JP2009236287A

JP2009236287A - 車輪用転がり軸受装置

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Publication number: JP2009236287A
Application number: JP2008086222A
Authority: JP
Inventors: Masao Takimoto; 将生滝本
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2009-10-15

Abstract

【課題】回転側軌道輪及び駆動軸を容易に加工することができ、加工された回転側軌道輪及び駆動軸の加工精度を容易に検査することができる車輪用転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】車輪用転がり軸受装置１は、車輪が取り付けられる転がり軸受の内輪１２と、内輪１２に取り付けられる駆動軸１０とを備え、さらに、内輪１２及び駆動軸１０の各々にはキー溝１２ａ，１０ｄが形成されるとともに、内輪１２及び駆動軸１０の各々に形成されたキー溝１２ａ，１０ｄと係合するキー１７を備えている。そして、内輪１２に形成されたキー溝１２ａと、駆動軸１０に形成されたキー溝１０ｄとにより形成された空間にキー１７が挿入されることにより、内輪１２に形成されたキー溝１２ａと駆動軸１０に形成されたキー溝１０ｄの双方とキー１７が係合し、キー１７を介して、駆動軸１０が内輪１２に係止され、駆動軸１０が内輪１２に取り付けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として自動車に使用される車輪用転がり軸受装置に関する。

一般に、自動車は車輪（例えば、駆動軸によって回転される駆動輪）を回転可能に支持するために車輪用転がり軸受装置を備えている。このような車輪用転がり軸受装置は、車体に固定される固定側軌道輪と、車輪が取り付けられる回転側軌道輪と、固定側軌道輪及び回転側軌道輪との間に配設された転動体と、回転側軌道輪に取り付けられる駆動軸とを備えている。

そして、車輪用転がり軸受装置において、駆動軸に発生するトルクを回転側軌道輪に伝達するための駆動軸と回転側軌道輪との取付構造としては、インボリュートスプライン形状を有する歯及び歯溝（いわゆるセレーション）を噛み合わせるスプライン継手を利用することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

より具体的には、図５に示すように、車輪用転がり軸受装置１０１は、車体（不図示）に固定される固定側軌道輪である外輪１１１と、車輪（不図示）が取り付けられる回転側軌道輪である内輪１１２との間に、転動体１１５，１１６を介在させることにより、車輪及び駆動軸１１０を回転可能に支持している。即ち、外輪１１１と内輪１１２と転動体１１５，１１６等から転がり軸受Ｃが構成され、車輪用転がり軸受装置１０１は、車輪が取り付けられる転がり軸受Ｃの回転側軌道輪である内輪１１２と、内輪１１２に取り付けられる駆動軸１１０とを備えている。この駆動軸１１０の外周１１０ｔには、インボリュートスプライン形状を有する歯１１０ａが等間隔に形成されるとともに、内輪１１２の内周１１２ｉには、歯１１０ａと同様の形状を有する歯溝１１２ａが形成されている。そして、この歯１１０ａ及び歯溝１１２ａを噛み合わせて駆動軸１１０が回転側軌道輪である内輪１１２に取り付けられている。
特開平９−９６３１７号公報

しかしながら、上記従来技術においては、駆動軸１１０を回転側軌道輪である内輪１１２に取り付けるために、等間隔に複数の歯１１０ａ及び歯溝１１２ａを形成する必要がある。従って、回転側軌道輪及び駆動軸を加工することが煩雑であるという問題があった。

また、加工された回転側軌道輪である内輪１１２及び駆動軸１１０の加工精度を検査するためには、内輪１１２の内周１１２ｉの径や、駆動軸１１０の外周１１０ｔの径を、それらの全周に亘って計測する必要がある。従って、加工された回転側軌道輪及び駆動軸の加工精度を検査することが煩雑であるという問題があった。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転側軌道輪及び駆動軸を容易に加工することができ、加工された回転側軌道輪及び駆動軸の加工精度を容易に検査することができる車輪用転がり軸受装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、車輪が取り付けられる転がり軸受の回転側軌道輪と、回転側軌道輪に取り付けられる駆動軸とを備える車輪用転がり軸受装置において、回転側軌道輪及び駆動軸の各々にはキー溝が形成されるとともに、回転側軌道輪及び駆動軸の各々に形成されたキー溝と係合するキーを備え、回転側軌道輪に形成されたキー溝と、駆動軸に形成されたキー溝とにより形成された空間にキーが挿入されることにより、回転側軌道輪に形成されたキー溝と駆動軸に形成されたキー溝の双方とキーが係合し、キーを介して、駆動軸が回転側軌道輪に係止され、駆動軸が回転側軌道輪に取り付けられていることを特徴とする。

同構成によれば、駆動軸に発生するトルクを回転側軌道輪に伝達するために、キー及びキー溝によって駆動軸を回転側軌道輪に取り付けることができる。従って、回転側軌道輪及び駆動軸にインボリュートスプライン形状を有する歯や歯溝を形成する必要がなく、回転側軌道輪及び駆動軸を容易に加工することができ、加工された回転側軌道輪及び駆動軸の加工精度を容易に検査することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置であって、キーはテーパ状に形成されていることを特徴とする。
同構成によれば、回転側軌道輪に形成されたキー溝と、駆動軸に形成されたキー溝とにより形成された空間に、テーパ状に形成されたキーを楔のように挿入することができる。従って、駆動軸を回転側軌道輪に強固に取り付けることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の車輪用転がり軸受装置であって、回転側軌道輪及び駆動軸の各々には複数のキー溝が形成され、回転側軌道輪及び駆動軸の各々に形成された複数のキー溝と係合する複数のキーを備えることを特徴とする。

同構成によれば、駆動軸に発生するトルクを回転側軌道輪に伝達するために、複数のキー及び複数のキー溝によって駆動軸を回転側軌道輪に取り付けることができ、駆動軸と回転側軌道輪との取付構造の信頼性を高めることができる。

本発明によれば、回転側軌道輪及び駆動軸を容易に加工することができ、また、加工された回転側軌道輪及び駆動軸の加工精度を容易に検査することができる。

以下に本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中の矢印Ｕ及びＳは、軸方向を示すとともに、矢印Ｕ，Ｓの各々は、車体側方向、車輪側方向を示している。また、図中の矢印Ｒは、軸方向に直交する直交方向を示している。

本実施形態に係る車輪用転がり軸受装置は、自動車用のハブユニットとして駆動輪に使用されるものであって、軌道輪や転動体等から構成される転がり軸受によって、車輪及び駆動軸を支持するものである。

より具体的には、図１に示すように、車輪用転がり軸受装置１は、外輪１１と内輪１２との間に、転動体１５，１６を介在させることにより、車輪（不図示）及び車軸である駆動軸１０を回転可能に支持する。なお、本実施形態においては、外輪１１と内輪１２と転動体１５，１６等から転がり軸受Ｂが構成されている。

（駆動軸の構成）
駆動軸１０は、等速ジョイント、差動装置、及びトランスミッション（いずれも不図示）を介して自動車のエンジン（不図示）に接続される構成となっている。従って、エンジンの出力回転が駆動軸１０に伝達されて、駆動軸１０にトルクが発生する構成となっている。

また、駆動軸１０の等速ジョイントと接続される車体側端部１０ｕには、転がり軸受Ｂと当接する軸受当接部である大径部１０ａが形成されるとともに、転がり軸受Ｂが結合される車輪側端部１０ｓには、大径部１０ａよりも小さい径を有し、内輪１２に挿通される挿通部である小径部１０ｂが形成されている。また、小径部１０ｂの先端には、おねじが切られたおねじ部１０ｃが形成されている。

以上のように構成された駆動軸１０は、転がり軸受Ｂを構成する内輪１２に挿通されている。そして、おねじ部１０ｃにナット２が螺合されることにより、駆動軸１０とナット２によって内輪１２が挟持され、駆動軸１０の車輪側端部に転がり軸受Ｂが結合される。

（転がり軸受の構成）
転がり軸受Ｂは、上述のごとく、車体（不図示）に固定される固定側軌道輪である外輪１１と、車輪が取り付けられるとともに駆動軸１０が挿通される回転側軌道輪である内輪１２との間に、転動体１５，１６が配設されている。

円筒状に形成された外輪１１の外周１１ｔには、外輪１１を車体に固定するためのボルト（不図示）が挿通されるフランジ部１１ａが形成されるとともに、外輪１１の内周１１ｉには、２列（即ち、内列と外列）の軌道面１１ｕ，１１ｓが環状に形成されている。

そして、外輪１１の内方には、転動体１５，１６を介して、内輪１２が設けられている。なお、本実施形態においては、内輪１２は、車輪の中心部に取り付けられるハブと駆動軸１０が挿通される部材とが一体となったハブ軸１３と、ハブ軸１３とは別個に設けられた内輪部材１４とから構成されている。

ハブ軸１３の転動体１５，１６側の外周１３ｒには、１列の軌道面１３ｓが環状に形成されるとともに、ハブ軸１３の車輪側外周１３ｔには、車輪をハブ軸１３に取り付けるためのボルト６が挿通されるフランジ部１３ａが形成されている。

また、ハブ軸１３には、駆動軸１０が挿通される貫通孔１３ｂが形成されるとともに、ハブ軸１３の車体側外周１３ｕには、環状に形成された内輪部材１４が嵌められている。この内輪部材１４の外周１４ｔには、１列の軌道面１４ｕが形成されている。

そして、図１に示すように、ハブ軸１３に嵌められた内輪部材１４は、ハブ軸１３の段差１３ｃと駆動軸１０の大径部１０ａとに当接しているため、上述のごとく、おねじ部１０ｃにナット２が螺合されることにより、駆動軸１０とナット２によってハブ軸１３及び内輪部材１４が一体的に挟持される。従って、内輪１２（即ち、内輪１２を構成するハブ軸１３と内輪部材１４）及び内輪１２に取り付けられた車輪は、エンジンの出力回転が伝達される駆動軸１０とともに回転する。

なお、外輪１１及び内輪１２の間に配設された２列（即ち、複列）の転動体１５，１６のうち、一列の転動体１５は、外輪１１及び内輪部材１４の各々に形成された軌道面１１ｕ，１４ｕと接触している。また、他の一列の転動体１６は、外輪１１及びハブ軸１３の各々に形成された軌道面１１ｓ，１３ｓと接触している。そして、内輪１２が回転することにより、転動体１５が、軌道面１１ｕと軌道面１４ｕにおいて転動するとともに、転動体１６が、軌道面１１ｓと軌道面１３ｓにおいて転動する。

ここで、本実施形態においては、図１及び図２に示すように、内輪１２及び駆動軸１０の各々に、キー溝１２ａ，１０ｄが形成されるとともに、内輪１２及び駆動軸１０の各々に形成されたキー溝１２ａ，１０ｄと係合するキー１７を備え、このキー１７及びキー溝１２ａ，１０ｄによって駆動軸１０が内輪１２に取り付けられている点に特徴がある。

より具体的には、内輪１２の内周である貫通孔１３ｂには、軸方向に延びたキー溝１２ａが形成されるとともに、駆動軸１０の小径部１０ｂの外周１０ｔには、キー溝１２ａと対向するとともに軸方向に延びたキー溝１０ｄが形成されている。そして、図１及び図２に示すように、内輪１２に形成されたキー溝１２ａと駆動軸１０に形成されたキー溝１０ｄとによって形成された空間にキー１７が挿入されることにより、キー溝１２ａとキー溝１０ｄの双方とキー１７が係合し、キー１７を介して、駆動軸１０が内輪１２に係止され、駆動軸１０が内輪１２に取り付けられている。このキー１７は、ナット２がおねじ部１０ｃに螺合される前に、キー溝１２ａとキー溝１０ｄによって形成された空間（即ち、内輪１２と駆動軸１０の間）に車輪側から挿入される。

このような構成により、駆動軸１０に発生するトルクを内輪１２に伝達するために、キー１７及びキー溝１２ａ，１０ｄによって駆動軸１０を内輪１２に取り付けている。このため、インボリュートスプライン形状の歯及び歯溝を噛み合わせるスプライン継手を利用する場合と比べ、駆動軸１０と内輪１２との取付構造が簡易となる。

なお、本実施形態においては、キー１７は、車体側方向Ｕへ向かうほど直交方向Ｒにおける径が漸減するように、テーパ状に形成されている。より具体的には、図１及び図３に示すように、キー１７の車体側端部１７ｕの直交方向Ｒにおける径Ｄｕが、キー１７の車輪側端部１７ｓの直交方向Ｒにおける径Ｄｓよりも小さくなるようにキー１７が形成されている。また、キー溝１２ａ，１０ｄは、上記キー１７の形状に合わせて形成されている。即ち、キー溝１２ａとキー溝１０ｄとによって形成される空間が、車体側方向Ｕに向かうほど狭くなるように、キー溝１２ａ，１０ｄが形成されている。

本実施形態の車輪用転がり軸受装置１によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）車輪が取り付けられる転がり軸受Ｂの内輪１２と、内輪１２に取り付けられる駆動軸１０とを備える車輪用転がり軸受装置１において、内輪１２及び駆動軸１０の各々にはキー溝１２ａ，１０ｄが形成されるとともに、キー溝１２ａ，１０ｄと係合するキー１７を備えている。そして、キー溝１２ａとキー溝１０ｄとにより形成された空間にキー１７が挿入されることにより、キー溝１２ａとキー溝１０ｄの双方とキー１７が係合し、キー１７を介して、駆動軸１０が内輪１２に係止され、駆動軸１０が内輪１２に取り付けられている。このため、駆動軸１０に発生するトルクを内輪１２に伝達するために、キー１７及びキー溝１２ａ，１０ｄによって駆動軸１０を内輪１２に取り付けることができる。従って、内輪１２及び駆動軸１０にインボリュートスプライン形状を有する歯や歯溝を形成する必要がなく、内輪１２及び駆動軸１０を容易に加工することができ、加工された内輪１２及び駆動軸１０の加工精度を容易に検査することができる。

（２）キー１７はテーパ状に形成されているため、内輪１２に形成されたキー溝１２ａと、駆動軸１０に形成されたキー溝１０ｄにより形成された空間に、テーパ状に形成されたキー１７を楔のように挿入することができる。従って、駆動軸１０を内輪１２に強固に取り付けることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の設計変更をすることが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。例えば、上記実施形態を以下のように変更してもよい。

・上記実施形態においては、内輪１２及び駆動軸１０の各々には１つのキー溝１２ａ，１０ｄが形成され、車輪用転がり軸受装置１が備えるキー１７は１つであったが、上記実施形態の車輪用転がり軸受装置１を示す図２に対応した図４の断面図に示すように、キー１７及びキー溝１２ａ，１０ｄは複数であってもよい。

即ち、内輪１２及び駆動軸１０の各々には複数のキー溝１２ａ，１０ｄが形成され、内輪１２及び駆動軸１０の各々に形成された複数のキー溝１２ａ，１０ｄと係合する複数のキー１７を備えていてもよい。

このような構成によれば、駆動軸１０に発生するトルクを内輪１２に伝達するために、複数のキー１７及び複数のキー溝１２ａ，１０ｄによって駆動軸１０を内輪１２に取り付けることができ、駆動軸１０と内輪１２との取付構造の信頼性を高めることができる。

・また、上記実施形態においては、駆動軸１０には、内輪１２を駆動軸１０と挟持するためのナット２が螺合されたが、ナット２を螺合することによって、ナット２が車体側方向Ｕへ移動してキー１７に車体側方向Ｕへの力を加え、キー溝１２ａとキー溝１０ｄにより形成された空間にキー１７が楔のように挿入されることが好ましい。

このように構成によれば、ナット２を螺合することにより、駆動軸１０とナット２とによって内輪１２を挟持すると同時にキー溝１２ａとキー溝１０ｄにより形成された空間にキー１７を挿入することができる。従って、駆動軸１０を内輪１２に容易に取り付けることができる。

・上記実施形態においては、キー１７はテーパ状に形成されていたが、テーパ状に形成されていなくてもよく、例えば、単なる直方体状であってもよい。このように構成しても上記（１）の効果を得ることができる。

本発明の実施形態に係る車輪用転がり軸受装置を示す概略構成図。図１のＡ−Ａ断面図。本発明の実施形態に係るキーを説明するための図。本発明の実施形態に係る車輪用転がり軸受装置の変形例を示す断面図。従来の車輪用転がり軸受装置を示す概略構成図。

符号の説明

Ｂ…転がり軸受、１…車輪用転がり軸受装置、１０…駆動軸、１０ｄ…キー溝、１０ｔ…外周、１１…外輪（固定側軌道輪）、１２…内輪（回転側軌道輪）、１２ａ…キー溝、１３…ハブ軸、１３ｂ…貫通孔（内輪の内周）、１４…内輪部材、１５，１６…転動体、１７…キー。

Claims

車輪が取り付けられる転がり軸受の回転側軌道輪と、前記回転側軌道輪に取り付けられる駆動軸とを備える車輪用転がり軸受装置において、
前記回転側軌道輪及び前記駆動軸の各々にはキー溝が形成されるとともに、前記回転側軌道輪及び前記駆動軸の各々に形成された前記キー溝と係合するキーを備え、前記回転側軌道輪に形成された前記キー溝と、前記駆動軸に形成された前記キー溝とにより形成された空間に前記キーが挿入されることにより、前記回転側軌道輪に形成された前記キー溝と前記駆動軸に形成された前記キー溝の双方と前記キーが係合し、前記キーを介して、前記駆動軸が前記回転側軌道輪に係止され、前記駆動軸が前記回転側軌道輪に取り付けられていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置。
前記キーはテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置。
前記回転側軌道輪及び前記駆動軸の各々には複数の前記キー溝が形成され、前記回転側軌道輪及び前記駆動軸の各々に形成された複数の前記キー溝と係合する複数の前記キーを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車輪用転がり軸受装置。