JP2005024020A - 車輪用転がり軸受装置 - Google Patents
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- F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
- F16C19/527—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to vibration and noise
Abstract
【課題】スティックスリップ音の発生を防止もしくは抑制する。
【解決手段】駆動軸１０が挿通固定されるハブ軸７と、ハブ軸７の外周に取り付けられる内輪４とを備える。内輪４は、その端面４ａで駆動軸１０の大径部１０ｃを受け止める。このような車輪用転がり軸受装置において、内輪４の端面４ａを、駆動軸１０の大径部１０ｃとの間の摩擦抵抗を増大させる粗面として、内輪４に対する駆動軸１０の大径部１０ｃのスリップが生じにくくした。
【選択図】 図１
【解決手段】駆動軸１０が挿通固定されるハブ軸７と、ハブ軸７の外周に取り付けられる内輪４とを備える。内輪４は、その端面４ａで駆動軸１０の大径部１０ｃを受け止める。このような車輪用転がり軸受装置において、内輪４の端面４ａを、駆動軸１０の大径部１０ｃとの間の摩擦抵抗を増大させる粗面として、内輪４に対する駆動軸１０の大径部１０ｃのスリップが生じにくくした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動輪を支持するタイプの車輪用転がり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
駆動輪支持用の転がり軸受装置は、通常、複列構造になっているが、ハブ軸の外径に該ハブ軸とは別体の二つの内輪を取り付ける場合と、車輪側（車両アウター側）の内輪をハブ軸そのものに同体化して反車輪側（車両インナー側）の内輪のみをハブ軸と別体にする場合とがある。
【０００３】
いずれの場合も、ハブ軸の中心の軸孔に車両インナー側から駆動軸がスプライン嵌合される。駆動軸は、胴部が大径で先端側が小径とされており、この小径部分の付け根側にスプラインが形成され、先端側にねじ部が形成されている。この駆動軸は、ハブ軸に以下のようにして結合している。
【０００４】
まず、駆動軸をハブ軸の軸孔にスプライン嵌合することにより、駆動軸の大径部と小径部との境にある段壁面（大径部の端面）を車両インナー側の内輪の端面に対して当接させる。次に、この駆動軸の先端のねじ部にナットを螺合することにより、ナットをハブ軸の車両アウター側端部に押し付け、このナットと前記段壁面とで、ハブ軸と内輪とを軸方向から挟む。これにより、ハブ軸と駆動軸と内輪とが一体化される。
【０００５】
このような構成では、通常、駆動軸とハブ軸と内輪とが一体に回転する。しかし、急発進や急旋回するような状況では、駆動軸にねじれが生じ、内輪と駆動軸の大径部の端面との接触面間でスリップが生じ、これによりスティックスリップ音（通称カッチン音）が発生する。
【０００６】
前記スティックスリップ音を防止もしくは抑制する対策を講じたものがある（例えば特許文献１参照）。この技術では、ハブ軸の車両インナー側の端部を筒状とし、この筒状部分を径方向外向きに屈曲させるように鍛造かしめすることによって、車両インナー側の内輪をハブ軸の外周に一体化した構造になっている。そのため、この構造の場合、駆動軸の大径部が前記鍛造かしめ部に当接するようになっている。そして、スティックスリップ音の発生を防止するために、鍛造かしめ部と駆動軸の大径部との接触面圧を比較的に低い値に設定している。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１０６５５７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、鍛造かしめ部と駆動軸の大径部との接触面圧を下げているため、内輪の鍛造かしめ部に対して駆動軸の大径部がスリップしやすくなると考えられ、ハブ軸と駆動軸との結合強度が低下するおそれがあり、剛性感が不足する。また、スリップ時に鍛造かしめ部および駆動軸の大径部が摩耗して、鍛造かしめ部の強度が低下するおそれがある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１は、非回転に支持されかつ軸方向二列の軌道面を有する外輪と、この外輪の内径側に配置されかつ軸方向一端側に車輪取り付け部を有するとともに中心に軸方向に沿う軸孔を有するハブ軸と、このハブ軸において前記車輪取り付け部からは反車輪側となる外径部分に該ハブ軸と同体または別体に設けられる第一内輪と、前記ハブ軸の反車輪側端部の外径部分に前記第一内輪と軸方向隣り合わせに設けられる第二内輪と、前記外輪の二列の軌道面と前記両内輪それぞれの軌道面との間に介在される複数の転動体とを備え、前記ハブ軸の軸孔に駆動軸が当該ハブ軸の反車輪側から挿入され、前記第二内輪の端面にその駆動軸の反車輪側端部に設けた大径部を当接させた状態で、その駆動軸の車輪側端部に設けた結合部によって前記ハブ軸の車輪側端部を軸方向から押し付けることにより、前記駆動軸に対して前記ハブ軸と前記両内輪とが回転一体に結合される車輪用転がり軸受装置において、前記駆動軸の大径部と当接している前記第二内輪の端面が、前記大径部との摩擦抵抗を増大する粗面になっている車輪用転がり軸受装置を構成している。
【００１０】
一般的に、車輪用転がり軸受装置は、駆動輪を支持するタイプと従動輪を支持するタイプとに大きく分けられる。いずれのタイプも、複列外向きアンギュラ玉軸受の構成を有するタイプや、複列外向き円すいころ軸受の構成を有するタイプがある。このなかでも、さらに、車輪が取り付けられるハブ軸の外径部分に対して、ハブ軸と別体の二つの内輪を取り付けるタイプや、車輪側（車両アウター側）の内輪をハブ軸そのものに同体化して反車輪側（車両インナー側）の内輪のみをハブ軸と別体にしたタイプがある。
【００１１】
本発明の対象は、駆動輪を支持するタイプであれば、それより細分化したすべてのタイプが含まれる。
【００１２】
ここで、第一内輪がハブ軸と同体の場合、ハブ軸の外径部分には内輪軌道となる面が設けられる。第一内輪がハブ軸とは別体の場合、その第一内輪には、一般的な単列用の内輪が用いられる。
【００１３】
駆動軸の車輪側端部の結合部とは、ハブ軸に少なくとも第二内輪と駆動軸とを結合するためのもの、という意味である。この結合部としては、駆動軸の車輪側端部に設けられたねじ部と、このねじ部に螺合されるナットとからなる結合部や、駆動軸の車輪側端部を筒状として、この筒状部を径方向外向きに屈曲させるように鍛造かしめしてハブ軸の端部に押し付けるようにしたもの、等が採用可能である。このほか、駆動軸の車輪側端部の結合部は、駆動軸を車輪側に引き寄せた状態で固定しうるものであればよい。
【００１４】
上記構成によれば、ハブ軸の軸孔にその反車輪側から駆動軸を挿入し、第二内輪の端面に、駆動軸の反車輪側端部に設けた大径部を当接させた状態で、その駆動軸の車輪側端部に設けた結合部によって、ハブ軸の車輪側端部を軸方向から押し付けると、駆動軸に対して、ハブ軸と両内輪とが回転一体に結合される。
【００１５】
この結合状態では、第二内輪の端面と駆動軸の大径部の端面とが接触するが、駆動軸の大径部と当接している第二内輪の端面が粗面となっているから、大径部との接触の摩擦抵抗が大きくなり、第二内輪に対して、駆動軸の大径部の回転方向のスリップが生じにくくなり、スティックスリップ音の発生が抑制もしくは防止される。
【００１６】
内輪等、一般の転がり軸受の構成部品の研削された表面の表面粗さは、十点平均粗さＲｚで０．５〜１．５であるのに対して、本発明の好ましい実施態様として、第二内輪の端面の表面粗さは十点平均粗さＲｚで２．０〜４．０とされる。
【００１７】
第二内輪の端面は、内輪を単体として製造する場合の基準面となり、また、車輪用転がり軸受装置を組み立てる場合は、組み立て位置の基準面ともなる。第二内輪の端面の表面粗さがＲｚ４．０を越えている場合は、その端面を、製造上や組み立て上での基準面として利用できなくなる。Ｒｚ２．０未満では、摩擦抵抗の増加量が少なく、スティックスリップ音の抑制効果が不充分である。
【００１８】
前記大径部との摩擦抵抗を増大する粗面は、パーカー処理により第二内輪の端面に形成された皮膜の表面の粗面であってもよい。パーカー処理は、リン酸塩皮膜処理ともいわれるもので、対象物の表面にリン酸亜鉛系皮膜やリン酸マンガン系皮膜を形成する。このパーカー処理により第二内輪の端面に生成される皮膜は、その表面が、内輪等、一般の転がり軸受の構成部品の研削された表面の表面粗さより粗い粗面となるほか、この皮膜には、駆動軸の大径部の端面にある細かい凹凸が食い込むことになるので、第二内輪と大径部との摩擦抵抗を増大させる。
【００１９】
本発明の第２は、本発明の第１におけるのと同様の車輪用転がり軸受装置において、すなわち、非回転に支持されかつ軸方向二列の軌道面を有する外輪と、この外輪の内径側に配置されかつ軸方向一端側に車輪取り付け部を有するとともに中心に軸方向に沿う軸孔を有するハブ軸と、このハブ軸において前記車輪取り付け部からは反車輪側となる外径部分に該ハブ軸と同体または別体に設けられる第一内輪と、前記ハブ軸の反車輪側端部の外径部分に前記第一内輪と軸方向隣り合わせに設けられる第二内輪と、前記外輪の二列の軌道面と前記両内輪それぞれの軌道面との間に介在される複数の転動体とを備え、前記ハブ軸の軸孔に駆動軸が当該ハブ軸の反車輪側から挿入され、前記第二内輪の端面に、その駆動軸の反車輪側端部に設けた大径部を当接させた状態でその駆動軸の車輪側端部に設けた結合部によって前記ハブ軸の車輪側端部を軸方向から押し付けることにより、前記駆動軸に対して前記ハブ軸と前記両内輪とが回転一体に結合される車輪用転がり軸受装置において、前記第二内輪の端面と、該端面に当接する前記駆動軸の大径部との間に、前記端面と前記大径部との両者間の摩擦抵抗を増大する環状板が介在されている車輪用転がり軸受装置を構成している。
【００２０】
環状板は、比較的薄肉の金属板材で、第二内輪と大径部との間に周方向に沿ってできる隙間を埋めるように、微量的に波打つ形に変形して、第二内輪や大径部との接触面積を増やすので、第二内輪と大径部との間の摩擦抵抗を増大させる。また、従来ならば、第二内輪の端面と駆動軸の大径部との間に生じていたスリップが、第二内輪の端面に対する環状板のスリップと、環状板に対する大径部のスリップとに分かれ、それぞれのスリップ量は小さくなるから、この点からも、スティックスリップ音の発生が抑制される。
【００２１】
なお、環状板の各面の表面粗さは、Ｒｚ２．０以上であることが好ましい。また、上限値としては、駆動軸の大径部の表面粗さが、通常、Ｒｚ２５程度であるに対して、Ｒｚ５０であることが好ましい。
【００２２】
環状板の各面の表面粗さが、Ｒｚ２．０未満である場合は、環状板がすべり軸受のように作用し、従来と同様のスリップを生じる。環状板の表面粗さがＲｚ５０を越える場合は、環状板と駆動軸の大径部との接触面の間に、微小な隙間が多くでき、その隙間にオイルや塵埃が侵入して、スリップが生じやすくなる。
【００２３】
環状板については、両面の表面粗さを互いに異ならしめてもよいし、両面にパーカー処理による皮膜を形成して、この皮膜により表面が粗面となるようにしてもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る車輪用転がり軸受装置を、図面を参照して詳細に説明する。図１および図２は、本発明の一実施形態に係り、図１は車輪用転がり軸受装置の縦断側面図、図２は、図１の車輪用転がり軸受装置の要部の拡大断面図で、駆動軸の大径部が第二内輪から離間した状態を示している。図１の右側は車両インナー側を、また、左側は車両アウター側を示す。
【００２５】
本実施形態の転がり軸受装置１は、外輪２と、２個一対の内輪３，４と、転動体としての玉５，６と、ハブ軸７とを備えている。
【００２６】
外輪２は、内周に複列に軌道面を有し、車体側の部材であるナックル８に一体に設けられた保持筒９の内周部に嵌め込まれて固定されている。
【００２７】
内輪３，４は、ハブ軸７の外周部の車両アウター側と車両インナー側とに互いに隣接する状態でそれぞれ嵌着されている。車両アウター側の内輪３が第一内輪で、車体インナー側の内輪４が第二内輪である。車両インナー側の第二内輪４の軸方向端部は、ハブ軸７よりも車両インナー側に突出している。
【００２８】
ハブ軸７は、軸方向に貫通した軸孔７ａを有し、車体アウター側には、径方向外向きに延びるハブフランジ７ｂを有する。軸孔７ａには、駆動軸１０が貫通する状態で挿入されている。ハブフランジ７ｂの外面には、ブレーキ装置のディスクロータ１１と車輪１２とが、ハブフランジ７ｂを貫通するボルト１３とナット（図示せず）との締め付けにより取り付けられる。
【００２９】
駆動軸１０は、等速ジョイント１４を介して、図外の差動装置の出力回転を伝達する伝動軸１５に連動するもので、軸方向中途部にスプライン部１０ａを有し、車体アウター側にねじ部１０ｂが形成され、車両インナー側に、等速ジョイント１４の外輪１４ａが径方向外方に膨出した形で形成されている。符号１４ｂは、等速ジョイント１４の内輪、１４ｃは玉、１４ｄは保持器を示している。
【００３０】
駆動軸１０のねじ部１０ｂには、軸孔７ａの車体アウター側において、ナット１６が取り付けられる。ナット１６は、軸孔７ａの車両インナー側で、等速ジョイント１４の外輪１４ａからなる大径部１０ｃが第二内輪４の端面に圧接するまで、締め付けられる。これにより、駆動軸１０は、ハブ軸７の軸孔７ａ内に軸方向不動状に結合される。
【００３１】
本発明は、上述の構成において、図１に符号Ａで示す部分、すなわち、車両インナー側の第二内輪４の端面４ａと駆動軸１０の大径部１０ｃの端面１０ｄとの面接触個所において、第二内輪４の端面４ａを粗面にして摩擦増大作用をもたせるようにしたことに特徴を有している。
【００３２】
これについて図２を参照して詳しく説明する。第二内輪４の端面４ａは、粗面加工もしくは仕上げの研削の省略により粗面とされている。粗面となった第二内輪４の端面４ａの表面粗さは、内輪等、一般の転がり軸受の構成部品の研削された表面より粗い表面粗さであればよいが、この実施形態では、第二内輪４の端面４ａの表面粗さが、Ｒｚ２．０以上で、Ｒｚ４．０以下の範囲内に設定されている。
【００３３】
上記構成によれば、粗面である第二内輪４の端面４ａと、駆動軸１０の大径部１０ｃの端面１０ｄとが面接触して、その間の摩擦係数が大きくなるので、第二内輪４と駆動軸１０の大径部１０ｃとの間でスリップが生じにくくなり、スティックスリップ音の発生が防止もしくは抑制される。
【００３４】
なお、粗面となった第二内輪４の端面４ａは、従来通り、製造上や組み立て上での基準面として利用することができる。また、第二内輪４の粗面となった端面４ａは、既存の部材である内輪４に、たとえば粗面加工を施すだけで済み、実施が容易である。
【００３５】
本発明の他の実施形態を説明する。
【００３６】
図３を参照して、本発明の他の実施形態に係る車輪用転がり軸受装置を説明する。図３はその装置の要部を拡大して示す断面図で、駆動軸１０の大径部１０ｃが第二内輪４から離間した状態を示している。第二内輪４にはパーカー処理が施されており、このパーカー処理により、第二内輪４の全表面のうち少なくともその端面４ａに皮膜４ｂが形成されている。このような皮膜４ｂは、内輪等、一般の転がり軸受の構成部品の研削された表面より粗い粗面を形成し、この皮膜４ｂの表面は、大径部１０との摩擦抵抗を増大させる粗面となる。
【００３７】
他の部分の構成は、図１および図２の実施形態と同様である。
【００３８】
第二内輪４の端面４ａの皮膜４ｂは、駆動軸１０の大径部１０ｃの端面にある細かい凹凸が食い込む作用を有する。これによって、第二内輪４の端面４ａと大径部１０ｃの端面１０ｄとの間の摩擦が増大し、その結果、スティックスリップ音の発生を防止もしくは抑制される。
【００３９】
なお、パーカー処理により生成される皮膜４ｂは、第二内輪４に対して防錆皮膜としても役立つ。パーカー処理に当たっては、内輪４の表面全体に皮膜４ｂを形成し、そののち、軌道面の皮膜のみを研削により除去すればよい。
【００４０】
図４を参照して、本発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置を説明する。図４はその装置の要部を拡大して示す断面図で、駆動軸１０の大径部１０ｃが第二内輪４の側から離間している状態を示している。
【００４１】
この実施形態では、第二内輪４の端面４ａと、該端面４ａに当接する駆動軸１０の大径部１０ｃとの間に、前記端面４ａと大径部１０ｃとの間の摩擦抵抗を増大する環状板１７が介在されている。環状板１７は、ＪＩＳでＳＰＣＣのような冷延鋼板や、ＳＫ５のような炭素工具鋼等、比較的硬度の高い金属薄板で作られており、両面がそれぞれ粗面となっている。
【００４２】
環状板１７は、比較的薄肉の板材であるから、互いに対向する２つの部材、特に駆動軸１０の大径部１０ｃの端面の形状に添うように微量的に変形して、内輪４や大径部１０ｃとの接触面積を増やすので、結果的に内輪４と大径部１０ｃとの間の摩擦抵抗を増大させる。また、従来、第二内輪の端面と駆動軸の大径部との間に生じていたスリップが、第二内輪４の端面４ａに対する環状板１７のスリップと、環状板１７に対する駆動軸１０の大径部１０ｃのスリップとに分かれ、それぞれのスリップ量は小さくなるから、この点からも、スティックスリップ音の発生が抑制される。
【００４３】
なお、環状板１７の各面の表面粗さは、Ｒｚ２．０以上であることが好ましい。また、上限値としては、Ｒｚ５０以下であることが好ましい。
【００４４】
環状板１７の各面の表面粗さが、Ｒｚ２．０未満である場合は、環状板１７がすべり軸受のように作用し、従来と同様のスリップを生じる。環状板１７の表面粗さがＲｚ５０を越える場合は、環状板１７と駆動軸１０の大径部１０ｃとの接触面の間に、微小な隙間が多くでき、その隙間にオイルや塵埃が侵入して、スリップが生じやすくなる。
【００４５】
図５を参照して本発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置を説明する。図５はその装置の縦断側面図である。この実施形態の転がり軸受装置が、図１の転がり軸受装置と異なるのは、ハブ軸７および外輪２の構造である。
【００４６】
すなわち、図１の転がり軸受装置１において、２個一対設けられていた内輪３，４のうち、車体アウター側の第一内輪３が、本実施形態では、ハブ軸７に一体化されており、ハブ軸７の外周部の対応する部分に軌道面が形成されている。また、外輪２の外周部には、径方向外向きに延びるフランジ２ａ（突部の場合もある）が一体に形成されていて、このフランジ２ａの一面に、車体側の部材であるナックル８が取り付けられるようになっている。他の部分の構成は、図１および図２の実施形態と変わらないので、対応する部分は同一の符号で示す。
【００４７】
図５の実施形態では、図１の転がり軸受装置と同様に、ハブ軸７とは別体である第二内輪４の一部がハブ軸７より車両インナー側に突出していて、この突出部が、駆動軸１０の大径部１０ｃを受け止めるようになっている。第二内輪４の大径部１０ｃ側では、端面４ａが粗面となっている。
【００４８】
上記の各実施形態のほか、本発明は、内輪回転型である駆動輪用の転がり軸受装置であって、内輪部材（ハブ軸）に取り付けられている内輪が、駆動軸の大径部を受け止めるようになっているタイプの転がり軸受装置に実施しうる。転動体は円筒ころでも円すいころでもよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、内輪の端面と、駆動軸の大径部との間の摩擦抵抗が増大するから、内輪に対して駆動軸の大径部の回転方向のスリップが生じにくくなり、スティックスリップ音の発生が抑制もしくは防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車輪用転がり軸受装置の縦断側面図
【図２】図１の車輪用転がり軸受装置の要部の拡大断面図
【図３】本発明の他の実施形態に係る車輪用転がり軸受装置の要部拡大断面図
【図４】本発明のさらに他の実施形態に係る車輪用転がり軸受装置の要部拡大断面図
【図５】本発明のさらに他の実施形態に係る車輪用転がり軸受装置の縦断側面図
【符号の説明】
１ 転がり軸受装置、 ２ 外輪
３ 第一内輪 ４ 第二内輪
４ａ 第二内輪の端面
５，６ 玉 ７ ハブ軸
１０ 駆動軸 １０ｃ 大径部
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動輪を支持するタイプの車輪用転がり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
駆動輪支持用の転がり軸受装置は、通常、複列構造になっているが、ハブ軸の外径に該ハブ軸とは別体の二つの内輪を取り付ける場合と、車輪側（車両アウター側）の内輪をハブ軸そのものに同体化して反車輪側（車両インナー側）の内輪のみをハブ軸と別体にする場合とがある。
【０００３】
いずれの場合も、ハブ軸の中心の軸孔に車両インナー側から駆動軸がスプライン嵌合される。駆動軸は、胴部が大径で先端側が小径とされており、この小径部分の付け根側にスプラインが形成され、先端側にねじ部が形成されている。この駆動軸は、ハブ軸に以下のようにして結合している。
【０００４】
まず、駆動軸をハブ軸の軸孔にスプライン嵌合することにより、駆動軸の大径部と小径部との境にある段壁面（大径部の端面）を車両インナー側の内輪の端面に対して当接させる。次に、この駆動軸の先端のねじ部にナットを螺合することにより、ナットをハブ軸の車両アウター側端部に押し付け、このナットと前記段壁面とで、ハブ軸と内輪とを軸方向から挟む。これにより、ハブ軸と駆動軸と内輪とが一体化される。
【０００５】
このような構成では、通常、駆動軸とハブ軸と内輪とが一体に回転する。しかし、急発進や急旋回するような状況では、駆動軸にねじれが生じ、内輪と駆動軸の大径部の端面との接触面間でスリップが生じ、これによりスティックスリップ音（通称カッチン音）が発生する。
【０００６】
前記スティックスリップ音を防止もしくは抑制する対策を講じたものがある（例えば特許文献１参照）。この技術では、ハブ軸の車両インナー側の端部を筒状とし、この筒状部分を径方向外向きに屈曲させるように鍛造かしめすることによって、車両インナー側の内輪をハブ軸の外周に一体化した構造になっている。そのため、この構造の場合、駆動軸の大径部が前記鍛造かしめ部に当接するようになっている。そして、スティックスリップ音の発生を防止するために、鍛造かしめ部と駆動軸の大径部との接触面圧を比較的に低い値に設定している。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１０６５５７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、鍛造かしめ部と駆動軸の大径部との接触面圧を下げているため、内輪の鍛造かしめ部に対して駆動軸の大径部がスリップしやすくなると考えられ、ハブ軸と駆動軸との結合強度が低下するおそれがあり、剛性感が不足する。また、スリップ時に鍛造かしめ部および駆動軸の大径部が摩耗して、鍛造かしめ部の強度が低下するおそれがある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１は、非回転に支持されかつ軸方向二列の軌道面を有する外輪と、この外輪の内径側に配置されかつ軸方向一端側に車輪取り付け部を有するとともに中心に軸方向に沿う軸孔を有するハブ軸と、このハブ軸において前記車輪取り付け部からは反車輪側となる外径部分に該ハブ軸と同体または別体に設けられる第一内輪と、前記ハブ軸の反車輪側端部の外径部分に前記第一内輪と軸方向隣り合わせに設けられる第二内輪と、前記外輪の二列の軌道面と前記両内輪それぞれの軌道面との間に介在される複数の転動体とを備え、前記ハブ軸の軸孔に駆動軸が当該ハブ軸の反車輪側から挿入され、前記第二内輪の端面にその駆動軸の反車輪側端部に設けた大径部を当接させた状態で、その駆動軸の車輪側端部に設けた結合部によって前記ハブ軸の車輪側端部を軸方向から押し付けることにより、前記駆動軸に対して前記ハブ軸と前記両内輪とが回転一体に結合される車輪用転がり軸受装置において、前記駆動軸の大径部と当接している前記第二内輪の端面が、前記大径部との摩擦抵抗を増大する粗面になっている車輪用転がり軸受装置を構成している。
【００１０】
一般的に、車輪用転がり軸受装置は、駆動輪を支持するタイプと従動輪を支持するタイプとに大きく分けられる。いずれのタイプも、複列外向きアンギュラ玉軸受の構成を有するタイプや、複列外向き円すいころ軸受の構成を有するタイプがある。このなかでも、さらに、車輪が取り付けられるハブ軸の外径部分に対して、ハブ軸と別体の二つの内輪を取り付けるタイプや、車輪側（車両アウター側）の内輪をハブ軸そのものに同体化して反車輪側（車両インナー側）の内輪のみをハブ軸と別体にしたタイプがある。
【００１１】
本発明の対象は、駆動輪を支持するタイプであれば、それより細分化したすべてのタイプが含まれる。
【００１２】
ここで、第一内輪がハブ軸と同体の場合、ハブ軸の外径部分には内輪軌道となる面が設けられる。第一内輪がハブ軸とは別体の場合、その第一内輪には、一般的な単列用の内輪が用いられる。
【００１３】
駆動軸の車輪側端部の結合部とは、ハブ軸に少なくとも第二内輪と駆動軸とを結合するためのもの、という意味である。この結合部としては、駆動軸の車輪側端部に設けられたねじ部と、このねじ部に螺合されるナットとからなる結合部や、駆動軸の車輪側端部を筒状として、この筒状部を径方向外向きに屈曲させるように鍛造かしめしてハブ軸の端部に押し付けるようにしたもの、等が採用可能である。このほか、駆動軸の車輪側端部の結合部は、駆動軸を車輪側に引き寄せた状態で固定しうるものであればよい。
【００１４】
上記構成によれば、ハブ軸の軸孔にその反車輪側から駆動軸を挿入し、第二内輪の端面に、駆動軸の反車輪側端部に設けた大径部を当接させた状態で、その駆動軸の車輪側端部に設けた結合部によって、ハブ軸の車輪側端部を軸方向から押し付けると、駆動軸に対して、ハブ軸と両内輪とが回転一体に結合される。
【００１５】
この結合状態では、第二内輪の端面と駆動軸の大径部の端面とが接触するが、駆動軸の大径部と当接している第二内輪の端面が粗面となっているから、大径部との接触の摩擦抵抗が大きくなり、第二内輪に対して、駆動軸の大径部の回転方向のスリップが生じにくくなり、スティックスリップ音の発生が抑制もしくは防止される。
【００１６】
内輪等、一般の転がり軸受の構成部品の研削された表面の表面粗さは、十点平均粗さＲｚで０．５〜１．５であるのに対して、本発明の好ましい実施態様として、第二内輪の端面の表面粗さは十点平均粗さＲｚで２．０〜４．０とされる。
【００１７】
第二内輪の端面は、内輪を単体として製造する場合の基準面となり、また、車輪用転がり軸受装置を組み立てる場合は、組み立て位置の基準面ともなる。第二内輪の端面の表面粗さがＲｚ４．０を越えている場合は、その端面を、製造上や組み立て上での基準面として利用できなくなる。Ｒｚ２．０未満では、摩擦抵抗の増加量が少なく、スティックスリップ音の抑制効果が不充分である。
【００１８】
前記大径部との摩擦抵抗を増大する粗面は、パーカー処理により第二内輪の端面に形成された皮膜の表面の粗面であってもよい。パーカー処理は、リン酸塩皮膜処理ともいわれるもので、対象物の表面にリン酸亜鉛系皮膜やリン酸マンガン系皮膜を形成する。このパーカー処理により第二内輪の端面に生成される皮膜は、その表面が、内輪等、一般の転がり軸受の構成部品の研削された表面の表面粗さより粗い粗面となるほか、この皮膜には、駆動軸の大径部の端面にある細かい凹凸が食い込むことになるので、第二内輪と大径部との摩擦抵抗を増大させる。
【００１９】
本発明の第２は、本発明の第１におけるのと同様の車輪用転がり軸受装置において、すなわち、非回転に支持されかつ軸方向二列の軌道面を有する外輪と、この外輪の内径側に配置されかつ軸方向一端側に車輪取り付け部を有するとともに中心に軸方向に沿う軸孔を有するハブ軸と、このハブ軸において前記車輪取り付け部からは反車輪側となる外径部分に該ハブ軸と同体または別体に設けられる第一内輪と、前記ハブ軸の反車輪側端部の外径部分に前記第一内輪と軸方向隣り合わせに設けられる第二内輪と、前記外輪の二列の軌道面と前記両内輪それぞれの軌道面との間に介在される複数の転動体とを備え、前記ハブ軸の軸孔に駆動軸が当該ハブ軸の反車輪側から挿入され、前記第二内輪の端面に、その駆動軸の反車輪側端部に設けた大径部を当接させた状態でその駆動軸の車輪側端部に設けた結合部によって前記ハブ軸の車輪側端部を軸方向から押し付けることにより、前記駆動軸に対して前記ハブ軸と前記両内輪とが回転一体に結合される車輪用転がり軸受装置において、前記第二内輪の端面と、該端面に当接する前記駆動軸の大径部との間に、前記端面と前記大径部との両者間の摩擦抵抗を増大する環状板が介在されている車輪用転がり軸受装置を構成している。
【００２０】
環状板は、比較的薄肉の金属板材で、第二内輪と大径部との間に周方向に沿ってできる隙間を埋めるように、微量的に波打つ形に変形して、第二内輪や大径部との接触面積を増やすので、第二内輪と大径部との間の摩擦抵抗を増大させる。また、従来ならば、第二内輪の端面と駆動軸の大径部との間に生じていたスリップが、第二内輪の端面に対する環状板のスリップと、環状板に対する大径部のスリップとに分かれ、それぞれのスリップ量は小さくなるから、この点からも、スティックスリップ音の発生が抑制される。
【００２１】
なお、環状板の各面の表面粗さは、Ｒｚ２．０以上であることが好ましい。また、上限値としては、駆動軸の大径部の表面粗さが、通常、Ｒｚ２５程度であるに対して、Ｒｚ５０であることが好ましい。
【００２２】
環状板の各面の表面粗さが、Ｒｚ２．０未満である場合は、環状板がすべり軸受のように作用し、従来と同様のスリップを生じる。環状板の表面粗さがＲｚ５０を越える場合は、環状板と駆動軸の大径部との接触面の間に、微小な隙間が多くでき、その隙間にオイルや塵埃が侵入して、スリップが生じやすくなる。
【００２３】
環状板については、両面の表面粗さを互いに異ならしめてもよいし、両面にパーカー処理による皮膜を形成して、この皮膜により表面が粗面となるようにしてもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る車輪用転がり軸受装置を、図面を参照して詳細に説明する。図１および図２は、本発明の一実施形態に係り、図１は車輪用転がり軸受装置の縦断側面図、図２は、図１の車輪用転がり軸受装置の要部の拡大断面図で、駆動軸の大径部が第二内輪から離間した状態を示している。図１の右側は車両インナー側を、また、左側は車両アウター側を示す。
【００２５】
本実施形態の転がり軸受装置１は、外輪２と、２個一対の内輪３，４と、転動体としての玉５，６と、ハブ軸７とを備えている。
【００２６】
外輪２は、内周に複列に軌道面を有し、車体側の部材であるナックル８に一体に設けられた保持筒９の内周部に嵌め込まれて固定されている。
【００２７】
内輪３，４は、ハブ軸７の外周部の車両アウター側と車両インナー側とに互いに隣接する状態でそれぞれ嵌着されている。車両アウター側の内輪３が第一内輪で、車体インナー側の内輪４が第二内輪である。車両インナー側の第二内輪４の軸方向端部は、ハブ軸７よりも車両インナー側に突出している。
【００２８】
ハブ軸７は、軸方向に貫通した軸孔７ａを有し、車体アウター側には、径方向外向きに延びるハブフランジ７ｂを有する。軸孔７ａには、駆動軸１０が貫通する状態で挿入されている。ハブフランジ７ｂの外面には、ブレーキ装置のディスクロータ１１と車輪１２とが、ハブフランジ７ｂを貫通するボルト１３とナット（図示せず）との締め付けにより取り付けられる。
【００２９】
駆動軸１０は、等速ジョイント１４を介して、図外の差動装置の出力回転を伝達する伝動軸１５に連動するもので、軸方向中途部にスプライン部１０ａを有し、車体アウター側にねじ部１０ｂが形成され、車両インナー側に、等速ジョイント１４の外輪１４ａが径方向外方に膨出した形で形成されている。符号１４ｂは、等速ジョイント１４の内輪、１４ｃは玉、１４ｄは保持器を示している。
【００３０】
駆動軸１０のねじ部１０ｂには、軸孔７ａの車体アウター側において、ナット１６が取り付けられる。ナット１６は、軸孔７ａの車両インナー側で、等速ジョイント１４の外輪１４ａからなる大径部１０ｃが第二内輪４の端面に圧接するまで、締め付けられる。これにより、駆動軸１０は、ハブ軸７の軸孔７ａ内に軸方向不動状に結合される。
【００３１】
本発明は、上述の構成において、図１に符号Ａで示す部分、すなわち、車両インナー側の第二内輪４の端面４ａと駆動軸１０の大径部１０ｃの端面１０ｄとの面接触個所において、第二内輪４の端面４ａを粗面にして摩擦増大作用をもたせるようにしたことに特徴を有している。
【００３２】
これについて図２を参照して詳しく説明する。第二内輪４の端面４ａは、粗面加工もしくは仕上げの研削の省略により粗面とされている。粗面となった第二内輪４の端面４ａの表面粗さは、内輪等、一般の転がり軸受の構成部品の研削された表面より粗い表面粗さであればよいが、この実施形態では、第二内輪４の端面４ａの表面粗さが、Ｒｚ２．０以上で、Ｒｚ４．０以下の範囲内に設定されている。
【００３３】
上記構成によれば、粗面である第二内輪４の端面４ａと、駆動軸１０の大径部１０ｃの端面１０ｄとが面接触して、その間の摩擦係数が大きくなるので、第二内輪４と駆動軸１０の大径部１０ｃとの間でスリップが生じにくくなり、スティックスリップ音の発生が防止もしくは抑制される。
【００３４】
なお、粗面となった第二内輪４の端面４ａは、従来通り、製造上や組み立て上での基準面として利用することができる。また、第二内輪４の粗面となった端面４ａは、既存の部材である内輪４に、たとえば粗面加工を施すだけで済み、実施が容易である。
【００３５】
本発明の他の実施形態を説明する。
【００３６】
図３を参照して、本発明の他の実施形態に係る車輪用転がり軸受装置を説明する。図３はその装置の要部を拡大して示す断面図で、駆動軸１０の大径部１０ｃが第二内輪４から離間した状態を示している。第二内輪４にはパーカー処理が施されており、このパーカー処理により、第二内輪４の全表面のうち少なくともその端面４ａに皮膜４ｂが形成されている。このような皮膜４ｂは、内輪等、一般の転がり軸受の構成部品の研削された表面より粗い粗面を形成し、この皮膜４ｂの表面は、大径部１０との摩擦抵抗を増大させる粗面となる。
【００３７】
他の部分の構成は、図１および図２の実施形態と同様である。
【００３８】
第二内輪４の端面４ａの皮膜４ｂは、駆動軸１０の大径部１０ｃの端面にある細かい凹凸が食い込む作用を有する。これによって、第二内輪４の端面４ａと大径部１０ｃの端面１０ｄとの間の摩擦が増大し、その結果、スティックスリップ音の発生を防止もしくは抑制される。
【００３９】
なお、パーカー処理により生成される皮膜４ｂは、第二内輪４に対して防錆皮膜としても役立つ。パーカー処理に当たっては、内輪４の表面全体に皮膜４ｂを形成し、そののち、軌道面の皮膜のみを研削により除去すればよい。
【００４０】
図４を参照して、本発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置を説明する。図４はその装置の要部を拡大して示す断面図で、駆動軸１０の大径部１０ｃが第二内輪４の側から離間している状態を示している。
【００４１】
この実施形態では、第二内輪４の端面４ａと、該端面４ａに当接する駆動軸１０の大径部１０ｃとの間に、前記端面４ａと大径部１０ｃとの間の摩擦抵抗を増大する環状板１７が介在されている。環状板１７は、ＪＩＳでＳＰＣＣのような冷延鋼板や、ＳＫ５のような炭素工具鋼等、比較的硬度の高い金属薄板で作られており、両面がそれぞれ粗面となっている。
【００４２】
環状板１７は、比較的薄肉の板材であるから、互いに対向する２つの部材、特に駆動軸１０の大径部１０ｃの端面の形状に添うように微量的に変形して、内輪４や大径部１０ｃとの接触面積を増やすので、結果的に内輪４と大径部１０ｃとの間の摩擦抵抗を増大させる。また、従来、第二内輪の端面と駆動軸の大径部との間に生じていたスリップが、第二内輪４の端面４ａに対する環状板１７のスリップと、環状板１７に対する駆動軸１０の大径部１０ｃのスリップとに分かれ、それぞれのスリップ量は小さくなるから、この点からも、スティックスリップ音の発生が抑制される。
【００４３】
なお、環状板１７の各面の表面粗さは、Ｒｚ２．０以上であることが好ましい。また、上限値としては、Ｒｚ５０以下であることが好ましい。
【００４４】
環状板１７の各面の表面粗さが、Ｒｚ２．０未満である場合は、環状板１７がすべり軸受のように作用し、従来と同様のスリップを生じる。環状板１７の表面粗さがＲｚ５０を越える場合は、環状板１７と駆動軸１０の大径部１０ｃとの接触面の間に、微小な隙間が多くでき、その隙間にオイルや塵埃が侵入して、スリップが生じやすくなる。
【００４５】
図５を参照して本発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置を説明する。図５はその装置の縦断側面図である。この実施形態の転がり軸受装置が、図１の転がり軸受装置と異なるのは、ハブ軸７および外輪２の構造である。
【００４６】
すなわち、図１の転がり軸受装置１において、２個一対設けられていた内輪３，４のうち、車体アウター側の第一内輪３が、本実施形態では、ハブ軸７に一体化されており、ハブ軸７の外周部の対応する部分に軌道面が形成されている。また、外輪２の外周部には、径方向外向きに延びるフランジ２ａ（突部の場合もある）が一体に形成されていて、このフランジ２ａの一面に、車体側の部材であるナックル８が取り付けられるようになっている。他の部分の構成は、図１および図２の実施形態と変わらないので、対応する部分は同一の符号で示す。
【００４７】
図５の実施形態では、図１の転がり軸受装置と同様に、ハブ軸７とは別体である第二内輪４の一部がハブ軸７より車両インナー側に突出していて、この突出部が、駆動軸１０の大径部１０ｃを受け止めるようになっている。第二内輪４の大径部１０ｃ側では、端面４ａが粗面となっている。
【００４８】
上記の各実施形態のほか、本発明は、内輪回転型である駆動輪用の転がり軸受装置であって、内輪部材（ハブ軸）に取り付けられている内輪が、駆動軸の大径部を受け止めるようになっているタイプの転がり軸受装置に実施しうる。転動体は円筒ころでも円すいころでもよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、内輪の端面と、駆動軸の大径部との間の摩擦抵抗が増大するから、内輪に対して駆動軸の大径部の回転方向のスリップが生じにくくなり、スティックスリップ音の発生が抑制もしくは防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車輪用転がり軸受装置の縦断側面図
【図２】図１の車輪用転がり軸受装置の要部の拡大断面図
【図３】本発明の他の実施形態に係る車輪用転がり軸受装置の要部拡大断面図
【図４】本発明のさらに他の実施形態に係る車輪用転がり軸受装置の要部拡大断面図
【図５】本発明のさらに他の実施形態に係る車輪用転がり軸受装置の縦断側面図
【符号の説明】
１ 転がり軸受装置、 ２ 外輪
３ 第一内輪 ４ 第二内輪
４ａ 第二内輪の端面
５，６ 玉 ７ ハブ軸
１０ 駆動軸 １０ｃ 大径部
Claims (3)
- 非回転に支持されかつ軸方向二列の軌道面を有する外輪と、この外輪の内径側に配置されかつ軸方向一端側に車輪取り付け部を有するとともに中心に軸方向に沿う軸孔を有するハブ軸と、このハブ軸において前記車輪取り付け部からは反車輪側となる外径部分に該ハブ軸と同体または別体に設けられる第一内輪と、前記ハブ軸の反車輪側端部の外径部分に前記第一内輪と軸方向隣り合わせに設けられる第二内輪と、前記外輪の二列の軌道面と前記両内輪それぞれの軌道面との間に介在される複数の転動体とを備え、
前記ハブ軸の軸孔に駆動軸が当該ハブ軸の反車輪側から挿入され、前記第二内輪の端面にその駆動軸の反車輪側端部に設けた大径部を当接させた状態で、その駆動軸の車輪側端部に設けた結合部によって前記ハブ軸の車輪側端部を軸方向から押し付けることにより、前記駆動軸に対して前記ハブ軸と前記両内輪とが回転一体に結合される車輪用転がり軸受装置において、
前記駆動軸の大径部と当接している前記第二内輪の端面が、前記大径部との摩擦抵抗を増大する粗面になっている、車輪用転がり軸受装置。 - 前記第二内輪の端面の表面粗さが、十点平均粗さＲｚで２．０〜４．０とされている、請求項１記載の車輪用転がり軸受装置。
- 非回転に支持されかつ軸方向二列の軌道面を有する外輪と、この外輪の内径側に配置されかつ軸方向一端側に車輪取り付け部を有するとともに中心に軸方向に沿う軸孔を有するハブ軸と、このハブ軸において前記車輪取り付け部からは反車輪側となる外径部分に該ハブ軸と同体または別体に設けられる第一内輪と、前記ハブ軸の反車輪側端部の外径部分に前記第一内輪と軸方向隣り合わせに設けられる第二内輪と、前記外輪の二列の軌道面と前記両内輪それぞれの軌道面との間に介在される複数の転動体とを備え、
前記ハブ軸の軸孔に駆動軸が当該ハブ軸の反車輪側から挿入され、前記第二内輪の端面にその駆動軸の反車輪側端部に設けた大径部を当接させた状態でその駆動軸の車輪側端部に設けた結合部によって前記ハブ軸の車輪側端部を軸方向から押し付けることにより、前記駆動軸に対して前記ハブ軸と前記両内輪とが回転一体に結合される車輪用転がり軸受装置において、
前記第二内輪の端面と、該端面に当接する前記駆動軸の大径部との間に、前記端面と前記大径部との両者間の摩擦抵抗を増大する環状板が介在されている、車輪用転がり軸受装置。
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2003
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