JPH1113783A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】より寿命を長くさせることのできる等速自在継
手のシールを提供する。 【解決手段】駆動軸２０４に内輪２０５ａを嵌合させた
密封型軸受２０５と、等速自在継手のアウター部材１０
２を回転自在に支持するハブ軸受の外輪部材（ナック
ル）１０１に一端を取付け、密封形軸受２０５の外輪２
０５ｂに他端を嵌合させてなる筒形状を有するブーツ２
０６とからなるので、通常の動作条件下においてブーツ
２０６は、回転する駆動軸２０４と共周りすることな
く、従って回転による屈曲がなくなり、それによりブー
ツ２０６の寿命をより長くすることができる。さらに
は、低温時にグリースが固化し、駆動軸２０４と一緒に
ブーツ２０６を回そうとするときは、ブーツ２０６の両
端を回転させるので、それによりブーツ２０６のねじれ
破損を防止するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車輪用軸受装置に関
し、特に、自動車等に使用される車輪用軸受装置のシー
ル装置に関する。

【０００２】互いに角度をなす自動車の駆動軸から被駆
動軸へと、動力を伝達する場合において、両軸間に速度
差を生じさせることなく等速で両軸が回転するよう、両
軸を連結する等速自在継手が知られている。

【０００３】等速自在継手は、ベル状のアウター部材
と、瘤状のインナー部材との間に複数個のボールを保持
するケージを介在させ、各ボールを前記インナー部材と
前記アウター部材との対向面に設けられた円弧状に延び
るボール溝に係合させてなる。

【０００４】ところで、例えば自動車の車輪を回転自在
に支持するハブ・ユニットに、等速自在継手を組み込む
場合がある。かかる場合ハブ・ユニットの内輪が、等速
自在継手のアウター部材となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ハブ・ユニ
ットに組み込まれた等速自在継手を密封し、外部から塵
埃や水が侵入しないように蛇腹状のブーツと呼ばれる樹
脂製やゴム製のシールが、駆動軸とハブユニット間にわ
たって配置されている。

【０００６】ここで従来技術において、ブーツの一端
は、等速自在継手のアウター部材に固定され、一方、ブ
ーツの他端は、回転する駆動軸の外周に取り付けられて
いる。従って、駆動軸と共にブーツは共周りするので、
ブーツ自体に生じる遠心力によりブーツが拡張したり、
アンバランスによる振れ回り等の恐れがある。一方、例
えば等速自在継手の交差角度が大きくなるＦＦ（フロン
トエンジン・フロントドライブ）の自動車においては、
ブーツは回転屈曲させられるという実状がある。従っ
て、かかる拡張と屈曲とを繰り返すことにより、ブーツ
の寿命はより短かくなってしまう。

【０００７】これに対し、等速自在継手を回転自在に支
持するハブ軸受の外輪部材に、ブーツの一端を固定する
という取付手法も考えられる。しかしながら、かかる外
輪部材は車体に取り付けられ非回転部となっている。従
って、かかる取付手法によれば、一端が固定された状態
で、駆動軸に固定された他端は回転してしまうため、ブ
ーツのねじれが生じることとなるので、例えば特開昭５
７−８６６２５号公報に開示されているように、駆動軸
外径部にすべり軸受を設けてブーツを固定し、それによ
りブーツのねじれを防止している。しかし、上記すべり
軸受を設けた構成では、耐久寿命に問題がある。

【０００８】かかる問題点に鑑み、本発明は、よりシー
ル部材の寿命を長くさせ、及び駆動部におけるシール性
を向上させることのできる車輪用軸受装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明にかかる車輪用軸受装置は、駆動軸に連結さ
れたインナー部材とアウター部材との間に複数個のボー
ルを保持するケージを介在させ、各ボールを前記インナ
ー部材と前記アウター部材との対向面に設けられたボー
ル溝に係合させた等速自在継手と、前記アウター部材の
外周に設けたハブ軸受とからなる車両用軸受装置におい
て、前記駆動軸に内輪を嵌合させた密封型軸受と、前記
アウター部材を回転自在に支持する前記ハブ軸受の外輪
部材に一端を取付け、前記密封形軸受の外輪に他端を嵌
合させてなる筒形状を有するシール部材とからなる。

【００１０】

【作用】本発明にかかる車輪用軸受装置によれば、前記
駆動軸に内輪を嵌合させた密封型軸受と、前記アウター
部材を回転自在に支持する前記ハブ軸受の外輪部材（ナ
ックル）に一端を取付け、前記密封形軸受の外輪に他端
を嵌合させてなる筒形状を有するシール部材とからなる
ので、通常の動作条件下において前記シール部材は、回
転する前記駆動軸と共周りすることなく、従って回転に
よる屈曲がなくなり、それによりブーツの寿命をより長
くすることができる。

【００１１】加えて、本発明の車輪用軸受装置によれ
ば、前記支持手段が、前記シール部材から前記シール取
付部に対し所定値以上の回転トルクが伝達されたときの
み、前記シール部材と前記固定部材との間の相対回転を
許容するので、低温時にグリースが固化し、駆動軸と一
緒にシール部材を回そうとするときは、シール部材の両
端を回転させるので、それによりシール部材のねじれ破
損を防止するようになっている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態を
図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の態様
にかかる等速自在継手を組み込んだハブ・ユニットの断
面図である。図１において、本実施の形態にかかるハブ
・ユニットは、外輪１０１と、内輪組立体１０２と、前
記外輪１０１と前記内輪組立体１０２との間に配置され
た二列のボール１０３と、前記外輪１０１と前記内輪組
立体１０２との間において、ボール１０３の両側に配置
されたシール１０５とからなる。

【００１３】外輪１０１は、円筒状の本体１０１ａと、
本体１０１ａから半径方向外方に延在するフランジ部１
０１ｂと、本体１０１ａの内周に形成された２列の軌道
面１０１ｃ、１０１ｄを有し、不図示のボルトにより車
体（不図示）に対してフランジ部１０１ｂを固定される
ようになっている。

【００１４】内輪組立体１０２は、外輪１０１に内包さ
れる円筒状の本体１０２ａと、本体１０２ａから半径方
向外方に延在する円板状のフランジ部１０２ｂと、本体
１０２ａの右端外周に嵌合された嵌合部１０２ｃとから
なる。嵌合部１０２ｃは、本体１０２ａの端部に形成さ
れた雄ねじに、ナット１０７を螺合させることにより本
体１０２ａに取り付けられている。

【００１５】内輪組立体１０２の本体１０２ａは、その
外周に軌道面１０２ｄを有する。一方、嵌合部１０２ｃ
は、その外周に軌道面１０２ｅを有する。軌道面１０２
ｄ、１０２ｅと、それぞれ対向する外輪１０１の軌道輪
１０１ｄ、１０１ｅとの間に、ボール１０３が挟持され
ている。かかる外輪１０１と、内輪組立体１０２と、ボ
ール１０３とでいわゆるアンギュラコンタクトタイプの
軸受を構成している。ボール１０３は、保持器１０４に
より適所に保持されている。

【００１６】内輪組立体１０２は、フランジ部１０２ｂ
にボルト孔１０２ｆを形成しており、かかるボルト孔１
０２ｆを介してボルト（不図示）を挿通し、かかるボル
トにより不図示の車輪を取り付けている。

【００１７】シール１０５は、通常のメカニカルシール
であって、外輪１０１と内輪組立体１０２との間を密封
している。但し、本願発明では、ブーツ内のシール１０
５は設けなくても良い。

【００１８】一方、本実施の形態にかかる等速自在継手
は、内輪組立体１０２の本体１０２ａの端部に形成され
たアウター部材１０２ｇと、インナー部材２０１と、両
部材間に配置されたボール２０２と、ボール２０２を保
持するケージ２０３とからなる。

【００１９】アウター部材１０２ｇは、ベル状の内形状
を有している。アウター部材１０２ｇの内周には、放射
状に延在する円弧状の溝１０２ｈが形成されている。ア
ウター部材１０２ｇ内には、駆動軸２０４に嵌合した部
分球状のインナー部材２０１が配置されている。インナ
ー部材２０１の外周には、アウター部材１０２ｇの溝１
０２ｈに対応して、溝２０１ａが形成されている。

【００２０】アウター部材１０２ｇの溝１０２ｈとイン
ナー部材２０１の溝２０１ａとの間に、両溝間を転動自
在にボール２０２が配置されている。ボール２０２は、
ケージ２０３に保持されているが、ケージ２０３の内周
面は、インナー部材２０１の外球面に面接触し、ケージ
２０３の外周面は、アウター部材１０２ｇの内球面に面
接触するようになっている。

【００２１】更に本実施の形態において、駆動軸２０４
の一部に形成された大径部２０４ａの外周に、軸受２０
５の内輪２０５ａが嵌合配置されている。軸受２０５
は、内輪２０５ａと、それを内包する外輪２０５ｂとの
間にボール２０５ｃを配置し、更に両輪間をシール２０
５ｄにより密封した、いわゆるシールタイプの軸受であ
る。

【００２２】ハブ・ユニットの外輪１０１の端部と、軸
受２０５の外輪２０５ｂとに、蛇腹状のシールであるブ
ーツ２０６の両端が嵌合配置され、金属製のバンド２０
６ａ、２０６ｂにより締め上げられている。ブーツ２０
６は樹脂製であって、外輪１０１から軸受２０５に向か
うにつれて、径が小さくなっている。なお、ブーツ２０
６は、等速自在継手の回動中心まで延長すれば、交差角
度が大きくなってもブーツ２０６の折れ曲がりはスムー
ズとなる。かかる延長は、図２に示すようにリング部材
２０７の連結により行っても良い。なお、リング部材２
０７は、カシメ２０７ａにより外輪１０１の端部外周に
取り付けられている。

【００２３】次に、本実施の形態によるハブ・ユニット
の動作について以下に説明する。不図示の駆動源からの
駆動により、駆動軸２０４は回転させられる。かかる場
合、ハブ・ユニットの内輪組立体１０２と、駆動軸２０
４の軸線とが一致する場合はもちろん、互いに交差して
いても、等速自在継手の特性に基づき、内輪組立体１０
２は駆動軸２０４と等速で回転し、不図示の車輪に動力
を伝達するようになっている。

【００２４】ここで、等速自在継手を構成するアウター
部材１０２ｇ内には、ブーツ２０６及びシール軸受２０
５の密封作用により、外部からの塵埃や水が到達しない
ようになっている。それにより、等速自在継手の寿命を
長く確保することができる。

【００２５】一方、ブーツ２０６は、一端を密封用軸受
２０５を介して駆動軸２０４に取り付けられているの
で、通常の動作条件下では駆動軸２０４と共回りするこ
とはなく、従ってブーツ２０６は回転屈曲を起こさな
い。よって、ブーツ２０６が大きく屈曲するのは、駆動
及び操舵輪を支持するハブ・ユニットに配置された場合
において、車輪が操舵されるときに限られるので、屈曲
回数は大幅に減り、それによりブーツの寿命をより長く
することができる。また、ブーツ自体が回転しなくな
り、屈曲のみを考慮すれば良いため、設計の自由度はよ
り向上する。

【００２６】図３は、第２の実施の態様にかかるハブ・
ユニットの軸線方向部分断面図である。なお、第２の実
施の形態については、図１に示す第１の実施の形態に対
して異なる点を中心に説明し、共通する部分については
詳細な説明を省略する。

【００２７】図３に示す第２の実施の形態が、第１の実
施の形態と異なるのは、外輪に対するブーツの取付構成
である。より具体的には、外輪１０１の右端外周に、ニ
ードル軸受３０１を介して、ブーツ２０６の左端は取り
付けられている。支持手段であるニードル軸受３０１
は、公知の態様で所定の予圧をかけられている。なお、
ニードル軸受３０１は密封形軸受であるため、これを介
して塵埃等はブーツ２０６内へ侵入することはない。

【００２８】第２の実施の形態において、通常の動作時
には、上述したようにニードル軸受３０１は所定の予圧
がかけられているので、駆動軸２０４が回転しても、ブ
ーツ２０６は回転しない。即ち、かかる場合にはニード
ル軸受３０１は、固定支持部として機能する。

【００２９】ところが、ブーツ２０６内の等速自在継手
には、潤滑剤として通常グリースが用いられているた
め、駆動軸２０４からブーツ２０６にわたって付着した
グリースが低温時には固化し、ブーツ２０６を等速自在
継手と固着させ一体的に回転させるように働く。ここ
で、第１の実施の態様のごとく、ブーツ２０６の左端を
外輪１０１に固定したとすると、ブーツ２０６の右端の
みが回転し、ブーツのねじれ破損を招く恐れがある。

【００３０】そこで、第２の実施の態様のごとく、ブー
ツ２０６を、予圧をかけたニードル軸受３０１で支持す
ることにより、低温時のようにブーツ２０６が駆動軸２
０４と共回りし、ブーツ２０６と外輪１０１との間に所
定のトルクが生じたときには、ブーツ２０６と外輪１０
１との相対回転を許容し、それによりブーツ２０６がね
じれることを防止している。なお、かかる場合において
も、動作の継続により等速自在継手の温度が上昇し、グ
リースが流動化するようになれば、駆動軸２０４とブー
ツ２０６とは共回りしなくなり、従ってブーツ２０６は
外輪１０１に固定的に支持されることとなる。ニードル
軸受の代わりに玉軸受を用いても良い。

【００３１】図４は、第３の実施の態様にかかるハブ・
ユニットの軸線方向部分断面図である。なお、第３の実
施の形態については、図１に示す第１の実施の形態に対
して異なる点を中心に説明し、共通する部分については
詳細な説明を省略する。

【００３２】図４に示す第３の実施の形態が、第１の実
施の形態と異なるのは、外輪に対するブーツの取付構成
である。図３において、ブーツ２０６の左端にはシール
リップ２０６ｃが形成されており、その先端を外輪１０
１の外周に当接させている。シールリップ２０６ｃに隣
接して、ブーツ２０６の内周には芯金２０６ｄが固着さ
れている。芯金２０６ｄと、外輪１０１の端部外周溝１
０１ｅとの間には、滑り軸受４０１が配置されている。
支持手段である滑り軸受４０１は、バンド２０６ａによ
り締め上げられ所定の予圧をかけられている。

【００３３】第３の実施の形態の動作時においても、通
常の動作時には、上述したように滑り軸受４０１は所定
の予圧がかけられているので、駆動軸２０４が回転して
も、ブーツ２０６は回転しない。即ち、かかる場合には
滑り軸受４０１は、固定支持部として機能する。一方、
低温時のようにブーツ２０６が駆動軸２０４と共回り
し、ブーツ２０６と外輪１０１との間に所定のトルクが
生じたときには、滑り軸受４０１は、ブーツ２０６と外
輪１０１との相対回転を許容し、それによりブーツ２０
６がねじれることを防止している。

【００３４】以上、本発明を実施の態様を参照して説明
してきたが、本発明は上記実施の態様に限定して解釈さ
れるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることは
もちろんである。例えば、ハブ・ユニット内の軸受の潤
滑は、専用の潤滑剤を使用する場合は、図１に示すよう
に単独で密封しても良いが、等速自在継手と同時に潤滑
するのであれば、シール１０５は不要となる。ブーツ
は、樹脂の代わりにゴムを用いて形成しても良い。

【００３５】

【発明の効果】本発明にかかる車輪用軸受装置によれ
ば、駆動軸に内輪を嵌合させた密封型軸受と、アウター
部材を回転自在に支持するハブ軸受の外輪部材（ナック
ル）に一端を取付け、前記密封形軸受の外輪に他端を嵌
合させてなる筒形状を有するシール部材とからなるの
で、通常の動作条件下において前記シール部材は、回転
する前記駆動軸と共周りすることなく、従って回転によ
る屈曲がなくなり、それによりブーツの寿命をより長く
することができる。

【００３６】加えて、本発明の車輪用軸受装置によれ
ば、支持手段が、前記シール部材から前記シール取付部
に対し所定値以上の回転トルクが伝達されたときのみ、
前記シール部材と前記固定部材との間の相対回転を許容
するので、低温時にグリースが固化し、駆動軸と一緒に
シール部材を回そうとするときは、シール部材の両端を
回転させるので、それによりシール部材のねじれ破損を
防止するようになっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態のハブ・ユニットの断面図で
ある。

【図２】ブーツの延長を行うリング部材を取り付けたハ
ブ・ユニットの断面図である。

【図３】第２の実施の態様にかかるハブ・ユニットの軸
線方向部分断面図である。

【図４】第３の実施の態様にかかるハブ・ユニットの軸
線方向部分断面図である。

【符号の説明】

１０１‥‥外輪 １０２‥‥内輪組立体 １０２ｇ‥‥アウター部材 １０３‥‥ボール ２０１‥‥インナー部材 ２０２‥‥ボール ２０３‥‥ケージ ２０４‥‥駆動軸 ２０５‥‥シール軸受 ２０６‥‥ブーツ ３０１‥‥ニードル軸受 ４０１‥‥滑り軸受

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸に連結されたインナー部材とアウ
   ター部材との間に複数個のボールを保持するケージを介
   在させ、各ボールを前記インナー部材と前記アウター部
   材との対向面に設けられたボール溝に係合させた等速自
   在継手と、前記アウター部材の外周に設けたハブ軸受と
   からなる車両用軸受装置において、 前記駆動軸に内輪を嵌合させた密封型軸受と、 前記アウター部材を回転自在に支持する前記ハブ軸受の
   外輪部材に一端を取付け、前記密封形軸受の外輪に他端
   を嵌合させてなる筒形状を有するシール部材とからなる
   車輪用軸受装置。
2. 【請求項２】 前記シール装置は、前記ハブ軸受の外輪
   側のシール取付部において、前記シール部材の一端と前
   記固定部材とを相対回転自在に支持する支持手段を更に
   有し、 前記支持手段は、前記シール部材から前記シール取付部
   に対し所定値以上の回転トルクが伝達されたときのみ、
   前記シール部材と前記固定部材との間の相対回転を許容
   する請求項１記載の車輪用軸受装置。