(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0012】
[実施の形態]
本発明の実施の形態に係るハブユニットについて、
図1乃至
図4を参照して具体的に説明する。
【0013】
(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の全体構成を示す断面図である。
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。このハブユニット1は、車両の懸架装置に連結された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。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。
【0014】
ハブユニット1は、車両インナ側のナックル91に取り付けられる外方部材2と、車両アウタ側の車輪92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との間に配置される複数の転動体4と、外方部材2の車両アウタ側の端部に固定されるシール部材5と、外方部材2の車両インナ側の開口を閉塞するカバー部材6とを備えている。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7と、磁性リング7に対向して配置された磁界センサ8とを有している。磁界センサ8は、カバー部材6に固定されている。
【0015】
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、転動体4を転動させる第1内側軌道面3aと、第1内側軌道面3aよりも車両インナ側に形成された第2内側軌道面3bとが、互いに平行に形成されている。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。
【0016】
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、車輪取付用のセレーション付きボルト33が圧入される複数の圧入孔310が形成されている。
【0017】
セレーション付きボルト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、セレーション付きボルト33の軸部331は、車輪92のホイール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。
【0018】
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。
【0019】
第1外側軌道面2aと第1内側軌道面3aとの間に配置された複数の転動体4は、第1保持器43によって転動可能に保持されている。第2外側軌道面2bと第2内側軌道面3bとの間に配置された複数の転動体4は、第2保持器44によって転動可能に保持されている。複数の転動体4が配置された内方部材3と外方部材2との間の空間への異物(水沫や小石、砂塵など)の侵入は、シール部材5及びカバー部材6によって抑制されている。
【0020】
なお、本実施の形態では、転動体4が球体であるが、これに限らず円錐ころであってもよい。また、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。
【0021】
磁性リング7は、内方部材3に固定された芯金71と、芯金71に取り付けられた環状の磁性部材72とを有している。芯金71は、例えばステンレスや鉄等の金属からなり、内輪部材32の外周面に嵌着されている。磁性部材72は、例えば加硫接着法によって芯金71に取り付けられている。磁性部材72は、例えばゴム製の円環部材にフェライト系のステンレス鋼粉を混入して形成され、磁性の異なる複数の磁極(N極及びS極)が周方向に沿って交互に設けられている。
【0022】
カバー部材6は、磁性部材72と対向する円盤部61と、外方部材2の内側に嵌合された円筒部62と、外方部材2の車両インナ側の端面に当接する鍔部63とを有している。カバー部材6は、例えばオーステナイト系ステンレス等の非磁性の金属をプレス成形してなる。
【0023】
磁界センサ8は、カバー部材6の円盤部61に保持されて、磁性部材72の周方向の一部に対向している。車輪92が内方部材3と共に回転すると、磁界センサ8によって検出される磁性部材72の磁極が交番する。
【0024】
(外方部材2及びシール部材5の構成)
図2(a)は、外方部材2を示す斜視図である。
図2(b)は、外方部材2を車両アウタ側から見た側面図である。
図3は、外方部材2を単体で示す断面図である。
図4は、
図1の一部を拡大して示すシール部材5の断面図である。
【0025】
外方部材2は、例えばS55C(機械構造用炭素鋼)からなり、鍛造によって成形されている。また、外方部材2は、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に取り付けられる取付フランジ部22を一体に有している。筒部21には、車両アウタ側の端部にシール部材5が固定され、車両インナ側の端部にカバー部材6が固定されている。筒部21の内周には、第1外側軌道面2a及び第2外側軌道面2bが互いに平行に形成されている。
【0026】
取付フランジ部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。ボルト挿通孔220は、取付フランジ部22の車両アウタ側の端面22a、及び車両インナ側の端面22bに開口している。車両インナ側の端面22bは、ナックル91の取付面である。ボルト90の頭部902は、車両インナ側の端面22bとは反対側の車両アウタ側の端面22aに当接する。
【0027】
筒部21は、車両アウタ側の端部における外周面が、シール部材5が嵌合する嵌合面21aとして形成されている。筒部21の軸方向における嵌合面21aの幅は、例えば5〜20mmである。また、筒部21には、取付フランジ部22における車両アウタ側の端面22aから車両アウタ側の所定範囲に、嵌合面21aよりも外方に張り出す肉盛部211が全周にわたって形成されている。ここで、「全周にわたって形成されている」とは、上記所定範囲における筒部21の周方向の何れの位置においても肉盛部211が設けられていることをいう。
図3では、この所定範囲を符号R
1で図示している。
【0028】
嵌合面21aは、回転軸線Oと平行で、その外径が軸方向の全体にわたって一定である。肉盛部211の外径は、取付フランジ部22との接続部において最も大きく、車両アウタ側に向うにつれて徐々に小さくなる。本実施の形態では、嵌合面21aと肉盛部211の外周面211aとの間に段差が設けられておらず、肉盛部211の外径が、車両アウタ側ほど嵌合面21aの外径に漸近する。
【0029】
また、本実施の形態では、回転軸線Oと平行な軸方向に対する肉盛部211の外周面211aの傾斜角θ(
図3参照)が一定である。すなわち、肉盛部211の外周面211aは、車両アウタ側に向かって円錐状に縮径するテーパ面である。傾斜角θは、5°以上であることが、外方部材2の剛性を確保する上で好ましい。また、外方部材2の重量を抑制するためには、傾斜角θが20°以下であることが望ましい。
【0030】
肉盛部211は、その車両アウタ側の端部が、筒部21の車両アウタ側の端面21bよりも所定距離だけ車両インナ側に位置している。
図3では、この所定範囲を符号R
2で図示している。嵌合面21aは、この所定距離R
2の範囲内に形成されている。肉盛部211は、嵌合面21aの近傍まで設けられていることが望ましい。肉盛部221は、少なくとも第1外側軌道面2aの最深部20aと第2外側軌道面2bの最深部20bとの中間位置よりも車両アウタ側に延在していることが必要である。本実施の形態では、肉盛部211が、第1外側軌道面2aの最深部20aよりも車両アウタ側に至る範囲に形成されている。換言すれば、肉盛部211の車両アウタ側端部の軸方向位置が、第1外側軌道面2aの最深部20aの軸方向位置よりも車両アウタ側である。これにより、外方部材2が第1外側軌道面2aを転動する転動体4から受ける荷重に対する剛性が高くなる。
【0031】
シール部材5は、例えばステンレス鋼板からプレス加工によって形成された芯金51と、芯金51に固定されたシールゴム52とを有して構成されている。芯金51は、外方部材2における筒部21の嵌合面21aに嵌合される円筒部511と、円筒部511の車両アウタ側の端部から内方に延在する延在部512とを一体に有している。シール部材5は、芯金51の円筒部511が嵌合面21aに嵌合することで、外方部材2に固定されている。芯金51は、外方部材2の筒部21における車両アウタ側の端面21bに延在部512が当接するまで、外方部材2の筒部21に押し込まれている。
【0032】
シールゴム52は、例えば加硫接着によって芯金51に接合されている。シールゴム52には、内方部材3のハブ輪31の外周面31aに摺接する第1乃至第3シールリップ部521〜523が設けられている。
【0033】
シール部材5は、嵌合面21aに嵌合された外周側の一部が、円環状のデフレクタ部50として形成されている。デフレクタ部50は、筒部21における車両アウタ側の端面21bとハブ輪31の外周面31aとの隙間からの異物の侵入を抑制する。本実施の形態では、デフレクタ部50が、芯金51の円筒部511と、シールゴム52の一部とによって構成されている。デフレクタ部50は、筒部21の車両アウタ側の端面21bとハブ輪31の外周面31aとの隙間に向かう異物の進行方向をそらす「そらし板」として機能する。
【0034】
デフレクタ部50におけるシールゴム52は、芯金51の円筒部511の外周側におけるベース部524、ベース部524から車両アウタ側に向かって軸方向に延出された庇部525、及びベース部524から車両インナ側に突出して設けられた突設部526からなる。突設部526は、デフレクタリップとして機能し、その内周面526aが芯金51の円筒部511よりも車両インナ側で外方部材2の筒部21の外周面に接触している。これにより、芯金51の周方向の一部において円筒部511と嵌合面21aとの間に僅かな隙間があったとしても、この隙間に水分等が入り込むことが抑止されている。
【0035】
本実施の形態では、嵌合面21aと肉盛部211の外周面211aとの間に、嵌合面21aと同径の介在面21cが形成されている。介在面21cは、外方部材2における筒部21の周方向に延びる環状の面である。肉盛部211は、介在面21cよりも車両インナ側に形成されている。突設部526の内周面526aは、介在面21cに弾接する。ただし、これに限らず、突設部526の内周面526aが肉盛部211の外周面211aに弾接するように外方部材2を構成してもよい。
【0036】
(実施の形態の効果)
以上説明した実施の形態によれば、外方部材2の取付フランジ部22から車両アウタ側の所定範囲の筒部21に、シール部材5が嵌合する嵌合面21aよりも外方に張り出す肉盛部211が全周にわたって形成されていることにより、下記の効果が得られる。
【0037】
(剛性向上効果)
外方部材2は、第1外側軌道面2a及び第2外側軌道面2bを転動する転動体4から外方へ向かう荷重を受ける。筒部21の剛性が低いと、この荷重によって変形が生じ、転動体4の円滑な転動が妨げられるが、本実施の形態では、筒部21が肉盛部211によって補強され、剛性が確保されている。また、肉盛部211は、その外径が車両アウタ側ほど小さくなるので、外方部材2の重量を抑えながら、剛性が確保されている。
【0038】
(金型の耐久性向上効果)
例えば背景技術として挙げた従来のハブユニットのように外方部材に複数のリブを設ける場合には、鍛造金型にリブに対応する形状の複数の凹溝を形成する必要がある。この場合、凹溝の開口側の角部に材料流圧が局所的に集中して作用するため金型寿命が短くなるが、本実施の形態に係る外方部材2では、材料流圧の集中による金型の損傷を抑制できる。つまり、本実施の形態に係る外方部材2では、肉盛部211が筒部21の全周にわたって形成されるので、筒部21を形成する金型の一部に材料流圧が局所的に集中することがない。このため、金型の損傷が抑制されて耐久性が向上し、金型の寿命を延ばすことができ、ひいては外方部材2の製造コストを下げることができる。
【0039】
(歪発生抑制効果)
本実施の形態に係る外方部材2では、軸方向の任意の位置で回転軸線Oに直交する断面における筒部21の径方向の厚みが、周方向の何れの位置においても均等である。このため、第1外側軌道面2a及び第2外側軌道面2bに熱処理を施した際の歪によって、第1外側軌道面2a及び第2外側軌道面2bの真円度が悪化することを抑制できる。つまり、例えば背景技術として挙げた従来のハブユニットのように、外方部材に複数のリブを設けた場合には、径方向の厚みが厚い部分(リブが設けられた部分)と薄い部分(リブが設けられていない部分)とで熱処理時の収縮量に差異が生じる。そして、この収縮量の違いによって軌道面の真円度が悪化し、収縮量が大きい部分では転動体の円滑な転動が妨げられ、収縮量が小さい部分ではガタが生じるおそれがある。しかし、本実施の形態に係る外方部材2では、筒部21の径方向の厚みが周方向に均等であるので、このような問題の発生を防ぐことができる。
【0040】
(排水性向上効果)
例えば背景技術として挙げた従来のハブユニットのように外方部材に複数のリブを設けた場合には、内方部材の回転軸線よりも上方に位置するリブの側面(外方部材の周方向の端面)に水が溜まる。そして、この水によって外方部材の外周面に錆が発生するおそれがある。一方、本実施の形態に係る外方部材2によれば、筒部21の外周面に水が溜まり得る凹部が存在しない。すなわち、外方部材2に付着した水の排水性が向上されているので、錆の発生が抑制される。
【0041】
(シール部材の装着性改善効果)
シール部材5が嵌合する嵌合面21aは、外径が一定で環状に形成されているので、例えば背景技術として挙げた従来のハブユニットのように、外方部材の車両アウタ側の端部まで複数のリブが延在している場合に比較して、シール部材5を確実に固定することができる。また、シール部材5は、デフレクタ部50を有しているので、筒部21における車両アウタ側の端面21bとハブ輪31の外周面31aとの隙間からの異物の侵入が抑制される。
【0042】
[外方部材の変形例]
次に、外方部材2の変形例について、
図5を参照して説明する。
図5(a)は、第1の変形例に係る外方部材2Aを示す断面図であり、
図5(b)は、第2の変形例に係る外方部材2Bを示す断面図である。
【0043】
上記実施の形態では、外方部材2における肉盛部211の外周面211aの傾斜角θが一定である場合について説明したが、第1の変形例に係る外方部材2Aでは、肉盛部211の外周面211aの傾斜角が複数段階に変化している。また、第2の変形例に係る外方部材2Bでは、肉盛部211の外周面211aの傾斜角が無段階に連続して変化している。外方部材2A,2Bにおいて、肉盛部211は全周にわたって形成されている。
図5(a)及び(b)において、上記実施の形態において説明したものに対応する部分には、
図3に用いたものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【0044】
第1の変形例に係る外方部材2Aでは、肉盛部211の外周面211aの傾斜角が、境界部211bを境として2段階に変化している。具体的には、境界部211bよりも車両インナ側における肉盛部211の外周面211aの傾斜角θ
1が、境界部211bよりも車両アウタ側における肉盛部211の外周面211aの傾斜角θ
2よりも大きい。
【0045】
第2の変形例に係る外方部材2Bでは、肉盛部211の外周面211aの断面形状が、肉盛部211の車両アウタ側の端部の外方に中心を有する仮想円の一部である円弧状に形成されている。
【0046】
これらの変形例に係る外方部材2A,2Bによっても、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。なお、第1の変形例に係る外方部材2Aでは、肉盛部211の外周面211aの傾斜角が2段階に変化した場合について説明したが、傾斜角が3段階あるいは4段階以上に変化していてもよい。また、肉盛部211の外周面211aの断面形状は、例えば外方部材の軸方向と平行な長径を有する楕円の一部である楕円弧状であってもよい。
【0047】
[シール部材の変形例]
次に、シール部材5の変形例について、
図6を参照して説明する。
図4を参照して説明した実施の形態では、芯金51及びシールゴム52が筒部21の車両アウタ側の端部に外嵌された場合について説明した。以下に述べる変形例に係るシール部材5A,5Bは、
図4を参照して説明したシール部材5と同様に、芯金51及びシールゴム52を有しているが、その形状が異なっている。
図6(a)及び(b)において、上記実施の形態において説明したものに対応する部分には、
図4に用いたものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【0048】
図6(a)は、第1の変形例に係るシール部材5Aを示す断面図である。シール部材5Aの芯金51は、筒部21の車両アウタ側の端部における内周面に嵌合される円筒部513と、円筒部513における車両アウタ側の端部から径方向外方に延びる外側円環部514と、円筒部513における車両インナ側の端部から径方向内方に延びる内側円環部515とを一体に有している。外側円環部514は、外方部材2の筒部21における車両アウタ側の端面21bに当接している。
【0049】
内側円環部515の周辺におけるシールゴム52には、ハブ輪31の外周面31aに摺接する第1乃至第3シールリップ部521〜523が設けられている。また、シールゴム52は、筒部21の車両アウタ側の端部の外周面である嵌合面21aに嵌合する円筒部527と、円筒部527から車両アウタ側に向かって軸方向に延出された庇部525とを有している。円筒部527及び庇部525は、デフレクタ部50を構成する。
【0050】
図6(b)は、第2の変形例に係るシール部材5Bを示す断面図である。シール部材5Bの芯金51は、筒部21の車両アウタ側の端部の外周面である嵌合面21aに嵌合する円筒部516と、円筒部516から車両アウタ側に向かって軸方向に延出され、かつ車両インナ側に折り返して形成された折り返し部517と、折り返し部517から径方向内方に延びる延在部518とを一体に有している。シールゴム52には、内方部材3のハブ輪31の外周面31aに摺接する第1乃至第3シールリップ部521〜523が設けられている。
【0051】
シール部材5Bは、芯金51の円筒部516が嵌合面21aに嵌合することで、外方部材2に固定されている。芯金51は、外方部材2の筒部21における車両アウタ側の端面21bに延在部518が当接するまで、外方部材2の筒部21に押し込まれている。芯金51の円筒部516及び折り返し部517は、デフレクタ部50を構成する。
【0052】
これらの変形例に係るシール部材5A,5Bによっても、実施の形態と同様の効果が得られる。また、シール部材5A又はシール部材5Bと、
図5を参照して説明した外方部材2A又は外方部材2Bとを適宜組み合わせることも可能である。
【0053】
(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。
【0054】
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。例えば、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も本発明を適用す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。