JP2006248320A

JP2006248320A - 車輪用軸受装置

Info

Publication number: JP2006248320A
Application number: JP2005065699A
Authority: JP
Inventors: Hitohiro Ozawa; 仁博小澤
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2006-09-21

Abstract

【課題】ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部との突合せ面での相対滑りにより発生するスティックスリップ音を確実に抑制する。
【解決手段】内周に複列の軌道面が形成された外輪１０５と、外周に複列の軌道面のうちの一方の軌道面が形成されたハブ輪１０１と、ハブ輪の小径段部１１２に圧入され、外周に他方の軌道面が形成された内輪１０２と、外輪とハブ輪および内輪の軌道面間に介装された複列の転動体１０３，１０４とを備え、ハブ輪の小径段部の端部を嵌めることによりハブ輪と内輪を一体化し、ハブ輪の内径に等速自在継手１０６のステム部１２７を挿入してスプライン嵌合させた車輪用軸受装置において、ハブ輪の内径のアウトボード側端部に、ハブ輪に対してステム部を軸方向で位置規制するストッパ部１４１を設け、ストッパ部によるステム部の位置規制状態でハブ輪の加締部１１１と継手外輪１１５の肩部１１６間に軸方向すきまｍを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は車輪用軸受装置に関し、詳しくは、自動車の懸架装置に対して駆動車輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車の後輪、４ＷＤ車の全輪）を回転自在に支持する駆動車輪用軸受装置に関する。

自動車の車輪用軸受装置には、従動輪用と駆動輪用があり、それぞれの用途に応じて種々の形式のものが提案されている。例えば、図６は駆動輪用軸受装置で、ハブ輪１および内輪２、複列の転動体３，４、外輪５、等速自在継手６を主要な構成要素としている。

ハブ輪１は、その外周面にアウトボード側の軌道面７が形成されると共に、車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ９を備えている。この車輪取付フランジ９の円周方向等間隔に、ホイールディスクを固定するためのハブボルト（図示せず）が植設されている。このハブ輪１の外周面に形成された小径段部１２に内輪２を嵌合させ、この内輪２の外周面にインボード側の軌道面８が形成されている。

内輪２は、クリープを防ぐために適当な締め代をもって圧入されている。ハブ輪１の外周面に形成されたアウトボード側の軌道面７と、内輪２の外周面に形成されたインボード側の軌道面８とで複列の軌道面を構成する。この内輪２をハブ輪１の小径段部１２に圧入し、ハブ輪１の小径段部１２の端部を外側に加締めることにより、その加締部１１でもって内輪２を抜け止めしてハブ輪１と一体化し、軸受部２０に予圧を付与している。

外輪５は、内周面にハブ輪１および内輪２の軌道面７，８と対向する複列の軌道面１３，１４が形成され、車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ１７を備えている。この車体取付フランジ１７は、車体の懸架装置（図示せず）から延びるナックルに取り付け孔１９を利用してボルト固定される。

軸受部２０は、複列のアンギュラ玉軸受構造で、ハブ輪１および内輪２の外周面に形成された軌道面７，８と外輪５の内周面に形成された軌道面１３，１４との間に転動体３，４を介在させ、各列の転動体３，４を保持器２１，２２により円周方向等間隔に支持した構造を有する。軸受部２０の両端開口部には、ハブ輪１と内輪２の外周面に摺接するように、外輪５とハブ輪１および内輪２との環状空間を密封する一対のシール２３，２４が外輪５の両端部内径に嵌合され、内部に充填されたグリースの漏洩ならびに外部からの水や異物の侵入を防止するようになっている。

等速自在継手６は、ドライブシャフトを構成する中間軸３１の一端に設けられ、内周面にトラック溝３２が形成された継手外輪１５と、その継手外輪１５のトラック溝３２と対向するトラック溝３３が外周面に形成された継手内輪３４と、継手外輪１５のトラック溝３２と継手内輪３４のトラック溝３３との間に組み込まれたボール３５とからなる。継手外輪１５は、継手内輪３４およびボール３５を収容したマウス部２５と、マウス部２５から軸方向に一体的に延び、外周面にスプライン２６が形成されたステム部２７を有する。なお、継手外輪１５と中間軸３１との間にブーツバンド３６，３７により蛇腹状ブーツ３８を締め付け固定することにより、グリースが外部へ漏洩したり、あるいは、外部から継手内部へ水やダスト等の異物が侵入したりすることを防止している。

このステム部２７をハブ輪１の貫通孔１０に挿入し、ハブ輪１の加締部１１に継手外輪１５の肩部１６を突き合わせた状態で、ステム部２７の先端に形成された雄ねじ部２９にナット３０を締め付けることによって、等速自在継手６をハブ輪１に固定している。このステム部２７の外周面および貫通孔１０の内周面に形成されたスプライン２６，２８により両者を嵌合させることにより、トルク伝達可能となっている。
特開２００３−１３６９０８号公報

ところで、前述した駆動輪用軸受装置では、例えば車両発進時、軸受部２０のハブ輪１の加締部１１と等速自在継手６の継手外輪１５の肩部１６との間で、カッキン音と通称されるスティックスリップ音が発生するおそれがある。

このスティックスリップ音は、車両発進時、静止状態にある軸受部２０のハブ輪１に対して等速自在継手６の継手外輪１５から回転トルクが負荷されると、ステム部２７のスプライン２６，２８を介して継手外輪１５からハブ輪１へ回転トルクを伝達しようとするが、継手外輪１５のねじれによりハブ輪１の加締部１１と継手外輪１５の肩部１６との間で急激な滑りが発生する。この急激な滑りが原因となってスティックスリップ音が発生する。

前述したスティックスリップ音を未然に防止する手段として、ハブ輪１の加締部１１の平坦な端面、つまり、継手外輪１５の肩部１６との当接面に凹溝を形成すると共にその凹溝内にグリースを充填することにより、ハブ輪１の加締部１１と継手外輪１５の肩部１６との突合せ部での摩擦抵抗を小さくする手段が講じられている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、現在主流となっているタイプの車輪用軸受装置、すなわち、ハブ輪１の加締部１１と継手外輪１５の肩部１６とを突き合わせた構造を有する車輪用軸受装置では、スティックスリップ音を未然に防止する前述の手段、つまり、ハブ輪１の加締部１１と継手外輪１５の肩部１６との突合せ部での摩擦抵抗をグリースの充填により小さくする構造とした場合、初期状態においてグリースが保持されていても長期の使用によりグリースを保持することが困難になってくる。また、突合せ部での滑りによる摩耗でもって初期状態を維持することも困難であり、スティックスリップ音の防止対策として十分とはいえないというのが現状であった。

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部との突合せ面での相対滑りにより発生していた車両発進時でのスティックスリップ音を確実に抑制し得る車輪用軸受装置を提供することにある。

本発明を適用する対象は、内周に複列の軌道面が形成された外輪と、一端に車輪取付フランジを有すると共に外周に複列の軌道面を有し、ハブ輪と内輪からなる内方部材と、前記外輪と内方部材のそれぞれの軌道面間に介装された複列の転動体とを備え、前記ハブ輪の小径段部の端部を加締めることによりハブ輪と内輪を一体化し、前記ハブ輪の内径に等速自在継手の継手外輪のステム部を挿入してスプライン嵌合させた車輪用軸受装置である。この車輪用軸受装置としては、外輪の外周に車体取付フランジを有し、ハブ輪の外周に、複列の軌道面のうちの一方の軌道面が形成されているものがある。

この車輪用軸受装置において、本発明は、前記ハブ輪内径のアウトボード側端部に、ハブ輪に対して継手外輪のステム部を軸方向で位置規制するストッパ部を設け、そのストッパ部によるステム部の位置規制状態でハブ輪の加締部と継手外輪の肩部との間に軸方向すきまを形成したことを特徴とする。

本発明では、ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部を突合わせることなく、ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部との間に軸方向すきまを設けたことにより、ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部が非接触状態となることから、スティックスリップ音の発生源を取り除くことができる。その結果、車両発進時、静止状態にある軸受部のハブ輪に対して等速自在継手の継手外輪から回転トルクが負荷された場合、継手外輪のねじれによりハブ輪の加締部と継手外輪の肩部との間で急激な滑りが発生することなく、スティックスリップ音の発生がなくなる。

前述した構成において、ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部を突き合せないことから、ハブ輪に対して継手外輪を軸方向に位置規制する手段として、ハブ輪内径のアウトボード側端部にストッパ部を設けるが、そのストッパ部は、ハブ輪のスプライン内径よりも小さい内径を有し、その内側面にステム部の軸端面を当接させることにより位置規制可能とした構造が望ましい。なお、このストッパ部は、ハブ輪と一体的に形成することが可能であるが、ハブ輪とは別部材で構成してそのハブ輪と接合一体化してもよい。また、他のストッパ部としては、ハブ輪の内径に環状の凹溝を形成し、その凹溝にハブ輪のスプライン内径よりも小さい内径を有する止め輪を嵌着させ、その内側面にステム部の軸端面を当接させることにより位置規制可能とした構造であってもよい。

このようにすれば、ハブ輪内径に継手外輪のステム部を挿入してスプライン嵌合させる際に、ステム部の軸端面をストッパ部に当接させることにより、ハブ輪に対して継手外輪を位置規制することができて両者の軸方向固定が可能となる。これら両者の軸方向固定は、ストッパ部によるステム部の位置規制状態で、ステム部の先端に設けられた雄ねじ部にナットを螺合させたり、ステム部の先端に設けられた雌ねじ部にボルトを螺合させたり、あるいは、ステム部の先端に設けられた凹溝に止め輪を嵌合させることにより実現可能である。

なお、ステム部の軸端面とハブ輪のストッパ部の当接により、車両発進時にハブ輪に対して継手外輪から回転トルクが負荷された場合、継手外輪のねじれによりストッパ部とステム部の間で急激な滑りが発生してスティックスリップ音が発生する可能性があるが、従来におけるハブ輪の加締部と継手外輪の肩部との突合せの場合よりも当接部の径が小さいことから、両者間での相対滑りを極端に少なくすることができるので、スティックスリップ音を抑制することができる。

本発明によれば、ハブ輪内径のアウトボード側端部に、ハブ輪に対して継手外輪のステム部を軸方向で位置規制するストッパ部を設け、ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部を突合わせることなく、そのストッパ部によるステム部の位置規制状態でハブ輪の加締部と継手外輪の肩部との間に軸方向すきまを形成したことにより、ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部が非接触状態となることから、スティックスリップ音の発生源を取り除くことができる。その結果、車両発進時、静止状態にある軸受部のハブ輪に対して等速自在継手の継手外輪から回転トルクが負荷された場合、継手外輪のねじれによりハブ輪の加締部と継手外輪の肩部との間で急激な滑りが発生することなく、スティックスリップ音の発生がなくなり、静粛性の向上が図れて搭乗者の違和感を解消することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の実施形態を以下に詳述する。図１〜図３に示す各実施形態は駆動輪用軸受装置で、内方部材であるハブ輪１０１および内輪１０２、複列の転動体１０３，１０４、外輪１０５、等速自在継手１０６を主要な構成要素としている。

ハブ輪１０１は、その外周面にアウトボード側の軌道面１０７が形成されると共に、車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ１０９を備えている。この車輪取付フランジ１０９の円周方向等間隔に、ホイールディスクを固定するためのハブボルト（図示せず）が植設されている。このハブ輪１０１の外周面に形成された小径段部１１２に内輪１０２を嵌合させ、この内輪１０２の外周面にインボード側の軌道面１０８が形成されている。

内輪１０２は、クリープを防ぐために適当な締め代をもって圧入されている。ハブ輪１０１の外周面に形成されたアウトボード側の軌道面１０７と、内輪１０２の外周面に形成されたインボード側の軌道面１０８とで複列の軌道面を構成する。この内輪１０２をハブ輪１０１の小径段部１１２に圧入し、ハブ輪１０１の小径段部１１２の端部を外側に加締めることにより、その加締部１１１でもって内輪１０２を抜け止めしてハブ輪１０１と一体化し、軸受部１２０に予圧を付与している。

外輪１０５は、内周面にハブ輪１０１および内輪１０２の軌道面１０７，１０８と対向する複列の軌道面１１３，１１４が形成され、車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ１１７を備えている。この車体取付フランジ１１７は、車体の懸架装置（図示せず）から延びるナックルに取り付け孔１１９を利用してボルト固定される。

軸受部１２０は、複列のアンギュラ玉軸受構造で、ハブ輪１０１および内輪１０２の外周面に形成された軌道面１０７，１０８と外輪１０５の内周面に形成された軌道面１１３，１１４との間に転動体１０３，１０４を介在させ、各列の転動体１０３，１０４を保持器１２１，１２２により円周方向等間隔に支持した構造を有する。軸受部１２０の両端開口部には、ハブ輪１０１と内輪１０２の外周面に摺接するように、外輪１０５とハブ輪１０１および内輪１０２との環状空間を密封する一対のシール１２３，１２４が外輪１０５の両端部内径に嵌合され、内部に充填されたグリースの漏洩ならびに外部からの水や異物の侵入を防止するようになっている。

等速自在継手１０６は、ドライブシャフトを構成する中間軸１３１の一端に設けられ、内周面にトラック溝１３２が形成された継手外輪１１５と、その継手外輪１１５のトラック溝１３２と対向するトラック溝１３３が外周面に形成された継手内輪１３４と、継手外輪１１５のトラック溝１３２と継手内輪１３４のトラック溝１３３との間に組み込まれたボール１３５とからなる。継手外輪１１５は、継手内輪１３４およびボール１３５を収容したマウス部１２５と、マウス部１２５から軸方向に一体的に延び、外周面にスプライン１２６が形成されたステム部１２７を有する。なお、継手外輪１１５と中間軸１３１との間にブーツバンド１３６，１３７により蛇腹状ブーツ１３８を締め付け固定することにより、グリースが外部へ漏洩したり、あるいは外部から継手内部へ水やダスト等の異物が侵入したりすることを防止している。

このステム部１２７をハブ輪１０１の貫通孔１１０に挿入し、ステム部１２７の先端に形成された雄ねじ部１２９にナット１３０を締め付けることによって、等速自在継手１０６をハブ輪１０１に固定している。このステム部１２７の外周面および貫通孔１１０の内周面に形成されたスプライン１２６，１２８により両者を嵌合させることにより、トルク伝達可能となる。

なお、この実施形態では、等速自在継手１０６のハブ輪１０１への固定は、ステム部１２７の先端に形成された雄ねじ部１２９にナット１３０を螺合させることにより実現しているが、これ以外に、ステム部の先端に設けられた雌ねじ部にボルトを螺合させたり、あるいはステム部の先端に設けられた環状凹溝に止め輪を嵌合させることにより実現することも可能である。

この実施形態の軸受装置においては、従来、突き合わされていたハブ輪１０１の加締部１１１と継手外輪１１５の肩部１１６との間に軸方向すきまｍを設けている（図４参照）。このような軸方向すきまｍが介在することにより、ハブ輪１０１の加締部１１１と継手外輪１１５の肩部１１６が非接触状態となっている。このような構造としたことにより、ハブ輪１０１と継手外輪１１５の固定は、以下の構造を採用した。

継手外輪１１５のハブ輪１０１への固定は、ハブ輪１０１の内径のアウトボード側端部に、ハブ輪１０１に対して継手外輪１１５のステム部１２７を軸方向で位置規制するストッパ部１４１を設けることにより実現する。図１の実施形態では、このストッパ部１４１をハブ輪１０１と一体的に形成し、図２の実施形態では、ストッパ部１４２をハブ輪１０１とは別部材で構成してそのハブ輪１０１と接合一体化している。

つまり、図１の実施形態におけるストッパ部１４１は、ハブ輪１０１の内径のアウトボード側端部において、貫通孔１１０の開口周縁部を径方向内側に延設することにより、ハブ輪１０１のスプライン１２８の内径よりも小さい内径を有し、その内側面１４１ａにステム部１２７の軸端面１２７ａを当接させることにより位置規制可能な構造としている（図５参照）。

また、図２の実施形態では、ハブ輪１０１の内径のアウトボード側端部において、貫通孔１１０の開口周縁部に凹所１４４を形成し、その凹所１４４にハブ輪１０１とは別部材のストッパ部１４２を溶接または圧接などにより接合一体化している。これにより、ストッパ部１４２は、ハブ輪１０１のスプライン１２８の内径よりも小さい内径を有し、その内側面１４２ａにステム部１２７の軸端面１２７ａを当接させることにより位置規制可能な構造となる（図６参照）。

さらに、図３の実施形態では、ハブ輪１０１の内径のアウトボード側端部において、ハブ輪１０１の内径に環状の凹溝１４５を形成し、その凹溝１４５にハブ輪１０１のスプライン１２８の内径よりも小さい内径を有する止め輪１４３を嵌着させ、その内側面１４３ａにステム部１２７の軸端面１２７ａを当接させることにより位置規制可能な構造としている（図７参照）。なお、この止め輪１４３は、組み付け時に縮径可能なようにＣ型形状のものを使用すればよい。

この実施形態における車輪用軸受装置では、ハブ輪１０１の貫通孔１１０に継手外輪１１５のステム部１２７を挿入して両者のスプライン１２６，１２８を嵌合させる。この際、ステム部１２７の軸端面１２７ａをハブ輪１０１のアウトボード側端部に位置するストッパ部１４１〜１４３の内側面１４１ａ〜１４３ａに当接させることにより、ハブ輪１０１に対して継手外輪１１５を軸方向で位置規制することができる。このようにして、ストッパ部１４１〜１４３によりステム部１２７の軸端面１２７ａを位置規制した状態で、ステム部１２７の先端に形成された雄ねじ部１２９にナット１３０を締め付けることによって、等速自在継手１０６をハブ輪１０１に固定して軸力を付与する。

以上のように、ハブ輪１０１の加締部１１１と継手外輪１１５の肩部１１６を突合わせることなく、ハブ輪１０１の加締部１１１と継手外輪１１５の肩部１１６との間に軸方向すきまｍを設けたことにより、ハブ輪１０１の加締部１１１と継手外輪１１５の肩部１１６が非接触状態となることから、スティックスリップ音の発生源を取り除くことができ、車両発進時、ハブ輪１０１に対して継手外輪１１５から回転トルクが負荷された場合、継手外輪１１５のねじれによりハブ輪１０１の加締部１１１と継手外輪１１５の肩部１１６との間で急激な滑りが発生することなく、スティックスリップ音の発生がなくなる。

一方、継手外輪１１５のステム部１２７の軸端面１２７ａとストッパ部１４１〜１４３の内側面１４１ａ〜１４３ａでの当接により、車両発進時にハブ輪１０１に対して継手外輪１１５から回転トルクが負荷された場合、継手外輪１１５のねじれによりストッパ部１４１〜１４３とステム部１２７の間で急激な滑りが発生してスティックスリップ音が発生する可能性があるが、従来におけるハブ輪１の加締部１１と継手外輪１５の肩部１６との突合せ（図８参照）の場合よりも当接部の径が小さいことから、ステム部１２７の軸端面１２７ａとストッパ部１４１〜１４３の内側面１４１ａ〜１４３ａ間での相対滑りを極端に少なくすることができるので、スティックスリップ音を抑制することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の一つの実施形態で、ストッパ部をハブ輪と一体的に形成した形態を示す断面図である。本発明の他の実施形態で、ストッパ部をハブ輪とは別部材で構成した形態を示す断面図である。本発明の他の実施形態で、ストッパ部をハブ輪内径に嵌着した止め輪で構成した形態を示す断面図である。図１および図２の車輪用軸受装置において、ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部間に形成された軸方向すきまを示す要部拡大断面図である。図１の実施形態で、ストッパ部をハブ輪と一体的に形成した形態を示す要部拡大断面図である。図２の実施形態で、ストッパ部をハブ輪とは別部材で構成した形態を示す要部拡大断面図である。図３の実施形態で、ストッパ部をハブ輪内径に嵌着した止め輪で構成した形態を示す要部拡大断面図である。車輪用軸受装置の従来例を示す断面図である。

符号の説明

１０１ハブ輪
１０２内輪
１０３，１０４転動体
１０５外輪
１０６等速自在継手
１０７，１０８軌道面
１１１加締部
１１２小径段部
１１３，１１４軌道面
１１５継手外輪
１１６肩部
１２７ステム部
１２７ａステム部の軸端面
１２６，１２８スプライン
１４１〜１４３ストッパ部
１４１ａ〜１４３ａストッパ部の内側面
１４５凹溝
ｍ軸方向すきま

Claims

内周に複列の軌道面が形成された外輪と、一端に車輪取付フランジを有すると共に外周に複列の軌道面を有し、ハブ輪と内輪からなる内方部材と、前記外輪と内方部材のそれぞれの軌道面間に介装された複列の転動体とを備え、前記ハブ輪の小径段部の端部を加締めることによりハブ輪と内輪を一体化し、前記ハブ輪の内径に等速自在継手の継手外輪のステム部を挿入してスプライン嵌合させた車輪用軸受装置において、前記ハブ輪内径のアウトボード側端部に、ハブ輪に対して継手外輪のステム部を軸方向で位置規制するストッパ部を設け、そのストッパ部によるステム部の位置規制状態で前記ハブ輪の加締部と継手外輪の肩部との間に軸方向すきまを形成したことを特徴とする車輪用軸受装置。
前記外輪の外周に車体取付フランジを有し、ハブ輪の外周に、複列の軌道面のうちの一方の軌道面が形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
前記ストッパ部は、ハブ輪のスプライン内径よりも小さい内径を有し、その内側面にステム部の軸端面を当接させることにより位置規制可能とした請求項１又は２に記載の車輪用軸受装置。
前記ストッパ部は、ハブ輪とは別部材で構成してそのハブ輪と接合一体化した請求項３に記載の車輪用軸受装置。
前記ストッパ部は、ハブ輪の内径に環状の凹溝を形成し、その凹溝にハブ輪のスプライン内径よりも小さい内径を有する止め輪を嵌着させ、その内側面にステム部の軸端面を当接させることにより位置規制可能とした請求項１又は２に記載の車輪用軸受装置。
前記ストッパ部によるステム部の位置規制状態で、前記ステム部の先端に設けられた雄ねじ部にナットを螺合させることにより、等速自在継手をハブ輪に固定した請求項１〜５のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。
前記ストッパ部によるステム部の位置規制状態で、前記ステム部の先端に設けられた雌ねじ部にボルトを螺合させることにより、等速自在継手をハブ輪に固定した請求項１〜５のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。
前記ストッパ部によるステム部の位置規制状態で、前記ステム部の先端に設けられた凹溝に止め輪を嵌合させることにより、等速自在継手をハブ輪に固定した請求項１〜５のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。