JP2007192312A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】高剛性化と耐久性の向上を図ると共に、軸受部と等速自在継手とが分離可能な第４世代構造の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】ハブ輪１と外側継手部１４が分離可能に結合された第４世代構造の車輪用軸受装置において、ハブ輪１に連結軸２１が内挿され、連結軸２１が、外側継手部材１４の内周の凹所２０に嵌合するフランジ部２３と、端部に雄ねじ２４ａが形成された軸部２４とを有し、雄ねじ２４ａに装着された固定ナット２２によって、ハブ輪１と外側継手部材１４とが緊締されると共に、複列のボール６ａ、６ｂのうちインナー側のボール６ｂのピッチ円直径ＰＣＤｉがアウター側のボール６ａのピッチ円直径ＰＣＤｏよりも大径に設定され、複列のボール６ａ、６ｂが同じサイズで、かつインナー側のボール６ｂの個数がアウター側の個数よりも多く設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、軽量・コンパクト化と共に、高剛性化と耐久性の向上を図った第４世代構造の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に関するものである。

自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置は、第１世代と称される複列の転がり軸受を単独に使用する構造から、外方部材に車体取付フランジを一体に有する第２世代に進化し、さらに、車輪取付フランジを一体に有するハブ輪の外周に複列の転がり軸受の一方の内側転走面が一体に形成された第３世代、さらにこのハブ輪に等速自在継手が一体化され、この等速自在継手を構成する外側継手部材の外周に複列の転がり軸受の他方の内側転走面が一体に形成された第４世代のものまで開発されている。

図４に示す車輪用軸受装置は、軽量・コンパクト化を図った第３世代構造で、ハブ輪５０と複列の転がり軸受５１および等速自在継手５２とがユニット化して構成されている。複列の転がり軸受５１は、外方部材５３と内方部材５４と、両部材間に収容された複列のボール５５、５５とを備えている。

外方部材５３は、外周に図示しない懸架装置を構成するナックルに取り付けられる車体取付フランジ５３ｃを一体に有し、内周に複列の外側転走面５３ａ、５３ｂが形成されている。ここで、アウター側の内側転走面５３ａの直径は、インナー側の内側転走面５３ｂの直径よりも小径に設定されている。一方、内方部材５４は、ハブ輪５０と、このハブ輪５０と一体に構成された後述する外側継手部材５８と、この外側継手部材５８に圧入された別体の内輪５６とを有している。

ハブ輪５０は、一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５７を一体に有し、外周に複列の外側転走面５３ａ、５３ｂに対向する一方（アウター側）の内側転走面５０ａが直接形成されると共に、内輪５６の外周には複列の外側転走面５３ａ、５３ｂに対向する他方（インナー側）の内側転走面５６ａが形成されている。これにより、アウター側の内側転走面５０ａの直径が、インナー側の内側転走面５６ａの直径よりも小径に設定されている。

等速自在継手５２は、カップ状のマウス部５９と、このマウス部５９の底部をなす肩部６０とからなる外側継手部材５８を有し、この外側継手部材５８の内周には曲線状のトラック溝５８ａが形成されている。内輪５６はマウス部５９の外径に圧入され、止め輪６１によって軸方向に固定されている。

外方部材５３と内方部材５４の両転走面間には複列のボール５５、５５が転動自在に収容されている。これら複列のボール５５、５５のうちアウター側のボール５５のピッチ円直径は、インナー側のボール５５のピッチ円直径よりも小さく設定されている。これにより、外方部材５３のアウター側の外径を小さくすることができ、ハブ輪５０の車輪取付フランジ５７を小さくできて軽量・コンパクト化を図ることができる（例えば、特許文献１参照。）。

ところが、このような車輪用軸受装置にあっては、外側継手部材５８のマウス部５９に内輪５６が固定される構造のため、軸方向には確かにコンパクト化されるが、外方部材５３の外径自体が大きくなり、軽量化を阻害するだけでなく、ナックルをはじめとする周辺部品の設計変更を伴い好ましくない。こうした問題を解決したものとして、図５に示す車輪用軸受装置が知られている。この車輪用軸受装置は第４世代構造と称され、ハブ輪６２と複列の転がり軸受６３および等速自在継手６４とがユニット化して構成されている。複列の転がり軸受６３は、外方部材６５と内方部材６６と、両部材間に収容された複列のボール６７、６７とを備えている。

外方部材６５は、外周に図示しない懸架装置を構成するナックルに取り付けられる車体取付フランジ６５ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面６５ａ、６５ａが形成されている。一方、内方部材６６は、ハブ輪６２と、このハブ輪６２に内嵌された後述する外側継手部材７１とを有している。

ハブ輪６２は、一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ６８を一体に有し、外周に複列の外側転走面６５ａ、６５ａに対向する一方（アウター側）の内側転走面６２ａと、この内側転走面６２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部６２ｂが形成されている。車輪取付フランジ６８の周方向等配にはハブボルト６９が植設されている。そして、アウター側のシール７８が摺接するシールランド部から内側転走面６２ａおよび小径段部６２ｂに亙って高周波焼入れによって表面が所定の硬さに硬化処理されている。

また、ハブ輪６２の内周には凹凸部７０が形成され、高周波焼入れによって表面が所定の硬さに硬化処理されている。凹凸部７０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からなる。

等速自在継手６４は、外側継手部材７１と継手内輪７２、ケージ７３、およびトルク伝達ボール７４とからなる。外側継手部材７１は、カップ状のマウス部７５と、このマウス部７５の底部をなす肩部７６と、この肩部７６から軸方向に延びる円筒状の軸部７７が一体に形成されている。この軸部７７は、ハブ輪６２の小径段部６２ｂに所定の径方向すきまを介して円筒嵌合するインロウ部７７ａと、このインロウ部７７ａの端部に嵌合部７７ｂがそれぞれ形成されている。

肩部７６の外周には、外方部材６５の複列の外側転走面６５ａ、６５ａに対向する他方（インナー側）の内側転走面７１ａが形成されている。そして、インナー側のシール７９が嵌合する外周面から内側転走面７１ａおよび軸部７７に亙って高周波焼入れによって表面が所定の硬さに硬化処理されている。ここで、嵌合部７７ｂは鍛造後の生のままとされている。

ハブ輪６２と複列の転がり軸受６３および等速自在継手６４の組立は、まず、外方部材６５の複列の外側転走面６５ａ、６５ａにそれぞれ保持器８０を介してボール６７が仮組みされる。次に、ハブ輪６２の小径段部６２ｂの端面に外側継手部材７１の肩部７６が衝合され、突合せ状態になるまでハブ輪６２に軸部７７が内嵌される。さらに、この軸部７７における嵌合部７７ｂの内径にマンドレル等の拡径治具を押し込んで嵌合部７７ｂを拡径し、この嵌合部７７ｂをハブ輪６２の凹凸部７０に食い込ませて加締め、ハブ輪６２と外側継手部材７１とを一体に塑性結合させることによって行われる。こうした第４世代構造により軽量・コンパクト化が図れると共に、緩みのない結合部を備えた車輪用軸受装置を得ることができる（例えば、特許文献２参照。）。
特開平１１−１５１９０４号公報 特開２００４−７６８７２号公報

然しながら、こうした従来の車輪用軸受装置において、車両の燃費向上やばね下重量軽量化による運動性能の向上のために軽量・コンパクト化を図りつつ、さらに耐久性と共に軸受剛性を高めることが望まれていると共に、一方では、少なくとも軸受部と等速自在継手とが分離可能で、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。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高剛性化と耐久性の向上を図ると共に、軸受部と等速自在継手とが分離可能な第４世代構造の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、ハブ輪と複列の転がり軸受と等速自在継手とがユニット化された車輪用軸受装置であって、前記複列の転がり軸受が、内周に複列の外側転走面が形成され、外周に車体取付フランジと、この車体取付フランジのインナー側に相手部材との嵌合に供される基準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が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪にセレーションを介して外嵌され、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が形成された前記等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列のボール群とを備え、前記ハブ輪と外側継手部材が軸方向に分離可能に結合された車輪用軸受装置において、前記ハブ輪に所定の径方向すきまを介して連結軸が内挿され、この連結軸が、前記外側継手部材の内周に形成された凹所に回転不可に嵌合するフランジ部と、このフランジ部から軸方向に延び、端部に雄ねじが形成された軸部とを有し、前記雄ねじに装着された固定ナットによって、前記ハブ輪と外側継手部材とが突合せ状態になるまで緊締されると共に、前記複列のボール群のうちインナー側のボール群のピッチ円直径がアウター側のボール群のピッチ円直径よりも大径に設定され、インナー側のボール群のボールの個数がアウター側のボール群のボールの個数よりも多く設定されている構成を採用した。

このように、ハブ輪と外側継手部材が軸方向に分離可能に結合された車輪用軸受装置において、ハブ輪に所定の径方向すきまを介して連結軸が内挿され、この連結軸が、外側継手部材の内周に形成された凹所に回転不可に嵌合するフランジ部と、このフランジ部から軸方向に延び、端部に雄ねじが形成された軸部とを有し、雄ねじに装着された固定ナットによって、ハブ輪と外側継手部材とが突合せ状態になるまで緊締されると共に、複列のボール群のうちインナー側のボール群のピッチ円直径がアウター側のボール群のピッチ円直径よりも大径に設定され、インナー側のボール群のボールの個数がアウター側のボール群のボールの個数よりも多く設定されているので、装置の軽量・コンパクト化はもとより、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、補修性の向上を含めたトータルコストを低減することができると共に、軸受剛性の増大と軸受の長寿命化を図ることができる。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記複列のボールが同じサイズであれば、組立工程における誤組みの問題を解消でき、製造コストが低減できると共に、品質の信頼性が向上する。

また、請求項３に記載の発明のように、前記外側継手部材の凹所に平坦面が形成されると共に、この平坦面に係合する平坦面が前記連結軸のフランジ部の外周に形成されていれば、簡単な構成で連結軸の回り止めを行うことができる。

また、請求項４に記載の発明のように、請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置を備え、前記アウトボード側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インボード側の等速自在継手とからなるアクスルモジュールであれば、ばね下重量の軽量化を図ると共に、車両への分解・組立が簡便化できる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記外方部材の基準面の外径が前記等速自在継手の最大外径よりも大径に設定されていれば、懸架装置を構成するナックルに対してアクスルモジュールを容易に嵌挿でき、ブーツ等がナックルに干渉して傷付くことなく組み立てることができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、ハブ輪と複列の転がり軸受と等速自在継手とがユニット化された車輪用軸受装置であって、前記複列の転がり軸受が、内周に複列の外側転走面が形成され、外周に車体取付フランジと、この車体取付フランジのインナー側に相手部材との嵌合に供される基準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が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪にセレーションを介して外嵌され、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が形成された前記等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列のボール群とを備え、前記ハブ輪と外側継手部材が軸方向に分離可能に結合された車輪用軸受装置において、前記ハブ輪に所定の径方向すきまを介して連結軸が内挿され、この連結軸が、前記外側継手部材の内周に形成された凹所に回転不可に嵌合するフランジ部と、このフランジ部から軸方向に延び、端部に雄ねじが形成された軸部とを有し、前記雄ねじに装着された固定ナットによって、前記ハブ輪と外側継手部材とが突合せ状態になるまで緊締されると共に、前記複列のボール群のうちインナー側のボール群のピッチ円直径がアウター側のボール群のピッチ円直径よりも大径に設定され、インナー側のボール群のボールの個数がアウター側のボール群のボールの個数よりも多く設定されているので、装置の軽量・コンパクト化はもとより、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、補修性の向上を含めたトータルコストを低減することができると共に、軸受剛性の増大と軸受の長寿命化を図ることができる。

ハブ輪と複列の転がり軸受と等速自在継手とがユニット化された車輪用軸受装置であって、前記複列の転がり軸受が、内周に複列の外側転走面が形成され、外周に車体取付フランジと、この車体取付フランジのインナー側に相手部材との嵌合に供される基準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が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪にセレーションを介して外嵌され、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が形成された前記等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列のボール群とを備え、前記ハブ輪と外側継手部材が軸方向に分離可能に結合された車輪用軸受装置において、前記ハブ輪に所定の径方向すきまを介して連結軸が内挿され、この連結軸が、前記外側継手部材の内周に形成された凹所に二面幅を介して嵌合するフランジ部と、このフランジ部から軸方向に延び、端部に雄ねじが形成された軸部とを有し、前記雄ねじに装着された固定ナットによって、前記ハブ輪と外側継手部材とが突合せ状態になるまで緊締されると共に、前記複列のボール群のうちインナー側のボール群のピッチ円直径がアウター側のボール群のピッチ円直径よりも大径に設定され、前記複列のボール群がボールが同じサイズで、かつインナー側のボール群のボールの個数がアウター側のボール群のボールの個数よりも多く設定されている。

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、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面矢視図、図３は、図１の車輪用軸受装置が適用されたアクスルモジュールを示す縦断面図である。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ター側（図面左側）、中央寄り側をインナー側（図面右側）という。

この車輪用軸受装置は、ハブ輪１と複列の転がり軸受２および等速自在継手３とがユニット化して構成されている。複列の転がり軸受２は、外方部材４と内方部材５と、これら両部材間に収容された複列のボール６ａ、６ｂとを備えている。内方部材５は、ハブ輪１と、このハブ輪１に内嵌された後述する外側継手部材１４とからなる。

外方部材４は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、外周に車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ４ｃを一体に有し、内周に円弧状の複列の外側転走面４ａ、４ｂが形成されている。この複列の外側転走面４ａ、４ｂは、高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

一方、ハブ輪１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、アウター側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ７を有し、この車輪取付フランジ７の周方向等配に複数のハブボルト８が植設されている。また、ハブ輪１の外周には、前記複列の外側転走面４ａ、４ｂに対向する一方（アウター側）の円弧状の内側転走面１ａと、この内側転走面１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂが形成されている。この小径段部１ｂには、後述する外側継手部材１４に所定の径方向すきまを介して内嵌するインロウ部１２と、端部外周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）１３が形成されている。そして、アウター側のシール１０が摺接するシールランド部７ａから内側転走面１ａおよび小径段部１ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。これにより、車輪取付フランジ７の基部となるシールランド部７ａの耐摩耗性が向上するばかりでなく、車輪取付フランジ７に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、ハブ輪１の耐久性が向上する。

等速自在継手３は、外側継手部材１４と継手内輪１５、ケージ１６、およびトルク伝達ボール１７とからなる。外側継手部材１４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、カップ状のマウス部１８と、このマウス部１８から軸方向に延びる円筒状の肩部１９が一体に形成されている。肩部１９の外周には、前記複列の外側転走面４ａ、４ｂに対向する他方（インナー側）の円弧状の内側転走面１４ａと、この内側転走面１４ａから軸方向に延びる小径段部１４ｂが一体に形成され、ハブ輪１のインロウ部１２に嵌合すると共に、内周にはハブ輪１のセレーション１３に係合するセレーション（またはスプライン）１４ｃが形成されている。

マウス部１８の内周には曲線部を有する軸方向に延びるトラック溝１８ａが形成されると共に、継手内輪１５の外周にこのトラック溝１８ａに対応するトラック溝１５ａが形成され、これら両トラック溝１８ａ、１５ａ間にケージ１６を介してトルク伝達ボール１７が収容されている。そして、トラック溝１８ａと、インナー側のシール１１が嵌合する外周面から内側転走面１４ａおよび小径段部１４ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。なお、ここでは、外側継手部材１４に中炭素鋼を使用し、高周波焼入れによって所定の部位に硬化処理を施したものを例示したが、例えば、ＳＣＲ４１５等の肌焼鋼を使用し、浸炭焼入れによって硬化層を形成するようにしても良い。

外方部材４の複列の外側転走面４ａ、４ｂと、これらに対向する複列の内側転走面１ａ、１４ａ間には複列のボール６ａ、６ｂが収容され、保持器９ａ、９ｂによって転動自在に保持されている。また、外方部材４の端部にはシール１０、１１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、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。これらの複列の転がり軸受２は、両転走面４ａ、１ａおよび４ｂ、１４ａに加わる力の作用方向の作用線が軸心に向うほど軸方向に離反する、所謂背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成している。

アウター側のシール１０は、一対のサイドリップを有する単一のシール部材で構成され、インナー側のシール１１は、断面略Ｌ字状に形成され、互いに対向配置された環状のシール板１１ａとスリンガ１１ｂとからなる複合型シール、所謂パックシールで構成されている。すなわち、環状のシール板１１ａは、外方部材４の端部に内嵌され、スリンガ１１ｂに摺接するサイドリップとラジアルリップを備えている。

次に、ハブ輪１と複列の転がり軸受２および等速自在継手３のユニット化の方法について詳細に説明する。
まず、外方部材４の複列の外側転走面４ａ、４ｂに保持器９ａ、９ｂを介して複列のボール６ａ、６ｂが仮組みされる。その後、外方部材４のアウター側の端部にシール１０と、インナー側の端部にシール１１を構成するシール板１１ａが装着される。次に、外方部材４の両側からハブ輪１と、外周にシール１１を構成するスリンガ１１ｂが圧入された外側継手部材１４とがそれぞれ内挿され、ハブ輪１の小径段部１ｂに外側継手部材１４の肩部１９がセレーション１３、１４ｃを介して外嵌される。

また、肩部１９の内周には凹所２０が形成されている。そして、この凹所２０の端面に当接する連結軸２１がハブ輪１に内挿されると共に、連結軸２１に装着された固定ナット２１によってハブ輪１と外側継手部材１４が所定の締付トルクで緊締され、所定の予圧が付与された状態で、分離可能に軸方向に一体化される。すなわち、ハブ輪１と外側継手部材１４の肩部１９との間に所定の軸方向すきまがある状態で組み立てられ、固定ナット２２の締付によりこれらハブ輪１と肩部１９とが衝合され、突合せ状態になるまで固定ナット２２で緊締される。こうした構成を採用することにより、装置の軽量・コンパクト化はもとより、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、補修性の向上を含めたトータルコストを低減することができる。また、所定の軸受予圧が付与されているため、一層軸受剛性が高まり、寿命が向上する。

連結軸２１は、フランジ部２３と、このフランジ部２３から軸方向に延び、ハブ輪１に所定の径方向すきまを介して内挿される軸部２４とからなり、この軸部２４の端部には雄ねじ２４ａが形成されている。フランジ部２３は、図２（ａ）に示すように、外周に二面幅が形成され、これらの平坦面２３ａ、２３ａが、肩部１９の凹所２０に形成された平坦面１９ｂ、１９ｂに係合する。こうした構成により、ハブ輪１と外側継手部材１４とを軸方向に分離可能に結合することができると共に、簡単な構成でこの連結軸２１の回り止めを行うことができる。

なお、連結軸２１のフランジ部２３は、二面幅に限らず、多面幅であっても良い。例えば、図２（ｂ）に示すように、連結軸２１’におけるフランジ部２３’の外周に四面幅が形成され、これらの平坦面２３ａ’、２３ａ’が、肩部１９’の内周に形成された平坦面１９ｂ’、１９ｂ’に係合するようにしても良い。

ここで、本実施形態では、インナー側のボール６ｂのピッチ円直径ＰＣＤｉがアウター側のボール６ａのピッチ円直径ＰＣＤｏよりも大径に設定されている。これら複列のボール６ａ、６ｂの外径は同じであるが、このピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いにより、インナー側のボール６ｂの個数がアウター側のボール６ａの個数よりも多く設定されている。本実施形態の場合、複列のボール６ａ、６ｂの外径を同じにすることにより、組立工程における誤組みの問題を解消することができ、製造コストが低減できると共に、品質の信頼性が向上する。

このように、左右のボール６ａ、６ｂのピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いに伴い、内方部材５において、外側継手部材１４の内側転走面１４ａの溝底径は、ハブ輪１の内側転走面１ａの溝底径よりも拡径して形成されている。一方、外方部材４において、左右のボール６ａ、６ｂのピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いに伴い、インナー側の外側転走面４ｂの溝底径がアウター側の外側転走面４ａの溝底径よりも拡径して形成されている。

こうした構成の車輪用軸受装置では、インナー側の内側転走面１４ａを外側継手部材１４の肩部１９の外周に直接形成するようにしたので、インナー側のボール６ｂのピッチ円直径ＰＣＤｉをアウター側のボール６ａのピッチ円直径ＰＣＤｏよりも大径に設定することができると共に、ボール６ｂの個数もインナー側の個数をアウター側よりも多く設定することができるため、軽量・コンパクト化を図ることができると共に、軸受剛性の増大と軸受の長寿命化を図ることができる。

図３は前述した車輪用軸受装置を適用したアクスルモジュールを示す縦断面図である。このアクスルモジュールは、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２６とを備えている。このドライブシャフト２６の一端は、アウトボード側の等速自在継手３の継手内輪１５にセレーションを介して内嵌され、他端はディファレンシャル（図示せず）に固定されるインボード側の等速自在継手２５に連結されている。

このインボード側の等速自在継手２５は、外側継手部材２７と、外周部に３本の脚軸２８ａが等配に突設されたトリポード部材２８と、これらの脚軸２８ａに針状ころ２９を介して回転自在に外挿されたローラ３０とを備えている。外側継手部材２７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３１と、この外筒部３１の底部から軸方向に延びる軸部３２を一体に有している。軸部３２の外周にはディファレンシャルに固定するためのセレーション（またはスプライン）３２ａが形成されている。

外筒部３１の内周には軸方向に延びる直線状の３本のトラック溝３１ａが形成され、このトラック溝３１ａ上をローラ３０が転動する。外側継手部材２７において、トラック溝３１ａ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。また、外筒部３１の開口側の外周には合成ゴム等からなるブーツ３３が装着され、外筒部３１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、外筒部３１は円筒状に限らず、例えば、外周がトラック溝３１ａに対応した花形形状に形成されたものであっても良く、また、軸部３２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る構造であっても良い。また、ここでは、インボード側の等速自在継手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。

ここで、本実施形態では、ナックルとの嵌合部となる外方部材４の基準面４ｄの外径Ｄａが、等速自在継手３、２５の最大外径Ｄｂ、Ｄｃ（ここでは、ブーツ３４、３３の最大外径）よりも大径に形成されている（Ｄａ＞Ｄｂ≧Ｄｃ）。これにより、ばね下重量の軽量化を図り、車両への分解・組立が簡便化できるだけでなく、ナックルに対してアクスルモジュールを容易に嵌挿でき、ブーツ３４、３３がナックルに干渉して傷付くことなく組み立てることができる。

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。

本発明に係る車輪用軸受装置は、ハブ輪と複列の転がり軸受と等速自在継手とがユニット化された第４世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面矢視図である。 図１の車輪用軸受装置を適用したアクスルモジュールを示す縦断面図である。 従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 他の従来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、１４ｂ・・・・・・・・・・・・小径段部
２・・・・・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
３、２５・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
４・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
４ａ、４ｂ・・・・・・・・・・・・・外側転走面
４ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
４ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・基準面
５・・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
６ａ、６ｂ・・・・・・・・・・・・・ボール
７・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・・シールランド部
８・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
９ａ、９ｂ・・・・・・・・・・・・・保持器
１０・・・・・・・・・・・・・・・・アウター側のシール
１１・・・・・・・・・・・・・・・・インナー側のシール
１２・・・・・・・・・・・・・・・・インロウ部
１３、１４ｃ、３２ａ・・・・・・・・セレーション
１４、１４’、２７・・・・・・・・・外側継手部材
１５・・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
１５ａ、１８ａ、２７ａ・・・・・・・トラック溝
１６・・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
１７・・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
１８・・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
１９・・・・・・・・・・・・・・・・肩部
１９ａ・・・・・・・・・・・・・・・端面
１９ｂ、１９ｂ’、２３ａ、２３ａ’・・平坦面
２０、２０’・・・・・・・・・・・・凹所
２１、２１’・・・・・・・・・・・・連結軸
２２・・・・・・・・・・・・・・・・固定ナット
２３、２３’・・・・・・・・・・・・フランジ部
２４、３２・・・・・・・・・・・・・軸部
２４ａ・・・・・・・・・・・・・・・雄ねじ
２６・・・・・・・・・・・・・・・・ドライブシャフト
２８・・・・・・・・・・・・・・・・トリポード部材
２８ａ・・・・・・・・・・・・・・・脚軸
２９・・・・・・・・・・・・・・・・針状ころ
３０・・・・・・・・・・・・・・・・ローラ
３１・・・・・・・・・・・・・・・・外筒部
３３、３４・・・・・・・・・・・・・ブーツ
５０、６２・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５０ａ、５６ａ、６２ａ、７１ａ・・・内側転走面
５１、６３・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
５２、６４・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
５３、６５・・・・・・・・・・・・・外方部材
５３ａ、５３ｂ、６５ａ・・・・・・・外側転走面
５４、６６・・・・・・・・・・・・・内方部材
５５、６７・・・・・・・・・・・・・ボール
５６・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
５７、６８・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５８、７１・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
５８ａ・・・・・・・・・・・・・・・トラック溝
５９、７５・・・・・・・・・・・・・マウス部
６０、７６・・・・・・・・・・・・・肩部
６１・・・・・・・・・・・・・・・・止め輪
６９・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
７０・・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
７２・・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
７３・・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
７４・・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
７７・・・・・・・・・・・・・・・・軸部
７７ａ・・・・・・・・・・・・・・・インロウ部
７７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
７８・・・・・・・・・・・・・・・・アウター側のシール
７９・・・・・・・・・・・・・・・・インナー側のシール
８０・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
Ｄａ・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材のインナー側の外径
Ｄｂ・・・・・・・・・・・・・・・・アウトボード側の等速自在継手の最大外径
Ｄｃ・・・・・・・・・・・・・・・・インボード側の等速自在継手の最大外径
ＰＣＤｉ・・・・・・・・・・・・・・インナー側のボールのピッチ円直径
ＰＣＤｏ・・・・・・・・・・・・・・アウター側のボールのピッチ円直径

Claims (5)

1. ハブ輪と複列の転がり軸受と等速自在継手とがユニット化された車輪用軸受装置であって、
   前記複列の転がり軸受が、内周に複列の外側転走面が形成され、外周に車体取付フランジと、この車体取付フランジのインナー側に相手部材との嵌合に供される基準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が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪にセレーションを介して外嵌され、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が形成された前記等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、
   この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列のボール群とを備え、前記ハブ輪と外側継手部材が軸方向に分離可能に結合された車輪用軸受装置において、
   前記ハブ輪に所定の径方向すきまを介して連結軸が内挿され、この連結軸が、前記外側継手部材の内周に形成された凹所に回転不可に嵌合するフランジ部と、このフランジ部から軸方向に延び、端部に雄ねじが形成された軸部とを有し、前記雄ねじに装着された固定ナットによって、前記ハブ輪と外側継手部材とが突合せ状態になるまで緊締されると共に、前記複列のボール群のうちインナー側のボール群のピッチ円直径がアウター側のボール群のピッチ円直径よりも大径に設定され、インナー側のボール群のボールの個数がアウター側のボール群のボールの個数よりも多く設定されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記複列のボール群のボールが同じサイズである請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記外側継手部材の凹所に平坦面が形成されると共に、この平坦面に係合する平坦面が前記連結軸のフランジ部の外周に形成されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
4. 請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置を備え、前記アウトボード側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インボード側の等速自在継手とからなることを特徴とするアクスルモジュール。
5. 前記外方部材の基準面の外径が前記等速自在継手の最大外径よりも大径に設定されている請求項４に記載のアクスルモジュール。

Images