車輪用軸受装置
【課題】加締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した車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】加締部６によって内輪３が固定されたハブ輪２にセレーションを介して外側継手部材１４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、加締部６に鋼板からプレス加工によって形成されたキャップ１７が装着され、このキャップ１７が、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部１７ｂと、この円筒部１７ｂの端部から径方向内方に突出し、内径が加締部６の外径よりも僅かに小径に設定された係止部１７ｃとを備えると共に、当該キャップ１７の表面に二硫化モリブデンの浸透拡散メッキ処理による低摩擦皮膜１９が形成されている。
【解決手段】加締部６によって内輪３が固定されたハブ輪２にセレーションを介して外側継手部材１４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、加締部６に鋼板からプレス加工によって形成されたキャップ１７が装着され、このキャップ１７が、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部１７ｂと、この円筒部１７ｂの端部から径方向内方に突出し、内径が加締部６の外径よりも僅かに小径に設定された係止部１７ｃとを備えると共に、当該キャップ１７の表面に二硫化モリブデンの浸透拡散メッキ処理による低摩擦皮膜１９が形成されている。
【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６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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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を備えている。また、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。
【０００７】
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６０ａ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。
【０００８】
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７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。
【特許文献１】特開２００３−１３６９０８号公報
【発明の開示】
【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、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。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、加締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、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転動自在に収容された複列の転動体と、前記ハブ輪に連結された等速自在継手とを備え、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、前記加締部と肩部との間に低摩擦部材からなるキャップが介装され、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部と、この円筒部の端部から径方向内方に突出する係止部とを備えると共に、この係止部の内径が前記加締部の外径よりも僅かに小径に設定され、この係止部を弾性変形させることにより当該キャップが前記加締部に装着されている。
【００１２】
このように、加締部によって内輪が固定された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、加締部と肩部との間に低摩擦部材からなるキャップが介装され、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部と、この円筒部の端部から径方向内方に突出する係止部とを備えると共に、この係止部の内径が加締部の外径よりも僅かに小径に設定され、この係止部を弾性変形させることにより当該キャップが加締部に装着されているので、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、キャップが加締部と外側継手部材の肩部のうちどちらか一方に一瞬遅れて連れ回りすることになり、当接面の摩擦係数が減少してキャップ自体の摩耗と加締部の摩耗を抑制すると共に、加締部と肩部との間で発生する急激なスリップをこのキャップで緩和し、スティックスリップ音の発生を防止することができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明のように、前記キャップが鋼板からプレス加工によって形成されると共に、この表面に二硫化モリブデンの浸透拡散メッキ処理による低摩擦皮膜が形成されていれば、密着性や耐久性が良好で、当接面で急激なスリップが発生するこの種の用途には効果的である。
【００１４】
好ましくは、請求項３に記載の発明のように、前記キャップの表面にグリッド状の炭化ケイ素を噴射させて下地処理が施されていれば、低摩擦皮膜の密着性を向上させることができる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明のように、前記キャップが、繊維状の強化材が添加された合成樹脂材から射出成形によって形成されていても良い。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明のように、前記キャップの円筒部から係止部に亙る外径部に軸方向に延びるスリットが形成されていても良いし、また、請求項６に記載の発明のように、前記係止部が周方向に複数形成された係止片で構成されていても良い。これにより、係止部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、キャップの組立性が向上する。
【００１７】
また、請求項７に記載の発明のように、前記キャップと内輪の大端面との間に僅かな軸方向すきまからなるラビリンス構造が形成されていれば、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。
【発明の効果】
【００１８】
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転動自在に収容された複列の転動体と、前記ハブ輪に連結された等速自在継手とを備え、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、前記加締部と肩部との間に低摩擦部材からなるキャップが介装され、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部と、この円筒部の端部から径方向内方に突出する係止部とを備えると共に、この係止部の内径が前記加締部の外径よりも僅かに小径に設定され、この係止部を弾性変形させることにより当該キャップが前記加締部に装着されているので、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、キャップが加締部と外側継手部材の肩部のうちどちらか一方に一瞬遅れて連れ回りすることになり、当接面の摩擦係数が減少してキャップ自体の摩耗と加締部の摩耗を抑制すると共に、加締部と肩部との間で発生する急激なスリップをこのキャップで緩和し、スティックスリップ音の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
外周に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転動自在に収容された複列の転動体と、前記ハブ輪に連結された等速自在継手とを備え、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、前記加締部に鋼板からプレス加工によって形成された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部と、この円筒部の端部から径方向内方に突出し、内径が前記加締部の外径よりも僅かに小径に設定された係止部とを備えると共に、当該キャップの表面に二硫化モリブデンの浸透拡散メッキ処理による低摩擦皮膜が形成されている。
【実施例】
【００２０】
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は、図１の要部拡大図、図３は、本発明に係るキャップが装着されたサンプルの試験における波形を示すグラフ、図４は、比較例となるサンプルの試験における波形を示すグラフ、図５（ａ）は、図２のキャップの変形例を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）の横断面図である。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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、外周に他方（インナー側）の内側転走面３ａが形成されて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。
【００２５】
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。
【００２６】
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あっても良い。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、所謂第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。
【００２７】
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に固定ナット１８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。
【００２８】
ここで、加締部６にキャップ１７が装着されている。このキャップ１７は、耐食性を有する鋼板、例えば、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系）やオーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系）等をプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、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部１７ｂと、この円筒部１７ｂの端部から径方向内方に折曲された係止部１７ｃとを備えている。この係止部１７ｃの内径は加締部６の外径よりも僅かに小径に設定され、この係止部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。また、キャップ１７は、内輪３の大端面３ｂに最大１ｍｍの軸方向すきまを介して対峙し、ラビリンス構造を有している。これにより、キャップ１７を加締部６にワンタッチで装着することができ、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ると共に、ラビリンス構造により、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。
【００２９】
なお、図示はしないが、キャップ１７の円筒部１７ｂから係止部１７ｃに亙る外径部に軸方向に延びるスリットが形成されていれば、係止部１７ｃの寸法を厳しく規制することなく弾性変形を容易にすることができ、キャップ１７の組立性が向上する。
【００３０】
そして、本実施形態では、キャップ１７の表面に膜厚０．３〜１．０ｍｍの低摩擦皮膜１９が形成されている。この低摩擦皮膜１９は、二硫化モリブデンからなる粉体をキャップ１７の表面にショットピーニングしてその元素を拡散浸透させた、所謂ＰＩＰ処理（浸透拡散メッキ処理）によって形成されている。ここで、この処理は、鱗片状の粒形状をなす粒度５μｍ程度の二硫化モリブデンを噴射圧力０．５ＭＰａにて略２０ｓｅｃ．ショットピーニングすることによって行われる。なお、低摩擦皮膜１９の密着性を向上させるために、粒度番号４００（４０〜５０μｍ）のグリッド状のＳｉＣ（炭化ケイ素）をキャップ１７の表面に噴射させて下地処理を行うのが好ましい。
【００３１】
こうした低摩擦皮膜１９が形成されたキャップ１７が加締部６に装着され、このキャップ１７を介して加締部６と肩部１５が突き合わせ状態で、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ので、ドライブシャフト（図示せず）に大きなトルクが負荷され、外側継手部材１４に大きな捩じれが発生した場合、キャップ１７が加締部６と外側継手部材１４の肩部１５のうちどちらか一方に一瞬遅れて連れ回りすることになる。したがって、当接面の摩擦係数が減少してキャップ１７自体の摩耗と加締部６の摩耗を抑制すると共に、加締部６と肩部１５との間で発生する急激なスリップをこのキャップ１７で緩和し、スティックスリップ音の発生を防止することができる。
【００３２】
本出願人が実施した異音発生試験の結果を図３および図４に示す。図３は、本発明に係る低摩擦皮膜１９、すなわち、表面に二硫化モリブデンをＰＩＰ処理したキャップ１７が装着されたサンプルの波形グラフを示し、図４は、それ以外のキャップが装着されたサンプル（代表例）の波形グラフを示している。ここで、試験条件は、設定軸力が５０ｋＮ、入力トルクが±０．６ｋＮ・ｍ、周波数が０．８Ｈｚ、運転回数が３．６万回である。そして、判定基準は、初期および耐久試験後に７７ｄｂ以上の異音の有無をもって合否を決定した。なお、実施した各サンプルの試験結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
図３に示すように、本発明に係るキャップ１７が装着されたサンプルでは、外側継手部材１４と内輪３との加速度が略一致すると共に、内輪３の加速度に大きな変動がなく、異音発生がなかった。一方、図４に示す波形グラフから明らかなように、比較例のサンプルでは、外側継手部材１４と内輪３との加速度が異なると共に、随所で内輪３の加速度に大きな変動があり異音発生が認められた。
【００３５】
また、ＭｏＳ２をＰＩＰ処理した低摩擦皮膜１９は、Ｓｎのショット品に比べ密着性や耐久性が良好で、表１からも判るように、当接面で急激なスリップが発生するこの種の用途には効果的と考えられる。
【００３６】
図５は、前述したキャップの変形例で、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、横断面図を示す。
このキャップ２０は、ＧＦ（ガラスファイバー）の繊維状の強化材が３０ｗｔ％添加されたＰＡ（ポリアミド）６６からなる合成樹脂材から射出成形によって形成され、円板状の当接部２０ａと、この当接部２０ａの外径部から軸方向に延びる円筒部２０ｂと、この円筒部２０ｂの端部に径方向内方に突出する係止部２０ｃとを備えている。この係止部２０ｃは、周方向に複数形成された係止片で構成されている。なお、係止部２０ｃの内径は加締部６の外径よりも僅かに小径に設定され、係止部２０ｃを弾性変形させてキャップ２０を加締部６に装着される。
【００３７】
これにより、耐摩耗性の向上と、弾性変形が容易になって組立性が格段に向上すると共に、前述したキャップ１７と同様、加締部６と外側継手部材１４の肩部１５とが当接せず、キャップ２０がどちらか一方の部材の捩れに伴って遅れて微動するため、加締部６の摩耗を抑制すると共に、加締部６と肩部１５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。なお、キャップ２０は前述した材質以外に、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、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）、熱可塑性ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等の射出成形可能な合成樹脂を例示することができる。
【００３８】
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】
【００３９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【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】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明に係るキャップが装着されたサンプルの試験における波形を示すグラフである。
【図４】比較例となるサンプルの試験における波形を示すグラフである。
【図５】（ａ）は、図２のキャップの変形例を示す正面図である。 （ｂ）は、（ａ）の横断面図である。
【図６】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った矢視図である。
【符号の説明】
【００４１】
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
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、１２・・・・・・・・・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、２０・・・・・・・・・キャップ
１７ａ、２０ａ・・・・・・・当接部
１７ｂ、２０ｂ・・・・・・・円筒部
１７ｃ、２０ｃ・・・・・・・係止部
１８・・・・・・・・・・・・固定ナット
１９・・・・・・・・・・・・低摩擦皮膜
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
【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６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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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を備えている。また、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。
【０００７】
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６０ａ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。
【０００８】
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７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。
【特許文献１】特開２００３−１３６９０８号公報
【発明の開示】
【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、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。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、加締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、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転動自在に収容された複列の転動体と、前記ハブ輪に連結された等速自在継手とを備え、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、前記加締部と肩部との間に低摩擦部材からなるキャップが介装され、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部と、この円筒部の端部から径方向内方に突出する係止部とを備えると共に、この係止部の内径が前記加締部の外径よりも僅かに小径に設定され、この係止部を弾性変形させることにより当該キャップが前記加締部に装着されている。
【００１２】
このように、加締部によって内輪が固定された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、加締部と肩部との間に低摩擦部材からなるキャップが介装され、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部と、この円筒部の端部から径方向内方に突出する係止部とを備えると共に、この係止部の内径が加締部の外径よりも僅かに小径に設定され、この係止部を弾性変形させることにより当該キャップが加締部に装着されているので、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、キャップが加締部と外側継手部材の肩部のうちどちらか一方に一瞬遅れて連れ回りすることになり、当接面の摩擦係数が減少してキャップ自体の摩耗と加締部の摩耗を抑制すると共に、加締部と肩部との間で発生する急激なスリップをこのキャップで緩和し、スティックスリップ音の発生を防止することができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明のように、前記キャップが鋼板からプレス加工によって形成されると共に、この表面に二硫化モリブデンの浸透拡散メッキ処理による低摩擦皮膜が形成されていれば、密着性や耐久性が良好で、当接面で急激なスリップが発生するこの種の用途には効果的である。
【００１４】
好ましくは、請求項３に記載の発明のように、前記キャップの表面にグリッド状の炭化ケイ素を噴射させて下地処理が施されていれば、低摩擦皮膜の密着性を向上させることができる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明のように、前記キャップが、繊維状の強化材が添加された合成樹脂材から射出成形によって形成されていても良い。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明のように、前記キャップの円筒部から係止部に亙る外径部に軸方向に延びるスリットが形成されていても良いし、また、請求項６に記載の発明のように、前記係止部が周方向に複数形成された係止片で構成されていても良い。これにより、係止部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、キャップの組立性が向上する。
【００１７】
また、請求項７に記載の発明のように、前記キャップと内輪の大端面との間に僅かな軸方向すきまからなるラビリンス構造が形成されていれば、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。
【発明の効果】
【００１８】
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転動自在に収容された複列の転動体と、前記ハブ輪に連結された等速自在継手とを備え、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、前記加締部と肩部との間に低摩擦部材からなるキャップが介装され、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部と、この円筒部の端部から径方向内方に突出する係止部とを備えると共に、この係止部の内径が前記加締部の外径よりも僅かに小径に設定され、この係止部を弾性変形させることにより当該キャップが前記加締部に装着されているので、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、キャップが加締部と外側継手部材の肩部のうちどちらか一方に一瞬遅れて連れ回りすることになり、当接面の摩擦係数が減少してキャップ自体の摩耗と加締部の摩耗を抑制すると共に、加締部と肩部との間で発生する急激なスリップをこのキャップで緩和し、スティックスリップ音の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
外周に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転動自在に収容された複列の転動体と、前記ハブ輪に連結された等速自在継手とを備え、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、前記加締部に鋼板からプレス加工によって形成された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部と、この円筒部の端部から径方向内方に突出し、内径が前記加締部の外径よりも僅かに小径に設定された係止部とを備えると共に、当該キャップの表面に二硫化モリブデンの浸透拡散メッキ処理による低摩擦皮膜が形成されている。
【実施例】
【００２０】
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は、図１の要部拡大図、図３は、本発明に係るキャップが装着されたサンプルの試験における波形を示すグラフ、図４は、比較例となるサンプルの試験における波形を示すグラフ、図５（ａ）は、図２のキャップの変形例を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）の横断面図である。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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、外周に他方（インナー側）の内側転走面３ａが形成されて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。
【００２５】
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。
【００２６】
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あっても良い。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、所謂第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。
【００２７】
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に固定ナット１８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。
【００２８】
ここで、加締部６にキャップ１７が装着されている。このキャップ１７は、耐食性を有する鋼板、例えば、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系）やオーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系）等をプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、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部１７ｂと、この円筒部１７ｂの端部から径方向内方に折曲された係止部１７ｃとを備えている。この係止部１７ｃの内径は加締部６の外径よりも僅かに小径に設定され、この係止部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。また、キャップ１７は、内輪３の大端面３ｂに最大１ｍｍの軸方向すきまを介して対峙し、ラビリンス構造を有している。これにより、キャップ１７を加締部６にワンタッチで装着することができ、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ると共に、ラビリンス構造により、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。
【００２９】
なお、図示はしないが、キャップ１７の円筒部１７ｂから係止部１７ｃに亙る外径部に軸方向に延びるスリットが形成されていれば、係止部１７ｃの寸法を厳しく規制することなく弾性変形を容易にすることができ、キャップ１７の組立性が向上する。
【００３０】
そして、本実施形態では、キャップ１７の表面に膜厚０．３〜１．０ｍｍの低摩擦皮膜１９が形成されている。この低摩擦皮膜１９は、二硫化モリブデンからなる粉体をキャップ１７の表面にショットピーニングしてその元素を拡散浸透させた、所謂ＰＩＰ処理（浸透拡散メッキ処理）によって形成されている。ここで、この処理は、鱗片状の粒形状をなす粒度５μｍ程度の二硫化モリブデンを噴射圧力０．５ＭＰａにて略２０ｓｅｃ．ショットピーニングすることによって行われる。なお、低摩擦皮膜１９の密着性を向上させるために、粒度番号４００（４０〜５０μｍ）のグリッド状のＳｉＣ（炭化ケイ素）をキャップ１７の表面に噴射させて下地処理を行うのが好ましい。
【００３１】
こうした低摩擦皮膜１９が形成されたキャップ１７が加締部６に装着され、このキャップ１７を介して加締部６と肩部１５が突き合わせ状態で、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ので、ドライブシャフト（図示せず）に大きなトルクが負荷され、外側継手部材１４に大きな捩じれが発生した場合、キャップ１７が加締部６と外側継手部材１４の肩部１５のうちどちらか一方に一瞬遅れて連れ回りすることになる。したがって、当接面の摩擦係数が減少してキャップ１７自体の摩耗と加締部６の摩耗を抑制すると共に、加締部６と肩部１５との間で発生する急激なスリップをこのキャップ１７で緩和し、スティックスリップ音の発生を防止することができる。
【００３２】
本出願人が実施した異音発生試験の結果を図３および図４に示す。図３は、本発明に係る低摩擦皮膜１９、すなわち、表面に二硫化モリブデンをＰＩＰ処理したキャップ１７が装着されたサンプルの波形グラフを示し、図４は、それ以外のキャップが装着されたサンプル（代表例）の波形グラフを示している。ここで、試験条件は、設定軸力が５０ｋＮ、入力トルクが±０．６ｋＮ・ｍ、周波数が０．８Ｈｚ、運転回数が３．６万回である。そして、判定基準は、初期および耐久試験後に７７ｄｂ以上の異音の有無をもって合否を決定した。なお、実施した各サンプルの試験結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
図３に示すように、本発明に係るキャップ１７が装着されたサンプルでは、外側継手部材１４と内輪３との加速度が略一致すると共に、内輪３の加速度に大きな変動がなく、異音発生がなかった。一方、図４に示す波形グラフから明らかなように、比較例のサンプルでは、外側継手部材１４と内輪３との加速度が異なると共に、随所で内輪３の加速度に大きな変動があり異音発生が認められた。
【００３５】
また、ＭｏＳ２をＰＩＰ処理した低摩擦皮膜１９は、Ｓｎのショット品に比べ密着性や耐久性が良好で、表１からも判るように、当接面で急激なスリップが発生するこの種の用途には効果的と考えられる。
【００３６】
図５は、前述したキャップの変形例で、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、横断面図を示す。
このキャップ２０は、ＧＦ（ガラスファイバー）の繊維状の強化材が３０ｗｔ％添加されたＰＡ（ポリアミド）６６からなる合成樹脂材から射出成形によって形成され、円板状の当接部２０ａと、この当接部２０ａの外径部から軸方向に延びる円筒部２０ｂと、この円筒部２０ｂの端部に径方向内方に突出する係止部２０ｃとを備えている。この係止部２０ｃは、周方向に複数形成された係止片で構成されている。なお、係止部２０ｃの内径は加締部６の外径よりも僅かに小径に設定され、係止部２０ｃを弾性変形させてキャップ２０を加締部６に装着される。
【００３７】
これにより、耐摩耗性の向上と、弾性変形が容易になって組立性が格段に向上すると共に、前述したキャップ１７と同様、加締部６と外側継手部材１４の肩部１５とが当接せず、キャップ２０がどちらか一方の部材の捩れに伴って遅れて微動するため、加締部６の摩耗を抑制すると共に、加締部６と肩部１５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。なお、キャップ２０は前述した材質以外に、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、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）、熱可塑性ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等の射出成形可能な合成樹脂を例示することができる。
【００３８】
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】
【００３９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【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】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明に係るキャップが装着されたサンプルの試験における波形を示すグラフである。
【図４】比較例となるサンプルの試験における波形を示すグラフである。
【図５】（ａ）は、図２のキャップの変形例を示す正面図である。 （ｂ）は、（ａ）の横断面図である。
【図６】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った矢視図である。
【符号の説明】
【００４１】
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
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、１２・・・・・・・・・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、２０・・・・・・・・・キャップ
１７ａ、２０ａ・・・・・・・当接部
１７ｂ、２０ｂ・・・・・・・円筒部
１７ｃ、２０ｃ・・・・・・・係止部
１８・・・・・・・・・・・・固定ナット
１９・・・・・・・・・・・・低摩擦皮膜
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
【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、
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転動自在に収容された複列の転動体と、
前記ハブ輪に連結された等速自在継手とを備え、
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、
前記加締部と肩部との間に低摩擦部材からなるキャップが介装され、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部と、この円筒部の端部から径方向内方に突出する係止部とを備えると共に、この係止部の内径が前記加締部の外径よりも僅かに小径に設定され、この係止部を弾性変形させることにより当該キャップが前記加締部に装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】
前記キャップが鋼板からプレス加工によって形成されると共に、この表面に二硫化モリブデンの浸透拡散メッキ処理による低摩擦皮膜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】
前記キャップの表面にグリッド状の炭化ケイ素を噴射させて下地処理が施されている請求項２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記キャップが、繊維状の強化材が添加された合成樹脂材から射出成形によって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５】
前記キャップの円筒部から係止部に亙る外径部に軸方向に延びるスリットが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。
【請求項６】
前記係止部が周方向に複数形成された係止片で構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。
【請求項７】
前記キャップと内輪の大端面との間に僅かな軸方向すきまからなるラビリンス構造が形成されている請求項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、
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転動自在に収容された複列の転動体と、
前記ハブ輪に連結された等速自在継手とを備え、
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、
前記加締部と肩部との間に低摩擦部材からなるキャップが介装され、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部と、この円筒部の端部から径方向内方に突出する係止部とを備えると共に、この係止部の内径が前記加締部の外径よりも僅かに小径に設定され、この係止部を弾性変形させることにより当該キャップが前記加締部に装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】
前記キャップが鋼板からプレス加工によって形成されると共に、この表面に二硫化モリブデンの浸透拡散メッキ処理による低摩擦皮膜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】
前記キャップの表面にグリッド状の炭化ケイ素を噴射させて下地処理が施されている請求項２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記キャップが、繊維状の強化材が添加された合成樹脂材から射出成形によって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５】
前記キャップの円筒部から係止部に亙る外径部に軸方向に延びるスリットが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。
【請求項６】
前記係止部が周方向に複数形成された係止片で構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。
【請求項７】
前記キャップと内輪の大端面との間に僅かな軸方向すきまからなるラビリンス構造が形成されている請求項１乃至６いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２１４６７６（Ｐ２００９−２１４６７６Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５９７２０（Ｐ２００８−５９７２０）
【出願日】平成２０年３月１０日（２００８．３．１０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１０日（２００８．３．１０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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