JP2007030690A

JP2007030690A - 駆動車輪用軸受装置およびこれを備えたアクスルモジュール

Info

Publication number: JP2007030690A
Application number: JP2005216840A
Authority: JP
Inventors: Hikari Umekida; 光梅木田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2025-07-27
Also published as: JP4877904B2

Abstract

【課題】
車両への組立作業性を向上させると共に、分解・組立における部品の損傷を防止して品質を安定させた駆動車輪用軸受装置およびこれを備えたアクスルモジュールを提供する。
【解決手段】
外方部材７と、一端部に車輪取付フランジ５を有し、内周に硬化した凹凸部６が形成されたハブ輪１と中空の軸部２０が形成された外側継手部材１４からなる内方部材８を備え、ハブ輪１に内嵌された軸部２０を拡径させて凹凸部６に食い込ませ塑性結合された駆動車輪用軸受装置において、ナックルＮに内嵌される外方部材７の嵌合面７ｃの外径Ｄ３が、外側継手部材１４の外径Ｄ１よりも大径に設定されると共に、外側継手部材１４の開口部にブーツアダプタ２３が嵌着され、このブーツアダプタ２３が、外側継手部材１４に外嵌される円筒部２３ａと小径部２３ｃを備え、この小径部２３ｃにブーツ２１の大径側端部が結合されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車両の駆動車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する駆動車輪用軸受装置、特に、車輪用軸受と等速自在継手とがユニット化され、車両への組立作業性を向上させると共に、分解・組立時における部品の損傷を防止して品質の信頼性を向上させた駆動車輪用軸受装置およびこの駆動車輪用軸受装置の等速自在継手に連結されたドライブシャフトと摺動型の等速自在継手とを備え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）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を含む駆動車輪用軸受装置１０４を介して車輪１０５に連結している。

このような駆動車輪用軸受装置１０４には、懸架装置に複列の転がり軸受（図示せず）が装着された第１世代から、この複列の転がり軸受の外方部材に車体取付フランジを一体に有する第３世代と呼称される車輪用軸受まで種々な構造のものが開発されている。近年、この駆動車輪用軸受装置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とがユニット化された、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世代の駆動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。
この駆動車輪用軸受装置は、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。外周面にはアウトボード側の内側転走面５１ａと、この内側転走面５１ａから軸方向に延びる小径段部６３が形成され、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の範囲に硬化処理が施されている。

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、外周に懸架装置を構成するナックルＮ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６３に突合せ状態に内嵌された外側継手部材６４とを指し、この外側継手部材６４の外周にインボード側の内側転走面６４ａが一体に形成されている。複列のボール５９、５９がこれら転走面５７ａ、５１ａと５７ａ、６４ａ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６４と継手内輪６５とケージ６６およびトルク伝達ボール６７を備えている。外側継手部材６４は、カップ状のマウス部６８と、このマウス部６８の底部をなす肩部６９と、この肩部６９から軸方向に延びる中空の軸部７０とを有している。この軸部７０の外周には、前記小径段部６３に内嵌される小径段部７０ａと、この小径段部７０ａから軸方向に延びる嵌合部７０ｂが形成されている。そして、外側継手部材６４の軸部７０をハブ輪５１に内嵌すると共に、軸部７０にマンドレル等の拡径治具を押し込んで嵌合部７０ｂを拡径し、嵌合部７０ｂ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６４とが一体に塑性結合されている。

ここで、車両組立の際には、ナックルＮの内径に外方部材５７が嵌合されるが、その嵌合面５７ｃの外径をＤａとし、等速自在継手５３の最大外径、ここでは、マウス部６８の外周に装着されたブーツ７１の最大外径をＤｂとした時、Ｄａ≧Ｄｂに設定されている。これにより、図６に示すように、一対の等速自在継手５３、７２と、これら等速自在継手５３、７２に連結されたドライブシャフト７３と、一対の等速自在継手５３、７２のうちアウトボード側の等速自在継手５３と複列の転がり軸受５２とがユニット化されたアクスルモジュールがナックルＮ内を通過することが可能となる。したがって、車両への組立の作業性が一段と改善され、また、点検・補修等の作業性も向上する。
特開２００１−１７１３０８号公報

こうした従来の駆動車輪用軸受装置では、通常、等速自在継手５３の最大外径は外方部材５７の嵌合面５７ｃの外径よりは大きくなるが、ここで、等速自在継手５３のボールサイズ、個数等の内部仕様を見直してコンパクトタイプに変更することにより、嵌合面５７ｃより小径にすることができる。然しながら、トルク伝達容量の大きい車両においては、等速自在継手のサイズがどうしても大きくなり、この場合は外方部材５７のサイズを大きくせざるを得なかった。これでは外方部材５７だけでなくナックルＮの重量増加を招き、軽量・コンパクト化された装置としての効果を半減させるだけでなく、ナックルＮのサイズアップに伴うブレーキ周りの設計仕様の見直しも必要となった。したがって、ナックルＮをはじめ、足回り部品の設計仕様の見直しを不要にするか、あるいは仕様変更を最小限に抑えることができるよう、トルク伝達容量を低下させることなく、等速自在継手の最大外径を小さくすることが課題となっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、等速自在継手の最大外径を抑制して車両への組立作業性を向上させると共に、分解・組立における部品の損傷を防止して品質を安定させた駆動車輪用軸受装置およびこれを備えた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、外周にナックルに締結するための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が直接形成されたハブ輪、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の軸部が一体に形成された等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合された駆動車輪用軸受装置において、前記ナックルに内嵌される前記外方部材の嵌合面が、前記外側継手部材の外径よりも大径に設定されると共に、前記外側継手部材の開口部に鋼板製のブーツアダプタが嵌着され、このブーツアダプタが、前記外側継手部材の外周に嵌合される円筒部と、この円筒部から軸方向に延びる小径部を備え、この小径部にブーツの大径側端部が結合されている構成を採用した。

このように、第４世代構造の駆動車輪用軸受装置において、ナックルに内嵌される外方部材の嵌合面が、外側継手部材の外径よりも大径に設定されると共に、外側継手部材の開口部に鋼板製のブーツアダプタが嵌着され、このブーツアダプタが、外側継手部材の外周に嵌合される円筒部と、この円筒部から軸方向に延びる小径部を備え、この小径部にブーツの大径側端部が結合されているので、等速自在継手の最大外径は外側継手部材の外径となり、等速自在継手と、この等速自在継手に連結されたドライブシャフトがナックル内を容易に通過することできる。したがって、車両へのアクスルモジュール組立の作業性が一段と改善され、分解・組立における部品の損傷を防止して品質を安定させた駆動車輪用軸受装置を提供することができる。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記ハブ輪の内周に硬化した凹凸部が形成され、前記外側継手部材の軸部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませて加締め、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れば、ハブ輪の強度・耐久性を向上させると共に、軽量・コンパクト化を図り、車両への組込性を簡便にすることができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記等速自在継手が、外側継手部材と、この外側継手部材の内周に形成された軸方向に延びるトラック溝に収容され、外周部に径方向外方に延びる３本の脚軸が等配に突設されたトリポード部材と、これらの脚軸に回転自在に外挿されたローラとを備えたトリポード型の等速自在継手で構成されていれば、軽量・コンパクト化を図ることができると共に、ばね下重量を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、請求項４に記載の発明のように、前記駆動車輪用軸受装置が後輪用であれば、等速自在継手が操舵側の作動角に対し小さくても良く、従来のように許容作動角が大きなゼッパー型等、固定型の等速自在継手を使用しなくても充分適用が可能となる。

また、本発明のうち請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置と、この駆動車輪用軸受装置の等速自在継手に一端が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連結された摺動型の等速自在継手とからなり、この等速自在継手における外側継手部材の開口部に鋼板製のブーツアダプタが嵌着され、このブーツアダプタが、当該外側継手部材の外周に嵌合される円筒部と、この円筒部から軸方向に延びる小径部を備え、この小径部にブーツの大径側端部が結合される共に、前記外方部材の嵌合面が、前記等速自在継手における外側継手部材の外径よりも大径に設定されている。

これにより、一対の等速自在継手の最大外径がそれぞれ外側継手部材の外径となり、アクスルモジュールがナックル内を容易に通過することできる。したがって、車両への組立の作業性が一段と改善され、分解・組立における部品の損傷を防止して品質を安定させたアクスルモジュールを提供することができる。

本発明に係る駆動車輪用軸受装置は、外周にナックルに締結するための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が直接形成されたハブ輪、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の軸部が一体に形成された等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合された駆動車輪用軸受装置において、前記ナックルに内嵌される前記外方部材の嵌合面が、前記外側継手部材の外径よりも大径に設定されると共に、前記外側継手部材の開口部に鋼板製のブーツアダプタが嵌着され、このブーツアダプタが、前記外側継手部材の外周に嵌合される円筒部と、この円筒部から軸方向に延びる小径部を備え、この小径部にブーツの大径側端部が結合されているので、等速自在継手の最大外径は外側継手部材の外径となり、等速自在継手と、この等速自在継手に連結されたドライブシャフトがナックル内を容易に通過することでき、車両へのアクスルモジュール組立の作業性が一段と改善され、分解・組立における部品の損傷を防止して品質を安定させた駆動車輪用軸受装置を提供することができる。

また、本発明に係るアクスルモジュールは、請求項１乃至４いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置と、この駆動車輪用軸受装置の等速自在継手に一端が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連結された摺動型の等速自在継手とからなり、この等速自在継手における外側継手部材の開口部に鋼板製のブーツアダプタが嵌着され、このブーツアダプタが、当該外側継手部材の外周に嵌合される円筒部と、この円筒部から軸方向に延びる小径部を備え、この小径部にブーツの大径側端部が結合される共に、前記外方部材の嵌合面が、前記等速自在継手における外側継手部材の外径よりも大径に設定されているので、一対の等速自在継手の最大外径がそれぞれ外側継手部材の外径となり、アクスルモジュールがナックル内を容易に通過することでき、車両への組立の作業性が一段と改善され、分解・組立における部品の損傷を防止して品質を安定させたアクスルモジュールを提供することができる。

外周にナックルに締結するための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が直接形成され、内周に硬化した凹凸部が形成されたハブ輪、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の軸部が一体に形成された等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記ハブ輪に内嵌された前記軸部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませて加締め、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合された駆動車輪用軸受装置において、前記ナックルに内嵌される前記外方部材の嵌合面が、前記外側継手部材の外径よりも大径に設定されると共に、前記外側継手部材の開口部に鋼板製のブーツアダプタが嵌着され、このブーツアダプタが、前記外側継手部材の外周に嵌合される円筒部と、この円筒部から軸方向に延びる小径部を備え、この小径部にブーツの大径側端部が結合されている。

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、本発明に係るアクスルモジュールの第１の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。

このアクスルモジュールは、図示しないエンジンから車輪へ動力を伝達すると共に、車輪を懸架装置に対して回転自在に支承するもので、駆動車輪用軸受装置４と、この駆動車輪用軸受装置４の等速自在継手３に一端が連結されたドライブシャフトＤ／Ｓと、このドライブシャフトＤ／Ｓの他端に連結された摺動型の等速自在継手２５とからなる。
駆動車輪用軸受装置４は、図２に拡大して示すように、ハブ輪１と複列の転がり軸受２および等速自在継手３がユニット化された第４世代と呼称される構成を備えている。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を取り付けるための車輪取付フランジ５を一体に有し、その円周等配位置にハブボルト５ａが植設されている。ハブ輪１の内周面には凹凸部６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６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６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、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、外周に懸架装置を構成するナックル（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１３に突合せ状態に内嵌される後述する外側継手部材１４とを指し、外周に複列の外側転走面７ａ、７ａに対向する一方（アウトボード側）の内側転走面１ａがハブ輪１の外周に、他方（インボード側）の内側転走面１４ａが外側継手部材１４の外周にそれぞれ形成されている。そして、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によって転動自在に保持されている。また、外方部材７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。なお、ここでは、複列の転がり軸受２として、転動体９にボールを用いた複列アンギュラ玉軸受を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、転動体９に円錐ころを用いた複列円錐ころ軸受であっても良い。

等速自在継手３は、外側継手部材１４と継手内輪１５とケージ１６およびトルク伝達ボール１７を備えている。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、カップ状のマウス部１８と、このマウス部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とを有している。この軸部２０の外周には、ハブ輪１の小径段部１３に内嵌される小径段部２０ａと、この小径段部２０ａから軸方向に延びる嵌合部２０ｂとが形成されている。マウス部１８の開口側の外周にはブーツアダプタ２３が装着されると共に、このブーツアダプタ２３の小径部２３ｃにブーツ２１が装着され、中空の軸部２０に装着されたエンドキャップ２２とで、マウス部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部に侵入するのを防止している。

また、マウス部１８の内周には軸方向に延びる曲線状の８本のトラック溝１８ａが形成されると共に、このトラック溝１８ａに対向する８本のトラック溝１５ａが継手内輪１５の外周に形成されている。そして、これら両トラック溝１８ａ、１５ａ間にトルク伝達ボール１７が収容され、ケージ１６によって転動自在に保持されている。この外側継手部材１４において、少なくともトラック溝１８ａと、肩部１９から軸部２０の小径段部２０ａに亙って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、軸部２０の嵌合部２０ｂは鍛造後の硬さのままとされている。

なお、ここでは、８個ボールを有するコンパクトタイプの等速自在継手３を例示したが、これに限らず、一般的な６個ボールからなる等速自在継手であっても良い。さらに、等速自在継手３は固定型であれば良く、トラック溝１５ａ、１８ａは、例示した曲線状のものに限らず、図示はしないが、一部直線部を有するトラック溝からなる、所謂アンダーカットフリータイプの等速自在継手であっても良い。

ハブ輪１と外側継手部材１４との結合は塑性結合によって行われる。すなわち、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・コンパクト化を図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、車両への組込性を簡便にすることができるという特徴を有している。

また、ハブ輪１は、アウトボード側のシール１１のシールリップが摺接するシールランド部、内側転走面１ａ、および小径段部１３の表面に高周波焼入れによって硬化処理が施されている。また、拡径される嵌合部２０ｂは、鍛造後の素材表面硬さ２４ＨＲＣ以下の未焼入れ部とし、ハブ輪１の凹凸部６の表面硬さ５４〜６４ＨＲＣとの硬度差を３０ＨＲＣ以上に設定するのが好ましい。これにより、嵌合部２０ｂが凹凸部６に容易にかつ深く食い込み、凹凸部６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。

なお、ハブ輪１と外側継手部材１４との結合はこうした拡径加締タイプの塑性結合に限らず、例えば、図示はしないが、ハブ輪に外側継手部材の軸部が内嵌され、この軸部の端部を径方向外方に塑性変形させてハブ輪の端部に加締める、所謂揺動加締タイプであっても良い。

ここで、ブーツ２１は、外側継手部材１４におけるマウス部１８の開口部にブーツアダプタ２３を介して装着されている。このブーツアダプタ２３は、ステンレス鋼板等、耐食性の鋼板からプレス加工によってカップ状に形成され、マウス部１８に外嵌される円筒部２３ａと、この円筒部２３ａから径方向内方に延びる鍔部２３ｂと、ブーツ２１の大径側端部を収容する小径部２３ｃとからなる。ブーツアダプタ２３は、鍔部２３ｂをマウス部１８の端面に当接させて位置決めした状態で、円筒部２３ａの先端をマウス部１８に形成された環状溝に加締めて固定されている。なお、円筒部２３ａとマウス部１８間には弾性リング２４が介装され、円筒部２３ａから雨水等がブーツ２１内に浸入するのを防止している。本実施形態では、マウス部１８の開口部にブーツアダプタ２３が嵌着され、このブーツアダプタ２３の小径部２３ｃにブーツ２１の大径側端部が結合されているので、等速自在継手３の最大外径Ｄ１は外側継手部材１４の外径となる。

一方、インボード側の等速自在継手２５は、図１に示すように、外側継手部材２６と、外周部に径方向外方に延びる３本の脚軸２７ａが等配に突設されたトリポード部材２７と、これらの脚軸２７ａに針状ころ２８を介して回転自在に外挿されたローラ２９とを備え、トリポード型の等速自在継手２５を構成している。外側継手部材２６は、円筒状の外筒部３０と、この外筒部３０の底部をなす肩部３１と、この肩部３１から軸方向に延びる軸部３２を有している。この軸部３２の外周には、ディファレンシャル（図示せず）に嵌挿されるセレーション（またはスプライン）３２ａが形成されている。

外筒部３０の内周には軸方向に延びる直線状の３本のトラック溝３０ａが形成され、このトラック溝３０ａ上をローラ２９が転動する。また、外筒部３０の開口部には、前述したアウトボード側の等速自在継手３と同様、ブーツアダプタ２３’が装着され、このブーツアダプタ２３’を介して合成ゴム等からなるブーツ３３が取り付けられ、外筒部３０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。本実施形態では、ブーツ３３がブーツアダプタ２３’を介して外筒部３０に装着されているので、等速自在継手２５の最大外径Ｄ２は外側継手部材２６の外径となる。なお、ここでは、等速自在継手２５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３０は円筒状に限らず、例えば、外周がトラック溝３０ａに対応した花弁形状に形成されたものであっても良い。

車両組立時には、ナックルＮに外方部材７が内嵌されるが、その嵌合面７ｃの外径をＤ３とし、等速自在継手３、２５の最大外径、ここでは、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の外径Ｄ１となり、Ｄ３≧Ｄ１≧Ｄ２に設定されている。これにより、一対の等速自在継手３、２５と、これら等速自在継手３、２５に連結されたドライブシャフトＤ／Ｓからなるアクスルモジュールがナックル内を容易に通過することできる。したがって、車両へのアクスルモジュール組立の作業性が一段と改善され、分解・組立における部品の損傷を防止して品質を安定させた駆動車輪用軸受装置を提供することができる。

本実施形態では、アクスルモジュールを構成する一対の等速自在継手３、２５において、ブーツ２１、３３が、それぞれブーツアダプタ２３、２３’を介して装着されているので、従来構造の等速自在継手に比べ作動角が小さくなる。したがって、許容作動角が不足する場合は、例えば、ＦＲ（フロントエンジン、リアドライブ）車の後輪や４ＷＤ（全輪駆動）車の後輪のように、作動角が小さい部位に使用箇所を限定するのが好ましい。

図３は、本発明に係るアクスルモジュールの第２の実施形態を示す要部拡大図である。なお、この実施形態は、本発明に係るアクスルモジュールを後輪側に適用したもので、前述した第１の実施形態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その詳細な説明を省略する。

この後輪用アクスルモジュールは、図示しない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’および等速自在継手３４がユニット化された駆動車輪用軸受装置３５と、等速自在継手３４に一端が連結されたドライブシャフトＤ／Ｓと、このドライブシャフトＤ／Ｓの他端に連結されたインボード側の等速自在継手（図示せず）とからなる。

複列の転がり軸受２’は、外方部材７と内方部材８’と複列の転動体９、９とを備えている。内方部材８’は、ハブ輪１と、このハブ輪１の小径段部１３に突合せ状態に内嵌される後述する外側継手部材３６とを指す。

等速自在継手３４は、外側継手部材３６と、外周部に径方向外方に延びる３本の脚軸３７ａが等配に突設されたトリポード部材３７と、これらの脚軸３７ａに針状ころ３８を介して回転自在に外挿されたローラ３９とを備え、トリポード型の等速自在継手３４を構成している。外側継手部材３６は、円筒状の外筒部４０と、この外筒部４０の底部をなす肩部４１と、この肩部４１から軸方向に延びる中空の軸部４２を有している。この軸部４２の外周には、ハブ輪１の小径段部１３に内嵌される小径段部４２ａと、この小径段部４２ａから軸方向に延びる嵌合部４２ｂとが形成されている。

外筒部４０の内周には軸方向に延びる直線状の３本のトラック溝４０ａが形成され、このトラック溝４０ａ上をローラ３９が転動する。また、外筒部４０の開口部には、ブーツアダプタ４３が装着され、このブーツアダプタ４３を介して合成ゴム等からなるブーツ４４が取り付けられ、外筒部４０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。

ブーツアダプタ４３は、ステンレス鋼板等、耐食性の鋼板からプレス加工によってカップ状に形成され、外筒部４０に外嵌される円筒部４３ａと、この円筒部４３ａから径方向内方に延びる鍔部４３ｂと、ブーツ４４の大径側端部を収容する小径部４３ｃとからなる。ブーツアダプタ４３は、鍔部４３ｂを外筒部４０の端面に当接させて位置決めした状態で、円筒部４３ａの先端を外筒部４０に形成された環状溝に加締めて固定されている。ここで、鍔部４３ｂの一部をトラック溝４０ａに突出させることにより、トリポード部材３７がトラック溝４０ａから脱落するのを防止している。なお、円筒部４３ａと外筒部４０間には弾性リング２４が介装され、円筒部４３ａから雨水等がブーツ４４内に浸入するのを防止している。

本実施形態では、外筒部４０にブーツアダプタ４３が嵌着され、このブーツアダプタ４３の小径部４３ｃにブーツ４４の大径側端部が結合されているので、等速自在継手３４の最大外径Ｄ４は外側継手部材３６の外径となる。なお、ここでは、等速自在継手３４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４０は円筒状に限らず、例えば、外周がトラック溝４０ａに対応した花弁形状に形成されたものであっても良い。

車両組立時には、ナックル（図示せず）に外方部材７が内嵌されるが、その嵌合面７ｃの外径をＤ３とし、等速自在継手３４の最大外径、ここでは、外側継手部材３６の外径Ｄ４となり、Ｄ３≧Ｄ４に設定されている。これにより、等速自在継手３４と、この等速自在継手３４に連結されたドライブシャフトＤ／Ｓがナックル内を容易に通過することできる。したがって、車両への組立の作業性が一段と改善され、また、点検・補修等の作業性が向上する。

本実施形態では、アクスルモジュールを構成する等速自在継手３４において、ブーツ４４が、ブーツアダプタ４３を介して外側継手部材３６に装着されているので作動角が小さくなる。ところが、例えば、ＦＲ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３４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、この種のトリポード型等の摺動型等速自在継手３４で充分適用が可能となり、軽量・コンパクト化を図ることができると共に、ばね下重量を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。

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一対の等速自在継手と、このアウトボード側の等速自在継手に連結される４世代構造の駆動車輪用軸受装置とを備えたアクスルモジュールに適用することができる。

本発明に係るアクスルモジュールの第１の実施形態を示す縦断面図である。図１の駆動車輪用軸受装置を示す要部拡大図である。本発明に係るアクスルモジュールの第２の実施形態を示す要部拡大図である。駆動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。従来の駆動車輪用軸受装置を示す縦断面図である。ナックルにアクスルモジュールを嵌挿する状態を示す説明図である。

符号の説明

１・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ、１４ａ・・・・・・・・・・・内側転走面
２、２’・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
３、２５、３４・・・・・・・・・・等速自在継手
４、３５・・・・・・・・・・・・・駆動車輪用軸受装置
５・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５ａ・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
６・・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
７・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
８、８’・・・・・・・・・・・・・内方部材
９・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
１０・・・・・・・・・・・・・・・保持器
１１、１２・・・・・・・・・・・・シール
１３、２０ａ、４２ａ・・・・・・・小径段部
１４、２６、３６・・・・・・・・・外側継手部材
１５・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
１５ａ、１８ａ、３０ａ、４０ａ・・トラック溝
１６・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
１７・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
１８・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
１９、３１、４１・・・・・・・・・肩部
２０、３２、４２・・・・・・・・・軸部
２０ｂ、４２ｂ・・・・・・・・・・嵌合部
２１、３３、４４・・・・・・・・・ブーツ
２２・・・・・・・・・・・・・・・エンドキャップ
２３、２３’、４３・・・・・・・・ブーツアダプタ
２３ａ、４３ａ・・・・・・・・・・円筒部
２３ｂ、４３ｂ・・・・・・・・・・鍔部
２３ｃ、４３ｃ・・・・・・・・・・小径部
２４・・・・・・・・・・・・・・・弾性リング
２７、３７・・・・・・・・・・・・トリポード部材
２７ａ、３７ａ・・・・・・・・・・脚軸
２８、３８・・・・・・・・・・・・針状ころ
２９、３９・・・・・・・・・・・・ローラ
３０、４０・・・・・・・・・・・・外筒部
３２ａ・・・・・・・・・・・・・・セレーション
５１・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５１ａ、６４ａ・・・・・・・・・・内側転走面
５２・・・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
５３・・・・・・・・・・・・・・・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
５７ｃ・・・・・・・・・・・・・・嵌合面
５８・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
５９・・・・・・・・・・・・・・・ボール
６０・・・・・・・・・・・・・・・保持器
６１、６２・・・・・・・・・・・・シール
６３、７０ａ・・・・・・・・・・・小径段部
６４・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
６５・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
６６・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
６７・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
６８・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
６９・・・・・・・・・・・・・・・肩部
７０・・・・・・・・・・・・・・・軸部
７０ｂ・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
７１・・・・・・・・・・・・・・・ブーツ
７２・・・・・・・・・・・・・・・内径
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・・・・・・・・・・・・・・駆動車輪用軸受装置
１０５・・・・・・・・・・・・・・車輪
１０６・・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ４、Ｄｂ・・・・・・等速自在継手の最大外径
Ｄ３、Ｄａ・・・・・・・・・・・・外方部材の嵌合面の外径寸法
Ｄ／Ｓ・・・・・・・・・・・・・・ドライブシャフト
Ｎ・・・・・・・・・・・・・・・・ナックル

Claims

外周にナックルに締結するための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が直接形成されたハブ輪、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の軸部が一体に形成された等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、
前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、
前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合された駆動車輪用軸受装置において、
前記ナックルに内嵌される前記外方部材の嵌合面が、前記外側継手部材の外径よりも大径に設定されると共に、
前記外側継手部材の開口部に鋼板製のブーツアダプタが嵌着され、このブーツアダプタが、前記外側継手部材の外周に嵌合される円筒部と、この円筒部から軸方向に延びる小径部を備え、この小径部にブーツの大径側端部が結合されていることを特徴とする駆動車輪用軸受装置。
前記ハブ輪の内周に硬化した凹凸部が形成され、前記外側継手部材の軸部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませて加締め、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に記載の駆動車輪用軸受装置。
前記等速自在継手が、外側継手部材と、この外側継手部材の内周に形成された軸方向に延びるトラック溝に収容され、外周部に径方向外方に延びる３本の脚軸が等配に突設されたトリポード部材と、これらの脚軸に回転自在に外挿されたローラとを備えたトリポード型の等速自在継手で構成されている請求項１または２に記載の駆動車輪用軸受装置。
前記駆動車輪用軸受装置が後輪用である請求項１乃至３いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
請求項１乃至４いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置と、この駆動車輪用軸受装置の等速自在継手に一端が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連結された摺動型の等速自在継手とからなり、この等速自在継手における外側継手部材の開口部に鋼板製のブーツアダプタが嵌着され、このブーツアダプタが、当該外側継手部材の外周に嵌合される円筒部と、この円筒部から軸方向に延びる小径部を備え、この小径部にブーツの大径側端部が結合される共に、前記外方部材の嵌合面が、前記一対の等速自在継手における外側継手部材の外径よりも大径に設定されていることを特徴とするアクスルモジュール。