(57)【要約】【課題】半浮動式車輪支持装置において、軸受を大型化することなくハブフランジの根元部の強度を向上する半浮動式車輪支持装置を提供する。【解決手段】端部に車輪取付部１１が備えられ、駆動力を車輪に伝達するためのアクスルシャフト１が軸受を介してアクスルハウジング１７に収容されている半浮動式の車輪支持装置であって、周面に複列の外輪側軌道５１，５２を有する外輪４３と、前記外輪側軌道と対向する周面にそれぞれ内輪側軌道３７，４１を有し、アクスルシャフト１の外周に圧入される二つの内輪３５，３９と、前記外輪側軌道と前記内輪側軌道との間に組み込まれる複数の転動体５３を備え、複列軸受を構成するアウタ側の転動体５３のピッチ円直径ｄ１が、インナ側の転動体５３のピッチ円直径ｄ２と比して大径とした。【選択図】図１
2016130113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部に車輪取付部が備えられ、駆動力を車輪に伝達するためのアクスルシャフトが軸受を介してアクスルハウジングに収容されている半浮動式の車輪支持装置であって、
周面に複列の静止側軌道面を有する静止輪と、
前記静止側軌道面と対向する周面に複列の回転側軌道面を有し、アクスルシャフトの外周に圧入される回転輪と、
前記静止側軌道面と前記回転側軌道面との間に組み込まれる複数の転動体を備え、
複列軸受を構成するアウタ側列の転動体のピッチ円直径が、インナ側列の転動体のピッチ円直径と比して大径であることを特徴とする半浮動式車輪支持装置。
【請求項２】
静止輪は、アクスルハウジングに固定するフランジを外周面に備えるとともに、内周面に複列の外輪軌道を有する外輪で、
回転輪は、アクスルシャフトの周面に外嵌めされ、それぞれ外周面に内輪軌道を有するアウタ側列の内輪とインナ側列の内輪で、
前記アウタ側列の内輪内径が前記インナ側列の内輪内径より大径であることを特徴とする請求項１に記載の半浮動式車輪支持装置。
【請求項３】
静止輪は、アクスルハウジングに固定するフランジを外周面に備えるとともに、内周面に複列の外輪軌道を有する外輪で、
回転輪は、アクスルシャフトの周面に外嵌めされ、外周面に内輪軌道を有するハブ輪と、ハブ輪の外周面に外嵌めされ、内輪軌道を有する内輪であって、前記ハブ輪の内径部がアクスルシャフトとスプライン嵌合していることを特徴とする請求項１に記載の半浮動式車輪支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は浮動式の車輪支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半浮動式車輪支持装置は、端部に車輪取付部を設けた車軸（アクスルシャフト）が、該車軸の外周に圧入される軸受を介して回転可能に支持されて車輪に動力が伝達される。
半浮動式リアアクスル装置は、本来、単列軸受を用い、路面反力のラジアル成分とアキシアル成分を軸受が支承し、モーメント成分はアクスルシャフトが支承する構造であるが、特許文献１には、複列軸受を用いた半浮動式リアアクスル装置が開示されている。
【０００３】
この様な複列軸受を用いた構造の場合、単列軸受を用いた構造と異なり、剛性の高い複列軸受によってモーメント成分を含む路面反力を支承する為、ハブフランジの根元部に応力集中による破断が発生しやすい。
そこで、このような不具合を避ける為にはハブフランジの根元部を厚くする必要があるが、複列軸受を車体内側方向に移動させてハブフランジの根元部の肉厚を確保しなければならず、結果として軸受の大型化を招く虞があった。
また、特許文献１では、複列軸受の外端面はホイールセンタより内側に配置されているので、軸受が支承するモーメント荷重のうち、路面反力の鉛直方向荷重に起因するモーメントが増大して軸受の寿命を低下させるという課題があった。
このような寿命低下の問題を解決するには複列軸受を大型化すればよいが、コスト増や燃費悪化を招くと共に、バネ下荷重である半浮動リアアクスルの重量増が起きるので操安性（操縦・安定性）や乗り心地の悪化を招く虞があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２-１４４８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、半浮動式車輪支持装置において、軸受を大型化することなくハブフランジの根元部の強度を向上する半浮動式車輪支持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するために、第一の本発明は、端部に車輪取付部が備えられ、駆動力を車輪に伝達するためのアクスルシャフトが軸受を介してアクスルハウジングに収容されている半浮動式の車輪支持装置であって、
周面に複列の静止側軌道面を有する静止輪と、
前記静止側軌道面と対向する周面に複列の回転側軌道面を有し、車軸の外周に圧入される回転輪と、
前記静止側軌道面と前記回転側軌道面との間に組み込まれる複数の転動体を備え、
複列軸受を構成するアウタ側列の転動体のピッチ円直径（Ｐ.Ｃ.Ｄ＝Ｐｉｔｃｈ Ｃｉｒｃｌｅ Ｄｉａｍｅｔｅ  以下、同じ。）が、インナ側列の転動体のピッチ円直径と比して大径であることを特徴とする半浮動式車輪支持装置としたことである。
【０００７】
第二の本発明は、第一の本発明において、静止輪は、アクスルハウジングに固定するフランジを外周面に備えるとともに、内周面に複列の外輪軌道を有する外輪で、
回転輪は、アクスルシャフトの周面に外嵌めされ、それぞれ外周面に内輪軌道を有するアウタ側列の内輪とインナ側列の内輪で、
前記アウタ側列の内輪内径が前記インナ側列の内輪内径より大径であることを特徴とする半浮動式車輪支持装置としたことである。
【０００８】
第三の本発明は、第一の本発明において、静止輪は、アクスルハウジングに固定するフランジを外周面に備えるとともに、内周面に複列の外輪軌道を有する外輪で、
回転輪は、車軸の周面に外嵌めされ、外周面に内輪軌道を有するハブ輪と、ハブ輪の外周面に外嵌めされ、内輪軌道を有する内輪であって、前記ハブ輪の内径部が車軸とスプライン嵌合していることを特徴とする半浮動式車輪支持装置としたことである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一実施形態の概略を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第二実施形態の概略を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第三実施形態の概略を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明半浮動式車軸装置の一実施形態を図に基いて説明する。図１は第一実施形態、図２は第二実施形態、図３は第三実施形態を示す。なお、本実施形態は本発明の一実施形態にすぎず何等これに限定解釈されるものではなく本発明の範囲内で設計変更可能である。
【００１１】
「第一実施形態」
本実施形態では、アクスルハウジング（アクスル管）１７に固定するフランジ４５を外周面に備えるとともに、内周面に複列の外輪軌道（静止側軌道面）５１，５２を有する外輪（静止輪）４３と、アクスルシャフト（車軸）１の周面に圧入により外嵌めされ、前記外輪軌道（静止側軌道面）５１，５２と対向するそれぞれの外周面に内輪軌道（回転側軌道面）３７，４１を有する二つの内輪（回転輪）３５，３９と、それぞれの外輪軌道５１，５２と内輪軌道３７，４１との間に組み込まれる複数個の転動体（玉）５３を含むハブユニット軸受（いわゆるＨＵＢ２軸受）３３を採用した一実施形態をもって説明する。
【００１２】
本実施形態のアクスルシャフト１は、径の異なる複数の段差部を軸方向に有しており、本実施形態では、アウタ側の第一段差部３はインナ側の第二段差部５と比して大径に形成されている。
また、第一段差部３のアウタ側、すなわち、車両アウタ側の先端部には、径方向（図中Ｙで示す方向、以下同じ。）に立ち上がった環状の壁部７と、壁部７から連続して軸方向（図中Ｘで示す方向、以下同じ。）に設けられた環状面部９を備えるとともに、前記環状面部９のアウタ側端部から径方向の外側に向かって突出するハブフランジ１３と、該ハブフランジ１３から軸方向でアウタ側に筒状に突出するパイロット部１４からなるホイール取付部（車輪取付部）１１が設けられている。
【００１３】
アクスルハウジング１７は、アクスルシャフト１を内装する筒状に形成され、アウタ側先端部の外周に径方向に突出するフランジ（ハウジングフランジ）１９を備え、外輪４３の取付用フランジ４５とボルト１８を介して着脱可能に固定される。
また、フランジ（ハウジングフランジ）１９は、その内周面（第一の内周面２１）が外輪４３のインナ側外周面（インナ側領域４９）にすきま嵌めにて係合可能な内径をもって形成されている。また、第一の内周面２１よりもインナ側に、第一の内周面２１に比して小径な第二の内周面２３を段差状に設けており、この第二の内周面２３と、第二段差部５の外周に外嵌めしたカラー（後述する）２７との間にシール部（アクスルシール）２９が備えられている。
【００１４】
アウタ側の内輪３５は、インナ側の内輪３９と比して内径を大径に形成されているとともに、外径（内輪軌道）も大径に形成されている。図中ｒ１はアウタ側の内輪３５の内径、ｒ２はインナ側の内輪３９の内径をそれぞれ示す。
そして、前記アクスルシャフト１の第一段差部３の外周にアウタ側の内輪３５が圧入により嵌め込まれ、第二段差部５の外周にインナ側の内輪３９が圧入により嵌め込まれており、アクスルシャフト１と一体に回転される。
なお、本実施形態で採用する内輪は、一方の肩部を落とした形態で、それぞれの内輪３５，３９をアクスルシャフト１に嵌め込むとともに、端部同士を突き合わせた状態の軸方向長さが外輪４３と同一になる所定長さの筒状態に設計されている。
また、本実施形態では、インナ側の内輪３９の内端面を、バネ座金２５を介して焼き嵌めされたカラー（係止リング）２７により固定している。なお、ベアリングナットと菊座金を用いて固定しても良く本発明の範囲内で適宜最適な仕様に設計変更可能である。
【００１５】
外輪４３は、軸方向で外周面の所定位置に、径方向に突出する取付用フランジ４５を備えた所定軸方向長さの筒状態に形成されている。
本実施形態における外輪４３の外周面は、前記取付用フランジ４５を挟んでアウタ側領域４７とインナ側領域４９に区分けされるとともに、アウタ側領域４７がインナ側領域４９に比して大径かつ軸方向で長尺状に形成されている。
また、外輪４３の内周面には軸方向で並列する複列の外輪軌道５１，５２が形成されており、本実施形態ではアウタ側の外輪軌道５１がインナ側の外輪軌道５２に比して大径に形成されている。図中ｒ３はアウタ側の外輪軌道５１の内径、ｒ４はインナ側の外輪軌道５２の内径をそれぞれ示す。
前記取付用フランジ４５は、アクスルハウジング１７のフランジ（ハウジングフランジ）１９と、ブレーキ部品が装着されると共に軸受部分への泥水・粉塵などの異物到達を抑制するバッキングプレート３１を介してボルト１８にて固定されている。
【００１６】
アウタ側列に組み込まれる転動体５３とインナ側列に組み込まれる転動体５３は、図示の例では、同一（同一径）の転動体（玉）を採用しているが、アウタ側列の玉径をインナ側列の玉径より小径とする構成も採用できる。
【００１７】
外輪４３と内輪３５，３９のアウタ側とインナ側の端部には、それぞれシール部７３，７５が備えられて軸受内部空間への泥水・粉塵などの異物侵入を防止している。
シール部７３，７５は周知のシール形態が採用可能で、特に限定解釈されず本発明の範囲内で設計変更可能である。
【００１８】
また、本実施形態では、外輪４３のアウタ側の外周（アウタ側領域４７）にはスリンガ５５が装着されるとともに、ハブフランジ１３の根元部（前記環状面部）にデフレクタプレート６３が装着されている。
前記スリンガ５５とデフレクタプレート６３は、径方向で、所定の間隔をあけて重なり合うようにして配設されている。すなわち、デフレクタプレート６３の大径の環状部６５と小径の環状部６７の間に所定の間隙を設けてスリンガ５５の小径筒状部６１が配されている。
従って、前記スリンガ５５とデフレクタプレート６３によって、所定のラビリンス隙間７１が形成されるため軸受アウタ側のシール部７３への泥水などの異物到達を抑制している。
【００１９】
スリンガ５５は、外輪４３のアウタ側の端部外径に係止される筒状係止部５７と、筒状係止部５７のアウタ側端部から径方向で内方に向けて連設され、外輪４３のアウタ側の端部側面に当接する環状当接面部５９と、環状当接面部５９の内径部から軸方向に連設される小径筒状部６１で構成されている。
【００２０】
デフレクタプレート６３は、大径の環状部６５と小径の環状部６７と、該大径の環状部６５の一端縁と小径の環状部６７の一端縁との間にわたって連設される環状面部６９とで断面視で略コ字状に形成されている。
【００２１】
本実施形態によれば、上述のとおり構成しているため、アウタ側の転動体（玉）５３のピッチ円直径ｄ１が、インナ側の転動体５３のピッチ円直径ｄ２より大きくなっている。また、アウタ側の内輪３５の内径も、インナ側の内輪３９の内径より大きくなっている。これによれば、ハブフランジ１３の根元部の肉厚を確保し、軸受を車体内側方向に移動することなく、ハブフランジ１３の根元部の強度を確保することができるので、ホイールセンタとＨＵＢ２軸受の軸方向距離が長くなることがなく、軸受を大型化することなく、長寿命が得られる。
【００２２】
本実施形態のアクスルシャフト１は、アウタ側の内輪３５の内径の嵌合部分である第一段差部３が、インナ側の内輪３９の内径の嵌合部分である第二段差部５より大径となっており、それに伴い、ハブフランジ１３の根元部分も大径厚肉になっているので、路面反力によるハブフランジ１３の根元部分の応力集中を緩和し、強度アップが図り得る。
【００２３】
本実施形態によればアウタ側の内輪３５とインナ側の内輪３９が、それぞれアクスルシャフト１の第一段差部３と第二段差部５に圧入により外嵌めされているので、特にアウタ側の内輪３５の圧入時の軸方向移動距離が少なくなり、かじりの発生や、シャフトの摩擦による実質締め代の減少など、クリープにつながる現象を抑制できる。
【００２４】
本実施形態によれば、外輪４３と内輪３５，３９との間にシール部７３，７５が装着されると共に、カラー２７に摺接するアクスルシール２９が設けられ、外輪４３とアクスルハウジング１７の間を伝わる泥水・粉塵などの異物の軸受内あるいはアクスルハウジング１７内への侵入、及び軸受からのグリース漏洩、若しくはアクスルハウジング１７からのデフオイル漏洩を防止している。
【００２５】
なお、インナ側のシール部７５とアクスルシール２９との間の空間Ｓ１に泥水等の溜りができることを防止する為、前記空間Ｓ１からバッキングプレート３１内に到達する水抜き孔（図示省略）を設ける事も本発明の範囲内である。
【００２６】
本実施形態のように、アウタ側の転動体５３のピッチ円直径ｄ１を、インナ側の転動体５３のピッチ円直径ｄ２より大きくするとともに、アウタ側の内輪３５の内径ｒ１も、インナ側の内輪３９の内径ｒ２より大きくしたハブユニット軸受（ＨＵＢ２軸受）３３を、半浮動式車軸支持装置（構造）に適用することにより、軸受を車体インナ側方向に移動することなく、ハブフランジ１３の根元部の肉厚を確保してハブフランジ１３の根元部の強度を確保することができる。よって、ホイールセンタとＨＵＢ２軸受の軸方向距離が長くなることがなく、軸受を大型化することなく、長寿命が得られる。
【００２７】
「第二実施形態」
本実施形態では、アクスルハウジング（アクスル管）１７に固定する取付用フランジ４５を外周面に備えるとともに、内周面に複列の外輪軌道（静止側軌道面）５１，５２を有する外輪（静止輪）４３と、アクスルシャフト（車軸）７７の周面にスプライン嵌合されるとともにボルト止めされ、外周面に内輪軌道（回転側軌道面）８９を有するハブ輪（回転輪）８７と、ハブ輪８７のインナ側の外周面に外嵌めされ、内輪軌道（回転側軌道面）４１を有する内輪（回転輪）３９と、それぞれの外輪軌道５１，５２と内輪軌道８９，４１との間に組み込まれる複数個の転動体（玉）５３を含むハブユニット軸受（いわゆるＨＵＢ３軸受）７６を採用した一実施形態をもって説明する。
なお、外輪４３及び内輪３９は、第一実施形態と同一である。アクスルハウジング１７も第一実施形態と略同一である。以下、本実施形態に特徴的な構成・作用効果のみについて説明し、その他の構成及び作用効果は第一実施形態の説明を援用する。
【００２８】
アクスルシャフト７７は、円柱状シャフト部７９と、円柱状シャフト部７９の端部に形成された大径の環状段部８１と、環状段部８１のアウタ側にて、外周に軸方向のスプラインが形成されたスプラインシャフト部８３を含み、スプラインシャフト部８３にハブ輪８７がスプライン嵌合するとともに、ナット８５を介して連結固定されている。
【００２９】
ハブ輪８７は、外周面に内輪軌道８９を有し、内輪軌道８９のアウタ側肩部から連続して軸方向でアウタ側に連設された環状大径面部９１を備えるとともに、前記環状大径面部９１のアウタ側端部から径方向の外側に向かって突出するハブフランジ９５と、該ハブフランジ９５から軸方向でアウタ側に筒状に突出するパイロット部９７からなるホイール取付部（車輪取付部）９３が設けられ、そして、前記内輪軌道８９のインナ側から段部１０１を介して小径に連設された別体の内輪３９を外嵌めして配設する内輪嵌合面部１０３とを備えて構成されている。
そして、ハブ輪８７のインナ側端部１０５を加締めて別体の内輪３９を一体化するとともに、加締めた内端面が環状段部８１に突当った状態で軸方向外側をナット締めして固定されている。
なお、本実施形態では、駆動輪タイプのＨＵＢ３軸受７６を加締め軸受としているが、内輪３９の内端面が環状段部８１の外端面と直接当接する非加締めの駆動輪タイプＨＵＢ３軸受を適用することも出来る。
【００３０】
また、アクスルシャフト７７の環状段部８１の外径は、フランジ（ハウジングフランジ）１９の第二の内周面２３との間に配設されるアクスルシール２９の摺接面として利用している。
また、本実施形態では、軸受の軸方向寸法が長くなることを防止するため、第一実施形態で採用したデフレクタプレートとスリンガを用いていない。すなわち、本実施形態では、外輪４３のアウタ側端部の内径に取り付けられ、ハブフランジ９５のインナ側面部９９に摺接する複数のリップ１０９と、ハブ輪８７の環状大径面部９１に摺接するリップ１１１を備えるとともに、外輪４３のアウタ側端部の内径に嵌合する部分から外輪４３のアウタ側端部の外径方向へと連設される庇部１１３を一体に備えた庇シール１０７を配設することにより、軸受内への泥水・分実などの異物の到達を抑制している。
【００３１】
本実施形態によれば、ハブフランジ９５の根元部が厚く、丈夫であるため、半浮動式アクスル構造に適用する事で、軸受を車体内側方向に移動することなく、また軸受の軸方向寸法を大きくすることなく、ハブフランジ９５の根元部の強度を確保して、長寿命を得ることが出来る。
【００３２】
「第三実施形態」
図３は本発明の第三実施形態を示し、本実施形態では第二実施形態に対し、アクスルシャフト７７の固定をボルト１１５に変更して小型化を図ることで、ハブフランジ９５の根元部の肉厚をさらに増し、強度をより向上している。
【００３３】
また、本実施形態では、外輪のアウタ側の端部にスリンガ１１７を備え、ハブフランジ９５のインナ側にはデフレクタプレート１２９を備えている。
【００３４】
スリンガ１１７は、外輪４３のアウタ側の端部外径に係止される筒状係止部１１９と、筒状係止部１１９のアウタ側端部から径方向で内方に向けて連設され、前記アウタ側の端部側面に当接する環状当接面部１２１と、環状当接面部１２１の内径部から軸方向に連設される小径筒状部１２３と、小径筒状部１２３のアウタ側端部から径方向で外方に連設される環状外面部１２５で構成されている。環状外面部１２５は、ハブフランジ９５のインナ側面部９９との間で所定の環状隙間１２７を形成して配設されている。
なお、本実施形態において環状外面部１２５は、前記小径筒状部１２３を挟んで並設される前記環状当接面部１２１よりも小径に形成されている。
【００３５】
デフレクタプレート１２９は、ハブフランジ９５のインナ側面部９９にハブボルト１５により密着固定される環状取付面部１３１と、環状取付面部１３１の内径からインナ方向に向けて小径となるように連設される環状傾斜面部１３３と、環状傾斜面部１３３の内径から径方向で内方に連設される環状小径面部１３５で構成されている。
【００３６】
そして、前記デフレクタプレート１２９の環状小径面部１３５が、前記スリンガ１１７の環状当接面部１２１と環状外面部１２５との間の環状隙間１２７内において、軸方向で所定の間隔をあけて重なるように配設されている。
【００３７】
すなわち、上述のとおり、外輪４３の端部に係止されたスリンガ１１７と、ハブボルト１５によりハブフランジ９５に固定されたデフレクタプレート１２９を径方向で所定間隔をあけて重なり合うように配設したことにより、複雑なラビリンス隙間１３７が形成されるため、耐泥水性を高めることが可能である。
また、本実施形態では、ハブフランジ９５の周方向任意箇所に、軸方向にわたって貫通する複数のドレン孔部１３９を形成したため、漏洩油脂を集めて排出し、ブレーキ装置側に漏洩油脂が飛散することを防止している。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、円錐ころ軸受を採用した半浮動式車輪支持装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１，７７  アクスルシャフト
１１  車輪取付部
１７  アクスルハウジング
３５，３９，８７  回転輪（内輪，ハブ輪）
３７，４１，８９  回転側軌道面（内輪軌道面）
４３  静止輪（外輪）
５１，５２  静止側軌道面（外輪軌道面）
５３  転動体
ｄ１，ｄ２  ピッチ円直径
【図１】
2016130113.tif 000003
【図２】
2016130113.tif 000004
【図３】
2016130113.tif 000005