JP4474774B2

JP4474774B2 - 車輪駆動用ユニット

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Publication number: JP4474774B2
Application number: JP2001009249A
Authority: JP
Inventors: 英男大内; 健夫大熊; 潔大久保
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2021-01-17
Also published as: US7104893B2; US20030146591A1; WO2001092739A1; AU6061701A; JP2002200902A; US20050159227A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る車輪駆動用ユニットは、独立懸架式サスペンションに支持された駆動輪｛ＦＦ車（前置エンジン前輪駆動車）の前輪、ＦＲ車（前置エンジン後輪駆動車）及びＲＲ車（後置エンジン後輪駆動車）の後輪、４ＷＤ車（四輪駆動車）の全輪｝を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、上記駆動輪を回転駆動する為に利用する。即ち、独立懸架式サスペンションに駆動輪を支持すると共にこの駆動輪を回転駆動する為には、車輪支持用軸受ユニットと、駆動軸の両端部にそれぞれデファレンシャル側等速ジョイントと車輪側等速ジョイントとを結合した等速ジョイントユニットとを組み合わせた車輪駆動用ユニットを使用する。本発明は、この様な車輪駆動用ユニットを対象としている。
【０００２】
【従来の技術】
上述の様な車輪駆動用ユニットを構成して、車輪を懸架装置に対し回転自在に支持する為に、外輪と内輪とを転動体を介して回転自在に組み合わせた軸受ユニットが、各種使用されている。又、独立懸架式サスペンションに駆動輪を支持すると共に、この駆動輪を回転駆動する為の車輪駆動用軸受ユニットは、等速ジョイントと組み合わせて、デファレンシャルギヤと駆動輪との相対変位やこの駆動輪に付与された舵角に拘らず、駆動軸の回転をこの駆動輪に対して円滑に（等速性を確保して）伝達する必要がある。図６は、この様な目的で車輪支持用軸受ユニット１と車輪側等速ジョイント２とを組み合わせた、一般的な車輪駆動用軸受ユニットを示している。
【０００３】
上記車輪支持用軸受ユニット１は、外輪３の内径側にハブ４及び内輪５を、複数個の転動体６、６を介して回転自在に支持して成る。このうちの外輪３は、その外周面に設けた外向フランジ状の取付部７により懸架装置を構成するナックル８（後述する図７参照）に結合固定した状態で、使用時にも回転しない。尚、上記外輪３の外周面を（取付部７を形成しない）単なる円筒面とし、この外輪３をナックル８の支持孔内に内嵌固定する構造も、従来から知られている。又、上記外輪３の内周面には、複列の外輪軌道９、９を設けて、この外輪３の内径側に上記ハブ４及び内輪５を、この外輪３と同心に、回転自在に支持している。
【０００４】
このうちのハブ４は、外周面の外（軸方向に関しては、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側。本明細書全体で同じ。図４を除く各図の左側。）端寄り部分に、車輪（駆動輪）を支持する為のフランジ１０を設けている。又、上記ハブ４の外周面の中間部に第一の内輪軌道１１を形成し、同じく内（軸方向に関しては、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側。本明細書全体で同じ。図４を除く各図の右側。）端寄り部分に形成した小径段部１２に、その外周面に第二の内輪軌道１３を形成した上記内輪５を外嵌固定している。又、上記ハブ４の中心部には、スプライン孔１４を設けている。
【０００５】
一方、上記車輪側等速ジョイント２は、等速ジョイント用外輪１５と、等速ジョイント用内輪１６と、スプライン軸１７とを備える。このうちの等速ジョイント用外輪１５とスプライン軸１７とが、駆動部材１８を構成する。即ち、このスプライン軸１７はこの駆動部材１８の外端部に設けられて、上記スプライン孔１４と係合自在であり、上記等速ジョイント用外輪１５は上記駆動部材１８の内端部に設けられている。この等速ジョイント用外輪１５の内周面の円周方向複数個所には外側係合溝１９、１９を、それぞれこの円周方向に対し直角方向に形成している。又、上記車輪側等速ジョイント２を構成する、上記等速ジョイント用内輪１６は、中心部に第二のスプライン孔２０を、その外周面で上記各外側係合溝１９、１９と整合する部分に内側係合溝２１、２１を、それぞれ円周方向に対し直角方向に形成している。そして、これら各内側係合溝２１、２１と上記各外側係合溝１９、１９との間にボール２２、２２を、保持器２３により保持した状態で、これら各係合溝２１、１９に沿う転動自在に設けている。尚、上記車輪側等速ジョイント２の構成各部の形状等に就いては、周知のツェッパ型或はバーフィールド型の等速ジョイントの場合と同様であり、本発明の要旨とは関係しないので、詳しい説明は省略する。
【０００６】
上述の様な車輪側等速ジョイント２と前述の様な車輪支持用軸受ユニット１とは、上記スプライン軸１７を上記ハブ４のスプライン孔１４に、軸方向に関して内側から外側に挿通する。そして、上記スプライン軸１７の外端部で上記ハブ４の外端面から突出した部分に設けた雄ねじ部２４にナット２５を螺合し、更に緊締する事により、互いに結合固定する。この状態で、前記内輪５の内端面は上記等速ジョイント用外輪１５の外端面に当接するので、この内輪５が前記小径段部１２から抜け出る方向に変位する事はない。同時に、前記各転動体６、６に適正な予圧が付与される。
【０００７】
更に、自動車の懸架装置への組み付け状態では、前記等速ジョイント用内輪１６の中心部に設けた上記第二のスプライン孔２０に、駆動軸２６の外端部に設けた雄スプライン部２７をスプライン係合させる。そして、この雄スプライン部２７の外端部外周面に全周に亙って形成した係止溝２８に係止した止め輪２９を、上記第二のスプライン孔２０の外端開口周縁部に形成した係止段部３０に係合させて、上記雄スプライン部２７が上記第二のスプライン孔２０から抜け出る事を防止する。
【０００８】
尚、上記駆動軸２６の内端部は、デファレンシャル側等速ジョイントである、トリポード型の等速ジョイントの出力部に結合する。そして、このトリポード型の等速ジョイントと上記駆動軸２６と前記車輪側等速ジョイント２とが、前述した等速ジョイントユニットを構成する。自動車への組み付け前の状態では、この等速ジョイントユニットと前記車輪支持用軸受ユニット１とが組み合わされて、前述した車輪駆動用ユニットを構成する。
【０００９】
又、米国特許第４８８１８４２号明細書には、図７に示す様な車輪駆動用軸受ユニットが記載されている。この図７に示した従来構造の第２例の場合も、ナックル８に固定した外輪３の内側にハブ４ａを、複列に配置した転動体６、６により回転自在に支持している。そして、このハブ４ａの中心部に形成したスプライン孔１４に、駆動部材１８ａのスプライン軸１７をスプライン係合させている。このスプライン軸１７の外端面には、このスプライン軸１７を上記スプライン孔１４に引き込む為の工具を係止する、係止部３１を形成している。そして、上記スプライン軸１７の外周面先端寄り部分に形成した、内側係合部である係止溝３２と、上記ハブ４ａの内周面でこの係止溝３２に対向する部分に設けられた、外側係合部である係止段部３５とに、欠円環状の止め輪３３を掛け渡す事により、上記スプライン軸１７が上記ハブ４ａから抜け出る事を防止している。又、この状態で、このハブ４ａと上記駆動部材１８ａの等速ジョイント用外輪１５との間で弾性リング３４を弾性的に圧縮している。
【００１０】
又、上記ハブ４ａの内端寄り部分に、その外周面に第二の内輪軌道１３を形成した内輪５を外嵌すると共に、上記ハブ４ａの内端部でこの内輪５の内端面よりも軸方向内方に突出した部分の外周面に全周に亙り形成した係止溝３６に、止め輪３７を係止している。そして、この止め輪３７により上記内輪５の内端面を抑え付けて、この内輪５の軸方向へのずれ防止を図っている。
【００１１】
この様な上記米国特許第４８８１８４２号明細書に記載された従来構造の第２例によれば、車輪支持用軸受ユニット１ａと車輪側等速ジョイント２ａとの結合作業を容易に行なえる。即ち、前述の図６に示した従来構造の第１例の場合、車輪支持用軸受ユニット１と車輪側等速ジョイント２とを結合する為に、スプライン軸１７の先端部に設けた雄ねじ部２４にナット２５を螺合し、更に緊締する、面倒な作業が必要となる。この様に上記車輪支持用軸受ユニット１と車輪側等速ジョイント２との結合作業が面倒であると、車輪駆動用軸受ユニットの組立に要するコストが嵩む原因となる。又、上記雄ねじ部２４とナット２５とを設ける分、車輪駆動用軸受ユニットが大型化し、重量も嵩む。これに対して、上述した従来構造の第２例の場合には、車輪支持用軸受ユニット１ａと車輪側等速ジョイント２ａとを結合するのに、ハブ４ａの外端部内周面とスプライン軸１７の外端部外周面との間に、止め輪３３を掛け渡すだけで良い。この為、従来構造の第２例の場合には、上記車輪支持用軸受ユニット１ａと車輪側等速ジョイント２ａとの結合作業を容易に行なえて、組立に要するコストの低減を図れると共に、小型化及び軽量化を図れる。
【００１２】
更に、特開平１０−２６４６０５号公報には、図８に示す様な車輪駆動用軸受ユニットが記載されている。この車輪駆動用軸受ユニットを構成する車輪支持用転がり軸受ユニット１ｂは、中空のハブ４ｂの内端部に、請求項に記載した駆動部材に相当し、車輪側等速ジョイント２ｂを構成する等速ジョイント用外輪１５ａを、間座３８を介して結合している。短円筒状に形成した、この間座３８の内外両周面のうち、内周面には内径側雌スプライン部３９を、外周面には、請求項に記載した第一のスプライン部に相当する外径側雄スプライン部４０を、それぞれ形成している。この様な間座３８は、上記ハブ４ｂの内端部に、この内端部の外周面に形成した内径側雄スプライン部４１と上記内径側雌スプライン部３９とをがたつきなくスプライン係合させる事で、組み付けている。そして、この状態で、上記ハブ４ｂの内端部に形成したかしめ部４２により上記間座３８の内端面を抑え付けて、この間座３８を上記ハブ４ｂの内端部に、がたつきなく固定している。尚、上記特開平１０−２６４６０５号公報には、内輪と間座とを一体とした構造も記載されている。この様な構造も、本発明の対象となる。
【００１３】
一方、上記間座３８の外周面に形成した、上記外径側雄スプライン部４０には、上記等速ジョイント用外輪１５ａの外端部内周面に形成した、請求項に記載した第二のスプライン部に相当する外径側雌スプライン部４３をスプライン係合させている。そして、互いにスプライン係合させた、上記外径側雌スプライン部４３と上記外径側雄スプライン部４０との間に止め輪３３ａを掛け渡して、上記等速ジョイント用外輪１５ａと上記間座３８とが分離しない様にしている。即ち、欠円環状の上記止め輪３３ａを、上記間座３８の外周面に全周に亙って形成した、請求項に記載した第一の係合部に相当する内側係止溝４４と、上記等速ジョイント用外輪１５ａの外端部内周面に全周に亙って形成した、請求項に記載した第二の係合部に相当する外側係止溝４５との間に掛け渡して、上記等速ジョイント用外輪１５ａと上記間座３８とが軸方向にずれ動かない様にしている。
【００１４】
前記ハブ４ｂと上記等速ジョイント用外輪１５ａとの結合部の構造は、上述の通りであるが、上記ハブ４ｂは、複列アンギュラ型の玉軸受により、外輪３の内径側に回転自在に支持している。この玉軸受を構成する内輪５は、上記間座３８の外端面と、上記ハブ４ｂの中間部外周面に形成した小径段部１２の外端部に存在する段差面４６との間で挟持固定している。
上述した様な、特開平１０−２６４６０５号公報に記載された車輪駆動用軸受ユニットの場合、前述の図７に示した従来構造の第２例からスプライン軸１７を省略できる分、コスト並びに重量を更に低減できる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来構造の何れの場合にしても、回転力伝達の為のスプライン係合部に存在する微小な隙間により、円周方向に関するがたつきが発生する可能性がある。先ず、図６〜７に示した従来構造の第１〜２例の場合には、スプライン軸１７の外周面に形成した、請求項に記載した第二のスプライン部に相当する雄スプライン部４７と、ハブ４の中心部に設けたスプライン孔１４の内周面に形成した、請求項に記載した第一のスプライン部に相当する雌スプライン部４８とから成るスプライン係合部４９の各歯の円周方向に対向する側面同士の間に、中立状態（スプライン軸１７とハブ４、４ａとの間でトルクが伝達されない状態）で微小な隙間が生じる可能性がある。
【００１６】
スプライン軸１７とハブ４、４ａとの間では、上記スプライン係合部４９を介してトルクを伝達するが、上述の様に雄、雌各スプライン部４７、４８の各歯の側面同士の間に微小な隙間が生じると、自動車の加減速時等に、上記雄、雌両スプライン部４７、４８同士が円周方向に、僅かとは言え相対変位する。そして、この相対変位に基づいて、これら両スプライン部４７、４８の各歯の側面同士が衝突する事により、自動車の乗員や周囲にいる歩行者等にとって耳障りな、歯打ち音が発生する可能性がある。この様な問題は、図８に示した従来構造の第３例の場合でも、間座３８の外周面に形成した外径側雄スプライン部４０と、等速ジョイント用外輪１５ａの外端部内周面に形成した外径側雌スプライン部４３とのスプライン係合部４９ａ部分で生じる。
【００１７】
そこで、前述の図６に示した従来構造の第１例を実施する場合に、例えば、雄スプライン部４７の各歯を、スプライン軸１７の中心軸に対し（例えば１０分程度）傾斜させる様にねじり角を与えた形状に形成する事が考えられている。又、この場合、上記雄スプライン部４７とスプライン係合させる、雌スプライン部４８の各歯は、スプライン孔１４の中心軸に対し平行に形成する。尚、上記雄スプライン部４７は、上記スプライン軸１７の外周面に転造加工を施して、上述の様にねじり角を与えた所定の形状に形成した後に、高周波焼き入れ処理を施す事で、表面を硬化させる。これに対して、上記雌スプライン部４８は、上記スプライン孔１４の内周面にブローチ加工を施す事で、所定の形状に形成した後、未焼き入れ状態のままとする。
【００１８】
それぞれを上述の様な形状に形成した雄、雌各スプライン部４７、４８を、互いにスプライン係合させつつ、上記車輪支持用軸受ユニット１と車輪側等速ジョイント２とを結合した状態では、上記雄、雌両スプライン部４７、４８の各歯の側面同士が、軸方向両端部で互いに押し付け合う為、自動車の走行時に上記歯打ち音が発生するのを防止できる。これに対して、上記雄、雌両スプライン部４７、４８の各歯を軸方向に対し平行に形成すると共に、円周方向に隣り合う各歯同士の間隔を規制して、これら両スプライン部４７、４８の各歯の側面を軸方向全長に亙り互いに強く押し付け合わせる構造とする事も考えられる。この様な構造の場合にも、上記歯打ち音の発生を防止できるが、この場合には、形状並びに寸法精度を非常に厳密に規制しなければならず、コストが嵩むだけでなく、上記スプライン孔１４内に上記スプライン軸１７を圧入するのに要する力（圧入力）が過大となる為、好ましくない。これに対して、上述の様に雄スプライン部４７を、ねじり角を与えた形状に形成する事で上記歯打ち音の発生防止を図る場合には、上記各スプライン部４７、４８の各歯の側面同士が軸方向両端部のみで互いに押し付け合う為、上記圧入力を小さくできる。
【００１９】
但し、上記歯打ち音の発生防止を図るべく、上記雄スプライン部４７を、ねじり角を与えた形状に形成した場合には、上記圧入力が、このねじり角の微妙な変化により大きく変動する。この為、上記雄スプライン部４７の形状にばらつきが生じた場合には、やはり上記圧入力が過大となる可能性がある。この為、形状並びに寸法精度を或る程度確保しなければならず、コスト低減を十分に図りにくい。尚、前述の図６に示した従来構造の第１例の場合には、この様に圧入力が過大となっても、雄ねじ部２４に対してナット２５を強く緊締すれば、このナット２５により軸方向の力（軸力）を発生させて、必要とする圧入力を得る事ができる。但し、前述の図７に示した従来構造の第２例の様に、車輪駆動用軸受ユニットの組立の容易化を図るべく、車輪支持用軸受ユニット１ａと車輪側等速ジョイント２ａとの結合を、止め輪３３により行なう場合には、この止め輪３３により上記軸力を発生させる事はできない。前述の図８に示した従来構造の第３例の場合に就いても、ほぼ同様の問題を生じる。
【００２０】
又、上述の様に雄スプライン部４７を、ねじり角を与えた形状に形成した場合には、この雄スプライン部４７の各歯と上記雌スプライン部４８の各歯とが、軸方向両端部のみで互いに押し付け合う為、これら各歯の側面に作用する接触面圧が過大となる可能性がある。そして、この接触面圧が過大となった場合には、比較的早期に、上記各歯の一部が摩耗したり、塑性変形する可能性がある。この為、上記雄、雌各スプライン部４７、４８の耐久性を十分に確保できず、又、上記歯打ち音の発生を長期間に亙り防止する事が難しくなる。
本発明の車輪駆動用ユニットは、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の車輪駆動用ユニットは、従来から知られている車輪駆動用ユニットと同様に、車輪支持用軸受ユニットと等速ジョイントユニットとを止め輪を介して結合して成る。
このうちの車輪支持用軸受ユニットは、内周面に複列の外輪軌道を有し使用時にも回転しない外輪と、外周面の外端寄り部分に車輪を支持する為のフランジを、同じく中間部に直接又は別体の内輪を介して第一の内輪軌道を、それぞれ設け、外周面の内端寄り部分にその外周面に第二の内輪軌道を形成した内輪を外嵌固定したハブと、上記各外輪軌道と上記第一、第二の各内輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けられた転動体と、上記ハブ若しくはこのハブに結合固定された部材の周面の一部に設けられた第一のスプライン部とを備えたものである。
又、上記等速ジョイントユニットは、駆動軸の両端部にそれぞれデファレンシャル側等速ジョイントと車輪側等速ジョイントとを結合して成り、上記第一のスプライン部とスプライン係合する第二のスプライン部を外端部に設けると共に、内端部を上記車輪側等速ジョイントを構成する等速ジョイント用外輪とした駆動部材を備えたものである。
又、上記止め輪は全体を欠円環状に構成されて直径を拡縮自在としたものであって、上記第一のスプライン部と上記第二のスプライン部とをスプライン係合させた状態で、上記ハブ若しくはこのハブに結合固定された部材の周面の一部に設けられた第一の係合部と上記駆動部材の外端部周面の一部に設けられた第二の係合部との間に掛け渡されて、上記第一のスプライン部と上記第二のスプライン部との係合が外れるのを防止するものである。
【００２２】
特に、本発明の車輪駆動用ユニットに於いては、上記第一のスプライン部と第二のスプライン部とのうちの少なくとも一方のスプライン部を構成する複数の歯のうち、少なくとも一部の歯の円周方向に関する幅を、軸方向に関して漸次変化させ、上記第一のスプライン部への上記第二のスプライン部の挿入に伴い、当該歯を相手スプライン部の溝部に、くさび状に食い込み自在としている。又、これと共に、上記駆動軸の中間部外周面と上記デファレンシャル側等速ジョイントを構成するハウジングの外端部外周面との間に設けた、中間部が蛇腹状で全体を円筒状に形成した合成樹脂製のブーツにより上記第一、第二のスプライン部同士の間に軸力を付与している。
【００２３】
【作用】
上述の様に構成する本発明の車輪駆動用ユニットによれば、組立作業の容易化を図れると共に、第一、第二のスプライン部同士のスプライン係合部での歯打ち音の発生防止を図れる。即ち、本発明によれば、第一のスプライン部を設けた部材と第二のスプライン部を設けた部材との結合を止め輪により行なう為、組立作業の容易化を図れる。更に、上記第一、第二のスプライン部のうち、一方又は双方のスプライン部の歯の円周方向に関する幅が軸方向に関して変化する方向を適切に規制すれば、上記第一、第二のスプライン部同士を比較的小さい力で軸方向に関して相対変位させてスプライン係合させる事により、上記歯打ち音の発生を防止できる。しかも、本発明の場合には、上記第一、第二のスプライン部の歯の形状精度に多少のばらつきが生じた場合でも、これら第一、第二のスプライン部同士の係合深さが変わるのみで、上記力を過度に大きくする事なく、上記歯打ち音の発生防止を図れる。しかも、駆動軸の中間部外周面とデファレンシャル側等速ジョイントを構成するハウジングの外端部外周面との間に設けた、中間部が蛇腹状で全体を円筒状に形成した合成樹脂製のブーツで軸力を付与する事により、上記第一、第二のスプライン部同士を十分な締め代を持った状態で嵌合（係合）させて、自動車の走行時に歯打ち音の発生を長期間に亙り防止できる。即ち、長期間の使用を通じて、上記第一、第二のスプライン部の歯が摩耗した場合でも、上記ブーツにより、これら第一、第二のスプライン部同士を十分な締め代を持って嵌合させ続ける事ができ、上記歯打ち音の発生を長期間に亙り防止できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１〜５は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本例の特徴は、車輪支持用軸受ユニット１ｃと車輪側等速ジョイント２ｃとの結合作業の容易化を図ると共に、スプライン軸１７とスプライン孔１４との間のスプライン係合部４９ｂでの歯打ち音の発生防止を図るべく、ハブ４ｃとスプライン軸１７との結合部及び上記スプライン係合部４９ｂの構造を工夫した点にある。その他の部分の構成及び作用は、前述の図６〜７に示した従来構造の第１〜２例の場合とほぼ同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分、並びに上記従来構造と異なる部分を中心に説明する。
【００２５】
本例の場合、上記車輪支持用軸受ユニット１ｃを構成するハブ４ｃの内端寄り部分に形成した小径段部１２に、その外周面に第二の内輪軌道１３を形成した内輪５を外嵌している。そして、この内輪５が上記小径段部１２から抜け出るのを防止する為に、上記ハブ４ｃの内端部にかしめ部４２ａを形成している。即ち、上記小径段部１２に上記内輪５を外嵌した後、上記ハブ４ｃの内端部でこの内輪５の内端面から突出した部分を径方向外方に塑性変形させて上記かしめ部４２ａを形成し、このかしめ部４２ａにより上記内輪５の内端面を抑え付けている。
【００２６】
又、駆動部材１８ｂを構成するスプライン軸１７の外端部外周面に、請求項に記載した第二の係合部に相当する係止溝３２を、全周に亙って形成している。上記スプライン軸１７を上記ハブ４ｃの中心部に設けたスプライン孔１４内に挿入した状態では、上記係止溝３２にその内径側半部を係止した止め輪３３ｂの外径側半部が、上記ハブ４ｃの内周面外端寄り部分に形成した、請求項に記載した第一の係合部に相当する係止段部３５ａに係合して、上記スプライン軸１７が上記スプライン孔１４から抜け出るのを防止する。尚、上記ハブ４ｃの中心孔で上記係止段部３５ａよりも外端開口寄り部分は、雌スプライン部４８ａを形成せず、単なる円筒面としている。
【００２７】
尚、上記止め輪３３ｂは、上記スプライン軸１７を上記スプライン孔１４内に挿入するのに先立って、上記係止溝３２に装着しておく。上記スプライン軸１７を上記スプライン孔１４内に挿入する際に上記止め輪３３ｂは、その直径を弾性的に縮めつつ、上記スプライン孔１４内を通過する。そして、上記止め輪３３ｂが上記係止段部３５ａに整合した状態で、その直径が弾性的に復元して、上述の様にこの止め輪３３ｂが、上記係止段部３５ａと上記係止溝３２との間に掛け渡される。
【００２８】
又、上記ハブ４ｃの中心孔の外端側開口部は、キャップ５０により塞いでいる。これに対し、前記駆動部材１８ｂを構成する等速ジョイント用外輪１５の基端部に形成した肩部５１の外周面には、シールリング５２を外嵌している。そして、このシールリング５２を、前記かしめ部４２ａの内側面と上記等速ジョイント用外輪１５の外端面との間で弾性的に圧縮して、これらかしめ部４２ａと等速ジョイント用外輪１５との間の隙間を塞いでいる。本例の場合には、上記キャップ５０とシールリング５２とにより、上記スプライン軸１７の外周面に形成した雄スプライン部４７ａと上記スプライン孔１４の内周面に形成した雌スプライン部４８ａとの間のスプライン係合部４９ｂに、雨水等の異物が入り込む事を防止して、このスプライン係合部４９ｂが錆び付く事を防止している。
【００２９】
更に、本例の車輪駆動用ユニットを構成する車輪駆動用軸受ユニットの場合には、上記スプライン軸１７の外周面に形成した、請求項に記載した第二のスプライン部に相当する雄スプライン部４７ａの内端寄り部分で、図１〜３に矢印でその範囲を示すα部分を、各雄スプライン歯５３、５３（図３、４）の円周方向に関する幅が、挿入方向後方である軸方向内方に向かう程大きくなる方向に漸次変化した、雄スプライン側テーパ部５４としている。従って、円周方向に隣り合う雄スプライン歯５３、５３同士の間に存在する溝部５５、５５（図３、４）の円周方向に関する幅は、上記雄スプライン側テーパ部５４に於いて、挿入方向後方側である内端側に向うに従って漸次狭くなる。この為に、この雄スプライン側テーパ部５４に存在する各雄スプライン歯５３、５３の円周方向に関する両側面は、軸方向に対し互いに同角度分逆方向に傾斜させている。尚、これら各雄スプライン歯５３、５３の両側面を軸方向に対し傾斜させる角度（傾斜角度）は、０．５〜２度程度としている。尚、この傾斜角度とは、中心軸に平行な仮想直線と各スプライン歯の片側の側面とのなす角度である。即ち、この傾斜角度は、各スプライン歯の両側面同士がなす挾角（テーパ角度）の半分の値として定義する。
【００３０】
これに対して、上記雄スプライン部４７ａの中間部乃至は外半部で、上記雄スプライン側テーパ部５４よりも軸方向外側に外れた部分では、各雄スプライン歯５３、５３の両側面を軸方向に対し平行にして、これら各雄スプライン歯５３、５３及び溝部５５、５５の幅が、上記中間部乃至は外半部の全長に亙って変化しない様にしている。尚、上記雄スプライン部４７ａの軸方向内端部で、上記雄スプライン側テーパ部５４よりも軸方向内側に外れた部分は、各雄スプライン歯５３、５３の直径方向に関する高さが軸方向内方に向かう程漸次小さくなる方向に、比較的大きな角度で傾斜した、不完全部５６（図１〜３）としている。図３では、この不完全部５６で各雄スプライン歯５３、５３の幅が急激に大きくなる様に見えるが、これは、上記不完全部５６で、断面形状が略台形である各雄スプライン歯５３、５３の直径方向に関する高さが、軸方向内端に向う程急に小さくなる事によるものである。この事からも分かる様に、本明細書中で、各雄スプライン歯５３、５３の円周方向に関する幅が変化すると言うのは、直径方向に関する高さが同じ部分（例えば歯先同士）で各雄スプライン歯５３、５３の幅が変化する事を意味する。
【００３１】
一方、上記スプライン孔１４の内周面に形成した、請求項に記載した第一のスプライン部に相当する雌スプライン部４８ａの内端寄り部分で、図１〜３に矢印でその範囲を示すα部分は、この雌スプライン部４８ａを構成する各歯の円周方向に関する幅が、挿入方向後方である軸方向内方に向かう程小さくなる様に漸次変化した、雌スプライン側テーパ部５７としている。従って、上記雌スプライン部４８ａを構成し、円周方向に隣り合う歯同士の間に存在する溝部の幅は、上記雌スプライン側テーパ部５７に於いて、挿入方向前方側である内端側に向うに従って漸次広くなる。この様に、この雌スプライン側テーパ部５７と上記雄スプライン側テーパ部５４とでは、各スプライン部４７ａ、４８ａのテーパ部５４、５７で歯の円周方向に関する幅が軸方向に関して大きくなる方向が互いに異なっている。又、上記雌スプライン部４８ａの中間部乃至は外半部で、上記雌スプライン側テーパ部５７よりも軸方向外側に外れた部分では、各歯の両側面を軸方向に対し平行にして、これら各歯及び溝部の幅が、上記中間部乃至は外半部の全長に亙って変化しない様にしている。更に、上記雌スプライン側テーパ部５７の各歯の円周方向に関する両側面を、上記雄スプライン側テーパ部５４の場合と同角度分、軸方向に対し傾斜させている。
【００３２】
尚、上述の様な雌スプライン側テーパ部５７を形成する作業は、例えば、上記スプライン孔１４の内周面に、それぞれの幅が軸方向全長に亙り変化しない複数の歯を予め形成した後、このスプライン孔１４の内端側から、その外周面に、軸方向に関してそれぞれの幅が漸次変化した複数の突条部を有するパンチを押し込む等により行なう。これに対して、上記雄スプライン側テーパ部５４は、上記雄スプライン部４７ａの他の部分の形状を形成するのと同時に、転造加工により形成する。又、上記雄、雌各スプライン側テーパ部５４、５７の軸方向長さは、５〜１５mm程度としている。
【００３３】
前記車輪支持用軸受ユニット１ｃと等速ジョイント２ｃとを結合する場合には、前記スプライン軸１７を上記スプライン孔１４内に、上記雄スプライン部４７ａと雌スプライン部４８ａとをスプライン係合させつつ挿入する。そして、上記スプライン軸１７を所定長さ分挿入し、上記スプライン軸１７の外端部外周面の係止溝３２に係止した止め輪３３ｂを、前記ハブ４ｃの外端部内周面に形成した係止段部３５ａに係合させた状態で、上記雄スプライン部４７ａの雄スプライン側テーパ部５４と上記雌スプライン部４８ａの雌スプライン側テーパ部５７とが締め代を持って嵌合する様に、これら両テーパ部５４、５７の形状及び寸法を規制している。
【００３４】
更に、本例の場合には、車輪駆動用軸受ユニットを自動車に組み付けた状態で、上記スプライン軸１７に、このスプライン軸１７を上記スプライン孔１４内に押し込む方向の軸力が常に付与される様にしている。即ち、上記車輪駆動用軸受ユニットは、等速ジョイント用内輪１６の内側に、駆動軸２６の外端部をスプライン係合させると共に、この駆動軸２６の外端部外周面に全周に亙り形成した係止溝２８と、上記等速ジョイント用内輪１６の内周面に全周に亙り形成した係止溝５８との間に、止め輪２９を係合させる事により、自動車に組み付ける。上記駆動軸２６の内端部は、図示しないデファレンシャルギヤの出力軸部５９の端部に設けた、請求項に記載したデファレンシャル側等速ジョイントであるトリポード型等速ジョイント６０を構成するトラニオン６１（図１、５）の中心部に結合している。又、上記駆動軸２６の中間部外周面と、上記トリポード型等速ジョイント６０を構成するハウジング６２の外端部外周面及び前記等速ジョイント用外輪１５の内端部外周面との間に、グリースの漏れ防止等の為の１対のブーツ６３ａ、６３ｂを、それぞれ固定している。これら各ブーツ６３ａ、６３ｂは、中間部が蛇腹状で、全体を円筒状に形成している。尚、上記トリポード型等速ジョイント６０の基本的構造に就いては、従来から周知の構造と同様であり、本発明の要旨とは関係しない為、詳しい説明は省略する。
【００３５】
特に、本例の場合には、上記１対のブーツ６３ａ、６３ｂのうち、上記トリポード型等速ジョイント６０の側に設ける、一方のブーツ６３ａを合成樹脂製として、この一方のブーツ６３ａの剛性が比較的大きくなる様にしている。これに対して、上記１対のブーツ６３ａ、６３ｂのうち、上記等速ジョイント用外輪１５の側に設ける、他方のブーツ６３ｂは、従来から一般的に使用されている構造と同様に、ゴム製としている。従って、この他方のブーツ６３ｂの場合には、剛性は比較的小さい。そして、上記駆動軸２６の外端部に等速ジョイント用内輪１６を結合固定して、車輪駆動用軸受ユニットを自動車に組み付けた状態で、上記一方のブーツ６３ａを、上記ハウジング６２と上記駆動軸２６との間に、少し弾性的に圧縮した状態で装着している。そして、この状態でこの駆動軸２６に、上記一方のブーツ６３ａにより数１０Ｎ程度の弾力が、上記ハウジング６２から離れる方向（図１、５の左方向）に付与される様にしている。従って、本例の車輪駆動用軸受ユニットを自動車に組み付けた状態では、上記スプライン軸１７に、このスプライン軸１７を上記スプライン孔１４内に押し込む方向（図１、２の左方向）の軸力が常に付与された状態となる。
【００３６】
尚、上記車輪駆動用軸受ユニットを自動車に組み付ける以前の状態でも、上記駆動軸２６には、上記一方のブーツ６３ａにより、上記ハウジング６２から離れる方向の弾力が付与された状態となる。この為、上記駆動軸２６の内端部に結合したトラニオン６１に支持した複数のローラ６４が、上記ハウジング６２の外端開口部から外側に抜け出す傾向となる。そこで、本例の場合には、このハウジング６２の外端開口部に、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成した金属板製のストッパ６５を内嵌固定している。そして、このストッパ６５により、上記トリポード型等速ジョイント６０の搬送時等に、上記複数のローラ６４が上記ハウジング６２の外端開口部から不用意に抜け出るのを防止している。
【００３７】
前述の様にしてスプライン軸１７に、このスプライン軸１７を上記スプライン孔１４内に押し込む方向の所定の軸力が付与された状態では、前記雄、雌両スプライン側テーパ部５４、５７同士が所定の締め代を持って嵌合する。言い換えれば、これら両テーパ部５４、５７同士が、互いにくさび状に係合する。そして、これら雄、雌両スプライン側テーパ部５４、５７の各雄スプライン歯５３、５３及び雌スプライン歯の円周方向に互いに対向する側面同士は、これら各テーパ部５４、５７の軸方向全長に亙りほぼ均一に接触する。又、この状態で、上記雄スプライン部４７ａの中間部乃至は外半部で上記雄スプライン側テーパ部５４よりも軸方向外側に外れた部分の各雄スプライン歯５３、５３と、上記雌スプライン部４８ａの中間部乃至は外半部で上記雌スプライン側テーパ部５７よりも軸方向外側に外れた部分の各雌スプライン歯とが、スプライン係合する。尚、本例の場合には、これら雄、雌各スプライン部４７ａ、４８ａのうち、上記雄、雌スプライン側テーパ部５４、５７よりも軸方向外側に外れた部分の、円周方向に互いに対向する各雄スプライン歯５３、５３及び雌スプライン歯の側面同士の間に、約１００μｍ以下の微小隙間が存在するか、或は隙間が全く存在しない様に上記各スプライン部４７ａ、４８ａの形状並びに寸法精度を規制している。
【００３８】
上述の様に構成する、本例の車輪駆動用ユニットを構成する車輪駆動用軸受ユニットによれば、車輪支持用軸受ユニット１ｃと車輪側等速ジョイント２ｃとの結合を止め輪３３ｂにより行なう為、前述の図７に示した従来構造の第２例の場合と同様に、組立作業の容易化を図れる。更に、本例の場合には、スプライン軸１７の外周面に設けた雄スプライン部４７ａと、スプライン孔１４の内周面に設けた雌スプライン部４８ａとから成るスプライン係合部４９ｂでの歯打ち音の発生防止を図れる。即ち、本例の場合には、上記雄スプライン部４７ａと雌スプライン部４８ａとのそれぞれに設けた雄、雌各スプライン側テーパ部５４、５７の各雄スプライン歯５３、５３及び雌スプライン歯の円周方向に関する幅を、軸方向に関して互いに異なる方向に漸次大きくなる様に変化させている。従って、本例の場合の様に、トリポード型等速ジョイント６０側に装着した一方のブーツ６３ａにより、上記スプライン軸１７に、このスプライン軸１７を上記スプライン孔１４内に押し込む方向の、数１０Ｎ程度の小さな軸力が付与しただけでも、上記雄、雌両スプライン側テーパ部５４、５７同士を、十分な締め代を持った状態で嵌合させて、自動車の走行時に上記歯打ち音が発生するのを防止できる。
【００３９】
しかも、本例の場合には、上記雄、雌各スプライン部４７ａ、４８ａの各雄スプライン歯５３、５３及び雌スプライン歯の形状精度に多少のばらつきが生じた場合でも、上記スプライン孔１４に対し上記スプライン軸１７を挿入する程度が変わるのみで、このスプライン軸１７を上記スプライン孔１４内に押し込むのに要する力を大きくする事なく、上記雄、雌両スプライン側テーパ部５４、５７同士を十分な締め代を持って嵌合させる事ができる。この結果、本例によれば、組立に要するコストの低減を図れると共に、上記雄、雌各スプライン部４７ａ、４８ａの形状精度のばらつきの存在に拘らず、上記歯打ち音の発生防止を図れる。
【００４０】
更に、本例の場合には、トリポード型等速ジョイント６０の側に設けたブーツ６３ａにより上記スプライン軸１７に、このスプライン軸１７をスプライン孔１４内に押し込む方向の軸力を付与し続ける事ができる。この為、長期間の使用を通じて、上記各スプライン側テーパ部５４、５７の各雄スプライン歯５３、５３及び雌スプライン歯が摩耗した場合でも、これら両スプライン側テーパ部５４、５７同士を十分な締め代を持って嵌合させ続ける事ができて、上記歯打ち音の発生を長期間に亙り防止できる。
【００４１】
又、上記スプライン軸１７とハブ４ｃとの間でトルクが伝達されない中立状態で、上記雄、雌各スプライン部４７ａ、４８ａの中間部乃至は外半部で、上記雄、雌各スプライン側テーパ部５４、５７よりも軸方向外側に外れた部分の円周方向に互いに対向する各雄スプライン歯５３、５３及び雌スプライン歯の側面同士の間に僅かな隙間が存在する場合でも、トルク伝達時には、上記雄、雌各スプライン側テーパ部５４、５７の各雄スプライン歯５３、５３及び雌スプライン歯が弾性変形する。そして、上記雄、雌各スプライン部４７ａ、４８ａの中間部乃至は外半部の各雄スプライン歯５３、５３及び雌スプライン歯の側面同士の一部が接触して、この部分で、トルクの一部を伝達する。従って、上記両テーパ部５４、５７に過大なトルクが加わる事はない。
【００４２】
尚、本例の場合には、上記雄、雌両スプライン部４７ａ、４８ａの一部に、各雄スプライン歯５３、５３及び雌スプライン歯の幅が軸方向に関して漸次変化した、雄、雌各スプライン側テーパ部５４、５７を形成しているが、これら雄、雌各スプライン側テーパ部５４、５７は、上記両スプライン部４７ａ、４８ａのうちの何れか一方のみに設けても良い。要は、上記スプライン軸１７をスプライン孔１４内に押し込むのに従って、上記雄スプライン部４７ａと雌スプライン部４８ａとの少なくとも一部同士を締め代を持って嵌合させられれば良い。但し、本例の場合の様に、上記雄、雌各スプライン部４７ａ、４８ａの一部に、各雄スプライン歯５３、５３及び雌スプライン歯の幅が軸方向に関して大きくなる方向を互いに異ならせた、雄、雌各スプライン側テーパ部５４、５７を形成した場合には、これら雄、雌各スプライン側テーパ部５４、５７の各雄スプライン歯５３、５３及び雌スプライン歯の側面同士をほぼ均一に接触させる事ができて、これら各雄スプライン歯５３、５３及び雌スプライン歯に加わる接触面圧を小さくできる。従って、本例の場合には、上記雄、雌各スプライン側テーパ部５４、５７の各雄スプライン歯５３、５３及び雌スプライン歯の耐久性を十分に確保できる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、組立作業を容易にしてコストの低減を図れると共に、乗員に耳障りな歯打ち音の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す断面図。
【図２】図１の左部拡大図。
【図３】雄スプライン部の詳細を示す、図２のＡ部拡大図。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図。
【図５】図１の右部拡大図。
【図６】従来構造の第１例を示す断面図。
【図７】同第２例を、一部を省略して示す断面図。
【図８】同第３例を示す断面図。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ車輪支持用軸受ユニット
２、２ａ、２ｂ、２ｃ車輪側等速ジョイント
３外輪
４、４ａ、４ｂ、４ｃハブ
５内輪
６転動体
７取付部
８ナックル
９外輪軌道
１０フランジ
１１第一の内輪軌道
１２小径段部
１３第二の内輪軌道
１４スプライン孔
１５、１５ａ等速ジョイント用外輪
１６等速ジョイント用内輪
１７スプライン軸
１８、１８ａ、１８ｂ駆動部材
１９外側係合溝
２０第二のスプライン孔
２１内側係合溝
２２ボール
２３保持器
２４雄ねじ部
２５ナット
２６駆動軸
２７雄スプライン部
２８係止溝
２９止め輪
３０係止段部
３１係止部
３２係止溝
３３、３３ａ、３３ｂ止め輪
３４弾性リング
３５、３５ａ係止段部
３６係止溝
３７止め輪
３８間座
３９内径側雌スプライン部
４０外径側雄スプライン部
４１内径側雄スプライン部
４２、４２ａかしめ部
４３外径側雌スプライン部
４４内側係止溝
４５外側係止溝
４６段差面
４７、４７ａ雄スプライン部
４８、４８ａ雌スプライン部
４９、４９ａ、４９ｂスプライン係合部
５０キャップ
５１肩部
５２シールリング
５３雄スプライン歯
５４雄スプライン側テーパ部
５５溝部
５６不完全部
５７雌スプライン側テーパ部
５８係止溝
５９出力軸部
６０トリポード型等速ジョイント
６１トラニオン
６２ハウジング
６３ａ、６３ｂブーツ
６４ローラ
６５ストッパ

Claims

車輪支持用軸受ユニットと等速ジョイントユニットとを止め輪を介して結合して成り、このうちの車輪支持用軸受ユニットは、内周面に複列の外輪軌道を有し使用時にも回転しない外輪と、外周面の外端寄り部分に車輪を支持する為のフランジを、同じく中間部に直接又は別体の内輪を介して第一の内輪軌道を、それぞれ設け、外周面の内端寄り部分にその外周面に第二の内輪軌道を形成した内輪を外嵌固定したハブと、上記各外輪軌道と上記第一、第二の各内輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けられた転動体と、上記ハブ若しくはこのハブに結合固定された部材の周面の一部に設けられた第一のスプライン部とを備えたものであり、上記等速ジョイントユニットは、駆動軸の両端部にそれぞれデファレンシャル側等速ジョイントと車輪側等速ジョイントとを結合して成り、上記第一のスプライン部とスプライン係合する第二のスプライン部を外端部に設けると共に、内端部を上記車輪側等速ジョイントを構成する等速ジョイント用外輪とした駆動部材を備えたものであり、上記止め輪は全体を欠円環状に構成されて直径を拡縮自在としたものであって、上記第一のスプライン部と上記第二のスプライン部とをスプライン係合させた状態で、上記ハブ若しくはこのハブに結合固定された部材の周面の一部に設けられた第一の係合部と上記駆動部材の外端部周面の一部に設けられた第二の係合部との間に掛け渡されて、上記第一のスプライン部と上記第二のスプライン部との係合が外れるのを防止するものである車輪駆動用ユニットに於いて、上記第一のスプライン部と第二のスプライン部とのうちの少なくとも一方のスプライン部を構成する複数の歯のうち、少なくとも一部の歯の円周方向に関する幅を、軸方向に関して漸次変化させ、上記第一のスプライン部への上記第二のスプライン部の挿入に伴い、当該歯を相手スプライン部の溝部に、くさび状に食い込み自在とすると共に、上記駆動軸の中間部外周面と上記デファレンシャル側等速ジョイントを構成するハウジングの外端部外周面との間に設けた、中間部が蛇腹状で全体を円筒状に形成した合成樹脂製のブーツにより上記第一、第二のスプライン部同士の間に軸力を付与した事を特徴とする車輪駆動用ユニット。