JP4526998B2 - 駆動車輪用軸受装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車等の車両の駆動車輪を支持する駆動車輪用軸受装置、詳しくは、等速自在継手を構成する外側継手部材にトルク伝達可能に、かつ分離可能に結合され、ハブ輪と複列の転がり軸受とをユニット化して構成された駆動車輪用軸受装置に関するものである。
自動車等の車両のエンジン動力を車輪に伝達する動力伝達装置は、エンジンから車輪へ動力を伝達すると共に、悪路走行時における車両のバウンドや車両の旋回時に生じる車輪からの径方向や軸方向変位、およびモーメント変位を許容する必要があるため、例えば、エンジン側と駆動車輪側との間に介装されるドライブシャフトの一端が摺動型の等速自在継手を介してディファレンシャルに連結され、他端が固定型の等速自在継手を含む駆動車輪用軸受装置を介して駆動輪に連結されている。
この駆動車輪用軸受装置として従来から種々の構造のものが提案されているが、例えば図５に示すようなものが知られている。この駆動車輪用軸受装置５０は、駆動輪ＷとブレーキロータＢを一端部に装着するハブ輪５１と、このハブ輪５１を回転自在に支承する複列の転がり軸受５２、およびハブ輪５１に連結され、ドライブシャフト（図示せず）の動力をハブ輪５１に伝達する固定型の等速自在継手５３を備えている。
ハブ輪５１は、一端部に駆動輪ＷおよびブレーキロータＢを取り付けるための車輪取付フランジ５４を一体に有し、この車輪取付フランジ５４から軸方向に延びる円筒状の小径段部５１ａが形成されている。複列の転がり軸受５２は、懸架装置を構成するナックルＮとハブ輪５１の小径段部５１ａ間に装着され、内周に複列の外側転走面５５ａ、５５ａが形成された外輪５５と、外周に複列の外側転走面５５ａ、５５ａに対向する内側転走面５６ａが形成された一対の内輪５６、５６と、両転走面５５ａ、５６ａ間に保持器５７を介して転動自在に収容された複列のボール５８、５８とを備えた複列のアンギュラ玉軸受からなる。
等速自在継手５３は、カップ状のマウス部（図示せず）と、このマウス部の底部をなす肩部５９と、この肩部５９から軸方向に延びる軸部６０とを一体に有する外側継手部材６１とを備えている。この外側継手部材６１はセレーションを介して前記ハブ輪５１にトルク伝達可能に内嵌されている。そして、複列の転がり軸受５２の内輪５６に肩部５９が突き合わされるまで軸部６０がハブ輪５１に内嵌されると共に、軸部６０の端部に形成された雄ねじ６２に固定ナット６３が所定の締め付けトルクで締結され、ハブ輪５１と外側継手部材６１とが軸方向分離可能に結合されている。
こうした車両の駆動輪Ｗには、エンジン低速回転時、例えば車両発進時に、エンジンから摺動型の等速自在継手（図示せず）を介して大きなトルクが負荷され、ドライブシャフトに捩じれが生じることが知られている。その結果、このドライブシャフトを支持する複列の転がり軸受５２の内輪５６にも捩じれが生じることになる。このようにドライブシャフトに大きな捩じれが発生した場合、ハブ輪５１と、ハブ輪５１に内嵌された外側継手部材６１における軸部６０のセレーション間に周方向のすきまがあれば、外側継手部材６１と内輪５６との当接面で急激なスリップによる、所謂スティックスリップ音が発生する。
こうしたスティックスリップ音の対策手段として、この従来の駆動車輪用軸受装置５０では、外側継手部材６１の肩部５９と当接する部分等に摩擦抵抗を小さくする表面処理が施されている。すなわち、図５（ａ）（ｂ）に示すように、内輪５６の端面５６ｂ、５６ｃにグリース溝６４が円周方向に刻設されている。この表面処理でもって、当接する相手部材間にグリース等の潤滑油が侵入し易くなることで摩擦抵抗が小さくなり、スムーズな滑りが得られてスティックスリップ音を抑制する効果を発揮できる。
特開２０００−１１０８４０号公報
然しながら、この従来の駆動車輪用軸受装置では、内輪５６の端面５６ｂ、５６ｃにグリース溝６４からなる表面処理が施され、当接する相手部材との摩擦抵抗を小さくしてスティックスリップ音を抑制することができるが、この種の駆動車輪用軸受装置では、外側継手部材６１における軸部５９の雄ねじ６２に固定ナット６３が螺着され、この固定ナット６３の緊締力（軸力）により、複列の転がり軸受５２の予圧量が調整・管理されるため、一定以上の緊締力が必要となる。したがって、当接面（内輪５６の端面）にグリース等の潤滑剤を塗布して摩擦係数を低下させても良いが、組立工程等で、安定性の面からこの駆動車輪用軸受装置を縦置きに載置した場合、塗布されたグリースが作業台に付着して作業環境を悪化させたり、また、グリースに異物が付着して製品品質を低下させるといった問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、当接面の摩擦係数を低下させるために、内輪または加締部の端面にグリース等の潤滑剤が塗布されると共に、簡単な構成で塗布されたグリースの汚染を防止してその品質を確保することができる駆動車輪用軸受装置を提供することを目的としている。
本発明のうち請求項１に記載の発明は、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪とからなり、前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、軸部を一体に有する等速自在継手の外側継手部材が、前記内方部材にトルク伝達可能に内嵌されると共に、前記軸部に締結される固定ナットによって、前記内方部材に突き合わせ状態で軸方向に分離可能に結合される駆動車輪用軸受装置において、前記外側継手部材に当接する前記内方部材の端面に予め潤滑剤が塗布されると共に、組立工程や搬送中において塗布された潤滑剤が汚染されないように、当該内方部材の端部に着脱自在にカバーが装着され、このカバーが、前記小径段部の内径に挿入される嵌挿部と、前記内方部材の端部を覆うドーナツ状の底部とを備えている構成を採用した。
このように、外方部材と、ハブ輪およびこのハブ輪に圧入された内輪とからなる内方部材と、両部材間に収容された複数の転動体とを備え、軸部を一体に有する等速自在継手の外側継手部材が、内方部材にトルク伝達可能に内嵌されると共に、軸部に締結される固定ナットによって、内方部材に突き合わせ状態で軸方向に分離可能に結合される駆動車輪用軸受装置において、外側継手部材に当接する内方部材の端面に潤滑剤が塗布されると共に、組立工程や搬送中において塗布された潤滑剤が汚染されないように、当該内方部材の端部にカバーが着脱自在に装着され、このカバーが、小径段部の内径に挿入される嵌挿部と、内方部材の端部を覆うドーナツ状の底部とを備えているので、組立工程だけでなく、搬送中においても塗布された潤滑剤を汚染することなく、簡単な構成で駆動車輪用軸受装置の品質を確保することができる。
また、請求項２に記載の発明のように、前記カバーの嵌挿部の円周等配位置に嵌合リブが径方向外方に突出して形成され、この嵌合リブが前記小径段部に圧入されていれば、嵌挿部の弾性変形を許容して脱着時の作業性を向上させることができると共に、組立工程や搬送中においてもカバーが容易に外れることはない。
また、請求項３に記載の発明のように、前記内方部材の端面にグリース溝が形成されていれば、グリースの保持力を高め、当接する相手部材との摩擦抵抗を一層小さくしてスティックスリップ音を防止することができる。
また、請求項４に記載の発明のように、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により、前記内輪が軸方向に固定されると共に、前記加締部の端面に潤滑剤が塗布されていれば、固定ナットの緊締力を調整・管理することなく、車輪用軸受の予圧量を長期間に亘って安定して維持する、所謂セルフリテイン構造を提供することができる。
本発明に係る駆動車輪用軸受装置は、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪とからなり、前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、軸部を一体に有する等速自在継手の外側継手部材が、前記内方部材にトルク伝達可能に内嵌されると共に、前記軸部に締結される固定ナットによって、前記内方部材に突き合わせ状態で軸方向に分離可能に結合される駆動車輪用軸受装置において、前記外側継手部材に当接する前記内方部材の端面に潤滑剤が塗布されると共に、組立工程や搬送中において塗布された潤滑剤が汚染されないように、当該内方部材の端部に着脱自在にカバーが装着され、このカバーが、前記小径段部の内径に挿入される嵌挿部と、前記内方部材の端部を覆うドーナツ状の底部とを備えていれば、組立工程だけでなく、搬送中においても塗布された潤滑剤を汚染することなく、簡単な構成で駆動車輪用軸受装置の品質を確保することができる。
外周に車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪とからなる内方部材と、前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、軸部を一体に有する等速自在継手の外側継手部材が、前記内方部材にトルク伝達可能に内嵌されると共に、前記軸部に締結される固定ナットによって、前記内方部材に突き合わせ状態で軸方向に分離可能に結合される駆動車輪用軸受装置において、前記外側継手部材に当接する前記内輪の端面に潤滑剤が塗布されると共に、組立工程や搬送中において塗布された潤滑剤が汚染されないように、当該内方部材の端部にカバーが着脱自在に装着され、このカバーが、前記小径段部の内径に挿入される嵌挿部と、前記小径段部の端面に当接する段部と、前記内方部材の端部を覆うドーナツ状の底部とを備えている。
以下、本発明の実施の形態を図面に基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第１の実施形態を示す縦断面図、図２は図１の要部拡大図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウトボード側（図面左側）、中央寄り側をインボード側（図面右側）という。
この車輪用軸受装置は、複列の転がり軸受１とハブ輪５とをユニット化して構成されている。複列の転がり軸受１は、外方部材２と内方部材３と、これら両部材間に収容された複列の転動体（ボール）４とを備えている。内方部材３は、一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ７を一体に有し、外周に一方（アウトボード側）の内側転走面５ａと、この内側転走面５ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５ｂが形成されたハブ輪５と、このハブ輪５の小径段部５ｂに圧入され、外周に他方（インボード側）の内側転走面６ａが形成された内輪６とからなる。また、車輪取付フランジ７の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト７ａが植設されている。
外方部材２は、外周に懸架装置（図示せず）に固定される車体取付フランジ２ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成されている。そして、複列の外側転走面２ａ、２ａと、これら複列の外側転走面２ａ、２ａと対向する内側転走面５ａ、６ａの間に保持器８を介して複列の転動体４、４が転動自在に収容されている。また、外方部材２の両端部にはシール９、１０が装着され、軸受内に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。
ハブ輪５は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中炭素鋼で形成され、アウトボード側の内側転走面５ａをはじめ、シール８が摺接するシールランド部、および小径段部５ｂに亙り高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。こうした高周波焼入れパターンによりハブ輪５の機械的強度が向上すると共に、内輪６の嵌合面におけるフレッティングが抑制されて耐久性が向上する。
一方、内輪６は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。また、外方部材２は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中炭素鋼で形成され、複列の外側転走面２ａ、２ａが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。なお、ここでは、複列の転がり軸受１として、転動体４にボールを用いた複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず転動体に円すいころを使用した複列円すいころ軸受であっても良い。また、ここでは、第３世代構造のものを例示したが、これに限らず、第１あるいは第２世代構造であっても良い。
本実施形態では、内輪６の大端面６ｂに二硫化モリブデン等の極圧添加剤を含むグリースが塗布されている。これにより、当接する相手部材（ここでは図示しない等速自在継手の外側継手部材）との摩擦抵抗を小さくしてスティックスリップ音を抑制することができる。さらに、外方部材２のインボード側の端面２ｃが、内輪６の大端面６ｂよりも所定量ｈだけ突出して形成されている。これにより、組立工程等で駆動車輪用軸受装置をインボード側を下方に向けて縦置きに載置することができ、グリースが塗布された内輪６の大端面６ｂが直接作業台に接触することがなく、また、外部に露出することもないため、簡単な構成でその品質を確保することができる駆動車輪用軸受装置を提供することができる。
なお、図示はしないが、内輪６の大端面６ｂに従来のようなグリース溝が形成されていれば、グリースの保持力を高め、当接する相手部材との摩擦抵抗を一層小さくしてスティックスリップ音を防止することができる。
図２は、本発明に係る駆動車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図、図３（ａ）は、本発明に係るカバーを示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩ−Ｏ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。なお、前述した実施形態と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。
本実施形態では、外方部材２’のインボード側の端面２ｃは、従来と同様、内輪６の大端面６ｂと略同一平面になるように形成されているが、予め内輪６の大端面６ｂにグリース等の潤滑剤が塗布されると共に、この潤滑剤が汚染されないように駆動車輪用軸受装置のインボード側の端部にカバー１１が装着されている。
このカバー１１は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）や、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工によって略カップ状に形成され、図３に示すように、ハブ輪５における小径段部５ｂの内径に挿入される嵌挿部１１ａと、小径段部５ｂの端面に当接する段部１１ｂと、内方部材３のインボード側の端部を覆うドーナツ状の底部１１ｃとで構成されている。これにより、前述した実施形態と同様、組立工程等で駆動車輪用軸受装置のインボード側を下方に向けて縦置きに載置することができ、グリースが塗布された内輪６の大端面６ｂが直接作業台に接触することがなく、また、外部に露出することもないため、簡単な構成でその品質を確保することができる。さらに、このカバー１１により、搬送中においても塗布された潤滑剤が汚染されることはない。なお、嵌挿部１１ａの円周等配位置には小径段部５ｂに所定のシメシロを介して圧入される嵌合リブ１２が径方向外方に突出して形成されている。これにより、嵌挿部１１ａの弾性変形を許容して脱着時の作業性を向上させると共に、組立工程や搬送中においてもカバー１１が容易に外れることはない。
図４は、本発明に係る駆動車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位、あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
この駆動車輪用軸受装置は第１世代構造をなし、ハブ輪１３と車輪用軸受１４とをユニット化して構成されている。ハブ輪１３は、一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ７を一体に有し、この車輪取付フランジ７から軸方向に延びる円筒状の小径段部１３ａが形成されている。この小径段部１３ａには車輪用軸受１４が圧入され、小径段部１３ａの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部１３ｂによって車輪用軸受１４が軸方向に固定されている。これにより、固定ナット（図示せず）の緊締力（軸力）を調整・管理することなく、車輪用軸受１４の予圧量を長期間に亘って安定して維持する、所謂セルフリテイン構造を提供することができる。
一方、車輪用軸受１４は、内周に複列の外側転走面１５ａ、１５ａが形成された外輪（外方部材）１５と、外周にこの複列の外側転走面１５ａ、１５ａに対向する内側転走面１６ａが形成された一対の内輪１６、１６と、これら両転走面間に保持器８を介して転動自在に収容された複列の転動体４、４とを備えた複列アンギュラ玉軸受からなる。
本実施形態では、図示しない等速自在継手における外側継手部材の肩部にハブ輪１３の加締部１３ｂが当接し、この加締部１３ｂに予めグリース等の潤滑剤が塗布されている。そして、駆動車輪用軸受装置のインボード側の端部にカバー１７が装着され、加締部１３ｂを閉塞している。
このカバー１７は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）や、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工によって形成され、ハブ輪１３における加締部１３ｂの内径に挿入される嵌挿部１７ａと、加締部１３ｂおよび車輪用軸受１４を覆うドーナツ状の底部１７ｂとで構成されている。これにより、前述した実施形態と同様、組立工程等で駆動車輪用軸受装置のインボード側を下方に向けて縦置きに載置することができ、グリースが塗布された加締部１３ｂが直接作業台に接触することがなく、また、外部に露出することもないため、簡単な構成でその品質を確保することができる。なお、このカバー１７における外径部１７ｃの円周等配位置には嵌合リブ１２が径方向内方に突出して形成され、外径部１７ｃの弾性変形を許容して外輪１５との脱着を容易にしている。
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。
本発明に係る駆動車輪用軸受装置は、等速自在継手を構成する外側継手部材にトルク伝達可能に、かつ分離可能に結合され、ハブ輪と複列の転がり軸受とをユニット化して構成されると共に、外側継手部材の肩部に当接する内輪または加締部の端面にグリース等の潤滑剤が塗布された駆動車輪用軸受装置に適用できる。
本発明に係る駆動車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係る駆動車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。 （ａ）は、本発明に係るカバーを示す正面図である。 （ｂ）は、（ａ）のＩＩＩ−Ｏ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 本発明に係る駆動車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。 従来の駆動車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 （ａ）は、図５の内輪単体を示す部分斜視図である。 （ｂ）は、同上、内輪単体を示す部分斜視図である。
符号の説明
１・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
２、２’・・・・・・・・外方部材
２ａ、１５ａ・・・・・・外側転走面
２ｂ・・・・・・・・・・車体取付フランジ
２ｃ・・・・・・・・・・インボード側の端面
３・・・・・・・・・・・内方部材
４・・・・・・・・・・・転動体
５、１３・・・・・・・・ハブ輪
５ａ、６ａ、１６ａ・・・内側転走面
５ｂ、１３ａ・・・・・・小径段部
６・・・・・・・・・・・内輪
６ｂ・・・・・・・・・・大端面
７・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
７ａ・・・・・・・・・・ハブボルト
８・・・・・・・・・・・保持器
９、１０・・・・・・・・シール
１１、１７・・・・・・・カバー
１１ａ、１７ａ・・・・・嵌挿部
１１ｂ・・・・・・・・・段部
１１ｃ、１７ｂ・・・・・底部
１２・・・・・・・・・・嵌合リブ
１３ｂ・・・・・・・・・加締部
１４・・・・・・・・・・車輪用軸受
１５・・・・・・・・・・外輪
１６・・・・・・・・・・内輪
１７ｃ・・・・・・・・・外径部
５０・・・・・・・・・・駆動車輪用軸受装置
５１・・・・・・・・・・ハブ輪
５１ａ・・・・・・・・・小径段部
５２・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
５３・・・・・・・・・・等速自在継手
５４・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５５・・・・・・・・・・外方部材
５５ａ・・・・・・・・・外側転走面
５６・・・・・・・・・・内輪
５６ａ・・・・・・・・・内側転走面
５６ｂ、５６ｃ・・・・・端面
５７・・・・・・・・・・保持器
５８・・・・・・・・・・ボール
５９・・・・・・・・・・肩部
６０・・・・・・・・・・軸部
６１・・・・・・・・・・外側継手部材
６２・・・・・・・・・・雄ねじ
６３・・・・・・・・・・固定ナット
６４・・・・・・・・・・グリース溝
Ｂ・・・・・・・・・・・ブレーキロータ
ｈ・・・・・・・・・・・突出量
Ｎ・・・・・・・・・・・ナックル
Ｗ・・・・・・・・・・・駆動輪

Claims (4)

  1. 内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
    一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪とからなり、前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
    前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、
    軸部を一体に有する等速自在継手の外側継手部材が、前記内方部材にトルク伝達可能に内嵌されると共に、前記軸部に締結される固定ナットによって、前記内方部材に突き合わせ状態で軸方向に分離可能に結合される駆動車輪用軸受装置において、
    前記外側継手部材に当接する前記内方部材の端面に潤滑剤が塗布されると共に、組立工程や搬送中において塗布された潤滑剤が汚染されないように、当該内方部材の端部にカバーが着脱自在に装着され、このカバーが、前記小径段部の内径に挿入される嵌挿部と、前記内方部材の端部を覆うドーナツ状の底部とを備えていることを特徴とする駆動車輪用軸受装置。
  2. 前記カバーの嵌挿部の円周等配位置に嵌合リブが径方向外方に突出して形成され、この嵌合リブが前記小径段部に圧入されている請求項１に記載の駆動車輪用軸受装置。
  3. 前記内方部材の端面にグリース溝が形成されている請求項１または２に記載の駆動車輪用軸受装置。
  4. 前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により、前記内輪が軸方向に固定されると共に、前記加締部の端面に潤滑剤が塗布されている請求項１乃至３いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
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