(57)【要約】【課題】ブレーキロータの両側面の調整加工時、内輪要素のハブ軸からの抜け出しを防止するハブユニット軸受を提供する。【解決手段】ハブ軸に段部を介して小径部を設け、該小径部に圧入固定した内輪要素の内周面には環状凹部を設け、前記小径部には環状凸部を設けて、前記内輪要素を内輪要素の車両外端側端面を段部に突き当てると共に、前記環状凹部と環状凸部とを嵌合したハブユニット軸受。【選択図】図１
2007309388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの内周軌道を軸方向に有する外輪と、
前記二つの内周軌道に対向する外周軌道を有する内輪と、
前記外輪と前記内輪間に介装されている転動体と、
外輪の車両外端側端部および車両中心側端部に設けられている密封シール部材とからなり、
前記内輪が、車両外端側端部に設けられブレーキロータおよび車輪を結合固定するための取付けフランジと、該取付けフランジから車両中心側に向かって順に連続して、一方の外周軌道と、段部と、前記段部を介して設けられた小径部とが一体に形成されたハブ軸と、前記小径部に圧入され、かつ、車両外端側端面を前記段部に突き当てて軸方向に固定されている外周軌道の他方を有する内輪要素とからなる、
ハブユニット軸受において、
前記内輪要素の内周面には環状凹部を設け、前記小径部には環状凸部を設けて、前記環状凹部と前記環状凸部とを嵌合したことを特徴とするハブユニット軸受。
【請求項２】
二つの内周軌道を軸方向に有する外輪と、
前記二つの内周軌道に対向する外周軌道を有する内輪と、
前記外輪と前記内輪間に介装されている転動体と、
外輪の車両外端側端部および車両中心側端部に設けられている密封シール部材とからなり、
前記内輪が、車両外端側端部に設けられブレーキロータ及び車輪を結合固定するための取付けフランジと、該取付けフランジから車両中心側に向かって一体に形成されて延びる円筒部と、該円筒部の前記取付けフランジ側に固定された一方の外周軌道を有する第１内輪要素とからなるハブ軸と、前記円筒部に圧入され、かつ、車両外端側端面を第１内輪要素に突き当てて軸方向に固定されている外周軌道の他方を有する第２内輪要素と、
からなるハブユニット軸受において、
前記第２内輪要素の内周面には環状凹部を設け、前記円筒部には環状凸部を設け、前記環状凹部と前記環状凸部とを嵌合した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、車輪用のハブユニット軸受に関し、特に、車輪およびロータを支持するハブユニット軸受の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図６に示すようなハブユニット軸受Ｈｚは、複列の内周軌道１１ｚ、１２ｚと、外周面に車体へ取付けるフランジ１ｆｚを有する外輪１ｚと、車両外端側（図中、左側）に車輪（図示、略）およびブレーキロータ８ｚを取付けるフランジ２ｆｚを有し、軸方向車両中心側（図中、右側）に向かって複列の外周軌道２ａ１ｚ、２ｂ１ｚを有する内輪２ｚと、外輪１ｚと内輪２ｚ間に介装されたボール３ｚと、ボール３ｚを保持している保持器４ｚと、外輪１ｚの両端部に取付けられている密封シール５ａｚ、５ｂｚとからなっている。
【０００３】
内輪２ｚは、先に説明したフランジ２ｆｚを有し、フランジ２ｆｚ側から車両中心側に向かって設けられた一体の外周軌道２ａ１ｚと中央部２ｍｚに形成されている段部２ｃｚを介して小径部２ｎｚとを有するハブ軸２ａｈｚと、小径部２ｎｚに圧入嵌合されている内輪要素２ｂｚからなっている。
【０００４】
内輪要素２ｂｚの車両外端側に向いた端面２ｂ２ｚは段部２ｃｚに突き当てられている。
【０００５】
図６に示すハブユニット軸受Ｈｚは駆動輪に使用されるもので、ハブ軸２ａｈｚのフランジ２ｆｚに取付けられているブレーキロータ８ｚは、使用時のジャダーと呼ばれる現象を抑えるために、軸方向の振れＲ１、Ｒ２を小さく抑える必要がある。そのためには、軸受にブレーキロータ８ｚをハブナット相当品、または小ねじ等で仮留めした状態で、外輪１ｚを固定部材９ｚに固定して、内輪２ｚを駆動軸（図示、略）で、所定の回転数で駆動しながら、ブレーキパッド（図示、略）との摺動面になるブレーキロータ８ｚの軸方向両側面８１ｚ、８２ｚの振れＲ１、Ｒ２を規格値にいれるための旋削加工や研削加工等の調整加工を両側面８１ｚ、８２ｚに施している。
【０００６】
調整加工の工程で作業能率の点から、またはスプラインをハブ軸の駆動に用いることから、駆動軸で内輪２ｚを軸方向に固定しない場合があり、その場合、旋削力や研削力によって、小径部２ｎｚと内輪要素２ｂｚとを圧入した嵌合部に、固定力以上の力が作用したり、調整加工時の振動によって、緩みが生じたり、さらに、クリープが発生する場合がある。
【０００７】
上記のような状態で調整加工を進めると、内輪要素２ｂｚが小径部２ｎｚの嵌合部から車両中心側にずれてしまう（抜け出しと呼ぶ）虞もある。
【０００８】
抜け出しが発生すると、転動体と軌道の接触が正常でなくなり、異音の発生や寿命低下につながる虞も出てくる。
【０００９】
内輪２ｚの嵌合の緩みや抜け出し防止に関しての提案がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−６５３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以下、特許文献１に関して考察するが、以下の説明に関する文言は、特許文献１に使用されている文言をそのまま使用する。
【００１１】
特許文献１は、ハブ輪または内輪のいずれか一方の嵌合面に凹凸を形成して、拡開加締めによって、その凹凸に他方の嵌合面を食い込ませて塑性変形をさせ、ハブ輪と内輪とを結合させたものである。
【００１２】
しかしながら、拡開加締めには回転端造機が必要であり、その導入には高額な費用がかかり、ハブユニット軸受のコストアップの原因になる。
【００１３】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ブレーキロータの両側面の調整加工時、内輪要素のハブ軸からの抜け出しを防止するハブユニット軸受を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するため、本発明は、
二つの内周軌道を軸方向に有する外輪と、
前記二つの内周軌道に対向する外周軌道を有する内輪と、
前記外輪と前記内輪間に介装されている転動体と、
外輪の車両外端側端部および車両中心側端部に設けられている密封シール部材とからなり、
前記内輪が、車両外端側端部に設けられブレーキロータおよび車輪を結合固定するための取付けフランジと、該取付けフランジから車両中心側に向かって順に連続して、一方の外周軌道と、段部と、前記段部を介して設けられた小径部とが一体に形成されたハブ軸と、前記小径部に圧入され、かつ、車両外端側端面を前記段部に突き当てて軸方向に固定されている外周軌道の他方を有する内輪要素とからなる、
ハブユニット軸受において、
前記内輪要素の内周面には環状凹部を設け、前記小径部には環状凸部を設けて、前記環状凹部と前記環状凸部とを嵌合したことを特徴とするハブユニット軸受を提供する。
【００１５】
また、本発明は、
二つの内周軌道を軸方向に有する外輪と、
前記二つの内周軌道に対向する外周軌道を有する内輪と、
前記外輪と前記内輪間に介装されている転動体と、
外輪の車両外端側端部および車両中心側端部に設けられている密封シール部材とからなり、
前記内輪が、車両外端側端部に設けられブレーキロータ及び車輪を結合固定するための取付けフランジと、該取付けフランジから車両中心側に向かって一体に形成されて延びる円筒部と、該円筒部の前記取付けフランジ側に固定された一方の外周軌道を有する第１内輪要素とからなるハブ軸と、前記円筒部に圧入され、かつ、車両外端側端面を第１内輪要素に突き当てて軸方向に固定されている外周軌道の他方を有する第２内輪要素と、
からなるハブユニット軸受において、
前記第２内輪要素の内周面には環状凹部を設け、前記円筒部には環状凸部を設け、前記環状凹部と前記環状凸部とを嵌合したことを特徴とするハブユニット軸受を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ブレーキロータの両側面の調整加工時、内輪要素のハブ軸からの抜け出しを防止するハブユニット軸受を提供する事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係わる実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
（実施形態１）
図１、図２、図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）、図４（ｂ）を参照しながら本発明の実施形態１を説明する。
【００１９】
なお、図１はＸ−Ｘ中心線より上側半分を示している断面図である。
【００２０】
図１は車輪用のハブユニット軸受、特に、駆動輪用として使用されるものである。
【００２１】
以下の説明において、表現の簡略化のため、車両外端側を外端側と、また、車両中心側を中心側という。
【００２２】
図１において、ハブユニット軸受Ｈ１は、内周に外端側の内周軌道１１と中心側の内周軌道１２を有し、外周に車体への取付けフランジ１ｆを有している外輪１と、外端側には車輪（図示略）およびブレーキロータ８（破線部）を取付けるフランジ２ｆと軸方向中央部２ｍのうちフランジ２ｆ側外周面に直接外周軌道２ａ１が形成され、軸方向中央部２ｍに連設されて、中心側に小径部２ｎが形成されているハブ軸２ａｈと、ハブ軸２ａｈに圧入嵌合され、外周に外周軌道２ｂ１が形成された内輪要素２ｂとからなる内輪２と、外輪１と内輪２との間に介装されているボール３、３と、ボール３、３を保持している保持器４、４と、外輪１の両端部に取付けられている外端側密封シール部材５ａと中心側密封シール部材５ｂとから構成されている。
【００２３】
次に、図２、図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）、図４（ｂ）をも参照しながら各部品に関して詳細に説明する。
【００２４】
図２は図１のＡ部拡大図（外輪、保持器、密封シール部材は省略してある）を示し、図３（ａ）、図３（ｂ）は、ハブ軸の小径部の拡大図、図４（ａ）、図（ｂ）は内輪要素の内周面の拡大図を示している。
【００２５】
次に、各部品ならびに部位について説明する。
【００２６】
外輪１は上述のように、内周に外端側の内周軌道１１と中心側の内周軌道１２を有し、外周に車体の一部位であるナックル９（破線部）への取付けフランジ１ｆを有している。取付けフランジ１ｆにはナックル９へ取付けるためのボルト穴１ｇが設けられている。
【００２７】
また、外輪１の中心側端部１４に中心側密封シール部材５ｂを取付ける内周面１ｄを有している。さらに、外輪１の外端側端部１３には外端側密封シール部材５ａを取付ける内周面１ｃを有している。
【００２８】
内輪２は、上述のように外端側に車輪（図示、略）およびブレーキロータ８（破線部）を取付けるフランジ２ｆとフランジ２ｆから中心側に向かって順に連続して外周軌道２ａ１と、さらに、外周軌道２ａ１に続く軸方向に中央部２ｍと、軸方向中央部２ｍに連設されている段部２ｃと、段部２ｃを介して中心側に小径部２ｎとが一体に形成されているハブ軸２ａｈ、および、ハブ軸２ａｈの小径部２ｎに圧入固定され、外周に外周軌道２ｂ１を有する内輪要素２ｂとからなっている。
【００２９】
外周軌道２ａ１は一方の外周軌道であり、外周軌道２ｂ１は他方の外周軌道に相当する。
【００３０】
なお、外周軌道２ａ１は外輪１の内周軌道１１に、外周軌道２ｂ１は内周軌道１２にそれぞれ対向している。
【００３１】
また、ハブ軸２ａｈのフランジ２ｆには車輪（図示略）を取付けるボルト７が装着されている。
【００３２】
小径部２ｎは内輪要素２ｂを圧入して軸方向に固定する嵌合部である。
【００３３】
小径部２ｎには、段部２ｃから軸方向所定の距離Ｌ１に環状凸部２ｐが設けられている。環状凸部２ｐの断面形状は略円弧形状をしている。
【００３４】
後述するように、環状凸部２ｐの高さ寸法を厳密に管理する必要があるため、環状凸部２ｐはハブ軸２ａｈの外周軌道２a１との同時研削などが望ましく、同時研削に適した形状として円弧状にする。
【００３５】
内輪要素２ｂの外端側端面２ｂ２は段部２ｃとの突き当て面である。
【００３６】
内輪要素２ｂの内周面２ｂ３には、軸方向において内輪要素２ｂの溝底部２ｂ４（外周軌道２ｂ１の最小径部）と外端側端面２ｂ２との間に環状凹部である周溝２ｂ５が形成されている。特に、後述するように、小径部２ｎの環状凸部２ｐと嵌合する際に生じる円周方向応力が溝底部２ｂ４に影響しないように、溝底部２ｂ４から離れた外端側端面２ｂ２に近い部分に設け、かつ、環状凸部２ｐの幅寸法と略同一寸法に設定するのが望ましい。
【００３７】
外端側端面２ｂ２から周溝２ｂ５までの距離寸法Ｌ２は、ハブ軸２ａｈの段部２ｃから小径部２ｎの環状凸部２ｐまでの軸方向寸法Ｌ１に等しく設定される。
【００３８】
周溝２ｂ５は外端側端面２ｂ２に近い内周面２ｂ３からの立上げ角度δ１を有する辺２ｂ５１と辺２ｂ５１の所定位置から内周面２ｂ３に向かう辺２ｂ５２とから形成されている。
【００３９】
辺２ｂ５１の立上げ角度δ１は周溝２ｂ５が環状凸部２ｐと嵌合した後に、抜け出し防止力を高めるためにできるだけ大きくした方が良い。例えば、９０度に設定することもできる。
【００４０】
また、辺２ｂ５２は直線でも径方向外方に向かう円弧でも良く、環状凸部２ｐを収容できれば良い。また、立上げ角度δ１が９０度に設定される場合は、周溝２ｂ５は四角形状でも良い。
【００４１】
外端側端面２ｂ２と内周面２ｂ３との間にある面取り部２ｂ６の角度δ２は圧入時に内輪要素２ｂが環状凸部２ｐを通過しやすいように３０度以下に設定することが望ましい。
【００４２】
環状凸部２ｐの高さ寸法ｔ１を設定する場合、内輪要素２ｂが環状凸部２ｐを通過する際、内輪要素２ｂに生じる円周方向引張り応力は、瞬時に大きくなり、通過後、瞬時に減少する特性となるので、衝撃破壊強度を対象にした強度を越えないような高さ寸法ｔ１にすることが必要である。
【００４３】
円周方向引張り応力の計算は、厚肉組合せ円筒の公式を当て嵌めることが出来る。内輪要素２ｂの外端側外周面２ｂ７を外径寸法とし、内周面２ｂ３を内径寸法とした円筒とする。
【００４４】
材料力学の厚肉組合せ円筒応力計算により、一般的な乗用車用のハブユニット軸受の場合、円周応力が１０００ＭＰａになり、この時の凸部の高さは０・１〜０・１５ミリメートルほどである。
【００４５】
内輪要素２ｂを加熱して、いわゆる焼き嵌めをする場合には、０・１３〜０・１８ミリメートルになり内輪要素２ｂの抜け力を増加することが出来る。
【００４６】
周溝２ｂ５の辺２ｂ５１は立上げ角度δ１を大きく設定できるので、一旦圧入された内輪要素２ｂは抜けにくい形状になっている。さらに、小径部２ｎは、内輪要素２ｂの圧入時に環状凸部２ｐが塑性変形で磨耗や潰れがおきないように、焼入れ硬化層２ｕ（図２参照）を設けておくことが望ましい。
【００４７】
したがって、各部位の諸元を上述のように設定することによって、小径部２ｎに内輪要素２ｂを嵌合したときに、環状凸部２ｐと環状凹部である周溝２ｂ５が正確に一致しているので、ブレーキロータ８の調整加工時、仮に、小径部２ｎと内輪要素２ｂとの嵌合に緩みが生じたとしても、内輪要素が中心側にずれる（抜け出す）のを防止できる。
【００４８】
ボール３、３は、外輪１の内周軌道１１，１２と内輪２の外周軌道２ａ１、２ｂ１との間に複列に介装されており、外輪１および内輪２を相対回転可能に支持している転動体である。
【００４９】
保持器４、４は、ボール３、３を保持している。
【００５０】
外端側の密封シール部材５ａは、外輪１の内周面１ｃに取付けられていて、ハブ軸２ａｈとの間で摺接して外輪１と内輪２との間を密封している。
【００５１】
中心側の密封シール部材５ｂは、外輪１の内周面１ｄに取付けられていて、内輪要素と摺接して外輪１と内輪２との間を密封する。
【００５２】
次に、図５を参照しながら本実施形態の変形例のハブユニット軸受Ｈ２について説明する。
【００５３】
本変形例と実施形態１との相違点について以下に説明する。
【００５４】
なお、実施形態１で説明した、同一符号、同一部位につては説明を省略する。
【００５５】
実施形態１では、内輪２は、ハブ軸２ａｈに外端側の外周軌道２ａ１が直接形成され、中心側の外周軌道２ｂ１はハブ軸２ａｈの小径部２ｎに圧入固定されている内輪要素２ｂに設けられていて、内輪要素２ｂは段部２ｃに突き当てられているのに対して、本変形例ではフランジ２ｆから中心側に向かって一体に形成されて延びている円筒部２ｎに、円筒部２ｎとは別体に形成されている外周軌道２ａ１を有する第１内輪要素２ａと、第１内輪要素２ａに隣接して第２内輪要素２ｂとが圧入され、第２内輪要素２ｂの外端側端面２ｂ２を第１内輪要素２ａの中心側端面２ａ２に突き当てて固定している。
【００５６】
以上説明した実施形態、変形例では、転動体にボールを使用しているが、円すいころを使用しても実施するものである。その場合は、内周軌道、外周軌道、保持器などは円すいころに合わせる事は勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施形態１を示す断面図である。
【図２】実施形態１の要部説明図である。
【図３】実施形態１の要部説明図である。
【図４】実施形態１の要部説明図である。
【図５】実施形態１の変形例を示す断面図である。
【図６】従来技術を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
Ｈ１、Ｈ２：ハブユニット軸受
１：外輪
１１、１２：内周軌道
１ｆ：フランジ
２：内輪
２ａ、２ｂ：内輪要素
２ａ１、２ｂ１：外周軌道
２ｂ２：外端側端面
２ｂ３：内周面
２ｂ４：溝底部
２ｂ５：周溝（環状凹部）
２ｂ５１、２ｂ５２：辺
２ｂ６：面取り部
２ｃ：段部
２ｎ:小径部、円筒部
２ｐ：環状凸部
δ１：立上げ角度
δ２：面取り部角度
３：転動体
４：保持器
５ａ、５ｂ：密封シール部材
【図１】
2007309388.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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