JP2007292090A

JP2007292090A - 等速ジョイント用軸受ユニット

Info

Publication number: JP2007292090A
Application number: JP2006117406A
Authority: JP
Inventors: Ryutaro Mizumoto; 柳太郎水本
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2007-11-08

Abstract

【課題】軽量化及び小型化と共にシール性の強化が図られた低コストの等速ジョイント用軸受ユニットを提供する。
【解決手段】自動車のデファレンシャルギヤとホイールとを連結する等速ジョイントの車体側を回転自在に支持する転がり軸受を有する軸受ユニット８であって、転がり軸受を自動車の車体構成品に固定するホルダ１０を備えていると共に、転がり軸受には、等速ジョイントの車体側に突設された軸部に固定された内輪１２と、内輪に対向して回転可能に配置された外輪と、内外輪間に転動自在に組み込まれた複数の転動体１６とが設けられており、ホルダは、転がり軸受の外輪を一体化させた環状のハウジング部１０ａと、ハウジング部から延出し且つ車体構成品に固定可能なアーム部１０ｂとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、軽量化及び小型化と共にシール性の強化が図られた等速ジョイント用軸受ユニットに関する。

自動車の走行時においては、エンジンから出力された駆動力がトランスミッションからデファレンシャルギヤを介してホイールに伝達され、これによりタイヤを所定速度で回転させている。この場合、自動車に設けられたサスペンション機能により、デファレンシャルギヤとホイールとの相対位置は、走行状態に応じて常に変動することになるが、かかる変動を吸収しつつ安定して駆動力を伝達させるために、デファレンシャルギヤとホイールとは、等速ジョイント(ＣＶＪ)で連結されている。

例えば図２に示すように、等速ジョイントは、チューリップ形状を成す外筐２内に出力軸４の基端を収容保持して構成されており、当該出力軸４の基端には、特に図示しないが３本のピンを介してローラが組み込まれている。これにより、出力軸４は、外筐２に対して任意の方向に揺動自在に支持された状態となっている。なお、外筐２と出力軸４との外側には、樹脂製のブーツ６が被覆されており、その内部が外界から隔離された状態に維持されている。

このような等速ジョイントは、その車輪側(出力軸４の先端側)が図示しないハブ(ホイールが固定されて共に回転する部品)のスプラインに嵌合され、その状態でハブに対してハブナットにより締結固定されている。一方、等速ジョイントの車体側には、外筐２から車体側に向けて軸部２ａが突設されており、当該軸部２ａは、図示しないデファレンシャルギヤのスプラインに嵌合されていと共に、等速ジョイント用軸受ユニット８により回転自在に支持されている(例えば、非特許文献１参照)。

等速ジョイント用軸受ユニット８は、転がり軸受を収容可能な環状のハウジング部１０ａと、ハウジング部１０ａから延出したアーム部１０ｂとを有するホルダ１０を備えており、ホルダ１０(アーム部１０ｂの延出端)は、自動車の車体構成品(例えば、図示しないトランスミッションケース)に固定可能となっている。この場合、転がり軸受は、相対回転可能に対向配置された内輪１２及び外輪１４と、内外輪間に転動自在に組み込まれた複数の転動体１６(例えば、玉)とを備えており、内輪１２は、等速ジョイントの車体側(外筐２に突設された軸部２ａ)に固定(外嵌)され、外輪１４は、リング状の止め輪１８で環状のハウジング部１０ａに固定(内嵌)されている。なお、複数の転動体(玉)１６の両側には、軸受内部(内外輪間)を密封するための密封板２０(例えば、シール、シールド)が設けられている。

ところで、上述したような従来の等速ジョイント用軸受ユニットでは、転がり軸受をハウジング部１０ａ内にガタ付くこと無く安定して収容するために、当該ハウジング部１０ａ内に対する高精度な仕上げ加工が要求されている。このため、仕上げ加工に要する費用がかさんで軸受ユニットの製造コストが上昇してしまうといった問題がある。また、等速ジョイント用軸受ユニットは、路面からの泥水が掛かるアプリケーションのため、折角よい仕上げを行っても錆びてしまい軸受交換が難しく、ユニット全体を交換する必要があった。更に、外輪１４をハウジング部１０ａに固定するための止め輪１８や、ハウジング部１０ａに外輪１４を突き合わせるための段部２２が別途必要となっている。このため、軸受ユニットの部品点数が増加して軸受ユニットの軽量化及び小型化には限界があった。

また、等速ジョイント用軸受ユニットは、自動車の走行中に路面からの泥水の跳ね掛け環境に常時さらされている。この場合、転がり軸受内部に泥水が浸入するとその影響により軸受寿命が低下してしまう場合がある。そこで、泥水の浸入防止と軸受寿命の延命化を図るための強靭なシール構造が要求されている。しかしながら、従来の等速ジョイント用軸受ユニットに強靭なシール構造を構築しようとすると、その分だけ軸受ユニット全体が大型化せざるを得ないため、実現化が困難な状況にあった。
国土交通省ホームページリコールの届出平成１７年８月１０日付け対応箇所説明図 http://www.mlit.go.jp/jidosha/recall/recall05/08/images/bmw08-101.gif

本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、軽量化及び小型化と共にシール性の強化が図られた低コストの等速ジョイント用軸受ユニットを提供することにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、自動車のデファレンシャルギヤとホイールとを連結する等速ジョイントの車体側を回転自在に支持する転がり軸受を有する軸受ユニットであって、転がり軸受を自動車の車体構成品に固定するホルダを備えていると共に、転がり軸受には、等速ジョイントの車体側に突設された軸部に固定された内輪と、内輪に対向して回転可能に配置された外輪と、内外輪間に転動自在に組み込まれた複数の転動体とが設けられており、ホルダは、転がり軸受の外輪を一体化させた環状のハウジング部と、ハウジング部から延出し且つ車体構成品に固定可能なアーム部とを有する。

本発明において、自動車の車体構成品には、トランスミッションケースが含まれる。また、内輪の外径面及び外輪が一体化させたハウジング部の内径面には、それぞれ、複数の転動体が転動する軌道溝が対向して形成されており、少なくともハウジング部の軌道溝の周辺は、高周波焼入れによる硬化処理が施されている。この場合、複数の転動体の両側における内外輪間には、転がり軸受内部を密封するための密封機構が設けられている。

本発明によれば、転がり軸受の外輪をホルダに一体化させたことで、軽量化及び小型化と共にシール性の強化が図られた低コストの等速ジョイント用軸受ユニットを実現することができる。

以下、本発明の一実施の形態に係る等速ジョイント用軸受ユニットについて、添付図面を参照して説明する。
図１(ａ)に示すように、本実施の形態の軸受ユニット８も上述したような従来(図２)と同様に、自動車のデファレンシャルギヤとホイールとを連結する等速ジョイントの車体側を回転自在に支持するように構成されている。

この場合、軸受ユニット８は、転がり軸受を自動車の車体構成品に固定するホルダ１０を備えており、ここでは一例として、自動車の車体構成品としてトランスミッションケース(図示しない)を想定する。また、転がり軸受には、等速ジョイントの車体側に突設された軸部２ａ(図２)に固定された内輪１２と、内輪１２に対向して回転可能に配置された外輪と、内外輪間に転動自在に組み込まれた複数の転動体１６(例えば、玉)とが設けられている。

本実施の形態において、ホルダ１０は、転がり軸受の外輪を一体化させた環状のハウジング部１０ａと、ハウジング部１０ａから延出し且つ車体構成品(トランスミッションケース)に固定可能なアーム部１０ｂとを有している。この場合、内輪１２の外径面及び外輪が一体化させたハウジング部１０ａの内径面には、それぞれ、軌道溝12s,10sが対向して形成されており、複数の転動体(玉)１６は、軌道溝12s,10sに沿って転動可能となっている。なお、アーム部１０ｂと車体構成品(トランスミッションケース)との固定方法としては、例えばネジ止め、溶接、接着など各種の固定方法を適用することができる。
なお、トランスミッションケースが軽合金製の場合は、取付部分にガルバニックコロージョン(電食)が発生することがある。その場合は、アーム部に絶縁性の皮膜処理を行ったり、取付構造全体をシールで覆ったり、また耐ガルバニックコロージョンに実績のあるＺｎ−Ｎｉめっき処理やＺｎ系グリースの塗布の対策が考えられる。

このように、転がり軸受の外輪をホルダ１０のハウジング部１０ａに一体化させたことで、従来のようなハウジング部１０ａ内に対する高精度な仕上げ加工や、止め輪１８及び段部２２(図２)が不要となる。これにより、軸受ユニット８の製造コストを大幅に低減させることができると共に、当該軸受ユニット８の軽量化及び小型化を図ることが可能となる。

この場合、少なくともハウジング部１０ａの軌道溝１０ｓの周辺に対して、例えば高周波焼入れによる硬化処理を施すことが好ましい。ホルダ１０は、例えば炭素量０.５０％以上の炭素鋼を用いた熱間鍛造法などで成形することができる。このとき、ハウジング部１０ａの軌道溝１０ｓに高周波焼入れを施すことで、かかるハウジング部１０ａを外輪とし、通常の軸受と同様の材料と製法で作られた内輪１２及び転動体(玉)１６、そして図示しない保持器と組み合わせて転がり軸受を実現することができる。なお、高周波焼入れによる硬化処理は、ハウジング部１０ａの全体に施しても良い。

また、転がり軸受の外輪をホルダ１０のハウジング部１０ａに一体化させたことで、軸受ユニット８の小型化を確保しつつ、内外輪の両側に軸受内部を密封する密封機構２４を配置するスペースを確保することが可能となる。この場合、密封機構２４としては、例えば内輪１２又はハウジング部(外輪)１０ａの一方にスリンガ(図示しない)を配設し、当該スリンガに対して複数箇所で接触又は非接触となるシール(図示しない)を内輪１２又はハウジング部(外輪)１０ａの他方に配設するといったようなシールの多重化などの密封強化対策を講じることが可能となる。

なお、このような密封強化対策を講じる必要が無い場合には、その変形例として例えば図１(ｂ)に示すように、従来と同様の密封板２０(例えば、シール、シールド)を内輪１２とハウジング部(外輪)１０ａとの間に設ければ良い。この場合、密封機構２４(図１(ａ))を配置するスペースが不要となるため、その分だけ転がり軸受を小型化することが可能となり、その結果、軸受ユニット８の更なる軽量化及び小型化を実現することができる。

(ａ)は、本発明の一実施の形態に係る等速ジョイント用軸受ユニットの構成を示す断面図、(ｂ)は、本発明の変形例に係る等速ジョイント用軸受ユニットの構成を示す断面図。従来の等速ジョイント用軸受ユニットの構成を示す部分断面図。

符号の説明

８軸受ユニット
１０ホルダ
１０ａハウジング部
１０ｂアーム部
１２内輪
１６転動体
２４密封機構

Claims

自動車のデファレンシャルギヤとホイールとを連結する等速ジョイントの車体側を回転自在に支持する転がり軸受を有する軸受ユニットであって、
転がり軸受を自動車の車体構成品に固定するホルダを備えていると共に、転がり軸受には、等速ジョイントの車体側に突設された軸部に固定された内輪と、内輪に対向して回転可能に配置された外輪と、内外輪間に転動自在に組み込まれた複数の転動体とが設けられており、
ホルダは、転がり軸受の外輪を一体化させた環状のハウジング部と、ハウジング部から延出し且つ車体構成品に固定可能なアーム部とを有することを特徴とする等速ジョイント用軸受ユニット。
自動車の車体構成品には、トランスミッションケースが含まれることを特徴とする請求項１に記載の等速ジョイント用軸受ユニット。
内輪の外径面及び外輪が一体化させたハウジング部の内径面には、それぞれ、複数の転動体が転動する軌道溝が対向して形成されており、少なくともハウジング部の軌道溝の周辺は、高周波焼入れによる硬化処理が施されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の等速ジョイント用軸受ユニット。
複数の転動体の両側における内外輪間には、転がり軸受内部を密封するための密封機構が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の等速ジョイント用軸受ユニット。