JP2007196936A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

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仁博 小澤
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Abstract

【課題】スティックスリップ音の発生を防止すると共に、長期間に亘って係合部の発錆を防止して信頼性を高めた車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】ハブ輪1の小径段部1bの端部を径方向外方に塑性変形させて加締部28が形成され、この加締部28によって内輪5が軸方向に固定されたセルフリテイン構造の車輪用軸受装置において、ハブ輪1の内周に、アウター側に向って漸次小径となるテーパ状の母線を有する雌セレーション13が形成され、外側継手部材14の軸部20が短軸で構成され、外周に雌セレーション13に係合する雄セレーション21が形成されると共に、ハブ輪1と外側継手部材14が結合された状態で、加締部28の端面と外側継手部材14の肩部19との間に軸方向すきまδが形成されると共に、セレーション13、21の表面に硬質クロムメッキによる防錆被膜24、25が形成されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、自動車等の車両の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置に関するもので、特に、軸受部と等速自在継手とを着脱自在にユニット化した車輪用軸受装置に関する。
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、エンジン側と車輪側との間に介装されるドライブシャフトの一端を摺動型の等速自在継手を介してディファレンシャルに連結し、他端を固定型の等速自在継手を含む車輪用軸受装置を介して車輪に連結している。
こうした車両の車輪には、エンジン低速回転時、例えば車両発進時に、エンジンから摺動型等速自在継手を介して大きなトルクが負荷され、ドライブシャフトに捩じれを生じることが知られている。その結果、このドライブシャフトを支持する複列の転がり軸受にも捩じれが生じることになる。ドライブシャフトの捩じれ量が大きいと、固定型等速自在継手を構成する外側継手部材と複列の転がり軸受との当接面で急激なスリップによるスティックスリップ音が発生する。
このスティックスリップ音の発生を防止したものとして、図7に示すような車輪用軸受装置が知られている。この車輪用軸受装置は、複列の転がり軸受60と等速自在継手60とを分離可能にユニット化して構成している。
複列の転がり軸受60は、車体に取り付けるための車体取付フランジ61bを外周に一体に有し、内周に複列の外側転走面61a、61aが形成された外方部材61と、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62を有し、外周に前記複列の外側転走面61a、61aに対向する一方の内側転走面63aと、この内側転走面63aから軸方向に延びる円筒状の小径段部63bが形成されたハブ輪63と、このハブ輪63の小径段部63bに圧入され、外周に前記複列の外側転走面61a、61aに対向する他方の内側転走面64aが形成された別体の内輪64と、両転走面間に転動自在に収容された複列のボール65、65とを備えている。ここで、ハブ輪63の小径段部63bの端部を径方向外方に塑性変形させて加締部66が形成され、この加締部66によって内輪64を軸方向に固定している。これにより、複列の転がり軸受60の予圧は、従来のようにナットを強固に緊締することなく、また、その締付トルクを厳密に管理せずとも長期間維持できる。
等速自在継手67は、外側継手部材68と図示しない継手内輪、ケージ、およびトルク伝達ボールとからなる。外側継手部材68は、カップ状のマウス部69と、このマウス部69の底部をなす肩部70と、この肩部70から軸方向に延びる軸部71を有し、軸部71の外周には雄スプライン72が形成されている。また、ハブ輪63の内周には雌スプライン73が形成され、この雌スプライン73と軸部71の雄スプライン72が係合している。
また、雄スプライン72の端部には内側係止溝74が形成されると共に、この内側係止溝74に整合する位置で、ハブ輪63の内周面には外側係止溝75が形成され、これら外側係止溝75と内側係止溝74に弾性部材からなる止め輪76が掛け渡されている。これにより、ハブ輪63と外側継手部材68の軸方向の位置決めを図ると共に、複列の転がり軸受60と等速自在継手67を分離可能にユニット化している。
ここで、加締部66の端面と外側継手部材68の肩部70とに軸方向のすきまδを積極的に設けているため、これら加締部66と肩部70とが接触することはなく、外側継手部材68に捩じれが生じてもスティックスリップ音が発生することはない。
特開2004−256106号公報
こうした従来の車輪用軸受装置では、加締部66の端面と外側継手部材68の肩部70と間に軸方向のすきまδが形成されているため、この軸方向のすきまδから雨水やダスト等の異物がセレーション73、72間に侵入して発錆する恐れがある。そのため、ハブ輪63と外側継手部材68との環状空間にシール部材77が介在され、雌スプライン73と雄スプライン72の係合部を密封するようにしているが、シール部材77が摩耗した場合、長期間に亘って所望の密封性能を維持することができなくなる恐れがあるだけでなく、反ってセレーション73、72の係合部に侵入した異物が滞留し、錆の進行が促進されて好ましくない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、スティックスリップ音の発生を防止すると共に、長期間に亘って係合部の発錆を防止して信頼性を高めた車輪用軸受装置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、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一つの内輪からなり、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、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、等速自在継手を構成し、前記ハブ輪に対して軸方向に分離可能に結合された外側継手部材とを備え、この外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延びる軸部とを一体に有し、この軸部が前記ハブ輪にトルク伝達手段を介して内嵌されると共に、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって、前記ハブ輪に対して前記内輪が軸方向に固定された車輪用軸受装置において、前記ハブ輪と外側継手部材が結合された状態で、前記加締部の端面と前記外側継手部材の肩部との間に軸方向すきまが形成されると共に、前記トルク伝達手段の表面に防錆被膜が形成されている構成を採用した。
このように、ハブ輪と複列の転がり軸受および等速自在継手がユニット化された車輪用軸受装置であって、外側継手部材が、ハブ輪に対してトルク伝達可能に、かつ軸方向に分離可能に結合されると共に、ハブ輪の小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて加締部が形成され、この加締部によって内輪が軸方向に固定されたセルフリテイン構造の車輪用軸受装置において、ハブ輪と外側継手部材が結合された状態で、加締部の端面と外側継手部材の肩部との間に軸方向すきまが形成されると共に、トルク伝達手段の表面に防錆被膜が形成されているので、加締部を介して軸受部に過大な予圧が付与されるのを防止すると共に、外側継手部材に大きなトルクが負荷されて捩れが生じても、加締部の端面との間にスティックスリップ音が発生せず、また結合部に異物が侵入しても長期間に亘って発錆を防止し、信頼性を高めた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、前記防錆被膜がメッキ層で構成され、その表面硬さがHv500以上に設定されていれば、耐食性と耐摩耗性に富み、耐久性を向上させることができる。
また、請求項3に記載の発明のように、前記トルク伝達手段が、前記ハブ輪の内周に形成された雌セレーションと、この雌セレーションに係合し、前記外側継手部材の軸部の外周に形成された雄セレーションからなり、前記雌セレーションが、アウター側に向って漸次小径になるテーパ状の母線を有していると共に、前記軸部が短軸で形成され、この端部に形成された雄ねじに固定ナットが締結されて前記ハブ輪と外側継手部材が軸方向に結合されていれば、ガタのない強固な結合が実現でき、軽量・コンパクト化を図ると共に、分解・組立時の作業性を向上させて低コスト化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
また、請求項4に記載の発明のように、前記トルク伝達手段が、前記ハブ輪の内周に形成された雌セレーションと、この雌セレーションに係合し、前記外側継手部材の軸部の外周に形成された雄セレーションからなると共に、前記ハブ輪に対する前記外側継手部材の軸方向の位置決め手段が設けられていれば、加締部の端面と外側継手部材の肩部との間に所定の軸方向すきまを容易に、かつ正確に形成することができる。
また、請求項5に記載の発明のように、前記トルク伝達手段が、ハブ輪の内周に形成された多角形状の凹部と、この凹部に嵌合され、前記外側継手部材の軸部の外周に形成された多角形状の凸部とからなると共に、これら凹凸部のアウター側にそれぞれ係止溝が形成され、これら係止溝に装着されたクリップにより、前記ハブ輪と外側継手部材とが結合されていれば、トルク伝達部の剛性が高くなり、外側継手部材に大きなトルクが負荷されても軸部が捩じれるのを抑制できる。
また、請求項6に記載の発明のように、前記加締部と肩部との間に形成される環状空間に弾性リングが弾性装着されていれば、外部から雨水やダスト等が結合部に侵入して発錆するのを防止することができる。
本発明に係る車輪用軸受装置は、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一つの内輪からなり、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、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、等速自在継手を構成し、前記ハブ輪に対して軸方向に分離可能に結合された外側継手部材とを備え、この外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延びる軸部とを一体に有し、この軸部が前記ハブ輪にトルク伝達手段を介して内嵌されると共に、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって、前記ハブ輪に対して前記内輪が軸方向に固定された車輪用軸受装置において、前記ハブ輪と外側継手部材が結合された状態で、前記加締部の端面と前記外側継手部材の肩部との間に軸方向すきまが形成されると共に、前記トルク伝達手段の表面に防錆被膜が形成されているので、加締部を介して軸受部に過大な予圧が付与されるのを防止すると共に、外側継手部材に大きなトルクが負荷されて捩れが生じても、加締部の端面との間にスティックスリップ音が発生せず、また結合部に異物が侵入しても長期間に亘って発錆を防止し、信頼性を高めた車輪用軸受装置を提供することができる。
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、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、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内輪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、等速自在継手を構成し、前記ハブ輪に対して軸方向に分離可能に結合された外側継手部材とを備え、この外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延びる軸部とを一体に有し、この軸部が前記ハブ輪にセレーションを介して内嵌されると共に、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって、前記ハブ輪に対して前記内輪が軸方向に固定された車輪用軸受装置において、前記ハブ輪の内周に、アウター側に向って漸次小径となるテーパ状の母線を有する雌セレーションが形成され、前記外側継手部材の軸部が短軸で構成され、外周に前記ハブ輪の雌セレーションに係合する雄セレーションが形成されると共に、前記ハブ輪と外側継手部材が結合された状態で、前記加締部の端面と前記外側継手部材の肩部との間に軸方向すきまが形成されると共に、前記セレーションの表面に硬質クロムメッキによる防錆被膜が形成されている。
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(a)は、本発明に係る車輪用軸受装置の第1の実施形態を示す縦断面図、(b)は、(a)の要部拡大図である。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と等速自在継手3を着脱自在にユニット化した、所謂第3世代と称される構成を備えている。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、外周に車体(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、内周には複列の外側転走面7a、7aが形成されている。この複列の外側転走面7a、7aには、高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理が施されている。
一方、内方部材8は、前記した外方部材7の外側転走面7a、7aに対向する複列の内側転走面1a、5aが形成されている。これら複列の内側転走面1a、5aのうち一方(アウター側)の内側転走面1aがハブ輪1の外周に、他方(インナー側)の内側転走面5aが内輪5の外周にそれぞれ一体に形成されている。この場合、内方部材8はハブ輪1と内輪5を指す。そして、複列の転動体9、9がこれら両転走面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と内方部材8との間に形成される環状空間の開口部にはシール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。
ハブ輪1は、アウター側の端部に車輪(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、外周に内側転走面1aから軸方向に延びる円筒状の小径段部1bが形成され、この小径段部1bに内輪5が圧入されている。そして、内輪5は、ハブ輪1の小径段部1bの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部28により、予圧が付与された状態でハブ輪1に対して軸方向に固定されている。ここで、ハブ輪1の内周にはアウター側に向って漸次小径となるテーパ状の母線を有する雌セレーション(またはスプライン)13が形成されている。この雌セレーション13の小径側の端部には肩部6が形成されている。
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、アウター側のシール11が摺接するシールランド部から内側転走面1a、小径段部1bに亙る外周面および内周の雌セレーション13の表面に、高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理が施されている。また、内輪5は、SUJ2等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで54〜64HRCの範囲で硬化処理されている。これにより、車輪取付フランジ4の基部となるシールランド部は耐摩耗性が向上するばかりでなく、車輪取付フランジ4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の耐久性が一層向上すると共に、小径段部1bと内輪5との間の嵌合面に発生するフレッティング摩耗を最小限に抑えることができる。
なお、ここでは、ハブ輪1の外周に内側転走面1aが直接形成された第3世代の複列の転がり軸受を例示したが、これに限らず、ハブ輪に一対の内輪が圧入された第1または第2世代の構造であっても良い。また、転動体9にボールを使用した複列のアンギュラ玉軸受を例示したが、転動体9に円錐ころを使用した複列の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とを備えている。外側継手部材14は、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軸部20とを一体に有している。外側継手部材14は、S53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中炭素鋼からなり、マウス部18の内周および継手内輪15の外周に形成された曲線状のトラック溝18a、15aをはじめ、肩部19から軸部20に亙る外周面に高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理が施されている。
ここで、外側継手部材14の軸部20が短軸で形成され、外周にハブ輪1の雌セレーション13に係合し、母線がテーパ状をなす雄セレーション(またはスプライン)21が形成されている。また、端部には雄ねじ20aが転造によって形成されている。そして、肩部19と加締部28の端面との間に所定の軸方向すきまδが介在するように外側継手部材14の軸部20が雄セレーション21を介してハブ輪1に嵌合されると共に、ハブ輪1の肩部6に当接するワッシャ22を介して固定ナット23が軸部20の雄ねじ20aに緊締され、ハブ輪1と外側継手部材14とが軸方向に分離可能に結合されている。
このように、トルク伝達手段が、母線がテーパ状をなすセレーション13、21で構成されているため、周方向のガタを殺すことができ、ガタのない強固な結合が実現できる。また、軸部20が短軸で構成されているため、所定の伝達トルクを確保しつつ軽量・コンパクト化を図ることができると共に、肩部19と加締部28の端面との間に軸方向すきまδが形成されているので、加締部28を介して軸受部に過大な予圧が付与されるのを防止すると共に、外側継手部材14に大きなトルクが負荷され捩じれが生じても、スティックスリップ音が発生することはない。
さらに、従来のようなパワープレス等の特殊な専用治具を必要とせず、軸部20の雄ねじ20aに固定ナット23を締め込むだけで外側継手部材14をハブ輪1に容易に引き込むことができる。本実施形態では、複列の転がり軸受2と等速自在継手3の係合部にこのような構成を採用したので、分解・組立時の作業性を向上させて低コスト化を図ることができると共に、係合部の周方向ガタをなくして信頼性と操縦安定性を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
また、軸部20の軸方向長さが図示しないディファレンシャル側の摺動型等速自在継手の摺動ストロークよりも小さく設定されていれば、例えば、外方部材7が懸架装置(図示せず)に固定された状態で、外側継手部材14をインナー側に向って軸方向に摺動させるだけでハブ輪1から軸部20を容易に分離することができ、脱着作業を簡便化することができる。
さらに、本実施形態では、ハブ輪1の雌セレーション13と軸部20の雄セレーション21の表面にそれぞれ硬質クロムメッキによって防錆被膜24、25が形成されている。この防錆被膜24、25は、膜厚が少なくとも数μmで、表面硬さがHv700〜1000の範囲に形成されている。この硬質クロムメッキ層は耐食性と耐摩耗性に富み、両セレーション13、21の係合部に異物が侵入しても長期間に亘って係合部の発錆を防止し、信頼性を高めた車輪用軸受装置を提供することができる。なお、防錆被膜24、25は耐摩耗性の面から、表面硬さが少なくともHv500であれば良く、前述した硬質クロムメッキに限らず、亜鉛メッキ、ニッケルメッキ、リン酸塩被膜処理、ジンロイメッキ、クロメートメッキ、ダクロダイズ等を例示することができる。ダクロダイズにおいては、耐食性は勿論のこと、工程中に塩酸処理を行わないので水素脆性の恐れがなく、一層耐摩耗性の向上を図ることができる。
なお、(b)に拡大して示すように、外側継手部材14の肩部19の外周には環状溝19aが形成され、この環状溝19aにOリング等からなる弾性リング26が装着されている。この弾性リング26は、加締部28に弾性接触し、加締部28と肩部19との間に形成される環状空間を液密的に閉塞している。これにより、スティックスリップ音が発生することなく、外部から雨水やダスト等が両セレーション13、21の係合部に侵入するのを防止し、発錆による係合部の固着を防止して補修時の分解作業性を向上させることができる。
図2は、本発明に係る車輪用軸受装置の第2の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は前述した第1の実施形態と基本的には軸受部と等速自在継手との係合部の構成が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の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。
この車輪用軸受装置は、ハブ輪27と複列の転がり軸受28と等速自在継手29を着脱自在にユニット化した第3世代と称される構成をなしている。複列の転がり軸受28は、外方部材7と内方部材30と複列の転動体9、9とを備え、内方部材30は、ハブ輪27と、このハブ輪27の小径段部1bに圧入された内輪5とからなる。
ハブ輪27の内周には軸方向に延びる雌セレーション(またはスプライン)31と、この雌セレーション31のアウター側の端部に内鍔32が一体に形成されている。この内鍔32の内径は雌セレーション31の内径よりも小径に形成され、後述する軸部35の段差部36に衝合して外側継手部材33の軸方向の位置決めを行う。
等速自在継手29の外側継手部材33は、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34と、この肩部34から軸方向に延びる軸部35とを有し、この軸部35の外周にハブ輪27の雌セレーション31に係合する雄セレーション35aと、この雄セレーション35aの端部に段差部36を介して雄ねじ35bが形成されている。そして、段差部36がハブ輪27の内鍔32に衝合するまで外側継手部材33の軸部35が雄セレーション35aを介してハブ輪27に嵌合される。これにより、ハブ輪27に対して外側継手部材33の軸方向の位置決めが確実に行われる。そして、固定ナット23が雄ねじ35bに緊締され、ハブ輪27と外側継手部材33とが軸方向に分離可能に結合されている。こうした構成を採用することにより、軸部35の肩部34と加締部28の端面との間に所定の軸方向すきまδが形成され、加締部28を介して軸受部に過大な予圧が付与されるのを防止すると共に、肩部34と加締部28との間にスティックスリップ音が発生しない。
また、本実施形態においても、前述した第1の実施形態と同様、ハブ輪27の雌セレーション31と軸部35の雄セレーション35aの表面にそれぞれ防錆被膜24、25が形成され、この部位に異物が侵入しても長期間に亘って係合部の発錆を防止することができる。
図3は、本発明に係る車輪用軸受装置の第3の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は前述した第2の実施形態(図2)の変形例で、軸受部と等速自在継手との係合部が一部異なるのみで、前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同様の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。
この車輪用軸受装置は、ハブ輪27’と複列の転がり軸受28と等速自在継手29を着脱自在にユニット化した第3世代と称される構成をなしている。複列の転がり軸受28は、外方部材7と内方部材30と複列の転動体9、9とを備え、内方部材30は、ハブ輪27’と、このハブ輪27’の小径段部1bに圧入された内輪5とからなる。
ハブ輪27’の内周に雌セレーション(またはスプライン)31が形成されると共に、ハブ輪27’のアウター側の端部に円板状の鍔部材37が溶接によって一体に接合されている。この鍔部材37の内径は雌セレーション31の内径よりも小径に形成されている。
等速自在継手29の外側継手部材33は、段差部36がハブ輪27’の鍔部材37に衝合するまで軸部35が雄セレーション35aを介してハブ輪27’に嵌合されると共に、固定ナット23が雄ねじ35bに緊締され、ハブ輪27’と外側継手部材33とが軸方向に分離可能に結合されている。これにより、軸部35の肩部34と加締部28の端面との間に所定の軸方向すきまδが形成され、加締部28を介して軸受部に過大な予圧が付与されるのを防止すると共に、肩部34と加締部28との間にスティックスリップ音が発生しない。
また、本実施形態においても、前述した実施形態と同様、ハブ輪27’の雌セレーション31と軸部35の雄セレーション35aの表面にそれぞれ防錆被膜24、25が形成され、この部位に異物が侵入しても長期間に亘って係合部の発錆を防止することができる。
図4は、本発明に係る車輪用軸受装置の第4の実施形態を示す縦断面図、図5は、図4のV−V線に沿った横断面図である。この実施形態は、前述した実施形態(図1乃至図3)と軸受部と等速自在継手との係合部の構成が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の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。
この車輪用軸受装置は、ハブ輪38と複列の転がり軸受39と等速自在継手40を分離可能にユニット化した第3世代と称される構成からなり、複列の転がり軸受39は、外方部材7と内方部材41と複列の転動体9、9とを備えている。
ハブ輪38の内周には正六角形等からなる多角形状の凹部42と、この凹部42のアウター側に係止溝43が形成されている。一方、等速自在継手40の外側継手部材44は、肩部45から軸方向に延びる軸部46が突設され、この軸部46は、外周にハブ輪38の凹部42に対応する正六角形等からなる多角形状の凸部47と、先端部に係止溝48が形成されている。また、軸部46の先端は尖塔形状からなるテーパ面49に形成され、このテーパ面49の最小径が、後述するクリップ50の内径よりも小径に設定されている。そして、ハブ輪38の係止溝43には、断面が矩形状をなす有端リングからなるクリップ50が予め装着され、軸部46をハブ輪38に内嵌して凹凸部42、47とを係合させると共に、軸部46のテーパ面49によりクリップ50を拡径させながらさらに軸部46を嵌挿することにより、両係止溝43、48が整合してクリップ50が係合する。
本実施形態では、互いに嵌合する多角形状の両凹凸部42、47と、両係止溝43、48に係合するクリップ50により、ハブ輪38と外側継手部材44とがトルク伝達可能に、かつ分離可能に軸方向に結合されている。ハブ輪38と外側継手部材44の結合手段としてこのような構成を採用することにより、トルク伝達部の剛性が高くなり、外側継手部材44に大きなトルクが負荷されても軸部46が捩じれるのを抑制できる。また、多角形状の両凹凸部42、47の嵌合すきまを小さく設定することにより、周方向のガタを抑えて摩耗を抑制することができる。さらに、図示はしないが、ハブ輪および軸部の多角形状の両凹凸部に僅かな傾斜を設けてテーパ嵌合させることにより周方向のガタを無くすこともできる。
ここで、加締部28と肩部45との間に軸方向すきまδが残存する位置で、両係止溝43、48が整合してクリップ50が係合するように設定されている。これにより、外側継手部材44に大きなトルクが負荷され軸部46が捩じれることがあっても、スティックスリップ音は発生しない。
また、本実施形態においても、前述した実施形態と同様、ハブ輪38の凹部42と軸部46の凸部47の表面にそれぞれ防錆被膜24、25が形成され、この部位に異物が侵入しても長期間に亘って係合部の発錆を防止することができる。なお、内輪5と肩部45間に形成される環状空間にOリング等からなる弾性リング51を装着することにより、ハブ輪38と外側継手部材44との係合部に外部から雨水やダスト等が侵入するのを防止している。したがって、防錆被膜24、25と相俟って、この弾性リング51により係合部が発錆するのを長期間に亘って防止することができる。
図6(a)は、本発明に係る車輪用軸受装置の第5の実施形態を示す縦断面図、(b)は、(a)の要部拡大図である。なお、この実施形態は前述した第2および第3の実施形態(図2および図3)の変形例で、ハブ輪と外側継手部材の結合部の構成が異なるだけで、その他前述した実施形態と同一部位同一部品あるいは同一の機能を有する部位には同じ符号を付けてその詳細な説明を省略する。
この車輪用軸受装置は、ハブ輪52と複列の転がり軸受53と等速自在継手29’を着脱自在にユニット化した第3世代と称される構成をなしている。複列の転がり軸受53は、外方部材7と内方部材54と複列の転動体9、9とを備えている。
ハブ輪52の内周は、アウター側の端部と、加締部28から軸方向途中位置までのインナー側の端部とが大径に形成されると共に、軸方向中央部が小径に形成され、この中央部に雌セレーション(またはスプライン)55が形成されている。
等速自在継手29’の外側継手部材33’は、肩部34から軸方向に延びる軸部56を一体に有し、この軸部56は、ハブ輪52の端部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56aが形成され、このインロウ部56aからアウター側が小径に形成されている。これにより、軸受部の剛性が高くなり大きなモーメント荷重が負荷されても充分な耐久性を発揮することができる。
軸部56の小径側の外周にはハブ輪52の雌セレーション55に係合する雄セレーション56bと、この雄セレーション56bの端部に雄ねじ35bが形成されている。そして、(b)に拡大して示すように、ハブ輪52の雌セレーション55の立上げ面57と、軸部56の雄セレーション56bの立上げ面58同士が衝合するまで、外側継手部材33’の軸部56が雄セレーション56bを介してハブ輪52に嵌合されると共に、固定ナット23が雄ねじ35bに緊締され、ハブ輪52と外側継手部材33’とが軸方向に分離可能に結合されている。これにより、ハブ輪52に対して外側継手部材33’が軸方向に位置決めされ、外側継手部材33’の肩部34と加締部28の端面との間に所定の軸方向すきまδが形成される。このような構成により、前述した実施形態よりも一層軽量・コンパクト化ができると共に、加締部28を介して軸受部に過大な予圧が付与されるのを防止すると共に、肩部34と加締部28との間でスティックスリップ音が発生することはない。
また、本実施形態においても、前述した実施形態と同様、ハブ輪52の雌セレーション55と軸部56の雄セレーション56bの表面にそれぞれ防錆被膜24、25が形成され、この部位に異物が侵入しても長期間に亘って係合部の発錆を防止している。
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。
本発明に係る駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪を有する軸受部と等速自在継手とをセレーション等を介してトルク伝達可能に連結して着脱自在にユニット化した車輪用軸受装置に適用することができる。
(a)は、本発明に係る車輪用軸受装置の第1の実施形態を示す縦断面図である。 (b)は、(a)の要部拡大図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第2の実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第3の実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第4の実施形態を示す縦断面図である。 図4のV−V線に沿った横断面図である。 (a)は、本発明に係る車輪用軸受装置の第5の実施形態を示す縦断面図である。 (b)は、(a)の要部拡大図である。 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、27、27’、38、52・・・ハブ輪
1a、5a・・・・・・・・・・・・内側転走面
1b・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
2、28、28’、39、53・・・複列の転がり軸受
3、29、29’、40・・・・・・等速自在継手
4・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
5・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
6、19、34、45・・・・・・・肩部
7・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
7a・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
7b・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
8、30、41、54・・・・・・・内方部材
9・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
10・・・・・・・・・・・・・・・保持器
11、12・・・・・・・・・・・・シール
13、31、55・・・・・・・・・雌セレーション
14、33、33’、44・・・・・外側継手部材
15・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
15a、18a・・・・・・・・・・トラック溝
16・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
17・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
18・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
19a・・・・・・・・・・・・・・環状溝
20、35、46、56・・・・・・軸部
20a、35b・・・・・・・・・・雄ねじ
21、35a、56b・・・・・・・雄セレーション
22・・・・・・・・・・・・・・・ワッシャ
23・・・・・・・・・・・・・・・固定ナット
24、25・・・・・・・・・・・・防錆被膜
26、51・・・・・・・・・・・・弾性リング
28・・・・・・・・・・・・・・・加締部
32・・・・・・・・・・・・・・・内鍔
36・・・・・・・・・・・・・・・段差部
37・・・・・・・・・・・・・・・鍔部材
42・・・・・・・・・・・・・・・凹部
43、48・・・・・・・・・・・・係止溝
47・・・・・・・・・・・・・・・凸部
49・・・・・・・・・・・・・・・テーパ面
50・・・・・・・・・・・・・・・クリップ
57、58・・・・・・・・・・・・立上げ面
60・・・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
60・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
61・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
61a・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
61b・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
62・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
63・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
63a、64a・・・・・・・・・・内側転走面
63b・・・・・・・・・・・・・・小径段部
64・・・・・・・・・・・・・・・内輪
65・・・・・・・・・・・・・・・ボール
66・・・・・・・・・・・・・・・加締部
67・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
68・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
69・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
70・・・・・・・・・・・・・・・肩部
71・・・・・・・・・・・・・・・軸部
72・・・・・・・・・・・・・・・雄スプライン
73・・・・・・・・・・・・・・・雌スプライン
74・・・・・・・・・・・・・・・内側係止溝
75・・・・・・・・・・・・・・・外側係止溝
76・・・・・・・・・・・・・・・止め輪
77・・・・・・・・・・・・・・・シール部材
δ・・・・・・・・・・・・・・・・軸方向のすきま

Claims (6)

  1. 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一つの内輪からなり、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、
    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、
    等速自在継手を構成し、前記ハブ輪に対して軸方向に分離可能に結合された外側継手部材とを備え、
    この外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延びる軸部とを一体に有し、この軸部が前記ハブ輪にトルク伝達手段を介して内嵌されると共に、
    前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって、前記ハブ輪に対して前記内輪が軸方向に固定された車輪用軸受装置において、
    前記ハブ輪と外側継手部材が結合された状態で、前記加締部の端面と前記外側継手部材の肩部との間に軸方向すきまが形成されると共に、前記トルク伝達手段の表面に防錆被膜が形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
  2. 前記防錆被膜がメッキ層で構成され、その表面硬さがHv500以上に設定されている請求項1に記載の車輪用軸受装置。
  3. 前記トルク伝達手段が、前記ハブ輪の内周に形成された雌セレーションと、この雌セレーションに係合し、前記外側継手部材の軸部の外周に形成された雄セレーションからなり、前記雌セレーションが、アウター側に向って漸次小径になるテーパ状の母線を有していると共に、前記軸部が短軸で形成され、この端部に形成された雄ねじに固定ナットが締結されて前記ハブ輪と外側継手部材が軸方向に結合されている請求項1または2に記載の車輪用軸受装置。
  4. 前記トルク伝達手段が、前記ハブ輪の内周に形成された雌セレーションと、この雌セレーションに係合し、前記外側継手部材の軸部の外周に形成された雄セレーションからなると共に、前記ハブ輪に対する前記外側継手部材の軸方向の位置決め手段が設けられている請求項1または2に記載の車輪用軸受装置。
  5. 前記トルク伝達手段が、ハブ輪の内周に形成された多角形状の凹部と、この凹部に嵌合され、前記外側継手部材の軸部の外周に形成された多角形状の凸部とからなると共に、これら凹凸部のアウター側にそれぞれ係止溝が形成され、これら係止溝に装着されたクリップにより、前記ハブ輪と外側継手部材とが結合されている請求項1または2に記載の車輪用軸受装置。
  6. 前記加締部と肩部との間に形成される環状空間に弾性リングが弾性装着されている請求項1乃至5いずれかに記載の車輪用軸受装置。
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