JP5215601B2 - 緊締を軸方向で支持するための位置固定リングを備えたホイールハブ・回転ジョイントアッセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、ホイールハブ・回転ジョイントアッセンブリであって、車両ホイールをねじ締結するためのホイールフランジを備えた回転可能に支承されたホイールハブが設けられており、該ホイールハブが、内側の軸歯列を備えた中心の貫通開口を有しており、ジョイント外側部材を備えた回転ジョイントが設けられており、ジョイント外側部材に、外側の軸歯列を備えた入力ピンが付設されており、該入力ピンが、貫通開口内に差し込まれており、ホイールハブとジョイント外側部材とが、内外で係合する内側の軸歯列と外側の軸歯列とによって互いに相対回動不能に結合されており、ホイールハブのジョイント側の端部とジョイント外側部材のホイール側の端面との間に軸方向の自由室が設けられている形式のものに関する。

前述した形式のアッセンブリは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２１９０１８号明細書に基づき公知である。この場合、ホイールハブのジョイント側の端部とジョイント外側部材のホイール側の端面との間には、すでに、軸方向で開放した環状ギャップが設けられており、これによって、トルク負荷下でのホイールハブとジョイント外側部材との間の相対的なねじり運動時に、当付けずれに基づく望ましくない騒音が生ぜしめられないようになっている。ホイールハブの自由端部と入力ピンのピン基部との間のセンタリングは、このピン基部の領域に設けられたセンタリングつばによって行われる。ホイールハブと入力ピンとの間の相対的な軸方向位置固定のためには、軸方向位置固定リングが設けられている。この軸方向位置固定リングは、ホイールハブに設けられた内側溝と、入力ピンのピン端部に設けられた外側溝とに係合していて、両方向での相対的な軸方向位置固定を確保している。

ホイールハブからの回転ジョイントひいては回転ジョイントに結合された入力軸の所要の取外しを可能にするためには、工具によって操作可能となるようにするために、入力ピンに設けられた外側溝が凹設されて形成されており、ピン端部が複雑な形式でこのピン端部から、中心開口と、ピンに設けられた長手方向スリットとを備えて形成されているのに対して、周で分割された位置固定リングの自由端部が内方に曲げられている。

ドイツ連邦共和国特許出願公告第１０３３８１７２号明細書に基づき、前述した形式に類似のアッセンブリが公知である。この公知のアッセンブリでは、ホイールハブが、入力ピン内にねじり込まれた、ホイールハブに支持されたねじ頭部を備えたねじによってジョイント外側部材に対して軸方向で緊締されている。この場合、ホイールハブのジョイント側の端部とジョイント外側部材のホイール側の端面との間に軸方向の自由室が直接存在しているものの、ホイールハブがホイール軸受け装置の軸受けインナレースを介して軸方向で遊びなしにジョイント外側部材に支持されている。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２１９０１８号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公告第１０３３８１７２号明細書

ここから出発して、本発明の課題は、冒頭で述べた形式のホイールハブ・回転ジョイントアッセンブリを改良して、軸方向位置固定手段が簡単に形成されているようにすることである。

この課題を解決するために本発明の構成では、ホイールハブと入力ピンとの間に緊締手段が有効であり、該緊締手段が、ホイールハブをジョイント外側部材に向かって負荷しており、ホイールハブを入力ピンに支持するために、外側の環状溝内に位置固定リングが挿入されており、該位置固定リングに、ホイールハブに設けられた内側の拡幅部の終端面が当て付けられているようにした。

本発明の有利な構成によれば、位置固定リングが、外側の環状溝内に回転可能に保持された丸形リングである。

本発明の有利な構成によれば、ホイールハブのジョイント側の端部が、縁曲げ部によって形成されるようになっており、該縁曲げ部が、ホイールハブに保持された転がり軸受けの、被せ嵌められた軸受けインナレースに対して軸方向で当て付けられている。

本発明の有利な構成によれば、緊締手段が、入力ピン内に軸方向でねじり込まれたねじを有しており、該ねじが、そのねじ頭部でホイールハブに支持されている。

本発明の有利な構成によれば、ねじ頭部が、ディスクに支持されており、該ディスク自体が、ホイールハブに載置している。

本発明の有利な構成によれば、ねじ頭部が、貫通開口に設けられた引込み部に支持されている。

本発明の有利な構成によれば、緊締手段が、入力ピンに設けられた別の外側の環状溝内に挿入された別の位置固定リングを有しており、該位置固定リングが、ホイールハブの、張り出した入力ピンの端部に向けられた端面に接触している。

本発明の有利な構成によれば、別の外側の環状溝が、横断面で見て内向きに楔状であり、別の位置固定リングが、横断面で見て楔状の少なくとも１つの内側の区分を有している。

本発明の有利な構成によれば、別の位置固定リングが、別の外側の環状溝内への挿入後に被せ嵌められた環状キャップによって半径方向で位置固定されている。

前述した課題に対する解決手段は、ホイールハブと入力ピンとの間に緊締手段が有効であり、該緊締手段が、ホイールハブをジョイント外側部材に向かって負荷しており、ホイールハブを入力ピンに支持するために、外側の環状溝内に位置固定リングが挿入されており、該位置固定リングに、ホイールハブに設けられた内側の拡幅部の終端面が当て付けられていることにある。この場合、有利な形式では、ホイールハブのジョイント側の端部とジョイント外側部材のホイール側の端面との間の軸方向間隔を維持することができ、これによって、ねじり負荷下で、当付け応力下にある面の相対的な回動および当付けずれが生ぜしめられないようになっている。特に自由に回転可能な丸形リングとして形成された位置固定リングは僅かな直径にあり、その構造に基づき、このような騒音発生の原因とならない。二列のホイール軸受け装置の別個の１つの軸受けインナレースまたは別個の２つの軸受けインナレースへのプリロードは、公知の形式でホイールハブの縁曲げ部によって形成することができる。この縁曲げ部のプリロード力には、ホイールハブと入力ピンとの間の結合部の後続の形成によって決して影響が与えられない。

第１の構造上の構成によれば、緊締手段が、入力ピン内に軸方向でねじり込まれたねじを有しており、該ねじが、そのねじ頭部でホイールハブに支持されていることが提案されている。この場合、特にねじ頭部が、ディスクに支持されており、該ディスク自体が、ホイールハブに載置していることが提案されていてよい。択一的には、ねじ頭部が、貫通開口に設けられた引込み部に支持されていることも可能である。

第２の構成によれば、緊締手段が、入力ピンに設けられた別の外側の環状溝内に挿入された別の位置固定リングを有しており、該位置固定リングが、ホイールハブの、内部で張り出した入力ピンの端部に向けられた端面に接触していることが提案されている。この場合、特に別の外側の環状溝が、横断面で見て内向きに楔状であり、別の位置固定リングが、横断面で見て楔状の少なくとも１つの内側の区分を有していることが提案される。これによって、アッセンブリの軸方向の固定を生ぜしめる誤差補償が保証される。この場合、別の位置固定リングが、別の外側の環状溝内への挿入後に被せ嵌められた環状キャップによって半径方向で位置固定されていると特に有利である。

ここに記載した手段によって、ホイールハブと入力ピンとの間の緊締手段の構造的に簡単な構成が提案される。この構成では、有利には、ジョイント外側部材に対して軸方向の間隔を置いてホイールハブを軸方向で支持するために、簡単な位置固定リングが使用される。この位置固定リングは、入力ピンに設けられた外側の周面溝内に挿入されていて、ホイールハブの終端面に対して直接当て付けられる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

互いに実質的に相当する図１および図２を以下に一緒に説明する。

図面には、本発明によるホイールハブ・回転ジョイントアッセンブリ１１を縦断面図で認めることができる。このホイールハブ・回転ジョイントアッセンブリ１１は、主要な構成要素として、一体成形されたホイールフランジ２２を備えたホイールハブ２１と、入力ピン４３に一体成形されたジョイント外側部材４２を備えたトルク伝達する回転ジョイント４１と、ホイールハブ２１に被せ嵌められたホイール軸受け装置６１とを有している。ホイールハブ２１と、ジョイント外側部材４２と、ホイール軸受け装置６１との共通の長手方向軸線は、符号Ａで示してある。図示の構成部材は、トルク伝達ボール４９と、互いに対応配置された、ジョイント外側部材４２に設けられた外側のボールトラック４４およびジョイント内側部材４６に設けられた内側のボールトラック４５と、全周にわたって分配されたケージ窓４８を備えたボールケージ４７とを除いて、長手方向軸線Ａに対してほぼ回転対称的である。この場合、ホイール軸受け装置６１に関して、さらに詳しく記載する軸受けボールの配置および軸受けケージの構成が厳密な意味で回転対称的でないことは自明である。

ホイール軸受け装置６１は軸受けアウタレース６２を有している。この軸受けアウタレース６２には、ホイールキャリヤにねじ締結するための軸受けフランジ６３が一体成形されている。このためには、ねじ山付き孔６４が働く。軸受けアウタレース６２は外側の２つのボール溝６５，６６を形成している。両ボール溝６５，６６内では、軸受けボール６７，６８の環列が走行する。ボールは、軸受けケージ６９，７０によって互いに間隔を置いて保持されている。ホイール軸受け装置６１は、ホイールハブ２１と一体に形成された軸受けインナレース７１と、この軸受けインナレース７１と別個に形成された軸受けインナレース７２とによって完成される。この軸受けインナレース７２は、ホイールハブ２１に回転ジョイント４１の側から軸方向で被せ嵌められている。軸受けインナレース７１，７２は内側のボール溝７３，７４を形成している。ホイールハブ２１の、軸方向でホイールフランジ２２と反対の側に位置する端部には、縁曲げ部２４が形成されている。この縁曲げ部２４は、軸受けインナレース７２と、軸受けボール６７，６８と、軸受けアウタレース６２との軸方向の被嵌め後に初めて１回の縁曲げ過程によって形成されていて、軸受けインナレース７２ひいてはホイール軸受け装置６１を軸方向で緊締している。縁曲げ部２４の終端面２８と反対の側には、軸方向の間隔を置いて、ジョイント外側部材４２の一方の端面５０が位置している。

アッセンブリ１１の、ホイールフランジ２２によって特徴付けられた端部をホイール側の端部と呼び、アッセンブリ１１の、回転ジョイント４１によって特徴付けられた端部をジョイント側の端部と呼ぶことにする。

入力ピン４３は、端面５０に続く第１の領域を有している。この第１の領域を後続のピン基部５１と呼ぶことにする。このピン基部５１には、外側の軸歯列５３を備えた後続の領域が続いている。外側の軸歯列５３は入力ピン４３の端部にまで達している。ホイールハブ２１は貫通開口２９を有している。この貫通開口２９は内側の軸歯列３０を有している。この内側の軸歯列３０には、ホイール側の端部で、内側円筒形状の拡幅部３１が続いていて、ジョイント側の端部で、内側円筒形状の拡幅部３２が続いている。

ここに示した、軸受けフランジ６３で自動車のホイールキャリヤにねじ締結することができるアッセンブリによって、入力トルクを、ジョイント内側部材４６内に相対回動不能に差し込むことができると同時に軸方向でジョイント内側部材４６内に位置固定することができるサイドシャフトから、ホイールフランジ２２のフランジ面２７にねじ締結することができるリムを備えた車両ホイールに伝達することができる。回転ジョイント４１は、サイドシャフトとホイールキャリヤとの間の可変の角度位置を許容する。この角度位置は、ホイールキャリヤのバウンドと操舵運動とによって実現することができる。

図１では、ホイールハブ２１内に押し込まれた入力ピン４３のホイール側の端部において、ねじ８２が入力ピン４３の中心のねじ山付き孔５５内にねじり込まれている。ねじ８２のねじ頭部８３は平らな側面でホイールハブ２１の端面に載着されている。この端面は、貫通開口２９に設けられた半径方向の拡幅部３１によって形成される。

ねじ８２のプリロード力に抗して作用する保持力は、位置固定リング８６によって形成される。この位置固定リング８６は、外側の軸歯列５３とピン基部５１との間で入力ピン４３に設けられた外側溝８５内に挿入されている。位置固定リング８６には、ホイールハブの内側円筒状の拡幅部３２の終端面が当て付けられている。位置固定リングは丸形リングとして形成されていて、ホイールハブの貫通開口２９内への入力ピン４３の挿入前に容易に組み付けることができる。

互いに実質的に相当する図３〜図５を以下に一緒に説明する。

図面には、本発明によるホイールハブ・回転ジョイントアッセンブリ１１を縦断面図で認めることができる。このホイールハブ・回転ジョイントアッセンブリ１１は、主要な構成要素として、一体成形されたホイールフランジ２２を備えたホイールハブ２１と、入力ピン４３に一体成形されたジョイント外側部材４２を備えたトルク伝達する回転ジョイント４１と、ホイールハブ２１に被せ嵌められたホイール軸受け装置６１とを有している。ホイールハブ２１と、ジョイント外側部材４２と、ホイール軸受け装置６１との共通の長手方向軸線は、符号Ａで示してある。図示の構成部材は、トルク伝達ボール４９と、互いに対応配置された、ジョイント外側部材４２に設けられた外側のボールトラック４４およびジョイント内側部材４６に設けられた内側のボールトラック４５と、全周にわたって分配されたケージ窓４８を備えたボールケージ４７とを除いて、長手方向軸線Ａに対してほぼ回転対称的である。この場合、ホイール軸受け装置６１に関して、さらに詳しく記載する軸受けボールの配置および軸受けケージの構成が厳密な意味で回転対称的でないことは自明である。

ホイール軸受け装置６１は軸受けアウタレース６２を有している。この軸受けアウタレース６２には、ホイールキャリヤにねじ締結するための軸受けフランジ６３が一体成形されている。このためには、ねじ山付き孔６４が働く。軸受けアウタレース６２は外側の２つのボール溝６５，６６を形成している。両ボール溝６５，６６内では、軸受けボール６７，６８の環列が走行する。ボールは、軸受けケージ６９，７０によって互いに間隔を置いて保持されている。ホイール軸受け装置６１は、互いに別個に形成された２つの軸受けインナレース７１，７２によって完成される。両軸受けインナレース７１，７２は、ホイールハブ２１に回転ジョイント４１の側から軸方向で被せ嵌められている。軸受けインナレース７１，７２は内側のボール溝７３，７４を形成している。ホイールハブ２１の、軸方向でホイールフランジ２２と反対の側に位置する端部には、縁曲げ部２４が形成されている。この縁曲げ部２４は、軸受けインナレース７１，７２と、軸受けボール６７，６８と、軸受けアウタレース６２との軸方向の被嵌め後に初めて１回の縁曲げ過程によって形成されていて、軸受けインナレース７１，７２をホイールフランジ２２に対して一緒に緊締している。縁曲げ部２４の終端面２８と反対の側には、軸方向の間隔を置いて、ジョイント外側部材４２の一方の端面５０が位置している。

アッセンブリ１１の、ホイールフランジ２２によって特徴付けられた端部をホイール側の端部と呼び、アッセンブリ１１の、回転ジョイント４１によって特徴付けられた端部をジョイント側の端部と呼ぶことにする。

入力ピン４３は、端面５０に続く第１の領域を有している。この第１の領域を後続のピン基部５１と呼ぶことにする。このピン基部５１には、外側の軸歯列５３によって特徴付けられた後続の領域が続いている。外側の軸歯列５３は入力ピン４３の端部にまで達している。ホイールハブ２１は貫通開口２９を有している。この貫通開口２９は内側の軸歯列３０を有している。この内側の軸歯列３０には、ホイール側の端部で、内側円筒形状の拡幅部３１が続いていて、ジョイント側の端部で、内側円筒形状の拡幅部３２が続いている。

ここに示した、軸受けフランジ６３で自動車のホイールキャリヤにねじ締結することができるアッセンブリによって、入力トルクを、ジョイント内側部材４６内に相対回動不能に差し込むことができると同時に軸方向でジョイント内側部材４６内に位置固定することができるサイドシャフトから、ホイールフランジ２２にねじ締結することができるリムを備えた車両ホイールに伝達することができる。回転ジョイント４１は、サイドシャフトとホイールキャリヤとの間の可変の角度位置を許容する。この角度位置は、ホイールキャリヤのバウンドと操舵運動とによって実現することができる。

図３では、ホイールハブ２１の内側の軸歯列３０を越えて張り出した入力ピン４３のホイール側の端部に、横断面図で見て楔状の外側溝１２が切り込まれている。この外側溝１２内には、位置固定リング１３が挿入されている。この位置固定リング１３は、横断面図で見て、内側領域で同じく楔状である。位置固定リング１３は、周で分割された慣用のばねリングである。位置固定リング１３は平らな側面で右側でホイールハブ２１の端面に当て付けられているのに対して、位置固定リング１３は左側で一方の楔面によって外側溝１２の相応の楔面に当て付けられている。位置固定リング１３を拡張しかつ周面溝１２内にばね弾性的に進入するまで被せ嵌めた後の位置固定リング１３の半径方向の残プリロード力に基づき、位置固定リング１３が、ホイールハブ２２に対する軸方向のプリロード力を形成する。このプリロード力は入力ピン４３に支持され、右方に作用する。これによって、アッセンブリの軸方向の固定が得られる。位置固定リング１３は取外しに抗して円筒状の金属薄板キャップ１５によって位置固定される。この金属薄板キャップ１５はその内側の開放端部の直前に内側の環状襞１６を有している。この環状襞１６は軸方向で位置固定リングに対して当て付けられている。一体成形された底部１７によって、同時に軸歯列が汚物の侵入に対して防護される。

位置固定リング１３の残プリロード力に抗して作用する保持力は、位置固定リング８６によって形成される。この位置固定リング８６は、外側の軸歯列５３とピン基部５１との間で入力ピン４３に設けられた外側溝８５内に挿入されている。位置固定リング８６には、ホイールハブの内側円筒状の拡幅部３２の終端面が当て付けられている。位置固定リングは丸形リングとして形成されていて、ホイールハブの貫通開口２９内への入力ピン４３の挿入前に容易に組み付けることができる。

本発明によるホイールハブ・回転ジョイントアッセンブリの第１の構成の縦断面図である。 図１に示した個別部分の拡大図である。 本発明によるホイールハブ・回転ジョイントアッセンブリの第２の構成の縦断面図である。 図３に示した個別部分の拡大図である。 図３に示した別の個別部分の拡大図である。

符号の説明

１１ ホイールハブ・回転ジョイントアッセンブリ、 １２ 外側溝、 １３ 位置固定リング、 １５ 金属薄板キャップ、 １６ 環状襞、 １７ 底部、 ２１ ホイールハブ、 ２２ ホイールフランジ、 ２４ 縁曲げ部、 ２７ フランジ面、 ２８ 終端面、 ２９ 貫通開口、 ３０ 軸歯列、 ３１ 拡幅部、 ３２ 拡幅部、 ４１ 回転ジョイント、 ４２ ジョイント外側部材、 ４３ 入力ピン、 ４４ ボールトラック、 ４５ ボールトラック、 ４６ ジョイント内側部材、 ４７ ボールケージ、 ４８ ケージ窓、 ４９ トルク伝達ボール、 ５０ 端面、 ５１ ピン基部、 ５３ 軸歯列、 ５５ ねじ山付き孔、 ６１ ホイール軸受け装置、 ６２ 軸受けアウタレース、 ６３ 軸受けフランジ、 ６４ ねじ山付き孔、 ６５ ボール溝、 ６６ ボール溝、 ６７ 軸受けボール、 ６８ 軸受けボール、 ６９ 軸受けケージ、 ７０ 軸受けケージ、 ７１ 軸受けインナレース、 ７２ 軸受けインナレース、 ７３ ボール溝、 ７４ ボール溝、 ８１ 自由室、 ８２ ねじ、 ８３ ねじ頭部、 ８５ 外側溝、 ８６ 位置固定リング、 Ａ 長手方向軸線

Claims (1)

1. ホイールハブ・回転ジョイントアッセンブリ（１１）であって、
   車両ホイールをねじ締結するためのホイールフランジ（２２）を備えた回転可能に支承されたホイールハブ（２１）が設けられており、該ホイールハブ（２１）が、内側の軸歯列（３０）を備えた中心の貫通開口（２９）を有しており、
   ジョイント外側部材（４２）を備えた回転ジョイント（４１）が設けられており、ジョイント外側部材（４２）に、外側の軸歯列（５３）を備えた入力ピン（４３）が付設されており、
   該入力ピン（４３）が、貫通開口（２９）内に差し込まれており、ホイールハブ（２１）とジョイント外側部材（４２）とが、内外で係合する内側の軸歯列（３０）と外側の軸歯列（５３）とによって互いに相対回動不能に結合されており、
   ホイールハブ（２１）のジョイント側の端部とジョイント外側部材（４２）のホイール側の端面（５０）との間に軸方向の自由室（８１）が設けられている形式のものにおいて、
   ホイールハブ（２１）と入力ピン（４３）との間に緊締手段が有効であり、該緊締手段が、ホイールハブ（２１）をジョイント外側部材（４２）に向かって負荷しており、
   前記緊締手段によるプリロード力に抗して保持力を形成しホイールハブ（２１）を入力ピン（４３）に支持するために、該入力ピン（４３）の外側の環状溝（８５）内に位置固定リング（８６）が挿入されており、該位置固定リング（８６）が、前記緊締手段のプリロード力に抗して作用するために、ホイールハブ（２１）に設けられた内側の拡幅部（３２）の終端面に当て付けられていることを特徴とする、ホイールハブ・回転ジョイントアッセンブリ。

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