| 【発明の名称】 |
駆動車輪用軸受装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】潮田 佳雅
【住所又は居所】静岡県磐田市東貝塚１５７８番地 エヌティエヌ株式会社内
【氏名】鈴木 勝博
【住所又は居所】静岡県磐田市東貝塚１５７８番地 エヌティエヌ株式会社内
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| 【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こと。
【解決手段】複列の転がり軸受２と、車輪取付フランジ４を一端部外周に一体に有し、アウトボード側の内側転走面１ａと、円筒状の小径段部１ｂを有するハブ輪１と、この小径段部１ｂに外嵌した別体の内輪７とを備え、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を固着すると共に、加締部６の内端面に当接する肩部１６と、この肩部１６から軸方向に延びる軸部１７とを有する外側継手部材１４を、ハブ輪１にセレーション１７ｂを介して内嵌し、ハブ輪１と着脱可能に結合した駆動車輪用軸受装置において、ハブ輪１の内周に形成するセレーション５を、ハブ輪１のアウトボード側端部から最大でも内輪７の突き合せ部で止め、小径段部１ｂを外側継手部材１４の軸部１７と円筒嵌合した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】複列の転がり軸受と、車輪取付フランジを一端部外周に一体に有し、軸方向に延びる円筒状の小径段部を有するハブ輪と、この小径段部に外嵌し、前記複列の転がり軸受における内側転走面のうち少なくも一方の内側転走面を有する別体の内輪とを備え、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固着すると共に、前記加締部の内端面に当接する肩部と、この肩部から軸方向に延びる軸部とを有する外側継手部材を、前記ハブ輪にセレーションを介して内嵌し、前記ハブ輪と着脱可能に結合した駆動車輪用軸受装置において、前記ハブ輪の内周に形成するセレーションを、当該ハブ輪のアウトボード側端部から最大前記内輪の突き合せ部で止め、前記小径段部を前記外側継手部材の軸部と円筒嵌合したことを特徴とする駆動車輪用軸受装置。
【請求項２】前記ハブ輪が、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有し、この小径段部に別体の内輪を外嵌し、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固着した請求項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、前記複列の転がり軸受の略中央部で止め、前記小径段部を前記外側継手部材の軸部と円筒嵌合した請求項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セレーション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外側継手部材の軸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。
【請求項６】前記ハブ輪の端面と前記外側継手部材の肩部との当接面にグリースを介在させた請求項１乃至５いずれかに記載の駆動車輪用軸受装置。
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【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５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３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４に示すような駆動車輪用軸受装置が知れている（特開平１１−５４０４号公報参照）。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。
【０００７】
【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、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、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。
【０００８】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。
【０００９】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。
【００１０】
【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、複列の転がり軸受と、車輪取付フランジを一端部外周に一体に有し、軸方向に延びる円筒状の小径段部を有するハブ輪と、この小径段部に外嵌し、前記複列の転がり軸受における内側転走面のうち少なくも一方の内側転走面を有する別体の内輪とを備え、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固着すると共に、前記加締部の内端面に当接する肩部と、この肩部から軸方向に延びる軸部とを有する外側継手部材を、前記ハブ輪にセレーションを介して内嵌し、前記ハブ輪と着脱可能に結合した駆動車輪用軸受装置において、前記ハブ輪の内周に形成するセレーションを、当該ハブ輪のアウトボード側端部から最大前記内輪の突き合せ部で止め、前記小径段部を前記外側継手部材の軸部と円筒嵌合した構成を採用した。
【００１１】このように、ハブ輪のセレーションを別体の内輪の突き合せ部で止め、残りの内周面を外側継手部材の軸部に円筒嵌合したので、装置に負荷した曲げモーメント荷重を確実にこ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と共に、ハブ輪の捩じれを抑制してスティックスリップ音の発生を防止することができる。
【００１２】好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記ハブ輪が、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有し、この小径段部に別体の内輪を外嵌し、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固着すれば、さらにハブ輪の捩れを抑制して、別体の内輪との接合部に生じる滑りを抑制することができる。
【００１３】また、請求項３に記載の発明のように、前記ハブ輪の内周に形成するセレーションを、前記複列の転がり軸受の略中央部で止め、前記小径段部を前記外側継手部材の軸部と円筒嵌合しても良い。これにより、ハブ輪におけるトルク伝達部の捩れを抑制して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と共に、装置に負荷した曲げモーメント荷重を確実にこ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。
【００１４】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セレーション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、セレーションおよび嵌合面の耐摩耗性を向上させ、かつ、耐久性を向上させることができる。
【００１５】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外側継手部材の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この円筒面で支持することができる。
【００１６】また、請求項６に記載の発明は、前記ハブ輪の端面と前記外側継手部材の肩部との当接面にグリースを介在させた。これにより、当接面の摩耗を抑制すると共に、外側継手部材の軸部が捩じれハブ輪との間で滑りが生じても、潤滑膜により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。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る駆動車輪用軸受装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の第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とからなり、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と図示しない継手内輪、ケージ、およびトルク伝達ボールとを備えている。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】次に、肩部１６がハブ輪１の加締部６の内端面に当接するまで軸部１７をハブ輪１に内嵌し、ねじ部１７ｃに図示しないロッキングワッシャを介してナット１８を螺合してハブ輪１と外側継手部材１４とを軸方向に結合する。ここでは、ねじ結合を例示したが、止め輪等の結合であっても良い。
【００２４】小径段部１７ａはハブ輪１の小径段部１ｂと円筒嵌合し、その径方向すきまは、シメシロを含む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〜−０．１ｍｍ、好ましくは０．３５〜−０．０５ｍｍの範囲に設定している。
【００２５】こうした肩部１６、小径段部１７ａ、およびセレーション１７ｂ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、加締部６と肩部１６間に相対滑りが生じても、スティックスリップ音が発生することはない。
【００２７】さらに、本実施形態では、加締部６と肩部１６との間に環状空間を設けて潤滑グリース溜まりとし、加締部６と肩部１６との当接面に潤滑膜を形成するようにしているため、さらにスティックスリップ音を抑制すると共に、相対滑りによる摩耗も抑制することができる。好ましくは、加締部６の内端面をフラットに形成し、かつ、ナット１８の緊締を所定量に設定することによりこの当接面をシールし、外部から雨水やダスト等の侵入を防止して、セレーション１７ｂの発錆を抑制することができる。
【００２８】図２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、軸受部と外側継手部材の軸部の構成のみで、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。
【００２９】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とからなり、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’と一対の内輪７、７を指している。
【００３０】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と、この車輪取付フランジ４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。この小径段部１ｂ’に一対の内輪７、７を圧入し、所謂第２．５世代構造を構成している。この一対の内輪７、７の小径端面を突き合せ、小径段部１ｂ’の端部を径方向外方に塑性変形させて加締部６を形成し、内輪７、７を軸方向に固着している。
【００３１】また、内周面にはセレーション５’を小径段部１ｂ’まで形成し、残り端部までを円筒面としている。これによって第１の実施形態に比べセレーション５’が長くなるため、後述する外側継手部材１４’のセレーション１７ｂ’を軸線に対して僅かに傾斜して転造で形成し、ハブ輪１’のセレーション５’との噛合によって予圧を付与し、周方向のガタを抑制することができる。
【００３２】外側継手部材１４’の軸部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。この小径段部１７ａ’とセレーション１７ｂ’を、ハブ輪１’の小径段部１ｂ’とセレーション５’と相当する長さに形成し、第１の実施形態に比べセレーション１７ｂ’を長くしている。また、肩部１６、小径段部１７ａ’、およびセレーション１７ｂ’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。
【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、複列の転がり軸受と、車輪取付フランジを一端部外周に一体に有し、軸方向に延びる円筒状の小径段部を有するハブ輪と、この小径段部に外嵌し、前記複列の転がり軸受における内側転走面のうち少なくも一方の内側転走面を有する別体の内輪とを備え、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固着すると共に、前記加締部の内端面に当接する肩部と、この肩部から軸方向に延びる軸部とを有する外側継手部材を、前記ハブ輪にセレーションを介して内嵌し、前記ハブ輪と着脱可能に結合した駆動車輪用軸受装置において、前記ハブ輪の内周に形成するセレーションを、当該ハブ輪のアウトボード側端部から最大前記内輪の突き合せ部で止め、前記小径段部を前記外側継手部材の軸部と円筒嵌合したので、装置に負荷した曲げモーメント荷重を確実にこ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と共に、ハブ輪の捩じれを抑制して、別体の内輪との接合部の滑りを抑制し、スティックスリップ音の発生を防止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１０２６９２
【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社
【住所又は居所】大阪府大阪市西区京町堀１丁目３番１７号
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| 【出願日】 |
平成１４年２月１５日（２００２．２．１５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９５６１４
【弁理士】
【氏名又は名称】越川 隆夫
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２３７３０５（Ｐ２００３−２３７３０５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年８月２７日（２００３．８．２７） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−３８７６２（Ｐ２００２−３８７６２） |
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