(57)【要約】【課題】内方部材と外側継手部材の肩部との間で発生する急激なスリップを緩和してスティックスリップ音の発生を防止すると共に、外部から泥水等が軸受内に浸入するのを防止した車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】外側継手部材１４の肩部１６と内輪３の大端面３ｂとの対向面間に板厚が０．５〜２．０ｍｍのステンレス鋼板製のキャップ１８が介装され、このキャップ１８が円板状の当接部１８ａと、肩部１６に外嵌される円筒状の嵌合部１８ｂと、これから径方向外方に折曲される円板部１８ｃと、この外径部から軸方向に延びる円筒部１８ｄと、これから径方向外方に折曲される鍔部１８ｅとを備え、この鍔部１８ｅがナックル２０に対して僅かな軸方向すきまを介して対向し、ラビリンスシールＲＳ２が形成されると共に、当該キャップ１８の当接部１８ａの表面にフッ素樹脂からなる低摩擦被膜層が形成されている。【選択図】図２
2012224208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナックルに内嵌され、内周に複列の外側転走面が一体に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円筒状の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圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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、
前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両側開口部に装着されたシールとを備え、
前記ハブ輪に等速自在継手が連結されると共に、
この等速自在継手の外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、前記ハブ輪にセレーションを介してトルク伝達可能に内嵌されるステム部とを一体に有し、
前記肩部が前記内方部材と突き合わせ状態で、前記ハブ輪と外側継手部材が固定ナットを介して軸方向に着脱自在に結合された車輪用軸受装置において、
前記外側継手部材の肩部と前記内方部材の端部との対向面間に鋼板製のキャップが介装され、このキャップが前記外側継手部材の肩部と前記内方部材の端部とで挟持される円板状の当接部と、前記肩部または内方部材の一方に嵌合される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向外方に折曲される円板部と、この円板部の外径部から軸方向に延び、前記外側継手部材の外周面に所定の径方向すきまを介して対向する円筒部と、この円筒部から径方向外方に折曲される鍔部とを備え、この鍔部が前記ナックルに対して僅かなすきまを介して対向し、ラビリンスシールが形成されると共に、当該キャップの少なくとも前記当接部の表面に低摩擦被膜層が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】
前記キャップの素材が防錆能を有するステンレス鋼板からプレス加工によって形成され、前記当接部に前記低摩擦被膜層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３】
前記低摩擦被膜層が二硫化モリブデンからなっている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記低摩擦被膜層がフッ素樹脂からなっている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記低摩擦被膜層の膜厚が２〜３０μｍの範囲に設定されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項６】
前記キャップの板厚が０．５〜２．０ｍｍである請求項１乃至５いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項７】
前記当接部の内径部から軸方向に延び、前記内輪または小径段部の内径に内嵌される円筒状の嵌合部を備えている請求項１乃至６いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項８】
前記ハブ輪の小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって前記内輪が軸方向に固定され、前記加締部の端面が平坦面に形成されると共に、前記キャップの当接部が、当該加締部の端面と前記外側継手部材の肩部とで挟持されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項９】
前記キャップが、前記加締部の端面と前記外側継手部材の肩部にそれぞれ当接する円板状の当接部と、この当接部の外径部から軸方向に延び、前記内輪の外径に外嵌される重合されて形成された円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向外方に折曲される円板部と、この円板部の外径部から軸方向に延び、前記外側継手部材の外周面に所定の径方向すきまを介して対向する円筒部と、この円筒部から径方向外方に折曲される鍔部とを備えている請求項８に記載の車輪用軸受装置。
【請求項１０】
前記鍔部に合成ゴムからなるシールリップが加硫接着により一体に接合され、径方向外方に傾斜して延び、前記ナックルに所定の軸方向シメシロを介して摺接している請求項１、６および請求項９いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項１１】
前記キャップの素材が冷間圧延鋼板からプレス加工によって形成され、当該キャップの全表面に前記低摩擦被膜層が形成されている請求項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、自動車等の車両の車輪を支持する車輪用軸受装置、詳しくは、車輪用軸受と等速自在継手とを備え、独立懸架式サスペンションに装着された駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車あるいはＲＲ車の後輪、および４ＷＤ車の全輪）を懸架装置に対して回転自在に支持する車輪用軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両のエンジン動力を車輪に伝達する動力伝達装置は、エンジンから車輪へ動力を伝達すると共に、悪路走行時における車両のバウンドや車両の旋回時に生じる車輪からの径方向や軸方向変位、およびモーメント変位を許容する必要があるため、例えば、エンジン側と駆動車輪側との間に介装されるドライブシャフトの一端が摺動型の等速自在継手を介してディファレンシャルに連結され、他端が固定型の等速自在継手を含む車輪用軸受装置を介して駆動輪に連結されている。
【０００３】
この車輪用軸受装置として従来から種々の構造のものが提案されているが、例えば、図１１に示すようなものが知られている。この車輪用軸受装置５０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５１ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面５１ａ、５１ａが一体に形成された外方部材５１と、一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５４を一体に有し、外周に複列の外側転走面５１ａ、５１ａの一方に対向する内側転走面５２ａと、この内側転走面５２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５２ｂが形成されたハブ輪５２、およびこのハブ輪５２の小径段部５２ｂに圧入され、外周に複列の外側転走面５１ａ、５１ａの他方に対向する内側転走面５３ａが形成された内輪５３からなる内方部材５５と、この内方部材５５と外方部材５１の両転走面間に保持器５６、５６を介して転動自在に収容された複列のボール５７、５７と、外方部材５１と内方部材５５との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシール５８、５９とを備えている。
【０００４】
内輪５３は、ハブ輪５２の小径段部５２ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部６０によりハブ輪５２に対して軸方向に固定されると共に、ハブ輪５２に等速自在継手６１が連結されている。この等速自在継手６１の外側継手部材６２は、カップ状のマウス部の底部をなす肩部６３と、この肩部６３から軸方向に延び、ハブ輪５２にセレーション６４ａを介してトルク伝達可能に内嵌されたステム部６４とを一体に有し、肩部６３が加締部６０と突き合わせ状態で、ハブ輪５２と外側継手部材６２が固定ナット６５を介して軸方向に着脱自在に結合されている。
【０００５】
こうした車両の車輪には、エンジン低速回転時、例えば車両発進時に、エンジンから摺動型の等速自在継手６１を介して大きなトルクが負荷され、ドライブシャフトに捩じれが生じることが知られている。その結果、このドライブシャフトを支持する車輪用軸受装置５０の内方部材５５にも捩じれが生じることになる。このようにドライブシャフトに大きな捩じれが発生した場合、外側継手部材６２と内方部材５５との当接面で急激なスリップによるスティックスリップ音が発生する。
【０００６】
この対策手段として、この車輪用軸受装置５０では、加締部６０に合成樹脂製のキャップ６６が装着され、このキャップ６６が、円板状の当接部６６ａと、この当接部６６ａの内径部から軸方向に延びる円筒状の嵌合部６６ｂと、当接部６６ａの外径部から軸方向に延びる円筒状の鍔部６６ｃとを備え、加締部６０の端面が平坦面に形成されると共に、加締部６０と外側継手部材６２の肩部６３とで挟持された状態で、当該キャップ６６の嵌合部６６ｂが加締部６０の内径に圧入固定されている。
【０００７】
これにより、ドライブシャフトに大きなトルクが負荷され、外側継手部材６２に大きな捩じれが発生した場合でも、内方部材５５と肩部６３との間で発生する急激なスリップを緩和し、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、キャップ６６を内方部材５５にワンタッチで容易に装着することができ、搬送工程や組立工程において内方部材５５からキャップ６６が脱落するのを防止することができて作業性を向上させることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１５８９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
然しながら、この従来の車輪用軸受装置５０では、樹脂製のキャップ６６が、等速自在継手６１を締結する軸力によって変形すると共に、使用中に摩耗して加締部６０とのガタが大きくなり、長期間に亘って所望の効果を維持するのが難しい。さらには、キャップ６６を加締部６０に嵌合固定する構造のため、嵌合部の精度向上を図って加締加工後に旋削加工等で追加工する必要があり、コストが高騰するという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、内方部材と外側継手部材の肩部との間で発生する急激なスリップを緩和してスティックスリップ音の発生を防止すると共に、外部から泥水等が軸受内に浸入するのを防止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】
【００１１】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ナックルに内嵌され、内周に複列の外側転走面が一体に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円筒状の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圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両側開口部に装着されたシールとを備え、前記ハブ輪に等速自在継手が連結されると共に、この等速自在継手の外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、前記ハブ輪にセレーションを介してトルク伝達可能に内嵌されるステム部とを一体に有し、前記肩部が前記内方部材と突き合わせ状態で、前記ハブ輪と外側継手部材が固定ナットを介して軸方向に着脱自在に結合された車輪用軸受装置において、前記外側継手部材の肩部と前記内方部材の端部との対向面間に鋼板製のキャップが介装され、このキャップが前記外側継手部材の肩部と前記内方部材の端部とで挟持される円板状の当接部と、前記肩部または内方部材の一方に嵌合される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向外方に折曲される円板部と、この円板部の外径部から軸方向に延び、前記外側継手部材の外周面に所定の径方向すきまを介して対向する円筒部と、この円筒部から径方向外方に折曲される鍔部とを備え、この鍔部が前記ナックルに対して僅かなすきまを介して対向し、ラビリンスシールが形成されると共に、当該キャップの少なくとも前記当接部の表面に低摩擦被膜層が形成されている。
【００１２】
このように、ハブ輪にセレーションを介して外側継手部材がトルク伝達可能に、かつ軸方向に着脱自在に結合された車輪用軸受装置において、外側継手部材の肩部と内方部材の端部との対向面間に鋼板製のキャップが介装され、このキャップが外側継手部材の肩部と内方部材の端部とで挟持される円板状の当接部と、肩部または内方部材の一方に嵌合される円筒状の嵌合部と、外側継手部材の外周面に所定の径方向すきまを介して対向する円筒部と、この円筒部から径方向外方に折曲される鍔部とを備え、この鍔部がナックルに対して僅かなすきまを介して対向し、ラビリンスシールが形成されると共に、当該キャップの少なくとも当接部の表面に低摩擦被膜層が形成されているので、等速自在継手を締結する軸力による変形と摩耗を防止すると共に、ドライブシャフトに大きなトルクが負荷され、外側継手部材に大きな捩じれが発生した場合でも、内方部材の端部と外側継手部材の肩部との間で発生する急激なスリップを緩和し、スティックスリップ音の発生を防止すると共に、外部から泥水等が軸受内に浸入するのを防止することができる。
【００１３】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記キャップの素材が防錆能を有するステンレス鋼板からプレス加工によって形成され、前記当接部に前記低摩擦被膜層が形成されていれば、塗装範囲を限定することができ、低コスト化を図ることができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明のように、前記低摩擦被膜層が二硫化モリブデンからなっていても良いし、また、請求項４に記載の発明のように、前記低摩擦被膜層がフッ素樹脂からなっていても良い。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明のように、前記低摩擦被膜層の膜厚が２〜３０μｍの範囲に設定されていれば、低摩擦被膜層が早期に摩滅することなく、また、コーティング材の使用量を必要最小限に抑えることでコストアップを招くこともなく、軸力によりキャップに大きな面圧が加わっても、低摩擦被膜層自体が潰れることがないので、軸力の低下を防止できる。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明のように、前記キャップの板厚が０．５〜２．０ｍｍであれば、キャップの強度を確保し、軸力によりキャップに加わる大きな面圧でもってそのキャップが変形したりするのを防止して軸力の低下を長期間に亘って防止し、耐スティックスリップ性を確保することができる。一方、キャップの板厚を２．０ｍｍ以下とすることで、軸受装置の軸方向スペースを大きくすることなく、コンパクトな設計を確保することができる。
【００１７】
また、請求項７に記載の発明のように、前記当接部の内径部から軸方向に延び、前記内輪または小径段部の内径に内嵌される円筒状の嵌合部を備えていても良い。
【００１８】
また、請求項８に記載の発明のように、前記ハブ輪の小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって前記内輪が軸方向に固定され、前記加締部の端面が平坦面に形成されると共に、前記キャップの当接部が、当該加締部の端面と前記外側継手部材の肩部とで挟持されていても良い。
【００１９】
また、請求項９に記載の発明のように、前記キャップが、前記加締部の端面と前記外側継手部材の肩部にそれぞれ当接する円板状の当接部と、この当接部の外径部から軸方向に延び、前記内輪の外径に外嵌される重合されて形成された円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向外方に折曲される円板部と、この円板部の外径部から軸方向に延び、前記外側継手部材の外周面に所定の径方向すきまを介して対向する円筒部と、この円筒部から径方向外方に折曲される鍔部とを備えていても良い。この重合された嵌合部によってキャップの剛性・強度が高くなると共に、外部から泥水等が軸受や加締部内に浸入するのを防止することができる。
【００２０】
また、請求項１０に記載の発明のように、前記鍔部に合成ゴムからなるシールリップが加硫接着により一体に接合され、径方向外方に傾斜して延び、前記ナックルに所定の軸方向シメシロを介して摺接していれば、外部から泥水等が軸受内に浸入するのを確実に防止することができる。
【００２１】
また、請求項１１に記載の発明のように、前記キャップの素材が冷間圧延鋼板からプレス加工によって形成され、当該キャップの全表面に前記低摩擦被膜層が形成されていれば、廉価で、プレス加工性が良好となり、低摩擦樹脂被膜層によってキャップ自体が長期間に亘って発錆するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る車輪用軸受装置は、ナックルに内嵌され、内周に複列の外側転走面が一体に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円筒状の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圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両側開口部に装着されたシールとを備え、前記ハブ輪に等速自在継手が連結されると共に、この等速自在継手の外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、前記ハブ輪にセレーションを介してトルク伝達可能に内嵌されるステム部とを一体に有し、前記肩部が前記内方部材と突き合わせ状態で、前記ハブ輪と外側継手部材が固定ナットを介して軸方向に着脱自在に結合された車輪用軸受装置において、前記外側継手部材の肩部と前記内方部材の端部との対向面間に鋼板製のキャップが介装され、このキャップが前記外側継手部材の肩部と前記内方部材の端部とで挟持される円板状の当接部と、前記肩部または内方部材の一方に嵌合される円筒状の嵌合部と、前記外側継手部材の外周面に所定の径方向すきまを介して対向する円筒部と、この円筒部から径方向外方に折曲される鍔部とを備え、この鍔部が前記ナックルに対して僅かなすきまを介して対向し、ラビリンスシールが形成されると共に、当該キャップの少なくとも前記当接部の表面に低摩擦被膜層が形成されているので、等速自在継手を締結する軸力による変形と摩耗を防止すると共に、ドライブシャフトに大きなトルクが負荷され、外側継手部材に大きな捩じれが発生した場合でも、内方部材の端部と外側継手部材の肩部との間で発生する急激なスリップを緩和し、スティックスリップ音の発生を防止すると共に、外部から泥水等が軸受内に浸入するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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のキャップ装着部を示す要部拡大図である。
【図３】図２のキャップの変形例を示す要部拡大図である。
【図４】図２のキャップの他の変形例を示す要部拡大図である。
【図５】図４のキャップの変形例を示す要部拡大図である。
【図６】図２のキャップの他の変形例を示す要部拡大図である。
【図７】図６のキャップの変形例を示す要部拡大図である。
【図８】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９】図８のキャップ装着部を示す要部拡大図である。
【図１０】図９のキャップの変形例を示す要部拡大図である。
【図１１】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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を一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に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円筒状の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、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両側開口部に装着されたシールとを備え、前記ハブ輪に等速自在継手が連結されると共に、この等速自在継手の外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、前記ハブ輪にセレーションを介してトルク伝達可能に内嵌されるステム部とを一体に有し、前記肩部が前記内方部材と突き合わせ状態で、前記ハブ輪と外側継手部材が固定ナットを介して軸方向に着脱自在に結合された車輪用軸受装置において、前記外側継手部材の肩部と前記内輪の大端面との対向面間に板厚が０．５〜２．０ｍｍのステンレス鋼板製のキャップが介装され、このキャップが前記外側継手部材の肩部と前記内輪の大端面とで挟持される円板状の当接部と、前記肩部に外嵌される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向外方に折曲される円板部と、この円板部の外径部から軸方向に延び、前記外側継手部材の外周面に所定の径方向すきまを介して対向する円筒部と、この円筒部から径方向外方に折曲される鍔部とを備え、この鍔部が前記ナックルに対して僅かな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ると共に、当該キャップの当接部の表面にフッ素樹脂からなる低摩擦被膜層が形成されている。
【実施例１】
【００２５】
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のキャップ装着部を示す要部拡大図、図３は、図２のキャップの変形例を示す要部拡大図、図４は、図２のキャップの他の変形例を示す要部拡大図、図５は、図４のキャップの変形例を示す要部拡大図、図６は、図２のキャップの他の変形例を示す要部拡大図、図７は、図６のキャップの変形例を示す要部拡大図である。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。
【００２６】
この車輪用軸受装置は駆動輪用の第３世代と呼称され、内方部材１と外方部材１０、および両部材１、１０間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）８、８とを備え、等速自在継手１３が着脱自在に結合されている。内方部材１は、ハブ輪２と、このハブ輪２に圧入された内輪３とからなる。
【００２７】
ハブ輪２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４を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面２ａと、この内側転走面２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部２ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）２ｃが形成されている。車輪取付フランジ４の円周等配位置には車輪を取り付けるハブボルト５が植設されている。
【００２８】
ハブ輪２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面２ａをはじめ、後述するアウター側のシール１１が摺接するシールランド部となる車輪取付フランジ４のインナー側の基部７から小径段部２ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。そして、外周に他方（インナー側）の内側転走面３ａが形成された内輪３がハブ輪２の小径段部２ｂに所定のシメシロを介して圧入され、軸方向に固定されている。一方、内輪３および転動体８はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。
【００２９】
外方部材１０は、外周にナックル２０に固定ボルト６を介して取り付けるための車体取付フランジ１０ｂを一体に有し、内周に前記内方部材１の内側転走面２ａ、３ａに対向する複列の外側転走面１０ａ、１０ａが一体に形成されている。この外方部材１０はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面１０ａ、１０ａが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。そして、それぞれの転走面１０ａ、２ａと１０ａ、３ａ間に複列の転動体８、８が保持器９、９を介して転動自在に収容されている。また、外方部材１０と内方部材１との間に形成される環状空間の開口部にはシール１１、１２が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩を防止すると共に、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。
【００３０】
なお、本実施形態では、転動体８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装置を例示したが、これに限らず、例えば、転動体８に円すいころを用いた複列の円すいころ軸受で構成されていても良い。また、ここでは、ハブ輪２の外周に一方の内側転走面２ａが直接形成された第３世代構造を例示したが、図示はしないが、ハブ輪の小径段部に一対の内輪が圧入された、所謂第１または第２世代構造であっても良い。
【００３１】
等速自在継手１３は、外側継手部材１４と、図示はしないが継手内輪とケージおよびトルク伝達ボールを備えている。外側継手部材１４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、カップ状のマウス部１５と、このマウス部１５の底部をなす肩部１６と、この肩部１６から軸方向に延びるステム部１７を一体に有している。ステム部１７は、外周にハブ輪２のセレーション２ｃに係合するセレーション（またはスプライン）１７ａと、このセレーション１７ａの端部に雄ねじ１７ｂが形成されている。
【００３２】
ハブ輪２と外側継手部材１４との結合は、外側継手部材１４のステム部１７が、後述するキャップ１８を介して肩部１６が内輪３の大端面３ｂに衝合するまでハブ輪２に嵌挿され、この大端面３ｂと肩部１６とが突き合わせ状態で、雄ねじ１７ｂに固定ナット１９が所定の締付トルクで締結され、ハブ輪２と外側継手部材１４が軸方向に着脱自在に結合されている。
【００３３】
ここで、外側継手部材１４の肩部１６にキャップ１８が嵌合され、このキャップ１８を介して内輪３の大端面３ｂと外側継手部材１４の肩部１６とが突き合わされている。このキャップ１８は、防錆能を有するオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）からプレス加工によって形成されている。なお、キャップ１８の材質は、例示したものに限らず、フェライト系のステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）でも良い。
【００３４】
キャップ１８は、図２に拡大して示すように、円板状の当接部１８ａと、この当接部１８ａの外径部から軸方向に延び、肩部１６に外嵌される円筒状の嵌合部１８ｂと、この嵌合部１８ｂから径方向外方に折曲される円板部１８ｃと、この円板部１８ｃの外径部から軸方向に延び、外側継手部材１４の外周面に所定の径方向すきまを介して対向する円筒部１８ｄと、この円筒部１８ｄから径方向外方に折曲される鍔部１８ｅとを備えている。この円筒部１８ｄと鍔部１８ｅは、ナックル２０に対して僅かなすきまを介して対向し、ラビリンスシールＲＳ１、ＲＳ２が形成されている。
【００３５】
キャップ１８の板厚は０．５〜２．０ｍｍ、好ましくは、０．８〜１．０ｍｍに設定されている。そして、当接部１８ａの両側面、または、当接部１８ａの摺動側である大端面３ｂ側に低摩擦被膜層が形成されている。この低摩擦被膜層は、二硫化モリブデン（ＭＯＳ２）またはフッ素樹脂からなる。このように、内輪３の大端面３ｂと外側継手部材１４の肩部１６との対向面間に摺動特性の優れたキャップ１８を介在させたことにより、当接面で発生する急激なスリップを緩和してスティックスリップ音の発生を防止すると共に、雨水や泥水等が外側継手部材１４の外周面に沿って流動してきても、この円板部１８ｃがダストシールドの機能をなし、外部から泥水等が軸受内に浸入するのを防止した車輪用軸受装置を提供することができる。また、キャップ１８の素材として防錆能を有するステンレス鋼板を使用することにより、低摩擦被膜層の形成範囲を限定することができ、低コスト化を図ることができる。
【００３６】
また、摺動特性の優れたキャップ１８の板厚を０．５ｍｍ以上とすることで、キャップ１８の強度を確保し、軸力によりキャップ１８に加わる大きな面圧でもってそのキャップ１８が変形したりするのを防止して軸力の低下を長期間に亘って防止し、耐スティックスリップ性を確保することができる。一方、キャップ１８の板厚を２．０ｍｍ以下とすることで、軸受装置の軸方向スペースを大きくすることなく、コンパクトな設計を確保することができる。
【００３７】
なお、低摩擦被膜層の膜厚は２〜３０μｍの範囲に設定されている。この膜厚を２μｍ以上とすれば、低摩擦被膜層が早期に摩滅することがない。また、低摩擦被膜層の膜厚を３０μｍ以下とすれば、コーティング材の使用量を必要最小限に抑えることでコストアップを招くこともなく、軸力によりキャップ１８に大きな面圧が加わっても、低摩擦被膜層自体が潰れることがないので、軸力の低下を防止できて固定ナット１９の緩みを防止できる。
【００３８】
なお、低摩擦被膜層としては、具体的に、塗膜に対してフッ素樹脂が４０〜５０重量％配合されている樹脂被膜層を例示できる。このフッ素樹脂は、低摩擦で非粘着性を被覆層に付与することができると共に、摺動部材の使用温度雰囲気に耐える耐熱性を備えるものであれば使用することができる。すなわち、ポリテトラフルオロエチレン（融点３２７℃、連続使用温度２６０℃、以下ＰＴＦＥと呼ぶ）を挙げることができる。このＰＴＦＥは、−ＣＦ２ＣＦ２−の繰り返し単位より構成され、略３４０〜３８０℃の溶融粘度が略１０１０〜１０１１Ｐａ・ｓと高く、融点を超えても流動し難く、フッ素樹脂の中では最も耐熱性に優れている。また、低温下でも優れた性質を示し、摩擦摩耗特性にも優れており、本発明に係る低摩擦樹脂被膜に好適である。なお、ＰＴＦＥは粉末であり、特に限定するものではないが、塗膜の表面平滑性のために粒径３０μｍ以下の粉末が好ましい。
【００３９】
低摩擦樹脂塗料において、マトリックス材は、キャップ１８の使用時に熱劣化することのない耐熱性と、フッ素樹脂粉末を粘着させ、低摩擦樹脂塗料をキャップ１８に強固に密着させることのできる耐熱性樹脂であれば使用することができる。
【００４０】
具体的には、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）を例示することができる。ＰＡＩは、分子内にイミド結合とアミド結合とを有する樹脂で、芳香族系ポリアミドイミド樹脂のイミド結合は、ポリアミド酸等の前駆体であっても、また、閉環したイミド環であっても良く、さらには、それらが混在している状態であっても良い。
【００４１】
このような芳香族系ＰＡＩは、芳香族第一級ジアミン、例えば、ジフェニルメタンジアミンと芳香族三塩基酸無水物、例えば、トリメリット酸無水物のモノまたはジアルシルハライド誘導体から製造されるＰＡＩ、芳香族三塩基酸無水物と芳香族ジイソシアネート化合物、例えば、ジフェルメタンジイソシアネートとから製造されるＰＡＩ等があり、さらに、アミド結合に比べてイミド結合の比率を大きくしたＰＡＩとして、芳香族、脂肪族または脂環族ジイソシアネート化合物と芳香族四塩基酸二無水物および芳香族三塩基酸無水物とから製造されるＰＡＩ等があり、いずれのＰＡＩであっても使用することができる。
【００４２】
次に、図３に、前述したキャップ１８の変形例を示す。このキャップ２１は、前述したキャップ１８と基本的には形状は同様であるが、材質とシールリップ２２の有無が異なる。すなわち、キャップ２１は冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて形成され、円板状の当接部１８ａと、この当接部１８ａの外径部から軸方向に延び、肩部１６に外嵌される嵌合部１８ｂと、この嵌合部１８ｂから径方向外方に折曲される円板部１８ｃと、この円板部１８ｃの外径部から軸方向に延び、外側継手部材１４の外周面に所定の径方向すきまを介して対向する円筒部１８ｄと、この円筒部１８ｄから径方向外方に折曲される鍔部１８ｅとを備えている。
【００４３】
この円筒部１８ｄは、ナックル２０に対して僅かな径方向すきまを介して対向し、ラビリンスシールＲＳ１が形成されると共に、鍔部１８ｅにシールリップ２２が加硫接着により一体に接合されている。シールリップ２２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、ナックル２０に所定の軸方向シメシロを介して摺接している。なお、シールリップ２２の材質としては、例示した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）、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。
【００４４】
ここで、本実施形態では、キャップ２１の全表面に低摩擦被膜層が塗装によって形成されている。これにより、キャップ２１の素材として、廉価であり、また、プレス加工性の良好な冷間圧延鋼板を使用しても、キャップ２１自体が長期間に亘って発錆するのを防止すると共に、前述した実施形態と同様、スティックスリップ音の発生を防止することができる。
【００４５】
図４に、前述したキャップ１８の他の変形例を示す。このキャップ２３は、前述したキャップ１８と基本的には一部形状が異なる。すなわち、キャップ２３は、防錆能を有する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形成され、円板状の当接部１８ａと、この当接部１８ａの外径部から軸方向に延びる円筒部２３ｂと、この円筒部２３ｂから径方向外方に折曲される円板部１８ｃと、この円板部１８ｃの外径部から軸方向に延び、外側継手部材１４の外周面に所定の径方向すきまを介して対向する円筒部１８ｄと、この円筒部１８ｄから径方向外方に折曲される鍔部１８ｅ、および当接部１８ａの内径部から軸方向に延び、内輪３の内径３ｃに圧入される円筒状の嵌合部２３ａを備えている。そして、キャップ２３の当接部１８ａの両側面、または、当接部１８ａの摺動側である肩部１６側の表面に低摩擦被膜層が形成されている。
【００４６】
図５に、前述したキャップ２３の変形例を示す。このキャップ２４は、前述したキャップ２３と基本的には形状は同様であるが、シールリップ２２の有無が異なる。すなわち、キャップ２４は、円板状の当接部１８ａと、この当接部１８ａの外径部から軸方向に延びる円筒部２３ｂと、この円筒部２３ｂから径方向外方に折曲される円板部１８ｃと、この円板部１８ｃの外径部から軸方向に延び、外側継手部材１４の外周面に所定の径方向すきまを介して対向する円筒部１８ｄと、この円筒部１８ｄから径方向外方に折曲される鍔部１８ｅと、および当接部１８ａの内径部から軸方向に延び、内輪３の内径３ｃに圧入される円筒状の嵌合部２３ａを備えている。そして、鍔部１８ｅにシールリップ２２が加硫接着により一体に接合されている。
【００４７】
図６に、前述したキャップ１８の他の変形例を示す。このキャップ２５は、前述したキャップ１８と基本的には一部形状が異なる。すなわち、キャップ２５は、防錆能を有する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形成され、円板状の当接部１８ａと、この当接部１８ａの外径部から軸方向に延びる円筒部２３ｂと、この円筒部２３ｂから径方向外方に折曲される円板部１８ｃと、この円板部１８ｃの外径部から軸方向に延び、外側継手部材１４の外周面に所定の径方向すきまを介して対向する円筒部１８ｄと、この円筒部１８ｄから径方向外方に折曲される鍔部１８ｅ、および当接部１８ａの内径部から軸方向に延び、ハブ輪２の小径段部２ｂの内径に圧入される円筒状の嵌合部２５ａを備えている。そして、キャップ２５の当接部１８ａの両側面、または、当接部１８ａの摺動側である肩部１６側の表面に低摩擦被膜層が形成されている。
【００４８】
図７に、前述したキャップ２５の変形例を示す。このキャップ２６は、前述したキャップ２５と基本的には形状は同様であるが、シールリップ２２の有無が異なる。すなわち、キャップ２６は、円板状の当接部１８ａと、この当接部１８ａの外径部から軸方向に延びる円筒部２３ｂと、この円筒部２３ｂから径方向外方に折曲される円板部１８ｃと、この円板部１８ｃの外径部から軸方向に延び、外側継手部材１４の外周面に所定の径方向すきまを介して対向する円筒部１８ｄと、この円筒部１８ｄから径方向外方に折曲される鍔部１８ｅ、および当接部１８ａの内径部から軸方向に延び、ハブ輪２の小径段部２ｂの内径に圧入される円筒状の嵌合部２５ａを備え、鍔部１８ｅにシールリップ２２が加硫接着により一体に接合されている。
【実施例２】
【００４９】
図８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、図９は、図８のキャップ装着部を示す要部拡大図、図１０は、図９のキャップの変形例を示す要部拡大図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態（図１）と基本的にはハブ輪の構成の一部とキャップの構成が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５０】
この車輪用軸受装置は駆動輪用の第３世代と呼称され、内方部材２７と外方部材１０、および両部材２７、１０間に転動自在に収容された複列の転動体８、８とを備え、等速自在継手１３が着脱自在に結合されている。内方部材２７は、ハブ輪２８と、このハブ輪２８に圧入された内輪２９とからなる。
【００５１】
ハブ輪２８は、アウター側の端部に車輪取付フランジ４を一体に有し、外周に一方の内側転走面２ａと、この内側転走面２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部２ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション２ｃが形成されている。
【００５２】
ハブ輪２８はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面２ａをはじめ、車輪取付フランジ４のインナー側の基部７から小径段部２ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。そして、外周に他方の内側転走面３ａが形成された内輪２９がハブ輪２８の小径段部２ｂに所定のシメシロを介して圧入され、小径段部２ｂの端部を径方向外方に塑性変形（揺動加締）させて形成した加締部３０によって、所定の軸受予圧が付与された状態で、ハブ輪２８に対して内輪２９が軸方向に固定されている。なお、軸力によって加締部３０に加えられる面圧を小さくすることができ、加締部３０の塑性変形と摩耗を防止することができるように、この加締部３０の端面は揺動加締によって平坦面に形成されている。一方、内輪２９はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。
【００５３】
ここで、内輪２９にキャップ３１が外嵌されている。このキャップ３１は、防錆能を有する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形成され、図９に拡大して示すように、加締部３０の端面と外側継手部材１４の肩部１６にそれぞれ当接する円板状の当接部１８ａと、この当接部１８ａの外径部から軸方向に延び、内輪２９の小外径２９ａに外嵌される重合されて形成された円筒状の嵌合部３１ａと、この嵌合部３１ａから径方向外方に折曲される円板部１８ｃと、この円板部１８ｃの外径部から軸方向に延び、外側継手部材１４の外周面に所定の径方向すきまを介して対向する円筒部３１ｂと、この円筒部３１ｂから径方向外方に折曲される鍔部１８ｅを備えている。そして、キャップ３１の当接部１８ａの両側面、または、当接部１８ａの摺動側である肩部１６側の表面に低摩擦被膜層が形成されている。
【００５４】
本実施形態では、重合された嵌合部３１ａによってキャップ３１の剛性・強度が高くなると共に、円板部１８ｃと鍔部１８ｅがダストシールドの機能をなし、外部から泥水等が軸受や加締部３０内に浸入するのを防止することができる。
【００５５】
図１０に、前述したキャップ３１の変形例を示す。このキャップ３２は、前述したキャップ３１と基本的には形状は同様であるが、シールリップ２２の有無が異なる。すなわち、キャップ３２は、円板状の当接部１８ａと、この当接部１８ａの外径部から軸方向に延び、内輪２９の小外径２９ａに外嵌される円筒状の嵌合部３１ａと、この嵌合部３１ａから径方向外方に折曲される円板部１８ｃと、この円板部１８ｃの外径部から軸方向に延び、外側継手部材１４の外周面に所定の径方向すきまを介して対向する円筒部３１ｂと、この円筒部３１ｂから径方向外方に折曲される鍔部１８ｅとを備え、この鍔部１８ｅにシールリップ２２が加硫接着により一体に接合されている。本実施形態では、鍔部１８ｅに接合されたシールリップ２２によって、外部から泥水等が軸受内に浸入するのを確実に防止することができる。
【００５６】
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】
【００５７】
本発明に係る車輪用軸受装置は、ハブ輪と内輪からなる内方部材と等速自在継手とを備え、内方部材と等速自在継手の外側継手部材とが突き合わせ状態で分離可能に締結された第１乃至第３世代構造の車輪用軸受装置に適用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１、２７  内方部材
２、２８  ハブ輪
２ａ、３ａ  内側転走面
２ｂ  小径段部
２ｃ、１７ａ  セレーション
３、２９  内輪
３ｂ  内輪の大端面
３ｃ  内輪の内径
４  車輪取付フランジ
５  ハブボルト
６  固定ボルト
７  車輪取付フランジのインナー側の基部
８  転動体
９  保持器
１０  外方部材
１０ａ  外側転走面
１０ｂ  車体取付フランジ
１１  アウター側のシール
１２  インナー側のシール
１３  等速自在継手
１４  外側継手部材
１５  マウス部
１６  肩部
１７  ステム部
１７ｂ  雄ねじ
１８、２１、２３、２４、２５、２６、３１、３２  キャップ
１８ａ  当接部
１８ｂ、２３ａ、２５ａ、３１ａ  嵌合部
１８ｃ  円板部
１８ｄ、２３ｂ、３１ｂ  円筒部
１８ｅ  鍔部
１９  固定ナット
２０  ナックル
２２  シールリップ
２９ａ  内輪の小外径
３０  加締部
５０  車輪用軸受装置
５１  外方部材
５１ａ  外側転走面
５１ｂ  車体取付フランジ
５２  ハブ輪
５２ａ、５３ａ  内側転走面
５２ｂ  小径段部
５３  内輪
５４  車輪取付フランジ
５５  内方部材
５６  保持器
５７  ボール
５８、５９  シール
６０  加締部
６１  等速自在継手
６２  外側継手部材
６３  肩部
６４  ステム部
６４ａ  セレーション
６５  固定ナット
６６  キャップ
６６ａ  当接部
６６ｂ  嵌合部
６６ｃ  鍔部
ＲＳ１、ＲＳ２  ラビリンスシール
【図１】
2012224208.tif 000003
【図２】
2012224208.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012224208.tif 000009
【図８】
2012224208.tif 000010
【図９】
2012224208.tif 000011
【図１０】
2012224208.tif 000012
【図１１】
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