車輪用軸受装置
【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、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】外側継手部材１４の肩部１６に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たキャップ１８が着脱自在に装着され、このキャップ１８が加締部６の端面と外側継手部材１４の肩部１６とで挟持される円板状の当接部１８ａと、この当接部１８ａの外径部から軸方向に延びる円筒部１８ｂと、この円筒部１８ｂから径方向内方に折曲され、肩部１６の外周面に形成された環状溝１６ａに係止される係止部１８ｃとを備えると共に、当該キャップ１８の当接部１８ａの表面にフッ素樹脂が４０〜５０重量％配合された低摩擦樹脂被膜層が塗装によって形成されている。
【解決手段】外側継手部材１４の肩部１６に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たキャップ１８が着脱自在に装着され、このキャップ１８が加締部６の端面と外側継手部材１４の肩部１６とで挟持される円板状の当接部１８ａと、この当接部１８ａの外径部から軸方向に延びる円筒部１８ｂと、この円筒部１８ｂから径方向内方に折曲され、肩部１６の外周面に形成された環状溝１６ａに係止される係止部１８ｃとを備えると共に、当該キャップ１８の当接部１８ａの表面にフッ素樹脂が４０〜５０重量％配合された低摩擦樹脂被膜層が塗装によって形成されている。
【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、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、長期間に亘って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に鋼板製のキャップが着脱自在に装着され、このキャップが前記内方部材の端面と前記外側継手部材の肩部とで挟持される円板状の当接部と、前記肩部の外周面に係止される係止部とを備えると共に、当該キャップの少なくとも前記当接部の表面に低摩擦樹脂被膜層が塗装によって形成されている。
【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に鋼板製のキャップが着脱自在に装着され、このキャップが内方部材の端面と外側継手部材の肩部とで挟持される円板状の当接部と、肩部の外周面に係止される係止部とを備えると共に、当該キャップの少なくとも当接部の表面に低摩擦樹脂被膜層が塗装によって形成されているので、等速自在継手を締結する軸力によって変形するの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、内方部材の端面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、前記低摩擦樹脂被膜層が、フッ素樹脂が４０〜５０重量％配合されていれば、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ている。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明のように、前記低摩擦樹脂被膜層の下地として、予め前記キャップの表面にショットブラスト処理が施されていれば、密着性を高めることができ、長期間に亘って低摩擦樹脂被膜層は剥離するのを防止することができる。
【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。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明のように、前記キャップが、前記当接部の外径部から軸方向に延びる円筒部と、この円筒部から径方向内方に折曲され、前記肩部の外周面に形成された環状溝に係止される係止部とを備えていても良い。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明のように、前記キャップが、前記当接部の外径部から径方向内方に傾斜して延びる係止部を備えると共に、前記外側継手部材の肩部の外周に、インナー側に向かって漸次縮径するテーパ状の係止面が形成され、この係止面の最大外径が前記キャップの係止部の最小内径よりも僅かに大径に設定され、当該キャップの係止部を弾性変形させることにより前記肩部の係止面に装着されていれば、キャップを肩部にワンタッチで容易に装着することができ、組立工程において外側継手部材からキャップが脱落するのを防止することができる。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明のように、前記キャップが、前記当接部の外径部から径方向内方に傾斜して延びる係止部を備えると共に、前記外側継手部材の肩部の外周に、インナー側に向かって漸次縮径するテーパ状の係止面が形成され、この係止面の外径よりも前記キャップの係止部の内径を僅かに大径に設定し、当該キャップをシメシロを介して嵌合させても良い。これにより、キャップを肩部にワンタッチで容易に装着することができ、組立工程において外側継手部材からキャップが脱落するのを確実に防止することができる。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明のように、前記キャップの外径部に軸方向に延びるスリットが形成されていれば、キャップを肩部に嵌合し易くなり、ワンタッチで容易に装着することができる。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明のように、前記キャップが、前記係止部からさらに径方向外方に延びる立板部を備え、前記外側継手部材の肩部に、前記係止面から垂直に立ち上がる壁面が形成され、この壁面に沿って前記キャップの立板部が延び、前記肩部の外径より突出するように形成されていれば、雨水や泥水等が外側継手部材の外周面に沿って流動してきても、この立板部がダストシールドの機能をなし、雨水や泥水等が内方部材側に浸入するのを防止することができ、発錆を防止して耐久性を向上させることができる。
【００２１】
また、請求項１０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樹脂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。
【００２２】
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樹脂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】
【００２３】
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に鋼板製のキャップが着脱自在に装着され、このキャップが前記内方部材の端面と前記外側継手部材の肩部とで挟持される円板状の当接部と、前記肩部の外周面に係止される係止部とを備えると共に、当該キャップの少なくとも当接部の表面に低摩擦樹脂被膜層が塗装によって形成されているので、等速自在継手を締結する軸力によって変形するの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、内方部材の端面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ことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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のキャップ装着部を示す要部拡大図である。
【図３】（ａ）は、図２のキャップ単体を示す断面図、（ｂ）は、（ａ）の正面図である。
【図４】（ａ）は、図２のキャップ単体を示す断面図、（ｂ）は、（ａ）のキャップの変形例を示す断面図、（ｃ）は、同上、他の変形例を示す断面図である。
【図５】（ａ）は、図２のキャップの他の変形例を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）のキャップの変形例を示す要部拡大図である。
【図６】図５（ｂ）のキャップの変形例を示す要部拡大図である。
【図７】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】
【００２５】
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両側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、前記外側継手部材の肩部に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たキャップが着脱自在に装着され、この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とで挟持され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る円筒部と、この円筒部から径方向内方に折曲され、前記肩部の外周面に形成された環状溝に係止される係止部とを備えると共に、当該キャップの前記当接部の表面にフッ素樹脂が４０〜５０重量％配合された低摩擦樹脂被膜層が塗装によって形成されている。
【実施例】
【００２６】
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のキャップ装着部を示す要部拡大図、図３（ａ）は、図２のキャップ単体を示す断面図、（ｂ）は、（ａ）の正面図、図４（ａ）は、図２のキャップ単体を示す断面図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す断面図、（ｃ）は、（ａ）の他の変形例を示す断面図、図５（ａ）は、図２のキャップの他の変形例を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）のキャップの変形例を示す要部拡大図、図６は、図５（ｂ）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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、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６によって、所定の軸受予圧が付与された状態で、ハブ輪２に対して内輪３が軸方向に固定されている。
【００３０】
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。
【００３１】
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。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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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が加締部６の端面に衝合するまでハブ輪２に嵌挿され、加締部６の端面と肩部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。
【００３５】
ここで、外側継手部材１４の肩部１６にキャップ１８が装着され、このキャップ１８を介して加締部６の端面と外側継手部材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。
【００３６】
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る円筒部１８ｂと、この円筒部１８ｂから径方向内方に折曲され、肩部１６の外周面に形成された環状溝１６ａに係止される係止部１８ｃとを備えている。この係止部１８は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、周方向等配に複数（ここでは、４個）形成されている。
【００３７】
そして、図４（ａ）に示すように、当接部１８ａの両側面に低摩擦樹脂被膜層２０（図中破線によって示す）が塗装によって形成されている。低摩擦樹脂被膜層２０は、（ｂ）に示すように、当接部１８ａのインナー側の側面（外側継手部材１４の肩部１６との当接面）、あるいは、（ｃ）に示すように、当接部１８ａのアウター側の側面（加締部６の端面との当接面）の片面のみに形成されていても良い。このように、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、低摩擦樹脂被膜層２０の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。なお、この低摩擦樹脂被膜層２０の下地として、予めキャップ１８の表面にショットブラスト処理が施されている。これにより、素材との密着性を高めることができ、長期間に亘って低摩擦樹脂被膜層２０が剥離するのを防止することができる。
【００３８】
低摩擦樹脂被膜層２０を形成する低摩擦樹脂塗料としては、次のようなものを例示することができる。低摩擦樹脂塗料は、塗膜に対してフッ素樹脂が４０〜５０重量％配合されている。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。
【００３９】
具体的には、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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
このように、本実施形態では、外側継手部材１４の肩部１６に装着された鋼板製のキャップ１８の当接部１８ａに低摩擦樹脂被膜層２０が形成されているので、等速自在継手１３を締結する軸力によって変形したり、また、使用中に摩耗して加締部６とのガタが大きくなるのを防止すると共に、加締部６と外側継手部材１４の肩部１６との間で発生する急激なスリップを緩和し、長期間に亘って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ができる。
【００４４】
次に、図５に、前述したキャップ１８の変形例を示す。（ａ）に示すキャップ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の外径部から径方向内方に傾斜して延びる係止部２１ｂとを備えている。
【００４５】
一方、外側継手部材１４’の肩部２２の外周には、インナー側に向かって漸次縮径するテーパ状の係止面２２ａが形成されている。そして、この係止面２２ａの最大外径は、キャップ２１の係止部２１ｂの最小内径よりも僅かに大径に設定され、キャップ２１の係止部２１ｂを弾性変形させることによりキャップ２１が肩部２２の係止面２２ａに装着される。これにより、キャップ２１を肩部２２にワンタッチで容易に装着することができ、組立工程において外側継手部材１４’からキャップ２１が脱落するのを防止することができる。
【００４６】
また、（ｂ）に示すように、キャップ２１’の係止部２１ｂ’の内径を肩部２２の係止面２２ａの外径よりも僅かに大径に設定し、キャップ２１’をシメシロを介して嵌合させても良い。これにより、キャップ２１’を肩部２２にワンタッチで容易に装着することができ、組立工程において外側継手部材１４’からキャップ２１’が脱落するのを確実に防止することができる。なお、ここで、キャップ２１’の係止部２１ｂ’に軸方向に延びるスリットが形成されていれば、キャップ２１’を肩部２２に嵌合し易くなり、ワンタッチで容易に装着することができる。
【００４７】
ここで、本実施形態では、キャップ２１、２１’の全表面に低摩擦樹脂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、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、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。
【００４８】
図６に、前述したキャップ２１’の変形例を示す。このキャップ２３は、冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面が略Ｚ字状に形成され、円板状の当接部２１ａと、この当接部２１ａの外径部から径方向内方に傾斜して延びる係止部２１ｂ’と、この係止部２１ｂ’からさらに径方向外方に延びる立板部２３ａとを備えている。そして、キャップ２３の全表面に低摩擦樹脂被膜層が塗装によって形成されている。
【００４９】
一方、外側継手部材１４”の肩部２２’の外周には、インナー側に向かって漸次縮径するテーパ状の係止面２２ａと、この係止面２２ａから垂直に立ち上がる壁面２２ｂが形成されている。キャップ２３の立板部２３ａは、この肩部２２’の壁面２２ｂに沿って延び、肩部２２’の外径より突出するように形成されている。このように、本実施形態では、キャップ２３に立板部２３ａが一体に形成され、肩部２２’の外径より突出して形成されているので、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、この立板部２３ａがダストシールドの機能をなし、雨水や泥水等が加締部６に浸入するのを防止することができ、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。
【００５０】
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】
【００５１】
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】
【００５２】
１ 内方部材
２ ハブ輪
２ａ、３ａ 内側転走面
２ｂ 小径段部
２ｃ、１７ａ 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 加締部
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、１４’、１４” 外側継手部材
１５ マウス部
１６、２２、２２’ 肩部
１６ａ 環状溝
１７ ステム部
１７ｂ 雄ねじ
１８、２１、２１’、２３ キャップ
１８ａ、２１ａ 当接部
１８ｂ 円筒部
１８ｃ、２１ｂ、２１ｂ’ 係止部
１９ 固定ナット
２０ 低摩擦樹脂被膜層
２２ａ 係止面
２２ｂ 壁面
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
【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、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、長期間に亘って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に鋼板製のキャップが着脱自在に装着され、このキャップが前記内方部材の端面と前記外側継手部材の肩部とで挟持される円板状の当接部と、前記肩部の外周面に係止される係止部とを備えると共に、当該キャップの少なくとも前記当接部の表面に低摩擦樹脂被膜層が塗装によって形成されている。
【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に鋼板製のキャップが着脱自在に装着され、このキャップが内方部材の端面と外側継手部材の肩部とで挟持される円板状の当接部と、肩部の外周面に係止される係止部とを備えると共に、当該キャップの少なくとも当接部の表面に低摩擦樹脂被膜層が塗装によって形成されているので、等速自在継手を締結する軸力によって変形するの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、内方部材の端面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、前記低摩擦樹脂被膜層が、フッ素樹脂が４０〜５０重量％配合されていれば、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ている。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明のように、前記低摩擦樹脂被膜層の下地として、予め前記キャップの表面にショットブラスト処理が施されていれば、密着性を高めることができ、長期間に亘って低摩擦樹脂被膜層は剥離するのを防止することができる。
【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。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明のように、前記キャップが、前記当接部の外径部から軸方向に延びる円筒部と、この円筒部から径方向内方に折曲され、前記肩部の外周面に形成された環状溝に係止される係止部とを備えていても良い。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明のように、前記キャップが、前記当接部の外径部から径方向内方に傾斜して延びる係止部を備えると共に、前記外側継手部材の肩部の外周に、インナー側に向かって漸次縮径するテーパ状の係止面が形成され、この係止面の最大外径が前記キャップの係止部の最小内径よりも僅かに大径に設定され、当該キャップの係止部を弾性変形させることにより前記肩部の係止面に装着されていれば、キャップを肩部にワンタッチで容易に装着することができ、組立工程において外側継手部材からキャップが脱落するのを防止することができる。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明のように、前記キャップが、前記当接部の外径部から径方向内方に傾斜して延びる係止部を備えると共に、前記外側継手部材の肩部の外周に、インナー側に向かって漸次縮径するテーパ状の係止面が形成され、この係止面の外径よりも前記キャップの係止部の内径を僅かに大径に設定し、当該キャップをシメシロを介して嵌合させても良い。これにより、キャップを肩部にワンタッチで容易に装着することができ、組立工程において外側継手部材からキャップが脱落するのを確実に防止することができる。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明のように、前記キャップの外径部に軸方向に延びるスリットが形成されていれば、キャップを肩部に嵌合し易くなり、ワンタッチで容易に装着することができる。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明のように、前記キャップが、前記係止部からさらに径方向外方に延びる立板部を備え、前記外側継手部材の肩部に、前記係止面から垂直に立ち上がる壁面が形成され、この壁面に沿って前記キャップの立板部が延び、前記肩部の外径より突出するように形成されていれば、雨水や泥水等が外側継手部材の外周面に沿って流動してきても、この立板部がダストシールドの機能をなし、雨水や泥水等が内方部材側に浸入するのを防止することができ、発錆を防止して耐久性を向上させることができる。
【００２１】
また、請求項１０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樹脂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。
【００２２】
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樹脂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】
【００２３】
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に鋼板製のキャップが着脱自在に装着され、このキャップが前記内方部材の端面と前記外側継手部材の肩部とで挟持される円板状の当接部と、前記肩部の外周面に係止される係止部とを備えると共に、当該キャップの少なくとも当接部の表面に低摩擦樹脂被膜層が塗装によって形成されているので、等速自在継手を締結する軸力によって変形するの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、内方部材の端面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ことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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のキャップ装着部を示す要部拡大図である。
【図３】（ａ）は、図２のキャップ単体を示す断面図、（ｂ）は、（ａ）の正面図である。
【図４】（ａ）は、図２のキャップ単体を示す断面図、（ｂ）は、（ａ）のキャップの変形例を示す断面図、（ｃ）は、同上、他の変形例を示す断面図である。
【図５】（ａ）は、図２のキャップの他の変形例を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）のキャップの変形例を示す要部拡大図である。
【図６】図５（ｂ）のキャップの変形例を示す要部拡大図である。
【図７】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】
【００２５】
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両側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、前記外側継手部材の肩部に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たキャップが着脱自在に装着され、この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とで挟持され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る円筒部と、この円筒部から径方向内方に折曲され、前記肩部の外周面に形成された環状溝に係止される係止部とを備えると共に、当該キャップの前記当接部の表面にフッ素樹脂が４０〜５０重量％配合された低摩擦樹脂被膜層が塗装によって形成されている。
【実施例】
【００２６】
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のキャップ装着部を示す要部拡大図、図３（ａ）は、図２のキャップ単体を示す断面図、（ｂ）は、（ａ）の正面図、図４（ａ）は、図２のキャップ単体を示す断面図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す断面図、（ｃ）は、（ａ）の他の変形例を示す断面図、図５（ａ）は、図２のキャップの他の変形例を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）のキャップの変形例を示す要部拡大図、図６は、図５（ｂ）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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、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６によって、所定の軸受予圧が付与された状態で、ハブ輪２に対して内輪３が軸方向に固定されている。
【００３０】
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。
【００３１】
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。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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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が加締部６の端面に衝合するまでハブ輪２に嵌挿され、加締部６の端面と肩部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。
【００３５】
ここで、外側継手部材１４の肩部１６にキャップ１８が装着され、このキャップ１８を介して加締部６の端面と外側継手部材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。
【００３６】
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る円筒部１８ｂと、この円筒部１８ｂから径方向内方に折曲され、肩部１６の外周面に形成された環状溝１６ａに係止される係止部１８ｃとを備えている。この係止部１８は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、周方向等配に複数（ここでは、４個）形成されている。
【００３７】
そして、図４（ａ）に示すように、当接部１８ａの両側面に低摩擦樹脂被膜層２０（図中破線によって示す）が塗装によって形成されている。低摩擦樹脂被膜層２０は、（ｂ）に示すように、当接部１８ａのインナー側の側面（外側継手部材１４の肩部１６との当接面）、あるいは、（ｃ）に示すように、当接部１８ａのアウター側の側面（加締部６の端面との当接面）の片面のみに形成されていても良い。このように、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、低摩擦樹脂被膜層２０の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。なお、この低摩擦樹脂被膜層２０の下地として、予めキャップ１８の表面にショットブラスト処理が施されている。これにより、素材との密着性を高めることができ、長期間に亘って低摩擦樹脂被膜層２０が剥離するのを防止することができる。
【００３８】
低摩擦樹脂被膜層２０を形成する低摩擦樹脂塗料としては、次のようなものを例示することができる。低摩擦樹脂塗料は、塗膜に対してフッ素樹脂が４０〜５０重量％配合されている。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。
【００３９】
具体的には、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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
このように、本実施形態では、外側継手部材１４の肩部１６に装着された鋼板製のキャップ１８の当接部１８ａに低摩擦樹脂被膜層２０が形成されているので、等速自在継手１３を締結する軸力によって変形したり、また、使用中に摩耗して加締部６とのガタが大きくなるのを防止すると共に、加締部６と外側継手部材１４の肩部１６との間で発生する急激なスリップを緩和し、長期間に亘って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ができる。
【００４４】
次に、図５に、前述したキャップ１８の変形例を示す。（ａ）に示すキャップ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の外径部から径方向内方に傾斜して延びる係止部２１ｂとを備えている。
【００４５】
一方、外側継手部材１４’の肩部２２の外周には、インナー側に向かって漸次縮径するテーパ状の係止面２２ａが形成されている。そして、この係止面２２ａの最大外径は、キャップ２１の係止部２１ｂの最小内径よりも僅かに大径に設定され、キャップ２１の係止部２１ｂを弾性変形させることによりキャップ２１が肩部２２の係止面２２ａに装着される。これにより、キャップ２１を肩部２２にワンタッチで容易に装着することができ、組立工程において外側継手部材１４’からキャップ２１が脱落するのを防止することができる。
【００４６】
また、（ｂ）に示すように、キャップ２１’の係止部２１ｂ’の内径を肩部２２の係止面２２ａの外径よりも僅かに大径に設定し、キャップ２１’をシメシロを介して嵌合させても良い。これにより、キャップ２１’を肩部２２にワンタッチで容易に装着することができ、組立工程において外側継手部材１４’からキャップ２１’が脱落するのを確実に防止することができる。なお、ここで、キャップ２１’の係止部２１ｂ’に軸方向に延びるスリットが形成されていれば、キャップ２１’を肩部２２に嵌合し易くなり、ワンタッチで容易に装着することができる。
【００４７】
ここで、本実施形態では、キャップ２１、２１’の全表面に低摩擦樹脂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、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、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。
【００４８】
図６に、前述したキャップ２１’の変形例を示す。このキャップ２３は、冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面が略Ｚ字状に形成され、円板状の当接部２１ａと、この当接部２１ａの外径部から径方向内方に傾斜して延びる係止部２１ｂ’と、この係止部２１ｂ’からさらに径方向外方に延びる立板部２３ａとを備えている。そして、キャップ２３の全表面に低摩擦樹脂被膜層が塗装によって形成されている。
【００４９】
一方、外側継手部材１４”の肩部２２’の外周には、インナー側に向かって漸次縮径するテーパ状の係止面２２ａと、この係止面２２ａから垂直に立ち上がる壁面２２ｂが形成されている。キャップ２３の立板部２３ａは、この肩部２２’の壁面２２ｂに沿って延び、肩部２２’の外径より突出するように形成されている。このように、本実施形態では、キャップ２３に立板部２３ａが一体に形成され、肩部２２’の外径より突出して形成されているので、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、この立板部２３ａがダストシールドの機能をなし、雨水や泥水等が加締部６に浸入するのを防止することができ、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。
【００５０】
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】
【００５１】
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】
【００５２】
１ 内方部材
２ ハブ輪
２ａ、３ａ 内側転走面
２ｂ 小径段部
２ｃ、１７ａ 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 加締部
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、１４’、１４” 外側継手部材
１５ マウス部
１６、２２、２２’ 肩部
１６ａ 環状溝
１７ ステム部
１７ｂ 雄ねじ
１８、２１、２１’、２３ キャップ
１８ａ、２１ａ 当接部
１８ｂ 円筒部
１８ｃ、２１ｂ、２１ｂ’ 係止部
１９ 固定ナット
２０ 低摩擦樹脂被膜層
２２ａ 係止面
２２ｂ 壁面
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
【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に鋼板製のキャップが着脱自在に装着され、このキャップが前記内方部材の端面と前記外側継手部材の肩部とで挟持される円板状の当接部と、前記肩部の外周面に係止される係止部とを備えると共に、当該キャップの少なくとも前記当接部の表面に低摩擦樹脂被膜層が塗装によって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】
前記低摩擦樹脂被膜層が、フッ素樹脂が４０〜５０重量％配合されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記低摩擦樹脂被膜層の下地として、予め前記キャップの表面にショットブラスト処理が施されている請求項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５】
前記キャップが、前記当接部の外径部から軸方向に延びる円筒部と、この円筒部から径方向内方に折曲され、前記肩部の外周面に形成された環状溝に係止される係止部とを備えている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項６】
前記キャップが、前記当接部の外径部から径方向内方に傾斜して延びる係止部を備えると共に、前記外側継手部材の肩部の外周に、インナー側に向かって漸次縮径するテーパ状の係止面が形成され、この係止面の最大外径が前記キャップの係止部の最小内径よりも僅かに大径に設定され、当該キャップの係止部を弾性変形させることにより前記肩部の係止面に装着されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項７】
前記キャップが、前記当接部の外径部から径方向内方に傾斜して延びる係止部を備えると共に、前記外側継手部材の肩部の外周に、インナー側に向かって漸次縮径するテーパ状の係止面が形成され、この係止面の外径よりも前記キャップの係止部の内径を僅かに大径に設定し、当該キャップをシメシロを介して嵌合させている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項８】
前記キャップの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６または７に記載の車輪用軸受装置。
【請求項９】
前記キャップが、前記係止部からさらに径方向外方に延びる立板部を備え、前記外側継手部材の肩部に、前記係止面から垂直に立ち上がる壁面が形成され、この壁面に沿って前記キャップの立板部が延び、前記肩部の外径より突出するように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１０】
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樹脂被膜層が形成されている請求項１乃至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樹脂被膜層が形成されている請求項１乃至９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に鋼板製のキャップが着脱自在に装着され、このキャップが前記内方部材の端面と前記外側継手部材の肩部とで挟持される円板状の当接部と、前記肩部の外周面に係止される係止部とを備えると共に、当該キャップの少なくとも前記当接部の表面に低摩擦樹脂被膜層が塗装によって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】
前記低摩擦樹脂被膜層が、フッ素樹脂が４０〜５０重量％配合されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記低摩擦樹脂被膜層の下地として、予め前記キャップの表面にショットブラスト処理が施されている請求項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５】
前記キャップが、前記当接部の外径部から軸方向に延びる円筒部と、この円筒部から径方向内方に折曲され、前記肩部の外周面に形成された環状溝に係止される係止部とを備えている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項６】
前記キャップが、前記当接部の外径部から径方向内方に傾斜して延びる係止部を備えると共に、前記外側継手部材の肩部の外周に、インナー側に向かって漸次縮径するテーパ状の係止面が形成され、この係止面の最大外径が前記キャップの係止部の最小内径よりも僅かに大径に設定され、当該キャップの係止部を弾性変形させることにより前記肩部の係止面に装着されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項７】
前記キャップが、前記当接部の外径部から径方向内方に傾斜して延びる係止部を備えると共に、前記外側継手部材の肩部の外周に、インナー側に向かって漸次縮径するテーパ状の係止面が形成され、この係止面の外径よりも前記キャップの係止部の内径を僅かに大径に設定し、当該キャップをシメシロを介して嵌合させている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項８】
前記キャップの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６または７に記載の車輪用軸受装置。
【請求項９】
前記キャップが、前記係止部からさらに径方向外方に延びる立板部を備え、前記外側継手部材の肩部に、前記係止面から垂直に立ち上がる壁面が形成され、この壁面に沿って前記キャップの立板部が延び、前記肩部の外径より突出するように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１０】
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樹脂被膜層が形成されている請求項１乃至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樹脂被膜層が形成されている請求項１乃至９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２０１２−２１８５８１（Ｐ２０１２−２１８５８１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８６４６８（Ｐ２０１１−８６４６８）
【出願日】平成２３年４月８日（２０１１．４．８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月８日（２０１１．４．８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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