特許 6816657 ハブユニット軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6816657

(24)【登録日】2020年12月28日

(45)【発行日】2021年1月20日

(54)【発明の名称】ハブユニット軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/58 20060101AFI20210107BHJP

   F16C 19/18 20060101ALI20210107BHJP

   B60B 35/16 20060101ALI20210107BHJP

【ＦＩ】

   F16C33/58

   F16C19/18

   B60B35/16 D

   B60B35/16 E

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-110823(P2017-110823)

(22)【出願日】2017年6月5日

(65)【公開番号】特開2018-204699(P2018-204699A)

(43)【公開日】2018年12月27日

【審査請求日】2020年1月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000811

【氏名又は名称】特許業務法人貴和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡部 将充

【審査官】 日下部 由泰

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２３３００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−４２７６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１６１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２４０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−５６５２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８８８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２４６９０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１３５２３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０２１５９４８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｃ １９／００−１９／５６

Ｆ１６Ｃ ３３／３０−３３／６６

Ｂ６０Ｂ ３５／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内周面に複列の外輪軌道を有する外方部材と、
外周面に複列の内輪軌道を有する内方部材と、
前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ、転動自在に配置された転動体とを備え、
前記内方部材は、円板状の中実部、および、該中実部の外周部から径方向外方に突出したフランジ部を有する回転フランジと、該回転フランジの軸方向内側面から軸方向内方に突出し、かつ、外周面に前記複列の内輪軌道を有する中空筒状の軸部とを備え、前記複列の内輪軌道のうちの軸方向外側の内輪軌道よりも軸方向外側に位置する部分に、前記回転フランジで発生した応力波が前記軸部の軸方向中間部に伝達されるのを抑制するための応力波抑制部を有する
ハブユニット軸受。

【請求項2】

前記軸部は、軸方向に関して前記中実部と前記軸方向外側の内輪軌道との間に位置する部分に存在し、かつ、前記応力波抑制部を構成する薄肉筒部と、該薄肉筒部よりも軸方向内側に存在し、かつ、該薄肉筒部の径方向厚さよりも厚い径方向厚さを有する厚肉筒部とを有する、請求項１に記載のハブユニット軸受。

【請求項3】

前記内方部材が、前記中実部、および、前記フランジ部の軸方向外側部を構成する被補強部を有する第１の部材と、前記フランジ部の軸方向内側部を構成する補強部、および、前記軸部を有する第２の部材とを、軸方向に結合固定することにより構成されており、
前記応力波抑制部が、前記被補強部の軸方向内側面と前記補強部の軸方向外側面との当接部により構成されている、請求項１または２に記載のハブユニット軸受。

【請求項4】

前記回転フランジに、前記内方部材とは別体の抑制部材が支持されており、
前記抑制部材が、前記応力波抑制部を構成し、かつ、前記外方部材の一部または該外方部材に固定された部材に近接対向し、前記回転フランジに加わった衝撃荷重を前記外方部材にバイパスするバイパス部材である、請求項１〜３のうちの何れか１項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、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するためのハブユニット軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車の車輪および制動用回転体は、ハブユニット軸受により、懸架装置に対して回転自在に支持されている。ハブユニット軸受は、内周面に複列の外輪軌道を有する外方部材と、外周面に複列の内輪軌道を有する内方部材と、前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ、転動自在に配置された転動体とを備える。外方部材は、使用時には懸架装置に結合固定されて回転しない。内方部材は、車輪および制動用回転体を支持するための回転フランジを有している。

【0003】

ところで、車両の走行中に、車輪が縁石に接触するなどして回転フランジに衝撃荷重が加わると、この衝撃荷重に基づいて、外輪軌道や内輪軌道に圧痕が形成される可能性がある。このような圧痕は、特に、回転フランジに近い軸方向外側の外輪軌道や内輪軌道で形成されやすい。また、近年普及し始めている扁平率が低いタイヤを装着した車両では、タイヤではなく、ホイールのリム部が直接縁石に衝突するなどして、回転フランジに衝撃荷重が加わりやすくなっている。

【0004】

これに対し、特開２０１４−１３４２３４号公報には、外輪軌道や内輪軌道に圧痕が形成されることを防止するための構造を備えたハブユニット軸受が記載されている。図５は、特開２０１４−１３４２３４号公報に記載されている、ハブユニット軸受１の構造を示している。ハブユニット軸受１は、外方部材である外輪２と、内方部材であるハブ３と、複数個の転動体４とを備える。

【0005】

外輪２は、内周面に設けられた複列の外輪軌道５ａ、５ｂと、外輪２を懸架装置のナックル１２に支持固定するための静止フランジ６とを有する。ハブ３は、外輪２の内径側に外輪２と同軸に配置されており、外周面のうちで複列の外輪軌道５ａ、５ｂに対向する部分に設けられた複列の内輪軌道７ａ、７ｂと、車輪および制動用回転体（図示せず）を支持するための回転フランジ８とを有する。転動体４は、複列の外輪軌道５ａ、５ｂと複列の内輪軌道７ａ、７ｂとの間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ、転動自在に配置されている。このような構成により、ハブ３が、外輪２の内径側に回転自在に支持されている。

【0006】

回転フランジ８は、図示の例では円輪状に構成され、径方向外側の薄肉部１３と、径方向内側の厚肉部１４と、薄肉部１３の軸方向内側面と厚肉部１４の軸方向内側面とを接続する段差部１５とを備える。このような構成により、回転フランジ８の剛性を確保しつつ、ハブ３の軽量化が図られている

【0007】

また、ハブ３は、軸方向内端部に小径筒部９を有するハブ本体１０と、小径筒部９に圧入された内輪１１とを備える。なお、軸方向に関して「内」とは、ハブユニット軸受１を自動車に組み付けた状態で車両の幅方向中央側となる、図１〜図５の右側をいう。反対に、ハブユニット軸受１を自動車に組み付けた状態で車両の幅方向外側となる、図１〜図５の左側を、軸方向に関して「外」という。

【0008】

図示の例では、外輪２の軸方向外端部で、かつ、ハブユニット軸受１が車両に組み付けられた状態での鉛直方向下方（図５の下方）に位置する部分に、径方向外方に突出した突起１６が設けられている。突起１６の径方向外端部の軸方向外端面には、突き当て面１７が設けられており、突き当て面１７は、回転フランジ８の軸方向内側面に近接対向している。

【0009】

車両の走行中に、車輪が縁石に接触するなどして、回転フランジ８に軸方向の衝撃荷重が加わり、回転フランジ８の鉛直方向下側部が、軸方向内方に向かって倒れるように変形すると、回転フランジ８の軸方向内側面が、突き当て面１７に接触する。このため、前記衝撃荷重の一部は、懸架装置に支持固定された外輪２に伝わる。この結果、外輪軌道５ａ、５ｂや内輪軌道７ａ、７ｂと、転動体４との転がり接触部に加わる衝撃荷重を低減できて、外輪軌道５ａ、５ｂや内輪軌道７ａ、７ｂに圧痕が形成されにくくなっている。

【0010】

その他の関連技術として、特開２０１５−８５８１２号公報には、外輪の静止フランジに変形許容空間を設けて、外輪本体が衝撃荷重に基づき鉛直方向に変位することに対する剛性を低くすることにより、軸方向内側の外輪軌道に圧痕が形成されることを防止する技術が開示されている。また、特開２０１３−１３６０６８号公報には、ハブを構成するハブ本体を、低融点金属製で円柱状の芯材と、鉄系合金製で、芯材の端部を除いた外側部分覆う有底円筒状の表層材とにより構成される素材に鍛造加工を施した後、芯材を構成する低融点金属を融解して除去することにより形成する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２０１４−１３４２３４号公報

【特許文献2】特開２０１５−８５８１２号公報

【特許文献3】特開２０１３−１３６０６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

図５に示した構造には、次の面から改良の余地がある。すなわち、車輪が縁石に接触するなどして、回転フランジ８の軸方向内側面が突き当て面１７に接触するほどの衝撃荷重が加わった場合には、車両の挙動が不安定になっている可能性がある。この状態で、回転フランジ８の軸方向内側面と、突き当て面１７とが接触すると、その車輪の回転だけがスムーズでなくなり、４輪のうちの１輪のみに対し一時的にブレーキがかかったのと同じ状態となるため、車両の挙動の不安定化が助長されやすい。

【0013】

また、回転フランジ８の軸方向内側面と、突き当て面１７との間は、回転フランジ８に衝撃荷重が加わっていない通常状態での接触を防止しつつ、外輪軌道５ａ、５ｂや内輪軌道７ａ、７ｂに圧痕が形成されることを防止するため、隙間を厳密に規制する必要がある。このため、ハブユニット軸受１の製造コストが増大する可能性がある。

【0014】

また、車輪を回転フランジ８に支持固定するためのハブボルトやスタッドなどの結合部材と、突起１６との干渉を回避するためには、ハブ３の中心軸を中心とする突起１６の外接円直径を、結合部材の頭部の内接円直径よりも小さくする必要がある。

【0015】

また、突起１６の径方向内側部の軸方向外側面と、回転フランジ８の軸方向内側面との干渉を防止するために、段差部１５を、突起１６を設けていない構造と比較して径方向内方に位置させる必要がある。この結果、回転フランジ８の剛性が、突起１６を設けていない構造と比較して低下してしまう。

【0016】

また、突き当て面１７と接触する部分が、除肉部などを有する不連続面であると、突起１６の周方向側面が不連続部に突き当たり、車輪がロックする可能性があるので、回転フランジ８の軸方向内側面のうちで突き当て面１７と接触する部分は、全周にわたり連続した平坦面とする必要がある。したがって、回転フランジ８を、放射状に配置された複数本の腕部により構成した構造では、腕部同士の間部分に存在する、腕部よりも肉厚が小さな部分や除肉部の占める割合が小さくなって、ハブ３の重量が増大する可能性がある。

【0017】

本発明は、上述のような事情を鑑みて、外輪軌道や内輪軌道に圧痕が形成されることを防止できるハブユニット軸受の構造を、車両の挙動の不安定化を助長することなく実現することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0018】

本発明のハブユニット軸受は、外方部材と、内方部材と、転動体とを備える。
前記外方部材は、内周面に複列の外輪軌道を有する。
前記内方部材は、外周面に複列の内輪軌道を有する。
前記転動体は、前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ、転動自在に配置されている。
前記内方部材は、円板状の中実部、および、該中実部の外周部から径方向外方に突出したフランジ部を有する回転フランジと、該回転フランジの軸方向内側面から軸方向内方に突出し、かつ、外周面に前記複列の内輪軌道を有する中空筒状の軸部とを備える。さらに、前記内方部材は、前記複列の内輪軌道のうちの軸方向外側の内輪軌道よりも軸方向外側に位置する部分に、前記回転フランジで発生した応力波が前記軸部の軸方向中間部に伝達されるのを抑制するための応力波抑制部を有する。

【0019】

本発明では、前記軸部を、軸方向に関して前記中実部と前記軸方向外側の内輪軌道との間に位置する部分に存在し、かつ、前記応力波抑制部を構成する薄肉筒部と、該薄肉筒部よりも軸方向内側に存在し、かつ、該薄肉筒部の径方向厚さよりも厚い径方向厚さを有する厚肉筒部とを有するものとすることができる。

【0020】

代替的にあるいは追加的に、前記内方部材を、前記中実部、および、前記フランジ部の軸方向外側部を構成する被補強部を有する第１の部材と、前記フランジ部の軸方向内側部を構成する補強部、および、前記軸部を有する第２の部材とを、軸方向に結合固定することにより構成することができる。この場合、前記応力波抑制部は、前記被補強部の軸方向内側面と前記補強部の軸方向外側面との当接部により構成される。

【0021】

本発明では、前記回転フランジに、前記内方部材とは別体の抑制部材を支持することができる。具体的には、例えば、前記抑制部材は、車輪を前記回転フランジに支持固定するためのスタッドやハブボルトなどにより、該回転フランジに対して支持される。なお、前記抑制部材は、前記応力波を抑制できる限り、その材質や形状は特に制限されないが、例えば円環状の金属板により構成することができる。

【0022】

具体的には、前記抑制部材を、前記応力波抑制部を構成し、かつ、前記外方部材の一部または該外方部材に固定された部材に近接対向させ、前記回転フランジに加わった衝撃荷重を、前記外輪軌道や前記内輪軌道、前記転動体を介すことなく、前記外方部材にバイパスするバイパス部材とする。この場合、前記外方部材に対し軸受を支持し、該軸受に前記バイパス部材を近接対向させれば、前記軸受と前記バイパス部材とが接触した場合でも、前記回転フランジの回転抵抗の増大を抑えることができるため、好ましい。前記軸受として転がり軸受を使用すれば、前記軸受内で前記応力波を吸収することができるため、より好ましい。ただし、前記軸受として滑り軸受を使用することもできる。

【発明の効果】

【0023】

本発明のハブユニット軸受によれば、外輪軌道や内輪軌道に圧痕が形成されることを防止することができる構造を、車両の挙動の不安定化を助長することなく実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は、本発明の実施の形態の第１例のハブユニット軸受を示す断面図である。

【図2】図２は、本発明の実施の形態の第１例のハブユニット軸受を構成するハブ本体の製造方法の１例を説明するための断面図である。

【図3】図３は、本発明の実施の形態の第２例のハブユニット軸受を示す断面図である。

【図4】図４は、本発明の実施の形態の第３例のハブユニット軸受を示す断面図である。

【図5】図５は、ハブユニット軸受の従来構造の１例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

［実施の形態の第１例］
図１は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例のハブユニット軸受１ａは、図５に示した従来構造と同様に、外方部材である外輪２ａと、内方部材であるハブ３ａと、複数個の転動体４とを備える。

【0026】

外輪２ａは、中炭素鋼などの硬質金属からなり、複列の外輪軌道５ａ、５ｂと、外輪２ａを懸架装置に支持固定するための静止フランジ６とを備える。複列の外輪軌道５ａ、５ｂは、外輪２ａの内周面に設けられている。静止フランジ６は、外輪２ａの軸方向中間部に径方向外方に突出するように設けられている。静止フランジ６の径方向中間部の円周方向複数箇所にはそれぞれ、支持孔１８が設けられている。外輪２ａは、支持孔１８のそれぞれに螺合あるいは挿通されたボルトなどの結合部材により、懸架装置を構成するナックルに支持固定される。

【0027】

ハブ３ａは、外輪２ａの内径側に外輪２ａと同軸に配置されている。複列の内輪軌道７ａ、７ｂは、ハブ３ａの外周面のうちで複列の外輪軌道５ａ、５ｂと対向する部分に設けられている。このようなハブ３ａは、中炭素鋼などの硬質金属製のハブ本体１０ａと、軸受鋼などの硬質金属製の内輪１１とを組み合わせることにより構成されている。

【0028】

ハブ本体１０ａの軸方向内側部には、筒状の小径筒部９ａが設けられている。内輪１１は、小径筒部９ａに外嵌され、かつ、小径筒部９ａのうちで内輪１１の軸方向内端面よりも軸方向内方に突出した部分を径方向外方に塑性変形させることで形成されたかしめ部２１により軸方向内端面が押さえつけられている。このような構成により、ハブ本体１０ａと内輪１１とが結合固定されている。

【0029】

なお、複列の内輪軌道７ａ、７ｂのうちの軸方向外側の内輪軌道７ａは、ハブ本体１０ａの軸方向中間部外周面に設けられており、軸方向内側の内輪軌道７ｂは、内輪１１の外周面に設けられている。

【0030】

本例では、ハブ３ａは、一枚板状の回転フランジ８ａと、該回転フランジ８ａの軸方向内側面から軸方向内方に突出し、かつ、外周面に複列の内輪軌道７ａ、７ｂを有する中空筒状の軸部２５と、回転フランジ８ａの軸方向外側面から軸方向外方に突出する円筒状のパイロット部２６とを備える。

【0031】

回転フランジ８ａは、円板状の中実部２７と、該中実部２７の外周部から径方向外方に突出したフランジ部３８とを備える。フランジ部３８は、径方向外側の薄肉部１３と、径方向内側の厚肉部１４とを有しており、薄肉部１３の軸方向内側面と厚肉部１４の軸方向内側面とは、段差部１５により接続されている。薄肉部１３の径方向中間部の円周方向複数箇所にはそれぞれ、取付孔１９が設けられている。車輪および制動用回転体は、取付孔１９のそれぞれに圧入されたスタッド２０、あるいは螺合されたハブボルトなどによりフランジ部３８に支持される。

【0032】

本例では、回転フランジ８ａの軸方向外側面が、ハブ３ａの中心軸に直交する平坦面となっている。すなわち、中実部２７の軸方向外側面とフランジ部３８の軸方向外側面とが、ハブ３ａの中心軸に直交する同一の平面上に存在している。また、中実部２７の軸方向厚さは、フランジ部３８を構成する厚肉部１４の軸方向厚さよりも薄く、薄肉部１３の軸方向厚さと同じになっている。すなわち、厚肉部１４の軸方向内側面は、中実部２７の軸方向内側面よりも軸方向内側に位置しており、中実部２７の軸方向内側面と薄肉部１３の軸方向内側面とが、ハブ３ａの中心軸に直交する同一の平面上に存在している。このような構造により、フランジ部３８の軸方向に関する剛性が高くなっている。

【0033】

なお、本例では、フランジ部３８は、全周にわたり連続した円輪状に構成されている。ただし、フランジ部を、中実部の外周部から放射状に延びるように設けられた複数本のフランジ片から構成することもできる。

【0034】

軸部２５は、軸方向外端部に存在する薄肉筒部２９と、該薄肉筒部２９よりも軸方向内側に存在し、かつ、該薄肉筒部２９の径方向厚さよりも厚い径方向厚さを有する厚肉筒部３０とを備える。なお、複列の内輪軌道７ａ、７ｂは、厚肉筒部３０の外周面の軸方向２箇所位置に全周にわたって設けられている。

【0035】

薄肉筒部２９は、軸部２５の軸方向外端部、すなわち、軸方向に関して、中実部２７と軸方向外側の内輪軌道７ａとの間に位置する部分に存在する。要するに、薄肉筒部２９は、軸部２５のうちで軸方向外側の内輪軌道７ａよりも軸方向外側に外れた部分に存在する。図示の例では、薄肉筒部２９は、中実部２７の軸方向内側に隣接する部分に設けられて、断面略円弧形の曲面である内周面を有する。薄肉筒部２９のうちで最も径方向厚さが小さい部分の径方向厚さは、厚肉筒部３０の軸方向外端部の径方向厚さの１／４〜１／２程度、好ましくは１／３〜１／２程度となっている。このような薄肉筒部２９の外周面には、シールリング２３を構成するシールリップが全周にわたって摺接している。

【0036】

なお、本例では、厚肉筒部３０の内周面は、軸方向内側に向かうほど内径が小さくなる方向に傾斜した円すい面となっている。

【0037】

薄肉筒部２９の軸方向内端部と厚肉筒部３０の軸方向外端部とは、断面略台形の接続筒部３１により接続されている。すなわち、接続筒部３１は、軸方向外側の内輪軌道７ａの溝肩部を含んで構成されている。接続筒部３１の内周面は、軸方向内側に向かうほど内径が小さくなる方向に傾斜し、かつ、ハブ３ａの中心軸に対する傾斜角度が、厚肉筒部３０の内周面の傾斜角度よりも大きい円すい面となっている。

【0038】

換言すれば、軸部２５は、軸方向内側面に開口し、かつ、内周面が略三角フラスコ形状である凹部２８を有する。そして、ハブ３ａの中心軸に直交する平坦面である中実部２７の軸方向内側面を略三角フラスコ形状の底面とした場合に、略三角フラスコ形状の底部に相当する部分の周囲を薄肉筒部２９とし、略三角フラスコ形状の円すい状の胴体部に相当する部分の周囲を接続筒部３１とし、略三角フラスコ形状の首部に相当する部分を厚肉筒部３０としている。ただし、接続筒部３１を省略し、薄肉筒部２９の軸方向内端部と厚肉筒部３０の軸方向外端部とを、段部により接続することもできる。

【0039】

パイロット部２６は、円筒面である外周面を有する。パイロット部２６は、ハブユニット軸受１ａの使用時に、車輪および制動用回転体を外嵌して、車輪および制動用回転体の径方向に関する位置決めを図るための部分である。図示の例では、円筒状のパイロット部２６の内径側は中空構造となっているが、パイロット部２６の内周面と中実部２７の軸方向外側面との間に、複数の補強リブをかけ渡すように設けるなどして、フランジ部３８の軸方向に関する剛性をさらに向上させることもできる。

【0040】

転動体４は、軸受鋼などの硬質金属、あるいはセラミックにより構成されており、複列の外輪軌道５ａ、５ｂと複列の内輪軌道７ａ、７ｂとの間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ、転動自在に配置されている。なお、図示の例では、転動体４として、玉を使用しているが、円すいころを使用することもできる。

【0041】

なお、本例では、外輪２ａの内周面とハブ３ａの外周面との間に存在する円筒状の内部空間２２の軸方向外側開口部は、シールリング２３により塞がれている。一方、内部空間２２の軸方向内側開口は、外輪２ａの軸方向内端部に内嵌固定された有底円筒状のカバー２４により塞がれている。ただし、内部空間の軸方向内側開口を、シールリングとスリンガとを組み合わせて構成される組み合わせシールリングにより塞ぐこともできる。

【0042】

ハブ本体１０ａの製造方法の１例について、図２を参照しつつ説明する。ハブ本体１０ａを造る際には、まず、図２に示すような、軸方向内側面に開口し、かつ、内周面が円筒状である凹部２８ｚを有する、断面略π字形の中間素材３２を造る。中間素材３２は、素材となる金属材料を鍛造加工などにより塑性変形させることで造られる。中間素材３２の軸方向中間部には、完成状態で薄肉筒部２９となる薄肉筒部２９ｚが設けられており、該薄肉筒部２９ｚよりも軸方向内側に存在する部分には、完成状態で厚肉筒部３０となる厚肉筒部３０ｚが設けられている。厚肉筒部３０ｚの外径は、薄肉筒部２９ｚの外径よりも大きくなっている。さらに、中間素材３２の軸方向内端部には、完成状態で小径筒部９ａとなる小径筒部９ｚが設けられている。このような中間素材３２の軸方向内側部を縮径させ、さらに、切削加工や研削加工などの必要な加工を施すことにより、ハブ本体１０ａを造ることができる。

【0043】

あるいは、ハブ本体１０ａは、特開２０１３−１３６０６８号公報に記載の技術のように、低融点金属製で円柱状の芯材と、鉄系合金製で、芯材の端部を除いた外側部分覆う有底円筒状の表層材とから成る素材に鍛造加工を施した後、芯材を構成する低融点金属を融解して除去することにより造ることもできる。

【0044】

本例のハブユニット軸受１ａによれば、外輪軌道５ａ、５ｂや内輪軌道７ａ、７ｂに圧痕が形成されることを防止することができる構造を、車両の挙動の不安定化を助長することなく実現することができる。

【0045】

すなわち、ハブユニット軸受１ａを搭載した車両の走行中に、車輪が縁石に接触するなどして、回転フランジ８ａに支持されたホイールを介して、図１に矢印αで示す様に、フランジ部３８に衝撃荷重が下方から上方に向けて加わると、この衝撃荷重は、一枚板状に構成された回転フランジ８ａにより支承される。また、フランジ部３８に衝撃荷重が加わると、慣性の影響により、回転フランジ８ａ内で応力波が発生する。この応力波は、回転フランジ８ａから軸部２５へと伝播する。なお、応力波は、ハブ本体１０ａを構成する金属材料の物性に応じて決まる伝播速度で、ハブ本体１０ａ内を伝播する。また、応力波は波であるので、異なる媒質同士の境界面で一部が反射し、残りが透過する。

【0046】

本例では、中実部２７の軸方向内側に隣接する、軸部２５の軸方向外端部には、薄肉筒部２９が設けられているので、回転フランジ８ａから軸部２５へと伝播した応力波は、図１に矢印βで示す様に、薄肉筒部２９の内周面や外周面で繰り返し反射される。これにより、応力波を構成する波の位相がずれ、ハブ本体１０ａの外周面に設けられた複列の内輪軌道７ａ、７ｂに伝播する応力波のピークが平均化されて小さくなり、内輪軌道７ａ、７ｂや外輪軌道５ａ、５ｂと、転動体４との転がり接触部に加わる衝撃荷重が減少する。この結果、内輪軌道７ａ、７ｂや外輪軌道５ａ、５ｂ、特に、軸方向外側の内輪軌道７ａや外輪軌道５ａに圧痕が形成されることが防止される。すなわち、本例では、薄肉筒部２９が、回転フランジ８ａで発生した応力波が軸部２５の軸方向中間部に伝達するのを抑制するための応力波抑制部として機能する。

【0047】

これに対し、図５に示した従来構造では、ハブ本体１０のうち、軸方向に関して回転フランジ８と軸方向外側の内輪軌道７ａとの間に存在する部分の径方向厚さが、ハブ本体１０のうちで軸方向外側の内輪軌道７ａの内径側に存在する部分の径方向厚さよりも厚くなっている。このため、ホイールを介して、回転フランジ８に衝撃荷重が加わり、回転フランジ８内で応力波が発生すると、図５に矢印γで示す様に、応力波が、直接あるいは少ない反射回数で内輪軌道７ａ、７ｂに伝播される可能性がある。この結果、内輪軌道７ａ、７ｂや外輪軌道５ａ、５ｂと、転動体４との転がり接触部に大きな衝撃荷重が加わり、内輪軌道７ａ、７ｂや外輪軌道５ａ、５ｂに圧痕が形成される可能性がある。

【0048】

本例では、内輪軌道７ａ、７ｂや外輪軌道５ａ、５ｂに圧痕が形成されることを防止できる構造を、図５の従来構造のように、回転フランジ８に衝撃荷重が加わった際に、回転フランジ８の軸方向内側面と接触する突き当て面１７を設けることなく実現できる。したがって、回転フランジ８ａに衝撃荷重が加わった場合でも、車両の挙動の不安定化が助長されることがない。また、図５の従来構造のように、回転フランジ８の軸方向内側面と、突き当て面１７との間の隙間を厳密に規制する必要がないため、ハブユニット軸受１ａの製造コストが徒に増大することを防止できる。さらに、図５の従来構造のように、回転フランジ８の剛性が低下したり、ハブ３の重量が増大したりすることを防止できる。

【0049】

なお、本発明は、特開２０１５−８５８１２号公報に記載の技術と組み合わせて実施することもできる。すなわち、静止フランジに変形許容空間を設けて、外輪本体が衝撃荷重に基づき鉛直方向に変位することに対する剛性を低くすれば、外輪軌道や内輪軌道、特に、軸方向内側の外輪軌道に圧痕が形成されることをより効果的に防止することができる。

【0050】

［実施の形態の第２例］
図３は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例のハブユニット軸受１ｃを構成するハブ３ｂは、軸方向外側の第１の部材３９と、軸方向内側の第２の部材４０とを軸方向に結合固定することにより構成されている。

【0051】

第１の部材３９は、中実部２７と、該中実部２７の外周部から径方向外方に突出し、かつ、フランジ部３８ａの軸方向外側部を構成する被補強部４１と、パイロット部２６とを備え、かつ、軸方向内側面に嵌合凹部４２を有する。嵌合凹部４２の底面は、ハブ３ｂの中心軸に直交する平坦面となっている。また、被補強部４１の径方向中間部の円周方向複数箇所にはそれぞれ、第１の通孔４３が設けられている。なお、本例の場合も、パイロット部２６の内周面と中実部２７の軸方向外側面との間に、複数の補強リブをかけ渡すように設けるなどして、フランジ部３８の軸方向に関する剛性をさらに向上させることもできる。

【0052】

第２の部材４０は、中空筒状の軸部２５と、該軸部２５の軸方向外端部から径方向外方に折れ曲がるように設けられ、かつ、フランジ部３８ａの軸方向内側部を構成する補強部４４とを有する。すなわち、補強部４４は、内径側に第２の部材４０を構成する金属材料が存在しない中空構造となっている。また、補強部４４の径方向中間部の円周方向複数箇所にはそれぞれ、第２の通孔４５が設けられている。本例では、第２の部材４０は、断面略π字形で、軸方向内側部に小径筒部９ａを有し、かつ、軸方向中間部に軸方向外側の内輪軌道７ａを有する本体部分４６と、外周面に軸方向内側の内輪軌道７ｂを有する内輪１１とを組み合わせることにより構成されている。

【0053】

第１の部材３９と第２の部材４０とは、補強部４４の軸方向外側部外周面を嵌合凹部４２に内嵌することにより軸合わせを図り、かつ、嵌合凹部４２の底面に第２の部材４０の軸方向外側面を突き当てた状態で、第１の通孔４３および第２の通孔４５にスタッド２０を軸方向内側から圧入することで、軸方向に結合固定されている。

【0054】

本例では、回転フランジ８ｂを構成するフランジ部３８ａが、軸方向外側の被補強部４１と、軸方向内側の補強部４４とを組み合わせることにより構成されている。そして、被補強部４１は、内径側に中実部２７が存在する中実構造であるため、軸方向および径方向に関する剛性が高くなっている。これに対し、補強部４４は、内径側に第２の部材４０を構成する金属材料が存在しない中空構造であるため、軸方向および径方向に関する剛性が、被補強部４１よりも低くなっている。したがって、本例のハブユニット軸受１ｃを搭載した車両の走行中に、図３に矢印αで示す様に、フランジ部３８ａに衝撃荷重が加わると、この衝撃荷重の大部分が補強部４４に加わって、被補強部４１に加わる衝撃荷重が小さくなる。この結果、第２の部材４０を構成する補強部４４内で発生する応力波を小さくでき、軸部２５へと伝播される応力波のピークを小さくできる。

【0055】

また、被補強部４１の剛性と補強部４４の剛性とが異なるため、軸方向および径方向に関する衝撃荷重の入力に伴う、被補強部４１の弾性変形量と補強部４４の弾性変形量とに差が生じる。そして、被補強部４１の軸方向内側面と補強部４４の軸方向外側面との当接部で微小な振動が生じ、摩擦熱が発生する。したがって、回転フランジ８ｂのうち、被補強部４１内で発生した応力波は、補強部４４に伝達される際に、図３に矢印β１→β２で示す様に減衰されて、軸部２５へと伝播される応力波のピークをさらに小さくできる。このように本例では、回転フランジ８ｂを、内径側に中実部２７が存在する中実構造の被補強部４１と、中空構造の補強部４４とを組み合わせてなる構造とすることにより、回転フランジ８ｂで発生した応力波が軸部２５の軸方向中間部に伝達するのを抑制するための応力波抑制部を構成している。

【0056】

なお、本例では、ハブ３ｂは、中実部２７を有する第１の部材３９と、中空構造の第２の部材４０とを組み合わせることにより構成されている。第１の部材３９および第２の部材４０のそれぞれは、実施の形態の第１例のハブ本体１０ａのように複雑な形状をしていないため、鍛造加工により容易に造ることができる。その他の部分の構造および作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。

【0057】

［実施の形態の第３例］
図４は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例のハブユニット軸受１ｂでは、外輪２ｂの軸方向外端部に、軸受３３が外嵌固定されている。本例では、軸受３３として、内部空間の軸方向両端部がシールリングにより密封された玉軸受を使用している。ただし、軸受３３として、円筒ころ軸受などの各種転がり軸受、または滑り軸受を使用することもできる。このような軸受３３により、外輪２ｂの外周面に付着した水分が外輪２ｂの外周面を伝って、外輪２ｂの軸方向外端面と回転フランジ８ａの軸方向内側面との間の隙間まで達することが防止されている。すなわち、軸受３３が、水分を堰き止めるための堰部として機能する。

【0058】

本例では、回転フランジ８ａの軸方向内側面に、バイパス部材であるバイパスリング３４が支持固定されている。バイパスリング３４は、金属板を曲げ成形することにより、断面Ｌ字形で円環状に構成されており、円筒部３５と、円筒部３５の軸方向外端部から径方向外方に折れ曲がった折れ曲がり部３６とを有する。円筒部３５の内周面は、軸受３３を構成する外輪の外周面に近接対向している。折れ曲がり部３６の円周方向複数箇所にはそれぞれ、通孔３７が設けられている。本例では、折れ曲がり部３６の通孔３７のそれぞれに挿通されたスタッド２０の軸部を、さらに回転フランジ８ａの取付孔１９に圧入することにより、回転フランジ８ａに対しバイパスリング３４が支持されている。

【0059】

本例では、バイパスリング３４は、回転フランジ８ａとは別体に設けられ、かつ、スタッド２０により回転フランジ８ａに対し支持固定されている。このため、ハブユニット軸受１ｂを搭載した車両の走行中に、車輪が縁石に接触するなどして、回転フランジ８ａに軸方向の衝撃荷重が加わった際に、この衝撃荷重の一部を、複列の外輪軌道５ａ、５ｂや複列の内輪軌道７ａ、７ｂ、転動体４を介すことなく、外輪２ｂにバイパスすることができる。具体的には、回転フランジ８ａに軸方向の衝撃荷重が加わることに伴い、回転フランジ８ａの鉛直方向下側部が軸方向内方に向かって倒れるように変形すると、バイパスリング３４の円筒部３５の内周面と、軸受３３の外輪の外周面とが接触する。この結果、衝撃荷重の一部が、軸受３３を介して、懸架装置に支持固定された外輪２ｂに伝達されるため、内輪軌道７ａ、７ｂおよび外輪軌道５ａ、５ｂと、転動体４との転がり接触部に加わる衝撃荷重を低減することができる。

【0060】

本例では、回転フランジ８ａに衝撃荷重が加わった際に、円筒部３５の内周面が接触する部分を、外輪２ｂに対し回転可能な軸受３３の外輪の外周面としているため、車両の挙動の不安定化が助長されることを防止できる。また、円筒部３５の内周面と、軸受３３の外輪の外周面とが接触した場合でも、回転フランジ８ａの回転抵抗が増大することを抑えられるため、衝撃荷重が加わる以前の円筒部３５の内周面と、軸受３３の外輪の外周面との間の距離を短くできる。この結果、衝撃荷重入力時に、外輪２ｂへのバイパスを速やかに行わせることができたり、衝撃荷重の大きさが小さい場合でも、外輪２ｂへのバイパスを行わせることができたりする。また、軸受３３やバイパスリング３４の取付公差を比較的緩くできるため、ハブユニット軸受１ｂの製造コストが増大することを防止できる。

【0061】

軸受３３は、通常、回転フランジ８ａに衝撃荷重が加わった場合以外で回転することはないため、衝撃荷重の入力に伴って圧痕が形成されたり、フレッチング摩耗による損傷が発生したりしても、特に問題はない。さらに、本例では、軸受３３として、転がり軸受である玉軸受を使用しているため、軸受３３内においても応力波を吸収することができる。したがって、バイパスリング３４から入力された応力波は、軸受３３内で減衰されつつ、外輪２ｂにバイパスされるため、応力波による外輪２ｂへのダメージを抑えることができる。

【0062】

なお、回転フランジの軸方向内側面との当接部での反射による衝撃荷重の低減効果を得る面からすれば、回転フランジに支持される抑制部材として円筒部を有しないもの、すなわち、例えば単なる円輪状のものを使用することもできる。その他の部分の構造および作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。

【0063】

本発明のハブユニット軸受を実施する場合に、実施の形態の各例の構造は、矛盾を生じない限り、適宜組み合わせて実施することができる。すなわち、実施の形態の第２例のような、第１の部材と第２の部材とを組み合わせてなるハブの軸部に、実施の形態の第１例の構造が有する薄肉筒部を設けることができる。あるいは、実施の形態の第２例の構造に、実施の形態の第３例にかかるバイパスリングを設けても良い。

【符号の説明】

【0064】

１、１ａ、１ｂ ハブユニット軸受
２、２ａ、２ｂ 外輪
３、３ａ ハブ
４ 転動体
５ａ、５ｂ 外輪軌道
６ 静止フランジ
７ａ、７ｂ 内輪軌道
８、８ａ、８ｂ 回転フランジ
９、９ａ、９ｚ 小径筒部
１０、１０ａ ハブ本体
１１ 内輪
１２ ナックル
１３ 薄肉部
１４ 厚肉部
１５ 段差部
１６ 突起
１７ 突き当て面
１８ 支持孔
１９ 取付孔
２０ スタッド
２１ かしめ部
２２ 内部空間
２３ シールリング
２４ カバー
２５ 軸部
２６ パイロット部
２７ 中実部
２８、２８ｚ 凹部
２９、２９ｚ 薄肉筒部
３０、３０ｚ 厚肉筒部
３１ 接続筒部
３２ 中間素材
３３ 軸受
３４ バイパスリング
３５ 円筒部
３６ 折れ曲がり部
３７ 通孔
３８、３８ａ フランジ部
３９ 第１の部材
４０ 第２の部材
４１ 被補強部
４２ 嵌合凹部
４３ 第１の通孔
４４ 補強部
４５ 第２の通孔
４６ 本体部分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】