JP4983145B2 - ハブ構造及びハブの組付け方法 - Google Patents

Description

本発明は、アクスルハウジングにインナベアリングを介して回転自在に支持されるハブを備えるハブ構造及びハブをアクスルハウジングに組付けるハブの組付け方法に関する。

従来から、車両の駆動輪を支持するために、ハブ構造が用いられている。このようなハブ構造としては、例えば引用文献１に記載されているように、車輪とアクスルシャフトに固定されるハブを、インナベアリングとアウタベアリングを介してアクスルハウジングに回転自在に支持されるように組付けたものがある。

また、他のハブ構造としては、例えば引用文献２に記載されているように、インナベアリングをハブ端面のかしめにより支持するようにしたものがある。
特開平１０−０５８９０６号公報 特開２００２−２０５５０４号公報

しかし、上記特許文献１のハブ構造では、例えば、インナベアリングのアウタレースはハブに固定されるものの、インナベアリングのインナレースはアウタレースの内側に挿入されるだけという事がある。このため、ハブをアクスルハウジングに組付ける際には、インナベアリングのインナレースが動いて脱落してしまうため、作業者は、インナレースを手で押さえたままアクスルハウジングをハブ内に挿入しなければならない。更に、作業者が手で押さえにくい箇所にインナベアリングが挿入されている場合は、インナレースを押さえること自体が困難となり、アクスルハウジングにハブを組付けることが非常に困難となる。

また、上記特許文献２のハブ構造では、インナベアリングの支持をハブ端面のかしめにより行っているため、かしめ作業を実施する手間がかかるだけでなく、ベアリングの締め付け具合の調整が困難となる。

そこで、本発明の目的は、ハブとアクスルハウジングとの組付けを容易に行うことができるハブ構造及びハブの組付け方法を提供することにある。

そこで、本発明のハブ構造は、アクスルハウジングが挿入されるハウジング収納部を有し、アクスルハウジングにインナベアリングを介して回転自在に支持されるハブと、ハウジング収納部に嵌め込まれる保持部と、保持部外周面に突設されてハブに係止されるフランジ部とを有するリング状のスペーサと、備え、インナベアリングは、ハブの内周面に固定されるアウタレースと、ハウジング収納部に挿入されるアクスルハウジングの外周面に当接するインナレースと、を備え、スペーサは、保持部がハウジング収納部に嵌め込まれてフランジ部がハブに係止されることで、保持部とインナベアリングとの間に遊びを形成して、保持部によりハブに対するインナレースの脱落を阻止することを特徴とする。

このようなハブ構造においては、ハブとアクスルハウジングとを組付ける際に、ハブのハウジング収納部にインナベアリングを挿入した状態で、リング状のスペーサのフランジ部がハブに係止されるようにスペーサの保持部をハウジング収納部に嵌め込むようにする。すると、インナベアリングのインナレースが、スペーサによって回転を制限されることなくハブに対してズレ動いて脱落するのが防止されるため、アクスルハウジングをハブのハウジング収納部に挿入するときに、特に作業者がインナレースを手で押さえておく必要がなくなる。また、インナベアリングをハブに支持するためのハブのかしめ作業を実施しなくて済む。これにより、ハブとアクセルハウジングとの組付けを容易に行うことができ、組付け作業の作業性を向上させることができる。

上記インナベアリングは、アウタレースとインナレースとの間に介在する回転体と、回転体を保持する回転体保持器とを更に備え、インナレース、回転体及び回転体保持器が一体に構成されており、保持部は、回転体保持器の外径よりも小さい内径を有することが望ましい。インナレース、回転体及び回転体保持器が一体に構成されているため、保持部の内径を回転体保持器の外径よりも小さくすることで、インナベアリングのインナレースの脱落を確実に防止することができる。

また、ハブの内径と保持部の外径とは、中間ばめの関係を有していることが望ましい。ハブの内径と保持部の外径とが中間ばめの関係であるため、適度な力による単純な打ち込みによってハウジング収納部にスペーサの保持部を簡単に嵌め込むことができる。従って、スペーサがハブから外れることが防止されると共に、スペーサやハブの損傷を防止することができる。

本発明のハブの組付け方法は、上記のハブ、インナベアリング及びスペーサを用意し、ハブのハウジング収納部にインナベアリングを挿入し、スペーサのフランジ部がハブに係止されるようにスペーサの保持部をハウジング収納部に嵌め込み、その状態でハウジング収納部にアクスルハウジングを挿入して、ハブとアクスルハウジングとを組付けることを特徴とする。

このようなハブの組付け方法においては、ハウジング収納部にインナベアリングを挿入した状態で、リング状のスペーサのフランジ部がハブに係止されるようにスペーサの保持部をハウジング収納部に嵌め込むようにする。すると、インナベアリングのインナレースが、スペーサによって回転を制限されることなくハブに対してズレ動いて脱落するのが防止されるため、アクスルハウジングをハウジング収納部に挿入するときに、特に作業者がインナレースを手で押さえておく必要がなくなる。また、インナベアリングをハブに支持するためのハブのかしめ作業を実施しなくて済む。これにより、ハブとアクセルハウジングとの組付けを容易に行うことができ、組付け作業の作業性を向上させることができる。

上述したように、本発明によれば、ハブとアクスルハウジングとの組付けを容易に行うことができる。これにより、本発明のハブ構造を備えた装置（例えば駆動軸支持装置）の生産性を向上させることができる。

以下、図面を参照して、本発明に係るハブ構造の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。

図１は、本実施形態に係るハブ構造１の構成を示した断面図であり、図２は、ハブ構造１においてアクスルハウジング２が無い状態の構成を示した断面図である。

ハブ構造１は、図示しないアクスルシャフト及び車輪とボルトなどで固定されるハブ３を有し、このハブ３には、アクスルハウジング２が挿入されるハウジング収納部４が形成されている。ハブ３は、車軸方向内側に位置するインナベアリング５と車軸方向外側に位置するアウタベアリング６を介して、アクスルハウジング２に回転自在に支持される。ハブ３及びアクスルハウジング２は、例えば鋳鉄で形成されている。

インナベアリング５は、ハブ３の内周面に圧入固定されるアウタレース８と、アクスルハウジング２の外周面に当接するインナレース１４と、アウタレース８とインナレース１４との間に介在された複数のローラベアリング（回転体）１０と、複数のローラベアリング１０を所定間隔で保持するケージ（回転体保持器）１２とにより構成されている。インナレース１４の外周面には溝１６が設けられており、ローラベアリング１０が溝１６に嵌め込まれることにより、インナレース１４、ローラベアリング１０及びケージ１２が一体で構成されている。

アウタベアリング６は、ハブ３の内周面に圧入固定されるアウタレース９と、アクスルハウジング２の外周面に当接するインナレース１５と、アウタレース９とインナレース１５との間に介在された複数のローラベアリング１１と、複数のローラベアリング１１を所定間隔で保持するケージ１３とにより構成されている。インナレース１５の外周面には溝１７が設けられており、ローラベアリング１１が溝１７に嵌め込まれることにより、インナレース１５、ローラベアリング１１及びケージ１３が一体で構成されている。

また、ハブ３の内部には、インナベアリング５をハブ３に対して支持するためのリング状のスペーサ７が配置されている。スペーサ７は、例えばコスト等の観点から一般鋼材で成形されている。

図３は、スペーサ７の構造を示した図である。図３（ａ）は、スペーサ７の斜視図を示しており、図３（ｂ）は、スペーサ７の断面図を示している。

図１〜図３において、スペーサ７は、リング状の保持部１８と、保持部１８の外周面から突設したリング状のフランジ部１９とを備えている。保持部１８は、ハブ３の内側開口端面２０側からハウジング収納部４の内側開口部分に嵌め込まれており、フランジ部１９は、ハブ３の内側開口端面２０に係止されている。

このようにスペーサ７がハブ３に組み込まれた状態では、保持部１８は、インナベアリング５のケージ１２を押圧せずケージ１２との間に所定量の隙間（遊び）が形成されるような寸法を有している。なお、保持部１８とケージ１２との間に隙間が無いと、保持部１８がケージ１２を押圧して、ケージ１２が回転しにくくなり、保持部１８とケージ１２との間の隙間が大きすぎると、ケージ１２のぐらつきが大きくなる。従って、ケージ１２が適度に遊ぶように、保持部１８の最適な寸法を設定する。保持部１８の外径は、保持部１８が嵌め込まれるハブ３の内径（ハウジング収納部４の内側開口部分の内径）と中間ばめの関係となる寸法となっている。つまり、保持部１８の外径と当該ハブ３の内径とは、殆ど同じである。保持部１８の内径は、ケージ１２の外径よりも小さい寸法となっている。

アクスルハウジング２には、インナベアリング５のインナレース１４を拘束・支持するための段差部２１が形成されている。

ハブ３の内側部分には、ハブ３の内側開口端面２０を覆うように付属部材２２が着脱自在に取り付けられている。付属部材２２とアクスルハウジング２との間には、ハブ３とアクスルハウジング２との間に充填されるベアリング用の潤滑油が漏れ出さないように、パッキン２３が介在される。

引続いて、ハブ３をアクスルハウジング２に組付ける方法について説明する。まず、インナベアリング５のアウタレース８とアウタベアリング６のアウタレース９とを、両側からハブ３内に挿入し、ハブ３の内周面に圧入固定する。そして、一体で構成されているインナベアリング５のインナレース１４、ローラベアリング１０及びケージ１２を、ハブ３の内側開口端面２０側からハウジング収納部４に挿入し、アウタレース８の径方向内側に配置する。

その後、スペーサ７をハブ３に取り付ける。具体的には、スペーサ７の保持部１８をハブ３の内側開口部分に嵌入した状態で、スペーサ７をインナベアリング５側に打ち込むことにより、スペーサ７のフランジ部１９がハブ３の内側開口端面２０に当接するまで保持部１８をハブ３のハウジング収納部４に嵌め込む。このとき、保持部１８の外径とハブ３の内側開口部分の径とは中間ばめの関係になっているため、ハブ３と保持部１８とは、適度な保持力で嵌め合わされる。

また、スペーサ７にはフランジ部１９が設けられているので、保持部１８がハウジング収納部４に深く嵌まり込んでケージ１２に当ることが防止される。従って、スペーサ７がハブ３に組み込まれた状態では、インナベアリング５のケージ１２は、適度な遊びを持ちつつ保持部１８に保持される。このため、ケージ１２はスペーサ７によって回転を制限されないため、ケージ１２と一体で構成されているインナレース１４及びローラベアリング１０も、スペーサ７によって回転を制限されない。

この状態のときに、インナレース１４、ローラベアリング１０及びケージ１２がアウタレース８からズレ動いてハブ３から脱落しようとしても、スペーサ７によってケージ１２のズレ動きが阻止される。しかも、スペーサ７の内径はケージ１２の外径よりも小さいため、ケージ１２はスペーサ７を抜け出ることができない。このため、ケージ１２と一体で構成されているインナレース１４及びローラベアリング１０も、当然のことながらスペーサ７を抜け出ることができず、スペーサ７により支持された状態が維持される。

その後、ハブ３の外周面に付属部材２２を取り付け、ベアリング用の潤滑油を密閉するパッキン２３を付属部材２２に取り付ける。その状態で、付属部材２２の開口部からハブ３のハウジング収納部４にアクスルハウジング２を挿入し、アクスルハウジング２に収納されているアクスルシャフト（図示せず）とハブ３とをボルト等により連結する。

一方、一体に構成されたアウタベアリング６のインナレース１５、ローラベアリング１１及びケージ１３は、アクスルハウジング２をハブ３のハウジング収納部４に挿入した後に、車軸方向外側からハブ３のハウジング収納部４に挿入されて、アウタレース９に対して組み付けられる。

図４は、比較例として、上記のスペーサ７が設けられていない従来一般のハブ構造２４の構成を示した断面図である。

ハブ構造２４では、インナベアリング５のアウタレース８はハブ３の内周面に圧入して固定されるが、一体で構成されているインナレース１４、ローラベアリング１０及びケージ１２は、アウタレース８の内側に挿入されているだけであり、他の部材によって保持されていない。このため、ハブ３内にアクスルハウジング２が挿入される前は、インナレース１４、ローラベアリング１０及びケージ１２は、アウタレース８からズレ動き、ハブ３から脱落する可能性がある。従って、作業者は、インナレース１４、ローラベアリング１０及びケージ１２を手で押さえながら、アクスルハウジング２をハブ３内に挿入する必要がある。

更に、ハブ３に付属部材２２が取り付けられると、ハブ３の外側（付属部材２２側）からインナレース１４、ローラベアリング１０及びケージ１２を直接手で押さえることが困難になる。このため、ハブ３をアクスルハウジング２に組付けるためには、作業者の相当な技能が必要となる。

これに対して、本実施形態に係るハブ構造１及びハブの組付け方法によれば、ハブ３とアクスルハウジング２を組付ける際に、ハブ３のハウジング収納部４にインナベアリング５を挿入した状態で、スペーサ７のフランジ部１９がハブ３の内側開口端面２０に係止されるまでスペーサ７の保持部１８をハブ３のハウジング収納部４に嵌め込むようにしたので、インナベアリング５のローラベアリング１０、ケージ１２及びインナレース１４がスペーサ７によって支持される。従って、インナベアリング５のインナレース１４、ローラベアリング１０及びケージ１２がアウタレース８に対してズレ動いて脱落するのが防止されるため、作業者がインナレース１４等を手で押さえなくても、アクスルハウジング２をハブ３内のハウジング収納部４にスムーズに挿入することができる。これにより、ハブ３とアクスルハウジング２との組付けを容易に行うことができ、組付け作業の作業性を向上させることができる。

ところで、上述したように、ハブ３の材料は鋳鉄であるのに対し、スペーサ７の材料は一般鋼材である。このため、ハブ３の内径とスペーサ７の保持部１８の外径とがしまりばめの関係であると、スペーサ７が削れて破損する可能性がある。一方、ハブ３の内径とスペーサ７の保持部１８の外径とがすきまばめの関係であると、保持部１８がハブ３のハウジング収納部４に確実に嵌め込まれない可能性がある。これに対し、本実施形態では、ハブ３の内径と保持部１８の外径とが中間ばめの関係であるため、適度な力による単純な打ち込みによってハブ３のハウジング収納部４にスペーサ７を嵌め込むことができる。従って、スペーサ７がハブ３から外れたりすることがなく、また、スペーサ７やハブ３の破損・損傷を防ぐことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、アウタレース８及びアウタレース９は、必ずしもハブ３の内周面に圧入固定される必要はなく、インナベアリング５及びアウタベアリング６の機能が果たせるのであれば、ハブ３の内周面と如何なる接続関係であってもよい。従って、スペーサ７は、アウタレース８も含めたインナベアリング５全体を支持するものであってもよい。

また、インナベアリング５及びアウタベアリング６の回転体としては、特にローラベアリング１０及びローラベアリング１１である必要はなく、例えばボールベアリングなどであってもよい。

また、スペーサ７の形状としては、ハブ３とアクスルハウジング２とを組付ける前にインナベアリング５を支持できるものであれば、特に完全なリング状には限られず、例えば一部に切欠きが設けられたＣ字状（実質的にはリング状）としてもよい。

また、スペーサ７のフランジ部１９は、ハブ３の内側開口端面２０に係合するように、保持部１８の外周面から突出していれば、必ずしもリング状である必要はなく、例えば断続的に形成されていてもよい。

本実施形態に係るハブ構造の構成を示した断面図である。 図１に示すハブ構造にアクスルハウジングが無い状態の構成を示した断面図である。 図１に示すスペーサの構造を示した図である。 図１に示すスペーサが設けられていない従来一般のハブ構造の構成を示した断面図である。

符号の説明

１…ハブ構造、２…アクスルハウジング、３…ハブ、４…ハウジング収納部、５…インナベアリング、７…スペーサ、８…アウタレース、１０…ローラベアリング（回転体）、１２…ケージ（回転体保持器）、１４…インナレース、１８…保持部、１９…フランジ部、２０…内側開口端面。

Claims (4)

1. アクスルハウジングが挿入されるハウジング収納部を有し、前記アクスルハウジングにインナベアリングを介して回転自在に支持されるハブと、
   前記ハウジング収納部に嵌め込まれる保持部と、前記保持部外周面に突設されて前記ハブに係止されるフランジ部とを有するリング状のスペーサと、
   を備え、
   前記インナベアリングは、前記ハブの内周面に固定されるアウタレースと、前記ハウジング収納部に挿入される前記アクスルハウジングの外周面に当接するインナレースと、を備え、
   前記スペーサは、前記保持部が前記ハウジング収納部に嵌め込まれて前記フランジ部が前記ハブに係止されることで、前記保持部と前記インナベアリングとの間に遊びを形成して、前記保持部により前記ハブに対する前記インナレースの脱落を阻止することを特徴とするハブ構造。
2. 前記インナベアリングは、前記アウタレースと前記インナレースとの間に介在する回転体と、前記回転体を保持する回転体保持器とを更に備え、前記インナレース、前記回転体及び前記回転体保持器が一体に構成されており、
   前記保持部は、前記回転体保持器の外径よりも小さい内径を有することを特徴とする請求項１に記載のハブ構造。
3. 前記ハブの内径と前記保持部の外径とは、中間ばめの関係を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のハブ構造。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載のハブ、インナベアリング及びスペーサを用意し、
   前記ハブの前記ハウジング収納部に前記インナベアリングを挿入し、
   前記スペーサの前記フランジ部が前記ハブに係止されるように前記スペーサの前記保持部を前記ハウジング収納部に嵌め込み、
   その状態で前記ハウジング収納部にアクスルハウジングを挿入して、前記ハブと前記アクスルハウジングとを組付けることを特徴とするハブの組付け方法。

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