(57)【要約】【課題】  第３世代構造の利点である高強度を維持しつつ、軽量でかつ製品コストを低減することができるハブユニットを得る。【解決手段】  一つの外輪輪軌道面１９を有する外輪４と、ハブホイール２と、このハブホイール２に形成された小径筒部１４に固定された環部材１５と、ハブホイール２及び環部材１５の外周面で構成された一つの内輪軌道面１７と前記外輪軌道面１９との間に転動自在に介装されると共に、内外輪軌道面１７，１９にそれぞれ多点接触する単列のみの転動体６とにより、ハブホイール２を外輪４に対して回転自在に支持する単一の単列転がり軸受３を構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に固定されると共に内周面に一つの外輪軌道面を有する固定側の外輪と、
この外輪の内部に挿通されると共に一端部に車輪が取り付けられ、かつ他端部に小径筒部が形成された回転側のハブホイールと、
前記小径筒部の外周に固定された環部材と、
前記ハブホイール及び前記環部材の外周面で構成された一つの内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に介装されると共に、当該内外輪軌道面にそれぞれ多点又は線接触する単列のみの転動体とを備えていることを特徴とするハブユニット。
【請求項２】
前記転動体が、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面とにそれぞれ２点で接触している請求項１に記載のハブユニット。
【請求項３】
前記転動体が、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面とにそれぞれ３点で接触している請求項１に記載のハブユニット。
【請求項４】
前記転がり軸受は、前記転動体を前記内外軌道面間に互いに直交させた状態で交互に組み込んだクロスローラ軸受である請求項１に記載のハブユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両本体側の懸架装置に対して駆動輪を回転自在に支持するためのハブユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車などの車両において、駆動輪（車輪）は車両本体側の懸架装置に対してハブユニットにより回転自在に支持されている。このようなハブユニットとして、ハブホイールの外周に転がり軸受部材を取り付けた第２世代のものがある。しかしながら、このハブユニットでは、内輪を嵌めた部分のハブホイールの厚みが薄くなり十分な強度が得られない場合がある。そのため、近年、軸受の構成要素をハブホイール等の他の構成要素と一体化することで強度を確保した、いわゆる第３世代のハブユニットが開発されている。このハブユニットでは、複列アンギュラ玉軸受の外輪に懸架装置の取付フランジを形成すると共に、一方の内輪をハブホイールとし、他方の内輪（環部材）をハブホイールに形成された小径筒部に外嵌させている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３８００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１のハブユニットでは、複列アンギュラ玉軸受が構成されているため、複列の軌道を旋削、研磨することによる加工工数が多く、それと共に転動体や保持器等の部品点数も多い。従って、これらが製品コストを上げる要因となっている。さらに、複列アンギュラ玉軸受は列間距離をとる必要があるため、ハブユニットが長くなり重量が大きくなる。
本発明はこのような問題点に鑑み、第３世代構造の利点である高強度を維持しつつ、軽量でかつ製品コストを低減することができるハブユニットを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明は、車体に固定されると共に内周面に一つの外輪軌道面を有する固定側の外輪と、この外輪の内部に挿通されると共に一端部に車輪が取り付けられ、かつ他端部に小径筒部が形成された回転側のハブホイールと、前記小径筒部の外周に固定された環部材と、前記ハブホイール及び前記環部材の外周面で構成された一つの内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に介装されると共に、当該内外輪軌道面にそれぞれ多点又は線接触する単列のみの転動体とを備えていることを特徴とする。
【０００５】
上記本発明のハブユニットによれば、ハブホイールの外周面に内輪軌道面が形成されたハブユニットに、多点又は線接触する単列のみの転動体が設けられ、第３世代構造を踏襲したハブユニットに単一の単列転がり軸受が構成されているので、従来の利点であるハブホイールの高強度を維持したかたちで、軌道の旋削、研磨による加工工数が減り、それと共に転動体や保持器等の部品点数も削減される。従って、製品コストを大幅に下げることができる。さらに、複列アンギュラ玉軸受のように列間距離をとる必要がないため、ハブユニットが短くなり重量を軽くすることができる。
【０００６】
上記多点接触型の転がり軸受の形態として、例えば転動体が外輪軌道面と内輪軌道面とにそれぞれ２点で接触する４点接触転がり軸受とすることが好ましい。このように、転動体が内外輪軌道面とそれぞれ２点で接触する転がり軸受は、一般的な（転動体の転動面がそれぞれ、外輪軌道面及び内輪軌道面に対して１点ずつで接触する）単列深溝型の転がり軸受に比べて、多方向からの荷重に対する負荷容量が大きく、ラジアル荷重の他にアキシアル荷重やモーメント荷重も支えることができる。
【０００７】
さらに、多点接触型の転がり軸受の他の形態として、転動体が外輪軌道面と内輪軌道面とにそれぞれ３点で接触する６点接触転がり軸受としてもよい。このように、転動体が内外輪軌道面と６点で接触する転がり軸受とすることで、多方向からの荷重に対する負荷容量がさらに大きくなり、ラジアル荷重、モーメント荷重等をより確実に支えることができる。
【０００８】
また、線接触型の転がり軸受としては、円筒ころからなる転動体を内外輪軌道面間に互いに直交させた状態で交互に組み込んだクロスローラ軸受とすることが好ましい。
この場合、転動体として用いる円筒ころの周面全体で内輪軌道面及び外輪軌道面と接触することができ、これにより、ラジアル荷重、アキシアル荷重およびモーメント荷重のいずれに対しても負荷容量が大きくなる。
【発明の効果】
【０００９】
上記の通り、本発明によれば、第３世代構造を踏襲したハブユニットに、多点又は線接触型の単一の単列転がり軸受を構成したので、従来の利点である高強度を維持しつつ、軽量でかつ製品コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下の説明中、車輪側（図１左側；軸方向一端側）をアウタ側といい、車軸側（図１右側；軸方向他端側）をインナ側という。図１は、本発明に係るハブユニット１の第１実施形態である。このハブユニット１は、ハブホイール２（軸体）と、このハブホイール２に構成された単一の単列転がり軸受３とを備えており、転がり軸受の構成要素をハブホイール等の他の構成要素と一体化することで強度を維持したいわゆる第３世代構造のものである。
【００１１】
転がり軸受３は、固定側となる外輪４と、回転側となる内輪５と、これら内外輪４，５の間に介装された複数の転動体６と、これら転動体６を保持する図示しない保持器と、内外輪４，５の間に介在されたゴム製のシール７とで構成されている。ハブホイール２は、アウタ側端部に形成された開口部８及びフランジ９と、外輪４の内部に挿通されると共にインナ側端部にインロー部１０を有する軸体部１１とからなっている。このうちフランジ９は、従動輪やブレーキ用ディスクロータ等の回転部材（図示せず）を取り付けるための取付部となるもので、これらを固定するためのボルト孔１２を外周部分に備えている。軸体部１１は、フランジ９から繋がる大径部１３とこの大径部よりも所要寸法小さい径で形成された小径筒部１４とを有している。
【００１２】
また、小径筒部１４の外周には、環状の環部材１５がその外周面１５ａを大径部１３の外周面１３ａと面一にするような状態で固定されている。この環部材１５は、軸体部１１のインナ側端部に形成されたかしめ用円筒部を径方向外側に屈曲させたかしめ部１６によってかしめ付けられており、これによって、抜止めされかつハブホイール２と軸心回りに回転一体とされると共に、転動体６に対する所定の予圧が付与されている。なお、当該環部材１５の固定方法は、上記かしめ付けの他、接着のみ、電子ビーム溶接のみ、別途設けたねじによる固定及び接着、あるいはこれらに加え小径部との締まりばめ等によるものを採用してもよい。
【００１３】
図１に示すように、大径部１３と環部材１５とにより転がり軸受３の内輪５が構成されており、当該大径部の外周面１３ａのインナ側の一部と環部材の外周面１５ａのアウタ側の一部とで、ほぼ中央部で分割された一つの内輪軌道面１７が形成されている。外輪４の外周面には、懸架装置等が取り付けられるフランジ１８が設けられており、その内周面には一つの外側軌道面１９が形成されている。そして、内外輪軌道面１７，１９の間に介装されると共に、当該内外輪軌道面１７，１９にそれぞれ２点接触する単列のみの転動体６が配置されている。このようにして、ハブホイール２の外周面に内輪軌道面１７が形成されたハブユニット１に、単列のみの転動体６が設けられることで、第３世代構造を踏襲したハブユニット１に単一の単列転がり軸受３が構成されている。
【００１４】
上記転がり軸受３は４点接触型として構成されたものである。外輪４に形成された外輪軌道面１９及び大径部１３、環部材１５（内輪）に形成された内輪軌道面１７の断面形状を、それぞれ転動体６の転動面の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する１対の円弧を幅方向中央部で交差させたものとすることで、当該内外輪軌道面１７，１９にはそれぞれ二つの軌道ｋ１、ｋ２が形成されている。なお、４点接触型の転がり軸受としてその他公知のものを採用することができ、各軌道面１７，１９の形状は、転動体６の転がりに適切な形状を有しているものであれば、断面アーチ状あるいはＶ字状等任意で、また曲線状あるいは直線状等のいずれであってもよく特に限定されるものではない。
【００１５】
これにより、ラジアル荷重が加えられたときに転動体６が内外輪軌道面１７，１９に各々２点、計４点で接触するよう構成されている。このような転がり軸受３は、一般的な（複数の玉の転動面がそれぞれ、外輪軌道及び内輪軌道に対して１点ずつで接触する）単列深溝型の転がり軸受に比べて多方向からの荷重に対する負荷容量が大きく、ラジアル荷重の他にアキシアル荷重やモーメント荷重も支えることができる。なお、従来、複列であった転がり軸受が単列化されていることで一つの転動体６により大きな負荷がかけられるため、上述のように転動体６を多点接触させると共に、従来よりも大径の転動体が採用されており、それと共に転がり軸受の径も大きくなっている。
【００１６】
本実施形態のハブユニット１によれば、ハブホイール２の外周面に内輪軌道面１７が形成されたいわゆる第３世代構造を踏襲したハブユニット１に、４点接触型の単一の単列転がり軸受３が構成されているので、従来の利点であるハブホイール２の厚みを確保することによる高強度を維持したかたちで、軌道の旋削、研磨による加工工数が減らされ、それと共に転動体や保持器等の部品点数が削減される。従って、製品コストを大幅に下げることができる。さらに、複列アンギュラ玉軸受のように列間距離をとる必要がないため、ハブユニット１が短くなり重量を軽くすることができる。
【００１７】
図２は、本発明に係るハブユニット１の第２実施形態を示している。この実施形態が上記第１実施形態と異なる点は、転動体２０が外輪軌道面２１と内輪軌道面２２とにそれぞれ３点で接触することで６点接触型の単一の単列転がり軸受２３が構成されている点である。外輪４に形成された外輪軌道面２１及び大径部１３、環部材１５に形成された内輪軌道面２２に、それぞれ転動体２０の転動面の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する円弧形状の三つの軌道ｋ１、ｋ２、ｋ３が形成されている。すなわち、外輪軌道面２１に三つの軌道ｋ１、ｋ２，ｋ３、内輪軌道面のうち大径部に一つの軌道ｋ３、大径部と環部材が合わさるところに一つの軌道ｋ２、環部材に一つの軌道ｋ１が設けられている。
【００１８】
なお、各軌道面２１，２２の形状は、転動体２０の転がりに適切な形状を有しているものであれば、直線状等特に限定されるものではない。これにより、転動体２０が内外輪軌道面２１，２２に各々３点、計６点で接触するよう構成されている。このような転がり軸受２３は、多方向からの荷重に対する負荷容量が非常に大きく、ラジアル荷重、アキシアル荷重、及びモーメント荷重をより確実に支えることができる。
【００１９】
さらに、転がり軸受の負荷容量を大きくしたものとして、本発明に係るハブユニット１の第３実施形態であるクロスローラ型の転がり軸受２４（単一の線接触型の単列転がり軸受）を構成したものがある（図３参照）。この転がり軸受２４は、ローラー２５、２６（転動体）を内外輪軌道面２７，２８間に互いに直交させた状態で交互に組み込んで構成されている。大径部１３と環部材１５とで二つ割りにされている内輪軌道面２７は、直交する傾斜面２７ａ、２７ｂで形成される直角なＶ状の転走溝となっており、外輪軌道面２８は、直交する傾斜面２８ａ、２８ｂで形成される直角なＶ状の転走溝となっている。これら各転送溝を対向させ、この対向空隙内に軸心を交互に直角方向に変えたローラー２５，２６を図示しないセパレータを介して多数個収納してある。
【００２０】
従って、一方の軸心方向で挿入されたローラー２５は、その外周面２５ａを各転走溝の対向する傾斜面２７ａ、２８ｂに接触させて転動し、それと共にその両端面２５ｂが他の傾斜面２７ｂ，２８ａに接触する。他方の軸心で挿入されたローラー２６は、その外周面２６ａを各転走溝の対向する傾斜面２７ｂ、２８ａに接触させて転動し、それと共にその両端面２６ｂが他の傾斜面２７ａ、２８ｂに接触する。この場合、転動体として用いる各ローラーの周面２６ａ，２６ａ全体で内輪軌道面２７及び外輪軌道面２８と接触することができ、これにより、ラジアル荷重、スラスト荷重およびモーメント荷重のいずれに対してもその負荷容量が大きくなる。
【００２１】
図４は、本発明に係るハブユニットの第４実施形態を示している。本実施形態が上記第２実施形態と異なる点は、楕円形状の転動体３０を採用している点である。この転動体３０は、所要強度を有する大きさで軸方向断面が楕円形状を呈しており、かつその長軸が軸方向に向かうように配置されている。また、大径部１３と環部材１５で形成された内輪軌道面３１及び外輪４に形成された外輪軌道面３２にそれぞれ、転動体３０の各転動面の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する円弧形状の三つの軌道ｋ１，ｋ２，ｋ３が形成されている。これにより、転動体３０が内外輪軌道面３１，３２に各々３点、計６点で接触することで６点接触型の転がり軸受３３が構成されている。
【００２２】
図５は、本発明に係るハブユニット１の第５実施形態を示している。本実施形態が上記第２実施形態と異なる点は、円筒形状の転動体４０を採用している点である。この転動体４０は所要強度を有する大きさで、その長手方向を軸方向とする筒部４０Ａとその両端の半球部４０Ｂとから構成されている。大径部１３と環部材１５とで形成された内輪軌道面４１及び外輪４に形成された外輪軌道面４２にはそれぞれ、筒部４０Ａに接触する軌道ｋ１と両半球部に接触する軌道ｋ２，ｋ３が形成されており、これにより転動体４０が内外輪軌道面４１，４２にそれぞれ３点、計６点で接触することで６点接触型の転がり軸受４３が構成されている。なお、本発明は、上記各実施形態に限定するものではなく、例えば転動体が一方の軌道面に対して２点で、他方の軌道面に対して１点でそれぞれ接触する３点接触型の転がり軸受を構成してもよく、ハブユニットの各部形状、寸法等を変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態のハブユニットの軸方向断面図である。
【図２】第２実施形態のハブユニットの軸方向断面図である。
【図３】第３実施形態のハブユニットの軸方向断面図である。
【図４】第４実施形態のハブユニットの軸方向断面図である。
【図５】第５実施形態のハブユニットの軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    ハブユニット
２    ハブホイール
３    転がり軸受
４    外輪
５    内輪
６    転動体
１３    大径部
１４    小径筒部
１５    環部材
１７    内輪軌道面
１９    外輪軌道面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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