JP4738760B2 - 等速継手及びホイールハブ組立体 - Google Patents

Description

本発明は、一般に他に対してスライドするようになっている関係にある、すなわち差し込み式になっている２つの部材を相対的な軸方向の移動に対して互いを固定するための機構に関する。これらの部材は、協働する溝、すなわち外側部材の内側溝と内側部材の外側溝との双方に受けられるばねリングにより互いに固定される。特に本発明は、等速継手の外レースと自動車用ホイール軸受の部分とを互いに固定すること、および外レースとホイール軸受ハブとの境界をシールする装置に関する。

等速継手の外レースと自動車ホイール軸受の部分とを互いに固定することに対して、様々な提案がなされてきた。２０００年２月８日付けでＳＫＦ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｓ．ｐ．Ａに付与された米国特許第６，０２２，２７５号、及び２００１年２月２７日付けでＧＫＮ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ＡＧに付与された米国特許第６，１９３、４１９号が注目される。また、ＧＫＮ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ＡＧの名義の国際特許公開ＷＯ９９／１３２３２号も参照される。後者の公開において、両端部に外向きに延びるアームを有するばねリングが使用されており、これらのアームは、部品の組立て中に一方の溝内にリングを保持し、次いでリングが両方の溝に係合させるように外す保持要素によって抱き込まれている。保持要素に対するアクセスは、通常はＡＢＳセンサに使用される自動車用サスペンションナックルの穴を介して行うことができる。

米国特許第６，０２２，２７５号 米国特許第６，１９３、４１９号 国際特許公開ＷＯ９９／１３２３２号

ホイール軸受の外側付近の領域は非常に限られており、保持要素を操作するスペースが殆どない。従って、改善された固定機構に対する必要性が存在する。

本発明は、等速継手の外レースとホイール軸受とをばねリングにより互いに固定する場合に、ばねリングを組立体のホイール側から操作することが可能であり、従って自動車に装着された状態で組立て及び分解を容易に行うことができる構成を提供する。

本発明の一つの態様によれば、他に対してスライドするようになっている関係にある外側部材と内側部材とをばねリングにより互いに固定する方法が提供される。外側部材は第１の穴を有し、その第１の穴内に内側溝を有し、内側部材は、外側環状溝と、第２の穴と、スロットとを有し、そのスロットは、内側部材の第２の穴に面している内側端部と外表面の外側端部との間を第２の穴から半径方向に延び、かつ軸方向には、外側溝から内側部材の端部まで延びている。スロットは、外側溝から内側部材の端部に延びるにつれて円周方向に拡がっている。ばねリングは双方の溝と係合して部材を互いに固定するが、一方端にほぼ半径方向内向きに延びるアームを有する。方法は、アームがスロットを通って第２の穴に内向きに延びるようにばねリングを外側溝に装着する段階と、保持装置でアームを第２の穴に係合させて、ばねリングがほぼ外側溝内に入るように、ばねリングを収縮状態にするとともにその状態を解放可能に保持する段階と、アームが保持装置により係合されている間に、部材内の溝が互いに整列するまで両部材を互いにはめ込む段階と、ばねリングを拡大させて互いに整列した内側溝と外側溝の両方と係合させて部材を互いに固定するよう、保持装置をアームから係合解除してばねリングを解放する段階とを含む。

保持装置は、二又工具又は先長プライヤとすることができる。外側部材は等速継手の外レースの部分とすることができ、内側部材は自動車のホイール軸受の部分とすることができる。

本発明の別の態様によれば、等速継手の外レース及び自動車のホイール軸受の部分の組立体が提供される。外レースは第１の穴と穴内の内側溝とを有する。軸受部分と外レースは、その内側溝内と軸受部材の外側溝内に係合されたばねリングにより組み付けられた位置で保持されている。軸受け部材は開放端を備えた第２の穴を有している。リングは、一方の端部にアームを有し、そのアームは前記第２の穴に対して開いた内側端部と軸受部分の外表面の外側端部との間を第２の穴から半径方向に延びるスロットを通ってほぼ半径方向内向きに延びている。スロットは、外側溝から軸受部分の端部へ軸方向に延びおり、外側溝から軸受部分の端部まで延びるにつれて円周方向に拡がっている。

この構成において、リングの内向きに突出するアームは、第２の穴の開放端を介して操作可能であり、ホイールハブ部分の外側溝内にリング全体を配置するために把持したり、或いは内側溝及び外側溝の両方内に配置するためにリングを拡大させることができる。

他の実施態様においては、一方を他方に差し込むようにしている内側部材と外側部材とがばねリングにより互いに保持された組立体が提供される。内側部材は、環状フランジを有し、そのフランジは、外側環状溝と、軸方向に延びて外側溝から内側部材の開放端まで円周方向に開いて傾斜面を形成するスロットとを含む。外側部材は、環状溝を含む管状ネック部を有し、管状ネック部がフランジを取り囲んで差し込むことができるようになっている。ばねリングは、環状溝と外側環状溝内に係合して、差し込み式の内側部材と外側部材間の相対的な軸方向変位を防止する。ばねリングは、一方の端部にスロットを通ってほぼ半径方向内向きにばねリングのほぼ中心を通って延びるアームを含む。

本発明の他の利点は、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明並びに添付の請求項を読めば明らかになるであろう。次に本発明を具現化する自動車のホイール軸受及び等速継手の外レースの様々な組立体を示す添付図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。

始めに図１を参照すると、等速継手の外レース１０と、全体を参照符号１１で示す自動車ホイール軸受組立体との組立体を示す。組立体１１は、フランジ１３を有するハブ１２を含む。フランジ１３は、スピゴット１５上に配置された車両用ロードホイール（図示せず）を受けるボルト（図示せず）を支持する。ハブは穴１６を有し、自動車のサスペンションナックルにボルト（図示せず）により連結可能な固定部１７に回転自在に装着されている。ハブ１２と固定部１７の間に転がり軸受１９がある。図示の例では、軸受は、ダブルボール軸受であるが、代替としてローラ軸受であってもよい。軸受の外レースは、固定部１７に直接形成される。軸受列の１つの内レースは参照符号２０で示され、ハブ自体に形成される。軸受列の他の内レースは符号２０ａで示され、管状固定要素２２に形成されている。

管状固定要素２２は穴２３を有し、軸受レース２０ａを介して軸受１９に予荷重をかけ、ハブ１２を位置決めする働きをしている。図１の右端部において、固定要素はフランジ２４を有し、このフランジの外表面には符号２５で示すスプラインが形成されている。固定要素の管状部２７はハブの穴１６を貫通し、その左端部において２８に示すように、外向きにスエージングされ、ハブの面２８ａに係合している。ハブ１２の穴１６及び固定要素の管状部２７は相互係合スプライン１８を有する。スエージングが行われると、固定要素に荷重が加えられて軸受レース２０ａに荷重をかけ、従って軸受１９に予荷重が加えられる。他の軸受構成も考えられる。例えば、固定要素２２に形成される図１の内レース２０ａは、フランジ２４の着座部に配置することができる別個の軸受内レースで置き換えてもよい。この場合には、固定要素の左端部がスエージングされる時に、軸受１９に軸受レースを介して予荷重が加えられる。図１に示すようなオイルシール７１を軸受１９の両側に取り付けることができる。

等速継手の外レース１０は、ボールトラック１０ａと、内側に符号３１で示すスプラインを形成した開口を設けた管状ネック部３０とを有する。外レースのネック部のスプライン３１は、フランジ２４のスプライン２５に係合する。また、外レース１０は内レース、ケージ、及びボール（図示せず）を含む。

図２を参照すると、外レースのネック部３０は内側溝３２を備え、フランジ２４は外側溝３３を備えている。ばねリング３４が内側溝３２と外側溝３３に係合させられることにより部品を互いに固定している。必要であれば、相互に係合しているスプライン２５、３１と、溝３２、３３とに塵埃などが侵入しないように、Ｏリングシール４１をフランジ２４とそれに隣接する部分３０の端部との間に挿入させることができる。使用されるばねリングは、図２に示すように通常断面が矩形であり、通常は軸方向よりも大きな半径方向寸法を有する。Ｏリング４１も同様に、断面が矩形であってよい。図２Ａは、ネック部３０とフランジ２４における代替的なシール構造を示しており、ここではＯリング４１がネック部３０の端部にある環状溝１５０と係合させられている。フランジ２４上でＯリングシール４１をシールするために、フランジ２４の外側肩部１５１が破線で示す環状凹部１５２を含んでいる。

再び図１を参照すると、外レース１０の空洞４２がダイヤフラム４３によってシールされ、穴２３の左端部が着脱自在なキャップ１４２によってシールすることができるようになっている。キャップ１４２の代わりに他のシール機構も考えられる。例えば、ネジ付き栓、弾性栓、又は他の着脱自在なシール部材も使用することができる。

ホイール軸受組立体のフランジ２４は他のホイール軸受構造により同様の結果をもたらすことができる。例えば、ハブ１２を軸受１９の右にまで延ばして、管状固定要素２２を省くことができる。この場合には、ハブ１２は、穴２３と同様の穴を含み、その右側端部において外向きにスエージングされ、軸受レースと固定リングとにより軸受に予荷重を加えることになる。従って、固定リングは、外レース１０が固定される、スプラインが形成されたフランジとされる。このようにホイール軸受組立体に関して様々な構成が考えられ、図１に示すのはその一実施例である。しかしながら、本発明は、外側に溝を有する環状フランジ２４とネック部３０のような内側に溝を有する環状カラーとが互いに対して軸方向に固定されることになる全ての実施形態において有利に利用することができる。

図３及び図４にばねリング３４をより詳細に示す。ばねリング３４は、完全な円ではなく間隙３６を有するほぼ円形の部分３５を含む。このリングは、円形部分３５の一方の端部３８において、ほぼ半径方向内向きに突出したアーム３７を有する。図４に示すように、アーム３７は、円形部分３５を含む平面に対して傾斜した平面内に位置する。しかしながら、このアームは、ばねリング３４の残りの部分と同一平面内に位置してもよい。図２に示すように、ばねリング３４はほぼ矩形の断面を有し、好ましくは金属で作られるが、プラスチック、グラスファイバ、又は他の材料を使用してもよい。リングは、フランジ２４の円周よりも大きな円周を有し、従って作動時には、ＣＶ継手における外レース１０のネック部３０の内側溝３２内へ付勢されることになる。円形部分３５の半径方向の幅は、これがフランジ２４の外側溝３３の一部にも係合して、フランジ２４とネック部３０との間の相対的な軸方向のずれを防止することができる大きさである。ばねリング３４は、組立て及び分解に際しては外側溝３３内に収縮し、固定時には拡張して内側溝３２と外側溝３３に係合するよう弾性的に変形する。

図１及び図５に示すように、フランジ２４はスロット２９を備える。このスロットは、穴２３からフランジ２４の外表面２５まで半径方向に延びている。また、スロットは、図１におけるフランジ２４の右端部からフランジ内の溝３３の左端部４０（図２）まで軸方向に延びている。部品１０と１１を組み立てるために、最初に、リング３４が、溝３３内に受けられるようにフランジ２４に組み付けられる。アーム３７はスロット２９を通って穴２３の内側に進入する。

スロット２９の更に詳細を図６に示す。図６は、ホイール軸受組立体１１のフランジ２４の部分平面図である。図６で分るように、スロット２９は、溝３３の最も内側の縁部４０からフランジ２４の端面１４０まで延びる。溝３３から端面１４０までの間、スロット２９は円周方向に拡大し、勾配の付いた、すなわち傾斜した面１２８、１２９を形成している。これらの面は、図に示すように平坦であってもよく、又は湾曲していてもよい。

図７及び図８を参照しながら、ばねリング３４、スロット２９、溝３２、３３の動作について説明する。図７及び図８は、内部ダイヤフラム４３を除去し、ばねリング３４と溝３２、３３の領域を部分断面で示した、矢印Ａの方向から見た図１の組立体の部分端面図である。図７は、組み付けられた状態のばねリング３４を示し、図８は、外レース１０の端部分３０とホイール軸受組立体１１のフランジ２４とを組立て／分解するために収縮させられた状態にあるばねリングを示している。

図１における左端部から穴２３内に挿入された先長プライヤ又は二又工具によって、ばねリング３４の第２の端部１３８に向かってアーム３７を移動させることにより、リング３４が全体的に溝３３内に配置されるようにリング３４の円形部分３５を収縮させることができる。第１の端部３８が第２の端部１３８に向かって回転すると、第１の端部３８は、スロット２９の傾斜面１２９に係合する。傾斜面１２９は、端部３８をフランジ２４の開放端に向けて曲げる。アーム３７と第１の端部３８をリング３４の第２の端部１３８に向かって更に回転させると、図８に示すように、リング３４の円形部分３５がフランジ２４の外側溝３３内にあるようになる。次いで、外レース１０をフランジ２４上を摺動させることができ、スプライン２５、３１が係合して、部品（外レース１０とホイール軸受組立体１１）を溝３２と溝３３とが整列するまで互いに対して軸方向に移動させる。次に、アーム３７を解放するか、又は反対方向へ回転させると、その結果、リング３４は、図７に示す位置を占めて、部品を互いに固定する。

軸受組立体から外レース１０を取り外すには、先長プライヤ、二又工具、又はこれらに類するものをこの場合もまた、車両のホイール側の左端部から穴２３内に挿入して、アーム３７を把持してリングを溝３３内へ収縮させることにより、外レース１０が取り外し可能になる。これがうまくいかない場合には、更にアーム３７を回転させて、ばねリング３４が全体的に溝３２、３３から外れるまで、ばねリング３４の本体３５を傾斜面１２９に沿って進める。このようにして、外レース１０を取り外すことができる。これは組立体のホイール側から行われ、組立体が車両に装着された状態にある場合に、軸受及びＣＶ継手の外レースが分解可能になることから、これは便利な組付け及び分解法である。これはまた、この構造により、ＣＶ継手の外レースの中心線と軸受間の距離Ｘ（図１に示す）を減少させることも可能である。キャップ１４２は、穴２３からの塵埃の侵入を防止し、リング３４を収縮させるためのプライヤ又は他の工具を挿入するため取り外すことができる。

以上の説明から、従来の設計に勝る利点を有する、ばねリングによって部材を互いに固定する新規の改善された方法が当該技術分野に提供されたことが理解されるであろう。１つ又はそれ以上の実施形態に即して本発明を説明してきたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではないことを理解すべきである。本発明は、添付の請求項の精神及び範囲に含まれる全ての別の代替形態、変更形態、及び等価形態を含むものである。

本発明の一実施形態によるホイール軸受及びＣＶ継手組立体の外レースの長手方向断面図である。 シールリングを示し、且つばねリングが内側溝及び外側溝とどのように係合するかを示す図１の詳細図である。 図２と同様に、外レース及びネック部の代替のシール構造の詳細図である。 様々な実施形態において使用するためのばねリングの正面図である。 図３の線４−４に沿った図３のリングの断面図である。 内側ダイヤフラムを除去して矢印Ａの方向から見た図１の組立体の図である。 スロットの一構成を詳細に示す、ホイールハブフランジの一部分の平面図である。 内側ダイヤフラムを除去して矢印Ａの方向から見た図１の組立体の図であって、装着時の溝内のばねリングの部分断面詳細を示す図である。 内側ダイヤフラムを除去して矢印Ａの方向から見た図１の組立体の図であって、収縮中の溝内のばねリングの部分断面詳細を示す図である。

符号の説明

１０ 等速継手の外レース、１０ａ ボールトラック、１１ ホイール軸受組立体、１２ ハブ、１３ フランジ、７ 固定部、１８ スプライン、１９ 軸受、２０ 内レース、２０ａ 内レース、２２ 管状固定要素、２３ 穴、２４ フランジ、２５ スプライン、外表面、２７ 管状部、２８ 左端部、２８ａ 表面、２９ スロット、３０ 管状ネック部、３１ スプライン、３２ 内側溝、３３ 外側溝、３４ ばねリング、３５ 円形部分、３６ 間隙、３７ アーム、３８ 第１の端部、４０ 左端部、４１ Ｏリングシール、４３ ダイヤフラム、７１ オイルシール、１２８、１２９ 傾斜面、１３８ 第２の端部、１４０ 端面、１４２ キャップ、１５０ 環状溝、１５１ 外側肩部、１５２ 環状凹部

Claims (19)

1. 環状フランジを有し、その環状フランジが外側環状溝と、前記外側環状溝から内側部材の開放端まで軸方向に延び且つ周方向に開いて傾斜面を形成するスロットとを含む内側部材と、
   内側環状溝を含む管状ネック部を有し、その管状ネック部が差し込み式に前記フランジを取り囲むようにされた外側部材と、
   前記内側環状溝及び前記外側環状溝に係合して前記差し込み式の内側部材と外側部材との間の相対的な軸方向の変位を防止するばねリングであって、一方の端部に前記スロットを通ってほぼ半径方向内向きにばねリングのほぼ中心を通って延びるアームを有するばねリングとを備え、
   前記傾斜面が前記ばねリングのアーム端と係合する時の支持面となることを特徴とする組立体。
2. 前記スロットが、前記ばねリングのアーム端部に対向する第１の傾斜面を含むことを特徴とする請求項１に記載の組立体。
3. 前記スロットが第１と第２の傾斜面を備え、その傾斜面が前記外側溝から前記開放端までの間に円周方向に開いていることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
4. 前記第１と第２の傾斜面の一方が、前記ばねリングのアーム端と係合するための係合面となっていることを特徴とする請求項３に記載の組立体。
5. 前記フランジと前記ネック部とが相互に係合するスプラインを有することを特徴とする請求項１に記載の組立体。
6. 等速継手の外レースと車両ホイール軸受部分とを含む組立体であって、前記外レースが第１の穴とその穴内の内側環状溝とを有し、前記ホイール軸受部分が、開放端を備えた第２の穴と、外側環状溝と、前記第２の穴の内表面から前記軸受部分の外表面まで半径方向に延びるスロットとを有し、そのスロットが前記外側溝から前記開放端まで軸方向に延びかつ円周方向に開いた傾斜面を備えており、前記ホイール軸受部分と外レースとが前記内側環状溝と前記外側環状溝に係合されたばねリングによって組み付け位置で保持されており、前記ばねリングが、一方の端に前記スロットを通ってほぼ半径方向内向きに前記ばねリングのほぼ中心を通って延びるアームを有するように構成され、
   前記傾斜面が前記ばねリングのアーム端と係合する時の支持面となることを特徴とする組立体。
7. 前記スロットが、前記ばねリングのアーム端部に対向する第１の傾斜面を備えることを特徴とする請求項６に記載の組立体。
8. 前記スロットが、第１と第２の傾斜面を備え、その傾斜面が前記外側溝から前記開放端まで円周方向に開いていることを特徴とする請求項６に記載の組立体。
9. 前記第１と第２の傾斜面の一方が、前記ばねリングのアーム端と係合するための係合面となっていることを特徴とする請求項８に記載の組立体。
10. 前記外レースの第１の穴と前記軸受部分の外表面とが相互に係合するスプラインを有することを特徴とする請求項６に記載の組立体。
11. 前記ばねリングが、装着時に前記アーム端部と他端との間に間隙を含むことを特徴とする請求項６に記載の組立体。
12. 前記ばねリングの円周が装着時において、前記軸受部分の外表面の円周より大きいことを特徴とする請求項６に記載の組立体。
13. 前記ばねリングの半径方向の幅が、前記外側環状溝の深さよりも小さいことを特徴とする請求項６に記載の組立体。
14. 前記ばねリングの半径方向の幅が、前記内側環状溝の深さよりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の組立体。
15. 前記ばねリングが開放端を有する円形本体を備え、前記アームが、前記ばねリング本体を含む平面に対して傾斜していることを特徴とする請求項６に記載の組立体。
16. 第１の穴とその第１の穴内の内側環状溝とを有する外側部材と、
    外側環状溝と、第２の穴と、軸方向に延び、前記外側溝から開放端まで円周方向に開いた傾斜面を備えた半径方向スロットとを有する内側部材と、
    ほぼ半径方向内向きでばねリングのほぼ中心を通って延びるアームを一方端において有するばねリングと
    備える組立体において、
    前記外側部材を前記内側部材と差し込み式の関係で互いに固定する方法であって、
    前記アームが前記スロットを通って前記第２の穴に内向きに延び、前記ばねリングの他端が前記外側溝内にあるように、前記ばねリングを前記内側部材の外側溝に装着する段階と、
    工具を用いて前記アームに係合させ、そのアームを前記ばねリングの他端に向けて回転させて、前記ばねリングが実質的に前記外側溝内にあるように前記ばねリングを収縮状態で解放自在に保持する段階と、
    前記アームに係合させて前記ばねリングの他端に向かって回転させている間、前記内側溝と外側溝が互いに整列するまで、前記内側部材を前記外側部材内にはめ込む段階と、
    前記ばねリングを拡大させて、互いに整列した前記内側溝と外側溝の両方に係合するように前記ばねリングのアームを解放する段階とを含み、
    前記アームを回転させる段階が、前記アームを回転させて前記スロットの前記傾斜面に係合させることを含むことを特徴とする方法。
17. 前記第２の穴が開放端を有し、前記工具が前記開放端を介して前記第２の穴に挿入されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 前記工具が二又工具であり、前記アームが前記工具の二又部分に受けられることにより係合させられることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
19. 前記ばねリングが拡大して前記内側溝及び前記外側溝の両方と係合した後に、シール要素を前記第２の穴に挿入することを含む請求項１６に記載の方法。

Images