JP2008230489A - 後輪用アクスルモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】組立性に優れるともに、回転方向のガタの発生を抑えることができ、しかもコスト低減が可能であって、ＦＲ車に最適なの後輪用アクスルモジュールを提供する。
【解決手段】アウトボード側の等速自在継手８１と、インボード側の等速自在継手８２と、これら等速自在継手に連結されるドライブシャフト８３とを備え、各等速自在継手８１、８２をクロスグルーブ型等速自在継手とした後輪用アクスルモジュールである。アウトボード側の等速自在継手８１において、ハブ輪８４または外側継手部材８９のステム軸９６のどちらか一方の凸部とその凸部に嵌合する他方の相手部材の凹部とが嵌合接触部全域で密着する凹凸嵌合構造Ｍを介して、ハブ輪８４とハブ輪８４の孔部９７に嵌挿される等速自在継手の外側継手部材８９のステム軸９６とを一体化した。
【選択図】図１

Description

本発明は、アウトボード側の等速自在継手と、インボード側の等速自在継手と、これら等速自在継手に連結されるドライブシャフトとを備えた後輪用アクスルモジュールに関する。

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ともに、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。このため、例えば、エンジン側と駆動車輪との間に介装されるドライブシャフトの一端を、摺動型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、固定側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。

近年の高級ＦＲ車のリアアクスルは、ＦＦ車の駆動輪のように、大きな作動角を必要としない反面、高い静粛性を始めとする優れたＮＶＨ特性のみならず、卓越した走行性能との両立をも要求される。このため、回転方向のガタ詰めが比較的容易なクロスグルーブタイプの等速自在継手（特許文献１及び特許文献２）を組合せたドライブシャフトが用いられることが多い。

クロスグルーブ型等速自在継手を使用した後輪用アクスルモジュール（ドライブシャフトアセンブリ）を図１５に示す。以下の説明において、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）と呼び、中央寄り側をインボード側（図面右側）と呼ぶ。後輪用アクスルモジュールは、アウトボード側の等速自在継手１と、インボード側の等速自在継手２と、これら等速自在継手に連結されるドライブシャフト３とを備える。この場合、アウトボード側においては、ハブ輪４と、転がり軸受５と、等速自在継手１とが一体化されて車輪用軸受装置が構成される。

アウトボード側の等速自在継手（クロスグルーブ型等速自在継手）１は、図１６と図１７に示すように外周面に軸線に対して互いに逆方向にねじれたボール溝６を円周方向に交互に形成した内側継手部材７と、内周面に軸線に対して互いに逆方向にねじれたボール溝８を円周方向に交互に形成した外側継手部材９と、軸線に対して互いに逆方向にねじれた内側継手部材７のボール溝６と外側継手部材９のボール溝８との交差部に組み込んだトルク伝達ボール１０と、内側継手部材７の外周面と外側継手部材９の内周面との間に介在してトルク伝達ボール１０を円周方向で所定間隔に保持するケージ１１とを有する。また、図１５に示すように、内側継手部材７の中心孔の内周面にはスプライン部が形成され、この中心孔にシャフト３の端部スプライン部３ａが挿入されて、内側継手部材７側のスプライン部とシャフト３側のスプライン部とが係合される。

また、ハブ輪４は、筒部１２と、ハブボルト１４が植え込まれた車輪取付フランジ１３とを有し、筒部１２の反フランジ側端部の外周面に切欠部１５が設けられ、この切欠部１５に転がり軸受５の内輪１９が嵌合されている。ハブ輪４の筒部１２の外周面のフランジ近傍には第１内側転走面１６が設けられ、内輪１９の外周面に第２内側転走面１７が設けられている。

転がり軸受５の外方部材（外輪）２０はハブ輪４の外径側に配置され、その内周に２列の外側転走面２１、２２が設けられると共に、その外周にフランジ（車体取付フランジ）２４が設けられている。そして、外方部材２０の第１外側転走面２１とハブ輪４の第１内側転走面１６とが対向し、外方部材２０の第２外側転走面２２と、内輪１９の転走面１７とが対向し、これらの間に転動体２３が介装される。

外側継手部材９は、碗型のマウス部２５とこのマウス部２５の底壁から突設される軸部（ステム部）２６とからなり、ハブ輪４の筒部１２に外側継手部材９の軸部２６が挿入される。この軸部２６において、ねじ部２７とマウス部２５との間にスプライン部が形成されている。また、ハブ輪４の筒部１２の内周面（内径面）にスプライン部が形成され、この軸部２６がハブ輪４の筒部１２に挿入された際には、軸部２６側のスプライン部とハブ輪４側のスプライン部とが係合する。

そして、筒部１２から突出した軸部２６のねじ部２７にナット部材２８が螺着され、ハブ輪４と外側継手部材９とが連結される。この際、ナット部材２８の内端面（裏面）と筒部１２の外端面とが当接するとともに、マウス部２５の軸部２６側の端面と内輪１９の外端面とが当接する。すなわち、ナット部材２８を締め付けることによって、ハブ輪４が内輪１９を介してナット部材２８とマウス部２５とで挟持される。

また、外側継手部材９の開口部はブーツ３０にて塞がれている。この場合、ブーツ３０は、大径部３０ａと、小径部３０ｂと、この大径部３０ａと小径部３０ｂとの間に配置される蛇腹部３０ｃとからなる。大径部３０ａが金属製ブーツアダプタ３１を介して外側継手部材９に装着される。

ブーツアダプタ３１は、外側継手部材９の開口側の外径面に圧入される大径部３１ａと、ブーツ３０の大径部３０ａが外嵌される小径部３１ｂと、大径部３１ａと小径部３１ｂとを連結するテーパ部３１ｃとを備える。ブーツ３０の大径部３０ａにはブーツバンド３２が嵌着され、これによって、ブーツ３０の大径部３０ａとブーツアダプタ３１の小径部３１ｂとが一体化される。また、ブーツ３０の小径部３１ｂはシャフト３のブーツ装着部に、ブーツバンド３３を介して装着される。

インボード側の等速自在継手２も、アウトボード側の等速自在継手１と同様、外周面に軸線に対して互いに逆方向にねじれたボール溝４６を円周方向に交互に形成した内側継手部材４７と、内周面に軸線に対して互いに逆方向にねじれたボール溝４８を円周方向に交互に形成した外側継手部材４９と、軸線に対して互いに逆方向にねじれた内側継手部材４７のボール溝４６と外側継手部材４９のボール溝４８との交差部に組み込んだトルク伝達ボール５０と、内側継手部材４７の外周面と外側継手部材４９の内周面との間に介在してトルク伝達ボール５０を円周方向で所定間隔に保持するケージ５１とを有する。また、内側継手部材４７の中心孔の内周面にはスプライン部が形成され、この中心孔にシャフト３の端部スプライン部３ｂが挿入されて、内側継手部材４７側のスプライン部とシャフト３側のスプライン部３ｂとが係合される。

外側継手部材４９は、内周面にボール溝４８が形成されたマウス部５２と、このマウス部５２の底壁から突設される軸部（ステム部）５３とからなる。そして、外側継手部材４９の開口部はブーツ６０にて塞がれている。この場合、ブーツ６０は、大径部６０ａと、小径部６０ｂと、この大径部６０ａと小径部６０ｂとの間に配置される蛇腹部６０ｃとからなる。大径部６０ａが金属製ブーツアダプタ６１を介して外側継手部材４９に装着される。ブーツアダプタ６１は、外側継手部材４９の開口側の外径面に圧入される大径部６１ａと、ブーツ６０の大径部６０ａが外嵌される小径部６１ｂと、大径部６１ａと小径部６１ｂとを連結するテーパ部６１ｃとを備える。ブーツ６０の大径部６０ａにはブーツバンド６２が嵌着され、これによって、ブーツ６０の大径部６０ａとブーツアダプタ６１の小径部６１ｂとが一体化される。また、ブーツ６０の小径部６０ｂはシャフト３のブーツ装着部に、ブーツバンド６３を介して装着される。
特開昭６１−１４９６１６号公報 特開昭６１−１６０６３０号公報

しかしながら、筒部１２から突出した軸部２６のねじ部２７にナット部材２８を螺着させたり、外輪のナックル部材へのボルト止め等の多くの締結作業が必要となる。従って、ドライブシャフトの組付け工程が煩雑化しており、この点がコスト高の要因となっている。また、多くのナットやボルトを必要とし、部品点数が多くなることもコスト面で不利になっている。しかも、上記クロスグルーブ型等速自在継手を組合せたもの、特に、閉塞端側にステム軸をインターフェースとして持つものを組合せたものでは、クロスグルーブ型等速自在継手の成形時の加工性や最大径を抑えるために、一般的に使用されているように、固定型等速自在継手（ツェパー型等速自在継手 ：ＢＪ）と、摺動型等速自在継手（トリポード型等速自在継手：ＴＪ）とを使用したものに比べて、コスト高となる欠点もある。

また、一般的なクロスグルーブ型等速自在継手では、ある位相にトルク伝達ボールが存在し、作動角を大きくすると、くさび角が反転してしまい、トルク伝達ボールから保持器に作用する力のバランスが崩れ、保持器が不安定になる。特に、内輪（内側継手部材）のボール溝と外輪（外側継手部材）のボール溝がそれぞれの内輪または外輪の軸線との交差角が小さくなって来ると、トルク伝達ボールの個数が６個までの場合は、この現象が顕著に現れる。

本発明は、上記課題に鑑みて、組立性に優れるともに、回転方向のガタの発生を抑えることができ、しかもコスト低減が可能であって、ＦＲ車に最適な後輪用アクスルモジュールを提供する。

本発明の後輪用アクスルモジュールは、アウトボード側の等速自在継手と、インボード側の等速自在継手と、これら等速自在継手に連結されるドライブシャフトとを備え、各等速自在継手を、外周面に軸線に対して互いに逆方向にねじれたボール溝を円周方向に交互に形成した内側継手部材と、内周面に軸線に対して互いに逆方向にねじれたボール溝を円周方向に交互に形成した外側継手部材と、軸線に対して互いに逆方向にねじれた内側継手部材のボール溝と外側継手部材のボール溝との交差部に組み込んだトルク伝達ボールと、内側継手部材の外周面と外側継手部材の内周面との間に介在してトルク伝達ボールを円周方向で所定間隔に保持するケージとを有するクロスグルーブ型等速自在継手とした後輪用アクスルモジュールであって、アウトボード側の等速自在継手において、ハブ輪または外側継手部材のステム軸のどちらか一方の凸部とその凸部に嵌合する他方の相手部材の凹部とが嵌合接触部全域で密着する凹凸嵌合構造を介して、ハブ輪とハブ輪の孔部に嵌挿される等速自在継手の外側継手部材のステム軸とを一体化としたものである。

本発明の後輪用アクスルモジュールによれば、アウトボード側の等速自在継手において、ハブ輪とハブ輪の孔部に嵌挿される等速自在継手の外側継手部材のステム軸とを一体化する凹凸嵌合構造を備えているため、ステム軸とハブ輪との結合においてボルト等を必要としない。しかも、ハブ輪と外側継手部材との間の円周方向のガタの発生を抑えることができる。

前記凹凸嵌合構造は、ハブ輪と外側継手部材のステム軸とが非分離となるハブ輪に対する外側継手部材のステム軸の圧入であってもよい。また、前記凹凸嵌合構造は、ハブ輪と外側継手部材のステム軸とが分離可能であり、分離後の再度の圧入が可能であるハブ輪に対する外側継手部材のステム軸の圧入であってもよい。

ドライブシャフトと各等速自在継手の内側継手部材とを、シャフトと内側継手部材にどちらか一方の凸部とその凸部に嵌合する他方の相手部材の凹部とが嵌合接触部全域で密着する凹凸嵌合構造を介して一体化してもよい。これにより、シャフトと内側継手部材との連結に、止め輪を必要としなくなるとともに、シャフトと内側継手部材との間の円周方向のガタの発生を抑えることができる。

ハブ輪のインボード側端部と、外側継手部材のマウス部のアウトボード側端面との間に隙間を設けるようにするのも好ましい。これによって、マウス部がハブ輪と非接触状となる。

ハブ輪の孔部に隔壁を設けてもよい。また、ハブ輪の孔部に隔壁を設けるとともに、この隔壁に、外側継手部材のステム軸をハブ輪の孔部内へ引き込むための治具の挿入が可能な孔部を設けてもよい。さらに、外側継手部材のステム軸をハブ輪の孔部内へ引き込んだ状態で、ステム軸に抜け止め用の止め輪を装着してもよい。

外側継手部材のステム軸に螺合されるナット部材にてステム軸をハブ輪の孔部内へ引き込んで、このナット部材にて、ナット部材よりもインボード側のハブ輪の孔部をシールしても、外側継手部材のステム軸をハブ輪の孔部内へ引き込んだ状態で、ステム軸にナット部材よりもインボード側のハブ輪の孔部を塞ぐエンドキャップを装着してもよい。

等速自在継手のトルク伝達ボールの数を１０個とするのが好ましい。

本発明の後輪用アクスルモジュールでは、ステム軸をハブ輪の内周面に圧入する凹凸嵌合構造を形成しているので、ステム軸とハブ輪との結合においてナット締結作業を必要としない。このため、組立作業を容易に行うことができて、組立作業におけるコスト低減を図ることができる。また、軽量化を図ることができる。しかも、ハブ輪と外側継手部材との間の円周方向のガタの発生を抑えることができ、安定した回転トルクの伝達が可能であるとともに、異音の発生を防止できる。

ハブ輪と外側継手部材のステム軸とが非分離となる圧入であれば、安定した連結状態を維持でき、高品質の後輪用アクスルモジュールとなる。また、ハブ輪と外側継手部材のステム軸とが分離可能であり、分離後の再度の圧入が可能であるハブ輪に対する外側継手部材のステム軸の圧入であれば、ハブ輪と等速自在継手との分離が可能であり、また、分離後の再度の組み付けが可能であるので、修理・点検の作業性の向上を図ることができる。

ドライブシャフトと各等速自在継手の内側継手部材とを凹凸嵌合構造を介して一体化すれば、シャフトと内側継手部材との連結に、止め輪を必要としなくなるとともに、シャフトと内側継手部材との間の円周方向のガタの発生を抑えることができる。このため、組立作業を容易に行うことができて、組立作業におけるコスト低減を図ることができる。しかも、シャフトと内側継手部材との間の円周方向のガタの発生を抑えることができ、安定した回転トルクの伝達が可能であるとともに、異音の発生を防止できる。

マウス部がハブ輪と非接触状態とすることによって、マウス部とハブ輪との接触による異音の発生を防止できる。

ハブ輪の孔部に隔壁を設けることによって、ハブ輪の剛性を向上させることができる。また、この隔壁に、外側継手部材のステム軸をハブ輪の孔部内へ引き込むための治具の挿入が可能な孔部を設けることによって、組立性の向上を図ることができる。さらに、外側継手部材のステム軸をハブ輪の孔部内へ引き込んだ状態で、ステム軸に抜け止め用の止め輪を装着することによって、ハブ輪と外側継手部材とを安定して連結状態を維持できる。

このナット部材にて、ナット部材よりもインボード側のハブ輪の孔部をシールするものや、ステム軸にナット部材よりもインボード側のハブ輪の孔部を塞ぐエンドキャップを装着したものであれば、ハブ輪の孔部への異物の侵入を防止できる。

クロスグルーブ型等速自在継手において、トルク伝達ボールが１０個であると、内輪（内側継手部材）のボール溝と外輪（外側継手部材）のボール溝がそれぞれの内輪または外輪の軸線との交差角が小さくなっても、ある値までは保持器（ケージ）の駆動が安定する。これは、くさび角が反転してしまったトルク伝達ボールの駆動力を、他のトルク伝達ボールが分担して、保持器（ケージ）の駆動を安定させることによる。また、トルク伝達ボールが１０個であると、外輪（外側継手部材）あるいは内輪（内側継手部材）に設けられる直径方向に対応した一対のボール溝のねじれ方向が同じ方向となる。そのため、これら一対のボール溝を同時加工することができて、ボール溝の加工性が良く、生産性に優れ、コスト低下が図れる。これに対して、トルク伝達ボールの個数を８個とした場合、従来の６個の継手よりは折曲げトルク特性に優れたものとなる。しかし、８個としても、外輪あるいは内輪に設けられる直径方向に対応した一対のボール溝のねじれ方向が互いに逆方向となるため、これら一対のボール溝を同時加工することができなくて、加工性が悪く、生産性の低下、コスト増を招く。このため、クロスグルーブ型等速自在継手を使用した後輪用アクスルモジュールにおいて、ボールを１０個とするのが好ましい。

以下本発明の実施の形態を図１〜図１４に基づいて説明する。図１に第１実施形態の後輪用アクスルモジュールを示し、この後輪用アクスルモジュールは、アウトボード側の等速自在継手８１と、インボード側の等速自在継手８２と、これら等速自在継手８１、８２に連結されるドライブシャフト８３とを備える。この場合、アウトボード側においては、ハブ輪８４と、転がり軸受８５と、等速自在継手８１とが一体化されて車輪用軸受装置が構成される。

アウトボード側の等速自在継手（クロスグルーブ型等速自在継手）８１は、外周面に軸線に対して互いに逆方向にねじれたボール溝８６を円周方向に交互に形成した内側継手部材８７と、内周面に軸線に対して互いに逆方向にねじれたボール溝８８を円周方向に交互に形成した外側継手部材８９と、軸線に対して互いに逆方向にねじれた内側継手部材８７のボール溝８６と外側継手部材８９のボール溝８８との交差部に組み込んだ複数個のトルク伝達ボール９０と、内側継手部材８７の外周面と外側継手部材８９の内周面との間に介在してトルク伝達ボール９０を円周方向で所定間隔に保持するケージ９１とを有する。

この等速自在継手８１は、図３に示すように、内側継手部材８７のボール溝８６と外側継手部材８９のボール溝８８とは夫々１０個ずつ設けられており、トルク伝達ボール９０が１０個配設されることになる。また、内側継手部材８７の中心孔の内周面にはスプライン部が形成され、この中心孔にシャフト８３の端部スプライン部８３ａが挿入されて、内側継手部材８７側のスプライン部とシャフト８３側のスプライン部８３ａとが係合される。

外側継手部材８９は、マウス部９５とこのマウス部９５に連設されるステム軸９６とを備える。マウス部９５は、ステム軸９６側の小径部９５ａと、反ステム軸側の大径部９５ｂと、大径部９５ｂと小径部９５ａとを連設するテーパ部９５ｃとからなる。ステム軸９６は、図２に示すように、マウス部側の基部９６ａと、鍔状の先端ガイド部９６ｂと、先端ガイド部９６ｂと基部９６ａとの間に配設される周方向溝９６ｃおよび中間部９６ｄとからなる。

また、ハブ輪８４は、筒部９２と、ハブボルト９４が植え込まれた車輪取付フランジ９３とを有する。筒部９２の孔部９７は、アウトボード側の端部孔部９７ａと、インボード側の端部孔部９７ｂと、端部孔部９７ａと端部孔部９７ｂとの間の中間孔部９７ｃとを備える。また、アウトボード側の端部孔部９７ａは、開口側に配設される第１テーパ孔部９８ａと、第１テーパ孔部９８ａに連設される第２テーパ孔部９８ｂと、第２テーパ孔部９８ｂに連設される第３テーパ孔部９８ｃとからなる。

転がり軸受８５は、ハブ輪８４に外嵌固定される内方部材としての内輪９９と、ハブ輪８４及び内輪９９の周囲に配設される外方部材としての外輪１００と、この外輪１００とハブ輪８４との間に介装されるアウトボード側の転動体（ボール）１０６ａと、外輪１００と内輪９９との間に介装されるインボード側の転動体（ボール）１０６ｂと、転動体１０６ａ、１０６ｂを保持するアウトボード側及びインボード側の保持器１０７とを備える。なお、自動車等の車両に組付けた状態で車両の外側となる方をアウトボード側、自動車等の車両に組付けた状態で車両の内側となる方をインボード側という。なお、外輪１００には車体取付用フランジ１００ａを備えている。

内方部材は、ハブ輪８４の軸部(筒部)９２の外径面の一部と、前記内輪９９とで構成される。すなわち、ハブ輪８４に第１内側軌道面１０４が形成されるとともに、内輪９９に第２内側軌道面１０５が形成される。外輪１００は、その内周に複列の外側軌道面１０１、１０２が設けられている。そして、外輪１００の第１外側軌道面１０１とハブ輪８４の第１内側軌道面１０４とが対向し、外輪１００の第２外側軌道面１０２と、内輪９９の第２内側軌道面１０５とが対向し、これらの間に転動体（ボール）１０６ａ、１０６ｂが介装される。外輪１００の軸方向両端の内周面には、シール部材１０７ａ、１０７ｂが圧入固定されている。

ハブ輪８４の軸部９２のインボード側に円筒状の小径段部８４ａが形成され、この小径段部８４ａに内輪９９が嵌合される。また、ハブ輪８４の軸部９２の小径段部８４ａの端部が加締られて、この加締部１０３にて内輪９９が軸部９２に締結されている。

ところで、ハブ輪８４とハブ輪８４の孔部９７に嵌挿される等速自在継手８１の外側継手部材８９のステム軸９６とを凹凸嵌合構造Ｍを介して一体化している。凹凸嵌合構造Ｍは、例えば、ステム軸９６の端部に設けられて軸方向に延びる凸部と、ハブ輪８４の孔部９７の内径面に形成される凹部とからなり、凸部の凹部嵌合部位の全体がその対応する凹部の凸部嵌合部位に対して密着している。すなわち、ステム軸９６の反マウス部側の外周面に、複数の凸部が周方向に沿って所定ピッチで配設され、ハブ輪８４の孔部９７の軸部嵌合孔の内径面に凸部が嵌合する複数の凹部が周方向に沿って形成されている。言い換えれば、周方向全周にわたって、凸部とこれに嵌合する凹部とがタイトフィットしているものであって、凸部とその凸部に嵌合する他方の相手部材の凹部とが嵌合接触部全域で密着している。

このため、ハブ輪８４と等速自在継手８１の外側継手部材８９のステム軸９６とを凹凸嵌合構造Ｍを介して連結できる。この際、ハブ輪８４の継手側の端部を加締めて、その加締部１０３にて内方部材（内輪）９９に予圧を付与するものである。

具体的には、ステム軸９６の外径部には、少なくとも中間部９６ｄの外周面に高周波焼入れ等により硬化層が形成され、この中間部９６ｄに円周方向に沿う凹凸部からなるスプライン１０８が形成されている。このため、スプライン１０８の凸部が硬化処理されて、この凸部が凹凸嵌合構造Ｍの凸部となる。また、ハブ輪８４の内径面は硬化処理がなされていない状態である。これによって、嵌合部位（つまり、スプライン成形部）側は被嵌合部位（つまり、ハブ輪８４の中間孔部９７ｃの内径面）側よりも硬度が高くなっている。

次に、この駆動車輪用軸受装置におけるハブ輪８４と等速自在継手８１との組立方法について説明する。なお、ハブ輪８４と等速自在継手８１の外側継手部材８９とを連結する前に、前記したように、ハブ輪８４の軸部９２の反フランジ側端部が加締られて、この加締部１０３にて内輪９９が軸部９２に締結されている。これによって、内輪９９に予圧（予備予圧）が付与される。

ステム軸９６をハブ輪８４に反フランジ側から圧入する。この際、スプライン１０８の端部（周方向溝９６ｃの中間部９６ｄ側の径方向端面の外径部）はエッジが立っており、圧入し易い。ステム軸９６のスプライン１０８は硬化され、ハブ輪８４の内径面は硬化処理されていない生材のままであるため、ステム軸９６のスプライン１０８がハブ輪８４の内径面に形状転写される。すなわち、ステム軸９６をハブ輪８４の孔部９７に圧入していけば、凸部がハブ輪８４の孔部９７の内径面に食い込んでいき、凸部が、この凸部が嵌合する凹部を、軸方向に沿って形成していくことになる。これにより、ハブ輪８４の内周面とステム軸９６の外周面とが一体化される。すなわち、スプライン１０８の凸部の圧入時にハブ輪８４の軸部９２が径方向に弾性変形し、この弾性変形分の予圧が凸部の歯面に付与される。このため、スプライン１０８の凸部の凹部嵌合部の全体が凹部に対して密着する。このように、ステム軸９６とハブ輪８４とは一体化される。

また、外側継手部材８９の開口部はブーツ１１０にて塞がれている。この場合、ブーツ１１０は、大径部１１０ａと、小径部１１０ｂと、この大径部１１０ａと小径部１１０ｂとの間に配置される蛇腹部１１０ｃとからなる。大径部１１０ａが金属製ブーツアダプタ１１１を介して外側継手部材８９に装着される。

ブーツアダプタ１１１は、外側継手部材８９の開口側の外径面に圧入される大径部１１１ａと、ブーツ１１０の大径部１１０ａが外嵌される小径部１１１ｂと、大径部１１１ａと小径部１１１ｂとを連結するテーパ部１１１ｃと、大径部１１１ａとテーパ部１１１ｃとの間の径方向壁部１１１ｄとからなる。装着状態で、ブーツ１１０の大径部１１０ａがブーツアダプタ１１１の小径部１１１ｂに外嵌され、これにブーツバンド１１２が締結され、これによって、ブーツ１１０の大径部１１０ａとブーツアダプタ１１１の小径部１１１ｂとが一体化される。また、ブーツ１１０の小径部１１０ｂはシャフト８３のブーツ装着部８３ｃに、ブーツバンド１１３を介して装着される。

インボード側の等速自在継手８２も、アウトボード側の等速自在継手８１と同様、外周面に軸線に対して互いに逆方向にねじれたボール溝１４６を円周方向に交互に形成した内側継手部材１４７と、内周面に軸線に対して互いに逆方向にねじれたボール溝１４８を円周方向に交互に形成した外側継手部材１４９と、軸線に対して互いに逆方向にねじれた内側継手部材１４７のボール溝１４６と外側継手部材１４９のボール溝１４８との交差部に組み込んだトルク伝達ボール１５０と、内側継手部材１４７の外周面と外側継手部材１４９の内周面との間に介在してトルク伝達ボール１５０を円周方向で所定間隔に保持するケージ１５１とを有する。この等速自在継手８２のトルク伝達ボール１５０も１０個配設されている。

また、内側継手部材１４７の中心孔の内周面にはスプライン部が形成され、この中心孔にシャフト８３の端部スプライン部８３ｂが挿入されて、内側継手部材１４７側のスプライン部とシャフト８３側のスプライン部８３ｂとが係合される。

外側継手部材１４９は、内周面に前記ボール溝１４８が形成されたマウス部１５２と、このマウス部１５２の底壁から突設される軸部（ステム部）１５３とからなる。そして、外側継手部材１４９の開口部はブーツ１６０にて塞がれている。この場合、ブーツ１６０は、大径部１６０ａと、小径部１６０ｂと、この大径部１６０ａと小径部１６０ｂとの間に配置される蛇腹部１６０ｃとからなる。

ブーツアダプタ１６１は、外側継手部材１４９の開口側の外径面に圧入される大径部１６１ａと、ブーツ１６０の大径部１６０ａが外嵌される小径部１６１ｂと、大径部１６１ａと小径部１６１ｂとを連結するテーパ部１６１ｃと、大径部１６１ａとテーパ部１６１ｃとの間の径方向壁部１６１ｄとからなる。小径部１６１ｂは短円筒状であって、ブーツ１６０の大径部１６０ａが外嵌され、これにブーツバンド１６２が締結され、これによって、ブーツ１６０の大径部１６０ａとブーツアダプタ１６１の小径部１６１ｂとが一体化される。また、ブーツ１６０の小径部１６０ｂはシャフト８３のブーツ装着部８３ｄに、ブーツバンド１６３を介して装着される。

本発明では、ステム軸９６をハブ輪８４の内周面に圧入する凹凸嵌合構造Ｍを形成しているので、ステム軸９６とハブ輪８４との結合においてナット締結作業を必要とすることがない。このため、組立作業を容易に行うことができて、組立作業におけるコスト低減を図ることができる。また、軽量化を図ることができる。しかも、ハブ輪９６と外側継手部材８９との間の円周方向のガタの発生を抑えることができ、安定した回転トルクの伝達が可能であるともに、異音の発生を防止できる。

また、図１と図２に示すアウトボード側の等速自在継手では、ハブ輪８４と外側継手部材８９のステム軸９６とが非分離となる圧入とされる。このため、安定した連結状態を維持でき、高品質の後輪用アクスルモジュールとなる。マウス部９５がハブ輪８４と非接触状となるので、マウス部９５とハブ輪８４との接触による異音の発生を防止できる。

一般に、クロスグルーブ型等速自在継手において、トルク伝達ボールが１０個であると、内輪（内側継手部材）のボール溝と外輪（外側継手部材）のボール溝がそれぞれの内輪または外輪の軸線との交差角が小さくなっても、ある値までは保持器（ケージ）の駆動が安定する。これは、くさび角が反転してしまったトルク伝達ボールの駆動力を、他のトルク伝達ボールが分担して、保持器（ケージ）の駆動を安定させることによる。また、トルク伝達ボールが１０個であると、外輪（外側継手部材）あるいは内輪（内側継手部材）に設けられる直径方向に対応した一対のボール溝のねじれ方向が同じ方向となる。そのため、これら一対のボール溝を同時加工することができて、ボール溝の加工性が良く、生産性に優れ、コスト低下が図れる。このため、クロスグルーブ型等速自在継手を使用した後輪用アクスルモジュールにおいて、ボールを１０個とするのが好ましい。

次に、図４は第２実施形態を示し、この場合、アウトボード側の等速自在継手８１において、ハブ輪８４と外側継手部材１４９とが分離可能とされている。ハブ輪８４に隔壁部１７０が設けられ、この隔壁部１７０に引き込み用の治具であるボルト部材１７１が装着されている。

隔壁部１７０が孔部９７に設けられた円盤状体からなり、この軸心部にボルト部材１７１が挿通される貫通孔１７２が設けられている。また、外側継手部材１４９のステム軸９６の端面９６ｅにネジ孔１７３が設け、このネジ孔１７３にボルト部材１７１の先端ネジ部１７１ａが螺合する。

この図４に示す後輪用アクスルモジュールの他の構成は、図１に示す後輪用アクスルモジュールと同様の構成であるので、同一部材については、図１及び図２において附した符号と同一の符号を附してそれらの説明を省略する。

次に図４に示す後輪用アクスルモジュールにおけるアウトボード側の組立て方法を説明する。この場合、外側継手部材８９のステム軸９６をハブ輪８４に孔部９７の端部孔部９７ｂに挿入した状態で、ボルト部材１７１を端部孔部９７ａから隔壁部１７０の貫通孔１７２を介してステム軸９６側に挿入する。そして、図５に示すように、ボルト部材１７１の先端ネジ部１７１ａの先端をネジ孔１７３に挿入して、螺進させていく。すなわち、ボルト部材１７１を螺進させることによって、ボルト部材１７１がネジ孔１７３に侵入していく。この際、ボルト部材１７１はその頭部１７１ｂが隔壁部１７０に係止し、ボルト部材１７１の外側継手部材側への移動が規制された状態である。このため、ボルト部材１７１に対して外側継手部材８９が隔壁部１７０側へ引き込まれていく。

このように、引き込まれて行くことによって、ステム軸９６をハブ輪８４に圧入していくことができ、ステム軸９６のスプライン１０８がハブ輪８４の内径面に形状転写される。このため、図４に示すように、凹凸嵌合構造Ｍが構成されてステム軸９６とハブ輪８４とは一体化される。この凹凸嵌合構造Ｍの密着力は、図１に示す凹凸嵌合構造Ｍの密着力よりも小さくしてもよい。これは、ボルト部材１７１が螺着されることによって、このボルト部材１７１が抜け止め部材を構成しているからである。

また、図４に示す状態から、ボルト部材１７１を螺退させることによって、ボルト部材１７１をステム軸９６から外すことができる。このようにボルト部材１７１は外された状態で、ハブ輪８４に対してステム軸９６を、凹凸嵌合構造Ｍの密着力に抗した反隔壁部側への引き抜き力を付与することによって、ハブ輪８４と外側継手部材１４９とを分離できる。

このように、ハブ輪８４と外側継手部材８９のステム軸９６とが分離可能であり、分離後の再度の圧入が可能であるハブ輪８４に対する外側継手部材８９のステム軸９６の圧入であれば、ハブ輪８４と等速自在継手との分離が可能であり、また、分離後の再度の組み付けが可能であるので、修理・点検の作業性の向上を図ることができる。

次に図６は第３実施形態を示し、この場合、ハブ輪８４にエンドキャップ１７５と止め輪１７６とが装着されている。すなわち、ステム軸９６の端面９６ｅに凸部１７７を設けるとともに、凸部１７７の付け根部に周方向溝１７８を設け、この周方向溝１７８に止め輪１７６を嵌着している。

エンドキャップ１７５は、円盤状の基板１７５ａと、この基板１７５ａの外周縁部に連設される短円筒部１７５ｂとからなる。短円筒部１７５ｂが孔部９７の内径面に嵌合した状態で、基板１７５ａの内径端部１７９が止め輪１７６とステム軸９６の端面９６ｅとの間に挟持される。なお、ハブ輪８４の孔部９７は、端部孔部９７ａ、９７ｂと、端部孔部９７ａ、９７ｂ間に配設される中間孔部９７ｃとからなる。端部孔部９７ｂは、大径部１８０と小径部１８１とを備える。端部孔部９７ａは、開口側の大径の第１部１８２ａと、第１部１８２ａから軸方向内方へ向かって縮径する第２部１８２ｂと、この第２部１８２ｂに連設される小径の第３部１８２ｃとからなる。このため、第３部１８２ｃにエンドキャップ１７５の短円筒部１７５ｂが嵌合している。

また、ステム軸９６は、その基部９６ａに凹周方向溝１８３が形成され、この凹周方向溝１８３にシール部材１８４が嵌合されている。なお、シール部材１８４としては、図例のようにＯリングを使用することができる。

この場合、ステム軸９６には孔部１８５が設けられ、この孔部１８５と、図７から図１０に示す治具１８６等を使用してハブ輪８４にステム軸９６を連結することになる。治具１８６は、図７に示すように、外周面にねじ部１８７が形成された軸状の本体部１８６ａと、本体部１８６ａの先端面に連設されたタッピングねじ１８６ｂとからなる。本体部１８６ａの基端面には、六角孔等の治具回転操作用の孔部１８８が形成されている。

次に、前記治具１８６を使用した組立方法を説明する。まず、治具１８６のタッピングねじ１８６ｂをステム軸９６の孔部１８５に螺着して、この治具１８６をステム軸９６に連結する。その後、ステム軸９６を端部孔部９７ｂ側からハブ輪８４の孔部９７に挿入し、その状態で、端部孔部９７ａ側から治具１８６の本体部１８６ａにカラー部材１９０を介してナット部材１９１を螺合する。

その後、ナット部材１９１を治具１８６の本体部１８６ａに対して螺進させていく。この際、図８に示すように、カラー部材１９０がエンドキャップ１７５を介して、孔部９７の段差面１９２に当接した状態となっているので、ナット部材１９１を螺進させていくことによって、外側継手部材８９のステム軸９６が順次、ハブ輪８４の孔部９７に侵入していく。これによって、ステム軸９６をハブ輪８４に圧入していくことができ、ステム軸９６のスプライン１０８がハブ輪８４の内径面に形状転写される。このため、凹凸嵌合構造Ｍが構成されて、図９に示すように、ステム軸９６とハブ輪８４とは一体化される。

この密着作業が終了した後は、治具１８６、カラー部材１９０、ナット部材１９１をステム軸９６から取外して、図６に示すように、止め輪１７６を装着することによって、この組立が終了する。

図６に示すように、止め輪１７６を装着するものでは、止め輪１７６を装着することによって、ハブ輪８４と外側継手部材８９とを安定して連結状態を維持できる。また、ステム軸９６の凹周方向溝１８３にシール部材１８４が嵌着されているので、ハブ輪８４の端部孔部９７ｂからの凹凸嵌合構造Ｍ側への雨水やごみ等の進入が規制される。

ところで、この図６に示す後輪用アクスルモジュールであっても、止め輪１７６を外せば、ハブ輪８４と外側継手部材８９との分離が可能である。すなわち、止め輪１７６を外して、ハブ輪８４に対してステム軸９６を、凹凸嵌合構造Ｍの密着力に抗した反隔壁部側への引き抜き力を付与する。これによって、ハブ輪８４と外側継手部材８９とを分離できる。このように分離した後、再度、ハブ輪８４にステム軸９６を圧入することによって、凹凸嵌合構造Ｍを構成してハブ輪８４とステム軸９６とを連結できる。

ハブ輪８４と外側継手部材８９とを一体化する場合、図１０に示すような連結装置を使用してもよい。この連結装置は、受け台１９４と、この受け台１９４の軸心孔部１９４ａに挿入される案内棒１９５と、外側継手部材８９を受け台１９４側へ押圧する押圧部材１９６とを備える。

受け台１９４は断面円形の棒状体であって、ハブ輪８４の端部孔部９７ａに挿入可能であって、その端面１９４ｂがエンドキャップ１７５に当接する。また、受け台１９４の外径をエンドキャップ１７５の短円筒部１７５ｂの内径と同一乃至内径よりも僅かに小さい程度とする。案内棒１９５はその先端部１９５ａがステム軸９６の孔部１８５に嵌入されて、これによって、ハブ輪８４と外側継手部材８９との軸合わせが行われている。案内棒１９５は受け台１９４の軸心孔部１９４ａに対してその長手方向に摺動可能に嵌入されている。

このように、図１０に示す状態とした後は、押圧部材１９６を図外のプレス装置を介して固定側の受け台１９４に接近させていけば、案内棒１９５に案内されて外側継手部材８９がハブ輪８４に進入していく。これによって、ステム軸９６をハブ輪８４に圧入していくことができ、ステム軸９６のスプライン１０８がハブ輪８４の内径面に形状転写される。このため、凹凸嵌合構造Ｍが構成されて、ステム軸９６とハブ輪８４とは一体化される。その後は、案内棒１９５を孔部１８５から引き抜くとともに、受け台１９４からハブ輪８４を取外した後、案内棒１９５をステム軸９６に止め輪１７６を装着することになる。ハブ輪８４と外側継手部材８９との連結作業が終了する。

このように、ハブ輪８４と等速自在継手８１の外側継手部材８９とを一体化しておけば、このアセンブリ体を搬送することができ、現場での組立性の向上を図ることができる。

図１１は第４実施形態を示し、この場合、ステム軸９６の凸部１７７の外周面にねじ部１７７ａを形成し、このねじ部１７７ａにナット部材１９７を螺着している。この場合、ナット部材１９７は、ナット本体１９７ａと、このナット本体１９７ａの中間孔部側の外周部に配設される外鍔部１９７ｂとからなり、外鍔部１９７ｂが段差面１９２に当接している。

また、図１２は図１１に示す第４実施形態の変形例を示し、この場合、ナット部材１９７が、その外端面１９８に周方向にそって所定ピッチで配設された操作孔１９９が形成されている。ナット部材１９７をねじ部１７７ａに螺着した状態で、ナット部材１９７の内端面２００がステム軸９６の端面９６ｅおよび段差面１９２に当接する。

ナット部材１９７にて、ナット部材１９７よりもインボード側のハブ輪８４の孔部をシールすることができ、これによって、ハブ輪の孔部への異物の侵入を防止できる。

図１３は、周方向溝１７８にシールプレート２０１を嵌着したものである。シールプレート２０１は、前記エンドキャップ１７５と同様、円盤状の基部２０１ａと、この円盤状の基部２０１ａの外周縁部に連設された短円筒部２０１ｂとからなり、基部２０１ａの内径部が反凹凸嵌合構造側へ屈曲する屈曲部２０１ｃが設けられている。

シールプレート２０１は、その基部２０１ａが段差面１９２に当接するとともに、短円筒部２００ｂが端部孔部９７ａの第３部１８２ｃに嵌合した状態で、屈曲部２０１ｃが周方向溝１７８に嵌合している。

シールプレート２０１にて、シールプレート２０１よりもインボード側のハブ輪８４の孔部をシールすることができ、これによって、ハブ輪８４の孔部９７への異物の侵入を防止できる。

図１４は、図１に示すアウトボード側の等速自在継手における静捩り強度と、図６に示すアウトボード側の等速自在継手における静捩り強度との比較を示している。この図１４において、ハッチングの棒グラフは、図１に示すアウトボード側の等速自在継手であって、１回だけ圧入したものを示し、ドットの棒グラフは、図６に示すアウトボード側の等速自在継手であって、一旦引き抜いた後再度圧入したものである。

この図１４からわかるように、いずれの場合も必要強度を越えた強度を備えていることがわかる。すなわち、一度分解した後、再度圧入によって組立てても、強度的に劣ることがない。

各等速自在継手８１、８２において、内側継手部材８７，１４７とシャフト８３との連結としては、塑性結合（シャフト８３を内側継手部材８７，１４７に圧入して、嵌合部位をこの嵌合部位よりも硬度が低い被嵌合部位に転写せしめて、内側継手部材８７，１４７とシャフト８３とを接合する塑性結合）にて一体化するものであってもよい。

ドライブシャフト８３と各等速自在継手８１、８２の内側継手部材８７，１４７とを凹凸嵌合構造Ｍを介して一体化すれば、シャフト８３と内側継手部材８７，１４７との連結に、止め輪を必要としなくなるとともに、シャフト８３と内側継手部材８７，１４７との間の円周方向のガタの発生を抑えることができる。このため、組立作業を容易に行うことができて、組立作業におけるコスト低減を図ることができる。しかも、シャフト８３と内側継手部材８７，１４７との間の円周方向のガタの発生を抑えることができ、安定した回転トルクの伝達が可能であるとともに、異音の発生を防止できる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、各等速自在継手８１、８２が、ケージの最小内径が内側継手部材の最大外径よりも大きいノンフロートタイプであっても、ケージの最小内径が内側継手部材の最大外径よりも小さいフロートタイプであってもよい。また、各等速自在継手８１、８２において、内側継手部材８７，１４７とシャフト８３との連結としては、スプライン嵌合や塑性結合の他、溶接、加締等であってもよい。

本発明の第１実施形態を示す後輪用アクスルモジュールの断面図である。 前記後輪用アクスルモジュールのアウトボード側のハブ輪と外側継手部材との結合部位の拡大断面図である。 前記アウトボード側の等速自在継手の要部断面図である。 本発明の第２実施形態を示す後輪用アクスルモジュールの断面図である。 前記図４の後輪用アクスルモジュールの組立途中を示す断面図である。 前記本発明の第３実施形態を示す後輪用アクスルモジュールの要部断面図である。 前記アウトボード側の等速自在継手の外側継手部材と治具との関係を示す分解図である。 ハブ輪と外側継手部材との連結方法を示す断面図である。 ハブ輪と外側継手部材との連結方法を示す断面図である。 ハブ輪と外側継手部材との他の連結方法を示す断面図である。 前記本発明の第４実施形態を示す後輪用アクスルモジュールの要部断面図である。 前記本発明の第４実施形態の変形例を示す要部断面図である。 前記本発明の第５実施形態を示す後輪用アクスルモジュールの要部断面図である。 静捩り強度を示すグラフ図である。 従来の後輪用アクスルモジュールの断面図である。 従来の後輪用アクスルモジュールのアウトボード側の等速自在継手の要部拡大断面図である。 従来の後輪用アクスルモジュールのアウトボード側の等速自在継手の正面図である。

符号の説明

８１ 等速自在継手
８２ 等速自在継手
８３ ドライブシャフト
８４ ハブ輪
８６ ボール溝
８７ 内側継手部材
８８ ボール溝
８９ 外側継手部材
９０ トルク伝達ボール
９１ ケージ
９５ マウス部
９６ ステム軸
９７ 孔部
１７０ 隔壁部
１７５ エンドキャップ
１７６ 止め輪
１９１ ナット部材
２０１ シールプレート
Ｍ 凹凸嵌合構造

Claims (11)

1. アウトボード側の等速自在継手と、インボード側の等速自在継手と、これら等速自在継手に連結されるドライブシャフトとを備え、各等速自在継手を、外周面に軸線に対して互いに逆方向にねじれたボール溝を円周方向に交互に形成した内側継手部材と、内周面に軸線に対して互いに逆方向にねじれたボール溝を円周方向に交互に形成した外側継手部材と、軸線に対して互いに逆方向にねじれた内側継手部材のボール溝と外側継手部材のボール溝との交差部に組み込んだトルク伝達ボールと、内側継手部材の外周面と外側継手部材の内周面との間に介在してトルク伝達ボールを円周方向で所定間隔に保持するケージとを有するクロスグルーブ型等速自在継手とした後輪用アクスルモジュールであって、
   アウトボード側の等速自在継手において、ハブ輪または外側継手部材のステム軸のどちらか一方の凸部とその凸部に嵌合する他方の相手部材の凹部とが嵌合接触部全域で密着する凹凸嵌合構造を介して、ハブ輪とハブ輪の孔部に嵌挿される等速自在継手の外側継手部材のステム軸とを一体化したことを特徴とする後輪用アクスルモジュール。
2. 前記凹凸嵌合構造は、ハブ輪と外側継手部材のステム軸とが非分離となるハブ輪に対する外側継手部材のステム軸の圧入であることを特徴とする請求項１の後輪用アクスルモジュール。
3. 前記凹凸嵌合構造は、ハブ輪と外側継手部材のステム軸とが分離可能であり、分離後の再度の圧入が可能であるハブ輪に対する外側継手部材のステム軸の圧入であることを特徴とする請求項１の後輪用アクスルモジュール。
4. ドライブシャフトと各等速自在継手の内側継手部材とを、シャフトと内側継手部材にどちらか一方の凸部とその凸部に嵌合する他方の相手部材の凹部とが嵌合接触部全域で密着する凹凸嵌合構造を介して一体化したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの後輪用アクスルモジュール。
5. ハブ輪のインボード側端部と、外側継手部材のマウス部のアウトボード側端面との間に隙間を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの後輪用アクスルモジュール。
6. ハブ輪の孔部に隔壁を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかの後輪用アクスルモジュール。
7. ハブ輪の孔部に隔壁を設けるとともに、この隔壁に、外側継手部材のステム軸をハブ輪の孔部内へ引き込むための治具の挿入が可能な孔部を設けたことを特徴とする請求項３〜請求項６のいずれかの後輪用アクスルモジュール。
8. 外側継手部材のステム軸をハブ輪の孔部内へ引き込んだ状態で、ステム軸に抜け止め用の止め輪を装着したことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかの後輪用アクスルモジュール。
9. 外側継手部材のステム軸に螺合されるナット部材にてステム軸をハブ輪の孔部内へ引き込んで、このナット部材にて、ナット部材よりもインボード側のハブ輪の孔部をシールしたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかの後輪用アクスルモジュール。
10. 外側継手部材のステム軸をハブ輪の孔部内へ引き込んだ状態で、ステム軸にナット部材よりもインボード側のハブ輪の孔部を塞ぐエンドキャップを装着したことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかの後輪用アクスルモジュール。
11. 等速自在継手のトルク伝達ボールの数を１０個としたことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかの後輪用アクスルモジュール。

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