JP4613462B2 - 車軸用軸受装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体に駆動輪を支持するための車軸用軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記駆動輪支持に用いるタイプの車軸用軸受装置の基本構成として、例えば実施形態の説明に引用する図１に示すようなものがある。
【０００３】
図１では、ハブホイール１の中心孔に、等速ジョイント２の椀形外輪２１の軸部２５をスプライン結合して、ハブホイール１を軸方向両端から挟む形態で結合し、それら両方にまたがる外周に複列転がり軸受３を配設した構造にしている。
【０００４】
この例では、ハブホイール１と等速ジョイント２の椀形外輪２１の軸部２５とを、複列転がり軸受３の２つの内輪軌道として兼用することにより、複列転がり軸受３の２つの内輪を省略した構造にしている。
【０００５】
ここで、ハブホイール１と等速ジョイント２の椀形外輪２１とを結合するための構造について説明する。
【０００６】
つまり、ハブホイール１の内周面において軸方向中間領域に雌スプライン１４を設け、この雌スプライン１４の軸方向両側に径方向外向きに拡径する円筒面１５，１６を設ける一方で、等速ジョイント２に備える椀形外輪２１の軸部２５の外周面においてもハブホイール１の雌スプライン１４と車両インナ側の円筒面１５とに対応して、雄スプライン２８と円筒面２７とを設け、前記円筒面どうしを嵌合することによりハブホイール１と等速ジョイント２の椀形外輪２１との芯出しを行い、スプライン１４，２８を嵌合することによりハブホイール１と等速ジョイント２との間で回転トルクの伝達を行わせるようにしている。
【０００７】
そして、等速ジョイント２の椀形外輪２１の軸部２５における自由端を径方向外向きに屈曲させてハブホイール１の車両アウタ側の円筒面１６と雌スプライン１４との境の段壁面に対してかしめつけることにより、複列転がり軸受３に予圧を付与するようにしている。このとき、ハブホイール１の車両インナ側端面が、軸部２５の円筒面２７と内輪軌道面２６との境の段壁面２９に対して軸方向から当接されていれば、前記かしめによりハブホイール１の車両インナ側端部に圧縮応力を発生させることができて、複列転がり軸受３に対して所定の予圧を付与することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、以下のような理由により、複列転がり軸受３に対して付与する予圧を高精度に管理しにくいことが指摘され、ここに改良の余地がある。
【０００９】
つまり、ハブホイール１の車両インナ側の円筒面１５および軸部２５側の円筒面２７における各軸方向長さや、ハブホイール１の雌スプライン１４および軸部２５の雄スプライン２８の車両インナ側端縁の位置などが製造公差によりばらつくことが原因で、ハブホイール１に対して等速ジョイント２の軸部２５を結合する過程で、ハブホイール１側の雌スプライン１４の車両インナ側端縁が、軸部２５側の雄スプライン２８の車両インナ側端縁に対して当接して、ハブホイール１の車両インナ側端面が、軸部２５の円筒面２７と内輪軌道面２６との境の段壁面２９に対して当接せずに離れてしまうことがある。
【００１０】
このような状況が発生すると、複列転がり軸受３に対して付与する予圧を適正に管理できなくなるために、計算どおりの寿命を確保できなくなる。
【００１１】
このような事情に鑑み、本発明は、車軸用軸受装置において、ハブホイールと軸との結合過程で、複列転がり軸受に対して付与する予圧管理を正確に行えるようにし、計算どおりの寿命を確保できるようにすることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る車軸用軸受措置は、請求項１に示すように、車輪が取り付けられるハブホイールと、ハブホイールの中心孔に対して嵌合される軸と、前記ハブホイールを車体に対して回転自在に支持する複列転がり軸受と、前記軸をハブホイールに対して軸方向で位置決めした状態で各々を結合するとともに前記複列転がり軸受に対して予圧を付与する結合手段とを備え、前記ハブホイールの中心孔において車両インナ側に円筒面が、また車両アウタ側にスプラインまたはセレーションが設けられている一方で、前記軸の外周において車両インナ側に前記ハブホイール側の円筒面に対して嵌合する円筒面が、また前記車両アウタ側に前記ハブホイール側のスプラインまたはセレーションに対して嵌合するスプラインまたはセレーションが設けられており、前記ハブホイールの車両インナ側端面が、前記軸の円筒面と当該円筒面よりも車両インナ側に設けられる大径部との境の段壁面に対して軸方向から当接されている一方で、前記ハブホイール側のスプラインまたはセレーションの車両インナ側端縁が、前記軸側のスプラインまたはセレーションの車両インナ側端縁から離されているとともに、前記軸の車両インナ側に、等速ジョイントが設けられており、この等速ジョイントに備える椀形外輪の小径側に前記軸が一体に連接されており、前記軸が、前記複列転がり軸受の車両インナ側内輪を、また、前記ハブホイールが、前記複列転がり軸受の車両アウタ側内輪をそれぞれ兼用しており、前記ハブホイール側の円筒面の内径寸法が、該ハブホイール側のスプラインまたはセレーションの歯元円径及び軸部側のスプラインまたはセレーションの歯先円径よりも大きく設定され、前記ハブホイール側の円筒面の内径寸法が、前記軸における等速ジョイントの椀形外輪の付け根側の円筒面の外径寸法以上の大きさに設定されており、当該軸側の円筒面の外径寸法が、該軸側のスプラインまたはセレーションの歯先円径よりも大きく設定されているとともに、前記ハブホイール側の円筒面における軸方向長さが、軸側のスプラインまたはセレーションよりも長く設定されており、前記軸側のスプラインまたはセレーションの各歯先とハブホイール側のスプラインまたはセレーションの各歯元と圧接させる大径合わせに設定するとともに、前記いずれか一方のスプラインまたはセレーションにねじれ角をつけて両者の歯面を圧接させることにより、前記スプラインまたはセレーションによる嵌合部分に径方向および周方向のしめしろがつけられている。
【００１８】
要するに、本発明では、ハブホイールの車両インナ側端面を、軸の円筒面と当該円筒面よりも車両インナ側に設けられる大径部との境の段壁面に対して軸方向に当接させる一方で、ハブホイール側のスプラインまたはセレーションの車両インナ側端縁を、軸側のスプラインまたはセレーションの車両インナ側端縁に当接させずに離す構造にしている。これにより、結合手段でハブホイールと軸とを結合すると同時に複列転がり軸受に対して予圧を付与させるときに、ハブホイールの車両インナ側端面と軸の段壁面との当接部分に対して任意の圧縮応力を加えることが可能になって、前記予圧管理が簡単かつ正確に行えるようになる。
【００２０】
また、軸が、複列転がり軸受の車両インナ側内輪を、ハブホイールが、複列転がり軸受の車両アウタ側内輪をそれぞれ兼用しているから、複列転がり軸受の内輪を省略したものであり、コスト低減を図るうえで有利となる。
【００２２】
また、ハブホイール側の円筒面の内径寸法が、該ハブホイール側のスプラインまたはセレーションの歯元円径及び軸部側のスプラインの歯先円径よりも大きく設定され、ハブホイール側の円筒面の内径寸法が、軸における等速ジョイントの椀形外輪の付け根側の円筒面の外径寸法以上の大きさに設定されており、当該軸側の円筒面の外径寸法が、該軸側のスプラインまたはセレーションの歯先円径よりも大きく設定されているとともに、ハブホイール側の円筒面における軸方向長さが、軸側のスプラインまたはセレーションよりも長く設定されているから、組み付け時にスプラインの位置合わせを容易に行ううえで有利となるとともに、ハブホイールに対して軸を挿入するときに、ハブホイール側の円筒面に対して軸側のスプラインを抵抗少なく通過させるとともに、円筒面どうしの嵌合をスプラインまたはセレーションによる嵌合よりも先に行わせるように設定しているから、スプラインまたはセレーションの位相合わせが容易に行えるとともに、スプラインまたはセレーションの嵌合を進行させる過程で、ハブホイールと軸との姿勢が傾かないようにガイドすることができるなど、結合作業が簡単かつ迅速に行えるようになる。
【００２３】
また、軸側のスプラインまたはセレーションの各歯先とハブホイール側のスプラインまたはセレーションの各歯元と圧接させる大径合わせに設定するとともに、前記いずれか一方のスプラインまたはセレーションにねじれ角をつけて両者の歯面を圧接させることにより、スプラインまたはセレーションによる嵌合部分に径方向および周方向のしめしろがつけられているから、ハブホイールに対して軸を結合した後は当該両者の径方向ならびに周方向のがたが小さく抑制される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００２５】
図１から図６は、本発明の一実施形態を示している。図１は、車軸用軸受装置の縦断面図、図２は、図１の要部を拡大して示す図、図３は、ハブホイールと等速ジョイントとを分離した状態を示す縦断面図、図４は、ハブホイールに対する等速ジョイントの挿入途中段階を示す縦断面図、図５は、図１の(５)−(５)線断面の矢視図、図６は、ハブホイールと等速ジョイントとのスプライン嵌合部分の平面展開図である。
【００２６】
図例の車軸用軸受装置は、ハブホイール１と、等速ジョイント２と、複列転がり軸受３とを備えている。
【００２７】
ハブホイール１は、中空構造となっており、その外周面の車両アウタ側には径方向外向きのフランジ１１が形成されている。このハブホイール１の外周面においてフランジ１１よりも車両インナ側の領域は、下記複列転がり軸受２において車両アウタ側の玉３２群の内輪軌道面１２とされる。なお、上記フランジ１１に対してディスクブレーキ装置のディスクロータ４および車輪（図示省略）があてがわれて複数のボルト５により取り付けられる。
【００２８】
等速ジョイント２は、周知のツェッパタイプのＣＶＪ（Constant Velocity Joint）が用いられており、椀形外輪２１、内輪２２、複数の玉２３群、保持器２４などを備えている。この椀形外輪２１の小径側には、軸部２５が突出する状態で一体に形成されており、椀形外輪２１と軸部２５との境界部分が下記複列転がり軸受３において車両インナ側の玉３２群の内輪軌道面２６とされる。なお、上記内輪２２に対してアクスルシャフト６がスプライン嵌合されて止め輪（符号省略）などで抜け止め固定される。このアクスルシャフト６の他端側は、図示しないが、別の等速ジョイントを介して車両のデファレンシャル装置に取り付けられる。
【００２９】
複列転がり軸受３は、二列の軌道溝を有する単一の外輪３１と、二列で配設される転動体としての複数の玉３２と、二つの冠形保持器３３とを備えており、上記ハブホイール１の内輪軌道面１２と等速ジョイント２の椀形外輪２５の内輪軌道面２６とを内輪とする構成になっている。外輪３１の外周面の軸方向中間には径方向外向きのフランジ３４が設けられており、このフランジ３４が車体の一部であるナックル７に対してボルト８で取り付けられる。
【００３０】
次に、上記各構成要素の組み付け形態について説明する。
【００３１】
まず、上記ハブホイール１の中心孔に対して等速ジョイント２の軸部２５を挿入しつつ、ハブホイール１と等速ジョイント２とにまたがる外周に複列転がり軸受３を装着する。このとき、等速ジョイント２に備える椀形外輪２１の本体部分がハブホイール１に対して軸方向隣り合わせに配置される。
【００３２】
この後、予め等速ジョイント２の軸部２５の自由端側に設けていた円筒部分（図１の二点鎖線参照）を径方向外向きに屈曲してハブホイール１の車両アウタ側所定部位に対してかしめつけることにより、複列転がり軸受３に対して所要の予圧が付与される。このかしめ部には、符号１３を付してある。
【００３３】
ところで、この実施形態では、上記ハブホイール１と等速ジョイント２との結合部分を工夫しているので、以下で詳細に説明する。
【００３４】
具体的に、ハブホイール１の中心孔の軸方向中間領域には、雌スプライン１４が設けられ、この雌スプライン１４の軸方向両側には、円筒面１５，１６が設けられている。
【００３５】
また、等速ジョイント２の椀形外輪２１の軸部２５において、付け根側には内輪軌道面２６よりも小径の円筒面２７が設けられ、また、自由端側には雄スプライン２８が設けられている。
【００３６】
そして、上記ハブホイール１の車両インナ側の円筒面１５に対して等速ジョイント２側の軸部２５の円筒面２７が嵌合され、ハブホイール１の雌スプライン１４が軸部２５の雄スプライン２８に対して嵌合される。
【００３７】
ここで、上記ハブホイール１の中心孔に対して軸部２５を挿入して軸方向で位置決め結合した状態において、図２に示すように、ハブホイール１の車両インナ側端面を、軸部２５における円筒面２７と内輪軌道面２６との境の段壁面２９に対して軸方向から当接させる一方で、ハブホイール１側の雌スプライン１４の車両インナ側端縁を、軸部２５側の雄スプライン２８の車両インナ側端縁から離すように設定している。
【００３８】
このようにするには、ハブホイール１における車両インナ側の円筒面１５の軸方向長さをＡ１、雌スプライン１４の軸方向長さをＢ１、軸部２５の円筒面２７の軸方向長さをＡ２、雄スプライン２８の軸方向長さをＢ２としたとき、Ａ１＞Ａ２、Ｂ１＜Ｂ２の関係にすればよい。
【００３９】
これにより、ハブホイール１に対して軸部２５を挿入した状態で、軸部２５の自由端を径方向外向きにかしめるときに、このかしめ時の加圧力でもってハブホイール１の車両インナ側端面と軸部２５の段壁面２９との当接部分に対して任意の圧縮応力を加えることが可能になって、複列転がり軸受３に対して付与する予圧を簡単かつ正確に管理できるようになる。このように、複列転がり軸受３に対して適正な予圧を付与できるから、その転がり特性や寿命を設計どおりに設定できるようになる。
【００４０】
ところで、この実施形態では、上記ハブホイール１と軸部２５とに関する円筒面１５，２７どうしの嵌合部分とスプライン１４，２８による嵌合部分との２ヶ所について、さらに、ハブホイール１に対する等速ジョイント２の軸部２５の挿入作業を簡単かつ迅速に行えるようにしたうえで、前記両者の径方向ならびに周方向のがたを抑制するために、下記(a)〜(d)を規定している。
【００４１】
(a) 挿入初期段階において、ハブホイール１の円筒面１５に対して軸部２５の雄スプライン２８を抵抗少なく通過させるために、ハブホイール１における車両インナ側の円筒面１５の内径Ｃ１と、雄スプライン２８の歯先円径Ｄ２とを、Ｃ１＞Ｄ２の関係に設定する。
【００４２】
(b) 挿入途中段階において、円筒面１５，２７どうしを、スプライン１４，２８よりも先に嵌合させるようにするために、ハブホイール１における車両インナ側の円筒面１５の軸方向長さＡ１と、雄スプライン２８の軸方向長さＢ２とを、Ａ１＞Ｂ２の関係に設定する。但し、上述したようにＡ１＞Ａ２、Ｂ１＜Ｂ２の関係は保つものとする。
【００４３】
(c) 円筒面１５，２７どうしが嵌合してからスプライン１４，２８による嵌合が始まる挿入後半段階における挿入抵抗を少なくするために、ハブホイール１における車両インナ側の円筒面１５の内径Ｃ１と、軸部２５の円筒面２７の外径Ｃ２とを、Ｃ１≧Ｃ２の関係に設定することにより、円筒面１５，２７どうしの嵌合を行っている。
【００４４】
(d) スプライン１４，２８の嵌合部分について、径方向および周方向のがたを無くすために、雌スプライン１４の歯元円径Ｄ１と雄スプライン２８の歯先円径Ｄ２とを、Ｄ１≦Ｄ２の関係、つまりいわゆる大径合わせに設定するとともに、雄スプライン２８について、図６に示すように、所定のねじれ角θをつけることにより、雄スプライン２８の歯面を雌スプライン１４の歯面に対して斜めに接触させて、歯間にしめしろを付ける。
【００４５】
これら(a)から(d)のように各部の寸法関係を規定すれば、ハブホイール１の中心孔に対して等速ジョイント２側の軸部２５を挿入するときに、ハブホイール１の車両インナ側の円筒面１５に対して軸部２５の雄スプライン２８を抵抗少なく通過させることができて、まず、図４に示すように、ハブホイール１側の円筒面１５に対して軸部２５側の円筒面２７を嵌合することができる。
【００４６】
この後、ハブホイール１の雌スプライン１４に対して軸部２５の雄スプライン２８の位相を合わせてから、軸部２５の挿入を進行させることにより、ハブホイール１の雌スプライン１４に対して軸部２５の雄スプライン２８が嵌合することになる。
【００４７】
このように、ハブホイール１側の円筒面１５に対して軸部２５の雄スプライン２８をすきまばめにするとともに、円筒面１５，２７どうしの嵌合を、スプライン１４，２８の嵌合よりも先に行わせるようにしているから、スプライン１４，２８の位相合わせを容易に行うことができるとともに、スプライン１４，２８の嵌合を進行させる過程で、ハブホイール１と等速ジョイント２との姿勢が傾かないようにガイドすることができるので、挿入作業が簡単かつ迅速に行えるようになる。
【００４８】
しかも、円筒面１５，２７どうしの嵌合しめしろを大きく設定しているものの、スプライン１４，２８の嵌合しめしろを小さく設定しているから、ハブホイール１と等速ジョイント２とを結合した後は、当該両者の径方向ならびに周方向のがたを無くすことができる。
【００４９】
このように、ハブホイール１の中心孔に対して等速ジョイント２に備える椀形外輪２１の軸部２５を挿入する作業を簡単かつ迅速に行うことができるとともに、ハブホイール１と等速ジョイント２とを径方向ならびに周方向のがたをなくした状態で結合できてトルク伝達ロスを抑制できるようになる。
【００５０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形や応用が可能である。
【００５１】
（１）上記実施形態では、等速ジョイント２の軸部２５の自由端をかしめる構造にしているが、それに代えて、図７に示すように、軸部２５の自由端側の外周面を雄ねじ形状として、ここにナット９を螺合する構造としてもよい。つまり、請求項の結合手段は、上記実施形態で示した軸部２５の段壁面２９とかしめ部２６とで挟む構造の他に、軸部２５の段壁面２９とナット９とで挟む構造も含まれる。
【００５３】
（２）上記実施形態では、ハブホイール１と軸部２５とにスプライン１４，２８を設けているが、セレーションにしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１から６の発明に係る車軸用軸受装置は、ハブホイールの車両インナ側端面を、軸の円筒面と当該円筒面よりも車両インナ側に設けられる大径部との境の段壁面に対して軸方向に当接させる一方で、ハブホイール側のスプラインまたはセレーションの車両インナ側端縁を、軸側のスプラインまたはセレーションの車両インナ側端縁に当接させずに離す構造にしているから、ハブホイールと軸とを結合すると同時に複列転がり軸受に対して予圧を付与させるときに、ハブホイールの車両インナ側端面と軸の段壁面との当接部分に対して任意の圧縮応力を加えることが可能になって、前記予圧管理を簡単かつ正確に行うことができるようになる。
【００５５】
特に、請求項３の発明では、複列転がり軸受の内輪を省略したものであり、コスト低減を図るうえで有利となる。
【００５６】
また、請求項５の発明では、ハブホイールに軸を挿入するときに、スプラインまたはセレーションの嵌合よりも先に円筒面どうしを抵抗少なく嵌合させるようにしているから、スプラインまたはセレーションの位相合わせを容易に行うことができるとともに、スプラインまたはセレーションの嵌合を進行させる過程で、ハブホイールと軸との姿勢が傾かないようにガイドすることができて、結合作業を簡単かつ迅速に行うことができる。
【００５７】
また、請求項６の発明では、スプラインまたはセレーションの嵌合部分にしめしろを付けているから、ハブホイールと軸とを結合した後は当該両者の径方向ならびに周方向のがたを小さく抑制できるようになるなど、トルク伝達ロスの低減に貢献できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車軸用軸受装置の縦断側面図
【図２】図１の要部を拡大して示す図
【図３】図１のハブホイールと等速ジョイントとを分離した状態を示す縦断面図
【図４】ハブホイールに対する等速ジョイントの挿入途中を示す縦断面図
【図５】図２の(５)−(５)線断面の矢視図
【図６】ハブホイールと等速ジョイントとのスプライン嵌合部分の平面展開図
【図７】本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の縦断側面図
【符号の説明】
１ ハブホイール
２ 等速ジョイント
３ 複列転がり軸受
７ ナックル
１１ ハブホイールのフランジ
１４ ハブホイールの雌スプライン
１５ ハブホイールの車両インナ側の円筒面
２１ 等速ジョイントの椀形外輪
２５ 椀形外輪の軸部
２６ 軸部の内輪軌道面
２７ 軸部の円筒面
２８ 軸部の雄スプライン
２９ 軸部の段壁面
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体に駆動輪を支持するための車軸用軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記駆動輪支持に用いるタイプの車軸用軸受装置の基本構成として、例えば実施形態の説明に引用する図１に示すようなものがある。
【０００３】
図１では、ハブホイール１の中心孔に、等速ジョイント２の椀形外輪２１の軸部２５をスプライン結合して、ハブホイール１を軸方向両端から挟む形態で結合し、それら両方にまたがる外周に複列転がり軸受３を配設した構造にしている。
【０００４】
この例では、ハブホイール１と等速ジョイント２の椀形外輪２１の軸部２５とを、複列転がり軸受３の２つの内輪軌道として兼用することにより、複列転がり軸受３の２つの内輪を省略した構造にしている。
【０００５】
ここで、ハブホイール１と等速ジョイント２の椀形外輪２１とを結合するための構造について説明する。
【０００６】
つまり、ハブホイール１の内周面において軸方向中間領域に雌スプライン１４を設け、この雌スプライン１４の軸方向両側に径方向外向きに拡径する円筒面１５，１６を設ける一方で、等速ジョイント２に備える椀形外輪２１の軸部２５の外周面においてもハブホイール１の雌スプライン１４と車両インナ側の円筒面１５とに対応して、雄スプライン２８と円筒面２７とを設け、前記円筒面どうしを嵌合することによりハブホイール１と等速ジョイント２の椀形外輪２１との芯出しを行い、スプライン１４，２８を嵌合することによりハブホイール１と等速ジョイント２との間で回転トルクの伝達を行わせるようにしている。
【０００７】
そして、等速ジョイント２の椀形外輪２１の軸部２５における自由端を径方向外向きに屈曲させてハブホイール１の車両アウタ側の円筒面１６と雌スプライン１４との境の段壁面に対してかしめつけることにより、複列転がり軸受３に予圧を付与するようにしている。このとき、ハブホイール１の車両インナ側端面が、軸部２５の円筒面２７と内輪軌道面２６との境の段壁面２９に対して軸方向から当接されていれば、前記かしめによりハブホイール１の車両インナ側端部に圧縮応力を発生させることができて、複列転がり軸受３に対して所定の予圧を付与することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、以下のような理由により、複列転がり軸受３に対して付与する予圧を高精度に管理しにくいことが指摘され、ここに改良の余地がある。
【０００９】
つまり、ハブホイール１の車両インナ側の円筒面１５および軸部２５側の円筒面２７における各軸方向長さや、ハブホイール１の雌スプライン１４および軸部２５の雄スプライン２８の車両インナ側端縁の位置などが製造公差によりばらつくことが原因で、ハブホイール１に対して等速ジョイント２の軸部２５を結合する過程で、ハブホイール１側の雌スプライン１４の車両インナ側端縁が、軸部２５側の雄スプライン２８の車両インナ側端縁に対して当接して、ハブホイール１の車両インナ側端面が、軸部２５の円筒面２７と内輪軌道面２６との境の段壁面２９に対して当接せずに離れてしまうことがある。
【００１０】
このような状況が発生すると、複列転がり軸受３に対して付与する予圧を適正に管理できなくなるために、計算どおりの寿命を確保できなくなる。
【００１１】
このような事情に鑑み、本発明は、車軸用軸受装置において、ハブホイールと軸との結合過程で、複列転がり軸受に対して付与する予圧管理を正確に行えるようにし、計算どおりの寿命を確保できるようにすることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る車軸用軸受措置は、請求項１に示すように、車輪が取り付けられるハブホイールと、ハブホイールの中心孔に対して嵌合される軸と、前記ハブホイールを車体に対して回転自在に支持する複列転がり軸受と、前記軸をハブホイールに対して軸方向で位置決めした状態で各々を結合するとともに前記複列転がり軸受に対して予圧を付与する結合手段とを備え、前記ハブホイールの中心孔において車両インナ側に円筒面が、また車両アウタ側にスプラインまたはセレーションが設けられている一方で、前記軸の外周において車両インナ側に前記ハブホイール側の円筒面に対して嵌合する円筒面が、また前記車両アウタ側に前記ハブホイール側のスプラインまたはセレーションに対して嵌合するスプラインまたはセレーションが設けられており、前記ハブホイールの車両インナ側端面が、前記軸の円筒面と当該円筒面よりも車両インナ側に設けられる大径部との境の段壁面に対して軸方向から当接されている一方で、前記ハブホイール側のスプラインまたはセレーションの車両インナ側端縁が、前記軸側のスプラインまたはセレーションの車両インナ側端縁から離されているとともに、前記軸の車両インナ側に、等速ジョイントが設けられており、この等速ジョイントに備える椀形外輪の小径側に前記軸が一体に連接されており、前記軸が、前記複列転がり軸受の車両インナ側内輪を、また、前記ハブホイールが、前記複列転がり軸受の車両アウタ側内輪をそれぞれ兼用しており、前記ハブホイール側の円筒面の内径寸法が、該ハブホイール側のスプラインまたはセレーションの歯元円径及び軸部側のスプラインまたはセレーションの歯先円径よりも大きく設定され、前記ハブホイール側の円筒面の内径寸法が、前記軸における等速ジョイントの椀形外輪の付け根側の円筒面の外径寸法以上の大きさに設定されており、当該軸側の円筒面の外径寸法が、該軸側のスプラインまたはセレーションの歯先円径よりも大きく設定されているとともに、前記ハブホイール側の円筒面における軸方向長さが、軸側のスプラインまたはセレーションよりも長く設定されており、前記軸側のスプラインまたはセレーションの各歯先とハブホイール側のスプラインまたはセレーションの各歯元と圧接させる大径合わせに設定するとともに、前記いずれか一方のスプラインまたはセレーションにねじれ角をつけて両者の歯面を圧接させることにより、前記スプラインまたはセレーションによる嵌合部分に径方向および周方向のしめしろがつけられている。
【００１８】
要するに、本発明では、ハブホイールの車両インナ側端面を、軸の円筒面と当該円筒面よりも車両インナ側に設けられる大径部との境の段壁面に対して軸方向に当接させる一方で、ハブホイール側のスプラインまたはセレーションの車両インナ側端縁を、軸側のスプラインまたはセレーションの車両インナ側端縁に当接させずに離す構造にしている。これにより、結合手段でハブホイールと軸とを結合すると同時に複列転がり軸受に対して予圧を付与させるときに、ハブホイールの車両インナ側端面と軸の段壁面との当接部分に対して任意の圧縮応力を加えることが可能になって、前記予圧管理が簡単かつ正確に行えるようになる。
【００２０】
また、軸が、複列転がり軸受の車両インナ側内輪を、ハブホイールが、複列転がり軸受の車両アウタ側内輪をそれぞれ兼用しているから、複列転がり軸受の内輪を省略したものであり、コスト低減を図るうえで有利となる。
【００２２】
また、ハブホイール側の円筒面の内径寸法が、該ハブホイール側のスプラインまたはセレーションの歯元円径及び軸部側のスプラインの歯先円径よりも大きく設定され、ハブホイール側の円筒面の内径寸法が、軸における等速ジョイントの椀形外輪の付け根側の円筒面の外径寸法以上の大きさに設定されており、当該軸側の円筒面の外径寸法が、該軸側のスプラインまたはセレーションの歯先円径よりも大きく設定されているとともに、ハブホイール側の円筒面における軸方向長さが、軸側のスプラインまたはセレーションよりも長く設定されているから、組み付け時にスプラインの位置合わせを容易に行ううえで有利となるとともに、ハブホイールに対して軸を挿入するときに、ハブホイール側の円筒面に対して軸側のスプラインを抵抗少なく通過させるとともに、円筒面どうしの嵌合をスプラインまたはセレーションによる嵌合よりも先に行わせるように設定しているから、スプラインまたはセレーションの位相合わせが容易に行えるとともに、スプラインまたはセレーションの嵌合を進行させる過程で、ハブホイールと軸との姿勢が傾かないようにガイドすることができるなど、結合作業が簡単かつ迅速に行えるようになる。
【００２３】
また、軸側のスプラインまたはセレーションの各歯先とハブホイール側のスプラインまたはセレーションの各歯元と圧接させる大径合わせに設定するとともに、前記いずれか一方のスプラインまたはセレーションにねじれ角をつけて両者の歯面を圧接させることにより、スプラインまたはセレーションによる嵌合部分に径方向および周方向のしめしろがつけられているから、ハブホイールに対して軸を結合した後は当該両者の径方向ならびに周方向のがたが小さく抑制される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００２５】
図１から図６は、本発明の一実施形態を示している。図１は、車軸用軸受装置の縦断面図、図２は、図１の要部を拡大して示す図、図３は、ハブホイールと等速ジョイントとを分離した状態を示す縦断面図、図４は、ハブホイールに対する等速ジョイントの挿入途中段階を示す縦断面図、図５は、図１の(５)−(５)線断面の矢視図、図６は、ハブホイールと等速ジョイントとのスプライン嵌合部分の平面展開図である。
【００２６】
図例の車軸用軸受装置は、ハブホイール１と、等速ジョイント２と、複列転がり軸受３とを備えている。
【００２７】
ハブホイール１は、中空構造となっており、その外周面の車両アウタ側には径方向外向きのフランジ１１が形成されている。このハブホイール１の外周面においてフランジ１１よりも車両インナ側の領域は、下記複列転がり軸受２において車両アウタ側の玉３２群の内輪軌道面１２とされる。なお、上記フランジ１１に対してディスクブレーキ装置のディスクロータ４および車輪（図示省略）があてがわれて複数のボルト５により取り付けられる。
【００２８】
等速ジョイント２は、周知のツェッパタイプのＣＶＪ（Constant Velocity Joint）が用いられており、椀形外輪２１、内輪２２、複数の玉２３群、保持器２４などを備えている。この椀形外輪２１の小径側には、軸部２５が突出する状態で一体に形成されており、椀形外輪２１と軸部２５との境界部分が下記複列転がり軸受３において車両インナ側の玉３２群の内輪軌道面２６とされる。なお、上記内輪２２に対してアクスルシャフト６がスプライン嵌合されて止め輪（符号省略）などで抜け止め固定される。このアクスルシャフト６の他端側は、図示しないが、別の等速ジョイントを介して車両のデファレンシャル装置に取り付けられる。
【００２９】
複列転がり軸受３は、二列の軌道溝を有する単一の外輪３１と、二列で配設される転動体としての複数の玉３２と、二つの冠形保持器３３とを備えており、上記ハブホイール１の内輪軌道面１２と等速ジョイント２の椀形外輪２５の内輪軌道面２６とを内輪とする構成になっている。外輪３１の外周面の軸方向中間には径方向外向きのフランジ３４が設けられており、このフランジ３４が車体の一部であるナックル７に対してボルト８で取り付けられる。
【００３０】
次に、上記各構成要素の組み付け形態について説明する。
【００３１】
まず、上記ハブホイール１の中心孔に対して等速ジョイント２の軸部２５を挿入しつつ、ハブホイール１と等速ジョイント２とにまたがる外周に複列転がり軸受３を装着する。このとき、等速ジョイント２に備える椀形外輪２１の本体部分がハブホイール１に対して軸方向隣り合わせに配置される。
【００３２】
この後、予め等速ジョイント２の軸部２５の自由端側に設けていた円筒部分（図１の二点鎖線参照）を径方向外向きに屈曲してハブホイール１の車両アウタ側所定部位に対してかしめつけることにより、複列転がり軸受３に対して所要の予圧が付与される。このかしめ部には、符号１３を付してある。
【００３３】
ところで、この実施形態では、上記ハブホイール１と等速ジョイント２との結合部分を工夫しているので、以下で詳細に説明する。
【００３４】
具体的に、ハブホイール１の中心孔の軸方向中間領域には、雌スプライン１４が設けられ、この雌スプライン１４の軸方向両側には、円筒面１５，１６が設けられている。
【００３５】
また、等速ジョイント２の椀形外輪２１の軸部２５において、付け根側には内輪軌道面２６よりも小径の円筒面２７が設けられ、また、自由端側には雄スプライン２８が設けられている。
【００３６】
そして、上記ハブホイール１の車両インナ側の円筒面１５に対して等速ジョイント２側の軸部２５の円筒面２７が嵌合され、ハブホイール１の雌スプライン１４が軸部２５の雄スプライン２８に対して嵌合される。
【００３７】
ここで、上記ハブホイール１の中心孔に対して軸部２５を挿入して軸方向で位置決め結合した状態において、図２に示すように、ハブホイール１の車両インナ側端面を、軸部２５における円筒面２７と内輪軌道面２６との境の段壁面２９に対して軸方向から当接させる一方で、ハブホイール１側の雌スプライン１４の車両インナ側端縁を、軸部２５側の雄スプライン２８の車両インナ側端縁から離すように設定している。
【００３８】
このようにするには、ハブホイール１における車両インナ側の円筒面１５の軸方向長さをＡ１、雌スプライン１４の軸方向長さをＢ１、軸部２５の円筒面２７の軸方向長さをＡ２、雄スプライン２８の軸方向長さをＢ２としたとき、Ａ１＞Ａ２、Ｂ１＜Ｂ２の関係にすればよい。
【００３９】
これにより、ハブホイール１に対して軸部２５を挿入した状態で、軸部２５の自由端を径方向外向きにかしめるときに、このかしめ時の加圧力でもってハブホイール１の車両インナ側端面と軸部２５の段壁面２９との当接部分に対して任意の圧縮応力を加えることが可能になって、複列転がり軸受３に対して付与する予圧を簡単かつ正確に管理できるようになる。このように、複列転がり軸受３に対して適正な予圧を付与できるから、その転がり特性や寿命を設計どおりに設定できるようになる。
【００４０】
ところで、この実施形態では、上記ハブホイール１と軸部２５とに関する円筒面１５，２７どうしの嵌合部分とスプライン１４，２８による嵌合部分との２ヶ所について、さらに、ハブホイール１に対する等速ジョイント２の軸部２５の挿入作業を簡単かつ迅速に行えるようにしたうえで、前記両者の径方向ならびに周方向のがたを抑制するために、下記(a)〜(d)を規定している。
【００４１】
(a) 挿入初期段階において、ハブホイール１の円筒面１５に対して軸部２５の雄スプライン２８を抵抗少なく通過させるために、ハブホイール１における車両インナ側の円筒面１５の内径Ｃ１と、雄スプライン２８の歯先円径Ｄ２とを、Ｃ１＞Ｄ２の関係に設定する。
【００４２】
(b) 挿入途中段階において、円筒面１５，２７どうしを、スプライン１４，２８よりも先に嵌合させるようにするために、ハブホイール１における車両インナ側の円筒面１５の軸方向長さＡ１と、雄スプライン２８の軸方向長さＢ２とを、Ａ１＞Ｂ２の関係に設定する。但し、上述したようにＡ１＞Ａ２、Ｂ１＜Ｂ２の関係は保つものとする。
【００４３】
(c) 円筒面１５，２７どうしが嵌合してからスプライン１４，２８による嵌合が始まる挿入後半段階における挿入抵抗を少なくするために、ハブホイール１における車両インナ側の円筒面１５の内径Ｃ１と、軸部２５の円筒面２７の外径Ｃ２とを、Ｃ１≧Ｃ２の関係に設定することにより、円筒面１５，２７どうしの嵌合を行っている。
【００４４】
(d) スプライン１４，２８の嵌合部分について、径方向および周方向のがたを無くすために、雌スプライン１４の歯元円径Ｄ１と雄スプライン２８の歯先円径Ｄ２とを、Ｄ１≦Ｄ２の関係、つまりいわゆる大径合わせに設定するとともに、雄スプライン２８について、図６に示すように、所定のねじれ角θをつけることにより、雄スプライン２８の歯面を雌スプライン１４の歯面に対して斜めに接触させて、歯間にしめしろを付ける。
【００４５】
これら(a)から(d)のように各部の寸法関係を規定すれば、ハブホイール１の中心孔に対して等速ジョイント２側の軸部２５を挿入するときに、ハブホイール１の車両インナ側の円筒面１５に対して軸部２５の雄スプライン２８を抵抗少なく通過させることができて、まず、図４に示すように、ハブホイール１側の円筒面１５に対して軸部２５側の円筒面２７を嵌合することができる。
【００４６】
この後、ハブホイール１の雌スプライン１４に対して軸部２５の雄スプライン２８の位相を合わせてから、軸部２５の挿入を進行させることにより、ハブホイール１の雌スプライン１４に対して軸部２５の雄スプライン２８が嵌合することになる。
【００４７】
このように、ハブホイール１側の円筒面１５に対して軸部２５の雄スプライン２８をすきまばめにするとともに、円筒面１５，２７どうしの嵌合を、スプライン１４，２８の嵌合よりも先に行わせるようにしているから、スプライン１４，２８の位相合わせを容易に行うことができるとともに、スプライン１４，２８の嵌合を進行させる過程で、ハブホイール１と等速ジョイント２との姿勢が傾かないようにガイドすることができるので、挿入作業が簡単かつ迅速に行えるようになる。
【００４８】
しかも、円筒面１５，２７どうしの嵌合しめしろを大きく設定しているものの、スプライン１４，２８の嵌合しめしろを小さく設定しているから、ハブホイール１と等速ジョイント２とを結合した後は、当該両者の径方向ならびに周方向のがたを無くすことができる。
【００４９】
このように、ハブホイール１の中心孔に対して等速ジョイント２に備える椀形外輪２１の軸部２５を挿入する作業を簡単かつ迅速に行うことができるとともに、ハブホイール１と等速ジョイント２とを径方向ならびに周方向のがたをなくした状態で結合できてトルク伝達ロスを抑制できるようになる。
【００５０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形や応用が可能である。
【００５１】
（１）上記実施形態では、等速ジョイント２の軸部２５の自由端をかしめる構造にしているが、それに代えて、図７に示すように、軸部２５の自由端側の外周面を雄ねじ形状として、ここにナット９を螺合する構造としてもよい。つまり、請求項の結合手段は、上記実施形態で示した軸部２５の段壁面２９とかしめ部２６とで挟む構造の他に、軸部２５の段壁面２９とナット９とで挟む構造も含まれる。
【００５３】
（２）上記実施形態では、ハブホイール１と軸部２５とにスプライン１４，２８を設けているが、セレーションにしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１から６の発明に係る車軸用軸受装置は、ハブホイールの車両インナ側端面を、軸の円筒面と当該円筒面よりも車両インナ側に設けられる大径部との境の段壁面に対して軸方向に当接させる一方で、ハブホイール側のスプラインまたはセレーションの車両インナ側端縁を、軸側のスプラインまたはセレーションの車両インナ側端縁に当接させずに離す構造にしているから、ハブホイールと軸とを結合すると同時に複列転がり軸受に対して予圧を付与させるときに、ハブホイールの車両インナ側端面と軸の段壁面との当接部分に対して任意の圧縮応力を加えることが可能になって、前記予圧管理を簡単かつ正確に行うことができるようになる。
【００５５】
特に、請求項３の発明では、複列転がり軸受の内輪を省略したものであり、コスト低減を図るうえで有利となる。
【００５６】
また、請求項５の発明では、ハブホイールに軸を挿入するときに、スプラインまたはセレーションの嵌合よりも先に円筒面どうしを抵抗少なく嵌合させるようにしているから、スプラインまたはセレーションの位相合わせを容易に行うことができるとともに、スプラインまたはセレーションの嵌合を進行させる過程で、ハブホイールと軸との姿勢が傾かないようにガイドすることができて、結合作業を簡単かつ迅速に行うことができる。
【００５７】
また、請求項６の発明では、スプラインまたはセレーションの嵌合部分にしめしろを付けているから、ハブホイールと軸とを結合した後は当該両者の径方向ならびに周方向のがたを小さく抑制できるようになるなど、トルク伝達ロスの低減に貢献できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車軸用軸受装置の縦断側面図
【図２】図１の要部を拡大して示す図
【図３】図１のハブホイールと等速ジョイントとを分離した状態を示す縦断面図
【図４】ハブホイールに対する等速ジョイントの挿入途中を示す縦断面図
【図５】図２の(５)−(５)線断面の矢視図
【図６】ハブホイールと等速ジョイントとのスプライン嵌合部分の平面展開図
【図７】本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の縦断側面図
【符号の説明】
１ ハブホイール
２ 等速ジョイント
３ 複列転がり軸受
７ ナックル
１１ ハブホイールのフランジ
１４ ハブホイールの雌スプライン
１５ ハブホイールの車両インナ側の円筒面
２１ 等速ジョイントの椀形外輪
２５ 椀形外輪の軸部
２６ 軸部の内輪軌道面
２７ 軸部の円筒面
２８ 軸部の雄スプライン
２９ 軸部の段壁面
Claims (1)
- 車輪が取り付けられるハブホイールと、ハブホイールの中心孔に対して嵌合される軸と、前記ハブホイールを車体に対して回転自在に支持する複列転がり軸受と、前記軸をハブホイールに対して軸方向で位置決めした状態で各々を結合するとともに前記複列転がり軸受に対して予圧を付与する結合手段とを備え、前記ハブホイールの中心孔において車両インナ側に円筒面が、また車両アウタ側にスプラインまたはセレーションが設けられている一方で、前記軸の外周において車両インナ側に前記ハブホイール側の円筒面に対して嵌合する円筒面が、また前記車両アウタ側に前記ハブホイール側のスプラインまたはセレーションに対して嵌合するスプラインまたはセレーションが設けられており、前記ハブホイールの車両インナ側端面が、前記軸の円筒面と当該円筒面よりも車両インナ側に設けられる大径部との境の段壁面に対して軸方向から当接されている一方で、前記ハブホイール側のスプラインまたはセレーションの車両インナ側端縁が、前記軸側のスプラインまたはセレーションの車両インナ側端縁から離されているとともに、
前記軸の車両インナ側に、等速ジョイントが設けられており、この等速ジョイントに備える椀形外輪の小径側に前記軸が一体に連接されており、
前記軸が、前記複列転がり軸受の車両インナ側内輪を、また、前記ハブホイールが、前記複列転がり軸受の車両アウタ側内輪をそれぞれ兼用しており、
前記ハブホイール側の円筒面の内径寸法が、該ハブホイール側のスプラインまたはセレーションの歯元円径及び軸部側のスプラインまたはセレーションの歯先円径よりも大きく設定され、前記ハブホイール側の円筒面の内径寸法が、前記軸における等速ジョイントの椀形外輪の付け根側の円筒面の外径寸法以上の大きさに設定されており、当該軸側の円筒面の外径寸法が、該軸側のスプラインまたはセレーションの歯先円径よりも大きく設定されているとともに、前記ハブホイール側の円筒面における軸方向長さが、軸側のスプラインまたはセレーションよりも長く設定されており、
前記軸側のスプラインまたはセレーションの各歯先とハブホイール側のスプラインまたはセレーションの各歯元と圧接させる大径合わせに設定するとともに、前記いずれか一方のスプラインまたはセレーションにねじれ角をつけて両者の歯面を圧接させることにより、前記スプラインまたはセレーションによる嵌合部分に径方向および周方向のしめしろがつけられていることを特徴とする車軸用軸受装置。
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