JP2012001010A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

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一成 山本
Nobukatsu Uchiyama
暢克 内山
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NTN Corp
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Abstract

【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】加締部６の端面が平坦面に形成され、この加締部６に装着されるキャップ１７が、耐食性を有する鋼板からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に、全体として有端のリング状に形成され、円板部２０ａと、この円板部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の係止部２０ｃとを備えた芯金２０、および円板部２０ａに射出成形により一体に接合された合成樹脂からなるモールド部２１で構成され、このモールド部２１と芯金２０の表面に微小な凹凸が無数に形成され、当該芯金２０とモールド部２１とが加締部６の端面と外側継手部材１４の肩部１５にそれぞれ当接されている。
【選択図】図２

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車輪用軸受の内方部材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、等速自在継手の外側継手部材と内方部材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。
この問題を解決したものとして、図６に示す車輪用軸受装置が知られている。この車輪用軸受装置は、内方部材５１と外方部材６０、および両部材５１、６０間に転動自在に収容された複列のボール５８、５８とを備え、等速自在継手６３が着脱自在に結合されている。内方部材５１は、ハブ輪５２と、このハブ輪５２に圧入された内輪５３とからなる。
ハブ輪５２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５４を一体に有し、外周に一方の内側転走面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、内周にトルク伝達用のセレーション５２ｃが形成されている。車輪取付フランジ５４の円周等配位置には車輪を取り付けるハブボルト５５が植設されている。
そして、外周に他方の内側転走面５３ａが形成された内輪５３がハブ輪５２の小径段部５２ｂに所定のシメシロを介して圧入され、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５６によって内輪５３が軸方向に固定されている。
外方部材６０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６０ｂを一体に有し、内周に内方部材５１の内側転走面５２ａ、５３ａに対向する複列の外側転走面６０ａ、６０ａが一体に形成されている。そして、それぞれの転走面６０ａ、５２ａと６０ａ、５３ａ間に複列のボール５８、５８が保持器５９、５９を介して転動自在に収容されている。また、外方部材６０と内方部材５１との間に形成される環状空間の開口部にはシール６１、６２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。
等速自在継手６３は、外側継手部材６４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６４は、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６５と、この肩部６５から軸方向に延びるステム部６６を一体に有している。ステム部６６は、外周にハブ輪５２のセレーション５２ｃに係合するセレーション６６ａと、このセレーション６６ａの端部に雄ねじ６６ｂが形成されている。外側継手部材６４のステム部６６は、後述するキャップ６７を介して肩部６５が加締部５６に衝合するまでハブ輪５２に嵌挿され、加締部５６と肩部６５とが突き合わせ状態で、雄ねじ６６ｂに固定ナット６８が所定の締付トルクで締結され、ハブ輪５２と外側継手部材６４が軸方向に着脱自在に結合されている。
ここで、加締部５６にキャップ６７が装着され、加締部５６と外側継手部材６４の肩部６５とで挟持された状態で固定されている。このキャップ６７は、耐食性を有するオーステナイト系ステンレス鋼鈑からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、素材となる鋼板の表面粗さがＲａ０．６３以下に設定されている。
キャップ６７は、図７に拡大して示すように、円板状の当接部６７ａと、この当接部６７ａの外径部から軸方向に延びる円筒部６７ｂと、この円筒部６７ｂの端部から径方向内方に折曲された係止部６７ｃとを備えている。この係止部６７ｃの内径は加締部５６の外径よりも僅かに小径に設定され、この係止部６７ｃを弾性変形させることによりキャップ６７が加締部５６に装着されている。これにより、キャップ６７を加締部５６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５６からキャップ６７が脱落するのを防止することができると共に、摩擦係数が減少し、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（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００８−２９６８４１号公報
然しながら、この従来の車輪用軸受装置では、キャップ６７の表面と外側継手部材６４の肩部６５または加締部５６との当接面で金属接触による凝着が発生し、その凝着が外れることによりスティックスリップ音が新たに発生する恐れがあった。
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、この加締部にキャップが装着されると共に、このキャップが、耐食性を有する鋼板からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に、全体としてリング状に形成された芯金と、この芯金に射出成形により一体に接合され、表面に微小な凹凸が無数に形成された合成樹脂からなるモールド部とで構成され、当該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当接されている。
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、この加締部にキャップが装着されると共に、このキャップが、耐食性を有する鋼板からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に、全体としてリング状に形成された芯金と、この芯金に射出成形により一体に接合され、表面に微小な凹凸が無数に形成された合成樹脂からなるモールド部とで構成され、当該キャップが加締部の端面と外側継手部材の肩部に当接されているので、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と共に、各当接面の摩擦係数が低下し、摩耗を抑制すると共に、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。
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記モールド部の表面粗さがＲａ１．６以下に設定されていれば、摩擦係数を減少させ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、請求項３に記載の発明のように、前記芯金の表面に微小な凹凸が無数に形成されていれば、当接面の摩擦係数が低下し、摩耗を抑制すると共に、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。
また、請求項４に記載の発明のように、前記芯金の凹凸がショットブラスト処理によって形成され、その表面粗さがＲａ１．６以下に設定されていれば、摩擦係数を減少させ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、請求項５に記載の発明のように、前記芯金が、円板部と、この円板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突出した係止部とを備え、前記円板部に前記モールド部が接合されると共に、前記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ていれば、この係止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６に記載の発明のように、前記芯金が有端のリング状に形成されていても良いし、また、請求項７に記載の発明のように、前記係止部が周方向等配に複数形成されていても良い。
また、請求項８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９に記載の発明のように、前記芯金の円板部に透孔が多数形成されていれば、当接面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摩耗を抑制することができる。
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１１に記載の発明のように、前記加締部の端面に環状溝が形成されると共に、前記芯金の円板部に軸方向に突出した環状の突条が形成され、当該加締部の環状溝に係合されていれば、加締部に対してキャップの径方向の位置決めができ、運搬中あるいは組立中にキャップが脱落するのを防止することができると共に、組立時にキャップが傾いて装着されるのを確実に防止することができ、信頼性を向上させることができる。
また、請求項１２に記載の発明のように、前記モールド部が繊維状強化材の充填された熱可塑性の合成樹脂で形成されていれば、摩擦係数が低下し、摩耗を抑制すると共に、強度・耐久性を向上させることができる。
また、請求項１３に記載の発明のように、前記モールド部が生分解性の合成樹脂から形成されていれば、環境負荷を軽減することができる。
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、この加締部にキャップが装着されると共に、このキャップが、耐食性を有する鋼板からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に、全体としてリング状に形成された芯金と、この芯金に射出成形により一体に接合され、表面に微小な凹凸が無数に形成された合成樹脂からなるモールド部とで構成され、当該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当接されているので、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と共に、各当接面の摩擦係数が低下し、摩耗を抑制すると共に、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。
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。 従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 図６の要部拡大図である。
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、前記加締部の端面が平坦面に形成され、この加締部にキャップが装着されると共に、このキャップが、耐食性を有する鋼板からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に、全体として有端のリング状に形成され、円板部と、この円板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突出し、内径が前記加締部の外径よりも僅かに小径の係止部とを備えた芯金、および前記円板部に射出成形により一体に接合された合成樹脂からなるモールド部で構成され、このモールド部と前記芯金の表面に微小な凹凸が無数に形成され、当該芯金とモールド部と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ているので、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、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。
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、芯金２０と、この芯金２０に射出成形により一体に接合されたモールド部２１とで構成されている。芯金２０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、全体として有端のリング状に形成されている。そして、図２に拡大して示すように、円板部２０ａと、この円板部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から径方向内方に突出した係止部２０ｃとを備えている。この係止部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、この係止部２０ｃを拡径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。これにより、キャップ１７を加締部６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。
一方、モールド部２１は、ＧＦ（グラス繊維）等の繊維状強化材が１０〜４０ｗｔ％充填されたＰＡ（ポリアミド）６６等の熱可塑性の合成樹脂からなり、射出成形によって芯金２０の円板部２０ａのインナー側の側面に接合されている。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、芯金２０の弾性変形によって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。
なお、モールド部２１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。また、環境負荷を軽減する生分解性の合成樹脂であっても良い。この生分解性の合成樹脂の成分としては、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸、変性ポリビニルアルコール、カゼイン等を例示することができる。
本実施形態では、芯金２０が加締部６の端面に当接されると共に、モールド部２１が外側継手部材１４の肩部１５に当接され、それぞれの表面に微小な凹凸が無数に形成されている。具体的には、図３に示すように、芯金２０の加締部６に当接される側の表面がショットブラスト処理によって凹凸が形成され、その表面粗さがＲａ１．６以下、好ましくは、Ｒａ０．３２以下に設定されている。なお、Ｒａは、ＪＩＳの粗さ形状パラメータの一つで（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）、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。
一方、外側継手部材１４の肩部１５に当接されるモールド部２１の表面にも微小な凹凸が無数に形成されている。この凹凸は、成形時の金型の表面を調整することによって形成され、その表面粗さがＲａ１．６以下、好ましくは、Ｒａ０．３２以下に設定されている。さらに、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。こうしたキャップ１７を使用することにより、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と共に、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。
なお、ここでは、モールド部２１が外側継手部材１４の肩部１５に当接されると共に、芯金２０の樹脂がモールドされていない側の表面が加締部６の端面に当接されるものを例示したが、これに限らず、芯金２０の円板部２０ａのアウター側の側面にモールド部２１が接合され、芯金２０が外側継手部材１４の肩部１５に当接されると共に、モールド部２１が加締部６の端面に当接されるものであっても良い。
次に、図４にキャップの変形例を示す。このキャップ２２は、芯金２３と、この芯金２３に射出成形により一体に接合されたモールド部２４とで構成されている。芯金２３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やオーステナイト系ステンレス鋼鈑等をプレス加工にて断面が略Ｌ字状に、全体としてリング状に形成されている。そして、円板部２３ａと、この円板部２３ａの外径部から軸方向に延びる円筒部２３ｂと、この円筒部２３ｂから径方向内方に突出した複数の爪部（係止部）２３ｃとを備えている。この爪部２３ｃは周方向等配に形成され、その内径は加締部（図示せず）の外径よりも僅かに小径に設定されている。これにより、爪部２３ｃを弾性変形させることによりキャップ２２がワンタッチで容易に加締部に装着することができる。
一方、モールド部２４は、ＣＦからなる繊維状強化材が５〜４０ｗｔ％充填されたＰＡ６６等の熱可塑性の合成樹脂からなり、射出成形によって芯金２３の円板部２３ａに一体に接合されている。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、芯金２３の円板部２３ａに多数の透孔２５が形成される。これらの透孔２５によって、加締部６との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２２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２６は、芯金２７と、この芯金２７に射出成形により一体に接合されたモールド部２８とで構成されている。芯金２７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やオーステナイト系ステンレス鋼鈑等をプレス加工にて断面が略Ｌ字状に、全体として有端のリング状に形成されている。そして、円板部２７ａと、この円板部２７ａの外径部から軸方向に延びる円筒部２０ｂと、この円筒部２０ｂから径方向内方に延びる係止部２０ａとを備えている。
ここで、本実施形態では、前述した実施形態と同様、芯金２７が加締部２９の端面に当接されると共に、モールド部２８が外側継手部材１４の肩部１５に当接され、それぞれの表面に微小な凹凸が無数に形成されている。さらに、加締部２９の端面に環状溝２９ａが形成されると共に、芯金２７の円板部２７ａに軸方向に突出した環状の突条３０が形成され、加締部２９の環状溝２９ａに係合されている。これにより、加締部２９に対してキャップ２６の径方向の位置決めができ、運搬中あるいは組立中にキャップ２６が脱落するのを防止することができると共に、組立時にキャップ２６が傾いて装着されるのを確実に防止することができ、信頼性を向上させることができる。
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
４ 車輪取付フランジ
５ ハブボルト
６、２９ 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 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、２２、２６ キャップ
１８ ワッシャ
１９ 固定ナット
２０、２３、２７ 芯金
２０ａ、２３ａ、２７ａ 円板部
２０ｂ、２３ｂ 円筒部
２０ｃ、２３ｃ 係止部
２１、２４、２８ モールド部
２５ 透孔
２９ａ 環状溝
３０ 突条
５１ 内方部材
５２ ハブ輪
５２ａ、５３ａ 内側転走面
５２ｂ 小径段部
５２ｃ、６６ａ セレーション
５３ 内輪
５４ 車輪取付フランジ
５５ ハブボルト
５６ 加締部
５８ ボール
５９ 保持器
６０ 外方部材
６０ａ 外側転走面
６０ｂ 車体取付フランジ
６１ アウター側のシール
６２ インナー側のシール
６３ 等速自在継手
６４ 外側継手部材
６５ 肩部
６６ ステム部
６６ｂ 雄ねじ
６７ キャップ
６７ａ 当接部
６７ｂ 円筒部
６７ｃ 係止部
６８ 固定ナット

Claims (13)

  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、この加締部にキャップが装着されると共に、
    このキャップが、耐食性を有する鋼板からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に、全体としてリング状に形成された芯金と、この芯金に射出成形により一体に接合され、表面に微小な凹凸が無数に形成された合成樹脂からなるモールド部とで構成され、当該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当接されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
  2. 前記モールド部の表面粗さがＲａ１．６以下に設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
  3. 前記芯金の表面に微小な凹凸が無数に形成されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
  4. 前記芯金の凹凸がショットブラスト処理によって形成され、その表面粗さがＲａ１．６以下に設定されている請求項３に記載の車輪用軸受装置。
  5. 前記芯金が、円板部と、この円板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突出した係止部とを備え、前記円板部に前記モールド部が接合されると共に、前記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ている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
  6. 前記芯金が有端のリング状に形成されている請求項５に記載の車輪用軸受装置。
  7. 前記係止部が周方向等配に複数形成されている請求項５に記載の車輪用軸受装置。
  8. 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。
  9. 前記芯金の円板部に透孔が多数形成されている請求項８に記載の車輪用軸受装置。
  10. 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に記載の車輪用軸受装置。
  11. 前記加締部の端面に環状溝が形成されると共に、前記芯金の円板部に軸方向に突出した環状の突条が形成され、当該加締部の環状溝に係合されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
  12. 前記モールド部が繊維状強化材の充填された熱可塑性の合成樹脂で形成されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
  13. 前記モールド部が生分解性の合成樹脂から形成されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
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