(57)【要約】【課題】  自身に取り付けて使用されるブレーキディスクロータに対し、より優れた冷却機能を有し、かつ安価に構成可能なハブユニットを提供する。【解決手段】  ハブホイール４の車輪取付フランジ４ａの車両インナ側の主表面に、当該車輪取付フランジ４ａに取り付け予定されるブレーキディスクに送風するための、該フランジ周方向に配列する複数の翼片４１からなる送風ファン構造を設ける。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側に非回転に取り付けられる外輪と、この外輪と同心配置されるハブホイールと、前記ハブホイールの少なくとも車両インナ側端部の外周面に嵌着される内輪とを備え、該内輪又は前記ハブホイールと前記外輪との間にて周方向に配列する複数の転動体からなる転動体列を配置したハブユニットにおいて、
前記ハブホイールが、アキシャル方向において車両アウタ側端部が外輪から突出する本体部と、該本体部の車両アウタ側端部にてその外周面からラジアル方向に延出しブレーキディスクが取付けられる車輪取付フランジとを有し、該車輪取付フランジの車両インナ側の主表面には、ブレーキディスクに送風するための、該フランジ周方向に配列する複数の翼片からなる送風ファン構造が形成されてなることを特徴とするハブユニット。
【請求項２】
前記車輪取付フランジは、ラジアル方向中央領域が前記車輪取付フランジへの装着面部をなし、かつ該装着面部の外周縁から車両インナ側へ延出する周方向の側壁部とからなるカップ状の取付部と、該取付部の前記側壁部の車両インナ側端部周縁からラジアル方向外向きに延出するブレーキディスク部とを有し、かつ前記取付部の前記側壁部に送風孔が貫通形成されたものである請求項１記載のハブユニット。
【請求項３】
前記車輪取付フランジの前記車両インナ側主表面に前記送風ファン構造の前記翼片が鍛造により一体形成されてなる請求項１又は請求項２に記載のハブユニット。
【請求項４】
前記送風ファン構造が、前記車輪取付フランジとは別体のファンベースプレートに前記翼片が一体形成された送風ファンアセンブリと、前記ファンベースプレートを前記車輪取付フランジの前記車両インナ側主表面に結合する結合手段とを有する請求項１又は請求項２に記載のハブユニット。
【請求項５】
前記ファンベースプレートには前記ハブホイールの前記本体部を貫通させるハブ貫通孔が形成されるとともに、該ハブ貫通孔の内周縁には、前記外輪の車両アウタ側端面と前記車輪取付フランジの車両インナ側主表面との対向隙間を経て前記外輪の外周面を覆う筒状の被覆壁部が車両インナ側に突出形成されている請求項４に記載のハブユニット。
【請求項６】
前記送風ファンアセンブリがステンレス鋼にて構成されている請求項４又は請求項５に記載のハブユニット。
【請求項７】
前記送風ファンアセンブリは形状記憶合金により、前記翼片が前記ファンベースプレートと第一角度をなす高温側記憶形状と、前記翼片が前記ファンベースプレートと前記第一角度よりも小さい第二角度をなす低温側記憶形状とを有するものとして構成されてなる請求項４又は請求項５に記載のハブユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はハブユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００５−２３３４０５号公報
【特許文献２】特開２００３−１２０７３２号公報
【０００３】
自動車用のハブユニットは、外輪がその外周面に形成されたハブ取付フランジにより車体側のナックルに固定される一方、内輪が組み込まれたハブホイールが車軸先端のハブ装着部に一体回転可能に取り付けられ、そのハブホイールの車両アウタ側に形成された車輪取付フランジにタイヤホイール（車輪）とともにブレーキディスクが取り付けられるようになっている（特許文献１）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、自動車の制動性向上に対する要求が厳しくなっており、また、車両性能自体の向上によりブレーキシステムに対する負荷も増してきている。こうした背景を受け、自動車のディスクブレーキにおいては、その放熱性の更なる改善が求められている。具体的には、通風機能を備えたベンチレーテッド型ブレーキディスクロータ（例えば、特許文献２）を採用したり、さらに冷却が必要な場合は送風用のエアダクトを配設したりすることも行われている。しかし、ブレーキディスクロータに通風機能を設けるだけでは冷却効果は不十分であり、エアダクトの配設はコストアップを免れ得ない問題がある。
【０００５】
本発明の課題は、自身に取り付けて使用されるブレーキディスクに対し、より優れた冷却機能を有し、かつ安価に構成可能なハブユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
本発明のハブユニットは、車軸の車両アウタ側端部に取り付けて使用され、車体側に非回転に取り付けられる外輪と、この外輪と同心配置されるハブホイールと、ハブホイールの少なくとも車両インナ側端部の外周面に嵌着される内輪とを備え、該内輪又はハブホイールと外輪との間にて周方向に配列する複数の転動体からなる転動体列を配置したハブユニットにおいて、上記の課題を解決するために、ハブホイールが、アキシャル方向において車両アウタ側端部が外輪から突出する本体部と、該本体部の車両アウタ側端部にてその外周面からラジアル方向に延出する周方向の車輪取付フランジが形成され、該車輪取付フランジの車両インナ側の主表面に、当該車輪取付フランジに取り付け予定されるブレーキディスクに送風するための、該フランジ周方向に配列する複数の翼片からなる送風ファン構造が形成されてなることを特徴とする。
【０００７】
本発明においては、従来、車輪取付用ボルトの座面程度にしか利用されてこなかったハブホイールの車輪取付フランジの裏面（車両インナ側主表面）スペースを利用して、ここに当該車輪取付フランジに取り付け予定されるブレーキディスクに送風するためのフランジ周方向に配列する複数の翼片からなる送風ファン構造を形成した。これにより、送風ファン構造によるブレーキディスクの強制冷却が可能となり、しかもその送風ファン構造は、ハブホイールの回転を利用して駆動されるので送風駆動源が不要であり、安価に構成できる。また、車輪取付フランジの裏面（車両インナ側主表面）スペースを利用するので省スペース化にも寄与する。さらに、副次的な効果として、車輪取付フランジの裏面側にて、ラジアル方向外向きの強制気流が生ずるので、泥はねや洗車時の水流がハブホイールにかかった場合も、水滴が該気流に押し戻されやすく、該強制気流により車輪取付フランジの車両インナ側端面と外輪の車両アウタ側端面との対向隙間に水滴が侵入する不具合を生じにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。尚、本発明において、車両インナ側とは図１における右側を示し、車両アウタ側とは図１における左側を示す。
図１は、本発明の一実施形態に係るハブユニット１００の断面図である。
ハブユニット１００は、車体側に非回転に取り付けられる外輪５と、この外輪５と同心配置されるハブホイール４と、ハブホイール４の少なくとも車両インナ側端部の外周面に嵌着される内輪４ａとを備え、該内輪４ａ又はハブホイール４と外輪５との間にて周方向に配列する複数の転動体９からなる転動体列を配置したものである。ハブホイール４は、アキシャル方向において車両アウタ側端部が外輪５から突出する本体部４ｍと、該本体部４ｍの車両アウタ側端部にてその外周面からラジアル方向に延出する周方向の車輪取付フランジ４ａとを有し、該車輪取付フランジ４ａの車両インナ側の主表面４ｂに、当該車輪取付フランジ４ａに取り付け予定されるブレーキディスクに送風するための、該フランジ周方向に配列する複数の翼片４１からなる送風ファン構造が形成されている。
【０００９】
なお、この実施形態におけるハブユニット１００は従動輪側のものであり、本体部４ｍが車両インナ側で途切れた中実部材として車軸に兼用されている。ただし、本発明は、ハブホイール４の本体部４ｍの中心を軸方向に貫通する挿通孔を形成し、自動車側の駆動車軸の先端をこの挿通孔に挿通し、スプライン結合する駆動輪側の構成にも適用できる。
【００１０】
ハブユニット１の軸受部は複列外向きアンギュラ玉軸受とされており、本体部４ｍの車両インナ側の端部外周面には嵌合する単列用の内輪５が嵌合し、インナ側の軌道面５１が形成されている。他方、アウタ側の軌道面５３は、本体部４ｍの外周面に直接形成されている（ただし、当該軌道面５３も、別の単列用内輪で形成してもよい）。また、外輪５の内周面には、これら軌道面５１，５３に対応する軌道面５２Ａ，５２Ｂが形成される。また、複数の転動体９からなる２つの転動体列にはそれぞれ保持器５ｄが設けられている。車輪取付フランジ４ａは、タイヤホイール７０及びブレーキディスクロータ６０の取付けに用いる車輪取付けボルト８が圧入嵌合されるボルト孔８ｈが複数形成され、該車輪取付フランジ４ａの車両アウタ側主表面４ｂから突出する車輪取付ボルト８により、タイヤホイール７０及びブレーキディスクロータ６０が車両取付けフランジ４ａの車両アウタ側主表面４ｂに取付けられる。外輪５とハブホイール４との間に形成された転動体配置用の環状空間は、そのアキシャル方向前端側及び後端側がリング状のシール部材５４及び５５により、外輪５に対するハブホイール４の相対回転を許容した状態で密封されている。シール部材５４及び５５は、いずれもＬ字型断面の１対の金属フレーム（スリンガ）の一方の内面側にゴムシールを接着し、該ゴムシールを他方の金属フレームに対して回転摺動可能となるように組み合わせた周知の構造を有するものである。
【００１１】
外輪５のアキシャル方向後端部には、円筒状のインロウ部５ｍが形成され、このインロウ部５ｍが車体側の外輪取付部となるハブナックル３の外輪収容孔３ｈの内側に挿入される。そして、外輪５の外周面にラジアル方向に突出形成されたハブ取付フランジ５ｆがハブナックル３の外輪収容孔３ｈの周縁部に当接し、該外輪本体５ｍのハブナックル３に対するアキシャル方向の相対移動が規制される。また、ハブ取付フランジ５ｆに一体化された外輪締結部５ｅにボルト挿通孔５ｈが貫通形成され、該ボルト挿通孔５ｈに締結部材をなす外輪締結ボルト５ｔがねじ込まれることにより外輪５がハブナックル３に取付けられる取付構造を有する。
【００１２】
次に、ハブホイール４の車輪取付フランジ４ａの車両インナ側主表面４ｂには、前述の翼片１４１が図２に示すように周方向に複数形成されて送風ファン構造が形成されている。これらの翼片４１は、自動車が走行状態となってハブホイール４が回転すると、当該車輪取付フランジ４ａに取り付けられるブレーキディスク部６２に冷却用の風が送られ、ブレーキディスク６２の強制冷却が可能となる。また、車輪取付フランジ４ａの車両インナ側主表面４ｂ裏面側にて、ラジアル方向外向きの強制気流が生ずるので、泥はねや洗車時の水流がハブホイール４にかかった場合も水滴が該気流に押し戻されやすく、該強制気流により車輪取付フランジ４ａの車両インナ側端面と外輪５の車両アウタ側端面との対向隙間Ｃに水滴が侵入する不具合も生じにくく、シール部５４の寿命を延ばすことができる。
【００１３】
図１に戻り、ブレーキディスクロータ６０は、ラジアル方向中央領域が車輪取付フランジ４ａへの装着面部６０ｔをなし、かつ該装着面部６０ｔの外周縁から車両インナ側へ延出する周方向の側壁部６０ｗとからなるカップ状の取付部６０ｃと、該取付部６０ｃの側壁部６０ｗの車両インナ側端部周縁からラジアル方向外向きに延出するブレーキディスク部６２とを有する。取付部６０ｃの側壁部６０ｗには送風孔６１が貫通形成され、いわゆるベンチレーテッドブレーキディスクロータとして構成されている。送風ファン構造からの冷却風は、カップ状の取付部６０ｃの側壁部６０ｗに形成された送風孔６１からブレーキディスク部６２にスムーズに導くことができ、冷却効果が一層向上している。
【００１４】
図１において、送風ファン構造の翼片４１は、車輪取付フランジ４ａの車両インナ側主表面４ｂに一体形成されている。これにより、送風ファン構造を別体形成する場合よりも部品点数が削減でき、組み立ても楽である。翼片４１は、具体的には鍛造により形成されたものである。車輪取付フランジ４ａは、例えば炭素鋼で構成され、焼きなまし処理後、冷間による型鍛造により翼片４１形成することが可能である。図２に示すごとく、本実施形態では、翼片４１は、隣接するフランジ側ボルト孔８ｈの間に位置する車両インナ側主表面４ｂ上をラジアル方向に放射状に延びる２つの翼片４１ａ，４１ｂからなり、所定の角度間隔で配置形成されている。
【００１５】
図３は、図１のハブユニット１００の変形例を示すものである。尚、図３においても図１と同様に、車両インナ側とは図３の右側を指し、車両アウタ側とは図３の左側を指す。該ハブユニット２００は、車輪取付フランジ４ａとは別体のファンベースプレート１４０に翼片１４１が一体形成された送風ファンアセンブリ１３９と、該送風ファンアセンブリ１３９のファンベースプレート１４０を車輪取付フランジ４ａの車両インナ側主表面４ｂに結合する結合手段８０とを有して構成されている。送風ファンアセンブリ１３９を車輪取付フランジ４ａと別体に構成することで、もともと送風ファン機構を有さない仕様のハブホイール４にも送風ファン構造を外付け形成でき、ハブホイール４の設計変更が不要となる。また、肉厚の車輪取付フランジ４ａから薄肉の翼片１４１形状を鍛造により形成する場合と比較して、翼片１４１形成の加工自由度が高められるので、例えば翼片１４１枚数の多い複雑形状の送風ファン構造も、板材のプレス加工等により簡単に形成できる利点がある。
【００１６】
結合手段８０は、例えばろう付け層や拡散接合層とすることもできるが、締結部材を用いれば組み立て工程は一層簡略化される。車輪取付フランジ４ａには車輪取付用ボルト８を圧入固定するためのフランジ側ボルト孔８ｈが複数形成されており、送風ファンアセンブリ１３９のファンベースプレート１４０のフランジ側ボルト孔８ｈに対応する位置にプレート側ボルト孔１４０ｈを貫通形成し、対応するプレート側ボルト孔１４０ｈとフランジ側ボルト孔８ｈとの組を貫通する車輪取付用ボルト８の頭部８ｔにより、プレート側ボルト孔１４０ｈの周縁部にてファンベースプレート１４０を車輪取付フランジ４ａに圧着結合する構成を採用している。車輪取付用ボルト８を送風ファンアセンブリ１３９の結合手段８０として流用でき、部品点数の削減に寄与できる。
【００１７】
図４に示すように、この構成では、周方向に配列する車輪取付用ボルト８の配列間隔よりも狭い間隔で、（図２よりも多数の）翼片１４１を、隣接する車輪取付用ボルト８，８間に複数個形成している。翼片１４１の枚数が増加した分だけ送風能力も向上している。
【００１８】
なお、図３に一点鎖線で示すように、送風ファンアセンブリ１３９には、シール保護用の被覆壁部１４２を形成することができる。具体的には、ファンベースプレート１４０にはハブホイール４の本体部４ｍを貫通させるハブ貫通孔１４０Ａが形成され、そのハブ貫通孔１４０Ａの内周縁に、外輪５の車両アウタ側端面と車輪取付フランジ４ａの車両インナ側主表面４ｂとの対向隙間Ｃを経て外輪５の外周面を覆う筒状の被覆壁部１４２を車両インナ側に突出形成している。このようにすると、車輪取付フランジ４ａの車両インナ側端面と外輪５の車両アウタ側端面との対向隙間Ｃに水滴が侵入する不具合を一層効果的に防止でき、シール部５４の寿命を延ばす効果も高められる。
【００１９】
なお、上記のごとく水滴等の暴露にさらされることを考慮すれば、送風ファンアセンブリ１３９は、ハブホイール４を構成する鋼材よりも耐食性の良好な金属材料にて構成することが一層望ましい。送風ファンアセンブリ１３９は、具体的にはステンレス鋼（加工性を考慮すると、オーステナイト系ステンレス鋼が望ましい）で構成するとよい。
【００２０】
一方、図５に示すように、送風ファンアセンブリ１３９は形状記憶合金により、翼片１４１’がファンベースプレート１４０と第一角度θ１をなす高温側記憶形状と、翼片１４１がファンベースプレート１４０と第一角度θ１よりも小さい第二角度θ２をなす低温側記憶形状とを有するものとして構成することも可能である。このようにすると、ハブホイール４が形状記憶合金の変態温度で決まる臨界温度よりも高温化した場合は翼片１４１の立ち上がり角度が大きくなって送風量を増すことができ、逆に臨界温度よりも低くなった場合は翼片１４１の立ち上がり角度を縮小してファンの回転抵抗を減らすことができる。形状記憶合金は一般的なもの、例えばＴｉＮＩ合金を使用できる。この場合、少なくとも高温側記憶形状への復帰はマルテンサイト逆変態に基づく形状記憶効果を利用することができる。他方、低温側記憶形状への移行は、第二角度θ２位置までの変形ストロークを公知のバイアスばね機構で確保するようにしてもよいし、拘束加熱処理により低温形状も記憶した二方向形状記憶合金を用いる方法もある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のハブユニットの実施形態を示す断面図。
【図２】図１のハブホイールの底面図。
【図３】図１のハブユニットの変形例を示す断面図。
【図４】図３のハブホイールを、送風ファンアセンブリを装着した状態で示す底面図。
【図５】送風ファンアセンブリの変形例を示す説明図。
【符号の説明】
【００２２】
１  ハブユニット
２  車軸
４  ハブホイール
４ａ  車輪取付フランジ
４ｍ  本体部
５    内輪、外輪
８  車輪取付用ボルト（結合手段）
９  転動体
６０  ブレーキディスクロータ
６２  ブレーキディスク部
４１，１４１  翼片
１４２  被覆壁部
１３９  送風ファンアセンブリ
１４０  ファンベースプレート
【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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