JP4811734B2 - 車輪支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の車輪支持装置に関するものである。

車両（例えば、自動車）の駆動輪側に使用されるアクスル構造として、「半浮動式（ハーフフローティング）の車輪支持装置」と称されるものがある（特許文献１，２を参照）。この形式の車輪支持装置は軽量であることから、乗用車等の小型車両に対して多く使用されている。半浮動式の車輪支持装置では、端部にホイール取付部が設けられたアクスルシャフトが、軸受を介してアクスルハウジングに収容されている。そして、このアクスルシャフトによって、ホイールに動力が伝達される。

半浮動式の車輪支持装置の軸受は、アクスルシャフトの外周面に圧入されることにより、回止めが図られている。しかし、半浮動式の車輪支持装置は、その構造上、軸力が小さいため、旋回重力が低くても軸受にクリープが発生し易い。ここで、軸受におけるクリープとは、「回転荷重の場合、内輪の軌道面とアクスルシャフトの外周面とのはめあい面にすきまを生じたとき、はめあい面の内側の面が外側の面に対して相対的に内輪回転荷重の回転方向と逆方向にずれる現象（広義には、回転方向に関係なく、はめあい面において駆動側が相手側に対して駆動方向に滑るものも含む）」をいう。これにより、軸受の軌道面が剥離したり、異音や振動が発生したりするおそれがある。

また、近時の車両では、アンチロックブレーキの採用により、車輪の回転数の検出は、軸受の内輪に取り付けられたセンサ（例えば、エンコーダ）によって行なわれている。軸受にクリープが発生すると、車輪の回転数の検出精度が低下してしまうおそれがある。
特開平４−１１３９０２号公報 実開平５−６０９０５号公報

本発明は、上記した不具合に鑑み、軸受にクリープが発生しにくい車輪支持装置を提供することを課題としている。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を達成するための本発明は、
駆動力を車両アウタ側の先端部に取り付けられた車輪に伝達するためのアクスルシャフトをアクスルハウジングで支持するために、前記アクスルハウジングに固定される取付用フランジ部と、前記取付用フランジ部と前記アクスルシャフトとの間に介装される軸受とを含む軸受ユニットを備える半浮動式の車輪支持装置であって、
前記軸受ユニットの内部には、前記軸受の内輪と、前記アクスルシャフトに対して前記内輪よりも車両インナ側に嵌合装着される筒状のリテーナリングとの間に配置され、前記内輪と一体回転するために、第１の係合手段を介して前記内輪と係合されると共に、前記リテーナリングと一体回転するために、第２の係合手段を介して前記リテーナリングと係合されるクリープ防止部材を備え、
前記クリープ防止部材が、前記第１及び第２の係合手段を介して前記内輪と前記リテーナリングとを連結することにより、前記内輪と前記アクスルシャフトとの間でのクリープの発生を防止することを特徴としている。

本発明に係る車輪支持装置は、第１の係合手段を介して軸受の内輪と係合されると共に、第２の係合手段を介してリテーナリングと係合されるクリープ防止部材を備えている。このため、軸受の内輪とアクスルシャフトとの接触面積を低下させることなく、前記クリープ防止部材を介して内輪とリテーナリングとが連結される。この結果、内輪とアクスルシャフトとの間のクリープを、より確実に防止することができ、クリープによる内輪の軌道面の剥離等の損傷や、異音や振動の発生が防止される。

前記クリープ防止部材は、アキシャル方向に所定の厚みを有するリング状であって、
前記第１の係合手段は、前記内輪の車両インナ側の端面に形成された内輪側係合部と、前記車両インナ側の端面と平行状又は交差状に対向配置されるクリープ防止部材の第１係合部とを有していて、
前記第２の係合手段は、前記リテーナリングの外周面に形成されたリテーナリング側係合部と、前記外周面に平行状又は交差状に対向配置されるクリープ防止部材の第２係合部とを有しているようにすることができる。

第１及び第２の係合手段を上記したように構成した場合、内輪側係合部とクリープ防止部材の第１係合部とが係合されると共に、リテーナリング側係合部とクリープ防止部材の第２係合部とが係合される。これにより、クリープ防止部材の設計が簡単になる。

前記第１の係合手段と前記第２の係合手段とは、それぞれ周方向に所定のピッチで配置された複数の凹凸を有すると共に、
前記第２の係合手段は、前記第１の係合手段に比べて周方向のピッチが小の状態で係合するように形成されているようにすることができる。

第２の係合手段を、前記第１の係合手段に比べて周方向のピッチが小の状態で係合するように形成することにより、第２の係合が容易になる。このため、車輪支持装置の組付けが容易になる。

具体的には、前記クリープ防止部材は円筒状のリング部材であって、
前記第１係合部は、前記内輪の車両インナ側の端面に形成された凹部又は突条に嵌合されるように、前記リング部材の車両アウタ側の端面に対向して形成された突条又は凹部であり、
前記第２係合部は、前記リテーナリングの外周面に形成された雄セレーション又は雄スプラインに嵌合されるように前記リング部材の内周面に形成された雌セレーション又は雌スプラインであるようにすることができる。

第２係合部をセレーション結合又はスプライン結合とすることにより、リング部材（クリープ防止部材）とリテーナリングとの組付けを容易としたまま、リング部材の回止めが確実になる。また、組付けも容易になる。

そして、前記リング部材の突条又は凹部が、前記内輪の凹部又は突条に嵌合され、かつ前記リング部材の雌セレーション又は雌スプラインが、前記リテーナリングの雄セレーション又は雄スプラインに嵌合された状態で、前記リング部材をアキシャル方向に移動不能とさせる保持手段を備えることが望ましい。

リング部材のアキシャル方向の移動が阻止されるため、第１の係合手段が解除されるおそれをなくすことができる。

また、前記クリープ防止部材は、前記内輪と前記リテーナリングとの間に介装されるリング板であり、その外周縁部にはラジアル方向に複数本の切れ目が設けられて、隣接する一対の切れ目に挟まれた舌片が折曲げ可能となっていて、
前記第１係合部は、前記内輪の車両インナ側の外周面に形成された切欠部に係合されるように前記内輪の側に折り曲げられる舌片であり、
前記第２係合部は、前記リテーナリングの車両アウタ側の外周面で、前記第１係合部の舌片以外の舌片と対向する位置に形成された切欠部に係合されるように前記リテーナリングの側に折り曲げられる舌片としてもよい。

この場合、舌片を折り曲げることによって、内輪とリング板、及びリング板とリテーナリングとが係合されるため、上記した場合と同様な作用効果が奏される。また、リング板の構成が簡単になると共に、リング板の厚みを薄くできる。

更に、前記クリープ防止部材は、前記内輪と前記リテーナリングとの間に介装されるリング板であり、その外周面にはラジアル方向の外側に向かって突出する複数本の突出片が折曲げ可能に設けられていて、
前記第１係合部は、前記内輪の車両インナ側の外周面に形成された切欠部に係合されるように前記内輪の側に折り曲げられる突出片であり、
前記第２係合部は、前記リテーナリングの車両アウタ側の外周面で、前記第１係合部の突出片以外の突出片と対向する位置に形成された切欠部に係合されるように前記リテーナリングの側に折り曲げられる突出片としてもよい。

この発明は、リング板の舌片を突出片としたものであり、上記と同様な作用効果が奏される。

本発明の実施例を説明する。図１は本発明の第１実施例の車輪支持装置１０１の正面断面図、図２は図１の要部の拡大図、図３の（ａ）は図１のＸ１−Ｘ１線断面図であり、（ｂ）は同じくＸ２−Ｘ２線断面図、図４は図２のＹ矢視図である。

本発明の第１実施例の車輪支持装置１０１について説明する。図１に示されるように、第１実施例の車輪支持装置１０１は、駆動力を車両アウタ側の先端部に取り付けられた車輪（図示せず）に伝達するためのアクスルシャフト１をアクスルハウジング２で支持するために、アクスルハウジング２に固定される取付用フランジ部３と、この取付用フランジ部３とアクスルシャフト１との間に介装される複列の軸受４とを含む軸受ユニット２００を備えている。アクスルシャフト１の車両アウタ側の先端部は、ラジアル方向の外側に向かって延設されていて、当該延設部分にホイール取付部が設けられている。第１実施例の車輪支持装置１０１では、アクスルシャフト１に装着された軸受４の車両インナ側に、コニカルワッシャ５とリテーナリング６がこの順で嵌合されている。リテーナリング７は、コニカルワッシャ５をアキシャル方向に押しつぶして圧縮変形させた状態で、アクスルシャフト１に圧入されている。そして、リテーナリング６には、クリープ防止部材の一実施例であるリング部材７が嵌合されている。

軸受４について説明する。図１に示されるように、本実施例の車輪支持装置１０１の軸受４は複列アンギュラ玉軸受であり、アクスルシャフト１の外周面に圧入されることにより、アクスルシャフト１と一体に回転される一対の内輪（車両アウタ側の内輪８と車両インナ側の内輪９）と、取付用フランジ部３を介してアクスルハウジング２に固定される外輪１１と、一対の内輪８，９と外輪１１との間に介装される複数個の転動体（玉１２）とを備えている。各内輪８，９は、連続状態で接合される大径部と小径部とから成り、両者の接合部分に玉１２を転動させる内輪軌道面１３，１４が設けられている。内輪８の大径部側の端面８ａ（車両アウタ側の端面）は、アクスルシャフト１のホイール取付部の下端部に当接されている。また、各内輪８，９の小径部側の端面８ｂ，９ａは、突き合わされた状態で対向配置されている。同様に、外輪１１の内周面には外輪軌道面１５が形成されている。そして、複数個の玉１１は、保持器１６によって保持されている。図２及び図３の（ａ）に示されるように、車両インナ側に配置される内輪９の車両インナ側の端面９ｂの外周縁部には、所定長さの幅Ｗ１を有する一対の切欠溝部１７が、アクスルシャフト１の軸線１ａを中心に対称形状で設けられている。

リング部材７について説明する。図２及び図３の（ｂ）に示されるように、リテーナリング６の外周面には、全周に亘って雄セレーション１８が形成されていて、リング部材１６の内周面には、リテーナリング６の雄セレーション１８に噛み合う雌セレーション１９が全周に亘って形成されている。また、リング部材７における車両アウタ側の端面には、幅Ｗ２を有する一対の突条２１が、アクスルシャフト１の軸線１ａを中心に対称形状で設けられている。各突条２１の幅Ｗ２は、内輪９の各切欠溝部１７の内幅Ｗ１よりも少し小さい。リテーナリング６の外周面でアキシャル方向の所定位置には、環状溝２２が設けられている。この環状溝２２には、スナップリング２３（後述）が嵌着される。

リング部材７が組み付けられるときの作用について説明する。アクスルシャフト１にリング部材７を嵌合させる。図２及び図４に示されるように、リテーナリング６における車両インナ側の直前位置において、リング部材７の一対の突条２１が対応する内輪９の各切欠溝部１７に対向配置されるように、リング部材７の位置合せをする。この状態で、リング部材７の雌セレーション１９を、リテーナリング６の雄セレーション１８に嵌合させ、リング部材７をアキシャル方向に沿って車両アウタ側に移動させる。リング部材７の一対の突条２１が、対応する内輪９の各切欠溝部１７に入り込む。この状態で、リング部材７の車両インナ側の端面７ａは、リテーナリング６における環状溝２２の車両アウタ側の端面２２ａの直上に配置される。リテーナリング６の環状溝２２にスナップリング２３が嵌着される。これにより、リング部材７は、一対の突条２１を対応する内輪９の各切欠溝部１７に入り込ませた状態で、アキシャル方向に移動不能に保持される。なお、図４においては、内輪９を一点鎖線で示している。

図４に示されるように、リテーナリング６の雄セレーション１８のピッチをＰとしたとき、内輪９の切欠溝部１７の内幅Ｗ１は、突条２１の幅Ｗ２と雄セレーション１８のピッチＰとの和よりも少し大きくすることが望ましい（Ｗ１＞Ｗ２＋Ｐ）。これにより、リテーナリング６に嵌合させたリング部材７をアキシャル方向に移動させて、一対の突条２１を内輪９の車両インナ側の端面９ｂに当接させたときに、一対の突条２１が対応する各切欠溝部１７に入らなかった場合であっても、リテーナリング６の雄セレーション１８とリング部材７の雌セレーション１９との噛合いをいったん解除して、リング部材７を所定ピッチＰの分だけ回動させて再度嵌合させることにより、一対の突条２１を対応する各切欠溝部１７に入り込ませることができる。

車両インナ側の内輪９に大きな荷重が作用して、アクスルシャフト１に対して内輪９が回動しようとしても（換言すれば、アクスルシャフト１と内輪９との間でクリープが発生しようとしても）、内輪９には、コニカルワッシャ５及びリテーナリング６の軸力が作用している。しかも、内輪９の一対の切欠溝部１７には、リング部材７の突条２１が入り込んでいる。そして、リング部材７は、リテーナリング６とセレーション結合されていて、リング部材７が内輪９と連れ回りすることが抑止される。これにより、内輪９の回動がリング部材７によって阻止され、クリープの発生が防止される。この結果、内輪９の内輪軌道面１４が剥離したり、異音や振動が発生したりことを防止できる。

上記した第１実施例の車輪支持装置１０１では、リテーナリング６にスナップリング２３を嵌着させることにより、一対の突条２１を内輪９の各切欠溝部１７に入り込ませたリング部材７がアキシャル方向に移動することを阻止している。この結果、一対の突条２１が対応する各切欠溝部１７から抜け出るおそれはない。しかし、リング部材７の車両インナ側の端面７ａとリテーナリング６の雄セレーション１８とをかしめることにより、一対の突条２１を内輪９の各切欠溝部１７に入り込ませたリング部材７がアキシャル方向に移動することを阻止してもよい。

上記した実施例の場合、リング部材７とリテーナリング６との係合手段がセレーション結合である。これにより、ピッチＰを小さくできる。しかし、係合手段がスプライン結合であってもよい。

次に、第２実施例の車輪支持装置１０２について説明する。図５及び図６の（ａ）に示されるように、第２実施例の車輪支持装置１０２の軸受４は、第１実施例の車輪支持装置１０１の軸受４とほぼ同一の構成であるため、異なる部分についてのみ説明する。図７の（ａ）に示されるように、第２実施例の車輪支持装置１０２におけるクリープ防止部材は、薄い金属板より成るリング板２４である。このリング板２４の外周縁には、その軸線２４ａ（組付け状態において、アクスルシャフト１の軸線１ａと合致する）周りに一定角度間隔をおいて複数本（この実施例の場合、２４本）の切れ目２５がラジアル方向に設けられていて、隣接する切れ目２５どうしの間に舌片２６が形成されている。各舌片２６は、アキシャル方向のいずれかの方向に折曲げ可能である。各舌片２６における周方向の最大幅を、Ｗ３とする。

図８の（ａ），（ｂ）に示されるように、車両インナ側の内輪９における車両インナ側の端面９ｂの外周縁には、アクスルシャフト１の軸線１ａ周りに一定角度間隔をおいて複数個（この実施例の場合、４個）の切欠部２７が、アキシャル方向に対して所定の角度（例えば、４５°）で斜めになるように形成されている。各切欠部２７の内幅Ｗ４は、各舌片２６の最大幅Ｗ３よりも少し大きい。同様に、図９の（ａ），（ｂ）に示されるように、リテーナリング２８における車両アウタ側の外周縁部が、アクスルシャフト１の外周面から所定の深さＨだけ切除されていて、軸線周りに一定角度間隔をおいて複数個（この実施例の場合、４個）の切除部２９が形成されている。

図５及び図６の（ａ）に示されるように、リング板２４は、アクスルシャフト１に嵌合されて車両インナ側の内輪９とコニカルワッシャ５との間に配置される。即ち、図６の（ｂ）に示されるように、内輪９が圧入された後、アクスルシャフト１に嵌合されたリング板２４は車両アウタ側に向かって移動され、内輪９の車両インナ側の端面９ｂに当接して配置される。続いて、アクスルシャフト１にコニカルワッシャ５が嵌合されると共に、リテーナリング２８が圧入される。リテーナリング２８に押しつぶされて圧縮変形されたコニカルワッシャ５が、リング板２４を車両アウタ側に向かって強固に押圧する。これにより、コニカルワッシャ５の軸力が内輪９に作用する。

更に、リング板２４において、内輪９の切欠部２７と対応して配置されている舌片２６が車両アウタ側に折り曲げられて、切欠部２７内に配置される。また、リング板２４において、車両アウタ側に折り曲げられた舌片２６以外の舌片２６で、リテーナリング２８の切除部２９と対応して配置されている舌片２６’が、車両インナ側に折り曲げられて、切除部２９に配置される。これにより、リング板２４の各舌片２６，２６’と、内輪９及びリテーナリング２８とが係合される。換言すれば、リング板２４の舌片２６が内輪９の切欠部２７に入り込んでいて、かつリング板２４の他の舌片２６’がリテーナリング２８の切除部２９に入り込んでいるため、内輪９の回り止めが図られる。この結果、クリープが発生して内輪９が滑ることを防止でき、第１実施例の場合と同様な作用効果が奏される。

上記した実施例のリング板２４の場合、全周に亘って舌片２６が形成されている。そして、内輪９の切欠部２７とリテーナリング２８の切除部２９は、周方向に４個形成されている。このため、内輪９の切欠部２７とリテーナリング６の切除部２９とがどのような位相で配置されても、各舌片２６のうちの少なくとも２個を、確実に内輪９の切欠部２７及びリテーナリング２８の切除部２９に入り込ませて係合させることができるという利点がある。しかし、図７の（ｂ）に示されるリング板３１のように、外周縁から複数個（この実施例の場合、４個）の突出片３２，３２’が設けられているものであってもよい。このリング板３１の場合であっても、上記したリング板２４と同様な作用効果が奏される。

本発明の第１実施例の車輪支持装置１０１の正面断面図である。 図１の要部の拡大図である。 （ａ）は図１のＸ１−Ｘ１線断面図であり、（ｂ）は同じくＸ２−Ｘ２線断面図である。 図２のＹ矢視図である。 本発明の第２実施例の車輪支持装置１０２の正面断面図である。 （ａ）は図５の要部の拡大図であり、（ｂ）は作用説明図である。 （ａ），（ｂ）はリング板２４，３１の正面図である。 （ａ）は図５のＺ１−Ｚ１線断面図であり、（ｂ）は（ａ）の要部の斜視図である。 （ａ）は図５のＺ２−Ｚ２線断面図であり、（ｂ）は（ａ）の要部の斜視図である。

符号の説明

１０１，１０２：車輪支持装置
２００：軸受ユニット
１：アクスルシャフト
２：アクスルハウジング
３：取付用フランジ部
４：軸受
７：リング部材（クリープ防止部材）
６，２８：リテーナリング
８，９：内輪
１７：切欠溝部（凹部、内輪側係合部、第１係合部）
１８：雄セレーション（第２係合部、リテーナリング側係合部）
１９：雌セレーション（第２係合部）
２１：突条（第１係合部）
２４，３１：リング板（クリープ防止部材）
Ｐ：ピッチ

Claims (4)

1. 駆動力を車両アウタ側の先端部に取り付けられた車輪に伝達するためのアクスルシャフトをアクスルハウジングで支持するために、前記アクスルハウジングに固定される取付用フランジ部と、前記取付用フランジ部と前記アクスルシャフトとの間に介装される軸受とを含む軸受ユニットを備える半浮動式の車輪支持装置であって、
   前記軸受ユニットの内部には、前記軸受の内輪と、前記アクスルシャフトに対して前記内輪よりも車両インナ側に嵌合装着される筒状のリテーナリングとの間に配置され、前記内輪と一体回転するために、第１の係合手段を介して前記内輪と係合されると共に、前記リテーナリングと一体回転するために、第２の係合手段を介して前記リテーナリングと係合されるクリープ防止部材を備え、
   前記クリープ防止部材が、前記第１及び第２の係合手段を介して前記内輪と前記リテーナリングとを連結することにより、前記内輪と前記アクスルシャフトとの間でのクリープの発生を防止することを特徴とする車輪支持装置。
2. 前記クリープ防止部材は、アキシャル方向に所定の厚みを有するリング状であって、
   前記第１の係合手段は、前記内輪の車両インナ側の端面に形成された内輪側係合部と、前記車両インナ側の端面と平行状又は交差状に対向配置されるクリープ防止部材の第１係合部とを有していて、
   前記第２の係合手段は、前記リテーナリングの外周面に形成されたリテーナリング側係合部と、前記外周面に平行状又は交差状に対向配置されるクリープ防止部材の第２係合部とを有していることを特徴とする請求項１に記載の車輪支持装置。
3. 前記第１の係合手段と前記第２の係合手段とは、それぞれ周方向に所定のピッチで配置された複数の凹凸を有すると共に、
   前記第２の係合手段は、前記第１の係合手段に比べて周方向のピッチが小の状態で係合するように形成されているいることを特徴とする請求項１又は２に記載の車輪支持装置。
4. 前記クリープ防止部材は円筒状のリング部材であって、
   前記第１係合部は、前記内輪の車両インナ側の端面に形成された凹部又は突条に嵌合されるように、前記リング部材の車両アウタ側の端面に対向して形成された突条又は凹部であり、
   前記第２係合部は、前記リテーナリングの外周面に形成された雄セレーション又は雄スプラインに嵌合されるように前記リング部材の内周面に形成された雌セレーション又は雌スプラインであることを特徴とする請求項２又は３に記載の車輪支持装置。

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