JP2008094156A

JP2008094156A - 駆動車輪用軸受装置

Info

Publication number: JP2008094156A
Application number: JP2006275327A
Authority: JP
Inventors: Hitohiro Ozawa; 仁博小澤; Kenta Yamazaki; 健太山崎; Manabu Hoshino; 学星野; Shinya Nakajo; 晋也中条
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-10-06
Filing date: 2006-10-06
Publication date: 2008-04-24

Abstract

【課題】駆動車輪用軸受装置の内側継手部材と駆動軸との着脱を容易化する
【解決手段】外側継手部材３２のアウトボード側端部が開口している。これにより、ブーツ交換等のメンテナンス時において、内側継手部材３１と駆動軸４０を着脱する際、アウトボード側から作業を行うことができるため、着脱作業を容易に行うことができる。また、内側継手部材３１と駆動軸４０とを固定する止め輪３６に操作部を設けることで、止め輪３６を容易に拡径縮径することができるため、着脱作業をさらに容易化することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は自動車の駆動車輪を支持するための駆動車輪用軸受装置に関するもので、詳しくは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材と複列の車輪軸受とをユニット化した駆動車輪用軸受装置に関する。

例えば、特許文献１には、ハブ輪（ステム部）と、駆動軸を連結した内側継手部材（内方部材）、及び内周に内側継手部材をトルク伝達可能に配し、軸端側が閉塞された外側継手部材（外方部材）を有する等速自在継手と、ハブ輪及び等速自在継手を車体に対して回転自在に支持する複列の軸受とを備えた車輪用軸受装置が示されている。また、同文献の従来技術として、ハブ輪と外側継手部材とが一体に形成されたものが示されている。最近、このようにハブ輪と外側継手部材とを一体形成することにより、低コスト化を狙った車輪用軸受装置が再び検討されている。

また、この内側継手部材と駆動軸は、例えばサークリップと称される切り欠き円環形状の止め輪により固定される（特許文献２参照）。

実開昭６１−１１３１０３号公報特開平１０−２６７０４３号公報

上記のような車輪用軸受装置では、例えばブーツ交換等のメンテナンス時に内側継手部材と駆動軸とを分解する必要がある。特許文献１の車輪用軸受装置では、外側継手部材の軸端側が閉塞されているため、この分解作業を車体のインボード側から行う必要があり、作業が困難となる。また、サークリップを取り外すためには特殊な工具（例えばスライディングハンマ）を必要とするため、分解作業をより困難なものとしている。尚、インボード側とは、車両に組み付けた状態で車両の中央寄りとなる側を言い、インボード側と反対側、すなわち車両の外側寄りとなる側をアウトボード側と言う（以下の説明においても同様）。

また、特許文献１の車輪用軸受装置では、ハブ輪のアウトボード側端面をアウトボード側へ突出させてパイロット部を形成している。このパイロット部の外周にブレーキロータやホイールを嵌合させることで、これらの部材の位置決めを行うことができる。しかし、このようにハブ輪の端面を突出させることにより、ハブ輪の形状が複雑化する。特に、ハブ輪と外側継手部材とを一体形成する場合、ハブ輪にこのようなパイロット部が設けられていると、ハブ輪と外側継手部材の一体品の形成に旋削加工が不可欠となるため、加工コストの高騰を招く。

そこで、本発明は、駆動車輪用軸受装置の内側継手部材と駆動軸との着脱を容易化すると共に、加工コストを低減することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、内周に駆動軸を連結した内側継手部材、及び内周に内側継手部材をトルク伝達可能に収容した外側継手部材を有する等速自在継手と、車輪に取付けるためのフランジを有するハブ輪と、複列の転がり軸受とを備え、外側継手部材とハブ輪とを一体に形成した車輪用軸受装置において、外側継手部材が駆動軸の軸端側を開口すると共に、駆動軸と内側継手部材を、操作部を有し、該操作部により拡径縮径可能な止め輪で固定したことを特徴とする。

このように本発明では、外側継手部材が駆動軸の軸端側を開口しているため、車体のアウトボード側から容易に内側継手部材と駆動軸との着脱作業を行うことができる。また、内側継手部材と駆動軸とを、操作部を有し、その操作部により拡径縮径可能な止め輪で固定することにより、簡単に止め輪の着脱を行うことができるため、内側継手部材と駆動軸との着脱作業がさらに容易化される。

上記のように外側継手部材が駆動軸の軸端側を開口していると、等速自在継手の潤滑剤が外部へ漏れ出したり、水やダスト等の異物が内部に侵入したりする事態を招く恐れがある。このような不具合を防止するため、外側継手部材の軸端側開口部はキャップで封止される。このキャップの外周部をブレーキロータ及びホイールの少なくとも一方の部材の内周に嵌合させると、従来ハブ輪に設けられていたパイロット部を省略することができるため、ハブ輪の形状が簡略化される。これにより、ハブ輪と外側継手部材との一体品を例えば冷間鍛造で形成することが可能となるため、ハブ輪の製造コストの低廉化が図られる。

以上のように、本発明によると、駆動車輪用軸受装置の内側継手部材と駆動軸との着脱が容易化されると共に、加工コストを低減することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に従って詳細に説明する。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪１０と、複列の転がり軸受からなる軸受装置２０と、等速自在継手３０とを主要な構成要素としている。尚、図１において、左側がアウトボード側、右側がインボード側となる。

ハブ輪１０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フランジ１１を備え、等速自在継手３０の外側継手部材３２と一体に形成される。フランジ１１の円周方向等間隔位置には、ブレーキロータ及びホイールディスクを固定するためのハブボルト（図示せず）を植え込まれる。ハブ輪１０の内周面１２には、後述するキャップ５０が嵌め込まれる。

等速自在継手３０は、外周部に曲線状のトラック溝３１ａを備えた内側継手部材３１と、内周部に曲線状のトラック溝３２ａを備えた外側継手部材３２と、内側継手部材３１のトラック溝３１ａと外側継手部材３２のトラック溝３２ａとの間に介在するボール３３と、すべてのボール３３を同一平面内に保持するための保持器３４と、継手内部への異物の侵入を防ぐブーツ３５とで構成されている。内側継手部材３１のトラック溝３１ａの曲率中心と外側継手部材３２のトラック溝３２ａの曲率中心は、継手中心から軸方向反対側に等距離だけオフセットして配されている。本実施形態では、内側継手部材３１のトラック溝３１ａの曲率中心が、外側継手部材３２のトラック溝３２ａの曲率中心よりもアウトボード側に配され、これによりトラック溝３１ａ、３２ａで形成されるボールトラックがインボード側へ向けて開いた楔形状を成す。

内側継手部材３１は軸方向の貫通孔３１ｂを有し、エンジン側に配置される等速自在継手と連結された駆動軸４０とスプライン結合する。これにより、内側継手部材３１と駆動軸４０がトルク伝達可能に連結される。さらに、止め輪３６により内側継手部材３１と駆動軸４０が軸方向に固定される。詳しくは、駆動軸４０の軸端付近に設けられた環状溝に止め輪３６を装着し、この止め輪３６と内側継手部材３１のアウトボード側端面が係合することにより、両部材の軸方向の相対移動を規制している。この止め輪３６は、JIS B 2804で規定されるＣ型止め輪であり、具体的には図２に示すように、一部を切り欠いた円環部３６ａと、円環部３６ａの端部から外径方向へ延びた操作部３６ｂとで構成される。この操作部３６ｂにより、止め輪３６を容易に拡径・縮径することができる。

外側継手部材３２は、ハブ輪１０と一体に形成され、そのアウトボード側端部を開口した形状を成す。この開口部はキャップ５０で封止され、これにより等速自在継手３０の内部のグリース等の潤滑剤がアウトボード側の開口部から漏れ出すことを防止すると共に、外部の水やダスト等が継手の内部に侵入することを防止する。キャップ５０は、例えば金属のプレス加工により形成され、アウトボード側端部を閉塞したコップ状に形成される。キャップ５０の外周面には、インボード側部分に大径外周面５１が形成され、アウトボード側部分に小径外周面５２が形成される。キャップ５０の大径外周面５１はハブ輪１０の内周面１２に嵌合し、小径外周面５２はブレーキロータ（図１に点線で示す）の内周面に嵌合する。また、図示は省略するが、小径外周面５２にさらにホイールの内周面を嵌合させてもよい。尚、キャップ５０の形状はこれに限らず、例えば、外周面を同一径の円筒面状に形成してもよい。

外側継手部材３２の外周面と駆動軸４０の外周面には、それぞれブーツバンド３７、３７を介して蛇腹状のブーツ３５の大径開口端及び小径開口端が固定されている。このように外側継手部材３２と駆動軸４０の間の空間をブーツ３５で被覆することにより、潤滑剤の外部への漏れ出しや継手内部への異物の侵入を防止している。

軸受装置２０は、複列の転がり軸受２１、２１と、外方部材２２とで構成される。転がり軸受２１は、外周面にインナーレースを有する内輪２１ａと、内周面にアウターレースを有する外輪２１ｂと、内輪２１ａのインナーレースと外輪２１ｂのアウターレースとの間に組み込まれた転動体２１ｃとを備える。複列の内輪２１ａ、２１ａは、ハブ輪１０の外周面１３に嵌合し、その軸方向間には間座２４が設けられる。ハブ輪１０の外周面１３のアウトボード側端部に形成された段部１４と、外周面１３のインボード側端部付近の環状溝に嵌合して設けられたサークリップ２５とで複列の内輪２１ａ、２１ａ及び間座２４を挟持することにより、これらを軸方向に位置決めしている。また、アウトボード側の転がり軸受２１のアウトボード側端部、及びインボード側の転がり軸受２１のインボード側端部にはシール２１ｄ、２１ｄが装着され、軸受内部に充填したグリースの漏洩ならびに外部からの水や異物の侵入を防止するようになっている。ここでは、転がり軸受２１が、転動体２１ｃとしてボールを使用した深溝玉軸受である場合を図示してあるが、重量の嵩む自動車用の車輪軸受装置の場合には、転動体として円すいころを使用した円すいころ軸受を採用する場合もある。外方部材２２は車体（図示せず）に取り付けるためのフランジ２３を備え、複列の転がり軸受２１、２１の外輪２１ｂ、２１ｂに取り付けられる。

本発明の駆動車輪用軸受装置では、上記のように、外側継手部材３２のアウトボード側端部が開口している。これにより、ブーツ交換等のメンテナンス時において、内側継手部材３１と駆動軸４０を着脱する際、アウトボード側、すなわち車体の外側から作業を行うことができるため、着脱作業を容易に行うことができる。また、内側継手部材３１と駆動軸４０とを固定する止め輪３６に操作部３６ｂを設けることで、止め輪３６を容易に拡径縮径することができるため、着脱作業をさらに容易化することができる。

また、上記のように、外側継手部材３２のアウトボード側開口部を閉塞するキャップ５０にブレーキロータを嵌合させてこれを位置決めすることにより、従来ハブ輪１０に設けられていたパイロット部を省略することができる。従って、ハブ輪１０の形状が簡略化され、例えばそのアウトボード側端面を平坦な形状とすることができる。これにより、外側継手部材３２との一体品を例えば冷間鍛造により形成することができるため、ハブ輪１０と外側継手部材３２の一体品の製造コストを低廉化することができる。

本発明は、上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明する。尚、上記の実施形態と同様の構成、機能を有する箇所には同一の符号を付し、説明を省略する。

上記の実施形態では、内側継手部材３１のトラック溝３１ａと外側継手部材３２のトラック溝３２ａとで形成されるボールトラックが、インボード側へ向けて開いた楔形状を成しているが、これに限られない。図３に示す実施形態では、内側継手部材３１のトラック溝３１ａの曲率中心を、外側継手部材３２のトラック溝３２ａの曲率中心よりもインボード側に配することにより、ボールトラックがインボード側へ向けて閉じた楔形状を成している。

この構成によると、ボール３３は、トラック溝３１ａ、３２ａから常にアウトボード側へ向けた抗力を受ける。これに伴い、保持器３４にもアウトボード側へ向けた力が加わる。このとき、保持器３４を確実に保持するには、保持器３４の外周面と摺接する外側継手部材３２の内周面をアウトボード側へ延在すると良い。外側継手部材３２の内周面をアウトボード側へ延在しても、継手の作動角には影響を及ぼさない。以上から、ボールトラックをインボード側へ向けた楔形状とすることにより、等速自在継手３０の作動角を維持したまま、保持器３４を確実に保持することができる。

また、上記の実施形態では、転がり軸受２１の外周にフランジ２３を有する外方部材２２を別途取付けた車輪用軸受に本発明を適用した場合を示したが、これに限られない。例えば図４に示すような、フランジ２３を有する外方部材２２の内周面に複列のアウターレースを直接形成した、いわゆる第２世代の車輪用軸受に本発明を適用することもできる。この実施形態では、転がり軸受２１がアンギュラ玉軸受で構成され、各軸受の内輪２１ａが軸方向で当接している。外側継手部材３２の外周面のインボード側端部には、スピンドルナット３８が設けられる。このスピンドルナット３８はリング状に形成され、その内周面には雄ねじ溝が設けられる（図５参照）。このスピンドルナット３８を、外側継手部材３２の外周面のインボード側端部に設けられた雌ねじ溝とねじ結合する。これにより、複列の内輪２１ａが、ハブ輪１０のフランジ１１の内径端とスピンドルナット３８とで挟持され、複列の内輪２１ａが軸方向で位置決めされると共に、複列の転がり軸受２１に適当な予圧を付すことができる。

あるいは、図６に示すような、アウトボード側の内輪２１ａをハブ輪１０と一体に形成した、すなわちハブ輪１０の外周面にアウトボード側のインナーレース１５を直接形成した、いわゆる第３世代の車輪用軸受に本発明を適用することもできる。この車輪用軸受では、インボード側のインナーレースを形成した内輪２１ａが、ハブ輪１０の外周面に形成された肩面１６とスピンドルナット３８とで挟持される。これにより、内輪２１ａが軸方向で位置決めされると共に、軸受装置２０に適当な予圧が付される。

また、上記の実施形態では、キャップ５０がプレス加工により形成される場合を示しているが、これに限られない。例えば図７に示す車輪用軸受に用いられるキャップ５０は、鍛造加工で中実に形成される。このキャップ５０のアウトボード側端面の軸心には、内周面に雌ねじ溝が形成されたタップ穴５３が設けられる。このタップ穴５３に、外周面に対応する雄ねじ溝を形成した治具（図示省略）をねじ込むことにより、キャップ５０を簡単にハブ輪１０の内周面１２から取り外すことができる。

本発明に係る駆動車輪用軸受装置の断面図である。止め輪３６の平面図である。他の例を示す駆動車輪用軸受装置の断面図である。他の例を示す駆動車輪用軸受装置の断面図である。図４におけるＸ−Ｘ方向の断面図である。他の例を示す駆動車輪用軸受装置の断面図である。他の例を示す駆動車輪用軸受装置の断面図である。

符号の説明

１０ハブ輪
１１フランジ
２０軸受装置
２１軸受
２１ａ内輪
２１ｂ外輪
２１ｃ転動体
２１ｄシール
２２外方部材
３０等速自在継手
３１内側継手部材
３２外側継手部材
３３ボール
３４保持器
３５ブーツ
３６止め輪
３６ａ円環部
３６ｂ操作部
４０駆動軸
５０キャップ

Claims

内周に駆動軸を連結した内側継手部材、及び内周に内側継手部材をトルク伝達可能に収容した外側継手部材を有する等速自在継手と、車輪に取付けるためのフランジを有するハブ輪と、複列の転がり軸受とを備え、外側継手部材とハブ輪とを一体に形成した車輪用軸受装置において、
外側継手部材が駆動軸の軸端側を開口すると共に、駆動軸と内側継手部材を、操作部を有し、該操作部により拡径縮径可能な止め輪で固定したことを特徴とする車輪用軸受装置。
外側継手部材の軸端側の開口部がキャップで封止され、このキャップの外周部が、ブレーキロータ及びホイールの少なくとも一方の内周に嵌合した請求項１記載の車輪用軸受装置。