(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の転動体の転動によって車輪を回転可能に支持するハブユニットに前記車輪からの衝撃荷重が加わった後の前記転動体の転動時に発生する音量の指標値を予測する音量指標値予測方法であって、
前記ハブユニットは、前記車輪が取り付けられる内方部材と、車体側の支持部材に支持される外方部材とを有し、前記内方部材及び前記外方部材のそれぞれに前記複数の転動体が転動する軌道面が形成され、
前記転動体は、球状であり、前記内方部材と前記外方部材との間に複列に配置され、
前記ハブユニットの諸元に基づいて、前記衝撃荷重によって前記複数の転動体のそれぞれが前記内方部材及び前記外方部材のそれぞれの前記軌道面に押し付けられる面圧を算出するステップと、
前記算出された面圧によって前記内方部材及び前記外方部材のそれぞれの前記軌道面に発生する圧痕の接触角位置における深さの合計値を算出するステップと、
前記ハブユニットの諸元に基づいて、前記衝撃荷重が加わった際に前記複数の転動体のそれぞれについて肩乗り上げが発生する肩乗り上げ発生確率を算出するステップと、
前記算出した前記肩乗り上げ発生確率に基づいて、前記衝撃荷重による肩乗り上げによって前記複数の転動体に発生する突起の高さの合計値を算出するステップと、
前記算出した前記圧痕の深さの合計値及び前記算出した突起の高さの合計値を所定の演算式に適用して前記音量の指標値を演算するステップと、
を有するハブユニットの音量指標値予測方法。
【請求項２】
前記所定の演算式は、前記複列に配置された前記複数の転動体のうち前記車輪側の一方列の前記複数の転動体のピッチ円直径を変数として有する演算項を含む、
請求項１に記載のハブユニットの音量指標値予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハブユニットに衝撃荷重が発生した後の転動体の転動時に発生する異音の音量の指標値を予測する音量指標値予測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の車輪を回転可能に支持するハブユニットは、車輪が取り付けられる内方部材と、車体側の支持部材に支持される外方部材と、内方部材と外方部材との間に複列に配置され、内方部材及び外方部材のそれぞれに形成された軌道面を転動する複数の転動体とを有している。このようなハブユニットは、例えば車輪が縁石に乗り上げることによる衝撃荷重によって構成部品が変形すると、その後の走行時において異音が発生するおそれがある。この構成部品の変形として、具体的には、内方部材あるいは外方部材の軌道面に転動体が押し付けられることによる圧痕が挙げられる。そこで、このような異音の発生を抑制するための構成を備えたハブユニットが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のハブユニット（車輪用軸受装置）は、内方部材（内軸）に設けられた車輪取付用フランジが衝撃荷重によって変形したとき、この車輪取付用フランジを支持する突起部材が外方部材（外輪）と一体的に設けられている。突起部材は、車輪取付用フランジにおける車輪側とは反対側の面に接触し、車輪取付用フランジに負荷されたモーメント荷重を受け、これを分散させる。これにより、軌道面に生じる圧痕が抑制され、ひいては異音の発生が抑制される。
【０００４】
特許文献２に記載のハブユニット（車輪用軸受装置）は、複列に配置された球状の転動体のうち、車輪側に配置された一方側列の転動体の直径を他方側列の転動体の直径よりも大きくすると共に、一方側列における複数の転動体のピッチ円直径と他方側列における複数の転動体のピッチ円直径とが所定の関係を満たすように設定されている。
【０００５】
なお、上記のような構成を採用せず、単にハブユニットを大型化することによっても、衝撃荷重による圧痕の発生を抑制して異音を低減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】特開２０１４−１３４２３４号公報
【特許文献２】特開２０１５−１２１３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようなハブユニットでは、衝撃荷重による変形によって発生する異音を十分に抑制しようとすると、装置の大型化や重量の増大を招来してしまう。すなわち、衝撃荷重による異音の抑制効果と装置の小型軽量化とは二律背反の関係にあるため、これらをバランスよく満たす必要がある。
【０００８】
しかし、衝撃荷重による変形によってどの程度の大きさの異音が発生するかを実験によって評価するとすれば、様々な大きさの試作品を作成し、各試作品について衝撃荷重を加える実験を行わなければならない。このことは、費用面及び評価に掛かる時間の面で大きな負担となり得る。そこで、ハブユニットの諸元に基づいて、衝撃荷重による変形によって発生する異音の大きさを演算によって予測する手法の確立が要請されていた。
【０００９】
本発明は、この要請に応えるべくなされたものであり、その目的は、ハブユニットの諸元に基づいて、衝撃荷重による変形によって発生する異音の大きさを予測可能な音量指標値予測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の目的を達成するため、複数の転動体の転動によって車輪を回転可能に支持するハブユニットに前記車輪からの衝撃荷重が加わった後の前記転動体の転動時に発生する音量の指標値を予測する音量指標値予測方法であって、前記ハブユニットは、前記車輪が取り付けられる内方部材と、車体側の支持部材に支持される外方部材とを有し、前記内方部材及び前記外方部材のそれぞれに前記複数の転動体が転動する軌道面が形成され、前記転動体は、球状であり、前記内方部材と前記外方部材との間に複列に配置され、前記ハブユニットの諸元に基づいて、前記衝撃荷重によって前記複数の転動体のそれぞれが前記内方部材及び前記外方部材のそれぞれの前記軌道面に押し付けられる面圧を算出するステップと、前記算出された面圧によって前記内方部材及び前記外方部材のそれぞれの前記軌道面に発生する圧痕の接触角位置における深さの合計値を算出するステップと、前記ハブユニットの諸元に基づいて、前記衝撃荷重が加わった際に前記複数の転動体のそれぞれについて肩乗り上げが発生する肩乗り上げ発生確率を算出するステップと、前記算出した前記肩乗り上げ発生確率に基づいて、前記衝撃荷重による肩乗り上げによって前記複数の転動体に発生する突起の高さの合計値を算出するステップと、前記算出した前記圧痕の深さの合計値及び前記算出した突起の高さの合計値を所定の演算式に適用して前記音量の指標値を演算するステップと、を有するハブユニットの音量指標値予測方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るハブユニットの音量指標値予測方法によれば、ハブユニットの諸元に基づいて、衝撃荷重による変形によって発生する異音の大きさを予測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係るハブユニットが車両に組み付けられた状態を示すす断面図。
【図２】（ａ）は、ハブユニットに車輪からの衝撃荷重が加わったときのアウタ側転動体列の下部に位置する転動体をその周辺部と共に示す断面図。（ｂ）は、衝撃荷重によって損傷を受けた転動体を示す断面図。
【図３】（ａ）は、ハブユニットに車輪からの衝撃荷重が加わったときのインナ側転動体列の上部に位置する転動体をその周辺部と共に示す断面図。（ｂ）は、第２外側軌道面を示す図。（ｃ）は、第２外側軌道面の接触角位置における圧痕の深さを示す断面図。（ｄ）は、第２内側軌道面を示す図。（ｅ）は、第２内側軌道面の接触角位置における圧痕の深さを示す断面図。
【図４】軌道面における面圧と圧痕深さとの関係性を示す実験結果の一例を示すグラフ。
【図５】シミュレーション等の演算により求められる肩乗り上げ発生確率と、実際に発生した傷高さとの関係性を示す実験結果の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図５を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
【００１４】
（ハブユニットの全体構成）
図１は、本発明の実施の形態に係るハブユニット１が車両に組み付けられた状態を示すす断面図である。図１では、車両に搭載されたハブユニット１を、その周辺部と共に示している。図１では、図面下側が鉛直方向の下方にあたり、図面上側が鉛直方向の上方にあたる。以下の説明において、「上」及び「下」とは、鉛直方向の上下をいうものとする。
【００１５】
このハブユニット１は、車体側の支持部材としてのナックル９１に対して、車輪９２をブレーキロータ９３と共に回転可能に支持するために用いられる。車輪９２は、鉄等の金属からなるホイール９２１と、ゴム製のタイヤ９２２とを有している。以下、ハブユニット１において、車輪９２が取り付けられる側（図１の左側）を車両アウタ側といい、その反対側（図１の右側）を車両インナ側という。
【００１６】
ハブユニット１は、車両インナ側のナックル９１に取り付けられる筒状の外方部材２と、車輪９２のホイール９２１がブレーキロータ９３と共に取り付けられる内方部材３と、外方部材２と内方部材３との間に複列に配置された複数の転動体４とを備えている。外方部材２の車両アウタ側の端部にはシール部材５が取り付けられている。外方部材２の車両インナ側の端部はカバー部材６によって閉塞されている。また、ハブユニット１は、車輪９２の回転速度を検出するための部材として、内方部材３と一体に回転する磁性リング７１と、磁性リング７１に対向して配置された磁界センサ７２とを有している。磁界センサ７２は、カバー部材６に固定されている。
【００１７】
転動体４は、外方部材２と内方部材３との間に複列に配置されている。以下、車両アウタ側の複数の転動体４からなる転動体列をアウタ側転動体列４ａといい、車両インナ側の複数の転動体４からなる転動体列をインナ側転動体列４ｂという。転動体４は、球状であり、外方部材２及び内方部材３と共に複列玉軸受を構成する。転動体４の材料としては、例えば高炭素クロム軸受鋼材「ＳＵＪ２」が用いられる。
【００１８】
外方部材２は、円筒状の筒部２１、及び筒部２１から外方に突出してナックル９１に取り付けられるフランジ部２２を一体に有している。筒部２１の内周には、アウタ側転動体列４ａの転動体４を転動させる第１外側軌道面２ａと、インナ側転動体列４ｂの転動体４を転動させる第２外側軌道面２ｂとが形成されている。フランジ部２２には、ナックル９１に設けられたねじ穴９１０に螺合するボルト９０の軸部９０１を挿通させるボルト挿通孔２２０が形成されている。ボルト９０の頭部９０２は、フランジ部２２の車両アウタ側の端面に当接する。外方部材２の材料としては、例えば高炭素鋼「Ｓ５５Ｃ」が用いられる。なお、外方部材２は、複数のボルト９０によってナックル９１に固定されるが、図１では、このうち１つのボルト９０を図示している。
【００１９】
内方部材３は、回転軸線Ｏを中心として外方部材２に対して回転可能に配置されている。内方部材３の外周には、アウタ側転動体列４ａの転動体４を転動させる第１内側軌道面３ａと、インナ側転動体列４ｂの転動体４を転動させる第２内側軌道面３ｂとが形成されている。第１内側軌道面３ａは外方部材２の第１外側軌道面２ａに対向し、第２内側軌道面３ｂは外方部材２の第２外側軌道面２ｂに対向する。
【００２０】
本実施の形態では、内方部材３がハブ輪３１及び環状の内輪部材３２からなる。ハブ輪３１は、車輪９２が取り付けられる車輪取付フランジ部３１１と、外方部材２の内側に配置される胴部３１３と、車輪取付フランジ部３１１と胴部３１３とを連結する連結部３１２とを一体に有している。車輪取付フランジ部３１１には、車輪取付用のハブボルト３３が圧入される複数の圧入孔３１０が形成されている。ハブ輪３１の材料としては、例えば高炭素鋼「Ｓ５５Ｃ」が用いられる。内輪部材３２の材料としては、例えば高炭素クロム軸受鋼材「ＳＵＪ２」が用いられる。
【００２１】
ハブボルト３３は、軸部３３１が圧入孔３１０に圧入され、頭部３３２が車輪取付フランジ部３１１の車両インナ側の端面に当接している。また、ハブボルト３３の軸部３３１は、車輪９２のホイール９２１に形成された挿通孔９２０、及びブレーキロータ９３に形成された挿通孔９３０に挿通されている。軸部３３１の先端部には、ホイールナット９４が螺合する。
【００２２】
胴部３１３は、車輪取付フランジ部３１１側の大径部３１４と、車輪取付フランジ部３１１側とは反対側の小径部３１５とを有している。大径部３１４の外周面には、第１内側軌道面３ａが形成されている。小径部３１５の外周面には、内輪部材３２が嵌着されている。内輪部材３２は、小径部３１５の一部を塑性変形させた加締め部３１５ａによってハブ輪３１に固定されている。内輪部材３２の外周面には、第２内側軌道面３ｂが形成されている。
【００２３】
アウタ側転動体列４ａの複数の転動体４は、第１保持器４３によって転動可能に保持されている。インナ側転動体列４ｂの複数の転動体４は、第２保持器４４によって転動可能に保持されている。第１保持器４３は、アウタ側転動体列４ａの複数の転動体４を等間隔に保持し、第２保持器４４は、インナ側転動体列４ｂの複数の転動体４を等間隔に保持している。アウタ側転動体列４ａの転動体４とインナ側転動体列４ｂの転動体４とは、直径（玉径）が同じであってもよく異なっていてもよい。また、アウタ側転動体列４ａの転動体４の数とインナ側転動体列４ｂの転動体４の数は、同じでもよく異なっていてもよい。
【００２４】
なお、本実施の形態では、内方部材３が１つの内輪部材３２を有しているが、これに限らず、内方部材３が２つの内輪部材を有し、このうち一方の内輪部材に第１内側軌道面３ａが形成され、他方の内輪部材に第２内側軌道面３ｂが形成されていてもよい。
【００２５】
上記のように構成されたハブユニット１は、例えば車輪９２が縁石に乗り上げた際などに、車輪９２からの衝撃荷重が加わることがある。図１では、この衝撃荷重が加わる方向を矢印Ａで示している。このような衝撃荷重は、車輪９２から内方部材３に伝わり、内方部材３には、回転軸線Ｏと直交する方向へのモーメント荷重が作用する。このため、アウタ側転動体列４ａの下部に位置する転動体４、及びインナ側転動体列４ｂの上部に位置する転動体４は、外方部材２及び内方部材３から圧縮荷重を受ける。
【００２６】
図２（ａ）は、ハブユニット１に車輪９２からの衝撃荷重が加わったときのアウタ側転動体列４ａの下部に位置する転動体４をその周辺部と共に示す断面図である。図２（ｂ）は、この衝撃荷重によって損傷を受けた転動体４を示す断面図である。
【００２７】
ハブユニット１が車輪９２から衝撃荷重を受けると、アウタ側転動体列４ａの下部に位置する転動体４は、内方部材３に作用するモーメント荷重によって第１外側軌道面２ａの肩部２０ａと第１内側軌道面３ａの肩部３０ａとの間に挟まれる。そして、衝撃荷重が大きい場合には、肩乗り上げが発生する。ここで、肩乗り上げとは、転動体４が第１外側軌道面２ａの肩部２０ａの角部２１ａ及び第１内側軌道面３ａの肩部３０ａの角部３１ａの一方又は両方に当接することをいう。この肩乗り上げが発生すると、転動体４にエッジロード（角当たりによる過大応力）が作用する。
【００２８】
図２（ｂ）では、この肩乗り上げにより、第１受傷部４１及び第２受傷部４２が形成された転動体４の断面を示している。第１受傷部４１は、第１外側軌道面２ａの角部２１ａとの当接により形成された傷であり、第２受傷部４２は、第１内側軌道面３ａの角部３１ａとの当接により形成された傷である。第１受傷部４１には、第１外側軌道面２ａの角部２１ａとの当接によって窪んだ窪部４１１が形成されると共に、この窪部４１１の近傍に素材の流動による突部４１２が形成される。第２受傷部４２についても同様に、第１内側軌道面３ａの角部３１ａとの当接によって窪んだ窪部４２１が形成されると共に、この窪部４２１の近傍に素材の流動による突部４２２が形成される。
【００２９】
図２（ｂ）に示す例では、転動体４に損傷が発生する前の転動体４の外周面からの第２受傷部４２における突部４２２の突出高さが、第１受傷部４１における突部４１２の突出高さよりも高い。以下、これらの突部４１２，４２２のうち最も突出高さが高い部位の高さを「傷高さ」という。図２（ｂ）では、第２受傷部４２を拡大して示し、この拡大した部分において損傷が発生する前の転動体４の外周面を二点鎖線で示している。また、図２（ｂ）では、傷高さｈ１を、二点鎖線で示す損傷前の転動体４の外周面から第２受傷部４２の突部４２２の先端までの距離として示している。
【００３０】
このような第１受傷部４１及び第２受傷部４２は、アウタ側転動体列４ａの複数の転動体４のうち最も下方に位置する転動体４のみならず、その周辺の転動体４にも発生し得る。それぞれの転動体４において、傷高さｈ１はエッジロードが大きいほど高くなる。
【００３１】
一方、インナ側転動体列４ｂでは、ハブユニット１に車輪９２からの衝撃荷重が加わったとき、上部における転動体４が第２外側軌道面２ｂ及び第２内側軌道面３ｂに押し付けられる。これにより、第２外側軌道面２ｂ及び第２内側軌道面３ｂに圧痕が発生する。
【００３２】
図３（ａ）は、ハブユニット１に車輪９２からの衝撃荷重が加わったときのインナ側転動体列４ｂの上部に位置する転動体４をその周辺部と共に示す断面図である。また、図３（ａ）では、転動体４と第２外側軌道面２ｂ及び第２内側軌道面３ｂとの接触角をθで示している。また、図３（ａ）では、回転軸線Ｏに直交する第１の仮想直線Ｌ１、及びこの第１の仮想直線Ｌ１に接触角θを以って交差する第２の仮想直線Ｌ２を二点鎖線で示している。
【００３３】
第２の仮想直線Ｌ２は、ハブユニット１に衝撃荷重が加わっていない通常時において、第２外側軌道面２ｂと転動体４との接触楕円の中心位置、及び第２内側軌道面３ｂと転動体４との接触楕円の中心位置に交差する。以下、第２の仮想直線Ｌ２が第２外側軌道面２ｂ及び第２内側軌道面３ｂに交差する位置を「接触角位置」という。また、第２外側軌道面２ｂ及び第２内側軌道面３ｂの接触角位置における圧痕の深さ（第２外側軌道面２ｂ，第２内側軌道面３ｂに垂直な方向の深さ）を「圧痕深さ」という。
【００３４】
図３（ｂ）は、第２外側軌道面２ｂを示す図である。第２外側軌道面２ｂは、実際には曲面であるが、図３（ｂ）では説明の容易化のため、第２外側軌道面２ｂを平面状に展開した状態で示している。また、図３（ｂ）では、第２外側軌道面２ｂの接触角位置を一点鎖線で示している。
【００３５】
図３（ｂ）に示すように、第２外側軌道面２ｂには、ハブユニット１に衝撃荷重が加わったとき、複数の転動体４が押し付けられることによる複数の圧痕が形成される。図３（ｂ）では、５つの圧痕が形成された場合を図示している。これらの圧痕は、第２外側軌道面２ｂの幅方向（図３（ｂ）の左右方向）に長い楕円状である。
【００３６】
以下、これら５つの圧痕を第１乃至第５の圧痕８０〜８４として説明する。第１乃至第５の圧痕８０〜８４の並び方向（第２外側軌道面２ｂの周方向）において、第１の圧痕８０は中央部に、第４及び第５の圧痕８３，８４は両端部に、それぞれ形成されている。第２の圧痕８１は第１の圧痕８０と第４の圧痕８３との間に形成され、第３の圧痕８２は第１の圧痕８０と第５の圧痕８４との間に形成されている。
【００３７】
第１の圧痕８０は、インナ側転動体列４ｂの複数の転動体４のうち、車輪９２に衝撃荷重が加わる位置の反対側にあたる転動体４によって形成された圧痕である。第２外側軌道面２ｂは、この転動体４との接触部において最も高い面圧を受ける。第２外側軌道面２ｂの幅方向における第１乃至第５の圧痕８０〜８４の長さ（圧痕長さ）は、転動体４から受ける面圧が高いほど長くなる。すなわち、第１の圧痕８０から離れるほど、転動体４から受ける面圧が低くなり、圧痕長さが短くなる。
【００３８】
また、前述のように、ハブユニット１が車輪９２から衝撃荷重を受けると、内方部材３にモーメント荷重が作用し、内方部材３が外方部材２に対して僅かに傾く。これにより、第２外側軌道面２ｂの幅方向における第１乃至第５の圧痕８０〜８４の中心位置は、接触角位置よりも車両アウタ側に偏位する。
【００３９】
図３（ｃ）は、第２外側軌道面２ｂの接触角位置における第１乃至第５の圧痕８０〜８４の深さを示す断面図である。第２及び第３の圧痕８１，８２の圧痕深さｄ１，ｄ２は、第４及び第５の圧痕８３，８４の圧痕深さｄ３，ｄ４よりも深く、第１の圧痕８０の圧痕深さｄ０は、第２及び第３の圧痕８１，８２の圧痕深さｄ１，ｄ２よりもさらに深い。
【００４０】
図３（ｄ）は、第２内側軌道面３ｂを示す図である。図３（ｄ）では、図３（ｂ）と同様に、第２内側軌道面３ｂを平面状に展開した状態で示し、接触角位置を一点鎖線で示している。
【００４１】
図３（ｄ）に示すように、第２内側軌道面３ｂにも、ハブユニット１に衝撃荷重が加わったとき、複数の転動体４が押し付けられることによる複数の圧痕が形成される。以下、第２内側軌道面３ｂにおける複数（５つ）の圧痕を第６乃至第１０の圧痕８５〜８９として説明する。第６乃至第１０の圧痕８５〜８９の並び方向（第２内側軌道面３ｂの周方向）において、第６の圧痕８５は中央部に、第９及び第１０の圧痕８８，８９は両端部に、それぞれ形成されている。第７の圧痕８６は第６の圧痕８５と第９の圧痕８８との間に形成され、第８の圧痕８７は第６の圧痕８５と第１０の圧痕８９との間に形成されている。
【００４２】
第６の圧痕８５は、インナ側転動体列４ｂの複数の転動体４のうち、車輪９２に衝撃荷重が加わる位置の反対側にあたる転動体４によって形成された圧痕である。第２内側軌道面３ｂの幅方向における第６乃至第１０の圧痕８５〜８９の長さ（圧痕長さ）は、転動体４から受ける面圧が高いほど長くなる。第２内側軌道面３ｂの幅方向における第６乃至第１０の圧痕８５〜８９の中心位置は、接触角位置よりも車両インナ側に偏位する。
【００４３】
図３（ｅ）は、第２内側軌道面３ｂの接触角位置における第６乃至第１０の圧痕８５〜８９の深さを示す断面図である。第７及び第８の圧痕８６，８７の圧痕深さｄ６，ｄ７は、第９及び第１０の圧痕８８，８９の圧痕深さｄ８，ｄ９よりも深く、第６の圧痕８５の圧痕深さｄ５は、第７及び第８の圧痕８６，８７の圧痕深さｄ６，ｄ７よりもさらに深い。
【００４４】
以上のように、ハブユニット１に車輪９２からの衝撃荷重が加わることにより転動体４が傷つき、第２外側軌道面２ｂ及び第２内側軌道面３ｂに圧痕が発生すると、その後の走行時における転動体４の転動によって異音が発生する。この異音は、転動体４の傷高さが高く、圧痕深さが深いほど大きくなる。本実施の形態では、以下に示す音量指標値予測方法により、ハブユニット１の諸元に基づいて異音の大きさを示す音量の指標値を演算により予測する。
【００４５】
（音量指標値予測方法）
本実施の形態では、以下に説明する第１乃至第５ステップによって、ハブユニット１に車輪９２からの衝撃荷重が加わった後の転動体４の転動時に発生する音量の指標値（音量指標値）を予測する。本実施の形態では、ハブユニット１の諸元に基づいてこの音量指標値を予測する。このハブユニット１の諸元には、各部の材質、アウタ側転動体列４ａの転動体４のピッチ円直径、インナ側転動体列４ｂの転動体４のピッチ円直径、アウタ側転動体列４ａ及びインナ側転動体列４ｂの転動体４の直径、ならびに各軌道面（第１外側軌道面２ａ、第２外側軌道面２ｂ、第１内側軌道面３ａ、及び第２内側軌道面３ｂ）の曲率及び肩高さが含まれる。
【００４６】
ここで、軌道面の曲率は、外方部材２及び内方部材３の中心軸線（回転軸線Ｏ）を含む断面における軌道面の曲率である。軌道面の肩高さは、外方部材２及び内方部材３において転動体４の肩乗り上げが発生する可能性のある肩部の軌道面の最深部からの径方向高さである。図２（ａ）では、第１外側軌道面２ａの肩高さｈ２及び第１内側軌道面３ａの肩高さｈ３を図示している。
【００４７】
第１ステップは、ハブユニット１の諸元に基づいて、衝撃荷重によって複数の転動体４のそれぞれが外方部材２及び内方部材３のそれぞれの軌道面に押し付けられる面圧を算出するステップである。この面圧の算出は、例えば荷重解析に基づく強度シミュレーションによって行うことができる。また、面圧の算出は、少なくとも第２外側軌道面２ｂ及び第２内側軌道面３ｂについて行う。その理由は、第２外側軌道面２ｂ及び第２内側軌道面３ｂでは、接触角位置に当たる位置に圧痕が発生しやすいためである。第１外側軌道面２ａ及び第１内側軌道面３ａについては、圧痕が発生する位置が角部２１ａ，３１ａの近傍であり、接触角位置から離れやすいので、必ずしもこの面圧の算出を行わなくともよい。ただし、第１外側軌道面２ａ及び第１内側軌道面３ａについても面圧を算出し、算出した結果を以降の演算に用いれば、音響指標値の予測精度を高めることができる。
【００４８】
第２ステップは、第１ステップにおいて算出された面圧によって、外方部材２及び内方部材３の軌道面に発生する圧痕の接触角位置における深さ（圧痕深さ）の合計値を算出するステップである。図３に示す例では、第２外側軌道面２ｂに第１乃至第５の圧痕８０〜８４が発生し、第２内側軌道面３ｂに第６乃至第１０の圧痕８５〜８９が発生するので、これら第１乃至第１０の圧痕８０〜８９のそれぞれの圧痕深さｄ０〜ｄ９を足し合わせて合計値を算出する。これらの圧痕深さｄ０〜ｄ９は、転動体４から受ける面圧が高いほど深くなるので、第１ステップにおいて算出された面圧に基づいて求めることができる。
【００４９】
本実施の形態では、軌道面における面圧と圧痕深さとの関係を予め実験により測定しておき、この実験結果を統計処理して得られた関係情報に面圧の値を適用して圧痕深さを演算する。この関係情報は、例えばマップ形式あるいは所定の演算式として定義され、記憶装置に記憶されている。
【００５０】
図４は、軌道面における面圧と圧痕深さとの関係性を示す実験結果の一例を示すグラフである。図４において、「◇」は測定点を示し、太線で示す曲線は最小二乗法によって求められた近似曲線である。このように、軌道面における面圧の大きさと圧痕深さとの間には相関関係があるので、これらの関係を示す関係情報に基づいて、第１ステップにおいて算出された面圧から各軌道面に発生する圧痕深さの合計値を算出することが可能である。なお、この関係情報は、外方部材２及び内方部材３のそれぞれに対応して定義することが望ましい。
【００５１】
また、第１外側軌道面２ａ及び第１内側軌道面３ａについても面圧を算出した場合には、第１外側軌道面２ａ及び第１内側軌道面３ａに発生する圧痕の接触角位置における深さ（圧痕深さ）を求め、これらを足し合わせた値を上記の合計値に合算する。この場合、第１内側軌道面３ａの表面硬さと第２内側軌道面３ｂの表面硬さとが異なるので、そのそれぞれについて関係情報を定義することが望ましい。
【００５２】
第３ステップは、ハブユニット１の諸元に基づいて、衝撃荷重が加わった際に複数の転動体４のそれぞれについて肩乗り上げが発生する肩乗り上げ発生確率を算出するステップである。本実施の形態では、この肩乗り上げ発生確率の算出を、アウタ側転動体列４ａの複数の転動体４のそれぞれについて行う。肩乗り上げ発生確率は、所定の衝撃荷重が発生した際に、アウタ側転動体列４ａにおける複数の転動体４のそれぞれの位置において肩乗り上げが発生する確率をいう。この肩乗り上げ発生確率は、衝撃荷重の発生位置に近い転動体４ほど高くなる。肩乗り上げ発生確率の算出は、第１ステップと同様に、例えばシミュレーションによって行うことができる。なお、インナ側転動体列４ｂの複数の転動体４についても、同様に肩乗り上げ発生確率を演算してもよい。
【００５３】
第４ステップは、第３ステップで算出した肩乗り上げ発生確率に基づいて、衝撃荷重による肩乗り上げによって複数の転動体４に発生する傷高さの合計値を算出するステップである。すなわち、アウタ側転動体列４ａにおける複数の転動体４について、傷高さｈ１（図２（ｂ）参照）を演算し、その合計値を演算する。
【００５４】
図５は、シミュレーション等の演算により求められる肩乗り上げ発生確率と、実際に発生した傷高さとの関係性を示す実験結果の一例を示すグラフである。このグラフでは、転動体４の直径が１２．７ｍｍの場合、及び１１．１ｍｍの場合について、肩乗り上げ発生確率と傷高さとの関係を示している。図５において、「◇」は転動体４の直径が１２．７ｍｍの場合の測定点を示し、その近似直線を実線で示している。また、図５において、「□」は転動体４の直径が１１．１ｍｍの場合の測定点を示し、その近似直線を破線で示している。
【００５５】
このように、肩乗り上げ発生確率が高いほど、また転動体４の直径が小さいほど、傷高さが高くなる傾向にある。したがって、このような相関関係に基づいて肩乗り上げ発生確率と傷高さとの関係情報を予め定義しておき、その関係情報に第３ステップで算出した肩乗り上げ発生確率を適用することで、傷高さを求めることができる。そして、各転動体４について求めた傷高さを足し合わせて傷高さの合計値とする。なお、肩乗り上げ発生確率が例えば５％未満の場合には、その転動体４についての傷高さをゼロとして演算してもよい。
【００５６】
第５ステップは、第２ステップで算出した圧痕深さの合計値及び第４ステップで算出した傷高さの合計値を所定の演算式に適用して音量指標値を演算するステップである。この演算式の一例を、下記の式（１）に示す。
Ｙ＝Ｋ１×Ｘ１＋Ｋ２×Ｘ２  ・・・（１）
ここで、Ｙは音量指標値であり、その値が大きいほど発生する異音の音量が大きいことを示す。Ｘ１は第２ステップで算出した圧痕深さの合計値であり、Ｘ２は第４ステップで算出した傷高さの合計値である。Ｘ１，Ｘ２の単位は例えばμｍである。Ｋ１及びＫ２は、重回帰分析によって求められた定数である。すなわち、式（１）は重回帰式である。なお、重回帰分析とは、複数のサンプルデータを所定の演算式に当てはめて、従属変数（Ｙ）の誤差が最小になるように各独立変数（Ｘ１，Ｘ２）の係数（Ｋ１，Ｋ２）を求める手法である。
【００５７】
また、音量指標値を演算するための演算式として、簡略化した下記の式（２）を用いることもできる。
Ｙ＝Ｋ×（Ｘ１＋Ｘ２）  ・・・（２）
ここで、Ｋは定数であり、重回帰分析によって定めることができる。この場合、音響指標値（Ｙ）は、圧痕深さの合計値（Ｘ１）と傷高さの合計値（Ｘ２）とを足し合わせた総合計値に比例した値となる。
【００５８】
またさらに、第５ステップにおいて用いる演算式として、アウタ側転動体列４ａの複数の転動体４のピッチ円直径を変数（独立変数）として有する演算項を含む重回帰式を用いてもよい。この場合の演算式の例を下記の式（３）に示す。
Ｙ＝Ｋ１×Ｘ１＋Ｋ２×Ｘ２＋Ｋ３×Ｘ３  ・・・（３）
ここで、Ｘ３はアウタ側転動体列４ａの複数の転動体４のピッチ円直径であり、その単位は例えばｍｍである。Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３は、重回帰分析によって求められる定数である。なお、Ｋ３は、その値が負（マイナス）である。これは、アウタ側転動体列４ａの複数の転動体４のピッチ円直径が大きいほど音響指標値（Ｙ）が小さくなるためである。
【００５９】
なお、式（３）の一部を式（２）のように簡略化し、下記の式（４）のようにしてもよい。
Ｙ＝Ｋ×（Ｘ１＋Ｘ２）＋Ｋ３×Ｘ３  ・・・（４）
この演算式においても、定数Ｋ及びＫ３は、上記と同様に重回帰分析によって定められる。
【００６０】
以上説明した第１乃至第５ステップによって、ハブユニット１の音量指標値を予測することができる。そして、この音量指標値が目標値を上回った場合には、例えばアウタ側転動体列４ａの転動体４のピッチ円直径等のハブユニット１の諸元を見直し、再度ハブユニット１の音量指標値を予測する。そして、この繰り返しによって、異音を抑制しながらも大きさや重量の増大が抑制されたハブユニット１を設計することが可能となる。
【００６１】
（実施の形態の効果）
以上説明した実施の形態によれば、ハブユニット１の諸元に基づいて、衝撃荷重による変形によって発生する異音の大きさを予測することが可能となる。また、本実施の形態によれば、シミュレーションにより求めることができる第２外側軌道面２ｂ及び第２内側軌道面３ｂの面圧ならびに肩乗り上げ発生確率に基づいて、圧痕深さの合計値ならびに傷高さの合計値を求め、これらの合計値を重回帰式に適用して音量指標値を求めるので、容易かつ正確に音量指標値を求めることが可能となる。またさらに、圧痕深さとして、圧痕の最大深さではなく、接触角位置における圧痕の深さを用いるので、音量指標値の正確性がより高まる。
【００６２】
（付記）
以上、本発明を実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【００６３】
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。上記実施の形態では、ハブユニット１が、従動輪用のものとして構成された場合について説明したが、駆動輪用のハブユニットについても本発明を適用して音量指標値を求めることが可能である。この場合、ハブ輪３１には、ドライブシャフトに設けられた等速ジョイントの軸部が相対回転不能に嵌合される嵌合孔が形成される。
【符号の説明】
【００６４】
１…ハブユニット                            ２…外方部材
２ａ…第１外側軌道面                        ２ｂ…第２外側軌道面
３…内方部材                                ３ａ…第１内側軌道面
３ｂ…第２内側軌道面                        ４…転動体
４ａ…アウタ側転動体列（車輪側の一方列）    ４ｂ…インナ側転動体列
８０〜８９…第１乃至第１０の圧痕            ９１…ナックル（支持部材）
９２…車輪                                  ｄ０〜ｄ９…圧痕深さ
ｈ１…傷高さ
【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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