JP2010221923A - 車輪用軸受装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外方部材の強度・寿命の低下を防止すると共に、所望の塗膜性能を確保してナックルに電食が発生するのを防止し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】外周に軽合金製のナックルＫに取り付けられるための車体取付フランジ２ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面２ａが一体に形成された外方部材２と、一端部に車輪取付フランジ６を一体に有するハブ輪４を備え、外方部材２の外周面にカチオン電着塗装によって電気絶縁性皮膜１７が形成され、この電気絶縁性皮膜１７の下地処理として亜鉛系皮膜が形成されると共に、この亜鉛系皮膜の上にシーラー処理が施され、外方部材２の少なくとも複列の外側転走面２ａが焼入れ・焼戻しによって所定の表面硬さに硬化処理され、焼戻しとカチオン電着塗装の焼付乾燥が１５０〜２００℃の低温焼戻し温度範囲で同時に実施されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、懸架装置を構成するナックルがアルミ合金等の軽合金からなり、このナックルに嵌合される外方部材との間に生じる電位差によって電食を起こすのを防止した車輪用軸受装置およびその製造方法に関するものである。

自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受装置において、最近、車両の軽量化を狙って、懸架装置を構成するナックルにアルミ合金やマグネシウム合金等の軽合金が使用される場合が増えてきている。一方、ナックルに嵌合される軸受は、所望の強度および転がり疲労寿命を確保するため、軸受鋼や浸炭鋼、あるいは高炭素鋼等で形成されている。このナックルを従来の鋼製からアルミ合金製のものに変更することによりバネ下重量の大幅な軽減ができるが、これには厄介な問題が内在している。すなわち、軸受とナックルが、お互い接触させた状態で２種の金属が腐食環境にさらされた場合、電位差の低い方の金属（この場合、アルミ合金製のナックル）はアノード（陽極）となって早期に腐食を起こす。こうした異種金属の組み合せによる腐食、所謂、ガルバニック腐食によって、ナックルは早期に電食を起こし、耐久性が著しく低下する。

さらに、このような鋼製の軸受と軽合金製のナックルとが接触する部分に、導電性を有する液体（電解質の水溶液）が付着すると、この導電性を有する液体が電解液となって車輪用軸受装置の周囲に電池が形成され、一層、電食を誘発して好ましくない。こうした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５２、および両部材５１、５２間に転動自在に収容された複列のボール５３、５３を備えている。内方部材５１は、ハブ輪５４と、このハブ輪５４に圧入された内輪５５とからなる。

ハブ輪５４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５６を一体に有し、外周に一方の内側転走面５４ａと、この内側転走面５４ａから軸方向に延びる軸状部５７を介して小径段部５４ｂが形成されている。

内輪５５は、外周に他方の内側転走面５５ａが形成され、ハブ輪５４の小径段部５４ｂに所定のシメシロを介して圧入されると共に、この小径段部５４ｂの端部を塑性変形（揺動加締）させて形成した加締部５８によって軸方向に固定されている。

外方部材５２は、外周にアルミ合金製のナックルＫに取り付けられるための車体取付フランジ５２ｃを一体に有し、内周に複列の外側転走面５２ａ、５２ｂが形成されている。そして、これら両転走面間に複列のボール５３、５３が収容され、保持器５９、６０によって転動自在に保持されている。また、外方部材５２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グリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。

ここで、車輪取付フランジ５６側のボール５３のピッチ円直径ＰＣＤｏが反フランジ側のボール５３のピッチ円直径ＰＣＤｉよりも大径に設定され、複列のボール５３、５３の外径は同じであるが、車輪取付フランジ５６側のボール５３の個数が反フランジ側のボール３の個数よりも多く設定されている。

ここで、アルミ合金製のナックルＫに取り付けられる外方部材５２は、ナックルＫに当接する外周面にカチオン電着塗装等からなる絶縁皮膜６３（図中クロスハッチングにて示す）が形成されている。これにより、鋼製の外方部材５２と軽合金製のナックルＫとの組み合せによってナックルＫに電食が発生するのを防止することができる。さらに、外方部材５２の外周面で、絶縁皮膜６３が形成された端部の反対側の外周面が研削加工によって円筒面からなる支持面６４が形成されている。

このように、ナックルＫに当接する外方部材５２の外周面に絶縁皮膜６３が形成されると共に、ナックルＫに当接しない外方部材５２の外周面に研削加工によって支持面６４が形成されているので、外方部材５２の複列の外側転走面５２ａ、５２ｂの研削加工時に、外方部材５２を支持するシュー（図示せず）と外方部材５２との摺接によって絶縁皮膜６３が剥がれ落ちることなく、ナックルＫと外方部材５２との間で良好な絶縁性が得られ、装置の軽量・コンパクト化を図ると共に、鋼製の外方部材５２と軽合金製のナックルＫとの組み合せによってナックルＫに電食が発生するのを防止し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。

特開２００８−０４４５３４号公報

こうした従来の車輪用軸受装置において、カチオン電着塗装からなる絶縁皮膜６３では、所望の塗膜性能を得るために、塗料を電着させた後に焼付乾燥させる必要がある。一方、外方部材５２は、所望の強度・寿命を得るために、熱処理（焼入れ・焼戻し）が施されている。そして、熱処理が終了した後に電着塗装と、焼付乾燥が行われている。然しながら、この焼付乾燥する温度が外方部材５２の焼戻し温度以上になってしまうと、複列の外側転走面５２ａ、５２ｂの表面硬さが低下し、強度・寿命が低下する恐れがある。また、焼付乾燥する温度を外方部材５２の焼戻し温度よりも低い温度に設定すると塗膜の性能が低下し、絶縁皮膜６３が剥れる等、長期間に亘って良好な絶縁性が得られず、ナックルＫに電食が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、外方部材の強度・寿命の低下を防止すると共に、所望の塗膜性能を確保してナックルに電食が発生するのを防止し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置およびその製造方法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、軽合金製のナックルに内嵌され、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、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる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嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、外周に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間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材の少なくとも前記ナックルと当接する外周面にカチオン電着塗装によって電気絶縁性皮膜が形成されると共に、この電気絶縁性皮膜の下地処理として亜鉛系皮膜が形成され、その上にシーラー処理が施されている。

このように、軽合金製のナックルに内嵌される外方部材と、車輪取付フランジを一体に有するハブ輪を備え、車輪を回転自在に支承する第１乃至第４世代構造の車輪用軸受装置において、外方部材の少なくともナックルと当接する外周面にカチオン電着塗装によって電気絶縁性皮膜が形成されると共に、この電気絶縁性皮膜の下地処理として亜鉛系皮膜が形成され、その上にシーラー処理が施されているので、鋼製の外方部材とアルミ合金製のナックルとの組み合せによってナックルに電食が発生するのを防止すると共に、電気絶縁性皮膜の密着性を向上させて信頼性を高めた車輪用軸受装置を提供することができる。

また、請求項２に記載の発明のように、前記電気絶縁性皮膜の下地処理としてリン酸亜鉛皮膜が形成されていても良いし、また、請求項３の発明のように、前記電気絶縁性皮膜の下地処理として亜鉛メッキ皮膜が形成されていても良い。この亜鉛メッキ皮膜はリン酸亜鉛皮膜に比べ、耐食性、防錆性能に優れている。

また、請求項４に記載の発明のように、前記電気絶縁性皮膜の膜厚が１０〜５５μｍの範囲に設定されていれば、絶縁性皮膜層としての機能を充分発揮できると共に、ナックルの内径との嵌合すきまを適正に確保することができ、車両の補修時にナックルから容易に外方部材を取り出すことができ、作業性を向上させると共に、絶縁性皮膜層自体の損傷を防止することができる。

また、本発明のうち請求項５に記載の方法発明は、軽合金製のナックルに内嵌され、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、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる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嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、外周に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間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置の製造方法において、前記外方部材の少なくとも前記ナックルと当接する外周面にカチオン電着塗装によって電気絶縁性皮膜が形成されると共に、前記外方部材の少なくとも前記複列の外側転走面が焼入れ・焼戻しによって所定の表面硬さに硬化処理され、前記焼戻しと前記カチオン電着塗装の焼付乾燥が同時に実施される。

このように、軽合金製のナックルに内嵌され、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材を備えた第１乃至第４世代構造の車輪用軸受装置の製造方法において、外方部材の少なくともナックルと当接する外周面にカチオン電着塗装によって電気絶縁性皮膜が形成されると共に、外方部材の少なくとも前記複列の外側転走面が焼入れ・焼戻しによって所定の表面硬さに硬化処理され、前記焼戻しと前記カチオン電着塗装の焼付乾燥が同時に実施されるので、外方部材の強度・寿命の低下を防止することができると共に、所望の塗膜性能を確保してナックルに電食が発生するのを防止し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。

また、請求項６の発明のように、前記外方部材の焼戻し温度が１５０〜２００℃の範囲に設定され、１．５〜２．０時間実施されるのが好ましい。

また、請求項７に記載の発明のように、前記焼戻しが前記焼入れ後の２４時間以内に実施されれば、置き割れ等のトラブルを防止することができる。

また、請求項８に記載の発明のように、前記焼戻しが前記焼入れ後の１２時間以内に実施されれば好ましい。

また、請求項９に記載の発明のように、前記外方部材の焼入れ後に一旦略１００℃の仮焼戻しが実施されれば、置き割れ等のトラブルを防止して焼戻しができ、外方部材の表面硬さ低下と塗膜性能の低下を防止することができる。

また、請求項１０に記載の発明のように、前記電気絶縁性皮膜の下地処理として亜鉛系皮膜が形成され、その上にシーラー処理が施されれば、優れた塗膜密着性が確保できると共に、素材の保護皮膜が形成でき、強固な防錆機能と導電性を発揮することができる。

また、請求項１１に記載の発明のように、前記シーラー処理が略３０秒〜２分の浸漬によって実施されても良いし、また、請求項１２に記載の発明のように、前記シーラー処理がスプレー処理を行うことにより実施されても良い。

本発明に係る車輪用軸受装置は、軽合金製のナックルに内嵌され、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、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる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嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、外周に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間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材の少なくとも前記ナックルと当接する外周面にカチオン電着塗装によって電気絶縁性皮膜が形成されると共に、この電気絶縁性皮膜の下地処理として亜鉛系皮膜が形成され、その上にシーラー処理が施されているので、鋼製の外方部材とアルミ合金製のナックルとの組み合せによってナックルに電食が発生するのを防止すると共に、付着性を向上させて信頼性を高めた車輪用軸受装置を提供することができる。

また、本発明に係る車輪用軸受装置の製造方法は、軽合金製のナックルに内嵌され、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、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる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嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、外周に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間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置の製造方法において、前記外方部材の少なくとも前記ナックルと当接する外周面にカチオン電着塗装によって電気絶縁性皮膜が形成されると共に、前記外方部材の少なくとも前記複列の外側転走面が焼入れ・焼戻しによって所定の表面硬さに硬化処理され、前記焼戻しと前記カチオン電着塗装の焼付乾燥が同時に実施されるので、外方部材の強度・寿命の低下を防止することができると共に、所望の塗膜性能を確保してナックルに電食が発生するのを防止し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置が装着された足回り部を示す縦断面図である。 図１の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。 従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

外周に軽合金製のナックル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所定のシメシロを介して圧入され、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間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置の製造方法において、前記外方部材の少なくとも前記ナックルと当接する外周面にカチオン電着塗装によって電気絶縁性皮膜が形成され、この電気絶縁性皮膜の下地処理として亜鉛系皮膜が形成されると共に、この亜鉛系皮膜の上にシーラー処理が施され、前記外方部材の少なくとも前記複列の外側転走面が焼入れ・焼戻しによって所定の表面硬さに硬化処理され、かつ前記焼戻しと前記カチオン電着塗装の焼付乾燥が１５０〜２００℃の低温焼戻し温度範囲で同時に実施される。

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が装着された足回り部を示す縦断面図、図２は、図１の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。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。

この車輪用軸受装置は、内方部材１と外方部材２と複列の転動体（ボール）３、３とを備えている。内方部材１は、アウター側の端部に車輪取付フランジ６を一体に有するハブ輪４と別体の内輪５とからなる。また、車輪取付フランジ６の周方向等配にはハブボルト６ａが植設され、ブレーキロータＲを介して車輪Ｗが取り付けられている。外方部材２は、外周に車体取付フランジ２ｂを一体に有し、アルミ合金製のナックルＫに内嵌されると共に、固定ボルト７を介して取り付けられている。

等速自在継手８は、外側継手部材９と、図示しない継手内輪、ケージおよびトルク伝達ボールとからなる。外側継手部材９は、カップ状のマウス部１０と、このマウス部１０の底部となる肩部１１と、この肩部１１から軸方向に延びるステム部１２とが一体に形成されている。ステム部１２の外周にはセレーション（またはスプライン）１２ａと、このセレーション１２ａの端部に雄ねじ１２ｂが形成されている。そして、内輪５の端面を外側継手部材９の肩部１１に衝合させた状態で、固定ナット１３によって内方部材１に対して外側継手部材９が着脱自在に結合されている。ここでは、固定ナット１３の締付トルクを所定値に規制することにより、所定の軸受予圧に管理されている。

この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される駆動輪用であって、図２に拡大して示すように、ハブ輪４は、外周に一方（アウター側）の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部４ｂが形成され、内周にステム部１２のセレーション１２ａに係合されるセレーション（またはスプライン）４ｃが形成されている。また、内輪５は、外周に他方（インナー側）の内側転走面５ａが形成され、ハブ輪４の小径段部４ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。

ハブ輪４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面４ａをはじめ、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部４ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。また、内輪５および転動体３はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

外方部材２は、内周に複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成され、ハブ輪４の内側転走面４ａと内輪５の内側転走面５ａにそれぞれ対向している。これら両転走面間には複列の転動体３、３が収容され、保持器１４、１４によって転動自在に保持されている。

外方部材２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％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２ａ、２ａが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。そして、外方部材２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１５、１６が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。なお、ここでは、転動体３をボールと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、これに限らず転動体に円すいころを使用した複列円すいころ軸受で構成されていても良い。

ここで、外方部材２は、外周面にカチオン電着塗装によって電気絶縁性皮膜１７（図中クロスハッチングにて示す）が形成されている。これにより、鋼製の外方部材２とアルミ合金製のナックルＫとの組み合せによってナックルＫに電食が発生するのを防止することができる。

本実施形態では、カチオン電着塗装の下地処理（前処理）としてリン酸亜鉛処理が施されている。このリン酸亜鉛処理により素材となる鋼材の表面が化学反応で粗面化されるため、塗料の食い付きが良くなって付着性が向上する。さらに、リン酸亜鉛処理の後にシーラー処理が施されていても良い。このシーラーは、一種の金属表面処理剤であり、例えば、３０秒〜２分程度の短時間の浸漬、あるいは、スプレー処理を行うことにより、化成皮膜を形成することができる、所謂化成処理で、優れた塗膜密着性が確保できると共に、素材の保護皮膜が形成でき、強固な防錆機能と導電性を発揮することができる。換言すると、カチオン電着塗装の下地処理としてリン酸亜鉛処理が施されると共に、その上にシーラー処理が施されることによってリン酸亜鉛皮膜の微細な表面の平滑化により塗料電着時の空気の巻き込みを防止することができる。空気の巻き込みがあると、塗膜にクレータ（凹凸等の不均一な表面）等の表面欠陥が生じることがあり好ましくない。

また、電気絶縁性皮膜１７の膜厚は、下地処理となるリン酸亜鉛の膜厚とカチオン電着塗装の膜厚が加算されたものとなるが、この膜厚が１０〜５５μｍの範囲に設定されている。膜厚が１０μｍ未満と薄くなると絶縁性皮膜層としての機能を充分発揮できない。また、膜厚が５５μｍを超えると、ナックルＫの内径との嵌合すきまが小さくなり、車両の補修時にナックルＫから外方部材２を取り出すことが難しくなって作業性が低下するだけでなく、電気絶縁性皮膜１７自体が損傷する恐れがある。

カチオン電着塗装は、塗料の電着後に焼付乾燥（焼成）工程が必要になるが、この焼付乾燥工程は、通常、熱処理業者と塗装業者が別の業者と言うのが一般的なため、別々の工程で行われている。例え、同一社内の工程で行われたとしても、オフラインにて外方部材２の熱処理（焼入れ・焼戻し）工程の後に行われている。しかし、このような別工程で焼付乾燥が実施された場合、カチオン電着塗装の焼付乾燥温度が焼戻し温度と重なってしまい、外方部材２の表面硬さの低下あるいは塗膜性能（防錆性能）の低下を招来するため、外方部材２の焼戻しとカチオン電着塗装の焼付乾燥が１５０〜２００℃の低温焼戻し温度範囲に設定され、１．５〜２．０時間程度で同時に実施されている。これにより、外方部材２の強度・寿命の低下を防止することができると共に、所望の塗膜性能を確保してナックルＫに電食が発生するのを防止し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。また、製造工程のオンライン化による工程省略で低コスト化を図ることができる。

図３は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される従動輪用であって、内方部材１８と外方部材１９と複列の転動体３、３とを備えている。内方部材１８は、ハブ輪２０と、このハブ輪２０に圧入された内輪５とからなる。

ハブ輪２０は、アウター側の端部に車輪取付フランジ６を一体に有し、外周にアウター側の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる小径段部４ｂが形成されている。車輪取付フランジ６にはハブボルト（図示せず）が固定されるボルト孔６ｃが周方向等配に形成されると共に、これらボルト孔６ｃ間には円孔６ｄが形成されている。この円孔６ｄは軽量化に寄与できるだけでなく、装置の組立・分解工程において、レンチ等の締結治具をこの円孔６ｄから挿入することができ作業を簡便化することができる。

内輪５は、ハブ輪２０の小径段部４ｂに所定のシメシロを介して圧入され、小径段部４ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部２０ａによって所定の軸受予圧が付与された状態で軸方向に固定されている。

ハブ輪２０はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面４ａをはじめ、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部４ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。なお、加締部２０ａは鍛造加工後の表面硬さのままとされている。これにより、車輪取付フランジ６に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、内輪５の嵌合部となる小径段部４ｂの耐フレッティング性が向上すると共に、加締加工時に微小なクラック等の発生がなく加締部２０ａの塑性加工をスムーズに行うことができる。

外方部材１９はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、外周に車体取付フランジ２ｂを有し、内周に複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成され、少なくともこれら複列の外側転走面２ａ、２ａが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。そして、内方部材１８との転走面間に複列の転動体３、３が収容され、保持器１４、１４によって転動自在に保持されている。

ここで、外方部材１９は、少なくともナックルＫに当接する外周面、すなわち、車体取付フランジ２ｂの側面２１と、この側面２１からインナー側の軸方向に延びる外周面２２に、カチオン電着塗装によって電気絶縁性皮膜２３（図中クロスハッチングにて示す）が形成されている。そして、前述した実施形態と同様、電気絶縁性皮膜２３の膜厚が１０〜５５μｍの範囲に設定されている。

本実施形態では、カチオン電着塗装の下地処理として亜鉛メッキ処理が施されている。この亜鉛メッキ処理は、素材と外気を遮断するだけでなく、自己犠牲作用により亜鉛が溶解して素材の腐食を抑制する効果があるため、塗料の付着性が向上するだけでなく、リン酸亜鉛処理に比べ、耐食性、防錆性能に優れている。さらに、ここでは、亜鉛メッキ処理の後にシーラー処理が施されていても良い。これによって亜鉛メッキ皮膜の表面粗さを電着塗料が食い付き易いように適正化させることができ、外方部材１９が長期間に亘って発錆するのを防止することができると共に、鋼製の外方部材１９とアルミ合金製のナックルＫとの組み合せによってナックルＫに電食が発生するのを防止し、信頼性を一層向上させることができる。

カチオン電着塗装は、外方部材１９の熱処理と電着塗装・焼付乾燥工程がオフラインにて実施されている。具体的には、焼戻しと焼付乾燥は焼入れ後の２４時間以内、好ましくは１２時間以内に実施するのが好ましい。なお、この焼戻しと焼付乾燥が２４時間以内に実施できない場合は、一旦１００℃程度の仮焼戻しを実施しておくことにより、置き割れ等のトラブルを防止して焼戻しができ、外方部材１９の表面硬さ低下と塗膜性能の低下を防止することができる。

図４は、本発明に係る車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態（図２）と基本的には軸受部の構成が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

この車輪用軸受装置は第２世代と呼称される駆動輪用であって、ハブ輪２４と、このハブ輪２４に固定された車輪用軸受２５とからなる。車輪用軸受２５は、外方部材２６と、一対の内輪５、５、および両部材２６、５間に転動自在に収容された複列の転動体３、３を備えている。また、外方部材２６と内輪５との間に形成される環状空間の開口部にはシール１６、１６が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。

ハブ輪２４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、アウター側の端部に車輪取付フランジ６を一体に有し、この車輪取付フランジ６から軸方向に延びる円筒状の小径段部２４ａが形成されている。そして、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部２４ａに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

外方部材２６はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、外周に車体取付フランジ２ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成され、少なくとも複列の外側転走面２ａ、２ａが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

本実施形態では、外方部材２６は、ナックル（図示せず）に当接する車体取付フランジ２ｂのインナー側の側面２７と、この側面２７からインナー側の端部に亙る外周面２８、および車体取付フランジ２ｂの外周面２９にカチオン電着塗装によって電気絶縁性皮膜１７（図中クロスハッチングにて示す）が形成されている。これにより、鋼製の外方部材２６とアルミ合金製のナックルとの組み合せによってナックルに電食が発生するのを防止することができる。

ここで、カチオン電着塗装は、外方部材２６の焼戻しとカチオン電着塗装の焼付乾燥が１５０〜２００℃の範囲で、１．５〜２．０時間程度、オンラインで同時に実施されている。これにより、外方部材２６の強度・寿命の低下を防止することができると共に、所望の塗膜性能を確保することができる。

図５は、本発明に係る車輪用軸受装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。なお、本実施形態は、前述した第３の実施形態（図４）と基本的には外方部材の構成が異なるのみで、その他前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部品や部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

この車輪用軸受装置は第１世代と呼称される駆動輪用であって、ハブ輪２４と、このハブ輪２４に圧入固定された車輪用軸受３０とからなる。車輪用軸受３０は、内周に複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成された円筒状の外方部材３１と、一対の内輪５、５、および両部材３１、５間に転動自在に収容された複列の転動体３、３を備えている。外方部材３１はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

本実施形態において、外方部材３１は、ナックル（図示せず）に当接する外周面３１ａにカチオン電着塗装によって電気絶縁性皮膜１７（図中クロスハッチングにて示す）が形成されている。これにより、鋼製の外方部材３１とアルミ合金製のナックルとの組み合せによってナックルに電食が発生するのを防止することができる。

ここで、カチオン電着塗装は、外方部材３１の焼戻しとカチオン電着塗装の焼付乾燥が１５０〜２００℃の範囲で、１．５〜２．０時間程度、オンラインで同時に実施されている。これにより、外方部材３１の強度・寿命の低下を防止することができると共に、所望の塗膜性能を確保することができる。

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。

本発明は、アルミ合金等の軽合金からなるナックルに支持固定される第１乃至第４世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。

１ 内方部材
２、１９、２６、３１ 外方部材
３ 転動体
４、２０、２４ ハブ輪
４ａ、５ａ 内側転走面
４ｂ、２４ａ 小径段部
４ｃ、１２ａ セレーション
５ 内輪
６ 車輪取付フランジ
６ａ ハブボルト
６ｂ 基部
６ｃ ボルト孔
６ｄ 円孔
７ 固定ボルト
８ 等速自在継手
９ 外側継手部材
１０ マウス部
１１ 肩部
１２ ステム部
１２ｂ 雄ねじ
１３ 固定ナット
１４ 保持器
１５、１６ シール
１７、２３ 電気絶縁性皮膜
２１、２７ 車体取付フランジのインナー側の側面
２２、２８ 外方部材のインナー側の外周面
２５、３０ 車輪用軸受
２９ 車体取付フランジの外周面
５１ 内方部材
５２ 外方部材
５２ａ、５２ｂ 外側転走面
５２ｃ 車体取付フランジ
５３ ボール
５４ ハブ輪
５４ａ、５５ａ 内側転走面
５４ｂ 小径段部
５５ 内輪
５６ 車輪取付フランジ
５７ 軸状部
５８ 加締部
５９、６０ 保持器
６１、６２ シール
６３ 絶縁皮膜
６４ 支持面
Ｋ ナックル
Ｒ ブレーキロータ
Ｗ 車輪
ＰＣＤｉ 反フランジ側のボールのピッチ円直径
ＰＣＤｏ 車輪取付フランジ側のボールのピッチ円直径

Claims (12)

1. 軽合金製のナックルに内嵌され、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、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる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嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、外周に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間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、
   前記外方部材の少なくとも前記ナックルと当接する外周面にカチオン電着塗装によって電気絶縁性皮膜が形成されると共に、
   この電気絶縁性皮膜の下地処理として亜鉛系皮膜が形成され、その上にシーラー処理が施されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記電気絶縁性皮膜の下地処理としてリン酸亜鉛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。
3. 前記電気絶縁性皮膜の下地処理として亜鉛メッキ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。
4. 前記電気絶縁性皮膜の膜厚が１０〜５５μｍの範囲に設定されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
5. 軽合金製のナックルに内嵌され、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、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる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嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、外周に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間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置の製造方法において、
   前記外方部材の少なくとも前記ナックルと当接する外周面にカチオン電着塗装によって電気絶縁性皮膜が形成されると共に、
   前記外方部材の少なくとも前記複列の外側転走面が焼入れ・焼戻しによって所定の表面硬さに硬化処理され、前記焼戻しと前記カチオン電着塗装の焼付乾燥が同時に実施されることを特徴とする車輪用軸受装置の製造方法。
6. 前記外方部材の焼戻し温度が１５０〜２００℃の範囲に設定され、１．５〜２．０時間実施される請求項５に記載の車輪用軸受装置の製造方法。
7. 前記焼戻しが前記焼入れ後の２４時間以内に実施される請求項５または６に記載の車輪用軸受装置の製造方法。
8. 前記焼戻しが前記焼入れ後の１２時間以内に実施される請求項７に記載の車輪用軸受装置の製造方法。
9. 前記外方部材の焼入れ後に一旦略１００℃の仮焼戻しが実施される請求項５または６に記載の車輪用軸受装置の製造方法。
10. 前記電気絶縁性皮膜の下地処理として亜鉛系皮膜が形成され、その上にシーラー処理が施される請求項５乃至９いずれかに記載の車輪用軸受装置の製造方法。
11. 前記シーラー処理が略３０秒〜２分の浸漬によって実施される請求項１０に記載の車輪用軸受装置の製造方法。
12. 前記シーラー処理がスプレー処理を行うことにより実施される請求項１０に記載の車輪用軸受装置の製造方法。

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