JP2009269443A - 車輪支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハブホイールのハブ軸の外径寸法並びに転がり軸受の転動体の配設ピッチ円を小さくして軽量化を図ることができる車輪支持装置を提供する。
【解決手段】車輪支持装置において、ハブホイール１０のハブ軸１３側の転がり軸受２０の外輪３０には、車体側部材４２に固定の固定フランジ４０が形成される。ハブ軸１３の端部外周面には、連結リング７０がトルク伝達可能に取り付けられる。等速ジョイント５０の椀形外輪６０の端部には、連結リング７０の外周面にスプライン嵌合によってトルク伝達可能に嵌合される筒状体６２が突出される。筒状体６２の外周には、筒状体６２を縮径方向に拘束する筒状楔体８７がテーパ嵌合される。椀形外輪６０の外周面には、筒状楔体８７の外周面を覆う筒状カバー部材８０が締め付け可能に螺合される。筒状カバー部材８０の先端部には、筒状楔体８７をくい込み方向へ移動する押圧部８５が形成されている。
【選択図】図２

Description

この発明は、車輪が取り付けられるハブホイールと、駆動軸の端部に組み付けられる等速ジョイントとがトルク伝達可能に連結された車輪支持装置に関する。

この種の車輪支持装置においては、図５に示すようような構造のものが知られている。
すなわち、これにおいては、ハブホイール１１０の筒軸状をなすハブ軸１１３の外周に、内輪１２１、外輪１３０及び転動体（玉）１３５、１３６を備えた転がり軸受（複列のアンギュラ玉軸受）１２０が組み付けれている。
一方、駆動軸１５１の端部に組み付けられる等速ジョイント１５０の椀形外輪１６０にはその椀形部１６１の端面から外輪軸部１６２が一体に突出されている。
また、ハブホイール１１０のハブ軸１１３の内孔の内周面には内歯スプライン１１４が形成され、この内歯スプライン１１４に噛み合う外歯スプライン１６４が外輪軸部１６２の外周面に形成されている。
そして、内・外歯のスプライン１１４、１６４が相互に噛み合わされながらハブホイール１１０のハブ軸１１３の内孔に外輪軸部１６２が嵌挿され、外輪軸部１６２の先端から突出された雄ねじ部１６５に締付ナット１６６が締め付けられることで、ハブホイール１１０と等速ジョイント１５０とがトルク伝達可能に連結されている。
また、このような構造をもつ車輪支持装置としては、例えば、特許文献１に開示されている。
特開２００２−７０８８０号公報

ところで、図５に示す従来の車輪支持装置においては、ハブホイール１１０の筒軸状をなすハブ軸１１３の内孔に、等速ジョイント１５０の外輪軸部１６２が内・外歯のスプライン１１４、１６４を噛み合せながら嵌挿され、外輪軸部１６２先端の雄ねじ部１６５に締付ナット１６６が締め付けられることで、ハブホイール１１０と等速ジョイント１５０とがトルク伝達可能に連結される構造となっている。
このため、ハブホイール１１０の筒軸状をなすハブ軸１１３外周に組み付けられる転がり軸受１２０の転動体１３５、１３６の配設ピッチ円を小さくして軽量化を図ることが困難であった。
すなわち、等速ジョイント１５０の外輪軸部１６２を所要とする強度を確保して外径寸法を小さくするには限界がある。これにともなって、ハブホイール１１０の筒軸状をなすハブ軸１１３の外径寸法も小さくすることが困難となり、ひいては、転がり軸受１２０の転動体１３５、１３６の配設ピッチ円を小さくして軽量化を図ることが困難となる。
また、等速ジョイント１５０の外輪軸部１６２先端の雄ねじ部１６５に対する締付ナット１６６の締付力の管理も必要となり、さらに、締付ナット１６６の緩み止めも行わなければならず厄介であった。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、ハブホイールのハブ軸の外径寸法並びに転がり軸受の転動体の配設ピッチ円を小さくして軽量化を図ることができる車輪支持装置を提供することである。

前記目的を達成するために、この発明の請求項１に係る車輪支持装置は、車輪が取り付けられるハブホイールと、駆動軸の端部に組み付けられる等速ジョイントとがトルク伝達可能に連結された車輪支持装置であって、
前記ハブホイールのハブ軸の外周面には転がり軸受が組み付けられると共に、前記転がり軸受の外輪には、車体側部材に固定される固定フランジが形成され、
前記ハブ軸の端部外周面には、連結リングがトルク伝達可能にかつ軸方向へは移動不能に取り付けられる一方、
前記等速ジョイントの椀形外輪の端部には、前記連結リングの外周面にスプライン嵌合によってトルク伝達可能に嵌合される筒状体が突出され、
前記筒状体の外周面は、根元側から先端側に向けて徐々に小径に形成されたテーパ面に形成され、
前記テーパ面には、同テーパ面に嵌合するテーパ孔を有する筒状楔体が嵌合され、
前記椀形外輪の外周面には、前記筒状楔体の外周面を覆う筒状カバー部材が締め付け可能に螺合され、
前記筒状カバー部材の先端部には、前記筒状楔体のテーパ孔の小径側端面に当接する環状の押圧部が形成されていることを特徴とする。

前記構成によると、ハブホイールのハブ軸と、等速ジョイントの椀形外輪端部の筒状体とを連結リングによってトルク伝達可能に連結することができる。このため、従来の筒軸状をなすハブ軸の内孔に、等速ジョイントの外輪軸部をスプライン嵌合してトルク伝達可能に連結するものと比べ、ハブ軸の外径寸法を小さくすることができる。そして、ハブ軸の外径寸法を小さくした分だけ、ハブ軸の外周に組み付けられる転がり軸受の転動体の配設ピッチ円を小さくして軽量化を図ることができる。
また、椀形外輪の外周面に螺合された筒状カバー部材を締め付け方向へ回動することによって、筒状カバー部材の先端部の環状押圧部によって、筒状楔体のペーパ孔が椀形外輪の筒状体外周のテーパ面にくい込む方向へ筒状楔体を移動させることができる。これによって、筒状体を縮径方向に拘束して筒状体と連結リングとを軸方向に移動不能に強固に結合することができる。
この結果、従来の等速ジョイントの外輪軸部先端の雄ねじ部に締付ナットを所定の締付力によって締め付ける手間も不要となる。

次に、この発明を実施するための最良の形態を実施例にしたがって説明する。

（実施例１）
この発明の実施例１を図１と図２にしたがって説明する。
図１はこの発明の実施例１に係る車輪支持装置を示す側断面図である。図２はハブホイールのハブ軸と等速ジョイントの椀形外輪の筒状体とが連結リングによってトルク伝達可能に連結された状態を拡大して示す断面図である。
図１に示すように、この実施例１の車輪支持装置は、ハブホイール１０と、転がり軸受としての複列のアンギュラ玉軸受２０とがユニット化されたハブユニットと、等速ジョイント５０とがトルク伝達可能に連結されることで構成されている。

図１に示すように、ハブユニットの主体部をなすハブホイール１０は、ハブ軸１３と、ハブ軸１３の一端部寄り外周面に形成されたフランジ１１とを一体に有している。そして、フランジ１１には、ブレーキロータを間に挟んで車輪（図示しない）を取り付けるための複数本のハブボルト１２が所定ピッチでかつ圧入によって固定されている。
ハブ軸１３の外周には、外輪３０、内輪２１、転動体とての複数の玉３５、３６及び保持器３７、３８を備えた複列のアンギュラ玉軸受２０と連結リング７０が組み付けられることでユニット化されたハブユニットが構成される。

この実施例１において、ハブ軸１３はフランジ１１側に形成された大径軸部１５と、大径軸部１５よりも適宜に小径でかつ大径軸部１５と段差面をもって連続する小径軸部１６と、小径軸部１６の先端から突出された延長軸部１７とを同軸上に一体に有している。
ハブ軸１３の大径軸部１５と小径軸部１６とは共に略中実軸をなし、延長軸部１７は軽量化等を考慮して奥側が塞がれ先端側が開口された筒軸状に形成されている。そして、ハブ軸１３の大径軸部１５の外周面には、第１の軌道面２２が形成され、小径軸部１６の外周面には、第２の軌道面２３が外周面に形成された内輪２１が圧入によって嵌込まれている。

図１と図２に示すように、ハブ軸１３の延長軸部１７の外周面には、ハブホイール１０と、等速ジョイント５０とをトルク伝達可能に連結するための連結リング７０が取り付けられている。
この実施例１において、延長軸部１７の外周面には外歯スプライン１８が形成され、この外歯スプライン１８に対応する内歯スプライン７１が連結リング７０の内周面に形成されている。そして、延長軸部１７の先端から外歯スプライン１８と内歯スプライン７１とが噛み合わせされながら連結リング７０が嵌挿された後、延長軸部１７の先端部がかしめられてかしめ部１９が形成されることによって、ハブ軸１３の段差面とかしめ部１９との間に内輪２１と連結リング７０とが互いに接した状態で軸方向に移動不能に固定されている。

図２に示すように、連結リング７０は、筒材によって形成され、大径の鍔部７４と、次に詳述する等速ジョイント５０の椀形外輪６０の筒状体６２がトルク伝達可能に嵌込まれる小径の嵌合部７２とを同軸上に有して段差状をなしている。そして、嵌合部７２の外周面には外歯スプライン７３が形成されている。

また、図１に示すように、外輪３０は、筒状に形成されてハブ軸１３の外周に同心上に配置される。この外輪３０の内周面には、内輪側の第１、第２の軌道面２２、２３に対応する外輪側の第１、第２の両軌道面３１、３２がそれぞれ形成され、これら内・外輪側の第１、第２の軌道面２２、２３、３１、３２の間に各複数個の玉３５、３６と、これら各複数個の玉３５、３６をそれぞれ保持する保持器３７、３８とが組み付けられることによって、複列の転がり軸受としてのアンギュラ玉軸受２０が構成される。
また、外輪３０の外周面には、車両の懸架装置（図示しない）に支持された車体側部材としてのナックル（又はキャリア）４２にボルトによって取り付けるための固定フランジ４０が一体に形成されている。

図１に示すように、等速ジョイント５０は、周知のツェッパー型、バーフィールド型と呼ばれている等速ジョイントが使用されており、駆動軸５１の一端部外周面にスプライン嵌合されかつ止め輪６９によって抜け止めされた内輪５２と、椀形外輪６０と、これら内・外輪５２、６０の間に配設された複数のボール５３と、これら複数のボール５３を保持する保持器５４を備えて構成されている。
等速ジョイント５０の椀形外輪６０は、椀形部６１と、椀形部６１の一端面６１ａから同一中心上に一体に突出され、かつハブホイール１０のハブ軸１３の外周面に組み付けられた連結リング７０にトルク伝達可能に嵌合される筒状体６２とを備えている。
すなわち、筒状体６２の内周面には、連結リング７０の嵌合部７２の外周面に形成された外歯スプライン７３に噛み合う内歯スプライン６４が形成されている。
そして、連結リング７０の鍔部７４の側面に当接する位置まで連結リング７０の嵌合部７２に等速ジョイント５０の筒状体６２が嵌挿されることで、ハブホイール１０と等速ジョイント５０とがトルク伝達可能に連結される。

図１と図２に示すように、椀形外輪６０の筒状体６２の外周には、筒状体６２を縮径方向に拘束して筒状体６２と連結リング７０とを軸方向に移動不能に結合する筒状楔体８７が配設されている。
この実施例１において、椀形外輪６０の筒状体６２の外周面は、根元側から先端側に向けて徐々に小径に形成されたテーパ面６３に形成される。
一方、筒状楔体８７は、テーパ面６３に嵌合するテーパ孔８８を中心部に有して円筒状に形成されている。

図１と図２に示すように、椀形外輪６０の外周面には雄ねじ部１００が形成され、この雄ねじ部１００には、筒状楔体８７の外周面を覆う筒状カバー部材８０が締め付け可能に螺合されている。
すなわち、筒状カバー部材８０は、図２に示すように、等速ジョイント５０の椀形外輪（椀形部６１）６０の雄ねじ部１００に締め付け可能に螺合される雌ねじ部１０１を内周面に有するねじ筒部８１と、このねじ筒部８１の先端に段差部８３をもって小径に形成され、かつ筒状楔体８７の外周面を覆うようにして形成された先端筒部８４とを同一中心上に有して段差円筒状に形成されている。
また、先端筒部８４の先端縁には、半径方向中心側に向けて突出され、かつ筒状楔体８７のテーパ孔の小径側の端面８９に当接する環状押圧部８５が形成されている。
そして、椀形外輪６０の外周面に対し筒状カバー部材８０を締め付け方向へ回動させることによって、筒状楔体８７のテーパ孔８８をテーパ面６３にくい込む方向へ移動させることによって筒状体６２を縮径させるようになっている。
また、ねじ筒部８１の先端外周部のうち、少なくとも一箇所（又は複数箇所）が椀形外輪（椀形部６１）６０外周面に凹設されたかしめ溝内に、図２の鎖線に示すようにかしめられてかしめ部８１ａが形成されることで緩み止めされている。
図２に示すように、椀形外輪６１の椀形部６１の端面６１ａと、筒状カバー部材８０の段差部８３との間には、組付や製作等のバラツキを考慮して、所定の隙間Ｓが設定されている。

また、この実施例１において、図１と図２に示すように、等速ジョイント５０の椀形外輪６０の椀形部６１の端部には、工具が筒状体６２の内孔を通して挿入可能なサービス孔６５が貫設されている。このサービス孔６５にはカバー体６６がその周縁部の環状突輪６７において圧入によって嵌込まれて密封されている。そして、等速ジョイント５０の内輪５２と駆動軸５１とを分離する場合に、ハブホイール１０（ハブユニット）側から等速ジョイント５０を分離した後、カバー体６６を取り外したり、あるいはカバー体６６を破損することによってサービス孔６５を開放する。この状態のもとで、工具が筒状体６２の内孔を通してサービス孔６５に挿通される。そして、駆動軸５１の先端部外周面の止め輪６９を取り外すことによって等速ジョイント５０の内輪５２に対し駆動軸５１を引き抜くことで容易に分離することができる。
なお、カバー体６６を合成樹脂製にすることで容易に破損できるようにしてもよい。

また、この実施例１において、図２に示すように、複列のアンギュラ玉軸受２０の外輪３０の一端部内周面と内輪２１の鍔部外周面との間にはシール部材９０が配設され、シール部材９０の外側面には着磁リングよりなるパルサーリング９１が貼り付けられている。一方、パルサーリング９１の磁気を検出する車速検出器９５がナックル４２の所定位置に取り付けられている。そして、車速検出器９５先端の検出部９６がパルサーリング９１の被検出部を検出可能に臨んでいる。

この実施例１に係る車輪支持装置は上述したように構成される。
したがって、車両の走行時等において、駆動軸５１のトルクが等速ジョイント５０の内輪５２、複数のボール５３及び椀形外輪６０に順次伝達され、駆動軸５１と同方向に椀形外輪６０が回転される。
等速ジョイント５０の椀形外輪６０に伝達されたトルクは、椀形外輪６０の筒状体６２の内歯スプライン６４と、連結リング７０の外歯スプライン７３との噛み合い及び連結リング７０の内歯スプライン７１とハブ軸１３の外歯スプライン１８との噛み合いによってハブホイール１０のハブ軸１３に伝達され、フランジ１１と共に車輪が回転駆動される。

前記したようにして、ハブホイール１０のハブ軸１３と、等速ジョイント５０の椀形外輪６０の筒状体６２とが連結リング７０によってトルク伝達可能に連結されるため、ハブ軸１３を中実軸に形成することができる。この結果、図５に示すような従来の筒軸状をなすハブ軸１１３の内孔に、等速ジョイント１５０の外輪軸部１６１をスプライン嵌合してトルク伝達可能に連結するものと比べ、ハブ軸１３の外径寸法を小さくすることができる。そして、ハブ軸１３の外径寸法を小さくした分だけ、ハブ軸１３の外周に組み付けられる転がり軸受としての複列のアンギュラ玉軸受２０の玉（転動体）３５、３６の配設ピッチ円を小さくして軽量化を図ることができる。

また、椀形外輪６０の筒状体６２の外周面のテーパ面６３に、筒状楔体８７をテーパ嵌合した後、椀形外輪６０の外周面の雄ねじ部１００に、筒状カバー部材８０のねじ筒部８１の雌ねじ部１０１を螺合して締め付け方向へ回動することによって、筒状カバー部材８０の環状押圧部８５によって、筒状楔体８７が椀形外輪６０の筒状体６２のテーパ面６３にくい込む方向へ筒状楔体８７を移動させることができる。これによって、椀形外輪６０の筒状体６２のテーパ面６３の全周にわたって略均一に縮径させて拘束することができる。この結果、椀形外輪６０の筒状体６２と連結リング７０とを軸方向に移動不能に強固に結合することができる。
また、この実施例１において、筒状カバー部材８０のねじ筒部８１の先端外周部のうち、少なくとも一箇所（又は複数箇所）が椀形外輪６０外周面のかしめ溝内にかしめられて図２の２点鎖線で示すように、かしめ部８１ａが形成されることで、筒状カバー部材８０の緩み止めを行うことができる。これによって、筒状楔体８７の不測の位置ずれを確実に防止して椀形外輪６０の筒状体６２を常に縮径方向に拘束することができる。

また、この実施例１において、ハブホイール１０のハブ軸１３の外周に、外輪３０、内輪２１、転動体とての複数の玉３５、３６及び保持器３７、３８を備えた複列のアンギュラ玉軸受２０が組み付けられることでユニット化されたハブユニットを従動輪用のハブユニットとして使用することも可能である。
但し、この場合、ハブ軸１３の延長軸部１７及び連結リング７０が削除される。

なお、この発明は前記実施例１に限定するものではない。
例えば、前記実施例１においては、筒状カバー部材８０のねじ筒部８１の先端外周部のうち、少なくとも一箇所（又は複数箇所）が椀形外輪６０外周面のかしめ溝内にかしめられてかしめ部８１ａが形成されることで、筒状カバー部材８０の緩み止めがなされる場合を例示したが、筒状カバー部材８０のねじ筒部８１の外周から椀形外輪６０の外周面に緩み止め用の止めねじをねじ込んで筒状カバー部材８０の緩み止めをなすようにしてもよい。

また、前記実施例１においては、ハブ軸１３の端部外周面（延長軸部１７の外周面）に、外歯スプライン１８と内歯スプライン７１との噛み合いによって連結リング７０がトルク伝達可能に嵌合される場合を例示したが、ハブ軸１３の端部外周面に連結リング７０をセレーション嵌合又は圧入によってトルク伝達可能に嵌合してもこの発明を実施することができる。

また、図３に示すように、連結リング７０の鍔部７４の外周面に凹凸面７７を周方向に等間隔に形成してパルサーリングとして機能させることも可能である。
但し、この場合においては、連結リング７０の鍔部７４の外周面に車速検出器９５先端の検出部９６を検出可能に臨ませる。

また、図４に示すように、連結リング７０の外周面の全長にわたって同径の外歯スプライン７３を形成し、等速ジョイント５０の筒状体６２の嵌合部６３からはみ出した外歯スプライン部分７３ａをパルサーリングとして機能させることも可能である。
但し、この場合においても、連結リング７０の外歯スプライン部分７３ａに車速検出器９５先端の検出部９６を検出可能に臨ませる。
図３又は図４に示すように、連結リング７０の外周面の一部をパルサーリングとして機能させることによって、専用のパルサーリングを製作して組み付ける手間を省くことが可能となる。

また、前記実施例１においては、ハブホイール１０の転がり軸受として、複列のアンギュラ玉軸受２０が採用された場合を例示したが、複列の円すいころ軸受けを用いてもこの発明を実施可能である。

この発明の実施例１に係る車輪支持装置を示す側断面図である。 同じくハブホイールのハブ軸と等速ジョイントの椀形外輪の筒状体とが連結リングによってトルク伝達可能に連結された状態を拡大して示す断面図である。 椀形外輪の筒状体に止め輪によって筒状楔体を拘束位置に保持した実施態様を示す説明図である。 連結リングの一端部外周面の外歯スプライン又はセレーションをパルサーリングとして機能させた実施態様を示す説明図である。 従来の車輪支持装置を示す側断面図である。

符号の説明

１０ ハブホイール
１３ ハブ軸
１８ 外歯スプライン
２０ 複列のアンギュラ玉軸受（転がり軸受）
３０ 外輪
４０ 固定フランジ
４２ ナックル（車体側部材）
５０ 等速ジョイント
６０ 椀形外輪
６２ 筒状体
６３ テーパ面
６４ 内歯スプライン
７０ 連結リング
７３ 外歯スプライン
８０ カバー部材
８１ 環状押圧部
８７ 筒状楔体
８８ テーパ孔
１００ 雄ねじ部
１０１ 雌ねじ部

Claims (1)

1. 車輪が取り付けられるハブホイールと、駆動軸の端部に組み付けられる等速ジョイントとがトルク伝達可能に連結された車輪支持装置であって、
   前記ハブホイールのハブ軸の外周面には転がり軸受が組み付けられると共に、前記転がり軸受の外輪には、車体側部材に固定される固定フランジが形成され、
   前記ハブ軸の端部外周面には、連結リングがトルク伝達可能にかつ軸方向へは移動不能に取り付けられる一方、
   前記等速ジョイントの椀形外輪の端部には、前記連結リングの外周面にスプライン嵌合によってトルク伝達可能に嵌合される筒状体が突出され、
   前記筒状体の外周面は、根元側から先端側に向けて徐々に小径に形成されたテーパ面に形成され、
   前記テーパ面には、同テーパ面に嵌合するテーパ孔を有する筒状楔体が嵌合され、
   前記椀形外輪の外周面には、前記筒状楔体の外周面を覆う筒状カバー部材が締め付け可能に螺合され、
   前記筒状カバー部材の先端部には、前記筒状楔体のテーパ孔の小径側端面に当接する環状の押圧部が形成されていることを特徴とする車輪支持装置。

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