JP3736571B2

JP3736571B2 - 駆動輪用転がり軸受ユニット及び車輪用駆動ユニットの製造方法

Info

Publication number: JP3736571B2
Application number: JP2005108648A
Authority: JP
Inventors: 英男大内; 英志渋谷; 信行萩原
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-04-05
Filing date: 2005-04-05
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2021-03-15
Also published as: JP2005255165A

Description

この発明は、独立懸架式サスペンションに支持された駆動輪｛ＦＦ車（前置エンジン前輪駆動車）の前輪、ＦＲ車（前置エンジン後輪駆動車）及びＲＲ車（後置エンジン後輪駆動車）の後輪、４ＷＤ車（四輪駆動車）の全輪｝を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、上記駆動輪を回転駆動する為に利用する駆動輪用転がり軸受ユニット及び車輪用駆動ユニットの製造方法に関する。

車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為に、外輪と内輪とを転動体を介して回転自在に組み合わせた駆動輪用転がり軸受ユニットが、各種使用されている。又、独立懸架式サスペンションに駆動輪を支持すると共に、この駆動輪を回転駆動する為の駆動輪用転がり軸受ユニットは、車輪側等速ジョイントと結合自在な構造である必要がある。この車輪側等速ジョイントは、駆動輪の変位やこの駆動輪に付与された舵角に拘らず、駆動力を伝達する為の伝達軸の回転を上記駆動輪に対して円滑に（等速性を確保して）伝達する為に必要である。図１は、この様な目的で駆動輪用転がり軸受ユニット１と車輪側等速ジョイント２とを組み合わせた、従来から一般的に実施されている構造を示している。

このうちの駆動輪用転がり軸受ユニット１は、外輪３の内径側にハブ４及び内輪５を、複数個の転動体６、６を介して回転自在に支持して成る。このうちの外輪３は、その外周面に設けた第一のフランジ７により懸架装置を構成する図示しないナックルに結合固定した状態で、使用時にも回転しない。又、上記外輪３の内周面には１対の外輪軌道８、８を設けて、この外輪３の内径側に上記ハブ４及び内輪５を、この外輪３と同心に、回転自在に支持している。

このうちのハブ４は、外周面の外端（軸方向に関して外とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側となる側で、各図の左側。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。）寄り部分に、車輪を支持する為の第二のフランジ９を設けている。又、上記ハブ４の外周面の中間部に第一の内輪軌道１０を形成し、同じく内端（軸方向に関して内とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側となる側で、各図の右側。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。）部に形成した、請求項１、２に記載した嵌合円筒面部に相当する小径段部１１に、その外周面に第二の内輪軌道１２を形成した上記内輪５を外嵌固定している。又、上記ハブ４の中心部には、雌スプライン孔１３を設けている。

一方、前記車輪側等速ジョイント２は、等速ジョイント用外輪１４と、等速ジョイント用内輪１５と、複数のボール１６、１６と、スプライン軸１７とを備える。上記等速ジョイント用外輪１４はこのスプライン軸１７の内端部に、このスプライン軸１７と同心に設けられている。この様な等速ジョイント用外輪１４の内周面の円周方向複数個所には外径側係合溝１８、１８を、それぞれこの円周方向に対し直角方向に形成している。又、上記等速ジョイント用内輪１５は、中心部に第二のスプライン孔１９を、その外周面で上記各外径側係合溝１８、１８と整合する部分に内径側係合溝２０、２０を、それぞれ円周方向に対し直角方向に形成している。そして、これら各内径側係合溝２０、２０と上記各外径側係合溝１８、１８との間に上記各ボール１６、１６を、保持器２１により保持した状態で、これら各係合溝２０、１８に沿う転動自在に設けている。尚、上記車輪側等速ジョイント２の構成各部の形状等に就いては、周知のツェッパ型或はバーフィールド型の等速ジョイントの場合と同様であり、本発明の要旨とは関係しないので、詳しい説明は省略する。

上述の様な車輪側等速ジョイント２と前述の様な駆動輪用転がり軸受ユニット１とは、上記スプライン軸１７を上記ハブ４の雌スプライン孔１３に、内側から外側に向け挿通する。そして、上記スプライン軸１７の外端部で上記ハブ４の外端面から突出した部分に設けた雄ねじ部２２にナット２３を螺合し、更に緊締する事により、互いに結合固定する。この状態で、前記内輪５の内端面は上記等速ジョイント用外輪１４の外端面に当接するので、この内輪５が前記小径段部１１から抜け出る方向に変位する事はない。同時に、前記各転動体６、６に適正な予圧が付与される。

更に、自動車の懸架装置への組み付け状態では、前記等速ジョイント用内輪１５の中心部に設けた第二の雌スプライン孔１９に、伝達軸２４の外端部に設けた雄スプライン部２５をスプライン係合させて、この伝達軸２４を上記等速ジョイント用内輪１５に、回転力の伝達自在に結合する。又、この伝達軸２４の内端部は、デファレンシャルギヤの出力軸部に設けた、トリポード型のデファレンシャル側等速ジョイント２６の出力部であるトラニオン２７（後述する図４参照）の中心部に結合固定する。従って、自動車の走行時に上記伝達軸２４は、等速回転する。

又、特許文献１には、図２に示す様に、ハブ４ａの内端部で小径段部１１に外嵌した内輪５よりも内方に突出した部分に存在する円筒部を直径方向外方にかしめ広げて形成したかしめ部２８により、上記内輪５を上記小径段部１１の段差面２９に向け抑え付ける構造が記載されている。この従来構造の第２例の場合には、上記かしめ部２８による抑え付け力により、各転動体６、６に予圧を付与する。尚、上記特許文献１に記載された構造の場合には、駆動輪用転がり軸受ユニット１ａと車輪側等速ジョイント２との結合は、上述した従来構造の第１例の場合と同様に、スプライン軸１７の外端部に設けた雄ねじ部２２とナット２３との螺合・緊締により行なっている。特許文献２にも、同様の構造が記載されている。

但し、上記図２に示す様に、上記内輪５を上記ハブ４ａに対し固定する為にかしめ部２８を使用する構造の場合には、このかしめ部２８の形成により、上記各転動体６、６への予圧付与は完了する。従って、上記雄ねじ部２２とナット２３とを省略し、駆動輪用転がり軸受ユニットと車輪側等速ジョイントとを結合して成る車輪駆動用転がり軸受ユニットの小型・軽量化を図る事も可能である。図３は、この様な観点で構成した車輪駆動用転がり軸受ユニット３０の１例を示している。

この車輪駆動用転がり軸受ユニット３０は、ハブ４ｂの中心部に形成した雌スプライン孔１３内に挿入したスプライン軸１７の抜け止めを、弾性材製の止め輪３１により図っている。この為に、上記雌スプライン孔１３の外端部に係止段部３２等の外径側係止部を、上記スプライン軸１７の外端部外周面に係止溝３３等の内径側係止部を、それぞれ設けている。そして、ばね鋼製の線材を欠円環状に形成する事により直径を弾性的に拡縮自在とした、上記止め輪３１を、上記係止段部３２と上記係止溝３３との間に掛け渡している。この様に、止め輪３１により上記雌スプライン孔１３からの上記スプライン軸１７の抜け止めを図り、駆動輪用転がり軸受ユニット１ｂと車輪側等速ジョイント２とを結合する事により、雄ねじ部とナットとを省略する構造によれば、車輪駆動用転がり軸受ユニット３０の小型・軽量化を図れる。

上述の様な車輪駆動用転がり軸受ユニット３０は、図４に示す様に伝達軸２４及びデファレンシャル側等速ジョイント２６と組み合わせて、車輪用駆動ユニット３４を構成する。このうちのデファレンシャル側等速ジョイント２６は、自動車への組み付け状態では、図示しないデファレンシャルギヤの出力部に結合する。又、上記伝達軸２４は、上記デファレンシャル側等速ジョイント２６の出力部であるトラニオン２７の基端部に内端部を、車輪側等速ジョイント２の入力部である等速ジョイント用内輪１５に外端部を、それぞれ結合している。この様な車輪用駆動ユニット３４により、上記デファレンシャルギヤの出力部からハブ４ｂに支持した駆動輪に回転力を伝達し、この駆動輪を回転駆動する。

上述した図２〜４に示す様な、かしめ部２８によりハブ４ａ、４ｂに対し内輪５を固定する構造の場合には、図１に示す構造から雄ねじ部２２及びナット２３を省略する事により、コスト低減を図れるだけでなく、車輪駆動用転がり軸受ユニット３０、延いては車輪駆動ユニット３４の小型・軽量化を図れる。このうちの車輪駆動用転がり軸受ユニット３０は、懸架装置に組み込んだばねよりも車輪側に存在する、所謂ばね下荷重になる為、少しの軽量化も乗り心地や走行安定性を中心とする走行性能の向上に寄与する。

長期間に亙って使用する駆動輪用転がり軸受ユニット１ａ、１ｂを構成するハブ４ａ、４ｂに対し内輪５を固定する為のかしめ部２８の強度は十分に確保する必要がある。従って、このかしめ部２８を形成する為に要する荷重は、揺動かしめ等の、加工時に加わる荷重を比較的低く抑えられる方法を採用したとしても、相当に大きくなる。そして、この様な荷重は上記ハブ４ａ、４ｂの内端部に、軸方向外方に向いたスラスト荷重として加わる。この為、何らの対策も施さない場合には、上記ハブ４ａ、４ｂの中心部に形成した雌スプライン孔１３の一部（特に内端寄り部分）が、僅かとは言え径方向内方に変形する事が、本発明者等が行なった実験の結果分かった。

即ち、従来は、上記ハブ４ａ、４ｂの内端部に設けた円筒部３７を上記かしめ部２８に加工する場合、この円筒部３７を径方向外方にかしめ広げるので、このかしめ部２８の近傍に位置する、上記雌スプライン孔１３の内端は径方向外方に変形するものと考えられていた。ところが、上述の様に、上記かしめ部２８の加工時に加わるスラスト荷重が大きく、このスラスト荷重に対する横歪みの影響が従来考えられていた以上に大きくなる為、上記かしめ部２８の近傍である上記雌スプライン孔１３の内端部が、逆に径方向内方に変形する事を、本発明者等が発見した。何れにしても、上記雌スプライン孔１３がその一部でも径方向内方に変形した場合には、上記雌スプライン孔１３内にスプライン軸１７を挿入しにくくなり、車輪駆動用転がり軸受ユニット３０の組立作業を行ないにくくなってしまう。

特開平１１−５４０４号公報特開２０００−８７９７９号公報

本発明の駆動輪用転がり軸受ユニット及び車輪用駆動ユニットの製造方法は、この様な事情に鑑みて発明したものである。

本発明の駆動輪用転がり軸受ユニット及び車輪用駆動ユニットの製造方法のうち、請求項１に記載した駆動輪用転がり軸受ユニットの製造方法により製造する駆動輪用転がり軸受ユニットは、前述した従来から知られている駆動輪用転がり軸受ユニットと同様に、
外輪と、ハブと、内輪と、複数の転動体とを備える。
このうちの外輪は、外周面に懸架装置に結合固定する為の第一のフランジを、内周面に複列の外輪軌道を、それぞれ有する。
又、上記ハブは、中心部に雌スプライン孔を、外周面の外端寄り部分に駆動輪を支持固定する為の第二のフランジを、外周面の中間部に直接又は別体の内輪を介して第一の内輪軌道を、外周面の内端寄り部分に嵌合円筒面部を、それぞれ有する。
又、上記内輪は、外周面に第二の内輪軌道を有し、上記嵌合円筒面部に外嵌した状態で、上記ハブの内端部に形成された円筒部を径方向外方に塑性変形させて形成されたかしめ部で内端面を抑え付けられて、上記ハブに固定されたものである。
又、上記各転動体は、上記複列の外輪軌道と上記第一、第二の内輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ転動自在に設けられているものである。
そして、請求項１に記載した駆動輪用転がり軸受ユニットの製造方法は、上記ハブの中心部に雌スプライン孔を形成する一次加工を施した後、上記かしめ部を形成する加工を行ない、その後、上記ハブの雌スプライン孔の、このかしめ部の形成によって縮径したものを再加工する二次加工を行なう。

又、請求項２に記載した車輪用駆動ユニットの製造方法により製造する車輪用駆動ユニットは、前述した従来から知られている車輪用駆動ユニットと同様に、デファレンシャルギヤの出力部に結合されるデファレンシャル側等速ジョイントと、このデファレンシャル側等速ジョイントの出力部に内端部を結合された伝達軸と、この伝達軸の外端部に入力部を結合された車輪側等速ジョイントと、この車輪側等速ジョイントの出力部に結合された駆動輪用転がり軸受ユニットとから成る。
又、この駆動輪用転がり軸受ユニットは、外輪と、ハブと、内輪と、複数の転動体とを備える。
このうちの外輪は、外周面に懸架装置に結合固定する為の第一のフランジを、内周面に複列の外輪軌道を、それぞれ有する。
又、上記ハブは、中心部に雌スプライン孔を、外周面の外端寄り部分に駆動輪を支持固定する為の第二のフランジを、外周面の中間部に直接又は別体の内輪を介して第一の内輪軌道を、外周面の内端寄り部分に嵌合円筒面部を、それぞれ有する。
又、上記内輪は、外周面に第二の内輪軌道を有し、上記嵌合円筒面部に外嵌した状態で、上記ハブの内端部に形成された円筒部を径方向外方に塑性変形させて形成されたかしめ部で内端面を抑え付けられて、上記ハブに固定されたものである。
又、上記各転動体は、上記複列の外輪軌道と上記第一、第二の内輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ転動自在に設けられているものである。
又、上記駆動輪用転がり軸受ユニットを構成するハブに設けた雌スプライン孔と、上記車輪側等速ジョイントの出力部に設けたスプライン軸とをスプライン係合させている。
そして、上記駆動輪用転がり軸受ユニットを請求項１に記載した駆動輪用転がり軸受ユニットの製造方法により製造する。
尚、上述の請求項１、２の構成中、「ハブの内端部に形成された円筒部」は内外両周面を単なる円筒面としたものに限定するものではなく、略円筒状であれば良い。

上述の様に構成する本発明の駆動輪用転がり軸受ユニット及び車輪用駆動ユニットの製造方法によれば、かしめ部の加工に伴う雌スプライン孔の変形に拘らず、この雌スプライン孔内へのスプライン軸の挿入作業を容易に行なえる様にできる。

本発明の実施例の駆動輪用転がり軸受ユニット及び車輪用駆動ユニットの製造方法の特徴は、駆動輪用転がり軸受ユニットを製造する際に、ハブの中心部に雌スプライン孔を形成する一次加工を施した後、上記かしめ部を形成する加工を行ない、その後、上記ハブの雌スプライン孔の、このかしめ部の形成によって縮径したものを再加工する二次加工を行なう点にある。
本実施例の製造方法により得られる駆動輪用転がり軸受ユニット及び車輪用駆動ユニットのその他の構造は、前述の図２に示した従来構造の第２例、或は図３〜４に示した、この第２例の構造を改良したものと同様である。

従来構造の第１例の駆動輪用転がり軸受ユニットを示す断面図。本発明の製造方法により製造する対象となる、従来構造の第２例の駆動輪用転がり軸受ユニットを示す半部断面図。同じくこの第２例を改良した構造を示す断面図。同じくこの改良した構造を組み込んだ車輪用駆動ユニットの断面図。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ駆動輪用転がり軸受ユニット
２車輪側等速ジョイント
３外輪
４、４ａ、４ｂハブ
５内輪
６転動体
７第一のフランジ
８外輪軌道
９第二のフランジ
１０第一の内輪軌道
１１小径段部
１２第二の内輪軌道
１３雌スプライン孔
１４等速ジョイント用外輪
１５等速ジョイント用内輪
１６ボール
１７スプライン軸
１８外径側係合溝
１９第二の雌スプライン孔
２０内径側係合溝
２１保持器
２２雄ねじ部
２３ナット
２４伝達軸
２５雄スプライン部
２６デファレンシャル側等速ジョイント
２７トラニオン
２８かしめ部
２９段差面
３０車輪駆動用転がり軸受ユニット
３１止め輪
３２係止段部
３３係止溝
３４車輪用駆動ユニット

Claims

外輪と、ハブと、内輪と、複数の転動体とを備え、
このうちの外輪は、外周面に懸架装置に結合固定する為の第一のフランジを、内周面に複列の外輪軌道を、それぞれ有するものであり、
上記ハブは、中心部に雌スプライン孔を、外周面の外端寄り部分に駆動輪を支持固定する為の第二のフランジを、外周面の中間部に直接又は別体の内輪を介して第一の内輪軌道を、外周面の内端寄り部分に嵌合円筒面部を、それぞれ有するものであり、
上記内輪は、外周面に第二の内輪軌道を有し、上記嵌合円筒面部に外嵌した状態で、上記ハブの内端部に形成された円筒部を径方向外方に塑性変形させて形成されたかしめ部で内端面を抑え付けられて、上記ハブに固定されたものであり、
上記各転動体は、上記複列の外輪軌道と上記第一、第二の内輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ転動自在に設けられているものである駆動輪用転がり軸受ユニットの製造方法であって、
上記ハブの中心部に雌スプライン孔を形成する一次加工を施した後、上記かしめ部を形成する加工を行ない、その後、上記ハブの雌スプライン孔の、このかしめ部の形成によって縮径したものを再加工する二次加工を行なう駆動輪用転がり軸受ユニットの製造方法。
デファレンシャルギヤの出力部に結合されるデファレンシャル側等速ジョイントと、このデファレンシャル側等速ジョイントの出力部に内端部を結合された伝達軸と、この伝達軸の外端部に入力部を結合された車輪側等速ジョイントと、この車輪側等速ジョイントの出力部に結合された駆動輪用転がり軸受ユニットとから成る車輪用駆動ユニットであって、
この駆動輪用転がり軸受ユニットが、外輪と、ハブと、内輪と、複数の転動体とを備え、
このうちの外輪は、外周面に懸架装置に結合固定する為の第一のフランジを、内周面に複列の外輪軌道を、それぞれ有するものであり、
上記ハブは、中心部に雌スプライン孔を、外周面の外端寄り部分に駆動輪を支持固定する為の第二のフランジを、外周面の中間部に直接又は別体の内輪を介して第一の内輪軌道を、外周面の内端寄り部分に嵌合円筒面部を、それぞれ有するものであり、
上記内輪は、外周面に第二の内輪軌道を有し、上記嵌合円筒面部に外嵌した状態で、上記ハブの内端部に形成された円筒部を径方向外方に塑性変形させて形成されたかしめ部で内端面を抑え付けられて、上記ハブに固定されたものであり、
上記各転動体は、上記複列の外輪軌道と上記第一、第二の内輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ転動自在に設けられているものであり、
上記駆動輪用転がり軸受ユニットを構成するハブに設けた雌スプライン孔と、上記車輪側等速ジョイントの出力部に設けたスプライン軸とをスプライン係合させている車輪用駆動ユニットの製造方法であって、
上記駆動輪用転がり軸受ユニットを請求項１に記載した駆動輪用転がり軸受ユニットの製造方法により製造する、車輪用駆動ユニットの製造方法。