(57)【要約】【課題】グリースの流動性を良好にして潤滑性を向上させ、効果的に軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】内周に複列の外側転走面１０ａ、１０ａが一体に形成された外方部材１０を備え、グリースによって潤滑される車輪用軸受装置において、外方部材１０における複列の外側転走面１０ａ、１０ａ間に環状の凹所１１が形成され、この凹所１１から複列の外側転走面１０ａに亙る内径部に、軸受内部に封入されるグリースと同一のグリースＧが予め塗布され、軸受が未使用状態で内径部にグリースＧが付着されているので、固定輪側の外方部材１０であっても、グリースの流動性を良好にして潤滑性を向上させ、効果的に軸受の長寿命化を図ることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
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開口部に装着されたシールとを備え、グリースによって潤滑される車輪用軸受装置において、
前記外方部材が固定輪側となり、この外方部材の内径面から前記複列の外側転走面に亙る内径部に、軸受内部に封入されるグリースと同一のグリースが予め塗布され、軸受が未使用状態で前記内径部に当該グリースが付着されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記複列の外側転走面間の内径面の長さが２０ｍｍ以上である請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記転動体がボールで構成され、前記複列の外側転走面間の内径面の長さがこのボール径の３倍以上である請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記複列の外側転走面間に環状の凹所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】
前記グリースが、常温での混和稠度が２７０〜３２０で、未混和稠度がこの混和稠度より１０以上低いもので選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】
前記グリースの稠度が、７５℃において５時間保持後で２７０〜３２０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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、グリースの流動性を良好にして潤滑性を向上させ、効果的に軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両の車輪用軸受装置には、駆動輪用のものと従動輪用のものとがある。特に、自動車の懸架装置に対して車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置は、低コスト化は言うまでもなく、燃費向上のための軽量化が進んでいる。その従来構造の代表的な一例として、図４に示すような従動輪用の車輪用軸受装置が知られている。
【０００３】
この車輪用軸受装置は駆動輪用の第３世代と称され、内方部材５０と外方部材５１、および両部材５０、５１間に転動自在に収容された複列のボール５２、５２を備えている。内方部材５０は、ハブ輪５３と、このハブ輪５３に所定のシメシロを介して圧入された内輪５４とからなる。
【０００４】
ハブ輪５３は、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５５を一体に有し、外周に一方の内側転走面５３ａと、この内側転走面５３ａから軸方向に延びる小径段部５３ｂが形成されている。そして、外周に他方の内側転走面５４ａが形成された内輪５４が小径段部５３ｂに圧入され、さらに、小径段部５３ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５３ｃにより、ハブ輪５３に対して内輪５４が軸方向に固定されている。
【０００５】
外方部材５１は、外周に車体（図示せず）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、内周に内方部材５０の複列の内側転走面５３ａ、５４ａに対向する複列の外側転走面５１ａ、５１ａが形成されている。そして、それぞれの転走面５１ａ、５３ａと５１ａ、５４ａ間に複列のボール５２、５２が収容され、保持器５６、５６によりこれら複列のボール５２、５２が転動自在に保持されている。また、外方部材５１の端部にはシール５７、５８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。
【０００６】
ここで、図５に拡大して示すように、外方部材５１の複列の外側転走面５１ａ、５１ａの縁になる一対の肩部５９、５９間に溝部６０が形成されている。この溝部６０は、切削またはローリング鍛造によって加工され、深さがＨの扁平な台形断面に形成されている。また、肩部５９、５９は、外側転走面５１ａの縁から軸方向に２ｍｍ以上（寸法Ｌ）離れた位置まで続き、この位置で溝部６０の傾斜部６０ａが立ち上がっている。この寸法Ｌの間は平坦に形成されている。
【０００７】
外方部材５１の複列の外側転走面５１ａ、５１ａには高周波焼入れによって硬化層６１が形成されているが、前記一対の肩部５９、５９間の外側転走面５１ａの縁から軸方向に２ｍｍ以上離れた位置に溝部６０が形成されているので、肩部５９がオーバーヒートして焼割れが発生するのを防止できる。さらには、この溝部６０によって軽量化を図ることができると共に、溝部６０がグリース溜まりとなり、振動等で多量のグリースが外側転走面５１ａに流入するのを防止することができる。これにより、グリースの異常発熱と、ボール５２のせん断作用による増稠剤の軟化または油分離が防止され、グリース漏れを防止できる。
【特許文献１】特開２００６−５７６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この従来の車輪用軸受装置は、複列の外側転走面５１ａ、５１ａの一対の肩部５９、５９間に溝部６０が形成されているので、軸受内部に封入されたグリースの溜まり部となり、振動等で多量のグリースが外側転走面５１ａに流入するのを抑制することができる特徴を有している。然しながら、一旦この溝部６０に溜まったグリースは外側転走面５１ａ等の他の部位に排出され難く、封入されたグリースが有効に潤滑に寄与されない恐れがある。
【０００９】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、特に、複列のボール５２、５２のスパンが長く設定された外方部材５１においては、溝部６０にグリースＧ（図中クロスハッチングにて示す）を注入しても複列の外側転走面５１ａ、５１ａに充分にグリースＧが供給されず、所望の転がり疲労寿命が得られないことがあった。その原因の一つに、（ｃ）に示すように、グリースＧが充分溜まっている部位と外側転走面５１ａとの間がグリースＧの基油（油分）で繋がっておらず、油分が外側転走面５１ａに供給できていないことが挙げられる。この種の外方部材５１は固定輪側となるため、遠心力によるグリースＧの流動は期待できない。もう一つの原因として、この種の車輪用軸受装置では、ブレーキ装置へのグリースの飛散を嫌い、所謂稠度の低い硬めのグリースが一般的に使用されるため、グリースＧの流動性が悪くなることが挙げられる。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、グリースの流動性を良好にして潤滑性を向上させ、効果的に軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することを目的とする。
【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、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、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開口部に装着されたシールとを備え、グリースによって潤滑される車輪用軸受装置において、前記外方部材が固定輪側となり、この外方部材の内径面から前記複列の外側転走面に亙る内径部に、軸受内部に封入されるグリースと同一のグリースが予め塗布され、軸受が未使用状態で前記内径部に当該グリースが付着されている。
【００１２】
このように、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材を備え、グリースによって潤滑される車輪用軸受装置において、外方部材が固定輪側となり、この外方部材の内径面から複列の外側転走面に亙る内径部に、軸受内部に封入されるグリースと同一のグリースが予め塗布され、軸受が未使用状態で前記内径部に当該グリースが付着されているので、グリースが付着していない乾燥した面がなくなり、予め塗布されたグリースの油分が運転中に複列の外側転走面に充分供給されるようになる。したがって、固定輪側の外方部材であっても、グリースの流動性を良好にして潤滑性を向上させ、効果的に軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
【００１３】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記複列の外側転走面間の内径面の長さが２０ｍｍ以上、また、請求項３に記載の発明のように、前記転動体がボールで構成され、前記複列の外側転走面間の内径面の長さがこのボール径の３倍以上のものに適用することで、グリース封入量を増やすことなく最小限に抑えても、予め塗布されたグリースが効果的に潤滑に寄与し、良好な潤滑環境が得られる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明のように、前記複列の外側転走面間に環状の凹所が形成されていれば、この凹所に塗布されたグリースの油分が複列の外側転走面に流入するため、最小限の封入量でグリースを有効に潤滑に寄与させることができる。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明のように、前記グリースが、常温での混和稠度が２７０〜３２０で、未混和稠度がこの混和稠度より１０以上低いもので選定されていれば、予め塗布されたグリースの流動性が良好となり潤滑性を向上させることができる。
【００１６】
また、請求項６記載の発明のように、前記グリースの稠度が、７５℃において５時間保持後で２７０〜３２０であれば、運転中に予め塗布されたグリースが外側転走面に供給され易い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る車輪用軸受装置は、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、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開口部に装着されたシールとを備え、グリースによって潤滑される車輪用軸受装置において、前記外方部材が固定輪側となり、この外方部材の内径面から前記複列の外側転走面に亙る内径部に、軸受内部に封入されるグリースと同一のグリースが予め塗布され、軸受が未使用状態で前記内径部に当該グリースが付着されているので、グリースが付着していない乾燥した面がなくなり、予め塗布されたグリースの油分が運転中に複列の外側転走面に充分供給されるようになる。したがって、固定輪側の外方部材であっても、グリースの流動性を良好にして潤滑性を向上させ、効果的に軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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ボールと、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開口部に装着されたシールとを備え、グリースによって潤滑される車輪用軸受装置において、前記外方部材における複列の外側転走面間に環状の凹所が形成され、この凹所から前記複列の外側転走面に亙る内径部に、軸受内部に封入されるグリースと同一のグリースが予め塗布され、軸受が未使用状態で前記内径部に当該グリースが付着されている。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基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一実施形態を示す縦断面図、図２（ａ）は、図１の外方部材を展開して示す模式図、（ｂ）は、（ａ）の断面図、（ｃ）は、（ｂ）の要部拡大図、図３（ａ）は、外方部材の変形例を示す模式図、（ｂ）は、同上断面図である。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（図面左側）、中央寄り側をインナー側（図面右側）という。
【００２０】
この車輪用軸受装置は駆動輪側の第３世代と称され、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）６、６を備えている。内方部材１は、ハブ輪２と、このハブ輪２に所定のシメシロを介して圧入された内輪３とからなる。
【００２１】
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、この車輪取付フランジ４の円周等配位置に車輪を固定するためのハブボルト５が植設されている。また、ハブ輪２の外周に一方（アウター側）の内側転走面２ａが直接形成され、この内側転走面２ａから軸方向に延びる小径段部２ｂが形成されると共に、内周には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。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がこの小径段部２ｂに圧入固定され、背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成している。
【００２２】
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、アウター側の内側転走面２ａをはじめ、後述するアウター側のシール８が摺接するシールランド部、および小径段部２ｂに亙り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。一方、内輪３および転動体６は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。これにより、シールランド部の耐摩耗性が向上するだけでなくハブ輪２の強度が向上すると共に、内輪３の嵌合面におけるフレッティング摩耗が抑制されて耐久性が向上する。
【００２３】
外方部材１０は、外周に車体（図示せず）に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の複列の内側転走面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、ハブ輪２と同様、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６、６が収容され、保持器７、７によりこれら複列の転動体６、６が転動自在に保持されている。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８、９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。
【００２４】
ここでは、ハブ輪２の外周に内側転走面２ａが直接形成された第３世代と呼称される車輪用軸受装置を例示したが、本発明に係る車輪用軸受装置はこうした構造に限定されず、例えば、図示はしないが、ハブ輪の小径段部に一対の内輪を圧入する第１、第２世代構造をはじめ、等速自在継手の外側継手部材がユニット化された第４世代構造であっても良い。なお、転動体６、６をボールとした複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず転動体６に円すいころを使用した複列円すいころ軸受であっても良い。
【００２５】
ここで、外方部材１０の複列の外側転走面１０ａ、１０ａ間に環状の凹所１１が鍛造加工により形成されている。そして、予め外方部材１０の内径部、すなわち、凹所１１およびこの凹所１１から複列の外側転走面１０ａに亙って均一にグリースが塗布されている。このように内径部にグリースが塗布された外方部材１０は、次のような手順で組み立てられる。まず、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、転動体６と保持器７からなるボールカセットが外方部材１０の両端部から複列の外側転走面１０ａにそれぞれ組み込まれ、内径部または端部から複列の外側転走面１０ａに向けてグリースが注入される。その後、アウター側のシール８が外方部材１０に装着され、外方部材１０がハブ輪２に外嵌される。そして、ハブ輪２の小径段部２ｂに内輪３が圧入され、最後に、インナー側のシール９が外方部材１０と内輪３との間に装着される。
【００２６】
このように、本実施形態では、組立前の外方部材１０単体の時に、（ｃ）に示すように、外方部材１０の複列の外側転走面１０ａ、１０ａにもグリースＧが塗布されているので、ボールカセットが複列の外側転走面１０ａに組み込まれ、これら複列の外側転走面１０ａに注入されたグリースと予め塗布されたグリースＧとが融合される。こうした工程を採用することにより、グリースが付着していない乾燥した面がなくなり、予め塗布されたグリースＧの油分が運転中に複列の外側転走面１０ａ、１０ａに充分供給されるようになる。したがって、固定輪側の外方部材１０であっても、グリースＧの流動性が良好になり潤滑性が向上して効果的に軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
【００２７】
なお、ここでは、外方部材１０の複列の外側転走面１０ａ、１０ａ間に環状の凹所１１が形成され、外方部材１０単体の時に、この凹所１１から複列の外側転走面１０ａ、１０ａに亙ってグリースを塗布したものを例示したが、これに限らず、図３（ａ）に示すように、外方部材１０’に凹所が形成されていなくても、予め外方部材１０’の内径面１２から複列の外側転走面１０ａに亙ってグリースＧが塗布されていれば、前述した実施形態と同様、予め塗布されたグリースＧの油分が運転中に複列の外側転走面１０ａ、１０ａに充分供給されるようになり、グリースＧの流動性を良好にして効果的に潤滑性を向上させることができる。
【００２８】
本出願人が実施した馴らし運転による検証では、複列の転動体５２、５２のスパンが短い外方部材５１においてはさほど有意差は認められなかったが、図３（ｂ）に示すように、内径面１２の長さＡが２０ｍｍ以上の外方部材１０’において顕著な効果が認められた。すなわち、軸受空間容積に対応してグリースの封入量を増やすことなく最小限に抑えても良好な潤滑環境が得られることが判った。また、転動体６のサイズが小さい場合、この内径面１２の長さＡが２０ｍｍ未満であっても、内径面１２の長さＡが転動体６の外径の３倍以上のものにおいて効果が認められた。
【００２９】
この種の車輪用軸受装置に封入されるグリースの仕様は、用途や使用条件によって適宜決定されるが、本実施形態のように、固定輪側となる外方部材１０単体に予め塗布されるグリースは、組立時に複列の外側転走面１０ａ、１０ａに注入されるグリースと同じ仕様であっても未混和の状態で使用されるため稠度が高く、流動性が悪く複列の外側転走面１０ａ、１０ａに供給され難い。したがって、常温での混和稠度が２７０〜３２０であり、常温での未混和稠度がこの混和稠度より１０以上低いグリースを選定するのが好ましい。さらに、温度による稠度変化が少なく、７５℃で５時間保持した後の稠度が２７０〜３２０であれば好ましい。
【００３０】
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】
【００３１】
本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材を備える第１世代乃至第４世代構造の車輪用軸受装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）は、図１の外方部材を展開して示す模式図である。  （ｂ）は、（ａ）の断面図である。  （ｃ）は、（ｂ）の要部拡大図である。
【図３】（ａ）は、図２の外方部材の変形例を示す模式図である。  （ｂ）は、（ａ）の断面図である。
【図４】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図５】図４の外方部材単体を示す拡大断面図である。
【図６】（ａ）は、図４の外方部材を展開して示す模式図である。  （ｂ）は、（ａ）の断面図である。  （ｃ）は、（ｂ）の要部拡大図である。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・・・・・・・内方部材
２・・・・・・・・・ハブ輪
２ａ、３ａ・・・・・内側転走面
２ｂ・・・・・・・・小径段部
２ｃ・・・・・・・・セレーション
３・・・・・・・・・内輪
４・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５・・・・・・・・・ハブボルト
６・・・・・・・・・転動体
７・・・・・・・・・保持器
８、９・・・・・・・シール
１０、１０’・・・・外方部材
１０ａ・・・・・・・外側転走面
１０ｂ・・・・・・・車体取付フランジ
１１・・・・・・・・凹所
１２・・・・・・・・内径面
５０・・・・・・・・内方部材
５１・・・・・・・・外方部材
５１ａ・・・・・・・外側転走面
５１ｂ・・・・・・・車体取付フランジ
５２・・・・・・・・ボール
５３・・・・・・・・ハブ輪
５３ａ、５４ａ・・・内側転走面
５３ｂ・・・・・・・小径段部
５３ｃ・・・・・・・加締部
５４・・・・・・・・内輪
５５・・・・・・・・車輪取付フランジ
５６・・・・・・・・保持器
５７、５８・・・・・シール
５９・・・・・・・・肩部
６０・・・・・・・・溝部
６０ａ・・・・・・・傾斜部
６１・・・・・・・・硬化層
Ａ・・・・・・・・・内径面の長さ
Ｈ・・・・・・・・・溝部の深さ
Ｌ・・・・・・・・・肩部の軸方向寸法
Ｇ・・・・・・・・・グリース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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