(57)【要約】【課題】スティックスリップ音を防止すると共に、装置の剛性を高め、耐久性を向上させた駆動車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】ハブ輪１の外周に車輪取付フランジ４と内側転走面１ａ、およびこの内側転走面１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂを形成し、この小径段部１ｂに内輪７を外嵌して、小径段部１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部６で内輪７を軸方向に固着すると共に、等速自在継手３の外側継手部材１４の肩部１６から軸方向に延び、小径段部１７ａとセレーション１７ｂが形成された軸部１７をハブ輪１に内嵌して、ハブ輪１と外側継手部材１４とを着脱可能に軸方向に結合した駆動車輪用軸受装置において、加締部６と肩部１６との間に所定の軸方向すきまを形成すると共に、ハブ輪１と軸部１７の小径段部１ｂ、１７ａとの間に所定の径方向すきまを形成した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪取付フランジを一端部外周に一体に有し、内周にセレーションが形成されたハブ輪と、複列の転がり軸受と、等速自在継手とをユニット化した駆動車輪用軸受装置であって、前記ハブ輪の外周に、前記複列の転がり軸受における内側転走面のうち一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部を形成し、この小径段部に別体の内輪を外嵌して、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部で前記内輪を軸方向に固着すると共に、前記等速自在継手の外側継手部材の肩部から軸方向に延び、セレーションが形成された軸部を前記ハブ輪に内嵌して、前記ハブ輪と前記等速自在継手の外側継手部材とを着脱可能に軸方向に結合した駆動車輪用軸受装置において、
前記加締部と前記外側継手部材の肩部との間に所定の軸方向すきまを形成すると共に、前記外側継手部材の軸部に小径段部を形成し、この小径段部を前記ハブ輪の小径段部に所定の径方向すきまを介して内嵌したことを特徴とする駆動車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記ハブ輪と外側継手部材の軸部のセレーション立上げ部をテーパ形状に形成し、これら立上げ部を衝合させて、前記ハブ輪と外側継手部材を軸方向に位置決めした請求項１に記載の駆動車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記ハブ輪の内周に形成するセレーションを、当該ハブ輪の小径段部の近傍で止めた請求項１または２に記載の駆動車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記外側継手部材の肩部から少なくともセレーション立上げ部に亙る外周面に硬化層を形成すると共に、前記ハブ輪の加締部を残し内周面に硬化層を形成した請求項１乃至３いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記ハブ輪の小径段部と前記軸部の小径段部との径方向すきまを０．５ｍｍ以下に設定した請求項１乃至４いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の駆動車輪を支持する駆動車輪用軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両のエンジン動力を車輪に伝達する動力伝達装置は、エンジンから車輪への動力伝達と共に、悪路走行時における車両のバウンドや車両の旋回時に生じる車輪からの径方向や軸方向変位、およびモーメント変位を許容する必要があるため、例えば図７に示すように、エンジン側と駆動車輪側との間に介装するドライブシャフト１００の一端を、摺動型等速自在継手１０１を介してディファレンシャル１０２に連結し、他端を、固定型等速自在継手１０３を含む車輪用軸受装置１０４を介して車輪１０５に連結している。
【０００３】
この車輪用軸受装置１０４は、図５に示すように、前記車輪１０５を一端部に装着するハブ輪１０６と、このハブ輪１０６を回転自在に支承する複列の転がり軸受１０７、およびハブ輪１０６に連結し、ドライブシャフト１００の動力をハブ輪１０６に伝達する固定型等速自在継手１０３の外側継手部材１０８を備えている。
【０００４】
こうした車両の駆動輪には、エンジン低速回転時、例えば車両発進時に、エンジンから摺動型等速自在継手１０１を介して大きなトルクが負荷し、ドライブシャフト１００に捩じれを生じることが知られている。その結果、このドライブシャフト１００を支持する複列の転がり軸受１０７の内輪１０９にも捩じれが生じることになる。ドライブシャフト１００の捩じれ量が大きいと、内輪１０９と外側継手部材１０８との当接面で急激なスリップによるスティックスリップ音が発生する。
【０００５】
この対策として、図６に示すような駆動車輪用軸受装置が知れている。この駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪１１０に内輪１０９を外嵌し、ハブ輪１１０の内端部に形成した加締部１１１により内輪１０９を軸方向に固定し、セレーション１１２を介して外側継手部材１０８を内嵌し、加締部１１１の内端面と外側継手部材１０８とを当接させた状態で、ナット１１３でハブ輪１１０と外側継手部材１０８とを緊締している。
【０００６】
これにより、複列の転がり軸受１０７の予圧は、従来のようにナット１１３を強固に緊締することなく加締部１１１で管理、維持することができ、軽い緊締で済み、例え外側継手部材１０８に捩じれが生じても、内輪１０９と外側継手部材１０８との当接面でスティックスリップ音が発生するのを防止することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−５４０４号公報（第４、５頁、第１、２図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした駆動車輪用軸受装置において、複列の転がり軸受１０７の予圧をナット１１３の緊締で付与する必要がなくなり軽い緊締で済むため、組立て作業性は向上するも、ある駆動力以上になると外側継手部材１０８に捩じれが生じ、内輪１０９と外側継手部材１０８との当接面でスティックスリップ音が発生することがあり、完全に防止することができなかった。また、ハブ輪１１０と外側継手部材１０８とが略全面でセレーション１１２を介して嵌合しているため、ハブ輪１１０の捩じれによってハブ輪１１０と内輪１０９との接合面Ａ、Ｂで微小な滑りが生じ、この部位でのスティックスリップ音を完全に抑制することができなかった。
【０００９】
また、ハブ輪１１０と外側継手部材１０８とが略全面でセレーション１１２を介して嵌合しているため、車両旋回時等、装置に大きな曲げモーメント荷重が生じた時、ハブ輪１１０が繰り返し変形して耐久性が低下するという問題を内在していた。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、スティックスリップ音を防止すると共に、装置の剛性を高め、耐久性を向上させた駆動車輪用軸受装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、車輪取付フランジを一端部外周に一体に有し、内周にセレーションが形成されたハブ輪と、複列の転がり軸受と、等速自在継手とをユニット化した駆動車輪用軸受装置であって、前記ハブ輪の外周に、前記複列の転がり軸受における内側転走面のうち一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部を形成し、この小径段部に別体の内輪を外嵌して、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部で前記内輪を軸方向に固着すると共に、前記等速自在継手の外側継手部材の肩部から軸方向に延び、セレーションが形成された軸部を前記ハブ輪に内嵌して、前記ハブ輪と前記等速自在継手の外側継手部材とを着脱可能に軸方向に結合した駆動車輪用軸受装置において、前記加締部と前記肩部との間に所定の軸方向すきまを形成すると共に、前記外側継手部材の軸部に小径段部を形成し、この小径段部を前記ハブ輪の小径段部に所定の径方向すきまを介して内嵌した構成を採用した。
【００１２】
このように、加締部と肩部との間に所定の軸方向すきまを形成すると共に、ハブ輪と軸部の小径段部の間に所定の径方向すきまを形成したので、大きなトルクによって軸部が捩れても、加締部と肩部間にスティックスリップ音が発生するのを防止することができると共に、装置に負荷された曲げモーメント荷重を確実にこれら両小径段部の円筒面で支持することができ、ハブ輪の変形を抑制して耐久性を向上させることができる。
【００１３】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記ハブ輪と外側継手部材の軸部のセレーション立上げ部をテーパ形状に形成し、これら立上げ部を衝合させて、前記ハブ輪と外側継手部材を軸方向に位置決めすれば、簡単な構成で確実に加締部と肩部との間に所定の軸方向すきまを形成することができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、前記ハブ輪の内周に形成するセレーションを、当該ハブ輪の小径段部の近傍で止めたので、ハブ輪における薄肉の小径段部の捩れを抑制し、内輪との接合部のスティックスリップ音を防止することができる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、前記外側継手部材の肩部から少なくともセレーション立上げ部に亙る外周面に硬化層を形成すると共に、前記ハブ輪の加締部を残し内周面に硬化層を形成したので、耐摩耗性を向上させ、かつ、繰り返し曲げモーメント荷重に対する耐久性を向上させることができる。
【００１６】
好ましくは、請求項５に記載の発明のように、前記ハブ輪の小径段部と前記軸部との径方向すきまを０．５ｍｍ以下に設定すれば、ハブ輪の変形をさらに抑制し、装置に負荷した曲げモーメント荷重を確実に両小径段部の円筒面で支持することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る駆動車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。
【００１８】
この駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪１と、複列の転がり軸受２と、等速自在継手３とをユニット化して構成している。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で、車両の外側寄りとなる側をアウトボード側（図面左側）、中央寄り側をインボード側（図面右側）という。
【００１９】
ハブ輪１には、アウトボード側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ４を一体に有し、複列の転がり軸受２におけるアウトボード側の内側転走面１ａ、およびこの内側転走面１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂを形成している。また、内周面にはセレーション（またはスプライン）５を小径段部１ｂの近傍まで形成し、残り端部までを円筒面としている。ハブ輪１の外周面には、内側転走面１ａから小径段部１ｂに亙って、また、内周面には、セレーション５から円筒面に亙って表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層を形成している。熱処理としては、局部加熱ができ、硬化層深さの設定が比較的容易にできる高周波誘導加熱による焼入れが好適である。ここで、端部は表面硬さを２５ＨＲＣ以下の未焼入れとし、径方向外方に塑性変形させて加締部６を形成している。
【００２０】
ハブ輪１の小径段部１ｂには別体の内輪７を圧入して、所謂第３世代構造を構成し、加締部６によって内輪７を軸方向に固着している。この内輪７の外周には複列の転がり軸受２におけるインボード側の内側転走面７ａを形成し、ハブ輪１の外周に直接形成した内側転走面１ａとで複列の内側転走面１ａ、７ａを構成している。ここでは、複列の転がり軸受２の略中央部から小径段部１ｂを形成し、内輪７を圧入した構造を例示したが、これに限らず、薄肉の小径段部１ｂの幅を短くして幅狭の内輪７を圧入し、ハブ輪１の剛性を高めて捩れ等の変形を最小限に抑えるようにしても良い。
【００２１】
複列の転がり軸受２は、外方部材８と内方部材９と複列の転動体１０、１０とを備え、外方部材８は外周に車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ８ａを一体に有し、内周には複列の外側転走面８ｂ、８ｂを形成している。ここで内方部材９はハブ輪１と内輪７を指している。複列の転動体１０、１０をこれら転走面８ｂ、１ａと８ｂ、７ａ間にそれぞれ収容し、保持器１１、１１で転動自在に保持している。複列の転がり軸受２の端部にはシール１２、１３を装着し、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩と、外部からの雨水やダスト等の侵入を防止している。ここでは、複列の転がり軸受２は転動体１０、１０をボールとした複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず転動体に円すいころを使用した複列円すいころ軸受であっても良い。
【００２２】
等速自在継手３は外側継手部材１４と、継手内輪１９、ケージ２０、およびトルク伝達ボール２１とを備えている。外側継手部材１４はカップ状のマウス部１５と、このマウス部１５の底部をなす肩部１６と、この肩部１６から軸方向に延びる軸部１７を有している。軸部１７は、小径段部１７ａとセレーション（またはスプライン）１７ｂ、および先端にはねじ部１７ｃを形成している。
【００２３】
図２（ａ）は図１のＣ部を拡大したものであるが、ハブ輪１の加締部６の内端面と肩部１６との間に所定の軸方向すきまδ１になるまで軸部１７をハブ輪１に内嵌する。次に、ねじ部１７ｃにワッシャ２２を介してナット１８を螺合し、ハブ輪１と外側継手部材１４とを軸方向に結合する。ここで、小径段部１７ａはハブ輪１の小径段部１ｂと円筒嵌合し、その径方向すきまδ２を０．５ｍｍ以下に設定している。嵌合すきまは小さい方がハブ輪１の変形を抑制し、繰り返し曲げモーメント荷重に対して大きな剛性を有する一方、組込性が低下するため、０．５〜０ｍｍ、好ましくは０．３５〜０．０５ｍｍの範囲に設定している。
【００２４】
図２（ｂ）は図１のＤ部を拡大したものであるが、加締部６の内端面と肩部１６との間に所定の軸方向すきまδ１を形成する場合、ハブ輪１のセレーション５の立上げ部２３をテーパ形状に形成すると共に、外側継手部材１４における軸部１７のセレーション１７ｂの立上げ部２４をテーパ形状に形成し、両立上げ部２３、２４を衝合させてハブ輪１と外側継手部材１４の軸方向の位置決めを行なっている。
【００２５】
こうした外側継手部材１４の肩部１６、小径段部１７ａ、およびセレーション１７ｂの立上げ部２４に亙って、表面硬さ５４〜６４ＨＲＣの範囲で硬化層を形成し、耐摩耗性と捩じり強度を向上させている。硬化処理として高周波誘導加熱による焼入れが好適である。
【００２６】
本実施形態では、転がり軸受２の内部すきまを負すきまとし、軸受剛性を向上させると共に、加締部６で内輪７を軸方向に固着したため、このすきまを維持することができる、所謂セルフリテイン構造を採用している。したがって、軸受部のサブユニット化ができるだけでなく、従来のように、軸受部をナット等で強固に緊締して予圧を管理する必要がないため、車両への組込性を簡便にすることができる。また、大きなトルクによって軸部１７が捩れても、加締部６と肩部１６間にスティックスリップ音が発生することはない。さらに、ハブ輪１の内周面に形成するセレーション（またはスプライン）５を小径段部１ｂの近傍までに止め、残り端部までを円筒面とし、外側継手部材１４における軸部１７の小径段部１７ａと、僅かなすきまδ２を介して嵌合させたので、大きな駆動力が生じてハブ輪１の捩じれても、ハブ輪１と内輪７との接合面でのスティックスリップ音を完全に抑制することができる。
【００２７】
図３は、本発明の第２の実施形態を示す縦断面図である。前述した第１の実施形態と異なる点は、ハブ輪と外側継手部材の固定構造のみで、その他同一部品同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００２８】
この駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪１と、複列の転がり軸受２と、等速自在継手２５とをユニット化して構成している。外側継手部材２６の軸部２７は、小径段部２７ａとセレーション（またはスプライン）２７ｂを形成している。この小径段部２７ａとセレーション２７ｂを、ハブ輪１の小径段部１ｂとセレーション５に相当する長さに形成している。また、肩部１６、小径段部２７ａ、およびセレーション２７ｂの立上げ部に亙って、表面硬さ５４〜６４ＨＲＣの範囲で硬化層を形成し、耐摩耗性と捩じり強度を向上させている。
【００２９】
ここで、ハブ輪１の加締部６の内端面と肩部１６との間に所定の軸方向すきまが形成されるまで軸部２７をハブ輪１に内嵌し、軸部２７の端部に形成した雌ねじ２７ｃにワッシャ２９を介して固定ボルト２８を螺合し、ハブ輪１と外側継手部材２６とを軸方向に結合する。従来のように、軸受部をナット等で強固に緊締して予圧を管理する必要がないため、図示のような比較的小さな固定ボルト２８で良く、軸部２７の短小化と相俟って装置の軽量化ができる。
【００３０】
図４は、本発明の第３の実施形態を示す縦断面図である。前述した実施形態と異なる点は、ハブ輪と外側継手部材の固定構造のみで、その他同一部品同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３１】
この駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪１と、複列の転がり軸受２と、等速自在継手３０とをユニット化して構成している。外側継手部材３１の軸部３２は、小径段部３２ａとセレーション（またはスプライン）３２ｂを形成している。この小径段部３２ａとセレーション３２ｂを、ハブ輪１の小径段部１ｂとセレーション５に相当する長さに形成している。また、肩部１６、小径段部３２ａ、およびセレーション３２ｂの立上げ部に亙って、表面硬さ５４〜６４ＨＲＣの範囲で硬化層を形成し、耐摩耗性と捩じり強度を向上させている。
【００３２】
ここで、ハブ輪１の加締部６の内端面と肩部１６との間に所定の軸方向すきまが形成されるまで軸部３２をハブ輪１に内嵌する。そして、軸部３２の端部に形成した止め輪溝に３２ｃにクリップ３３を装着し、ハブ輪１の外端面に係合させることにより、ハブ輪１と外側継手部材３１とを軸方向に結合する。これにより、前述した実施形態よりさらに装置の軽量化を図ることができると共に、組立作業性を一段と向上させることができる。なお、ここではクリップを軸部３２の端部に装着したものを例示したが、これに限らず、ハブ輪と軸部のセレーションの途中に止め輪溝を形成し、予め軸部の止め輪溝にクリップを装着し、セレーション嵌合と同時にクリップを弾性変形させ、ハブ輪と外側継手部材とをワンタッチで軸方向に結合するようにしても良い。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る駆動車輪用軸受装置は、車輪取付フランジを一端部外周に一体に有し、内周にセレーションが形成されたハブ輪と、複列の転がり軸受と、等速自在継手とをユニット化した駆動車輪用軸受装置であって、前記ハブ輪の外周に、前記複列の転がり軸受における内側転走面のうち一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部を形成し、この小径段部に別体の内輪を外嵌して、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部で前記内輪を軸方向に固着すると共に、前記等速自在継手の外側継手部材の肩部から軸方向に延び、セレーションが形成された軸部を前記ハブ輪に内嵌して、前記ハブ輪と前記等速自在継手の外側継手部材とを着脱可能に軸方向に結合した駆動車輪用軸受装置において、前記加締部と前記肩部との間に所定の軸方向すきまを形成すると共に、前記外側継手部材の軸部に小径段部を形成し、この小径段部を前記ハブ輪の小径段部に所定の径方向すきまを介して内嵌したので、大きなトルクによって軸部が捩れても、加締部と肩部間にスティックスリップ音が発生するのを防止することができると共に、装置に負荷された曲げモーメント荷重を確実にこれら両小径段部の円筒面で支持することができ、ハブ輪の変形を抑制して耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る駆動車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）は、図１のＣ部拡大図である。
（ｂ）は、図１のＤ部拡大図である。
【図３】本発明に係る駆動車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。
【図４】本発明に係る駆動車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。
【図５】従来の駆動車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図６】従来の駆動車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図７】駆動車輪用軸受装置を組込んだ動力伝達装置の一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ、７ａ・・・・・・・・・・・内側転走面
１ｂ、１７ａ、２７ａ、３２ａ・・小径段部
２・・・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
３、２５、３０・・・・・・・・・等速自在継手
４・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５、１７ｂ、２７ｂ、３２ｂ・・・セレーション
６・・・・・・・・・・・・・・・加締部
７・・・・・・・・・・・・・・・内輪
８・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
８ａ・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
８ｂ・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
９・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
１０・・・・・・・・・・・・・・転動体
１１・・・・・・・・・・・・・・保持器
１２、１３・・・・・・・・・・・シール
１４、２６、３１・・・・・・・・外側継手部材
１５・・・・・・・・・・・・・・マウス部
１６・・・・・・・・・・・・・・肩部
１７、２７、３２・・・・・・・・軸部
１７ｃ・・・・・・・・・・・・・ねじ部
１８・・・・・・・・・・・・・・ナット
１９・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
２０・・・・・・・・・・・・・・ケージ
２１・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
２２、２９・・・・・・・・・・・ワッシャ
２３、２４・・・・・・・・・・・立上げ部
２７ｃ・・・・・・・・・・・・・雌ねじ
２８・・・・・・・・・・・・・・固定ボルト
３２ｃ・・・・・・・・・・・・・止め輪溝
３３・・・・・・・・・・・・・・クリップ
１００・・・・・・・・・・・・・ドライブシャフト
１０１・・・・・・・・・・・・・摺動型等速自在継手
１０２・・・・・・・・・・・・・ディファレンシャル
１０３・・・・・・・・・・・・・固定型等速自在継手
１０４・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受装置
１０５・・・・・・・・・・・・・車輪
１０６、１１０・・・・・・・・・ハブ輪
１０７・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
１０８・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
１０９・・・・・・・・・・・・・内輪
１１１・・・・・・・・・・・・・加締部
１１２・・・・・・・・・・・・・セレーション
１１３・・・・・・・・・・・・・ナット
Ａ、Ｂ・・・・・・・・・・・・・接合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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