JP2014139048A - 車輪支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハブホイールと等速ジョイントとの連結を、軽量でありながら二次偶力に対する強度を向上することができる車輪支持装置を提供する。
【解決手段】ハブ軸１３のアウタレース３１側端部の外周に形成されるハブ接続面１５と、アウタレース３１のハブ軸１３側端部の内周に形成されるアウタレース接続面３３と、の間に装着される連結部材４０を備え、連結部材４０とハブ接続面１５及びアウタレース接続面３３との間はスプライン結合され、ハブ軸１３のアウタレース３１側端から径方向外方へ延出する第１鍔部１４が、連結部材４０をハブホイール１０との間に軸方向に挟んで固定し、アウタレース３１のハブ軸１３側端部の外周面には、円筒上の締結部材５０が締め付け可能に螺合され、締結部材５０のハブ軸１３側端から径方向内方へ延出する第２鍔部５１が、連結部材４０をアウタレース３１との間に軸方向に挟んで固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輪が取り付けられるハブホイールと、駆動軸の端部に装着さ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。

従来、車輪が取り付けられるハブホイールと、駆動軸の端部に装着される等速ジョイントとをトルク伝達可能に連結する車輪支持装置において、軽量化する構成の一つとして特許文献１のような構成のものがある。
図３に示すように、この特許文献１に示す車輪支持装置は、ハブホイール１１０と複列のアンギュラ玉軸受構造の転がり軸受１２０とがユニット化されたハブユニットと、等速ジョイント１３０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。

ハブユニットの主体部をなすハブホイール１１０は、ハブ軸１１３と、ハブ軸１１３の一端部寄り外周面に形成されたフランジ１１１とを一体に有し、フランジ１１１には車輪（図示せず）が取り付けられて構成される。ハブ軸１１３の外周には、内輪１２１、転動体としての複数の玉１２７、及び車体側部材としてのナックル（図示せず）に固定される外輪１２３を備えた転がり軸受１２０と連結部材１４０と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。

駆動軸（図示せず）の端部に装着される等速ジョイント１３０は、内周面に軌道を形成した椀形のアウタレース１３１を有し、アウタレース１３１の端部が連結部材１４０に接続されて構成される。

円筒状の連結部材１４０は、内周面側がハブ軸１１３の外周端部にスプライン結合され、外周面側がアウタレース１３１の内周端部にスプライン結合されて装着される。そして、連結部材１４０は、ハブ軸１１３のアウタレース１３１側端から径方向外方へ延出する鍔部１１４が、ハブホイール１１０との間に軸方向に挟んで固定される。また、連結部材１４０は、アウタレース１３１の内周面と連結部材１４０の外周面との間にＣリング形状の止め輪１５０を掛け渡して軸方向に固定される。

特開２００１−２９４０１０号公報

しかしながら、図３に示す車輪支持装置では、等速ジョイント１３０がジョイント角を有して回転する際に発生する二次偶力により軸方向に荷重が負荷される。その結果、アウタレース１３１と連結部材１４０とを掛け渡す止め輪１５０には、軸方向に荷重が負荷される。そして、この車輪支持装置は、止め輪１５０を装着した周溝の角が削れてガタが大きくなり、連結部の強度が不足するという問題がある。そこで、車輪支持装置は、ハブホイールと等速ジョイントとの連結を、軽量でありながら二次偶力に対する強度を向上することが課題となっていた。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、ハブホイールと等速ジョイントとの連結を、軽量でありながら二次偶力に対する強度を向上することができる車輪支持装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る車輪支持装置の構成上の特徴は、車輪が取り付けられるハブ軸を有するハブホイールと、駆動軸の端部に装着され内周面に軌道を形成したアウタレースを有す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、車体側部材に対して前記ハブ軸を回転可能に支持する転がり軸受が、前記ハブ軸の外周面に装着され、前記ハブ軸の前記アウタレース側端部の外周に形成されるハブ接続面と、前記アウタレースの前記ハブ軸側端部の内周に形成されるアウタレース接続面と、の間に装着される連結部材を備え、前記連結部材と前記ハブ接続面及び前記アウタレース接続面との間はスプライン結合され、前記ハブ軸の前記アウタレース側端から径方向外方へ延出する第１鍔部が、前記連結部材を前記ハブホイールとの間に軸方向に挟んで固定し、前記アウタレースの前記ハブ軸側端部の外周面には、円筒上の締結部材が締め付け可能に螺合され、前記締結部材の前記ハブ軸側端から径方向内方へ延出する第２鍔部が、前記連結部材を前記アウタレースとの間に軸方向に挟んで固定することである。

請求項１の車輪支持装置によれば、ハブ軸と等速ジョイントとのそれぞれの端部を連結部材により連結し、アウタレースの端部と連結部材とを締結部材にて締め付け可能に螺合し、第２鍔部が連結部材をアウタレースとの間に軸方向に挟んで固定するので、ハブホイールと等速ジョイントとの連結を、軽量でありながら二次偶力に対する強度を向上することができる。

請求項２に係る車輪支持装置の構成上の特徴は、前記締結部材には、周方向の一部に径方向に貫通する貫通部が形成され、前記アウタレースの外周には、前記貫通部に重なる位置に径方向の内方へ凹む第１凹部が形成され、弾性的に縮小又は拡開可能にＣリング形状に形成される止め輪を、前記貫通部及び前記第１凹部に径方向の外方から嵌め入れ、前記締結部材が前記アウタレースに係止されることである。

請求項２の車輪支持装置によれば、止め輪を締結部材の貫通部とアウタレースの第１凹部とに嵌め入れてこれらが係止されるので、締結部材の緩みを防止すると共に、締結部材が緩んだときであっても等速ジョイントが落下しないようにフェイルセーフできる。

請求項３に係る車輪支持装置の構成上の特徴は、前記アウタレースは、前記ハブ軸側端から軸方向に突出する抜け止め部を備え、前記ハブ軸は、前記アウタレース側端から軸方向に凹む第２凹部を備え、前記抜け止め部を前記第２凹部に係合して係合部が形成され、前記係合部の軸方向の長さは、車両走行時において、前記等速ジョイントが軸方向に移動する距離を超える長さに設定することである。

請求項３の車輪支持装置によれば、等速ジョイントが軸方向に移動する距離を超える長さに設定された係合部を備えるので、ハブ軸とアウタレースとの間の連結が分離したときであっても等速ジョイントが落下しないようにフェイルセーフできる。

本発明によれば、ハブホイールと等速ジョイントとの連結を、軽量でありながら二次偶力に対する強度を向上することができる車輪支持装置を提供できる。

第１実施形態：本発明の一実施形態である車輪支持装置を示す軸方向の断面図である。 第２実施形態：本発明の一実施形態である車輪支持装置を示す軸方向の断面図である。 従来の車輪支持装置を示す軸方向の断面図である。

以下、本発明の車輪支持装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態である車輪支持装置を示す軸方向の断面図である。図１を参照しつつ説明する。

車輪支持装置は、ハブホイール１０と複列のアンギュラ玉軸受構造の転がり軸受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３０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。

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、フランジ１１には車輪（図示せず）が取り付けるための複数本のハブボルト１２が所定ピッチで圧入により固定されて構成される。ハブ軸１３の外周には、内輪２１、転動体としての複数の玉２７、及び外輪２３を備えた転がり軸受２０と連結部材４０と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。

ハブ軸１３は、筒軸状に形成され、フランジ１１側に形成された大径軸部１７と、大径軸部１７よりも適宜に小径で且つ大径軸部１７と段差面を持って連続する小径軸部１８と、小径軸部１８の先端から突出した延長軸部１９とを同軸上に一体に有してなる。ハブ軸１３の大径軸部１７の外周面には軌道面１６が形成され、小径軸部１８の外周面には、軌道面２２が外周面に形成された内輪２１が圧入によって嵌め入れられている。

外輪２３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。外輪２３の内周面には、内輪側の軌道面１６，２２に対応する外輪側の軌道面２５，２６がそれぞれ形成される。これら内・外輪側の軌道面１６，２２，２５，２６の間にそれぞれ複数の玉２７が配置され、転がり軸受２０が構成される。また、外輪２３の外周面には、車体側部材としてのナックル（図示せず）に固定される固定フランジ２４が一体に形成される。

等速ジョイント３０は、ツェッパー型と呼ばれる等速ジョイントが使用されており、駆動軸（図示せず）の一端に接続されるインナレース３６と、インナレース３６の外周に配置される複数の玉３５と、インナレース３６の外側に配置され内周面に軌道３２を形成した椀形のアウタレース３１とを備えて構成される。アウタレース３１には、底から軸方向に突出する円筒状の円筒部３７が形成される。

連結部材４０は、筒状に形成されて延長軸部１９の外周に同心上に装着される。延長軸部１９の外周面であるハブ接続面１５と、連結部材４０の内周面である内径側接続面４１との間はスプライン結合される。ハブ軸１３には、延長軸部１９の端部をかしめることにより径方向外方へ変形させて第１鍔部１４が形成され、第１鍔部１４がハブホイール１０との間に連結部材４０を軸方向に挟んで固定する。円筒部３７の内周面であるアウタレース接続面３３と、連結部材４０の外周面である外径側接続面４２との間はスプライン結合される。これにより、ハブホイール１０と等速ジョイント３０とがトルク伝達可能に連結される。連結部材４０の材料としては、例えば、クロムモリブデン鋼「ＳＣＭ４４０」が用いられる。

円筒部３７の外周面である締結面３４には雌ねじが形成され、内周に雄ねじが形成されて金属製の部材からなる円筒状の締結部材５０が締結面３４に締め付け可能に螺合される。締結部材５０には、ハブ軸１３側端から径方向内方へ延出する第２鍔部５１が形成され、第２鍔部５１がアウタレース３１との間に連結部材４０を軸方向に挟んで固定する。

このように構成される車輪支持装置では、車両走行時などにおいて、駆動軸のトルクが等速ジョイント３０のインナレース３６、玉３５及びアウタレース３１に順次伝達され、駆動軸と同方向にアウタレース３１が回転される。等速ジョイント３０に伝達されたトルクは、ハブホイール１０のハブ軸１３と等速ジョイント３０のアウタレース３１との間に装着される連結部材４０による連結によりハブホイール１０に伝達され、車輪が回転駆動される。

本実施形態の車輪支持装置では、等速ジョイント３０とハブホイール１０との連結が、軸方向及び径方向に小さく軽量な連結部材４０及び締結部材５０により行われる。また、この連結は、アウタレース３１と連結部材４０との間では、締結部材５０により螺合且つ第２鍔部５１が軸方向に挟んで固定し、ハブホイール１０と連結部材４０との間では、第１鍔部１４が軸方向に挟んで固定することにより、強固に固定される。

これにより、この車輪支持装置では、等速ジョイント３０がジョイント角を有して回転する際に発生する二次偶力により軸方向に荷重が負荷され、この荷重は、アウタレース３１から連結部材４０を介してハブホイール１０に負荷される。しかしながら、この車輪支持装置は、等速ジョイント３０とハブホイール１０との連結が強固に固定されているので、二次偶力に対する強度を向上することができる。

以上のように、本実施の形態に係る車輪支持装置によれば、ハブホイール１０と等速ジョイント３０との連結を、軽量でありながら二次偶力に対する強度を向上することができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態における車輪支持装置において、何らかの原因によりハブホイール１０と等速ジョイント３０との連結が分離したときに、等速ジョイントが落下しないようにフェイルセーフする構造を追加した構成の実施形態である。第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成の説明は、簡略化のため省略する。

図２は、本発明の一実施形態である車輪支持装置を示す軸方向の断面図である。図２を参照しつつ説明する。
締結部材５０における第２鍔部５１とは反対側寄り部分には、周方向の一部に径方向に貫通する貫通部５２が形成される。また、アウタレース３１の外周には、貫通部５２に重なる位置に径方向の内方へ凹む第１凹部３８が形成される。そして、弾性的に縮小又は拡開可能にＣリング形状に形成される止め輪６０を、貫通部５２及び第１凹部３８に径方向の外方から嵌め入れることにより、締結部材５０がアウタレース３１に係止される。

アウタレース３１には、ハブ軸１３側端から軸方向に突出する円柱状の抜け止め部３９が形成される。また、ハブ軸１３は、軸線を中心として軸方向に貫通した貫通孔１３ａ（第２凹部）が形成された筒軸状からなる。そして、抜け止め部３９が貫通孔１３ａに係合することにより係合部７０が形成される。

これにより、本実施形態の車輪支持装置では、止め輪６０を締結部材５０の貫通部５２とアウタレース３１の第１凹部３８とに嵌め入れてこれらが係止されるので、締結部材５０の緩みを防止すると共に、何らかの原因により締結部材５０が緩んだときであっても等速ジョイント３０が落下しないようにフェイルセーフできる。

また、本実施形態の車輪支持装置では、抜け止めする係合部７０の軸方向の長さが、車両走行時などにおいて、等速ジョイント３０が軸方向に移動する距離を超える長さに設定されるので、何らかの原因によりハブ軸１３とアウタレース３１との間の連結が分離したときであっても等速ジョイント３０が落下しないようにフェイルセーフできる。

なお、本発明は第１実施形態及び第２実施形態に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
第１実施形態及び第２実施形態では、転がり軸受２０の転動体が玉２７としたが、それに限るものではなく、例えば、円錐ころの構成に適用しても良い。

１０：ハブホイール、 １１：フランジ、 １２：ハブボルト、 １３：ハブ軸、 １３ａ：貫通孔（第２凹部）、 １４：第１鍔部、 １５：ハブ接続面、 １６：軌道面、 １７：大径軸部、 １８：小径軸部、 １９：延長軸部、 ２０：転がり軸受、 ２１：内輪、 ２２：軌道面、 ２３：外輪、 ２４：固定フランジ、 ２５，２６：軌道面、 ２７：玉、 ３０：等速ジョイント、 ３１：アウタレース、 ３２：軌道、 ３３：アウタレース接続面、 ３４：締結面、 ３５：玉、 ３６：インナレース、 ３７：円筒部、 ３８：第１凹部、 ３９：抜け止め部、 ４０：連結部材、 ４１：内径側接続面、 ４２：外径側接続面、 ４３：インナ側端面、 ５０：締結部材、 ５１：第２鍔部、 ５２：貫通部、 ６０：止め輪、 ７０：係合部、 １１０：ハブホイール、 １１１：フランジ、 １１３：ハブ軸、 １１４：鍔部、 １２０：転がり軸受、 １２１：内輪、 １２３：外輪、 １２７：玉、 １３０：等速ジョイント、 １３１：アウタレース、 １４０：連結部材、 １５０：止め輪

Claims (3)

1. 車輪が取り付けられるハブ軸を有するハブホイールと、駆動軸の端部に装着され内周面に軌道を形成したアウタレースを有す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、
   車体側部材に対して前記ハブ軸を回転可能に支持する転がり軸受が、前記ハブ軸の外周面に装着され、
   前記ハブ軸の前記アウタレース側端部の外周に形成されるハブ接続面と、前記アウタレースの前記ハブ軸側端部の内周に形成されるアウタレース接続面と、の間に装着される連結部材を備え、
   前記連結部材と前記ハブ接続面及び前記アウタレース接続面との間はスプライン結合され、
   前記ハブ軸の前記アウタレース側端から径方向外方へ延出する第１鍔部が、前記連結部材を前記ハブホイールとの間に軸方向に挟んで固定し、
   前記アウタレースの前記ハブ軸側端部の外周面には、円筒上の締結部材が締め付け可能に螺合され、
   前記締結部材の前記ハブ軸側端から径方向内方へ延出する第２鍔部が、前記連結部材を前記アウタレースとの間に軸方向に挟んで固定することを特徴とする車輪支持装置。
2. 前記締結部材には、周方向の一部に径方向に貫通する貫通部が形成され、
   前記アウタレースの外周には、前記貫通部に重なる位置に径方向の内方へ凹む第１凹部が形成され、
   弾性的に縮小又は拡開可能にＣリング形状に形成される止め輪を、前記貫通部及び前記第１凹部に径方向の外方から嵌め入れ、前記締結部材が前記アウタレースに係止されることを特徴とする請求項１に記載の車輪支持装置。
3. 前記アウタレースは、前記ハブ軸側端から軸方向に突出する抜け止め部を備え、
   前記ハブ軸は、前記アウタレース側端から軸方向に凹む第２凹部を備え、
   前記抜け止め部を前記第２凹部に係合して係合部が形成され、
   前記係合部の軸方向の長さは、車両走行時において、前記等速ジョイントが軸方向に移動する距離を超える長さに設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車輪支持装置。

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