固定されて、 上記ハブ 8 a

20 を構成する。

又、 このハブ本体 1 6 aの外周面の外端寄り部分で、 上記外輪 6の外端開口か ら突出した部分には、 車輪を構成するホイール 1、 及び、 制動用回転体である口 一夕 2 (図 3 ) 或はドラムを固定する為の回転側フランジ 1 0 aを設けている。 この回転側フランジ 1 0 aの円周方向複数個所で、 上記ハブ本体 1 6 aの回転中 25心をその中心とする同一円周上には、 それぞれねじ孔 1 1 aを形成している。 こ れら各ねじ孔 1 1 aは、 上記ホイール 1及び口一夕 2を固定するボルト 9 (図 3 ) を螺合させる為のものである。

又、 上記ハブ本体 1 6 aの外端面に、 上記ホイール 1及びロータ 2を外嵌支持 する為の位置決め筒部 1 9 aを、 上記ハブ本体 1 6 aと同心に設けている。 本例 の場合、 この位置決め筒部 1 9 aの外周面 2 0 aのうち、 基端部 （内端部） を上 記ロー夕 2の内周縁部を外嵌する為の大径部 3 1とし、 中間部乃至先端部 （外端 部） を、 上記ホイ一ル 1の内周縁部を外嵌する為の小径部 3 2としている。 これ ら大径部 3 1と小径部 3 2とは互いに同心で、 段部 3 3により互いに連続してい る。

又、 上記各外輪軌道 1 4 a、 1 4 bと第一、 第二の各内輪軌道 2 1、 2 3との 間には、 それぞれが転動体である複数個の玉 2 4、 2 4を、 それぞれ保持器 2 5、 2 5により保持した状態で、 転動自在に設けている。 尚、 上記外輪 6の両端 部内周面と、 上記ハブ本体 1 6 aの中間部外周面及び上記内輪 1 7の内端部外周 面との間には、 1対のシールリング 2 6 a、 2 6 bを設けて、 上記各玉 2 4、 2 4を設けた内部空間 3 4と外部とを遮断し、 この内部空間 3 4内に封入したダリ —スの漏洩防止と、 この内部空間 3 4内への異物の進入防止とを図っている。 上述の様な車輪用軸受ュニット 5 aに設けた前記位置決め筒部 1 9 aの外周面 2 0 a (大径部 3 1及び小径部 3 2 ) は、 上記外輪 6の内径側で前記ハブ 8 aが 回転する事に伴って径方向に関して振れるが、 本発明の車輪用軸受ュニット 5 a の場合には、 この振れを 1 5 m以下に抑えている。 即ち、 上記外輪 6を固定 し、 上記外周面 2 0 aに変位センサの測定子を突き当てた状態で上記ハブ 8 aを 回転させた場合に、 この変位センサの測定値の振れ （最大値と最小値との差） が 1 5 m以下となる様に、 上記ハブ 8の回転中心に対する上記外周面 2 0 aの寸 法並びに形状精度を確保している。 尚、 本発明を実施する場合に、 上記外周面 2 0 aのうちの少なくとも小径部 3 2の振れを 1 5 m以下に抑えれば良い （小径 部 3 2のみ、 振れを 1 5 以下としても良い） が、 好ましくは、 この小径部 3 2に加えて上記大径部 3 1も、 振れを 1 5 m以下に抑える。

尚、 この様に上記外周面 2 0 aの精度を確保する作業は、 上記車輪用軸受ュニ ット 5 aの構成各部材の形状並びに寸法精度を高くする他、 この車輪用軸受ュニ ット 5 aを組立後に上記位置決め筒部 1 9 aの外周面 2 0 aに仕上加工を施す事 によっても行なえる。 このうち、 組立後に仕上加工を施す作業は、 上記外周面 2 0 aを旋削加工、 又は研削加工、 又はマイクロフィニッシュにより、 前記ハブ 8 aの回転中心と同心の円筒面に仕上げる事により行なう。 この場合には、 上記位 置決め筒部 1 9 aの外周面 2 0 aに旋削加工、 又は研削加工、 又はマイクロフィ 二ッシュを施すのに先立って、 上記車輪用軸受ユニット 5 aの構成各部材を、 上 記位置決め筒部 1 9 aの外周面 2 0 aを除いて、 所定の形状及び寸法に加工す る。 又、 上記位置決め筒部 1 9 aの外周面 2 0 aは、 おおまかな形状及び寸法に 5加工する。 次いで、 上記車輪用軸受ユニット 5 aの構成各部材を、 図 1に示す状 態に組み立てる。 その後、 上記外輪 6を固定した状態で上記ハブ 8 aを回転させ つつ、 上記外周面 2 0 aに旋削加工又は研削加工、 又はマイクロフィニッシュを 施す。

何れにしても、 本例の車輪用軸受ュニット 5 aの場合には、 前記ハブ本体 1 6 10 aの外端面に設けた、 ホイール 1 (図 3参照） を外嵌する為の位置決め筒部 1 9 aの外周面 2 0 a (特に小径部 3 2 ) の振れ回り量を 1 5 以下に抑えている ので、 走行時に上記ホイール 1の振れ回りを抑え、 乗り心地や走行安定性を中心 とする車両の走行性能の向上を図れる。

即ち、 本発明者の行なった実験によると、 下表に示す様に、 上記振れ回り量が 15 2 0 z m以上の場合には乗り心地や走行安定性を中心とする車両の走行性能が必 ずしも良好とはならないが、 上記振れ回り量を 1 5 m以下に抑えると、 この走 行性能が良好になった。

20

振れ回り量 [ m] 評価

5 0 X

25 3 0 X

2 0 X

1 5 〇

30

1 0 〇 尚、 上記位置決め筒部 1 9 aには、 実開平 7— 1 8 9 0 6号公報中に従来技術 として記載されている様に、 腐食防止の為の塗膜を形成する場合があるが、 この 様な塗膜の形成作業は、 刷毛塗りやスプレー、 或は通常の浸漬塗装によらず、 電 着塗装による事が好ましい。 この理由は、 厚さの均一な塗膜を安定して得られ、 しかも塗膜の乾燥に要する時間を短縮して、 製造作業の能率化を図れる為であ る。 この場合に行なう電着塗装は、 例えば、 次の様にして行なう。

[上記ハブ 8 aの外端部の脱脂洗浄、 乾燥] ― [スプライン孔 2 7等の塗膜を 形成しない部分への保護キャップの装着及び上記ハブ 8 aへの電極接続] → [上 記位置決め筒部 1 9 aを塗料 （例えば解離可能な水溶性塗料） を貯溜した電着槽 中に浸漬] → [この電着槽中に設置した電極と上記八ブ 8 aに接続した電極との 間に電圧を印加] → [電着槽からの上記位置決め筒部 1 9 aの引き上げ] 以上の作業により、 上記外周面 2 0 aを含む上記位置決め筒部 1 9 aの表面 に、 安定した厚さを有し、 しかも強固で剥れにくい防食用の塗膜を形成できる。 次に、 図 2は、 本発明の実施の形態の第 2例を示している。 本例の車輪用軸受 ュニット 5 bの場合、 ハブ 8 bを構成するハブ本体 1 6 bの内端部の小径段部 2 2に外嵌した内輪 1 7の内端部を、 このハブ本体 1 6 bの内端面よりも内方に突 出させている。 車両への組み付け状態で上記内輪 1 7の内端面には、 等速ジョイ ント 2 8 (図 3参照） の外端面が当接して、 この内輪 1 7が上記ハブ本体 1 6 b から抜け出る事を防止する。 その他の構成及び作用は、 上述した第 1例の場合と 同様であるから、 重複する説明は省略する。 尚、 本発明は、 図示の様な駆動輪用 の軸受ユニットに限らず、 従動輪用の軸受ュニッ卜でも実施できる。 産業上の利用の可能性

本発明の車輪用軸受ユニットは、 以上に述べた通り構成され作用するので、 高 速走行時の乗り心地や安定性を中心とする走行性能を向上できる。

Claims

請求の範囲

1 . 回転しない外輪と、 回転するハブを有し、 該ハブの外端部に位置決め筒部を 設け、 亥位置決め筒部の外周面は径方向の振れが 1 5ミクロン以下になってい て、 車輪用ホイールが該位置決め筒部にはめ合わせられることからなる車輪用軸 受ュニット。

2 . 車輪を懸架装置に対し回転自在に支持する為の車輪用軸受ュニットであつ て、

回転しない外輪と、 この外輪の内径側で回転するハブと、 複数個の転動体とを 備え、

上記の外輪は、 内周面に複列の外輪軌道を有し、 使用時に上記懸架装置に支持 された状態で回転しないものであり、

上記ハブは、 ハブ本体と 1個の内輪とを組み合わせて成るものであって、 上記 ハブ本体は、 外周面の外端部に形成された、 その外側面を上記車輪を支持する為 の取付面として、 この車輪を固定する為のねじ孔を有する回転側フランジと、 外 周面中間部に直接設けられて上記各外軌道のうちの外側の外輪軌道と対向する第 一の内輪軌道と、 外端面に設けられた、 上記車輪の内周緑部を外嵌する為の位置 決め筒部とを備えたものであり、 上記内輪は、 外周面に上記各外輪軌道のうちの 内側の外輪軌道と対向する第二の内輪軌道を有し、 上記八ブ本体の内端部に外嵌 されたものであり、

上記各転動体は、 上記各外輪軌道と上記各内輪軌道との間に、 それぞれ複数個 ずつ転動自在に設けられている車輪用軸受ュニットに於いて、

上記ハブの回転に伴う上記位置決め筒部の外周面のうちで、 少なくとも上記車 輪を構成するホイ一ルを外嵌する部分の径方向に関する振れが 1 5； m以下であ る事を特徴とする車輪用軸受ユニット。

3 . 位置決め筒部の表面に電着塗装による塗膜が形成されている、 請求項 1に記 載した車輪用軸受ュニット。