JP2006240488A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スティックスリップ音を確実に抑制し、剛性の向上を図る。
【解決手段】内周に複列の軌道面が形成された外輪１０５と、外周に一方の軌道面が形成されたハブ輪１０１と、ハブ輪１０１の小径段部１１２に圧入され、外周に他方の軌道面が形成された内輪１０２と、外輪１０５とハブ輪１０１および内輪１０２の軌道面間に介装された複列の転動体１０３，１０４とを備え、ハブ輪１０１の小径段部１１２の端部を加締めることによりハブ輪１０１と内輪１０２を一体化し、ハブ輪１０１の内径に等速自在継手１０６の継手外輪１１５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、ハブ輪１０１内径のスプライン１２８端面にストッパ部１３３ａを形成すると共に、ステム部１２７に係止部１３２ａを形成し、ストッパ部１３３ａに係止部１３２ａを突き合わせ、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を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は車輪用軸受装置に関し、詳しくは、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、４ＷＤ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。

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。

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１０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。

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をハブ輪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と一体化し、軸受部２０に予圧を付与している。

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１３，１４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。

軸受部２０は、複列のアンギュラ玉軸受構造で、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２３，２４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いる。

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のトラック溝と対向するトラック溝が外周面に形成された継手内輪（図示せず）と、継手外輪１５のトラック溝と継手内輪のトラック溝との間に組み込まれたボール（図示せず）とからなる。継手外輪１５は、継手内輪およびボール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。

このステム部２７をハブ輪１の貫通孔に挿入し、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の端部に形成された雄ねじ部２９にナット３０を締め付けることによって、等速自在継手６をハブ輪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。
特開２００３−９７５８８号公報 特開２００３−１３６９０８号公報 特開２００４−３５３７２４号公報

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、カッ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。

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ようとするが、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との間で急激な滑りが発生する。この急激な滑りが原因となってスティックスリップ音が発生する。

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、ハブ輪１の加締部１１と継手外輪１５の肩部１６との突合せ部での摩擦抵抗を大きくしたり（例えば、特許文献１参照）、あるいは、ハブ輪１の加締部１１の平坦な端面に凹溝を形成すると共にその凹溝内にグリースを充填することにより、ハブ輪１の加締部１１と継手外輪１５の肩部１６との突合せ部での摩擦抵抗を小さくする手段が講じられている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、現在主流となっているタイプの車輪用軸受装置、すなわち、ハブ輪１の加締部１１と継手外輪１５の肩部１６とを突き合わせた構造を有する車輪用軸受装置では、スティックスリップ音を未然に防止する前述の手段、つまり、ハブ輪１の加締部１１と継手外輪１５の肩部１６との突合せ部での摩擦抵抗を大きくしたり、逆に小さくしたりする構造では、スティックスリップ音の防止対策として十分とはいえないことが、本出願人が実施した実験により明らかとなった。

また、スティックスリップ音を防止する他の手段として、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３参照）。この軸受装置は、継手外輪１５のステム部２７の円筒部からスプライン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からスプライン２８に繋がるテーパ部３７を設けている。

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をハブ輪１の内径に挿入し、ステム部２７のテーパ部３６をハブ輪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から突出したステム部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い。

しかしながら、前述した構造の場合、継手外輪１５のステム部２７に小径段部を形成し、この小径段部をハブ輪１の小径段部に所定の径方向すきまを介して内嵌した構造となっており、ハブ輪１とステム部２７のスプライン嵌合がハブ輪内径あるいはステム部外径の軸方向長さの半分程度となっているため、円周方向のがたが生じやすく、継手外輪１５の回転時に振れ回りが生じる可能性が高いという懸念があった。

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部との突合せ面での相対滑りにより発生していた車両発進時でのスティックスリップ音を確実に抑制すると共に剛性の向上を図り得る車輪用軸受装置を提供することにある。

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、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化し、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。

この車輪用軸受装置において、本発明は、前記ハブ輪内径のインボード側開口端に位置するスプライン端面にストッパ部を形成すると共に、継手外輪のステム部に捩れを付けて形成されたスプラインのインボード側端部に係止部を形成し、前記ハブ輪のストッパ部にステム部の係止部を突き合わせることにより、前記ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部を突き合わせることなく、その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。

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く、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。その結果、車両発進時、静止状態にある軸受部のハブ輪に対して等速自在継手の継手外輪から回転トルクが負荷された場合、継手外輪のねじれによりハブ輪の加締部と継手外輪の肩部との間で急激な滑りが発生することなく、スティックスリップ音の発生がなくなる。

また、ハブ輪内径のインボード側開口端に位置するスプライン端面にストッパ部を形成すると共に、継手外輪のステム部に捩れを付けて形成されたスプラインのインボード側端部に係止部を形成し、前記ハブ輪のストッパ部にステム部の係止部を突き合わせるようにしたことから、ハブ輪内径あるいはステム部外径の軸方向全長に亘ってスプラインが形成されているので、ハブ輪とステム部のスプライン嵌合を長くすることができ、係止部のストッパ部への突き合わせ状態で円周方向のがたを小さくすることができ、継手外輪の回転時における振れ回りを抑制することができる。

なお、ハブ輪のスプライン端面とステム部のストッパ部の当接により、車両発進時にハブ輪に対して継手外輪から回転トルクが負荷された場合、継手外輪のねじれによりハブ輪とステム部との間で急激な滑りが発生してスティックスリップ音が発生する可能性があるが、従来におけるハブ輪の加締部と継手外輪の肩部との突合せの場合よりも当接部の径を小さくすることにより、両者間での相対滑りを極端に少なくすることができるので、スティックスリップ音を抑制することができる。

前述のステム部の係止部は、ステム部のスプライン端部に、そのステム部外径よりも小径の環状溝を形成した構造が望ましい。このようにすれば、スプライン端部の最弱部となる不完全スプラインを除去することができ、継手外輪のステム部の強度アップを図ることができる。

また、前述のストッパ部と係止部との突き合わせをテーパ面同士とした構造が望ましい。このようにすれば、ハブ輪のストッパ部のテーパ面にステム部の係止部のテーパ面を当接させることにより、ハブ輪とステム部のスプライン嵌合長を長くし、スプラインの接触面圧が大きくなることを回避することができる。

本発明によれば、ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部を突合わせることなく、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。その結果、車両発進時、静止状態にある軸受部のハブ輪に対して等速自在継手の継手外輪から回転トルクが負荷された場合、継手外輪のねじれによりハブ輪の加締部と継手外輪の肩部との間で急激な滑りが発生することなく、スティックスリップ音の発生がなくなり、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。

また、ハブ輪内径のインボード側開口端に位置するスプライン端面に形成されたストッパ部に、継手外輪のステム部に捩れを付けて形成されたスプラインのインボード側端部に形成した係止部を突き合わせるようにしたことから、係止部のストッパ部への突き合わせ状態で円周方向のがたを小さくすることができ、継手外輪の回転時における振れ回りを抑制することができるので、装置全体の剛性を向上させることができる。

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に示す実施形態は、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。

ハブ輪１０１は、その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、車輪（図示せず）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、ホイールディスクを固定するためのハブボルト１１０が植設されている。このハブ輪１０１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の外周面にインボード側の軌道面１０８が形成されている。

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１０１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をハブ輪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。

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。

軸受部１２０は、複列のアンギュラ玉軸受構造で、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からの水や異物の侵入を防止するようになっている。

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のトラック溝と対向するトラック溝が外周面に形成された継手内輪（図示せず）と、継手外輪１１５のトラック溝と継手内輪のトラック溝との間に組み込まれたボール（図示せず）とからなる。継手外輪１１５は、継手内輪およびボール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。

このステム部１２７をハブ輪１０１の貫通孔に挿入し、ステム部１２７の端部に形成された雄ねじ部１２９にナット１３０を締め付けることによって、等速自在継手１０６をハブ輪１０１に固定している。このステム部１２７の外周面および貫通孔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。

この実施形態の軸受装置においては、従来、突き合わされていたハブ輪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を設けている。このような軸方向すきまｎが介在することにより、ハブ輪１０１の加締部１１１と継手外輪１１５の肩部１１６が非接触状態となっている。このような構造としたことにより、ハブ輪１０１と継手外輪１１５の固定は、以下の構造を採用した。

つまり、ハブ輪１０１内径のインボード側開口端に位置するスプライン端面にストッパ部１３３ａを形成すると共に、継手外輪１１５のステム部１２７に捩れを付けて形成されたスプライン１２６のインボード側端部に係止部１３２ａを形成する。このハブ輪１０１のストッパ部１３３ａは、図２に示すようにテーパ面とし、これに対して、ステム部１２７の係止部１３２ａは、図３に示すように前述のストッパ部１３３ａと当接可能なテーパ面とする。この係止部１３２ａは、ステム部１２７のスプライン端部に、そのステム部外径よりも小径の環状溝１３２を形成することにより、その環状溝１３２のインボード側に位置するテーパ面としている。なお、ハブ輪１０１側のストッパ部１３３ａとステム部１２７側の係止部１３２ａとが当接可能とするため、軸部１３４の径をステム部１２７のスプライン１２６の外径より若干大きく設定する必要がある。

なお、前述したハブ輪１０１側のストッパ部１３３ａとステム部１２７側の係止部１３２ａをテーパ面同士で突き合わせた構造としたが、テーパ面に限定されることなく、他の構造、例えばステム部１２７のインボード側スプライン端部に軸方向と直交する方向の段部を形成し、ハブ輪１０１のインボード側スプライン端部に軸方向と直交する方向に形成された段部と当接可能な構造としてもよい。

この実施形態における車輪用軸受装置では、ハブ輪１０１の貫通孔に継手外輪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、ハブ輪１０１のスプライン１２８の端部にあるストッパ部１３３ａにステム部１２７の係止部１３２ａを当接させることにより、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。そして、ステム部１２７の端部に形成された雄ねじ部１２９にナット１３０を締め付けることによって、等速自在継手１０６をハブ輪１０１に固定して軸力を付与する。

以上のように、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を設けたことにより、ハブ輪１０１の加締部１１１と継手外輪１１５の肩部１１６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、車両発進時、ハブ輪１０１に対して継手外輪１１５から回転トルクが負荷された場合、継手外輪１１５のねじれによりハブ輪１０１の加締部１１１と継手外輪１１５の肩部１１６との間で急激な滑りが発生することなく、スティックスリップ音の発生がなくなる。

一方、ハブ輪１０１のスプライン端部のストッパ部１３３ａとステム部１２７の係止部１３２ａでの当接により、車両発進時にハブ輪１０１に対して継手外輪１１５から回転トルクが負荷された場合、継手外輪１１５のねじれによりハブ輪１０１とステム部１２７との間で急激な滑りが発生してスティックスリップ音が発生する可能性があるが、従来におけるハブ輪１の加締部１１と継手外輪１５の肩部１６との突合せ（図４参照）の場合よりも当接部の径を小さくすることにより、係止部１３２ａとストッパ部１３３ａ間での相対滑りを極端に少なくすることができるので、スティックスリップ音を抑制することができる。

また、ハブ輪１０１内径のインボード側開口端に位置するスプライン１２８端面にストッパ部１３３ａを形成すると共に、継手外輪１１５のステム部１２７に捩れを付けて形成されたスプライン１２６のインボード側端部に係止部１３２ａを形成し、ハブ輪１０１のストッパ部１３３ａにステム部１２７の係止部１３２ａを突き合わせるようにしたことから、ハブ輪１０１内径あるいはステム部１２７外径の軸方向全長に亘ってスプライン１２８，１２６が形成されているので、ハブ輪１０１とステム部１２７のスプライン嵌合を長くすることができ、係止部１３２ａのストッパ部１３３ａへの突き合わせ状態で円周方向のがたを小さくすることができ、継手外輪１１５の回転時における振れ回りを抑制することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の実施形態を示す断面図である。 図１のハブ輪のスプライン端部および加締部を示す要部拡大断面図である。 図１の継手外輪のステム部に形成したストッパ部を示す要部拡大正面図である。 車輪用軸受装置の従来例を示す断面図である。 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

１０１ ハブ輪
１０２ 内輪
１０３，１０４ 転動体
１０５ 外輪
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
１２６，１２８ スプライン
１３２ａ 係止部
１３３ａ ストッパ部
ｎ 軸方向すきま

Claims (4)

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化し、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、前記ハブ輪内径のインボード側開口端に位置するスプライン端面にストッパ部を形成すると共に、継手外輪のステム部に捩れを付けて形成されたスプラインのインボード側端部に係止部を形成し、前記ハブ輪のストッパ部にステム部の係止部を突き合わせることにより、前記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、複列の軌道面のうちの一方の軌道面が形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記係止部は、ステム部のスプライン端部に、そのステム部外径よりも小径の環状溝を形成した請求項１又は２に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記ストッパ部と係止部との突き合わせをテーパ面同士とした請求項３に記載の車輪用軸受装置。

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