JPH08238905A - 車輪軸受ユニット - Google Patents

車輪軸受ユニット

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JPH08238905A
JPH08238905A JP7325253A JP32525395A JPH08238905A JP H08238905 A JPH08238905 A JP H08238905A JP 7325253 A JP7325253 A JP 7325253A JP 32525395 A JP32525395 A JP 32525395A JP H08238905 A JPH08238905 A JP H08238905A
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ヴェルナー・ヤコブ
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 車輪を支持する転動部材の転動円の直径が小
さく、且つ、軸受機能がトルク伝達により妨げらること
のない、車輪軸受ユニットを提供する。 【解決手段】 駆動可能な車輪を車輪キャリヤ１０上で
回転軸線１５を中心して回転可能に支持する、車輪軸受
ユニット９に関する。車輪キャリヤ１０に取り付けられ
て中央軸受面２４を有する外側軸受リング２０を備え
た、複列円錐座玉軸受が、設けられる。内側軌道１６、
１７は、フランジ１２を支持した外側継手部材１１の外
面１９内に形成される。外側玉走行溝３０は、外側継手
部材１１内に形成され、内側継手部材３４の内側走行溝
３５に対向して配設されると共に、トルク伝達を行うべ
く保持器３６と共働して玉３７を案内する。内側継手部
材３４は、外側継手部材１１に対して継手中心４２の周
りに回動可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、駆動可能な車輪を
動力車の車輪キャリヤ上で回転軸線を中心として回転可
能に支持する車輪軸受ユニットに関し、特に、車輪キャ
リヤに取り付けられて転動部材用の二本の平行な外側軌
道を有する外側軸受リングを備え、中空の外側継手部材
と全方向に回動可能に継手中心を中心として外側継手部
材内に収容される内側継手部材とを有する定速自在継手
を備え、外側及び内側継手部材が対向する外側及び内側
走行溝を備え、該溝がそれらの間に受容されてトルク伝
達を行い且つ保持器により保持される玉を有すると共に
メリディアン平面内に延び、外側継手部材がその外面上
に転動部材用の二本の平行な軌道を有し、該軌道が外側
軌道と対向して配設されてそれらの軌道間に転動部材を
転動可能に収容すると共に軌道対を構成し、更に、軌道
対の中間に延びる平面が中央軸受面を形成し、該軸受面
に対して継手中心がオフセット分だけ離間するように配
設され、外側継手部材が回転軸線から径方向外側に延び
ると共に車輪と車輪ブレーキの付加部品を取り付けるフ
ランジを備え、外側継手部材の外側走行溝がフランジに
隣接した第一の開口部から始まりアンダカットが無いよ
うに構成された、車輪軸受ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】かかる車輪軸受ユニットは、独国特許出
願公開公報第３２０９６９０号Ｃ１に記載されている。
ここでは、車輪キャリヤ内の軸受用の各内側軌道は、外
側継手部材の外面の軸方向部分に配設されており、該軸
方向部分は、また、外側継手部材の外側走行溝も含む。
これは、車輪キャリヤ内で外側継手部材を支持する転が
り部材に対して転動円の直径が比較的大きい、ことを意
味する。
【０００３】これは、更に、転がり部材の円周速度が増
加し、また、外側軸受リングも一つの部品であるので挿
入し得る玉数が減少することにも繋がる。加えて、径方
向に比較的大きな空間が必要とされるので、かかる組立
体は、径方向空間の大きい車輪を使用可能な場合にのみ
適合し得る。更に、外側継手部材は高トルク負荷を受け
てその結果弾性変形が生じるので、軸受の走行に影響す
ると共に、比較的大きな材料厚さが必要となる。
【０００４】一方、独国特許出願公開公報ＯＳ第１９０
２９４２号には、複列円錐座玉軸受の内側リングをハブ
の円筒状首部に固定し、該玉軸受の外側リングを車輪キ
ャリヤ内に収容した車輪軸受が記載されている。ハブ
は、フランジ状の突出部から成り、車輪ボルトはそこか
ら軸方向に突出する。車輪ボルトには、別個の定速度継
手の外側継手部が固定されている。軸方向には、更に、
ブレーキディスクと車輪のリム穴が続く。かかる組立体
は、多数の別個の部品から成り、外側継手部材の直径が
大きい。従って、この組立体は比較的重くなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、少数
の部品から成り軽量で、しかも、車輪を支持する転動部
材の転動円の直径が小さく、且つ、軸受機能がトルク伝
達により妨げらることのない、車輪軸受ユニットを提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、継手中心が中央軸受面からフランジの方へ向かっ
てオフセットされ、内側継手部材に接続された接続ジャ
ーナル即ち接続軸が外側継手部材から内側軌道に隣接し
た開口部を通って延出し、二つの内側軌道の第一のもの
が外側継手部材の外側走行溝の内側端部に隣接するよう
に上記オフセットを寸法決めすることにより、達成され
る。
【０００７】独国特許出願公開公報ＯＳ第１９０２９４
２号に記載された従来の構造と比較して、特に有利な用
途は、後輪駆動車である。理由は、かかる実施例では定
速プランジ継手が設けられているが、一体化された固定
継手の形で定速自在継手を有する本発明の車輪軸受ユニ
ットを使用する場合、変速装置端部の継手も、例えば変
速装置端部の継手の方にプランジ手段を別個に配設した
固定継手でよいためである。かかる解決手段は、独国特
許出願第４４１９３７３．４及び４４１９３４１．６号
に記載されている。一般的に、定速固定継手の直径は、
関節式屈曲とプランジ移動の両方を許容する定速継手の
直径より、有利に寸法決めすることができる。
【０００８】上述した手段を採用することにより、常用
ブレーキ用のブレーキディスクを支持するドラム内に、
駐車ブレーキを配設するための十分なスペースが得られ
る。好ましい実施例では、外側継手部材は、フランジと
共に、好ましくは非チップ成形工程により一体部品とし
て形成され、外側走行溝をその中に形成する。また、外
側継手部材を、フランジと共に、成形金属板部品として
形成することもできる。フランジは、外側走行溝を含む
継手部材部分に十分な強度を付与する。かかる補強効果
は、特に、外側継手部材の外側走行溝が、フランジの厚
さにより形成された外側継手部材の部分まで及びその中
に延びる場合に生じる。一体部分の強度特性は、フラン
ジに最も近い第一の内側軌道からフランジの内面の方
に、外側継手部材の外面が延びて、回転軸線から離れる
方向に湾曲して***する場合に、一層改善される。
【０００９】二本の内側軌道は、好ましくは、外側継手
部材の外面の凹部の一部を構成し、該凹部の最も小さい
直径は、外側走行溝が始まる第一の開口部近傍の外側走
行溝の軌道基部に接触する、仮想円の直径に等しいか或
いはそれより小さい。横断面で見て、ブラスト工程によ
り外側軸受リングに少なくとも一つの継ぎ目を設けた場
合、複列円錐座玉軸受の転がり部材の転動円の直径を小
さくしてもよい。
【００１０】外側軸受リングを分割することにより、多
数の玉を導入することができ、高負荷軸受機能が実現さ
れ、その結果、全体の軸受直径を小さくすることができ
る。関節式に屈曲している間、外側継手部材に対する、
定速継手の内側継手部材に接続されたジャーナル即ち軸
の、移動の自由を必要な範囲で確保するために、外側継
手部材の空洞が、フランジから離れてその第二の開口部
の方に向かうにつれ寸法が増加することが好ましい。
【００１１】内側継手部材は、好ましくは、接続ジャー
ナル即ち軸と一体である。更に、横軸の第二の継手に連
係し或いはプランジ素子の一部を構成する、別の軸部と
接続することにより、直径を小さくすることができるの
で、従来技術と比較して全体的に直径が小さい車輪軸受
ユニットを得ることができる。この場合、内側継手部材
に接続された軸と内側継手部材との間の分離部分は、軸
が内側継手部材の内孔内に挿入されるので、継手部材上
に直接位置する。かかる解決手段は、内側継手部材の直
径を増大させる。
【００１２】添付図面には、本発明に係る車輪軸受ユニ
ットの好適な一実施例の概略が、示されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、動力車１例えば乗用車の
駆動概念を示す。動力車１は、二つの前輪２と、被動後
部車軸に係る後輪３とを備える。前部車軸の近傍には、
変速装置５を駆動するエンジン４が配設されており、変
速装置５は、推進軸６を介して後部車軸の差動装置７に
回転可能に接続されている。差動装置７の二つの出力部
は、それぞれ、駆動軸としての横軸８に接続されてい
る。
【００１４】横軸８は、差動装置７の近傍に配設された
第一の定速継手と、駆動される後輪３の近傍で車輪軸受
ユニット９に結合された第二の継手とを備える。二つの
定速継手は中間軸を介して接続されている。二つの定速
継手は、角移動のみ許容して軸方向の調節は許容しない
固定継手としてもよい。この場合、二つの定速継手の間
に配設された中間軸に連係されるか、或いは、差動装置
７に係る定速継手に部分的に結合される、別個のプラン
ジ部が設けられる。
【００１５】図２及び図３は、図１の細部の拡大図であ
って、車輪キャリヤ１０上に支持された車輪軸受ユニッ
ト９を示す。外側継手部材１１は、フランジ１２と、ド
ラム１３と、を備える。ドラム１３は、駐車ブレーキ
と、車輪ボルト１４を介して接続される常用ブレーキ用
のディスクと、を収容する。外側継手部材１１は、回転
軸線１５を中心として車輪キャリヤ１０に対して回転可
能に、配設されている。これを達成するために、複列円
錐座玉軸受が設けられ、該軸受の平行な内側軌道１６、
１７は、外側継手部材１１の外面１９内に形成される。
このため、外側継手部材１１は、直径３３を有する凹部
１８を備える。
【００１６】外側軸受リング２０は、車輪キャリヤ１０
の内孔２５内に収容される外面２１を有すると共に、外
側継手部材１１の凹部１８を備える部分を中心に同軸的
に配設されている。外側軸受リング２０は、更に、互い
に平行に延びる二本の外側走行軌道２２、２３を備え
る。各外側軌道２２、２３と内側軌道１６、１７との間
には、回転軸線１５に対して円周方向に分布された玉状
の転動部材２７が収容され、回転軸線１５に対して一定
の角度を成した接触線が形成される。各転動部材２７
は、保持器２６内に間隔を置いて配置される。
【００１７】二本の軌道１６、２２は、第一の対の軌道
を形成し、二本の軌道１７、２３は、第二の対の軌道を
形成する。二つの軌道対１６、２２及び１７、２３の中
間には中央軸受面２４が形成される。外側軸受リング２
０をその最終寸法に形成した後、例えば圧力を加えて一
箇所で分離し、継ぎ目５３を形成してもよい。かかる作
業は、「ブラスト」と呼ばれる。例えば、独国特許出願
公開公報第３６４３４８４号には、回転軸線１５を含む
径方向平面内でブラストされた外側軸受リングを有する
車輪軸受ユニットが記載されている。
【００１８】外側継手部材１１は、中空であり、即ち、
フランジ１２に隣接した第一の開口部２８と、前記フラ
ンジから離間された第二の開口部４６とから成る、空洞
３２を備える。メリディアン平面内に位置決めされた外
側走行溝３０は、第一の開口部２８から始まる外側継手
部材１１の空洞３２内に形成されている。
【００１９】外側走行溝３０は、第一の開口部２８の近
傍で、それらの開口幅が最も大きくなっている。外側走
行溝３０の軌道基部は、第一の開口部２８近傍で、直径
２９を構成する円により接触されている。外側走行溝３
０は、第一の開口端部２８から始まりアンダカットの無
い状態で第二の開口部４６の方に延びている。即ち、そ
れらの軌道基部は、回転軸線１５に接近する。外側走行
溝３０の内側端部には符号３１を付す。
【００２０】内側端部３１は、第一の開口部２８から軸
方向に見た場合、外側継手部材１１の外面１９の凹部１
８の前方で終端する、即ち、重合部分は極めて僅かしか
ないことは理解されよう。しかしながら、この部分で
は、軌道基部が回転軸線に接近しているので、外側走行
溝３０の軌道基部とフランジ１２に近い第一の内側軌道
１６との間には、十分な材料厚さが存在する。
【００２１】外側走行溝３０の端部３１に続く部分で
は、空洞３２は、最初は直径が減少する領域に移行する
が、続いて寸法が増加即ち拡張する。拡張部４７は、外
側継手部材１１の第二の開口部４６まで延びる。凹部１
８の直径３３は、好ましくは、第一の開口部２８の近傍
で外側走行溝３０の軌道基部に接触する円の直径２９に
等しいか又はそれより小さい。
【００２２】内側継手部材３４と保持器３６は、空洞３
２内に収容される。内側継手部材３４は、同様にメリデ
ィアン平面内に配設されると共にそれぞれ外側継手部材
１１の外側走行溝３０に対向して位置する、内側走行溝
３５を備える。対向する溝は共働して保持器３６により
保持され案内される玉３７を収容する。玉３７は保持器
３６の窓から径方向外側及び内側に突出する。保持器３
６は玉３７を介して内側継手部材３４と接触して保持さ
れる。
【００２３】更に、内側継手部材３４は、中空の部分球
形面として構成されてその中心が回転軸線１５及び継手
中心４３上に位置する、制御面３８を備える。球状層の
形をした制御素子３９は、その球形の外面を介して前記
制御面３８上で案内される。更に、制御素子３９は平面
を備え、この平面を介して、支持素子４０の対応する支
持面４５上で案内される。支持素子は第一の開口部２８
近傍の凹部４４内に中心決めされて受容される。
【００２４】また、外側継手部材１１と内側継手部材３
４と玉３７との間の部分にグリースを保持するために、
環状ディスクの形をした保持板５２が設けられている。
また、内側継手部分部材３４は、それと一体の接続ジャ
ーナル４１と共に、継手中心４２の周りに回動可能であ
る、ことは理解されよう。接続ジャーナル４１の長手方
向軸線には、符号４３を付す。該軸線４３は、回転軸線
１５に対して角位置を採ることができる。
【００２５】中央軸受面２４と接続中心４２との間に
は、オフセット４８が設けられる。該オフセットは、一
方では、接続ジャーナル４１と外側継手部材１１との
間、従って内側継手部材３４と外側継手部材１１との間
で必要な関節式の屈曲を行い得るように、他方では、で
きるだけ軽量のユニットを実現すべく凹部１８の直径３
３をできるだけ小さくし得るように、寸法決めされる。
【００２６】外側走行溝３０は、フランジ１２の厚さ４
９の部分内に延び、その結果、外側走行溝３０の軌道基
部の径方向外側及び上方には、相当量の材料が確保でき
る。更に、外側継手部材１１の外面１９は、凹部１８か
ら始まってフランジ１２の内面５０の方向に、湾曲して
***している。また、外側継手部材１１と接続ジャーナ
ル４１との間でユニットを封止するために、例えば概略
のみを図示した包旋状ブーツが設けられている。
【００２７】本発明の実施の態様を列記すると概ね以下
の通りである。 １．前記外側継手部材（１１）が、前記フランジ（１
２）と共に、非チップ成形工程を介して、一体部分とし
て構成され、前記外側走行溝（３０）をその中に形成し
たことを特徴とする請求項１記載の車輪軸受ユニット。 ２．前記外側継手部材（１１）が、前記フランジ（１
２）と共に、成形金属板部分として構成されていること
を特徴とする請求項１記載の車輪軸受ユニット。
【００２８】３．前記外側継手部材（１１）の外側走行
溝（３０）が、前記フランジの厚さ（４９）により形成
された外側継手部材（１１）の領域まで、及びその中ま
で、延びることを特徴とする請求項１記載の車輪軸受ユ
ニット。 ４．前記フランジ（１２）に最も近い第一の内側軌道
（１６）からフランジ（１２）の内面（５０）のほうに
向けて、外側継手部材（１１）の外面（１９）が、回転
軸線（１５）から離れる方向に湾曲して***することを
特徴とする請求項１記載の車輪軸受ユニット。
【００２９】５．前記二本の内側軌道（１６、１７）
が、外側継手部材（１１）の外面（１９）内の凹部（１
８）の一部を形成することを特徴とする請求項１或いは
上記第１乃至４項のいずれか一項に記載の車輪軸受ユニ
ット。 ６．前記凹部（１８）の最も小さい直径（３３）が、溝
（３０）が始まる前記第一の開口部（２８）の近傍で外
側走行溝（３０）の軌道基部に接触する仮想円の直径と
等しいか或いはそれより大きいことを特徴とする上記第
４項記載の車輪軸受ユニット。
【００３０】７．横断面において、前記外側軸受リング
（２０）が、ブラスタ工程により生成される少なくとも
一つの継ぎ目（５３）を備えることを特徴とする請求項
１或いは上記第１乃至６項のいずれか一項に記載の車輪
軸受ユニット。 ８．前記外側継手部材（１１）の空洞（３２）が、フラ
ンジ（１２）から遠い方の第二の開口部（４６）に向け
て寸法が増加することを特徴とする請求項１或いは上記
第１乃至７項のいずれか一項に記載の車輪軸受ユニッ
ト。
【００３１】９．前記内側継手部材（３４）が、軸即ち
接続ジャーナル（４１）と一体であることを特徴とする
請求項１記載の車輪軸受ユニット。
【００３２】
【発明の効果】本発明は、継手中心を外側にオフセット
することにより、即ち、車両に適合した状態で継手中心
を差動装置から車輪フランジの方へ離間させることによ
り、車輪と差動装置の間に配設された駆動軸の二つの継
手の継手関節中心間の中央軸を延ばすことが可能にな
り、その結果、車輪の最大圧縮荷重と弾性反発力値を変
えることなく、継手の角度を小さくすることができる。
【００３３】更に、オフセットは、車輪キャリヤ内で支
持する複列円錐座ころ軸受として設けられた転がり接触
軸受の軌道が、外側継手部材内の外側走行溝に実質的に
軸方向に隣接するように寸法決めされる。これにより、
転がり接触軸受の走行特性は継手により影響されること
がない。更に、かかる構成により、複列円錐座玉軸受の
転動円の直径を減少させることができる。この結果、車
輪軸受ユニットは全体的に一層軽量になる。また、内側
継手部材は、外側から即ちフランジ端部から外側継手部
材内に組み込まれるので継手を軸方向に整合させること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】動力車の駆動概念の概略図。
【図２】車輪軸受ユニットの縦断面図であって、内側継
手部材が外側継手部材に対して関節式に屈曲していない
状態を示す図。
【図３】図１に係る断面〓−〓に沿った図であって、車
輪キャリヤの一部のみ示した図。
【符号の説明】
１ …… 動力車 ２ …… 前輪 ３ …… 後輪 ４ …… エンジン ６ …… 推進軸 ７ …… 差動装置 ８ …… 横軸 ９ …… 車輪軸受ユニット １０ …… 車輪キャリヤ １１ …… 外側継手部材 １２ …… フランジ １３ …… ブレーキドラム又はハウジング １４ …… 車輪ボルト １５ …… 回転軸 １６、１７ …… 内側軌道 １８ …… 凹部 １９ …… 外面 ２０ …… 外側軸受リング ２１ …… 外面 ２２、２３ …… 外側軌道 ２４ …… 中央軸受平面 ２５ …… 内孔 ２６ …… 保持器 ２７ …… 転がり部材／玉 ２８ …… 第一の開口部 ２９ …… 直径 ３０ …… 外側走行溝 ３１ …… 外側走行溝の内側端部 ３２ …… 空洞 ３３ …… 凹部の直径 ３４ …… 内側継手部材 ３５ …… 内側走行溝 ３６ …… 保持器 ３７ …… 玉 ３８ …… 制御面 ３９ …… 制御素子 ４０ …… 支持素子 ４１ …… 接続ジャーナル／軸 ４２ …… 継手中心 ４３ …… 長手方向軸線 ４４ …… 凹部 ４５ …… 支持面 ４６ …… 第二の開口部 ４７ …… 拡張部 ４８ …… オフセット ４９ …… フランジ厚さ ５０ …… フランジの内面 ５１ …… 包旋状ブーツ ５２ …… 保持ディスク ５３ …… 継ぎ目
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴェルナー・ヤコブ ドイツ連邦共和国 フランクフルト、ブリ アンドリング 29 (72)発明者 マンフリート・ニーダーヒューフナー ドイツ連邦共和国 ハナオ、クロイツヴェ ーク 22

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 駆動可能な車輪（３）を動力車の車輪キ
    ャリヤ（１０）上で回転軸線（１５）を中心として回転
    可能に支持する車輪軸受ユニット（９）であって、 前記車輪キャリヤ（１０）に取り付けられて、転動部材
    （２７）用の二本の平行な外側軌道（２２、２３）を有
    する外側軸受リング（２０）を備え、 中空の外側継手部材（１１）と、全方向に回動可能に継
    手中心（４２）を中心として前記外側継手部材（１１）
    内に収容される内側継手部材（３４）と、を有する定速
    自在継手を備え、 前記外側及び内側継手部材が、対向する外側及び内側走
    行溝（３０、３５）を備え、 該溝（３０、３５）が、それらの間に受容されてトルク
    伝達を行い且つ保持器（３６）により保持される玉（３
    ７）を有すると共に、メリディアン平面内に延び、 前記外側継手部材（１１）が、その外面（１９）上に、
    転動部材（２７）用の二本の平行な軌道（１６、１７）
    を有し、 該軌道（１６、１７）が、前記外側軌道（２２、２３）
    と対向して配設されて、それらの軌道間に転動部材（２
    ７）を転動可能に収容すると共に、軌道対（１６、２
    ２；１７、２３）を構成し、 更に、軌道対（１６、２２；１７、２３）の中間に延び
    る平面が、中央軸受面（２４）を形成し、該軸受面（２
    ４）に対して継手中心（４２）がオフセット（４８）分
    だけ離間するように配設され、 前記外側継手部材（１１）が、回転軸線（１５）から径
    方向外側に延びると共に車輪と車輪ブレーキの付加部品
    を取り付ける、フランジ（１２）を備え、 前記外側継手部材（１１）の外側走行溝（３０）が、フ
    ランジ（１２）に隣接した第一の開口部（２８）から始
    まりアンダカットが無いように構成された、 車輪軸受ユニットにおいて、 前記継手中心（４２）が、中央軸受面（２４）から、フ
    ランジ（１２）の方へ向かって、（オフセット４８の分
    だけ）オフセットされ、 前記内側継手部材（３４）に接続された接続ジャーナル
    （４１）即ち接続軸が、前記外側継手部材（１１）か
    ら、内側軌道（１６、１７）に隣接した開口部（４６）
    を通って延出し、 前記二つの内側軌道（１６、１７）の第一のもの（１
    ６）が、外側継手部材（１１）の外側走行溝（３０）の
    内側端部（３１）に隣接するように、前記オフセット
    （４８）を寸法決めしたことを特徴とする車輪軸受ユニ
    ット。
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