(57)【要約】【課題】取付フランジが複列の外輪軌道の間部分に設けられ、異径ＰＣＤ構成を採用するハブユニット軸受において、外輪の強度を確保する。【解決手段】外輪３の外周面には、軸方向に関して各外輪軌道１３ａ，１３ｂの間部分に取付フランジ１４が形成されており、軸方向外側の軌道列のピッチ円直径が、軸方向内側の軌道列のピッチ円直径よりも大きい。外輪３の内周面には、各外輪軌道１３ａ，１３ｂの部分と、各外輪軌道１３ａ，１３ｂの間部分である外輪傾斜部１５とに、連続した一体の硬化層を形成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に複列の外輪軌道を有し、外周面に取付フランジを有する外輪と、
複列の内輪軌道と、車輪を支持固定する為のハブフランジとを外周面に有するハブと、
前記各外輪軌道と前記各内輪軌道との間に各列毎に複数個ずつ、背面組み合わせ型の接触角を付与された状態で設けられた玉とを備え、
軸方向外側の軌道列のピッチ円直径が、軸方向内側の軌道列のピッチ円直径よりも大きいハブユニット軸受であって、
前記取付フランジは、軸方向に関して各外輪軌道の間部分に形成されており、
前記外輪の内周面には、前記各外輪軌道部分と、前記各外輪軌道の間部分とに、連続した一体の硬化層が形成されている事を特徴とするハブユニット軸受。
【請求項２】
軸方向外側の軌道列に設けられた前記玉の直径が、軸方向内側の軌道列に設けられた前記玉の直径よりも大きい請求項１に記載したハブユニット軸受。
【請求項３】
前記各外輪軌道の間部分の断面形状が、滑らかに連続した形状である請求項１〜３のうちの何れか１項に記載したハブユニット軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為に使用され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。自動車が旋回走行する際には大きなモーメント荷重が加わるので、旋回走行時の操縦安定性を確保する為に、ハブユニット軸受のモーメント剛性は大きくする必要がある。この為、ハブユニット軸受としては、転動体（玉）を複列に配置すると共に、各列の転動体に予圧並びに背面組み合わせ型（ＤＢ型）の接触角を付与した構造が、一般的に使用されている。更に、大型化を防止しつつ、より大きなモーメント剛性を確保する為に、例えば特許文献１に記載されている様な、各列の転動体のピッチ円直径を異ならせた構造（異径ＰＣＤ構造）が知られている。
【０００３】
ＦＦ（前輪駆動）車の前輪に用いられるハブユニット軸受は、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等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にＣＶＪの揺動中心を近接させる為、ハブユニット軸受の軸方向寸法を小さくすると共に、ハブユニット軸受とステアリングナックルが径方向に重畳する軸方向幅寸法を大きくする必要がある。この為、車輪等が固定されるハブフランジと、ハブユニット軸受を懸架装置のナックルに固定する為の取付フランジとの距離（フランジ間距離）を短くする必要がある。その結果、取付フランジは、ハブユニット軸受を構成する外輪の車体外方側（ハブフランジに近い側）、或いは外輪の軸方向中間部分（各列の間部分）に形成される事になる。また、ハブユニット軸受の軸方向寸法が制約され、複列の転動体間の軸方向寸法を大きく出来ない中で、大きなモーメント剛性を必要とする前輪駆動用のハブユニット軸受としては、ハブフランジと取付フランジとが近接した、異径ＰＣＤ構造を採用する事が考えられる。
【０００４】
しかし、上述の構成を採用すると、取付フランジが形成された外輪は、取付フランジの根元部に形成された逃げ部が、大径側の軌道列と小径側の軌道列との間に形成された傾斜部に近づいて、この領域（各軌道の間部分）が薄肉の状態となってしまう。更に、前記逃げ部が、転動体に付与した接触角の延長線上に近接、或いは重なる場合もありうる。
この様な傾向は、大径側の軌道列に組み込まれた転動体（玉）の直径が大きい場合や、各列の転動体のピッチ円直径の径差が大きい場合に、より顕著となる。
【０００５】
上述したハブユニット軸受に対して走行時の路面反力が負荷されると、前記薄肉の領域に応力が集中する。路面反力による応力が大きくなると、外輪（取付フランジ）の強度に悪影響を与える虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０４５６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の様な問題点に鑑みなされたものであり、取付フランジが各外輪軌道の間部分に設けられ、各軌道列に組み込まれた転動体のＰＣＤが異なっている異径ＰＣＤ構成を採用するハブユニット軸受において、外輪の強度を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のハブユニット軸受は、内周面に複列の外輪軌道を有し、外周面に取り付けフランジを有する外輪と、複列の内輪軌道と、車輪を支持固定する為のハブフランジとを外周面に有するハブと、前記各外輪軌道と前記各内輪軌道との間に各列毎に複数個ずつ、背面組み合わせ型の接触角を付与された状態で設けられた玉とを備え、軸方向外側の軌道列のピッチ円直径が、軸方向内側の軌道列のピッチ円直径よりも大きい。
【０００９】
特に、本発明のハブユニット軸受は、前記取付フランジは、軸方向に関して各外輪軌道の間部分に形成されており、前記外輪の内周面には、前記各外輪軌道部分と、前記各外輪軌道の間部分とに、連続した一体の硬化層が形成されている。
又、軸方向外側の軌道列に設けられた前記玉の直径が、軸方向内側の軌道列に設けられた前記玉の直径よりも大きい。
又、前記各外輪軌道の間部分の断面形状が、滑らかに連続した形状である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、取付フランジが各外輪軌道の間部分に設けられており、各軌道列に組み込まれた転動体のＰＣＤが異なっている異径ＰＣＤ構成を採用するハブユニット軸受において、外輪の強度を確保する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態を示す、ハブユニット軸受の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施形態を示している。本実施形態のハブユニット軸受１は、ハブ２と、外輪３と、それぞれが転動体である複数個の玉４ａ、４ｂとを備えている。ハブ２は、外周面の軸方向中間部及び内側部に複列（２列）の内輪軌道７ａ、７ｂを形成し、外周面の軸方向外側部分にハブフランジ８を形成している。
尚、軸方向に関して外とは、自動車へ組み付けた状態で、車両の幅方向外側を言い、図１の左側となる。反対に、車両の幅方向中央側となる図１の右側を、軸方向に関して内と言う。
【００１３】
軸方向外側に形成された外側内輪軌道７ａの直径は、軸方向内側に形成された内側内輪軌道７ｂの直径よりも大きい。ハブフランジ８には、複数本のスタッド１２の基端部を固定して、車輪を構成するホイールや、ディスク等の制動用回転体を支持固定できる様にしている。駆動輪用である本実施形態のハブユニット軸受１は、ハブ２の中心を軸方向に貫通する状態で、図示しない駆動軸を結合固定する為のスプライン孔１１を有している。
【００１４】
ハブ２は、ハブ本体５と内輪６とを組み合わせて構成されている。ハブ本体５の外周面には、軸方向中間部に外側内輪軌道７ａが形成され、軸方向内端部に小径段部９が形成されている。内輪６は、外周面に内側内輪軌道７ｂが形成されており、小径段部９に外嵌固定されている。、傾斜面であるハブ傾斜部１０を、外側内輪軌道７ａと小径段部９との間部分に設ける事により、各内輪軌道７ａ，７ｂの径差を許容している。各内輪軌道７ａ、７ｂは、断面形状（母線形状）が円弧形で、互いに近付く程（ハブ２の軸方向中央に向う程）外径が小さくなっている。
【００１５】
外輪３は、内周面に複列（２列）の外輪軌道１３ａ、１３ｂを形成している。軸方向外側に形成された外側外輪軌道１３ａの直径は、軸方向内側に形成された内側外輪軌道１３ｂの直径よりも大きい。この為に、外輪３の軸方向中間部内周面で各外輪軌道１３ａ、１３ｂの間部分に、軸方向内側に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した、外輪傾斜部１５を形成している。各外輪軌道１３ａ、１３ｂは、断面形状（母線形状）が円弧形で、互いに近付く程（外輪３の軸方向中央に向う程）内径が小さくなっている。
【００１６】
各玉４ａは、外側内輪軌道７ａと外側外輪軌道１３ａとの間にそれぞれ複数個ずつ、転動自在に設けられて、軸方向外側の軌道列を構成している。一方、各玉４ｂは、内側内輪軌道７ｂと、内側外輪軌道１３ｂとの間にそれぞれ複数個ずつ、転動自在に設けられて、軸方向内側の軌道列を構成している。軸方向外側の軌道列に設けられた玉４ａの直径は、軸方向内側の軌道列に設けられた玉４ｂの直径よりも大きい。各軌道列の玉４ａ、４ｂのピッチ円直径（ＰＣＤ）は、各内輪軌道７ａ、７ｂ及び各外輪軌道１３ａ、１３ｂの直径の差に応じて互いに異なっている。即ち、軸方向外側の軌道列の各玉４ａのピッチ円直径ＰＣＤｏは、軸方向内側の軌道列の各玉４ｂのピッチ円直径ＰＣＤｉよりも大きくなっている（ＰＣＤｏ＞ＰＣＤｉ）。
【００１７】
この様なハブユニット軸受１は、複列に配置された各玉４ａ、４ｂに、背面組み合わせ型（ＤＢ型）の接触角（鎖線Ｃｏ，Ｃｉ）を与えている。更に、スプライン孔１１に挿通された図示しないＣＶＪと結合部材（ナット等）により、ハブ本体５の軸方向外側面と内輪６の軸方向内側面とを狭持して、複列に配置された各玉４ａ、４ｂに予圧を付与している。本軸受構成により、ハブユニット軸受１は、モーメント剛性と、旋回走行時の操縦安定性との向上を図っている。
ハブ２の外周面と外輪３の内周面との間部分で、各玉４ａ，４ｂが設置された空間の軸方向両端開口部は、密封装置２１ａ，２１ｂによりそれぞれ密封されている。
【００１８】
外輪３は、懸架装置を構成するナックル３０に固定され、使用時には回転しない。外輪３をナックル３０に結合固定する為に、外輪３は、外周面に取付フランジ１４を形成し、軸方向内端部にナックルパイロット部２０を形成している。使用時、ナックルパイロット部２０をナックル３０の固定孔に挿入して、取付フランジ１４のナックル取付面（軸方向内側面）をナックル３０に当接させた状態で、取付孔１９に螺合された図示しないボルトにより、外輪３はナックル３０に支持固定される。ナックル取付面である取付フランジ１４の軸方向内側面は、外輪３の中心軸と直交する円輪状の平面である。ナックルパイロット部２０の外周面は、外輪３の中心軸と同心の円筒面である。
【００１９】
取付フランジ１４は、軸方向に関して各外輪軌道１３ａ，１３ｂの間部分に、径方向外方に向けて突出する状態で形成されている。具体的には、取付フランジ１４の軸方向外側面は、円弧形状である外側外輪軌道１３ａの中心（中心線Ｌｏ）よりも軸方向内側に位置しており、取付フランジ１４の軸方向内側面（ナックル取付面）は、円弧状である内側外輪軌道１３ｂの中心（中心線Ｌｉ）よりも軸方向外側に位置している。
【００２０】
取付フランジ１４とナックルパイロット部２０とが接続する部分（取付フランジ１４の軸方向内側面の径方向内端部と、ナックルパイロット部２０の外周面の軸方向外端部）には、径方向内方及び軸方向外側に凹んだ逃げ部１８が、外輪３の全周に亙り形成されている。逃げ部１８は、前記ナックル取付面とナックルパイロット部２０の外周面を高精度に加工する為に設けられている。
逃げ部１８は、軸方向内側の軌道列を構成する玉４ｂの接触角θｉ（鎖線Ｃｉと中心線Ｌｉとが成す角度）に対して、θｉ±１５度の範囲に位置している（鎖線Ｃｉの延長線上の、±１５度の範囲に位置している）。又、逃げ部１８は、軸方向内側の軌道列を構成する玉４ｂの接触角を表す鎖線Ｃｉと内側外輪軌道１３ｂの内周面との交点Ｐの径方向外方に位置している（交点Ｐと逃げ部１８とは、径方向に重なっている）。
【００２１】
外輪３の内周面で、各外輪軌道１３ａ，１３ｂの間に設けられた外輪傾斜部１５は、断面が略Ｓ字形である滑らかな形状を有している。外輪傾斜部１５の軸方向外端部分は、円筒状に形成されており、外側外輪軌道１３ａの軸方向内端部に連続している。外輪傾斜部１５の軸方向内端部分は、円筒状に形成されており、内側外輪軌道１３ｂの軸方向外端部に連続している。外輪傾斜部１５の軸方向両端部に形成された前記各円筒状部分の間は、軸方向内側に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した滑らかな傾斜面状に形成されている。また、前記両円筒状部分と前記傾斜面状部分とは滑らかに連続している。
【００２２】
外輪３は炭素鋼製であり、複列の外輪軌道１３ａ，１３ｂ及び外輪傾斜部１５には、熱処理による硬化層１６（斜格子の部分）が、全周に亙って一体的に形成されている。硬化層１６は、高周波加熱コイルにより各外輪軌道１３ａ，１３ｂ及び外輪傾斜部１５を同時に加熱する、高周波熱処理により形成している。従って、硬化層１６の周囲部分（硬化層１６と外輪３の外周面との間部分）には、熱処理が施されていない非硬化部１７が存在している。
各外輪軌道１３ａ，１３ｂの接触角（鎖線Ｃｏと鎖線Ｃｉ）は、外輪傾斜部１５の径方向外方部分に存在する非硬化部１７の内部で、全周に亙り交差している。
【００２３】
上述の様に構成する本実施形態のハブユニット軸受１は、取付フランジ１４が各外輪軌道１３ａ，１３ｂの間部分に設けられ、各軌道列に組み込まれた各玉４ａ，４ｂのＰＣＤが異なっている異径ＰＣＤ構成を採用するハブユニット軸受１において、外輪３の強度を確保できる。
本実施形態では、硬化層１６を、各外輪軌道１３ａ，１３ｂ及び外輪傾斜部１５の硬化層をつないで（連続させて）一体的に形成すると供に、外輪傾斜部１５を、滑らかに連続した断面形状に形成している。即ち、取付フランジ１４の根元部分に形成された逃げ部１８が、内側外輪軌道１３ｂの接触角（鎖線Ｃｉ）や外輪傾斜部１５と近付く、或いは重なる構成に於いて、硬化層（１６）が連続していない場合は、薄肉となった逃げ部１８の径方向内方部分の応力が大きくなる。これに対して本実施形態は、硬化層１６を連続させることにより、交点Ｐにおける玉４ｂの接触応力を、硬化層１６を通じて外輪３の全体に分散させ、逃げ部１８の径方向内方部分の応力上昇を防いでいる。更に、滑らかに形成された外輪傾斜部１５の特定部位に、応力が集中しない様にしている。この結果、外輪３への応力集中による、取付フランジ１４の強度低下や、ハブユニット軸受１のモーメント剛性低下等の悪影響を抑制する事ができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、取付フランジが各外輪軌道の間部分に設けられ、異径ＰＣＤ構成を採用するハブユニット軸受であれば、本実施形態以外の構成であるハブユニット軸受にも適用可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１  ハブユニット軸受
２  ハブ
３  外輪
４ａ、４ｂ  玉
５  ハブ本体
６  内輪
７ａ、７ｂ  内輪軌道（外側、内側）
８  ハブフランジ
９  小径段部
１０  ハブ傾斜部
１１  スプライン孔
１２  スタッド
１３ａ、１３ｂ  外輪軌道（外側、内側）
１４  取付フランジ
１５  外輪傾斜部
１６  硬化層
１７  非硬化部
１８  逃げ部
１９  取付孔
２０  ナックルパイロット部
２１ａ、２１ｂ  密封装置
３０  ナックル
【図１】
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