(57)【要約】      （修正有）【課題】車体構成部材に固定ボルトを介して外輪フランジを締め付け固定するハブユニット軸受であって、外輪フランジ間に備えられ、水平方向に位置するリブと鉛直方向に位置するリブのそれぞれの反り量の適切な管理を図る。【解決手段】４箇所の外輪フランジ３ｃ間をつなぐリブ２３ａを備え、４箇所の外輪フランジ３ｃを介してナックルに固定され、非回転状態に保持される外輪３と、外輪３に対向して回転可能に配設される内輪５と、外輪３と内輪５との間に転動可能に組み込まれる複数の転動体と、を少なくとも含み、水平方向に位置するリブ２３ａの反り量を鉛直方向に位置するリブの反り量より大とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４個の外輪フランジを介して車体構成部材に固定され、隣接する前記外輪フランジ間をつなぐリブを有する静止輪と、
前記静止輪に対向して回転可能に配設される回転輪と、
前記静止輪と前記回転輪との間に転動可能に組み込まれる複数の転動体と、を備え、
水平方向に位置する前記リブの反り量が、鉛直方向に位置する前記リブの反り量よりも大きいことを特徴とするハブユニット軸受。
【請求項２】
鉛直方向に位置する前記リブの軸方向厚さが、水平方向に位置する前記リブの軸方向厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１に記載のハブユニット軸受。
【請求項３】
鉛直方向に位置する前記リブの径方向厚さが、水平方向に位置する前記リブの径方向厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１に記載のハブユニット軸受。
【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可能に支持する車輪支持用のハブユニット軸受に関するものである。なお、本明細書において、ハブユニット軸受が自動車に搭載された場合に、自動車の幅方向外方（図１，２，５の左側）を軸方向外方といい、その反対側、すなわち自動車の幅方向内方（図１，２，５の右側）を軸方向内方という。
【背景技術】
【０００２】
図５は、例えば、ＣＶＪ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ Ｊｏｉｎｔ：等速ジョイント）の軸端がナットにより締め付け固定されている駆動輪用のハブユニット軸受の一例を示している（特許文献１参照）。ハブユニット軸受は、外輪（静止輪）３と、外輪３と相対回転可能に配設される内輪（回転輪）５と、外輪３と内輪５との間に複列でそれぞれ組み込まれる複数個の転動体（玉）７ａ，７ｂと、それぞれの転動体（玉）７ａ，７ｂを転動可能に保持する保持器８と、軸受内部を密封する密封装置（密封シール）１１とで構成されている。
【０００３】
外輪３は、内周面に複列の外輪軌道面３ａ，３ｂをそれぞれ形成するとともに、外周面から外方（拡径方向）に向かって突出した４箇所の外輪フランジ３ｃが一体成形されている。外輪フランジ３ｃを貫通するボルト孔３ｄに固定用ボルト９を挿通し、これを車体側に締結することで、外輪３を車体構成部材である懸架装置（サスペンション）のナックル１３に固定することができる。４箇所の外輪フランジ３ｃ間には、周方向で隣り合う外輪フランジ３ｃ間をつなぐリブ（図示省略）が備えられている。
【０００４】
内輪５は、図示しないディスクホイール及びブレーキロータを固定してこれらとともに回転するハブ１５と、ハブ１５の軸部１５ｂの軸方向内方の外周面に段差状に形成された小径の段部１５ｃに外嵌されて軸心に沿って配される回転輪構成体（内輪構成体）１７とで構成されている。
内輪構成体１７の外周面には、外輪３の内側列の外輪軌道面３ｂと対向して内側列の内輪軌道面５ｂが形成されている。ハブ１５の軸部１５ｂの外周面には、外輪３の外側列の外輪軌道面３ａと対向して外側列の内輪軌道面５ａが形成されている。すなわち、外輪軌道面３ａと内輪軌道面５ａにて外側列軌道１９が形成され、外輪軌道面３ｂと内輪軌道面５ｂにて内側列軌道２１が形成されている。
ハブ１５の軸方向外方の外周面には、車輪構成部材である制動装置のロータ(ブレーキロータ)を固定するための内輪フランジ（ハブフランジ）１５ｄが周方向に沿って連続して突設されている。
ハブフランジ１５ｄは、外輪３を越えて外方（ハブ１５の径方向外側）に向かって延出しており、その延出先端付近には、周方向に沿って複数の貫通孔（ハブボルト係止孔）１５ｅが設けられている。
【０００５】
特許文献１には、４箇所の外輪フランジ３ｃを介してナックル１３に固定され、非回転状態に保持される外輪（静止輪）３を含むハブユニット軸受において、前記外輪フランジ３ｃをナックル１３に取り付ける際に固定用ボルト９の締結力により外輪フランジ３ｃが変形し、複列の外輪軌道面３ａ，３ｂの真円度が互いに９０度ずれた方向に長径となる楕円形状に真円度崩れを起こすことが開示されている。
【０００６】
このように４箇所の外輪フランジ３ｃをナックル１３に締め付け固定する形態（外輪フランジの４点締め形態）の場合、水平方向（左右）に位置するリブと鉛直方向（上下）に位置するリブの双方に凸の反りが発生し得る。
水平方向（鉛直方向に位置するリブ）の反りは、外側列軌道１９に水平方向が長径の楕円変形を発生させ、内側列軌道２１に鉛直方向が長径の楕円変形を発生させる。また、鉛直方向（水平方向に位置するリブ）の反りは、外側列軌道１９に鉛直方向が長径の楕円変形を発生させ、内側列軌道２１に水平方向が長径の楕円変形を発生させる。
【０００７】
このような真円度崩れが許容レベルを越えると、回転中の異音やフランジの振れ、軸受の負荷率変化（減少）による面圧上昇に起因する寿命低下や耐圧痕性の低下、真円度変化に伴う溝曲率の変化（減少）に起因する玉の溝肩への乗り上げや剛性不足（溝曲率増加の場合）の原因となるので、水平方向に位置するリブと鉛直方向に位置するリブのそれぞれの反り量の適切な管理が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−２４０４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、その課題とするところは、車体構成部材に固定ボルトを介して外輪フランジを締め付け固定するハブユニット軸受であって、外輪フランジ間に備えられ、水平方向に位置するリブと鉛直方向に位置するリブのそれぞれの反り量を適切に管理して、耐圧痕性及び剛性の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、第１の発明は、４個の外輪フランジを介して車体構成部材に固定され、隣接する前記外輪フランジ間をつなぐリブを有する静止輪と、前記静止輪に対向して回転可能に配設される回転輪と、前記静止輪と前記回転輪との間に転動可能に組み込まれる複数の転動体と、を備え、
水平方向に位置する前記リブの反り量が、鉛直方向に位置する前記リブの反り量よりも大きいことを特徴とするハブユニット軸受としたことである。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、鉛直方向に位置する前記リブの軸方向厚さが、水平方向に位置する前記リブの軸方向厚さよりも厚いことを特徴とするハブユニット軸受としたことである。
【００１２】
第３の発明は、鉛直方向に位置する前記リブの径方向厚さが、水平方向に位置する前記リブの径方向厚さよりも厚いことを特徴とするハブユニット軸受としたことである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、車体構成部材に固定ボルトを介して外輪フランジを締め付け固定するハブユニット軸受であって、外輪フランジ間に備えられ、水平方向に位置するリブと鉛直方向に位置するリブのそれぞれの反り量を適切に管理して、耐圧痕性及び剛性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第一実施形態のハブユニット軸受を水平方向から視た概略図。
【図２】第一実施形態のハブユニット軸受を鉛直方向から視た概略図。
【図３】第一実施形態のハブユニット軸受を軸方向内方から視た概略図。
【図４】第二実施形態のハブユニット軸受を軸方向内方から視た概略図。
【図５】従来構造のハブユニット軸受の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明ハブユニット軸受の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態であって、何等これらに限定解釈されるものではなく本発明の範囲内で設計変更可能である。
「第一実施形態」
【００１６】
図１は、本実施形態のハブユニット軸受１を水平方向から視た概略図で、図２は、本実施形態のハブユニット軸受１を鉛直方向（上下方向）から視た概略図である。なお、ハブユニット軸受１の略全体構成については、図５に示す先行技術の構成と同じであるため、同一符号を付して図５及びその説明を援用する。
図中、符号２３（２３ａ，２３ｂ）は、周方向で隣り合う外輪フランジ３ｃ間をつなぐリブを示し、図１にて符号ｈ２は水平方向（左右）に位置するリブ２３ａの軸方向厚さを示し、図２にて符号ｈ１は鉛直方向（上下）に位置するリブ２３ｂの軸方向厚さを示す。
本実施形態では、鉛直方向に位置するリブ２３ｂの軸方向厚さｈ１を厚くし、水平方向に位置するリブ２３ａの軸方向厚さｈ２を薄くすることにより（ｈ１＞ｈ２）、外輪フランジ３ｃをナックル１３に締め付け固定後の反り量を、水平方向に位置するリブ２３ａの反り量＞鉛直方向に位置するリブ２３ｂの反り量としている。本構成により、衝撃荷重による負荷が大きく、剛性への影響が大きい外側列軌道１９を鉛直方向が長径となる楕円形状に、ラジアル荷重の大きい内側列軌道２１を鉛直方向が短径の楕円形状に若干変形させている。
【００１７】
このような構成の採用により、鉛直方向の負荷が掛かった状態で、内側列軌道２１は真円に近づき、外側列軌道１９は負荷率が大きくなることで耐圧痕性と、キャンバー角方向の剛性が向上する。
また、外側列軌道１９の楕円変形により、短径となった部分の溝曲率が長径となった部分の溝曲率よりも小さくなる（外側列軌道１９は、水平方向位置の溝曲率が鉛直方向位置の溝曲率よりも小さくなる）。従って、鉛直方向の溝曲率を路面反力に基く玉の溝肩への乗り上げを考慮した曲率（大き目の曲率）に設定しておけば、水平方向の溝曲率は楕円変形により鉛直方向の溝曲率より小さくなるので、懸架装置のトー（Ｔｏｅ）方向の剛性が向上し、直進性や操縦安定性を向上し得る。
【００１８】
ナックルの剛性を無視した場合、水平方向に位置するリブ２３ａの反り量＞鉛直方向に位置するリブ２３ｂの反り量とするには、例えば、水平方向のボルト孔３ｄ間の距離をＬ１、鉛直方向のボルト孔３ｄ間の距離をＬ２とし（図３参照）、鉛直方向のリブ２３ｂの軸方向厚さをｈ１、水平方向に位置するリブ２３ａの軸方向厚さをｈ２（図１及び図２参照）とし、鉛直方向のリブ２３ｂと水平方向のリブ２３ａのそれぞれの径方向厚さが同じ場合、
【数１】
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とすればよい。
ただし、現実には、ナックル１３の材質や構造、精度によっても反りは変化するため、反り量の確認は、当初ナックル込みでのＦＥＭ解析で当たりを付け、最終的には実験で確認することが望ましい。
また、内側列軌道２１の楕円変形の度合いは、短径と長径との直径の差を１５μｍ以下にしている。
【００１９】
一般に、軌道面の楕円変形により、短径側の溝曲率が長径側の溝曲率より小さくなる（内側列軌道２１は、鉛直方向の溝曲率が水平方向の溝曲率より小さくなる）。従って、ラジアル成分の強い荷重を負荷する内側列軌道２１にあっては、このような構成を採用することで、軽負荷にあっては、小さな溝曲率で玉を転動させる（面圧が小さい）ことで負荷率が小さいことを補い、荷重の増加と共に、軌道が真円に近づき負荷率が上昇する。さらに、溝曲率が増加して玉の溝肩への乗り上げを防止するので、軸受の長寿命化を図れる。
外側列軌道１９は、楕円変形により鉛直方向が長径になるので、負荷率が大きくなることで耐圧痕性が向上すると共に、キャンバー角方向の剛性が向上する。また、外側列軌道１９は、水平方向の溝曲率が鉛直方向の溝曲率より小さくなるので、鉛直方向の溝曲率を路面反力に基く玉の溝肩への乗り上げを考慮した曲率（大きめの曲率）に設定しておけば、水平方向の溝曲率は鉛直方向の溝曲率より小さくなり、トー方向の剛性が向上し、車両の直進性や操縦安定性を向上し得る。
なお、リブ２３から遠く、薄肉である外側列軌道１９は、楕円変形の度合いが内側列軌道２１より大きくなるので、上記の効果を得やすい。
「第二実施形態」
【００２０】
図４は本発明の第二実施形態を軸方向内方から視た概略図である。本実施形態では、鉛直方向に位置するリブ２３ｂの径方向厚さを、水平方向に位置するリブ２３ａの径方向厚さよりも厚くして、外輪フランジ３ｃをナックル１３に締め付け固定後の反り量を、水平方向に位置するリブ２３ａの反り量＞鉛直方向に位置するリブ２３ｂの反り量としている。
ナックル剛性を無視した場合、水平方向に位置するリブ２３ａの反り量＞鉛直方向に位置するリブ２３ｂの反り量とするには、例えば、水平方向のボルト孔間距離をＬ１、鉛直方向のボルト孔間距離をＬ２とし、鉛直方向のリブ２３ｂの径方向厚さをｂ１、水平方向に位置するリブ２３ａの径方向厚さをｂ２（図４参照）とし、鉛直方向リブ２３ｂと水平方向のリブ２３ａのそれぞれの軸方向厚さが同じ場合、ｂ２＜ｂ１×（Ｌ２／Ｌ１）とすればよい。
ただし、現実には、ナックル１３の材質や構造、精度によっても反りは変化するため、反り量の確認は、当初ナックル込みでのＦＥＭ解析で当たりを付け、最終的には実験で確認することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、複数個の外輪フランジとそれぞれの外輪フランジ間をつなぐリブを備えたハブユニット軸受であれば本実施形態以外のハブユニット軸受であっても適用可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１  ハブユニット軸受
３  外輪（静止輪）
３ｃ  外輪フランジ
５  内輪（回転輪）
７ａ，７ｂ  転動体
１５  ハブ
２３（２３ａ，２３ｂ）  リブ
ｈ１  鉛直方向に位置するリブの軸方向厚さ
ｈ２  水平方向に位置するリブの軸方向厚さ
ｂ１  鉛直方向に位置するリブの径方向厚さ
ｂ２  水平方向に位置するリブの径方向厚さ
【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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