(57)【要約】【課題】  ハブ輪と等速自在継手とのすきま嵌めによるスプライン嵌合構造において、ハブ輪と等速自在継手間でのスプライン衝突音の発生を未然に防止する。【解決手段】  内周に複列の軌道面１１３，１１４が形成された外輪１０５と、外周に軌道面１０７，１０８が形成され、一端に車輪取付フランジ１０９を有するハブ輪１０１と内輪１０２からなる内方部材と、外輪１０５と内方部材のそれぞれの軌道面間に介装された複列の転動体１０３，１０４とを備え、ハブ輪１０１の内径と等速自在継手１０６の外方部材１２２とをすきま嵌めによりスプライン嵌合させた車輪用軸受装置において、ハブ輪１０１のスプライン１１１と等速自在継手１０６の外方部材１２２のスプライン１２５との間に、スプラインの衝突音防止材１３１を介設する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に複列の軌道面が形成された外輪と、一端に車輪取付フランジを有すると共に外周に複列の軌道面が形成され、ハブ輪と内輪からなる内方部材と、前記外輪と内方部材のそれぞれの軌道面間に介装された複列の転動体とを備え、前記ハブ輪の内径と等速自在継手の外方部材とをすきま嵌めによりスプライン嵌合させた車輪用軸受装置において、前記ハブ輪のスプラインと等速自在継手の外方部材のスプラインとの間に、スプラインの衝突音防止材を介設したことを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記スプラインの衝突音防止材は、ハブ輪のスプラインおよび等速自在継手の外方部材のスプラインに塗布されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記外輪の外周に車体取付フランジを有し、ハブ輪の外周に、複列の軌道面のうちの一方の軌道面が形成されている請求項１又は２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記ハブ輪の小径段部の端部を加締めることによりハブ輪と内輪を一体化した請求項３に記載の車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記等速自在継手の外方部材は、そのステム部先端に形成されたねじ部にナットを螺合させることによりハブ輪の内径に締結されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。
【請求項６】
前記等速自在継手の外方部材は、そのステム部先端を加締めることによりハブ輪の内径に締結されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車輪用軸受装置に関し、詳しくは、自動車の懸架装置に対して駆動車輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車の後輪、４ＷＤ車の全輪）を回転自在に支持する駆動車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪用軸受装置には、従動輪用と駆動輪用があり、それぞれの用途に応じて種々の形式のものが提案されている。例えば、図７は駆動輪用軸受装置で、ハブ輪１および内輪２、複列の転動体３，４、外輪５、等速自在継手６を主要な構成要素としている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ハブ輪１は、その外周面にアウトボード側の軌道面７が形成されると共に、車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ９を備えている。この車輪取付フランジ９の円周方向等間隔に、ホイールディスクを固定するためのハブボルト１０が植設されている。このハブ輪１の外周面に形成された小径段部１２に内輪２を嵌合させ、この内輪２の外周面にインボード側の軌道面８が形成されている。このハブ輪１の内径には、スプライン１１が形成されている。
【０００４】
内輪２は、クリープを防ぐために適当な締め代をもってハブ輪１の小径段部１２に圧入されている。ハブ輪１の外周面に形成されたアウトボード側の軌道面７と、内輪２の外周面に形成されたインボード側の軌道面８とで複列の軌道面を構成する。
【０００５】
外輪５は、内周面にハブ輪１および内輪２の軌道面７，８と対向する複列の軌道面１３，１４が形成され、車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ１５を備えている。この車体取付フランジ１５は、車体の懸架装置（図示せず）から延びるナックルに取り付け孔１６を利用してボルト固定される。
【０００６】
軸受部１７は、複列のアンギュラ玉軸受構造で、ハブ輪１および内輪２の外周面に形成された軌道面７，８と外輪５の内周面に形成された軌道面１３，１４との間に転動体３，４を介在させ、各列の転動体３，４を保持器１８，１９により円周方向等間隔に支持した構造を有する。軸受部１７の両端開口部には、ハブ輪１と内輪２の外周面に摺接するように、外輪５とハブ輪１および内輪２との環状空間を密封する一対のシール２０，２１が外輪５の両端部内径に嵌合され、内部に充填されたグリースの漏洩ならびに外部からの水や異物の侵入を防止するようになっている。
【０００７】
等速自在継手６は、ドライブシャフトを構成する中間軸（図示せず）の一端に設けられ、内周面にトラック溝が形成された外方部材２２と、その外方部材２２のトラック溝と対向するトラック溝が外周面に形成された内方部材（図示せず）と、外方部材２２のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に組み込まれたボールと、外方部材２２と内方部材間に介在してボールを円周方向等間隔に保持するケージとからなる。
【０００８】
外方部材２２は、内方部材、ケージおよびボールを収容したマウス部２３と、マウス部２３から軸方向に一体的に延び、外周面にスプライン２５が形成されたステム部２４を有する。なお、外方部材２２と中間軸との間にブーツバンドにより蛇腹状ブーツを締め付け固定することにより、グリースが外部へ漏洩したり、あるいは、外部から継手内部へ水やダスト等の異物が侵入したりすることを防止している。
【０００９】
このステム部２４をハブ輪１の内径に挿入し、内輪２の端面に外方部材２２の肩部２６を突き合わせた状態で、ステム部２４の先端に形成されたねじ部２７にナット２８を締め付けることによって、等速自在継手６をハブ輪１に固定している。このハブ輪１およびステム部２４に形成されたスプライン１１，２５で両者をすきま嵌めにより結合させることによりトルク伝達可能としている。外方部材２２の肩部２６と内輪２の端面との突き合わせ状態で、ナット２８の締め付け力により軸受部１７に予圧を付与している。
【特許文献１】特開２０００−２８２７８５号公報（図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、前述した駆動輪用軸受装置では、例えば車両発進時、軸受部１７の内輪２の端面と等速自在継手６の外方部材２２の肩部２６との間で、カッキン音と通称されるスティックスリップ音が発生するおそれがある。
【００１１】
このスティックスリップ音は、車両発進時、静止状態にある軸受部１７のハブ輪１に対して等速自在継手６の外方部材２２から回転トルクが負荷されると、ステム部２４およびハブ輪１のスプライン２５，１１を介して外方部材２２からハブ輪１へ回転トルクを伝達しようとするが、外方部材２２のねじれにより内輪２の端面と外方部材２２の肩部２６との間で急激な滑りが発生する。この急激な滑りが原因となってスティックスリップ音が発生する。
【００１２】
前述したスティックスリップ音を未然に防止する手段として、前述した特許文献１では、等速自在継手６の外方部材２２の肩部２６に突き合わされる内輪２の端面に、摩擦抵抗を小さくするための表面処理を施す手段が講じられている。この表面処理でもって、外方部材２２の肩部２６との摩擦抵抗を小さくすることにより、スムーズな滑りが得られてスティックスリップ音を抑制する効果を発揮させている。具体的な表面処理としては、グリース溝を円周方向に刻設したり、同心状筋目を研削加工により形成したり、あるいはボンデやグリース等の滑り剤をコーティングしたりする手段がある。
【００１３】
以上のように内輪２の端面に表面処理を施すことにより、外方部材２２の肩部２６との摩擦抵抗を小さくし、スムーズな滑りでもってスティックスリップ音を抑制する効果が得られている。しかしながら、一方では、ハブ輪１と等速自在継手６のステム部２４との間でスプライン衝突音が発生するという問題がある。
【００１４】
つまり、ハブ輪１と等速自在継手６のステム部２４とをすきま嵌めによりスプライン嵌合させていることから、等速自在継手６のステム部２４に駆動力が負荷された際の捩り方向に対してハブ輪１のスプラインと等速自在継手６のステム部２４のスプラインとの間にすきまが存在するため、ハブ輪１と等速自在継手６のステム部２４との間でスプライン衝突音が発生する。
【００１５】
なお、ハブ輪１と等速自在継手６のステム部２４のスプライン嵌合を締まり嵌めにより両スプライン間のすきまをなくしてガタツキがないようにすることも可能であるが、車輪用軸受装置の組立ラインでは、ハブ輪１の内径に等速自在継手６のステム部２４を容易に挿入することができるように、ハブ輪１と等速自在継手６のステム部２４のスプライン嵌合をすきま嵌めにより行っているのが現状である。
【００１６】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、ハブ輪と等速自在継手とのすきま嵌めによるスプライン嵌合構造において、ハブ輪と等速自在継手間でのスプライン衝突音の発生を未然に防止し得る車輪用軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、内周に複列の軌道面が形成された外輪と、一端に車輪取付フランジを有すると共に外周に軌道面が形成されたハブ輪と内輪からなる内方部材と、前記外輪と内方部材のそれぞれの軌道面間に介装された複列の転動体とを備え、前記ハブ輪の内径と等速自在継手の外方部材とをすきま嵌めによりスプライン嵌合させた車輪用軸受装置において、前記ハブ輪のスプラインと等速自在継手の外方部材のスプラインとの間に、スプラインの衝突音防止材を介設したことを特徴とする。
【００１８】
本発明では、ハブ輪のスプラインと等速自在継手の外方部材のスプラインとの間に、スプラインの衝突音防止材を介設したことにより、ハブ輪と等速自在継手とのすきま嵌めによるスプライン嵌合構造において、両スプライン間に存在するすきまを前記衝突音防止材で減少させることができる。この場合、衝突音防止材は、ハブ輪のスプラインと等速自在継手のスプラインの衝突に対して緩衝材としての機能を発揮する。
【００１９】
前述の構成におけるスプラインの衝突音防止材は、ハブ輪のスプラインおよび等速自在継手の外方部材のスプラインに予め塗布しておけばよい。このようにすれば、車輪用軸受装置の組立ラインにおいて、等速自在継手のステム部をハブ輪の内径に挿入し、そのステム部とハブ輪をすきま嵌めによりスプライン嵌合させるに際して、スプラインの衝突音防止材が両スプライン間に介在することになる。
【００２０】
なお、本発明は、外輪の外周に車体取付フランジを有し、ハブ輪の外周に、複列の軌道面のうちの一方の軌道面が形成されたタイプの車輪用軸受装置に適用することが好適である。また、ハブ輪の小径段部の端部を加締めることによりハブ輪と内輪を一体化した構造を有する車輪用軸受装置にも適用可能である。さらに、ハブ輪と等速自在継手の結合構造としては、等速自在継手の外方部材が、そのステム先端に形成されたねじ部にナットを螺合させることによりハブ輪の内径に締結されている構造、あるいは、そのステム先端を加締めることによりハブ輪の内径に締結されている構造のいずれにも適用可能である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ハブ輪のスプラインと等速自在継手の外方部材のスプラインとの間に、スプラインの衝突音防止材を介設したことにより、ハブ輪と等速自在継手とのすきま嵌めによるスプライン嵌合構造において、両スプライン間に存在するすきまを衝突音防止材で減少させることができ、この衝突音防止材が、ハブ輪のスプラインと等速自在継手のスプラインの衝突に対して緩衝材としての機能を発揮することから、スプライン衝突音の発生を抑制することができる。
【００２２】
その結果、車両発進時、静止状態にある軸受部のハブ輪に対して等速自在継手の外方部材から回転トルクが負荷された場合、外方部材のねじれによりスプラインの衝突により発生する音を低減することができ、静粛性の向上が図れて搭乗者の違和感を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明に係る車輪用軸受装置の実施形態を以下に詳述する。図１に示す実施形態は駆動輪用軸受装置で、内方部材であるハブ輪１０１および内輪１０２、複列の転動体１０３，１０４、外輪１０５、等速自在継手１０６を主要な構成要素としている。
【００２４】
ハブ輪１０１は、その外周面にアウトボード側の軌道面１０７が形成されると共に、車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ１０９を備えている。この車輪取付フランジ１０９の円周方向等間隔に、ホイールディスクを固定するためのハブボルト１１０が植設されている。このハブ輪１０１の外周面に形成された小径段部１１２に内輪１０２を嵌合させ、この内輪１０２の外周面にインボード側の軌道面１０８が形成されている。このハブ輪１０１の内径には、スプライン１１１が形成されている。
【００２５】
内輪１０２は、クリープを防ぐために適当な締め代をもってハブ輪１０１の小径段部１１２に圧入されている。ハブ輪１０１の外周面に形成されたアウトボード側の軌道面１０７と、内輪１０２の外周面に形成されたインボード側の軌道面１０８とで複列の軌道面を構成する。
【００２６】
外輪１０５は、内周面にハブ輪１０１および内輪１０２の軌道面１０７，１０８と対向する複列の軌道面１１３，１１４が形成され、車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ１１５を備えている。この車体取付フランジ１１５は、車体の懸架装置（図示せず）から延びるナックルに取り付け孔１１６を利用してボルト固定される。
【００２７】
軸受部１１７は、複列のアンギュラ玉軸受構造で、ハブ輪１０１および内輪１０２の外周面に形成された軌道面１０７，１０８と外輪１０５の内周面に形成された軌道面１１３，１１４との間に転動体１０３，１０４を介在させ、各列の転動体１０３，１０４を保持器１１８，１１９により円周方向等間隔に支持した構造を有する。軸受部１１７の両端開口部には、ハブ輪１０１と内輪１０２の外周面に摺接するように、外輪１０５とハブ輪１０１および内輪１０２との環状空間を密封する一対のシール１２０，１２１が外輪１０５の両端部内径に嵌合され、内部に充填されたグリースの漏洩ならびに外部からの水や異物の侵入を防止するようになっている。
【００２８】
等速自在継手１０６は、ドライブシャフトを構成する中間軸（図示せず）の一端に設けられ、内周面にトラック溝が形成された外方部材１２２と、その外方部材１２２のトラック溝と対向するトラック溝が外周面に形成されたに内方部材（図示せず）と、外方部材１２２のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に組み込まれたボールと、外方部材１２２と内方部材間に介在してボールを円周方向等間隔に保持するケージとからなる。
【００２９】
外方部材１２２は、内方部材、ケージおよびボールを収容したマウス部１２３と、マウス部１２３から軸方向に一体的に延び、外周面にスプライン１２５が形成されたステム部１２４を有する。なお、外方部材１２２と中間軸との間にブーツバンドにより蛇腹状ブーツを締め付け固定することにより、グリースが外部へ漏洩したり、あるいは外部から継手内部へ水やダスト等の異物が侵入したりすることを防止している。
【００３０】
このステム部１２４をハブ輪１０１の内径に挿入し、内輪１０２の端面に外方部材１２２の肩部１２６を突き合わせた状態で、ステム部１２４の先端に形成されたねじ部１２７にナット１２８を締め付けることによって、等速自在継手１０６をハブ輪１０１に固定している。このハブ輪１０１およびステム部１２４に形成されたスプライン１１１，１２５で両者をすきま嵌めにより結合させることによりトルク伝達可能としている。外方部材１２２の肩部１２６と内輪１０２の端面との突き合わせ状態で、ナット１２８の締め付け力により軸受部１１７に予圧を付与している。
【００３１】
この実施形態の車輪用軸受装置において、ハブ輪１０１のスプライン１１１と等速自在継手１０６の外方部材１２２のスプライン１２５との間に、スプラインの衝突音防止材１３１を介設する。両スプライン１１１，１２５間に衝突音防止材１３１を介設するためには、ハブ輪１０１のスプライン１１１および外方部材１２２のスプライン１２５に衝突音防止材１３１を予め塗布しておけばよい。
【００３２】
このようにすれば、車輪用軸受装置の組立ラインにおいて、等速自在継手１０６のステム部１２４をハブ輪１０１の内径に挿入し、そのステム部１２４とハブ輪１０１をすきま嵌めによりスプライン嵌合させるに際して、両スプライン１１１，１２５に塗布された衝突音防止材１３１を両スプライン１１１，１２５間に介在させることができる。
【００３３】
前述したようにハブ輪１０１のスプライン１１１と等速自在継手１０６の外方部材１２２のスプライン１２５との間に、スプラインの衝突音防止材１３１を介設すれば、ハブ輪１０１と等速自在継手１０６とのすきま嵌めによるスプライン嵌合構造において、両スプライン１１１，１２５間に存在するすきまを衝突音防止材１３１で減少させることができる。この衝突音防止材１３１は、ハブ輪１０１のスプライン１１１と等速自在継手１０６のスプライン１２５の衝突に対して緩衝材としての機能を発揮する。
【００３４】
ここで、この衝突音防止材としては、例えば、ペースト状の樹脂（二液タイプのエポキシ樹脂）、グリース、ゴム、シール剤、柔軟ウレタン剤や接着剤などを使用することが可能である。
【００３５】
なお、前述した実施形態では、ハブ輪１０１の小径段部１１２に内輪１０２を圧入し、等速自在継手１０６の外方部材１２２の肩部１２６を内輪１０２の端面に突き合わせることにより、内輪１０２の抜け止めした構造を例示したが、ハブ輪１０１の小径段部１１２に内輪１０２を圧入した上で、そのハブ輪１０１の小径段部１１２の端部を加締めることによりハブ輪１０１と内輪１０１を一体化した抜け止め構造であってもよい。
【００３６】
また、この実施形態では、内方部材に形成された複列の軌道面の一方、つまり、アウトボード側の軌道面１０７をハブ輪１０１の外周面に形成したタイプ（第三世代）の車輪用軸受装置に適用した場合を例示したが、本発明はこれに限定されることなく、前述したアウトボード側の軌道面１０７をハブ輪１０１’とは別体の内輪１０２ａの外周面に形成すると共にインボード側の軌道面１０８を内輪１０２ｂの外周面に形成したタイプ（第一、第二世代）の車輪用軸受装置にも適用可能である。図２は、車体取付フランジなしの外輪１０５’を有する第一世代の車輪軸受装置を示し、図３は、車体取付フランジ１１５を持つ外輪１０５を有する第二世代の車輪軸受装置を示す。
【００３７】
さらに、ハブ輪１０１と等速自在継手１０６の結合構造として、この実施形態では、等速自在継手１０６の外方部材１２２が、そのステム部１２４の先端に形成されたねじ部１２７にナット１０８を螺合させることによりハブ輪１０１の内径に締結されている構造を例示しているが、これ以外に、等速自在継手１０６の外方部材１２２が、そのステム部１２４の先端を加締めることによりハブ輪１０１の内径に締結されている構造にも適用可能である。
【実施例１】
【００３８】
本出願人は、内輪の端面に防錆油を塗布した試供体、内輪の端面にグリースを塗布した試供体、内輪の端面にグリースを塗布すると共にハブ輪と等速自在継手のスプラインにエポキシ樹脂を塗布した試供体の三つの試供体について、加振周波数：１Ｈｚ、入力トルク：１５０ｋｇｆ・ｍの試験条件でもって、ハブ輪を基準にして等速自在継手の外方部材の捩り方向変位を測定し、内輪の外径部にピックアップをその周方向に取り付け、内輪の振動加速度を測定することにより、スティックスリップ音およびスプライン衝突音の測定に代用した。
【００３９】
図４は、内輪の端面に防錆油を塗布した試供体、図５は、内輪の端面にグリースを塗布した試供体、図６は、内輪の端面にグリースを塗布すると共にハブ輪と等速自在継手のスプラインにエポキシ樹脂を塗布した試供体についての変位および加速度の測定結果をそれぞれ示す。
【００４０】
試験の結果、内輪の端面に防錆油を塗布した試供体の場合（図４参照）、スティックスリップ音が発生するが、内輪の端面にグリースを塗布した試供体の場合（図５参照）、スティックスリップ音の発生を防止することができた。しかしながら、この試供体（図５参照）では、ハブ輪と等速自在継手がすきま嵌めによりスプライン嵌合している場合、捩り方向にトルクを負荷すると、スプライン衝突音が発生した。
【００４１】
これに対して、内輪の端面にグリースを塗布すると共にハブ輪と等速自在継手のスプラインにエポキシ樹脂を塗布した試供体の場合（図６参照）、スティックスリップ音の発生を防止することができると共に、ハブ輪と等速自在継手のスプライン間にエポキシ樹脂を塗布すると、スプライン衝突音の発生も防止できることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態で、第三世代の車輪用軸受装置を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態で、第一世代の車輪用軸受装置を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態で、第二世代の車輪用軸受装置を示す断面図である。
【図４】内輪の端面に防錆油を塗布した試供体についての試験結果で、変位および加速度を示す特性図である。
【図５】内輪の端面にグリースを塗布した試供体についての試験結果で、変位および加速度を示す特性図である。
【図６】内輪の端面にグリースを塗布すると共にハブ輪と等速自在継手のスプラインにエポキシ樹脂を塗布した試供体についての試験結果で、変位および加速度を示す特性図である。
【図７】車輪用軸受装置の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０１，１０１’  ハブ輪
１０２，１０２ａ，１０２ｂ  内輪
１０３，１０４  転動体
１０５，１０５’  外輪
１０６  等速自在継手
１０７，１０８  軌道面
１０９  車輪取付フランジ
１１１  ハブ輪のスプライン
１１２  小径段部
１１３，１１４  軌道面
１１５  継手外輪
１２４  ステム部
１２５  等速自在継手のスプライン
１２７  ねじ部
１２８  ナット
１３１  スプライン衝突音の防止材
【図１】
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【図２】
2007032672.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007032672.tif 000007
【図６】
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【図７】
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