(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪が装着されるハブホイールのハブ軸と、等速ジョイントの外輪とが動力伝達可能に連結された車輪支持装置であって、
前記ハブ軸に軸方向に貫通する貫通孔が形成され、
前記外輪に前記貫通孔に挿通される外輪軸部が形成され、
前記貫通孔には、軸方向外側へ向かうに従い内径が漸増する第１結合部が設けられ、
前記外輪軸部には、前記第１結合部の径方向内側に挿入されるとともに、当該第１結合部に対応して軸方向外側へ向かうに従い外径が漸増する第２結合部が設けられ、
前記第１結合部と前記第２結合部とには、互いに噛み合うスプライン歯が形成され、
前記第１結合部と第２結合部とが、それぞれ前記貫通孔と前記外輪軸部とにおける車両インナ側の端部と、車両アウタ側の端部との双方に形成されていることを特徴とする車輪支持装置。
【請求項２】
前記外輪軸部が、前記外輪に一体形成された軸本体と、この軸本体とは別体として形成され、当該軸本体の車両アウタ側の端部に一体回転可能に連結される結合部材とを備えており、
車両アウタ側の前記第２結合部が前記結合部材の外周部に形成されている、請求項１に記載の車輪支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪支持装置に関する。特に、車輪が装着されるハブホイールのハブ軸と、等速ジョイントの外輪とが動力伝達可能に連結された車輪支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の車輪が装着されるハブユニットと、このハブユニットのハブ軸に回転動力を伝達する等速ジョイントとを備えた車輪支持装置が知られている。また、この種の車輪支持装置として、下記特許文献１，２には、ハブホイールのハブ軸における車両インナ側の端面と、等速ジョイントの外輪における車両アウタ側の端面とに、互いに噛み合うスプライン歯（サイドフェーススプライン）を形成し、このスプライン歯によって外輪からハブ軸へ回転動力を伝達することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５３６７３７号公報
【特許文献２】特表２００８−５３８３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２に開示された従来のスプライン歯は、径方向に沿って放射状に形成されている。そのため、ハブ軸の軸心と等速ジョイントの外輪の軸心とが径方向にずれた状態で連結される場合がある。このような軸心のずれは動力伝達系における振動発生の原因となるため、好ましくない。
【０００５】
本発明は、ハブ軸の軸心と等速ジョイントの外輪の軸心とを容易に合わせることができる車輪支持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車輪が装着されるハブホイールのハブ軸と、等速ジョイントの外輪とが動力伝達可能に連結された車輪支持装置であって、前記ハブ軸に軸方向に貫通する貫通孔が形成され、前記外輪に前記貫通孔に挿通される外輪軸部が形成され、前記貫通孔には、軸方向外側へ向かうに従い内径が漸増する第１結合部が設けられ、前記外輪軸部には、前記第１結合部の径方向内側に挿入されるとともに、当該第１結合部に対応して軸方向外側へ向かうに従い外径が漸増する第２結合部が設けられ、前記第１結合部と前記第２結合部とに、互いに噛み合うスプライン歯が形成され、前記第１結合部と第２結合部とが、それぞれ前記貫通孔と前記外輪軸部とにおける車両インナ側の端部と、車両アウタ側の端部との双方に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の車輪支持装置は、ハブ軸の貫通孔に設けられた第１結合部に、等速ジョイントの外輪軸部に設けられた第２結合部を挿入し、それぞれのスプライン歯を互いに噛み合わせることによって、ハブ軸と外輪とを動力伝達可能に接続すると同時に、ハブ軸の軸心と外輪（外輪軸部）の軸心とを適切に位置合わせ（調芯）することができる。したがって、ハブ軸と外輪との軸心のずれに起因する動力伝達系の振動の発生を抑制することができる。
【０００８】
前記第１結合部及び前記第２結合部は、それぞれ前記貫通孔及び前記外輪軸部における車両インナ側の端部に形成されている。
また、前記第１結合部及び前記第２結合部は、それぞれ前記貫通孔及び前記外輪軸部における車両アウタ側の端部にも形成されている。
このように、第１結合部及び第２結合部が、それぞれ貫通孔及び外輪軸部における車両インナ側の端部と車両アウタ側の端部との双方に形成されることによって、外輪とハブ軸との間の動力伝達を円滑に行うことができるとともに、車両インナ側及び車両アウタ側の双方において、ハブ軸の軸心と外輪の軸心との位置合わせを好適に行うことができる。
【０００９】
前記外輪軸部は、前記外輪に一体形成された軸本体と、この軸本体とは別体で形成され、かつ当該軸本体の車両アウタ側の端部に一体回転可能に連結される結合部材とを備えており、車両アウタ側の前記第２結合部が前記結合部材の外周部に形成されていることが好ましい。
このような構成によって、外輪軸部における車両アウタ側の端部に第２結合部を形成し、貫通孔の第１結合部にスプライン結合することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ハブ軸の軸心と等速ジョイントの外輪の軸心とを容易に合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る車輪支持装置を示す断面図である。
【図２】図１に示される車輪支持装置の要部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の車両用ハブユニットの製造方法の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る車輪支持装置を示す断面図である。
車輪支持装置は、車両用ハブユニット１と等速ジョイント３０とを備えている。ハブユニット１は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するものであり、円筒状のハブ軸２を有するハブホイール３と、前記ハブ軸２の車両インナ側の端部（図１における右側端部）にかしめ固定された内輪構成部材４と、前記ハブ軸２の径方向外方に配設された外輪部材５と、この外輪部材５の内周面の外輪軌道５ａ、５ｂと、前記ハブ軸２又は内輪構成部材４の外周面の内輪軌道２ａ、４ａとの間に転動自在に配設された複数の転動体６とを備えている。
【００１３】
複数の転動体６は、保持器２０によって周方向に所定の間隔で保持されている。外輪部材５とハブホイール３との間に形成される環状空間には、当該環状空間を軸方向両端から封止するシール部材２１が設けられている。なお、本明細書においては、ハブユニット１の軸方向中央から車両アウタ側及び車両インナ側に向かう方向を「軸方向外側」といい、その反対の、ハブユニット１よりも車両アウタ側及び車両インナ側の位置からハブユニット１の軸方向中央に向かう方向を「軸方向内側」という。
【００１４】
前記ハブホイール３の車両アウタ側端部（図１における左側端部）にはフランジ部７が形成されており、このフランジ部７には、図示しないボルトが嵌合される孔７ａが形成され、タイヤのホイールやブレーキディスクなどがボルトにより取り付けられる。また、外輪５の外周面には、ハブユニット１を、車両の懸架装置に支持された車体側部材（図示せず）に取り付けるための固定フランジ８が形成されている。
【００１５】
ハブ軸２は、フランジ部７側に形成された大径部９と、この大径部９よりも小径であり且つ当該大径部９と段差部を介して連続して形成された小径部１１とを一体的に有している。そして、大径部９の外周面に外輪５の外輪軌道５ａに対応する内輪軌道２ａが形成されている。また、ハブ軸２の中心には貫通孔４１が形成されている。
【００１６】
内輪構成部材４は、ハブ軸２の小径部１１の外周面に嵌め込まれた後、後述するように、当該小径部１１の端部がかしめられてかしめ部１２が形成されることによって、大径部９とかしめ部１２との間に固定される。
【００１７】
ハブユニット１には等速ジョイント３０を介して駆動軸３１の駆動力が伝達される。図示されている等速ジョイント３０は、バーフィールド型の等速ジョイントであり、駆動軸３１の一端に一体的に連結された内輪３２と、この内輪３２の外方に配設された外輪３３と、内輪３２と外輪３３との間に配設された複数のボール３４と、これら複数のボール３４を保持する保持器３５とを備えている。
【００１８】
等速ジョイント３０の外輪３３は、椀形状の外輪筒部３３ａと、この外輪筒部３３ａにおける車両アウタ側の端面の中心部から突設された外輪軸部３３ｂとを備えており、この外輪軸部３３ｂは、ハブ軸２の軸心に形成された貫通孔４１に挿入されている。外輪軸部３３ｂの先端部には雄ねじ３７が形成され、この雄ねじ３７にはナット３６が螺合されている。このナット３６を雄ねじ３７に締め付けることによってハブ軸２と外輪３３とが連結されている。
【００１９】
図２は、図１に示される車輪支持装置の要部を拡大して示す断面図である。
ハブ軸２における貫通孔４１の軸方向両端部（車両インナ側及び車両アウタ側の端部）には、軸方向外側へ向かうに従い内径が漸増するテーパー状の第１結合部４４Ａ、４４Ｂが形成されている。
一方、外輪３３の外輪軸部３３ｂは、軸本体３３ｂ１と結合部材３３ｂ２とからなっている。軸本体３３ｂ１は、外輪筒部３３ａと一体に形成され、外輪筒部３３ａから車両アウタ側へ延伸している。軸本体３３ｂ１の先端には前述の雄ねじ３７が形成されている。そして、軸本体３３ｂ１の車両インナ側の端部（付け根部）には、車両インナ側へ向かうに従い外径が漸増する第２結合部４５Ａが形成されている。
【００２０】
結合部材３３ｂ２は、筒形状に形成されており、軸本体３３ｂ１の先端部に一体回転可能に嵌合している。具体的には、軸本体３３ｂ１の外周部と、結合部材３３ｂ２の内周部とには、互いに噛み合うスプライン歯ｔ１，ｔ２が形成されている。そして、結合部材３３ｂ２の外周部は、車両アウタ側へ向かうに従い外径が漸増する第２結合部４５Ｂとされている。したがって、外輪軸部３３ｂは、その軸方向両端部に第２結合部４５Ａ，４５Ｂを備えている。結合部材３３ｂ２は、軸本体３３ｂ１の雄ねじ３７に螺合されたナット３６によって車両アウタ側への移動が規制され、軸本体３３ｂ１に嵌合された状態に保持されている。
【００２１】
ハブ軸２に設けられた第１結合部４４Ａ，４４Ｂと、外輪軸部３３ｂに設けられた第２結合部４５Ａ，４５Ｂとは、それぞれスプライン歯ｔ３〜ｔ６を備えている。そして、車両インナ側においては第１結合部４４Ａのスプライン歯ｔ３と第２結合部４５Ａのスプライン歯ｔ４とを互いに噛み合わせ、車両アウタ側においては第１結合部４４Ｂのスプライン歯ｔ５と第２結合部４５Ｂのスプライン歯ｔ６とを互いに噛み合わせることによって、それぞれ第１結合部４４Ａ，４４Ｂと第２結合部４５Ａ，４５Ｂとがスプライン結合されている。そして、第１結合部４４Ａ，４４Ｂ及び第２結合部４５Ａ，４５Ｂは、軸方向外側（車両インナ側又は車両アウタ側）ほど内径又は外径が漸増しているので、第１結合部４４Ａ，４４Ｂの径方向内側に第２結合部４５Ａ，４５Ｂを挿入し、各スプライン歯ｔ３〜ｔ６を噛み合わせることによって、ハブ軸２の軸心と外輪軸部３３ｂの軸心とが自動的かつ適切に位置合わせ（調芯）される。したがって、両軸心が位置ずれすることに起因する動力伝達系の振動の発生等を抑制することができる。
【００２２】
また、従来、ハブ軸の貫通孔の内周面の略全体を円筒形状に形成するとともにこの内周面にスプライン歯を形成し、外輪軸部の外周面の略全体を円筒形状に形成するとともにこの外周面にスプライン歯を形成し、貫通孔のスプライン歯と外輪軸部のスプライン歯とを噛み合わせたようにした軸スプライン型のハブユニットが知られている。本実施の形態のハブユニットは、この軸スプライン型のハブユニットに比べて、外輪軸部３３ｂとハブ軸２との結合部（第１，第２結合部）の径を大きくすることができるため、軸強度をより高めることができる。
【００２３】
さらに、軸スプライン型のハブユニットの場合、スプライン結合部に高い寸法精度が要求され、寸法公差も厳しく設定されている。これは、スプライン結合部における締め代が大きくなると組み付けが困難となり、ハブ軸の車両インナ側端面と外輪の車輪アウタ側端面とを密着させることができず、軸強度が低下するという問題があり、逆に、スプライン結合部における締め代が小さくなるとガタつきが発生し、車両発進時の異音（所謂カッチン音）発生の原因となったり、軸強度の低下を招いたりするからである。
【００２４】
この点、本実施の形態のハブユニットは、ハブ軸２と外輪軸部３３ｂとがテーパー状の第１結合部４４Ａ，４４Ｂ及び第２結合部４５Ａ，４５Ｂによって結合されるので、上記のような問題が生じ難く、軸スプライン型のハブユニットのように高い寸法精度が要求されることもない。
【００２５】
従来のサイドフェーススプライン型のハブユニット（例えば、上記特許文献１及び２に記載のハブユニット）は、ハブ軸の車両インナ側の端面と等速ジョイントの外輪筒部の車両アウタ側の端面とが突き合わされる僅かな径方向の範囲（例えば、図２におけるかしめ部１２の長さＬ３の範囲）に形成されるため、等速ジョイントからハブ軸への動力伝達に十分に耐えうる負荷容量を確保するには、かしめ部に多数のスプライン歯を小ピッチで形成する必要がある。この従来のスプライン歯は、通常、ハブ軸の車両インナ側端面にパンチ（金型）の歯を押し付けることによって塑性加工されるが、多数のスプライン歯を小ピッチで形成するためには、パンチにも同様の多数の歯を小ピッチで形成する必要がある。パンチに多数の歯を小ピッチで形成すると、各歯の付け根部のアール半径が必然的に小さくなり、スプライン歯を加工する際にパンチの各歯の付け根部に応力集中が生じ易く、各歯の耐久性が低下し、早期にパンチが破損してしまうおそれがある。このようなパンチの破損は、当然に製造コストの増大に繋がる。また、従来のスプライン歯を、パンチを用いずに切削等の機械加工によって形成することも考えられるが、スプライン歯の数が多くピッチが小さいほど加工性が悪化する。
【００２６】
以上の点に関して、本実施の形態のハブユニット１及び等速ジョイント３０は、第１結合部４４Ａ，４４Ｂ及び第２結合部４５Ａ，４５Ｂが、それぞれハブ軸２の貫通孔４１及び外輪軸部３３ｂに形成されているので、従来のサイドフェーススプラインに比べてスプライン歯ｔ３〜ｔ６の長さＬ１，Ｌ２を長くすることが可能となり、スプライン歯ｔ３〜ｔ６の歯数を少なくしたとしても、外輪３３からハブ軸２への動力伝達に耐えうる負荷容量を十分に確保することができる。そのため、スプライン歯ｔ３〜ｔ６の周方向のピッチを大きくし、このスプライン歯ｔ３〜ｔ６を塑性加工するためのパンチの歯のピッチも大きくすることができ、パンチの歯に生じる応力集中を緩和してパンチの耐久性を高め、製造コストを削減することができる。また、スプライン歯ｔ３〜ｔ６を切削等の機械加工によって形成する場合には、歯数を少なくすることによって加工性を高めることができる。
【００２７】
なお、スプライン歯ｔ３〜ｔ６の長さＬ１，Ｌ２は、従来、かしめ部１２に形成されていたスプライン歯の長さ（図２にＬ３で示す）よりも十分に長くすることができ、例えば、長さＬ３の２〜４倍の長さに形成することが好ましい。このような構成を採用することによって、従来のスプライン歯に比べて、歯数を５０〜７５％減少させることが可能となる。
【００２８】
また、従来のサイドスプラインフェース型のハブユニットの場合、外輪に螺合されるボルトによって外輪とハブ軸とが連結されるのに対し、一般的な軸スプライン型のハブユニットは、外輪に形成された外輪軸部とハブ軸とがナットによって連結される。そのため、軸スプライン型のハブユニットからサイドフェーススプライン型のハブユニットへの移行に伴い、構造の変更が大きくなる。この点に関して、本実施の形態のハブユニット１は、軸スプライン型のハブユニットと同様に、外輪軸部３３ｂとハブ軸２とがナット３６により連結されるため、軸スプライン型のハブユニットからの構造の変更を少なくすることができる。
【００２９】
また、第１結合部４４Ａ，４４Ｂ及び第２結合部４５Ａ，４５Ｂは、それぞれハブ軸２の貫通孔４１及び外輪軸部３３ｂにおける軸方向両端部に設けられているので、外輪軸部３３ｂからハブ軸２への動力伝達が円滑になされ、特に、タイヤホイールが結合されるフランジ部７に近い位置において外輪軸部３３ｂからハブ軸２へ動力が伝達されるので、外輪軸部３３ｂやハブ軸２のねじり応力が過大になるのを防止することができる。外輪軸部３３ｂは、先端部に結合部材３３ｂ２を備えることによって、車両アウタ側の端部においても第１，第２結合部４４Ｂ，４５Ｂを介してハブ軸２にスプライン結合することが可能となっている。
【００３０】
本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において種々の変形及び変更が可能である。
例えば、外輪軸部３３ｂにおける車両インナ側端部にも、車両アウタ側と同様に結合部材を設け、この結合部材に対して第２結合部４５Ａを形成することができる。また、第１結合部４４Ａ，４４Ｂ及び第２結合部４５Ａ，４５Ｂは、凹状又は凸状に湾曲した円弧状の面に設けられていてもよい。また、第１結合部及び第２結合部は、貫通孔４１及び外輪軸部３３ｂの車両インナ側端部のみに形成されていてもよい。ただし、第１結合部及び第２結合部を貫通孔４１及び外輪軸部３３ｂの車両インナ側端部及び車両アウタ側端部の両方に形成することで、より高い伝達トルクにも対応することができる。
また、本発明は、ハブ軸２と外輪３３との連結にかかる構成以外の車輪支持装置の詳細な構成については、上記実施の形態に限定されるものではなく、公知の他の構成を採用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１：ハブユニット、２：ハブ軸、３：ハブホイール、３０：等速ジョイント、３３：外輪、３３ｂ：外輪軸部、３３ｂ１：軸本体、３３ｂ２：結合部材、４１：貫通孔、４４Ａ：第１結合部、４４Ｂ：第１結合部、４５Ａ：第２結合部、４５Ｂ：第２結合部、ｔ３〜ｔ６：スプライン歯
【図１】
0005867121.tif 000002
【図２】
0005867121.tif 000003