JP2006213270A

JP2006213270A - 後輪用アクスルモジュール

Info

Publication number: JP2006213270A
Application number: JP2005030450A
Authority: JP
Inventors: Shigeaki Fukushima; 茂明福島
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-02-07
Filing date: 2005-02-07
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2025-02-07
Also published as: JP4605644B2

Abstract

【課題】
分解・組立作業性を向上させると共に、軽量・コンパクト化を図った後輪用アクスルモジュールを提供する。
【解決手段】
ハブ輪１を介して後輪を回転自在に支承する車輪用軸受と、これに連結された外側継手部材１４を有するアウトボード側の等速自在継手３と、これに一端部が連結されたドライブシャフトＤ／Ｓと、この他端部が連結されたインボード側の等速自在継手２４とからなる後輪用アクスルモジュールにおいて、一対の等速自在継手が摺動型の等速自在継手からなり、これらに弾性部材からなるブーツ２１、２７がそれぞれ装着され、このうちインボード側のブーツ２７が合成樹脂で形成され、その自然長よりも小さく、予め圧縮した状態で組み立てられると共に、アウトボード側の外側継手部材１４に支持キャップ２２が装着され、ドライブシャフトＤ／Ｓのアウトボード側の移動を規制し、屈曲自在に支持した。
【選択図】図１

Description

本発明は、一対の等速自在継手と、これら等速自在継手に連結されたドライブシャフトと、一対の等速自在継手のうちアウトボード側の等速自在継手と車輪用軸受とがユニット化された車輪用軸受アッセンブリー（以下、アクスルモジュールと言う）、特に、車両への組立作業性を向上させると共に、軽量・コンパクト化を図った後輪用アクスルモジュールに関する。

自動車等の車両のエンジン動力を車輪に伝達する動力伝達装置は、エンジンから車輪へ動力を伝達すると共に、悪路走行時における車両のバウンドや車両の旋回時に生じる車輪からの径方向や軸方向変位、およびモーメント変位を許容する必要があるため、例えば、図４に示すように、エンジン側と駆動車輪側との間に介装されるドライブシャフト１００の一端を、摺動型等速自在継手１０１を介してディファレンシャル１０２に連結し、他端を、固定型等速自在継手１０３を含む車輪用軸受装置１０４を介して車輪１０５に連結している。

このような車輪用軸受装置１０４は、第３世代と呼称される車輪用軸受１０６と、この車輪用軸受１０６に着脱自在に連結された固定型等速自在継手１０３とからなる。近年、この車輪用軸受装置１０４は、さらに軽量・コンパクト化を狙って、車輪用軸受１０６と固定型等速自在継手１０３とをユニット化する、所謂第４世代の構造に移行する傾向にある。

図５は、このような第４世代の車輪用軸受装置の代表的な一例である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウトボード側（図面左側）、中央寄り側をインボード側（図面右側）という。
この車輪用軸受装置は、ハブ輪５１と複列の転がり軸受５２と等速自在継手５３とをユニット化して構成している。ハブ輪５１は、アウトボード側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５４を一体に有し、その円周等配位置にハブボルト５６が植設されている。また、ハブ輪５１の内周面には凹凸部５５が形成され、熱処理によって表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。

複列の転がり軸受５２は、外方部材５７と内方部材５８と複列のボール５９、５９とを備えている。外方部材５７は、外周に懸架装置（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ５７ｂを一体に有し、内周には複列の外側転走面５７ａ、５７ａが形成されている。一方、内方部材５８は、ハブ輪５１と、このハブ輪５１の小径段部５１ｂに突合せ状態に内嵌された外側継手部材６３とからなり、この外側継手部材６３の外周にインボード側の内側転走面６３ａが形成されている。複列のボール５９、５９がこれら転走面５７ａ、５１ａと５７ａ、６３ａ間にそれぞれ収容され、保持器６０、６０で転動自在に保持されている。また、複列の転がり軸受５２の端部にはシール６１、６２が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部からの雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。

等速自在継手５３は、外側継手部材６３と継手内輪６４とケージ６５およびトルク伝達ボール６６とを備えている。そして、外側継手部材６３は、カップ状のマウス部６７と、このマウス部６７の底部をなす肩部６８と、この肩部６８から軸方向に延びる中空の軸部６９を有している。この軸部６９の外周には、前記ハブ輪５１の小径段部５１ｂに内嵌されるインロウ部６９ａと、このインロウ部６９ａからさらに軸方向に延びる嵌合部６９ｂが形成されている。そして、外側継手部材６３の軸部６９をハブ輪５１に内嵌すると共に、軸部６９の内径にマンドレル等の拡径治具を押し込んで嵌合部６９ｂを拡径し、嵌合部６９ｂをハブ輪５１の凹凸部５５に食い込ませて加締め、ハブ輪５１と外側継手部材６３とが一体に塑性結合されている。これによりアクスル部のモジュール化を達成することができる。

しかし、市場ニーズとして、軸受部と等速自在継手とが分離可能、すなわち、軸受部が予めサブユニット化され、組立工程で等速自在継手とワンタッチでユニット化できると共に、市場における補修点検時に、ユニット交換ではなく不具合のある一部の部品を交換することができる車輪用軸受装置も求められている。

こうした市場ニーズに対応したものとして、本出願人は図６に示すような車輪用軸受装置を既に提案している。この車輪用軸受装置は、ハブ輪５１と、複列の転がり軸受７０と、等速自在継手７１とをユニット化して構成され、内方部材と外側継手部材が分離自在に構成された、所謂第３世代構造をなしている。すなわち、複列の転がり軸受７０は、外方部材５７と内方部材７２およびこれら両部材間に収容された複列のボール５９とを備え、内方部材７２は、円筒状のハブ輪５１と内輪部材７３とからなる。なお、前述した第４世代構造（図５）と同一部品同一部位、あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

内輪部材７３は、外周に内側転走面６３ａと、この内側転走面６３ａのアウトボード側に中空状の軸部６９が一体に形成されている。また、インボード側には連結部７４が突設されている。この連結部７４の外周には雄スプライン（セレーション）７４ａが形成され、この雄スプライン７４ａの軸方向中央部に１乃至３個の凹所７４ｂが形成されている。

一方、等速自在継手７１は中空状の外側継手部材７５を備え、この外側継手部材７５はカップ状のマウス部６８と、このマウス部６８よりも小径に形成された肩部７６とからなる。肩部７６の内周には雌スプライン（セレーション）７６ａが形成され、この軸方向中央部には径方向に貫通する雌ねじ７６ｂが形成されている。そして、この雌ねじ７６ｂに止めねじ７７を螺合し、この止めねじ７７の先端を、連結部７４の雄スプライン７４ａに形成された凹所７４ｂに係合させ、内輪部材７３と外側継手部材７５とが軸方向に分離可能に一体固定されている。

こうした構成により、組立工程で軸受部と等速自在継手とをワンタッチでユニット化できると共に、市場における補修点検時に、ユニット交換ではなく不具合のある一部の部品のみを交換することができる。
特開２００３−１０４００４号公報

こうした従来の車輪用軸受装置は、補修点検時に部品に不具合があった場合でもユニット交換をせずともその部品のみを交換することができ、補修コストが削減できるという特徴を備えているが、軸受部と等速自在継手間に分離自在の連結手段が設けられているため、軸方向寸法が嵩み、軽量・コンパクト化の障害となっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、分解・組立作業性を向上させると共に、軽量・コンパクト化を図った後輪用アクスルモジュールを提供することを目的としている。

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、外周に車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを有し、この車輪取付フランジから軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも１つの内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受と、この車輪用軸受にトルク伝達可能に連結された外側継手部材を有するアウトボード側の等速自在継手と、この等速自在継手の継手内輪に一端がセレーションを介して連結されたドライブシャフトと、このドライブシャフトの他端にセレーションを介して連結された継手内輪を有するインボード側の等速自在継手とで構成された後輪用アクスルモジュールにおいて、前記一対の等速自在継手が摺動型の等速自在継手からなり、前記ドライブシャフトをアウトボード側に所定の軸力で付勢する付勢手段が設けられると共に、前記アウトボード側の等速自在継手における外側継手部材に、前記ドライブシャフトのアウトボード側の移動を規制し、当該ドライブシャフトを屈曲自在に支持する規制手段が設けられている構成を採用した。

このように、後輪を回転自在に支承する車輪用軸受と、この車輪用軸受にトルク伝達可能に連結された外側継手部材を有するアウトボード側の等速自在継手と、この等速自在継手の継手内輪に一端がセレーションを介して連結されたドライブシャフトと、このドライブシャフトの他端にセレーションを介して連結された継手内輪を有するインボード側の等速自在継手とからなる後輪用アクスルモジュールにおいて、一対の等速自在継手が摺動型の等速自在継手からなり、インボード側の等速自在継手に、ドライブシャフトをアウトボード側に所定の軸力で付勢する付勢手段が設けられると共に、アウトボード側の等速自在継手における外側継手部材に、ドライブシャフトのアウトボード側の移動を規制し、当該ドライブシャフトを屈曲自在に支持する規制手段が設けられているので、従来の固定型の等速自在継手と同様、アウトボード側の等速自在継手の屈曲を許容することができると共に、車輪用軸受装置の軸方向寸法を短縮することができる。したがって、こうした後輪用アクスルモジュールの軽量・コンパクト化により、ばね下重量を格段に低減することができ、車両の操安性を向上させることができる。また、補修時等、車輪用軸受装置が懸架装置に固定された状態においても、インボード側の等速自在継手のスライド量で、容易にアウトボード側の車輪用軸受装置とインボード側のその他の部分を分離することができるため、車輪用軸受装置、トリポードキット、あるいはインボード側の等速自在継手のみの交換ができ、分解・組立性を向上させることができ、補修コストを削減することができる。

また、請求項２に記載の発明のように、前記一対の等速自在継手における外側継手部材の開口部と前記ドライブシャフト間に弾性部材からなるブーツがそれぞれ装着され、これらブーツのうち少なくともインボード側の等速自在継手におけるブーツが合成樹脂で形成され、その自然長よりも小さく、予め圧縮した状態で組み立てられていれば、特別な機構を付加することなく、ブーツの復元力によりドライブシャフトへの付勢力が容易に得られる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記アウトボード側の等速自在継手における外側継手部材の内部に支持キャップが装着され、この支持キャップと、この支持キャップの底部に当接する前記ドライブシャフトの先端部とが球面接触していれば、ドライブシャフトがアウトボード側に移動するのを規制し、かつ屈曲自在に支持することができる。

好ましくは、請求項４に記載の発明のように、前記支持キャップが、インボード側に突出する底部を有するハット状に形成され、この底部が凹球面に形成されると共に、前記ドライブシャフトの先端部が、前記凹球面に係合する凸球面に形成されていれば、この支持キャップによりドライブシャフトがアウトボード側に移動するのを規制し、スムーズな屈曲動作を許容することができると共に、接触面圧を軽減して摩耗を防止し、耐久性を向上させることができる。

また、請求項５に記載の発明は、前記内方部材が、一端に車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、内周に硬化した凹凸部がそれぞれ形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に内嵌され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる中空状の軸部が形成された外側継手部材からなり、前記軸部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませることにより、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合されているので、トルク伝達手段と固定手段とをこの塑性結合部で併せ持つことができ、軽量・コンパクト化を達成することができると共に、車両への分解・組立性を一層簡便にすることができる。

本発明に係る後輪用アクスルモジュールは、外周に車体取付フランジを有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを有し、この車輪取付フランジから軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも１つの内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受と、この車輪用軸受にトルク伝達可能に連結された外側継手部材を有するアウトボード側の等速自在継手と、この等速自在継手の継手内輪に一端がセレーションを介して連結されたドライブシャフトと、このドライブシャフトの他端にセレーションを介して連結された継手内輪を有するインボード側の等速自在継手とで構成された後輪用アクスルモジュールにおいて、前記一対の等速自在継手が摺動型の等速自在継手からなり、前記ドライブシャフトをアウトボード側に所定の軸力で付勢する付勢手段が設けられると共に、前記アウトボード側の等速自在継手における外側継手部材に、前記ドライブシャフトのアウトボード側の移動を規制し、当該ドライブシャフトを屈曲自在に支持する規制手段が設けられているので、従来の固定型の等速自在継手と同様、アウトボード側の等速自在継手の屈曲を許容することができると共に、車輪用軸受装置の軸方向寸法を短縮することができる。したがって、こうした後輪用アクスルモジュールの軽量・コンパクト化により、ばね下重量を格段に低減することができ、車両の操安性を向上させることができる。また、補修時等、車輪用軸受装置が懸架装置に固定された状態においても、インボード側の等速自在継手のスライド量で、容易にアウトボード側の車輪用軸受装置とインボード側のその他の部分を分離することができるため、車輪用軸受装置、トリポードキット、あるいはインボード側の等速自在継手のみの交換ができ、分解・組立性を向上させることができ、補修コストを削減することができる。

外周に車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部と、内周に硬化した凹凸部がそれぞれ形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に内嵌され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる中空状の軸部が形成された外側継手部材からなり、前記軸部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませることにより、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合された内方部材と、この内方部材と前記外方部材間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受と、前記外側継手部材を有するアウトボード側の等速自在継手と、この等速自在継手の継手内輪に一端がセレーションを介して連結されたドライブシャフトと、このドライブシャフトの他端にセレーションを介して連結された継手内輪を有するインボード側の等速自在継手とで構成された後輪用アクスルモジュールにおいて、前記一対の等速自在継手が摺動型の等速自在継手からなり、これら等速自在継手における外側継手部材の開口部と前記ドライブシャフト間に弾性部材からなるブーツがそれぞれ装着され、これらブーツのうち少なくともインボード側の等速自在継手におけるブーツが合成樹脂で形成され、その自然長よりも小さく、予め圧縮した状態で組み立てられると共に、前記アウトボード側の等速自在継手における外側継手部材の内部に支持キャップが装着され、この支持キャップにより前記ドライブシャフトのアウトボード側の移動を規制し、当該ドライブシャフトを屈曲自在に支持した。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る後輪用アクスルモジュールの一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の要部拡大図である。

この後輪用アクスルモジュールは、エンジンから後輪へ動力を伝達すると共に、自動車の後輪を懸架装置に対して回転自在に支承するものである。なお、この後輪用アクスルモジュールの基本構成は、ハブ輪１と複列の転がり軸受２とからなる車輪用軸受と、この車輪用軸受と一体に結合された等速自在継手３およびこの等速自在継手３とドライブシャフトＤ／Ｓを介して連結された等速自在継手２４とからなる。

ハブ輪１は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、アウトボード側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ４を一体に有し、その円周等配位置にハブボルト６が植設されている。ハブ輪１の内周面には凹凸部５が形成され、熱処理によって表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。熱処理としては、局部加熱ができ、硬化層深さの設定が比較的容易にできる高周波誘導加熱による焼入れが好適である。

なお、凹凸部５はアヤメローレット状に形成され、旋削等により独立して形成された複数の環状溝と、ブローチ加工等により形成された複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝、あるいは、互いに傾斜した螺旋溝で構成した交叉溝からなる。また、凹凸部５の凸部は良好な食い込み性を確保するために、その先端部が三角形状等の尖塔形状に形成されている。

複列の転がり軸受２は、図２に拡大して示すように、外方部材７と内方部材８と複列の転動体（ボール）９、９とを備えている。外方部材７は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、外周に懸架装置（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ７ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面７ａ、７ａが形成されている。

一方、内方部材８は、ハブ輪１と、このハブ輪１の小径段部１ｂに突合せ状態に内嵌された後述する外側継手部材１４とからなり、外方部材７の外側転走面７ａ、７ａに対向するアウトボード側の内側転走面１ａがハブ輪１の外周に、また、インボード側の内側転走面１４ａが外側継手部材１４の外周にそれぞれ一体に形成されている。複列の転動体９、９がこれら転走面７ａ、１ａと７ａ、１４ａ間にそれぞれ収容され、保持器１０、１０で転動自在に保持されている。また、複列の転がり軸受２の端部にはシール１１、１２が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部からの雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。

等速自在継手３は、外側継手部材１４と、外周部に径方向外方に延びる３本の脚軸１５ａが等配に突設されたトリポード部材１５と、これらの脚軸１５ａに針状ころ１６を介して回転自在に外挿されたローラ１７とを備え、トリポード型の等速自在継手３を構成している。外側継手部材１４は、円筒状の外筒部１８と、この外筒部１８の底部をなす肩部１９と、この肩部１９から軸方向に延びる中空の軸部２０を有している。この軸部２０の外周には、前記小径段部１ｂに内嵌されるインロウ部２０ａと、このインロウ部２０ａからさらに軸方向に延びる嵌合部２０ｂが形成されている。

外筒部１８の内周には軸方向に延びる直線状の３本のトラック溝１８ａが形成され、このトラック溝１８ａ上をローラ１７が転動する。また、外筒部１８の開口側には合成ゴム等からなるブーツ２１が装着され、外筒部１８内に封入されたグリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が継手内に侵入するのを防止している。なお、ここでは、等速自在継手３にトリポード型を例示したが、これに限らず、摺動型の等速自在継手なら良く、他の構造のトリポード型をはじめ、例えば、ボールを使用したダブルオフセット型の等速自在継手（ＤＯＪ）であっても良い。また、外筒部１８は円筒状に限らず、例えば、外周がトラック溝１８ａに対応した花弁形状に形成されたものであっても良い。

ここで、外側継手部材１４の軸部２０をハブ輪１に内嵌すると共に、中空の軸部２０にマンドレル等の拡径治具を押し込んで嵌合部２０ｂを拡径し、この嵌合部２０ｂをハブ輪１の凹凸部５に食い込ませて加締め、ハブ輪１と外側継手部材１４とが一体に塑性結合されている。これにより、従来のようにナット等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がないため、軽量・コンパクト化を達成することができると共に、ハブ輪１の強度・耐久性を向上させ、かつ長期間その予圧量を維持することができる。さらに、トルク伝達手段と固定手段とをこの塑性結合部で併せ持つことができ、車両への分解・組立性を一層簡便にすることができる。

外側継手部材１４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、トラック溝１８ａの表面および肩部１９と内側転走面１４ａから軸部２０の表面に高周波焼入れ等によって所定の硬化層が形成されている。なお、嵌合部２０ｂは、鍛造後の素材表面硬さ２４ＨＲＣ以下の未焼入れ部とし、前記ハブ輪１の凹凸部５の表面硬さ５４〜６４ＨＲＣとの硬度差を３０ＨＲＣ以上に設定されている。これにより、嵌合部２０ｂが凹凸部５に容易にかつ深く食い込み、凹凸部５の先端が潰れることなく強固に両者を塑性結合することができる。

本実施形態では、ハブ輪１の開口部にエンドキャップ（図示せず）が装着され、外部から塑性結合部に雨水やダスト等が侵入して発錆するのを防止している。また、外側継手部材１４における軸部２０のインボード側の開口部に支持キャップ２２が装着されている。この支持キャップ２２は鋼板をプレス加工によってインボード側に突出した底部２２ａを有するハット状に形成され、外筒部１８に封入されたグリースが軸部２０側に漏洩するのを防止すると共に、底部２２ａが凹球面に形成されている。また、ドライブシャフトＤ／Ｓのアウトボード側の先端部２３が凸球面に形成され、支持キャップ２２の底部２２ａに球面接触している。

こうした構成により、ドライブシャフトＤ／Ｓがアウトボード側に移動するのを規制し、スムーズな屈曲動作を許容することができると共に、接触面圧を軽減して摩耗を防止し、耐久性を向上させることができる。ここでは、支持キャップ２２の底部２２ａが凹球面に形成されると共に、この底部２２ａに当接するドライブシャフトＤ／Ｓの先端部２３が凸球面に形成された構成を例示したが、これに限らず、支持キャップ２２の底部２２ａとドライブシャフトＤ／Ｓの先端部２３とが球面接触する構成なら良く、例えば、図示はしないが、支持キャップの底部が凸球面に形成されると共に、ドライブシャフトの先端部がフラット形状に形成されていても良い。

図１に示すように、ドライブシャフトＤ／Ｓの一端は、この等速自在継手３のトリポード部材１５にセレーション１５ｂを介して内嵌され、他端はディファレンシャル（図示せず）に固定されるトリポード型の等速自在継手２４に連結されている。このインボード側の等速自在継手２４は、外側継手部材２５と、トリポード部材１５と、この脚軸１５ａに針状ころ１６を介して回転自在に外挿されたローラ１７とを備えている。

外側継手部材２５は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成された円筒状の外筒部１８と、この外筒部１８の底部から軸方向に延びる中空の軸部２６を一体に有している。軸部２６の内周にはディファレンシャル（図示せず）に固定するためのセレーション（またはスプライン）２６ａが形成されている。なお、軸部２６に限らず、ディファレンシャルに固定するための取付フランジが一体に形成されていても良い。

外筒部１８の開口側には樹脂製のブーツ２７が装着され、外筒部２７内に封入されたグリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が継手内に侵入するのを防止している。なお、ここでは、インボード側の等速自在継手２４にトリポード型を例示したが、これに限らず、摺動型の等速自在継手なら良く、他の構造のトリポード型をはじめ、例えば、ボールを使用したダブルオフセット型の等速自在継手（ＤＯＪ）であっても良い。

本実施形態に係る後輪用アクスルモジュールは、アウトボード側の等速自在継手３と、この等速自在継手３を構成する外側継手部材１４が一体に結合された車輪用軸受と、およびドライブシャフトＤ／Ｓを介して連結された摺動型の等速自在継手２４とを備えているが、例えば、ＦＲ（フロントエンジン、リアドライブ）車の後輪側のように、操舵を伴わない後輪用アクスルモジュールにおいては、アウトボード側の等速自在継手３の作動角は、４ＷＳ（４輪操舵）車であっても、操舵側（前輪）の４６〜５０°に対し、精々２３°と小さくて良い。したがって、従来のように許容作動角が大きなゼッパー型等の固定型の等速自在継手を使用しなくても、トリポード型等の摺動型の等速自在継手で充分適用が可能である。

ここで、一対の等速自在継手に摺動型の等速自在継手３、２４を使用した場合、所謂フローティング構造となるため、ドライブシャフトＤ／Ｓが軸方向に振動し、軸方向位置が定まらず不安定となる。また、ドライブシャフトＤ／Ｓが外側継手部材１４、２５の底部に衝突した場合、異音発生等の不具合が生じる恐れがあって好ましくない。本実施形態では、一対の等速自在継手のうち少なくともインボード側の等速自在継手２４のブーツ２７に剛性の高い樹脂製を使用し、ドライブシャフトＤ／Ｓに所定の軸力からなる付勢力（軸方向の予圧）が付与されている。

図３（ａ）は、本実施形態に係る後輪用アクスルモジュールの組立工程を示す説明図であるが、インボード側の等速自在継手２４の組立に際し、ブーツ２７は、図３（ｂ）に示す自然長Ｌ０よりも小さく、予め圧縮した状態（Ｌ１）で、なおかつトリポード部材１５がトラック溝１８ａの軸方向略中央部に来る位置で外筒部１８に固定されている。この状態で、アウトボード側の等速自在継手３が組み立てられている。

こうした構成を採用することにより、特別な機構を付加することなく、インボード側の等速自在継手２４におけるブーツ２７の復元力によりドライブシャフトＤ／Ｓへの付勢力が容易に得られる。なお、ドライブシャフトＤ／Ｓに所定の軸力を付勢する手段としては、例示したインボード側のブーツ２７に限らず、アウトボード側のブーツ２１に付勢力を付与しても良く、また、図示はしないが、外側継手部材２６の底部とドライブシャフトＤ／Ｓのインボード側端部との間に、皿ばね等からなる弾性部材を介装させ、この弾性部材の復元力によってドライブシャフトＤ／Ｓに軸力を付与するようにしても良い。

一方、アウトボード側の等速自在継手３における外側継手部材１４には、支持キャップ２２が装着されている。そして、ドライブシャフトＤ／Ｓのアウトボード側の先端部２３がこの支持キャップ２２の底部２２ａに当接してアウトボード側の移動が規制されると共に、屈曲自在に支持されている。すなわち、アウトボード側の等速自在継手３は摺動型でありながら、従来の固定型の等速自在継手と同様、屈曲のみを許容する構成となっている。したがって、アウトボード側に固定型の等速自在継手、インボード側に摺動型の等速自在継手を使用した従来のアクスルモジュール、あるいは、アウトボード側に摺動型の等速自在継手、インボード側に固定型の等速自在継手を使用したアクスルモジュールと比較して、アウトボード側の車輪用軸受装置の軸方向寸法を短縮することができる。

このように、本実施形態では、後輪用アクスルモジュールの軽量・コンパクト化により、ばね下重量を格段に低減することができ、車両の操安性を向上させることができる。また、補修時等、アウトボード側のブーツ２１の大径側を取外すことにより、車輪用軸受装置が懸架装置に固定された状態においても、インボード側の等速自在継手２４のスライド量で、容易にアウトボード側の車輪用軸受装置（外側継手部材１４を含む）とインボード側のその他の部分を分離することができるため、車輪用軸受装置、トリポードキット、あるいはインボード側の等速自在継手２４のみの交換ができ、分解・組立性を向上させることができると共に、補修コストを削減することができる。

なお、車輪用軸受装置として、ハブ輪１と複列の転がり軸受２と等速自在継手３をユニット化して構成した第４世代構造を例示したが、本発明に係る後輪用アクスルモジュールは足回りのモジュール化を実現するものであるから、車輪用軸受装置の構造に拘わらず、例えば、等速自在継手がセレーション等を介して着脱可能に連結されるような第２あるいは第３世代構造の車輪用軸受装置であっても良い。

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

本発明に係る後輪用アクスルモジュールは、自動車等の動力伝達装置を構成するドライブシャフト、およびこれに連結された等速自在継手を備え、等速自在継手およびこの等速自在継手に連結される車輪用軸受の構造・仕様に拘わらず、あらゆる動力伝達装置における後輪用アクスルモジュールに適用することができる。

本発明に係る後輪用アクスルモジュールの一実施形態を示す縦断面図である。図１の要部拡大図である。（ａ）は、本発明に係る後輪用アクスルモジュールの組立工程を示す説明図である。（ｂ）は、同上、インボード側の等速自在継手における組立前のブーツを示す縦断面図である。車輪用軸受装置を組込んだ動力伝達装置の一例を示す縦断面図である。従来の４世代構造の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。従来の３世代構造の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

符号の説明

１・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ、１４ａ・・・・・・・・・・・内側転走面
１ｂ・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
２・・・・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
３、２４・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
４・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５・・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
６・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
７・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
８・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
９・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
１０・・・・・・・・・・・・・・・保持器
１１、１２・・・・・・・・・・・・シール
１４、２５・・・・・・・・・・・・外側継手部材
１５・・・・・・・・・・・・・・・トリポード部材
１５ａ・・・・・・・・・・・・・・脚軸
１５ｂ、２６ａ・・・・・・・・・・セレーション
１６・・・・・・・・・・・・・・・針状ころ
１７・・・・・・・・・・・・・・・ローラ
１８・・・・・・・・・・・・・・・外筒部
１８ａ・・・・・・・・・・・・・・トラック溝
１９・・・・・・・・・・・・・・・肩部
２０、２６・・・・・・・・・・・・軸部
２０ａ・・・・・・・・・・・・・・インロウ部
２０ｂ・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
２１、２７・・・・・・・・・・・・ブーツ
２２・・・・・・・・・・・・・・・支持キャップ
２２ａ・・・・・・・・・・・・・・底部
２３・・・・・・・・・・・・・・・先端部
５１・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５１ａ、６３ａ・・・・・・・・・・内側転走面
５１ｂ・・・・・・・・・・・・・・小径段部
５２、７０・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
５３、７１・・・・・・・・・・・・等速自在継手
５４・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５５・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
５６・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
５７・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
５７ａ・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
５７ｂ・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５８、７２・・・・・・・・・・・・内方部材
５９・・・・・・・・・・・・・・・ボール
６０・・・・・・・・・・・・・・・保持器
６１、６２・・・・・・・・・・・・シール
６３、７５・・・・・・・・・・・・外側継手部材
６４・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
６５・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
６６・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
６７・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
６８、７６・・・・・・・・・・・・肩部
６９・・・・・・・・・・・・・・・軸部
６９ａ・・・・・・・・・・・・・・インロウ部
６９ｂ・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
７３・・・・・・・・・・・・・・・内輪部材
７４・・・・・・・・・・・・・・・連結部
７４ａ、７６ａ・・・・・・・・・・セレーション
７４ｂ・・・・・・・・・・・・・・凹所
７６ｂ・・・・・・・・・・・・・・雌ねじ
７７・・・・・・・・・・・・・・・止めねじ
１００・・・・・・・・・・・・・・ドライブシャフト
１０１・・・・・・・・・・・・・・摺動型等速自在継手
１０２・・・・・・・・・・・・・・ディファレンシャル
１０３・・・・・・・・・・・・・・固定型等速自在継手
１０４・・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受装置
１０５・・・・・・・・・・・・・・車輪
１０６・・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受
Ｄ／Ｓ・・・・・・・・・・・・・・ドライブシャフト
Ｌ０、Ｌ１・・・・・・・・・・・・ブーツの幅寸法

Claims

外周に車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
一端部に車輪取付フランジを有し、この車輪取付フランジから軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも１つの内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
この内方部材と前記外方部材間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受と、
この車輪用軸受にトルク伝達可能に連結された外側継手部材を有するアウトボード側の等速自在継手と、
この等速自在継手の継手内輪に一端がセレーションを介して連結されたドライブシャフトと、
このドライブシャフトの他端にセレーションを介して連結された継手内輪を有するインボード側の等速自在継手とで構成された後輪用アクスルモジュールにおいて、
前記一対の等速自在継手が摺動型の等速自在継手からなり、前記ドライブシャフトをアウトボード側に所定の軸力で付勢する付勢手段が設けられると共に、前記アウトボード側の等速自在継手における外側継手部材に、前記ドライブシャフトのアウトボード側の移動を規制し、当該ドライブシャフトを屈曲自在に支持する規制手段が設けられたことを特徴とする後輪用アクスルモジュール。
前記一対の等速自在継手における外側継手部材の開口部と前記ドライブシャフト間に弾性部材からなるブーツがそれぞれ装着され、これらブーツのうち少なくともインボード側の等速自在継手におけるブーツが合成樹脂で形成され、その自然長よりも小さく、予め圧縮した状態で組み立てられている請求項１に記載の後輪用アクスルモジュール。
前記アウトボード側の等速自在継手における外側継手部材の内部に支持キャップが装着され、この支持キャップと、この支持キャップの底部に当接する前記ドライブシャフトの先端部とが球面接触している請求項１または２に記載の後輪用アクスルモジュール。
前記支持キャップが、インボード側に突出する底部を有するハット状に形成され、この底部が凹球面に形成されると共に、前記ドライブシャフトの先端部が、前記凹球面に係合する凸球面に形成されている請求項３に記載の後輪用アクスルモジュール。
前記内方部材が、一端に車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、内周に硬化した凹凸部がそれぞれ形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に内嵌され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる中空状の軸部が形成された外側継手部材からなり、前記軸部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませることにより、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合されている請求項１乃至４いずれかに記載の後輪用アクスルモジュール。