JP2009079630A - 車輪支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 軸受にクリープが発生しにくい車輪支持装置を提供することである。
【解決手段】 軸受４における車両アウタ側の内輪片８の分割面８ｂと車両インナ側の内輪片９の分割面９ａに、半円形状の凹部１７，１８を形成すると共に、両内輪片８，９に跨って装着される中間部材１９の内周面に、凹部１７，１８に嵌合される突出部２２を形成する。中間部材１９を介してアクスルシャフト１に嵌合装着された両内輪片８，９のうち、クリープが発生して車両インナ側の内輪片９がアクスルシャフト１の軸線１ａ周りに回動しようとするとき、それらの凹部１７，１８に係合された中間部材１９の突出部２２を介して連結された車両アウタ側の内輪片８によって、その回動が抑止される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両の車輪支持装置に関するものである。

車両（例えば、自動車）の駆動輪側に使用されるアクスル構造として、「半浮動式（ハーフフローティング）の車輪支持装置」と称されるものがある（特許文献１を参照）。この形式の車輪支持装置は軽量であることから、乗用車等の小型車両に対して多く使用されている。半浮動式の車輪支持装置では、端部にホイール取付部が設けられたアクスルシャフトが、軸受を介してアクスルハウジングに収容されている。そして、このアクスルシャフトによって、ホイールに動力が伝達される。

半浮動式の車輪支持装置の軸受は、アクスルシャフトの外周面に圧入されることにより、回止めが図られている。しかし、半浮動式の車輪支持装置は、その構造上、軸力がないため、旋回重力が低くても軸受にクリープが発生し易い。ここで、軸受におけるクリープとは、「回転荷重の場合、内輪片の軌道面とアクスルシャフトの外周面とのはめあい面にすきまを生じたとき、はめあい面の内側の面が外側の面に対して相対的に内輪片回転荷重の回転方向と逆方向にずれる現象（広義には、回転方向に関係なく、はめあい面において駆動側が相手側に対して駆動方向に滑るものも含む）」をいう。これにより、軸受の軌道面が剥離してしまったり、異音や振動が発生したりするおそれがある。

また、近時の車両では、アンチロックブレーキの採用により、車輪の回転数の検出は、軸受の内輪片に取り付けられたセンサ（例えば、エンコーダ）によって行なわれている。軸受にクリープが発生すると、車輪の回転数の検出精度が低下するおそれがある。
特開平４−１１３９０２号公報

本発明は、上記した不具合に鑑み、軸受にクリープが発生しにくい車輪支持装置を提供することを課題としている。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を達成するための本発明は、
駆動力を車両アウタ側の先端部に取り付けられた車輪に伝達するためのアクスルシャフトをアクスルハウジングで支持するために、前記アクスルハウジングに固定される取付用フランジ部と、前記取付用フランジ部と前記アクスルシャフトとの間に介装される複列式の軸受とを含む軸受ユニットを備える半浮動式の車輪支持装置であって、
前記軸受の内輪は、アキシャル方向の中間位置で車両アウタ側の内輪片と車両インナ側の内輪片とに分割されると共に、対向配置される車両インナ側の内輪片の分割面と車両アウタ側の内輪片の分割面とには、車両アウタ側の内輪片と車両インナ側の内輪片とを所定の位置関係で組み合わせて一体化する際に、両内輪片を直接又は他部材を介して間接的に係合するための係合部がそれぞれ形成され、
前記内輪片どうしが係合されることにより、前記車両インナ側の内輪片における前記アクスルシャフトとの間でクリープの発生が、車両アウタ側の内輪片によって抑止されることを特徴としている。

本発明に係る車輪支持装置は、上記したように構成されていて、車両アウタ側の内輪片と車両インナ側の内輪片とが直接的又は間接的に係合されている。このため、内輪に大きな荷重が作用してクリープが発生し、アクスルシャフトに対して車両インナ側の内輪片が回動しようとしても、車両アウタ側の内輪片によって抑止される。この結果、軸受の内輪とアクスルシャフトとの間でクリープが発生することが防止される。

両内輪片が、他部材を介して間接的に係合される場合には、
前記車両アウタ側の内輪片と前記車両インナ側の内輪片とに跨って配置されるリング状の中間部材を備え、
前記中間部材の内周面には、両内輪片の係合部と係合される突出部がそれぞれ形成される一方、前記両内輪片の係合部は、前記突出部と係合するために、前記分割面において凹部としてそれぞれ形成されているようにすることができる。

両内輪片を間接的に係合させる他部材がリング状の中間部材であり、その内周面に形成された突出部が、両内輪片の凹部に係合される形態であるため、組付けが容易であると共に、軸受の他の部材と干渉することが回避される。

そして、前記内輪片の分割面どうしが対向配置された状態で、一方の内輪片の凹部は、他方の内輪片の分割面における前記凹部が形成されていない面と対向配置され、
前記中間部材の突出部は、前記内輪片のそれぞれの凹部に嵌り込むように、複数設けられているようにすることもできる。

中間部材の突出部を多数設けることができるため、中間部材と両内輪片との係合を確実なものとすることができる。

更に、前記中間部材には、前記両内輪片に跨って配置されたときに、前記内輪片と係止される係止部を設けてもよい。

中間部材に設けられた係止部と両内輪片とが係止することにより、両内輪片が分離することが防止される。

両内輪片が直接的に係合される場合には、
前記一方の内輪片の係合部は、その分割面から半周に亘ってアキシャル方向に突出して形成された凸部であり、
前記他方の内輪片の係合部は、その分割面から半周に亘ってアキシャル方向に窪んで形成された凹部であるようにすることができる。

両内輪片を直接的に係合させるため、中間部材が不要となり、その構成が簡単なものとなる。

そして、両内輪片が直接的に係合される場合であっても、間接的に係合される場合であっても、車両インナ側の内輪片の幅が、車両アウタ側の内輪片の幅よりも大であるようにすることが望ましい。

これにより、特にクリープが生じ易い車両インナ側の内輪片とアクスルシャフトとの接触面積を大きくさせることができるため、更にクリープを生じにくくさせることができる。

本発明の実施例を説明する。図１は本発明の第１実施例の車輪支持装置１０１の正面断面図、図２の（ａ）は両内輪片８，９と中間部材１９の正面半断面図であり、（ｂ）はＸ−Ｘ線断面図、図３は両内輪片８，９と中間部材１９とを分離した状態の平面図である。

本発明の第１実施例の車輪支持装置１０１について説明する。図１に示されるように、第１実施例の車輪支持装置１０１は、駆動力を車両アウタ側の先端部に取り付けられた車輪（図示せず）に伝達するためのアクスルシャフト１をアクスルハウジング２で支持するために、アクスルハウジング２に固定される取付用フランジ部３と、この取付用フランジ部３とアクスルシャフト１との間に介装される複列の軸受４とを含む軸受ユニット２００を備えている。アクスルシャフト１の車両アウタ側の先端部は、ラジアル方向の外側に向かって延設されていて、当該延設部分にホイール取付部が設けられている。本実施例の車輪支持装置１０１では、アクスルシャフト１に装着された軸受４の車両インナ側に、コニカルワッシャ５及びリテーナリング６がこの順で嵌合されている。リテーナリング６は、コニカルワッシャ５をアキシャル方向に押しつぶして圧縮変形させた状態で、アクスルシャフト１に圧入されている。また、リテーナリング６はアクスルシャフト１に嵌合装着されたスナップリング７により、アキシャル方向に移動不能に保持されている。

軸受４について説明する。図１及び図２に示されるように、本実施例の車輪支持装置１０１の軸受４は複列アンギュラ玉軸受であり、アクスルシャフト１の外周面に圧入されることにより、アクスルシャフト１と一体に回転される内輪（車両アウタ側の内輪片８と車両インナ側の内輪片９）と、取付用フランジ部３を介してアクスルハウジング２に固定される外輪１１と、一対の内輪片８，９と外輪１１との間に介装される複数個の転動体（玉１２）とを備えている。内輪は、アキシャル方向の中間部分で、車両アウタ側の内輪片８と車両インナ側の内輪片９とに分割されている。第１実施例の車輪支持装置１０１の場合、車両アウタ側の内輪片８の幅Ｌ１（アキシャル方向の長さ）よりも、車両インナ側の内輪片９の幅Ｌ２（アキシャル方向の長さ）の方が長くなっている（Ｌ１＜Ｌ２）。両内輪片８，９は、連続状態で接合される大径部と小径部とから成り、両者の接合部分に玉１２を転動させる内輪軌道面１３，１４が設けられている。内輪片８の大径部側の端面８ａ（車両アウタ側の端面）は、アクスルシャフト１のホイール取付部の下端部に当接されている。また、両内輪片８，９の小径部側の端面８ｂ，９ａは、突き合わされて接合された状態で対向配置されている。同様に、外輪１１の内周面には外輪軌道面１５が形成されている。そして、複数個の玉１１は、保持器１６によって保持されている。

図２及び図３に示されるように、両内輪片８，９の小径部側の端面（分割面８ｂ,９ａ）には、半円形状の凹部１７，１８が、アクスルシャフト１の軸線１ａを中心とする対称位置に設けられている。両内輪片８，９の小径部の端面８ｂ，９ａが接合されたとき、それぞれの半円形状の凹部１７，１８は合体して円形状となる。

そして、内輪片８，９どうしの接合部には中間部材１９が配置されている。中間部材１９は、リング状の本体部２１と、その内周面からラジアル方向の内側に向かって突出する一対の突出部２２とを有している。一対の突出部２２は、アクスルシャフト１の軸線１ａを中心とする対称位置に設けられている。突出部２２は円柱状で、その曲率半径は、両内輪片８，９の凹部１７，１８の曲率半径よりも少し小さい。このため、突出部２２を、合体して円形状となった凹部１７，１８に嵌合させることができる。

第１実施例の車輪支持装置１０１において、両内輪片８，９を組み付けるときの作用について説明する。アクスルシャフト１に両内輪片８，９が組み付けられる。このとき、予め両内輪片８，９の間に中間部材１９が配置され、両内輪片８，９と中間部材１９とが一体となった状態でアクスルシャフト１に嵌合される。両内輪片８，９は、中間部材１９を介してそれらの分割面８ｂ，９ａを接合させた状態で、アクスルシャフト１の所定位置に嵌合装着される。これにより、中間部材１９が、両内輪片８，９の接合部に跨って配置されると共に、各突出部２２が、対応する内輪片８，９の凹部１７，１８に嵌合された状態となる。両内輪片８，９の凹部１７，１８に、中間部材１９の突出部２２が嵌合されているため、圧入時に両内輪片８，９が、アクスルシャフト１の軸線１ａ周りに回動するおそれはない。

次に、車両の走行時における第１実施例の車輪支持装置１０１の作用について説明する。車両の走行時（例えば、車両の旋回時）に、軸受４には大きな荷重が作用する。このときの荷重の大きさは、車両アウタ側の内輪片８よりも、車両インナ側の内輪片９の方が遥かに大きい。これにより、特に車両インナ側の内輪片９とアクスルシャフト１との間でクリープが発生し易くなる。この不具合を防止するため、車両インナ側の内輪片９には、コニカルワッシャ５の軸力（弾性復元力）を作用させている。また、車両インナ側の内輪片９の幅Ｌ２を、車両アウタ側の内輪片８の幅Ｌ１よりも長くすることにより、内輪片９とアクスルシャフト１の外周面との接触面積を増大させることによっても、車両インナ側の内輪片９にクリープを発生しにくくしている。

第１実施例の車輪支持装置１０１の場合、内輪片８，９どうしの間に中間部材１９が取り付けられていて、中間部材１９の各突出部２２が、対応する内輪片８，９の凹部１７，１８に係合されている。もし、車両インナ側の内輪片９とアクスルシャフト１との間でクリープが発生しようとするとき（換言すれば、車両インナ側の内輪片９が、アクスルシャフト１の軸線１ａ周りに回動しようとするとき）、車両インナ側の内輪片９は、その凹部１８に係合された突出部２２を介して、中間部材１９をも同方向に回動させようとする。ところが、中間部材１９の突出部２２は、車両アウタ側の内輪片８の凹部１７にも係合されている。ここで、上記したように、車両アウタ側の内輪片８に作用する荷重は小さいため、車両アウタ側の内輪片８とアクスルシャフト１との間でクリープが発生するおそれは極めて小さい。このため、車両インナ側の内輪片９が回動しようとしたときに、車両アウタ側の内輪片８に係合されている中間部材１９の突出部２２が、車両インナ側の内輪片９の回動を抑止するブレーキの機能を果たすこととなる。これにより、車両インナ側の内輪片９も回動しにくくなり、車両インナ側の内輪片９とアクスルシャフト１との間でクリープが発生することが防止される。

そして、図４の（ａ），（ｂ）に示されるように、中間部材１９の本体部２１の内周面に一対の爪部２３を突出させると共に、両内輪片８，９の小径部の外周面に、爪部２３が係止される分離防止凹部２４を設けてもよい。中間部材１９が両内輪片８，９の分割面８ｂ，９ａに跨って取り付けられたとき、各爪部２３は、弾性変形しながら対応する両内輪片８，９の分離防止凹部２４に嵌合される。これにより、両内輪片８，９と中間部材１９とが係止されるため、両内輪片８，９が分離することが防止される。この結果、組付け作業が一層容易になると共に、各爪部２３によっても、車両インナ側の内輪片９の回動が抑止される。

上記したように、第１実施例の車輪支持装置１０１では、コニカルワッシャ５の軸力だけでなく、中間部材１９を介して連結される車両アウタ側の内輪片８によっても、車両インナ側の内輪片９とアクスルシャフト１との間でクリープが発生することが防止されている。このため、軸受４にクリープが発生しにくくなり、軸受４の内輪軌道面１３，１４の剥離等の損傷や、異音や振動の発生が防止される。

上記した実施例における両内輪片８，９は、それらが接合されたとき、半円形状の凹部１７，１８が円形状となる場合である。これにより、中間部材１９の突出部２２が、各凹部１７，１８に対して１つで済むという利点がある。しかし、図５の（ａ），（ｂ）に示されるように、中間部材１９の突出部２５が、凹部１７，１８に対してそれぞれ設けられていてもよい。

また、上記した実施例では、両内輪片８，９の凹部１７，１８と中間部材１９の突出部２２，２５が同じ数だけ設けられている。しかし、両内輪片８，９の凹部１７，１８の数を、中間部材１９の突出部２２，２５の数よりも多く形成することもできる。これにより、両内輪片８，９を中間部材１９に配置させる作業が更に容易になる。

次に、第２実施例の車輪支持装置１０２について説明する。第１実施例の車輪支持装置１０１が、中間部材１９を介して両内輪片８，９を間接的に係合させている場合であるのに対し、第２実施例の車輪支持装置１０２は、両内輪片２６，２７が直接的に係合されている場合である。図６に示されるように、第２実施例の車輪支持装置１０２の場合、車両アウタ側の内輪片２６と車両インナ側の内輪片２７の分割面は、アクスルシャフト１の上半部と下半部とでアキシャル方向にずれている。即ち、図７に示されるように、両内輪片２６，２７の分割面には、それぞれ半周に亘って凸部２６ａ，２７ａが設けられている。両内輪片２６，２７は、それぞれの周方向の位相を１８０°ずらして接合される。これにより、両内輪片２６，２７の分割面における凸部２６ａ，２７ａどうしが係合状態で連結される。この結果、第１実施例の車輪支持装置１０１と同様に、車両インナ側の内輪片２７とアクスルシャフト１との間でクリープが発生して、内輪片２７が回動しようとしても、車両アウタ側の内輪片２６によってその回動が抑止される。なお、この実施例の場合であっても、車両アウタ側の内輪片２６の幅Ｌ１よりも、車両インナ側の内輪片２７の幅Ｌ２を長くすることが望ましい。

なお、車両アウタ側の内輪片８と車両インナ側の内輪片９とを係合させることなく（換言すれば、両内輪片８，９に係合部を設けることなく）、両内輪片８，９の幅Ｌ１，Ｌ２（Ｌ１＜Ｌ２）のみを変えた車輪支持装置としてもよい。その状態の車輪支持装置を、図８に参考例として示す。

本発明の第１実施例の車輪支持装置１０１の正面断面図である。 （ａ）は両内輪片８，９と中間部材１９の正面半断面図であり、（ｂ）はＸ−Ｘ線断面図である。 両内輪片８，９と中間部材１９とを分離した状態の平面図である。 （ａ），（ｂ）は、中間部材１９の爪部２３が、両内輪片８，９の分離防止凹部２４に係止される状態の作用説明図である。 （ａ），（ｂ）は、中間部材１９の突出部２５が、両内輪片８，９の凹部１７，１８に対してそれぞれ設けられている場合の平面図である。 第２実施例の車輪支持装置１０２の正面断面図である。 （ａ）は両内輪片２６，２７の正面断面図であり、（ｂ），（ｃ）はそれぞれ（ａ）のＹ１−Ｙ１線断面図、Ｙ２−Ｙ２線断面図である。 両内輪片８，９の幅Ｌ１，Ｌ２のみを変えた車輪支持装置の正面断面図である。

符号の説明

１０１，１０２ 車輪支持装置
２００ 軸受ユニット
１ アクスルシャフト
２ アクスルハウジング
３ 取付用フランジ部
４ 軸受
８，２６ 内輪片（車両アウタ側の内輪片）
９，２７ 内輪片（車両インナ側の内輪片）
８ｂ，９ａ 端面（分割面）
１７，１８ 凹部（係合部）
１９ 中間部材
２２，２５ 突出部（係合部）
２６ａ，２７ａ 凸部

Claims (6)

1. 駆動力を車両アウタ側の先端部に取り付けられた車輪に伝達するためのアクスルシャフトをアクスルハウジングで支持するために、前記アクスルハウジングに固定される取付用フランジ部と、前記取付用フランジ部と前記アクスルシャフトとの間に介装される複列式の軸受とを含む軸受ユニットを備える半浮動式の車輪支持装置であって、
   前記軸受の内輪は、アキシャル方向の中間位置で車両アウタ側の内輪片と車両インナ側の内輪片とに分割されると共に、対向配置される車両インナ側の内輪片の分割面と車両アウタ側の内輪片の分割面とには、車両アウタ側の内輪片と車両インナ側の内輪片とを所定の位置関係で組み合わせて一体化する際に、両内輪片を直接又は他部材を介して間接的に係合するための係合部がそれぞれ形成され、
   前記内輪片どうしが係合されることにより、前記車両インナ側の内輪片における前記アクスルシャフトとの間でクリープの発生が、車両アウタ側の内輪片によって抑止されることを特徴とする車輪支持装置。
2. 前記車両アウタ側の内輪片と前記車両インナ側の内輪片とに跨って配置されるリング状の中間部材を備え、
   前記中間部材の内周面には、両内輪片の係合部と係合される突出部がそれぞれ形成される一方、前記両内輪片の係合部は、前記突出部と係合するために、前記分割面において凹部としてそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車輪支持装置。
3. 前記内輪片の分割面どうしが対向配置された状態で、一方の内輪片の凹部は、他方の内輪片の分割面における前記凹部が形成されていない面と対向配置され、
   前記中間部材の突出部は、前記内輪片のそれぞれの凹部に嵌り込むように、複数設けられていることを特徴とする請求項２に記載の車輪支持装置。
4. 前記中間部材には、前記両内輪片に跨って配置されたときに、前記内輪片と係止される係止部が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の車輪支持装置。
5. 前記一方の内輪片の係合部は、その分割面から半周に亘ってアキシャル方向に突出して形成された凸部であり、
   前記他方の内輪片の係合部は、その分割面から半周に亘ってアキシャル方向に窪んで形成された凹部であることを特徴とする請求項１に記載の車輪支持装置。
6. 車両インナ側の内輪片の幅が、車両アウタ側の内輪片の幅よりも大であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の車輪支持装置。

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