JP5561338B2

JP5561338B2 - 車輪用軸受装置

Info

Publication number: JP5561338B2
Application number: JP2012229603A
Authority: JP
Inventors: 剛上川; 悟村尾
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2028-03-28
Also published as: JP2013060193A

Description

この発明は、車輪が取り付けられるハブホイールのハブ軸と等速ジョイントの外輪とが連結ボルトによって連結された車輪用軸受装置に関する。

この種の車輪用軸受装置においては、例えば、特許文献１に開示されてた構造のものが知られている。
これにおいては、図６に示すように、ハブホイール２１０と等速ジョイント２５０とをトルク伝達可能に接続するために、ハブホイール２１０のハブ軸２１３の端面と、この端面に突き合わされる等速ジョイント２５０の外輪２６０の端壁部２６１の端面に、相互に噛み合うことでハブホイール２１０と等速ジョイント２５０とをトルク伝達する両サイドスプライン（サイドフェーススプライン）２８０、２９０が形成される。
また、ハブホイール２１０のハブ軸２１３と等速ジョイント２５０の外輪２６０とを連結するために、等速ジョイント２５０の外輪２６０の端壁部２６１に、連結ボルト２７０の雄ねじ部２７３に対応する雌ねじ２６３が形成される一方、ハブ軸２１３の中心部には連結ボルト２７０の軸部２７２が挿通される中心孔２１４が形成される。
そして、両サイドスプライン２８０、２９０を噛み合わせた状態で、ハブ軸２１３の外側から中心孔２１４を通して連結ボルト２７０の軸部２７２が挿通され、この軸部２７２の雄ねじ部２７３が外輪２６０の端壁部２６１の雌ねじ２６３に締め付けられることで、ハブホイール２１０のハブ軸２１３と等速ジョイント２５０の外輪２６０とが連結される。
また、両サイドスプライン２８０、２９０のうち、等速ジョイント２５０の外輪２６０の端壁部２６１のサイドスプライン２８０の歯先面２８３と、ハブ軸２１３のサイドスプライン２９０の歯底面２９２は、ハブ軸２１３の中心軸線に直交する面と平行する面（垂直面）上に形成されている。
そして、連結ボルト２７０を締め付けてハブホイール２１０のハブ軸２１３と等速ジョイント２５０の外輪２６０とを連結した状態では、両サイドスプライン２８０、２９０の歯先面２８３と歯底面２９２とが接触する。さらに、等速ジョイント２５０側のサイドスプライン２８０の歯底面２８２と、ハブ軸２１３側のサイドスプライン２９０の歯先面２９３とは非接触でこれら両者間には隙間Ｓ’が存在する。

特開昭５７−１７８９０３号公報

ところで、特許文献１に開示された車輪用軸受装置においては、両サイドスプライン２８０、２９０を噛み合わせ、連結ボルト２７０を締め付けてハブホイール２１０のハブ軸２１３と等速ジョイント２５０の外輪２６０とを芯合わせ（同一中心軸線上に位置合わせ）して連結することが厄介であり、ハブホイール２１０のハブ軸２１３と等速ジョイント２５０の外輪２６０とが芯ずれする（相互の中心軸線がずれる）ことが想定される。この芯ずれは振動や異音の発生原因となる。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、ハブ軸の端面と、等速ジョイントの外輪の端面との両サイドスプラインを噛み合わせる動作によってハブホイールのハブ軸と等速ジョイントの外輪とを調心することができる車輪用軸受装置を提供することである。
提供することである。

前記目的を達成するために、この発明の請求項１に係る車輪用軸受装置は、車輪が取り付けられるハブホイールのハブ軸と等速ジョイントの外輪とが連結ボルトの締め付けによって連結された車輪用軸受装置であって、
前記ハブ軸の端面と、この端面に突き合わされる前記等速ジョイントの外輪の端面には、相互に噛み合うことで前記ハブホイールのハブ軸と前記等速ジョイントの外輪とをトルク伝達可能に接続する両サイドスプラインが形成され、
前記両サイドスプラインのうち、一方のサイドスプラインの歯先面と、他方のサイドスプラインの歯底面とは、前記ハブ軸の中心軸線に直交する面に対し傾斜したテーパ面にそれぞれ形成され、
前記テーパ面をなす歯先面と歯底面との相互の接触によって前記ハブホイールのハブ軸と、等速ジョイントの外輪とを調芯させる構成にしてあり、
前記ハブ軸の端部は、半径方向外方へかしめられて転がり軸受の内輪を固定するかしめ部が形成され、このかしめ部の端面に前記サイドスプラインが形成され、
前記等速ジョイント側のサイドスプラインの歯底面と、前記ハブ軸側のサイドスプラインの歯先面とは、前記ハブ軸の中心軸線に直交する面と平行する面上に形成され、
前記等速ジョイントの前記外輪端面の前記サイドスプラインの歯先面は、外径側が低く内径側に向かってしだいに高く形成されたテーパ面に形成され、
前記ハブ軸の前記かしめ部端面の前記サイドスプラインの歯底面は、外径側が浅く内径側に向かってしだいに深く形成されたテーパ面に形成されていることを特徴とする。

前記構成によると、等速ジョイントの外輪端面のサイドスプラインとハブ軸のかしめ部端面のサイドスプラインとを噛み合わせながら等速ジョイントの外輪とハブ軸とを連結ボルトの締め付けて連結すると、両サイドスプラインの歯先面と歯底面とをテーパ面で接触して噛み合わされる。
両サイドスプラインの歯先面と歯底面とのテーパ面の接触によって、ハブホイールのハブ軸と等速ジョイントの外輪とを同一中心軸線上に調心することができるため、芯ずれが原因となる振動や異音の発生を防止することができる。
また、両サイドスプラインの歯先面と歯底面とをテーパ面で接触させることによって、従来のハブ軸の中心軸線に直交する面と平行する面で接触させる場合と比べ、噛み合いの接触面積を増大させることができ、トルク伝達性にも優れる。
また、ハブホイールのハブ軸のかしめ部の端面にサイドスプラインを形成することによって、サイドスプラインの外径寸法を大きくすることができる。そして、ハブ軸のサイドスプラインに対応する外径寸法をもって等速ジョイントの外輪の端壁部端面にサイドスプラインを形成して噛み合わせることによって、トルク伝達性の向上を図ることができる。

この発明の実施例１に係る車輪用軸受装置を示す縦断面図である。同じく両サイドスプラインが分離した状態を拡大して示す断面図である。同じく両サイドスプラインが噛み合わされた状態を拡大して示す断面図である。この発明の実施例２に係る車輪用軸受装置の両サイドスプラインが分離した状態を拡大して示す断面図である。同じく両サイドスプラインが噛み合わされた状態を拡大して示す断面図である。従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

この発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。

（実施例１）
この発明の実施例１を図１〜図３にしたがって説明する。
図１はこの発明の実施例１に係る車輪用軸受装置を示す縦断面図である。図２は両サイドスプラインが分離した状態を拡大して示す断面図である。図３は両サイドスプラインが噛み合わされた状態を拡大して示す断面図である。

図１に示すように、この実施例１に係る車輪用軸受装置は、ハブホイール１０と、転がり軸受としての複列のアンギュラ玉軸受２０と、等速ジョイント５０とを備えて構成されている。
ハブホイール１０は、円筒状をなすハブ軸１３と、ハブ軸１３の一端部寄り外周面に形成されたフランジ１１とを一体に有している。そして、フランジ１１には、ブレーキロータ（図示しない）を間に挟んで車輪（図示しない）を取り付けるための複数本のハブボルト１２が所定ピッチでかつ圧入によって固定されている。
ハブ軸１３の外周には、外輪３０、内輪２１、転動体としての複数の玉４１、４２及び保持器４５、４６を備えた複列のアンギュラ玉軸受２０が組み付けられている。

この実施例１において、ハブ軸１３は、フランジ１１側に形成された大径軸部１５と、大径軸部１５よりも適宜に小径でかつ大径軸部１５と段差部をもって連続して形成された小径軸部１６とを一体に有している。そして、大径軸部１５の外周面に、外輪３０の一方の軌道面３１に対応する軌道面２２が形成されている。
さらに、外輪３０の他方の軌道面３２に対応する軌道面２３が外周面に形成された内輪２１がハブ軸１３の小径軸部１６の外周面に嵌込まれた後、小径軸部１６の先端部が半径方向外方へかしめられてかしめ部１７が形成されることによって、内輪２１が段差部とかしめ部１７との間に固定されている。
また、外輪３０の両軌道面３１、３２と、ハブ軸１３側の両軌道面２２、２３との間には各複多数個の玉４１、４２と、これら各複多数個の玉４１、４２をそれぞれ保持する保持器４５、４６が組み付けられる。
また、外輪３０の外周面には、車両の懸架装置（図示しない）に支持された車体側部材（ナックル、又はキャリア）にボルトによって取り付けるための固定フランジ３５が一体に形成されている。

図１に示すように、等速ジョイント５０は、周知のツェッパー型、バーフィールド型と呼ばれている等速ジョイントが使用されており、駆動軸５１の一端部外周面に一体状に連結された内輪５２と、外輪６０と、これら内・外輪５２、６０の間に配設された複数のボール５３と、これら複数のボール５３を保持する保持器５４を備えて構成されている。
また、等速ジョイント５０の外輪６０の端壁部６１の中心部にはハブホイール１０と等速ジョイント５０とを一体状に連結するための連結ボルト７０が突出されている。

この実施例１において、連結ボルト７０は、等速ジョイント５０の外輪６０と別体をなす頭部７１と軸部７２とを有する一方、等速ジョイント５０の外輪６０の端壁部６１の中心部には貫通孔６３が貫設されている。
そして、等速ジョイント５０の外輪６０の貫通孔６３の内側開口部から連結ボルト７０の軸部７２が嵌挿され、頭部７１の下面が端壁部６１の内面に当接する位置まで軸部７２の根本部の大径部７２ａが圧入されることによって、等速ジョイント５０の外輪６０の端壁部６１から連結ボルト７０の軸部７２が突出されて固定される。連結ボルト７０の軸部７２の先端部には雄ねじ部７３が形成され、この雄ねじ部７３には締付ナット７５を回り止めするためのかしめ溝７４が凹設されている。

図１と図２に示すように、ハブホイール１０のハブ軸１３の端面（この実施例１ではハブ軸１３のかしめ部１７の端面）と、この端面に突き合わされる等速ジョイント５０の外輪６０の端壁部６１の端面には、相互に噛み合うことでハブ軸１３と等速ジョイント５０の外輪６０とをトルク伝達可能に接続する両サイドスプライン８０、９０が形成されている。

図２と図３に示すように、両サイドスプライン８０、９０のうち、一方のサイドスプラインの歯先面と、他方のサイドスプラインの歯底面とは、等速ジョイント５０の揺動中心を中心とする円弧面にそれぞれ形成されている。
この実施例１において、等速ジョイント５０側のサイドスプライン９０の各スプライン歯９１の歯先面９３と、ハブ軸１３側のサイドスプライン８０の各スプライン歯８１の歯底面８２とが等速ジョイント５０の揺動中心を中心Ｏとする半径Ｒをもつ円弧面にそれぞれ形成されている。
また、等速ジョイント５０側のサイドスプライン９０の各スプライン歯９１の歯底面９２とハブ軸１３側のサイドスプライン８０の各スプライン歯８１の歯先面８３とは、ハブ軸１３の中心軸線（又は等速ジョイント５０の外輪６０の中心軸線）に直交する面と平行する面（垂直面）上に形成されている。
そして、図３に示すように、ハブホイール１０と等速ジョイント５０とが連結ボルト７０と締付ナット７５との締め付けによって連結された状態では、円弧面をなす歯先面９３と歯底面８２とが相互に接触し、これによってハブ軸１３と、等速ジョイント５０の外輪６０とが調芯される一方、垂直面をなす歯底面９２と歯先面８３とは非接触でこれら両者間には所定の隙間Ｓ１が設定される。

上述したように構成されるこの実施例１に係る車輪用軸受装置において、ハブホイール１０と等速ジョイント５０とをトルク伝達可能に一体状に連結する場合、先ず、等速ジョイント５０の外輪６０の端壁部６１端面から突出された連結ボルト７０の軸部７２をハブホイール１０のハブ軸１３の中心孔１４の一端側（車幅方向中心側）から他端側（車幅方向外側）に向けて挿通する。
その後、ハブ軸１３と等速ジョイント５０の外輪６０との両サイドスプライン８０、９０の各スプライン歯８１、９１を噛み合わせながら、連結ボルト７０の軸部７２先端部の雄ねじ部７３をハブ軸１３の中心孔１４の他端側に突出させる。
この状態で、連結ボルト７０の雄ねじ部６５に締付ナット７５を締め付ける。この連結ボルト７０と締付ナット７５による締め付けによって、両サイドスプライン８０、９０の各スプライン歯８１、９１の円弧面をなす歯先面９３と歯底面８２とが相互に接触し、これによってハブ軸１３と、等速ジョイント５０の外輪６０とが調芯される。
最後に、締付ナット７５端部の薄肉部７６の一部が雄ねじ部７３のかしめ溝７４内にかしめられて回り止めされることで、ハブホイール１０と等速ジョイント５０とが芯合わせされた状態でトルク伝達可能に一体状に連結される（図１参照）。

前記したようにして、両サイドスプライン８０、９０の各スプライン歯８１、９１の歯先面９３と歯底面８２との円弧面の接触によって、ハブ軸１３と等速ジョイント５０の外輪６０とを同一中心軸線上に調心することができるため、芯ずれが原因となる振動や異音の発生を防止することができる。
また、両サイドスプライン８０、９０の各スプライン歯８１、９１の歯先面９３と歯底面８２とを円弧面で接触させることによって、図６に示す従来のハブ軸の中心軸線に直交する面と平行する面で接触させる場合と比べ、噛み合いの接触面積を増大させることができ、トルク伝達性にも優れる。

また、車両走行時等において、等速ジョイント５０の揺動中心を中心Ｏとして等速ジョイント５０の外輪６０の中心軸線に対しハブ軸１３の中心軸線が相対的に傾く方向へ荷重が作用したときには、その荷重を両サイドスプライン８０、９０の各スプライン歯８１、９１の歯先面９３と歯底面８２との接触面（円弧面）全体で分散して受けることができる。このため、前記荷重が両サイドスプライン８０、９０の各スプライン歯８１、９１の外周部分の一部に集中して作用することを回避することができ耐久性にも優れる。

また、この実施例１においては、ハブ軸１３の端部に半径方向外側へかしめによって形成されたかしめ部１７の端面にサイドスプライン８０を形成することによって、かしめ部１７がない場合と比べサイドスプライン８０の外径寸法を大きくすることができる。そして、ハブ軸１３のサイドスプライン８０に対応する外径寸法をもって等速ジョイント５０の外輪６０の端壁部６１の端面にサイドスプライン９０を形成して噛み合わせることによって、トルク伝達性の向上を図ることができる。

（実施例２）
次に、この発明の実施例２を図４と図５にしたがって説明する。
図４はこの発明の実施例２に係る車輪用軸受装置の両サイドスプラインが分離した状態を拡大して示す断面図である。図５は両サイドスプラインが噛み合わされた状態を拡大して示す断面図である。
図４と図５に示すように、この実施例２においては、ハブホイール１０のハブ軸１３の端面（かしめ部１７の端面）と、この端面に突き合わされる等速ジョイント５０の外輪６０の端壁部６１の端面にそれぞれ形成された両サイドスプライン１８０、１９０のうち、等速ジョイント５０側のサイドスプライン１９０の各スプライン歯１９１の歯先面１９３と、ハブ軸１３側のサイドスプライン１８０の各スプライン歯１８１の歯底面１８２とがハブ軸１３の中心軸線に直交する面に対し傾斜したテーパ面にそれぞれ形成されている。
さらに、サイドスプライン１９０の各スプライン歯１９１の歯先面１９３は、外径側が低く内径側に向かってしだいに高く形成されたテーパ面に形成されている。
これに対し、ハブ軸１３側のサイドスプライン１８０の各スプライン歯１８１の歯底面１８２は外径側が浅く内径側に向かってしだいに深く形成されたテーパ面に形成されている。

また、等速ジョイント５０側のサイドスプライン１９０の各スプライン歯１９１の歯底面１９２とハブ軸１３側のサイドスプライン１８０の各スプライン歯１８１の歯先面１８３とは、ハブ軸１３の中心軸線（又は等速ジョイント５０の外輪６０の中心軸線）に直交する面と平行する面（垂直面）上に形成されている。
そして、図５に示すように、ハブホイール１０と等速ジョイント５０とが連結ボルト７０と締付ナット（図５には示されていない）との締め付けによって連結された状態では、テーパ面をなす歯先面１９３と歯底面１８２とが相互に接触し、これによってハブ軸１３と、等速ジョイント５０の外輪６０とが調芯される一方、垂直面をなす歯底面１９２と歯先面１８３とは非接触でこれら両者間には所定の隙間Ｓ２が設定される。
この実施例２のその他の構成は実施例１と同様に構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。

したがって、この実施例２に係る車輪用軸受装置においては、両サイドスプライン１８０、１９０の各スプライン歯１８１、１９１の歯先面１９３と歯底面１８２とのテーパ面の接触によって、ハブ軸１３と等速ジョイント５０の外輪６０とを同一中心軸線上に調心することができるため、芯ずれが原因となる振動や異音の発生を防止することができる。
また、両サイドスプライン１８０、１９０の各スプライン歯１８１、１９１の歯先面１９３と歯底面１８２とをテーパ面で接触させることによって、図６に示す従来のハブ軸の中心軸線に直交する面と平行する面で接触させる場合と比べ、噛み合いの接触面積を増大させることができ、トルク伝達性にも優れる。

また、この実施例２においても、実施例１と同様にして、ハブ軸１３の端部に半径方向外側へかしめによって形成されたかしめ部１７の端面にサイドスプライン１８０を形成することによって、かしめ部１７がない場合と比べサイドスプライン１８０の外径寸法を大きくすることができる。そして、ハブ軸１３のサイドスプライン１８０に対応する外径寸法をもって等速ジョイント５０の外輪６０の端壁部６１の端面にサイドスプライン１９０を形成して噛み合わせることによって、トルク伝達性の向上を図ることができる。

なお、この発明は前記実施例１及び２に限定するものではない。
例えば、前記実施例１及び２においては、等速ジョイント５０の外輪６０の端壁部６１の貫通孔６３に、外輪６０とは別体の連結ボルト７０が圧入によって固定される場合を例示したが、外輪６０の端壁部６１から連結ボルトなす軸体を同一材料によって一体に突出した場合においてもこの発明を実施可能である。
また、等速ジョイント５０の外輪６０の端壁部６１に雌ねじを形成し、車幅方向外側からハブ軸の中心孔を通して連結ボルトを挿通し、この連結ボルトの雄ねじ部を等速ジョイント５０の外輪６０の端壁部６１に雌ねじ締め付ける構成にしてもこの発明を実施可能である。
また、ハブホイール側の転がり軸受としては複列のアンギュラ玉軸受２０の他、複列の円すいころ軸受けを用いてもこの発明を実施可能である。

１０ハブホイール
１１フランジ
１３ハブ軸
１７かしめ部
２０複列のアンギュラ玉軸受（転がり軸受）
５０等速ジョイント
６０外輪
６１端壁部
８０、９０（１８０、１９０）サイドスプライン
８１、９１（１８１、１９１）スプライン歯
８２、９２（１８２、１９２）歯底面
８３、９３（１８３、１９３）歯先面

Claims

車輪が取り付けられるハブホイールのハブ軸と等速ジョイントの外輪とが連結ボルトの締め付けによって連結された車輪用軸受装置であって、
前記ハブ軸の端面と、この端面に突き合わされる前記等速ジョイントの外輪の端面には、相互に噛み合うことで前記ハブホイールのハブ軸と前記等速ジョイントの外輪とをトルク伝達可能に接続する両サイドスプラインが形成され、
前記両サイドスプラインのうち、一方のサイドスプラインの歯先面と、他方のサイドスプラインの歯底面とは、前記ハブ軸の中心軸線に直交する面に対し傾斜したテーパ面にそれぞれ形成され、
前記テーパ面をなす歯先面と歯底面との相互の接触によって前記ハブホイールのハブ軸と、等速ジョイントの外輪とを調芯させる構成にしてあり、
前記ハブ軸の端部は、半径方向外方へかしめられて転がり軸受の内輪を固定するかしめ部が形成され、このかしめ部の端面に前記サイドスプラインが形成され、
前記等速ジョイント側のサイドスプラインの歯底面と、前記ハブ軸側のサイドスプラインの歯先面とは、前記ハブ軸の中心軸線に直交する面と平行する面上に形成され、
前記等速ジョイントの前記外輪端面の前記サイドスプラインの歯先面は、外径側が低く内径側に向かってしだいに高く形成されたテーパ面に形成され、
前記ハブ軸の前記かしめ部端面の前記サイドスプラインの歯底面は、外径側が浅く内径側に向かってしだいに深く形成されたテーパ面に形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。