WO2006095603A1

WO2006095603A1 - 車輪用軸受装置

Info

Publication number: WO2006095603A1
Application number: PCT/JP2006/303725
Authority: WO
Inventors: Minoru Suzuki
Original assignee: Ntn Corporation
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2006-09-14
Also published as: JP2006248373A

Description

明細書

車輪用軸受装置

技術分野

[0001] 本発明は、自動車の懸架装置に対して駆動車輪 (FF車の前輪、 FR車の後輪、 4 WD車の全輪)を回転自在に支持する駆動車輪用軸受装置に関する。

背景技術

[0002] 自動車の車輪用軸受装置には、従動輪用と駆動輪用があり、それぞれの用途に応じて種々の形式のものが提案されている。例えば、図 4は駆動輪用軸受装置で、ハブ輪 1および内輪 2、複列の転動体 3, 4、外輪 5、等速自在継手 6を主要な構成要素としている。

[0003] ハブ輪 1は、その外周面にアウトボード側の軌道面 7が形成されると共に、車輪（図示せず)を取り付けるための車輪取付フランジ 9を備えている。この車輪取付フランジ 9の円周方向等間隔に、ホイールディスクを固定するためのハブボルト（図示せず）が植設されている。このハブ輪 1の外周面に形成された小径段部 12に内輪 2を嵌合させ、この内輪 2の外周面にインボード側の軌道面 8が形成されている。

[0004] 内輪 2は、クリープを防ぐために適当な締め代をもって圧入されている。ハブ輪 1の外周面に形成されたアウトボード側の軌道面 7と、内輪 2の外周面に形成されたインボード側の軌道面 8とで複列の軌道面を構成する。この内輪 2をノヽブ輪 1の小径段部 12に圧入し、ハブ輪 1の小径段部 12の端部を外側に加締めることにより、その加締部 11でもって内輪 2を抜け止めしてハブ輪 1と一体ィ匕し、軸受部 20に予圧を付与している。

[0005] 外輪 5は、内周面にハブ輪 1および内輪 2の軌道面 7, 8と対向する複列の軌道面 1 3, 14が形成され、車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ 17を備えている。この車体取付フランジ 17は、車体の懸架装置（図示せず)から延びるナックルに取り付け孔 19を利用してボルト固定される。

[0006] 軸受部 20は、複列のアンギユラ玉軸受構造で、ハブ輪 1および内輪 2の外周面に形成された軌道面 7, 8と外輪 5の内周面に形成された軌道面 13, 14との間に転動体 3, 4を介在させ、各列の転動体 3, 4を保持器 21, 22により円周方向等間隔に支持した構造を有する。軸受部 20の両端開口部には、ハブ輪 1と内輪 2の外周面に摺接するように、外輪 5とハブ輪 1および内輪 2との環状空間を密封する一対のシール 2 3, 24が外輪 5の両端部内径に嵌合され、内部に充填されたグリースの漏洩ならびに外部からの水や異物の侵入を防止するようになって、る。

[0007] 等速自在継手 6は、ドライブシャフトを構成する中間軸（図示せず)の一端に設けられ、内周面にトラック溝 32が形成された継手外輪 15と、その継手外輪 15のトラック溝 32と対向するトラック溝 33が外周面に形成された継手内輪 34と、継手外輪 15のトラック溝 32と継手内輪 34のトラック溝 33との間に組み込まれたボール 35とからなる。継手外輪 15は、継手内輪 34およびボール 35を収容したマウス部 25と、マウス部 25から軸方向に一体的に延び、外周面にスプライン 26が形成されたステム部 27を有する

[0008] このステム部 27をノヽブ輪 1の貫通孔 31に挿入し、ハブ輪 1の加締部 11に継手外輪 15の肩部 16を突き合わせた状態で、ステム部 27の内径に形成された雌ねじ部 29にボルト 30を締め付けることによって、等速自在継手 6をノヽブ輪 1に固定している。このステム部 27の外周面および貫通孔 31の内周面に形成されたスプライン 26, 28により両者を嵌合させることにより、トルク伝達可能となっている。

特許文献 1：特開 2004— 353724号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] ところで、前述した駆動輪用軸受装置では、例えば車両発進時、軸受部 20のハブ輪 1の加締部 11と等速自在継手 6の継手外輪 15の肩部 16との間で、カツキン音と通称されるスティックスリップ音が発生するおそれがある。

[0010] このスティックスリップ音は、車両発進時、静止状態にある軸受部 20のハブ輪 1に対して等速自在継手 6の継手外輪 15から回転トルクが負荷されると、ステム部 27のスプライン 26, 28を介して継手外輪 15からハブ輪 1へ回転トルクを伝達しょうとするが、継手外輪 15のねじれによりハブ輪 1の加締部 11と継手外輪 15の肩部 16との間で急激な相対滑りが発生する。この急激な相対滑りが原因となってスティックスリップ音が発生する。

[0011] 前述したスティックスリップ音を未然に防止する手段として、図 5に示すような構造の軸受装置がある（例えば、特許文献 1参照)。この軸受装置は、継手外輪 15のステム部 27の円筒部力もスプライン 26へ繋がるテーパ部 36を設けると共に、ハブ輪 1の内径部にも前述のテーパ部 36と対応するようにインボード側内径円筒部力もスプライン 28に繋がるテーパ部 37を設けて、る。

[0012] 等速自在継手 6のハブ輪 1への組み付け時、継手外輪 15のステム部 27をノ、ブ輪 1 の内径に挿入し、ステム部 27のテーパ部 36をノヽブ輪 1の内径のテーパ部 37に当接させた上で、ハブ輪 1のアウトボード側端面力突出したステム部 27の先端の雄ねじ部 29 'にナット 30'を螺合させることにより締め付け固定している。この状態で、ハブ輪 1の加締部 11と継手外輪 15の肩部 16との間に軸方向すきま mが形成され、両者が突き合わされることがなくなることから、スティックスリップ音が発生することはな、。

[0013] し力しながら、前述した構造の場合、ステム部 27のテーパ部 36とハブ輪 1のテーパ部 37との突き合わせ部分でナット 30'による締め付け力をすベて受け持つため、非常に接触面圧が高い状態となっている。このような状態で、継手外輪 15のステム部 2 7からハブ輪 1への回転トルク伝達が繰り返されると、長期使用時にはその部分での著、摩耗が発生する可能性が高、と、う懸念があった。

[0014] 本発明の目的は、スティックスリップ音を確実に抑制すると共に、ハブ輪と等速自在継手の突き合わせ部分での摩耗を抑制し得る車輪用軸受装置を提供することにある課題を解決するための手段

[0015] 本発明を適用する対象は、内周に複列の軌道面が形成された外輪と、一端に車輪取付フランジを有すると共に外周に複列の軌道面を有し、ハブ輪と内輪からなる内方部材と、外輪と内方部材のそれぞれの軌道面間に介装された複列の転動体とを備え、ハブ輪の小径段部の端部を加締めることによりハブ輪と内輪を一体ィ匕し、ハブ輪の内径に等速自在継手の継手外輪のステム部を挿入してスプライン嵌合させた車輪用軸受装置である。この車輪用軸受装置としては、外輪の外周に車体取付フランジを有し、ハブ輪の外周に、複列の軌道面のうちの一方の軌道面が形成されているものがある。

[0016] スティックスリップ音の発生を防止するためには、ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部とを突き合わせな、ようにした構造が必要であり、この構造を実現するためには、ハブ輪にステム部を軸方向に固定した時の締結力のすべてを、ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部との突き合わせ部分以外の箇所で受け持つ構造を必要とし、さらに、突き合わせ状態での接触面圧による摩耗を抑制し得る構造とする必要がある。

[0017] この車輪用軸受装置において、本発明は、車輪取付フランジにブレーキロータをィンロー構造でもって取り付け、ブレーキロータの回転中心に貫通穴を設けると共にその貫通穴の内径周縁部のインボード側端面をステム部との突き合わせ面とし、ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部との間に軸方向すきまを設けたことを特徴とする。

[0018] ハブ輪に取り付けられたブレーキロータのインボード側端面をステム部との突き合わせ面とする構造としては、ブレーキロータのインボード側端面とステム部のスプライン軸端面とを突き合わせる以外に、ブレーキロータの内径周縁部を軸方向インボード側に延設し、その円筒部のインボード側端面と継手外輪のステム部のスプライン軸端面とを突き合わせるようにしてもよぐあるいは、ブレーキロータのインボード側端面と継手外輪のステム部のスプライン軸端面との間に円筒状部材を挿入し、ブレーキ口ータのインボード側端面とステム部のスプライン軸端面とを円筒状部材を介して突き合わせるようにしてもよヽ。

[0019] 本発明では、ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部を突合わせることなぐハブ輪の加締部と継手外輪の肩部との間に軸方向すきまを設けたことにより、ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部が非接触状態となることから、スティックスリップ音の発生源を取り除くことができる。

[0020] 一方、ハブ輪にステム部を軸方向に固定した時の締結力のすべてを受け持つ構造としては、ブレーキロータのインボード側端面をステム部との突き合わせ面とした構造であることから、ハブ輪にステム部を軸方向に固定した時の締結力によって両者の突き合わせ状態での接触面圧が高い状態である力そのブレーキロータのインボード側でハブ輪とステム部がスプライン嵌合されていることによってトルク伝達経路力外れているので、ほとんど相対滑りが発生することなぐ摩耗が発生し難い。 [0021] なお、本発明における構造では、ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部との間に軸方向すきまが形成されることから、その軸方向すきまにシール部材を介装した構造とすることが望ましい。このようにすれば、外部からの水や異物の侵入を未然に防止することができる。

発明の効果

[0022] 本発明によれば、車輪取付フランジにブレーキロータをインロー構造でもって取り付け、前記ブレーキロータの中心に貫通孔を設けると共にその貫通孔の内径周縁部のインボード側端面をステム部との突き合わせ面とし、ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部との間に軸方向すきまを設けたことにより、ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部を突合わせることなぐ両者が非接触状態となることから、スティックスリップ音の発生源を取り除くことができ、スティックスリップ音の発生がなくなって、静粛性の向上が図れて搭乗者の違和感を解消することができる。

[0023] また、ブレーキロータのインボード側端面をステム部の突き合わせ面としたことにより、ハブ輪にステム部を軸方向に固定した時の締結力によって両者の突き合わせ状態での接触面圧が高、状態であっても、そのブレーキロータのインボード側でハブ輪とステム部がスプライン嵌合されて、ることによってトルク伝達経路力外れて、るので、ほとんど相対滑りが発生することなぐ摩耗が発生し難い。その結果、車輪用軸受装置の耐久性が向上し、車輪用軸受装置の長寿命化を図ることができる。

発明を実施するための最良の形態

[0024] 本発明に係る車輪用軸受装置の実施形態を以下に詳述する。図 1〜図 3に示す各実施形態は駆動輪用軸受装置で、内方部材であるハブ輪 101および内輪 102、複列の転動体 103, 104、外輪 105、等速自在継手 106を主要な構成要素としている。

[0025] ハブ輪 101は、外周面にアウトボード側の軌道面 107が形成されると共に、その外周面に形成された小径段部 112に内輪 102を嵌合させ、この内輪 102の外周面にィンボード側の軌道面 108が形成されている。このハブ輪 101は、ホイールディスク 14 1およびブレーキロータ 142を取り付けるための車輪取付フランジ 109を備えている。この車輪取付フランジ 109の円周方向等間隔に、ホイールディスク 141およびブレーキロータ 142を固定するためのハブボルト 110が植設されて!/、る。 [0026] ブレーキロータ 142は、ハブ輪 101のアウトボード側端面 101aに形成されたブレーキロータパイロット部 143で芯合わせできるようにインロー構造となっている。このブレーキロータ 142の回転中心には、ハブ輪 101の内径よりも小さい内径を有する貫通穴 144が形成されている。一方、ホイールディスク 141は、ブレーキロータ 142のァゥトボード側に形成されたホイールパイロット部 145で芯合わせされた状態でブレーキロータ 142と共にハブ輪 101のハブボルト 110にナット 146で締め付け固定される。

[0027] 内輪 102は、クリープを防ぐために適当な締め代をもって圧入されている。ハブ輪 1 01の外周面に形成されたアウトボード側の軌道面 107と、内輪 102の外周面に形成されたインボード側の軌道面 108とで複列の軌道面を構成する。この内輪 102をノヽブ輪 101の小径段部 112に圧入し、ハブ輪 101の小径段部 112の端部を外側に加締めることにより、その加締部 111でもって内輪 102を抜け止めしてハブ輪 101と一体化し、軸受部 120に予圧を付与している。

[0028] 外輪 105は、内周面にハブ輪 101および内輪 102の軌道面 107, 108と対向する複列の軌道面 113, 114が形成され、車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ 117を備えている。この車体取付フランジ 117は、車体の懸架装置（図示せず)から延びるナックルに取り付け孔 119を利用してボルト固定される。

[0029] 軸受部 120は、複列のアンギユラ玉軸受構造で、ハブ輪 101および内輪 102の外周面に形成された軌道面 107, 108と外輪 105の内周面に形成された軌道面 113, 114との間に転動体 103, 104を介在させ、各列の転動体 103, 104を保持器 121, 122により円周方向等間隔に支持した構造を有する。軸受部 120の両端開口部には、ハブ輪 101と内輪 102の外周面に摺接するように、外輪 105とハブ輪 101および内輪 102との環状空間を密封する一対のシール 123, 124が外輪 105の両端部内径に嵌合され、内部に充填されたグリースの漏洩ならびに外部力の水や異物の侵入を防止するようになって!/、る。

[0030] 等速自在継手 106は、ドライブシャフトを構成する中間軸（図示せず)の一端に設けられ、内周面にトラック溝 132が形成された継手外輪 115と、その継手外輪 115のトラック溝 132と対向するトラック溝 133が外周面に形成された継手内輪 134と、継手外輪 115のトラック溝 132と継手内輪 134のトラック溝 133との間に組み込まれたボール 135と力なる。継手外輪 115は、継手内輪 134およびボール 135を収容したマウス部 125と、マウス部 125から軸方向に一体的に延び、外周面にスプライン 126が形成されたステム部 127を有する。なお、このステム部 127は、その軸中心に貫通孔 147 を有する中空状で、その内周面のインボード側には雌ねじ部 129が形成されている。

[0031] このステム部 127をハブ輪 101の貫通孔 131に挿入し、ステム部 127の内径に形成された雌ねじ部 129に、ブレーキロータ 142の貫通穴 144からボルト 130を挿入して螺合させることにより、等速自在継手 106をノヽブ輪 101に締め付け固定して、る。このステム部 127の外周面およびハブ輪の貫通孔 131の内周面に形成されたスプライン 126, 128により両者を嵌合させることにより、トルク伝達可能となる。なお、等速自在継手 106のハブ輪 101への固定は、ステム部 127の先端に形成された雄ねじ部にナットを螺合させることにより実現することも可能である。

[0032] ここで、等速自在継手 106をノ、ブ輪 101に軸方向に固定した時の締結力のすべてを受け持つ構造として、図 1〜図 3に示す各実施形態があり、これによりハブ輪 101 の加締部 111と継手外輪 115の肩部 116とを突き合わせな、ようにしてスティックスリップ音の発生を防止する。

[0033] 図 1に示す実施形態の軸受装置においては、ブレーキロータ 142の内径周縁部のインボード側端面 142aと継手外輪 115のステム部 127のスプライン軸端面 127aとを突き合わせる。ここで、ステム部 127の軸方向長さは、ハブ輪 101の加締部 111の軸方向端面力もブレーキロータ 142のインボード側端面 142aまでの長さよりも若干長くしていることから、ブレーキロータ 142のインボード側端面 142aと継手外輪 115のステム部 127のスプライン軸端面 127aとの突き合わせ状態で、ハブ輪 101の加締部 1 11と継手外輪 115の肩部 116との間に軸方向すきま nが形成される。なお、両者の軸方向すきま nは、例えば 2mm以下が好ましい。

[0034] 図 2に示す他の実施形態の軸受装置においては、ブレーキロータ 142の内径周縁部を軸方向インボード側に延設し、その円筒部 142bのインボード側端面 142aを継手外輪 115のステム部 127のスプライン軸端面 127aとを突き合わせる。この実施形態の場合、前述した図 1の実施形態と比較して、ステム部 127の軸方向長さを短くすることができるので、等速自在継手 101の部品コストを低減することができる。なお、この実施形態でも、図 1の実施形態と同様、ブレーキロータ 142の円筒部 142bのインボード側端面 142aと継手外輪 115のステム部 127のスプライン軸端面 127aとの突き合わせ状態で、ハブ輪 101の加締部 111と継手外輪 115の肩部 116との間に軸方向すきま nが形成される。

[0035] 図 3に示す実施形態の軸受装置においては、ブレーキロータ 142の内径周縁部のインボード側端面 142aと継手外輪 115のステム部 127のスプライン軸端面 127aとの間に円筒状部材 148を挿入し、ブレーキロータ 142のインボード側端面 142aとステム部 127のスプライン軸端面 127aとを円筒状部材 148を介して突き合わせる。この円筒状部材 148は、圧縮強度ゃ耐摩耗性などが適正であれば、その材料は特に規定されない。従って、アルミニウム製のものを使用すれば、軽量ィ匕に寄与することができる。なお、この実施形態でも、図 1および図 2の実施形態と同様、円筒状部材 14 8を介して、ブレーキロータ 142のインボード側端面 142aとステム部 127のスプライン軸端面 127aとの突き合わせ状態で、ハブ輪 101の加締部 111と継手外輪 115の肩部 116との間に軸方向すきま nが形成される。

[0036] 以上で説明した各実施形態における軸受装置では、ハブ輪 101の貫通孔 131に継手外輪 115のステム部 127を挿入して両者のスプライン 126 , 128を嵌合させる。この際、継手外輪 115の肩部 116がハブ輪 101の加締部 111に当接する前に、ステム部 127の軸端面 127aをブレーキロータ 142のインボード側端面 142aに直接的に、あるいは円筒状部材 148を介して突き合わせることにより、ハブ輪 101に対して継手外輪 115を軸方向で位置規制することができる。

[0037] このようにして、ブレーキロータ 142のインボード側端面 142aとステム部 127の軸端面 127aとの突き合わせ状態で、ブレーキロータ 142の貫通穴 144からボルト 130を挿入してステム部 127の内径の雌ねじ部 129に螺合させることにより、等速自在継手 106をノ、ブ輪 101に締め付け固定して軸力を付与する。

[0038] この軸受装置では、ハブ輪 101の加締部 111と継手外輪 115の肩部 116を突合わせることなく、ハブ輪 101の加締部 111と継手外輪 115の肩部 116との間に軸方向すきま nが形成されることにより、ハブ輪 101の加締部 111と継手外輪 115の肩部 11 6が非接触状態となることから、スティックスリップ音の発生源を取り除くことができる。 [0039] 一方、ハブ輪 101にステム部 127を軸方向に固定した時の締結力のすべてを、ブレーキロータ 142のインボード側端面 142aとステム部 127のスプライン軸端面 127a の突き合わせ状態で受け持つ構造となっていることから、ハブ輪 101にステム部 127 を軸方向に固定した時の締結力によって両者の突き合わせ状態での接触面圧が高い状態であるが、そのブレーキロータ 142のインボード側でハブ輪 101とステム部 12 7がスプライン嵌合されて、ることによってトルク伝達経路力外れて、るので、ほとんど相対滑りが発生することなぐ摩耗が発生し難い。

[0040] なお、ハブ輪 101の加締部 111と継手外輪 115の肩部 116との間に軸方向すきま nが形成されていると、その軸方向すきま nから泥水などが侵入し、鲭発生によりハブ輪 101とステム部 127のスプライン嵌合が固着して分解が困難になるおそれがある。そのため、前述した各実施形態では、ハブ輪 101の加締部 111と継手外輪 115の肩部 116との間に軸方向すきま nに Oリング等のシール部材 149を介装した構造としている。このシール部材 149により、外部からの水や異物の侵入を未然に防止することができる。

図面の簡単な説明

[0041] [図 1]本発明に係る車輪用軸受装置の一つの実施形態で、ブレーキロータのインポ一ド側端面とステム部のスプライン軸端面を突き合わせた形態を示す断面図である。

[図 2]本発明の他の実施形態で、ブレーキロータの円筒部のインボード側端面とステム部のスプライン軸端面を突き合わせた形態を示す断面図である。

[図 3]本発明の他の実施形態で、ブレーキロータのインボード側端面とステム部のスプライン軸端面を円筒状部材を介して突き合わせた形態を示す断面図である。圆 4]車輪用軸受装置の従来例を示す断面図である。

[図 5]車輪用軸受装置の他の従来例を示す断面図である。

符号の説明

[0042] 101 ハブ輪

102 内輪

103, 104 転動体 106 等速自在継手

107, 108 軌道面

111 加締部

112 小径段部

113， 114 軌道面

115 継手外輪

116 肩部

127 ステム部

127a ステム部の軸端面

126, 128 スプライン

142 ブレーキロータ

142a ブレーキロータのインボード側端面 142b ブレーキロータの円筒部

144 ブレーキロータの貫通穴

148 円筒状部材

149 シール部材

n 軸方向すきま

Claims

請求の範囲

[1] 内周に複列の軌道面が形成された外輪と、一端に車輪取付フランジを有すると共に外周に複列の軌道面を有し、ハブ輪と内輪からなる内方部材と、前記外輪と内方部材のそれぞれの軌道面間に介装された複列の転動体とを備え、前記ハブ輪の小径段部の端部を加締めることによりハブ輪と内輪を一体ィ匕し、前記ハブ輪の内径に等速自在継手の継手外輪のステム部を挿入してスプライン嵌合させた車輪用軸受装置において、前記車輪取付フランジにブレーキロータをインロー構造でもって取り付け、前記ブレーキロータの回転中心に貫通穴を設けると共にその貫通穴の内径周縁部のインボード側端面を前記ステム部との突き合わせ面とし、ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部との間に軸方向すきまを設けたことを特徴とする車輪用軸受装置。

[2] 前記外輪の外周に車体取付フランジを有し、ハブ輪の外周に、複列の軌道面のう

ヽる請求項 1に記載の車輪用軸受装置。

[3] 前記ブレーキロータのインボード側端面とステム部のスプライン軸端面とを突き合わせた請求項 1又は 2に記載の車輪用軸受装置。

[4] 前記ブレーキロータの内径周縁部を軸方向インボード側に延設し、その円筒部のィンボード側端面と継手外輪のステム部のスプライン軸端面とを突き合わせた請求項 1 又は 2に記載の車輪用軸受装置。

[5] 前記ブレーキロータのインボード側端面と継手外輪のステム部のスプライン軸端面との間に円筒状部材を挿入し、ブレーキロータのインボード側端面とステム部のスプライン軸端面とを前記円筒状部材を介して突き合わせた請求項 1又は 2に記載の車輪用軸受装置。

[6] 前記ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部との間に設けられた軸方向すきまにシール部材を介装した請求項 3〜5のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。