(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪を支持する駆動輪用軸受装置であって、
前記駆動輪用軸受装置は、外輪、ハブ輪、駆動軸、車体側の転動体の列、車輪側の転動体の列、および複数のボールを有し、
前記外輪は、車体に固定される部品であって、前記駆動軸の外周の一部分および前記ハブ輪の外周の一部分を取り囲み、車体側外周軌道面および車輪側外周軌道面を有し、
前記駆動軸は、前記外輪に対して回転する部分であって、段差部、かしめ部、開口部、および車体側内周軌道面を有し、
前記ハブ輪は、駆動輪が取り付けられる部品であって、前記段差部および前記かしめ部により前記駆動軸に固定され、車輪側内周軌道面を有し、
前記車体側外周軌道面は、前記外輪の内周に形成され、
前記車輪側外周軌道面は、前記外輪の内周において前記車体側外周軌道面よりも車輪側の部分に形成され、
前記車体側内周軌道面は、前記駆動軸の外周において前記段差部よりも車体側の部分に形成され、
前記車輪側内周軌道面は、前記ハブ輪の外周に形成され、
前記車体側の転動体の列は、前記車体側外周軌道面と前記車体側内周軌道面との間に形成され、
前記車輪側の転動体の列は、前記車輪側外周軌道面と前記車輪側内周軌道面との間に形成され、
前記かしめ部は、前記駆動軸の車輪側の端部に形成され、前記ハブ輪の車輪側の側面に押し付けられ、
前記段差部は、前記駆動軸の車輪側の端部と前記駆動軸の車体側の端部との間の部分に形成され、前記ハブ輪の車体側の側面が押し付けられ、
前記開口部は、車軸が挿入される部分であって、前記駆動軸の車体側の端部に形成され、複数のトラック溝を有し、
前記トラック溝は、前記開口部の内周に形成され、
前記ボールは、前記開口部の内部空間に配置され、前記トラック溝に嵌め込まれ、
前記車体側の転動体の列および前記複数のボールは、以下の関係を満たし、

ｎ×Ｚ＋２≦Ｙ≦（ｎ＋１）×Ｚ−２

「Ｙ」は、前記車体側の転動体の列を構成する転動体の個数を示し、
「Ｚ」は、前記ボールの個数を示し、
「ｎ」は、任意の正の整数を示す
駆動輪用軸受装置。
【請求項２】
前記駆動軸は、前記段差部、前記かしめ部、前記開口部、および前記車体側内周軌道面に加えて大径軸部および小径軸部を有し、
前記段差部は、前記大径軸部と前記小径軸部との境界部分に形成され、
前記大径軸部は、前記駆動軸の軸方向において前記段差部に対して車体側に形成され、
前記小径軸部は、前記駆動軸の軸方向において前記段差部に対して車輪側に形成され、
前記ハブ輪は、前記車輪側内周軌道面に加えてハブ輪本体部およびフランジ部を有し、
前記ハブ輪本体部は、前記小径軸部の外周を取り囲み、前記段差部および前記かしめ部に挟み込まれることにより前記駆動軸に固定され、
前記フランジ部は、前記駆動輪が取り付けられる部分であって、前記ハブ輪の車輪側の端部としての前記ハブ輪本体部の車輪側の端部に形成され、
前記車体側内周軌道面は、前記大径軸部の外周に形成され、
前記車輪側内周軌道面は、前記ハブ輪の外周としての前記ハブ輪本体部の外周に形成される
請求項１に記載の駆動輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として自動車に使用される駆動輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車は、駆動軸によって回転される駆動輪を回転可能に支持するための駆動輪用軸受装置を備えている。このような駆動輪用軸受装置は、車体に対して固定される外輪と、駆動輪が取り付けられるハブ輪と、複数の転動体と、ハブ輪を回転させるために前記転動体を介して外輪に対して回転する駆動軸とを備えている。
【０００３】
また、エンジンに接続された車軸であるシャフトと駆動軸とを等速自在継手（等速ジョイント）を介して接続するために、駆動軸と等速自在継手の構成部品である継手部材を一体化させて、さらに、駆動軸と転がり軸受の内輪を一体化させた駆動輪用軸受装置が知られている。このような駆動輪用軸受装置は、シャフトに接続するための複数のボールをさらに備え、駆動軸には、ボールが配置されるトラック溝と、転動体が転動するための軌道面とが形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
より具体的には、図４に示すように、駆動輪用軸受装置１０１は、転がり軸受Ｂを構成するものとして、外輪１０２や、外輪１０２に対して回転可能な内輪に相当するハブ輪１０３や、複数の転動体１０５，１０６を備えている。外輪１０２は、車体（不図示）に対して固定されるとともに、ハブ輪１０３は、駆動輪及びブレーキロータ（いずれも不図示）が取り付けられる。そして、駆動輪用軸受装置１０１は、ハブ輪１０３を回転させるために転動体１０６を介して外輪１０２に対して回転する駆動軸１０４と、駆動軸１０４をエンジン（不図示）に接続されたシャフト１０７と接続するための複数のボール１０９とをさらに備えている。駆動軸１０４は、等速自在継手Ｊの構成部品である外側の継手部材と転がり軸受Ｂの構成部品である内輪が一体化されたものであるため、駆動軸１０４には、ボール１０９が配置されるトラック溝１０４ｇと、転動体１０６が転動するための軌道面１０４ｄとが形成されている。シャフト１０７には継手部材１０８が固定されており、球状のトルク伝達部材であるボール１０９が、駆動軸１０４に形成されたトラック溝１０４ｇと継手部材１０８に形成されたトラック溝１０８ｂに嵌められて配置されている。このようにして、シャフト１０７のトルクが、継手部材１０８及びボール１０９を介して駆動軸１０４に伝達されるように構成されている。
【特許文献１】特開２００２−３５６１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、シャフト１０７により伝達されるトルクが大き過ぎる場合（即ち、過大トルク発生時）や、駆動軸１０４の中心線Ｃに対してシャフト１０７が大きく傾いて（即ち、等速自在継手Ｊが高作動角となって）２次偶力が発生した場合に、ボール１０９を介して外側の継手部材と一体化された駆動軸１０４に過大応力が発生する。このような過大応力が駆動軸１０４に発生した場合には、駆動軸１０４に形成されたトラック溝１０４ｇに６個のボール１０９が配置されている場合は、断面円形状であるべき軌道面１０４ｄが、図５中の二点差線で示すように、６個の山（即ち、ボール１０９の個数に応じた個数の山）を有するように軌道面１０４ｄが変形する。このように軌道面１０４ｄがうねるように変形すれば、転動体１０６が軌道面１０４ｄを転動する際に振動や異音が発生するという問題があった。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動軸に形成された軌道面がうねるように変形した場合であっても、転動体が軌道面を転動する際に発生する振動や異音を抑制することができる駆動輪用軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
(１)本手段は、「駆動輪を支持する駆動輪用軸受装置であって、前記駆動輪軸受装置は、外輪、ハブ輪、駆動軸、車体側の転動体の列、車輪側の転動体の列、および複数のボールを有し、前記外輪は、車体に固定される部品であって、前記駆動軸の外周の一部分および前記ハブ輪の外周の一部分を取り囲み、車体側外周軌道面および車輪側外周軌道面を有し、前記駆動軸は、前記外輪に対して回転する部分であって、段差部、かしめ部、開口部、および車体側内周軌道面を有し、前記ハブ輪は、駆動輪が取り付けられる部品であって、前記段差部および前記かしめ部により前記駆動軸に固定され、車輪側内周軌道面を有し、前記車体側外周軌道面は、前記外輪の内周に形成され、前記車輪側外周軌道面は、前記外輪の内周において前記車体側外周軌道面よりも車輪側の部分に形成され、前記車体側内周軌道面は、前記駆動軸の外周において前記段差部よりも車体側の部分に形成され、前記車輪側内周軌道面は、前記ハブ輪の外周に形成され、前記車体側の転動体の列は、前記車体側外周軌道面と前記車体側内周軌道面との間に形成され、前記車輪側の転動体の列は、前記車輪側外周軌道面と前記車輪側内周軌道面との間に形成され、前記かしめ部は、前記駆動軸の車輪側の端部に形成され、前記ハブ輪の車輪側の側面に押し付けられ、前記段差部は、前記駆動軸の車輪側の端部と前記駆動軸の車体側の端部との間の部分に形成され、前記ハブ輪の車体側の側面が押し付けられ、前記開口部は、車軸が挿入される部分であって、前記駆動軸の車体側の端部に形成され、複数のトラック溝を有し、前記トラック溝は、前記開口部の内周に形成され、前記ボールは、前記開口部の内部空間に配置され、前記トラック溝に嵌め込まれ、前記車体側の転動体の列および前記複数のボールは、「ｎ×Ｚ＋２≦Ｙ≦（ｎ＋１）×Ｚ−２」の関係を満たし、「Ｙ」は、前記車体側の転動体の列を構成する転動体の個数を示し、「Ｚ」は、前記ボールの個数を示し、「ｎ」は、任意の正の整数を示す駆動輪用軸受装置。」を含む。
(２)上記手段の一形態は、「前記駆動軸は、前記段差部、前記かしめ部、前記開口部、および前記車体側内周軌道面に加えて大径軸部および小径軸部を有し、前記段差部は、前記大径軸部と前記小径軸部との境界部分に形成され、前記大径軸部は、前記駆動軸の軸方向において前記段差部に対して車体側に形成され、前記小径軸部は、前記駆動軸の軸方向において前記段差部に対して車輪側に形成され、前記ハブ輪は、前記車輪側内周軌道面に加えてハブ輪本体部およびフランジ部を有し、前記ハブ輪本体部は、前記小径軸部の外周を取り囲み、前記段差部および前記かしめ部に挟み込まれることにより前記駆動軸に固定され、前記フランジ部は、前記駆動輪が取り付けられる部分であって、前記ハブ輪の車輪側の端部としての前記ハブ輪本体部の車輪側の端部に形成され、前記車体側内周軌道面は、前記大径軸部の外周に形成され、前記車輪側内周軌道面は、前記ハブ輪の外周としての前記ハブ輪本体部の外周に形成される駆動輪用軸受装置。」を含む。
【０００８】
同構成によれば、ボールの個数をＺ、転動体の個数をＹ、任意の正の整数をｎとした場合、ｎ×Ｚ＋２≦Ｙ≦（ｎ＋１）×Ｚ−２の関係を満たす。このため、転動体の個数を、ボールの個数の倍数及びボールの個数の倍数に１を足した数及びボールの個数の倍数から１を引いた数と異ならせることができる。従って、ボールを介して駆動軸に過大応力が発生することにより、ボールの個数に応じた山を有するように軌道面が変形した場合であっても、転動体の個数と軌道面の山の個数の倍数との差が大きいため、転動体が軌道面を転動する際に、共振が発生することを抑制することができる。その結果、駆動軸に形成された軌道面がうねるように変形した場合であっても、共振が発生することを抑制することで、転動体が軌道面を転動する際に発生する振動や異音を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、駆動軸に形成された軌道面がうねるように変形した場合であっても、共振が発生することを抑制することで、転動体が軌道面を転動する際に発生する振動や異音を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明について、図面を参照しながら説明する。なお、図中の矢印Ａは、駆動軸の中心線Ｃに平行な方向である軸方向を示すとともに、図中の矢印Ｒは、駆動軸の中心線Ｃに垂直な方向である径方向を示している。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る駆動輪用軸受装置１の概略構成図であって、駆動輪用軸受装置１は、駆動輪（不図示）を回転可能に支持するために主として自動車に使用される転がり軸受装置（いわゆるハブユニット）であって、転がり軸受Ｂと等速自在継手（等速ジョイント）Ｊとが一体化されている。
【００１２】
即ち、本実施形態においては、転がり軸受Ｂは、外輪２と、内輪に相当するハブ輪３と、内輪が一体化された駆動軸４と、転動体５，６等から構成されるとともに、等速自在継手Ｊは、外側の継手部材が一体化された駆動軸４と、内側の継手部材８と、ボール９等から構成されている。
【００１３】
略円筒状に形成された外輪２の外周２ａには、車体に対してボルト（不図示）を用いて固定されるフランジ部（不図示）が設けられるとともに、外輪２の内周２ｂには、軸方向Ａにおいて間隔をあけて２列となるように、外輪２の内周２ｂに沿った環状の軌道面２ｃ，２ｄが形成されている。外輪２内には、ハブ輪３及び駆動軸４が設けられている。
【００１４】
環状に形成されたハブ輪３の車輪側の端部３Ａには、径方向Ｒにおいて外方へ突出したフランジ部３ａと、軸方向Ａにおいて車輪側へ突出した案内部３ｂとが設けられている。案内部３ｂは、フランジ部３ａへブレーキロータ（不図示）を案内するための環状の突起であって、ブレーキロータを案内部３ｂに沿って移動させることで、フランジ部３ａへブレーキロータを案内することができ、フランジ部３ａには、ボルト（不図示）を用いてブレーキロータ及び駆動輪が取り付けられる。
【００１５】
また、ハブ輪３の車体側の外周３ｃには、１列の軌道面２ｃに対向した環状の軌道面３ｄが形成されるとともに、ハブ輪３の内周３ｅには、駆動軸４が挿入されている。即ち、駆動軸４の外周４ａにハブ輪３が嵌合されており、ハブ輪３の内周３ｅ及び駆動軸４の外周４ａに形成された歯及び歯溝（いずれも不図示）が噛み合うことにより、ハブ輪３と駆動軸４とが一体的に回転する構成となっている。
【００１６】
駆動軸４の車輪側の端部４Ａには、その外周４ａに嵌合されたハブ輪３を駆動軸４に対して固定するために、ハブ輪３の車輪側の側面３ｆに当接するかしめ部４ｂが設けられるとともに、駆動軸４の外周４ａには、かしめ部４ｂとともにハブ輪３を挟持するために、ハブ輪３の車体側の側面３ｇに当接する段差部４ｃが設けられている。従って、円筒状に形成された駆動軸４の端部４Ａを径方向Ｒにおける外方へ塑性変形させてかしめ部４ｂを形成することにより、段差部４ｃ及びかしめ部４ｂによって駆動軸４に嵌合されたハブ輪３が挟持されて、駆動軸４に対してハブ輪３が固定された構成となっている。
【００１７】
また、本実施形態においては、段差部４ｃよりも車体側において、駆動軸４の外周４ａには、転動体６が転動する軌道面４ｄが形成されているため、駆動軸４が、転がり軸受Ｂの内輪と一体化された軸部材となっている。以上のように構成された外輪２とハブ輪３及び駆動軸４との間には、２列となるように軸方向Ａにおいて間隔をあけて、複数の転動体５と複数の転動体６とが設けられている。
【００１８】
転動体５，６は、球状の転動面を有する玉であって、車輪側に設けられた１列の転動体５は、外輪２とハブ輪３の間に配置され、外輪２の軌道面２ｃ及びハブ輪３の軌道面３ｄと接触して転動する構成となっている。また、車体側に設けられた転動体６は、図２に示すように、外輪２と駆動軸４の間に配置され、外輪２の軌道面２ｄ及び駆動軸４の軌道面４ｄと接触して転動する構成となっている。なお、転動方向における複数の転動体５の間隔及び複数の転動体６の間隔は、それぞれ、保持器（不図示）によって保たれている。
【００１９】
さらに、本実施形態においては、駆動軸４の車体側の端部４Ｂには、有底円筒状に形成された開口部４ｅが設けられており、この開口部４ｅの内周４ｆには、軸方向Ａに延設された複数のトラック溝４ｇが形成されている。また、駆動軸４の開口部４ｅには、自動車の内燃機関であるエンジン（不図示）に接続された車軸であるシャフト７が挿入されている。
【００２０】
シャフト７の外周７ａには、環状に形成された継手部材８が固定されて設けられており、この継手部材８の外周８ａには、駆動軸４のトラック溝４ｇに対向して延設された複数のトラック溝８ｂが形成されている。以上のように構成された駆動軸４とシャフト７との間には、図３に示すように、複数のボール９が設けられている。
【００２１】
球状のトルク伝達部材であるボール９は、駆動軸４に形成されたトラック溝４ｇと継手部材８に形成されたトラック溝８ｂに嵌められて配置されており、ボール９は、トラック溝４ｇ，８ｂから抜け落ちないように保持器１０により保持されている。
【００２２】
以上のようにして、シャフト７のトルクが、継手部材８及びボール９を介して駆動軸４に伝達されるように構成されている。従って、本実施形態においては、駆動軸４の開口部４ｅの内周４ｆには、シャフト７の回転力を伝達するためのボール９が嵌められるトラック溝４ｇが形成されているため、駆動軸４が、等速自在継手Ｊの外側の継手部材と一体化された軸部材となっている。
【００２３】
以上のように、駆動輪用軸受装置１は、車体に対して固定される外輪２と、駆動輪が取り付けられるハブ輪３と、複数の転動体６と、ハブ輪３を回転させるために転動体６を介して外輪２に対して回転する駆動軸４と、駆動軸４をシャフト７と接続するための複数のボール９とを備えている。そして、駆動軸４には、ボール９が配置されるトラック溝４ｇと、転動体６が転動する軌道面４ｄとが形成された構成となっている。
【００２４】
ここで、本実施形態においては、図２及び図３に示すように、ボール９の個数をＺ、転動体６の個数をＹ、任意の正の整数をｎとした場合、ｎ×Ｚ＋２≦Ｙ≦（ｎ＋１）×Ｚ−２（以下、「数式（１）」と言う。）の関係を満たす点に特徴がある。より具体的には、本実施形態においては、図２に示すように、ボール９の個数は６であって、転動体６の個数は８である。従って、任意の正の整数であるｎを１とした場合、数式（１）の関係を満たしている。
【００２５】
上記のように数式（１）の関係を満たしていれば、転動体６の個数を、ボール９の個数の倍数及びボール９の個数の倍数に１を足した数及びボール９の個数の倍数から１を引いた数と異ならせることができる。このため、ボール９を介して外側の継手部材と一体化された駆動軸４に過大応力が発生することにより、ボール９の個数に応じた６個の山を有するように軌道面４ｄが変形した場合であっても、転動体６の個数と、軌道面４ｄの山の個数の倍数との差が大きい。即ち、転動体６の個数と軌道面４ｄの山の個数との差を２以上とすることができるため、転動体６が軌道面４ｄを転動する際に、共振が発生することを抑制することができる。
【００２６】
上記実施形態の駆動輪用軸受装置１によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ボール９の個数をＺ、転動体６の個数をＹ、任意の正の整数をｎとした場合、ｎ×Ｚ＋２≦Ｙ≦（ｎ＋１）×Ｚ−２の関係を満たすため、転動体６の個数を、ボール９の個数の倍数及びボール９の個数の倍数に１を足した数及びボール９の個数の倍数から１を引いた数と異ならせることができる。従って、転動体６が軌道面４ｄを転動する際に、共振が発生することを抑制することができ、その結果、駆動軸４に形成された軌道面４ｄが変形した場合であっても、共振が発生することを抑制することで、転動体６が軌道面４ｄを転動する際に発生する振動や異音を抑制することができる。
【００２７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の設計変更をすることが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。例えば、上記実施形態を以下のように変更してもよい。
【００２８】
・上記実施形態においては、転動体６の個数は８であったが、転動体６の個数は適宜変更してもよい。即ち、転動体６の個数が９や１０であっても、任意の正の整数であるｎを１とした場合に、数式（１）の関係を満たす。また、例えば、転動体６の個数が１４や１５や１６であっても、任意の正の整数であるｎを２とした場合に、数式（１）の関係を満たし、転動体６の個数が２０や２１や２２であっても、任意の正の整数であるｎを３とした場合に、数式（１）の関係を満たす。
【００２９】
・上記実施形態においては、ボール９の個数は６であったが、ボール９の個数は適宜変更してもよい。即ち、例えば、ボール９の個数が５であっても、任意の正の整数であるｎを１とした場合に、数式（１）の関係を満たす。また、例えば、ボール９の個数が７であっても、転動体６の個数が９や１０や１１や１２であれば、任意の正の整数であるｎを１とした場合に、数式（１）の関係を満たし、転動体６の個数が１６や１７や１８や１９であれば、任意の正の整数であるｎを２とした場合に、数式（１）の関係を満たす。
【００３０】
即ち、転動体６やボール９の個数は、数式（１）の関係を満たすのであれば、駆動軸４や、ボール９を保持する保持器１０や、ボール９が配置されるトラック溝８ｂが形成された継手部材８の設計に合わせて、適宜変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係る駆動輪用軸受装置を示す概略構成図。
【図２】図１のＳ１−Ｓ１部分の断面図。
【図３】図１のＳ２−Ｓ２部分の断面図。
【図４】従来の駆動輪用軸受装置を示す概略構成図。
【図５】図４のＳ３−Ｓ３部分の断面図。
【符号の説明】
【００３２】
Ａ…軸方向、Ｒ…径方向、Ｂ…転がり軸受、Ｊ…等速自在継手、１…駆動輪用軸受装置、２…外輪、３…ハブ輪、４…駆動軸、４ｄ…軌道面、４ｇ…トラック溝、５，６…転動体、７…シャフト（車軸）、８…継手部材、９…ボール、１０…保持器。
【図１】
0005169503.tif 000002
【図２】
0005169503.tif 000003
【図３】
0005169503.tif 000004
【図４】
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【図５】
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