JP5265935B2 - 自動車両車輪のハブベアリングユニットと定速度ジョイントとの軸方向継ぎ手 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の両車輪のハブベアリングユニットと定速度ジョイントとの軸方向継ぎ手に関する。

車輪のハブが溝付きの継ぎ手を通して定速度ジョイントのベルから駆動トルクを受ける構成は、特許文献１や特許文献２から知られている。そのために、ハブ上に固定されているのは、軸方向外側の目立て部を持つリングである。この目立て部は、定速度ジョイントの外側パーツ即ち“ベル”の軸方向内側の目立て部を持つ管状突起内に挿入される。目立てされたリングと管状突起の双方には、弾性のある開放型ロッキングリングが嵌入される円形溝がそれぞれ設けられている。この弾性リングは、その端部にアームを持つ。このアームは、ジョイントベルの軸方向外側の端部（即ち中心を離れた端部）に形成されたスロットを通して突出している。特許文献１の図５に描かれているのは、シール用弾性スリーブであり、これは、その一端において、ジョイントベルの管状突起の外側円筒形表面上に位置決めされて、前記スロット及びロッキングリングの端部アームの外側からカバーし、そして他端において、ハブの端部に固定された環状パーツ、特にベアリングのシール用装置のインサートとシール状態で協同する。

殆ど効果のないシールは、水が、特にジョイントベルの端部に形成されたスロットを通して、溝付きの界面ゾーン中に浸透することを許容する。溝付きの継ぎ手の界面に形成された錆は、ハブベアリングユニットを定速度ジョイントから取り外す操作を特別困難にする上、これら部材の寿命を短縮する。特許文献３は、定速度ジョイントのベルをハブベアリングユニットに対して軸方向に接続するための弾性材料製の環状コネクタを開示している。このコネクタは、ベアリングレースとジョイントベルの双方にそれぞれ形成された溝にスナップ式に嵌入する２つの突起と、ハブとジョイントベルの間を延びて振動を減衰させる第３の突起とを持つ。

米国特許公開公報ＵＳ２００２／００７０５０６Ａ１ 米国特許公報ＵＳ６３５４９５２Ｂ１ 米国特許公報ＵＳ５６７４０１１号

この発明の目的は、定速度ジョイントとハブベアリングユニットとの間の改良された軸方向継ぎ手を提供して、これら２つのユニットの組立及び分解を容易にすると同時にシールに関して上記で論じられた問題を解決することにある。この発明のもう１つの目的は、駆動トルクをジョイントとハブベアリングユニット間で伝達する部材のいくつかの機械加工を単純化することにある。

以下で良好に理解されるこれらの及び他の目的及び利点は、この発明の第１の形態に従い、請求項１に記載された継ぎ手構成によって達成される。この発明のもう１つの形態によると、請求項９に記載された特徴を持つコネクタが提供される。更に別の形態に従い、この発明は、請求項１５に記載されたハブベアリングアセンブリを提供する。

この発明の２つの好ましい、しかし限定的なものではない実施形態が、添付図面を参照して以下で説明される。

シール層４０，４１，４２が定速度ジョイントとハブベアリングユニットとの間の界面を密閉封止して、水や他の汚染物が入ることが防止される。先の種類の通常開放型弾性ロッキングリングの端部アームへのアクセスを許容するために、何らのスロットも管状突起２２に機械加工されることがない。更には、ジョイントベル及び駆動リングの対面する軸方向スプラインと交差する従来の円形溝を機械加工することは最早必要とされない。

後記図２に示された代替実施形態では、ジョイントベル２０からハブ１０への駆動トルクは、ハブの中心空洞を通して、即ち後記図１に１８で示した種類の駆動リングなしに、より多くの通常の溝付き継ぎ手１９，２３によって伝達される。本発明は、後記図２に示される種類の継ぎ手に対しても等しく適用可能である。

最初に図１を参照すると、自動車両の駆動車輪用のハブ１０は、ベアリングユニットを介して自動車両の懸架基準（図示せず）に回転可能に搭載されている。このベアリングユニットは、前記基準に対してボルト（図示せず）を介して固定されたフランジ１３を持つ外側固定レース１２を有する。ハブ１０上にロックされているのは、ベアリングユニットの２組のボール１５，１６の一方に対する内部レースウエイを形成する内側ベアリングレース１４である。ハブは、その軸方向外側の端部に向かって円筒形表面１７を持つ。この円筒形表面上には、駆動リング１８が固定されている。この駆動リングは、駆動トルクを定速度ジョイントのベル２０からハブへ送るための外側軸方向スプライン１９を持つ。駆動リング１８は、ハブの端部エッジ２１の冷間形成によって、好ましくは軌道ローリングによって、内側ベアリングレース１４に接して固定的に軸方向にロックされている。

ジョイントベル２０は、その軸方向外側の側面において、内側軸方向スプライン２３付きの管状突起２２を形成する。このスプラインは、駆動トルクをハブへ送るために、駆動リング１８の外側スプライン１９と結合する。

駆動リング１８とジョイントベル２０は、環状コネクタ３０によって、軸方向に取り外し可能に結合されている。シート鋼製であることが好ましいコネクタ３０は、半径方向内側方向に延びたフランジ３１と、ジョイントベル２０の円筒形外側表面２５の回りを軸方向に延びて、そこにスナップ式に接続された半径方向外側の部分とを持つ。

内側フランジ３１は、内側ベアリングレース１４と駆動リング１８との間に軸方向にシール状態でクランプされた半径方向最内側の周辺パーツ３２を持つ。最内側周辺パーツ３２の２つの対向する側面は、エラストマー材料の層４０，４１によってそれぞれ覆われている。これらの層は、一方の側では、内側レース１４とフランジ３１との間に、また他方の側では、駆動リング１８と同フランジ３１との間に、軸方向に挿入された状態を保つ。エラストマー層４０，４１は、フランジ３１の２つの対向する側面上に加硫処理された薄い環状ディスクの形態であることが好ましい。

図１に示された例では、フランジ３１の内側周辺パーツ３２を収容するために、内側ベアリングレース１４に面した駆動リング１８の側面に周辺円形凹部３４が形成されている。環状コネクタ３０は、これがハブの円筒形表面１７上にスリップされる前に、駆動リング１８の凹部３４に仮に嵌入され、その後ハブのエッジ２１をローリングすることによって、内側ベアリングレース１４に接して軸方向にロックされる。１つの変形（図示せず）によると、図１に描かれたものの代替例として、周辺凹部３４を設けないことがある。これにより、フランジ３１の最内側パーツ３２は、リング１４及び１８間にクランプされたままとなり、それらを互いに僅かに軸方向に離隔された状態に保つ。

別の環状シール層４２は、内側フランジ３１と後述される軸方向に延びた部分を接合する円錐区間３６上に加硫処理されている。

コネクタ３０の軸方向に延びた部分は、少なくとも１つの半径方向内側に延びた突起３７を持つ円筒形区間３５を備える。突起３７は、ジョイントの管状突起２２の外側円筒形表面２５上に形成された円形溝２４にスナップ式に係合する結合手段を与える。この溝２５によって構成された結合座は、代替例として、異なる形状の凹部か、あるいは凸部でもよい。

軸方向に延びた部分は、軸方向内側方向に広がる円錐形端部区間３８を有することが好ましい。これは、ハブベアリングユニットへのベルジョイントの挿入及びスナップ式ロッキングを好み、またアンロッキングツール（図示せず）に対するアクセスを好む。このツールは、矢印Ａの方向に押し込まれて環状コネクタ３０を広げ、突起３７を溝２４から解放し、従ってハブベアリングユニットを定速度ジョイントから離脱させる。

突起３７は、円形リブや、多数の円周方向に整列された歯からなる。円筒形及び円錐形区間３５，３８は、円周方向に連続しているか不連続である。この後者の場合、それらは、部分的又は全体的に、円周方向に離隔された複数の片持ち式アームからなり、全体として、円周方向に不連続な表面を規定して、突起３７の半径方向の拡張と溝２４からの離脱を容易にする。

端部区間３８は、多数の円周方向に等角度離隔された半径方向開口３９を形成する利点がある。これら開口は、ハブの回転を検出するために、懸架基準によって搬送されて開口３９に面するセンサ（図示せず）用の音ホイール又はエンコーダとして機能する。

シール層４０，４１，４２が定速度ジョイントとハブベアリングユニットとの間の界面を密閉封止して、水や他の汚染物が入ることを防止していることが観察されるであろう。この説明の導入部分で論じられた種類の通常開放型弾性ロッキングリングの端部アームへのアクセスを許容するために、何らのスロットも管状突起２２に機械加工されることがない点が認められるであろう。更には、ジョイントベル及び駆動リングの対面する軸方向スプラインと交差する従来の円形溝を機械加工することは最早必要とされない。

図２に示された代替実施形態では、ジョイントベル２０からハブ１０への駆動トルクは、ハブの中心空洞を通して、即ち図１に１８で示した種類の駆動リングなしに、より多くの通常の溝付き継ぎ手１９，２３によって伝達される。本発明は、図２に示された種類の継ぎ手に対しても等しく適用可能である。図示のように、コネクタ３０は、半径方向内側のフランジ３１を有し、その半径方向最内側の部分３２は、内側ベアリングレース１４と、好ましくは軌道ローリングによって内側レース１４に接して冷間形成されたハブの端部エッジ２１との間に、シール状態でクランプされ且つ軸方向に固定的にロックされている。３７で示されているのは、継ぎ手の歯、又は図１のそれと同様の継ぎ手のリブである。

定速度ジョイントをハブベアリングユニットに接続する、この発明に係るコネクタ装置の第１実施形態の軸方向断面図である。 この発明の第２実施形態の、図１のそれと同様の図である。

符号の説明

１０ ハブ
１２ 外側固定レース
１３ フランジ
１４ 内側ベアリングレース
１５，１６ ボール
１７ 円筒形表面
１８ 駆動リング
１９ 外側軸方向スプライン
２０ ベル
２１ 端部エッジ
２２ 管状突起
２３ 内側軸方向スプライン
２４ 円形溝
２５ 円筒形外側表面
３０ 環状コネクタ
３１ フランジ
３２ 最内側周辺パーツ
３４ 周辺凹部
３５ 円筒形区間
３６ 円錐形区間
３７ 半径方向内側に延びる突起
３８ 端部区間
３９ 等角度離隔された開口
４０，４１，４２ エラストマー材料の層

Claims (17)

1. 自動車両車輪用のハブベアリングユニットと、対応する定速度ジョイントとの間の継ぎ手構成であって、
   定速度ジョイントは、ハブベアリングユニットの回転可能な部材と伸縮自在に結合して回転する回転可能な外側ベル部材（２０）を有して、ハブベアリングユニットの回転可能なハブ（１０）にトルク伝達を与え、
   ベル部材（２０）は、円筒形外側表面（２５）を有し、
   環状コネクタ（３０）は、ベル部材（２０）を解放可能にハブベアリングユニットの回転可能な部材に軸方向に結合する継ぎ手構成において、
   環状コネクタ（３０）は、
   ハブ（１０）に固定又は一体化された堅固な環状パーツ（１４）に接して軸方向にクランプされた半径方向内側に延びる環状フランジ（３１）と、
   ジョイントベルの前記円筒形表面（２５）の回りを軸方向に延びる軸方向外側の部分とを備え、前記外側の部分は、弾性的に半径方向に拡張可能な区間（３５）を有し、この区間は少なくとも１つの半径方向内側に延びる突起（３７）を持ち、ジョイントの円筒形外側表面（２５）に形成された凸部又は凹部（２４）とのスナップ式接続を与え、
   駆動リング（１８）は、回転可能なハブ（１０）に固定されて、定速度ジョイントの回転可能な外側ベル部材（２０）からハブにトルク伝達を与え、
   ベル部材（２０）は、駆動リング（１８）と伸縮関係にある管状突起（２２）を有し、この管状突起（２２）は、前記円筒形外側表面（２５）を形成し、
   環状コネクタ（３０）は、ジョイントベル（２０）を解放可能に駆動リング（１８）に軸方向に結合する継ぎ手構成において、
   半径方向内側に延びる環状フランジ（３１）は、ベアリングの剛直な環状レース（１４）と駆動リング（１８）との間に軸方向にクランプされていることを特徴とする継ぎ手構成。
2. 半径方向内側に延びる環状フランジ（３１）は、ベアリングの堅固な環状レース（１４）とハブ（１０）の半径方向外側に冷間形成されたエッジ（２１）との間に軸方向にクランプされていることを特徴とする請求項１に記載の継ぎ手構成。
3. 環状コネクタ（３０）の半径方向に拡張可能な区間は、軸方向内側方向に広がる円錐形端部区間（３８）を含むことを特徴とする請求項１に記載の継ぎ手構成。
4. 半径方向内側に延びる環状フランジ（３１）の２つの対向する側面は、エラストマー材料のそれぞれの環状層（４０，４１）によって少なくとも部分的に覆われていることを特徴とする請求項１に記載の継ぎ手構成。
5. エラストマー材料の環状層（４２）は、半径方向内側に延びる環状フランジ（３１）と環状コネクタ（３０）の半径方向外側の軸方向に延びる部分（３５）とを接合する区間（３６）の内側に取付られていることを特徴とする請求項１に記載の継ぎ手構成。
6. 環状コネクタ（３０）は、複数の等角度離隔された開口部（３９）を形成して、ハブの回転を検出することを特徴とする請求項１に記載の継ぎ手構成。
7. 駆動リング（１８）は、周辺円形凹部（３４）を形成して、環状コネクタ（３０）の内側に延びるフランジ（３１）の半径方向最内側部分（３２）を、同駆動リング（１８）とベアリングレース（１４）の間に緊密に収容することを特徴とする請求項１に記載の継ぎ手構成。
8. 定速度ジョイントのベル（２０）を解放可能にハブベアリングユニットの回転可能な部材に軸方向に結合するための環状コネクタ（３０）であって、
   この環状コネクタ（３０）は、
   ハブ（１０）に固定又は一体化された堅固な環状レース（１４）に接して軸方向にクランプされるに適した半径方向内側に延びる環状フランジ（３１）と、
   ジョイントベルの前記円筒形表面（２５）の回りを軸方向に延びる軸方向外側の部分とを備え、前記外側の部分は、弾性的に半径方向に拡張可能な区間（３５）を有し、この区間は少なくとも１つの半径方向内側に延びる突起（３７）を持ち、ジョイントの円筒形外側表面（２５）に形成された凸部又は凹部（２４）とのスナップ式接続を与えることを特徴とする環状コネクタであって、
   駆動リング（１８）は、回転可能なハブ（１０）に固定されて、定速度ジョイントの回転可能な外側ベル部材（２０）からハブにトルク伝達を与え、
   ベル部材（２０）は、駆動リング（１８）と伸縮関係にある管状突起（２２）を有し、この管状突起（２２）は、前記円筒形外側表面（２５）を形成し、
   環状コネクタ（３０）は、ジョイントベル（２０）を解放可能に駆動リング（１８）に軸方向に結合し、
   半径方向内側に延びる環状フランジ（３１）は、ベアリングの剛直な環状レース（１４）と駆動リング（１８）との間に軸方向にクランプされている。
9. 半径方向に拡張可能な区間は、軸方向内側方向に広がる円錐形端部区間（３８）を含むことを特徴とする請求項８に記載の環状コネクタ。
10. 前記環状コネクタ（３０）は、一枚のシートで形成されている請求項８に記載の環状コネクタ。
11. 前記内側に延びる環状フランジ（３１）の２つの対向する側面は、エラストマー材料のそれぞれの環状層（４０，４１）によって少なくとも部分的に覆われていることを特徴とする請求項８に記載の環状コネクタ。
12. エラストマー材料の環状層（４２）は、半径方向内側に延びる環状フランジ（３１）と環状コネクタ（３０）の半径方向外側の軸方向に延びる部分（３５）とを接合する区間（３６）の内側に取付られていることを特徴とする請求項８に記載の環状コネクタ。
13. 前記環状コネクタ（３０）は、ハブの回転を検出するための複数の等角度離隔された開口部（３９）を形成することを特徴とする請求項８に記載の環状コネクタ。
14. 自動車両の駆動車輪用ハブベアリングアセンブリであって、このアセンブリは、ハブベアリングユニットを備え、このユニットは、固定外側レース（１２）と、回転可能なハブ（１０）に固定された回転可能な内側レース（１４）と、定速度ジョイントのベル部材（２０）からトルク伝達を受けるためにハブに関して固定された溝付き表面とを有するハブベアリングアセンブリにおいて、
    このアセンブリは更に、請求項８〜１３のいずれかによる環状コネクタ（３０）を備え、前記環状コネクタ（３０）の前記半径方向内側に延びる環状フランジ（３１）は、ハブベアリングユニットの２つの剛直な環状パーツ（１４，１８）の間に軸方向にクランプされていることを特徴とするハブベアリングアセンブリ。
15. 前記２つの剛直な環状パーツ（１４，１８）の一方は、回転可能な内側ベアリングレース（１４）である請求項１４に記載のハブベアリングアセンブリ。
16. 前記２つの剛直な環状パーツ（１４，１８）の他方は、回転可能なハブ（１０）に固定された溝付き駆動リング（１８）である請求項１５に記載のハブベアリングアセンブリ。
17. 駆動リング（１８）は、周辺円形凹部（３４）を形成して、前記環状コネクタ（３０）の内側に延びる環状フランジ（３１）の半径方向最内側部分（３２）を、同駆動リング（１８）とベアリングレース（１４）の間に緊密に収容する請求項１６に記載のハブベアリングアセンブリ。

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