JP2009262624A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異音の発生を防止できるプレートを安定して組み込むことができ、しかもコスト低減を図ることが可能な車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】内周側に外側軌道面１，２を有する外方部材３と、外周側に前記外側軌道面と対向する内側軌道面４，５を有する内方部材６と、内方部材６に外側継手部材の軸部１２を挿入連結する。内方部材６のインボード側の径方向端面４０と、内方部材の径方向端面４０に対向する外側継手部材の対向端面４１との間に、摺動特性に優れたプレート４２を挟持させる。等速自在継手７の外側継手部材に、プレート４２が対向端面４１に当接した状態で外嵌される円筒面部４６を設ける。円筒面部４６の外周面の対向端面側にプレート４２の内径部４２ａが嵌合状となる周方向溝４８を形成して反対向端面側に周方向外鍔部４９を設ける。周方向溝底４８ａと対向端面４１とのコーナ部に凹窪部４５を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両において車輪を車体に対して回転自在に支持するための車輪用軸受装置に関する。

車輪用軸受装置には、第１世代と称される複列の転がり軸受を単独に使用する構造から、外方部材に車体取付フランジを一体に有する第２世代に進化し、さらに、車輪取付フランジを一体に有するハブ輪の外周に複列の転がり軸受の一方の内側軌道面が一体に形成された第３世代、さらには、ハブ輪に等速自在継手が一体化され、この等速自在継手を構成する外側継手部材の外周に複列の転がり軸受の他方の内側軌道面が一体に形成された第４世代のものまで開発されている。

例えば、第２世代と呼ばれる車輪用軸受装置は、図１３に示すように、外径方向に延びるフランジ１５１を有するハブ輪１５２と、ハブ輪１５２に装着される内方部材１６０と、内方部材１６０の外周側に配設される外方部材１５５とを備え、このハブ輪１５２に等速自在継手１５４の外側継手部材１５３が固定される。

等速自在継手１５４は、前記外側継手部材１５３と、この外側継手部材１５３の椀形部１５７内に配設される内側継手部材（図示省略）と、この内側継手部材と外側継手部材との間に配設される転動体（ボール）（図示省略）と、このボールを保持する保持器（図示省略）とを備える。

また、ハブ輪１５２は、筒部１６３と前記フランジ１５１とを有し、フランジ１５１の外端面１６４（反継手側の端面）には、図示省略のホイールおよびブレーキロータが装着される短筒状のパイロット部１６５が突設されている。なお、パイロット部１６５は、大径の第１部１６５ａと小径の第２部１６５ｂとからなり、第１部１６５ａにブレーキロータが外嵌され、第２部１６５ｂにホイールが外嵌される。

そして、筒部１６３には、前記内方部材１６０を構成する一対の内輪１６６、１６７が装着されている。内輪１６６、１６７にはそれぞれ内側軌道面１６８，１６９が設けられている。また、外方部材１５５は、その内周に２列の外側軌道面１７０、１７１が設けられると共に、その外周に、取付孔１８２ａを有するフランジ（車体取付フランジ）１８２が設けられている。そして、外方部材１５５の第１外側軌道面１７０とハブ輪１５２の第１内側軌道面１６８とが対向し、外方部材１５５の第２外側軌道面１７１と、内輪１６７の第２内側軌道面１６９とが対向し、これらの間に転動体１７２が介装される。

すなわち、外方部材１５５と、一対の内輪１６６、１６７からなる内方部材１６０と、外方部材１５５の外側軌道面１７０、１７１と内方部材１６０の内側軌道面１６８，１６９との間に介装される転動体１７２等で転がり軸受１５８を構成する。また、ハブ輪１５２のフランジ１５１にはボルト装着孔１６２が設けられて、ホイールおよびブレーキロータをこのフランジ１５１に固定するためのハブボルト１５９がこのボルト装着孔１６２に装着される。

ハブ輪１５２の筒部１６３に外側継手部材１５３の軸部１７３が挿入される。軸部１７３は、その反椀形部の端部にねじ部１７４が形成され、このねじ部１７４と椀形部（マウス部）１５７との間にスプライン部１７５が形成されている。また、ハブ輪１５２の筒部１６３の内周面（内径面）にスプライン部１７６が形成され、この軸部１７３がハブ輪１５２の筒部１６３に挿入された際には、軸部１７３側のスプライン部１７５とハブ輪１５２側のスプライン部１７６とが係合する。そして、筒部１６３から突出した軸部１７３のねじ部１７４にナット部材１７７が螺着され、ハブ輪１５２と外側継手部材１５３とが連結される。この際、ナット部材１７７の座部１７８がハブ輪１５２の筒部１６３の端面１７９に当接する。

ところで、この種の車輪用軸受装置において、図１４に示すように、内輪１６７のインボート側の端面１６７ａと外側継手部材１５３の肩部（マウス部１５７の底部裏面）１５３ａとの間に、摺動特性の優れたプレート状等の介在部材１９０を介在させるものがある（特許文献１及び特許文献２）。

これは、このようなプレート１９０を介在させなければ、等速自在継手側と転がり軸受側との間で伝達するトルクの変動に基づき、内輪１６７の端面１６７ａと外側継手部材１５３の肩部１５３ａとの当接面同士が擦れ合うことが原因で異音が発生するおそれがあるからである。このようなトルクは、加速・減速の繰り返しにより頻繁に変化する。

また、外側継手部材１５３の軸部１７３に形成されたスプライン１７５を介してトルクはハブ輪１５２に伝達されるが、等速自在継手側とハブ輪側との間でのトルク伝達に伴って軸部１７３が捩り方向に弾性変形する。この変形量は、トルクの変動によって頻繁に変化する。外側継手部材１５３の軸部１７３を捩り方向に変化させようとする力、あるいは捩り変形した軸部は元に戻ろうとする力が、当接部（内輪１６７の端面１６７ａとマウス部１５７の底部裏面１５３ａ）に作用する摩擦力よりも大きくなると、この当接部で微小な滑りが発生する。この場合に、この当接部に作用する摩擦力が大きいと、滑りに基づいて、内輪１６７と外側継手部材１５３の肩部とを擦るエネルギーが大きくなり、耳障りな異音が発生する。
特開２００５−１４５３１５号公報

前記図１３に示す車輪用軸受装置では、軸部１７３をハブ輪１５１に挿入する場合、軸部１７３にプレート１９０を外嵌する必要がある。しかしながら、プレート１９０の内径が軸部１７３の外径よりも大きく設定されているので、この挿入時には、図１５に示すように、軸方向及び径方向に移動自在である。このため、挿入時にはプレート１９０の位置合わせが必要であり、その位置合わせがうまくいかなければ、図１６に示すように、内輪１６７と外側継手部材１５３の肩部１５３ａとでプレート１９０を挟持した状態で、径方向にずれるおそれがある。

図１６に示すように、位置ずれを起すと、当接面同士の摺動が滑らかに行われず、異音の発生を抑えることができないおそれがある。しかも、プレート１９０の軸心が装置軸心からずれることになるので、滑らかなトルク伝達を損なうことにもなる。さらに、位置ずれが大きい場合、内輪１６７と外側継手部材１５３の肩部とでプレート１９０を挟持できない場合もある。

このため、プレート１９０の位置ずれを防止するために、内輪１６７の端面又は外側継手部材１５３の肩部に接着剤を塗布して、プレート１９０を内輪１６７の端面又は外側継手部材１５３の肩部に接着することが考えられる。しかしながら、このように接着剤を使用すれば、滑り作用を低下させることになる。しかも、接着剤の塗布のために、組み付け時の作業工程を増加させるとともに、コスト高となる。

また、平板状のプレートに代えて、図１７と図１８に示すように、断面Ｌ字状の介在部材１９１を使用することによって、位置ずれを防止できる。すなわち、介在部材１９１は、平板リング体の本体部１９１aと、この本体部１９１aの外周縁から軸方向に延びる筒部１９１ｂとからなる。そして、筒部１９１ｂを外側継手部材１５３の椀形部１５７の底部１６１に嵌合させている。このため、介在部材１９１は径方向及び軸方向にずれることなく等速自在継手１５４の外側継手部材１５３に装着することができる。従って、この状態でハブ輪と等速自在継手とを組み付ければ、位置ずれすることなく、内輪１６７のインボード側の端面１６７ａと外側継手部材１５３の肩部１５３ａとの間に介在部材１９１の本体部１９１ａを介在させることができる。

しかしながら、図１４等に示すプレート状のものと相違して筒部１９１ｂを必要として、重量的に大となるとともに、コスト高となる。また、嵌合状態を維持させるためには、筒部１９１ｂを椀形部１５７の底部に圧入したり、接着剤等を介して接着したりする必要があり、組み付け性に劣ることになる。

本発明は、上記課題に鑑みて、異音の発生を防止できるプレートを安定して組み込むことができ、しかもコスト低減を図ることが可能な車輪用軸受装置を提供する。

本発明の車輪用軸受装置は、内周側に複数の外側軌道面を有する外方部材と、外周側に前記外側軌道面と対向する複数の内側軌道面を有する内方部材と、外方部材の外側軌道面と内方部材の内側軌道面との間に配設される複数の転動体とを有する転がり軸受を備え、内方部材に等速自在継手の外側継手部材の軸部を挿入連結するとともに、内方部材のインボード側の径方向端面と、この内方部材の径方向端面に対向する外側継手部材の対向端面との間に、摺動特性に優れたプレートを挟持させた車輪用軸受装置であって、等速自在継手の外側継手部材に、プレートが対向端面に当接した状態で外嵌される円筒面部を設け、この円筒面部の外周面の対向端面側に前記プレートの内径部が嵌合状となる周方向溝を形成して反対向端面側に周方向外鍔部を設けるとともに、周方向溝底と対向端面とのコーナ部に凹窪部を設けたものである。

プレートを円筒面部の周方向溝に嵌合させることによって、プレートを円筒面部に装着することができる。ところで、周方向溝底と対向端面とのコーナ部に凹窪部を設けない場合、通常このようなコーナ部はアール状の隆起部とされる。隆起部があれば、プレートの内径部が、対向端面からはなれる方向に浮き上がるおそれがある。これに対して、本発明では、周方向溝底と対向端面とのコーナ部に凹窪部が設けられているので、プレートを等速自在継手の外側継手部材の対向端面に密着させることができる。しかも、プレートが円筒面部の周方向溝に嵌合した状態であるので、このプレートは位置決めがなされた状態となっている。このため、プレートが位置ずれすることなく、内方部材に等速自在継手の外側継手部材の軸部を挿入することができ、プレートを内方部材の径方向端面と外側継手部材の対向端面との間の正規位置に挟持することができる。

前記プレートの内径寸法をｄ１とし、プレートの肉厚をｔとし、円筒面部の周方向外鍔部の外径寸法をＤ１とし、周方向溝底の径寸法をＤ２とし、周方向溝の幅寸法をＬとしたときに、Ｄ２＜ｄ１＜Ｄ１、ｔ＜Ｌとなるように設定するのが好ましい。

プレートを周方向溝に嵌合させれば、Ｄ２＜ｄ１＜Ｄ１であり、かつｔ＜Ｌであるので、プレートの周方向溝への装着性（嵌合性）の向上を図ることができる。

前記プレートの内径寸法をｄ１とし、円筒面部の周方向外鍔部の外径寸法をＤ１としたときに、０ｍｍ＜Ｄ１−ｄ１＜０．５ｍｍとするのが好ましい。このように設定することによって、円筒面部の周方向外鍔部の外径がプレートの内径よりも僅かに大きくなって、プレートを周方向溝に嵌合させた状態で、周方向溝の反対向端面側に形成される周方向外鍔部にプレートの内径部が係合することになる。

プレートの内径部に、周方向溝に係合する引っ掛かり爪部を設けるのが好ましい。この引っ掛かり爪部によって、プレートの周方向溝からの外れを防止できる。

前記プレートの表面に、フッ素樹脂系の被膜、二硫化モリブデン系の被膜、又は、固体潤滑剤を主成分としたコーティング剤と樹脂系バインダーとで構成した被膜をコーティングすることができる。固体潤滑剤としては、ＭｏＳ_２（二硫化モリブデン）、グラファイト、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＢＮ（窒化硼素）の１種または２種以上から構成することができる。また、樹脂系バインダーとしては、例えば、ポリイミド系樹脂（ＰＩ）、ポリアミドイミド系樹脂（ＰＡＩ）、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド（ナイロン）、フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等）の１種または２種以上から構成することができる。

このような被膜をコーティングすれば、この被膜によって、内方部材のインボード側の径方向端面と外側継手部材の端面を擦るエネルギーが小さくなる。特に、固体潤滑剤を主成分としたコーティング剤と樹脂系バインダーとで構成したものであれば、コーティングプレートへのコーティング膜の密着性が向上する。

プレートと内方部材の径方向端面との間、前記プレートと外側継手部材の対向端面との間の少なくとも一方に、潤滑剤を介在させるのも好ましい。

本発明の車輪用軸受装置では、内方部材の径方向端面と外側継手部材の対向端面との間の正規位置にプレートを挟持することができ、異音の発生をこのプレートによって、安定して防止することができる。しかも、組み付け時に接着剤等を使用する必要がなく、組み付け作業性の向上を図るとともに、コスト低減を達成できる。

また、Ｄ２＜ｄ１＜Ｄ１、ｔ＜Ｌとすることによって、プレートの周方向溝への装着性（嵌合性）の向上を図ることができ、プレートの周方向溝からのはずれ防止機能の信頼性向上を達成できる。０ｍｍ＜Ｄ１−ｄ１＜０．５ｍｍとすることによって、プレートの周方向溝からのはずれ防止機能の一層の向上を図ることができる。

周方向溝に係合する引っ掛かり爪部を設けることによって、プレートをガタつかせることなく、より一層安定した状態で周方向溝に嵌合（嵌着）させることができる。

プレートの表面に、フッ素樹脂系の被膜、二硫化モリブデン系の被膜、又は、固体潤滑剤を主成分としたコーティング剤と樹脂系バインダーとで構成した被膜をコーティングすることによって、内方部材のインボード側の径方向端面と外側継手部材の端面を擦るエネルギーが小さくなる。このため、異音の発生をより安定して防止できる。特に、被膜が固体潤滑剤を主成分としたコーティング剤と樹脂系バインダーとで構成したものでは、被膜のプレート本体（金属プレート）へのコーティングプレートへのコーティング膜の密着性に優れ、このコーティング膜によって長期にわたって異音の発生を抑えることができて、高品質の車輪用軸受装置を提供することができる。

潤滑剤を介在させたものでは、潤滑性の向上を図ることができ、転がり抵抗をさらに低減することができ、長期にわたって異音を抑えることができる。

以下本発明の実施の形態を図１〜図１２に基づいて説明する。図１に第１実施形態の車輪用軸受装置を示し、この車輪用軸受装置は、内周側に複数の外側軌道面１、２を有する外方部材３と、外周側に前記外側軌道面１、２と対向する内側軌道面４，５を有する内方部材６と、この内方部材６に等速自在継手７を連結したものである。

等速自在継手７は、外側継手部材としての外輪８と、外輪８の内側に配された内側継手部材としての内輪（図示省略）と、外輪８と内輪との間に介在してトルクを伝達する複数の転動体（図示省略）と、外輪８と内輪との間に介在して転動体を保持するケージ（図示省略）とを主要な部材として構成される。外輪８は内輪が収容されるマウス部１３とこのマウス部１３から突設される軸部１２とを備える。

この場合、内方部材６は、筒部２０と、筒部２０の反継手側の端部に設けられるフランジ２１とを有するハブ輪３０を備える。ハブ輪３０の筒部２０の孔部２２の内径面には雌スプライン２７が設けられ、等速自在継手７の軸部１２の雄スプライン１９がこの雌スプライン２７に嵌合している。なお、このハブ輪３０のアウトボード側の端面には、図示省略のホイールおよびブレーキロータが装着される短筒状のパイロット部２３が突設されている。ここで、アウトボード側とは、自動車等の車両に組付けた状態で車両の外側となる方であり、また、自動車等の車両に組付けた状態で車両の内側となる方をインボード側と呼ぶ。ハブ輪３０のフランジ２１にはボルト装着孔３２が設けられて、ホイールおよびブレーキロータをこのフランジ２１に固定するためのハブボルト３３がこのボルト装着孔３２に装着される。

また、等速自在継手７の軸部１２のアウトボード側の端部にはねじ軸部２４が設けられ、このねじ軸部２４がハブ輪３０からアウトボード側へ突出して、ナット部材２５がこのねじ軸部２４に螺着される。この場合、ナット部材２５とハブ輪３０のアウトボード側の端面（パイロット部２３の内径側の当接面（凹窪部））２６との間にワッシャ部材６０が介在される。

ところで、内周側に複数の外側軌道面１、２を有する前記外方部材３と、外周側に前記外側軌道面１、２と対向する内側軌道面４、５を有する内方部材６と、対向する外側軌道面１、２と内側軌道面４，５との間に配置された複数列の転動体２８等でこの車輪用軸受装置の転がり軸受３１を構成することになる。

この場合、ハブ輪３０の筒部２０に、一対の内輪３５、３６が装着（外嵌）されている。そして、内輪３５、３６の外径面には、内側軌道面４、５が形成されている。このため、図１に示す車輪用軸受装置では、ハブ輪３０と内輪３５、３６とで内方部材６を構成することになる。

また、外方部材３の外径面には、ねじ孔３４ａが形成された車体取付フランジ３４が設けられる。車体取付フランジ３４よりもインボード側の外径面が、ナックル嵌合面３４ｂとなって、このナックル嵌合面３４ｂをナックル（図示省略）の内周面に嵌合させるとともに、ナックルとフランジ３４とが図示省略のボルト部材を介して固着される。

そして、内方部材６のインボード側の径方向端面４０と、このインボード側の径方向端面４０に対向する外輪１３の対向端面４１との間にプレート４２が配置される。すなわち、内輪３６のインボード側の端面３６ａが前記径方向端面４０を構成し、等速自在継手７の外輪８のマウス部１３の底部外面（肩部）１３ａが径方向端面４０に相対面する前記端面４１を構成する。

プレート４２は図４と図５に示すうような平板リング体（軸心孔を有する円盤形状体）からなり、そのインボード側の端面４３と、アウトボード側の端面４４との少なくともいずれか一方に、図５に示すように、被膜５８が形成されている。すなわち、このプレート４２は、金属製プレート本体と、この本体の表面を被覆する被膜５８とで構成される。金属製プレート本体を構成する金属としては、例えば、ＳＵＳ４３０に代表されるステンレス鋼や、ＳＰＣＣに代表される圧延鋼等であり、プレート４２の厚さ寸法ｔ（図４参照）（被膜５８を含んだ厚さ寸法）としては、例えば、０．５ｍｍから１．５ｍｍ程度とされる。このため、プレート４２を摺動特性に優れたプレート４と呼ぶことができる。

被膜５８は、固体潤滑剤を主成分としたコーティング剤と樹脂系バインダーとで構成したものである。固体潤滑剤としては、ＭｏＳ_２（二硫化モリブデン）、グラファイト、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＢＮ（窒化硼素）の１種または２種以上から構成することができる。また、樹脂系バインダーとしては、例えば、ポリイミド系樹脂（ＰＩ）、ポリアミドイミド系樹脂（ＰＡＩ）、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド（ナイロン）、フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等）の１種または２種以上から構成することができる。被膜５８の膜厚を例えば２μｍ〜１５μｍとする。

ところで、プレート４２は等速自在継手７の外輪１３に装着されることになるが、この場合、外輪１３にはこのプレート４２が嵌合する円筒面部４６が設けられている。すなわち、マウス部１３には軸部側に首部４７が設けられ、この首部４７と軸部との間に円筒面部４６が形成される。このため、首部４７の端面がこの外輪１３の底裏面１３ａつまり端面４１となる。

円筒面部４６には、図３に示すように、端面４１側に周方向溝４８が形成され、これによって、円筒面部４６の反端面側に周方向外鍔部４９が設けられる。また、周方向溝４８の溝底４８ａと端面４１とのコーナ部には凹窪部（ぬすみ部）４５が設けられている。

この場合、図４に示すように、プレート４２の内径寸法をｄ１とし、プレート４２の肉厚をｔとし、図３に示すように、円筒面部４６の周方向外鍔部４９の外径寸法をＤ１とし、周方向溝底４８ａの径寸法をＤ２とし、周方向溝４８の幅寸法をＬとしたときに、Ｄ２＜ｄ１＜Ｄ１、ｔ＜Ｌとなるように設定する。さらには、０ｍｍ＜Ｄ１−ｄ１＜０．５ｍｍとする。なお、プレート４２の外径寸法としては、マウス部１３の首部４７の外径寸法と略同一に設定する。ここで、略同一とは、同一の場合、プレート４２の外径寸法がマウス部１３の首部４７の外径寸法よりも僅かに小さい場合、及びプレート４２の外径寸法がマウス部１３の首部４７の外径寸法よりも僅かに大きい場合を含むものとする。

このため、プレート４２を円筒面部４６に装着すれば、図６に示すように、そのインボード側の端面４３が外輪８の端面４１に当接した状態で、プレート４２の内径部４２ａが周方向溝４８に嵌合することになる。この際、プレート４２の内径部４２ａに対して、周方向外鍔部４９がアウトボード側に設けられるので、このプレート４２の抜け止めが形成されることになる。

ところで、凹窪部（ぬすみ部）４５を設けなければ、図１４に示すように、このようなコーナ部においては通常、アール状の隆起部１９２とされる。隆起部１９２があれば、プレート１９０の内径部が端面１５３ａから浮き上がるおそれがある。これに対して、凹窪部４５を設けることによって、プレート４２の内径部４２ａの端面４１からの浮き上がりを防止することができる。

この車輪用軸受装置では、等速自在継手７の軸部１２をハブ輪３０に挿入して、軸部１２の雄スプライン１９をハブ輪３０の雌スプライン２７に嵌合させた状態で、軸部１２のねじ軸部２４にナット部材２５を螺着することによって、ハブ輪３０と等速自在継手７とを一体化される。この場合、ナット部材２５のワッシャ部材６０がハブ輪３０の筒部２０の端面２６に当接している。この一体化によって、プレート４２は、内方部材６のインボード側の径方向端面４０と、等速自在継手７の端面４１との間に挟持される。従って、図１に示すように、内輪３６がアウトボード側へ押圧されて、内輪３６のアウトボード側の端面３６ｂと内輪３５のインボード側の端面３５ｂとが当接して、内輪３５のアウトボード側の端面３５ａがハブ輪３０の段付面３８に当接乃至圧接している。これによって、この軸受３１に予圧が付与される。なお、外方部材３のアウトボード側の開口部およびインボード側の開口部はそれぞれシール部材Ｓ１、Ｓ２にて塞がれている。

本発明では、摺動特性の優れたプレート４２によって、内方部材６のインボード側の径方向端面４０と外側継手部材の端面４１を擦るエネルギーが小さくなって、異音（スティックスリップ音）の発生を防止できる。

プレート４２を円筒面部４６の周方向溝４８に嵌合させることによって、プレート４２を円筒面部４６に装着することができる。この際、周方向溝底４８ａと対向端面４１とのコーナ部に凹窪部４５が設けられているので、プレート４２を等速自在継手７の外輪８の対向端面４１に密着させることができる。しかも、プレート４２が円筒面部４６の周方向溝４８に嵌合した状態であるので、このプレート４２は位置決めがなされた状態となっている。このため、プレート４２が位置ずれすることなく、内方部材６に等速自在継手７の外輪８の軸部１２を挿入することができて、プレート４２を内方部材６の径方向端面４０と外輪８の対向端面４１との間の正規位置に挟持することができ、異音の発生をこのプレート４２によって、安定して防止することができる。しかも、組み付け時に接着剤等を使用する必要がなく、組み付け作業性の向上を図るとともに、コスト低減を達成できる。

また、Ｄ２＜ｄ１＜Ｄ１、ｔ＜Ｌとすることによって、プレート４２の周方向溝４８への装着性（嵌合性）の向上を図ることができ、プレート４２の周方向溝４８からのはずれ防止機能の信頼性向上を達成できる。０ｍｍ＜Ｄ１−ｄ１＜０．５ｍｍとすることによって、プレートの周方向溝からのはずれ防止機能の一層の向上を図ることができる。

しかも、被膜５８は、固体潤滑剤を主成分としたコーティング剤と樹脂系バインダーとで構成することによって、プレート４２への被膜の密着性に優れ、この被膜５８によって長期にわたって異音の発生を抑えることができて、高品質の車輪用軸受装置を提供することができる。

なお、被膜５８の膜厚を２μｍ〜１５μｍとすることによって、早期に摩滅するのを回避できるとともに、膜厚としては、内方部材６と等速自在継手７との装着による締め付けによって、圧潰するのを回避できてこの締め付け力の低下を防止でき、軸受３１への予圧が安定し、長期にわたって安定した機能を発揮することができる。このように、被膜の膜厚が最適化できて、コスト低減を図ることができる。

２μｍ未満では被膜５８が薄すぎて摩滅するおそれがある。また、１５μｍを越えれば被膜が厚すぎて使用するコーティング剤と樹脂系バインダーとが多くなってコスト高となる。しかも、内方部材６と等速自在継手７との装着による締め付けによって、被膜５８が潰れて、締め付け力の低下を招き予圧付与力が低下して軸受３１の耐久性が低下する。

前記したように、被膜５８は、インボード側の端面４３のみであっても、アウトボード側の端面４４のみであっても、両端面４３、４４に形成してもよいが、異音の発生を抑える効果としては、両端面４３、４４に形成するのがよい。

被膜としては、前記樹脂系バインダーに使用したフッ素樹脂系のみで構成しても、固体潤滑剤に使用した二硫化モリブデン系のみで構成してもよい。これらの被膜５８であっても、十分に摺動特性に優れたプレートと呼ぶことができる。このため、このような被膜５８が形成されたプレート４２を使用することによっても、異音の発生を抑えることができる。

次に図７は第２実施形態を示し、この車輪用軸受装置は第３世代の車輪用軸受装置である。すなわち、ハブ輪３０の筒部２０のインボード側の端部には小径段差部５０が設けられ、この小径段差部５０に、その外径面にインボード側の内側軌道面５が形成された内輪３６が嵌入されている。また、ハブ輪３０の筒部２０の外径面にはアウトボード側の内側軌道面４が形成されている。このため、この実施形態では、ハブ輪３０と内輪３６とで内方部材６を構成することになる。

ハブ輪３０の小径段差部５０のインボード側の端部を外径側へ加締て、その加締部５１を内輪３６のインボード側の端面３６ａに当接させている。すなわち、加締部５１によって、内輪３６をアウトボード側へ押圧して、小径段差部５０の端面５０ａに内輪３６のアウトボード側の端面３６ｂを押し当て、軸受３１に予圧を付与するようにしている。

この場合、加締部５１の端面５１ａが本発明の内方部材６のインボード側の径方向端面４０となる。また、等速自在継手７は図１に示す等速自在継手７と同様であるので、この径方向端面４０に対向する対向端面４１は外輪８のマウス部１３の底裏面１３ａとなる。

このため、外輪８には、周方向溝４８が形成された円筒面部４６が形成され、また、周方向溝４８の溝底と対向端面４１とのコーナ部には凹窪部（ぬすみ部）４５が設けられている。

なお、図７に示す車輪用軸受装置において、他の構成は前記図１に示す車輪用軸受装置と同様の構成であるので、図１の車輪用軸受装置と同一部材を図１と同一の符号を附してそれらの説明を省略する。

したがって、この図７に示す車輪用軸受装置であっても、プレート４２を円筒面部４６の周方向溝４８に嵌合させることによって、プレート４２を円筒面部４６に装着することができる。この際、周方向溝底４８ａと対向端面４１とのコーナ部に凹窪部４５が設けられているので、プレート４２を等速自在継手７の外輪８の対向端面４１に密着させることができる。このため、この図７に示す車輪用軸受装置であっても、前記図１に示す車輪用軸受装置と同様の作用効果を奏する。

図８と図９は第３実施形態を示し、この場合、プレート４２の内径部に、周方向溝３８に係合する引っ掛かり爪部５５を設けている。引っ掛かり爪部５５は、図１０に示すように、周方向に沿って所定ピッチ（この場合、１２０度ピッチ）に設けられている。すなわち、引っ掛かり爪部５５は、プレート４２の内径面に周方向１２０度ピッチで一対の切欠部５６ａ、５６ｂを設け、切欠部５６ａ、５６ｂ間をアウトボード側へ湾曲させることによって形成している。

この場合も、図１１に示すように、プレート４２の内径寸法をｄ１とし、プレート４２の肉厚をｔとし、円筒面部４６の周方向外鍔部４９の外径寸法をＤ１とし、周方向溝底４８ａの径寸法をＤ２とし、周方向溝４８の幅寸法をＬとしたときに、Ｄ２＜ｄ１＜Ｄ１、ｔ＜Ｌとなるように設定する。さらには、０ｍｍ＜Ｄ１−ｄ１＜０．５ｍｍとする。ここでのプレート４２の内径寸法ｄ１は、図１０に示すように、引っ掛かり爪部５５の最小内径端５５ａが描く円弧５７の内径寸法である。引っ掛かり爪部５５の最小内径端５５ａは、図１１に示すように、ほぼ、プレート４２のアウトボード側の端面４４と同一平面上に配置される。また、プレート４２の肉厚ｔは、引っ掛かり爪部５５を省いた肉厚である。

なお、図８と図９に示す車輪用軸受装置において、他の構成は前記図１に示す車輪用軸受装置と同様の構成であるので、図１の車輪用軸受装置と同一部材を図１と同一の符号を附してそれらの説明を省略する。

このため、この図７に示す車輪用軸受装置であっても、前記図１に示す車輪用軸受装置と同様の作用効果を奏する。しかも、引っ掛かり爪部５５、延いては最小内径端５５ａが周方向溝４８の周方向外鍔部４９に引っ掛かって、プレート４２の周方向溝４８からの外れを防止できる。すなわち、プレート４２をガタつかせることなく、より一層安定した状態で周方向溝４８に嵌合（嵌着）させることができる。

図１２は第４実施形態を示し、この車輪用軸受装置は図７に示す車輪用軸受装置と同様第３世代の車輪用軸受装置であり、プレート４２を図８に示す車輪用軸受装置のプレート４２と同様引っ掛かり爪部５５を備えている。

このため、この第４実施形態の車輪用軸受装置であっても、図１及び図８に示す車輪用軸受装置と同様の作用効果を奏する。

各実施形態において、内方部材６のインボード側の径方向端面４０とプレート４２との間、外側継手部材の端面４１とプレート４２との間の少なくとも一方に、潤滑剤を介在させたものであってもよい。すなわち、被膜５８が、インボード側の端面４３及びアウトボード側の端面４４に設けられている場合、この両被膜側に潤滑剤を介在させても、いずれか一方の被膜側に潤滑剤を介在させるようにしてもよい。また、いずれか一方の端面４３（４４）にのみ被膜５８が形成されているものである場合には、被膜が形成されている側に潤滑剤を介在させても、被膜５８が形成されていない側に潤滑剤を介在させても、さらには、両端面側に潤滑剤を介在させてもよい。

潤滑剤とは、グリースや潤滑油であるが、防錆油を介在させた場合においても効果を得ることができる。潤滑剤を介在させたものでは、潤滑性の向上を図ることができ、転がり抵抗をさらに低減することができ、長期にわたって異音（スティックスリップ音）を抑えることができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、外方部材３の外径面にフランジが形成されないものであってもよい。すなわち、外方部材３の外面全体を円筒面とし、この円筒面をナックル（図示省略）が圧入される圧入面とする。これによって、外方部材３をナックルの円筒状内径面に圧入することにより行うことができる。この場合、ナックル圧入面とナックル内径面との締代によって、ナックルと外方部材３との相対的な軸方向及び周方向のずれを規制するように設定するのが好ましい。例えば、外方部材３とナックルとの間の嵌合い面圧×嵌合い面積を嵌合い荷重としたときに、この嵌合い荷重をこの転がり軸受の等価ラジアル荷重で割った値をクリープ発生限界係数とし、このクリープ発生限界係数を予め考慮して、外方部材３の設計仕様、すなわち外方部材３とナックルの嵌合締代が設定される。

このため、外方部材３のナックル圧入面とナックルのナックル内径面との締代によって、外方部材３の軸方向の抜け及び周方向のクリープを防止できる。ここで、クリープとは、嵌合締代の不足や嵌合面の加工精度不良等により軸受が周方向に微動して嵌合面が鏡面化し、場合によってはかじりを伴い焼き付きや溶着することをいう。なお、外方部材３のナックル圧入面と、ナックルの内径面との間に抜け止め用の止め輪を装着するのが好ましい。

また、引っ掛かり爪部５５を設ける場合、前記実施形態では、周方向に沿って１２０度ピッチで３個設けていたが、数の増減は任意であり、また、各引っ掛かり爪部５５の周方向長さや径方向長さ等は、周方向溝４８に係合し、かつ、内方部材６の端面４０及び等速自在継手７の外輪１３の対向端面４１に対して、異音の発生を防止できる範囲において種々変更できる。

プレート４２の肉厚、外径寸法、内径寸法等も、内方部材６の端面４０と等速自在継手７の外輪１３の対向端面４１とで挟持でき、しかも、その内径部が外輪１３の円筒面部４８の周方向溝４９に嵌合できる範囲で種々変更できる。

軸受３１の転動体２８として、ローラを使用したものであってもよい。また、ハブ輪３０と等速自在継手７との固定は、前記各実施形態では、等速自在継手７の軸部１２にねじ軸部２４を構成して、このねじ軸部２４にナット部材２５を螺着するものであったが、等速自在継手７の軸部１２にねじ孔を設け、このねじ孔に、ハブ輪３０のアウトボード側の端面に頭部が当接するボルト部材を螺合させるものであってもよい。

本発明の第１実施形態を示す車輪用軸受装置の断面図である。 前記図１の車輪用軸受装置の要部拡大断面図である。 前記図１の車輪用軸受装置の等速自在継手の要部拡大図である。 前記図１の車輪用軸受装置のプレートの拡大断面図である。 前記プレートの拡大正面図である。 前記プレートが等速自在継手の外輪に装着された状態の説明図である。 本発明の第２実施形態を示す車輪用軸受装置の断面図である。 本発明の第３実施形態を示す車輪用軸受装置の断面図である。 前記図８の車輪用軸受装置の要部拡大断面図である。 前記図８の車輪用軸受装置において使用されるプレートの正面図である。 前記図８のプレートが等速自在継手の外輪に装着された状態の説明図である。 本発明の第４実施形態を示す車輪用軸受装置の断面図である。 従来の車輪用軸受装置の断面図である。 前記図１３の車輪用軸受装置の要部拡大断面図である。 前記図１３の車輪用軸受装置の組み立て状態を示す断面図である。 前記図１３の車輪用軸受装置の問題点を説明する断面図である。 従来の他の車輪用軸受装置の断面図である。 前記図１７の車輪用軸受装置の要部拡大断面図である。

符号の説明

１、２ 外側軌道面
３ 外方部材
４、５ 内側軌道面
６ 内方部材
７ 等速自在継手
１２ 軸部
４０ 径方向端面
４１ 対向端面
４２ プレート
４２ａ 内径部
４３ 端面
４４ 端面
４６ 円筒面部
４８ 周方向溝
４８ａ 周方向溝底
４９ 周方向外鍔部
５５ 引っ掛かり爪部

Claims (9)

1. 内周側に複数の外側軌道面を有する外方部材と、外周側に前記外側軌道面と対向する複数の内側軌道面を有する内方部材と、外方部材の外側軌道面と内方部材の内側軌道面との間に配設される複数の転動体とを有する転がり軸受を備え、内方部材に等速自在継手の外側継手部材の軸部を挿入連結するとともに、内方部材のインボード側の径方向端面と、この内方部材の径方向端面に対向する外側継手部材の対向端面との間に、摺動特性に優れたプレートを挟持させた車輪用軸受装置であって、
   等速自在継手の外側継手部材に、プレートが対向端面に当接した状態で外嵌される円筒面部を設け、この円筒面部の外周面の対向端面側に前記プレートの内径部が嵌合状となる周方向溝を形成して反対向端面側に周方向外鍔部を設けるとともに、周方向溝底と対向端面とのコーナ部に凹窪部を設けたことを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記プレートの内径寸法をｄ１とし、プレートの肉厚をｔとし、円筒面部の周方向外鍔部の外径寸法をＤ１とし、周方向溝底の径寸法をＤ２とし、周方向溝の幅寸法をＬとしたときに、Ｄ２＜ｄ１＜Ｄ１、ｔ＜Ｌとなることを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記プレートの内径寸法をｄ１とし、円筒面部の周方向外鍔部の外径寸法をＤ１としたときに、０ｍｍ＜Ｄ１−ｄ１＜０．５ｍｍとしたことを特徴とする請求項２に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記プレートが、軸心孔を有する円盤形状体にて構成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
5. 前記プレートの内径部に、周方向溝に係合する引っ掛かり爪部を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
6. 前記プレートは、フッ素樹脂系の被膜がその表面にコーティングされていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
7. 前記プレートは、二硫化モリブデン系の被膜がその表面にコーティングされていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
8. 前記プレートは、固体潤滑剤を主成分としたコーティング剤と樹脂系バインダーとで構成した被膜がその表面にコーティングされていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。
9. 前記プレートと内方部材の径方向端面との間、前記プレートと外側継手部材の対向端面との間の少なくとも一方に、潤滑剤を介在させたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。

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