JP2007022137A - 駆動輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造コストを大きく増加させることなく、クリープを効果的に抑制することができる駆動輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】
本発明の駆動輪用軸受装置１０は、車輪を固定するためのフランジ部１３を外周側一端部に有するとともに、ドライブシャフトＳに一体回転可能に連結された等速ジョイント３０の軸部３１が他端部から挿入される中心孔１２を有し、等速ジョイント３０と一体回転可能とされるハブ軸１１と、このハブ軸１１の外周側他端部に外嵌された第二の内輪１５と、この第二の内輪１５の外周外方側に配置されるとともに車両側に取り付けられる外輪１７と、これら内外輪の間に転動自在に配置された複数の玉１６と、を備えている。中心孔１２の他端部には、軸方向一端部から他端部に向かって拡径する内周テーパ面１２ｂが形成されるとともに、軸部３１には、内周テーパ面１２ｂに圧入嵌合された外周テーパ面３１ｂが形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車等の駆動輪を支持する駆動輪用軸受装置に関する。

従来、自動車等の駆動輪を支持する軸受装置には、ドライブシャフトと、車輪が取り付けられたハブ軸とを傾動自在に連結するための等速ジョイントが一体回転可能に取り付けられたものが用いられている。
図４は、このような駆動輪用軸受装置の一例を示す断面図である。この駆動輪用軸受装置６０は、車輪を固定するためのフランジ部６１ａを外周側一端部に有するハブ軸６１を備えている。このハブ軸６１は、その外周面に外嵌された内輪６２、６３と、車両のナックル６４に固定された外輪６５と、これら内外輪の間に転動自在に配置された複数の玉６６とから構成された複列のアンギュラ玉軸受によって、回転自在に支持されている。
また、このハブ軸６１は、ドライブシャフトＳに連結された等速ジョイント６７の軸部６７ａが挿入された中心孔６１ｂを有している。軸部６７ａ及び中心孔６１ｂの周面にはそれぞれセレーション溝が形成されており、これらを互いに係合させることで、ハブ軸６１は、前記等速ジョイント６７と一体回転可能に連結される。等速ジョイント６７は、エンジンからの駆動力を伝達するドライブシャフトに傾動自在かつ一体回転可能に連結されており、ハブ軸６１にドライブシャフトからの駆動力が伝達されて車輪が駆動される。

駆動輪用軸受装置６０のハブ軸６１は、中心孔６１ｂを有する中空体であるため、それほど剛性が高いものではない。さらに、ハブ軸６１の中心孔６１ｂと、これに挿入される軸部６７ａとの間には、セレーション溝による係合に必要な径方向の微少な隙間が存在している。このため、車体を支持するための荷重や、自身の回転によるモーメント等の負荷が当該駆動輪用軸受装置６０に作用すると、ハブ軸６１にたわみ等のわずかな変形が生じ、内輪６２、６３とハブ軸６１との嵌合力が低下してしまい、内輪６２、６３がハブ軸６１に対して相対回転する場合があった。この結果、内輪６２、６３とハブ軸６１との間で異常摩耗する、いわゆるクリープが生じ、当該駆動輪用軸受装置６０の耐久性を低下させる恐れがあった。
そこで、内輪６２、６３の内周面及びハブ軸６１の外周面に、それぞれ互いに係合するセレーション溝を形成することでクリープを防止する試みがなされていた（例えば特許文献１参照）。

特開２００３−１３００６２号公報（図１、図２）

しかし、上記従来の駆動輪用軸受装置６０では、クリープを防止するために、内輪６２、６３の内周面及びハブ軸６１の外周面にセレーション溝を形成しなければならない。セレーション溝は、軸方向にほぼ平行な多数の溝を周面に形成するものであるので、その加工には手間と時間が掛かる。従って、駆動輪用軸受装置の製造工程にこのセレーション溝を形成する加工を追加した場合、当該駆動輪用軸受装置６０の製造コストの増大化を招く恐れがあった。
一方、等速ジョイント６７が挿入されて車体内方側となるハブ軸６１の他端部付近には、車両の走行に伴う車輪からの荷重等が大きく作用し、その負荷は車体外方側となる一端部と比較してより過大なものとなる。このため、上記クリープは、主に、車体内側に配置された内輪６３において発生し易いという傾向がある。
本発明は、上記の点に着目してなされたものであり、製造コストを大きく増加させることなく、内輪とハブ軸とのクリープを効果的に抑制することができる駆動輪用軸受装置を提供することを目的とする。

本発明は、車輪を固定するためのフランジ部を外周側一端部に有するとともに、ドライブシャフトに一体回転可能に連結された等速ジョイントの軸部が他端部側から挿入される中心孔を有し、前記等速ジョイントと一体回転可能とされるハブ軸と、このハブ軸の外周側他端部に外嵌された内輪と、この内輪の外周外方側に配置されるとともに車両側に取り付けられる外輪と、これら内外輪の間に転動自在に配置された複数の転動体と、を備えた駆動輪用軸受装置において、前記中心孔の他端部には、軸方向一端部から他端部に向かって拡径する内周テーパ面が形成されるとともに、前記軸部には、前記内周テーパ面に圧入嵌合された外周テーパ面が形成されていることを特徴としている。

上記のように構成された駆動輪用軸受装置によれば、中心孔に形成された内周テーパ面に軸部の外周テーパ面が圧入嵌合されているので、前記内周テーパ面には拡径する方向への力が作用する。これによって、車両内方側となるハブ軸の他端部に外嵌された内輪の内周面に、ハブ軸の外周面を付勢させることができ、内輪とハブ軸との嵌合力を強固にして両者の相対回転を抑制することができる。
また、中心孔の内周テーパ面及び軸部の外周テーパ面は、上記従来例のようなセレーション溝と比較してその加工が容易であるので、その製造コストを大きく増加させることがない。

また、前記等速ジョイントには、前記内輪の端面と当接する当接面が形成されていることが好ましく、この場合、前記等速ジョイントによって内輪を軸方向に付勢することができ、当該駆動輪用軸受装置に予圧を付与することができる。

また、本発明は、車輪を固定するためのフランジ部を外周側一端部に有するとともに、ドライブシャフトに一体回転可能に連結された等速ジョイントの軸部が他端部側から挿入される中心孔を有し、前記等速ジョイントと一体回転可能とされるハブ軸と、このハブ軸の外周側他端部に外嵌された内輪と、この内輪の外周外方側に配置されるとともに車両側に取り付けられる外輪と、これら内外輪の間に転動自在に配置された複数の転動体と、を備えた駆動輪用軸受装置において、前記等速ジョイントには、前記軸部よりも大径に形成された環状外周面が形成され、前記内輪には、前記環状外周面が嵌合される環状内周面が形成されていることを特徴としている。

上記のように構成された駆動輪用軸受装置によれば、車両内方側となるハブ軸の他端部に外嵌された内輪を、軸部よりも大径とされてより大きな負荷が許容できる環状外周面に対しても嵌合したので、ハブ軸にたわみ等の変形が生じ、内輪とハブ軸との嵌合力が低下したとしても、内輪とハブ軸との間の相対回転を抑制することができる。
また、環状外周面は、上記従来例のようなセレーション溝と比較してその加工が容易であるので、当該駆動輪用軸受装置の製造コストを大きく増加させることがない。

以上のように、本発明に係る駆動輪用軸受装置によれば、容易な方法で、車両内方側となるハブ軸の他端部に外嵌された内輪と、ハブ軸との相対回転を抑制することができるので、製造コストを大きく増加させることなく、当該駆動輪用軸受装置に生じるクリープを効果的に抑制することができる。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第一の実施形態である駆動輪用軸受装置の要部構成を示す断面図である。この駆動輪用軸受装置１０は、自動車などの車両の駆動輪となる車輪を回転自在に支持する装置として用いられるものである。

図において、ハブ軸１１は、軸方向に貫通する中心孔１２を有する筒状部材であり、その外周側一端部には、車輪が固定されるフランジ部１３が形成されている。フランジ部１３には、貫通孔１３ａがフランジ部１３の円周線上に沿って複数個形成されており、この貫通孔１３ａには車輪を固定するためのハブボルト１３ｂが固定されている。ハブ軸１１の外周面１１ａには、第一及び第二の内輪１４、１５が外嵌されている。両内輪１４、１５は、ハブ軸１１の外周面１１ａに対して、圧入状態で嵌合されて一体回転可能とされており、この両内輪１４、１５の外周面には、後述する玉１６が所定の接触角で接触して転動する第一の内輪軌道１４ａ及び第二の内輪軌道１５ａがそれぞれ形成されている。

両内輪１４、１５の外周外方側には、筒状体である外輪１７が配置されている。外輪１７は、その外周面に取付フランジ１８が設けられており、ボルト１９によって、車両の懸架装置を構成するナックル２０に固定されている。また、外輪１７の内周面には、第一の外輪軌道１７ａ及び第二の外輪軌道１７ｂが、第一及び第二の内輪軌道１４ａ、１５ａに対向する位置に形成されている。第一及び第二の内輪軌道１４ａ、１５ａと第一及び第二の外輪軌道１７ａ、１７ｂとの間には、複数の転動体としての玉１６が転動自在に配置されている。これらの玉１６は、保持器２１によって、周方向所定位置に保持されている。複数の玉１６が位置している外輪１７と両内軸１４、１５との隙間には、その内部を密封するシール２２が取り付けられている。
上記のようにして、両内輪１４、１５、外輪１７、及び複数の玉１６は、ハブ軸１１を車両に対して回転自在に支持する複列のアンギュラ玉軸受を構成している。なお、ハブ軸１１は、車輪が固定されるフランジ部１３が設けられた一端部側が車両の外方側、他端部側が車両の内方側となるように配置される。

ハブ軸１１の中心孔１２には、車両からのドライブシャフトＳに連結されている等速ジョイント３０の軸部３１が、ハブ軸１１の他端部側から挿入されている。等速ジョイント３０は、軸部３１が形成された等速ジョイント外輪３２と、車輪を駆動するためのドライブシャフトＳが一体回転可能に固定された等速ジョイント内輪３３と、これら等速ジョイント内外輪３２、３３の間に介在する複数の玉３４とを備えており、ドライブシャフトＳが傾動自在且つ一体回転可能に連結されている。

ハブ軸１１の中心孔１２の円筒面１２ａと、軸部３１の外周面３１ａには、互いに係合するセレーション溝がそれぞれに形成されており、ハブ軸１１は、等速ジョイント３０に対して一体回転可能とされている。
また、中心孔１２の他端部には、軸方向一端部（車輪外方側）から他端部（車両内方側）に向かって拡径する内周テーパ面１２ｂが形成されている。一方、等速ジョイント外輪３２の軸部３１の基端部には、内周テーパ面１２ｂに当接した外周テーパ面３１ｂが形成されている。

等速ジョイント３０は、当接面としての等速ジョイント外輪３２の端面３２ａが第二の内輪１５の端面１５ｂと当接するように配置されている。軸部３１の先端部には、雄ねじ部３１ｃが形成されており、このねじ部３１ｂにはナット３５が螺合されている。このナット３５は、等速ジョイント外輪３２の端面３２ａによって第二の内輪１５が軸方向車両外方に向かって押し込まれるように締め付けられている。このようにすることで、当該駆動輪用軸受装置１０に予圧を付与しつつ、等速ジョイント外輪３２をハブ軸１１に対して一体回転可能に固定している。
また、上記のように締め付けられたナット３５によって、軸部３１に形成された外周テーパ面３１ｂは、軸方向車両外方に向かって押し込まれて、中心孔１２に形成された内周テーパ面１２ｂに圧入嵌合されている。つまり、ナット３５を締め付けることによって、駆動輪用軸受装置１０の予圧の付与と、外周テーパ面３１ｂの圧入嵌合とを同時に行うことができる。

上記構成によって、駆動輪用軸受装置１０は、ハブ軸１１とドライブシャフトＳとを等速ジョイント３０を介して傾動自在且つ一体回転可能に連結しつつ、ハブ軸１１に取り付けられる車輪を回転自在に支持することができる。

このように構成された本実施形態の駆動輪用軸受装置１０によれば、中心孔１２に形成された内周テーパ面１２ｂに軸部３１の外周テーパ面３１ｂが圧入嵌合されているので、内周テーパ面１２ｂには拡径する方向への力が作用する。これによって、車両内方側となるハブ軸１１の他端部に外嵌された第二の内輪１５の内周面に、ハブ軸１１の外周面１１ａを付勢させることができる。従って、第二の内輪１５とハブ軸１１との嵌合力を強固にして、これらの間に生じるクリープを抑制することができる。
また、中心孔１２の内周テーパ面１２ｂ及び軸部３１の外周テーパ面３１ｂは、上記従来例のようなセレーション溝と比較してその加工が容易であるので、当該駆動輪用軸受装置１０の製造コストを大きく増加させることがない。

また、外周テーパ面３１ｂ及び内周テーパ面１２ｂの軸線に対するテーパ角度は、３０度以下であることが好ましい。このテーパ角度を３０度以下とすることで、ナット３５による締結力に対して、第二の内輪１５への外周面１１ａの付勢力がより効果的に得られる。

また、従来例で述べたように、ハブ軸３１に外力等の負荷が作用すると、剛性の高くないハブ軸３１には、たわみ等のわずかな変形が生じる場合がある。このような変形が生じると、ハブ軸３１自身の耐久性が低下し、当該駆動輪用軸受装置１０の耐久性を低下させる恐れがあった。
しかし、本実施形態の駆動輪用軸受装置１０によれば、ハブ軸１１は、その外周面１１ａが第二の内輪１５の内周面に付勢されているので、ハブ軸１１に外力等の負荷が作用したとしても、たわみ等の変形を抑制することができ、その剛性が高められる。これによって、ハブ軸１１の耐久性の低下を抑制し、当該駆動輪用軸受装置１０の耐久性の低下を抑制することができる。

また、上記本実施形態の駆動輪用軸受装置１０において、上記のように、第二の内輪１５と、ハブ軸１１との間に強固な嵌合力を生じさせるものであるが、ナット３５を取り外せば、内周テーパ面１２ｂに圧入嵌合されている外周テーパ面３１ｂは、容易に離間させることができる。従って、ハブ軸１１と、等速ジョイント３０とは容易に分離することができるので、ドライブシャフトＳや等速ジョイント３０の交換等のメンテナンスが容易に行える。

図２は、本発明の第二の実施形態に係る駆動輪用軸受装置の要部断面図である。本実施形態と第一の実施形態との主な相違点は、第二の内輪１５が等速ジョイント外輪３２の端面３２ａに当接しておらず、ハブ軸１１の他端部に形成されたかしめ部１１ｂによって、ハブ軸１１に一体回転可能に固定されている点である。その他の点については、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。

図において、第二の内輪１５は、ハブ軸１１の外周面１１ａに圧入状態で嵌合されており、軸方向車両外方に向かって押し込まれた状態で、かしめ部１１ｂをかしめることで、駆動輪用軸受装置１０に予圧を付与しつつハブ軸１１に固定されている。ナット３５は、外周テーパ面３１ｂが内周テーパ面１２ｂに圧入嵌合された状態で軸部３１を固定している。

このように構成された本実施形態の駆動輪用軸受装置１０によれば、駆動輪用軸受装置１０の予圧の設定と、外周テーパ面３１ｂの圧入しろの設定とを独立して調整し、組み立てることができる。従って、外周テーパ面３１ｂをより好適な設定として圧入でき、駆動輪用軸受装置１０におけるクリープの発生をより効果的に抑制することができる。

図３は、本発明の第三の実施形態に係る駆動輪用軸受装置の要部断面図である。本実施形態と第一の実施形態との主な相違点は、軸部３１及びハブ軸１１に外周テーパ面３１ｂ及び内周テーパ面１２ｂ（図１参照）が形成されていない点と、第二の内輪１５の端面に環状内周面１５ｃが形成され、この環状内周面１５ｃに嵌合した環状外周面３２ｂが等速ジョイント外輪３２の端面に形成されている点である。その他の点については、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。

図において、環状外周面３２ｂは、軸部３１よりも大径に形成されている。そして、この環状外周面３２ｂの外周側に、第二の内輪１５の車両内方側の端部に形成された環状外周面３２ｂを所定のしめしろをもって圧入嵌合することで、第二の内輪１５が固定されている。すなわち、第二の内輪１５は、ハブ軸１１の外周面１１ａに嵌合するとともに、等速ジョイント３０の環状外周面３２ｂにも嵌合されている。
また、等速ジョイント外輪３２の端面３２ａは、第二の内輪１５の端面１５ｂに当接されている。そして、ナット３５を締め付けることによって、駆動輪用軸受装置１０に予圧を付与しつつている。

上記のように構成された本実施形態の駆動輪用軸受装置１０によれば、第二の内輪１５を、軸部３１よりも大径とされてより大きな負荷が許容できる環状外周面３２ｂと、ハブ軸１１の外周面１１ａの両方に嵌合したので、ハブ軸１１にたわみ等の変形が生じ、第二の内輪１５とハブ軸１１との嵌合力が低下したとしても、第二の内輪１５とハブ軸１１との相対回転を抑制することができる。これによって、第二の内輪１５とハブ軸１１との間のクリープを抑制することができる。
また、等速ジョイント外輪３２に形成された環状外周面３２ｂ及び第二の内輪１５に形成された環状内周面１５ｃは、上記従来例のようなセレーション溝と比較してその加工が容易であるので、当該駆動輪用軸受装置１０の製造コストを大きく増加させることがない。

尚、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではない。本実施形態の駆動輪用軸受装置１０は、外輪１７に取付フランジ１８が一体に設けられた、いわゆる第二世代の車輪用軸受装置を構成した場合を例示したが、例えば、ハブ軸１１に直接内輪軌道が形成された第三世代の車輪用軸受装置にも適用することができるし、内外輪にフランジ類が設けられていない第一世代の車輪用軸受装置にも適用することができる。
また、上記各実施形態の駆動輪用軸受装置１０は複列のアンギュラ玉軸受を構成したものを示したが、例えば、複列の円錐ころ軸受等を用いた駆動輪用軸受装置にも適用できる。

本発明の第一の実施形態である駆動輪用軸受装置の構成を示す断面図である。 本発明の第二の実施形態に係る駆動輪用軸受装置の要部断面図である。 本発明の第三の実施形態に係る駆動輪用軸受装置の要部断面図である。 従来の駆動輪用軸受装置の構成を示す断面図である。

符号の説明

１０ 駆動輪用軸受装置
１１ ハブ軸
１２ 中心孔
１２ｂ 内周テーパ面
１３ フランジ部
１５ 第二の内輪
１５ｂ 端面
１５ｃ 環状内周面
１６ 玉（転動体）
１７ 外輪
３０ 等速ジョイント
３１ 軸部
３１ｂ 外周テーパ面
３２ａ 端面（当接面）
３２ｂ 環状外周面
Ｓ ドライブシャフト

Claims (3)

1. 車輪を固定するためのフランジ部を外周側一端部に有するとともに、ドライブシャフトに一体回転可能に連結された等速ジョイントの軸部が他端部側から挿入される中心孔を有し、前記等速ジョイントと一体回転可能とされるハブ軸と、このハブ軸の外周側他端部に外嵌された内輪と、この内輪の外周外方側に配置されるとともに車両側に取り付けられる外輪と、これら内外輪の間に転動自在に配置された複数の転動体と、を備えた駆動輪用軸受装置において、
   前記中心孔の他端部には、軸方向一端部から他端部に向かって拡径する内周テーパ面が形成されるとともに、前記軸部には、前記内周テーパ面に圧入嵌合された外周テーパ面が形成されていることを特徴とする駆動輪用軸受装置。
2. 前記等速ジョイントには、前記内輪の端面と当接する当接面が形成されている請求項１記載の駆動輪用軸受装置。
3. 車輪を固定するためのフランジ部を外周側一端部に有するとともに、ドライブシャフトに一体回転可能に連結された等速ジョイントの軸部が他端部側から挿入される中心孔を有し、前記等速ジョイントと一体回転可能とされるハブ軸と、このハブ軸の外周側他端部に外嵌された内輪と、この内輪の外周外方側に配置されるとともに車両側に取り付けられる外輪と、これら内外輪の間に転動自在に配置された複数の転動体と、を備えた駆動輪用軸受装置において、
   前記等速ジョイントには、前記軸部よりも大径に形成された環状外周面が形成され、前記内輪には、前記環状外周面が嵌合される環状内周面が形成されていることを特徴とする駆動輪用軸受装置。

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