駆動車輪用軸受装置
【課題】駆動車輪用軸受装置の外径寸法を大きくすることなく軸方向寸法を短縮して一層のコンパクト化、軽量化を図る。
【解決手段】駆動車輪用軸受装置は、ハブ10と、複列転がり軸受20と、アウトボード側等速ジョイント30とからなり、複列転がり軸受20のアウトボード側転動体列26aの接触角αをインボード側転動体列26bの接触角αと等しくし、かつ、アウトボード側転動体列26aのピッチ円径PCDoをインボード側転動体列26bのピッチ円径PCDiよりも大きくし、アウトボード側等速ジョイント30を複列転がり軸受20よりもアウトボード側に配置し、かつ、アウトボード側等速ジョイント30の中心Oを複列転がり軸受20の軸受スパンの内側に配置した。
【解決手段】駆動車輪用軸受装置は、ハブ10と、複列転がり軸受20と、アウトボード側等速ジョイント30とからなり、複列転がり軸受20のアウトボード側転動体列26aの接触角αをインボード側転動体列26bの接触角αと等しくし、かつ、アウトボード側転動体列26aのピッチ円径PCDoをインボード側転動体列26bのピッチ円径PCDiよりも大きくし、アウトボード側等速ジョイント30を複列転がり軸受20よりもアウトボード側に配置し、かつ、アウトボード側等速ジョイント30の中心Oを複列転がり軸受20の軸受スパンの内側に配置した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の駆動車輪を車体に回転自在に支持するための複列転がり軸受と等速ジョイントを一体化した駆動車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に駆動車輪用の車輪軸受装置が記載してある。すなわち、ディスクホイールを取り付けるためのハブを複列転がり軸受を介して車体に回転自在に支持するとともに、ハブに設けた貫通孔に駆動軸を挿入して、ジョイント内輪を駆動軸の端部に固定し、ジョイント外輪相当部分をハブの内部に形成し、両者間にボールを介在させることにより、複列転がり軸受よりもアウトボード側で、ボールタイプの等速ジョイントを構成している。
【０００３】
図５を参照して説明すると、車輪用軸受装置１１０は、ハブ１１２の軸部１１４の外周に内輪１２２を取り付けて、軸部１１４の外周面と内輪１２２の外周面を複列転がり軸受１２０の内輪軌道面としている。複列転がり軸受１２０の外輪軌道面を有する外方部材１２５は車体のナックル１２８に取り付ける。軸部１１４と内輪１２２に形成した内輪軌道面と外方部材１２５に形成した外輪軌道面との間に複列の転動体として玉１２６、１２７を配置して、外方部材１２５に対して軸部１１４、内輪１２２を回転可能に支持している。軸部１１４と内輪１２２は、軸部１１４の端部１１６をかしめて複列転がり軸受１２０の内輪１２２の側端部１２４に当てることにより一体化してある。このように複列転がり軸受１２０を介して車輪用軸受装置１１０を車体に取り付ける。
【０００４】
軸部１１４の中心には貫通孔１１８が形成してあり、その貫通孔１１８に駆動軸１４０が挿入してある。そして、複列転がり軸受１２０よりもアウトボード側に、軸部１１４と駆動軸１４０とを揺動可能に連結する等速ジョイント１３０が配設してある。等速ジョイント１３０を構成する内側継手部材としての内輪１３４は駆動軸１４０の端部に固定してあり、外側継手部材としての外輪相当部分１３２は軸部１１４の貫通孔１１８の内周面に形成してある。すなわち、貫通孔１１８のアウトボード側の端部を部分球面状の内周面とし、その内周面に軸方向に延びるボール溝１３６を円周方向に等間隔に形成してある。
【０００５】
特許文献１に記載された車輪用軸受装置には次のような利点がある。すなわち、ハブ１１２の貫通孔１１８の内部に等速ジョイント１３０が形成されているため、等速ジョイント１３０から直接、ハブ１１２に駆動軸１４０のトルクを伝えることができる。その結果、ハブの軸部と等速ジョイント外輪の軸部とのスプライン結合を廃止することができる。したがって、当該スプライン結合部で発生していた異音の問題も解消する。また、等速ジョイント１３０からその外周にあるハブ１１２の軸部１１４へ直接トルクを伝達できるため、等速ジョイント外輪の小型化が可能となり、等速ジョイント１３０の、ひいては車輪用軸受装置１１０の小型化および軽量化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２４１６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された車輪用軸受装置では、複列転がり軸受１２０よりもアウトボード側に等速ジョイント１３０が配置してあるため、複列転がり軸受１２０のアウトボード側の内輪軌道と外輪相当部分１３２との間の肉厚を確保すると、軸方向に長くなり、重量も増大する。また、軸方向長さを短くするために複列転がり軸受１２０の玉ＰＣＤ（pitch circle diameter：以下、ピッチ円径という）を大きくすることが考えられるが、そうすると複列転がり軸受１２０の外方部材１２５の外径を大きくせざるをえず、結局前者と同様に重量増となる。
【０００８】
この発明の主要な目的は、駆動車輪用軸受装置の外径寸法を大きくすることなく軸方向寸法をさらに短縮して一層のコンパクト化、軽量化を図ることができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、複列転がり軸受の転動体列のうち、アウトボード側の転動体列のピッチ円径をインボード側の転動体列のピッチ円径よりも大きくして、複列転がり軸受のアウトボード側転動体列の内側に等速ジョイントをもぐり込ませることにより、課題を解決したものである。
すなわち、この発明の駆動車輪用軸受装置は、複列の内輪軌道と複列の外輪軌道と複列の転動体と各列の転動体を保持するための保持器とからなる複列転がり軸受と、
軸心部に貫通孔を有し、外周に車輪を取り付けるためのフランジを有し、前記複列転がり軸受により回転自在に支持されたハブと、
前記ハブに一体的に形成した外側継手部材に相当する部分と、前記ハブの貫通孔に挿入した駆動軸の端部に固定した内側継手部材と、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間に介在して両者間のトルク伝達を担うボールとを有するアウトボード側等速ジョイントと
からなり、前記複列転がり軸受のアウトボード側転動体列のピッチ円径をインボード側転動体列のピッチ円径よりも大きくし、
前記アウトボード側等速ジョイントを前記複列転がり軸受よりもアウトボード側に配置し、かつ、前記アウトボード側等速ジョイントの中心を前記複列転がり軸受の軸受スパンの内側に配置したことを特徴とするものである。
従来、アウトボード側等速ジョイントを複列転がり軸受よりもアウトボード側に配置する場合、アウトボード側等速ジョイントの中心は複列転がり軸受の軸受スパンの外側に位置していたものであるところ、アウトボード側等速ジョイントの中心を複列転がり軸受の軸受スパンの内側に配置する、言い換えればアウトボード側等速ジョイントの中心をインボード側に寄せることにより、軸方向寸法が短縮できる。
その際、単にアウトボード側等速ジョイントの中心が複列転がり軸受の軸受スパンの内側に来るようにアウトボード側等速ジョイントをインボード側に寄せただけでは、アウトボード側等速ジョイントの外輪ボール溝とアウトボード側転動体列の軌道との間の肉厚を確保するのが困難になる。そこで、アウトボード側転動体列のピッチ円径を大きく、具体的にはインボード側転動体列のピッチ円径よりも大きくすることにより、当該肉厚を確保することができる。ここでも、単に同じ軸方向位置でアウトボード側転動体列のピッチ円径を大きくするのでなく、複列転がり軸受の軸受スパンと接触角を変えることなくピッチ円径を大きくすることで、アウトボード側転動体列の軌道の位置が半径方向だけでなく軸方向へも移動することになるため、より多くの肉厚を確保することができる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、複列転がり軸受の転動体列のうちアウトボード側転動体列（以下、単にアウタ列という）のピッチ円径をインボード側転動体列（以下、単にインナ列という）のピッチ円径よりも大きくすることで、アウタ列の内側に等速ジョイント外輪相当部分をもぐり込ませて軸方向寸法を短縮することが可能となり、駆動車輪用軸受装置のコンパクト化、軽量化が実現する。
アウタ列とインナ列の転動体サイズは同じでもよいが、異ならせることもできる。アウタ列とインナ列の転動体サイズを同じにすることにより、転動体の誤組み、すなわちサイズの異なる転動体を組み込む心配がなくなる。また、部品種類（サイズの異なる転動体）を増やすことなく、生産できる。転動体サイズは同じでも、ピッチ円径を大きくしたことに伴い、アウタ列の転動体数を増やすことも可能であり、その結果、軸受剛性が高まる。
一方、アウタ列の転動体サイズを小さくして転動体数を増やすことも可能で、それによって、更に軸受剛性を高めることができる。すなわち、ピッチ円径を大きくしたアウタ列は軸受寿命に余裕ができるので、その分、転動体サイズを小さくして転動体数を増やし、軸受剛性に振り分けることが可能である。ピッチ円径を大きくしたうえで、さらに転動体サイズを小さくすることで、アウタ列用内輪軌道の外径が大きくなる。したがって、その分だけ、外輪相当部分との間の肉厚が増えることになり、肉厚を一定とするならば、外輪相当部分を複列転がり軸受側に寄せることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第一の実施例を示す縦断面図である。
【図２】軸受スパンを説明するための図１と類似の図である。
【図３】第二の実施例を示す縦断面図である。
【図４】第三の実施例を示す縦断面図である。
【図５】従来の技術を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず、第一の実施例を示す図１を参照すると、駆動車輪用軸受装置は、ハブ１０と、複列転がり軸受２０と、等速ジョイント３０とで構成されている。
【００１３】
ハブ１０は、図１の左側から順にホイールパイロット１２とフランジ１４と軸部１６とを備えた回転体で、軸心部に貫通孔１８を有している。フランジ１４はハブ１０の外周に一体的に形成してあり、このフランジ１４に図示しないディスクホイールを取り付け、ハブボルト１５にホイールナット（図示せず）を締め付けて締結するようになっている。このとき、ホイールパイロット１２によってディスクホイールの心出しがなされる。軸部１６の外周面には、フランジ１４の付け根側から軸端部に向かって、第一の内輪軌道１６ａ、肩１６ｂ、小径部１６ｃ、かしめ部１６ｄが順に形成してある。ハブ１０の貫通孔１８は、図１の左側から順に、外端部１８ａ、ジョイント外輪相当部分１８ｂ、中間部１８ｃ、内端部１８ｄとなっている。
【００１４】
ハブ１０の軸部１６の小径部１６ｃにハブ１０とは別体の軌道輪２２が取り付けてある。軌道輪２２の外周面には肩面２２ａと第二の内輪軌道２２ｂが形成してある。軌道輪２２を小径部１６ｃにはめ合わせて、軌道輪２２の端面を肩１６ｂに当てた状態で、小径部１６ｃの軸端部分を外径側に曲げ拡げる、つまり、かしめることによって、軌道輪２２を固定する。なお、図１はかしめ後の状態を示している。ハブ１０に直接形成した第一の内輪軌道１６ａと軌道輪２２に形成した第二の内輪軌道２２ｂとで複列転がり軸受２０の内輪軌道を構成する。つまり、ハブ１０と軌道輪２２は複列転がり軸受２０の軸受内輪に相当する。
【００１５】
複列転がり軸受２０の軸受外輪に相当する外方部材２４は、内周に複列の外輪軌道２４ａ、２４ｂを有し、外周には車体のナックル（図示せず）にボルトで締結するためのねじ孔付きフランジ２４ｃが一体的に形成してある。外方部材２４の一方の端面にはナックルの孔とはめ合わせるための円筒形状の突部（ナックルパイロット）２４ｄが設けてある。
外方部材２４の両端部にはシール２８ａ、２８ｂが装着してある。一方のシール２８ａは、ハブ１０のフランジ１４の根元に形成したシール面１６ｅにシールリップを弾性的に接触させた状態で、外方部材の端部内周面２４ｅに取り付けてある。もう一方のシール２８ｂは、軌道輪２２の肩面２２ａと外方部材２４の端部内周面２４ｆとの間に取り付けてある。
【００１６】
内輪軌道１６ａ、２２ｂと外輪軌道２４ａ、２４ｂとの間に複列の転動体すなわち玉２６ａ、２６ｂが介在させてある。符号２６ａはアウトボード側の玉列すなわちアウタ列を指し、符号２６ｂはインボード側の玉列すなわちインナ列を指している。図２に示すように、アウタ列２６ａのピッチ円径ＰＣＤｏはインナ列２６ｂのピッチ円径ＰＣＤｉよりも大きい。図２に接触角を符号αで示してあり、アウタ列２６ａもインナ列２６ｂも接触角は同じである。ここで、接触角は、軸受中心軸に垂直な平面（ラジアル平面）と、軌道輪によって転動体へ伝えられる力の合力の作用線とがなす角度と定義される。また、軌道輪によって一列の転動体へ伝えられる力の合力が軸受中心軸と交わる点を作用点といい、図２に符号Ｐｏ、作用点Ｐｉで示してある。アウトボード側の作用点Ｐｏとインボード側の作用点Ｐｉとの間隔を軸受スパンという。ここでは軸受スパンを（Ｐｏ〜Ｐｉ）と表すこととする。
上述のように構成された複列転がり軸受２０の外方部材２４を車体に固定すると、ハブ１０が複列転がり軸受２０によって回転自在に支持される。
【００１７】
等速ジョイント３０は、内側継手部材としての内輪３２と、外側継手部材としての上記ジョイント外輪相当部分１８ｂと、トルク伝達部材としてのボール３６と、ボール３６を保持するためのケージ３８とで構成される。
【００１８】
内輪３２は、ハブ１０の貫通孔１８に挿入した駆動軸９０の端部に固定してある。内輪３２と駆動軸９０とは、たとえばスプラインまたはセレーションにより、トルク伝達可能にはめ合わせて、止め輪９２で抜け止めがしてある。内輪３２は部分球面状の外周面３２ａを有し、その外周面３２ａに軸方向に延びるボール溝３２ｂが円周方向に等間隔に形成してある。
【００１９】
ジョイント外輪相当部分１８ｂは、部分球面状の内周面３４ａを有し、その外周面３４ａに軸方向に延びるボール溝３４ｂが円周方向に等間隔に形成してある。
内輪３２のボール溝３２ｂとジョイント外輪相当部分１８ｂのボール溝３４ｂとは対をなし、各対のボール溝３２ｂ、３４ｂ間に１個ずつボール３６が介在させてある。
【００２０】
ボール３６はケージ３８のポケット３８ａ内に収容されている。ポケット３８ａはケージ３８の円周方向に所定の間隔で配置してあり、各ポケット３８ａはケージ３８を半径方向に貫通している。ケージ３８の内周面および外周面は部分球面状で、内周面は内輪３２の外周面３２ａと球面接触し、外周面はジョイント外輪相当部分１８ｂの内周面３４ａと球面接触する。
【００２１】
内輪３２のボール溝３２ｂの曲率中心と、外輪相当部分１８ｂのボール溝３４ｂの曲率中心とは、ジョイント中心に対して、軸線方向に互いに反対側に等距離だけオフセットしている。すなわち、内輪３２のボール溝３２ｂの曲率中心は、ジョイント中心から図１の右側へある距離（仮にＦ１とする）だけオフセットさせてあり、外輪相当部分１８ｂのボール溝３４ｂの曲率中心は、ジョイント中心から図１の左側へ等距離（Ｆ１）だけオフセットさせてある。その結果、対をなすボール溝３２ｂ、３４ｂで形成されるボールトラックは、軸線方向の一方から他方へ、図１に即していうならば左側から右側へ向けて、漸次縮小したくさび形状を呈する。したがって、そのボールトラック内に収容されたボール３６は、等速ジョイント３０が作動角をとって回転するとき、言い換えれば内輪３２とジョイント外輪相当部分１８ｂとが角度をなした状態で回転すると、くさび形状の広がる方向に向かう力を受ける。すべてのボール３６はケージ３８によって同一平面に保持されるため、上記の力を受けるボール３６と１８０度反対位相にあるボール３６は逆向きの力を受けることとなる。このようにして、ボール中心から内輪３２の回転軸線までの距離と、ボール中心からジョイント外輪相当部分１８ｂの回転軸線までの距離とが常に等しく、したがって作動角に関係なく角速度が一定となる。
【００２２】
等速ジョイント３０は複列転がり軸受２０よりもアウトボード側（図１の左側）に位置している。具体的には、等速ジョイント３０のボール３６の軸方向位置が、複列転がり軸受２０のアウタ列２６ａよりもアウトボード側（図１の左側）に位置している。より具体的に述べるならば、図２に示すように、等速ジョイント３０の中心Ｏが複列転がり軸受２０の軸受スパン（Ｐｏ〜Ｐｉ）の内側に配置してある。なお、図１は等速ジョイント３０が作動角をとっていない状態、つまり内輪３２とジョイント外輪相当部分１８ｂが同軸状態にある場合を示しているが、最大作動角をとったときでもボール３６がアウタ列２６ａよりもアウトボード側に位置することは明らかである。
【００２３】
等速ジョイント３０のボール３６の数は任意であるが、たとえば６個または８個のボールを用いたものが知られている。８個のボールを用いた場合、６個のボールを用いた場合に比べて、ボール数が増える分だけボール１個あたりの負荷容量が少なくてすむため、ボール径を小さくすることができる。その結果、ピッチ円径を小さくすることが可能となり、それに伴い外径も小さくなる。したがって、等速ジョイントの小型化、コンパクト化が実現し、ひいては駆動車輪用軸受装置全体のコンパクト化が可能となる。
【００２４】
等速ジョイント３０のボール３６は複列転がり軸受２０の玉２６ａ、２６ｂよりも大径である。図２に示すように、ボール３６のピッチ円径をＰＣＤｊ、インナ列のピッチ円直径をＰＣＤｉ、アウタ列のピッチ円直径をＰＣＤｏとすると、等速ジョイント３０が作動角をとっていない状態では、ＰＣＤｊ＜ＰＣＤｉ＜ＰＣＤｏの関係にある。また、インナ列の内輪軌道２２ｂの外径がボール３６のＰＣＤｊと同程度であるのに対してアウタ列２２ａの内輪軌道１６ａの外径はボール３６の外接円と同程度である。
【００２５】
等速ジョイント３０の内部に充填したグリースの漏れを防止し、かつ、外部から異物が侵入するのを防止するための手段として、ブーツ４０とキャップ４８が取り付けてある。
ブーツ４０はハブ１８の内端部１８ｄの開口部分を密閉するためのもので、ブーツ本体４２とブーツアダプタ４４とからなる。ブーツ本体４２はゴムやエラストマーといった可撓性材料を図示するような円すい台形状に成形したものである。ブーツアダプタ４４は金属製の二段円筒状で、小径部４４ａと大径部４４ｂと両者をつなぐフランジ部４４ｃとを含んでいる。小径部４４ａをハブ１０の貫通孔１８の内端部１８ｄに圧入するとともに、フランジ部４４をハブ１０のかしめ部１６ｄに当てて位置決めをする。小径部４４ａに環状溝を設けてＯリングを装着するようにしてもよい。大径部４４ｂの端縁を内側に折り曲げてブーツ本体４２の大径部４２ａを巻き締めることにより両者を一体化してある。ブーツ本体４２の小径部４２ｂは駆動軸９０に形成したブーツ溝９４にはめ込み、ブーツバンド４６で締め付けて固定する。
キャップ４８は金属薄板を盆状にプレス成形したもので、ハブ１０の貫通孔１８の外端部１８ａに圧入する。
【００２６】
述べたように、複列転がり軸受２０の転動体列２６ａ、２６ｂのうちアウタ列２６ａのピッチ円径をインナ列２６ｂのピッチ円径よりも大きくすることで、アウタ列２６ａの内側にジョイント外輪相当部分１８ｂをもぐり込ませるだけの余裕ができる。したがって、アウタ列２６ａと等速ジョイント３０との軸方向寸法を短縮することが可能となり、その結果、駆動車輪用軸受装置全体のコンパクト化、軽量化が実現する。このことを図２に即して述べるならば、アウトボード側等速ジョイント３０の中心Ｏを複列転がり軸受２０の軸受スパン（Ｐｏ〜Ｐｉ）の内側に配置する、言い換えればアウトボード側等速ジョイント３０の中心Ｏをインボード側に寄せることにより、軸方向寸法が短縮できる。また、単にアウトボード側等速ジョイント３０の中心Ｏが複列転がり軸受２０の軸受スパン（Ｐｏ〜Ｐｉ）の内側に来るようにアウトボード側等速ジョイント３０をインボード側に寄せただけでは、アウトボード側等速ジョイント３０の外輪ボール溝３４ｂとアウタ列２６ａ用の内輪軌道１６ａとの間の肉厚を確保するのが困難になる。そこで、アウタ列２６ａのピッチ円径ＰＣＤｏを大きく、具体的にはインナ列２６ｂのピッチ円径ＰＣＤｉよりも大きくすることにより、当該肉厚を確保することができる。ここでも、単に同じ軸方向位置でアウタ列２６ａのピッチ円径ＰＣＤｏを大きくするだけでなく、複列転がり軸受２０の軸受スパン（Ｐｏ〜Ｐｉ）と接触角αを変えることなくピッチ円径ＰＣＤoを大きくすることで、アウタ列２６ａの内輪軌道１６ａの位置が半径方向だけでなく軸方向へも移動することになるため、より多くの肉厚を確保することができる。このことを説明するため、図２のアウタ列２６ａの転動体を表す実線円の近くに、二点鎖線で二つの円が示してある。一つはインナ列２６ｂと同じピッチ円径ＰＣＤｉ上にあり、もう一つはアウタ列２６ａと同じピッチ円径ＰＣＤｏ上にある。前者は、ピッチ円径を変えないとアウトボード側等速ジョイント３０の外輪ボール溝３４ｂとの間にほとんど肉厚が確保できないことを示している。後者は、単にピッチ円径を大きくしただけでは、あまり大きな肉厚の確保は望めないことを示している。
【００２７】
アウタ列２６ａとインナ列２６ｂの転動体サイズは目的に応じて種々の組み合わせが可能である。アウタ列２６ａとインナ列２６ｂとで転動体サイズを同じにしてもよく、あるいは異ならせてもよい。アウタ列２６ａとインナ列２６ｂの転動体サイズを同じにした場合、転動体の誤組み、すなわちサイズの異なる転動体を組み込む心配がなくなる。また、部品種類（サイズの異なる転動体）を増やすことなく、生産できる。一方、アウタ列の転動体サイズを小さくして転動体数を増やすことにより、軸受剛性を高めることができる。すなわち、ピッチ円径を大きくしたアウタ列は軸受寿命に余裕ができるので、その分、転動体サイズを小さくすることが可能になり転動体数を増やし、軸受剛性に振り分けることが可能である。
【００２８】
次に、第二の実施例を示す図３を参照すると、この実施例では、駆動軸９０の、等速ジョイント３０とは反対側の端部に、別の等速ジョイント５０が設けてある。この場合、前者の等速ジョイント３０をアウトボードジョイント、後者の等速ジョイント５０をインボードジョイントと呼ぶことができる。アウトボードジョイント３０が角度変位のみ可能な固定式ジョイントであるのに対し、インボードジョイント５０は角度変位のみならず軸方向変位（プランジング）も可能なしゅう動式ジョイントである。ハブ１０、複列転がり軸受２０、アウトボードジョイント３０については図１の実施例と同じであるため説明を省略する。
【００２９】
インボードジョイント５０はトリポード型で、内側継手部材としてのトリポード５２と、外側継手部材としてのハウジング５４と、トルク伝達部材としてのローラアセンブリ５６とからなり、ブーツ６０を装着した状態で使用するのが一般的である。
トリポード５２はボス５２ａとトラニオンジャーナル５２ｂとからなり、ボス５２ａを駆動軸９０の端部に固定してある。ボス５２ａと駆動軸９０とは、たとえばスプラインまたはセレーションにより、トルク伝達可能にはめ合わせて、止め輪９８で抜け止めがしてある。３本のトラニオンジャーナル５２ｂがボス５２ａの円周方向に等間隔に配置してあり、それぞれボス５２ａの半径方向に突出している。各トラニオンジャーナル５２ｂは円筒形状で、軸端側に環状溝５２ｃが形成してある。
【００３０】
各トラニオンジャーナル５２ｂにローラアセンブリ５６が取り付けてある。ローラアセンブリ５６はローラ５６ａと複数の針状ころ５６ｂとワッシャ５６ｃとサークリップ５６ｄを含む。ローラ５６ａは円筒形状の内周面と球面状の外周面を有し、ローラ５６ａの円筒形状内周面とトラニオンジャーナル５２ｂの円筒形状外周面との間に針状ころ５６ｂが介在させてある。ワッシャ５６ｃは針状ころ５６ｂの端部よりもトラニオンジャーナル５２ｂの軸端側に位置している。ワッシャ５６ｃは横断面がＬ字形状のリング状で、円筒部とその円筒部の内端に位置する内向きフランジとからなる。また、ワッシャ５６ｃの円筒部の外径はローラ５６ａの内径よりも小さく、かつ、円筒部は外端部にて拡径してローラ５６ａの内径より大径となっている。サークリップ５６ｄはトラニオンジャーナル５２ｂの環状溝５２ｃに装着してあり、トラニオンジャーナル５２ｂの軸端からワッシャ５６ｃが抜けるのを防止する。
【００３１】
ハウジング５４は一端にて開口したカップ状で、内部に円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝を有し、各トラック溝の側壁面はローラ案内面とされる。ローラ案内面は部分円筒形状で、ハウジング５４の軸線に垂直な断面におけるローラ案内面５４ｂの輪郭はローラ５６ａの外周面形状と適合する形状、たとえばここでは円弧形状である。ハウジング５４は接続用の軸部５４ｃを一体的に有している。
【００３２】
インボードジョイント５０を組み立てるにあたっては、トリポード５２とローラアセンブリ５６とを含むサブアセンブリをハウジング５４の内部に挿入し、ローラ５６ａをトラック溝内に収容させる。なお、図示は省略したが、上記サブアセンブリ５２、５６がハウジング５４から抜け出すのを防止するための抜け止め手段を設けるのが一般的である。一例としては、ハウジング５４の開口端部に抜け止め用のクリップを装着する（図３参照）。
【００３３】
ブーツ６０は、ゴムやエラストマーといった可撓性材料で成形し、ここでは蛇腹状をした中間部６４と、その両端に大径端部６２と小径端部６６を設けたものが例示してある。大径端部６２をハウジング５４に取り付け、小径端部６６を駆動軸９０に形成したブーツ溝９６に取り付け、それぞれブーツバンド６８で締め付けて固定する。ブーツ６０を装着することにより、等速ジョイント内部に充填したグリースの漏れを防止し、かつ、外部から異物が侵入するのを防止することができる。
【００３４】
次に、第三の実施例を示す図４を参照すると、駆動軸９０Ａを短軸とし、ハブ１０の軸端部からインボードジョイント７０の外輪７４にかけて単一のブーツ８０で密閉してある。ここではアウトボードジョイント３０とインボードジョイント７０はいずれもトルク伝達部材としてボールを用いた等速ボールジョイントである点で共通している。また、インボードジョイント７０はしゅう動式である点では図３の実施例と共通しているが、図３のものがトリポード型であるのに対してダブルオフセット型である点で相違している。ハブ１０、複列転がり軸受２０、アウトボードジョイント３０については図１を参照してすでに述べたとおりであるため説明を省略する。
【００３５】
インボードジョイント７０は、内輪７２と、外輪７４と、ボール７６と、ケージ７８とからなり、ブーツ８０を装着した状態で使用される。
内輪７２は駆動軸９０Ａの端部に固定してある。内輪７２と駆動軸９０Ａとは、たとえばスプラインまたはセレーションにより、トルク伝達可能にはめ合わせて、止め輪９８Ａで抜け止めがしてある。内輪７２は部分球面状の外周面７２ａを有し、その外周面７２ａに直線状のボール溝７２ｂが円周方向に等間隔に形成してある。
外輪７４は円筒面状の内周面７４ａを有し、その外周面７４ａに直線状のボール溝７４ｂが円周方向に等間隔に形成してある。
内輪７２のボール溝７２ｂと外輪７４のボール溝７４ｂとは対をなし、各対のボール溝７２ｂ、７４ｂ間に１個ずつボール７６が介在させてある。
【００３６】
各ボール７６はケージ７８のポケット７８ａ内に収容されている。ポケット７８ａはケージ７８の円周方向に所定の間隔で配置してあり、各ポケット７８ａはケージ７８を半径方向に貫通している。ケージ７８は円環状で、その内周面には内輪７２の部分球面状外周面７２ａと球面接触する部分球面状の部分７８ｂが形成してある。ケージ７８の外周面には外輪７４の部分円筒形状内周面７４ａと線接触する部分球面状の部分７８ｃが形成してある。
【００３７】
ケージ７８の内周面の部分球面状部分７８ｂの曲率中心と、外周面の部分球面状部分７８ｃの曲率中心とは、ジョイント中心に対して、軸線方向に互いに反対側に等距離だけオフセットしている。すなわち、内周面の部分球面状部分７８ｂの曲率中心は、ジョイント中心から図４の右側へある距離（仮にＦ２とする）だけオフセットさせてあり、外周面の部分球面状部分７８ｃの曲率中心は、ジョイント中心から図４の左側へ等距離（Ｆ２）だけオフセットさせてある。
【００３８】
図４は、内輪７２が外輪７４から抜け出すのを防止するための抜け止め手段として外輪７４の開口端部に抜け止め用のクリップ７５を装着した例である。クリップ７５は円周方向の一部で分断してあり、外輪７４に形成した周方向溝７４ｃに弾性変形を利用して装着してある。装着した状態のクリップ７５の内径はボール７６の外接円径よりも小さく設定してあるため、内輪７２が外輪７４の開口からスライドアウトしようとするとボール７６がクリップ７５と干渉して抜け止めがなされる。
【００３９】
ブーツ８０は、ハブ１０の内端部１８ｄの開口部分を密閉するためのもので、ブーツ本体８２とブーツアダプタ８４とからなる。ブーツ本体８２はゴムやエラストマーといった可撓性材料を図示するような断面形状に成形したものである。ブーツアダプタ８４は金属製の二段円筒状で、小径部８４ａと大径部８４ｂと両者をつなぐフランジ部８４ｃとを含んでいる。小径部８４ａをハブ１８の貫通孔１８の内端部１８ｄに圧入するとともに、フランジ部８４ｃをハブ１０のかしめ部１６ｄに当てて位置決めをする。小径部８４ａに環状溝を設けてＯリングを装着するようにしてもよい。大径部８４ｂの端縁を外側に折り曲げてブーツ本体８２の小径部８２ｂを巻き締めることにより両者を一体化してある。ブーツ本体８２の大径部８２ａはインボードジョイント７０の外輪７４に取り付け、ブーツバンド８６で締め付けて固定する。
【００４０】
以上、図面に例示した実施例に基づいてこの発明の実施の形態を説明したが、この発明の実施をするにあたっては種々の改変が可能である。たとえば、以上の説明では、複列転がり軸受２０の内輪軌道の一方（第一の内輪軌道１６ａ）をハブ１０に直接形成し、もう一方（第二の内輪軌道２２ｂ）をそのハブ１０とは別体の軌道輪２２に形成する場合を例にとったが、両方ともハブとは別体の軌道輪に形成するようにしてもよい。
また、複列転がり軸受としては転動体として玉を使用する玉軸受の場合を例にとったが、転動体として円すいころを使用することも可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１０ ハブ
１２ ホイールパイロット
１４ フランジ
１５ ハブボルト
１６ 軸部
１６ａ 第一の内輪軌道
１８ 貫通孔
２０ 複列転がり軸受
２２ 軌道輪
２２ｂ 第二の内輪軌道
２４ 外方部材
２４ａ、２４ｂ 外輪軌道
２５ 保持器
２６ａ アウタ列
２６ｂ インナ列
２８ａ、２８ｂ シール
３０ アウトボードジョイント（固定式等速ジョイント）
３２ 内輪（内側継手部材）
３４ 外輪（外側継手部材）
３６ ボール（トルク伝達部材）
３８ ケージ
４０ ブーツ
４２ ブーツ本体
４４ ブーツアダプタ
４６ ブーツバンド
４８ キャップ
５０ インボードジョイント（トリポード型等速ジョイント）
６０ ブーツ
７０ インボードジョイント（ダブルオフセット型等速ジョイント）
８０ ブーツ
９０、９０Ａ 駆動軸
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の駆動車輪を車体に回転自在に支持するための複列転がり軸受と等速ジョイントを一体化した駆動車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に駆動車輪用の車輪軸受装置が記載してある。すなわち、ディスクホイールを取り付けるためのハブを複列転がり軸受を介して車体に回転自在に支持するとともに、ハブに設けた貫通孔に駆動軸を挿入して、ジョイント内輪を駆動軸の端部に固定し、ジョイント外輪相当部分をハブの内部に形成し、両者間にボールを介在させることにより、複列転がり軸受よりもアウトボード側で、ボールタイプの等速ジョイントを構成している。
【０００３】
図５を参照して説明すると、車輪用軸受装置１１０は、ハブ１１２の軸部１１４の外周に内輪１２２を取り付けて、軸部１１４の外周面と内輪１２２の外周面を複列転がり軸受１２０の内輪軌道面としている。複列転がり軸受１２０の外輪軌道面を有する外方部材１２５は車体のナックル１２８に取り付ける。軸部１１４と内輪１２２に形成した内輪軌道面と外方部材１２５に形成した外輪軌道面との間に複列の転動体として玉１２６、１２７を配置して、外方部材１２５に対して軸部１１４、内輪１２２を回転可能に支持している。軸部１１４と内輪１２２は、軸部１１４の端部１１６をかしめて複列転がり軸受１２０の内輪１２２の側端部１２４に当てることにより一体化してある。このように複列転がり軸受１２０を介して車輪用軸受装置１１０を車体に取り付ける。
【０００４】
軸部１１４の中心には貫通孔１１８が形成してあり、その貫通孔１１８に駆動軸１４０が挿入してある。そして、複列転がり軸受１２０よりもアウトボード側に、軸部１１４と駆動軸１４０とを揺動可能に連結する等速ジョイント１３０が配設してある。等速ジョイント１３０を構成する内側継手部材としての内輪１３４は駆動軸１４０の端部に固定してあり、外側継手部材としての外輪相当部分１３２は軸部１１４の貫通孔１１８の内周面に形成してある。すなわち、貫通孔１１８のアウトボード側の端部を部分球面状の内周面とし、その内周面に軸方向に延びるボール溝１３６を円周方向に等間隔に形成してある。
【０００５】
特許文献１に記載された車輪用軸受装置には次のような利点がある。すなわち、ハブ１１２の貫通孔１１８の内部に等速ジョイント１３０が形成されているため、等速ジョイント１３０から直接、ハブ１１２に駆動軸１４０のトルクを伝えることができる。その結果、ハブの軸部と等速ジョイント外輪の軸部とのスプライン結合を廃止することができる。したがって、当該スプライン結合部で発生していた異音の問題も解消する。また、等速ジョイント１３０からその外周にあるハブ１１２の軸部１１４へ直接トルクを伝達できるため、等速ジョイント外輪の小型化が可能となり、等速ジョイント１３０の、ひいては車輪用軸受装置１１０の小型化および軽量化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２４１６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された車輪用軸受装置では、複列転がり軸受１２０よりもアウトボード側に等速ジョイント１３０が配置してあるため、複列転がり軸受１２０のアウトボード側の内輪軌道と外輪相当部分１３２との間の肉厚を確保すると、軸方向に長くなり、重量も増大する。また、軸方向長さを短くするために複列転がり軸受１２０の玉ＰＣＤ（pitch circle diameter：以下、ピッチ円径という）を大きくすることが考えられるが、そうすると複列転がり軸受１２０の外方部材１２５の外径を大きくせざるをえず、結局前者と同様に重量増となる。
【０００８】
この発明の主要な目的は、駆動車輪用軸受装置の外径寸法を大きくすることなく軸方向寸法をさらに短縮して一層のコンパクト化、軽量化を図ることができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、複列転がり軸受の転動体列のうち、アウトボード側の転動体列のピッチ円径をインボード側の転動体列のピッチ円径よりも大きくして、複列転がり軸受のアウトボード側転動体列の内側に等速ジョイントをもぐり込ませることにより、課題を解決したものである。
すなわち、この発明の駆動車輪用軸受装置は、複列の内輪軌道と複列の外輪軌道と複列の転動体と各列の転動体を保持するための保持器とからなる複列転がり軸受と、
軸心部に貫通孔を有し、外周に車輪を取り付けるためのフランジを有し、前記複列転がり軸受により回転自在に支持されたハブと、
前記ハブに一体的に形成した外側継手部材に相当する部分と、前記ハブの貫通孔に挿入した駆動軸の端部に固定した内側継手部材と、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間に介在して両者間のトルク伝達を担うボールとを有するアウトボード側等速ジョイントと
からなり、前記複列転がり軸受のアウトボード側転動体列のピッチ円径をインボード側転動体列のピッチ円径よりも大きくし、
前記アウトボード側等速ジョイントを前記複列転がり軸受よりもアウトボード側に配置し、かつ、前記アウトボード側等速ジョイントの中心を前記複列転がり軸受の軸受スパンの内側に配置したことを特徴とするものである。
従来、アウトボード側等速ジョイントを複列転がり軸受よりもアウトボード側に配置する場合、アウトボード側等速ジョイントの中心は複列転がり軸受の軸受スパンの外側に位置していたものであるところ、アウトボード側等速ジョイントの中心を複列転がり軸受の軸受スパンの内側に配置する、言い換えればアウトボード側等速ジョイントの中心をインボード側に寄せることにより、軸方向寸法が短縮できる。
その際、単にアウトボード側等速ジョイントの中心が複列転がり軸受の軸受スパンの内側に来るようにアウトボード側等速ジョイントをインボード側に寄せただけでは、アウトボード側等速ジョイントの外輪ボール溝とアウトボード側転動体列の軌道との間の肉厚を確保するのが困難になる。そこで、アウトボード側転動体列のピッチ円径を大きく、具体的にはインボード側転動体列のピッチ円径よりも大きくすることにより、当該肉厚を確保することができる。ここでも、単に同じ軸方向位置でアウトボード側転動体列のピッチ円径を大きくするのでなく、複列転がり軸受の軸受スパンと接触角を変えることなくピッチ円径を大きくすることで、アウトボード側転動体列の軌道の位置が半径方向だけでなく軸方向へも移動することになるため、より多くの肉厚を確保することができる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、複列転がり軸受の転動体列のうちアウトボード側転動体列（以下、単にアウタ列という）のピッチ円径をインボード側転動体列（以下、単にインナ列という）のピッチ円径よりも大きくすることで、アウタ列の内側に等速ジョイント外輪相当部分をもぐり込ませて軸方向寸法を短縮することが可能となり、駆動車輪用軸受装置のコンパクト化、軽量化が実現する。
アウタ列とインナ列の転動体サイズは同じでもよいが、異ならせることもできる。アウタ列とインナ列の転動体サイズを同じにすることにより、転動体の誤組み、すなわちサイズの異なる転動体を組み込む心配がなくなる。また、部品種類（サイズの異なる転動体）を増やすことなく、生産できる。転動体サイズは同じでも、ピッチ円径を大きくしたことに伴い、アウタ列の転動体数を増やすことも可能であり、その結果、軸受剛性が高まる。
一方、アウタ列の転動体サイズを小さくして転動体数を増やすことも可能で、それによって、更に軸受剛性を高めることができる。すなわち、ピッチ円径を大きくしたアウタ列は軸受寿命に余裕ができるので、その分、転動体サイズを小さくして転動体数を増やし、軸受剛性に振り分けることが可能である。ピッチ円径を大きくしたうえで、さらに転動体サイズを小さくすることで、アウタ列用内輪軌道の外径が大きくなる。したがって、その分だけ、外輪相当部分との間の肉厚が増えることになり、肉厚を一定とするならば、外輪相当部分を複列転がり軸受側に寄せることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第一の実施例を示す縦断面図である。
【図２】軸受スパンを説明するための図１と類似の図である。
【図３】第二の実施例を示す縦断面図である。
【図４】第三の実施例を示す縦断面図である。
【図５】従来の技術を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず、第一の実施例を示す図１を参照すると、駆動車輪用軸受装置は、ハブ１０と、複列転がり軸受２０と、等速ジョイント３０とで構成されている。
【００１３】
ハブ１０は、図１の左側から順にホイールパイロット１２とフランジ１４と軸部１６とを備えた回転体で、軸心部に貫通孔１８を有している。フランジ１４はハブ１０の外周に一体的に形成してあり、このフランジ１４に図示しないディスクホイールを取り付け、ハブボルト１５にホイールナット（図示せず）を締め付けて締結するようになっている。このとき、ホイールパイロット１２によってディスクホイールの心出しがなされる。軸部１６の外周面には、フランジ１４の付け根側から軸端部に向かって、第一の内輪軌道１６ａ、肩１６ｂ、小径部１６ｃ、かしめ部１６ｄが順に形成してある。ハブ１０の貫通孔１８は、図１の左側から順に、外端部１８ａ、ジョイント外輪相当部分１８ｂ、中間部１８ｃ、内端部１８ｄとなっている。
【００１４】
ハブ１０の軸部１６の小径部１６ｃにハブ１０とは別体の軌道輪２２が取り付けてある。軌道輪２２の外周面には肩面２２ａと第二の内輪軌道２２ｂが形成してある。軌道輪２２を小径部１６ｃにはめ合わせて、軌道輪２２の端面を肩１６ｂに当てた状態で、小径部１６ｃの軸端部分を外径側に曲げ拡げる、つまり、かしめることによって、軌道輪２２を固定する。なお、図１はかしめ後の状態を示している。ハブ１０に直接形成した第一の内輪軌道１６ａと軌道輪２２に形成した第二の内輪軌道２２ｂとで複列転がり軸受２０の内輪軌道を構成する。つまり、ハブ１０と軌道輪２２は複列転がり軸受２０の軸受内輪に相当する。
【００１５】
複列転がり軸受２０の軸受外輪に相当する外方部材２４は、内周に複列の外輪軌道２４ａ、２４ｂを有し、外周には車体のナックル（図示せず）にボルトで締結するためのねじ孔付きフランジ２４ｃが一体的に形成してある。外方部材２４の一方の端面にはナックルの孔とはめ合わせるための円筒形状の突部（ナックルパイロット）２４ｄが設けてある。
外方部材２４の両端部にはシール２８ａ、２８ｂが装着してある。一方のシール２８ａは、ハブ１０のフランジ１４の根元に形成したシール面１６ｅにシールリップを弾性的に接触させた状態で、外方部材の端部内周面２４ｅに取り付けてある。もう一方のシール２８ｂは、軌道輪２２の肩面２２ａと外方部材２４の端部内周面２４ｆとの間に取り付けてある。
【００１６】
内輪軌道１６ａ、２２ｂと外輪軌道２４ａ、２４ｂとの間に複列の転動体すなわち玉２６ａ、２６ｂが介在させてある。符号２６ａはアウトボード側の玉列すなわちアウタ列を指し、符号２６ｂはインボード側の玉列すなわちインナ列を指している。図２に示すように、アウタ列２６ａのピッチ円径ＰＣＤｏはインナ列２６ｂのピッチ円径ＰＣＤｉよりも大きい。図２に接触角を符号αで示してあり、アウタ列２６ａもインナ列２６ｂも接触角は同じである。ここで、接触角は、軸受中心軸に垂直な平面（ラジアル平面）と、軌道輪によって転動体へ伝えられる力の合力の作用線とがなす角度と定義される。また、軌道輪によって一列の転動体へ伝えられる力の合力が軸受中心軸と交わる点を作用点といい、図２に符号Ｐｏ、作用点Ｐｉで示してある。アウトボード側の作用点Ｐｏとインボード側の作用点Ｐｉとの間隔を軸受スパンという。ここでは軸受スパンを（Ｐｏ〜Ｐｉ）と表すこととする。
上述のように構成された複列転がり軸受２０の外方部材２４を車体に固定すると、ハブ１０が複列転がり軸受２０によって回転自在に支持される。
【００１７】
等速ジョイント３０は、内側継手部材としての内輪３２と、外側継手部材としての上記ジョイント外輪相当部分１８ｂと、トルク伝達部材としてのボール３６と、ボール３６を保持するためのケージ３８とで構成される。
【００１８】
内輪３２は、ハブ１０の貫通孔１８に挿入した駆動軸９０の端部に固定してある。内輪３２と駆動軸９０とは、たとえばスプラインまたはセレーションにより、トルク伝達可能にはめ合わせて、止め輪９２で抜け止めがしてある。内輪３２は部分球面状の外周面３２ａを有し、その外周面３２ａに軸方向に延びるボール溝３２ｂが円周方向に等間隔に形成してある。
【００１９】
ジョイント外輪相当部分１８ｂは、部分球面状の内周面３４ａを有し、その外周面３４ａに軸方向に延びるボール溝３４ｂが円周方向に等間隔に形成してある。
内輪３２のボール溝３２ｂとジョイント外輪相当部分１８ｂのボール溝３４ｂとは対をなし、各対のボール溝３２ｂ、３４ｂ間に１個ずつボール３６が介在させてある。
【００２０】
ボール３６はケージ３８のポケット３８ａ内に収容されている。ポケット３８ａはケージ３８の円周方向に所定の間隔で配置してあり、各ポケット３８ａはケージ３８を半径方向に貫通している。ケージ３８の内周面および外周面は部分球面状で、内周面は内輪３２の外周面３２ａと球面接触し、外周面はジョイント外輪相当部分１８ｂの内周面３４ａと球面接触する。
【００２１】
内輪３２のボール溝３２ｂの曲率中心と、外輪相当部分１８ｂのボール溝３４ｂの曲率中心とは、ジョイント中心に対して、軸線方向に互いに反対側に等距離だけオフセットしている。すなわち、内輪３２のボール溝３２ｂの曲率中心は、ジョイント中心から図１の右側へある距離（仮にＦ１とする）だけオフセットさせてあり、外輪相当部分１８ｂのボール溝３４ｂの曲率中心は、ジョイント中心から図１の左側へ等距離（Ｆ１）だけオフセットさせてある。その結果、対をなすボール溝３２ｂ、３４ｂで形成されるボールトラックは、軸線方向の一方から他方へ、図１に即していうならば左側から右側へ向けて、漸次縮小したくさび形状を呈する。したがって、そのボールトラック内に収容されたボール３６は、等速ジョイント３０が作動角をとって回転するとき、言い換えれば内輪３２とジョイント外輪相当部分１８ｂとが角度をなした状態で回転すると、くさび形状の広がる方向に向かう力を受ける。すべてのボール３６はケージ３８によって同一平面に保持されるため、上記の力を受けるボール３６と１８０度反対位相にあるボール３６は逆向きの力を受けることとなる。このようにして、ボール中心から内輪３２の回転軸線までの距離と、ボール中心からジョイント外輪相当部分１８ｂの回転軸線までの距離とが常に等しく、したがって作動角に関係なく角速度が一定となる。
【００２２】
等速ジョイント３０は複列転がり軸受２０よりもアウトボード側（図１の左側）に位置している。具体的には、等速ジョイント３０のボール３６の軸方向位置が、複列転がり軸受２０のアウタ列２６ａよりもアウトボード側（図１の左側）に位置している。より具体的に述べるならば、図２に示すように、等速ジョイント３０の中心Ｏが複列転がり軸受２０の軸受スパン（Ｐｏ〜Ｐｉ）の内側に配置してある。なお、図１は等速ジョイント３０が作動角をとっていない状態、つまり内輪３２とジョイント外輪相当部分１８ｂが同軸状態にある場合を示しているが、最大作動角をとったときでもボール３６がアウタ列２６ａよりもアウトボード側に位置することは明らかである。
【００２３】
等速ジョイント３０のボール３６の数は任意であるが、たとえば６個または８個のボールを用いたものが知られている。８個のボールを用いた場合、６個のボールを用いた場合に比べて、ボール数が増える分だけボール１個あたりの負荷容量が少なくてすむため、ボール径を小さくすることができる。その結果、ピッチ円径を小さくすることが可能となり、それに伴い外径も小さくなる。したがって、等速ジョイントの小型化、コンパクト化が実現し、ひいては駆動車輪用軸受装置全体のコンパクト化が可能となる。
【００２４】
等速ジョイント３０のボール３６は複列転がり軸受２０の玉２６ａ、２６ｂよりも大径である。図２に示すように、ボール３６のピッチ円径をＰＣＤｊ、インナ列のピッチ円直径をＰＣＤｉ、アウタ列のピッチ円直径をＰＣＤｏとすると、等速ジョイント３０が作動角をとっていない状態では、ＰＣＤｊ＜ＰＣＤｉ＜ＰＣＤｏの関係にある。また、インナ列の内輪軌道２２ｂの外径がボール３６のＰＣＤｊと同程度であるのに対してアウタ列２２ａの内輪軌道１６ａの外径はボール３６の外接円と同程度である。
【００２５】
等速ジョイント３０の内部に充填したグリースの漏れを防止し、かつ、外部から異物が侵入するのを防止するための手段として、ブーツ４０とキャップ４８が取り付けてある。
ブーツ４０はハブ１８の内端部１８ｄの開口部分を密閉するためのもので、ブーツ本体４２とブーツアダプタ４４とからなる。ブーツ本体４２はゴムやエラストマーといった可撓性材料を図示するような円すい台形状に成形したものである。ブーツアダプタ４４は金属製の二段円筒状で、小径部４４ａと大径部４４ｂと両者をつなぐフランジ部４４ｃとを含んでいる。小径部４４ａをハブ１０の貫通孔１８の内端部１８ｄに圧入するとともに、フランジ部４４をハブ１０のかしめ部１６ｄに当てて位置決めをする。小径部４４ａに環状溝を設けてＯリングを装着するようにしてもよい。大径部４４ｂの端縁を内側に折り曲げてブーツ本体４２の大径部４２ａを巻き締めることにより両者を一体化してある。ブーツ本体４２の小径部４２ｂは駆動軸９０に形成したブーツ溝９４にはめ込み、ブーツバンド４６で締め付けて固定する。
キャップ４８は金属薄板を盆状にプレス成形したもので、ハブ１０の貫通孔１８の外端部１８ａに圧入する。
【００２６】
述べたように、複列転がり軸受２０の転動体列２６ａ、２６ｂのうちアウタ列２６ａのピッチ円径をインナ列２６ｂのピッチ円径よりも大きくすることで、アウタ列２６ａの内側にジョイント外輪相当部分１８ｂをもぐり込ませるだけの余裕ができる。したがって、アウタ列２６ａと等速ジョイント３０との軸方向寸法を短縮することが可能となり、その結果、駆動車輪用軸受装置全体のコンパクト化、軽量化が実現する。このことを図２に即して述べるならば、アウトボード側等速ジョイント３０の中心Ｏを複列転がり軸受２０の軸受スパン（Ｐｏ〜Ｐｉ）の内側に配置する、言い換えればアウトボード側等速ジョイント３０の中心Ｏをインボード側に寄せることにより、軸方向寸法が短縮できる。また、単にアウトボード側等速ジョイント３０の中心Ｏが複列転がり軸受２０の軸受スパン（Ｐｏ〜Ｐｉ）の内側に来るようにアウトボード側等速ジョイント３０をインボード側に寄せただけでは、アウトボード側等速ジョイント３０の外輪ボール溝３４ｂとアウタ列２６ａ用の内輪軌道１６ａとの間の肉厚を確保するのが困難になる。そこで、アウタ列２６ａのピッチ円径ＰＣＤｏを大きく、具体的にはインナ列２６ｂのピッチ円径ＰＣＤｉよりも大きくすることにより、当該肉厚を確保することができる。ここでも、単に同じ軸方向位置でアウタ列２６ａのピッチ円径ＰＣＤｏを大きくするだけでなく、複列転がり軸受２０の軸受スパン（Ｐｏ〜Ｐｉ）と接触角αを変えることなくピッチ円径ＰＣＤoを大きくすることで、アウタ列２６ａの内輪軌道１６ａの位置が半径方向だけでなく軸方向へも移動することになるため、より多くの肉厚を確保することができる。このことを説明するため、図２のアウタ列２６ａの転動体を表す実線円の近くに、二点鎖線で二つの円が示してある。一つはインナ列２６ｂと同じピッチ円径ＰＣＤｉ上にあり、もう一つはアウタ列２６ａと同じピッチ円径ＰＣＤｏ上にある。前者は、ピッチ円径を変えないとアウトボード側等速ジョイント３０の外輪ボール溝３４ｂとの間にほとんど肉厚が確保できないことを示している。後者は、単にピッチ円径を大きくしただけでは、あまり大きな肉厚の確保は望めないことを示している。
【００２７】
アウタ列２６ａとインナ列２６ｂの転動体サイズは目的に応じて種々の組み合わせが可能である。アウタ列２６ａとインナ列２６ｂとで転動体サイズを同じにしてもよく、あるいは異ならせてもよい。アウタ列２６ａとインナ列２６ｂの転動体サイズを同じにした場合、転動体の誤組み、すなわちサイズの異なる転動体を組み込む心配がなくなる。また、部品種類（サイズの異なる転動体）を増やすことなく、生産できる。一方、アウタ列の転動体サイズを小さくして転動体数を増やすことにより、軸受剛性を高めることができる。すなわち、ピッチ円径を大きくしたアウタ列は軸受寿命に余裕ができるので、その分、転動体サイズを小さくすることが可能になり転動体数を増やし、軸受剛性に振り分けることが可能である。
【００２８】
次に、第二の実施例を示す図３を参照すると、この実施例では、駆動軸９０の、等速ジョイント３０とは反対側の端部に、別の等速ジョイント５０が設けてある。この場合、前者の等速ジョイント３０をアウトボードジョイント、後者の等速ジョイント５０をインボードジョイントと呼ぶことができる。アウトボードジョイント３０が角度変位のみ可能な固定式ジョイントであるのに対し、インボードジョイント５０は角度変位のみならず軸方向変位（プランジング）も可能なしゅう動式ジョイントである。ハブ１０、複列転がり軸受２０、アウトボードジョイント３０については図１の実施例と同じであるため説明を省略する。
【００２９】
インボードジョイント５０はトリポード型で、内側継手部材としてのトリポード５２と、外側継手部材としてのハウジング５４と、トルク伝達部材としてのローラアセンブリ５６とからなり、ブーツ６０を装着した状態で使用するのが一般的である。
トリポード５２はボス５２ａとトラニオンジャーナル５２ｂとからなり、ボス５２ａを駆動軸９０の端部に固定してある。ボス５２ａと駆動軸９０とは、たとえばスプラインまたはセレーションにより、トルク伝達可能にはめ合わせて、止め輪９８で抜け止めがしてある。３本のトラニオンジャーナル５２ｂがボス５２ａの円周方向に等間隔に配置してあり、それぞれボス５２ａの半径方向に突出している。各トラニオンジャーナル５２ｂは円筒形状で、軸端側に環状溝５２ｃが形成してある。
【００３０】
各トラニオンジャーナル５２ｂにローラアセンブリ５６が取り付けてある。ローラアセンブリ５６はローラ５６ａと複数の針状ころ５６ｂとワッシャ５６ｃとサークリップ５６ｄを含む。ローラ５６ａは円筒形状の内周面と球面状の外周面を有し、ローラ５６ａの円筒形状内周面とトラニオンジャーナル５２ｂの円筒形状外周面との間に針状ころ５６ｂが介在させてある。ワッシャ５６ｃは針状ころ５６ｂの端部よりもトラニオンジャーナル５２ｂの軸端側に位置している。ワッシャ５６ｃは横断面がＬ字形状のリング状で、円筒部とその円筒部の内端に位置する内向きフランジとからなる。また、ワッシャ５６ｃの円筒部の外径はローラ５６ａの内径よりも小さく、かつ、円筒部は外端部にて拡径してローラ５６ａの内径より大径となっている。サークリップ５６ｄはトラニオンジャーナル５２ｂの環状溝５２ｃに装着してあり、トラニオンジャーナル５２ｂの軸端からワッシャ５６ｃが抜けるのを防止する。
【００３１】
ハウジング５４は一端にて開口したカップ状で、内部に円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝を有し、各トラック溝の側壁面はローラ案内面とされる。ローラ案内面は部分円筒形状で、ハウジング５４の軸線に垂直な断面におけるローラ案内面５４ｂの輪郭はローラ５６ａの外周面形状と適合する形状、たとえばここでは円弧形状である。ハウジング５４は接続用の軸部５４ｃを一体的に有している。
【００３２】
インボードジョイント５０を組み立てるにあたっては、トリポード５２とローラアセンブリ５６とを含むサブアセンブリをハウジング５４の内部に挿入し、ローラ５６ａをトラック溝内に収容させる。なお、図示は省略したが、上記サブアセンブリ５２、５６がハウジング５４から抜け出すのを防止するための抜け止め手段を設けるのが一般的である。一例としては、ハウジング５４の開口端部に抜け止め用のクリップを装着する（図３参照）。
【００３３】
ブーツ６０は、ゴムやエラストマーといった可撓性材料で成形し、ここでは蛇腹状をした中間部６４と、その両端に大径端部６２と小径端部６６を設けたものが例示してある。大径端部６２をハウジング５４に取り付け、小径端部６６を駆動軸９０に形成したブーツ溝９６に取り付け、それぞれブーツバンド６８で締め付けて固定する。ブーツ６０を装着することにより、等速ジョイント内部に充填したグリースの漏れを防止し、かつ、外部から異物が侵入するのを防止することができる。
【００３４】
次に、第三の実施例を示す図４を参照すると、駆動軸９０Ａを短軸とし、ハブ１０の軸端部からインボードジョイント７０の外輪７４にかけて単一のブーツ８０で密閉してある。ここではアウトボードジョイント３０とインボードジョイント７０はいずれもトルク伝達部材としてボールを用いた等速ボールジョイントである点で共通している。また、インボードジョイント７０はしゅう動式である点では図３の実施例と共通しているが、図３のものがトリポード型であるのに対してダブルオフセット型である点で相違している。ハブ１０、複列転がり軸受２０、アウトボードジョイント３０については図１を参照してすでに述べたとおりであるため説明を省略する。
【００３５】
インボードジョイント７０は、内輪７２と、外輪７４と、ボール７６と、ケージ７８とからなり、ブーツ８０を装着した状態で使用される。
内輪７２は駆動軸９０Ａの端部に固定してある。内輪７２と駆動軸９０Ａとは、たとえばスプラインまたはセレーションにより、トルク伝達可能にはめ合わせて、止め輪９８Ａで抜け止めがしてある。内輪７２は部分球面状の外周面７２ａを有し、その外周面７２ａに直線状のボール溝７２ｂが円周方向に等間隔に形成してある。
外輪７４は円筒面状の内周面７４ａを有し、その外周面７４ａに直線状のボール溝７４ｂが円周方向に等間隔に形成してある。
内輪７２のボール溝７２ｂと外輪７４のボール溝７４ｂとは対をなし、各対のボール溝７２ｂ、７４ｂ間に１個ずつボール７６が介在させてある。
【００３６】
各ボール７６はケージ７８のポケット７８ａ内に収容されている。ポケット７８ａはケージ７８の円周方向に所定の間隔で配置してあり、各ポケット７８ａはケージ７８を半径方向に貫通している。ケージ７８は円環状で、その内周面には内輪７２の部分球面状外周面７２ａと球面接触する部分球面状の部分７８ｂが形成してある。ケージ７８の外周面には外輪７４の部分円筒形状内周面７４ａと線接触する部分球面状の部分７８ｃが形成してある。
【００３７】
ケージ７８の内周面の部分球面状部分７８ｂの曲率中心と、外周面の部分球面状部分７８ｃの曲率中心とは、ジョイント中心に対して、軸線方向に互いに反対側に等距離だけオフセットしている。すなわち、内周面の部分球面状部分７８ｂの曲率中心は、ジョイント中心から図４の右側へある距離（仮にＦ２とする）だけオフセットさせてあり、外周面の部分球面状部分７８ｃの曲率中心は、ジョイント中心から図４の左側へ等距離（Ｆ２）だけオフセットさせてある。
【００３８】
図４は、内輪７２が外輪７４から抜け出すのを防止するための抜け止め手段として外輪７４の開口端部に抜け止め用のクリップ７５を装着した例である。クリップ７５は円周方向の一部で分断してあり、外輪７４に形成した周方向溝７４ｃに弾性変形を利用して装着してある。装着した状態のクリップ７５の内径はボール７６の外接円径よりも小さく設定してあるため、内輪７２が外輪７４の開口からスライドアウトしようとするとボール７６がクリップ７５と干渉して抜け止めがなされる。
【００３９】
ブーツ８０は、ハブ１０の内端部１８ｄの開口部分を密閉するためのもので、ブーツ本体８２とブーツアダプタ８４とからなる。ブーツ本体８２はゴムやエラストマーといった可撓性材料を図示するような断面形状に成形したものである。ブーツアダプタ８４は金属製の二段円筒状で、小径部８４ａと大径部８４ｂと両者をつなぐフランジ部８４ｃとを含んでいる。小径部８４ａをハブ１８の貫通孔１８の内端部１８ｄに圧入するとともに、フランジ部８４ｃをハブ１０のかしめ部１６ｄに当てて位置決めをする。小径部８４ａに環状溝を設けてＯリングを装着するようにしてもよい。大径部８４ｂの端縁を外側に折り曲げてブーツ本体８２の小径部８２ｂを巻き締めることにより両者を一体化してある。ブーツ本体８２の大径部８２ａはインボードジョイント７０の外輪７４に取り付け、ブーツバンド８６で締め付けて固定する。
【００４０】
以上、図面に例示した実施例に基づいてこの発明の実施の形態を説明したが、この発明の実施をするにあたっては種々の改変が可能である。たとえば、以上の説明では、複列転がり軸受２０の内輪軌道の一方（第一の内輪軌道１６ａ）をハブ１０に直接形成し、もう一方（第二の内輪軌道２２ｂ）をそのハブ１０とは別体の軌道輪２２に形成する場合を例にとったが、両方ともハブとは別体の軌道輪に形成するようにしてもよい。
また、複列転がり軸受としては転動体として玉を使用する玉軸受の場合を例にとったが、転動体として円すいころを使用することも可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１０ ハブ
１２ ホイールパイロット
１４ フランジ
１５ ハブボルト
１６ 軸部
１６ａ 第一の内輪軌道
１８ 貫通孔
２０ 複列転がり軸受
２２ 軌道輪
２２ｂ 第二の内輪軌道
２４ 外方部材
２４ａ、２４ｂ 外輪軌道
２５ 保持器
２６ａ アウタ列
２６ｂ インナ列
２８ａ、２８ｂ シール
３０ アウトボードジョイント（固定式等速ジョイント）
３２ 内輪（内側継手部材）
３４ 外輪（外側継手部材）
３６ ボール（トルク伝達部材）
３８ ケージ
４０ ブーツ
４２ ブーツ本体
４４ ブーツアダプタ
４６ ブーツバンド
４８ キャップ
５０ インボードジョイント（トリポード型等速ジョイント）
６０ ブーツ
７０ インボードジョイント（ダブルオフセット型等速ジョイント）
８０ ブーツ
９０、９０Ａ 駆動軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複列の内輪軌道と複列の外輪軌道と複列の転動体と各列の転動体を保持するための保持器とからなる複列転がり軸受と、
軸心部に貫通孔を有し、外周に車輪を取り付けるためのフランジを有し、前記複列転がり軸受により回転自在に支持されたハブと、
前記ハブに一体的に形成した外側継手部材に相当する部分と、前記ハブの貫通孔に挿入した駆動軸の端部に固定した内側継手部材と、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間に介在して両者間のトルク伝達を担うボールとを有するアウトボード側等速ジョイントと
からなり、前記複列転がり軸受のアウトボード側転動体列のピッチ円径をインボード側転動体列のピッチ円径よりも大きくし、
前記アウトボード側等速ジョイントを前記複列転がり軸受よりもアウトボード側に配置し、かつ、前記アウトボード側等速ジョイントの中心を前記複列転がり軸受の軸受スパンの内側に配置したことを特徴とする駆動車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記複列転がり軸受のアウトボード側転動体列の接触角をインボード側転動体列の接触角と等しくしたことを特徴とする請求項１の駆動車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記複列の内輪軌道は、前記ハブの軸部の外周面に形成した第一の内輪軌道と、前記ハブの軸部に取り付けた軌道輪に形成した第二の内輪軌道とからなり、前記複列の外輪軌道は車体に取り付けるための外方部材に形成した請求項１または２の駆動車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記複列転がり軸受のアウトボード側転動体列とインボード側転動体列が同径の玉である請求項１、２または３の駆動車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記複列転がり軸受のアウトボード側転動体列の転動体数がインボード側転動体列の転動体数よりも多い請求項１ないし４のいずれか１項の駆動車輪用軸受装置。
【請求項６】
前記複列転がり軸受のアウトボード側転動体列の転動体サイズをインボード側転動体列の転動体サイズよりも小さくし、かつ、アウトボード側転動体列の転動体数をインボード側転動体列の転動体数よりも多くした請求項１、２または３の駆動車輪用軸受装置。
【請求項７】
前記アウトボード側等速ジョイントは、外周に８本のボール溝を形成した内側継手部材と、内周に８本のボール溝を形成した外側継手部材と、対をなす内側継手部材のボール溝と外側継手部材のボール溝との間に介在させたボールと、内側継手部材の外周面と外側継手部材の内周面との間に介在して前記ボールを同一平面に保持するケージとからなり、前記外側継手部材は前記ハブに一体的に形成されている請求項１ないし６のいずれか１項の駆動車輪用軸受装置。
【請求項８】
前記アウトボード側等速ジョイントのボールは前記複列転がり軸受の転動体より大径である請求項４ないし７のいずれか１項の駆動車輪用軸受装置。
【請求項９】
前記ハブの軸部と前記駆動軸との間にブーツを取り付けた請求項１ないし８のいずれか１項の駆動車輪用軸受装置。
【請求項１０】
前記駆動軸の、前記アウトボード側等速ジョイントとは反対側の端部に、インボード側等速ジョイントを設けた請求項１ないし９のいずれか１項の駆動車輪用軸受装置。
【請求項１１】
前記駆動軸の、前記アウトボード側等速ジョイントとは反対側の端部に、インボード側等速ジョイントを設け、かつ、前記ハブの軸部から前記インボード側等速ジョイントの外側継手部材にかけて単一のブーツで密閉した請求項１ないし８のいずれか１項の駆動車輪用軸受装置。
【請求項１】
複列の内輪軌道と複列の外輪軌道と複列の転動体と各列の転動体を保持するための保持器とからなる複列転がり軸受と、
軸心部に貫通孔を有し、外周に車輪を取り付けるためのフランジを有し、前記複列転がり軸受により回転自在に支持されたハブと、
前記ハブに一体的に形成した外側継手部材に相当する部分と、前記ハブの貫通孔に挿入した駆動軸の端部に固定した内側継手部材と、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間に介在して両者間のトルク伝達を担うボールとを有するアウトボード側等速ジョイントと
からなり、前記複列転がり軸受のアウトボード側転動体列のピッチ円径をインボード側転動体列のピッチ円径よりも大きくし、
前記アウトボード側等速ジョイントを前記複列転がり軸受よりもアウトボード側に配置し、かつ、前記アウトボード側等速ジョイントの中心を前記複列転がり軸受の軸受スパンの内側に配置したことを特徴とする駆動車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記複列転がり軸受のアウトボード側転動体列の接触角をインボード側転動体列の接触角と等しくしたことを特徴とする請求項１の駆動車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記複列の内輪軌道は、前記ハブの軸部の外周面に形成した第一の内輪軌道と、前記ハブの軸部に取り付けた軌道輪に形成した第二の内輪軌道とからなり、前記複列の外輪軌道は車体に取り付けるための外方部材に形成した請求項１または２の駆動車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記複列転がり軸受のアウトボード側転動体列とインボード側転動体列が同径の玉である請求項１、２または３の駆動車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記複列転がり軸受のアウトボード側転動体列の転動体数がインボード側転動体列の転動体数よりも多い請求項１ないし４のいずれか１項の駆動車輪用軸受装置。
【請求項６】
前記複列転がり軸受のアウトボード側転動体列の転動体サイズをインボード側転動体列の転動体サイズよりも小さくし、かつ、アウトボード側転動体列の転動体数をインボード側転動体列の転動体数よりも多くした請求項１、２または３の駆動車輪用軸受装置。
【請求項７】
前記アウトボード側等速ジョイントは、外周に８本のボール溝を形成した内側継手部材と、内周に８本のボール溝を形成した外側継手部材と、対をなす内側継手部材のボール溝と外側継手部材のボール溝との間に介在させたボールと、内側継手部材の外周面と外側継手部材の内周面との間に介在して前記ボールを同一平面に保持するケージとからなり、前記外側継手部材は前記ハブに一体的に形成されている請求項１ないし６のいずれか１項の駆動車輪用軸受装置。
【請求項８】
前記アウトボード側等速ジョイントのボールは前記複列転がり軸受の転動体より大径である請求項４ないし７のいずれか１項の駆動車輪用軸受装置。
【請求項９】
前記ハブの軸部と前記駆動軸との間にブーツを取り付けた請求項１ないし８のいずれか１項の駆動車輪用軸受装置。
【請求項１０】
前記駆動軸の、前記アウトボード側等速ジョイントとは反対側の端部に、インボード側等速ジョイントを設けた請求項１ないし９のいずれか１項の駆動車輪用軸受装置。
【請求項１１】
前記駆動軸の、前記アウトボード側等速ジョイントとは反対側の端部に、インボード側等速ジョイントを設け、かつ、前記ハブの軸部から前記インボード側等速ジョイントの外側継手部材にかけて単一のブーツで密閉した請求項１ないし８のいずれか１項の駆動車輪用軸受装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−３５３６８（Ｐ２０１３−３５３６８Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７２０６３（Ｐ２０１１−１７２０６３）
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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