JP2000074083A

JP2000074083A - 等速自在継手

Info

Publication number: JP2000074083A
Application number: JP10240584A
Authority: JP
Inventors: Koji Sahashi; 弘二佐橋; Kazuhiko Hozumi; 和彦穂積; Keisuke Sone; 啓助曽根
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1998-08-26
Filing date: 1998-08-26
Publication date: 2000-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】繁雑な作業を伴わず、簡単かつ確実に継手内
輪から中間軸を抜くことができるようにして、アウトボ
ード側（ホイール側）ジョイントを車両に取り付けたま
までのブーツ交換やジョイント内部点検等を可能にす
る。【解決手段】マウス部28とステム部29とを有し、マウ
ス部28の内球面21にボール溝22を形成した継手外輪20
と、中間軸１とセレーションまたはスプライン嵌合し、
外球面41にボール溝42を形成した継手内輪40と、継手外
輪20のボール溝22と継手内輪40のボール溝42との間に組
み込まれて両者間でトルクを伝達するトルク伝達ボール
43と、継手外輪20の内球面21と継手内輪40の外球面41と
の間に介在しトルク伝達ボール43を保持する保持器44と
で構成される等速自在継手において、継手外輪20のステ
ム部29に軸孔24を設けて外端とマウス部28の底を連通さ
せる。軸孔24に工具54を挿入し、中間軸１の端部を押し
て継手内輪40から抜け出させたり、継手内輪40内に引き
込んだりすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は等速自在継手に関す
るもので、たとえば、ハブ輪と等速自在継手の継手外輪
と車軸軸受とをユニット化した、自動車の駆動車輪用の
軸受ユニット（ハブジョイント）に適用することができ
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車のエンジンから駆動車輪に動力を
伝達する動力伝達系は、エンジンと車輪との相対的位置
関係の変化による角度変位と軸方向変位に対応する必要
があるため、たとえば図５に示すように、エンジン側と
駆動車輪側との間にドライブシャフト（１）を介装し、
ドライブシャフト（１）の一端を摺動型等速自在継手
（Ｊ₁）（インボードジョイント）を介してディファレ
ンシャルに連結し、他端を固定型等速自在継手（Ｊ₂）
（アウトボードジョイント）を介して駆動車輪（２）に
連結している。摺動型等速自在継手（Ｊ₁）のいわゆる
プランジングによって軸方向の変位が吸収される。これ
に対して固定型等速自在継手（Ｊ₂）は角度変位のみが
可能である。

【０００３】固定型等速自在継手（Ｊ₂）は、ドライブ
シャフト（１）の前記他端に取り付けられた継手内輪
（４）と、ハブ輪（７）に結合された継手外輪（３）
と、継手内輪（４）および継手外輪（３）のボール溝間
に組み込まれた複数のトルク伝達ボール（５）と、継手
内輪（４）の外球面と継手外輪（３）の内球面との間に
介在してトルク伝達ボールを保持する保持器（６）を主
要な構成要素としている。ハブ輪（７）は車軸軸受
（８）によって回転自在に支持され、このハブ輪（７）
に駆動車輪（２）のホイールが固定される。

【０００４】ハブ輪（７）と等速自在継手（Ｊ₂）の継
手外輪（３）と車軸軸受（８）がユニット化されて車輪
用軸受ユニット（Ｈ）を構成している。車軸軸受（８）
は複列転がり軸受であって、ナックル（９）を介して車
体に固定し、複列の転動体（8a，8b）のうちの一方（8
a）が車両のアウトボード側に位置し他方（8b）が車両
のインボード側に位置する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】通常、アウトボードジ
ョイントのブーツが破損して交換が必要なときは、車両
からジョイントアッシーを取り外し（インボードジョイ
ントはデフから抜き、アウトボードジョイントはホイー
ルから抜く）、その後インボードジョイントを中間軸か
ら完全に取り外した後、ブーツを交換する。このような
繁雑な作業を要するのは、多くのアウトボードジョイン
トは継手内輪から中間軸が抜けない構造になっているた
めである。なお、継手内輪から中間軸を抜くことができ
るタイプもあるが、その場合、中間軸を万力でつかみ、
継手外輪に衝撃を与えて抜くものであるため、万力で中
間軸を傷めたり、衝撃力によりジョイント内部を傷める
可能性がある。

【０００６】本発明の目的は、上述のような繁雑な作業
を伴わず、簡単かつ確実に継手内輪から中間軸を抜くこ
とができるようにすることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の等速自在継手
は、マウス部とステム部とを有し、マウス部の内球面に
ボール溝を形成した継手外輪と、中間軸とセレーション
またはスプライン嵌合し、外球面にボール溝を形成した
継手内輪と、継手外輪のボール溝と継手内輪のボール溝
との間に組み込まれて両者間でトルクを伝達するトルク
伝達ボールと、継手外輪の内球面と継手内輪の外球面と
の間に介在し、トルク伝達ボールを保持する保持器とで
構成される等速自在継手において、継手外輪のステム部
に軸孔を設けて外端とマウス部の底を連通させたもので
ある。

【０００８】ステム部の軸孔を通して継手内輪と中間軸
のセレーション（あるいはスプライン）の圧入、引抜き
ができる。したがって、車両からユニットを取り外すこ
となく中間軸を抜くことができ、ブーツの交換などが容
易にできる。

【０００９】請求項２の発明のように、ステム部の軸孔
に挿入した工具と連結するためのカップリング装置を中
間軸の端部に設けることにより、中間軸の継手内輪から
の押し出しのみならず、継手内輪への引き込みをも行う
ことが可能となる。そのようなカップリング装置として
は、ステム部の軸孔に挿入した工具と中間軸とを互いに
係合させて軸方向に連動させ得る構造であればよく、た
とえばねじ孔とねじ軸の組合せからなるものを採用する
ことができる。

【００１０】ステム部を中空にしてマウス底と連通させ
たことに伴い、請求項３の発明のように、継手内部に充
填したグリースの漏出や外部からの異物の浸入を防止す
るためのエンドプレートを、マウス底付近に取外し可能
に装着するのが好ましい。このエンドプレートはステム
側から取付け、取外しができる方が望ましいが、マウス
側からでもよい。

【００１１】請求項４の発明は、請求項１、２または３
の等速自在継手の継手外輪と、ハブ輪と、車軸軸受とを
ユニット化したハブジョイントである。

【００１２】本発明の構造上の特徴である継手外輪ステ
ム部の中空化を実現するためには、ステム部を太くする
必要があるが、いわゆる４世代ハブジョイント形状は、
軸受内輪と継手外輪が一体となっているため、ステム部
を通常より太くできる。一方、ブーツ交換やジョイント
内部の点検の時に、ハブジョイントの継手内輪と中間軸
が抜ける構造とすることは、ハブジョイントアッシーが
固定型等速自在継手（Ｊ₂）単体より大きく重くなる４
世代形式においては、作業の容易さという点で望ましい
構造であり、ハブジョイントアッシーを交換するときに
も有利である。さらに、ブーツ交換のみのときは、ナッ
クルにハブジョイントアッシーが取り付いた状態でも分
解が可能となるため、作業はさらに簡単になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、上に述べたように４世
代ハブジョイントにより適しているため、ここでは４世
代ハブジョイントを例にとって実施の形態を説明する
が、固定型等速自在継手一般にも広く適用することがで
きる。

【００１４】まず、図２に従って４世代ハブジョイント
の構成を説明する。図２に例示したハブジョイントは、
ハブ輪（10）と、等速自在継手の継手外輪（20）と、車
軸軸受（30）とをユニット化して構成されている。

【００１５】車軸軸受（30）は複列のアウタレース（32
ａ，32ｂ）を備えた軸受外輪（31）と、複列のインナレ
ース（33ａ，33ｂ）と、複列の転動体（34ａ，34ｂ）と
で構成される。ここでは複列のインナレース（33ａ，33
ｂ）のうちの一方（33ａ）をハブ輪（10）の外周面に直
接形成し、他方（33ｂ）を継手外輪（20）の外周面に直
接形成した場合を例示してあるが、レース面を備えた別
体のリング（内側軌道輪）をハブ輪（10）および／また
は継手外輪（20）に嵌合させるようにしてもよい。軸受
外輪（31）はフランジ（35）にて車両の車体に固定され
る。図示した実施の形態はアンギュラ玉軸受構造である
ため軸受負荷容量が大きい。転動体に円すいころを使用
した複列円すいころ軸受構造を採用することも可能であ
る。車軸軸受（30）の両端開口部には、外部からの異物
の浸入や内部に充填したグリースの漏出を防止するた
め、シール（36）を装着してある。

【００１６】ハブ輪（10）はフランジ（11）を備え、こ
のフランジ（11）の円周方向等間隔位置にホイールベー
スを固定するためのハブボルト（12）を取り付けてあ
る。ハブ輪（10）の外周面には複列のインナレースのう
ちの一方（33ａ）が形成されている。このインナレース
部には高周波焼入れ等によって硬化層を形成させてあ
る。ハブ輪（10）の継手外輪側の端部には、外周部分に
環状凸縁（13）を形成してある。ハブ輪（10）は反継手
外輪側の端面に開口する空洞部（16）を有し、ハブ輪
（10）の中心部には軸方向に貫通した通り穴を設けてあ
る。

【００１７】継手外輪（20）は、概ね椀状のマウス部
（28）と、マウス部（28）と一体的に形成されたステム
部（29）とを有する。マウス部（28）は、内球面（21）
の円周方向等間隔位置に軸方向に延びるボール溝（22）
を備えている。このボール溝（22）はトルク伝達ボール
（43）が転動するためのもので、高周波焼入れ等により
硬化層（23）を形成させてある。継手外輪（20）の外周
面には車軸軸受（30）の複列のインナレースのうちの一
方（33ｂ）が形成されている。

【００１８】継手外輪（20）のステム部（29）は、先端
部に雄ねじを切ってあり、さらに、セレーション部（29
ａ）とはめあい部（29ｂ）を備えている。マウス部（2
8）の軸部側端面、言い換えると、はめあい部（29ｂ）
のマウス部側端部から半径方向に立ち上がった部分をハ
ブ輪（10）の環状凸縁（13）に対する突合せ部（26）と
している。環状凸縁（13）および突合せ部（26）の軸方
向位置は複列のインナレース（33ａ，33ｂ）間の距離を
左右する。したがって、環状凸縁（13）および突合せ部
（26）のいずれか一方または両方の加工量を加減するこ
とによって軸受すきま（または予圧）の調整をすること
ができる。

【００１９】ハブ輪（10）の通り穴には、継手外輪（2
0）のセレーション部（29ａ）及びはめあい部（29ｂ）
とそれぞれ対応する軸方向位置に、セレーション部（17
ａ）及びはめあい部（17ｂ）が形成されている。そし
て、ハブ輪（10）の通り穴から突出した軸部（29）の雄
ねじにナット（29ｃ）を締め付けることによって、ハブ
輪（10）と継手外輪（20）が分離可能に締結される。こ
の場合、セレーション部（17ａ，29ａ）によりトルクの
伝達が行なわれる。また、はめあい部（17ｂ，29ｂ）に
よって、複列のインナレース（33ａ，33ｂ）の心出しが
なされ、また、軸受にかかるラジアル荷重も受ける。こ
の心出しは、複列のインナレース（33ａ，33ｂ）が別々
の部材すなわちハブ輪（10）と継手外輪（20）とに形成
されていることから、車軸軸受（30）の良好な軸受性能
を発揮させる上で重要な意義を有する。

【００２０】継手外輪（20）のマウス部（28）内に、継
手内輪（40）、トルク伝達ボール（43）、保持器（44）
が組み込まれる。継手内輪（40）は、エンジンからの動
力を伝達するドライブシャフトの中間軸（１）とセレー
ションまたはスプライン結合しており（図１）、外球面
（41）の円周方向等分位置に継手外輪（20）のボール溝
（22）と対応するボール溝（42）を備えている。継手外
輪（20）のボール溝（22）と継手内輪（40）のボール溝
（42）との間にトルク伝達ボール（43）が介在して両者
間でトルクを伝達する。各トルク伝達ボール（43）は保
持器（44）のポケット（45）内に組み込んである。保持
器（44）は継手外輪（20）の内球面（21）と継手内輪
（40）の外球面（41）との間に介在し、トルク伝達ボー
ル（43）を継手二等分面上に配向せしめることによって
継手の等速性を担保する役割を果たす。

【００２１】図１に示すように、継手外輪（20）の開口
部を密封して外部からの異物の浸入や内部に充填したグ
リースの漏出を防ぐためにブーツ（50）を装着してあ
る。ブーツ（50）は蛇腹状で、大径端部を継手外輪（2
0）のマウス部（28）外径に装着し、小径端部を中間軸
（１）に装着して、それぞれブーツバンド（51，52）で
締め付けて固定される。継手外輪（20）のステム部（2
9）は中空で、中空部つまり軸孔（24）がマウス部（2
8）の底と連通している。ステム部（29）を中空とした
ことによって軽量化、放熱条件の緩和といった利点が得
られる。なお、マウス部（28）の底に形成された平坦部
（27）にエンドプレート（48）を装着して、マウス部
（28）に充填したグリースの漏出を防ぐようにしてい
る。図示した実施の形態ではエンドプレート（48）は軸
孔（24）を通して取付け、取外しができるようになって
いる。すなわち、エンドプレート（48）はステム部（2
9）側に開口した内フランジを有し、この内フランジ
に、軸孔（24）に挿入した工具のフックを引っ掛けて取
り外すことができる。

【００２２】次に、図３および図４に従って分解・組立
て手順を説明する。ここで、継手外輪（20）のステム部
（29）の軸孔（24）に挿入し得る直径で、外周面に雄ね
じを形成した棒状の工具（54）を準備するとともに、こ
の工具（54）と中間軸（１）とを連結するためのカップ
リング装置を設ける。カップリング装置の形態としてこ
こではねじ孔とねじ軸の組合せを例示してある。すなわ
ち、中間軸（１）の端部にねじ孔（53）を形成し、この
ねじ孔（53）に適合するねじ部（55）を工具（54）の一
端に形成してある。

【００２３】図３は分解手順を示す。まず、ブーツ
（50）の大径バンド（51）、小径バンド（52）を外し、
図示するように、ブーツ（50）を軸方向に逃がしてお
く。そして、エンドプレート（48）（図１）を外す。
続いて工具（54）のねじ部（55）を中間軸（１）のね
じ孔（53）に端部が当たるまでねじ込む。次に、継手
外輪（20）または継手内輪（40）を軸方向（たたく方
向）に固定し、白抜き矢印で示すように工具（54）をた
たいて継手内輪（40）から中間軸（１）を抜く。このと
き、継手内部に衝撃力が加わらないように継手内輪（4
0）を固定しておくのが望ましい。符号58で示す治具は
このためのものである。中間軸（１）と継手内輪（40）
とはセレーションまたはスプラインにより結合し、サー
クリップ（46）で位置決めされている。このサークリッ
プ（46）は所定値を越える軸方向力が加わると縮径して
環状溝内に埋没し、中間軸（１）が継手内輪（40）から
抜け出すのを許容する。

【００２４】図４は組立て手順を示す。まず、ブーツ
（50）、大径バンド（51）、小径バンド（52）を図示す
るように中間軸（１）に組み込んでおく。そして、継
手内輪（40）に中間軸（１）のセレーションを噛み合わ
せ、のぞかせる。次に、工具（54）をステム部（29）
の軸孔（24）にハブ輪（10）側から挿入し、先端のねじ
部（55）を中間軸（１）のねじ孔（53）にねじ込む。
続いてナット（56）を継手外輪（20）のステム部（29）
の端までねじ込む。白抜き矢印Ａで示すように、工具
（54）をスパナ等（57）で回転方向に止めておき、ナッ
ト（56）をさらにねじ込んでゆくと、工具（54）と共に
中間軸（１）が白抜き矢印Ｂで示すようにナット（56）
側に引っ張られる。このようにして中間軸（１）のセレ
ーション部分が継手内輪（40）に挿入され、中間軸
（１）の環状溝内に保持されていたサークリップ（46）
が拡径して継手内輪（40）の位置決めをする。継手内
にグリースを封入し、エンドプレート（48）（図１）を
はめる。ブーツ（50）を移動させて大径バンド（51）、
小径バンド（52）を締め付けることにより組立てが完了
する。

【００２５】上述のとおり、継手内輪（40）と中間軸
（１）との分解・組立てを、ステム部（29）の軸孔（2
4）に工具（54）を挿入することによって行うことがで
きるので、ハブユニットを車両に取り付けたままでも、
あるいは車両から取り外してからでも、いずれの場合も
簡単に、能率よく行うことができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、マウス
部とステム部とを有し、マウス部の内球面にボール溝を
形成した継手外輪と、中間軸とセレーションまたはスプ
ライン嵌合し、外球面にボール溝を形成した継手内輪
と、継手外輪のボール溝と継手内輪のボール溝との間に
組み込まれて両者間でトルクを伝達するトルク伝達ボー
ルと、継手外輪の内球面と継手内輪の外球面との間に介
在しトルク伝達ボールを保持する保持器とで構成される
等速自在継手において、継手外輪のステム部に軸孔を設
けて外端とマウス部の底を連通させたものであるから、
軸孔に工具を挿入し、中間軸の端部を押して継手内輪か
ら抜け出させたり、継手内輪内に引き込んだりすること
ができる。したがって、従来のように繁雑な作業を伴う
ことなく、簡単かつ確実に内輪から中間軸を抜くことが
でき、アウトボード側（ホイール側）ジョイントを車両
に取り付けたままで、ブーツの交換等を行うことが可能
となる。さらに、継手外輪を中空構造とすることで、軽
量化と継手内部からの放熱を促進し、寿命向上にも寄与
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態を示す縦断面図である。

【図２】ハブユニットの縦断面図である。

【図３】分解過程を示す縦断面図である。

【図４】組立て過程を示す縦断面図である。

【図５】従来の技術を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１中間軸 10 ハブ輪 20 継手外輪 24 軸孔 28 マウス部 29 ステム部 30 車軸軸受 40 継手内輪 43 トルク伝達ボール 44 保持器 48 エンドプレート 50 ブーツ 53 カップリング装置（ねじ孔） 54 工具 55 カップリング装置（ねじ軸）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マウス部とステム部とを有し、マウス部
の内球面にボール溝を形成した継手外輪と、中間軸とセ
レーションまたはスプライン嵌合し、外球面にボール溝
を形成した継手内輪と、継手外輪のボール溝と継手内輪
のボール溝との間に組み込まれて両者間でトルクを伝達
するトルク伝達ボールと、継手外輪の内球面と継手内輪
の外球面との間に介在し、トルク伝達ボールを保持する
保持器とで構成される等速自在継手において、継手外輪
のステム部に軸孔を設けて外端とマウス部の底を連通さ
せたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】ステム部の軸孔に挿入した工具と連結す
るためのカップリング装置を中間軸の端部に設けたこと
を特徴とする請求項１の等速自在継手。
【請求項３】継手内部に充填したグリースの漏出や外
部からの異物の浸入を防止するためのエンドプレート
を、マウス底付近に取外し可能に装着したことを特徴と
する請求項１または２の等速自在継手。
【請求項４】請求項１、２または３の等速自在継手の
継手外輪と、ハブ輪と、車軸軸受とをユニット化したハ
ブジョイント。