WO2020166671A1 - 部品の係止構造 - Google Patents

Abstract

他の部品の軸方向への移動止めとなる部品の移動を抑制することができ、当該部品および他の部品が外れてしまうことを防止することが可能となる部品の係止構造を提供する。部品の係止構造は、アクスルケース（１２）を挿通させるハブ（１３）の内周に沿って設けられ、アクスルケース（１２）の外周とハブ（１３）の内周との間に配置するベアリング（１４）（他の部品）に対して軸方向への移動止めとなるスナップリング（２０）（部品）と、ハブ（１３）のうちスナップリング（２０）に近接する位置に設けられ、スナップリング（２０）に対して軸方向への移動止めとなるエキサイターリング（３０）と、を備える。

Description

部品の係止構造

　本開示は、部品の係止構造に関する。

　従来より、車両には車体荷重を分担したり車輪に駆動力を伝達するためのアクスル（車軸）が備えられている。アクスルは、シャフトおよびアクスルケース等の軸部品を備え、アクスルケースの両側部に、ブレーキや車輪を取り付けるハブがベアリングを介して組み付けられている。ここで軸部品（アクスルケースの側部）に対する他部品（ベアリング）の抜け止めのために、例えば特許文献１に記載のスナップリングを設けることがあった。

　特許文献１には、車両の駆動輪に関して、車軸であるスプライン軸とハブとが固定された構造が記載されている。特許文献１では、ハブの内周面に溝が設けられ、この溝に欠円環状の止め輪を装着することで、スプライン軸が抜け出ることを防止している。

日本国特開２００１－１５０９０６号公報

　しかしながら、特許文献１の技術では、スナップリングの組み付けが不十分であったり、あるいはスナップリングが破損した場合には、他の部品が車軸であるスプライン軸から抜けてしまう虞がある。そのため、スナップリングが外れることを抑制したり、スナップリングの異常を早期に検知することが要望されていた。

　本開示の目的は、他の部品の軸方向への移動止めとなる部品の移動を抑制することができ、当該部品および他の部品が外れてしまうことを防止することが可能となる部品の係止構造を提供することである。

　本開示の一態様に係る部品の係止構造は、軸部品を挿通させる筒部品の内周または前記軸部品の外周に沿って設けられ、他の部品に対して前記軸部品の軸方向への移動止めとなる第１の部品と、前記筒部品または前記軸部品のうち前記第１の部品に近接する位置に設けられ、前記第１の部品に対して前記軸方向への移動止めとなる第２の部品と、を備えている。

　また、本開示の別態様に係る部品の係止構造では、前記軸部品は、車両のアクスルにおいてシャフトが回転自在に内挿されたアクスルケースであり、前記筒部品は、前記アクスルケースがベアリングを介して回転自在に挿通されたハブであり、前記他の部品は、前記アクスルケースの外周と前記ハブの内周の間に配置された前記ベアリングである。

　ここで前記第１の部品は、前記アクスルケースが挿通された前記ハブの内周に沿って前記アクスルケースの一端側に設けられ、前記ベアリングの前記軸方向への移動止めとなるスナップリングである。前記第２の部品は、前記スナップリングが設けられた前記ハブのうち前記スナップリングに前記ハブの一端側の外側から近接する端面に設けられ、前記アクスルケースが挿通する孔を備えた中空円盤部品である。前記中空円盤部品の孔の内径は、前記ハブの内径よりも小さく設定されている。

　本開示によれば、他の部品の軸方向への移動止めとなる部品の移動を抑制することができ、当該部品および他の部品が外れてしまうことを防止することが可能となる。

図１は、アクスルの構成を例示した断面図である。 図２は、部品の係止構造を例示した模式図である。図２（A）は、図１に示したアクスルにおけるスナップリングとエキサイターリングの配置関係を示す図である。図２（B）は、変形例に係る部品の係止構造を例示した模式図である。図２（C）は変形例に係る部品の係止構造を例示した模式図である。図２（D)は、変形例に係る部品の係止構造を例示した模式図である。

　以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下に説明する実施形態は一例であり、本開示はこの実施形態に限定されるものではない。なお、既に周知な事項の詳細な説明や、実質的に同一の構成に対する重複説明等は、適宜省略する場合がある。

　本開示を適用するアクスルは、車両において車軸をなす構成である。アクスルには、前輪用のフロントアクスルと、後輪用のリヤアクスルとがある。いずれのアクスルも、基本的な構成は同様である。また、アクスルが支持する車輪には、駆動輪と従動輪とがある。駆動輪を支持するアクスルは、駆動源からの動力伝達系の一部をなす。

　［アクスル１０の構成］
　まず、アクスルの一例について、図１を参照して概略を説明する。図１は、本実施形態に係るアクスル１０として、後輪駆動車のリヤアクスルに適用した車軸懸架式の構成を示す断面図である。図１に示すように、アクスル１０は、ドライブシャフト１１と、アクスルケース１２と、ハブ１３と、ベアリング１４等を備えている。

　ドライブシャフト１１は、車両における駆動源からの動力を駆動輪に伝達する軸である。ドライブシャフト１１は、アクスルケース１２に内挿されている。ドライブシャフト１１の端部１１１は、アクスルケース１２の側部より外部に突出しており、アクスルケース１２の内径よりも太径のフランジ状に形成されている。ドライブシャフト１１のフランジ状の端部１１１は、後述するハブ１３にボルト１１２で固定されている。

　アクスルケース１２は、ドライブシャフト１１を挿通させる筒軸である。アクスルケース１２は、車両に備えられた図示しない懸架装置等に支持される。アクスルケース１２の両側部１２１，１２１（図１では一側部１２１のみ図示する）には、それぞれハブ１３がベアリング１４を介して回転自在に組み付けられている。

　本実施形態ではアクスルケース１２（の特に側部１２１）が、本開示における「軸部品」に相当する。なお、図示しないがアクスルケース１２の中央部には、終減速機（デファレンシャル）が組み付けられている。車両における駆動源からの動力は、終減速機からドライブシャフト１１を介して駆動輪に伝達される。

　詳しく言えばアクスルケース１２は、その側部１２１が車幅方向外側（図１中で紙面左側）の先端より車幅方向内側（図１中で紙面右側）の途中まで小径外周に形成され、この小径外周の部分に後述するベアリング１４が外挿されている。ベアリング１４の一端面は、小径外周の境界となる段差部分に当接して位置決めされる。また、側部１２１の先端側には、ワッシャ１２２を介してナット１２３が締結され、ベアリング１４の他端面に当接することで、ベアリング１４はアクスルケース１２の軸方向に移動不能に固定される。

　次いで、ハブ１３は、アクスルケース１２の側部１２１を挿通させる筒部品である。ハブ１３は、略円筒状に形成されており、その内側にベアリング１４を介してアクスルケース１２の側部１２１が回転自在に挿通されている。また、ハブ１３の外側には、駆動輪やブレーキ等が取り付けられている。
　本実施形態ではハブ１３が、本開示における「筒部品」に相当する。

　詳しく言えばハブ１３は、その内側に車幅方向内側の一端面から車幅方向外側へ向けて基準内周をなす大径孔１３１が設けられ、大径孔１３１に続く車幅方向外側の他端面かけて前記基準内径よりテーパーを介して縮径した小径孔１３２が設けられている。ハブ１３の大径孔１３１には、後述するベアリング１４が内挿されている。

　ハブ１３の大径孔１３１の内周のうちハブ１３の一端面に近い位置には、ベアリング１４の一端面に当接させるスナップリング２０を嵌め込むための周溝が設けられている。また、ベアリング１４の他端面は、大径孔１３１と小径孔１３２の間のテーパー状の段差部分に当接して位置決めされる。

　ハブ１３の外側には、その外周より外径側へ所定幅で突出するフランジ１３３が設けられている。フランジ１３３には、ホイールピン１３４を介してブレーキ１３５や図示しない駆動輪が取り付けられている。ブレーキ１３５は、駆動輪と共に回転するブレーキドラム１３６の内側に、アクスルケース１２に支持されるブレーキフランジ１３７やブレーキシュー１３８を配設したものであり、その構成は一般的であるので詳細な説明は省略する。なお、ハブ１３の車幅方向外側の他端面に、ドライブシャフト１１の端部１１１がボルト１１２で固定されている。

　ベアリング１４は、アクスルケース１２の側部１２１の外周とハブ１３の内周との間に配置させる軸受である。ベアリング１４は、例えば外輪と内輪の間に複数列の転動体を設けたものであり、その構成は一般的であるので詳細な説明は省略する。なお、ベアリング１４の種類は特に問わず、上記した外輪および内輪と転動体を備えた転がり軸受に限られることもない。

　本実施形態ではベアリング１４が、本開示における「他の部品」に相当する。

　スナップリング２０は、一般に軸やベアリングが軸方向に抜けないように、軸部品の外周や筒部品の内周に溝を切って嵌るリング状の止め輪である。スナップリング２０は、例えばバネ用鋼のリングの一端が切り欠かれており、弾力を利用して溝に嵌るように構成されている。スナップリング２０は、軸部品の外周の溝に嵌る軸用と、筒部品の内周の溝に嵌る穴用とがあり、いずれも専用の工具（軸用または穴用のプライヤー）によって着脱される。

　図１に示したスナップリング２０は穴用のものであり、ハブ１３に対するベアリング１４の軸方向の移動止めとなる。すなわち、スナップリング２０は、アクスルケース１２からハブ１３やドライブシャフト１１等が車幅方向外側（図１中で紙面左側）に移動して抜けることを防止するものである。

　本実施形態ではスナップリング２０が、本開示における「第１の部品」に相当する。

　［エキサイターリング３０の構成］
　アクスル１０のハブ１３において、スナップリング２０に近接する車幅方向内側の端面には、アクスルケース１２が挿通する孔を備えた中空円盤部品が設けられている。中空円盤部品は、本実施形態ではドライブシャフト１１の回転数を検出するために用いるエキサイターリング３０である。

　本実施形態ではエキサイターリング３０が、本開示における「中空円盤部品」であり、かつ「第２の部品」に相当する。すなわち、エキサイターリング３０は、その本来の用途とは別に、ハブ１３のうちスナップリング２０に近接する位置に設けられることで、スナップリング２０に対して軸方向への移動止めとなっている。

　詳しく言えばエキサイターリング３０は、底浅な円筒状に形成されており、車幅方向内側（図１中で紙面右側）の一端開口には、その全周に亘って凹凸が交互に設けられている。また、エキサイターリング３０の車幅方向外側（図１中で紙面左側）の他端開口には、外径方向に所定幅で広がるフランジが形成されており、このフランジがハブ１３の端面にネジ止めされている。

　エキサイターリング３０の内側をなす孔の内径は、ハブ１３（の大径孔１３１）の内径よりも小さく設定されている。すなわち、エキサイターリング３０は、ハブ１３の内周の一端側にあるスナップリング２０に対して外側から近接する位置にあり、スナップリング２０が抜け出る虞のある大径孔１３１の開口を内径方向に塞ぐことになるので、スナップリング２０に対する軸方向の移動止めとなる。

　エキサイターリング３０の近傍にはセンサ３１が配置されている。センサ３１は、例えばエキサイターリング３０の凹凸のある一端開口に対向配置させることで、エキサイターリング３０と一体に回転するハブ１３の回転数を検知するものである。すなわち、センサ３１は、エキサイターリング３０の凹凸の通過によって発生するパルス信号を出力するものであり、この出力に基づきドライブシャフト１１の回転速度を測定することができる。

　ただし、センサ３１は回転速度の測定用に限定されるものではなく、他に例えば凹凸の回転位相を検出することにより、ドライブシャフト１１の角度的位置を測定するものであってもよい。本実施形態のセンサ３１は、具体的には例えばアンチロックブレーキシステム（Antilock Brake System：ＡＢＳ）で用いるものを代用すればよい。なお、センサ３１は、センサホルダー３２を介してアクスルケース１２の外周に固定されている。

　センサ３１としては、例えば周知の電磁式や光電式など様々なものを用いることができる。いずれのセンサ３１であっても、エキサイターリング３０の位置がずれると、センサ３１から出力される信号に乱れが生じる。すなわち、仮にスナップリング２０が外れた場合、スナップリング２０によってエキサイターリング３０が押されて位置がずれるため、センサ３１からのバルス信号に乱れが生じる。このようにセンサ３１からの出力に乱れが生じた場合、例えば運転者や車両外部における整備者（例えばディーラー）の店舗や整備工場等へ通知するように制御するとよい。

　［部品の係止構造について］
　図２は、本実施形態に係る部品の係止構造を概略的に示す模式図である。図２において、軸１１’は、図１に示したドライブシャフト１１に相当する。同様に、軸部品１２’はアクスルケース１２に相当し、筒部品１３’はハブ１３に相当し、他の部品１４’はベアリング１４に相当する。また、第１の部品２０’ａ，ｂはスナップリング２０に相当し、第２の部品３０’ ａ，ｂはエキサイターリング３０に相当する。ただし、第２の部品３０’ａ，ｂは、エキサイターリング３０の本来の機能の有無は問わない。

　図２（Ａ）は、図１に示したアクスル１０におけるスナップリング２０とエキサイターリング３０の配置関係に対応したものであり、図２（Ｂ）から図２（Ｄ）は、図２（Ａ）の変形例のバリエーションをそれぞれ示している。すなわち、図２（Ａ）に示す部品の係止構造は、筒部品１３’の内周に沿って設けられ、他の部品１４’に対して軸部品１２’の軸方向への移動止めとなる第１の部品２０’ａと、筒部品１３’のうち第１の部品２０’ａに近接する位置に設けられ、第１の部品２０’ａに対して前記軸方向への移動止めとなる第２の部品３０’ａと、を備えている。

　図２（Ｂ）に示す部品の係止構造は、筒部品１３’の内周に沿って設けられ、他の部品１４’に対して軸部品１２’の軸方向への移動止めとなる第１の部品２０’ａと、軸部品１２’のうち第１の部品２０’ａに近接する位置に設けられ、第１の部品２０’ａに対して前記軸方向への移動止めとなる第２の部品３０’ｂと、を備えている。

　図２（Ｃ）に示す部品の係止構造は、軸部品１２’の外周に沿って設けられ、他の部品１４’に対して軸部品１２’の軸方向への移動止めとなる第１の部品２０’ｂと、筒部品１３’のうち第１の部品２０’ｂに近接する位置に設けられ、第１の部品２０’ｂに対して前記軸方向への移動止めとなる第２の部品３０’ａと、を備えている。

　図２（Ｄ）に示す部品の係止構造は、軸部品１２’の外周に沿って設けられ、他の部品１４’に対して軸部品１２’の軸方向への移動止めとなる第１の部品２０’ｂと、軸部品１２’のうち第１の部品２０’ｂに近接する位置に設けられ、第１の部品２０’ｂに対して前記軸方向への移動止めとなる第２の部品３０’ｂと、を備えている。

　［本開示の構成と作用効果］
　以上に説明した本実施形態（変形例を含む）から導かれる本開示は、軸部品１２’を挿通させる筒部品１３’の内周または軸部品１２’の外周に沿って設けられ、他の部品１４’に対して軸部品１２’の軸方向への移動止めとなる第１の部品２０’と、筒部品１３’または軸部品１２’のうち第１の部品２０’に近接する位置に設けられ、第１の部品２０’に対して前記軸方向への移動止めとなる第２の部品３０’と、を備える。

　このような部品の係止構造によれば、第２の部品３０’によって、他の部品１４’の軸方向への移動止めとなる第１の部品２０’の移動を抑制することができ、当該第１の部品２０’および他の部品１４’が外れてしまうことを防止することが可能となる。第１の部品２０’は、例えば他の部品１４’に対して当接することで、他の部品１４’の軸方向への移動を阻止する。

　第２の部品３０’を設ける対象は、必ずしも第１の部品２０’を設けたものと同一とする必要はなく、例えば第１の部品２０’を筒部品１３’の内周に設けた場合には、第２の部品３０’は筒部品１３’に限らず、軸部品１２’の外周に設けてもよい。

　なお、他の部品１４’とは、第１の部品２０’以外の部品であり、第１の部品２０’が設けられていない方となる筒部品１３’または軸部品１２’に限らず、筒部品１３’の内周と軸部品１２’の外周の間に介在させたものであってもよい。

　また、本開示では、第１の部品２０’は、筒部品１３’の内周または軸部品１２’の外周うち当該部品の一端側に設けられ、第２の部品３０’は、第１の部品２０’が設けられた方である軸部品１２’または筒部品１３’のうち当該部品にて第１の部品２０’に一端側の外側から近接する位置に設けられる。

　これにより、例えば図１に示したアクスル１０の場合には、スナップリング２０がハブ１３の外側に外れることを抑制することが可能となる。従って、アクスルケース１２からハブ１３等の部品が抜けて落ちてしまうことを防止することができる。

　また、本開示では、第２の部品３０’は、別の用途に必要な部品を兼用したものである。例えば図１に示したアクスル１０の場合には、第２の部品３０’は、エキサイターリング３０をそのままの利用している。これにより、スナップリング２０の抜け防止用の専用部品を用意することなく、コストを低減することが可能となる。第２の部品３０’は、別の用途に必要な部品の配置を、第１の部品２０’の移動止めとなる位置に変えて取り付けるとよい。

　また、本開示では、第２の部品３０’の近傍にセンサ３１が配置され、第２の部品３０’の位置がずれると、センサ３１からの出力に乱れが生じる。具体的には例えば、スナップリング２０が外れてエキサイターリング３０に接触したりすると、センサ３１からの出力の検出値が乱れる。この乱れに関する通知の制御を行なうことにより、スナップリング２０の異常を早期に把握することができる。

　センサ３１は、スナップリング２０の位置ずれを検知する専用品である必要はない。例えば回転速度測定用など別の用途のセンサ３１を代用して、その出力する信号の乱れによって第２の部品３０’の位置ずれを判断できるものであれば足りる。

　さらに、本開示では、軸部品１２’は、車両のアクスル１０においてドライブシャフト１１が回転自在に内挿されたアクスルケース１２である。筒部品１３’は、アクスルケース１２がベアリング１４を介して回転自在に挿通されたハブ１３である。他の部品１４’は、アクスルケース１２の外周とハブ１３の内周の間に配置されたベアリング１４である。

　第１の部品２０’は、アクスルケース１２が挿通されたハブ１３の内周に沿ってアクスルケース１２の側部１２１（一端側）に設けられ、ベアリング１４の軸方向への移動止めとなるスナップリング２０である。第２の部品３０’は、スナップリング２０が設けられたハブ１３のうちスナップリング２０にハブ１３の一端側の外側から近接する端面に設けられ、アクスルケース１２が挿通する孔を備えた中空円盤部品である。

　このように、本開示は車両のアクスル１０に最適に適用することができる。中空円盤部品の孔の内径は、ハブ１３の内径よりも小さく設定されている。これにより、スナップリング２０がハブ１３の内周から外れて抜けようとしても、中空円盤部品の内径が小さいため、これを阻止する。つまり、スナップリング２０が外れて抜けることを抑制することが可能となる。

　なお、中空円盤部品は、エキサイターリング３０である。上記したようにエキサイターリング３０の近傍には、エキサイターリング３０の回転を検知するセンサ３１が配置されている。

　以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示は上記の例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素は任意に組み合わせてられてもよい。

　例えば上記した実施形態では、部品の係止構造をアクスル１０を後輪駆動車のリヤアクスルに適用した例を説明したが、本開示はこれに限定されない。アクスル１０は、他に前輪（従動輪）用のフロントアクスルに適用してもよい。また、部品の係止構造は、アクスル１０に限定されることなく、他の様々な装置の部品に適用することも可能である。

　本出願は、２０１９年２月１３日付けで出願された日本国特許出願（特願２０１９－０２３４０８）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　本開示の部品の係止構造によれば、他の部品の軸方向への移動止めとなる部品の移動を抑制することができ、当該部品および他の部品が外れてしまうことを防止することが可能となり、産業上の利用可能性は多大である。

　１０　アクスル
　１１　ドライブシャフト
　１１’　軸
　１２　アクスルケース
　１２’　軸部品
　１３　ハブ
　１３’　筒部品
　１４　ベアリング
　１４’　他の部品
　２０　スナップリング
　２０’　第１の部品
　３０　エキサイターリング
　３０’　第２の部品
　３１　センサ

Claims (7)

1. 　軸部品を挿通させる筒部品の内周または前記軸部品の外周に沿って設けられ、他の部品に対して前記軸部品の軸方向への移動止めとなる第１の部品と、
   　前記筒部品または前記軸部品のうち前記第１の部品に近接する位置に設けられ、前記第１の部品に対して前記軸方向への移動止めとなる第２の部品と、を備える
   　部品の係止構造。
2. 　前記第１の部品は、前記筒部品の内周または前記軸部品の外周うち当該部品の一端側に設けられ、
   　前記第２の部品は、前記第１の部品が設けられた方である前記軸部品または前記筒部品のうち当該部品にて前記第１の部品に一端側の外側から近接する位置に設けられた
   　請求項１に記載の部品の係止構造。
3. 　前記第２の部品は、別の用途に必要な部品を兼用したものである
   　請求項１または２に記載の部品の係止構造。
4. 　前記第２の部品の近傍にセンサが配置され、
   　前記第２の部品の位置がずれると、前記センサからの出力に乱れが生じる
   　請求項１から３のいずれか一項に記載の部品の係止構造。
5. 　前記軸部品は、車両のアクスルにおいてシャフトが回転自在に内挿されたアクスルケースであり、
   　前記筒部品は、前記アクスルケースがベアリングを介して回転自在に挿通されたハブであり、
   　前記他の部品は、前記アクスルケースの外周と前記ハブの内周の間に配置された前記ベアリングであり、
   　前記第１の部品は、前記アクスルケースが挿通された前記ハブの内周に沿って前記アクスルケースの一端側に設けられ、前記ベアリングの前記軸方向への移動止めとなるスナップリングであり、
   　前記第２の部品は、前記スナップリングが設けられた前記ハブのうち前記スナップリングに前記ハブの一端側の外側から近接する端面に設けられ、前記アクスルケースが挿通する孔を備えた中空円盤部品であり、
   　前記中空円盤部品の孔の内径は、前記ハブの内径よりも小さく設定された
   　請求項１から４のいずれか一項に記載の部品の係止構造。
6. 　前記中空円盤部品は、エキサイターリングである
   　請求項５に記載の部品の係止構造。
7. 　前記エキサイターリングの近傍に、前記エキサイターリングの回転を検知するセンサが配置された
   　請求項６に記載の部品の係止構造。
    
    

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