JP2013173431A - 駆動車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】駆動車輪用軸受装置は、ハブ10と、複列転がり軸受20と、アウトボード側等速ジョイント30とからなり、アウトボード側等速ジョイント30を複列転がり軸受20よりもアウトボード側に配置し、複列転がり軸受20の複列の外輪軌道を有する外方部材の、ナックルと嵌合させるためのナックルパイロットの外径を、インボード側等速ジョイント最大径よりも大きくした。
【効果】駆動車輪用軸受装置（アクスルモジュール）を組み立てた後にナックルの組み付けが可能になり、その結果、自動車メーカへの納入形態が駆動車輪用軸受装置（アクスルモジュール）となり、自動車メーカの組み立てラインでのナックル組付け作業の作業性が向上する。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両の駆動車輪を車体に回転自在に支持するための複列転がり軸受と等速ジョイントを一体化した駆動車輪用軸受装置（アクスルモジュールともいう）に関する。

特許文献１に駆動車輪用の車輪軸受装置が記載してある。すなわち、ディスクホイールを取り付けるためのハブを複列転がり軸受を介して車体に回転自在に支持するとともに、ハブに設けた貫通孔に駆動軸を挿入して、ジョイント内輪を駆動軸の端部に固定し、ジョイント外輪相当部分をハブの内部に形成し、両者間にボールを介在させることにより、複列転がり軸受よりもアウトボード側で、ボールタイプの等速ジョイントを構成している。

図１１を参照して説明すると、車輪用軸受装置２１０は、ハブ２１２の軸部２１４の外周に内輪２２２を取り付けて、軸部２１４の外周面と内輪２２２の外周面を複列転がり軸受２２０の内輪軌道面としている。複列転がり軸受２２０の外輪軌道面を有する外方部材２２５は車体のナックル２２８に取り付ける。軸部２１４と内輪２２２に形成した内輪軌道面と外方部材２２５に形成した外輪軌道面との間に複列の転動体として玉２２６、２２７を配置して、外方部材２２５に対して軸部２１４、内輪２２２を回転可能に支持している。軸部２１４と内輪２２２は、軸部２１４の端部２１６をかしめて複列転がり軸受２２０の内輪２２２の側端部２２４に当てることにより一体化してある。このように複列転がり軸受２２０を介して車輪用軸受装置２１０を車体に取り付ける。

軸部２１４の中心には貫通孔２１８が形成してあり、その貫通孔２１８に駆動軸２４０が挿入してある。そして、複列転がり軸受２２０よりもアウトボード側に、軸部２１４と駆動軸２４０とを揺動可能に連結する等速ジョイント２３０が配設してある。等速ジョイント２３０を構成する内側継手部材としての内輪２３４は駆動軸２４０の端部に固定してあり、外側継手部材としての外輪相当部分２３２は軸部２１４の貫通孔２１８の内周面に形成してある。すなわち、貫通孔２１８のアウトボード側の端部を部分球面状の内周面とし、その内周面に軸方向に延びるボール溝２３６を円周方向に等間隔に形成してある。

特許文献１に記載された車輪用軸受装置には次のような利点がある。すなわち、ハブ２１２の貫通孔２１８の内部に等速ジョイント２３０が形成されているため、等速ジョイント２３０から直接、ハブ２１２に駆動軸２４０のトルクを伝えることができる。その結果、ハブの軸部と等速ジョイント外輪の軸部とのスプライン結合を廃止することができる。したがって、当該スプライン結合部で発生していた異音の問題も解消する。また、等速ジョイント２３０からその外周にあるハブ２１２の軸部２１４へ直接トルクを伝達できるため、等速ジョイント外輪の小型化が可能となり、等速ジョイント２３０の、ひいては車輪用軸受装置２１０の小型化および軽量化を図ることができる。

特開２００９−２４１６１７号公報

特許文献１に記載された駆動車輪用軸受装置には次のような問題点がある。すなわち、インボード側等速ジョイントを含めた駆動車輪用軸受装置全体（アクスルモジュール）では、ナックル内径寸法よりもインボード側等速ジョイントの外径寸法の方が大きいため、インボード側等速ジョイントを組み付ける前にナックルを取り付ける必要があり、作業性が悪いという問題があった。すなわち、自動車メーカでは、別途納入されたインボード側等速ジョイントを組み付ける工程と、それとは別に、しかもそれ以前に、ナックルを取り付ける工程が必要であった。そのため、工数の問題に加えて、工程の順番が変更できないという問題があった。この発明はこのような問題点を除去せんとするものである。

この発明は、インボード側等速ジョイントの最大径よりもナックル内径を大きくすることによって課題を解決したものである。すなわち、この発明の駆動車輪用軸受装置は、
複列の内輪軌道と複列の外輪軌道と複列の転動体と各列の転動体を保持するための保持器とからなる複列転がり軸受と、
軸心部に貫通孔を有し、外周に車輪を取り付けるためのフランジを有し、前記複列転がり軸受により回転自在に支持されたハブと、
前記ハブの貫通孔に挿入した駆動軸の端部に固定した内側継手部材と、前記ハブに一体的に形成した外側継手部材に相当する部分と、前記内側継手部材と前記外側継手部材相当部分との間に介在して両者間のトルク伝達を担う複数のボールと、前記ボールを所定間隔に保持するケージとを有するアウトボード側等速ジョイントと、
前記駆動軸のもう一方の端部に固定した内側継手部材と、外側継手部材と、前記内側継手部材と前記外側継手部材との間に介在して両者間のトルク伝達を担う複数のボールと、前記ボールを所定間隔に保持するケージとを有するインボード側等速ジョイントと
からなり、
前記アウトボード側等速ジョイントを前記複列転がり軸受よりもアウトボード側に配置し、
前記複列転がり軸受の複列の外輪軌道を有する外方部材の、ナックルと嵌合させるためのナックルパイロットの外径を、インボード側等速ジョイント最大径よりも大きくしたことを特徴とするものである。

外方部材のナックルパイロットはナックルと嵌合させる部分であることから、はめあいと寸法公差を捨象するならば、ナックルパイロットの外径とナックルの内径は相等しい。外方部材は複列転がり軸受の複列の外輪軌道を有する構成要素であって、一般の転がり軸受における軸受外輪に相当する。

この発明によれば、複列転がり軸受の外方部材のナックルパイロットの外径を、インボード側等速ジョイント最大径よりも大きくしたことにより、駆動車輪用軸受装置（アクスルモジュール）を組み立てた後にナックルの組み付けが可能になる。その結果、自動車メーカへの納入形態が駆動車輪用軸受装置（アクスルモジュール）となり、自動車メーカの組み立てラインでのナックル組付け作業の作業性が向上する。すなわち、自動車メーカでは、納入を受けた駆動車輪用軸受装置全体（アクスルモジュール）のインボード側等速ジョイント側からナックルを通すことができる。したがって、インボード側等速ジョイントを組み付ける工程が不要であるだけでなく、ナックルの取り付けも簡単で、作業能率が大幅に向上する。

第一の実施例を示す縦断面図である。 図１のアウトボード側等速ジョイント部分の拡大図である。 軸受スパンを説明するための図２と類似の図である。 アウトボード側等速ジョイントの変形例を示す図２と類似の図である。 第二の実施例を示す図１の右半分に対応する縦断面図である。 （Ａ）は保護カバーの半体の接合面の正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側面図である。 （Ａ）は一体化した保護カバーの正面図、（Ｂ）は側面図である。 保護カバーの側面図であって、（Ａ）は分離した状態、（Ｂ）は一体化した状態を示す。 （Ａ）は凸部の拡大図、（Ｂ）は凹部の拡大図、（Ｃ）は凸部と凹部を一体化させる過程を示す断面図、（Ｄ）は一体化した凸部と凹部の断面図である。 第三の実施例を示す図２に対応する縦断面図である。 従来の技術を示す縦断面図である。

まず、図１〜３に示す第一の実施例について説明する。ここで、図２は図１のアウトボード側等速ジョイント部分の拡大図であり、図３は図２のハッチングを省略し、代わりに軸受スパンを図示したものである。これらの図に示すように、駆動車輪用軸受装置は、ハブ１０と、複列転がり軸受２０と、等速ジョイント３０とで構成されている。

図２に詳しく示すように、ハブ１０は左側から順にホイールパイロット１２とフランジ１４と軸部１６とを備えた回転体で、軸心部に貫通孔１８を有している。フランジ１４はハブ１０の外周に一体的に形成してあり、このフランジ１４に図示しないディスクホイールを取り付け、ハブボルト１５にホイールナット（図示せず）を締め付けて締結するようになっている。このとき、ホイールパイロット１２によってディスクホイールの心出しがなされる。軸部１６の外周面には、フランジ１４の付け根側から軸端部に向かって、第一の内輪軌道１６ａ、肩１６ｂ、小径部１６ｃ、かしめ部１６ｄが順に形成してある。ハブ１０の貫通孔１８は、図２の左側から順に、外端部１８ａ、ジョイント外輪相当部分１８ｂ、中間部１８ｃ、内端部１８ｄとなっている。

ハブ１０の軸部１６の小径部１６ｃにハブ１０とは別体の軌道輪２２が取り付けてある。軌道輪２２の外周面には肩面２２ａと第二の内輪軌道２２ｂが形成してある。軌道輪２２を小径部１６ｃにはめ合わせて、軌道輪２２の端面を肩１６ｂに当てた状態で、小径部１６ｃの軸端部分を外径側に曲げ拡げる、つまり、かしめることによって、軌道輪２２を固定する。なお、図２はかしめ後の状態を示している。ハブ１０に直接形成した第一の内輪軌道１６ａと軌道輪２２に形成した第二の内輪軌道２２ｂとで複列転がり軸受２０の内輪軌道を構成する。つまり、ハブ１０と軌道輪２２は複列転がり軸受２０の軸受内輪に相当する。

複列転がり軸受２０の外方部材２４は一般の転がり軸受における軸受外輪に相当し、内周に複列の外輪軌道２４ａ、２４ｂを有し、外周には車体のナックル（図示せず）にボルトで締結するためのねじ孔付きフランジ２４ｃが一体的に形成してある。あるいは、図４に示すように、外方部材２４のフランジ２４ｃを廃止し、円筒形状の外周面にてナックルの円筒形内周面と嵌合させるようにしてもよい。その場合、クリップ２３で軸方向の位置決めと抜け止めをする。外方部材２４の外周面に形成した環状溝２４ｇにクリップ２３を装着する。クリップ２３は円周上の一箇所を切断したＣ型リングの形態をしており、自然状態では図示するように環状溝２４ｇから飛び出しているが、外方部材２４を図示しないナックルの孔に挿入する過程では弾性変形により縮径して環状溝２４ｇ内に退入し、外方部材２４側の環状溝２４ｇとナックル側の環状溝の軸方向位置が合致した時点で弾性反発力により拡径して両方の環状溝にはまり込む。このようにしてクリップ２３は位置決めと抜け止めの作用をする。

外方部材２４の一方の端面にはナックルの孔とはめ合わせるための円筒形状の突部すなわちナックルパイロット２４ｄが設けてある。ナックルパイロット２４ｄの外周面は円筒形状で、その外径を符号Ｄ１で示してある(図１、図４)。図４では外方部材２４の外周面とナックルパイロット２４ｄの外径とが同一である。ナックルパイロット２４ｄはナックルと嵌合させる部分であることから、はめあいと寸法公差を捨象するならば、ナックルパイロット２４ｄの外径とナックルの孔の内径は相等しい。なお、図４は、インナ列のピッチ円径とアウタ列のピッチ円径が相等しい場合の例である。

外方部材２４の両端部にはシール２８ａ、２８ｂが装着してある。一方のシール２８ａは、ハブ１０のフランジ１４の根元に形成したシール面１６ｅにシールリップを弾性的に接触させた状態で、外方部材の端部内周面２４ｅに取り付けてある。もう一方のシール２８ｂは、軌道輪２２の肩面２２ａと外方部材２４の端部内周面２４ｆとの間に取り付けてある。

内輪軌道１６ａ、２２ｂと外輪軌道２４ａ、２４ｂとの間に複列の転動体すなわち玉２６ａ、２６ｂが介在させてある。符号２６ａはアウトボード側の玉列すなわちアウタ列を指し、符号２６ｂはインボード側の玉列すなわちインナ列を指している。図３に示すように、アウタ列２６ａのピッチ円径ＰＣＤｏはインナ列２６ｂのピッチ円径ＰＣＤｉよりも大きい。図３に接触角を符号αで示してあり、ここで、接触角は、軸受中心軸に垂直な平面（ラジアル平面）と、軌道輪によって転動体へ伝えられる力の合力の作用線とがなす角度と定義される。また、軌道輪によって一列の転動体へ伝えられる力の合力が軸受中心軸と交わる点を作用点といい、図３に符号Ｐｏ、作用点Ｐｉで示してある。アウトボード側の作用点Ｐｏとインボード側の作用点Ｐｉとの間隔を軸受スパンという。ここでは軸受スパンを（Ｐｏ〜Ｐｉ）と表すこととする。

上述のように構成された複列転がり軸受２０の外方部材２４を車体に固定すると、ハブ１０が複列転がり軸受２０によって回転自在に支持される。

等速ジョイント３０は、内側継手部材としての内輪３２と、外側継手部材としての上記ジョイント外輪相当部分１８ｂと、トルク伝達部材としてのボール３６と、ボール３６を保持するためのケージ３８とで構成される。内輪３２は、ハブ１０の貫通孔１８に挿入した駆動軸９０の端部に固定してある。内輪３２と駆動軸９０とは、たとえばスプラインまたはセレーションにより、トルク伝達可能にはめ合わせて、止め輪９２で抜け止めがしてある。内輪３２は部分球面状の外周面３２ａを有し、その外周面３２ａに軸方向に延びるボール溝３２ｂが円周方向に等間隔に形成してある。ジョイント外輪相当部分１８ｂは、部分球面状の内周面３４ａを有し、その外周面３４ａに軸方向に延びるボール溝３４ｂが円周方向に等間隔に形成してある。

内輪３２のボール溝３２ｂとジョイント外輪相当部分１８ｂのボール溝３４ｂとは対をなし、各対のボール溝３２ｂ、３４ｂ間に１個ずつボール３６が介在させてある。ボール３６はケージ３８のポケット３８ａ内に収容されている。ポケット３８ａはケージ３８の円周方向に所定の間隔で配置してあり、各ポケット３８ａはケージ３８を半径方向に貫通している。ケージ３８の内周面および外周面は部分球面状で、内周面は内輪３２の外周面３２ａと球面接触し、外周面はジョイント外輪相当部分１８ｂの内周面３４ａと球面接触する。

内輪３２のボール溝３２ｂの曲率中心と、外輪相当部分１８ｂのボール溝３４ｂの曲率中心とは、ジョイント中心に対して、軸線方向に互いに反対側に等距離だけオフセットしている。すなわち、内輪３２のボール溝３２ｂの曲率中心は、ジョイント中心Ｏから図３の右側へある距離（仮にＦ１とする）だけオフセットさせてあり、外輪相当部分１８ｂのボール溝３４ｂの曲率中心は、ジョイント中心Ｏから図３の左側へ等距離（Ｆ１）だけオフセットさせてある。その結果、対をなすボール溝３２ｂ、３４ｂで形成されるボールトラックは、軸線方向の一方から他方へ、図３に即していうならば左側から右側へ向けて、漸次縮小したくさび形状を呈する。したがって、そのボールトラック内に収容されたボール３６は、等速ジョイント３０が作動角をとって回転するとき、言い換えれば内輪３２とジョイント外輪相当部分１８ｂとが角度をなした状態で回転すると、くさび形状の広がる方向に向かう力を受ける。すべてのボール３６はケージ３８によって同一平面に保持されるため、上記の力を受けるボール３６と１８０度反対位相にあるボール３６は逆向きの力を受けることとなる。このようにして、ボール中心から内輪３２の回転軸線までの距離と、ボール中心からジョイント外輪相当部分１８ｂの回転軸線までの距離とが常に等しく、したがって作動角に関係なく角速度が一定となる。

等速ジョイント３０は複列転がり軸受２０よりもアウトボード側（図３の左側）に位置している。具体的には、等速ジョイント３０のボール３６の軸方向位置が、複列転がり軸受２０のアウタ列２６ａよりもアウトボード側（図３の左側）に位置している。より具体的に述べるならば、図３に示すように、等速ジョイント３０の中心Ｏが複列転がり軸受２０の軸受スパン（Ｐｏ〜Ｐｉ）の内側に配置してある。なお、図３は等速ジョイント３０が作動角をとっていない状態、つまり内輪３２とジョイント外輪相当部分１８ｂが同軸状態にある場合を示しているが、最大作動角をとったときでもボール３６がアウタ列２６ａよりもアウトボード側に位置することは明らかである。

特許文献１に記載された車輪用軸受装置では、複列転がり軸受２２０よりもアウトボード側に等速ジョイント２３０が配置してあるため、複列転がり軸受２２０のアウトボード側の内輪軌道と外輪相当部分１３２との間の肉厚を確保すると、軸方向に長くなり、重量も増大する。また、軸方向長さを短くするために複列転がり軸受２２０の玉ＰＣＤ（pitch circle diameter：以下、ピッチ円径という）を大きくすることが考えられるが、そうすると複列転がり軸受２２０の外方部材２２５の外径を大きくせざるをえず、結局重量増となる。
また、特許文献１に記載された車輪軸受装置では、接触角αを一般的な角度として図１１より読み取ると、等速ジョイント２３０の中心は複列転がり軸受２２０の軸受スパンの外側に位置している。これに対して、上述の実施例のように、アウトボード側等速ジョイント３０の中心を複列転がり軸受２０の軸受スパンの内側に配置する、言い換えればアウトボード側等速ジョイント３０の中心をインボード側に寄せることにより、駆動車輪用軸受装置全体の軸方向寸法が短縮できる。
その際、単にアウトボード側等速ジョイント３０の中心が複列転がり軸受２０の軸受スパンの内側に来るようにアウトボード側等速ジョイント３０をインボード側に寄せただけでは、アウトボード側等速ジョイント３０の外輪ボール溝３４ｂとアウトボード側転動体列２６ａの軌道２４ａとの間の肉厚を確保するのが困難になる。そこで、アウトボード側転動体列２６ａのピッチ円径ＰＣＤｏを大きく、具体的にはインボード側転動体列２６ｂのピッチ円径ＰＣＤｉよりも大きくすることにより、当該肉厚を確保することができる。ここでも、単に同じ軸方向位置でアウトボード側転動体列２６ａのピッチ円径ＰＣＤｏを大きくするのでなく、複列転がり軸受２０の軸受スパンＰｏ〜Ｐｉと接触角αを変えることなくピッチ円径ＰＣＤｏを大きくすることで、アウトボード側転動体列２６ａの軌道２４ａの位置が半径方向だけでなく軸方向へも移動することになるため、より多くの肉厚を確保することができる。

このように、上述の実施例によれば、複列転がり軸受２０の転動体列のうちアウトボード側転動体列（以下、単にアウタ列という）２６ａのピッチ円径ＰＣＤｏをインボード側転動体列（以下、単にインナ列という）２６ｂのピッチ円径ＰＣＤｉよりも大きくすることで、アウタ列２６ａの内側に等速ジョイント外輪相当部分をもぐり込ませて軸方向寸法を短縮することが可能となり、駆動車輪用軸受装置のコンパクト化、軽量化が実現する。
アウタ列２６ａとインナ列２６ｂの転動体サイズは同じでもよいが、異ならせることもできる。アウタ列２６ａとインナ列２６ｂの転動体サイズを同じにすることにより、転動体の誤組み、すなわちサイズの異なる転動体を組み込む心配がなくなる。また、部品種類（サイズの異なる転動体）を増やすことなく、生産できる。転動体サイズは同じでも、ピッチ円径を大きくしたことに伴い、アウタ列２６ａの転動体数を増やすことも可能であり、その結果、軸受剛性が高まる。
一方、アウタ列２６ａの転動体サイズを小さくして転動体数を増やすことも可能で、それによって、更に軸受剛性を高めることができる。すなわち、ピッチ円径ＰＣＤｏを大きくしたアウタ列２６ａは軸受寿命に余裕ができるので、その分、転動体サイズを小さくして転動体数を増やし、軸受剛性に振り分けることが可能である。ピッチ円径ＰＣＤｏを大きくしたうえで、さらに転動体サイズを小さくすることで、アウタ列用内輪軌道２４ａの外径が大きくなる。したがって、その分だけ、等速ジョイント外輪相当部分との間の肉厚が増えることになり、肉厚を一定とするならば、等速ジョイント外輪相当部分を複列転がり軸受２０側に寄せることが可能となる。

等速ジョイント３０のボール３６の数は任意であるが、たとえば６個または８個のボールを用いたものが知られている。８個のボールを用いた場合、６個のボールを用いた場合に比べて、ボール数が増える分だけボール１個あたりの負荷容量が少なくてすむため、ボール径を小さくすることができる。その結果、ピッチ円径を小さくすることが可能となり、それに伴い外径も小さくなる。したがって、等速ジョイントの小型化、コンパクト化が実現し、ひいては駆動車輪用軸受装置全体のコンパクト化が可能となる。これは後に述べるインボードジョイントにボールタイプの等速ジョイント、例えばダブルオフセットジョイント（ＤＯＪ）を採用する場合についても言えることである。例えば第三の実施例におけるインボードジョイントはしゅう動型のボールタイプジョイントに分類されるダブルオフセット型等速ジョイントである（図１０）。

等速ジョイント３０のボール３６は複列転がり軸受２０の玉２６ａ、２６ｂよりも大径である。図３に示すように、ボール３６のピッチ円径をＰＣＤｊ、インナ列のピッチ円直径をＰＣＤｉ、アウタ列のピッチ円直径をＰＣＤｏとすると、等速ジョイント３０が作動角をとっていない状態では、ＰＣＤｊ＜ＰＣＤｉ＜ＰＣＤｏの関係にある。また、インナ列の内輪軌道２２ｂの外径がボール３６のＰＣＤｊと同程度であるのに対してアウタ列２２ａの内輪軌道１６ａの外径はボール３６の外接円と同程度である。

等速ジョイント３０の内部に充填したグリースの漏れを防止し、かつ、外部から異物が侵入するのを防止するための手段として、ブーツアセンブリ４０とエンドキャップ４８が取り付けてある。
ブーツアセンブリ４０は、ハブ１８のインナ側開口部を密閉するために、ハブ１８の内端部１８ｄに取り付けてあり、ブーツ本体４２とブーツアダプタ４４とからなる。ブーツ本体４２はゴムやエラストマーといった可撓性材料を図示するような円すい台形状に成形したものである。ブーツアダプタ４４は金属製の二段円筒状で、小径部４４ａと大径部４４ｂと両者をつなぐフランジ部４４ｃとを含んでいる。小径部４４ａをハブ１０の貫通孔１８の内端部１８ｄに圧入するとともに、フランジ部４４ｃをハブ１０のかしめ部１６ｄに当てて位置決めをする。大径部４４ｂの端縁を内側に折り曲げてブーツ本体４２の大径部４２ａを巻き締めることにより両者を一体化してある。ブーツ本体４２の小径部４２ｂは駆動軸９０に形成したブーツ溝９４にはめ込み、ブーツバンド４６で締め付けて固定する。

エンドキャップ４８は金属薄板を盆状にプレス成形したもので、ハブ１０のアウタ側開口部すなわち貫通孔１８の外端部１８ａに圧入する。エンドキャップ４８の外表面にはゴム層を設けてもよい。ここではゴム加硫箇所をハブ圧入端のみとした例が示してあるが、ゴム加硫範囲をハブ装着後の外側全面（曝露面）としてもよい。

述べたように、複列転がり軸受２０の転動体列２６ａ、２６ｂのうちアウタ列２６ａのピッチ円径をインナ列２６ｂのピッチ円径よりも大きくすることで、アウタ列２６ａの内側にジョイント外輪相当部分１８ｂをもぐり込ませるだけの余裕ができる。したがって、アウタ列２６ａと等速ジョイント３０との軸方向寸法を短縮することが可能となり、その結果、駆動車輪用軸受装置全体のコンパクト化、軽量化が実現する。このことを図３に即して述べるならば、アウトボード側等速ジョイント３０の中心Ｏを複列転がり軸受２０の軸受スパン（Ｐｏ〜Ｐｉ）の内側に配置する、言い換えればアウトボード側等速ジョイント３０の中心Ｏをインボード側に寄せることにより、軸方向寸法が短縮できる。

また、単にアウトボード側等速ジョイント３０の中心Ｏが複列転がり軸受２０の軸受スパン（Ｐｏ〜Ｐｉ）の内側に来るようにアウトボード側等速ジョイント３０をインボード側に寄せただけでは、アウトボード側等速ジョイント３０の外輪ボール溝３４ｂとアウタ列２６ａ用の内輪軌道１６ａとの間の肉厚を確保するのが困難になる。そこで、アウタ列２６ａのピッチ円径ＰＣＤｏを大きく、具体的にはインナ列２６ｂのピッチ円径ＰＣＤｉよりも大きくすることにより、当該肉厚を確保することができる。ここでも、単に同じ軸方向位置でアウタ列２６ａのピッチ円径ＰＣＤｏを大きくするだけでなく、複列転がり軸受２０の軸受スパン（Ｐｏ〜Ｐｉ）と接触角αを変えることなくピッチ円径ＰＣＤoを大きくすることで、アウタ列２６ａの内輪軌道１６ａの位置が半径方向だけでなく軸方向へも移動することになるため、より多くの肉厚を確保することができる。このことを説明するため、図３のアウタ列２６ａの転動体を表す実線円の近くに、二点鎖線で二つの円が示してある。一つはインナ列２６ｂと同じピッチ円径ＰＣＤｉ上にあり、もう一つはアウタ列２６ａと同じピッチ円径ＰＣＤｏ上にある。前者は、ピッチ円径を変えないとアウトボード側等速ジョイント３０の外輪ボール溝３４ｂとの間にほとんど肉厚が確保できないことを示している。後者は、単にピッチ円径を大きくしただけでは、あまり大きな肉厚の確保は望めないことを示している。

アウタ列２６ａとインナ列２６ｂの転動体サイズは目的に応じて種々の組み合わせが可能である。アウタ列２６ａとインナ列２６ｂとで転動体サイズを同じにしてもよく、あるいは異ならせてもよい。アウタ列２６ａとインナ列２６ｂの転動体サイズを同じにした場合、転動体の誤組み、すなわちサイズの異なる転動体を組み込む心配がなくなる。また、部品種類（サイズの異なる転動体）を増やすことなく、生産できる。一方、アウタ列の転動体サイズを小さくして転動体数を増やすことにより、軸受剛性を高めることができる。すなわち、ピッチ円径を大きくしたアウタ列は軸受寿命に余裕ができるので、その分、転動体サイズを小さくすることが可能になり転動体数を増やし、軸受剛性に振り分けることが可能である。

駆動軸９０の、等速ジョイント３０とは反対側の端部に、別の等速ジョイント５０が設けてある。この場合、前者の等速ジョイント３０をアウトボードジョイント、後者の等速ジョイント５０をインボードジョイントと呼ぶことができる。アウトボードジョイント３０が角度変位のみ可能な固定式ジョイントであるのに対し、インボードジョイント５０は角度変位のみならず軸方向変位（プランジング）も可能なしゅう動式ジョイントである。

インボードジョイント５０はトリポード型で、内側継手部材としてのトリポード５２と、外側継手部材としてのハウジング５４と、トルク伝達部材としてのローラアセンブリ５６とからなり、ブーツ６０を装着した状態で使用するのが一般的である。
トリポード５２はボス５２ａとトラニオンジャーナル５２ｂとからなり、ボス５２ａを駆動軸９０の端部に固定してある。ボス５２ａと駆動軸９０とは、たとえばスプラインまたはセレーションにより、トルク伝達可能にはめ合わせて、止め輪９８で抜け止めがしてある。３本のトラニオンジャーナル５２ｂがボス５２ａの円周方向に等間隔に配置してあり、それぞれボス５２ａの半径方向に突出している。各トラニオンジャーナル５２ｂは円筒形状で、軸端側に環状溝５２ｃが形成してある。

各トラニオンジャーナル５２ｂにローラアセンブリ５６が取り付けてある。ローラアセンブリ５６はローラ５６ａと複数の針状ころ５６ｂとワッシャ５６ｃとサークリップ５６ｄを含む。ローラ５６ａは円筒形状の内周面と球面状の外周面を有し、ローラ５６ａの円筒形状内周面とトラニオンジャーナル５２ｂの円筒形状外周面との間に針状ころ５６ｂが介在させてある。ワッシャ５６ｃは針状ころ５６ｂの端部よりもトラニオンジャーナル５２ｂの軸端側に位置している。ワッシャ５６ｃは横断面がＬ字形状のリング状で、円筒部とその円筒部の内端に位置する内向きフランジとからなる。また、ワッシャ５６ｃの円筒部の外径はローラ５６ａの内径よりも小さく、かつ、円筒部は外端部にて拡径してローラ５６ａの内径より大径となっている。サークリップ５６ｄはトラニオンジャーナル５２ｂの環状溝５２ｃに装着してあり、トラニオンジャーナル５２ｂの軸端からワッシャ５６ｃが抜けるのを防止する。

ハウジング５４は一端にて開口したカップ状で、内部に円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝を有し、各トラック溝の側壁面はローラ案内面とされる。ローラ案内面は部分円筒形状で、ハウジング５４の軸線に垂直な断面におけるローラ案内面５４ｂの輪郭はローラ５６ａの外周面形状と適合する形状、たとえばここでは円弧形状である。ハウジング５４は接続用の軸部５４ｃを一体的に有している。

インボードジョイント５０を組み立てるにあたっては、トリポード５２とローラアセンブリ５６とを含むサブアセンブリをハウジング５４の内部に挿入し、ローラ５６ａをトラック溝内に収容させる。なお、図示は省略したが、上記サブアセンブリ５２、５６がハウジング５４から抜け出すのを防止するための抜け止め手段を設けるのが一般的である。一例としては、ハウジング５４の開口端部に抜け止め用のクリップを装着する（図１０参照）。

ブーツ６０は、ゴムやエラストマーといった可撓性材料で成形し、ここでは蛇腹状をした中間部６４と、その両端に大径端部６２と小径端部６６を設けたものが例示してある。大径端部６２をハウジング５４に取り付け、小径端部６６を駆動軸９０に形成したブーツ溝９６に取り付け、それぞれブーツバンド６８で締め付けて固定する。ブーツ６０を装着することにより、等速ジョイント内部に充填したグリースの漏れを防止し、かつ、外部から異物が侵入するのを防止することができる。

ここで、図１および図４を参照すると、ナックルと嵌合させる外方部材２４の嵌合面すなわちナックルパイロット２４ｄの外径Ｄ１が、インボード側等速ジョイント５０の最大外径Ｄ２よりも大きい設定としてある（Ｄ１＞Ｄ２）。これにより、ばね下重量の軽量化を図り、車両への取り付け、取り外しが簡単に行えるだけでなく、図１に示す駆動車輪車輪用軸受装置（アクスルモジュールともいう）のインボード側等速ジョイント５０側からナックルの孔に容易に通すことができ、その際、ブーツ６０、４０がナックルと干渉して傷つくといった問題が発生することもない。次に述べる第二の実施例のようにインボード側等速ジョイントに保護カバーを装着する場合、ナックルパイロット２４ｄの外径Ｄ１が保護カバーの最大外径Ｄ３（図５）よりも大きい設定とする（Ｄ１＞Ｄ３）。

次に、第二の実施例を示す図５を参照すると、インボード側等速ジョイント５０に、その外周を全体的に覆う保護カバー１００を装着してある。この保護カバー１００はＰＡ(ポリアミド)６６等のエラストマーを射出成形して形成され、全体外観が概ね紡錘形状で、軸心を含む平面で二分割された対称構造である。保護カバー１００の材料はＰＡ６６に限らず、装着性の面からある程度の弾性変形が可能で、装着した状態ではインボード側等速ジョイント５０を真っ直ぐな状態に保ち、折れ曲がったり伸縮しないように保持できる程度の剛性を有するものであればよい。例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）樹脂や、硬質ウレタン、発泡ウレタン等のウレタン樹脂を例示することができる。全体または一部を透明としたり、着色を施したりしてもよい。

保護カバー１００は、図６および７に示すように、外側継手部材５４およびブーツ６０を覆うことのできる形状で、ブーツ６０の外形に沿うテーパ状の縮径部１０２が形成してあり、両端には駆動軸９０および外側継手部材５４の軸部５４ｃと嵌合する筒状部１０４ａ、１０４ｂが形成してある。また、両端部には半径方向に延びる板状の接合面１０６ａ、１０６ｂが形成してある。これらの接合面１０６ａ、１０６ｂの外縁にはフック部１３５ａ、１３５ｂが形成してあり、接合面１０６ａ、１０６ｂの略中央部には凹凸部１３６が形成してある。凹凸部１３６は凸部１３６ａと凹部１３６ｂとで構成され、それぞれ接合面１０６ｂ、１０６ｃの図中上下位置に配置してある。

図６は保護カバー１００を構成する半体のみを示したものであるが、図７に示すように一対の半体を接合面１０６ａ、１０６ｂ同士を突き合わせて凸部１３６ａと凹部１３６ｂを係合させると、一体化した保護カバー１００ができ上がる。ここでは、保護カバー１００の接合面１０６ａ、１０６ｂにフック部１３５ａ、１３５ｂおよび凹凸部１３６を設けた例を示したが、これに限らず、たとえば凹凸部１３６だけでもよい。このように二分割された保護カバー１００は取り付け、取り外しが可能な構造を備えていて、駆動車輪用軸受装置（アクスルモジュール）を実車に組み付けた後は取り外すものである。

接合面１０６ａ、１０６ｂの固定部構造について、図８および９に示す縮径部１０２側を例にとって詳細に説明する。図８に示すように、二分割された保護カバー１００におけるそれぞれの接合面１０６ａ、１０６ｂの外縁部にフック部１３５ａ、１３５ｂが形成してあり、接合面１０６ｂの略中央部に凹凸部１３６が形成してある。フック部１３５ａ、１３５ｂおよび凹凸部１３６を構成する凸部１３６ａ、凹部１３６ｂは、それぞれ縮径部１０２から図中上下方向に延びる接合面１０６ａ、１０６ｂに一個ずつ形成してある。すなわち、図８に示すように、それぞれのフック部１３５ａ、１３５ｂは、互いに軸方向にオフセットした位置に形成され、接合面１０６ａ、１０６ｂを衝合させたとき、フック部１３５ａ、１３５ｂが相対位置関係となり、保護カバー１００を容易に分離することができる。また、同時に、凸部１３６ａと凹部１３６ｂが弾性変形により相手側に係合して保護カバー１００が分離するのを確実に防止することができる。

ここで、凸部１３６ａは中空状で、先端部１３７の外径を拡径させてある。一方、凹部１３６ｂは、穴１３８の略中央部に環状溝１３８ａが形成してある。凸部１３６ａを凹部１３６ｂに押し込むと、凸部１３６ａの先端部１３７がその外径よりも小径の凹部１３６ｂの穴１３８を弾性変形させながら進入して環状溝１３８ａにはまり込むに至る。すなわち、図９に示すように、凸部１３６ａの基部の外径ａ１は、凹部１３６ｂの穴１３８の内径ｂ１よりも小さく（ａ１＜ｂ１）、凸部１３６ａの先端部１３７の外径ａ２は凹部１３６ｂの環状溝１３８ａの内径ｂ２よりも僅かに小さく（ａ２＜ｂ２）、凸部１３６ａの先端部１３７の外径ａ２は凹部１３６ｂの穴１３８の内径ｂ１よりも大きい（ａ２＞ｂ１）。

このように、二分割された保護カバー１００の接合面１０６ａ、１０６ｂにフック部１３５ａ、１３５ｂと凹凸部１３６を形成し、凹凸部１３６の弾性変形を利用して凹凸係合させるようにしているため、ワンタッチで容易に両者を一体化することができ、また、フック部１３５ａ、１３５ｂを押し広げるだけで分離することができる。したがって、保護カバー１００の取り付け、取り外し作業が非常に容易である。また、保護カバー１００を構成する一対の半体が対称形であるため、成形時の金型が単一で済み、低コストで製造することができるばかりでなく、判別の必要がないため取扱い性、作業性がよい。

この実施の形態では、インボード側等速ジョイント５０に保護カバー１００を装着してインボード側等速ジョイント５０の外周部を保護カバー１００で覆っているため、インボード側等速ジョイント５０を保護することができる。とくに、ナックルの孔に挿入する際に保護カバー１００があることで、ナックルとの接触によりブーツ６０に傷をつけたり、ブーツバンドのずれが生じたり、といった不具合がなくなり、品質が向上する。加えて、インボード側等速ジョイント５０が屈曲して垂れ下がるのを防止することができる。したがってまた、駆動車輪用軸受装置（アクスルモジュール）が持ち易くなり、運搬その他の取扱いが一段と楽になる。

また、ナックルパイロット２４ｄの外径Ｄ１が保護カバー１００の最大外径Ｄ３よりも大径に形成され、かつ、保護カバー１００の縮径部１０２がテーパ状に形成してあるため、駆動車輪用軸受装置（アクスルモジュール）のインボード側等速ジョイント５０側からナックルの孔に容易に挿入することができ、駆動車輪用軸受装置（アクスルモジュール）をナックルに組み付ける作業の能率アップに貢献する。さらに、駆動車輪用軸受装置（アクスルモジュール）のコンタミ付着や傷つきも防止することができる。

次に、第三の実施例を示す図１０を参照すると、駆動軸９０Ａを短軸とし、ハブ１０の軸端部からインボードジョイント７０の外輪７４にかけて単一のブーツ８０で密閉してある。ここではアウトボードジョイント３０とインボードジョイント７０はいずれもトルク伝達部材としてボールを用いたボールタイプの等速ジョイントである点で共通している。また、インボードジョイント７０はしゅう動式である点では図１の実施例と共通しているが、図１のものがトリポード型であるのに対してダブルオフセット型である点で相違している。ハブ１０、複列転がり軸受２０、アウトボードジョイント３０については図１〜４を参照してすでに述べたとおりであるため説明を省略する。

インボードジョイント７０は、内輪７２と、外輪７４と、ボール７６と、ケージ７８とからなり、ブーツアセンブリ８０を装着した状態で使用される。
内輪７２は駆動軸９０Ａの端部に固定してある。内輪７２と駆動軸９０Ａとは、たとえばスプラインまたはセレーションにより、トルク伝達可能にはめ合わせて、止め輪９８Ａで抜け止めがしてある。内輪７２は部分球面状の外周面７２ａを有し、その外周面７２ａに直線状のボール溝７２ｂが円周方向に等間隔に形成してある。
外輪７４は円筒面状の内周面７４ａを有し、その外周面７４ａに直線状のボール溝７４ｂが円周方向に等間隔に形成してある。

内輪７２のボール溝７２ｂと外輪７４のボール溝７４ｂとは対をなし、各対のボール溝７２ｂ、７４ｂ間に１個ずつボール７６が介在させてある。各ボール７６はケージ７８のポケット７８ａ内に収容されている。ポケット７８ａはケージ７８の円周方向に所定の間隔で配置してあり、各ポケット７８ａはケージ７８を半径方向に貫通している。ケージ７８は円環状で、その内周面には内輪７２の部分球面状外周面７２ａと球面接触する部分球面状の部分７８ｂが形成してある。ケージ７８の外周面には外輪７４の部分円筒形状内周面７４ａと線接触する部分球面状の部分７８ｃが形成してある。

ケージ７８の内周面の部分球面状部分７８ｂの曲率中心と、外周面の部分球面状部分７８ｃの曲率中心とは、ジョイント中心に対して、軸線方向に互いに反対側に等距離だけオフセットしている。すなわち、内周面の部分球面状部分７８ｂの曲率中心は、ジョイント中心から図１０の右側へある距離（仮にＦ２とする）だけオフセットさせてあり、外周面の部分球面状部分７８ｃの曲率中心は、ジョイント中心から図１０の左側へ等距離（Ｆ２）だけオフセットさせてある。

図１０は、内輪７２が外輪７４から抜け出すのを防止するための抜け止め手段として外輪７４の開口端部に抜け止め用のクリップ７５を装着した例である。クリップ７５は円周方向の一部で分断してあり、外輪７４に形成した周方向溝７４ｃに弾性変形を利用して装着してある。装着した状態のクリップ７５の内径はボール７６の外接円径よりも小さく設定してあるため、内輪７２が外輪７４の開口からスライドアウトしようとするとボール７６がクリップ７５と干渉して抜け止めがなされる。

ブーツアセンブリ８０は、ハブ１０の内端部１８ｄの開口部分を密閉するためのもので、機能上は図１の実施例におけるブーツアセンブリ４０に相当するが、図１の実施例ではブーツ本体４２が駆動軸９０に取り付けてあるのに対してここではブーツ本体８２がインボード側等速ジョイントに取り付けてある点で相違している。また、かかる相違点に関連する限りにおいて、ブーツ本体８２およびブーツアダプタ８４の形状も図１の実施例におけるブーツ本体４２およびブーツアダプタ４４とは相違している。

ブーツアセンブリ８０はブーツ本体８２とブーツアダプタ８４とからなる。ブーツ本体８２はゴムやエラストマーといった可撓性材料を図示するような断面形状に成形したものである。ブーツアダプタ８４は金属製の二段円筒状で、小径部８４ａと大径部８４ｂと両者をつなぐフランジ部８４ｃとを含んでいる。小径部８４ａをハブ１８の貫通孔１８の内端部１８ｄに圧入するとともに、フランジ部８４ｃをハブ１０のかしめ部１６ｄに当てて位置決めをする。大径部８４ｂの端縁を外側に折り曲げてブーツ本体８２の小径部８２ｂを巻き締めることにより両者を一体化してある。ブーツ本体８２の大径部８２ａはインボードジョイント７０の外輪７４に取り付け、ブーツバンド８６で締め付けて固定する。

符号１４０で概括的に示した保護カバー１４０は、第二の実施例（図５）における保護カバー１００に相当し、材料や機能については保護カバー１００について述べたところがほぼ当てはまる。保護カバー１４０は概ね異径円筒形状で、小径の厚肉円筒部１４２と、大径の薄肉円筒部１４４とからなる。小径の厚肉円筒部１４２をインボードジョイント７０の外輪７４の軸部７４ｄに嵌合させることによって装着するようになっている。薄肉の大径円筒部１４４は外輪７４のマウス部７４ｃとブーツ８０を全体的に覆っている。大径円筒部１４４の開口端部は複列転がり軸受２０の外方部材（軸受外輪）２４のインボード側端面に形成された凹部２３内に進入している。なお、この凹部２３は、インボードジョイント７０の角度変位に伴ってブーツ本体８２が無理なく撓むことができるだけのスペースを与えるものである。したがって、駆動軸９０Ａに対して外輪７４が傾斜できる角度範囲は、薄肉円筒部１４４が外方部材２４と当接することによって制限される。そのために、薄肉円筒部１４４はその程度では変形しない保形性と強度を備えているのが望ましい。

以上、図面に例示した実施例に基づいてこの発明の実施の形態を説明したが、この発明の実施をするにあたっては種々の改変が可能である。たとえば、以上の説明では、複列転がり軸受２０の内輪軌道の一方（第一の内輪軌道１６ａ）をハブ１０に直接形成し、もう一方（第二の内輪軌道２２ｂ）をそのハブ１０とは別体の軌道輪２２に形成する場合を例にとったが、両方ともハブとは別体の軌道輪に形成するようにしてもよい。
また、複列転がり軸受としては転動体として玉を使用する玉軸受の場合を例にとったが、転動体として円すいころを使用することも可能である。

１０ ハブ
１２ ホイールパイロット
１４ フランジ
１５ ハブボルト
１６ 軸部
１６ａ 第一の内輪軌道
１８ 貫通孔
２０ 複列転がり軸受
２２ 軌道輪
２２ｂ 第二の内輪軌道
２４ 外方部材
２４ａ、２４ｂ 外輪軌道
２５ 保持器
２６ａ アウタ列
２６ｂ インナ列
２８ａ、２８ｂ シール
３０ アウトボードジョイント（固定式等速ジョイント）
３２ 内輪（内側継手部材）
３４ 外輪（外側継手部材）
３６ ボール（トルク伝達部材）
３８ ケージ
４０ ブーツアセンブリ
４２ ブーツ本体
４４ ブーツアダプタ
４６ ブーツバンド
４８ エンドキャップ
５０ インボードジョイント（トリポード型等速ジョイント）
６０ ブーツ
７０ インボードジョイント（ダブルオフセット型等速ジョイント）
８０ ブーツアセンブリ
９０、９０Ａ 駆動軸
１００、１４０ 保護カバー

Claims (6)

1. 複列の内輪軌道と複列の外輪軌道と複列の転動体と各列の転動体を保持するための保持器とからなる複列転がり軸受と、
   軸心部に貫通孔を有し、外周に車輪を取り付けるためのフランジを有し、前記複列転がり軸受により回転自在に支持されたハブと、
   前記ハブの貫通孔に挿入した駆動軸の端部に固定した内側継手部材と、前記ハブに一体的に形成した外側継手部材に相当する部分と、前記内側継手部材と前記外側継手部材相当部分との間に介在して両者間のトルク伝達を担う複数のボールと、前記ボールを所定間隔に保持するケージとを有するアウトボード側等速ジョイントと、
   前記駆動軸のもう一方の端部に固定した内側継手部材と、外側継手部材と、前記内側継手部材と前記外側継手部材との間に介在して両者間のトルク伝達を担う複数のボールと、前記ボールを所定間隔に保持するケージとを有するインボード側等速ジョイントと
   からなり、
   前記アウトボード側等速ジョイントを前記複列転がり軸受よりもアウトボード側に配置し、
   前記複列転がり軸受の複列の外輪軌道を有する外方部材の、ナックルと嵌合させるためのナックルパイロットの外径を、インボード側等速ジョイント最大径よりも大きくしたことを特徴とする駆動車輪用軸受装置。
2. 前記複列転がり軸受の前記アウトボード側転動体列のピッチ円径を前記インボード側転動体列のピッチ円径よりも大きくし、前記アウトボード側等速ジョイントの中心を前記複列転がり軸受の軸受スパンの内側に配置した請求項１の駆動車輪用軸受装置。
3. 前記インボード側等速ジョイントに保護カバーを装着した請求項１または２の駆動車輪用軸受装置。
4. 前記保護カバーの最大径よりも前記ナックルパイロット径を大きくした請求項１または２の駆動車輪用軸受装置。
5. 前記駆動軸を短軸とし、一つのブーツで前記ハブと前記インボード側等速ジョイントの外側継手部材との間を密閉した請求項１ないし４のいずれか１項の駆動車輪用軸受装置。
6. 前記複列の内輪軌道は、前記ハブの軸部の外周面に形成した第一の内輪軌道と、前記ハブの軸部に取り付けた軌道輪に形成した第二の内輪軌道とからなる、請求項１ないし５のいずれか１項の駆動車輪用軸受装置。

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