JP4149139B2 - 駆動車輪用軸受装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動車輪用軸受装置、特に管理された隙間を維持した状態で分解組立を可能としたセルフリテイン構造の軸受部を有する駆動車輪用軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の駆動輪、すなわちＦＦ車の前輪、ＦＲ車およびＲＲ車の後輪、４ＷＤ車の全輪を懸架装置に対して回転自在に支持する駆動車輪用軸受装置としては、予め管理された軸受隙間を維持した状態で等速自在継手と分解組立が可能な、所謂セルフリテイン構造の軸受部を有する駆動車輪用軸受装置が近年採用され出している。
【０００３】
図３は、こうした従来のセルフリテイン構造の駆動車輪用軸受装置を示す縦断面図を示す。この駆動車輪用軸受装置は、等速自在継手５０と軸受部５１とからなり、等速自在継手５０の継手外輪５２は、外周にトルク伝達用のセレーション５３が形成された軸部５４を一体に有している。軸受部５１は、等速自在継手５０により運転時に回転駆動される内方部材５５と、車体（図示せず）に固定される外方部材５６と、内方部材５５と外方部材５６間に介在する複列のボール５７とからなる。
【０００４】
内方部材５５は、ハブ輪５８と、このハブ輪５８に圧入される別体の内輪５９とからなる。ハブ輪５８の外周には、そのアウトボード側より、車輪（図示せず）を支持固定するための車輪取付フランジ６０、アウトボード側転走面６１、および内輪５９を圧入嵌合する小径段部６２が一体に形成されている。内輪５９の外周面にはインボード側転走面６３が形成され、アウトボード側転走面６１とで複列の転走面６３、６１を構成している。これら転走面６３、６１は、外方部材５６の内周面に形成された複列の転走面６４、６４にそれぞれ対向している。６５はボール５７を円周等配に保持する保持器で、６６、６７は外方部材５６と内方部材５５の環状空間を密封するシールである。
【０００５】
ハブ輪５８の小径段部６２に内輪５９を圧入後、この小径段部６２の端部を外径側へ塑性変形させて、所謂揺動加締部６８を形成する。これにより、内輪５９の抜け出しを防止すると共に、予め所定値に管理された軸受隙間を維持するセルフリテイン構造を構成している。軸受隙間は走行中の軸受剛性や操安性の面から負に設定されている。継手外輪５２の軸部５４の先端にナット６９を螺合させ、内方部材５５と等速自在継手５０とを軸方向に固定するが、セルフリテイン構造であるため、軸受に予圧を付与するような大きなナット６９の締め付けトルクは必要なく、両部材の嵌合部のガタ詰め程度の締め付けトルクで足りるという利便性を有している。
【０００６】
このタイプの駆動車輪用軸受装置では、ハブ輪５８の加締部６８がナット６９の締結によって塑性変形しないよう、加締部６８の継手外輪５２との突き合わせ面を平坦面とした構造（特開平１１−５４０４号）や、継手外輪の軸部とハブ輪とを止め輪で着脱可能に連結させ、ハブ輪と軸部とをシール部材により密封させた構造（特開２０００−１４２００９号）もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この加締部６８を平坦面に塑性変形させようとしても、端面の平坦度には限界があり、うねり等が加わって継手外輪５２との突き合わせ面には微小な隙間が発生する。また、コーナリング走行中には軸受に大きなモーメント荷重が発生するが、このようなモーメント荷重によって軸受が弾性変形すると共に、ナットの締結力を軽減させ得るセルフリテイン構造が災いし、衝合面の隙間は一層広がることになり、この隙間からダストや雨水等が浸入するといった不具合が発生する。こうしたダストや雨水等が内方部材５５と軸部５４の嵌合部に浸入すると錆が発生し、嵌合部の摩耗を促進させるだけでなく、嵌合部が固着し、分解時に多大な作業工数を余儀なくされ好ましくない。
【０００８】
また、継手外輪の軸部とハブ輪とを止め輪で着脱可能に連結させ、ハブ輪と軸部とをシール部材により密封させた構造においては、衝合面の隙間はナット締結構造に比べかなり増大する。そのため、強固なシール部材を装着しなければならず、コスト増大と相俟って装置全体の剛性低下は否めず好ましくない。こうしたセルフリテイン構造を採用する駆動車輪用軸受装置において、従来の装置全体の剛性を低下させることなく、分解組立作業が簡便で、かつ、低コストで耐久性のある駆動車輪用軸受装置の提供が望まれていた。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、内方部材と軸部の嵌合部の発錆を防止し、分解時においても作業性を低下させない駆動車輪用軸受装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、複列の転走面を内周に形成した外方部材と、ハブ輪および内輪からなり、外方部材の転走面と対向する複列の転走面および車輪取付フランジを外周にそれぞれ形成し、ハブ輪に、内輪が嵌合する小径段部および小径段部の端部を外径側へ塑性変形させた加締部を設けた内方部材と、前記外方部材と内方部材のそれぞれの転走面に介装された複列の転動体と、セレーションを介して軸部をトルク伝達可能に前記内方部材に内嵌させた継手外輪を有する等速自在継手とからなり、加締め部で軸受隙間を負に保持して、車体に対して車輪を回転自在に支持する駆動車輪用軸受装置において、前記内方部材の加締部と継手外輪とを突き合わせ状態に衝合し、内方部材の内周面と継手外輪の軸部の外周面に防錆剤を塗布して、前記内方部材のセレーションおよび継手外輪のセレーションの嵌合部と、加締め部を含む小径段部内周および軸部外周間の環状隙間とに防錆剤を介在させ、かつ内方部材と継手外輪を分解可能としたものである。これにより、内方部材と継手外輪の嵌合部にダストや雨水等が浸入しても発錆を防止することができ、分解時の作業性を向上させることができる。
【００１１】
また、嵌合部の発錆を抑制するだけでなく、嵌合部の隙間を防錆剤で詰めれば、嵌合部のガタ詰めも行うことができ、同時に嵌合部へのダストや雨水等の浸入自体を防止して防錆効果を高めることができる。
【００１２】
防錆剤として、エラストマ系の接着剤やエラストマ系の発泡剤を使用することにより、簡単な作業で確実に防錆効果を得ることができる。
【００１３】
前記外方部材としては、内周に複列の転走面、外周に車体取付フランジをそれぞれ一体に形成したものを用いることができる。
【００１４】
前記内方部材としては、外周に車輪取付フランジ、アウトボード側転走面、および小径段部をそれぞれ有するハブ輪と、ハブ輪の小径段部に圧入され、外周にインボード側転走面を有する内輪とからなるものを用いることができる。この場合、前記小径段部の端部を外径側へ塑性変形させることにより、ハブ輪と内輪を結合することができる。
【００１５】
前記内方部材と継手外輪の軸部とを係止部材により軸方向に着脱可能に固定すれば、分解・組立作業を簡単に行うことができ、作業性が格段に向上する。
【００１６】
内方部材に、その端部開口部を密封するキャップを装着すると共に、このキャップに小孔を設けることにより、開口部からのダストや雨水等の嵌合部への浸入を抑制することができる。キャップ装着時、この小孔によって嵌合部と外気とが連通しているため、嵌合部の内圧が上昇してキャップ装着作業の作業性を低下させたりすることはない。さらに、嵌合部に介在させた防錆剤のうち、余剰分をこの小孔から排出させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る駆動車輪用軸受装置の一実施例を示す縦断面図である。この駆動車輪用軸受装置は、等速自在継手１と軸受部２とからなり、等速自在継手１の継手外輪３は、外周にトルク伝達用のセレーション４が形成された軸部５を一体に有している。等速自在継手１は固定型であり、作動角を取りつつエンジン（図示せず）の回転駆動力を車輪に伝達する。継手外輪３の内周面には軸方向に延びる曲線状のトラック溝３ａが形成され、一方、継手内輪６の外周面にはトラック溝３ａに対向するトラック溝６ａが形成されている。７は両トラック溝３ａ、６ａによって形成されるトラックに介装されたトルク伝達ボールで、８はこのボール７を保持するケージである。継手内輪６は、中間軸９とセレーションを介してトルク伝達可能に嵌合されている。
【００１８】
軸受部２は、等速自在継手１により運転時に回転駆動される内方部材１０と、車体（図示せず）に固定される外方部材１１と、内方部材１０と外方部材１１間に介在する複列のボール１２とからなる。
【００１９】
内方部材１０は、ハブ輪１３と、このハブ輪１３の外周に圧入される別体の内輪１４とからなる。ハブ輪１３には、アウトボード側外周面に設けられ、車輪（図示せず）を支持固定するための車輪取付フランジ１５と、中間部外周面に直接形成されたアウトボード側転走面１６と、インボード側外周面に内輪１４を圧入嵌合する小径段部１７が一体に形成されている。車輪取付フランジ１５には車輪を取り付けるためのハブボルト１５ａが植設されている。
【００２０】
別体の内輪１４の外周面にはインボード側転走面１８が形成され、アウトボード側転走面１６とで複列の転走面１６、１８を構成している。複列の転走面１６、１８は、外方部材１１の内周面に形成された複列の転走面１９、１９にそれぞれ対向している。２０はボール１２を円周等配に保持する合成樹脂からなる保持器で、２１、２２は外方部材１１と内方部材１０の間の環状空間を密封するシールである。外方部材１１の外周面には車体（図示せず）に取り付けられる車体取付フランジ１１ａが一体に形成され、この車体取付フランジ１１ａは図示しないボルトで車体と締結される。
【００２１】
図面では、内方部材１０の複列の転走面１６、１８のうちの一方１６をハブ輪１３外周に、他方１８を内輪１４外周に形成しているが、ハブ輪１３の外周に二つの内輪を突き合わせ状態で嵌合し、双方の転走面１６、１８を二つの内輪の外周にそれぞれ形成することもできる。
【００２２】
軸受装置の組立に際しては、ハブ輪１３の小径段部１７に内輪１４を圧入し、所定の軸受隙間が得られるように内輪１４の端面をハブ輪１３の肩面に突き合わせ、さらに小径段部１７の端部を外径側へ塑性変形させて内輪１４をハブ輪１３に固定する。こうした塑性変形は揺動加締加工によって行うことができる。この時、加締加工による内輪１４の変形等による隙間減少量を加味し、予め所定値に軸受隙間を管理する。このようにして得られた軸受隙間は、後述する等速自在継手１との分解組立によっても初期の軸受隙間が維持され、変化することはない。
【００２３】
軸受隙間は負に設定される。これにより、コーナリング走行時のモーメント荷重に対しても予圧が抜けることはなく、高い軸受剛性が得られる。また、ブレーキジャダーの一要因と考えられているハブ輪１３のフランジ面の振れ等に対しても、こうした負隙間は有効で、操安性やフィーリングを向上させることができる。
【００２４】
ハブ輪１３の内周面には、継手外輪３の軸部５に形成されたセレーション４と嵌合するセレーション２３が形成されており、両セレーション４、２３の嵌合によってハブ輪１３と継手外輪３とがトルク伝達可能に結合される。ハブ輪１３と継手外輪３の軸方向の固定は、軸部５に装着された止め輪２４で行う。この止め輪２４は、軸部５の先端部に形成された環状溝２４ａに予め装着されており、ハブ輪１３の内周面に沿って軸部５を内嵌する際は縮径し、ハブ輪１３の加締部２５と継手外輪３の肩部とが当接して衝合する位置で弾性復元してハブ輪１３と係合するようになっている。セルフリテイン構造を採用することによって、こうした止め輪１３でハブ輪１３と継手外輪３とを着脱可能に固定することができ、車輪軸受装置に求められている軽量、コンパクト化に貢献できる。無論、従来のようなナットによる締結手段でハブ輪１３と継手外輪３とを結合しても良い。
【００２５】
ハブ輪１３と継手外輪３との嵌合部には、防錆処理が施される。防錆処理は、例えば嵌合部の表面に防錆剤（接着剤や防錆剤等）を介在させることによって行うことができる。具体的には、例えば予めウレタンゴム等の合成ゴムを主剤とした接着剤を継手外輪３の軸部５外周に塗布し、接着剤の塗布後、継手外輪３の軸部５をハブ輪１３の内周に嵌合する。これにより、少なくともセレーション４、２３の表面が接着剤の被膜によって保護されるため、この部分での発錆を確実に防止することができる。接着剤の余剰分によって嵌合部の隙間、例えばセレーション４、２３間の隙間、さらに余剰分が多い場合は、小径段部１７（加締め部２５も含む）内周と軸部５外周の間の環状隙間２８や、軸部５の軸端付近でのハブ輪１３内周の隙間２９が接着剤で埋められるため、ハブ輪１３の加締部２５と継手外輪３との衝合面、あるいはハブ輪１３の開口部（アウトボード側）からのダストや雨水等の浸入を抑制し、嵌合部での発錆を防止することができる。この場合、嵌合部の隙間が接着剤で充足されるので、ガタ詰めを行って軸受剛性を高めることもできる。
【００２６】
このように本発明においては、防錆剤を使用することで、内方部材１０と継手外輪３の嵌合部での発錆を防止しているので、特開２０００−１４２００号記載の構造のように加締め部２５と継手外輪３の肩部間にシール部材を装着する必要はなく、これらの衝合面同士を密着させることができる。従って、部品点数の減少による低コスト化と、衝合面同士の密着による高剛性化とを図ることができる。
【００２７】
防錆剤としては、接着剤の他に、ウレタンゴム等の合成ゴムを主剤とした発泡剤を使用することもできる。発泡剤は溶剤に対し数十倍の体積膨張が見込めるため、隙間の充足率が高まって防錆効果のさらなる向上が期待できる。
【００２８】
なお、これらの防錆剤は、軸部５外周に塗布する他、ハブ輪１３の内周に塗布したり、あるいは軸部5外周とハブ輪１３内周の双方に塗布することもできる。さらにはハブ輪１３と継手外輪３との嵌合した状態で、適宜の手段で隙間２８、２９に防錆剤を注入することにより、隙間２８、２９を防錆剤で充足することもできる。
【００２９】
ハブ輪１３の開口部には鋼板をプレス成形したキャップ２６が装着されており、このキャップによってダストや雨水等が防錆剤に直接付着するのが防止される。このキャップ２６の中心部には小孔２６ａが形成されている。継手外輪３をハブ輪１３内周に嵌合する際には、この小孔２６ａを介して防錆剤の余剰分を排出することができ、あるいはこの小孔２６ａを介して外部から防錆剤を注入することもできる。
【００３０】
図２は本発明に係る他の実施形態を示す縦断面図で、図１に示した実施形態と異なる点は、キャップ２７に形成した小孔２７ａにゴム等からなるエアブリーザ２７ｂを装着した点である。他の構成は図１に示した実施形態と同様のため、同一部品、同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。こうしたエアブリーザ２７ｂを付加することにより、嵌合部のシール性は向上し、防錆剤の効果と相俟って防錆能が格段に向上する。
【００３１】
前述した接着剤や発泡剤としては、次のような物質を主剤としたものを例示することができる。
【００３２】
▲１▼天然ゴム、デンプン、にかわ、カゼイン、セラック、タール等の天然物質。合成イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、アクリルニトリル・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、多硫化ゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、エピクロロヒドリンゴム、エチレン・アクリルゴム、エチレン・酢酸ビニルエラストマー、フォスファゼンゴム等の合成ゴム。
【００３３】
▲２▼ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、メラミン・フェノール樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスチリルピリジン、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン等の熱硬化性樹脂。
【００３４】
▲３▼アクリル・アクリロニトリル・スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂、変性アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル・塩素化ポリエチレン・スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル・エチレンプロピレンゴム・スチレン共重合樹脂、アクリルニトリル樹脂、アクリルニトリル・スチレン共重合樹脂、塩素化ポリエチレン、ポリ三フッ化塩化エチレン、エチレン・アクリル酸エチル共重合樹脂、エチレン・メタクリル共重合樹脂、四フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、エチレン・酢酸ビニル・塩化ビニル共重合樹脂、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合樹脂、アイオノマー樹脂、液晶ポリマー（金芳香族ポリエステル）、マレイミド・スチレン共重合樹脂、メタクリル・スチレン共重合樹脂、ポリアミド、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド４６、ポリアミド６、ポリアミド６．６６、ポリアミド６１０、ポリアミド６６、変性ポリアミド６６、ポリアミド芳香族、ポリアリルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリアリレート、ポリアリルサルホン、ポリブチレンテレフタレート、ポリブテン、ポリカーボネート、変性ポリカーボネート、ポリエチレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超高分子ポリエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンテレフタレート、四フッ化エチレン・パーフルオロアルキシエチレン共重合樹脂、メタクリル樹脂、高衝撃メタクリル樹脂、変性メタクリル樹脂、ポリメチルペンテン、ポリアセタール、ポリプロピレン、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリスチレン、高衝撃ポリスチレン、中衝撃ポリスチレン、ポリサルフォン、変性ポリサルフォン、ポリチオエーテルサルフォン、ポリ四フッ化エチレン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、スチレン・マレイン酸共重合樹脂、高衝撃スチレン・マレイン酸共重合樹脂、ポリスチレン系エラストマー、ポリスチレン・ブタジエン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ニトリル系エラストマー、フッ素系エラストマー、ウレタン塩ビ系エラストマー等の熱可塑性樹脂。
【００３５】
このような物質を単一で使用しても良いし、二種以上で混合して使用しても良い。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る駆動車輪用軸受装置は、セルフリテイン構造において、内方部材と継手外輪の嵌合部にダストや雨水等が浸入するのを抑制すると共に、例え浸入したとしても防錆剤で嵌合部の隙間を限りなく埋めているため発錆を抑制することができ、分解時の作業性を格段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る駆動車輪用軸受装置の実施例を示す縦断面図
【図２】本発明に係る駆動車輪用軸受装置の他の実施例を示す縦断面図
【図３】従来の駆動車輪用軸受装置を示す縦断面図
【符号の説明】
１、５０ 等速自在継手
２、５１ 軸受部
３、５２ 継手外輪
３ａ、６ａ トラック溝
４、２３、５３ セレーション
５、５４ 軸部
６ 継手内輪
７ トルク伝達ボール
８ ケージ
９ 中間軸
１０、５５ 内方部材
１１、５６ 外方部材
１２、５７ ボール
１３、５８ ハブ輪
１４、５９ 内輪
１５、６０ 車輪取付フランジ
１５ａ ハブボルト
１６、６１ アウトボード側転走面
１７、６２ 小径段部
１８、６３ インボード側転走面
１９、６４ 転走面
２０、６５ 保持器
２１、２２、６６、６７ シール
２４ 止め輪
２５、６８ 加締部
６９ ナット
２６、２７ キャップ
２６ａ、２７ａ 小孔
２７ｂ エアブリーザ

Claims (7)

1. 複列の転走面を内周に形成した外方部材と、ハブ輪および内輪からなり、外方部材の転走面と対向する複列の転走面および車輪取付フランジを外周にそれぞれ形成し、ハブ輪に、内輪が嵌合する小径段部および小径段部の端部を外径側へ塑性変形させた加締部を設けた内方部材と、前記外方部材と内方部材のそれぞれの転走面に介装された複列の転動体と、セレーションを介して軸部をトルク伝達可能に前記内方部材に内嵌させた継手外輪を有する等速自在継手とからなり、加締め部で軸受隙間を負に保持して、車体に対して車輪を回転自在に支持する駆動車輪用軸受装置において、
   前記内方部材の加締部と継手外輪とを突き合わせ状態に衝合し、内方部材の内周面と継手外輪の軸部の外周面に防錆剤を塗布して、前記内方部材のセレーションおよび継手外輪のセレーションの嵌合部と、加締め部を含む小径段部内周および軸部外周間の環状隙間とに防錆剤を介在させ、かつ内方部材と継手外輪が分解可能であることを特徴とする駆動車輪用軸受装置。
2. 前記防錆剤として、エラストマ系の接着剤を使用した請求項１に記載の駆動車輪用軸受装置。
3. 前記防錆剤として、エラストマ系の発泡剤を使用した請求項１に記載の駆動車輪用軸受装置。
4. 前記外方部材の内周に複列の転走面を、外周に車体取付フランジをそれぞれ一体に形成した請求項１〜３いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
5. 前記内方部材が、外周に車輪取付フランジ、アウトボード側転走面、および小径段部をそれぞれ有するハブ輪と、ハブ輪の小径段部に圧入され、外周にインボード側転走面を有する内輪とからなり、前記小径段部の端部を外径側へ塑性変形させてハブ輪と内輪を結合した請求項１〜４いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
6. 前記内方部材と継手外輪の軸部とが係止部材により軸方向に着脱可能に固定されている請求項１〜５いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
7. 前記内方部材に、その端部開口部を密封するキャップを装着すると共に、このキャップに小孔を設けた請求項６に記載の駆動車輪用軸受装置。

Images