(57)【要約】【課題】ナックルフランジの根元部分においても、必要な硬化層の厚さを確保することができ、これにより、軸受寿命を向上することができる駆動輪用ハブユニット軸受を提供する。【解決手段】ハブユニット軸受１０の外輪部材１１の２列の外輪軌道面１１ａ，１１ｂに硬化層１１ｅ，１１ｆが形成され、外輪部材１１の外径面に、ナックルフランジ２０が形成され、外輪部材１１のナックルフランジ２０の根元部分には、外輪部材１１の外径面が凸曲面となる肉盗み部２１が設けられ、肉盗み部２１は、インボード側の接触角を示す線Ｃｂが通過するように形成される。【選択図】図１
2020060231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径面に２列の外輪軌道面が形成される外輪部材と、
外径面に２列の内輪軌道面が形成されるハブと、
前記２列の外輪軌道面と前記２列の内輪軌道面との間に転動可能に２列で配置され、背面組み合わせ型の接触角が付与された状態で設けられる複数の玉と、を備える駆動輪用ハブユニット軸受であって、
前記外輪部材の前記２列の外輪軌道面に硬化層が形成され、
前記外輪部材の外径面に、ナックルに取り付けられるナックルフランジが形成され、
前記接触角を示す線が前記外輪部材の外径面を通過する側における、前記外輪部材の前記ナックルフランジの根元部分には、前記外輪部材の外径面が凸曲面となる肉盗み部が設けられ、
前記肉盗み部は、前記接触角を示す線が通過するように形成されることを特徴とする駆動輪用ハブユニット軸受。
【請求項２】
前記肉盗み部により、前記外輪部材の前記接触角の方向の肉厚が、前記外輪軌道面の溝底の方向の肉厚と略同一になることを特徴とする請求項１に記載の駆動輪用ハブユニット軸受。
【請求項３】
前記硬化層の前記接触角の方向の厚さが、前記硬化層の前記外輪軌道面の溝底の方向の厚さと略同一になることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動輪用ハブユニット軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動輪用ハブユニット軸受に関し、特に、前輪が駆動輪と操舵輪の両方の機能を有する前輪駆動車において、前輪を回転支持するハブユニット軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハブユニット軸受は、自動車の車輪及び制動用回転部材を、懸架装置に対して回転自在に支持している。従来の駆動輪用ハブユニット軸受として、内径面に複列の外輪軌道面を有する外輪部材と、外径面に複列の内輪軌道面を有するハブと、各外輪軌道面と各内輪軌道面との間に各列毎に複数個ずつ配置される玉と、を備え、外輪部材の外径面に、ナックルに取り付けられるナックルフランジが形成され、ハブのアウトボード側端部の外径面に、タイヤホイール等が取り付けられるハブフランジが形成されるものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。さらに、特許文献１では、外輪部材の内径面における各外輪軌道面の部分に、転動疲労寿命を満足するために高周波加熱処理した硬化層が形成されている。また、特許文献２では、ナックルフランジの根元部のインボード側に、周方向全周にわたって凹溝状の逃げ凹部が形成されることが記載されている。なお、アウトボード側とは、ハブユニット軸受が自動車に搭載された場合に、自動車の車体外方となる向きを言い、図１の左側である。その反対側がインボード側で、図１の右側である。
【０００３】
特に、前輪駆動車の前輪用ハブユニット軸受においては、駆動輪と操舵輪を兼ねる為、ＣＶＪ（等速ジョイント）の駆動軸や、ステアリングナックルの操舵機構が接続固定されており、懸架装置の仮想キングピン角と等速ジョイントの揺動中心とを近接させるために、ハブユニット軸受の軸方向寸法を小さくする必要がある。このため、玉の列間距離を狭くすると共に、ナックルフランジとハブフランジとの間の距離を短くする必要があり、ナックルフランジを外輪部材の列間に配置することが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５６０５４号公報
【特許文献２】特開２０１７−１３７８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような構造のハブユニット軸受の場合、外輪部材の外径面のインボード側端部にナックルに嵌合する部分（ナックルパイロット）がインボード側の外輪軌道面と径方向に重なる位置まで長く形成されるため、外輪部材のインボード側の外輪軌道面の溝底部分が薄肉になる。また、ハブユニット軸受では、インボード側軌道面とアウトボード側軌道面の負荷に差がある（インボード側軌道面とアウトボード側軌道面に寿命差かある）ので、負荷の大きい側の軌道面の硬化層を、負荷が小さい側の軌道面より厚くして耐久性を向上させたい。通常、インボード側軌道面の負荷がアウトボード側軌道面の負荷より大きくなることが多いが、前述の様にインボード側の外輪軌道面の溝底部分が薄肉になるため、外輪軌道面に高周波熱処理で硬化層を形成する場合、溝底部分の硬化層が外輪部材の外径面まで突き抜けたり、非硬化部分が薄くなり外輪部材の外径面にクラックが生じたりすることが考えられる。
【０００６】
そこで、上記した硬化層の突き抜けや外径面クラックの発生を防止するために、高周波熱処理の出力を下げると、外輪部材の熱容量の大きい接触角方向部分（外輪部材の径方向肉厚が大きい部分）の硬化層が薄くなり、特に熱容量の大きいナックルフランジの根元部分の硬化層が薄くなるため、必要な硬化層厚さが得られない部分が生じ、硬化層の厚さが軌道面全体の周方向及び軌道面の軸方向に不均等になり、軸受寿命に影響を及ぼす可能性がある。
【０００７】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ナックルフランジの根元部分においても、必要な硬化層の厚さを確保することができ、これにより、軸受寿命を向上することができる駆動輪用ハブユニット軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内径面に２列の外輪軌道面が形成される外輪部材と、外径面に２列の内輪軌道面が形成されるハブと、前記２列の外輪軌道面と前記２列の内輪軌道面との間に転動可能に２列で配置され、背面組み合わせ型の接触角が付与された状態で設けられる複数の玉と、を備える駆動輪用ハブユニット軸受であって、前記外輪部材の前記２列の外輪軌道面に硬化層が形成され、前記外輪部材の外径面に、ナックルに取り付けられるナックルフランジが形成され、前記接触角を示す線が前記外輪部材の外径面を通過する側における、前記外輪部材の前記ナックルフランジの根元部分には、前記外輪部材の外径面が凸曲面となる肉盗み部が設けられ、前記肉盗み部は、前記接触角を示す線が通過するように形成されることを特徴とする駆動輪用ハブユニット軸受。
（２）前記肉盗み部により、前記外輪部材の前記接触角の方向の肉厚が、前記外輪軌道面の溝底の方向の肉厚と略同一になることを特徴とする（１）に記載の駆動輪用ハブユニット軸受。
（３）前記硬化層の前記接触角の方向の厚さが、前記硬化層の前記外輪軌道面の溝底の方向の厚さと略同一になることを特徴とする（１）又は（２）に記載の駆動輪用ハブユニット軸受。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、外輪部材の２列の外輪軌道面に硬化層が形成され、外輪部材の外径面に、ナックルに取り付けられるナックルフランジが形成され、外輪部材のナックルフランジの根元部分のいずれか（インボード側又はアウトボード側）に、外輪部材の外径面が凸曲面となる肉盗み部が設けられ、肉盗み部が、接触角を示す線が通過するように形成されるため、外輪部材の接触角の方向の肉厚が、外輪軌道面の溝底の方向の肉厚と全周に亘って略同一になる。これにより、外輪軌道面の接触角の方向の熱容量（ナックルフランジの根元部分の熱容量）を小さくすることができるので、外輪部材の熱容量を軸方向全体に亘って略均等にすることができる。従って、硬化層の接触角の方向の厚さが、硬化層の外輪軌道面の溝底の方向の厚さと略同一になり、硬化層の厚さを軌道面全体の周方向及び軌道面の軸方向に略均等にすることができる。このため、負荷の大きい側の軌道面側のナックルフランジの根元部分においても、必要な硬化層の厚さを確保することができ、これにより、軸受寿命を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る駆動輪用ハブユニット軸受の第１実施形態を説明する断面図である。
【図２】本発明に係る駆動輪用ハブユニット軸受の第２実施形態を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る駆動輪用ハブユニット軸受の各実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明に係る駆動輪用ハブユニット軸受の第１実施形態について説明する。なお、本実施形態は、インボード側の外輪軌道面の硬化層を全周に亘って、外輪軌道面の接触角の方向の肉厚と溝底の方向の肉厚を略同一にする場合の実施形態である。
【００１３】
本実施形態の駆動輪用ハブユニット軸受（以下、「ハブユニット軸受」とも言う）１０は、図１に示すように、外輪部材１１と、ハブを構成するハブ輪１２と、ハブ輪１２と共にハブを構成し、ハブ輪１２に一体的に固定される内輪１３と、外輪部材１１の内径面とハブ輪１２及び内輪１３の外径面との間に転動可能に２列で配置される複数の玉１４と、この２列の複数の玉１４を周方向で等間隔にそれぞれ保持する一対の保持器１５と、外輪部材１１とハブ（ハブ輪１２、内輪１３）との間の軸受内部空間１０ａのアウトボード側を塞ぐシール１６ａと、軸受内部空間１０ａのインボード側を塞ぐシール１６ｂと、を備える。
【００１４】
外輪部材１１の内径面には、２列の外輪軌道面１１ａ，１１ｂが軸方向に離間して形成されている。また、ハブ輪１２及び内輪１３の外径面には、それぞれ内輪軌道面１２ａ，１３ａが外輪部材１１の外輪軌道面１１ａ，１１ｂに対応して形成されている。そして、外輪軌道面１１ａ，１１ｂ及び内輪軌道面１２ａ，１３ａで構成される２列の軌道には、保持器１５によって転動可能に保持される複数の玉１４が周方向で等間隔にそれぞれ配置されている。これにより、ハブ輪１２及び内輪１３は、外輪部材１１に対して回転可能となる。
【００１５】
また、外輪部材１１の外径面には、車体側のナックルに取り付けられるナックルフランジ２０が径方向外方に延出するように形成されている。そして、本実施形態のナックルフランジ２０は、外輪部材１１の２列の外輪軌道面１１ａ，１１ｂ間において、アウトボード側の外輪軌道面１１ａ側に、外輪軌道面１１ａと径方向に重なる状態で（外輪軌道面１１ａの径方向外側に）配置されている。このため、後述する、インボード側の接触角を示す線Ｃｂは、外輪部材１１の外径面を通過する。また、ナックルフランジ２０は、外輪部材１１の外径面に周方向で略等間隔又は不等間隔に複数形成されている。
【００１６】
また、外輪部材１１は炭素鋼製であり、外輪部材１１の２列の外輪軌道面１１ａ，１１ｂには、熱処理による硬化層１１ｅ，１１ｆが全周に亘って形成されている。硬化層１１ｅ，１１ｆは、高周波加熱コイルにより２列の外輪軌道面１１ａ，１１ｂを同時に加熱する、高周波熱処理により形成される。従って、外輪部材１１の硬化層１１ｅ，１１ｆ以外の部分は、熱処理が施されていない非硬化部である。
【００１７】
複数の玉１４は、背面組み合わせ型（ＤＢ型）の接触角が付与された状態で、外輪軌道面１１ａ，１１ｂ及び内輪軌道面１２ａ，１３ａに接触している。そして、図１中の符号Ｌａは、アウトボード側の外輪軌道面１１ａの溝底１１ｃを通り、アウトボード側の接触角０°を示す線であり、符号Ｌｂは、インボード側の外輪軌道面１１ｂの溝底１１ｄを通り、インボード側の接触角０°を示す線であり、符号Ｃａは、アウトボード側の接触角を示す線であり、符号Ｃｂは、インボード側の接触角を示す線である。
【００１８】
ハブ輪１２のインボード側端部の外径面には、小径段部１２ｂが形成されており、この小径段部１２ｂに内輪１３が外嵌されている。また、ハブ輪１２の中心には、不図示の等速ジョイントの駆動軸を挿通させるスプライン穴１２ｃが軸方向に貫通して形成されている。そして、スプライン穴１２ｃに駆動軸を挿通させた等速ジョイントと不図示の締結部材（ナット等）が、ハブ輪１２のアウトボード側側面と内輪１３のインボード側端面とを挟持することにより、２列の複数の玉１４に適正な予圧が付与される。
【００１９】
また、ハブ輪１２のアウトボード側端部の外径面には、不図示のタイヤホイールなどを取り付けるハブフランジ１２ｄが径方向外方に延出するように形成されている。ハブフランジ１２ｄには、不図示のタイヤホイールなどを締結するためのハブボルト１２ｅが周方向で等間隔に複数設けられている。また、ハブフランジ１２ｄは、ハブ輪１２の外径面に全周に亘って形成されている。
【００２０】
そして、本実施形態では、外輪部材１１のナックルフランジ２０のインボード側側面の根元部分に、外輪部材１１の外径面が凸曲面となる肉盗み部２１が設けられている。肉盗み部２１は、インボード側の接触角を示す線Ｃｂが通過するように形成されている。また、肉盗み部２１は、外輪部材１１の外径面に全周に亘って形成されている。例えば、本実施形態では、肉盗み部２１は、ナックルフランジ２０のインボード側側面からインボード側の接触角を示す線Ｃｂをインボード側に越えて形成されており、ナックル取付面を機械加工するための逃げ溝を兼ねている。また、インボード側の接触角を示す線Ｃｂの周辺における凸曲面の形状は、断面が円弧形状である外輪軌道面１１ｂと同心で、外輪軌道面１１ｂよりも曲率半径が大きい円弧形状に形成されている。ただし、円弧形状以外の曲面で構成されてもよく、複数の曲面の組み合わせなど、任意に構成される。
【００２１】
さらに、肉盗み部２１は、外輪部材１１のインボード側の接触角を示す線Ｃｂの方向の肉厚が、外輪軌道面１１ｂの溝底１１ｄの方向（一点鎖線Ｌｂの方向）の肉厚と略同一になるように形成される。これにより、外輪部材１１のインボード側の接触角を示す線Ｃｂの方向の熱容量（ナックルフランジ２０の根元部分の熱容量）が小さくなる。従って、外輪部材１１のナックルフランジ２０よりもインボード側部分の熱容量が軸方向全体に亘って略均等になるため、硬化層１１ｆの接触角を示す線Ｃｂの方向の厚さが、硬化層１１ｆの外輪軌道面１１ｂの溝底１１ｄの方向の厚さと略同一になる。つまり、上記した硬化層の突き抜けや外径面クラックの発生を防止するために、高周波熱処理の出力を下げたとしても、外輪部材１１のナックルフランジ２０よりもインボード側部分の熱容量が軸方向全体に亘って略均等であるため、硬化層１１ｆの厚さを軌道面全体の周方向及び軌道面の軸方向に略均等にすることができる。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態のハブユニット軸受１０によれば、外輪部材１１のナックルフランジ２０のインボード側側面の根元部分に、外輪部材１１の外径面が凸曲面となる肉盗み部２１が設けられ、肉盗み部２１は、インボード側の接触角を示す線Ｃｂが通過するように形成されるため、インボード側の外輪軌道面１１ｂの接触角を示す線Ｃｂの方向の肉厚が、外輪軌道面１１ｂの溝底１１ｄの方向の肉厚と全周に亘って略同一になる。これにより、外輪部材１１のインボード側の接触角を示す線Ｃｂの方向の熱容量（ナックルフランジ２０の根元部分の熱容量）を小さくすることができるので、外輪部材１１のナックルフランジ２０よりもインボード側部分の熱容量を軸方向全体に亘って略均等にすることができる。従って、硬化層１１ｆの接触角を示す線Ｃｂの方向の厚さが、硬化層１１ｆの外輪軌道面１１ｂの溝底１１ｄの方向の厚さと略同一になり、硬化層１１ｆの厚さを軌道面全体の周方向及び軌道面の軸方向に略均等にすることができる。このため、ナックルフランジ２０のインボード側側面の根元部分においても、必要な硬化層１１ｆの厚さを確保することができ、これにより、軸受寿命を向上することができる。
【００２３】
なお、第１実施形態として、図１に示すハブユニット軸受１０は、アウトボード側の玉列のピッチ円直径（ＰＣＤ）がインボード側の玉列のピッチ円直径よりも大きく設定される、所謂、異径ＰＣＤハブユニット軸受である。この様な構造のハブユニット軸受１０では、モーメント荷重の多くをアウトボード側の玉列が支承することで、ハブユニット軸受１０のモーメント剛性を高めている。このため、アウトボード側の外輪軌道輪１１ａの溝肩付近（インボード側で、径方向内側となる部分）には大きな転動体荷重が掛かるが、本実施形態の場合、肉盗み部２１がアウトボード側の外輪軌道面１１ａの溝肩付近に形成された硬化層１１ｅとも近接するので、アウトボード側の外輪軌道面１１ａの溝肩付近においても、ナックルフランジ２０による熱容量変化を軽減して、硬化層１１ｅの厚さを全周に亘って厚く、均一にする効果も得られる。
【００２４】
（第２実施形態）
次に、図２を参照して、本発明に係る駆動輪用ハブユニット軸受の第２実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。また、本実施形態は、アウトボード側の外輪軌道面の硬化層を全周に亘って、外輪軌道面の接触角の方向の肉厚と溝底の方向の肉厚を略同一にする場合の実施形態である。
【００２５】
本実施形態のハブユニット軸受１０Ｂでは、図２に示すように、ナックルフランジ２０が、外輪部材１１の２列の外輪軌道面１１ａ，１１ｂ間において、インボード側の外輪軌道面１１ｂ側に配置される。即ち、アウトボード側の接触角を示す線Ｃａは、ナックルフランジ２０のアウトボード側に位置する外輪部材１１の外径面を通過する。また、外輪部材１１のナックルフランジ２０のアウトボード側側面の根元部分に、外輪部材１１の外径面が凸曲面となる肉盗み部２１が設けられている。肉盗み部２１は、アウトボード側の接触角を示す線Ｃａが通過するように形成されている。例えば、本実施形態では、肉盗み部２１は、ナックルフランジ２０のアウトボード側側面からアウトボード側の接触角を示す線Ｃａをアウトボード側に越えて形成されている。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態のハブユニット軸受１０Ｂによれば、外輪部材１１のナックルフランジ２０のアウトボード側側面の根元部分に、外輪部材１１の外径面が凸曲面となる肉盗み部２１が設けられ、肉盗み部２１は、アウトボード側の接触角を示す線Ｃａが通過するように形成されるため、アウトボード側の外輪軌道面１１ａの接触角を示す線Ｃａの方向の肉厚が、外輪軌道面１１ａの溝底１１ｃの方向の肉厚と全周に亘って略同一になる。これにより、外輪部材１１のアウトボード側の接触角を示す線Ｃａの方向の熱容量（ナックルフランジ２０の根元部分の熱容量）を小さくすることができるので、外輪部材１１のナックルフランジ２０よりもアウトボード側部分の熱容量を軸方向全体に亘って略均等にすることができる。従って、硬化層１１ｅの接触角を示す線Ｃａの方向の厚さが、硬化層１１ｅの外輪軌道面１１ａの溝底１１ｃの方向の厚さと略同一になり、硬化層１１ｅの厚さを軌道面全体の周方向及び軌道面の軸方向に略均等にすることができる。このため、ナックルフランジ２０のアウトボード側側面の根元部分においても、必要な硬化層１１ｅの厚さを確保することができ、これにより、軸受寿命を向上することができる。
【００２７】
なお、第２実施形態として、図２に示すハブユニット軸受１０Ｂは、アウトボード側の玉列のピッチ円直径（ＰＣＤ）がインボード側の玉列のピッチ円直径と同じに設定される通常のハブユニット軸受である。この様な構造のハブユニット軸受１０Ｂでは、肉盗み部２１がインボード側の外輪軌道面１１ｂの接触角を示す線Ｃｂの方向に形成された硬化層１１ｆとも近接するので、インボード側の外輪軌道面１１ｂの接触角を示す線Ｃｂの方向付近においても、ナックルフランジ２０による熱容量変化を軽減し、インボード側の接触角を示す線Ｃｂの方向付近の硬化層１１ｆの厚さを全周に亘って厚く、均一にする効果も得られる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。
【００２８】
なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０，１０Ｂ  駆動輪用ハブユニット軸受
１０ａ  軸受内部空間
１１    外輪部材
１１ａ，１１ｂ  外輪軌道面
１１ｃ，１１ｄ  溝底
１１ｅ，１１ｆ  硬化層
１２    ハブ輪
１２ａ  内輪軌道面
１２ｂ  小径段部
１２ｃ  スプライン穴
１２ｄ  ハブフランジ
１２ｅ  ハブボルト
１３    内輪
１３ａ  内輪軌道面
１４    玉
１５    保持器
１６ａ，１６ｂ  シール
２０    ナックルフランジ
２１    肉盗み部
Ｌａ    アウトボード側の接触角０°を示す線
Ｌｂ    インボード側の接触角０°を示す線
Ｃａ    アウトボード側の接触角を示す線
Ｃｂ    インボード側の接触角を示す線
【図１】
2020060231.tif 000003
【図２】
2020060231.tif 000004