JP2009292275A - Bearing device for driving wheel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主として自動車に使用される駆動輪用軸受装置に関する。 The present invention relates to a bearing device for a drive wheel mainly used in an automobile.
一般に、自動車は、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の駆動輪用軸受装置を備えている。このような駆動輪用軸受装置は、車体に対して固定される外輪と、駆動輪が取り付けられるハブ輪と、複数の転動体と、ハブ輪を回転させるために前記転動体を介して外輪に対して回転する駆動軸とを備えている。 In general, an automobile includes a drive wheel bearing device for rotatably supporting a drive wheel rotated by a drive shaft. Such a drive wheel bearing device includes an outer ring fixed to a vehicle body, a hub ring to which the drive wheel is attached, a plurality of rolling elements, and an outer ring via the rolling elements to rotate the hub ring. And a drive shaft that rotates relative to the drive shaft.
また、エンジンに接続された車軸であるシャフトと駆動軸とを等速自在継手(等速ジョイント)を介して接続するために、駆動軸と等速自在継手の構成部品である継手部材を一体化させて、さらに、駆動軸と転がり軸受の内輪を一体化させた駆動輪用軸受装置が知られている。このような駆動輪用軸受装置は、シャフトに接続するための複数のボールをさらに備え、駆動軸には、ボールが配置されるトラック溝と、転動体が転動するための軌道面とが形成されている(例えば、特許文献1参照)。 Also, in order to connect the shaft, which is the axle connected to the engine, and the drive shaft through a constant velocity universal joint (constant velocity joint), the drive shaft and the joint member which is a component of the constant velocity universal joint are integrated. Further, there is known a drive wheel bearing device in which a drive shaft and an inner ring of a rolling bearing are integrated. Such a bearing device for a drive wheel further includes a plurality of balls for connecting to the shaft, and a track groove in which the balls are disposed and a raceway surface on which the rolling elements roll are formed on the drive shaft. (For example, refer to Patent Document 1).
より具体的には、図4に示すように、駆動輪用軸受装置101は、転がり軸受Bを構成するものとして、外輪102や、外輪102に対して回転可能な内輪に相当するハブ輪103や、複数の転動体105,106を備えている。外輪102は、車体(不図示)に対して固定されるとともに、ハブ輪103は、駆動輪及びブレーキロータ(いずれも不図示)が取り付けられる。そして、駆動輪用軸受装置101は、ハブ輪103を回転させるために転動体106を介して外輪102に対して回転する駆動軸104と、駆動軸104をエンジン(不図示)に接続されたシャフト107と接続するための複数のボール109とをさらに備えている。駆動軸104は、等速自在継手Jの構成部品である外側の継手部材と転がり軸受Bの構成部品である内輪が一体化されたものであるため、駆動軸104には、ボール109が配置されるトラック溝104gと、転動体106が転動するための軌道面104dとが形成されている。シャフト107には継手部材108が固定されており、球状のトルク伝達部材であるボール109が、駆動軸104に形成されたトラック溝104gと継手部材108に形成されたトラック溝108bに嵌められて配置されている。このようにして、シャフト107のトルクが、継手部材108及びボール109を介して駆動軸104に伝達されるように構成されている。
ところで、シャフト107により伝達されるトルクが大き過ぎる場合(即ち、過大トルク発生時)や、駆動軸104の中心線Cに対してシャフト107が大きく傾いて(即ち、等速自在継手Jが高作動角となって)2次偶力が発生した場合に、ボール109を介して外側の継手部材と一体化された駆動軸104に過大応力が発生する。このような過大応力が駆動軸104に発生した場合には、駆動軸104に形成されたトラック溝104gに6個のボール109が配置されている場合は、断面円形状であるべき軌道面104dが、図5中の二点差線で示すように、6個の山(即ち、ボール109の個数に応じた個数の山)を有するように軌道面104dが変形する。このように軌道面104dがうねるように変形すれば、転動体106が軌道面104dを転動する際に振動や異音が発生するという問題があった。
By the way, when the torque transmitted by the
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、駆動軸に形成された軌道面がうねるように変形した場合であっても、転動体が軌道面を転動する際に発生する振動や異音を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にある。 The present invention has been made in view of such a situation, and the purpose thereof is to allow the rolling element to roll on the raceway surface even when the raceway surface formed on the drive shaft is deformed so as to swell. An object of the present invention is to provide a drive wheel bearing device capable of suppressing generated vibrations and abnormal noise.
請求項1に記載の発明は、車体に対して固定される外輪と、駆動輪が取り付けられるハブ輪と、複数の転動体と、ハブ輪を回転させるために転動体を介して外輪に対して回転する駆動軸と、駆動軸を車軸と接続するための複数のボールとを備え、駆動軸には、ボールが配置されるトラック溝と、転動体が転動する軌道面とが形成されている駆動輪用軸受装置であって、ボールの個数をZ、転動体の個数をY、任意の正の整数をnとした場合、n×Z+2≦Y≦(n+1)×Z−2の関係を満たすことを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, an outer ring fixed to the vehicle body, a hub ring to which a driving wheel is attached, a plurality of rolling elements, and the outer ring via the rolling elements to rotate the hub ring. A rotating drive shaft and a plurality of balls for connecting the drive shaft to the axle are provided. The drive shaft has a track groove in which the ball is disposed and a raceway surface on which the rolling element rolls. A bearing device for a driving wheel, where the number of balls is Z, the number of rolling elements is Y, and an arbitrary positive integer is n, the relationship of n × Z + 2 ≦ Y ≦ (n + 1) × Z−2 is satisfied. It is characterized by that.
同構成によれば、ボールの個数をZ、転動体の個数をY、任意の正の整数をnとした場合、n×Z+2≦Y≦(n+1)×Z−2の関係を満たす。このため、転動体の個数を、ボールの個数の倍数及びボールの個数の倍数に1を足した数及びボールの個数の倍数から1を引いた数と異ならせることができる。従って、ボールを介して駆動軸に過大応力が発生することにより、ボールの個数に応じた山を有するように軌道面が変形した場合であっても、転動体の個数と軌道面の山の個数の倍数との差が大きいため、転動体が軌道面を転動する際に、共振が発生することを抑制することができる。その結果、駆動軸に形成された軌道面がうねるように変形した場合であっても、共振が発生することを抑制することで、転動体が軌道面を転動する際に発生する振動や異音を抑制することができる。 According to this configuration, when the number of balls is Z, the number of rolling elements is Y, and an arbitrary positive integer is n, the relationship of n × Z + 2 ≦ Y ≦ (n + 1) × Z−2 is satisfied. For this reason, the number of rolling elements can be made different from a multiple of the number of balls, a number obtained by adding 1 to a multiple of the number of balls, and a number obtained by subtracting 1 from the multiple of the number of balls. Therefore, even if the raceway surface is deformed to have peaks corresponding to the number of balls due to excessive stress generated on the drive shaft via the balls, the number of rolling elements and the number of peaks on the raceway surface Therefore, when the rolling element rolls on the raceway surface, the occurrence of resonance can be suppressed. As a result, even if the raceway surface formed on the drive shaft is deformed so as to swell, by suppressing the occurrence of resonance, vibrations and abnormalities that occur when the rolling element rolls on the raceway surface are suppressed. Sound can be suppressed.
本発明によれば、駆動軸に形成された軌道面がうねるように変形した場合であっても、共振が発生することを抑制することで、転動体が軌道面を転動する際に発生する振動や異音を抑制することができる。 According to the present invention, even when the raceway surface formed on the drive shaft is deformed so as to swell, it is generated when the rolling element rolls on the raceway surface by suppressing the occurrence of resonance. Vibration and abnormal noise can be suppressed.
以下に、本発明について、図面を参照しながら説明する。なお、図中の矢印Aは、駆動軸の中心線Cに平行な方向である軸方向を示すとともに、図中の矢印Rは、駆動軸の中心線Cに垂直な方向である径方向を示している。 The present invention will be described below with reference to the drawings. An arrow A in the figure indicates an axial direction that is a direction parallel to the center line C of the drive shaft, and an arrow R in the figure indicates a radial direction that is a direction perpendicular to the center line C of the drive shaft. ing.
図1は、本発明の実施形態に係る駆動輪用軸受装置1の概略構成図であって、駆動輪用軸受装置1は、駆動輪(不図示)を回転可能に支持するために主として自動車に使用される転がり軸受装置(いわゆるハブユニット)であって、転がり軸受Bと等速自在継手(等速ジョイント)Jとが一体化されている。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a drive wheel bearing device 1 according to an embodiment of the present invention. The drive wheel bearing device 1 is mainly used in an automobile to rotatably support a drive wheel (not shown). It is a rolling bearing device (a so-called hub unit) used, in which a rolling bearing B and a constant velocity universal joint (constant velocity joint) J are integrated.
即ち、本実施形態においては、転がり軸受Bは、外輪2と、内輪に相当するハブ輪3と、内輪が一体化された駆動軸4と、転動体5,6等から構成されるとともに、等速自在継手Jは、外側の継手部材が一体化された駆動軸4と、内側の継手部材8と、ボール9等から構成されている。
That is, in the present embodiment, the rolling bearing B is composed of the
略円筒状に形成された外輪2の外周2aには、車体に対してボルト(不図示)を用いて固定されるフランジ部(不図示)が設けられるとともに、外輪2の内周2bには、軸方向Aにおいて間隔をあけて2列となるように、外輪2の内周2bに沿った環状の軌道面2c,2dが形成されている。外輪2内には、ハブ輪3及び駆動軸4が設けられている。
A flange portion (not shown) fixed to the vehicle body using a bolt (not shown) is provided on the
環状に形成されたハブ輪3の車輪側の端部3Aには、径方向Rにおいて外方へ突出したフランジ部3aと、軸方向Aにおいて車輪側へ突出した案内部3bとが設けられている。案内部3bは、フランジ部3aへブレーキロータ(不図示)を案内するための環状の突起であって、ブレーキロータを案内部3bに沿って移動させることで、フランジ部3aへブレーキロータを案内することができ、フランジ部3aには、ボルト(不図示)を用いてブレーキロータ及び駆動輪が取り付けられる。
An
また、ハブ輪3の車体側の外周3cには、1列の軌道面2cに対向した環状の軌道面3dが形成されるとともに、ハブ輪3の内周3eには、駆動軸4が挿入されている。即ち、駆動軸4の外周4aにハブ輪3が嵌合されており、ハブ輪3の内周3e及び駆動軸4の外周4aに形成された歯及び歯溝(いずれも不図示)が噛み合うことにより、ハブ輪3と駆動軸4とが一体的に回転する構成となっている。
An
駆動軸4の車輪側の端部4Aには、その外周4aに嵌合されたハブ輪3を駆動軸4に対して固定するために、ハブ輪3の車輪側の側面3fに当接するかしめ部4bが設けられるとともに、駆動軸4の外周4aには、かしめ部4bとともにハブ輪3を挟持するために、ハブ輪3の車体側の側面3gに当接する段差部4cが設けられている。従って、円筒状に形成された駆動軸4の端部4Aを径方向Rにおける外方へ塑性変形させてかしめ部4bを形成することにより、段差部4c及びかしめ部4bによって駆動軸4に嵌合されたハブ輪3が挟持されて、駆動軸4に対してハブ輪3が固定された構成となっている。
In the
また、本実施形態においては、段差部4cよりも車体側において、駆動軸4の外周4aには、転動体6が転動する軌道面4dが形成されているため、駆動軸4が、転がり軸受Bの内輪と一体化された軸部材となっている。以上のように構成された外輪2とハブ輪3及び駆動軸4との間には、2列となるように軸方向Aにおいて間隔をあけて、複数の転動体5と複数の転動体6とが設けられている。
Further, in the present embodiment, since the
転動体5,6は、球状の転動面を有する玉であって、車輪側に設けられた1列の転動体5は、外輪2とハブ輪3の間に配置され、外輪2の軌道面2c及びハブ輪3の軌道面3dと接触して転動する構成となっている。また、車体側に設けられた転動体6は、図2に示すように、外輪2と駆動軸4の間に配置され、外輪2の軌道面2d及び駆動軸4の軌道面4dと接触して転動する構成となっている。なお、転動方向における複数の転動体5の間隔及び複数の転動体6の間隔は、それぞれ、保持器(不図示)によって保たれている。
The
さらに、本実施形態においては、駆動軸4の車体側の端部4Bには、有底円筒状に形成された開口部4eが設けられており、この開口部4eの内周4fには、軸方向Aに延設された複数のトラック溝4gが形成されている。また、駆動軸4の開口部4eには、自動車の内燃機関であるエンジン(不図示)に接続された車軸であるシャフト7が挿入されている。
Furthermore, in the present embodiment, the end 4B on the vehicle body side of the
シャフト7の外周7aには、環状に形成された継手部材8が固定されて設けられており、この継手部材8の外周8aには、駆動軸4のトラック溝4gに対向して延設された複数のトラック溝8bが形成されている。以上のように構成された駆動軸4とシャフト7との間には、図3に示すように、複数のボール9が設けられている。
An annular joint member 8 is fixedly provided on the
球状のトルク伝達部材であるボール9は、駆動軸4に形成されたトラック溝4gと継手部材8に形成されたトラック溝8bに嵌められて配置されており、ボール9は、トラック溝4g,8bから抜け落ちないように保持器10により保持されている。
A
以上のようにして、シャフト7のトルクが、継手部材8及びボール9を介して駆動軸4に伝達されるように構成されている。従って、本実施形態においては、駆動軸4の開口部4eの内周4fには、シャフト7の回転力を伝達するためのボール9が嵌められるトラック溝4gが形成されているため、駆動軸4が、等速自在継手Jの外側の継手部材と一体化された軸部材となっている。
As described above, the torque of the
以上のように、駆動輪用軸受装置1は、車体に対して固定される外輪2と、駆動輪が取り付けられるハブ輪3と、複数の転動体6と、ハブ輪3を回転させるために転動体6を介して外輪2に対して回転する駆動軸4と、駆動軸4をシャフト7と接続するための複数のボール9とを備えている。そして、駆動軸4には、ボール9が配置されるトラック溝4gと、転動体6が転動する軌道面4dとが形成された構成となっている。
As described above, the drive wheel bearing device 1 includes the
ここで、本実施形態においては、図2及び図3に示すように、ボール9の個数をZ、転動体6の個数をY、任意の正の整数をnとした場合、n×Z+2≦Y≦(n+1)×Z−2(以下、「数式(1)」と言う。)の関係を満たす点に特徴がある。より具体的には、本実施形態においては、図2に示すように、ボール9の個数は6であって、転動体6の個数は8である。従って、任意の正の整数であるnを1とした場合、数式(1)の関係を満たしている。
Here, in this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, when the number of
上記のように数式(1)の関係を満たしていれば、転動体6の個数を、ボール9の個数の倍数及びボール9の個数の倍数に1を足した数及びボール9の個数の倍数から1を引いた数と異ならせることができる。このため、ボール9を介して外側の継手部材と一体化された駆動軸4に過大応力が発生することにより、ボール9の個数に応じた6個の山を有するように軌道面4dが変形した場合であっても、転動体6の個数と、軌道面4dの山の個数の倍数との差が大きい。即ち、転動体6の個数と軌道面4dの山の個数との差を2以上とすることができるため、転動体6が軌道面4dを転動する際に、共振が発生することを抑制することができる。
As long as the relationship of Formula (1) is satisfied as described above, the number of
上記実施形態の駆動輪用軸受装置1によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)ボール9の個数をZ、転動体6の個数をY、任意の正の整数をnとした場合、n×Z+2≦Y≦(n+1)×Z−2の関係を満たすため、転動体6の個数を、ボール9の個数の倍数及びボール9の個数の倍数に1を足した数及びボール9の個数の倍数から1を引いた数と異ならせることができる。従って、転動体6が軌道面4dを転動する際に、共振が発生することを抑制することができ、その結果、駆動軸4に形成された軌道面4dが変形した場合であっても、共振が発生することを抑制することで、転動体6が軌道面4dを転動する際に発生する振動や異音を抑制することができる。
According to the drive wheel bearing device 1 of the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When the number of
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。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various design change is possible based on the meaning of this invention, and they are not excluded from the scope of the present invention. For example, you may change the said embodiment as follows.
・上記実施形態においては、転動体6の個数は8であったが、転動体6の個数は適宜変更してもよい。即ち、転動体6の個数が9や10であっても、任意の正の整数であるnを1とした場合に、数式(1)の関係を満たす。また、例えば、転動体6の個数が14や15や16であっても、任意の正の整数であるnを2とした場合に、数式(1)の関係を満たし、転動体6の個数が20や21や22であっても、任意の正の整数であるnを3とした場合に、数式(1)の関係を満たす。
In the above embodiment, the number of
・上記実施形態においては、ボール9の個数は6であったが、ボール9の個数は適宜変更してもよい。即ち、例えば、ボール9の個数が5であっても、任意の正の整数であるnを1とした場合に、数式(1)の関係を満たす。また、例えば、ボール9の個数が7であっても、転動体6の個数が9や10や11や12であれば、任意の正の整数であるnを1とした場合に、数式(1)の関係を満たし、転動体6の個数が16や17や18や19であれば、任意の正の整数であるnを2とした場合に、数式(1)の関係を満たす。
In the above embodiment, the number of
即ち、転動体6やボール9の個数は、数式(1)の関係を満たすのであれば、駆動軸4や、ボール9を保持する保持器10や、ボール9が配置されるトラック溝8bが形成された継手部材8の設計に合わせて、適宜変更してもよい。
That is, as long as the number of
A…軸方向、R…径方向、B…転がり軸受、J…等速自在継手、1…駆動輪用軸受装置、2…外輪、3…ハブ輪、4…駆動軸、4d…軌道面、4g…トラック溝、5,6…転動体、7…シャフト(車軸)、8…継手部材、9…ボール、10…保持器。 A ... axial direction, R ... radial direction, B ... rolling bearing, J ... constant velocity universal joint, 1 ... driving wheel bearing device, 2 ... outer ring, 3 ... hub wheel, 4 ... drive shaft, 4d ... raceway surface, 4g ... Track groove, 5, 6 ... Rolling element, 7 ... Shaft (axle), 8 ... Joint member, 9 ... Ball, 10 ... Cage.
Claims (1)
前記ボールの個数をZ、前記転動体の個数をY、任意の正の整数をnとした場合、n×Z+2≦Y≦(n+1)×Z−2の関係を満たすことを特徴とする駆動輪用軸受装置。 An outer ring fixed to the vehicle body, a hub wheel to which a driving wheel is attached, a plurality of rolling elements, and a drive shaft that rotates with respect to the outer ring via the rolling elements to rotate the hub wheel; A plurality of balls for connecting the drive shaft to an axle, and the drive shaft is formed with a track groove in which the ball is disposed and a raceway surface on which the rolling element rolls. Bearing device,
Driving wheel characterized by satisfying a relationship of n × Z + 2 ≦ Y ≦ (n + 1) × Z−2 where Z is the number of balls, Y is the number of rolling elements and n is an arbitrary positive integer. Bearing device.
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