JP4481969B2 - 駆動車軸用軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のドライブトレインを構成する駆動車輪用軸受装置に関するもので、より詳しくは、自動車の駆動車輪を支持するための車輪軸受と、駆動車輪に動力を伝達する駆動軸と連結するための等速ジョイントとを一体化した駆動車輪用軸受装置に関する。

この種の車輪用軸受装置は、図９および図１０に示すように、駆動軸１の内端側をスライド式等速ジョイント２を介して差動装置３に連結し、駆動軸１の外端側を固定式等速ジョイント１４を介して車輪軸受４に連結した構造である。ここで、駆動軸１の内端とは、車体の幅方向で見て内側（図１〜図６、図９および図１０の右側）の端部、反対に、駆動軸１の外端とは、車体の幅方向で見て外側（図１〜図６、図９および図１０の左側）の端部の意である。車輪軸受４は、懸架装置を介して車体に支持されるナックル１０に固定した外方部材１１と、外方部材１１の内側に複列の転動体１２ａ，１２ｂを介して回転自在に支持される内方部材１３とを備え、内方部材１３に等速ジョイント１４の外側継手部材１５を同軸に結合して一体化してある。

ナックル１０は車体幅方向に貫通する円形の取付け穴１０ａを有する。外方部材１１は一端側に円筒形の外周面１１ａを有し、他端側にフランジ１１ｂを有する。ナックル１０の取付け穴１０ａに外方部材１１の外周面１１ａを嵌合させ、ナックル１０のボルト穴に内側から挿入した取付けボルト２１をフランジ１１ｂの複数箇所に形成されたネジ穴１１ｃに締め込むことにより、ナックル１０と外方部材１１とが締結される。外方部材１１の内周に複列の転動体１２ａ、１２ｂのための外側軌道面（アウタレース）１１ｄ，１１ｅが形成されている。これらの外側軌道面に対応する複列の内側軌道面（インナレース）のうちの一方１３ｃは内方部材１３の外周部に形成され、他方１５ａは等速ジョイント１４の外側継手部材１５の外周部に形成されている。

等速ジョイント１４は、外側継手部材１５と、内側継手部材１６と、保持器１７と、複数のトルク伝達ボール１８と、ブーツ１９を主要な構成要素としている。外側継手部材１５は椀状のマウス部と軸状のステム部とからなり、マウス部は円周方向等分位置に軸方向に延びる６本の案内溝を形成した球面状内周面を有する。また、ステム部には、上記の内側軌道面１５ａよりも軸端側に、軸線に対して垂直に延在する肩部１５ｂと、円筒形外周面の圧入部１５ｃと、スプライン軸部１５ｄと、かしめ部１５ｅとが連成されている。内側継手部材１６は円周方向等分位置に軸方向に延びる６本の案内溝を形成した球面状外周面を有する。この内側継手部材１６に駆動軸１の外端部がスプライン結合される。対をなす外側継手部材１５の案内溝と内側継手部材１６の案内溝とで６本のボールトラックが形成され、各ボールトラックに１個ずつ、合計６個のトルク伝達ボール１８が組み込まれて両継手部材間でトルクを伝達する。トルク伝達ボール１８を保持するケージ１７は外側継手部材１５の内周面と内側継手部材１６の外周面との間に介在している。外側継手部材１５のマウス部の外周に蛇腹状のブーツ１９の大端部が固定される。ブーツ１９の小端部は駆動軸１の外周に固定される。

内方部材１３は車輪を取り付けるためのフランジ１３ａを外周に一体に形成してなり、そのフランジ１３ａの円周方向複数位置にハブボルト２２を固定してある。内方部材１３は中空筒状で、外側継手部材１５と嵌合する円筒形孔部とスプライン孔部１３ｂとを有する。内方部材１３の内周に外側継手部材１５の圧入部１５ｃを圧入するとともに、内方部材１３のスプライン孔部１３ｂに外側継手部材１５のスプライン軸部１５ｄをスプライン結合させ、肩部１５ｂを内方部材１３の内端に押し当てた状態で、かしめ部１５ｅを内方部材１３の外端にかしめることにより、内方部材１３と外側継手部材１５を一体化してある。

上述の車輪用軸受装置では、等速ジョイント１４のとりわけブーツ１９の最大外径がナックル１０の取付け穴１０ａの内径よりも大きい。このため、自動車メーカにおいて、等速ジョイント１４と車輪軸受４を組み立てる必要があり、作業性が悪かった。また、車体に組み付けられた車輪軸受４、等速ジョイント１４の点検・修理等、特に等速ジョイントのブーツ交換等を行うためには、ナックル１０を含むユニットを全体として車体から取り外す必要があり、作業性が悪かった。

本発明の目的は、駆動車輪用軸受装置の分解・組立等の各作業を容易に行えるようにすることにある。

本発明は、内方部材は内周に円筒形孔部とスプライン孔部を有し、外側継手部材のステム部に、その軸端側に向けて、円筒形外周面の圧入部と、スプライン軸部と、かしめ部とを連成して前記圧入部と前記かしめ部との間の全領域に前記スプライン軸部を形成し、前記外側継手部材の圧入部を前記内方部材の円筒形孔部に圧入するとともに、前記内方部材のスプライン孔部に前記外側継手部材のスプライン軸部をスプライン結合させ、かしめ部を内方部材の外端にかしめることにより、内方部材と外側継手部材とを一体化し、前記外方部材の外側軌道面が前記外側継手部材の最大直径部分よりも径方向で内方に位置し、ブーツの最大直径部分の直径を外方部材の嵌合面の直径以下とすることによって課題を解決したものである。

通常、外側継手部材の外周に装着されたブーツの最大外径部分が等速ジョイントの最大直径部分となる。したがって、このブーツの最大外径部分の直径を外方部材の嵌合面の直径以下に設定することで、外方部材の嵌合面と嵌合する相手部材つまりナックルの取付け穴を等速ジョイント全体が通過できることとなる。すなわち、請求項１に記載したように、外周に車体に取り付ける取付フランジと嵌合面を有し、内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、外方部材の内側に転動体を介して回転自在に配置され、外周に軌道面と車輪を取り付ける車輪取付フランジを有する内方部材とで構成される車輪軸受、および、内周部に案内溝を形成した外側継手部材と、外周部に案内溝を形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝との対によって形成されるボールトラックにそれぞれ配されたトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを保持するための保持器と、外側継手部材に装着されるブーツとで構成され、駆動軸の一端に設けられる等速ジョイントを備え、車輪軸受と等速ジョイントの外側継手部材とを一体化した駆動車輪用軸受装置において、内方部材は内周に円筒形孔部とスプライン孔部を有し、外側継手部材のステム部に、その軸端側に向けて、円筒形外周面の圧入部と、スプライン軸部と、かしめ部とを連成して前記圧入部と前記かしめ部との間の全領域に前記スプライン軸部を形成し、前記外側継手部材の圧入部を前記内方部材の円筒形孔部に圧入するとともに、前記内方部材のスプライン孔部に前記外側継手部材のスプライン軸部をスプライン結合させ、かしめ部を内方部材の外端にかしめることにより、内方部材と外側継手部材とを一体化し、前記外方部材の外側軌道面が前記外側継手部材の最大直径部分よりも径方向で内方に位置し、上記ブーツの最大直径部分の直径を上記外方部材の嵌合面の直径以下とする。

あるいは、たとえばゴムブーツのように弾性変形させやすいブーツを採用した場合、ブーツは弾性変形させた状態でナックルの取付け穴を通過させることができるので、外側継手部材の最大直径部分がナックルの取付け穴を通過できる直径であればよい。したがって、外側継手部材の最大直径部分を等速ジョイントの最大直径部分とする場合もある。すなわち、請求項２に記載したように、外周に車体に取り付ける取付フランジと嵌合面を有し、内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、外方部材の内側に転動体を介して回転自在に配置され、外周に軌道面と車輪を取り付ける車輪取付フランジを有する内方部材とで構成される車輪軸受、および、内周部に案内溝を形成した外側継手部材と、外周部に案内溝を形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝との対によって形成されるボールトラックにそれぞれ配されたトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを保持するための保持器と、外側継手部材に装着されるブーツとで構成され、駆動軸の一端に設けられる等速ジョイントを備え、車輪軸受と等速ジョイントの外側継手部材とを一体化した駆動車輪用軸受装置において、内方部材は内周に円筒形孔部とスプライン孔部を有し、外側継手部材のステム部に、その軸端側に向けて、円筒形外周面の圧入部と、スプライン軸部と、かしめ部とを連成して前記圧入部と前記かしめ部との間の全領域に前記スプライン軸部を形成し、前記外側継手部材の圧入部を前記内方部材の円筒形孔部に圧入するとともに、前記内方部材のスプライン孔部に前記外側継手部材のスプライン軸部をスプライン結合させ、かしめ部を内方部材の外端にかしめることにより、内方部材と外側継手部材とを一体化し、前記外方部材の外側軌道面が前記外側継手部材の最大直径部分よりも径方向で内方に位置し、上記外側継手部材の最大直径部分の直径を上記外方部材の嵌合面の直径以下とする。

例えば、８個のトルク伝達ボールを用いた等速ジョイントの場合は、従来の６個のトルク伝達ボールを用いた等速ジョイントに比べて外側継手部材の外径を小さくすることが可能であるため、等速ジョイントの最大直径部分の直径を外方部材の嵌合面の直径以下とするにあたり、等速ジョイントの強度その他の仕様に影響を与えることなく最適な設計をすることができる。

上記構成において、前記車輪軸受と、前記駆動軸の一端に設けられる等速ジョイントと、前記駆動軸と、前記駆動軸の他端に設けられる等速ジョイントとでドライブシャフトアセンブリを構成し、前記ドライブシャフトアセンブリの最大外径を前記外方部材の嵌合面の直径よりも小さくしても良い。

また、外方部材の複列の外側軌道面に対応する複列の一方の内側軌道面を内方部材の外周部に、かつ他方の内側軌道面を外側継手部材の外周部にそれぞれ配分的に配置しても良い。

また、車輪軸受の内方部材と等速ジョイントの外側継手部材とをかしめ加工により一体化しても良い。両者の結合手段としてナットによる締結も採用できるが、かしめ加工により一体化した場合は分離が困難であるため、ナックルに対して車輪軸受装置全体をアセンブリとして組付け、取外しできる本発明の有利さがとりわけ顕著なものとなる。

また、上記ブーツの材料を樹脂材料から形成しても良い。

本発明によれば、車輪軸受と等速ジョイントを組み立ててからナックルを組み付けることが可能となるため、作業性が改善される。たとえば、車体に組み付ける場合、あらかじめ組み立てた車輪軸受と等速ジョイントを、ナックルの取付け穴に車体の外側から挿入して組み付けることが可能となる。車体から取り外す場合にも、外方部材とナックルとの締結を解除することで、ナックルの取付け穴から外方部材と共に車輪軸受および等速ジョイントをユニットとして引き出すことができる。したがって、点検・修理等の作業が非常に容易になる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

まず、図１乃至図３に示す実施の形態について説明する。ここで、図１乃至図３の実施の形態は基本構造に関する限り既述の図９および図１０のものと同じであるため、図９および図１０に関連して既述したのと実質上同一の要素または部位には同一の符号を付し、重複した説明を避けることとする。

図１および図２に示した駆動車輪用軸受装置は、図１０および図９と対比すれば分かるとおり、ナックル１０の取付け穴１０ａと嵌合する外方部材１１の嵌合面１１ａの直径Ｄａと、等速ジョイント部１４の最大直径部分の直径Ｄｂとの関係をＤａ≧Ｄｂに設定したことを特徴としている。なお、ナックル１０の取付け穴１０ａの内径をＤ’ａとすると、Ｄ’ａ≧Ｄａ≧Ｄｂの関係にあり、Ｄ’ａ≧Ｄａの関係は通常のはめあいに基づいて設計されるものである。

外側継手部材１５の外周にブーツ１９の大端部を固定することから、ブーツ１９の最大直径部分１９ａが等速ジョイント部の最大直径部分となるのが通常である。この最大直径部分１９ａよりもナックル１０の取付け穴１０ａの内径Ｄａの方が大きいので、車輪軸受４と等速ジョイント１４を組み立てた後、ナックル１０に外方部材１１を取り付けることができる。さらに、駆動軸１とその両端の等速ジョイント２，１４のアセンブリをドライブシャフトと呼ぶことがあるが、そのようなドライブシャフトの最大外径を外方部材１１の嵌合面１１ａの直径Ｄａよりも小さくしておくことにより、ドライブシャフト全体をナックル１０の取付け穴１０ａから挿入したり、抜き出したりすることが可能となる。

すなわち、図３に示すように、車体（図示せず）に固定されたナックル１０に軸受装置を取り付ける場合、車輪軸受４、等速ジョイント１４、駆動軸１、等速ジョイント２を図示するように予め組み立てた状態で、等速ジョイント２の側から順に、図の左から右に、ナックル１０の取付け穴１０ａを通過させ、最後に外方部材１１の嵌合面１１ａをナックル１０の取付け穴１０ａに嵌合させて、取付ボルト２１で外方部材１１のフランジ１１ｂをナックル１０に締結する。このような取付け穴１０ａへの軸受装置全体の挿入が上記寸法関係Ｄ’ａ≧Ｄａ≧Ｄｂによって許容される。また、軸受装置全体の組立を車体から離れた場所で行うことが可能となるため、作業性が向上し、組立精度も改善される。

軸受装置を車体から取り外す場合には、ナックル１０と外方部材１１とを締結している取付ボルト２１を取り外し、車体の外側に、つまり図の右側から左側に、軸受装置全体をナックル１０の取付け穴１０ａを通過させて引き出し、軸受装置全体を車体と別場所に移動させる。そして、別場所に移動させた軸受装置のうちの修理や点検を要する構成部品だけを分解し、修理後に分解した部分だけを再組立てする。このようにすることで軸受装置の分解・修理、等速ジョイントのブーツ交換等が最小の工数で能率的に行われる。この場合、ブーツ１９は樹脂材のような硬度が高いものでも採用可能である。

一般に、車輪軸受４は、軸受の転動寿命、剛性、フレッティング等の面で有利なように、軸受アキシャル隙間を負にして、言い換えれば所定の予圧をかけて使用する。この負の軸受アキシャル隙間の測定は、たとえば次のようにして行われる。すなわち、内方部材１３に外側継手部材１５を圧入して肩部１５ｂと内方部材１３の内端面とが所望の間隔Ｓになった時点で圧入を一旦停止させ、このときの正の軸受アキシャル隙間Ｓと、外方部材１１の軸方向の最大移動量から軸受アキシャル隙間Δａ’を測定する。次に、外側継手部材１５をその肩部１５ｂが内方部材１３の内端面に当接するまで圧入して、式Δａ＝Δａ’−Ｓから負の軸受アキシャル隙間Δａを求める。

図１〜図３の実施の形態では、図９および図１０の場合と同様に、内方部材１３の内周に外側継手部材１５の圧入部１５ｃを圧入するとともに、内方部材１３のスプライン孔部１３ｂに外側継手部材１５のスプライン軸部１５ｄをスプライン結合させ、肩部１５ｂを内方部材１３の内端に押し当てた状態で、かしめ部１５ｅを内方部材１３の外端にかしめることにより、内方部材１３と外側継手部材１５を一体化してある。また、図４に示すようなかしめの態様を採用することもできる。すなわち、内方部材１３に圧入した外側継手部材１５の軸端部を内径側から外径側に拡径させて両者を塑性結合（コイニング）させる。図１および図４において符号１５ｅはかしめ部を示す。

外側継手部材１５を構成する材料としては、炭素含有量が０．４５〜１．１０重量％の炭素鋼とし、少なくとも端部（加工前のかしめ部１５ｅ）の硬度をＨｖ２００〜３００とする。これにより、インボード側内側軌道面１５ａ部分やマウス部のトラック溝部分に要求される硬度（Ｈｖ５１０〜９００）を確保し、しかも、かしめ作業を十分に行える。すなわち、かしめ部１５ｅを形成する前の端部の硬度がＨｖ３００を超えると、端部をかしめる際に、形成されたかしめ部１５ｅにクラックが発生したり、かしめが不十分となってかしめ部１５ｅと内方部材１３とが密着しなくなって内方部材１３と外側継手部材１５との結合力が不足したりする。また、かしめ部１５ｅを形成するために要する荷重が過大になって、かしめ作業に伴って内側軌道面１３ｃや転動体１２ａに圧痕等の損傷を生じやすくなるほか、各部の寸法精度が悪化する可能性を生じる。外側継手部材１５を構成する炭素鋼の炭素含有量が１．１０を超えると、かしめ部１５ｅを形成する前の端部の硬度をＨｖ３００以下に抑えることが難しくなるためである。逆に、端部の硬度がＨｖ２００に達しないと、形成したかしめ部１５ｅの硬度を確保できず、やはりこのかしめ部による結合力が不足する。外側継手部材１５を構成する炭素鋼の炭素含有量が０．４５重量％を下回ると、インボード側内側軌道面１５ａ部分に要求される硬さ（Ｈｖ５１０〜９００）を確保できず、この内側軌道面部分の寿命が低下する。ステム部の端部（加工前のかしめ部１５ｅ）は、かしめを行う部分であるため延性が必要となる。したがって、かしめを可能ならしめるため端部には焼入れ処理を施さず未焼入れ部分として残してある。図１の中心線から上半分において、焼入れ硬化層を梨地で表わしてある。

このように、外側継手部材１５は、インボード側内側軌道面１５ａ部分を焼入れ処理により硬化させているため、この内側軌道面の転がり疲れ寿命を十分に確保できる。一方、端部には焼入れ処理を施すことなく、生のままとしているため、端部を塑性変形させるために要する力が徒に大きくなったり、あるいは端部を塑性変形させる場合に端部（かしめ部１５ｅ）に亀裂等の損傷が発生しやすくなることはない。したがって、上述のようにインボード側内側軌道面１５ａ部分の硬度を高くして転がり疲れ寿命を確保した場合でも、外側継手部材１５と内方部材１３とを結合するためのかしめ部の加工が面倒になることはない。しかも、内方部材１３の内周面の全長にわたって硬化層を形成させているため、かしめ部の加工に伴って内方部材１３に大きな荷重が加わった場合でも、内方部材１３の変形を防止して、軸受内部すきまが所望値からずれることを防止できる。また、内方部材１３の外周面に形成したアウトボード側内側軌道面１３ｃの直径が変化したり、精度が悪化することを防止して、この内側軌道面１３ｃの転がり疲れ寿命の低下防止を図れる。

内方部材１３と外側継手部材１５の結合手段としては、上述のかしめに代えて図５に示すようなナット２３による締結を採用することも可能である。その場合、外側継手部材１５のステム部を内方部材１３に圧入し、肩部１５ｂを内方部材１３の内端面に当接させた状態で、外側継手部材１５のステム部先端に形成したネジ軸部１５ｆにナット２３を締め付ける。

図６は、図５の実施の形態における主要部を拡大して示したもので、内側継手部材１６を駆動軸１から分離してあり、ブーツ１９も取り外してある。なお、図６の中心線から上半分において、梨地部分は焼入れ硬化層を表わしている。図示するように、外側継手部材１５の最大外径Ｄ’ｂは外方部材１１の嵌合面１１ａの直径Ｄａよりも小さい（Ｄａ＞Ｄ’ｂ）。このような寸法関係が保証されているならば、外方部材１１の嵌合面１１ａはナックル１０の取付け穴１０ａとの嵌合面であることから、外方部材１１をナックル１０との締結から解放することによって、図６に示す車輪軸受４および等速ジョイント１４をユニットとしてナックル１０から取り外すことができる。さらに、ここでは駆動軸１を取り外した状態を図示してあるが、内側継手部材１６と駆動軸１を結合したままで、差動装置側のスライド式等速ジョイント２まで含めたドライブシャフトアセンブリ全体を、ナックル１０の取付け穴１０ａから抜き出したり、あるいは、挿入することも可能である。なお、外側継手部材１５の外周部に大端部を固定されるブーツ１９は、その最大外径部が外方部材１１の嵌合面１１ａの直径より大きい場合もあり得るが、この場合はブーツ１９はゴム材のような多少とも可撓性を備えているものを採用すれば、弾性変形させた状態でナックル１０の貫通孔１０ａを通過させることが可能である。

駆動軸１の一端は固定式等速ジョイント１４を介して車輪軸受４に連結され、駆動軸１の他端はスライド式等速ジョイント２を介してディファレンシャル（終減速装置）３に連結される。図７に固定式等速ジョイント１４の具体例を示す。この固定式等速ジョイントはツェッパ型等速ジョイント（バーフィールド型固定式等速ジョイント）であり、球面状の内径面１５’に８本の曲線状の案内溝１５”を軸方向に形成した外側継手部材１５と、球面状の外径面１６’に８本の曲線状の案内溝１６”を軸方向に形成し、内径面に歯型（セレーション又はスプライン）を形成した内側継手部材１６と、外側継手部材１５の案内溝１５”とこれに対応する内側継手部材１６の案内溝１６”との対によって形成される８本のボールトラックにそれぞれ配された８個のトルク伝達ボール１８と、トルク伝達ボール１８を保持する保持器１７とを備えている。駆動軸１の一端は、内側継手部材１６のセレーション孔またはスプライン孔にセレーション連結される。

外側継手部材１５の案内溝１５”の中心Ｏ1 は内径面１５’の球面中心に対して、内側継手部材１６の案内溝１６”の中心Ｏ2 は外径面１６’の球面中心に対して、それぞれ、軸方向に等距離（Ｆ）だけ反対側に（中心Ｏ1 は継手の開口側、中心Ｏ2 は継手の奥部側に）オフセットされている。そのため、対をなす案内溝１５”，１６”によって形成されるボールトラックは、継手の開口側に向かって開いた楔状を呈する。

保持器１７の外径面１７’の球面中心、および、保持器１７の外径面１７’の案内面となる外側継手部材１５の内径面１５’の球面中心は、いずれも、トルク伝達ボール１８の中心Ｏ3 を含む継手中心面Ｏ内にある。また、保持器１７の内径面１７”の球面中心、および、保持器１７の内径面１７”の案内面となる内側継手部材１６の外径面１６’の球面中心は、いずれも、継手中心面Ｏ内にある。それゆえ、外側継手部材１５の上記オフセット量（Ｆ）は、案内溝１５”の中心Ｏ1 と継手中心面Ｏとの間の軸方向距離、内側継手部材１６の上記オフセット量（Ｆ）は、案内溝１６”の中心Ｏ2 と継手中心面Ｏとの間の軸方向距離になり、両者は等しい。外側継手部材１５の案内溝１５”の中心Ｏ1 と内側継手部材１６の案内溝１６”の中心Ｏ2 とは、継手中心面Ｏに対して軸方向に等距離（Ｆ）だけ反対側（案内溝１５”の中心Ｏ1 は継手の開口側、案内溝１６”の中心Ｏ2 は継手の奥部側）にずれた位置にある。

外側継手部材１５と内側継手部材１６とが角度θだけ角度変位すると、保持器１７に案内されたトルク伝達ボール１８は常にどの作動角θにおいても、角度θの二等分面（θ／２）内に維持され、継手の等速性が確保される。

トルク伝達ボール１８のピッチ円径（ＰＣＤ_BALL）と直径（Ｄ_BALL）との比（ｒ1 ＝ＰＣＤ_BALL／Ｄ_BALL）の値は３．３≦ｒ1 ≦５．０の範囲内の値とすることができる。ここで、トルク伝達ボールのピッチ円径（ＰＣＤ_BALL）は、ＰＣＲの２倍の寸法である（ＰＣＤ_BALL＝２×ＰＣＲ）。外側継手部材１５の案内溝１５”の中心Ｏ1 とトルク伝達ボール１８の中心Ｏ3 を結ぶ線分の長さ、内側継手部材１６の案内溝１６”の中心Ｏ2 とトルク伝達ボール１８の中心Ｏ3 を結ぶ線分の長さが、それぞれＰＣＲであり、両者は等しい。

比ｒ1 の値を３．３≦ｒ1 ≦５．０とした理由は、外側継手部材等の強度、継手の負荷容量および耐久性を６個ボールの固定式等速ジョイントと同等以上に確保するためである。すなわち、等速ジョイントにおいては、限られたスペースの範囲で、トルク伝達ボールのピッチ円径（ＰＣＤ_BALL）を大幅に変更することは困難である。そのため、ｒ1 の値は主にトルク伝達ボールの直径（Ｄ_BALL）に依存することになる。ｒ1 ＜３．３であると（主に直径Ｄ_BALLが大きい場合）、他の部品（外側継手部材、内側継手部材等）の肉厚が薄くなりすぎて、強度の点で懸念が生じる。逆にｒ1 ＞５．０であると（主に直径Ｄ_BALLが小さい場合）、負荷容量が小さくなり、耐久性の点で懸念が生じる。また、トルク伝達ボールと案内溝との接触部分の面圧が上昇し（直径Ｄ_BALLが小さくなると、接触部分の接触楕円が小さくなるため）、案内溝の溝肩エッジ部分の欠け等の要因になることが懸念される。３．３≦ｒ1 ≦５．０とすることにより、外側継手部材等の強度、継手の負荷容量および耐久性を６個ボールの固定式等速ジョイントと同等以上に確保することができる。より好ましくは、３．５≦ｒ1 ≦５．０の範囲、例えば、ｒ1 ＝３．８３、又はその近傍の値に設定するのがよい。

外側継手部材１５の外径（Ｄ_OUTER）と内側継手部材１６の歯型（セレーション又はスプライン）のピッチ円径（ＰＣＤ_SERR）との比（ｒ2 ＝Ｄ_OUTER ／ＰＣＤ_SERR）は２．５≦ｒ2 ≦３．５の範囲内の値に設定することができる。比ｒ2 の値を２．５≦ｒ2 ≦３．５とした理由は次にある。すなわち、内側継手部材１６の歯型のピッチ円径（ＰＣＤ_SERR）は、駆動軸１の強度等との関係で大幅に変更することはできない。そのため、ｒ2 の値は、主に外側継手部材１５の外径（Ｄ_OUTER）に依存することになる。ｒ2 ＜２．５であると（主に外径Ｄ_OUTERが小さい場合）、各部品（外側継手部材、内側継手部材等）の肉厚が薄くなりすぎて、強度の点で懸念が生じる。一方、ｒ2 ＞３．５であると（主に外径Ｄ_OUTERが大きい場合）、寸法的な面等から実用上の問題が生じる場合があり、また、コンパクト化という目的も達成できない。２．５≦ｒ2 ≦３．５とすることにより、外側継手部材等の強度および継手の耐久性を６個ボールの等速ジョイントと同等以上に確保することができ、かつ、実用上の要請も満足できる。好ましくは、２．５≦ｒ2 ＜３．２とするのがよい。

この等速ジョイントは、トルク伝達ボール１８の数が８であり、従来の６個ボールの固定式等速ジョイントに比べ、継手の全負荷容量に占めるトルク伝達ボール１個当りの負荷割合が少ないので、トルク伝達ボール１８の直径（Ｄ_BALL）を小さくし、外側継手部材１５の肉厚および内側継手部材１６の肉厚を６個ボールの固定式等速ジョイントと同程度に確保することが可能である。また、６個ボールの固定式等速ジョイントにおける比ｒ2 の一般的な値はｒ2 ≧３．２であるが、この比ｒ2 （＝Ｄ_OUTER ／ＰＣＤ_SERR）を小さくして、同等以上の強度、負荷容量および耐久性を確保しつつ、外径寸法（Ｄ_OUTER）のより一層のコンパクト化を図ることができる。また、６個ボールの固定式等速ジョイントに比べて低発熱であることが実験の結果確認されている。なお、実施例では案内溝２５”および２６”は８本を示したが、８本以上であれば同様の効果が得られる。

駆動軸１の他端をディファレンシャル３に連結するスライド式等速ジョイントの具体例としては、図２、図３、図５ではトリポード型等速ジョイント２を示してあるが、これに代えて図８に示すようなダブルオフセット型等速ジョイント（ＤＯＪ）を採用することもできる。ダブルオフセット型等速ジョイントは、円筒状の内径面２５’に８本の直線状の案内溝２５”を軸方向に形成した外側継手部材２５と、球面状の外径面２６’に８本の直線状の案内溝２６”を軸方向に形成し、内径面に歯型（セレーション又はスプライン）を形成した内側継手部材２６と、外側継手部材２５の案内溝２５”と内側継手部材２６の案内溝２６”との対によって形成される８本のボールトラックにそれぞれ配された８個のトルク伝達ボール２８と、トルク伝達ボール２８を保持する保持器２７とで構成される。駆動軸１の他端は、内側継手部材２６とセレーションまたはスプライン連結される。

保持器２７の外径面２７’の球面中心と内径面２７”の球面中心とは、それぞれ、保持器２７のポケット中心に対して軸方向に等距離だけ反対側にオフセットされている。

トルク伝達ボール２８のピッチ円径（ＰＣＤ_BALL）と直径（Ｄ_BALL）との比（ｒ1 ＝ＰＣＤ_BALL／Ｄ_BALL）の値は、前述した固定式等速ジョイント１４と同様の理由から、２．９≦ｒ1 ≦４．５の範囲、好ましくは、３．１≦ｒ1 ≦４．５の範囲内の値とすることができる。ここで、トルク伝達ボールのピッチ円径（ＰＣＤ_BALL）は、作動角０°において、１８０°対向したボールトラック内に位置する２つのトルク伝達ボールの中心間距離に等しい。図７におけるＰＣＲは、ピッチ円径（ＰＣＤ_BALL）の１／２の寸法である（ＰＣＤ_BALL＝２×ＰＣＲ）。

また、外側継手部材２５の外径（Ｄ_OUTER）と内側継手部材２６の歯型（セレーション又はスプライン）のピッチ円径（ＰＣＤ_SERR）との比ｒ2 は、前述した固定式等速ジョイントと同様の理由から、２．５≦ｒ2 ≦３．５、好ましくは、２．５≦ｒ2 ＜３．１の範囲内の値に設定する。

この等速ジョイントは、前述した固定式等速ジョイントと同様に、トルク伝達ボール２８の数が８であり、従来の６個ボールのスライド式等速ジョイントに比べ、継手の全負荷容量に占めるトルク伝達ボール１個当りの負荷割合が少ないので、トルク伝達ボール２８の直径（Ｄ_BALL）を小さくし、外側継手部材２５の肉厚および内側継手部材２６の肉厚を６個ボールのスライド式等速ジョイントと同程度に確保することが可能である。また、６個ボールのスライド式等速ジョイントにおける比ｒ2 （＝Ｄ_OUTER ／ＰＣＤ_SERR）の一般的な値はｒ2 ≧３．１であるところ、この比ｒ2 を小さくして、同等以上の強度、負荷容量および耐久性を確保しつつ、外径寸法（Ｄ_OUTER）のより一層のコンパクト化を図ることができる。また、６個ボールのスライド式等速ジョイントに比べて低発熱であることが実験の結果確認されている。なお、スライド式等速ジョイントも案内溝２５”，２６”は８本以上であれば同様の効果が得られる。

駆動車輪用軸受装置の要部縦断面図である。 駆動車輪用軸受装置およびドライブシャフトの縦断面図である。 ナックルから分離させた状態の図２と同様の縦断面図である。 駆動車輪用軸受装置の要部縦断面図である。 駆動車輪用軸受装置およびドライブシャフトの縦断面図である。 図５における駆動車輪用軸受装置の要部縦断面図である。 （Ａ）は固定式等速ジョイントの縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。 （Ａ）はスライド式等速ジョイントの縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。 従来の駆動車輪用軸受装置の縦断面図である。 図９の部分拡大図である。

符号の説明

１ 駆動軸
２ スライド式等速ジョイント
３ 差動装置
４ 車輪軸受
１０ ナックル
１０ａ 取付け穴
１１ 外方部材
１１ａ 嵌合面
１１ｂ フランジ
１１ｃ ねじ孔
１１ｄ，１１ｅ 外側軌道面
１２ａ，１２ｂ ボール
１３ 内方部材
１３ａ フランジ
１３ｂ スプライン穴部
１３ｃ 内側軌道面
１４ 固定式等速ジョイント
１５ 外側継手部材
１５’ 内径面
１５” 案内溝
１５ａ 内側軌道面
１５ｂ 肩部
１５ｃ 圧入部
１５ｄ スプライン軸部
１５ｅ かしめ部
１６ 内側継手部材
１６’ 外径面
１６” 案内溝
１７ ケージ
１７’ 外径面
１７” 内径面
１８ トルク伝達ボール
１９ ブーツ
１９ａ 最大直径部分
２１ 取付けボルト
２５ 外側継手部材
２５’ 内径面
２５” 案内溝
２６ 内側継手部材
２７ 保持器
２８ トルク伝達ボール
Ｄａ 外方部材嵌合面の直径
Ｄｂ，Ｄ’ｂ 等速ジョイントの最大直径部分の直径

Claims (2)

1. 外周に車体に取り付ける取付フランジと嵌合面を有し、内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、外方部材の内側に転動体を介して回転自在に配置され、外周に軌道面と車輪を取り付ける車輪取付フランジを有する内方部材とで構成される車輪軸受、および、内周部に案内溝を形成した外側継手部材と、外周部に案内溝を形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝との対によって形成されるボールトラックにそれぞれ配されたトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを保持するための保持器と、外側継手部材に装着されるブーツとで構成され、駆動軸の一端に設けられる等速ジョイントを備え、車輪軸受と等速ジョイントの外側継手部材とを一体化した駆動車輪用軸受装置において、
   内方部材は内周に円筒形孔部とスプライン孔部を有し、外側継手部材のステム部に、その軸端側に向けて、円筒形外周面の圧入部と、スプライン軸部と、かしめ部とを連成して前記圧入部と前記かしめ部との間の全領域に前記スプライン軸部を形成し、前記外側継手部材の圧入部を前記内方部材の円筒形孔部に圧入するとともに、前記内方部材のスプライン孔部に前記外側継手部材のスプライン軸部をスプライン結合させ、かしめ部を内方部材の外端にかしめることにより、内方部材と外側継手部材とを一体化し、
   前記外方部材の外側軌道面が前記外側継手部材の最大直径部分よりも径方向で内方に位置し、上記ブーツの最大直径部分の直径を上記外方部材の嵌合面の直径以下としたことを特徴とする駆動車輪用軸受装置。
2. 外周に車体に取り付ける取付フランジと嵌合面を有し、内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、外方部材の内側に転動体を介して回転自在に配置され、外周に軌道面と車輪を取り付ける車輪取付フランジを有する内方部材とで構成される車輪軸受、および、内周部に案内溝を形成した外側継手部材と、外周部に案内溝を形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝との対によって形成されるボールトラックにそれぞれ配されたトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを保持するための保持器と、外側継手部材に装着されるブーツとで構成され、駆動軸の一端に設けられる等速ジョイントを備え、車輪軸受と等速ジョイントの外側継手部材とを一体化した駆動車輪用軸受装置において、
   内方部材は内周に円筒形孔部とスプライン孔部を有し、外側継手部材のステム部に、その軸端側に向けて、円筒形外周面の圧入部と、スプライン軸部と、かしめ部とを連成して前記圧入部と前記かしめ部との間の全領域に前記スプライン軸部を形成し、前記外側継手部材の圧入部を前記内方部材の円筒形孔部に圧入するとともに、前記内方部材のスプライン孔部に前記外側継手部材のスプライン軸部をスプライン結合させ、かしめ部を内方部材の外端にかしめることにより、内方部材と外側継手部材とを一体化し、
   前記外方部材の外側軌道面が前記外側継手部材の最大直径部分よりも径方向で内方に位置し、上記外側継手部材の最大直径部分の直径を上記外方部材の嵌合面の直径以下としたことを特徴とする駆動車輪用軸受装置。

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