JP2009241615A

JP2009241615A - 車輪用軸受装置

Info

Publication number: JP2009241615A
Application number: JP2008087093A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kamikawa; 剛上川
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2009-10-22

Abstract

【課題】ハブ軸と等速ジョイントの外輪との間で良好にトルクを伝達することができ、回転トルクによるせん断応力に対して安全率の高い車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】車輪が取付けられるハブホイール１２のハブ軸１４の外周に斜接型の複列玉軸受２０の内輪２２が嵌合され、ハブ軸１４と等速ジョイント３０の外輪３２とがトルク伝達可能に連結され、内輪２２の端部と等速ジョイント３０の外輪３２の端部とがフェーススプライン２９、３５の噛み合いにより係合された、車両用軸受装置１０は、内輪２２の内周面とハブホイール１２のハブ軸１４の外周面とがスプライン嵌合されている。そして、スプライン嵌合部は内輪２２に軌道面を持つころ２１の接触線上から軸方向でインナー側に外れた位置に形成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は車輪用軸受装置に関する。具体的には、車輪が取付けられるハブホイールのハブ軸の外周に斜接型転がり軸受が設けられ、ハブ軸と等速ジョイントの外輪とがトルク伝達可能に連結された車輪用軸受装置に関する。

車輪用軸受装置には、ハブホイールのハブ軸の外周に斜接型転がり軸受の内輪が嵌合され、ハブ軸と等速ジョイントの外輪がボルトで結合されたものがある。
図３にこの種の車輪用軸受装置１１０を示す。車輪用軸受装置１１０は、ハブホイール１１２のハブ軸１１４の外周に斜接型転がり軸受である複列玉軸受１２０の内輪１２２が嵌合されている。そして、複列玉軸受１２０はハブ軸１１４と複列玉軸受１２０の内輪１２２を内輪軌道面としており、ハブ軸１１４と内輪１２２は、ハブ軸１１４の端部１１５が複列玉軸受１２０の内輪１２２の端部１２８にカシメ固定され、一体化されている。
また、ハブホイール１１２と等速ジョイント１３０とをトルク伝達可能に接続するために、ハブ軸１１４の端部１１５に形成されたカシメ部１１６と等速ジョイント１３０の外輪１３２のアウター側の端面１３４に、相互に噛み合うフェーススプライン１１７、１３５が形成されている。そして、ハブ軸１１４と等速ジョイント１３０の外輪１３２がボルト１４０によって連結され、ナット１４２によって締結固定されることにより、フェーススプライン１１７、１３５が噛み合わされ係合されている。

先行技術文献として、特願昭６２−１９４９０３号公報（特許文献１）がある。特許文献１には、軸受の内レース（２２）と外継手部材（７）に設けた端面に千鳥プレスによる歯列（１６）を形成して、軸受の内レース（２２）と外継手部材（７）をトルク伝達可能に接続する方法が記載されている。
特開昭６２−１９４９０３号公報

ところで、車輪用軸受装置１１０では、ハブ軸１１４の端部１１５に塑性変形により形成されたカシメ部１１６にフェーススプライン１１７を形成しているため、より大きな回転トルクを伝達するためには、回転トルクによるフェーススプライン１１７の歯面へのせん断応力に対して強度を確保するために、フェーススプライン１１７を大型化する必要があり、車輪用軸受装置を小型軽量化することが出来ない。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、小型軽量でありながらハブ軸と等速ジョイントの外輪との間で良好にトルクを伝達することができ、回転トルクによるせん断応力に対して安全率の高い車輪用軸受装置を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、車輪が取付けられるハブホイールのハブ軸の外周に斜接型転がり軸受の内輪が嵌合され、ハブ軸と等速ジョイントの外輪とがトルク伝達可能に連結され、内輪の端部と等速ジョイントの外輪の端部とがフェーススプラインの噛み合いにより係合された、車両用軸受装置において、
前記内輪の内周面と前記ハブホイールのハブ軸の外周面とがスプライン嵌合されており、該内輪と該ハブ軸のスプライン嵌合部は、内輪に軌道面を持つ転動体の接触線上から軸方向でインナー側に外れた位置に形成されていることを特徴とする。

この第１の発明によれば、等速ジョイント側のトルクは、等速ジョイントの外輪の端面と斜接型転がり軸受の内輪の端面のフェーススプラインの噛み合いによる係合により内輪に伝達される。そして内輪に伝達されたトルクは、内輪の内周面とハブホイールのハブ軸の外周面とのスプライン嵌合部によりハブ軸に伝達される。よって、等速ジョイントからハブ軸へ良好にトルクを伝達することができる。また、内輪の熱処理により、フェーススプラインの強度を高めることができる。
そして、内輪の内周面とハブホイールのハブ軸の外周面のスプライン嵌合部は、斜接型転がり軸受の内輪に軌道面を持つ転動体の接触線上から軸方向でインナー側に外れた位置に形成されているので、転動体の転動時の荷重がスプライン嵌合部にかかることがなく、斜接型転がり軸受の転動体の動作が安定する。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る車輪用軸受装置であって、
前記斜接型転がり軸受は複列転がり軸受であって、一方の内輪軌道面が前記内輪に形成され、他方の内輪軌道面が前記ハブ軸の外周面に形成されており、
前記内輪のインナー側の側部が径方向外方へ延設形成され、前記ハブ軸のインナー側端部が前記複列転がり軸受の内輪のインナー側端面にカシメ固定され、該カシメ固定位置よりも該内輪の径方向の外側において、該内輪の端部と前記等速ジョイントの外輪の端部とがスプライン係合されることを特徴とする。

この第２の発明によれば、ハブ軸のインナー側の端部が複列転がり軸受の内輪のインナー側の端面にカシメ固定されているので、ハブ軸と内輪の軸方向の緩みが抑止され、複列転がり軸受の内輪の軌道面が安定する。そして、内輪の端面のフェーススプラインが形成された部位は、車輪用軸受装置の組立時にカシメ等による塑性変形を受けることがない。そこで、組立前に内輪を熱処理してフェーススプラインの歯面の強度を高めておくことができる。よって、スプラインが形成された部位の強度が高く、良好にトルクを伝達でき、回転トルクによるせん断応力に対して安全率が高い。
また、内輪のインナー側の側部が径方向外方へ延設形成され、カシメ固定位置よりも内輪の径方向の外側で、内輪の端面と等速ジョイントの外輪の端面とがフェーススプラインの噛み合いにより係合する。そこで、フェーススプラインの径が拡大するためトルクの伝達力が向上し、せん断応力対する安全率を高めることができる。

上記本発明の各発明によれば、次の効果が得られる。
まず、上述の第１の発明によれば、等速ジョイント側のトルクは、フェーススプラインの噛み合いによる係合により内輪に伝達される。そして内輪に伝達されたトルクは、内輪とハブ軸のスプライン嵌合部によりハブ軸に伝達される。よって、等速ジョイントからハブ軸へ良好にトルクを伝達することができる。また、内輪の熱処理により、フェーススプラインの強度を高めることができる。そして、内輪の内周面とハブホイールのハブ軸の外周面のスプライン嵌合部は、斜接型転がり軸受の内輪に軌道面を持つ転動体の接触線上から軸方向でインナー側に外れた位置に形成されているので、転動体の転動時の荷重がスプライン嵌合部にかかることがなく、斜接型転がり軸受の転動体の動作が安定する。
次に上述の第２の発明によれば、ハブ軸のインナー側の端部が複列転がり軸受の内輪のインナー側の端面にカシメ固定されているので、ハブ軸と内輪の軸方向の緩みが抑止され、複列転がり軸受の内輪の軌道面が安定する。そして、内輪の端面のフェーススプラインが形成された部位は、車輪用軸受装置の組立時にカシメ等による塑性変形を受けることがない。そこで、組立前に内輪を熱処理してフェーススプラインの歯面の強度を高めておくことができる。よって、フェーススプラインが形成された部位の強度が高く、良好にトルクを伝達でき、回転トルクによるせん断応力に対して安全率が高い。また、内輪のインナー側の側部が径方向外方へ延設形成され、カシメ固定位置よりも内輪の径方向の外側で、内輪の端面と等速ジョイントの外輪の端面とがフェーススプラインの噛み合いにより係合する。そこで、フェーススプラインの径が拡大するためトルクの伝達力が向上し、せん断応力対する安全率を高めることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１に本発明の一実施例における車輪用軸受装置１０の軸平行断面図を示す。車輪用軸受装置１０は、ハブホイール１２のハブ軸１４の外周に斜接型転がり軸受である複列玉軸受２０の内輪２２が嵌合されており、複列玉軸受２０はハブ軸１４の外周と複列玉軸受２０の内輪２２に内輪の軌道面２４を有している。また、複列玉軸受２０は、車体のナックル５１に取付けられた外輪５２を有している。
そして、ハブ軸１４の外周面と内輪２２の内周面には相互に嵌合するスプライン１８、２３が形成されており、ハブ軸１４と内輪２２の相対的な回転が抑止されている。なお、ハブ軸１４の外周面のスプライン１８と内輪２２の内周面のスプライン２３の嵌合部は、複列玉軸受２０の内輪２２に軌道面２４を持つ玉２１の接触線５０上から軸方向でインナー側に外れた位置に形成されている。
そして、ハブ軸１４と内輪２２は、ハブ軸１４の端部１５が内輪２２の端面２８にカシメ固定されたカシメ部１６により、軸方向での緩みが抑止されている。
なお、このカシメ部１６は、円筒形状に形成されたハブ軸１４の端部１５をプレス加工により径方向外方に拡形させて内輪２２の端面２８に押し付けることにより形成されている。

また、複列玉軸受２０の内輪２２はインナー側の側部２６がハブ軸１４の端部１５がカシメ固定された部位よりも径方向外方へ延設形成されている。そして、延設成形された側部２６の端面２８には、ハブ軸１４の端部１５がカシメ固定された部位の径方向の外側にフェーススプライン２９が形成されている。
また、等速ジョイント３０の外輪３２のアウター側の端面３４には、内輪２２の端面２８に形成されたフェーススプライン２９と噛み合うフェーススプライン３５が形成されている。

そして、等速ジョイント３０の外輪３２のアウター側の中心部に形成された貫通孔３６とハブホイール１２の中心部に形成された貫通孔１３に等速ジョイント３０の外輪３２側からボルト４０が挿通されている。そして、ボルト４０にはハブ軸１４のアウター側でナット４２が螺着されて、ハブホイール１２のハブ軸１４と等速ジョイント３０の外輪３２が軸方向で締結固定されている。そして、ハブ軸１４に外嵌めされた内輪２２の端面２８のフェーススプライン２９と等速ジョイント３０の外輪３２の端面３４のフェーススプライン３５が噛み合って係合している。
なお、ハブ軸１４のカシメ部１６と等速ジョイント３０の外輪３２の端面３４の間には固定および密閉用にＯリング４４を装着している。

上記の実施例によれば、等速ジョイント３０側のトルクは、等速ジョイント３０の外輪３２の端面３４のフェーススプライン３５と複列玉軸受２０の内輪２２の端面２８のフェーススプライン２３の噛み合いによる係合により内輪２２に伝えられる。そして内輪２２に伝えられたトルクは、内輪２２の内周面に形成されたスプライン２３とハブホイール１２のハブ軸１４の外周面に形成されたスプライン１８との嵌合部によりハブ軸１４に伝達される。
ここで、内輪２２の端面２８のフェーススプライン２９が形成された部位は、カシメ部１６のように塑性変形させる必要もなく、また、転がり軸受の内輪２２としての強度を有するために、フェーススプライン２９を形成した後で、内輪２２全体を熱処理することで、車輪用軸受装置１０の組立前にフェーススプライン２９の歯面の強度を高めてある。よって、フェーススプラインが形成された部位の強度が高く、良好にトルクを伝達できるので、車輪用軸受装置１０は回転トルクによるせん断応力に対して安全率が高い。

また、内輪２２のインナー側の側部２６は径方向外方へ延設形成され、ハブ軸１４の端部１５のカシメ部１６がカシメ固定された位置よりも内輪２２の径方向の外側で、内輪２２の端面２８と等速ジョイント３０の外輪３２の端面３４とがフェーススプライン２９，３５により噛み合って係合している。よって、フェーススプラインの径の拡大によりトルクの伝達力が向上し、せん断応力に対する安全率を高めることができる。

また、上記の実施例によれば、内輪２２の内周面とハブホイール１２のハブ軸１４の外周面のスプライン嵌合部は、複列玉軸受２０の内輪２２に軌道面２４を持つ玉２１の接触線５０上から軸方向でインナー側に外れた位置に形成されているので、複列玉軸受２０の玉２１の転動時の荷重がスプライン嵌合部にかかることがなく、複列玉軸受２０の玉２１の動作が安定する。
さらに、ハブ軸１４のインナー側の端部１５が複列玉軸受２０の内輪２２のインナー側の端面２８にカシメ固定されているので、ハブ軸１４と内輪２２の軸方向の緩みが抑止され、複列玉軸受２０の内輪２２の軌道面２４が安定する。

上記の実施例では、ボルト４０とナット４２によりハブホイール１２のハブ軸１４と等速ジョイント３０の外輪３２をトルク伝達可能に連結しているが、等速ジョイント３０の外輪３２に軸部を一体形成して、軸部をハブ軸１４の貫通孔１３にスプライン嵌合させて挿通し、アウター側で軸部の端をハブ軸１４の貫通孔１３の側部にカシメ固定する構成としても良い。

また、上記の実施例では、ハブ軸１４のインナー側の端部１５を複列玉軸受２０の内輪２２のインナー側の端面２８にカシメ固定しているが、ハブ軸１４のインナー側の端部１５をカシメ固定せずに、等速ジョイント３０の外輪３２の端面３４に当接させる構成としても良い。
ハブ軸１４の端部１５をカシメ固定をしない場合は、内輪２２のインナー側の側部２６のインナー側端面２８の全体にフェーススプライン２９を形成しても良い。この場合は、内輪２２の側部２６を径方向外方へ延設しない構成としても良い。

上記の実施例では斜接型転がり軸受として複列玉軸受２０を使用しているが、斜接型転がり軸受は複列玉軸受に限られず、複列ころ軸受とすることもでき、単列の転がり軸受としても良い。
その他、本発明はその発明の思想の範囲で、各種の形態で実施できるものである。

一実施例における車輪用軸受装置の軸平行断面図である。図１におけるスプラインによる噛み合い部分を拡大した部分図である。従来技術による車輪用軸受装置の軸平行断面図である。

符号の説明

１０車輪用軸受装置
１２ハブホイール
１３貫通孔
１４ハブ軸
１５端部
１６カシメ部
１８スプライン
２０複列転がり軸受
２１玉
２２内輪
２３スプライン
２４軌道面
２６側部
２８端面
２９フェーススプライン
３０等速ジョイント
３２外輪
３４端面
３５フェーススプライン
３６貫通孔
４０ボルト
４２ナット
４４Ｏリング
５０接触線
５１ナックル
５２外輪

Claims

車輪が取付けられるハブホイールのハブ軸の外周に斜接型転がり軸受の内輪が嵌合され、ハブ軸と等速ジョイントの外輪とがトルク伝達可能に連結され、内輪の端面と等速ジョイントの外輪の端面とがフェーススプラインの噛み合いにより係合された、車両用軸受装置において、
前記内輪の内周面と前記ハブホイールのハブ軸の外周面とがスプライン嵌合されており、該内輪と該ハブ軸のスプライン嵌合部は、内輪に軌道面を持つ転動体の接触線上から軸方向でインナー側に外れた位置に形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
請求項１に記載の車輪用軸受装置であって、
前記斜接型転がり軸受は複列転がり軸受であって、一方の内輪軌道面が前記内輪に形成され、他方の内輪軌道面が前記ハブ軸の外周面に形成されており、
前記内輪のインナー側の側部が径方向外方へ延設形成され、前記ハブ軸のインナー側端部が前記複列転がり軸受の内輪のインナー側端面にカシメ固定され、該カシメ固定位置よりも該内輪の径方向の外側において、該内輪の端面と前記等速ジョイントの外輪の端面とがスプライン係合されることを特徴とする車輪用軸受装置。