JP5415773B2

JP5415773B2 - 車輪用軸受装置

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Publication number: JP5415773B2
Application number: JP2009003227A
Authority: JP
Inventors: 卓也小畑
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2009-01-09
Filing date: 2009-01-09
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2029-01-09
Also published as: JP2010159003A

Description

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。

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。

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７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、車輪（図示せず）を一端部に装着するハブ輪５１と、このハブ輪５１を回転自在に支承する複列の転がり軸受５２、およびハブ輪５１に連結され、ドライブシャフト（図示せず）の動力をハブ輪５１に伝達する固定型の等速自在継手５３を備えている。

ハブ輪５１は、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ５４を一体に有し、外周に内側転走面５１ａと、この内側転走面５１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５１ｂが形成されている。複列の転がり軸受５２は、外周に懸架装置（図示せず）に固定される車体取付フランジ５５ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面５５ａ、５５ａが形成された外方部材５５と、この外方部材５５に複列のボール５６、５６を介して内挿される内方部材５７とからなる。

内方部材５７は、ハブ輪５１と、このハブ輪５１の小径段部５１ｂに圧入され、外周に内側転走面５８ａが形成された別体の内輪５８とからなる。そして、ハブ輪５１の小径段部５１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５１ｃにより、ハブ輪５１に対して内輪５８が軸方向に固定されている。

等速自在継手５３は、カップ状のマウス部５９と、このマウス部５９の底部をなす肩部６０と、この肩部６０から軸方向に延びる軸部６１とを一体に有する外側継手部材６２を備え、ハブ輪５１にこの外側継手部材６２がトルク伝達可能に内嵌されている。すなわち、ハブ輪５１の内周に雌セレーション６３が形成されると共に、外側継手部材６２の軸部６１の外周に雄セレーション６４が形成され、両セレーション６３、６４が噛合されている。そして、ハブ輪５１の加締部５１ｃに肩部６０が突き合わされるまで外側継手部材６２の軸部６１がハブ輪５１に内嵌されると共に、軸部６１の端部に形成された雄ねじ６５に固定ナット６６が所定の締め付けトルクで締結され、ハブ輪５１と外側継手部材６２とが軸方向に着脱自在に結合されている。

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（図示せず）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複列の転がり軸受５２の内方部材５７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５７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。

この対策手段として、従来の車輪用軸受装置５０において、外側継手部材６２の肩部６０と当接する部分、すなわち、ハブ輪５１の加締部５１ｃが平坦面に形成されると共に、図８に示すように、加締部５１ｃの平坦面の径方向中央部に凹溝６７が形成されている。そして、この凹溝６７内にグリースが充填されている。これにより、固定ナット６６の緊締力に基いて加締部５１ｃに加えられる面圧を小さくすることができ、加締部５１ｃの塑性変形と固定ナット６６の弛みを防止すると共に、グリースにより当接面の摩擦係数を低くできるため、この当接面の摩擦エネルギを低減して肩部６０と加締部５１ｃ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のを防止することができる。

特開２００３−１３６９０８号公報

然しながら、この従来の車輪用軸受装置では、加締部５１ｃの平坦面に凹溝６７を形成するための加工が必要となり、コストアップの要因となるばかりか、加締部５１ｃの強度が低下する恐れがある。また、加締部５１ｃの凹溝６７内に充填させたグリースが運転中に漏れ出し、長期間に亘ってスティックスリップ音の発生を防止することが困難となる。

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、スティックスリップ音の発生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。

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、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開口部に装着されたシールとを備え、前記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り前記内輪が軸方向に固定され、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、前記肩部が前記加締部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、前記加締部の端面が平坦面に形成され、前記内輪の大端面に対向する前記加締部の外径部に環状凹所が機械加工によって形成されると共に、前記加締部にキャップが装着され、このキャップが、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る円筒状の鍔部と、この鍔部から径方向内方に延び、前記環状凹所の内径よりも僅かに大径に設定された爪部とを備え、前記キャップが前記加締部と外側継手部材の肩部とで挟持された状態で、当該キャップの爪部が前記加締部の環状凹所に係止され、前記キャップの当接部における前記加締部との当接面にディンプルが多数形成されている。

このように、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り内輪が軸方向に固定され、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、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、肩部が加締部と突き合わせ状態で、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、加締部の端面が平坦面に形成され、内輪の大端面に対向する加締部の外径部に環状凹所が機械加工によって形成されると共に、加締部にキャップが装着され、このキャップが、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る円筒状の鍔部と、この鍔部から径方向内方に延び、環状凹所の内径よりも僅かに大径に設定された爪部とを備え、キャップが加締部と外側継手部材の肩部とで挟持された状態で、当該キャップの爪部が加締部の環状凹所に係止され、キャップの当接部における加締部との当接面にディンプルが多数形成されているので、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、加締部と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ことができると共に、搬送工程や組立工程において加締部からキャップが脱落するのを防止することができる。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記加締部と肩部との間に潤滑剤が介在されていれば、各当接面の摩擦係数が低下してスティックスリップ音の発生を一層防止することができると共に、加締部およびキャップの摩耗を抑制することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記加締部の端面および前記外側継手部材の肩部の表面粗さがＲａ１．６以下に設定されていれば、キャップが摩耗するのを抑制することができ、耐久性を向上させることができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記爪部が周方向等配に複数形成されていれば、この爪部を弾性変形させることによりキャップを加締部にワンタッチで容易に装着することができ、組立の作業性を向上させることができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記キャップが防錆能を有する鋼鈑からプレス加工によって形成されていても良い。

また、請求項６に記載の発明のように、前記キャップが合成樹脂で形成され、繊維状強化材が充填されていれば、靭性の低下を防止して充分な補強効果を発揮し、加締部に装着される時に割損するのを防止することができる。

また、請求項７に記載の発明のように、前記キャップのウェルド部が前記爪部または非爪部の周方向の略中央部に設定されていれば、適度な弾性を備えつつキャップの強度・剛性を確保することができる。

また、請求項８に記載の発明のように、前記キャップの当接部における前記肩部との当接面にディンプルが多数形成されていれば、肩部とキャップ間に介在する潤滑剤を保持することができ、各当接面の摩擦係数が一層低下して肩部およびキャップの摩耗を抑制すると共に、スティックスリップ音の発生を防止することができる。

また、請求項９に記載の発明のように、前記爪部が前記内輪の大端面に最大１ｍｍの軸方向隙間を介して対峙し、ラビリンスシールを構成していれば、加締部への雨水やダスト等の異物の侵入が防止でき、加締部の発錆を防止して耐久性を向上させることができる。

また、請求項１０に記載の発明のように、前記爪部に軸方向に突出するリップ部が形成され、前記内輪の大端面に当接されていれば、加締部とキャップ間に介在する潤滑剤の漏洩を防止することができる。

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、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開口部に装着されたシールとを備え、前記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り前記内輪が軸方向に固定され、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、前記肩部が前記加締部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、前記加締部の端面が平坦面に形成され、前記内輪の大端面に対向する前記加締部の外径部に環状凹所が機械加工によって形成されると共に、前記加締部にキャップが装着され、このキャップが、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る円筒状の鍔部と、この鍔部から径方向内方に延び、前記環状凹所の内径よりも僅かに大径に設定された爪部とを備え、前記キャップが前記加締部と外側継手部材の肩部とで挟持された状態で、当該キャップの爪部が前記加締部の環状凹所に係止され、前記キャップの当接部における前記加締部との当接面にディンプルが多数形成されているので、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、加締部と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ことができると共に、搬送工程や組立工程において加締部からキャップが脱落するのを防止することができる。

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１の要部拡大図である。（ａ）は、図２のキャップ単体を示す正面図である。（ｂ）は、（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。（ａ）は、図２のキャップの変形例で、参考例を示す正面図である。（ｂ）は、（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図２のキャップの他の変形例を示す要部拡大図である。（ａ）は、図４のキャップの変形例を示す断面図である。（ｂ）は、同上、他の変形例を示す断面図である。従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。図７のＡ−Ａ線から見た矢視図である。

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開口部に装着されたシールとを備え、前記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り前記内輪が前記ハブ輪に対して軸方向に固定されると共に、前記ハブ輪に等速自在継手が連結され、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たステム部とを一体に有し、前記肩部が前記加締部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、前記内輪の大端面に対向する前記加締部の外径部に環状凹所が機械加工によって形成されると共に、前記加締部に合成樹脂製のキャップが装着され、このキャップが、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る円筒状の鍔部と、この鍔部から径方向内方に延びて周方向等配に複数形成され、前記環状凹所の内径よりも僅かに大径に設定された爪部とを備え、前記キャップが、前記加締部と外側継手部材の肩部とで挟持された状態で、当該キャップの爪部が前記加締部の環状凹所に係止され、前記キャップの当接部における前記加締部との当接面にディンプルが多数形成されて前記加締部と肩部との間に潤滑剤が介在されている。

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一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の要部拡大図、図３（ａ）は、図２のキャップ単体を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図、図４（ａ）は、図２のキャップの変形例で、参考例を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図、図５は、図２のキャップの他の変形例を示す要部拡大図、図６（ａ）は、図４のキャップの変形例を示す断面図、（ｂ）は、同上、他の変形例を示す断面図である。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１の左側）、中央寄り側をインナー側（図１の右側）という。

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。

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。

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基部７から小径段部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。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、小径段部２ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部６によって内輪３が軸方向に固定されている。この加締部６の端面は平坦面に形成され、軸力によって加締部６に加えられる面圧を小さくすることができ、加締部６の塑性変形と摩耗を防止することができる。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。

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。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、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。

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。

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（図示せず）と、このマウス部の底部をなす肩部１５と、この肩部１５から軸方向に延びるステム部１６を一体に有している。ステム部１６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）１６ａと、このセレーション１６ａの端部に雄ねじ１６ｂが形成されている。外側継手部材１４のステム部１６は、後述するキャップ１７を介して肩部１５が加締部６に衝合するまでハブ輪２に嵌挿され、加締部６と肩部１５とが突き合わせ状態で、雄ねじ１６ｂにワッシャ１８を介して固定ナット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。

ここで、加締部６にキャップ１７が装着され、加締部６と外側継手部材１４の肩部１５とで挟持された状態で固定されている。このキャップ１７は、ＰＡ（ポリアミド）６６等の熱可塑性の合成樹脂からなり、射出成形によって断面が略コの字状に形成されている。そして、ＧＦ（グラス繊維）等の繊維状強化材が１０〜４０ｗｔ％充填されている。なお、ＧＦの充填量が１０ｗｔ％未満ではその補強効果が発揮されず、また、４０ｗｔ％を超えて充填されると、成形品内の繊維が異方性を引き起こして密度が大きくなって寸法安定性が低下すると共に、靭性が低下し、加締部６に装着される時に割損する恐れがあるため好ましくない。なお、繊維状強化材としては、ＧＦに限らず、これ以外に、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。

また、キャップ１７の材質として、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。さらに、合成樹脂に限らず、防錆能を有する、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）やフェライト系のステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）をプレス加工にて形成したものであっても良い。

また、キャップ１７が当接する加締部６の端面および外側継手部材１４の肩部１５の表面粗さがＲａ１．６以下、好ましくは、Ｒａ０．３２以下に設定されている。これにより、キャップ１７が摩耗するのを抑制することができ、耐久性を向上させることができる。なお、Ｒａは、ＪＩＳの粗さ形状パラメータの一つで（ＪＩＳＢ０６０１−１９９４）、算術平均粗さのことで、平均線から絶対値偏差の平均値を言う。

キャップ１７は、図２に拡大して示すように、円板状の当接部１７ａと、この当接部１７ａの外径部から軸方向に延びる円筒状の鍔部１７ｂと、この鍔部１７ｂから径方向内方に突出した爪部１７ｃとを備えている。キャップ１７の爪部１７ｃは、内輪３の大端面３ｂに最大１ｍｍの軸方向隙間を介して対峙し、ラビリンスシールを構成している。これにより、加締部６への雨水やダスト等の異物の侵入が防止でき、加締部６の発錆を防止して耐久性を向上させることができる。

また、本実施形態では、内輪３の大端面３ｂに対向する加締部６の外径部に環状凹所６ａが旋削等の機械加工によって形成され、この環状凹所６ａにキャップ１７の爪部１７ｃが係止されている。爪部１７ｃは環状凹所６ａの内径よりも僅かに大径に設定され、図３に示すように、周方向等配に複数個（ここでは５箇所）形成されている。そして、この爪部１７ｃを弾性変形させることによりキャップ１７が加締部６に装着されている。こうしたキャップ１７を使用することにより、各当接面の摩擦係数が低下し、加締部６の摩耗を抑制すると共に、加締部６と外側継手部材１４の肩部１５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ことができる。

また、爪部１７ｃの寸法を厳しく規制することなく容易に弾性変形させることができ、ワンタッチでキャップ１７を加締部６に装着できて組立性が向上すると共に、搬送工程や組立工程において加締部６からキャップ１７が脱落するのを防止することができ、作業性を向上させることができる。さらに、キャップ１７の射出成形時の金型の繋ぎ目、所謂ウェルド部２０が爪部１７ｃまたは非爪部１７ｄの周方向の略中央部に設定されている。これにより、適度な弾性を備えつつキャップ１７の強度・剛性を確保することができる。

ここで、この種の合成樹脂製のキャップ１７の場合、当接面となる加締部６および肩部１５との滑りによって摩耗が生じると共に、等速自在継手１３を固定ナット１９で締結した際に、キャップ１７が破損することがないよう、接触面圧を考慮する必要がある。一般的に、摩耗量は接触面圧に反比例するため、この接触面圧を低減させることにより、耐久性を向上させることができる。本実施形態では、接触面圧を低減させるために、キャップ１７との当接面となる加締部６の端面と外側継手部材１４の肩部１５を旋削加工によって平坦面に形成して接触面積を増大させると共に、キャップ１７の許容圧縮強度以下になるようにキャップ１７の内径寸法および外径寸法が設定されている。

次に、図４に変形例を示す。このキャップ２１は、ＰＡ（ポリアミド）６６等の熱可塑性の合成樹脂からなり、ＣＦ（炭素繊維）等の繊維状強化材が５〜４０ｗｔ％充填されている。そして、射出成形によって断面が略Ｌ字状に形成され、円板状の当接部２１ａと、この当接部２１ａの外径部から軸方向に延びる円筒状の鍔部２１ｂと、この鍔部２１ｂから径方向内方に延び、加締部６の環状凹所６ａに係止される爪部２１ｃとを備えている。なお、ＣＦの充填量が５ｗｔ％未満では充分な補強効果が発揮されず、また、４０ｗｔ％を超えて充填されると、靭性が低下し、加締部６に装着される時に割損する恐れがある。

ここで、当接面となる加締部６と肩部１５間にグリース等の潤滑剤が塗布されると共に、キャップ２１の当接部２１ａに多数の透孔２２が形成される。これらの透孔２２によって、加締部６と肩部１５間に介在する潤滑剤を保持することができ、各当接面の摩擦係数が一層低下して加締部６およびキャップ２１の摩耗を抑制すると共に、スティックスリップ音の発生を防止することができる。

図５に、図２のキャップ１７の他の変形例を示す。このキャップ２３は、円板状の当接部１７ａと、この当接部１７ａの外径部から軸方向に延び、円筒状の鍔部１７ｂと、この鍔部１７ｂから径方向内方に延び、加締部６の環状凹所６ａに係止される爪部２３ａとを備えている。そして、この爪部２３ａには軸方向に突出するリップ部２４が形成され、内輪３の大端面３ｂに当接あるいは僅かな隙間を介して対峙している。このリップ２４により、内輪３の大端面３ｂと当接部１７ａ間を密封構造とすることができ、加締部６とキャップ２３間に介在する潤滑剤の漏洩を防止することができる。

図６に、図４のキャップの変形例を示す。（ａ）に示すキャップ２５は、円板状の当接部２５ａと、この当接部２５ａの外径部から軸方向に延びる円筒状の鍔部２１ｂと、この鍔部２１ｂから径方向内方に延び、加締部６の環状凹所６ａに係止される爪部２１ｃとを備え、当接部２５ａの加締部６との当接面に多数のディンプル２６が形成されている。このディンプル２６により、加締部６とキャップ２５間に介在させた潤滑剤を保持することができる。また、（ｂ）に示すキャップ２７は、円板状の当接部２７ａと、この当接部２７ａの外径部から軸方向に延びる円筒状の鍔部２１ｂと、この鍔部２１ｂから径方向内方に延び、加締部６の環状凹所６ａに係止される爪部２１ｃとを備え、当接部２７ａの肩部１５との当接面に多数のディンプル２６が形成されている。このディンプル２６により、肩部１５とキャップ２７間に介在させた潤滑剤を保持することができる。

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。

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。

１内方部材
２ハブ輪
２ａ、３ａ内側転走面
２ｂ小径段部
２ｃ、１６ａセレーション
３内輪
３ｂ内輪の大端面
４車輪取付フランジ
５ハブボルト
６加締部
６ａ環状凹所
７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肩部
１６ステム部
１６ｂ雄ねじ
１７、２１、２３、２５、２７キャップ
１７ａ、２１ａ、２５ａ、２７ａ当接部
１７ｂ、２１ｂ鍔部
１７ｃ、２１ｃ爪部
１７ｄ非爪部
１８ワッシャ
１９固定ナット
２０ウェルド部
２２透孔
２４リップ部
２６ディンプル
５０車輪用軸受装置
５１ハブ輪
５１ａ、５８ａ内側転走面
５１ｂ小径段部
５１ｃ加締部
５２複列の転がり軸受
５３等速自在継手
５４車輪取付フランジ
５５外方部材
５５ａ外側転走面
５５ｂ車体取付フランジ
５６ボール
５７内方部材
５８内輪
５９マウス部
６０肩部
６０ａ当接面
６１軸部
６２外側継手部材
６３雌セレーション
６４雄セレーション
６５雄ねじ
６６固定ナット
６７凹溝

Claims

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開口部に装着されたシールとを備え、
前記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り前記内輪が軸方向に固定され、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、前記肩部が前記加締部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、
前記加締部の端面が平坦面に形成され、前記内輪の大端面に対向する前記加締部の外径部に環状凹所が機械加工によって形成されると共に、前記加締部にキャップが装着され、このキャップが、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る円筒状の鍔部と、この鍔部から径方向内方に延び、前記環状凹所の内径よりも僅かに大径に設定された爪部とを備え、前記キャップが前記加締部と外側継手部材の肩部とで挟持された状態で、当該キャップの爪部が前記加締部の環状凹所に係止され、前記キャップの当接部における前記加締部との当接面にディンプルが多数形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
前記加締部と肩部との間に潤滑剤が介在されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
前記加締部の端面および前記外側継手部材の肩部の表面粗さがＲａ１．６以下に設定されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
前記爪部が周方向等配に複数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。
前記キャップが防錆能を有する鋼鈑からプレス加工によって形成されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
前記キャップが合成樹脂で形成され、繊維状強化材が充填されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
前記キャップのウェルド部が前記爪部または非爪部の周方向の略中央部に設定されている請求項６に記載の車輪用軸受装置。
前記キャップの当接部における前記肩部との当接面にディンプルが多数形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
前記爪部が前記内輪の大端面に最大１ｍｍの軸方向隙間を介して対峙し、ラビリンスシールを構成している請求項１に記載の車輪用軸受装置。
前記爪部に軸方向に突出するリップ部が形成され、前記内輪の大端面に当接されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。