(57)【要約】【課題】ナックルへの複雑な加工を回避して低コスト化を図ることができ、車両の走行状態に応じてハブユニット軸受の予圧を自動調整することができるハブユニット軸受の支持構造及びハブユニット軸受を提供する。【解決手段】ハブユニット軸受の支持構造は、内側部材１２と外側部材１１との間に複数の転動体１８が転動自在に配設されるハブユニット軸受１０と、ハブユニット軸受１０の外側部材１１が嵌合されるナックル２１と、ナックル２１に対して外側部材１１の軸方向の移動を規制する規制手段２４，２５と、を備え、外側部材１１とナックル２１との嵌合面である外側部材１１の外周面及びナックル２１の内周面に、車幅方向内側に向けて次第に縮径するテーパ面２２，２３をそれぞれ設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側部材と外側部材との間に複数の転動体が転動自在に配設されるハブユニット軸受と、前記ハブユニット軸受の前記外側部材が嵌合されるナックルと、前記ナックルに対して前記外側部材の軸方向の移動を規制する規制手段と、を備えるハブユニット軸受の支持構造であって、
前記外側部材と前記ナックルとの嵌合面が車幅方向内側に向けて次第に縮径するテーパ面であることを特徴とするハブユニット軸受の支持構造。
【請求項２】
前記規制手段は、前記外側部材を前記ナックルに係合した状態において、前記外側部材の車幅方向内側の端部外周部に着脱自在に装着されるストッパ部材を有することを特徴とする請求項１に記載のハブユニット軸受の支持構造。
【請求項３】
内側部材と外側部材との間に複数の転動体が転動自在に配設され、前記外側部材がナックルに嵌合されるハブユニット軸受であって、
前記外側部材の前記ナックルとの嵌合面が車幅方向内側に向けて次第に縮径するテーパ面であることを特徴とするハブユニット軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承するためのハブユニット軸受の支持構造、及びハブユニット軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のハブユニット軸受として、車輪等の取り付けられるフランジを有するハブの端部に一対の内輪を嵌合し、この一対の内輪の各軌道面と外輪の複列軌道面との間に転動体列を転動可能に配設したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このハブユニット軸受は、外輪が固定輪とされて、この外輪の外周面にはナックルが嵌合される。ナックルの内周面には、外輪の軸方向の一方の端部が突き当たる段部と、外輪の軸方向の他方の端部に係合して外輪の軸方向の移動を規制する止め輪の装着溝と、が形成される。
【０００４】
このような構成のハブユニット軸受では、外輪の外周面が所謂円筒面となるため、外輪の外周部にナックルの取り付け用フランジを形成したタイプに比べて、加工性がよく、製造コストを低減することができる。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６１１２４１１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載のハブユニット軸受では、ナックルは、外輪の嵌合面を精度よく仕上げる必要があり、また、外輪の端部が突き当たる段部や止め輪の装着溝等の加工が必要となる。ナックルは、比較的大型で重量バランスが悪い形状をしているため、高精度且つ複雑な加工を行なうと加工コストが高くなる。また、段部の周辺の加工は、取り代が大きくなるため、加工コストが高くなる原因となっていた。
【０００７】
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、ナックルへの複雑な加工を回避して低コスト化を図ることができ、車両の走行状態に応じてハブユニット軸受の予圧を自動調整することができるハブユニット軸受の支持構造及び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）  内側部材と外側部材との間に複数の転動体が転動自在に配設されるハブユニット軸受と、ハブユニット軸受の外側部材が嵌合されるナックルと、ナックルに対して外側部材の軸方向の移動を規制する規制手段と、を備えるハブユニット軸受の支持構造であって、外側部材とナックルとの嵌合面が車幅方向内側に向けて次第に縮径するテーパ面であることを特徴とするハブユニット軸受の支持構造。
（２）  規制手段は、外側部材をナックルに係合した状態において、外側部材の車幅方向内側の端部外周部に着脱自在に装着されるストッパ部材を有することを特徴とする（１）に記載のハブユニット軸受の支持構造。
（３）  内側部材と外側部材との間に複数の転動体が転動自在に配設され、外側部材がナックルに嵌合されるハブユニット軸受であって、外側部材のナックルとの嵌合面が車幅方向内側に向けて次第に縮径するテーパ面であることを特徴とするハブユニット軸受。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のハブユニット軸受の支持構造及びハブユニット軸受によれば、外側部材とナックルとの嵌合面が車幅方向内側に向けて次第に縮径するテーパ面であるため、ナックルへの複雑な加工を回避して低コスト化を図ることができ、車両の走行状態に応じてハブユニット軸受の予圧を自動調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係るハブユニット軸受の支持構造及びハブユニット軸受の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係るハブユニット軸受の支持構造及びハブユニット軸受の一実施形態を説明するための断面図、図２は図１に示すハブユニット軸受の支持構造及びハブユニット軸受の変形例を説明するための断面図である。
【００１１】
本実施形態のハブユニット軸受１０は、図１に示すように、駆動輪用であって、外輪（外側部材）１１及びハブ（内側部材）１２と、外輪１１とハブ１２との間に転動自在に配設される複数の転動体１８と、外輪１１の軸方向端部とハブ１２との間に配設されるシール部材２６と、を備え、懸架装置のナックル２１に取り付けられる。
【００１２】
ハブ１２は、中空状のハブ輪１３を備えており、ハブ輪１３は、その外周面のアウトボード側端部（自動車への組み付け状態で車幅方向外側の端部：図１の左端部）に径方向外方に延びるフランジ１５を有する。このフランジ１５には、そのアウトボード側の側面に車輪を構成する不図示のホイール及びブレーキロータ等を取り付けるためのハブボルト１６が周方向に略等間隔で複数植設される。
【００１３】
ハブ輪１３のインボード側端部（自動車への組み付け状態で車幅方向内側の端部：図１の右端部）には小径段部１７が形成されており、この小径段部１７には内輪１４が嵌め込まれる。内輪１４の外周面には内輪軌道面１４ａが形成され、また、ハブ輪１３の軸方向の中間部外周面にも内輪軌道面１３ａが形成される。また、ハブ輪１３の内周面には、等速ジョイント２０から突出する駆動軸２０ａがスプライン結合される。また、等速ジョイント２０のハウジング２０ｂの端面は、内輪１４を軸方向に押圧している。
【００１４】
外輪１１の内周面には、ハブ輪１３の内輪軌道面１３ａ及び内輪１４の内輪軌道面１４ａに対応する外輪軌道面１１ａ，１１ａが形成される。そして、複列の外輪軌道面１１ａ，１１ａと複列の内輪軌道面１３ａ，１４ａとの間には、それぞれ複数の転動体１８が保持器１９を介して周方向に転動可能に配設される。なお、本実施形態では、転動体１８として玉を使用しているが、重量の嵩むハブユニット軸受の場合には、転動体１８としてテーパころを使用してもよい。
【００１５】
そして、本実施形態では、ハブユニット軸受１０の外輪１１は、ナックル２１に嵌合されており、外輪１１とナックル２１との嵌合面が車幅方向内側に向けて次第に縮径するテーパ面となるように、外輪１１の外周面及びナックル２１の内周面に、インボード側（車幅方向内側）に向けて次第に縮径するテーパ面２２，２３をそれぞれ設けている。
【００１６】
また、外輪１１のインボード側の端部外周面には、テーパ止め輪（ストッパ部材）２４が着脱自在に装着される装着溝２５が形成される。そして、装着溝２５にテーパ止め輪２４を装着することにより、テーパ止め輪２４がナックル２１のインボード側端部に係合して、外輪１１の軸方向の移動が規制される。なお、外輪１１は、急進破壊や遅れ破壊を防ぐため、材質に機械用構造鋼を用い、外輪軌道面１１ａ，１１ａを高周波焼入れし、装着溝２５は非焼入れとすることが好ましい。ここで、本実施形態では、テーパ止め輪２４及び装着溝２５により本発明の規制手段を構成している。
【００１７】
また、本実施形態において、規制手段にテーパ止め輪２４を用いたのは、テーパ止め輪２４のテーパ形状のばね作用でハブユニット軸受１０の軸方向のガタつきを防止するためである。なお、通常の止め輪だと、装着溝と止め輪との隙間分だけ軸方向にガタつきが生じ、アキシアルの荷重方向が変化するたびにナックル２１とハブユニット軸受１０が衝突して、異音が生じる可能性がある。
【００１８】
次に、上記のように構成されたハブユニット軸受の支持構造の作用効果について説明する。
まず、実車の路面反力は、次の式で計算できる。
Ｒ＝（ｆｗ・Ｗｆ／２）（１＋（２・Ｈｇ・ζ／Ｔｒ）
Ｔ＝（ζ・Ｗｆ／２）（１＋（２・Ｈｇ・ζ／Ｔｒ）
Ｒ：鉛直方向路面反力（Ｎ）
Ｔ：横方向路面反力（Ｎ）
ｆｗ：鉛直荷重係数（鉛直方向路面反力の係数）
ζ：旋回加速度（Ｇ）（旋回外側車輪の場合は＋、旋回内側車輪の場合は−）
Ｗｆ：前輪又は後輪軸荷重（Ｎ）
Ｈｇ：重心高さ（ｍｍ） 
Ｔｒ：トレッド（ｍｍ）
【００１９】
上式から判るように、旋回外側車輪の路面反力は旋回加速度の増加に伴い、Ｒ，Ｔ共に大きくなっていくが、旋回内側車輪の路面反力は旋回加速度が増加してもあまり大きくならない。
【００２０】
そこで、本実施形態のハブユニット軸受の支持構造では、上述したように、外輪１１の外周面及びナックル２１の内周面に、インボード側（車幅方向内側）に向けて次第に縮径するテーパ面２２，２３をそれぞれ設けて、旋回外側車輪のアキシアル荷重をテーパ面２２，２３で支持し、比較的小さな旋回内側車輪のアキシアル荷重を外輪１１のインボード側の端部外周面に装着されるテーパ止め輪２４で支持する。
【００２１】
これにより、ハブユニット軸受１０の交換を容易に行なうことができ、また、ナックル２１の内周面への複雑な加工が回避されて加工コスト、ひいてはハブユニット軸受１０の製造コストを低減することができる。
【００２２】
また、本実施形態のハブユニット軸受の支持構造では、車両の走行状態に応じてハブユニット軸受１０の予圧を自動調整することができる。一般に、車両の操縦安定性は軸受剛性が高いほど良くなり、軸受剛性は予圧が大きいほど高くなる。
【００２３】
しかしながら、予圧は軸受の回転トルクにも関与しており、予圧が高いほど回転トルクが高く、摩擦損失が多くなる。従って、理想的には車両の操縦安定性が問題になる旋回外側荷重負荷時には軸受剛性（予圧）が増加し、直線走行時、及び旋回内側荷重負荷時には軸受剛性（予圧）が低下することが望ましいが、本実施形態では、それを実現することが可能である。
【００２４】
即ち、旋回外側荷重負荷時には、軸受のアキシアル荷重により、外輪１１のテーパ面２２がナックル１４のテーパ面２３に強く押し付けられ、外輪１１の嵌め合い力が増加したのと同じ効果を生み、軸受の予圧が増加して、軸受剛性が増加する。逆に、旋回内側荷重負荷時には、外輪２のテーパ面２２がナックル１４のテーパ面２３から引き離され、軸受の予圧が低下して、軸受剛性が低下する。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態のハブユニット軸受の支持構造によれば、外輪１１の外周面及びナックル２１の内周面に、車幅方向内側に向けて次第に縮径するテーパ面２２，２３をそれぞれ設けるため、ナックル２１の内周面への複雑な加工が回避されて加工コスト、ひいてはハブユニット軸受１０の製造コストを低減することができ、車両の走行状態に応じてハブユニット軸受１０の予圧を自動調整することができる。
【００２６】
また、本実施形態のハブユニット軸受の支持構造によれば、外輪１１の装着溝２５にテーパ止め輪２４を着脱自在に装着して、外輪１１の軸方向の移動を規制しているため、テーパ止め輪２４を装着溝２５から取り外すことにより、ハブユニット軸受１０をナックル２１から容易に取り外すことができるので、ハブユニット軸受１０の交換を容易に行なうことができる。
【００２７】
なお、本実施形態の変形例として、図２に示すように、外輪１１のインボード側端部の外周面に雄ねじ部３０を形成し、この雄ねじ部３０に軸受ナット（ストッパ部材）３１を締結して、ハブユニット軸受１０をナックル２１に取り付けるようにしてもよい。この場合、ナックル２１のインボード側端部と軸受ナット３１との間にテーパワッシャ３２を介設する。これにより、雄ねじ部３０に軸受ナット３１を締め付けることにより、外輪１１の軸方向の移動を規制することができると共に、テーパワッシャ３２のテーパ形状のばね作用でハブユニット軸受１０の軸方向のガタつきを防止することができる。
【００２８】
ここで、本変形例では、雄ねじ部３０及び軸受ナット３１により本発明の規制手段を構成している。なお、外輪１１は、上記実施形態と同様、急進破壊や遅れ破壊を防ぐため、材質に機械用構造鋼を用い、外輪軌道面１１ａ，１１ａを高周波焼入れし、雄ねじ部３０は非焼入れとすることが好ましい。
【００２９】
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。
例えば、上記実施形態では、駆動輪用のハブユニット軸受に本発明を適用した場合を例示したが、これに限定されず、従動輪用のハブユニット軸受に本発明を適用してもよい。
また、上記実施形態では、外輪１１のインボード側端部に、ストッパ部材であるテーパ止め輪２４や軸受ナット３１を着脱自在に装着することにより、外輪１１の軸方向の移動を規制するようにしたが、これに限定されず、外輪１１のインボード側端部をナックル２１の端部に加締め固定することにより、外輪１１の軸方向の移動を規制するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るハブユニット軸受の支持構造及びハブユニット軸受の一実施形態を説明するための断面図である。
【図２】図１に示すハブユニット軸受の支持構造及びハブユニット軸受の変形例を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０      ハブユニット軸受
１１      外輪（外側部材）
１１ａ    外輪軌道面
１２      ハブ（内側部材）
１３      ハブ輪
１３ａ    内輪軌道面
１４      内輪
１４ａ    内輪軌道面
１５      フランジ
１６      ハブボルト
１７      小径段部
１８      転動体
１９      保持器
２０      等速ジョイント
２０ａ    駆動軸
２０ｂ    ハウジング
２１      ナックル
２２      テーパ面
２３      テーパ面
２４      テーパ止め輪（ストッパ部材、規制手段）
２５      装着溝（規制手段）
３０      雄ねじ部（規制手段）
３１      軸受ナット（ストッパ部材、規制手段）
３２      テーパワッシャ
【図１】
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【図２】
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