(57)【要約】【課題】ダブルタイヤ用のハブ装置内部に、径方向に広い空間を確保する。【解決手段】ハブ装置１０は、駆動ハブ１３と外輪ハブ２６と内輪ハブ２８と差動機構３０と転がり軸受４０とを備える。駆動ハブ１３は、車軸６の回転に伴って回転軸線Ａａを中心として回転する。外輪ハブ２６は、駆動ハブ１３の外周側Ｄｃｏで且つ軸方向Ｄａにおける外側Ｄａｏに配置されている。内輪ハブ２８は、駆動ハブ１３の外周側Ｄｃｏで且つ軸方向Ｄａにおける内側Ｄａｉに配置されている。差動機構３０は、駆動ハブ１３の回転を外輪ハブ２６及び内輪ハブ２８に伝達しつつ、外輪ハブ２６と内輪ハブ２８との回転差を許容する。転がり軸受４０は、駆動ハブ１３の外周側Ｄｃｏで且つ内輪ハブ２８の内周側Ｄｃｉであって差動機構３０よりも内側Ｄａｉに配置され、駆動ハブ１３に対して内輪ハブ２８を相対回転可能に支持する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線を中心に回転する車軸の外周側に配置され、前記車軸の回転に伴って前記回転軸線を中心として回転する駆動ハブと、
前記駆動ハブの外周側であって、前記回転軸線が延びる軸方向の一方側である外側に配置され、前記回転軸線を中心として前記駆動ハブに対して相対回転可能な外輪ハブと、
前記駆動ハブの外周側であって、前記外輪ハブに対して前記軸方向の他方側である内側に配置され、前記回転軸線を中心として前記駆動ハブに対して相対回転可能な内輪ハブと、
前記駆動ハブの回転を前記外輪ハブ及び前記内輪ハブに伝達しつつ、前記外輪ハブと前記内輪ハブとの回転差を許容する差動機構と、
前記駆動ハブの外周側で且つ前記内輪ハブの内周側であって前記差動機構よりも前記内側に配置され、前記駆動ハブに対して前記内輪ハブを相対回転可能に支持して、ラジアル荷重及びスラスト荷重を受けることが可能な転がり軸受と、
を備えるハブ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハブ装置において、
前記車軸の外周側であって前記差動機構よりも前記内側に配置され、前記駆動ハブを回転不能に拘束することが可能なブレーキ装置を備え、
前記転がり軸受は、前記軸方向で前記ブレーキ装置と前記差動機構との間に配置されている、
ハブ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のハブ装置において、
前記内輪ハブの前記内側の端は、前記ブレーキ装置の前記外側の端よりも前記外側である、
ハブ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のハブ装置において、
前記転がり軸受は、複数の円錐ころを有する第一円錐ころ軸受と、複数の円錐ころを有する第二円錐ころ軸受と、を備え、
前記回転軸線上で前記第一円錐ころ軸受の呼び接触角の基準となる点は、前記第一円錐ころ軸受に対して前記外側と前記内側とのうち一方の側に位置し、
前記回転軸線上で前記第二円錐ころ軸受の呼び接触角の基準となる点は、前記第二円錐ころ軸受に対して前記外側と前記内側とのうち前記一方の側とは反対側に位置する、
ハブ装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のハブ装置において、
前記駆動ハブの外周側で且つ前記外輪ハブの内周側であって前記差動機構よりも前記外側に配置され、前記駆動ハブに対して前記外輪ハブを相対回転可能に支持して、ラジアル荷重を受けることが可能なブッシュを備える、
ハブ装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のハブ装置と、
前記車軸と、
前記車軸を回転させる原動機と、
を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダブルタイヤ用のハブ装置、及びこのハブ装置を備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダブルタイヤ用のハブ装置としては、以下の特許文献１に記載されている装置がある。このハブ装置は、固定軸と、駆動ハブと、遊星歯車機構と、外輪ハブと、内輪ハブと、差動機構と、外側ブッシュと、内側ブッシュと、ブレーキ装置と、を備える。
【０００３】
固定軸は、円筒状を成し、回転軸線を中心として回転する車軸の外周側に配置されている。駆動ハブは、固定軸の外周側に配置され、車軸の回転に伴って回転軸線を中心として回転する。遊星歯車機構は、車軸の回転速度を減速させて、この車軸の回転力を駆動ハブに伝える。外輪ハブは、駆動ハブの外周側であって、回転軸線が延びる軸方向の一方側である外側に配置されている。この外輪ハブは、回転軸線を中心として駆動ハブに対して相対回転可能である。内輪ハブは、駆動ハブの外周側であって、軸方向の他方側である内側に配置されている。この内輪ハブは、回転軸線を中心として駆動ハブに対して相対回転可能である。
【０００４】
差動機構は、駆動ハブの回転を外輪ハブ及び内輪ハブに伝達しつつ、外輪ハブと内輪ハブとの回転差を許容する。外側ブッシュは、駆動ハブの外周側で且つ外輪ハブの内周側であって、差動機構よりも外側に配置されている。この外側ブッシュは、駆動ハブに対して外輪ハブを相対回転可能に支持して、ラジアル荷重を受けることが可能である。内側ブッシュは、駆動ハブの外周側で且つ内輪ハブの内周側であって、差動機構よりも内側に配置されている。この内側ブッシュは、駆動ハブに対して内輪ハブを相対回転可能に支持して、ラジアル荷重を受けることが可能である。
【０００５】
ブレーキ装置は、車軸の外周側で且つ内側ブッシュ及び内輪ハブの内周側であって、差動機構よりも内側に配置されている。このブレーキ装置は、回転軸線を中心として円板状の複数のブレーキディスクを有する。このブレーキ装置は、駆動ハブを回転不能に拘束することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０３１５６７１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の技術では、複数のブレーキディスクの外径寸法が、複数のブレーキディスクの外周側に配置されている内側ブッシュ及び内輪ハブの存在により制約を受け、複数のブレーキディスクの外径寸法を大きくすることが難しい。このため、特許文献1に記載の技術では、ブレーキディスクの外径を小さくする一方で、ブレーキディスクの枚数を多くすることで、ブレーキ性能を確保する必要がある。よって、特許文献１に記載の技術では、ブレーキディスクの枚数増加に伴って、装置のコストが増加する。
【０００８】
そこで、本発明は、差動機構よりも軸方向における内側の領域に、回転軸線に対する径方向に広い空間を確保することができるハブ装置、及びこのハブ装置を備える車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための発明に係る一態様のハブ装置は、
回転軸線を中心に回転する車軸の外周側に配置され、前記車軸の回転に伴って前記回転軸線を中心として回転する駆動ハブと、前記駆動ハブの外周側であって、前記回転軸線が延びる軸方向の一方側である外側に配置され、前記回転軸線を中心として前記駆動ハブに対して相対回転可能な外輪ハブと、前記駆動ハブの外周側であって、前記外輪ハブに対して前記軸方向の他方側である内側に配置され、前記回転軸線を中心として前記駆動ハブに対して相対回転可能な内輪ハブと、前記駆動ハブの回転を前記外輪ハブ及び前記内輪ハブに伝達しつつ、前記外輪ハブと前記内輪ハブとの回転差を許容する差動機構と、前記駆動ハブの外周側で且つ前記内輪ハブの内周側であって前記差動機構よりも前記内側に配置され、前記駆動ハブに対して前記内輪ハブを相対回転可能に支持して、ラジアル荷重及びスラスト荷重を受けることが可能な転がり軸受と、を備える。
【００１０】
駆動ハブに対して内輪ハブを相対回転可能に支持して、ラジアル荷重を受けることが可能な部品としては、本態様の転がり軸受けの他、回転軸線を中心として円筒状を成すブッシュがある。このブッシュで、ラジアル荷重を受ける場合、ブッシュにかかる面圧を抑えつつ、大きな荷重を受けるためには、このブッシュにおける軸方向の長さを長くする必要がある。一方、転がり軸受で、ラジアル荷重を受ける場合、同じ荷重を受けるブッシュと比べて、軸方向の長さをブッシュよりも短くすることができる。
【００１１】
本態様では、ラジアル荷重を受けることが可能な部品として、ブッシュよりも軸方向の長さを短くすることができる転がり軸受を用いる。しかも、本態様の転がり軸受は、内輪ハブからのスラスト荷重も受けることできる。このため、本態様では、車軸の外周側であって差動機構よりも内側の領域に、内輪ハブからスラスト荷重及びラジアル荷重を受ける部品（転がり軸受）の存在しない空間を広く確保することができる。よって、本態様では、車軸の外周側であって差動機構よりも内側の領域に、回転軸線に対する径方向に広い空間を確保することができる。
【００１２】
ここで、前記一態様のハブ装置において、前記車軸の外周側であって前記差動機構よりも前記内側に配置され、前記駆動ハブを回転不能に拘束することが可能なブレーキ装置を備えてもよい。この場合、前記転がり軸受は、前記軸方向で前記ブレーキ装置と前記差動機構との間に配置されている。
【００１３】
本態様でも、前述の一態様と同様に、車軸の外周側であって差動機構よりも内側の領域に、回転軸線に対する径方向に広い空間を確保することができる。本態様では、この空間に、ブレーキ装置が配置されている。このため、本態様では、ブレーキ装置が回転軸線を中心として円板状の複数のディスクを備えていれば、各ディスクの外径寸法を大きくすることができる。各ディスクの外径寸法を大きくすることができれば、複数のディスクの枚数を減らすことができる。従って、本態様では、ハブ装置のコストを抑えることができる。
【００１４】
前記ブレーキ装置を備える前記態様のハブ装置において、前記内輪ハブの前記内側の端は、前記ブレーキ装置の前記外側の端よりも前記外側であってもよい。
【００１５】
本態様では、ブレーキ装置の外周側に内輪ハブが存在しない。このため、本態様では、ブレーキ装置が回転軸線を中心として円板状の複数のディスクを備えていれば、この観点からも、各ディスクの外径寸法を大きくすることができる。
【００１６】
以上のいずれかの前記態様のハブ装置において、前記転がり軸受は、複数の円錐ころを有する第一円錐ころ軸受と、複数の円錐ころを有する第二円錐ころ軸受と、を備えてもよい。この場合、前記回転軸線上で前記第一円錐ころ軸受の呼び接触角の基準となる点は、前記第一円錐ころ軸受に対して前記外側と前記内側とのうち一方の側に位置する。さらに、前記回転軸線上で前記第二円錐ころ軸受の呼び接触角の基準となる点は、前記第二円錐ころ軸受に対して前記外側と前記内側とのうち前記一方の側とは反対側に位置する。
【００１７】
本態様の転がり軸受は、複数の円錐ころを有する第一円錐ころ軸受と、複数の円錐ころを有する第二円錐ころ軸受と、を備える。転動体として複数の円錐ころを有する円錐転がり軸受は、転動体として複数の球を有する玉軸受けよりも、例えば、各軸受けの外輪の外径が互いに同じでも、大きな荷重を受けることができる。よって、同じ荷重を受ける場合、玉軸受を用いる場合よりも、本態様の方が軸受けのサイズを小さくすることができる。しかも、本態様では、第一円錐ころ軸受の設置向きと第二円錐ころ軸受の設置向きとが逆向きであるため、内側向きのスラスト荷重及び外側向きのスラスト荷重を受けることができる。
【００１８】
また、以上のいずれかの前記態様のハブ装置において、前記駆動ハブの外周側で且つ前記外輪ハブの内周側であって前記差動機構よりも前記外側に配置され、前記駆動ハブに対して前記外輪ハブを相対回転可能に支持して、ラジアル荷重を受けることが可能なブッシュを備えてもよい。
【００１９】
上記目的を達成するための発明に係る一態様の車両は、
以上のいずれかの前記態様のハブ装置と、前記車軸と、前記車軸を回転させる原動機と、を備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の一態様によれば、差動機構よりも軸方向における内側の領域に、回転軸線に対する径方向に広い空間を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る一実施形態における車両の模式図である。
【図２】本発明に係る一実施形態におけるハブ装置の断面図である。
【図３】本発明に係る一実施形態における転がり軸受の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係るハブ装置、及びこのハブ装置を備える車両の一実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の車両１は、図１に示すように、前側の複数のタイヤ２と、後側の複数のタイヤ２と、原動機３と、原動機３に接続されている駆動軸４と、左側車軸６ｌと、右側車軸６ｒと、駆動軸４の回転に伴って左側車軸６ｌ及び右側車軸６ｒを回転させる差動装置５と、左側車軸６ｌの左端に設けられている左側ハブ装置１０ｌと、右側車軸６ｒの右端に設けられている右側ハブ装置１０ｒと、車体９と、を備える。
【００２４】
本実施形態の車両１は、前側の複数のタイヤ２と後側の複数のタイヤ２とのうち、一方側の複数のタイヤ２は、左右それぞれ二つであり、他方側の複数のタイヤ２は、左右それぞれ一つである。なお、ここでは、一例として、一方側を前側とし、他方側を後側とする。すなわち、ここでは、前側では、左右それぞれに二つのタイヤ２が設けれ、後側では、左右それぞれに一つのタイヤ２が設けられている。
【００２５】
原動機３は、回転出力軸を有するものであれば、如何なる原動機であってもよい。例えば、原動機３は、エンジンであってもモータであってもよい。
【００２６】
駆動軸４は、原動機３から前方に延びている。駆動軸４の前端には、差動装置５が設けられている。この差動装置５には、この差動装置５から左側に延びる左側車軸６ｌと、この差動装置５から右側に延びる右側車軸６ｒとが設けられている。差動装置５は、駆動軸４の回転を左側車軸６ｌ及び右側車軸６ｒに伝えつつ、左側車軸６ｌと右側車軸６ｒとの回転差を許容する。なお、必要に応じて、変速装置を設けてもよい。この場合、例えば、原動機３の前方に変速装置が配置され、この変速装置から駆動軸４が前方に延びることになる。
【００２７】
左側車軸６ｌに設けられている左側ハブ装置１０ｌには、前側で且つ左側の二つのタイヤ２が設けられている。また、右側車軸６ｒに設けられている右側ハブ装置１０ｒには、前側で且つ右側の二つのタイヤ２が設けられている。よって、左側ハブ装置１０ｌ及び右側ハブ装置１０ｒは、いずれも、ダブルタイヤ用のハブ装置である。
【００２８】
車体９は、車両１の外面を形成するカバーの他、車両の強度を確保するためのフレームや、車軸６の周りを覆うアクスルハウジング等を含む。
【００２９】
本実施形態の車両１は、車軸６の他に、駆動軸４を備えている。しかしながら、本発明が適用される車両は、この駆動軸４が省略され、車軸６が駆動軸４を兼ねる車両であってもよい。また、本実施形態の車両１は、前側のタイヤ２が駆動タイヤである。しかしながら、本発明が適用させる車両は、後側のタイヤ２が駆動タイヤであっても、前側及び後側のタイヤ２が駆動タイヤであってもよい。
【００３０】
本実施形態において、左側車軸６ｌと右側車軸６ｒとは、基本的に同一構造である。よって、以下では、左側車軸６ｌと右側車軸６ｒとを区別することなく、単に、車軸６と表現する。また、本実施形態において、左側ハブ装置１０ｌと右側ハブ装置１０ｒとは、基本的に同一構造である。よって、以下では、左側ハブ装置１０ｌと右側ハブ装置１０ｒとを区別することなく、単に、ハブ装置１０と表現する。
【００３１】
ハブ装置１０は、図２に示すように、固定軸１１と、駆動ハブ１３と、遊星歯車機構２０と、外輪ハブ２６と、内輪ハブ２８と、差動機構３０と、転がり軸受４０と、ブッシュ４５と、ブレーキ装置５０と、を備える。
【００３２】
固定軸１１は、回転軸線Ａａを中心として回転する車軸６の外周側Ｄｃｏに配置され、車体９に固定されている。この固定軸１１には、回転軸線Ａａを中心として円筒状の車軸孔１１ｈが形成されている。車軸６は、この車軸孔１１ｈに挿通されている。
【００３３】
ここで、回転軸線Ａａが延びている方向を軸方向Ｄａとする。また、この軸方向Ｄａにおける二つの側のうち、一方の側を外側Ｄａｏ、他方の側を内側Ｄａｉとする。例えば、左側ハブ装置１０ｌの場合、この軸方向Ｄａで左側ハブ装置１０ｌを基準にして差動装置５側である右側を内側Ｄａｉ、この軸方向Ｄａにおける左側を外側Ｄａｏとする。また、右側ハブ装置１０ｒの場合、この軸方向Ｄａで右側ハブ装置１０ｒを基準にして差動装置５側である左側を内側Ｄａｉ、この軸方向Ｄａにおける右側を外側Ｄａｏとする。
【００３４】
駆動ハブ１３は、筒状を成す。この駆動ハブ１３は、車軸６及び固定軸１１の外周側Ｄｃｏに配置されている。駆動ハブ１３は、軸方向Ｄａにおける外側Ｄａｏに配置されている駆動ハブ本体１４と、駆動ハブ本体１４よりも軸方向Ｄａにおける内側Ｄａｉに配置されているブレーキ内周側カバー１６と、駆動ハブ本体１４とブレーキ内周側カバー１６とを接続するボルト１７と、を有する。駆動ハブ本体１４は、回転軸線Ａａを中心として回転可能に、二つの円錐ころ軸受１８を介して、固定軸１１に支えられている。
【００３５】
遊星歯車機構２０は、車軸６の回転速度を減速させて、この車軸６の回転力を駆動ハブ１３に伝える。この遊星歯車機構２０は、太陽歯車２１と、複数の遊星歯車２２と、固定歯車２３と、キャリア２４と、を有する。太陽歯車２１は、車軸６の外側Ｄａｏ端に固定されている。複数の遊星歯車２２は、いずれも、太陽歯車２１の外周側Ｄｃｏに配置され、この太陽歯車２１と噛み合っている。キャリア２４は、複数の遊星歯車２２のそれぞれが自転可能に、且つ、複数の遊星歯車２２のそれぞれが回転軸線Ａａを中心として公転可能に、複数の遊星歯車２２を支える。このキャリア２４は、ハブ装置１０における外側カバーを兼ねている。このキャリア２４には、駆動ハブ１３がボルト２５により固定されている。よって、駆動ハブ１３は、キャリア２４が回転軸線Ａａを中心として回転すると、このキャリア２４と一体的に回転軸線Ａａを中心として回転する。固定歯車２３は、複数の遊星歯車２２の外周側Ｄｃｏに配置され、複数の遊星歯車２２と噛み合っている。
【００３６】
差動機構３０は、駆動ハブ１３の回転を外輪ハブ２６及び内輪ハブ２８に伝達しつつ、外輪ハブ２６と内輪ハブ２８との回転差を許容する。この差動機構３０は、差動歯車軸３１と、この差動歯車軸３１の設けられている差動歯車３２と、この差動歯車３２に対して軸方向Ｄａにおける外側Ｄａｏに間隔をあけて配置されている外側歯車３３と、この差動歯車３２に対して軸方向Ｄａにおける内側Ｄａｉに間隔をあけて配置されている内側歯車３４と、差動歯車３２と外側歯車３３との間及び差動歯車３２と内側歯車３４との間に配置されている中間歯車３５と、を有する。差動歯車軸３１は、軸方向Ｄａにおける駆動ハブ本体１４のほぼ中央の位置から外周側Ｄｃｏに突出するよう、駆動ハブ本体１４にピン３６で固定されている。よって、差動歯車軸３１及びこの差動歯車軸３１に設けられている差動歯車３２は、キャリア２４及び駆動ハブ１３が回転軸線Ａａを中心として回転すると、キャリア２４及び駆動ハブ１３と一体的に回転軸線Ａａを中心として回転する。差動歯車軸３１の中心軸線Ａｇは、回転軸線Ａａに対して直交している。差動歯車３２は、この差動歯車軸３１で、駆動ハブ本体１４から外周側Ｄｃｏに突出している部分に設けられている。この差動歯車３２は、差動歯車軸３１の中心軸線Ａｇを中心とする円錐面上に歯を刻んだ傘歯車である。中間歯車３５は、差動歯車３２と噛み合っている。また、中間歯車３５は、外側歯車３３及び内側歯車３４とも噛み合っている。よって、外側歯車３３及び内側歯車３４は、差動歯車軸３１及び差動歯車３２が回転軸線Ａａを中心に回転すると、この回転に伴って、回転軸線Ａａを中心として回転する。但し、外側歯車３３は、中間歯車３５を介して差動歯車３２と噛み合い、内側歯車３４は、中間歯車３５を介して差動歯車３２と噛み合っているため、回転軸線Ａａを中心とした外側歯車３３の回転と回転軸線Ａａを中心とした内側歯車３４の回転とには、回転差が生じることが可能である。
【００３７】
外輪ハブ２６は、ほぼ円筒状を成す。この外輪ハブ２６は、駆動ハブ１３中の外側Ｄａｏ部分の外周側Ｄｃｏに配置されている。外輪ハブ２６は、差動機構３０の外側歯車３３にボルト２９で固定されている。内輪ハブ２８は、ほぼ円筒状を成す。この内輪ハブ２８は、駆動ハブ１３中の内側Ｄａｉ部分の内周側Ｄｃｉに配置されている。すなわち、内輪ハブ２８は、外輪ハブ２６に対して軸方向Ｄａにおける内側Ｄａｉに配置されている。この内輪ハブ２８は、差動機構３０の内側歯車３４にボルト２９で固定されている。よって、外輪ハブ２６及び内輪ハブ２８は、差動歯車軸３１及び差動歯車３２が回転軸線Ａａを中心に回転すると、この回転に伴って、回転軸線Ａａを中心として回転する。但し、回転軸線Ａａを中心とした外輪ハブ２６の回転と回転軸線Ａａを中心とした内輪ハブ２８の回転とには、前述したように、回転差が生じることが可能である。
【００３８】
外輪ハブ２６で、外側歯車３３にボルト２９で固定されている部分よりも外側Ｄａｏには、軸方向Ｄａのいずれの位置でも内径が同一の内周面２７が形成されている。また、駆動ハブ１３で、外輪ハブ２６の内周面２７と径方向Ｄｒで対向する領域には、軸方向Ｄａのいずれの位置でも外径が同一の外周面１５が形成されている。外輪ハブ２６の内周面２７と駆動ハブ１３の外周面１５との間には、前述したブッシュ４５が配置されている。このブッシュ４５は、円筒状を成している。ブッシュ４５の外周面は、外輪ハブ２６の内周面２７に接している。また、ブッシュ４５の内周面は、駆動ハブ１３の外周面１５に接している。このブッシュ４５は、駆動ハブ１３に対して外輪ハブ２６を相対回転可能に支持して、外輪ハブ２６からのラジアル荷重を受けることが可能である。
【００３９】
外輪ハブ２６には、ボルト６３により、外側タイヤリム６１が固定される。この外側タイヤリム６１には、外側タイヤ２ｏが装着される。
【００４０】
駆動ハブ１３の外周側Ｄｃｏで且つ内輪ハブ２８の内周側Ｄｃｉであって、差動機構３０よりも軸方向Ｄａにおける内側Ｄａｉには、転がり軸受４０が配置されている。この転がり軸受４０は、駆動ハブ１３に対して内輪ハブ２８を相対回転可能に支持して、内輪ハブ２８からのラジアル荷重及びスラスト荷重を受けることが可能である。
【００４１】
内輪ハブ２８には、ボルト６３により、内側タイヤリム６２が固定される。この内側タイヤリム６２には、内側タイヤ２ｉが装着される。
【００４２】
ブレーキ装置５０は、駆動ハブ１３を回転不能に拘束することが可能である。このブレーキ装置５０は、車軸６及び固定軸１１の外周側Ｄｃｏであって、転がり軸受４０よりも軸方向Ｄａにおける内側Ｄａｉに配置されている。このブレーキ装置５０は、回転軸線Ａａを中心として円板状の複数の固定側ディスク５１と、回転軸線Ａａを中心として円板状の複数の回転側ディスク５２と、複数の固定側ディスク５１を軸方向Ｄａに移動させるピストン５３と、ブレーキ外周側カバー５４と、ブレーキ内周側カバー１６と、内側カバー５５と、を有する。
【００４３】
複数の回転側ディスク５２は、軸方向Ｄａに並んでいる。また、複数の固定側ディスク５１も、軸方向Ｄａに並んでいる。複数の回転側ディスク５２のそれぞれは、複数の固定側ディスク５１のうちのいずれか一の固定側ディスク５１と軸方向Ｄａで対向している。
【００４４】
ブレーキ外周側カバー５４は、複数の固定側ディスク５１の外周側Ｄｃｏ、複数の回転側ディスク５２の外周側Ｄｃｏ、及びピストン５３の外周側Ｄｃｏを覆う。このブレーキ外周側カバー５４の内周側Ｄｃｉに、複数の固定側ディスク５１が設けられている。ブレーキ内周側カバー１６は、複数の固定側ディスク５１の内周側Ｄｃｉ、及び複数の回転側ディスク５２の内周側Ｄｃｉを覆う。このブレーキ内周側カバー１６の外周側Ｄｃｏに、複数の回転側ディスク５２が設けられている。このブレーキ内周側カバー１６は、前述したように、駆動ハブ１３の一部でもある。よって、このブレーキ内周側カバー１６は、駆動ハブ１３の部品であると共にブレーキ装置５０の部品でもある。複数の回転側ディスク５２は、駆動ハブ１３の一部であるブレーキ内周側カバー１６に設けられているため、回転軸線Ａａを中心としてキャリア２４が回転すると、キャリア２４と一体的に回転軸線Ａａを中心として回転する。ピストン５３は、複数の固定側ディスク５１及び複数の回転側ディスク５２よりも軸方向Ｄａにおける内側Ｄａｉに配置されている。内側カバー５５は、ピストン５３の内側Ｄａｉを覆う。この内側カバー５５は、ボルト５７により、固定軸１１に固定されている。また、この内側カバー５５には、ブレーキ外周側カバー５４が固定されている。
【００４５】
内側カバー５５は、ピストン５３の移動方向を軸方向Ｄａに規制する。この内側カバー５５には、油が流れる流路５６が形成されている。ピストン５３は、この流路５６を流れる油からの圧力を受けて、軸方向Ｄａに移動する。ピストン５３が油圧を受けて、軸方向Ｄａにおける外側Ｄａｏに移動すると、複数の固定側ディスク５１が軸方向Ｄａにおける外側Ｄａｏに移動する。この結果、複数の固定側ディスク５１のそれぞれは、複数の回転側ディスク５２のうちのいずれか一の回転側ディスク５２に接して、複数の回転側ディスク５２が設けられている駆動ハブ１３に対して制動力を加える。
【００４６】
以上で説明したブレーキ装置５０の軸方向Ｄａにおける外側Ｄａｏの端５０ｅｏは、内輪ハブ２８の軸方向Ｄａにおける内側Ｄａｉの端２８ｅｉより内側Ｄａｉである。言い換えると、内輪ハブ２８の内側Ｄａｉの端２８ｅｉは、ブレーキ装置５０の外側Ｄａｏの端５０ｅｏよりも外側Ｄａｏである。よって、ブレーキ装置５０の外周側Ｄｃｏには、内輪ハブ２８が存在しない。
【００４７】
転がり軸受４０は、図３に示すように、第一円錐ころ軸受４０ａと、第二円錐ころ軸受４０ｂと、を有する。第二円錐ころ軸受４０ｂは、第一円錐ころ軸受４０ａに対して軸方向Ｄａにおける外側Ｄａｏに配置されている。第一円錐ころ軸受４０ａ及び第二円錐ころ軸受４０ｂは、互いに同一構造で且つ同じ大きさである。第一円錐ころ軸受４０ａ及び第二円錐ころ軸受４０ｂは、いずれも、複数の円錐ころ４１と、内輪４２と、外輪４３と、を有する。内輪４２は、回転軸線Ａａを中心として環状を成している。外輪４３は、回転軸線Ａａを中心として環状を成し、その内径は内輪４２の外径よりも大きい。複数の円錐ころ４１は、内輪４２と外輪４３とで挟まれている。第一円錐ころ軸受４０ａの内輪４２は、駆動ハブ１３の一部であるブレーキ内周側カバー１６に固定されている。また、第二円錐ころ軸受４０ｂの内輪４２は、駆動ハブ１３の一部である駆動ハブ１３に固定されている。第一円錐ころ軸受４０ａの外輪４３及び第二円錐ころ軸受４０ｂの外輪４３は、いずれも、内輪ハブ２８に固定されている。
【００４８】
複数の円錐ころ４１のそれぞれの中心軸線Ａｒは、回転軸線Ａａに対して傾斜し、回転軸線Ａａ上の一点で交わっている。よって、外輪４３の軌道面上の母線も、回転軸線Ａａに対して傾斜している。第一円錐ころ軸受４０ａにおける外輪４３の軌道面上の母線延長線Ｌと回転軸線Ａａ（＝軸受中心軸）との成す角である呼び接触角、及び、第二円錐ころ軸受４０ｂにおける外輪４３の軌道面上の母線延長線Ｌと回転軸線Ａａ（＝軸受中心軸）との成す角である呼び接触角は、いずれも、αである。回転軸線Ａａ上で第一円錐ころ軸受４０ａの呼び接触角αの基準となる点Ｏａは、第一円錐ころ軸受４０ａに対して外側Ｄａｏに位置する。一方、回転軸線Ａａ上で第二円錐ころ軸受４０ｂの呼び接触角αの基準となる点Ｏｂは、第二円錐ころ軸受４０ｂに対して内側Ｄａｉに位置している。すなわち、第一円錐ころ軸受４０ａ及び第二円錐ころ軸受４０ｂは、前述したように、互いに同一構造で且つ同じ大きさであるものの、その設置の向きが軸方向Ｄａで逆向きである。このように、二つの円錐ころ軸受４０ａ，４０ｂの設置の向きを互いに逆向きにすることで、二つの円錐ころ軸受４０ａ，４０ｂにより、内輪ハブ２８からの内側Ｄａｉ向きのスラスト荷重及び外側Ｄａｏ向きのスラスト荷重を受けることができる。なお、回転軸線Ａａ上で第一円錐ころ軸受４０ａの呼び接触角αの基準となる点Ｏａが第一円錐ころ軸受４０ａに対して内側Ｄａｉに位置し、回転軸線Ａａ上で第二円錐ころ軸受４０ｂの呼び接触角αの基準となる点Ｏｂが第二円錐ころ軸受４０ｂに対して外側Ｄａｏに位置してもよい。
【００４９】
次に、以上で説明したハブ装置１０の動作及び作用について説明する。
【００５０】
車軸６が回転軸線Ａａを中心として回転すると、この車軸６の外側Ｄａｏの端に設けられている遊星歯車機構２０の太陽歯車２１が、車軸６と一体的に回転軸線Ａａを中心として回転する。太陽歯車２１が回転すると、この太陽歯車２１と噛み合っている複数の遊星歯車２２が、自転しつつ回転軸線Ａａを中心として公転する。よって、複数の遊星歯車２２を支持しているキャリア２４は、回転軸線Ａａを中心として回転する。キャリア２４が回転すると、このキャリア２４に接続されている駆動ハブ１３が、キャリア２４と一体的に回転軸線Ａａを中心として回転する。すなわち、車軸６の回転は、遊星歯車機構２０により、その回転速度が減速されて、駆動ハブ１３に伝えられる。
【００５１】
駆動ハブ１３が回転軸線Ａａを中心として回転すると、差動機構３０を介して、駆動ハブ１３に間接的に接続されている外輪ハブ２６及び内輪ハブ２８も、回転軸線Ａａを中心として回転する。この結果、外側タイヤリム６１を介して外輪ハブ２６に装着されている外側タイヤ２ｏ、及び内側タイヤリム６２を介して内輪ハブ２８に装着されている内側タイヤ２ｉリムも、回転軸線Ａａを中心として回転する。
【００５２】
ところで、車両１が曲がっている最中、外側タイヤ２ｏと内側タイヤ２ｉとに回転差が生じる。そこで、本実施形態のハブ装置１０は、この回転差を吸収しつつ、外側タイヤ２ｏと内側タイヤ２ｉとに回転力を伝えるために、差動機構３０を備える。
【００５３】
外輪ハブ２６には、外側タイヤ２ｏからラジアル荷重がかかる。外輪ハブ２６にかかるラジアル荷重は、ブッシュ４５が受ける。
【００５４】
内輪ハブ２８には、内側タイヤ２ｉからスラスト荷重及びラジアル荷重がかかる。内輪ハブ２８にかかるスラスト荷重及びラジアル荷重は、転がり軸受４０が受ける。
【００５５】
回転軸線Ａａを中心として円筒状を成すブッシュで、ラジアル荷重を受ける場合、ブッシュにかかる面圧を抑えつつ、大きな荷重を受けるためには、このブッシュにおける軸方向Ｄａの長さを長くする必要がある。一方、転がり軸受４０で、ラジアル荷重を受ける場合、同じ荷重を受けるブッシュと比べて、軸方向Ｄａの長さをブッシュよりも短くすることができる。また、本実施形態の転がり軸受４０は、第一円錐ころ軸受４０ａと第二円錐ころ軸受４０ｂを有し、大きなスラスト荷重を受けることができるので、別途、スラスト荷重を受ける部品を設ける必要もない。
【００５６】
このため、本実施形態では、車軸６及び固定軸１１の外周側Ｄｃｏであって差動機構３０よりも内側Ｄａｉの領域に、内輪ハブ２８からスラスト荷重及びラジアル荷重を受ける部品の存在しない空間を確保することができる。よって、本実施形態では、車軸６及び固定軸１１の外周側Ｄｃｏであって差動機構３０よりも内側Ｄａｉの領域に、回転軸線Ａａに対する径方向Ｄｒに広い空間を確保することができる。
【００５７】
本実施形態では、以上のように、車軸６及び固定軸１１の外周側Ｄｃｏであって差動機構３０よりも内側Ｄａｉの領域に、回転軸線Ａａに対する径方向Ｄｒで大きな空間を確保することができる。このため、本実施形態では、この空間に、複数の回転側ディスク５２及び複数の固定側ディスク５１を配置することで、各ディスク５１，５２の外径寸法を大きくすることができる。特に、本実施形態では、内輪ハブ２８からスラスト荷重及びラジアル荷重を受ける部品として、軸方向Ｄａの長さがブッシュよりも短くなる転がり軸受４０を設けた関係で、前述したように、ブレーキ装置５０の外周側Ｄｃｏには内輪ハブ２８が存在しない。よって、本実施形態では、この観点からも、各ディスク５１，５２の外径寸法を大きくすることができる。各ディスク５１，５２の外径寸法を大きくすることができれば、複数の回転側ディスク５２の枚数及び複数の固定側ディスク５１の枚数を減らすことができる。従って、本実施形態では、ハブ装置１０のコストを抑えることができる。
【００５８】
本実施形態の転がり軸受４０は、第一円錐ころ軸受４０ａと第二円錐ころ軸受４０ｂとを有し、これら円錐ころ軸受４０ａ，４０ｂが互いに独立した部品である。しかしながら、第一円錐ころ軸受４０ａの外輪４３と第二円錐ころ軸受４０ｂの外輪４３とが共通部品、及び／叉は、第一円錐ころ軸受４０ａの内輪４２と第二円錐ころ軸受４０ｂの内輪４２とが共通部品であってもよい。すなわち、転がり軸受４０は、複列円錐ころ軸受でもよい。
【００５９】
本実施形態では、転がり軸受４０の転動体として、円錐ころ４１を用いている。しかしながら、転がり軸受４０の転動体は、円錐ころ４１に限定されない。転がり軸受４０の転動体は、例えば、球でもよい。すなわち、転がり軸受４０は、玉転がり軸受でもよい。この場合も、複列が好ましい。但し、玉転がり軸受よりも、円錐ころ軸受の方が、例えば、外輪４３の外径が同じでも、大きな荷重を受けることができるので、所定の荷重を受けることができ且つ一定のサイズ以下に収めるために、転がり軸受４０として円錐ころ軸受の方が好ましい。
【００６０】
本実施形態のブレーキ装置５０は、軸方向Ｄａで内側タイヤリム６２が存在する領域に設けられている。しかしながら、ブレーキ装置５０は、軸方向Ｄａで内側タイヤリム６２よりも内側Ｄａｉに設けられていてもよい。この場合、ブレーキ装置５０は、車軸６に対して直接制動力を加えるものであってもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１：車両
２：タイヤ
２ｏ：外側タイヤ
２ｉ：内側タイヤ
３：原動機
４：駆動軸
５：差動装置
６：車軸
６ｌ：左側車軸
６ｒ：右側車軸
９：車体
１０：ハブ装置
１０ｌ：左側ハブ装置
１０ｒ：右側ハブ装置
１１：固定軸
１１ｈ：車軸孔
１３：駆動ハブ
１４：駆動ハブ本体
１５：外周面
１６：ブレーキ内周側カバー
１７：ボルト
１８：円錐ころ軸受
２０：遊星歯車機構
２１：太陽歯車
２２：遊星歯車
２３；固定歯車
２４：キャリア
２５：ボルト
２６：外輪ハブ
２７：内周面
２８：内輪ハブ
２８ｅｉ：（内輪ハブにおける内側の）端
２９：ボルト
３０：差動機構
３１：差動歯車軸
３２：差動歯車
３３：外側歯車
３４：内側歯車
３５：中間歯車
３６：ピン
４０：転がり軸受
４０ａ：第一円錐ころ軸受
４０ｂ：第二円錐ころ軸受
４１：円錐ころ
４２：内輪
４３：外輪
４５：ブッシュ
５０：ブレーキ装置
５０ｅｏ：（ブレーキ装置における外側の）端
５１：固定側ディスク
５２：回転側ディスク
５３：ピストン
５４：ブレーキ外周側カバー
５５：内側カバー
５６：流路
５７：ボルト
６１：外側タイヤリム
６２：内側タイヤリム
６３：ボルト
α：呼び接触角
Ａａ；回転軸線
Ａｇ：（差動歯車軸の）中心軸線
Ａｒ：（円錐ころの）中心軸線
Ｌ：母線延長線
Ｄａ：軸方向
Ｄａｉ：内側
Ｄａｏ：外側
Ｄｒ：径方向
Ｄｃｉ：内周側
Ｄｃｏ：外周側
【図１】
2020100369.tif 000003
【図２】
2020100369.tif 000004
【図３】
2020100369.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月2日(2019.12.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線を中心に回転する車軸の外周側に配置され、前記車軸の回転に伴って前記回転軸線を中心として回転する駆動ハブと、
前記駆動ハブの外周側であって、前記回転軸線が延びる軸方向の一方側である外側に配置され、前記回転軸線を中心として前記駆動ハブに対して相対回転可能な外輪ハブと、
前記駆動ハブの外周側であって、前記外輪ハブに対して前記軸方向の他方側である内側に配置され、前記回転軸線を中心として前記駆動ハブに対して相対回転可能な内輪ハブと、
前記駆動ハブの回転を前記外輪ハブ及び前記内輪ハブに伝達しつつ、前記外輪ハブと前記内輪ハブとの回転差を許容する差動機構と、
前記駆動ハブの外周側で且つ前記内輪ハブの内周側であって前記差動機構よりも前記内側に配置され、前記駆動ハブに対して前記内輪ハブを相対回転可能に支持して、ラジアル荷重及びスラスト荷重を受けることが可能な転がり軸受と、
前記車軸の外周側であって前記差動機構よりも前記内側に配置され、前記駆動ハブを回転不能に拘束することが可能なブレーキ装置と、を備え、
前記転がり軸受は、前記軸方向で前記ブレーキ装置と前記差動機構との間に配置され、
前記内輪ハブの前記内側の端は、前記ブレーキ装置の前記外側の端よりも前記外側である、
ハブ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハブ装置において、
前記転がり軸受は、複数の円錐ころを有する第一円錐ころ軸受と、複数の円錐ころを有する第二円錐ころ軸受と、を備え、
前記回転軸線上で前記第一円錐ころ軸受の呼び接触角の基準となる点は、前記第一円錐ころ軸受に対して前記外側と前記内側とのうち一方の側に位置し、
前記回転軸線上で前記第二円錐ころ軸受の呼び接触角の基準となる点は、前記第二円錐ころ軸受に対して前記外側と前記内側とのうち前記一方の側とは反対側に位置する、
ハブ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のハブ装置において、
前記駆動ハブの外周側で且つ前記外輪ハブの内周側であって前記差動機構よりも前記外側に配置され、前記駆動ハブに対して前記外輪ハブを相対回転可能に支持して、ラジアル荷重を受けることが可能なブッシュを備える、
ハブ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のハブ装置と、
前記車軸と、
前記車軸を回転させる原動機と、
を備える車両。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記目的を達成するための発明に係る一態様のハブ装置は、
回転軸線を中心に回転する車軸の外周側に配置され、前記車軸の回転に伴って前記回転軸線を中心として回転する駆動ハブと、前記駆動ハブの外周側であって、前記回転軸線が延びる軸方向の一方側である外側に配置され、前記回転軸線を中心として前記駆動ハブに対して相対回転可能な外輪ハブと、前記駆動ハブの外周側であって、前記外輪ハブに対して前記軸方向の他方側である内側に配置され、前記回転軸線を中心として前記駆動ハブに対して相対回転可能な内輪ハブと、前記駆動ハブの回転を前記外輪ハブ及び前記内輪ハブに伝達しつつ、前記外輪ハブと前記内輪ハブとの回転差を許容する差動機構と、前記駆動ハブの外周側で且つ前記内輪ハブの内周側であって前記差動機構よりも前記内側に配置され、前記駆動ハブに対して前記内輪ハブを相対回転可能に支持して、ラジアル荷重及びスラスト荷重を受けることが可能な転がり軸受と、前記車軸の外周側であって前記差動機構よりも前記内側に配置され、前記駆動ハブを回転不能に拘束することが可能なブレーキ装置と、を備える。前記転がり軸受は、前記軸方向で前記ブレーキ装置と前記差動機構との間に配置されている。前記内輪ハブの前記内側の端は、前記ブレーキ装置の前記外側の端よりも前記外側である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本態様では、ラジアル荷重を受けることが可能な部品として、ブッシュよりも軸方向の長さを短くすることができる転がり軸受を用いる。しかも、本態様の転がり軸受は、内輪ハブからのスラスト荷重も受けることできる。このため、本態様では、車軸の外周側であって差動機構よりも内側の領域に、内輪ハブからスラスト荷重及びラジアル荷重を受ける部品（転がり軸受）の存在しない空間を広く確保することができる。よって、本態様では、車軸の外周側であって差動機構よりも内側の領域に、回転軸線に対する径方向に広い空間を確保することができる。
本態様では、この空間に、ブレーキ装置が配置されている。しかも、本態様では、ブレーキ装置の外周側に内輪ハブが存在しない。このため、本態様では、ブレーキ装置が回転軸線を中心として円板状の複数のディスクを備えていれば、各ディスクの外径寸法を大きくすることができる。各ディスクの外径寸法を大きくすることができれば、複数のディスクの枚数を減らすことができる。従って、本態様では、ハブ装置のコストを抑えることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】