(57)【要約】【課題】軽量化を図りつつ、軸受すきまの変化を防止して軸受寿命を確保した車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】外方部材２が、外周に車体取付フランジ７ｂを一体に有し、内周に円筒状の嵌合面７ａが形成された円環状の取付部材７と、この取付部材７の嵌合面７ａに固定され、内周に複列の外側転走面８ａが一体に形成された鋼製の外輪８とを備え、取付部材７がアルミニウム合金またはマグネシウム合金からなると共に、この取付部材７の外周面７ｅに円環状の膨張抑制部材１９が圧入され、当該膨張抑制部材１９が、表面に防錆皮膜が形成された軸受鋼、炭素鋼または肌焼き鋼により形成されている。【選択図】図１
2015044520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部にシメシロを介して圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、
前記外方部材が、外周に前記車体取付フランジを一体に有し、内周に円筒状の嵌合面が形成された円環状の取付部材と、この取付部材の嵌合面に固定され、内周に前記複列の外側転走面が一体に形成された鋼製の外輪とを備え、前記取付部材が鋼より低比重の材料からなると共に、この取付部材の外周面に円環状の膨張抑制部材が圧入され、当該膨張抑制部材が前記取付部材よりも線膨張係数が小さい材料で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２】
前記取付部材がアルミニウム合金またはマグネシウム合金によって形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記取付部材が繊維状強化材が充填された熱可塑性の合成樹脂から射出成形によって形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記取付部材のアウター側の端部が延長して形成され、前記車輪取付フランジのインナー側の側面と軸方向すきまを介して対向し、ラビリンスシールが形成されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記膨張抑制部材が、軸受鋼、炭素鋼または肌焼き鋼により形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項６】
前記膨張抑制部材のアウター側の端部に径方向外方に延びるフランジ部が一体に形成されている請求項１または５に記載の車輪用軸受装置。
【請求項７】
前記膨張抑制部材のアウター側の端部外周に環状溝が形成されている請求項１または５に記載の車輪用軸受装置。
【請求項８】
前記膨張抑制部材の表面に防錆皮膜が形成されている請求項１、５乃至７いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項９】
前記外方部材のアウター側の端面が前記車輪取付フランジのインナー側の側面に軸方向すきまを介して対向し、ラビリンスシールが形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項１０】
前記外輪が前記取付部材に圧入固定された後に前記複列の外側転走面が研削加工されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、軽量化を図りつつ、軸受すきまの変化を防止して軸受寿命を確保した車輪用軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。この車輪用軸受装置には、所望の軸受剛性を有し、ミスアライメントに対しても耐久性を発揮すると共に、燃費向上の観点から回転トルクが小さい複列アンギュラ玉軸受が多用されている。この複列アンギュラ玉軸受は、固定輪と回転輪との間に複数のボールを介在させ、このボールに所定の接触角を付与して固定輪および回転輪に接触させている。
【０００３】
また、車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第１世代と称される構造から、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第２世代構造、あるいは、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第３世代構造とに大別されている。
【０００４】
近年、こうした車輪用軸受装置において、耐久性の向上や低コスト化は無論のこと、燃費向上のために軽量化が進んでいる。例えば、図１１に示す車輪用軸受装置５１は、内方部材５２と、外方部材５３と、複列のボール５４とを備えている。内方部材５２は、ハブ輪５５と、このハブ輪５５に固定された内輪５６とからなる。ハブ輪５５は、外周に車輪取付フランジ５５ａと、内側転走面５５ｂと、小径段部５５ｃとが形成されている。内輪５５は、外周に内側転走面５５ａが形成され、ハブ輪５５の小径段部５２ｃに圧入固定されている。
【０００５】
外方部材５３は、内方部材５２の外方に配置され、図１２に示すように、取付部材５７と外輪５８とを備えている。取付部材５７は、略円筒状に形成され、アルミ二ウム合金またはマグネシウム合金等、鋼より低比重の材料により形成されている。これにより、外方部材５３を軽量化することが可能となる。
【０００６】
取付部材５７の外周面には、車体取付フランジ５９が形成され、この車体取付フランジ５９は、基部５９ａと、ナックル取付部５９ｂとを有している。ナックル取付部５９ｂは、基部５９ａの外周面に等間隔で複数個形成され、ナックル取付部５９ｂには、図示しない車両の懸架装置（ナックル）が取付けられる。
【０００７】
外輪５８は、外周面が取付部材５７の内周面と接触した状態で、取付部材５７の内方に配置されている。外輪５８は、汎用軸受に用いられる軸受鋼を材料として、通常の焼入れによって硬化処理が施されている。そして、外輪５８の硬度は、転がり疲労寿命に必要な硬度として６５０Ｈｖ（ビッカース硬さ）以上に選定されている。
【０００８】
外輪５８は、内周に複列の外側転走面５８ａ、５８ａが形成され、この外側転走面５８ａが形成されている部分における最小肉厚Ｗ（以下、最小肉厚Ｗとする）は、ボール５４の直径の１０％以上４０％以下に選定されている。好ましくは、最小肉厚Ｗは、ボール５４の直径の２０％以上３０％以下に選定される。これにより、外輪５８について、軽量化しつつ、適切な転がり疲労寿命を確保することが可能となる。
【０００９】
外輪５８の厚肉部５８ｂの軸方向の略中央位置には、取付部材５７と外輪５８とが組み合わされた状態で、挿通孔６０と一連となる雌ねじ穴６１が形成されている。この雌ねじ穴６１にボルトからなる固定部材６２が締結されている。これにより、取付部材５７と外輪５８との間にクリープ現象が発生することを抑制することが可能となる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１１−１４９４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この従来の車輪用軸受装置５１では、軽量化を図りつつ、軸受寿命と耐クリープ性を確保することができるという特徴を備えている。然しながら、車両の走行中に軸受温度が上昇した場合、外方部材５３における取付部材５７と外輪５８との材料の違いによる線膨張係数の違いにより、軸受すきまが変化して組立時の軸受予圧が維持できなくなる、所謂予圧抜けといった不具合が発生する恐れがある。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、軽量化を図りつつ、軸受すきまの変化を防止して軸受寿命を確保した車輪用軸受装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部にシメシロを介して圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材が、外周に前記車体取付フランジを一体に有し、内周に円筒状の嵌合面が形成された円環状の取付部材と、この取付部材の嵌合面に固定され、内周に前記複列の外側転走面が一体に形成された鋼製の外輪とを備え、前記取付部材が鋼より低比重の材料からなると共に、この取付部材の外周面に円環状の膨張抑制部材が圧入され、当該膨張抑制部材が前記取付部材よりも線膨張係数が小さい材料で形成されている。
【００１４】
このように、第１乃至３世代構造の車輪用軸受装置において、外方部材が、外周に車体取付フランジを一体に有し、内周に円筒状の嵌合面が形成された円環状の取付部材と、この取付部材の嵌合面に固定され、内周に複列の外側転走面が一体に形成された鋼製の外輪とを備え、取付部材が鋼より低比重の材料からなると共に、この取付部材の外周面に円環状の膨張抑制部材が圧入され、当該膨張抑制部材が取付部材よりも線膨張係数が小さい材料で形成されているので、車両の走行中に軸受温度が上昇した場合でも、外方部材における取付部材と外輪との材料の違いによる線膨張係数の違いにより、軸受すきまが変化して組立時の軸受予圧が維持できなくなって予圧抜けといった不具合が発生するのを防止することができ、軽量化を図りつつ、軸受すきまの変化を防止して軸受寿命を確保した車輪用軸受装置を提供することができる。
【００１５】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記取付部材がアルミニウム合金またはマグネシウム合金によって形成されていれば、低比重の材料を使用して軽量化を図ることができる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明のように、前記取付部材が繊維状強化材が充填された熱可塑性の合成樹脂から射出成形によって形成されていれば、一層の軽量化を図ることができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明のように、前記取付部材のアウター側の端部が延長して形成され、前記車輪取付フランジのインナー側の側面と軸方向すきまを介して対向し、ラビリンスシールが形成されていれば、車輪取付フランジと外方部材との間に泥水等が浸入するのを防止することができる。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明のように、前記膨張抑制部材が、軸受鋼、炭素鋼または肌焼き鋼により形成されていれば、軸受すきまが変化して組立時の軸受予圧が維持できなくなって予圧抜けといった不具合が発生するのを防止することができる。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明のように、前記膨張抑制部材のアウター側の端部に径方向外方に延びるフランジ部が一体に形成されていれば、車両の走行中に外方部材にかかった雨水や泥水が外周面を伝って車輪取付フランジと外方部材との間に流動するのを防止することができる。
【００２０】
また、請求項７に記載の発明のように、前記膨張抑制部材のアウター側の端部外周に環状溝が形成されていれば、車両の走行中に外方部材にかかった雨水や泥水が外周面を伝って来ても、樋のように路面側に排出することができ、車輪取付フランジと外方部材との間に流動するのを防止することができる。
【００２１】
また、請求項８に記載の発明のように、前記膨張抑制部材の表面に防錆皮膜が形成されていれば、膨張抑制部材の発錆を防止して耐久性を向上させることができる。
【００２２】
また、請求項９に記載の発明のように、前記外方部材のアウター側の端面が前記車輪取付フランジのインナー側の側面に軸方向すきまを介して対向し、ラビリンスシールが形成されていれば、シールに直接泥水等が浸入するのを防止し、シールの耐久性を向上させることができる。
【００２３】
また、請求項１０に記載の発明のように、前記外輪が前記取付部材に圧入固定された後に前記複列の外側転走面が研削加工されていれば、外輪の圧入による複列の外側転走面の寸法変化を防止することができ、軸受のすきま調整を容易にすることができる。また、外輪として使用する清浄度の高い高価な材料の使用量を極力減少させて低コスト化を図ると共に、取付部材の嵌合面の研削加工を廃止して低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る車輪用軸受装置は、外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部にシメシロを介して圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材が、外周に前記車体取付フランジを一体に有し、内周に円筒状の嵌合面が形成された円環状の取付部材と、この取付部材の嵌合面に固定され、内周に前記複列の外側転走面が一体に形成された鋼製の外輪とを備え、前記取付部材が鋼より低比重の材料からなると共に、この取付部材の外周面に円環状の膨張抑制部材が圧入され、当該膨張抑制部材が前記取付部材よりも線膨張係数が小さい材料で形成されているので、車両の走行中に軸受温度が上昇した場合でも、外方部材における取付部材と外輪との材料の違いによる線膨張係数の違いにより、軸受すきまが変化して組立時の軸受予圧が維持できなくなって予圧抜けといった不具合が発生するのを防止することができ、軽量化を図りつつ、軸受すきまの変化を防止して軸受寿命を確保した車輪用軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図２のシール部を示す要部拡大図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る外方部材の製造方法を示す説明図である。
【図５】本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。
【図６】本発明に係る車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。
【図７】本発明に係る車輪用軸受装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。
【図８】本発明に係る車輪用軸受装置の第５の実施形態を示す縦断面図である。
【図９】本発明に係る車輪用軸受装置の第６の実施形態を示す縦断面図である。
【図１０】本発明に係る車輪用軸受装置の第７の実施形態を示す縦断面図である。
【図１１】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図１２】図１１の外方部材を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材が、外周に前記車体取付フランジを一体に有し、内周に円筒状の嵌合面が形成された円環状の取付部材と、この取付部材の嵌合面に固定され、内周に前記複列の外側転走面が一体に形成された鋼製の外輪とを備え、前記取付部材がアルミニウム合金またはマグネシウム合金からなると共に、この取付部材の外周面に円環状の膨張抑制部材が圧入され、当該膨張抑制部材が、表面に防錆皮膜が形成された軸受鋼、炭素鋼または肌焼き鋼により形成されている。
【実施例１】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の要部拡大図、図３は、図２のシール部を示す要部拡大図、図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る外方部材の製造方法を示す説明図である。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ター側（図１の左側）、中央寄り側をインナー側（図１の右側）という。
【００２８】
この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される従動輪用であって、内方部材１と、この内方部材１に複列の転動体（ボール）３を介して外挿された外方部材２とを備えている。内方部材１は、ハブ輪４と、このハブ輪４に固定された内輪５とからなる。
【００２９】
ハブ輪４は、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ６を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる小径段部４ｂが形成されている。車輪取付フランジ６の周方向等配には車輪を締結するためのハブボルト６ａが植設されている。
【００３０】
内輪５はＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、外周に他方（インナー側）の内側転走面５ａが形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。そして、ハブ輪４の小径段部４ｂに所定のシメシロを介して圧入され、この小径段部４ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部４ｃによって所定の軸受予圧が付与された状態でハブ輪４に対して軸方向に固定されている。なお、転動体３はＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。
【００３１】
ハブ輪４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部４ｃに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。なお、加締部４ｃは鍛造加工後の表面硬さのままで未焼入れ部とされている。これにより、車輪取付フランジ６に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、内輪５の嵌合部となる小径段部４ｂの耐摩耗性が向上すると共に、加締加工によって加締部４ｃに微小クラック等が発生するのを防止している。
【００３２】
外方部材２は、円環状の取付部材７と、この取付部材７に圧入固定された外輪８とからなる。取付部材７はアルミニウム合金やマグネシウム合金等、鋼より低比重の材料からなり、外周にナックルに取り付けられるための車体取付フランジ７ｂを一体に有し、内周に外輪８が嵌合される円筒状の嵌合面７ａが形成されている。これにより、外方部材２を軽量化することが可能となる。
【００３３】
一方、外輪８は、内輪５と同様、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、内周に内方部材１の内側転走面４ａ、５ａに対向する複列の外側転走面８ａ、８ａが一体に形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。そして、複列の転動体３、３がこれら転走面８ａ、４ａと転走面８ａ、５ａ間にそれぞれ収容され、保持器９、９によって転動自在に保持されている。
【００３４】
また、外方部材２と内方部材１との間に形成された環状空間のアウター側の開口部にはシール１０が装着されると共に、外方部材２のインナー側の開口部にはキャップ１１が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。なお、ここでは、転動体３にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受を例示したが、これに限らず転動体３に円すいころを使用した複列円すいころ軸受で構成されたものであっても良い。
【００３５】
取付部材７は、図２に拡大して示すように、嵌合面７ａのインナー側に鍔部７ｃが一体に形成されると共に、嵌合面７ａのアウター側には環状の止め輪溝７ｄが形成され、この止め輪溝７ｄに装着される止め輪１２と鍔部７ｃによって外輪８が軸方向に位置決め固定されている。
【００３６】
内輪５の外径面５ｂにはパルサリング１３が圧入されている。このパルサリング１３は、円環状に形成された支持環１４と、この支持環１４の側面に加硫接着等で一体に接合された磁気エンコーダ１５とで構成されている。この磁気エンコーダ１５は、ゴム等のエラストマにフェライト等の磁性体粉が混入され、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁されて車輪の回転速度検出用のロータリエンコーダを構成している。
【００３７】
支持環１４は強磁性体の鋼板、例えば、フェライト系のステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）や防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）等の防錆能を有する鋼板からプレス加工によって断面略Ｌ字状に形成され、内輪５に圧入される円筒部１４ａと、この円筒部１４ａから径方向外方に延びる立板部１４ｂとを有している。そして、この立板部１４ｂのインナー側の側面に磁気エンコーダ１５が接合されている。
【００３８】
アウター側のシール１０は、図３に拡大して示すように、取付部材７のアウター側端部の内周に所定のシメシロを介して圧入された芯金１６と、この芯金１６に加硫接着によって一体に接合されたシール部材１７とからなる一体型のシールで構成されている。芯金１６は、オーステナイト系ステンレス鋼板や防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成されている。
【００３９】
一方、シール部材１７は、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延び、車輪取付フランジ６のインナー側の側面６ｃに所定の軸方向シメシロを介して摺接するサイドリップ１７ａと、このサイドリップ１７ａの内径側で径方向外方に傾斜して延び、断面が円弧状に形成された基部６ｂに所定の軸方向シメシロを介して摺接するダストリップ１７ｂと、径方向内方に傾斜して延び、基部６ｂに所定の径方向シメシロを介して摺接するグリースリップ１７ｃとを有している。なお、シール部材１７の材質としては、ＮＢＲ以外にも、例えば、耐熱性に優れたＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレンゴム）等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。
【００４０】
取付部材７にはキャップ１１が装着され、外方部材２のインナー側の開口部を閉塞している。このキャップ１１は、耐食性を有し、図示しない回転速度センサの感知性能に悪影響を及ぼさないように、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼板からプレス加工によってカップ状に形成され、図２に示すように、取付部材７のインナー側の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部１１ａと、この嵌合部１１ａから縮径部１１ｂを介して磁気エンコーダ１５に僅かな軸方向すきまを介して対峙し、内方部材１のインナー側の端部を覆う底部１１ｃを備えている。
【００４１】
また、縮径部１１ｂにはＮＢＲ等の合成ゴムからなる弾性部材１８が加硫接着によって一体に接合されている。この弾性部材１８は、嵌合部１１ａの外径より径方向外方に突出する環状突起１８ａを備えている。そして、この環状突起１８ａがキャップ１１の嵌合時に取付部材７に弾性変形して圧着され、嵌合部１１ａの気密性を高めている。
【００４２】
ここで、本実施形態では、取付部材７の外周面７ｅに膨張抑制部材１９が圧入されている。この膨張抑制部材１９は、取付部材７より線膨張係数が小さい材料、すなわち、冷間圧延鋼板やＳ４５Ｃ等の炭素鋼板からプレス加工によって円環状に形成されている。なお、これに限らず、膨張抑制部材１９をＳＵＪ２等の軸受鋼やＳＣｒ４２０やＳＣＭ４１５等の浸炭鋼からなるパイプ材で形成しても良い。
【００４３】
ここでいう線膨張係数とは、温度の上昇によって物体の長さ・体積が膨張する割合を、１Ｋ（℃）当たりで示したもので、熱膨張率あるいは熱膨張係数ともいう。因みに、一般的に、この線膨張係数は、アルミニウム合金では、６０×１０−６／Ｋ、炭素鋼では、１０．９×１０−６／Ｋ、ステンレス鋼では、１０．４〜１７．３×１０−６／Ｋ、合成樹脂では、２０〜１００×１０−６／Ｋである。
【００４４】
本実施形態では、外方部材２を構成する取付部材７の外周面７ｅに、この取付部材７より線膨張係数が小さな膨張抑制部材１９が圧入されているので、車両の走行中に軸受温度が上昇した場合でも、外方部材２における取付部材７と外輪８との材料の違いによる線膨張係数の違いにより、軸受すきまが変化して組立時の軸受予圧が維持できなくなって予圧抜けといった不具合が発生するのを防止することができ、軽量化を図りつつ、軸受すきまの変化を防止して軸受寿命を確保した車輪用軸受装置を提供することができる。
【００４５】
なお、膨張抑制部材１９の表面にはカチオン電着塗装によって防錆皮膜が形成されている。この防錆皮膜はカチオン電着塗装に限らず他の塗装膜であっても良く、また、メッキ処理であっても良い。例えば、レイデント塗装、アニオン電着塗装、フッ素系電着塗装等の防錆処理、あるいは、亜鉛メッキ、ユニクロメッキ、クロメートメッキ、ニッケルメッキ、ニッケル亜鉛メッキ、クロムメッキ、無電解ニッケルメッキ、カニゼンメッキ等の金属メッキを例示することができる。これにより、膨張抑制部材１９の発錆を防止して耐久性を向上させることができる。なお、膨張抑制部材１９自体を、防錆能を有するステンレス鋼で形成しても良い。
【００４６】
次に、図４を用いて、外方部材２の製造方法について説明する。
図４（ａ）に示すように、外方部材２を構成する取付部材７の車体取付フランジ７ｂをはじめ、外周面７ｅおよび嵌合面７ａ、鍔部７ｃ、止め輪溝７ｄ等の内周面がそれぞれ旋削加工によって形成される。そして、嵌合面７ａに外輪８’が圧入されると共に、止め輪溝７ｄに止め輪１２が装着され、外輪８’が止め輪１２と鍔部７ｃによって位置決め固定される。
【００４７】
ここで、取付部材７の嵌合面７ａは旋削加工後に研削仕上げされても良いが、本実施形態では、この嵌合面７ａは旋削加工のままとされている。また、外輪８’は、複列の外側転走面８ａ’、８ａ’をはじめ外径面８ｂと幅面８ｃが研削取代を残した状態で旋削加工され、熱処理（ズブ焼入れ）された後に、複列の外側転走面８ａ’、８ａ’を除く外周面８ｂと幅面８ｃが研削加工されている。
【００４８】
次に、（ｂ）に示すように、外輪８’は、取付部材７に圧入固定された後、取付部材７の外周面７ｅにシュー２０が摺接された状態で、外輪８’に総型の研削砥石２１が内挿される。なお、シュー２０が摺接される外周面７ｅは予め研削加工によって所定の形状・寸法に仕上げられている。そして、（ｃ）に示すように、所定の形状・寸法に成形された研削砥石２１によって複列の外側転走面８ａ’、８ａ’が同時研削されると共に、図示しないスーパー砥石によって所定の形状・寸法に仕上げ加工される。
【００４９】
このように、外輪８が取付部材７に圧入固定された後に複列の外側転走面８ａ、８ａが研削加工されるため、外輪８の圧入による複列の外側転走面８ａ、８ａの寸法変化を防止することができ、軸受のすきま調整を容易にすることができる。また、外輪８として使用する清浄度の高い高価な材料の使用量を極力減少させて低コスト化を図ると共に、取付部材７の嵌合面７ａの研削加工を廃止して低コスト化を図ることができる。
【実施例２】
【００５０】
図５は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。なお、この第２の実施形態は、前述した実施形態（図１）と基本的には膨張抑制部材の固定方法が異なるだけで、その他同一部位同一部品あるいは同一の機能を有する部品や部位には同じ符号を付けてその詳細な説明を省略する。
【００５１】
この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される従動輪用であって、内方部材１と、この内方部材１に複列の転動体３を介して外挿された外方部材２２とを備えている。
【００５２】
外方部材２２は、円環状の取付部材２３と、この取付部材２３に圧入固定された外輪８とからなる。取付部材２３はアルミニウム合金やマグネシウム合金等、鋼より低比重の材料からなり、外周に車体取付フランジ７ｂを一体に有し、内周に外輪８が嵌合される円筒状の嵌合面７ａが形成されている。
【００５３】
取付部材２３は、嵌合面７ａのインナー側に鍔部７ｃが一体に形成されると共に、嵌合面７ａのアウター側には環状の止め輪溝７ｄが形成され、この止め輪溝７ｄに装着される止め輪１２と鍔部７ｃによって外輪８が軸方向に位置決め固定されている。
【００５４】
ここで、本実施形態では、取付部材２３の外周面７ｅに膨張抑制部材２４が圧入されている。そして、外周面７ｅのアウター側の端部に止め輪溝２３ａが形成され、この止め輪溝２３ａに装着される止め輪２５によって膨張抑制部材２４が軸方向に固定されている。この膨張抑制部材２４は、前述した実施形態と同様、取付部材２３より線膨張係数が小さい材料で円環状に形成されている。
【００５５】
このように、本実施形態では、外方部材２２を構成する取付部材２３の外周面７ｅに、この取付部材２３より線膨張係数が小さな膨張抑制部２４が位置決め固定されるので、車両の走行中に軸受温度が上昇した場合でも、予圧抜けといった不具合が発生するのを防止することができると共に、圧入シメシロを低減させて組立作業を簡便化することができ、低コスト化を図ることができる。
【実施例３】
【００５６】
図６は、本発明に係る車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。なお、この第３の実施形態は、前述した第２の実施形態（図５）と基本的には取付部材と膨張抑制部材の構成が一部異なるだけで、その他同一部位同一部品あるいは同一の機能を有する部品や部位には同じ符号を付けてその詳細な説明を省略する。
【００５７】
この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される従動輪用であって、内方部材１と、この内方部材１に複列の転動体３を介して外挿された外方部材２６とを備えている。
【００５８】
外方部材２６は、円環状の取付部材２７と、この取付部材２７に圧入固定された外輪８とからなる。取付部材２７はアルミニウム合金やマグネシウム合金等、鋼より低比重の材料からなり、外周に車体取付フランジ７ｂを一体に有し、内周に外輪８が嵌合される円筒状の嵌合面７ａが形成されている。
【００５９】
取付部材２７は、嵌合面７ａのインナー側に鍔部７ｃが一体に形成されると共に、嵌合面７ａのアウター側には環状の止め輪溝７ｄが形成され、この止め輪溝７ｄに装着される止め輪１２と鍔部７ｃによって外輪８が軸方向に位置決め固定されている。
【００６０】
取付部材２７の外周面７ｅに膨張抑制部材２８が圧入され、止め輪溝２３ａに装着される止め輪２５によって膨張抑制部材２８が軸方向に固定されている。この膨張抑制部材２８は、前述した実施形態と同様、取付部材２７より線膨張係数が小さい材料で円環状に形成されている。
【００６１】
ここで、本実施形態では、膨張抑制部材２８のアウター側の端部に径方向外方に延びるフランジ部（堰部）２８ａが一体に形成されている。このフランジ部２８ａによって車両の走行中に外方部材２６にかかった雨水や泥水が外周面を伝って車輪取付フランジ６と外方部材２６との間に流動するのを防止することができる。
【００６２】
また、取付部材２７のアウター側の端部２７ａが延長して形成され、車輪取付フランジ６のインナー側の側面６ｃと僅かな軸方向すきまを介して対向し、ラビリンスシール２９を形成している。これにより、車輪取付フランジ６と外方部材２６との間に泥水等が浸入するのを防止することができ、膨張抑制部材２８のフランジ部２８ａと相俟ってシール１０の耐久性を向上させ、長期間に亘って密封性能を維持することができる。
【実施例４】
【００６３】
図７は、本発明に係る車輪用軸受装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。なお、この第４の実施形態は、前述した第３の実施形態（図６）と基本的には取付部材の構成が一部異なるだけで、その他同一部位同一部品あるいは同一の機能を有する部品や部位には同じ符号を付けてその詳細な説明を省略する。
【００６４】
この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される従動輪用であって、内方部材１と、この内方部材１に複列の転動体３を介して外挿された外方部材３０とを備えている。
【００６５】
外方部材３０は、円環状の取付部材２７と、この取付部材２７に圧入固定された外輪８とからなる。取付部材２７はアルミニウム合金やマグネシウム合金等、鋼より低比重の材料からなり、外周に車体取付フランジ７ｂを一体に有し、内周に外輪８が嵌合される円筒状の嵌合面７ａが形成されている。
【００６６】
取付部材２７は、嵌合面７ａのインナー側に鍔部７ｃが一体に形成されると共に、嵌合面７ａのアウター側には環状の止め輪溝７ｄが形成され、この止め輪溝７ｄに装着される止め輪１２と鍔部７ｃによって外輪８が軸方向に位置決め固定されている。
【００６７】
取付部材２７の外周面７ｅに膨張抑制部材３１が圧入され、止め輪溝２３ａに装着される止め輪２５によって膨張抑制部材３１が軸方向に固定されている。この膨張抑制部材３１は、前述した実施形態と同様、取付部材２７より線膨張係数が小さい材料で円環状に形成されている。
【００６８】
ここで、本実施形態では、膨張抑制部材３１のアウター側の端部外周に環状溝３１ａが形成されている。この環状溝３１ａによって車両の走行中に外方部材３０にかかった雨水や泥水が外周面を伝って来ても、樋のように路面側に排出することができ、車輪取付フランジ６と外方部材３０との間に流動するのを防止することができる。
【実施例５】
【００６９】
図８は、本発明に係る車輪用軸受装置の第５の実施形態を示す縦断面図である。なお、この第５の実施形態は、前述した第１の実施形態（図１）と基本的には膨張抑制部材の構成が一部異なるだけで、その他同一部位同一部品あるいは同一の機能を有する部品や部位には同じ符号を付けてその詳細な説明を省略する。
【００７０】
この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される従動輪用であって、内方部材１と、この内方部材１に複列の転動体３を介して外挿された外方部材３２とを備えている。外方部材３２は、円環状の取付部材７と、この取付部材７に圧入固定された外輪８とからなる。
【００７１】
取付部材７の外周面７ｅに圧入固定される膨張抑制部材３３は、前述した実施形態と同様、取付部材７より線膨張係数が小さい材料で円環状に形成されている。この膨張抑制部材３３はアウター側に延長して形成され、車輪取付フランジ６のインナー側の側面６ｃに僅かな軸方向すきまを介して対向し、ラビリンスシール３４を形成している。これにより、車輪取付フランジ６と外方部材３２との間に泥水等が浸入するのを防止することができ、シール１０の耐久性を向上させ、長期間に亘って密封性能を維持することができる。
【実施例６】
【００７２】
図９は、本発明に係る車輪用軸受装置の第６の実施形態を示す縦断面図である。なお、この第６の実施形態は、前述した第１の実施形態（図１）と基本的には軸受部の構成が異なるだけで、その他同一部位同一部品あるいは同一の機能を有する部品や部位には同じ符号を付けてその詳細な説明を省略する。
【００７３】
この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される従動輪用であって、内方部材３５と、この内方部材３５に複列の転動体３を介して外挿された外方部材３６とを備えている。内方部材３５は、ハブ輪４と、このハブ輪４に固定された内輪３７とからなる。
【００７４】
内輪３７はＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、外周に内側転走面３７ａが形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。そして、ハブ輪４の小径段部４ｂに所定のシメシロを介して圧入され、この小径段部４ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部４ｃによって所定の軸受予圧が付与された状態でハブ輪４に対して軸方向に固定されている。
【００７５】
外方部材３６は、円環状の取付部材７と、この取付部材７に圧入固定された外輪３８とからなる。外輪３８は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、内周に内方部材３５の内側転走面４ａ、３７ａに対向する複列の外側転走面８ａ、３８ａが一体に形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。そして、複列の転動体３、３がこれら転走面８ａ、４ａと転走面３８ａ、３７ａ間にそれぞれ収容され、保持器９、３９によって転動自在に保持されている。
【００７６】
ここで、本実施形態では、インナー側のボール３のピッチ円直径ＰＣＤｉがアウター側のボール３のピッチ円直径ＰＣＤｏよりも大径に設定されている。そして、複列のボール３、３の外径は同じであるが、このピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いにより、インナー側のボール３の個数がアウター側のボール３の個数よりも多く設定されている。これにより、アウター側に比べ、大きなモーメント荷重が負荷されるインナー側部分の軸受剛性が増大し、軸受の長寿命化を図ることができる。
【実施例７】
【００７７】
図１０は、本発明に係る車輪用軸受装置の第７の実施形態を示す縦断面図である。なお、この第７の実施形態は、前述した第１の実施形態（図１）と基本的には軸受部の構成が異なるだけで、その他同一部位同一部品あるいは同一の機能を有する部品や部位には同じ符号を付けてその詳細な説明を省略する。
【００７８】
この車輪用軸受装置は第１世代と呼称される従動輪用であって、ハブ輪４０と、このハブ輪４０に圧入され、ナックル（図示せず）に対してハブ輪４０を回転自在に支承する車輪用軸受４１とを主たる構成としている。
【００７９】
車輪用軸受４１は、外方部材４２と、この外方部材４２に内挿された一対の内輪５、５と、これら内輪５、５および外輪８との間に収容された複列の転動体３、３とを備えている。外方部材４２は、円環状の取付部材４３と、この取付部材４３に圧入固定された外輪８とからなる。
【００８０】
取付部材４３は、ＧＦ（グラス繊維）等の繊維状強化材が１０〜４０ｗｔ％充填されたＰＡ（ポリアミド）６６等の熱可塑性の合成樹脂を射出成形によって形成されている。そして、外周に車体取付フランジ４３ｂを一体に有し、内周に外輪８が嵌合される円筒状の嵌合面４３ａが形成されている。
【００８１】
なお、取付部材４３の材質は、前述したＰＡ６６以外に、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の所謂エンジニアリングプラスチックと呼称される熱可塑性の合成樹脂やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等の所謂スーパーエンジニアリングプラスチックと呼称される熱可塑性の合成樹脂、あるいは、フェノール樹脂（ＰＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）等の熱硬化性の合成樹脂であっても良い。また、環境負荷を軽減する生分解性の合成樹脂であっても良い。この生分解性の合成樹脂の成分としては、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸、変性ポリビニルアルコール、カゼイン等を例示することができる。また、繊維状強化材としては、ＧＦに限らず、ＣＦ（炭素繊維）やアラミド繊維、ホウ素繊維等を例示することができる。
【００８２】
取付部材４３の嵌合面４３ａのインナー側に鍔部４３ｃが一体に形成されると共に、嵌合面４３ａのアウター側には環状の止め輪溝４３ｄが形成され、この止め輪溝４３ｄに装着される止め輪１２と鍔部４３ｃによって外輪８が軸方向に位置決め固定されている。また、取付部材４３の外周面４３ｅには膨張抑制部材１９が圧入固定されている。
【００８３】
取付部材４３とアウター側の内輪５との間に形成された環状空間の開口部にはシール４４が装着されると共に、取付部材４３のインナー側の開口部にはキャップ１１が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。シール４４は、互いに対向配置された環状のシール板４５とスリンガ４６とからなる複合型のシール、所謂パックシールで構成されている。
【００８４】
本実施形態においても、前述した実施形態と同様、外輪８が取付部材４３に圧入固定された後に複列の外側転走面８ａ、８ａが研削加工されている。これにより、外輪８の圧入による複列の外側転走面８ａ、８ａの寸法変化を防止することができ、軸受のすきま調整を容易にすることができる。また、外輪８として使用する清浄度の高い高価な材料の使用量を極力減少させて低コスト化を図ることができる。
【００８５】
本実施形態では、取付部材４３に射出成形可能な合成樹脂を使用しているので、外輪８と一体にインサート成形することもできる。これにより、止め輪溝４３ｄの追加工等も不要になり、加工工数だけでなく組立工数も低減することができ、一層の低コスト化を図ることができる。
【００８６】
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。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明に係る車輪用軸受装置は、駆動輪用、従動輪用に拘わらず、第１乃至第３世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１、３５  内方部材
２、２２、２６、３０、３６、４２  外方部材
３  転動体
４、４０  ハブ輪
４ａ、５ａ、３７ａ  内側転走面
４ｂ  小径段部
４ｃ  加締部
５、３７  内輪
５ｂ  外径面
６  車輪取付フランジ
６ａ  ハブボルト
６ｂ  車輪取付フランジのインナー側の基部
６ｃ  車輪取付フランジのインナー側の側面
７、２３、２７、４３  取付部材
７ａ、４３ａ  嵌合面
７ｂ、４３ｂ  車体取付フランジ
７ｃ、４３ｂ  鍔部
７ｄ、２３ａ、４３ｄ  止め輪溝
７ｅ、４３ｅ  取付部材の外周面
８、８’、３８  外輪
８ａ、８ａ’、３８ａ  外側転走面
８ｂ  外輪の外径面
８ｃ  外輪の幅面
９、３９  保持器
１０、４４  シール
１１  キャップ
１１ａ  嵌合部
１１ｂ  縮径部
１１ｃ  底部
１２、２５  止め輪
１３  パルサリング
１４  支持環
１４ａ  円筒部
１４ｂ  立板部
１５  磁気エンコーダ
１６  芯金
１７  シール部材
１７ａ  サイドリップ
１７ｂ  ダストリップ
１７ｃ  グリースリップ
１８  弾性部材
１８ａ  環状突起
１９、２４、２８、３１、３３  膨張抑制部材
２０  シュー
２１  研削砥石
２７ａ  取付部材のアウター側の端部
２８ａ  フランジ部
２９、３４  ラビリンスシール
３１ａ  環状溝
４５  環状のシール板
４６  スリンガ
５１  車輪用軸受装置
５２  内方部材
５３  外方部材
５４  ボール
５５  ハブ輪
５５ａ  車輪取付フランジ
５５ｂ、５６ａ  内側転走面
５５ｃ  小径段部
５６  内輪
５７  取付部材
５８  外輪
５８ａ  外側転走面
５８ｂ  厚肉部
５９  車体取付フランジ
５９ａ  基部
５９ｂ  ナックル取付部
６０  挿通孔
６１  雌ねじ穴
６２  固定部材
ＰＣＤｉ  インナー側の転動体のピッチ円直径
ＰＣＤｏ  アウター側の転動体のピッチ円直径
Ｗ  外輪の最小肉厚
【図１】
2015044520.tif 000003
【図２】
2015044520.tif 000004
【図３】
2015044520.tif 000005
【図４】
2015044520.tif 000006
【図５】
2015044520.tif 000007
【図６】
2015044520.tif 000008
【図７】
2015044520.tif 000009
【図８】
2015044520.tif 000010
【図９】
2015044520.tif 000011
【図１０】
2015044520.tif 000012
【図１１】
2015044520.tif 000013
【図１２】
2015044520.tif 000014