(57)【要約】【課題】  軽量化のためアルミ合金製としたナックルに装着する車輪用軸受装置において、ナックルとの当接面での電池形成による腐食を防止する。また、タイヤで発生する静電気によるラジオノイズの発生を防止する。【解決手段】  この車輪用軸受装置は、外方部材１と、内方部材２と、これら内外の部材１，２の対向する転走面４，５間に介在させた複列の転動体３，３とを備える。外方部材１は、車体取付フランジ１ａを外周に有し、アルミ合金製のナックル１４に固定される。内方部材２は車輪取付フランジ２ａを有する。外方部材１のナックル１４との当接面となる外径面部分および車体取付フランジ１ａの側面に、電気絶縁性の皮膜層１７を設ける。軸受の端部環状空間を密封するインボード側およびアウトボード側のシール７，８は、少なくとも片方のものを、導電性のある弾性材料を用いた接触式シールとする。【選択図】      図２
2008230607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミ合金製のナックルに固定するための車体取付フランジを外周に有し、内周に複列の転走面を有する外方部材と、一端に車輪取付フランジを有し、上記転走面のそれぞれに対向する転走面を形成した内方部材と、これら対向する転走面間に介在させた複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、
上記外方部材の上記ナックルとの当接面に、電気絶縁性の皮膜層を設けたことを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
請求項１において、上記皮膜層は、外方部材のナックルが外嵌する外径面部分および車体取付フランジの側面にわたって設けた車輪用軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、上記皮膜層は、めっき層の上にコーティングしたもの、またはコーティング層単独である車輪用軸受装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、上記皮膜層は、静電粉体塗装の層である車輪用軸受装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、上記外方部材と内方部材間の環状空間の端部を密封するインボード側およびアウトボード側のシールを設け、これらシールのうち、少なくとも片方のシールを、導電性のある弾性材料で摺接する接触式のシールとした車輪用軸受装置。
【請求項６】
請求項５において、上記導電性のある弾性材料を用いたシールは、上記外方部材または内方部材に取付けられる導電性の芯金と、この芯金に固着された弾性材料とでなる車輪用軸受装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６において、インボード側のシールを、上記導電性のある弾性材料を用いたシールとし、このシールは、外方部材に取付けられてリップ部が、内方部材に取付けられた導電性のスリンガに接触するものとした車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置に関し、特に軽量化を図ったアルミ合金製ナックルに装着する車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の懸架装置に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置は、燃費向上のための軽量化が進んでいる。近年、車輪用軸受装置では、さらなる軽量化の追求により、可及的に余肉を排除しスリム化すること、および可鍛鋳鉄等からなるナックルに代え、アルミ合金製ナックルを採用することが普及している。
【０００３】
アルミ合金は比重が鋼の略１／３であるから、鋼に比べて不足する剛性を補うために厚肉構造に形成したとしても、少なくとも従来の鋼製ナックルの重量を半減できる。また、アルミ合金特有の課題とされていた肉厚差から生じる巣の発生も、近年の鋳造技術の進歩によって強度に支障のない程度に抑制することが可能となり、将来、アルミ合金製ナックルの普及が拡大すると期待されている。
【０００４】
図５は従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。この車輪用軸受装置は、第３世代の内輪回転タイプで、かつ従動輪支持用のものである。この車輪用軸受は、外周に車体取付フランジ３１ａを有する一体の外方部材３１と、ハブ輪３２Ａおよびこのハブ輪３２Ａの端部外径面に嵌合した別体の内輪構成部材３２Ｂからなる内方部材３２と、外方部材３１の内周の複列の転走面３４，３４とこれら転走面３４にそれぞれ対向する内方部材３２の転走面３５，３５との間に介在する複列の転動体３３とを有する。内方部材３２のハブ輪３２Ａは、そのアウトボード側の端部に車輪取付フランジ３２ａを有し、この車輪取付フランジ３２ａには車輪（図示せず）がボルト４８により取付けられる。外方部材３１の車体取付フランジ３１ａは、車体に固定されたアルミ合金製のナックル４４にボルト４９により締結され、これにより車輪がナックル４４に回転自在に支持されている。内外の部材３２，３１間に、形成される環状空間の両端部は、シール３７，３８で密封されており、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩が防止されると共に、外部からの雨水やダスト等の侵入が防止される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アルミ合金製ナックル４４は軽量化に寄与する反面、鋼材からなる外方部材３１と、金属同士の電位差を生じる材質の関係となる。そのため、外方部材３１におけるナックル４４との当接面に泥塩水等がかかると、電池が形成され、電極腐食が発生する。電極腐食が発生すると、その当接面で固着することがあり、補修点検時の作業性が阻害される。この電極腐食は、絶縁材を介在させると防止することができるが、部品点数が増加し、そのため部品管理が煩雑となるうえ、車輪用軸受装置のナックルへの組付けに手間がかかる。
また、車輪のタイヤに蓄積された静電気は、内方部材３２から、転動体３３、外方部材３１およびナックル４４を介して車体に流れるが、内方部材３２および外方部材３１の転走面３４，３５と転動体３３との間で潤滑油膜が不十分なときに、この部分でスパークが発生し、車両に搭載されたラジオにノイズが発生するという問題点が有る。
【０００６】
この発明の目的は、アルミ合金製としたナックルに装着する車輪用軸受装置において、部品点数を増加することなく、ナックルとの当接面での電極腐食を防止することである。  この発明の他の目的は、内外の部材の転走面と転動体との間でスパークが発生することを、部品点数を増加することなく防止し、そのスパークに起因するラジオノイズを無くすことである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の車輪用軸受装置は、アルミ合金製のナックルに固定するための車体取付フランジを外周に有し、内周に複列の転走面を有する外方部材と、一端に車輪取付フランジを有し、上記転走面のそれぞれに対向する転走面を形成した内方部材と、これら対向する転走面間に介在させた複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、上記外方部材の上記ナックルとの当接面に、電気絶縁性の皮膜層を設けたものである。
外方部材は、一般に鋼材が使用されるため、これを取付けるナックルがアルミ合金製であると、互いに電位差を生じる金属材同士の関係となる。しかし、外方部材のナックルとの当接面が電気絶縁性の皮膜層で覆われているため、アルミ合金製のナックルと鋼製の外方部材との当接面に泥塩水等がかかっても、電池が形成されることがなく、電極腐食が防止される。また皮膜層を設けるため、別部材の絶縁材を介在させる場合と異なり、部品点数の増加がなく、部品管理の煩雑化や組付け性の低下が回避される。
なお、上記絶縁性の皮膜層は、外方部材のナックルとの当接面における全体に設けても良く、また一部だけに設けても良い。
【０００８】
上記皮膜層は、例えば外方部材のナックルが外嵌する外径面部分および車体取付フランジの側面にわたって設ける。ナックルは、外方部材の外径面に嵌合して車体取付フランジの側面に取付けられるため、上記のように外径面部分および車体取付フランジの側面にわたって設けることにより、当接面の全体の腐食防止が行える。
上記皮膜層は、めっき層の上にコーティングしたもの、またはコーティング層単独であっても良い。コーティング層は、樹脂コーティング層であっても、また塗膜層であっても良い。コーティング層とすると、簡単に皮膜層の形成が行える。
上記皮膜層は、静電粉体塗装の層であっても良い。
【０００９】
この発明において、上記外方部材と内方部材間の環状空間の端部を密封するインボード側およびアウトボード側のシールを設け、これらシールのうち、少なくとも片方のシールを、導電性のある弾性材料で摺接する接触式のシールとしても良い。
シールを導電性のものとすると、内方部材と外方部材間の電流は、シールを通じて流れることになる。すなわち、タイヤで発生した静電気は、内方部材からシールを介して外方部材に流れ、外方部材からナックルへの取付用のボルトを介してナックルへ流れ、車体へ逃がされることになる。そのため、内外の部材の転走面と転動体の間で潤滑油膜が不十分であっても、この部分でスパークが発生することがなく、このようなスパークに起因して車両に搭載されたラジオにノイズが入るのを防止することができる。また、シールを利用して通電を行わせるため、通電用の別の部材が不要で、部品点数が少なくて済む。
なお、駆動輪用の車輪用軸受装置の場合は、内方部材に接続された等速ジョイントを介して車体に逃がされるため、内方部材と外方部材との間の電位差は生じ難い。従動輪用の車輪用軸受装置は、上記のような等速ジョイントを介した電流の逃がし経路が得られないため、シールを導電性のものとするノイズ対策は、従動輪用の車輪用軸受装置の場合に、特に効果的である。
【００１０】
上記導電性のある弾性材料を用いたシールは、上記外方部材または内方部材に取付けられる導電性の芯金と、この芯金に固着された弾性材料とでなるものとしても良い。芯金を有するシールを用いると、シールが堅固に取付けられて接触が安定する。
また、上記シールのうち、インボード側のシールは、上記導電性のある弾性材料を用いたシールとし、このシールは、外方部材に取付けられてリップ部が、内方部材に取付けられた導電性のスリンガに接触するものとしても良い。この場合も、導電性のシールの接触の安定性が得易い。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の車輪用軸受装置は、ナックルに固定するための車体取付フランジを外周に有し、内周に複列の転走面を有する外方部材と、一端に車輪取付フランジを有し、上記転走面のそれぞれに対向する転走面を形成した内方部材と、これら対向する転走面間に介在させた複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、上記外方部材の上記ナックルとの当接面に、電気絶縁性の皮膜層を設けたため、アルミ合金製のナックルを用いながら、部品点数を増加することなく、ナックルとの当接面での電極腐食を防止することができる。
上記外方部材と内方部材間の環状空間の端部を密封するインボード側およびアウトボード側のシールのうち、少なくとも片方のシールを、導電性のある弾性材料で摺接する接触式のシールとした場合は、タイヤで発生した静電気等により、転走面と転動体間でスパークが発生することを防止でき、部品点数を増加することなく、スパークに起因するラジオノイズを無くすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明の一実施形態を図１ないし図４と共に説明する。この実施形態の車輪用軸受装置は、内輪回転タイプで、かつ従動輪支持用のものである。この車輪用軸受装置は、内周に複列の転走面４を有する外方部材１と、これら転走面４にそれぞれ対向する転走面５を有する内方部材２と、これら複列の転走面４，５間に介在させた複列の転動体３とを備える。転動体３はボールからなり、各列毎に保持器６で保持されている。各転走面４，５は、断面が円弧状であって、背面合わせとなるように接触角が形成され、この車輪用軸受装置は複列のアンギュラ玉軸受とされている。内外の部材２，１間に形成される環状空間のアウトボード側およびインボード側の各開口端部は、それぞれ接触式のシール７，８で密封されている。
【００１３】
外方部材１は、固定側の部材となるものであって、ナックル１４に固定するための車体取付フランジ１ａを、外周における軸方向の中間位置に有する。車体取付フランジ１ａは、円周方向の複数箇所に取付孔２１を有している。取付孔２１はねじ孔とされている。
内方部材２は、回転側の部材となるものであって、車輪取付フランジ２ａを有するハブ輪２Ａと、このハブ輪２Ａの端部外径に嵌合した別体の内輪構成部材２Ｂとで構成されている。ハブ輪２Ａおよび内輪構成部材２Ｂに各列の転走面５がそれぞれ形成される。車輪取付フランジ２ａは内方部材２のアウトボード側端部に位置しており、図１に示すように、この車輪取付フランジ２ａに、ブレーキロータ１５を介して車輪１６がボルト１８で取付けられている。内輪構成部材２Ｂは、ハブ輪２Ａのインボード側端部に設けられた加締部でハブ輪２Ａに軸方向に締め付け固定される。
【００１４】
ナックル１４は、車体（図示せず）に取付けられた部材であって、軸受嵌合孔１４ａを有し、この軸受嵌合孔１４ａの外周に沿う周方向複数箇所に、ボルト挿通孔１４ｂが設けられている。外方部材１は、外径面における車体取付フランジ１ａよりもインボード側の部分がナックル１４の軸受取付孔１４ａに嵌合し、車体取付フランジ１ａがナックル１４の側面に当接する状態で、ボルト１９（図１）によりナックル１４に取付けられる。ボルト１９は、ナックル１４のボルト挿通孔１４ｂに挿通され、ねじ軸部分が車体取付フランジ１ａの取付孔２１に螺合する。
ナックル１４は、アルミ合金製である。車輪用軸受装置の外方部材１、内方部材２、および転動体３は、炭素鋼または高炭素クロム鋼等の鋼製である。
【００１５】
図２に示すように、外方部材１におけるナックル１４との当接面には、電気絶縁性の皮膜層１７が設けられている。この皮膜層１７は、外方部材１の外径面におけるナックル１４が外嵌する外径面部分、および車体取付フランジ１ａのナックル当接側となる片側の側面にわたり、連続して設けられている。すなわち、皮膜層１７は、外方部材１の外径面覆い部分１７ａと、フランジ覆い部分１７ｂとを有する。皮膜層１７は、めっき層の上にコーティング層を設けたもの、またはコーティング層の単独からなる。コーティング層は、例えば合成樹脂層であっても良く、また塗料を塗布した塗膜層であっても良い。皮膜層１７を、めっき層の上にコーティング層を設けたものとする場合、例えば、クロメート処理皮膜等のめっき層の上に、低温熱硬化型コーティング層を設けたものとしてもよい。上記低温熱硬化型コーティング層には一液性低温熱硬化型コーティング材等が用いられる。また、皮膜層１７は、静電粉体塗装で形成したものであっても良い。この静電粉体塗装には、例えば粉体型焼付エポキシ塗料、アクリル塗料、溶剤型焼付アクリル塗料、アミノアルキド塗料等が用いられる。
【００１６】
図２のＡ部を拡大して図３に示す。同図のように、アウトボード側のシール７は、導電性の芯金９と、この芯金９に固着された導電性の弾性部材１０とで構成されている。芯金９は円筒部９ａと立板部９ｂとを有し、シール７は、芯金９の円筒部９ａを外方部材１の内径面に嵌合させることで、外方部材１に取付けられている。芯金９は例えば鋼材からなり、弾性部材１０は例えば導電性ゴム材からなる。この導電性ゴム材は、体積固有抵抗値が３０×１０3 Ω・ｃｍ以下のものが好ましい。弾性部材１０は、内方部材２の外周における車輪取付フランジ２ａの近傍に先端が接触する複数のリップ部１０ａ，１０ｂ，１０ｃが形成されている。一つのリップ部１０ａは軸方向の内側へ延び、他の２つのリップ部１０ｂ，１０ｃは、外側へ延びている。このシール７により、内外の部材２，１間の環状空間のアウトボード側の開口端部での、軸受内部からの封入潤滑グリースの漏出と、外部からの雨水やダスト等の侵入が防止される。
【００１７】
図４は、図２のＢ部を拡大して示す。同図のように、インボード側のシール８は、導電性の芯金１１と、この芯金１１に固着された導電性の弾性部材１２とで構成される。芯金１１は、円周部１１ａと立板部１１ｂとでなる断面Ｌ字状に形成されている。シール８は、芯金１１の円周部１１ａを外方部材１の内径面に嵌合させることで、外方部材１に取付けられている。芯金１１は例えば鋼材からなり、弾性部材１２は例えば導電性ゴム材からなる。この導電性ゴム材は、体積固有抵抗値３０×１０3 Ω・ｃｍ以下のものが好ましい。弾性部材１２は、内方部材２の外径面に嵌合させた導電性のスリンガ１３に先端が接触する複数のリップ部１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成されている。スリンガ１３は例えばステンレス鋼等の鋼製とされる。スリンガ１３は、円周部１３ａと立板部１３ｂとでなり、その円周部１３ａを内方部材２の外径面に嵌合させることで、内方部材２に取付けられている。弾性部材１２における上記シール８の複数のリップ部１２ａ〜１２ｃのうち、一部のリップ部１２ａ，１２ｂはスリンガ１３の円周部１３ａに接触し、他のリップ部１２ｃはスリンガ１３の立板部１３ｂに接触している。このシール８により、内外の部材２，１間の環状空間のインボード側の開口端部での、軸受内部からの封入潤滑グリースの漏出と、外部からの雨水やダスト等の侵入が防止される。
【００１８】
この構成の車輪用軸受装置によると、外方部材１とナックル１４とは、外方部材１が鋼材であり、ナックル１４がアルミ合金製であるため、互いに電位差を生じる金属材同士の関係となる。しかし、外方部材１のナックル１４との当接面が電気絶縁性の皮膜層１７で覆われているため、上記当接面に泥塩水等がかかっても、電池が成形されることがない。したがって、上記当接面に電極腐食が生じることが防止される。また皮膜層１７を設けるため、別部材の絶縁材を介在させる場合と異なり、部品点数の増加がなく、部品管理の煩雑化や組付け性の低下が回避される。
【００１９】
また、シール７，８が導電性のものであるため、内方部材２と外方部材１間の電流は、シール７，８を通じて流れることになる。すなわち車輪６のタイヤで発生した静電気は、内方部材２からシール７，８を介して外方部材１に流れ、外方部材１からナックル１４への取付用のボルト１９を介してナックル１４へ流れ、車体へ逃がされることになる。そのため、外方部材１と内方部材２の転走面４，５と転動体３の間で潤滑油膜が不十分であっても、この部分でスパークが発生することがなく、このようなスパークに起因して車両に搭載されたラジオにノイズが入るのを防止することができる。また、シール７，８を利用して通電を行わせるため、通電用の別の部材を設けることが不要で、部品点数が少なくて済む。
【００２０】
なお、上記実施形態では、インボード側とアウトボード側の両方のシール７，８を導電性としたが、これら両シール７，８の一方だけを導電性としても、上記のラジオノイズ防止効果が得られる。
また、上記実施形態では、絶縁性の皮膜層１７は、外方部材１のナックル１４との当接面における全体に設けたが、この当接面における一部だけに絶縁性の皮膜層１７を設けても良い。例えば、絶縁性の皮膜層１７は、外方部材１の外径面部分だけに設けても、また車輪取付フランジ１ａの側面だけに設けても良い。また、絶縁性の皮膜層１７を一部だけに設ける場合に、外方部材１のナックル１４との当接面における上記皮膜層１７を設けない部分に、絶縁性のシートや板材等の別の絶縁材（図示せず）を介在させることで、皮膜層１７と、これとは別の絶縁材とを併用しても良い。例えば、外方部材１の外径面だけに皮膜層１７を設け、車輪取付フランジ１ａの側面とナックル１４との間に上記別の絶縁材を介在させても良い。
さらに、上記実施形態は、車輪用軸受装置が第３世代の軸受である場合につき説明したが、この発明は、車体取付フランジを外周に有し、内周に複列の転走面を有する外方部材と、一端に車輪取付フランジを有し、上記転走面のそれぞれに対向する転走面を形成した内方部材と、これら対向する転走面間に介在させた複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置であれば、適用することができる。転動体３は、ボールに限らず、円すいころであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の一実施形態にかかる車輪用軸受装置による従動輪支持構造を示す断面図である。
【図２】同車輪用軸受装置の断面図である。
【図３】図２におけるＡ部のシール構造を示す拡大断面図である。
【図４】図２におけるＢ部のシール構造を示す拡大断面図である。
【図５】従来例の断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…外方部材
１ａ…車体取付フランジ
２…内方部材
２ａ…車輪取付フランジ
３…転動体
４，５…転走面
７，８…シール
９…芯金
１０…弾性部材
１０ａ〜１０ｃ…リップ部
１１…芯金
１２…弾性部材
１２ａ〜１２ｃ…リップ部
１３…スリンガ
１４…アルミ合金製のナックル
１７…皮膜層
【図１】
2008230607.tif 000003
【図２】
2008230607.tif 000004
【図３】
2008230607.tif 000005
【図４】
2008230607.tif 000006
【図５】
2008230607.tif 000007