JP2011031685A - 車輪用軸受装置および駆動軸の連結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】組み付け性が良好な車輪用軸受装置および駆動軸の連結構造を提供する。
【解決手段】椀形外輪２２の椀形外輪２２の回転軸線Ｃ上を車輪４側に向けて突出する円柱状の柱状突起２３を備えている。柱状突起２３は、駆動力受け部２０の複数の歯の中心部から軸方向に突出している。作業者は、柱状突起２３を、筒状部１３のドライブシャフト２側の端部から筒状部１３内に進入させる（図（ｂ）参照）。このとき、筒状部１３内に進入する柱状突起２３は、筒状部１３を案内して、車輪用軸受装置１と椀形外輪２２とを芯合わせするように、車輪用軸受装置１を移動させる。これにより、駆動力受け部２０および駆動力伝達部２４の歯同士が良好に歯合した状態で、車輪用軸受装置１と椀形外輪２２とが位置決めされる。
【選択図】図５

Description

この発明は、車輪を回転可能に保持するための車輪用軸受装置と駆動軸との連結構造に関する。

自動車等の車両には、車輪を回転可能に保持するための車輪用軸受装置が用いられている。この種の車輪用軸受装置には、たとえば、内輪と、複数の転動体を介して内輪に連結された外輪とを備えるものがある。かかる車輪用軸受装置として、ドライブシャフトの先端側に取り付けられた等速ジョイントに連結されたものが知られている。この車輪用軸受装置と等速ジョイントとを連結させる構成として、筒状部の端面に形成されて、放射状に形成された複数の歯を有する駆動力受け部と、等速ジョイントの椀形外輪に形成されて、放射状に形成された複数の歯を有する駆動力伝達部とを嵌合させることにより、等速ジョイントの駆動力を車輪用軸受装置の筒状部に伝達するものが知られている（たとえば特許文献１参照）。

特開昭６３−１８４５０１号公報

本願発明者らは、車輪用軸受装置と等速ジョイントの椀形外輪とを連結ボルトを用いて結合することを検討している。この場合、たとえば、筒状部内に連結ボルトを挿通し、連結ボルトの先端部を椀形外輪に設けられためねじ孔に螺合させることにより、車輪用軸受装置および椀形外輪の組み付けが達成される。この車輪用軸受装置および椀形外輪の組み付けは、手作業で行うことが一般的である。車輪用軸受装置の駆動力受け部と椀形外輪の駆動力伝達部を良好に結合させるために、車輪用軸受装置と椀形外輪との芯合わせを行った後に、連結ボルトのねじ止めを行う必要がある。

しかしながら、車輪用軸受装置および等速ジョイントの椀形外輪がともに比較的重量の大きな部材であるために、車輪用軸受装置と椀形外輪との芯合わせ作業に手間取るおそれがある。このため、車輪用軸受装置と椀形外輪との組み付け性が比較的悪いと考えられる。これは、車輪用軸受装置を、等速ジョイントを介して駆動軸に接続する場合だけでなく、車輪用軸受装置を駆動軸に直接組み付ける場合にも共通する課題である。

そこで、本発明は、組み付け性が良好な車輪用軸受装置および駆動軸の連結構造を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、筒状部（１３）およびフランジ（１１）を有する内輪（３５）、複数の転動体（８）を介して前記内輪に連結された外輪（９）、ならびに、前記内輪の前記筒状部の端面に軸方向と交差する方向に放射状に形成された複数の歯（２１）を有する駆動力受け部（２０）を含む車輪用軸受装置（１）と、駆動軸（２２）との連結構造であって、前記駆動軸には、連結端面（２２ｃ）が備えられ、前記連結端面には、軸方向と交差する方向に放射状に形成され、前記駆動力受け部の複数の歯と歯合する複数の歯（２５）を有する駆動力伝達部（２４）と、前記駆動力伝達部を前記駆動力受け部に結合する際に、放射状に形成された前記複数の歯同士の歯合を案内するために設けられ、前記駆動力伝達部の前記複数の歯の中心部から軸方向に突出し、前記内輪の前記筒状部内に進入可能な柱状突起（２３）が設けられていることを特徴とする、車輪用軸受装置および駆動軸の連結構造である。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、駆動力伝達部と駆動力受け部との結合の際には、車輪用軸受装置および椀形外輪を接近させて、柱状突起を筒状部内に進入させる。このとき、筒状部内に進入する柱状突起は、筒状部を案内して、車輪用軸受装置を、駆動力受け部および駆動力伝達部の複数の歯同士が歯合するように移動させる。すなわち、車輪用軸受装置と駆動軸とを接近させて、柱状突起を筒状部内に進入させることにより、車輪用軸受装置および駆動軸を、駆動力受け部および駆動力伝達部の歯同士が良好に歯合した状態に位置決めすることができる。そして、位置決め状態にある車輪用軸受装置および駆動軸を連結ボルトによって固定することにより、車輪用軸受装置および駆動軸の組み付けが達成される。車輪用軸受装置の駆動軸に対する位置決めを容易に行えるので、これにより、車輪用軸受装置および駆動軸の組み付け性を向上させることができる。

前記柱状突起が前記筒状部内に進入した状態で、前記柱状突起の外周と前記筒状部の内周との間に所定量のクリアランスが形成されていることが好ましい。柱状突起と筒状部との間にクリアランスが全くないと、駆動力伝達部と駆動力受け部とを結合させる作業が困難になり、却って車輪用軸受装置および駆動軸の組み付け性が悪くなるおそれがある。この柱状突起と前記筒状部との間のクリアランスの大きさは、たとえば１．０〜３．０ｍｍの範囲内であってもよい。

前記柱状突起には、前記車輪用軸受装置の側から、前記筒状部内へ連結ボルト（２６）が挿入されたときに、当該連結ボルトの先端が螺合するためのめねじ孔（２９）が形成されていてもよい（請求項２）。
この構成によれば、柱状突起にめねじ孔が形成されている。車輪用軸受装置および駆動軸の位置決め後、筒状部内に連結ボルトを挿入し、当該連結ボルトの先端部を柱状突起のめねじ孔に螺合することにより、車輪用軸受装置と駆動軸との組み付けが達成される。すなわち、ねじ止め用の柱状突起を筒状部内に進入させることにより、車輪用軸受装置および駆動軸の位置決めが達成される。これにより、案内用の柱状突起を駆動軸に別途形成する場合と比較して、加工工程の削減を図ることができる。

本発明の一実施形態にかかる車輪用軸受装置および駆動軸の連結構造が適用された車両の概略構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態にかかる連結構造が適用された車輪用軸受装置および等速ジョイントの図解的な断面図である。 図２に示す車輪用軸受装置を、ドライブシャフト側から見た側面図である。 図２に示す等速ジョイントを、車輪側から見た側面図である。 車輪用軸受装置と椀形外輪との組み付け工程を示す模式的な断面図である。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる車輪用軸受装置および駆動軸の連結構造が適用された車両の概略構成を示す模式図である。
左右一対の車輪用軸受装置１，１は、それぞれ、ドライブシャフト２の先端側に等速ジョイント３を介して取り付けられている。左右の車輪４，４は、それぞれ対応する車輪用軸受装置１によって回転可能に保持されている。エンジン５からの駆動力はドライブシャフト２に与えられ、ドライブシャフト２から等速ジョイント３を介して車輪用軸受装置１に伝達される。そして車輪用軸受装置１に保持された車輪４が回転される。

図２は、本発明の一実施形態にかかる連結構造が適用された車輪用軸受装置１および等速ジョイント３の図解的な断面図である。
車輪用軸受装置１は、内軸６と、内軸６の端部（図２に示す右端部）を所定量突出させた状態で内軸６に外嵌された内輪部材７と、複数のボール（転動体）８を介してこれら内軸６および内輪部材７に回転自在に連結された外輪９とを備えている。内軸６と内輪部材７とによって内輪３５が構成されている。

車輪用軸受装置１は、外輪９に形成された外輪フランジ１０を介して図示しない懸架装置に固定されている。また、車輪４（図１参照）は、内軸６に形成された内輪フランジ（フランジ）１１に固定されている。エンジン５（図１参照）からの駆動力は、内軸６に伝達される。エンジン５からの駆動力が内軸６に伝達されることで、内軸６とともに車輪４が一体回転する。

また、車輪用軸受装置１は、例えば複列アンギュラ玉軸受として機能するように構成されている。複数のボール８は、それぞれ環状をなす２つの列を構成している。一方の列を構成する複数のボール８は、内軸６と外輪９との間で保持されている。また、他方の列を構成する複数のボール８は、内輪部材７と外輪９との間で保持されている。車輪用軸受装置１の内部すきまは例えば負すきまとされており、各ボール８には予圧が与えられている。

内軸６は、当該内軸６の軸方向（図２に示す左右方向）に延びる筒状部１３と、筒状部１３の車輪４側の端部（図２に示す左端部）に形成された円環板状をなす内輪フランジ１１と、円筒状のいんろう部１４とを備えている。内輪フランジ１１、筒状部１３およびいんろう部１４は、それぞれが同軸となるように一体形成されている。内輪フランジ１１は、筒状部１３の車輪４側端部（図２に示す左端部）の外周から径方向外方に延びて形成されている。また、いんろう部１４は、筒状部１３の車輪４側端部（図２に示す左端部）から車輪４側に突出して形成されている。

車輪４は、円環状をなす板状のブレーキディスクロータ（図示せず）を内輪フランジ１１との間に挟み込んだ状態で当該内輪フランジ１１に固定される。内輪フランジ１１の車輪４側の側面１１ａは平坦面に形成されており、この側面１１ａがディスクブレーキロータを取り付けるための取付面となっている。円筒状のいんろう部１４にブレーキディスクロータを外嵌させつつ、ディスクロータを取付面に取り付ける。このとき、ブレーキディスクロータの内周にいんろう部１４の外周があてがわれることで、ブレーキディスクロータが内輪フランジ１１に対して位置決めされる。

また、内輪フランジ１１の外周部には、複数の固定ボルト１５が取り付けられている（図２では、固定ボルト１５を１つだけ図示）。複数の固定ボルト１５は、内輪フランジ１１の周方向に間隔を隔てて環状に配置されている。ブレーキディスクロータおよび車輪４は、複数の固定ボルト１５とこれに対応する複数の固定ナット（図示せず）とによって一体的に内輪フランジ１１に固定される。

筒状部１３は、内輪フランジ１１よりもドライブシャフト２側に突出している。筒状部１３の軸方向途中部の外周には、一方の列を構成する複数のボール８が配置された環状の第１軌道面１６が形成されている。この第１軌道面１６のドライブシャフト２側には、内輪部材７を嵌め入れるための環状溝１７が隣接して形成されており、この環状溝１７に内輪部材７が外嵌されている。筒状部１３のドライブシャフト２側の端部（図２に示す右端部）には、当該筒状部１３が径方向外方に向けてかしめられた（押し広げられた）かしめ部１８が形成されている。このかしめ部１８によって内輪部材７の抜け止めが達成されている。内輪部材７の外周は、かしめ部１８の外周よりも径方向外方に突出している。この内輪部材７の外周には、第１軌道面１６に連続し、他方の列を構成する複数のボール８が配置された環状の第２軌道面１９が形成されている。

かしめ部１８の軸方向の端面（図２に示す右側端面）、すなわち、筒状部１３のドライブシャフト２側の端面１３ａには駆動力受け部２０が形成されている。駆動力受け部２０は、軸方向と直交する方向に放射状に広がるように形成された複数の歯２１（図３参照）を有している。複数の歯２１は等角度間隔で配列されており、それぞれ山形をなしている。駆動力受け部２０は、筒状部１３のドライブシャフト２側の端部にかしめ部１８が形成された後に、たとえば歯形成パンチを押し付けて塑性変形させることにより形成される。図３には、車輪用軸受装置１を、ドライブシャフト２側から見た側面図を示している。

等速ジョイント３は、例えばボール型の等速ジョイントであり、ドライブシャフト２（図１参照）と一体回転可能に連結された内輪（図示せず）と、複数のボール（図示せず）を介して内輪に連結されたカップ状の椀形外輪（駆動軸）２２とを備えている。この椀形外輪２２が内軸６に連結されて、車輪用軸受装置１に結合されている。
椀形外輪２２は、カップ状の基部２７と、基部２７の車輪４側の端部（図２に示す左端部）から、椀形外輪２２の回転軸線Ｃ上を車輪４側に向けて突出する円柱状の柱状突起２３と、基部２７の車輪４側の軸方向端部から突出して、この柱状突起２３を取り囲む円筒状に形成された円筒部２８とを備えている。柱状突起２３の先端面は、円筒部２８の先端面よりも、車輪４側に位置している。円筒部２８の先端面が、車輪用軸受装置１に連結するための連結面２２ｃとされている。

連結端面２２ｃには、内軸６の駆動力受け部２０と嵌合する駆動力伝達部２４が形成されている。駆動力伝達部２４は、軸方向と直交する方向に放射状に広がるように形成された複数の歯２５（図４参照）を有している。複数の歯２５は、等角度間隔で配列されており、それぞれ山形をなしている。この駆動力伝達部２４の複数の歯２５は、車輪用軸受装置１と椀形外輪２２とが芯合わせされた状態で、駆動力受け部２０の複数の歯２１と歯合するように形成されている。図４には、等速ジョイント３を、車輪４側から見た側面図を示している。

柱状突起２３は、駆動力受け部２０の複数の歯２１の中心部から軸方向に突出している。柱状突起２３の先端面と椀形外輪２２の底面とを貫通し、内周にめねじが設けられためねじ孔２９が形成されている。この柱状突起２３は、車輪用軸受装置１と椀形外輪２２との結合の際に、筒状部１３内に進入し、この筒状部１３を案内するためのものである。この柱状突起２３の外径Ｄ１（図４参照）は、柱状突起２３の筒状部１３内への進入時に柱状突起２３の外周と筒状部１３の内周との間に所定量のクリアランス（たとえば１〜３ｍｍ程度）が形成されるように、筒状部１３（かしめ部１８）の内径Ｄ２（図３参照）よりも所定量（たとえば２〜６ｍｍ程度）だけ大径に設定されている。筒状部１３のドライブシャフト２側の端部を構成するかしめ部１８のかしめ量（押し広げ量）を調節することにより、第２軌道面１９に配置された他方の列を構成する複数のボール８に予め定める予圧が付与されているので、筒状部１３のドライブシャフト２側の端部の内径を調節することは難しい。したがって、この実施形態では、筒状部１３のドライブシャフト２側の端部の内径Ｄ２を基準として柱状突起２３の外径Ｄ１を調節することにより、筒状部１３の内周と柱状突起２３の外周との間に所定量のクリアランスが形成されている。

車輪用軸受装置１と椀形外輪２２とは、連結ボルト２６を用いて結合されている。すなわち、車輪用軸受装置１から筒状部１３内に連結ボルト２６が挿入されるとともに、連結ボルト２６の先端部に形成されたおねじ部３０が、柱状突起２３のめねじ孔２９に螺合されている。
車輪用軸受装置１と椀形外輪２２とが芯合わせされた状態で結合されていると、内軸６の駆動力受け部２０の歯２１と椀形外輪２２の駆動力伝達部２４の歯２５とが良好に歯合する。これら駆動力受け部２０および駆動力伝達部２４の歯２１，２５同士の歯合により、エンジン５からの駆動力が等速ジョイント３を介して内軸６および内輪部材７に伝達される。これにより、内軸６および内輪部材７が外輪９に対して相対回転し、内軸６の回転に伴って車輪４が回転する。

図５は、車輪用軸受装置１と椀形外輪２２との組み付け工程を示す模式的な断面図である。
この車輪用軸受装置１と椀形外輪２２との組み付け工程では、作業者が車輪用軸受装置１および椀形外輪２２を左右それぞれの手に持ち、手作業で行う。
まず、作業者は、車輪用軸受装置１の駆動力受け部２０と、椀形外輪２２の駆動力伝達部２４とを互いに対向させて（図５（ａ）参照）、車輪用軸受装置１および椀形外輪２２を接近させる。

次に、椀形外輪２２の柱状突起２３を、筒状部１３のドライブシャフト２側の端部から車輪用軸受装置１の筒状部１３内に進入させる（図５（ｂ）参照）。このとき、筒状部１３内に進入する柱状突起２３は、筒状部１３を案内して、車輪用軸受装置１と椀形外輪２２とを芯合わせするように、車輪用軸受装置１を移動させる。そして、車輪用軸受装置１と椀形外輪２２とが芯合わせされた状態（車輪用軸受装置１および椀形外輪２２の回転軸線Ｃが一致した状態）では、駆動力受け部２０および駆動力伝達部２４の歯２１，２５（図３および図４参照）同士が良好に歯合している。この良好な歯合状態で、車輪用軸受装置１と椀形外輪２２とが位置決めされる。

車輪用軸受装置１と椀形外輪２２との位置決め後は、筒状部１３の車輪４側の端部（図５（ｃ）における左端部）から、筒状部１３内に連結ボルト２６を挿入し（図５（ｃ）参照）、その連結ボルト２６の先端部に形成されたおねじ部３０を、柱状突起２３のめねじ孔２９に螺合させる。これにより、車輪用軸受装置１と椀形外輪２２とが結合されて、車輪用軸受装置１および椀形外輪２２の組み付けが達成される。

以上のようにこの実施形態によれば、駆動力伝達部２４と駆動力受け部２０との結合の際には、車輪用軸受装置１および椀形外輪２２を接近させて、柱状突起２３を筒状部１３内に進入させる。このとき、筒状部１３内に進入する柱状突起２３は、筒状部１３を案内して、車輪用軸受装置１を、駆動力受け部２０および駆動力伝達部２４の複数の歯２１，２５同士が歯合するように移動させる。すなわち、車輪用軸受装置１と椀形外輪２２とを接近させて、柱状突起２３を筒状部１３内に進入させることにより、車輪用軸受装置１および椀形外輪２２を、駆動力受け部２０および駆動力伝達部２４の歯２１，２５同士が良好に歯合した状態に位置決めすることができる。そして、位置決め状態にある車輪用軸受装置１および椀形外輪２２を連結ボルト２６によって結合することにより、車輪用軸受装置１および椀形外輪２２の組み付けが達成される。車輪用軸受装置１の椀形外輪２２に対する位置決めを容易に行えるので、これにより、車輪用軸受装置１および椀形外輪２２の組み付け性を向上させることができる。

また、ねじ止め用の柱状突起２３を筒状部１３内に進入させることにより、車輪用軸受装置１および椀形外輪２２の位置決めが達成される。これにより、案内用の柱状突起２３を椀形外輪２２に別途形成する場合と比較して、加工工程の削減を図ることができる。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、前述の実施形態では、内軸６の駆動力受け部２０に、等速ジョイント３の椀形外輪２２の駆動力伝達部２４からの駆動力が伝達されるとして説明したが、駆動力受け部２０にドライブシャフト２からの駆動力が直接伝達される構成であってもよい。かかる場合には、ドライブシャフト２の端面に、放射状に形成された複数の歯を有する駆動力伝達部が設けられている必要がある。

さらに、たとえば、前述の実施形態では、転動体としてボール８が用いられ、車輪用軸受装置１が複列アンギュラ玉軸受として機能するように構成されている場合について説明したが、転動体としてはボールに限らずころであってもよいし、車輪用軸受装置１は、複列アンギュラ玉軸受以外の軸受として機能するように構成されていてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１…車輪用軸受装置、８…ボール（転動体）、９…外輪、１１…内輪フランジ（フランジ）、１３…筒状部、２０…駆動力受け部、２１…歯、２２…椀形外輪（駆動軸）、２２ｃ…連結端面、２３…柱状突起、２４…駆動力伝達部、２５…歯、２６…連結ボルト、２９…めねじ孔、３５…内輪

Claims (2)

1. 筒状部およびフランジを有する内輪、複数の転動体を介して前記内輪に連結された外輪、ならびに、前記内輪の前記筒状部の端面に軸方向と交差する方向に放射状に形成された複数の歯を有する駆動力受け部を含む車輪用軸受装置と、駆動軸との連結構造であって、
   前記駆動軸には、連結端面が備えられ、
   前記連結端面には、軸方向と交差する方向に放射状に形成され、前記駆動力受け部の前記複数の歯と歯合する複数の歯を有する駆動力伝達部と、前記駆動力伝達部を前記駆動力受け部に結合する際に、放射状に形成された前記複数の歯同士の結合を案内するために設けられ、前記駆動力伝達部の前記複数の歯の中心部から軸方向に突出し、前記内輪の前記筒状部内に進入可能な柱状突起が設けられていることを特徴とする、車輪用軸受装置および駆動軸の連結構造。
2. 前記柱状突起には、前記車輪用軸受装置の側から、前記筒状部内へ連結ボルトが挿入されたときに、当該連結ボルトの先端が螺合するためのめねじ孔が形成されていることを特徴とする、請求項１記載の車輪用軸受装置および駆動軸の連結構造。

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